KR940005066B1 - 무기안료를 이용한 천연석 무늬의 건축용 결정화 유리와 그의 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

무기안료를 이용한 천연석 무늬의 건축용 결정화 유리와 그의 제조방법

제1도는 본 발명에 의한 건축용 결정화 유리의 표면상태를 개략적으로 보여주는 도면.

제2도는 이형제가 칠해져 있는 내화갑내에 결정성 유리분말과 무기안료 및 유기결합제가 혼합된 구형입자가 충전되어 있는 상태를 보여주는 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 건축용 결정화 유리

2 : 미세한 β-월라스트나이트 결정이 균일하게 석출되어 있고 이 결정들 사이에 무기안료가 잘 분산되어 균질한 색상을 나타내는 구형입자

3 : β-월라스토나이트 결정 4 : 무기안료

5 : 구형입자 경계면 6 : 이형제층

7 : 내화갑

8 : 결정성 유리분말과 무기안료 및 유기결합체가 혼합된 구형입자

본 발명은 무기안료를 이용한 천연석 무늬의 건축용 결정화 유리와 제조방법에 관한 것이다.

유리를 재결하여 미세한 결정이 유리내부에 무수히 생성됨으로써 얻어지는 결정화 유리는 기계적강도, 내마모성, 화학적 내구성 등이 뛰어난 특성을 나타내므로 각종 분야에 사용하고 있으며 특히 건축용 내·외장재로 적합한 재료로써 점차 그 수요가 증가하고 있다.

본 출원인의 발명으로 되어 있는 한국특허 제38854호와 특허출원 제89-5196호에 제시되어 있는 결정화 유리는 그 대표적인 예이다.

최근에는 건축재료의 다양화 및 고급화가 요구되고 있는 추세로써 건축용 결정화 유리도 다양한 색상과 무늬를 나타낼 수 있어야 한다. 결정화 유리는 착색유리의 제조시와 마찬가지로 유리원료에 착색성분을 첨가하여 용융함으로써 유리 자체가 색을 띠게 하는 것이 통상적인 방법이다. 그러나 이 방법은 탱크로에서 용융하는 경우와 같이 대량 생산에는 적합하지만 다품종 소량생산에는 비경제적이며 또한 만들 수 있는 색상의 종류도 한정되어 있고 유리조성이나 용융분위기에 따라 색상이 안정되지 못한 문제점도 있다. 따라서 건축용 결정화 유리를 다양하게 착색할 수 있는 새로운 방법이 필요하다. 무기안료를 결정화 유리 입자와 혼합하여 열처리함으로써 다양한 색상을 나타낼 수 있는 방법이 특허출원 제88-16463호에 소개되어 있으며 이는 무기안료의 다양한 색상을 그대로 이용할 수 있으므로 다품종 소량생산에 매우 적합한 결정화 유리의 착색방법이다. 그러나 이 방법은 단지 유리입자 주위에 무기안료가 분산되도록 혼합시킴으로써 열처리후 입자내부는 유기 자체의 색을, 입자와의 경계면은 선명하게 선을 이루며 안료의 색을 나타내게 되므로 색상의 대비가 심하여 부자연스러운 느낌을 줄 뿐만 아니라 특히 여러 종류의 무기안료를 조합하여 다양한 색상이 혼재되도록 할 경우에는 각기 다른 색상의 무기안료가 묻어 있는 유리입자끼리 맞닿게 되는 경계면에서 불균질한 색상이 나타나거나 안료의 혼합에 의해 원치 않는 혼합색이 나타나는 문제점이 생기므로 바람직하지 못하다.

본 발명은 이러한 단점을 개선하여 보다 천연석 무늬에 가까운 색상과 무늬를 나타내며 매우 자연스러운 느낌을 줄 수 있는 방법을 제시하고자 한다. 결정성 유리입자의 크기를 조절하여 분말상태에 가깝게 함으로써 결정성 유리분말과 무기안료가 유일하게 혼합되도록 하고 여기에 유기결합체를 첨가한 후 조립기(造粒機)를 사용하여 구형입자화한 후 열처리함으로써 전체적으로 균질한 색상을 나타내며 구형입자에 의한 표면무늬도 형성되어 보다 자연스러운 색상과 무늬를 나타내는 건축용 결정화 유리가 얻어질 수 있다. 특히 이 방법은 여러 가지 색상의 무기안료를 사용하여 다양한 색상이 조화를 이룰 수 있는 장점을 가진다. 각기 다른 색상의 안료가 혼합된 결정성 유리분말로 구형입자를 만들고 이를 혼합하여 열처리하면 색상이 다른 입자들이 혼재되어 있는 표면무늬가 나타나므로 다양한 색상이 조화된 다채로운 제품의 생산이 가능해진다.

본 발명에 의한 제조방법을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

건축용 결정화 유리로 사용할 수 있도록 조합된 유리원료를 용융한 후 물속에 흘려 넣어 급냉시켜서 얻은 결정성 유리입자를 건조시킨 다음 진동체를 통과시켜 0.5mm 이하의 미분만을 취한다. 0.5mm보다 큰 유리입자는 조립기를 사용하여 구형입자를 만들기 어려울 뿐만 아니라 무기안료와의 혼합도 불균일해져 바람직하지 못하다. 이 결정성 유리분말에 원하는 색상의 무기안료와 유기결합제를 첨가하는데 대략 무기안료는 결정성 유리분말에 대하여 중량비로 1∼5％, 유기결합제는 1∼10％를 첨가하여 혼합기에 충분히 혼합한다. 여기서 무기안료의 첨가량이 1％ 이하일 경우에는 색상이 너무 옅어 바람직하지 않으며 5％ 이상일 경우에는 색상이 너무 짙어질 뿐만 아니라 무기안료까지 뭉쳐 열처리한 후 표면 색상이 균일하지 못하며 열처리시 결정화 유리의 표면이 평활하게 연화되지 않는 문제점이 발생한다. 또한 유리결합제의 첨가량이 1％ 미만일 경우에는 결합력이 약해 조립기에서 구형입자를 만들기 어렵고 10％ 이상일 경우에는 열처리후 결정화 유리내부에 기공이 다량 잔존하게 되므로 바람직하지 못하다.

결정성 유리분말, 무기안료 및 유기결합제가 충분히 혼합된 원료를 판형 또는 실린더형의 조립기에 투입하여 물을 분무시키면서 1∼10mm 크기의 구형입자로 만든 후 열풍등에 의하여 건조시켜 단단하게 굳힌다. 구형입자의 크기가 10mm보다 크게 되면 내화갑에 충전할 경우 충전밀도가 낮아 열처리 후 표면이 평활해지지 않게 되어 바람직하지 못하다. 내화갑에 충전된 구형입자들은 열처리중에 연화되어 서로 융착되고 일체화되며 표면이 평활한 채색된 결정화 유리판이 되며 이 열처리 과정에서 유기결합제는 연소되어 날아가 버린다. 이들 자동연마기로 표면을 연마하게 되면 아름다운 표면무늬와 색상을 나타내는 건축용 결정화 유리가 완성된다.

본 발명에 사용할 수 있는 결정화 유리는 전술한 한국특허 제38854호와 특허출원 제89-5196호에 제시되어 있는 조성인 것이 바람직하지만 열처리했을 때 결정이 석출됨과 동시에 연화되어 표면이 평활해지는 특성을 갖는 조성이면 사용 가능하다.

또한 본 발명에 사용할 수 있는 무기안료로써는 원하는 색을 나타낼 수 있는 산화물로서 내열성이 뛰어나고 결정화 유리와 함께 열처리되어도 변색되지 않고 산화물인 채로 유지될 수 있는 어떠한 것도 사용 가능하다.

본 발명에 대한 보다 더 상세한 내용은 다음의 실시예로 설명한다.

[실시예 1]

중량비로 SIO₂60％, Al₂O₂8％, CaO 19％, ZnO 1.5％, BaO 4％, Na₂O 3％, K₂O 1.4％, Li₂O 1.5％, B₂O₂1.6％의 유리조성물이 되도록 조합된 유리원료를 1500℃에 용융한 후 물속에서 급냉시켜 입자화된 결정성 유리를 건조한 후 진동체를 통과시켜 0.5mm 이하의 미분만을 취한다. 이 결정성 유리분말에 Sn-Si-Ca-Cr계의 무기안료를 중량비로 2.0％ 첨가하고 다시 3％의 유기결합제(메틸 셀룰로오스 분말)를 첨가한 후 혼합기에서 10분간 충분히 혼합한다. 이 혼합물을 조립기에 투입하여 물을 분무하면서 1∼10mm 크기의 구형입자로 만들고 건조시킨 후 이형제가 칠해져 있는 내화갑에 넣고 1080℃까지 분당 2℃의 속도로 가열하고 이 온도에서 2시간 유지시킨 후 서냉시킨다. 이렇게 하여 구형 입자 내부에 β-월라스토나이트 결정이 균일하게 석출되고 이 결정들 사이에 무기안료가 잘 분산되어 있어 전체적으로 균질한 핑크색을 나타내며 구형입자에 의한 표면무늬를 가지는 건축용 결정화 유리가 얻어졌다.

[실시예 2]

실시예1과 같은 조성의 0.5mm 이항의 결정성 유리분말에 AL-Co-Cr재, An-Fe-Cr계 및 AL-Zn-Co-Cr계의 무기안료를 각각 1％, 2％ 및 1％를 첨가하고 url에 유기결합제 5％를 첨가하여 혼합한 뒤 조립기를 사용하여 청색, 갈색 및 녹색의 구형입자를 각기 1∼5mm, 3∼5mm, 1∼5mm 크기로 만든다. 이 구형입자들을 중량비로 AL-Co-Cr계는 20％, Zn-Fe-Cr계는 60％, AL-Zn-Co-Cr계는 20％로 잘 혼합한 후 내화갑에 넣고 실시예1과 같은 조건으로 열처리하여 청색, 갈색, 녹색의 입자들이 잘 조화된 표면무늬를 가지는 건축용 결정화 유리를 얻었다.

제1도는 본 발명에 의해 제조되는 건축용 결정화 유리의 표면상태(1)를 도식적으로 나타낸 것으로, (2)는 결정성 유리분말, 무기안료 및 유기결합제가 혼합되어 이루어진 구형입자로 균질한 색상을 나타내는 부분이고, (3)은 열처리 된 후 균일하게 석출되어 있는 미세한 β-월라스토나이트 결정이고, (4)는 결정들 사이에 잘 분산되어 있는 무기안료 입자이며, (5)는 구형입자에 의해 형성되는 경계면으로 표면무늬를 나타낸다.

제2도는 이형제(6)가 칠해진 내화갑(7)내에 결정성 유리분말, 무기안료 및 유기결합제가 혼합되어 이루어진 구형입자(8)가 충전되어 있는 상태를 나타내며, 이 상태에서 열처리함으로써 구형입자들이 일체화되어 이루어진 건축용 결정화 유리가 얻어진다.

Claims (5)

1. 결정성 유리분말과, 이 결정성 유리분말 중량기준으로 1∼5중량％의 무기안료 및 1∼10중량％의 유기결합제를 잘 혼합하여 성형한 1∼10mm 크기의 구형입자를 내화갑내에서 열처리하여 일체화시켜 구형입자 내부에 미세한 결정들이 균일하게 석출되게 하여, 이 미세한 결정들 사이에 잘 분산되어 있는 무가안료에 의해 색상이 나타나게 한 것을 특징으로 하는 천연석 무늬의 건축용 결정화 유리.
2. 제1항에 있어서, 상기한 무기안료는 Sn-Si-Ca-Cr계 무기안료이며; 얻어진 구형입자는 전체적으로 균질한 단일 색상을 나타내는 것을 특징으로 하는 천연석 무늬의 건축용 결정화 유리
3. 제1항에 있어서, 상기한 무기안료는 AL-Co-Cr계, Zn-Fe-Cr계 또는 AL-Zn-Co-Cr계 무기안료이며; 이를 사용하여 얻어진 각기 다른 색상의 구형입자 3종이 혼합되어 복합 색상을 나타내는 것을 특징으로 하는 천연석 무늬의 건축용 결정화 유리
4. 결정화 유리를 형성할 수 있는 유리 조성물을 용융하고 급냉하여 결정성 유리분말을 얻고, 이 결정성 유리분말 중량기준으로 1∼5중량％의 무기안료와 1∼10중량％의 유기결합제를 첨가하여 잘 혼합한 후, 이 혼합물을 조립기(造粒機)를 사용하여 입경이 1∼10mm 크기인 구형입자로 성형한 뒤, 열풍등에 의하여 건조시켜 단단하게 굳히고, 이를 내화갑에 충전하고 열처리하여 일체화시켜 구형입자 내부에 미세한 결정들이 석출되게 하여, 이 미세한 결정들 사이에 잘 분산되어 있는 무기안료에 의해 색상이 나타나게 한 것을 특징으로 하는 천연석 무늬의 건축용 결정화 유리의 제조방법.
5. 제1항에 있어서, 상기한 무기안료는 1종 내지 5종의 서로 다른 색상의 안료중에서 선택되는 것임을 특징으로 하는 천연석 무늬의 건축용 결정화 유리.