KR101650710B1

KR101650710B1 - 자연분해가 용이한 친환경 다기능 멀칭지 및 이의 제조방법

Info

Publication number: KR101650710B1
Application number: KR1020160006014A
Authority: KR
Inventors: 류수암; 오철수
Original assignee: 류수암; 오철수
Priority date: 2016-01-18
Filing date: 2016-01-18
Publication date: 2016-08-24

Abstract

본 발명은 멀칭지 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 상세하게는 평량 45~60g/㎡로 제작된 원지에 농작물에 따라 서로 다른 점도로 생분해 코팅액을 도포하여 제작함으로써 자연분해가 용이하고, 노동력을 절감할 수 있으며, 잡초 성장을 억제, 제초효과가 우수하여 병 발생이 억제되므로 추가의 비료의 시비의 요구 없이 양질에 농작물을 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 환경오염 문제를 근본적으로 해결할 수 있도록 하는 자연분해가 용이한 친환경 다기능 멀칭지 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

Description

자연분해가 용이한 친환경 다기능 멀칭지 및 이의 제조방법{EASILY NATURALLY DISSOLUBLE ENVIRONMENT-FRIENDLY MULTI-FUNCTION MULCHING PAPER AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

경제성장과 더불어 안전한 먹거리에 대한 관심은 점차 높아지고 있는데 실제 농업생산을 증대시키기 위해 필수적으로 사용되고 있는 제초제 등의 농약과 화학비료 등의 적절한 사용 및 절감이 주요 관심사항이라 할 수 있다. 이러한 농약과 화학비료는 농산물에 잔류하여 농산물의 안전성을 심각하게 저해할 수 있고 토양 및 수질오염 등의 원인이 될 수 있기 때문에 이에 대한 사용량을 조절하는 것은 현재 친환경 지속가능한 농업을 위한 주요한 과제가 되고 있다. 국내에서는 이와 관련한 친환경농업육성법을 1997년에 제정하여 유기합성농약과 제초제의 과도한 사용을 규제하고 있고 이와 함께 다양한 생산유통시스템의 구축을 통해 고부가가치의 유기농업을 활성화하고 있는 상황이다. 그러나 현재 국내의 친환경 농지는 2010년 기준 전체 면적 농지 면적에 약 11% 정도로 친환경 농지의 확보 및 활용이 아직 부족한 현실이며, 친환경 농업을 확장시키기 위한 관련 기술개발이 활발히 진행 중에 있다.

친환경 농업을 위한 여러 가지 기술 중 보편적으로 활용되고 있는 방법으로는 멀칭 재배 기술을 들 수 있는데 멀칭 기술이란 농작물을 재배할 때 토양의 표면을 특정소재로 덮어주는 것으로, 지온 조절, 잡초 및 병충해 발생 억제, 토양 내 수분 유지, 토양오염방지 등의 기능을 수행함으로써 제초제 등의 농약 사용량을 절감시키는 효과가 있는 방법이다. 현재 이러한 멀칭농업을 위해 비닐소재가 주로 적용되고 있는데 비닐 소재는 경제성이 우수하며, 취급 및 작업이 용이한 장점을 가지고 있어 보편적으로 폭넓게 사용되고 있다. 하지만 비닐소재는 수분이나 공기의 공급이 원활하지 않아 토양 내 유해성 미생물의 발생을 가져올 수 있고 식물 근권의 뿌리 호흡이 저해되는 단점이 있을 뿐만 아니라 사용 후 폐비닐의 수거가 어렵고 이를 위한 많은 추가적인 비용을 발생시키게 된다. 특히, 제대로 수거되지 않은 폐비닐의 경우 분해되지 않은 상태로 심각한 환경오염을 가져올 수 있는 문제를 가지고 있다.

이러한 플라스틱 기반 비닐 멀칭의 단점을 개선하기 위하여 친환경 섬유를 기반으로 제조한 종이소재의 멀칭지가 개발되었는데, 이러한 멀칭지는 일정 시간 이후에 토양속에서 자연적으로 분해되기 때문에 사용 후 수거 및 폐기 등이 필요하지 않고 구조적으로 공기와 수분의 투과가 원활한 장점을 가지고 있다. 많은 장점을 가지고 있는 멀칭지는 실제 비닐멀칭소재와 비교하여 상대적으로 가격이 비싸고 취급 및 적용이 용이하지 않은 점 때문에 실제 활용도는 그다지 높지 않은 상황이다. 친환경적 농업이 더욱 활성화되기 위해서는 이러한 생분해성 멀칭지의 다양한 기능성을 부여하고 극대화하여 그 활용도를 증대시키는 것이 중요한 과제라고 할 수 있다.

종이소재의 멀칭지에 대한 선행기술조사는 다음과 같다.

국내등록특허 10-01472990호인 농업용 친환경 자연분해 멀칭지는 펄프에 천연 보강섬유가 자유방향으로 분포되도록 상기 펄프와 상기 천연 보강섬유를 해리한 후 얻은 습지의 가장자리 양측에는 보강사를 밀착시키고, 상기 습지의 중간부를 기준으로 일정거리 이격된 양측에는 보조 보강사를 밀착시킨 후 건조 및 압축하여 제조된 멀칭지에 있어서, 상기 멀칭지의 일면에 햇빛을 차단하기 위한 물 100중량부에 숯분말 10~15중량부, 황토분말 8~12중량부, 일라이트분말 5~10중량부 및 천연 접착제 5~25중량부로 이루어지는 광물질 코팅층을 형성하고, 상기 광물질 코팅층 위에 생분해 코팅층이 더 형성되며, 상기 생분해 코팅층은 물 100중량부에 목초액 8~10중량부, 식물종합영양제 8~10중량부, 게르마늄분말 2~4중량부 및 천연 접착제 3~5중량부가 혼합된다.

그리고, 국내등록특허 10-0899342호인 생분해성 멀칭 필름은 생분해성 열가소성 수지를 종이위에 코팅한 생분해성 멀칭 필름에 있어서, 10~20g/㎡ 미만의 얇고 인장강도가 높은 박엽지에 생분해성 열가소성 수지를 5~10㎛의 두께로 도포하고 재단하여 총두께 15~30㎛가 되도록 제조된다.

그러나, 국내등록특허 10-01472990호에 의한 멀칭지는 펄프와 천연 보강섬유를 해리한 후 얻은 습지의 가장자리 양측에는 보강사를 밀착시키고, 습지의 중간부를 기준으로 일정거리 이격된 양측에는 보조 보강사를 밀착시킨 후 건조 및 압축하여 평량 33g/㎡인 멀칭지를 제조하기 때문에 초지 시 보강섬유가 균일하게 분산되지 않아 종이 품질이 저하되는 문제점이 발생, 탈수 불량으로 인한 건조 불량과 종이 지합이 나빠 평활도가 일정하지 않고, 초지 시 양 가장자리 보조 보강사를 밀착시켜 생산 불가능함과 1차 원지 생산 후 2차 가공을 하여 보조 보강사를 밀착시켜 광물질 코팅 시 상기 문제점으로 코팅 불균형이 발생할 수 있으며, 제조비용이 많이 상승하여 비닐 멀칭지와 가격 비교가 높아 현실적으로 농민들이 사용하기가 어려운 문제점이 있고, 천연 보강섬유와 양측 가장자리 보조 보강사가 부직포와 같이 자연 분해가 되지 않기 때문에 수확 후 토양에 잔여물이 남는 문제점이 있고, 코팅액을 도포후 곧바로 건조시키기 때문에 평활도와 인장강도가 낮은 문제점이 있다.

또한, 국내등록특허 10-0899342호에 의한 멀칭지는 평량이 20g/㎡ 미만인 박엽지를 사용하기 때문에 인장강도, 파열강도, 흡수도, 내절도, 밀도 등이 미흡하여 가장자리가 잘 찢어지기 때문에 작업성이 저하되는 문제점이 있고, 우천 시와 햇빛 차단율과 인장강도가 광물질을 사용해도 떨어지며, 또한 농작물 모종을 심기위해 일정한 간격으로 관통구를 형성시 멀칭지의 중간부에 쉽게 찢어지는 현상이 발생되는 문제점이 있다.

국내등록특허 10-0899342 2)국내등록특허 10-0899342호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 평량 45~60g/㎡로 제작된 원지에 생분해 코팅액을 도포한 다음 예열, 건조 후에 발수 코팅을 행하여 멀칭지를 제작함으로써 자연분해가 용이하고, 생분해 코팅액을 도포한 원지를 예열한 다음 건조하여 평활도를 향상시켜 인장강도가 높아 취급이 용이하여 노동력을 절감할 수 있으며, 잡초 성장을 억제, 제초효과가 우수하여 병 발생이 억제되므로 추가의 비료의 시비의 요구 없이 양질에 농작물을 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 환경오염 문제를 근본적으로 해결할 수 있도록 하는 자연분해가 용이한 친환경 다기능 멀칭지 및 이의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 농작물의 종류에 따라 생분해 코팅액의 점도를 조절하여 분해기간을 조절함으로써 최적의 생육 조건을 제공하고, 발수 코팅을 수행하여 햇빛 차단률을 조절하고, 우천시에도 분해 속도를 조정할 수 있도록 하는 자연분해가 용이한 친환경 다기능 멀칭지 및 이의 제조방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은,

펄프 100 중량%를 단독으로 해리하거나 또는 펄프와 재생원료를 30~50 : 50~70 중량%로 혼합하여 평량 45~60g/㎡의 원지를 제조하는 원지 제조 공정과; 상기 원지의 일면 또는 양면에 생분해 코팅액을 노즐로 도포하여 멀칭지를 제조하되, 상기 생분해 코팅액의 점도를 100~500cps로 조절하여 도포하는 생분해 코팅 공정과; 상기 생분해 코팅액이 도포된 멀칭지를 예열시킨 다음, 건조시키는 1차 건조 공정과; 1차 건조된 상기 멀칭지의 생분해 코팅액 상면에 물왁스 3~5중량%, 식물성 전분 3~5중량%, 물 90~96중량%로 혼합된 발수 코팅액을 도포하여 발수 처리하는 발수 코팅 공정과; 상기 발수 코팅액이 도포된 멀칭지를 건조시키는 2차 건조 공정과; 2차 건조된 상기 멀칭지를 롤 형태로 권취하는 권취 공정과; 권취된 상기 멀칭지를 풀어 재단하는 재단 공정; 및 재단된 상기 멀칭지를 포장하는 포장 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

여기에서, 상기 원지 제조 공정은 펄프 100% 또는 펄프와 재생고지를 30~50 : 50~70 중량%로 혼합한 원료를 물에 혼합하여 농도 4~8%가 되도록 하여 25~40분간 해리(dissociation)시키는 해리 공정과; 해리가 완료되면 원료를 이동시켜 사이클론 방식을 통해 불순물을 세척하는 세척 공정과; 원료의 불순물 제거가 완료되면 원료를 이동시켜 고해도(D.D.R) 40~55°SR로 분쇄하는 분쇄 공정과; 분쇄가 완료되면 원료를 이동시켜 약품을 순차적으로 간격으로 두어 투입시킨 다음 25~35분간 혼합시키되, 액상의 사이즈제(Sizing Agent)를 원료 100 중량부 대비 0.5~2 중량부로 혼합시키고, 액상의 음이온 지력 증강제(아크릴아마이드, Acrylamide)를 원료 100 중량부 대비 0.5~6 중량부로 혼합시킨 다음, 액상의 산화 알루미늄(AL₂O₃)을 원료 100 중량부 대비 3~8 중량부로 혼합시키고, 액상의 양이온 지력 증강제(폴리아크릴아마이드, Polyacrylamide)를 원료 100 중량부 대비 0.5~5 중량부로 혼합시킨 후, 액상의 에폭시 습윤 지력 증강제를 원료 100 중량부 대비 2~10 중량부로 혼합시키는 조약 공정과; 약품이 혼합된 원료를 이동시켜 물을 투입하여 0.5~1.2% 농도로 희석한 다음, 환망 초지기 또는 장망 초지기 또는 장환망 초지기에서 초지시키되, 초지시 식물성 전분을 물에 혼합해 1~5% 농도를 가지는 전분물을 스프레이 방식으로 분사하여 도포하는 초지 공정과; 초지한 원지를 프레스 로울러를 통과시켜 탈수하되, 0.5~3㎏f/㎠의 압력을 가하는 탈수 공정과; 60~150℃의 온도별로 다단으로 구성된 원통 형태의 드라이와 캔버스(canvas)를 사용하여 탈수된 상기 원지를 예열 및 건조시키되, 각각의 드라이에 상기 원지를 밀착시킨 후 캔버스로 압착시켜 건조시키는 원지 건조 공정과; 건조된 상기 원지를 캘린더 로울러(calender roller)를 통과시켜 밀도를 조정하여 평활시키는 평활 공정; 및 평활된 상기 원지를 롤 형태로 권취시키는 원지 권취 공정으로 이루어진다.

여기에서 또한, 상기 생분해 코팅 공정은 압력 분사 방식의 노즐을 통해 상기 생분해 코팅액을 상기 원지에 도포하거나 또는 캘린더 로울러(calender roller)를 통과시키면서 상기 생분해 코팅액을 도포한다.

여기에서 또, 상기 생분해 코팅액은 물 100 중량부와, 물 100 중량부에 대해 목초액 8~10 중량부, 그 입도가 1,000~3,000 메쉬인 게르마늄 분말 2~4 중량부, 그 입도가 1,000~3,000 메쉬인 숯 분말 10~15 중량부, 천연 접착제인 식물성 전분 3~5 중량부를 혼합하여 이루어진다.

여기에서 또, 상기 식물성 전분은 95~110℃의 온도로 가열시켜 호화시킨 후 혼합한다.

여기에서 또, 상기 1차 건조 공정은 60~150℃의 온도별로 다단으로 구성된 원통 형태의 드라이와 캔버스(canvas)를 사용하여 상기 원지를 예열 및 건조시키되, 각각의 드라이에 상기 원지를 밀착시킨 후 캔버스로 압착시켜 건조시킨다.

여기에서 또, 상기 발수 코팅 공정은 캘린더 로울러(calender roller)를 통과시키면서 상기 발수 코팅액을 도포한다.

여기에서 또, 상기 2차 건조 공정은 60~70℃의 원통 형태의 드라이에 상기 멀칭지를 밀착시켜 건조시킨다.

본 발명의 다른 특징은,

상기의 자연분해가 용이한 친환경 다기능 멀칭지의 제조방법에 제조된 자연분해가 용이한 친환경 다기능 멀칭지인 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명인 자연분해가 용이한 친환경 다기능 멀칭지 및 이의 제조방법에 따르면, 상수원 보호구역, 제초제 사용이 곤란한 지역과, 친환경 농업을 추구하는 농가 등에서 잡초 방제의 수단으로서 사용이 가능하고, 토양 속에 멀칭지가 자연 분해되기 때문에 환경오염을 방지함과 동시에 별도의 제거작업이 불필요하며, 제초효과는 물론 화학비료 농약 사용이 없어 고품질 안전 농산물 생산에 크게 기여할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면 농작물의 종류에 따라 생분해 코팅액의 점도를 조절하여 최적의 생육 조건을 제공하기 때문에 수확량을 증대시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 자연분해가 용이한 친환경 다기능 멀칭지의 제조방법을 설명하기 위한 공정도이다.
도 2는 본 발명에 따라 제조된 자연분해가 용이한 친환경 다기능 멀칭지를 촬영한 사진이다.

이하, 본 발명에 따른 자연분해가 용이한 친환경 다기능 멀칭지의 제조방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

하기에서 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 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 자연분해가 용이한 친환경 다기능 멀칭지의 제조방법을 설명하기 위한 공정도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 자연분해가 용이한 친환경 다기능 멀칭지의 제조방법은 원지 제조 공정(S10)과, 생분해 코팅 공정(S20)과, 1차 건조 공정(S30)과, 발수 코팅 공정(S40)과, 2차 건조 공정(S50)과, 권취 공정(S60)과, 재단 공정(S70) 및 포장 공정(S80)으로 이루어진다.

《원지 제조 공정-S10》

먼저, 펄프(침엽수미표백 펄프) 100 중량%를 단독으로 해리하거나 또는 펄프(침엽수미표백 펄프)와 재생원료(정대, 골판지(O.C.C) 등)를 30~50 : 50~70 중량%로 혼합하여 평량 45~60g/㎡의 원지를 제조한다.

원지는 펄프 100% 또는 펄프와 재생고지를 30~50 : 50~70 중량%로 혼합한 원료를 물에 혼합하여 농도 4~8%가 되도록 하여 25~40분간 해리(dissociation)시킨다(S11). 이때, 펄프를 단독으로 사용하거나 재생고지를 혼합하여 사용하는 경우 해리 속도가 다르므로 농도를 4~8%로 해리시켜야 하는 데, 펄프는 해리 속도가 늦어 농도를 높게 하고, 재생고지를 혼합하는 경우 해리 속도가 상대적으로 빨라 농도를 낮게 해야만 한다.

그리고, 해리가 완료되면 원료를 크리너(미도시)로 이동시켜 사이클론 방식을 통해 불순물을 세척해서 초지시 종이에 반점(Speck)이 발생되지 않도록 하여 평활도 및 강도를 증대시킨다(S12).

세척이 완료되면 원료를 분쇄기(미도시)로 이동시켜 고해도(D.D.R) 40~55°SR로 분쇄한다. 이때, 원료의 분쇄는 종이지합에 가장 중요한 역할을 하는 데, 환망 초지기, 장망 초지기, 장환망 초지기에서 기계적 특성에 따라 고해도를 다르게 해야 한다(S13). 즉, 환망 초지기는 실린더 로울러로 형성되기 때문에 원료를 실린더 로울러에 묻혀 고해도가 높을 경우 실린더 롤에서 흘러 고른 지합이 나오지 않아 평활도 및 강도에 문제점이 발생하므로 고해도 40~49°SR 범위 내에서 원료에 따라 고해도를 달리하고, 장망 초지기 및 장환망 초지기는 와이어에 원료를 초지함으로써 고해도가 환망 초지기보다 원료를 곱게 분쇄할 수 있고, 환망 초지처럼 고해도가 높은 원료가 흘러내리는 현상이 없어 고해도를 45~55°SR로 하여 지합을 좋게 한다. 이때, 고해도는 KSM 여수도 측정 방법에 의해 측정된 값이다.

이어서, 분쇄가 완료되면 원료를 조약 탱크 또는 체스트(미도시)로 이동시켜 원료를 교반시키면서 약품을 순차적으로 간격(약, 1~2분간)으로 25~35분간 혼합시키되, 조약 공정은 약품 투입 순서가 중요해서 음이온과 양이온이 잘 결합되도록 하여 종이에 흡착시켜야만 강도를 높일 수 있기 때문에 액상의 사이즈제(Sizing Agent)를 원료 100 중량부 대비 0.5~2 중량부로 혼합시키고, 액상의 음이온 지력 증강제(아크릴아마이드, Acrylamide)를 원료 100 중량부 대비 0.5~6 중량부로 혼합시킨 다음, 액상의 산화 알루미늄(AL₂O₃)을 원료 100 중량부 대비 3~8 중량부로 혼합시키고, 액상의 양이온 지력 증강제(폴리아크릴아마이드, Polyacrylamide)를 원료 100 중량부 대비 0.5~5 중량부로 혼합시킨 후, 액상의 에폭시 습윤 지력 증강제를 원료 100 중량부 대비 2~10 중량부로 혼합시킨다(S14). 이때, 선택에 따라 염료를 투입할 수도 있고, 액상의 사이즈제(Sizing Agent)는 로진(Rosin) 사이즈제, 중성 사이즈제중 선택된 어느 하나를 사용하며, 액상의 산화 알루미늄(AL₂O₃)은 고형분이 8% 이상 함유되고, 황산 알루미늄(유산 반토)를 사용할 수도 있다.

계속해서, 약품이 혼합된 원료를 이동시켜 초지기의 특성에 맞게 종이 지합을 형성할 수 있도록 물을 투입하여 0.5~1.2% 농도로 희석한 다음, 환망 초지기 또는 장망 초지기 또는 장환망 초지기에서 초지시키되, 초지시 평활도와 종이 층간 결합, 강도를 높이기 위해서 식물성 전분을 물에 혼합해 1~5% 농도를 가지는 전분물을 스프레이 방식으로 분사하여 도포한다(S15).

그리고, 초지한 원지를 프레스 로울러(미도시)를 통과시켜 탈수하되, 0.5~3㎏f/㎠의 압력을 가한다(S16). 이때, 초지한 종이를 잘 탈수시켜야 종이의 평활도, 지합, 강도를 향상시키는 데, 프레스 로울러의 압력이 중요하기 때문에 압력을 종이의 평량(g/㎡)에 따라 0.5~3㎏f/㎠의 범위 내에서 조정해서 종이의 밀도를 높여 강도와 평활도, 전폭 두께가 일정하게 나와 고른 강도를 유지하도록 한다. 또한, 압력 조정을 잘못하는 경우 종이 지합이 파괴되어 종이 특성을 저하시키게 된다.

그런 다음, 60~150℃의 온도별로 다단으로 구성된 원통 형태의 드라이와 캔버스(canvas)를 사용하여 탈수된 원지를 예열 및 건조시키되, 각각의 드라이에 원지를 밀착시킨 후 캔버스로 압착시켜 고르게 건조시켜 원지의 평활도와 강도를 향상시킨다(S17).

이어서, 원지를 캘린더 로울러(calender roller)를 통과시켜 지폭에 고른 두께와 평활도가 고르도록 밀도를 조정하여 평활시킨다(S18). 이때, 평활 과정을 통해 원지에 광택이 형성된다.

계속해서, 평활된 원지를 롤 형태로 권취시킨다(S19). 이때, S11~S18과정을 거쳐야만 원지의 평량 및 원료에 따른 종이 특성을 유지할 수 있고, 전폭 두께가 일정해서 롤 형태로 권취시 양쪽 사이드쪽이 단단하게 권취된다.

《생분해 코팅 공정-S20》

그리고, 원지의 일면 또는 양면에 생분해 코팅액을 도포하여 멀칭지를 제조한다. 이때, 생분해 코팅액은 압력 분사 방식의 노즐을 통해 생분해 코팅액을 원지에 도포하거나 또는 캘린더 로울러(calender roller)를 통과시키면서 생분해 코팅액을 도포한다.

여기에서, 생분해 코팅액은 물 100 중량부와, 물 100 중량부에 대해 목초액 8~10 중량부, 게르마늄 분말 2~4 중량부, 숯 분말 10~15 중량부, 식물성 전분 3~5 중량부를 혼합하여 이루어진다.

이때, 목초액이 8중량부 미만으로 혼합될 경우 병충해 방지효과 및 종이의 분해 촉진 효과가 미비하고, 10중량부 초과로 혼합될 경우 제조 비용이 상승하는 문제가 있으며, 게르마늄 분말이 2중량부 미만으로 혼합될 경우 병해충 방지효과가 미비하고, 4중량부 초과로 혼합될 경우 접착 강도와 종이 인장강도가 저하될 우려가 있으며, 숯분말이 10중량부 미만으로 혼합되면 햇빛 차단효과와 병충해 방지효과가 좋지 못하고, 15중량부 초과를 혼합되면 접착강도가 저하되는 문제가 있으며, 천연접착제가 3중량부 미만으로 혼합되면 접착강도가 좋지 못하여 생분해 코팅액에 의핸 코팅층이 쉽게 박리되고 5중량부 초과로 혼합되면 코팅층이 균일하게 도포되지 않는 문제가 있다.

또한, 게르마늄 분말 및 숯 분말은 분사시 노즐이 막히는 것을 방지하고, 일정하게 분포되도록 그 입도가 1,000~3,000 메쉬이고, 식물성 전분은 물 100:5~25 중량비로 용해시켜 사용하는 데, 자체가 가지고 있는 음전하 기질에 의해 친화도로 인해 게르마늄 분말 및 숯 분말을 혼합시 높은 분산성과 용해성을 가지며, 찬물에도 잘 분산되나 생분해 코팅액의 혼합물의 보류 역할, 즉 혼합물을 골고루 분포시키고 액체 내에 잘 고정시키는 역할과, 건조가 용이해지도록 별도로 95~110℃의 온도로 가열시켜 호화시킨 후 혼합함으로써 결국 평활도, 강도 및 밀도를 증가시킬 수 있다.

또, 생분해 코팅액을 도포시 농작물의 종류에 따라 생분해 코팅액의 점도를 100~500cps로 조절하여 도포하는 것이 바람직하다. 즉, 생장 속도가 빠른 경우 점도를 낮춰 분해 속도를 증대시키고, 생장 속도가 늦는 경우 점도를 높여 분해 속도를 늦춘다.

《1차 건조 공정-S30》

이어서, 압력으로 분사된 생분해 코팅액에 의해 멀칭지가 변형되는 것을 방지하도록 60~150℃의 온도별로 다단으로 구성된 원통 형태의 드라이와 캔버스(canvas)를 사용하여 원지에 생분해 코팅액이 도포되어 제조된 멀칭지를 예열 및 건조시키되, 각각의 드라이에 멀칭지를 밀착시킨 후 캔버스로 압착시켜 고르게 건조시킨다.

《발수 코팅 공정-S40》

그리고, 1차 건조된 멀칭지의 생분해 코팅액 상면에 물왁스 3~5중량%, 식물성 전분 3~5중량%, 물 90~96중량%로 혼합된 발수 코팅액을 도포하여 발수 처리한다. 이때, 발수 코팅 공정은 캘린더 로울러(calender roller)를 통과시키면서 발수 코팅액을 도포한다.

또한, 식물성 전분은 자체가 가지고 있는 음전하 기질에 의해 친화도로 인해 혼합시 높은 분산성과 용해성을 가지며, 찬물에도 잘 분산되나 발수수 코팅액의 혼합물의 보류 역할, 즉 혼합물을 골고루 분포시키고 액체 내에 잘 고정시키는 역할과, 건조가 용이해지도록 별도로 95~110℃의 온도로 가열시켜 호화시킨 후 혼합함으로써 결국 평활도, 강도 및 밀도를 증가시킬 수 있다. 이때, 발수 코팅은 농작물의 종류에 따라, 그리고 우천시와 햇빛차단율과 잘 찢어지는 부분을 KSM 발수도 측정방법에 의해 R6~R10까지 발수 코팅액을 조절한다.

한편, 본 발명은 생분해 코팅액과 발수 코팅액을 캘린더 로울러(calender roller)에서 한 번에 도포할 수 있는 데, 2단과 3단에서 생분해 코팅액과 발수 코팅액을 양면에 도포한 후 1차 건조 공정(또는 2차 건조 공정)을 통해 건조시키고, 건조 이후 권취, 재단, 포장을 수행할 수도 있다.

《2차 건조 공정-S50》

발수 코팅이 완료되면, 60~70℃의 원통 형태의 드라이에 멀칭지를 밀착시켜 건조시킨다.

《권취 공정-S60》

2차 건조가 완료되면 멀칭지를 롤 형태로 권취한다.

《재단 공정-S70》

이어서, 권취된 멀칭지를 풀어 재단한다. 이때, 지폭은 600~2,000㎜, 길이는 100~1,000m 등으로 재단한다.

《포장 공정-S80》

재단이 완료된 멀칭지를 규격 단위로 포장한다. 이때, 멀칭지는 롤 형태로 포장되는 것이 바람직하다.

《실험예》

이하, 본 발명에 따라 제조된 자연분해가 용이한 친환경 다기능 멀칭지의 인장 강도와 비교예 1, 2의 인장 강도를 비교하면 아래의 표 1과 같다.

위의 표 1인 대비표를 통해 확인할 수 있듯이 본 발명에 따른 멀칭지의 인장 강도가 월등히 높은 것을 확인할 수 있다.

이하, 본 발명에 따라 제조된 자연분해가 용이한 친환경 다기능 멀칭지의 용도와 효과를 설명하면 다음과 같다.

1) 수도작(水稻作) : 현재는 국제 농기계에서 판매하는 종이 멀칭 이앙기를 이용하여 모내기를 이용한다.

① 논에서 퇴비를 충분하게 줘야 하며, 화학 비료를 사용해야 할시 관행으로 시비하던 량의 10~15%만 줘야 한다. 이는 본 발명에 따라 제조된 자연분해가 용이한 친환경 다기능 멀칭지의 특성상 토양의 영양 성분이 비, 건조 등의 환경에 의한 유출이 적고 멀칭지 자체가 흡수효과가 있기 때문이다.

② 논 고르기에서 최대한 수평을 유지해야 하며, 모내기 1~2일전 물을 빼 줘야 한다.

③ 모내기시 본 발명에 따라 제조된 자연분해가 용이한 친환경 다기능 멀칭지를 조심스럽게 다뤄야 하며, 모내기가 끝난 후에는 논에 들어가지 말아야 한다.

④ 이삭 거름을 줘야 할시 동력기계를 이용하여, 논 밖에서 주도록 한다. 논에 들어가도 벼에 지장을 줄 정도로 풀이 나지 않는다.

⑤ 수지나, 화학비료, 농약 등을 도포하지 않았으므로, 토양 친화성이며, 처음 모내기 후 새끼치기까지는 논의 물을 2~3㎠ 정도 되게 하고, 새끼치기 끝날 무렵부터는 물 관리량에 대한 걱정은 하지 않아도 된다.

2) 밭작물 : 노지작물의 경우(고추, 배추, 무, 각종채소)

① 두둑의 폭에 따라서 본 발명에 따라 제조된 자연분해가 용이한 친환경 다기능 멀칭지의 폭을 잘 사용해야 한다.

② 두둑의 흙을 덩어리가 없도록 고르게 해야 한다.

③ 바람에 날아가지 않도록 덮어주며, 멀칭지 위에 5㎠ 정도의 흙을 덮어도 멀칭지 위에서 풀이 자라지 못하므로 제초 걱정을 하지 않아도 된다.

④ 대기의 온도, 강수량에 따른 토양수분의 함량(평상시 80%이상의 경우)과 토양에 함유한 질산, 암모니아의 량에 따라 종이 멀칭의 자연분해 기간이 단축될 수 있다.

⑤ 자연 분해기간은 3~6개월 조절가능하며 ④항에 따라 다를 수 있다.

⑥ 수확이 끝난 후 식물체와 함께 경운하면 되며, 식물체와 멀칭지와 함께 좋은 거름이 된다.

<종이 멀칭지>

3) 시설재배 사내의 멀칭지 응용

① 고추, 토마토, 피망, 메론, 수박 등 열매채소 종이 멀칭의 특성상 수축작용(최소 5㎠~최대 20㎠) 관계로 이식할 곳의 멀칭지 위에 흙을 한 삽 정도 올려놓는다. 멀칭 후 2~3일 정도의 수축작용 시간을 주는 게 좋다. 물론 멀칭 즉시 이식해도 무방하지만 수축에 의하여 모종에 상처를 줄 수 있기 때문이다. 관주 호수를 모종 이식구의 부분을 잘 비켜서 깔도록 미리 준비해야 한다. 비닐 멀칭지의 경우는 투명 부분에 의해 관주 호수가 보이지만 멀칭지는 특성상 관주 호수의 위치를 볼 수 없기 때문이다.

※시설재배사내의 고추종이 멀칭장면

<비닐 멀칭지>

<본 발명에 따른 종이 멀칭지>

② 고온, 저온에 참고해야 할 사항(예 :수박)

고온 재배와 저온 재배용이 다르므로 잘 선택해야 한다. 고온 재배 시에는 되도록 별다른 문제가 없으나 저온 재배 시에는 가장자리에 이식하는 게 좋다. 관행의 비닐 멀칭에서 보다 저온 보호가 떨어지기 때문에 뿌리를 깊게 하므로 초기성장이 조금 늦더라도 후기에는 비닐멀칭보다 빠르므로 잘 숙지해야 한다.

<시설재배사내의 종이 멀칭장면>

③ 비닐보다 약하므로 조심해서 다뤄야 하며, 수분 함량이 많은 토양이나, 화학 비료에 의한 또는 덜 숙성된 토양의 가스가 많을 경우 멀칭지의 분해기간이 단축될 수 있으나 수확기부터는 풀이 덜 자라 수확이 끝난 후에는 오히려 잔풀과 식물체와 함께 경운함으로 토양에 좋은 효과를 준다.

<수박수확기에 종이 멀칭이 부식되는 사진>

4) 수박시설 재배 시 비닐 멀칭과 종이 멀칭의 비교

<비닐 멀칭에 의한 뿌리 활착 사진>

위 표 6의 사진은 비닐 멀칭에 의한 뿌리의 활착이다. 뿌리가 멀리 뻗지 못하였고, 그나마 선충에 의해 병들어 있었다.

<종이 멀칭에 의한 뿌리 활착 사진>

위 표 7의 사진은 본 발명에 따른 종이 멀칭 재배 시 뿌리의 모습이다. 한 시절 재배사에서 동시에 실험재배하였는 데, 종이 멀칭의 뿌리는 사람의 힘으로 직접 뽑기 힘들 정도로 깊이 박혀 있는 반면에 비닐 멀칭에서 자란 뿌리는 가볍게 뽑혔다.

본 발명은 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있으며 상기 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

Claims

펄프 100 중량%를 단독으로 해리하거나 또는 펄프와 재생원료를 30~50 : 50~70 중량%로 혼합하여 평량 45~60g/㎡의 원지를 제조하는 원지 제조 공정과;
상기 원지의 일면 또는 양면에 생분해 코팅액을 노즐로 도포하여 멀칭지를 제조하되, 상기 생분해 코팅액의 점도를 100~500cps로 조절하여 도포하는 생분해 코팅 공정과;
상기 생분해 코팅액이 도포된 멀칭지를 예열시킨 다음, 건조시키는 1차 건조 공정과;
1차 건조된 상기 멀칭지의 생분해 코팅액 상면에 물왁스 3~5중량%, 식물성 전분 3~5중량%, 물 90~96중량%로 혼합된 발수 코팅액을 도포하여 발수 처리하는 발수 코팅 공정과;
상기 발수 코팅액이 도포된 멀칭지를 건조시키는 2차 건조 공정과;
2차 건조된 상기 멀칭지를 롤 형태로 권취하는 권취 공정과;
권취된 상기 멀칭지를 풀어 재단하는 재단 공정; 및
재단된 상기 멀칭지를 포장하는 포장 공정으로 이루어지며,
상기 원지 제조 공정은,
펄프 100% 또는 펄프와 재생고지를 30~50 : 50~70 중량%로 혼합한 원료를 물에 혼합하여 농도 4~8%가 되도록 하여 25~40분간 해리(dissociation)시키는 해리 공정과;
해리가 완료되면 원료를 이동시켜 사이클론 방식을 통해 불순물을 세척하는 세척 공정과;
원료의 불순물 제거가 완료되면 원료를 이동시켜 고해도(D.D.R) 40~55°SR로 분쇄하는 분쇄 공정과;
분쇄가 완료되면 원료를 이동시켜 약품을 순차적으로 간격으로 두어 투입시킨 다음 25~35분간 혼합시키되, 액상의 사이즈제(Sizing Agent)를 원료 100 중량부 대비 0.5~2 중량부로 혼합시키고, 액상의 음이온 지력 증강제(아크릴아마이드, Acrylamide)를 원료 100 중량부 대비 0.5~6 중량부로 혼합시킨 다음, 액상의 산화 알루미늄(AL₂O₃)을 원료 100 중량부 대비 3~8 중량부로 혼합시키고, 액상의 양이온 지력 증강제(폴리아크릴아마이드, Polyacrylamide)를 원료 100 중량부 대비 0.5~5 중량부로 혼합시킨 후, 액상의 에폭시 습윤 지력 증강제를 원료 100 중량부 대비 2~10 중량부로 혼합시키는 조약 공정과;
약품이 혼합된 원료를 이동시켜 물을 투입하여 0.5~1.2% 농도로 희석한 다음, 환망 초지기 또는 장망 초지기 또는 장환망 초지기에서 초지시키되, 초지시 식물성 전분을 물에 혼합해 1~5% 농도를 가지는 전분물을 스프레이 방식으로 분사하여 도포하는 초지 공정과;
초지한 원지를 프레스 로울러를 통과시켜 탈수하되, 0.5~3㎏f/㎠의 압력을 가하는 탈수 공정과;
60~150℃의 온도별로 다단으로 구성된 원통 형태의 드라이와 캔버스(canvas)를 사용하여 탈수된 상기 원지를 예열 및 건조시키되, 각각의 드라이에 상기 원지를 밀착시킨 후 캔버스로 압착시켜 건조시키는 원지 건조 공정과;
건조된 상기 원지를 캘린더 로울러(calender roller)를 통과시켜 밀도를 조정하여 평활시키는 평활 공정; 및
평활된 상기 원지를 롤 형태로 권취시키는 원지 권취 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자연분해가 용이한 친환경 다기능 멀칭지의 제조방법.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 생분해 코팅 공정은,
압력 분사 방식의 노즐을 통해 상기 생분해 코팅액을 상기 원지에 도포하거나 또는 캘린더 로울러(calender roller)를 통과시키면서 상기 생분해 코팅액을 도포하는 것을 특징으로 하는 자연분해가 용이한 친환경 다기능 멀칭지의 제조방법.
제 1 항에 있어서,
상기 생분해 코팅액은,
물 100 중량부와, 물 100 중량부에 대해 목초액 8~10 중량부, 그 입도가 1,000~3,000 메쉬인 게르마늄 분말 2~4 중량부, 그 입도가 1,000~3,000 메쉬인 숯 분말 10~15 중량부, 천연 접착제인 식물성 전분 3~5 중량부를 혼합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자연분해가 용이한 친환경 다기능 멀칭지의 제조방법.
제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,
상기 식물성 전분은,
95~110℃의 온도로 가열시켜 호화시킨 후 혼합하는 것을 특징으로 하는 자연분해가 용이한 친환경 다기능 멀칭지의 제조방법.
제 1 항에 있어서,
상기 1차 건조 공정은,
60~150℃의 온도별로 다단으로 구성된 원통 형태의 드라이와 캔버스(canvas)를 사용하여 상기 원지를 예열 및 건조시키되, 각각의 드라이에 상기 원지를 밀착시킨 후 캔버스로 압착시켜 건조시키는 특징으로 하는 자연분해가 용이한 친환경 다기능 멀칭지의 제조방법.
제 1 항에 있어서,
상기 발수 코팅 공정은,
캘린더 로울러(calender roller)를 통과시키면서 상기 발수 코팅액을 도포하는 것을 특징으로 하는 자연분해가 용이한 친환경 다기능 멀칭지의 제조방법.
제 1 항에 있어서,
상기 2차 건조 공정은,
60~70℃의 원통 형태의 드라이에 상기 멀칭지를 밀착시켜 건조시키는 특징으로 하는 자연분해가 용이한 친환경 다기능 멀칭지의 제조방법.
제 1 항의 자연분해가 용이한 친환경 다기능 멀칭지의 제조방법에 제조된 자연분해가 용이한 친환경 다기능 멀칭지.