KR102125645B1 - 영양조절능력과 수분조절능력을 갖는 토양개량제 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수분조절능을 갖는 토양개량제에 관한 것으로서, 이에 의하면 비, 바람이나 토양 내 지하수 등에 의해 유실되지 않고 목적하는 토양 개량 성능이나 수분조절 성능을 장기간 유지할 수 있다.

Description

영양조절능력과 수분조절능력을 갖는 토양개량제{Soil conditioner having moisture control function and nutrition control function}

본 발명은 영양조절능력과 수분조절능력을 갖는 토양개량제에 관한 것이다.

식물의 생육에 중요한 환경조건으로써 토양은 엷은 층으로 지구 표면을 덮고 있으며, 알맞은 양의 공기와 물이 들어 있을 때에는 기계적으로 식물을 지지하고, 아울러 양분의 일부를 식물에 공급하여 식물을 길러줄 수 있는 바탕이 된다.

토양의 순화체계는 토성, 토양수분, 토양공기, 토양반응, 토양구조, 토양 미생물 등을 변화시키며 이러한 요소들이 작물생육에 충분한 양의 양분뿐만 아니라 적절한 수분을 보유하면서 대기공기와 기체교환을 원활히 할 수 있는 조건을 갖추고 있을 때, 비로소 작물에 대한 생육배지로서의 역할을 충분히 수행할 수 있다. 수분의 보유공급 및 기체교환 등의 물리적 성질은 토성과 토양의 구조에 의하여 지배되는 성질로서 토성이 불량한 토양일지 라도 토양입자들이 입단을 이루어 구조가 잘 발달한 경우에는 작물생육에 유리한 토양의 물리적 성질이 발현된다.

토양의 물리적, 화학적 성질을 식물생육에 알맞도록 개선하기 위해서 토양개량제를 사용할 수 있다. 예를 들어, 한국등록특허공보 제10-0755779호(천연광물만으로 제공되는 토양개량제 및 그 이용방법, 인용발명1), 한국공개특허공보 제10-2010-0021154호(토양개량제 및 그 이용방법, 인용발명2) 등에 토양을 개선하기 위한 토양개량제가 개시되어 있다.

그러나 위와 같은 종래의 토양개량제들은 단순히 광물이나 기타 성분들의 집합체로 존재함에 따라서 토양에 단순 혼합되는 방식으로 처리되며 이로 인해 바람, 비 등 외부환경에 의해 쉽게 유실될 수 있어서 토양개량제의 성능의 정도를 불문하고 목적하는 기간만큼 성능을 유지하기 어려운 문제가 있다.

한편, 최근에는 토양 내 수분증발을 방지하거나 토양 내 수분을 조절하기 위한 시도들이 계속되고 있는데, 수분을 조절할 수 있는 성분 역시 쉽게 유실됨에 따라서 토양의 수분조절 성능의 유지기간이 매우 짧은 문제가 있다.

이에 비, 바람이나 토양 내 지하수 등에 의해 유실되지 않고 목적하는 토양 개량 성능이나 영양조절 성능 및 수분조절 성능을 장기간 유지할 수 있는 토양 개량제에 대한 개발이 시급한 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 비, 바람이나 토양 내 지하수 등에 의해 유실되지 않고 목적하는 토양 개량 성능이나 영양조절 성능 및 수분조절 성능을 장기간 유지할 수 있는 토양 개량제를 제공하는데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 구상, 판상 등 다양한 형상으로 쉽게 성형이 가능하며 동시에 토양 개량에 필요한 성분을 고함량으로 구비할 수 있고, 유연한 특성으로 인해 쉽게 깨지지 않아서 취급이 용이한 토양 개량제를 제공하는데 다른 목적이 있다.

상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 토양 개량성분, 수분조절 성분 및 고무계 수지를 포함하는 형상유지성분을 포함하며, 상기 형상유지성분은 총중량 대비 4 ~ 13 중량%로 포함되는 수분조절능이 있는 토양개량제를 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 토양개량제는 구상 또는 시트상으로 성형된 것일 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 토양 개량성분은 유기질 비료, 무기질 비료, 식물생장촉진제 및 염분제거제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 염분제거제는 일라이트, 석고, 버미큘라이트 및 붕산계 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 수분조절 성분은 폴리아크릴아마이드, 아크릴아마이드-아크릴레이트 공중합체, 아크릴로니트릴 공중합체로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 형상유지성분은 에틸렌-프로필렌-디엔 공중합체(EPDM)을 포함하는 고무계 수지 100 중량부에 대하여 상기 고무계 수지를 가교시키기 위한 단관능 아크릴계 가교제를 15 ~ 25중량부로 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 고무계 수지는 에틸렌-프로필렌-디엔 공중합체 100 중량부에 대해 이소프렌고무를 10 ~ 20 중량부로 더 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 수분조절 성분은 총 중량 대비 55중량% 이하로 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 토양개량 성분은 일라이트를 포함하고, 상기 형상유지성분은 에틸렌-프로필렌-디엔 공중합체(EPDM)을 포함하는 고무계 수지를 포함하며, 분산성 향상을 위하여 세타아릴글루코사이드(Cetearyl Glucoside)를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 의하면, 비, 바람이나 토양 내 지하수 등에 의해 유실되지 않고 목적하는 토양 개량 성능이나 수분조절 성능을 장기간 유지할 수 있다. 또한, 구상, 판상 등 다양한 형상으로 쉽게 성형이 가능하며, 토양 개량에 필요한 성분을 고함량으로 구비할 수 있고, 유연한 특성으로 인해 쉽게 깨지지 않아서 취급이 용이하다.

이하, 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명의 일 실시예에 의한 토양개량제는 토양 개량성분, 수분조절 성분 및 형상유지성분을 포함하며, 형상유지성분을 통해 소정의 형상으로 형성된 것일 수 있고, 일예로 토양개량제는 구상 또는 시트상의 판상일 수 있다. 종래의 토양개량제는 토양개량에 필요하거나 식물생장에 필요한 여러 성분들을 단순히 배합하여 토양에 혼합시키는 방식으로 사용하는데, 상술한 것과 같이 쉽게 유실됨에 따라서 성능유지기간이 매우 단축되는 문제가 있다. 그러나 본 발명에 따른 토양개량제는 토양 개량성분이나 수분조절성분과 같은 토양 개량을 위한 유효성분을 형상유지성분을 통해 소정의 형상으로 성형시킴으로써 토양과 혼합한 뒤에도 유실되는 것을 최소화하여 목적하는 성능을 장기간 유지시킬 수 있는 이점이 있다.

상기 토양 개량성분은 토양의 물리적, 화학적 상태에 따라서 수목의 생장에적합하도록 개량하기 위해 투입되는 공지된 개량성분의 경우 제한 없이 사용될 수 있다. 이에 대한 일예로 상기 토양 개량성분은 유기질 비료, 무기질 비료, 식물생장촉진제 및 염분제거제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 상기 유기질 비료는 깻묵, 축분, 수피 등 공지된 것은 제한 없이 사용할 수 있다. 또한, 상기 무기질 비료는 공지된 것은 제한 없이 사용할 수 있고, 일예로 질소(nitrogen), 인산(phosphorus), 칼륨(potassium), 칼슘(calcium), 알루미늄(aluminium), 마그네슘(magnesium), 붕소(boron), 구리(copper), 철(iron), 망간(manganess), 몰리브덴(molybdenum) 및 아연(zinc)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 또한, 상기 식물생장촉진제는 공지된 것은 제한 없이 사용할 수 있고, 일예로 옥신(auxin), 지베렐린(gibberellin), 시토키닌(cytokinin), 에틸렌(ethylene), 아브시스산(abscisic acid), 브라시노 스테로이드(brassino steroide)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.

한편, 토양이 간척지 토양과 같이 염해지 토양인 경우 상기 토양개량제는 염분제거제를 포함할 수 있다. 염해지는 염분 그 자체의 농도가 높다는 원론적인 문제와 함께 2차적으로 토양의 물리화학적인 성질이 불량해지기 때문에 식생이 성장하기 어렵다. 특히 우리나라는 주로 논이 염해의 영향을 받는데, 일반적으로 전생육기간을 통하여 염분 함량이 0.1%이면 15%, 0.2%에서는 30% 감수하고, 0.3% 이상에서는 벼의 수확을 할 수 없는 것으로 알려져 있다. 이에 염해지의 토양을 개량하여 식생의 성장조건으로 개질화하기 위한 토양개량성분으로 질석(Vermiculite), 몬모릴로나이트(montmilolite), 제올라이트(zeolite) 등의 광석과, 황 또는 황산무기염, 석고 등과 같은 무기물들의 혼합 물질이 사용될 수 있다.

일예로 상기 염분제거제는 일라이트, 석고, 버미큘라이트 및 붕산계 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 상기 일라이트는 강한 칼륨이온 치환 능력(양이온교환 능력)과 중금속 이온 흡착 제거, 용존산소량 증대능력, 황화수소 발생 억제를 통한 혐기성 박테리아의 증식 방지뿐만 아니라 인산 및 망간, 칼슘, 마그네슘, 구리, 철, 아연, 게르마늄과 같은 다양한 미량원소 함유를 통한 식물 공급원 확보가 가능하다는 점에서 토양개량제로 매우 유용한 물질이며, 다공성 재질로서의 수분 및 산소 확보가 용이하다. 이러한 일라이트는 염분제거제 내에 20 ~ 50중량%되도록 포함될 수 있다. 또한, 상기 석고는 일라이트와 함께 제염능력의 보완하는 성분으로서 염분제거제 내에 20 ~ 50중량%되도록 포함될 수 있다. 또한, 상기 버미큘라이트는 다공성물질로 우수한 양이온 교환능력을 가지고 있다는 특징과 함께 모세관이 발달하여 수분 함유성 및 배수성이 우수한 물질로서 염분제거제 내 5 ~ 20중량%가 첨가될 수 있다. 또한, 토양내 부족한 붕소를 보충하기 위해 붕소계 화합물을 포함할 수 있는데 이는 염분제거제 내 1 ~ 10 중량%로 포함될 수 있다. 상기 붕소계 화합물은 암모늄보레이트, 붕산에스테르, 붕산 등의 화합물일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.

다음으로 상기 수분조절 성분은 수분에 대한 저장능력이 있는 성분으로서 이를 통해 별도의 관수 없이도 수목에 수분을 지속적으로 공급할 수 있다. 상기 수분조절 성분은 이러한 기능을 갖는 공지된 성분의 경우 제한 없이 사용될 수 있다. 이에 대한 일 예로 상기 수분조절 성분은 폴리아크릴아마이드, 아크릴아마이드-아크릴레이트 공중합체, 아크릴로니트릴 공중합체로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 보다 바람직하게는 후술하는 형상유지 성분과의 상용성, 시트 형성성, 수분흡수성 등 본 발명이 목적하는 효과를 고려하여 아크릴아마이드-아크릴레이트 공중합체일 수 있다.

한편, 상기 수분조절 성분은 토양개량제에 구비되는 함량에 따라서 수분저장 능력을 발현할 수 있으나, 과도하게 포함될 경우 후술하는 형상유지성분을 통해 소정의 형상으로 성형하는 성형성이 매우 저하될 우려가 있다. 이에 따라서 상기 수분조절 성분은 토양개량제 전체 중량 기준 55중량% 이하, 보다 바람직하게는 45중량% 이하로 포함되는 것이 좋다. 만일 55중량%를 초과해서 포함되는 경우 성형성이 현저히 저하되고, 소정의 형상으로 제조되더라도 다습한 환경에서 수분저장이 가속화되면서 본래의 형상이 변형되거나 와해될 수 있고, 토양 개량제 내 유효성분들이 쉽게 유실될 우려가 있다. 다만, 수분 조절 성능의 발현을 위해 보다 바람직하게는 토양개량제 전체 중량 기준 30중량% 이상으로 포함되는 것이 좋고, 만일 30중량% 미만으로 구비되는 경우 토양 수분 저장능력이 현저히 저하될 수 있다.

다음으로 상기 형상유지성분은 상술한 성분들을 포함하는 토양 개량제를 소정의 형상으로 유지시키는 성분으로서 고무계 수지를 포함한다. 종래에도 토양 개량에 필요한 성분들을 소정의 형상으로 만들거나, 이들 성분을 담지하도록 하는 캐리어 물질들이 사용되는 경우가 있었으나 소정의 형상으로 만들거나 이들을 담지하기 위해서는 과량의 사용이 필요하여 토량 개량제 내 유효성분의 함량이 상대적으로 감소하는 문제가 있었다. 또한, 소정의 형상으로 만들 수 있는 공지된 성분들 중 일부는 수분에 의한 침해가 커서 쉽게 분해되거나 형상이 와해되는 문제가 있다. 특히 본 발명의 일 실시예에 의한 토양 개량제는 수분조절 성분을 포함함에 따라서 토양 개량제는 사용 중에 일정 함량 이상의 수분을 포함하게 됨에 따라서 수분에 의한 침해 문제는 더욱 가속화될 수 있다. 이에 형상유지성분으로서 고무계 수지를 포함한다. 고무계 수지는 수분조절 성분이 흡수하는 수분의 부피만큼 팽챙하는 부피변화에도 소정의 형상을 유지시키기에 매우 적합할 수 있다. 상기 고무계 수지는 공지의 수지의 경우 제한 없이 사용할 수 있으며, 일예로 이소프렌 고무(IR), 부타디엔 고무(BR), 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 에틸렌 프로필렌 디엔 모노머(EPDM) 고무, 아크릴 고무, 니트릴-부타디엔 고무(NBR), 및 실리콘 고무로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다. 바람직하게는 상기 고무계 수지는 에틸렌 프로필렌 디엔 모노머(EPDM) 고무인 에틸렌-프로필렌-디엔 공중합체를 포함할 수 있고 이를 통해 수분조절 성분이 수분을 흡수할 때 발생하는 부피변화에도 형상을 유지하기 용이한 동시에 수분조절 성분이 수분을 흡수하는 것을 방해하지 않아서 수분조절을 보다 용이하게 할 수 있다. 즉, 고무계 수지 중 일부 성분들은 수분조절 성분의 부피팽창에도 형상유지 기능을 발현할 수 있더라도 토양 내 수분이 수분조절제로 이동하거나 흡수되는 것을 방해할 수 있어서 목적하는 수준의 수분조절 성능을 발현하기 어려울 수 있다.

한편, 토양 개량제의 소정의 부피 내 고밀도로 수분조절 성분이나, 토양 개량 성분을 구비시키기 위해 상기 고무계 수지는 소정의 가교제를 통해 가교될 수 있다. 이는 고무계 수지는 탄성이 커서 압력을 가해 소정의 형상과 크기로 구현되더라도 압력이 해제된 후 부피가 다시 커질 수 있는 우려가 있다. 이 경우 토양 개량제 내 유효성분의 밀도가 저하될 수 있는데, 가교제를 통해 고무계 수지가 가교되면서 목적하는 부피를 유지할 수 있고, 결과적으로 토양개량 성분이나 수분조절 성분을 토양개량제 내에 고밀도로 포함시키는 것이 가능해진다. 상기 가교제는 고무계 수지를 가교시키는 공지의 가교제의 경우 제한 없이 사용될 수 있으나, 일예로 단관능 아크릴계 가교제를 포함할 수 있고, 보다 바람직하게는 2-하이드록시에틸 아크릴레이트를 사용할 수 있으며, 이를 통해 상술한 수분조절 성분의 수분흡수를 방해하지 않아 더욱 상승된 수분조절 능력을 발현할 수 있도록 할 수 있다. 한편, 다관능 아크릴계 가교제의 경우 가교밀도를 증가시킴에 따라서 수분조절 성분의 부피변화에 대응하기 어려워질 수 있고, 이로 인해 수분조절 성분이 소정의 부피 이상으로 부피팽창 하지 못하는 문제, 즉, 일정 수준을 초과할 경우 더 이상 수분조절 성분이 수분을 흡수하지 못하는 문제가 발생할 우려가 있음에 따라서 바람직하지 못하다. 나아가 과도한 가교밀도로 인해 수분의 이동이 어려워질 수 있고 이로 인해 수분조절 성능이 저하될 우려가 있는 등 본 발명의 목적을 달성하기 어려울 수 있다.

상기 단관능 아크릴계 가교제는 에틸렌-프로필렌-디엔 공중합체(EPDM)을 포함하는 고무계 수지 100 중량부에 대하여 15 ~ 25중량부로 포함될 수 있다. 만일 15 중량부 미만으로 포함될 경우 목적하는 수준으로 고밀도의 유효성분이 포함된 토양개량제의 구현이 어려울 수 있다. 또한 수분 흡수 후 수분조절제의 부피변화 등으로 시트 형상의 변형, 와해가 진행될 우려가 있다. 또한, 25중량부를 초과할 경우 가교밀도가 커져서 수분의 이동이 어려워지거나 수분조절 성분이 일정 수준 이상의 수분을 흡수하지 못하거나, 수분조절 성분의 부피팽창으로 인해 초도 형상이 깨지거나 변형되는 우려가 있다.

한편, 가교제가 포함될 경우 가교 개시하기 위한 개시제가 더 포함될 수 있고, 상기 개시제는 선택되는 가교제의 종류와 가교방법(일예로, 광 또는 열)에 따라서 달라질 수 있으므로 본 발명은 이에 대해 특별히 한정하지 않는다.

한편, 상기 고무계 수지는 에틸렌-프로필렌-디엔 공중합체 100 중량부에 대해 이소프렌고무를 10 ~ 20 중량부로 더 포함할 수 있고, 이를 통해 수분조절 성분의 수분 조절 능력의 상승된 효과를 발현할 수 있고, 토양 내 수분이 보다 용이하게 수분조절 성분에 의해 흡수되고, 수목이 수분조절 성분이 함유한 수분을 용이하게 흡수하기 유리할 수 있다. 만일 이소프렌 고무를 10중량부 미만으로 포함시킬 경우 이와 같은 효과의 발현이 미미할 수 있다. 또한, 만일 이소프렌 고무를 20중량부 초과해서 포함할 경우 수분에 의한 침해가 발생해 수분조절 성분이 흡수한 수분이나, 토양 내 수분에 의해 쉽게 분해되거나 형상이 와해될 우려가 있다.

또한, 상술한 형상유지성분은 토양개량제 전체 중량 대비 4 ~ 13 중량%로 포함되며, 보다 바람직하게는 4 ~ 9 중량%로 포함될 수 있다. 만일 13중량%를 초과하여 구비될 경우 소정의 형상으로의 성형성은 우수할 수 있으나 수분조절 성분의 수분흡수를 현저히 방해할 우려가 있다. 또한, 4중량% 미만으로 포함될 경우 시트 등의 소정의 형상으로 제조하기 어려울 수 있다.

한편, 토양개량 성분과 수분조절 성분 및 형상유지성분 간 혼화성이 중요하다. 이에 따라서 각 성분을 혼합한 뒤 소정의 시간동안 교반하여 균질한 상태를 유지시키는 것이 좋다. 다만 토양개량 성분이 일라이트를 포함하고, 형상유지성분이 에틸렌-프로필렌-디엔 공중합체(EPDM)을 포함하는 고무계 수지일 경우 혼화성이 저하되는 문제가 있다. 이에 바람직하게는 토양개량제는 분산성 향상을 위하여 세타아릴글루코사이드(Cetearyl Glucoside)를 더 포함할 수 있다. 세타아릴글루코사이드(Cetearyl Glucoside)는 일라이트와 EPDM 간의 혼화성을 현저히 증가시키는데 매우 상승된 효과를 발현하다. 또한, 수분조절 성분도 균일 분산되도록 하는데 유리할 수 있다. 이때 상기 세타아릴글루코사이드(Cetearyl Glucoside)는 에틸렌-프로필렌-디엔 공중합체(EPDM)을 포함하는 고무계 수지 100 중량부에 대해 8 ~ 15 중량부로 포함될 수 있으며, 이를 벗어나는 경우 본 발명이 목적하는 효과를 발현하기에 어려울 수 있다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 의한 토양개량제로서, 시트상의 토양개량제를 제조하는 방법에 대해 간략히 설명한다.

토양개량 성분과, 수분조절성분, 및 고무계 수지와 가교제를 포함하는 형상유지성분을 혼합하는 1단계 및 혼합된 조성물 내 고무계 수지를 가교시켜 소정의 시트형상으로 제조하는 2단계를 통해 토양 개량제가 제조될 수 있다.

상기 1단계는 각 성분이 균일하게 분산하고 적절한 점도를 얻기 위하여 3-Roll-Mill 및/또는 PL mixer를 사용하여 교반공정을 수행할 수 있다. 또한, 상기 혼합 시 소정이 분산매나 용매를 투입할 수 있고, 상기 용매는 고무계 수지의 용해에 널리 알려진 것을 적절히 이용할 수 있다. 또한, 상기 용매는 혼합물의 점도를 고려해 적절히 선택될 수 있음에 따라서 본 발명은 이에 대해 특별히 한정하지 않는다. 상기 1단계에서 교반공정 시 발생하는 기포를 제거하기 위한 탈포공정을 함께 수행할 수도 있다.

상기 2단계는 시트형상으로 제조하는 단계로서 상기 시트는 공지된 코팅방법을 채용하여 제조할 수 있다. 일예로, 소정의 기재 상에 나이프코팅, 스크린프린팅, 콤마코팅 등의 방법을 사용할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.

한편, 기재 상에 소정의 두께로 교반된 혼합물이 처리된 뒤 조성물은 70℃ 내지 95℃에서 건조될 수 있고, 이를 통해 용매가 제거된 예비시트를 제조할 수 있다. 이후 고무계 수지를 가교시키는 가교공정을 수행할 수 있다. 상기 가교공정은 고무계 수지의 종류, 가교제의 종류에 따라서 적절한 방법으로 가교반응이 수행될 수 있다. 일예로 상기 열처리에 의한 열 가교반응이나 광 조사에 의한 광 가교반응일 수 있다. 일예로 열처리에 의해 가교반응을 유도하는 경우 120℃ 내지 170℃의 열을 가하여 수행될 수 있다. 이때, 열과 함께 압력을 가할 수 있으며, 이를 통해 목적하는 수준의 두께, 유효성분의 밀도를 구현할 수 있다.

하기의 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기로 하지만, 하기 실시예가 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니며, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 해석되어야 할 것이다.

<실시예1>

토양개량 성분으로서 토양개량 성분 총 중량 대비 일라이트 70중량%, 석고분말 20중량%, 무기질비료 9.95중량%(질소계 2중량%, 인산계 0.5중량%, 마그네슘계 0.2 중량%, 잔량 기타성분) 및 식물생장 촉진제로서 옥신을 0.05중량%준비했다. 또한, 수분조절 성분으로서 아크릴아마이드-아크릴레이트 공중합체를 준비했다. 또한, 형상유지성분으로서 EPDM 고무 100 중량부에 대해 2-하이드록시 에틸 아크릴레이트(HEA) 20 중량부 및 용매로 톨루엔를 혼합하여 적정 농도로 희석하였다.

이후, 준비된 성분들을 최종 제조된 토양 개량제 중량을 기준 수분조절 성분 45중량%, 형상유지성분 12중량%, 나머지 잔량이 토양 개량성분이 되도록 혼합한 뒤 2시간 교반하여 균질하게 한 뒤 PET 필름 기재 상에 두께 3㎝ 되도록 도포한 뒤 80℃에서 건조시켜 예비시트를 제조하였다. 이후 예비시트를 140℃온도로 2분 간 프레스 했으며, 프레스 시 예비시트의 가로, 세로 각각 8㎝이며, 두께가 2㎝가 되도록 압축하여 시트 형상의 하기 표 1과 같은 토양 개량제를 제조하였다.

<실시예 2 ~ 17>

실시예1과 동일하게 실시하여 제조하되, 하기 표 1과 같이 배합을 변경하여 하기 표 1과 같은 토양 개량제를 제조하였다.

이때, 실시예13은 2-하이드록시에틸아크릴레이트 대신에 동일한 단관능인 n-부틸아크릴레이트(n-BA)를 사용하였고, 실시예 14는 2-하이드록시에틸아크릴레이트 대신에 2관능인 1,6-헥산디올 디아크릴레이트(HDDA)를 사용하였다.

또한, 실시예 15는 실시예1과 동일함량으로 고무계 수지를 포함시키되, EPDM 100 중량부에 대해 이소프렌 고무(IR)을 15중량부 구비시킨 고무계 수지를 사용하였다. 또한, 실시예 16은 EPDM 대신에 폴리이소부틸렌(PIB)를 사용하였고, 실시예 17은 EPDM 대신에 스타이렌-부타디엔 고무(SBR)를 사용하였다.

<비교예 1>

실시예1과 동일하게 실시하여 제조하되, 하기 표 1과 같이 배합을 변경하여 하기 표 1과 같은 토양 개량제를 제조하였다.

<비교예 2>

실시예1과 동일하게 실시하여 제조하되, 형상유지성분을 잔탄검으로 변경하였고, 잔탄검의 점착능을 이용해 두께 2㎝의 시트형상으로 열을 가함 없이 프레스하여 시트상의 하기 표 1과 같은 토양 개량제를 제조하였다.

<실험예1>

실시예 및 비교예에 따른 토지 개량제에 대해 하기의 물성을 평가하여 하기 표 1에 나타내었다.

1. 시트 성형성

프레스 후 시트형상의 토양 개량제 분리한 뒤, 목적한 크기와 형상을 유지하는지 평가했으며, 각 실시예 및 비교예별 총 100개의 시편에 대해 시트 형상을 유지하지 못하거나 프레스에서 분리되지 못하는 시편을 제외한 정상 품질을 갖는 시편의 개수를 카운팅하여 백분율로 표기하였다.

2. 두께 유지능

프레스에서 분리한 뒤 상온의 실내에서 60분간 방치 후 두께를 측정한 후 하기의 식1에 따라서 두께변화율(%)을 계산하였다.

두께 변화가 작을수록 단위부피 내 토양 개량성분 및 수분 조절 성분을 고함량(고밀도)으로 포함하고 있다고 평가할 수 있다.

상기 식1에서 T₁은 프레스된 시트두께로 2㎝이고, T₂는 60분간 실내에서 방치한 후 두께(㎝)를 의미한다.

3. 형상 유지능 및 수분 흡수능

시트 형상의 토양 개량제를 각 실시예 및 비교예별로 20개씩 80RH%, 28℃ 챔버 내 15일 방치한 뒤 시트의 외관을 살펴 외관의 이상(시트 표면의 크랙, 챔버 바닥과 비분리 부분 발생 등)이 없는 것의 개수를 백분율로 계산하여 형상유지능을 평가하였다.

또한, 초기 토양 개량제 중량 대비 10일 뒤 중량을 측정하여 하기 식2를 통해 수분의 흡수정도를 백분율로 나타내었다.

상기 식2에서 W₁은 평가 전 시편 20개의 총 중량(g)이며, W₂는 10일 뒤 시편 20개의 총 중량(g)을 의미한다

한편, 시편이 챔버 바닥에 붙어 떼어낼 수 없는 경우 해당 실시예 또는 비교예는 평가에서 제외하였다.

	토양 개량성분	수분조절성분(함량(중량%))	형상유지성분			물성(%)
			함량 (중량%)	고무계수지 (종류/함량)	가교제 (종류/함량)	시트 성형성	두께 유지능	형상 유지능	수분 흡수능
실시예1	잔량	45	12	EPDM/100	HEA/20	100	0	99	21.4
실시예2	잔량	45	9	EPDM/100	HEA/20	99	0	99	25.3
실시예3	잔량	55	9	EPDM/100	HEA/20	94	2.2	96	30.0
실시예4	잔량	58	9	EPDM/100	HEA/20	79	2.5	81	30.7
실시예5	잔량	30	9	EPDM/100	HEA/20	100	0	100	19.4
실시예6	잔량	25	9	EPDM/100	HEA/20	100	0	100	11.9
실시예7	잔량	45	4	EPDM/100	HEA/20	90	0	72	26.3
실시예8	잔량	45	12	EPDM/100	불포함	82	22.7	77	24.5
실시예9	잔량	45	12	EPDM/100	HEA/12	87	13.2	81	26.6
실시예10	잔량	45	12	EPDM/100	HEA/15	100	3.8	92	24.5
실시예11	잔량	45	12	EPDM/100	HEA/25	100	0	99	20.1
실시예12	잔량	45	12	EPDM/100	HEA/28	100	0	100	11.4
실시예13	잔량	45	12	EPDM/100	n-BA/20	89	8.5	80	26.0
실시예14	잔량	45	12	EPDM/100	HDDA/20	100	0	100	8.5
실시예15	잔량	45	12	EPDM+IR /100	HEA/20	100	0	99	27.7
실시예16	잔량	45	12	PIB	HEA/20	100	7.6	82	14.4
실시예17	잔량	45	12	SBR	HEA/20	100	8.3	80	16.2
비교예1	잔량	45	15	EPDM/100	HEA/20	100	0	99	14.5
비교예2	잔량	45	2.5	EPDM/100	HEA/20	69	0	40	29.9
비교예2	잔량	45	12	잔탄검(비고무계수지)	불포함	0	평가불가

표 1을 통해 확인할 수 있듯이, 고무계 수지를 포함하는 형상유지성분의 함량이 과도하거나 과소한 비교예 1 및 비교예2는 실시예1에 대비해 시트형성성, 수분흡수 후 시트형상 유지능 및 수분흡수율을 동시에 만족시키기 어렵고 이들 중 어느 하나 이상의 물성이 현저히 저하되는 것을 확인할 수 있다.

고무계로 에틸렌-프로필렌-디엔 고무를 사용한 실시예1은 폴리이소부틸렌을 사용한 실시예 16이나, 스타이렌-부타디엔 고무를 사용한 실시예 17에 대비해 매우 우수한 수분흡수능을 발현하면서도 성형 후 두께변화율이 적고 수분 흡수 후 형상유지 측면에서 효과가 매우 우수한 것을 확인할 수 있다.

또한, 가교제를 불포함한 실시예 8의 경우 실시예 1에 대비해 수분 흡수능은 우수했으나, 시트성형성이 좋지 못하고, 두께변화가 크며, 수분흡수 후 형상유지 측면에서 좋지 않은 것을 확인할 수 있다.

또한, 가교제를 사용하더라도 본 발명에 따른 바람직한 함량으로 사용한 실시예 1, 10 및 11이 실시예 9 및 12에 대비해 효과가 우수한 것을 알 수 있다.

<실시예 18>

실시예1과 동일하게 실시하되, 동일한 두께이되 가로, 세로 크기가 각각 1m가 되도록 하기 표 2와 같은 시트 형상의 토양 개량제를 제조하였다.

<실시예 19>

실시예19와 동일하게 실시하되, 세타아릴글루코사이드(Cetearyl Glucoside)를 고무계 수지 100 중량부에 대해 10 중량부로 포함시켜 하기 표 2와 같은 시트 형상의 토양 개량제를 제조하였다.

<실험예2>

실시예 18 및 실시예 19의 시트형 토량 개량제를 가로 세로 각각 10㎝의 시편으로 총 100개 준비하였다. 준비된 시편을 80RH%, 28℃ 챔버 내 15일 방치한 뒤 각 실시예별 시편 100개의 무게(g)에 대한 분산도를 하기 식3을 통해 계산하였다. 분산도가 클수록 수분흡수능이 시편마다 차이가 크다는 것을 의미하며 결국 토혼합된 조성물 내 각 성분이 균일 분산되지 못했음을 의미한다.

	실시예 18	실시예19
조성	세타아릴글루코사이드 불포함	세타아릴글루코사이드 포함
분산도	14.9	4.6

표 2에서 확인할 수 있듯이 실시예 19가 조성물이 균일분산되어 각 시편 별 흡수성능이 실시예 18보다 균일한 것을 알 수 있다.

이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.

Claims (9)

1. 일라이트를 포함하는 토양 개량성분, 수분조절 성분, 에틸렌-프로필렌-디엔 공중합체(EPDM)와 이소프렌고무로 이루어진 고무계 수지가 단관능 아크릴계 가교제를 통해서 가교된 형상유지성분 및 분산성 향상을 위한 세타아릴글루코사이드(Cetearyl Glucoside)를 포함하며,
   상기 수분조절 성분은 총 중량 대비 55중량% 이하로 포함되고, 상기 형상유지성분은 총 중량 대비 4 ~ 13 중량%로 포함되며,
   상기 고무계 수지는 에틸렌-프로필렌-디엔 공중합체 100 중량부에 대해 이소프렌고무를 10 ~ 20 중량부로 포함하고,
   상기 단관능 아크릴계 가교제는 고무계 수지 100 중량부에 대해서 15 ~ 25중량부로 포함되는 영양조절 능력 및 수분조절능력이 있는 토양개량제.
2. 제1항에 있어서,
   상기 토양개량제는 구상 또는 시트상으로 성형된 것을 특징으로 하는 영양조절 능력 및 수분조절능력이 있는 토양개량제.
3. 제1항에 있어서,
   상기 토양 개량성분은 유기질 비료, 무기질 비료, 식물생장촉진제 및 일라이트 이외의 염분제거제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영양조절 능력 및 수분조절능력이 있는 토양개량제.
4. 제3항에 있어서,
   상기 염분제거제는 석고, 버미큘라이트 및 붕산계 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영양조절 능력 및 수분조절능력이 있는 토양개량제.
5. 제1항에 있어서,
   상기 수분조절 성분은 폴리아크릴아마이드, 아크릴아마이드-아크릴레이트 공중합체, 아크릴로니트릴 공중합체로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 영양조절 능력 및 수분조절능력이 있는 토양개량제.
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제