포세린 설비 및 제조 방법

자 오늘은 포세린을 만드는 설비 및 제조 방법에 대해서 한 번 알아보도록 하겠습니다.

지난 번에 포세린이 도자기와 거의 같다고 말씀드렸죠?

도자기 만드는 방법을 잘 생각하시면 포세린 만드는 방법도 쉽게 이해할 수 있습니다.

 

1. 포세린 설비 

우선 포세린을 만들 수 있는 기계가 있어야 할텐데요, 포세린을 만들 수 있는 기계를 만드는 회사는 세계적으로 2곳이 매우 유명합니다. 'SACMI'와 'SYSTEM'이라는 Maker인데요, 두 곳 다 이탈리아 회사입니다. 이 2곳을 모르면서 포세린 제조에 대해서 논할 수가 없습니다.

 

1) SACMI

SACMI는 1919년에 설립한 회사이고 전세계 포세린 기계하면 대명사처럼 나오는 회사입니다. 이탈리아 이몰라에 본사가 있는데요, 이몰라 출신 명이 협동조합으로 설립해서 만든 회사입니다. 제2차 세계대전 당시에 이 회사는 기계가 독일로 가지 않도록 하기 위해 설비를 해체하고 시골로 옮겼다고 하네요. 전쟁이 끝나고 1945년에 다시 공장이 가동되기 시작했는데 첫 번째로 맡게된 것이 전쟁으로 인해 막대한 피해를 입은 근처에 있는 세라믹 타일 공장의 프레스를 수리하는 것이었대요.  SACMI의 고압 프레스 기술을 적용해서 만든 포세린이 품질은 정말 뛰어납니다. 이를 인정받아 전세계에 해외지사가 있고 매출이 많이 성장했습니다. 설비의 Brand Name은 Continua+ 인데, 단점은 기계가 아주 많이 비쌉니다. 그래서 사람들이 대안으로 많이 선택하는 회사가 바로 SYSTEM Ceramics입니다. (앞으로 줄여서 SYSTEM 이라고 하겠습니다.)

 

2) SYSTEM Ceramics

SYSTEM도 이탈리아에 있습니다.  Fiorano Modenese에 있는 회사이고 비즈니스를 1969년부터 시작하였습니다. 역사도 있고 기술도 있어 SACMI와 양대 산맥을 이루고 있습니다. SYSTEM은 Laminam이라는 세라믹/포세린 제조 회사까지 갖추고 있어 기계 뿐 아니라 판매까지 연계하고 있는데요, 이 때문에 이탈리아 제조사들은 Laminam을 제외하고는 대부분 SACMI 기계를 사용하고 있습니다. 당연히 경쟁사 회사 기계를 사지 않겠지요? 그래서 그런지 이탈리아에서는 Laminam외에 찾아보기가 힘들고 대부분 스페인 포세린 Maker들이 SYSTEM기계를 사용하고 있습니다. 그럼 SYSTEM을 사용하는 사람들은 왜 사용하는가? SACMI보다 설비가 저렴합니다 ! 단순하죠? 둘 다 성능은 좋은 기계들입니다만 약간씩 특징이 달라 제조하고 싶은 제품에 따라 선택하는 설비가 달라집니다. SYSTEM社의 설비 이름은 Lamgea 입니다. 

 

최근 몇 년 사이에 Siti B&T라는 회사도 생겼지만 아직은 크게 Reference가 없는 것 같아, 이 두 회사 중심으로 기술하였습니다. 

 

2. 포세린 제조 방법 

우선 위의 설비업체 두 곳의 홈페이지를 가보시면 제조 방법이 아주 상세하게 나와있습니다. 

각 제조사별로 제조 방법이 약간씩은 다른데 크게는 비슷하니 아래와 같이 설명드릴께요.

 

1) 원재료 준비 공정 - Milling  

주요 원재료인 점토/고령토, 장석, 석영 (이전 글에서 포스팅했음)을 잘 준비하여 처음은 바로 각각의 원료를 Mixing하는 공정입니다. 생산하고자 하는 제품에 맞게 원재료를 섞고 Ball Mill이라는 통에서 물과 함께 분쇄를 합니다. 이 때 Ball Mill 에 들어간 Milling 소재는 알루미나(Al2O3)입니다. 높은 강도의 광물들을 깨야하니 높은 강도 소재의 Milling소재를 쓰는 겁니다. 물과 함께 분쇄를 하기 때문에 습식분쇄라고 말합니다. 이걸 마치면 꼭 미숫가루처럼 걸쭉한 흑색 진흙물이 됩니다. 이 진흙물 상태를 Slip이라고 합니다. 충분히 분쇄하였다면 이제는 물기를 없애주는 건조 공정에 들어가게 됩니다.  

 

2) 건조 - Atomizing 

분쇄가 끝나면 걸쭉한 진흙물 상태이기 때문에 이 물들을 다 없애주어야 합니다. 물기를 다 건조시켜 건식 상태로 만들어야 하며, 이 건조 과정은 Dryer(드라이어)를 이용해서 그 공정을 진행합니다. 약 600~700℃  높은 온도의 Gas를 가해 건조를 시켜 포세린을 만들 수 있는 분말 형태로 만들어냅니다.

 

3) 저장 

원료를 다 분쇄하고 건조시킨 후에는 Silo에 저장합니다 Silo란 원료를 저장해놓는 곳을 말하는데요, 아까 습식 분쇄된 것을 Slip이라고 부른다고 했는데요, 이 Slip을 Spray dryer를 사용하여 건조시키면 흡수율이 약 7% 가량이 됩니다. 이 흡수율로는 그 다음 공정으로 넘어가기가 어렵기 때문에 추가로 건조를 더 시켜줍니다. 방식은 이 Silo 라는 탱크 (저장 장치)에 1~2일 정도 놔두는 것입니다. 이렇게 일정 시간을 두는 것을 Aging이라고 하는데 이 Aging 과정을 통해 수분을 조금 더 없애줍니다.

 

4) Pressing 

이제 원료를 분쇄했고, 건조했고, 저장을 했습니다. 이 과정을 제토 과정이라고 합니다. 이 제토 과정을 거친 후에는 건조가 된 Silo에 있는 원재료를 포세린 라인 위에 놓아줍니다. 이렇게 라인 위에 놓아주는 것을 분상이라고 합니다. 원하는 모양이 있다면 그 모양대로 원재료를 라인 위에 올려주고 그 다음 Pressing을 해주게 됩니다. 이 Pressing 공정은 설비 회사마다 다릅니다. SACMI의 Continua+ 설비는 엄청나게 큰 압력을 가해줄 수 있는 (약 15~30천톤) Press로 원재료를 꽉 눌러줍니다. 그래서 단단한 Slab 모양을 만들어주고요, SYSTEM 회사 설비인 Lamgea는 카렌다의 롤처럼 거대한 롤 여러개를 설치하고 롤과 롤 사이에 압력으로 slab을 만들어줍니다. 이렇게 압력을 가하는 방식은 다르지만 같은 점은 엄청난 압력을 원재료에 가한다는 것입니다. 이를 통해 Slab 형태를 만들어줍니다. 그래서 이 공정을 성형 공정이라고도 부릅니다. 

 

5) Drying

재차 약 800℃ 의 높은 온도에서 다시 Drying을 해줍니다. 이때 수분 함량이 2% 이하로 떨어지게 됩니다. 

 

6) Printing 

성형이 끝나고 2차 Drying 과정도 끝나면 이제는 Printing 공정으로 넘어가게 됩니다. 포세린이란 아름답고 다양한 패턴 구현이 특징인데요, 이 바로 패턴을 만드는 공정이 이 Printing 공정입니다. Digital Printing 공법에 대부분 4실린더 head를 사용하여 제조합니다. 무늬를 대리석 무늬로 만들 것인지, 아니면 화강함 무늬로 만들 것인지, 대리석이라면 칼라카타 무늬를 만들 것인지 등이 이 단계에서 결정이 난다고 보시면 되겠습니다. 

 

7) Firing - Kiln (소성)

 Digital Printing으로 색을 입혀준 다음에는 약 1,250℃  높은 온도 Kiln에서 약 1~2시간 가량 구워줍니다. 가마를 영어로 Kiln이라고 하는데요, 이 Kiln 길이가 약 100m 가 넘습니다. 아주 길죠? 이 때문에 이러한 포세린 설비를 갖추기 위해서는 아주 넓은 부지가 필요합니다. 또한 한 번 가동하기 시작하면 예열되는데 시간이 상당히 오래 걸리기 때문에 (보통 한 열흘 정도 걸린다고 합니다.) 여간해서는 한 번 가동해서 끄지 않습니다. 주간에 돌리다가 주말에는 자연 냉각으로 살짝 식혔다가 다시 가동하고 이런 식입니다. 보통 Press 1대당 Kiln 2대가 필요합니다. 

 

8) Finishing 

 소성이 끝나면 Side를 재단하고 연마해줍니다. 즉, 판매를 위해 모양을 이쁘게 가꾸는 것입니다. 주로 대표적인 Big Slab size가 1600mm x 3200mm 입니다. 이 정도 Size에 맞게 이쁘게 Trimming해주는 단계입니다.

 

지금까지 포세린 제조 설비는 방법에 대해서 알아보았습니다.

다음 번에는 포세린 Maker들에 대해 알아보는 시간을 갖도록 하겠습니다. 

 

- 이 상 -