KR101978858B1 - 정화토 제조 방법과 정화토 사용 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 정화토 제조 방법과 정화토 사용 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 (1) 미네랄점토, 견운모 및 백옥을 배합하여 조성물을 형성하는 단계; (2) 상기 단계(1)에서 배합된 조성물을 325mesh로 분쇄하는 단계; (3) 상기 단계(2)에서 분쇄된 조성물에 물을 배합하는 단계; (4) 상기 단계(3)에서 물을 배합한 조성물에 2∼3mm의 직경을 가지는 볼로 성형하는 단계; 및 (5) 상기 단계(4)에서 성형된 볼을 1150∼1200℃에서 소성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 정화토 제조 방법과 정화토 사용 방법은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 본 발명은 원적외선 방사물질을 2∼3mm의 볼로 형성한 조성물로 형성하여 매트에 고루 배치할 수 있으므로, 원적외선 방사의 효과가 매트 전체에 고루 미칠 수 있고, 통기성이 좋아 사용상 편안함을 가져올 수 있으며, 원석의 파손이나 이탈이 방지되어 제품의 불량을 줄일 수 있게 된다.
둘째, 원적외선 및 음이온 방사물질을 2∼3mm의 볼로 성형한 후 높은 온도에서 소성하여, 그 조성물의 성분에 의해 친환경 건축소재가 될 수 있고, 또한 그 구조에 의해 다양한 건축물에 사용될 수 있는 범용성을 가지며, 시공조건은 일반 건축소재와 다를 바 없이 사용될 수 있어 편리하고, 그에 따라 시공의 용이성이 증가하는 효과가 있다.
셋째, 농사용 비료에 있어서, 본 발명은 미네랄을 함유한 점토를 볼로 성형하여 종래의 유기농 비료가 가지는 취급과 보관, 이동에 있어서의 불편함을 제거할 수 있고, 식물의 생장에 필요한 미네랄을 공급할 수 있고, 음이온 방사, 원적외선 방사 성분에 의한 병해를 일정부분 방지할 수 있는 효과가 있다.
넷째, 온열 매트의 원적외선 방사물질이나 친환경 건축용 소재 및 농사용 비료 등 다용도로 사용할 수 있는 기능성 정화토를 제공할 수 있다.

Description

정화토 제조 방법과 정화토 사용 방법{A MANUFACTURING METHOD AND A USING METHOD OF PURIFICATION SOIL}

본 발명은 정화토 제조 방법과 정화토 사용 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 미네랄 점토, 견운모, 백옥 등을 배합하여 볼로 성형한 후 소성한 조성물로 미네랄이 제공되고, 원적외선 및 음이온이 방사되도록 하여 온열 매트, 친환경 건축 소재 및 농사용 비료로 사용할 수 있는 기능성 정화토를 제공하는 것을 특징으로 하는, 정화토 제조 방법과 정화토 사용 방법에 관한 것이다.

정화토란 통상적으로 정화된 토양이나 토양을 정화할 수 있는 흙과 같은 의미로 사용되는 것이 일반적이나, 본 명세서에서는 온열 매트, 방석, 허리 찜질기, 친환경 건축소재 및 농사용 비료 등으로 사용되는 미네랄 점토, 견운모, 백옥 분말을 혼합 소성한 조성물로서, 이로부터 방출되는 원적외선 음이온 등을 이용하여 항곰팡이, 항균, 항취 등의 기능성을 가지는 조성물을 말한다.

통상적으로 온열 매트, 방석 및 허리 찜질기와 같은 장치는 적외선 중에서도 파장이 길고 동식물의 생체 활동을 촉진시키는 생육광선으로서 인체를 활성화시키고 신진대사를 촉진함으로써 면역력 향상과 건강증진에 유익하다고 밝혀진 원적외선을 구들방과 온돌방의 복사원리를 이용하여 원적외선의 온열효과를 더하는 부속장치를 포함하는 것이 일반적이다.

도 1은 배경기술에 의한 원적외선이 방사되는 온열 매트에 관한 사시도로서 함께 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 대한민국 등록실용신안공보 제20-0226620호(공고일자: 2001년06월15일)에 의한 원적외선 방사소재가 구비된 유아용 온열 매트를 살펴보면, 외피(22), 외장판재(24), 쿠션체(26), 단열체(28), 내열판(30), 열선(32), 동판(34)과 판상의 원적외선 방사 소재(36)가 순차적으로 적층되어 이루어진 원적외선이 방사되는 온열 매트에 있어서, 소형인 매트(6)의 테두리에 둘러져 설치되며 상면의 하측에 콘트롤부(20)가 구비되고 상면의 일측, 즉, 상기 원적외선 방사 소재와 접하는 부위에 다수의 벨크로 파스너(84)가 설치되며, 일측면에 전원부(82)가 구비된 목재 테두리부(8)와; 상기 매트(6)의 상부에 쿠션부재(2)와 베개(4)가 설치 고정되도록 개시하고 있다.

상기와 같은 배경기술에 의하면, 원적외선을 방사하도록 하기 위해서는 원적외선 방사율이 높은 소재를 다양한 형상, 크기의 천연석이나 바이오 세라믹 등을 상기 매트(6) 등에 일정한 간격으로 다수 개 부착하여 사용하는 것이 일반적인 구성이다. 이러한 구성은 원적외선 방사체의 분산으로 열원과 접촉되는 표면적이 적어져 원적외선 방사의 효과가 반감되고, 또한 다각형이나 원형과 같은 형상으로 방사체를 부착하는 경우 그 부위는 통기성이 좋지 않아 사용상 불편을 초래하고, 원석의 파손이나 이탈이 빈번하게 되어 제품의 불량을 초래하는 원인이 되고 있었다.

또한, 상기와 같은 온열 매트와는 그 산업분야가 완전히 다른 건축소재의 경우는, 친환경 건축소재로 원적외선 방사물질인 황토와 같은 소재를 사용하는 것이 일반적인데, 이러한 황토는 그 사용 조건이나 시공 조건 등에서 한정적이고, 건축물의 목적이나 종류에 따라 사용할 수 없는 경우가 많아 황토와 같은 종래의 친환경 건축 소재는 그 범용성에서 제한적일 수밖에 없었다. 대한민국 등록특허공보 제10-0807243호(공고일자: 2008년02월28일)에 개시되는 황토를 주제로 한 토목건축용 소재 조성물도 상기와 같은 제한을 완전히 벗어나기 어렵다. 따라서, 이러한 건축소재에 있어서, 친환경적 소재로서 다양한 목적, 종류의 건축물에 사용될 수 있는 범용성을 갖추고, 시공 조건에 대한 제한이 적으며, 시공의 용이성을 가질 수 있는 친환경 건축 소재가 요구된다.

농사용 비료 등의 경우는, 종래 화학비료 등을 통해 특정 영양성분을 강조하여 식물의 생장에 관여하게 되는 것이 일반적인데, 이러한 화학비료 등의 과다한 사용으로 토양의 황폐화가 초래되고, 도리어 식물의 생장이나 식물의 영양, 나아가, 사람의 먹거리에도 악영향을 초래하게 되었다. 따라서 최근 웰빙 바람에 따른 건강에 관한 관심이 증폭되는 상황에서, 화학비료를 사용하지 않고 유기물을 이용하는 유기농 방식이 도입되었고, 그에 따른 토양에 영양분을 공급하기 위한 유기농 비료의 생산에 촛점을 두게 되었는데, 이러한 비료는 유기물 비료가 통상적이어서 그 취급과 보관 및 사용에 불편함을 야기하는 문제점이 있었다.

또한, 상술한 바와 같이 온열 매트의 원적외선 방사물질이나 친환경 건축용 소재 및 농사용 비료 등 다용도로 사용할 수 있는 조성물은 기존에 존재하지 않았다.

대한민국 등록실용신안공보 제20-0226620호(공고일자: 2001년06월15일) 대한민국 등록특허공보 제10-0807243호(공고일자: 2008년02월28일)

본 발명인 정화토 제조 방법과 정화토 사용 방법이 해결하고자 하는 과제는 다음과 같다.

첫째, 종래의 온열 매트 등에 있어 원적외선 방사를 위한 구성이 가지는, 원적외선 방사체의 분산으로 열원과 접촉되는 표면적이 적어져 원적외선 방사의 효과가 반감되는 문제점, 다각형이나 원형과 같은 형상으로 방사체를 부착하는 경우, 그 부위는 통기성이 좋지 않아 사용상 불편을 초래한다는 점, 원석의 파손이나 이탈이 빈번하게 되어 제품의 불량을 초래하는 문제점 등을 해결하고자 한다.

둘째, 황토와 같은 친환경 건축소재는 그 사용 조건이나 시공 조건 등에서 한정적이고, 건축물의 목적이나 종류에 따라 사용할 수 없는 경우가 많아 그 범용성이 떨어지는 문제점, 시공 조건에 대한 제한 및 시공의 용이성에 관한 문제점을 해결하고자 한다.

셋째, 농사용 비료의 경우, 최근 웰빙 열풍에 따라 유기농 방식에 따른 유기물 비료 등의 사용 요구가 커지고 있으나, 그 취급과 보관, 이동 등에 불편함이 초래되는 문제점을 해결하고자 한다.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해서 다음과 같이 제조 방법이 이루어진다.

(1) 미네랄점토, 견운모 및 백옥을 배합하여 조성물을 형성하는 단계와, (2) 상기 단계(1)에서 배합된 조성물을 325mesh로 분쇄하는 단계와, (3) 상기 단계(2)에서 분쇄된 조성물에 물을 배합하고 반죽하는 단계와, (4) 상기 단계(3)에서 반죽한 조성물을 2∼3mm의 직경을 가지는 볼(ball)로 성형하는 단계와, (5) 상기 단계(4)에서 성형된 볼(ball)을 1150∼1200℃에서 소성하는 단계를 포함한다.

또한, 상기 단계(4)에서, 볼로 성형한 후 가연성 분말에 넣어서 교반하므로 볼의 표면에 가연성 분말이 도포되는 도포단계와, 상기 도포단계를 거친 볼을 교반기에 넣어서 점화한 후 교반시키는 건조단계를 포함한다.

또한, 상기 단계(1)의 조성물은, 미네랄점토 10중량부를 기준으로, 견운모 80중량부 및 백옥 10중량부를 포함한다.

또한, 상기 미네랄 점토는, 천연미네랄 성분 60종∼500종을 포함하는 것으로서, 벤토나이트를 포함한다.

또한, 상기 가연성 분말은 석탄 분말과 종이 분말을 1:1의 부피비로 혼합한 것을 특징으로 하고, 상기 종이 분말은 폐지와 폐식용유를 혼합한 후 건조시켜서 분쇄한 것이다.

본 발명에 의한 정화토 제조 사용 방법은, 상기 정화토 제조 방법으로 제조된 정화토가 온열 매트, 방석, 허리찜질기, 친환경건축소재 또는 농사용 비료로 사용한다.

본 발명에 의한 정화토 제조 방법과 정화토 사용 방법은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 본 발명은 원적외선 방사물질을 2∼3mm의 볼로 형성한 조성물로 형성하여 매트에 고루 배치할 수 있으므로, 원적외선 방사의 효과가 매트 전체에 고루 미칠 수 있고, 통기성이 좋아 사용상 편안함을 가져올 수 있으며, 원석의 파손이나 이탈이 방지되어 제품의 불량을 줄일 수 있게 된다.

둘째, 원적외선 및 음이온 방사물질을 2∼3mm의 볼로 성형한 후 높은 온도에서 소성하여, 그 조성물의 성분에 의해 친환경 건축소재가 될 수 있고, 또한 그 구조에 의해 다양한 건축물에 사용될 수 있는 범용성을 가지며, 시공조건은 일반 건축소재와 다를 바 없이 사용될 수 있어 편리하고, 그에 따라 시공의 용이성이 증가하는 효과가 있다.

셋째, 농사용 비료에 있어서, 본 발명은 미네랄을 함유한 점토를 볼로 성형하여 종래의 유기농 비료가 가지는 취급과 보관, 이동에 있어서의 불편함을 제거할 수 있고, 식물의 생장에 필요한 미네랄을 공급할 수 있고, 음이온 방사, 원적외선 방사 성분에 의한 병해를 일정부분 방지할 수 있는 효과가 있다.

넷째, 온열 매트의 원적외선 방사물질이나 친환경 건축용 소재 및 농사용 비료 등 다용도로 사용할 수 있는 기능성 정화토를 제공할 수 있다.

도 1은 배경기술에 의한 원적외선이 방사되는 온열 매트에 관한 사시도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 정화토 제조 방법을 간략히 도시한 순서도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 정화토 제조 방법에 따른 정화토의 방사율 곡선을 나타내는 사진.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 정화토 제조 방법에 따른 정화토의 방사에너지 곡선을 나타내는 사진.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 정화토 제조 방법에 따른 정화토의 항균시험(대장균)결과를 나타내는 사진.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 정화토 제조 방법에 따른 정화토의 항균시험(녹농균)결과를 나타내는 사진.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 정화토 제조 방법에 따른 정화토의 시간경과에 따른 가스농도곡선을 나타낸 사진.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 정화토 제조 방법에 따른 정화토의 항곰팡이 시험결과를 나타내는 사진.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.

덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결 되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결 되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 간접적으로 연결 되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함 한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.

도 1은 배경기술에 의한 원적외선이 방사되는 온열 매트에 관한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 정화토 제조 방법을 간략히 도시한 순서도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 정화토 제조 방법에 따른 정화토의 방사율 곡선을 나타내는 사진이다. 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 정화토 제조 방법에 따른 정화토의 방사에너지 곡선을 나타내는 사진이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 정화토 제조 방법에 따른 정화토의 항균시험(대장균)결과를 나타내는 사진이며, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 정화토 제조 방법에 따른 정화토의 항균시험(녹농균)결과를 나타내는 사진이다. 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 정화토 제조 방법에 따른 정화토의 시간경과에 따른 가스농도곡선을 나타낸 사진이며, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 정화토 제조 방법에 따른 정화토의 항곰팡이 시험결과를 나타내는 사진으로써 함께 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 온열 매트 등에 있어 원적외선을 방사하도록 하기 위해서는 원적외선 방사율이 높은 소재를 다양한 형상, 크기의 천연석이나 바이오 세라믹 등을 상기 매트 등에 일정한 간격으로 다수개 부착하여 사용하는 것이 일반적인 구성이다. 이러한 구성은 원적외선 방사체의 분산으로 열원과 접촉되는 표면적이 적어져 원적외선 방사의 효과가 반감되고, 또한 다각형이나 원형과 같은 형상으로 방사체를 부착하는 경우 그 부위는 통기성이 좋지 않아 사용상 불편을 초래하고, 원석의 파손이나 이탈이 빈번하게 되어 제품의 불량을 초래하는 원인이 되고 있었고, 건축소재의 경우에는, 친환경 건축소재로 원적외선 방사물질인 황토와 같은 소재를 사용하는 것이 일반적인데, 이러한 황토는 그 사용조건이나 시공조건 등에서 한정적이고, 건축물의 목적이나 종류에 따라 사용할 수 없는 경우가 많아 황토와 같은 종래의 친환경 건축소재는 그 범용성에서 제한적인 문제점이 있었으며, 농사용 비료 등의 경우에는, 종래 화학비료 등을 통해 특정 영양성분을 강조하여 식물의 생장에 관여하게 되는 것이 일반적인데, 이러한 화학비료 등의 과다한 사용으로 토양의 황폐화가 초래되고, 도리어 식물의 생장이나 식물의 영양, 나아가 사람의 먹거리에도 악영향을 초래하게 됨에 따라서 최근 유기물을 이용하는 유기농 방식이 도입되었고, 그에 따른 토양에 영양분을 공급하기 위한 유기농 비료의 생산에 촛점을 두게 되었는데, 이러한 비료는 유기물 비료가 통상적이어서 그 취급과 보관 및 사용에 불편함을 야기하는 문제점이 있었다. 이러한 문제점을 해결하고 상술한 바와 같은 다양한 용도로 간편하게 사용할 수 있도록 제공하기 위한 것이 본 발명의 목적인 바 이하에서 본 발명의 일실시예에 따른 정화토 제조 방법과 정화토 사용 방법에 관해 상세히 살펴보도록 한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 정화토 제조 방법은, (1) 미네랄점토, 견운모 및 백옥을 배합하여 조성물을 형성하는 단계; (2) 상기 단계(1)에서 배합된 조성물을 325mesh로 분쇄하는 단계; (3) 상기 단계(2)에서 분쇄된 조성물에 물을 배합하고 반죽하는 단계; (4) 상기 단계(3)에서 반죽한 조성물을 2∼3mm의 직경을 가지는 볼(ball)로 성형하는 단계; 및 (5) 상기 단계(4)에서 성형된 볼(ball)을 1150∼1200℃에서 소성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

(1) 배합단계

상기 단계(1)은 미네랄점토, 견운모, 백옥을 배합하여 조성물을 형성하는 단계이다. 상기 단계(1)의 조성물은, 미네랄점토 10중량부를 기준으로, 견운모 80중량부 및 백옥 10중량부를 포함하도록 할 수 있다. 상기 조성물의 구성물 각각을 살펴보면 다음과 같다.

상기 미네랄점토는, 천연미네랄 성분 60종∼500종을 포함하는 미네랄점토를 사용할 수 있다. 미네랄이 풍부한 점토는 무기질 및 기초식물양분을 공급해 줘 식물의 생장을 도와 주고, 인체에 직접 닿는 경우에도 해로움이 없으며, 도리어 인체의 노폐물, 피지, 중금속 등의 유해한 성분을 체외로 배출하는 역할을 수행하여 화장품으로 많이 사용된다. 이러한 화장품 용도로도 사용되는 미네랄점토의 대표적인 예로, 캐나다 빙해지역에서 채굴되는 빙해점토, 사해머드, 아마존 지역에서 채굴되는 백색점토 등을 들 수 있다. 본 발명에서 사용되는 미네랄점토로 대표적으로 벤토나이트를 들 수 있다. 물론 상기의 점토 이외에 상기 천연미네랄 성분이 60종 이상 포함되는 점토이면 본 발명의 미네랄점토로 이용될 수 있다. 이러한 미네랄이 풍부한 점토는 특히 농사용 비료로 사용되는 경우 그 효과가 극대화될 수 있다.

상기 벤토나이트는 ①층상규산염광물의 하나로 화산회의 변환으로 생성되며 주로 스멕티이트광물로 구성되어 있다. ②몬모릴나이트(monmorillo- nite)광물의 점토를 주성분으로 하여 이에 다른 광물, 예컨대 長石, 石, 탄산칼슘, 石英의 微細片, 기타 다른 광물도 약간 함유한 점토에 대한 일반적인 호칭으로 사용된다. 또한 나노수준의 미세한 극 미립자 60여가지의 풍부한 미네랄, 양이온 교환성(중금속 흡착반응), 흡착성, 팽윤성을 가진 신비의 광물이다. 벤토나이트는 몬모릴로나이트라고도 하며, 인체 내외 질환에 사용함으로서 효과적이고 강력한 치료용 점토로 활용할 수 있는 화산재의 풍화로 된 점토이다. 피부의 외상이나 위와 장의 통증개선, 치질, 빈혈, 여드름 등 체내와 체외의 치료제 작용을 한다. 이 밖에 다른 곳에도 많이 사용되기 때문에 1000의 용도를 가지는 점토라고 불리고 있다. 이러한 이유는 벤토나이트에 칼슘, 철, 마그네슘, 포타슘, 망간, 게르마늄, 셀레늄, 규소 등의 아주 작은 미량원소까지 66종 이상의 천연미네랄 성분이 다량 포함되어 있기 때문이다. 또한, 수분을 갖게되면 전자와 분자 성분이 빠르게 변화하여 전하를 생성시킨다. 이러한 뛰어난 능력이 독소, 불순물, 중금속과 다른 내부 오염물을 흡수하게 한다. 벤토나이트 점토구조는 외부 독소를 끌어당기고 흡수하여, 천천히 점토 중심부의 오염물질 저장고로 끌어들인다. 또 다른 관점에서, 벤토나이트는 팽창하는 점토이다. 벤토나이트 점토가 물과 섞이게 되면 다공성의 스폰지처럼 팽창하게 된다. 벤토나이트의 다공성 스폰지 형태의 공간으로 이온이 독소를 끌어당기게 되고 ,독소를 스폰지내의 공간에 견고하게 가두게 된다. 우수한 흡착력과 미세한 극 미립자가 피부 깊숙이 침투해 피부청결, 피부탄력, 피부재생, 영양공급이 동시에 이루어져 두피관리, 얼굴관리 등에 탁월한 효과를 부여한다. 또한 풍부한 수분과 산소를 함유할 수 있고, 66여종의 천연 미네랄 광물들이 방출하는 원적외선, 음이온 교합작용을 할 수 있다.

미네랄이란 비생물의 광물질도 미네랄이라고 하지만, 생체성분으로서의 무기질을 가끔 미네랄이라고 하며, 무기영양소 mineral nutrients, mineral elements라고도 한다. 무기영양소의 원소조성은 약 20종으로 주된 것은 Ca, Mg, P, Na, K, CI로 전체의 수십 %이상을 차지한다. 그 외에 미량만이 중요한 원소에 Cu Zn, I, Mn, Co등이 있다. 생체에는 이상의 것외에도 F, Mo, Se, Cr, Si, V, Sn이 불가결하다.

미네랄점토에 포함되는 대표적인 미네랄을 살펴보면 다음의 표와 같다.

표

주요 미네랄의 효능을 살펴본다.

구리(Cu)는, 항균성이 있는 재료로, 항균방식은 은나노항균과 동일하다. 구리나 은의 우수한 전기전도도에 기인하여 박테리아나 바이러스의 번식을 억제하게 된다. 또한 인체에 미치는 영향으로, 뼈, 헤모글로빈 및 적혈구의 생성을 돕고, 아연과 비타민C와 합동으로 피부탄력 단백질의 하나인 엘라스틴을 생성한다. 또한 치유과정, 에너지 생산, 머리카락과 피부착색, 및 미각을 느끼는데도 관여하며 건강한 신경과 관절을 위해서도 필요하다.

아연(Zn)은, 단백질합성과 면역시스템을 조절하며 성장촉진 및 남성의 정력향상에도 관여하는 필수 미네랄이다.

철(Fe)은 가장 중요한 산화환원 전자전달 담체와 동력원소이며, 각종 산화환원생물 효소의 활성화 중심이기도 하다.

셀레늄(Se)은 음식물의 산화분해도 가속화시킬 수 있으며, 수은 중독을 예방하고 인체를 보호하는 작용을 한다.

나트륨(Na)은 수분의 교환을 조절하며 삼투압의 평형을 보호한다.

게르마늄(Ge)은 중금속 중화 및 체내산소공급작용을 한다.

마그네슘(magnesium, Mg)은 우리 신체에 함유되어 있는 무기질 중 네 번째로 많은 다량 무기질(macro mineral)이다.마그네슘(Mg)은 칼슘(Ca)과 더불어 '천연의 진정제'라 불리며 칼슘과 같은 2가 양이온이다. 항 스트레스 무기질로 정신의 흥분을 가라앉히는 작용을 한다.

마그네슘은 생화학적, 생리적 과정에서 중요한 역할을 한다. 300종 이상의 효소체계에서 보조인자(cofactor)로서 작용하며, 특히 탄수화물 대사에 관여하여 에너지 생성 과정에 중요한 역할을 한다. 또한 지방, 단백질 및 핵산의 합성, 근육의 수축 등 체내에서 일어나는 생화학적 또는 생리적 과정에 필요하다. 마그네슘은 신경 및 근육의 세포막 전위의 유지와 신경근 연접부에서의 충격전도에도 필수적인 역할을 한다. 또한, 마그네슘은 식물의 엽록소분자의 구성원소로서 엽록소 분자구조의 한가운데에 위치하고 있으며 식물이 광합성을 할 때 모든 효소에 보조인자로 작용하여 광인산화 반응을 활성화시킨다.

크롬(Cr)은, 포도당 대사의 항상성 유지에 필요하며, 지방대사에 필수적이며, 인슐린의 보조인자로 작용하는 미네랄이다.

상기와 같이 인체나 식물의 생장에 필요한 미네랄이 풍부하게 함유하는 미네랄 점토를 사용하여 인체나 식물에 유익한 효과를 제공할 수 있다.

다음으로, 견운모를 살펴보면, 세리사이트라고도 하며, ‘sericite’라는 말은 비단이라는 뜻의 그리스어에서 연유한다. 단사정계(單斜晶系)에 속하며, 백색 또는 회백색에 진주광택이 있다. 원래는 결정편암, 특히 견운모편암의 주성분 광물을 말하였으나, 오늘날에는 열수작용(熱水作用)으로 생긴 점토 모양의 미세한 백운모를 가리킨다. 화학성분은 백운모와 거의 같으나, 일반적으로 칼륨 K는 백운모보다 적고 수분(H₂O)이 다소 많다. 장석 ·근청석(菫靑石) ·홍주석(紅柱石) 등의 2차적 변질물로서 생성되고, 가벼운 동력변성작용을 받은 천매암질 점판암 또는 천매암의 가장 흔한 구성광물이다. 도석(陶石)은 화산암의 변질로 인해 생기는데, 석영(70 %)과 견운모(30 %)로 이루어졌다. 견운모는 도자기나 내화벽돌의 혼입재로 쓰이며, 그 밖에 도료 ·전기절연체 ·활마재(滑摩材) ·화장품용 등 용도가 다양하며, 음이온 방출의 효과도 지닌다고 한다.

마지막으로 백옥은, 백색을 띠므로 백옥이라 칭하고 경옥의 일종이다. 이것은 연마하여 구형을 하고 있으며 광택이 난다. 일반적으로 옥은 연옥과 경옥으로 나뉘며 연옥은 각섬석의 일종이며, 경옥은 알칼리휘석의 일종이다. 연옥은 유백색인 것이 많으며, 녹색 ·황색 ·홍색 등도 있고, 경옥은 녹색 ·백색이다. 색에 따라 여러 가지 명칭이 있으나, 백옥과 비취(翡翠)가 대표적인 것이다. 고대로부터 동양에서 귀히 여겨 왔으며, 세공하여 장식석 ·옥기(玉器)로서 사용되어 왔다. 또한 인체에 미치는효과로 음이온에 의한 치환효과(자연치유적 효과), 전자파차단효과, 혈액순환촉진, 면역기능강화 등의 효능이 보고되고 있다.

이러한 상기 미네랄점토, 견운모, 및 백옥을 배합하여 조성물을 형성하되, 상기 조성물의 배합비는 미네랄점토 10중량부를 기준으로, 견운모 80중량부 및 백옥 10중량부를 포함하도록 할 수 있다. 이러한 배합비는 상기 볼을 형성하기에 용이하며, 아래의 실험예에서 보듯 원적외선 방사, 음이온의 방출로 인한 항곰팡이, 항균 및 탈취의 효과를 극대화하기 위한 배합비이다.

(2) 분쇄단계

상기 단계(2)는 상기 단계(1)에서 배합된 조성물을 분쇄하는 단계로서, 이는 상기 단계(4)의 볼로 성형하기 위하여 각 성분 물질들을 분쇄하여 분말화하는 과정이다. 상기 미네랄점토, 견운모 및 백옥의 입자크기는 325mesh의 거름메시를 통과할 정도로 분쇄하게 된다. 분쇄방법은 통상의 광물 분쇄기를 사용하여도 무관하다.

(3) 물 배합과 반죽단계

상기 단계(3)은 물을 배합하고 반죽하는 단계로서, 상기 단계(2)에서 분쇄된 조성물에 물을 배합하고 반죽하는 단계이다. 이는 상기 단계(4)의 볼로 성형하기 위하여 물로 반죽하는 과정이다. 물은 상기 볼로 성형하기에 적당한 정도로 투입하며, 반죽은 상기 볼이 소성시에 깨어지거나 금이 가는 등의 손상이 입지 않을 정도로 고르게 반죽해야 할 것이다.

(4) 볼 성형단계

상기 단계(4)는 볼 성형단계로서, 상기 단계(3)에서 반죽한 조성물을 2∼3mm의 직경을 가지는 볼(ball)로 성형하는 단계이다. 즉, 다수의 홀이 관통된 다이스를 통과시켜서 국수처럼 뽑아내면서 펠릿 모양으로 절단을 한다. 그리고 각각의 펠릿을 손으로 비벼서 볼 모양으로 성형하도록 한다. 또는, 볼 모양의 홈이 형성된 상형과 하형으로 찍어서 볼 모양으로 성형할 수도 있다.

이처럼 볼로 성형하는 이유는 상기 미네랄점토는 건조하는 경우 분말로 입자가 작고, 견운모와 백옥은 광석의 일종이라 이를 혼합하여 본 발명이 추구하는 효과를 얻기 위함이다.

또한, 상기 2∼3mm의 직경을 가지도록 성형하는 이유는 다양한 용도로 사용될 수 있도록 하기 위함인데, 일례로, 온열 매트 등의 경우 원적외선 방사물질을 다각형, 원형등으로 성형하여 삽입하는 경우 앞서 말한 바와 같은 문제점이 발생되기 때문에 이를 상기와 같은 직경을 가진 볼로 제공하게 되면, 이러한 문제점을 방지하며 원적외선 방사효과를 누릴 수 있다.

또한, 건축소재의 경우, 시멘트나 자갈, 모래 등과 혼합하여 사용하기 위한 골재 등으로서의 역할을 충분히 수행할 수 있고, 친환경건축소재로서의 활용 측면에서 상기와 같은 직경을 가진 볼로 형성하는 경우, 그 활용도를 높일 수 있으며, 그 외관 처리도 다양하게 할 수 있을 것이다. 농사용 비료의 경우, 농작물의 미네랄의 흡수를 높이기 위해 상기와 같은 직경을 가진 볼로 형성하게 되면, 그 직경의 크기가 큰 경우보다 흡수율 측면에서 우수하다. 만일, 농사용 비료로서만 사용하는 경우, 이를 분쇄하여 사용하게 되면 그 흡수율은 뛰어날 수 있다. 또한, 소규모로 화분 등에 작물이나 화훼를 키우는 경우, 미네랄 공급원으로 그 역할을 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 그 취급이나 보관에 있어서도 간편함을 제공할 수 있다.

아울러, 상기 단계(3)에서, 볼로 성형한 후 가연성 분말이 담긴 교반기에 넣어서 교반하므로 볼의 표면에 가연성 분말이 도포되는 도포단계를 거치도록 한다. 그리고 상기 볼을 인출하여 교반기에 넣어서 점화한 후 교반시키는 건조단계를 거치도록 한다. 만약, 이러한 과정 없이 볼로 성형한 후 바로 소성단계를 거치게 된다면 수분을 다량 함유한 상태에서 점성을 구비하고 있기 때문에 상호 부착된 상태로 덩어리가 되어 소성되고, 내부에 포함된 수분이 증발이 되어 배기되면서 볼이 터지게 되어 볼 모양을 성형할 수 없는 문제점이 발생한다.

그러나 본원은 일차적으로 도포단계를 통해서 각각의 볼이 서로 부착되어 덩어리가 되는 현상을 방지한 후에 교반기에 넣어서 토치 등으로 점화한 후 교반기에서 교반하게 되면 상기 가연성 분말이 연소하면서 볼을 건조시키는 역할을 하게 되므로 상기 문제점을 해결할 수 있다.

이때, 상기 가연성 분말은 325 메쉬의 석탄 분말과 동일한 메쉬의 폐지 분말을 1:1의 부피비로 혼합한 것으로서, 교반기의 내부에 볼의 1.5배에 해당하는 부피를 충전시킨다. 그러고 나서, 상기 교반기 내부에 볼을 넣고 10분∼20분 동안 10RPM ∼13RPM으로 회전시키면서 교반시킨다. 이때, 볼은 반죽 후에 바로 볼로 성형된 것이므로 수분을 함유한 상태이므로 표면이 점성을 가지게 된다. 따라서, 상기 가연성 분말이 볼의 표면에 도포된다. 이때, 상호 들러붙는 볼들은 교반 과정을 통해서 서로 이탈되면서 가연성 분말로 도포된다.

이렇게 도포된 분말은 교반기에 넣은 후에 토치로 일부의 볼에 점화시킨다. 그러면 점화된 볼에 도포된 가연성 분말이 연소하게 된다. 이때, 교반기를 5RPM∼7RPM으로 회전시키면서 10분∼15분 동안 교반시킨다. 그러면, 불이 옮겨 붙으면서 각각의 볼에 도포된 가연성 분말은 모두 연소하게 된다. 따라서, 각각의 볼은 별도의 연료 없이 상기 가연성 분말만으로 건조되는 이점이 있다. 특히, 각각의 볼에 도포된 가연성 분말이 연소되면서 가열시키기 때문에 건조 효율을 향상시킬 수 있다.

이렇게 건조된 분말은 내부의 수분이 증발되어 5% 이하의 수분을 함유한 상태가 되도록 한다.

이때, 상기 가연성 분말은 석탄 분말과 폐지 분말을 사용하므로 연료비가 적게 소요되는 이점이 있다. 그리고 석탄 분말과 폐지 분말을 혼합해서 사용하는 이유는 폐지 분말만을 사용할 경우 연소 시간이 너무 짧아서 건조 효과가 적고, 석탄 분말만을 사용하게 되면 점화에 시간이 많이 소요되므로, 양자를 혼합함으로써 연소 시간을 지연시키면서 신속하게 점화시킬 수 있도록 한다.

상기 석탄 분말은 일례로서 연탄 공장에서 폐기되는 분말을 사용할 수 있고, 폐지 분말은 폐지를 분쇄기를 통과시킨 후에 연마기를 통해서 분말로 제조된 것을 사용한다.

(5) 소성단계

상기 단계(5)는 소성단계로서, 상기 단계(4)에서 성형 건조된 볼(ball)을 1150∼1200℃에서 소성하므로 완전하게 응고시키는 단계이다. 상기 온도에서 소성하며, 보다 바람직하게는 1180℃에서 소성하는 것이 바람직하다. 이러한 소성은 상기 온도에서 적게는 2∼3시간을 소성하며, 많게는 1∼2일을 소성할 수 있다. 이는 소성시간이 짧으면 소성된 볼의 경도와 강도가 약하게 되므로 상기와 같은 농사용비료로 사용하는 경우 미네랄 흡수율을 높일 수 있고, 또한 분쇄하여 사용하는 경우에 분쇄가 쉽게 될 수 있다. 상기 1∼2일과 같이 소성시간이 길면 소성된 볼의 경도 및 강도가 상대적으로 소성이 짧은 경우보다 강하게 된다. 이러한 볼은 외부의 충격에 강하여 온열 매트 등의 내부충진재로서 사용되어도 인체의 중량하중을 충분히 견딜수 있게 된다. 마찬가지로 건축소재의 경우 더욱 더 경도 및 강도는 크게 요구될 것인바, 상대적으로 가장 긴 시간을 소성하게 될 것이다. 즉 소성시간에 따라 그 용도에 맞는 상기 볼을 제공할 수도 있을 것이다.

이하 실시예를 통하여 본 발명에 대해 좀 더 구체적으로 살펴보지만, 하기 예에 본 발명의 범주가 한정되는 것은 아니다.

[실시예]

미네랄점토, 견운모 및 백옥을 천연미네랄 성분 60종이상이 포함된 미네랄점토 10중량부를 기준으로, 견운모 80중량부 및 백옥 10중량부를 배합하여 조성물을 형성하고, 배합된 조성물을 325mesh로 분쇄한 후, 분쇄된 조성물에 물을 배합하고 반죽하여 2∼3mm의 직경을 가지는 볼로 성형한 후 상기 도포단계와 건조단계를 거치도록 하였다. 다음으로, 성형 건조된 볼을 1150∼1200℃에서 소성하였다. 소성시간은 약 12 시간 가량 소성시켰다.

[시험예 1]

상기 실험예에 따라 제조된 정화토의 구성성분을 시험한 결과를 아래의 표 1에 나타내었다. 시험방법은 KS L 4007-2006에 의하였고 용도는 품질관리를 목적으로 하였다. 시험의뢰처는 사단법인 한국원적외선협회 부설 한국원적외선응용평가연구원이며, 시료명은 본 발명의 발명자가 임의로 작성한 것으로 미네스톤으로 제시하였다.

표 1

[시험예 2]

상기 실험예에 따라 제조된 정화토의 구성성분에 있어서 유해성분의 검출여부에 대해 시험한 결과를 아래의 표 2에 나타내었다. 시험방법은 기기분석법(ICP-OES), EPA3060A Pb, As, Cd, Hg는 시료를 산분해한 후 ICP-OES로 분석하였고, Cr 이온은 시료를 50ml ALCALINE SOLUTION으로 90℃에서 1시간 동안 추출한 후 UV/VIS 스펙트로미터로 분석하였으며, 용도는 품질관리를 목적으로 하였다. 시험의뢰처는 사단법인 한국원적외선협회 부설 한국원적외선응용평가연구원이며, 시료명은 본 발명의 발명자가 임의로 작성한 것으로 미네스톤으로 제시하였다.

표 2

[시험예 3]

상기 실험예에 따라 제조된 정화토의 원적외선 방사 시험을 한 결과를 아래의 표 3에 나타내었다. 시험방법은 KFIA-FI-1005에 의하였고, 37℃에서 FT-IR Spectrometer를 이용한 BLACK BODY를 측정한 결과이며, 용도는 품질관리를 목적으로 하였다. 도 3 및 도 4에 방사율과 방사에너지 곡선을 간략히 도시하였다. 시험의뢰처는 사단법인 한국원적외선협회 부설 한국원적외선응용평가연구원이며, 시료명은 본 발명의 발명자가 임의로 작성한 것으로 미네스톤으로 제시하였다.

표 3

[시험예 4]

상기 실험예에 따라 제조된 정화토의 음이온 방출시험을 한 결과를 아래의 표 4에 나타내었다. 시험방법은 KFIA-FI-1042에 의하였고, 전하입자 측정장치를 이용하여 실내온도 27℃, 습도 34%, 대기중 음이온수 106/cc조건에서 시험하였으며, 측정대상물에서 방출되는음이온을 측정하여 단위체적당 이온수로 표시한 결과이다. 용도는 품질관리를 목적으로 하였다. 시험의뢰처는 사단법인 한국원적외선협회 부설 한국원적외선응용평가연구원이며, 시료명은 본 발명의 발명자가 임의로 작성한 것으로 미네스톤으로 제시하였다.

표 4

[시험예 5]

상기 실험예에 따라 제조된 정화토의 항균시험을 한 결과를 아래의 표 5에 나타내었고, 도 5와 도 6에 사진을 첨부하였다. 시험방법은 KFIA-FI-1002에 의하였고, 사용균주는 Escherichia coli ATCC 25922, Pseudomonas aeruginosa ATCC 25442 이며, Blank는 시료를 넣지 않은 상태에서 측정한 것이고, 배지상의 균수는 희석배수를 곱하여 산출한 것이다. 용도는 품질관리를 목적으로 하였다. 시험의뢰처는 사단법인 한국원적외선협회 부설 한국원적외선응용평가연구원이며, 시료명은 본 발명의 발명자가 임의로 작성한 것으로 미네스톤으로 제시하였다.

표 5

[시험예 6]

상기 실험예에 따라 제조된 정화토의 탈취시험을 한 결과를 아래의 표 6에 나타내었다. 시험방법은 KFIA-FI-1004에 의하였고, 시험가스는 암모니아 가스이며, 가스농도 측정은 가스검지관으로 하였고, 도 7에 시간에 따른 가스농도곡선을 나타내었다. 용도는 품질관리를 목적으로 하였다. 시험의뢰처는 사단법인 한국원적외선협회 부설 한국원적외선응용평가연구원이며, 시료명은 본 발명의 발명자가 임의로 작성한 것으로 미네스톤으로 제시하였다.

표 6

[시험예 7]

상기 실험예에 따라 제조된 정화토의 항곰팡이시험을 한 결과를 아래의 표 7에 나타내었다. 시험방법은 ASTM G-21에 의하였고, 곰팡이 균주는 혼합균주로, Aspergillus niger ATCC 9642, Penicillium pinophilum ATCC 11797, Chaetomium globosum ATCC 6205, 결과의 판독에 있어서 0은 시료에서 균의 성장을 인지할 수 없음을 뜻하며, 도 8에 항곰팡이 시험의 4주후 결과를 도시한 사진을 나타내었다. 용도는 품질관리를 목적으로 하였다. 시험의뢰처는 사단법인 한국원적외선협회 부설 한국원적외선응용평가연구원이며, 시료명은 본 발명의 발명자가 임의로 작성한 것으로 미네스톤으로 제시하였다.

표 7

상술한 바와 같은 본 발명의 일실시예에 따른 정화토 제조 방법과 정화토 사용 방법은, 원적외선 방사물질을 2∼3mm의 볼로 형성한 조성물로 형성하여 매트에 고루 배치할 수 있으므로, 원적외선 방사의 효과가 매트 전체에 고루 미칠 수 있고, 통기성이 좋아 사용상 편안함을 가져올 수 있으며, 원석의 파손이나 이탈이 방지되어 제품의 불량을 줄일 수 있게 되며, 원적외선 및 음이온 방사물질을 2∼3mm의 볼로 성형한 후 높은 온도에서 소성하여, 그 조성물의 성분에 의해 친환경 건축소재가 될 수 있고, 또한 그 구조에 의해 다양한 건축물에 사용될 수 있는 범용성을 가지며, 시공조건은 일반 건축소재와 다를 바 없이 사용될 수 있어 편리하고, 그에 따라 시공의 용이성이 증가하는 효과가 있다. 또한, 농사용 비료에 있어서, 본 발명은 미네랄을 함유한 점토를 볼로 성형하여 종래의 유기농 비료가 가지는 취급과 보관, 이동에 있어서의 불편함을 제거할 수 있고, 식물의 생장에 필요한 미네랄을 공급할 수 있고, 음이온 방사, 원적외선 방사 성분에 의한 병해를 일정부분 방지할 수 있는 효과가 있으며, 온열 매트의 원적외선 방사물질이나 친환경 건축용 소재 및 농사용 비료 등 다용도로 사용할 수 있는 기능성 정화토를 제공할 수 있는 장점이 있다.

이상 설명한 본 발명은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형이나 응용이 가능하며, 본 발명에 따른 기술적 사상의 범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.

부호 없음

Claims (5)

1. (1) 미네랄점토, 견운모 및 백옥을 배합하여 조성물을 형성하는 단계;
   (2) 상기 단계(1)에서 배합된 조성물을 325mesh로 분쇄하는 단계;
   (3) 상기 단계(2)에서 분쇄된 조성물에 물을 배합하고 반죽하는 단계;
   (4) 상기 단계(3)에서 반죽한 조성물을 2∼3mm의 직경을 가지는 볼(ball)로 성형하는 단계; 및
   (5) 상기 단계(4)에서 성형된 볼(ball)을 1150∼1200℃에서 소성하는 단계;를 포함하고,
   상기 단계(4)에서, 볼로 성형한 후 가연성 분말에 넣어서 교반하므로 볼의 표면에 가연성 분말이 도포되는 도포단계와, 상기 도포단계를 거친 볼을 교반기에 넣어서 점화한 후 교반시키는 건조단계를 거치며,
   상기 단계(3)에서 반죽한 조성물을 다수의 홀이 관통된 다이스를 통과시켜서 국수처럼 뽑아내면서 펠릿 모양으로 절단을 하고 각각의 펠릿을 손으로 비벼서 볼 모양으로 성형하도록 하는 것을 특징으로 하는 정화토 제조 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 단계(1)의 조성물은, 미네랄점토 10중량부를 기준으로, 견운모 80중량부 및 백옥 10중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 정화토 제조 방법.
3. 제2항에 있어서,
   상기 미네랄 점토는, 천연미네랄 성분 60종∼500종을 포함하는 것으로서, 벤토나이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 정화토 제조 방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 가연성 분말은 석탄 분말과 종이 분말을 1:1의 부피비로 혼합한 것을 특징으로 하고,
   상기 종이 분말은 폐지와 폐식용유를 혼합한 후 건조시켜서 분쇄한 것을 특징으로 하는 정화토 제조 방법.
5. 제1항 내지 제4항까지의 항 중 어느 한 항에 따른 정화토 제조 방법으로 제조되는 정화토는, 온열 매트, 방석, 허리 찜질기, 친환경건축소재 또는 농사용 비료로 사용되는 것을 특징으로 하는 정화토 사용 방법.

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