KR20130052415A - 세라믹 볼형 인공어초 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 세라믹 볼형 인공어초 및 그 제조방법에 관한 것으로, 본 발명은 자연토인 황토 및 세리사이트(sericite)를 주성분으로 하여 내부구조가 벌집모양의 다공질로서 흡수 및 흡착력이 뛰어나므로 수분 조절기능 및 오염물질의 흡착력을 높여 해조류의 부착이 용이하고 서식밀도가 높아질 수 있으며, 해수 수질정화 효율을 높일 수 있도록 하는 한편, 원주방향으로 복수 개의 출입어로가 형성되되 반구형으로 상호 대향되어 조립되는 상부어초와 하부어초로 이루어짐으로써 작은 어류의 은신 공간 및 서식 공간을 제공함과 동시에 어획작업시 어망이 걸리지 않을 수 있으며, 인공어초의 파손을 방지할 수 있도록 함에 그 목적이 있다.
이를 위해 구성되는 본 발명에 따른 세라믹 볼형 인공어초는 상부어초와 하부어초의 한 쌍으로 이루어지되, 내부에 해조류 및 어류가 서식할 수 있는 공간이 형성되도록 상기 상부어초와 하부어초가 반구(半球) 형으로 이루어져 상, 하로 상호 대향되어 체결수단을 통하여 맞댐 조립되어 볼 형상을 이루는 세라믹 볼형 인공어초에 있어서, 상기 상부어초와 하부어초는 각각 내부공간이 외부와 연통형성되는 측면 출입어로가 원주방향을 따라 일정간격을 가지고 복수 개가 형성되며, 상기 상부어초의 구부측 단부 중앙에는 원형의 상부 출입어로가 형성되고 상기 하부어초의 구부측 단부 중앙에는 원형의 하부 출입어로가 형성되되, 상기 상부어초와 하부어초는 각각 기능성 원료로 황토분말 100중량부에 대하여, 세리사이트(sericite) 분말 33 ~ 100중량부, 고로 슬래그 분말 46 ~ 120중량부, 소석회 분말 6 ~ 50중량부, 실리카흄 분말 3 ~ 20중량부, 무수석고 분말 6 ~ 50중량부, 그리고 골재원료로 골재 입도가 7 ~ 13mm인 부석 33 ~ 100중량부와 바텀애쉬 400 ~ 700중량부를 건식 혼합하며, 첨가원료로 상기 황토분말 100중량부에 대한 천연 무기질 첨가제 6 ~ 30중량부, 고성능 감수제 0.5 ~ 3중량부 및 물 6 ~ 200중량부를 원형 혼합기에 투입하여 교반하여 혼합한 혼합물을 반구형 어초블록 형상의 성형 틀에 넣어 성형한 후 양생시킨 후 건조하여 제조된다.
더욱이, 상기 세라믹 볼형 인공어초의 제조방법은 내부에 해조류나 어류가 서식할 수 있는 공간이 형성되도록 각각 반구(半球) 형으로 상부어초와 하부어초의 한 쌍으로 이루어져 체결수단을 통하여 상호 대향되어 맞댐 조립되어 볼 형상을 이루는 세라믹 볼형 인공어초의 제조방법에 있어서, 상기 상부어초와 하부어초는 각각 기능성 원료, 골재 원료 및 첨가원료를 선별하여 계량하는 원료선별 및 계량의 제1공정; 상기 제1공정을 통하여 계량된 상기 기능성 원료로 황토분말 100중량부에 대하여, 세리사이트(sericite) 분말 33 ~ 100중량부, 고로 슬래그 분말 46 ~ 120중량부, 소석회 분말 6 ~ 50중량부, 실리카흄 분말 3 ~ 20중량부, 무수석고 분말 6 ~ 50중량부와, 상기 골재 원료로 상기 황토분말 100중량부에 대한 골재 입도가 7 ~ 13mm인 부석 33 ~ 100중량부와 바텀애쉬(bottom ash) 400 ~ 700중량부를 건식 혼합한 후, 상기 첨가원료로 상기 황토분말 100중량부에 대한 천연 무기질 첨가제 6 ~ 30중량부, 고성능 감수제 0.5 ~ 3중량부 및 물 6 ~ 200중량부를 원형 혼합기에 투입 후 교반하여 혼합하는 원료혼합의 제2공정; 상기 제2공정을 통하여 혼합된 혼합물을 반구형 어초블록 형상의 성형 틀에 넣어 5 ~ 8초 동안 진동을 주어 가압 성형하는 진동 및 가압 성형의 제3공정; 및 상기 제3공정을 통하여 성형된 성형물을 1차적으로 상온에서 자연 양생하는 초기 자연 건조 양생하는 공정 거친 후, 양생실에서 양생 온도 50℃로 10시간 동안 증기 양생하는 공정을 거쳐, 2차적으로 상온에서 자연 양생하는 후기 자연 건조 양생하는 공정으로 이루어진 양생의 제4공정을 통하여 제조되는 방법으로 이루어진다.

Description

세라믹 볼형 인공어초 및 그 제조방법{CERAMIC BALL TYPE ARTIFICIAL REEF AND MANUFACTURE METHOD THEREOF}
본 발명은 세라믹 볼형 인공어초 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자연토인 황토 및 세리사이트(sericite)를 주성분으로 하여 내부구조가 벌집모양의 다공질로서 흡수 및 흡착력이 뛰어나므로 수분 조절기능 및 오염물질의 흡착력을 높여 해조류의 부착이 용이하고 서식밀도가 높아질 수 있으며, 해수 수질정화 효율을 높일 수 있도록 하는 한편, 원주방향으로 복수 개의 출입어로가 형성되되 반구형으로 상호 대향되어 조립되는 상부어초와 하부어초로 이루어짐으로써 작은 어류의 은신 공간 및 서식 공간을 제공함과 동시에 어획작업시 어망이 걸리지 않을 수 있으며, 인공어초의 파손을 방지할 수 있도록 한 세라믹 볼형 인공어초 및 그 제조방법에 관한 것이다.
3면이 바다로 둘러싸인 반도 국가인 우리나라는 육지의 농업과 함께 바다에서의 어업이 중요한 생산자원으로 이용되고 있다. 그러나 바다는 함께 공유하고 있는 국가간에 서로 많은 어획량을 늘리기 위해 상대방 측 어로구역을 침범하는 등의 행위에 따른 국가간의 마찰로 잡는 어업에서 기르는 어업으로 변화되고 있다. 아울러, 최근 환경오염과 수온 상승 등의 변화로 인하여 해조류 및 어류 등이 서식공간 및 은식처에 대한 위협을 받고 있는 실정이다.
상술한 바와 같은 어업환경 및 해수환경의 실정에 따라 해조류 및 어류 등의 서식공간 및 은식처를 제공하기 위하여, 기르는 어업에 대한 방법 중의 하나로 연안에 인공어초를 설치하거나 인공어초 군을 형성하여 해조류 등의 수생식물을 단기간에 자연적으로 착생 및 보호 육성할 수 있도록 하며, 이에 따라 어류들의 서식공간이 제공되어 어류의 증대를 도모하고 있다.
즉, 인공어초의 설치를 통하여 해안 회유성 어류 및 저서 어류와 연근해에 서식하는 어패류 등의 은신처뿐만 아니라, 산란장소를 제공함으로써, 수자원을 보호하고 또한 동ㆍ식물 플랑크톤 및 해조류의 증식을 통하여 치어의 생육을 촉진하고 있다.
이와 같은 어초는 해저에 다량 투하하여 설치 후에는 해류에 의하여 이동하거나 유실되지 않을 정도의 중량을 가져야할 뿐만 아니라, 어패류, 해조류 및 어류와 같은 해양 생물의 산란, 서식 등에 적당함은 물론, 해수에 강한 소재로 이루어져야 하는 등의 조건을 갖추어야 한다.
그러나, 종래의 인공어초는 특허문헌 1(KR 10-0834259 B1 2008.05.26.)에 개시된 바와 같이, 체결 등을 위한 강재, 또는 콘크리트와 일체화된 콘크리트 구조물로 제작됨으로써 수중에 설치 후 초기에 해조류 등의 해양 생물이 착생하지 못하여 콘크리트가 갖는 소석회 성분으로 알칼리 성분이 유출된다든지 유황성 물질이 소산된 후에야 제 기능을 발휘하게 되며, 오랜 기간이 지나고 나면 균열 등으로 어초의 기능을 상실하게 되고, 해조류와 미생물의 부착 능력이 떨어져 서식 어류의 먹이를 제공할 수 없게 되는 문제가 있었다.
다시 말하면, 종래의 인공어초는 콘크리트가 갖고 있는 성분 중 소석회 성분에 의해서 강알칼리성 물질이 석출될 뿐만 아니라, 특히 염분에 약하기 때문에 빨리 부식되어 내구성이 떨어지고, 또 독성 물질이 함유되어 있어 독성물질이 석출되면 해양 생물에 해로운 요소로 작용하기 때문에 해양 생물과의 친화력이 부족하며, 따라서 어패류, 해조류, 어류 등의 해양 생물의 산란, 서식 및 입어에 악영향을 끼치게 되는 문제점이 발생하였다.
한편, 상기와 같은 문제점들로 인하여 세라믹 패널을 적용한 인공어초가 개발되어 사용되고 있으나, 특허문헌 2(KR 20-0335773 Y1 2003.12.01.)에 개시된 바와 같은 세라믹 패널이 적용된 인공어초는 단순히 환경친화적인 황토와 패각을 주원료로 한다는 내용이 개시되고 있을 뿐 구체적인 세라믹 패널의 조성 등에 대한 기술이 언급되지 않고 있다. 즉, 상기와 같은 종래의 세라믹 패널이 적용된 인공어초는 단지 세라믹패널을 적용하되, 세라믹패널을 경사 및 수평으로 설치하여 자재비를 절감할 수 있는 인공어초에서의 세라믹패널에 대한 설치구조에 관한 것만 언급되고 있다.
그러므로, 어패류, 해조류 및 어류 등의 서식 및 증식에 유용한 환경을 부여할 수 있도록 한 세라믹 성분을 포함하는 인공어초 등에 대한 연구 개발이 요구되는 실정이다.
KR 10-0834259 B1 2008.05.26. KR 20-0335773 Y1 2003.12.01.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 자연토인 황토 및 세리사이트(sericite)를 주성분으로 하여 내부구조가 벌집모양의 다공질로서 흡수 및 흡착력이 뛰어나므로 수분 조절기능 및 오염물질의 흡착력을 높여 해조류의 부착이 용이하고 서식밀도가 높아질 수 있으며, 해수 수질정화 효율을 높일 수 있도록 한 세라믹 볼형 인공어초 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 기술의 다른 목적은 원주방향으로 복수 개의 측면 출입어로가 형성되되 반구형으로 상호 대향되어 조립되는 상부어초와 하부어초로 이루어짐으로써 작은 어류의 은신 공간 및 서식 공간을 제공함과 동시에 어획작업시 어망이 걸리지 않을 수 있으며, 인공어초의 파손을 방지할 수 있도록 함에 있다.
아울러, 본 발명에 따른 기술은 주원료가 기능성 세라믹 재질인 황토 및 세리사이트(sericite)를 포함하여 이루어짐으로써 강한 흡착력과 다량의 원적외선 방사를 구현할 수 있으며, 시멘트성분에서 발생하는 강알칼리성분을 중성으로 변화시켜 독성을 효과적으로 중화하여 해조류 및 어류들이 모여 살 수 있는 최적환경을 조성할 수 있도록 함에 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 다음과 같다. 즉, 본 발명에 따른 세라믹 볼형 인공어초는 상부어초와 하부어초의 한 쌍으로 이루어지되, 내부에 해조류 및 어류가 서식할 수 있는 공간이 형성되도록 상기 상부어초와 하부어초가 반구(半球) 형으로 이루어져 상, 하로 상호 대향되어 체결수단을 통하여 맞댐 조립되어 볼 형상을 이루는 세라믹 볼형 인공어초에 있어서, 상기 상부어초와 하부어초는 각각 내부공간이 외부와 연통형성되는 측면 출입어로가 원주방향을 따라 일정간격을 가지고 복수 개가 형성되며, 상기 상부어초의 구부측 단부 중앙에는 원형의 상부 출입어로가 형성되고 상기 하부어초의 구부측 단부 중앙에는 원형의 하부 출입어로가 형성되되, 상기 상부어초와 하부어초는 각각 기능성 원료로 황토분말 100중량부에 대하여, 세리사이트(sericite) 분말 33 ~ 100중량부, 고로 슬래그 분말 46 ~ 120중량부, 소석회 분말 6 ~ 50중량부, 실리카흄 분말 3 ~ 20중량부, 무수석고 분말 6 ~ 50중량부, 그리고 골재원료로 골재 입도가 7 ~ 13mm인 부석 33 ~ 100중량부와 바텀애쉬 400 ~ 700중량부를 건식 혼합하며, 첨가원료로 상기 황토분말 100중량부에 대한 천연 무기질 첨가제 6 ~ 30중량부, 고성능 감수제 0.5 ~ 3중량부 및 물 6 ~ 200중량부를 원형 혼합기에 투입하여 교반하여 혼합한 혼합물을 반구형 어초블록 형상의 성형 틀에 넣어 성형한 후 양생시킨 후 건조하여 제조된다.
여기서, 상기 상부어초와 하부어초는 상호 대향되어 맞댐 조립되는 단부 측에 각각 외향 돌출되는 플랜지부를 가지며, 상기 각 플랜지부는 맞댐 조립을 위한 조립공이 원주방향 둘레를 따라 일정간격을 가지고 복수 개가 형성됨이 바람직하다.
이때, 상기 각 플랜지부의 조립공은 그 중앙에 삽입되는 상기 체결수단의 하나로 제공되는 체결볼트와 상호 중심이 일치되어 정렬되도록 상기 각 플랜지부에 대하여 맞댐이 이루어지는 방향으로 상기 체결볼트의 나선이 형성된 일단 외주를 안내하는 경사부를 가지는 테이퍼 타입 통공으로 형성됨이 바람직하다.
한편, 본 발명에 따른 세라믹 볼형 인공어초의 제조방법은 내부에 해조류나 어류가 서식할 수 있는 공간이 형성되도록 각각 반구(半球) 형으로 상부어초와 하부어초의 한 쌍으로 이루어져 체결수단을 통하여 상호 대향되어 맞댐 조립되어 볼 형상을 이루는 세라믹 볼형 인공어초의 제조방법에 있어서, 상기 상부어초와 하부어초는 각각 기능성 원료, 골재 원료 및 첨가원료를 선별하여 계량하는 원료선별 및 계량의 제1공정; 상기 제1공정을 통하여 계량된 상기 기능성 원료로 황토분말 100중량부에 대하여, 세리사이트(sericite) 분말 33 ~ 100중량부, 고로 슬래그 분말 46 ~ 120중량부, 소석회 분말 6 ~ 50중량부, 실리카흄 분말 3 ~ 20중량부, 무수석고 분말 6 ~ 50중량부와, 상기 골재 원료로 상기 황토분말 100중량부에 대한 골재 입도가 7 ~ 13mm인 부석 33 ~ 100중량부와 바텀애쉬(bottom ash) 400 ~ 700중량부를 건식 혼합한 후, 상기 첨가원료로 상기 황토분말 100중량부에 대한 천연 무기질 첨가제 6 ~ 30중량부, 고성능 감수제 0.5 ~ 3중량부 및 물 6 ~ 200중량부를 원형 혼합기에 투입 후 교반하여 혼합하는 원료혼합의 제2공정; 상기 제2공정을 통하여 혼합된 혼합물을 반구형 어초블록 형상의 성형 틀에 넣어 5 ~ 8초 동안 진동을 주어 가압 성형하는 진동 및 가압 성형의 제3공정; 및 상기 제3공정을 통하여 성형된 성형물을 1차적으로 상온에서 자연 양생하는 초기 자연 건조 양생하는 공정 거친 후, 양생실에서 양생 온도 50℃로 10시간 동안 증기 양생하는 공정을 거쳐, 2차적으로 상온에서 자연 양생하는 후기 자연 건조 양생하는 공정으로 이루어진 양생의 제4공정을 통하여 제조되는 방법으로 이루어진다.
이때, 양생 공정의 상기 제4공정 후에는 상기 제4공정을 통하여 양생 완료된 성형물을 상기 각각의 반구형 어초블록 형상의 성형 틀로부터 탈형하는 제5공정이 더 이루어짐이 바람직하다.
더욱이, 성형물 탈형의 상기 제5공정 후에는 상기 제5공정을 통하여 각각 제조된 상기 상부어초와 하부어초의 상호 대향되어 맞닿는 단부에 각각 형성된 플랜지부의 둘레를 따라 일정간격을 가지고 조립공을 형성하는 제6공정 및 상기 제6공정을 통하여 형성된 각 조립공에 상기 체결수단의 하나로 제공되는 체결볼트를 삽입 후 상기 체결수단의 하나로 제공되는 체결너트를 체결하여 상기 상부어초와 하부어초를 상호 대향되도록 맞댐 조립하는 제7공정이 더 이루어짐이 바람직하다.
본 발명에 따른 세라믹 볼형 인공어초 및 그 제조방법의 효과를 설명하면 다음과 같다.
첫째, 자연토인 황토 및 세리사이트(sericite)를 주성분으로 하여 내부구조가 벌집모양의 다공질로서 흡수 및 흡착력이 뛰어나므로 수분 조절기능 및 오염물질의 흡착력을 높여 해조류의 부착이 용이하고 서식밀도가 높아질 수 있으며, 해수 수질정화 효율을 높일 수 있다.
둘째, 원주방향으로 복수 개의 측면 출입어로가 형성되되 반구형으로 상호 대향되어 조립되는 상부어초와 하부어초로 이루어짐으로써 작은 어류의 은신 공간 및 서식 공간을 제공함과 동시에 어획작업시 어망이 걸리지 않을 수 있으며, 인공어초의 파손을 방지할 수 있다.
셋째, 주원료가 기능성 세라믹 재질인 황토 및 세리사이트(sericite)를 포함하여 이루어짐으로써 강한 흡착력과 다량의 원적외선 방사를 구현할 수 있으며, 시멘트성분에서 발생하는 강알칼리성분을 중성으로 변화시켜 독성을 효과적으로 중화하여 해조류 및 어류들이 모여 살 수 있는 최적환경을 조성할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 세라믹 볼형 인공어초를 나타낸 분리 사시구성도.
도 2는 본 발명에 따른 세라믹 볼형 인공어초에서 상부어초를 나타낸 저면 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 세라믹 볼형 인공어초에서 상부어초를 나타낸 종단면 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 세라믹 볼형 인공어초의 제조공정을 나타낸 공정흐름도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 세라믹 볼형 인공어초 및 그 제조방법의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 세라믹 볼형 인공어초를 나타낸 분리 사시구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 세라믹 볼형 인공어초에서 상부어초를 나타낸 저면 구성도이며, 도 3은 본 발명에 따른 세라믹 볼형 인공어초에서 상부어초를 나타낸 종단면 구성도이다.
도 1 내지 3에서 보는 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 세라믹 볼형 인공어초(100)는 상부어초(110)와 하부어초(120)의 한 쌍으로 이루어지며, 상기 상부어초(110)와 하부어초(120)는 내부에 해조류 및 어류가 서식할 수 있는 공간이 형성되도록 각각 반구형상으로 형성되어 상, 하로 상호 대향되어 체결수단의 하나인 체결볼트(130)와 체결너트(140)를 통하여 맞댐 조립된다.
여기서, 상기 상부어초(110)와 하부어초(120)는 각각 내부공간이 외부와 연통형성되는 측면 출입어로(111, 121)가 원주방향을 따라 일정간격을 가지고 복수 개가 형성됨이 바람직하다.
이때, 상기 상부어초(110)의 구부측, 즉 반구형으로 형성된 구부 측의 단부 중앙에는 원형의 상부 출입어로(113)가 형성되며, 이와 마찬가지로 상기 하부어초(120)의 구부측 단부 중앙에는 하부 출입어로(123)가 형성된다.
더욱이, 상기 상부어초(110)와 하부어초(120)는 상호 대향되는 단부에 각각 외향 돌출되는 플랜지부(115, 125)를 가지며, 상기 각 플랜지부(115, 125)는 맞댐 조립을 위한 조립공(117, 127)이 원주방향 둘레를 따라 일정간격을 가지고 복수 개가 형성됨이 바람직하다.
이때, 상기 각 플랜지부(115, 125)의 각 조립공(117, 127)은 그 중앙에 삽입되는 상기 체결볼트(130)와 중심이 일치되어 정렬되도록 상기 각 플랜지부(115, 125)에 대하여 맞댐이 이루어지는 방향으로 상기 체결볼트(130)의 나선이 형성된 일단 외주를 안내하는 경사부를 가지는 테이퍼 타입 통공으로 형성됨이 바람직하다.
즉, 상기 상부어초(110)의 플랜지부(115) 상에 형성된 조립공(117)은 상기 플랜지부(115)의 상단으로부터 하단 측으로 지름이 작아지는 테이퍼 타입 통공으로 형성되며, 상기 하부어초(120)의 플랜지부(125) 상에 형성된 조립공(127)은 상기 플랜지부(125)의 하단으로부터 상단 측으로 지름이 작아지는 테이퍼 타입 통공으로 형성될 수 있다.
상기와 같이, 각 조립공(117, 127)이 테이퍼 타입 통공으로 형성됨으로써 상기 체결볼트(130)의 체결시, 조립공(117, 127)과 체결볼트(130)의 중심이 안정적으로 용이하게 정렬되어 삽입될 수 있으며, 이에 따라 조립이 용이하게 이루어질 수 있다.
특히, 상기 각 조립공(117, 127)이 상하방향으로 상호 대향되어 테이퍼 타입 통공으로 형성됨에 따라 상기 체결볼트(130)를 상방 또는 하방으로부터 선택적으로 양방향에 대하여 모두 안정적으로 용이하게 삽입시켜 조립이 용이하게 이루어질 수 있으며, 물론 상술한 각 조립공(117, 127)은 원통 상의 통공으로 형성될 수도 있다.
상술한 바와 같은 세라믹 볼형 인공어초(100)는 상기 상부어초(110)와 하부어초(120)를 맞대어 상기 체결볼트(130) 및 체결너트(140)로 조립하게 되면, 내부가 빈 구형상을 이루게 되어 볼 타입의 인공어초가 형성된다.
한편, 전술한 바와 같은 상부어초(110)와 하부어초(120)는 각각 기능성 원료로 황토분말 100중량부에 대하여, 세리사이트(sericite) 분말 33 ~ 100중량부, 고로 슬래그 분말 46 ~ 120중량부, 소석회 분말 6 ~ 50중량부, 실리카흄 분말 3 ~ 20중량부, 무수석고 분말 6 ~ 50중량부, 그리고 골재원료로 골재 입도가 7 ~ 13mm인 부석 33 ~ 100중량부와 바텀애쉬(bottom ash) 400 ~ 700중량부를 건식 혼합하며, 첨가원료로 상기 황토분말 100중량부에 대한 천연 무기질 첨가제 6 ~ 30중량부, 고성능 감수제 0.5 ~ 3중량부 및 물 6 ~ 200중량부를 원형 혼합기에 투입하여 교반하여 혼합한 혼합물을 반구형 어초블록 형상의 성형 틀에 넣어 성형한 후 양생시킨 후 건조하여 제조됨이 바람직하다.
상기와 같은 조성을 통하여 상기 상부어초(110)와 하부어초(120)가 제조됨으로써 자연토인 황토 및 세리사이트(sericite)를 주성분으로 하여 내부구조가 벌집모양의 다공질로서 흡수 및 흡착력이 뛰어나며, 이에 따라 수분 조절기능 및 오염물질의 흡착력을 높여 해조류의 부착이 용이하고 서식밀도가 높아질 수 있으며, 해수 수질정화 효율을 높일 수 있다.
또한, 주원료가 기능성 세라믹 재질인 황토 및 세리사이트(sericite)를 포함하여 이루어짐으로써 강한 흡착력과 다량의 원적외선 방사를 구현할 수 있으며, 시멘트성분에서 발생하는 강알칼리성분을 중성으로 변화시켜 독성을 효과적으로 중화하여 해조류 및 어류들이 모여 살 수 있는 최적환경을 조성할 수 있다.
더욱이, 전술한 바와 같은 본 발명에 따른 세라믹 볼형 인공어초(100)는 원주방향으로 복수 개의 측면 출입어로(111, 121)가 형성되되 반구형으로 상호 대향되어 조립되는 상부어초(110)와 하부어초(120)로 이루어짐으로써 작은 어류의 은신 공간 및 서식 공간을 제공함과 동시에 어획작업시 어망이 걸리지 않을 수 있으며, 더욱이 인공어초의 어망 등의 외부 환경으로 인한 파손을 방지할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 세라믹 볼형 인공어초의 제조공정을 나타낸 공정흐름도이다.
이하, 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 세라믹 볼형 인공어초(100)의 제조방법을 설명하기로 하며, 상기 세라믹 볼형 인공어초(100)의 구성은 도 1 내지 3을 함께 참조하여 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 세라믹 볼형 인공어초(100)의 제조방법은 먼저, 내부에 해조류 및 어류가 서식할 수 있는 공간이 형성되도록 반구형으로 상호 대향되어 체결수단의 하나인 체결볼트(130)와 체결너트(140)를 통하여 맞댐 조립되는 상부어초(130) 및 하부어초(140)에 대한 제조공정으로, 각각 원료선별 및 계량의 제1공정(S110), 원료혼합의 제2공정(S120), 진동 및 가압 성형의 제3공정(S130), 양생의 제4공정(S140) 및 탈형의 제5공정(S150)이 이루어진다. 즉, 상기 상부어초(110)와 하부어초(120)가 각각 상기 제1 내지 제5 공정을 통하여 제조되는 것이다.
여기서, 상기 원료선별 및 계량의 제1공정(S110)은 기능성 원료, 골재 원료 및 첨가원료를 선별하여 계량하는 공정으로 이루어진다.
또한, 상기 원료혼합의 제2공정(S120)은 상기 제1공정(S110)을 통하여 계량된 상기 기능성 원료로 황토분말, 세리사이트 분말, 고로 슬래그 분말, 소석회 분말, 실리카흄 분말, 무수석고 분말과, 계량된 상기 골재원료로 골재 입도가 7 ~ 13mm인 부석 및 바텀애쉬를 건식 혼합한 후, 계량된 상기 첨가원료로 천연 무기질 첨가제, 고성능 감수제 및 물을 원형 혼합기에 투입 후 교반하여 혼합하는 공정으로 이루어진다.
이때, 상기 원료혼합의 제2공정(S120)에서, 기능성 원료의 조성비는 상기 황토분말 100중량부에 대하여, 세리사이트 분말 33 ~ 100중량부, 고로 슬래그 분말 46 ~ 120중량부, 소석회 분말 6 ~ 50중량부, 실리카흄 분말 3 ~ 20중량부, 무수석고 분말 6 ~ 50중량부로 이루어지고, 상기 골재 원료의 조성비는 상기 골재 입도가 7 ~ 13mm인 부석 33 ~ 100중량부 및 바텀애쉬 400 ~ 700중량부로 이루어지는 한편, 상기 첨가원료의 조성비는 상기 황토분말 100중량부에 대한 천연 무기질 첨가제 6 ~ 30중량부, 고성능 감수제 0.5 ~ 3중량부 및 물 6 ~ 200중량부로 이루어짐이 바람직하다.
한편, 상기 진동 및 가압 성형의 제3공정(S130)은 상기 제2공정(S120)을 통하여 혼합된 혼합물을 반구형 어초블록 형상의 성형 틀에 넣어 5 ~ 8초 동안 진동을 주어 가압 성형하는 공정으로 이루어짐이 바람직하다.
또한, 상기 양생의 제4공정(S140)은 상기 제3공정(S130)을 통하여 성형된 성형물을 1차적으로 상온에서 자연 양생하는 초기 자연 건조 양생하는 공정을 거친 후, 양생실에서 양생 온도 50℃로 10시간 동안 증기 양생하는 공정을 거쳐, 2차적으로 상온에서 자연 양생하는 공정으로 이루어진 양생 공정으로 이루어진다.
그리고 상기 양생의 제4공정(S140) 후에는 상기 제4공정(S140)을 통하여 양생 완료된 성형물을 상기 각각의 반구형 어초브록 형상의 성형 틀로부터 탈형하는 탈형의 제5공정(S150)이 이루어지며, 상술한 바와 같은 제1공정(S110) 내지 제5공정(S150)을 통하여 본 발명에 따른 세라믹 볼형 인공어초(100)의 상부어초(110)와 하부어초(120)가 제조됨이 바람직하다.
한편, 본 발명에 따른 세라믹 볼형 인공어초(100)의 제조방법은 상술한 바와 같은 상기 제1공정(S110) 내지 제5공정(S150)을 통하여 상기 상부어초(110)와 하부어초(120)를 제조한 후에 조립공 형성의 제6공정(S160) 및 맞댐 조립의 제7공정(S170)이 더 이루어짐이 바람직하며, 이와 같은 공정들을 통하여 세라믹 볼형 인공어초(100)의 제조가 완료될 수 있다.
여기서, 조립공 형성의 제6공정(S160)은 상기 제5공정(S150)을 통하여 각각 제조된 상기 상부어초(110)와 하부어초(120)의 상호 대향되어 맞닿는 단부에 형성된 각 플랜지부(115, 125)의 둘레를 따라 일정간격을 가지고 각각 복수 개의 조립공(117, 127)을 형성하는 공정으로 이루어짐이 바람직하다.
이때, 상기 조립공(117, 127)은 각각 맞댐 방향으로 갈수록 좁아지는 구멍, 즉 테이퍼진 구멍으로 형성됨이 바람직하며, 물론 원통형으로 형성될 수도 있다.
또한, 상기 맞댐 조립의 제7공정(S170)은 상기 제6공정(S160)을 통하여 형성된 각 조립공에 상기 체결볼트(130)를 삽입 후 상기 체결너트(140)를 체결하여 상기 상부어초(110)와 하부어초(120)를 상호 대향되도록 맞댐 조립하는 공정으로 이루어짐이 바람직하다.
따라서, 상술한 상기 제7공정(S170) 및 제8공정(S180)을 통하여 상기 제1공정(S110) 내지 제5공정(S150)에 의해 제조된 상부어초(110)와 하부어초(120)를 상호 대향시켜 맞댐 조립하여 세라믹 볼형 인공어초(100)의 제조가 완료될 수 있다.
전술한 바와 같은 본 발명에 따른 세라믹 볼형 인공어초(100)의 제조방법을 통하여 제조된 세라믹 볼형 인공어초(100)는 자연토인 황토 및 세리사이트를 주성분으로 하여 내부구조가 벌집모양의 다공질로서 흡수 및 흡착력이 뛰어나므로 수분 조절기능 및 오염물질의 흡착력을 높여 해조류의 부착이 용이하고 서식밀도가 높아질 수 있으며, 해수 수질정화 효율을 높일 수 있다.
더욱이, 주원료가 기능성 세라믹 재질인 황토 및 세리사이트를 포함하여 이루어짐으로써 강한 흡착력과 다량의 원적외선 방사를 구현할 수 있으며, 비교적 작은 중량부로 포함되는 소석회 등과 같은 시멘트성분에서 발생하는 강알칼리성분을 중성으로 변화시켜 독성을 효과적으로 중화하여 해조류 및 어류들이 모여 살 수 있는 최적환경을 조성할 수 있다.
한편, 전술한 바와 같은 본 발명에 따른 세라믹 볼형 인공어초(100)에서 상부어초(110)와 하부어초(120)를 조성하는 조성 성분에 대하여 설명하면, 먼저 황토분말 및 세리사이트는 1차 태양 빛으로 자연 건조한 후 건조로를 이용하여 150 ~ 200℃ 온도의 간접 가열로 약 1시간 정도 유지하여 하소 시킨 후 냉각하여 평균입도 30mesh 크기로 분쇄하여 가공됨이 바람직하다.
상기와 같이 가공된 황토 및 세리사이트의 분자구조는 복층구조이며, 이러한 복층구조에 따른 공극에 의해 상기 황토 및 세리사이트 내부에 더 많은 공간이 생길 수 있으며, 이러한 공간을 통하여 수분 조절기능과 오염물질을 흡착할 수 있게 된다.
또한, 고로 슬래그 분말은 용광로에서 선철과 함께 생성되는 용융 슬래그를 급랭시켜 얻은 입상의 수쇄 슬래그를 건조 및 분쇄하여 미분화한 것으로 잠재수경성이 있다.
여기서, 상기 고로 슬래그 분말의 반응성은 일반적으로 염기도 및 유리화율이 높을수록 크며 비중은 2.92 ~ 2.95 범위이며, 분말도는 비표면적으로 4000 ~ 6000㎠/g으로 제공됨이 바람직하다.
상기와 같은 고로 슬래그 분말을 사용함에 따라 표면 활성도가 증가하며 산화알루미늄(Al2O3)의 용출속도가 빨라지게 되어 에트린자이트(ettringite)의 생성이 촉진되며 또한 C-S-H계 수화물의 겔화를 촉진시키는 것과 동시에 미반응 부분을 감소시키는 효과를 가질 수 있다.
한편, 본 발명에 사용되는 소석회는 일반 시중에서 판매되는 백색 분말상태로서 생석회(CaO) 함량이 70% 이상의 공업용이며, 입도는 200mesh 90%이상의 것으로, 자연토 분말을 단결화를 통해 강도를 향상시키고 잠재수경성을 촉진시키는 자극제로서 이온 응집반응 및 포졸란 반응이 충분히 수행될 수 있도록 첨가하는 것이다.
이러한 소석회는 고로 슬래그의 수화반응에 필요한 알카리성을 부여하는 자극제로서 소량 첨가하여도 수분과의 접촉에서 생성되는 내부 입자 피막을 빠른 속도로 파괴할 수 있으므로 수화반응의 가속화에 따른 초기 압축강도는 증가될 수 있다.
또한, 본 발명에 사용되는 실리카흄은 회색의 균질한 실리케이트 물질로서 실리콘합금 제조시 2차 제품으로 발생하는 것으로, 이러한 실리카흄의 입자 크기는 45㎛이하로 제공됨이 바람직하며, 이에 따라 초 미분 입자에 의한 충진효과에 따른 조성물의 내구성 증대와 수화에 의한 포졸란 반응으로 강도증진 등의 효과를 가질 수 있다.
그리고 본 발명에 사용되는 무수석고는 일반적으로 사용되고 있는 석고로서, 고로 슬래그와 소석회에 혼합하여 물과 반응시키게 되면 에트린자이트(3CaO Al2O3 3CaSO4 32H2O)가 수화반응을 일으키면서 감수(減水)효과 및 미세입자의 공극 충진으로 조직이 치밀화되므로 초기강도가 증가하며 수화가 촉진될 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 세라믹 볼형 인공어초(100)는 상술한 바와 같은 장기강도를 증진시키는 고로 슬래그와, 초기강도를 증진시키는 무수석고와 소석회를 적정비율로 배합하여 조성함으로써 월등한 강도 증진의 효과를 가질 수 있는 것이다.
한편, 본 발명에 사용되는 부석은 용암이 분출하여 결정화되지 못할 정도로 매우 빠르게 식은 화산암으로, 식을 당시에 포함되어져 있던 가스들이 갑자기 빠져나가면서 생성된 거품모양의 작은 글라스 방울들이 암석 전체에 존재하게 되므로 이로 인하여 다공성 구조를 가진다.
이와 같은 다공성 구조 때문에 부석은 매우 가볍고 흡음, 흡착능력이 뛰어나고 화학적으로 매우 안전하며, 경량이면서도 강한 특성 때문에 경량골재의 건축자재용으로 매우 중요한 소재이며, 7 ~ 13mm 입도범위로 선별하여 사용하였다.
또한, 본 발명에 사용한 바텀애쉬(bottom ash)는 석탄 화력발전소의 보일러 저부에서 배출된 분립상 또는 괴상의 비정질의 무기질 성분으로서 7 ~ 13mm 입도범위로 선별한 것이며, 자체적인 기공이 형성되어 있어 통기성이 우수하고 보수력, 보온성, 흡음성이 우수하며 수명이 반영구적이어서 최근에는 경량골재로서 다양하게 제품이 개발되고 있다. 이러한 바텀애쉬(bottom ash)는 그 실 예로 식생 잔디블록, 옹벽블록, 호안블록, 방음패널 등 콘크리트 2차 제품을 제조하는데 주로 사용되고 있는 성분이다.
그리고 본 발명에 사용되는 천연 무기질 첨가제는 무기원소의 고형물로 구성되어 있는 액상 바인더로서, 황토 등의 자연토가 장기간 물에 잠겨 있을 경우, 물에 의해 풀어지는 것을 방지하는 효과를 가진다.
또한, 본 발명에 사용되는 고성능 감수제는 폴리카본산계의 분말 상으로 혼합물의 작업성, 내구성, 물리적 성능을 향상시켜 주며, pH는 중성이다.
따라서, 전술한 바와 같은 황토, 세리사이트, 고로 슬래그, 소석회, 실리카흄, 무수석고를 주성분으로 하여 조성된 본 발명은 황토 및 세리사이트와 소석회 사이에서 발생되는 이온 응집반응 및 포졸란 반응 환경 하에서 잠재수경성을 나타내며, 고로 슬래그에 의해 굽지 않고도 높은 강도를 발현할 수 있으며, 천연 무기질 첨가제에 의해 풀림현상을 방지할 수 있게 된다.
다시 말하면, 본 발명에 따른 세라믹 볼형 인공어초의 제조방법으로 제조된 인공어초는 종래의 시멘트를 포함한 조성으로 이루어진 콘크리트 인공어초을 무시멘트화하여 비소성으로 제조하는 것으로, 물에 대한 풀림현상이 방지되고 자연친화적이며, 재활용 순환골재를 사용함으로서 경제성을 높일 수 있으며, 원적외선 방출 등의 기능성이 부여될 수 있다.
따라서, 상술한 세라믹 볼형 인공어초(100)는 해조류, 어류 및 수생식물 등이 용이하게 생장할 수 있으며, 흡착작용에 의한 중금속이 없는 자연 친화적인 인공어초이며, 상부어초(110)와 하부어초(120)의 제조 조성에 대한 배합설계에 따라 250㎏f/㎠ 이상의 고강도의 물성이 발현되는 것으로, 반건식 및 습식방법으로 제조되는 비소성의 세라믹 볼형 인공어초(100)로 제조되는 것이다.
이상에서 본 발명의 구체적인 실시예를 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명은 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형의 실시가 가능하며, 이러한 변형은 본 발명의 범위에 포함된다.
100: 인공어초 110: 상부어초
111: 측면 출입어로 113: 상부 출입어로
115: 플랜지부 117: 조립공
120: 하부어초 121: 측면 출입어로
123: 하부 출입어로 125: 플랜지부
127: 조립공 130: 체결볼트
140: 체결너트

Claims (6)

  1. 상부어초와 하부어초의 한 쌍으로 이루어지되, 내부에 해조류 및 어류가 서식할 수 있는 공간이 형성되도록 상기 상부어초와 하부어초가 반구(半球) 형으로 이루어져 상, 하로 상호 대향되어 체결수단을 통하여 맞댐 조립되어 볼 형상을 이루는 세라믹 볼형 인공어초에 있어서, 상기 상부어초와 하부어초는 각각 내부공간이 외부와 연통형성되는 측면 출입어로가 원주방향을 따라 일정간격을 가지고 복수 개가 형성되며, 상기 상부어초의 구부측 단부 중앙에는 원형의 상부 출입어로가 형성되고 상기 하부어초의 구부측 단부 중앙에는 원형의 하부 출입어로가 형성되되,
    상기 상부어초와 하부어초는 각각 기능성 원료로 황토분말 100중량부에 대하여, 세리사이트(sericite) 분말 33 ~ 100중량부, 고로 슬래그 분말 46 ~ 120중량부, 소석회 분말 6 ~ 50중량부, 실리카흄 분말 3 ~ 20중량부, 무수석고 분말 6 ~ 50중량부, 그리고 골재원료로 골재 입도가 7 ~ 13mm인 부석 33 ~ 100중량부와 바텀애쉬 400 ~ 700중량부를 건식 혼합하며, 첨가원료로 상기 황토분말 100중량부에 대한 천연 무기질 첨가제 6 ~ 30중량부, 고성능 감수제 0.5 ~ 3중량부 및 물 6 ~ 200중량부를 원형 혼합기에 투입하여 교반하여 혼합한 혼합물을 반구형 어초블록 형상의 성형 틀에 넣어 성형한 후 양생시킨 후 건조하여 제조됨을 특징으로 하는 세라믹 볼형 인공어초.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상부어초와 하부어초는 상호 대향되어 맞댐 조립되는 단부 측에 각각 외향 돌출되는 플랜지부를 가지며, 상기 각 플랜지부는 맞댐 조립을 위한 조립공이 원주방향 둘레를 따라 일정간격을 가지고 복수 개가 형성됨을 특징으로 하는 세라믹 볼형 인공어초.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 각 플랜지부의 조립공은 그 중앙에 삽입되는 상기 체결수단의 하나로 제공되는 체결볼트와 상호 중심이 일치되어 정렬되도록 상기 각 플랜지부에 대하여 맞댐이 이루어지는 방향으로 상기 체결볼트의 나선이 형성된 일단 외주를 안내하는 경사부를 가지는 테이퍼 타입 통공으로 형성됨을 특징으로 하는 세라믹 볼형 인공어초.
  4. 내부에 해조류나 어류가 서식할 수 있는 공간이 형성되도록 각각 반구(半球) 형으로 상부어초와 하부어초의 한 쌍으로 이루어져 체결수단을 통하여 상호 대향되어 맞댐 조립되어 볼 형상을 이루는 세라믹 볼형 인공어초의 제조방법에 있어서,
    상기 상부어초와 하부어초는 각각 기능성 원료, 골재 원료 및 첨가원료를 선별하여 계량하는 원료선별 및 계량의 제1공정;
    상기 제1공정을 통하여 계량된 상기 기능성 원료로 황토분말 100중량부에 대하여, 세리사이트(sericite) 분말 33 ~ 100중량부, 고로 슬래그 분말 46 ~ 120중량부, 소석회 분말 6 ~ 50중량부, 실리카흄 분말 3 ~ 20중량부, 무수석고 분말 6 ~ 50중량부와, 상기 골재 원료로 상기 황토분말 100중량부에 대한 골재 입도가 7 ~ 13mm인 부석 33 ~ 100중량부와 바텀애쉬(bottom ash) 400 ~ 700중량부를 건식 혼합한 후, 상기 첨가원료로 상기 황토분말 100중량부에 대한 천연 무기질 첨가제 6 ~ 30중량부, 고성능 감수제 0.5 ~ 3중량부 및 물 6 ~ 200중량부를 원형 혼합기에 투입 후 교반하여 혼합하는 원료혼합의 제2공정;
    상기 제2공정을 통하여 혼합된 혼합물을 반구형 어초블록 형상의 성형 틀에 넣어 5 ~ 8초 동안 진동을 주어 가압 성형하는 진동 및 가압 성형의 제3공정; 및
    상기 제3공정을 통하여 성형된 성형물을 1차적으로 상온에서 자연 양생하는 초기 자연 건조 양생하는 공정 거친 후, 양생실에서 양생 온도 50℃로 10시간 동안 증기 양생하는 공정을 거쳐, 2차적으로 상온에서 자연 양생하는 후기 자연 건조 양생하는 공정으로 이루어진 양생의 제4공정을 통하여 제조됨을 특징으로 하는 세라믹 볼형 인공어초의 제조방법.
  5. 제4항에 있어서,
    양생 공정의 상기 제4공정 후에는 상기 제4공정을 통하여 양생 완료된 성형물을 상기 각각의 반구형 어초블록 형상의 성형 틀로부터 탈형하는 제5공정이 더 이루어짐을 특징으로 하는 세라믹 볼형 인공어초의 제조방법.
  6. 제5항에 있어서,
    성형물 탈형의 상기 제5공정 후에는 상기 제5공정을 통하여 각각 제조된 상기 상부어초와 하부어초의 상호 대향되어 맞닿는 단부에 각각 형성된 플랜지부의 둘레를 따라 일정간격을 가지고 조립공을 형성하는 제6공정 및 상기 제6공정을 통하여 형성된 각 조립공에 상기 체결수단의 하나로 제공되는 체결볼트를 삽입 후 상기 체결수단의 하나로 제공되는 체결너트를 체결하여 상기 상부어초와 하부어초를 상호 대향되도록 맞댐 조립하는 제7공정이 더 이루어짐을 특징으로 하는 세라믹 볼형 인공어초의 제조방법.
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