KR101909612B1 - 볏짚을 이용한 친환경 법면녹화 배양토 조성물 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 볏짚을 이용한 친환경 법면녹화 배양토 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 종자의 발아를 촉진시킬 수 있도록 볏짚을 이용한 친환경 법면녹화 배양토 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
이러한 본 발명은, 볏짚을 건조하는 건조단계; 건조된 볏짚을 길이방향으로 다수 개의 갈래로 분할되도록 1차 절단하는 1차 절단단계; 1차 절단된 볏짚에 물을 공급하여 상온에서 1차 숙성시키는 1차 숙성단계; 1차 숙성된 볏짚을 서로 다른 속도로 회전되는 다수 개의 분쇄롤에 통과시켜 2차 절단하는 2차 절단단계; 2차 절단된 볏짚에 물을 공급하여 상온에서 2차 숙성시키는 2차 숙성단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 볏짚을 이용한 친환경 법면녹화 배양토 조성물 및 이의 제조방법을 기술적 요지로 한다.

Description

볏짚을 이용한 친환경 법면녹화 배양토 조성물 및 이의 제조방법{Method of manufacturing environmentally friendly slope greening for culture soil composition using rice straw}

본 발명은 볏짚을 이용한 친환경 법면녹화 배양토 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 종자의 발아를 촉진시킬 수 있도록 볏짚을 이용한 친환경 법면녹화 배양토 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 법면을 그대로 방치하면 미관을 해칠 뿐만 아니라 산사태 또는 토양 유실을 초래함에 따라, 법면을 안정적으로 보호하고 미관상 우수한 분위기를 제공함은 물론 자연을 회복시키기 위해 녹화시공이 행해지고 있다.

하지만 이러한 녹화시공이 행해지는 법면의 대부분은 암반층 또는 식물이 생육하기에 좋지 않은 토질로 구성되어 있어, 보통 식물이 자리 잡기에 매우 불리한 환경으로 이루어져 있다.

이러한 환경에 의하여, 최근 식물이 생육되기 어려운 법면에 식물이 빠르게 자랄 수 있도록 내침식성이 우수한 인공토를 뿌려주는 등의 인공적인 환경을 조성해 주는 녹화시공이 주를 이루어왔다.

예컨대, '녹점토 조성물 및 그 제조방법(등록번호:10-0329382)'에서는 인공 토양용 원자재, 펄프오니, 하수오니 및 화강토로 이루어진 녹정토 조성물을 제공하고자 하였다. 하지만 이러한 녹정토 조성물은 종자의 식생에는 효과적이나, 시공 후 응집력의 결여로 슬라이딩이 발생하는 문제점이 있었다.

뿐만 아니라 상술된 '녹점토 조성물 및 그 제조방법'에서와 같은 종래의 인공토를 구성하는 펄프오니 및 하수오니와 같은 경우, 슬러지 발생 과정에서 황산 알루미늄 또는 폴리염화알루미늄을 응집제로 사용하기 때문에 상당량의 알루미늄을 함유하게 되는데, 이러한 알루미늄은 산성 조건(pH<5.5)에서 활성화되어 식물의 뿌리 발육장애, 수분 및 영양분의 흡수 저해 등을 야기함에 따라, 결국 식물의 생육을 저해하는 문제점이 있었다.

따라서 최근 종자 발아를 촉진해줄 뿐만 아니라 법면을 친환경적으로 녹화할 수 있는 새로운 기술개발 연구가 절실히 요구되는 시점이다.

국내 등록특허공보 제10-0329382호, 2002.03.07.자 등록.

본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로, 종자의 발아를 촉진시킬 수 있도록 볏짚을 이용한 친환경 법면녹화 배양토 조성물 및 이의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 볏짚을 여러 겹으로 적층한 후 공기구멍을 뚫어 건조하는 건조단계; 건조된 상기 볏짚을 길이방향으로 다수 개의 갈래로 분할되도록 1차 절단하는 1차 절단단계; 1차 절단된 상기 볏짚에 물을 공급하여 상온에서 1차 숙성시키는 1차 숙성단계; 1차 숙성된 상기 볏짚을 서로 다른 속도로 회전되는 다수 개의 분쇄롤에 통과시켜 2차 절단하는 2차 절단단계; 및 2차 절단된 상기 볏짚에 물을 공급하여 상온에서 2차 숙성시키는 2차 숙성단계;를 포함하는 것으로, 상기 2차 절단단계에서는, 상기 분쇄롤 내부에 열선이 내장되고, 상기 열선이 내장된 분쇄롤이 상호 맞물려 회전되어 발생하는 마찰력에 의해 열이 발생되면서 1차 숙성된 상기 볏짚이 2차 절단되고, 상기 2차 절단단계의 분쇄롤은, 상호 맞물려 회전되는 한 쌍의 제1분쇄롤과, 상기 한 쌍의 제1분쇄롤 하부에 대응되게 설치되어 상호 맞물려 회전되는 한 쌍의 제2분쇄롤로 이루어지는 것으로, 1차 숙성된 상기 볏짚을 상기 한 쌍의 제1분쇄롤 사이로부터 상기 한 쌍의 제2분쇄롤 사이 방향으로 낙하되도록 하되, 상기 한 쌍의 제1분쇄롤은, 제1-1분쇄롤과, 상기 제1-1분쇄롤의 일측에 상기 제1-1분쇄롤의 직경과 다른 직경을 가져 상기 제1-1분쇄롤과 다른 속도로 회전되는 제1-2분쇄롤로 이루어지고, 상기 한 쌍의 제2분쇄롤은, 제2-1분쇄롤과, 상기 제2-1분쇄롤의 일측에 상기 제2-1분쇄롤의 직경과 다른 직경을 가져 상기 제2-1분쇄롤과 다른 속도로 회전되는 제2-2분쇄롤로 이루어지며, 상기 1차 숙성단계 및 2차 숙성단계에서는, 종자의 발아율이 84~86%가 되도록 20℃에서 숙성시키되, 상기 2차 숙성단계의 2차 숙성된 상기 볏짚은 2~7%의 수분함량을 가지는 것을 특징으로 하는 볏짚을 이용한 친환경 법면녹화 배양토 조성물의 제조방법을 기술적 요지로 한다.

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바람직하게는 상기 2차 절단단계의 분쇄롤 외주면에는, 상기 분쇄롤의 길이방향에 대하여 사선방향으로 일정 깊이 함몰된 절삭홈이 일정 간격으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 상기 2차 숙성단계의 다음에는, 2차 숙성된 상기 볏짚을 급속 열처리하는 열처리단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

한편 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 상술된 어느 하나의 제조방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 볏짚을 이용한 친환경 법면녹화 배양토 조성물 또한 기술적 요지로 한다.

상기 과제의 해결 수단에 의한 본 발명에 따른 볏짚을 이용한 친환경 법면녹화 배양토 조성물 및 이의 제조방법은, 기존의 숙성되지 않은 볏짚을 이용한 종자 발아가 7~15일 소요되었던 것과 달리, 종자 발아를 5~10일로 단축시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 순서도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 볏짚의 1차 절단 과정.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 분쇄롤의 모식도.
도 4는 본 발명의 바림직한 실시예에 따른 볏짚분쇄기의 측면도.
도 5는 본 발명의 바림직한 실시예에 따라 2차 숙성이 완료된 상태의 사진.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 녹화시공 사진.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 순서도이다. 도 1을 참조하면, 건조단계, 1차 절단단계, 1차 숙성단계, 2차 절단단계 및 2차 숙성단계를 통하여 실시되는 과정을 사진으로 나타낸 것임을 알 수 있다.

먼저, 건조단계는 볏짚을 건조하는 단계이다.

즉 건조단계는 수분을 제거하여 추후 볏짚이 용이하게 절단되도록 하는 전처리를 실시하는 것으로, 상온에서 1~5일 동안 건조시키는 단계이다. 이러한 방식으로 건조된 볏짚은 도 1-(a)를 통하여 그 상태를 확인할 수 있다.

여기서 볏짚은 항균 활성과 같은 다양한 기능성을 갖는 고초균(바실러스균)을 비롯한 유용한 미생물을 많이 함유한 것으로, 유기물, 인산, 규산 및 질소 등이 풍부하여 법면 또는 사면의 녹화시공시 토양의 산성화 성분을 유기화합물로 변화시킬 뿐만 아니라 토양의 지지력, 결집력 및 응집력을 향상시킴으로써, 종자 및 식물의 성장과 발육을 촉진시키는 역할을 한다.

특히 건조단계에서의 상온이라 함은 20±5℃를 의미하는데, 만약 15℃ 미만에서 볏짚을 건조하면 낮은 온도로 인하여 오히려 볏짚 표면에 수분이 발생해 후술될 1차 절단단계에서 볏짚을 절단하기 어려워지므로 볏짚을 건조하는 의미가 없어진다. 반면 25℃를 초과하는 조건에서 볏짚을 건조하면 그 이하의 온도에서 건조시킨 것과 비교하여 탁월한 효과가 없으므로, 볏짚은 20±5℃의 상온 조건에서 건조시키는 것이 바람직할 것이다.

아울러, 볏짚 건조단계에서 1일 미만으로 건조하면 볏짚이 충분히 건조되기에 부족한 시간이며, 5일을 초과하여 건조하면 시간만 많이 소요되어 공정상 제조 효율이 저하되는 단점이 있으므로, 1~5일의 범위 내에서 건조하는 것이 바람직하나, 본 발명의 발명자가 무수한 실험을 해본 결과, 3일 동안 건조했을시 가장 바람직함을 알 수 있었다.

참고로 볏짚을 충분히 건조시키기 위하여, 볏짚을 여려 겹으로 적층한 후 복수 개의 핀이 돌출 형성된 도구를 이용해 공기구멍을 뚫는 것이 바람직하다. 이렇게 볏짚에 복수 개의 공기구멍을 형성함으로써 볏짚의 건조 시간을 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라 건조 효율을 향상시킬 수 있다.

다음으로, 1차 절단단계는 건조된 볏짚(R)을 길이방향으로 다수 개의 갈래로 분할되도록 1차 절단하는 단계이다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 볏짚의 1차 절단 과정이다. 도 2를 참조하면, 1차 절단단계에서는 내부에 공간(s)을 가진 볏짚(R)의 길이방향 즉, 줄기방향을 따라 다수 개의 볏짚가닥(R') 갈래로 분할되는 과정임을 알 수 있다.

이는 볏짚(R)은 내부에 빈 공간(s)을 가진 원통 형상을 가지는데, 이러한 형상을 가진 이유로 그 공간(s) 내부에 존재하는 공기가 추후 1차 숙성 또는 2차 숙성될 때 발생하는 가스 성질을 변질시키면서 작물 등의 뿌리에 피해를 주므로, 볏짚(R) 내부에 공기가 함유될 수 있는 공간(s)은 제거하는 것이 바람직하기 때문이다.

이렇게 다수 개의 갈래로 분할된 볏짚가닥(R')은 1차 숙성을 시키기 전에 도 1-(b)에서와 같이 볏짚가닥(R')의 길이방향을 따라 1-1차 절단을 실시함으로써, 활발한 1차 숙성을 도모할 뿐만 아니라, 2차 절단단계에서 파쇄를 용이하게 하는 것이 좋으며, 예컨대 0.5~10㎜의 범위로 절단될 수도 있다.

앞선 문단에 덧붙여서, 볏짚은 추후 2차 절단을 하게 되므로 굳이 0.5㎜ 미만으로 1-1차 절단할 필요는 없으며, 10㎜를 초과하여 1-1차 절단하면 볏짚의 단면적이 넓어 추후 1차 숙성시 볏짚 내부로 수분이 골고루 침투되기 어려우므로, 볏짚은 0.5~10㎜의 범위로 절단되는 것이 바람직하다.

다음으로, 1차 숙성단계는 1차 절단된 볏짚에 물을 공급하여 상온에서 1차 숙성시키는 단계이다.

즉, 1차 숙성단계는 앞선 단계에서 0.5~10㎜의 길이로 절단된 볏짚에 물을 99.1~99.9:0.1~0.9의 중량비(가장 바람직하게는, 99.5:0.5의 중량비)로 분사한 후 상온에서 2~5일 동안 숙성시키는데, 볏짚에 적당량의 수분이 함유되도록 숙성 발효하기 위한 단계라 할 수 있다. 이렇게 1차 숙성된 볏짚은 도 1-(c)를 통하여 확인 가능하다.

특히 1차 숙성단계에서는 상온의 조건 하에서 숙성시키는 것이 중요한데, 상온에서 1차 숙성시키지 못한다면 볏짚 고유의 영양분이 사라지거나 과다 숙성 발효되어 변색이 되기마련이다. (단, 1차 숙성단계에서의 상온은 20±5℃를 의미한다.)

본 발명의 발명자가 상온이 아닌 15℃ 미만에서 1차 숙성을 진행한 결과, 볏짚 특유의 숙성이 제대로 이루어지지 않음을 확인할 수 있었으며, 25℃를 초과한 상태에서 1차 숙성하면 오히려 과다 발효되어 최종 종자의 발아가 촉진되지 않음을 확인할 수 있었다.

아울러, 1차 절단된 볏짚이 99.1 중량비 미만이면 공정상 비효율적이며, 99.9 중량비를 초과하면 분사되는 물의 양이 상대적으로 많이 필요하게 되어 이 또한 공정상 비효율을 초래하게 된다.

이와 더불어, 물이 0.1 중량비 미만이면 1차 숙성이 효율적으로 이루어지지 않으며, 0.9 중량비를 초과하면 볏짚 내부의 수분함량이 높아짐에 따라 높은 숙성 온도를 요구하게 됨에 따라 볏짚이 변질되어 영양분이 소실되는 문제점을 초래하게 되므로, 1차 절단된 볏짚과 물은 99.1~99.9:0.1~0.9의 중량비로 혼합되는 것이 바람직하다.

다음으로, 2차 절단단계는 1차 숙성된 볏짚을 서로 다른 속도로 회전되는 분쇄롤(300)에 통과시켜 2차 절단하는 단계이다.

상세하게는, 2차 절단단계에서는 1차 숙성에 의해 뭉쳐져 수분이 골고루 침투되지 않은 볏짚에 수분을 다시 골고루 침투되게 하기 위하여 0.1~7㎜의 범위로 미세 절단(파쇄)하는 단계라 할 수 있다.

이때 1차 숙성된 볏짚이 0.1㎜ 미만으로 절단되면 볏짚이 너무 미세해 분진 발생으로 인한 공정의 비효율을 초래하게 되며, 7㎜를 초과하여 절단되면 볏짚 내부에 수분이 골고루 침투되지 못해 추후 2차 숙성이 제대로 이루어지지 않으므로, 2차 절단단계의 볏짚은 0.1~7㎜의 범위로 2차 절단되는 것이 바람직하다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 분쇄롤(300)의 모식도이다. 도 3을 참조하면, 1차 숙성된 볏짚은 서로 다른 속도로 회전되고 있는 분쇄롤(300)을 통과시켜 2차 절단되도록 하는 것임을 알 수 있다.

도 4는 본 발명의 바림직한 실시예에 따른 볏짚분쇄기의 측면도이다. 도 4를 참조하면, 볏짚절단기는 호퍼(100), 본체(200), 분쇄롤(300) 및 수용챔버(400)로 이루어짐을 알 수 있고, 이러한 볏짚분쇄기를 이루는 구성은 하기에서 더욱 상세히 설명하기로 한다.

첫째, 호퍼(100)는 1차 숙성된 볏짚이 투입되는 공간이 마련되는 구성이다.

즉 호퍼(100)는 상부 직경은 크고 하부 직경은 작게 형성된 원추형의 구조를 가지는 것으로, 개구된 상부로 투입되는 볏짚을 호퍼(100) 하부의 본체(200)에 설치된 분쇄롤(300)로 지속적으로 공급하는 역할을 한다.

참고로, 호퍼(100)의 내부 하측에는 회전 가능한 스크루(미도시)가 설치되어 볏짚을 본체(200) 방향으로 용이하게 공급해줄 수 있다.

둘째, 본체(200)는 호퍼(100)로부터 전달되는 볏짚이 2차 절단될 수 있도록 하는 분쇄롤(300)이 설치되는 구성이다.

즉 본체(200)는 분쇄롤(300)이 설치될 수 있는 공간을 마련하는 것으로, 볏짚분쇄기를 지탱하는 역할을 한다.

부가적으로 본체(200)에는 제1-1분쇄롤(322)과 제1-2분쇄롤(324)의 간격을 조절할 수 있고, 마찬가지로 제2-1분쇄롤(342)과 제2-2분쇄롤(344)의 간격도 조절할 수 있도록 간격조절수단(220)이 설치되는 것이 바람직하다.

셋째, 분쇄롤(300)은 한 쌍의 제1분쇄롤(320) 및 한 쌍의 제1분쇄롤(320) 하부에 설치된 한 쌍의 제2분쇄롤(340)로 이루어져 호퍼(100)로 투입된 볏짚을 더욱 미세하게 분쇄하는 구성이다.

구체적으로, 분쇄롤(300)은 외주면 둘레를 따라 톱니(T)가 형성된 휠(wheel) 형상인 것으로, 상호 맞물려 회전되는 한 쌍의 제1분쇄롤(320)과, 한 쌍의 제1분쇄롤(320) 하부에 대응되게 설치되어 상호 맞물려 회전되는 한 쌍의 제2분쇄롤(340)로 이루어져, 1차 숙성된 볏짚이 한 쌍의 제1분쇄롤(320) 사이로부터 한 쌍의 제2분쇄롤(340) 사이 방향으로 낙하되면서 절단되도록 하는 작용을 한다.

덧붙여서, 분쇄롤(300)의 내부에는 열선(미도시)이 내장될 수 있는데, 열선은 볏짚이 더욱 용이하게 절단되도록 함과 더불어, 배양토 조성물을 보전하여 보관성을 높여 실제 현장에 배양토 조성물을 살포하여 사용할 때 그때 다시 발효퇴비로 변해가도록 하기 위한 것이다.

즉 열선이 내장된 분쇄롤(300)이 상호 맞물려 회전되면서 발생하는 마찰력에 의해 열이 발생되면서 2차 절단을 효율적으로 하여 생산성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 열 발생으로 곰팡이균 등의 잡균 발생을 방지할 수 있음을 의미한다. 이에 따라 추후 2차 숙성단계에서 적절한 숙성을 달성할 수 있게 된다.

참고로, 분쇄롤(300)에는 온도센서(미도시)가 설치될 수 있는데, 온도센서는 기설정된 온도에 도달하도록 열선으로의 전류 공급을 제어한다. 2차 절단 초기에는 전류 공급을 많게 하고 시간이 지날수록 전류 공급이 점차 감소되도록 하여 전류 공급을 최소화하면서 분쇄롤(300)에 제공하는 가열 시간을 단축시킬 수 있다. 이는 분쇄롤(300)이 회전에 의해 볏짚과 마찰되면서 발생하는 마찰열에 의해 분쇄롤(300)의 적정온도를 유지하여 장시간 동안 일정온도를 유지할 수 있음을 의미한다.

또 덧붙여서, 분쇄롤(300)의 외주면에는 분쇄롤(300)의 길이방향에 대하여 사선방향으로 일정 깊이 함몰된 절삭홈(h)이 일정 간격으로 다수 개 형성될 수 있다. 이러한 절삭홈(h)은 분쇄롤(300)를 자른 단면을 요철 모양으로 만들어주기 때문에, 한 쌍의 제1분쇄롤(320) 사이를 통과하는 볏짚의 분쇄를 용이하게 해줄 뿐만 아니라, 한 쌍의 제2분쇄롤(340) 사이를 통과하는 볏짚의 분쇄도 용이하게 해주기 위한 것이다.

여기서 한 쌍의 제1분쇄롤(320)은 제1-1분쇄롤(322)과, 제1-1분쇄롤(322)의 일측에 제1-1분쇄롤(322)과 다른 속도로 회전되는 제1-2분쇄롤(324)로 이루어질 수 있다.

즉 제1-1분쇄롤(322)의 외주면 둘레를 따라 형성된 톱니(T)와, 본체(200)의 배면에 설치된 보조롤(322a)의 톱니(T)에 물리도록 체인(C)을 감아 걸면 동력이 전달되어 회전되면서 볏짚이 제1-1분쇄롤(322)과 제1-2분쇄롤(324) 사이를 통과하면서 절단된다. 이렇게 체인(C)을 감아 건 경우, 미끄럼(slip)없이 일정한 속도비로 회전될 수 있다.

외주면 둘레를 따라 톱니(T)가 형성된 제1-2분쇄롤(324)도 제1-1분쇄롤(322)의 방식과 마찬가지로, 호퍼(100)의 측면에 설치된 보조롤(324a)의 톱니(T)에 물리도록 체인(C)을 감아 걸면 동력이 전달되어 회전되는 방식이다. 이렇게 체인(C)을 감아 건 경우, 제1-1분쇄롤(322)이 작동하는 것과 같이 미끄럼(slip)없이 일정한 속도비로 회전될 수 있다.

특히 제1-1분쇄롤(322)과 제1-2분쇄롤(324)은 직경이 서로 달라 상호 다른 속도로 회전되는 것이 특징인데, 본 발명에서는 제1-1분쇄롤(322)의 직경이 제1-2분쇄롤(324)의 직경보다 큰 것이 바람직하다.

즉 직경이 서로 다른 제1-1분쇄롤(322)과 제1-2분쇄롤(324)이 서로 마주하게 배치된 후 일정한 주기로 회전되면서 상호 다른 속도로 회전하게 되는데, 이 회전속도 차이에 의하여 볏짚을 절단하게 되는 것이다.

이처럼 제1-1분쇄롤(322)과 제1-2분쇄롤(324)의 회전속도 차이로 볏짚의 절단을 균일하게 해줄 수 있으므로, 절단 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.

그리고 한 쌍의 제2분쇄롤(340)은 제2-1분쇄롤(342)과, 제2-1분쇄롤(342)의 직경과 다른 직경을 가져 제2-1분쇄롤(342)과 다른 속도로 회전되는 제2-2분쇄롤(344)로 이루어질 수 있다.

즉 제2-1분쇄롤(342)의 외주면 둘레를 따라 돌출 형성된 톱니(T)와 제2-2분쇄롤(344)의 외주면 둘레를 따라 돌출 형성된 톱니(T)와 맞물려 회전되면서 볏짚을 절단하게 되는데, 제2-1분쇄롤(342)과 제2-2분쇄롤(344)은 서로 직경이 다르게 설정되어 있으므로, 각각의 제2-1분쇄롤(342)과 제2-2분쇄롤의 회전속도에 차이가 발생하게 된다.

말하자면, 제1-1분쇄롤(322)과 제1-2분쇄롤(324)이 회전되는 방식과 마찬가지로, 제2-1분쇄롤(342)과 제2-2분쇄롤(344)은 직경이 서로 달라 상호 다른 속도로 회전되는데, 본 발명에서는 제2-1분쇄롤(342)의 직경이 제2-2분쇄롤(344)의 직경보다 작은 것이 바람직하다.

다시 말하자면, 직경이 서로 다른 제2-1분쇄롤(342)과 제2-2분쇄롤(344)이 서로 마주하게 배치된 후 일정한 주기로 회전되면서 상호 다른 속도로 회전하게 되는데, 이 회전속도 차이에 의하여 한 쌍의 제1분쇄롤(320) 사이를 통과하여 낙하되는 볏짚을 다시 한번 재절단하게 되는 것이다.

한 쌍의 제1분쇄롤(320)과 마찬가지로, 제2-1분쇄롤(342)과 제2-2분쇄롤(344)의 회전속도 차이로 볏짚의 절단을 균일하게 해줄 수 있으므로, 절단 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.

넷째, 수용챔버(400)는 2차 절단된 볏짚이 하부로 낙하되면서 수용되도록 하는 구성이다.

상세하게는 수용챔버(400)는 한 쌍의 제1분쇄롤(320) 사이로부터 한 쌍의 제2분쇄롤(340) 사이 방향으로 낙하하면서 2차 절단이 완료된 볏짚을 최종적으로 수용하는 작용을 한다. 이렇게 수용챔버(400)에 담긴 볏짚을 2차 숙성을 하기 위한 준비를 하게 된다.

다음으로, 2차 숙성단계는 2차 절단된 볏짚에 물을 공급하여 상온에서 2차 숙성시키는 단계이다.

즉 2차 숙성단계에서는 2차 절단된 볏짚과 물을 97.5~98.5:1.5~2.5의 중량비(가장 바람직하게는, 98:2의 중량비)로 혼합하여 1~7일 동안 숙성시키는데, 도 1-(d)를 참조하면, 2차 숙성이 완료된 볏짚의 최종 상태를 확인할 수 있다.

도 5는 본 발명의 바림직한 실시예에 따라 2차 숙성이 완료된 상태의 사진이다. 도 5를 참조하면, 도 1-(d)를 확대한 모습을 나타낸 사진임을 알 수 있다.

이러한 2차 숙성단계를 통하여 최종 발효된 볏짚에는 식물의 생육에 필요한 유기물과 수분이 다량 함유되어 있으므로, 산성화된 토양을 중화시킬 수 있을 뿐만 아니라 일정 기간이 지나면 토양 내에서 자연 분해되므로 친환경적이라 할 수 있다.

단, 2차 숙성단계에서 1일 미만으로 숙성하면 이에 따른 발효가 잘 이루어지지 않으며, 기본적으로 숙성하여 발효되는 시간이 필요하므로, 적어도 1일 이상 숙성하는 것이 바람직하다.

그리고 7일을 초과하여 숙성한다면 볏짚 내부에서의 수분 조절이 변동되어 과다 발효가 일어남에 따라 변색이 일어나므로, 7일을 초과하여 2차 숙성시키지 않는 것이 바람직하다.

부가적으로 2차 숙성이 완료된 볏짚은 2~7%의 수분함량을 가질 때에만 추후 건계분과의 혼합이 골고루 이루어져 우수한 물성의 친환경 법면녹화 배양토 조성물을 얻을 수 있었다. 실험 결과, 2차 숙성이 완료된 볏짚의 수분함량이 2% 미만이면 건계분과의 혼합이 골고루 이루어지지 않으며, 7%를 초과하면 건계분과 혼합시 오히려 끈적거림이 발생함을 알 수 있었다.

한편, 본 발명의 발명자가 1차 숙성단계와 2차 숙성단계의 온도 조건을 달리 하였을 경우, 종자의 발아율을 실험해 본 결과를 다음과 같은 표 1에 나타내었다.

	1차 숙성단계(℃)	2차 숙성단계(℃)	발아율(%)
A	20	20	85
B	20	40	50
C	40	20	52
D	40	40	49

표 1의 A를 참조하면, 1차 숙성단계와 2차 숙성단계 모두 온도를 20℃로 유지하였을 경우, 종자의 발아율이 85%임을 확인할 수 있었다. (단, 발아율은 ±1의 오차가 있음을 감안한 값이다.)

표 1의 B를 참조하면, 1차 숙성단계에서는 20℃의 온도로 유지하고, 2차 숙성단계에서는 40℃의 온도로 유지한 상태에서는 종자의 최종 발아율이 50%로 계산됨을 확인할 수 있었다. (단, 발아율은 ±1의 오차가 있음을 감안한 값이다.)

표 1의 C를 참조하면, 1차 숙성단계에서 40℃의 온도로 유지하고, 2차 숙성단계에서는 온도를 20℃로 유지하였을 경우의 종자 발아율은 52%임을 확인할 수 있었다. (단, 발아율은 ±1의 오차가 있음을 감안한 값이다.)

표 1의 D를 참조하면, 1차 숙성단계와 2차 숙성단계 모두 고온인 40℃ 하에서 숙성하였을 경우, 종자의 최종 발아율이 49%로 나옴을 확인할 수 있었다. (단, 발아율은 ±1의 오차가 있음을 감안한 값이다.)

이에 따라 1차 숙성단계와 2차 숙성단계의 온도 조건에 따라 종자의 발아율이 확연하게 차이남을 확인할 수 있었으며, 숙성시 온도 조건 또한 매우 중요함을 확인할 수 있었다. 이처럼 1차 숙성단계와 2차 숙성단계 모두 온도를 20℃로 유지한 경우, 종자의 발아가 촉진됨 또한 확인할 수 있었다.

다음으로, 열처리단계는 2차 숙성된 볏짚을 급속 열처리하는 단계이다.

열처리단계를 상세히 설명하자면, 볏짚의 2차 숙성이 완료된 후 더 이상 과(過)숙성되지 않도록 볏짚에 순간적인 열처리를 하는 과정을 말한다.

만약 상온에서 2차 숙성이 완료된 볏짚에 급속 열처리하지 않으면, 숙성이 계속 진행되어 볏짚이 불에 탄 것과 같이 하얀 분진으로 변하여 상품성이 없게 되는 문제점이 있으므로, 2차 숙성된 볏짚에 급속 열처리를 하는 것은 중요한 의미를 가진다.

마지막으로, 건계분 혼합단계는 2차 숙성된 볏짚과 건계분(乾鷄糞)을 7~9:1~3의 중량비로 혼합하는 단계이다.

건계분 혼합단계는 추가적인 공정으로써, 2차 숙성되어 발효 완료된 볏짚, 건계분 및 종자를 혼합해 환 형태로 제조한 후 일반포장 또는 진공포장하는 것으로, 추후 토양에 분사하기 위한 단계임을 알 수 있다.

특히 본 발명의 발명자가 무수한 실험을 해본 결과, 건우분 또는 건돈분을 사용했을 경우보다 건계분을 사용하였을 경우 종자의 발아율이 상대적으로 더 높았음을 확인하였으므로, 본 발명에서는 2차 숙성된 후 급속 열처리까지 완료된 볏짚에 건계분을 혼합하는 것이 바람직함을 알 수 있었다.

여기서 2차 숙성된 후 급속 열처리된 볏짚이 7 중량비 미만이면 종자나 식물의 성장 및 발육 촉진을 나타내기에 미미한 양일뿐만 아니라, 토양의 결집력을 향상시킬 수 없으며, 2차 숙성된 후 급속 열처리된 볏짚이 9 중량비를 초과하면 토양의 결집력이 오히려 과도해져 식물의 생육에 좋지 않은 영향을 끼칠 수 있다.

반면, 건계분이 1 중량비 미만이면 토양에 유기질의 영양분을 공급해 주기에 미미하며, 건계분이 3 중량비를 초과하면 오히려 토양의 물성을 저하시킬 우려가 있다.

이러한 점에 근거하여, 2차 숙성 및 급속 열처리된 볏짚과 건계분은 7~9:1~3의 중량비로 혼합하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 2차 숙성 및 급속 열처리된 볏짚과 건계분을 8:2의 중량비로 혼합하는 것이 좋다.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 녹화시공 사진이다. 도 6을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 친환경 배양토 조성물을 이용하여 녹화된 법면의 사진임을 알 수 있으며, 도 6-(a) 및 도 6-(b)에 각각의 사례를 나타낸 것임을 알 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.

따라서 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라, 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것도 아니다.

본 발명의 보호 범위는 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 호퍼
200: 본체
220: 간격조절수단
300: 분쇄롤
320: 제1분쇄롤
322: 제1-1분쇄롤
322a: 보조롤
324: 제1-2분쇄롤
324a: 보조롤
340: 제2분쇄롤
342: 제2-1분쇄롤
344: 제2-2분쇄롤
400: 수용챔버
C: 체인
R: 볏짚
R': 볏짚가닥
T: 톱니
h: 절삭홈
s: 공간

Claims (7)

1. 볏짚을 여러 겹으로 적층한 후 공기구멍을 뚫어 건조하는 건조단계;
   건조된 상기 볏짚을 길이방향으로 다수 개의 갈래로 분할되도록 1차 절단하는 1차 절단단계;
   1차 절단된 상기 볏짚에 물을 공급하여 상온에서 1차 숙성시키는 1차 숙성단계;
   1차 숙성된 상기 볏짚을 서로 다른 속도로 회전되는 다수 개의 분쇄롤에 통과시켜 2차 절단하는 2차 절단단계; 및
   2차 절단된 상기 볏짚에 물을 공급하여 상온에서 2차 숙성시키는 2차 숙성단계;를 포함하는 것으로,
   상기 2차 절단단계에서는,
   상기 분쇄롤 내부에 열선이 내장되고, 상기 열선이 내장된 분쇄롤이 상호 맞물려 회전되어 발생하는 마찰력에 의해 열이 발생되면서 1차 숙성된 상기 볏짚이 2차 절단되고,
   상기 2차 절단단계의 분쇄롤은,
   상호 맞물려 회전되는 한 쌍의 제1분쇄롤과, 상기 한 쌍의 제1분쇄롤 하부에 대응되게 설치되어 상호 맞물려 회전되는 한 쌍의 제2분쇄롤로 이루어지는 것으로, 1차 숙성된 상기 볏짚을 상기 한 쌍의 제1분쇄롤 사이로부터 상기 한 쌍의 제2분쇄롤 사이 방향으로 낙하되도록 하되,
   상기 한 쌍의 제1분쇄롤은,
   제1-1분쇄롤과, 상기 제1-1분쇄롤의 일측에 상기 제1-1분쇄롤의 직경과 다른 직경을 가져 상기 제1-1분쇄롤과 다른 속도로 회전되는 제1-2분쇄롤로 이루어지고,
   상기 한 쌍의 제2분쇄롤은,
   제2-1분쇄롤과, 상기 제2-1분쇄롤의 일측에 상기 제2-1분쇄롤의 직경과 다른 직경을 가져 상기 제2-1분쇄롤과 다른 속도로 회전되는 제2-2분쇄롤로 이루어지며,
   상기 1차 숙성단계 및 2차 숙성단계에서는,
   종자의 발아율이 84~86%가 되도록 20℃에서 숙성시키되,
   상기 2차 숙성단계의 2차 숙성된 상기 볏짚은 2~7%의 수분함량을 가지는 것을 특징으로 하는 볏짚을 이용한 친환경 법면녹화 배양토 조성물의 제조방법.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 2차 절단단계의 분쇄롤 외주면에는,
   상기 분쇄롤의 길이방향에 대하여 사선방향으로 일정 깊이 함몰된 절삭홈이 일정 간격으로 형성되는 것을 특징으로 하는 친환경 법면녹화 배양토 조성물의 제조방법.
6. 제1항에 있어서,
   상기 2차 숙성단계의 다음에는,
   2차 숙성된 상기 볏짚을 급속 열처리하는 열처리단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 법면녹화 배양토 조성물의 제조방법.
7. 제1항, 제5항 및 제6항 중 어느 하나의 제조방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 볏짚을 이용한 친환경 법면녹화 배양토 조성물.

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