도자 원료 소지의 조합

 원료 소지의 조합

 

도자기 원료가 되는 소지의 조합은 만들고자 하는 제품의 특성에 따라 제각기 차이가 있
다. 또 소성 색상, 가소성 선택, 성형 방법, 건조 조건, 소성 수축률 등의 조건을 고려하여
같은 광물 조성을 가지고 몇 가지 원료로도 여러 형태의 배합비를 얻을 수 있다. 도자기
소지는 주로 점토 물질, 장석 물질, 규석(석영) 물질 3가지 광물을 주요소로 하며, 화학 조
성이 정해진 소지를 조합할 때 3가지 광물의 함량을 적절히 조절하여 첨가한다.
도자기 원료로 사용하는 광물들의 용도는 다음과 같다. 점토류는 가소성을 부여한다. 카올
린은 백색도 증진, 가소성 부여에 좋으며, 장석류는 주로 매용제로 사용된다.
도석류는 단미로도 성형할 수 있는 장점이 있으며, 백색도 증진, 가소성 부여에 좋다. 석
회석은 매용제로 사용되며, 소성 수축을 조정하는 역할을 한다. 납석은 소성하여도 수축이
크지 않는 특성이 있으며, 소결 온도를 높여주고, 소성 수축을 조정하며, 백색도 증진, 강
도 증진에 도움이 된다. 규석은 소지 내에서 열팽창 조정의 역할을 하며, 백색도 증진, 광
택 증진의 장점을 가진다.
이와 같이 각 원료는 독특한 특성을 가지므로, 이들의 성상을 상호 보완하고, 소지 제조
단가를 낮추기 위한 각 원료의 조합 비율을 면밀히 검토하여 결정한다.

 

 

 

 분쇄

 

분쇄란 원료에 힘을 가해 파괴하고, 세분화시켜 입경의 감소화 및 비표면적의 증가를 가
져오는 기계적인 조작을 일컫는다. 분쇄물의 입자 크기에 따라 조분쇄(수 mm ~ 수십
mm), 중분쇄(수십 ㎛ ~ 수백 ㎛), 미분쇄(수 ㎛), 초미분쇄(1㎛ 이하)로 구분하며, 분쇄물에
가해지는 외부의 힘은 압축력, 충격력, 전단력, 절단력, 마찰력 등으로 구분할 수 있다.
다양한 분쇄 원리 중 어떤 것을 사용하는가에 따라 분쇄기의 형태가 달라지고, 이에 따른
분쇄 결과물의 크기와 원료별 분쇄능이 차이가 나므로, 적절한 분쇄기를 선택하는 것은
매우 중요한 작업이다.
도자기 원료 소지의 분쇄에는 두꺼운 철판으로 제작된 회전 원통 속에 분쇄 매체를 넣고,
원통의 회전력에 의해 구석과 원료 입자가 서로 부딪쳐 분쇄가 일어나는 볼밀이 일반적으
로 사용된다. 볼밀의 분쇄 효율에 영향을 주는 분쇄 조건에는 밀의 회전 속도, 구석의 장
입량과 크기, 원료의 장입량, 물의 양, 분쇄 시간 등이 있다.

 

1. 건식 분쇄
분쇄 생성물이 분쇄 장치의 벽이나 볼에 부착하여 피복층을 이뤄 통상 습식 분쇄에 비해
분쇄능이 떨어지는 것으로 알려져 있다. 분쇄 효율을 높이기 위해 총량 대비 1% 이하의
분산제를 사용하기도 한다.

 

2. 습식 분쇄
액상의 분쇄 매체가 입자 표면을 적셔서 입자의 표면 에너지를 낮추고, 입자 강도를 저하
시키는 역할을 하며, 입자 상호 간 응집되는 것을 억제하여 균일한 분산상을 이루게 하여
분쇄효율이 향상되는 효과를 가져올 수 있다. 효과적인 분쇄를 위해 작아지거나 모가 난
구석은 교체해주고 수시로 점검해야 한다.

 

 

 

 체가름

 

 

체가름이란 다양한 크기의 분체 형태의 혼합물을 체를 이용하여 입자의 크기별로 나누는
작업이다. 체를 통과하는 분체를 통과물, 체 위에 남는 것을 잔류물이라고 한다. 체의 종
류로 고정체, 경사체, 회전체, 선회체, 요동체, 진동체 등이 있다. 체가름 능력에 영향을 주
는 요소는 다음과 같다.

 

1. 분체의 크기가 체 눈 크기의 0.7~1.5배인 것은 체가름 능력을 현저히 떨어뜨린다.

 

2. 체 눈 크기가 작을수록 체가름 능력이 저하된다.

 

3. 분체 내 수분이 많을 경우에는 상호 응집, 부착 등으로 체가름 능력이 저하된다. 해

방법은 분체에 물을 가하여 습식 체가름을 하거나 격렬한 진동을 주어 체가름하는 것
이다.

 

4. 진동체를 사용할 경우 분체의 크기가 작을수록 진동 폭은 작게, 진동수는 많게 한다.

 

5. 같은 크기의 체 눈이라도 망의 굵기가 가는 것이 체가름 능력이 좋고, 체 눈의 모양은
정사각형보다 직사각형이 좋다.

 

 

 

 수비

 

수비란, 점토나 카올린과 같은 토상 상태의 원료를 물속에서 충분히 교반하고, 분산시켜
불순물을 제거하는 방법이다. 점토류에서 수비는 중요한 의미를 지니는데, 그 이유는 수비
에 의해 입도 분포를 안정적으로 할 수 있고, 가소성 및 강도에 영향을 미치는 입자의 모
양을 손상하지 않고, 입도 분리를 할 수 있기 때문이다.
수비는 고체, 액체의 관계에서 침강에 의해 입자를 얻는다. 물속에서 입자가 작고, 가벼운
것은 물 위로 떠오르게 하고, 입자가 크고 무거운 것은 가라앉게 하여 입자의 크기별, 무
게별 구분을 가능하게 하는 원리이다.
수비를 마친 소지 원료는 숙성의 과정을 거치는데, 숙성은 점토 속 유기물의 분해로 미생
물이 번식하도록 하여 유기산과 가소성을 증대하고, 수분의 분산을 균일하게 하며, 기포의
분산 효과가 증대되며, 이로써 성형하기가 좋은 상태로 만드는 이점이 있다.

 

 

 여과

 

여과는 액체와 고체 입자의 혼합물을 다공질의 여과포 등에 통과시켜 액체는 빠져나가게
하고, 고체는 걸리게 하여 액체와 고체를 분리하는 작업이다. 여과 속도는 입자의 크기,
입자의 모양, 입자의 분포, 케이크 조직 내의 투과성, 슬립의 온도 등에 의해 결정된다.
여과 장치는 압력 탈수 방식인 필터프레스를 주로 사용하는데, 필터프레스는 물을 통과시
킬 수 있는 길을 낸 여과용 부품(플라스틱판, 주물판)에 여과포를 장착한 여과판의 각 장
들 사이에 중공을 끼워 여러 개의 여과판을 묶어 여과실을 만든다. 여과실로 슬립을 압력
주입하여 여과액을 배출한 후 일정 시간이 지나면 틀을 분리하여 케이크를 꺼내게 된다.
산업용 여과 장치에 쓰이는 여과판의 크기는 대개 1m2 이상의 정사각형이며, 여과판은 80
개 내외를 사용한다. 슬립을 주입할 때 걸리는 압력은 약 20kg/cm2 정도를 유지한다.
여과포는 맑은 여과액이 배출될 수 있도록 잘 막히지 않아야 하며, 내화학성이 크고 질긴
것이 좋다. 또 케이크가 잘 분리되어야 한다. 여과포의 재료로 삼과 무명 등으로 직조한
캔버스 천, 능직물, 금속망, 유리 섬유 등으로 제조한 것을 사용한다. 여과 효율을 높이기

위해 규조토, 정제한 목재, 펄프, 다공성 물질 등의 여과 조제를 슬립에 섞거나 여과포에
미리 여과 조제를 입히기도 한다.