도자기용 안료의 종류와 제조

도자기용 안료란 발색 원료 중 발색이 불안정하거나 용융온도가 높은 것을 보완하고, 색을 부드럽게 하거나 투명하게 하고, 결정을 이루는 등 다양한 특성을 두기 위해 가공 처리를 한다. 이렇게 하여 소성할 때 변색이 되지 않고, 안정된 색상을 갖게 하도록 화학적으로 실험으로 해서 도예용으로 구워낸 것을 안료라고 말한다. 영어로는 Stain, Ceramic color, Pigment라고 부른다. 도자기에 색을 내는 원료는 대표적으로 철, 동, 코발트, 망간, 크롬, 티탄 등 천연산 착색 광물과 천이원소족이 있다. 이것들 외에도 원자번호가 높은 U, W, Th 등의 발색 원료들을 유약에 넣어 원하는 색을 얻을 수 있다. 알다시피 도자기용 안료는 기물의 색을 칠하여 꾸미는 용도로 사용되고 있다. 또한, 광물질로서 백색과 유색의 금속산화물이며 소지나 유약에 혼합되어 발색하게 된다. 도자기용 안료는 크게 유하 채색료, 유상 채색료 두 가지로 분류하고 있다. 이들의 차이는 사용 방법이나 소성온도 등에 있다.

안료의 종류
-유하 채색료
유하 채색료란 생 소지나 초벌구이가 된 기물 위에 그림을 그리는 것을 말한다. 유약 밑에 채색한다고 해서 유하 채색료이다. 영어로는 under glaze stain이라고 한다. 그림을 그린 후 위에 시유를 해서 고온으로 소성하는데 이때, 소지와 채색료를 유약과 세 가지의 무기물질이 고온에서 진행되는 화학적, 물리적 반응으로 인해 채색이 변색 혹은 탈색될 가능성이 크다. 이러한 이유로 고온 소성을 해야 하는 유하 채색료의 종류는 많지 않다. 하지만 안정된 정색 효과를 얻기 위해 지금도 많은 연구가 계속되고 있다.

-유상 채색료
유상 채색료는 시유 된 기물이나 재벌구이까지 끝난 기물 위에 채색료를 사용해서 그림을 그리는 것을 말한다. 유약 위에 채색한다고 해서 유상 채색료라고 부르고, 영어로는 over glaze stain이라고 한다. 그림을 그린 후 소성을 하게 되는데 이때 소성온도는 700~800℃ 정도로 낮은 온도에서 소성하여 채색료를 유약 위에 융착시킨다. 이렇게 유상 채색료는 유약 위에 사용하였을 뿐만 아니라 소성온도도 낮아 오랫동안 사용하였을 시에 그림이 흐려지거나 떨어져 나간다는 단점이 있다. 장점으로는 낮은 온도로 소성하기 때문에 채색이 변색이 되거나 탈색될 우려가 없어서 여러 가지 종류의 금속원소를 사용하여 다양한 색깔로 발색시킬 수 있다. 기물에 부착하여 채색 효과를 내는 전사지나 금선 두르기가 유상 채색료에 속한다.

그렇다면 안료는 어떻게 제작될까? 안료를 조합하는 데에 필요한 원료는 발색 원소, 광화제, 희석제, 융제 등이 있다. 여기서 발색 원소는 앞에서 말했던 원소 번호가 높은 U, W, Th, Mo 등과 천연산 착색 광물을 포함한 천이원소족 염 화합물 및 산화물 등이 있다. 광화제는 필요한 원료하고만 반응하는데, 그 효과로는 단순히 결정 형성과 생성 속도를 빠르게 하고 생성 온도를 낮추는 조력자의 역할을 한다. 광화제는 정색보조게라고 불리기도 하는데 광화제로는 NaF와 같은 주로 염기성 화합물과 불화물, 산화물, 탄산염 등이 있고 이들은 채색료의 색에 영향을 미치기 때문이다.

안료를 제조하기 위해서는 원료를 조합하고, 충분히 혼합한 후 가열하여 그 휘발성분의 일부 또는 전부를 제거하는 작업을 한다. 이렇게 한 것은 다시 미립으로 분쇄하는데 입도를 약 300 mesh로 하고, 사용 전에 산이나 물로 수세 과정을 거쳐서 불순물을 제거하여 사용한다. 알칼리가 포함된 것은 산세척이 아닌 수세를 하여야 한다.

안료는 산화물, 염기물, 탄화물로 구성된 발색제와 유탁제, 알루미나, 마그네슘, 규석 등의 보완제, 프리트, 장석류 등의 융제로 조합된다. 발색 원소와 보완제, 융제를 간단히 살펴보겠다.

-발색 원소
채색료가 발색하는 것은 금속원소인 철, 동, 코발트, 니켈, 망간 등이 다른 원소와 결합해서 화합하는가에 따라 색상이 다양하게 나타난다. 도자기의 유약이나 안료의 발색에 따른 금속원소를 분류할 수 있다.

• 유약이나 안료의 성분으로 언제나 발색 되는 금속원소: 바나듐, 우라늄, 크롬, 망간, 철, 니켈, 코발트, 동
• 일정한 사용조건에 따라 발색 되는 금속원소: 카드뮴, 티탄, 비스무스, 안티몬
• 유약아나 안료에 색소로서 작용하지 않는 금속원소: 규소, 알루미늄, 붕소, 바륨, 스트론튬, 칼슘, 마그네슘, 칼륨, 나트륨, 리튬

-보완제
규석이나 알루미나와 같은 모든 안료에 들어 있고, 원료의 농도를 희석하거나 발색에 도움을 주는 보완제의 역할을 하여 보완제이다. 알루미나, 마그네시아, 실리카, 티탄, 산화주석, 석회석, 아연화, 산화지르코늄 등이 있다.

-융제
소다장석, 칼리장석, 대리석, 백운석 같은 등의 다양한 융제들이 있으며, 얻고자 하는 결과에 따라 적합한 융제를 골라서 사용하면 된다.

안료 제조 공정은 앞에서 잠깐 설명했는데 건조 혼합, 습식 혼합, 하소, 분쇄 작업, 수세 작업으로 이루어진다.

• 건조 혼합: 원료의 무게를 측정하여 조합하고, 포트 밀이라는 기계를 사용해서 완전히 분쇄하는 것이 가장 좋은 혼합 방법이지만, 재료의 양이 많다면 볼 밀이라는 기계를 사용하는 것이 더욱더 효과적이라고 할 수 있다. 재료를 분쇄한 후에 완전히 건조해서 체로 걸러 만든 안료는 바로 사용할 수 있지만, 일부는 하소와 같은 전처리 공정이 필요한 경우도 있다.
• 습식 혼합: 고체 결정형 원료인 경우는 습식 혼합을 이용한다. 원료의 무게를 측정하여 물을 첨가하고, 반죽을 만들어서 혼합한 뒤에 건조해 분쇄하고, 체를 통과시켜서 원료를 혼합하는 과정을 말한다.
• 하소: 하소란 건조 상태에서 혼합된 원료를 도가니에 넣어 약 850℃에서 가열하는 과정이다. 하소를 하는 이유는 원료가 불활성 상태에서 안정된 형태로 색을 나타내고, 기물에 안 좋은 영향을 끼칠 수 있는 기체 화합물을 제거하기 위함이다. 여기서 혼합물은 용도에 따라서 다양한 온도로 하소하는데, 동적 색이나 철의 청색은 반드시 환원 분위기로 하소해야한다.
• 분쇄 작업: 하소 과정을 마친 뒤에 도가니에서 원료를 꺼내 포트 밀에서 200 mesh 체를 통과하도록 미분쇄하는 작업이다.
• 수세 작업: 원료의 분쇄 작업이 끝난 혼합물을 물에 섞었다가 침전시킨 후에 물을 따라내는 작업을 여러 번 반복해서 깨끗이 씻어내는 과정을 수세라고 한다. 이 과정을 통해 원료에 남아 있는 용해성 염분을 제거하는 과정이다.