KR101226625B1 - Manufacturing method of the glass tile by using refused coal ore - Google Patents

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KR101226625B1
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김진호
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강원대학교산학협력단
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Abstract

본 발명은 석탄폐석, 소다회, 규사, 파유리, 칼슘계 물질 및 마그네슘계 물질을 배합하여 혼합물을 만드는 원료 혼합단계; 상기 혼합물을 용융하는 용융단계; 상기 혼합물을 판형 유리로 성형하는 성형단계; 상기 판형 유리 상에 유약을 도포하는 유약 도포단계; 및 상기 판형 유리를 소성하는 소성단계를 포함하는 석탄폐석을 이용한 유리타일 제조방법을 제공한다. 이와 같이, 석탄폐석을 이용하여 유리타일을 제조함으로써, 자원을 재활용할 뿐만 아니라 종래의 유리타일 제조보다 제조공정을 간소화하고 제조비용을 절감할 수 있다.The present invention is a raw material mixing step of mixing coal waste-rock, soda ash, silica, cullet, calcium-based material and magnesium-based material to make a mixture; A melting step of melting the mixture; Molding the mixture into plate glass; Glaze coating step of applying a glaze on the plate-shaped glass; And it provides a glass tile manufacturing method using coal waste-rock comprising a firing step of firing the plate-shaped glass. As such, by manufacturing the glass tile using coal waste-rock, not only can resources be recycled, but the manufacturing process can be simplified and the manufacturing cost can be reduced compared to the conventional glass tile manufacturing.

Description

석탄폐석을 이용한 유리타일 제조방법{MANUFACTURING METHOD OF THE GLASS TILE BY USING REFUSED COAL ORE}MANUFACTURING METHOD OF THE GLASS TILE BY USING REFUSED COAL ORE}

본 발명은 석탄폐석을 이용한 유리타일 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 석탄폐석을 이용하여 유리타일을 제조함으로써, 자원을 재활용할 뿐만 아니라 종래의유리 타일 제조보다 제조공정을 간소화하고 제조비용을 절감할 수 있는 석탄폐석을 이용한 유리타일 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method of manufacturing a glass tile using coal waste-rock, and more particularly, by manufacturing a glass tile using coal waste-rock, it not only recycles resources but also simplifies the manufacturing process and reduces manufacturing costs than conventional glass tile production. It relates to a glass tile manufacturing method using coal waste-rock that can be reduced.

일반적으로, 우리나라 에너지 자원산업의 근간이 되어온 석탄산업은 국민 생활수준의 향상 및 청정연료의 공급증대로 인하여 그 역할이 많이 감소되었다. 이에 따라, 현재 가행 탄광의 수는 1988년 347개소에서 2004년도에는 9개소로 약 97.4%가 감소하였다. 또한, 석탄광의 개발에 따라 부수적으로 발생하는 석탄폐석이 그 동안 다량 발생되었으나, 마땅한 재활용 방법이 개발되지 않았고 단순 매립처리도 어려운 실정이어서, 탄광지역 주변에 야적된 상태로 방치되고 장기간 동안 근본적인 처리가 이루어지지 않았기 때문에 오늘날 주변경관 훼손과 함께 자연환경의 위해 요인으로 작용되고 있다.In general, the coal industry, which has been the basis of Korea's energy resource industry, has greatly reduced its role due to the improvement of the standard of living and the supply of clean fuel. As a result, the number of currently run coal mines decreased by 97.4% from 347 in 1988 to 9 in 2004. In addition, a large amount of coal waste-rock generated as a result of the development of coal mines has been generated in the past, but proper recycling methods have not been developed and simple landfilling is difficult. Because it is not done, it is acting as a detrimental factor of the natural environment with the damage of the surrounding landscape today.

석탄합리화 사업단이 조사 집계한 국내 석탄폐석 관련 자료에 의하면, 1989년부터 1993년까지 폐광된 석탄광의 경우 약 2억 톤의 폐석이 발생되어 적치되어 있고, 현재까지 가용해오고 있는 9개소의 탄광에서도 3,600만 톤의 석탄폐석이 발생되어 적치되어 있는 것으로 보고되고 있다.According to domestic coal waste-rock data collected and analyzed by the Coal Rationalization Project, about 200 million tons of waste-rock has been generated in coal mines that were abandoned from 1989 to 1993, and there have been 9 coal mines available. It has been reported that 36 million tonnes of coal waste-rock has been generated and deposited.

그 동안 폐자원에 대한 재활용 연구는 주로 화력발전소에서 발생하는 석탄회나 하수 슬러지 등을 이용하여 인공경량골재를 제조하는 연구로 국한되어, 버려진 석탄폐석의 경우는 주변경관 훼손과 환경 오염 및 이의 처리 비용 등의 문제점을 지니고 있다.In the meantime, the recycling of waste resources has been limited to the study of manufacturing artificial light aggregate using coal ash and sewage sludge from coal-fired power plant. Has problems such as;

한편, 종래의 타일제품은 판유리의 이면에 칼라 안료를 코팅하거나 인쇄하여 제조되는 단순 모자이크 형태의 제품이 대부분이었다. 또한, 이러한 타일을 제조하기 위해서는 발색 원료를 유리 원료에 혼합하고, 이를 고온에서 용융시켜 칼라 유리를 만든 다음 성형하게 되는데, 이는 용해로에서 1500℃ 이상의 고온 용융을 필요로 하기 때문에 제조비용이 많이 들고 제조공정이 복잡한 문제가 있었다.
On the other hand, the conventional tile products are mostly products of the simple mosaic form produced by coating or printing a color pigment on the back of the plate glass. In addition, in order to manufacture such a tile, a color raw material is mixed with a glass raw material and melted at a high temperature to make a colored glass, and then molded, which requires a high temperature melting of 1500 ° C. or higher in a melting furnace, which is expensive and manufactured. The process had a complicated problem.

본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 석탄폐석을 이용하여 유리타일을 제조함으로써, 자원을 재활용할 뿐만 아니라 종래의 유리타일 제조보다 제조공정을 간소화하고 제조비용을 절감할 수 있는 석탄폐석을 이용한 유리타일 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.
The present invention, in order to solve the problems of the prior art, by producing a glass tile using coal waste-rock, not only to recycle resources but also to simplify the manufacturing process and reduce the manufacturing cost than conventional glass tile production An object of the present invention is to provide a glass tile manufacturing method.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 석탄폐석을 이용한 유리타일 제조방법은, 석탄폐석, 소다회, 규사, 파유리, 칼슘계 물질 및 마그네슘계 물질을 배합하여 혼합물을 만드는 원료 혼합단계; 상기 혼합물을 용융하는 용융단계; 상기 혼합물을 판형 유리로 성형하는 성형단계; 상기 판형 유리 상에 유약을 도포하는 유약 도포단계; 및 상기 판형 유리를 소성하는 소성단계를 포함한다.In order to achieve the above object, the glass tile manufacturing method using coal waste-rock according to the present invention, a raw material mixing step of mixing the coal waste-rock, soda ash, silica sand, cullet, calcium-based material and magnesium-based material to make a mixture; A melting step of melting the mixture; Molding the mixture into plate glass; Glaze coating step of applying a glaze on the plate-shaped glass; And a firing step of firing the plate glass.

본 발명에서, 상기 석탄폐석은 선탄폐석일 수 있다.In the present invention, the coal waste-rock may be a hard coal.

본 발명에서, 상기 선탄폐석은 일반 선탄경석 또는 쉘 선탄경석일 수 있다.In the present invention, the pulverized coal stone may be a normal coal ore or shell ore.

본 발명에서, 상기 칼슘계 물질은 탄산칼슘, 황산칼슘, 산화칼슘, 수산화칼슘 또는 석회석 중 어느 하나일 수 있다.In the present invention, the calcium-based material may be any one of calcium carbonate, calcium sulfate, calcium oxide, calcium hydroxide or limestone.

본 발명에서, 상기 마그네슘계 물질은 황산마그네슘, 탄산마그네슘, 산화마그네슘, 수산화마그네슘 또는 백운석 중 어느 하나일 수 있다.In the present invention, the magnesium-based material may be any one of magnesium sulfate, magnesium carbonate, magnesium oxide, magnesium hydroxide or dolomite.

본 발명에서, 상기 석탄폐석, 상기 소다회, 상기 칼슘계 물질, 상기 마그네슘계 물질, 상기 규사 및 상기 파유리는 각각, 5중량% 내지 70중량%, 5중량% 내지 30중량%, 5중량% 내지 20중량%, 0중량% 내지10중량%, 5중량% 내지 15중량%, 10중량% 내지 80중량%의 비율로 배합될 수 있다.In the present invention, the coal waste-rock, the soda ash, the calcium-based material, the magnesium-based material, the silica sand and the cullet, respectively, 5% to 70% by weight, 5% to 30% by weight, 5% by weight to 20 wt%, 0 wt% to 10 wt%, 5 wt% to 15 wt%, and 10 wt% to 80 wt%.

본 발명에서, 상기 용융단계는 1300℃ 내지 1700℃에서 0.5시간 내지 5시간 유지한 다음 서냉할 수 있다.In the present invention, the melting step may be 0.5 hours to 5 hours at 1300 ℃ to 1700 ℃ and then slowly cooled.

본 발명에서, 상기 판형 유리는 내화판을 이용하여 600℃ 내지 900℃ 승온 후 서냉하여 만들어질 수 있다.In the present invention, the plate-shaped glass may be made by slow cooling after heating to 600 ℃ to 900 ℃ using a fireproof plate.

본 발명에서, 상기 내화판은 바닥면에 요철이 형성되어 있을 수 있다.In the present invention, the fireproof plate may be formed with irregularities on the bottom surface.

본 발명에서, 상기 유약은 스프레이 코팅방식으로 도포될 수 있다.In the present invention, the glaze may be applied by a spray coating method.

본 발명에서, 도포된 상기 유약을 건조하는 건조단계를 더 포함할 수 있다.In the present invention, it may further comprise a drying step of drying the applied glaze.

본 발명에서, 상기 유약은 자연 건조될 수 있다.In the present invention, the glaze may be naturally dried.

본 발명에서, 상기 소성단계는 상기 판형 유리를 가마에 넣고 열처리하되, 30분 내지 3시간 동안 700℃ 내지 1000℃까지 승온하는 과정 및 승온 후 10분 내지 150분 동안 온도를 유지하는 과정을 포함할 수 있다.In the present invention, the firing step is to put the plate-shaped glass in the kiln and heat treatment, the process of raising the temperature to 700 ℃ to 1000 ℃ for 30 minutes to 3 hours and the process of maintaining the temperature for 10 minutes to 150 minutes after the temperature increase Can be.

본 발명에서, 상기 소성단계는, 상기 온도를 유지하는 과정 후 10분 내지 150분 동안 서냉시키는 과정을 더 포함할 수 있다.
In the present invention, the firing step may further include a slow cooling for 10 minutes to 150 minutes after the process of maintaining the temperature.

본 발명에 의하면, 석탄폐석을 유리화시킨 다음 이를 성형함으로써, 유리타일을 제조할 수 있다.According to the present invention, a glass tile can be produced by vitrifying coal waste-rock and then molding it.

또한, 본 발명에 의하면, 유리원료를 용융하고 판유리로 성형하여 만들어진 원판유리 대신 석탄폐석을 이용함으로써, 종래보다 유리타일 제조공정을 간소화시킬 수 있고, 이에 따라 제조비용 또한 절감할 수 있다.In addition, according to the present invention, by using coal waste-rock instead of the original glass made by melting the glass raw material and molded into plate glass, it is possible to simplify the glass tile manufacturing process than conventional, thereby reducing the manufacturing cost.

또한, 본 발명에 의하면, 버려지는 석탄폐석을 이용하여 유리타일을 제조함으로써, 자원을 재활용하는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, by producing a glass tile using the discarded coal waste-rock, there is an effect of recycling the resources.

또한, 본 발명에 의하면, 석탄폐석으로 인한 주변경관 훼손, 환경오염 문제를 해결할 수 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to solve the problem of environmental damage, environmental damage due to coal waste-rock.

또한, 본 발명에 의하면, 다양한 형상의 유리타일을 쉽게 간편하게 제조할 수 있다.
Moreover, according to this invention, the glass tile of various shapes can be manufactured easily simply.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 석탄폐석을 이용한 유리타일 제조방법을 공정순으로 나타낸 공정 순서도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선탄경석에 대한 TG/DTA 측정 결과를 나타낸 그래프이며,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 용융유리를 나타낸 사진이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 용융유리에 대한 X-ray 회절 패턴을 나타낸 그래프이며,
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 파유리의 배합 비율별 일반 선탄경석과 셀 선탄경석을 사용하여 제조된 유리의 투과율 측정 결과를 나타낸 그래프이고,
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 파유리의 배합 비율별 화학원료 및 광물원료를 사용하여 제조된 유리의 투과율 측정 결과를 나타낸 그래프이며,
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 파유리의 종류에 따른 투과율 측정 결과를 나타낸 그래프이고,
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 일반 선탄경석을 이용하여 제조된 유리의 색좌표이며,
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 선탄경석을 이용하여 제조된 유리의 색좌표이고,
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 유리의 열팽창계수를 나타낸 그래프이며,
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 성형단계를 나타낸 사진이고,
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 유약 도포단계를 나타낸 사진이며,
도 15a 내지 도 15b는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 유리타일을 나타낸 사진이고,
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 유리타일의 열적 특성 측정결과를 나타낸 그래프이다.
1 is a process flow chart showing a process for manufacturing a glass tile using coal waste-rock according to an embodiment of the present invention,
Figure 2 is a graph showing the TG / DTA measurement results for the hard coal pumice according to an embodiment of the present invention,
3 is a photograph showing a molten glass manufactured according to an embodiment of the present invention,
Figure 4 is a graph showing the X-ray diffraction pattern for the molten glass prepared according to an embodiment of the present invention,
5 and 6 are graphs showing the results of measurement of transmittance of glass prepared by using the general pumice pumice and cell pumice pumice according to the blending ratio of the cullet according to an embodiment of the present invention,
7 and 8 are graphs showing the results of measuring the transmittance of the glass prepared using the chemical raw materials and mineral raw materials according to the mixing ratio of the cullet according to an embodiment of the present invention,
9 is a graph showing a result of measuring transmittance according to the type of cullet according to an embodiment of the present invention,
10 is a color coordinate of the glass manufactured using the normal keel pumice stone according to an embodiment of the present invention,
11 is a color coordinate of the glass prepared using the cell hard pumice pumice according to an embodiment of the present invention,
12 is a graph showing the thermal expansion coefficient of the glass prepared according to an embodiment of the present invention,
13 is a photograph showing a molding step according to an embodiment of the present invention,
14 is a photograph showing the glaze application step according to an embodiment of the present invention,
15a to 15b is a photograph showing a glass tile manufactured according to an embodiment of the present invention,
16 is a graph showing the measurement results of the thermal properties of the glass tile manufactured according to an embodiment of the present invention.

상기 본 발명의 목적과 특징 및 장점은 첨부도면 및 다음의 상세한 설명을 참조함으로써 더욱 쉽게 이해될 수 있을 것이다.The objects, features and advantages of the present invention will be more readily understood by reference to the accompanying drawings and the following detailed description.

특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서 또는 출원에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.Specific structural or functional descriptions are merely illustrated for the purpose of describing embodiments in accordance with the concepts of the present invention, and embodiments in accordance with the concepts of the present invention may be embodied in various forms and described in the specification or the application. It should not be construed as limited to these.

본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The embodiments according to the concept of the present invention can make various changes and have various forms, so that specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in this specification or application. However, it should be understood that the embodiments according to the concept of the present invention are not intended to limit the present invention to specific modes of operation, but include all changes, equivalents and alternatives included in the spirit and scope of the present invention.

제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소들로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대, 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소는 제1 구성 요소로도 명명될 수 있다.The terms first and / or second etc. may be used to describe various components, but the components are not limited to these terms. The terms are for the purpose of distinguishing one component from other components only, for example, without departing from the scope of the rights according to the inventive concept, the first component may be named a second component, Similarly, the second component may also be referred to as the first component.

어떠한 구성 요소가 다른 구성 요소에 연결되어 있다거나 접속되어 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떠한 구성 요소가 다른 구성 요소에 직접 연결되어 있다거나 또는 직접 접속되어 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하기 위한 다른 표현들, 즉 ~사이에와 바로 ~사이에 또는 ~에 이웃하는과 ~에 직접 이웃하는 등의 표현도 마찬가지로 해석되어야 한다.When a component is referred to as being connected or connected to another component, it should be understood that there may be a direct connection or connection to that other component, but there may be other components in between. On the other hand, when a component is mentioned as being directly connected to or directly connected to another component, it should be understood that there is no other component in between. Other expressions for describing relationships between components, such as between and immediately between, or neighboring to and directly neighboring to, should be interpreted as well.

본 명세서에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. The terms including or having herein are intended to indicate that there is a feature, number, step, action, component, part, or combination thereof that is implemented, one or more other features or numbers, steps, actions, It should be understood that it does not exclude in advance the possibility of the presence or addition of components, parts or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전의 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in the commonly used dictionaries should be construed as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art, and are not construed in ideal or excessively formal meanings unless expressly defined herein. Do not.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like reference symbols in the drawings denote like elements.

도 1을 참고하면, 본 발명의 일 실시에에 따른 석탄폐석을 이용한 유리타일 제조방법은, 탄광에서 석탄 채취 시 발생되어 버려지는 석탄폐석을 이용하여 유리타일을 제조하는 방법으로, 원료 혼합단계(S1), 용융단계(S2), 성형단계(S3), 유약 도포단계(S4) 및 소성단계(S5)를 포함한다.
Referring to Figure 1, the glass tile manufacturing method using coal waste-rock according to an embodiment of the present invention, a method for producing a glass tile using coal waste-rock generated when coal is collected from coal mines, raw material mixing step ( S1), melting step (S2), forming step (S3), glaze applying step (S4) and firing step (S5).

먼저, 원료 혼합단계(S1)는 석탄폐석을 유리화시키기 위해 석탄폐석에 소다회, 규사, 파유리, 칼슘계 물질 및 마그네슘계 물질을 배합하여 혼합물을 만드는 단계이다. 이 단계에서 사용되는 석탄폐석은 선탄폐석일 수 있다.First, the raw material mixing step (S1) is a step of making a mixture by mixing soda ash, silica sand, cullet, calcium-based material and magnesium-based material in coal waste-rock to vitrify coal waste-rock. The coal waste-rock that is used in this step may be a bituminous waste-rock.

여기서, 석탄폐석은 발생 형태에 따라 굴진과정에서 배출된 굴진폐석(digging refuse)과 선탄과정에서 발생된 선탄폐석(coal-preparation refuse)으로 구분되는데, 선탄폐석은 다시 석탄폐석의 대부분을 차지하는 일반 선탄경석과 이보다 카본함량이 좀 더 많고 통상적으로 쉘(shell)이라 불리는 쉘 타입 선탄경석(이하, 쉘 선탄경석)이 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 일반 선탄경석과 쉘 선탄경석을 사용하였다.Here, the coal waste-rock is divided into digging refuse from the excavation process and coal-preparation refuse generated from the process of coal mining. Pumice and carbon content is higher than this and there is a shell type of hard pumice (hereinafter, shell pumice pumice) which is commonly called a shell. In one embodiment of the present invention was used a normal hard pumice and shell hard pumice.

표 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 일반 선탄경석과 쉘 선탄경석의 화학성분 분석치를 나타낸 것이다. 여기서, 표 및 도면에 표시되어 있는 약자는 하기와 같으므로, 이하, 하기의 약자를 사용하여 설명하기로 한다.Table 1 shows the chemical component analysis of the normal keel and pumice pumice pumice according to one embodiment of the present invention. Here, since the abbreviations shown in the tables and drawings are as follows, the following abbreviations will be described below.

(CN: 일반 선탄경석, CS: 쉘 선탄경석, CM: 화학원료, NM: 천연광물원료, W20: 20중량%의 백색 파유리, W40: 40중량%의 백색 파유리, G20: 20중량%의 녹색 파유리, G40: 40중량%의 녹색 파유리, B20: 20중량%의 갈색 파유리, B40: 40중량%의 갈색 파유리)
(CN: General Pelletite, CS: Shell Pelletite, CM: Chemical Raw Material, NM: Natural Mineral Raw Material, W20: 20% by weight of white cullet, W40: 40% by weight of white cullet, G20: 20% by weight of Green cullet, G40: 40% by weight green cullet, B20: 20% by weight brown cullet, B40: 40% by weight brown cullet)

Figure 112010040494512-pat00001
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표 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 일반 선탄경석의 경우 SiO2의 함량이 81.1%, Al2O3의 함량이 12.0% 인 것으로 나타났고, 쉘 선탄경석의 경우 SiO2의 함량이 70.7%, Al2O3의 함량이 18.5% 인 것으로 나타났다. Fe2O3의 함량에 있어서는 일반 선탄경석이 0.51% 인데 비해 쉘 선탄경석의 경우 3.37%로 큰 차이를 나타내며, 특히, 쉘 선탄경석의 경우 일반 선탄경석에 비해 육안상으로 훨씬 검은색을 띄고 있는데, 이는 광물 내에 석탄질, 즉 카본 함량이 상대적으로 높기 때문이다. 또한, 선탄경석의 열적 특성을 알아보기 위하여 TG-DTA를 이용하여 상온에서 1500℃까지 온도상승에 따른 변화를 그래프를 도 2에 도시하였다. 일반 선탄경석의 경우 온도상승에 따른 중량변화가 1500℃까지 2% 이내로 매우 작은 값을 나타내고 있는데 비해 쉘 선탄경석의 경우는 500℃~1100℃ 구간에서 약 13%의 중량감소를 나타내었으며, 이는 원료 내에 포함된 카본 성분의 산화에 따른 것으로 판단된다.As can be seen in Table 1, the content of SiO 2 is 81.1% and Al 2 O 3 is 12.0%, and the content of SiO 2 is 70.7%, Al in the case of ordinary pumice pumice. The content of 2 O 3 was found to be 18.5%. The content of Fe 2 O 3 is 0.51% compared to that of ordinary pumice pumice, which is 3.37% in the case of shell pumice pumice. This is due to the relatively high coal, ie carbon content, in the minerals. In addition, in order to determine the thermal characteristics of the hard coal pumice, a graph of the change in temperature rise from room temperature to 1500 ° C. using TG-DTA is shown in FIG. 2. In the case of general pumice pumice, the weight change due to the temperature increase is very small within 2% up to 1500 ° C, whereas in the case of shell pumice pumice, the weight loss is about 13% in the 500 ° C ~ 1100 ° C range. It is judged to be due to oxidation of the carbon component contained therein.

또한, 칼슘계 물질은 유리 내 칼슘성분을 구성하기 위한 원료로, 탄산칼슘이 사용될 수 있으나 그 외에도 황산칼슘, 산화칼슘, 수산화칼슘 또는 석회석 중 어느 하나를 선택하여 사용할 수 있다.In addition, the calcium-based material may be used as a raw material for constituting the calcium component in the glass, but calcium carbonate may be used. In addition, any one of calcium sulfate, calcium oxide, calcium hydroxide or limestone may be selected.

그리고 마그네슘계 물질은 유리 내 마그네슘성분을 구성하기 위한 원료로, 황산마그네슘이 사용될 수 있으나 그 외에도 탄산마그네슘, 산화마그네슘, 수산화마그네슘 또는 백운석 중 어느 하나를 선택하여 사용할 수 있다.The magnesium-based material may be used as a raw material for constituting the magnesium component in the glass, and magnesium sulfate may be used. In addition, any one of magnesium carbonate, magnesium oxide, magnesium hydroxide, or dolomite may be selected.

더불어, 광물원료인 소다회와 규사는 입도를 균일하게 제어하기 위해 유발로 0.7㎜ 이하, 바람직하게는 0.5㎜ 이하로 분쇄하여 사용한다.In addition, soda ash and silica sand, which are mineral raw materials, are ground to a thickness of 0.7 mm or less, preferably 0.5 mm or less, in order to uniformly control the particle size.

또한, 유리의 융제로 사용되는 파유리는 백색, 녹색, 갈색의 파유리를 사용하며, 모두 시중에서 쉽게 얻을 수 있는 일반 소다라임조성의 병 및 식기유리 파유리를 사용한다.In addition, the cullet used as the flux of the glass uses a cullet of white, green and brown, and all use a commercially available soda-lime bottle and table glass cullet.

원료 혼합단계(S1)에서는 이러한 석탄폐석, 소다회, 칼슘계 물질, 마그네슘계 물질, 규사 및 파유리를 각각 5중량% 내지 70중량%, 5중량% 내지 30중량%, 5중량% 내지 20중량%, 0중량% 내지10중량%, 5중량% 내지 15중량%, 10중량% 내지 80중량%의 비율로 배합할 수 있으며, 보다 구체적으로, 표 2에 나타낸 배합비로 혼합물을 배합할 수 있다.
In the raw material mixing step (S1), 5% by weight to 70% by weight, 5% by weight to 30% by weight, 5% to 20% by weight of the coal waste-rock, soda ash, calcium-based material, magnesium-based material, silica sand and cullet, respectively , 0 wt% to 10 wt%, 5 wt% to 15 wt%, 10 wt% to 80 wt%, and may be blended, and more specifically, the mixture may be blended at a blending ratio shown in Table 2.

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다음으로, 용융단계(S2)는 원료 혼합단계(S1)를 통해 만들어진 혼합물을 용융하는 단계이다. 이 단계에서는, 위와 같은 배합비로 배합된 혼합물을 예컨대, 알루미나 도가니에 넣고 1300℃ 내지 1700℃, 바람직하게는 1550℃에서 0.5시간 내지 5시간, 바람직하게는 1시간 동안 유지하며 용융한 다음 서냉한다.Next, the melting step (S2) is a step of melting the mixture made through the raw material mixing step (S1). In this step, the mixture blended at the above compounding ratio is placed in, for example, an alumina crucible, melted at 1300 ° C. to 1700 ° C., preferably 1550 ° C. for 0.5 hour to 5 hours, preferably 1 hour, and then slowly cooled.

도 3은 용융단계(S)를 진행하여 제조된 용융 유리를 나타낸 사진으로, 일반 선탄경석을 원료로 사용한 경우 투명한 유리가 만들어 졌으나, 쉘 선탄경석을 사용한 경우에는 유리화는 잘 이루어졌으나 과도한 착색으로 인해 투과율이 낮아져서 육안 상으로는 거의 불투명하게 보이는 검정색의 유리가 만들어졌다. 또한, 도 4에 나타낸 바와 같이, 이들 유리의 유리화 정도 및 재결정화 여부를 파악하기 위해 XRD 분석을 한 결과, 모든 조성의 유리에서 결정질 피크가 나타나지 않는 비정질 상의 그래프를 얻을 수 있었다. 이를 통해, 모든 조성에서 완전한 유리화가 진행되었고, 또한, 서냉 즉, 냉각과정에서 특별한 재결정화도 발생되지 않았음을 알 수 있다.Figure 3 is a photograph showing the molten glass produced by the melting step (S), when using the normal pumice pumice as a raw material was made of transparent glass, when using the shell pumice pumice, vitrification was well achieved due to excessive coloring The lower transmittance resulted in black glass that appeared almost opaque to the naked eye. In addition, as shown in FIG. 4, as a result of XRD analysis to determine the degree of vitrification and recrystallization of these glasses, a graph of an amorphous phase in which crystalline peaks do not appear in glass of all compositions was obtained. Through this, it can be seen that complete vitrification proceeded in all compositions, and that no special recrystallization occurred during slow cooling, that is, cooling.

그리고 도 5에 나타낸 바와 같이, 일반 선탄경석을 사용한 용융유리의 가시광선 투과율은 백색 파유리를 40% 혼합하여 용융한 유리에서 85.66%, 녹색 파유리를 40% 혼합하여 용융한 유리에서 72.28%, 갈색 파유리를 40% 혼합하여 용융한 유리에서 80.41%의 값을 나타내는데 비해, 쉘 선탄경석을 사용하여 제작된 용융유리에서는 각각 35.03%, 29.98%, 32.60%의 훨씬 낮은 투과율 값을 나타내었다. 이는, 쉘 선탄경석이 일반 선탄경석에 비해 카본성분과 산화철(Fe2O3)성분의 함량이 상대적으로 높아 유리화 과정에서 이들 성분에 의한 착색 및 광 차단효과가 커지기 때문이며, 특히 도 6에서 볼 수 있듯이 파유리를 20% 사용한 경우에는 상대적으로 폐석원료에 의한 영향이 훨씬 가중되어 더욱 큰 투과율 차이를 나타냄을 알 수 있었다.And, as shown in Figure 5, the visible light transmittance of the molten glass using the normal keel pumice is 85.66% in the molten glass by mixing 40% white glass, 72.28% in the molten glass by mixing 40% green glass, The molten glass produced by using the shell keel pumice showed much lower transmittance values of 35.03%, 29.98%, and 32.60%, respectively, compared to 80.41% in the molten glass with 40% mixed brown cullet. This is because the shell and the pumice pumice have a higher content of carbon and iron oxide (Fe 2 O 3 ) than the general pumice pumice, so that the coloring and light blocking effect by these components is increased during vitrification, in particular, as shown in FIG. 6. As shown, when 20% of cullet was used, the effect of waste-rock material was significantly increased, indicating a greater transmittance difference.

도 7은 첨가원료의 종류에 따른 투과율 특성을 나타낸 그래프로, 탄산칼슘을 사용한 경우 파유리 20%의 혼합조건에서 백색, 녹색 및 갈색의 투과율은 82.35%, 71.32% 및 78.19%의 값을 나타내었고, 광물원료인 석회석을 사용한 용융유리에서는 색상에 따라 각각 79.72%, 71.87%, 75.06%의 값을 나타내어 색상별로 약간의 경향성 차이는 있으나 ㅁ3% 수준에서 거의 유사한 값을 나타내었고, 이는 도 8에서 보는 바와 같이 파유리를 40% 혼합한 조건에서도 비슷한 경향을 나타낸다. 즉, 화학원료인 탄산칼슘 대신 광물원료인 석회석을 대체해서 사용하는 경우에도 유리의 광학적 특성에는 큰 차이가 없으므로, 향후 상대적으로 저가의 값싼 광물원료를 사용하여 경제성을 확보할 수 있을 것이다.FIG. 7 is a graph showing the transmittance characteristics according to the types of additives. When calcium carbonate was used, the transmittances of white, green, and brown were 82.35%, 71.32%, and 78.19% under 20% cullet mixing conditions. In the molten glass using limestone, which is a mineral raw material, 79.72%, 71.87%, and 75.06% of color values were shown, respectively, but there was a slight tendency difference depending on the color, but almost similar values were shown at ㅁ 3% level. As can be seen, a similar tendency is shown in 40% of the cullet mixture. That is, even if the limestone, which is a mineral material, is used instead of the calcium carbonate, which is a chemical material, there is no significant difference in the optical properties of the glass. Therefore, it is possible to secure economic feasibility by using a relatively inexpensive mineral material in the future.

또한 도 9(a), (b)에서 보이는 바와 같이 파유리의 종류에 따른 투과율 특성을 살펴보면, 일반 선탄경석을 사용하여 파유리를 40% 혼합한 경우에는 백색 파유리의 투과율은 85.66%, 녹색 파유리의 투과율은 72.28%, 갈색 파유리의 투과율은 80.41%로 나타났고, 파유리를 20% 혼합한 경우에는 각각 82.35%, 71.32%, 78.19%의 투과율 값을 나타내어 파유리의 색상에 따라 71%~86% 범위 내에서 투과율 차이를 나타내었으며, 백색 파유리 > 갈색 파유리 > 녹색 파유리의 순서를 나타내는데, 본 발명에서 사용된 파유리만의 자체 투과율이 백색 93.06%, 녹색 42.25%, 갈색 31.11%였으므로 일반 선탄경석에 이들 파유리를 20% 사용하여 제조된 용융유리의 가시광선 투과율과 비교해 볼 때 백색 파유리에서는 약 10%의 투과율 저하가 발생했다고 볼 수 있으나 녹색 파유리 및 갈색 파유리를 사용하여 제조된 용융유리의 경우에는 약 30% 이상의 투과율이 상승하였음을 알 수 있다. 즉, 일반 선탄경석을 원료로 사용한 모든 조성에서 최소 70% 이상의 가시광선 투과율을 나타내고 있으므로 일반 폐 파유리를 혼합 사용하는 경우, 투과율 면에서는 충분히 상업적 용도의 유리제품으로 활용 가치있으며, 특히 백색 파유리를 사용하는 경우에는 80%이상의 높은 투과율을 나타내고 있으므로 다른 착색제를 추가로 첨가하여 다양한 색상의 다른 칼라유리도 제조할 수 있을 것이다. 그리고 파유리의 혼합량에 따른 투과율 값은 대부분의 조건에서 파유리의 혼합량이 40%일 때가 20%일 때보다 좀 더 높은 투과율 값을 나타내는 것을 관찰할 수 있었다.In addition, as shown in Figure 9 (a), (b) looking at the transmittance characteristics according to the type of cullet, when the crushed glass is mixed 40% by using ordinary keel pumice, the transmittance of the white cullet is 85.66%, green The transmittance of the cullet was 72.28%, the transmittance of the brown cullet was 80.41%, and when 20% of the cullet was mixed, the transmittance values were 82.35%, 71.32%, and 78.19%, respectively. The transmittance difference was shown in the range of% to 86%, and the order of white cullet> brown cullet> green cullet was used. The self-transmittance of the cullet alone used in the present invention was 93.06% white, 42.25% green, and brown. As it is 31.11%, the decrease in transmittance of about 10% is observed in white cullet compared with the visible light transmittance of molten glass manufactured using 20% of these cullet in ordinary keel pumice, but green cullet and brown cullet Use In the case of the molten glass manufactured by, it can be seen that the transmittance of about 30% or more is increased. That is, since all visible light transmittances are at least 70% in all compositions using ordinary pumice pumice as raw materials, when general waste cullet is mixed, it is worth using as a commercial glass product in terms of transmittance, especially white cullet. In the case of using a high transmittance of 80% or more, it is possible to manufacture other color glass of various colors by adding another colorant. In addition, the transmittance value according to the mixing amount of the cullet was observed to show a higher transmittance value when the mixing amount of the cullet is 40% in most conditions than 20%.

한편, 쉘 선탄경석을 사용하여 파유리 별로 제조한 유리의 투과율은 도 9의 (c), (d)에서 볼 수 있듯이, 일반 선탄경석을 사용했을 때에 비해 낮은 0%~35%의 투과율을 나타내었으며, 특히 광물원료를 사용한 용융유리의 경우에는 파유리의 혼합량에 관계없이 모든 조성에서 가시광선투과율이 거의 0에 가까운 값을 나타냈기 때문에 특성의 비교분석이 불가능하다. 따라서, 쉘 선탄경석을 이용하여 유리를 제조하는 경우에는 만들어지는 유리는 검정색을 띄는 불투명한 조형용 유리로 활용될 수 있다.Meanwhile, as shown in FIGS. 9C and 9D, the transmittances of the glass manufactured for each cullet using the shell pumice pumice show a low transmittance of 0% to 35% compared to when using the normal pumice pumice. In particular, in the case of molten glass using a mineral raw material, it is impossible to compare the characteristics because the visible light transmittance is almost zero in all compositions regardless of the mixing amount of the cullet. Therefore, when the glass is manufactured using shell hard pumice stone, the glass produced may be utilized as an opaque molding glass having a black color.

표 3은 본 발명에 따라 제조된 유리가 갖는 또 다른 광학적 특성으로 각 조성 및 칼라 파유리 사용에 따른 색상변화를 알기 위해 UV/VIS/NIR Spectrometer를 이용하여 색차(chromaticity) 를 측정한 것이다.Table 3 is another optical property of the glass prepared according to the present invention is to measure the chromaticity (chromaticity) using the UV / VIS / NIR Spectrometer to know the color change according to the use of each composition and color wave glass.

Figure 112010040494512-pat00003
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또한, 도 10 및 도 11은 일반 선탄경석을 사용한 유리와 쉘 선탄경석을 사용한 유리의 색차 특성을 각각 색좌표(chromaticity diagram)로 나타낸 것이다. 각각의 배합조건에 따른 색차 특성의 차이를 분석한 결과, 석탄폐석의 종류에 따라 일반 선탄경석을 사용한 용융유리의 경우, 색좌표 상에서 거의 중앙부분인 흰색영역에 위치하며, 명도(lightness)를 나타내는 'Y' 값 역시 대부분 80% 이상의 높은 값을 나타낸다. 이는, 투과율 측정결과에서 볼 수 있었듯이, 파유리의 종류에 관계없이 일반 선탄경석으로 제조된 유리가 높은 투과율을 갖기 때문이다. 이에 비해, 쉘 선탄경석을 사용한 용융유리의 경우는 색좌표 상에서 파유리의 종류 및 혼합량에 따라서 중앙의 흰색영역을 중심으로 각 방향으로 흩어져 분포한다. 'Y' 값 역시 조성에 따라 0에서 48까지 다양한 값을 나타낸다. 따라서 이렇게 측정된 색좌표 값을 기초로 다양한 색상의 칼라유리를 제조할 수 있을 것이다.10 and 11 show chromaticity characteristics of the glass using the normal pumice pumice and the glass using the shell pumice pumice, respectively, in a chromaticity diagram. As a result of analyzing the difference of the color difference according to each mixing condition, molten glass using ordinary hard pumice pumice according to the type of coal waste-rock is located in the white area which is almost the center of the color coordinate and shows 'lightness'. Most of the Y 'values are also higher than 80%. This is because, as can be seen from the transmittance measurement results, the glass made of ordinary keel pumice has a high transmittance regardless of the type of the cullet. On the other hand, in the case of the molten glass using the shell pumice pumice, it is distributed in each direction centering on the white area of the center according to the kind and mixing amount of a cullet on a color coordinate. The 'Y' value also varies from 0 to 48 depending on the composition. Therefore, color glasses of various colors may be manufactured based on the measured color coordinate values.

더불어, 도 12는 본 발명에 따라 제조된 유리의 열적 특성 중 열팽창계수를 TMA(Thermo mechanical Analyzer)를 이용하여 측정한 것으로, 일반 선탄경석을 사용한 용융유리의 열팽창계수는 8.273×10-6/℃, 쉘 선탄경석을 사용한 용융유리의 열팽창계수는 8.972×10-6/℃ 로 나타났으며, 이는 일반적인 소다라임 유리의 열팽창계수 값인 9~10×10-6/℃ 에 비해서 약간 낮은 값을 나타냈으나 큰 차이를 보이지는 않았다. 또한, 연화점(softening point)을 측정한 결과, 일반 선탄경석을 사용한 유리의 연화점은 750℃로 나타났으며, 쉘 선탄경석을 사용한 유리의 연화점은 746℃로 비슷한 값을 나타내었다. 이는, 통상적으로 일반소다라임 유리의 연화점이 725℃~735℃를 나타내는 것과 비교해 볼 때 대략 10℃~15℃ 정도 높은 값을 나타내나 역시 큰 차이를 보이지는 않았다. 이러한 열적 특성은 본 발명에 의한 유리조성이 갖는 알루미나 함량이 약 10% 수준으로 일반 소다라임조성이 나타내는 2%~3%에 비해 상대적으로 높기 때문이다. 일반적으로 저 팽창 내열성유리에 적용되는 알루미노실리케이트 유리의 경우는 알루미나 함량이 약 15% 수준이며, 이 조성의 유리는 열팽창계수가 4×10-6/℃, 연화점이 900℃를 나타낸다. 따라서, 큰 차이는 아니지만 열팽창계수가 낮고, 연화점이 높은 것은 유리의 내열성을 높인다는 면에서 오히려 바람직한 특성이 될 수 있다.
In addition, Figure 12 is a thermal expansion coefficient of the thermal properties of the glass prepared according to the present invention was measured using a TMA (Thermo mechanical Analyzer), the thermal expansion coefficient of the molten glass using a normal keel hard pumice is 8.273 × 10 -6 / ℃ The coefficient of thermal expansion of the molten glass using, shell and pumice pumice was 8.972 × 10 -6 / ℃, which was slightly lower than that of general soda-lime glass, which is 9 ~ 10 × 10 -6 / ℃. However, it did not show a big difference. In addition, as a result of measuring the softening point (softening point), the softening point of the glass using the normal keel hard pumice was found to be 750 ℃, the softening point of the glass using the shell keel hard pumice showed similar values to 746 ℃. In general, the softening point of the general soda lime glass shows a value of about 10 ° C. to 15 ° C. as high as compared with the softening point of 725 ° C. to 735 ° C., but did not show a significant difference. This thermal property is because the alumina content of the glass composition according to the present invention is about 10%, which is relatively high compared to 2% to 3% of the general soda lime composition. In general, aluminosilicate glass applied to low-expansion heat-resistant glass has an alumina content of about 15%, and the glass having this composition has a coefficient of thermal expansion of 4 × 10 −6 / ° C. and a softening point of 900 ° C. Therefore, although not a big difference, a low coefficient of thermal expansion and a high softening point may be desirable characteristics in terms of increasing the heat resistance of the glass.

다음으로, 성형단계(S3)는 용융된 혼합물 즉, 용융유리를 판형 유리로 성형하는 단계이다. 도 13에 나타낸 사진과 같이, 이 단계에서는, 용융유리를 내화판에 담고 열처리하여 고상의 판형 유리로 성형한다. 이때, 열처리 조건은 600℃ 내지 900℃ 승온, 바람직하게는 800℃까지 승온 한 다음 서냉한다. 여기서, 만들어지는 판형 유리의 형상을 다양화하기 위해, 내화판의 바닥면에는 다양한 형태의 요철이 형성될 수 있고, 이를 통해, 표면이 굴곡진 판형 유리, 모자이크 모양의 판형 유리가 만들어질 수 있다. 이때, 판형 유리의 표면에 원하는 굴곡 형상을 형성하기 위해서는 유리의 연화온도를 정확히 측정하는 것이 필요한데, 이를 위해서는 연화점 측정기가 사용될 수 있다.Next, the molding step (S3) is a step of molding the molten mixture, that is, the molten glass into a plate-shaped glass. As shown in the photo shown in Fig. 13, in this step, the molten glass is placed in a fireproof plate and heat treated to form a solid plate-like glass. At this time, the heat treatment conditions are elevated to 600 ℃ to 900 ℃, preferably 800 ℃ and then cooled slowly. Here, in order to diversify the shape of the plate-shaped glass to be made, a variety of irregularities may be formed on the bottom surface of the fireproof plate, through which the curved plate-shaped glass, mosaic-like plate-shaped glass may be made. . At this time, in order to form a desired curved shape on the surface of the plate-shaped glass, it is necessary to accurately measure the softening temperature of the glass, for this softening point measuring instrument can be used.

한편, 판형 유리를 대량 생산하고자 할 경우에는 내화판과 같은 금속 몰드 대신 성형롤러가 사용될 수 있으며, 이 경우 용융유리는 컨베이어와 같은 이송수단을 통해 성형롤러로 유입될 수 있다.
On the other hand, when mass production of plate-shaped glass may be used instead of a metal mold such as a refractory plate forming roller, in which case the molten glass may be introduced into the forming roller through a conveying means such as a conveyor.

다음으로, 유약 도포단계(S4)는 성형된 판형 유리 상에 유약을 도포하는 단계이다. 도 14에 나타낸 사진과 같이, 이 단계에서는 스프레이 코팅방식으로 유약을 도포할 수 있다.Next, glaze application step (S4) is a step of applying the glaze on the molded plate-shaped glass. As shown in the photograph shown in Figure 14, this step can be applied to the glaze by spray coating method.

한편, 유약 도포단계(S4)를 진행한 다음에는 도포된 유약에 대한 건조 작업이 진행될 수 있다. 이 경우, 도포된 유약은 대략 50℃ 내지 60℃에서 완전 건조시키는 것이 바람직하고, 대량 생산일 경우에는 자연 건조시킬 수 있다.
On the other hand, after the glaze application step (S4), the drying operation for the applied glaze may be in progress. In this case, the applied glaze is preferably completely dried at approximately 50 ° C. to 60 ° C., and may be naturally dried in mass production.

마지막으로, 소성단계(S5)는 일면 또는 양면에 유약이 도포된 판형 유리를 소성하는 단계이다. 소성단계(S5)는 유리 및 유약에 포함되어 있는 불순물을 제거하여 분자간의 결합이나 유리와 유약의 접착력을 향상시키기 위한 열처리 과정이다. 이때, 판형 유리에 칼라유약을 코팅하여 열처리하기 위해서는 판형 유리와 유약의 열팽창계수가 동일하게 적용되어야 한다. 그렇지 않으면, 열처리 과정에서 서로의 팽창 및 수축의 차이로 인해 코팅된 유약이 박리되거나 크랙이 발생할 수 있다.Finally, the firing step (S5) is a step of firing the plate-shaped glass coated with glaze on one side or both sides. Firing step (S5) is a heat treatment process to remove the impurities contained in the glass and glaze to improve the bonding between the molecules or the adhesion of the glass and glaze. In this case, in order to heat-treat the coating of the color glaze on the plate glass, the coefficient of thermal expansion of the plate glass and the glaze should be applied equally. Otherwise, the coated glaze may peel off or crack due to the difference in expansion and contraction with each other during the heat treatment.

소성단계(S5)는 판형 유리를 예컨대, 가마에 넣고 700℃ 내지 1000℃까지 승온시킨다. 이때, 위 온도에 도달할 때까지의 시간은 30분 내지 3시간으로 설정할 수 있다. 그 다음, 위 온도에서 10분 내지 150분 동안 온도를 유지한다. 그리고 그 다음 10분 내지 150분 동안 서냉시키는데, 이는, 유리 및 유약이 급격한 온도 변화에 따른 열충격에 의해 손상되는 것을 방지하기 위함이다.In the firing step (S5), the plate-shaped glass is put into a kiln, for example, and heated to 700 ° C to 1000 ° C. At this time, the time until reaching the above temperature may be set to 30 minutes to 3 hours. Then, the temperature is maintained for 10 to 150 minutes at the above temperature. And then slowly cooled for 10 to 150 minutes to prevent the glass and glaze from being damaged by thermal shock due to rapid temperature changes.

이와 같이, 소성단계(S5)가 완료되면, 본 발명에 따른 석탄폐석을 이용한 유리타일이 만들어지며, 이와 같은 유리타일의 사진을 도 15a 내지 도 15b에 나타내었다. 그리고 도 16은 본 발명에 따라 제조된 유리타일의 열적 특성을 나타낸 그래프로, 본 발명에 따라 제조된 유리타일은 높은 연화점을 갖는 것을 알 수 있다.
As such, when the firing step (S5) is completed, a glass tile using coal waste-rock according to the present invention is made, the photo of such a glass tile is shown in Figures 15a to 15b. And Figure 16 is a graph showing the thermal properties of the glass tile produced according to the present invention, it can be seen that the glass tile produced according to the present invention has a high softening point.

상술한 바와 같이, 본 발명은 버려지는 석탄폐석을 유리화시킨 다음 이를 성형하여 유리타일을 제조한다. 즉, 본 발명은 유리원료를 용융하고 판유리로 성형하여 만들어진 원판유리 대신 석탄폐석을 이용함으로써, 종래보다 유리 타일 제조공정을 간소화시킬 수 있고, 이에 따라 제조비용 또한 절감할 수 있으며, 자원을 재활용하는 효과가 있다. 또한, 본 발명은 석탄폐석으로 인한 주변경관 훼손, 환경오염 문제를 해결할 수 있음은 물론, 다양한 형상의 유리타일을 쉽게 간편하게 제조할 수 있어, 인테리어용 유리타일을 맞춤 제작할 수 있다.
As described above, the present invention produces a glass tile by vitrifying the coal waste-rock to be discarded and then molded. That is, the present invention by using coal waste-rock instead of the original glass made by melting the glass raw material and molded into plate glass, it is possible to simplify the glass tile manufacturing process than the conventional, thereby reducing the manufacturing cost, recycling resources It works. In addition, the present invention can solve the problem of environmental damage due to the coal waste-rock, environmental pollution, as well as easy to manufacture a variety of glass tiles, it is possible to customize the interior glass tiles.

상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.As described above, with reference to the preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be variously modified and modified within the scope of the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims below. It will be appreciated that it can be changed.

Claims (15)

석탄폐석, 소다회, 규사, 파유리, 칼슘계 물질 및 마그네슘계 물질을 배합하여 혼합물을 만드는 원료 혼합단계;
상기 혼합물을 알루미나 도가니에 넣고 1550℃에서 1시간 동안 유지하며 용융시키는 단계;
용융유리를 내화판에 담아 800℃까지 승온하여 열처리하고 고상의 판형 유리화한 후 서냉하며 판형 유리로 성형하는 성형단계;
상기 판형 유리 상에 스프레이 방식을 이용해 유약을 도포하는 유약 도포단계; 및
상기 판형 유리를 가마에 넣고 열처리하되, 30분 내지 3시간 동안 700℃ 내지 1000℃까지 승온하는 과정 및 승온 후 10분 내지 150분 동안 온도를 유지하는 과정을 통해 상기 판형 유리를 소성하는 소성단계;
를 포함하는 석탄폐석을 이용한 유리타일 제조방법.
Raw material mixing step of mixing coal waste-rock, soda ash, silica sand, cullet, calcium-based material and magnesium-based material to make a mixture;
Placing the mixture in an alumina crucible and melting at 1550 ° C. for 1 hour;
Forming the molten glass in a fireproof plate and heating it to a temperature of up to 800 ° C., heat-forming and solidifying a plate-like vitrified material, followed by slow cooling to form a plate-shaped glass;
Glaze application step of applying a glaze on the plate-shaped glass using a spray method; And
Firing the plate-shaped glass by putting the plate-shaped glass in a kiln and heat-treating the same, heating the plate-shaped glass through a process of raising the temperature to 700 ° C. to 1000 ° C. for 30 minutes to 3 hours and maintaining the temperature for 10 minutes to 150 minutes after the temperature increase;
Glass tile manufacturing method using coal waste-rock comprising a.
제1항에 있어서,
상기 석탄폐석은 선탄폐석인 석탄폐석을 이용한 유리타일 제조방법.
The method of claim 1,
The coal waste-rock is a glass tile manufacturing method using a coal waste-rock coal.
제2항에 있어서,
상기 선탄폐석은 일반 선탄경석 또는 쉘 선탄경석인 석탄폐석을 이용한 유리타일 제조방법.
The method of claim 2,
The coal hull is a method of manufacturing a glass tile using coal coal, which is a general coal ore or shell ore.
제1항에 있어서,
상기 칼슘계 물질은 탄산칼슘, 황산칼슘, 산화칼슘, 수산화칼슘 또는 석회석 중 어느 하나인 석탄폐석을 이용한 유리타일 제조방법.
The method of claim 1,
The calcium-based material is a glass tile manufacturing method using the coal waste-rock which is any one of calcium carbonate, calcium sulfate, calcium oxide, calcium hydroxide or limestone.
제1항에 있어서,
상기 마그네슘계 물질은 황산마그네슘, 탄산마그네슘, 산화마그네슘, 수산화마그네슘 또는 백운석 중 어느 하나인 석탄폐석을 이용한 유리타일 제조방법.
The method of claim 1,
The magnesium-based material is a method for producing a glass tile using coal waste-rock which is any one of magnesium sulfate, magnesium carbonate, magnesium oxide, magnesium hydroxide or dolomite.
제1항에 있어서,
상기 석탄폐석, 상기 소다회, 상기 칼슘계 물질, 상기 마그네슘계 물질, 상기 규사 및 상기 파유리는 각각, 5중량% 내지 70중량%, 5중량% 내지 30중량%, 5중량% 내지 20중량%, 0중량% 내지10중량%, 5중량% 내지 15중량%, 10중량% 내지 80중량%의 비율로 배합되는 석탄폐석을 이용한 유리타일 제조방법.
The method of claim 1,
The coal waste-rock, the soda ash, the calcium-based material, the magnesium-based material, the silica sand and the cullet, respectively, 5% to 70% by weight, 5% to 30% by weight, 5% to 20% by weight, Glass tile manufacturing method using coal waste-rock compounded in the proportion of 0% to 10% by weight, 5% to 15% by weight, 10% to 80% by weight.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
도포된 상기 유약을 건조하는 건조단계를 더 포함하는 석탄폐석을 이용한 유리타일 제조방법.
The method of claim 1,
Glass tile manufacturing method using coal waste-rock further comprising a drying step of drying the coated glaze.
제11항에 있어서,
상기 유약은 자연 건조되는 석탄폐석을 이용한 유리타일 제조방법.
The method of claim 11,
The glaze is a glass tile manufacturing method using coal-dried rock is naturally dried.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 소성단계는,
상기 온도를 유지하는 과정 후 10분 내지 150분 동안 서냉시키는 과정을 더 포함하는 석탄폐석을 이용한 유리타일 제조방법.
The method of claim 1,
The firing step,
Glass tile manufacturing method using coal waste-rock further comprising the step of slow cooling for 10 minutes to 150 minutes after the process of maintaining the temperature.
제1항 내지 제6항, 제11항 또는 제12항, 제14항 중 어느 한 항의 방법에 따라 제조된 석탄폐석을 이용한 유리타일.A glass tile using coal waste-rock prepared according to any one of claims 1 to 6, 11 or 12 and 14.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001181019A (en) * 1999-12-27 2001-07-03 Ishikawa Pref Gov Tile and method for producing the same
KR20030095601A (en) * 2002-06-12 2003-12-24 한국지질자원연구원 Treatment method for recycling of waste coal tailings
KR20030069129A (en) * 2003-07-01 2003-08-25 순일산업 주식회사 Glass tile using waste glass and method for preparing the same

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