Fabrication and characterization of glass with E-glass fiber composition by using silica-alumina refused coal ore

사암계 석탄폐석을 활용한 E-glass fiber 조성의 유리 제조 및 특성

The glass of E-glass fiber composition was fabricated by using refused coal ore which is obtained as by-product from Dogye coal mine in Samcheok. We used silica-alumina refused coal ore which has low carbon content relatively, and the amount of refused coal ore has been changed from 0 to 35 % in batch composition. E-glass was fabricated by the melting of mixed batch materials at $1550^{\circ}C$ for 2 hrs with different refused coal ore composition of 0~35 %. We obtained a transparent and clear glass with high visible light transmittance value of 81~84%, thermal expansion coefficient of $5.39{\sim}5.61{\times}10^{-6}/^{\circ}C$ and softening point of $851{\sim}860^{\circ}C$. The glass fiber samples were also obtained through fiberizing equipment at $1150^{\circ}C$, and tested chemical resistance and tensile strength to evaluate the mechanical property as a reinforced glass fiber of composite material. As the result, we identified the properties of E-glass fiber by using refused coal ore are plenty good enough compare to that of normal E-glass without refused coal ore, and confirmed the possibility of refused coal ore as for the raw material of E-glass fiber.

삼척도계지역의 탄광에서 석탄채굴시에 부산물로 발생되는 사암계 석탄폐석을 원료로 사용하여 E-glass fiber 조성의 유리를 제조하였다. 본 연구에서는 카본함량이 비교적 적은 실리카-알루미나질의 사암계 석탄폐석을 사용하였으며, 폐석의 투입량을 0~35 %까지 변화시켰다. 서로 다른 석탄폐석 투입량을 갖는 배치원료를 $1550^{\circ}C$에서 2시간 용융하여 E-glass조성을 갖는 투명하고 맑은 유리가 얻어졌고, 81~84 %의 높은 가시광투과율, $5.39{\sim}5.61{\times}10^{-6}/^{\circ}C$의 열팽창계수, 851~$860^{\circ}C$의 연화점을 나타내었다. 유리섬유 시편은 $1150^{\circ}C$에서 섬유인상장치를 통해 얻어졌고, 복합재료의 보강용 유리섬유로서 내화학성 시험과 기계적 특성평가를 위한 인장강도를 측정하였다. 그 결과 석탄폐석을 사용한 E-glass fiber의 특성이 석탄폐석을 사용하지 않은 보통 E-glass 섬유에 비해 충분히 양호한 특성을 나타내어 E-glass 섬유용 원료로서 석탄폐석의 활용가능성을 확인할 수 있었다.