KR100282260B1 - 멀칭재 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐지 또는 펄프 슬러지 및 폐수처리 슬러지를 이용하여 제조되는 환경친화적 멀칭재료에 관한 것이다. 본 발명의 멀칭재는 폐지 또는 펄프 슬러지 50 내지 75 중량%, 폐수처리 섬유질 슬러지 20 내지 40 중량%, 황토 3 내지 10 중량% 및 증점제 0.1 내지 0.5 중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 멀칭재는 종이의 부드러움을 가지면서도 빗물에 풀어지거나 찢어지지 않아 경작이 끝난 후 수거하여 두었다가 다시 사용할 수도 있으며, 더 이상 사용할 수 없게되어 방치하여 두더라도 땅에 묻힌 후 3개월이면 완전히 분해되며, 분해되는 경우에는 유해성분을 함유하지 않아 오히려 비료로 작용할 수 있고, 소각하는 경우에도 대기 오염의 염려가 없다는 장점이 있다.

Description

멀칭재

본 발명은 경작지에 사용되는 멀칭재, 보다 상세하게는 폐지 또는 펄프 슬러지 및 폐수처리 슬러지를 이용하여 제조되는 환경친화적 멀칭재에 관한 것이다.

멀칭재는 일반적으로 작물의 생육에 필요한 온도 및 수분을 적절하게 유지하고, 작물의 뿌리를 보호하며, 잡초 등이 자라지 못하도록 하는 용도로 사용된다. 특히 경사져 있거나 관개시설이 미비하여 강우량에 의존할 수밖에 없는 경작지에는 멀칭재의 사용이 거의 필수적이라고 할 수 있다.

멀칭재를 사용함으로써 얻을 수 있는 잇점을 구체적으로 예시하면 다음과 같다. 첫째, 경작지의 토양 및 종자가 물이나 바람에 의해 침식되는 것을 방지한다. 둘째, 토양표면의 온도변화가 심하지 않도록 하여 종자의 발아 및 발아된 싹을 보호한다. 셋째, 토양 표면으로부터 수분이 증발하는 것을 방지한다. 넷째, 강우시 또는 관개시 토양 표면에 떨어지는 물방울의 에너지로 인하여 토양이 딱딱하게 굳는 것을 방지하여 물의 토양 침투율이 저하되지 않도록 한다. 이와 같은 잇점들은 멀칭재의 종류에 따라 모두 나타날 수도 있고 일부만 나타날 수도 있다.

멀칭재의 종류는 짚이나 건초로부터 폴리머 필름에 이르기까지 다양하다. 특히, 최근에는 사용이 간편한 폴리머 필름으로 이루어진 멀칭재가 널리 사용되고 있다. 그러나, 이들은 작물의 수확이 끝난 후 수거가 용이하지 않아 재할용되지 못하고 흙과 함께 섞여 있기 마련인데 시간이 지나도 썩지 않기 때문에 심각한 토양 오염을 야기하고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 정책적으로는 자원재생공사에서 수거하기도 하지만 수거량이 일부분에 불과하고, 수거한 필름의 소각시 야기되는 대기오염 등 그 처리도 문제가 되고 있다. 다른 한편에서는 빛이나 미생물에 의해 분해될 수 있는 필름의 개발도 활발하게 진행되고 있으나, 실제로 분해되기 까지 걸리는 시간이 길고 비용이나 필름의 물성면에서 보완되어야 할 문제점이 많다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 토양 오염의 염려가 없으며 재사용이 가능한 멀칭재를 제공하는 것이다.

본 발명은 상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 폐지 또는 펄프 슬러지 50 내지 75 중량%, 폐수처리 섬유질 슬러지 20 내지 40 중량%, 황토 3 내지 10 중량% 및 증점제 0.1 내지 0.5 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀칭재를 제공한다.

폐지는 재생 용지 등으로 재활용되기도 하지만 재생 용지의 제작과정에서 많은 양, 예를 들어 정상적인 제지 공정보다 10배 이상 많은 양의 펄프 슬러지가 발생한다. 참고로, 국내에서 발생되는 펄프 슬러지의 양은 매일 수천톤에 이르는 것으로 알려져 있다.

폐수처리 섬유질 슬러지는 하수종말 처리장 등에서 발생하는 슬러지를 탈수시킨 것으로서, 국내에서 발생되는 폐수처리 슬러지의 양이 매일 수백톤에 달하고 있으나, 그 중에서 극히 일부만이 퇴비 등으로 재활용되고 있는 실정이다.

따라서, 본 발명자는 상기와 같은 폐기물을 적극 활용하여 폐기물의 매립으로 인한 토양 오염 뿐만 아니라 농업용 비닐에 의한 토질 악화를 방지할 수 있고, 원하는 형태로 가공될 수 있으며 여러번 사용이 가능한 멀칭재를 개발하였다. 본 발명의 멀칭재에 포함되는 황토는 입도가 0.1 mm 이하인 분말 형태가 바람직하다. 황토는 멀칭재와 경작지 토양과의 친화성을 높이고, 폐수처리 슬러지 등에 포함되어 있을 수 있는 유독 물질의 독성을 중화시키는 역할을 한다.

증점제는 멀칭재에 포함되는 성분들 간의 결합력을 증대시키고 원하는 형태로의 성형을 용이하게 하는 역할을 하는 것으로서, 당업계에서 일반적으로 사용하고 있는 증점제, 예를 들어 메틸셀룰로오스나 에틸셀룰로오스와 같은 수용성 고분자를 사용할 수도 있으나, 멀칭재가 땅에 묻혀 분해되는 경우 토양오염을 방지할 수 있도록 식품 첨가물로 사용되는 물질을 이용하는 것이 바람직할 수 있다. 구체적으로 예를 들면, 전분 또는 알긴산 나트륨 등이 있다.

본 발명의 멀칭재는 상기 성분들 외에도 카본 블랙과 같은 광흡수제를 포함할 수 있다. 광흡수제를 포함하는 멀칭재는 태양빛을 차단하여 잡초가 자라는 것을 막고, 빛을 많이 흡수하여 지열을 보존할 수 있기 때문에 바람직하다. 작물의 종류나 경작지의 유형에 따라 다양한 형태로 활용될 수 있다. 본 발명의 멀칭재에 포함되는 카본 블랙의 양은 0.1 내지 0.5 중량%가 바람직하다.

또한, 본 발명의 멀칭재는 다양한 산업 폐기물을 활용하기 위하여, 톱밥, 왕겨, 플라이 애쉬, 제올라이트 폐촉매 등의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 이들 첨가제를 3 내지 10 중량% 포함하게 되면 보다 딱딱한 질감의 멀칭재를 얻을 수 있다. 플라이 애쉬는 화력발전소에서 발생되는 석탄 분진재로부터 입수할 수 있고, 제올라이트 폐촉매는 정유공장에서 다량 발생하는 폐기물이다. 특히, 제올라이트 폐촉매는 다공질이기 때문에 토양과 작물 뿌리에 산소 공급이 원활하게 되도록 하면서 수분함량을 조절하는 역할을 한다.

이하에서는 실시예를 들어 본 발명의 멀칭재를 제조하는 방법을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 본 발명의 범위가 이에 국한되는 것은 아님은 물론이다.

〈실시예 1〉

폐지 40 kg, 폐수처리 섬유질 슬러지 15 kg, 황토분말 3 kg 및 증점제 0.1 kg을 교반기에 넣고 물을 충분히 가하여 균일한 혼합물을 제조하였다. 이 혼합물을 0.3 mm 철망으로 걸러 탈수시킨 다음 150 mm 압출기에 투입하여, 두께 2mm, 길이 2m, 폭 425mm, 깊이 350mm의 배수로 형태의 멀칭재를 얻었다. 이상과 같이 제조된 멀칭재는 감촉이 부드럽고 붉은 황토색을 띄었으며, 무게는 830g 이었다.

〈실시예 2〉

폐지 40 kg, 폐수처리 섬유질 슬러지 15 kg, 황토분말 3 kg, 증점제 0.1 kg, 톱밥 1 kg, 왕겨 1 kg 및 카본블랙 0.1 kg을 교반기에 넣고 물을 충분히 가하여 균일한 혼합물을 제조하였다. 이 혼합물을 0.3 mm 철망으로 걸러 탈수시킨 다음 상기 혼합물을 철망째로 둥근 기둥모양 형틀의 반만 덮게 하였다. 열풍으로 건조시킨 후 철망을 제거하여 실시예 1과 동일한 규격의 멀칭재를 얻었다. 멀칭재의 무게는 900g이고, 감촉은 실시예 1보다 딱딱하였으며 검은색을 띄었다.

〈실시예 3〉

폐지 40 kg, 폐수처리 섬유질 슬러지 15 kg, 황토분말 3 kg, 증점제 0.1 kg, 플라이 애쉬 3 kg 및 제올라이트 폐촉매 3 kg을 교반기에 넣고 물을 충분히 가하여 균일한 혼합물을 제조하였다. 이 혼합물을 0.3 mm 철망으로 걸러 탈수시킨 다음 실시예1과 동일한 방법으로 제조하였다. 멀칭재의 무게는 1.3 kg 이었으며, 감촉은 실시예 2의 경우와 비슷하였다.

이상에서는 길이 2m의 배수로 형태의 제품만을 제조하였으나, 경작지 밭두렁의 크기나 용도에 따라 얼마든지 변형이 기능하다. 즉, 일정 길이의 쉬트 또는 두루마리 형태로 만들 수도 있다.

또한, 배수로 형태의 중앙부분을 침봉 등으로 압착하는 단계를 거쳐 구멍을 내면 밭두렁에 멀칭한 후 종자나 작물을 심고자 하는 위치에 구멍을 내기가 용이할 수 있다.

본 발명의 멀칭재는 종이의 부드러움을 가지면서도 빗물에 풀어지거나 찢어지지 않아 경작이 끝난 후 수거하여 두었다가 다시 사용할 수도 있다는 장점이 있다. 또한, 더 이상 사용할 수 없게되어 방치하여 두더라도 땅에 묻힌 후 3개월이면 완전히 분해되며, 분해되는 경우에는 유해성분을 함유하지 않아 오히려 비료로 작용할 수 있고, 소각하는 경우에도 대기 오염의 염려가 없다. 따라서, 본 발명은 저렴한 비용으로 자원을 절약하면서 환경오염 문제를 해결할 수 있는 환경 친화적 멀칭재를 제공한다.

Claims (4)

1. 폐지 또는 펄프 슬러지 50 내지 75 중량%, 폐수처리 섬유질 슬러지 20 내지 40 중량%, 황토 3 내지 10 중량% 및 증점제 0.1 내지 0.5 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀칭재.
2. 제1항에 있어서, 상기 증점제가 전분 및 알긴산 나트륨 중에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 멀칭재.
3. 제1항에 있어서, 0.1 내지 0.5 중량%의 카본 블랙을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멀칭재.
4. 제1항에 있어서, 톱밥, 왕겨, 플라이 애쉬 및 제올라이트 폐촉매 중에서 선택되는 하나 이상의 첨가제를 3 내지 10 중량% 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멀칭재.