KR100293199B1 - 수경재배용왕겨성형배지제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수경재배용 배지를 제조하는 방법에 관한 것으로서, 화학적 및 물리적 특성이 우수하며 수경재배용 소재로서 뛰어난 특성을 지닌 왕겨 또는 훈탄왕겨를 주원료로 사용하고, 흡수성이 양호하며 결합력이 우수한 섬유상 폐지 또는 펄프류를 결합재로 사용하며, 보수력 증가 및 배지의 경화억제를 위하여 코크넛화이버 및 고흡수성 고분자를 첨가함으로써 수경재배용 배지로서 우수한 특성을 보유할 뿐만 아니라 사용후 폐기시에 환경공해를 유발하지 않는 무공해성 배지를 제조하는 방법을 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 수경재배용 왕겨성형배지를 제조하는 방법에 있어서, 주원료로 왕겨 또는 훈탄왕겨를 사용하며, 결합재로서 파쇄하여 섬유상으로 만든 폐지 또는 펄프류를 전체중량대비 10∼30wt% 첨가하며, 보수력증대 및 배지경화방지를 위하여 코코넛화이버를 전체중량대비 10∼20wt%, 고흡수성 고분자를 전체중량대비 3∼8wt% 첨가하여 혼합한 후, 임의의 혼합수를 가하여 균일하게 혼합시켜 형틀에 부은 다음, 감압하에서 1차로 탈수를 행하고 2차로 0.1kgf/㎠ 이상의 압력하에서 가압탈수 및 성형을 행하여 함수성형체를 제조한 다음, 건조기에서 중량변화가 일어나지 않을 때까지 건조처리를 행하여 수경재배용 왕겨성형배지를 제조하는 방법을 그 요지로 한다.

Description

수경재배용 왕겨성형배지 제조방법

본발명은 수경재배용 왕겨성형배지 제조방법에 관한 것으로, 주원료인 왕겨 또는 훈탄왕겨에 결합재로 섬유상의 폐지 또는 펄프류를 넣고, 코코넛화이버와 고흡수성 고분자를 첨가하여 혼합한 후 혼합수를 가하여 균일혼합함으로써 우수한 수경재배용 왕겨성형배지를 제조하는 방법에 관한 것이다.

수경재배용 배지는 화학적으로 안정되어야 한다. 즉, 배지의 pH변화는 식물생장에 필요한 무기질 이온들의 흡수에 직접적인 영향을 미쳐 작물의 원활한 성장을 저해하게 되므로 재배기간중 양액(비료액)과의 반응 등에 의한 부패 또는 pH의 변화가 적어야 한다.

그리고, 배지는 상기 화학적 특성 못지 않게 밀도, 보수력, 총공극량 및 젖음성 등 물리적 특성들이 중요한 인자로 작용하는데 이러한 물리적 특성들은 배지의 크기 및 형태 등에 따라 변한다. 일반적으로 배지는 밀도가 낮을수록 좋으나 지나치게 낮을 경우에는 적절한 보수력 및 기공율을 유지할 수 없을 뿐만 아니라 작물의 뿌리를 지탱할 힘이 없어 적합하지 못하다. 한편, 공극량은 보수량과 기공량으로 이루어지며 배지의 높이가 높을 경우에는 공극량이 많아지는 반면 보수량이 감소하고, 배지의 높이가 낮을 경우에는 반대현상이 일어나므로 적정 보수량과 기공량을 유지하기 위하여는 배지의 높이를 일정하게 유지하여야 한다. 그러므로, 배지를 사용할 경우에는 일정한 규격품을 사용하며 균일한 성능을 확보하기 위하여 규격에 맞는 성형품을 사용하는 것이 일반적이다.

현재 사용되고 있는 배지성형품으로는 암면성형품(UK Pat. Appln. GB2,222,610 ; US Pat. 4,769,277) 및 Peat moss 성형품(EP 248,777) 등을 들 수 있다.

상기 암면성형품은 보수력과 기공율이 높으며 화학적으로 안정되어 있을 뿐만 아니라, 관수할 경우에 쉽게 젖으며, 취급이 쉬운 관계로 양액재배용 배지로 세계적으로 널리 사용되고 있으며, Peat moss 성형품은 화학적인 안정성과 높은 보수력 등으로 미국을 중심으로 많이 사용되고 있다.

그러나, 암면은 자연분해가 되지 않아 사용후 폐기시에 어려움이 많을 뿐만 아니라 잔여 양액성분에 의한 2차 오염유발의 가능성이 매우 크며, Peat moss의 경우는 낮은 pH값과 젖음성이 나쁜 문제점이 있다.

이에, 본발명은 상기 종래기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 수경재배용 소재로서는 우수한 특성을 갖고 있으나 그 자체만으로는 성형성이 나쁜 왕겨 또는 훈탄 왕겨를 주원료로, 섬유상인 폐지 또는 펄프류를 결합재로서 사용하며, 물리적 특성 향상을 위하여 코코넛화이버와 고흡수성 고분자를 소량 첨가함으로써 수경재배용 배지로서 매우 우수한 특성을 보유할 뿐만 아니라 사용후 폐기시에도 2차 오염의 위험이 없는 무공해성 수경재배용 왕겨성형배지를 제조하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

제1a도 : 종래의 암면배지의 외형사진.

제1b도 : 비교예인 왕겨와 폐지로 된 왕겨성형배지의 외형사진.

제1c도 : 본발명인 왕겨성형배지의 외형사진.

제2도 : 종래의 암면배지와 본발명인 왕겨성형배지의 비교재배실험사진.

이하, 본발명에 대하여 설명한다.

본 발명은 수경재배용 왕겨성형배지를 제조하는 방법에 있어서, 주원료인 왕겨 또는 훈탄왕겨에 결합재로 섬유상의 폐지 또는 펄프류를 전체중량 대비 10∼30wt% 넣고, 코코넛화이버 및 고흡수성 고분자를 첨가하여 혼합한 후 혼합수를 가하여 균일 혼합시켜 형틀에 붓는 단계; 상기 혼합체를 감압하에서 1차 탈수를 행하고, 일정한 압력하에서 2차 탈수 및 성형을 행하여 함수성형체를 제조하는 단계; 및 상기 함수 성형체를 중량변화가 일어나지 않을 때까지 건조기에서 건조처리를 행하는 단계를 포함하는 수경재배용 왕겨성형배지 제조방법에 관한 것이다.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명의 수경재배용 배지의 주원료로는 왕겨 또는 훈탄왕겨를 사용하였으며 상기 주원료에 첨가되는 결합재로는 적절한 결합력을 가진 천연소재라면 어느 것이나 가능하나 보다 바람직한 결합재로는 적절한 결합력을 가질 뿐만 아니라 우수한 보수력과 기공율을 갖는 폐지 또는 펄프류를 분쇄하여 섬유상으로 만들어 첨가하는 것이 바람직하다.

상기 왕겨 또는 훈탄왕겨가 수경재배용 배지로서 우수한 특성을 보유하고 있음은 잘 알려져 있으나 성형체를 제조하기가 어려운 소재이므로 현재 성형품으로 만들어져 사용되고 있지 못하는 실정이다.

상기 폐지 및 펄프류와 같은 천연소재는 성형체를 제조할 경우에 결합재로서 사용할 수 있을 뿐만 아니라 비교적 흡수율도 높은 특성을 보유하고 있다. 그러나, 결합재로 사용되는 폐지 또는 펄프류의 양이 전체중량대비 10wt% 이하일 경우에는 충분한 결합력을 보유하지 못함으로써 양액을 공급할 경우에 성형체가 파괴되는 문제점이 있으며, 30wt% 이상일 경우에는 건조수축율이 매우 크므로 성형체의 변형이 일어나기 쉬우며 또한 보수력의 증가가 어려워져 수경재배용 배지로서의 특성 향상을 저해하는 경우가 있으므로 상기 결합재의 첨가량은 전체중량대비 10∼30wt%로 제한하는 것이 바람직하다.

상기 코코넛화이버는 첨가량이 전체중량대비 10wt% 이상일 경우에는 보수력의 증가효과가 미미하며, 20wt% 이상일 경우에는 가격상승을 유발하게 되므로 코코넛화이버의 첨가량은 10~20wt% 가 바람직하다.

상기 고흡수성 고분자는 첨가량이 전체중량대비 10wt% 이상일 경우에는 성형체가 파괴되는 문제점이 있으며, 3wt% 이하일 경우에는 보수력 증가 및 경화 억제 효과가 부족하게 되므로 배지성형체의 적절한 보수력 유지와 경화를 억제할 수 있도록 첨가량이 10wt% 이하가 바람직하며, 보다 바람직하게는 3∼8wt% 이다.

한편, 상기 혼합체에 대한 2차 탈수는 0.1kgf/㎠ 이상의 압력하에서 행하는 것이 바람직하다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

[실시예 1]

[비교예 1 및 발명예 1∼2]

주원료인 왕겨 또는 훈탄왕겨와 결합재인 분쇄하여 섬유상으로 만든 폐지를 하기표 1과 같이 혼합하여 만든 혼합물에 임의의 혼합수를 첨가하여 균일혼합을 시켜 형틀에 부은 후, 감압하에서 1차 탈수를 실시하고 가압하에서 2차 탈수 및 성형을 실시하여 성형체를 제조하였다. 상기와 같이 제조된 왕겨 성형체의 제조조건에 따른 다른 이화학적 특성을 하기 표 1에 나타내었다.

상기 표 1에 나타난 바와 같이, 코코넛화이버와 고흡수성 고분자를 함유하지 않은 배지의 경우 기공율이 37.7%로 매우 높게 나타난 반면 보수력은 55.0%로 매우 낮은 값을 나타내었으나, 코코넛화이버와 고흡수성 고분자를 첨가한 경우에는 기공율이 왕겨의 경우에는 8.4%, 훈탄왕겨의 경우에는 13.5%로 낮은 값을 나타내었으며, 보수력은 왕겨의 경우에는 86.9%, 훈탄왕겨의 경우에는 81.3%로 매우 높은 값을 나타내었다.

[비교예 2 및 발명예 3]

주원료인 왕겨와 결합재인 분쇄하여 섬유상으로 만든 폐지를 하기 표 2와 같이 혼합하여 만든 혼합물에 임의의 혼합수를 첨가하고 균일하게 혼합하여 형틀에 부은 후, 감압하에서 1차 탈수를 실시하고 가압하에서 2차 탈수 및 성형을 실시하여 성형체를 제조하였다. 상기와 같이 제조된 왕겨성형체의 제조조건에 따른 이화학적 특성을 하기 표 2에 나타내었다.

상기 표 2에 나타난 바와 같이, 고흡수성 고분자는 첨가하였으나 코코넛화이버를 첨가하지 않은 배지의 경우, 기공율이 25.0%로 높게 나타난 반면 보수력은 67.6%를 나타내었으나, 코코넛화이버와 고흡수성고분자를 첨가한 경우에는 기공율이 12.2%로 암면배지와 근사한 수준을 나타내었으며 보수력은 83.2%로 높은 값을 나타내었다.

[비교예 3 및 발명예 4]

주원료인 왕겨와 결합재인 분쇄하여 섬유상으로 만든 폐지를 하기 표 3과 같이 혼합하여 만든 혼합물에 임의의 혼합수를 첨가하여 균일혼합을 시켜 형틀에 부은 후, 감압하에서 1차 탈수를 실시하고, 가압하에서 2차 탈수 및 성형을 실시하여 성형체를 제조하였다. 상기와 같이 제조된 왕겨성형체의 제조조건에 따른 이화학적 특성을 하기 표 3에 나타내었다.

상기 표 3에 나타난 바와 같이, 고흡수성 고분자는 첨가하였으나 코코넛화어버를 첨가하지 않은 배지의 경우, 기공율이 17.8%를 나타낸 반면 보수력은 75.0%를 나타내었으나, 코코넛화이버와 고흡수성고분자를 첨가한 경우에는 기공율이 13.5%로 비교적 낮은 값을 나타내었으며 보수력은 81.3% 로 높은 값을 나타내었다.

[실시예 2]

본 발명에 의하여 제조된 왕겨성형배지와 종래의 암면배지의 토마토, 오이 및 피망 고추 등의 식물재배 결과를 비교하여 하기 표 4에 나타내었다.

상기 표 4에 나타난 바와 같이 식물재배실험 결과, 토마토는 8개월간의 재배기간동안에 암면배지의 경우 주당 8,872g 수확되었으며, 본 발명인 왕겨성형배지의 경우에는 8,799g으로 거의 동일한 수준의 수확량을 나타내었다. 반면, 오이와 피망고추는 짧은 수확기간임에도 불구하고 본발명인 왕겨성형배지의 경우 암면배지의 경우에 비하여 높은 수확량을 나타냄으로써 암면배지보다 오히려 우수한 특성을 보유하고 있는 것으로 평가되었다.

상기한 바와 같이 본 발명에 의거하여 제조된 수경재배용 왕겨성형배지는 사용후 폐기시 2차 오염의 위험이 없는 무공해성일 뿐만 아니라 암면배지와 비교하여 비슷하거나 오히려 높은 수준의 작물수확량을 나타냄을 알 수 있다.

Claims (4)

1. 수경재배용 왕겨성형배지를 제조하는 방법에 있어서, 주원료인 왕겨 또는 훈탄왕겨에 결합재로 섬유상의 폐지 또는 펄프류를 전체중량 대비 10∼30wt% 넣고, 코코넛화이버 및 고흡수성 고분자를 첨가하여 혼합한 후 혼합수를 가하여 균일혼합시켜 형틀에 붓는 단계; 상기 혼합체를 감압하에서 1차 탈수를 행하고, 일정한 압력하에서 2차 탈수 및 성형을 행하여 함수성형체를 제조하는 단계; 및 상기 함수성형체를 중량변화가 일어나지 않을 때까지 건조기에서 건조처리를 행하는 단계를 포함하는 수경재배용 왕겨성형배지 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 코코넛화이버는 전체중량대비 10∼20wt% 임을 특징으로 하는 수경재배용 왕겨성형배지 제조방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 고흡수성 고분자는 전체중량대비 3∼8wt% 임을 특징으로 하는 수경재배용 왕겨성형배지 제조방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 2차 탈수는 0.1kgf/㎠ 이상의 압력하에서 행함을 특징으로 하는 수경재배용 왕겨성형배지 제조방법.