도자기 공예 - 유약을 구성하고 있는 원료

유약을 구성하고 있는 원료는 염기성 원료, 중성 원료, 산성 원료로 크게 3가지의 성분으로 분류된다. 염기성 원료부터 살펴보겠다. 염기성 성분은 용융제가 되는 것으로 알칼리류, 알칼리토류 금속 화합물, 산화아연 등 많은 착색산화물이나 발색단이 포함된다. 염기성 원료에서 대표적으로 알칼리류 화합물과 알칼리토류 금속 화합물을 간단히 알아보겠다.

- 알칼리류 화합물: 알칼리는 강한 용융제이고, 용융한 유약의 유동성을 증가시키며, 광택이 아주 좋고, 안료의 발색을 증가시킨다. 하지만 기계적 성질에 미치는 영향이 크기 때문의 유약에 사용하는 알칼리 성분의 종류나 양은 유약의 균열에 영향을 준다. 사용량에 따라서 풍화에 대한 저항성과 수용액에 대한 저항성을 감소시키기도 한다. 유약에 사용하는 알칼리류는 소다, 리튬, 칼륨의 화합물이다. 또한, 특수한 약품을 제외하면 대부분이 불용성이다.

- 알칼리토류 금속 화합물: 알칼리토류 금속 화합물에는 여러 종류의 화합물이 있다. 납 화합물, 플루오르 화합물, 석회 화합물, 마그네슘 화합물, 바륨 화합물, 스트론튬 화합물, 아연 화합물 등이 여기에 포함된다.

중성 원료는 양성 산화물로 주체는 알루미나이고, 산화철, 산화 크롬, 산화망간, 산화베릴륨 등이 여기에 포함된다. 중성 원료가 유약 내에서 하는 일은 유동성을 조절해서 용착했을 때 안전성을 유지하며, 유약의 경도와 기타의 기계적 성질을 증대시킨다. 또한, 풍화 혹은 화학적 작용에 대한 저항성을 크게 하기도 한다. 중성 원료에서 대표적으로 알루미늄 화합물, 산화철 화합물, 산화망간 화합물, 산화크롬 화합물, 무수붕산을 알아보겠다.

- 알루미늄 화합물: 소지나 유약에 관해서 공부하다 보면 알루미나가 자주 보인다. 그 이유는 알루미나가 거의 모든 소지나 유약, 안료에 들어가는 기본 원료이기 때문이다. 알루미나의 효과는 아래와 같다. 주의할 점은 알루미나는 유약의 발색과 변색에 큰 영향을 미치기 때문에 알루미나가 많아지면 크롬 적은 흑색 내지 암녹색으로 변한다. 또한, 결정유의 결정이 생성되거나 소멸하는 것에도 직접적으로 영향을 미친다. 이것의 예로 어벤튜린유에서는 결정이 소멸하게 되는 것을 예로 들 수 있다.

• 기계적 강도 증가
• 무 광택유에서 유면 균열 방지의 효과를 가져다줌
• 유약의 건조 균열 방지 효과
• 내화성이 높아 유약의 변색과 발색에 큰 영향을 미침
• 위 같은 이유로 모든 착색 유에서 색을 좌우함

- 산화철 화합물: 산화철 화합물은 색 유의 중요한 발색제로 쓰인다. 산화철 유약을 산화 소성하면 황색, 적갈색, 포도주색, 갈색 등으로 발색 되고, 환원 소성을 하면 청색, 회청색, 암회색으로 발색 된다. 또, 알칼리가 함유된 분산 유에 산화철을 넣으면 포도주 같은 붉은색이 되고, 무연의 붕산을 함유한 유약에서는 산화철로 인한 발색이 무척이나 아름답다. 산화철과 산화티탄을 함께 사용하여 매트 유를 만들 때는 산화철의 양을 조절해서 황색부터 갈색까지 다양하게 발색시킬 수 있다.

- 산화 망간 화합물: 망간 화합물은 주로 유약의 원료로 사용되는데, 독일에서는 소지나 화장토의 착색에 많이 사용한다. 산화망간은 유약의 색을 만들기 위해 쓰이는데 주로 갈색, 제비꽃색, 흑색의 유약을 만드는 데 사용되고, 요즘에는 담홍색의 안료 원료로 많이 사용된다. 납을 많이 포함하고 있는 유약에 4%의 망간을 더하면 갈색유가 된다.

- 산화 크롬 화합물: 유약에 사용되는 산화크롬은 주로 착색제로 사용하고 있으며 고온에서 쓰인다. 유약을 녹색으로 만들게 한다. 실리카가 적고, 납을 많이 함유한 유약에 산화크롬 약 5%를 더하여 산화 소성을 하면 결정이 분리된 적색유를 얻을 수 있다. 여기서 적색은 염기성 크롬산납이다.

- 무수붕산: 무수붕산은 붕산을 공기 중에 혹은 산소 중에서 만들어지는 유리상의 덩어리이다. 융점이 294℃인 매용제인 것이다. 무수붕산은 무색으로 착색제와 결합하여서 안료의 발색에 영향을 준다. 구리가 함유된 유약에 붕산을 첨가하면 녹색에서 녹청색으로 색조가 변하는 예를 들을 수 있다. 무수붕산을 적당량 사용하면 열팽창률을 저하하지만, 반대로 사용량이 많아지면 열팽창률이 증가하면서 유약 성분으로서의 탄성을 증가시키고, 굽힘 강도를 감소시킨다.

산성원료는 실리콘 화합물, 티타늄 화합물로 크게 2가지로 분류되고 있다. 대표적인 산화물은 실리카이고, 인산, 지르코니아 등이 여기에 포함된다.

- 실리콘 화합물: 실리콘 화합물은 산소를 제외하고 모든 유약 중에서 가장 중요한 성분이라고 할 수 있다. 실리콘 화합물에 포함되는 원료는 실리카, 규산소다, 천연규산염 등이 있다. 여기서 실리카는 다른 산화물들과 자유로이 화합한다. 산화물 중 특히 염과 쉽게 화합해서 복잡한 규산염을 형성한다. 이렇게 형성된 규산염은 특성을 지니게 된다. 제조법에 따라 가스, 물, 알칼리, 산에 대해 저항성을 가지게 할 수 있고, 보통 모든 온도에서 혼합이 가능하며, 과냉각 용액으로서 상온에서 바라는 광학적, 기계적 여러 성질을 갖출 수 있다. 유약 조성 중 실리카가 증가하면 몇 가지 현상이 발생한다. 첫째, 용융온도가 높아진다. 다시 말해 용융물의 내화도가 증가한다. 둘째, 경도와 강도가 증가한다. 셋째, 용융물의 유동성이 감소한다. 즉, 점도가 높아진다.

- 티타늄 화합물: 티타늄 화합물에는 루틸, 산화티타늄 등이 원료로 사용되고, 실리콘과 아주 흡사한 작용을 한다. 특성으로는 발색과 불투명성에 대한 작용이 유사하다는 점이 있다.