KR101312342B1 - 골분의 투명벌크체 제조장치 및 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 골분의 투명벌크체 제조장치 및 제조방법과 그에 따른 골분의 투명벌크체에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 시신을 화장하고 남은 유골 혹은 유아의 영구치 교체시 빠진 치아 등을 분쇄한 가루에 유리프리트와 첨가제의 혼합으로 용융 및 가공하여 여러가지 색상을 나타내는 투명벌크체를 제조하는 장치 및 방법과 그에 따른 골분의 투명벌크체에 관한 것이다.
이를 위해, 골분의 투명벌크체 제조장치는 발열수단으로 히팅되는 발열층부; 상기 발열층부 내부로 실장된 도가니부; 골분을 저장하는 골분함과 유리프리트 및 복수 개의 첨가제를 구분되게 저장하는 첨가제함을 포함하는 첨가제보관부; 및 상기 골분 및 상기 유리프리트와 상기 복수 개의 첨가제 중 적어도 하나를 상기 첨가제보관부에서 상기 도가니부로 혼합 이송하는 혼합물이송부를 포함한다.
본 발명에 따른 골분의 투명벌크체 제조장치 및 제조방법은 골분이 용융과 냉각의 과정을 거쳐 투명벌크체로 고화되어 습기나 벌레로부터의 훼손이 방지되어 생활 공간 가까이 보관하는 효과가 있으며, 보석과 같은 벌크체 모양을 나타내 심미적으로 골분이라는 혐오감을 없애는 효과가 있다.

Description

골분의 투명벌크체 제조장치 및 제조방법{Apparatus and Method for Manufacturing Transparent Bulk Body}
본 발명은 골분의 투명벌크체 제조장치 및 제조방법과 그에 따른 골분의 투명벌크체에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 동물의 사체를 화장하고 남은 유골 혹은 치아나 유치를 분쇄한 가루 및 열처리후의 분쇄물(이하, 골분이라 한다. 이때 골분이란 사전적 의미로 뼈가루를 지칭하지만 본 명세서에서는 뼈의 성분과 유사한 치아 가루도 이에 포함되는 것으로 정의하여 사용한다.)에 유리프리트와 첨가제의 혼합으로 용융 및 가공하여 여러가지 색상을 나타내는 투명벌크체를 제조하는 장치 및 방법과 그에 따른 골분의 투명벌크체에 관한 것이다.
일반적으로 우리나라의 장례는 매장 문화가 주류를 이루어 왔고, 그로 인해 국토의 많은 면적이 분묘에 의해 잠식되고 있는 실정이다.
근래에는 이러한 문제점을 해결할 목적으로 사람의 시신을 화장한 골분을 도자기 내지 목재로 된 보관함에 수납하여 보관하는 납골당이나 골분을 썩는 항아리에 담아 나무의 뿌리곁에 묻는 수목장이 점차 확대되고 있다.
그러나 납골당의 경우 주민들의 반대와 막대한 건설비용 및 사후관리비용 발생 등의 문제점이 있으며 수목장의 경우 나무를 매개로 하기 때문에 장소가 제한적인 문제점이 있다.
한편 골분은 도자기함 등에 담긴 상태로 수납장에 보관되는 데, 이러한 보관상태는 습기에 노출되어 골분이 쉽게 손상된다.
그로 인한 골분의 색상이 혐오스러운 색상 및 모양으로 변형되어 화장 또는 수목장례에 대한 선입견을 가지게 된다.
또한, 한국애견협회에 따르면 우리나라 애견 인구는 1000만명(애견 350마리 기준)에 육박하며 2008년 개정된 동물보호법에 따라 죽은 반려동물 사체를 함부로 처리할 수 없게 되었다.
이에 요즘 집에서 키우던 애완견과 같은 반려동물들을 사후에 화장하는 경우가 많아지고 있으나 반려동물을 안치하는 납골당 등이 현저히 부족하며 이를 보관하고 관리하는 데에 큰 어려움이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 골분을 사리화하는 방법이 제시되고 있으나 종래 골분을 사리화하는 방법에 의해 제공된 골분의 결정체는 대부분 불투명한 녹색 또는 상아색으로 유골을 연상케해 심미적으로 혐오감을 느끼게 하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 실정을 감안하여 안출된 것으로, 골분에 유리프리트 및 첨가제를 혼합하고 고온에서 용융시켜 보석과 같은 투명벌크체로 제조하는 제조장치 및 방법과 그에 따른 골분의 투명벌크체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
즉, 골분이 용융과 냉각의 과정을 거쳐 투명벌크체로 고화되어 습기나 벌레로부터의 훼손이 방지되어 생활 공간 가까이 보관하는 데에 그 목적이 있다.
또한 기존의 골분의 사리화된 색상인 불투명한 녹색에 비해 선명함과 투명함을 가지는 다양한 색상으로 가공되어 골분이라는 혐오감을 없애고 보석과 같이 느껴지도록 하는 데 목적이 있다.
아울러, 첨가제의 종류를 선택하여 고인 또는 반려동물이 죽은 날을 기리거나 치아 빠진 날을 기념하여 탄생석 색상을 갖는 골분의 투명벌크체를 제공하여 고인 또는 반려동물을 잃은 슬픔을 반감시키거나 유치가 빠진 것을 기념하여 이에 대한 유품이나 기념품을 간직할 수 있게 하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 발열수단으로 히팅되는 발열층부; 상기 발열층부 내부로 실장된 도가니부; 골분을 저장하는 골분함과 유리프리트 및 복수 개의 첨가제를 구분되게 저장하는 첨가제함을 포함하는 첨가제보관부; 및 상기 골분 및 상기 유리프리트와 상기 복수 개의 첨가제 중 적어도 하나를 상기 첨가제보관부에서 상기 도가니부로 혼합 이송하는 혼합물이송부를 포함한다.
여기서 상기 발열층부의 외부에 장착되는 회동수단; 상기 도가니부 일측과 착탈 결합된 도가니회전체; 상기 회동수단과 상기 결합수단을 연결하고 상기 회동수단의 회전력을 전달받아 상기 도가니회전체를 회동시키는 회동링크를 더 포함한다.
또한 상기 복수 개의 첨가제 중 적어도 어느 하나를 선택하고 상기 골분의 중량에 따라 상기 첨가제 중 선택된 적어도 어느 하나와 상기 유리프리트의 상기 골분에 대한 혼합 중량을 산출하는 제어부를 더 포함하고, 상기 첨가제함은 상기 혼합 중량에 따라 상기 유리프리트와 상기 첨가제 중 선택된 적어도 어느 하나를 배출한다.
또한 상기 골분함의 하부에는 상기 골분의 중량을 측정하는 중량감지센서를 더 포함한다.
상기 하우징부 외측에 마련되어 상기 골분과 상기 유리프리트와 상기 첨가제 중 선택된 적어도 어느 하나의 용융된 용융물이 냉각되도록 하는 냉각부가 포함된다.
아울러, 본 발명은 a) 첨가제보관부에 골분을 투입하는 단계; b) 제어부에 색상을 입력하는 단계; c) 상기 제어부가 상기 색상에 따라 기설정된 첨가제를 선택하고 상기 골분과 유리프리트와 상기 첨가제를 기설정된 혼합비율로 첨가제보관부에서 혼합물이송부로 이송하는 단계; d) 상기 혼합물이송부에 이송된 상기 골분과 상기 유리프리트와 상기 첨가제의 골분혼합물을 도가니부로 이송하는 단계; e) 상기 도가니부에 인입된 상기 골분혼합물을 용융하는 단계; f) 용융된 상기 골분혼합물을 냉각부에 부어 냉각하는 단계; g) 냉각된 골분혼합물을 어닐링 하는 단계; 및 h) 상기 g)단계의 상기 골분혼합물을 성형 및 가공하는 단계;를 포함하는 골분의 투명벌크체 제조방법을 제공한다.
아울러, 상기 c)단계에서 상기 유리프리트의 중량비는 상기 골분 중량에 대하여 5 내지 40중량%이다.
또한 상기 골분과 상기 유리프리트의 전체 중량에 대하여 상기 첨가제로 염화금(AuCl3) 0.01 내지 0.03중량%와 산화세륨(CeO2) 0.05 내지 0.15중량%와 산화주석(SnO2) 1.5 내지 2중량%를 첨가한다.
또한 상기 골분과 상기 유리프리트의 전체 중량에 대하여 상기 첨가제로 산화세륨(CeO2) 0.5 내지 1.5중량%를 첨가한다.
또한 상기 골분과 상기 유리프리트의 전체 중량에 대하여 상기 첨가제로 산화구리(CuO) 0.5 내지 1.5중량%를 첨가한다.
또한 상기 골분과 상기 유리프리트의 전체 중량에 대하여 상기 첨가제로 산화망간(MnO2) 1 내지 3중량%를 첨가한다.
또한 상기 골분과 상기 유리프리트의 전체 중량에 대하여 상기 첨가제로 산화철(FeO) 0.5 내지 1.5중량%를 첨가한다.
또한 상기 골분과 상기 유리프리트의 전체 중량에 대하여 상기 첨가제로 산화코발트(CoO) 0.1 내지 0.3중량%를 첨가한다.
또한 상기 골분과 상기 유리프리트의 전체 중량에 대하여 상기 첨가제로 산화카드뮴(CdO) 0.25 내지 0.75중량%와 산화셀레늄(SeO2) 0.25 내지 0.75중량%를 첨가한다.
또한 상기 골분과 상기 유리프리트의 전체 중량에 대하여 상기 첨가제로 산화세륨(CeO2) 5 내지 15중량%를 첨가한다.
아울러, 상기 e)단계에서, 상기 골분혼합물은 1300 내지 1600에서 20분 내지 70분 동안 용융한다.
나아가, 본 발명은 골분 및 유리프리트와 염화금(AuCl3), 산화주석(SnO2), 산화세륨(CeO2), 산화구리(CuO), 산화망간(MnO2), 산화철(FeO), 산화코발트(CoO), 산화카드뮴(CdO), 산화셀레늄(SeO2) 중 어느 하나 이상을 혼합한 혼합물을 1300 내지 1600에서 20분 내지 70분 동안 용융 후 냉각 성형시킨 골분의 투명벌크체를 제공한다.
본 발명에 따른 골분의 투명벌크체 제조장치 및 제조방법과 이에 따른 골분의 투명벌크체는 골분이 용융과 냉각의 과정을 거쳐 투명벌크체로 결정되어 습기나 벌레로부터의 훼손이 방지되어 생활 공간 가까이 보관할 수 있으며, 보석과 같은 투명벌크체 모양을 나타내 심미적으로 골분이라는 혐오감을 없애는 효과가 있다.
또한 색상별로 탄생석과 같은 의미를 부여하여 반려동물에 대한 유품으로 남겨 간직할 수 있고, 영아의 유치(乳齒)의 경우 영아가 태어난 달이나 유치가 빠진 달 등을 기념할 수도 있다.
도 1은 본 발명에 따른 골분의 투명벌크체 제조장치를 나타낸 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 골분보관함을 나타낸 정면도.
도 3은 본 발명에 따른 골분보관함을 나타낸 측면도.
도 4(a)는 본 발명의 일실시예에 따른 도가니부와 도가니회동부를 나타낸 정면도.
도 4(b)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 도가니부와 도가니회동부를 나타낸 정면도.
도 5는 본 발명에 따른 골분의 투명벌크체 제조방법을 나타낸 순서도.
이하, 본 발명에 따른 골분의 투명벌크체 제조장치의 바람직한 실시예를 도면을 참고하여 살펴본다.
본 발명에 따른 골분의 투명벌크체 제조장치는 동물의 사체를 화장하고 남은 유골 혹은 치아나 치아를 열처리한 후 분쇄한 골분에 유리프리트와 첨가제를 혼합하고 용융 및 가공하여 골분의 투명벌크체를 제조하는 장치인 것으로, 보다 바람직하게는 투명벌크체에 탄생석과 같은 여러가지 의미있는 색상을 연출하는 골분의 투명벌크체를 제조하는 장치이다.
이를 위해, 바람직하게는 도 1과 같이 하우징부(100), 발열수단으로 히팅되는 발열층부(200), 발열층부 내부로 실장된 도가니부(300), 골분을 저장하는 골분함과 유리프리트 및 복수 개의 첨가제를 구분되게 저장하는 첨가제함을 포함하는 첨가제보관부(500), 골분 및 유리프리트와 복수 개의 첨가제 중 적어도 하나를 첨가제보관부에서 도가니부(300)로 혼합 이송하는 혼합물이송부(600)를 포함한다.
하우징부(100)는 내부에 후술할 발열층부(200), 도가니부(300), 첨가제보관부(500), 혼합물이송부(600)가 삽입되기 위한 공간부가 형성되고 상부 또는 측면에 도가니부(300)가 인입/인출되기 위한 하우징뚜껑(미도시)이 힌지로 결합된다.
여기서 발열층부(200)는 발열수단(210)에 의해 발생되는 열이 도가니부(300)에 공급되도록 하며 이때 발열수단(210) 외측으로는 단열층을 형성하여 발생되는 열이 발열층부(200) 외부으로 빠져나가 열원이 손실되는 것을 방지하고 내측으로는 발열수단(210)을 통해 발생된 열을 도가니부(300)로 전달하는 열전도층이 형성된다.
또한 도가니부(300)가 발열층부(200)에 인입/인출되도록 상부 또는 측면에 발열층뚜껑(220)을 포함한다.
여기서 사용되는 발열수단(210)은 가스이송장치, 고주파유도가열장치 및 플라즈마장치 중 어느 하나를 선택적으로 사용할 수 있는 것으로 이와 같은 가스이송장치, 고주파유도가열장치 및 플라즈마장치를 통해 도가니부에 열을 제공하는 것은 당업자에 자명한 기술인바 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
한편 도가니부(300)는 골분과 유리프리트 및 첨가제를 포함하는 골분혼합물을 수용하기 위해 내부에 공간이 형성되어 있고, 후술될 도가니회동부(400)와 체결되기 위해 상단 외주연을 따라 나사산이 형성되어 있다.
아울러 골분은 유골이 화장로에서 800℃~1300℃의 고온으로 가열되어 냉각/분쇄된 것으로 발열수단(210)은 이러한 골분을 다시 가열/용융시키기 위해 이보다 높은 열을 도가니부(300)에 제공한다.
여기서 도가니부(300)는 물질을 녹이거나, 공기 중에서 강렬한 휘발성 성분을 제거하여 재로 만드는 등 고온처리하는 데에 쓰는 용기로 석영·자기·금속(백금·금·은·니켈·철 등)·흑연·알루미나 등으로 최소한 화장로보다 높은 온도에서 견디는 고강도 및 고내열성 재료로 제조되어야 할 것이다
각각의 재질에 따른 도가니의 특성을 살펴보면 다음과 같다.
석영도가니는 알칼리의 용출이 없어 알칼리나 알칼리토금속의 화학분석 등에 이용되지만 알칼리용해는 불가능하며 기계적인 강도가 떨어지고 중량변동이 크다.
자기도가니는 1,300℃ 정도까지의 열에 견디며 중량분석 이외에 많은 부분에서도 널리 사용되고 있으나 급열이나 급랭에 약하고 부서지기 쉬운 결점이 있다.
흑연도가니는 고온에서 흑연의 탄소와 공기가 만나 산화해서 제거되어 표면이 담홍색으로 변하며 용융물을 부어낸 후 남는 부유물을 제거하기 어려운 결점이 있다.
이에 따라 본 발명에서는 석영도가니와 자기도가니의 결점은 보완하며, 3500℃ 이상의 고온에서 견디는 금속도가니 중 귀금속 도가니(백금, 백금-로듐혼합물)를 사용하는 것이 바람직하다.
첨가제보관부(500)는 다수의 첨가제와 유리프리트를 구분되게 보관하고 후술될 제어부(700)에 의해 도가니부(300)로 이송되도록 하는 것으로서, 하우징부(100)와 발열층부(200) 사이에 위치하며, 다수의 첨가제와 유리프리트를 구분되게 보관하는 첨가제함(510)과, 외부로부터 골분이 인입되는 골분함(520)과, 첨가제함(510)과 골분함(520)으로부터 이송되는 첨가제와 유리프리트 및 골분을 한 곳으로 모아 혼합물이송부(600)로 이송하는 배출관(530)을 포함한다.
이때 하우징부(100) 외부로부터 제공되는 골분을 하우징부(100) 내부에 위치한 골분함(520)으로 투입하기 위해 하우징뚜껑(미도시) 일측에 골분투입구(미도시)가 형성되고 골분투입구(미도시)와 골분함(520)을 연결하는 골분연결관(미도시)이 마련되야 할 것이다.
또한 첨가제보관부(500)는 각 첨가제 간에 화학반응이 일어나는 것을 방지하기 위해 각 첨가제함(510)에 하나의 첨가제 또는 유리프리트가 보관되도록 다수개의 구획공간으로 구분되는 것이 바람직하다.
또한 골분함(520)은 하단에 로드셀 또는 압력센서와 같은 중량감지센서(521)가 장착되어 외부로부터 인입되는 골분중량을 자동측량하고 측량된 골분중량 데이터를 후술될 제어부(700)에 전송한다.
아울러 제어부(700)는 일측에 형성된 디스플레이(미도시)에 골분중량 데이터를 출력한다.
본 발명에서는 골분중량을 중량감지센서에 의해 측량하였으나, 골분중량은 필요에 따라 사용자에 의해 전자저울 등을 이용하여 수동으로 계산될 수 있다.
또한 첨가제함(510) 내부 하측에는 첨가제 또는 유리프리트를 외부로 이송하기 위한 스크류이송기(511)가 설치된다.
여기서 스크류이송기(511)는 모터와 같은 회전동력(512)을 이용하여 나사골이 마련된 스크류가 회동하는 것으로, 나사골에 인입된 첨가제 또는 유리프리트를 스크류가 회전되면서 배출관(530)으로 이송시킨다.
이때 첨가제와 유리프리트의 이송량은 스크류의 회전수로 제어되는 데, 후술될 혼합비율에 명시되듯이 유리프리트는 첨가제에 비해 이송량이 많으므로 첨가제에 장착된 스크류보다 나사골의 간격을 넓게 하거나 스크류의 반경이 넓은 것을 사용하여 스크류 1회전에 이송비율이 비슷하도록 한다.
예를 들어 첨가제가 보관된 첨가제함에 장착된 스크류 1회전시 이송량은 0.1g으로 하며 유리프리트가 보관된 첨가제함에 장착된 스크류 1회전시에는 10g 이송하도록 셋팅하여 필요 g수에 따라 스크류의 회전수를 발생시킨다.
더욱 바람직하게는 유리프리트가 보관된 첨가제함에는 기존 스크류보다 나사골 간격이 작은 또다른 스크류를 더 장착하여 소수점 이하 단위(예.0.1g)의 질량을 이송할 수 있도록 구성하여 혼합비율에 가까운 정량을 이송하도록 구성할 수 있다.
아울러 골분함(520)은 골분함(520)에 투입된 골분이 전량 도가니부(300)로 이송되는 것으로 골분의 이송량을 제어하기 위한 스크류이송기와 같은 이송제어수단이 별도로 마련되지 않는다.
이에, 중량감지센서(521)는 측량된 골분을 배출관(530)으로 이송할 수 있도록 골분함(520) 하단에 힌지결합되는 것이 바람직할 것이다.
스크류이송기(511)를 통해 이송된 첨가제 및 유리프리트와 골분함(520)에서 이송된 골분을 포함하는 골분혼합물은 배출관(530)으로 모아져 후술될 혼합물이송부(600)로 이송되어 도가니부(300)로 이송된다.
여기서 제어부(700)는 하우징부(100) 외부에 장착되어 골분함(520)으로 투입된 골분의 중량과 제조될 투명벌크체의 색상에 따른 유리프리트와 첨가제의 혼합비율을 제어한다.
이러한 제어부(700)는 골분함(520)으로부터 전송된 골분중량 데이터와 제어부 일측에 형성된 키입력패드(미도시)를 통해 사용자로부터 투명벌크체의 색상을 입력받아 해당 색상에 따른 골분중량 대비 유리프리트와 첨가제의 중량을 산출한다.
여기서 유리프리트의 중량은 골분의 종류에 관계없이 유리프리트를 5~40 중량%로 하며 이에 관한 상세한 비율은 후술하는 해당 부분의 설명으로 자명하게 이해될 것이다.
또한 골분의 종류에 관계없이 유리프리트의 중량비를 선택하는 이유는 골분에 함유된 칼슘, 인, 기타 무기물의 비율이 CaO-P2O5의 몰비가 1.6-1.7을 나타내기 때문이다.
또한 첨가제 각각의 중량은 골분과 유리프리트를 합한 전체 중량 대비 0.01% 내지 15%로 제조될 골분의 투명벌크체 색상에 따라 첨가제의 종류와 중량이 결정되는 것으로 이에 관한 상세한 첨가제의 종류와 중량비는 후술하는 해당 부분의 설명으로 자명하게 이해될 것이고 이를 간략히 살펴보면,
본 발명에 사용되는 첨가제로는 염화금(AuCl3), 산화세륨(CeO2), 산화주석(SnO2), 산화세륨(CeO2), 산화구리(CuO), 산화망간(MnO2), 산화철(FeO), 산화코발트(CoO), 산화카드뮴(CdO), 산화셀레늄(SeO2)이 있고, 색상별로는 붉은색에는 염화금(AuCl3), 산화세륨(CeO2), 산화주석(SnO2)의 혼합물이, 투명색에는 산화세륨(CeO2)이, 초록색에는 산화구리(CuO)가, 분홍색에는 산화망간(MnO2)이, 청록색에는 산화철(FeO)이, 파랑색에는 산화코발트(CoO)가, 노랑색에는 산화카드뮴(CdO)과 산화세레늄(SeO2)의 혼합물이, 갈색에는 산화세륨(CeO2)이 첨가제로 사용될 수 있다.
일 예로 청록색의 투명벌크체를 구현하는 경우 골분혼합물은 골분 질량 정보가 골분함(520)의 중량감지센서(521)를 통해 측정되고 제어부로 전송되면 제어부는 상기 골분 질량 정보에 따라 유리프리트는 골분 질량 대비 30중량% g, 산화철(FeO) 은 골분과 유리프리트 전체 질량 대비 1중량%g으로 중량데이터를 산출하여 첨가제함의 스크류이송기(511)를 통해 해당량 만큼 배출관(530)으로 이송시킨다.
즉, 산출된 유리프리트의 중량데이터와 첨가제의 종류 및 중량데이터는 첨가제함(510)으로 전송되어 첨가제함(510)의 구획공간마다 마련된 각각의 회전동력(512) 중 해당 회전동력(512)을 통해 스크류이송기(511)를 제어하여 첨가제 및 유리프리트가 이송되도록 한다.
여기서 이송된 첨가제와 유리프리트 및 골분을 포함하는 골분혼합물은 배출관(530)을 통해 혼합물이송부(600)로 이송되어 도가니부(300)로 이송된다.
아울러 혼합물이송부(600)는 첨가제보관부(500)와 도가니부(300) 사이를 연결하며, 배출관(530)이 연결된 이송관(610)과, 이송관(610) 내부에 위치하며 첨가제보관부(500)에서 배출된 골분혼합물을 도가니부(300)로 이송하는 이송수단(620)을 포함하되, 이송수단(620)은 이송레일, 유압펌프, 스크류 등 통상적으로 골분혼합물을 이송시킬 수 있는 수단이라면 어느 것을 사용해도 무방하다.
또한 도가니부(300) 내부에 인입된 골분혼합물이 발열층부(200)로부터 받는 열의 접촉면적을 넓혀 용융시간이 단축되고 고른 용융물을 얻기 위하여 도가니부(300)를 회동시키는 도가니회동부(400)가 더 구비된다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면 도가니회동부(400)는 회동수단(410), 도가니회전체(420) 및 회동링크(430)를 포함한다.
여기서 회동수단(410)은 고온의 열로부터 훼손되지 않고 사용자 및 제어부에 의해 조작 및 제어되도록 하우징부(100) 외측에 장착되며, 도가니회전체(420)는 발열층부(200) 내부에 실장된 도가니부(300)와 결합되도록 발열층부(200) 내부 상단에 위치한다.
또한 회동링크(430)는 일단은 회동수단(410)에 타단은 도가니회전체(420)에 고정되어 회동수단(410)과 도가니회전체(420)를 연결하며 회동수단(410)에 의해 발생된 회전동력을 도가니회전체(420)에 전달한다.
아울러 도가니회전체(420)는 회전플레이트(421)가 마련되어 회동링크(430)의 타단과 고정결합되고 회전플레이트(421) 하부에 도가니부(300)와 결합하기 위한 결합수단(422)이 형성된다.
이때 결합수단(422)은 도 4a를 참조하면, 일단이 회전플레이트(421)의 하부 일측에 30˚ 내지 60˚의 각도로 결합된 기울어진 'L' 형태의 연결링크(422a)와, 연결링크(422a)의 타단과 30도 내지 60도 아래의 각도로 결합된 결합링(422b)를 포함한다.
여기서 연결링크(422a)의 일단은 타단과 결합된 결합링(422b)이 회전플레이트(421)의 중심에 위치하여 도가니부(300)의 회전반경을 넓히고 결합링(422b)에 안착된 도가니부(200)가 원심력에 의해 결합링(422b)을 이탈하지 않도록 회전플레이트(421) 하부 가장자리에 결합된다.
또한 연결링크(422a)와 30˚ 내지 60˚ 아래의 각도로 결합된 결합링(422b)은 결합링(422b)에 안착된 도가니부(300)가 회전플레이트(421)의 간섭을 받지 않고 탈착되도록 구성된다.
즉, 회전플레이트(421)와 연결링크(422a), 결합링(422b)는 "
Figure 112011035999584-pat00001
"의 결합형태를 나타내며, 결합링(422b)에 안착된 도가니부(300)는 회전시 원뿔형태의 회전반경을 갖는다.
아울러, 도가니부(300) 내부에 내포된 골분혼합물이 도가니부(300) 회전시 도가니부(300) 외부로 유출되는 것을 방지하지 하기 위해 도가니부(300)의 회전반경은 원뿔형태를 나타내며 이를 위해 도가니부(300)의 하부는 결합링(422b)을 관통하며 상측부만 결합링(422b)에 안착되도록 도가니부(300) 상측부에 결합링(422b)의 내부 직경보다 넓은 걸림턱(300a)이 형성된다.
도 4b를 참조하면, 이러한 결합수단(422)은 바람직하게는 결합수단(422)에 결합될 도가니부(300)의 회전 반경이 원뿔형태가 되도록 원기둥의 종단면을 사선방향으로 절단한 모형을 나타내며, 외주연에 나사산이 형성된 도가니부(300)와 결합하기 위해 결합수단(422)의 내부에는 내주연을 따라 나사골이 형성된다.
즉, 볼트/너트와 매칭해보면 도가니부(300)의 나사산이 볼트를, 결합수단(423)의 나사골이 너트와 같은 기능을 하여 볼트/너트 결합 구조를 형성한다.
결합수단(422)과 결합된 도가니부(300)는 회전플레이트(421)에 사선방향으로 결합되고 회전플레이트(421)가 회동수단(410)으로부터 회동동력을 전달받아 360˚로 회동하게 되면 회전플레이트(421)와 사선방향으로 결합된 도가니부(300)는 원뿔형태로 회동하게 된다.
이때 회동수단(410)으로는 모터를 사용하며 회동시간은 제어부(700)에 의해 제어된다.
또한 회동링크(430)는 하우징부(100) 상단과 발열층부(200)의 상단을 관통하여 발열층부(200) 내부에 장착된 도가니회전체(420)와 연결된다.
이를 위해 하우징부(100)의 상단과 발열층부(200)의 상단에 해당하는 하우징뚜껑(미도시)과 발열층뚜껑(220)에는 회동링크(430)가 관통되도록 관통공이 형성된다.
또한 냉각부(800)는 하우징부(100) 외측 하단에 위치하며 용융물에 대한 급냉을 처리하는 것으로서, 바람직하게는 용융물을 수용하는 파레트(미도시)와, 파레트의 하부를 지나고 파레트의 열을 흡수하는 냉매관(미도시)을 포함할 수 있으며 이때, 냉매로는 일반적인 냉각수를 이용할 수 있다.
여기서 냉각부(800)에 관한 기술은 당업자에 자명한 기술인바 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
이하, 본 발명에 따른 골분의 투명벌크체 제조장치를 이용한 골분의 투명벌크체 제조방법의 바람직한 실시예를 도 5를 참고하여 살펴본다.
본 발명에 따른 골분의 투명벌크체 제조방법은 시신을 화장하고 남은 유골 혹은 치아 등을 가열/분쇄한 골분에 유리프리트와 첨가제를 혼합하고 용융 및 가공하여 투명골분 벌크체를 제조하는 방법으로, 보다 바람직하게는 투명벌크체에 탄생석과 같은 여러가지 의미있는 색상을 연출하는 골분의 투명벌크체를 제조하는 방법이다.
이를 위해, 첨가제보관부(500)에 골분을 투입하는 단계(S100); 제어부(700)에 색상을 입력하는 단계(S200); 제어부(700)가 색상에 따라 기설정된 첨가제를 선택하고 골분과 유리프리트와 첨가제를 기설정된 혼합비율로 첨가제보관부(500)에서 혼합물이송부(600)로 이송하는 단계(S300); 혼합물이송부(600)에 이송된 골분과 유리프리트와 첨가제의 골분혼합물을 도가니부(300)로 이송하는 단계(S400); 도가니부(300)에 인입된 유리프리트와 첨가제 및 골분을 포함한 골분혼합물을 용융하는 단계(S500); 용융된 골분혼합물을 냉각부(800)에 부어 냉각하는 단계(S600); 어닐링 단계(S700) 및 골분혼합물을 성형 및 가공하는 단계(S800);를 포함한다.
먼저, 하우징뚜껑(미도시) 외측에 형성된 골분투입구(미도시)를 통해 첨가제보관부(500)의 골분함(520)에 골분을 투입한 후(S100), 골분함(520)에 장착된 중량감지센서(521)를 통해 자동측정된 골분중량 데이터를 골분함(520)에서 제어부(700)로 전송한다.
다음으로 제어부(700)는 골분함(520)으로부터 측정된 골분중량 데이터를 전송받고 키입력패드를 통해 골분의 투명벌크체의 색상을 입력받는다.(S200)
여기서 골분의 투명벌크체의 각 색상은 탄생석의 각 색상과 매칭될 수 있다.
탄생석이란, 12가지 보석을 1년의 열두달과 견주어 태어난 달을 상징하는 것으로 각 월별 탄생석은 1월은 붉은색의 가넷, 2월은 보라색의 자수정, 3월은 하늘색의 아쿠아마린, 4월은 투명색의 다이아몬드, 5월은 초록색의 에메랄드, 6월은 분홍의 진주, 7월은 빨강의 루비, 8월은 청록색의 페리도트, 9월은 파랑색의 사파이어, 10월은 노랑색의 오팔, 11월은 갈색의 토파즈, 12월은 불투명한 청록색상의 터키석을 총칭한다.
이에 탄생석을 이용하여 유아의 유치(乳齒)의 경우는 탄생월 또는 유치가 빠진 달에 따라 골분의 투명벌크체의 색상을 선택할 수 있고, 동물의 경우 동물의 탄생월 또는 죽는 달에 따라 골분의 투명벌크체의 색상을 선택하여 그 달을 기념할 수 있다.
다음으로 제어부(700)에 의해 연산된 중량비에 따라 첨가제보관부에서 유리프리트와 첨가제를 혼합물이송부(600)로 이송(S300)하게 되는 데, 이때 유리프리트는 골분 중량 대비 5~40 중량%를 차지하는 것으로 골분의 종류(말, 소, 강아지, 사람의 치아 등)에 관계없이 첨가제의 종류에 따라 유리프리트의 혼합비율이 달라진다.
이와 같은 골분 중량 대비 5 ~ 40 중량%의 유리프리트 함량은 투명벌크체를 이루기 위해 최대한 골분을 이용하고 최소한의 유리프리트를 사용하여 보석과 같은 투명벌크체를 형성하기 위한 가장 적합한 비율이다.
여기서 골분과 혼합되는 유리프리트는 일반적인 소다라임유리를 포함하며, 폐기물 유리 또는 모조보석으로 활용되는 바람직하게는 Swarovski사의 glass bead 등을 포함하며, 기존색상과는 무관하다.
여기서 첨가제의 종류와 이송량은 투명벌크체의 색상에 따라 달라지게 되는 데 먼저 골분의 투명벌크체가 붉은색을 나타내기 위해 첨가제로는 염화금(AuCl3), 산화세륨(CeO2), 산화주석(SnO2)을 사용하고, 골분과 유리프리트의 전체 중량 대비 염화금(AuCl3) 0.01 내지 0.03중량%와 산화세륨(CeO2) 0.05 내지 0.15중량%와 산화주석(SnO2) 1.5 내지 2중량%를 첨가한다.
또한 투명한색을 나타내기 위해 첨가제로는 산화세륨(CeO2)을 사용하고, 골분과 유리프리트의 전체 중량 대비 산화세륨(CeO2) 0.5 내지 1.5중량%를 첨가한다.
또한 초록색을 나타내기 위해 첨가제로는 산화구리(CuO)를 사용하고, 골분과 유리프리트의 전체 중량 대비 산화구리(CuO) 0.5 내지 1.5중량%를 첨가한다.
또한 분홍색을 나타내기 위해 첨가제로는 산화망간(MnO2)을 사용하고, 골분과 유리프리트의 전체 중량 대비 산화망간(MnO2) 1 내지 3중량%를 첨가한다.
또한 청록나타내기 위해 첨가제로는 산화철(FeO)을 사용하고, 골분과 유리프리트의 전체 중량 대비 산화철(FeO) 0.5 내지 1.5중량%를 첨가한다.
또한 노랑색을 나타내기 위해 첨가제로는 산화카드뮴(CdO)과 산화셀레늄(SeO2)을 혼합하여 사용하고, 골분과 유리프리트의 전체 중량 대비 산화카드뮴(CdO) 0.5중량%와 산화셀레늄(SeO2) 0.5중량%를 첨가한다.
또한 갈색을 나타내기 위해 첨가제로는 산화세륨(CeO2)을 사용하고, 골분과 유리프리트의 전체 중량 대비 산화세륨(CeO2)을 10중량%를 첨가한다.
이외에도 하늘색을 나타내기 위해 산화코발트(CoO) 0.01중량%를 첨가하거나, 보라색을 나타내기 위해 산화네오디뮴(Nd2O3) 1중량%를 첨가할 수도 있다.
다음으로 상기와 같이 이송된 첨가제와 유리프리트는 골분함에서 이송된 골분과 함께 혼합물이송부(600)를 통해 도가니부(300)로 이송된다.(S400)
따라서 도가니부(300)로 이송된 골분과 유리프리트 및 첨가제를 포함하는 골분혼합물은 1300℃ 내지 1600℃에서 20분 내지 70분 동안 용융시켜 골분혼합물에 관한 용융물을 생성(S500)하게 되는 데 용융온도 및 시간은 첨가제의 종류에 따라 선택된다.
즉, 첨가제의 종류에 따른 용융온도 및 소성시간을 살펴보면 염화금(AuCl3), 산화세륨(CeO2), 산화주석(SnO2)은 1500℃에서 30분, 산화코발트(CoO), 산화구리(CuO), 산화철(FeO), 산화네오디뮴(Nd2O3)은 1500℃에서 1시간, 산화망간(MnO2)은 1400℃에서 30분, 산화카드뮴(CdO) 및 산화셀레늄(SeO2)은 1500℃에서 30분인 것이 바람직하다.
다음으로 상기 S500단계에서 생성된 용융물은 냉각부(800)의 성형틀에 부어 투명벌크체로 냉각시킨다.(S600)
다음으로 냉각단계(S600)에서 급냉된 투명벌크체는 스트레인이 발생하여 기계적으로 깨지기 쉽거나 굴절률이 부분별로 상이하여 얼룩 무늬가 발생하게 되는 데 어닐링 열처리(S700)를 통해 분자 간에 재배열이 일어나도록 하여 투명하며 강도가 높아진 투명벌크체를 제조한다.
다음으로 재냉각된 투명벌크체는 사용용도에 따라 반지, 목걸이, 귀걸이 등 액세서리 종류에 적합하도록 다양한 모양으로 가공된다.(S800)
따라서 본 발명에 따른 골분의 투명벌크체는 골분과 유리프리트와 염화금(AuCl3), 산화세륨(CeO2), 산화주석(SnO2), 산화세륨(CeO2), 산화구리(CuO), 산화망간(MnO2), 산화철(FeO), 산화코발트(CoO), 산화카드뮴(CdO), 산화셀레늄(SeO2) 중 어느 하나 이상을 혼합한 혼합물을 1300℃ 내지 1600℃에서 20분 내지 70분 동안 용융 후 냉각 성형시킨다.
이하에서는 표 1에 나타난 골분의 투명벌크체를 본 발명에 따른 실시예에 의하여 보다 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 범위가 하기 실시예만으로 한정되지 않음은 물론이다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4
색상 파랑색 초록색 청록색 투명색
첨가제 CoO 0.2중량% CuO 1중량% FeO 1중량% CeO2 1중량%
벌크체
Figure 112011035999584-pat00002
Figure 112011035999584-pat00003
Figure 112011035999584-pat00004
Figure 112011035999584-pat00005
<실시예 1>
파랑색을 나타내는 투명벌크체의 조성물은 첨가제로 산화코발트(CoO)를 사용하고, 상기 골분과 유리프리트와 산화코발트(CoO)를 전체 중량 대비 골분 69.86중량%, 유리프리트 29.94중량%, 산화코발트(CoO) 0.2중량%를 혼합한다.
<실시예 2>
초록색을 나타내는 투명벌크체의 조성물은 첨가제로 산화구리(CuO)를 사용하고, 상기 골분과 유리프리트와 산화구리(CuO)를 전체 중량 대비 골분 69.30중량%, 유리프리트 29.70중량%, 산화구리(CuO) 1중량%를 혼합한다.
<실시예 3>
청록색의 나타내는 투명벌크체의 조성물은 첨가제로 산화철(FeO)을 사용하고, 상기 골분과 유리프리트와 산화철(FeO)을 전체 중량 대비 골분 69.30중량%, 유리프리트 29.70중량%, 산화철(FeO) 1중량%를 혼합한다.
<실시예 4>
투명한색을 나타내는 투명벌크체의 조성물은 첨가제로 산화세륨(CeO2)을 사용하고, 상기 산화세륨(CeO2)은 골분과 유리프리트와 산화세륨(CeO2)을 전체 중량 대비 골분 69.30중량%, 유리프리트 29.70중량%, 산화세륨(CeO2) 1중량%을 혼합한다.
이상의 설명은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 지나지 않는바, 다양한 변형이 있을 수 있다. 하지만, 이들 변형이 본 발명의 기술사상에 포함된다면 본 발명의 권리범위 내에 있다 해야 할 것이며, 본 발명의 권리범위는 이하의 특허청구범위를 통해 당업자에게 쉽게 파악될 수 있다.
100 : 하우징부 200 : 발열층부
210 : 발열수단 220 : 발열층뚜껑
300 : 도가니부 400 : 도가니회동부
410 : 회동수단 420 : 도가니회전체
421 : 회전플레이트 422 : 결합수단
430 : 회동링크 500 : 첨가제보관부
510 : 첨가제함 511 : 스크류이송기
512 : 회전동력 520 : 골분함
521 : 중량감지센서 530 : 배출관
600 : 혼합물이송부 610 : 이송관
620 : 이송수단 700 : 제어부
800 : 냉각부

Claims (17)

  1. 발열수단으로 히팅되는 발열층부;
    상기 발열층부 내부로 실장된 도가니부;
    골분을 저장하는 골분함과 유리프리트 및 복수 개의 첨가제를 구분되게 저장하는 첨가제함을 포함하는 첨가제보관부;
    상기 골분 및 상기 유리프리트와 상기 복수 개의 첨가제 중 적어도 하나를 상기 첨가제보관부에서 상기 도가니부로 혼합 이송하는 혼합물이송부; 및
    상기 복수 개의 첨가제 중 적어도 어느 하나를 선택하고 상기 골분의 중량에 따라 상기 첨가제 중 선택된 적어도 어느 하나와 상기 유리프리트의 상기 골분에 대한 혼합 중량을 산출하는 제어부를 포함하며,
    상기 첨가제함은 상기 혼합 중량에 따라 상기 유리프리트와 상기 첨가제 중 선택된 적어도 어느 하나를 배출하는 골분의 투명벌크체 제조장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 발열층부의 외부에 장착되는 회동수단;
    상기 도가니부 일측과 착탈 결합된 도가니회전체; 및
    상기 회동수단과 상기 도가니회전체를 연결하고 상기 회동수단의 회전력을 전달받아 상기 도가니회전체를 회동시키는 회동링크를 더 포함하는 골분의 투명벌크체 제조장치.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 골분함의 하부에는 상기 골분의 중량을 측정하는 중량감지센서를 더 포함하는 골분의 투명벌크체 제조장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 골분과 상기 유리프리트와 상기 첨가제 중 선택된 적어도 어느 하나의 용융된 용융물이 냉각되도록 하는 냉각부가 포함된 골분의 투명벌크체 제조장치.
  6. 청구항 1에 기재된 골분의 투명벌크체 제조장치를 이용하여,
    a) 첨가제보관부에 골분을 투입하는 단계;
    b) 제어부에 색상을 입력하는 단계;
    c) 상기 제어부가 상기 색상에 따라 기설정된 첨가제를 선택하고 상기 골분과 유리프리트와 상기 첨가제를 기설정된 혼합비율로 첨가제보관부에서 혼합물이송부로 이송하는 단계;
    d) 상기 혼합물이송부에 이송된 상기 골분과 상기 유리프리트와 상기 첨가제의 골분혼합물을 도가니부로 이송하는 단계;
    e) 상기 도가니부에 인입된 상기 골분혼합물을 용융하는 단계;
    f) 용융된 상기 골분혼합물을 냉각부에 부어 냉각하는 단계;
    g) 냉각된 골분혼합물을 어닐링 하는 단계; 및
    h) 상기 g)단계의 상기 골분혼합물을 성형 및 가공하는 단계;를 포함하여 제조되는 골분의 투명벌크체 제조방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 c)단계에서 상기 유리프리트의 중량비는 상기 골분 중량에 대하여 5 내지 40중량%인 골분의 투명벌크체 제조방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 골분과 상기 유리프리트의 전체 중량에 대하여 상기 첨가제로 염화금(AuCl3) 0.01 내지 0.03중량%와 산화세륨(CeO2) 0.05 내지 0.15중량%와 산화주석(SnO2) 1.5 내지 2중량%를 첨가하는 골분의 투명벌크체 제조방법.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 골분과 상기 유리프리트의 전체 중량에 대하여 상기 첨가제로 산화세륨(CeO2) 0.5 내지 1.5중량%를 첨가하는 골분의 투명벌크체 제조방법.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 골분과 상기 유리프리트의 전체 중량에 대하여 상기 첨가제로 산화구리(CuO) 0.5 내지 1.5중량%를 첨가하는 골분의 투명벌크체 제조방법.
  11. 청구항 7에 있어서,
    상기 골분과 상기 유리프리트의 전체 중량에 대하여 상기 첨가제로 산화망간(MnO2) 1 내지 3중량%를 첨가하는 골분의 투명벌크체 제조방법.
  12. 청구항 7에 있어서,
    상기 골분과 상기 유리프리트의 전체 중량에 대하여 상기 첨가제로 산화철(FeO) 0.5 내지 1.5중량%를 첨가하는 골분의 투명벌크체 제조방법.
  13. 청구항 7에 있어서,
    상기 골분과 상기 유리프리트의 전체 중량에 대하여 상기 첨가제로 산화코발트(CoO) 0.1 내지 0.3중량%를 첨가하는 골분의 투명벌크체 제조방법.
  14. 청구항 7에 있어서,
    상기 골분과 상기 유리프리트의 전체 중량에 대하여 상기 첨가제로 산화카드뮴(CdO) 0.25 내지 0.75중량%와 산화셀레늄(SeO2) 0.25 내지 0.75중량%를 첨가하는 골분의 투명벌크체 제조방법.
  15. 청구항 7에 있어서,
    상기 골분과 상기 유리프리트의 전체 중량에 대하여 상기 첨가제로 산화세륨(CeO2) 5 내지 15중량%를 첨가하는 골분의 투명벌크체 제조방법.
  16. 청구항 6에 있어서,
    상기 e)단계에서, 상기 골분혼합물은 1300℃ 내지 1600℃에서 20분 내지 70분 동안 용융되는 골분의 투명벌크체 제조방법.
  17. 삭제
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