KR100579189B1 - Method for preparing the crystallized glass tile using cullet - Google Patents

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Abstract

본 발명은 파유리를 이용하여 강도가 우수한 결정질의 유리타일을 제조하는 방법, 및 결정질 유리타일의 제조를 위한 조성물에 관한 것으로서, 소다-석회계 파유리 70~85중량부, 슬래그 10~30중량부, 산화아연 1~10중량부로 이루어진 조성물을 분쇄하는 제1단계, 분쇄된 조성물을 1400~1500℃에서 2~4시간 용융하는 제2단계, 융용된 조성물을 성형한 후 서냉하여 모유리를 제조하는 제3단계, 및 상기 모유리를 800~1000℃에서 2~4시간 열처리한 후 서냉하는 제4단계를 포함하는 파유리를 이용한 결정질 유리타일의 제조방법을 제공한다. 본 발명에 의하면, 유리타일의 제조를 위한 원료를 파유리나 제강 부산물로부터 수득하여 재활용할 수 있고, 1500℃ 이하에서의 용융 및 1000℃ 이하에서의 열처리에 의해 비정질 상태의 유리타일 제품에 비해 강도가 5배 이상 뛰어난 결정질 유리타일 제품을 제조할 수 있다.The present invention relates to a method for producing a crystalline glass tile having excellent strength by using a cullet, and a composition for producing a crystalline glass tile, 70 to 85 parts by weight of soda-lime-based cullet, 10 to 30 weight of slag Part, a first step of pulverizing the composition consisting of 1 to 10 parts by weight of zinc oxide, a second step of melting the pulverized composition at 1400 ~ 1500 ℃ for 2 to 4 hours, after molding the molten composition to form a mother glass by slow cooling It provides a method for producing a crystalline glass tile using a cullet comprising a third step, and a fourth step of heat-treating the mother glass at 800 ~ 1000 ℃ 2-4 hours. According to the present invention, raw materials for the production of glass tiles can be obtained from recycled cullet or steelmaking by-products, and recycled, and the strength is higher than that of amorphous glass tiles by melting at 1500 ° C. or lower and heat treatment at 1000 ° C. or lower. It is possible to produce crystalline glass tiles that are five times better.

파유리, 슬래그, 산화아연, 결정질, 유리타일Cullet, slag, zinc oxide, crystalline, glass tile

Description

파유리를 이용한 결정질 유리타일의 제조방법{METHOD FOR PREPARING THE CRYSTALLIZED GLASS TILE USING CULLET} Method for producing crystalline glass tile using cullet {METHOD FOR PREPARING THE CRYSTALLIZED GLASS TILE USING CULLET}             

도1은 본 발명의 실시예에 따라 제조한 결정질 유리타일의 X선 회절분석 관찰 결과를 나타낸 사진이다.1 is a photograph showing the results of X-ray diffraction analysis of the crystalline glass tile prepared according to an embodiment of the present invention.

도2는 본 발명의 실시예에 따라 제조한 결정질 유리타일을 조성 및 열처리 온도에 따라 각각 곡강도를 측정하여 나타낸 그래프이다.Figure 2 is a graph showing the measured bending strength of the crystalline glass tile prepared according to the embodiment of the present invention according to the composition and the heat treatment temperature, respectively.

본 발명은, 파유리를 이용하여 결정질의 유리타일을 제조하는 방법, 및 결정질 유리타일의 제조를 위한 조성물에 관한 것으로서, 특히 강도가 우수한 결정질 유리타일을 제조하는 방법 및 그러한 유리타일의 제조를 위한 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing crystalline glass tiles using cullet, and to a composition for preparing crystalline glass tiles, in particular, a method for producing crystalline glass tiles having excellent strength and for producing such glass tiles. To a composition.

종래에는 건축용 타일 제품으로서 점토를 주원료로 한 도자기질 타일이 널리 이용되어 왔다. 그러나 최근 건축재료의 고급화 추세에 따라 유리 소재를 이용한 유리타일 제품의 사용이 요구되고 있으며, 이에 다양한 종류의 유리 타일을 제조하기 위하여 연구가 계속되어 왔다. 이와 같은 요구에 부응하여 개발된 기존의 유리타일 제조방법은 크게 세가지로 분류할 수 있는데, 규사, 소다, 석회, 붕산 등의 유리원료를 착색제, 유백제, 청징제 등과 혼합하여 고온에서 용융(대한민국 특허공개 제1995-8399호 참조)하거나, 산화실리콘, 산화납, 산화알루미늄, 산화철, 산화나트륨, 산화칼륨, 및 산화구리 및/또는 산화황 등의 유리원료를 혼합하여 고온에서 용융(대한민국 특허공개 제2003-39944호)하는 것과 같이, 유리원료를 혼합하고 고온에서 용융하여 몰드로 성형하는 방법; 폐유리를 분쇄하고 세라믹 안료 및 유기 바인더와 혼합하여 가압 성형한 후 750~950℃에서 열처리하는 방법(대한민국 특허공개 제2003-88399호)과 같은, 용융된 분말상의 파유리를 안료 등과 혼합하여 연화점 이상의 온도(800℃ 전후)에서 소성하는 방법; 및 투명한 파유리를 정방향으로 잘라서 이면에 안료를 스크리닝이나 프린팅한 후 열처리하는 방법을 들 수 있다.Conventionally, ceramic tiles made mainly of clay have been widely used as building tile products. However, in recent years, the use of glass tiles using glass materials is required in accordance with the trend of high-end building materials, and research has been continued to manufacture various kinds of glass tiles. The existing glass tile manufacturing methods developed in response to such demands can be classified into three types. Melting at high temperature by mixing glass raw materials such as silica sand, soda, lime, boric acid, etc. with colorant, milk white, clarifier, etc. Patent Publication No. 1995-8399) or melting and melting at a high temperature by mixing a glass raw material such as silicon oxide, lead oxide, aluminum oxide, iron oxide, sodium oxide, potassium oxide, and copper oxide and / or sulfur oxide (Korean Patent Publication) 2003-39944), a method of mixing a glass raw material and melting at a high temperature to form a mold; Molten powder is mixed with a pigment and the like to melt the pulverized pulverized glass, such as a method of pulverizing waste glass, mixing with a ceramic pigment and an organic binder, and forming a pressure, and then performing heat treatment at 750 to 950 ° C. (Korean Patent Publication No. 2003-88399). Baking at the above temperature (about 800 ° C); And a method in which the transparent cullet is cut in the forward direction, followed by screening or printing the pigment on the back surface, followed by heat treatment.

그러나, 이와 같은 방법들에 의해 제조된 유리타일은 비정질의 유리타일로서, 미적으로는 우수하지만 강도 및 내충격성은 모두 낮기 때문에, 파손되기 쉽고 파손되었을때 매우 위험할 수 있으므로 건축용 타일로 사용하는데 제한이 따른다. 따라서, 미적인 면 뿐만 아니라, 강도 및 내충격성이 우수한 결정질의 유리타일의 개발이 요구되고 있는 가운데, 유리용 원료를 고온에서 용융하여 모유리(parent glass)를 제조하고 여기에 결정화를 시킬 수 있는 핵형성 물질을 혼합한 후 열처리하거나, 유리용 원료에 핵형성 물질을 혼합하고 고온에서 용융하여 모유리를 제조한 후 열처리하여 결정질 유리타일을 제조하는 방법이 개발되었다. 그러한 방법의 일환으로서 대한민국 특허공개 제1997-51751호에는 규사, 마그네시아, 및 핵형성 물질로서 제강 슬래그를 혼합하여 가열 용융한 후 급랭하여 모유리를 만들고, 이를 2단 열처리하여 고강도 결정질 유리를 제조하는 방법이 기재되어 있다. 그러나, 종래의 결정질 유리를 제조하기 위한 용융은 1500℃ 이상에서 행하는 것이 필수적이었고, 모유리 제조 후의 재가열 또는 열처리도 고온에서의 실시가 요구되어, 비용 대 효과의 관점에서 바람직하지 않았다.However, the glass tiles produced by these methods are amorphous glass tiles, which are aesthetically superior but have low strength and impact resistance, so they are fragile and can be very dangerous when broken. Follow. Therefore, while developing a crystalline glass tile having excellent strength and impact resistance as well as aesthetics, a core capable of producing a parent glass by melting the raw material for glass at a high temperature and crystallizing it therein A method of preparing a crystalline glass tile by mixing a forming material and heat treatment or by mixing a nucleating material in a glass raw material and melting at a high temperature to prepare a mother glass and then heat treatment. As part of such a method, Korean Patent Publication No. 1997-51751 discloses silica glass, magnesia, and steelmaking slag as a nucleation material, which are melted by heating and melting, followed by quenching to form a mother glass, which is then subjected to two-stage heat treatment to produce high-strength crystalline glass. The method is described. However, melting for producing crystalline glass of the prior art was necessary to be performed at 1500 ° C. or higher, and reheating or heat treatment after the production of the mother glass was also required at a high temperature, which was not preferable in view of cost versus effect.

본 발명의 목적은, 고강도의 결정질 유리타일 제품을 저온에서 용융 및 열처리하여 제조하는 방법 및 그러한 방법에 따라 제조된 결정질 유리타일 제품을 제공하는데 있다.It is an object of the present invention to provide a method for producing a high strength crystalline glass tile product by melting and heat treatment at a low temperature and a crystalline glass tile product produced according to such a method.

본 발명의 또다른 목적은, 고강도의 결정질 유리타일 제품을 제조하기 위하여 적절한 비율로 혼합되어 이루어진 결정질 유리타일 제조용 조성물을 제공하는데 있다.
Still another object of the present invention is to provide a composition for preparing crystalline glass tiles, which is mixed at an appropriate ratio in order to prepare a high strength crystalline glass tile product.

본 발명에서는 상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위하여 예의 연구를 거듭한 결과, 파유리 및 제강 슬래그를 주원료로 하고, 여기에 소량의 산화아연을 적절한 비율로 첨가ㆍ혼합한 조성물을 용융 및 열처리 하는 것에 의해, 강도가 우수한 결정질의 유리타일을 제조할 수 있음을 발견하여 본 발명을 완성하기에 이르렀 다.In the present invention, as a result of intensive studies to achieve the above technical problem, melting and heat treatment of a composition in which cullet and steelmaking slag are the main raw materials, and a small amount of zinc oxide is added and mixed at an appropriate ratio. As a result, the inventors found that a crystalline glass tile having excellent strength can be produced, thus completing the present invention.

즉, 본 발명은, 파유리, 슬래그, 및 산화아연(ZnO)으로 이루어진 혼합물을 용융하는 제1단계, 융용된 혼합물을 성형한 후 서냉하는 제2단계, 및 서냉된 결과물을 열처리하는 제3단계를 포함하는 파유리를 이용한 결정질 유리타일의 제조방법을 제공한다. 상기 혼합물 중에서, 파유리, 슬래그, 및 산화아연은 전체 고형분 기준으로 각각 70~85중량부, 10~30중량부, 및 1~10중량부의 비율로 포함되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명에 따른 제1단계에서의 용융은 1400~1500℃에서 2~4시간 행하는 것이 바람직하며 제3단계에서의 열처리는 800~1000℃에서 2~4시간 행하는 것이 바람직하다. That is, the present invention, the first step of melting the mixture consisting of cullet, slag, and zinc oxide (ZnO), the second step of forming a molten mixture and then slowly cooling, and the third step of heat-treating the slow cooled resultant It provides a method for producing a crystalline glass tile using a cullet comprising a. In the mixture, the cullet, slag, and zinc oxide are preferably contained in a ratio of 70 to 85 parts by weight, 10 to 30 parts by weight, and 1 to 10 parts by weight, respectively, based on the total solids. In addition, the melting in the first step according to the present invention is preferably performed for 2 to 4 hours at 1400 ~ 1500 ℃ and the heat treatment in the third step is preferably performed for 2 to 4 hours at 800 ~ 1000 ℃.

또한, 본 발명은 소다-석회계 파유리 70~85중량부, 슬래그 10~30중량부, 및 산화아연 1~10중량부로 이루어진 결정질 유리타일 제조용 조성물을 제공한다.In addition, the present invention provides a composition for producing crystalline glass tile consisting of 70 to 85 parts by weight of soda-lime-based cullet, 10 to 30 parts by weight of slag, and 1 to 10 parts by weight of zinc oxide.

본 발명에 있어서 상기 파유리는 결정질 유리타일의 제조를 위해 가장 기본이 되는 물질로서, 본 발명에서는 일반적으로 판유리, 병유리 등으로부터 쉽게 구할 수 있는 소다-석회(soda-lime)계 파유리를 수득하여 재활용한다. 이와 같이 파유리는, 기존에 용융되어 제조된 유리질 원료로부터 수득한 것이기 때문에, 필요한 각종 유리원료를 혼합하여 용융하는 경우보다 낮은 온도에서도 양호하게 용융할 수 있으며, 또한 종래의 열처리 온도보다 낮은 온도에서 열처리할 수 있다. 또한, 상기 파유리는 슬래그 및 산화아연과의 용융성이 양호하기 때문에, 본 발명에 따라 제조하는 유리타일 제품의 균질도를 향상시키는 역할도 한다. 상기 파유리의 세부 화학 조성 및 색상은 유리질 원료의 종류에 따라 조금씩 다를 수 있지만, 하나의 유리질 원료로부터 수득한 파유리를 사용하거나, 다양한 유리질 원료로부터 수득한 파유리를 사용하여도 최종 유리타일 제품의 물성에는 큰 영향을 미치지 않는다. 일반적인 소다-석회계 파유리의 세부 화학 조성은 하기 표1과 같이 나타낼 수 있다.In the present invention, the cullet is the most basic material for the production of crystalline glass tiles, in the present invention generally obtains a soda-lime-based cullet that can be easily obtained from plate glass, bottle glass, etc. Recycle it. In this way, the cullet is obtained from a glassy raw material that has been previously melted and manufactured, and thus can be satisfactorily melted even at a lower temperature than when mixing and melting necessary glass raw materials, and at a temperature lower than a conventional heat treatment temperature. It can be heat treated. In addition, since the cullet has good meltability with slag and zinc oxide, it also serves to improve the homogeneity of the glass tile product manufactured according to the present invention. The detailed chemical composition and color of the cullet may vary slightly depending on the type of glassy raw material, but the final glass tile product may be obtained by using cullet obtained from one glassy raw material or using cullet obtained from various glassy raw materials. The physical properties of do not have a big effect. Detailed chemical composition of a typical soda-lime cullet can be shown as Table 1 below.

성분ingredient SiO2 SiO 2 Al2O3 Al 2 O 3 Na2ONa 2 O K2OK 2 O CaOCaO MgOMgO Fe2O3 Fe 2 O 3 SO3 SO 3 총 계sum (%) (%) 70~75 70-75 0~3 0-3 10~15 10-15 5~10 5-10 5~15 5-15 0~5 0-5 0~1 0 ~ 1 0~1 0 ~ 1 100 100

이와 같은 조성의 파유리는 전체 고형분 중량을 기준으로, 본 발명의 조성물 중에 약 70~85중량부의 비율로 포함되어 있는 것이 바람직하다. 파유리가 70중량부 미만으로 존재할 경우에는, 파유리 이외의 본 발명에 따른 조성물인 슬래그 및 산화아연의 함량을 증가시켜야 하기 때문에 조성물의 점도, 연화점 및 용융온도가 상승되어 상기 조성물을 원하는 온도에서 용융하기 어려우며, 원하는 결정을 수득하기 어렵다. 한편, 파유리가 85중량부를 초과하여 존재할 경우에는, 결정화가 잘 이루어지지 않아 강도 개선효과를 얻을 수 없으므로 바람직하지 않다.It is preferable that the cullet of such a composition is contained in the ratio of about 70-85 weight part in the composition of this invention based on the total solid weight. If the cullet is present in less than 70 parts by weight, the content of slag and zinc oxide, which is a composition according to the present invention other than cullet, must be increased, so that the viscosity, softening point and melting temperature of the composition are increased so that the composition is at It is difficult to melt and difficult to obtain the desired crystals. On the other hand, when the cullet is present in excess of 85 parts by weight, it is not preferable because the crystallization is not made well and the strength improvement effect cannot be obtained.

본 발명에 따른 조성물 중 하나인 슬래그는 용융 후 서냉에 의해 형성된 비정질의 모유리를 결정질 유리로 변환시키는 역할을 하는 것으로서, 제강 후에 부산물로 발생하는 슬래그를 수득하여 재활용할 수 있다. 이러한 슬래그 자체도 기존에 고온에서 용융되었다가 급냉되면서 발생된 일종의 유리질 원료이기 때문에, 천연 광물질 원료나 화학 원료에 비해 용융 및 반응 온도가 낮을 뿐만 아니라, 화학 적으로 파유리와 구성성분이 거의 동일하므로, 파유리와 쉽게 혼합되어 균질화된 화합물을 만들 수 있다. 슬래그의 세부 화학 조성은 하기 표2와 같이 나타낼 수 있다. Slag, which is one of the compositions according to the present invention, serves to convert amorphous mother glass formed by slow cooling after melting into crystalline glass, so that slag generated as a byproduct after steelmaking can be obtained and recycled. Since the slag itself is a kind of glassy material produced by melting and quenching at a high temperature, the melting and reaction temperatures are lower than those of natural mineral raw materials or chemical raw materials. It can be easily mixed with cullet to form a homogenized compound. The detailed chemical composition of the slag can be shown in Table 2 below.

성분ingredient SiO2 SiO 2 Al2O3 Al 2 O 3 Na2ONa 2 O K2OK 2 O CaOCaO MgOMgO Fe2O3 Fe 2 O 3 SO3 SO 3 총 계sum (%) (%) 30~35 30-35 10~15 10-15 0~2 0 ~ 2 0~2 0 ~ 2 40~45 40-45 0~2 0 ~ 2 0~1 0 ~ 1 1~2 1 ~ 2 100 100

표2에서 볼 수 있는 바와 같이, 슬래그에는 특히 Al2O3이 다량 함유되어 있기 때문에, 이는 제조하고자 하는 유리타일 제품의 강도 향상 및 내수성 증가에 기여하는 한편, 용융 온도 및 연화점을 상승시키기도 한다. 또한, 표2에 나타낸 조성 이외에 슬래그에는 망간 또는 철 등의 황화물이 소량 함유되어 있으며, 이들이 결정화를 위한 핵 생성물질로서 작용하여 비정질의 모유리를 결정질 유리로 변환시킨다. 따라서, 슬래그는 본 발명에 따른 조성물 중에 적정 비율로 함유되어 있는 것이 바람직하며, 전체 고형분 중량을 기준으로, 본 발명의 조성물 중에 약 10~30중량부의 비율로 포함되어 있는 것이 바람직하다. 슬래그가 10중량부 미만으로 존재하는 경우에는 결정화가 잘 이루어지지 않음으로 인하여 최종 유리타일 제품의 강도가 저하되고, 30중량부를 초과하여 존재하는 경우에는 본 발명에 따른 조성물의 용융온도 및 연화점을 상승시키며, 또한 기포를 발생시킬 수 있으므로 바람직하지 않다.As can be seen from Table 2, since the slag contains a large amount of Al 2 O 3 in particular, it contributes to the improvement of strength and water resistance of the glass tile product to be produced, while also increasing the melting temperature and softening point. In addition to the composition shown in Table 2, the slag contains a small amount of sulfides such as manganese or iron, and these act as nucleation materials for crystallization to convert amorphous mother glass into crystalline glass. Therefore, it is preferable that slag is contained in the composition according to this invention at an appropriate ratio, and it is preferable that it is contained in the ratio of about 10-30 weight part in the composition of this invention based on the total solid weight. If the slag is present in less than 10 parts by weight, the strength of the final glass tile product is reduced due to poor crystallization, and when present in excess of 30 parts by weight raise the melting temperature and softening point of the composition according to the present invention It is also not preferable because it can generate bubbles.

또한, 본 발명에 따른 조성물 중 하나인 산화아연은 상기 슬래그에 의한 결 정화를 촉진시키며, 조성물의 용융온도, 연화점 및 열팽창계수를 낮추고, 최종 유리타일 제품의 내후성을 향상시키는 역할을 하는 것으로서, 용융시 본 발명에 따른 조성물에 함유되어 있는 유황(S) 성분을 황화아연(ZnS) 형태로 고정하여 결정화물의 색상을 백색화하는 물질이기도 하다. 이러한 산화아연은, 본 발명에 따른 조성물 중에 전체 고형분 중량을 기준으로 약 1~10중량부의 비율로 포함되어 있는 것이 바람직한데, 1중량부 미만으로 존재하는 경우에는 산화아연에 의한 조성물의 연화점 및 열팽창계수의 감소효과를 얻을 수 없으며, 최종 유리타일 제품의 내후성 향상의 효과도 얻을 수 없다. 한편, 산화아연이 10중량부를 초과하여 존재하는 경우에는 열팽창계수는 감소되나 오히려 결정화가 과다하게 촉진되므로 바람직하지 않다.In addition, zinc oxide, which is one of the compositions according to the present invention, promotes texture purification by the slag, lowers the melting temperature, softening point and coefficient of thermal expansion of the composition, and serves to improve weather resistance of the final glass tile product. When the sulfur (S) component contained in the composition according to the present invention is fixed in the form of zinc sulfide (ZnS), it is also a substance that whitens the color of the crystallization. Such zinc oxide is preferably contained in the composition according to the present invention in a ratio of about 1 to 10 parts by weight based on the total weight of solids. When present in less than 1 part by weight, the softening point and thermal expansion of the composition by zinc oxide The effect of reducing the coefficient is not obtained, and the effect of improving the weather resistance of the final glass tile product is not obtained. On the other hand, when zinc oxide is present in excess of 10 parts by weight, the coefficient of thermal expansion is reduced, but rather undesirable because excessively promoted crystallization.

상기 언급한 바와 같이 파유리, 슬래그 및 산화아연의 조성으로 이루어진 본 발명의 결정질 유리타일 제조용 조성물은, 일반적인 결정질 유리의 제조방법에 따라 용융 및 열처리의 단계를 거치게 된다. 그러나, 본 발명에 따른 조성물의 특성에 의해, 본 발명에서는 상기 용융을 위한 조건을 비교적 저온인 1400~1500℃에서 2~4시간 용융으로 조성하는 것으로 비정질의 모유리를 제조할 수 있고, 또한 열처리를 위한 조건도 비교적 저온인 800~1000℃에서 2~4시간 열처리로 조성하는 것에 의해 원하는 결정질의 유리타일 제품을 제조할 수 있다. 이때, 1400℃ 미만에서 용융하거나 2시간 미만으로 용융하는 경우에는 조성물의 반응이 불완전하게 이루어져 균일한 용융 결과물을 수득할 수 없으며, 기포가 생길 수 있으므로 바람직하지 않고, 1500℃를 초과한 온도에서 용융하거나 4시간 보다 오래 용융하는 것은 비경 제적이므로 바람직하지 않다. 이러한 용융온도 및 용융시간은 서로 적절하게 조정하여 필요에 따라 보완시킬 수 있다. 한편 열처리의 경우에 있어서, 800℃ 미만에서 열처리하는 것은 결정화가 일어나지 않으므로 바람직하지 않고, 1000℃를 초과한 온도에서 열처리하는 것은 오히려 재용융의 결과를 야기하므로 바람직하지 않다. 또한, 결정화를 위한 열처리를 2시간 미만으로 행하는 경우 결정의 생성이 불충분하여 강도가 저하될 우려가 있고, 4시간을 초과하여 열처리하는 경우에는 결정의 크기가 너무 커져서 강도가 저하될 수 있으므로 바람직하지 않다.As mentioned above, the composition for preparing crystalline glass tiles of the present invention, which is composed of the composition of cullet, slag, and zinc oxide, is subjected to the steps of melting and heat treatment according to a general method for preparing crystalline glass. However, according to the properties of the composition according to the present invention, in the present invention, by forming the conditions for the melting by melting for 2 to 4 hours at a relatively low temperature of 1400 ~ 1500 ℃, it is possible to produce an amorphous mother glass, and also heat treatment The conditions for the crystalline glass tile product can be produced by forming a heat treatment at a relatively low temperature of 800 ~ 1000 2 to 4 hours. At this time, when melting at less than 1400 ℃ or less than 2 hours, the reaction of the composition is incomplete to obtain a uniform melting product, it is not preferable because a bubble may occur, melting at a temperature exceeding 1500 ℃ Or melting for more than 4 hours is not preferred because it is non-economical. The melting temperature and the melting time can be appropriately adjusted to each other to compensate as necessary. On the other hand, in the case of heat treatment, heat treatment below 800 ° C. is not preferable because crystallization does not occur, and heat treatment at a temperature above 1000 ° C. is not preferable because it results in remelting. In addition, if the heat treatment for crystallization is performed for less than 2 hours, there is a fear that the crystals are insufficiently formed and the strength is lowered. If the heat treatment is performed for more than 4 hours, the size of the crystals may be so large that the strength may be lowered. not.

이하, 본 발명을 구현한 바람직한 실시태양을 나타낸 실시예 및 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 결정질 유리타일 제조용 조성물 및 파유리를 이용한 결정질 유리타일의 제조방법을 보다 구체적으로 설명한다. 그러나, 하기 설명 및 도면은 본 발명을 제한하는 것은 아니며, 본 발명은 청구 범위에 기재된 사항을 바탕으로 적절한 변형 및 수정이 가능하다.Hereinafter, with reference to Examples and drawings showing a preferred embodiment of the present invention, the composition for producing a crystalline glass tile and the method for producing a crystalline glass tile using cullet according to the present invention will be described in more detail. However, the following description and drawings are not intended to limit the invention, the invention may be appropriately modified and modified based on the matter described in the claims.

실시예Example

하기 표3에 나타낸 바와 같은 함량의 조성물을 준비하였다.A composition having a content as shown in Table 3 below was prepared.

소다-석회계 파유리 Soda-lime cullet                                              슬래그Slag 산화아연Zinc oxide A-1 A-2A-1 A-2 73 8373 83 25 1525 15 2 22 2 B-1 B-2 B-3B-1 B-2 B-3 79 78 7779 78 77 20 20 2020 20 20 1 2 31 2 3

(단위: 중량%)                                                       (Unit: weight%)

이들 A-1, A-2, B-1, B-2, B-3 조성물을 각각 볼밀에 넣고 혼합 및 분쇄하여 미립상의 혼합물을 준비하였다. 수득한 혼합물을 각각 백금 도가니에 채워 박스형 전기로에 넣고 1500℃에서 2시간 동안 용융하였다. 용융된 혼합물을 그 상태로 금속제 몰드에 붓고 판상으로 성형하여 정방형의 시편(모유리)을 각 조성물당 3편씩 제조한 후, 열처리로에 넣고 600℃에서부터 상온까지 분당 2℃의 냉각속도로 서냉하였다. 본 발명의 방법에 따라 용융 후 서냉하여 수득한 모유리는 모두 투명하였으며, X선 회절분석기를 통한 관찰 결과 이들 모유리는 비정질 상태로서, 곡강도는 4~10kgf/㎟의 분포를 나타냄을 확인하였다(하기 표5 참조).These A-1, A-2, B-1, B-2, and B-3 compositions were put into a ball mill, respectively, and mixed and ground to prepare a particulate mixture. Each of the obtained mixtures was charged in a platinum crucible and placed in a box-type electric furnace, and melted at 1500 ° C. for 2 hours. The molten mixture was poured into a metal mold in this state and molded into a plate to prepare square specimens (parent glass) for each composition, and then put into a heat treatment furnace and slowly cooled at a cooling rate of 2 ° C. per minute from 600 ° C. to room temperature. . The mother glass obtained by melting and slow cooling after melting according to the method of the present invention was all transparent, and as a result of observation by X-ray diffractometer, it was confirmed that the mother glass is in an amorphous state, and the bending strength showed a distribution of 4 to 10 kgf / mm 2 ( See Table 5 below).

이들 투명 모유리를 다시 전기로에 넣고 하기 표4와 같은 조건으로 열처리한 후, 상온까지 분당 2℃의 냉각속도로 서냉하여 불투명한 상태의 결정질 유리타일을 수득하였다.The transparent mother glass was put back into an electric furnace and heat-treated under the conditions as shown in Table 4, and then slowly cooled to room temperature at a cooling rate of 2 ° C. to obtain crystalline glass tiles in an opaque state.

조성물Composition 열처리 온도(℃), 2시간 열처리 Heat treatment temperature (℃), 2 hours heat treatment                                              A-1 A-2A-1 A-2 800 800800 800 900 900900 900 1000 10001000 1000 B-1 B-2 B-3B-1 B-2 B-3 800 800 800800 800 800 900 900 900900 900 900 1000 1000 10001000 1000 1000

결과물인 유리타일 중 B-1 조성물로 완성된 유리타일의 X선 회절분석 관찰 결과를 도1에 나타내고, A-1 내지 B-3 조성물로 완성된 유리타일의 곡강도 측정 결과를 하기 표5 및 도2에 나타낸다.X-ray diffraction analysis results of the glass tiles completed with the B-1 composition in the resultant glass tiles are shown in FIG. 1, and the results of measuring the bending strength of the glass tiles completed with the A-1 to B-3 compositions are shown in Table 5 and FIG. 2 is shown.

먼저, 도1에 나타낸 바와 같이, B-1 조성물로 제조한 유리타일은 800℃에서 열처리한 경우 결정상의 피크를 뚜렷하게 나타내지 않았지만, 900℃ 및 1000℃에서 열처리한 경우에는 뚜렷한 결정상의 피크를 나타내었으며, 특히 1000℃에서 열처리한 경우 큰 결정상의 피크를 나타내었다. 이러한 경향은 기타 다른 조성물로 제조한 유리타일의 경우에서도 마찬가지로 나타남을 확인하였다.First, as shown in Figure 1, the glass tile prepared with the B-1 composition did not show a clear crystal phase peak when the heat treatment at 800 ℃, but when the heat treatment at 900 ℃ and 1000 ℃ showed a clear peak of the crystal phase. In particular, when the heat treatment at 1000 ℃ showed a large crystal phase peak. This tendency was confirmed to be the same in the case of glass tiles made with other compositions.

다음으로, 하기 표5Next, Table 5 below.

모유리의 곡강도 및 열처리 온도별 최종 유리타일의 곡강도Flexural Strength of Mother Glass and Final Glass Tiles by Heat Treatment Temperature 모유리 Mother glass                                              800℃ 열처리800 ℃ heat treatment 900℃ 열처리900 ℃ heat treatment 1000℃ 열처리1000 ℃ heat treatment A-1 A-2A-1 A-2 6.72 7.336.72 7.33 17.92 13.7617.92 13.76 10.62 5.1210.62 5.12 8.67 5.248.67 5.24 B-1 B-2 B-3B-1 B-2 B-3 9.55 4.72 4.349.55 4.72 4.34 11.3 9.81 8.4811.3 9.81 8.48 13.06 20.12 19.2213.06 20.12 19.22 8.62 8.89 15.428.62 8.89 15.42

(단위: kgf/㎟)                                                    (Unit: kgf / mm2)

및 도2에서 볼 수 있는 바와 같이, 산화아연의 함량은 변화시키지 않고 슬래그의 함량을 변화시켜 제조한 유리타일(A-1 및 A-2 조성물로 제조한 유리타일)의 곡강도를 비교할 경우, 슬래그의 함량이 많을수록(A-1 조성물로 제조한 유리타일) 열처리에 의해 곡강도가 보다 향상되었고, 특히 800℃에서 열처리한 경우 열처리 전 모유리에 비해 곡강도가 약 3배까지 향상되었다. 또한, 슬래그의 함량은 변화시키지 않고 산화아연의 함량을 변화시켜 제조한 유리타일(B-1, B-2, 및 B-3 조성물로 제조한 유리타일)의 곡강도를 비교할 경우, 산화아연의 함량을 전체 조성물 중 2중량부로 하고 900℃로 열처리하였을때 가장 높은 곡강도의 향상 정도를 나타 내었고, 이는 열처리 전의 모유리의 강도에 비해 약 5배 향상된 강도이다. As can be seen in Figure 2, when comparing the bending strength of the glass tiles (glass tiles made with A-1 and A-2 composition) prepared by changing the content of the slag without changing the content of zinc oxide, slag The greater the content of (glass tile made from the composition A-1), the more the curvature was improved by heat treatment, especially when the heat treatment at 800 ℃ improved the bending strength up to about 3 times compared to the mother glass before heat treatment. In addition, when comparing the bending strength of the glass tiles (glass tiles made with B-1, B-2, and B-3 composition) prepared by changing the zinc oxide content without changing the slag content, the content of zinc oxide When 2 parts by weight of the total composition and the heat treatment at 900 ℃ exhibited the highest degree of improvement in strength, which is about 5 times the strength of the glass before the heat treatment.

이러한 결과들로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 의하면 조성물 중의 슬래그 또는 산화아연의 함량을 변화시키거나 열처리 온도를 조절함으로써, 강도 및 결정화 정도 등 원하는 결정질 유리타일의 특성에 적합한 제품을 제조할 수 있다.As can be seen from these results, according to the present invention, by changing the content of the slag or zinc oxide in the composition or by controlling the heat treatment temperature, it is possible to prepare a product suitable for the properties of the desired crystalline glass tile, such as strength and degree of crystallization. have.

본 발명에 의하면, 유리타일의 제조를 위한 원료를 파유리나 제강 부산물로부터 수득하여 재활용할 수 있고, 1500℃ 이하에서의 용융 및 1000℃ 이하에서의 열처리에 의해 비정질 상태의 유리타일 제품에 비해 강도가 5배 이상 뛰어난 결정질 유리타일 제품을 제조할 수 있다. 이와 같이, 본 발명은 경제적이고 친환경적인 방법이며, 본 발명의 방법에 따라 제조된 제품은 미관 뿐만 아니라 강도가 우수하여 건축 재료 등 다양한 분야에 활용할 수 있다.According to the present invention, raw materials for the production of glass tiles can be obtained from recycled cullet or steelmaking by-products, and recycled, and the strength is higher than that of amorphous glass tiles by melting at 1500 ° C. or lower and heat treatment at 1000 ° C. or lower. It is possible to produce crystalline glass tiles that are five times better. As described above, the present invention is an economical and environmentally friendly method, and the product manufactured according to the method of the present invention is excellent in strength as well as aesthetics and can be used in various fields such as building materials.

Claims (7)

소다-석회계 파유리, 슬래그, 및 산화아연을 포함하여 이루어진 혼합물을 분쇄하여 용융하는 제1단계;A first step of grinding and melting the mixture comprising soda-lime-based cullet, slag, and zinc oxide; 용융된 혼합물을 성형한 후 서냉하는 제2단계; 및A second step of slowly cooling after molding the molten mixture; And 서냉된 결과물을 열처리하는 제3단계;A third step of heat-treating the slow cooled product; 를 포함하는 파유리를 이용한 결정질 유리타일의 제조방법.Method for producing a crystalline glass tile using a cullet comprising a. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 혼합물 중, 파유리, 슬래그, 및 산화아연은 전체 고형분 기준으로 각각 70~85중량부, 10~30중량부, 및 1~10중량부의 비율로 포함된 것을 특징으로 하는In the mixture, the cullet, slag, and zinc oxide are characterized in that contained in the ratio of 70 to 85 parts by weight, 10 to 30 parts by weight, and 1 to 10 parts by weight based on the total solids, respectively. 파유리를 이용한 결정질 유리타일의 제조방법.Method for producing crystalline glass tile using cullet. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 용융은 1400~1500℃에서 2~4시간 행하는 것을 특징으로 하는The melting is performed for 2 to 4 hours at 1400 ~ 1500 ℃ 파유리를 이용한 결정질 유리타일의 제조방법.Method for producing crystalline glass tile using cullet. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 열처리는 800~1000℃에서 2~4시간 행하는 것을 특징으로 하는The heat treatment is performed for 2 to 4 hours at 800 ~ 1000 ℃ 파유리를 이용한 결정질 유리타일의 제조방법. Method for producing crystalline glass tile using cullet. 소다-석회계 파유리 70~85중량부, 슬래그 10~30중량부, 산화아연 1~10중량부로 이루어진 혼합물을 분쇄하는 제1단계;A first step of pulverizing the mixture consisting of 70 to 85 parts by weight of soda-lime-based cullet, 10 to 30 parts by weight of slag, and 1 to 10 parts by weight of zinc oxide; 분쇄된 혼합물을 1400~1500℃에서 2~4시간 용융하는 제2단계;A second step of melting the ground mixture at 1400-1500 ° C. for 2-4 hours; 융용된 혼합물을 성형한 후 서냉하여 모유리를 제조하는 제3단계; 및A third step of forming a molten mixture by molding the molten mixture followed by slow cooling; And 상기 모유리를 800~1000℃에서 2~4시간 열처리한 후 서냉하는 제4단계;A fourth step of thermally cooling the mother glass at 800 to 1000 ° C. for 2 to 4 hours; 를 포함하는 파유리를 이용한 결정질 유리타일의 제조방법.Method for producing a crystalline glass tile using a cullet comprising a. 소다-석회계 파유리 70~85중량부, 슬래그 10~30중량부, 및 산화아연 1~10중량부를 포함하여 이루어진70 to 85 parts by weight of soda-lime-based cullet, 10 to 30 parts by weight of slag, and 1 to 10 parts by weight of zinc oxide. 결정질 유리타일 제조용 조성물.Composition for preparing crystalline glass tiles. 삭제delete
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