KR100915335B1 - 토양 중화용 세라믹 조성물과 세라믹 분말의 제조방법 및이를 이용한 친환경 토경 재배방법 - Google Patents
토양 중화용 세라믹 조성물과 세라믹 분말의 제조방법 및이를 이용한 친환경 토경 재배방법Info
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Abstract
본 발명은 토양 중화용 세라믹 조성물과 세라믹 분말의 제조방법 및 이를 이용한 친환경 토경 재배방법에 관한 것으로, 상세하게는 산화알루미늄 35~45중량%, 실리카 25~35중량%, 지르코니아 10~20중량%, 산화마그네슘 2~5중량%, 산화칼륨 2~4중량%, 산화나트륨 2~5중량%, 산화제2철 1~3중량%, 산화칼슘 1~3중량%, 산화티탄 0.1~0.5중량% 및 결합제 1~2중량%를 혼합하여 입상화하는 입상화 단계와; 입상화된 고형물 100중량%를 기준으로 정제수를 첨가한 다음 숙성시키는 숙성단계와; 상기 숙성된 고형물을 소성가공하는 소성단계; 및 소성된 재료를 분쇄기에 투입하여 미립자 상태로 분쇄하는 분쇄단계;를 포함하여 이루어지는 세라믹 조성물을 분말화하여 이를 토양에 공급하거나 또는 식물 종자를 건 분의시킨 후 상기 종자를 이용하여 친환경적으로 토경 재배하는 것을 특징으로 하는 것으로서, 세라믹 분말이 토양 속의 수분과 합류되면 화학반응을 일으켜 토양 속의 중금속을 중화시키고 산성화된 토양을 알카리성으로 바꾸며, 농작물의 뿌리활착 및 발근을 촉진하여 작물의 초세 및 생리활동을 왕성하게 하므로 병해충에 대한 면역력을 높이고 결실을 단축하며 수확량을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 토양 중화용 세라믹 조성물과 세라믹 분말의 제조방법 및 이를 이용한 친환경 토경 재배방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 산성화된 식물 생육환경의 알칼리화에 이바지할 수 있으며, 원적외선 방사물질과 각종 영양성분을 첨가하여 식물의 뿌리활착과 발근을 촉진하는 토양 중화용 세라믹 조성물과 세라믹 분말의 제조방법 및 이를 이용한 친환경 토경 재배방법에 관한 것이다.
인간의 건강한 삶을 유지하기 위한 연구가 세계 각국에서 활발 해지면서 자연과 환경이 우리에게 미치는 영향이 절대적으로 효과적이고 적당한 운동이 우리의 건강을 지켜준다는 것은 그 누구도 부인할 수 없는 결론일 것입니다. 인체는 주변환경의 파괴, 오염과 식생활의 변화로 인하여 더욱더 산성화되어 가고 있다.
체내에는 수없이 많은 산성노폐물이 고체의 형태로 축적되며 혈관 등에 쌓인 고체 산성 노폐물들은 모든 성인병의 발병에 근원이 되는 것으로 밝혀져 있다.
최근 로하스(LOHAS) 시대를 맞아 환경농업을 지향하면서 그 기본인 토양을 개선하고자 사용하는 일반적인 석회, 고토, 석고, 패화석 등 광물질을 살포하기도 하지만 다량의 화학비료와 농약에 의존해 왔기 때문에 토양과 수질환경이 급격하게 오염되어 안전한 먹거리를 기대하기 어려운 상황에 이르게 되었다.
다수확을 하려고 비료를 많이 준 것이 항상 화근이 되어 도복이 되고 병이 나고 벌레가 먹게 된다. 비료는 일시적인 토양의 이화학적 개선효과는 있었지만 토양을 경화시키는 부작용을 가져온 사례도 있다. 아울러 화학비료는 인체에 직접 섭취할 경우 매우 좋지 않기 때문에 이러한 농작물을 계속 섭취할 경우 인체에 미치는 악영향에 대한 문제가 끊임없이 제기되는 실정이다.
또한, 작물의 발근 촉진이나 연작장해를 방지하지 못할 뿐만 아니라, 중금속 등의 오염물질을 해독할 수 없는 문제점이 있었다.
이로 인하여 중금속에 오염된 과채류나 그 가공식품은 질병의 위험에 노출되어 있으며 무공해 식품을 요구하고 있다.
따라서, 본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 토양 중화용 세라믹 분말을 배합하여 산성화된 토양을 중화시키고 중금속 등의 오염물질을 해독시켜 환경농업을 할 수 있는 토양 중화용 세라믹 조성물과 세라믹 분말의 제조방법 및 이를 이용한 친환경 토경 재배방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따르면, 토양의 산성화를 방지하면서 식물의 성장을 촉진할 수 있는 토양 중화용 세라믹 조성물과 세라믹 분말의 제조방법 및 이를 이용한 친환경 토경 재배방법을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 토양 중화용 세라믹 조성물은, 산화알루미늄(Al2O3) 35~45중량%, 실리카 25~35중량%, 지르코니아(ZrO2) 10~20중량%, 산화마그네슘(MgO) 2~5중량%, 산화칼륨(K2O) 2~4중량%, 산화나트륨(Na2O) 2~5중량%, 산화제2철(Fe2O3) 1~3중량%, 산화칼슘(CaO) 1~3중량%, 산화티탄(Ti0) 0.1~0.5중량% 및 결합제 1~2중량%를 혼합하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
그리고 또한, 본 발명에 따른 상기 결합제는, 키토산이나 셀룰로오스, 녹말과 같은 천연고분자 및 폴리비닐알콜이나 폴리에틸렌옥사이드 같은 합성수용성고분자 중에서 선택되는 것이 바람직하고, 상기 결합제는 1~2중량%의 수용액인 것이 더욱 바람직하다.
한편, 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 토양 중화용 세라믹 조성물의 제조방법은, 산화알루미늄(Al2O3) 35~45중량%, 실리카(SiO2) 25~35중량%, 지르코니아(ZrO2) 10~20중량%, 산화마그네슘(MgO) 2~5중량%, 산화칼륨(K2O) 2~4중량%, 산화나트륨(Na2O) 2~5중량%, 산화제2철(Fe2O3) 1~3중량%, 산화칼슘(CaO) 1~3중량%, 산화티탄(Ti0) 0.1~0.5중량% 및 결합제 1~2중량%를 혼합하여 입상화하는 입상화 단계(S100)와; 입상화된 고형물에 정제수를 넣고 숙성시키는 숙성단계(S200)와; 상기 숙성된 고형물을 소성가공하는 소성단계(S300); 및 소성된 재료를 분쇄기에 투입하여 미립자 상태로 분쇄하는 분쇄단계(S400);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
그리고 또한, 상기 숙성단계(S200)는, 입상화된 고형물 100중량%를 기준으로 정제수 15~20중량%를 첨가한 다음 120~180℃의 온도에서 50~70시간 동안 숙성시키는 것이 바람직하다.
그리고 또한, 상기 소성단계(S300)는, 상기 숙성된 고형물을 900~1200℃의 온도로 5~8시간 동안 소성가공하는 것이 바람직하다.
그리고 또한, 상기 분쇄단계(S400)는, 소성된 재료를 분쇄기에 투입하여 60~80메시의 미립자 상태로 분쇄하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 토양 중화용 세라믹 분말을 이용한 친환경 토경 재배방법은, 산화알루미늄(Al2O3) 40.2중량%, 실리카(SiO2) 30.5중량%, 지르코니아(ZrO2) 14.79중량%, 산화마그네슘(MgO) 3.44중량%, 산화칼륨(K2O) 3.16중량%, 산화나트륨(Na2O) 3.14중량%, 산화칼슘(CaO) 2.10중량%, 산화제2철(Fe2O3) 1.3중량%, 산화티탄(Ti0) 0.29중량% 및 결합제 1.08중량%를 혼합하여 입상화하는 입상화 단계(S100)와; 입상화된 고형물 100중량%를 기준으로 정제수 15~20중량%를 첨가한 다음 120~180℃의 온도에서 50~70시간 동안 숙성시키는 숙성단계(S200)와; 상기 숙성된 고형물을 900~1200℃의 온도로 5~8시간 동안 소성가공하는 소성단계(S300); 및 소성된 재료를 분쇄기에 투입하여 60~80메시의 미립자 상태로 분쇄하는 분쇄단계(S400);를 포함하여 이루어지는 토양 중화용 세라믹 분말을 토양과 배합하여 사용하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따르면, 각종 금속 및 금속산화물을 함유하는 세라믹 분말을 토양에 뿌려줌으로써 토양 속의 수분과 합류되면 화학반응을 일으켜 토양 속의 중금속을 중화시키고, 산성화된 토양을 알카리성으로 바꾸며, 토양의 지력과 땅심을 높게 해 줄 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 토양의 통기성이 좋아지면서 다종의 미네랄을 함유하고 있어 식물들의 음용 시 성장을 통한 농작물의 뿌리활착 및 발근을 촉진하여 작물의 초세 및 생리활동을 왕성하게 하므로 병해충에 대한 면역력을 높이고 결실을 단축하며 수확량을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 토양 중화용 세라믹 분말의 제조방법을 나타내 보인 블록도.
도 2a는 본 발명의 시험예 1에 따른 딸기 1차년 시험재배의 작황 결과를 나타내 보인 비교사진.
도 2b는 비교예 1에 따른 딸기 1차년 시험재배의 작황 결과를 나타내 보인 비교사진.
도 2c는 본 발명의 시험예 1에 따른 딸기 2차년 시험재배의 작황 결과를 나타내 보인 비교사진
도 2d는 본 발명의 비교예 1에 따른 딸기 2차년 시험재배의 작황 결과를 나타내 보인 비교사진.
도 2e는 본 발명의 시험예 1에 따른 1차년 딸기 2개의 무게를 나타내 보인 비교사진.
도 2f는 본 발명의 시험예 1에 따른 2차년 딸기 1개의 무게를 나타내 보인 비교사진.
도 3a는 본 발명에 따른 마늘종자에 세라믹 조성물 분말을 입힌 상태를 나타내 보인 비교사진.
도 3b는 본 발명에 따른 시험예 2 및 비교예 2의 파종준비를 나타내 보인 비교사진.
도 3c는 본 발명의 시험예 2 및 비교예 2에 따라 수확된 마늘을 나타내 보인 비교사진.
도 3d는 본 발명의 시험예 2에 따른 마늘 1개의 무게를 나타내 보인 비교사진.
도 4a는 본 발명의 시험예 3에 따른 고추 시험재배 작황 결과를 나타내 보인 비교사진.
도 4b는 본 발명의 비교예 3에 따른 고추 시험재배의 작황 결과를 나타내 보인 비교사진.
도 5는 본 발명의 시험예 4~6 및 비교예 4~6에 따른 정원수 삽목재배의 결과를 나타내 보인 비교사진.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다.
먼저, 본 발명에 따른 토양 중화용 세라믹 조성물은 토양을 중화시키기 위하여 사용되는 금속 물질 및 금속산화물은 각각을 단독으로 환경 오염 물질에 접촉시키더라도 유기 화합물, 질소 함유 산화물 등의 환경 오염 물질의 처리 능력은 높지 않지만, 이들을 혼합하여 사용함으로써 금속산화물이 일종의 촉매적인 작용을 하여 매우 우수한 처리 능력이 발현되는 것으로 추측된다.
본 발명에 따른 토양 중화용 세라믹 조성물에 사용되는 금속으로서는 실리카(SiO2), 지르코니아(ZrO2) 등을 들 수 있으며, 이들 금속의 형태는 미세 분말상, 입상, 소편상 등 특별히 제한되지 않지만 미세 분말상은 처리 대상의 환경 오염 물질과의 접촉 면적이 넓어져 바람직하다.
또한, 금속산화물로서는 산화알루미늄(Al2O3), 산화마그네슘(MgO), 산화칼륨(K2O), 산화나트륨(Na2O), 산화칼슘(CaO), 산화제2철(Fe2O3), 산화티탄(Ti0), 산화마그네슘(MgO) 등을 들 수 있으며, 이들을 단독으로 사용해도 되고 2종 이상을 혼합하여 사용해도 되고, 그들의 복합산화물을 이용해도 된다. 여기서, 금속산화물이란 통상의 금속산화물 외에, 금속수화산화물, 금속수산화물도 포함하는 것이다. 금속산화물은 미세 분말상, 입상, 소편상 등 여러 형태의 것을 사용할 수 있고, 미세 분말상의 것은 접촉 면적이 커 반응성이 높아지기 때문에 바람직하다. 특히, 금속으로서 실리카(SiO2), 지르코니아(ZrO2), 금속산화물로서 산화알루미늄(Al2O3) 등을 주성분으로 하여 여러 종류의 금속 산화물을 포함하는 것으로, 구체적으로 산화알루미늄(Al2O3) 35~45중량%, 실리카(SiO2) 25~35중량%, 지르코니아(ZrO2) 10~20중량%, 산화마그네슘(MgO) 2~5중량%, 산화칼륨(K2O) 2~4중량%, 산화나트륨(Na2O) 2~5중량%, 산화제2철(Fe2O3) 1~3중량%, 산화칼슘(CaO) 1~3중량%, 산화티탄(Ti0) 0.1~0.5중량% 및 결합제 1~2중량%를 혼합한다.
먼저, 상기 토양 중화용 세라믹 조성물 중 가장 큰 비중을 차지하는 산화알루미늄(Al2O3)과 실리카(SiO2)는 원적외선 및 음이온을 다량 방출한다고 알려져 있는 성분이다. 또한, 상기 산화칼륨, 산화티탄, 산화마그네슘 등과 같은 성분들은 물이 통과되면 이온화되면서 산성인 물을 알칼리로 전환시킬 뿐 아니라 강한 흡착력에 의하여 토양속에 포함된 각종 불순물이나 중금속 등을 흡착 제거하여 깨끗한 토양으로 정화시킬 수 있는 것이다. 보다 자세히 살펴보기로 한다.
산화알루미늄(Al2O3)은 알루미늄과 산소의 화합물로 공업적으로는 알루미나라고도 하며, 규산염광물인 점토, 백반석 등에 많이 포함되어 있으며, 이 중에서도 결정화되지 않은 산화알루미늄(Al2O3)은 제산제 및 흡착제의 용도로 사용된다.
그리고, 실리카(SiO2)는 이산화규소라고도 하는 것으로, 실리콘(Si)는 지구상에 2번째로 많이 존재하는 물질로서 식물에 흡수되어 병저항성 및 스트레스 저항성을 높이는 것으로 알려져 있다(Role of Root hairs and Lateral Roots in Silicon Uptake by Rice J.F.Ma 등. Ichii Plant Physiology(2001)127:1773-1780 등). 특히, 실리케이트 수용액을 식물에 처리하였을 때 흰가루병, 노균병 등 식물의 주요 병원균에 대해 탁월한 예방효과를 나타내는 것으로 보고되고 있을 뿐만 아니라 식물의 생리활성을 촉진시켜 식물의 생장과 병저항성 유도 및 스트레스 저항성 유도를 촉진시키는 것으로 알려져 있다(Suppressive effect of potassium silicate on powdery mildew of strawberry in hydroponics T. Kanto 등. J GenPlant Pathol(2004) 70:207-211 등).
상기 산화알루미늄(Al2O3) 및 실리카(SiO2)의 함량이 각각 35~45중량%, 25~35중량%가 포함되는 것이 바람직하다. 각각 그 첨가량이 35중량% 이하이거나 25중량% 이하이면 원적외선이나 음이온 방출 효과가 감소하고, 45중량% 이상이거나 35중량% 이상이면 다른 기능성 성분들을 포함시킬 수 없게 되기 때문에 상기 범위의 함량으로 포함되는 것이 바람직하다.
그리고, 지르코니아(ZrO2)는 산화지르코늄(zirconium oxide)이라고도 하는데, 물에 녹지 않고 온도의 급변에 견디므로 세라믹 조성물의 외벽을 형성하는데 사용된다. 지르코니아(ZrO2)는 온도에 따라 결정 구조가 변화하는 데 상온에서는 monoclinic 결정구조를 갖는다. 이 결정구조는 우수한 유전성, 압전성 및 이온 전도성을 갖는다. 이와 같이 특성은 지르코니아(ZrO2)를 산소센서, 착화소자 및 음파탐지기 등에 활용할 수 있게 한다. 이 monoclinic 결정구조는 약 1,200℃ 이상에서 totragomal 구조로 변화하는 데 이 상변태는 마르텐사이트 알려져 있으며, teragomal 구조에서 monoclinic 구조로 변할 때 3-5%의 급격한 체적 변화가 발생되므로 순수한 지르코니아(ZrO2)를 소결할 때 이체적 변화에 기인한 균열이 생기게 되어 치밀한 소결체를 얻을 수 없다. 치밀한 지르코니아 소결체를 얻기 위해서 산화칼슘(CaO), 산화마그네슘(MgO), CeO2, Y2O3 등의 다양한 산화물을 안정화제로 첨가하는데, 이와 같은 안정화제를 첨가함에 따라 상온에서 안정한 상이 monoclinic 구조가 아닌 tetragomal 또는 cubic 구조가 되어 냉각 도중에 변태가 일어나지 않아 균열을 피할 수 있다. 지르코니아(ZrO2) 세라믹스에 안정화제로 첨가된 칼슘(Ca), 마그네슘(Mg), Y 등의 이온들이 Zr 이온과 원자가가 다체, 즉 고체 전해질이 되는 것으로 알려져 있어 이러한 성질을 이용한 망목상이나 다공성 백금 전극을 붙인 지르코니아 고체 전해질 세라믹스는 그 양측에 산소 농도차가 생기면 산소 농도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 산소가 고체 전해질의 가운데를 산소 이온 형태로 빠져나가게 되며 이때 발생하는 산소에 의해 토양을 활성화시키며 대기오염을 방지하는 목적으로 사용된다. 지르코니아(ZrO2)는 그 첨가량이 10중량% 이하이면 토양속의 산소 생성량이 적어 토양의 활성화가 저하되며, 20중량% 이상이면 오히려 많은 산소로 인해 토양이 산성화될 우려가 있다.
칼슘(Ca)과 마그네슘(Mg)은 식물 내부에 과잉의 유기산을 중화하며, 펙틴과 결합하여 세포막을 강하게 하여 병균의 침입에 저항력을 높여주고, 또한 생물 성장과정에서는 뿌리에 영양을 공급하여 발육을 도와 생산량을 증가시키며, 또한 칼슘은 과실의 저장 중 에칠렌가스의 생성으로 인한 노화를 방지하여 저장성을 증가시킨다는 사실은 기 연구자료 등에 의해 밝혀져 있다. 특히, 마그네슘은 식물이 광합성을 할 때 햇빛을 흡수하는 엽록소의 기본원소로서 마그네슘의 결핍은 산성 토양에서 생길 가능성이 가장 높다.
따라서, 산화마그네슘(MgO) 및 산화칼슘(CaO)은 물과 접촉하여 수소를 발생하며 물을 알칼리성으로 바꾸어 줄 수 있는 미네랄들이 함유된 광물소재 세라믹으로서, 수소보다 이온화 경향이 큰 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca)과 같은 미네랄들이 그런 성질을 보인다. 마그네슘의 경우 물과 상대적으로 서서히 반응하기 때문에 알칼리수를 만들기 위해서도 사용이 가능하다. 마그네슘 또는 칼슘은 물과 다음과 같이 반응한다.
이렇게 형성된 수산기(OH-)는 마그네슘의 표면에 부착되어 있는 상태로 적절하게 토양에 공급되는 물을 알칼리성으로 만들어 준다.
또한, 산화칼슘(CaO)은 다공성 형태로서 소성가공하면 비표면적이 넓어지는 동시에 분자표면에 반응성이 좋은 많은 수의 칼슘 전하가 분포되어 토양 속에 포함된 물을 알칼리화시킬 수 있다. 또한, 상기 산화칼슘(CaO)은 다음과 같은 반응에 따라 수산화기가 생성되므로 pH 가 높은 알칼리수를 형성시킨다.
상기와 같이 산화마그네슘(MgO)과 산화칼슘(CaO)의 물과의 반응에서 형성된 수산화기(OH-)의 증가는 pH의 값 상승을 유발시키며 이에 의해 알칼리수가 형성된다. 이러한 상기 산화마그네슘 및 산화칼슘은 각각 2~5중량% , 1~3중량%가 첨가되는데, 이 범위 이하로 포함되면 토양 속의 물의 알칼리화 효과가 미미하며, 이 범위 이상 포함되면 오히려 토양이 알칼리화가 계속 진행되어 균형이 깨지는 역효과가 일어나기 때문에 상기의 범위에서 첨가되는 것이 바람직하다.
또 다른 흡착제 성분인 산화제2철(Fe2O3)은 황산법 산화티탄의 제조공정이나 철재의 산 세정 공정에서 발생되는 철 성분을 함유하는 폐황산을 중화시켜 얻어진 것을 사용할 수 있다. 산화제2철(Fe2O3)의 경우 소성가공시 상기 세라믹 조성물의 외벽에 산화칼슘과 함께 유리질 형태의 외벽을 형성시키는 동시에 산화제2철 내에 존재하는 제1철이온(Fe2 +)과 제2철이온(Fe3 +)이 토양 내의 인산 이온과 결합하여 난용성 인산화합물을 만드는 특징으로 가지고 있다. 따라서, 세라믹 조성물을 토양과 함께 섞어줄 경우 유리질 형태로 존재하던 산화제2철(Fe2O3)이 인산화합물 형태로 세라믹 조성물의 외벽에서 떨어져 나가게 되면 인을 함유한 토양들이 세라믹 조성물의 공극 내로 침투가 일어나게 되고, 상기 공극 내에 존재하는 칼슘에 의해 인의 2차 제거가 일어나게 함으로서 인의 제거효율을 높일 수 있게 된다. 여기에서 산화제2철(Fe2O3)은 세라믹 조성물을 100 기준 중량%로 할 때 1~3중량%가 혼합되는데, 이 조성비는 인 제거가 가장 효율적으로 일어나는 가장 적절한 범위이다. 만약 상기 조성비에서 있어서 전체 세라믹 조성물에 대한 산화제2철(Fe2O3)의 비율이 1중량% 이하로 감소하게 되면 소성가공시 세라믹 조성물의 고화가 불량하게 되며, 반대로 상기 조성비에 있어서 전체 세라믹 조성물에 대한 산화제2철(Fe2O3)의 비율이 3중량% 이상으로 증가하게 되면 소성가공 후 제조되는 세라믹 조성물의 외벽에 산화제2철(Fe2O3)의 유기질막이 너무 두껍게 형성되므로 토양의 내부침투가 용이하지 못하여 인 제거효율이 떨어지게 되며, 아산화철은 뿌리를 상하게 한다.
그리고, 산화나트륨(Na2O)은 나트륨 함량이 높은 토양은 일반적으로 산도와 가급도가 높고, 이러한 토양에서 자란 식물은 가끔 염해를 일으키고, 칼슘과는 길항작용이 있어 나트륨이 많이 존재하면 칼슘 흡수가 현저히 억제되는 문제가 있다. 따라서, 산화나트륨(Na2O)은 2~5중량% 범위로 첨가되는 것이 가장 바람직하다.
그리고, 산화나트륨(Na2O)과 산화칼륨(K2O)은 강한 염기의 무수화합물로 물에 녹아 염기성을 나타내어 산성화된 토양을 중화시키는 역할을 하게 된다. 상술한 산성 무수물인 실리카(SiO2)는 물에 녹아 산성을 나타내며 이 산화칼륨(K2O), 산화나트륨(Na2O)과 중화반응을 일으켜 K2SiO3와 Na2SiO3를 생성한다. 여기에서 산화칼륨(K2O)은 세라믹 조성물을 100 기준 중량%로 할 때 2~4중량%가 혼합되는데, 이 조성비는 토양의 알칼리화가 가장 효율적으로 일어나는 가장 적절한 범위이다. 만약 상기 조성비에서 있어서 전체 세라믹 조성물에 대한 산화칼륨(K2O)의 비율이 감소하게 되면 토양의 알칼리화가 불량하게 되며, 반대로 상기 조성비에 있어서 전체 세라믹 조성물에 대한 산화칼륨(K2O)의 비율이 증가하게 되면 실리카의 함량도 증가하게 되어 다른 기능성 성분들을 포함시킬 수 없게 되기 때문에 상기 범위의 함량으로 포함되는 것이 바람직하다.
여기에서 산화티탄(Ti0)은 태양광이나 형광등에서 방사되는 300~400nm 대역의 파장영역을 갖는 자외선을 산화티탄이 코팅된 물체의 표면에 조사하면 마치 36,000℃로 가열된 것과 같은 상태로 되어 모든 유기물이나 세균이 소각, 분해될 뿐만 아니라 각종 오염물질이 분해되고, 각종 악취가 제거된다. 이러한 작용을 광촉매 반응이라 하며, 강력한 산화/환원력으로 인해 불포화 탄화수소 등과 같은 각종 오염물질을 분해시킬 수 있는 능력을 갖고 있기 때문에 본 발명의 세라믹 조성물에 포함되며 0.1~0.5중량%의 함량으로, 구체적으로 0.29중량%의 함량으로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 산화티탄의 함량이 0.5중량% 이상이 되면 세라믹 조성물의 제조 원가가 높아지게 되며, 0.1중량% 이하가 되면 세라믹 조성물의 탈취 및 오염물질 분해능력 등이 미미해지기 때문에 상기 범위의 함량으로 포함되는 것이 바람직하다.
이상, 상기 산화알루미늄(Al2O3), 산화마그네슘(MgO), 산화칼륨(K2O), 산화나트륨(Na2O), 산화칼슘(CaO), 산화제2철(Fe2O3), 산화티탄(Ti0), 산화마그네슘(MgO)과 같은 성분들은 물이 통과되면 이온화되면서 산성인 물을 알칼리로 전환시킬 뿐 아니라 강한 흡착력에 의하여 토양 속에 포함된 각종 불순물이나 중금속 등을 흡착 제거하여 중화시킬 수 있는 것이다.
상기와 같은 방법으로 혼합된 조성물은 소성하기 전에 일정한 형태, 즉 세라믹 볼 형태의 입상화된 고형물로 성형시키기 위한 결합제가 필요하게 된다. 상기와 같은 용도로 상용되고 있는 결합제로는 키토산이나 셀룰로오스, 녹말과 같은 천연고분자 및 폴리비닐알콜이나 폴리에틸렌옥사이드와 같은 합성수용성고분자들이 사용되고 있으며, 이 결합제를 상기 조성물 100중량%에 대해서 1~2중량%를 첨가하여 충분한 반죽이 가능한 상태로 만듦으로써 일정한 형성 조절이 가능해진다. 본 발명에서는 1~2중량%의 농도를 갖는 폴리비닐알콜(PVA) 수용액을 결합제로서 사용하는데, 상기 결합제를 첨가하고 소성가공을 거치게 되면 열처리 중 생성된 물이 결합제와 수화반응을 통해 고화됨으로써 폴리비닐알콜 대부분은 이산화탄소와 수증기로 날아가고 흡착제만 볼 형태의 형상조절이 가능해지도록 한다. 또한, 폴리비닐알콜 같은 고분자물질은 그 자체에 다공성 막을 형성할 수 있는 특징을 가지므로 개질제로서의 기능도 동시에 수행할 수가 있으므로 더욱 효과적이다.
상술한 바와 같이 구성된 토양 중화용 세라믹 조성물의 이용한 세라믹 분말의 제조방법은 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 토양 중화용 세라믹 분말의 제조방법을 나타내 보인 블럭도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 토양 중화용 세라믹 분말을 제조하기 위해서는 산화알루미늄, 실리카, 지르코니아, 산화마그네슘, 산화칼륨, 산화나트륨, 산화제2철, 산화칼슘, 산화티탄 및 결합제를 혼합하여 입상화하는 입상화단계(S100)와, 입상화된 고형물에 정제수를 혼합한 후 숙성시키는 숙성단계(S200)와, 상기 숙성된 고형물을 소성가공시키는 소성단계(S300) 및 소성된 재료를 분쇄기에 투입하여 미립자 상태로 분쇄하는 분쇄단계(S400)를 구비한다.
이 방법을 더욱 상세하게 설명하면, 상기 입상화단계(S100)는 산화알루미늄(Al2O3) 35~45중량%, 실리카(SiO2) 25~35중량%, 지르코니아(ZrO2) 10~20중량%, 산화마그네슘(MgO) 2~5중량%, 산화칼륨(K2O) 2~4중량%, 산화나트륨(Na2O) 2~5중량%, 산화제2철(Fe2O3) 1~3중량%, 산화칼슘(CaO) 1~3중량%, 산화티탄(Ti0) 0.1~0.5중량% 및 결합제 1~2중량%의 비율로 혼합한 다음 압출기에 투입하여 0.8~1.2×103kg/㎠의 압력으로 가압하면서 압출하여 원하는 형태의 고형물로 제조한다. 상기 압력 범위로 조절함으로써 상술한 성분들로 구성된 입자들이 고온 소성과정에서 소결체의 성형 밀도를 균일하게 하여 균열 및 파손을 방지할 수 있다.
상기 숙성단계(S200)는 소정의 형태로 압출 성형된 고형물을 120~180℃의 온도에서 50~70시간 동안 숙성시킨 다음, 상기 소성단계(S300)에서 승온속도를 1분에 3℃ 오를 수 있도록 조절하면서, 1200℃까지 가열한 다음 1200℃ 범위 내에서 6시간 동안 열처리를 시행한 후 상온까지 감온속도를 1분에 5℃씩 하여 서냉하는 것이 바람직하다. 상기 조성물에 사용되는 산화칼슘 등은 소성온도를 비롯한 시간 등의 조건에 따라 그 물성이 조금씩 다른데, 상기 조건에서 소성한 경우에는 백색의 다공성 형태를 가지며, 비중은 2.5정도, 모스경도가 2~3으로 강도가 고밀도 및 고강도 고체 세라믹 조성물이 된다. 하지만 1200℃를 초과하여 장시간 가열하게 되면 용융이 일어나게 되어 다공성 물질에서 딱딱한 백색의 결정성 물질이 되므로 비표면적이 감소하고 비중이 크게 상승하게 되며 흡착제로서 적절하지 못하게 된다. 반면, 900℃ 미만에서 소성가공을 할 경우에는 온도가 낮아 산화칼슘 등의 가수분해가 수월해지지 못하므로 이산화탄소의 증발로 인한 공극형성이 원활하지 않아 충분한 다공성을 가진 조성물이 되기 어렵기 때문에 본 발명의 범위에서 소성을 수행해야 한다.
이와 같이 소성된 재료를 그냥 사용하여도 무방하나 본 발명에서는 보다 효과를 높이기 위해 미립자 형태로 분쇄하여 사용하는 것이 바람직하다.
다음 상기 분쇄단계(S400)는 소성된 재료를 분쇄기에 투입하여 약 250~300메쉬의 미립자로 분쇄하여 세라믹 분말 형태로 제조한다.
이와 같이 제조되는 본 발명에 의해 제조되는 세라믹 분말과 같이 산화칼슘과 산화제2철을 함유하고 있고, 소성온도가 900~1200℃의 범위에서 이루어지면 유리질 외벽이 형성된 산화칼슘과 산화제2철의 화합물 표면에 산화칼슘이 부착되어 있는 입자가 생성된다. 상기 결정형태의 세라믹 분말을 토양과 섞어주게 되면, 먼저 표면에 부착되어 있는 산화칼슘이 용매에 용해되어 칼슘이온이 해리되어 나와 물의 수산화이온(OH-)와 반응하여 수산화칼슘(Ca(OH)2)으로 생성되었다가 다시 칼슘과 수산화이온으로 해리되는 과정을 반복하게 된다. 상기 과정이 반복되는 동안 반응초기에는 표면에 부착되어 있는 산화칼슘에서 생성된 칼슘이온이 토양 내 인과 접촉하여 난용성 인산화합물로 처리되고, 상기 산화칼슘의 칼슘이온이 인산화합물 형태로 충분히 소모될 만큼 시간이 경과하면 탄산칼슘과 산화제2철 화합물 결정체의 유리질 외벽이 토양 내 인과 계속적인 반응으로 균열이 일어나게 되어 세라믹 분말 내로 침투가 가능해 지게 된다. 따라서 세라믹 분말 내로 토양이 침투하게 되면 세라믹 분말 내에 활성화된 칼슘들이 토양 속에서 미처 제거되지 못하고 남아있는 인들과 2차반응을 일으키게 되고 역시 난용성 인산화합물 형태로 석출이 일어나게 함으로서 인에 대한 제거효율을 높일 수 있고 흡착능 발휘 지속시간을 늘릴 수 있는데 결정적인 역할을 한다.
이렇게 배합하면 토양의 중화력이 높아진다. 녹차를 시험하여도 떫은 맛이 부드러워지고, 새롭게 합성한 분체 위에 담배를 놓으면 몇 분 만에 담배가 아닌 연기뿐인 담배로 변질되어 버리는 효과가 나타났다. 원적외선의 방사 효과인 것이다. 원적외선을 측정하면 3~4미크론을 주 파장으로 하는 것을 알 수 있다.
이하, 상술한 바와 같이 제조된 토양 중화용 세라믹 분말은 식물생장 촉진에 뛰어난 효과를 갖는데, 이를 다음 실시예 및 시험예를 통하여 보다 잘 이해할 수 있다. 이러한 실시예 및 시험예는 단지 본 발명이 좀 더 이해될 수 있도록 예시적으로 제시되는 것이므로, 이들 실시예로서 본 발명의 범위를 한정해서는 안 될 것이다.
[실시예 1:토양 중화용 세라믹 분말의 제조]
산화알루미늄(Al2O3) 40.2중량%, 실리카(SiO2) 30.5중량%, 지르코니아(ZrO2) 14.79중량%, 산화마그네슘(MgO) 3.44중량%, 산화칼륨(K2O) 3.16중량%, 산화나트륨(Na2O) 3.14중량%, 산화칼슘(CaO) 2.10중량%, 산화제2철(Fe2O3) 1.3중량%, 산화티탄(Ti0) 0.29중량% 및 폴리비닐알콜수용액 1.08중량%를 넣은 세라믹 조성물을 교반기로 2시간 동안 잘 혼합하여 5mm의 크기의 입상화 고형물로 성형한다.
상기 입상화 고형물 100중량%에 대하여 정제수 15중량%를 혼합한 다음, 상기 입상화 고형물을 150℃의 온도에서 60시간동안 숙성시켰다.
이어 숙성된 고형물을 소성로에서 약 1000℃의 온도에서 7시간 동안 소성시킨 후 소성된 재료를 분쇄기에 의해 약 260메시의 미립자로 된 켜 토양 중화용 세라믹 분말을 제조하였다.
이렇게 제조된 토양 중화용 세라믹 분말의 시험결과를 도면에 의하여 설명하면 다음과 같다.
[실험예1:원적외선 방사율의 측정]
상기 실시예1에 따라 제조된 토양 중화용 세라믹 분말을 한국 건자재 시험연구원에서 분석한 결과에 따르면 40℃의 온도에서 FT-IR 스펙트로메타(Spectrometer)를 이용한 블랙바디(Black Body) 대비 측정결과, 방사율은 0.926㎛이고, 방사에너지는 3.73×102 W/㎡으로 나타나서 바이오세라믹으로서의 충분한 원적외선 방사가 이루어지고 있음을 나타내고 있다.
| 시험항목 | 시험결과 | 시험방법 | |
| 원적외선방출량(40℃) | 방사율(5~20㎛) | 0.926 | KICM-FIR-1005 |
| 방사에너지(W/㎡) | 3.73×102 | ||
[실험예2:탈취력 측정]
상기 실시예1에 따라 제조된 토양 중화용 세라믹 분말을 한국 건자재 시험연구원에서 분석한 결과에 따르면, 표 2에 나타난 바와 같이, KICM-FIR-1085법에 의한 NH3 탈취시험결과, NH3 는 초기농도가 200(ppm)에서 120분 후 6ppm으로 95.9% 이상 탈취된 것으로 나타나서 탈취 능력이 뛰어남을 보여주고 있다.
| 경과시간(분) | BLANK(ppm) | 실험예2(ppm) | 탈취율(%) |
| 초기 | 200 | 200 | - |
| 30 | 176 | 11 | 93.8 |
| 60 | 169 | 8 | 95.3 |
| 90 | 152 | 7 | 95.4 |
| 120 | 145 | 6 | 95.9 |
[실험예3:항균 및 멸균력 측정]
상기 실시예1에 따라 제조된 토양 중화용 세라믹 분말을 한국 원사직물 시험연구원에서 분석한 결과에 따르면, 표 3에 나타난 바와 같이, 필름밀착법(FC-TM-20)-2001에 의한 시험결과 Staphylococcus aureus ATCC 6538 균주 1은 초기균수가 1.2×105/㎖에서 24시간 후 1.1×104/㎖로 99.8%, Escherichia coli ATCC 25922 균주 2는 초기균수가 1.3×105/㎖에서 24시간 후 10/㎖로 99.9%이상 멸균된 것으로 나타나서 항균 및 멸균 능력이 뛰어남을 보여주고 있다.
| 경과시간(시간) | BLANK(㎖) | 실험예3(㎖) | 세균감소율(%) | |
| 균주1 | 초기균수 | 1.2×105 | 1.2×105 | - |
| 24시간후 | 5.6×106 | 1.1×104 | 99.8 | |
| 균주2 | 초기균수 | 1.3×105 | 1.3×105 | - |
| 24시간후 | 6.4×106 | 〈10 | 99.9 | |
이하 본 발명에서 제조된 토양 중화용 세라믹 분말을 이용하여 실제 딸기, 마늘, 고추, 정원수 등의 식물의재배 후 작황시험을 행하였다.
딸기 재배 작황 시험
(시험예 1)
딸기 밭을 2개의 영역으로 분할하고, 상기 분할된 제1,2 영역에 재배조건을 다르게 하였다. 즉, 제1 영역에는 2㎝의 두께로 토양 중화용 세라믹 분말을 분사한 후 객토하였다. 토양 중화용 세라믹 분말로 객토한 곳의 토양을 갖는 비닐하우스에서 딸기를 1년간 재배하였다.
(비교예 1)
비교예로서 제2 영역에 토양 중화용 세라믹 분말을 분사하지 않은 일반 토양으로 하고, 다른 시험조건은 시험예 1과 동일하게 설정하였다.
위와 같이 각각의 영역에서의 1년간 딸기재배 결과는 다음 표 4 및 도 2a 내지 도 2f와 같이 나타났다. 도 2a는 본 발명의 시험예 1에 따른 딸기 1차년 시험재배의 작황 결과를 나타내 보인 비교사진이고, 도 2b는 비교예 1에 따른 딸기 1차년 시험재배의 작황 결과를 나타내 보인 비교사진이고, 도 2c는 본 발명의 시험예 1에 따른 딸기 2차년 시험재배의 작황 결과를 나타내 보인 비교사진이고, 도 2d는 본 발명의 비교예 1에 따른 딸기 2차년 시험재배의 작황 결과를 나타내 보인 비교사진이고, 도 2e는 본 발명의 시험예 1에 따른 1차년 딸기 2개의 무게를 나타내 보인 비교사진이고, 도 2f는 본 발명의 시험예 1에 따른 2차년 딸기 1개의 무게를 나타내 보인 비교사진을 각각 나타낸 것이다.
| 구 분 | 1차년 작황상태 | 2차년 작황상태 | 무 게 |
| 시험예 1 | 매우 양호 | 매우 양호 | 80g |
| 비교예 1 | 보통 | 보통 | 60g |
상기 표 4 및 도 2에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 1차년 및 2차년 작황상태의 경우, 시험예 1에서는 초세가 왕성하고 이랑 전체를 덮었는데, 비교예 1은 포기 사이에 빈공간이 많아 작황의 차별화가 뚜렷하였다. 또한, 딸기 무게는 시험예 1의 1차년 딸기 2개의 무게가 160g, 2차년 딸기 1개의 무게가 80g으로 나타나 일반적인 딸기 평균 무게인 60g에 비해 많이 나가 작황상태가 매우 양호함을 알 수 있었다.
마늘 재배 작황 시험
(시험예 2)
마늘 밭을 2개의 영역으로 분할하고, 제1 영역에는 마늘에 상기 시험예 1과 동일하게 제작된 토양 중화용 세라믹 분말을 분말화하여 마늘 종자에 묻힌 후 파종하였다.
(비교예 2)
비교예로서 제2 영역에 본 발명에 따른 토양 중화용 세라믹 분말의 건 분의하지 않은 상태로 파종하고, 시험조건은 시험예 2와 동일하게 설정하였다.
위와 같이 각각의 영역에서의 1년간 마늘 시험재배 결과는 다음 표 5 및 도 3과 같이 나타났다. 도 3a는 본 발명에 따른 마늘종자에 토양 중화용 세라믹 분말 분말을 입힌 상태를 나타내 보인 비교사진이고, 도 3b는 본 발명에 따른 시험예 2 및 비교예 2의 파종준비를 나타내 보인 비교사진이고, 도 3c는 본 발명의 시험예 2 및 비교예 2에 따라 수확된 마늘을 나타내 보인 비교사진이고, 도 3d는 본 발명의 시험예 2에 따른 마늘 1개의 무게를 나타내 보인 비교사진을 각각 나타낸 것이다.
| 구 분 | 작황상태 | 육쪽마늘의 무게 |
| 시험예 2 | 매우 양호 | 140g |
| 비교예 2 | 보통 | 90g |
상기 표 5 및 도 3에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 분체를 응용하여 마늘에 건 분의 한 작물인 시험예 2는 재배 전반에 농약을 전혀 사용하지 않았는데도 병해충 피해가 없었으며 결실이 단축되었고 색택이 뛰어났으며 조직이 단단하여 수확 후 신선도가 오래 유지되는 효과가 있었다. 그러나, 비교예 2는 크기가 작아 작황의 차별화가 뚜렷하였다. 또한, 시험예 2의 마늘 1쪽의 평균 무게가 140g으로 나타나 비교예 2의 마늘 1쪽의 평균 무게인 90g에 비해 많이 나가 작황상태가 매우 양호함을 알 수 있었다.
고추 재배 작황 시험
(시험예 3)
2㎝의 두께로 토양 중화용 세라믹 분말을 분사한 후 객토한 화분에 고추를 모종하였다.
(비교예 3)
비교예로서 토양 중화용 세라믹 분말을 분사하지 않은 화분에 고추를 모종하고, 시험조건은 시험예 3과 동일하게 설정하였다.
위와 같이 각각의 화분에서의 6개월간 고추재배 후 결과는 다음 표 6 및 도 4와 같이 나타났다. 도 4a는 본 발명의 시험예 3에 따른 고추 시험재배 작황 결과를 나타내 보인 비교사진이고, 도 4b는 본 발명의 비교예 3에 따른 고추 시험재배의 작황 결과를 나타내 보인 비교사진이다.
| 구 분 | 작황상태 | 병충해 | 수량 |
| 시험예 3 | 매우 양호 | 없음 | 매우 많음 |
| 비교예 3 | 불량 | 있음 | 적음 |
상기 표 6 및 도 4에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 시험예 3에서는 고추의 수량이 화분 용기를 초과할 정도로 매우 많고, 기형이나 병충해 피해가 없었는데 반해, 비교예 3에서는 고추의 수량이 적고 병해충의 피해가 심했음을 알 수 있었다.
정원수
삽목재배
시험
밭을 2개의 영역으로 분할하고, 상기 분할된 영역에 월계수, 천리향 및 철쭉의 재배조건을 다르게 하였다.
(시험예 4~6)
제1 영역에는 5㎝의 두께로 토양 중화용 세라믹 분말을 분사한 후 객토하였다.
(비교예 4~6)
비교예로서 제2 영역에 토양 중화용 세라믹 분말을 분사하지 않은 일반 토양으로 하고, 실험조건은 시험예 4~6과 동일하게 설정하였다.
위와 같이 각각의 영역에서의 뿌리의 활착성 및 성장정도를 비교해 본 시험결과는 다음 표 7 및 도 5와 같이 나타났다. 도 5는 본 발명의 시험예 4~6 및 비교예 4~6에 따른 정원수 삽목재배의 결과를 나타내 보인 비교사진이다. 여기서 우측 2본은 월계수이고, 가운데 2본은 천리향이고, 좌측 2본은 철쭉이다.
| 구 분 | 뿌리의 활착성 | 성장율(%) | |
| 시험예 4 | 월계수 | 양호(92-106) | 1.4 |
| 비교예 4 | 보통(69-80) | 1 | |
| 시험예 5 | 천리향 | 양호(72-94) | 1.5 |
| 비교예 5 | 불량(36-51) | 1 | |
| 시험예 6 | 철쭉 | 양호(65-72) | 1.5 |
| 비교예 6 | 불량(34-48) | 1 | |
상기 표 7 및 도 5에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 시험예 4~6에서는 작물의 초세가 왕성하고 성장을 촉진하며 뿌리 비대 등 뿌리내림 및 성장이 양호한 데 반하여, 비교예 4~6에서는 뿌리내림이 불량하고 성장도 양호하지 못함을 알 수 있었다. 특히, 성장은 비교예에 비하여 1.4~1.5배 이상의 차이가 발생됨을 알 수 있었다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예(사진)를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
Claims (10)
- 산화알루미늄(Al2O3) 35~45중량%, 실리카(SiO2) 25~35중량%, 지르코니아(ZrO2) 10~20중량%, 산화마그네슘(MgO) 2~5중량%, 산화칼륨(K2O) 2~4중량%, 산화나트륨(Na2O) 2~5중량%, 산화제2철(Fe2O3) 1~3중량%, 산화칼슘(CaO) 1~3중량%, 산화티탄(Ti0) 0.1~0.5중량% 및 결합제 1~2중량%를 혼합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 토양 중화용 세라믹 조성물.
- 제 1 항에 있어서, 상기 결합제는,키토산, 셀룰로오스, 녹말, 폴리비닐알콜, 폴리에틸렌옥사이드 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 토양 중화용 세라믹 조성물.
- 제 2 항에 있어서, 상기 결합제는,1~2중량%의 수용액인 것을 특징으로 하는 토양 중화용 세라믹 조성물.
- 산화알루미늄(Al2O3) 35~45중량%, 실리카(SiO2) 25~35중량%, 지르코니아(ZrO2) 10~20중량%, 산화마그네슘(MgO) 2~5중량%, 산화칼륨(K2O) 2~4중량%, 산화나트륨(Na2O) 2~5중량%, 산화제2철(Fe2O3) 1~3중량%, 산화칼슘(CaO) 1~3중량%, 산화티탄(Ti0) 0.1~0.5중량% 및 결합제 1~2중량%를 혼합하여 입상화하는 입상화 단계(S100)와;입상화된 고형물에 정제수를 넣고 숙성시키는 숙성단계(S200)와;상기 숙성된 고형물을 소성가공하는 소성단계(S300); 및소성된 재료를 분쇄기에 투입하여 미립자 상태로 분쇄하는 분쇄단계(S400);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 토양 중화용 세라믹 분말의 제조방법.
- 제 4 항에 있어서, 상기 결합제는,키토산, 셀룰로오스, 녹말, 폴리비닐알콜, 폴리에틸렌옥사이드 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 토양 중화용 세라믹 분말의 제조방법.
- 제 5 항에 있어서, 상기 결합제는,1~2중량%의 수용액인 것을 특징으로 하는 토양 중화용 세라믹 분말의 제조방법.
- 제 4 항에 있어서, 상기 숙성단계(S200)는,입상화된 고형물 100중량%를 기준으로 정제수 15~20중량%를 첨가한 다음 120~180℃의 온도에서 50~70시간 동안 숙성시키는 것을 특징으로 하는 토양 중화용 세라믹 분말의 제조방법.
- 제 4 항에 있어서, 상기 소성단계(S300)는,상기 숙성된 고형물을 900~1200℃의 온도로 5~8시간 동안 소성가공하는 것을 특징으로 하는 토양 중화용 세라믹 분말의 제조방법.
- 제 4 항에 있어서, 상기 분쇄단계(S400)는,소성된 재료를 60~80메시로 분쇄하는 것을 특징으로 하는 토양 중화용 세라믹 분말의 제조방법.
- 산화알루미늄(Al2O3) 40.2중량%, 실리카(SiO2) 30.5중량%, 지르코니아(ZrO2) 14.79중량%, 산화마그네슘(MgO) 3.44중량%, 산화칼륨(K2O) 3.16중량%, 산화나트륨(Na2O) 3.14중량%, 산화칼슘(CaO) 2.10중량%, 산화제2철(Fe2O3) 1.3중량%, 산화티탄(Ti0) 0.29중량% 및 결합제 1.08중량%를 혼합하여 입상화하는 입상화 단계(S100)와;입상화된 고형물 100중량%를 기준으로 정제수 15~20중량%를 첨가한 다음 120~180℃의 온도에서 50~70시간 동안 숙성시키는 숙성단계(S200)와;상기 숙성된 고형물을 900~1200℃의 온도로 5~8시간 동안 소성가공하는 소성단계(S300); 및소성된 재료를 분쇄기에 투입하여 60~80메시의 미립자 상태로 분쇄하는 분쇄단계(S400);를 포함하여 이루어지는 토양 중화용 세라믹 분말을 토양과 배합하여 사용하는 친환경 토경 재배방법.
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