KR100226384B1 - 폐유리 대리석의 제조방법 및 폐유리 대리석 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제품의 표면에 불규칙적이면서 용융상태의 자연스런 무늬가 무작위로 형성되어 자연 대리석에 근접한 미감을 형성하는 폐유리 대리석 제조방법과 폐유리 대리석에 대하여 개시한다.

이형제가 내공간에 도포된 몰드를 소성로에 넣고, 상기 몰드에 소정의 크기로 파쇄된 유리조각을 적층하여, 소성로의 내부온도가 유리변형온도에 이르도록 가열하여 실추현상이 폐유리조각에 표현되도록 일정시간동안 유지하고, 이후에 서냉온도까지 빨리 급냉시키고, 유리의 두께에 따라 소성로내의 온도를 서냉시키는 방법에 의하여 폐유리 조각들이 적층된 상태로 용융고형화 되어 폐유리대리석이 제조되고, 이 폐유리 대리석의 표면에 서로 다른 크기의 유리조각들이 요철형으로 불특정한 무늬를 이루고, 불특정한 무늬사이에는 원래의 폐유리색깔에 유백색의 실투현상의 무늬가 배열되어 일반적인 석재대리석 무늬보다 미려하게 표현되어 건축자재 및 장식자재로서 사용된다.

Description

폐유리 대리석의 제조방법 및 폐유리 대리석

본 발명은 일상생활에서 사용되고 폐기되는 각종 유리제품을 이용하여 건축용과 장식자재로서 다양하게 사용할 수 있는 폐유리 대리석의 제조방법에 관한 것이다.

특히 본 발명의 폐유리 대리석은 표면이 불규칙적이고, 불특정한 무늬가 무작위로 형성되어 자연석에 가까운 미감을 표출하게하는 것으로 폐유리조각을 유리용융전 온도로 가열한 상태에서 온도변화를 주어 형성되는 폐유리부재의 표면에 실투현상이 발생한 상태에서 존재하도록 용융고형화 시킨 폐유리 대리석의 제조방법 및 폐유리 대리석에 관한 것이다.

종래에도 폐유리를 이용하여 표면이 불규칙적이고, 자연스러운 무늬가 무작위로 형성되어 자연석에 가까운 미감을 표면에 표출하도록 하는 유리대리석을 제조하는 방법이 한국특허공고 제 95-9995호로 제안된 바 있다.

이것은 유리의 입자크기에 따른 연화점의 차이를 이용한 가열온도의 변화와 함께 비중을 이용한 것으로, 상기 특허공고 제 95-9995호는 내저면에 산화 알류미늄을 분산한 형틀의 내부에 적어도 2종류 이상의 입자크기 분포를 가진 유리를 크기에 따라 분류하여 작은 입자크기 분포순서로 적층한후, 소성로의 온도를 100℃-110℃의 온도까지 서서히 열을 가한 다음 가열을 중지하고 냉각시키는 방법을 특징으로 하고 있다. 상기 종래의 제조방법에 따르면 입자크기의 분포가 10-20메쉬, 1-5메쉬 및 지름이 3-12㎜ 이 3가지 유리입자 크기분포로 된 유리가 사용되는 것과, 상기 제조방법에서 유리용융점 온도가 1000-1100℃인 것과, 상기 유리입자를 적층시킬 때 소량의 산화 알루미나, 삼산화 안티몬, 질산나트륨 및 염화나트륨이 배합되는 것을 특징으로 하고 있다. 상기 종래의 폐유리의 제조방법에 의하여 형틀에 폐유리의 입자 크기별로 적층시킨 하단의 유리혼합물이 가열하는 열에 의하여 형틀의 위로 상승하고, 반대로 상단의 유리입자는 하강하여 적층한 유리입자들이 자리 바꿈하는 상태를 이루어 유리대리석의 표면에만 돌감같은 무늬가 불규칙하게 형성되었다.

이러한 종래의 폐유리를 이용한 유리대리석의 제조방법에 있어서는 유리대리석을 제조하기 위한 유리입자 크기를 3가지로 선별하여 수거해야하고, 폐유리의 색상을 탈색하기 위한 용제로서 삼산화안티몬, 소포제인 질산나트륨, 및 유리의 용융점을 적당히 제어하는 산화 알루미늄, 광택을 내기 위한 염화나트륨 및 기나 안료 등을 첨가해야 하고, 상기 크기가 다른 입자에 상기 용제들을 섞어 입자크기의 순으로 몰드내에 적층해야하는 등의 번거러움과, 상기 용제들을 적정량 혼합한 유리입자를 크기순으로 척층하여야 하는 작업상에 불편함이 있었다.

특히, 종래에는 파쇄된 유리와 용제를 섞어 혼합시키기 때문에 혼합량을 적정량으로 공급하지 못하는 경우에는 제조 후 생산된 제품이 모두 불량으로 취급되어 생산성저하의 원인이 되었고, 여러 가지의 공정과 용제의 혼합으로 인한 작업공정이 늘어나 결국 생산단가의 상승으로 시장경쟁력이 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로 다음같은 목적을 가진다.

첫째, 폐기되는 유리제품을 이용하여 소정의 크기로 파쇄한 상태에서 유리조각과 유리의 변형온도 및 변형온도의 조절에 의하여 시공하기 쉽고, 견고하여 미려한 건축자재와 장식자재로 활용이 가능한 유리대릭석을 제공함에 있다.

둘째, 소정의 크기로 파쇄된 폐유리를 적층된 상태로 성형할 때 파쇄된 유리 조각들이 반투명해지고 동시에 부분적으로는 실투현상에 의한 불투명부분이 파쇄된 유리조각의 무늬모양으로 공존하게 하여 아름다운 색조를 띠도록 함에 있다.

제1도는 본 발명의 인조대리석에 대한 제조공정도.

제2도는 본 발명의 실시예로 제조된 폐유리 대리석의 다양한 표면무늬모양을 보인 평면도.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : 몰드부재 101 : 이형제

200 : 유리부재 202 : 몰드

203 : 폐유리 조각 204 : 테두리선

205 : 실투현상 300 : 폐유리 대리석

400 : 소성로

상기의 목적을 달성하는 본 발명에 대한 제조방법은 각종 폐유리 부재를 색상별 및 성질별로 분리하여 이를 파쇄하여 소정의 크기를 이루는 것을 채택하는 선별단계와, 상기 폐유리조각이 적층되는 형틀의 내벽과 상기 형틀이 얹어지는 부위에 이형제를 도포하여 성형된 유리대리석이 몰드면에 들러붙는 현상을 방지하기 위한 이형단계와, 상기 몰드공간에 소정의 크기로된 폐유리 조각들을 적층하여 소성로를 유리의 용융전 온도로 가열하고, 이온도를 소정시간 유지하여 실투현상이 발생하게 하는 변형단계와, 상기 변형단계이후 소성로내의 온도를 서냉점온도까지 냉각하고, 상기 서냉점온도에서 부터 안전온도까지 지연냉각하는 스트레인방지단계와, 이후 가마 속의 열로 자연서냉 되도록 하는 서냉단계를 수행함을 특징으로 한다. 이러한 본발명에 대한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

[실시예 1]

[선별공정]

가정 또는 업소에서 사용한 뒤 폐품으로 처리하려는 음료수병, 약병, 포장병들과 유리판재등으로 된 폐유리부재(200)를 수집하여서 수집된 폐유리부재(200)를 색깔별과 동일성질별로 구분한 다음, 동일색상과 성질의 것들을 모아 파쇄한다.

이때, 폐유리부재(200)에서 파쇄되어 형성되는 조각(203)의 크기는 3-9㎝정도의 크기로 돼게 파쇄하는 것이 본 발명의 목적을 달성하기에 충분하다. 따라서 상기 파쇄과정에서 3-9㎝보다 적거나, 크면 채택하지 않고, 상기의 3-9㎝정도의 크기를 갖는 것만을 선별한다.

[이형공정]

상기의 크리고 파쇄되는 폐유리조각(203)을 유리대리석으로 제조하기 위하여 몰드부재(100)를 준비한다. 상기의 몰드부재는 내구성과 내열성이 좋은 금속재로 액자와 같이 사각틀 형상으로 제작하는 몰드(102)와, 고열에 의하여 변형되는 폐유리조각(203)이 몰드에 들러붙지 않도록 하는 이형제(101)로 구성된다. 즉, 몰드와 유리는 서냉점이 상이하므로 폐유리 대리석이 냉각과정에서 쪼개어지는 현상이 있어 고열로 가열되는 폐유리조각(203)과 몰드(102)사이에 이형제(101)층을 형성하므로 열이 전도되는 것을 차단하는 작용을 이룬다.

상기의 이형제(101)를 도포하는 두께는 바람직 하기로는 1-3㎜ 범위이고, 상기 이형제(101)는 고온에서 잘 견디며 변형이 없는 유리섬유 재질의 페이퍼 세라믹 페이퍼와 석고물이 적당하다.

[변형공정]

소정의 내부공간이 구비된 소성로(400)의 내공간으로 이형제(101)가 도포된 수개의 몰드(102)를 배치하고, 선별된 크기의 폐유리 조각(203)을 각각의 몰드내에 제조하고자 하는 두께로 적층시켜 적층부위 상부가 평편하게 한다. 상기 몰드(102)의 높이에 따라 제조되는 폐유리 대리석의 두께는 6㎜, 12㎜, 25㎜, 38㎜, 50㎜ 를 선택할 수 있다.

상기와 같이 소성로(400)내에 몰드(102)를 배치하여 폐유리조각(203)을 적층시킨후 소성로(400)의 문을 닫고, 소성로내의 온도가 780-890℃에 이르도록 가열하고, 상기 온도가 2시간 30분-3시간 30분 지속적으로 유지되도록 가열한다. 상기 소성로(400)의 온도를 일정시간동안 유지하는 것은 가열되는 폐유리조각(203)들에서 실투현상(205)이 단위면적에서 최대한 발생되도록 하기 위한 것이다. 상기의 실투현상(205)은 780-890℃온도에 폐유리조각(203)이 노출되었을 때 가장 많이 발생하며, 이 온도내에 오랫동안 노출될 때 실투현상은 최대한으로 발생하는 것으로서, 본 발명의 소성로(400)와 같은 가마작업에서 실투현상이 효율적으로 발생하다. 상기와 같은 실투현상(205)이 가열되는 폐유리 조각(203)에 발생되면 고열중에 노출된 유리표면이 원래의 색깔에서 더 많은 유백색깔로 변화되어 폐유리 조각의 원래새깔과 실투 현상의 유백색 부분이 자연스런 무늬로 어우러져 폐유리 대리석(300)의 표면에 미려한 문양을 표현하게 된다.

상기 실투현상은 유리가 원래의 상태 규사, 소다, 석회 등으로 분해되어 나타나는 현상이며, 만일 유리를 입자화하여 가열하는 경우에는 실투현상(205)이 너무 많이 발생하여 유리가루는 그 전체가 단순한 한 덩어리의 뿌연 유리부재로 되어버려 표면상에 미려함이 표현되지 않는다. 즉, 가루와 같은 유리입자는 자체 하나 하나의 입자가 열에 노출되었을 때, 본 발명의 가열온도보다 더 낮은 온도에서도 실투가 생겨 유리가 끓어 올라있는 것과 같은 현상으로 유리조각의 표면에 형성되기 때문에 미려한 유리 대리석을 제조하기에는 적합하지 않다.

상기의 780-890℃온도에서 2시간 30분-3시간 30분 노출되어 폐유리조각(203)의 표면에 실투현상이 발생된 상태에서 폐유리조각(203)은 열에 의해 거의 불투명한 연화상태로 되므로 적층된 폐유리조각(203)들은 서로 들러붙게 되고, 이러한 상태에 의하여 유리대릭석의 표면은 한조각 한조각의 유리가 결합되어 표면의 모양은 마치 석화현상을 연상케 한다.

[스크레인방지공정]

상기의 소성로(400)내의 온도를 780-890℃에서 2시간 30분-3시간30분동안 유지한 다음 소성로(400)내의 열이 외부로 방출되게 하여 소성로내의 온도를 서냉점 550℃까지 냉각시킨다. 상기 소성로내의 온도를 냉각시키는 방법에서 실시예 1은 소성로의 전원스위치를 단락시켜 열원공급을 차단하는 상태로서 이루어진다.

[서냉공정]

이후 상기 소성로(400)내의 온도가 550℃에 도달하면 더 이상 열이 떨어지지 않도록 소성로를 가열하여 유리두께에 따른 일반적인 유리냉각단계에 들어가고, 이 냉각단계가 끝나면 소성로내의 열에 의해서 자연적으로 실내온도까지 떨어지게 한다.

[실시예 2]

본 실시예 2에서는 상기 실시예 1의 선별공정, 이형공정, 변형공정은 동일하게 이루어지므로 상세한 기재를 생략한다.

[스트레인방지공정]

상기의 소성로(400)내의 온도를 780-890℃에서 2시간30분-3시간30분동안 유지한 다음 소성로(400)내의 열을 서냉점인 550℃까지 냉각시킨다. 소성로내의 온도를 냉각시키는 방법에서 실시예 2은 소성로의 문을 열어 소성로를 개방하여 소성로 내의 열이 실내의 농도와 혼합되게 하여 열을 강압적으로 떨어지게 한다.

[서냉공정]

이후 상기 소성로(400)내의 온도가 550℃에 도달하면 다시 소성로를 가열하여 유리두께에 따른 일반적인 서냉단계에 들어가고, 이후에는 소성로(400)내의 열에 의해서 자연적으로 서냉되게 한다.

이러한 공정이 끝난 후 폐유리 조각이 소성된 물드부재(100)을 꺼내어 이미 내부온도가 550℃로 가열되어 있는 다른 소성로에 옮겨 서냉한다.

상기와 같은 공정을 거치는 본 발명의 폐유리대리석(300)은 동일크기의 폐유리조각(203)를 적층시켜 가열하는 것에 의하여 유리변형온도에 이르면 유리조각(203)들은 고형화에서 연화상태로 변형되어 상호 접촉된 면들이 서로 융착되므로 적층된 폐유리 조각(203)들이 소정의 두께를 갖는 유리판재로 성형되어 폐유리대리석(300)을 이루게 된다. 이때, 상기 유리변형온도의 지연에 의하여 유리입자와 분리된 이물질들은 폐유리조각의 표면에 모여 실투현상을 형성하는데 더욱 도움이 된다. 이는 유백색의 우유빛을 띠고, 불규칙한 무늬를 형성하는 것으로 유리변형온도지연시간에 따라서 상기 실투현상은 점차 확대되어 간다.

상기 우유빛을 갖는 실투현상은 원래의 폐유리 색깔을 알아보기 어려울 만큼 변화되어 폐유리대리석의 표면 무늬모양과 그 색깔에 대하여 상호 조화를 이루어 거의 불투명한 폐유리 대리석의 색조를 매우 미려하게 한다. 또한, 각각의 유리조각들은 각자의 고유한 모양을 유지하는 상태에서 근접한 다른 유리조각들과의 경계면을 요철형상으로 형성하여 표면의 미려함이 더욱 증가되고, 실투현상과 폐유리조각의 자연스런 무늬 및 폐유리자체의 색상과 조화를 이루어 건축자재 및 장식부재로서의 유용도가 높은 이점이 있다.

Claims (3)

1. 각종 폐유리부재를 색상별 및 성질별로 분류하여 이를 파쇄하여 분상의 형태로 이르기 전인 70-90㎜의 크기를 이루는 것을 채택하는 선별단계와, 상기 폐유리조각이 적층되는 형틀의 내벽과 상기 형틀이 얹어지는 부위에 세라믹페이퍼와 석고등의 이형제를 도포하여 상기 가열시 융착되는 폐유리조각들이 몰드면에 들러붙는 현상을 방지하기 위한 이형단계와, 상기 몰드 공간에 상기 그리고 된 폐유리 조각들을 적층하여 소성로를 유리의 용융전 온도인 790-890℃로 가열하고, 이 온도를 2시간 내지 4시간 유지하여 실투현상이 폐유리 조각들 사이에 발생하게 하는 변형단계와 상기 변형단계 이후 소성로내의 온도를 600℃까지 냉각하고, 상기 서냉점 온도에서부터 안전온도까지 자연 냉각하는 스트레인 방지단계와, 이후 가마속의 열로 자연 서냉되도록하는 서냉단계를 수행하여 요철형의 표면에 유리조각들의 모양이 유지되면서 연결된 상태의 문양중에 실투현상이 부분적으로 표현되는 폐유리 대리석의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 가열된 소성로의 열원을 차단한 뒤, 소성로의 물을 열어 600℃까지 냉각시킨 다음, 몰드를 다른 소성로에서 서냉되게 함을 특징으로 하는 폐유리 대리석의 제조방법.
3. 폐유리를 용융시켜 표면이 불규칙적이며 자연스러운 무늬가 형성되는 폐유리 대리석을 형성함에 있어서, 일정한 크리고 된 폐유리 조각을 적층하여 용융점 전의 온도까지 가열하여 폐유리조각들간에 융착이 되게 하는 유리변형온도에 의하여 폐유리조각들의 적층된 것이 거의 그대로 드러나 보이는 유리판재를 이루며, 상기 유리변형온도를 유지하는 것에 의하여 폐유리조각들의 모양들이 요철형으로 연결되어 이루어지는 문양중에 실투현상이 부분적으로 표현되는 것을 특징으로하는 폐유리 대리석.

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