KR20230148634A - 항균성, 기계적 물성 및 색도가 향상된 세라믹 제품 및 그 제조방법 - Google Patents
항균성, 기계적 물성 및 색도가 향상된 세라믹 제품 및 그 제조방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20230148634A KR20230148634A KR1020220047671A KR20220047671A KR20230148634A KR 20230148634 A KR20230148634 A KR 20230148634A KR 1020220047671 A KR1020220047671 A KR 1020220047671A KR 20220047671 A KR20220047671 A KR 20220047671A KR 20230148634 A KR20230148634 A KR 20230148634A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- water
- heating
- silicic acid
- glaze
- mixture
- Prior art date
Links
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims abstract description 64
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 title 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 113
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 73
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims abstract description 62
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 59
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 41
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 claims abstract description 36
- 239000004927 clay Substances 0.000 claims abstract description 36
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 34
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 23
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 18
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims abstract description 17
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 19
- 229910052604 silicate mineral Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 15
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 15
- 239000008213 purified water Substances 0.000 claims description 8
- 239000011449 brick Substances 0.000 claims description 7
- 230000032683 aging Effects 0.000 claims description 6
- 229910052573 porcelain Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 claims description 2
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 abstract description 10
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 5
- 239000003086 colorant Substances 0.000 abstract 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 55
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 31
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 27
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 14
- 230000000191 radiation effect Effects 0.000 description 14
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 13
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 10
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 description 10
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 9
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 9
- 235000002918 Fraxinus excelsior Nutrition 0.000 description 8
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 8
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 5
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 4
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 4
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 4
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 4
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 239000010433 feldspar Substances 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 230000010198 maturation time Effects 0.000 description 3
- 235000019645 odor Nutrition 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 description 2
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 2
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 description 2
- 241000589517 Pseudomonas aeruginosa Species 0.000 description 2
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 2
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 2
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000002845 discoloration Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 238000000445 field-emission scanning electron microscopy Methods 0.000 description 2
- 239000010977 jade Substances 0.000 description 2
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 2
- 230000035800 maturation Effects 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- 230000005070 ripening Effects 0.000 description 2
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 2
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 2
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 2
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 2
- -1 tiles Substances 0.000 description 2
- QNRATNLHPGXHMA-XZHTYLCXSA-N (r)-(6-ethoxyquinolin-4-yl)-[(2s,4s,5r)-5-ethyl-1-azabicyclo[2.2.2]octan-2-yl]methanol;hydrochloride Chemical compound Cl.C([C@H]([C@H](C1)CC)C2)CN1[C@@H]2[C@H](O)C1=CC=NC2=CC=C(OCC)C=C21 QNRATNLHPGXHMA-XZHTYLCXSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical compound [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005751 Copper oxide Substances 0.000 description 1
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 1
- 241001360526 Escherichia coli ATCC 25922 Species 0.000 description 1
- 238000005033 Fourier transform infrared spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 241000238631 Hexapoda Species 0.000 description 1
- 241001103617 Pseudomonas aeruginosa ATCC 15442 Species 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 239000003082 abrasive agent Substances 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- WYTGDNHDOZPMIW-RCBQFDQVSA-N alstonine Natural products C1=CC2=C3C=CC=CC3=NC2=C2N1C[C@H]1[C@H](C)OC=C(C(=O)OC)[C@H]1C2 WYTGDNHDOZPMIW-RCBQFDQVSA-N 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 244000052616 bacterial pathogen Species 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 229910052614 beryl Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003462 bioceramic Substances 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004035 construction material Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229910000431 copper oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- CYKLGTUKGYURDP-UHFFFAOYSA-L copper;hydrogen sulfate;hydroxide Chemical compound O.[Cu+2].[O-]S([O-])(=O)=O CYKLGTUKGYURDP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052607 cyclosilicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 235000021321 essential mineral Nutrition 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 239000002223 garnet Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 229910052892 hornblende Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 229910052610 inosilicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052622 kaolinite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002075 main ingredient Substances 0.000 description 1
- 239000004579 marble Substances 0.000 description 1
- 229910052605 nesosilicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052609 olivine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010450 olivine Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052615 phyllosilicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052655 plagioclase feldspar Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002798 polar solvent Substances 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000035755 proliferation Effects 0.000 description 1
- 229910052611 pyroxene Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 1
- 239000011856 silicon-based particle Substances 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 description 1
- 229910052606 sorosilicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 229910052572 stoneware Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 1
- 229910052645 tectosilicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 229910052613 tourmaline Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011032 tourmaline Substances 0.000 description 1
- 229940070527 tourmaline Drugs 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 229910052845 zircon Inorganic materials 0.000 description 1
- GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N zirconium(iv) silicate Chemical compound [Zr+4].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B33/00—Clay-wares
- C04B33/32—Burning methods
- C04B33/34—Burning methods combined with glazing
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B33/00—Clay-wares
- C04B33/02—Preparing or treating the raw materials individually or as batches
- C04B33/04—Clay; Kaolin
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B33/00—Clay-wares
- C04B33/02—Preparing or treating the raw materials individually or as batches
- C04B33/13—Compounding ingredients
- C04B33/131—Inorganic additives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
- C04B41/50—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials
- C04B41/5024—Silicates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/80—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone of only ceramics
- C04B41/81—Coating or impregnation
- C04B41/85—Coating or impregnation with inorganic materials
- C04B41/86—Glazes; Cold glazes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2103/00—Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
- C04B2103/0068—Ingredients with a function or property not provided for elsewhere in C04B2103/00
- C04B2103/0097—Anion- and far-infrared-emitting materials
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
본 발명은 항균성, 기계적 물성 및 색도가 우수한 세라믹 제품 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 점토, 물 및 수용성 규산혼합물을 혼합하는 원료혼합단계, 상기 원료혼합단계를 통해 제조된 혼합물을 세라믹 제품의 형태로 성형하는 성형단계, 상기 성형단계를 통해 성형된 성형품을 가열하는 제1가열단계, 상기 제1가열단계를 통해 가열된 성형품의 표면에 수용성 규산혼합물이 함유된 유약혼합물을 도포하는 유약혼합물도포단계 및 상기 유약혼합물도포단계를 통해 유약혼합물이 도포된 성형품을 가열하는 제2가열단계로 이루어진다.
상기의 과정을 통해 제조되는 유골함은 항균성, 기계적 물성 및 색도가 우수하여 세균이나 곰팡이의 증식이 억제되며 내구성이 증가하고 선명한 색상을 제공하는 효과가 있다.
상기의 과정을 통해 제조되는 유골함은 항균성, 기계적 물성 및 색도가 우수하여 세균이나 곰팡이의 증식이 억제되며 내구성이 증가하고 선명한 색상을 제공하는 효과가 있다.
Description
본 발명은 항균성, 기계적 물성 및 색도가 향상된 세라믹 제품 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 항균성과 원적외선 방사 효과가 우수하여 세균이나 곰팡이의 증식이 억제되고, 기존의 세라믹 제품과 비교하여 수분 흡수율이 감소하고 굽힘강도가 증가하여 기계적 물성이 우수함으로써 다양한 용도로서 적용 가능하며, 색도가 향상되어 인테리어로서 사용이 우수한 세라믹 제품 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
세라믹은 비금속 무기재료(non-metallic inorganic material)를 총칭하는 용어로서, 고대 그리스어의 KERAMOS 혹은 KERAMIKOS에서 유래한 “불에 구운 것”을 의미하는 용어이다.
세라믹은 유리, 시멘트, 내화물, 타일, 도자기, 연삭재, 탄소제품 등과 같은 제품이나 반도성(semiconductivity), 유전성(dielectric), 자성(magnetic), 이온전도성(Ionic conductivity), 내열성, 내마모성, 생체친화성 등을 이용하여 만든 반도체, 유전체, 세라믹센서, 태양에너지 발전, 이차전지, 고체연료전지, 항공우주용 엔진부품, 인공관절 및 인공치아 등과 같은 부품의 소재가 된다.
세라믹 타일은 실내 인테리어 및 건축 마감의 보편화된 마감재 소재 중 하나로서, 아파트나 주택의 물을 사용하는 욕실 및 주방 벽면 등에 주로 사용하고 있다. 그러나, 세라믹 타일은 흡수율이 높아 온도차로 인한 크랙이 잘 생기고, 타일과 타일 사이의 공간이나 타일과 벽면 사이의 공간에 곰팡이 등의 미생물이 서식하여 외관상 및 건강상 악영향을 발생시키는 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 한국 공개특허 제10-2006-0089916호는 극성 용매에 무기동염류 화합물분체 또는 황산동 수화물분체를 용해하고 타일 등에 침적하고 소결하여 산화동피막이 형성된 타일 등의 제조 방법을 개시하고 있으며, 한국 등록실용신안 제20-0394331호는 옥광산에서 배출되는 옥석부산물 70%와, 황토분말 10%와, 바이오세라믹 5%와, 맥반석분말 5% 및 백시멘트 10%를 물과 함께 혼합하여 성형, 건조한 후 일측면에 연마면을 형성한 건축용 타일을 개시하고 있습니다.
그러나, 상기 선행기술에 개시된 타일은, 제조 공정이 복잡하고 고가의 원료를 사용하여야 하는 문제점이 있어 실제 제품에 적용되어 판매되지 않은 실정이다.
한편, 과거에는 전통적으로 매장식 장묘문화가 보편적이었으나, 최근에는 화장식 장묘문화가 확산되는 추세에 있다. 화장식 장묘문화는 시신을 화장한 후, 유골을 유골함에 봉안하여 납골당 등에 안치하게 된다. 이때 사용되는 유골함은 일반적으로 도자기가 많이 이용되고 있다. 일반적인 도자기는 긴밀한 밀폐가 어렵고 세균이나 박테리아 혹은 미생물의 번식에 취약하여, 외부의 습기로 인해 내부의 유골이 변색 및 부패가 될 위험이 있고, 곰팡이 등의 미생물 또는 벌레 등이 발생하여 내부의 유골뿐만 아니라 유골함까지 훼손될 수 있는 문제점이 있었다.
상기의 문제점을 해소하기 위해, 한국등록특허 제10-1060706호는 고인의 유골을 담아 보관하는 유골함에 있어서, 유골을 감싸는 유골주머니와, 상기 주머니를 수용하는 제1용기와, 상기 제1용기를 덮는 제1뚜껑으로 구성되는 제1상자와, 상기 제1상자 외측에 숯분말로 채워지는 숯층과, 숯분말로 이루어져 상기 제1상자와 숯층을 덮는 숯층덮개와, 한지로 이루어져 상기 숯층과 숯층덮개를 수용하는 한지상자와, 상기 한지상자의 외측에 황토분말로 채워지는 황토층과, 황토분말로 이루어져 상기 한지상자와 황토층을 덮는 황토층덮개와, 상기 황토층을 수용하는 제2용기와, 상기 제2용기를 덮는 제2뚜껑으로 구성되는 제2상자로 이루어지는 것을 특징으로 하는 습기와 악취를 방지하는 유골함을 개시하고 있다. 또한, 한국 등록특허 제10-1960967호는 석회분 100 중량부에 대하여, 황토 25 ~ 35 중량부, 입자 직경 0.5mm 이하의 가는 모래 25 ~ 35 중량부, 숯가루 4 ~ 8 중량부 및 토복령 분말 4 ~ 8 중량부를 고르게 섞고, 여기에 상기 석회의 1/4 ~ 1/3 부피에 해당되는 교반액을 투입하여 반죽물을 조성한 후, 상기 반죽물을 상기 유골함 형태로 일정기간 양생하여 제작하는 유골함을 개시하고 있다.
상기의 선행기술에 개시된 유골함은, 숯층이 습기와 악취를 차단하고 제거하며, 황토는 외부로부터 벌레나 세균 등의 침입을 막아주어 유골의 부패를 방지하여 유골의 변질이나 변색을 막고자 하였다. 그러나, 상기의 선행기술에 개시된 유골함은 유골을 보관하기 위해 여러 겹으로 이루어진 덮개가 적용되어야 하기 때문에, 유골함의 제조과정이 복잡하고 제조비용을 증가시킬 뿐만 아니라, 오랜 시간이 지남에 따라 숯층과 황토의 습기와 악취 방지 기능이 감소되어, 습기로 인한 유골의 부패, 변색 및 변질과 이로 인한 유골함의 변질과 부패를 반영구적으로 방지할 수 없는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 항균성이 우수하여 세균이나 곰팡이의 증식이 억제되어 보존성이 향상되고, 기존의 세라믹 제품과 비교하여 수분 흡수율이 감소하고 굽힘강도가 증가하여 기계적 물성이 우수할 뿐만 아니라 색도가 우수하여 다양한 용도로 사용이 가능한 세라믹 제품 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 점토, 물 및 수용성 규산혼합물을 혼합하는 원료혼합단계, 상기 원료혼합단계를 통해 제조된 혼합물을 목적하는 세라믹 제품의 형태로 성형하는 성형단계, 상기 성형단계를 통해 성형된 성형품을 가열하는 제1가열단계, 상기 제1가열단계를 통해 가열된 성형품의 표면에 수용성 규산혼합물이 함유된 유약혼합물을 도포하는 유약혼합물도포단계, 및 상기 유약혼합물도포단계를 통해 유약혼합물이 도포된 성형품을 가열하는 제2가열단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 항균성, 원적외선 방사, 기계적 물성 및 색도가 우수한 세라믹 제품의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 원료혼합단계는 점토 100 중량부, 물 1 내지 1.5 중량부 및 수용성 규산혼합물 0.3 내지 0.5 중량부를 혼합하여 이루어지는 것으로 한다.
본 발명의 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 수용성 규산혼합물이 함유된 유약혼합물은 유약 조성물 100 중량부 대비 수용성 규산혼합물 0.3 내지 0.5 중량부가 함유되어 이루어지는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 바람직한 특징에 따르면, 상기 수용성 규산혼합물은 SiO3, Na2SiO3 및 Na2SiO3·10H2O로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상을 포함하는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 수용성 규산혼합물은 규산염 광물을 가열하여 용융하는 가열용융단계, 상기 가열용융단계를 통해 용융된 규산염 광물을 숙성시켜 규산염 결정체를 수득하는 숙성단계, 및 상기 숙성단계를 통해 수득된 규산염 결정체에 정제수를 혼합하고 가열하는 혼합가열단계를 통해 제조되는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 가열용융단계는 규산염 광물을 1500 내지 2000℃의 온도로 10 내지 20시간 동안 가열하여 이루어지는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 숙성단계는 10 내지 20일 동안 이루어지는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 더 바람지한 특징에 따르면, 상기 혼합가열단계는 상기 숙성단계를 통해 수득된 규산염 결정체 100 중량부에 정제수 5000 내지 15000 중량부를 혼합하고 500 내지 1000℃의 온도로 가열하여 이루어지는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 세라믹 제품은 도자기, 유골함, 타일, 및 점토벽돌로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상인 것으로 한다.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 세라믹 제품의 기계적 물성은 굽힘 강도 및 수분 흡수율인 것으로 한다.
본 발명에 따라 제조된 항균성, 원적외선 방사, 기계적 물성, 및 색도가 우수한 세라믹 제품은 세균이나 곰팡이의 증식이 억제되어 내부 또는 내용물의 보존성이 향상되고, 우수한 기계적 물성으로 내구성이 탁월하여 다양한 장소에 활용가능할 뿐만 아니라 색상 표현이 선명하여 다양한 인테리어 재질로 사용가능한바, 도자기, 유골함, 타일, 점토벽돌 등의 다양한 세라믹 제품으로 활용 가능하다.
도 1은 본 발명에 따른 세라믹 제품의 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명에 사용되는 수용성 규산혼합물의 제조과정을 나타낸 순서도이다.
도 3 내지 4는 본 발명의 제조예 1을 통해 제조된 수용성 규산혼합물을 FE-SEM으로 촬영하여 나타낸 사진이다.
도 5 내지 6은 본 발명의 실시예 1을 통해 제조된 항균성 및 원적외선 방사효과가 우수한 세라믹 제품 중 하나인 유골함의 모습을 촬영하여 나타낸 사진이다.
도 2는 본 발명에 사용되는 수용성 규산혼합물의 제조과정을 나타낸 순서도이다.
도 3 내지 4는 본 발명의 제조예 1을 통해 제조된 수용성 규산혼합물을 FE-SEM으로 촬영하여 나타낸 사진이다.
도 5 내지 6은 본 발명의 실시예 1을 통해 제조된 항균성 및 원적외선 방사효과가 우수한 세라믹 제품 중 하나인 유골함의 모습을 촬영하여 나타낸 사진이다.
이하에는, 본 발명의 바람직한 실시예와 각 성분의 물성을 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
본 발명에 따른 세라믹 제품은 도자기, 유골함, 타일, 및 점토벽돌로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 세라믹 제품의 특성에 따라 도자기 및 유골함의 경우 내장된 내용물(예로, 식품, 유골 등)은 원적외선 방사 효과 및 항균 효과로 인한 세균이나 곰팡이의 증식이 억제됨으로써 보존성이 증가할 수 있다. 또한, 타일 및 점토벽돌의 경우 이들이 부착된 면 또는 벽면이 원적외선 방사 효과 및 항균 효과로 인한 세균이나 곰팡이의 증식이 억제됨으로써 미생물에 의해 오염되지 않은 면 또는 벽면을 유지할 수 있다. 또한, 굽힘강도가 증가하여 잘 부서지거나 깨지지 않을 뿐만 아니라 수분 흡수율 및 기공율이 낮아 내구성이 증가되어 욕실, 거실, 복도 등의 다양한 장소에 타일이나 점토 벽돌로 설치 가능하며, 제품 색상이 선명하게 유지되는 효과가 있어서 오랫동안 사용가능하다.
본 발명에 따른 항균성, 원적외선 방사, 기계적 물성 및 색도가 우수한 세라믹 제품의 제조방법은 점토, 물 및 수용성 규산혼합물을 혼합하는 원료혼합단계(S101), 상기 원료혼합단계(S101)를 통해 제조된 혼합물을 목적하는 세라믹 제품의 형태로 성형하는 성형단계(S103), 상기 성형단계(S103)를 통해 성형된 성형품을 가열하는 제1가열단계(S105), 상기 제1가열단계(S105)를 통해 가열된 성형품의 표면에 수용성 규산혼합물이 함유된 유약혼합물을 도포하는 유약혼합물도포단계(S107), 및 상기 유약혼합물도포단계(S107)를 통해 유약혼합물이 도포된 성형품을 가열하는 제2가열단계(S109)로 이루어진다.
상기 원료혼합단계(S101)는 점토, 물 및 수용성 규산혼합물을 혼합하는 단계로, 점토 100 중량부, 물 1 내지 1.5 중량부 및 수용성 규산혼합물 0.3 내지 0.5 중량부를 혼합하여 세라믹 제품의 제조용 반죽을 제조하는 과정으로 이루어진다.
상기 점토는 본 발명을 통해 제조되는 항균성, 원적외선 방사, 기계적 물성 및 색도가 우수한 세라믹 제품의 주재료가 되는 성분으로, 세라믹 분말과 천연산의 미세한 알루미나 규산염을 주성분으로 이루어지는데, 상기의 점토 외에도 내열토, 백자토, 청자토, 석기토, 산청토, 옹기토, 자기토 및 백토 등이 사용될 수 있다.
상기 수용성 규산혼합물은 0.3 내지 0.5 중량부가 함유되며, 본 발명을 통해 제조되는 유골함에 항균성과 원적외선 방사효과를 부여하는 역할을 하는데, SiO3, Na2SiO3 및 Na2SiO3·10H2O로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상을 포함한다.
또한, 상기 수용성 규산혼합물은 규산염 광물을 가열하여 용융하는 가열용융단계(S201), 상기 가열용융단계(S201)를 통해 용융된 규산염 광물을 숙성시켜 규산염 결정체를 수득하는 숙성단계(S203), 및 상기 숙성단계(S203)를 통해 수득된 규산염 결정체에 정제수를 혼합하고 가열하는 혼합가열단계(S205)를 통해 제조된다.
상기 수용성 규산혼합물의 원료물질인 규산염 광물은 규산염으로 이루어진 광물로 규소와 산소가 주성분이며, 여기서 규소(Si, Silicon)는 인체에 필수적인 50여종 중에 가장 중요한 필수 미네랄로 자연 상태에서는 규소만이 독립적으로 존재하지 않고 이산화규소(SiO2) 상태로 존재하며 규소의 순도가 100%이면 수정이 되고, 그렇지 않으면 석영이 되며, 다른 광물이 많이 함유되면 규석(차돌)이 된다. 물에 녹지 않기 때문에 식용으로 사용이 부적합하므로 산업용으로 사용되는 것이 일반적이다. 이러한 규산염 광물은 결합과 배열상태에 따라 네소 규산염 광물, 소로 규산염 광물, 사이클로 규산염 광물, 이노 규산염 광물, 필로 규산염 광물, 텍토 규산염 광물로 구분될 수 있으며, 본 발명에서는 규산염 광물로 감람석, 석류석, 지르콘, 홍주석, 겔레나이트, 홍렴석, 녹주석, 전기석, 단사휘석, 사방각섬석, 사문석, 카올리나이트, 정장석, 및 사장석으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.
상기 규산염 광물은 하기 후술할 가열용융단계(S201) 또는 숙성단계(S203)에 영향을 미치지 않도록 표면에 존재하는 이물질을 흐르는 물에 수차례 수세하여 준비할 수 있다. 또한, 볼 밀(Ball mill), 아크리션 밀(Attrition mill), 제트 밀(Jet mill), 회전밀(Rotary mill) 및 진동 밀(Vibration mill) 중 선택되는 어느 하나의 장비로 분쇄하여 준비하여도 무방하다.
상기 가열용융단계(S201)는 규산염 광물을 1500 내지 2000℃의 온도로 10 내지 20시간 동안 가열하여 이루어지는데, 더욱 상세하게는 규산염 광물을 용광로에서 1500 내지 2000℃, 바람직하게는 1600 내지 1700℃의 온도로 10 내지 20시간, 바람직하게는 12 내지 15 시간 동안 가열하여 액체상태로 용융시키는 단계다.
이때, 상기 가열온도가 1500℃ 미만이면, 규산염 광물이 유동성 및 점성을 갖는 액체상태로 용융되기 어려울 수 있고, 상기 가열온도가 2000℃를 초과하게 되면 과잉 온도 공급에 따른 상승 효과는 그다지 크지 않으며, 에너지 소비량만 증가되므로 바람직하지 못하다.
또한, 가열시간이 10시간 미만이면, 규산염 광물이 충분히 용융되기 어려울 수 있고, 가열시간이 20시간을 초과하게 되면, 필요 이상의 열처리 시간에 따른 상승 효과는 그다지 크지 않으므로 상기에 기재된 가열시간을 유지하는 것이 바람직하다.
상기 숙성단계(S203)는 10 내지 20일 동안 이루어지는데, 상기 가열용융단계(S201)를 통해 용융된 규산염 광물을 10 내지 20일, 바람직하게는 12 내지 15일 동안 숙성시켜 규산염 결정체를 수득하는 단계다.
이때, 상기 숙성시간이 10일 미만이면, 규산염 결정체의 수득이 어렵고, 상기 숙성시간이 20일을 초과하게 되면 입자크기가 규산염 결정체의 입자크기가 1.0 내지 4.0 나노미터로 비대하게 커질 수 있으므로 바람직하지 못하다.
즉, 상기와 같은 숙성시간을 거치게 되면, 거의 기체상태의 물질로 이온화된 0.2 내지 0.6 나노미터의 입자크기를 나타내는 규산염 결정체가 수득된다.
상기 혼합가열단계(S205)는 상기 숙성단계(S203)를 통해 수득된 규산염 결정체를 정제수와 혼합하고 가열하는 단계로, 상기 숙성단계(S203)를 통해 수득된 규산염 결정체 100 중량부에 정제수 5000 내지 15000 중량부를 혼합하고 500 내지 1000℃의 온도로 가열하여 이루어진다.
상기 가열 온도가 500℃ 미만이면 규산염 결정체가 용출되지 않을 수 있고, 상기 가열온도가 1000℃를 초과하게 되면 규산염 결정체가 증발되어 규산염 결정체의 회수율이 저감될 수 있다.
상기와 같은 과정을 통해 제조되는 수용성 규산혼합물은 물에 대한 용해가 90% 이상을 나타낸다.
상술한 원료혼합단계(S101)에 따른 혼합물은 점토만으로 구성된 경우에 비하여 굽힘강도가 향상되고 수분 흡수율이 낮아 내구성이 증가하고 항균성 및 원적외선 방사 효과가 우수하다.
상기 성형단계(S103)는 상기 원료혼합단계(S101)를 통해 제조된 혼합물을 세라믹 제품의 형태로 성형하는 단계로, 상기 원료혼합단계(S101)를 통해 반죽의 형태로 제조된 혼합물을 세라믹 제품 제조용 장치나 성형틀에 주입하고 성형한 후에 건조하는 과정으로 이루어진다.
상기 세라믹 제품은 반드시 이로 제한되는 것은 아니지만, 예를 들어 도자기, 유골함, 타일, 및 점토벽돌 등이 있다.
상기 제1가열단계(S105)는 상기 성형단계(S103)를 통해 성형된 성형품을 가열하는 단계로, 상기 성형단계(S103)를 통해 성형된 성형품을 800 내지 1000℃의 온도에서 8 내지 20시간 동안 가열하여 초벌구이 하는 과정으로 이루어진다. 상기의 제1가열단계(S105)를 통해 초벌구이된 성형품은 불순물이 제거되고 내충격성이나 내마모성과 같은 기계적 강도가 향상된다.
상기 유약혼합물도포단계(S107)는 상기 제1가열단계(S105)를 통해 가열된 성형품의 표면에 수용성 규산혼합물이 함유된 유약혼합물을 도포하는 단계로, 상기 제1가열단계(S105)를 통해 가열된 성형품을 수용성 규산혼합물이 함유된 유약혼합물에 침지하여 성형품의 표면에 수용성 규산혼합물이 함유된 유약혼합물이 도포되도록 하는 과정으로 이루어진다.
상기 수용성 규산혼합물이 함유된 유약혼합물은 유약 조성물 100 중량부 대비 수용성 규산혼합물 0.3 내지 0.5 중량부가 함유되어 이루어지는데, 상기와 같이 수용성 규산혼합물이 함유된 유약이 코팅되면 유약에 의한 항균성 및 원적외선 방사효과가 우수할 뿐만 아니라 유약에 따른 색상의 선명도가 상승하게 된다.
상기 유약 조성물은 성형품의 표면에 적용될 수 있으면서 상기 수용성 규산혼합물과의 혼합성이 양호한 것이면 특별히 한정되지 않고 어떠한 것이든 사용가능하다. 하나의 예로서, 물 100 중량부에 엽장석 25 내지 35 중량부, 퓨리트 35 내지 50 중량부, 장석 5 내지 10 중량부, 활석 5 내지 15 중량부, 카오린 2 내지 8 중량부 및 규석 2 내지 8 중량부를 혼합하여 이루어진 유약 조성물을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 유약 조성물은 색상을 위하여 색유약을 사용할 수도 있다.
이때, 상기 수용성 규산혼합물의 성분, 제조방법 및 효과 등에 대한 설명은 상기 원료혼합단계에 기재된 내용과 동일하므로, 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.
상기 제2가열단계(S109)는 상기 유약혼합물도포단계(S107)를 통해 유약혼합물이 도포된 성형품을 가열하는 단계로, 상기 유약혼합물도포단계(S107)를 통해 유약혼합물이 도포된 성형품을 1200 내지 1400℃의 온도로 8 내지 15시간 동안 가열하는 과정으로 이루어진다.
상기의 과정으로 이루어지는 제2가열단계(S109)를 거치면, 성형물의 표면에 도포된 유약이 광택을 나타내어 상품성이 향상될 뿐만 아니라, 수분 흡수율이 감소하고 굽힘강도와 같은 기계적 강도가 더욱 향상된 세라믹 제품이 제공된다.
이하에서는, 본 발명에 따른 항균성, 원적외선 방사, 기계적 물성 및 색도가 우수한 세라믹 제품의 제조방법 및 그 제조방법을 통해 제조된 세라믹 제품의 물성을 실시예를 들어 설명하기로 한다.
<제조예 1> 수용성 규산혼합물의 제조
규산염 광물의 표면에 존재하는 이물질을 제거한 후 용광로에서 1650℃의 온도로 13시간 동안 가열하여 용융시킨 후, 용융된 규산염 광물을 13일 동안 숙성시켜 규산염 결정체를 수득하고, 수득된 규산염 결정체 100 중량부를 정제수 10000 중량부와 혼합한 후에 800℃의 온도로 가열하여 액상형태의 수용성 규산혼합물을 제조하였다.
상기 제조예 1을 통해 제조된 수용성 규산혼합물을 FE-SEM으로 촬영하여 아래 도 3 내지 4에 나타내었다. 아래 도 3 내지 4에 나타낸 것처럼, 본 발명의 제조예 1을 통해 제조된 수용성 규산혼합물은 구형의 규소입자가 무질서하게 분포된 비정질 상태인 것을 알 수 있다.
<비교예 1> 수용성 규산혼합물의 제조
상기 제조예 1과 동일하게 진행하되, 용융된 규산염을 8 시간 동안 숙성시켜 수용성 규산혼합물을 제조하였다.
<비교예 2> 수용성 규산혼합물의 제조
상기 제조예 1과 동일하게 진행하되, 용융된 규산염을 5 시간 동안 숙성시켜 수용성 규산혼합물을 제조하였다.
<비교예 3> 수용성 규산혼합물의 제조
상기 제조예 1과 동일하게 진행하되, 규산염 결정체를 정제수와 혼합한 후에 가열하지 않고 수용성 규산혼합물을 제조하였다.
상기 제조예 1 및 비교예 1 내지 3을 통해 제조된 수용성 규산혼합물의 항균성을 측정하여 아래 표 1에 나타내었다.
{단, 항균성은 페이퍼디스크 확산법(Paper disk diffusion assay)을 이용하여 다음과 같이 실험을 실시하였다.
시험균주 Escherichia coli ATCC 25922, 및 Pseudomonas aeruginosa ATCC 15442를 각각 희석하여 106 CFU/mL로 맞추고, 희석된 시험균주들을 MHA 플레이트에 각각 100μL씩 접종한 후 멸균한 면봉을 이용하여 도포하였다. 멸균한 집게로 페이퍼 디스크 (paper disk, 8 mm)를 플레이트에 올려놓고 제조예 1 및 비교에 1 내지 3의 수용성 규산(Na2SiO3·10H2O)을 50 μL씩 흡수시킨 후 37 ℃로 설정된 인큐베이터에서 24 시간 동안 배양하였다. 대조군으로는 증류수를 사용하였다.}
| 시험항목 | 시험 결과 | |||
| 초기농도 | 24시간 후 농도 | 세균감소율(%) | ||
| 대장균에 의한 항균시험 | 대조군 | 424 | 2863 | - |
| 제조예 1 | 424 | 1 | 99.8 | |
| 비교예 1 | 424 | 187 | 44.1 | |
| 비교예 2 | 424 | 205 | 48.3 | |
| 비교예 3 | 424 | 221 | 52.1 | |
| 녹농균에 의한 항균시험 | 대조군 | 437 | 2957 | - |
| 제조예 1 | 437 | 1 | 99.8 | |
| 비교예 1 | 437 | 177 | 40.5 | |
| 비교예 2 | 437 | 196 | 44.8 | |
| 비교예 3 | 437 | 214 | 48.9 | |
상기 표 1에 나타낸 것처럼, 본 발명의 제조예 1을 통해 제조된 수용성 규산혼합물은 우수한 항균성을 나타내는 것을 알 수 있다.
<제조예 2> 유약 조성물의 제조
물 100 중량부, 엽장석 30 중량부, 퓨리트 42.5 중량부, 7.5 중량부, 활석 10 중량부, 카오린 5 중량부 및 규석 5 중량부를 혼합하여 유약 조성물을 제조하였다.
<제조예 3> 수용성 규산혼합물이 함유된 유약 혼합물의 제조
상기 제조예 2를 통해 제조된 유약 조성물 100 중량부에 상기 제조예 1을 통해 제조된 수용성 규산혼합물 0.4 중량부를 혼합하여 수용성 규산혼합물이 함유된 유약 혼합물을 제조하였다.
<실시예 1>
점토(백자 소지, 여주) 3.07kg, 물 40mL 및 상기 제조예 1을 통해 제조된 수용성 규산혼합물 12mL를 혼합하여 반죽을 제조하고, 상기 반죽을 성형틀에 주입하고 건조하여 유골함의 성형품(폭 21cm×높이 22cm)을 제조하고, 상기 성형품을 900℃의 온도에서 15시간 동안 가열하여 초벌구이하고, 초벌구이된 성형품을 상기 제조예 3을 통해 제조된 수용성 규산혼합물이 함유된 유약 혼합물에 침지하여 유약을 도포하고, 유약이 도포된 성형품을 1300℃의 온도로 12시간 동안 가열해여 재벌구이 하는 과정을 통해 항균성 및 원적외선 방사효과가 우수한 유골함을 제조하였다.
<실시예 2>
점토(백자 소지, 여주) 3.07kg, 물 40mL 및 상기 제조예 1을 통해 제조된 수용성 규산혼합물 12mL를 혼합하여 반죽을 제조하고, 상기 반죽을 성형틀에 주입하고 건조하여 세라믹 타일의 성형품(가로 12cm×세로 12cm×높이 0.5cm)을 제조하고, 상기 성형품을 900℃의 온도에서 15시간 동안 가열하여 초벌구이하고, 초벌구이된 성형품을 상기 제조예 3을 통해 제조된 수용성 규산혼합물이 함유된 유약 혼합물에 침지하여 유약을 도포하고, 유약이 도포된 성형품을 1300℃의 온도로 12시간 동안 가열해여 재벌구이한 후 가장자리를 연마하여 부드럽게 하는 과정을 통해 항균성 및 원적외선 방사효과가 우수한 세라믹 타일을 제조하였다.
<비교실시예 1>
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 하되, 수용성 규산 혼합물을 혼합하지 않았고, 유약 혼합물은 상기 제조예 2의 유약 조성물을 사용하여 유골함을 제조하였다.
<비교실시예 2>
상기 실시예 2와 동일한 방법으로 하되, 수용성 규산 혼합물을 혼합하지 않았고, 유약 혼합물은 상기 제조예 2의 유약 조성물을 사용하여 세라믹 타일을 제조하였다.
<비교실시예 3>
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 하되, 수용성 규산 혼합물을 혼합물을 혼합하지 않았고, 유약 혼합물도 수용성 규산 혼합물이 혼합하지 않은 제조예 2의 유약 조성물을 사용하여 유골함을 제조하였다.
<비교실시예 4>
상기 실시예 2와 동일한 방법으로 하되, 수용성 규산 혼합물을 혼합물을 혼합하지 않았고, 유약 혼합물도 수용성 규산 혼합물이 혼합하지 않은 제조예 2의 유약 조성물을 사용하여 유골함을 제조하였다.
<실험예 1> 원적외선 방사 효과 측정
상기 실시예 1 및 2와 비교실시예 1 내지 4를 통해 제조된 유골함 및 세라믹 타일의 원적외선 방사효과를 측정하여 아래 표 2에 나타내었다.
{단, 원적외선 방사효과는 방사율과 방사에너지로 나타내었으며, KFIA-FI-1005의 시험방법을 이용하였으며, 27℃의 온도에서 FT-IR Spectrometer를 이용한 BLACK BODY 대비 측정결과를 나타낸 것이다.}
| 방사율(5~20㎛) | 방사에너지(W/m2·㎛) | |
| 실시예 1 | 0.874 | 3.12×102 |
| 실시예 2 | 0.873 | 3.11×102 |
| 비교실시예 1 | 0.372 | 1.25×102 |
| 비교실시예 2 | 0.398 | 2.15×102 |
| 비교실시예 3 | 0.018 | 0.05×102 |
| 비교실시예 4 | 0.081 | 0.16×102 |
상기 표 2에 나타낸 것처럼, 본 발명의 실시예 1 및 2를 통해 제조된 유골함 및 타일은 원적외선 방사효과가 매우 우수함을 알 수 있었다.
<실험예 2> 항균 효과 측정
상기 실시예 1 및 2와 비교실시예 1 내지 4의 유골함 및 세라믹 타일을 조각낸 후 미분쇄기로 초분말화한 후 이의 분말 10g을 증류수 100ml에 용해시키고 상등액을 취한 다음 그 상등액으로 상기 기술된 항균실험과 동일한 방법으로 세라믹 제품의 항균 효과를 확인하였다. 그 결과, 대장균에 대하여 실시예 1 및 2는 각각 99.3 및 99.2%의 항균 효과를 나타내었으나, 비교실시예 1 및 2는 각각 30.0 및 32.1%의 항균 효과를 나타내었다. 또한, 녹농균에 대하여 실시예 1 및 2는 각각 99.2 및 99.4%의 항균 효과를 나타내었으나, 비교실시예 1 및 2는 각각 28.2 및 25.1%의 항균 효과를 나타내었다. 이에 반하여, 비교실시예 3 및 4는 항균 효과가 전혀 나타나지 않았다.
<실험예 3> 물성 측정
상기 실시예 1 및 2와 비교실시예 1 내지 4의 유골함 및 세라믹 타일을 3 X 4 X 36 mm 막대형 시편으로 하여 상하면이 평활한 만능시험기로 하중을 가하여 시험편의 상부에 압축응력(compressive strength), 하부에 인장응력(tensile stress)을 가하면서 굽힘강도(bending strength)를 측정하였다.
또한, 세라믹타일의 건축재로서의 내구성(durability)에 영향을 미치는 중요한 물성인 겉보기 기공률(apparent porosity) 및 흡수율(water absorption)을 측정하고 하기 수학식 1에 따라 겉보기 기공률을 계산하고, 하기 수학식 2에 따라 흡수율을 계산하였다.
이들에 대한 결과를 하기 표 3에 나타내었으며, 이들 실험은 개별 시험편으로 3회 반복하여 수행되었다.
[수학식 1]
겉보기 기공률(Po, %) = [(W3 - W1) / (W3 - W1)] X 100
[수학식 2]
흡수율(Aw, %) = [(W3 - W1) / W1] X 100
W1: 시험편을 150℃의 항온기에서 3시간 건조 후 측정한 건조 무게
W2: 시험편을 증류수에 담가 3시간 이상 끓이고 실온까지 냉각하여 포수시료를 만든 후 물 속에 매단채 측정한 포수 시료의 물속 무게
W3: 포수 시료를 물 속에서 꺼내어 물수건으로 표면을 닦고 측정한 포수시료의 무게
| 겉보기 기공률(%) | 흡수율(%) | 굽힘강도(N/cm) | |
| 실시예 1 | 15.5 | 10.3 | 78.3 |
| 실시예 2 | 15.8 | 10.7 | 79.2 |
| 비교실시예 1 | 18.2 | 12.6 | 63.3 |
| 비교실시예 2 | 19.0 | 12.3 | 64.5 |
| 비교실시예 3 | 23.8 | 18.6 | 42.1 |
| 비교실시예 4 | 24.6 | 18.4 | 42.5 |
상기한 바와 같이, 본 발명에 따라 제조된 유골함 및 세라믹 타일은 치밀성이 증가하여 흡수율이 감소하고 굽힘강도도 증가함을 알 수 있었다.
<실험예 4> 유약의 색도 측정
상기 실시예 1 및 2와 비교실시예 1 내지 4의 유골함 및 세라믹 타일의 색도를 측정하기 위해 표준백색판(L=93.6, a=0.31, b=0.32)으로 보정된 색차계(Minolta CT-310, Minolta Co., Ltd., Osaka, Japan)를 이용하여 유골함 및 세라믹 타일의 중심부를 L(lightness, 명도), a(redness, 적색도) 및 b(yellowness, 황색도)값을 15회 반복 측정하였다.
그 결과, 본 명세서에 나타내지는 않았지만, 비교예 3 및 4에 비하여 비교예 1 및 2의 명도, 적색도, 및 황색도가 증가하였으며, 실시예 1 및 2의 유골함 및 타일의 명도, 적색도, 및 황색도가 가장 높은 값을 나타내어 색도가 우수함을 알 수 있었다.
따라서, 본 발명에 따른 항균성, 기계적 물성 및 색도가 우수한 세라믹 제품은 우수한 항균성과 원적외선 방사 효과로 인하하여 세균이나 곰팡이의 증식이 억제되며 세라믹 제품이 부착되는 면 또는 벽면이나 세라믹 제품에 내장되는 물질의 변질을 방지하고 보존성을 향상시키고, 굽힘강도와 같은 기계적 물성의 증가 및 흡수율의 감소로 내구성이 증가하여 사용 기간을 증가할 수 있으며, 색도의 증가로 인하여 디자인적인 측면에서 장점을 가지므로, 다양한 장소에 대한 세라믹 제품을 제공할 수 있다.
S101 ; 원료혼합단계
S103 ; 성형단계
S105 ; 제1가열단계
S107 ; 유약혼합물도포단계
S109 ; 제2가열단계
S201 ; 가열용융단계
S203 ; 숙성단계
S205 ; 혼합가열단계
S103 ; 성형단계
S105 ; 제1가열단계
S107 ; 유약혼합물도포단계
S109 ; 제2가열단계
S201 ; 가열용융단계
S203 ; 숙성단계
S205 ; 혼합가열단계
Claims (6)
- 점토, 물 및 수용성 규산혼합물을 혼합하는 원료혼합단계;
상기 원료혼합단계를 통해 제조된 혼합물을 세라믹 제품의 형태로 성형하는 성형단계;
상기 성형단계를 통해 성형된 성형품을 가열하는 제1가열단계;
상기 제1가열단계를 통해 가열된 성형품의 표면에 수용성 규산혼합물이 함유된 유약혼합물을 도포하는 유약혼합물도포단계; 및
상기 유약혼합물도포단계를 통해 유약혼합물이 도포된 성형품을 가열하는 제2가열단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 항균성, 기계적 물성 및 색도가 우수한 세라믹 제품의 제조방법. - 제1항에 있어서, 상기 원료혼합단계는 점토 100 중량부, 물 1 내지 1.5 중량부 및 수용성 규산혼합물 0.3 내지 0.5 중량부를 혼합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 항균성, 기계적 물성 및 색도가 우수한 세라믹 제품의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 수용성 규산혼합물이 함유된 유약혼합물은 유약 조성물 100 중량부 대비 수용성 규산혼합물 0.3 내지 0.5 중량부가 함유되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 항균성, 기계적 물성 및 색도가 우수한 세라믹 제품의 제조방법.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수용성 규산혼합물은 SiO3, Na2SiO3 및 Na2SiO3·10H2O로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 항균성, 기계적 물성 및 색도가 우수한 세라믹 제품의 제조방법.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수용성 규산혼합물은 규산염 광물을 1500 내지 2000℃의 온도로 10 내지 20시간 동안 가열하여 용융하는 가열용융단계;
상기 가열용융단계를 통해 용융된 규산염 광물을 10 내지 20일 동안 숙성시켜 규산염 결정체를 수득하는 숙성단계; 및
상기 숙성단계를 통해 수득된 규산염 결정체 100 중량부에 정제수 5000 내지 15000 중량부를 혼합하고 500 내지 1000℃의 온도로 가열하는 혼합가열단계;를 통해 제조되는 것을 특징으로 하는 항균성, 기계적 물성 및 색도가 우수한 세라믹 제품의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 세라믹 제품은 도자기, 유골함, 타일, 및 점토벽돌로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 항균성, 기계적 물성 및 색도가 우수한 세라믹 제품의 제조방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220047671A KR20230148634A (ko) | 2022-04-18 | 2022-04-18 | 항균성, 기계적 물성 및 색도가 향상된 세라믹 제품 및 그 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220047671A KR20230148634A (ko) | 2022-04-18 | 2022-04-18 | 항균성, 기계적 물성 및 색도가 향상된 세라믹 제품 및 그 제조방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230148634A true KR20230148634A (ko) | 2023-10-25 |
Family
ID=88515752
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020220047671A KR20230148634A (ko) | 2022-04-18 | 2022-04-18 | 항균성, 기계적 물성 및 색도가 향상된 세라믹 제품 및 그 제조방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20230148634A (ko) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR200394331Y1 (ko) | 2005-06-07 | 2005-09-01 | 이상술 | 옥석부산물을 이용한 건축용 타일 |
| KR20060089916A (ko) | 2005-02-03 | 2006-08-10 | 아키라 히라이 | 산화동피막 항균 소재의 제조방법 |
| KR101060706B1 (ko) | 2009-04-24 | 2011-08-30 | 하재식 | 습기와 악취를 방지하는 유골함 |
| KR101960967B1 (ko) | 2017-06-05 | 2019-03-21 | 주식회사 하이원엔시 | 보존성이 향상된 고강도 유골함 |
-
2022
- 2022-04-18 KR KR1020220047671A patent/KR20230148634A/ko not_active Application Discontinuation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20060089916A (ko) | 2005-02-03 | 2006-08-10 | 아키라 히라이 | 산화동피막 항균 소재의 제조방법 |
| KR200394331Y1 (ko) | 2005-06-07 | 2005-09-01 | 이상술 | 옥석부산물을 이용한 건축용 타일 |
| KR101060706B1 (ko) | 2009-04-24 | 2011-08-30 | 하재식 | 습기와 악취를 방지하는 유골함 |
| KR101960967B1 (ko) | 2017-06-05 | 2019-03-21 | 주식회사 하이원엔시 | 보존성이 향상된 고강도 유골함 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR200452226Y1 (ko) | 세라믹 경량타일 | |
| CN107311619A (zh) | 新型抗菌陶瓷的生产方法 | |
| KR101873871B1 (ko) | 청자유약 조성물 및 이의 제조방법 | |
| KR100889513B1 (ko) | 석기질 및 도기질의 얇은 타일 및 그의 제조방법 | |
| KR100894718B1 (ko) | 세라믹 숯 타일 및 이의 제조방법 | |
| WO2013041751A1 (es) | Combinación y procedimiento de obtención de esmaltes cerámicos bactericidas para productos cerámicos | |
| KR20100027471A (ko) | 세라믹 경량타일 및 이의 제조방법 | |
| CN106348787A (zh) | 一种添加稀土抗菌陶瓷釉及其制备方法 | |
| KR20070077725A (ko) | 세라믹 소결체 및 이의 제조방법 | |
| CN109133857A (zh) | 一种高强度耐摔陶瓷制品及其制作方法 | |
| KR101053089B1 (ko) | 고광택 수색 제공용 유약 및 이를 이용한 고광택 수색 타일의 제조 방법 | |
| CN108975865A (zh) | 一种陶制卫生洁具坯体及制备方法 | |
| CN109608165A (zh) | 一种耐急冷急热的高强度古建陶瓷及其制备方法 | |
| KR101994246B1 (ko) | 광택투명 및 유백색 항균 유약 및 이를 이용하는 도자기의 제조 방법 | |
| KR20230148634A (ko) | 항균성, 기계적 물성 및 색도가 향상된 세라믹 제품 및 그 제조방법 | |
| CN107382281A (zh) | 一种翡翠绿炉钧的烧制工艺 | |
| KR100602522B1 (ko) | 원적외선 황토 도자기 및 이의 제조방법 | |
| KR100516931B1 (ko) | 기능성 타일의 제조 방법 | |
| KR20020021180A (ko) | 황토와 일라이트, 이산화티탄을 활성화한 황토벽돌과황토타일의 조성물 및 그 제조방법 | |
| KR20060110890A (ko) | 기능성 타일의 제조방법 | |
| CN112110651B (zh) | 一种超平滑卫生陶瓷抗菌釉的制备方法 | |
| KR20090008368U (ko) | 세라믹 숯 타일 | |
| KR100842942B1 (ko) | 숯 타일 제조방법 및 숯 타일 유약 | |
| KR102257539B1 (ko) | 접촉각 특성이 우수하고 백색도가 높은 유약층 형성을 위한 유약 조성물을 이용한 세라믹 타일의 제조방법 | |
| KR20160107678A (ko) | 표면조도를 개선할 수 있는 유약 조성물 및 이를 이용한 이지클리닝이 가능한 생활 도자기의 제조방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal |