KR102446258B1 - 선인장 분말이 함유된 시멘트 제조방법 및 이에 의해 제조된 선인장 시멘트 - Google Patents

선인장 분말이 함유된 시멘트 제조방법 및 이에 의해 제조된 선인장 시멘트 Download PDF

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Abstract

본 발명은 선인장 분말을 함유하여 시멘트의 강도 및 점성과 응결 지연 효과를 상승시킬 수 있는 선인장 분말이 함유된 시멘트에 대한 것이며, 구체적으로 선인장을 세척 및 절단하여 준비하는 준비단계와 준비단계 후, 선인장을 건조하는 건조단계와 건조단계 후, 선인장을 분쇄하는 분쇄단계를 구비한다.

Description

선인장 분말이 함유된 시멘트 제조방법 및 이에 의해 제조된 선인장 시멘트{Preparing Method for Cement of Including Cactus Powder and Cement of Prepare by the same}
본 발명은 선인장 분말을 함유하여 시멘트의 강도 및 점성과 응결 지연 효과를 상승시킬 수 있는 선인장 분말이 함유된 시멘트에 대한 것이다.
특허문헌 001은 (1) 소맥분 72-95%, 전분 4-25중량%, 소금분말 1-3중량%를 혼합한 혼합분말에 전분원료대비 30-40%(v/w)의 손바닥선인장 추출물을 첨가하고 반죽하는 단계; (2) 상기 반죽을 5-10℃에서 6-24시간 숙성하는 단계; (3) 상기 숙성된 반죽을 제면기를 이용하여 면류로 제조하는 단계를 구비하며, 손바닥선인장 추출물은 건조 또는 생과 상태의 손바닥선인장에 10-15%(w/v)의 물을 가하여 60-100℃에서 12-24시간 추출하여 제조하는 기술을 제시하고 있다.
특허문헌 002는 보검, 대경 및 금호로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 선인장을 세척 및 절단하여 준비하는 단계;와 상기 준비된 선인장을 동결건조하여 선인장 분말을 얻거나 또는 상기 준비된 선인장의 추출액을 얻고 이를 분무건조하여 선인장 분말을 얻는 단계;를 구비하고 와사비분, 와사비페이스트 중에서 선택된 어느 하나의 기능성 와사비식품과 상기의 방법으로 제조된 선인장 분말을 구비하는 것을 특징으로 하는 우리밀가루, 부침가루, 튀김가루 중에서 선택된 어느 하나의 기능성 식품분말가루를 제공하며; 이들 기능성 식품들의 제조방법을 포함하는 기술을 제시하고 있다.
특허문헌 003은 (1)액상의 고분자 흡수액을 선인장과 혼합한 후 교반하여 선인장내의 수분을 액상의 고분자 흡수액에 흡수시키는 단계; (2)상기 (1)단계에서 얻은 선인장과 액상의 고분자 흡수액을 원심분리하여 액상의 고분자 흡수액인 상등액과 고형물인 선인장을 분리하는 단계; 및 (3)상기 (2)단계에서 얻은 고형물인 선인장을 건조 후 분쇄하는 단계를 구비하고, 액상의 고분자 흡수액은 (가)고분자 흡수제 분말과 선인장을 혼합한 후 고분자 흡수제 분말과 선인장이 고루 혼합되도록 교반하여 선인장내의 수분을 고분자 흡수제 분말에 흡수시켜 액상의 고분자 흡수액과 선인장을 얻는 단계; (나)상기 (가)단계에서 얻은 액상의 고분자 흡수액과 선인장을 원심분리하여 액상의 고분자 흡수액과 수분이 감소된 선인장을 얻는 단계; 및 (다)상기 (나)단계에서 얻은 액상의 고분자 흡수액을 여과, 살균 및 농축하는 단계를 포함하는 기술을 제시하고 있다.
특허문헌 004는 타인(betaine)의 복합 화합물;을 유효성분으로 구비하고. 상기 복합 화합물은 판테놀, 히알루론산 및 베타인을 0.4 내지 0.6 : 0.9 내지 1.1 : 1.4 내지 1.6의 중량비로 구비하고, 상기 조성물은 보검 선인장 추출물과 복합 화합물을 1.4 내지 1.6 : 2.7 내지 3.3의 중량비로 형성되며, 상기 유효성분은 조성물의 총 중량에 대해서 0.0001 내지 20 중량%이며, 상기 조성물은 용액, 현탁액, 유탁액, 페이스트, 겔, 크림, 로션, 파우더, 비누, 계면활성제-함유 클렌징, 오일, 분말 파운데이션, 유탁액 파운데이션, 왁스 파운데이션 및 스프레이로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 제형인 기술을 제시하고 있다.
KR 10-2009-0042349 A (2009년04월30일) KR 10-2010-0071781 A (2010년06월29일) KR 10-2011-0059310 A (2011년06월02일) KR 10-2019-0068363 A (2019년06월18일)
본 발명은 선인장 분말을 함유하여 시멘트의 강도 및 점성과 응결 지연 효과를 상승시킬 수 있는 선인장 분말이 함유된 시멘트에 대한 것이다.
종래발명들의 문제점을 해결하기 위한 것이며, 본 발명은 선인장을 세척 및 절단하여 준비하는 준비단계(S1100);, 상기 준비단계(S1100) 후, 선인장을 건조하는 건조단계(S1200); 상기 건조단계(S1200) 후, 선인장을 분쇄하는 분쇄단계(S1300);을 포함하는 구성으로 이루어진다.
본 발명은 선인장 분말이 함유된 시멘트에 대한 발명이며, 앞에서 제시한 준비단계(S1100);, 건조단계(S1200); 분쇄단계(S1300);로 이루어지는 발명에 상기 분쇄단계(S1300) 후, 분쇄된 선인장을 용매에 침지하여 추출액을 추출하는 추출단계(S1400);를 부가한다.
본 발명은 선인장 분말이 함유된 시멘트에 대한 발명이며, 앞에서 제시한 준비단계(S1100);, 건조단계(S1200); 분쇄단계(S1300);로 이루어지는 발명에 상기 추출단계(S1400) 후, 추출액을 분무건조하여 선인장 분말이 생성되는 생성단계(S1500);를 부가한다.
본 발명은 선인장 분말이 함유된 시멘트에 대한 발명이며, 앞에서 제시한 준비단계(S1100);, 건조단계(S1200); 분쇄단계(S1300);로 이루어지는 발명에 상기 분무건조단계(S1200) 후, 시멘트에 상기 선인장 분말을 혼합하는 혼합단계(S1600);를 부가한다.
본 발명은 선인장 분말이 함유된 시멘트에 대한 발명이며, 앞에서 제시한 준비단계(S1100);, 건조단계(S1200); 분쇄단계(S1300);로 이루어지는 발명에 선인장 시멘트에 있어서, 시멘트에 청구항 1 내지 3의 제조방법으로 제조된 선인장 분말을 혼합하는 것;을 부가한다.
본 발명은 시멘트에 선인장 분말을 혼합하여 강도 및 점성을 증진시킬 수 있는 것이다.
본 발명은 손바닥 선인장을 세척 및 절개하여 건조한 후 분쇄하거나 분무건조하는 것으로 다양한 입도의 선인장 분말을 사용할 수 있다.
본 발명은 분쇄한 선인장 분말을 용매에 침지하여 추출액을 생성하는 것으로 시멘트에 추출액을 사용할 수 있다.
본 발명은 추출액을 분사함과 동시에 용매를 증발시키는 것으로 작은 입도의 선인장 분말을 생성할 수 있다.
본 발명은 선인장 분말을 소량 사용하여 시멘트의 강도를 증진시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 선인장 분말이 함유된 시멘트 제조방법의 순서도.
도 2는 본 발명의 생성단계의 순서도.
도 3은 본 발명의 선인장 분말이 함유된 시멘트의 응결시험 결과값을 나타낸 그래프.
도 4는 본 발명의 선인장 분말이 함유된 시멘트의 압축강도 결과값을 나타낸 그래프.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.
아래의 실시예에서 인용하는 번호는 인용대상에만 한정되지 않으며, 모든 실시예에 적용될 수 있다. 실시예에서 제시한 구성과 동일한 목적 및 효과를 발휘하는 대상은 균등한 치환대상에 해당된다. 실시예에서 제시한 상위개념은 기재하지 않은 하위개념 대상을 포함한다.
(실시예 1-1) 본 발명은 선인장 분말이 함유된 시멘트 제조방법에 있어서, 선인장을 세척 및 절단하여 준비하는 준비단계(S1100); 상기 준비단계(S1100) 후, 선인장을 건조하는 건조단계(S1200); 상기 건조단계(S1200) 후, 선인장을 분쇄하는 분쇄단계(S1300);을 포함한다.
(실시예 1-2) 본 발명은 선인장 분말이 함유된 시멘트는 실시예 1-1에 있어서, 선인장은 보검(Opuntia ficus-indica P.Miller), 대경(Opuntia spec) 및 금호(Echinocactus grusonii) 중 선택된 어느 하나의 선인장으로 형성되는 것;을 포함한다.
(실시예 1-3) 본 발명은 선인장 분말이 함유된 시멘트는 실시예 1-1에 있어서, 선인장 분말은 줄기가 손바닥 모양으로 형성되는 손바닥 선인장으로 형성되는 것;을 포함한다.
(실시예 1-4) 본 발명은 선인장 분말이 함유된 시멘트는 실시예 1-1에 있어서, 상기 건조단계(S1200)는 동결건조 또는 열풍건조로 형성되는 것;을 포함한다.
(실시예 1-5) 본 발명은 선인장 분말이 함유된 시멘트는 실시예 1-4에 있어서, 상기 건조단계(S1200) 중, 동결건조는 선인장을 100 내지 140시간 동안 -50 내지 -70℃로 건조하는 것;을 포함한다.
(실시예 1-6) 본 발명은 선인장 분말이 함유된 시멘트는 실시예 1-4에 있어서, 상기 건조단계(S1200) 중, 열풍건조는 선인장을 35 내지 50℃에서 4 내지 8시간 동안 건조시키는 제 1단계(S1210); 상기 제 1단계(S1210) 후, 선인장을 50 내지 80℃에서 2 내지 8시간 동안 건조하는 제 2단계(S1220);를 포함한다.
(실시예 1-7) 본 발명은 선인장 분말이 함유된 시멘트는 실시예 1-1에 있어서, 상기 분쇄단계(S1300) 중, 건조된 선인장을 입도 30~40 mesh 로 분쇄하는 것;을 포함한다.
본 발명은 선인장 분말이 함유된 시멘트 제조방법에 대한 것이며, 구체적으로 선인장을 분말로 제조하여 시멘트에 혼합시키는 것이다. 이러한 선인장 분말이 함유된 시멘트는 일반적으로 사용되는 시멘트보다 강도가 증진된다. 시멘트에 혼합되는 선인장 분말은 보검(Opuntia ficus-indica P.Miller), 대경(Opuntia spec) 및 금호(Echinocactus grusonii) 등으로 형성되는 선인장(Opuntia ficus-indica var. saboten)을 분쇄하여 형성되는 것으로 줄기가 손바닥 및 부채 모양으로 형성되어 손바닥 선인장으로 불리는 다양한 선인장이다. 구체적으로 본 발명의 선인장은 백년초, 천년초 등 국내에서 재배되는 선인장과에 속하는 것으로 시멘트의 초기 응결지연작용에 의해 생긴 잠복기간의 증대에 따라 서서히 수화반응이 진행될 수 있다. 이와 같은 선인장은 손바닥 모양의 줄기 부분을 세척하여 절단하는 것으로 선인장의 가시는 제거하고 줄기만을 사용한다. 그리고 선인장은 건조단계(S1200)에서 선인장의 내부까지 균일하게 건조시키기 위하여 소정의 크기로 절단한다. 이와 같이 준비단계(S1100)에서 세척 및 절단한 선인장은 건조단계(S1200)에서 동결건조 또는 열풍건조로 건조할 수 있다. 이때, 동결건조는 선인장을 100 ~ 140시간 동안 -50 ~ -70℃에서 건조하며, 동결건조는 냉동장치에 의하여 선인장을 건조하는 것이다. 그리고 열풍건조는 챔버에 세척 및 절단된 선인장이 수용되며, 챔버 내부로 열풍장치에 의하여 열풍건조되는 것이다. 이러한 열풍장치는 35 내지 50℃에서 4 내지 8시간 동안 건조시키는 제 1단계(S1210)와 선인장을 50 내지 80℃에서 2 내지 8시간 동안 건조하는 제 2단계(S1220)로 구분된다. 이는 선인장을 보다 효과적으로 건조시키기 위하여 선인장의 건조 상태를 확인 후 온도 및 시간을 조절하기 위한 것이다. 분쇄단계(S1300)는 동결 및 열풍건조된 선인장을 분쇄장치에 의하여 분쇄하는 것으로 복수의 단계로 선인장을 분쇄하는 것이다. 분쇄단계(S1300)에서 분쇄된 선인장은 입도 30~40 mesh 로 형성되어 시멘트와 혼합하거나 선인장을 더욱 고운 입자로 분쇄하기 위하여 추출액으로 추출할 수 있다.
따라서, 본 발명의 선인장을 시멘트와 혼합하기 위하여 선인장을 동결 또는 열풍건조 한 후 분쇄하는 특징을 가진다.
(실시예 2-1) 본 발명은 선인장 분말이 함유된 시멘트는 실시예 1-1에 있어서, 상기 분쇄단계(S1300) 후, 분쇄된 선인장을 용매에 침지하여 추출액을 추출하는 추출단계(S1400);를 포함한다.
(실시예 2-2) 본 발명의 선인장 분말이 함유된 시멘트는 실시예 2-1에 있어서, 상기 용매는 정제수와 알코올을 95:5의 비율로 혼합하여 형성되는 것;을 포함한다.
(실시예 2-3) 본 발명의 선인장 분말이 함유된 시멘트는 실시예 2-2에 있어서, 상기 용매는 선인장 부피의 10배로 형성되는 것;을 포함한다.
(실시예 2-4) 본 발명의 선인장 분말이 함유된 시멘트는 실시예 2-3에 있어서, 상기 추출단계(S1400) 중, 분쇄된 선인장은 용매에 8시간 동안 침지하여 추출액을 추출하는 것;을 포함한다.
(실시예 2-5) 본 발명의 선인장 분말이 함유된 시멘트는 실시예 2-4에 있어서, 상기 용매는 90℃로 형성되는 것;을 포함한다.
본 발명은 추출단계(S1400)에 대한 것이며, 구체적으로 추출단계(S1400)는 분쇄단계(S1300)에서 분쇄된 선인장을 용매에 침지하여 추출액을 추출하는 것이다. 이러한 추출단계(S1400)는 정제수 및/또는 알코올로 형성되는 용매에 침지하는 것으로 선인장을 미세 분말로 분쇄할 수 있다. 이때, 용매는 정제수 및 알코올을 95:5의 비율로 혼합하여 사용할 수 있으며, 용매는 선인장 부피의 10배로 가하고 8시간동안 90 ℃에서 추출할 수 있다. 그로 인해 선인장 추출액이 형성되는 것이다.
따라서, 분쇄된 선인장은 용매의 10%의 부피로 용매에 침지하는 것으로 선인장 추출액을 추출하는 특징을 가진다.
(실시예 3-1) 본 발명은 선인장 분말이 함유된 시멘트는 실시예 2-1에 있어서, 상기 추출단계(S1400) 후, 추출액을 분무건조하여 선인장 분말이 생성되는 생성단계(S1500);를 포함한다.
(실시예 3-2) 본 발명은 선인장 분말이 함유된 시멘트는 실시예 3-1에 있어서, 상기 생성단계(S1500) 중, 상기 추출액을 분사하는 분사단계(S1510); 상기 분사단계(S1510) 중, 상기 추출액을 열풍 건조하는 열풍건조단계(S1520);를 포함한다.
(실시예 3-3) 본 발명은 선인장 분말이 함유된 시멘트는 실시예 3-2에 있어서, 상기 분사단계(S1510) 중, 상기 추출액이 저장되는 저장탱크; 상기 추출액이 분사되는 분사노즐; 상기 저장탱크에 압력을 가하여 상기 추출액을 분사시키는 분사펌프;를 포함한다.
(실시예 3-4) 본 발명은 선인장 분말이 함유된 시멘트는 실시예 3-1에 있어서, 상기 열풍건조단계(S1520) 중, 용매가 증발된 선인장 분말이 포집되는 포집단계(S1530);를 포함한다.
본 발명은 생성단계(S1500)에 대한 것이며, 구체적으로 생성단계(S1500)는 분무건조기를 이용하여 선인장 추출액을 분무건조하여 선인장 분말이 생성되는 것이다. 이러한 생성단계(S1500)는 추출액을 분무건조하여 선인장 분말이 생성된다. 생성단계(S1500)는 추출액을 분무건조기에서 분사하는 분사단계(S1510)와 분사단계(S1510)에서 분사된느 선인장 추출액을 열풍 건조하는 열풍건조단계(S1520)가 형성된다. 열풍건조단계(S1520)는 건조단계(S1200)와 달리 분무건조기 내부의 온도를 상승시켜 유지하며, 하부로 고온의 열풍을 공급하는 것이다. 이는 분무된 추출액 중 용매가 포집되기 전에 증발되도록 하기 위함이다. 그리고 분무건조기는 추출액이 저장되는 저장탱크가 형성되며, 저장탱크에 저장된 추출액은 분사노즐에 의하여 분사된다. 분사노즐은 확산되어 분사됨에 따라 공기 중에 용매가 보다 효과적으로 증발되는 것이다. 이때, 분사노즐은 분사펌프에 의하여 일정한 간격 및 압력으로 추출액을 분사하는 것이다. 이와 같이 열풍건조단계(S1520)에서 용매가 증발된 선인장 분말은 하부의 포집장치에 포집되는 것으로 포집장치는 진동에 의하여 선인장 분말이 뭉치지 않고 포집되도록 가이드한다.
따라서, 생성단계(S1500)는 선인장 분말이 생성되도록 추출액을 분무건조하는 특징을 가진다.
(실시예 4-1) 본 발명은 선인장 분말이 함유된 시멘트는 실시예 1-1에 있어서, 상기 생성단계(S1500) 후, 시멘트에 상기 선인장 분말을 혼합하는 혼합단계(S1600);를 포함한다.
(실시예 4-2) 본 발명은 선인장 분말이 함유된 시멘트는 실시예 4-1에 있어서, 상기 혼합단계(S1600) 중, 선인장 분말은 시멘트 조성물 100 중량%를 기준으로 0.1 내지 1.0 중량 %로 형성되는 것;을 포함한다.
(실시예 4-3) 본 발명은 선인장 분말이 함유된 시멘트는 실시예 4-2에 있어서, 상기 혼합단계(S1600) 중, 선인장 분말과 함께 설탕이 혼합되는 것;을 포함한다.
본 발명은 혼합단계(S1600)에 대한 것이며, 구체적으로 혼합단계(S1600)는 선인장 분말을 포집하여 시멘트에 혼합하는 것이다. 이러한 혼합단계(S1600)에서 시멘트에 혼합되는 선인장 분말의 함유량은 시멘트 조성물 100 중량%를 기준으로 0.1 내지 1.0 중량 %로 형성되는 것이다. 이때, 선인장 분말이 0.1 ~ 0.3 % 혼합시 응결이 지연되며, 강도가 증진된다. 그리고 선인장 분말이 시멘트에 혼합됨에 따라 시멘트에 물을 공급하여 믹싱할 때 점성이 상승하는 효과가 나타난다. 또한, 혼합단계(S1600) 중, 선인장 분말과 함께 설탕이 혼합되어 강도 및 균일성을 향상시킨다.
(실시예 5-1) 본 발명은 선인장 분말이 함유된 시멘트는 실시예 4-1에 있어서, 선인장 시멘트에 있어서, 시멘트에 청구항 1 내지 3의 제조방법으로 제조된 선인장 분말을 혼합하는 것;을 포함한다.
본 발명은 선인장 분말이 함유된 시멘트에 대한 것이며, 구체적으로 선인장 분말이 함유된 시멘트는 선인장 분말이 함유됨에 따라 강도가 증진되며, 증점 효과가 발생한다. 이러한 선인장 분말이 함유된 시멘트는 선인장 분말이 0.1 ~ 1.0 % 함유됨에 따라 강도가 증진되는 것이다. 이는 굳지 않은 콘크리트 상태에서의 공기량 저하 및 수확 초기 응결지연작용에 의해 생긴 잠복기간의 증대에 따라 서서히 수확반응이 진행되고, 이로 인해 밀실한 수화생성물이 생성되어 내부조직이 보다 치밀해져 강도가 증진되는 것이다.
이와 같이 선인장 분말이 함유된 시멘트의 강도 및 응결 지연을 확인하기 위하여 시험을 진행한다. 이때, 모르타르 배합표는 [표 1]과 같이 진행된다.
Figure 112020081281163-pat00001
이때, 혼화제(AD)는 설탕과 선인장 줄기 분말이 혼합된 것이며, 혼화제 사용량은 시멘트 질량대비 0.1 ~ 1.0 % 첨가된다.
그리고 응결시험은 선인장 분말의 함유량에 따라 초결과 종결 시간을 시험하였다. 이때, 결과값은 [표 2]와 도 3에 도시된 바와 같이 진행되었다.
Figure 112020081281163-pat00002
또한, 압축강도는 시멘트의 재령 28일을 기준으로 선인장 분말의 함유량에 따라 1일, 3일, 7일, 14일, 21일, 28일의 압축강도를 시험하였다.
이때, 결과값은 [표 3]과 도 4에 도시된 바와 같이 진행되었다.
Figure 112020081281163-pat00003
이와 같이 선인장 분말이 시멘트에 혼합됨에 따라 강도가 증진되고 응결지연 효과가 상승함을 알 수 있다.
S1100: 준비단계 S1200: 건조단계
S1210: 제 1단계 S1220: 제 2단계
S1300: 분쇄단계 S1400: 추출단계
S1500: 생성단계 S1510: 분사단계
S1520: 열풍건조단계 S1530: 포집단계
S1600: 혼합단계

Claims (5)

  1. 줄기가 손바닥 모양으로 형성되는 손바닥 선인장으로 형성되는 선인장을 세척 및 절단하여 준비하는 준비단계(S1100);
    상기 준비단계(S1100) 후, 선인장을 건조하는 건조단계(S1200);
    상기 건조단계(S1200) 후, 건조된 선인장을 입도 30~40 mesh로 분쇄하는 분쇄단계(S1300);
    상기 분쇄단계(S1300) 후, 분쇄된 선인장을 90℃로 형성되는 용매에 8시간 동안 침지하여 추출액을 추출하는 추출단계(S1400);
    상기 추출단계(S1400) 후, 추출액을 분무 건조하여 선인장 분말이 생성되는 생성단계(S1500);
    상기 생성단계(S1500) 후, 시멘트에 상기 선인장 분말을 혼합하는 혼합단계(S1600);를 포함하고,
    상기 건조단계(S1200)에서는 열풍건조로 실시하되,
    상기 열풍건조는 선인장을 35 내지 50℃에서 4 내지 8시간 동안 건조시키는 제 1단계(S1210); 및
    상기 제 1단계(S1210) 후, 선인장을 50 내지 80℃에서 2 내지 8시간 동안 건조하는 제 2단계(S1220);로 실시하며,
    상기 혼합단계(S1600) 중, 상기 선인장 분말은 시멘트 조성물 100 중량%를 기준으로 0.1 내지 1.0 중량%로 형성되는 선인장 분말이 함유된 시멘트 제조방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 선인장 시멘트에 있어서, 시멘트에 청구항 1의 제조방법으로 제조된 선인장 분말을 혼합하는 것;을 포함하는 선인장 분말이 함유된 시멘트.
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R. AMARAN 외 1인., International Journal of Chemical Sciences 14(S1) pp. 203-210(2016. 1. 31.) 1부*

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