KR810000059B1 - 융제용 저온 유리 조성물 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

융제용 저온 유리 조성물

본 발명은 유리 제조용 융제 및 도자기용 유약에 사용되는 프릿트(Frit)의 조성물에 관한 것이다.

본 발명의 유리는 도가니 가마에서 규산-소오다-석회 유리를 제조함에 있어 유리의 용융을 현저하게 촉진하여, 청징 효과까지 나타냄을 특징으로 하는 융제(Flux) 및 청징 작용을 겸한 융제용 저온 유리이다.

특히 SiO₂-CaO-Na₂O계 유리는 CaO가 중량비로 5%이상 되면 도가니 유리에 있어서는 점도 10³-10⁵-Poise에서 작업 온도 범위가 좁아져 세공이 어려워지고, 두꺼운 제품을 금형으로 압형하거나, 재 가열로 장시간 가공하게 되면 800-1,100℃ 범위에서 유리에 실투가 일어나 광택이 상실되며, 서냉공정 직전에 급냉에 의하여 파쇄되기 쉽다.

또한 작업성을 용이하게 하기 위해서는 다량의 소오다회를 첨가하여 Na₂O가 18%이상 되개 됨으로 가공성은 용이하나 유리의 화학적 내구성이 현저히 떨어지게 되어 알칼리용 출량이 4㎎ 이상이 된다.

이와 같은 유리의 결점을 개선코져 일부를 B₂O₃나 A1₂O₃성분으로 치환하게 된다.

이때 B₂O₃나 A1₂O₃는 적어도 2% 이상이 첨가되어야 효과를 나타냄으로 원료면에서 원가의 부담이 커지며, 유리의 균질도가 떨어지게 됨으로 유리에 결점이 발생하고, A1₂O₃의 원료로서 Al(OH)₃를 사용한다 하여도 불균질 물질이 생겨, 균질혼합이 불가능하여 맥리 형상을 나타낸다.

만일 A1₂O₃원으로 천연산 장석을 사용하게 되면 일부의 불균형 물질 맥리는 다소 해결할 수 있게 되나, 철분(Fe₂O₃)의 영향으로 착색 또는 심한 소포(Seed)가 발생하게 됨으로 프린트(Flint) 유리를 제조하기에 는 매우 곤란하다.

이상에서 기술한 문제점을 해결하기 위해서는 종래는 공지의 원료인 융제로서 Li₂O의 화합물(또는 Frit, 청징제 산화제 및 환원재 등을 첨가하여 유리를 제조하게 된다.

본 발명의 융제용 저온 유리는 종래의 융제, 청징제, 소색제의 역활도 겸할 수 있고, 한편 산화, 환원에서 유리를 안전하게 조정하는 특성을 가진 고붕산질 유리인 SiO₂-Al₂O₃-B₂O₃-RO(CaO, MgO, BaO)-R₂O(Li₂O, Na₂O, K₂O)의 다성분계 조성 유리에 소량의 황하물 및 할로겐 화합물이 함유된 특정한 유리이다.

본 유리의 3-10%를 규산-석회-소오다 유리에 첨가함으로서 청징제를 전혀 사용하지 않고도 청징효과를 나타내며, 연료도 10-20%를 절감할 수 있게 되며, Na₂O 18%의 유리에서는 Na₂O 2-3%를 본 발명의 유리와 치환함으로 약 60-80℃로 용융온도를 저하시킬 수 있고 또한 알칼리 용출량도 2㎎로 감소시킬 수 있다.

또한 성형 작업 온도 범위가 넓어서 작업성이 용이하며 성형 온도를 종래의 유리에 비하여 100℃까지 낮게할 수 있어 금형의 사용수명을 연장시킬 수도 있다.

불꽃가공에 있어 실투나 맥리 형상을 감소시킬 수 있어 후린트 유리의 수율을 20% 이상으로 향상시킬 수 있다.

융제 및 청징 효과는 본 발명 유리의 주성분인 B₂O₃, A1₂O₃, RO 및 R₂O에 의한 작용이기는 하지만 일부 소량으로 함유된 황화물이나 할로겐 화합물의 영향이 있다.

즉, SiO₂-Na₂O-CaO계 유리에 B₂O₃성분이 0.5-3%, A1₂O₃성분이 약 1%가 첨가 됨으로서 강력한 융제(Flux)의 역활을 하게될 뿐 아니라 고온에서 점도가 매우 적어져서 유리의 소포를 빨리 유리 표면으로 상승시키므로 청징 효과를 나타나게 하고, 또한 유리의 화학적인 내구성을 현저히 증가시킨다.

또한 A1₂O₃가 1-4% 첨가 됨으로서 대형의 유리제품을 가공할때 실투를 방지시킬 수 있고 서냉공정에서 스트레인을 쉽게 제거 시킬 수 있는 이점도 있게 된다.

본 발명의 저온 유리를 5-10% 첨가하여 A1₂O₃를 1-4%로 조정할지라도 유리에 맥리가 발생하지 않게 되고, 작업 온도 범위도 넓어서 800-1,100℃까지 가능하다.

청징 작용의 원인은 극히 소량으로 함유된 황의 화합물과, 할로겐 화합물에 의한 산화 및 환원 작용이 크다.

황의 화합물은 소량이 SO₂상태로 용해되여 있고, 일부가 CaSO₄, CaSO₃, Na₂SO₄, Na₂SO₃, Na₂S 및 할로겐 화합물의 규산염 중합체로 형성하여 일정한 고온도 범위에서 청징 작용을 순차적으로 진행시킨다.

특히 청징제로 As₂O₃를 다량 사용하면 유리에 일부 잔존하여 화작작업에서 회색내지 흑색으로 변색되는 결점이 있다. 이때 유리를 사용하여 청징시키면 변색을 방지할 수 있게 된다.

본 발명의 저온 유리는 도자기용 유약으로도 사용이 가능하다. 특히 연독(鉛毒)을 문제 삼고 있는 무연(無鉛) 유약(釉藥)에 널리 사용할 수 있다.

근래 연독이 문제되고 있는 식기류 및 옹기용의 상회(上繪) 및 하회(下繪)용 무연 유약의 프릿트로서 사용할 수 있다.

이 저온 유리를 생유(生釉)나 약토(藥土)들과 함께 사용함으로서, 무연 저온 유약을 제조할 수 있다.

소지(素地)의 특징에 따라 본 저온 유리에 생유(또는 약토)나 밀 첨가제를 첨가, 열팽창계수를 조절하므로 저온 소부가 가능한 안전한 유약을 얻을 수 있다.

융제용 저온 유리에서 전술한 바와 같이 동일한 효과를 나타내어 PbO의 유약과 동일한 표면의 광택을 나타내는 유리질을 얻을 수 있는 것도 본 발명의 저온 유리 조성물의 특징이다.

특히 광택과 표면을 청명하게 하기 위해서는 BaO와 K₂O를 증가시키면 된다.

특히 식기 및 옹기용으로는 PbO의 위험을 받지 않고 종래의 유약과 공일한 광택을 나타내면서 950-1, 100℃에서 유리화시킬 수 있다.

종래의 무연 유약은 B₂O₃의 함량이 많아서 고가이기도 하나 또한 불안전하여 프릿트를 만들어도 오랜 저장이 불가능하고, 또한 Na₂O의 증가는 더욱 불안전하다.

안전한 프릿트라 할지라도 용융 온도가 높아서 용융이 매우 어렵고 균질한 프릿트를 얻기가 곤란하다.

또한 종래 프릿트 표면 장력의 조절이 불가능하여 유약 표면에 기포를 형성시켜 미려한 유약면을 얻기가 어렵고, 소성중 SO₂의 가스에 의하여 기포 및 색 변화를 초래하게 된다.

본 저온 유리는 미량의 성분에 의하여 잘 조절됨으로 안전한 유약면을 얻을 수 있는 것도 특징이다.

본 발명의 저온 유리는 유리 제조시 CaO 및 Al₂O₃의 성분과 미량의 황화염 및 할로겐 화할물은 광제(철, 동, 망강 등의 광제)로부터 얻을 수 있도록 구성시킨 특성 조성을 하고 있다.

또한 기타 성분은 공지의 원료로부터 얻을 수 있다.

본 발명의 성분 조성 범위는 주성분으로서 몰(mole) 백분률은 다음과 같다.

SiO₂35-46%, B₂O₃25-28%, A1₂O₃6-20%, RO(CaO, MgO, BaO, ZnO) 6-9%, RO(Na₂O, K₂O, Li₂O), 10-11%로 구성되어 있고 여기에 소량의 SO₃(0.02-0.5%)와 RX가 함유된 유리이다.

이들의 저온 유리 조성물을 만들기 위해서는 공지의 원료인 규석, 규사, 석회석, 붕사, 붕산 및 광제 등을 사용한다.

특히 Na₂O성분으로는 붕-규산-소오다 유리를 사용할 수도 있고, 붕-규산-석회-알루미나 유리를 사용하여 석회, 알루미나를 첨가할 수도 있다.

원료 조합물은 공지의 치리 용융용 가마를 사용하여 1,120-1,280℃에서 용융, 청징이 되지 않고 소포를 다량 함유한 다포성 유리를 수냉하여 볼밀로 분쇄하여 융제용 저온 유리로 사용한다.

특히 본 저온 유리를 옹기용 유약으로 사용할 때는 약토의 조성에 따라 기지의 제2, 제3의 붕-규산 유리나, 붕-규산-알루미나-리듐-바륨계 프릿트를 첨가하여 조성범위가 중량비로 SiO₂50-57%, Al₂O₃16-20%, Fe₂O₃0-2.4%, MnO 0-4%, RO 6-8%, R₂O₃7-9%, R₂O 4-7%가 되도록 조정하고져, 약토, 본 발명의 저온 유리 및 제2, 제3의 기지의 프릿트를 첨가해서 조성을 맞추워 사용한다.

이때 제2 유약을 프릿트 유약으로서 저팽창용이며, 제3은 600-700℃ 용융용 프릿트 유약이다.

본 제2, 제3 프릿트는 약토의 조성에 따라 첨가하지 않아도 무방하다.

옹기를 제조할때 표면 유약으로서 국내의 약토를 사용하고 여기에 본 발명의 용제용 저온 유리를 20% 전후 첨가함으로서 PbO 약 30% 첨가한 효과와 동일한 옹기 표면을 얻을 소 있게 된다.

또한 소성 온도가 높은 옹기 및 도자기에는 본 발명의 용제용 저온 유리에 장석을 일부 첨가하면 조정이 가능하게 된다.

이상과 같이 조정함으로서 본 발명의 저온 유리를 사용하여 900-1,200℃까지 소성이 가능한 옹기 유약까지도 사용할 수도 있다.

Claims (1)

1. 본문에서 상술한 바와 같은 용제용 저온 유리의 몰 백분률은 SiO₂35-46%, Al₂O₃6-20%, B₂O₃26-28%, RO 8-9%, RO₂10-11%, 범위로 하고, 여기에 0.02-0.5%의 SO₃및 할로겐화합물이 함유된 저온 유리조성물.