KR101644045B1

KR101644045B1 - 패각을 이용한 식생매트

Info

Publication number: KR101644045B1
Application number: KR1020160020690A
Authority: KR
Inventors: 여중훈
Original assignee: (주)호정산업
Priority date: 2016-02-22
Filing date: 2016-02-22
Publication date: 2016-07-29
Also published as: WO2017146306A1; CN108471707A

Abstract

본 발명에 따른 패각을 이용한 식생매트에 관련되며, 이때 패각을 이용한 식생매트는 산업폐기물로 분류되는 패각을 재활용하여 보온, 보습, 영양공급 및 보관 중 종자 조기 발아현상을 방지하는 제습기능이 부가되면서, 매트구조를 개선하여 패각 재활용 처리량이 획기적으로 증대되도록 하기 위해 보습층(1), 종자층(2), 종자보호층(3), 보온층(4), 보호망(5)으로 구성되는 식생매트 및 격실(22)이 형성되는 포켓망층(20)을 포함하여 주요구성으로 이루어진다.

Description

패각을 이용한 식생매트{Vegetation mats with shells}

본 발명은 패각을 이용한 식생매트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 산업폐기물로 분류되는 패각(조개껍데기, 굴껍질 등)을 재활용하여 보온, 보습, 영양공급 및 보관 중 종자 조기 발아현상을 방지하는 제습기능이 부가되면서, 매트구조를 개선하여 패각 재활용 처리량이 획기적으로 증대되도록 하는 패각을 이용한 식생매트에 관한 것이다.

통상적으로 패류(貝類)수산물 가공 처리과정에서 발생하는 패각은 산업폐기물로 분리되어, 현재 처분을 기다리는 양이 48만 톤에 이르며, 매년 13만 톤의 폐기물이 신규로 발생되어 악취와 침출수 문제로 처리에 어려움을 격고 있다. 이에 패각을 활용하여 방음, 단열, 축열재 등 건축용 내외장재로 다양한 분야에 적용되고 있으나, 사실상 소비량이 극히 미비한 실정이고, 근자에는 패각에 포함된 칼슘 및 각종 유기물을 천연비료로 활용하기 위해 식생매트 분야로까지 사용범위가 확대되고 있다.

종래에 게시된 패각이 적용된 식생매트를 살펴보면, 특허등록번호 제10-1142191호에서 부직포층, 종자층, 코아솜매트층, 제1생분해네트층으로 이루어진 식생매트에서, 부직포층 상면에 축분, 황통, 패각분말, 톱밥, 전분, 물을 포함하는 영양공급조성물을 코팅하여 퇴비층을 형성하도록 구성되어, 식물의 식생 후에는 안정된 수분 및 영양분의 공급이 가능하여 식물의 안정된 생육이 가능하도록 하는 기술이 선등록된바 있다.

그러나, 상기 종래기술은 패각이 포함된 퇴비층을 식생매트에 적용한 기술이나, 퇴비층을 구성하는 혼합 혼합비율을 상세하게 살며보면 축분 20중량% , 황토 30중량%, 패각분말 20중량%, 톱밥 10중량%, 전분 10중량%, 물 10중량%로 혼합된 것으로, 패각 사용량이 극히 미비함에 따라 산업폐기물 재활용 효과 및 천연비료로서의 기능을 십분 발휘하지 못하는 실정이다.

뿐만 아니라, 패각은 자연분해 시간단축 및 흡수율을 높이기 위해 분말형태로 재활용됨에 따라 식생매트에 적용시 유실을 방지하기 위한 수단으로 물과 함께 혼합하여 퇴비층을 코팅형성하므로, 제조공정 및 설비가 복잡하고, 특히 퇴비층에 포함된 수분 및 장마철 매트 내부습도가 높아지면 종자가 단시간에 조기 발아되므로 재고확보에 많은 어려움이 따랐다.

이에 따라 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 착안된 것으로서, 산업폐기물로 분류되는 패각을 재활용하여 보온, 보습, 영양공급 및 보관 중 종자 조기 발아현상을 방지하는 제습기능이 부가되면서, 매트구조를 개선하여 패각 재활용 처리량이 획기적으로 증대되도록 하는 패각을 이용한 식생매트를 제공하는 것에 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 특징은, 보습층(1), 종자층(2), 종자보호층(3), 보온층(4) 및 보호망(5)을 적층하여 구성되고, 상기 종자보호층(3)과 보온층(4) 사이에는 패각분말(10)이 저장되도록 복수의 격실(22)이 형성되는 포켓망층(20)이 구비되며, 상기 포켓망층(20)은 망조직의 위,경사 라인에 의해 격실(22) 측벽구획이 형성되고, 위, 경사 굵기에 의해 높이방향 격실(22) 구획이 형성되며, 보온층(4)과 종자보호층(3)에 의해 격실(22) 상하부가 마감되도록 구비되며, 상기 적층된 각 층은 봉재라인(30)에 의해 합포처리되어 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 포켓망층(20)은 황마망, 볏짚매트로 형성되거나, 폴리락트산(PLA) 수지 및 PBS계 수지, 무기물을 포함하여 형성되는 생분해성원사 망조직으로 형성되어 시공후 10~14개월 후 자연분해되도록 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 보습층(1)은 폴리락트산(PLA) 수지 및 PBS계 수지, 무기물을 포함하여 형성되는 생분해성 원사를 타면(打綿)하여 형성되고, 종자층(2)은 보습층(1) 상부에 종자를 도포하여 형성되며, 보온층(4)은 종자층(2) 상부를 마감하고, 코이어섬유, 코코피트, 바크, 황마, 짚, 낙엽을 포함하는 천연소재 중 적어도 어느 1종을 타면하여 형성되며, 보호망(5)은 보온층(4) 상부에 설치되어 보습층(1) 및 종자층(2), 보온층(4)을 일체로 지지하도록 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 종자보호층(3)은 통기공이 형성되는 펄프 또는 생분해성 필름으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

이상의 구성 및 작용에 의하면, 본 발명은 포켓망층의 격실에 패각분말이 격리 수용되어 운반 및 설치작업 중에 패각분말 유실 및 쏠림현상이 방지되고, 특히 산업폐기물로 분류되는 패각분말을 재활용하여 보온, 보습, 영양공급기능을 복합적으로 가지면서, 포켓망층의 위,경사 굵기 및 조직밀도에 따라 격실 사이즈가 탄력적으로 확장되어 패각 재활용 처리량이 획기적으로 증대되는 효과가 있다.

그리고, 본 발명은 패각분말로 이루어진 포켓망층이 식생매트를 롤형태로 보관시 제습기능으로 인해 장마철 종자의 조기 발아현상이 방지됨에 따라 보관성이 우수하면서 성수기를 대비하여 대량의 재고확보가 가능한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 패각을 이용한 식생매트를 전체적으로 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 패각을 이용한 식생매트의 포켓망층을 확대하여 나타내는 구성도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 패각을 이용한 식생매트를 롤형태로 말아서 보관하는 상태를 나타내는 구성도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 식생매트는 보습층(1), 종자층(2), 종자보호층(3), 보온층(4) 및 보호망(5)을 적층하여 구성된다. 상기 보습층(1)은 폴리락트산(PLA) 수지 및 PBS계 수지, 무기물을 포함하여 형성되는 생분해성 원사를 타면(打綿)하여 형성된다. 보습층(1)은 지면과 접촉되어 수분을 흡수하고, 흡수된 수분을 종자로 공급하여 초기 발아를 촉진시킴은 물론 가뭄에 의한 괴사를 방지하게 된다.

여기서 폴리락트산(PLA) 수지라 함은 락트산(Lactic acid)을 단량체로 구성한 폴리머 전체를 지칭하며, PLA 수지는 이성질체 D-Lactide, L-Lactide 함량 및 배열(랜덤공중합, 블럭공중합)에 따라 열특성 및 물리적특성 등이 달라질 수 있다.

그리고 폴리락트산(PLA)수지의 용융지수(MI) 10 내지 50g/10min(230℃, 2.16kg의 하중)인 것이 바람직하고, DSC로 측정한 융융점(Tm)이 145 내지 230℃인 것이 바람직하다. 또한, 상기 PBS계 수지의 용융지수는 1 내지 20g/10min (190℃,2.16kg의 하중)인 것이 바람직하다. 상기 용융지수가 낮을수록 섬유의 강성, 낮은 신율을 부여할 수 있지만 점도가 저하되므로 가공성이 나빠지게 되며, 용융지수가 너무 높으면 섬유의 강성이 저하될 뿐만 아니라, 방사가 어려운 문제점이 있다.

또, PBS계 수지는 PBS (Polybutylene Succinate), PBSA (Polybutylene Succinate-co-adipate) 또는 PBSF (Polybutylene succinate fumaric)을 단독 또는 1이상 혼합 용융하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 폴리락트산(PLA)수지와 PBS계 수지 혼합물을 용융시에 무기물을 투입하여 용융시키는 데, 백운모, 금운모, 황산바륨, 이산화티타늄, 탈크 (Talc), 탄산칼슘(CaCO3)등의 무기 입자를 1이상 혼합할 수 있다. 상기 무기물이 혼합되어 섬유를 제조할 경우 필러(Filler) 또는 결정화를 제어할 수 있는 효과가 있다.

상기 혼합물 용융시에 혼합되는 비율은 폴리락트산(PLA) 수지, PBS계 수지 및 무기물이 각각 50 내지 92 중량%, 7 내지 45 중량% 및 1 내지 5 중량%로 혼합된다. 상기 범위내에서 제조된 섬유가 물성이 우수하며 부직포 제조시 카딩성이 우수한 특징이 있다.

상기에서 생분해성 원사는 원사 또는 솜형태로 준비되고, 이를 절개하여 조합기에 투입하여 부풀리면서 덩어리형태를 풀어 후황을 이용하여 호퍼로 공급된다. 호퍼로 공급된 생분해성 원사는 타면기로 정량공급되어 펼쳐진 상태로 타면(打綿)되어 보습층(1)을 형성하게 된다.

이에 보습층(1)은 종자의 뿌리 활착이 활성화되는 2~4년간 자연분해가 지연되어 시공면의 토사유실 및 조기분개현상을 방지함과 더불어 지면으로부터 수분을 흡수하여 공급하므로 종자의 초기 발아율 및 생육이 촉진되고, 뿌리가 성장함과 더불어 보습층을 구성하는 생분해성 원사가 풀어지면서 식물의 뿌리가 보습층을 쉽게 통과하여 손상없이 지중에 활착되고, 뿌리 활착이 활성화된 후에는 자연분해되어 식물에 영양분을 공급하게 된다.

또한, 상기 종자층(2)은 보습층(1) 상부에 종자를 도포하여 형성되는바, 이러하는 공정은 자동화 공정에 의해 컨베이어라인을 타고 보습층(1)이 형성되면 이어서 종자가 도포되어 종자층(2)을 형성하는 방식으로 이루어진다.

이때 상기 종자층(2)은 종자보호층(3)에 의해 상부가 마감되되, 여기서 종자보호층(3)은 종자의 유동(운반 또는 시공중 종자의 이탈 및 일측으로 쏠리는 현상)을 방지하는 기능과, 후술하는 포켓망층에 저장된 패각분말 유실이 방지되는 기능과, 종자층 내부 제습이 가능하도록 통기공이 형성되는 펄프 또는 생분해성 필름으로 형성된다.

또한, 상기 보온층(4)은 종자층(2) 상부를 마감하고, 코이어섬유, 코코피트, 바크, 황마, 짚, 낙엽을 포함하는 천연소재 중 적어도 어느 1종을 타면하여 형성된다. 보온층(4)은 식물성 천연소재를 절개하여 조합기에 투입하여 부풀리면서 덩어리형태를 풀어 후황을 이용하여 호퍼로 공급하고, 호퍼로 공급된 천연소재는 타면기로 정량공급되어 펼쳐진 상태로 타면(打綿)되어 형성된다.

이때, 코이어섬유, 코코피트, 바크, 황마는 수입에 의존하는 품목으로서 가격변동이 심하고 재고 확보가 곤란하므로, 주변에서 쉽게 확보할 수 있는 짚, 낙옆을 주원료로 대체가능하다.

이에 보온층(4)은 시공후 종자를 덮은 상태로 발아되기 까지 보온 및 수분 과다증발을 방지함은 물론 종자의 새싹이 올라오면 조직이 쉽게 확장되어 새싹 손상이 방지되고, 또 종자가 발아 후 1~2년사이에 자연분해되어 천연영양분으로 기능을 수행하게 된다.

또한, 상기 보호망(5)은 상기 보온층(4) 상부에 설치되어 보습층(1) 및 종자층(2), 보온층(4)을 일체로 지지하도록 구비된다. 보호망(5)은 상기 보습층(1)을 형성하는 생분해성 원사와 동일한 원사를 그물형태로 직조하여 형성되고, 식생매트를 겹쳐서 시공시 상부에서 보호망(5)을 고정하는 방식으로 식생매트 전체를 지면에 결박하게 된다.

또한, 본 발명에 따른 포켓망층(20)은 종자보호층(3)과 보온층(4) 사이에서 패각분말(10)이 저장되도록 복수의 격실(22)이 형성되도록 구비된다. 포켓망층(20)은 황마망, 볏짚매트로 형성되거나, 폴리락트산(PLA) 수지 및 PBS계 수지, 무기물을 포함하여 형성되는 생분해성원사 망조직으로 형성되어 시공후 10~14개월 후 자연분해되도록 구비된다. 즉 포켓망층(20)은 망의 메쉬눈이 형성되는 공간이 격실(22)을 구성하는바, 일실시예로서 포켓망층(20)은 망조직의 위,경사 라인에 의해 격실(22) 측벽구획이 형성되고, 위, 경사 굵기에 의해 높이방향 격실(22) 구획이 형성되며, 보온층(4)과 종자보호층(3)에 의해 격실(22) 상하부가 마감되도록 구비된다.

한편, 상기 포켓망층(20)을 볏짚매트로 형성시에는, 볏짚을 위사로 하여 경사방향으로 봉재처리하여 볏짚과 볏짚사이에 틈새에 격실(22)을 형성하게 된다.

제조공정에 있어서, 보습층(1)이 이송컨베이어를 타고 이송되는 중에 종자층(2)과 종자보호층(3)이 연속 형성되고, 이어서 종자보호층(3) 상부에 포켓망층(20)이 형성되는바, 이때 포켓망층(20)의 격실(22) 하부는 종자보호층(3)에 의해 마감된 상태로 유지되고, 이후 포켓망층(20) 상부로 공급되는 패각분말(10)이 격실(22)에 사이사이에 저장되고, 이때 패각분말(10)은 포켓망층(20) 두께 만큼 투입된다. 이어서 포켓망층(20) 상부에 보온층(4) 및 보호망(5)이 적층된 상태로 봉재라인(30)에 의해 합포처리되어 일체형 식생매트를 구성하게 된다.

이때, 상기 봉재라인(30)을 형성하는 봉재원사는 상기 생분해성원사를 사용하는 것이 바람직하고, 봉재라인(30)이 보호망(5)과 함께 식생매트 각 층을 전체적으로 결속지지하고, 특히 포켓망층(20)의 경사와 함께 봉재라인(30)이 경사방향으로 격실(22)을 세분화하여 패각분말 유실 및 격실(22) 내구성을 향상시키기 된다.

이처럼, 상기 포켓망층(20)에 형성되는 복수의 격실(22) 내부로 패각분말(10)이 수용저장되어, 식생매트 내부공간에 천연분말층(21)을 형성함에 따라 현장시공 후 상기 보온층(4)과 함께 동절기 보온효과를 향상시키고, 또 보습층(1)과 함께 지면 수분증발을 지연시키면서 우천시 수분을 흡수보유하여 가뭄해갈에 도움을 주고, 이후 자연분해되어 식물 영양공급 거름으로 활용된다.

그리고, 상기 격실(22)은 포켓망층(20)의 위,경사 굵기 및 조직밀도에 따라 사이즈가 탄력적으로 확장되므로 산업폐기물로 분류되는 패각의 재활용 처리량이 획기적으로 증대되는 이점이 있다.

특히, 상기 격실(22)에 저장된 패각분말(10)은 건조된 상태로 입자 사이에 수많은 기공을 형성하면서 패각 자체적으로 가지는 기공들로 인해 식생매트를 제조 후 롤형태로 말아서 보관시 수분을 흡수하는 제습기능을 수행하여 매트내부가 항상 건조한 상태로 유지되는 내습성을 가짐에 따라 장마철 종자의 조기 발아현상이 방지됨과 더불어 보관성이 우수하여 성수기를 대비한 대량의 재고확보가 가능한 이점이 있다.

10: 패각분말 20: 포켓망층
22: 격실

Claims

보습층(1), 종자층(2), 종자보호층(3), 보온층(4) 및 보호망(5)을 적층하여 구성되고,
상기 종자보호층(3)과 보온층(4) 사이에는 배치되어 복수의 격실(22)이 형성되는 포켓망층(20)이 구비되며,
상기 포켓망층(20)은 망조직의 위,경사 라인에 의해 격실(22) 측벽구획이 형성되고, 위, 경사 굵기에 의해 높이방향 격실(22) 구획이 형성되며, 보온층(4)과 종자보호층(3)에 의해 격실(22) 상하부가 마감되도록 구비되며,
상기 격실(22) 내부에 건조된 패각분말이 수용저장되어, 식생매트를 롤형태로 말아서 보관시 수분을 흡수보유하여 종자 조기 발아현상을 방지하도록 구비되는 천연분말층(21);
상기 적층된 각 층은 봉재라인(30)에 의해 합포처리되어 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 패각을 이용한 식생매트.
제 1항에 있어서,
상기 포켓망층(20)은 황마망, 볏짚매트로 형성되거나, 폴리락트산(PLA) 수지 및 PBS계 수지, 무기물을 포함하여 형성되는 생분해성원사 망조직으로 형성되어 시공후 10~14개월 후 자연분해되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 패각을 이용한 식생매트.
제 1항에 있어서,
상기 보습층(1)은 폴리락트산(PLA) 수지 및 PBS계 수지, 무기물을 포함하여 형성되는 생분해성 원사를 타면(打綿)하여 형성되고, 종자층(2)은 보습층(1) 상부에 종자를 도포하여 형성되며, 보온층(4)은 종자층(2) 상부를 마감하고, 코이어섬유, 코코피트, 바크, 황마, 짚, 낙엽을 포함하는 천연소재 중 적어도 어느 1종을 타면하여 형성되며, 보호망(5)은 보온층(4) 상부에 설치되어 보습층(1) 및 종자층(2), 보온층(4)을 일체로 지지하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 패각을 이용한 식생매트.
제 1항에 있어서,
상기 종자보호층(3)은 통기공이 형성되는 펄프 또는 생분해성 필름으로 형성되는 것을 특징으로 하는 패각을 이용한 식생매트.