요업 화학물질의 성질
견운모(絹雲母, Sericite) - 미세한 입자로 된 백운모족의 광물이며 건조물의 표면이 견사(絹絲)와 같은 광택을 나타내므로 붙여진 명칭이다. 견운모의 특징은 가소성 및 건조 강도가 크고, 용융해서 생성되는 유리상의 점성이 크므로 변형이 적고, 점토와 같은 형상을 하고 있고, 하중연화온도가 높다는 데 있다. 특히 점성 원료인 점토와 소결을 돕는 융제인 장석의 역할을 겸하고 있다는 점에서 도자기 원료로 상용되고 있다. 보통 견운모는 석영의 혼합물인 도석의 형태로 공급되어 사용되고 있으며 이러한 유의 도석으로 대표적인 것이 청송도석이다.
고령토(China clay : 카올린 참조)
골회(Bone ash) - 정제되지 않은 상태에서 4Ca3(PO4)2⋅CaCO3의 식과 1340의 분자량을 갖는다. 오늘날 일반적으로 얻을 수 있는 원료는 분자량 320을 가진 정제된 인산칼슘 Ca3(PO4)2이다. 이것은 유약의 융제로 쓰이는 경우도 종종 있지만 보통 본차이나, 그중에서도 영국에서 생산되는 것의 소지를 만드는 데 사용된다. 이것은 필요한 소성온도를 낮추며 반투명 상태를 증가시킨다.
골회는 황소의 무릎아래 뼈를 물에 끓이거나 화학 처리를 하여 지방분을 제거하고 800~850℃에서 하소한 다음 다시 물에 끓여 가용성 알칼리를 제거한 후 건조하여 도자기 원료로 이용한다. 황소의 무릎아래 뼈를 사용하는 것은 산화철의 함유량이 적기 때문이다. 이 골회를 유약에 첨가하면 다른 탄산칼슘 원료와는 달리 구성 성분 중의 인 성분이 유탁을 일으키고 굴절률을 약간 증가시키는 특징이 있으나 사용량은 한정되어 있다. 지나치게 많이 사용하든가 혹은 고온도(SK11 이상) 소성하면 유약은 광택을 잃고, 핀홀 또는 유약 벗겨짐이 생긴다. 이러한 현상은 인 성분이 휘발하면서 발생하는 것이다.
골회자기, 본차이나는 골회가 적어도 25% 이상 소지에 함유된 투광성 자기를 말하는데, 일반적으로는 흡수율이 0.3~2%고 투광성이 크며, 융제로서 골회를 사용한 연질자기를 말한다. 골회자기의 유약은 일반적으로 ‘알칼리-붕사-산화납’계 프리트유가 주로 쓰인다.
규사 - 주로 유리 원료로 사용하며 도자기에는 사용하지 않는다. 그러나 독특한 표면 질감을 얻기 위해 사용하는 경우는 있으며, 커다란 기물 소성 시 소성에 따른 수축을 용이하게 하기 위하여 기물 밑바닥 접촉부위에 깔아 놓기도 한다.
규산나트륨(Sodium silicate, 규산소다) - 1Na2O⋅1.6SiO2에서 1Na2O⋅3.75SiO2까지 변화가 많은 화합물이다. 보통 액체 형태이고 주입이장의 주요 해교제이다. 소다회처럼 이것도 점토를 이장으로 만드는데 요구되는 물의 양을 현저히 감소시킨다. 이렇게 함으로써 수축률과 건조시의 응력변형, 그리고 건조 전후의 파손을 적게 한다.
도자기 원료의 알갱이가 고운 상태면 보통은 2개 이상의 알갱이가 서로 뭉쳐진 상태로 존재하며 이것이 응집하게 되는데, 이런 상태의 알갱이를 단립이라고 한다. 점토를 물에 넣어 잘 저어서 방치하면 점토의 알갱이는 침전하여 투명한 물과 분리되는데 이 현상은 점토의 알갱이가 응집하여 큰 단립으로 되어 침전하기 때문이다. 그러나 여기에 규산나트륨(물유리, Water Glass)을 놓고 저으면 점토의 알갱이는 분산되어 오랜 시간 부유하게 된다. 이와 같이 물 속에서 알갱이를 분산시키기 위하여 넣은 약품을 해교제라 하고, 반대로 응집시켜 침전을 촉진시키기 위하여 넣는 약품을 응교제라 한다. 해교는 말 그대로 교질의 끈끈한 상태를 풀어 놓는다는 것을 의미한다. 일반적으로 점토 입자의 외곽은 음이온에 의해 둘러싸여있다. 이 음이온 물위에 양이온인 Na⁺ 이온이나 K⁺ 이온, Li⁺ 이온이 있게 되면 이 이온층과 점토 입자 사이의 거리가 멀어진다. 그러므로 점토 입자 사이의 인력의 작용이 적고 점토 입자 사이의 반발력은 커지게 되어 입자들이 응집하지 못하고 부유하게 된다.
해교제의 사용량은 해교하려는 원료에 따라 다르며 그 양에 있어서 가장 알맞은 양의 범위에서 벗어날 경우, 주입성형에서는 성형물이 석고틀에 부착하거나 균열이 생기며, 소성을 하면 기물에 핀홀 현상 등이 일어난다. 물유리는 해교제 외에 안료의 접착제나 유약의 접착제로서 수용액의 형태로 쓰인다.
규산연(Lead silicate) - 납 화합물의 독성을 제거하기 위해서 납과 실리카로 만든 Frit이다. 가장 흔한 두 가지 타입은 15%의 SiO2와 85%의 PbO로 구성되어 있는 일규산연과 65%의 PbO와 34%의 SiO2, 그리고 1%의 Al2O3의 식을 가진 중규산연이다.
규산칼슘지르코늄(Calcium zirconium silicate) - ZrO2 41.12%와 SiO2 25.41% 그리고 CaO 22.23%로 구성된 상업제품의 유탁제이다. 주석만큼 유탁제로서의 효과는 그리 크지 않지만 값이 현저히 싸다. 이것은 저화도 유약의 숙성온도를 약간 떨어뜨린다.
규조토 - 매우 가볍고, 연하며, 규조 껍질에 있는 매우 많은 기공 때문에 부피의 5배에 해당하는 액체를 흡수할 수 있을 정도로 다공질이므로 도자기 원료보다는 단열재, 여과재, 탈색재 등으로 쓰인다. 유약 중의 석영을 규조토로 치환하면 제품의 강도는 증가하고, 마모에 대한 저항성이 증가하여 유면은 더욱 매끈하게 된다는 연구 결과도 있다.
규회석(Wollastonite, CaSiO3) - 천연의 규산칼슘이다. 이것을 플린트와 석회석 대신에 사용하면 소성수축을 낮추고 열 충격을 개선한다. 유약과 소지 양쪽에 사용.
규회석은 염기성 성분과 산성 산화물이 결합되어 있는 형태로 되어 있어 용융온도가 1540℃로 규석에 비하여 훨씬 낮은 온도에서 용융되어진다. 또한 자연 상태에서 SiO2와 CaO가 결합되어 있어 개개의 원료를 소성에 의하여 반응을 일으키는 것보다 훨씬 효과적이므로 소지나 유약내의 고상반응(固相反應, 고체상 물질 안에서나 고체상 물질 사이에서 진행 되는 반응)을 유발할 수 있으며, 석회석이 소성 중 열분해를 일으켜 CO2 가스를 방출하나 이것은 CaO 상태로 존재하므로 열분해에 따른 결함들을 제거할 수 있다.
자기 소지의 규석성분의 일부를 규회석으로 대치하여 쓰고 유약에서는 석회석의 대치 원료로 사용하면 자기의 조직이나 결함의 제거에 매우 효과적이다. 반자기에 규회석을 3~6% 쓰면 투광성을 향상시킨다. 특히 신속 소성용 소지의 원료로서 각광을 받고 있으며 소성이 쉽고, 건조 수축이 적고, 소성 수축이 거의 없으며, 소성한 후 수화 팽창이 적으며, 소성 강도가 크고, 열충격에 대한 저항성도 커진다. 핀홀 발생이 심한 유약에 규회석을 첨가하면 대부분 핀홀이 제거 되는 등 위와 같은 물리적 성질이 향상되는 특성을 지니고 있다.
납석(Pyrophyllite, Al2O3⋅4SiO2⋅H2O) - 주로 벽타일 소지에 사용된다. 이것은 타일이 겪는 열팽창, 균열, 수분팽창 등을 감소시킨다. 점력이 없으므로 물레성형이나 손으로 빚는 제품의 소지에는 제한되어 쓰인다.
도석 - 도석이란 광물학상의 명칭이 아니고 점토와 같이 단미로 도자기를 성형, 소성하면 자기화 된다는 의미에서 붙여진 명칭이다. 단미로 소성하여 자화한다는 것은 자화에 필요한 몇가지 광물로 구성되어 있기 때문이며, 그러한 면에서 도석은 자연이 만든 조합석이라 할 수 있다.
도석은 광물의 조성⋅조직⋅화학성분⋅내화도⋅기타 물리적 성질이 서로 다르나 일반적인 광물의 조성은 견운모와 점토 광물 또는 알칼리 장석을 함유하고 있는 백색의 치밀한 광물인데, 특히 화학적으로는 알루미나의 함량이 많고 알칼리 성분이 적어도 2% 이상 있다는 점이다.
일반적으로 도석에 함유된 견운모는 가소성 원료로서 도자기의 성형성 및 건조 강도를 높이고, 장석이나 운모 중에 함유된 산화칼륨 및 몬모릴로나이트의 알칼리 성분은 소성 중에 융제로서 작용한다.
루틸(Rutile, TiO2) - 소량의 산화철과 바나듐을 함유하고 있는 불순물이 섞인 티타늄의 산화물이다. 유약에서 황갈색의 발색제가 되며 반점이나 줄무늬를 나타내기도 한다.
리사지(Litharge, PbO) - 산화연 참조
마그네사이트(MgCO3) - 탄산마그네슘 참조
방연광(Galena) - 황화연 참조
백운석(Dolomite, [CaMg(CO3)2]) - 칼슘과 마그네슘의 복합탄산염. 마그네슘이 들어 있는 유약은 보통 큰비율의 칼슘을 갖게 되기 때문에 백운석을 유약에 넣는 것은 칼슘과 마그네슘 양쪽을 집어넣는 좋은 방법이다. 백운석은 탄산마그네슘 44%와 탄산칼슘 56%의 조합비율을 갖고 있다. 백운석은 또한 소지가 길고 낮은 소성 범위를 갖게 한다. Cone 4 이하에서 소량의 저화도 알칼리 융제를 백운석에 첨가하면 이 효과가 크게 증대될 것이다.
경질도기(백운도기)에 사용. 외관은 석회석과 비슷하지만 약간 조립질이고 묽은 염산에서 서서히 발포하면서 용해한다. 백운석을 가열하면 800℃에서 MgCO3가 분해하고 900℃ 부근에서 CaCO3가 분해해서 CO2를 방출한다.
장석을 쓰는 소지에 백운석이 들어가면 장석, 규석 및 점토와의 반응이 촉진되어 유리질 결합제가 넓은 범위에서 생성되므로 소성속도를 빨리하는데 매우 효과적이다. 도기 소지에 백운석을 배합하면 유약과의 반응이 촉진되어 중간층이 많이 생겨서 균열이 발생하는 것을 방지하게 되고 유약의 석회석 대신에 백운석으로 대치하면 융착 온도에는 변화를 주지 않고 열팽창 계수를 크게 낮추는 경향이 있다. 특히 유약에 첨가하면 유면 잔금을 방지하는 데 효과적이다.
800~950℃ 범위내에서 CaCO3⋅MgCO3는 CO2 가스를 방출하고 약 48%의 중량 감소를 하면서 CaO⋅MgO 상태로 된다.
벤토나이트(Bentonite, Al2O3⋅4SiO2⋅9H2O) - 불순물을 함유하고 있기 때문에 식이 정확하지 않다. 일반적으로 1300℃에서 용융이 되어 밝은 크림색을 낸다. 가장 큰 가치는 점력이 없는 점토에 점력을 주는 것. 카올린과 비교하면 소량의 철분과 함께 실리카는 약간 많이, 알루미나는 약간 적게 함유하고 있다. 정제된 벤토나이트는 좀더 강한 유약을 만들며 유약이 가라앉는 것을 방지한다. 비 점토 유약에 3% 까지 첨가하면 유약 성질의 큰 변화 없이 접착력을 높여주며 비가소성 점토에 사용하면 볼클레이의 다섯 배 역할을 한다. 소지에 배합하는 경우는 건조한 상태에서 해야 하는데, 벤토나이트와 물을 혼합하면 매우 끈적끈적한 상태가 되기 때문이다.
몬모릴로나이트(Montmorillonite)는 일반적으로 물속에 넣으면 팽창하여 부풀며 점성력이 매우 강한 특징을 갖고 있다. 이 몬모릴로나이트를 주 광물로 하는 점토가 벤토나이트이다. 벤토나이트의 대부분도 마찬가지로 물속에서 팽윤하는데, 팽윤하지 않고 산성을 띠는 것을 산성백토라고 한다. 일반적으로 벤토나이트는 점토의 가소성 및 강도를 높이는 데 사용되며, 또 주입 슬립에 첨가해서 건조 강도를 증진시키는 역할을 한다. 그러나 몬모릴로나이트는 단미로서 높은 가소성을 나타내기보다는 조립자로 된 카올린에 섞었을 때 매우 큰 가소성을 나타낸다.
그리고 벤토나이트는 철분 함량이 많고 콜로이드성이 크며 건조 수축률이 매우 크므로 도자기 원료로서 2~5%이상을 첨가해서는 안 된다. 또 도자기 원료로서 점착성이 크면 좋지 못하므로 나트륨벤토나이트보다 석회 벤토나이트가 유리하다. 석회 벤토나이트는 나트륨 벤토나이트보다 팽윤도가 매우 작다.
볼클레이(Ball clay, Al2O3⋅2SiO2⋅2H2O) - 소성 후 화학적으로는 카올린과 유사하나 소성 전 상태에서는 유기물질을 함유하고 있기 때문에 그 색이 엷은 황갈색에서 짙은 회색을 띤다. 볼클레이는 카올린의 형성 과정과 같이 화강암질의 암석이 풍화도어 생성된 것이지만 늪지대에 퇴적되어 있으므로 식물질의 부패에 의한 유기산과 가스 혼합물에 의해서 퇴적 카올린보다 더 미세한 입자로 분해 되어 있다. 볼클레이를 소지에 첨가하면 가소성과 건조강도를 높여준다. 소지가 10~20%의 볼 클레이를 함유하면 물레성형에 가장 적합한 성질을 갖는다. 카올린과 마찬가지로 볼클레이는 고온에서 숙성되며 유약에서는 알루미나와 실리카의 공급원 및 접착제(Binding agent)로 사용된다. 그러나 볼클레이가 함유된 유약을 장기간 저장하면 가스가 형성되어 유약에 결함이 생길 수도 있다. 이런 경우에는 건조시켜 다시 사용하거나 포름알데히드(Formaldehyde)를 몇 방울 첨가함으로써 가스 방출을 제거하여 사용할 수 있다.
붕사(Borax, Na2O⋅2B2O3⋅10H2O) - 납 다음으로 중요한 저화도 융제. 모든 요업 화합물에 강력히 작용하며 점성이 지나친 경향이 있는 고화도 유약에서도 소량으로 쓰일 수 있다. 붕사는 발색 산화물에 대하여 납과는 다른 영향을 준다. 따라서 종종 납과 함께 사용되기도 한다. 붕사는 습기를 흡수하기 때문에 건조하게 보관하여야 한다. 그렇지 않으면 무게를 달 때에 부정확하게 될 것이다. 수용성이므로 초벌구이하지 않은 제품에 시유되어서는 안 된다.
원료로서 99.5% 이상의 순도의 것이 요구된다. 용융온도는 750℃이고 탈수물이나 용융붕사(Na2O⋅2B2O3)를 사용할 때는 붕사량의 53%를 사용하여야 한다.
붕사는 가용성이므로 수분함량의 변화가 크므로 사용할 때마다 수분함량을 측정하는 것이 좋으며, 결정붕사는 용융할 때 팽창하는 특성을 갖고 있다. 이러한 단점들을 보완해 주기 위하여 결정붕사를 일단 용융해서 만든 유리붕사(Fused Borax)나 가열하여 탈수시킨 탈수붕사(Calcined Borax)를 쓴다.
붕사의 유약에서의 역할
*유약의 점성을 낮추므로 점성이 너무 강한 유약에 붕사를 첨가하면 점성을 조절할 수 있다.
*붕사를 첨가하면 굴절률을 높게 해서 유약의 광택을 높게 한다.
*기타 다른 특성은 붕산과 유사.
유약에서 10% 넘게 되면 생기는 결함
*유약이 취약(脆弱)하게 된다.
*균열이 생기기 쉽다.
*유하채색(Under Glaze Color)의 색상을 해친다.
*유약의 안정도를 저하시킨다.
*유약의 농도를 너무 진하게 하여 시유 작업을 하기 힘들게 한다.
붕사는 특히 저융점 유약을 만들 때 PbO의 함량을 줄여야 할 경우 많이 사용하며, 저융점의 무연 유약을 만들어야 할 때는 없어서는 안 될 원료이다.
붕산(Boric acid, B2O3⋅2H2O) - 수용성의 작은 조각으로 된 물질. 붕소는 비록 중성 산화물(R2O3) 중의 하나이지만 유약에서 광택을 증가시키므로 융제로서 더 작용한다. 산성인 실리카와는 달리 열팽창을 낮추고 탄성을 증가시킨다.
붕산을 유약 원료로 사용하는 이유
*녹기 쉬운 화합물을 만들며 거의 모든 규산염 용융물과 혼합할 수 있다.
*착색 산화물에 대해서 강력한 매용제가 된다.
*적당량을 사용하면 열팽창률을 저하시키고 많아지면 반대로 열팽창률을 증가시킨다.
*굴절률을 증가시키므로 광택이 좋아진다.
*저온도에서 점도가 높은 유리를 형성하는 데 도움을 준다. 그러나 고온도가 되면 유동성은
커진다.
*용액에서의 실투를 일으키지 않을뿐더러 다른 성분의 결정화를 방해한다.
실리카와 비교하면 붕산은 유약 성분으로서 탄성을 증가시키고 굽힘 강도를 감소시킨다.
붕산칼슘(Calcium borate) - 콜레마나이트와 콜만석 참조
비늘운모(Lepidolite, LiF⋅KF⋅Al2O3⋅3SiO2) - 리티아 운모라고도 불리는 것으로 3~6%의 리튬을 함유하고 있다. 자기에서 소지의 성분과 고화도 유약에서 융재와 Al2O3, 그리고 SiO2의 공급원료로 사용된다. 모든 유약을 밝아지게 하고 열팽창을 낮추며 깨지는 성질을 완화시킨다.
빙정석(Cryolite, Na3AlF6) - 칠보와 유리에서 융제와 유탁제로 주로 쓰인다. 도자유약과 소지에서 융제와 알루미나의 공급원으로는 제한된 범위에서 쓰인다. 몇몇 유약에서는 이것을 넣으면 균열이 생긴다.
사리염(Epsom salts) - 황산마그네슘 참조
산화니켈(Nickel oxide) - 두 가지 형태인데 하나는 녹색산화니켈 또는 일산화니켈(NiO)이고 다른 하나는 흑색산화니켈 또는 과산화니켈(NiO2)이다. 니켈의 유약에서의 기능은 거의 전적으로 발색제에 국한되어 있다.
사용되는 융제와 알루미나의 비율에 따라서 여러 가지 색깔을 낸다. 아연과는 파란색, 석회와는 황갈색, 바륨과는 갈색, 그리고 마그네시아와는 녹색을 낸다. 이중 어느 것도 특별히 밝은 색을 내지는 않는다. 일반적으로 니켈은 다른 발색 산화물을 부드럽게 하고 바꾸기도 한다. 적당한 유약에서 5~10%의 니켈은 결정구조의 형성을 촉진시킨다.
산화동(Copper oxide) - 두 가지 형태인데 제2동 또는 흑색산화동(CuO) 과 제1동 또는 적색산화동(Cu2O)이다. 동은 정상적인 산화 조건하에서는 크게 변화하지 않는 몇 안 되는 발색제 중 하나이다. 납유약에 2%이상의 동을 첨가하면 현저하게 산에 저항하는 힘이 감소된다. 납은 어두운 녹색을 내게 하는 경향이 있다. 동과 주석이 알칼리 융제와 섞이면 터키 옥색을 낸다. 수산화칼륨(Potash)은 황녹색을 유도하는 반면, 아연과 나트륨이나 칼륨(potassium) 혹은 바륨은 파란색을 내게 한다.
산화망간(Manganese oxide, MnO2) - 주로 발색제로 사용. 소지나 유약에 5%이상 사용하면 물집 같은 것이 생기기 쉬우므로 그 이상 집중적으로 사용하면 안 된다. 보통 내는 색깔은 갈색 계통이다. 코발트와 함께 쓰면 검은색이 나고 적절한 알칼리 융제와 함께 쓰면 자주색과 어두운 붉은색을 낸다. 알루미나와 프리트하면 분홍빛 발색제가 만들어진다.
산화석(Tin oxide, SnO2) - 산화제이석. 모든 유탁제 중에 가장 효과가 큰 것. 5~7%면 유약을 완전히 불투명하게 한다. 과량 사용 시 표면이 우중충하게 된다. 대부분의 발색 산화물의 색체에 영향을 주기 때문에 채료를 만드는데 광범위하게 쓰인다. 가격이 비싸다.
모든 유약의 유탁제로 쓰인다. 융점이 약 1900℃로서 유약 성분에 녹지 않고 있으면서 유약 내부로 입사되는 광선을 난반사시켜 유탁 효과를 얻는다.
유탁을 일으키는 방법
*융점이 높은 원료를 이용한 불용성 물질에 의한 유탁 현상
*유약 내부에 미세한 기포를 발생하여 빛을 산란시키는 방법
*유약 내부에 재결정화 물질을 석출, 빛을 산란시키는 방법
*굴절률이 큰 원료를 유약 중에 첨가, 빛을 전반사시켜 백색도를 나타내는 방법
유탁효과는 붕산을 사용하는 프리트에 산화석을 첨가하였을 때 최고에 달한다.
투명유의 굴절률은 평균 1.5이다. 일반적으로 알려진 유탁제의 굴절률은 산화주석이 3.04, 산화지르코늄이 2.40, 산화티탄이 2.50, 산화세륨이 2.10이다.
산화아연(Zinc oxide, ZnO) - 고화도에서 활성 융제. 알루미나가 적은 유약에서 다량 사용하여서 천천히 냉각시키면 아연은 결정구조를 이룬다. 일반적으로 유약의 숙성범위를 넓히고 광택을 많이 내게 하며 색깔을 밝게 하고 팽창을 감소시킨다. 또한 어떤 조건하에서는 불투명하게도 한다.
아연 성분으로서 도자기에 사용되는 유일한 성분으로는 산화아연이 있으며, 이것은 입자가 매우 고와 아연화(亞鉛華, Zinc Flower)라고 부른다. ZnO는 1800℃에서 승화해서 금속아연이 된다. 아연화는 유약 원료로 사용하기에 앞서 반드시 하소(1200℃내외)하여야 한다. 하소하여 사용하였을 경우 유약을 소성할 때 일어나는 수축을 감소시키며, 수축의 결과로서 일어나는 유약 말림과 발포 경향을 감소시킨다.
산화아연은 여러 가지 유약에 사용되며 그 역할은 유약의 조성에 따라 다르다. 일반적으로 융제의 역할을 하고, 팽창을 줄이며, 달걀껍질과 같이 되는 현상(Egg Shell)을 막아준다. 이러한 특성을 지닌 아연화는 자기유에도 많이 쓰이나 주로 석기유나 테라코타유에 많이 쓰인다. 고화도의 자기유에 조금 섞으면 용융온도를 저하시켜 더욱 완전한 유면을 형성한다. 3%를 초과하지 않는 정도로 사용하면 연단과 같은 정도의 강력한 매용제가 된다. 또한 색유에 대해 효과적이며 유약의 광택을 증가시키고 유면 잔금 방지에 효과적인 작용을 한다.
유약에 적은 양의 산화아연을 쓸 경우에는 광택유를 만드나 많은 양을 쓰게 되면 매트유가 되고, 과포화될 정도로 많이 쓰게 되면 결정유를 만든다. 이러한 아연 결정유는 아연화를 어느 한계 유동상태까지 되도록 하고, 핵이 형성된 다음에 일정 온도에 낮추어 그 온도에서 장시간 유지하면 커다란 결정을 얻을 수 있다.
일반적으로 강한 청색이나 녹색 발색을 선명하게 하는 효과가 있고 특히 동(銅)에 의한 녹색을 깨끗하고 밝게 하는 효과가 있다. 그러나 크롬과 반응하면 크롬의 녹색을 지저분한 갈색으로 변화시킨다.
산화안티몬(Antimonious oxide) - 독성이 있고 약간 수용성이다. 유탁제로서 만족한 효과를 내려면 Cone 1 이하에서 소성되어야 한다. 안티모니는 노란색과 오렌지색을 내기도 한다.
황색 베이스로 알려진 가장 흔한 혼합 - 연단 15, 산화안티몬 10, 산화석 4
혼합물을 Cone 09에 소성해서 분쇄하여 세척하여 사용.
산화연(Lead oxide) - 두 가지 유형이 있는데 리사지 또는 일산화연(PbO)과 연단(Pb3O4)이다. 일산화연은 미국보다 유럽에서 더 많이 사용되는 황색 분말이다. 리사지는 탄산연보다 입자가 크고 불순물이 들어 있는 경우도 있어서 탄산연이 더 좋다. 연단은 산소를 다량 함유하고 있어서 리사지 대신에 사용되는 경우가 종종 있다. 요업에서 사용되는 정도의 연단은 순수한 것이 드물어서 보통 75%의 연단과 25%의 리사지로 되어있다. 연단은 탄산연보다 중량으로 봐서 PbO를 더 함유하고 있다.
산화지르코늄(Zirconium oxide, ZrO2) - 유탁제로 단독으로 사용되는 경우는 드물고 일반적으로 다른 산화물과 결합해서 좀더 안정성이 있는 규산염 형태로 Frit화 된다. 산화석만큼 강력하지는 않지만 값은 현저히 싸다.
지르콘(ZrO2 : Zirconia, ZrO2⋅SiO2 : Zircon) - 하나 또는 다른 물질과 배합해서 내화물, 유백제, 전기자기용 원료 등으로 쓰인다. 특히 도자기 유약에서는 오랫동안 산화주석을 유백제로 써왔으나 가격이 비싸 최근에는 주로 지르콘을 많이 사용한다. 특히 산화 세륨과 혼합 사용하면 유탁 효과를 더욱 높여 준다. 또한 유약의 성분과 채색료의 제조에도 이용된다.
유탁제로 지르코니아는 별로 쓰이지 않고 지르콘 및 그것을 처리한 것이 쓰이고 있다. 또한 유탁제로서의 효과뿐만 아니라 유면 잔금에 대한 저항성이 증가하고 유면의 경도를 증진시킨다.
산화철(Iron oxide) - 세 가지 형태가 있는데 산화제일철(FeO), 산화제이철, 혹은 적철광(Fe2O3), 그리고 사삼산화철 혹은 자철광(Fe3O4)이다. 철은 황갈색이나 갈색 소지와 유약을 만드는 데 가장 흔하게 사용되는 산화물이다. 두드러진 색깔이 아니라면 융제로 사용될 수 있을 것이다.
산화코발트(Cobalt oxide, Co2O3) - 중요한 파란색 발색제. 대단히 강해서 알루미나와 석회석과 함께 프리트로 만들어 쓰는 예가 종종 있으며 저화도 하회용으로 쓰기 위해서는 납과 함께 프리트를 만든다. 프리트는 좀더 밝고 고른 색깔을 낸다. 코발트와 알루미나, 그리고 아연화로 만든 발색제는 모든 온도에서 균일하게 발색한다.
산화크롬(Chromic oxide, Cr2O3) - 유약에서 초록색을 내기 위해서 종종 사용. 크롬은 무게에 비해 양이 많기 때문에 중크롬산염을 사용하는 것이 더 좋다. 산화크롬은 주석과 결합하면 분홍색이 나므로 주의해야 한다. 아연과 크롬은 갈색을 내며 납이 많이 들어 있는 유약에서는 노란색을 낸다. 환원소성에서는 색깔이 어두워진다. 주석유를 시유한 기물과 크롬유를 시유한 기물은 소성 시에 가까이만 있어도 상호 영향을 끼친다.
산화티타늄(Titanium oxide, TiO2) - 좀더 정확히는 이산화티타늄인데 단독으로 사용되거나 프리트로 사용되거나 간에 주요한 유탁제로 쓰인다. 반광택 표면 질감을 만든다.
실리카 원료와 유사한 작용을 하며 발색이나 불투명성에 대한 작용도 유사하다. 유약에서 실투제로 널리 이용되며 고화도 유약에서는 골회나 인산염의 실투 작용과 같은 성질을 보인다. 또 2~3% 첨가해서 아연 실투, 붕산 실투유의 실투 작용을 강하게 하는 역할을 한다. 산화티탄에 의하여 매트유, 결정유를 만들 수 있고 발색 보조제로서 발색 원소의 유약에 대한 발색에 현저한 영향을 준다. 산화티탄으로 만든 결정유는 결정이 작게 성장하나 일정하게 잘 성장하는 특징이 있다.
TiO2에 Fe2O3 1~25% 또는 SiO2, V2O5, Cr2O3를 함유한 것을 루틸(rutil)이라고 하며 상아색 및 황갈색 소지에 대한 유탁제로 쓰인다. 지르콘을 함유한 도기 유약에 루틸 5% 정도를 첨가하면 결정유가 되고 산화티탄 첨가 시에는 매트유가 된다.
석회(Lime, CaO) - 산화칼슘. 호분참조
석회석
천연산 탄산칼슘의 총칭. CaO는 유약을 안정화하는 역할을 하며, 융제 역할을 하여 용융점을 낮추는 역할도 한다. 그리고 도자기 소지에 3% 이하의 석회석을 첨가하면 수축 및 기계적 강도가 매우 커지고 기공률을 감소시키며, 약간의 투명성을 가지게 된다. 형석도 같은 역할을 하며, 기공률을 낮추는 데는 석회석이 효과적이고, 투명성과 강도는 형석이 효과적이다.
CaCO3(Calcite)은 850~900 사이에서 분해하여 CaO(Calcia)가 된다.
CaCO3 CaO + CO2 ↑
이때 분해 시 44%의 가열 감량이 따른다.
셀레늄(Selenium, Se) - 유리의 발색제. 요업유약과 상회색체에서 주로 카드뮴-셀레늄 적색 프리트로서 제한되어 사용(고화도에서 증발)
소다회(Soda ash) - 탄산나트륨 참조
수산화알루미늄(Alumina hydrate, [Al(OH)3]) - 하소(煆燒)시켜서 사용하는 것이 더 좋다(Al2O3). 이렇게 하면 부착력이 더 좋아지고 유약에서 더 오래 부유하기 때문이다. 무광택 효과를 내기 위하여 알루미나를 첨가할 때는 점토나 장석 같은 화합물보다는 수산화알루미늄의 형태로 넣는 것이 더 효과적이다.
실리카(Silica, SiO2) - 플린트라고도 하고 석영(Quartz)라고도 한다. 이것은 보통 사암(砂巖), 석영모래, 또는 자갈에서 얻는다. 실리카는 단독으로는 1710℃라는 높은 온도에서 녹으며 대단히 견고하고 안정된 결정을 이룬다. 이것은 여러 가지 융제와는 훨씬 낮은 온도에서 결합하여 유리를 형성하고 알루미나 화합물과는 좀더 내구성이 있는 소지구조를 이룬다. 유약에서 실리카의 양이 증가하게 되면 숙성온도가 높아지며 경도가 증가하고 마멸에 저항하는 힘이 강해진다. 유약에서는 실리카를 넣으면 열팽창이 감소하나, 소지의 경우는 반대로 증가한다.
규석을 도자기 제조에 많이 사용하는 이유는 우선 풍부하게 산출되며 백색도를 높이기 때문이다. 특히 우리나라에서 산출되는 규석은 순도가 상당히 높아 백색도 증진에 좋으며, 규석을 사용할 경유 투광성을 높이며 강도가 높아진다. 그러나 실제에 있어 규석의 분쇄상의 어려움과 이상팽창 수축에 의한 문제점이 야기되기 때문에 소지에의 사용을 피하고 다른 원료의 사용에 의해 실리카의 양을 채워주고 있으며 주로 유약에만 사용하고 있다. 규석의 이러한 문제점을 해결하기 위하여 900℃ 정도에서 구워 사용하며 이를 하소규석이라 한다.
하소규석 사용의 이점
*분쇄가 쉬우며 입자가 고르게 분쇄한다.
*도자기 소지의 조직이나 상태가 좋아진다.
*유약에 사용하면 광택이 좋아진다. 그러나 많이 사용하면 유약에 핀홀이 생긴다.
그리고 유약의 실리카 대 염기성 성분의 비는 1:1~3:1 정도가 된다. 만일 SiO2의 비율이 너무 적으면 유약이 가용성이 되고 너무 크면 불용성이 된다. 일반적으로 유약의 규석 함량이 많아지면 다음과 같은 영향을 준다.
*용융온도가 높아진다.(순수한 실리카는 1713℃에서 용융한다.)
*유동성이 감소한다. 즉 점도가 높아진다.
*내열성, 내화학성이 증진된다.
*경도와 강도가 증진된다.
*열팽창계수가 저하된다.
*광택이 좋아진다.
이들 사항은 공존하는 다른 성분에 따라 변화할 수 있다. 그러나 지나치게 많이 사용하면 유약의 융점이 높아져 광택을 잃는 수가 있다.
안티몬산연(Antimonate of lead, [Pb3(SbO4)2]) - 나폴리황색으로 알려져 있으며 주로 페인트 색소로 쓰인다. 이것은 저화도에서 황색을 낸다. 안티모니는 납이나 철과 결합하지 않으면 노란색을 내지 않는다.
알루민산나트륨(Sodium aluminate, Na2O⋅Al2O3) - 주입용 슬립이 가라앉는 것을 막고 건조된 제품의 힘을 증가시킨다.
연단(Red lead) - 산화연 참조
염화마그네슘(MgCl2) - 간수. 염화칼슘과 같은 효과.
연백(White lead) - 탄산연 참조
염화은(Silver chloride, AgCl) - 라스터 상회유약을 만드는 데 사용되는 주요 은화합물이다. 염화은을 비스무트와 접착제로서 송진이나 지방(脂肪)과 섞으면 연두색이나 노란색을 띤 상회용 금속 라스터가 만들어진다.
염화철(Ferric chloride, FeCl3⋅6H2O) - 물에 대단히 잘 녹는다. 밀폐된 용기에 저장. 유리나 유약위에 라스터 장식을 하는 데 쓰이며 적당한 조건하에서 무지개 금빛의 막을 만든다.
염화칼슘(CaCl2) - 유약 슬립의 점도를 조정하여 소지에의 접착을 양호하게 하며, 시유 층 두께를 균일하게 하기 위해 사용한다. 일반적으로 약 0.05% 정도 첨가한다.
엽장석(Petalite, Li2O⋅Al2O3⋅8SiO2) - 규산리튬-알루미늄으로, 주로 소지에 보조융제로 쓰여서 열팽창을 완화하고 충격에 견디게 한다. 약 1000℃쯤에 이것은 β-스포듀민으로 바뀌는데 이 때는 가열하거나 냉각하거나 간에 부피가 거의 변하지 않는다. 엽장석은 중화도와 고화도 유약에서 리튬과 실리카를 공급하는 주요 원료이다.
5산화바나듐(Vanadium pentoxide) - 단독으로 사용될 때는 조금 약한 노란색을 내는 발색제. 주석과 적당하게 섞어서 프리트를 만들면 강한 황색을 낸다. 상업적으로 주석-바나듐 채료로 알려진 이것은 소성범위가 넓고(Cone 06~14) 투명하며 환원소성에 의한 영향을 받지 않는다.
오팩스(Opax) - 상업적으로 생산되는 표준 유탁제. 산화석과 같은 힘은 없지만 싸기 때문에 유약처방에서 산화석 대신에 사용되는 경우가 종종 있다.
ZrO2 90.84%, SiO2 6.48%, Na2O 1.11%, Al2O3 0.91%
올버니슬립(Albany slip) - 이장점토로서, 유약으로 기능할 수 있는 정확한 비율의 실리카와 알루미나와 융제를 가지고 있는 자연점토. 뉴욕의 올버니 근교에 매장되어 있다. 보톤 Cone 4~12 사이의 온도에서 소성되어 광택이 나는 흑갈색을 낸다. 소성되어 옅고 거의 투명한 황갈색을 내기도 한다.
유휘석(Spodumene, Li2O⋅Al2O3⋅4SiO2) - 리튬의 주요 공급원. 활성융제인 리튬은 특이한 동청색을 내는 데 도움이 된다. 장석 대신으로 사용하면 유리질화 온도와 수축율을 낮춘다. 유휘석의 결정은 927℃에서 수축하는 것이 아니라 팽창을 한다. 60%의 유휘석과 40%의 중규산염을 혼합하면 1077℃에서 흡수도 없고 수축도 없으며 점력도 없는 가압성형의 소지를 만들 수 있다.
이산화망간(Manganese dioxide) - 산화망간 참조
E⋅P⋅K(Edgar Plastic Kaolin) - 플로리다주 에드가에서 생산되는 카올린
인산칼슘(Calcium phosphate) - 골회 참조
일메나이트(ilmenite, TiO2⋅FeO) - 티타늄과 그 화합물의 광물원료. 모래 정도로 굵게 갈아 쓰면 유약에 검은 반점을 만든다.
자철광(Magnetite) - 산화철 참조
장석(Feldspar) - 칼륨, 나트륨, 칼슘의 알루미늄 규산염이다. 이 규산염은 순수한 상태로서가 아니라 셋 중의 어느 하나가 현저히 많은 혼합물로 발견된다.
리튬장석(엽장석, Petalite) : Li2O⋅Al2O3⋅8SiO2
칼륨장석(정장석, Orthoclase) : K2O⋅Al2O3⋅6SiO2
소다장석(조장석, Albite) : Na2O⋅Al2O3⋅6SiO2
석회장석(회장석, Anorthite) : CaO⋅Al2O3⋅6SiO2
장석은 자기와 백색 기물 소지의 주요 성분이며 때로는 소지융제의 유일한 공급원이 되기도 한다. 소지에서 장석의 양이 많으면 칼륨장석 대신에 소다장석을 사용함으로써 유리질화 온도를 38℃ 정도 내릴 수 있다. 장석은 유약융제의 싼 공급원이고 또한 불용성(不溶性)의 이점도 갖고 있다. 칼륨은 소다보다 유약을 더 견고하게 하고 열팽창을 감소시킨다. 따라서 소다가 발색에 적합지 않으면 칼륨장석을 쓰는 것이 더 좋다.
정장석(正長石, Orthoclase, Potash-Feldspar, 칼리장석, 칼륨장석) - 용융온도가 높으며 점 도가 크고 광택이 좋다. 주로 소지나 화장토 원료로 사용한다.
조장석(曹長石, Albite, Soda-Feldspar, 소다장석, 나트륨장석) - 칼륨장석에 비하여 자화 온 도를 저하시키고 소성 도중 비틀림을 일으키는 경향이 있으며, 점성이 낮은 액상을 형성하므로 도자기 소지보다는 주로 유약 원료로 사용한다.
회장석(灰長石, Anorthite, 석회장석) - 대체로 순수한 것은 없고 나트륨 장석의 함량이 10% 이하인 것을 보통 석회장석이라 한다.
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소성변형 |
유약점도 |
용융온도 |
내화학성 |
표면광택 |
소성수축팽창률 |
투광성 |
소다장석 |
크다 |
작다 |
낮다 |
나쁘다 |
나쁘다 |
크다 |
작다 |
칼리장석 |
작다 |
크다 |
높다 |
좋다 |
좋다 |
작다 |
크다 |
소다장석과 카리장석의 비교
소다장석-유백기운이있다. 색유에 많이씀. 유백기 때문에 전부분이 드러나는 것을 조금 가려준다.
칼리장석-투명기운이있다. 자기유약에 주로 씀. 뼈(소지)가 보인다.
장석의 영향
*고온으로 가열하면 쉽게 용융하여 매우 강인한 용융체로 되며, 이것을 냉각하여도 결정화하지 않 고 유리상태로 남게 된다.
*도자기에 장석을 사용하는 목적은 장석이 비교적 낮은 온도에서 용융하여 점도가 높은 액상을 형 성하는 특성을 이용한 것으로 소지와 유약에 다같이 쓰인다. 사용량은 도자기 소지 조성에서는 10~40% 정도이고, 유약에서는 더 많은 양이 쓰인다.
*장석은 연화하는 온도와 녹는 온도의 차가 크고, 녹았을 때의 점성도 크다. 장석으로 콘을 만들어 가열했을 때에는 콘이 연화하기 시작했을 때의 온도보다 100℃ 정도 고온으로 올려야 녹아 흐를 수 있다.
*소지 중에 함유된 칼륨장석과 나트륨 장석의 양이 같으면 비틀림이 생기고, 나트륨 장석의 양이 많으면 수축률과 투광도가 증가한다. 그러나 실제에 있어서 칼리장석과 소다장석이 따로 산출되는 예는 거의 없다. 그러므로 용융점도 특정온도에서 순간적으로 녹아버리는 것이 아니고 1140~128 0℃ 사이에서 연화한다.
*도자기 소지에는 칼륨장석을 사용하고 유약에는 나트륨장석을 사용하는 것이 점도나 용융의 면에 서 좋은 결과를 가져올 수 있다.
제이산화철(Ferric oxide) - 산화철 참조
제일산화철(Ferrous oxide) - 산화철 참조
중크롬산칼륨(Potassium dichromate, K2Cr2O7) - 유약에서 녹색 발색제로 사용됨. 주석과 함께 하소(煆燒,calcine) 시키면 분홍과 붉은색을 내는 저화도용 색소를 만들게 된다. 독성이 대단히 강하므로 주의해서 다루어야 한다.
중탄산나트륨(Sodium bicarbonate, NaHCO3) - 중탄산소다라고도 불리는 것으로 주입용 이장에서도 쓰이고 황산코발트와 함께 채료를 만드는 데도 쓰인다. 탄산나트륨(Na2CO3)이 융제로서 더 잘 쓰이는 나트륨화합물이다. 중탄산나트륨이 염화나트륨(소금)보다 독성이 덜하기 때문에 소금유약을 실험할 때 이것을 이용한다.
지르코팍스(Zircopax) - 64.88%의 ZrO2, 0.22%의 TiO2, 34.28%의 SiO2로 구성된 상업적으로 생산된 표준 유탁제.
카올린(Kaolin, Al2O3⋅2SiO2⋅2H2O) - 고령토 또는 순수점토라고도 불린다. 구성과 상대적 순수성 때문에 카올린은 고화도 소성 점토이다. 모든 흰색 제품과 도자기 소지의 중요한 구성 성분이다. 유약 제조 시 카올린은 Al2O3와 SiO2의 주요 공급원이 된다.
고령토(高嶺土)는 카올린(Kaolin)이라고도 하는데 그 화학식은 Al2O3⋅2SiO2⋅2H2O이며, 점토와는 화학 성분상으로 차이가 없고, 다만 물리적인 성질에 차이가 있다. 일반적으로 소성 색상은 흰색 또는 흰색에 가까운 엷은 색이며, 내화도는 SK32 이상이다. 점토에 비하여 불순물이 적고, 알갱이가 커서 가소성이 작고, 소성 색상이 좋으며 내화도가 높다. 카올린이란 명칭은 고령토의 중국어 발음에서 유래되었다고 하며 도자기를 만든다는 의미에서 차이나 클레이(China Clay)라고 부르기도 한다. 화강암은 장석, 석영, 운모 등의 광물이 섞인 암석인데 이것이 분해 되어 생성된 1차 점토를 카올린이라고 부른다. 이와 같이 카올린도 점토와 같이 생성되는 물질이나 일반적인 개념으로는 색상이 희고, 입자가 비교적 크며, 점력이 적은 것을 카올린이라 하고 색이 짙고, 가소성이 큰 것을 점토라 한다.
고령토를 가열하면 120℃에서 열을 흡수하여 결정의 층간에 있는 층간수를 내보내며, 600℃ 전후에서 결정수를 내보내기 위해 많은 열을 흡수한다. 사용 목적에 따라 소성시의 수축에 의한 변형(균열)을 방지하기 위해 사전에 하소하여 쓴다. 일반적으로 카올린이나 점토는 유약 성분으로는 그렇게 중요한 것은 아니나 유약에 없어서는 안 될 성분이다.
유약에서의 역할
*유약 슬립을 현탁 시킨다.
*유약 슬립을 소지에 점착시킨다.
*건조 소지에 시유할 때 유약에서 볼 수 있는 수축을 억제한다.
백색 또는 투명유를 제조 시 산화철이나 산화티탄이 되도록 적은 점토를 사용해야 하는 데 일반적으로 점토에 비하여 불순물 함량이 적은 카올린을 사용하는 것이 좋다. 그러나 건조 생소지에 시유하는 경우에는 점토를 사용하는 편이 좋다. 그러나 소지는 이미 건조되어 있거나 초벌구이가 되어 있는 상태이므로 유약 슬립의 건조 수축이 너무 크면 유면에 균열이 발생하거나 심할 경우 유약이 떨어져 나오는 등 결함을 야기한다. 그러므로 너무 많은 양을 사용하는 것은 피해야 하며, 만일 유약의 건조 수축이 크거나 기타의 결함이 생길 때는 점토의 일부를 하소하여 쓴다.
칼륨장석(Potash feldspar) - 장석참조
콘월석(Cornwall stone) - 영국에서 나는 착혼합물로 부분적으로 화강암이 분해 되어 생기는 것. 석영, 장석, 비늘운모, 전기석, 형석 그리고 소량의 다른 광물로 구성되어 있다. 콘월석은 카올린과 장석의 중간성질을 가졌다. 이것은 많은 영국 도자기의 유약과 소지에서 중요한 요소로 쓰이며 카올린과 장석보다 소성할 때 덜 힘들다. 부피가 작기 때문에 소성 전이나 소성후의 유약의 수축이 작아서 유약의 겸함을 최소한으로 줄일 수 있다. 장석처럼 콘월석은 구성이 다양해서 실리카, 칼륨, 나트륨 등의 구성비가 각각 다르다. 콘월석을 얻기 어려운 곳에서는 장석 67%, 규석 22%, 카올린 11%를 섞어서 대용할 수 있다.
콜레마나이트(Colemanite, 2CaO⋅3B2O3⋅5H2O) - 회붕광(灰硼鑛). 천연의 붕산칼슘 수화물로 약간의 수용성밖에는 없는 이점이 있다. 따라서 이것은 붕사처럼 유약에서 과립상의 덩어리를 만들지 않는다. 콜레마나이트는 여기에 들어 있는 붕사가 꽤 낮은 온도에서 녹기 때문에 저화도 융제로 쓰인다. 이것은 균열을 막는 경향이 있고 부분적으로는 유탁제의 기능도 갖고 있다. 콜레마나이트는 칼슘이 분홍과 붉은색에 방해가 되는 몇몇 유약에서 칼슘대신에 사용될 수 있다. 콜레마나이트와 동일한 타입인 콜만석은 유약에서 가라앉지 않는 경향과 변동이 적은 성질 때문에 많은 도예가들이 즐겨 쓴다.
콜만석(Gerstley borate, 2CaO⋅3B2O3⋅5H2O) - 콜레마나이트와 동일한 화학식을 갖지만 보통 소량의 나트륨을 함유한다. 콜레마나이트는 그 질이 다양하기 때문에 대부분 콜만석을 사용한다. 이것은 칼슘과 붕소의 훌륭한 공급원이며 유약에 약간의 유탁효과를 준다.
크롬산바륨(Barium chromate, BaCrO4) - 옅은 황색에서 밝은 연두색까지의 색깔을 낸다. Cone 04 이상의 온도에서는 증발하기 때문에 일반적으로 상회(上繪)장식으로 사용된다.
크롬산철(Iron chromate, FeCrO4) - 산화망간과 아연화와 결합해서 하회용 갈색을 만들며 코발트와 결합해서는 검은색을 낸다. 단독으로 사용할 땐 Cone 04 이상에서 증발한다.
탄산나트륨(Sodium carbonate, Na2CO3) - 일반적으로 소다회라 부른다. 대단한 활성융제. 수용성이기 때문에 유약에 사용할 때는 Frit화 하여 사용한다. 소다회는 해교제로서의 기능이 있기 때문에 소량을 소지에 집어넣으면 물을 덜 필요로 하게 된다. 이렇게 하면 작업하기에 더 좋고 점력이 커지며 건조 시 수축을 덜하게 된다.
탄산동(Copper carbonate, CuCO3) - 유약에서 녹색을 내는 주요 발색제. 탄산염의 형태가 청록색이나, 환원조건하에서 동적(銅赤)색을 내는데 산화염의 형태보다 더 좋다.
탄산리튬(Lithium carbonate, Li2CO3) - 리튬은 다량의 Al2O3, SiO2, CaO 와 함께 알칼리 유약에서 사용되어 특수한 동청색을 내는 견고한 유약을 만든다. 이것은 중화도 범위에서 증발이 문제가 되는 납 대신 사용될 수 있다. 나트륨과 칼륨 대신 사용되면 열팽창을 낮추고 결정형성을 증진시킨다. 리튬의 다른 공급 원료는 비늘운모와 엽장석(페탈라이트), 유휘석(스포듀민)이다.
탄산마그네슘(Magnesium carbonate, MgCO3) - 마그네사이트라고도 불리는 것으로 저화도에서는 내구⋅내화 요소로 작용하지만 고화도에서는 융제로 바뀐다. 이것은 결정 유약과 여타 흐르는 유약의 유동성을 느리게 한다. 또한 유약의 부착력을 증가시킨다. 탄산마그네슘은 건조와 소성에서 수축을 일으키게 하는 수용성이 있기 때문에 백운석[CaMg(CO3)2]의 형태로 유약에 넣는 것이 가장 좋다. 이것은 유약에서 불투명도를 약간 증가시키는 경향이 있다.
마그네사이트를 도자기 소지의 원료로 첨가하면 강력한 매용제로서 작용하며 소성온도를 낮추고 소지의 투광성을 높이는 등의 장점이 있으나, 소성 수축이 커지고 변형이 심한 결점도 있다. 마그네사이트의 분해 온도는 800℃이다.
탄산바륨(Barium carbonate, BaCO3) - 저화도에서 대단히 천천히 결합하고 내화 요소로서 무광택 질감을 형성하는 까닭에 보통 다른 융제와 함께 사용된다. 고온에서는 강력한 융제로서 반응한다.
탄산연(Lead carbonate, [2PbCO3⋅Pb(OH)2]) - 일반적으로 연백이라고 더 많이 불리는 것으로서 넓은 온도 범위에 걸쳐 낮은 표면장력과 점력을 주는 저화도 융제이다. 표면에 별 결함을 주지 않고 매끄럽고 광택이 나는 유약을 만든다. 납은 저화도 범위에서 늘 융제로 사용될 수 있지만 Cone 4에서부터는 양을 줄여야 한다. 납 유약은 적절히 조합되지 않으면 차(茶), 구연산이 든 과일 주스, 식초가 든 샐러드 소스, 또는 다른 산과 접촉 했을 때 해로운 납이 용출되기 쉬우므로 독성이 있을 수 있다. 납은 프리트해서만 사용해야 한다. 그렇지 않으면 납 가루는 호흡이나 피부의 상처를 통해 체내에 흡수되기 쉽다. 2%이상의 산화동이나 5% 이상의 산화철과 이산화망간의 화합물은 유독성 납의 용출을 증가시킨다. 다량의 알루미나, 실리카, 칼슘, 그리고 지르코늄은 납 유약의 내산성(산에 잘 견디어 내는 성질)을 증가시킨다. 반면에 나트륨, 칼륨, 그리고 바륨은 내산성을 낮춘다.
탄산칼륨(Potassium carbonate, K2CO3) - 진주회로 더 잘 불린다. 주로 색채효과를 수정하는 데 쓰인다. 납, 나트륨, 또는 칼슘 대신에 이것을 유약에서 사용하면 산화동의 색이 보통의 녹색에서 황록색이나 밝은 청색으로 변한다.
탄산칼슘(Calcium carbonate) - 호분 참조
탄산코발트(Cobalt carbonate, CoCO3) - 유약에 파란색을 내기위해 사용. 망간, 크롬산철 황토와 섞으면 회색 내지 검정색을 낸다.
탄화규소(Silicon carbide, SiC) - 공업용으로 많이 쓰인다. 요업에서는 고화도용 가마 구조물의 주요 성분으로 가치가 있다. 알칼리 유약에 소량(0.5%)을 집어넣으면 탄소가 산화동을 환원시켜서 부분적으로 동적색을 내게 된다.
플루오르화칼슘(Calcium fluoride) - 형석참조
하석섬장석(霞石閃長石, Nepheline syenite, 0.25K2O⋅0.75Na2O⋅Al2O3⋅4.5SiO2) - 대략 장석과 유사한 물질이다. 유약에서 칼륨장석 대신으로 사용될 수 있으나 숙성온도를 낮출 것이다. 이것은 넓은 소성범위를 갖게 하고 열팽창을 증가시켜 유약에 균열이 가는 것을 완화시킨다.
형석(Fluorspar, CaF2) - 플루오르화칼슘으로도 불리는 것으로 유약과 소지의 융제로 쓰인다. 입자의 크기는 소지에 사용될 때 100목(目) 체로 거른 것보다 작아야 하며 그렇지 않을 경우에는 유약에 핀홀이 생기기 쉽다. 형석은 다른 칼슘 화합물보다 낮은 온도에서 녹는다. 유약에서 산화동과 결합하면 좀 흔치 않은 청록색을 낸다.
용융온도는 1270℃~1387℃이며 결정성의 광물이고 여러 가지 색을 띠고 산출된다.
형석은 더욱 녹기 쉬운 유약을 얻기 위하여 또는 열팽창을 줄여서 유약의 균열을 방지하기 위하여 석회석대신에 쓰여 지는 것으로 알려졌으나 소성 중에 플루오르화 규소(불화규소, SiF4)와 같은 플루오르 화합물로 되어 비산(飛散)한다든가 핀홀을 생기게 할 위험성이 있으므로, 그 성공적인 활용을 위하여서는 그 장점과 이용 한계에 관한 보다 상세한 연구가 필요하다.
형석은 석회석에서 같은 당량의 산화칼슘을 취하는 것보다 유약의 광택을 더하고 한층 녹기 쉽게 만들 뿐 아니라 착색 산화물을 잘 용해하므로 발색이 균일하게 되는 이점이 있다.
주의 (플루오르화칼슘을 사용하면 안 되는 경우)
*시유 후 재벌구이에서 일반적으로 필요로 한 고온에서 장시간 유지할 경우
*시유 소성물을 천천히 식혀야 하는 경우
*소지와 유약과의 화학반응이 현저한 것
*얇은 유층이 물리적 특성을 요구할 때
호분(Whiting, CaCO3) - 석회석이나 대리석을 미 분쇄한 분말상태의 탄산칼슘이다. 호분은 소지에는 비록 제한되어 사용되지만 주요한 고화도 융제이다. 소지에는 소량만 첨가해도 유리질화 온도를 낮추며 기공을 없애준다. 호분은 융제로서 납이나 다른 알칼리 화합물보다 훨씬 견고한 규산염을 만든다. 이러한 이유로, 비록 Cone 4 이상에서 대단히 효과가 커지기는 하지만 소량의 호분을 저화도 유약에서 사용한다. 다른 융제와 함께 사용하면 칼슘은 발색 산화물, 특히 크롬 연두색에 영향을 미친다.
화산재(Volcanic ash) - 미국 서부 지역의 많은 곳에서 발견된다. 퇴적되기 전에 먼 거리를 공기 속에서 표류했기 때문에 아주 미세하며 별도의 조제를 하지 않고서도 사용될 수 있다.
구성은 대강 화강암과 유사하다. 대부분의 유약에서 화산재는 약 70%의 장석과 30%의 플린트에 대신하여 사용될 수 있다.
활석(Talc, 3MgO⋅4SiO2⋅H2O ~ 4MgO⋅5SiO2⋅H2O) - 단단하고 불순물이 섞인 형태에서는 동석 또는 비눗돌로 알려져 있다. 활석은 유약으로 종종 쓰이지만 중간온도(Cone 04~6)에서 소성되는 흰색 제품들의 소지에 중요한 성분으로 사용되는 때가 많다. 백운석처럼 보통 카올린, 볼클레이, 장석등의 여타 소지 구성성분의 소성 온도를 낮춰준다. 활석은 유약에서 약간의 불투명성을 높여준다.
활석은 경도 1로서 모스(Mohs) 경도의 기준이 되며, 연질로 매끄러운 촉감이 있어 활석(滑席)이라는 이름으로 불려지고 있다. 일반자기에서는 투광성과 색조를 좋게 하므로 융제로서 소량 사용되며 유약 원료로도 쓰이는데 활석을 쓴 유약을 특히 활석유라고 부르며 이 유약은 광택이 좋은 것이 특징이다. 활석을 쓰면 소성 수축이 작고 수화 팽창이 작으므로 벽타일에 많이 사용하며, 도자기나 타일에 쓸 경우에는 석회를 약간 함유란 것이 좋다. 그리고 활석을 사용할 때에는 거의 모든 활석의 이용 특성이 다르다는 점에 유의하여야 한다.
소성 수축이 크므로 하소한 것을 이용한다. 생활석은 수축을 많이 하여 균열이 발생한다.
황산마그네슘(Magnesium sulfate, MgSO4⋅7H2O) - 사리염(Epsom salts)으로 더 잘 알려져 있다. 이것은 기공(氣孔)이 없는 소지에 시유되는 유약을 두껍게 한다. 보통 1%를 뜨거운 물에 녹여서 사용하면 유약에 별 뚜렷한 영향을 끼치지 않으면서도 충분히 기능을 발휘한다.
황산코발트(Cobalt sulfate, CoSO4⋅7H2O) - 다른 코발트 화합물과는 달리 물에 대단히 잘 녹는다. 이것은 낮은 온도에서 녹으며 주로 장석유약이나 라스터 유약에 사용된다.
황토(Ocher) - 다양한 양의 붉은 산화철과 산화망간을 함유하고 있는 점토에 주어진 이름. 주로 페인트를 만드는데 쓰이나 유약이나 이장에 황갈색, 갈색 또는 벽돌의 붉은색을 내는 발색제로서도 쓰인다.
황화연(Lead sulfide, PbS) - 방연광이라고도 불리는 것으로서 모든 납 화합물의 원료가 되는 검정색 분말이다. 유약에서는 지극히 제한되어 쓰인다.
유백제 - 유백제는 소지의 색상을 감추고 그 표면을 백색으로 하여 표면 장식 효과를 높이고, 저급 원료의 효용성 증대 등을 얻고자 유약에 첨가하는 부원료이다.
유탁과 유백의 차이점
일반적으로 유탁((乳濁)은 유약 중의 불용성 물질, 기포, 유약성분 중의 일부성분의 재결정화에 의해 형성된 결정 그리고 굴절률이 큰 유약 조성 등에 의하여 투명도를 잃고 유약이 탁하게 되는 것을 말한다. 결정유나 매트유 등에서 볼 수 있는 실투와는 달리 재결정에 의한다고 하여도 확실한 형태를 지닌 것이 아니라 비정질(非晶質)이라는 점이다. 또한 투명도를 잃었다 해도 매트유와는 달리 유면이 표면 광택을 지니게 된다는 것이다. 그리고 유탁을 일으키는 방법도 한 가지 요소에 의하여 일으키는 것이 아니고 복합적인 요소들에 의하여 발생한다는 것이다. 이러한 유탁을 일으키는 요소들 중 백색 유탁을 일으키는 것을 유백제라고 한다.
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