KR20040101839A - 수용성 복합칼슘 조성물 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 물에 완전히 녹는 분말상의 수용성 복합칼슘 조성물 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 탄산칼슘, 수산화칼슘, 염화칼슘, 황산칼슘, 산화칼슘, 초산칼슘, 3종의 인산칼슘(Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ), 시안화칼슘, 질산칼슘, 플루오르화칼슘과 인산칼륨, 탄산칼륨, 산화마그네슘, 황산마그네슘, 인산마그네슘, 수산화마그네슘, 황산칼륨, 염화칼륨, 수산화칼륨, 인산암모늄, 이산화규소로부터 선택되는 3종 이상의 화합물로 이루어지며, 그 중 1종 이상이 칼슘화합물이 되도록 혼합된 혼합물 20∼65중량％와 구연산 또는 주석산 나트륨, 구연산나트륨으로부터 선택되는 1종 이상의 산(酸) 20∼50중량％로 구성되는 조성물 및 그 제조방법을 제공하는 것으로, 농작물에 신속한 영양을 공급함으로써 품질이 우수한 농작물 생산을 가능하게 할 뿐 아니라 인건비 절감, 노동시간 단축을 통한 경제적 이익과 농약의 과다사용을 경감시켜 토양을 개선하는 효과가 있다.

Description

수용성 복합칼슘 조성물 및 그 제조 방법{watersoluble Calcium complex and manufacturing method thereof}

본 발명은 물에 대한 용해성이 우수한 수용성 복합칼슘 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 칼슘화합물, 마그네슘화합물, 칼륨화합물, 인산암모늄과 구연산, 주석산 나트륨 또는 구연산나트륨 등으로 구성되고 이를 물에 용해하여 사용하는 경우, pH(0.5%) 5.0∼6.8사이의 범위이고, 주성분인 칼슘함량이 22%∼37％를 유지할 수 있는 분말상의 고순도 수용성 복합칼슘 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.

본 발명에 의한 수용성 복합칼슘은 분말상태의 칼슘을 물에 녹인 후 농작물 등에 살포하여 채소나 과일의 생리장해를 치유하고 신속한 영양공급을 위한 비료로서 사용되는 칼슘은 그 주성분 함량이 높을수록 원하는 효과를 크게 얻을 수 있다.

종래 일반적으로 사용되는 칼슘비료의 제조방법으로는 칼슘 그 자체는 물에 거의 녹지 않는 특성이 있어 수용액으로 만들기가 곤란하였으며 조개껍질 등 패각류를 염산이나 황산과 같은 산에 녹인 후 사용하였으나 이런 방법으로 제조된 제조물은 형태가 액상이며 일정함량 이상으로 주성분인 칼슘 함량을 높이는데 한계가 있었다.

또한, 상기와 같이 염산 등을 이용한 비료는 품질 및 주성분 함량이 낮아서 농작물에 칼슘 공급시 흡수가 잘 되지 않는 등 문제점이 많았다.

상술된 바와 같이 현재 수용성 복합칼슘의 제조기술이 확립되어 있지 않기 때문에 칼슘성분이 22％이상 함유된 고순도 수용성 칼슘을 제조할 수 없었다.

따라서, 종래 사용자인 농민들은 칼슘 함량이 낮은 저농도의 칼슘 수용액으로 된 액상칼슘비료를 사용하여야 했으며, 적정 농도의 칼슘을 공급하여 농작물의 생리장해 치유 및 충분한 영양공급이 이루어지도록 하기 위해서는 농작물에 수 차례에 걸쳐 반복 살포하여야 하므로 인건비상승의 문제점이 있을 뿐만 아니라 농작물의 신속한 생리 장애치유 시간을 놓치게 되어, 또 이로 인해 품질저하 문제가 발생하였다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 효과적으로 해소하기 위하여 연구 개발된 것으로서, 물에 대한 용해가 우수할 뿐만 아니라 용해 후 수용성 복합칼슘 조성물의 성분함량을 22∼37%까지 높인 분말상의 고순도 수용성 복합칼슘 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 칼슘의 성분함량이 높은 고순도 수용성 복합칼슘 조성물의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 수용성 복합칼슘 조성물은, 탄산칼슘, 수산화칼슘, 염화칼슘, 황산칼슘, 산화칼슘, 초산칼슘, 3종의 인산칼슘(ⅠⅡⅢ), 시안화칼슘, 질산칼슘, 플루오르화칼슘과 산화마그네슘, 황산마그네슘, 인산마그네슘, 수산화마그네슘, 황산칼륨, 인산칼륨, 탄산칼륨, 염화칼륨, 수산화칼륨, 인산암모늄, 이산화규소로부터 선택되는 3종 이상으로 이루어지며, 그 중 1종 이상이 칼슘화합물이 되도록 혼합된 혼합물 20∼65중량％와 구연산 또는 주석산 나트륨, 구연산나트륨으로부터 선택되는 1종 이상의 산(酸) 20∼50중량％로 이루어진다.

본 발명의 수용성 복합칼슘 조성물은 물에 400배로 희석하였을 때 pH(0.5%)하에서 5.0∼6.8사이의 범위이고, 칼슘함량이 22∼37％를 유지하게 된다.

본 발명의 또 다른 목적인 수용성 복합칼슘 조성물의 제조방법은 탄산칼슘, 수산화칼슘, 염화칼슘, 황산칼슘, 산화칼슘, 초산칼슘, 3종의 인산칼슘(ⅠⅡⅢ), 시안화칼슘, 질산칼슘, 플루오르화칼슘으로부터 선택되는 1종이상의 칼슘 화합물을 325mesh에서 98%가 통과할 수 있도록 80∼200rpm에서 120분∼240분간 1차 분쇄하는 단계와;

산화마그네슘, 황산마그네슘, 인산마그네슘, 수산화마그네슘, 황산칼륨, 인산칼륨, 탄산칼륨, 염화칼륨, 수산화칼륨, 인산암모늄, 이산화규소로부터 선택되는 2종 이상의 화합물 대비 칼슘화합물을 40: 60 내지 50:50의 비율로 혼합하는 단계와;

상기 혼합물 20∼65중량％와 구연산 또는 주석산 나트륨, 구연산나트륨으로부터 선택되는 1종 이상의 산(酸) 20∼50중량％을 혼합하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 아래와 같다.

본 발명에서 사용되는 칼슘화합물인 탄산칼슘, 수산화칼슘, 염화칼슘, 산화칼슘, 황산칼슘, 3종의 인산칼슘(Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ), 시안화칼슘, 질산칼슘, 플루오르화칼슘, 산화마그네슘, 황산마그네슘, 인산마그네슘, 수산화마그네슘, 황산칼륨, 인산칼륨, 탄산칼륨, 염화칼륨, 수산화칼륨, 인산암모늄, 이산화규소는 그 순도가 92％ 내지 98%인 원료를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 화합물들 중 선택하여 원료혼합물을 준비하는데, 3종 이상의 화합물을 선택·혼합하며 상기 원료혼합물에는 칼슘화합물이 반드시 1종 이상 포함되도록 한다.

예를 들면, 탄산칼슘, 염화칼슘, 수산화칼슘, 3종의 인산칼슘(Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ), 황산칼슘, 산화칼슘 등 칼슘화합물만을 선택하여 혼합물을 만들 수 있고, 칼슘화합물로서 탄산칼슘과 염화칼슘을 선택하고 수산화칼륨, 인산마그네슘, 수산화마그네슘을 선택하여 혼합물을 만들 수 있다. 또 칼슘화합물로서 플루오르화칼슘을 선택하고 산화마그네슘, 황산마그네슘, 황산칼륨, 인산암모늄, 인산칼륨을 선택하여 혼합할 수도 있다.

본 발명의 수용성 복합칼슘 조성물에 따르면 상기 원료혼합물로서 탄산칼슘, 질산칼슘, 3종의 인산칼슘, 시안화칼슘, 염화칼슘, 수산화칼슘, 플루오르화칼슘 및황산칼슘, 산화칼슘을 선택·혼합하는 것이 가장 바람직하다.

상기와 같은 기타 화합물대비 칼슘화합물의 혼합비율은 40: 60 내지 50: 50이 바람직하다.

칼슘화합물 및 기타 화합물이 혼합된 혼합물은 전체 조성물에 있어 20 내지 65중량%로 구성될 수 있으며, 20중량% 미만인 경우에는 최종 복합 칼슘 조성물에서의 칼슘의 함량이 낮아 바람직하지 못하고, 65중량%는 본 발명에서 이루고자 하는 고순도의 복합 칼슘 조성물을 얻을 수 있는 수치이나 그 이상을 혼합할 경우 칼슘의 함량은 높아지나 본 발명에서 이루고자 하는 물에 녹는 수용성 복합칼슘 제조는 불가능하여 바람직하지 못하다.

본 발명에서 사용되는 구연산(C₆H₈O₇)은 히드록시기를 가지는 다염기(多鹽基) 카르복실산의 하나로 시트르산 (citric acid)이라고도 하며 많은 식물의 씨나 과즙 속에 유리상태의 산으로 함유되어 있고 물과 에탄올에 잘 녹는 특징을 가지고 있다.

주석산 나트륨, 구연산나트륨(Sodium Citrate)은 백색결정의 입상분말로서 물에는 쉽게 녹으며 식품 제조시 pH를 정확하게 조절하는 pH조정제로 사용된다.

본 발명에서 사용되는 구연산, 주석산나트륨, 구연산나트륨은 본 발명을 위하여 특별히 제한되는 것은 아니며, 20 내지 50중량%로 혼합될 수 있다. 구연산의 함량이 20중량% 미만인 경우에는 본 발명에서 이루고자 하는 칼슘의 함량을 얻지 못하게 되고, 50중량%를 초과하는 경우에는 산성화로 인해 농작물에 피해를 주게되어 바람직하지 못하다.

본 발명에 따른 수용성 복합칼슘 조성물은 주성분 함량이 22∼37％인 고순도 칼슘으로서 물에 완전히 녹기 때문에 비료로서 사용될 때 농작물에 매우 높은 칼슘흡수력을 갖게 한다. 따라서 신속한 영양공급을 통해 농작물의 세포벽을 튼튼히 하고 영양결핍과 이로 인한 각종 생리장해를 예방 및 치유할 수 있다. 나아가, 본 발명의 수용성 복합칼슘 조성물은 환경오염 원인중의 하나인 농약의 과다사용을 경감시키고 토양의 산성화를 방지시켜 중성토양으로 서서히 바꿔주는 역할을 할 수 있다.

본 발명에 따른 복합 칼슘 조성물의 제조방법은 먼저 선택된 1종이상의 칼슘화합물을 분쇄 속도는 80∼200rpm으로 조정하고 120∼240분 동안 1차 분쇄시킨다. 이때, 분쇄된 칼슘 화합물의 입자는 325mesh에서 98%가 통과할 수 있는 정도의 크기가 바람직하다.

기타화합물과 칼슘 화합물의 혼합비율을 40:60 내지는 50:50으로 혼합한 후 이러한 혼합물을 20 내지 65중량%, 구연산 또는 주석산 나트륨, 구연산나트륨으로부터 선택되는 1종이상의 산(酸)을 20 내지 50중량%의 비율로 혼합함으로써 최종 복합 칼슘 조성물을 수득할 수 있게 된다.

이하 본 발명의 실시예와 본 발명의 주원료로 사용되는 칼슘화합물, 마그네슘화합물, 칼륨화합물, 인산암모늄 및 구연산 또는 주석산 나트륨, 구연산나트륨의 최적 혼합비율을 알아보기 위한 실험예를 나타내도록 하겠으나, 본 발명의 보호범위는 이에 한정되는 것이 아니다.

〈실시예 1〉

구연산 35중량%와 탄산칼슘, 수산화칼슘, 염화칼슘, 산화칼슘, 황산칼슘, 초산칼슘, 3종의 인산칼슘(Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ), 수산화칼륨, 인산마그네슘, 수산화마그네슘을 혼합한 혼합물 65중량%를 첨가하였다.

먼저, 칼슘 화합물을 1차 분쇄시키기 위해 혼합 교반기에 넣고 1차 혼합분쇄 속도는 80∼200rpm으로 조정하고 240분 동안 혼합분쇄 시킨다. 이를 다시 나머지 화합물과 함께 혼합 교반기에 투입 후 다시 혼합 공정을 거치게 되며 혼합시간은 40∼90분이 소요된다.

이렇게 하여 완성된 수용성 복합칼슘 조성물은 칼슘성분의 함량이 22∼37％인 분말상의 고순도 제품으로서 물에 완전히 녹는 수용성 복합칼슘 조성물이기 때문에 농작물 또는 토양에 비료로서 사용될 때 매우 높은 칼슘흡수력을 갖게 하고 신속한 영양공급을 통해 농작물의 영양결핍 및 각종 병해충의 발생을 억제/최소화하는 역할은 물론 산성화가 진행된 토양을 중성토양으로 서서히 바꿔주는 역할을 하였다.

〈실험예 2〉

탄산칼슘, 염화칼슘, 수산화칼슘, 인산칼슘(Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ) 및 황산칼슘과 구연산 또는 구연산나트륨을 아래와 같은 중량으로 혼합하여 수용성 복합칼슘 조성물을 제조하였다.

NO.원료명	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
탄산칼슘	35.2	35.6	35.6	32.9	21.4	24.0	18.6	24.6	27.5	27.8	27.9
염화칼슘	15.7	13.9	13.9	16.5	21.4	19.2	18.6	19.7	18.3	16.6	16.7
수산화칼슘	2.8	2.5	2.5	9.5	5.3	4.8	4.7	4.9	4.6	5.6	5.6
인산칼슘	-	-	1.0	1.1	5.9	10.6	4.7	5.4	10.1	3.3	3.4
황산칼슘	1.1	1.0	-	-	3.2	2.9	2.8	2.9	2.8	2.0	1.7
구연산/구연산나트륨	45.2	47.0	47.0	40.0	42.8	38.5	50.6	42.5	36.7	44.7	44.7
총량(g)	100	100	100	100	100	100	100	100	100	100	100
pH(0.5%)	5.69	6.58	6.47	5.66	6.50	6.35	6.34	6.27	6.57	6.03	5.54
용해 상태	양호	양호	양호	양호	양호	양호	양호	양호	양호	양호	양호

본 실험은 탄산칼슘, 염화칼슘, 수산화칼슘, 인산칼슘(Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ) 및 황산칼슘과 구연산 또는 주석산 나트륨, 구연산나트륨의 총 혼합양이 100g이 되도록 혼합하여 물에 용해시켰을 때 pH(0.5%)와 용해상태를 알아본 시험이다.

상기 용해상태의 표시에서 양호라 함은 상기 혼합물을 용해시켰을 때 물에 완전히 투명하게 녹고 수용액에 함유된 칼슘성분이 22∼37％ 내로 조절 가능한 높은 상태를 의미하는 것이다.

표 1에서 시험번호 1∼4는 주성분 함량이 높은 계통이며, 시험번호 5∼11은 주성분 함량이 낮은 계통을 나타낸다.

〈실험예 3〉

탄산칼슘, 염화칼슘, 수산화칼슘, 인산칼슘(Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ), 황산칼슘 및 질산칼슘과 구연산 또는 주석산 나트륨, 구연산나트륨을 아래와 같은 중량으로 혼합하여 수용성 복합칼슘 조성물을 제조하였다.

NO.원료명	1	2	3	4	5	6	7
탄산칼슘	27.4	27.4	27.4	27.4	27.4	27.4	27.4
염화칼슘	14.5	14.5	4.5	4.5	13.6	10.1	14.5
수산화칼슘	18.2	13.6	9.1	4.5	-	-	-
인산칼슘	-	4.5	14.5	9.5	6.4	10.8	13.6
황산칼슘	-	-	4.5	3.6	2.7	1.8	2.7
질산칼슘	-	-	-	-	-	-	1.8
구연산/구연산나트륨	39.9	40.0	50.0	40.5	49.9	49.9	40.0
총량(g)	100	100	100	100	100	100	100
pH(0.5%)	6.21	5.98	5.74	5.77	5.69	5.95	6.22
용해 상태	양호	양호	양호	양호	양호	양호	양호

본 실험은 탄산칼슘, 염화칼슘, 수산화칼슘, 인산칼슘(Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ), 황산칼슘 및 질산칼슘과 구연산 또는 주석산 나트륨, 구연산나트륨의 총 혼합양이 100g이 되도록 혼합하여 물에 용해시켰을 때 pH(0.5%)와 용해상태를 알아본 시험이다.

상기 용해상태의 표시에서 양호라 함은 상기 혼합물을 용해시켰을 때 잘 녹고 수용액에 함유된 칼슘성분이 22∼37％ 내로 조절가능하며 투명도 또한 높은 상태를 의미하는 것이다.

표2에서 시험번호 1∼7은 pH 5.7∼6.3사이의 약산성을 갖는 계통을 나타낸다.

〈실험예 4〉

플루오르화칼슘, 산화마그네슘, 황산마그네슘, 황산칼륨, 인산암모늄 및 인산칼륨과 구연산 또는 주석산 나트륨, 구연산나트륨을 아래와 같은 중량으로 혼합하여 수용성 복합칼슘 조성물을 제조하였다.

No.원료명	1	2	3	4	5	6	7
플루오르화칼슘	27.4	27.4	27.4	27.4	27.4	27.4	27.4
산화마그네슘	18.2	13.6	9.1	4.5	-	-	-
황산마그네슘	4.5	4.5	4.5	4.5	13.6	9.1	4.5
황산칼륨	-	4.5	4.5	4.5	6.4	11.8	13.6
인산암모늄	-	-	4.5	3.6	2.7	1.8	2.7
인산칼륨	-	-	-	-	-	-	1.8
구연산/구연산나트륨	49.9	50.0	50.0	55.5	49.9	49.9	50.0
총량(g)	100	100	100	100	100	100	100
pH(0.5%)	6.01	6.11	5.84	6.08	6.11	6.08	6.25
용해 상태	양호	양호	양호	양호	양호	양호	양호

본 실험은 플루오르화칼슘, 산화마그네슘, 황산마그네슘, 황산칼륨, 인산암모늄 및 인산칼륨과 구연산 또는 구연산나트륨의 총 혼합양이 100g이 되도록 혼합하여 물에 용해시켰을 때 pH와 용해상태를 알아본 시험이다.

상기 용해상태의 표시에서 양호라 함은 상기 혼합물을 용해시켰을 때 잘 녹고 수용액에 함유된 칼슘성분이 22∼37％ 내로 조절가능하며 투명도 또한 높은 상태를 의미하는 것이다.

표 3에서 시험번호 1∼7은 구연산 비율이 높은 계통을 나타낸다.

상술한 바와 같은 본 발명의 수용성 복합칼슘 조성물은 고활성 기능을 가진 분말상의 수용성 복합칼슘 조성물로서, 농작물에 신속하게 영양을 공급할 수 있어 품질이 우수한 농작물 생산을 가능하게 할 뿐 아니라 칼슘의 함량이 매우 높고 다종의 칼슘화합물이 함유되어 있어 농작물의 세포벽을 튼튼히 하여 냉해(동해)감소 및 영양결핍을 막아 병해충발생을 현저히 줄여주며, 기타 장해에 대한 저항력(내성)을 크게 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따라 제조된 수용성 복합칼슘 조성물은 지금까지 농업환경에 큰 문제점이였던 토양 산성화 및 농작물의 면역 체계를 회복시켜 자체적으로 병해충에 대항할 수 있는 힘을 키워줌으로써 우수한 농산물 생산 및 농약 사용을 줄여주고 인건비 절감 및 영농환경 개선에 크게 도움을 준다.

Claims (3)

1. 탄산칼슘, 수산화칼슘, 염화칼슘, 황산칼슘, 산화칼슘, 초산칼슘, 3종의 인산칼슘(ⅠⅡⅢ), 시안화칼슘, 질산칼슘, 플루오르화칼슘과 산화마그네슘, 황산마그네슘, 인산마그네슘, 수산화마그네슘, 황산칼륨, 인산칼륨, 탄산칼륨, 염화칼륨, 수산화칼륨, 인산암모늄, 이산화규소로부터 선택되는 3종 이상으로, 그 중 1종 이상이 칼슘화합물이 되도록 혼합된 혼합물 20∼65중량％와 구연산 또는 주석산 나트륨, 구연산나트륨으로부터 선택되는 1종 이상의 산(酸) 20∼50중량％로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 수용성 복합칼슘 조성물.
2. 제 1항에 있어서, 상기 수용성 복합칼슘 조성물을 물에 용해하는 경우 pH(0.5%) 5.0∼6.8사이의 범위이고, 칼슘 함량이 22∼37％인 것을 특징으로 하는, 수용성 복합칼슘 조성물.
3. 탄산칼슘, 수산화칼슘, 염화칼슘, 황산칼슘, 산화칼슘, 초산칼슘, 3종의 인산칼슘(ⅠⅡⅢ), 시안화칼슘, 질산칼슘, 플루오르화칼슘으로부터 선택되는 1종이상의 칼슘 화합물을 325mesh에서 98%가 통과할 수 있도록 80∼200rpm에서 120분∼240분간 1차 분쇄하는 단계와;

   산화마그네슘, 황산마그네슘, 인산마그네슘, 수산화마그네슘, 황산칼륨, 인산칼륨, 탄산칼륨, 염화칼륨, 수산화칼륨, 인산암모늄, 이산화규소로부터 선택되는2종 이상의 화합물을 칼슘화합물과 40: 60 내지 50:50의 비율로 혼합하는 단계와;

   상기 혼합물 20∼65중량％와 구연산 또는 주석산 나트륨, 구연산나트륨으로부터 선택되는 1종 이상의 산(酸) 20∼50중량％을 혼합하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는, 수용성 복합칼슘 조성물의 제조방법.