KR102598700B1 - 미네랄 촉매제를 이용한 그릇 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 미네랄 촉매제를 이용한 그릇 제조방법에 관한 것이다.
이러한 본 발명의 실시예에 따르면, 규산염 광물을 아미노산 수용액에 침지시켜 규산염 용액을 제조하는 단계, 상기 규산염 용액을 결빙시키는 단계, 상기 규산염 용액을 해빙시키는 단계, 상기 규산염 용액을 건조시키켜 분말제를 제작하는 단계, 상기 건조된 분말제를 용매에 용해키고, 용해된 분말제를 점토와 혼합하여 혼합물을 제작하는 단계 및 상기 혼합물을 압출 또는 사출시켜 그릇을 제조하는 단계를 포함한다.
이러한 본 발명의 실시예에 따르면, 규산염 광물을 아미노산 수용액에 침지시켜 규산염 용액을 제조하는 단계, 상기 규산염 용액을 결빙시키는 단계, 상기 규산염 용액을 해빙시키는 단계, 상기 규산염 용액을 건조시키켜 분말제를 제작하는 단계, 상기 건조된 분말제를 용매에 용해키고, 용해된 분말제를 점토와 혼합하여 혼합물을 제작하는 단계 및 상기 혼합물을 압출 또는 사출시켜 그릇을 제조하는 단계를 포함한다.
Description
본 발명은 미네랄 촉매제를 이용한 그릇 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 도자기 그릇은 주로 점토재를 이용하여 각종 형태의 그릇을 만든 다음 이에 그릇의 용도에 맞는 아름다운 문양을 새긴 후 유약을 발라 가마에서 소정 온도로 가열 건조하여 하나의 완성된 제품을 생산하였던 것인 바, 이렇게 제조되는 도자기 제품은 고급스럽고 우아한 멋을 지니게 되어 고가임에도 불구하고 일반 금속용기 제품에 비하여 인기가 좋다.
그러나 근자에는 도자기 그릇의 제조 기술 발달로 일반 가정에서도 흔히 사용되고 있는 실정이며, 특히 젊은이들의 혼수품으로도 많은 각광을 받고 있는 실정임에도 불구하고 여전히 그 제조 공정이 까다롭고 제조에 따른 과다한 시간이 요구되어 여전히 제품의 가격이 비싼 편이다.
그리하여, 현재에는 둘 이상으로 조합되는 석고재질의 금형을 조립한 다음, 그 금형 일측에 형성되고 있는 주입구를 통해 충분한 유동성을 가질 수 있도록 묽게 혼합된 점토질의 흙물을 금형의 내부에 충만될 때까지 채워주게 되며, 이와 같이 흙물이 담기어진 금형을 상온에서 일정시간 방치함으로서 금형의 내면과 접촉되고 있는 부위의 흙물을 소정의 도자기 형태로 경화시켜 주고나서, 금형 내에 남아있는 잔여 흙물을 모두 쏟아낸 후 다시내면을 충분히 경화시켜 충분한 강도를 유지한 상태에서 탈형하여 도자기의 성형을 마치게 된다.
그러나 이렇게 제작된 도자기나 그릇의 경우, 제작시 혼합된 점토질의 종류에 따라 유해성을 가지게 되는데 이러한 유해성을 저해시키기 위한 방법이 필요하게 되었다.
본 발명의 배경이 되는 기술은 대한민국 공개특허 제10-2301300호(2021.09.13. 공개)에 개시되어 있다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로, 그릇 제작시 미네랄 촉매제를 함께 포함함으로써, 그릇이 포함하고 있는 독성이나 유해성을 저하시킬 수 있는 미네랄 촉매제를 이용한 그릇 제조방법의 제공을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 규산염 광물을 아미노산 수용액에 침지시켜 규산염 용액을 제조하는 단계, 상기 규산염 용액을 결빙시키는 단계, 상기 규산염 용액을 해빙시키는 단계, 상기 규산염 용액을 건조시키켜 분말제를 제작하는 단계, 상기 건조된 분말제를 용매에 용해시켜 곡물과 혼합하는 단계 및 상기 혼합된 곡물을 압출시켜 사료화 하는 단계를 포함한다.
상기 규산염 광물은 화강암 35 ~ 45 중량%, 규장암 35 ~ 45 중량% 및 가리장석 10 ~ 20 중량%를 포함할 수 있다.
상기 분말제는 7 ~ 20㎛ 파장대의 92 ~ 97% 원적외선 방사율을 가질 수 있다.
상기 분말제는 기능성 첨가재 1중량부를 더 포함하되, 상기 기능성 첨가제는 셀룰로오스를 포함하는 내피재 0.2 중량부 대비 소수성 고분자와 친수성 고분자를 포함하는 외피재 0.1를 포함하고, 상기 내피재와 외피재는 원형으로 형성되며, 상기 내피재의 내부에는 해록석(glauconite) 1중량부대비, 칼슘카보네이트(CaCO3) 0.5중량부, 석회수(Ca(OH)2) 0.4중량부, 질산칼슘(Ca(NO3)2) 0.1중량부, 산화칼슘(CaO) 0.05중량부, 메조 다공성 실리카 복합체 0.1중량부를 포함할 수 있다.
상기 방법 및 특징을 갖는 본 발명에 따르면, 그릇이 포함하고 있는 독성이나 유해성을 저하시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 미네랄 촉매제를 이용한 그릇 제조방법을 설명하기 위한 순서도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 명세서에서 기재한 ~제1~, ~제2~ 등은 서로 다른 구성 요소들임을 구분하기 위해서 지칭할 것일 뿐, 제조된 순서에 구애받지 않는 것이며, 발명의 상세한 설명과 청구범위에서 그 명칭이 일치하지 않을 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 미네랄 촉매제를 이용한 그릇 제조방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 1에서 나타낸 것처럼, 본 발명의 실시예에 따른 그릇 제조방법은, 규산염 용액을 제조하는 단계(S110), 결빙단계(S120), 해빙단계(S130), 분말제 제작단계(S140), 혼합물을 제작하는단계(S150) 및 그릇제조단계(S160)를 포함한다.
먼저, 규산염 용액을 제조하는 단계(S110)는 규산염 광물을 아미노산 수용액에 침지시킨다. 먼저 규산염 광물은 화강암 35 ~ 45 중량%, 규장암 35 ~ 45 중량% 및 가리장석 10 ~ 20 중량%를 포함한다.
먼저, 규산염 광물의 미세분말은 층상구조를 구성하고 있는 Si-O 사면체시트와 결합한 Al-O 팔면체의 층상구조가 1:1층 또는 2:1층의 복합층을 형성하고 이 층상구조 사이에 H2O 1분자와 아미노산 1분자가 평행시트 상으로 배열하여 규산염광물의 적외선 파장대가 물분자 진동 수와 같으므로 공명공진되어 흡수되고 이들간 반데르발스 힘(Van der Waals force)으로 강력히 흡착되어 평행시트 상으로 층간에 투입된다.
상기 이론은 이미 가리장석이 공기 중에서 탄소를 흡착하여 풍화되거나 물 속에서 수분을 흡수하여 용해될 때 H+ 이온의 교환반응으로 알려진 가설에 의해 뒷받침된다.
예컨대, 대기 중에서 빗물에 의하여
2KAlSi3O8 + H2CO3 + H2O → Al2Si2O5(OH)4 + 2OH + K2CO3 + 4SiO2
또는 물 속에서
2KAlSi3O8 + 3H2O → Al2Si2O5(OH)4 + 2OH + 2KOH + 4SiO2
이때, 아미노산 분자도 물 분자에 의해 끌려 층상구조에 투입된다. 층상 사이에 투입된 H2O 분자는 동형치환에의해 H+ 와 (OH)-기가 성인되고 광물성분의 Si4+, A3+, Fe3+, Mg2+, K+등 양이온을 거동케하여 전하를 발생시킨다.
특히 물 분자 또는 유기체아미노산 분자의 O가 규산염 광물의 하면에 있는 저면산소 O와 공유결합하여 O2-음이온에 참여하면 표면전하는 높게 발진된다.
또, K이온이 핵심부에 끌어들여지고 아미노산의 NH4의 반응에 의해 NH4라디칼(radical)이 양이온에 관여하여 이온치환 능력이 향상된다 이러한 반응은 규산염 광물이 미분쇄되면서 더욱 만족할 만한 상태에 이르게 된다.
다음으로, 결빙단계(S120)는 제조된 규산염 용액을 냉각기를 이용하여 냉각시켜 규산염 용액을 얼린다. 즉, 용액의 형태로 형성되어 있는 규산염을 분말제로 제작하기 위해 낮은 온도를 가지는 냉각기를 통해 얼린다.
그러면 해빙단계(S130)는 얼려진 규산염 용액을 후술할 분말제 제작단계(S140)에서 분말제로 용이하게 제작하기 위해 일정 온도를 가지도록 온도 높이는 단계이다. 즉, 결빙된 규산염 용액을 전부 해빙하는 것이 아닌 일정 온도로만 해빙하려 분말제를 제작하기 용이하게 제공한다.
다음으로, 분말제 제작단계(S140)는 해빙된 규산염 용액을 분말 형태로 제작한다. 이때 조성된 Si-O 및 Al-O 층상사이에 투입된 H2O 분자와 아미노산 유기분자는 강력한 공유결합으로 자연상태에서는 층상구조에서 결코 탈퇴되지 않는다. 본 발명의 규산염 광물 분말이 물 분자에 의한 유기분자의 유지조성 외에도 적외선의 흡수 방사가 극대화 될 수 있는 분광이 성립되어야만 한다. 그 결과 물 분자의 H+ 이온의 진동과 공진공명되어 물이 활성화되고 활성화된 물이 식물체와 인체 등 생태계에 활성을 부여하게 되기 때문이다. 물 분자는 공지된 바와 같이 H+ 이온의 신축진동과 변각진동의 파장이 상온에서 700~1200㎐/㎝-1 이므로 본 발명 아미노산 유기분자 복합체인 규산염광물의 분말이 Si-O 사이에 흡수방사를 이루는데 저면산소 O가 결합된 규산염광물 분자의 진동에 중요한 인자가 된다.
그리고 규산염 광물을 아미노산 수용액에 5 내지 15일간 침지한 후 영하 20℃이하로 결빙하고, 해빙한 상태에서 60℃ 이하의 온도에서 표면 건조후 봉밀 분쇄기로 60 내지 2500nm 크기로 미분쇄하여 분말 형태로 제작하고, 이때 분말은 7 ~ 20㎛ 파장대의 92 ~ 97% 원적외선 방사율을 가질 수 있다. 이러한 원적외선의 7 ~ 20㎛ 파장대은 물 분자의 진동수인 700~1200㎐/㎝-1와 유사하여, 점토 광물 중에서 이온 교환능력이 높은 벤토나니트보다 약 100배 이상의 원적외선 방사능력을 가질 수 있다.
다음으로, 혼합물을 제작하는단계(S150)는 건조된 분말제를 용매에 용해키고, 용해된 분말제를 점토에 혼합하여 혼합물을 제작한다.
여기서, 점토는 백토와 정제된 산청토를 혼합한 물질을 의미한다. 여기서, 정제된 산청토는 철분 함량이 많은 소지 중 하나로 백자토나 청자토에 비해 흙 입자가 조금 거칠은 편이며 산화소성에서는 많은 효과를 보지 못하지만 환원 소성시 동영토보다 다소 핑크색 반점이 생기기도 한다. 다른 소지와 섞어 사용하면 좋은 발색을 얻을 수 있기 때문에 주로 다른 소지와 섞어서 사용한다. 다완이나 다기류 제작용으로 많이 쓰고 있으며 흙 자체의 질감을 이용한 화분이나 화병 제작 용으로 사용하기도 한다. 이러한 산청토는 건조후 분말화한 상태에서 자석을 이용하여 포함되어 있는 자성 물질을 제거한다. 이때, 자성 물질 제거 방법은 이에 제한되지 않으나 넓은 판에 산청토 분말을 고루 퍼트리고 판의 상단 5~15cm 상단에서 막대 형태의 자석을 이동시켜 자성 물질을 흡착하는 것일 수 있다. 자성 물질을 제거한 제1산청토 분말 20~30중량부, 정제수 20~30중량부를 혼합한다. 이때, 사용되는 정제수는 활성탄 및 토르말린 분말이 2: 1 중량비로 혼합된 여과체에 2~3회 반복 여과시킨 여과수 60중량%와 증류수에 수소를 주입하여 제조한 수소수 40중량%를 혼합하여 제조된 것일 수 있다.
다음으로, 그릇 제조단계(S160)는 혼합물을 압출 또는 사출시켜 그릇을 제조한다. 이때, 제조된 그릇은 점토에 함께 포함되어 있는 유해성 및 독성을 규산염 광물에서 발생되는 원적외선을 통해 제거할 수 있다.
또한, 분말제는 지방제제와 원활하게 섞일 수 있도록하는 기능성 첨가재 1중량부를 더 포함할수 있다. 이러한 기능성 첨가제는 기능성 첨가제는 셀룰로오스를 포함하는 내피재 0.2 중량부 대비 소수성 고분자를 포함하는 외피재 0.1를 포함하고, 상기 내피재와 외피재는 원형으로 형성되며, 상기 내피재의 내부에는 해록석(glauconite) 1중량부대비, 칼슘카보네이트(CaCO3) 0.5중량부, 석회수(Ca(OH)2) 0.4중량부, 질산칼슘(Ca(NO3)2) 0.1붕량부, 산화칼슘(CaO) 0.05중량부 및 메조 다공성 실리카 복합체 0.1중량부를 포함한다.
여기에서 내측이란 해록석(glauconite) 1중량부대비, 칼슘카보네이트(CaCO3) 0.5중량부, 석회수(Ca(OH)2) 0.4중량부, 질산칼슘(Ca(NO3)2) 0.1붕량부, 산화칼슘(CaO) 0.05중량부, 라베프라졸, 에스오메프라졸, 덱스란소프라졸 각각 0.1중량부 및 유기물 0.2 중량부와 접촉되는 위치를 의미하고, 외측은 내측의 밖을 의미한다.
상기한 내피재는 0.2 중량부가 포함되는 것이 바람직한데, 내피재가 0.2 중량부를 초과 하는 경우, 무게를 지나치게 증대시켜 분산성을 저하시키며, 0.2 중량부 미만인 경우 싸이토키닌과 접촉하여 반응이 일어나는 우려가 있다.
그리고 외피재는 내피재의 외측에 형성되며 소수성 고분자를 포함할 수 있다. 먼저, 소수성 고분자는 친수성 고분자와 함께 물에 용해되지 않는 것으로, 소수성 고분자는 메타크릴산 공중합체, 에틸셀룰로오스, 히드록시프로필메틸셀룰로오스 프탈레이트, 히드록시프로필메틸셀룰로오스 아세테이트 석시네이트, 셀룰로오스 아세테이트 프탈레이트 및 이들의 혼합물로 구성된 군으로부터 1종 이상 선택되는 것일 수 있으며, 바람직하게는 메타크릴산 공중합체 또는 에틸셀룰로오스를 사용할 수 있다.
이러한 내피재와 외피제는 마이크로 단위의 원형으로 형성되며, 본발명의 지방제제와 반응하여 지방제제와 수용액이 빠르게 섞일수 있도록 해록석 1중량부, 슘카보네이트(CaCO3) 0.5중량부, 석회수(Ca(OH)2) 0.4중량부, 질산칼슘(Ca(NO3)2) 0.1중량부, 산화칼슘(CaO) 0.05중량부 및 메조 다공성 실리카 복합체 1중량부를 포함한다.
먼저, 해록석은 1중량부로 사용되는 것이 바람직한데 1중량부보다 작게 사용되거나 많이 사용되는 경우 이온 교환제의 작용이 일어나지 않거나 과하게 일어나 필요로하는 이온 교환을 제공하지 못하는 단점이 있다.
그리고 칼슘카보네이트(CaCO3) 0.5중량부, 석회수(Ca(OH)2) 0.4중량부, 질산칼슘(Ca(NO3)2) 0.1중량부, 산화칼슘(CaO) 0.05중량부는 각각은 물고기에 필요료하는 영양성분으로 함께 포함되는 것으로써, 상세한 설명은 생략한다.
다음으로, 메조 다공성 실리카 복합체는 전구체로 유기 실란화합물이나 물유리 (소디움 실리케이트 용액) 등의 메타실리케이드 알칼리염과 같은 무기계 실리케이트 화합물을 모두 사용할 수 있다. 용매로는 물이나 알콜 용매 그리고 실리카 전구체를 녹일 수 있는 용매는 모두 사용할 수 있는 특성이 있으며, 이러한 메조 다공성 실리카 복합체를 사용함으로써, 소수성을 제공함으로써, 용매에 지방제제가 빠르게 섞일 수 있다.
이상에서 첨부된 도면을 참조하여 설명한 본 발명은 통상의 기술자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 청구범위를 통해 한정되지 않은 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
Claims (4)
- 규산염 광물을 아미노산 수용액에 침지시켜 규산염 용액을 제조하는 단계;
상기 규산염 용액을 결빙시키는 단계;
상기 규산염 용액을 해빙시키는 단계;
상기 규산염 용액을 건조시키켜 분말제를 제작하는 단계;
상기 건조된 분말제를 용매에 용해키고, 용해된 분말제를 점토와 혼합하여 혼합물을 제작하는 단계; 및
상기 혼합물을 압출 또는 사출시켜 그릇을 제조하는 단계를 포함하고,
상기 분말제는,
기능성 첨가제를 더 포함하되,
상기 기능성 첨가제는 셀룰로오스를 포함하는 내피재 0.2 중량부 대비 소수성 고분자와 친수성 고분자를 포함하는 외피재 0.1중량부를 포함하고, 상기 내피재와 외피재는 원형으로 형성되며,
상기 내피재의 내부에는 해록석(glauconite) 1중량부대비, 칼슘카보네이트(CaCO3) 0.5중량부, 석회수(Ca(OH)2) 0.4중량부, 질산칼슘(Ca(NO3)2) 0.1중량부, 산화칼슘(CaO) 0.05중량부, 메조 다공성 실리카 복합체 0.1중량부를 포함하는 그릇 제조방법.
- 청구항1에 있어서,
상기 규산염 광물은 화강암 35 ~ 45 중량%, 규장암 35 ~ 45 중량% 및 가리장석 10 ~ 20 중량%를 포함하는 그릇 제조방법.
- 청구항 2에 있어서,
상기 분말제는 7 ~ 20㎛ 파장대의 92 ~ 97% 원적외선 방사율을 갖는 그릇 제조방법.
- 삭제
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