KR0155458B1 - 멀치층의 조성방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 나대지화된 경사면에 조성된 생육 기반의 환경을 양호한 상태로 유지하기 위해 표층에 멀치층을 조성하는데 있어서 멀치재로 인해 펌프나 호스 안이 폐쇄되지 않도록 하기 위한 처리방법 및 멀치재의 안정 부착을 위해 물의 유동을 방지하는 방법을 확립하고 분무 후에 멀치재가 입체적인 구조로 되며 멀치 효과가 충분하게 발휘되는 멀치층의 조성방법을 제공하는 것이다.

멀치재(61)와 물과 고흡수성 중합체(b2)를 혼합한 멀치재 슬러리액(9)에 결합제(7)와 음이온성 고분자 응집제 폴리아크릴아미드계 중합체를 혼합하고 펌프를 사용하여 가압송액하여 시공면에 분무할 때, 양이온성 고분자 응집제 폴리아크릴아미드계 중합체를 노즐[(18), (19)]속에서 혼합시켜 분무함을 특징으로 하는 멀치층의 조성방법이다.

Description

멀치층의 조성방법

제1도는 본 발명에 따라 경사지의 생육 기반에 조성된 멀치층의 고급 수성중합체의 물 방출 전(분무 직후)의 상태를 나타내는 단면도이며,

제2도는 산지의 식생 조건이 양호한 경우, 본 발명에 따라 종자와 비료를 산지에 직접 산포(散布)하고 그 위에 멀치층을 분무한 경우의 경사지의 단면 모식도이며,

제3도는 제1도에 도시한 고급 수성 중합체의 물 방출 후 경시 변화시의 상태를 나타내는 단면도이며,

제4도는 본 발명에 따르는 멀치층을 조성하기 위해 필요한 장치의 배치도이며,

제5도는 고흡수성 중합체를 사용하는 경우와 실치카 졸을 사용하는 경우의 겔화물의 수분 유지량의 경시 변화의 비교선도이며,

제6도는 고흡수성 중합체와 실리카 졸을 사용하는 경우의 겔화 소재의 원료비와 겔화 속도(겔화 시간)의 비교선도이다.

본 발명은 토목공사 등에서 경사면의 녹화 기반을 조성하는 공법에 관한 것이다.

상세하게는, 재해나 개발공사 등에서 나대지화한 경사면[법면(法面)이라고도 한다]에 식물이 생육 가능한 두께를 갖는 녹화 기반으로서 조성된 생육 기반(식생기반이라고도 한다)의 상층에 자연계의 표토에 가까운 형태로 멀치층(mulch layer)을 조성하는 공법에 관한 것이다.

본 발명자는 본 공법과 동일한 산업상 이용분야에서 동일한 목적으로 일본국 특허원 제(평)4-77772호를 이미 출원했다.

당해 선원에서는, 멀치(mulch)재 또는 멀치재를 혼합한 수용액과 물에 불용성인 함수(含水) 겔(gel) 소재를 혼합하여 조합한 멀치재 슬러리(slurry)액에 물에 불용성인 함수 겔 소재에 적합한 경화제를 조합한 경화제 수용액을 혼합한 것을 식물의 생육 기반 조성 시공면에 산포하여 멀치층을 형성시키고 있다. 당해 선원 발명의 작용효과로서는 멀치재를 혼합한 수용액에 안정제로서 물에 불용성인 함수 겔 소재, 물 유리(water glass) 또는 실리카 졸(silica sol)을 혼합하고 여기에 경화제인 중탄산염 수용액을 가하여 분무함으로써, 멀치재 슬러리 액은 유동성이 없는 함수 겔화물과의 가소성 물질로 되어 경사면에 두껍게 부착된 다음, 함수 겔화물은 경시적으로 분해, 물 방출, 수축되어 고체화되고, 또한 멀치재는 결합체(binder, 접합제)를 사용하여 정착시키고 입체적인 구조로 안정되어 보온성과 수분유지성이 풍부한 멀치 효과가 우수한 층이 형성된다고 한다.

확실히 선원의 방법에 따르면, 이의 상세한 설명에 기재되어 있는 바와 같은 멀치층이 형성되지만, 실제로 본 선원의 방법으로 시공할 때에는 몇가지 결점이 확인된다.

우선, 첫번째 결점은 함수 겔화물이 물을 방출하여 수축, 고체화될 때까지 시일이 상당히 필요하며, 그 동안에 멀치재가 입체적인 구조를 형성할 수 없으므로, 목적하는 멀치 효과가 충분히 발휘되지 않는다.

두번째 결점은 함수 겔화제(안정제)로서 사용하는 물유리나 실리카 졸을 대량으로 사용하는 것이 필요하며, 비용이 높아져서 현실적인 면에서 불리하다.

일반적으로, 멀치재로서 사용하는 자재(資材)는 종이, 플라스틱 필름 등의 재단 조각, 볏짚, 낙엽, 나무껍질 등의 식물 고사물을 분쇄하여 칩 상태로 또는 섬유 상태로 한 것이며, 모두 비중이 가벼운 것뿐이다.

비중이 가벼운 멀치재를 물과 혼합하여 펌프로 분무하는 경우에는 물과 분리되기 쉬우며, 따라서 멀치재를 물과 균일하게 혼합시킨 상태에서 송액하는 것이 곤란해지고 분리된 멀치재로 인해 펌프 속이나 호스 속이 폐쇄되는 경향이 있다.

또한, 노즐로부터 비거리(flying distance)를 얻기 위해, 송액량이 많은 슬러리 펌프를 채용하는 것은 시공성은 우수하지만, 이러한 경우, 멀치재를 압송하기 위해서는 대량의 물을 필요로 하며, 분무된 물과 함께 혼합된 멀치재도 흘러내리므로 부착 안정성의 점에서도 문제가 있다.

이러한 사정을 감안하여, 본 발명에서는 비중이 가벼운 멀치재로 인해 펌프나 호스 속이 폐쇄되지 않도록 하기 위한 처리법과 대량으로 사용하는 물의 유동방지법을 확정하고 또한 분무 후, 멀치재가 입체적인 구조로 멀치 효과가 신속하게 발휘되고 또한 저렴하게 시공할 수 있는 방법으로 급경사면에 능률적으로 두껍게 부착시켜 안정시키는 것을 목적으로 한다.

위의 목적을 달성하기 위해, 본 발명에서는 멀치재에 물과 고흡수성 중합체를 혼합한 멀치재 슬러리액을 펌프를 사용하여 압송, 분무할 때, 양이온성 고분자 응집제인 폴리아크릴아미드계 중합체 수용액과 혼합하면서 식물의 생육 기반 조성의 시공면에 산포하여 멀치층을 형성시킴을 특징으로 하는 멀치층의 조성방법을 제공한다.

또한, 멀치재 슬러리액에 결합제를 혼합할 수 있다. 이러한 경우, 결합제를 멀치재 등에 응착(凝着)시켜 결합제 효과를 얻기 위해 멀치재 슬러리액에 적응하는 음이온성 고분자 응집제인 폴리아크릴아미드계 중합체를 혼합하는 것이 바람직하다.

물, 고흡수성 중합체 및 멀치재를 혼합한 슬러리액에 양이온성 고분자 응집제인 폴리아크릴아미드께 중합체 수용액을 혼합하고 분무 노즐을 사용하여 경사면에 분무하면, 최대한으로 물을 흡수하여 겔화되고 물에 부유하여 슬러리 상태를 유지하는 고흡수성 중합체가 멀치재와 함께 응집되고 물을 분리하여 가소성 물질로 되어 경사면에 두껍게 부착된다.

물을 흡수한 고흡수성 중합체의 겔화물은 경시적으로 물을 방출하여 원형에서 최대 흡수시의 약 1000분의 1까지 수축, 고체화된다. 또한, 결합제를 혼합하는 경우, 멀치재는 결합제에 의해 고흡수성 중합체의 겔화물의 수축되기 전에 정착되고 입체적인 구조로 안정되어 멀치 효과가 우수한 층이 형성된다.

[실시예]

제1도에 멀치층(6)을 조성한 경사지의 단면 모식도를 나타낸다.

본 발명에 있어서, 멀치층(6)을 형성하기 위환 멀치재(61)로서는, 선원과 동일한 종이, 플라스틱 필름 등의 재단 조각, 볏짚, 낙엽, 나무껍질 등의 식물의 고사물을 부식시키거나 그 자체를 그대로 분쇄함으로써 칩 형태 또는 섬유 형태로 한 것 등을 사용하여 이들 멀치재(61)를 미리 조성한 생육 기반(식생 기반)(4)의 상층에 부착시켜 안정시킨다.

도면에 있어서, (1)은 암반이나 경질토로 이루어진 최하층 산지를 나타내고, (4)는 산지의 경사면(2) 위의 두꺼운 층인, 식생 기재 분무공법[일본국 공개특허공보 제(평)1-310019호에 기재되어 있는 공법]으로 조성된 단일 구조의 생육 기반이며, 이의 내부에 식물의 종자(41)나 비료(42)가 포함된다. (5)는 생육 기반(4)의 경사면(법면)이며, 그 위에 본 발명에 따르는 멀치층(6)이 조성되고, 그 속에 각종 멀치재(61)와 이후에 설명하는 고흡수성 중합체인 함수 겔화물(62)이 포함된다. (7)은 결합제이다.

제1도에 나타낸 산지(1)가 식생 조건이 양호한 토사 등인 경우, 두꺼운 층인 식생 기재 분무공법에 의한 생육 기반(4)을 특별히 조성할 필요가 없으며, 단지 산지 표면에 종자와 비료만을 산포하고 그 위에 멀치층을 분무하는 종자 분무공법을 실시하는 경우도 있다. 이러한 경우의 경사지의 단면 모식도를 제2도에 나타낸다.

제3도는 제1도에 나타낸 멀치층(6)이 경시 변화한 때의 상태를 나타내며, 안정제로서 사용되는 고흡수 중합체인 함수 겔화물(62)이 물을 방출하여 고흡수 중합체가 물을 방출한 후의 고형물(63)로 되고 있다. 도시되어 있는 바와 같이, 고흡수 중찹체는 경시적으로 물을 방출하여 수축, 고체화되고 있다.

고흡수성 중합체로서는 전분-폴리아크릴산염계 중합체 또는 폴리아크릴산염계 중합체(제품명; 선플래시 ST-500D, 산요가세이 제품)를 사용한다.

결합제로서는 음이온성의 아스팔트 유제(제품명; FL 코트, 쇼와셀세키유 제품)를 사용한다.

위의 재료를 물과 혼합하여 멀치재 슬러리액(9)(참조: 제4도)을 수득한다.

이어서 멀치재 슬러리액(9)을 가소성화하기 위한 재로로서는 양이온성 고분자 응집제인 폴리아크릴아미드계 중합체(제품명; 선플록 C-009P, 산요가세이 제품)를 사용한다.

고흡수성 중합체는 양이온성 고분자 응집제에 의해 신속하게 응집되지만, 결합제(7)로서 혼합하는 아스팔트 유제는 분리된 물과 함께 탈수되므로 응집하기 어려워서 멀치재(61)를 고정하기 위한 결합제 효과는 감소된다.

따라서 멀치재 슬러리액(9)에 혼합시킨 결합제로서 혼합된 아스팔트 유제의 아스팔트 고형분도 고흡수성 중합체 및 멀치재(61)와 함께 용이하게 응집시키기 위해, 멀치재 슬러리액(9)에 음이온성 고분자 응집제인 폴리아크릴아미드계 중합체(제품명; 선플록 210P, 산요가세이 제품)를 혼합하는 것이 바람직하다.

상기한 재료의 배합량의 한 가지 예를 기재하면 다음과 같다.

재료의 조합과 분무 요령으로서는, 우선 제4도에 도시한 바와 같은 교반장치(11)를 설치한 멀치재 슬러리액 조합 탱크(10)에 멀치재 슬러리액 A(9)를 투입한다. 이를 위해서는, 표 1에 기재되어 있는 바와 같이, 맑은 물 A를 1500ℓ 투입하고, 이어서 고흡수성 중합체(전분-폴리아크릴산염계 중합체) A를 2㎏ 넣은 다음, 약 5분 동안 충분히 물을 흡수시키면서 멀치재(절단된 볏집) A20㎏, 결합제(음이온성 아스팔트 유제) A4㎏ 및 고분자 응집제(음이온성 폴리아크릴아미드계 중합체) A400g을 각각 규정량 혼합하고 충분히 교반한다.

이어서 응집제 조합 탱크(16)에 응집제 수용액 B(15)를 투입한다. 이를 위해서는 맑은 물 B를 150ℓ 주입하면서 주입되는 물에 분산되도록 하고 고분자 응집제(양이온성 폴리아크릴아미드계 중합체) B을 375g 혼합하여 충분히 교반한다.

각각의재료를 조합한 다음, 멀치재 슬러리액(9)은 슬러리 펌프(12)를 사용하여 송액하고, 응집제 수용액(15)은 기어 펌프(17)를 사용하여 분무 노즐(18)로 송액하며, 송액 도중의 호스[(13), (14)] 안에서 또는 2액 혼합 분무 노즐(19) 안에서 2액이 혼합되면서 시공면을 향하여 분무된다.

이러한 경우, 2액 혼합 노즐(19)을 사용할 때에는 멀치재 슬러리액 A(9)는 노즐에 설치된 멀치재 슬러리 토출구로부터 세차게 토출되는 슬러리의 토출압을 이용하여 토출구 말단에 설치된 교반통 내부에서 교반통 속으로 혼입되는 응집제 수용액 B(15)와 혼합된다. 이때, 양쪽을 충분히 혼합하고, 또한 슬러리액의 비거리를 저하시키지 않기 위해 슬러리액 토출구 부근에 공기 흡입구를 설치하고 토출류에 의한 감압을 이용하여 공기를 흡입시켜, 공기에 의해 양호하게 혼합된 멀치재(61)를 경사면을 향하여 분출시킨다.

위와 같은 방법으로 분무하고 최대한의 흡수 상태에서 멀치재와 함께 응결되어 두껍게 부착된 고흡수성 중합체의 물 방출 수축상태를 확인하기 위해, 분무 직후의 멀치재 슬러리의 응집물을 20㎏ 채취하고 경시적으로 이의 중량을 측정한다.

그 결과, 5일 후에는 대부분의 물을 방출하고 10일 후에는 멀치재의 중량을 남길 정도까지 물을 방출하여 수축되어 멀치재를 입체적인 구조로 안정시킨다.

이에 비하여, 선원[일본국 특허원 제(평)4-77772호]의 안정제인 실리카 졸은 본 발명에서 대체로 10일로 형성되는 멀치재의 입체적인 구조를 수득하는 데 40일 동안이 필요하다. 제5도에서 고흡수성 중합체와 실리카 졸을 사용하는 경우의 겔화물의 수분 유지량의 경시 변화를 나타낸다.

또한, 제6도는 본 발명에서 사용하는 안정제인 고흡수성 중합체와 선원에서 사용하는 안정제인 실리카 졸의 겔화 소재의 원료비와 겔화 속도(겔화 시간)의 상관 관계를 비교한 것으로, 이로써 판단되는 바와 같이, 본 발명에서 사용하는 원료비는 선원의 약 10분의 1 이하이다.

본 실시예에서는 고흡수성 중합체로서 전분-폴리아크릴산염계 중합체를 사용한 예를 기재했지만, 폴리아크릴산계 중합체를 사용해도 동일한 효과를 얻을 수 있다. 또한, 멀치재에 절단된 볏짚을 사용했지만, 위에서 언급한 기타의 멀치재로도 동일한 효과를 얻을 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명은 나대지화된 경사면에 조성된 식물의 생육 기반 위에 멀치층을 부착시켜 안정시키는 것을 목적으로 하여 개발된 것이며, 본 발명에 따르는 멀치층을 조성하는 공법은 상기한 바와 같은 간단한 경사지의 범위내로 한정되지 않으며, 또한 변화가 많은 각종 지표면에 적용할 수 있다.

본 발명을 실시함으로써 다음의 효과가 나타난다.

(1) 멀치재 수용액의 슬러리화에 사용한 고흡수성 중합체는 흡수된 물을 신속하게 방출하며 원형(흡수시의 약 1000분의 1)으로 돌아오므로, 목적하는 멀치재의 입체적인 구조를 조기에 조성할 수 있다.

(2) 고흡수성 중합체를 사용함으로써, 멀치재로서 사용되는 비중이 가벼운 볏짚, 낙엽, 나무껍질 등의 분쇄물의 슬러리화가 용이해지고, 분무 노즐로부터의 비거리가 커서 운반량이 많은 슬러리 펌프에 의한 송액이 가능해진다.

(3) 멀치재가 입체적인 구조이며 생육 기반의 상층에 조성됨으로써 빗물이 생육 기반으로 침투하는 것을 방해하지 않으며, 직사 일광으로 인환 생육 기반의 극단적인 온도 변화의 완화나 수분의 증발을 방지하고, 또한 기반 표면에서 빗방울의 충격으로 인한 침식을 방지하는 등, 흡사 자연계에 있어서 삼림의 토양층에서 통상적으로 A층이라고 호칭되고 낙엽이 쌓여 표토를 형성하고 있는 부엽토층에 가까운 효과를 발휘하여 식물의 발아 생육에 크게 기여한다.

Claims (3)

1. 물과 고흡수성 중합체(62)를 멀치재(61)에 혼합하여 조합한 멀치재 슬러리액(9)을 펌프(12)를 이용하여 가압 송액하여 분무할 때, 양이온성 고분자 응집제인 폴리아크릴아미드계 중합체 수용액(15)과 혼합시키면서 식물의 생육 기반(4)을 조성하는 시공면에 산포하여 멀치층(6)을 형성시킴을 특징으로 하는 멀치층(mulch layer)의 조성방법.
2. 제1항에 있어서, 멀치재 슬러리액(9)의 재료에 결합제를 가하여 조합함을 특징으로 하는 멀치층의 조성방법.
3. 제2항에 있어서, 멀치재 슬러리액(9)에 음이온성 고분자 응집제인 폴리아크릴아미드계 중합체를 혼합함을 특징으로 하는 멀치층의 조성방법.