KR102236033B1 - 친환경 자연분해 멀칭지 및 이를 제조하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일면은 농작물이 재배되는 경작지에 덮어져 잡초억제와 수분유지 및 보온 등의 목적으로 사용되는 멀칭지(10)에 관한 것으로, 순수 식물성 원료인 케나프와 침엽수펄프로 조성됨에 따라 종이처럼 자연분해가 가능하여 환경오염의 주범인 합성수지재의 사용을 대폭 줄일 수 있음에 따라 지구환경을 살리는데 이바지할 수 있고, 기존의 비닐멀칭재와는 달리 우수한 보온성, 통풍성과 방제성능을 가짐으로써, 작물생육에 적절한 온도 및 수분조절은 물론 해충퇴치로 인해 원활한 생육으로 수확량 증대와 품질을 높일 수 있고, 토양에 완전분해와 동시에 각종 미네랄 성분이 제공됨으로써, 가벼운 중량과 수거의 불필요로 인해 노동력 절감은 물론 기름진 토양으로 개질시킬 수 있는 친환경 자연분해 멀칭지를 특징으로 한다.

Description

친환경 자연분해 멀칭지 및 이를 제조하는 방법{Eco-friendly biodegradable mulching paper and method of manufacturing the same}

본 발명은 농작물이 재배되는 경작지에 덮어져 잡초억제와 수분유지 및 보온 등의 목적으로 사용되는 멀칭지 및 이를 제조하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 순수 식물성 원료인 케나프와 침엽수펄프를 주원료로 조성함으로써, 종이처럼 자연분해가 가능하여 환경오염의 주범인 합성수지재의 사용을 대폭 줄일 수 있음에 따라 지구환경을 살리는데 이바지할 수 있고, 기존의 비닐멀칭재와는 달리 우수한 보온성, 통풍성, 통기성 및 방제성능을 가짐으로써, 햇빛과 빗물 투과율이 좋아 작물생육에 적절한 온도 및 수분조절은 물론 해충퇴치로 인해 원활한 생육으로 수확량 증대와 품질을 높일 수 있고, 토양에 완전분해와 동시에 각종 미네랄 성분이 제공됨으로써, 가벼운 중량과 수거의 불필요로 인해 노동력 절감은 물론 기름진 토양으로 개질시킬 수 있는 친환경 자연분해 멀칭지 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.

오늘날 친환경 농업을 위한 여러 가지 기술 중 보편적으로 활용되고 있는 방법으로는 멀칭재배법이 있다.

멀칭재배란 농작물을 재배할 때 토양의 표면에 멀칭지를 덮어주는 것으로, 지온 조절, 잡초 및 병충해 발생 억제, 토양 내 수분 유지, 토양오염방지 등의 기능을 수행한다.

이러한 멀칭재배를 위한 멀칭지는 주로 합성수지인 비닐이 적용되고 있는데 비닐멀칭지는 경제성이 우수하며 취급 및 작업이 용이한 장점을 가지고 있어 보편적으로 폭넓게 사용되고 있다.

그러나 비닐은 수분이나 공기의 공급이 원활하지 않아 토양 내 유해성 미생물의 발생을 가져올 수 있고, 식물의 뿌리호흡을 저해함은 물론 재배 후 폐비닐을 수거해야 하는 문제가 있다.

영농 인구의 노령화 및 노동력 부족으로 인하여 폐비닐을 수거하는데, 많은 한계가 있다.

더구나 재배 후 폐비닐을 모두 수거하지 않으면 토양의 심각한 오염을 유발시킬 뿐만 아니라, 폐비닐을 수거하여 소각한다 하더라도 소각 시 나오는 다이옥신은 강력한 독성을 가진 합성 화합물로서 심각한 환경 공해를 일으킨다.

최근에는 비닐멀칭지의 단점을 개선하기 위하여 친환경 섬유를 기반으로 제조한 종이소재의 멀칭지가 개발되고 있다.

이러한 종이멀칭지는 일정 시간 이후에 토양에서 자연적으로 분해되기 때문에 사용 후 수거나 폐기 등이 불필요하고, 공기와 수분의 투과가 원활한 장점을 가지고 있다.

이러한 장점을 가지고 있는 종이멀칭지는 비닐멀칭지와 비해 상대적으로 가격이 비닐멀칭재와 비슷하고 일반 비닐멀칭재와 똑같은 방식으로 사용하면 된다.

따라서 친환경적 농업이 더욱 활성화시키기 위해서는 생분해성이 좋으며, 통풍 및 통기성이 우수한 종이멀칭지의 다양한 기능성을 부가하여 그 활용도를 증대시키는 방안이 필요하다.

대한민국 등록특허공보 제10-1760213호 (발명의 명칭: 농업용 친환경 섬유복합 멀칭지 및 그 제조방법)

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하고자 제안된 것으로, 순수 식물성 원료인 케나프와 침엽수펄프를 주원료로 조성함으로써, 종이처럼 자연분해가 가능하여 환경오염의 주범인 합성수지재의 사용을 대폭 줄일 수 있음에 따라 지구환경을 살리는데 이바지할 수 있는 친환경 자연분해 멀칭지 및 이를 제조하는 방법을 제공하려는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 기존의 비닐멀칭재와는 달리 우수한 통풍성, 통기성 및 방제성능을 가짐으로써, 작물생육에 적절한 온도 및 수분조절은 물론 해충퇴치로 인해 원활한 생육으로 수확량 증대와 품질을 높일 수 있고, 토양에 완전분해와 동시에 각종 미네랄 성분이 제공되는 친환경 자연분해 멀칭지 및 이를 제조하는 방법을 제공하려는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 가벼운 중량과 자연 분해시켜 수거할 필요가 없으므로, 영농 인구 노령화에 따른 노동력 부족 현상을 막을 수 있으며, 농지 및 토양의 오염 유발을 방지하고 기름진 토양으로 개질시킬 수 있는 친환경 자연분해 멀칭지 및 이를 제조하는 방법을 제공하려는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 작물에 따라 일정간격으로 배열된 재배구멍을 형성함에 따라 비숙련자라도 신속하고 정확한 위치에 작물을 심을 수가 있을 뿐만 아니라 필요에 따라 재배구멍의 크기를 확장할 수가 있어 다양한 작물에 적용할 수 있음은 물론 표면과 이면에 요철을 형성함에 따라 내구성과 통기성을 극대화할 수 있는 친환경 자연분해 멀칭지 및 이를 제조하는 방법을 제공하려는데 그 목적이 있다.

본 발명의 일면은 농작물이 재배되는 경작지에 덮어져 잡초억제와 수분유지 및 보온 등의 목적으로 사용되는 멀칭지에 관한 것으로, 농작물이 재배되는 경작지에 덮어져 잡초억제와 수분유지 및 보온 등의 목적으로 사용되는 멀칭지(10)에 있어서, 껍질을 일정 길이로 절단해서 물과 혼합하여 교착과 결합이 충분히 이루어지도록 하고 물로 삶아 간단히 섬유화한 케나프와 침엽수펄프를 포함한다.

상기 멀칭지(10)는 야자섬유, 목화, 재생펄프 중 어느 하나 또는 둘 이상 더 혼합 조성되며, 상기 야자섬유와 목화가 부가 혼합된 경우 케나프 10~20 중량부, 야자섬유 20~30 중량부, 침엽수펄프 40~50 중량부, 목화 9~11중량부, 천연접착제, 안료 및 기능성 첨가제 1~3 중량부를 혼합하여 포함된다.

상기 야자섬유와 재생펄프가 부가 혼합된 경우 케나프 10~20 중량부, 야자섬유 20~30 중량부, 침엽수펄프 40~50 중량부, 재생펄프 3~5 중량부, 천연접착제, 안료 및 기능성 첨가제 1~3 중량부를 혼합하여 포함된다.

상기 멀칭지(10)는 적용 작물에 따라 1.0㎡당 36~38g의 멀칭지(10)는 토양에 분해 및 흡착시간이 3개월 정도로 소요되고, 상추 및 모든 하우스 재배작물에 적용되며, 44~46g의 멀칭지(10)는 토양에 분해 및 흡착시간이 4개월 정도로 소요되고, 배추, 무, 비트, 양배추에 적용되며, 48~52g의 멀칭지(10)는 토양에 분해 및 흡착시간이 5개월 정도로 소요되고, 고추, 콩, 감자, 옥수수, 수박, 참외, 고구마, 토마토에 적용되며, 58~62g의 멀칭지(10)는 토양에 분해 및 흡착시간이 4 내지 6개월이 소요되고, 마늘, 양파, 생강에 적용된다.

또한, 본 발명에 의한 상기 멀칭지는 작물별 재배간격에 맞춰 설정 크기로 천공되는 원형 또는 각형의 재배구멍이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 상기 멀칭지의 재배구멍은 2㎝ 이상의 크기로 형성되되, 상기 멀칭지는 작물의 종류에 따라 재배구멍의 크기를 확장할 수 있도록 상기 재배구멍의 테두리로부터 방사형으로 연장 배열되는 선형의 확장절취선이 더 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 상기 멀칭지는 확장절취선에 의해 절취된 날개편들을 제거할 수 있도록 상기 확장절취선의 끝단과 연결되는 원형 또는 각형의 분할절취선이 더 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 상기 멀칭지는 작물의 종류에 따라 재배구멍의 크기를 단계별로 확장할 수 있도록 상기 분할절취선의 내측에 소정 간격을 두고 확장절취선과 연결되는 원형 또는 각형의 중간절취선이 더 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 상기 멀칭지는 분할절취선의 바깥쪽으로 찢김을 방지하도록 상기 분할절취선과 인접하는 외측에 압착 또는 용착 처리되어 타 부위보다 경도가 높은 원형의 보호선이 더 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 상기 멀칭지는 내구성과 통기성이 향상되도록 반원형 또는 파형 단면형상의 요철이 더 형성되되, 상기 요철은 설정 간격을 두고 이격되게 배열되거나 연속으로 배열되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 일면은 농업용 멀칭지를 제조하는 방법에 관한 것으로, 순수 식물성 원료인 케나프와 침엽수펄프가 혼합된 멀칭지원료를 준비하는 원료준비단계; 상기 준비된 멀칭지원료에 물, 천연접착제, 습강제, 중화제, 분산제, 염료를 첨가하여 곤죽상태의 초지혼합물을 생성하는 원료혼합단계; 상기 생성된 초지혼합물을 환망초지기에 투입하여 작물별로 소정 두께의 초지를 제작하는 초지제작단계; 상기 제작된 초지를 압축 및 건조한 다음 지관에 감고 포장하여 멀칭지를 완성하는 제품완성단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 원료혼합단계에서 멀칭지원료는 야자섬유, 목화, 재생펄프 중 어느 하나 또는 둘 이상 더 혼합 조성되며, 상기 야자섬유와 목화가 부가 혼합된 경우 케나프 10~20 중량부, 야자섬유 20~30 중량부, 침엽수펄프 40~50 중량부, 목화 9~11중량부, 천연접착제, 안료 및 기능성 첨가제 1~3 중량부를 혼합하여 칼비터(Knife Beater)로 각각 가늘게 분리하여 혼합기에 투입한다.

이때, 본 발명에 의한 상기 케나프는 재배가 종료된 케나프나무를 지반으로부터 추출하여 1㎝ 크기의 칩 형태로 절단한 다음 찬물과 함께 믹서에 투입하여 갈아낸 이후 물과 함께 스테인리스스틸 또는 유리냄비에 넣고 2 내지 4시간동안 끊여 곤죽상태로 해리시킨 후 건조하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 상기 케나프는 추출된 케나프나무의 껍질과 심지 및 뿌리로 분리하여 각각 1~5㎝ 크기의 칩 형태로 절단시키되, 적용 작물의 특성에 맞춰 껍질, 심지, 뿌리 중 어느 하나 또는 둘 이상으로 혼합 사용된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 상기 케나프는 세척된 케나프곤죽의 수분을 제거한 후 건조하는 것을 특징으로 한다.

첫째, 본 발명의 멀칭지는 순수 식물성 원료인 케나프와 침엽수펄프를 주원료로 조성함으로써, 종이처럼 자연분해가 가능하여 환경오염의 주범인 합성수지재의 사용을 대폭 줄일 수 있음에 따라 지구환경을 살리는데 이바지할 수 있는 효과가 있다.

둘째, 본 발명의 멀칭지는 기존의 비닐멀칭재와는 달리 우수한 보온성, 통풍성, 통기성 및 방제성능을 가짐으로써, 작물생육에 적절한 온도 및 수분조절은 물론 해충퇴치로 인해 원활한 생육으로 수확량 증대와 품질을 높일 수 있고, 토양에 완전분해와 동시에 각종 미네랄 성분이 제공되어 적용 작물의 뿌리 활착이 잘되고 튼튼하게 성장할 수 있는 효과가 있다.

셋째, 본 발명은 가벼운 중량과 자연 분해시켜 수거할 필요가 없으므로, 영농 인구 노령화에 따른 노동력 부족 현상을 막을 수 있으며, 농지 및 토양의 오염 유발을 방지하고 기름진 토양으로 개질시킬 수 있는 효과가 있다.

넷째, 본 발명의 종이멀칭지는 기존의 비닐멀칭지에 비해 통기성이 우수하고, 다공성으로 인하여 토양에서 발생하는 가스를 방출하고 외부의 신선한 공기를 흡수함으로써, 생육 농작물에 적합한 발아환경을 제공할 수 있는 효과가 있다.

다섯째, 본 발명의 멀칭지는 작물에 따라 일정간격으로 배열된 재배구멍을 형성함에 따라 비숙련자라도 신속하고 정확한 위치에 작물을 심을 수가 있을 뿐만 아니라 필요에 따라 재배구멍의 크기를 확장할 수가 있어 다양한 작물에 적용할 수 있음은 물론 표면과 이면에 요철을 형성함에 따라 내구성과 통기성을 극대화할 수 있는 효과가 있다.

여섯째, 본 발명에 의한 상기 멀칭지는 내구성과 통기성이 향상되도록 반원형 또는 파형 단면형상의 요철을 형성하여, 액상 비료 살포시 흘러내리는 것을 방지하며, 멀칭지의 색상은 녹색으로하고 이유는 낮은 기온에 태양광선중 적외선의 투과율이 좋아 내부온도를 상승시키고, 잡초억제 효과가 탁월하다.

상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.

도 1은 본 발명에 따른 멀칭지가 적용된 작물의 재배상태를 나타내는 참고사진이다.
도 2는 본 발명에 따른 멀칭지의 재배구멍을 나타내는 평면도이다.
도 3 내지 도 9는 본 발명에 따른 멀칭지의 재배구멍을 확대하여 나타내는 평면확대도이다.
도 10 및 도 11은 본 발명에 따른 멀칭지를 절개하여 나타내는 단면확대도이다.
도 12는 본 발명에 따른 멀칭지의 제조과정을 순서대로 나타내는 블록도이다.
도 13은 본 발명에 따른 멀칭지의 용도와 기존의 비닐멀칭지와의 경제성평가를 각각 나타내는 참고표이다.
도 14는 본 발명에 따른 멀칭지와 기존의 비닐멀칭지의 지면 온도를 나타내는 실험사진이다.
도 15는 본 발명에 따른 멀칭지와 기존의 비닐멀칭지에서 각각 재배한 배추의 생육상태를 나타내는 실험사진이다.

이하, 본 문서의 다양한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나 이는 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 문서의 실시예의 다양한 변경(modifications), 균등물(equivalents), 및/또는 대체물(alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.

또한, 본 문서에서 사용된 "제1," "제2," 등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들면, '제1 부분'과 '제2 부분'은 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 부분을 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 문서에 기재된 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.

또한, 본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 문서에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 문서에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 문서의 실시예들을 배제하도록 해석될 수 없다.

본 발명의 일면은 도 1처럼 농작물이 재배되는 경작지에 덮어져 잡초억제와 수분유지 및 보온 등의 목적으로 사용되는 멀칭지(10)에 관한 것으로, 순수 식물성 원료인 케나프와 침엽수펄프로 조성된다.

먼저, 케나프는 케나프의 껍질을 일정 길이로 절단해서 물과 혼합하여 케나프 섬유와 같은 장섬유를 적당한 크기로 절단하거나 섬유의 결속 없이 교착과 결합이 충분히 이루어지도록 하여 화학 물질 처리는 요구하지 않고 물로 삶아 간단히 케나프를 섬유화할 수 있으며, 이산화탄소 흡수율이 상수리나무의 10배, 해바라기와 옥수수보다는 30~60배 보다 높은 기능을 가진다.

즉, 케나프의 사용량을 증대시켜 개체수가 늘어난다면, 온실가스 감축과 함께 미세먼지 절감에 기여할 수가 있다.

그리고 침엽수펄프, 즉 침엽수 펄프는 섬유질이 길고 질긴 성질이 있어 종이멀칭지에 탁월하다.

여기서 멀칭지(10)는 야자섬유, 목화, 재생펄프 중 어느 하나 또는 둘 이상 더 혼합 조성될 수 있다.

야자섬유는 야자나무의 열매의 안쪽에 있는 약 3~5cm 두께의 섬유층을 사용한다.

이러한 야자섬유는 섬유질이 짧고 강도는 크지 않지만 탄력성이 좋고 물에 부식되지 않으며 가벼운 특징이 있다.

여기서 목화와 재생펄프는 복합 조성되는 것보다 어느 하나 즉, 목화를 단독으로 조성하는 것이 바람직하다.

이러한 목화는 유전자 변형 식물이 아닌 재래종을 사용하며 가공되지 않은 것을 사용하는게 바람직하며, 시중에 유통되는 목화 면섬유는 유전자가 변형된 섬유이기 때문에 농작물에 사용되어선 안된다(농업기술실용화재단에서 유전자변형식물은 사용되면 안된다고 함).

재래종 목화는 중량대비 1(목화):5(물)배의 물과 혼합하여 칼비터(Knife Beater)로 가늘게 분리하여 혼합한다.

이때, 상기 멀칭지(10)는 야자섬유, 목화, 재생펄프 중 어느 하나 또는 둘 이상 더 혼합 조성되며,

상기 야자섬유와 목화가 부가 혼합된 경우 케나프 10~20 중량부, 야자섬유 20~30 중량부, 침엽수펄프 40~50 중량부, 목화 9~11중량부, 천연접착제, 안료 및 기능성 첨가제 1~3 중량부를 혼합하여 포함된다.

또한, 상기 야자섬유와 재생펄프가 부가 혼합된 경우 케나프 10~20 중량부, 야자섬유 20~30 중량부, 침엽수펄프 40~50 중량부, 재생펄프 3~5 중량부, 천연접착제, 안료 및 기능성 첨가제 1~3 중량부를 혼합하여 포함된다.

이러한 멀칭지(10)는 적용 작물에 따라 도 13a와 같이 1.0㎡당 36~38g, 44~46g, 48~52g, 58~62g의 중량으로 형성된다.

즉, 동일 크기의 멀칭지(10)에 대해 중량이 다른 것은 두께의 차이로 해석하면 된다.

예컨대, 1.0㎡당 36~38g의 멀칭지(10)는 토양에 분해 및 흡착시간이 3개월이 소요되는 것으로, 상추 및 모든 하우스 재배작물에 적용된다.

그리고 1.0㎡당 44~46g의 멀칭지(10)는 토양에 분해 및 흡착시간이 4개월이 소요되는 것으로, 배추, 무, 비트, 양배추 등에 적용된다.

이어서 1.0㎡당 48~52g의 멀칭지(10)는 토양에 분해 및 흡착시간이 5개월이 소요되는 것으로, 고추, 콩, 감자, 옥수수, 수박, 참외, 고구마, 토마토 등에 적용된다.

마지막으로 1.0㎡당 58~62g의 멀칭지(10)는 토양에 분해 및 흡착시간이 4 내지 6개월이 소요되는 것으로, 마늘, 양파, 생강 등에 적용된다.

이와 같이 멀칭지(10)를 각 농작물을 성장 기간에 맞춰 적용 작물별로 소비자에게 제공한다면, 기존 일반적인 종이멀칭지와는 달리 활용도를 높일 수 있어 친환경 농업비율을 증가시킬 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 멀칭지(10)는 도 2에 도시된 바와 같이 작물의 재배간격에 맞춰 설정 크기로 천공되는 원형 또는 각형의 재배구멍(11)이 형성될 수 있다.

이러한 재배구멍(11)은 도 2a처럼 설정 간격을 두고 1열로 배열될 수 있고, 도 2b 및 도 2c와 같이 2열 내지 8열(도면 미도시)로 배열될 수 있다.

여기서 작물의 특성에 따라 도 2b처럼 각 열들이 동일선상에 배열될 수 있고, 도 2c와 같이 각 열들이 지그재그로 배열될 수도 있다.

이처럼 작물에 맞춘 재배구멍(11)으로 인해 멀칭지(10)를 찢는 작업과 위치선정 작업을 생략할 수 있으므로 노동력을 단축할 수가 있다.

무엇보다 비숙련자라도 작물 특성에 맞춰 신속하고 정확한 위치에 작물을 심을 수가 있으므로 올바른 재배가 가능하여 기본 수확량을 확보할 수 있다.

이때, 본 발명에 따른 멀칭지(10)의 재배구멍(11)은 2㎝ 이상의 크기로 형성되고, 작물의 종류에 따라 재배구멍(11)의 크기를 임의로 확장할 수 있게 구성된다.

즉, 멀칭지(10)는 도 3에 도시된 바와 같이 재배구멍(11)의 테두리로부터 방사형으로 연장 배열되는 선형의 확장절취선(12)이 형성된다.

예컨대 재배구멍(11)의 크기를 3㎝로 형성하고, 확장절취선(12)의 길이를 2㎝로 형성할 수 있다.

즉, 기본으로 천공 배열된 3㎝ 크기의 재배구멍(11)에는 마늘이나 양파를 재배할 수가 있다.

여기서 도 4에 도시된 바와 같이 확장절취선(12)으로 재배구멍(11)을 찢어 5㎝의 크기로 확장하면, 무, 배추, 감자를 재배할 수가 있다.

따라서 제조업자는 작물에 따른 재배구멍(11)의 크기별로 제작하지 않아도 됨에 따라 제조설비 단축으로 보다 저렴한 비용으로 제공할 수가 있다.

또한, 소비자는 멀칭지(10)의 규격에 구애받지 않고 다양한 작물을 재배할 수가 있고, 무엇보다 단일장의 멀칭지(10)에 대해 마늘이나 양파 및 무, 배추, 감자 등을 동시에 재배할 수가 있다.

여기서 멀칭지(10)는 도 5처럼 확장절취선(12)의 끝단과 연결되는 원형 또는 각형의 분할절취선(13)이 더 형성될 수 있다.

이러한 분할절취선(13)은 도 6에 도시된 바와 같이 확장절취선(12)에 의해 절취된 날개편(10a)들을 멀칭지(10)로부터 분리시켜준다.

따라서 날개편(10a)들로 인해 빛을 차단하거나 줄기나 잎의 자람을 방해시키지 않으므로 작물의 생육성을 향상할 수가 있다.

그리고 멀칭지(10)는 도 7처럼 분할절취선(13)의 내측에 확장절취선(12)과 연결되는 원형 또는 각형의 중간절취선(14)들이 더 형성될 수 있다.

이러한 중간절취선(14)은 도 8에 도시된 바와 같이 작물의 종류에 따라 재배구멍(11)의 크기를 단계별로 확장할 수 있도록 해준다.

즉, 재배구멍(11)의 크기를 2㎝, 3㎝, 4㎝, 5㎝ 등으로 확장이 가능하여 다양한 작물을 적용할 수가 있다.

또한, 멀칭지(10)는 도 9처럼 분할절취선(13)과 인접하는 외측에 원형의 보호선(15)이 더 형성될 수 있다.

이러한 보호선(15)은 압착 또는 용착 처리되어 타 부위보다 딱딱하게 변형된 것으로, 분할절취선(13)의 바깥쪽으로 찢김을 방지해준다.

즉, 사용자가 분할절취선(13)을 따라 절취하는 도중 실수로 인해 찢는 힘이 다른 방향으로 전달되는 것을 차단시켜 재배구멍(11)의 훼손을 방지해준다.

또한, 본 발명에 따른 멀칭지(10)는 도 10처럼 전체 또는 부분적으로 요철(10b)이 더 형성될 수 있다.

이러한 요철(10b)은 도 10a와 같이 반원형 또는 도 10b와 같이 파형 단면형상으로 형성하는데, 이러한 이유는 액상 비료 살포시 흘러내리는 것을 방지하며, 멀칭지의 색상은 녹색으로하고 이유는 낮은 기온에 태양광선중 적외선의 투과율이 좋아 내부온도를 상승시키고, 잡초억제 효과가 탁월하기 때문이다.

여기서 요철(10b)은 도 11a처럼 설정 간격을 두고 이격되게 배열되거나 도 11b처럼 연속으로 배열될 수가 있다.

즉, 요철(10b)은 인장강도 등과 같은 내구성과 함께 토양과의 통기성을 향상해줌에 따라 우수한 생육환경 제공과 함께 높은 수명을 보장해준다.

본 발명의 다른 일면은 농업용 멀칭지(10)를 제조하는 방법에 관한 것으로, 도 12처럼 원료준비단계(S10), 원료혼합단계(S20), 초지제작단계(S30), 제품완성단계(S40)로 이루어진다.

먼저, 본 발명에 따른 원료준비단계(S10)는 순수 식물성 원료인 케나프와 침엽수펄프가 혼합된 멀칭지원료를 준비한다.

여기서 원료준비단계(S10)는 야자섬유, 목화 중 어느 하나 또는 모두를 더 혼합할 수 있다.

즉, 야자섬유와 목화가 부가 혼합된 경우 케나프 10~20 중량부, 야자섬유 20~30 중량부, 침엽수펄프 40~50 중량부, 목화 9~11중량부, 천연접착제, 안료 및 기능성 첨가제 1~3 중량부를 혼합하여 포함된다.

그리고 원료혼합단계(S20)는 준비된 멀칭지원료에 물, 천연접착제, 습강제, 중화제, 분산제, 염료를 첨가하여 곤죽상태의 초지혼합물을 생성한다.

이어서 초지제작단계(S30)는 생성된 초지혼합물을 환망초지기에 투입하여 작물별로 소정 두께의 초지를 제작한다.

마지막으로 제품완성단계(S40)는 제작된 초지를 압축 및 건조한 다음 지관에 감고 포장하여 멀칭지(10)를 완성한다.

즉, 제작된 초지를 프레스 롤러와 텐터기에 순차 통과시켜 소정 두께의 멀칭지(10)를 완성한다.

여기서 적용 작물에 따라 1.0㎡당 36~38g, 44~46g, 48~52g, 58~62g의 중량별로 멀칭지(10)를 완성한다.

이때, 소비자의 요구에 따라 도 2 내지 도 9처럼 멀칭지(10)에 재배구멍(11), 확장절취선(12), 분할절취선(13), 중간절취선(14), 보호선(15)을 형성할 수 있다.

또한, 소비자의 요구에 따라 도 10 및 도 11처럼 멀칭지(10)의 전체 또는 부분적으로 반원형 또는 파형 단면형상의 요철(10b)을 형성할 수도 있다.

완성된 멀칭지(10)는 작물에 맞춰 일정간격으로 배열된 재배구멍(11)이 형성됨에 따라 비숙련자라도 신속하고 정확한 위치에 작물을 심을 수가 있다.

그리고 필요에 따라 재배구멍(11)의 크기를 확장할 수가 있어 다양한 작물에 적용할 수 있다.

더불어 표면과 이면에 요철(10b)이 형성됨에 따라 내구성과 통기성을 극대화할 수 있는 이점을 제공한다.

한편, 본 발명에 따른 원료준비단계(S10)의 케나프는 해리(펄프화)된 것을 사용한다.

즉, 재배가 종료된 케나프나무를 지반으로부터 추출하여 1~5㎝ 크기의 칩 형태로 절단한다.

여기서 케나프는 추출된 케나프나무의 껍질과 심지 및 뿌리로 분리하여 각각 1㎝ 크기의 칩 형태로 모두 절단시킨다.

즉, 적용 작물에 따른 멀칭지(10)의 특성에 맞춰 껍질, 심지, 뿌리 중 어느 하나 또는 둘 이상으로 혼합 사용될 수 있다.

예컨대, 껍질을 단독 또는 심지 대비 껍질의 함량을 높게 혼합하면, 강도가 강하면서 표면이 거친 멀칭지(10)로 완성된다.

반대로 심지를 단독 또는 껍질 대비 심지의 함량을 높게 혼합하면, 상대적으로 유연하면서 표면이 매끄러운 멀칭지(10)로 완성된다.

물론 심지와 껍질의 함량을 동일하게 혼합하면, 강도와 유연성 및 표면정도가 중간치인 멀칭지(10)로 완성된다.

어느 경우에나 당업자는 작물의 생육성과 토양 개질성 그리고 자연 분해성을 고려하여 최적의 조합으로 혼합할 수 있다.

이어서 준비된 케나프 칩을 찬물과 함께 믹서에 투입하여 잘개 갈아낸 이후 물과 함께 스테인리스스틸 또는 유리냄비에 넣고 2 내지 4시간동안 끊여 곤죽상태로 해리시킨 후 건조한다.

즉, 가성소다나 비누를 첨가한 합성가성소다 등의 화학물질을 사용하지 않고 물에 삶는 비교적 간단한 방법에 의해 케나프를 해리할 수 있음으로써, 환경오염방지는 물론 작물의 품질의 높일 수가 있다.

이와 같이 본 발명의 자연분해 종이멀칭지(10)는 도 13b에 나타낸 바와 같이 비닐멀칭재에 비해 농가 수익 증대효과를 창출할 수가 있다.

즉, 두께 0.04㎜ 기준 1롤당 30,000원으로써, 44,000원 비닐멀칭지 보다 32% 상당 저렴하다.

무엇보다 수거 노동력과 소각 등 처리가 불필요하므로 농가가 지출하는 비용은 물론 폐비닐 수거비로 연간 지출되는 정부 예산으로 폐비닐 수거 장려를 위해 지자체별로 수거보상비 지급(60원～140원/㎏) 절감할 수 있다.

한국환경공단(2018년 영농폐기물조사)에서 조사한 멀칭비닐의 발생량은 127,431톤, 수거량은 96,564톤으로 집계되어 멀칭비닐 수거에 127억원의 막대한 정부 보상금이 지급되고 있다.

이하, 본 발명에 따른 멀칭지가 가지는 효과를 입증하기 위해 기존의 비닐멀칭지와의 차이를 알아보고자 한다.

먼저, 도 14에 도시된 바와 같이 본 발명의 종이멀칭지(실험예)와 기존의 비닐멀칭지(비교예)를 동일한 밭에 깔아 덮은 후에 정식파종시기인 8월 23일에 배추씨앗을 각각 심었다.

그리고 3일 후인 8월 26일, 가장 기온이 높은 오후 1시에 각 멀칭지의 지면온도를 측정해 보았다.

측정결과 본 발명의 종이멀칭지는 30℃로 측정되었고, 기존의 비닐멀칭지는 39℃로 측정되었다.

즉, 본 발명의 종이멀칭지는 비닐멀칭지에 비해 통기성이 우수하고, 다공성으로 인하여 토양에서 발생하는 가스를 방출하고 외부의 신선한 공기를 흡수함을 알 수 있고, 이러한 통기성으로 인해 30℃ 이하의 발아조건을 가진 배추의 적합한 발아환경을 제공한다는 점도 알 수 있다.

이에 비해, 비닐멀칭지는 지온이 대기온도보다 5~10℃ 이상 상승되어 농작물이 몸살이 심하고, 면역력이 저하되어 생육 발달에 문제가 있다.

이어서 도 15에 도시된 바와 같이 배추의 수확시기인 11월 7일에 씨앗을 파종한 밭에 가서 육안으로 관찰해 보았다.

관찰결과 본 발명의 종이멀칭지(실험예2)에서 생육된 배추는 모두 병충해 없이 정상적으로 성장하였으나, 기존의 비닐멀칭지(비교예2)에서 생육된 배추는 모두 죽고 이미 퇴비화 되고 있는 상태였다.

이처럼 본 발명에 따른 자연분해 종이멀칭지는 기존의 비닐멀칭지에 비해 지온조절과 잡초 및 병충해 발생억제 등의 기능을 탁월하게 발휘하여 작물의 생육성을 현저히 높일 수 있다는 점을 알 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.

10: 멀칭지
10a: 날개편
10b: 요철
11: 재배구멍
12: 확장절취선
13: 분할절취선
14: 중간절취선
15: 보호선
S10: 원료준비단계
S20: 원료혼합단계
S30: 초지제작단계
S40: 제품완성단계

Claims (9)

1. 농작물이 재배되는 경작지에 덮어져 잡초억제와 수분유지 및 보온 등의 목적으로 사용되는 멀칭지(10)에 있어서,
   껍질을 일정 길이로 절단해서 물과 혼합하여 교착과 결합이 충분히 이루어지도록 하고 물로 삶아 간단히 섬유화한 케나프와 침엽수펄프를 포함하고,
   상기 멀칭지(10)는 작물별 재배간격에 맞춰 설정 크기로 천공되는 원형 또는 각형의 재배구멍(11)이 형성되며,
   상기 멀칭지(10)의 재배구멍(11)은 2㎝ 이상의 크기로 형성되되, 상기 멀칭지(10)는 작물의 종류에 따라 재배구멍(11)의 크기를 확장할 수 있도록 상기 재배구멍(11)의 테두리로부터 방사형으로 연장 배열되고, 상기 멀칭지(10)는 확장절취선(12)에 의해 절취된 날개편(10a)들을 제거할 수 있도록 상기 확장절취선(12)의 끝단과 연결되는 원형 또는 각형의 분할절취선(13)이 형성되고,
   상기 멀칭지(10)는 작물의 종류에 따라 재배구멍(11)의 크기를 단계별로 확장할 수 있도록 상기 분할절취선(13)의 내측에 소정 간격을 두고 확장절취선(12)과 연결되는 원형 또는 각형의 중간절취선(14)이 형성되며,
   상기 멀칭지(10)는 분할절취선(13)의 바깥쪽으로 찢김을 방지하도록 상기 분할절취선(13)과 인접하는 외측에 압착 또는 용착 처리되어 타 부위보다 경도가 높은 원형의 보호선(15)이 형성되고,
   상기 멀칭지(10)는 내구성과 통기성이 향상되도록 반원형 또는 파형 단면형상의 요철(10b)이 더 형성되되, 상기 요철(10b)은 설정 간격을 두고 이격되게 배열되거나 연속으로 배열되는 것을 특징으로 하는 친환경 자연분해 멀칭지.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 멀칭지(10)는 야자섬유, 목화, 재생펄프 중 어느 하나 또는 둘 이상 더 혼합 조성되며,
   상기 야자섬유와 목화가 부가 혼합된 경우 케나프 10~20 중량부, 야자섬유 20~30 중량부, 침엽수펄프 40~50 중량부, 목화 9~11중량부, 천연접착제, 안료 및 기능성 첨가제 1~3 중량부를 혼합하여 포함된 것을 특징으로 하는 친환경 자연분해 멀칭지.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 야자섬유와 재생펄프가 부가 혼합된 경우 케나프 10~20 중량부, 야자섬유 20~30 중량부, 침엽수펄프 40~50 중량부, 재생펄프 3~5 중량부, 천연접착제, 안료 및 기능성 첨가제 1~3 중량부를 혼합하여 포함된 것을 특징으로 하는 친환경 자연분해 멀칭지.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 멀칭지(10)는 적용 작물에 따라 1.0㎡당 36~38g의 멀칭지(10)는 토양에 분해 및 흡착시간이 3개월 정도로 소요되고, 상추 및 모든 하우스 재배작물에 적용되며,
   1.0㎡당 44~46g의 멀칭지(10)는 토양에 분해 및 흡착시간이 4개월 정도로 소요되고, 배추, 무, 비트, 양배추에 적용되며,
   1.0㎡당 48~52g의 멀칭지(10)는 토양에 분해 및 흡착시간이 5개월 정도로 소요되고, 고추, 콩, 감자, 옥수수, 수박, 참외, 고구마, 토마토에 적용되며,
   1.0㎡당 58~62g의 멀칭지(10)는 토양에 분해 및 흡착시간이 4 내지 6개월이 소요되고, 마늘, 양파, 생강에 적용되는 것을 특징으로 하는 친환경 자연분해 멀칭지.
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