KR102481020B1 - 나무껍질 및 목재 섬유 성장 배지 - Google Patents

나무껍질 및 목재 섬유 성장 배지 Download PDF

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Abstract

성장 배지의 제조 방법은 나무 껍질 및/또는 목재 성분을 함께 조합하여 초기 조성물을 형성하는 단계; 초기 조성물을 가압 용기에서 증기 하에 약 149℃ 초과의 온도까지 가열하는 단계; 초기 조성물을 복수의 배치 디스크를 갖는 제련기를 통해 가공하여 섬유성 성장 배지를 수득하는 단계로서, 제련기는 섬유를 서로로부터 분리하는, 단계를 포함하며, 여기서 성장 배지는 88 부피% 이상의 총 다공성을 갖는다.

Description

나무껍질 및 목재 섬유 성장 배지{BARK AND WOOD FIBER GROWING MEDIUM}
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2014년 6월 29일에 출원된 미국 가출원 제62/018,640호의 이익을 청구하며, 그 개시는 본원에 전문이 참조로 포함된다.
본 발명은 성장 배지에서 이탄에 대한 대체물로서 이용될 수 있는 기재에 관한 것이다.
이탄(Peat)은 농업 및 원예 적용을 위해 널리 이용되는 유기 물질이다. 이탄은 토양 구조를 개선하고, 수분을 보유하고, 산도를 증가시키기 위해 이용된다. 이탄은 또한 수분 보유능을 증가시키고/시키거나 중량을 감소시키기 위해 농업용 혼합물 내로 빈번하게 첨가된다. 이탄은 전형적으로 천연 원천, 예컨대 수렁 및 피트 지대로부터 수확되므로, 이탄의 채굴은 야생 서식지를 손상시키고 풍토 종을 위험에 처하게 함으로써 약한 이탄 습지 생태계에 위협을 가한다. 피트 지대는 또한 건강한 유역에 기여하고, 인간 집단에 대한 안전한 음용수의 제공을 돕는다. 이들의 수분 여과능에 더하여, 이탄 습지는 홍수 방지에 효과적이며 매우 효율적인 탄소 흡수대로서 작용한다. 따라서, 피트 지대를 보존하고 이탄의 상업적 이용을 감소시키려는 요구가 존재한다.
이탄에 대해 다양한 치환물, 예를 들어 코코넛 과일 껍질, 목재 기반 기재, 또는 쌀겨로부터 유래되는 코이어(coir) 또는 코코넛 섬유가 제시되었다. 그러나 이들 치환물은 모두 다양한 단점을 겪는다. 예를 들어, 어느 치환물도 만족스러운 공극 부피를 제공하지 못한다. 치환물은 또한 상대적으로 높은 건식 및 습식 벌크 밀도를 가지므로, 치환물을 포함하는 산물의 상대적으로 높은 중량에 기여한다. 또한, 일부 치환물은 이탄과 마찬가지로 제한된 기준으로만 이용 가능할 수 있고, 이들의 수확은 환경적 시사점을 가질 수 있다.
따라서, 환경에 부정적으로 영향을 미치지 않고 성장 배지에 대해 바람직한 특성을 제공하는 이탄 대체물에 대한 요구가 존재한다.
본 발명은 나무 껍질 및/또는 하나 이상의 목재 성분의 조합을 포함하는 피복 조성물 또는 성장 배지를 제공함으로써, 선행 기술의 하나 이상의 문제를 해결한다.
피복 조성물 또는 성장 배지는 나무 껍질 및/또는 하나 이상의 목재 성분이 함께 조합되어 초기 조성물을 형성하고 초기 조성물이 가압 용기에서 증기 하에 약 300°F(약 149℃) 초과의 온도까지 가열되고 제련기에서 섬유화되어 섬유성 성장 배지를 형성하는 방법에 의해 제조된다. 생성되는 섬유성 피복 조성물 또는 성장 배지는 88 부피% 이상의 총 다공성을 갖는다. 피복 조성물 또는 성장 배지는 약 80 kg/㎥ 이하의 건식 벌크 밀도 및 약 120 kg/㎥ 이하의 습식 벌크 밀도를 갖는다.
피복 조성물 또는 성장 배지는 단독 피복 조성물 또는 성장 배지로서 뿐만 아니라 이탄-기반 성장 배지에 대한 첨가제로서, 그리고 다른 기존 성장 배지를 보정하기 위해 이상적이다. 피복 조성물 또는 성장 배지는 또한 다양한 성장 혼합물 중 적어도 일부 이탄, 비료화된 소나무 껍질, 펄라이트, 질석, 모래, 암면, 비료, 동물 거름, 쌀겨, 경재 껍질, 연재 껍질, 코이어 등, 또는 이들의 조합을 대체하기 위해 이용될 수 있다.
도 1은 성장 배지의 형성을 예시하는 도식적 순서도를 제공한다.
요구되는 바와 같이, 본 발명의 상세한 구현예가 본원에 개시된다; 그러나, 개시된 구현예는 다양하고 대안적인 형태로 구현될 수 있는 본 발명의 단순한 예시인 것으로 이해되어야 한다. 도면이 반드시 축척에 맞는 것은 아니다; 일부 특징부는 특정 성분의 상세사항을 나타내기 위해 과장되거나 최소화될 수 있다. 따라서, 본원에 개시된 특정한 구조적 및 기능적 상세사항은 제한적으로가 아니라, 단순히 당업자에게 본 발명을 다양하게 채용하도록 교시하기 위한 대표적 기반으로서 해석되어야 한다.
"우세 파장"이라는 용어는 동일한 색조 인지를 일으키는 단색광의 관점에서 다색광 혼합물을 설명하는 방식을 나타낸다. 이는 관심 색상의 색 좌표 및 조명체의 좌표 간 직선에 의해 CIE(International Commission on Illumination)의 색 좌표 공간 상에서 결정된다. 관심 색상에 가장 가까운 좌표 공간 주변에서의 교점이 우세 파장이다.
"성장 배지"라는 용어는 식물이 성장 배지 내에 그 뿌리계를 구축하고, 뿌리가 성장 배지의 개별 입자 사이 공간으로 성장함에 따라 뿌리 성장을 허용하도록 식물 성장을 위한 물리적 지지, 수분 보유, 폭기, 및/또는 영양소 공급을 제공하기 위해 이용되는 토양 비함유 기재 또는 토양 함유 기재, 또는 물질 조합을 나타낸다.
본원에서 이용되는 "피복"이라는 용어는 부식을 감소시키고, 수분 보유를 개선하고, 및/또는 종자가 발아하고 뿌리가 피복 아래의 토양 내에서 발달하도록 충분히 길게 종자를 토양 표면 상에 제 자리에 유지하기 위해 토양에 적용되는 섬유성 물질층을 의미한다. 수력학적 피복은 수력학적 파종기 또는 유사한 장치를 통해 물을 이용한 분무에 의해 적용되는 피복이다.
피복 조성물 또는 성장 배지에는 하나 이상의 목재 성분이 포함될 수 있다. "목재 성분"이라는 용어는 목재 칩, 목재 섬유, 또는 이들의 조합을 나타낸다. 목재 성분은 침엽수 및 낙엽수로부터 유래될 수 있고, 예를 들어 미국 2,757,150에서 목재 섬유에 대해 개시된 바와 같은 임의의 편리한 방식으로 제조될 수 있다. 임의 유형의 목재 성분이 이용될 수 있지만, 연재 품종, 예컨대 튤립나무, 삼목, 예컨대 미국 삼나무, 전나무, 예컨대 미송, 캘리포니아 적송, 및 특히 소나무, 예컨대 폰데로사 소나무, 사탕소나무, 스트로부스 소나무, 및 북미산 소나무 품종의 목재 성분이 바람직하다.
피복 조성물 또는 성장 배지, 특히 섬유성 피복 조성물 또는 성장 배지에는 피복 조성물 또는 성장 배지의 총 중량을 기준으로 약 95 내지 약 5 중량%의 목재 성분과 혼합되는 약 5 내지 약 95 중량%의 나무 껍질이 포함될 수 있다. 피복 조성물 또는 성장 배지에는 피복 조성물 또는 성장 배지의 총 중량을 기준으로 약 10 중량%의 나무 껍질 및 약 90 중량%의 목재 성분이 포함될 수 있다. 피복 조성물 또는 성장 배지에는 피복 조성물 또는 성장 배지의 총 중량을 기준으로 약 20 내지 약 70 중량%의 나무 껍질 및 약 30 내지 약 80 중량%의 목재 성분이 포함될 수 있다. 대안적으로, 피복 조성물 또는 성장 배지에는 피복 조성물 또는 성장 배지의 총 중량을 기준으로 약 50 내지 약 60 중량%의 나무 껍질 및 약 40 내지 약 50 중량%의 목재 성분이 포함될 수 있다. 피복 조성물 또는 성장 배지에는 피복 조성물 또는 성장 배지의 총 중량을 기준으로 약 90 중량%의 나무 껍질 및 약 10 중량%의 목재 성분이 포함될 수 있다. 피복 조성물 또는 성장 배지에는 아래에 나타낸 바와 같이, 피복 조성물 또는 성장 배지의 총 중량을 기준으로 약 0 내지 약 10 중량% 이상의 추가 성분이 추가로 포함될 수 있다.
나무 껍질은 그 층에 색상을 제공하는 하나 이상의 안료 또는 안료 전구체를 함유할 수 있다. 일부 나무껍질(예를 들어 유칼립투스 나무껍질 및 플라타너스 나무껍질)은 처음에는 옅은 색일 수 있지만, 그 안료가 산화된 후에는 짙어질 수 있다. 나무껍질에 포함되는 안료에는 비제한적으로 탄닌, 예컨대 탄닌산(예로 쿠에르시탄닌산 및 갈로탄산)이 포함될 수 있다. 하나 이상의 안료를 함유하는 유용한 나무 껍질의 비제한적 예는 상기에서 언급된다. 또한, 열 처리 동안, 추가 안료가 나무껍질, 목재 또는 둘 다에서 발색하여, 피복 제품 또는 성장 배지의 색상에 기여할 수 있다. 이것이 "안료 전구체"가 의미하는 바이다.
이용되는 나무껍질의 양, 연령, 수분, 및/또는 다른 특성은 부여되는 색상의 색조 및/또는 강도에 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 소량의 나무껍질은 담갈색 피복 조성물 또는 성장 배지를 생성할 수 있는 반면, 다량의 나무껍질은 진갈색 색상을 생성할 수 있다. 나무껍질 안료에 의해 염색된 피복 또는 성장 배지를 수득하기 위해서는 적어도 약 1 중량%, 약 3 중량%, 바람직하게는 약 5 중량%의 나무껍질이 필요할 수 있다. 피복 또는 성장 배지의 색상을 변경하기 위해서는, 초기 조성물의 총 중량을 기준으로 약 1 내지 약 99 중량%의 나무껍질이 초기 조성물에 포함될 수 있다. 추가 나무껍질은 섬유 제품의 최종 색상이 원하는 색조로 조정될 수 있도록 하기 위해 피복 또는 성장 배지의 생산 공정 동안 첨가될 수 있다. 나무껍질의 연령에 관해, 가장 최근에 껍질을 벗긴 나무로부터의 나무껍질이 일반적으로 목재 성분의 가장 진한 색상 변화를 위해 제공된다. 목재 성분의 적절한 색상 변화를 제공하기 위해, 나무껍질의 수분은 ASTM D4442-07에 의해 측정되는 약 30 내지 60%일 수 있다.
피복 조성물 또는 성장 배지는 백색 조명체 대비 약 510 nm 내지 약 780 nm, 약 590 nm 내지 약 770 nm, 약 620 nm 내지 약 760 nm, 또는 약 675 nm 내지 약 750 nm의 우세 파장을 갖는 색상을 가질 수 있다. 피복 조성물 또는 성장 배지는 적색 내지 갈색 내지 흑색을 가질 수 있다. 피복 조성물 또는 성장 배지는 황색, 오렌지색, 회색, 또는 녹색을 가질 수 있다. 피복 조성물 또는 성장 배지는 "h값"(색조)이 약 25 내지 약 45, "s값"(포화도)이 약 20 내지 약 100, "l값"(명도)이 약 50 미만이 되도록 하는 hsl 색 좌표를 가질 수 있다. l값은 약 0 내지 약 25일 수 있다.
피복 조성물 또는 성장 배지에는 조성물이 적용된 후 궁극적으로 제거되거나 궁극적으로 바래는 비-영구 염료가 추가로 포함될 수 있다. 바람직하게는, 피복 조성물 또는 성장 배지로부터 환경 내로 무독성 화학물질이 침출되도록, 비-영구 염료는 무독성이다. 비-영구 염료는 천연 및/또는 합성 화합물을 포함할 수 있다. 비-영구 염료는 식물, 진균, 이끼, 무척추동물, 곤충, 미네랄 등, 또는 이들의 조합으로부터 유래되는 화합물을 포함할 수 있다. 식물의 임의 부분, 예컨대 뿌리, 꽃잎, 잎, 줄기, 새싹, 자루, 겨, 껍질, 익은 및/또는 덜익은 과일, 또는 종자가 염료를 제공하기 위해 이용될 수 있다. 식물 염료의 예시적 원천에는 상기 언급된 나무 품종; 야채, 예컨대 당근, 사탕무 뿌리, 적양배추, 아티초크, 시금치, 셀러리; 과일, 예컨대 블루베리, 석류, 딸기, 아보카도, 체리, 라즈베리, 오디, 딱총나무 열매, 블랙베리, 포도, 복숭아; 강황, 회향, 바질, 파프리카, 사프론, 차 나무, 커피 나무, 매발톱 열매, 혈근초, 라일락, 삼잎국화, 민들레, 미역취, 접시꽃, 아이비, 고추나물, 소리쟁이, 장미, 라벤더, 수레국화, 히야신스, 야생 당근, 무궁화, 옥잠화, 잇꽃, 동백, 금어초, 쐐기풀, 아스클레피아스, 작약, 노랑 데이지, 수국, 카모마일, 알팔파, 크로커스, 금잔화 등이 포함된다. 예시적인 미네랄-계 염료에는 산화 철 및 카본 블랙이 포함된다. 예시적인 유용한 비-영구 염료에는 Greenville Colorants에서 상업적으로 이용 가능한 ELCOMENT BLACK 7822가 포함된다. 또 다른 예시적인 유형의 비-영구 염료에는 녹색 안료가 포함될 수 있다.
비-영구 염료는 단계 a) 전에 초기 조성물이 형성되기 전에 나무껍질과만 및/또는 성분과만, 단계 a)에서 초기 조성물과, 단계 b)에서, 단계 c)에서, 단계 d)에서, 단계 e)에서, 단계 e) 후에, 또는 하나를 초과하는 단계에 피복 조성물 또는 성장 배지와 조합될 수 있다. 초기 조성물의 총 중량을 기준으로 적어도 약 0.1 내지 약 2 중량%의 비-영구 염료가 목재 섬유의 색상 변화를 유도하기 위해 초기 조성물에 첨가될 수 있다. 초기 조성물의 총 중량을 기준으로 약 0.1 내지 15 중량% 이상, 약 2 내지 10 중량%, 약 3 내지 7 중량%의 비-영구 염료가 초기 조성물에 첨가될 수 있다. 색상 변화를 달성하기 위해 최종 피복 또는 성장 배지 1톤 당 적어도 약 2 내지 40 파운드의 비-영구 염료가 첨가될 수 있다.
전형적으로, 제거 가능한 비-영구 염료는 비-영구 염료가 내부에 부재하는 경우에 비해 피복 조성물 또는 성장 배지 상에서 더 진한 색상을 부여한다. 비-영구 염료는 현장에 적용된 후 수 일(약 1 내지 약 30일 또는 더 광범위한 시기) 후 세척 제거될 수 있다. 비-영구 염료는 현장에 적용된 후 수 일, 예컨대 약 1 내지 약 30일 후 또는 더 광범위한 시기 후 바래거나 바래기 시작할 수 있다(예로, 태양광 또는 다른 환경 조건에 대한 노출로).
비-영구 염료를 갖는 피복 조성물 또는 성장 배지는 백색 조명체 대비 약 400 nm 내지 약 780 nm, 약 510 nm 내지 약 770 nm, 약 590 nm 내지 약 760 nm, 또는 약 620 nm 내지 약 750 nm의 우세 파장을 갖는 색상을 가질 수 있다. 비-영구 염료를 포함하는 피복 조성물 또는 성장 배지의 색상은 변할 수 있다. 비-영구 염료를 갖는 섬유-함유 제품은 적색 내지 갈색 내지 흑색을 가질 수 있다. 그러나 다른 색상, 예컨대 녹색, 청색, 황색, 오렌지색, 보라색, 또는 회색 색조도 고려된다. 염료의 유형 및 양이 색상 강도를 결정한다. 전형적으로, 제거 가능한 비-영구 염료는 비-영구 염료가 부재하는 경우에 비해 섬유-함유 제품 상에 더 진한 색상을 부여한다. 대안적으로, 비-영구 염료를 포함하는 섬유-함유 제품은 비-영구 염료가 부재하는 경우에 비해 더 밝은 색상을 가질 수 있다. 섬유-함유 제품은 비-영구 염료를 포함하지 않는 섬유-함유 제품에 비해 낮은 "h값"을 가질 수 있다. 피복 조성물 또는 성장 배지는 "h값"(색조)이 약 10 내지 약 40, "s값"(포화도)이 약 20 내지 약 100, 및 "l값"(명도)이 약 50 미만이 되도록 하는 hsl 색 좌표를 가질 수 있다. l값은 약 0 내지 약 25일 수 있다.
피복 또는 성장 배지는 유기 표준에 부합하고 OMRI(Organic Materials Review Institute)의 인증을 확보하기 위해, 나무껍질 안료 및/또는 하나 이상의 천연 비-영구 염료에 의해 염색될 수 있다.
상술된 방법에 의해 생산되는 염색된 섬유 및 생성되는 피복 또는 성장 배지 조성물은 ASTM D4303-99에 따라 측정되는, 최소 바램을 가지며 증가하는 선호도로 적어도 최대 1일, 5일, 10일, 20일, 1개월, 2개월, 또는 3개월 이상의 내광성을 가질 수 있다. "최소 바램"이라는 용어는 임의의 시각적으로 식별 가능한 정도의 바램을 나타낸다. 염색된 피복 또는 성장 배지의 내광성은 약 1 내지 120일, 약 5 내지 90일, 약 10 내지 30일일 수 있다.
상기 나타낸 바와 같이, 피복 조성물 또는 성장 배지에는 나무 껍질이 포함될 수 있다. "나무껍질"이라는 용어는 하나 이상의 코르크(코르크 조직), 코르크 부름켜(코르크 형성층), 코르크 피층, 피층, 체관부, 식물 부름켜, 및 목질부를 포함하는 복수의 줄기 조직을 나타낸다. 유용한 나무 껍질의 예에는 비제한적으로 소나무, 참나무, 호두나무, 마호가니(스위에테니아 매크로필라(Swietenia macrophylla), 스위에테니아 마하고니(Swietenia mahagoni), 스위에테니아 후밀리스(Swietenia humilis)), 미국 솔송나무, 미송, 오리나무, 느릅나무, 자작나무, 북미 서부산 가문비나무, 플라타너스 등으로부터의 나무껍질, 및 이들의 조합이 포함된다. 소나무 껍질이 성장 배지에서 특히 유용한 것으로 나타난다.
투입 나무껍질 및/또는 목재 성분은 투입 목재 성분 및/또는 나무껍질 조각의 치수가 약 0.25인치(0.64 cm) 내지 약 6인치의 길이와 폭, 약 1인치(2.54 cm) 내지 약 4인치(10.2 cm)의 길이와 폭, 약 2인치(5 cm) 내지 약 3인치(7.6 cm)의 길이와 폭이 되도록 절단과 같은 다양한 방식으로 사전 가공될 수 있다. 바람직하게는, 목재 성분 및/또는 나무껍질 조각의 크기는 약 2 x 2인치(5 x 5 cm)이다.
목재 성분 및/또는 나무껍질이 후술되는 공정에 의해 피복 조성물 또는 성장 배지로 형성되기 전에 목재 성분 및/또는 나무껍질의 초기 밀도는 약 15 lbs/ft3(240.28 kg/m3) 내지 약 35 lbs/ft3(560.65 kg/m3)일 수 있다.
섬유성 피복 조성물 또는 성장 배지는 추가 성분과 조합될 수 있다. 이러한 추가 성분의 예에는 비제한적으로 비료(들), 다량영양소(들), 미량영양소(들), 미네랄(들), 결합제(들), 천연 고무(들), 결속 인공 섬유(들) 등, 및 이들의 조합이 포함된다. 일반적으로, 이들 추가 성분은 전체적으로 피복 조성물 또는 성장 배지의 총 중량의 약 10 중량% 미만의 양으로 존재한다. 보다 바람직하게는, 추가 성분은 전체적으로 피복 조성물 또는 성장 배지의 총 중량의 약 1 내지 약 15 중량%의 양으로 존재한다. 추가적으로, 토양은 피복 조성물 또는 성장 배지의 총 중량의 약 20 중량% 이하, 약 15 중량% 이하, 또는 약 5 중량% 이하의 양으로 존재할 수 있다. 토양은 피복 조성물 또는 성장 배지의 총 중량의 약 0.1 내지 약20 중량%의 양으로 존재할 수 있다. 토양은 피복 조성물 또는 성장 배지에 부재할 수도 있다.
비료, 예컨대 질소 비료, 인산염 비료, 칼륨 비료, 화합물 비료 등은 과립, 분말, 구슬 등의 형태로 이용될 수 있다. 예를 들어, 멜라민/포름알데하이드, 요소/포름알데하이드, 요소/멜라민/포름알데하이드 및 유사 축합물이 서방성 질소계 비료로서 작용할 수 있다. 더 적은 영양가를 갖지만 다른 장점, 예컨대 폭기, 수분 흡수의 개선을 제공하거나 환경 친화적인 비료가 이용될 수 있다. 이러한 비료의 원천은, 예를 들어 동물 폐기물 또는 식물 폐기물일 수 있다.
영양소는 널리 공지되어 있고, 예를 들어 다량영양소, 미량영양소, 및 미네랄이 포함될 수 있다. 다량영양소의 예에는 칼슘, 클로라이드, 마그네슘, 인, 칼륨 및 나트륨이 포함된다. 미량영양소의 예도 널리 공지되어 있으며, 예를 들어 붕소, 코발트, 크롬, 구리, 플루오라이드, 요오드, 철, 마그네슘, 망간, 몰리브덴, 셀레늄, 아연, 비타민, 유기 산, 및 식물 화학물질이 포함된다. 다른 다량- 및 미량-영양소는 당분야에 널리 공지되어 있다.
결합제는 천연 또는 합성일 수 있다. 예를 들어, 합성 결합제에는 다양한 중합체, 예컨대 유화 중합에 의해 생산되고 수성 분산액의 형태로 또는 분무 건조된 분말로서 이용되는 부가 중합체가 포함될 수 있다. 예에는 스티렌-부타디엔 중합체, 스티렌-아크릴레이트 중합체, 폴리비닐아세테이트 중합체, 폴리비닐아세테이트-에틸렌(EVA) 중합체, 폴리비닐알코올 중합체, 폴리아크릴레이트 중합체, 폴리아크릴산 중합체, 폴리아크릴아마이드 중합체 및 이들의 음이온성- 및 양이온성-개질 공중합체 유사체, 즉 폴리아크릴아마이드-아크릴산 공중합체 등이 포함된다. 분말화된 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌도 이용될 수 있다. 이용되는 경우, 합성 결합제는 바람직하게는 수성 형태, 예를 들어 용액, 에멀젼, 또는 분산액으로서 이용된다. 결합제가 성장 배지에서 일반적으로 이용되지는 않지만, 이들은 수력학적으로 적용되는 성장 배지에서 유용할 수 있다.
페놀/포름알데하이드 축합물, 멜라민/포름알데하이드 축합물, 요소/포름알데하이드 축합물 등인 매우 다양한 레졸 및 노볼락-유형 수지를 포함하는 열경화성 결합제도 이용될 수 있다. 이들은 대부분 수용액, 에멀젼, 또는 분산액의 형태로 공급되며, 일반적으로 상업적으로 이용 가능하다.
천연 결합제에는 다양한 전분, 예컨대 옥수수 전분, 개질 셀룰로오스, 예컨대 하이드록시알킬 셀룰로오스 및 카복시알킬 셀룰로오스, 또는 천연 생성 고무, 예컨대 구아 고무, 트래거캔스 고무 등이 포함될 수 있다. 천연 및 합성 왁스도 이용될 수 있다.
도 1을 참조하여, 피복 조성물 또는 성장 배지의 형성을 예시하는 도식적 순서도가 제공된다. 도 1에서 알 수 있듯이, 단계 a)에서 초기 조성물(14)은 나무 껍질(10) 및/또는 목재 성분(12)을 함께 조합하여 초기 조성물(14)을 형성함으로써 형성된다. 목재 성분(12)에는 목재 칩, 목재 섬유, 또는 둘 다가 포함될 수 있다; 그러나 바람직하게는 목재 성분은 목재 칩이다. 전형적으로, 단계 a)에서 피복 조성물 또는 성장 배지의 총 중량을 기준으로, 약 5 내지 약 95 중량%의 나무 껍질이 약 95 내지 약 5 중량%의 목재 성분과 조합된다. 바람직하게는, 단계 a)에서 피복 조성물 또는 성장 배지의 총 중량을 기준으로, 약 20 내지 약 70 중량%의 나무 껍질이 약 30 내지 약 80 중량%의 목재 성분과 조합된다. 대안적으로, 단계 a)에서 피복 조성물 또는 성장 배지의 총 중량을 기준으로, 약 50 내지 약 60 중량%의 나무 껍질이 약 40 내지 약 50 중량%의 목재 성분과 조합된다. 또한 대안적으로, 초기 조성물(14)에는 피복 조성물 또는 성장 배지의 총 중량을 기준으로 실질적으로 나무껍질이 없고 약 100%의 목재 성분을 함유할 수 있다.
단계 b)에서, 초기 조성물(14)은 가압 용기(16)에서 미생물을 사멸시키기 위해 승온으로 가열된다. 전형적으로, 가열 단계는 약 250°F(121℃) 이하 내지 약 500°F(260℃) 이상, 약 300°F(149℃) 내지 약 400°F(204℃), 약 320°F(160℃) 내지 380°F(약 193℃) 범위의 온도에서 수행될 수 있다. 가열 단계는 미생물을 사멸시키기 충분한 시간 동안 수행될 수 있다. 가열 단계는 약 35 lbs/in2(102 kg/cm2) 내지 약 120 lbs/in2(351 kg/cm2) 또는 약 50 lbs/in2(146 kg/cm2) 내지 약 100 lbs/in2(293 kg/cm2)의 증기압 하에 약 1 내지 약 5분 이상 동안 수행될 수 있다. 예를 들어, 가열 단계는 약 80 lbs/in2(234 kg/cm2)에서 약 3분 동안 약 300°F(149℃)의 온도에서 수행될 수 있다. 예를 들어, 가열 단계는 약 3분 동안 약 300°F(149℃)의 온도에서 수행될 수 있다. 가열 단계는 바람직하게는 실질적으로 멸균된 피복 조성물 또는 성장 배지를 생성한다. 가열 단계 동안의 증기 유속은 약 4000 lbs/시간(1814 kg/시간) 내지 약 15,000 lb/시간(6803 kg/시간)일 수 있다.
단계 b)를 위한 가압 용기 및 관련 공정의 예는 참조로 포함되는 미국 특허 제2,757,150호에 개시되며, 여기서 목재 칩은 칩을 연화시키는 가압 증기 용기로 공급된다. 상기 공정에서 임의 유형의 목재 칩이 이용될 수 있지만, 연재 품종, 예컨대 튤립나무, 특히 소나무의 목재 칩이 바람직하다.
단계 c)에서, 초기 조성물(14)은 제련기(18)를 통해 가공되어 피복 조성물 또는 성장 배지(20)를 형성한다. 제련기(18)는 피복 조성물 또는 섬유성 성장 배지(20)를 수득하기 위해 복수의 디스크를 이용할 수 있다. 제련기(18)는 2개 이상의 디스크를 이용할 수 있으며, 그 중 하나는 그 전체 개시가 본원에 참조로 포함되는 미국 특허 제2,757,150호에 나타낸 바와 같이 목재 섬유를 서로로부터 분리하기 위해 회전한다. 제련기(18)는 보통 단계 b)에서 이용되는 온도보다 저온에서 작동된다. 제련기(18)는 약 70°F(21℃) 내지 약 400°F(204℃), 약 150°F(150℃) 내지 약 350°F(176℃), 약 200°F(93℃) 내지 약 300°F(148℃) 범위의 온도에서 작동될 수 있다. 제련기(18)는 증기 하에 작동될 수 있다. 제련기(18)는 대기압 또는 승압, 예컨대 약 50 lb/in2(146 kg/cm2) 이하 내지 약 100 lb/in2(293 kg/cm2)의 압력에서 작동될 수 있다. 일부 추가 성분(22), 예컨대 염료 또는 계면활성제가 단계 c) 동안 첨가될 수 있다.
단계 d)에서, 피복 조성물 또는 성장 배지(20)는 피복 조성물 또는 성장 배지(20)의 수분 함량을 피복 조성물 또는 성장 배지(20)의 총 중량을 기준으로 약 45 중량% 미만, 약 25 중량% 미만, 또는 약 15 중량% 미만으로 감소시키기 충분한 시간 동안 약 400°F(204℃) 내지 약 600°F(316℃)의 온도에서 건조된다. 건조 단계는 약 1 내지 10초 길이, 약 2 내지 8초 길이, 약 3 내지 5초 길이일 수 있다. 건조 단계는 10초 초과일 수 있다. 단계 d)에서 피복 조성물 또는 성장 배지(20)의 건조를 위한 예시적인 설비는 급속 튜브 건조기 내부의 균질한 입자 현탁으로 인해 상대적으로 짧은 시기에 큰 부피의 피복 조성물 또는 성장 배지(20)를 건조할 수 있는 급속 튜브 건조기일 수 있다. 가열된 기류에서 현탁되는 동안, 최대 표면 노출이 달성되어 성장 배지에 균일한 수분을 제공한다. 피복 조성물 또는 성장 배지(20)의 수분 함량은 피복 조성물 또는 성장 배지(20)의 총 중량의 약 10 내지 약 50 중량%, 약 20 내지 약 40 중량%, 약 25 내지 약 35 중량%일 수 있다.
선택적 단계 e)에서, 피복 조성물 또는 성장 배지(20)는 추가 제련되며, 상기 나타낸 추가 성분(22)이 첨가될 수 있다.
상기 언급된 바와 같이, 피복 조성물 또는 성장 배지는 단독 피복 조성물 또는 성장 배지로서 이용될 수 있다. 대안적으로, 피복 조성물 또는 성장 배지는 통상적 피복 조성물 또는 성장 배지에 첨가되어 적어도 부분적으로 하나 이상의 성분을 대체할 수 있다. 피복 조성물 또는 성장 배지는 이탄, 비료화된 소나무 껍질, 펄라이트, 질석, 모래, 암면, 비료, 동물 거름, 쌀겨, 경재 껍질, 연재 껍질, 코이어, 다른 유기 물질, 예컨대 비료화된 유기물 등, 또는 이들의 조합을 대체할 수 있다. 피복 조성물 또는 성장 배지는, 피복 조성물 또는 성장 혼합물의 총 중량을 기준으로 성장 혼합물에서 상기 언급된 적어도 하나의 성분을 (증가하는 선호도로) 약 0.5% 이상, 1% 이상, 5% 이상, 10% 이상, 15% 이상, 20% 이상, 25% 이상, 30% 이상, 40% 이상, 45% 이상, 50% 이상, 60% 이상, 70% 이상, 80% 이상, 90% 이상, 95% 이상, 또는 99% 이상 대체할 수 있다. 피복 조성물 또는 성장 배지는, 피복 조성물 또는 성장 배지의 총 중량을 기준으로 통상적 피복 조성물 또는 성장 배지 중 하나 이상의 성분의 약 1 내지 약 99 중량%, 약 20 내지 약 80 중량%, 또는 약 40 내지 60 중량%를 대체할 수 있다. 예시적인 통상적 성장 혼합물은, 성장 혼합물의 총 중량을 기준으로 이탄 약 80 중량%, 및 이탄에 대한 공극을 생성하기 위해 첨가되고 있는 펄라이트 20 중량%를 함유할 수 있다. 본 발명의 성장 배지는 펄라이트를 전적으로 대체할 수 있고, 이탄의 적어도 약 50 중량%를 대체할 수 있다. 따라서 생성된 성장 배지는 이것이 상대적으로 소량의 이탄만을 함유하므로 환경적으로 유리하며, 펄라이트의 대체로 인해 통상적 성장 혼합물에 비해 더 경제적이다. 생성된 성장 배지는 또한 이탄-펄라이트 및 다른 통상적 성장 혼합물에 비해 공기 및 물 보유의 더 우수한 균형을 제공한다.
균형잡힌 공기(비-모세관) 및 물(모세관) 보유능은 식물에게 이상적인 성장 조건을 제공한다. 산소 없이는 뿌리가 성장하고 물 또는 미네랄을 흡수할 수 없으므로, 공극의 부피는 일반적으로 뿌리계 및 식물을 위해 중요하다. 뿌리에 더 많은 산소가 공급될수록, 식물이 당을 식물 성장을 위한 에너지로 전환하는 것이 더 효율적이 된다. 마찬가지로, 성장 배지의 충분한 물 보유는 식물이 과포화되지 않고 성장함으로써 광합성, 뿌리 성장, 및 효율적인 수분 흡수를 위해 적절한 양의 물에 뿌리가 접근할 수 있도록 하기 위해 중요하다. 그러나 통상적인 피복 조성물 또는 성장 혼합물은 전형적으로 수분 보유 부피%가 증가하면 공기 보유를 소비하고, 역의 경우에는 반대로 소비함으로써 보통 균형잡힌 공기 및 수분 보유를 달성하지 못한다.
본 발명의 피복 조성물 또는 성장 배지는 유리하게는 30.5 x 30.5 x 30.5 cm(12인치 x 12인치 x 12인치) 치수를 갖는 용기에서 측정되는 피복 조성물 또는 성장 배지의 총 부피를 기준으로, 각각 약 25~60 부피%, 바람직하게는 각각 약 43~56 부피%, 보다 바람직하게는 각각 약 48~49 부피%의 균형잡힌 공기 및 수분 보유능을 제공할 수 있다. 공기 및 수분 보유능은 각각 비제한적으로 30.5 x 30.5 x 30.5 cm(12인치 x 12인치 x 12인치) 용기에서 측정되는 피복 조성물 또는 성장 배지의 총 부피의, 약 20 부피% 이상, 25 부피% 이상, 30 부피% 이상, 35 부피% 이상, 40 부피% 이상, 45 부피% 이상, 50 부피% 이상, 55 부피% 이상, 60 부피% 이상, 또는 65 부피% 이상일 수 있다.
본원에서 언급되는 수분 및 공기 보유능은 본원에 전문이 참조로 포함되는 문헌["Procedures for Determining Physical Properties of Horticultural Substrates Using the NCSU Porometer by Horticultural Substrates Laboratory," Department of Horticultural Science, North Carolina State University in Raleigh, North Carolina]에 따라 측정된다. 수분 보유능은 성장 배지가 포화되고 배액되도록 한 후 물로 충전되는 기재의 부피 백분율을 측정하는 용기 능력(Container Capacity) 평가에 의해 측정된다. 이것은 성장 배지가 보유할 수 있는 물의 최대량이다. 배액은 기재의 높이에 의해 영향을 받으며, 따라서 상기 특성은 용기 크기에 의존한다. 용기가 높을수록, 더 많은 배액을 유도할 것이며, 기재의 수분 보유능은 더 적을 것이다. 산소 보유능은 성장 배지가 포화되고 배액되도록 한 뒤 공기로 충전되는 기재의 부피 백분율로서 측정된다. 이는 물질이 가질 공기의 최소량이다. 이는 용기 능력과 반대 양상으로 용기 높이에 의해 영향을 받는다, 즉 용기가 높을수록 배액이 더 많고, 따라서 공극이 더 많다.
수분 및 공기 보유능의 합은 주어진 밀도 및 수분 함량에 있어서의 총 다공성과 같다. 총 다공성은 포어의 총 부피를 정의하며, 포어, 또는 구멍으로 이루어지는 기재의 부피 백분율을 나타낸다. 이는 기재에서 수분 및 폭기를 제공하는 부피 분율이다. 총 다공성+고형분 백분율=100%. 피복 조성물 또는 성장 배지의 총 다공성은 약 88 내지 약 99 부피%, 약 91 내지 약 98 부피%, 약 93 내지 약 97 부피%, 약 94 내지 약 96 부피%일 수 있다. 피복 조성물 또는 성장 배지의 총 다공성은 약 88 부피% 이상, 91 부피% 이상, 93 부피% 이상, 95 부피% 이상, 97 부피% 이상, 99 부피% 이상일 수 있다.
피복 조성물 또는 성장 배지의 수분 보유능(WHC)은 수력학적 파종을 위한 섬유 피복의 수분 보유능을 결정하기 위한 표준 평가 방법인 ASTM D7367-14에 의해서도 측정될 수 있다. ASTM D7367-14에 따르면, 피복 조성물 또는 성장 배지의 수분 보유능(WHC)은 피복 조성물 또는 성장 배지의 총 중량을 기준으로 약 400 내지 약 1000 중량%, 약 500 내지 1000 중량%, 약 600 내지 900 중량%일 수 있다.
본 발명의 피복 조성물 또는 성장 배지의 추가 장점은 선행 기술의 기재에 비교되는 경우 더 낮은 건식 벌크 밀도뿐만 아니라 습식 벌크 밀도이다. 이러한 기재는 이들이 수송을 위해 가능한 부피 한계에 도달하기 전에 이들의 중량 한계에 도달할 수 있으므로, 고밀도는 피복 조성물 또는 성장 기재 상에 수송 한계를 부과할 수 있다. 더 고밀도 배지와 비교되는 경우, 본 발명의 피복 조성물 또는 성장 배지의 더 낮은 습식 및 건식 벌크 밀도는 최종 사용자에게 동일한 중량으로 더 큰 부피의 피복 조성물 또는 성장 배지를 제공한다. 본 발명의 저밀도 피복 조성물 또는 성장 배지는 선행 기술의 피복 또는 성장 배지에 대한 성분으로서 첨가될 수 있고, 이에 따라 이들의 수송 비용을 선행 기술의 배지만에 비해 약 5% 이상, 10% 이상, 15% 이상, 또는 20% 이상 낮춘다. 추가적으로, 소비자는 그 더 낮은 중량으로 인해, 본 발명의 성장 배지를 구매하고 이용하기 더 쉬울 수 있다. 성장 배지의 건식 벌크 밀도는 증가하는 선호도로, 약 6 lb/ft3 이하, 4 lb/ft3 이하, 3 lb/ft3 이하, 또는 2 lb/ft3 이하일 수 있다. 피복 조성물 또는 성장 배지의 건식 벌크 밀도는 약 1.5 lb/ft3 내지 약 6 lb/ft3, 약 2 lb/ft3 내지 약 4 lb/ft3, 약 2.2 lb/ft3 내지 약 2.6 lb/ft3일 수 있다. 피복 조성물 또는 성장 배지의 습식 벌크 밀도는 증가하는 선호도로 약 15 lb/ft3 이하, 10 lb/ft3 이하, 8 lb/ft3 이하, 6 lb/ft3 이하, 4 lb/ft3 이하, 3 lb/ft3 이하, 또는 2 lb/ft3 이하일 수 있다. 피복 조성물 또는 성장 배지의 습식 벌크 밀도는 약 2 lb/ft3 내지 약 10 lb/ft3, 약 2.2 lb/ft3 내지 약 5 lb/ft3, 약 2.4 lb/ft3 내지 약 3 lb/ft3일 수 있다.
아래의 표 1은 선행 기술의 성장 배지에 비교하여, 피복 조성물 또는 성장 배지의 총 중량을 기준으로 약 80% 목재 성분 및 약 20% 나무 껍질을 포함하는 피복 조성물 또는 성장 배지의 하나의 구현예 및 약 100% 소나무 목재 섬유를 포함하는 또 다른 구현예의 평가 결과를 예시한다.
Figure 112017008763679-pct00001
표 1에서의 데이터는 본원에 전문이 참조로 포함되는 문헌["Procedures for Determining Physical Properties of Horticultural Substrates Using the NCSU Porometer by Horticultural Substrates Laboratory," Department of Horticultural Science, North Carolina State University in Raleigh, North Carolina]을 이용하여 JR Peters Laboratory Allentown, PA, USA에서 수집하였다.
표 1에서 공극 부피 백분율은 물질이 포화되고 배액되도록 한 뒤 공기로 충전되는 기재의 부피 백분율로 측정되는 상기 논의된 공기 보유능을 나타낸다. 이는 물질이 가질 공기의 최소량이다. 측정 용기는 하기 치수를 가졌다: 30.5 x 30.5 x 30.5 cm(12인치 x 12인치 x 12인치).
표 1에서 벌크 밀도는 건식 고형물 질량 대 기재의 벌크 부피의 비를 나타낸다. 벌크 부피에는 고형물의 부피 및 포어 공간이 포함된다. 질량은 221°F(105℃)에서 일정 중량으로의 건조 후 결정되며, 부피는 실린더 내 샘플의 부피이다.
표 1에서 수분 함량은 습식 질량 기준으로 샘플에서 확인된 수분 백분율을 나타낸다. 이는 하기 식에 의해 계산된다: [(습식 중량 - 건식 중량/습식 중량] X 100. 이는 특정한 샘플에 물이 얼마나 포함되어 있는지를 표시한다.
표 2는 선행 기술의 성장 배지와 본 발명의 두 구현예, 구체적으로 피복 조성물 또는 성장 배지의 총 중량을 기준으로 약 80% 목재 성분 및 약 20% 나무 껍질을 포함하는 피복 조성물 또는 성장 배지의 하나의 구현예 및 100% 소나무 목재 섬유를 포함하는 또 다른 구현예의 비교를 제공한다. 표 2에서의 느슨한(loose) 벌크 밀도 데이터는 피복 조성물 또는 성장 배지를 오프너에 의해 및/또는 특정한 종류의 피복 조성물 또는 성장 배지에 대해 권장되는 공정을 이용해서 팽창시킨 뒤, 30.5 x 30.5 x 30.5 cm(12인치 x 12인치 x 12인치)로 측정되는 용기 내로 피복 조성물 또는 성장 배지를 패킹하여 획득하였다.
Figure 112017010141661-pct00002
표 3은 피복 또는 성장 배지의 섬유의 크기 분류를 제공한다; 다양한 체 크기를 통해 통과하는 물질의 중량%뿐만 아니라 밀도, WHC, 및 총 다공성도 제공된다. 총 다공성은 상기 언급된 바와 같이 문헌["Procedures for Determining Physical Properties of Horticultural Substrates Using the NCSU Porometer by Horticultural Substrates Laboratory"]의 다공계측기 평가에 의해 측정하였다.
Figure 112017008763679-pct00003
최종 산물에서 섬유 입자의 체 크기는 US 체 크기 #8 내지 #100의 범위일 수 있지만, 다른 체 크기도 고려된다. 피복 조성물 또는 성장 배지 중 섬유의 크기는 약 0.149 mm 내지 약 2.38의 범위일 수 있다. 일부 목재 성분 및/또는 나무껍질은 이들이 약 30 ㎛ 이하 내지 약 600 ㎛ 이상의 입자 크기를 갖는 분말이 되도록 하는 방식으로 가공될 수 있다. 일반적으로, 섬유 크기가 작을수록 WHC가 높다.
피복 조성물 또는 성장 배지는 수력학적 적용에서도 이용될 수 있다. 수력학적으로 적용되는 피복 조성물 또는 성장 배지는 생장의 회복 및 부식 제어를 위해 효과적인 해결책을 제시한다. 수력학적으로 적용되는 피복 조성물 또는 성장 배지는 종자를 보호하면서 토양에 직접 결합할 수 있으므로, 종자 발아 및 식물 성장을 허용하면서 모종 및/또는 식물을 바람, 센 비, 및 다른 환경 조건으로부터 보호한다. 수력학적으로 적용되는 피복 조성물 또는 성장 배지는 정적으로 손상된 경사로를 보호하거나, 고부식성 토양을 안정화하거나, 토착 식물 종을 재도입하는 등을 위해, 또는 이들의 조합을 위해 이용될 수 있다. 수력학적으로 적용되는 피복 조성물 또는 성장 배지는 단독으로 또는 다른 부식 제어 방법과의 조합으로 이용될 수 있다. 수력학적으로 적용되는 피복 조성물 또는 성장 배지는 고속도로 프로젝트, 레크레이션 프로젝트, 예컨대 골프 코스 동안, 광산 간척 영역에서, 산업 또는 다른 적용에서 이용될 수 있다.
수력학적으로 적용되는 피복 조성물 또는 성장 배지는 1회 또는 복수 단계로 해당 장소에 적용될 수 있다. 피복 조성물 또는 성장 배지는 물, 및 선택적으로 종자, 화학적 결합제, 천연 고무, 및/또는 결속 인공 섬유, 및/또는 수력-분무기 또는 또 다른 적합한 설비의 탱크 내 다른 성분과 함께 혼합될 수 있다. 종자는 1개 종을 함유하거나 종들, 예컨대 토착 또는 비-토착 풀, 야생화, 초본, 또는 다른 바람직한 종의 혼합물을 포함할 수 있다. 혼합은 피복 조성물 또는 성장 배지의 모든 섬유가 실질적으로 파괴되고 수화될 때까지 계속될 수 있다. 결합 첨가제의 적절한 점도 및 활성화가 달성되는 경우, 상기 언급된 추가 성분 또는 다른 성분, 예컨대 비료, 다량영양소, 및/또는 미량영양소가 첨가될 수 있다. 이어서 수화된 피복 조성물 또는 성장 배지는 팬-유형 노즐을 갖는 수력-분무기와 같은 적합한 설비로부터 해당 장소 상에 적용될 수 있다. 적용 직후, 피복 조성물 또는 성장 배지는 토양에 직접 결합하고 휴면 종자에 대한 보호를 제공하고, 토양 손실을 최소화하고, 적용 장소에서의 빠른 생장 구축을 보조한다.
예시적인 구현예가 상술되었으나, 이들 구현예가 본 발명의 모든 가능한 형태를 기재하는 것은 아니다. 오히려, 명세서에서 이용된 언어는 제한이 아닌 설명의 언어이며, 본 발명의 정신 및 범위에서 벗어나지 않고 다양한 변화가 수행될 수 있음이 이해된다. 추가적으로, 다양한 실시 구현예의 특징이 조합되어 본 발명의 추가 구현예를 형성할 수 있다.

Claims (28)

  1. 성장 배지로서,
    상기 성장 배지의 총 중량을 기준으로 5 내지 95 중량%의 섬유성 나무 껍질,
    상기 성장 배지의 총 중량을 기준으로 5 내지 95 중량%의 섬유성 목재 성분을 포함하며,
    60 kg/㎥ 이하의 건식 벌크 밀도 및 120 kg/㎥ 이하의 습식 벌크 밀도를 갖는 성장 배지.
  2. 제1항에 있어서,
    88 부피% 이상의 총 다공성을 갖는 성장 배지.
  3. 제1항에 있어서,
    95 부피% 이상의 총 다공성을 갖는 성장 배지.
  4. 제1항에 있어서,
    ASTM D7367-14에 따른 성장 배지의 수분 보유능이 상기 성장 배지의 총 중량을 기준으로 400 내지 1000 중량%인 성장 배지.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 섬유성 나무 껍질 및 상기 섬유성 목재 성분의 62.3 ~ 79.5%가 2,036 ㎛ 미만 내지 150 ㎛ 초과의 입자 크기를 갖는 성장 배지.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 성장 배지가 상기 성장 배지의 총 중량을 기준으로 10.1 ~ 25.0 중량%이면서, 710 ㎛ 초과 내지 1180 ㎛ 미만의 입자 크기를 갖는, 섬유성 나무 껍질 및 섬유성 목재 성분을 포함하는 성장 배지.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 성장 배지는, 상기 성장 배지의 총 중량을 기준으로, 상기 섬유성 나무 껍질은 5 내지 90 중량% 및 상기 섬유성 목재 성분은 5 내지 90 중량%로 포함하며,
    비료, 다량영양소, 미량영양소, 미네랄, 화학적 결합제, 천연 고무, 결속 인공 섬유, 토양, 및/또는 종자 중 적어도 하나를 추가로 포함하는 성장 배지.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 섬유성 목재 성분이 제련 목재 칩, 목재 섬유, 또는 둘 다를 포함하는 성장 배지.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 섬유성 나무 껍질이 소나무 껍질을 포함하는 성장 배지.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 성장 배지가 상기 성장 배지의 총 중량을 기준으로, 20 내지 70 중량%의 섬유성 나무 껍질 및 30 내지 80 중량%의 섬유성 목재 성분을 포함하는 성장 배지.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 성장 배지가 상기 성장 배지의 총 중량을 기준으로, 50 내지 60 중량%의 섬유성 나무 껍질 및 40 내지 50 중량%의 섬유성 목재 성분을 포함하는 성장 배지.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 성장 배지가 상기 성장 배지의 총 중량을 기준으로, 10 내지 60 중량%의 섬유성 나무 껍질 및 40 내지 90 중량%의 섬유성 목재 성분을 포함하는 성장 배지.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 성장 배지는 멸균성인 성장 배지.
  14. 성장 혼합 조성물로서,
    섬유성 나무 껍질 및 섬유성 목재 성분을 포함하는 40 내지 85 중량%의 성장 배지; 및
    15 내지 60 중량%의 이탄을 포함하며,
    상기 성장 배지가 88 부피% 이상의 총 다공성을 가지는 성장 혼합 조성물.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 성장 혼합물에 펄라이트가 실질적으로 없는 성장 혼합 조성물.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 성장 배지가 비료, 다량영양소, 미량영양소, 미네랄, 화학적 결합제, 천연 고무, 결속 인공 섬유, 토양, 및/또는 종자 중 적어도 하나를 추가로 포함하는 성장 혼합 조성물.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 성장 배지는 40 내지 80 중량%, 상기 이탄은 15 내지 50 중량%로 포함되며,
    비료화된 소나무 껍질, 질석, 모래, 암면, 비료, 동물 거름, 쌀겨, 경재 껍질, 연재 껍질, 코이어, 또는 이들의 조합 중 적어도 하나를 추가로 포함하는 성장 혼합 조성물.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 성장 배지가 상기 성장 배지의 총 중량을 기준으로, 5 내지 95 중량%의 섬유성 나무 껍질 및 5 내지 95 중량%의 섬유성 목재 성분을 포함하는 성장 혼합 조성물.
  19. 제14항에 있어서,
    상기 섬유성 나무 껍질이 소나무 껍질을 포함하는 성장 혼합 조성물.
  20. 제14항에 있어서,
    상기 성장 배지가 14.5 내지 104 kg/㎥의 건식 벌크 밀도를 갖는 성장 혼합 조성물.
  21. 성장 배지로서,
    100 중량%의 섬유성 목재 성분을 포함하며,
    12 kg/㎥ 이하의 건식 벌크 밀도 및 104 kg/㎥ 이하의 습식 벌크 밀도를 갖는 성장 배지.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 성장 배지의 총 중량을 기준으로, 1 내지 30 중량%의 섬유성 소나무 껍질 및 70 내지 99 중량%의 섬유성 목재 성분을 포함하는 성장 배지.
  23. 제21항에 있어서,
    상기 성장 배지의 총 중량을 기준으로, 1 내지 20 중량%의 섬유성 소나무 껍질 및 80 내지 99 중량%의 섬유성 목재 성분을 포함하는 성장 배지.
  24. 제21항에 있어서,
    상기 성장 배지의 총 중량을 기준으로, 2 내지 20 중량%의 섬유성 소나무 껍질 및 80 내지 98 중량%의 섬유성 목재 성분을 포함하는 성장 배지.
  25. 제21항에 있어서,
    88부피% 이상의 총 다공성을 갖는 성장 배지.
  26. 제21항에 있어서,
    ASTM D7367-14에 따른 성장 배지의 수분 보유능이 상기 성장 배지의 총 중량을 기준으로 400 내지 1000 중량%인 성장 배지.
  27. 제21항에 있어서,
    상기 섬유성 목재 성분의 62.3 ~ 79.5 %가 2,036 ㎛ 미만 내지 150 ㎛ 초과의 입자 크기를 갖는 성장 배지.
  28. 제21항에 있어서,
    상기 성장 배지는 멸균성인 성장 배지.
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