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도자기재료와 특성 1. 가소성원료(점토질원료)의 종류와 그 특성 * 고령토 (Kaoline) 고령토는 도자기 원료 중에서 가장 많이 사용되는 재료이며 중국의 고령지방에서 많이 나는 점토로서 영국사람들이 처음에는 그 지명을 따서 Koline이라 칭하다가 Kaoline으로 명하게 되었다. 고령토의 화학식은 Al2O3, 2SiO2, 2H2O로서 점토물질과 석영 그리고 분해장석으로 구성되어 있으며 우리나라에서는 경남하동, 산청, 성주 등지에서 양질의 고령토가 채취되고 있다. 그러나 근간에는 중국에서 수입하여 쓰고 있다. 구미에서는 고령토보다는 약간 점력이 부족하나 백색도가 좋은 자토(瓷土)가 유약재료나 점토에 점력을 증강하기 위하여 사용되고 있으나 고령토와 성분은 비슷하다. 미국의 플로리다주와 캐롤라이나주, 조지아주 등지에서 생산되는 고령토를 볼 카올린(Ball Kaoline), 볼 클레이(Ball Clay), 또는 E.P.K( Edgar Plastic Kaoline)라고 부르며 그 중에서 볼 클레이는 가장 가소성이 높은 고령토이다. * 와목점토 와목점토는 역시 고령토와 같은 화학식을 가지며 카올린보다 점력이 좋고 소성하면 약간 회색 또는 베이지색이 되며 백색도는 좋지 않다. 화강암 중에서 장석과 운모가 풍화되어 점토질로 변형되었으며 석영의 입자가 점토 속에 잔존하여 마치 개구리눈과 같은 상을 하고 있어 개구리 와(蛙) 눈목(目)자를 써서 와목점토라 칭한다. 우리나라에서는 이북에서만 생산되어 현재는 일본에서 수입하여 사용하고 있으며, 주로 상감청자를 만드는 상감용 백색 이장에 활용하거나 분청사기의 분장토에 활용하고 있다. * 목절점토 가소성(Plasticity)이 가장 강한 2차점토이며, 내화도가 높고 소성하면 흰색 계열이 된다. 화강암이 풍화작용에 의하여 침적된 점토로써 불순물이 많이 섞여 있으나 입자는 매우 곱다. 장석립이나 석영립이 적게 섞여 있으며 주로 아탄층에서 아탄과 함께 생산되기 때문에 목절점토라고 한다. * 석기점토 (Stoneware Clay) 석기질 점토는 가소성이 크고 내화도가 SK8∼10정도의 중온에서 소성되는 2차점토이기 때문에 운모, 산화철, 장석, 석영 등과 착색광물이 많이 섞여 있어 소성하면 황갈색에서 회색계열의 유색으로 나타난다. 우리나라의 옹기점토가 석기점토에 해당되며, 우리나라 전국에 많이 산재되어있는 옹기점토는 몇 가지의 재료를 첨가하면 아주 훌륭한 도자점토로 활용할 수 있다. * 도석점토 (Pottery Stone) 도석은 도자기 원료의 주원료가 되는 점토질, 규산질, 장석질을 함께 함유하고 있는 물질로서 도석 그 자체만으로도 소성하면 자기질화하여 도자기를 만들 수 있는 점토이다. 도석은 원래가 혼합물이기 때문에 광물조성이 일정하지 못하며, 산지별로 그 특성이 조금씩 다르므로 적절한 용도에 맞추어 시험한 후 사용하여야 한다. 대개의 도석은 미분쇄하여 가소성 점토를 첨가하여 태토로 사용하거나 수비하여 미세한 분말로 만들어 유약재료로 사용하기도 한다. * 황토 황토는 우리나라 전역에 걸쳐 다양하게 산재하여 있다. 지역마다 약간씩 다르기는 하지만 대체로 철분이 많이 함유되어 있는 중온 점토(약1,000℃∼1,200℃내외)에 속하는 점토질이다. 2차점토이기 때문에 불순물이 많이 섞여 있어 단미로 사용할 경우 벽돌이나 토관등을 만드는 점토이다. 그러나 황토에다 샤모트, 활석, 규석 등을 적절히 혼합하면 도예가들이 사용하기에 적절한 점토로 변할 수도 있다. 또는 황토를 곱게 체에 쳐서 불순물을 제거한 뒤에 유약의 재료로 활용할 수도 있다. * 벤토나이트 (Bentonite) 벤토나이트는 매우 미세한 입자의 점토로써 소량을 첨가하면 가소성을 높이는 작용을 한다. 벤토나이트는 유사 이전 시대에 화산폭발에 의한 화산재로 형성된 것이며 유약에 2∼3% 첨가하면 유약성질의 변화 없이 접착율을 높여주며 점토에 사용하면 볼 클레이의 5배 역할을 할 정도로 점력이 좋아진다. 점토에 사용할 경우 필히 건식혼합을 하여야 한다. 습식혼합을 하면 점력이 너무 좋아 잘 섞이지 않고 덩어리져서 몰려다니기 때문이다. 2. 비가소성 원료의 특성 및 종류 비가소성 원료는 물과 혼합하여도 점력이 생겨나지 않는 원료들로서 주로 유약의 재료로 사용되거나 점토에 적당량 첨가하여 점토의 점력을 떨어뜨리는 작용을 하기도 한다. 또는 도자기의 백색도를 높이고 투광성을 좋게하며 기계적 강도를 높이는 역할을 하기도 한다. * 규석 (Silica Flint) 규석의 화학식은 SiO2로 내화도가 SK32∼35의 높은 온도로, 도자기에 쓰이는 양질의 규석은 순백색이고 분쇄가 용이한 것이다. 규석은 실리카 SiO2가 주성분이어서 유약의 뼈대 역할을 하며 유리질을 형성한다. 규석은 그 자체가 유리질이나 고온에만 녹기 때문에 저온의 장석이나 석회석과 함께 어울려서 적정온도의 유약을 만들어내는 것이다. 규석은 고령토, 활석, 장석, 점토, 월로스토나이트 등에도 섞여 있으며 소지에 사용시에는 백색도와 투광성이 높아지며 기계적 강도가 향상되고 마모율이 적어진다. 유약에서 규석을 증가시키면 용융온도가 높아지고(내화도 증가), 경도와 강도가 증가하며 팽창계수가 저하된다. * 규사 (Silica Sand) 규사는 대부분 해변이나 강가의 퇴적된 석영(石英)의 둥근 입자로 되어 있으며 화학식은 규석과 같이 SiO2이다. 규사는 주로 판유리 제작에 사용되고 있으나 거친 석기질 점토나 도자조각용 점토에 혼합하여 사용하기도 한다. * 나무재 (Ash) 지구상에 존재하는 모든 식물의 재는 모두 도자기 유약에 활용할 수 있다. 물론 나무의 종류와 산지에 따라 약간씩의 성분이 다르지만 나무재는 도자기 역사와 함께 사용되어 왔다. 재의 성분은 실리카(SiO2)가 주성분으로 그 외에 철분, 망간 등이 함유되어 있어 재만으로도 유약이 되며 약간의 색채를 낼 수도 있다. 우리나라 고려청자의 경우 소나무재를 주로 하여 유약을 만들어 사용하여 왔으며 떡갈나무재, 고사리재, 짚재 등도 유용하게 사용해왔다. 외국에서는 사과나무, 호도나무, 단풍나무 등을 태운 재가 사용되며 각 나무의 성분에 따라 결과가 약간씩 변화되는 흥미로움을 즐길 수 있다. 대부분의 나무재에 섞여있는 알카리 성분을 제거하기 위하여 물을 여러번 갈아주어 알칼리를 용해시켜 버린 후 고운 채(120목)로 걸러서 볼밀에 곱게 갈아 사용한다. *재유의 가라않는 것을 방지하기 위하여MgCl2(간수), 또는 빙초산을 물과 혼합(10%)하여 넣는다. 그 밖에 포르마린 한 두 방울, CMC를 뜨거운 물에 녹여 넣는다. 유약의 흐름 방지를 위하여 카올린을 5-10%를 첨가한다. * 활석 (Talc 3MgO2, 4SiO2, H2O) 활석은 소지에 사용하면 전기절연성, 내열성, 기계적 강도가 증가되고 열팽창이 적어 공업도자기에 많이 사용된다. 락소소지나 대형 도조작품에 5∼10% 첨가하면 소성수축이 감소되고 급열 급냉에 강해지며 대형작품일 경우 파손율이 낮아진다. * 백운석 (Dolomite, MgCO3, CaCO3) 백운석을 소지에 사용하면 유약과의 사이에 중간층을 생성하여 내구성을 증가시키며 유약표면에 잔금이 생기는 것을 방지한다. 융점이 높아 광택과 윤기를 없애주기 때문에 석회석으로 대치하여 사용하기도 한다. * 골회 (Bone Ash, 인산칼슘) 골회는 주로 골회자기의 소지조성에 필요하나 유약의 원료로도 사용된다. 골회는 철분이 없는 소뼈에서 지방질을 제거해서 약900도 정도에서 구워낸 후 분말로 만들어 사용한다. 투명유에 골회가 첨가되면 유탁제 역할을 하며 융제역할도 겸하게 된다. 주로 유백색 계열의 유약에 사용되는데 무광택유를 만들어 준다. 3. 융제의 종류와 특성 융제(Flux)란 도자기 원료를 소성할 때 용융되게 하는데 도움을 주는 원료들이다. 대표적으로는 장석, 석회석, 네플린 사이나이트(하석섬장석)등이 있다. * 장석 (Feldspar ) 장석은 칼리장석(K2O, Al2O3, 6SiO2) 회장석(CaO, Al2O3, 2SiO2)과 조장석(Na2O, Al2O3, 6SiO2)등으로 나뉘어지며, 칼리장석이나 회장석은 점토에 첨가되어 점토질이나 규석질을 용해하여 강도를 갖게하는 융제역할을 하며, 조장석은 주로 유약에 첨가하여 규석, 석회석(비가소성 재료)의 용융을 도와 점토 표면에 유약이 융착 되도록 도와준다. * 석회석 (Limestone) 석회석은 수성암 종류이며 칼슘성분이 많다. 화학식은 CaCO3로써 주로 유약에 첨가되어 유약의 표면을 부드럽고 고르게 해주며 유탁작용도 한다. 소지에 사용하면 연성을 높이며 백색도를 증가시킨다. 우리나라에서는 충북 제천산 석회석을 주로 사용하며 석회석 대신 대리석 분말을 사용하기도 한다. * 네플린 사이나이트 (Nephelin Synite 0.3K2O, 0.8Na2O3, 4.7SiO2) 네플린 사이나이트는 칼리장석 계열의 저온융제로써 유약에서 발색이 매우 좋고 부드러운 유약표면을 만들어 준다. 용융범위가 매우 넓어 다양하게 사용되고 있으며 주로 저온유약이나 락소유약에 많이 활용되고 있다. 한국명으로는 하석섬 장석이라 칭하지만 구입하기 어려워서 주로 미국산 수입품에 의존하고 있다. * 월러스토나이트 (Wallastonite, CaO, SiO2) 월러스토나이트를 유약에 첨가하면 무광택유를 만들어 주는 유탁제 역할을 하며 유약의 표면을 매끄럽게 해준다. 소지에 10∼20% 첨가하면 소성수축을 7∼8%로 줄일 수 있어 소성수축제로도 활용되고 있다. * 스포듀민 (Spodumene LiO2, Al2O3, 4SiO2) 스포듀민은 리듐계열의 장석질로써 저온융제로 사용되며 알루미늄 실리카와 8%의 리듐을 함유하고 있다. 장석을 사용하여 유약에 균열이 생기면 스포듀민으로 대치하여 균열을 없앨수 있다. 스포듀민이 유약 속에서는 유약표면을 부드럽고 매끄럽게 해주는 역할을 하는 것이다. * 연단 (Lead, Pb3O4) 강한 적색 분말로써 가열하면 암갈색-갈색-흑색으로 변하며 400℃에서 산화납과 산소로 분해된다. 저온유의 융제로 사용되는데 독성이 있어 인체에 해롭기 때문에 사용이 금지되어 있다. 산화납(PbO), 연백(2PBCO3)도 역시 800℃ 정도면 용융되는 저온융제로써 유약의 표면을 매끄럽게 하나 인체에 해롭고 산화납이 많이 들어간 유약은 표면이 매우 약하다. 연백은 흰색 분말로 되어 있으며 연단은 붉은색 분말이다. * 붕사 (Borax, Na2O, 2B2O3, 10H2O) 붕사는 저온유약의 융제로 사용되며 프리트((Frit)의 재료료도 활용된다. 붕사를 사용하면 유약에 광택이 많고 투명한 상태가 되며 붕사는 습기를 흡수하여 물에 용해되기 때문에 밀폐된 용기에 보관하거나 프리트로 만들어 사용한다. * 탄산바륨 (Barium Carbonate, BaCO3) 탄산바륨은 저온에서 융제로 사용되면 광택을 내고 많은 양을 사용하면 무광택을 만들어준다. 그러나 심장에 해로운 독성이 있어 다루기 어렵기 때문에 전문적인 지식과 주의가 필요하다. 4. 발색을 위한 재료들 * 산화철 (Iron Oxide, Fe2O3) 산화철은 검은색인 산화제1철 FeO, 붉은 색인 산화제2철 Fe2O3, 검붉은 색인 산화제3철 Fe3O4등이 있으며, 보통 적갈색에서 황갈색을 내며 점토내에서는 융제 역할을 하기도 한다. 또는 코발트나 크롬 등의 강한 색상을 부드러운 색상으로 만들어주기 위한 색상완화제로도 사용된다. 산화철이 약간 섞인 유약이 환원소성에서는 청자색을 비롯한 푸른색을 띠나 산화소성에서는 밤색계열의 색상을 만들어 준다. 점토내의 철분함량이나 다른 재료에 섞여있는 철분의 양은 불순물로 취급될 경우가 많으나 소량의 철분이 점토내에 섞여있을 경우 밤색 계열의 색상을 띠며 적절한 유약의 시유로 재미있는 색을 만들어 낼 수 있다. 그러나 철분이 섞여있는 점토는 어떠한 유약을 시유하여도 선명도는 떨어진다. 점토내의 철분이 유약의 성분과 함께 용융되기 때문이다. (* 산화철이 3%이상이면 환원이 되지 않는다.) * 산화동 (Copper Oxide, CuO) 산화동은 주석과 함께 알칼리 융제에 섞이면 터키옥색을 낸다. 산화동이나 탄산동 (CuCO3)은 거의 동일한 효과를 내지만 같은 양을 넣을 경우 산화동이 더 짙은 색상을 낸다. 산화동은 납독성을 강화시키기 때문에 저온의 식탁용기에는 사용하지 말아야 하며 고온에서도 2∼3%를 초과하지 말아야 한다. 산화동이 4∼5%이상 사용되면 유약의 표면으로 올라와 거친 금속성 느낌을 주게 되며 유약 속에 용융되지 못한다. 탄산동은 백운석 계열의 유약에서는 분홍색을 내고 환원소성에서는 적색(진사유)을 낸다. 납유약에서는 녹색, 알칼리유약에서는 터키옥색을 낸다. * 산화코발트 (Cobalt Oxide, CO2O3) 산화코발트와 탄산코발트는 거의 같은 효과이나 산화코발트가 좀더 강한 색상을 낸다. 산화코발트는 푸른색 발색제로서 망간, 크롬, 산화철 등과 섞이면 회색에서 검정색에 가깝게 변화한다. 소량의 코발트와 망간 또는 탄산마그네슘과 섞이면 핑크에서 연보라빛을 낸다. 코발트는 아주 강한 발색제이기 때문에 1%정도의 첨가로도 아주 강한 푸른색을 내준다. 그러므로 유약에 산화철과 코발트를 20대 1 정도로 첨가하면 색상이 많이 약화되어 조선시대의 청화백자 같은 색상을 내준다. 조선시대 초기의 청화백자는 청화가 극히 부분적으로만 그려졌었다. 그 이유는 코발트가 페르시아에서 중국을 거쳐 수입되었기 때문에 금값과 비슷할 정도로 고가여서 관요에서 어기의 제작에만 소량 사용되었기 때문이다. 그러나 중기로 갈수록 청화가 많이 보이고 말기에는 청화가 기물 전체를 감싸는 작품도 있다. 그래서 조선시대의 백자를 감정할 때에 청화의 양이 많고 적음으로 연대를 구별하기도 한다. * 산화크롬 (Chrome Oxide, Cr2O3) 크롬은 초록색을 내는 발색제이며 산화석과 결합하면 핑크색이 나온다. 아연과 크롬이 섞이면 갈색이 나며, 납성분과 섞이면 노란색 계열이 된다. 특히 납이 섞이면 저온에서 밝은 적색을 내기도 한다. 산화동과 함께 사용하면 어두운 색조를 띠며 다른 산화물과 함께 사용되면 다양한 색상을 낼 수 있다. (* 크롬이 든 유약은 ZnO를 넣지 않는다) * 산화망간 (Manganese Oxide, MnO2) 갈색 계열의 색상을 내며 소지나 유약에 5∼10%이상 섞으면 유약표면에 물집같은 수포현상이 생겨난다. 코발트와 함께 쓰면 검은색 계열이 되고 적은 양의 알칼리융제와 결합하면 핑크빛에서 자주색과 어두운 붉은색으로 나타난다. * 산화니켈 (Nickel Oxide, NiO) 아연과는 파란색, 바륨과는 갈색, 석회와는 황갈색, 마그네슘과는 녹색을 내는 발색제이다. 니켈은 밝은 색을 내지는 않지만 다른 산화물을 부드럽게 바꾸며 결정형성을 촉진하기도 한다. 1∼3%정도의 니켈은 강한 색채를 내는데 결정적인 역할을 한다 * 산화티타늄 (Titanium Oxide, TiO2) 티타늄은 지당이라고도 하며 유탁제로 쓰이거나 결정유에서 결정생성을 돕는 역할을 한다. 유약표면을 부드럽게 하는 역할도 한다. 요즈음 미국에서 수입된 루타일도 지당성분이 많은 천연재료로써 유약에 많이 활용되고 있다. * 산화주석 (Tin Oxide, SnO2) 주석은 유탁효과가 우수하다. 5∼7% 정도만 혼합해도 완전히 불투명한 백색유약이 된다. 1∼2%의 주석과 다른 산화물이 섞이면 다양한 색상을 만들어 낸다. * 산화아연 (Zinc Oxide, ZnO) 아연은 백색 분말로써 결정구조를 생성시키며 유탁제의 역할이나 유약을 부드럽게 하는 용도에 사용된다. 또한 유약의 숙성범위를 넓게하고 광택을 많이나게 하며 열팽창을 감소시키기도 한다. 그러나 3∼5% 이상은 넘지 않도록 사용하여야 한다. 너무 많은 양을 사용하면 유약표면이 약해지고 기포가 생기면서 거칠어진다. * 루타일 (Rutile, FeTiO2) 루타일은 티탄과 산화철을 함유한 광석을 분쇄한 것으로 순수한 티타늄과 비슷한 효과를 내며 유약에 사용할 때에는 황색 계열에서 밤색을 띠고 약간 결정유 상태가 되기도 한다. 환원시에는 철분 때문에 약간 푸르거나 흰색을 띠기도 한다. 주로 미국에서 석기질 밤색 계열 유약에 많이 사용하여 왔으나 근간에 우리나라에도 수입되어 많이 활용되고 있다. |
출처: 그릇 빚는 아낙네 원문보기 글쓴이: Ran
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