KR101465113B1 - 천연 멀칭재 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 천연 멀칭재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 섬유원료인 천연레이온과 천연솜 중 적어도 하나 이상으로 형성된 부직포와; 상기 부직포에 함침되며, 물 45 중량% ∼ 55 중량%, 식물성아교 3.5 중량% ∼ 6.5 중량%, 동물성아교 2 중량% ∼ 5 중량%, 친환경 카본 6 중량% ∼ 10 중량%, 에틸렌초산비닐 에멀젼(ethylene vinyl acetate emulsion) 혼합물 3.5 중량% ∼ 6.5 중량%, 당밀 6 중량% ∼ 10 중량%, 수용성 규산염 1 중량% ∼ 3 중량%, 황토파우더 또는 제노라이트 13 중량% ∼ 18 중량%로 이루어진 함침재를 포함한다.
따라서, 천연재료로 이루어진 멀칭재의 생분해를 통한 잔여물질의 잔존을 없애 인력절감의 효과를 얻을 수 있고, 각종 미생물과 바이오세라믹을 방출하여 환경 오염을 방지하게 되며, 토양미생물에 의하여 자연분해됨으로써 별도의 제거조치가 필요하지 않아 작물수확 후 그대로 로터리 작업을 하고 다음 작물을 재배할 수 있으며, 태양광의 투과를 막아 잡초의 발아 및 생장을 억제하고, 순수천연 원료를 사용하였기 때문에 내성을 발생시키지 아니하고, 자연생태계 질서회복과 유용미생물의 생장으로 인한 좋은 발효퇴비 원료가 되며, 이로 인해 제품의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시키는 천연 멀칭재를 제공한다.

Description

천연 멀칭재{NATURAL MULCHING MATERIAL}
본 발명은 천연 멀칭재에 관한 것으로, 특히, 천연재료로 이루어진 멀칭재의 생분해를 통한 잔여물질의 잔존을 없애 인력절감과 환경 오염을 방지하며, 순수천연 원료를 사용하였기 때문에 내성을 발생시키지 아니하고, 자연생태계 질서회복과 유용미생물의 생장으로 인한 좋은 발효퇴비 원료가 되며, 이로 인해 제품의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시키는 천연 멀칭재에 관한 것이다.
멀칭(mulching)이란 농작물을 재배할때 경지토양의 표면을 덮어주는 것을 말하는데, 토양침식방지, 토양수분유지, 지온조절, 잡초억제, 토양전염성 병균방지, 토양오염방지 등의 목적으로 실시되고 있다.
보다 상세하게 설명하면, 뿌리를 내리고 있는 재배 작물의 토양 표면을 덮어주는 방법으로, 고랑부분(재배작물이 뿌리를 내리고 있는 부분)이 수해로 유실되는 것을 방지하는 침식방지 기능을 수행하고, 또한 생육에 필수적인 수분증발을 일정 부분 억제하여 일정 범위내에서 재배작물을 위한 수분조절 역할을 수행하기도 하였다.
또한, 재배작물을 제외한 기타 식물들에게 생장에 필요한 태양 빛을 물리적으로 차단함으로써, 지온 조절 기능과 함께 잡초 억제 기능을 수행하기도 하고, 농사에 필요없는 식물들의 생장을 최대한 방해함으로써, 잡초 제거를 위한 제초제의 사용을 억제하여 토양이 오염되는 것을 방지하는 기능을 수행하기도 하였다.
이와 같은 멀칭에 사용되는 멀칭재로는 초기에 볏짚·보릿짚·목초 등과 같은 친환경성 재료를 사용하였으나, 오늘날에 이르러 작업이 간편하고 확보가 용이한 폴리에틸렌이나 폴리염화비닐과 같은 재료를 사용하였다.
그러나, 상기한 비닐 재료들은 노면에 노출되어 있는 비닐하우스용 비닐과 달리 흙 속에 묻은 후에 수거하는 작업을 거쳐야 하는데, 회수를 위한 작업강도가 상상외로 높을 뿐만 아니라 농촌인력의 노령화로 인하여 완력으로 제거되기가 어렵고 대부분의 비닐 멀칭재가 흙 속에 영구적으로 남게 되는 문제가 있었다.
특히, 흙 속에 잔존하는 비닐 멀칭재는 재질의 특성상 통기성이 매우 불량하여 토양오염의 주요 원인이 되는데, 이처럼 제거되지 않는 비닐 멀칭재가 해마다 더욱 늘어난다는데 더욱 큰 문제가 있는 것이다.
상기한 비닐 멀칭재로는 저가이며 사용이 간편한 비닐 수지를 많이 이용하고 있는데, 이는 토양의 수분 또는 보온성을 유지할 수는 있으나 토양에 산소 공급이 원활하지 못하여 작물 뿌리의 발육이 왕성하지 못한 문제점이 있다.
또한, 작물 수확이 끝나고 다음 작물을 재배하기 위해서는 이전 비닐 멀칭재를 제거하여야 하는 번거로움이 있었다.
비록 멀칭재를 제거한다 하여도 완벽한 수거가 어려워 그 잔량이 남아 토양오염이 심화되고 다음 작물의 뿌리 발육에 지장을 초래하는 문제가 있었다.
상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은, 멀칭재의 생분해를 통한 잔여물질의 잔존을 없애 인력절감의 효과를 얻을 수 있고, 각종 미생물과 바이오세라믹을 방출하여 환경 오염을 방지하며, 태양광의 투과를 막아 잡초의 발아 및 생장을 억제하고, 순수천연 원료를 사용하였기 때문에 내성을 발생시키지 아니하고, 자연생태계 질서회복과 유용미생물의 생장으로 인한 좋은 발효퇴비 원료가 되며, 이로 인해 제품의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시키고자 하는 데 그 목적이 있다.
아울러, 본 발명의 또 다른 목적은, 토양을 개선하여 주고, 토착미생물들을 활성화시켜 주며, 각종 유기물 또는 무기질비료 및 미생물제재들의 효율을 높여주고자 하는 목적이 있다.
상기한 목적은, 섬유원료인 천연레이온과 천연솜 중 적어도 하나 이상으로 형성된 부직포와; 상기 부직포에 함침되며, 물 45 중량% ∼ 55 중량%, 식물성아교 3.5 중량% ∼ 6.5 중량%, 동물성아교 2 중량% ∼ 5 중량%, 친환경 카본 6 중량% ∼ 10 중량%, 에틸렌초산비닐 에멀젼(ethylene vinyl acetate emulsion) 혼합물 3.5 중량% ∼ 6.5 중량%, 당밀 6 중량% ∼ 10 중량%, 수용성 규산염 1 중량% ∼ 3 중량%, 황토파우더 또는 제노라이트 13 중량% ∼ 18 중량%로 이루어진 함침재를 포함하는 것을 특징으로 하는 천연 멀칭재에 의해 달성된다.
한편, 상기한 목적은, 섬유원료인 천연레이온 또는 천연솜으로 형성된 부직포와; 물 45 중량% ∼ 55 중량%, 전분 3.5 중량% ∼ 6.5 중량%, 동식물 젤라틴 2 중량% ∼ 5 중량%, 친환경 카본 6 중량% ∼ 10 중량%, 폴리비닐 알코올 에멀젼(polyvinyl alcohol emulsion) 혼합물 3.5 중량% ∼ 6.5 중량%, 당밀 6 중량% ∼ 10 중량%, 수용성 규산염 1 중량% ∼ 3 중량%, 황토파우더 또는 제노라이트 13 중량% ∼ 18 중량%로 이루어진 함침재를 포함하는 것을 특징으로 하는 천연 멀칭재에 의해서도 달성된다.
여기서, 상기 에틸렌초산비닐 에멀젼(ethylene vinyl acetate emulsion) 혼합물은, 상기 에틸렌초산비닐 에멀젼(ethylene vinyl acetate emulsion)을 단독으로 사용하거나 에틸렌초산비닐 에멀젼(ethylene vinyl acetate emulsion)과 폴리비닐 알코올 에멀젼(polyvinyl alcohol emulsion)이 1 : 2의 중량 비율로 혼합되며, 상기 폴리비닐 알코올 에멀젼(polyvinyl alcohol emulsion) 혼합물은, 상기 폴리비닐 알코올 에멀젼(polyvinyl alcohol emulsion)을 단독으로 사용하거나 폴리비닐 알코올 에멀젼(polyvinyl alcohol emulsion)과 아라비아 검(arabia-gum)이 2 : 1의 중량 비율로 혼합되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 식물성아교는, 미역, 다시마, 해초, 우무가사리, 옥수수전분, 녹말전분, 왕겨분, 다시마, 한천, 활엽수 및 칩엽수 분말 중에서 적어도 하나 이상이 선택되어 혼합된 혼합물인 것이 바람직하다.
아울러, 상기 동물성아교는, 젤라틴, 카세인, 포유동물의 뼈와 가죽의 주요 단백질 성분인 콜라켄, 운모분, 장석분, 금강석분, 펄프분말 및 광산분말 중에서 적어도 하나 이상이 선택되어 혼합된 혼합물인 것이 바람직하다.
천연레이온, 천연솜, 천연접착제와 같이 모두 천연재질로만 구성되어 있으므로 농작물 뿌리 근저에 덮어도 토양의 호흡이 가능하여 작물의 뿌리가 튼튼하게 자랄 수 있으며, 토양미생물에 의하여 자연분해됨으로써 작물 경작 후 천연비료의 기능을 병행하게 되어 농작물 생산성을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 잡초발생을 억제할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 천연 멀칭재를 장시간 사용한 지역일수록 효과가 높아지고 꾸준히 사용할 경우 토질이 단계적으로 개질되어 고품질의 농산물을 생산할 수 있게 하며, 상기한 바와 같이 토양미생물에 의하여 자연분해됨으로써, 별도의 인력을 사용하여 제거작업을 수행하지 않아도 되므로 작업에 편의성을 제공하고, 이에 따라, 작물을 수확한 후 토양을 분쇄시키는 로터리 작업을 한 후, 그대로 다음 작물을 재배할 수 있는 효과를 가진다.
본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명에 따른 천연 멀칭재는, 천연레이온과 천연솜 중 적어도 하나 이상으로 형성된 부직포에 동, 식물성아교와 에틸렌초산비닐 에멀젼(ethylene vinyl acetate emulsion) 혼합물 등을 혼합하여 이루어진 함침재를 접착 또는 함침시키고 이를 압착시켜 시트와 같은 형태로 제공되는 것이다.
본 발명의 천연 멀칭재의 베이스는 천연레이온이나 천연솜으로 이루어진 부직포로서, 호퍼에 천연레이온과 천연솜 중 적어도 하나 이상을 투입 한 후 혼면과정을 거쳐 카딩기(carding machine)에 의해 웹(web)형태의 부직포로 생산된 것며, 여기서, 천연레이온이나 천연솜은 토양에 유기물을 공급하면서 또한 토양의 습도를 조절하는 역할을 한다.
본 발명에 따른 함침재 중 물은 함침재를 구성하는 구성요소들 간의 혼합을 용이하게 하면서 함침재의 점성을 조절할 수 있게 한 것으로, 45 중량% 미만일 경우 점도가 너무 낮아 재료간의 혼합이 원활하게 이루어지지 않으며, 55 중량%를 초과할 경우 재료간의 혼합은 원활하게 이루어지는 반면에 점성이 너무 높아 부직포에 함침하거나 압착할 때 흘러내리게 되어 부직포에 함침재의 부착이 원활하게 이루어지지 않게 된다.
본 발명에 따른 함침재의 구성요소 중 식물성아교는, 미역, 다시마, 해초, 우무가사리, 옥수수전분, 녹말전분, 왕겨분, 다시마, 한천, 활엽수 및 칩엽수 분말 중에서 적어도 하나 이상이 선택되어 혼합된 혼합물이며, 여기서, 상기 식물성아교는 총 중량 대비 3.5 중량% ∼ 6.5 중량%가 포함되도록 하는 것이 바람직하다.
상기 식물성아교가 3.5 중량% 미만이 되면 점성이 약해지고, 6.5 중량%를 초과하면 굳어지게 되는 문제점이 있기 때문에 상기 식물성아교는 총 중량 대비 3.5 중량% ∼ 6.5 중량%가 포함되도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 함침재의 구성요소 중 동물성아교는, 젤라틴, 카세인, 포유동물의 뼈와 가죽의 주요 단백질 성분인 콜라켄, 운모분, 장석분, 금강석분, 펄프분말 및 광산분말 중에서 적어도 하나 이상이 선택되어 혼합된 혼합물이며, 여기서, 상기 동물성아교는 총 중량 대비 2 중량% ∼ 5 중량%가 포함되도록 하는 것이 바람직하다.
상기 동물성아교가 2 중량% 미만이면 음이온 방출이 적어지게 되고, 5 중량%를 초과하면 다른 재료와 혼합이 잘 이루어지지 않기 때문에 상기 동물성아교는 총 중량 대비 2 중량% ∼ 5 중량%가 포함되도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 함침재의 구성요소 중 친환경 카본은 광흡수제로서, 이와 같이 광흡수제인 친환경 카본을 포함하는 멀칭재는 태양 빛을 차단하여 잡초가 자라는 것을 막고, 빛을 많이 흡수하여 지열을 보존할 수 있기 때문에 농작에 유용하다.
작물의 종류나 경작지의 유형에 따라 다양한 형태로 활용될 수 있으며, 본 발명 천연 멀칭재에 포함되는 친환경 카본의 양은 총 중량 대비 6 중량% ∼ 10 중량%가 바람직하다.
상기 친환경 카본이 6 중량% 미만이면, 광흡수 효율과 태양 빛의 차단효과가 저하되어 잡초의 생장억제 기능이 저하되고, 친환경 카본이 10 중량%을 초과하면 광흡수 효율은 상승하나 태양 빛의 차단의 효과가 기대치 만큼 상승하지 못하여 중량만 증가시키므로 효율성이 떨어지므로 총 중량 대비 6 중량% ∼ 10 중량%가 바람직하다.
본 발명에 따른 함침재의 구성요소 중 에틸렌초산비닐 에멀젼(ethylene vinyl acetate emulsion) 혼합물은 웹(web) 구조의 부직포를 만들기 위한 수분해성 접착재로, 총 중량 대비 3.5 중량% 미만이면 접착성능이 저하되고 6.5 중량%를 초과하면 접착성능은 상승하지 않으면서 중량만 가증시켜 효율성이 떨어지므로 에틸렌초산비닐 에멀젼 혼합물은 총 중량 대비 3.5 중량% ∼ 6.5 중량%인 것이 바람직하다.
여기서, 상기 에틸렌초산비닐 에멀젼(ethylene vinyl acetate emulsion) 혼합물은, 부직포의 강성을 증가 시키기 위해서 에틸렌초산비닐 에멀젼(ethylene vinyl acetate emulsion)을 단독으로 사용할 수도 있으며, 부직포의 강도와 습강도를 증가시키기 위하여 상기 에틸렌초산비닐 에멀젼(ethylene vinyl acetate emulsion)과 폴리비닐 알코올 에멀젼(polyvinyl alcohol emulsion)이 1 : 2의 중량 비율로 혼합된 상태로 사용될 수도 있다.
여기서, 습강도라는 것은, 섬유의 습윤 상태에서의 인장강도(tensile strength)를 말하는 것으로, 마종류와 면은 건강도(乾强度)보다 습강도(濕强度)의 편이 크지만, 일반적으로는 젖으면 약해지므로 건강도(乾强度)보다 습강도(濕强度) 쪽이 작다고 할 수 있으며, 특히, 레이온 종류는 그 차이가 크며 젖으면 약해진다. 따라서, 습강도를 조율하기 위해서는 에틸렌초산비닐 에멀젼(ethylene vinyl acetate emulsion)과 폴리비닐 알코올 에멀젼(polyvinyl alcohol emulsion)을 1 : 2의 중량 비율로 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.
아울러, 본 발명에 따른 다른 실시예는 상기한 에틸렌초산비닐 에멀젼(ethylene vinyl acetate emulsion) 혼합물을 폴리비닐 알코올 에멀젼(polyvinyl alcohol emulsion) 혼합물로 대체하여 구성된다.
상기한 폴리비닐 알코올 에멀젼(polyvinyl alcohol emulsion) 혼합물은 습기의 침해도를 증가시켜 경작지의 수분공급이 원활하게 이루어지도록 한 것과 수분해성을 향상시키기 위한 것으로서, 총 중량 대비 3.5 중량% 미만일 경우 습기의 침해도가 저하되며, 6.5 중량%를 초과하면, 습기의 침해도는 향상되지 못하면서 중량만 가중시켜 효율성이 떨어지므로, 폴리비닐 알코올 에멀젼(polyvinyl alcohol emulsion) 혼합물은 총 중량 대비 3.5 중량% ∼ 6.5 중량%가 바람직하다.
여기서도, 상기 폴리비닐 알코올 에멀젼(polyvinyl alcohol emulsion) 혼합물은, 수분해성 가교결합재로서의 역할을 강화하기 위하여 폴리비닐 알코올 에멀젼(polyvinyl alcohol emulsion)을 단독사용 할 수도 있으며, 재습시 분해도를 증가시키기 위해 폴리비닐 알코올 에멀젼(polyvinyl alcohol emulsion)과 아라비아 검(arabia-gum)을 2 : 1의 중량 비율로 혼합하여 사용할 수도 있다.
한편, 본 발명에 따른 함침재의 구성요소 중 당밀은, 생 분해도를 높이기 위한 것으로, 총 중량 대미 6 중량% 미만일 경우 생 분해도가 저하되며, 10 중량%를 초과할 경우 기대한 만큼의 생분해도의 향상은 얻을 수 없는 반면에 총중량만 가중시키므로, 당밀은 6 중량% ∼ 10 중량%가 바람직하다.
여기서, 생분해도는, 유기물이 미생물에 의해 분해되는 정도를 말하며, 경작지에 있는 미생물에 의해 세제나 비누 등 유기물질이 탄산가스와 물로 분해되어 완전히 없어지는 것을 말한다.
본 발명에 따른 함침재의 구성요소 중 수용성 규산염은, 항균력을 향상시키기 위한 것으로, 본 발명의 함침재에 잔존할 우려가 있는 유해성분을 희석시키는 역할을 할 수 있으며, 이에 따라 토양의 질을 향상시킬 도수 있다.
상기한 수용성 규산염은 총 중량 대비 1 중량% ∼ 3 중량%가 바람직하며, 1 중량% 미만일 경우 소망하는 항균력을 얻을 수 없으며, 3 중량%를 초과하면 항균력의 차이는 미비한 반면에 전체적인 중량만 증가시키므로 수용성 규산염은 총 중량 대비 1 중량% ∼ 3 중량%가 바람직하다.
본 발명에 따른 함침재의 구성요소 중 황토파우더 또는 제노라이트는 총 중량 대비 13 중량% ∼ 18 중량%가 바람직하다.
상기 황토파우더는 0.1 mm 이하인 분말형태가 바람직하며, 황토는 멀칭재와 경작지 토양과의 친화성을 높이고, 경작지의 토양에 포함되어 있을 수 있는 유독물질의 독성을 중화시키는 역할을 한다.
상기 제올라이트는 다공질이기 때문에 토양과 작물 뿌리에 산소 공급이 원활하게 되도록 하면서 수분함량을 조절하는 역할을 한다.
상기 황토파우더 또는 제노라이트가 13 중량% 미만일 경우 토양에 포함된 독성의 중화 및 산소공급 기능이 저하되고, 18 중량%를 초과할 경우 독성의 중화 및 산소공급기능이 월등하게 향상되지도 않으면서 전체적인 중량만 증가시키므로 황토파우더 또는 제노라이트는 총 중량 대비 13 중량% ∼ 18 중량%가 바람직하다.
상기한 바와 같이 본 발명은 습강도, 생분해도, 습기의 침해도가 강화되어 농작물 뿌리 근저에 덮어도 토양의 호흡이 가능하여 경작이 수월하며, 토양미생물에 의하여 자연분해됨으로써 작물 경작 후 천연비료의 기능을 병행하게 되어 농작물 생산성을 높일 수 있게 된다.

Claims (6)

  1. 섬유원료인 천연레이온과 천연솜 중 적어도 하나 이상으로 형성된 부직포와;
    상기 부직포에 함침되며, 물 45 중량% ∼ 55 중량%, 식물성아교 3.5 중량% ∼ 6.5 중량%, 동물성아교 2 중량% ∼ 5 중량%, 친환경 카본 6 중량% ∼ 10 중량%, 에틸렌초산비닐 에멀젼(ethylene vinyl acetate emulsion) 혼합물 3.5 중량% ∼ 6.5 중량%, 당밀 6 중량% ∼ 10 중량%, 수용성 규산염 1 중량% ∼ 3 중량%, 황토파우더 또는 제노라이트 13 중량% ∼ 18 중량%로 이루어진 함침재를 포함하는 것을 특징으로 하는 천연 멀칭재.
  2. 섬유원료인 천연레이온 또는 천연솜으로 형성된 부직포와;
    물 45 중량% ∼ 55 중량%, 전분 3.5 중량% ∼ 6.5 중량%, 동식물 젤라틴 2 중량% ∼ 5 중량%, 친환경 카본 6 중량% ∼ 10 중량%, 폴리비닐 알코올 에멀젼(polyvinyl alcohol emulsion) 혼합물 3.5 중량% ∼ 6.5 중량%, 당밀 6 중량% ∼ 10 중량%, 수용성 규산염 1 중량% ∼ 3 중량%, 황토파우더 또는 제노라이트 13 중량% ∼ 18 중량%로 이루어진 함침재를 포함하는 것을 특징으로 하는 천연 멀칭재.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 에틸렌초산비닐 에멀젼(ethylene vinyl acetate emulsion) 혼합물은,
    상기 에틸렌초산비닐 에멀젼(ethylene vinyl acetate emulsion)을 단독으로 사용하거나 에틸렌초산비닐 에멀젼(ethylene vinyl acetate emulsion)과 폴리비닐 알코올 에멀젼(polyvinyl alcohol emulsion)이 1 : 2의 중량 비율로 혼합된 것을 특징으로 하는 천연 멀칭재.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 폴리비닐 알코올 에멀젼(polyvinyl alcohol emulsion) 혼합물은,
    상기 폴리비닐 알코올 에멀젼(polyvinyl alcohol emulsion)을 단독으로 사용하거나 폴리비닐 알코올 에멀젼(polyvinyl alcohol emulsion)과 아라비아 검(arabia-gum)이 2 : 1의 중량 비율로 혼합된 것을 특징으로 하는 천연 멀칭재.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 식물성아교는,
    미역, 다시마, 해초, 우무가사리, 옥수수전분, 녹말전분, 왕겨분, 다시마, 한천, 활엽수 및 칩엽수 분말 중에서 적어도 하나 이상이 선택되어 혼합된 혼합물인 것을 특징으로 하는 천연 멀칭재.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 동물성아교는,
    젤라틴, 카세인, 포유동물의 뼈와 가죽의 주요 단백질 성분인 콜라켄, 운모분, 장석분, 금강석분, 펄프분말 및 광산분말 중에서 적어도 하나 이상이 선택되어 혼합된 혼합물인 것을 특징으로 하는 천연 멀칭재.
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