KR20200076840A - Manufacturing method of high hardmess glaze layer having white jade texture - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 고경도 유약층의 형성방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전통 백자의 심미적 특성인 백색을 가지면서 백옥 질감의 반투명 결정화 유약층을 형성할 수 있고, 유약층 내에 아노싸이트(Anorthite)(CaO·Al2O3·2SiO2) 결정이 형성되어 있음으로써 기계적 강도가 높은 고경도 유약층을 형성하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for forming a high-hardness glaze layer, and more specifically, it is possible to form a translucent crystallized glaze layer having a white jade texture while having white, which is an aesthetic characteristic of traditional white porcelain, and an anodite (Anorthite) ( CaO·Al 2 O 3 ·2SiO 2 ) It relates to a method of forming a high hardness glaze layer having high mechanical strength by forming crystals.
도자기, 타일 등의 표면에 도포하여 광택을 주거나 아름답게 하고 강도를 증가시키는 용도로 유약을 사용하고 있다. Glaze is used to apply to the surface of ceramics, tiles, etc. to give gloss or to beautify and increase strength.
일반적으로, 유약은 도자기, 타일 등의 표면에 얇게 씌워서 광택과 색채 또는 무늬를 내어주는 유리질의 분말을 칭한다. 이러한 유약은 주성분이 SiO2(실리카)로 되어 있다.In general, glaze refers to a glassy powder that is coated on a surface of porcelain, tile, etc. to give a gloss and color or pattern. The main component of these glazes is SiO 2 (silica).
전통 백자는 고온의 소결을 통해 태토 위에 백색의 유리질층인 유약층을 형성하여 제조하고 있다. Traditional white porcelain is manufactured by forming a white glazed layer, a glaze layer, on top of the soil through high temperature sintering.
도자기, 타일 등의 제품은 세척시 제품들 간의 마찰이나 충돌로 쉽게 깨지지 않을 정도의 제품 강도를 가져야 하며, 스크래치가 발생하지 않는 고경도 유약을 필요로 한다. 유약의 표면에 발생하는 스크래치는 유약의 일부가 깨져서 떨어지는 파손 현상으로 오염이 발생할 수 있다.Products such as ceramics and tiles must have product strength that is not easily broken due to friction or collision between products when washing, and requires high hardness glaze that does not generate scratches. Scratch occurring on the surface of the glaze may cause contamination due to a breakage phenomenon in which a part of the glaze is broken and falls.
그러므로, 마찰이나 충돌로부터 파손이 일어나지 않아 원형을 유지하면서 제품으로서의 심미적 특성(광택도, 표면조도, 색도)을 가지는 고경도 유약의 개발이 필요하다.Therefore, it is necessary to develop a high-hardness glaze having aesthetic properties (glossiness, surface roughness, and chromaticity) as a product while maintaining its original shape without damage from friction or collision.
현재 시중에서 판매되고 있는 도자기 제품의 유약 경도는 4.6∼5.5GPa 범위를 나타낸다.Glaze hardness of ceramic products currently on the market ranges from 4.6 to 5.5 GPa.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 전통 백자의 심미적 특성인 백색을 가지면서 백옥 질감의 반투명 결정화 유약층을 형성할 수 있고, 유약층 내에 아노싸이트(Anorthite)(CaO·Al2O3·2SiO2) 결정이 형성되어 있음으로써 기계적 강도가 높은 고경도 유약층을 형성하는 방법을 제공함에 있다. The problem to be solved by the present invention is to form a translucent crystallized glaze layer having a white jade texture while having white, which is an aesthetic characteristic of traditional white porcelain, and an anodite (CaOAl 2 O 3 ·2SiO 2 ) in the glaze layer. It is to provide a method of forming a high hardness glaze layer having high mechanical strength by forming crystals.
본 발명은, 장석, 소다회(soda ash), 석회석 및 알루미나를 포함하는 유약 원료를 준비하는 단계와, 상기 유약 원료의 조성성분인 KNaO, CaO, Al2O3 및 SiO2가 x:1-x:0.2∼0.6:1.5∼4.5 (0.2≤x≤0.4)의 몰비를 이루도록 상기 장석, 상기 소다회, 상기 석회석 및 상기 알루미나를 칭량하여 유약 원료로 준비하는 단계와, 칭량하여 준비된 유약 원료와 물(H2O)을 혼합하여 유약 조성물을 형성하는 단계와, 상기 유약 조성물을 시유 대상물에 시유하는 단계와, 상기 유약 조성물이 시유된 결과물을 소결온도까지 승온하고 소결하는 단계와, 소결된 결과물을 냉각하고 상기 소결온도보다 낮은 제1 온도에서 유지하여 아노싸이트(Anorthite) 핵생성이 이루어지게 하는 단계와, 상기 제1 온도에서 유지된 결과물을 냉각하고 상기 제1 온도보다 낮은 제2 온도에서 유지하여 아노싸이트(Anorthite) 핵성장과 결정화가 이루어지게 하는 단계 및 상기 제2 온도에서 유지된 결과물을 냉각하고 언로딩하는 단계를 포함하는 백옥 질감의 고경도 유약층 형성방법을 제공한다.The present invention, preparing a glaze raw material comprising feldspar, soda ash, limestone and alumina, and KNaO, CaO, Al 2 O 3 and SiO 2 which are components of the glaze raw material are x:1-x Weighing the feldspar, the soda ash, the limestone and the alumina to prepare a glaze raw material to achieve a molar ratio of :0.2 to 0.6:1.5 to 4.5 (0.2≤x≤0.4), and the prepared glaze raw material and water (H Mixing 2 O) to form a glaze composition, a step of applying the glaze composition to an object to be tested, a step of heating and sintering the resultant result of the glaze composition to a sintering temperature, and cooling the sintered result. Maintaining at a first temperature lower than the sintering temperature to achieve anodite nucleation, and cooling the resultant maintained at the first temperature and maintaining the anodite at a second temperature lower than the first temperature (Anorthite) provides a method for forming a high hardness glaze layer of white jade texture, which includes the steps of allowing nuclear growth and crystallization and cooling and unloading the resultant maintained at the second temperature.
상기 소결온도는 1250∼1350℃의 온도인 것이 바람직하다.The sintering temperature is preferably a temperature of 1250 ~ 1350 ℃.
상기 제1 온도는 800∼1000℃인 것이 바람직하다.The first temperature is preferably 800 to 1000°C.
상기 제2 온도는 650∼900℃인 것이 바람직하다.The second temperature is preferably 650 to 900°C.
상기 유약 조성물이 시유된 결과물을 소결온도까지 승온하기 전에, 650∼950℃의 온도로 승온하고 유지하는 단계를 더 포함할 수 있다.Before heating the resultant result of the glaze composition to a sintering temperature, the temperature may be further increased and maintained at a temperature of 650 to 950°C.
상기 유약 조성물을 상기 시유 대상물에 시유하기 전에, 상기 유약 조성물에 함유된 유약 원료를 분쇄하는 단계를 더 포함할 수 있다.Before applying the glaze composition to the milking object, the method may further include grinding the glaze raw material contained in the glaze composition.
상기 알루미나는 100∼500㎚의 평균입도를 갖는 것이 바람직하다.It is preferable that the alumina has an average particle size of 100 to 500 nm.
본 발명에 의하면, 전통 백자의 심미적 특성인 백색을 가지면서 백옥 질감의 반투명 결정화 유약층을 형성할 수 있고, 유약층 내에 아노싸이트(Anorthite)(CaO·Al2O3·2SiO2) 결정이 형성되어 있음으로써 기계적 강도가 높은 고경도 유약층을 형성할 수 있다.According to the present invention, it is possible to form a translucent crystallized glaze layer having a white jade texture while having white, which is an aesthetic characteristic of traditional white porcelain, and an anodite (CaOAl 2 O 3 ·2SiO 2 ) crystal is formed in the glaze layer. By being formed, a high hardness glaze layer having high mechanical strength can be formed.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나, 이하의 실시예는 이 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the following embodiments are provided to those of ordinary skill in the art to fully understand the present invention and may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is limited to the embodiments described below. It does not work.
발명의 상세한 설명 또는 청구범위에서 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 당해 구성요소만으로 이루어지는 것으로 한정되어 해석되지 아니하며, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것으로 이해되어야 한다.In the description or claims of the present invention, when one component "includes" another component, it is not limited to being interpreted as being composed of the component only, unless specifically stated otherwise, and other components are further interpreted. It should be understood that it can be included.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 백옥 질감의 고경도 유약층 형성방법은, 장석, 소다회(soda ash), 석회석 및 알루미나를 포함하는 유약 원료를 준비하는 단계와, 상기 유약 원료의 조성성분인 KNaO, CaO, Al2O3 및 SiO2가 x:1-x:0.2∼0.6:1.5∼4.5 (0.2≤x≤0.4)의 몰비를 이루도록 상기 장석, 상기 소다회, 상기 석회석 및 상기 알루미나를 칭량하여 유약 원료로 준비하는 단계와, 칭량하여 준비된 유약 원료와 물(H2O)을 혼합하여 유약 조성물을 형성하는 단계와, 상기 유약 조성물을 시유 대상물에 시유하는 단계와, 상기 유약 조성물이 시유된 결과물을 소결온도까지 승온하고 소결하는 단계와, 소결된 결과물을 냉각하고 상기 소결온도보다 낮은 제1 온도에서 유지하여 아노싸이트(Anorthite) 핵생성이 이루어지게 하는 단계와, 상기 제1 온도에서 유지된 결과물을 냉각하고 상기 제1 온도보다 낮은 제2 온도에서 유지하여 아노싸이트(Anorthite) 핵성장과 결정화가 이루어지게 하는 단계 및 상기 제2 온도에서 유지된 결과물을 냉각하고 언로딩하는 단계를 포함한다.Method for forming a high hardness glaze layer of white jade texture according to a preferred embodiment of the present invention, preparing a glaze raw material comprising feldspar, soda ash, limestone and alumina, and KNaO, a component of the glaze raw material, The feldspar, the soda ash, the limestone and the alumina are weighed so that CaO, Al 2 O 3 and SiO 2 form a molar ratio of x:1-x:0.2 to 0.6:1.5 to 4.5 (0.2≤x≤0.4). Preparing a glaze composition by mixing the prepared glaze raw material with water (H 2 O), weighing the glaze composition onto an object to be tested, and sintering the resultant solution of the glaze composition. Heating and sintering to a temperature, cooling the sintered product and maintaining it at a first temperature lower than the sintering temperature, thereby allowing nucleation of anthite, and cooling the resultant maintained at the first temperature And maintaining at a second temperature lower than the first temperature to effect anodite nuclear growth and crystallization, and cooling and unloading the resultant product maintained at the second temperature.
상기 소결온도는 1250∼1350℃의 온도인 것이 바람직하다.The sintering temperature is preferably a temperature of 1250 ~ 1350 ℃.
상기 제1 온도는 800∼1000℃인 것이 바람직하다.The first temperature is preferably 800 to 1000°C.
상기 제2 온도는 650∼900℃인 것이 바람직하다.The second temperature is preferably 650 to 900°C.
상기 유약 조성물이 시유된 결과물을 소결온도까지 승온하기 전에, 650∼950℃의 온도로 승온하고 유지하는 단계를 더 포함할 수 있다.Before heating the resultant result of the glaze composition to a sintering temperature, the temperature may be further increased and maintained at a temperature of 650 to 950°C.
상기 유약 조성물을 상기 시유 대상물에 시유하기 전에, 상기 유약 조성물에 함유된 유약 원료를 분쇄하는 단계를 더 포함할 수 있다.Before applying the glaze composition to the milking object, the method may further include grinding the glaze raw material contained in the glaze composition.
상기 알루미나는 100∼500㎚의 평균입도를 갖는 것이 바람직하다.It is preferable that the alumina has an average particle size of 100 to 500 nm.
이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 백옥 질감의 고경도 유약층 형성방법을 더욱 구체적으로 설명한다. Hereinafter, a method of forming a high hardness glaze layer of white jade texture according to a preferred embodiment of the present invention will be described in more detail.
전통 백자의 심미적 특성인 백색을 가지면서 현대 생활에 필요한 기계적 강도를 가지는 유약층을 형성하고자 한다. 본 발명에서는 전통 도자기의 문화 정서를 담은 백옥 질감의 반투명 결정화 유약층을 개발하고자 한다. 유약층 내에 아노싸이트(Anorthite)(CaO·Al2O3·2SiO2) 결정을 형성시켜 기계적 강도가 높고 백색을 띠는 유약층이 형성되게 할 수 있다. We intend to form a glaze layer that has the aesthetic properties of traditional white porcelain and has the mechanical strength necessary for modern life. In the present invention, it is intended to develop a translucent crystallized glaze layer of white jade texture containing the cultural sentiment of traditional ceramics. An anthite (CaO·Al 2 O 3 ·2SiO 2 ) crystal may be formed in the glaze layer to form a white glaze layer having high mechanical strength and whiteness.
아노싸이트(Anorthite) 결정화를 통한 백옥 질감의 고경도 유약층을 형성하기 위해 장석, 소다회(soda ash), 석회석 및 알루미나(Alumina)를 포함하는 유약 원료를 준비한다. Glazed raw materials including feldspar, soda ash, limestone, and alumina are prepared to form a high hardness glaze layer of white jade texture through anodite crystallization.
유약 원료의 조성성분인 KNaO, CaO, Al2O3 및 SiO2가 x:1-x:0.2∼0.6:1.5∼4.5 (0.2≤x≤0.4)의 몰비를 이루도록 상기 장석, 상기 소다회, 상기 석회석 및 상기 알루미나를 칭량하여 유약 원료로 준비한다. 더욱 구체적으로는 유약 원료의 조성성분으로 KNaO가 x(0.2≤x≤0.4) 몰을 이루고, CaO가 1-x(0.2≤x≤0.4) 몰을 이루며, Al2O3가 0.2∼0.6, 더욱 바람직하게는 0.25∼0.4 몰을 이루고, SiO2가 1.5∼4.5, 더욱 바람직하게는 1.8∼2.7 몰을 이루도록 상기 장석, 상기 소다회, 상기 석회석 및 상기 알루미나를 칭량한다. 예컨대, 장석 54.7∼69.5중량%, 소다회(soda ash) 2.1∼6.1중량%, 석회석 20∼33.4중량% 및 알루미나 2∼10중량%를 준비한다. 알카리 산화물 중 CaO 함량이 높을수록 아노싸이트(Anorthite) 결정질 형성에 유리하나, KNaO에 비해 CaO 비율이 지나치게 높으면 표면의 광택도가 감소하는 원인이 될 수 있다.The feldspar, the soda ash, and the limestone so that the compositional components of the glaze raw materials KNaO, CaO, Al 2 O 3 and SiO 2 form a molar ratio of x:1-x:0.2 to 0.6:1.5 to 4.5 (0.2≤x≤0.4). And weighing the alumina to prepare as a glaze raw material. More specifically, as a component of the glaze raw material, KNaO forms x (0.2 ≤ x ≤ 0.4) moles, CaO forms 1-x (0.2 ≤ x ≤ 0.4) moles, and Al 2 O 3 is 0.2 to 0.6, more The feldspar, the soda ash, the limestone and the alumina are preferably weighed to form 0.25 to 0.4 moles, and SiO 2 to 1.5 to 4.5, more preferably 1.8 to 2.7 moles. For example, 54.7 to 69.5 wt% of feldspar, 2.1 to 6.1 wt% of soda ash, 20 to 33.4 wt% of limestone and 2 to 10 wt% of alumina are prepared. The higher the CaO content in the alkali oxide, the more favorable it is to form an anthite (Anorthite) crystal, but if the CaO ratio is too high compared to KNaO, it may cause a decrease in surface glossiness.
유약 원료인 상기 알루미나는 100∼500㎚의 평균입도를 갖는 것이 바람직하며, 그 이상의 입자 크기를 가지는 알루미나 첨가 시에는 용해도가 너무 낮아 결정화가 거의 일어나지 않을 수 있다. 또한, 100nm 이하의 알루미나 첨가 시에는 유약 슬러리의 분산성에 문제가 생겨 균일한 시유가 어려울 수 있다.The alumina, which is a glaze raw material, preferably has an average particle size of 100 to 500 nm, and when adding alumina having a particle size of more than that, the solubility is so low that crystallization may hardly occur. In addition, when adding alumina of 100 nm or less, a problem arises in the dispersibility of the glaze slurry, and thus uniform oil may be difficult.
칭량하여 준비된 유약 원료와 물(H2O)을 혼합하여 유약 조성물을 형성한다. 이때, 상기 유약 조성물에 고형분(유약 원료)이 40∼60중량% 함유되게 상기 물(H2O)을 혼합하는 것이 바람직하다. Weighing the prepared glaze raw material and water (H 2 O) is mixed to form a glaze composition. At this time, it is preferable to mix the water (H 2 O) so that the solid content (glaze raw material) is contained in the glaze composition 40-60% by weight.
상기 유약 조성물에 함유된 유약 원료를 분쇄할 수도 있다. 상기 분쇄는 볼밀(ball mill), 유성밀(planetary mill), 어트리션밀(attrition mill) 등과 같은 방법을 사용할 수 있다. The glaze raw material contained in the glaze composition may be crushed. The grinding may use a method such as a ball mill, a planetary mill, an attrition mill, or the like.
이하, 볼밀법에 의한 분쇄 공정을 구체적으로 설명한다. 상기 칭량하여 준비된 유약 원료와 물(H2O)을 볼 밀링기(ball milling machine)에 장입한다. 볼 밀링기를 이용하여 일정 속도로 회전시켜 상기 유약 원료를 균일하게 혼합하면서 분쇄되게 한다. 볼 밀에 사용되는 볼은 알루미나, 지르코니아와 같은 세라믹으로 이루어진 볼을 사용할 수 있으며, 볼은 모두 같은 크기의 것일 수도 있고 2가지 이상의 크기를 갖는 볼을 함께 사용할 수도 있다. 볼의 크기, 밀링 시간, 볼 밀링기의 분당 회전속도 등을 조절하여 목표하는 입자의 크기로 분쇄되게 한다. 예를 들면, 입자의 크기를 고려하여 볼의 크기는 1㎜∼50㎜ 정도의 범위로 설정하고, 볼 밀링기의 회전속도는 100∼500rpm 정도의 범위로 설정할 수 있다. 볼밀은 목표하는 입자의 크기 등을 고려하여 1∼48시간 동안 실시하는 것이 바람직하다. 볼밀된 유약 조성물은 유약 원료가 물(H2O)에 분산되어 있는 슬러리(slurry) 상태를 이루며, 상기 유약 조성물을 볼밀링기에서 꺼낸다. 상기 알루미나로서 광물 상태의 원료를 사용하는 경우에는 상기 분쇄에 의해 알루미나의 평균입도가 100∼500㎚ 정도를 이루도록 하는 것이 바람직하다.Hereinafter, the grinding process by the ball mill method will be described in detail. The weighed and prepared glaze raw material and water (H 2 O) are charged to a ball milling machine. It is rotated at a constant speed using a ball milling machine to be pulverized while uniformly mixing the glaze raw materials. Balls used in the ball mill may be made of a ceramic ball such as alumina or zirconia, and the balls may all be the same size or may be used together with balls having two or more sizes. The size of the ball, the milling time, and the rotation speed per minute of the ball milling machine are adjusted to be crushed to the target particle size. For example, considering the size of the particles, the size of the ball can be set in a range of about 1 mm to 50 mm, and the rotation speed of the ball mill can be set in a range of about 100 to 500 rpm. The ball mill is preferably performed for 1 to 48 hours in consideration of the target particle size and the like. The ball milled glaze composition forms a slurry in which the glaze raw material is dispersed in water (H 2 O), and the glaze composition is taken out from the ball mill. When using a raw material in a mineral state as the alumina, it is preferable that the average particle size of the alumina is about 100 to 500 nm by the pulverization.
상기 유약 조성물을 시유 대상물에 시유한다. 시유하는 방법은 다양한 방식으로 이루어질 수 있는데, 예컨대 시유 대상물을 유약 조성물에 담그거나, 유약 조성물을 붓과 같은 도구로 바르거나, 유약 조성물을 스프레이 장치로 뿌리는 방식 등을 이용할 수 있다. 상기 시유 대상물은 1차 소성된 도자기, 타일 등일 수 있다. The glaze composition is applied to an object to be applied. The method of applying the milk may be made in various ways, for example, a method of dipping the object to be applied to the glaze composition, applying the glaze composition with a tool such as a brush, or spraying the glaze composition with a spray device. The subject matter may be primary fired ceramics, tiles, or the like.
도 1 및 도 2는 소결 공정과 아노싸이트(Anorthite) 결정화를 위한 공정을 설명하기 위하여 도시한 도면이다. 1 and 2 are views illustrating a sintering process and a process for crystallizing an anodite.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 유약 조성물이 시유된 결과물을 소결온도(T1)까지 승온하고 소결한다. 상기 소결온도(T1)는 1250∼1350℃, 더욱 바람직하게는 1300∼1330℃의 온도인 것이 바람직하다. 상기 소결은 공기(air), 산소와 같은 산화 분위기에서 수행하는 것이 바람직하다. 1 and 2, the resultant result of the glaze composition is heated to a sintering temperature (T1) and sintered. The sintering temperature T1 is preferably 1250 to 1350°C, more preferably 1300 to 1330°C. The sintering is preferably performed in an oxidizing atmosphere such as air or oxygen.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 유약 조성물이 시유된 결과물을 소결온(T1)까지 승온하기 전에, 아노싸이트(Anorthite)의 핵생성 등을 위해 650∼950℃, 더욱 바람직하게는 700∼950℃의 온도(T4)로 승온하고 유지하는 단계가 더 포함될 수 있다. As shown in FIG. 2, before heating the resultant result of the glaze composition to a sintering temperature (T1), 650 to 950°C, more preferably 700 to 950°C, for nucleation of an anthite, etc. The temperature may be further increased and maintained at a temperature T4.
소결된 결과물을 냉각하고 상기 소결온도(T1)보다 낮은 제1 온도(T2)에서 유지하여 아노싸이트(Anorthite) 핵생성이 이루어지게 하고, 상기 제1 온도(T2)에서 유지된 결과물을 냉각하고 상기 제1 온도(T2)보다 낮은 제2 온도(T3)에서 유지하여 아노싸이트(Anorthite) 핵성장과 결정화가 이루어지게 한다. 상기 제1 온도(T2)는 800∼1000℃, 더욱 바람직하게는 850∼950℃인 것이 바람직하다. 상기 제2 온도(T3)는 650∼900℃, 더욱 바람직하게는 700∼850℃인 것이 바람직하다.Cooling the sintered product and maintaining it at a first temperature (T2) lower than the sintering temperature (T1) to achieve nucleation of anthite, cooling the product maintained at the first temperature (T2), and It is maintained at a second temperature T3 lower than the first temperature T2, so that an anodite nuclear growth and crystallization are achieved. The first temperature T2 is preferably 800 to 1000°C, more preferably 850 to 950°C. The second temperature T3 is preferably 650 to 900°C, more preferably 700 to 850°C.
상기 제2 온도(T2)에서 유지된 결과물을 냉각하고 언로딩한다. The resultant maintained at the second temperature T2 is cooled and unloaded.
이와 같은 과정을 통해 시유 대상물 표면에는 백옥 질감의 고경도 유약층이 형성되게 된다. 상기 유약층은 100∼300㎛의 두께를 갖는 것이 바람직하다.Through this process, a high hardness glaze layer having a white jade texture is formed on the surface of the object to be applied. The glaze layer preferably has a thickness of 100 to 300㎛.
이렇게 형성된 유약층은 전통 백자의 심미적 특성인 백색을 가지면서 현대 생활에 필요한 기계적 강도를 가진다. 전통 도자기의 문화 정서를 담은 백옥 질감의 반투명 결정화 유약층으로서, 유약층 내에 아노싸이트(Anorthite)(CaO·Al2O3·2SiO2) 결정이 형성되어 있음으로써 기계적 강도가 높고 백색을 띠게 된다. The glaze layer thus formed has the aesthetic characteristic of traditional white porcelain and has the mechanical strength necessary for modern life. It is a translucent crystallized glaze layer with a white jade texture containing the cultural sentiment of traditional ceramics. It has high mechanical strength and white color due to the formation of an anodite (CaO·Al 2 O 3 ·2SiO 2 ) crystal in the glaze layer.
이하에서, 본 발명에 따른 실험예를 구체적으로 제시하며, 다음에 제시하는 실험예에 본 발명이 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the experimental examples according to the present invention are specifically presented, and the present invention is not limited to the experimental examples presented below.
스털(Stull)의 UMF(Unity Molecular Formula)를 이용하여 유약 조성과 경도와의 상관관계를 분석하였다. The correlation between glaze composition and hardness was analyzed using Stull's UMF (Unity Molecular Formula).
UMF는 산화물을 역할에 따라 알카리, 중성, 산성 산화물로 분류한다. UMF classifies oxides into alkaline, neutral, and acidic oxides according to their role.
융제 역할을 하는 산화물은 Na2O, K2O, Li2O 등의 알카리 산화물(R2O)과, CaO, MgO, SrO, BaO, ZnO 등의 알칼리토 산화물(RO)을 포함한다. 대표적인 중성산화물(R2O3)은 Fe2O3, Al2O3 이며, 대표적인 산성산화물(RO2)은 SiO2, TiO2 이다. 모든 산화물을 몰(mole) 수로 전환하고, 이중 알카리(알카리토 포함) 산화물들의 합으로 중성과 산성 산화물을 나누게 되면 UMF를 얻게 된다.The oxide serving as a flux includes alkali oxides (R 2 O) such as Na 2 O, K 2 O, and Li 2 O, and alkaline earth oxides (RO) such as CaO, MgO, SrO, BaO, and ZnO. Typical neutral oxides (R 2 O 3 ) are Fe 2 O 3 , Al 2 O 3 , And representative acid oxides (RO 2 ) are SiO 2 and TiO 2 . When all oxides are converted into mole number, and the neutral and acid oxides are divided by the sum of double alkali (including alkali) oxides, UMF is obtained.
본 실험예에서는 KNaO : CaO의 비율을 0.3 : 0.7의 몰비로 고정하였고, Al2O3 0.2∼0.6과 SiO2 1.5∼4.5 범위로 변화시켜 유약 원료의 최적 조성범위를 확인하였다. 이와 같은 조성비에 대하여 아래의 화학식 1로 나타내었다.In this experimental example, the ratio of KNaO: CaO was fixed at a molar ratio of 0.3: 0.7, and Al 2 O 3 0.2∼0.6 and SiO 2 By changing to the range of 1.5 to 4.5, the optimum composition range of the glaze raw material was confirmed. The composition ratio is represented by Formula 1 below.
[화학식 1][Formula 1]
0.3KNaO·0.7CaO·0.2∼0.6Al2O3·1.5∼4.5SiO2 0.3KNaO·0.7CaO·0.2∼0.6Al 2 O 3 ·1.5∼4.5SiO 2
유약 원료의 조성성분으로 KNaO, CaO, Al2O3 및 SiO2가 위의 화학식 1과 같은 조성비를 이루도록 장석, 소다회(soda ash), 석회석 및 알루미나(Alumina)를 준비하였다. Feldspar, soda ash, limestone and alumina were prepared so that KNaO, CaO, Al 2 O 3 and SiO 2 as the compositional components of the glaze raw material achieve the composition ratio as in Chemical Formula 1 above.
유약 원료의 조성성분인 KNaO, CaO, Al2O3 및 SiO2가 0.3:0.7:0.2∼0.6:1.5∼4.5의 몰비를 이루도록 상기 장석, 상기 소다회, 상기 석회석 및 상기 알루미나를 칭량하여 유약 원료로 준비하였다. 예컨대, 장석 54.7∼69.5중량%, 소다회(soda ash) 2.1∼6.1중량%, 석회석 20∼33.4중량% 및 알루미나 2∼10중량%를 준비하였다.The feldspar, the soda ash, the limestone and the alumina are weighed so that the KNaO, CaO, Al 2 O 3 and SiO 2 components of the glaze raw material form a molar ratio of 0.3:0.7:0.2 to 0.6:1.5 to 4.5. I prepared. For example, 54.7-69.5 wt% of feldspar, 2.1-6.1 wt% of soda ash, 20-33.4 wt% of limestone and 2-10 wt% of alumina were prepared.
장석 64.8중량%, 소다회(soda ash) 2.1중량%, 석회석 27.2중량%, 알루미나 5.9중량%를 포함하는 유약 원료의 성분을 분석하여 아래의 표 1에 나타내었다.The composition of the glaze raw material including feldspar 64.8% by weight, soda ash 2.1% by weight, limestone 27.2% by weight, and alumina 5.9% by weight is analyzed and shown in Table 1 below.
유약 원료와 물(H2O)을 배합하고 볼밀(ball milling)로 24시간 동안 균일하게 분쇄하는 과정을 수행하였다. 이렇게 형성된 유약 조성물은 고형분 60%, 물 40% 를 이루었다.The process of mixing the glaze raw material and water (H 2 O) and uniformly grinding for 24 hours by ball milling was performed. The glaze composition thus formed comprised 60% solids and 40% water.
시유 대상물(1차 소성된 타일)에 상기 유약 조성물을 시유하였다. 상기 시유는 시유 대상물을 유약 조성물에 담그는 방식을 이용하였다. The glaze composition was applied to the milking target (primed fired tile). The municipal oil was used by dipping the object to be applied to the glaze composition.
5.0℃/분 속도로 900℃까지 승온하고 900℃에서 1시간 동안 유지한 후, 5.0℃/분 속도로 1315℃까지 승온시키고 1315℃에서 1시간 동안 유지하여 소결하였다. After heating up to 900°C at a rate of 5.0°C/min and holding at 900°C for 1 hour, the temperature was raised to 1315°C at a rate of 5.0°C/min, and maintained at 1315°C for 1 hour to sinter.
소결된 결과물을 냉각하고 900℃에서 1시간 동안 유지한 후, 750℃까지 냉각하고 750℃에서 1시간 동안 유지하였다. 이와 같이 소결 후 냉각 과정에서 900℃와 750℃에서 각각 1시간 동안 유지함으로써 아노싸이트(Anorthite) 핵생성과 균일화가 이루어지게 함으로써 유약의 경도 및 백색도를 증가시켰다. The sintered product was cooled and maintained at 900°C for 1 hour, then cooled to 750°C and maintained at 750°C for 1 hour. In this way, the hardness and whiteness of the glaze were increased by maintaining the anodite nucleation and homogenization by maintaining at 900° C. and 750° C. for 1 hour in the cooling process after sintering.
750℃에서 1시간 동안 유지된 결과물을 냉각하고 언로딩하였다. The resultant kept at 750° C. for 1 hour was cooled and unloaded.
이렇게 형성된 유약층을 X-선회절(X-ray diffraction) 등을 통해 분석하였다. The glaze layer thus formed was analyzed through X-ray diffraction.
아노싸이트(Anorthite) 결정의 반투명 백색 유약 조성은 염기성 산화물 KNaO : CaO의 비율을 0.3:0.7일 때, Al2O3 0.25∼0.4, SiO2 1.8∼2.7 범위에서 8.1 GPa의 값을 나타내었다. 도 3은 유약 원료로 장석 64.8중량%, 소다회(soda ash) 2.1중량%, 석회석 27.2중량%, 알루미나 5.9중량%를 사용하여 유약층을 형성한 경우에 유약층의 경도 분포도이다. The translucent white glaze composition of the anodite crystal is Al 2 O 3 0.25∼0.4, SiO 2 when the basic oxide KNaO:CaO ratio is 0.3:0.7. It showed the value of 8.1 GPa in the range of 1.8 to 2.7. 3 is a hardness distribution of the glaze layer when a glaze layer is formed by using feldspar 64.8 wt%, soda ash 2.1 wt%, limestone 27.2 wt%, and alumina 5.9 wt%.
유약 원료인 알루미나의 함량이 2∼10중량% 범위에서는 소결 후 냉각 공정 중 900∼750℃ 범위에서 백옥 질감의 백색 아노싸이트(Anorthite) 결정화 형성이 증가한다. 그러나 유약 원료인 알루미나의 함량이 10중량%를 초과하는 경우에서는 아노싸이트(Anorthite) 결정의 성장이 과대해져 유면이 거칠어질 수 있다.When the content of the alumina as a glaze raw material is in the range of 2 to 10% by weight, white anodite crystallization of white jade texture increases in the range of 900 to 750°C during the cooling process after sintering. However, when the content of alumina as a glaze raw material exceeds 10% by weight, the growth of an anodite crystal may be excessive and the oil level may become rough.
알카리 산화물 중 CaO 함량이 높을수록 아노싸이트(Anorthite) 결정질 형성에 유리하나, KNaO에 비해 CaO 비율이 지나치게 높으면 표면의 광택도가 감소하는 원인이 될 수 있다.The higher the CaO content in the alkali oxide, the more favorable it is to form an anthite (Anorthite) crystal, but if the CaO ratio is too high compared to KNaO, it may cause a decrease in surface glossiness.
도 4는 실험예에 따라 제조된 유약층의 X-선회절(XRD; X-ray diffraction) 패턴을 보여주는 도면이다.4 is a view showing an X-ray diffraction (XRD) pattern of a glaze layer prepared according to an experimental example.
도 4를 참조하면, 유약층에 아노싸이트(Anorthite) 결정이 형성된 것을 확인하였다. Referring to FIG. 4, it was confirmed that an anodite crystal was formed in the glaze layer.
도 5는 실험예에 따라 제조된 유약층 표면을 보여주는 사진이다.5 is a photograph showing the surface of the glaze layer prepared according to the experimental example.
도 5를 참조하면, 유약층 표면은 매질에 아노싸이트(Anorthite) 결정이 박혀있는 형태의 반투명 유약층을 형성하여 태토의 색상 또는 불순물이 투과되지 않아 백색도가 높은 것으로 나타났다. Referring to FIG. 5, the surface of the glaze layer was formed by forming a translucent glaze layer in the form of an anthite crystal embedded in the medium, so that the color or impurity of the clay was not transmitted and the whiteness was high.
도 6은 실험예에 따라 제조된 유약층을 화학적으로 에칭(etching) 하여 미세구조를 나타낸 주사전자현미경(scanning electron microscope; SEM) 사진이다.6 is a scanning electron microscope (SEM) photograph showing a microstructure by chemically etching a glaze layer prepared according to an experimental example.
도 6을 참조하면, 미세구조에서 유약 표면에 침상 형태의 안정적인 아노싸이트(Anorthite) 결정이 형성되어 있음을 관찰할 수 있었다. Referring to FIG. 6, it was observed that in the microstructure, a stable anodite crystal in the form of a needle was formed on the surface of the glaze.
실험예에 따라 제조된 유약층의 물성을 분석하여 아래의 표 2에 나타내었다.To analyze the physical properties of the glaze layer prepared according to the experimental example are shown in Table 2 below.
반투명 백색 유약층은 70.1GU로 우수한 광택을 나타냈으며, 표면조도는 2.32㎛로 부드러운 유약층 표면을 가진 것으로 나타났다. The translucent white glaze layer showed excellent gloss with 70.1GU, and the surface roughness was 2.32㎛, which was shown to have a smooth glaze layer surface.
기존 유약의 경도가 ~5.5Gpa인 것을 고려할 때, 실험예에 따라 제조된 유약층의 경도값 8.1Gpa는 고경도 유약임을 확인하였다. Considering that the hardness of the existing glaze is ~5.5Gpa, it was confirmed that the hardness value of 8.1Gpa of the glaze layer prepared according to the experimental example is a high hardness glaze.
실험예에 따라 제조된 유약층의 백색도를 아래의 표 3에 나타내었다.The whiteness of the glaze layer prepared according to the experimental example is shown in Table 3 below.
기존 유약의 백색도 CIEL 값 90∼91인 것을 고려할 때, 아노싸이트(Anorthite) 결정화 유약층의 백색도는 CIEL 값 94.5로 매우 높게 나타났다.Considering that the whiteness of the existing glaze was CIEL values of 90 to 91, the whiteness of the anodite crystallized glaze layer was very high with a CIEL value of 94.5.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.As described above, the preferred embodiments of the present invention have been described in detail, but the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made by those skilled in the art.
Claims (7)
상기 유약 원료의 조성성분인 KNaO, CaO, Al2O3 및 SiO2가 x:1-x:0.2∼0.6:1.5∼4.5 (0.2≤x≤0.4)의 몰비를 이루도록 상기 장석, 상기 소다회, 상기 석회석 및 상기 알루미나를 칭량하여 유약 원료로 준비하는 단계;
칭량하여 준비된 유약 원료와 물(H2O)을 혼합하여 유약 조성물을 형성하는 단계;
상기 유약 조성물을 시유 대상물에 시유하는 단계;
상기 유약 조성물이 시유된 결과물을 소결온도까지 승온하고 소결하는 단계;
소결된 결과물을 냉각하고 상기 소결온도보다 낮은 제1 온도에서 유지하여 아노싸이트(Anorthite) 핵생성이 이루어지게 하는 단계;
상기 제1 온도에서 유지된 결과물을 냉각하고 상기 제1 온도보다 낮은 제2 온도에서 유지하여 아노싸이트(Anorthite) 핵성장과 결정화가 이루어지게 하는 단계; 및
상기 제2 온도에서 유지된 결과물을 냉각하고 언로딩하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 백옥 질감의 고경도 유약층 형성방법.
Preparing a glaze raw material including feldspar, soda ash, limestone and alumina;
The feldspar, the soda ash, the so-called KNaO, CaO, Al 2 O 3 and SiO 2 which are components of the glaze raw material form a molar ratio of x:1-x:0.2 to 0.6:1.5 to 4.5 (0.2≤x≤0.4). Weighing limestone and the alumina and preparing them as a glaze raw material;
Forming a glaze composition by mixing the prepared glaze raw material with water (H 2 O);
Applying the glaze composition to an object to be applied;
Heating and sintering the resultant product of the glaze composition to a sintering temperature;
Cooling the sintered result and maintaining it at a first temperature lower than the sintering temperature, so that an anodite nucleation is achieved;
Cooling the resultant maintained at the first temperature and maintaining it at a second temperature lower than the first temperature to effect anodite nuclear growth and crystallization; And
A method of forming a high hardness glaze layer of white jade texture, comprising the step of cooling and unloading the resultant maintained at the second temperature.
The method of claim 1, wherein the sintering temperature is 1250 to 1350°C.
The method of claim 1, wherein the first temperature is 800 to 1000°C.
The method of claim 1, wherein the second temperature is 650 to 900°C.
650∼950℃의 온도로 승온하고 유지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백옥 질감의 고경도 유약층 형성방법.
The method of claim 1, wherein before heating the resulting product to which the glaze composition is applied to the sintering temperature,
Method of forming a high hardness glaze layer of white jade texture, characterized in that it further comprises the step of raising and maintaining the temperature of 650 ~ 950 ℃.
상기 유약 조성물에 함유된 유약 원료를 분쇄하는 단계를 더 포함하는 것을 백옥 질감의 고경도 유약층 형성방법.
According to claim 1, Before applying the glaze composition to the milking object,
A method of forming a high hardness glaze layer having a white jade texture, further comprising crushing a glaze raw material contained in the glaze composition.
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