KR102121207B1 - 농업용 생분해성 토양 멀칭 피복지 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 농업용 생분해성 토양 멀칭 피복지 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 상기 조개껍데기를 소성하여 곱게 분쇄하여 농업용 멀칭 피복지 제조에 사용함으로써, 식물에 Ca의 성분을 충분히 공급할 수 있도록 하고, 이러한 소성된 조개껍데기의 살균력을 통해 채소작물의 신선도를 유지할 수 있도록 함으로써, 기존의 환경문제를 해결하면서, 썩지않는 멀칭비닐의 기존문제점도 해결할 수 있도록 하는 농업용 생분해성 토양 멀칭 피복지 제조방법에 관한 것이다.

Description

농업용 생분해성 토양 멀칭 피복지 제조방법{Agricultural mulching vinyl production method}

본 발명은 조개껍데기를 이용하여 제조되며 사전설정기간 후 완전분해되어 환경문제을 야기시키지 않는 농업용으로 사용되는 농업용 생분해성 토양 멀칭 피복지의 제조방법에 관한 것이다.

마늘이나 양파 등의 작물은 통상 늦가을에 재배하여 이듬해 봄에 수확하게 되는데, 수분의 증발을 막아 작물의 성장 및 보호를 돕고, 더불어 잡초의 발생도 막기 위해 통상 검은색상의 멀칭비닐을 사용하게 된다.

상기 멀칭비닐은 일정한 간격과 거리를 유지하여 구멍이 형성된 것으로서, 통상 관리기나 경운기, 또는 트랙터를 이용하여 밭을 간 뒤 비닐피복기구 등을 이용하여 밭 표면을 피복하고, 이어서 멀칭비닐의 구멍을 통해 마늘이나 양파 등의 작물을 파종하게 되며, 마늘이나 양파를 수확할 때는 멀칭비닐을 찢어 제거해가며 작물을 수확하게 된다.

그러나 멀칭비닐은 잡초발생을 예방하고 수분증발을 막음과 동시에 마늘이나 양파 등의 작물을 생육하는 데는 효과적인 물품이기는 하나 생육과정 및 수확과정에서 다음과 같은 문제점도 간과할 수 없었던 것이다.

즉, 수확시 비닐을 거둬낼 때는 그 작업이 매우 힘이 많이 들 뿐만 아니라 작물의 수확을 더디게 하는 폐단도 따른다는 것이다.

특히 마늘 등의 작물을 수확할 때는 비닐을 거둬내는 작업과 병행하면서 하여야 하는데, 멀칭비닐을 자동으로 제거하는 장비도 없거니와 비닐 자체가 쉽게 찢어지지 않기 때문에 수확작업이 매우 어렵고 힘이 많이 들게 되며, 이는 인력에 의해 일일이 수확하는 방법이든 트랙터나 경운기를 이용한 자동 수확방식이든 간에 밭에 피복된 멀칭비닐로 인한 장애는 반드시 따를 수밖에 없었다.

또한, 이러한 멀칭비닐은 사용후 썩지않는 환경오염의 주범이 된다는 문제가 있었다.

대한민국 등록특허공보 10-1574269호(2015.11.27.등록)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 해안가에서 악취를 발생시켜 환경문제를 일으키는 조개껍데기를 이용한 것으로서, 조개껍데기를 작물생육에 접목시키는데 중점을 둔 것이며, 환경문제를 야기하는 해안의 조개껍데기를 분쇄하여 농업용 생분해성 토양 멀칭 피복지 제조에 사용한 것으로, 소성된 조개껍데기를 통해 작물에 칼슘 성분을 공급할 수 있으면서, 살균력으로 균 발생을 억제시킬 수 있도록 하고, 소성된 조개껍데기가 포함된 토질개량 및 광합성 차단제에 코팅용 접착제를 혼합하여, 크라프트 원지에 기능성 코팅제로 도포사용되어 농업용 생분해성 토양 멀칭 피복지가 제조됨으로서, 사전설정기간 이후에 자연분해되어 환경문제를 발생시키지 않고, 기존에 발생되었던 멀칭비닐 수거에 의한 작업비용 및 작업시간 증대의 문제 또한 발생되지 않는 농업용 생분해성 토양 멀칭 피복지 제조방법에 관한 것이다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 수단으로서,

크라프트 원지가 준비되는 단계(S100); 코팅용 접착제가 제조되는 단계(S200); 토질개량 및 광합성 차단제가 제조되는 단계(S300); 상기 코팅용 접착제와 토질개량 및 광합성 차단제에, 열이 가해지면서 상호간 1:1 비율로 혼합되어, 기능성 코팅제가 제조되는 단계(S400); 상기 크라프트 원지 상면에 기능성 코팅제가 사전설정 도포량 범위로 도포되는 단계(S500); 상기 크라프트 원지 저면에 컬방지 및 발수코팅제가 코팅되어 농업용 멀칭 피복지가 제조되는 단계(S600); 상기 농업용 멀칭 피복지가 건조 후, 롤에 권취되어 사전설정길이로 소분된 후, 포장출하되는 단계(S700); 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 조개껍데기를 이용하여 농업용 생분해성 토양 멀칭 피복지를 제조함으로써, 재배작물에 영양을 제공하고 살균력으로 균발생의 억제가 가능해지는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 크라프트 원지에 조개껍데기를 이용한 기능성 코팅제가 도포되어 제조됨으로써, 사전설정 기간후 자연분해되면서 환경오염이 발생되지 않는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 농업용 생분해성 토양 멀칭 피복지 제조방법을 나타낸 일실시예의 순서도.
도 2는 도 1의 제조방법이 사용되는 제조장치를 나타낸 일실시예의 장치도.

본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열들의 상세로 그 응용이 제한되는 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다. 본 발명은 다른 실시예들로 구현되고 실시될 수 있고 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 또, 장치 또는 요소 방향(예를 들어 "전(front)", "후(back)", "위(up)", "아래(down)", "상(top)", "하(bottom)", "좌(left)", "우(right)", "횡(lateral)")등과 같은 용어들에 관하여 본원에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 발명의 설명을 단순화하기 위해 사용되고, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다. 또한, "제 1(first)", "제 2(second)"와 같은 용어는 설명을 위해 본원 및 첨부 청구항들에 사용되고 상대적인 중요성 또는 취지를 나타내거나 의미하는 것으로 의도되지 않는다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래의 특징을 갖는다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명에 따른 일실시예를 살펴보면 하기와 같다.

크라프트 원지가 준비되는 단계(S100); 코팅용 접착제가 제조되는 단계(S200); 토질개량 및 광합성 차단제가 제조되는 단계(S300); 상기 코팅용 접착제와 토질개량 및 광합성 차단제에, 열이 가해지면서 상호간 1:1 비율로 혼합되어, 기능성 코팅제가 제조되는 단계(S400); 상기 크라프트 원지 상면에 기능성 코팅제가 사전설정 도포량 범위로 도포되는 단계(S500); 상기 크라프트 원지 저면에 컬방지 및 발수코팅제가 코팅되어 농업용 생분해성 토양 멀칭 피복지가 제조되는 단계(S600); 상기 농업용 생분해성 토양 멀칭 피복지가 건조 후, 롤에 권취되어 사전설정길이로 소분된 후, 포장출하되는 단계(S700); 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 S300단계의 토질개량 및 광합성 차단제는 칼슘제공 및 작물의 신선도 유지를 위한 소성된 폐조개가루 50중량%, 토양개선과 광합성 차단을 위한 활성탄 및 블랙카본 20중량%, 음이온 방출을 통한 토양개선효과에 사용되는 광물질 20중량%, 붕사 3중량%, 목초액 7중량%\의 혼합으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 폐조개가루는 폐조개껍데기가 세척된 후 건조기를 통해 수분이 증발되는 단계(S310); 상기 폐조개껍데기가 800℃ 이상에서 1시간이상 소성되시켜, 불순물 및 염분이 제거되면서, ph 8 ~ 10의 알칼리성 산화칼슘이 되도록 함으로써, 살균력 및 칼슘 제공이 가능토록 하는 단계(S320); 상기 폐조개껍데기가 냉각후 냉수에 4시간이상 침강된 후, 분리막을 이용하여 부유물을 제거되도록 하고, 침강된 폐조개가루만 분리후 건조시켜 습기가 제거되는 단계(S330); 상기 폐조개껍데기가 분쇄장치를 통해 325메쉬 이상으로 본쇄된 후, 채에 분리되어 폐조개가루로 사용되는 단계(S340); 로 제조되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 S200단계의 코팅용 접착제는 작물의 밑거름 역할을 위한, 물과 65~75℃의 식물성 옥수수전분이 4:1로 혼합된 옥수수 바인더 50중량%, 단백질 성분으로 작물성장에 도움을 주기 위한, 동물성 젤라틴 30중량%, 농업용 멀칭 피복지의 내수성을 위한 CMC 20중량%의 혼합으로 이루어지며, 상기 옥수수 바인더의 혼합중량%에 따라 농업용 멀칭 피복지의 분해속도가 조절가능한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 S700단계에서 농업용 멀칭 피복지의 건조는, 60 ~ 100℃의 미세열로 예열건조되는 단계(S710); 원통건조장치로 수분함량 5% 수준까지 완전건조되는 단계(S720); 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 도 1 내지 도 2를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 농업용 생분해성 토양 멀칭 피복지 제조방법을 상세히 설명하도록 한다.

본 발명에 따른 농업용 생분해성 토양 멀칭 피복지 제조방법은 하기와 같다.

1. 크라프트 원지(kraft paper)가 준비되는 단계(S100):

토양 피복후 강도 및 습기를 견딜 수 있도록, 장섬유인 NBKP(펄프)를 주원료로 사용하였으며, 초지공정에 사용자가 원하는 사전설정된 다양한 약품을 추가하여, 인장강도, 파열강도, 습인장강도(일명 습강처리), 신장율을 주어, 저평량(40 ~ 80g/㎡, 가장 올바르게는 50g/㎡)으로 생산한다.

2. 코팅용 접착제가 제조되는 단계(S200):

본 발명에서의 코팅용 접착제는,

작물의 밑거름 역할을 위한, 물(100% 기준)과 65~75℃의 식물성 옥수수전분(25%)이 4:1로 혼합된 옥수수 바인더 50중량%, 단백질 성분으로 작물성장에 도움을 주기 위한, 동물성 젤라틴 30중량%, 농업용 멀칭 피복지의 내수성을 위한 CMC(carboxymethyl cellulose) 20중량%의 혼합으로 이루어져 제조되도록 한다.

단, 상기 CMC는 사용자의 실시예에 따라, 15중량%를 사용하고, 사용자가 원하는 다양한 기능의 재료를 5중량% 추가하는 방식으로 제조될 수 있음이다.

상기 동물성 젤라틴의 경우 인조가죽 생산시 폐기물로 발생되고 있는 단백질 성분으로, 아미노산이 풍부하여 작물성장에 효과가 있으며, 상기 CMC는 첨가량에 따라 본 발명에서 제조하는 농업용 멀칭 피복지의 내수성 변화를 다양하게 조절할 수 있음이다.

또한, 상기 옥수수 바인더의 첨가량의 농도에 따라, 농업용 멀칭 피복지의 분해속도(3~6개월)가 조절가능하다.

3. 토질개량 및 광합성 차단제가 제조되는 단계(S300):

본 발명에서의 토질개량 및 광합성 차단제는,

칼슘제공 및 작물의 신선도 유지를 위한 소성된 폐조개가루 50중량%, 토양개선과 광합성 차단을 위한 활성탄 및 블랙카본 20중량%, 음이온 방출을 통한 토양개선효과에 사용되는 광물질 20중량%, 붕사 3중량%, 목초액 7중량%의 혼합으로 제조된다.

단, 상기 붕사 3중량%, 목초액 7중량%는 사용자의 실시예에 따라, 각각 2중량% 및 5중량%를 사용하고, 사용자가 원하는 다양한 기능의 재료를 3중량% 추가(식품용 방부재(분해속도 조절을 위한)가 소량첨가되는 등)하는 방식으로 제조될 수 있음이다.

또한, 상기 소성된 폐조개가루의 경우, 하기와 같이,

폐조개껍데기가 세척된 후 건조기를 통해 수분이 증발되는 단계(S310), 상기 폐조개껍데기가 800℃ 이상(1000℃)에서 1시간이상 소성되시켜, 불순물 및 염분이 제거되면서, ph 8 ~ 10의 알칼리성 산화칼슘이 되도록 함으로써, 살균력 및 칼슘 제공이 가능토록 하는 단계(S320), 상기 폐조개껍데기가 냉각후 냉수에 4시간이상 침강된 후, 분리막을 이용하여 부유물을 제거되도록 하고, 침강된 폐조개가루만 분리후 건조시켜 습기가 제거되는 단계(S330); 분쇄장치(ex; 볼밀 등)를 통해 325메쉬 이상으로 본쇄된 후, 채에 분리되여 분쇄된 것만 사용될 수 있도록 하는 단계(S340)로 준비될 수 있도록 한다.

조개껍데기 Ca CO3는 1000℃정도로 소성하게 되면, CaO + CO2(탄산가스 증발)되는데, 소성후의 CaOsms 알칼리성(ph 9 ~10)dmfh, 산화칼슘 성분(일명: 생석회)은 살균력이 강하여, 산성 토양개량제로도 사용이 가능하다.

상기와 같이 소성하여 제조된 CaO는 농작물의 발육과정에 필수적인 비료 4대요소인 Ca 영양제 효과를 줄수 있으며, 다공성이 좋아 토양에 피복하였을 때 지열의 흐름을 개선해주는 효과를 가진다.

상기 활성탄 및 블랙카본의 경우,

본 발명의 농업용 멀칭 피복지에서, 검은 흑색으로 도포되는 것으로, 햇빛 차단효과를 가져 광합성 작용을 차단할 수 있도록 하는 것이며, 이로써 잡초의 발육을 억제하여 잡초생육이 자라지 못하도록 하는 것이다.

상기 광물질은 일라이트(illite), 벤토나이트(bentonite), 견운모(sericite, 絹雲母) 중 어느하나 또는 2개 이상이 첨가되는 것으로, 토양내 산소공급을 돕고, 다공성이 좋아 토양개선효과를 가져올 수 있도록 한 것이다.

상기 붕사는 폐조개가루의 산화칼슘 효과를 향상시키고, 작물의 뿌리 활착에 도움이 되도록 하는 성분이다.

4. 상기 코팅용 접착제와 토질개량 및 광합성 차단제에, 열이 가해지면서 상호간 1:1 비율로 혼합되어, 기능성 코팅제가 제조되는 단계(S400):

상기 S400단계에서는 S200단게의 코팅용 접착제와, S300단계의 토질개량 및 광합성 차단제 각 100%씩을 50℃ 의 열을 가하면서 교반기를 통해 혼합하여 200%를 기능성 코팅제를 제조하는 단계이다. 물론, 충분히 교반한 이후에는 정량펌프로 공급하여 사용함은 당연하다.

물론, 이렇게 혼합된 기능성 코팅제에는 사용자의 다양한 실시예에 따라, 기능성 코팅제 200%에 대비하여, 분산제를 0.1%, 레벨링제는 1%를 첨가할 수 잇다.

5. 상기 크라프트 원지 상면에 기능성 코팅제가 사전설정 도포량 범위로 도포되는 단계(S500): 상기 S400단계 이후, 크라프트 원지 일면에 검은흑색으로 기능성 코팅제가 사전설정 도포량 범위(10g/㎡ ~ 50g/㎡, 일실시예로는 12g/㎡)로 도포되는 단계이다.

6. 상기 크라프트 원지 저면에 컬방지 및 발수코팅제가 코팅되어 농업용 멀칭 피복지(농업용 생분해성 토양 멀칭 피복지)가 제조되는 단계(S600): 상기 S500단계이후, 기능성 코팅제가 도포 또는 코팅된 일면 반대편인 타면에 컬(Curl) 방지와 발수을 위한 코팅제가 코팅되는 단계이다.

7. 상기 농업용 멀칭 피복지가 건조 후, 롤에 권취되어 사전설정길이로 소분된 후, 포장출하되는 단계(S700): 이때 건조는 60 ~ 100℃의 미세열로 예열건조되는 단계(S710) 이후, 원통건조장치로 수분함량 5% 수준까지 완전건조되는 단계(S720)가 진행딘 후, 필요한 미터수(200m/롤)로 소분하여 포장 출하하는 단계이다.

이러한 본 발명에 따른 농업용 생분해성 토양 멀칭 피복지 제조방법을 장치로 설명하면,

권취롤(20)에 권취된 크라프트 원지(A)가 풀리면서, 일면에 사전제조된 기능성 코팅제가 제 1코팅장치(30)를 통해 코팅 또는 도포되어지고, 이어서 다수의 롤러를 통해 일측으로 이동하면서, 다수의 예열건조장치(40)를 통해 천천히 예열건조된후, 원통건조장치(50)를 통해 완전건조된다.

이후, 원통건조장치(50)를 거친 크라프트 원지(A) 저면에 컬방지 및 발수코팅제가 제 2코팅장치(60)를 통해 코팅되면서, 본 발명의 농업용 멀칭 피복지(B, 농업용 생분해성 토양 멀칭 피복지)가 완성되는 것이며, 이를 출하하기 위한 완성롤(70)에 권취되는 방식이다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변경이 가능함은 물론이다.

Claims (5)

1. 크라프트 원지가 준비되는 단계(S100);
   코팅용 접착제가 제조되는 단계(S200);
   토질개량 및 광합성 차단제가 제조되는 단계(S300);
   상기 코팅용 접착제와 토질개량 및 광합성 차단제에, 열이 가해지면서 상호간 1:1 비율로 혼합되어, 기능성 코팅제가 제조되는 단계(S400);
   상기 크라프트 원지 상면에 기능성 코팅제가 사전설정 도포량 범위로 도포되는 단계(S500);
   상기 크라프트 원지 저면에 컬방지 및 발수코팅제가 코팅되어 농업용 멀칭 피복지가 제조되는 단계(S600);
   상기 농업용 멀칭 피복지가 건조 후, 롤에 권취되어 사전설정길이로 소분된 후, 포장출하되는 단계(S700);를 포함하여 이루어지며,
   상기 S300단계의 토질개량 및 광합성 차단제는
   칼슘제공 및 작물의 신선도 유지를 위한 소성된 폐조개가루 50중량%,
   토양개선과 광합성 차단을 위한 활성탄 및 블랙카본 20중량%,
   음이온 방출을 통한 토양개선효과에 사용되는 광물질 20중량%,
   붕사 3중량%,
   목초액 7중량%
   의 혼합으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 농업용 생분해성 토양 멀칭 피복지 제조방법.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 폐조개가루는
   폐조개껍데기가 세척된 후 건조기를 통해 수분이 증발되는 단계(S310);
   상기 폐조개껍데기가 800℃ 이상에서 1시간이상 소성되시켜, 불순물 및 염분이 제거되면서, ph 8 ~ 10의 알칼리성 산화칼슘이 되도록 함으로써, 살균력 및 칼슘 제공이 가능토록 하는 단계(S320);
   상기 폐조개껍데기가 냉각후 냉수에 4시간이상 침강된 후, 분리막을 이용하여 부유물을 제거되도록 하고, 침강된 폐조개가루만 분리후 건조시켜 습기가 제거되는 단계(S330);
   상기 폐조개껍데기가 분쇄장치를 통해 325메쉬 이상으로 본쇄된 후, 채에 분리되어 폐조개가루로 사용되는 단계(S340);
   로 제조되는 것을 특징으로 하는 농업용 생분해성 토양 멀칭 피복지 제조방법.
   
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   상기 S200단계의 코팅용 접착제는
   작물의 밑거름 역할을 위한, 물과 65~75℃의 식물성 옥수수전분이 4:1로 혼합된 옥수수 바인더 50중량%,
   단백질 성분으로 작물성장에 도움을 주기 위한, 동물성 젤라틴 30중량%,
   농업용 멀칭 피복지의 내수성을 위한 CMC 20중량%
   의 혼합으로 이루어지며,
   상기 옥수수 바인더의 혼합중량%에 따라 농업용 멀칭 피복지의 분해속도가 조절가능한 것을 특징으로 하는 농업용 생분해성 토양 멀칭 피복지 제조방법.
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 S700단계에서 농업용 멀칭 피복지의 건조는,
   60 ~ 100℃의 미세열로 예열건조되는 단계(S710);
   원통건조장치로 수분함량 5% 수준까지 완전건조되는 단계(S720);
   를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 농업용 생분해성 토양 멀칭 피복지 제조방법.
   
5. 삭제

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