KR102053539B1 - 생분해성 육묘 포트 제작방법 및 이에 의해 제작된 생분해성 육묘 포트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐기되는 자원과 상대적으로 저렴한 원료를 활용함으로써 친환경성과 경제성을 가지면서, 식재 후 생분해되어 토양에 흡수되고 토양에 영양분으로서 기능할 수 있는 생분해성 육묘 포트 제작방법 및 이에 의해 제작된 생분해성 육묘 포트에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 생분해가 가능한 육모 포트(pot) 제작 방법으로서, 제1 원료로서 커피찌거기 및 코코피트 중 적어도 하나를 마련하는 제1 원료 마련 단계; 제2 원료로서 펄프를 마련하는 제2 원료 마련 단계; 상기 마련된 제1 및 제2 원료를 물에 투입하고 교반하고 유동화(liquefaction)하여 유동성 재료로 제조하는 유동화 단계; 상기 유동성 재료를 소정 형상의 포트로 형성하기 위한 성형기로 1차 성형하는 1차 성형 단계; 및 상기 1차 성형된 성형물을 가열압착 성형기에서 2차 성형하는 2차 성형 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 생분해성 육묘 포트 제작 방법이 제공된다.

Description

생분해성 육묘 포트 제작방법 및 이에 의해 제작된 생분해성 육묘 포트{MANUFACTURING METHOD OF BIODEGRADABLE SEEDING POT AND BIODEGRADABLE SEEDING POT MANUFACTURED BY THE METHOD}

본 발명은 생분해성 육묘 포트 제작방법 및 이에 의해 제작된 생분해성 육묘 포트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폐기되는 자원과 상대적으로 저렴한 원료를 활용함으로써 친환경성과 경제성을 가지면서, 식재 후 생분해되어 토양에 흡수되고 토양에 영양분으로서 기능할 수 있는 생분해성 육묘 포트 제작방법 및 이에 의해 제작된 생분해성 육묘 포트에 관한 것이다.

육묘포트는 기온 변화로 인한 냉해의 위험을 줄이고 적절한 조건에서 작물의 빠른 생육이 이루어지도록 하기 위하여 온실 내에서 작물을 재배하는데 사용하는 것이 일반적이다.

특히, 우리나라는 계절별 온도 차이가 심하여 본포에 작물을 이식하기 전에 저온의 피해를 줄이고 본포에서 생육 기간을 짧게하기 위하여 보온된 비닐하우스 내에서 육묘포트에 종자를 파종하여 집중 관리함으로써 노동력과 연료비를 절감하고 있다.

육묘포트의 소요량은 2003년 시설채소면적 65,340ha를 기준으로 약 600~900억원에 달하며, 최근에는 약 1000억원 이상이 소요되고 있어 앞으로 계속 증가할 것으로 예상하고 있다.

일반적으로 국내에서 사용되고 있는 육묘포트는 대부분 난분해성 석유계 수지로 제조된 플라스틱 육묘포트로, 비용이 저렴하고 무게가 가벼우며 수분침투에 따른 물리적 특성에 영향을 받지 않고 반복사용이 가능하다는 장점을 가지고 있다.

그러나 플라스틱 육묘포트는 사용 후 토양에서 자연적으로 분해되지 않아 이를 수거해야 하는데 흙이나 비료 등의 이물질로 인하여 분리수거에 어려움이 있어 실질적인 회수가 불가능하여 대부분이 농토에 방치되거나 매립 또는 소각됨으로써 환경오염을 가중시키는 원인이 되고 있으며, 수거 과정에서 인력이 투입되어 비용이 많이 소비되는 경향이 있다.

따라서, 이러한 문제점을 극복하기 위하여 토양 내에서 쉽게 생분해되는 생분해성 원료를 이용한 육묘포트에 대한 연구가 주목받기 시작하였다 생분해성 원료를 이용한 육묘포트의 제조에 관한 종래 기술로, 대한민국 공개특허공보 제 10-1997-25368호에는 피트 모스(Peat moss) 및 제지 리젯트로 구성된 파종용 육묘포트 및 그 제조방법이 기재되어 있으며, 대한민국 등록특허공보 제 10-477272호에는 완숙퇴비, 이탄(Peat), 부엽토 등의 유기물과 제올라이트, 천매암(千枚岩), 의왕석(醫王石) 등의 광물 분말을 주원료로 한 농·원예용 생분해성 성형육묘포트의 제조방법에 대하여 기재되어 있다.

또한, 대한민국 공개특허공보 제10-419604호에는 왕겨, 키토산, 돌가루, 칼슘카보네이트, 고분자 접착제, 녹말풀을 혼합하여 성형 가공하는 모종용 육묘포트의 제조방법이 기재되어 있으며, 대한민국 등록특허공보 제10-375865호에는 쌀겨, 옥수수대, 옥수수가루를 포함하는 환경친화형 식물성육묘포트 및 그의 제조방법이 기재되어 있다.

상기 생분해성 원료를 이용한 육묘포트의 경우, 시간이 지남에 따라 자연적인 분해가 가능하고 다시 회수하지 않더라도 토양 환경에 부담을 거의 주지 않으며 회수하더라도 재활용이 가능하다는 장점을 가지고 있다.

그러나 친수성 섬유의 특성상 수분침투에 의한 물리적 강도의 저하를 가져오게 되어 육묘포트의 형상을 변화시킬 수 있어 사용에 문제가 발생할 수 있다. 또한, 생분해성 원료 자체가 고가인 경우가 많아 난분해성 석유계 수지 육묘포트에 비해 가격적인 면에서 불리하여 생분해성 원료를 이용한 육묘포트는 대부분 상품화되지 못하고 있는 실정이다.

따라서, 버려지는 폐지 등을 재활용하여 비용을 절감하고, 수분침투에 의한 물리적 강도의 저하에 대해 보완하여 반복적인 급수에도 토양 정식 전까지 육묘포트의 형상을 그대로 유지할 수 있는 육묘포트에 대한 개발의 필요성이 절실히 요구되고 있다.

또한, 종래 생분해성 포트의 경우, 단순히 생분해되는 기능에만 초점이 있을 뿐, 다른 어떠한 기능도 갖지 못하는 한계가 있었다.

대한민국 등록특허공보 10-0419604(2004.02.19. 공고) 대한민국 등록특허공보 10-0477272(2005.03.17. 공고) 대한민국 등록특허공보 10-0375865(2003.03.15. 공고) 대한민국 공개특허공보 10-1997-25368(1997.06.24. 공개)

따라서, 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 폐기되는 자원과 상대적으로 저렴한 원료를 활용함으로써 친환경성과 경제성을 가지면서, 식재 후 생분해되어 토양에 흡수되고 토양에 영양분으로서 기능할 수 있는 생분해성 육묘 포트 제작방법 및 이에 의해 제작된 생분해성 육묘 포트를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 다중 포트로 구성하여 시간 경과에 따라 생분해되는 과정에서 뿌리가 안정적으로 자리잡을 수 있도록 하고, 영양성분이 제공될 수 있도록 하여 발육 지속성을 유지할 수 있도록 하는 생분해성 육묘 포트 제작방법 및 이에 의해 제작된 생분해성 육묘 포트를 제공하는데 다른 목적이 있다.

본 발명의 해결과제는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 본 발명의 목적들 및 다른 특징들을 달성하기 위한 본 발명의 일 관점에 따르면, 생분해가 가능한 육모 포트(pot) 제작 방법으로서, 제1 원료로서 커피찌거기 및 코코피트 중 적어도 하나를 마련하는 제1 원료 마련 단계; 제2 원료로서 펄프를 마련하는 제2 원료 마련 단계; 상기 마련된 제1 및 제2 원료를 물에 투입하고 교반하고 유동화(liquefaction)하여 유동성 재료로 제조하는 유동화 단계; 상기 유동성 재료를 소정 형상의 포트로 형성하기 위한 성형기로 1차 성형하는 1차 성형 단계; 및 상기 1차 성형된 성형물을 가열압착 성형기에서 2차 성형하는 2차 성형 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 생분해성 육묘 포트 제작 방법이 제공된다.

본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 제1 원료는 230℃ ~ 350℃의 온도에서 가열한 다음 상온 냉각시킨 후, 150 ~ 200 메쉬(mesh)로 미세 분쇄된 커피찌꺼기 및/또는 코코피트로 마련될 수 있다.

본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 유동화 단계는 상기 제1 원료와 제2 원료를 65℃ 이상의 처리 온도를 갖는 교반기에 투입하여 물과 함께 10분 이상 1시간 이하 교반하는 것으로 이루어지고, 상기 2차 성형 단계는 290℃ ~ 350℃의 금형 온도를 갖는 가열압착 성형기로 형성하는 것을 포함하며, 상기 1차 성형 단계와 2차 성형 단계의 성형기는 그 성형기에 의해 성형되는 성형물인 포트의 벽면 및 바닥면에 직경이 다른 복수의 구멍이 형성되도록 하는 성형기로 이루어질 수 있다.

본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 유동화 단계는 육묘에 영양분을 공급할 수 있는 영양분 공급 물질이 더 투입되는 것을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 관점에 따르면, 상기한 일 관점에 따른 생분해성 육묘 포트 제작 방법에 의해 제작된 생분해성 육묘 포트가 제공된다.

본 발명에 따른 생분해성 육묘 포트 제작방법 및 이에 의해 제작된 생분해성 육묘 포트에 의하면 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 본 발명은 경제적인 문제로 상용화되지 않고 폐기되는 자원인 커피찌꺼기 및 상대적으로 저렴한 원료인 펄프 및 코코피트(야자톱밥)를 활용함으로써 친환경성과 경제성을 갖는 효과가 있다.

둘째, 본 발명은 시간 경과에 따라 생분해되는 동안에 뿌리가 안정적으로 자리잡을 수 있도록 하는 효과가 있다.

셋째, 본 발명은 분해능을 가지면서 영양성분이 제공될 수 있도록 하여 식물의 발육을 증진시킬 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.

도 1은 생분해성 육묘 포트 제작 과정을 나타내는 플로차트이다.

본 발명의 추가적인 목적들, 특징들 및 장점들은 다음의 상세한 설명 및 첨부도면으로부터 보다 명료하게 이해될 수 있다.

본 발명의 상세한 설명에 앞서, 본 발명은 다양한 변경을 도모할 수 있고, 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 아래에서 설명되고 도면에 도시된 예시들은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 명세서에 기재된 "...부", "...유닛", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 생분해성 육묘 포트 제작방법 및 이에 의해 제작된 생분해성 육묘 포트에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 생분해성 육묘 포트 제작방법에 대하여 도 1을 참조하여 상세히 설명한다. 도 1은 생분해성 육묘 포트 제작 과정을 나타내는 플로차트이다.

본 발명에 따른 생분해성 육묘 포트 제작 방법은, 도 1에 나타낸 바와 같이, 육묘 포트용 제1 원료로서 커피찌거기 및 코코피트 중 적어도 하나를 마련하는 제1 원료 마련 단계(S110); 제2 원료로서 펄프를 마련하는 제2 원료 마련 단계(S120); 상기 제1 원료 마련 단계(S110) 및 제2 원료 마련 단계(S120)에서 마련된 제1 및 제2 원료를 물에 투입하여 교반하고 유동화(liquefaction)(물성화)하여 유동성 재료로 제조하는 유동화 단계(S200); 상기 유동화 단계(S200)에서 유동화된 유동성 재료를 소정 형상을 갖는 성형기(사출기)에 투입하여 1차 성형하는 1차 성형 단계(S300); 및 상기 1차 성형 단계(S300)에서 1차 성형된 성형물을 가열압착 성형기에서 2차 성형하는 2차 성형 단계(S400);를 포함한다.

상기 제1 원료 마련 단계(S110)에서 마련되는 제1 원료가 커피찌꺼기와 코코피트로 마련되는 경우, 커피찌꺼기는 잔류 카페인을 없애고 가공 용이성을 위하여 전처리된 것으로 마련되고, 코코피트 또한 가공 용이성을 위하여 전처리된 것으로 마련된다.

즉, 제1 원료가 커피찌거기로 마련되는 경우, 후 공정의 분쇄 용이성과 잔류 카페인 제거를 위하여 커피찌꺼기를 약 230℃ ~ 350℃의 온도에서 가열한 다음 상온 냉각시킨 후, 후 공정의 유동화 과정을 위하여 약 150 ~ 200 메쉬(mesh)로 미세 분쇄된 것으로 마련된다.

또한, 제1 원료가 코코피트로 마련되는 경우에도 가공 용이성을 위하여 동일한 전처리 과정을 통하여 마련된다.

본 발명에서 거의 대부분 폐기되는 커피찌꺼기를 제1 원료로서 활용하는 것이 바람직하다.

계속해서, 상기 제2 원료 마련 단계(S120)에서 마련되는 펄프는 미표백 크라프트 펄프(kraft pulp)로 이루어지고, 미표백 크라프트 펄프에 추가로 일부를 폐지로 하거나 폐지를 전량으로 하여 마련될 수 있다.

다음으로, 상기 유동화 단계(S200)는 상기 제1 원료 마련 단계(S110)에서 전처리되어 마련된 제1 원료인 커피찌꺼기 및/또는 코코피트와 상기 제2 원료 마련 단계(S120)에서 마련된 제2 원료인 펄프를 65℃ 이상(바람직하게는 70℃ ~ 80℃)의 처리 온도를 갖는 교반기에 투입하여 물과 함께 10분 이상 1시간 이하 교반하는 것으로 이루어질 수 있다.

계속해서, 상기 1차 성형 단계(S300)를 거쳐 소정 형상의 포트(pot)로 형성된 후, 2차 성형 단계(S400)에서 290℃ ~ 350℃의 금형 온도를 갖는 가열압착 성형기에 의해 최종적인 형태로 성형된 다음, 상온 냉각되어 최종 제품을 완성하게 된다.

상기 1차 성형 단계(S300)와 2차 성형 단계(S400)에서 동일한 형상의 포트를 갖도록 동일 성형기가 이용된다.

여기에서, 상기 1차 성형 단계(S300) 및 2차 성형 단계(S400)에서 이용되는 성형기는 그 성형기에 의해 성형되는 성형체(포트)의 벽면 및 바닥면에 복수의 구멍이 형성될 수 있게 구성되며, 상기 구멍은 구멍의 직경이 랜덤(ramdom)하게 다른 구멍이 형성되도록 이루어질 수 있다.

이와 같이 구멍 사이즈가 다른 성형체, 즉 포트로 제작됨으로써 육묘가 식재되어 발육할 때 뿌리의 일부가 그 구멍을 통해 뻗칠 수 있도록 할 수 있고, 이에 따라 건강한 육묘를 옮겨 심을 수 있게 된다.

한편, 본 발명에 따른 생분해성 육묘 포트 제작 방법은, 상기 유동화 단계(S200)에서 육묘 식재 후 시간 경과에 따라 영양분을 공급할 수 있는 영양분 공급 물질이 더 투입되는 것을 포함할 수 있다.

상기 유동화 단계(S200)에서 투입되는 영양분 공급 물질은 영양성분이 함침된 실리카 에어로겔로 이루어질 수 있다. 실리카 에어로겔은 환경 및 인체에 무해하고, 내열성을 가져 가공 과정에서 파괴되지 않으며, 전체 부피의 90%가 기공으로 형성되어 있다.

따라서, 식물에 필요한 영양성분을 실리카 에어로겔에 함침하여 영양성분이 함유된 실리카 에어로겔을 유동화 단계(S200)에서 혼입되도록 하고, 이에 따라 포트(성형체)가 생분해되는 과정에서 실리카 에어로겔에 함유되어 있는 영양성분이 식물에 제공될 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 생분해성 육묘 포트 제작방법 및 이에 의해 제작된 생분해성 육묘 포트는, 경제적인 문제로 상용화되지 않고 폐기되는 자원인 커피찌꺼기 및 상대적으로 저렴한 원료인 펄프 및 코코피트(야자톱밥)를 활용함으로써 친환경성과 경제성을 가지며, 시간 경과에 따라 생분해되는 동안에 뿌리가 안정적으로 자리잡을 수 있도록 하는 이점이 있다.

또한, 본 발명은 분해능을 가지면서 영양성분이 제공될 수 있도록 하여 식물의 발육을 증진시킬 수 있는 이점이 있다.

본 명세서에서 설명되는 실시 예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시 예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

S110: 제1 원료 마련 단계
S120: 제2 원료 마련 단계
S200: 유동화 단계
S300: 1차 성형 단계
S400: 2차 성형 단계

Claims (5)

1. 생분해가 가능한 육모 포트(pot) 제작 방법으로서,
   제1 원료로서 커피찌꺼기 및 코코피트 중 적어도 하나를 마련하는 제1 원료 마련 단계;
   제2 원료로서 펄프를 마련하는 제2 원료 마련 단계;
   상기 마련된 제1 및 제2 원료를 물에 투입하고 교반하고 유동화(liquefaction)하여 유동성 재료로 제조하는 유동화 단계;
   상기 유동성 재료를 소정 형상의 포트로 형성하기 위한 성형기로 1차 성형하는 1차 성형 단계; 및
   상기 1차 성형된 성형물을 가열압착 성형기에서 2차 성형하는 2차 성형 단계;를 포함하고,
   상기 제1 원료는 230℃ ~ 350℃의 온도에서 가열한 다음 상온 냉각시킨 후, 150 ~ 200 메쉬(mesh)로 미세 분쇄된 것으로 마련되고,
   상기 유동화 단계는 상기 제1 원료와 제2 원료를 65℃ 이상의 처리 온도를 갖는 교반기에 투입하여 물과 함께 10분 이상 1시간 이하 교반하는 것으로 이루어지고,
   상기 2차 성형 단계는 290℃ ~ 350℃의 금형 온도를 갖는 가열압착 성형기로 형성하는 것을 포함하고,
   상기 1차 성형 단계와 2차 성형 단계의 성형기는 그 성형기에 의해 성형되는 성형물인 포트의 벽면 및 바닥면에 직경이 다른 복수의 구멍이 형성되도록 하는 성형기로 이루어지고,
   상기 유동화 단계는 육묘에 영양분을 공급할 수 있는 영양분 공급 물질이 더 투입되는 것을 더 포함하되, 상기 영양분 공급 물질은 영양성분이 함유된 실리카 에어로겔로 이루어지는 것을 특징으로 하는
   생분해성 육묘 포트 제작 방법.
   
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5. 청구항 1에 따른 생분해성 육묘 포트 제작 방법에 의해 제작된 생분해성 육묘 포트.

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