유리 생산
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1. 개요
유리 생산은 유리 용기 생산과 플로트 유리 공정으로 나뉜다. 유리 용기 생산은 배치 하우스에서 원자재를 처리하고, 핫 엔드에서 용융 유리를 성형하며, 콜드 엔드에서 검사 및 포장하는 과정을 거친다. 플로트 유리 공정은 용융 금속 위에 용융 유리를 띄워 판유리를 생산하는 방식으로, 창문 제작에 주로 사용된다. 유리 산업은 소음, 담수 사용, 수질 및 대기 오염, 먼지 발생 등의 환경적 영향을 미치며, 대한민국 유리 산업은 폐유리 재활용, 에너지 효율 향상, 친환경 연료 전환 등을 통해 지속 가능한 발전을 위해 노력하고 있다.
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| 유리 생산 | |
|---|---|
| 개요 | |
| 정의 | 유리의 제조 및 가공을 포함하는 산업 분야 |
| 관련 산업 | 건축 자동차 전자 광학 포장 의약 예술 |
| 제조 공정 | |
| 원료 | 규사 소다회 석회석 붕사 산화납 |
| 용융 | 고온에서 원료를 녹여 유리 액체를 형성 |
| 성형 | 블로잉 프레스 드로잉 주조 |
| 가공 | 절단 연마 코팅 접합 강화 |
| 유리 종류 | |
| 일반 유리 | 소다 석회 유리 붕규산 유리 납 유리 |
| 특수 유리 | 강화 유리 접합 유리 착색 유리 광학 유리 내열 유리 |
| 유리 제품 | |
| 건축용 유리 | 판유리 거울 창문 커튼월 |
| 자동차 유리 | 앞 유리 옆 유리 뒷 유리 |
| 전자 제품 유리 | 디스플레이 터치스크린 반도체 |
| 광학 제품 유리 | 렌즈 프리즘 광섬유 |
| 포장 용기 유리 | 병 항아리 |
| 실험 기구 유리 | 비커 플라스크 시험관 |
| 예술 작품 유리 | 유리 조각 스테인드 글라스 |
| 환경 영향 | |
| 에너지 소비 | 높은 에너지 소비량 |
| 탄소 배출 | 상당한 탄소 배출량 |
| 재활용 | 유리 재활용 가능 |
2. 유리 용기 생산
현대식 유리 용기 공장은 일반적으로 세 가지 주요 부분으로 구성된다. 첫 번째는 원자재를 준비하고 혼합하는 배치 하우스(batch house영어)이다. 두 번째는 실제 유리를 녹이고 형태를 만드는 제조 공정이 이루어지는 핫 엔드(hot end영어) 구역으로, 용광로, 성형 기계, 소둔로 등이 여기에 해당한다. 마지막 세 번째는 제조된 유리 용기를 검사하고 포장하는 콜드 엔드(cold end영어) 구역이다.
2. 1. 배치 하우스 (Batch House)
현대식 유리 용기 공장은 크게 "배치 하우스"(batch house), "고온역"(hot end), "저온역"(cold end)의 세 부분으로 구성된다. 배치 하우스는 원자재를 처리하고, 고온역은 용광로, 성형 기계, 소둔로 등 실제 제조 공정을 담당하며, 저온역은 제품 검사 및 포장 장비를 처리한다.배치(Batch) 공정은 유리 제조 공정의 첫 단계 중 하나이다. 배치란 유리 원료로서 규사, 소다회, 탄산칼슘 등을 일정 비율로 혼합한 분말을 의미한다.[13] 배치 하우스는 대형 사일로(트럭이나 철도 차량으로 공급)에 원자재를 보관하며, 보통 1일에서 5일 분량의 재료를 저장한다. 일부 배치 시스템에는 원료를 선별하거나 체로 거르고, 건조하거나 예열하는 과정(예: 컬릿)이 포함되기도 한다. 자동화 시스템이든 수동 시스템이든, 배치 하우스는 일련의 슈트, 컨베이어, 저울 등을 통해 유리 원료 레시피(배치)에 따라 원료를 측정하고 조립하여 혼합한 뒤 용광로로 전달한다. 혼합된 배치는 "도그 하우스"[14] 또는 "배치 차저"(batch charger)라고 불리는 투입구를 통해 용광로에 들어간다. 사용되는 유리의 종류, 색상, 요구되는 품질 수준, 원료의 순도 및 수급 가능성, 그리고 용광로의 설계 방식 등 다양한 요인이 배치 레시피에 영향을 미친다.
2. 2. 핫 엔드 (Hot End)
유리 공장의 핫 엔드(hot end)는 용융된 유리가 유리 제품으로 제조되는 구역이다. 원료 혼합물인 배치(batch)가 용광로에 투입되어 녹은 후, 이곳에서 성형 공정, 필요한 경우 내부 처리, 그리고 어닐링(풀림) 과정을 거쳐 최종 제품의 형태를 갖추게 된다.[1]현대적인 유리 용기 공장은 일반적으로 "배치 하우스(batch house)", "핫 엔드(hot end)", "콜드 엔드(cold end)"의 세 부분으로 구성된다. 배치 하우스는 원자재를 처리하고, 콜드 엔드는 제품 검사 및 포장을 담당하며, 핫 엔드는 실제 제조 공정, 즉 포어하스(forehearth, 용융 유리 공급 통로), 성형 기계, 어닐링로(Lehr)를 포함하는 핵심 영역이다.
핫 엔드에서 진행되는 주요 공정은 다음과 같으며, 각 공정에 대한 자세한 내용은 해당 하위 섹션에서 설명한다.
- 용광로: 배치 원료를 고온에서 녹여 균일한 용융 유리로 만든다.
- 성형 공정: 용융 유리를 특정 모양의 금형에 넣어 병이나 용기 등 원하는 형태로 만든다.
- 내부 처리: 일부 용기의 내화학성을 높이기 위해 표면을 처리한다.
- 어닐링: 성형된 유리를 서서히 냉각시켜 내부 응력을 제거하고 강도를 높인다.
2. 2. 1. 용광로 (Furnace)
배치(batch)는 배치 처리 시스템을 통해 조절된 속도로 서서히 용광로로 공급된다. 용광로는 주로 천연 가스나 연료유를 사용하여 가동되며, 작동 온도는 최고 1575°C에 달한다.[18] 이 온도는 용광로 상부 구조를 이루는 재료의 품질과 유리 조성에 따라 제한된다.
유리 용기 제조에 사용되는 용광로의 종류는 구조에 따라 "단부 포트(end-port) 용광로", "측면 포트(side-port) 용광로", "산소-연료(oxy-fuel) 용광로" 등으로 나뉜다.[19] 용광로의 크기는 일반적으로 하루 생산 능력을 나타내는 미터톤(MTPD, Metric Tons Per Day) 단위로 분류한다. 대규모 상업용 유리 생산(10-100톤 규모)에는 주로 탱크 가마가 사용되며, 중소규모 유리 공장이나 공방에서는 도가니 가마가 흔히 쓰인다.[13]
최근에는 에너지 효율을 높이고 환경 오염 및 배출가스를 줄이기 위해 기존 화석 연료 방식 대신 전기 가열 방식을 도입한 현대식 용광로가 사용되기도 한다.[4] 이 방식에서는 몰리브덴, 흑연 또는 특수 합금으로 제작된 전극을 이용해 용융된 유리에 직접 전기를 흘려보내 가열한다.[5]
2. 2. 2. 성형 공정 (Forming Process)
유리 공장의 고온역(hot end)은 용융된 유리가 유리 제품으로 만들어지는 곳이다. 배치(batch)는 용광로에 들어간 후 성형 공정, 내부 처리, 풀림(annealing)을 거친다.다음 표는 대규모 유리 생산 및 실험실 유리 용융에 적용 가능한 일반적인 점도 고정점을 보여준다.[1][15][16]
현재 유리 용기를 만드는 주요 방법은 두 가지이다: 좁은 목 용기에 주로 사용되는 블로우 앤 블로우(Blow and Blow) 방식과 넓은 입구 병 및 테이퍼형 좁은 목 용기에 사용되는 프레스 앤 블로우(Press and Blow) 방식이다.
두 방법 모두 소성 온도(1050°C–1200°C)의 용융 유리 흐름을 전단 날로 잘라 '고브(gob)'라는 유리 덩어리를 만드는 것으로 시작한다. 고브는 병 하나를 만들기에 충분한 미리 정해진 무게를 가진다. 고브는 중력에 의해 떨어져 홈통과 슈트를 통해 블랭크 금형(blank mold)으로 이동한다. 블랭크 금형은 두 개의 반쪽으로 이루어져 있으며, 닫힌 후 위에서 '배플(baffle)'에 의해 밀봉된다.
=== 블로우 앤 블로우 (Blow and Blow) ===
블로우 앤 블로우 공정은[6][20] 주로 좁은 목 용기 제작에 사용된다.
# 패리슨(Parison) 형성:
#* 유리는 먼저 배플의 밸브를 통해 압축 공기로 불어넣어져(세틀 블로우, settle blow), 블랭크 금형 아래의 '넥링 암(neck ring arm)'에 고정된 세 부분의 '링 금형(ring mold)'으로 밀려 들어가 용기의 입구 부분인 '마감(finish)'을 형성한다. '마감'은 캡 밀봉 표면, 나사산 등 용기 입구의 세부 구조를 의미한다.
#* 링 금형은 아래에서 짧은 플런저로 밀봉된다. 세틀 블로우 후 플런저가 약간 뒤로 물러나 표면을 부드럽게 한다.
#* 그 후, 플런저를 통해 아래에서 위로 압축 공기를 불어넣어(카운터 블로우, counter blow) 속이 빈 예비 형태의 용기인 '패리슨'을 만든다.
# 최종 형태 성형:
#* 배플이 올라가고 블랭크 금형이 열린다.
#* 넥링 암은 마감 부분을 잡고 패리슨을 180도 회전시켜 최종 금형(mold) 쪽으로 옮긴다.
#* 두 개의 최종 금형 반쪽이 패리슨 주위로 닫힌다. 넥링 암은 마감 부분에서 약간 열려 패리슨을 놓고 블랭크 금형 쪽으로 되돌아간다.
#* '블로우헤드(blowhead)'를 통해 최종적으로 압축 공기를 불어넣어(파이널 블로우, final blow) 유리를 최종 금형 모양대로 팽창시켜 최종 용기 형태를 만든다.
=== 프레스 앤 블로우 (Press and Blow) ===
프레스 앤 블로우 공정은[6][20] 넓은 입구 용기나 테이퍼형 용기 제작에 주로 사용된다.
# 패리슨 형성: 긴 금속 플런저가 아래에서 위로 올라와 유리를 눌러(press) 링 금형과 블랭크 금형을 채우면서 패리슨을 형성한다.[7][22]
# 최종 형태 성형: 패리슨 형성 후 공정은 블로우 앤 블로우 방식과 유사하다. 패리슨을 최종 금형으로 옮기고 압축 공기를 불어넣어 최종 형태를 만든다.
=== 후처리 ===
성형된 용기는 '테이크아웃(take-out)' 장치에 의해 금형에서 꺼내져 '데드플레이트(deadplate)' 위에 놓인다. 이곳에서 공기 냉각을 통해 아직 부드러운 유리를 식힌다. 마지막으로, 에어 포켓이 있는 '푸시 아웃 패들(push-out paddle)'이 용기를 컨베이어 벨트로 밀어내며, 이 용기들은 풀림(annealing) 공정을 거칠 준비가 된다.
2. 2. 3. 성형 기계 (Forming Machines)
성형 기계는 용융된 유리 덩어리(고브 또는 파리송)를 잡아 이동시키며 최종적인 유리 용기 형태로 만드는 장치이다. 이 기계는 병을 성형하기 위해 작동하는 19개의 기본 메커니즘으로 구성되며, 일반적으로 압축 공기(고압 3.2 바 및 저압 2.8 바)를 동력원으로 사용한다. 모든 메커니즘의 움직임은 전자적인 타이밍 조절을 통해 정밀하게 연계된다.현재 가장 널리 사용되는 성형 기계는 개별 섹션 기계(Individual Section machine, 약칭 IS 기계)이다. IS 기계는 5개에서 20개의 동일한 섹션이 일렬로 배열된 구조를 가지며, 각 섹션에는 용기를 만드는 데 필요한 완전한 메커니즘 세트가 하나씩 포함되어 있다. 용융된 유리는 '거브 분배기'라고 불리는 이동식 슈트를 통해 각 섹션에 차례대로 공급된다. 각 섹션은 한 번에 하나(싱글 거브), 둘(더블 거브), 셋(트리플 거브), 또는 네 개(쿼드 거브)의 용기를 동시에 만들 수 있다. 여러 개의 거브를 사용하는 경우, 전단기가 거브를 동시에 절단하여 각각의 빈 금형으로 평행하게 떨어뜨린다.
성형 기계는 주로 압축 공기로 구동되므로, 일반적인 유리 공장에는 필요한 압축 공기를 공급하기 위해 여러 대의 대형 압축기(총 30,000~60,000 cfm 규모)가 설치되어 있다. 최근에는 성형 공정을 더욱 정밀하게 디지털 방식으로 제어할 수 있는 서보 드라이브(servo drive) 기술이 성형 기계에 도입되고 있다. 이는 유리 제조 분야에서 산업 2.0 시대로 나아가는 중요한 단계로 평가받는다.
성형 기계는 용광로, 압축기와 마찬가지로 작동 중에 많은 양의 폐열을 발생시키며, 이는 일반적으로 물을 이용한 냉각 시스템으로 관리된다. 성형 과정에서 사용되지 않고 남은 뜨거운 유리(컬릿)는 별도의 경로로 배출되어 물로 냉각되며, 때로는 수조에서 처리 및 분쇄 과정을 거쳐 재활용되기도 한다. 공장의 냉각 시스템은 종종 여러 개의 냉각탑으로 구성되어, 유지보수 시에도 중단 없이 냉각 기능을 유지할 수 있도록 백업 시스템을 갖추고 있다.
2. 2. 4. 내부 처리 (Internal Treatment)
성형 공정 후, 일부 용기, 특히 증류주와 같은 주류 용기는 내부의 내화학성을 향상시키기 위해 "내부 처리" 또는 탈알칼리화라고 하는 공정을 거친다. 이는 일반적으로 고온에서 황(S) 또는 플루오린(F)을 함유한 가스 혼합물을 병 안에 주입하여 이루어진다. 가스는 성형 공정 중 최종 블로우 단계에서 사용되는 공기를 통해 주입되거나, 성형이 끝난 후 병 입구에 노즐을 이용하여 직접 가스 흐름을 분사하는 방식으로 전달된다. 이 처리는 용기가 알칼리 성분에 의해 용출되는 것에 대한 저항성을 높여, 내용물의 pH가 변하거나 용기 자체가 손상되는 것을 방지하는 효과가 있다.2. 2. 5. 어닐링 (Annealing)
유리는 냉각 과정에서 수축하고 굳어지는데, 이 과정이 불균일하게 진행되면 내부에 응력이 발생하여 유리가 약해지고 파손되기 쉬워진다. 특히 표면이 내부보다 먼저 냉각되어 수축하면서 인장력이 발생할 수 있다.[12] 이러한 내부 응력을 제거하고 유리의 강도를 높이기 위해 어닐링(풀림 또는 서냉) 공정을 거친다.어닐링은 레어(Lehr)라고 불리는 전용 오븐(어닐링로 또는 서냉로)에서 진행된다. 유리 제품을 약 580°C까지 다시 가열한 다음, 유리의 두께에 따라 20분에서 60분 동안 천천히 냉각시키는 방식으로 이루어진다. 이 과정을 통해 유리 내부에 불균일한 냉각으로 인해 발생한 응력을 효과적으로 제거할 수 있다.
유리의 점도는 어닐링 공정을 이해하는 데 중요한 물리적 특성이다. 다음 표는 유리 제조 및 실험에서 사용되는 일반적인 점도 고정점을 나타낸다.[1][15][16]
표에서 어닐링점(서냉점)은 내부 응력이 비교적 짧은 시간(수 분) 내에 완화될 수 있는 점도를 가지는 온도를 의미한다. 스트레인점(왜점)은 응력이 완화되는 데 더 긴 시간(수 시간)이 필요한, 더 낮은 온도의 점도 지점이다. 이 온도 이하에서는 실질적으로 새로운 응력이 발생하지 않는다. 따라서 어닐링 공정은 유리를 어닐링점과 스트레인점 사이의 온도 범위에서 서서히 냉각시켜 내부 응력을 효과적으로 제거하는 것을 목표로 한다.
2. 3. 콜드 엔드 (Cold End)
현대식 유리 용기 공장은 일반적으로 "배치 하우스"(batch houseeng), "핫 엔드"(hot endeng), "콜드 엔드"(cold endeng)의 세 부분으로 구성된다. 배치 하우스는 원자재를 처리하고, 핫 엔드는 용광로, 성형 기계, 서냉로 등에서 실제 제조 공정을 담당한다. 콜드 엔드는 제조 공정의 마지막 단계로, 제품 검사 및 포장 장비를 다루는 곳이다.콜드 엔드에서는 유리 용기 제조의 최종 작업들을 수행한다. 주요 작업으로는 용기의 내마모성과 윤활성을 높이기 위한 폴리에틸렌 코팅 분사, 용기의 결함 검사, 필요한 경우 라벨 부착, 그리고 최종적으로 출하를 위한 포장이 있다. 이러한 각 공정은 후속 단계에서 더 자세히 설명된다.
2. 3. 1. 코팅 (Coatings)
유리 용기는 일반적으로 두 번의 표면 코팅 과정을 거친다. 첫 번째 코팅은 열단(hot end)에서 풀림 직전에 이루어지고, 두 번째 코팅은 냉단(cold end)에서 풀림 직후에 적용된다.열단(hot end) 코팅 단계에서는 매우 얇은 산화주석(IV) 층을 입힌다. 이를 위해 안전한 유기 화합물 또는 무기 사염화주석을 사용한다. 주석 기반 시스템이 가장 널리 쓰이지만, 사염화 티타늄이나 유기 티탄산염도 사용될 수 있다. 이 코팅은 유리 표면이 이후 냉단(cold end) 코팅에 더 잘 부착되도록 만드는 역할을 한다.
냉단(cold end) 코팅 단계에서는 일반적으로 폴리에틸렌 왁스 층을 수성 에멀젼을 통해 분사하여 적용한다. 이 코팅은 유리를 미끄럽게 만들어 긁힘으로부터 보호하고, 컨베이어 위에서 이동할 때 용기들이 서로 달라붙는 것을 방지하여 내마모성과 윤활성을 높인다.
이 두 코팅이 결합되어 눈에 보이지 않는 층을 형성하며, 유리에 사실상 긁힘이 잘 생기지 않는 표면을 제공한다. 사용 중 표면 손상이 줄어들기 때문에 코팅은 종종 강화 처리로 설명되기도 하지만, 더 정확한 정의는 강도 유지 코팅이라고 할 수 있다.
2. 3. 2. 검사 장비 (Inspection Equipment)
유리 용기 생산의 콜드 엔드(cold end) 단계는 제조 공정의 마지막 작업을 수행하는 곳이다. 여기서는 용기의 내마모성과 윤활성을 높이기 위해 폴리에틸렌 코팅을 분사하고, 결함을 검사하며, 라벨을 부착하고, 최종적으로 출하를 위해 포장한다.생산된 유리 용기는 100% 전수 검사를 거친다. 자동 검사 기계나 검사원이 직접 모든 용기를 대상으로 다양한 결함 유무를 확인한다. 주요 결함은 다음과 같다.
- 체크(Check): 유리에 생기는 미세한 균열.
- 스톤(Stone): 용융 과정에서 녹지 않고 남은 이물질. 주로 용광로 내부의 내화물 벽돌 조각이나 과도하게 큰 규사 입자가 원인이다. 스톤은 열을 받으면 주변 유리와 팽창률 차이로 인해 열충격을 유발하여 용기가 갑자기 깨질 수 있으므로 특히 주의 깊게 선별해야 한다.
- 블리스터(Blister): 유리 내부에 생긴 기포.
- 티어(Tear): Press and Bloweng 성형 방식에서 플런저와 몰드의 정렬이 어긋나거나 온도가 부적절할 경우, 유리가 금형이나 플런저에 달라붙어 찢어지는 현상.
- 기타: 벽 두께가 기준치보다 지나치게 얇은 경우 등.
검사 장비는 단순히 불량품을 골라내는 것 외에도 중요한 역할을 한다. 검사 과정에서 수집된 결함 관련 통계 정보는 생산 초기 단계인 핫 엔드(hot end)의 성형 기계 작업자에게 전달되어 품질 개선에 활용된다. 또한, 컴퓨터 시스템은 각 용기에 새겨진 몰드 번호(숫자 또는 점 형태의 이진 코드)를 읽어 어떤 몰드에서 결함이 발생했는지 추적하여 근본적인 문제 해결을 돕는다.
자동 검사 외에도 작업자가 직접 샘플 용기를 대상으로 육안 검사나 치수 검사를 수행하여 품질을 관리하기도 한다.
2. 3. 3. 2차 가공 (Secondary Processing)
유리 용기 생산의 마지막 단계인 콜드 엔드(cold end) 공정에서는 내마모성과 윤활성을 높이기 위해 폴리에틸렌 코팅을 분사하고, 용기의 결함을 검사하며, 라벨을 부착하고, 출하를 위해 포장하는 작업이 이루어진다.때때로 용기 공장에서 직접 라벨 부착 서비스를 제공하기도 하는데, 이때 다양한 라벨링 기술이 사용된다. 유리 용기에 특화된 기술 중 하나는 세라믹 인쇄 라벨링(Applied Ceramic Labelingeng, ACL) 공법이다. 이 방식은 스크린 인쇄를 통해 법랑 페인트로 용기 표면에 장식을 인쇄한 후, 이를 고온에서 구워내어 페인트가 유리에 영구적으로 부착되도록 하는 것이다. 초기 코카콜라 병이 이 ACL 기술을 사용한 대표적인 예시다.
2. 3. 4. 포장 (Packaging)
유리 용기 생산의 콜드 엔드(cold end) 공정은 제조의 마지막 단계를 담당한다. 이 단계에서는 용기의 내마모성과 윤활성을 높이기 위해 폴리에틸렌 코팅을 분사하고, 결함을 검사하며, 라벨을 부착한 후 최종적으로 출하를 위해 포장한다.유리 용기는 다양한 방식으로 포장된다. 특히 유럽에서는 대량 팔레트 방식이 널리 사용되는데, 하나의 팔레트에 보통 1,000개에서 4,000개 사이의 용기를 담는다. 이 작업은 자동화된 기계(팔레타이저)를 통해 이루어지며, 용기들은 층마다 시트로 분리되어 쌓인다. 이 외에도 상자에 담거나 드물게는 손으로 꿰맨 자루를 사용하는 경우도 있다.
포장이 완료된 용기들은 새로운 "재고 단위"로 라벨이 붙여지고 창고에 보관되었다가 최종적으로 고객에게 배송된다.
3. 플로트 유리 공정 (Float Glass Process)
'''플로트 유리'''는 판유리를 만드는 대표적인 방식으로, 녹인 유리를 용융된 주석 금속 표면 위에 띄워서 생산한다. 과거에는 납을 포함한 다양한 저융점 합금이 사용되기도 했다. 이 공정을 통해 만들어진 유리는 두께가 매우 균일하고 표면이 평평하다는 특징을 가진다. 오늘날 우리가 사용하는 창유리는 대부분 플로트 유리 방식으로 제작된다.
대부분의 플로트 유리는 소다 석회 유리이지만, 특수한 붕규산 유리[24]나 평판 디스플레이용 유리[25]를 만들 때도 플로트 유리 공정이 활용된다. 이 제조법은 "필킹턴 공법"이라는 이름으로도 알려져 있는데[26], 이는 1950년대 영국의 유리 제조 기업인 필킹턴 소속의 알래스터 필킹턴이 이 기술을 발명한 것에서 유래했다.
4. 유리 산업의 환경적 영향
고도로 집중된 산업의 특성상, 유리 공장은 지역 환경에 상당한 영향을 미친다. 특히 오랜 기간 같은 장소에서 운영되는 경우가 많아 공장 인근 주거 지역과의 갈등이나 환경 문제가 발생하기도 한다. 주요 환경 영향으로는 소음 발생, 담수의 과도한 사용과 수질 오염, 질소 산화물(NOx) 및 황 산화물(SOx)과 같은 대기 오염 물질 배출, 그리고 먼지 발생 등이 있다.[12] 이러한 문제들은 유리 생산 과정의 각 단계와 밀접하게 연관되어 있으며, 지속 가능한 생산 방식을 위한 노력이 요구된다.
4. 1. 소음 문제
유리 공장은 주변 환경에 여러 영향을 미치는데, 그중 하나가 소음 문제이다.[1] 공장 내 성형 기계는 작동 과정에서 소음을 발생시키며, 특히 압축 공기를 사용할 경우 소음 수준이 최대 106dBA에 달할 수 있다. 이 소음이 공장 인근 지역에 얼마나 영향을 미치는지는 공장의 전반적인 배치 구조에 따라 달라진다.[1]소음을 유발하는 또 다른 주요 원인은 원자재와 최종 제품을 실어 나르는 트럭의 잦은 이동이다. 예를 들어, 하루에 600ton의 유리를 생산하는 공장이라면, 그만큼의 원자재가 공장으로 들어오고 생산된 제품이 다시 밖으로 나가야 하므로 상당한 규모의 트럭 운행이 불가피하다.[1] 이러한 지속적인 차량 이동은 공장 주변의 소음 수준을 높이는 요인이 된다.
4. 2. 담수 사용 및 수질 오염
유리 공장에서는 용광로, 압축기, 사용하지 않은 용융 유리를 냉각하는 과정에서 많은 양의 담수를 사용한다. 공장마다 물 사용량은 다르지만, 대략 유리 1톤을 녹이는 데 물 1톤 정도가 필요할 수 있다. 이 중 절반가량은 냉각 과정에서 증발하지만, 나머지 절반은 폐수가 되어 배출된다.수질 오염 문제도 발생한다. 대부분의 공장에서는 유리 덩어리인 '고비'를 자르는 절단날을 식히고 부드럽게 움직이게 하기 위해 유화된 오일, 즉 에멀젼 오일이 섞인 물을 사용한다. 이 기름 섞인 물이 공장에서 나오는 다른 폐수와 섞이면서 오염을 일으킨다. 이러한 문제를 해결하기 위해 공장에는 보통 산업 폐수 처리 시설이 설치되어 유화 오일을 제거하지만, 그 효과는 시설마다 차이가 있을 수 있다.
4. 3. 대기 오염 (NOx, SOx, 먼지)
질소 산화물(NOx)은 공기 중에서 가스를 연소시킬 때 자연적으로 발생하는 부산물로, 특히 가스를 연료로 사용하는 유리 용광로에서 대량으로 생성된다.[12] 일부 공장, 특히 대기 오염 문제가 심각한 도시 지역에 위치한 공장에서는 액체 산소를 사용하여 NOx 배출을 줄이려는 시도를 하기도 한다. 그러나 이러한 방식은 열교환기(재생기)를 사용하지 않으면서 산소를 액화하고 운송하는 과정에서 발생하는 탄소 비용을 고려할 때 그 실효성에 대해 의문이 제기되기도 한다.[12]황 산화물(SOx)은 유리를 녹이는 과정에서 발생하는 또 다른 대기 오염 물질이다. 원료 배합 방식을 조절하여 SOx 발생을 어느 정도 제한할 수 있으며, 배기 가스 세정 장치를 사용하는 방법도 있다.[12]
유리 제조에 사용되는 원자재는 대부분 분말이나 미세 입자 형태이기 때문에 취급 과정에서 먼지가 많이 발생한다. 먼지 발생을 억제하는 시스템은 유지 관리가 어려운 경향이 있으며, 매일 대량의 원자재를 이동시키기 때문에 소량의 유출만으로도 먼지 문제가 발생할 수 있다. 또한, 공장 내에서 컬릿을 이동시키거나 파쇄할 때도 미세한 유리 입자가 발생하여 먼지의 원인이 된다.[12]
참조
[1]
서적
Glass Chemistry
Springer-Verlag Berlin and Heidelberg GmbH & Co. K
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