KR101162104B1 - 중공부를 가지는 말뚝형상비료의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의은 수목의 특성에 따라 다양한 성분의 비료를 주입하여 비료의 효과를 향상시킬 수 있는 구조를 가지는 말뚝형상비료 및 그것의 제조방법을 제공하는 것이다. 본 발명은 성형공간이 다수개 구비된 형틀과, 상기 성형공간과 조합됨으로써 뽀쪽한 말뚝형상의 공간을 이루도록 끝단부에 오목한 삿갓모양의 공간이 형성되어 있고 상기 성형공간의 하부에 각각 삽입되는 배출로드와, 상기 성형공간의 상부에 삽입되어 상기 성형공간 내부의 비료원료를 가압하기 위한 플러그와, 상기 플러그에 결합되고 상기 플러그보다 작은 직경의 바(bar) 형상으로 이루어져 상기 비료원료의 내부에 중공부가 형성되도록 삽입되는 중공형성바가 포함된 성형장치를 이용하여 말뚝형상비료를 제조하는 제조방법에 있어서, 액상의 규산칼륨과 입상의 규산칼륨과 입상의 맥반석이 7:2:1의 비율로 배합되어 비료원료가 준비되는 원료준비단계; 상기 배출로드가 하부에 배치된 상기 성형공간에 상기 비료원료가 주입되고, 상기 중공형성바가 상기 비료원료에 삽입되어 상기 성형공간에 주입된 상기 비료원료에 중공부를 형성하며, 상기 플러그가 하강하여 상기 비료원료의 상부에서 상기 비료원료를 가압하는 말뚝형상비료의 성형단계; 상기 말뚝형상비료의 성형단계 후, 상기 배출로드가 상승하여 상기 말뚝형상비료를 상기 형틀로부터 배출하는 배출단계; 및 성형된 상기 말뚝형상비료의 모든 측면을 사방에서 지지하도록 격자판이 형성된 지지대에 상기 말뚝형상비료가 삽입된 상태에서 상기 성형된 말뚝형상비료가 70~80℃의 온도로 6~12시간동안 가열되어 건조되는 건조단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 말뚝형상비료의 제조방법을 제공한다.

Description

중공부를 가지는 말뚝형상비료의 제조방법{Manufacturing method of stake-shaped fertilizer having inner vacant space}

본 발명은 중공부를 가지는 말뚝형상비료의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 내부에 중공부를 가지는 말뚝형태로 제조되어 수목 주변의 지중에 설치됨으로써 장기적으로 양분을 공급할 수 있는 말뚝형상비료의 제조방법에 관한 것이다.

말뚝형상비료는 통상의 고형비료가 장기간 수목에 영양분을 제공하지 못하는 점에 착안하여 개발된 것으로 토양에 꽂아 사용할 수 있는 편리함이 있다.

그러한 말뚝형상비료의 일예를 한국등록특허공보 제10-0725423호(등록일 2007.5.30) 등에서 제시하고 있다.

상기와 같은 말뚝형상 고형비료(10)는 도 1에서 도시하는 바와 같이, 수목 등 시비대상의 주변부에 간단하게 꽂아 사용할 수 있고, 장기간 양분을 지속적으로 공급함으로써 수목 등의 관리자가 주기적인 비료공급의 수고를 덜 수 있다.

상기의 한국등록특허공보 제10-0725423호에는 요소, 황산암모늄, 인산, 과린산석회, 황산가리, 산화마그네슘, 붕소 등을 원료로 하여 말뚝형상상의 비료를 제조하는 방법도 아울러 제시하고 있다.

그러나, 수목에 따라 그 특성에 적합한 비료의 성분을 상이하게 공급하고, 수목의 생장조건에 맞도록 비료성분의 용출속도를 조절할 필요가 있으나, 상기에서 제안되고 있는 비료의 제조방법은 그 비료를 구입하여 설치하는 사용자가 수목에 따라 그 성분을 조절할 수 없는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은, 수목의 특성에 따라 다양한 성분의 비료를 주입하여 비료의 효과를 향상시킬 수 있고, 견고한 구조를 가진 말뚝형상비료의 제조방법을 제공하는 것이다.

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상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 성형공간이 다수개 구비된 형틀과, 상기 성형공간과 조합됨으로써 뽀쪽한 말뚝형상의 공간을 이루도록 끝단부에 오목한 삿갓모양의 공간이 형성되어 있고 상기 성형공간의 하부에 각각 삽입되는 배출로드와, 상기 성형공간의 상부에 삽입되어 상기 성형공간 내부의 비료원료를 가압하기 위한 플러그와, 상기 플러그에 결합되고 상기 플러그보다 작은 직경의 바(bar) 형상으로 이루어져 상기 비료원료의 내부에 중공부가 형성되도록 삽입되는 중공형성바가 포함된 성형장치를 이용하여 말뚝형상비료를 제조하는 제조방법에 있어서, 액상의 규산칼륨과 입상의 규산칼륨과 입상의 맥반석이 7:2:1의 비율로 배합되어 비료원료가 준비되는 원료준비단계; 상기 배출로드가 하부에 배치된 상기 성형공간에 상기 비료원료가 주입되고, 상기 중공형성바가 상기 비료원료에 삽입되어 상기 성형공간에 주입된 상기 비료원료에 중공부를 형성하며, 상기 플러그가 하강하여 상기 비료원료의 상부에서 상기 비료원료를 가압하는 말뚝형상비료의 성형단계; 상기 말뚝형상비료의 성형단계 후, 상기 배출로드가 상승하여 상기 말뚝형상비료를 상기 형틀로부터 배출하는 배출단계; 및 성형된 상기 말뚝형상비료의 모든 측면을 사방에서 지지하도록 격자판이 형성된 지지대에 상기 말뚝형상비료가 삽입된 상태에서 상기 성형된 말뚝형상비료가 70~80℃의 온도로 6~12시간동안 가열되어 건조되는 건조단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 말뚝형상비료의 제조방법을 제공한다.

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상기와 같은 본 발명은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 본 발명은 말뚝형상비료의 내부에 중공부를 형성하여 타성분의 비료를 주입할 수 있도록 함으로써 수목의 종류 및 생육조건에 따라서 적절한 비료성분을 보충한 후 설치할 수 있다. 따라서, 본 발명의 말뚝형상비료는 토양 중에서 용출되는 비료성분을 사용자의 필요에 따라 변화시킬 수 있는 구조이다.

둘째, 본 발명의 말뚝형상비료는 액상의 규산칼륨이 제조과정에서 결합제의 역할을 하여 말뚝형상비료가 견고한 강도를 유지할 수 있다.

셋째, 본 발명의 말뚝형상비료는 입상의 맥반석이 다공성 구조를 제공하므로 내부의 중공부에 주입되는 다른 성분의 비료도 토양 중으로 용출이 용이하고, 그 용출되는 과정 중에 외부몸체를 형성하는 규산질 성분이 혼합되어 용출되므로 복합된 비료성분이 공급되도록 할 수 있다. 또한, 별도의 관통공을 설치함으로써 내부에 주입된 다른 비료성분의 용출속도를 조절할 수 있다.

넷째, 본 발명의 제조방법은 가열 및 건조과정에서 말뚝형상비료의 측면을 지지하는 지지대가 구비됨으로써 구부러지지 않은 곧은 형상의 말뚝형상비료를 제조할 수 있다.

도 1은 수목의 주변부에 말뚝형 비료가 설치되어 있는 상태도
도 2는 본 발명의 말뚝형상비료의 구성도
도 3 및 도 4는 본 발명의 말뚝형상비료의 작용을 설명하는 설명도
도 5는 본 발명에 따른 제조장치를 도시하는 사시도
도 6은 본 발명에 따른 제조장치를 도시하는 정면도
도 7은 본 발명에 따른 제조장치의 형틀에서 도 5의 A-A 단면을 도시하는 구성도
도 8은 본 발명에 따른 말뚝형상비료를 제조하는 과정을 설명하는 순서도
도 9 내지 도 13은 본 발명에 따른 말뚝형상비료를 제조하는 과정을 설명하는 설명도

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

먼저, 본 발명에 의해 제조되는 말뚝형상비료를 설명한다.

도 2를 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 말뚝형상비료(20)는 일단에서 뾰족한 머리(23)를 가지는 몸체부(21)와, 상기 몸체부(21)의 내부에 형성되는 중공부(22)를 포함한다.

상기 중공부(22)는 몸체부(21)의 타단에서 개방되어 뾰족한 머리(23) 쪽을 향하여 연장되어 있다. 따라서, 상기 중공부(22)는 한쪽이 개방되고 다른 쪽은 폐쇄된 공간이다.

상기 중공부(22)는 타 비료성분을 주입할 수 있는 곳으로, 본 실시예에 의해 제조되는 말뚝형상비료의 사용자가 수목의 필요에 따라 다양한 비료성분 예컨대, 황산가리, 아인산 등을 주입할 수 있다.

상기 주입되는 비료성분은 규산칼륨으로 이루어진 본 발명의 비료성분을 보충하여 개별 수목의 특성 및 생장조건에 맞도록 비료를 보충할 수 있다.

상기 말뚝형상은 원형봉의 형상으로 성형하는 것이 가장 바람직하나, 사각봉이나 육각봉의 형태로 다양하게 변형될 수 있다.

상기 몸체부(21)는 입상의 규산칼륨과, 상기 입상의 규산칼륨을 결합시키는 액상의 규산칼륨(물에 용해된 규산칼륨)이 배합되어 가열 및 건조됨으로써 고형화된 구조를 가진다. 상기 입상 및 액상의 규산칼륨은 규산질비료를 수목에 공급하는 비료성분이며, 상기 액상의 규산칼륨은 입상 성분들을 서로 결합시키는 결합제로써 역할을 한다. 액상의 규산칼륨이 가열 및 건조됨으로써 입상 성분들을 견고하게 결합시켜 몸체부(21)가 양호한 강도를 가지도록 한다.

참고로, 규산칼륨은 잘 알려진 바와 같이 수목의 뿌리를 활성화하고 토양을 산성화시키지 않는 비료이다.

한편, 본 실시예에 따른 말뚝형상비료(20)는 입상의 맥반석이 배합되는 것이 바람직하다. 맥반석은 다공질의 유기질 비료로서 오염된 토지를 정화하여 뿌리의 발육을 촉진하고 토양의 산도조절과 토지의 지력 회복에 도움을 준다. 또한, 몸체부(21)를 다공질로 형성시킴으로써 중공부(22)에 주입된 다른 비료성분이 외부로 용출(溶出)되는 것을 촉진시킨다. 또한, 지중에 있는 습기를 머금어 몸체부(21)의 규산칼륨 및 중공부(22)의 타 비료성분이 용출될 수 있도록 보조한다.

따라서, 본 발명에 의한 말뚝형상비료(20)는 그것을 구성하는 모든 성분이 식물의 생장에 필요한 비료성분이므로 토양 중에서 녹아 없어진 후에는 별도의 이물질을 남기지 않는다.

상기와 같이 구성된 말뚝형상비료(20)는 도 3에서 도시하는 바와 같이, 대상 수목의 종류 및 생장조건에 따라 추가되어야 할 비료성분을 중공부(22)에 주입한 후 수목의 주변부에 해머 등 타격기구를 이용하여 설치한다.

설치된 상기 말뚝형상비료(20)는 지열과 지중의 습기로 인하여 몸체부(21)의 규산칼륨이 시간의 경과에 따라 녹게 되고, 이와 함께 중공부(22)에 주입된 비료성분의 용출물(35)도 몸체부(21)를 통과하여 누설된다. 따라서, 규산질 비료성분이 토양에 공급됨과 함께 중공부(22)에 주입되어 있는 다른 비료성분도 몸체부(21)의 다공성 조직을 통하여 외부로 누출됨으로써 토양에 공급될 수 있다.

본 발명에 따른 말뚝형상비료의 중공부(22)에 타 비료성분이 주입됨으로써 우천상황에서도 그 비료성분이 빗물에 유실되지 않고, 더욱이 중공부(22)의 개방부를 막는 마개(24)를 설치함으로써 상기와 같은 타 비료성분의 유실방지효과는 보다 확실해 질 수 있다. 상기 마개(24)는 전분으로 형성하는 것이 바람직하다.

한편, 도 4에서 도시하는 바와 같이, 중공부(22)에 주입된 다른 비료성분의 용출속도를 조절하기 위하여 관통공(26)이 추가적으로 설치될 수 있다. 상기 관통공(26)은 상하에 다수개가 설치되고 그 직경은 2mm이하로 하는 것이 바람직하다. 상기와 같이 직경을 제함함으로써 운반 및 설치시 중공부(22)의 타 비료입자가 흘러내리는 것을 방지한다.

상기 용출공(26)의 수를 조절하여 습기 또는 물기에 녹은 타 비료성분이 쉽게 용출되도록 함으로써 수목의 생장조건에 따라 용출속도의 조절이 가능하다.

다음은, 본 발명에 따른 말뚝형상비료를 제조하기 위한 성형장치를 설명한다.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 성형장치의 사시도이고, 도 6은 상기 성형장치의 정면도이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 성형장치는 기대(310~330), 형틀(100), 가압틀(200) 및 조작장치(미도시)를 포함한다.

상기 기대(310~330)는 성형장치의 뼈대를 구성하는 것으로 상부기대(310), 하부기대(330) 및 지지기둥(320)으로 이루어진다. 하부기대(330)는 형틀(100)을 지지하고, 상부기대(310)는 가압틀(200)을 지지하고 있다.

상기 지지기둥(320)은 원형단면의 기둥체로 형성되어 상부기대(310) 및 하부기대(330)의 4개의 모서리를 연결하도록 설치되는 것이 바람직하고, 후술하는 가압틀(200)이 상하운동을 할 수 있도록 가이드하는 역할을 하고 있다.

상기 형틀(100)은 말뚝형상비료(20)를 형성하기 위해 성형공간(120)이 다수개 구비되어 있는 금형으로서, 상기 성형공간(120)은 제조하려고 하는 말뚝형상의 거푸집을 이루는 공간이다.

상기 형틀(100)에는 제조된 말뚝형상비료(20)가 배출될 수 있도록 배출기(160)가 구비되는 것이 바람직하다.

배출기(160)는 형틀(100)의 성형공간(120)에서 말뚝형상비료(20)가 완성되면 그것을 외부로 배출하기 위한 수단으로서, 하부에서 슬라이딩되어 상측으로 말뚝형상비료(20)를 밀어 올리는 배출로드(165)가 각 성형공간(120)에 배치되어 있다.

도 7을 참조하면, 형틀(100)에 다수개 형성된 성형공간(120)의 하부에는 배출로드(165)가 각각 삽입되어 있고, 상기 배출로드(165)의 끝단부는 오목한 삿갓모양의 공간(166)이 형성되어 있다. 따라서, 상기 삿갓모양의 공간(166)은 형틀(100)의 성형공간(120)과 조합됨으로써 전체적인 공간형상이 뾰족한 말뚝형상이 이루어진다.

한편, 상기 가압틀(200)은 상기 형틀(100)의 성형공간(120)에 주입된 비료원료를 가압하기 위한 구성이다. 상기 가압틀(200)은 가압틀 플레이트(220)와 그 하부의 플러그(230) 및 중공형성바(240)를 포함하고 있다.

상기 가압틀 플레이트(220)는 기대의 지지기둥(320)에 의해 그 상하운동이 안내되는 상태에서 슬라이딩됨으로써 좌우측으로 흔들림없이 정확한 위치에서 상하운동이 이루어지고, 이로 인해 플러그(230) 및 중공형성바(240)가 형틀(100)의 성형공간(120)과 정확하게 결합될 수 있다.

상기 플러그(230)는 형틀(100)의 성형공간(120)의 상부에 삽입되어 성형공간(120)의 내부에 주입되어 있는 비료원료를 가압하는 수단이다.

상기 중공형성바(240)는 말뚝형상비료의 내부에 중공부(22)를 형성하기 위하여 상기 플러그(230)보다 작은 직경의 바(bar) 형상을 갖는다.

상기 성형공간(120)과 플러그(230) 및 공간형성바(240)는 모두 원형단면을 가지는 것이 바람직하다.

상기 배출기(160) 및 가압틀(200)은 상부기대(310)와 하부기대(330)에 각각 설치되어 있는 상부실린더(410) 및 하부실린더(430)에 의해 상하로 작동하고 있다. 상기 상부실린더(410) 및 하부실린더(430)는 조작장치의 신호를 받아 그 작동이 제어되고 있다.

상기 조작장치는 상부실린더(410) 또는 하부실린더(430)를 작동시키기 위해 작업자가 조작신호를 발생시키는 스위칭장치를 의미한다.

다음은 상기와 같은 성형장치를 이용하여 말뚝형상비료를 제조하는 방법을 도 8 내지 도13을 참고하여 설명한다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 제조방법은 액상의 규산칼륨과 입상의 규산칼륨이 배합되어 비료원료가 준비되는 원료준비단계, 준비된 상기 비료원료가 형틀에 주입되고 상기 형틀에 주입된 상기 비료원료에 중공부를 형성하는 중공형성바가 삽입되며 상기 비료원료를 가압하는 말뚝형상비료의 성형단계, 상기 성형된 말뚝형상비료를 가열하여 건조시키는 건조단계를 포함하여 구성된다.

먼저, 원료준비단계(S10)에서는 액상과 입상의 규산칼륨을 포함하는 비료원료(15)가 배합된다. 상기 액상의 규산칼륨은 수목 등에 공급되어 비료로써의 역할뿐 아니라 말뚝형상비료의 제조 시 입상의 비료원료들을 서로 결합하는 결합제의 역할을 겸하고 있다.

한편, 본 발명의 비료원료로서 입상의 맥반석이 배합되는 것이 바람직하다. 맥반석은 다공성 물질이고 습기를 잘 함유하는 성질이 있으므로 내부의 비료성분이 녹아 외부로 빠져나가는 것을 보다 유리하게 한다.

입상의 규산칼륨과 액상의 규산칼륨 및 맥반석의 배합비율은 7:2:1 정도가 바람직하다.

상기 원료 이외에도 통상 사용되고 있는 타 비료성분이 혼합될 수 있음은 물론이다.

원료준비단계(S10)에서 비료원료(15)의 준비가 완료되면 말뚝형상비료의 성형단계가 진행된다.

이는 먼저, 도 9에서 도시하는 바와 같이 형틀의 성형공간(120)에 비료원료(15)가 주입된다.

이후, 도 10에서 도시하는 바와 같이, 성형공간(100)의 상측에서 가압틀(200)이 하강하여 공간형성바(240) 및 플러그(230)가 순차적으로 성형공간(120)에 삽입된다. 이에 따라, 공간형성바(240)는 성형공간(120)에 가득 차 있는 비료원료(15)의 내부에 중공부(22)가 형성되도록 삽입되며, 뒤이어 플러그(230)가 비료원료(15)를 상부에서 누르게 된다.

이에 따라, 성형공간(120)에 주입되어 있던 비료원료(15)는 높은 압력을 받게 되며, 소정의 시간이 경과된 후 말뚝형상비료(20)로서 성형이 완료된다.(S20)

성형이 완료된 말뚝형상비료(20)는 도 11과 같이, 형틀(100)의 하부에 구비된 배출기(160)가 하부실린더(430)에 의해 상승작동함으로써 성형공간(120)으로부터 빠져나오게 된다.

다음은 상기 성형된 말뚝형상비료(20)의 건조단계(S30)가 진행된다.

상기 건조단계(S30)는 성형된 말뚝형상비료(20)가 지지대(600)에 의해 지지받는 상태에서 건조기에 내입된다.

상기 지지대(600)는 성형된 말뚝형상비료가 가열에 의해 건조되는 과정에서 측면으로 구부러지지 않도록 형상을 유지시키기 위한 것이다. 따라서, 상기 지지대(600)는 말뚝형상비료가 삽입되어 그 측면을 지지하도록 지지대로써 격자판(620,630)이 형성되어 있으며, 상기 지지대는 말뚝형상비료의 사방에서 모든 측면을 지지하는 것이 바람직하다.

상기 지지대(600)는 성형된 말뚝형상비료(20)를 내부에 삽입할 수 있는 중공의 금속봉으로 구성할 수도 있다.

상기 건조기(500) 내에서는 온도조절장치(510)에 의해 설정된 온도에서 장시간 가열되면서 말뚝형상비료(20)가 경화되게 된다.

상기 온도 및 시간은 말뚝형상비료(20)가 토양 중에서 유지되는 수명을 결정하며, 그 온도가 높고 가열시간이 길수록 말뚝형상비료의 수명이 증가하게 된다. 예컨대, 입상의 규산칼륨과 액상의 규산칼륨 및 맥반석의 배합비율이 7:2:1 인 말뚝형상비료에 대하여 70~80℃의 온도로 6~12시간을 가열할 경우, 대략 3~6개월의 수명을 갖게 된다.

상기 건조단계(S30)가 완료된 후에는, 필요에 따라 도 13과 같이, 말뚝형상비료(20)의 몸체부(21)에 관통공(26)을 형성시킨다.

상기 관통공(26)은 드릴에 의해 일측에서 타측으로 중공부(22)를 경유하여 형성시키는 것이 바람직하다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예 및 응용예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 응용예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능하다.

20; 말뚝형상비료 21; 몸체부
22; 중공부 23; 머리
24; 마개 26;관통공
30; 타 성분 비료 35; 용출물
100; 형틀 120;성 형공간
160; 배출기 165; 배출로드
166; 삿갓형상공간 200; 가압틀
220; 가압틀 플레이트 230; 플러그
240; 중공형성바 310; 상부기대
320; 지지기둥 330; 하부기대
410; 상부실린더 430; 하부실린더
450; 유압발생기 500; 건조기
600; 지지대 620,630; 격자판

Claims (8)

1. 성형공간이 다수개 구비된 형틀과,
   상기 성형공간과 조합됨으로써 뽀쪽한 말뚝형상의 공간을 이루도록 끝단부에 오목한 삿갓모양의 공간이 형성되어 있고 상기 성형공간의 하부에 각각 삽입되는 배출로드와,
   상기 성형공간의 상부에 삽입되어 상기 성형공간 내부의 비료원료를 가압하기 위한 플러그와,
   상기 플러그에 결합되고 상기 플러그보다 작은 직경의 바(bar) 형상으로 이루어져 상기 비료원료의 내부에 중공부가 형성되도록 삽입되는 중공형성바가 포함된 성형장치를 이용하여 말뚝형상비료를 제조하는 제조방법에 있어서,
   액상의 규산칼륨과 입상의 규산칼륨과 입상의 맥반석이 7:2:1의 비율로 배합되어 비료원료가 준비되는 원료준비단계;
   상기 배출로드가 하부에 배치된 상기 성형공간에 상기 비료원료가 주입되고, 상기 중공형성바가 상기 비료원료에 삽입되어 상기 성형공간에 주입된 상기 비료원료에 중공부를 형성하며, 상기 플러그가 하강하여 상기 비료원료의 상부에서 상기 비료원료를 가압하는 말뚝형상비료의 성형단계;
   상기 말뚝형상비료의 성형단계 후, 상기 배출로드가 상승하여 상기 말뚝형상비료를 상기 형틀로부터 배출하는 배출단계; 및
   성형된 상기 말뚝형상비료의 모든 측면을 사방에서 지지하도록 격자판이 형성된 지지대에 상기 말뚝형상비료가 삽입된 상태에서 상기 성형된 말뚝형상비료가 70~80℃의 온도로 6~12시간 동안 가열되어 건조되는 건조단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 말뚝형상비료의 제조방법
   
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