KR100583553B1 - 컬러 유리타일/블럭 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 컬러 유리타일/블럭을 제조하는 방법에 있어서, 블로잉으로 원하는 색의 유리를 배합하는 단계; 상기 배합된 유리덩어리를 10 - 50℃의 물에 담궈 분쇄하는 단계; 상기 분쇄된 유리조각을 몰드에 배치하고 900 - 1000℃로 가마소성으로 캐스팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기한 구성에 의하면, 문양이 다양하고 미관이 수려한 컬러 유리타일 또는 유리블럭을 상대적으로 단순화된 공정에 의해 대량 및 환경친화적으로 제조할 수 있는 이점이 있다.

유리타일, 유리블럭, 가마소성, 캐스팅, 블로잉, 컬러

Description

컬러 유리타일/블럭 및 이의 제조방법{Color glass tile, glass block and method of making the same}

도 1a 및 도 1b는 종래 기술에 의한 유리타일을 나타내는 도면.

도 2는 본 발명에 의한 컬러 유리타일/블럭을 제조하는 방법을 개략적으로 나타낸 플로우챠트.

도 3은 본 발명에 의한 컬러 유리타일/블럭의 제조방법 중 캐스팅을 위해 유리조각을 소성가마에 재임한 상태를 나타내는 도면.

도 4는 본 발명에 의한 컬러 유리타일/블럭의 제조방법 중 캐스팅을 위한 가마소성의 일 실시예로서 온도변화를 나타낸 그래프.

도 5a 내지 도 5e는 본 발명에 의한 제조방법에 따라 제조된 컬러 유리타일/블럭의 사시도.

본 발명은 컬러 유리타일, 유리블럭 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 문양이 다양하고 미관이 수려한 유리타일 또는 유리블럭 및 이를 단순화된 공정에 의해 대량으로 제조하는 새로운 방법에 관한 것이다.

종래의 유리타일의 제조방법에 관한 기술은 통상 폐유리를 재활용하기 위해 폐유리를 분쇄하여 상대적으로 저온에서 소성하여 타일을 제조하는 방법에 관한 것들이었다.

예를 들어, 한국 특허등록 제045408호에서는 폐유리 자재를 이용하여 장식성과 내구성이 양호한 유리 타일을 제조하는 방법을 개시하고 있다. 상기 방법은 유리 파설물을 다단계의 분쇄 메쉬로 구분하여 분쇄한 후 이를 용기에 적층할 때 하부는 입도가 작은 유리 분말을 배치시키고 상부는 큰 입자의 유리 파설물을 적층하여 가열, 용융에 의한 판상으로 조성하되 600℃ 전후의 예열공정과 900 - 1000℃ 의 성형 공정을 구분하여 단계적, 시간적으로 용융 온도를 조절하므로서 최상단의 굵은 유리 입자가 요철상으로 반용융된 상태에서 유리 판상이 형성되게 함을 특징으로 하고 있다. 그런데, 상기 방법은 다단계의 분쇄과정을 거쳐야 하고 상기 방법에 의해 제조된 유리타일(1)은 최상단의 굵은 유리 입자로 인해 완성된 타일의 상면이 요철면(3)을 이루어 용도가 한정되며, 유리 고유의 투명감 및 원하는 다양한 문양을 가진 유리타일을 제조할 수 없는 단점이 있었다(도 1a 참조).

한국 공개특허 제94-001383호에서는 분쇄 폐유리에 에폭시와 안료를 혼합건조하여 코팅유리를 형성하고, 이를 불포화수지 및 무기질안료와 혼합하여 형틀에 붓고 진동시켜 유리입자를 가라앉힌 후, 규사를 분산시켜 양생 및 탈형시키고 1차 및 2차 연마를 실시하므로써, 다양한 색상이 표출되는 고품질 유리타일을 제조하는 방법을 개시하고 있다. 그러나, 상기 방법은 6mm 이하로 분말된 폐유리를 이용하므로 다양한 문양의 유리타일을 제조할 수 없고, 에폭시, 안료, 불포화수지 등 부 가적인 화학약품이 필요하다는 단점이 있다.

도 1b에 도시된 바와 같이, 한국 공개특허 제2000-54795호에서는 약 1000℃ 이상에서 견딜 수 있는 내열판(1)에 이형제(2)를 도포하고 그 위에 원하는 크기 및 두께를 갖는 판유리(3)를 위치시킨 후, 폐 투명유리를 1 - 10mm 및 폐 색유리는 1 - 5mm의 크기로 분쇄시킨 유리조각을 원하는 문양 및 색상을 고려하여 혼합하여 상기 판유리상에 배열시킨 다음 가열기구에 위치시켜 700 - 900℃에서 가열하여 유리타일을 제조하고, 온도를 시간당 15-200로 내리면서 냉각시킨 후 상기 유리타일을 강화유리로에 위치시켜 유리타일을 강화시키는 단계를 거쳐 제조된 폐유리를 이용한 유리타일 및 이의 제조방법을 개시하고 있다. 상기 방법의 경우 평활성을 부여하기 위해 폐유리(4) 위로 다른 판유리(5)를 위치시켜야 하고, 10mm 이하로 분쇄된 유리조각을 이용하므로 다양한 문양의 유리타일/블럭을 제조하는 데에는 한계가 있다.

한국 공개특허 제2003-0069129에서는 폐유리, 세라믹 유약 및 프릿으로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택된 성분을 혼합하여 1 - 40㎛ 입자크기로 분쇄시키고, 상기 분쇄된 유리입자에 에틸렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 폴리비닐 알콜 및 이들의 혼합물로부터 적어도 하나 이상 선택된 유기분산제 및 유기 바인더를 0.2 - 10 중량%로 혼합시키고 상기 혼합된 유리입자를 분무건조시킨 후, 상기 건조된 유리입자를 타일틀에 넣고 압착성형하고 상기 성형된 유리타일을 600 - 950℃ 에서 융착시켜 제조되는 유리타일을 제조하는 방법을 개시하고 있다. 상기 방법은 폐유리를 미립자로 분쇄하고 분무건조하는 단계 등 공정이 복잡하고, 유기분산제 및 유기 바인더 등 화학약품이 사용되는 단점이 있다.

한편, 건축자재가 점차 고급화 및 다양화되면서, 건축 내외장재로서 유리타일/블럭에 대한 수요가 꾸준히 증가되고 있다. 그러나, 종래의 유리타일의 제조방법은 여러가지 복잡한 공정을 거쳐야 하고 수공예적으로 생산되어 생산단가가 높고, 유리타일/블럭의 문양 및 색채에 있어서도 한계가 있어 상기 수요에 부응하지 못하는 실정이었다. 따라서, 보다 단순화된 공정에 의해 장식성이 우수한 유리타일/블럭을 생산할 수 있는 방법에 대한 요구가 계속 있어 왔다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 문양이 다양하고 미관이 수려한 컬러 유리타일 또는 유리블럭을 단순화된 공정에 의해 환경친화적 및 대량으로 제조하는 신규한 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 제조방법에 의해 제조되는 컬러 유리타일 또는 유리블럭을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 의한 컬러 유리타일 또는 유리블럭의 제조방법은, 블로잉으로 원하는 색의 유리를 배합하는 단계; 상기 배합된 유리덩어리를 10 - 50℃에서 급냉하여 분쇄하는 단계; 상기 분쇄된 유리조각을 몰드에 배치하고 900 - 1000℃로 가마소성하는 캐스팅 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기한 구성에 의하면, 분쇄공정이 필요없어 상대적으로 단순화된 공정에 의해 다양한 문양 및 색채의 유리타일/블럭을 대량으로 제조할 수 있는 이점이 있다. 또한, 고온에서 캐스팅하기 때문에 별도의 화학안료나 화학접착체 등의 화학물질을 사용하지 않으므로 환경친화적인 이점도 있다.

본 발명에 의한 컬러 유리타일/블럭의 제조방법은, 상기 캐스팅 단계에서 15 - 30분간 하이포인트를 유지하는 키핑단계; 및 상기 키핑단계 후 500 - 600℃ 서냉점까지 40 - 60분간 급냉하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기한 구성에 의하면, 상기와 같은 키핑단계에 의해 재임된 유리가 골고루 녹게 되어 화학약품 등이 없이도 다양한 종류의 파쇄유리가 완전히 결합되며 이 과정에서 다양한 종류의 유리가 말려들어가는 형태의 문양이 형성되는 이점이 있다. 또한, 키핑단계 후 서냉점까지 급냉하면 실투현상을 방지하여 투명도가 높은 제품을 유리타일/블럭을 생산할 수 있는 이점이 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 방법에 대해 보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 의한 컬러 유리타일/블럭을 제조하는 방법을 개략적으로 나타낸 플로우챠트이고, 도 3은 본 발명에 의한 컬러 유리타일/블럭의 제조방법 중 캐스팅을 위해 유리조각을 소성가마에 재임한 상태를 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명에 의한 컬러 유리타일/블럭의 제조방법 중 캐스팅을 위한 가마소성의 일 실시예로서 온도변화를 나타낸 그래프이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 컬러 유리타일/블럭의 제조방법은 크게 블로잉(blowing)으로 원하는 색의 유리를 배합하는 단계(제1단계), 상기 배합된 유리덩어리를 10 - 50℃에서 급냉하여 분쇄하는 단계(제2단계); 상기 분쇄된 유 리 조각을 몰드에 배치하고 900 - 1000℃로 가마소성하는 캐스팅 단계(제3단계); 상기 캐스팅 단계에 의해 제조된 유리타일 또는 유리블럭을 연마하는 연마단계(제4단계)로 구성된다.

보다 구체적으로는, 먼저 블로잉(blowing : 유리불기) 기법을 이용해서 1200 - 1400℃의 용해로 안에 녹아 있는 투명유리를 쇠파이프에 찍어낸 후 원하는 색유리봉을 녹여 붙인다. 그런 다음 투명유리와 색유리를 충분히 배합시킨다(제1단계).

그런 다음, 상기 배합된 투명유리와 색유리 덩어리를 10 - 50 ℃에서 급냉시키면 별도의 인위적 분쇄공정이 없이도 유리덩어리가 조각 조각 깨진다(제2단계). 이 때, 급냉시키는 방법은 상기 온도의 물에 상기 유리덩어리를 넣어 이루어질 수 있다. 본 발명에 의한 컬러 유리타일/블럭은 종래 기술과 달리 잘게 분쇄된 폐유리를 이용하는 것이 아니므로, 상기와 같이 본 발명에 의한 유리타일/블럭의 제조방법에서는 기계등을 이용하여 유리를 잘게 부수는 분쇄과정이 필요없다. 오히려 본 발명에 의한 유리타일/블럭의 제조공정에 사용되는 유리덩어리는 30 mm 이상이어야 다양한 종류의 색유리가 캐스팅 단계에서 말려들어가는 현상이 일어나며, 너무 작은 입자의 유리의 경우 말리는 모양의 이미지가 표현되지 않는다. 상기 유리덩어리는 30 mm 이상이면 의도하는 문양의 종류 및 유리타일/블럭의 크기에 따라 적절하여 조정하여 사용할 수 있다.

본 발명의 상기 구성에 의하면, 복잡한 분쇄공정을 생략하여 공정을 단순화하면서도 보다 장식성이 우수한 유리타일/블럭을 제조할 수 있으며, 제조비용도 절 감할 수 있다. 또한, 상기와 같이 블로잉으로 투명유리와 색유리를 배합시켜 이용할 수도 있지만, 블로잉 기법에 의해 일정한 형태의 컵 등을 성형하는 작업중에서 발생되는 호일이나 덩어리를 이용할 수도 있다. 즉, 소다석회나, 소다석회에서 철분(Fe)을 제거한 유리, 세미크리스탈, 크리스탈 등을 이용할 수 있다. 이러한 유리덩어리를 이용하면, 블로잉 작업 중 못쓰게 되는 유리를 별도의 추가 작업없이 사용할 수 있어, 제조공정을 보다 단순화할 수 있다.

다음, 상기와 같이 크게 조각난 유리덩어리를 원하는 문양이 유도되도록 적당한 몰드내 위치에 재임하고, 900 - 1000 ℃에서 소성한다(제3단계). 보다 구체적으로는 가마에 들어갈 sic판 위에 세라믹페이퍼를 깔고 그 위에 세라믹 보드나 스테인리스스틸(stainless steel) 309 - 316으로 만들어진 몰드(mould ; 틀)를 배치한다. 상기 sic판은 내열판으로 규소와 탄소로 구성되어 있어서 높은 가마 온도에서 몰드와 유리를 지탱해 줄 수 있는 판이다. 또한, 세라믹페이퍼를 까는 이유는 유리가 가마 안에서 녹았을 때, sic판에 들러붙지 않도록 하기 위함이다. 나아가, 몰드를 세라믹보드나 스테인리스스틸 309 - 316으로 제조하는 것은 1000 ℃ 이상의 높은 온도에서도 변형되거나 틀이 비틀려지는 것을 방지할 수 있는 재료이기 때문이다. 또한, 상기 스테인리스스틸 309 - 316은 한번 제작하면 반영구적으로 재활용이 가능하다.

캐스팅 단계를 보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다. 원하는 문양이 유도될 수 있도록 상기 몰드 안에 조각난 유리덩어리를 배치한다(도 3 참조). 이 때, 몰드 안쪽 벽으로는 사면에 1 - 3 mm 두께의 세라믹페이퍼를 두르는데 나중에 녹아 서 덩어리가 된 유리가 몰드에 달라붙지 않도록 하고 또한 가마소성 후에 세라믹페이퍼를 제거함으로써 틀과 유리 사이의 공간이 확보되어 유리가 틀에서 쉽게 빠지도록 하기 위함이다.

다음, 상기 몰드 상부를 덮도록 내열판을 가마에 재임하고 온도를 단계적으로 올려 900 - 1000 ℃에서 소성시킨다. 도 4에는 본 발명의 컬러 유리타일/블럭 제작 중 캐스팅단계의 가마소성 및 냉각 온도의 일 실시예를 나타내는 그래프가 도시되어 있다. 도 4에 도시된 바와 같이 하이포인트 온도(high point : 가마소성시 가장 높게 올라가는 온도)인 900 - 1000 ℃까지 4 - 6시간 동안 올려주고(A), 하이포인트에서 약 15- 30분간 키핑(keeping : 하이포인트에서 일정한 시간을 끌어 주어 유리가 골고루 녹게 하는 단계, B)한다.

그런 다음, 500 - 600 ℃의 서냉점(annealing point)까지 40 - 60 분간 급냉한다(C). 상기 서냉점은 가마소성시 녹았던 유리가 다시 냉각되어 고체화되면서 깨지기 쉬운 상태가 되는 온도를 말한다. 또한, 상기 급냉하는 방법은 가마문을 열어 제거함으로써 행해질 수 있다. 상기와 같이 급냉을 하는 이유는 실투현상(수분, 인산나트륨, 각종 불순물 등으로 가마소성 시 유리가 뿌옇게 되는 현상)을 방지하여 다른 방법에 의해 제조된 제품보다 투명도가 높은 제품을 생산하기 위함이며, 유리의 입자구조를 완성시켜주는 역할도 한다. 서냉점까지 급냉을 한 후 유리의 두께에 따라 서냉점에서 4 - 6 시간을 유지하는데(D), 유리타일 또는 유리블럭의 두께가 두꺼울수록 서냉점에서 시간을 오래 유지하여야 유리가 깨어지는 것을 방지할 수 있다. 그런 다음, 시간당 40 - 50 ℃씩 냉각하여 실온까지 온도를 내려 준다(E).

상기와 같이 가마소성 후 가마에서 유리타일/블럭을 꺼내어 80 - 800 금강사로 각을 잡으며 유리를 연마하여 광택을 내어 다양한 종류의 유리가 말리는 느낌을 강조하여 본 발명에 의한 컬러 유리타일/블럭을 완성한다(제4단계).

상기와 같은 본 발명에 의한 컬러 유리타일/블럭의 제조방법에 의해 제조된 컬러 유리타일/블럭이 도 5a 내지 도 5e에 도시되어 있다. 본 발명의 경우 캐스팅으로 유리 덩어리를 만드는 기법을 이용하고 있으므로, 사용목적에 따라 두께를 조절하여 5 - 10 mm의 유리타일로부터 10 - 250 mm의 유리블럭의 제작도 가능하다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 컬러 유리타일/블럭의 제조방법은 일체의 화학접착제를 사용하지 않으므로 기존의 바인더접착제를 사용하는 방식과 상이하며 환경친화적인 방법이다. 또한, 조그만 유리 입자 파우더를 900℃ 이하의 온도에서 유리와 유리를 접합시키는 퓨징(fusing) 기법을 사용하는 종래의 방법과 달리 900 - 1000 ℃의 고온에서 가마소성하는 캐스팅(casting) 기법에 의해 유리타일/블럭을 제조한다. 따라서, 유리와 유리를 접합시키는 퓨징방법과 달리 유리와 유리가 한덩어리가 되면서 여러 종류의 색유리가 휘어감기며 의도된 우연에 의한 다양한 문양이 형성될 수 있으며, 완성된 제품의 투명도 내지 선명도에서도 차이가 있다. 본 발명에 의한 컬러 유리타일/블럭의 제조방법은, 블로잉기법과 캐스팅기법을 적절히 조화시켜 장식성이 매우 우수한 컬러 유리타일/블럭을 단순화된 공정에 의해 제조할 수 있는 신규한 방법이다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 도면에 의해 한정되는 것은 아 니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

상술한 구성의 본 발명에 의하면, 문양이 다양하고 미관이 수려한 컬러 유리타일 또는 유리블럭을 상대적으로 단순화된 공정에 의해 대량으로 제조할 수 있는 효과를 도모할 수 있다.

본 발명의 다른 효과는 유리타일/블럭의 제조시 화학접착제 등의 화학물질을 사용하지 않으므로 환경친화적인 유리타일/블럭 및 이의 제조방법이 제공된다는 것이다.

Claims (5)

1. 컬러 유리타일/블럭을 제조하는 방법에 있어서,

   블로잉으로 원하는 색의 유리를 배합하는 단계;

   상기 배합된 유리덩어리를 10 - 50℃로 수냉하여 분쇄하는 단계;

   상기 분쇄된 유리조각을 몰드에 배치하고 900 - 1000℃로 가마소성하는 캐스팅 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 유리타일/블럭의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 가마소성단계에서 15 - 30분간 하이포인트를 유지하는 키핑단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 유리타일/블럭의 제조방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 키핑단계 후 500 - 600℃ 서냉점까지 40 - 60분간 급냉하는 단계를 더 포함하는 유리타일/블럭의 제조방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유리덩어리는 30 mm 이상인 것을 특징으로 하는 컬러 유리타일/블럭의 제조방법.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 의해 제조되며, 분쇄된 유리조각이 캐스팅 단계에서 말려들어가 혼합된 문양을 갖는 컬러 유리타일/블럭.

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