KR20130020245A - 농산물 및 비료용으로 사용되는 천연비석을 이용한 정화물의 제조방법 및 사용방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 농산물 및 비료용으로 사용되는 천연비석을 이용한 정화물의 제조방법 및 사용방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 천연비석을 분말 형태로 만들되 열을 가해 분말 각 입자마다 세공이 형성되도록 하는 단계와, 상기 세공이 형성된 분말입자를 반죽형태로 만들면서 2차로 열처리하여 세공의 크기가 분말입자때보다 더 커지도록 하고, 이러한 정화물에 또 다시 열처리를 하여 정화능력이 향상될 수 있도록 제조함으로써, 농산물 및 비료용으로 사용되어 과일/채소 등의 농산물에의 신선도를 유지할 수 있을 뿐만 아니라, 병충해를 방지할 수 있도록 한 농산물 및 비료용으로 사용되는 천연비석을 이용한 정화물의 제조방법 및 사용방법에 관한 것이다.

Description

농산물 및 비료용으로 사용되는 천연비석을 이용한 정화물의 제조방법 및 사용방법{Purifying Method and Usage using Natural Zeolite for Agricultural Products and Fertilizer}

본 발명은 농산물 및 비료용으로 널리 사용될 수 있는 천연비석을 이용한 정화물 제조방법에 관한 것이다.

천연비석(沸石)은 나트륨, 칼슘, 알루미늄 등의 함수 규산염광물의 일종으로서 흡착, 건조에 강한 특성을 지니고 있기에, 천연비석 자체를 사용하여 흡착제 또는 건조제 등으로 사용하였다.

하지만, 근래에 들면서는 천연비석(沸石)을 이용하지 않고 합성제올라이트나 규조토 등을 이용하여 흡착제나 흡습제 등을 제조하여 사용하고 있으나, 상기와 같이 합성제올라이트나 규조토 등을 이용한 흡착제 및 흡습제 등은 일정조건하에서의 악취제거나 수분흡수를 위한 용도로 사용되고 있어 그 사용의 범위가 극히 제한적이기 때문에 전체적인 정화물로는 볼 수 없는 것이다.

즉, 소형의 포장용기(예를 들어 맛김과 같은) 내에 소량투입하여 포장용기 내의 수분만을 흡수하도록 하는 것과 같이 그 사용의 폭이 좁다는 문제점이 있었다.

이에, 주변의 악취발생공간을 비롯한 농산물 및 농작물 재배공간에서 발생되는 악취 및 유해가스 정화에 사용될 수 있고, 저장을 위해 과일 및 채소 등에서 자체발생되는 에틸렌 가스를 정화하여 신선도를 유지할 수 있도록 함으로써, 농산물 및 비료용으로 광범위하게 두루 사용이 가능한 정화물의 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 목적은 비료로 사용되어 토질을 비옥하게 만들거나 또는 농산물 자체에서 발생되어 농산물이 저장되도록 하는 에틸렌 가스등을 흡착제거하여 채소 및 과실의 신선도를 오랫동안 유지할 수 있도록 할 수 있는 등 광범위한 정화능력을 가지는 정화물을 제조하되, 이를 천연비석을 이용해 제조해 내는 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시 예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 수단으로서, 농산물 및 비료용으로 사용되는 천연비석을 이용한 정화물의 제조방법에 있어서, 감청색을 띠고 SiO₂, Fe₂O₂, FeO, Al₂O₂, TiO₂, CaO, MgO, K₂, Na₂O, P₂O₅의 성분을 가지는 천연비석(沸石)을 80 내지 100℃의 열을 가하면서 200 내지 300分이 되도록 분쇄하여 각 입자마다 세공이 형성되도록 하는 정화물 분말 제조단계(S100단계); 상기 정화물 분말을 물과 섞어 50 내지 90℃에서 열처리하며 반죽상태로 만든 후, 자연채광으로 건조시켜 촉매제가 되도록 하면서, 자외선에 의해 상기 각 입자의 세공크기가 분쇄시의 세공크기보다 커지도록 하는 세공크기 조절단계(S200단계); 세공크기가 조절된 정화물에 90℃의 열을 가하는 정화물 완성단계(S300단계); 로 이루어져 제조되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 농산물 또는 농작물의 잎이나 과실에 살포 또는 도포되거나, 또는 농산물의 비료로 사용되는 것을 특징으로 한다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 비료로 사용되어 흙과 결합됨으로써, 토질을 비옥하게 만드는 효과가 있는 것으로, 이것이 비료로 사용되더라도 식물이 흡수하는 것이 아니고 흙과 만나면서 토지를 비옥하게 하여 객토방법처럼 토질을 높이는 효과가 탁월함을 말한다.

또한, 본 발명은 농산물 및 농작물에 도포 또는 살포되어 사용되었을때, 탄소동화작용을 극대화함으로써 면역력 및 성장속도를 증대시키는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 농작물 또는 농산물을 포장하는 포장부재에 혼합되어 제조됨으로써, 포장부재로 인해 채소 및 과실의 신선도를 오랫동안 유지시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 농산물 및 비료용으로 사용되는 천연비석을 이용한 정화물의 제조방법을 나타낸 일실시예의 순서도.

본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열들의 상세로 그 응용이 제한되는 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다. 본 발명은 다른 실시예들로 구현되고 실시될 수 있고 다양한 방법으로 수행될 수 있다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래의 특징을 갖는다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이를 위한 본 발명의 일실시예를 살펴보면,

농산물 및 비료용으로 사용되는 천연비석을 이용한 정화물의 제조방법에 있어서, 감청색을 띠고 SiO₂, Fe₂O₂, FeO, Al₂O₂, TiO₂, CaO, MgO, K₂, Na₂O, P₂O₅의 성분을 가지는 천연비석(沸石)을 80 내지 100℃의 열을 가하면서 200 내지 300分이 되도록 분쇄하여 각 입자마다 세공이 형성되도록 하는 정화물 분말 제조단계(S100단계); 상기 정화물 분말을 물과 섞어 50 내지 90℃에서 열처리하며 반죽상태로 만든 후, 자연채광으로 건조시켜 촉매제가 되도록 하면서, 자외선에 의해 상기 각 입자의 세공크기가 분쇄시의 세공크기보다 커지도록 하는 세공크기 조절단계(S200단계); 세공크기가 조절된 정화물에 90℃의 열을 가하는 정화물 완성단계(S300단계); 로 이루어져 제조되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서 제조된 정화물은 농산물 또는 농작물의 잎이나 과실에 살포 또는 도포되어, 농작물의 탄소동화작용을 증대시키고, 농작물에서 발생되는 유해균을 흡착제거하여 병충해가 방지되며, 농작물에서 발생되는 에틸렌 가스가 흡착제거되어 농작물의 신선도가 유지되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서 제조된 정화물은 농산물의 비료로 사용되어 토지를 비옥하게 만드는 것을 특징으로 하는 천연비석을 이용한 정화물의 사용방법.

또한, 본 발명에서 제조된 정화물은 농작물 또는 농산물을 포장하는 포장부재의 재료에 혼합되어 사용됨으로써, 제조되는 상기 포장부재가 농작물에서 발생되는 에틸렌 가스를 흡착제거하여 포장되는 농작물의 신선도가 유지시킬 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 농산물 및 비료용으로 사용되는 천연비석을 이용한 정화물의 제조방법 및 사용방법을 상세히 설명하도록 한다.

도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 농산물 및 비료용으로 사용되는 천연비석을 이용한 정화물의 제조방법은 정화물 분말 제조단계, 세공크기 조절단계, 정화물 완성단계로 이루어진다.

1. 정화물 분말 제조단계(S100 단계): 본 발명에서는 감청색을 띠는 천연비석(沸石)은 SiO₂, Fe₂O₂, FeO, Al₂O₂, TiO₂, CaO, MgO, K₂, Na₂O, P₂O₅와 같은 성분을 갖는 것으로서, 200 내지 300分(Mesh)가 되도록 분쇄기를 이용하여 분쇄한다.

상기 천연비석(沸石)을 분쇄과정에서는 80 내지 100℃의 열을 가하여 분쇄되는 천연비석(沸石)의 입자가 팽창하여 각 입자마다 세공(細孔)이 형성되도록 하며, 이때, 천연비석(沸石)은 가해지는 열원에 의하여 감청색이 연황색으로 변화되어진다. 이때, 상기 분쇄과정에서 필요이상(약100℃)이상의 열을 가할 경우에는 천연비석(沸石)이 급격한 팽창을 하여 분쇄된 입자의 구조가 파괴됨으로서 역시 정화물로서의 가치를 상실하게 된다.

2. 세공크기 조절단계(S200 단계): 전술된 S100단계와 같이 천연비석을 분말형태로 분쇄하되, 분쇄시 열을 가하여 세공이 형성된 정화물 분말은 물과 섞어 50 내지 90℃(가장 올바른 실시예는 65℃)에서 열처리하며 반죽상태로 만든 후, 자연채광으로 건조시키고, 자연채광을 통한 건조시 햇빛의 자외선에 의해 상기 정화물 분말의 각 입자의 세공크기가 분쇄시의 세공크기보다 커지도록 함으로써, 상기 정화물이 주변의 유해세균을 흡착제거하는 촉매제가 되도록 하는 것이다.

즉, 각 분말입자의 세공크기가 분말시보다 상대적으로 더 커짐으로 인하여, 흡착제거할 수 있는 공간이 커짐으로써, 정화능력은 상승하게 되는 것이다.

물론, 상기 S100단계에서와 같이 천연비석(沸石)을 분쇄하는 과정에서도 자체열이 약 20 내지 40℃정도 발생하게 되나, 이 열이 분쇄되는 입자에 미치는 영향은 크게 일어나지 않음으로서, 분쇄된 입자에 세공이 형성되지 않기 때문에 흡착능력이 떨어져 정화물로서의 가치가 상실되기 때문에, 분쇄시 1차로 열을 가하며 분쇄한 후, 2차로 다시 열처리를 하는 것이다.

3. 정화물 완성단계(S300 단계): 전술된 S200단계를 거치면서 세공크기가 조절된(분말상태에서보다 세공크기가 상대적으로 더 커짐) 정화물에 90℃의 열을 가하여, S200단계를 거친 정화물의 분말입자 세공의 크기가 S200단계에서보다 상대적으로 더 커지도록 함으로써, 정화능력이 더욱 향상되도록 한다.

이렇게 상기 S100, S200, S300단계를 순차적으로 거쳐 제조된 정화물은 전술된 바와 같이, 분말 내부에 다공질구조(vesicular structure) 결정체로 이루어지는 것으로, 세균의 분자(molecule)구조를 순간적으로 흡착제거하는 것이다.

더불어, 본 발명의 정화물은 천연비석을 이용한 인체에 무해한 물질로써, 미세한 흙이나 밀가루[유기물]등이 사용자 또는 작업자의 눈에 들어갈 경우 고통을 동반함에 반해, 본 발명의 정화물은 인체에 해가 없고, 상기 정화물은 전술된 바와 같이 천연비석을 열처리 및 촉매작용화시킨 것으로 물에 녹지 않는 무기물로써, 기존의 유기성 제품인 농약, 성장촉진제 등이 토지, 식물, 인체에 흡수 누적됨에 반해, 상기 정화물은 인체 및 식물에 흡수되거나 축적되지 않는다,

이하에서는 상기와 같은 방법을 통해 제조된 본 발명의 천연비석을 이용한 정화물의 바람직한 사용방법을 사용하도록 한다.

[사용방법 1]

상기 정화물이 비료로 사용되는 경우,

사용자는 농작물에 사용되는 비료로 상기 S100, S200, S300단계를 순차적으로 거쳐 완성된 정화물을 사용하면 되는 것이다.

이러한, 상기 정화물을 비료로 사용하게 되면, 정화물은 흙과 결합되면서 토질이 비옥하게 만들어지므로, 상기 정화물은 토질이 산성화 될때 외부의 흙을 가져오는 객토효과(客土, 토양의 물리성과 화학성이 불량하여 농작물의 생산성이 떨어지는 농경지의 지력(地力)을 증진시키기 위하여 다른 곳으로부터 적당한 성질을 가진 흙을 가져다 넣는 방법)의 역할을 할 수 있는 것이다.

[사용방법 2]

상기 정화물이 농산물(또는 농작물)에 사용되는 경우,

사용자는 상기 S100, S200, S300단계를 순차적으로 거쳐 완성된 정화물을 농작의 잎, 과일 등 표면에 바르거나 농작물에 살포한다.

살포 및 도포된 정화물은 농작물 표면의 돌기에 결합되어 감싸 안고 도포되는 상태가 되어, 일반적으로 흙이나 유기물질을 농작물(또는 식물)의 잎에 바르거나 도포시키게 되면 잎은 탄소 동화작용을 하지 못하고 고사되지만, 본 발명의 정화물은 탄소동화작용을 극대화시키고, 탄소동화작용이 활성화 되면서 농작물이 성장속도가 증가하게 되며, 도포된 정화물이 태양의 자외선을 차단함으로써 순수태양열을 농작물 잎에 전달하면서 식물성장 호르몬을 폭발적으로 활성화시키게 된다.

즉, 농산물인 과일 및 채소식품을 수확했을때 성장 호르몬으로 알려져 있는 에틸렌 가스가 생산되어 과일은 숙성하게 되고 시간이 경과하면 신선도가 떨어지며 노화가 되는 것으로, 다시 말해 에틸렌 가스가 과일, 채소 등의 성장촉진, 성숙 및 노화를 촉진시키며, 세균의 먹이가 되는 물질이므로, 본 발명의 정화물을 농산물에 바르거나 살포 또는 도포하게 되면, 상기 정화물은 과일, 채소식품의 신선도를 유지할 수 있게 에틸렌 가스를 빨아들여 흡착분해제거함으로써, 과일 및 채소 등과 같은 농작물의 신선도가 오랫동안 유지가 될 수 있도록 할 수 있는 것이다.

더불어, 이러한 상기 정화물의 경우, 산량(Acid amount)이 높아 천연방부제 효능을 할 수 있게 되는데,

이를 더 자세히 살펴보면,

일반적으로 날씨 평균온도가 10도 이상 편차가 되면 (ex: 과채류, 엽채류, 화훼, 시설작물 등)의 잎 및 과실에는 흰가루병, 잿빛 및 각종 곰팡이균, 문고병, 도열병 (세균 바이러스) 등 세균성 병이 발생하게 되어 노란색으로 변색이 되면서 고사되는 경우가 생기게 된다.

즉, 상기 농작물에 살포 또는 도포된 정화물은, 농작물에서 발생되는 에틸렌 가스를 빨아들여 신선도를 유지할 수 있도록 하는 것 외에, 도포 및 살포 후 설정시간이 경과되면, 농작물에서 발생되는 유해 미세균을 빨아 들여 흡착제거함으로써, 농산물이 균에 의해 감염을 방지하는 것이다.

물론, 기존의 살균제와 살충제로 분류되는 기존의 농약과는 달리, 본 발명의 정화물은 인체에 무해할 뿐만 아니라, 맹독성이 있는 것이 아니고, 세균성 분자를 흡착시켜 증식을 차단함으로써 고사시키는 것이다. 다시말해, 농작물의 잎에 본 발명의 정화물이 도포되어있는 상태에, 해충이나 벌래 등이 번식을 위해 알을 낳게되면, 촉매작용으로 알이 허물어 녹는 것으로, 알이 부화하지 못해 해충이나 벌래등은 번식이 되지않으므로 살충제 효과가 발생하는 것이다.

이에, 본 발명에서 제조된 정화물의 표면적을 B. E. T 장치(Brunauer,Emmett,Teller, 물리흡착 및 화학흡착 현상을 이용하여 시료의 소재에 관계없이 분말 또는 괴상이 갖고있는 비표면적을 측정하는 장비)를 이용하여 액체질소 온도(-196℃)하에서 질소기체의 흡착량을 측정하여 구한 결과, 본 발명에 따른 정화물의 측정표면적은 84.7285㎡/g으로 나타났다.

또한, 이러한 상기 본 발명에 따른 정화물이 천연방부제 역할을 할 수 있는지에 대한 지표로, 산량(산의 량, Acid amount)을 측정하였는데,

pyrex 유리(파이렉스, 붕규산유리)로 되어 있는 폐쇄반응계 내에서 암모니아 화학흡착법으로 촉매(본 발명의 정화물)의 산(acid)량을 측정하였다. 먼저 촉매 0.2g을 반응관에 넣어 400℃에서 1시간 진공 시키고 20℃의 실온에서 300torr의 NH₃기체를 흡착시킨 후 NH₃기체의 감소된 량을 압력 변화값으로 측정하여 전체 흡착량을 구한다. 이 흡착량의 값은 화학적 흡착량과 물리적 흡착량을 합한 것이다.

따라서 화학적 흡착량만을 구하기 위하여 상기 암모니아가 흡착된 시료를 다시 230℃의 온도에서 1시간동안 진공 탈리하여 물리적으로 흡착된 암모니아를 탈착시킨 후 같은 방법으로 300torr의 NH₃기체를 재흡착시켜 흡착량을 구한다. 첫 번째 측정한 암모니아 흡착량에서 두 번째 측정한 흡착량을 뺀 값을 화학적 흡착량으로 하여 이 값을 단위 g당 mol 수로 환산하였다.

이 결과, 본 발명에 따른 정화물의 산의 량은 388.56㎛ol/g으로 나타났으며, 이처럼 산량(Acid amount)이 높아 천연방부제 효능을 할 수 있음을 알 수 있다.

[사용방법 3]

상기 정화물이 농작물 또는 농산물을 포장하기 위한 포장부재에 사용되는 경우,

이와 같은 정화물은 수확된 농작물 및 농산물을 담거나 포장하기 위해 사용되는 포장부재(Film(비닐), rezine(플라스틱), 멜라민+요소(접착제)) 등의 제조시, 포장부재를 만들기 위한 제조물질과 함께 혼합시켜 사용하게 되면, 비닐, 플라스틱, 접착제 제조시 발생하는 악취뿐만 아니라, 제조된 포장부재로 과일 및 채소를 포장시, 포장부재에 함유된 정화물이 NH₃(암모니아), 에틸렌 가스를 제거하여 과일이나 채소의 신선도를 유지할 수 있게 된다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변경이 가능함은 물론이다.

Claims (4)

1. 농산물 및 비료용으로 사용되는 천연비석을 이용한 정화물의 제조방법에 있어서,
   감청색을 띠고 SiO₂, Fe₂O₂, FeO, Al₂O₂, TiO₂, CaO, MgO, K₂, Na₂O, P₂O₅의 성분을 가지는 천연비석(沸石)을 80 내지 100℃의 열을 가하면서 200 내지 300分이 되도록 분쇄하여 각 입자마다 세공이 형성되도록 하는 정화물 분말 제조단계(S100단계);
   상기 정화물 분말을 물과 섞어 50 내지 90℃에서 열처리하며 반죽상태로 만든 후, 자연채광으로 건조시켜 촉매제가 되도록 하면서, 자외선에 의해 상기 각 입자의 세공크기가 분쇄시의 세공크기보다 커지도록 하는 세공크기 조절단계(S200단계);
   세공크기가 조절된 정화물에 90℃의 열을 가하는 정화물 완성단계(S300단계);
   로 이루어지는 것을 특징으로 하는 농산물 및 비료용으로 사용되는 천연비석을 이용한 정화물의 제조방법.
   
2. 제 1항에 따라 제조된 정화물은 농산물 또는 농작물의 잎이나 과실에 살포 또는 도포되어, 농작물의 탄소동화작용을 증대시키고, 농작물에서 발생되는 유해균을 흡착제거하여 병충해가 방지되며, 농작물에서 발생되는 에틸렌 가스가 흡착제거되어 농작물의 신선도가 유지되는 것을 특징으로 하는 천연비석을 이용한 정화물의 사용방법.
   
3. 제 1항에 따라 제조된 정화물은 농산물의 비료로 사용되는 것을 특징으로 하는 천연비석을 이용한 정화물의 사용방법.
   
4. 제 1항에 따라 제조된 정화물은 농작물 또는 농산물을 포장하는 포장부재의 재료에 혼합되어 사용됨으로써, 제조되는 상기 포장부재가 농작물에서 발생되는 에틸렌 가스를 흡착제거하여 포장되는 농작물의 신선도가 유지시킬 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 천연비석을 이용한 정화물의 사용방법.
   

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