KR102414398B1 - 인삼 수경 재배용 배드 및 이를 이용한 수경 재배방법 - Google Patents

인삼 수경 재배용 배드 및 이를 이용한 수경 재배방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 인삼 수경 재배용 배드 및 이를 이용한 수경 재배방법에 관한 것으로서, 항바이러스 특성을 갖게 되어 인삼의 수경재배 과정에서 바이러스 감염을 방지하여 인삼의 폐사율을 감소시킴과 함께 안정적인 배양 환경을 제공하여 포낭 형성율을 향상시키기 위한 것이다.
이를 실현하기 위한 본 발명은, 인삼의 수경 재배가 이루어지는 배드본체(10)의 상면에는 항바이러스 기능을 위한 보호층(11)과, 상기 보호층(11)의 배드본체 부착력을 강화하기 위한 하도층(12)이 각각 형성되며; 상기 보호층(11)은 오르가노클로로실란, 필러, 안료, 소포제, 증점제, 레벨링제, 분산제, 흐름방지제 및 항바이러스제의 혼합 조성을 이루고; 상기 하도층(12)은 오르가노클로로실란, 증점제, 레벨링제, 흐름방지제의 혼합 조성을 이루는 것을 특징으로 한다.

Description

인삼 수경 재배용 배드 및 이를 이용한 수경 재배방법{GINSENG HYDROPONICS BED AND HYDROPONICS METHOD USING SAME}
본 발명은 수경 재배용 배드에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 인삼의 수경 재배가 보다 효과적으로 이루어질 수 있도록 하는 인삼 수경 재배용 배드 및 재배방법에 관한 것이다.
일반적으로, 수경재배는 흙을 사용하지 않고 식물체를 지지할 수 있는 인공배지나 용기를 이용하여 물과 수용성 영양분으로 만든 배양액을 이용하여 식물을 키우는 방법을 일컫는 말로, hydroponic culture, soilless culture, water culture라고 한다. 수경재배의 장점은 뿌리의 상태와 성장모습을 직접 관찰할 수 있고, 오염되지 않은 깨끗한 채소나 식물을 연속해서 생산해낼 수 있으며, 상업적으로 대량생산이 가능하다. 다목적 실내 수경재배 장치는 집안에서도 누구나 손쉽게 재배가 가능하여, 생활 원예로 활용과 정서 함양의 역할도 한다.
상술된 바와 같은 수경재배가 가능한 식물에는 수경재배를 할 수 있는 식물은 쌍떡잎식물이나 대부분 수염뿌리가 많은 외떡잎식물들이 포함되고 오이, 토마토, 고추, 파프리카, 딸기 같은 과채류, 상추, 양상추, 케일, 미나리 같은 엽채류, 국화, 장미, 거베라, 나리, 베고니아, 안스리움 등 화훼류나 인삼, 일부 약용식물까지 모두 수경재배가 가능하다.
최근, 실내수경 재배장치는 도시민들의 취미나 정서함양을 위한 생활원예용이나 식물의 생장에 따른 환경을 실험할 수 있는 실험용, 학습용 등으로 사용이 늘어나고 있다. 식물을 흙에서 재배할 때는 식물의 생장에 필요한 영양소를 미리 계산하여 주기가 어렵다. 왜냐하면 토양에는 이미 여러 가지의 영양분이 들어 있기 때문에 미리 분석해 보지 않고는 인위적으로 영양분(비료성분)을 얼마만큼 주어야 할지 제대로 판단하기가 어렵기 때문이다.
따라서, 식물의 생장에 필요한 모든 영양소를 넣은 배양액 속에서 자라는 식물과 특정 영양소를 빼고 만든 배양액으로 수경재배를 하여 키운 식물을 서로 비교해보면 식물의 생장에 필요한 영양소와 그들의 기능을 알아볼 수 있음에 따라 식물의 생장 환경에 미치는 영향을 실험하기 위해서 수경 재배 방법이 사용된다.
최근에는 수경 재배 기술을 통해서 사포닌 성분이 향상된 인삼을 재배하는 기술이 개발되어 가정에서도 인삼을 수경 재배하여 먹을 수 있는 장치의 개발이 필요한 실정이다.
그러나, 종래 기술에서의 수경 재배 장치는 바이러스에 취약한 특성을 갖고 있기 때문에 배양액 또는 배드에 바이러스 성분 유입시 인삼에 치명적인 악영향이 미치게 되는 문제점이 있었다.
대한민국 특허등록 제1413135호(2014.06.23.등록) 대한민국 특허등록 제1898590호(2018.09.07.등록)
본 발명은 상기한 종래 기술에서의 문제점을 개선하기 위해 제안된 것으로서, 항바이러스 기능이 강화된 수경 재배용 배드를 제공함으로써 인삼의 재배효율을 향상시킬 수 있도록 하는데 목적이 있다.
상기 목적을 이루기 위한 본 발명은, 인삼의 수경 재배가 이루어지는 배드본체의 상면에는 항바이러스 기능을 위한 보호층과, 상기 보호층의 배드본체 부착력을 강화하기 위한 하도층이 각각 형성되며; 상기 보호층은 오르가노클로로실란, 필러, 안료, 소포제, 증점제, 레벨링제, 분산제, 흐름방지제 및 항바이러스제의 혼합 조성을 이루고; 상기 하도층은 오르가노클로로실란, 증점제, 레벨링제, 흐름방지제의 혼합 조성을 이루는 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명의 인삼 수경재배용 배드는, 항바이러스 특성을 갖게 되어 인삼의 수경재배 과정에서 바이러스 감염을 방지하여 인삼의 폐사율을 감소시킴과 함께 안정적인 배양 환경을 제공하여 포낭 형성율을 향상시키는 효과를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 배드 단면 구조도.
도 2는 도 1의 A부 확대도.
도 3은 본 발명 수경재배 배드에 새싹인삼 재배 비교사진.
도 4는 본 발명에서 일반처리군과 아사처리군 비교사진.
이하, 본 발명의 구체적인 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 살펴보기로 한다.
먼저, 본 발명의 일 실시 예에 따른 인삼 수경 재배용 배드의 구조를 도 1 및 도 2를 통해 살펴보면 다음과 같다.
본 실시 예에서의 배드본체(10)는 콘크리트, FRP, PC, PE, 아크릴, 비철금속 등과 같은 다양한 재질로 성형 제작이 이루어지게 되는데, 이러한 배드본체(10)의 상면에 도 2에서와 같이 항바이러스 기능을 위한 보호층(11)과, 상기 보호층(11)의 배드본체 부착력을 강화하기 위한 하도층(12)이 각각 형성되는 단면 구조를 이루게 된다.
이때 본 발명에서의 보호층(11)과 하도층(12)의 구체적인 성분 조성을 비교하면 하기 [표 1]과 같다.
보호층(11) 하도층(12)



구성성분		 오르가노클로로실란
필러
안료
소포제
증점제
레벨링제
분산제
흐름방지제
항바이러스제		 오르가노클로로실란
증점제
레벨링제
흐름방지제
즉 본 발명에서의 보호층(11)은, 오르가노클로로실란(오르가노클로로실레인) 35~55중량%, 필러 10~30중량%, 안료 10~25중량%, 소포제 0.1~1중량%, 증점제 0.1~1중량%, 레벨링제 1~5중량%, 분산제 0.1~1중량%, 흐름방지제 1~5중량% 및 항바이러스제 3~10중량%의 비율로 혼합 조성을 이룸이 바람직하다. 본 실시 예에서의 항바이러스제는 감람석, 현무암, 벤토나이트, 산화아연, 이산화티타늄, 백토 중 하나 또는 2종 이상이 혼합 사용됨이 바람직하다.
이때 상기 혼합 성분 중, 오르가노클로로실란은 내열성, 내한성, 내후성, 난연성, 절연성, 내오염성, 전기특성, 슬립성, 이형성, 발수성이 뛰어난 재료로서, 혼합 비율이 35중량% 미만인 경우 내후성, 절여성, 내오염성이 급격히 저하되며, 55중량%를 초과하면 보호층의 항바이러스 특성이 저하되게 된다.
또한, 필러(filler)는 충전재료인 활석이 사용됨이 바람직한데, 활석은 비중이 2.75이고, 유리전이온도가 105℃이며, 굴절률은 1.54~1.59의 특성을 갖는 것으로 만일 10중량% 미만으로 혼합이 이루어지면 도료형성에 어려움이 발생하게 된다.
또한, 안료는 원하는 색상을 연출하기 위해 첨가되는 것으로 소성안료인 이산화티탄이 사용됨이 바람직한데, 이산화티탄은 굴절률 및 백색도가 높아 불투명하며 비중이 3.9~4.2이고, 굴절률이 2.5~2.7로서, 혼합비율이 10중량% 이하인 경우에는 색상 표출에 어려움이 발생될 수 있다.
또한, 소포제는 유해한 기포를 제거하는 기능을 수행하는 것으로, 일반적으로 휘발성이 적고 확산력이 큰 기름 상의 물질 또는 수용성의 계면활성제가 이용되는데 본 실시 예에서는 실란계가 사용되었다.
또한, 레벨링제는 평활성을 증진시키는 기능을 수행하는 것으로, 본 실시 예에서는 변성 실록산이 사용되었으며, 이러한 변성 실록산의 혼합 비율이 1중량% 미만인 경우에는 평활성이 저하되고, 5중량%를 초과하는 경우에는 도막 형성에 어려움이 있어서 기능성을 상실하게 된다.
또한, 분산제는 계면활성제의 일종으로 전색제 중에서 안료의 표면에 흡착되어서 안료의 전색제에 대한 습윤성을 증가시켜서 안료의 분산성을 용이하게 하는 첨가제로써, 본 실시 예에서는 음이온성 화합물, 양이온성 화합물 또는 전기적 중성 화합물 중에서 선택된 어느 한 화합물 또는 이들의 혼합물이 사용된다. 분산제의 혼합비율이 0.1 중량% 미만인 경우 응집 불량이 발생하게 되며, 1중량%를 초과하는 경우는 내수성이 저하될 수 있다.
또한, 흐름방지제는 점도를 증진시켜서 측벽면에 도장할 때 하부로 흘러내리는 것을 방지하기 위한 기능을 수행하게 되는데, 본 실시 예에서는 다이머산 또는 알킬설페이트 금속염이 사용되었다. 이러한 흐름방지제는 1중량% 미만인 경우 흐름을 막지 못하여 도료의 손실량이 증가되고, 5중량%를 초과하는 경우 재료들의 점도가 높아 도장에 어려움이 발생하게 된다.
또한, 항바이러스제는 바이러스균에 대한 항균 기능을 나타내는 것으로서, 본 실시 예에서는 감람석, 현무암, 벤토나이트, 산화아연, 이산화티타늄, 백토 중에서 선택된 한 성분 또는 이들의 혼합 성분이 사용될 수 있다. 항바이러스제의 혼합비율이 3중량% 미만인 경우에는 항바이러스 효능이 급격히 약화될 수 있다.
한편 본 발명에서의 하도층(12)은, 오르가노클로로실란 90~97중량%, 증점제 0.1~3중량%, 레벨링제 0.1~3중량%, 흐름방지제 1~5중량%의 비율로 혼합 조성을 이룸이 바람직하다.
상기에서 오르가노클로로실란의 혼합 비율이 총 중량 대비 90중량% 미만이 되면 피도체와의 부착력이 저하되고, 97중량%를 초과하면 건조성이 결여될 수 있게 된다.
또한, 증점제는 0.1중량% 미만인 경우 응집불량이 발생하게 되고, 3중량%를 초과하면 내수성이 저하되는 문제가 발생하게 된다.
또한, 레벨링제는 0.1중량% 미만인 경우 평활성이 저하되고, 3중량%를 초과하게 되면 그 도막형성에 어려움이 발생됨과 함께 기능성이 급격히 저하되는 문제가 발생하게 된다.
또한, 흐름방지제는 점도를 증진시켜서 측벽면에 도장할 때 하부로 흘러내리는 것을 방지하기 위한 기능을 수행하게 되는데, 흐름방지제가 1중량% 미만으로 혼합되는 경우 흐름을 막지 못하여 도료의 손실량이 증가되고, 5중량%를 초과하는 경우 재료들의 점도가 높아 도장에 어려움이 발생하게 된다.
이와 같은 구성을 이루는 본 발명 인삼 수경 재배용 배드의 특성 및 사용에 따른 작용효과를 살펴보기로 한다.
본 발명의 인삼 수경 재배용 배드에 형성된 하도층(12)의 성능을 검사한 결과는 하기의 [표 2]와 같다.
시험항목 조건 및 단위 결과 검사방법
부착성 - 0 KSM ISO 2409
경도시험 H 2H KSM 6020
내알칼리성 수산화칼슘포화용액 168시간, 이상없음 KSH 5000-3411
내산성 5%황산 168시간, 이상없음 KSH 5000-3411
내수성 40℃ 이상없음 40℃ 항온조에서
10일간 침지
또한, 본 발명에서의 보호층(11)의 물성변화를 시험하여 그 검사결과를 하기의 [표 3]에 나타내었다.
시험항목 조건 및 단위 결과 검사방법
부착성 - 100/100 KSM ISO 2409
부착강도 N/㎟ 2.8 JISA-6909
경도시험 H 3 KSM 6020
내알칼리성 수산화칼슘포화용액 168시간, 이상없음 KSH 5000-3411
내산성 황산 5% 168시간, 이상없음 KSH 5000-3411
내수성 40℃ 이상없음 40℃ 항온조에서
10일간 침지
염수분무 Ncal 5%/35℃ 이상없음 KSD 9502
내충격성 Ncal 5%/35℃ 이상없음 JIS K 5600-5-3
내오염성 매직,적색,흑색,색연필 이상없음 20℃±3℃에서 오염물질로 4시간 접촉 후, 메틸알콜로 닦아냄
내후성 △E 0.30 야외폭로 40일간
상기 결과표를 통해 확인되는 바와 같이 본 발명에서의 하도층(12) 및 보호층(11)은 부착성, 경도시험, 내알칼리성, 내산성, 내수성 등과 같은 다양한 시험항목에서 우수한 특성을 나타냄을 확인할 수 있다.
한편, 하기의 [표 4]는 보호층(11)에 대한 성능검사를 실시하여 항바이러스에 대한 결과표이다.
시험항목 종 류 결 과


바이러스		 독감 SUB TYPE / H1N1 99.99%(20분)
독감 H3N2 99.6%(60분)
독감 H1N1 99.6%(30분)
조류독감 99.99%(120분)
코로나 바이러스 99.6%(20분)
곰팡이 흑곰팡이 99.9%(240분)
푸른곰팡이 99.4%(120분)

박테리아		 MRSA 99.8%(120분)
대장균 99.9%(240분)
황색포도상구균 99.8%(240분)
상기 결과표를 통해 우수한 항바이러스 특성을 나타냄을 확인할 수 있다.
또한, 하기의 [표 5]는 보호층(11)에 대한 성능검사를 실시하여 가스 유해성 시험결과를 나타낸 결과표이다.

시험항목
단위		 시험결과
판정기준
시험방법
1차 2차 3차

불연성
시험		 질량감소율 % 0.0 0.1 0.0 30이하
KSF ISO
1182-2004
최고온도와 최종평형온도의 차
℃
1.3
1.6
2.0
20 이하
가스유해성 시험 행동정지
시간		 Min:s 14.58 14.58 - 9:00 KSF
2271:2006
상기 결과표를 통해 보호층(11)의 가스유해성이 기준치 이하로 나타나는 것을 확인할 수 있다.
또한, 하기 [표 6]은 본 발명 보호층(12)의 성능검사를 통해 독성지수를 검출한 결과표이다.
가스성분 시험결과 REFERENCE
VALUE(g/㎡)		 rx R
독성지수
시편1 시편2 시편3 평균
CO2 2842.4 2368.7 3158.3 2789.8 140000 0.199 0.44
CO 5.0 6.0 4.5 5.2 280 0.019
HF 검출안됨 검출안됨 검출안됨 검출안됨 4.9 - 0.44
HCl 검출안됨 검출안됨 검출안됨 검출안됨 15 -
HBr 검출안됨 검출안됨 검출안됨 검출안됨 20 - 0.44
HCN 검출안됨 검출안됨 검출안됨 검출안됨 11 - 0.44
NOx 1.0 1.2 1.7 1.3 7.6 0.167 0.44
SO2 2.9 3.0 3.4 3.1 53 0.059 0.44
한편, 본 출원인은 본 발명의 인삼 수경 재배용 배드에 새싹인삼을 재배 실험하여 그 결과를 하기 [표 7] 및 도 3에 나타내었다.
구분 발아율(%) 전체(㎝) 몸통(㎝) 잎(㎝) 뿌리(㎝)
A일반처리군 47 14.24 4.93 3.49 11.38
B본발명처리군 83 14.66 5.05 4.38 11.35
C대조군 62 13.25 4.83 3.25 10.57
실험작물/장소 새싹삼/ 전북 완주
실험기간 2019.5.27 ~ 6.10, 15일간 재배
기타 신선도 유지기간 30%증가, 사포닌 함량 3배증가
상기 실험 결과를 통해 본 발명의 배드에서 재배한 인삼(B)이 일반 처리군(A) 및 대조군(C)에 비해 발아율이 향상된 것을 확인할 수 있다.
한편, 도 4는 김의 종패를 수경재배 배드에서 양식 한 결과를 나타낸 것으로서, 아사처리군(본 발명)이 일반 처리군에 비해 양식 기간이 단축됨과 함께 포낭형성률이 향상되고 양식중 폐사율이 발생되지 않은을 확인할 수 있었다.
따라서 본 발명의 인삼 수경재배용 배드는, 항바이러스 특성을 갖게 되어 인삼의 수경재배 과정에서 바이러스 감염을 방지하여 인삼의 폐사율을 감소시킴과 함께 안정적인 배양 환경을 제공하여 포낭 형성율을 향상시키는 효과를 나타내는 것을 확인할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시 예로서는 기능성 향상을 위해 보호층(11)에는 항균제인 나노은과, 항바이러스제의 활성화를 위한 벤토나이트, 윤활성 향상을 위한 미네랄오일 및 내구성 강화를 위한 산화타이타늄이 추가로 혼합되고, 하도층(12)에는 알콕시실란, 올레핀이 추가로 혼합되어질 수 있게 된다.
즉 이때 보호층(11)은, 오르가노클로로실란(오르가노클로로실레인), 필러, 안료, 소포제, 증점제, 레벨링제, 분산제, 흐름방지제, 항바이러스제, 나노은, 벤토나이트, 미네랄오일, 사화타이타늄의 혼합 조성을 이루고, 하도층(12)은 오르가노클로로실란, 증점제, 레벨링제, 흐름방지제, 알콕시실란, 올레핀의 혼합 조성을 이루게 된다.
이와 같은 조성을 이루게 되면, 보호층(11)은 추가 첨가된 나노은 및 벤토나이트 성분으로 인해 배드의 항균 및 항바이러스 효능이 향상될 수 있게 되며 산화타티타늄의 특성에 의해 보호층의 내구성이 증대되어 약액 반응에 따른 손실율을 감소시킬 수 있게 된다.
또한, 하도층(12)에는 알콕시실란이 첨가되어 배드본체(10) 부착력이 강화될 수 있게 되며 올레핀은 전체적인 혼합물간의 결합력을 강화시키는 이점을 나타내게 된다.
그리고, 상기에서 본 발명의 특정한 실시 예가 설명 및 도시되었지만 본 발명의 인삼 수경재배용 배드 구조 및 조성물이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 수 있음은 자명한 일이다.
그러나 이와 같은 변형된 실시 예들은 본 발명의 기술적 사상이나 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 이와 같은 변형된 실시 예들은 본 발명의 첨부된 특허청구범위 내에 포함된다 해야 할 것이다.
10 : 배드본체 11 : 보호층
12 : 하도층

Claims (5)

  1. 인삼의 수경 재배가 이루어지는 배드본체(10)의 상면에는 항바이러스 기능을 위한 보호층(11)과, 상기 보호층(11)의 배드본체 부착력을 강화하기 위한 하도층(12)이 각각 형성되며;
    상기 보호층(11)은 오르가노클로로실란, 활석, 이산화티탄, 소포제, 증점제, 변성 실록산, 분산제, 알킬설페이트, 항바이러스제, 나노은, 벤토나이트, 미네랄오일, 산화타이타늄의 혼합 조성을 이루고;
    상기 하도층(12)은 오르가노클로로실란, 증점제, 레벨링제, 흐름방지제, 알콕시실란, 올레핀의 혼합 조성을 이루는 것을 특징으로 하는 인삼 수경 재배용 배드.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 1의 보호층(11) 및 하도층(12)이 배드본체(10)의 표면에 코팅 형성된 수경 재배용 배드를 이용하여 인삼의 수경 재배가 이루어지는 것을 특징으로 하는 인삼 수경 재배 방법.
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