KR100821963B1 - Process for molding formative glass using ceramic fiber - Google Patents

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Abstract

A method for forming a formative glass using ceramic fiber is provided to express various steric patterns delicately and form a steric pattern very simply by using the ceramic fiber. A method for forming a formative glass using ceramic fiber includes the steps of: (1) manufacturing a ceramic fiber mold having a desired steric pattern by attaching/detaching ceramic fiber to/from the surface of a fire-resistant plate; (2) putting the ceramic fiber mold into a furnace of which the cover is opened; (3) applying a release agent onto the ceramic fiber mold, and putting glass on the coated layer; (4) performing a first heat treatment at 100-200 °C in the furnace of which the cover is opened; (5) closing the furnace with the cover, and performing a second heat treatment at 700-820 °C; and (6) naturally cooling the glass in the furnace, separating the glass from the ceramic fiber mold, and removing the release agent attached to the glass.

Description

세라믹섬유를 이용한 조형유리 성형방법{Process for molding formative glass using ceramic fiber}Process for molding formative glass using ceramic fiber

본 발명은 고온에서 균열과 뒤틀림이 발생하지 않는 세라믹섬유(ceramic fiber)를 이용하여 다양한 입체무늬를 섬세하게 표현할 수 있을 뿐만 아니라 입체무늬를 아주 간편하게 형성할 수 있는 세라믹섬유를 이용한 조형유리 성형방법에 관한 것이다.The present invention provides a method for molding glass using ceramic fibers that can not only express various three-dimensional patterns delicately but also form three-dimensional patterns very simply using ceramic fibers that do not cause cracks and distortions at high temperatures. It is about.

일반적으로 실내 인테리어의 발전에 맞추어 건축자재로서 다양한 입체무늬가 형성된 유리가 사용되고 있으며, 이와 같은 조형유리는 아트월(art wall), 파티션(partition), 유리문(glass door) 및 유리타일(glass tile) 등의 다양한 제품으로 생산되고 있다.In general, glass with various three-dimensional patterns is used as a building material in accordance with the development of the interior of the interior, such a molding glass art wall (partition), glass door (glass door) and glass tile (glass tile) It is produced in various products such as.

유리의 표면에 무늬를 성형하기 위하여 석고판이나 금속판의 표면에 원하는 무늬를 조각하여 형틀을 성형하고 형틀 위에 판유리를 얹은 상태에서 배면을 가열하여 판유리에 입체무늬를 형성하는 방법과, 가열로 내에 석면분말을 채워 넣고 표면을 고른 후 그 위에 무늬를 조각하여 석면분말 형틀을 제조하고 석면분말 형틀 위에 판유리를 얹고 가열하여 판유리에 무늬를 형성하는 방법 등이 사용되었으나, 석고판은 고열에서 쉽게 균열이 발생하여 반복 사용이 곤란하며, 금속판은 유리와 냉각속도에 현저한 차이가 있어 냉각 중에 유리가 파괴되기 쉽고 가격이 비쌀 뿐만 아니라 금속판에 무늬를 조각하는데 어려움이 따르며, 석면분말은 형성된 무늬가 쉽게 무너져 성형된 유리의 무늬가 선명하지 않고 석면분말의 분산으로 인해 환경오염의 원인이 될 수 있다.In order to form a pattern on the surface of glass, a desired pattern is sculpted on the surface of a plaster board or a metal plate to form a mold, and a three-dimensional pattern is formed on the plate glass by heating the back while the plate glass is placed on the mold. Filled with powder, the surface was sculpted, and the pattern was sculpted to form an asbestos powder mold. A plate glass was placed on the asbestos powder mold and heated to form a pattern on the plate glass. As it is difficult to repeat use, the metal plate has a remarkable difference in glass and cooling rate, so that glass is easily broken during cooling and expensive, and it is difficult to engrave a pattern on the metal plate. Asbestos powder is easily collapsed and formed. Glass pattern is not clear and asbestos powder dispersion causes environmental pollution. Can.

그리하여 최근에는 세라믹보드에 다양한 무늬를 조각하고 그 위에 유리를 올려놓고 가열하는 성형방법이 사용되고 있다.Therefore, in recent years, a molding method of carving various patterns on a ceramic board, placing a glass on it, and heating it is used.

그러나, 세라믹보드를 이용한 유리 성형방법은, 세라믹보드에 무늬를 조각하는데 많은 시간이 소요되고, 입체무늬를 형성하기 위해서는 세라믹보드가 두꺼워야 하며, 많은 부분을 조각해내야 하는 불편함이 있고, 입체무늬를 자유롭게 성형할 수도 없는 문제점이 있었다.However, the glass molding method using the ceramic board, it takes a lot of time to sculpt the pattern on the ceramic board, to form a three-dimensional pattern, the ceramic board has to be thick, inconvenient to engrave a lot of parts, three-dimensional There was a problem that can not be freely molded pattern.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 고온에서 균열과 뒤틀림이 발생하지 않는 세라믹섬유(ceramic fiber)를 이용하여 다양한 입체무늬를 섬세하게 표현할 수 있을 뿐만 아니라 입체무늬를 아주 간편하게 형성할 수 있는 세라믹섬유를 이용한 조형유리 성형방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the problems described above, by using a ceramic fiber (ceramic fiber) does not occur cracks and distortion at high temperature can not only express a variety of three-dimensional patterns delicately but also very simple to form a three-dimensional pattern It is an object of the present invention to provide a molding glass molding method using ceramic fibers.

또한, 소성로를 폐쇄하고 유리 성형을 위한 가열을 할 때 세라믹섬유, 유리 또는 공기 중에 포함된 수증기가 갑자기 증발하여 유리의 표면을 거칠게 하는 것을 방지하기 위하여 덮개가 개방된 소성로에서 100∼200℃의 온도로 1차 열처리하는데 다른 목적이 있다.In addition, a temperature of 100 to 200 ° C. in an open kiln to prevent the vapors contained in ceramic fibers, glass, or air from suddenly evaporating to roughen the surface of the glass when the kiln is closed and heated for forming the glass. There is another purpose for primary heat treatment.

본 발명의 세라믹섬유를 이용한 조형유리 성형방법은, 내화성 평판 위에 세라믹섬유를 덧붙이거나 세라믹섬유 평판의 표면에서 세라믹섬유를 떼어내어 원하는 입체무늬가 형성된 세라믹섬유 성형틀을 제조하는 제1단계; 세라믹섬유 성형틀을 덮개가 개방된 소성로에 넣는 제2단계; 세라믹섬유 성형틀 위에 이형재를 도포하고, 유리를 올려놓는 제3단계; 덮개가 개방된 소성로에서 100∼200℃의 온도로 1차 열처리하는 제4단계; 덮개로 소성로를 폐쇄하고, 700∼820℃의 온도로 2차 열처리하는 제5단계; 및 소성로 내에서 유리를 자연냉각시킨 후 세라믹섬유 성형틀에서 유리를 분리하고 유리에 붙은 이형재를 제거하는 제6단계를 포함한다.Molding glass molding method using the ceramic fiber of the present invention, the first step of adding a ceramic fiber on the refractory plate or to remove the ceramic fiber from the surface of the ceramic fiber plate to produce a ceramic fiber molding frame having a desired three-dimensional pattern; A second step of inserting the ceramic fiber forming mold into the open kiln; A third step of applying a release material on the ceramic fiber forming mold and placing glass on the ceramic fiber mold; A fourth step of performing a first heat treatment at a temperature of 100 to 200 ° C. in a kiln with the cover open; A fifth step of closing the firing furnace with a cover and performing a second heat treatment at a temperature of 700 to 820 ° C .; And a sixth step of naturally cooling the glass in the firing furnace, separating the glass from the ceramic fiber forming mold, and removing the release material adhered to the glass.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail. In describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the related well-known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 세라믹섬유를 이용한 조형유리 성형방법의 제1단계는, 세라믹섬유 성형틀을 제조하는 공정으로서, 세라믹보드, 석고몰드, 세라믹섬유 평판 등의 내화성 평판 위에 세라믹섬유를 덧붙여 입체무늬를 형성할 수 있고, 내화성 평판으로 세라믹섬유 평판이 사용될 경우에는 표면에서 세라믹섬유를 떼어내어 원하는 입체무늬를 형성할 수 있다. 세라믹섬유 평판의 표면에서 세라믹섬유를 떼어낼 때에 손으로 직접 할 수 있고, 조각도 또는 조각끌 등의 도구를 사용할 수도 있다.The first step of the molding glass molding method using a ceramic fiber according to a preferred embodiment of the present invention, a process for producing a ceramic fiber molding frame, by adding ceramic fibers on a refractory plate such as ceramic board, gypsum mold, ceramic fiber flat plate The three-dimensional pattern can be formed, and when the ceramic fiber flat plate is used as the fire resistant flat plate, the ceramic fiber can be removed from the surface to form a desired three-dimensional pattern. When the ceramic fiber is removed from the surface of the ceramic fiber flat plate, it can be done by hand, or a tool such as engraving or chisel can be used.

이때, 세라믹섬유로는 내화재, 단열재, 밀봉(sealing)재, 패킹(packing)재 또는 흡음재로 주로 사용되는 세라크울(cerak wool)을 이용할 수 있고, 세라크울은 고순도의 실리카(SiO2)와 알루미나(Al2O3)로 되어 있으며, 섬유굵기는 3㎛, 충진밀도는 0.15∼0.25g/㎤, 진비중은 2.7, 입자함유율은 10%(at 70 mesh) 이하의 특성을 지니고 있다.At this time, the ceramic fibers may be used for three Lac wool (cerak wool) which is mainly used as a refractory, heat insulating material, a sealing (sealing) material, a packing (packing) material or a sound absorbing material, three plaque wool of high-purity silica (SiO 2) And alumina (Al 2 O 3 ), the fiber thickness is 3㎛, the filling density is 0.15 ~ 0.25g / ㎝, the specific gravity is 2.7, the particle content is less than 10% (at 70 mesh).

이와 같이 세라믹섬유로 성형틀을 제조할 경우에는 입체무늬를 형성하는 것이 아주 간편하고, 짧은 시간 내에 섬세한 입체무늬가 형성된 성형틀을 제조할 수 있다.As described above, in the case of manufacturing a molding die from ceramic fibers, it is very simple to form a three-dimensional pattern, and a molding mold having a delicate three-dimensional pattern can be manufactured in a short time.

제2단계는 세라믹섬유 성형틀을 덮개가 개방된 소성로에 넣는 공정으로, 소성로는 상부가 덮개를 통해 개방되고, 측벽 및 하부벽이 단열재로 마감되며, 덮개는 소성로의 측벽에 개폐문의 형태로 설치될 수도 있다.The second step is to insert the ceramic fiber forming mold into the open kiln, the kiln is opened through the cover, the side wall and the bottom wall is finished with heat insulating material, the cover is installed in the form of an opening door on the side wall of the kiln May be

세라믹섬유 성형틀 위에 이형재를 도포하고, 이형재가 도포된 세라믹섬유 성형틀 위에 유리를 올려놓는다(제3단계). 이때, 이형재로는 알루미늄 옥사이드(Aluminium Oxide)분말, 세라믹분말 등이 사용될 수 있으며, 이형재는 60∼150 mesh의 입자크기를 가지고 1∼5㎜의 두께로 도포하는 것이 일반적이나, 조형유리의 투명도에 따라 다양한 입자크기의 이형재를 다양한 두께로 도포할 수도 있다. 이형재는 소성로에서 전혀 용융되지 않으므로 여러 차례 반복사용이 가능하고, 냉각된 후에는 유리를 세라믹섬유 성형틀에서 쉽게 분리되게 한다.The release material is applied onto the ceramic fiber mold, and the glass is placed on the ceramic fiber mold to which the release material is applied (third step). In this case, as the release material, aluminum oxide (aluminum oxide) powder, ceramic powder, etc. may be used. The release material generally has a particle size of 60 to 150 mesh and is applied to a thickness of 1 to 5 mm. Accordingly, release materials of various particle sizes may be applied in various thicknesses. The release material does not melt at all in the kiln, so it can be used repeatedly for many times. After cooling, the glass is easily separated from the ceramic fiber mold.

한편, 제3단계에서 내화성 평판을 대신하여 금속판이 사용될 경우에는 이형재의 두께를 두껍게 함으로써, 냉각시에 금속 성형틀과 유리의 냉각속도 차이에 따른 균열발생을 이형재가 억제하는 역할을 하게 된다.On the other hand, when the metal plate is used in place of the refractory plate in the third step by increasing the thickness of the release material, the release material serves to suppress the occurrence of cracks due to the difference in the cooling rate of the metal mold and the glass during cooling.

덮개가 개방된 소성로에서 100∼200℃의 온도로 1차 열처리하는 제4단계에 의하여 세라믹섬유 성형틀, 유리 또는 공기 중에 포함된 수증기가 증발하여 배출된다. 이때, 1차 열처리하는 시간은 주위 환경의 습도에 따라 달라질 수 있으나, 일반적으로 10∼20분 동안 실시될 것이다. 만약 상기와 같은 1차 열처리 없이 바로 소성로에서 유리 성형이 이루어진다면, 세라믹섬유 성형틀, 유리 또는 공기 중에 포함된 수증기가 갑작스럽게 증발하여 유리의 표면에 기포 자국이 남게 되어 표면이 매끄럽게 성형되지 않는 문제점이 발생할 것이다.Water vapor contained in the ceramic fiber mold, glass, or air is evaporated and discharged by the fourth step of performing the first heat treatment at a temperature of 100 to 200 ° C. in the open kiln. In this case, the first heat treatment time may vary depending on the humidity of the surrounding environment, but will generally be performed for 10 to 20 minutes. If the glass is formed directly in the kiln without the first heat treatment as described above, the water vapor contained in the ceramic fiber mold, glass or air may suddenly evaporate, leaving bubbles on the surface of the glass, and thus the surface may not be formed smoothly. This will happen.

1차 열처리 후에는 덮개를 닫고 소성로를 폐쇄하여 700∼820℃의 온도로 2차 열처리하는 제5단계를 실시하게 된다. 2차 열처리하는 동안 유리는 세라믹섬유 성형틀의 형상으로 주저앉게(slumping) 되어 유리에 입체무늬가 성형되는 것이다. 2차 열처리하는 시간은 유리에 성형되는 입체무늬의 복잡성과 유리의 두께에 따라 결정될 것이고, 섬세한 입체무늬 성형을 위하여 일반적으로 200∼250분 동안 실시될 것이다.After the first heat treatment, the fifth step of performing a second heat treatment at a temperature of 700 to 820 ° C. by closing the cover and closing the firing furnace is performed. During the second heat treatment, the glass is slumped into the shape of the ceramic fiber mold to form a three-dimensional pattern on the glass. The time for the second heat treatment will depend on the complexity of the three-dimensional pattern to be formed on the glass and the thickness of the glass and will generally be carried out for 200 to 250 minutes for fine three-dimensional pattern formation.

제6단계는 소성로 내에서 유리를 자연냉각시킨 후 세라믹섬유 성형틀에서 유 리를 분리하고 유리에 붙은 이형재를 제거하는 공정이다. 이때, 입체무늬가 형성된 부분의 유리가 서로 다른 속도로 냉각되어 균열되거나 변형될 수 있으므로, 자연냉각은 소성로를 폐쇄한 상태로 이루어지다가 소성로의 내부온도가 약 100℃이하가 되면서부터 덮개를 서서히 개방하는 것이 바람직하다.The sixth step is a process of naturally cooling the glass in the kiln, separating the glass from the ceramic fiber forming mold and removing the release material adhered to the glass. At this time, since the glass of the three-dimensional patterned portion may be cooled at different speeds and cracked or deformed, the natural cooling is performed in a state in which the kiln is closed, and then the lid is gradually opened while the temperature of the kiln is lower than about 100 ° C. It is desirable to.

제6단계가 완료되면, 유리를 도색하고, 100∼200℃의 온도로 열착색하는 제7단계를 실시하여 입체무늬에 원하는 색상을 구비할 수 있다.When the sixth step is completed, the glass may be painted, and the seventh step of thermal coloring at a temperature of 100 to 200 ° C. may be performed to provide a desired color in the three-dimensional pattern.

상기와 같은 방법에 의해 완성된 조형유리는 소성로 내에서 세라믹섬유가 균열되거나 뒤틀리지 않으므로 입체무늬가 섬세하고 표면이 매끈하여 성형되어 아트월(art wall), 파티션(partition), 유리문(glass door) 및 유리타일(glass tile) 등의 다양한 제품으로 활용이 가능하다.Molded glass completed by the above method is molded in the three-dimensional pattern and smooth surface because the ceramic fiber does not crack or warp in the kiln, art wall, partition, glass door And a variety of products such as glass tiles.

이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical spirit of the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains may make various modifications and changes without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be interpreted by the claims below, and all technical ideas within the scope of the claims should be construed as being included in the scope of the present invention.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 고온에서 균열과 뒤틀림이 발생하지 않는 세라믹섬유를 이용하여 다양한 입체무늬를 섬세하게 표현할 수 있고, 입체무늬를 아주 간편하게 형성할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, various three-dimensional patterns can be delicately expressed using ceramic fibers which do not generate cracks and distortions at high temperatures, and the three-dimensional patterns can be formed very simply.

또한, 덮개가 개방된 소성로에서 100∼200℃의 온도로 1차 열처리하여 세라믹섬유, 유리 또는 공기 중에 포함된 수증기를 먼저 증발시킨 후에 소성로를 폐쇄하고 유리 성형을 위한 2차 열처리를 하게 되므로 세라믹섬유, 유리 또는 공기 중에 포함된 수증기가 갑자기 증발하여 유리의 표면을 거칠게 하는 것을 방지하는 효과도 있다.In addition, the first heat treatment at a temperature of 100 ~ 200 ℃ in the open kiln for the cover to evaporate the water vapor contained in the ceramic fiber, glass or air first, then close the kiln and the second heat treatment for glass molding ceramic fiber In addition, there is also an effect of preventing the vapor of water contained in the glass or air to suddenly evaporate to rough the surface of the glass.

Claims (3)

내화성 평판 위에 세라믹섬유를 덧붙이거나 세라믹섬유 평판의 표면에서 세라믹섬유를 떼어내어 원하는 입체무늬가 형성된 세라믹섬유 성형틀을 제조하는 제1단계;Adding a ceramic fiber on the refractory plate or removing the ceramic fiber from the surface of the ceramic fiber plate to produce a ceramic fiber forming mold having a desired three-dimensional pattern; 상기 세라믹섬유 성형틀을 덮개가 개방된 소성로에 넣는 제2단계;A second step of inserting the ceramic fiber mold into a kiln with the cover open; 상기 세라믹섬유 성형틀 위에 이형재를 도포하고, 유리를 올려놓는 제3단계;A third step of applying a release material on the ceramic fiber forming mold and placing glass on the ceramic fiber mold; 덮개가 개방된 상기 소성로에서 100∼200℃의 온도로 1차 열처리하는 제4단계;A fourth step of performing a first heat treatment at a temperature of 100 to 200 ° C. in the kiln with the cover open; 상기 덮개로 상기 소성로를 폐쇄하고, 700∼820℃의 온도로 2차 열처리하는 제5단계; 및A fifth step of closing the firing furnace with the cover and performing a second heat treatment at a temperature of 700 to 820 ° C .; And 상기 소성로 내에서 상기 유리를 자연냉각시킨 후 상기 세라믹섬유 성형틀에서 상기 유리를 분리하고 상기 유리에 붙은 이형재를 제거하는 제6단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹섬유를 이용한 조형유리 성형방법.And a sixth step of separating the glass from the ceramic fiber forming mold and removing the release material adhered to the glass after naturally cooling the glass in the firing furnace. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제4단계의 1차 열처리는 10∼20분 동안 실시하고,The first heat treatment of the fourth step is carried out for 10 to 20 minutes, 상기 제5단계의 2차 열처리는 200∼250분 동안 실시하며,The second heat treatment of the fifth step is carried out for 200 to 250 minutes, 상기 제6단계의 자연냉각은 상기 소성로를 폐쇄한 상태로 이루어지다가 상기 소성로의 내부온도가 100℃가 되면서부터 상기 덮개를 서서히 개방하는 것을 특징으로 하는 세라믹섬유를 이용한 조형유리 성형방법.The natural cooling of the sixth step is made in a state in which the firing furnace is closed, the molding glass molding method using ceramic fibers, characterized in that the cover is gradually opened from the inner temperature of the firing furnace is 100 ℃. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 제6단계가 완료되면, 상기 유리를 도색하고, 100∼200℃의 온도로 열착색하는 제7단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹섬유를 이용한 조형유리 성형방법.When the sixth step is completed, the glass and the glass molding method using a ceramic fiber, characterized in that it comprises a seventh step of thermal coloring at a temperature of 100 ~ 200 ℃.
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