KR101978255B1 - 천공 부직포를 이용한 식생매트 구조 - Google Patents

천공 부직포를 이용한 식생매트 구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 제방 등의 절토 부위 토양에 설치되어 토양의 유실을 방지하는 천공 부직포를 이용한 식생매트 구조에 관한 것으로서, 종자층(300); 및, 상기 종자층(300)의 상부면에 설치되는 천공 부직포층(100);을 포함하여 구성되되, 상기 종자층(300)은, 펄프층으로 이루어진 하부층(310); 코코넛매트로 이루어지며, 상기 하부층(310)의 상부에 겹쳐지면서 일체로 합체되는 상부층(320); 및, 상기 하부층(310)과 상기 상부층(320) 사이에 포설되는 식물종자(330);를 포함하여 구성되고, 상기 천공 부직포층(100)은, 합성수지 재질로 제작되며, 니들펀칭(needle-punched) 처리된 제1부직포(110); 합성수지 재질로 제작되며, 상기 제1부직포(110)와 겹쳐지도록 일체로 합체되며, 스펀본드(spun-bonded) 처리된 제2부직포(120); 및, 일체로 합체된 상기 제1부직포(110)와 상기 제2부직포(120)의 상하면을 관통하도록 미리 설정된 간격과 직경으로 천공되는 다수의 천공홀(130);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

천공 부직포를 이용한 식생매트 구조{Vegetation Mat using Perforated Non Woven Fabric}
본 발명은 천공 부직포를 이용한 식생매트 구조에 관한 것으로서, 니들펀칭(needle-punched) 처리된 제1부직포(110)와 스펀본드(spun-bonded) 처리된 제2부직포(120)를 일체로 합체한 후 천공한 부직포를 사용하여, 미리 설정된 크기의 외부 충격에 충분히 견딜 수 있는 강도를 확보하고, 수분 흡수 및 천공홀을 통한 식생이 가능함과 동시에 지표면의 잡초 성장은 억제하는 것을 특징으로 한다.
도로나 하천을 신설 또는 보수하는 과정에서 제방 등의 절토 부분에 사면이 발생하게 되는데, 이와 같은 절토된 사면을 녹화하기 위해서 씨드스프레이 공법, 볏짚 공법, 녹생토 공법, 매트리스 공법 등 다양한 녹화공법이 적용되고 있다.
다양한 녹화공법 가운데 매트리스 공법은 도1에 도시된 바와 같이 절토에 의하여 노출된 사면의 안정(유실 방지)과 녹화를 위하여 씨앗이 내재된 종자층 상단에 여러 층의 매트층을 결합한 형태로 제작되어 시공되고 있으나 다음과 같은 문제점이 있다.
① 사면보호를 위하여 여러 겹의 매트층으로 구성되어 있으나 매트 하부층의 씨앗이 발아되어 성장할 수 있도록 종자층 상부의 매트층은 부식되거나 망눈이 있는 PE네트 등으로 형성되는데, 이로 인하여 장기적으로(보통 5~7년)는 매트층의 부식으로 녹화는 가능하나, 강한 유속에 유실되어 수리적 안정성이 없으므로 재시공이 반복되는 문제점이 있다.
② 매트의 제작에 있어서도 여러 층으로 제작해야 하므로 제작원가가 과도하게 소요된다.
③ 종자층이 떡잎식물의 경우에는 발아가 되어도 성장이 불가능하다.
④ 뿌리로 번식하는 식물의 경우 식물을 심기 위해 매트를 천공할 수가 없어 모종심기가 불가능하므로 다양한 초본류의 식생이 불가능하다.
⑤ 기존 매트는 잡초 성장을 방지할 수 있는 적절한 수단이 불비하여 잡초가 동시에 성장하게 되고, 이로 인하여 형성하고자 하는 식생대의 미관이 저해된다.
[관련 선행 기술 문헌]
등록특허 제10-1101281호(경사면 녹화 식생 매트)
상기한 문제점들을 해결하기 위하여 창작된 본 발명의 목적은 다음과 같다.
첫째, 외력에 저항할 수 있는 적절한 강도를 확보할 수 있는 새로운 개념의 천공 부직포를 제공하는 것을 본 발명의 목적으로 한다.
둘째, 수분 흡수 및 천공홀을 통한 식생이 가능함과 동시에 지표면의 잡초 성장은 억제할 수 있는 수단을 제공함을 본 발명의 또 다른 목적으로 한다.
셋째, 구조가 간단하고 생산 단가를 절감할 수 있는 새로운 개념의 천공 부직포와 식생매트 구조를 제공함을 본 발명의 또 다른 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 창작된 본 발명의 기술적 구성은 다음과 같다.
본 발명은 제방 등의 절토 부위 토양에 설치되어 토양의 유실을 방지하는 천공 부직포를 이용한 식생매트 구조에 관한 것으로서, 종자층(300); 및, 상기 종자층(300)의 상부면에 설치되는 천공 부직포층(100);을 포함하여 구성된다. 상기 종자층(300)은, 펄프층으로 이루어진 하부층(310); 코코넛매트로 이루어지며, 상기 하부층(310)의 상부에 겹쳐지면서 일체로 합체되는 상부층(320); 및, 상기 하부층(310)과 상기 상부층(320) 사이에 포설되는 식물종자(330);를 포함하여 구성된다. 상기 천공 부직포층(100)은, 합성수지 재질로 제작되며, 니들펀칭(needle-punched) 처리된 제1부직포(110); 합성수지 재질로 제작되며, 상기 제1부직포(110)와 겹쳐지도록 일체로 합체되며, 스펀본드(spun-bonded) 처리된 제2부직포(120); 및, 일체로 합체된 상기 제1부직포(110)와 상기 제2부직포(120)의 상하면을 관통하도록 미리 설정된 간격과 직경으로 천공되는 다수의 천공홀(130);을 포함하여 구성됨으로써, 미리 설정된 크기의 외부 충격에 견딜 수 있는 강도를 확보하며, 수분 흡수 및 천공홀(130)을 통한 식생이 가능하며, 지표면의 잡초 성장은 억제할 수 있고, 일체로 합체되어 천공된 상기 제1부직포(110)의 표면에 보풀이 발생되도록 기모처리하여 발생된 보풀이 상기 천공홀(130) 부위를 덮어 상기 천공홀(130)을 통한 토양 유실이 방지되는 것을 특징으로 한다.
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본 발명에 따른 기술적 효과는 다음과 같다.
첫째, 외력에 저항할 수 있는 적절한 강도를 확보할 수 있다.
다시 말하면, 본 발명의 천공 부직포는 제1부직포(110)와 제2부직포(120)가 일체로 합체된 구조임을 특징으로 하는데, 제1부직포(110)는 니들펀칭(needle punching) 처리 과정을 거치게 됨으로써 외부충격에도 쉽게 손상되거나 찢어지지 않도록 충분한 강도를 지니게 된다.
둘째, 수분 흡수 및 천공홀을 통한 식생이 가능함과 동시에 지표면의 잡초 성장은 억제할 수 있다.
다시 말하면, 제1부직포(110)와 제2부직포(120)가 합체된 천공 부직포로 지표면을 덮으면 수분이나 공기는 천공 부직포를 통과하거나 천공 부직포에 흡수될 수 있으나 지표면 잡초의 번식과 성장은 방지되고, 원하는 식물의 식생은 천공홀(130)을 통하여 가능하게 된다.
셋째, 구조가 간단하고 생산 단가를 절감할 수 있다.
도1은 종래 기술을 도시한다.
도2는 본 발명인 천공 부직포의 구체적 실시예를 도시한다.
도3은 천공 부직포의 표면이 기모처리되어 보풀이 형성된 경우를 도시한다.
도4는 본 발명인 천공 부직포를 이용한 식생매트 구조의 구체적 실시예를 도시하는데, (a) 종자층(300) 및 천공 부직포층(100)으로 이루어진 경우, (b) 천공 부직포층(100) 상부에 코이어네트층(400)과 능형망층(500)이 추가된 경우를 각각 도시한다.
도5는 종자층(300)과 천공 부직포층(100)의 상하 위치가 변경된 경우를 각각 도시하는데, (a) 천공 부직포층(100) 및 종자층(300)으로 이루어진 경우, (b) 종자층(300) 상부에 코이어네트층(400)과 능형망층(500)이 추가된 경우를 각각 도시한다.
이하에서는 본 발명의 구체적 실시예를 첨부도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
본 발명은 제방 등의 절토 부위 토양에 설치되어 토양의 유실을 방지하는 천공 부직포에 관한 것이다.
이러한 천공 부직포는 도2에 도시된 것처럼 제1부직포(110)와 제2부직포(120)가 일체로 합체된 구조임을 특징으로 한다.
제1부직포(110)는 폴리프로필렌, 폴리에스터, 폴리에틸렌과 같은 합성수지 재질로 제작되며 니들펀칭(needle punching) 처리 과정을 거치게 되는데, 이로 인하여 외부충격에도 쉽게 손상되거나 찢어지지 않도록 충분한 강도를 지니게 된다.
제1부직포(110)는 니들펀칭 과정을 거쳐 생산 판매되는 다양한 제품 가운데 적절한 강도와 규격을 지닌 제품을 자유롭게 선택하여 사용할 수 있다.
제2부직포(120)는 폴리프로필렌 등과 같은 합성수지 재질로 제작되며 제1부직포(110)와 겹쳐지도록 일체로 합체되는데, 이러한 제2부직포(120)는 제1부직포(110)와는 달리 스펀본드(spun-bonded) 처리된 것이 사용된다.
제2부직포(120)의 경우도 스펀본드 과정을 거쳐 생산 판매되는 다양한 제품 가운데 적절한 규격을 지닌 제품을 선택하여 사용할 수 있는데, 본 발명의 구체적 실시예에서는 폴리프로필렌 칩을 녹여 일정한 엠보싱 형태로 제작된 것을 사용하는데, 수분은 통과하거나 흡수되나 지표면의 잡초가 번식하는 것은 방지할 수 있다.
이러한 제2부직포(120)는 상대적으로 약하여 외력이 가해질 경우 쉽게 찢어지는 단점이 있는데, 제1부직포(110)와 제2부직포(120)를 열융착의 방법으로 하나로 합체함으로써 이러한 약점을 보완한다.
열융착 과정은 이미 상용화된 열융착 공정 가운데 적절한 것을 선택하여 적용하면 된다.
이런 열융착 과정을 통하여 일체로 합체된 제1부직포(110)와 제2부직포(120)의 상하면을 관통하도록 미리 설정된 간격과 직경으로 다수의 천공홀(130)이 천공되는데, 이러한 천공홀(130)을 통하여 다양한 식물의 식생이 가능하다.
다시 말하면 제1부직포(110)와 제2부직포(120)가 합체되면 수분이나 공기는 통과하거나 흡수될 수 있으나 지표면 잡초의 번식과 성장은 방지되고, 원하는 식물의 식생만 천공홀(130)을 통하여 가능하게 된다. 아울러 스펀본드(spun-bonded) 처리된 제2부직포(120)의 약점인 외력에 의한 손상의 위험은 제1부직포(110)를 통하여 외부 충격에 견딜 수 있는 강도를 확보함으로써 해결할 수 있다.
필요에 따라서는 도3에 부분적으로 확대 도시된 것처럼 일체로 합체되어 천공된 제1부직포(110)의 표면을 보풀이 발생되도록 날카로운 톱니 등으로 기모처리하고, 발생된 보풀이 천공홀(130) 부위를 덮어 토양 유실이 보다 효과적으로 방지되도록 할 수도 있다.
이러한 구조의 천공 부직포를 이용하면 다양한 식생매트 구조를 구현할 수 있는데, 도4(a)는 종자층(300) 및 천공 부직포층(100)으로 이루어진 경우를 도시하고 도4(b)는 천공 부직포층(100) 상부에 코이어네트층(400)과 능형망층(500)이 추가된 경우를 각각 도시한다.
종자층(300)은 하부층(310), 상부층(320) 및 그 사이에 포설되는 식물종자(330)로 구성된다.
하부층(310)은 펄프층으로 이루어지는데, 펄프층은 식물에서 추출한 섬유질로 이루어지는데, 펄프층에는 비료와 함께 테라코템(Terracottem)과 같은 보습제를 함유시켜 식물의 발아를 도와주도록 하는 것이 바람직하다.
테라코템은 비중이 개략 800㎏/㎥이고, 수분흡수용량이 자중의 약 200배 정도가 되어 가뭄이나 수분 부족 토양에서 식물생존에 적절한 수분의 공급이 가능하며, 무기양분, 성장촉진제 및 전해질 물질이 혼합된 특수입자형으로 된 종합토양 보습제로서, 비료 사용량을 50% 이상 절감할 수 있다. 또한, 통기성 및 배수성을 증대시키고, 과도한 염분과 불순물을 차단하며 뿌리의 활착능력을 증대시키는 것은 물론 착근시기를 조기 단축하고 고사율을 감소시키기 때문에 식물의 생장율도 향상된다.
상부층(320)은 코코넛매트로 제작되며, 하부층(310)의 상부에 겹쳐지면서 일체로 합체된다.
즉, 하부층(310)의 상부면에 발포수지나 접착제 등을 뿌린 후 씨앗인 식물종자(330)가 포설되고 그 위에 상부층(320)을 압착하여 하부층(310)과 상부층(320)이 일체로 결합된 구조가 되는 것이다.
아울러 하부층(310)에 발포수지를 뿌리거나 상부층(320)과 하부층(310)을 압착할 때에는 상하 한 쌍을 이루는 압착 롤러를 이용하고 상부층(320)과 하부층(310)을 연속적으로 공급하면서 작업을 신속하게 수행할 수 있다. 즉, 하부층(310) 상부면에 발포수지를 뿌리고 상하부 롤러 사이를 통과시키면 발포수지가 하부층(310) 상부면에 골고루 번지고, 발포수지가 골고루 번져있는 하부층(310)의 상부면에 식물종자(330)를 포설하고 상부층(320)을 하부층(310)과 겹쳐지도록 연속적으로 공급하면서 상하부 롤러 사이를 통과시키면 하부층(310)과 상부층(320)이 적절한 힘으로 압착되면서 발포수지에 의하여 상부층(320)과 하부층(310)이 일체로 접착되어 종자층(300)이 완성될 수 있다.
천공 부직포층(100)은 이러한 종자층(300)의 상부면에 설치되는데, 이미 살펴본 바 있는 천공 부직포가 사용된다.
다시 말하면, 천공 부직포층(100)의 구조는 도2나 도3에 도시된 것과 동일한데, 니들펀칭(needle-punched) 처리된 제1부직포(110)와 스펀본드(spun-bonded) 처리된 제2부직포(120)가 일체로 합체되고, 제1부직포(110)와 제2부직포(120)의 상하면을 관통하도록 미리 설정된 간격과 직경으로 다수의 천공홀(130)이 천공되는 구조이다.
도4(a)와 같이 종자층(300) 및 천공 부직포층(100)만으로 이루어지고 식생매트의 최상부를 능형망으로 덮지 않는 식생매트 구조의 경우에도 시공이 이루어지는 지형과 주변 환경, 유속 등을 고려하여 앵커를 이용하여 토양의 지표면에 식생매트를 고정하거나, 주변 식생매트와 결속선으로 연결하는 방식으로 식생매트를 일체화하여 증가된 자체 하중을 이용하여 식생매트의 이탈이나 유실을 방지하거나, 별도 고정수단이 없이 시공하여 그 자체의 하중만으로 이탈이나 유실을 방지하는 방안 등을 선택할 수 있다.
아울러, 도4(a)와 같은 식생매트 구조만으로 시공하는 경우도 있으나 도4(b)에 도시된 식생매트 구조와 함께 적절히 혼합 배치되도록 시공하는 경우도 있다.
도4(b)의 경우 도4(a)의 구조에 코이어네트층(400)과 능형망층(500)이 더 구비되는 경우를 도시한다.
코이어네트층(400)은 천공 부직포층(100)의 상부면에 설치되는데, 코이어네트층(400)은 천공 부직포층(100)과 함께 식생이 활착될 때까지 종자층(300)이 유속(흐르는 물)에 의하여 유실되거나 손상되는 것을 방지한다. 아울러 초기 식생이 원활하게 이루어지도록 일정 기간 수분을 유지하는 기능도 수행한다.
이와 같은 코이어네트층(400)은 부식되어 유기화될 때(개략 5년 정도 소요)까지 그 하부에 있는 천공 부직포층(100)과 종자층(300)을 자외선으로부터 효과적으로 보호함과 동시에 최종적으로 유기화되면서 식물의 발육에 도움을 줄 수 있다.
이러한 코이어네트층(400)은 론카펫(lawn carpet)이나 야자껍질 등으로 제작되는데, 필요에 따라서는 황마 등으로 만든 쥬트네트(jute net)가 사용될 수도 있다.
능형망층(500)은 코이어네트층(400)의 상부면에 설치되고, 첨부도면에 별도로 도시하지 않았으나 앵커를 이용하여 고정하게 된다.
이러한 능형망층(500)은 철사(wire)를 그물망 형태로 엮은 것으로서 능형망층을 형성하는 철사는 아연 도금이나 세라믹 코팅 처리 등이 된 것을 사용함으로써 부식을 방지하는 것이 바람직하다.
이와 같이 종자층(300), 천공 부직포층(100), 코이어네트층(400) 및 능형망층(500)이 순차적으로 설치된 후 앵커를 이용하여 식생매트 전체를 지표면에 고정하면 식물의 식생이 원활하게 이루어짐과 동시에 불필요한 잡초의 번식을 방지하고, 토양의 유실도 효과적으로 방지할 수 있음은 물론 지표면에 견고하게 고정되어 유속에 의한 식생매트 구조의 이탈이나 유실도 효과적으로 방지될 수 있다.
도5는 종자층(300)과 천공 부직포층(100)의 상하 위치가 변경된 경우를 각각 도시하는데, (a) 천공 부직포층(100) 및 종자층(300)으로 이루어진 경우, (b) 종자층(300) 상부에 코이어네트층(400)과 능형망층(500)이 추가된 경우를 각각 도시한다. 도5의 경우 도4과 구성요소가 동일하며 단지 종자층(300)과 천공 부직포층(100)의 상하 위치가 변경된 것에 불과한 바 이에 대한 중복 설명은 생략한다.
상기한 바와 같이 본 발명의 구체적 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하였으나 본 발명의 보호범위가 반드시 이러한 실시예에만 한정되는 것은 아니며 본 발명의 기술적 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양한 설계변경, 공지기술의 부가나 삭제, 단순한 수치한정 등의 경우에도 본 발명의 보호범위에 속함을 분명히 한다.
100:천공 부직포층
110:제1부직포
120:제2부직포
130:천공홀
300:종자층
310:하부층
320:상부층
330:식물종자
400:코이어네트층
500:능형망층

Claims (5)

  1. 제방 등의 절토 부위 토양에 설치되어 토양의 유실을 방지하는 천공 부직포를 이용한 식생매트 구조에 관한 것으로서,
    종자층(300); 및,
    상기 종자층(300)의 상부면에 설치되는 천공 부직포층(100);
    을 포함하여 구성되되,
    상기 종자층(300)은,
    펄프층으로 이루어진 하부층(310);
    코코넛매트로 이루어지며, 상기 하부층(310)의 상부에 겹쳐지면서 일체로 합체되는 상부층(320); 및,
    상기 하부층(310)과 상기 상부층(320) 사이에 포설되는 식물종자(330);
    를 포함하여 구성되고,
    상기 천공 부직포층(100)은,
    합성수지 재질로 제작되며, 니들펀칭(needle-punched) 처리된 제1부직포(110);
    합성수지 재질로 제작되며, 상기 제1부직포(110)와 겹쳐지도록 일체로 합체되며, 스펀본드(spun-bonded) 처리된 제2부직포(120); 및,
    일체로 합체된 상기 제1부직포(110)와 상기 제2부직포(120)의 상하면을 관통하도록 미리 설정된 간격과 직경으로 천공되는 다수의 천공홀(130);
    을 포함하여 구성됨으로써,
    미리 설정된 크기의 외부 충격에 견딜 수 있는 강도를 확보하며, 수분이나 공기는 상기 천공 부직포층(100)을 통과하거나 상기 천공 부직포층(100)에 흡수될 수 있으나, 식생은 상기 천공홀(130)을 통해서만 가능하며, 천공홀(130)을 제외한 나머지 영역은 식생이 이루어지지 않아 지표면의 잡초 성장이 억제되고,
    일체로 합체되어 천공된 상기 제1부직포(110)의 표면에 보풀이 발생되도록 기모처리하여 발생된 보풀이 상기 천공홀(130) 부위를 덮어 상기 천공홀(130)을 통한 토양 유실이 방지되는 것을 특징으로 하는 천공 부직포를 이용한 식생매트 구조.
  2. 제1항에서,
    상기 천공 부직포층(100)의 상부면에 설치되는 코이어네트층(400); 및,
    상기 코이어네트층(400)의 상부면에 설치되는 능형망층(500);
    이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 천공 부직포를 이용한 식생매트 구조.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
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