부유성 물질을 활용한 주입성형용 슬립 개발 및 작품 연구 : 운모와 하소토를 중심으로 = Development and Application of a Casting Slip Using Suspended Materials for Ceramic Artworks: Focused on Mica and Calcined Clay|RISS 상세보기

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study began with the aim of expanding the range of materials used in slip casting, a technique widely used in ceramics. The performance of slip, the core material in slip casting, is determined by the chemical composition and physical properties of the clay. To date, white porcelain clay has been the most commonly used base material for casting slips. It is primarily composed of kaolin and contains relatively few impurities, and thus offers high colloidal stability well suited to the casting process. In addition, white porcelain clay is formulated from a mixture of plastic clays and non-plastic raw materials, giving it a wide particle-size distribution that is advantageous for preparing highly concentrated casting slips. However, the tendency for material use to be limited to porcelain casting slips also points to the limits of clay-based expressive possibilities, as they tend to yield a highly refined, homogeneous white surface that is insufficient for expressing the natural hues and surface textures found in other clays.
In this study, porcelain casting slip was used as the base material, and mica and calcined clay were introduced as new additives to achieve differentiated formative effects. Although the methodological framework —namely, the use of additives—remains consistent with prior approaches, this study focuses on using the material properties of mica and calcined clay to produce natural coloration and surface textures that are difficult to obtain with conventional porcelain casting slip alone.
The principal advantage of mica and calcined clay as slip additives lies in their relatively light particles, which allow them to remain well suspended in the slip without readily settling. In addition, the chemical compositions of both materials are similar to those of the white porcelain clay used to formulate the porcelain casting slip, reducing the likelihood of causing significant physical changes when added. Both additives also offer distinct strengths in terms of formative effects. Depending on its type, mica provides rich variations in particle size, color, and luster, and generally produces surface effects reminiscent of stoneware. Meanwhile, the calcined clay prepared in-house from white porcelain clay allows for control over the desired color and particle size, and exhibits a distinct granular character with vivid coloration. As a result, experiments were conducted by adding mica and calcined clay as the primary additives to porcelain casting slip, and the effects of the developed slips were examined by incorporating the experimental findings into the production of artworks. The slip-development experiments were organized into five categories.
First, through a primary experiment in which mica was added at single particle-size ranges and addition ratios, and a secondary experiment using mixed particle sizes, the material characteristics of mica were assessed and its suitability as a slip additive was examined. The results indicated that mica coarser than 100mesh showed better castability. Overall, all types of mica were effective in producing visual effects; however, the outcomes varied depending on the type and particle size. Muscovite exhibited a pronounced granular texture, which became more pronounced as particle size increased, and, owing to its near-white color, it was also the most suitable for combined use with other additives. In addition, in terms of composition, it showed the greatest thermal and chemical stability during the firing process. Phlogopite offered significant advantages in its distinctive golden coloration and high luster associated with its magnesium content. However, when added beyond a certain addition ratio, reduced shape retention and glaze-induced cracking were observed. Biotite was tested only at a single particle size due to difficulties in material procurement, resulting in a narrower range of experimental outcomes; nevertheless, its castability was similar to that of muscovite, and owing to its high iron content, biotite produced darker coloration, with glazes appearing more bluish in reduction firing.
All types of mica exhibited much richer color variations in oxidation firing. As the addition ratio increased, particle distribution became denser, and as particle size decreased, the particles increasingly read as a surface tone. Furthermore, with the exception of cases in which 200-mesh phlogopite was added beyond a certain proportion, all mica-containing slips reduced shrinkage relative to the base slip, thereby contributing to the dimensional stability of the ceramic forms.
Second, the material characteristics of the calcined clay and the resulting visual changes on the surface were observed and analyzed through a primary experiment in which the calcined clay was added across single particle-size ranges, colors, and addition ratios, followed by a secondary experiment involving mixed particle-size ranges. Prepared from the same white porcelain clay used for the base slip, the calcined clay was classified into three particle-size ranges—16–30mesh, 30–60mesh, and 60–80mesh— and combined with synthetic pigments to produce a total of seven color variations. The calcined clay heat-treated at 600°C exhibited a reduction in mass due to the removal of bound water, resulting in improved suspension stability compared to conventional chamotte. However, owing to its porosity, viscosity control and de-airing during slip preparation were more challenging than with mica.
Visually, all calcined clay samples displayed uniform and vivid coloration with a clearly defined granular texture, most pronounced in the 16–30mesh range. As with mica, smaller particle sizes and higher addition ratios led to a denser particle distribution and increased the tendency for the particles to be perceived as a surface tone.
The calcined clay was produced using the same clay composition as the base slip and therefore showed excellent compatibility with both the body and the glaze. Moreover, the calcined clay used in this study was not an inert material sintered at high temperatures but retained a certain level of reactivity. Accordingly, while it did not reduce the firing shrinkage, increasing the addition ratio helped decrease drying shrinkage during forming and drying, thereby contributing to the structural stability of the ceramic pieces.
Third, blending experiments combining mica and calcined clay were conducted in order to maximize the strengths of each additive while compensating for their shortcomings. Although sufficient effectiveness was confirmed in the single and mixed particle-size experiments of each additive, even greater formative potential emerged in the mica–calcined clay mixed slips. When the two materials were combined in similar colors, the particulate effect was amplified without creating a visual dissonance. By comparison, when combined in contrasting colors, calcined clay particles in specific hues were interspersed among the naturally distributed mica particles, creating a subtle and balanced visual composition.
Fourth, the color range of the developed slips was expanded through the use of colorants. Stable synthetic pigments were used alongside three additional colorant materials—cobalt carbonate, iron oxide, and rutile. By composing a color spectrum in consideration of the inherent base colors of the mica and calcined clay particles, the expressive range of the developed slips was significantly broadened.
Fifth, experiments with additional materials such as silica sand and silicon carbide were conducted to explore the potential for expanding textural effects. Silica sand is characterized by partial vitrification during the sintering process and a coarse, granular surface texture, which creates subtle textural contrasts with the developed slips. However, this contrast was relatively moderate, limiting its capacity to produce dramatic surface changes. Silicon carbide presents a gray, stone-like texture that can be integrated with the developed slips without strong visual dissonance; nevertheless, its use required careful limitation due to gas generation during firing and differences in shrinkage rates.
Based on the results of the above experiments, selected slips were applied in the production of artworks to verify their formative effects. In order to effectively reveal the material properties of the developed slips, the works were produced on a larger scale and with greater thickness compared to conventional slip-casting practices. To this end, a method of assembling double-walled units was adopted. Variations in form thickness, particle density, and color were combined with additional post-processing to add linear elements, thereby emphasizing the materiality of the developed slips. The artworks were produced within three main frameworks.
First, works utilizing mica slips actively revealed stoneware-like surfaces that emerged when mica was used as a single additive.
Second, works using the developed slips presented their rich chromatic and textural range by blending mica and calcined clay or incorporating colorants. Through forms emphasizing frontality and multi-tiered structures composed of different slips, these works sought to foreground the material properties of the slips.
Third, works incorporating other additives included works using a silica sand-containing slip and glazed works. These works aimed to demonstrate subtle textural contrasts within layered structures, as well as surface effects arising from interactions between the developed slips and the glazes. In particular, the glazed works revealed new surface effects induced by interactions with slip additives, which motivated subsequent research.
This study examined the scope for expanding the developed slips through stepwise experiments with slip additives and the subsequent production of artworks that reflected the experimental outcomes. The developed slips are considered to possess sufficient value in significantly extending the formative characteristics of conventional white porcelain casting slip. However, certain limitations and shortcomings were also identified. Due to its material properties, mica is prone to becoming airborne and therefore requires careful handling. In addition, certain particle-size fractions of mica required calcination prior to use. Calcined clay, when used alone, offered limited visual differentiation and thus necessitated combination with other materials. Moreover, its particle porosity made precise control during slip preparation unavoidable. Nevertheless, with continued research aimed at broadening the range of additive combinations and systematizing process variables in forming and firing, the formative potential of the developed slips can be further expanded.

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국문 초록 (Abstract)

본 연구는 도자 제작에 널리 활용되는 주입성형기법의 사용 재료를 확장하려는 시도에서 출발하였다. 주입성형의 핵심 재료인 슬립은 이를 구성하는 점토의 화학적·물리적 특성에 의해 그 성능이 좌우되며, 현재까지 주입용 슬립의 기본 점토로는 백자토가 가장 많이 사용되어 왔다. 백자토는 카올린을 주성분으로 하여 불순물이 적고 콜로이드 안정성이 높으며, 점토와 비가소성 원료의 배합물로 넓은 입도 범위를 가져 고농도 슬립 조성에 유리하다. 그러나 사용 재료가 백자토 슬립에 한정되는 경향은 곧 점토가 구현하는 조형 효과의 한계와 맞닿아 있다. 백색도와 균질성이 뛰어난 백자토 슬립의 물성만으로는 다른 점토들에서 나타나는 자연적인 색조와 질감을 표현하기 어렵기 때문이다.
본 연구에서는 우수한 성질의 백자토를 기반으로 하되 운모와 하소토를 새로운 첨가물로 도입하여 차별화된 조형 효과를 도출하고자 한다. 첨가물을 활용한다는 점에서 방법론은 기존과 동일하지만, 운모와 하소토의 물성을 활용하여 백자토 슬립으로 구현하기 어려웠던 발색과 표면감을 산출하는데 초점을 두었다.
운모와 하소토는 입자가 가벼워 쉽게 침전되지 않고, 화학적 조성이 백자토와 유사해 슬립에 첨가했을 때 물리적 변이를 일으킬 가능성이 낮다. 조형적 측면에서도 운모와 하소토는 뚜렷한 강점을 보여준다. 운모는 종류에 따라 입도, 색상, 광택 등의 변주가 가능하고, 전반적으로 석기질 표면을 연상시키는 색상과 질감을 드러낸다. 한편, 백자토를 바탕으로 자체 제작한 하소토는 필요한 입도와 색상을 확보할 수 있으며, 선명한 발색과 입자성을 제공한다. 따라서 본 연구에서는 운모와 하소토를 주 첨가물로 삼아 백자토 슬립에 첨가하는 실험을 수행하고, 그 과정에서 나타나는 슬립의 성질과 시각적 변화를 분석하였다. 또한, 선별한 결과를 작품 제작에 적극적으로 반영하여 개발 슬립의 조형적 효과와 가능성을 검토했다. 슬립 개발 실험은 크게 다섯 가지로 나누어 진행하였다.
첫째, 운모를 단일 입도·비율별로 첨가한 1차 실험과 2차 혼합 입도 첨가 실험을 통해 운모의 물성과 효용성을 확인하였다. 그 결과 100mesh 이하의 운모가 성형에 적합했고, 시각적 효과는 모든 운모가 유효했으나 종류와 입도에 따라 차이가 있었다. 백운모는 입자성이 뛰어나며 그 정도는 입도에 비례하였고, 바탕색에 미치는 영향이 적어 다른 첨가물과의 병용에 유리했다. 또한 소성 과정에서 열적·화학적으로 가장 안정적인 결과를 보였다. 금운모는 금빛 발색과 마그네슘 성분에 기인한 광택이 큰 장점이지만, 일정 비율 이상 첨가하면 형태 유지력이 저하되고 유약 반응에 따른 균열이 관찰되었다. 흑운모는 재료 수급이 어려워 단일 입도만 실험하여 결과값의 폭이 좁지만, 성형성은 백운모와 유사했고 철분 함량이 높아 색상이 짙었다. 특히 환원소성 시 유약이 더욱 푸르게 발색했다. 모든 운모는 산화소성에서 색감이 훨씬 다채로웠고, 첨가량이 증가할수록 입자 분포가 조밀해졌으며 입도가 작을수록 표면색으로 인식되었다. 또한 금운모 200mesh를 일정 비율 이상 첨가한 경우를 제외하고는 대부분의 운모가 기본 슬립 대비 수축률을 감소시켜 기물의 형태 안정성에 기여했다.
둘째, 하소토를 단일 입도·색상·비율별로 첨가한 1차 실험과 2차 혼합 입도 실험을 통해 하소토의 물성과 표면의 시각적 변화를 분석하였다. 하소토는 기본 슬립과 동일한 백자토로 제작하고 합성안료를 더해 총 7가지 색상으로 구성하였으며, 이를 16-30mesh, 30-60mesh, 60-80mesh로 구분하여 사용했다. 600℃에 열처리한 하소토는 수분이 제거되어 질량이 감소하면서 일반 샤모트보다 부유성이 좋았지만, 기공성으로 인해 슬립의 점도 제어와 탈포가 운모에 비해 까다로웠다. 시각적으로는 모든 하소토가 균일하고 선명한 발색과 뚜렷한 입자성을 보였고, 이는 16-30mesh에서 특히 두드러졌다. 운모와 마찬가지로 입도가 작고 첨가량이 많을수록 조밀한 입자 분포를 보이며 점차 표면색처럼 인지되었다. 또한 하소토는 소지·유약과의 적합성이 뛰어났으며, 일정 수준의 반응성으로 인해 소성 수축률을 감소시키지 않았지만 첨가량이 증가할수록 성형 시 건조 수축률을 줄여 기물의 구조 안정화를 도왔다.
셋째, 운모와 하소토의 장점을 극대화하고 단점을 보완하기 위해 혼합 실험을 진행했다. 각 첨가물의 단일·혼합 입도 실험에서도 충분한 효용성을 확인했으나 운모·하소토 혼합 슬립에서 더욱 큰 조형적 잠재성이 도출되었다. 두 재료를 비슷한 색상으로 조합하면 이질감 없이 입자감이 강화되었고, 상이한 색상으로 조합할 경우 자연스러운 운모 입자들 사이로 특정 색의 하소토 입자가 개입하며 절묘한 조화를 이루었다.
넷째, 발색제를 활용하여 개발 슬립의 색상 범위를 확장하였다. 발색제로는 합성안료와 세 종류의 산화물(탄산코발트, 산화철, 루틸)을 사용했으며, 운모와 하소토의 고유의 색상을 고려해 색상 스펙트럼을 구성함으로써 개발 슬립의 표현 범위를 넓혔다.
다섯째, 기타 첨가물인 규사와 탄화규소 첨가 실험을 통해 질감의 확장 가능성을 타진해 보았다. 규사는 소결 시 부분적인 유리화로 거칠고 오돌토돌한 표면을 형성해 개발 슬립과 미묘한 질감 대비를 만들었지만, 그 대비가 완만하고 변화 폭은 한정적이었다. 탄화규소는 회색조의 석질감으로 개발 슬립과 이질감 없이 조합할 수 있었지만, 소성 과정에서의 가스 발생과 수축률 차이로 제한적인 사용이 필요했다.
위의 실험 결과를 바탕으로 개발 슬립을 선별해 작품에 적용함으로써 조형 효과를 검증하였다. 작품은 개발 슬립의 물성을 충분히 드러내기 위해 기존 주입성형 작업에 비해 비교적 두껍고 큰 스케일로 제작하였다. 이를 위해 이중 기벽 단위체를 조합하는 방식을 채택했고, 기물 두께, 입자 밀도, 색상 등의 변주와 별도의 선 구조를 위한 후작업을 병행하며 슬립의 물질성을 효과적으로 보여주고자 했다. 작품 제작은 크게 세 가지의 틀 안에서 진행하였다.
첫째, 운모 슬립을 활용한 작품으로 운모 단일 첨가 시 나타나는 석기질 표면을 집중적으로 드러냈다.
둘째, 응용 슬립을 적용한 작품으로 운모·하소토 혼합 슬립 및 발색제를 더한 슬립을 사용해 색감과 질감의 범위를 확장하였다. 전면성을 강조한 형태, 서로 다른 슬립을 적용한 다단 구조 등을 통해 개발 슬립의 다양한 인상을 제시하고자 했다.
셋째, 기타 첨가물을 활용한 작품으로 규사 첨가 슬립과 유약 적용 작업을 포함한다. 이를 통해 적층 구조에서의 미세한 질감 대비와 개발 슬립과 유약의 반응으로 나타나는 표면 효과를 확인하였다. 특히, 유약 적용 작품은 첨가물과의 상호작용에서 비롯된 새로운 조형적 가능성을 보여주며 후속 연구의 동기를 부여했다.
본 연구는 슬립 첨가물의 단계적 실험과 그 결과를 반영한 작품 제작을 통해 개발 슬립의 확장성을 검토하였다. 개발 슬립은 기존 백자토 슬립의 조형적 범위를 유의미하게 넓혔다는 점에서 큰 의의가 있다. 물론 아쉬움과 한계도 드러났다. 운모는 재료 특성상 비산하기 쉬워 취급에 주의가 필요하며, 특정 입도는 하소하여 사용해야 한다. 하소토의 경우 단독으로 사용하면 시각적으로 큰 차별성이 없어 다른 재료와의 병용이 요구된다. 또한 입자의 기공성으로 인해 슬립의 정밀한 제어가 불가피하다. 그럼에도 불구하고 지속적인 연구를 통해 첨가물의 적용 범위를 확장하고 성형 및 소성 과정의 공정 변수를 체계화한다면 개발 슬립의 가능성은 더욱 확대될 수 있다.

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본 연구는 도자 제작에 널리 활용되는 주입성형기법의 사용 재료를 확장하려는 시도에서 출발하였다. 주입성형의 핵심 재료인 슬립은 이를 구성하는 점토의 화학적·물리적 특성에 의해 그 ...