KR100882088B1 - 도포용 조장 촉진 코팅조성물 - Google Patents

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Abstract

철 성분의 용출이 장기간 지속되는 조장 촉진용 도포 조성물에 관한 것으로, 시멘트계 바인더 5∼40중량%; 및 모래 및 제강슬래그중 최소 일성분으로부터 선택된 세골재 60∼95중량%; 및 임의의 세골제 함량의 최고 30중량%에 해당하는 수용성 철성분 함유 첨가제;를 포함하여 구성되는 인공어초 및 해조초 도포용 조성물이 제공된다. 이는 콘크리트 어초에 적용되어 조장 촉진 효과가 증대되도록 한다.
조장 촉진용 도포 조성물, 철, 제강슬래그, 어초

Description

도포용 조장 촉진 코팅조성물{Coating Composition For The Promotion Of Algae Propagation}
본 발명은 인공 어초 및 해조초의 표면에 도포하여 사용되는 조장 촉진용 조성물에 관한 것이며, 보다 상세하게는, 철 성분의 용출이 장기간 지속되는도포용 조장 촉진 조성물에 관한 것이다.
인공어초 및 해조초는 연근해에 서식하는 어류, 패류 등의 은신처뿐 아니라 산란장소를 제공함으로써 수자원을 보호하고 또한, 동, 식물성 플랑크톤 및 해초류의 증식을 통하여 치어의 생육을 촉진하기 위해 설치된다. 일반적으로 인공어초의 역할은 해조류가 착생할 수 있는 새로운 기질을 제공하거나, 어류들이 서식할 수 있는 은신처 및 공간을 제공하는 것이다.
최근들어 어초 어장의 생산성을 향상시키기 위한 목적에 적합한 어초 구조물들이 다양하게 개발되고 있다. 그러나, 어초의 외형에 대한 연구는 많이 진척되어 상당 히 다양화되었지만, 현재 국내에 시설되고 있는 각종 인공어초의 대부분은 일반 콘크리트 재질로 제작되어 시설되고 있으며, 극히 일부만 강(철)재 또는 세라믹과 같은 새로운 재료가 적용되고 있을 뿐이다.
재료의 다양화가 이루어지지 않고 있는 이유는 그 동안 인공어초 재질에 대한 연구가 적었던 사실도 있지만, 현재 사용되고 있는 콘크리트보다 저렴하면서도 여러 가지 모양으로 쉽게 성형할 수 있는 재료가 없기 때문이다. 강재 어초의 경우 재료비가 비싸기 때문에 보통 대형 어초에 적용되고 있다. 세라믹 어초의 경우 제조시 고온 소성 공정이 필요하기 때문에 제조 비용이 비싸진다는 단점이 있다.
콘크리트 어초의 경우 시멘트를 사용하기 때문에 바다에 투입시 칼슘(Ca) 성분이 용출되면서 재료 표면의 pH가 해수보다 높아서 해조류의 부착에 상당한 시간이 소요되는 단점이 있다. 일반적인 콘크리트를 구성하는 주재료는 시멘트, 골재, 물의 3가지 물질로 이루어진다. 이중 골재의 경우 조골재(부순돌 또는 자갈)과 세골재(모래)로 세분된다. 즉, 콘크리트는 골재들 사이의 공극 및 접촉면 사이가 시멘트와 물이 혼합되어 만들어진 바인더로 결합되어 있다.
이에 본 발명의 목적은 다공질 표면 형태를 갖으며, 해조류의 생육을 촉진할 수 있는 성분이 장기간에 용출되도록 인공 어초 및 해조초의 표면에 도포되는 조장 촉진 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 어초 구조물로 제작하기 용이하며, 해조류의 부착 및 생육이 용이한 어초 및 해조초 표면에 도포되는 조장 촉진 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 견지에 의하면,
시멘트계 바인더 5∼40중량%; 및
모래 및 제강슬래그중 최소 일성분으로부터 선택된 세골재 60∼95중량%;
를 포함하여 구성되는 인공어초 및 해조초 도포용 조장 조성물이 제공된다.
본 발명의 다른 견지에 의하면,
시멘트계 바인더 5∼40중량%;
모래 및 제강슬래그중 최소 일성분으로부터 선택된 세골재 60∼95중량%; 및
세골제 함량의 최고 30중량%에 해당하는 수용성 철성분 함유 첨가제;
를 포함하여 구성되는 인공어초 및 해조초 도포용 조성물이 제공된다.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명에 의한 조장 촉진용 도포 조성물을 종래의 어초 구조물에 도포함으로써, 해조류의 부착 및 생육이 증대된다.
철(Fe)이온은 조류의 포자가 착생하고 발아한 후 활발하게 세포가 활동하게 하는 색소단백질 구성요소로서 색소단백질의 흡수에 관계 있다고 보고된 바가 있다. 또한, 성육기에는 세포중 광합성에 필요한 전자전달계의 활동과 색소단백질의 형성이 철이온과 관련된 것으로 알려져 있다.
본 발명자들은 이와같은 철 이온의 특성을 이용하여 기존의 인공어초 및 해조초 표면에 도포하여 철이온을 장기간 용출할 수 있는 도포용 조장 조성물을 고안하였다.
본 발명의 인공어초 및 해조초 도포용 조장 조성물은 시멘트계 바인더와 세골재를 포함하여 이루어진다. 나아가, 어초에 도포된 초기에 철이온이 원할하게 용출될 수 있도록 수용성 황성분 함유 첨가제가 또한 포함될 수 있다. 본 발명에 의한 조장 조성물은 어초 및 해조초 기재위에 도포하여 사용된다.
시멘트계 바인더 5∼40중량%와 세골재 60∼95중량%로 혼합하여 사용된다.
시멘트계 바인더는 어초 및 해조초에 쉽게 도포될 수 있다. 시멘트 바인더의 함량이 5중량%미만이면 접착 강도가 적고 40중량%를 초과하면 상대적으로 세골재와 첨가제의 함량이 적어서 본 발명에서 의도하는 효과를 나타내지 못한다. 세골재의 함량이 60중량% 미만이면 세골재에 의한 철성분 방출효과가 미비함으로 효과가 저조 하며, 95중량%를 초과하면 접착강도가 저하된다.
시멘트계 바인더로는 포틀랜드 시멘트가 단독으로 혹은 고로슬래그와의 혼합물로 사용될 수 있다. 고로슬래그로는 산화칼슘(CaO) 38∼42중량% 및 산화규소(SiO2) 28∼35중량%를 포함하여 이루어지는 고로슬래그가 사용될 수 있다.
고로슬래그와 혼합시 혼합비는 포틀랜드 시멘트 5∼95중량%와 고로슬래그 95∼5중량%로 혼합하여 사용될 수 있다.
고로슬래그는 표면 pH를 낮추기 위해 시멘트와 함께 사용될 수 있다. 결합력이 시멘트와 유사한 고로슬래그를 사용함으로써 시멘트만을 사용할 경우 콘크리트의 표면 pH가 높아지는 것을 방지할 수 있다. 고로슬래그 미분말을 많이 사용할 수록 표면 pH는 낮출 수 있으나, 초기 강도가 저하됨으로, 실제 현장에서는 양생기간을 고려하여 적합한 배합량을 조절하여 사용될 수 있다. 약 5∼95중량%의 범위에서 적절히 혼합하여 사용할 수 있다.
세골재로는 모래, 제강슬래그 및 이들의 혼합물이, 바람직하게는 제강슬래그가 단독으로 사용될 수 있다. 세골재로 사용되는 제강슬래그는 하기 표 1과 같은 성분을 포함한다.
[표 1]
화학성분 T-Fe SiO2 CaO Al2O3 MgO MnO P2O5 TiO2
함량 (중량%) 18∼22 8∼14 37∼43 2∼5 6∼9 3∼5 1∼2 1∼2
(기타 철산화물등의 포함)
표 1에 나타낸 바와 같이, 제강슬래그에는 Fe 성분이 18-22중량%로 다량 함유되어 있어 인공어초의 재료로서 유용하다.
나아가, 수용성 철성분 함유 첨가제가 세골제 함량의 최고 30중량%, 바람직하게는 1∼30중량%로 첨가되어 사용될 수 있다. 1중량%미만으로 그 첨가량이 적은 경우에는 첨가제 첨가로 인한 효과가 미비하며, 30중량%를 초과하는 경우, 도포층이 구조적으로 취약해 질 수 있다. 수용성 철성분 함유 첨가제의 예로는 황산철, 철산화물등을 포함한다. 첨가제는 실제적용시 용도에 따라 적절한 입도의 첨가제가 사용될 수 있다. 즉, 기공이 큰 다공질 표면이 생성되도록 하기 위해서는 보다 입도가 큰 수용성 철성분 함유 첨가제를 혼합하여 사용할 수 있다.
수용성 철성분 함유 첨가제, 예들들면, 황산철은 가용성임으로 쉽게 용출되며, 황산철이 용출되면서 도포된 조성물 고화체는 다공성 표면을 형성함으로 해조류 포자가 쉽게 착상할 수 있게 된다. 한편, 세골재로 사용되는 제강슬래그는 금속 철분 및 산화철 성분을 함유하며, 이는 매우 천천히 소량의 철분을 장기간 동안 용출한다. 따라서, 재강슬래그를 사용함으로써 재강슬래그중의 철분에 의한 해조류 부착 및 생육 촉진 효과가 장기간 동안 지속된다.
즉, 어초 투입 초기에는 황산철에 용해에 의해 용출되는 철성분에 의해 해조류 생육에 도움이되고, 황산철 성분의 용출 후에는 제강슬래그중에 함유되어 있는 철성분이 장기간에 걸쳐 미량으로 용출되어 그 효과가 지속된다.
본 발명의 조성물은 물로 배합되어 사용되며, 콘크리트 어초외에 조성물이 부착될 수 있는 재질이면, 어떤한 어초에 도포하여 사용될 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
<실시예 1>
해조류 착생 및 생육 효과를 관찰하기 위해 하기 표 2와 같이 3가지 종류의 조장 촉진용 도포조성물을 제조하고 어초 모형 표면에 도포하여 실해역 시험을 실시하였다. 조성물 1 내지 4에서 바인더는 15중량% 그리고 세골재는 85중량%로 혼합되었으며, 황산철은 세골재 중량의 5중량%로 사용하였다. 조성물 4에서 바인더로는 포틀랜트 시멘트와 고로슬래그 미분말을 6:4중량비로 혼합하여 사용하였다.
[표 2]
구분 조성물 1 조성물 2 조성물 3 조성물 4
바인더 포틀랜트 시멘트 포틀랜트 시멘트 포틀랜트 시멘트 포틀랜트 시멘트 + 고로슬래그 미분말
세골제 표준사(모래) 제강슬래그 제강슬래그 제강슬래그
첨가제 × × 황산철(FeSO4)* 황산철(FeSO4)*
* 황산철: FeSO4·7H2O 분말 시약.
어초 모형은 10x10x10 cm의 크기로 제작하였으며, 일반적으로 사용하는 천연골재와 포틀랜드 시멘트로 배합된 콘크리트를 사용하여 각 조성물에 대하여 5개씩 제작하여 사용하였다.
조성물 1 내지 4를 어초 모형의 상부 표면에 약 2cm 두께로 도포하였다.
이와 같이 제작된 어초 모형을 실해역의 약 5m 수심에 투입하여 3개월 간 효과 조사를 실시하였다. 그 결과를 표 3에 나타내었다.
[표 3]
구분 부착 해조류의 평균 개체수
무도포 2.3
조성물 1 6.2
조성물 2 10.5
조성물 3 20.3
조성물 4 22.1

표 3에서 알 수 있듯이, 조장 조성물이 도포된 어초 모형이 조장 조성물이 도포되지 않은 어초 모형에 비하여 우수한 해조류 부착 효과를 나타내었다.
그리고, 조성물을 도포한 어초 모형중 제강슬래그를 세골재로 사용한 것이 모래를 사용한 것보다 우수한 효과를 나타냈다. 또한, 황산철을 첨가한 경우에 보다 좋은 효과를 나타내며, 바인더로 고로슬래그 미분말과 포틀랜트 시멘트를 혼합하여 사용한 것이 좋은 효과를 나타낸다.
본 발명의 조장용 도포 조성물을 사용함으로써, 종래의 저렴하고 제작이 용이한 콘크리트 어초용 재료 이용시 어초의 조장 효과가 증대된다.

Claims (7)

  1. 포틀랜트 시멘트 5∼95중량%와 고로슬래그 95∼5중량%의 혼합물인 시멘트계 바인더 5∼40중량%; 및
    모래 및 제강슬래그 중 최소 일성분으로부터 선택된 세골재 60∼95중량%
    를 포함하여 구성되는 인공어초 및 해조초 도포용 조장 조성물.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 세골재 100중량부 기준으로 최고 30중량부의 수용성 철성분 함유 첨가제를 더 포함하여 구성되는 인공어초 및 해조초 도포용 조장 조성물.
  3. 삭제
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 고로슬래그는 산화칼슘(CaO) 38∼42중량% 및 산화규소(SiO2) 28∼35중량%를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 인공어초 및 해조초 도포용 조장 조성물.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 세골재는 제강슬래그임을 특징으로 하는 인공어초 및 해조초 도포용 조장 조성물.
  6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 제강슬래그는 철 성분을 18-22중량% 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 인공어초 및 해조초 도포용 조장 조성물.
  7. 제 2항에 있어서, 상기 수용성 철성분 함유 첨가제는 황산철임을 특징으로 인공어초 및 해조초 도포용 조장 조성물.
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