KR101522076B1 - 황토 염색액의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 황토 염색액의 제조방법은, 황토가 포함된 원토와 물을 혼합한 후 상기 황토가 포함된 원토를 분쇄하는 단계(S10); 상기 분쇄된 황토가 포함된 원토를 망 구조물에 투입한 후 이물질과 황토를 분리하는 단계(S20); 상기 분리된 황토를 자석을 포함하는 볼 분쇄기에 투입하여 분쇄하고, 상기 분쇄된 황토에 함유된 철분을 자석을 이용하여 제거하는 단계(S30); 및 상기 철분이 제거된 황토를 고압 이송펌프로 이송하면서 부직포 셀을 통과시킨 후 상기 부직포 셀을 통과한 황토 염색액을 수득하는 단계(S40)를 포함하는 황토 염색액의 제조방법을 제공한다.

Description

황토 염색액의 제조방법{Method of Making Dyeing Solution with Yellow Soil}

본 발명은 황토 염색액의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 순도가 우수한 황토 미립자의 분리가 용이하고, 불순물 함유량이 적은 황토 염색액을 제조 가능한 황토 염색액의 제조방법에 관한 것이다.

황토(Yellow soil)는 함수 산화철과 무수 산화철을 함유한 규토와 흙으로 이루어진 물질로, 주로 실트(Silt) 크기의 지름 0.002 내지 0.005㎜인 입자로 이루어진 퇴적물을 의미한다. 황토의 화학적 조성은 실리카(SiO₂) 60~65%, 철분 5~6%, 알루미나(Al₂O₃) 10~13%, 마그네슘 2%, 나트륨 2%, 탄산칼슘 1.5% 및 석회 8%로 이루어지고, 황토 물질 전체 중량에 대한 수분 함량이 10~15%이다.

황토는 우리나라 전역에서 쉽게 구할 수 있기 때문에 선사시대부터 안료로 사용된 물질로, 종래에는 면직물을 황토액에 염착하여 의복으로 사용하였다. 이러한 황토를 안료로 사용하는 방법은 의복의 대량 생산을 위해 다양한 화학물질로 이루어진 염료가 주로 사용됨에 따라 그동안 거의 사용되지 아니하다가 최근 황토가 전자파를 차단시키는 다량의 원적외선을 방사하고, 습도 조절, 향균 및 해독 작용에 우수한 효과를 가진다는 연구 결과가 발표됨에 따라 친환경적 안료로서의 황토에 대한 많은 연구가 수행되고 있다.

이러한 연구의 일환으로, 대한민국 등록특허 제10-0449681호는 마사황토에서 불순물을 제거하여 미세한 입자의 순수한 마사황토를 얻는 단계; 상기 마사황토를 Ph 값이 8 ~ 10 정도의 약알칼리수와 섞어서 황토 진흙을 생성하는 단계; 상기 황토진흙을 백반 및 흙설탕과 혼합하여 거품이 일어날 때까지 섞는 단계; 상기 거품이 일어난 황토진흙이 황토성분의 마사황토머드와 철성분의 액체로 분리될 때까지, 상기 황토진흙을 일정한 용기에 보관하는 단계; 및 상기 황토성분의 머드와 분리된, 철성분의 액체를 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 황토머드염료제조방법 및 황토머드염료를 이용한 염색방법을 개시하고 있다. 그러나, 상기 종래기술은 제조된 황토커드염료의 입자가 불규칙하고, 불순물이 많아 제품의 품질이 우수하지 못하다는 문제점이 있었다.

또한, 대한민국 등록특허 제10-0563652호는 불순물이 제거된 질 좋은 황토를 일정량의 물에 넣어 상온에서 수일간 방치하였다가 교반 및 침전 후 상등수는 버리고 황토가 있는 중등수를 아주 고운체에 걸러낸 다음 이를 다시 물이 있는 통에 넣어 교반 및 침전하여 상등수는 버리고 중등수를 아주 고운 체에 걸러내는데 이 과정을 10회 이상 반복하고, 상기 10회 이상 반복하여 얻어진 황토와 중등수를 다시 수일간 침전한 후 여기에서 침전된 0.005mm이하의 입경을 갖는 미세한 황토만을 추출하며, 상기 추출된 미세황토를 항아리에 넣어 일주일에 한번씩 저어주면서 3개월 이상 숙성함과 동시에 숙성된 황토를 다시 항아리에 넣어 그늘지고 서늘한 곳에 보관하는 황토염액 제조방법을 개시하고 있다. 그러나, 상기 종래기술은 황토염액 제조공정이 복잡하고, 제조 기간이 오려 걸려 양산 공정에 적합하지 아니하며, 불순물이 많다는 문제점이 있었다.

이에 본 발명자는 상기 종래기술들의 문제점을 해결하기 위하여 순도가 우수하고, 미립자의 직경이 균일한 황토 미립자의 분리가 용이하며, 불순물의 함유량이 적고, 제조 공정이 단순하고 효율적인 황토 염색액의 제조방법을 개발하기에 이르렀다.

본 발명의 목적은 순도가 우수하고, 미립자의 직경이 균일한 황토 미립자의 분리가 용이한 황토 염색액의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 불순물의 함유량이 적은 황토 염색액의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 제조 공정이 단순하고 효율적인 황토 염색액의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 상기 및 기타 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.

본 발명에 따른 황토 염색액의 제조방법은, 황토가 포함된 원토와 물을 혼합한 후 상기 황토가 포함된 원토를 분쇄하는 단계(S10); 상기 분쇄된 황토가 포함된 원토를 망 구조물에 투입한 후 이물질과 황토를 분리하는 단계(S20); 상기 분리된 황토를 자석을 포함하는 볼 분쇄기에 투입하여 분쇄하고, 상기 분쇄된 황토에 함유된 철분을 자석을 이용하여 제거하는 단계(S30); 및 상기 철분이 제거된 황토를 고압 이송펌프로 이송하면서 부직포 셀을 통과시킨 후 상기 부직포 셀을 통과한 황토 염색액을 수득하는 단계(S40)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

삭제

상기 S10 단계는, 볼 분쇄기를 이용하여 상기 황토가 포함된 원토를 분쇄하는 것을 특징으로 한다.

상기 S20 단계는, 적어도 2 이상의 망 구조물을 사용하고, 상기 적어도 2 이상의 망 구조물은 서로 다른 입자 크기를 가지는 것을 특징으로 한다.

상기 S20 단계는, 적어도 2 이상의 망 구조물을 사용하고, 상기 분쇄된 황토가 포함된 원토가 최초에 통과하는 망 구조물의 입자 크기가 가장 크고, 상기 분쇄된 황토가 포함된 원토가 최후에 통과하는 망 구조물의 입자 크기를 가장 작게 구성하는 것을 특징으로 한다.

상기 황토 염색액의 제조방법은 S40 단계를 수행하기 이전에 S20 단계와 S30 단계를 1회 더 수행하는 것을 특징으로 한다.

상기 S40 단계의 부직포 셀은 50 내지 150 메시의 입자 크기를 가지는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 순도가 우수하고, 미립자의 직경이 균일한 황토 미립자의 분리가 용이하며, 불순물의 함유량이 적고, 제조 공정이 단순하고 효율적인 황토 염색액의 제조방법을 제공하는 발명의 효과를 가진다.

도 1은 본 발명에 따른 황토 염색액의 제조방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다.

본 발명의 상기와 같은 목적, 특징 및 다른 장점들은 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 황토 염색액의 제조방법을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 황토 염색액의 제조방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 황토 염색액의 제조방법은, 황토가 포함된 원토와 물을 혼합한 후 상기 황토가 포함된 원토를 분쇄하는 S10 단계, 상기 분쇄된 황토가 포함된 원토를 망 구조물에 투입한 후 이물질과 황토를 분리하는 S20 단계, 상기 분리된 황토를 자석을 포함하는 볼 분쇄기에 투입하여 분쇄하고, 상기 분쇄된 황토에 함유된 철분을 자석을 이용하여 제거하는 S30 단계, 및 상기 철분이 제거된 황토를 고압 이송펌프로 이송하면서 부직포 셀을 통과시킨 후 상기 부직포 셀을 통과한 황토 염색액을 수득하는 S40 단계를 포함하여 구성된다.

먼저, S10 단계는 황토가 포함된 원토와 물을 혼합한 후 상기 황토가 포함된 원토를 분쇄하는 단계로, 토양으로부터 채취한 황토가 포함된 원토와 물을 믹서(Mixer)에 투입한 후 교반한다. 황토가 포함된 원토와 물이 충분히 교반되면, 황토가 포함된 원토 및 물을 분쇄기에 투입하여 상기 황토가 포함된 원토를 분쇄한다. 상기 분쇄과정에서 사용되는 분쇄기에 대하여 특별한 제한은 없으나, 볼 분쇄기(Ball mill)을 사용하는 것이 바람직하다.

삭제

S20 단계는 상기 S10 단계에 의하여 분쇄된 황토가 포함된 원토를 망 구조물에 투입한 후 이물질과 황토를 분리하는 단계이다. 분쇄된 황토가 포함된 원토에는 일반적으로 황토를 제외한 기타 이물질이 다량 존재하기 때문에 분쇄된 황토가 포함된 원토를 망 구조물에 투입하여 이물질과 황토를 분리하고, 망 구조물에 의하여 분리된 이물질을 제거한다. 여기서, 망 구조물은 일정한 입자 크기를 가지는 것으로, 그물망 또는 철망을 이용 가능하다. 망 구조물의 입자 크기는 특별히 제한되는 것은 아니고, 황토가 포함된 원토의 상태 및 점도 등을 고려하여 통상의 기술자가 용이하게 선택 및 변경이 가능하다.

망 구조물의 개수와 관련하여 하나의 망 구조물을 이용하여 이물질과 황토의 분리 공정을 진행할 수도 있으나, 황토가 포함된 원토와 최종 황토 염색액의 품질을 고려하여 서로 다른 입자 크기를 가지는 적어도 2 이상의 망 구조물을 사용할 수도 있다. 예를 들어, 3개의 망 구조물을 사용할 경우 분쇄된 황토가 포함된 원토가 최초에 통과하는 망 구조물은 입자 크기를 가장 크게 구성하고, 황토가 포함된 원토가 두번째로 통과하는 망 구조물의 입자 크기는 상기 분쇄된 황토가 포함된 원토가 최초에 통과하는 망 구조물의 입자 크기보다 작게 구성하며, 황토가 포함된 원토가 마지막으로 통과하는 망 구조물의 입자 크기는 가장 작게 구성하는 것이 바람직하다. 즉, 적어도 2 이상의 망 구조물을 사용할 경우에는 분쇄된 황토가 포함된 원토가 최초에 통과하는 망 구조물의 입자 크기가 가장 크고, 분쇄된 황토가 포함된 원토가 최후에 통과하는 망 구조물의 입자 크기를 가장 작게 구성한다.

S30 단계는 상기 S20 단계에 의하여 분리된 황토를 자석을 포함하는 볼 분쇄기에 투입하여 분쇄하고, 상기 분쇄된 황토에 함유된 철분을 자석을 이용하여 제거하는 단계로, 볼 분쇄기의 드럼에 분리된 황토를 투입하여 황토를 충분히 분쇄하고, 상기 분쇄된 황토에 함유된 철분을 볼 분쇄기에 포함된 자석을 이용하여 제거한다. 철분을 자석을 이용하여 제거하는 이유는 자석을 이용하는 것이 황토에 함유된 철분을 가장 효과적으로 제거할 수 있고, 최종적으로 제조되는 황토 염색액에 철분 함유량이 높을 경우 인체에 유해하고, 황토 염색액의 품질 저하의 원인이 되기 때문이다.

S40 단계는 상기 S30 단계에 의하여 철분이 제거된 황토를 고압 이송펌프로 이송하면서 부직포 셀을 통과시킨 후 상기 부직포 셀을 통과한 황토 염색액을 수득하는 단계로, 고압 이송펌프의 출력은 철분이 제거된 황토의 양과 점도를 고려하여 선택할 수 있다.

부직포 셀은 상기 망 구조물의 입자 크기에 비하여 매우 미세한 입자 크기를 가지고, 내구성, 강도 및 인장력이 우수한 제품을 사용하는 것이 좋다. 부직포 셀은 바람직하게는 50 내지 150 메시의 입자 크기를 가지고, 가장 바람직하게는 80 내지 120 메시의 입자 크기를 갖는다. 여기서, 메시는 1인치(Inch) 칸 사이에 있는 구멍의 수를 의미한다. 부직포 셀에 강한 압력을 가하여 철분이 제거된 황토로부터 황토 염색액을 제조하는 이유는 예를 들어, 볼 분쇄기를 이용하여 상기 S30 단계를 진행하는 경우 S30 단계에 의하여 황토로부터 철분이 제거되어도 볼 분쇄기는 주로 철로 구성된 볼을 사용하기 때문에 분쇄과정에서 상기 볼이 마모되어 볼 잔류물이 상기 황토에 혼합될 수 있고, 이러한 볼의 잔류물을 효과적으로 제거하기 위함이다. 즉, 철분이 제거된 황토가 고압 이송펌프로 이송되어 부직포 셀을 통과하면 상기 부직포 셀에 강한 외압이 작용하기 때문에 부직포 셀이 매우 미세한 입자 직경을 가진다고 하더라도 볼 잔류물 등 각종 이물질이 효과적으로 제거된 균일하고, 미세한 고품질의 황토 염색액을 수득할 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니한다. 즉, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하며, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정은 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

Claims (7)

1. 황토가 포함된 원토와 물을 혼합한 후 상기 황토가 포함된 원토를 분쇄하는 단계(S10);
   상기 분쇄된 황토가 포함된 원토를 망 구조물에 투입한 후 이물질과 황토를 분리하는 단계(S20);
   상기 분리된 황토를 자석을 포함하는 볼 분쇄기에 투입하여 분쇄하고, 상기 분쇄된 황토에 함유된 철분을 자석을 이용하여 제거하는 단계(S30); 및
   상기 철분이 제거된 황토를 고압 이송펌프로 이송하면서 부직포 셀을 통과시킨 후 상기 부직포 셀을 통과한 황토 염색액을 수득하는 단계(S40);
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 황토 염색액의 제조방법.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 S10 단계는, 볼 분쇄기를 이용하여 상기 황토가 포함된 원토를 분쇄하는 것을 특징으로 하는 황토 염색액의 제조방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 S20 단계는, 적어도 2 이상의 망 구조물을 사용하고, 상기 적어도 2 이상의 망 구조물은 서로 다른 입자 직경을 가지는 것을 특징으로 하는 황토 염색액의 제조방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 S20 단계는, 적어도 2 이상의 망 구조물을 사용하고, 상기 분쇄된 황토가 포함된 원토가 최초에 통과하는 망 구조물의 입자 직경이 가장 크고, 상기 분쇄된 황토가 포함된 원토가 최후에 통과하는 망 구조물의 입자 직경이 가장 작게 구성하는 것을 특징으로 하는 황토 염색액의 제조방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 황토 염색액의 제조방법은 S40 단계를 수행하기 이전에 S20 단계와 S30 단계를 1회 더 수행하는 것을 특징으로 하는 황토 염색액의 제조방법.
7. 제1항에 있어서, 상기 S40 단계의 부직포 셀은 50 내지 150 메시의 입자 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 황토 염색액의 제조방법.

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