KR950006206B1

KR950006206B1 - 다층발포유리체 및 그의 제조방법

Info

Publication number: KR950006206B1
Application number: KR1019930002912A
Authority: KR
Inventors: 김영; 박원주; 양희성; 김용강
Original assignee: 주식회사금강; 석강봉
Priority date: 1993-02-27
Filing date: 1993-02-27
Publication date: 1995-06-12
Also published as: KR940019639A

Abstract

내용 없음.

Description

다층발포유리체 및 그의 제조방법

제1도는 본 발명의 다층발포유리 제품 구성 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 투명유리층 2 : 중간칼라발포층

3 : 베이스발포층

본 발명은 건축물의 내벽재나 외벽재로 사용할 수 있는 베이스발포층, 중간칼라발포층, 투명유리층의 3개층으로 구성된 다층발포유리체 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명의 특징은 소다석회 계통의 각종 유리파설물을 적당한 입도로 분쇄하여 발포제 및 기타 첨가물과 혼합하여 상기의 각층에 이들 조성물을 순차적으로 적층하여 소성로에서 소성 및 발포시켜 제조하는 것으로써 단열성, 미장성, 가공성이 극히 우수한 건축용 내외장재인 다층발포유리체를 제조하는 방법과 강도를 증진시키는 방법에 관한 것이다.

통상 발포유리는 산업용 플랜트의 보냉, 보온재로써 또는 건축용 단열재나 경량 골재로써 널리 사용되어 왔고, 그 제조 방법에 관한 것이 일본공개특허 소 58-6063호, 소 59-169943호, 소 61-2618호 등에 명시되어 있는 바와 같이 발포유리를 제조함에 있어서 주원료는 소다석회유리를 50㎛이하로 분쇄하여 그 유리분말에 석회석이나 백운석 또는 탄산칼슘과 같은 발포제를 1~10wt% 첨가하여 혼합한 후 결합제로써 물유리나 폴리비닐알콜(polyvinyl alcohol)등을 사용하여 5㎜내외의 과립상으로 만들어 성형용 금형에 충진하여 금형과 함께 소성로에서 소성 및 발포시키는데 온도는 800~900℃에서 1~2시간 열처리에 의해 이루어지고, 그후 서냉공정을 거쳐 제조된다. 상기의 제조방법에 의해 제조된 발포유리는 기계적 강도 및 표면 강도가 낮고, 장식성이 없어 건축물의 내외장재로 사용하기에는 적합하지 않다.

또한 일본공개특허 소 50-123108호와 소 60-12927호에 명시된 바와 같이 발포유리의 발포층 위에 치밀한 유리층을 접합하여 일체화한 것이 알려져 있는 바 이것은 표면 경도를 향상시키고, 유리 특유의 광택과 중후한 질감을 나타내어 장식성을 부여한 것이다.

또, 소 49-28251호에는 발포유리에 유약을 도포하여 치밀한 유리층을 형성하는 방법으로 충격강도를 향상시키는 효과가 있는 것이 명시되어 있다. 하지만 상기에서 제시한 제조방법의 문제점은 단열성을 부여하는 발포층과 치밀한 유리층을 일체화한 발포유리는 서냉공정으로 층간의 열특성 차이로 인하여 계면으로부터 균열이 발생하는 문제점 뿐만아니라 건축물의 내외장재로 사용하기에는 기계적 강도가 약하다는 문제점이 있다.

또한 일본공개특허 소 52-15603호에서는 발포유리 원료에 알루미나 또는 지르콘(zircon) 및 질석, 점토등을 첨가하여 강도를 증진시키는 방법이 제시되어 있으나 이것은 흡수율이 크고, 충분한 기계적 강도를 나타내지 못하기 때문에 건축용 내외장재로 사용하기에 적합하지 않다.

따라서 본 발명은 상기의 문제점을 해결하고, 건축물의 내외장재로 사용하기에 적합하고 미려한 장식성과 기계적 강도 및 내구성을 향상시킨 다층발포유리체 제조방법에 관한 것이다.

이하 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 사용된 유리분말을 소다석회유리계통의 파유리를 100㎛이하로 분쇄하여 사용하였다. 본 발명은 겉보기 비중이 0.9g/C㎥이하의 베이스발포층 위에 겉보기 비중이 1.0~1.8g/C㎥정도의 중간칼라발포층을 형성하고, 그 위에 투명유리층을 형성하여 일체화한 강도가 증진된 다층 발포유리체에 관한 것으로서 여기에는 유리분말, 발포제, 강도증진용 내열금속선 및 결합제의 혼합 조립물로 이루어지는 베이스발포층과 유리분말, 발포제, 무기안료, 소결성 첨가제, 결합제의 혼합 조립물로 이루어지는 중간칼라발포층과 투명한 유리 입상으로 이루어지는 투명유리층을 순차적으로 적층하여 소성 및 발포공정을 통하여 각층을 일체로 형성시킨다.

베이스발포층과 중간칼라발포층의 비중은 발포제의 종류와 양, 결합제의 종류와 양 및 소성조건에 따라 결정된다.

본 발명에 있어서 베이스발포층은 파유리를 100㎛이하가 되도록 분쇄하여 발포제로서 탄산칼슘을 0.3~0.5wt% 첨가하여 혼합한후, 결합제로써 물유리나 알루미나졸 등을 2.0~5.0wt% 첨가하여 재혼합하여 입경이 3㎜이하의 과립상으로 만든후, 강도증진용 내열금속선을 1~5wt% 첨가하여 베이스발포층을 만든다.

여기에서 wt%는 파유리분말에 대한 중량%이다.

중간칼라발포층은 상기의 유리분말에 발포제로써 탄산칼슘을 0.2~0.3wt%, 원하는 색상을 얻을 수 있도록 무기안료를 0.2~0.5wt% 첨가하고, 베이스발포층과 투명유리층과의 상호 접착성과 열충격 저항성을 향상시키기 위해 알루미나, 지르콘, 뮬라이트 및 규회석과 같은 소결성 첨가제의 일부를 2~5wt% 첨가하여 혼합한후, 상기의 결합제를 1.0~3.0wt% 첨가하여 사용한다. 투명유리층은 투명한 유리를 0.5~3㎜정도의 입도를 갖도록 분쇄하여 입상으로 이루어진 유리 파쇄물을 중간칼라발포층위에 적층하는데 이러한 유리입상으로 인하여 중간칼라발포층의 무늬가 형성되고, 칼라발포층의 미려한 색상이 표면에 투시되게 된다.

또한 본 발명에 사용된 강도증진용 내열금속선은 길이가 5~30㎜, 직경이 0.1~0.5㎜ 정도를 갖고, 크롬이 18~20wt%, 니켈이 8~10wt% 함유된 오스테나이트(Austenite)계의 스테인레스 금속선으로써 소다석회유리의 열팽창계수보다 1.1~1.5배 큰 금속선이다. 내열금속선의 열팽창계수가 소다석회유리의 열팽창계수보다 작거나 너무 클 경우에는 서냉과정에서 발포유리체에 균열을 발생시킬 위험이 있기 때문에 적절한 선택이 중요하다.

상기의 강도증진용 내열금속선이 혼합된 다층발포유리의 소성온도는 소다석회유리의 연화온도 및 탄산칼슘의 열분해 개시 온도인 약 700℃까지는 예비가열 단계로써 분당 10℃씩 승온시키고, 그후 유리분말이 충분히 융착되고, 발포제인 탄산칼슘이 충분하게 그리고 균일하게 열분해할수 있도록 분당 4~5℃씩 약 850℃까지 서서히 승온시킨다. 그리고 탄산칼슘의 열분해가 완료되어 더 이상 가스 발생이 이루어지지 않는 온도인 약 850℃에서 30~60분간 온도를 유지하여 발포유리 매트릭스(matrix)내에 독립된 기공층이 균일하게 존재하도록 한 후 일반적인 유리제품의 서냉방법에 따라 서서히 냉각시켜 다층발포유리체를 제조한다.

[실시예 1-6]

평균입도가 60~80㎛정도를 갖는 소다석회 유리분말에 발포제로서 탄산칼슘을 적당량 첨가하여 혼합하고, 결합제로써 물유리를 적당량 첨가하여 재혼합한 후 크롬이 18~20wt%, 니켈이 8~10wt% 함유되어 있고, 직경이 0.1~0.5㎜, 길이가 5~30㎜ 정도를 갖는 내열금속선을 표 1과 같은 첨가량에 의해 균일하게 분산시켜 베이스발포층 원료로 한다.

중간칼라발포층은 상기의 유리분말에 발포제로써 탄산칼슘 0.2wt%와 원하는 색상을 얻을수 있도록 무기안료 0.3wt%를 첨가하고, 베이스 발포층과 투명 유리질코팅층과의 상호 접착성과 열충격 저항성을 향상시키기 위해 알루미나와 같이 소결성 첨가제 3.0wt%를 첨가하여 혼합한 후 결합제로써 물유리 1.5wt%를 첨가하여 중간칼라발포층 원료로 한다.

투명유리층은 투명한 소다석회유리를 0.5~3.0㎜정도의 입도를 갖도록 분쇄하여 사용한다.

상기와 같이 준비된 배합물을 베이스발포층 50~70%, 중간칼라발포층 20~30%, 투명유리층 10~20%정도의 두께비율로 순차적으로 적층하여 열처리한다.

소성로의 온도는 소다석회유리의 연화온도 및 탄산칼슘의 열분해 개시 온도인 700℃까지는 분당 10℃씩 승온시키고, 그후 유리분말이 충분하게 융착되고, 발포제인 탄산칼슘이 충분하게 그리고 균일하게 열분해할 수 있도록 더 이상 가스발생이 이루어지지 않는 850℃에서 30~60분간 온도를 유지하여 독립기공이 발포유리 매트릭스(Matrix)내에 균일하게 존재하도록 한 후 일반적인 유리제품의 서냉방법에 따라 서서히 냉각시켜 강도가 증진된 다층발포유리체를 제조한다.

[표 1]

(단위 : wt%-유리분말에 대한 wt%임)

표 1의 조성비로 조합된 배합물을 실시예의 공정 및 온도조건으로 열처리하여 표면을 연마가공한 후 겉보기비중 및 곡강도, 압축강도를 KS F2530, KS L 3110, KS L 3115의 측정방법에 의해 측정하여 강도증진용 내열금속선 첨가에 따른 강도증진 효과를 표 2에 나타내었다.

[표 2]

표 2의 결과에 의하면 강도증진용 내열금속선 첨가로 인해 다층발포유리체의 기계적 강도가 증가하는 결과가 나타났다. 그러나 다량 첨가시에는 오히려 내열금속선에 의해서 발포유리의 구조가 취약해져 강도가 저하되는 경향을 나타내고, 내열금속선에 의해 열전도율이 증가하여 단열성을 저하시키기 때문에 적정한 첨가량, 즉 베이스발포층의 유리분말 중량비에 대해서 2~3wt% 사용시 가장 양호한 결과를 나타내어 건축물의 내외장재로 사용하기에 충분한 강도를 가진 다층발포유리체가 얻어진다.

Claims

다층유리 발포체에 있어서, 내열금속선을 함유하는 발포유리층을 베이스발포층(3)으로하고 무기 안료를 함유하는 발포유리층을 중간칼라발포층(2)으로 하고 그 위에 투명유리층(1)이 적층되어 베이스발포층(3), 중간칼라발포층(2), 투명유리층(1)의 3개층이 일체로 구성된 다층발포 유리체.
제1항에 있어서, 내열금속선을 1~5wt% 함유하고 비중이 0.7~0.9g/C㎥인 베이스발포층과 비중이 1.0~1.8g/C㎥인 중간칼라발포층과 비중이 약 2.5g/C㎥인 투명유리층으로 구성된 다층발포 유리체.
제1항에 있어서, 내열금속선이 직경이 0.1~0.5㎜이고 길이가 5~30㎜이고 크롬 18~20wt% 니켈 8~10wt%의 내열합금 금속선인 다층발포유리체.
다층유리체의 제조 방법에 있어서, 유리분말에 대하여 탄산칼슘 0.3~0.5wt%, 결합제 2.0~5.0wt%, 내열금속선 1.0~5.0wt% 및 유리분말로 된 조성물을 입도 약 3㎜의 과립상으로 한 발포층 조성물과 유리분말에 대하여 탄산칼슘 0.2~0.3wt%, 무기안료 0.2~0.5wt%, 소결제 2~5wt%, 결합제 1.0~3.0wt% 및 유리분말로된 중간칼라발포층 조성물과 투명유리 분말층을 차례로 금형에 충진한후 약 700℃까지는 분당 약 10℃씩 승온시키고 그후 약 850℃까지의 분당 약 4~5℃씩 승온시킨후 850~900℃에서 약 30~60분간 소성 발포시키고 서냉하여 베이스발포층(3), 중간칼라발포층(2), 투명유리층(1)의 3개층이 일체로 되게하는 다층발포유리체의 제조방법.