KR100691389B1 - Glass tile using waste glass and method for preparing the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유리 생산 및 가공 공장에서 발생되는 폐유리를 이용하여 유리타일을 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a glass tile using waste glass produced in a glass production and processing plant.
본 발명은 폐유리를 45∼600㎛ 또는 45∼150㎛로 분쇄한 후 여기에 다양한 색상의 세라믹 안료와 유기 바인더를 첨가하여 압력을 가해 원하는 크기와 모양으로 성형제품을 제조한다. 이렇게 성형된 제품을 전기 소성로에 투입하여 750-950℃ 에서 열처리하여 유리타일을 제조하는 방법을 제공한다.In the present invention, the waste glass is pulverized to 45 to 600 µm or 45 to 150 µm, and then, various colors of ceramic pigments and organic binders are added thereto to apply pressure to produce molded products having a desired size and shape. The molded product is introduced into an electric kiln and heat treated at 750-950 ° C. to provide a method of manufacturing glass tiles.
본 발명은 자동화 공정에 적용할 수 있으면서 종래 공정에서는 나타낼 수 없는 다양한 색상과 문양을 가지면서도 환경친화적이고, 경쟁력 있는 유리 타일의 제조방법 및 제품을 제공하는 효과가 있다.The present invention has the effect of providing an environmentally friendly, competitive glass tile manufacturing method and product that can be applied to an automated process while having a variety of colors and patterns that can not be represented in the conventional process.
폐유리, 세라믹 안료, 유기 바인더, 소성로, 유리타일Waste Glass, Ceramic Pigment, Organic Binder, Firing Furnace, Glass Tile
Description
도 1은 본 발명에 따른 폐유리를 이용한 유리타일의 제조방법을 간략하게 모식도로 나타낸 것이다.1 is a schematic view schematically showing a method for producing a glass tile using waste glass according to the present invention.
도 2는 종래 용융법으로 제조된 유리 타일(A)과 본 발명에 의해 제조된 유리타일제품(B)을 비교하여 사진으로 나타낸 것이다. Figure 2 is shown in a photograph comparing the glass tile (A) prepared by the conventional melting method and the glass tile product (B) prepared by the present invention.
본 발명은 유리 생산 및 가공 공장에서 발생되는 폐유리를 이용하여 유리타일을 제조하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폐유리를 원하는 입자크기로 분쇄후 다양한 색상의 안료를 첨가하여 압력을 가해 원하는 모양으로 성형하고, 이를 연화점 부근의 온도에서 열처리하여 유리 타일을 제조하는 방법이다. The present invention relates to a method for producing a glass tile using waste glass generated in a glass production and processing plant, and more specifically, to crush the waste glass to a desired particle size, and then to apply pressure by adding pigments of various colors. It is a method of forming a glass tile by molding into a shape, and heat treatment at a temperature near the softening point.
일반적으로 타일은 바닥, 벽 등의 표면을 피복하기 위하여 만든 평판상(平板狀)의 소성제품으로, 보통은 표면적에 비하여 매우 얇고, 시유(施釉) 또는 무유로 제조공정 중에 적열(赤熱)이상의 온도에서 소성하여 특별한 물리적 성질 및 특징을 가지게 한 것을 말하는 데, 타일은 그 소지(素地)에 따라, 자기타일, 석기타일, 반 자기질타일, 도기타일 , 점토타일, 유리타일 등으로 분류될 수 있다.In general, tiles are flat plastic products made to cover the surface of floors, walls, etc., and are generally thinner than surface areas, and are more than red light during the manufacturing process with oil or oil. It refers to what has been fired in to have a particular physical properties and characteristics, the tile can be classified into magnetic tiles, stone tiles, semi-magnetic tiles, ceramic tiles, clay tiles, glass tiles, and the like, depending on their possession.
그중, 유리타일의 원료로 사용되는 유리는 다른 타일 원료의 원가에 비해 고가이기 때문에 폐유리를 사용하는 것이 상업성이 있다. Among them, the glass used as the raw material of the glass tile is expensive compared to the cost of other tile raw materials, so it is commercial to use waste glass.
그러나, 현재 국내에서 사용하고 남은 폐유리는 거의 전량이 폐기되는 실정이며, 특히, 색 유리는 거의 전량 수입되고 있으므로, 환경 훼손과 외화낭비를 가중하고 있다.However, at present, almost all of the remaining glass used domestically is discarded, and in particular, almost all of the colored glass is imported, thus increasing environmental damage and waste of foreign currency.
이에, 이들 폐유리를 재활용함으로써, 자원의 낭비를 줄이면서, 환경친화적인 타일 제품을 제조하기 위한 노력이 진행되고 있는 실정이다.Accordingly, by recycling these waste glass, efforts are being made to manufacture environmentally friendly tile products while reducing waste of resources.
일반적으로 유리타일은 유리의 원료를 용융하고, 안료를 첨가한 다음, 몰드에 찍어서 제조하는 용융법과 판유리 뒤에 안료와 혼합한 유리 분말을 적층시키고 소성하여 제조하는 스크리닝 또는 프린팅 제조방법이 알려져 있다. In general, a glass tile is known by melting a raw material of glass, adding a pigment, and then dipping into a mold, and a screening or printing manufacturing method for laminating and firing glass powder mixed with a pigment behind plate glass.
예를 들어, 한국특허 공고 특 1992-0002630호(1992. 03. 31)에서는 분말로 분쇄한 폐유리 85%에 삼산화 안티몬, 질산 나트륨, 산화알루미나, 염화나트륨, 탄산바륨, 중크롬산소다, 염료를 혼합한 분말유리 혼합물을 성형틀에 약간의 두께로 깔고 그 상면에 적정크기로 분쇄한 폐 입자를 약 3-5㎝의 두께로 균일하게 깔은 다음 염화나트륨 수용액을 분사하여 이를 소성로에서 920℃의 열로 가열한 후 서냉하여서 됨을 특징으로하는 폐유리를 이용한 유리타일 제조방법을 개시하고 있으며, 한국특허 공개 특 1994-0011383호(1994. 06. 21)는 형틀에 이형제를 도포한 후 6㎜이하로 분쇄한 폐유리에 에폭시 안료를 혼합 건조하여 코팅유리를 형성하고, 이를 불포화수지 및 무기질 안료와 혼합하여 형틀에 부은 후 진동하여 유리 입자를 가라 앉힌 후 뒷면에 규사를 뿌린 후 1일간 양생하여 형틀에서 뺀 후 3일간 안정기간을 거친 후 1차 물갈기와 2차 광판 연마를 거쳐서 완성하는 유리타일 제조방법이 공지되어 있다.For example, in Korean Patent Publication No. 1992-0002630 (1992.03.31), 85% of waste glass pulverized into powder was mixed with antimony trioxide, sodium nitrate, alumina oxide, sodium chloride, barium carbonate, sodium dichromate, and dyes. The powder glass mixture was spread on a mold with a slight thickness, and the waste particles crushed to an appropriate size on the upper surface were uniformly spread to a thickness of about 3-5 cm, and then sprayed with an aqueous sodium chloride solution, which was then heated in a calcination furnace with a heat of 920 ° C. A method of manufacturing a glass tile using waste glass, which is characterized by slow cooling, is disclosed. Korean Patent Laid-Open No. 1994-0011383 (19.06.21) discloses a waste that is pulverized to 6 mm or less after applying a release agent to a mold. Epoxy pigment is mixed and dried on glass to form coated glass, mixed with unsaturated resin and inorganic pigment, poured into mold, vibrated to sink glass particles, and then sprinkled with silica sand on the back for 1 day. There is known a method for producing a glass tile that is cured and removed from the mold and then passed through a stabilization period for 3 days and then finished by first grinding and polishing of a second light plate.
또한, 한국특허 공개 특 2000-0054795호(2000. 09. 05)에는 폐투명유리를 1-10㎜, 색유리는 1-5㎜의 크기로 분쇄하고 이를 1:2의 무게비로 잘 혼합한후 100x300㎜의 크기 및 3㎜의 두께를 갖는 판유리위에 마름모꼴 모양의 접착제를 도포하고 그 위에 폐유리를 배열한후 이를 전기로에 투입하여 880℃까지 3시간 동안 가열한후 급냉시켜 유리타일을 제조하는 방법이 개시되어 있으며, 이와 유사한 방법으로 한국특허 공개 특 2001-0044360호(2001. 06. 05)는 한국특허 공개 특 2000-0054795호(2000. 09. 05) 제조 방법에 대한 문제점을 지적하면서 폐판유리를 분쇄하여 1㎜이하의 크기의 유리가루를 750-800℃에서 소성된 저화도 도자용 안료와 혼합한후 이를 동일조성 성분의 유리판재 위에 여러 가지 색깔을 적당한 두께로 도포하거나 적층한후, 그 위에 다시 동일조성 성분의 유리판재를 올려놓아 샌드위치 유리판넬을 만든다. 이를 750-800℃까지 올려준후 서냉점까지 소성로 내의 온도를 내린후 소성로속에서 자연냉각 시켜 주는 것을 특징으로 하는 유리판재의 제조방법을 제시하고 있다. In addition, Korean Patent Publication No. 2000-0054795 (2000. 09. 05), shredded transparent glass 1-10 mm, colored glass 1-5 mm size and mixed well in a weight ratio of 1: 2 and then 100x300 A method of manufacturing a glass tile by applying a lozenge-shaped adhesive on a plate glass having a size of ㎜ and a thickness of 3㎜, arranging the waste glass on it, putting it in an electric furnace, heating it to 880 ℃ for 3 hours, and then quenching it. In a similar manner, Korean Patent Laid-Open No. 2001-0044360 (2001. 06. 05) pointed out a problem with the manufacturing method of Korean Patent Publication No. 2000-0054795 (2000. 09. 05), After pulverizing, the glass powder having a size of 1 mm or less is mixed with the pigment for low-concentration ceramics fired at 750-800 ° C., and then coated or laminated with various colors on a glass plate of the same composition with an appropriate thickness. Again glass plates of the same composition Place the sandwiches make up the glass panel. After raising the temperature to 750-800 ℃ and lowering the temperature in the kiln to the slow cooling point is proposed a method of manufacturing a glass plate material characterized in that the natural cooling in the kiln.
이외에도 한국특허 공고 특1984-0001885호에는 도자타일 조성의 물질과 유리를 혼합하여 도자기와 유리의 특성을 살린 타일을 제조하는 방법이 있으며, 판유리를 타일규격으로 재단후 이를 면취가공하여 인쇄후 700℃ 에서 10분간 강화시켜 제조하는 방법(한국특허 공개 특 2001-0000190호)도 알려져 있다.In addition, Korean Patent Publication No. 1984-0001885 has a method of manufacturing a tile utilizing ceramic and glass materials by mixing materials and glass of ceramic tile composition. It is also known to prepare for 10 minutes intensified (Korean Patent Laid-Open No. 2001-0000190).
그러나, 상술한 종래 방법들의 공통적인 특징은 거의 모든 공정이 수작업을 필요로 하고, 특히 용융법에 의한 제조방법은 유리 용융로를 항상 유리의 용융점 이상을 유지해야 하기 때문에, 에너지 비용 및 유지 비용이 추가로 필요하고, 하나의 용융로에서 다양한 색상의 제품을 제조할 때에는 안료 오염에 의한 품질이 저하되는 등, 원재료로서 폐유리를 이용함에도 불구하고 하나의 제품을 제조하기 위해서는 많은 시간과 인원이 소요되어, 제품을 상용화하는 것이 어려웠다.However, the common feature of the above-mentioned conventional methods is that almost all processes require manual work, and in particular, the manufacturing method by the melting method adds energy and maintenance costs because the glass melting furnace must always maintain the glass melting point or more. When manufacturing products of various colors in one melting furnace, the quality due to pigment contamination is deteriorated, and even though waste glass is used as a raw material, it takes a lot of time and personnel to manufacture one product. It was difficult to commercialize the product.
이에, 본 발명의 목적은 상기 공정의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 폐유리로부터 자동화 공정이 가능한 유리타일의 제조방법을 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for producing a glass tile that can be devised to solve the problems of the process, which is an automated process from waste glass.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 폐유리를 사용하여 종래의 공정에서는 나타낼 수 없는 다양한 색상과 문양을 가진 제품을 생산하여 국가적으로는 환경오염을 방지하고 업체로서는 경쟁력 있는 유리타일의 제품을 제공하는 것이다.In addition, another object of the present invention to produce a product having a variety of colors and patterns that can not be represented in the conventional process using waste glass to prevent environmental pollution in the country and to provide a product of competitive glass tile as a company will be.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 (1) 폐유리를 분쇄하여 분말화한 다음, 바인더와 안료를 첨가하여 타일 소재를 제조하는 단계와, (2) 상기 타일 소재를 금형에 넣고 압력을 가하여 형상화하는 성형 단계와, (3) 상기 성형된 타일을 폐유리의 연화점 부근에서 가열하는 열처리 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐유리를 이용한 유리 타일의 제조방법를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention comprises the steps of (1) pulverizing the waste glass to powder, and then adding a binder and a pigment to prepare a tile material, and (2) putting the tile material in a mold and pressure Forming by adding a shaping step, and (3) provides a method for producing a glass tile using the waste glass, characterized in that it comprises a heat treatment step of heating the molded tile near the softening point of the waste glass.
또 다른 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 상기 방법으로 제조된 폐유리를 이용한 유리 타일을 제공한다.In order to achieve another object, the present invention provides a glass tile using the waste glass produced by the above method.
이와같은, 본 발명은 종래의 폐유리를 이용한 유리 타일 제조공정이 필수적인 수작업 공정으로 인한 대량생산의 문제점을 해소하여 자동화할 수 있는 조건을 충족할 수가 있다.As such, the present invention can satisfy the conditions that can be automated by solving the problem of mass production due to the manual process, which is required for the conventional glass tile manufacturing process using waste glass.
본 발명에서는 이화학용 유리인 붕규산계 유리뿐 아니라 일반 판유리용 소다라임계 등 모든 유리들의 사용이 가능하다.In the present invention, not only borosilicate glass, which is glass for chemistry, but also all glass such as soda-lime system for general flat glass can be used.
또한, 본 발명의 유리타일은 색상이 다양하고 화려하며 투명도 및 광택도가 좋고 물을 흡수 하지 않기 때문에 동파에 강하고 얼룩이지지 않는다. 그리고, 화학적 침식에 강하여, 소색되거나 변색되지 않기 때문에 욕실 및 수영장등에 사용할 수 있다.In addition, the glass tile of the present invention is strong in freezing and stain-free because it has a variety of colors, colorful, transparency and gloss and does not absorb water. In addition, it is resistant to chemical erosion and can be used in bathrooms and swimming pools because it does not discolor or discolor.
먼저, 본 발명의 유리타일 제조방법에 있어서, 폐유리에서 타일 소재 분말을 만들기 위해 건식분쇄와 습식분쇄방법을 사용한다.First, in the glass tile manufacturing method of the present invention, dry grinding and wet grinding methods are used to make tile material powder from waste glass.
건식분쇄 방법의 경우, 폐유리를 분쇄하고 바인더와 안료를 첨가하여 완성된 타일 소재의 분말 입경이 45∼600㎛이 되도록 하며, 바람직하게는 75∼400㎛이 바람직하다. 이는 상기 분말 입경이 45㎛ 이하인 경우에는 자동화 공정에서 유동성이 저하되어 금형내의 충진성이 떨어지며, 입경이 600㎛ 이상인 경우에는 폐유리의 알갱이가 커서 성형하기가 곤란하기 때문이다.In the dry grinding method, the waste glass is pulverized and a binder and a pigment are added so that the powder particle size of the finished tile material is 45 to 600 µm, preferably 75 to 400 µm. This is because when the particle size of the powder is 45 μm or less, the fluidity is decreased in the automated process, and thus the filling property in the mold is decreased. When the particle size is 600 μm or more, the grains of the waste glass are difficult to be molded.
습식분쇄 방법을 이용할 경우에는 주로 상기 건식분쇄방식보다 미세하고 작업성이 우수한 타일 소재 분말을 제조할 경우 사용되는 데, 직접 폐유리와 물을 넣고 분쇄하는 것 보다는, 먼저 폐유리를 건식 분쇄의 방법으로 일정크기의 입자가 되게 분쇄한 다음, 상기 폐유리 입자를 다시 물과 함께 분쇄하는 것이 바람직하다. 그런다음, 상기 물과 분쇄된 폐유리 슬러리에 바인더와 안료를 첨가하고 분무건조기 통해 분무하고 건조하여 타일 소재 분말을 완성하는 것이다. 이때, 상기 입자는 분무 건조기의 노즐 크기에 따라 크기를 조절할 수 있는 데, 입경을 45∼150㎛이 되게 한다. 이는 상기 분말의 입경이 150㎛ 이상일 경우에는 충진밀도가 떨어져 간도가 저하되는 현상이 나타나기 때문이다.In the case of using the wet grinding method, it is mainly used to produce a finer and more workable tile material powder than the dry grinding method. Instead of directly crushing the waste glass and water, the waste glass is first pulverized. It is preferable to grind to a particle of a predetermined size, and then to crush the waste glass particles again with water. Then, binder and pigment are added to the water and pulverized waste glass slurry, and then sprayed and dried through a spray dryer to complete the tile material powder. At this time, the particles can be adjusted according to the size of the nozzle of the spray dryer, the particle diameter is 45 ~ 150㎛. This is because when the particle size of the powder is 150 μm or more, the filling density is lowered and the intermittence decreases.
상기 타일 소재 분말에 첨가되는 바인더는 폴리비닐 알코올, 폴리비닐 부티랄, 또는 디 에틸렌 글리콜의 유기바인더를 사용하는 것이 바람직하다.As the binder added to the tile material powder, it is preferable to use an organic binder of polyvinyl alcohol, polyvinyl butyral, or diethylene glycol.
그리고, 안료는 아연, 티탄, 납, 철, 구리,크롬, 바나듐, 지르코늄 등의 금속 산화물을 착색제로 사용하는 세라믹 안료가 바람직한데, 이에 한정되는 것은 아니다.In addition, the pigment is preferably a ceramic pigment using a metal oxide such as zinc, titanium, lead, iron, copper, chromium, vanadium, zirconium as a colorant, but is not limited thereto.
한편, 완성된 타일 소재 분말은 압력을 가하여 성형을 하고, 소성로에서 열처리를 하는데, 본 발명은 사용된 폐유리의 연화점 온도 부근에서 소성하는 것을 특징으로 한다. 이는 미세한 분말로 된 폐유리들을 사용하여 용융되기 시작되는 연화점 온도에서도 유리 타일의 제조가 가능해졌기 때문이다.On the other hand, the finished tile material powder is molded by applying pressure, and the heat treatment in the kiln, the present invention is characterized in that the firing near the softening point temperature of the used waste glass. This is because glass tiles can be produced even at softening point temperatures that begin to melt using fine powdered waste glass.
이때, 유리의 연화점 온도는 유리의 종류에 따라 다르므로 750∼950℃에서 가열하는 것이 바람직한데, 이는 일반적으로 판 유리인 경우에는 연화점 온도가 750℃ 전후이고, 특수광학유리는 이보다 높은 950℃ 전후가 연화점 온도이기 때문이다.At this time, since the softening point temperature of the glass is different depending on the type of glass, it is preferable to heat the glass at 750 to 950 ° C. In general, in the case of plate glass, the softening point temperature is around 750 ° C and the special optical glass is around 950 ° C. Is the softening point temperature.
이상과 같이, 본 발명은 폐유리를 원하는 입자크기로 분쇄후 다양한 색상의 안료를 첨가하여 압력을 가해 원하는 모양으로 성형한 후, 연화점 부근의 온도에서 열처리하는 단계로 이루어진 유리 타일의 제조방법을 제공하고, 이를 자동화 공정에 적용할 수 있게 함으로써, 종래 공정에서는 나타낼 수 없는 다양한 색상과 문양을 가지면서도 환경친화적이고, 경쟁력 있는 유리 타일의 제품을 제공하는 효과가 있다.As described above, the present invention provides a method for producing a glass tile consisting of the step of pulverizing the waste glass to the desired particle size, adding a pigment of various colors to form a desired shape by applying pressure, and then heat-processing at a temperature near the softening point. And, by allowing it to be applied to an automated process, there is an effect of providing a product of environmentally friendly, competitive glass tiles while having a variety of colors and patterns that can not be represented in the conventional process.
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| E90F | Notification of reason for final refusal | ||
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