KR101232493B1 - 염전 바닥용 무시유 다공성 블럭 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 염전바닥용 무시유 다공성 블럭 제조방법에 관한 것으로, 조합원료인 갯벌, 점토, 납석,철광석 페석분의 전처리단계와; 준비된 조합원료를 갯벌토 40%/w, 고화도내열성점토 30%/w, 납석분 20%/w, 철광석 폐석분 10%/w 배합비로 습식혼합하여 성형에 적합하도록 함수율 12~15%로 숙성시키는 단계와; 숙성된 조합물을 습식성형방법으로 150*150*40㎜ 규격의 블럭 몸체로 성형하는 단계와; 성형된 블럭몸체를 정형 후 건조시키는 단계와; 건조 완료된 블럭 성형물을 전기가마에서 1,080℃ 소성 처리하는 단계와; 소성 처리된 블럭 제품을 삭정·연마 처리하는 최종단계로 이루어짐을 특징으로 하는 염전 바닥용 무시유 다공성 블럭을 제조하는 방법으로, 공극율이 높은 다공체로 통기성을 극대화되어 염전 바닥판 밑의 원 갯벌층과 소통이 원활히 이루어져 토판 염전에서 산출되는 천일염과 거의 유사한 미네랄 함량이 높은 천일염을 생산하도록 하며, 특히 Fe, Mn, Co 등의 금속산화물이 함유된 철광석 폐석분을 블럭조성물에 첨가하여 블럭몸체의 색상이 검정색을 띄게 되므로 햇볕 등에 열 흡수율 및 보온성이 높아 염전 증발지에서는 바닷물 속의 수분이 빠르게 증발하여 함수의 염도 상승이 신속하게 이루어지며, 염전 결정지에서의 소금결정이 빠르게 이루어지고 소금 석출량도 증가 하는 염전바닥용 무시유 다공성 블럭의 제조방법에 관한 것이다.

Description

염전 바닥용 무시유 다공성 블럭 제조방법{the nonglaze porosity block manufacture method for salt pan bottom}

본 발명은 염전바닥용 무시유 다공성 블럭 제조방법에 관한 것으로, 특히 갯벌 등 천연암석 풍화물을 소재로 한 염전바닥용 무시유 다공성 블럭의 제조방법에 관한 것이다.

세계의 1년간 총소금 생산량은 약 2억1000만t에 이른다. 이중 85%정도가 공업용으로 나머지가 식용염으로 이용되고 있다. 소금 총생산량의 절반 이상은 암염 등이 차지하며 천일염 생산 비중은 약 39%정도다. 이중에서 대규모 염전에서 생산되는 천일염이 약 37%이며, 나머지 약 2%정도가 갯벌에서 생산되는 천일염이다.

천일염은 바닷물을 염정에 가두어 햇볕과 바람으로 건조시켜 만드는 소금을 일컷는 것으로 생산방식은 생산지역의 자연환경에 따라 조금씩 다른 방법으로 생산되고 있다. 각 천일염 생산국가의 지역적 특성을 살펴보면, 멕시코, 호주서부, 이탈리아, 중국 발해만 지역 등 대규모염전지대는 강수량이 매우 적은 지역으로 바닷물을 대규모 염전에 가두어 1~3년에 한번씩 중장비를 이용하여 생산하는 방식으로 생산 천일염의 성분의 대부분 염화나트륨(Nacl)으로서, 미네랄 성분은 거의 존재하지 않는 천일염이다. 이렇듯 천일염은 생산지의 환경과 생산하는 방식에 따라 성분과 맛의 차이가 상당히 크다.

요즘 건강문제 등을 이유로 천일염의 미네랄 함유량이 중요시되면서 프랑스 북서부 대서양 연안의 게랑드 지역에서 생산되는 갯벌 천일염이 미네랄 함유량이 많은 건강 천일염으로 알려져 있다.

천일염은 일반적으로 바닷물을 염전에 가두어 햇볕과 바람으로 건조 석출시켜 만드는 소금을 일컷는다. 바닷물을 염전에 가두어 증발지를 거치면서 염도가 높아진 함수를 만들고, 이를 함수 저장고에 저장한 후 날씨 등에 따라 결정지에서 소금결정을 석출하는 방식이다.

이 과정을 좀더 자세히 설명하면 염전 증발지에서 햇볕과 바람으로 바닷물의 수분을 줄여 높은 염도의 함수를 만든 후, 이를 결정지에 가두어 놓으면, 먼저 함수 표면에 얇은 소금막이 결정되는데 이를 소금꽃이라 부른다. 이 결정이 햇볕과 바람에 의해 점점 무거워지면서 결정지 바닥으로 가라앉고, 여기에 소금 결정이 더 달라 붙어 우리가 시중에서 볼 수 있는 굵은 소금 결정으로 석출되는 것이다.

프랑스 게랑드 지역에서는 이러한 천일염 결정 과정 중 초기 단계의 소금꽃으로 불리우는 소금막 만을 채취하여 미네랄 함량이 높은 고급 천일염으로 고가에 판매하고 있다.

천일염은 염전 바닥층의 형성재질에 따라, 토판염, 장판염, 타일판염 등으로 구분되며 염전 바닥층 재질에 따라 석출 천일염의 미네랄 함유량 등이 다르게 된다.

프랑스 관련 학계발표자료에 따르면, 갯벌 바닥에서 결정화 석출되는 천일염이 미네랄 함량이 높은 이유는 갯벌속의 미생물이 소금결정에 미치는 영향 때문으로 알려져 있다.

여름철 염전 결정지의 함수를 만져보면 매우 미끌거린다. 그 이유는 염전의 수많은 호염성 미생물이 높은 삼투압을 견디기 위해 만들어낸 글리세롤 성분 때문이다.

생물체는 일반적으로 높은 삼투압에 견디기 위해 분자량이 작은 물질을 세포내에 증가시킨다. 결정지 함수가 미끌거리는 것은 미생물 세포가 작은 분자량을 가진 글리세롤을 만들어 내기 때문인 것으로 보고되고 있다.

이렇듯 높은 삼투압에 견디기 위해 모든 수단을 강구하던 미생물 들은 결정지의 염도가 40%를 넘게 되면 더 이상 견디지 못하고 무기염류인 세포내의 미네랄성분을 염판에 토해내고 죽기 때문에 미네랄 함량이 높아지는 것이다.

이와 비슷한 연구로 효모 등에 염스트레스를 주었을때 효모세포내에 글리세롤 합성이 증가한다는 보고가 있다.

1907년 우리나라 경기도 주안지역에 일본에서 천일염 제조기술이 도입된 이후 염전 바닥 재질은 갯벌바닥을 다진 토판, 옹기파편과 같은 새금파리판, 세라믹타일,PVC모노륨장판으로 변천과정을 겪게 된다.

석출되는 천일염의 우수한 백색도와 생산량 증가 등의 이유로 그동안 PVC모노륨 장판에서 생산하는 방식이 대세를 이루고 있었으나, 요즘 들어 PVC모노륨 장판은 PVC 장판내에 포함된 가소제로 인해, PVC모노륨 장판에서 석출되는 천일염 결정이 환경 호르몬 등에 오염되고 염전 갯벌과 바닷물에 이러한 오염물질이 유입되는 환경오염의 유해성으로 우리의 건강 문제 등을 고려하여 갯벌 흙바닥에서 생산되는 토판염을 다시 선호하는 추세로 회귀하는 상태이다.

또, PVC모노륨 장판 재질의 염전 바닥에서 생산되는 천일염에 비해 갯벌 흙바닥에서 생산되는 천일염이 월등하게 많은 미네랄, 유용한 유기화학물을 함유하고 있지만, 토판염은 비닐장판염에 비해 천일염 생산 과정 중 위생문제, 이물질유입, 생산량저하와 같은 여러 단점으로 염전 현지의 천일염 생산자들이 토판염 생산을 꺼리고 있는 실정이다.

종래의 염전 바닥용 재질 분야의 선행기술을 살펴보면, 등록특허 제0754417호의 염전토판피복용 플라스틱시트 부재 및 이를 이용한 염전토판 피복시공방법(선행기술1)은 폴리에틸렌(PE) 또는 에틸렌 비닐아세테이트(EVA) 68~85%/w와 충전제 15~40%/w로 구성되며, 비중이 1.18~1.59, 바람직하게는 1.25~1.50이고, 상면과 저면을 갖는 스트립 형태의 시트 본체와 상기한 시트 본체의 상면 또는 저면 또는 상면과 저면으로 부터 단턱을 경유하여 상기한 시트 본체의 양 외측으로 일체로 연장되는 박엽 연장부를 갖는 염전토판 피복용 플라스틱 시트 부재와 이를 이용한 염전 토판 피복시공방법이 제공되고 있으며,

또,다른 선행기술 2로 공개실용신안공보 제2009-0006010호의 염전바닥판은 소금 제조를 위하여 염수를 가두는 테두리와 상기 테두리에 의하여 형성되는 공간에 바닥이 형성되는 염판에 있어서, 상기 바닥이 유리인 것을 특징으로 하는 염판에 관한 것으로 이를 통하여 유리판 밑으로 햇볕이 통과하여 갯벌을 살리면서 염전바닥판을 설치하여 염전을 운용할 수 있도록 한 구성과,

또,다른 선행기술 3으로 실용신안공보 제88-2392호의 염전바닥용 합성수지 타일은 강인한 흑색의 합성수지 재질로 타일체의 주연부에 비하여 중앙부분의 두께가 두꺼워 타일체의 표면이 완만한 곡면을 형성하여 주연부를 만곡지게 하고, 타일체의 저면에는 보강재와 여러개의 지지핀을 적당한 간격으로 돌출 배열하여 제조한 염전바닥용 합성수지 타일이 제공되고 있다.

또,다른 선행기술 4인 등록특허 제10-0944222호 염전토판제조방법은 현지갯벌(30%/w), 연탄(15%/w), 가는 모래(35%/w), 시멘트(20%/w)를 혼합한 모르타르에 응결경화제(40ml/100kg)를 혼합하여, 화이버 글라스망으로 보강망을 설치한 성형틀에 타설하여 성형 탈형하는 시공방법에 제공되고 있다.

상기, 선행기술 1~3의 염전 바닥재는 모두 합성수지 또는 유리로 된 것으로 취급관리상의 편의성은 있으나, 갯벌 고유의 유용한 무기염류 등이 결정되는 소금에 유입되지 못하는 관계로 미네랄 함량 등이 저하되는 문제점이 있으며, 특히 염전 바닥판을 유리로 시공할 경우 염전 결정지에 소금막이 형성되기 시작하면 결정지 바닥까지 햇볕을 받지 못하는 문제점이 있다 하겠다.

또한, 선행기술 4는 현지 갯벌흙을 이용하여 갯벌친화성을 높인 점과 생연탄의 검은색을 이용하여 햇볕 흡수성과 보온력을 높인 점은 인정되나, 생 연탄의 검은색 유기물이 석출되는 천일염 결정에 유입되는 문제점과 일반시멘트를 경화제로 사용한 것은 친환경적 측면에서 모순점이 있다 하겠다.

[문헌 1] KR 10-0754417 B1 2007.08.27 [문헌 2] KR 20-0452044 Y1 2011.01.20 [문헌 3] KR 실 1988-0002392 Y1 1988.07.02 [문헌 4] KR 10-0944222 B1 2010.02.18

본 발명은 갯벌토, 고화도내열성점토, 납석, 철광석 폐석분 등 천연암석풍화물을 이용하여 염전바닥용 무시유 다공성 블럭 제조에 관한 것으로서, 상세하게는 염전지대에서 손쉽게 구할 수 있는 갯벌토와 높은 온도에서 결정화 되는 공극율이 높은 다공성의 내열점토 및 낮은 소성수축율 등의 소성안정화에 적합한 납석, 또한 블럭몸체를 검은색 성상 및 블럭소성시 블럭몸체를 이루는 각 조성물 간의 결합 강화에 적절한 효과를 하는 철광석 폐석분을 주재로, 갯벌토 40%/w, 고화도내열성점토 30%/w, 납석분 20%/w, 철광석 폐석분 10%/w 배합비로 블럭몸체 성형용 조합물을 만들고 이를 습식성형 후 건조·정형 단계를 거쳐 가마에서 1,080℃에 소성하여 제조하는 방식이다.

본 발명 블럭소성시 블럭조성물의 고내화성에 의해 블럭몸체조직이 완전 결정화 되지 않고 공극율이 높은 다공성의 소결상태만 유지하므로 염전 바닥에 본 발명블럭을 시공 후에도 염전의 원 바닥층을 이루는 갯벌 속의 각종 유용한 무기염류 및 유기 화합물이 블럭 몸체를 통해 염판 상층부로 원활하게 유통될 수 있어, 염전 바닥층의 갯벌에 PVC모노륨 장판류 등을 시공하여 원 바닥층의 갯벌과 소통이 단절된 채 소금 결정을 석출하는 여타 방식의 소금 석출 방식에 비해 월등한 미네랄 설분인 무기염류 함유량을 갖게 되며, 다량의 Fe, Mn, Co 와 같은 금속산화물이 함유된 철광석 폐석분을 블럭조성물에 첨가하여 블럭몸체의 색상이 검정색을 띄게 되므로 햇볕 등의 열 흡수율 및 보온성이 높아 염전 증발지에서는 바닷물 속의 수분이 빠르게 증발하여 함수의 염도 상승이 신속하게 이루어지며, 염전 결정지에서의 소금결정이 빠르게 이루어지고 소금 석출량도 증가하는 특징이 있다.

또한, 철광석 폐석분말의 금속산화물에 의해 블럭소성시 블럭몸체의 조직이 견고해 지는 특징과 본 발명 블럭소성시 유약류를 바르지 않고 무시유 소성 함으로서 제품의 통기성이 좋아진 염전 바닥용 무시유 다공성 블럭으로서 토판염전이 갖는 취약점인 염전내의 함수 및 소금결정에 이물질 등 오염물질이 유입되는 비 위생적인 측면을 보완하고 토판염전의 소금 석출량 저 효율성을 극복하면서 토판염전 고유의 장점을 그대로 살릴 수 있는 친환경적 염전 바닥용 블럭 제조방법에 관한 것이다.

상기와 같은 목적을 이루기 위해 본 발명에서는

1) 조합원료인 갯벌, 고화도내열성점토, 납석,철광석 페석분의 전처리단계:

2) 준비된 조합원료를 갯벌토 40%/w, 고화도내열성점토 30%/w, 납석분 20%/w, 철광석 폐석분 10%/w 배합비로 습식혼합하여 성형에 적합하도록 함수율 12~15%로 숙성시키는 단계

3) 숙성된 조합물을 습식성형방법으로 150*150*40㎜ 규격의 블럭 몸체로 성형하는 단계

4) 성형된 블럭몸체를 정형 후 건조시키는 단계

5) 건조 완료된 블럭 성형물을 전기가마에서 1,080℃ 소성 처리하는 단계

6) 소성 처리된 블럭 제품을 삭정·연마 처리하는 최종단계

로 이루어짐을 특징으로 하는 염전 바닥용 무시유 다공성 블럭을 제조하는 방법과, 상기 전처리는 단계로 심층부 갯벌을 채취하여 수비·정제 후 700℃로 가소 처리 건식 분쇄하는 과정과; 경남 산청군 일대에서 산출되는 고화도 내열성 점토를 구입하여 선별·정제하는 과정과; 전남 완도군 지역에서 산출되는 납석을 구입하여 습식분쇄 건조하는 과정과; 강원도 고성군 일대의 철광석 광산에서 산출되는 폐석을 채집하여 건식 분쇄 정제하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 염전 바닥용 무시유 다공성 블럭을 제조하는 방법을 제공하도록 한 것이다.

본 발명 염전바닥 시공용 무시유 다공성 블럭은 토판염전의 취약점인 오염물질 등 이물질 유입방지 및 소금 산출의 저생산성을 개선 시키고 갯벌층과의 친화력을 높여 친 환경성을 갖는 효과가 있다.

또, 유약을 바르지 않고 소성 시키는 고화도 내열성 점토 특성 등에 의해 블럭 몸체는 공극율이 높은 다공체로 통기성을 극대화되어 염전 바닥판 밑의 원 갯벌층과 소통이 원활히 이루어져 토판 염전에서 산출되는 천일염과 거의 유사한 미네랄 함량이 높은 천일염이 산출되는 특징을 갖는다.

본 발명 블럭 바닥재는 염전 맨 갯벌바닥에 시공되므로 갯벌의 이물질 등 오염물질이 근본적으로 차단되고 장판 바닥재와 같은 검은 색상과 두꺼운 4cm 두께로햇볕 등의 열 흡수율이 향상되는 효과와 세라믹 재질 특유의 우수한 보온성에 의해 소금 결정 형성의 속성화와 생산성을 극대화시키는 특징이 있다.

기존 장판 바닥재류의 주류를 이루는 PVC모노륨 장판류는 PVC장판 내에 포함된 가소제로 인한, 환경호르몬 등 유해물질이 소금에 유입되는 것으로부터 안전할 수 있으며, 이러한 유해물질이 염전 갯벌과 바닷물에 유입되는 환경오염 문제점도 해결되는 특징이 있다.

본 발명 블럭 바닥재는 블럭 몸체의 공극율 높은 다공성 특성에 의해 갯벌속의 유용한 물질이 자유로이 소통하는 특징과, 블럭 몸체의 소성처리로 내구성 향상 및 용해 방지 효과가 있다.

일반 천연토양류를 원료로 제조되는 염전 바닥재는 염전 갯벌과의 친화성은 우수하지만 바닷물속에 장기간 노출되면 응결제의 산화 등에 의해 염전 바닷물에 용해되는 현상이 발생하지만, 본 발명 블럭 바닥재는 블럭몸체를 소성 처리하여 제조함으로 소성중에 블럭 몸체 조성물에 존재하는 결정수가 발수 처리되어 바닷물 속에 장기간 노출되어도 바닷물에 용해될 염려가 없으며 특히 무시유 처리로 인해 갯벌과의 친화성을 높인 특징이 있다.

특히, 블럭몸체의 조성물이 소성 처리에 의해 조성물 입자간에 단단히 소결되어 높은 내구성을 갖는 특징이 있다.

도 1은 본 발명의 제조 공정도

본 발명은 염전의 바닥재가 갖는 취약점을 보완·개선하기 위해 제공되는 염전 바닥용 무시유 다공성 블럭제조방법에 관한것으로서 이하, 첨부된 도면에 의해 본 제조방법의 상세한 단계를 설명하면 다음과 같다.

1) 조합원료의 준비단계:

가) 심층부 갯벌을 채취하여 수비·정제 후 700℃로 가소 처리 건식 분쇄하는 과정

나) 경남 산청군 일대에서 산출되는 고화도 내열성 점토를 구입하여 선별·정제하는 과정

다) 전남 완도군 지역에서 산출되는 납석을 구입하여 습식분쇄 건조하는 과정

라) 강원도 고성군 일대의 철광석 광산에서 산출되는 폐석을 채집하여 건식 분쇄 정제하는 과정

2) 준비된 조합원료를 갯벌토 40%/w, 고화도내열성점토 30%/w, 납석분 20%/w, 철광석 폐석분 10%/w 배합비로 습식혼합하여 성형에 적합하도록 함수율 12~15%로 숙성시키는 단계

3) 숙성된 조합물을 습식성형방법으로 150*150*40㎜ 규격의 블럭 몸체로 성형하는 단계

4) 성형된 블럭몸체를 정형 후 건조시키는 단계

5) 건조 완료된 블럭 성형물을 전기가마에서 1,080℃ 소성 처리하는 단계

6) 소성 처리된 블럭 제품을 삭정·연마 처리하는 최종단계를 과정을 거쳐 염전 바닥용 무시유 다공성 블럭을 제조하는 방법이다.

상기 조합원료의 준비단계에서 갯벌 성분중 유기물 부분을 700℃로 가소처리하는 것은 다공성 블럭을 소성 처리시 소성수축 감소와 블럭 몸체의 변형 방지를 위한 것이다.

상기와 같이, 제조된 염전바닥 시공용 무시유 다공성 블럭은 토판염전의 취약점인 오염물질 등 이물질 유입방지 및 소금 산출의 저생산성을 개선시키고 갯벌층과의 친화력을 높여 친 환경성을 갖는 효과가 있다.

또, 유약을 바르지 않고 소성 시키는 고화도 내열성 점토 특성 등에 의해 블럭 몸체는 공극율이 높은 다공체로 통기성을 극대화되어 염전 바닥판 밑의 원 갯벌층과 소통이 원활히 이루어져 토판 염전에서 산출되는 천일염과 거의 유사한 미네랄 함량이 높은 천일염이 산출되는 특징을 갖는다.

본 발명 블럭 바닥재는 염전 갯벌 맨바닥에 시공되므로 갯벌의 이물질 등 오염물질이 근본적으로 차단되고 장판 바닥재와 같은 검은 색상과 두꺼운 4cm 두께로햇볕 등의 열 흡수율이 향상되는 효과와 세라믹 재질 특유의 우수한 보온성에 의해 소금 결정 형성의 속성화와 생산성을 극대화시키는 특징이 있다.

Claims (2)

1) 심층부 갯벌을 채취하여 수비·정제 후 700℃로 가소 처리 건식 분쇄하는 과정과; 경남 산청군 일대에서 산출되는 고화도 내열성 점토를 구입하여 선별·정제하는 과정과; 전남 완도군 지역에서 산출되는 납석을 구입하여 습식분쇄 건조하는 과정과; 강원도 고성군 일대의 철광석 광산에서 산출되는 폐석을 채집하여 건식 분쇄 정제하는 조합원료의 전처리단계
2) 준비된 조합원료를 갯벌토 40%/w, 고화도내열성점토 30%/w, 납석분 20%/w, 철광석 폐석분 10%/w 배합비로 습식혼합하여 성형에 적합하도록 함수율 12~15%로 숙성시키는 단계
3) 숙성된 조합물을 습식성형방법으로 150*150*40㎜ 규격의 블럭 몸체로 성형하는 단계
4) 성형된 블럭몸체를 정형 후 건조시키는 단계
5) 건조 완료된 블럭 성형물을 전기가마에서 1,080℃ 소성 처리하는 단계
6) 소성 처리된 블럭 제품을 삭정·연마 처리하는 최종단계
로 이루어짐을 특징으로 하는 염전 바닥용 무시유 다공성 블럭을 제조하는 방법.

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