Ⅰ. 서론
우리의 도예 문화는 고려 청자를 비롯하여 조선 백자 조선 분청사기 등 화려한 역사를 갖고 있으나 근대에 와서는 다른 요업 분야에 비하여 발달하는 것이 매우 저조하다였다고 본다. 이는 사용되는 주원료가 천연 원료로 자주 변화되거나 그 원료가 소멸되는 큰 원인도 있으나 이 업종에 종사한 우리들의 선조들이 과학적으로 자료수집 및 분석하여 객관성화하지 못했고 경험적, 기능적, 주관적인 방법으로 전수하여 온 결과라 할 수있다.
이와 같이 소규모 개인 작업실에서 입하될 때마다 달라지는 천연 원료나 태토를 폭넓고 쉽게 이해하고, 간단한 실험도구를 이용하여 도자기 태토나 원료의 물성 실험 방법에 관해 서술하고자 하였다. 이 글에서 단미 실험은 원료 및 물성적 실험 방법에만 국한하였다.
1. 수축률
2. 가소성
3. 흡수율
4. Ig-loss
5. 색상 및 투광성
6. 입도 분석
7. 하중 연화성(내화성)
그 외 화학적 분석 및 결정 구조의 분석 등은 소규모 작업장일 경우 실험 분석이 실질적으로 불가능하기 때문에 정부 산하 연구 기관에 의뢰하고 간단하고 쉽게 실험 테스트를 할 수 있도록 방안을 제시했다. 태토 및 유액 원료의 물리적 성질을 이해하는 데 그 목적을 두었다.

도자원료의 분류
1) 주원료
 가소성 원료_백토Kaolin, 점토(1차 점토, 2차 점토), 도석, 납석, 벤토나이트, Cericite 등 주로 태토의 원료에 쓰인다.
비가소성 원료_장석, 규석, 석회석, 백운석, 재 등 주로 유약 원료에 쓰인다.
2) 부원료
 Talc, 티타늄, 아연화 등 그 외 금속산화물(발색원료)
3)보조원료
 물, 해교제 등

Ⅱ. 본론
1.실험에 필요한 준비물
1) 실험에 필요한 도구_Pot mil, 천칭, 버니어 캘리퍼스
길이 측정용/수축률 실험
2) 실험에 필요한 시편 만들기
 * 반죽용 시편
 가소성 있는 각 원료나 조합된 태토를 기포가 없도록 잘 반죽한다.
 시편1 (선 수축률 실험용 시편) :
가로 50mm × 세로 50mm × 두께5mm 정사각형의 시편을 성형한 후 다음 그림과 같이 버니어 캘리퍼스로 대각선을 50mm를 표시해 둔다.
시편2 (하중 연화 상태 실험용 시편) :
가로 25mm × 세로 110mm × 두께 5mm 직사각형의 시편을 만든다.
 * Solid Casting용 시편
 반죽용 시편 1,2와 같은 크기, 형태로 만든다. (특히 해교제의 양에 따라 하중 연화 상태가 다르므로 주의를 요한다.
 * 점력구 실험용 시편 (시편3)
  가소성이 있는 원료나 조합된 태토를 30g씩 취하여 원구형태로 성형해 완전 건조시킨다.
 2.실험
1)수축률
 수축률 계산은 한국공업규격 KSL 4004 도자기용 점토의 건조 및 소성 수축의 실험방법에 의해 방안을 제시한다.
 * 건조 선 수축률 계산(성형에서 건조까지)
 건조 수축은 성형 후 완전 건조까지의 선 수축 또는 부피 수축을 측량 분석해 백분율로 표시한다.

건조 선 수축률(Sd)% = 성형시 길이(Lp)-건조 후 길이(Ld) × 100
                                   성형 시 길이(Lp)

 * 번조 선 수축률 계산(건조에서 번조까지)

번조 선 수축률(Sf)% = 건조후 길이(Ld) - 번조 후 길이(Lf) × 100
                                    건조 후 길이(Ld)

 * 전체 선수축률 계산(성형에서 번조까지)
 
전체 선수축률 % = 건조후 길이(Ld) - 번조 후 길이(Lf) × 100
                                건조 후 길이(Ld)
 
 * 전체 부피 수축률 계산(성형에서 번조까지)
   부피 수축률은 다음 식에 의해 나타낸다.

전체 부피 수축률(Sv)%=성형시 실험 제품의 부피(Vp)-번조 후 실험 제품의 부피(Vf) × 100
                                        성형시 실험 제품의 부피 (Vp)
*선 수축률과 부피 수축률과의 관계
선 수축률(sf)%를 알면 다음 수학 공식에 대입해 부피 수축률(Sv)5를 구할 수 있다.(단, 도자기 기물의 지름과 높이 또는 가로, 세로, 높이의 선 수축률이 일정하다고 가정하였을 때)

부피 수축률(Sv)% = [1-(1-Sf/100)3] × 100

예를 들어 도자기머그의 부피 수축률 계산법은 머그의 지름 선 수축률과 높이 선 수축률을 평균낸 선 수축률(Sf)이 15%라고 가정하고 위 공식에 대입해 계산하면 부피 수축률(Sv)은 38.6%가 된다. 
모든 도자원료와 태토는 건조하면 크기가 감소한다. 이것은 건조 공정 중에서 입자간의 결합제로 작용하거나 입자들을 떨어져있게 하는 수분의 증발과 원료와 태토 표면에 생기는 장력에도 영향을 미치는 것이다. 즉, 수분이 증발함에 따라 입자들은 서로 가까워지면서 태토와 원료는 일반적으로 부피가 줄어든다.  
위와 같은 수축률 실험에 의해 번조 수축과 건조 수축은 다음과 같은 요인에 따라 변화되는 것을 알 수 있다.
* 점토의 종류-1차 점토, 2차 점토
* 점토의 입도
* 점토 중에 있는 수분과 결정수 또는 유기물의 양
* 태토의 성형방법- 물레 성형, 캐스팅 성형 등
* 가번조 원료, 비가번조 원료
* 번조 온도

2) 가번조 및 점력 실험
완전 건조된 시편3(점력구)을 물속에 넣고 붕괴되는 상태와 시간을 체크함으로서 가번조과 점력을 간단하게 알 수 있다. 붕괴되는 시간이 길면 가번조과 점력이 양호하고 짧으면 가번조과 점력이 떨어진다.

3) 흡수율(W)
번조된 시편 1을 천칭에 무게(이때 무게를 Wa g)를 달고 나서 물속에 넣고 3시간 정도 끓이거나 아니면 1일 이상 물속에 잠겨놓고 꺼낸 즉시 시편 표면에 있는 물기를 마른 수건으로 깨끗이 닦고 무게(이때 무게를 Wb g)를 천칭에 단다.

이때 흡수률(W)% = Wb - Wa X 100
                         Wa

4) lg-loss
각 원료나 태토를 번조하였을 때 결정수와 유기물 및 이산화탄소 그리고 휘발성 성분 등 번조시 감량을 확인하는 실험이다. 번조온도, 수축률, 기공률, 흡수률에도 관계가 있음을 알 수 있고, 특히 비가번조 원료보다 가번조 원료가 강열감량이 더 크다는 것을 실험을 통해 알 수 있다.
*번조전의 무게(W1) *번조후의 무게(W2)

강열감량% (lg-loss) = W1-W2 x 100
                            W1

5) 원료 및 태토의 하중 연화 실험
 이미 만들어 놓은 시편2를 아래 그림과 같이 설치하여 가마 안에 Segel Cone과 함께 넣고 번조해 시편의 힘 정도를 알아보는 것이다.

6) 입도 분석 실험-잔사량% 실험
요업연구소나 실험실에서는 진동체를 이용한 체가름으로 입도 분석을 하나 개인 소규모 작업실에서는 325mesh 공업용 체로 입도 분석을 한다. 태토나 원료를 건조 상태에서 100g을 취한 뒤 습식 상태로 만들어 325mesh 공업용 체에 걸러 낸다. 체에 남아 있는 잔사량을 드라이 오븐이나 자연 건조 후 천칭에 무게를 단다. 이때의 무게가 잔사량%로 표시한다.

7)색상 및 투광성
기존 사용된 원료와 비교 분석한다.

8) 같은 점토를 단미로 수비하였을 때와 Pot Mill에 분쇄하였을 때 물성적 비교 분석실험

다음 표는 산에서 채취한 흑상감용 적점토를 수비와 분쇄하였을 때 비교
9) 합성재를 만들어 쓰는 방법
천연재를 구입하거나 수비할 때마다 원료에 대한 화학적 성분 및 결정 구조의 변화가 많기 때문에 이에 대안책으로 합성제를 만들어 쓰고자 제안을 한다.
우선 쓰고 있는 참나무재의 화학성분을 연구기관에 의뢰하여 성분 분석을 한 뒤 제겔Segel식 계산에 의해 다음과 같은 천연 원료로 대치해서 사용하였다. 이 합성재에 대한 백분율은 안양 장석 11.9%, 청주 석회석 61.3%, 하소 카오린 9.9%, 활석 14%, 김천 규석 2.9%이다.(천연재에 미량 함유되어 있는 P2O5나 그 외 미량 원료들은 무시한다.)
유약에서 천연재와 합성재의 차이는 육안상 큰 차이는 없었으나 연구 기관에서 화학적 성분이나 X-ray 회절 분석에 의한 물리적인 결정구조의 차이는 많이 다름을 알 수 있었다.

Ⅲ. 결론
도자기 원료의 구성은 입자가 서로 어우러지기 때문에 원료의 물성적 파악이 중요하며 태토의 안정화를 위해서는 지속적인 단미 실험이 중요하다고 본다. 또한 도자기는 원료, 성형, 번조가 절대적인 관계이기 때문에 아무리 원료의 선택이 잘 되었고 좋은 조합비가 만들어졌다 하더라도 번조의 제반 조건에 맞아야 할 것이다.
각 요장이나 개인 작업실에서 도자기 태토나 원료를 구입할 때 쉽고 간단한 물성적 단미실험을 꾸준히 함으로써 작품의 질을 높이고 나아가서는 부가가치를 높이는 일이라 하겠다.

도자 태도와 원료의 물성적 단미 실험 결과 
화학 성분 분석표

자료제공  김상기 도예가

<본 사이트에는 일부 내용이 생략되었습니다. 자세한 내용은 월간도예 2008.3월호를 참조바랍니다.>