KR101226452B1 - 생분해성 섬유를 포함하는 녹화공법용 식생 기재 및 이를 이용한 녹화공법 - Google Patents

생분해성 섬유를 포함하는 녹화공법용 식생 기재 및 이를 이용한 녹화공법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 녹화 공법용 식생 기재는 지방족 폴리에스테르계 생분해성 섬유, 지방족/방향족 코폴리에스테르계 생분해성 섬유 또는 이들의 혼합으로 이루어진 생분해성 섬유를 포함하는 인공 토양, 식생 네트, 식생 매트 등으로 구성된다. 본 발명의 식생 기재는 천연 섬유보다는 생분해 속도가 느리고, 나일론, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, PVC 등 합성섬유보다는 생분해가 원활한 지방족 폴리에스테르계 생분해성 섬유, 지방족/방향족 코폴리에스테르계 생분해성 섬유 또는 이들의 혼합으로 이루어진 생분해성 섬유를 포함하는 인공 토양, 식생 네트, 또는 식생 매트 또는 이들의 조합으로 구성되어 있어서, 이를 녹화공법에 적용시 종자의 발아율, 피복율이 높고, 토양의 유실율이 낮으며, 균열 및 이격이 거의 발생하지 않아 균일한 식생을 형성할 수 있다. 또한, 시간 경과 시 생분해성 섬유가 생분해되어 퇴비 역할을 함으로써 식물의 생육을 더욱 촉진시킬 수 있다.

Description

생분해성 섬유를 포함하는 녹화공법용 식생 기재 및 이를 이용한 녹화공법{Vegetation media containing biodegradable fiber for vegetation measures and vegetation measures utilizing the same}
본 발명은 생분해성 섬유를 포함하는 녹화공법용 식생 기재 및 이를 이용한 녹화공법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 지방족 폴리에스테르계 생분해성 섬유, 지방족/방향족 코폴리에스테르계 생분해성 섬유 또는 이들의 혼합으로 이루어진 생분해성 섬유를 포함하는 녹화공법용 인공 토양, 식생 네트, 식생 매트 등의 식생 기재 및 이를 이용한 녹화공법에 관한 것이다.
식생공법 또는 녹화공법은 식생 조성, 녹의 본원에 의해 환경, 경관 및 토지의 보전을 도모하는 것을 총칭한다. 특히 녹화공법 중 사면보호공법은 절토사면에 식생을 피복하여 우수에 의한 침식 방지를 목적으로 하는 공법으로 풍화가 심하게 진행된 풍화암층이나 토층에 주로 적용된다. 절토사면이 점성토, 풍화암, 또는 연암 지반이고 경사가 1:1.2보다 급하거나, 또는 절토사면이 사질토 지반이고 경사가 1:1.5보다 급하면 일반적인 식생공법만으로 절토사면의 안정을 유지하기 어려우므로 일반적인 식생공법 이외의 사면보호공법을 검토해야 한다.
일반적으로 사면보호공법의 종류에는 시드스프레이(seed spray) 공법, 매트(mat) 공법, 네트(net) 공법, 녹생토 공법 등이 있다. 이 중 시드스프레이(seed spray) 공법은 식물종자 또는 식물종자에 비료, 피복 양생제, 침식방지 안정제, 착색제, 정제수 등을 혼합한 혼합물을 고압의 펌프로 녹화할 지반에 살포하여 녹화하는 방법이다. 네트(Net) 공법은 주로 코이어(Coir, 코코넛 껍질), 황마(Jute), 볏짚 등으로 이루어진 천연섬유 또는 나일론, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, PVC 등으로 이루어진 합성섬유를 실, 밧줄 형태로 만들고 네트(Net) 형태로 엮은 후 지반에 취부하고, 잔디 등 식물 씨앗 또는 시드 스프레이와 같은 씨앗복합재료를 살포하여 녹화하는 공법이다. 매트(Mat) 공법은 코이어(Coir), 황마, 볏짚 등으로 이루어진 천연섬유 단독, 합성섬유 단독, 또는 천연섬유 및 합성섬유의 혼합 섬유로부터 웹(Web) 형태 또는 부직포 형태의 매트를 만들고, 상기 네트 공법에서 사용하는 네트, 종이층, 씨줄층 등과 복합층 또는 단독층으로 녹화할 지반에 취부하고, 잔디 등 식물씨앗 또는 시드 스프레이와 같은 씨앗복합재료를 살포하여 녹화하는 공법이다. 매트 제조단계에서 매트 내부에 씨앗을 삽입하면서 제조할 경우 네트 취부 후 씨앗을 살포하는 단계를 줄일 수 있다. 녹생토 공법은 토양과 다양한 복합유기물(톱밥, 제지슬러지, 천연섬유질, 비료질, 퇴비, 분뇨 등), 다양한 접착제, 미생물 등을 배합한 인공토양(녹생토)을 제조하고, 이를 녹화 대상 지반에 건식 또는 습식으로 취부하여 녹화하는 공법이다. 급경사지나 암반에는 부착성을 높이기 위해 철망, 고분자 네트 등을 먼저 설치하고 녹생토를 취부하기도 한다.
이러한 기존의 공법들을 사용하는 경우, 하기와 같은 문제점들이 지속적으로 제기되고 있다. 시드스프레이 공법은 척박한 비탈면에서는 강우 또는 바람에 의해 토양 양분 및 씨앗이 유실되거나, 세골 현상이 발생하여 원활한 식생이 불가능하다는 문제점이 있다. 네트 공법 및 매트 공법은 녹화시공 이후 코이어(Coir), 황마(Jute), 볏짚 등의 천연섬유로 이루어진 네트의 생분해가 너무 빠르게 진행되어 씨앗 발아와 생육이 충분히 일어나기 전에 네트의 보호기능(강도 저하, 씨앗 유실, 토양침식 등)이 상실되는 경우가 빈번하게 발생하는 문제가 있다. 또한, 나일론, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, PVC 등의 합성섬유로 이루어진 네트는 생분해가 되지 않아 친환경적이지 못하고, 비 생분해성 소재의 네트 조직이 식생(식물생장)에 방해를 주는 문제가 발생한다. 녹생토 공법은 인공토양(인공토양이 사용되는 경우)이 녹화대상인 원지반 토양과의 활착력 부족 등으로 인해 시공 후에 흘러내림(슬라이딩) 현상이나 시공 후 건조시에 인공 토양의 흡착력 부족에 의한 기존 토양과 인공토양층의 심각한 이격현상과 균열현상 및 보습력 부족으로 인한 녹화용 식물의 생육불량, 강우가 심할 경우에 과다한 수분흡수로 인하여 그 토양이 자체 무게를 이기지 못하여 붕괴됨으로써 공사의 하자를 초래하는 경우가 빈번하게 발생하는 문제가 있다.
따라서, 인위적인 식생 조건을 필요로 하는 절토 또는 성토 지역 등의 녹화에 사용될 수 있는 인공 토양 조성물, 이에 적합한 종류 및 치수의 네트, 매트를 사용하는 새로운 녹화 공법에 대한 필요성은 꾸준히 제기되어 오고 있다.
본 발명은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 시드스프레이 공법, 녹생토 공법, 네트 공법, 매트 공법 등의 녹화공법에 적용시 향상된 종자의 발아율, 종자의 피복율, 감소된 토양 유실율을 가지고 균열 및 이격이 거의 없고, 균일한 식생을 형성할 수 있는 식생 기재를 제공하는데에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 식생 기재를 이용한 녹화공법을 제공하는데에 있다.
본 발명의 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 지방족 폴리에스테르계 생분해성 섬유, 지방족/방향족 코폴리에스테르계 생분해성 섬유 또는 이들의 혼합으로 이루어진 생분해성 섬유를 1~10 중량% 포함하는 인공 토양으로 구성되는 녹화공법용 식생 기재를 제공한다. 또한, 본 발명은 지방족 폴리에스테르계 생분해성 섬유, 지방족/방향족 코폴리에스테르계 생분해성 섬유 또는 이들의 혼합으로 이루어진 생분해성 섬유를 3차원 입체 메쉬(3D mesh) 형태 또는 생분해성 섬유의 필름사 형태로 형성한 식생 네트로 구성되는 녹화공법용 식생 기재를 제공한다. 또한, 본 발명은 지방족 폴리에스테르계 생분해성 섬유, 지방족/방향족 코폴리에스테르계 생분해성 섬유 또는 이들의 혼합으로 이루어진 생분해성 섬유를 부직포 형태로 형성한 식생 매트 또는 지방족 폴리에스테르계 생분해성 섬유, 지방족/방향족 코폴리에스테르계 생분해성 섬유 및 이들의 혼합 생분해성 섬유로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 생분해성 섬유 20~80 중량% 및 천연 섬유 20~80 중량%로 이루어진 혼합 섬유를 부직포 형태로 형성한 식생 매트로 구성되는 녹화공법용 식생 기재를 제공한다. 또한, 본 발명에 따른 식생 기재는 상기의 인공 토양으로 구성되는 녹화공법용 식생 기재, 상기의 식생 네트로 구성되는 녹화공법용 식생 기재, 상기의 식생 매트로 구성되는 녹화공법용 식생 기재, 종래의 녹생토 공법용 인공 토양, 천연 섬유로부터 형성된 식생 네트, 및 천연 섬유로부터 형성된 식생 매트의 조합에 의해 구성되는 다양한 형태의 식생 기재를 제공한다.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 본 발명에 따른 식생 기재를 지반에 고정하는 단계를 포함하는 녹화공법을 제공한다. 일 예로 본 발명의 녹화공법은 천연 섬유로부터 형성된 식생 네트 또는 본 발명에 따른 생분해성 섬유로부터 형성된 식생 네트를 지반에 고정하는 단계; 본 발명에 따른 생분해성 섬유를 포함하는 인공 토양과 종자를 혼합하여 형성한 인공토양-종자 혼합물을 상기 식생 네트 위에 분사하는 단계;를 포함한다. 또한, 일 예로 본 발명의 녹화공법은 본 발명에 따른 생분해성 섬유로부터 형성된 식생 네트를 지반에 고정하는 단계; 일반적인 녹생토 공법용 인공 토양과 종자를 혼합하여 형성한 인공토양-종자 혼합물을 상기 식생 네트 위에 분사하는 단계;를 포함한다.
본 발명의 식생 기재는 천연 섬유보다는 생분해 속도가 느리고, 나일론, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, PVC 등 합성섬유보다는 생분해가 원활한 지방족 폴리에스테르계 생분해성 섬유, 지방족/방향족 코폴리에스테르계 생분해성 섬유 또는 이들의 혼합으로 이루어진 생분해성 섬유를 포함하는 인공 토양, 식생 네트, 또는 식생 매트 또는 이들의 조합으로 구성되어 있어서, 이를 녹화공법에 적용시 종자의 발아율, 피복율이 높고, 토양의 유실율이 낮으며, 균열 및 이격이 거의 발생하지 않아 균일한 식생을 형성할 수 있다. 또한, 시간 경과 시 생분해성 섬유가 생분해되어 퇴비 역할을 함으로써 식물의 생육을 더욱 촉진시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 생분해성 섬유로 형성된 부직포 형태의 식생 매트를 포함하는 복합 구조 식생 기재의 단면을 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명에 따른 생분해성 섬유로 형성된 종자가 함침된 부직포 형태의 식생 매트를 포함하는 복합 구조 식생 기재의 단면을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 생분해성 섬유로 형성된 부직포 형태의 식생 매트 및 본 발명에 따른 생분해성 섬유로 형성된 식생 네트를 포함하는 복합 구조 식생 기재의 단면을 나타낸 것이고, 도 4는 본 발명에 따른 생분해성 섬유로 형성된 종자가 함침된 부직포 형태의 식생 매트 및 본 발명에 따른 생분해성 섬유로 형성된 식생 네트를 포함하는 복합 구조 식생 기재의 단면을 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 제조에 2에 의한 3차원 입체 메쉬(3D mesh) 형태의 녹화공법용 식생 네트의 사진이다.
본 발명의 일 측면은 녹화공법에 적용시 향상된 종자의 발아율, 종자의 피복율, 감소된 토양 유실율을 가지고 균열 및 이격이 거의 없고, 균일한 식생을 형성할 수 있는 식생 기재에 관한 것이다. 이하, 본 발명에 사용되는 생분해성 섬유에 대해 먼저 설명하고, 이후 식생 기재를 인공 토양, 식생 네트, 식생 매트 등으로 나누어 설명한다.
생분해성 섬유
본 발명의 식생 기재는 천연 섬유보다는 생분해 속도가 느리고, 나일론, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, PVC 등 합성섬유보다는 생분해가 원활한 생분해성 섬유를 포함하며, 이러한 생분해성 섬유로는 지방족 폴리에스테르계 생분해성 섬유, 지방족/방향족 코폴리에스테르계 생분해성 섬유 또는 이들의 혼합으로 이루어진 생분해성 섬유 등이 있다. 본 발명에서 지방족 폴리에스테르계 생분해성 섬유는 서로 다른 지방족 에스테르의 코폴리머 섬유를 포함한다.
지방족 폴리에스테르계 생분해성 섬유의 구체적인 예로는 폴리라틱산(Polylactic acid, PLA) 섬유, 폴리글리코릭산(Polyglycolic acid, PGA) 섬유, 폴리카프로락톤(Polycaprolactone, PCL) 섬유, 폴리부틸렌석시네이트(Polybutylene succinate, PBS) 섬유, 부틸렌석시네이트와 아디페이트의 코폴리머[Poly(butylene succinate-co-adipate, PBSA] 섬유, 또는 폴리하이드록시알카노에이트(Polyhydroxyalkanoate, PHA) 섬유 등이 있으며, 상기 섬유로부터 1종 이상 선택될 수 있다. 또한, 폴리하이드록시알카노에이트(Polyhydroxyalkanoate, PHA) 섬유의 구체적인 예로는 폴리하이드록시부티레이트 (Polyhydroxybutyrate, PHB) 섬유, 폴리하이드록시발러레이트 (Polyhydroxyvalerate, PHV) 섬유, 또는 하이드록시부티레이트와 하이드록시발러레이트의 코폴리머(PHB-co-PHV) 섬유 등이 있으며, 상기 섬유로부터 1종 이상 선택될 수 있다. 본 발명에서 지방족/방향족 코폴리에스테르계 생분해성 섬유는 지방족 폴리에스테르와 방향족 폴리에스테르의 공중합체로서 생분해성을 가진 섬유인 경우 그 종류는 크게 제한되지 않으며, 구체적인 예로 부틸렌아디페이트와 부틸렌테레프탈레이트의 코폴리머[Poly(butylene adipate-co-bytylene terephtalate)] 섬유가 있다.
녹화공법용 인공 토양
본 발명에 따른 녹화공법용 식생 기재의 일 예인 인공 토양은 녹생토로도 불리며, 지방족 폴리에스테르계 생분해성 섬유, 지방족/방향족 코폴리에스테르계 생분해성 섬유 또는 이들의 혼합으로 이루어진 생분해성 섬유를 1~10 중량% 포함하는 인공 토양으로 구성된다. 본 발명에 따른 녹화공법용 인공 토양에서 생분해성 섬유의 함량이 1 중량% 미만이면 생분해성 섬유의 첨가에 따른 종자의 발아율, 피복율, 토양의 유실율, 균열 및 이격 상태 등에 대한 영향이 미비할 염려가 있고, 생분해성 섬유의 함량이 10 중량%를 초과하면 생분해성 섬유의 초과에 따른 효과의 증가가 크지 않아 경제성이 떨어질 염려가 있다. 이때 생분해성 섬유는 인공 토양의 다른 구성성분과의 양립성을 고려할 때 바람직하게는 단섬유인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 녹화공법용 인공 토양은 특정 생분해성 섬유 외에 바람직하게는 토탄, 마사토 등을 더 포함할 수 있고, 보다 바람직하게는 부숙수피, 축분, 활성탄, 제지슬러지, 제지화이버, 카르복시메틸셀룰로오스(CMC), 및 복합비료 등을 더 포함할 수 있다. 보다 구체적인 일 예로, 본 발명에 따른 녹화공법용 인공 토양은 전제 인공 토양 중량을 기준으로 생분해성 섬유 1~10 중량%, 토탄 3~5 중량%, 부숙수피 5~10 중량%, 축분 10~20 중량%, 마사토 20~25 중량%, 활성탄 2~4 중량%, 제지슬러지 15~25 중량%, 제지화이버 15~25 중량%, 카르복시메틸셀룰로오스(CMC) 1~2 중량% 및 복합비료 2~4 중량%로 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 녹화공법용 인공 토양은 시드스프레이 공법, 녹생토 공법 등에 적용될 수 있고, 네트 공법, 매트 공법 등과 같은 다른 공법과 혼용되어 사용될 수 있다.
녹화공법용 식생 네트
본 발명에 따른 녹화공법용 식생 기재의 일 예인 식생 네트는 지방족 폴리에스테르계 생분해성 섬유, 지방족/방향족 코폴리에스테르계 생분해성 섬유 또는 이들의 혼합으로 이루어진 생분해성 섬유를 3차원 입체 메쉬(3D mesh) 형태로 형성한 것일 수 있다. 또한 본 발명에 따른 녹화공법용 식생 기재의 일 예인 식생 네트는 지방족 폴리에스테르계 생분해성 섬유, 지방족/방향족 코폴리에스테르계 생분해성 섬유 또는 이들의 혼합으로 이루어진 생분해성 섬유를 생분해성 섬유의 필름사 형태로 형성한 것일 수 있다. 보다 구체적으로 3차원 입체 메쉬(3D mesh) 형태의 식생 네트는 생분해성 섬유를 더블라셀 제편기 등으로 제편하여 형성한 것으로서, 일정 두께를 가지고, 상부와 하부에 다수의 개방된 셀(Open cell)이 형성된다. 또한, 생분해성 섬유 필름사 형태의 식생 네트는 생분해성 모노사와 필름사를 프렌치 제편기 등으로 제편하여 형성한 것으로서, 소정의 두께 및 폭을 가진 다수의 필름사가 서로 얽혀 네트를 형성한다.
또한, 본 발명에 따른 녹화공법용 식생 기재의 일예인 식생 네트는 지방족 폴리에스테르계 생분해성 섬유, 지방족/방향족 코폴리에스테르계 생분해성 섬유 및 이들의 혼합 생분해성 섬유로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 생분해성 섬유 20~80 중량% 및 천연 섬유 20~80 중량%로 이루어진 혼합 섬유, 바람직하게는 상기 생분해성 섬유 30~70 중량% 및 상기 천연 섬유 30~70 중량%로 이루어진 혼합 섬유를 3차원 입체 메쉬(3D mesh) 형태 또는 필름사 형태로 형성한 것일 수 있다. 상기 혼합 섬유에서 생분해성 섬유의 함량이 20 중량% 미만이면 3차원 입체 메쉬(3D mesh) 형태 또는 필름사 형태로의 성형이 어려울 수 있고 식생 네트의 강도와 내구성이 떨어질 염려가 있고, 생분해성 섬유의 함량이 80 중량%를 초과하면 천연 섬유의 첨가에 따른 효과가 미비할 수 있다. 이때 천연 섬유는 식생 기재에 적용될 수 있는 것이라면 그 종류에 제한이 없으며, 구체적으로 황마 섬유, 아마 섬유, 코이어(Coir) 섬유, 또는 볏집 섬유 등이 있고, 상기 섬유로부터 1종 이상 선택될 수 있다.
본 발명에 따른 녹화공법용 식생 네트는 네트 공법에 적용될 수 있고, 시드스프레이 공법, 녹생토 공법, 매트 공법 등과 같은 다른 공법과 혼용되어 사용될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 녹화공법용 식생 네트는 다른 종류의 식생 네트, 또는 식생 매트와 조합되어 복합 구조의 식생 기재를 형성하는데 사용될 수 있다.
녹화공법용 식생 매트
본 발명에 따른 녹화공법용 식생 기재의 일예인 식생 매트는 지방족 폴리에스테르계 생분해성 섬유, 지방족/방향족 코폴리에스테르계 생분해성 섬유 또는 이들의 혼합으로 이루어진 생분해성 섬유를 웹 형태 또는 부직포 형태로 형성한 것일 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 녹화공법용 식생 기재의 일예인 식생 매트는 지방족 폴리에스테르계 생분해성 섬유, 지방족/방향족 코폴리에스테르계 생분해성 섬유 및 이들의 혼합 생분해성 섬유로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 생분해성 섬유 20~80 중량% 및 천연 섬유 20~80 중량%로 이루어진 혼합 섬유, 바람직하게는 상기 생분해성 섬유 30~70 중량% 및 상기 천연 섬유 30~70 중량%로 이루어진 혼합 섬유를 웹 형태 또는 부직포 형태로 형성한 것일 수 있다. 상기 혼합 섬유에서 생분해성 섬유의 함량이 20 중량% 미만이면 카딩이 어려워지고 부직포의 강도 및 내구성이 떨어질 염려가 있고, 생분해성 섬유의 함량이 80 중량%를 초과하면 천연 섬유의 첨가에 따른 종자의 발아율, 특히 쌍떡잎종의 발아율 향상이 미비할 수 있다. 이때 천연 섬유는 식생 기재에 적용될 수 있는 것이라면 그 종류에 제한이 없으며, 구체적으로 황마 섬유, 아마 섬유, 코이어(Coir) 섬유, 또는 볏집 섬유 등이 있고, 상기 섬유로부터 1종 이상 선택될 수 있다. 웹 또는 부직포는 니들펀칭, 서멀 본딩, 스펀 본딩 등의 방법으로 형성된다.
또한, 본 발명에 따른 녹화공법용 식생 기재의 일예인 식생 매트는 지방족 폴리에스테르계 생분해성 섬유, 지방족/방향족 코폴리에스테르계 생분해성 섬유 또는 이들의 혼합으로 이루어진 생분해성 섬유를 웹 형태 또는 부직포 형태로 형성한 식생 매트 또는 지방족 폴리에스테르계 생분해성 섬유, 지방족/방향족 코폴리에스테르계 생분해성 섬유 및 이들의 혼합 생분해성 섬유로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 생분해성 섬유 20~80 중량% 및 천연 섬유 20~80 중량%로 이루어진 혼합 섬유, 바람직하게는 상기 생분해성 섬유 30~70 중량% 및 상기 천연 섬유 30~70 중량%로 이루어진 혼합 섬유를 웹 형태 또는 부직포 형태로 형성한 식생 매트에 종자가 함침된 일체형으로 형성할 수도 있다. 즉, 생분해성 섬유 또는 생분해성 섬유와 천연 섬유의 혼합 섬유를 카딩하여 웹(web)을 제조하고, 웹을 크로스 랩핑(cross lapping) 하면서 종자를 웹의 상단부에 배치하고, 니들펀칭 공법 등을 이용하여 부직포 형태로 제조함으로써 일체형 웹 또는 부직포 형태의 식생 매트를 형성한다. 이때 종자는 부직포 두께 상의 약 1/2~2/3 지점에 균일하게 분산 및 함침된다.
본 발명에 따른 녹화공법용 식생 매트는 매트 공법에 적용될 수 있고, 시드스프레이 공법, 녹생토 공법, 네트 공법 등과 같은 다른 공법과 혼용되어 사용될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 녹화공법용 식생 매트는 다른 종류의 식생 매트, 또는 식생 네트와 조합되어 복합 구조의 식생 기재를 형성하는데 사용될 수 있다.
녹화공법용 복합 구조 식생 기재
본 발명에 따른 녹화공법용 식생 기재는 인공토양, 식생 네트, 식생 매트 단일로 구성될 수 있으나, 바람직하게는 이들이 적층된 복합 구조를 가진다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 녹화공법용 복합 구조 식생 기재를 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
도 1은 본 발명에 따른 생분해성 섬유로 형성된 부직포 형태의 식생 매트를 포함하는 복합 구조 식생 기재의 단면을 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명에 따른 생분해성 섬유로 형성된 종자가 함침된 부직포 형태의 식생 매트를 포함하는 복합 구조 식생 기재의 단면을 나타낸 것이다.
도 1에서 보이는 바와 같이 본 발명의 복합 구조 식생 기재(100)는 일 예로, 생분해성 섬유로부터 형성된 부직포 형태의 식생 매트(110); 상기 부직포 형태의 식생 매트 위에 적층된 종자층(120); 상기 종자층 위에 적층되고, 천연 섬유로부터 형성된 식생 매트(130); 상기 천연 섬유로부터 형성된 식생 매트 위에 적층되고, 천연 섬유로부터 형성된 식생 네트(140);를 포함한다. 여기서 부직포 형태의 식생 매트(110)는 생분해성 섬유와 천연 섬유의 혼합 섬유로부터 형성된 부직포 형태의 식생 매트를 포함한다. 또한, 천연 섬유로부터 형성된 식생 매트(130)는 생분해성 섬유 또는 생분해성 섬유와 천연 섬유의 혼합 섬유로부터 형성된 부직포 형태의 식생 매트로 대체될 수 있다. 아울러, 도 1의 본 발명에 따른 복합 구조 식생 기재는 천연 섬유로부터 형성된 식생 네트(140)가 생략된 구조를 가질 수도 있고, 천연 섬유로부터 형성된 식생 네트(140) 위에 인공 토양이 적층된 형태를 가질 수도 있다. 생분해성 섬유는 지방족 폴리에스테르계 생분해성 섬유, 지방족/방향족 코폴리에스테르계 생분해성 섬유 또는 이들의 혼합으로 이루어진 생분해성 섬유에서 선택되며, 천연 섬유는 식생 기재에 적용될 수 있는 것이라면 그 종류에 제한이 없으며, 구체적으로 황마 섬유, 아마 섬유, 코이어(Coir) 섬유, 또는 볏집 섬유 등이 있고, 상기 섬유로부터 1종 이상 선택될 수 있다. 도 1에서 적층된 각 층간의 접착은 니들펀칭, 수지 접착, 스티치본딩 등 다양한 방식으로 행해질 수 있다.
또한, 도 2에서 보이는 바와 같이 본 발명의 복합 구조 식생 기재(200)는 앞서 기술한 종자가 함침된 부직포 형태의 식생 매트(210); 상기 종자가 함침된 부직포 형태의 식생 매트 위에 적층되고, 천연 섬유로부터 형성된 식생 매트(220); 상기 천연 섬유로부터 형성된 식생 매트 위에 적층되고, 천연 섬유로부터 형성된 식생 네트(230);를 포함한다. 여기서 부직포 형태의 식생 매트(210)는 생분해성 섬유와 천연 섬유의 혼합 섬유로부터 형성된 부직포 형태의 식생 매트를 포함한다. 또한, 천연 섬유로부터 형성된 식생 매트(220)는 생분해성 섬유 또는 생분해성 섬유와 천연 섬유의 혼합 섬유로부터 형성된 부직포 형태의 식생 매트로 대체될 수 있다. 아울러, 도 2의 본 발명에 따른 복합 구조 식생 기재는 천연 섬유로부터 형성된 식생 네트(230)가 생략된 구조를 가질 수도 있고, 천연 섬유로부터 형성된 식생 네트(230) 위에 인공 토양이 적층된 형태를 가질 수도 있다.
도 3은 본 발명에 따른 생분해성 섬유로 형성된 부직포 형태의 식생 매트 및 본 발명에 따른 생분해성 섬유로 형성된 식생 네트를 포함하는 복합 구조 식생 기재의 단면을 나타낸 것이고, 도 4는 본 발명에 따른 생분해성 섬유로 형성된 종자가 함침된 부직포 형태의 식생 매트 및 본 발명에 따른 생분해성 섬유로 형성된 식생 네트를 포함하는 복합 구조 식생 기재의 단면을 나타낸 것이다.
도 3에서 보이는 바와 같이 본 발명의 복합 구조 식생 기재(300)는 일 예로, 생분해성 섬유로부터 형성된 부직포 형태의 식생 매트(310); 상기 부직포 형태의 식생 매트 위에 적층된 종자층(320); 상기 종자층 위에 적층되고, 천연 섬유로부터 형성된 식생 매트(330); 상기 천연 섬유로부터 형성된 식생 매트 위에 적층되고, 생분해성 섬유로부터 형성된 식생 네트(340);를 포함한다. 여기서 부직포 형태의 식생 매트(310)는 생분해성 섬유와 천연 섬유의 혼합 섬유로부터 형성된 부직포 형태의 식생 매트를 포함한다. 또한, 생분해성 섬유로부터 형성된 식생 네트(340)는 구체적으로 지방족 폴리에스테르계 생분해성 섬유, 지방족/방향족 코폴리에스테르계 생분해성 섬유 또는 이들의 혼합으로 이루어진 생분해성 섬유를 3차원 입체 메쉬(3D mesh) 형태 또는 생분해성 섬유의 필름사 형태로 형성한 것일 수도 있고, 지방족 폴리에스테르계 생분해성 섬유, 지방족/방향족 코폴리에스테르계 생분해성 섬유 및 이들의 혼합 생분해성 섬유로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 생분해성 섬유 20~80 중량% 및 천연 섬유 20~80 중량%로 이루어진 혼합 섬유, 바람직하게는 상기 생분해성 섬유 30~70 중량% 및 상기 천연 섬유 30~70 중량%로 이루어진 혼합 섬유를 3차원 입체 메쉬(3D mesh) 형태 또는 필름사 형태로 형성한 것을 포함한다. 천연 섬유는 식생 기재에 적용될 수 있는 것이라면 그 종류에 제한이 없으며, 구체적으로 황마 섬유, 아마 섬유, 코이어(Coir) 섬유, 또는 볏집 섬유 등이 있고, 상기 섬유로부터 1종 이상 선택될 수 있다. 또한, 천연 섬유로부터 형성된 식생 매트(330)는 생분해성 섬유 또는 생분해성 섬유와 천연 섬유의 혼합 섬유로부터 형성된 부직포 형태의 식생 매트로 대체될 수 있다. 아울러, 도 3의 본 발명에 따른 복합 구조 식생 기재는 생분해성 섬유로부터 형성된 식생 네트(340) 위에 인공 토양이 적층된 형태를 가질 수도 있다.
또한, 도 4에서 보이는 바와 같이 본 발명의 복합 구조 식생 기재(400)는 앞서 기술한 종자가 함침된 부직포 형태의 식생 매트(410); 상기 종자가 함침된 부직포 형태의 식생 매트 위에 적층되고, 생분해성 섬유로부터 형성된 식생 네트(420);를 포함한다. 여기서 부직포 형태의 식생 매트(410)는 생분해성 섬유와 천연 섬유의 혼합 섬유로부터 형성된 부직포 형태의 식생 매트를 포함한다. 또한, 생분해성 섬유로부터 형성된 식생 네트(420)는 도 3과 동일하게 구성될 수 있다. 아울러, 도 4의 본 발명에 따른 복합 구조 식생 기재는 종자가 함침된 부직포 형태의 식생 매트(410)와 생분해성 섬유로부터 형성된 식생 네트(420) 사이에 천연 섬유, 생분해성 섬유 또는 천연 섬유와 생분해성 섬유의 혼합 섬유로부터 형성된 부직포 형태의 식생 매트를 더 포함할 수 있고, 생분해성 섬유로부터 형성된 식생 네트(420) 위에 인공 토양이 적층된 형태를 가질 수도 있다.
식생 기재를 이용한 녹화공법
본 발명에 따른 식생 기재를 이용한 녹화공법은 인공 토양의 경우 시드스프레이 공법, 녹생토 공법, 식생 네트의 경우 네트 공법, 식생 매트의 경우 매트 공법에 적용될 수 있으나, 여기에 한정되지 않고, 서로 다른 공법 등이 혼용될 수 있다. 일 예로 본 발명에 따른 복합 구조의 식생 기재를 지반에 고정하는 경우 네트 공법과 매트 공법이 혼용된 형태가 된다.
또한, 본 발명에 따른 식생 기재를 이용한 녹생토 공법과 네트 공법의 혼용 녹화 공법을 살펴보면, 천연 섬유로부터 형성된 식생 네트 또는 본 발명에 따른 생분해성 섬유로부터 형성된 식생 네트를 지반에 고정하는 단계; 및 본 발명에 따른 생분해성 섬유를 포함하는 인공 토양과 종자를 혼합하여 형성한 인공토양-종자 혼합물을 상기 식생 네트 위에 분사하는 단계;를 포함한다. 생분해성 섬유로부터 형성된 식생 네트는 구체적으로 지방족 폴리에스테르계 생분해성 섬유, 지방족/방향족 코폴리에스테르계 생분해성 섬유 또는 이들의 혼합으로 이루어진 생분해성 섬유를 3차원 입체 메쉬(3D mesh) 형태 또는 생분해성 섬유의 필름사 형태로 형성한 것일 수도 있고, 지방족 폴리에스테르계 생분해성 섬유, 지방족/방향족 코폴리에스테르계 생분해성 섬유 및 이들의 혼합 생분해성 섬유로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 생분해성 섬유 10~90 중량% 및 천연 섬유 10~90 중량%로 이루어진 혼합 섬유를 3차원 입체 메쉬(3D mesh) 형태 또는 필름사 형태로 형성한 것을 포함한다. 천연 섬유는 식생 기재에 적용될 수 있는 것이라면 그 종류에 제한이 없으며, 구체적으로 황마 섬유, 아마 섬유, 코이어(Coir) 섬유, 또는 볏집 섬유 등이 있고, 상기 섬유로부터 1종 이상 선택될 수 있다.
또한, 상기의 녹생토 공법과 네트 공법의 혼용 녹화 공법에서 식생 네트를 본 발명에 따른 생분해성 섬유로부터 형성된 식생 네트로 선택하는 경우 인공토양은 생분해성 섬유를 포함하지 않는 통상적인 인공 토양으로 대체가 가능하다. 인공 토양-종자 혼합물을 분사하는 방법은 건식분사, 또는 습식분사 모두 가능하며, 균일한 분사를 위해서는 습식분사가 바람직하다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명의 구성을 보다 명확히 설명하기 위한 것일 뿐 본 발명의 보호범위를 한정하는 것은 아니다.
1. 녹화공법용 식생 기재의 제조
제조예 1 : 녹화공법용 생분해성 섬유 인공 토양
토탄 5 중량부, 부숙수피 7 중량부, 축분 15 중량부, 마사토 22 중량부, 생분해성 섬유(섬도는 6 데니어이고 길이는 10㎜임; PLA 95 중량%와 PBS 5 중량%로 이루어짐) 3 중량부, 활성탄 4 중량부, 제지슬러지 20 중량부, 제지화이버 20 중량부, 카르복시메틸셀룰로오스(CMC) 1 중량부, 복합비료 3 중량부를 혼합하여 녹화공법용 생분해성 섬유 인공 토양을 제조하였다.
제조예 2 : 녹화공법용 3D mesh 식생 네트
더블라셀 제편기를 이용하여 생분해성 섬유(섬도는 6 데니어이고 길이는 10㎜임; PLA 95 중량%와 PBS 5 중량%로 이루어짐)로부터 3차원 입체 메쉬(3D mesh) 형태의 녹화공법용 식생 네트를 제조하였다. 도 5는 본 발명의 제조에 2에 의한 3차원 입체 메쉬(3D mesh) 형태의 녹화공법용 식생 네트의 사진이다. 3차원 입체 메쉬는 두께가 12㎜, 평량이 360g/㎡ 이었고, 상부와 하부가 다수의 개방 셀(Open cell)로 이루어진 형태를 가졌다.
제조예 3 : 녹화공법용 폴리글리코릭산 필름사 식생 네트
프렌치 제편기를 이용하여 폴리라틱산(Polylactic acid, PLA) 모노사(두께가 0.2㎜임)와 폴리라틱산(Polylactic acid, PLA) 필름사(두께가 40㎛이고 폭이 2.5㎜임, Green 색상)로 이루어진 녹화공법용 식생 네트를 제조하였다. 폴리라틱산 필름사 식생 네트의 평량은 40g/㎡ 이었다.
제조예 4 : 녹화공법용 부직포 식생 매트
니들펀칭 공법을 이용하여 폴리라틱산(Polylactic acid, PLA) 섬유(섬도는 6 데니어이고 길이는 51㎜임)를 카딩하여 웹(web)을 제조하고, 웹을 크로스 랩핑(cross lapping) 하면서 니들펀칭 공법을 이용하여 부직포 형태의 녹화공법용 식생 매트를 제조하였다. 부직포 식생 매트의 평량은 100g/㎡ 이었다.
제조예 5 : 녹화공법용 일체형 부직포 식생 매트
폴리라틱산(Polylactic acid, PLA) 섬유(섬도는 6 데니어이고 길이는 51㎜임)를 카딩하여 웹(web)을 제조하고, 웹을 크로스 랩핑(cross lapping) 하면서 종자(페레니알 라이글라스 대 줄사철의 중량비가 4:1임)를 웹의 상단부에 배치하고, 니들펀칭 공법을 이용하여 부직포 형태의 녹화공법용 일체형 식생 매트를 제조하였다. 일체형 부직포 식생 매트의 평량은 150g/㎡ 이었고, 종자는 일체형 부직포 식생 매트의 두께 기준으로 약 2/3 지점에 함침되었다.
제조예 6 : 녹화공법용 일체형 부직포 식생 매트
폴리라틱산(Polylactic acid, PLA) 섬유(섬도는 6 데니어이고 길이는 51㎜임) 30 중량%와 황마 70 중량%로 이루어진 혼합 섬유를 카딩하여 웹(web)을 제조한 점을 제외하고는 제조예 5와 동일한 방법으로 부직포 형태의 녹화공법용 일체형 식생 매트를 제조하였다. 일체형 부직포 식생 매트의 평량은 150g/㎡ 이었고, 종자는 일체형 부직포 식생 매트의 두께 기준으로 약 2/3 지점에 함침되었다.
제조예 7 : 녹화공법용 일체형 부직포 식생 매트
폴리라틱산(Polylactic acid, PLA) 섬유(섬도는 6 데니어이고 길이는 51㎜임) 50 중량%와 황마 50 중량%로 이루어진 혼합 섬유를 카딩하여 웹(web)을 제조한 점을 제외하고는 제조예 5와 동일한 방법으로 부직포 형태의 녹화공법용 일체형 식생 매트를 제조하였다. 일체형 부직포 식생 매트의 평량은 150g/㎡ 이었고, 종자는 일체형 부직포 식생 매트의 두께 기준으로 약 2/3 지점에 함침되었다.
제조예 8 : 녹화공법용 일체형 부직포 식생 매트
폴리라틱산(Polylactic acid, PLA) 섬유(섬도는 6 데니어이고 길이는 51㎜임) 30 중량%와 황마 70 중량%로 이루어진 혼합 섬유를 카딩하여 웹(web)을 제조한 점을 제외하고는 제조예 5와 동일한 방법으로 부직포 형태의 녹화공법용 일체형 식생 매트를 제조하였다. 일체형 부직포 식생 매트의 평량은 150g/㎡ 이었고, 종자는 일체형 부직포 식생 매트의 두께 기준으로 약 2/3 지점에 함침되었다.
제조예 9 : 녹화공법용 복합 식생 기재
제조예 4의 녹화공법용 부직포 식생 매트 위에 종자(페레니알 라이글라스 대 줄사철의 중량비가 4:1임)를 25 g/㎡의 표면 밀도로 고르게 뿌려 종자층을 형성하고, 다시 종자층 위에 코이어(Coir) 매트를 배치시키고, 최상단에 코이어(Coir) 네트를 배치시켜 녹화공법용 복합 식생 기재를 제조하였다. 각 층간은 천연 수지를 이용하여 접착하였다.
제조예 10 : 녹화공법용 복합 식생 기재
제조예 5의 녹화공법용 일체형 부직포 식생 매트 위에 코이어(Coir) 매트를 배치시키고, 최상단에 코이어(Coir) 네트를 배치시켜 녹화공법용 복합 식생 기재를 제조하였다. 각 층간은 천연 수지를 이용하여 접착하였다.
제조예 11 : 녹화공법용 복합 식생 기재
제조예 6의 녹화공법용 일체형 부직포 식생 매트 위에 코이어(Coir) 매트를 배치시키고, 최상단에 코이어(Coir) 네트를 배치시켜 녹화공법용 복합 식생 기재를 제조하였다. 각 층간은 천연 수지를 이용하여 접착하였다.
제조예 12 : 녹화공법용 복합 식생 기재
제조예 7의 녹화공법용 일체형 부직포 식생 매트 위에 코이어(Coir) 매트를 배치시키고, 최상단에 코이어(Coir) 네트를 배치시켜 녹화공법용 복합 식생 기재를 제조하였다. 각 층간은 천연 수지를 이용하여 접착하였다.
제조예 13 : 녹화공법용 복합 식생 기재
제조예 8의 녹화공법용 일체형 부직포 식생 매트 위에 코이어(Coir) 매트를 배치시키고, 최상단에 코이어(Coir) 네트를 배치시켜 녹화공법용 복합 식생 기재를 제조하였다. 각 층간은 천연 수지를 이용하여 접착하였다.
제조예 14 : 녹화공법용 복합 식생 기재
제조예 4의 녹화공법용 부직포 식생 매트 위에 종자(페레니알 라이글라스 대 줄사철의 중량비가 4:1임)를 25 g/㎡의 표면 밀도로 고르게 뿌려 종자층을 형성하고, 다시 종자층 위에 코이어(Coir) 매트를 배치시키고, 최상단에 제조예 3의 녹화공법용 폴리라틱산(Polylactic acid, PLA) 필름사 식생 네트를 배치시켜 녹화공법용 복합 식생 기재를 제조하였다. 각 층간은 천연 수지를 이용하여 접착하였다.
제조예 15 : 녹화공법용 복합 식생 기재
제조예 7의 녹화공법용 일체형 부직포 식생 매트 위에 제조예 3의 녹화공법용 폴리라틱산(Polylactic acid, PLA) 필름사 식생 네트를 배치시켜 녹화공법용 복합 식생 기재를 제조하였다. 각 층간은 니들펀칭을 이용하여 기계적으로 접착하였다.
비교 제조예 1 : 녹화공법용 인공 토양
토탄 5 중량부, 부숙수피 7 중량부, 축분 15 중량부, 마사토 25 중량부, 활성탄 4 중량부, 제지슬러지 20 중량부, 제지화이버 20 중량부, 카르복시메틸셀룰로오스(CMC) 1 중량부, 복합비료 3 중량부를 혼합하여 녹화공법용 인공 토양을 제조하였다.
비교 제조예 2 : 녹화공법용 황마 식생 네트
황마 실로 위사 및 경사가 각각 3㎝인 녹화공법용 황마 식생 네트를 제조하였다.
비교 제조예 3 : 녹화공법용 PE 필름사 식생 네트
프렌치 제편기를 이용하여 폴리에틸렌(polyethylene, PE) 모노사(두께가 0.2㎜임)와 폴리에틸렌(PE) 필름사(두께가 40㎛이고 폭이 2.5㎜임)로 이루어진 녹화공법용 폴리에틸렌 필름사 식생 네트를 제조하였다. 폴리에틸렌 필름사 식생 네트의 평량은 40g/㎡ 이었다.
비교 제조예 4 : 녹화공법용 복합 식생 기재
펄프 시트 위에 종자(페레니알 라이글라스 대 줄사철의 중량비가 4:1임)를 25 g/㎡의 표면 밀도로 고르게 뿌려 종자층을 형성하고, 다시 종자층 위에 코이어(Coir) 매트를 배치시키고, 최상단에 코이어(Coir) 네트를 배치시켜 녹화공법용 복합 식생 기재를 제조하였다. 각 층간은 천연 수지를 이용하여 접착하였다.
비교 제조예 5. 녹화공법용 복합 식생 기재
펄프 시트 위에 종자(페레니알 라이글라스 대 줄사철의 중량비가 4:1임)를 25 g/㎡의 표면 밀도로 고르게 뿌려 종자층을 형성하고, 다시 종자층 위에 코이어(Coir) 매트를 배치시키고, 최상단에 비교 제조예 3의 녹화공법용 PE 필름사 식생 네트를 배치시켜 녹화공법용 복합 식생 기재를 제조하였다. 각 층간은 천연 수지를 이용하여 접착하였다.
2. 식생 기재에 따른 녹화공법 및 그 결과
시험예 1.
토사가 섞인 리핑암 지반(비탈면 구배는 1:0.7임) 위에 비교 제조예 2의 녹화공법용 황마 식생 네트를 배치하고 가로, 세로 각각 1m 간격으로 앙카핀을 고정하였다. 제조예 1의 녹화공법용 생분해성 섬유 인공 토양 100 중량부에 종자(톨페수쿠 종자, 페레니알 라이글라스 종자, 대 비수리 종자의 중량비가 1:1:1임) 0.2 중량부를 혼합하여 토양-종자 혼합물을 제조하고, 여기에 물을 가해 토양-종자 혼합물의 농도가 70 중량%인 습식 토양-종자 혼합물을 제조하였다. 습식 토양-종자 혼합물을 황마 식생 네트 위에 분사하여 2㎝ 두께로 취부하였다.
시험예 2.
토사가 섞인 리핑암 지반(비탈면 구배는 1:0.7임) 위에 제조예 2의 녹화공법용 3D mesh 식생 네트를 배치하고 가로, 세로 각각 1m 간격으로 앙카핀을 고정하였다. 비교 제조예 1의 녹화공법용 인공 토양 100 중량부에 종자(톨페수쿠 종자, 페레니알 라이글라스 종자, 대 비수리 종자의 중량비가 1:1:1임) 0.2 중량부를 혼합하여 토양-종자 혼합물을 제조하고, 여기에 물을 가해 토양-종자 혼합물의 농도가 70 중량%인 습식 토양-종자 혼합물을 제조하였다. 습식 토양-종자 혼합물을 황마 식생 네트 위에 분사하여 2㎝ 두께로 취부하였다.
비교 시험예 1.
토사가 섞인 리핑암 지반(비탈면 구배는 1:0.7임) 위에 비교 제조예 2의 녹화공법용 황마 식생 네트를 배치하고 가로, 세로 각각 1m 간격으로 앙카핀을 고정하였다. 비교 제조예 1의 녹화공법용 인공 토양 100 중량부에 종자(톨페수쿠 종자, 페레니알 라이글라스 종자, 대 비수리 종자의 중량비가 1:1:1임) 0.2 중량부를 혼합하여 토양-종자 혼합물을 제조하고, 여기에 물을 가해 토양-종자 혼합물의 농도가 70 중량%인 습식 토양-종자 혼합물을 제조하였다. 습식 토양-종자 혼합물을 황마 식생 네트 위에 분사하여 2㎝ 두께로 취부하였다.
시험예 1, 시험예 2, 및 비교 시험예 1의 녹화공법 결과
식생 기재 시공 후 15일에 한번씩 인공 강우를 조사하였다(50㎜/hr, 2시간). 30일, 90일, 180일째에 시험 시료의 발아율, 피복율, 인공 토양 유실율, 균열 및 이격 상태를 관찰/평가하였고, 그 결과를 표 1에 나타내었다.
피복율 : 시험 시료를 슬라이드 촬영한 후 모눈종이를 이용하여 그 면적을 피복율로 환산하였다.
인공 토양 유실율 : 최초 취부한 인공 토양 중량 대비 유실된 인공 토양 중량의 비를 %로 환산하였다(인공 토양 취부면 아래에 인공 강우 및 유실 토양 포집장치 설치함).
균열 및 이격 상태 : 육안으로 관찰하여 객관성을 확보하기 위해 10명의 패널로부터 1~2(매우 불량), 2~4(불량), 5~6(보통), 7~8(양호), 9~10(매우 양호)와 같은 기준으로 점수를 매기고 이를 평균하여 평가하였다.
구분 피복율(%) 인공 토양 유실율(중량%) 균열 및 이격 상태
30일 90일 180일 30일 90일 180일 30일 90일
시험예 1 73 91 96 9 14 16 양호 7.8(양호)
시험예 2 65 88 98 5 7 9 매우 양호 9.5(매우 양호)
비교 시험예 1 47 55 68 22 34 42 불량 2.4(불량)
표 1에서 나타나는 바와 같이 본 발명의 식생 기재를 이용하여 녹화공법을 실시한 경우(시험예 1 및 시험예 2) 발아율(결과 생략함), 피복율이 높고, 인공 토양의 유실율이 낮으며, 균열 및 이격 상태가 양호하였다. 특히 녹화공법용 3D mesh 식생 네트를 이용한 시험예 2의 경우 인공 토양 유실율이 현저히 낮고, 균열 및 이격이 거의 없어 전체 면적에 대해 균일한 식생을 형성하였다.
시험예 3.
사질토와 점성토가 섞인 사면 지반(비탈면 구배는 1:1.2임) 위에 제조예 9의 녹화공법용 복합 식생 기재를 배치하고 가로, 세로 각각 1m 간격으로 앙카핀을 고정하였다.
시험예 4.
사질토와 점성토가 섞인 사면 지반(비탈면 구배는 1:1.2임) 위에 제조예 10의 녹화공법용 복합 식생 기재를 배치하고 가로, 세로 각각 1m 간격으로 앙카핀을 고정하였다.
시험예 5.
사질토와 점성토가 섞인 사면 지반(비탈면 구배는 1:1.2임) 위에 제조예 11의 녹화공법용 복합 식생 기재를 배치하고 가로, 세로 각각 1m 간격으로 앙카핀을 고정하였다.
시험예 6.
사질토와 점성토가 섞인 사면 지반(비탈면 구배는 1:1.2임) 위에 제조예 12의 녹화공법용 복합 식생 기재를 배치하고 가로, 세로 각각 1m 간격으로 앙카핀을 고정하였다.
시험예 7.
사질토와 점성토가 섞인 사면 지반(비탈면 구배는 1:1.2임) 위에 제조예 13의 녹화공법용 복합 식생 기재를 배치하고 가로, 세로 각각 1m 간격으로 앙카핀을 고정하였다.
비교 시험예 2.
사질토와 점성토가 섞인 사면 지반(비탈면 구배는 1:1.2임) 위에 비교 제조예 4의 녹화공법용 복합 식생 기재를 배치하고 가로, 세로 각각 1m 간격으로 앙카핀을 고정하였다.
시험예 3 내지 7 및 비교 시험예 2의 녹화공법 결과
식생 기재 시공 후 15일에 한번씩 인공 강우를 조사하였다(50㎜/hr, 2시간). 30일, 90일, 180일째에 시험 시료의 피복율, 및 줄사철 발아율을 관찰/평가하였고 그 결과를 표 2에 나타내었다.
피복율 : 시험 시료를 슬라이드 촬영한 후 모눈종이를 이용하여 그 면적을 피복율로 환산하였다.
줄사철 발아율 : 식생 기재 설치 180일 후 4㎡ 면적에서의 줄사철 발아 개수를 측정하고, 비교 시험예 2의 발아 개수에 대한 비율로 발아율을 환산하였다.
구분 피복율(%) 줄사철 발아율(180일때)
30일 90일 180일
시험예 3 55 82 88 3
시험예 4 58 85 92 6
시험예 5 75 95 98 9
시험예 6 69 92 96 8
시험예 7 62 90 94 7
비교 시험예 2 38 50 61 1
표 2에서 나타나는 바와 같이 생분해성 섬유 부직포 형태, 또는 종자 일체형 생분해성 섬유 부직포 형태의 식생 매트를 사용하는 경우 펄프 시트 형태의 식생 기재를 사용하는 경우보다 높은 피복율 및 줄사철(쌍떡잎종) 발아율을 보였다. 또한, 생분해성 섬유 부직포 형태의 식생 매트, 특히 종자 일체형 생분해성 섬유 부직포 형태의 식생 매트에서 천연 섬유인 황마와 본 발명에 따른 생분해성 섬유를 혼합한 혼합 섬유로 제조된 부직포 형태의 식생 매트에서 피복율 및 줄사철(쌍떡잎종) 발아율 증가가 월등하였다. 이는 비교적 경질의 황마가 PLA 섬유와 혼합되면서 종자 상부의 부직포 공극이 증가하고 황마가 PLA 대비 수분 흡수율 및 생분해가 빠르기 때문인 것으로 판단되며, 천연 섬유와 본 발명의 생분해성 섬유를 혼합한 혼합 섬유를 식생 네트나 식생 매트의 소재로 이용하는 경우 제조비용이 감소하여 경제성 면에서 유리하다. 또한, 표 2에는 나타내지 않았지만, 본 발명의 식생 기재를 이용하여 녹화공법을 실시한 경우(시험예 3 내지 시험예 7) 종자를 균일하게 배치할 수 있고, 강우 등 외력에 의한 종자의 이동과 유실을 방지하고, 강우의 지표면(보다 구체적으로 매트와 지표면 사이) 유속을 감속시킴으로써 토사의 유실을 감소시키는 효과가 있다. 아울러 시간 경과 시 생분해성 섬유가 생분해되어 퇴비 역할을 함으로써 식물의 생육을 더욱 촉진시키는 효과가 있다.
시험예 8.
사질토와 점성토가 섞인 사면 지반(비탈면 구배는 1:1.2임) 위에 제조예 14의 녹화공법용 복합 식생 기재를 배치하고 가로, 세로 각각 1m 간격으로 앙카핀을 고정하였다.
시험예 9.
사질토와 점성토가 섞인 사면 지반(비탈면 구배는 1:1.2임) 위에 제조예 15의 녹화공법용 복합 식생 기재를 배치하고 가로, 세로 각각 1m 간격으로 앙카핀을 고정하였다.
비교 시험예 3.
사질토와 점성토가 섞인 사면 지반(비탈면 구배는 1:1.2임) 위에 비교 제조예 5의 녹화공법용 복합 식생 기재를 배치하고 가로, 세로 각각 1m 간격으로 앙카핀을 고정하였다.
시험예 8, 시험예 9, 및 비교 시험예 3의 녹화공법 결과
식생 기재 시공 후 15일에 한번씩 인공 강우를 조사하였다(50㎜/hr, 2시간). 30일, 90일, 180일째에 시험 시료의 피복율, 및 줄사철 발아율을 관찰/평가하였고 그 결과를 표 3에 나타내었다.
피복율 : 시험 시료를 슬라이드 촬영한 후 모눈종이를 이용하여 그 면적을 피복율로 환산하였다.
줄사철 발아율 : 식생 기재 설치 180일 후 4㎡ 면적에서의 줄사철 발아 개수를 측정하고, 비교 시험예 2의 발아 개수에 대한 비율로 발아율을 환산하였다.
구분 피복율(%) 줄사철 발아율(180일때)
30일 90일 180일
시험예 8 52 80 91 6
시험예 9 73 95 98 10
비교 시험예 3 30 45 58 1
표 3에서 나타나는 바와 같이 생분해성 섬유 부직포 형태, 또는 종자 일체형 생분해성 섬유 부직포 형태의 식생 매트와 생분해성 필름사 형태의 식생 네트를 사용한 시험예 8 및 시험예 9에서 높은 피복율과 줄사철 발아율을 보였다. 특히 종자 일체형 생분해성 섬유 부직포 형태의 식생 매트를 사용한 경우 가장 높은 피복율과 발아율을 보였다. 본 발명의 식생 기재를 이용하여 녹화공법을 실시한 경우(시험예 8 및 시험예 9) 100% 친환경 소재로 구성되어 환경오염이 없고, 생분해성 필름사 식생 네트는 일정 기간이 지나면 생분해에 따른 강도 저하 및 분해가 발생하므로 식물의 성장에 장애를 주지 않았다. 본 발명의 식생 기재를 이용하여 녹화공법을 실시한 경우 종자가 균일하게 배치되고, 강우 등 외력에 의한 종자의 이동과 유실을 방지함으로써 피복율이 월등히 향상되었다. 또한, 강우의 지표면(보다 구체적으로 매트와 지표면 사이) 유속을 감속시킴으로써 토사의 유실을 감소시키고, 종자층 하부의 부직포가 수분을 흡수/보습함으로써 종자의 발아율과 발아 속도를 향상시켰다. 아울러 시간 경과 시 생분해성 섬유가 생분해되어 퇴비 역할을 함으로써 식물의 생육을 더욱 촉진시키는 효과가 있다.
110, 310 : 생분해성 섬유로부터 형성된 부직포 형태의 식생 매트
210, 410 : 생분해성 섬유로부터 형성되고 종자가 함침된 부직포 형태의 식생 매트
120, 320 : 종자층
130, 220, 330 : 천연 섬유로부터 형성된 식생 매트
140, 230 : 천연 섬유로부터 형성된 식생 네트
340, 420 : 생분해성 섬유로부터 형성된 식생 네트

Claims (23)

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  8. 지방족 폴리에스테르계 생분해성 섬유, 지방족/방향족 코폴리에스테르계 생분해성 섬유 또는 이들의 혼합으로 이루어진 생분해성 섬유를 부직포 형태로 형성한 식생 매트 또는 지방족 폴리에스테르계 생분해성 섬유, 지방족/방향족 코폴리에스테르계 생분해성 섬유 및 이들의 혼합 생분해성 섬유로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 생분해성 섬유20~80 중량% 및 천연 섬유 20~80 중량%로서 부직포의 내구성 및 종자의 발아율을 향상시키도록 이루어진 혼합 섬유를 부직포 형태로 형성한 식생 매트;
    상기 부직포 형태의 식생 매트 위에 적층된 종자층;
    상기 종자층 위에 적층되고, 천연 섬유로부터 형성된 식생 매트; 및
    상기 천연 섬유로부터 형성된 식생 매트 위에 적층 되고, 지방족 폴리에스테르계 생분해성 섬유, 지방족/방향족 코폴리에스테르계 생분해성 섬유 또는 이들의 혼합으로 이루어진 생분해성 섬유 20내지 80 중량% 함량 및 천연 섬유 20내지 80 중량%로 이루어진 혼합 섬유로 상부와 하부에 다수의 개방된 셀(Open cell)이 형성되도록 제편된 식생 네트를 포함하는 것을 특징으로 하는 녹화공법용 식생기재.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 지방족 폴리에스테르계 생분해성 섬유는 폴리라틱산(Polylactic acid, PLA) 섬유, 폴리글리코릭산(Polyglycolic acid, PGA) 섬유, 폴리카프로락톤(Polycaprolactone) 섬유, 폴리부틸렌석시네이트(Polybutylene succinate) 섬유, 부틸렌석시네이트와 아디페이트의 코폴리머[Poly(butylene succinate-co-adipate] 섬유, 및 폴리하이드록시알카노에이트(Polyhydroxyalkanoate) 섬유로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상이고, 상기 지방족/방향족 코폴리에스테르계 생분해성 섬유는 부틸렌아디페이트와 부틸렌테레프탈레이트의 코폴리머[Poly(butylene adipate-co-bytylene terephtalate)] 섬유인 것을 특징으로 하는 녹화공법용 식생 기재.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 천연 섬유는 황마 섬유, 아마 섬유, 코이어(Coir) 섬유, 및 볏집 섬유로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 녹화공법용 식생 기재.

  11. 지방족 폴리에스테르계 생분해성 섬유, 지방족/방향족 코폴리에스테르계 생분해성 섬유 또는 이들의 혼합으로 이루어진 생분해성 섬유를 부직포 형태로 형성한 식생 매트 또는 지방족 폴리에스테르계 생분해성 섬유, 지방족/방향족 코폴리에스테르계 생분해성 섬유 및 이들의 혼합 생분해성 섬유로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 생분해성 섬유 20~80 중량% 및 천연 섬유 20~80 중량%로서 부직포의 내구성 및 종자의 발아율을 향상시키도록 이루어진 혼합 섬유를 부직포 형태로 형성하고 종자가 함침된 식생 매트;
    상기 종자가 함침된 부직포 형태의 식생 매트 위에 적층되고, 천연 섬유로부터 형성된 식생 매트;
    상기 천연 섬유로부터 형성된 식생 매트 위에 적층되고, 지방족 폴리에스테르계 생분해성 섬유, 지방족/방향족 코폴리에스테르계 생분해성 섬유 또는 이들의 혼합으로 이루어진 생분해성 섬유 20내지 80 중량% 함량 및 천연 섬유 20내지 80 중량%로 이루어진 혼합 섬유로 상부와 하부에 다수의 개방된 셀(Open cell)이 형성되도록 제편된 식생 네트를 포함하는 것을 특징으로 하는 녹화공법용 식생기재.

  12. 제 11항에 있어서, 상기 지방족 폴리에스테르계 생분해성 섬유는 폴리라틱산(Polylactic acid, PLA) 섬유, 폴리글리코릭산(Polyglycolic acid, PGA) 섬유, 폴리카프로락톤(Polycaprolactone) 섬유, 폴리부틸렌석시네이트(Polybutylene succinate) 섬유, 부틸렌석시네이트와 아디페이트의 코폴리머[Poly(butylene succinate-co-adipate] 섬유, 및 폴리하이드록시알카노에이트(Polyhydroxyalkanoate) 섬유로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상이고, 상기 지방족/방향족 코폴리에스테르계 생분해성 섬유는 부틸렌아디페이트와 부틸렌테레프탈레이트의 코폴리머[Poly(butylene adipate-co-bytylene terephtalate)] 섬유인 것을 특징으로 하는 녹화공법용 식생 기재.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 천연 섬유는 황마 섬유, 아마 섬유, 코이어(Coir) 섬유, 및 볏집 섬유로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 녹화공법용 식생 기재.
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  20. 제 11항 내지 제13 항 중 어느 한 항의 상기 식생 네트는 상기 지방족 폴리에스테르계 생분해성 섬유, 상기 지방족/방향족 코폴리에스테르계 생분해성 섬유 또는 이들의 혼합으로 이루어진 상기 생분해성 섬유를 3차원 입체 메쉬(3D mesh) 형태 또는 생분해성 섬유의 필름사 형태로 형성한 것을 특징으로 하는 녹화공법용 식생 기재.
  21. 제 20항에 있어서, 상기 식생 네트를 구성하는 지방족 폴리에스테르계 생분해성 섬유는 폴리라틱산(Polylactic acid, PLA) 섬유, 폴리글리코릭산(Polyglycolic acid, PGA) 섬유, 폴리카프로락톤(Polycaprolactone) 섬유, 폴리부틸렌석시네이트(Polybutylene succinate) 섬유, 부틸렌석시네이트와 아디페이트의 코폴리머[Poly(butylene succinate-co-adipate] 섬유, 및 폴리하이드록시알카노에이트(Polyhydroxyalkanoate) 섬유로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상이고, 상기 식생 네트를 구성하는 지방족/방향족 코폴리에스테르계 생분해성 섬유는 부틸렌아디페이트와 부틸렌테레프탈레이트의 코폴리머[Poly(butylene adipate-co-bytylene terephtalate)] 섬유인 것을 특징으로 하는 녹화공법용 식생 기재.
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