도자기 이야기

도자기 원료

썬필이 2018. 6. 28. 06:40

- 가소성 원료 점토종류
1. 도자기 원료 3요소
① 가소성 원료 : 점력을 제공하여 성형을 가능하게 한다.
② 제점 원료 : 소지의 건조, 소성수축으로 인한 기물의 왜곡, 균열방지, 내화성을 조절하여 
                      주는 역할을 한다.
③ 매용 원료 : 소결을 돕고 유약의 융점을 낮춰주는 역할을 한다.
2. 점토란?
① 천연산의 미립자의 집합체다.
② 수분을 가하여 습한 상태일 때 가소성이 나타난다.
③ 건조하면 강성을 나타낸다.
④ 고온에서 소성하였을시 소결한다.
3. 가소성이란?
점토는 적당한 습도를 가하였을 때 일단 만들어진 형태를 그대로 유지한다.
이 성질을 가소성이라 하며 재료의 기본 성질이다.
자연물 중에서도 점토는 가장 가소성이 많은 물질 로 여겨진다.
점토의 광물은 화성암, 석영조암, 화강암 등 장석질 암석이 자연 풍화작용으로 변질되어 
생성된 것들이다.
그래서 점토질은 모암의 성분에 따라서 또는 풍화의 정도에 따라서 차이 가 있다.
가소성 원료들은 주로 도자기의 뼈대 역할을 하는 점토질 종류들이며, 이들은 지구가 처 음 
생성되었을 때부터 존재하여온 1차 점토와 그 후 풍화작용과 침전에 의하여 변질되어 생성된 
2차 점토로 나뉘어 진다.   
4. 종류
① 1차 점토(= 잔류 점토)
일차점토를 일본에서는 와목점토라고 하며, 천연산의 미립자의 집합체로 화성암이 지표 에서 
풍화작용을 받아 생성된 것인데, 원광의 종류와 변성과정에 따라 여러 광물이 생 기게 된다.
일차 점토는 평균적으로 입자가 크고 가소성이 적으며 불순물이나 유기물이 침투되지 않아 
소색은 백색 또는 엷은 색을 나타낸다.
ㄱ. 고령토
고령토는 도자기 원료 중에서 가장 많이 사용되는 재료이며 중국의 고령 지방에서 많이 나는 
점토로서 영국 사람들이 처음 그 지명을 따서 Koline 이라 칭하다가 Kaoline 으로 
명하게 되었다.
고령토의 화학식은 Al O ․ 2SiO ․ 2H O로서 점토물질과 석영 그리고 분해장석으로 구성되어 
있으며 우리나라에서는 경남 하동, 산청, 성주 등지에서 양질의 고령토 가 채취되고 있다.
그러나 일제 때부터 많은 양의 고령토가 강제로 일본으로 수출되어 원자재가 고갈되어 가고 있는 
실정이어서 근간에는 중국에서 수입하여 쓰고 있다.
구미에서는 고령토보다는 약간 점력이 부족하나 백색도가 좋은 자토가 유약재료나 점토에 
점력을 증강하기 위하여 사용되고 있으나 고령토와 성분은 비슷하다.
ㄴ. 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 개구리 눈과 같은 상을 하고 있어 개구리 와蛙자와 눈목目자를 써서 
와목점토라 칭한다.
우리나라에서는 이북에서만 생성되어 현재는 일본에서 수입하여 사용하고 있으며 주로 
상감청자를 만드는 상감용  백색 이장에 활용하거나 분청사기의 분장토에 활용하고 있다.  
② 2차 점토(= 퇴적점토)
이차점토를 영국에서는 볼 클레이, 일본에서는 목절점토라고 한다.
암석이 풍화작용을 받아 생성된 일차점토가 그곳에 있지 못하고 지진이나 풍수의 작용을 받아 
낮고 먼 곳으로 이동하면서 자연적으로 수비, 풍비의 과정을 거치게 되는데, 
이때 입자의  비중이나 크기가 같은 것끼리 퇴적하게 되고, 이렇게 퇴적되어 생성된 점토를 
이차점토라고 한다.
이차점토는 일차점토에 비하여 입자가 미세하고 철분과 유기물질의 함유량이 많이 가소 성이 
매우 높고 소색을 짙은색으로 발색된다. 이 이차점토가 지압에 의해 눌려져 굳어진 것을 
혈암이라고 한다.   
ㄱ. 석기점토
석기질 점토는 가소성이 크고 내화도가 SK8~10정도의 중온에서 소성되는 2차 점토 이기 
때문에 운모,산화철, 장석,석영 등과 착색광물이 많이 섞여 있어 소성하면 황갈 색에서
회색계열의 유색으로 나타난다.
우리나라의 옹기점토가 석기점토에 해당되며, 우리나라 전국에 많이 산재되어있는 옹기점토는 
몇 가지의 재료를 첨가하면 아주 훌륭한 도자점토로 활용할 수 있다.
미국이나 유럽 등지에서는 이 석기점토를 이용한 생활도자기가 많이 발전하여 왔으며 
석기점토에 섞여 있는 불순물의 작용으로 검은 반점이 유약표면에 나타나지만 오히려 그러한 
석기점토의 특성을 잘 활용하면 좋은 생활도자기를 만들 수 있다.  
ㄴ. 벤토나이트
벤토나이트는 매우 미세한 입자의 점토로써 소량을 첨가하면 가소성을 높이는 작용 을 한다.
벤토나이트는 유사 이전 시대에 화산폭발에 의한 화산재로 형성된 것이며 유 약에 2~3% 
첨가하면 유약성질의 변화없이 접착율을 높혀주며 점토에 사용하면 볼 클 레이의 5배 역할을 할 
정도로 점력이 좋아진다.
점토에 사용할 경우 필히 건식혼합을 하여야 한다. 습식혼합을 하면 점력이 너무 좋아 잘 
섞이지 않고 덩어리져서 몰려다니 기 때문이다.
우리나라에서는 생산되지 않는 재료이지만 점차 보급되어 많이 활용될 재료이다.  
ㄷ. 볼 클레이
볼 클레이는 영국의 가소성이 매우 높은 이차점토의 명칭이다. 
회황색 또는 회갈색 으로 규산질의 모래와 자갈층 사이에서 산출된다.
볼 클레이라는 명칭은 채굴 시에 구 상으로 하여 운반하였기 때문이라는 설과 가소성을 더욱 
증가시키기 위하여 구상으로 만들어 숙성시켰기 때문이라는 설도 있다.
유기물이 많아 색이 짙은 것은 Black ball clay, 엷은 색은 Blue ball clay라고 부른다.   
ㄹ. 목절점토
가소성이 가강 강한 2차 점토이며 내화도가 높고 소성하면 흰색 계열이 된다.
화강 암이 풍화작용에 의하여 침적된 점토로써 불순물이 많이 섞여 있으나 입자는 매우 곱다.
장석립이나 석영립이 적게 섞여 있으며 아탄층에서 아탄과 함께 생산되기 때문에 
목절점토라고 한다.   
ㅁ. 도석점토
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 미 분쇄하여 가소성 점토를 첨가하여 태토로 사용하거나 수비하여 미세한 
분말로 만들어 유약재료로 사용하기도 한다. 
모암-관입암 또는 광상을 품은 주위의 암석을 말한다. 열수작용에 의해 모암에 변질작용이 
일어나는데, 변질대의 조사결과를 단서로 광상을 탐사하기도 한다.  
혈암(셰일)-운반작용으로 생성되는 퇴적암 중 입자의 크기가 63㎛(마이크로미터)보다 작고, 
층과 평행하게 벗겨지는 암석.아탄-석탄화가 된 정도를 말하는 탄화도가 낮은 품질이
좋지않은 갈탄의 일종이다.
학술적 으로는 갈색갈탄이라고 하며 일부 지방에서는 연로로 사용된다.

2. 제점원료  
점토의 가소성을 적당이 조절하기 위하여 제점재를 배합하면 소지에 기공성을 증가하여 건조를 
빠르게 하고 건조 및 소성시의 수축을 적게 하므로 왜곡이나 균열을 방지할 수 있다.
제점원료의 대표적인 것을 규산(SiO2), 규산질의 암석이 규석이며, 가장 순수한 규산 물질이 
수정(水晶)이다.
도자기용으로는 철분이 적은 순백이 규칙에 요구되며 이 밖에 규산질 원료로 규조토나 왕겨재가 
있으며,볏짚재에도 규산이 약 60~80% 함유되어 있어 유약원료로서도 사용된다. 또 소지의 
조성을 변하지 않으면서 제점하려고 할 때는 그 소지를 소성하여 분쇄한 것을 적량 가하는데 
이를 샤모트(chamotte)라고 한다.
또 재벌구이의 파편 등을 분해한 것을 셀벤이라고 하는데 이것도 제점재로 사용되고 있으나 
초벌구이한 것의 샤모트와는 구별되고 있다.
내화벽돌이나 내화갑등의 파편을 부순 것도 샤모트이며 이에 내화점토(목절점토계)를 가하여 
만든 점토질 내화벽돌을 샤모트 벽돌이라 부른다.
톱밥이나 목탄분말 등도 제점과 동시에 소성한 소지를 다공질로 만들고 싶을 때 
사용하는 예가 있다.  
<규산의 전이현상>
도자소지의 소성과정에서 규산의 결정구조는 온도에 따라 여러 차례 용적변화를 하며 
결정구조가 달라지게 된다.
이것을 규산의 전이현상이라 하는바 575℃에서는 ∝석영이 ℬ석영이로 변화하면서 용적이 
합성 팽창되며,870℃에서  B2 크리스토 발라이트형이 되어 Si와 O가 개방되어 그 사이에 
K, Na, Ca 등의 염기성 물질과 결합하기 시작하며,약 1010℃에서는 실리카와 알루미나의 
결합으로 이루어진 뮬라이트 결정이 형성되기 시작하여 이 화학적 결합이 소지에 강성을 주게 
되는 바 이것을 일컬어 소결이라 한다.
규석의 전이현상은 소성과 냉각을 서서히 해야 하는 이유를 뒷받침해 준다.  
3. 매용원료
규산은 1700℃ 정도에서 용해되어 석영유리로 되나, 규산과 다른 광물 즉 산화나트륨이나 
산화칼슘과 같은 알카리성 광물이 있으면 규산은 이들 물질과 결합하여 낮은 온도에서 
용해하여 유리질로 된다.
이와 같은 규산의 용해온도를  낮추는 작용을 하는 염기성 물질을 많이 함유한 것이 
매용(梅溶)원료이다.   
① 장석 
장석은 자기류의 매용원료로 대표적인 것이며, 소지 및 유(釉)의 주원료이기도 하다.
장석에는 카리장석(K2O, AlO3, 6SiO2), 소다장석(NaO, AlO3, 6SiO2), 석회장석
(Cao, AlO3, 6SiO2), 바륨장석(BaO, AlO3, 6SiO2) 등이 있으나 천연으로는 순수한 것이 
없고 보통으로 이들의 고용체이든지 혼합물이며 일정한 화학조성을  갖고 있지 않다.
도자기용으로서는 철분이 적은 것이 요구되며 카리장석의 융용점은 1220℃, 소다장석은 
1100℃, 석회장 석은 1550℃, 바륨장석은 1715℃ 로서 대개 카리장석은 소지원료로, 
소다장석은 유원료, 석회장석은 특수내화물 원료, 바륨장석은 내(耐)alkali 
자기원료로 사용되고 있다.
장석은 화강암 중에 약 60%가 함유되어 있어 장석대신 화강암을 사용할 때도 있으나 
일반적으로 정제된 것을 사용한다.  
② 석회석 (CaCO3)  
석회석은 조개껍질, 산호 등의 화석이 뭉쳐서 결정이 된 것과 수성암이 탄산석회로 침전되어 
생성된 것이며 이 석회석의 변성작용으로 재 결정된 것이 대리석이다. 또한 화학적 침전법으로
 미분된 것을 호분이라 한다.
도자기에서는 일반적으로 유약의 융제역활과 소지의 백색도를 높이기 위해 소량사용한다.
800~900℃에서 CO2 를 방출하며 석회석을 가열 분해시켜 생성된 생석회를 물이나 수증기를
작용시켜 소화시킨 것이 소석고이다.
③ 월러스토나이트 (CaO, SiO2) = 규회석 
월러스토나이트를 유약에 첨가하면 무광택유를 만들어 주는 유탁제 역할을 하며 유약의 
표면을 매끄럽게 해준다.
소지에 10~20%첨가하면 소성수축을 7~8%로 줄일 수 있어 소성수축제로 활용되고 있다.
규회석은 충북 단영과 인천에 매장지는 있으나 시중에서 구입하기가 어려워 인도, 스리랑카 
등지에서 수입된 월러스토나이트를 활용하고 있다.  
④ 네플린 사이나이트 0.3K2O, 0.8Na2O3, 4.7SiO2)  
네플린 사이나이트는 칼리장석 계열의 저온융제로써 유약에서 발색이  좋고 부드러운 
유약유면을 만들어 준다.
용융범위가 매우 넓어 다양하게 사용되고 있으며 주로 저온 유약이나 락소유약에 
많이 활용되고 있다.
한국명으로는 하석섬 장석이라 칭하지만 구입하기 어려워서 주로 미국산 수입품에 
의존하고 있다.  
⑤ 활석 (3MgO, 4SiO2, H2O)  
순수한 것은 백색이지만 불순물이 섞인 것은 엷은 청색, 녹색 및 갈색을 띤다.
미세한 결정이 치밀하게 뭉친 덩어리 형태로 산출된다.
연질이고 매끄러운 촉감이 있으며 석필이라고도 불리운다.
도자기에서는 융제로써 투과성과 발색을 양호하게 하며 소성수축이 적고 수화팽창이 적어 
벽 타일 소지에 첨가 사용하기도 한다.
소지에는 높은 열 충격에 대한 저항성 및 고온의 높은 전기 저항성의 특징을 갖고 있어서 고주파 
절연체와 같은 전자기의 원료로 쓰인다.  
⑥ 백운석 (MgCO3, CaCO3)  
백운석은 석회석과 활석의 주요성분을 같이 함유하고 있으며 소지에 첨가하면 장석, 
규석 및 점토와의 반응이 촉진되어 소성속도를 빨리 하는데 효과적이며 백색도가 좋고 제품이 
가벼워 진다.
유약에서 석회석 대신 사용하면 용착온도에 변화를 주지 않고 열팽창계수를 낮추어 주며 
소지에 배합하면 유약과의 반응이 촉진되어 중간층이 많이 생겨 균열의 발생을 방지한다.