정상을 향한 끊임 없는 도전
오직 한길을 달려온 70년 문교의 도전은 계속됩니다
석고의 흡수관계를 확인하세요.
이것이 삼위일체가 되었을 경우에 완벽한 제품이 생산됩니다.
여기서는 도자기 형재용 석고의 물리적 성질 중 도자기 공업에서 필수 항목 중의 하나인 석고형의 흡수 관계에 대하여 논하겠습니다.
도자기형으로 사용되는 소석고를 국에서는 PLASTER OF PARIS라 칭하였는데 이것은 프랑스의 파리 분지의 제 3기에 다량으로 산출하는 석고를 하소 시켜 만듦으로써 이 명칭이 붙게 되었습니다.
우리나라에서는 형재용 석고라 칭하고 있습니다.
소석고가 도자기 공업에서 원형으로서, 혹은 이장 주입 시 성형형으로서 , 또는 기계 로구로 성형형 등에 이용되는 주 이유는 제작이 용이하고 흡수성이 좋으며 건조가 빠르고 비교적 가격이 적게 들어 동일한 형을 많이 생산할 수 있는 이점이 있기 때문입니다.
소석고는 CaSO4 · 1/2H2O로서 석고 CaSO4 · 2H2O를 하소시켜서 만듭니다.
- 석고 - CaSO4ㆍ2H2O 분자량 : 172.18 CaSO4 79.1% H2O 20.9%
- 소석고 - CaSO4ㆍ1/2H2O 분자량 : 145.15 CaSO4 938.% H2O 6.2%
- 무수석고 - CaSO4 분자량 : 136.15 CaSO4 100%
소석고에는 알파형, 베타형이 있으며 알파 - CaSO4 · 1/2H2O(알파 - 반수석고)는 습식 제조법으로써 제조되며, 가압수증기법과 가압 수용액 절충법으로도 제조됩니다.
- 베타 - CaSO4ㆍ1/2H2O(베타-반수석고)는 건식제조법인 상압하소로서 제조 됩니다.
석고형의 흡수율이라 함은 석고형이 대기압 하에서 물을 흡수할 수 있는 최대량으로 나타냅니다.
시험방법은 실온, 수온이 20℃의 조건에서 중량 1Kg 전후의 석고형을 제작하여 45℃의 향온건조기 중에서 함량이 될때까지 흡수시켜서 다음 식으로 산출합니다.
흡수율(%) = < (흡수 후의 습윤중량 - 건조중량) / 중량 > x 100시험결과
교반시간과 흡수율
혼수량을 75%로 하고 시료 1Kg을 진공교반기에다 교반속도(300rpm, 450rpm)에 대해서 교반시간을 각각 3분, 4분, 5분으로 변화시켰을 경우의 흡수율은 표 1 및 그림과 같습니다.
| 교반속도 | 교반시간 | 흡수율 |
|---|---|---|
| 300rpm | 3분 | 38.5% |
| 300rpm | 4분 | 37.6% |
| 300rpm | 5분 | 36.5% |
| 450rpm | 3분 | 37.7% |
| 450rpm | 4분 | 37.1% |
| 450rpm | 5분 | 35.4% |
제형수온과 흡수율
혼수량을 75%로 하고 수온을 5℃, 10℃, 15℃, 20℃, 25℃, 30℃, 35℃로 변화 시켰을 경우의 흡수율을 그림3과 같습니다.
석고형 제형조건과 흡수율
혼수량 흡수율이 많을수록 흡수율은 커지게 됩니다.
교반시간을 길게 할 수록(교반을 충분히 행한다) 흡수율은 작아지게 됩니다.
제형시의 수온은 낮을수록 흡수율은 작아지게 됩니다.
석고형의 흡수속도라 함은 석고형이 물을 빨아올리는 속도를 말합니다.
시험방법은 30×30×110mm의 각주를 미리 45℃에서 건조하고 바닥면에서만 흡수하게 하며 바닥측면은 본드로 도포하고 5mm 침적하여 바닥면에서 50mm의 높이까지 물을 빨아올릴 때까지의 시간을 측정한다.
또 확산속도는 위와 같은 시험체로 물이 상승한 높이를 시간마다 측정하여 다음식으로 확산계수 Dg를 구합니다.
Dg=(x/)² (㎠ / sec)
X : 바닥면에서부터 물이 상승한 높이(Cm)
t : 석고 각주가 물에 접촉했을 때부터 XCm 까지 상승한 시간(Sec)
석고형 제형조건과 흡수속도
- 혼수량이 적을수록 흡수속도는 느리고(확산계수는 적고), 혼수량이 많을수록 흡수속도는 빨라지게 됩니다.(확산계수는 커지게 된다.)
- 교반시간을 짧게했을 경우 흡수속도는 빠르고, 길게 했을 경우 흡수속도는 느리게 됩니다.
- 수온은 낮을수록 흡수속도는 느리고, 수온이 높을수록 흡수속도는 빨라지게 됩니다.
시험결과
혼수량과 흡수속도 - 혼수량과 흡수속도의 관계는 그림 4와 같습니다.
교반시간과 흡수속도
혼수량을 75%로 하여 시료 1Kg을 진공교반기에서 교반속도(300rpm, 450rpm)에 대해서 교반시간을 각각 3분, 4분, 5분으로 변화시켰을 때의 흡수속도는 표 -2 및 그림 5와 같습니다.
| 교반속도 | 분 | 교반시간과 흡수율 |
|---|---|---|
| 300rpm | 3분 | 8:50 |
| 300rpm | 4분 | 13:30 |
| 300rpm | 5분 | 17:10 |
| 450rpm | 3분 | 16:30 |
| 450rpm | 4분 | 18:20 |
| 450rpm | 5분 | 24:00 |
제형수온과 흡수속도
혼수량을 75%로 하여 수온을 5℃~35℃로 변화시켰을 때의 흡수속도는 그림 6과 같습니다.
석고형의 흡수력과 착육량
석고형의 흡수력은 점토이장을 흡수 착육 시키는 힘(량)을 말합니다.
일반적으로는 그림 7과 같은 시험형을 제형하여 건조하고 나서 점토이장을 유입, 소정의 시간(예:30분)을 착육 시켜 나머지의 이장을 흘려내고, 소정의 시간(예:30분)동안 방치하여 성형소지를 탈형 하고 중량 및 점토소지의 수분을 측정합니다.
성형 소지의 수분이 적을수록 흡수력은 강하다는 것을 나타냅니다.
석고형의 흡수력은 석고형의 기공의 크기에 따라 다릅니다.
첨가1) 전자현미경 사진에서 보면 석고의 경화체는 소석고가 용해하여 이수의 침장결정이 석출하며 여기에 교체하여 조직을 형성합니다.
혼수량이 낮고 교반을 많이 할 경우, 다시 수온이 낮으면 치밀하여 공극율은 작아지고 기공도 작게되며 치밀한 모세관이 무수히 나타나서 흡상하게 됩니다.
따라서 경화체의 물의 이동속도는 늦어지고 흡수력은 커지게 됩니다.
석고형의 제형 조건과 흡수력
- 혼수량이 작으면, 흡수력은 강하고, 혼수량이 높으면 흡수력은 약하게 됩니다.
- 교반시간이 짧을 경우 흡수력은 약하고, 반대로 충분히 교반할 경우 흡수력은 강해집니다.
- 수온이 낮으면 흡수력은 강하고, 수온이 높으면 흡수력은 약해집니다.
석고형의 확산계수와 착육량
흡수속도가 빠를 경우 확산계수는 커지게 되며, 흡수속도가 느릴 경우 확산계수는 작아지게 됩니다. 석고형의 확산계수와 착육량과의 관계는 그림 8과 같습니다.
Refer DATA
