KR20070049288A

KR20070049288A - 음이온 발생 웰빙 재생유리 제조제법

Info

Publication number: KR20070049288A
Application number: KR1020050106295A
Authority: KR
Inventors: 장정만
Original assignee: 장정만
Priority date: 2005-11-08
Filing date: 2005-11-08
Publication date: 2007-05-11

Abstract

본 발명은 음이온 발생 웰빙 재생유리 제조제법으로서, 산업공해류로 분류되는 폐유리를 수거하여 색깔별로 분쇄, 폐유리와 규사 및 음이온 분말을 포함한 유리원료를 용융탱크가마에 용해시키는 제조조성물과 제조제법에 관한 것이다. 본 발명은 산업폐기물화 된 폐유리를 적정한 배합조성을 가지므로 건축자재와 일상용품화 및 폐기물의 재활용, 국가 자원의 남용을 막는 효과도 기대할 수 있으며, 본 발명의 완성된 성형물은 인체에 유익한 음이온과 원적외선을 방출하는 중형 유리블록, 유리패널, 유리기둥 등 제반 건축분야에, 혹은 산업 분야의 웰빙 인테리어 유리제품에 쓰임으로, 쾌적한 생활환경을 조성하며, 폐유리를 이용 하는 자원재생효과로 저렴한 가격의 생산효과를 가지며, 저렴한 가격으로 생산할 수 있으며, 투과성이 양호에 가까워 투과율과 태양 복사광선을 분산 흡수 시키는 역할도 감당하여 시각적인 보호도 이루어진다.

폐유리, 음이온, 탱크가마, 유리 성형물, 청징제, 용융, 탈포현상, 서냉, 냉각, 성형틀,

Description

음이온 발생 웰빙 재생유리 제조제법{negative ion generation well-being reclaimed Glass a manufacture method.}

도 1은 본 발명 웰빙 재생유리 조성물의 실시 예

도 2는 기존 유리의 성분과 조성물

도 3은 본 발명의 음이온 측정결과 도표

도 4는 본 발명의 원적외선 방사 결과 도표

도 5는 본 발명의 제조공정도

본 발명의 음이온 발생 웰빙 재생유리 성형물은 종래의 유리축조물은 오직 건축을 위한 작은 유리블록이나 유리패널로 제조 되었으나, 본 발명의 조성 과 제조방법으로 제조된 유리 성형물은 천년을 두고도 분해되지 않는 폐자원인 파유리를 55%~65% 사용하여 환경적 차원에서 폐자원을 활용하는 효과가 있고, 인체에 유익한 음이온과 원적외선을 방출하는 중형 유리블록, 유리패널, 유리기둥 등 제반 건축분야에, 혹은 산업 분야의 웰빙 인테리어 유리제품에 쓰임으로, 쾌적한 생활환경을 조성하며, 폐유리를 이용 하는 자원재생효과로 저렴한 가격의 생산효과를 가지며, 저렴한 가격으로 생산할 수 있는 일석이조의 효과를 겸비하고 있다.

본 발명자는 다년간 규산염을 연구해 온바, 규산염 제조에 관한 연구로 발명특허 제0113394호, 제0335676호, 제0358397호, 제0457692호, 제0497284호의 발명자로서, 축합된 규산염이 인체에 유용한 원 적외선을 방사함에 힌트를 얻어 발명자의 특허출원 제2003-0045074호를 보강하여 건축용 음이온 발생 웰빙 재생유리를 발명케 되었다. 실내공기를 맑고 싱싱하고 건강한 이상적인 공기로 바꾸어주는 음이온이란 눈에 보이지 않는 전하를 띤 미립자 (대전원소)로써, (+)전하를 띤 것은 양이온(Positive Ion), ( - )전하를 띤 것은 음이온(Negative Ion)이라고 부른다.

폭포수나 소나무 숲에서 느낄수 있는 상쾌한 느낌을 주는 마이너스( - )의 전하를 띤 공기의 원자요소가 음이온이다. 음이온을 마시면 세포의 신진대사를 촉진하고 활력을 증진시키며 피를 맑게 하고 신경안정과 피로회복, 식욕증진에 효과가 있어 음이온은 공기의 비타민으로 까지 지칭되고 있다. 보통사람은 8∼14미크론 파장의 원적외선(原赤外線)을 누구나 자신의 몸에 복사하고 있으며, 인체에 미치는 복사 효과는 짧은 시간에 피로회복의 효과, 미세혈관의 확장, 혈액 순환의 촉진, 자율신경 의 기능조정, 신진대사의 강화, 체내 노폐물 배설촉진, 냄새의 중화작용, 체온을 적정수준으로 유지시키는 온열작용 등의 효과를 가진다.

본 발명의 음이온 발생 웰빙 재생유리 성형물은 다량의 음이온과 인체에 유효한 원적외선을 인공적으로 얻게 하여 주는 성질을 갖추고 있다.

종래의 통상적인 유리용융물의 조성(도 2)은 소다류에 소다회(Na₂O)를 사용 하고 있으나, 본 발명은 특히. 파유리의 첨가량이 많을 때는 규산염 형성 반응이 좋은 가성소다(NaOH)를 사용함으로서 탈포현상(說泡現狀)과 함께 용융점 도달이 빠르게 일어나므로 에너지 절약이 된다는 잇점도 지니고 있다.

본 발명은 산업공해류로 분류되는 폐유리를 수집, 백색, 황색, 녹색색깔별로 분류하여 분쇄하고 폐유리 55∼65 wt%, 규사(입도 0.5mm SiO₂) 21∼27 wt%, 가성 소다(NaOH) 2∼5 wt%, 소석회(CaO) 1~2 wt%, 알루미나(Al₂O₃) 7∼15 wt%, 음이온 분말 0.01∼0.5 wt%, 붕산(B₂O₃) 2∼5 wt% 및 용해된 유리물 속의 남아있는 용해된 가스를 감소시키고, 기포를 제거시키는 것이 청징과정(refining process)이며 이 과정을 통하여 용융액을 균질화 하는 단일 청징제인 망초 (Na₂SO₄) 0.2~1 wt%와 기타 필요에 따른 착색제를 0.01~0.5wt% 배합하여 용융 탱크가마에 넣어 1,600℃∼1,650℃로 8∼9시간 용융시킨다. 용융과 청징의 과정을 거친 고온의 액상용융물을 성형틀에 넣고 프레스(Press)로 성형한 후, 냉각 고화된 성형물을 유리질내의 스트레인(Strain :당김현상)을 제거할 목적으로 성형물의 재차 적당한 온도로 서냉(Annealing)시킨다.

본 발명은 폐유리를 이용하여 탱크가마에 1,600℃∼1,650℃의 온도로 용융시키므로 폐유리는 다른 원료보다 녹는 속도가 빨라 같이 투입되는 원료분말을 잡아 비산방지 효과로 인한 작업공정의 공해를 줄일 수 있으며, 유리의 용융온도가 낮아지고 용융속도도 빨라지며 균질도 및 강도도 높아지는 효과가 있다. 또한, 원료에 가성소다(NaOH)를 사용하므로 조성물들의 원료가 축축해 지므로 입도분리현상(粒度分離現狀)을 방지하며, 용융과정 중에 용융 물 표면의 거품 층 두께가 감소되므로 탈포현상(脫泡現狀)이 촉진된다. 본 발명은 산업 폐기물화 된 폐유리를 적정한 배합조성을 가지므로 건축자재와 일상용품화 및 폐기물의 재활용, 국가 자원의 남용을 막는 효과도 기대할 수 있으며, 본 발명의 완성된 성형물은 인체에 유익한 음이온과 원적외선을 방출하는 중형 유리블록, 유리패널, 유리기둥등 제반 건축분야에, 혹은 산업 분야의 웰빙 인테리어 유리제품에 쓰임으로, 인체에 유익한 음이온과 원적외선을 방출하는 쾌적한 생활환경을 조성하며, 폐유리를 이용 하는 자원재생효과로 저렴한 가격의 생산효과를 가지며, 저렴한 가격으로 생산할 수 있으며, 투과성이 양호에 가까워 투과율과 태양 복사광선을 분산 흡수 시키는 역할도 감당하여 시각적인 효과도 얻는다.

이하, 첨부된 도표를 참조하여 본 발명의 구성 및 작용을 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명인 음이온 발생 웰빙 재생유리 제조 조성물로서 예시하였다.

규사(SiO₂)는 유리의 주원료로서 입도 0.5mm정도, 순도 99%로서 함유하고 있는 불순물 중 철분의 함유량이 0.1%이하인 규사 혹은 규석분을 사용한다.

가성소다(NaOH)는 알칼리 공급원으로 규산염이 형성하는 반응이 저온에서 일어나므로 용융성을 촉진 시키며, 대량생산 체제에서 용융성의 증진을 기대할 수 있 으며, 소다회(Na₂CO₃) 대신에 가성소다를 첨가하면 같이 투입되는 원료들이 축축해지므로 입도분리현상(粒度分離現狀)을 방지할 수 있다. 소석회(CaO)는 고온에서 점성을 주는 역할을 하는 주요한 성분이다. 알루미나(Al₂O₃)는 유리의 화학적 내구성을 증대시키고 탄성율과 경도를 증가시키는 중요한 성분이며, 무기질 항균제로써 인체에 무해한 원적외선 및 생육광선이 약 95%의 방사율이 높은 신소재이다. 붕산(B₂O₃)은 산성산화물로서 용해촉진제로 쓰이며 첨가 시에 수분의 용해도가 증가한다. 청징제로 쓰이는 망초(Na₂SO₄)는 황산나트륨이라 하며 단독으로는 열적으로 매우 안정 하며, 저온에서부터 SiO₂와 반응하기 시작하여,

Na₂SO₄+SiO₂→Na₂O·SiO₂+SO₂+ 1/2 O₂,

1,300∼1,450℃영역에서 SO₂와 O₂를 방출하며 1,380℃에서 극대값을 이룬다. 이 온도는 대략 청징온도에 해당된다. 이때 유리물 속에 남아있는 용해된 가스를 감소시키고 기포를 제거시켜 용융액의 균질화를 이루게 한다. 기타 착색제로서 산화코발트(CoO)는 감청색, 산화제2동(CuO)은 청색, 산화제1동(Cu₂O)은 청록색, 산화크롬(CrO)은 황록색, 질산은(AgNO₃)은 황색, 이산화망간(MnO₃)은 자색 등을 들 수 있다.

폐유리, 규사(입도 0,5mm SiO₂), 가성 소다 (NaOH), 소석회(CaO), 알루미나(Al₂O₃), 음이온 분말, 붕산(B₂O₃) 및 청징제로서 망초 (Na₂SO₄)와 기타 필요에 따른 착색제를 적정 배합 실시하였다.

(실시 예 1)

폐유리 55 wt%, 규사(입도 0.5mm SiO₂) 25 wt%, 가성 소다 (NaOH) 3 wt%, 소석회(CaO) 1.5 wt%, 알루미나(Al₂O₃) 12 wt%, 음이온 분말 0.1 wt%, 붕산 (B₂O₃) 3wt% 및 망초 (Na₂SO₄) 0.3wt%와, 유리착색제를 선택 색조별로 0.1wt% 배합 하여 용융전기로에 넣어 1,600℃∼1,650℃로 8시간 용융 청징 시킨 후, 용융물을 성형 틀에 붓고 냉각 고화된 성형물을 서냉(Annealing)시켜 완성 시켰다.

(실시 예 2)

폐유리 60 wt%, 규사(입도 0.5mm SiO₂) 23 wt%, 가성 소다 (NaOH) 2 wt%, 소석회(CaO) 1.3 wt%, 알루미나(Al₂O₃) 9 wt%, 음이온 분말 0.1 wt%, 붕산 (B₂O₃) 4 wt% 및 망초 (Na₂SO₄) 0.55 wt%와, 유리착색제를 선택 색조별로 0.05 wt% 배합 하여 용융전기로 에 넣어 1,600℃∼1,650℃로 9시간 용융 청징 시킨 후, 용융물을 성형 틀에 붓고 냉각 고화된 성형물을 서냉(Annealing)시켜 완성 시켰다.

(실시 예 3)

폐유리 63 wt%, 규사(입도 0.5mm SiO₂) 21 wt%, 가성 소다 (NaOH) 2 wt%, 소석회(CaO) 1.3 wt%, 알루미나(Al₂O₃) 9 wt%, 음이온 분말 0.1 wt%, 붕산 (B₂O₃) 3wt% 및 망초 (Na₂SO₄) 0.5wt%와, 유리착색제를 0.1wt% 배합 하여 용융전기로에 넣어 1,600℃∼1,650℃로 9시간 용융 청징 시킨 후, 용융물을 성형 틀에 붓고 냉각 고화된 성형물을 서냉(Annealing)시켜 완성 시켰다.

상기의 (실시 예)를 통하여 실용적이고 인체에 유익한 음이온을 발생하고 원적외선을 가진 웰빙 재생유리 제조하였으며 제조된 시험편은 음이온, 원적외선 시험을 통하여 우수성이 입증 되었고, 투과율은 착색제의 가감에 따라 30%~70% 였다.

도 2는 일반적인 유리의 조성물 표이다. 표에 예시된 바와 같이 기존의 조성물은 가성소다(NaOH)는 전연 사용치 않고 있음을 알 수 있으며, 본 발명의 재생유리에서만, 소다회(Na₂CO₃) 대신에 가성소다를 첨가하면 같이 투입되는 원료들이 축축해지므로 입도분리현상(粒度分離現狀)을 방지할 수 있다는 효능이 발견 되었다.

도 3은 본 발명의 음이온 측정결과 도표이며, 전하입자 측정장치를 이용하여 실내온도 25℃, 실내습도 48%, 대기중의 음ion수 105 / cc의 조건에서 시험 측정하여 방출되는 음이온(ion / cc)을 측정하여 315의 수치측정으로 음이온 방출을 알 수 있었다.

도 4는 본 발명의 원적외선 방사 결과 도표이다. 본 발명의 배합조성물로 제조한 웰빙 재생유리의 원적외선 방사시험을 FT-IR Spectrometer를 이용하여 38℃의 조건으로 측정결과, 방사율(5~20㎛)이 0.927를 나타내었고 방사에너지(W / ㎡)는 3.76×10²를 나타냄으로 인체에 유익한 원적외선의 방출결과를 얻었음을 나타내고 있다.

도 5는 본 발명의 조성물로 제조되어지는 공정도 이다. 폐유리는 색깔별로 선별하여 55∼65wt%중량 분쇄, 폐유리와 유리원료의 6.5 : 3.5의 비율로 배합하고 배합기에 투입 한다. 상기의 원료를 배합 투입하여 1,600℃ ~ 1,650℃로 8∼9시간 용융 탱크가마에 투입하여 용융되며 폐유리가 용융될 때 이미 용융과정에 해당되는 화학반응이 완료 되었으므로 에너지 소모가 적으며, 같이 투입되는 원료의 비산(飛散)이 방지되는 효과가 있고, 균질한 용융액을 얻을 수 있다. 용융성을 가속화시켜주는 이유는 새로 용융되는 용융액에 비해서 표면장력이 낮으므로 새로이 용융된 유리물에도 골고루 퍼지기 때문이다. 청징과 균질화 과정까지 탱크가마 내 에서 이루어지고, 이 과정이 끝난 후,용융물을 성형틀에 넣고 프레스 (Press)로 성형된 성형물(약 700℃∼800℃)을 성형시의 냉각에 의해 생기는 유리질 내의 영구 스트레인(Strain:당김현상)을 제거할 목적으로 성형물을 전이역까지 재가열하여 일정시간 재차 적당한 온도로 서냉(Annealing) 시킨다. 서냉이 끝난 성형물의 균열을 검사하고 모서리 부분의 연마가공도 실시한다. 완성된 성형물은 인체에 유익한 음이온과 원적외선을 방출하는 중형 유리블록, 유리패널, 유리기둥 과 웰빙 인테리어 유리제품이 된다. 조색제(調色劑)의 색조에 따라, 칼라 및 여러 가지 색조 형태를 지니고 있으며, 투과성이 양호 에 가까워 투사각이 0°일 때 30∼70%의 투과율과 태양 복사광선을 분산 흡수 시키는 역할도 감당 하여 시각적인 보호도 이루어진다.

본 발명은 산업폐기물화 된 폐유리를 적정한 배합조성을 가지므로 건축 자재와 일상용품 화 및 폐기물의 재활용에 일익을 감당하며, 국가 경제에 이익을 가져다주는 유익성이 있는 발명이라 사료된다. 또한, 자원의 남용을 막는 효과도 기대 할 수 있으며, 본 발명의 완성된 성형물은 인체에 유익한 음이온과 원적외선을 방출하는 중형 유리블록, 유리 벽체패널, 유리기둥 등 제반 건축분야에, 혹은 산업분야의 웰빙 인테리어 유리제품에 쓰임으로, 쾌적한 생활환경을 조성하며, 폐유리를 이용 하는 자원재생효과로 저렴한 가격의 생산효과를 가지며, 투과성이 양호에 가까워 투과율과 태양 복사광선을 분산 흡수 시키는 역할도 감당하여 시각 적인 보호도 이루어진다.

Claims

폐유리 55∼65wt%, 규사(입도 0.5mm SiO₂) 21∼25wt%, 가성 소다 (NaOH) 2 ~ 5wt%, 소석회(CaO) 1∼1.5wt%, 알루미나(Al₂O₃)8∼12wt%, 음이온 분말 0.01~0.1wt%, 붕산(B₂O₃) 2 ∼4wt% 및 유리물 속의 기포를 제거하는 청징제인 망초(Na₂SO₄) 0.2 ∼0.5wt%와, 유리착색제를 선택 색조별로 0.01∼0.3wt% 배합 하여 용융탱크가마에 넣어 1,600℃∼1,650℃로 8∼9시간 용융 청징 시킨 후, 용융 물을 성형틀에 넣고 프레스(Press)로 성형한 후, 냉각 고화된 성형물(약 700℃ ∼ 800℃)을 450℃∼700℃로 서냉(Annealing)시켜 완성되는 음이온 발생 웰빙 재생 유리 조성물과 제조 방법.
청구항 제 1항에 있어서, 산화코발트(CoO), 산화제2동(CuO), 산화제1동(Cu₂O), 산화크롬(CrO), 질산은(AgNO₃), 이산화망간(MnO₃)등을 유리 착색제를 혼합 또는 단독으로 하여 칼라로 착색되어 제조되는 성형물.
청구항 제 1항에 있어서, 음이온 분말을 함유하여 제조되는 재생유리 성형물.