도자소지 원료의 화학 분석

 도자소지 원료의 화학 분석

 

도자소지를 조합하기 위한 사전 작업으로 채굴 작업을 실시한 광산 또는 도자소지 생산업
체로부터 공급받은 원료들이 어떠한 화학 조성을 가지고 있는지 분석이 필요하다. 대부분
도자소지 생산업체에서는 직접 화학 분석을 실시하고, 결과서를 소비자에게 보고하고 있다.
도자소지 생산업체에서 화학 분석 결과서를 보고받지 못한 경우 또는 알려지지 않은 도자
소지 원료를 사용하고자 하는 경우 도자소지 원료의 화학 조성을 알기 위한 분석이 필요
하다.

 

 

1. 분석하고자 하는 원료의 전처리

 

(1) 원료의 용액 처리
대부분의 도자소지 원료들의 분석은 용액 상태로 분석하는 것이 일반적인데, 시료의
균질성을 유지하기 위한 목적이 크다.

 

(2) 분해 방법
도자소지 원료를 분해하는 방법으로 HF(플루오르화수소산) 같은 강산을 이용한 산
(acid) 분해 방법이 주로 사용된다. 알루미나, 질화규소 등 합성 세라믹 시료들의 경우
가압상태에서의 산 분해법을 이용하기도 한다.

 

 

 

 

 도자소지 원료의 화학 분석

 

 

도자소지를 조합하기 위한 사전 작업으로 채굴 작업을 실시한 광산 또는 도자소지 생산업
체로부터 공급받은 원료들이 어떠한 화학 조성을 가지고 있는지 분석이 필요하다. 대부분
도자소지 생산업체에서는 직접 화학 분석을 실시하고, 결과서를 소비자에게 보고하고 있다.
도자소지 생산업체에서 화학 분석 결과서를 보고받지 못한 경우 또는 알려지지 않은 도자
소지 원료를 사용하고자 하는 경우 도자소지 원료의 화학 조성을 알기 위한 분석이 필요
하다.

 

 

1. 분석하고자 하는 원료의 전처리

 

(1) 원료의 용액 처리
대부분의 도자소지 원료들의 분석은 용액 상태로 분석하는 것이 일반적인데, 시료의
균질성을 유지하기 위한 목적이 크다.

 

 

(2) 분해 방법
도자소지 원료를 분해하는 방법으로 HF(플루오르화수소산) 같은 강산을 이용한 산
(acid) 분해 방법이 주로 사용된다. 알루미나, 질화규소 등 합성 세라믹 시료들의 경우
가압상태에서의 산 분해법을 이용하기도 한다.

 

 

 

 도자소지 원료의 화학 분석 결과의 적용

 

 

화학 분석의 중요성은 다음과 같다.

 

1. 순수한 도자소지의 화학 조성값(광물의 성분비)과 비교한 대상 소지의 특성 파악이 가능하다.

 

2. 대상 도자소지의 주광물 외 부수 광물의 종류와 양을 파악하는 데 도움이 된다.

 

3. 도자소지를 이루는 광물의 특성 파악이 용이하다. (3성 분계 분류 용이)

 

4. 화학 분석으로는 구성 성분이 어떠한 암석(광물 덩어리)상으로 존재하는지 완전히 정확히
파악하기는 어렵고, X-선 회절 분석을 통해 정확도를 높일 수 있다.
원료 광물 조성은 일반적으로 도자 원료의 3요소라 불리는 규석, 점토(카올린), 장석의 3성
분계로서 표현이 가능하다. 3성 분계 조성에서 각 원료들의 역할을 살펴보면, 규석(SiO2)은
내화결정성 원료로 뼈대 역할을 하며, 장석은 융점을 낮추고, 소성 시 도자소지의 각 구성
성분들을 잘 결합하게 하는 융제 역할을 한다. 점토는 성형성을 높여주는 역할을 한다.
3성 분계를 이용한 백분위 성분 구성 성분도(규석 x%, 장석 y%, 점토 z%)를 작성하게 되
면 새로 도입하는 광물이나 사용 경험이 없는 미지의 광물도 어느 정도의 특성 파악이 될
수 있다.
사용되는 원료의 화학 분석치를 근거로 광물 조성을 계산하여 관리하면 광물의 특성 파악
및 소지의 시험에도 편리하게 이용할 수 있다.

 

 

 

 순수한 광물의 성분비 계산 방법의 예시

 

 

백운석(CaCO3․MgCO3)을 예로 들어,

 

1. 각 원소의 상대적 원자량을 Ca: 40, C: 12, O: 16, Mg: 24라 하면, 백운석의 총 분자량은
다음과 같다.

2. 백운석의 각 성분비 계산 방법

 

 

 

 도자소지의 선택

 

 

 

도자소지는 일반적으로 청자소지, 백자소지, 분청사기소지, 옹기소지로 구분할 수 있다.

 

1. 청자소지
청자의 바탕소지는 가소성이 우수해야 하며, 1,250℃ 이상의 고온에서도 골격을 유지할 수
있는 내구성이 좋아야 한다. 또 청잣빛을 낼 수 있는 산화철 성분이 적절히 함유되어야
한다. 이러한 조건을 모두 갖춘 단일 원광석 또는 단일 원토 형태의 청자소지를 얻기란
매우 어려운 일이며, 일반적으로 보조 원료를 적절히 혼합하여 사용한다. 일반적인 청자소
지의 배합비율은 지역마다 사용자마다 차이가 있겠지만 점토 50%, 백토 30%, 고령토 20%
가량이다.

 

2. 백자소지
백자의 바탕소지는 흰색을 띠며, 유약을 얇게 입히고, 투명한 유약을 사용하며, 빙렬 상태
(도자기 표면의 갈라 터진 무늬 또는 상태)가 없다. 백색도가 높고, 투명한 백자소지를 얻
기 위해 순도가 높은 백토에서 불순물을 제거하여 사용한다. 요즈음에는 해외에서 질 좋
은 규석을 들여와 많이 사용하고 있다. 일반적인 백자소지의 배합비율은 지역마다 사용자
마다 차이가 있겠지만 도석 50%, 고령토 30%, 점토 10%, 규석 10%, 장석 10%가량이다.

 

3. 분청사기소지
분청사기는 회색 또는 회흑색 소지 위에 백토로 분장을 하고, 그 위에 담청색에 가까운
백자유약을 입힌 형태이다. 분장을 하는 방법은 무늬 표현의 수단, 태토 표면의 백토화,
거친 태토의 면을 가리기 위한 수단 등 다양한 목적을 가지고 있다. 분청사기의 표면은
회청색인 경우가 많으며, 결국 분장 된 회청사기라 불러도 무방할 것이다. 일반적인 분청
사기소지의 배합비율은 지역마다 사용자마다 차이가 있겠지만 점토 32%, 사토 42%, 도석
13%, 고령토 13%가량이다.

 

 

4. 옹기소지
옹기는 질그릇, 오지그릇을 모두 이르는 말이다. 질그릇은 유약을 바르지 않고, 환원 소성
을 통해 검은색으로 구워낸 것이며, 오지그릇은 유약을 발라 구워낸 것이다. 옹기는 독,
항아리, 단지, 동이, 시루, 술병, 화로, 요강, 주전자, 연적 등 다양한 생활기물에 사용돼
왔다. 일반적인 옹기소지의 배합비율은 지역마다 사용자마다 차이가 있겠지만 규석 70%,
알루미나 24%, 알칼리 산화물(Fe2O3, MgO, TiO2 등) 6%가량이다.