KR101094832B1 - 다공질 경량 세라믹 제조방법 - Google Patents

Abstract

이 발명은 단독으로 또는 이를 인공상토에 혼합하여 사용할 경우 건물의 옥상이나 가정의 화단 크기에 제한을 최소화하면서 시공할 수 있도록 부피에 비해 중량을 경감하고, 각종 영양분의 지속적인 공급을 비롯하여 흡수성, 보습성, 통기성, 항균성이 뛰어나 식물이 생육되는 환경을 최적으로 조성하는 한편, 대량 생산이 가능하여 생산 비용과 소요되는 시간이 절감되어 경제적인 다공질 경량 세라믹 제조방법의 제공을 그 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 이 발명은, 다공질의 퍼라이트, 화산석, 유리 발포체 중에서 선택된 어느 하나를 물에 침전시키는 공정과; 상기 공정에서 물에 침전시킨 퍼라이트, 화산석, 유리 발포체 중에서 선택된 어느 하나를 꺼내어, 희토류 함유 광물 1~7중량%, 게르마늄 함유 광물 12~18중량%, 견운모 31~37중량% 그리고 황토 50~56중량%로 이루어지는 무기질 광물을 분말화 시킨 후 고르게 뿌리면서 표면을 코팅하는 공정; 및, 상기 공정에서 코팅된 표면을 햇볕이 있고 바람이 부는 자연 상태에서 2~4시간 정도 건조시킨 뒤, 상기 코팅 내부의 퍼라이트, 화산석, 유리 발포체 중에서 선택된 어느 하나가 녹지 않는 800~1000℃에서 소성하는 공정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 다공질의 경량 세라믹 제조 방법을 제공한다.

다공질, 경량, 세라믹, 지효성, 통기성, 대량생산

Description

다공질 경량 세라믹 제조방법 {Method for manufacturing lightweight ceramic}

이 발명은 경량 세라믹의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 단독으로 또는 이를 육묘용상토, 화분용토 등 각종 인공상토에 혼합하여 사용할 경우 부피에 비해 중량을 경감하면서 지효성, 흡수성, 보습성, 통기성, 항균성이 뛰어나 식물이 잘 자랄 수 있도록 하는 다공질 경량 세라믹 제조방법에 관한 것이다.

생활양식이 서구화되고 주거 환경 및 도시화 촉진에 따라 우리의 일상생활 주변에서 점차 녹지 공간이 사라지면서 인간 본연의 생활을 제한하여 정서 부족 및 심리적 불안을 유발시키고 있다.

이에 따라 도시민들은 푸르름을 생활 주변 가까이로 끌어들이고 싶은 욕구를 갖게 되었으며, 경제 성장에 따른 소득 수준의 향상과 함께 가정 원예에 대한 관심이 높아지고 있다.

특히 현대인의 주거 문화가 아파트와 같은 다세대 형태로 자리 잡게 되면서 일정면적 이상의 공간을 요구하는 전원적인 원예활동보다는 협소한 공간을 활용하는 도시 원예가 발달하고 있다.

그런데 가정에서 식물을 재배할 경우 자연 토양의 사용은 중량이 많이 나갈 뿐만 아니라 세균 및 해충의 서식처가 될 수 있어, 소독이 되어 있고 비료가 함유되어 식물 생육에 이로울 뿐만 아니라 사용도 용이한 인공상토가 많이 사용되고 있다.

그런데 이러한 인공상토로만 옥상이나 베란다 등에 화단을 조성할 경우에는, 자체 중량으로 인하여 건물에 부담을 주거나 화단의 크기가 제한 받을 수 있으며, 가격이 비쌀 뿐만 아니라 식물이 제대로 생육하기 어려운 환경을 초래할 수 있는 문제점이 있게 된다.

이 발명은 상기와 같은 문제를 해결하고자 하는 것으로, 단독으로 또는 이를 인공상토에 혼합하여 사용할 경우 건물의 옥상이나 가정의 화단 크기에 제한을 최소화하면서 시공할 수 있도록 부피에 비해 중량을 경감하고, 각종 영양분의 지속적인 공급을 비롯하여 흡수성, 보습성, 통기성, 항균성이 뛰어나 식물이 생육되는 환경을 최적으로 조성하는 한편, 대량 생산이 가능하여 생산 비용과 소요되는 시간이 절감되어 경제적인 다공질 경량 세라믹 제조방법의 제공을 그 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 이 발명은, 경량 세라믹을 제조하는 방법에 있어서, 다공질의 퍼라이트, 화산석, 유리 발포체 중에서 선택된 어느 하나를 물에 침전시키는 공정과; 상기 공정에서 물에 침전시킨 퍼라이트, 화산석, 유리 발포체 중에서 선택된 어느 하나를 꺼내어, 희토류 함유 광물 1~7중량%, 게르마늄 함유 광물 12~18중량%, 견운모 31~37중량% 그리고 황토 50~56중량%로 이루어지는 무기질 광물을 분말화 시킨 후 고르게 뿌리면서 표면을 코팅하는 공정; 및, 상기 공정에서 코팅된 표면을 햇볕이 있고 바람이 부는 자연 상태에서 2~4시간 정도 건조시킨 뒤, 상기 코팅 내부의 퍼라이트, 화산석, 유리 발포체 중에서 선택된 어느 하나가 녹지 않는 800~1000℃에서 소성하는 공정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 다공질의 경량 세라믹 제조 방법을 제공한다.

바람직하게는, 상기 코팅 공정을, 상기 퍼라이트, 화산석, 유리 발포체 중에서 선택된 어느 하나에, 분말화 시킨 상기 희토류 함유 광물, 게르마늄 함유 광물, 견운모 그리고 황토를 혼합하여 뿌리면서 수행하게 할 수 있다.

바람직하게는, 상기 코팅 공정을, 상기 퍼라이트, 화산석, 유리 발포체 중에서 선택된 어느 하나에, 분말화 시킨 상기 희토류 함유 광물, 게르마늄 함유 광물, 견운모 그리고 황토를 각각 뿌리되 황토를 마지막에 뿌리면서 수행하게 할 수 있다.

상기와 같은 구성을 갖는 이 발명의 다공질 경량 세라믹 제조방법에 의하면, 단독으로 또는 이를 인공상토에 혼합하여 사용할 경우에도 다공질이어서 가벼우면서 일정 형태를 유지하여 부피에 비해 중량을 경감시킴으로써 건물의 옥상이나 가정의 화단 크기에 제한을 최소화하면서 황토에 의해 주변과 잘 어우러져 적용 범위를 넓혀 시공할 수 있는 효과가 있게 된다.

또한 일정 부피를 가지는 경량의 발포체에 무기질 광물 성분을 분말 형태가 아닌 코팅 층으로 형성시킴으로써 무기질 광물에서 미량의 미네랄이 용출되면서 식물의 필수적인 각종 영양분을 지속적으로 공급하는 한편 물을 공급할 때에도 무기질 광물 성분이 바로 씻겨 내려가지 않아 손실을 방지하면서 본래 기능을 최대로 발휘하며, 또한 원하는 위치에 한쪽으로 몰리지 않고 고르게 적절한 양으로 분포시킬 수 있어 토양의 성질을 변화시키기 쉬운 효과가 있게 된다.

또한 다공질이어서 수분의 흡수가 빠르고 흡수량이 많으며 보수성도 좋고 통기성을 확보하며 항균성이 뛰어나 식물이 잘 자랄 수 있도록 최적의 생육 환경을 제공하는 효과도 있게 된다.

아울러, 대량 생산이 가능함으로써 생산 비용과 소요되는 시간이 절감되어 경제적인 효과도 있게 된다.

이하에서는, 이 발명의 바람직한 실시 예를 첨부하는 도면들을 참조하여 상세하게 설명하는데, 이는 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 이 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.

또한 이 발명의 바람직한 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 이 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 이 발명의 실시 예에 따른 다공질 경량 세라믹을 제조하는데 사용되 는 전체 장치의 블록도를 도시한 것이고, 도 2a 및 도 2b는 이 발명의 실시 예에 따른 다공질 경량 세라믹을 제조하는 공정에서, 퍼라이트와 무기질 광물 분말의 예를 촬영한 사진들이고, 도 3은 도 1의 다공질 경량 세라믹을 제조하는 전체 장치 중에서, 가열 장치의 일 예를 구체적으로 도시한 것이다.

이 발명의 실시 예에 따른 지효성, 흡수성, 보습성, 통기성, 항균성이 뛰어난 다공질 경량 세라믹은, 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 침전기(10)와, 코팅기(20) 및 가열장치(30)에 의해 대량으로 제조하게 된다.

상기 침전기(10)는, 퍼라이트, 화산석, 유리 발포체 중에서 선택된 어느 하나를 물에 침전시키는데, 이하에서는 퍼라이트를 물에 침전시킨 것으로 하여 설명하지만, 상기 퍼라이트와 같은 다공체의 일종으로서, 고온의 지각 활동 후에 폭발하면서 부풀어진 형태의 화산석, 그리고 고온에서 녹여 소다 분말(발포제) 등을 섞어 부풀린 유리 발포체도 마찬가지이다.

상기 퍼라이트는, 도 2a에 도시되어 있는 바와 같이, 진주암을 약 1200℃의 고온에서 압력을 가하면서 소성하면 휘발 성분을 포함하고 있어 갑작스런 고열을 받게 되면 외부가 용융 상태가 되며, 이 때 미처 외부로 빠져나오지 못한 휘발성 물질이 계속되는 고열에 의하여 가스화 되면서 본래의 부피에 비해 4~12배까지 팝콘 형태로 팽창시킨다.

이 발명의 실시 예에서는 1~5㎜ 정도의 직경을 가지는 것을 채용하고, 팽창될 때 눈처럼 하얀 각각의 알갱이들이 아주 많은 작은 기포들로 채워져 아주 큰 표면적을 갖게 되어 수분과 비료를 유지시켜 주고, 최적의 통기성과 배수성을 제공하 는 공기의 통로가 형성된다.

또한 PH가 중성인 상태로 소독이 되어 있어 무균상태로 잡초종자나 해충이 없고, 가볍고 부드러우며 가격이 저렴한 이점이 있다.

상기 코팅기(20)는, 상기 침전기(10)에서 물에 침전되어 수분이 흡수된 퍼라이트를 꺼내고, 분말화시킨 희토류 함유 광물, 게르마늄 함유 광물, 견운모, 황토로 이루어지는 무기질 광물을 상기 퍼라이트 표면에 고르게 뿌리면서 표면을 코팅시키는 장치로, 예를 들면 시멘트를 혼합할 때 사용되는 트럭믹서와 같이 소정 크기의 용기 내에 수용한 후 상기 용기를 흔들거나 회전시키면서 물이 묻어있는 퍼라이트 표면에 무기질 광물 분말이 흘러내리지 않고 달라붙는 정도의 점도로 균일하게 흡착시켜 코팅(눈사람 만들듯이 입히는 것)한다.

이 발명의 실시 예에서는, 도 2b에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 무기질 광물 분말의 성분 원료인 희토류 함유 광물 1~7중량%, 게르마늄 함유 광물 12~18중량%, 견운모 31~37중량% 그리고 황토 50~56중량%로 구성하고, 이를 분쇄기에서 입도가 300 내지 500 메쉬 정도의 미립자로 분쇄하여, 1~5㎜ 정도의 직경을 갖는 퍼라이트 표면상에 2~3㎜ 정도의 두께로 코팅 층을 형성시킨다.

여기서, 모나자이트와 같은 희토류 원소를 많이 함유한 희토류 함유 광물은, 식물의 청색광 흡수율을 높여 광합성작용을 촉진하고, 전분류 분해효소의 활력을 높여 종자 발아를 촉진시키는 한편, 보습 기능이 강력하여 농작물이 한발에 견디는 능력을 증가시킬 수 있으며, 특히 식물체의 각종 효소 및 생리활성물질, 호르몬 등이 활성 촉진되어 양적, 질적 생장 촉진을 통한 생산량 증가와 품질향상, 내병성 및 내환경성 증진, 농약 잔류량 및 질산염의 강하 효과가 현저하다.

그리고 게르마늄 성분을 함유한 게르마늄 함유 광물은, 게르마늄 원소가 들어있어 약용식물 재배 시 약력을 높여 주며, 항균성을 갖고 다량의 원적외선과 음이온을 방출시키며 광촉매 작용을 통하여 공기를 정화시키는 탈취 효과가 있다.

또한 견운모는, 수질개선 및 항균력을 갖고, 원적외선을 발생시킨다.

그리고 황토는 철분 함량이 많고 물의 오염을 막아주며, 세균을 흡수 제거하고 원적외선을 발산시켜 생체리듬을 활성화시켜 식물 성장에 도움이 되면서 하얀색의 퍼라이트가 황토색의 자연스러움을 유지하게 하며, 소성 시 점성을 증가시켜 강도를 향상시킨다.

상기 가열장치(30)는, 상기 코팅기(20)에서 무기질 광물 분말이 코팅된 표면을 자연 상태에서 건조 후, 열을 가하여 상기 퍼라이트의 표면에 코팅된 무기질 광물 분말을 소성시키는 장치로, 무기질 광물 분말이 묻은 퍼라이트는 상기 가열장치(30)에서 퍼라이트 자체는 녹지 않으면서 표면에 코팅된 무기질 광물 분말 층을 녹게 한다.

상기의 소성은 원료에 따라 조금씩 차이가 있기는 하지만, 일반적으로 1000∼2000℃ 의 고온을 필요로 하는 공정으로써 에너지 비용이 많이 소요된다. 이로부터 작업 형태나 작업량에 따라 한정된 공간에 넣고 작업하는 가마로 또는 로터리 형태의 터널로를 선택 사용할 수 있다.

여기서 상기 가마로는 한정된 공간에서 열을 올리고 유지하고 식히는 과정을 거처야 하기 때문에 3일 정도의 소성시간이 걸려, 소성에 따른 에너지 비용이 많이 들어가지만 1회성으로 소량 생산에 적합하며, 대량 생산 시 많은 설비를 갖추어야 한다.

이에 대해, 상기 터널로는 로터리 형태로 투입, 유지 및 식히는 과정이 한 번에 연속으로 이루어져 소성시간을 상기 가마로에 비해 1/3정도로 단축할 수 있어, 소성에 따른 에너지 비용을 최소로 하면서 연속적인 대량 생산에 적합하며, 대량 생산 시에도 많은 설비를 갖출 필요가 없게 되고, 정밀도를 요하는 기계부품용 세라믹과 달리 토양에 쓰여 제품의 양산 또한 용이하다.

이로부터 이 발명의 실시 예에서는 로터리 형태의 터널로를 구비하는 가열장치를 채용하는데, 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 양측이 개방된 형태의 터널로(32)와, 상기 터널로(32)의 내부에 설치되어 터널로(32) 내부로 열을 발산시키는 가열기(34)와, 상기 터널로(32) 내부를 관통하여 터널로(32)를 따라 이동되도록, 내부를 관통하여 설치된 컨베이어 벨트(36)와, 상기 컨베이어 벨트(36) 상면에 설치되는 복수 개의 팔레트(36a) 및 상기 팔레트(36a) 위에 설치되어 무기질 광물 분말이 묻은 퍼라이트를 적재할 수 있도록 형성된 내열용기(38)를 포함하는, 이동수단으로 구성될 수 있다.

상기 터널로(32)는 길이가 15~20m 정도로 양측이 개방된 형태로 형성되어 터널로(32) 내부로 무기질 광물 분말이 묻은 퍼라이트(40)가 상기 이동수단에 의해 이동되면서 히터 또는 열선을 이용한 것으로 터널로(32)의 내부에 설치되어 온도를 900~1100℃가 유지되도록 하는 가열기(34)에서 소성된다.

상기와 같은 구성을 갖는 전체 장치를 이용하여 이 발명의 실시 예에 따른 다공질 경량 세라믹을 제조하는 공정을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 4a 및 도 4b는 도 1의 장치로 이 발명의 실시 예에 따른 다공질 경량 세라믹을 제조하는 공정의 예들을 도시한 것이다.

이 발명의 실시 예에 따른 다공질 경량 세라믹 제조방법은, 도 4a 및 도 4b에 도시되어 있는 바와 같이, 퍼라이트, 화산석, 유리 발포체 중에서 선택된 어느 하나의 다공질 경량체를 물에 침전시키는 공정(S211)(S221)과, 상기 침전 공정에서 물에 침전시킨 퍼라이트, 화산석, 유리 발포체 중에서 선택된 어느 하나의 다공질 경량체를 꺼내어, 희토류 함유 광물, 게르마늄 함유 광물, 견운모 그리고 황토로 이루어지는 무기질 광물 분말을 상기 다공질 경량체의 표면에 고르게 뿌리면서 표면을 코팅하는 공정(S212)(S222), 그리고 상기 코팅 공정에서 코팅된 표면을 자연 상태에서 건조 및, 상기 코팅 내부의 퍼라이트, 화산석, 유리 발포체 중에서 선택된 어느 하나의 상기 다공질 경량체가 녹지 않는 온도로 소성하는 공정(S213)(S223)을 포함한다.

먼저, 다공질 경량체를 물에 침전시키는 공정(S211)(S221)은, 상기 침전기(10)에서 다공질의 경량체인 퍼라이트, 화산석, 유리 발포체 중에서 선택된 어느 하나를 일반적인 물에, 바람직하게는 필수미네랄이 많이 함유된 물에 침전시키는데, 이하에서 퍼라이트를 물에 침전시킨 것으로 하여 설명한다.

상기 퍼라이트는, 진주암을 약 1200℃의 고온에서 압력을 가하면서 소성하여 본래의 부피에 비해 4~12배까지 팝콘 형태로 팽창시키는데, 이 발명의 실시 예에서는 직경이 1~5㎜ 정도의 크기를 가지는 것을 사용한다.

다음으로, 무기질 광물 분말을 상기 다공질 경량체의 표면에 고르게 뿌리면서 표면을 코팅하는 공정(S212)(S222)은, 상기 침전기(10)에서 물에 침전시킨 다공질 경량체인 퍼라이트를 꺼내어, 300~500 매쉬로 미세하게 분쇄한 희토류 함유 광물 1~7중량%, 게르마늄 함유 광물 12~18중량%, 견운모 31~37중량% 그리고 황토 50~56중량%로 이루어지는 상기 무기질 광물 분말을 상기 코팅기(20)에서 퍼라이트 표면으로부터 흘러내리지 않고 달라붙는 정도의 점도로 1~5㎜ 정도의 직경 크기를 갖는 퍼라이트 표면상에 2~3㎜ 정도의 두께로 코팅 층을 형성시키게 균일하게 코팅한다.

상기 코팅하는 공정에서는, 도 4a에 도시되어 있는 바와 같이, 분말화시킨 상기 희토류 함유 광물, 게르마늄 함유 광물, 견운모 그리고 황토를 혼합하여 상기 퍼라이트의 표면에 뿌리면서 코팅하는데(S212), 특히 상기 코팅하는 공정에서는, 도 4b에 도시되어 있는 바와 같이, 분말화시킨 상기 희토류 함유 광물, 게르마늄 함유 광물, 견운모 그리고 황토를 각각 뿌리되 황토를 마지막에 뿌리면서 코팅할 수도 있다.(S222)

여기서 상기 무기질 광물 분말을 혼합하는 경우에는, 균일하게 혼합하여 코팅해야 크랙이 가지 않는 소성체로 제조할 수 있게 되며, 만일 상기 무기질 광물 분말이 균일하게 섞이지 않으면 성분이 다른 물질마다 소결온도, 팽창, 굴절, 성질이 달라 서로 다른 반응을 보이면서 크랙이 생기게 된다.

그리고 상기 무기질 광물 분말은, 주요 성분이 포함되어 있는가가 중요하기 때문에 코팅의 혼합 순서와는 상관이 없을 수 있다.

한편, 필요한 용도에 따라 상기 무기질 광물 분말 중에서 하나 이상을 선택하고 코팅의 순서를 정할 수도 있는데, 그 이유는 저온 소성 시 물에 닿으면 표면에서부터 원소들이 용출되므로 먼저 코팅한 물질의 기능을 오래도록 유지할 수 있기 때문이다.

예를 들면, 희토류 함유 광물, 게르마늄 함유 광물, 견운모 그리고 마지막으로 황토를 코팅하는데, 상기의 희토류 함유 광물, 게르마늄 함유 광물, 견운모의 코팅 순서는 바뀔 수 있다. 이 경우, 마지막에 황토를 코팅하여 표면이 진한 황토색을 띄도록 하면 황토색의 자연스러움을 나타나게 할 수 있다.

마지막으로 코팅된 표면을 자연 상태에서 건조 및, 상기 코팅 내부의 상기 다공질 경량체가 녹지 않는 온도로 소성하는 공정(S213)(S223)은, 상기 무기질 광물 분말이 코팅된 상기 다공질 경량체인 퍼라이트를 햇볕이 있고 바람이 부는 자연 상태에서 2~4 시간 정도 코팅된 표면을 건조시켜 일정 형태를 유지하게 한 상태에서, 상기 가열장치(30)에서 1200℃에서 발포 생성되는 상기 다공질 경량체인 퍼라이트에 1200℃가 넘지 않는 800~1000℃의 온도로 유지되도록 가압하면서 가열하여 내부의 퍼라이트가 녹지 않게 소성한다.

상기 가열장치(30)의 내부는 900~1100℃의 고온이 유지되기 때문에 무기질 광물 분말이 퍼라이트의 표면에 균일하고 확실하게 소성된다. 이때 퍼라이트는 가열장치(30)의 터널로(32) 내부에서 15~17시간동안 열기를 받을 수 있도록 컨베이어 벨트(36)가 이동된다.

상기 가열장치(30) 내부를 이동하며 충분히 코팅된 퍼라이트는 자연 상태에 서 냉각되어 다공질 경량 세라믹으로 완성된다.

그러면 경량의 발포체에 무기질 광물 분말을 묻혀 자연 건조시킨 상태에서, 상기 무기질 광물 분말은 용해되고 상기 발포체는 그대로 유지되는 온도로 소성하여, 상기 무기질 광물 분말을 상기 발포체에 다공질의 무기질 층으로 코팅 형성시키게 되는 것이다.

이와 같이 가벼운 소재이면서 물을 함유할 수 있고 일정 부피를 가지는 경량의 발포체에 식물에 영양을 공급하는 무기질 광물 성분을 분말 형태가 아닌 다공질의 층으로 형성시키므로, 무기질 광물에서 미량의 미네럴이 용출되면서 식물의 필수 영양소를 지속적으로 공급한다.

또한, 물을 공급할 때에도 무기질 광물 성분이 바로 씻겨 내려가지 않아 손실을 방지하면서 본래 기능을 최대로 발휘하며, 다공질이어서 수분의 흡수가 빠르고 흡수량이 많으며 보수성도 좋게 된다.

또한, 원하는 위치에 한쪽으로 몰리지 않고 고르게 적절한 양으로 분포시킬 수 있어 토양의 성질을 변화시키기 쉽고, 가벼우면서 일정 형태를 유지하며 황토에 의해 흙과 잘 어우러지게 하므로 적용 범위를 넓힐 수 있게 된다.

도 5는 이 발명의 실시 예에 따라 제조된 다공질 경량 세라믹의 예를 촬영한 사진이고, 도 6은 도 5의 퍼라이트에 무기질 광물 분말이 코팅된 다공질 경량 세라믹의 단면 사진이다.

상기 다공질 경량 세라믹은, 내부가 기공이 형성된 구조를 가지는 1~5㎜ 직경의 발포체로 이루어지며, 그 표면에는 무기질 광물 분말로 감싸며 2~3㎜ 막으로 형성된 코팅층을 형성한다.

여기서 상기 무기질 광물 분말을 코팅 성형하여 소성하는 공정을 거친 퍼라이트의 직경이 3~8㎜로 다양하므로, 필요로 하는 용도에 적합한 크기별로 망과 같은 장치를 사용하여 통과하는 크기를 달리하게 함으로써 구분해서 쓸 수 있다.

상기와 같은 공정을 통해 제조된 다공질 경량 세라믹은, 지효성, 흡수성, 보습성, 통기성, 항균성이 뛰어나 그 자체로 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 이러한 기능을 적용할 수 있는 다양한 분야에서 사용된다.

예를 들면, 이 발명의 실시 예에 따라 제조된 다공질 경량 세라믹을 이용하여 상토를 제조할 수 있으며, 이를 위한 구성 원료로 유기질 혼합물, 유기물, 무기질 분말을 포함할 수 있다.

상기 유기질 혼합물은, 열대 우림의 부엽토, 야자 껍질의 섬유질인 코코피트, 볏집, 왕겨 중에서 어느 하나 또는 이들을 혼합하여 0.5~25㎜ 크기의 분말 형태로 만든 비료 개념의 유기물 20~40중량%에, 식물이 상토에 접할 때 씨앗이 처음 사용되는지, 모종이 옮겨 심어지는지 또는 묘목이 심어지는지에 따라 잡아주면서 전체적인 균형을 유지해 주어 단단하게 결속시키는 지지성을 갖게 적용되도록 일반 흙(기존 논밭 흙, 황토, 고령토 등) 60~80중량%, 그리고 액비 0.1~1중량%를 혼합하여 반죽하여 제조할 수 있으며, 상기 액비는 물에 닿으면 바로 식물이 흡수할 수 있어 속효성을 확보하고, 유기물은 분해되는 시기가 있어 액비에 비해 더디게 한다.

여기서 상기 다공질 경량 세라믹만으로는 마치 모래에 식물을 심은 것과 같 기 때문에, 속효성과 흙이 뿌리를 잡아 전체적인 균형을 유지해 주어 단단하게 결속시키는 지지성을 갖는 상토 원료를 제공할 수 있고, 토양을 살균 처리하여 재가공하여 쓰고 인공 상토 조성을 일정하게 할 수 있다.

다음으로, 유기물(피트모스, 코코피트, 낙엽, 볏집, 왕겨)이 알칼리성 소재가 많이 함유하여 중성이 유지되도록 ph6.5 정도의 약산성으로 유지하면서 바로 식물이 영양분을 흡수하기 좋도록 잘게 분해하여 숙성 건조시키는데 약간 거칠도록 분쇄하여 통기성을 확보한다.

이러한 유기물은 자연 생태계를 유지시켜 주는데, 항균 처리하거나 또는 항균 처리된 원료를 사용하여, 낙엽, 볏집, 껍질 등의 유기물에 존재하는 미생물을 제거하여 수출입을 가능하게 하고 이로 인하여 일정한 데이터를 얻을 수 있다. 또한 통기성, 보습성을 갖는 상토 원료를 제조한다.

다음으로, 무기질 분말인 견운모 또는 일라이트를 50~150 매쉬 정도의 크기가 되는 분말을 제조한다.

이러한 무기질 분말은, 식물 생장에 필요로 하는 필수 무기 영양소가 고르게 분포되어 있으며, 유기물 사이에 혼합되어 유기물이 항균성 토양으로 유지시켜 주고 물을 빨리 흡수하여 전달하여 고르게 퍼지도록 해주면서 광물 분말이 물질 간의 미세공극을 막아 지지해주는 역할을 한다. 또한 다공성이 가장 좋아 통기성이 있고, 항균성을 갖는다.

이 발명의 실시 예에서는, 다공질 경량 세라믹과 인공상토의 배합비를 식물 성장에 필요한 양분과 통기성의 조화를 이루게 조절할 수 있으며, 일반적으로 다 공질 경량 세라믹 30중량%에 상기에서 설명한 유기질 혼합물 20중량%, 유기물 40중량% 그리고 무기질 분말 10중량%의 배합비로 혼합하여 사용할 수 있고, 필요에 따라 다공질 경량 세라믹을 예를 들면 수생식물은 100중량%, 난이나 다육식물, 선인장류는 60중량%~70중량%, 관엽류는 30중량% 그리고 침엽수는 10~20중량%를 사용할 수도 있다.

이 발명은 상기의 실시 예에 한정되지 않으며, 특허청구범위에 기재되는 발명의 범위 내에서 다양한 변형이 가능하고, 이러한 변형도 이 발명의 범위 내에 포함된다.

도 1은 이 발명의 실시 예에 따른 다공질 경량 세라믹을 제조하는데 사용되는 전체 장치의 블록도를 도시한 것이고,

도 2a 및 도 2b는 이 발명의 실시 예에 따른 다공질 경량 세라믹을 제조하는 공정에서, 퍼라이트와 무기질 광물 분말의 예를 촬영한 사진들이고,

도 3은 도 1의 다공질 경량 세라믹을 제조하는 전체 장치 중에서, 가열 장치의 일 예를 구체적으로 도시한 것이고,

도 4a 및 도 4b는 도 1의 장치로 이 발명의 실시 예에 따른 다공질 경량 세라믹을 제조하는 공정의 예들을 도시한 것이고,

도 5는 이 발명의 실시 예에 따라 제조된 다공질 경량 세라믹의 예를 촬영한 사진이고,

도 6은 도 5의 퍼라이트에 무기질 광물 분말이 코팅된 다공질 경량 세라믹의 단면 사진이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 침전기 20 : 코팅기

30 : 가열장치 32 : 터널로

34 : 가열기 36 : 컨베이어 벨트

36a : 팔레트 38 : 내열용기

40 : 무기질 광물 분말이 묻은 퍼라이트

Claims (3)

1. 경량 세라믹을 제조하는 방법에 있어서,

   다공질의 퍼라이트, 화산석, 유리 발포체 중에서 선택된 어느 하나를 물에 침전시키는 공정과;

   상기 공정에서 물에 침전시킨 퍼라이트, 화산석, 유리 발포체 중에서 선택된 어느 하나를 꺼내어, 희토류 함유 광물 1~7중량%, 게르마늄 함유 광물 12~18중량%, 견운모 31~37중량% 그리고 황토 50~56중량%로 이루어지는 무기질 광물을 분말화 시킨 후 고르게 뿌리면서 표면을 코팅하는 공정; 및,

   상기 공정에서 코팅된 표면을 햇볕이 있고 바람이 부는 자연 상태에서 2~4시간 정도 건조시킨 뒤, 상기 코팅 내부의 퍼라이트, 화산석, 유리 발포체 중에서 선택된 어느 하나가 녹지 않는 800~1000℃에서 소성하는 공정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 다공질의 경량 세라믹 제조 방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 코팅 공정은, 상기 퍼라이트, 화산석, 유리 발포체 중에서 선택된 어느 하나에, 분말화 시킨 상기 희토류 함유 광물, 게르마늄 함유 광물, 견운모 그리고 황토를 혼합하여 뿌리면서 수행하는 것을 특징으로 하는 다공질의 경량 세라믹 제조 방법.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 코팅 공정은, 상기 퍼라이트, 화산석, 유리 발포체 중에서 선택된 어느 하나에, 분말화 시킨 상기 희토류 함유 광물, 게르마늄 함유 광물, 견운모 그리고 황토를 각각 뿌리되 황토를 마지막에 뿌리면서 수행하는 것을 특징으로 하는 경량 세라믹 제조 방법.

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