KR20200005556A - 세라믹에서 볼 클레이를 완전히 또는 부분적으로 대체하기 위한 조성물, 그의 제조 방법, 및 그의 용도 (composition to completely or partially replace ball clay in ceramics, method of making, and use thereof) - Google Patents
세라믹에서 볼 클레이를 완전히 또는 부분적으로 대체하기 위한 조성물, 그의 제조 방법, 및 그의 용도 (composition to completely or partially replace ball clay in ceramics, method of making, and use thereof) Download PDFInfo
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Abstract
조성물은 0.25% 내지 5% 범위의 고형 중량 분율의 양으로 존재하는 적어도 하나의 형태의 아타풀자이트; 17% 내지 50% 범위의 고형 중량 분율의 양으로 존재하는 카올린; 및 선택적으로 0% 내지 25% 범위의 고형 중량 분율의 양의 볼 클레이를 포함한다. 다른 공정에 의해 제조 가능하지만, 일부 구현예들에서, 조성물은 구성 성분들을 혼합함으로써 제조 가능하다. 다른 목적으로 사용 가능하지만, 일부 구현예들에서, 조성물은, 특히 슬립이 건조, 소성, 및 선택적으로 마감 전에 성형에 적합한 고형물, 화학 및 점도를 가질 때, 예를 들어, 캐스팅, 프레싱, 지거링 또는 졸링을 통해, 세라믹 조각을 제조하는 데 사용된다.
Description
조성물은 0.25% 내지 5% 범위의 고형 중량 분율(solid weight fraction)의 양으로 존재하는 적어도 하나의 형태의 아타풀자이트(attapulgite); 17% 내지 50% 범위의 고형 중량 분율의 양으로 존재하는 카올린; 및 선택적으로 0% 내지 25% 범위의 고형 중량 분율의 양의 볼 클레이(Ball Clay)를 포함한다. 다른 공정에 의해 제조 가능하지만, 일부 구현예들에서, 조성물은 구성 성분들을 혼합함으로써 제조 가능하다. 다른 목적으로 사용 가능하지만, 일부 구현예들에서, 조성물은, 특히 세라믹 포뮬레이션(formulation)이 건조, 소성, 및 선택적으로 마감(finishing) 전에 성형에 적합한 고형물, 화학 및 점도를 가질 때, 예를 들어, 캐스팅(casting), 프레싱(pressing), 지거링(jiggering) 또는 졸링(jollying)을 통해, 세라믹 조각(piece)을 제조하는 데 사용된다.
분산제 및 다른 첨가제의 첨가와 함께, 적어도 1종의 카올린, 적어도 하나의 형태의 아타풀자이트; 분쇄된 석영; 분쇄된 장석과 함께, 감소된 농도의 볼 클레이를 함유하거나 볼 클레이를 함유하지 않는, 분말(들), 과립 또는 프릴(prill) 형태; 또는 슬러리 형태; 또는 페이스트 또는 필터 케이크 형태의 조성물은, 세라믹 조각으로 캐스팅, 프레싱, 지거링 또는 졸링될 수 있는 현탁액, 슬립(slip), 또는 퍼그(pug)를 제조하는 데 사용될 수 있다. 다른 목적으로 사용 가능하지만, 조성물은 세라믹 조각을 캐스팅, 프레싱, 지거링 또는 졸링하기 위한 슬립 또는 퍼그를 제조하는 데 사용 가능하다. 다른 방식으로 제조 가능하지만, 조성물은, 석영, 장석, 분산제 및 기타 첨가제의 첨가와 함께, 미정제(crude) 점토, 건조 점토, 또는 슬러리 점토 형태의 카올린, 적어도 하나의 형태의 아타풀자이트, 및 볼 클레이, 또는 이들의 임의의 조합을 블렌딩함으로써 제조 가능하다.
기술된 본 발명을 사용하여 세라믹 조각을 형성하도록 캐스팅, 프레싱, 지거링 또는 졸링된, 마감되거나 마감되지 않은 세라믹 바디(body) 형태의 조성물이 제공된다.
볼 클레이는 20% 내지 80%의 카올리나이트, 10% 내지 25%의 운모, 6% 내지 65%의 석영 및 더 적은 비율의 다양한 다른 광물 및 탄소질 물질(예컨대 갈탄)로 구성된 점토군이다. 볼 클레이는 시간이 지남에 따라 층상으로 퇴적되었기 때문에, 단일 퇴적층 내의 광물 및 화학 조성에 때때로 큰 차이가 존재한다.
볼 클레이는 가소성을 위해 세라믹에 사용된다.
볼 클레이는 슬러리 및 슬립에 고밀도 광물을 현탁시키는 능력로 인해 슬립에서 사용된다.
볼 클레이는 희귀하며, 주로 켄터키주, 테네시주, 미시시피주 및 잉글랜드의 일부에서 채굴되고 있다.
볼 클레이의 한 가지 단점은 풀 슬립(full slip)의 생성 전에 1 내지 7일 동안 볼 클레이 슬러리를 숙성시키지 않고서는 안정적인 점도에 도달하기 어렵다는 것이다.
볼 클레이의 한 가지 단점은 신속한 캐스팅을 달성하기 위해 슬립의 캐스팅 속도를 제어하는 것이 어렵다는 것이다.
볼 클레이의 한 가지 단점은 세계 여러 지역에서 현지 공급원을 얻는 것이 어려워서, 볼 클레이를 사용하여 생산된 세라믹의 비용을 증가시킨다는 것이다.
볼 클레이를 사용하는 것의 한 가지 단점은 바디 포뮬레이션의 가소성 부분의 필요한 모든 특성의 균형을 맞추기 위해 2종 내지 3종의 상이한 카올린 클레이와 함께 3종 내지 4종의 상이한 볼 클레이를 사용할 필요가 있다는 것이다.
볼 클레이를 대체하는 데 있어서 한 가지 어려움은, 특히 슬립의 점도 빌드(viscosity build) 및 캐스팅 속도에 영향을 미치지 않으면서 캐스트 및 건조 조각에서 가소성(생 강도(green strength))을 유지하는 것이다.
볼 클레이를 대체하는 데 있어서 한 가지 어려움은 가소성(생 강도)을 잃지 않거나 가열된 조각(fired piece)의 수축률을 변화시키지 않으면서 가열 강도(fired strength)를 유지하는 것이다.
전술한 일반적인 설명 및 하기 상세한 설명 모두는 단지 대표적이고 설명적인 것이며 청구된 바와 같이 본 발명을 제한하는 것이 아님을 이해해야 한다.
본 명세서에 포함되어 그의 일부를 구성하는, 도면에 있는 첨부된 표는 본 발명의 구현예들을 예시하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다.
본 명세서에 포함되어 그의 일부를 구성하는 첨부된 도면은 본 발명의 구현예들을 예시하고, 상세한 설명과 함께 본원에 기술된 구현예들의 원리를 설명하는 역할을 한다.
도 1은 구성요소 약어표를 도시한다.
도 2는 구현예들의 구성요소들에 대한 SWF를 도시한다.
도 3은 관측변수(observable)들의 이론 값과 측정 값의 비교를 도시한다.
도 4는 볼 클레이없이 제조된 슬립들의 비교를 도시한다.
도 5는 세라믹 조각의 특성을 도시한다.
도 1은 구성요소 약어표를 도시한다.
도 2는 구현예들의 구성요소들에 대한 SWF를 도시한다.
도 3은 관측변수(observable)들의 이론 값과 측정 값의 비교를 도시한다.
도 4는 볼 클레이없이 제조된 슬립들의 비교를 도시한다.
도 5는 세라믹 조각의 특성을 도시한다.
고형물 중량 퍼센트(w/w%)는, 주어진 부피의 조성물 중의 건조 고형물의 중량을 조성물의 총 중량으로 나누고 이에 100%를 곱한 값이다. w/w%는 다음 식을 이용하여 계산된다:
w/w% = Ws/Wt x 100%
(1)
상기 식에서, Ws는 조성물 중의 건조 고형물의 중량이고, Wt는 조성물의 총 중량이다. 예를 들어, 조성물 중의 고형물의 총 중량(Ws)이 75 g이고 조성물의 총 중량(Wt)이 100 g 인 경우, 고형물 중량 퍼센트 w/w%는 75%이다.
조성물의 성분의 고형 중량 분율 퍼센트(SWFi%)는, 주어진 부피의 조성물 중의 건조 고형물 성분의 중량을 그 부피의 조성물 중의 모든 고형물의 총 건조 중량으로 나누고 이에 100%를 곱한 값이다. 식은 다음과 같다:
SWFi% = Ws,i/Ws x 100%
(2)
상기 식에서, Ws,i는 총 중량 Ws를 갖는 조성물 중의 건조 고형물 성분의 중량이다. 예를 들어, 조성물 중의 고형물의 총 중량(Ws)이 100 g이고, 그 중 2.0 g이 ActiGel®208(Ws,i) 인 경우, ActiGel®208에 대하여, SMFActiGel®208% = 2.0% 이다.
조성물은 0.25% 내지 5% 범위의 고형 중량 분율의 양으로 존재하는 적어도 하나의 형태의 아타풀자이트; 17% 내지 50% 범위의 고형 중량 분율의 양으로 존재하는 카올린; 및 선택적으로 0% 내지 25% 범위의 고형 중량 분율의 양의 볼 클레이를 포함한다.
일부 구현예들에서, 적어도 하나의 형태의 아타풀자이트는 러시아 페름(Perm)의 포포프카강(Popovka River) 근처에 있는 팔리고르스카야(Palygorskaya); 조지아주 디케이터 카운티의 아타펄거스(Attapulgus); 모로코의 타프라우트(Tafraout); 및 인도 안드라 프라데시주의 하이데라바드(Hyderabad) 퇴적층에서 선택된 산지로부터 유래된다. 일부 구현예들에서, 아타풀자이트는 조지아주 디케이터 카운티의 아타펄거스로부터의 것이다. 일부 구현예들에서, 아타풀자이트는, 몬모릴로나이트, 백운석, 방해석, 활석, 녹니석, 석영 등과 같은 다른 비-아타풀자이트 광물과 결합되어 있다. 일부 구현예들에서, 아타풀자이트는 비-아타풀자이트 광물을 실질적으로 함유하지 않으며, 정제된 함수 마그네슘 알루미노 실리케이트이다. 그러한 정제된 아타풀자이트(함수 알루미노 실리케이트)는, 일부 구현예들에서, 각각 그 전체가 본원에 포함된, 미국 특허 제6,444,601호 및 미국 특허 제6,130,179호의 방법을 이용함으로써 입수 가능하다.
일부 구현예들에서, 아타풀자이트는 정제된 함수 마그네슘 알루미노 실리케이트이다.
일부 구현예들에서, 적어도 하나의 형태의 아타풀자이트는 스멕타이트(smectite)가 빈약화된 아타풀자이트로부터 선택된다. 그러한 빈약화는, 일부 구현예들에서, 건식 가공에 의해 얻어진다. 일부 구현예들에서, 적어도 하나의 형태의 아타풀자이트는, 조지아주 아타펄거스 근처의 메이그스-퀸시(Maigs-Quincy) 지구에 있는 풀러토(fuller's earth) 퇴적층으로부터 선택된, 건식 가공되고, 미분된, 겔화 등급의 벌크 Mg-알루미노 실리케이트 점토로부터의 것이다. 예를 들어, 일부 구현예들에서, 건식 가공된 아타풀자이트는 스멕타이트의 제거를 위해 정제되지 않았다.
일부 구현예들에서, 건식 가공된 아타풀자이트는 MIN-U-GEL® 200, MIN-U-GEL® 400, MIN-U-GEL® G-35, MIN-U-GEL® FG, FLORIGEL® HY, 및 MIN-U-GEL® MB로부터 선택된다. 각각은 액티브 미네랄스 인터내셔널(Active Minerals International)로부터 입수 가능하다.
아타풀자이트는 때때로 염 겔(salt gel) 또는 풀러토로 지칭된다. 일부 구현예들에서, 아타풀자이트는 겔 및 흡수제 등급으로 생성된 함수 마그네슘 알루미늄-실리케이트이다.
일부 구현예들에서, 아타풀자이트는 MIN-U-GEL® 또는 Florigel®이다.
일부 구현예들에서, 하나 이상의 형태의 아타풀자이트는 MIN-U-GEL® 및 ACTI-GEL® 208이다.
일부 구현예들에서, 적어도 1종의 아타풀자이트는 액체 Acti-Gel® 208 또는 조지아주 아타펄거스 근처의 메이그스-퀸시 지구에 있는 풀러토 퇴적층로부터 선택된 아타풀자이트의 슬러리이다.
일부 구현예들에서, 하나 이상의 형태의 아타풀자이트는, 하나 이상의 형태의 아타풀자이트 및 물로 이루어진 슬러리 또는 예비-겔(pre-gel)의 형태로 첨가된다. 일부 구현예들에서, 예비-겔은 중량 기준으로 18% 내지 26%(w/w%)의 하나 이상의 형태의 아타풀자이트 및 나머지 물로 이루어진다.
일부 구현예들에서, 적어도 1종의 아타풀자이트는 조지아주 아타펄거스 근처의 메이그-퀸시 지구에 있는 풀러토 퇴적층으로부터 선택된 미가공된 미정제 점토이다.
일부 구현예들에서, 적어도 하나의 형태의 아타풀자이트는 본원에 언급된 것과 같은 정제된 아타풀자이트, 및 본원에 언급된 것과 같은 건식 가공된 아타풀자이트로부터 선택된다.
일부 구현예들에서, 조성물은 1% 내지 4.5% 범위의 SWF의 양으로 존재하는 적어도 하나의 제2 형태의 아타풀자이트를 추가로 포함한다. 예를 들어, 적어도 하나의 제2 형태의 아타풀자이트의 양은 1% 내지 4% 또는 0.5% 내지 2%의 범위이다. 하나의 제2 형태의 아타풀자이트가 사용될 때, 그의 SWF는 적어도 하나의 형태의 아타풀자이트의 SWF에 추가적인 것이다.
일부 구현예들에서, 적어도 하나의 제2 형태의 아타풀자이트는 본원에 언급된 것과 같은 건식 가공된 아타풀자이트로부터 선택된다.
일부 구현예들에서, 적어도 하나의 형태의 아타풀자이트는 1.0% 내지 5.0% 또는 0.5% 내지 4.0% 또는 0.25% 내지 2.0% 범위의 SWF의 양으로 존재한다.
일부 구현예들에서, 카올린 점토는 5 미만의 MBI(ASTM C-837-09 참조), 및 1% 미만의 그릿(grit) 함량을 갖는 비활성 함수 알루미늄 실리케이트 점토로부터 선택된다. 일부 구현예들에서, 카올린은, 물질의 0.25 중량% 이하가 47 μm를 초과하는 크기를 갖거나 물질의 0.12 중량% 이하가 47 μm를 초과하는 크기를 갖는 것으로부터 선택된다. 일부 구현예들에서, 카올린 점토는 7 내지 15의 MBI 또는 12 내지 25의 MBI를 갖는 비활성 함수 알루미늄 실리케이트 점토로부터 선택된다.
일부 구현예들에서, 카올린 점토는 낮은 표면적을 갖는 비활성 함수 알루미늄 실리케이트 점토로부터 선택된다.
일부 구현예들에서, 카올린 점토는 200 g 초과의 바로이드(Baroid) 캐스팅 속도 및 10 m2/g 미만의 표면적을 갖는 비활성 함수 알루미늄 실리케이트 점토로부터 선택된다.
일부 구현예들에서, 카올린 점토는 6% 미만이 47 ㎛를 초과하는 크기를 갖는 미가공된 미정제 카올린으로부터 선택된다.
일부 구현예들에서, 카올린 점토는 공기-부유성(air-floated) 카올린 점토의 액티브 미네랄스 인터내셔널 Acti-Min® 계열로부터 수득된 것과 같은 공기 부유 카올린 점토로부터 선택된다.
일부 구현예들에서, 카올린 점토는 경질 및 연질 점토들로부터 선택된다. 일부 구현예들에서, 연질 점토는 공기 부유 카올린이다. 일부 구현예들에서, 경질 점토는 강화 점토이다.
일부 구현예들에서, 카올린 점토는 ACTI-MIN® SA-1, ACTI-MIN® CR, ACTI-MIN® WC-5, ACTI-CAST® CM, ACTI-CAST® Coarse, ACTI-CAST® AF, ACTI-MIN® RP-2, ACTI-MIN® RP-80, ACTI-MIN® S1-R, ACTI-MIN® FE, CHAMPION®, 및 CROWN®으로부터 선택된다.
일부 구현예들에서, 카올린은 32% 내지 38% 또는 35% 내지 40% 또는 38% 내지 48% 범위의 SWF의 양으로 존재한다.
일부 구현예들에서, 볼 클레이는 켄터키주, 테네시주 및 미시시피주에 있는 하나 이상의 공급원으로부터 선택된다.
일부 구현예들에서, 볼 클레이는 2% 내지 17% 또는 1% 내지 5.0% 또는 7% 내지 15% 범위의 SWF의 양으로 존재한다.
일부 구현예들에서, 조성물은 적어도 1종의 액체를 추가로 포함한다. 일부 구현예들에서, 적어도 1종의 액체는 물이다. 일부 구현예들에서, 액체는 물 및 적어도 1종의 다른 액체를 포함한다. 일부 구현예들에서, 물은 물 + 적어도 1종의 다른 액체의 부피의 총 부피에 대하여 80% v/v를 초과하는 양으로 존재한다. 일부 구현예들에서, 양은 90% v/v 또는 95% v/v 또는 99% v/v를 초과한다. 일부 구현예들에서, 양은 85% 내지 95% v/v 또는 96% 내지 99% v/v의 범위이다.
일부 구현예들에서, 적어도 1종의 다른 액체는 유기 액체이다. 일부 구현예들에서, 적어도 1종의 다른 액체는 물과 혼화성이거나 물과 적어도 부분적으로 혼화성이다. 일부 구현예들에서, 적어도 1종의 다른 액체는 알코올이다.
일부 구현예들에서, 조성물은 석영 또는 장석을 추가로 포함한다.
일부 구현예들에서, 석영은 75 ㎛ 미만 또는 45 ㎛ 미만의 D90을 갖는 결정질 실리카이다. 일부 구현예들에서, 실리카는 규사(quartz sand), 사암, 또는 구석(flint pebble)으로부터 선택된다.
일부 구현예들에서, 장석은 75 ㎛ 미만 또는 45 ㎛ 미만의 D90을 갖는 나트륨 장석이다. 일부 구현예들에서, 장석은 칼륨 장석, 하석 섬장암(nepheline syenite) 또는 애플라이트(aplite)로 치환될 수 있다. 일부 구현예들에서, 장석은 나트륨(Na), 칼륨(K), 및/또는 칼슘(Ca)을 함유하는 알루미노실리케이트로부터 선택된다.
일부 구현예들에서, 조성물은 분산제를 추가로 포함한다. 일부 구현예들에서, 분산제는 유기화합물, 예컨대 폴리아크릴레이트 및 아크릴 유도체 또는 폴리카보네이트이다. 일부 구현예들에서, 분산제는 무기화합물, 예컨대 규산나트륨, 포스페이트 및 폴리포스페이트, 수산화나트륨 및 수산화칼륨, 및 탄산나트륨 및 탄산칼륨이다. 일부 구현예들에서, 분산제는 규산나트륨, 트리폴리포스페이트 피로포스페이트, 테트라포스페이트, 및 에사메타포스페이트(esametaphosphate)로부터 선택된다. 일부 구현예들에서, 분산제는 테트라소듐 피로포스페이트인 TSPP로부터 선택된다. 일부 구현예들에서, 조성물은 분산제를 함유하지 않는다.
일부 구현예들에서, 조성물은 상기 언급된 것들 이외에 첨가제를 포함한다. 일부 구현예들에서, 이러한 첨가제는 분산제, 계면활성제, 결합제, 응고제, 응집제, 및 pH 조절제로부터 선택된다.
일부 구현예들에서, 조성물은 규산나트륨, 트리폴리포스페이트 피로포스페이트, 테트라포스페이트, 및 에사메타포스페이트 분산제로부터 선택된 것과 같은 분산제를 추가로 포함한다. 분산제는 높은 고형물 함량에서 낮은 점도를 유지하기에 충분한 양으로 존재한다. 일부 구현예들에서, 분산제는 테트라소듐 피로포스페이트인 TSPP이다.
일부 구현예들에서, 조성물은 1종 이상의 4급 아민을 추가로 포함한다. 일부 구현예들에서, 1종 이상의 4급 아민은 가소성을 유지하고 캐스트 속도를 증가시키거나, 높은 분산제 농도의 효과를 상쇄시키는 것을 가능하게 한다.
4급 아민은 산업 및 가정용 소독제로서, 또는 계면활성제, 직물 연화제 및 정전기 방지제로서, 또는 화장품 및 샴푸와 같은 개인 관리 용품에 일반적으로 사용된다. 4급 아민은 세라믹 산업에서 캐스팅 속도 및 가소성의 제어를 위해 사용된 적이 없었다.
일부 구현예들에서, 1종 이상의 4급 아민은 하기 화학식의 것들로부터 선택된다:
[N-R1R2R3R4]+X-, 여기서,
N은 질소이고,
R1 내지 R4는 C1 내지 C50 알킬 기(예컨대 C1(메틸), C2(에틸), C3(i-프로필 또는 n-프로필), C4 , C5 , C6 , C8 , C10 , C12 , C14 , C16 , 및 C18 및 최대 50개 탄소를 갖는 더 긴 알킬 사슬) 또는 6 내지 14개의 탄소 원자를 가지며 C1 내지 C18을 갖는 알킬 스페이서와 선택적으로 연결된 아릴 기(예컨대 페닐, 벤질, 에틸 페닐, C3 내지 C18 페닐)로부터 독립적으로 선택되고,
X-는 음이온, 예컨대 클로라이드, 브로마이드, 아세테이트 및 사카리네이트이다.
일부 구현예들에서, R1 내지 R4는 동일하다. 일부 구현예들에서, R1 내지 R4는 상이하다. 일부 구현예들에서, R1 내지 R4의 일부는 동일하지만 나머지는 상이하다.
일부 구현예들에서, 4급 아민은 R1이 벤질이고, R2 및 R3가 메틸이고, R4가 C8 내지 C18이고, 선택적으로 여전히 X-가 클로라이드인 상기 화학식의 것들로부터 선택된다.
일부 구현예들에서, 4급 아민은 벤즈알코늄 클로라이드, 또는 디스테아릴 디메틸 암모늄 클로라이드 또는 n-알킬 디메틸 벤질 클로라이드이다.
일부 구현예들에서, 4급 아민은 바바수아미도프로팔코늄(babassuamidopropalkonium) 클로라이드, 벤즈알코늄 클로라이드, 벤자토늄 클로라이드, 자몽 종자 추출물, 메틸벤제토늄 클로라이드, 세탈코늄 클로라이드, 식물성 오일 쿼터너리(quaternary), 쿼터늄-15, 스테아랄코늄 클로라이드, 폴리쿼터늄, 구아르 하이드록시프로필트리모늄 클로라이드, 베헨트리모늄 클로라이드, 베헨트리모늄 메토설페이트로부터 선택된다.
4급 아민은, 일부 구현예들에서, 조성물의 캐스트 속도를 50%에서 150%로 증가시키는 것을 가능하게 한다.
4급 아민은, 일부 구현예들에서, 유기 또는 무기 분산제, 또는 두 유형 모두의 분산제를 사용하여 조성물이 저점도로 완전히 분산되게 하고, 이어서 허용 가능한 캐스팅 속도 및 높은 가소성으로 회복되게 하는 것을 가능하게 한다.
4급 아민은, 일부 구현예들에서, 물체를 절단하는 것의 용이성 의해 결정된 바와 같은 가소성의 척도를, 전통적인 볼 클레이 슬립을 절단할 때 관찰된 것과 동일한 범위로 가져오는 것을 가능하게 한다.
조성물은, 일부 구현예들에서, 고압에서 캐스팅될 때, 몰드로부터 분리된 지 수분 내에 절단되도록 충분히 굳는다.
존재할 때, 1종 이상의 4급 아민은 0.005 내지 0.025% 또는 0.01 내지 0.04% 또는 0.02 내지 0.5% 범위의 고형 중량 분율(SWF)의 양으로 존재한다.
일부 구현예들에서, 조성물은 1종 이상의 응고제, 예컨대 무기 응고제 또는 유기 응고제 또는 무기 응고제와 유기 응고제 둘 모두의 조합을 추가로 포함한다. 일부 구현예들에서, 유기 응고제는 폴리아민, 폴리DADMAC, 멜라민 포름알데히드, 및 탄닌으로부터 선택된다. 일부 구현예들에서, 무기 응고제는 황산알루미늄(명반), 염화알루미늄, 폴리알루미늄 클로라이드(PACl), 알루미늄 클로로하이드레이트(ACH), 황산제2철, 황산제1철, 및 염화제2철로부터 선택된다.
일부 구현예들에서, 조성물은 1종 이상의 응집제, 예컨대 양이온성 또는 음이온성 응집제를 추가로 포함한다. 일부 구현예들에서, 양이온성 응집제는 중합체 및 공중합체, 예컨대 AETAC(N,N-디메틸아미노에틸 아크릴레이트 메틸 클로라이드 쿼터너리) 또는 METAC(N,N-디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 메틸 클로라이드 쿼터너리)와 아크릴아미드의 공중합체로부터 선택된다. 일부 구현예들에서, 음이온성 응집제는 중합체 및 공중합체, 예컨대 아크릴아미드와 아크릴산의 공중합체로부터 선택된다.
일부 구현예들에서, 조성물은 1종 이상의 pH 조절제를 추가로 포함한다. 일부 구현예들에서, pH 조절제는 석고, 수화 석회, 질산암모늄, 및 황산알루미늄으로부터 선택된다. 일부 구현예들에서, pH 조절제는 수산화나트륨, 가성 소다, 수화 석회, 껍질분(shell meal), 석회석, 연소 석회, 백운석, 사탕무 석회, 및 규산칼슘으로부터 선택된다. 일부 구현예들에서, pH 조절제는 황산알루미늄, 황산칼슘, 황산마그네슘, 엡섬염(Epsom salt), 염화칼슘, 석회황, 황산제2철, 황산, 아세트산, 염산, 황, 및 석고로부터 선택된다. 일부 구현예들에서, 중화제는 석고, 수화 석회, 질산암모늄, 및 황산알루미늄으로부터 선택된다.
일부 구현예들에서, 조성물은 수성 현탁액 또는 슬러리, 퍼그, 페이스트, 케이크, 분말, 과립, 펠릿, 및 프릴로부터 선택된 형태로 존재한다.
본원에 사용되는 바와 같이, 현탁액 또는 슬러리는 고형 입자가 부분적으로 또는 완전히 분산되어 있는 페이스트 또는 액체이다.
본원에 사용되는 바와 같이, 현탁액은 고형 입자가 분산되어 있는 액체이다. 슬러리는 유동성 현탁액이다.
본원에 사용되는 바와 같이, 슬립은 세라믹 바디의 실질적으로 모든 구성요소가 혼합된 액체이다. 슬립 또는 현탁액의 고형 입자는 고형 미립자이다.
수성 현탁액의 일부 구현예들에서, 액체는 물이다. 일부 구현예들에서, 액체는 물 및 적어도 1종의 다른 액체를 포함한다. 수성 현탁액의 구현예들에서, 물은 물 + 적어도 1종의 다른 액체의 부피의 총 부피에 대하여 80% v/v를 초과하는 양으로 존재한다. 일부 구현예들에서, 양은 90% v/v 또는 95% v/v 또는 99% v/v를 초과한다. 일부 구현예들에서, 양은 85% 내지 95% v/v 또는 96% 내지 99% v/v의 범위이다.
일부 구현예들에서, 수성 현탁액은 슬러리, 즉, 유동성이다.
본원에 사용되는 바와 같이, 슬립은 세라믹 바디의 실질적으로 모든 구성요소가 혼합된 액체이다. 슬립 또는 현탁액의 고형 입자는 고형 미립자이다.
일부 구현예들에서, 수성 현탁액은 60% 내지 74% 또는 65% 내지 75% 범위의 총 고형물 중량 퍼센트(w/w%)의 양을 갖는다.
일부 구현예들에서, 조성물은 퍼그 또는 페이스트로부터 선택된 형태로 존재한다. 예를 들어, 조성물은, 선택적인 압출 전에 퍼그 밀(pug mill)에서 작업 가능한 페이스트를 만들기 위해 (본원에 언급된 바와 같은) 물 및 선택적으로 (본원에 언급된 바와 같은) 적어도 1종의 다른 액체와 혼합된다.
일부 구현예들에서, 조성물은 70% 내지 90% 또는 75% 내지 85% 범위의 총 고형물 중량 퍼센트(w/w%)의 양을 갖는 퍼그, 페이스트 또는 케이크로부터 선택된 형태를 갖는다.
일부 구현예들에서, 조성물은 75% 내지 90%(w/w%)의 고형물 범위의 총 고형물 중량 퍼센트(w/w%)의 양을 갖는 퍼그의 형태로 존재한다.
일부 구현예들에서, 조성물은 85% 내지 100% 범위의 총 고형물 중량 퍼센트(w/w%)의 양을 갖는 분말, 과립, 펠릿, 및 프릴로부터 선택된 형태를 갖는다.
조성물은 혼합에 의해 제조 가능하다. 일부 구현예들에서, 조성물의 성분들이 혼합된다. 일부 구현예들에서, 혼합은 믹서, 예컨대 건식 믹서, 예컨대 리본 믹서, 시멘트 믹서, 뮬러(Mueller) 믹서 등에 의해 촉진된다.
일부 구현예들에서, 조성물의 성분들은, 슬러리 또는 현탁액 형태의 조성물을 형성하기 위해 교반된다.
일부 구현예들에서, 퍼그, 케이크, 분말, 과립, 펠릿 또는 프릴 형태의 조성물은 첫 번째로 물에서 혼합되고, 이어서 요망되는 경우, 비-가소성 물질, 및 다른 물질이 첨가되고; 일부 구현예들에서, 퍼그, 케이크, 분말, 과립, 펠릿 또는 프릴 형태의 조성물은 두 번째로 또는 마지막으로 첨가된다. 일부 구현예들에서, 조성물은 물 또는 슬러리로의 첨가 후에 숙성되지 않는다. 첨가 순서는 가변적이다.
일부 구현예들에서, 슬러리 형태의 조성물은 숙성되지 않고; 일부 구현예들에서, 슬러리 형태의 조성물은 다른 물질의 첨가 전에 고형물 농도(w/w%)가 감소되고; 일부 구현예들에서, 슬러리 형태의 조성물은 다른 물질의 슬러리 또는 페이스트에 첨가된다. 첨가 순서는 중요하지 않다.
일부 구현예들에서, 조성물은 하나 이상의 형태의 아타풀자이트, 카올린 및 볼 클레이를 분말 점토, 액체 또는 슬러리, 또는 미가공된 미정제 점토의 형태로 첨가함으로써 제조된다. 일부 구현예들에서, 분산제 및 다른 물질은 액체 또는 슬러리 형태로 첨가된다.
일부 구현예들에서, 조성물은 슬러리 형태로 존재한다. 예를 들어, 슬러리 형태의 조성물의 제조 방법은 물, 적어도 하나의 형태의 아타풀자이트, 카올린, 볼 클레이, 분산제 및 다른 물질을 혼합하는 단계, 및 혼합하여 1500 cP 미만, 또는 1600 내지 2500 cP, 또는 1200 내지 1800 cP의 점도의 균일한 조성물을 형성하는 단계를 포함한다. 일부 구현예들에서, 혼합하는 단계는 제2 형태의 아타풀자이트를 혼합하는 것을 추가로 포함하고, 슬러리 형태의 조성물은 적어도 하나의 제2 형태의 아타풀자이트를 포함한다.
이들은 예시적인 제조 방법이며, 본원에 기술된 임의의 조성물은 본원에 기술된 성분들을 혼합하고 교반함으로써 제조 가능하다.
일부 구현예들에서, 조성물은 퍼그 믹서에 성분들을 첨가하여 퍼그, 페이스트 또는 과립을 형성함으로써 제조된다.
일부 구현예들에서, 조성물은 슬러리를 생성하고, 이어서 필터 프레싱(filter pressing)하여 프레스 케이크(press cake)를 제조하거나, 분무 건조하여 과립을 제조하거나, 핀 혼합(pin mixing)하여 과립을 제조함으로써 제조된다.
일부 구현예들에서, 슬러리 형태의 조성물의 저장은 8시간 초과의 기간 동안 이루어진다. 일부 구현예들에서, 저장은 8시간 내지 7일 범위의 기간 동안 이루어진다. 일부 구현예들에서, 저장은 3 내지 6 일 또는 4 내지 5 일 범위의 기간 동안 이루어진다. 일부 구현예들에서, 저장은 운송 중에 6 내지 10주 동안 이루어진다.
일부 구현예들에서, 슬러리 점도는 저장 후 분산제의 첨가에 의해 변경된다.
도 1은 표 1을 포함하며, 이는 표 2 내지 5에 있는 구성요소의 약어에 대한 약어표를 제공한다.
도 2는 표 2를 포함하며, 이는 가소성 및 비-가소성 구성요소의 결과적인 비율과 함께 3가지 포뮬러(formula)의 구성요소를 도시한다. 각 구성요소는 주 산화물 화학에 대해 X-선 형광(XRF)에 의해 측정되었고; LOI는 1000℃에서 결정되었으며, 가용성 SO4는 Hach 계측기를 사용하여 광 투과에 의해 결정되었다.
개별 구성요소의 화학을 이용하여 전체 포뮬러의 화학을 예측하는 전용 소프트웨어 모델이, 측정된 산화물 값을 예측된 산화물 값과 비교하기 위해 사용되었다.
도 3은 표 3을 포함하며, 이는 도 2의 표 2에 있는 3가지 포뮬러의 전용 소프트웨어에 의해 예측된 화학 분석을 독립적인 실험실에 의해 측정된 바와 같은 화학 분석(XRF)과 비교한다. 이 비교에 기초하여, 전용 소프트웨어에 의해 예측된 산화물 값은 측정 값에 대한 합리적인 대체물로 간주된다.
도 4는 표 4를 포함하며, 이는, 표 3에 있는 3가지 포뮬러에 의해 입증된 바와 같이, 모두 서로 유사한 화학을 가질 것으로 본 발명자들에 의해 예측된 다양한 포뮬러의 슬립 특성을 비교한다. 특성은 단일 지점 BET에 의해 측정된 m2/g 단위의 건식 블렌드의 표면적; 10 RPM에서 #2 브룩필드(Brookfield) 스핀들로 측정된 74%(w/w%) 고형물 슬립의 점도; 시험된 점도에서의 건식 블렌드의 규산나트륨의 농도(SWF); 슬립을 압력 여과한 후의 그램 단위의 바로이드 케이크 중량(캐스팅 속도의 척도)을 포함한다.
예를 들어, 대조군 A와 비교하여 포뮬러 ATTA 3 및 Y-1에 의해 유사한 점도가 달성되었지만, 분산제 요구는 유의하게 낮았으며, 바로이드에 의해 표시되는 바와 같은 캐스팅 속도는 유의하게 높았다.
이 조성물은 세라믹 조각을 제조하는 데 사용 가능하다.
일부 구현예들에서, 조성물은 규정된 형상을 갖는 습식 세라믹 조각으로 성형된다. 예를 들어, 베이스 조성물은, 요망되는 수준의 점도, 가소성 및 성형성이 달성될 때까지 물 및 선택적으로 1종의 다른 액체로 습윤된다(슬립 또는 슬러리 옵션은, 예를 들어, 분산제를 함유할 수 있음). 일부 구현예들에서, 규정된 형상을 갖는 습식 세라믹 조각은 조성물을 압출함으로써 형성된다. 일부 구현예들에서, 규정된 형상을 갖는 습식 세라믹 조각은 조성물을 프레싱함으로써 형성된다. 일부 구현예들에서, 규정된 형상을 갖는 습식 세라믹 조각은 조성물을 지거링 및/또는 졸링함으로써 형성된다. 일부 구현예들에서, 규정된 형상을 갖는 습식 세라믹 조각은 조성물을 캐스팅함으로써 형성된다.
일부 구현예들에서, 규정된 형상을 갖는 습식 세라믹 조각은 건조된 세라믹 조각을 형성하기 위해 건조 가능하다. 일부 구현예들에서, 규정된 형상을 갖는 습식 세라믹 조각은, 터널 건조 또는 주기적 건조를 사용하여 건조된 세라믹 조각을 형성하기 위해 건조된다.
일부 구현예들에서, 건조된 세라믹 조각은 세라믹 조각을 형성하기 위해 열을 통해 소성 가능하다. 소성은 치밀화를 가져온다. 일부 구현예들에서, 열을 통한 소성은 열을 통한 소성 전에 건조된 세라믹 조각을 압축하는 것을 동반한다.
세라믹 조각은 마감 가능하다. 일부 구현예들에서, 세라믹 조각은 랩핑(lapping), 그라인딩(grinding), 폴리싱(polishing), 및/또는 유약처리(glazing)에 의해 마감된다. 일부 구현예들에서, 세라믹 조각은 랩핑, 그라인딩, 및/또는 폴리싱에 의해 마감된다.
일부 구현예들에서, 유약은 소성 전에 도포되며, 균열 또는 잔금을 방지하기 위해 소성 공정 동안 바디와 유사한 속도로 수축되어야 한다.
도 5는 표 5를 포함하며, 이는, 도 3의 표 3에 있는 3가지 포뮬러에 의해 입증된 바와 같이, 모두 유사한 화학을 가질 것으로 본 발명자들에 의해 예측된 다양한 포뮬러의 석고 몰드에서 캐스팅된 막대의 특성을 비교한다. 특성은, 둘 모두 경화 주기의 단계에서의 psi 단위의 강도 측정치인 생(Green) MOR 및 가열(Fired) MOR; 생 수축률, 및 총 수축률(생 수축률과 가열 수축률의 합)을 포함한다.
예를 들어, 포뮬러 TM 및 X-7은 약간 더 높은 수축률을 갖는 표준과 비교하여 더 높은 생 강도 및 가열 강도를 제공한다.
카올린, 볼 클레이, 적어도 하나의 형태의 아타풀자이트, 석영 및/또는 장석을 포함하는 조성물은, 일부 구현예들에서, 캐스팅용 슬립 내의 가소성 및 비-가소성 구성요소의 일부 또는 대부분을 대체할 수 있는 슬러리를 블렌딩함으로써 제조 가능하다.
카올린, 볼 클레이, 적어도 하나의 형태의 아타풀자이트, 석영 및/또는 장석을 포함하는 조성물은, 일부 구현예들에서, 프레싱, 지거링 또는 졸링에 적합한 세라믹 퍼그 내의 가소성 및 비-가소성 구성요소의 일부 또는 대부분을 대체할 수 있는 슬러리를 블렌딩함으로써 제조 가능하다.
카올린, 볼 클레이, 적어도 하나의 형태의 아타풀자이트, 석영 및/또는 장석을 포함하는 조성물은, 일부 구현예들에서, 캐스팅용 슬립 내의 가소성 및 비-가소성 구성요소의 일부 또는 대부분을 대체할 수 있는 퍼그 또는 케이크를 형성함으로써 제조 가능하다.
카올린, 볼 클레이, 적어도 하나의 형태의 아타풀자이트, 석영 및/또는 장석을 포함하는 조성물은, 일부 구현예들에서, 프레싱, 지거링 또는 졸링에 적합한 세라믹 퍼그 내의 가소성 및 비-가소성 구성요소의 일부 또는 대부분을 대체할 수 있는 퍼그 또는 케이크를 형성함으로써 제조 가능하다.
카올린, 볼 클레이, 적어도 하나의 형태의 아타풀자이트, 석영 및/또는 장석을 포함하는 조성물은, 일부 구현예들에서, 캐스팅용 슬립 내의 가소성 및 비-가소성 구성요소의 일부 또는 대부분을 대체할 수 있는 분말, 과립, 펠릿 또는 프릴을 형성함으로써 제조 가능하다.
카올린, 볼 클레이, 적어도 하나의 형태의 아타풀자이트, 석영 및/또는 장석을 포함하는 조성물은, 일부 구현예들에서, 프레싱, 지거링 또는 졸링에 적합한 세라믹 퍼그 내의 가소성 및 비-가소성 구성요소의 일부 또는 대부분을 대체할 수 있는 분말, 과립, 펠릿 또는 프릴을 형성함으로써 제조 가능하다.
90% 내지 100%(w/w%)의 고형물을 갖는 분말, 과립 또는 프릴 형태; 또는 60% 내지 78%(w/w%)의 고형물을 갖는 슬러리 형태; 또는 75% 내지 85%(w/w%)의 고형물을 갖는 퍼그 형태의 조성물은, 슬립의 가소성 및 비-가소성 구성요소의 일부 또는 대부분을 대체함으로써 감소된 숙성 요건을 나타내는 것을 가능하게 한다.
90% 내지 100%(w/w%)의 고형물을 갖는 분말, 과립 또는 프릴 형태; 또는 60% 내지 78%(w/w%)의 고형물을 갖는 슬러리 형태; 또는 75% 내지 85%(w/w%)의 고형물을 갖는 퍼그 형태의 조성물은, 슬립의 가소성 및 비-가소성 구성요소의 일부 또는 대부분을 대체함으로써 점도 및 요변성에서 더 높은 안정성을 나타내는 것을 가능하게 한다.
90% 내지 100%(w/w%)의 고형물을 갖는 분말, 과립 또는 프릴 형태; 또는 60% 내지 78%(w/w%)의 고형물을 갖는 슬러리 형태; 또는 75% 내지 85%(w/w%)의 고형물을 갖는 퍼그 형태의 조성물은, 슬립의 가소성 및 비-가소성 구성요소의 일부 또는 대부분을 대체함으로써 전통적인 슬립과 비교하여 동일하거나 더 빠른 캐스팅 속도를 나타내는 것을 가능하게 한다.
본 발명자들에게 알려진 바와 같이, 전통적인 슬립 및 퍼그는, 다른 점도 광물 및 분산제와 함께, 대략 2:1의 비로, 예를 들어, 30%:15%; 또는 34%:16% 또는; 37%:15%의 SWF로 볼 클레이 및 카올린을 포함하는 가소성 부분을 포함한다.
본 발명자들에게 알려진 바와 같이, 전통적인 슬립 및 퍼그는, 다른 광물 및 첨가제와 함께, 대략 3:7의 비로, 예를 들어, 11%:38%; 또는 10%:40%; 또는 12%:42%의 SWF로 분쇄된 실리카 및 분쇄된 장석을 포함하는 비-가소성 부분을 포함한다.
본 발명자들에게 알려진 바와 같이, 전통적인 슬립 및 퍼그는, 분산제, 첨가제 및 기타 가소성 또는 비-가소성 광물의 소량의 첨가와 함께, 대략 1:1의 가소성물질 대 비-가소성물질의 비, 예를 들어, 51%:49%; 또는 50%:50%; 또는 52%:48%; 또는 48%:52%의 가소성물질 대 비-가소성물질의 SWF 비를 포함한다.
슬립 내의 모든 고형물은 대략 65% 내지 75%(w/w%)의 고형물 분율로 존재한다. 슬립의 적용은 위생용품, 전기 자기(electrical porcelain) 및 특정 유형의 식기를 캐스팅하는 것을 포함하지만 이로 한정되지 않는다.
퍼그 또는 케이크 내의 모든 고형물은 대략 75% 내지 85%(w/w%)의 고형물 분율로 존재한다. 적용은 프레스 타일(pressed tile) 및 공예품을 포함하지만 이로 한정되지 않는다.
카올린, 볼 클레이, 및 적어도 하나의 형태의 아타풀자이트를 포함하는 조성물은, 일부 구현예들에서, 캐스팅용 슬립 내의 가소성 구성요소의 일부 또는 전부를 대체할 수 있는 블렌딩된 슬러리이다.
적어도 하나의 형태의 아타풀자이트, 카올린 및 볼 클레이를 포함하는 조성물은, 일부 구현예들에서, 프레싱, 지거링 또는 졸링에 적합한 세라믹 퍼그 내의 가소성 구성요소의 일부 또는 전부를 대체할 수 있는 블렌딩된 슬러리이다.
적어도 하나의 형태의 아타풀자이트, 카올린 및 볼 클레이를 포함하는 조성물은, 일부 구현예들에서, 캐스팅용 슬립 내의 가소성 구성요소의 일부 또는 전부를 대체할 수 있는 퍼그 또는 케이크이다.
적어도 하나의 형태의 아타풀자이트, 카올린 및 볼 클레이를 포함하는 조성물은, 일부 구현예들에서, 프레싱, 지거링 또는 졸링에 적합한 세라믹 퍼그 내의 가소성 구성요소의 일부 또는 전부를 대체할 수 있는 퍼그 또는 케이크이다.
적어도 하나의 형태의 아타풀자이트, 카올린 및 볼 클레이를 포함하는 조성물은, 일부 구현예들에서, 캐스팅용 슬립 내의 가소성 구성요소의 일부 또는 전부를 대체할 수 있는 분말, 과립, 펠릿 또는 프릴이다.
적어도 하나의 형태의 아타풀자이트, 카올린 및 볼 클레이를 포함하는 조성물은, 일부 구현예들에서, 프레싱, 지거링 또는 졸링에 적합한 세라믹 퍼그 내의 가소성 구성요소의 일부 또는 전부를 대체할 수 있는 분말, 과립, 펠릿 또는 프릴이다.
90% 내지 100%(w/w%)의 고형물을 갖는 분말, 과립, 및 프릴로부터 선택된 형태; 또는 60% 내지 78%(w/w%)의 고형물을 갖는 슬러리 형태; 또는 75% 내지 85%(w/w%)의 고형물을 갖는 퍼그 형태의 조성물은, 슬립의 가소성 성분을 대체함으로써, (1) 숙성 요건을 감소시키고/감소시키거나; (2) 점도 및 요변성에서 더 높은 안정성을 나타내고/나타내거나; (3) 전통적인 슬립과 비교하여 동일하거나 더 빠른 캐스팅 속도를 나타내는 것을 가능하게 한다.
본 발명의 다른 구현예들은 본 명세서의 고려 및 본원에 개시된 구현예들의 실시로부터 당업자에게 명백할 것이다. 본 명세서 및 실시예는 비제한적인 것으로 간주되며, 본 발명의 진정한 범위 및 사상은 하기 청구범위에 의해 표현되는 것으로 의도된다.
Claims (20)
- 하기를 포함하는 조성물:
1종 이상의 4급 아민;
0.25% 내지 5% 범위의 고형 중량 분율(solid weight fraction)(SWF)의 양으로 존재하는 적어도 하나의 형태의 아타풀자이트(attapulgite);
17% 내지 50% 범위의 고형 중량 분율(SWF)의 양으로 존재하는 카올린; 및
0% 내지 25% 범위의 고형 중량 분율(SWF)의 양으로 존재하는 볼 클레이(Ball Clay). - 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 형태의 아타풀자이트는 0.5% 내지 4.0% 범위의 SWF의 양으로 존재하는, 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 형태의 아타풀자이트는 스멕타이트(smectite)가 빈약화된 아타풀자이트로부터 선택되는, 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 형태의 아타풀자이트는 정제된 아타풀자이트 및 건식 가공된 아타풀자이트로부터 선택되는, 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 형태의 아타풀자이트는 아타풀자이트 슬러리 또는 미가공된 미정제(crude) 아타풀자이트로부터 선택되는, 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 카올린은 35% 내지 45% 범위의 SWF의 양으로 존재하는, 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 조성물 중의 총 고형물 중량 퍼센트(w/w%)의 양은 60% 내지 99% 범위인, 조성물.
- 제1항에 있어서, 0.25% 내지 4% 범위의 SWF의 양으로 존재하는 적어도 하나의 제2 형태의 아타풀자이트를 추가로 포함하는, 조성물.
- 제8항에 있어서, 상기 적어도 하나의 형태의 아타풀자이트는 정제된 아타풀자이트로부터 선택되고; 상기 적어도 하나의 제2 형태의 아타풀자이트는 건식 가공된 아타풀자이트, 미가공된 미정제 아타풀자이트 또는 아타풀자이트 슬러리로부터 선택되는, 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 조성물은 수성 슬러리, 현탁액, 퍼그(pug), 페이스트, 케이크, 분말, 과립, 펠릿, 및 프릴(prill)로부터 선택된 형태로 존재하는, 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 조성물은 60% 내지 74% 범위의 총 고형물 중량 퍼센트(w/w%)의 양을 갖는 수성 현탁액으로부터 선택된 형태를 갖는, 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 조성물은 70% 내지 90% 범위의 총 고형물 중량 퍼센트(w/w%)의 양을 갖는 퍼그, 케이크 및 페이스트로부터 선택된 형태를 갖는, 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 조성물은 85% 내지 100% 범위의 총 고형물 중량 퍼센트(w/w%)의 양을 갖는 분말, 과립, 펠릿, 및 프릴로부터 선택된 형태를 갖는, 조성물.
- 1종 이상의 4급 아민, 적어도 하나의 형태의 아타풀자이트 및 카올린을, 볼 클레이와 함께 또는 볼 클레이없이 혼합하는 단계를 포함하는, 조성물의 제조 방법으로서, 상기 조성물은,
1종 이상의 4급 아민;
0.25% 내지 5% 범위의 고형 중량 분율(SWF)의 양으로 존재하는 적어도 하나의 형태의 아타풀자이트;
17% 내지 50% 범위의 고형 중량 분율(SWF)의 양으로 존재하는 카올린; 및
0% 내지 25% 범위의 고형 중량 분율(SWF)의 양으로 존재하는 볼 클레이를 포함하는, 방법. - 제14항에 있어서, 1종 이상의 4급 아민, 액체, 적어도 하나의 형태의 아타풀자이트, 및 카올린을, 볼 클레이와 함께 또는 볼 클레이없이 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계를 포함하는, 방법.
- 제15항에 있어서, 상기 액체는 물을 포함하는, 방법.
- 제16항에 있어서, 상기 혼합물은 교반되어 슬러리 또는 현탁액을 형성하고, 상기 조성물은 수성 슬러리 또는 현탁액의 형태로 존재하는, 방법.
- 제15항에 있어서, 상기 액체는 적어도 1종의 유기 액체를 추가로 포함하는, 방법.
- 세라믹 조각(piece)의 제조 방법으로서,
1종 이상의 4급 아민, 적어도 하나의 형태의 아타풀자이트 및 카올린을, 볼 클레이와 함께 또는 볼 클레이없이 혼합하여, 하기를 포함하는 제1 조성물을 형성하는 단계:
0.25% 내지 5% 범위의 고형 중량 분율(SWF)의 양으로 존재하는 적어도 하나의 형태의 아타풀자이트;
17% 내지 50% 범위의 고형 중량 분율(SWF)의 양으로 존재하는 카올린; 및
0% 내지 25% 범위의 고형 중량 분율(SWF)의 양으로 존재하는 볼 클레이;
규정된 형상을 갖는 습식 세라믹 조각으로 상기 조성물을 성형하는 단계;
규정된 형상을 갖는 상기 습식 세라믹 조각을 건조시켜, 건조된 세라믹 조각을 형성하는 단계; 및
상기 건조된 세라믹 조각을 소성하는 단계를 포함하는, 방법. - 제19항에 있어서, 이어서 상기 소성된 세라믹 조각을 마감(finishing)하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
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