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도자기 분야에서 유약의 착색을 위한 도자기의 기술과 경험에 의해 발견·개발된 안료의 총칭. 일반 무기안료와는 무관하게
발전해 왔으며 도자기안료라고도 한다. 세라믹안료는 넓은 의미로는 무기안료에 포괄되지만 도료·잉크·그림물감·플라스틱에 사용되는 일반 무기안료와는
전혀 다른 일군을 형성하고 있다. 높은 내열성과 유약에 대해 안정하다는 점에서 일반 무기안료와는 크게 다르다. 〔표 1〕에서 일반
무기안료와의 차이를, 〔표 2〕에 새로 개발된 세라믹안료를 모격자(母格子)로 분류한 것을, 또 〔표 3〕에서는 〔표 2〕에 나타낸 것을 포함하여
색에 따른 분류를 나타냈다.
1 새로운 세라믹안료
〔표 2〕에 나타낸
새로운 세라믹안료는 유약의 착색이라는 기술로부터 생겨난 것이 아니라, 산화물·복합산화물·규산염 등 고온에서 안정한 무색 화학물을 전이원소의 이온
등 고용(固溶)에 의해 발색시키는 방법으로 개발되었다. 이들 세라믹안료는 생겼을 때부터 결정화학(結晶化學)의 대상으로서 모격자와 그것에 고용하는
전이원소이온이라는 형으로 파악·검토되어 왔다는 점에서 나폴리옐로 등 도자기 고유의 세라믹안료와 그 내력을 달리하고 있다. 그러나 도자기 고유의 세라믹안료가
배합은 복잡해도 실은 단일 광물로 이루어져 있다는 것이 X선분석으로 밝혀졌다. 더욱이 최근 지르코니아(산화지르코늄) ZrO ,
이산화규소 SiO와
함께 광화제(鑛化劑)로 지르콘 ZrSiO 를
만들 때 탄산카드뮴 CdCO ,
황화나트륨 NaS,
셀렌 Se를 배합하고 지르콘으로 황화카드뮴 CdS나 황셀렌화카드뮴 Cd(SSe)를 코팅한 세라믹안료가 개발되었다. 이 안료는 황화카드뮴·황셀렌화카드뮴의
내열성, 유약에 대한 안정성을 지르콘으로 강화하고 이것들을 세라믹안료로서 고온에서 색유약 등에 사용할 목적으로 한 것이며, 특히 황셀렌화카드뮴을
코팅한 것은 세라믹안료 중 빨간 부분을 커버하는 것이 없다는 점에서 이 부분을 보완하기 위해 개발된 것이다. 새로 개발된 세라믹안료는 검정을
제외한 각 색의 부분에서 중요한 위치를 차지한다. 도자기고유의 세라믹안료인 나폴리옐로·빅토리아그린·크롬주석핑크의 경우 모두 사용되는 유약의
조성에 엄격한 제한이 있다. 즉 나폴리옐로는 납이 많은 저화도유약(低火度釉藥)과, 빅토리아그린·크롬주석핑크는 산화마그네슘 MgO,
산화아연 ZnO를 함유하는 유약과는 맞지 않는다. 이것에 대해 새로운 세라믹안료는
각각에 관하여 어느 정도 조건은 있지만 여러 가지 타입의 유약에 사용할 수 있으며 서로는 물론 다른 계의 세라믹안료와도 혼합 가능하여 그 결과
원하는 색조를 낼 수 있는 점이 큰 차이이다.
2 세라믹안료로 낼 수 있는
색조
〔표 3〕에서처럼 각 색에 관해서 보면, 검정에서는 스피넬계고용체가 그 위치를 독점하고 있다. 검정의 안료는 아연유약에 첨가되면
발색이 느려지기 때문에 검정 안료의 성분으로서 산화아연을 함유하는 것은 없다. 회색에서는 산화주석계와 지르콘계가 차지하고 있는데 산화주석은 값이
비싸므로 Zr-Si-Co-Ni계의 것이 주류를 이룬다. 코발트·니켈의 양으로 색조를 조절하며 노랑의 부분은 새로운 세라믹안료의 출현으로 더욱
크게 변모했다. 그때까지는 나폴리옐로밖에 없어서 납이 많은 저화도유약에라도 이용할 수밖에 없었으나 〔표 2〕에 표시한 조성계의 노랑의 출현으로
고온에서 석회아연유약·석회유약 등에 사용할 수 있게 되었고, 또한 다른 세라믹안료와의 혼색으로 여러 가지 중간색이 나올 수 있게 되었다.
Zr-Y-V계의 것은 지르코니아에 산화이트륨 YO을
소량 고용시키고 지르코니아를 단사정(單斜晶)인 채로 다시 바나듐을 고용시겨 엷은 오렌지색을 낸다. Ti-Cr-Sb, Ti-Cr-W계는 루틸형이산화티탄을
모격자로 하고, 여기에 역시 루틸형인 CrSbO,
3중루틸형인 CrWO 을
고용한 것이며, 타일의 소지(素地)에 직접 섞어(이겨서 넣어) 이른바 보디스테잉으로서 사용한다. 나폴리옐로는 현재 매우 소량밖에 사용되지
않는다. Zr-Si-Cd-S는 지르콘으로 황화카드뮴을 코팅한 것으로, 종래의 여러 가지
고용현상을 이용하여 조제된 세라믹안료와 달리 전혀 새로운 발상에서 개발된 것이다. 그 목적은 보통의 무기안료에서 올 수 있는 황화카드뮴의 노란
색조를 유약의 착색에서 얻으려는 데 있다. 그러나 이 색조는 프라세오디뮴옐로와 새먼핑크의 혼색으로 충분히 커버할 수 있다. 갈색에서는 검정의
경우와 마찬가지로 스피넬계 안료가 중요한 위치를 차지한다. 모두 석회아연유약으로 선명하게 발색한다. 이 부(部)의
스피넬이 모두 산화아연을 함유하고 있는 것은 이것과 관계가 있다. 또 Zr-Si-Pr와 Zr-Si-Fe에 의한 혼색으로 갈색·귤색의 색조를
커버한다. 녹색도 노랑과 마찬가지로 새로운 안료의 출현으로 양상은 일변했다. 그때까지는 황록의 빅토리아그린과 반대로 파랑으로 기운 피콕이 주된
것이었으며 모두 석회유약으로 선명한 발색을 한다. 따라서 중간인 녹색 그 자체의 색조는 적당한 것이 없었으며 색 종류가 모자라는 부분이었다.
그러나 프라세오디뮴옐로 등 노랑과 터키블루와의 혼색으로 청록에서 황록까지 매우 넓은 범위에서 녹색의 색조를 커버할 수 있게 되었다. 더욱이 이
녹색은 여러 가지 타입의 유약에 사용할 수 있다. 〔표 3〕의 Zr-Si-Pr-V계의 녹색은 7종 중의 하나 같은 느낌을 주지만 커버하는 범위는
매우 넓다. Al-Cr계 및 Cr는 크롬그린으로 모두 소지용에 사용된다. Co-Cr는 파랑이 강한 녹색으로 값이 비싸다. 파랑의 Co-Zn-Al계 스피넬은
해벽(海碧) 또는 매트블루로서, 이것은 일반 무기안료에서는 코발트블루라고 한다. 이와는 달리
산화아연을 함유하지 않는 감청이 있다. 이것은 산화코발트에 카오린 또는 피로필라이트를 배합하고 소성하여 얻는다. 여러 가지 유약에서 보랏빛이
있는 파랑의 발색을 한다. 해벽으로
스피넬이 분해되지 않는 경우 붉은빛이 없는 파랑의 발색이 된다. 그 외 Co-Zn-Si계의 파랑이 있는데 모두
4배위 Co  의
흡수를 나타낸다. 감청색은 산화코발트를 유약에 첨가해도 얻어지는데, 이 경우 산화코발트 속에
혼재하는 사산화삼코발트 CoO
때문에 색조가 어두워지며 발포의 원인이 된다. 해벽·감청은 코발트를 2가의 상태로 유지해 둔다는 점에도 의의가 있는 안료이며 그러한 점에서
Co-Si도 파랑 안료이다. 이 조성은 2CoO·SiO로,
폴스테라이트와 같은 구조를 가지며 Co는
6배위가 되어 분말에서는 핑크색을 띠지만 유약에서는 분해되어 보랏빛이 나는 파랑을 나타낸다. 터키블루는 각종 유약에 안정하게 사용할 수 있고
녹청색 발색을 한다.
핑크에서는 망간핑크(陶試紅)·스피넬핑크·크롬주석핑크, 이것에 또 코발트가 고용된 크롬주석라일락·라일락·새먼핑크가 있다. 파이어레드는, 종래의
세라믹안료에는 빨강 부분을 커버할 것이 없어서 그것을 보완하기 위해 개발된 것이다. 즉 일반 무기안료에서 대표적인 빨강인 카드뮴레드를 지르콘으로 코팅한 것이다.
도자기 및 세라믹 분야에서 광범위한 응용을 목적으로 한다.
3 세라믹안료의 현상과 장래
새로운
세라믹안료의 등장에 의해 넓은 범위에서의 혼색이 가능해졌으며, 그 결과 타일 등의 색조는 매우 풍부해졌다. 그러나 적등색(赤燈色)∼빨강의
안료에는 좋은 것이 없어서 개발이 기대된다. 세라믹안료는 내열성·내후성(耐候性)·내약품성이 뛰어나기 때문에 일반 무기안료가 사용되고 있는
분야에서의 이용이 적극적으로 검토되고 있다. 그러나 그 분말상태에서의 색조는 일반 무기안료에 비해 전반적으로 둔탁하며 또 조제시 소성온도가
높으므로 입자가 커지고 착색력이 떨어진다. 또 이것을 분쇄하여 입자를 더욱 작게 하면 색이 엷어지는 경우가 있다. 이러한 이유로 제한적으로
사용된다. 한편 검정·갈색·파랑의 스피넬계 안료와, 이산화티탄을 모격자로 하는 갈색 안료 등에서는 소성온도를 낮게 하여 입자의 성장을
억제함으로써 일반 무기안료 분야에서의 이용이 확대되고 있다. |
요약