KR20010044391A - 천연 식물성 염료를 이용한 칼라샌드 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 천연 식물성 염료를 이용한 칼라샌드 및 그 제조방법에 관한 것으로 일반 배토용 모래 70∼90중량%, 백운석(dolomite) 1∼20중량%, 실리카(sillica) 1∼20중량% 혼합하여 1.70mm와 0.84mm체로 거른 다음 여기에 천연 식물성 추출염료 0.005∼0.5(v/w)%, 천연용제와 목초액 각각 0.1∼10(v/w)%, 식물성단백질·음이온계면활성제·low sugar water 각각 0.005∼0.5(v/w)%, 질소(nitrogen) 0.1∼10중량%을 첨가하고, 고른 착색을 위해 전동믹스기로 혼합하여 제조한 본 발명 칼라샌드는 잔디착색제를 이용하여 조제한 모래에 비해 높은 착색도를 나타내며 고온·고압에서 변색 우려가 없고, 높은 초기 함수율을 가지므로 작물의 건조피해를 감소시키는 효과가 있고, 칼라샌드를 이용하여 잔디를 재배한 경우, 최초 발아일 뿐만 아니라 발아율도 다른 실험제재를 이용하여 재배한 경우보다 뛰어난 효과가 있다.

Description

천연 식물성 염료를 이용한 칼라샌드 그 제조방법{Color sand using natural vegatable dye and preparation thereof}

본 발명은 천연 식물성 염료를 이용한 칼라샌드 및 그 제조방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 일반 배토용 모래를 천연 식물성 추출염료로 착색시키므로써 환경친화적이며, 착색효과가 뛰어난 칼라샌드 및 그 제조방법에 관한 것이다.

골프장의 관리상 가장 어려운 문제점으로 각종 피해나 스트레스를 받은 잔디를 플레이어 및 오너에게 불편함 없이 빠르게 회복시켜 제공시키는 것이다. 대부분의 식물은 외부로부터 스트레스나 손상을 입었을때 자기 자신을 완전하게 회복시키기 위해 일정한 회복기간과 적정한 양분공급, 수분, 배토(상처부위 및 손상지역 피복)등이 반드시 필요로 한다. 일반적으로 회복 가능한 난지형잔디(warm season grass - zoysia sp.)로 조성된 지역에서는 피해지역을 사용하지 않고, 각종 관리자재(비료, 농약, 토양개량제, 영양제등) 및 관수·배토·피복등의 관리작업을 통해 피해지 잔디가 완전히 회복되는데 소요되는 기간은 25일 이상이며, 한지형잔디(cool season grass - agrostis sp., poa spp., festuca sp. etc) 는 초종에 따라 약간의 차이는 있지만 15일 내외가 소요된다. 그러나 이것은 잔디가 생육이 왕성히 이루어지는 생육기(난지형잔디는 5월부터 9월초, 한지형잔디는 3월에서 6월 그리고 8월말에서 11월초까지)에 소요되는 기간이라 할 수 있다. 하지만 잔디의 생육기가 아닐 경우 또는 새로운 잔디로 보식을 요하는 지역의 경우, 잔디의 뿌리는 살아 있고 엽만이 손상되어 있을 경우에는 2~3배이상의 회복기간과 인력, 경제적 지출이 이루어진다. 즉, 회복기간이 길기 때문에 첫째, 약해져 있는 잔디의 2차적 피해(土壤傳染性病) 예방 및 둘째, 肥害 또는 藥害가 나지 않을 정도의 지속적인 적정의 양분 및 수분의 공급과 토양표면의 적정 온도유지가 필요하다.

상기 언급된 사항은 손상된 지역을 사용하지 않고 관리를 했을 경우로써, 만일 계속적으로 플레이 및 사용을 요하는 골프장·경기장·공원 및 위락시설에서 이러한 모든 부분에서 관리하기가 사실상 어려운 실정이다. 그래서 이러한 지역에 필요한 자재가 갖추어야 될 요건으로서 피해지역의 시각적 은폐, 토양개량 및 토양전염성병 억제효과, 영양분공급, 온도 및 수분조절 등의 다기능성이 절실히 요구된다.

골프장 및 경기장·공원 및 위락시설 등에 흔히 볼 수 있는 잔디 피해지로는 다음과 같다. ①병·해충 피해지, ②비료 및 농약의 과다한 살포로 인한 피해지역, ③기계작업 및 사람에 의한 물리적 답압지역, ④플레이中 골프채 및 볼에 의해 상처를 받은 지역(ball mark, divot), ⑤생육불량지, ⑥고온건조 피해지, ⑦잔디종자 파종후 발아전 나지지역, ⑧수목밑 음지, ⑨보식지, ⑩골퍼 이동통로(green edge, tee edge, 동선) 등에 이러한 다기능성 제품이 절실히 요구된다.

상기 나열된 지역의 관리 및 사용상의 문제점으로, 첫째 장기간 동안 시각적 불량상태로 관리되어져야 하고, 둘째 골프장의 경우 잔디가 회복되는 기간동안 언더리페어(under-refair) 지역, 또는 집중 관리지역으로 되어 있어 제대로 경기 진행을 할 수 없을 뿐만 아니라, 공원 및 위락지역의 경우 사용하기가 어렵다. 셋째 경기중에도 매일의 관리가 이루어져야 하기 때문에 관리자 및 플레이어 모두 불편을 초래하고 있는 지역이다.

이같은 문제점 해결을 위해 골프코스에서 가장 널리 행해지고 있는 관리방법으로 첫째 잔디교체 및 파종, 둘째 각종 영양제 및 비료 시비를 통한 생육 촉진 방법 셋째 잔디 착색제를 이용한 피해지 잔디의 착색처리와 착색제(着色制)를 배토사에 혼합하여 물을 들인 다음 배토하는 은폐의 방법이 있다. 그러나 일반 경기장 및 공원, 위락시설 지역에 있는 피해지 잔디는 대부분 그냥 그대로 내버려 두고 있으나, 시각적으로 불량한 지역 또는 소규모의 면적에 대해서만은 대부분 관리하기가 용이한 보식의 방법에 의해 관리되지만, 보식을 하더라도 기존의 잔디와 같이 뗏장을 형성하여 잔디가 완전히 토양에 뿌리를 내리기 위해서는 상당한 기간동안(10~20일이상) 비배·시약·배토·관수등의 별도의 관리작업이 이루어져야 한다.

첫번째와 두번째 방법은 반드시 이루어져야 할 작업이지만 피해지 잔디를 회복시키고 특별한 관리를 위해서는 많은 시간과 인력, 노력, 경비가 소요될 뿐만 아니라, 관리자 및 플레이어 모두에게 불편을 주고 있다. 세번째 방법은 수입품인 녹색의 잔디 착색제 원액을 희석하여 피해지 잔디엽에 직접 착색처리하거나 培土用 모래에 着色劑를 혼합하여 물을 들인 다음 피해지에 은폐하는 방법이다. 그러나 잔디 착색제를 잔디엽에 직접 처리할 경우 기존 잔디와의 엽색의 농도차이, 잔디 회복후에도 장기간의 착색효과로 인한 이질감으로 인해 사용에 대한 고도의 기술이 필요하다. 그리고 배토용 모래에 착색제를 물들인 배토사는 착색기간이 짧고(10일이내) 잔디의 엽색과 유사한 색상을 만들어 낼 수가 없어 경제성을 고려해 볼 때 현실적으로 적용이 어렵다. 위의 제재를 이용하여 칼라 모래를 제조하여 처리할 경우 배수가 잘되지 않는다는 가장 큰 문제점을 가지고 있다.

본 발명제재에 이용된 천연 식물성 염료는 국내의 한 도료 전문 벤쳐업체(유하 천연페인드(주)-경남 김해소재)에서 개발한 특허제품으로 오렌지, 피마자, 오동나무, 송진 등 10여가지 식물성 추출물을 이용하여 만든 환경친화형 천연 페인트이다. 천연 식물성 페인트는 지금까지 널리 사용되고 있는 종전의 유기 합성 페인트와는 달리 유독성과 중금속, 벤젠과 톨루엔, 포름알데이드 등의 휘발성 물질(VOC-휘발하는 유기물질의 총징, 자동차에서 발생하는 질소산화물과 함께 광학스모그의 오존을 만들어내는 2대 원인물질), 유독성 가스가 전혀 없는 제품이다. 현재 환경친화형 천연 페인트는 내·외장용 목재, 금속, 플라스틱, 벽지, 석고보드, 콘크리트, 시멘트 몰탈 등의 내부 및 외부 상도용으로 사용되고 있다.

본 발명자는 상기 열거한 문제점을 해결하고자, 식물에 대한 독성이 없고 일정기간이 지난후 토양내에서 미생물 및 식물의 영양원으로 자연분해가 되어 지는 천연 식물성 자연염료를 주성분으로 하여 규사모래, 식물성 단백질, 음이온 계면활성제, 목초액, low sugar water, 질소(nitrogen), 천연용제, 미량원소(마그네슘·칼슘·철·붕소) 성분외에 백운석(dolomite), 실리카(sillica)를 첨가하여 본 발명을 완성하였다.

따라서, 본 발명의 목적은 천염 식물성 염료로 일반 배토용 모래를 착색시키므로써 환경친화적이고 착색력이 우수한 칼라샌드을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 칼라샌드의 제조방법을 제공함에 있다.

본 발명의 상기 목적은 천연 식물성 자연염료를 주성분으로 하여 규사모래, 식물성 단백질, 음이온 계면활성제, 목초액, low sugar water, 질소(nitrogen), 천연용제, 미량원소(마그네슘·칼슘·철·붕소) 성분외에 백운석(dolomite), 실리카(sillica)를 첨가하여 칼라샌드을 제조하고, 상기 칼라샌드의 착색도, 투수성, 배수성 및 함수율과 본 발명 칼라샌드를 이용하여 재배한 잔디의 발아율을 조사함으로써 달성되었다.

이하, 본 발명의 구성 및 작용을 설명한다.

도 1은 본 발명 칼라샌드와 기존 잔디 착색제로 제조한 착색제 조제 모래 및 일반 배토모래를 나타낸 사진이다.

도 2는 투수성, 배수성 및 함수율 시험을 위한 사용기기를 나타낸 사진이다.

左(좌):일반 배토모래, 中(중): 착색제 모래, 右(우):칼라샌드

도 3은 칼라샌드, 잔디 착색제 조제 모래, 배토용 모래의 초기 투수성 및 배수성을 나타낸 그래프이다.

도 4는 칼라샌드, 잔디 착색제 조제 모래, 배토용 모래의 포화상태에서의 배수성을 나타낸 그래프이다.

도 5는 칼라샌드, 잔디 착색제 조제 모래, 배토용 모래의 시간별 함수량 변화를 나타낸 그래프이다.

도 6은 칼라샌드, 잔디 착색제 조제 모래, 배토용 모래의 수분처리 전후의 색도변화를 나타낸 사진이다.

左(좌):칼라샌드, 中(중): 착색제 모래, 右(우):일반 배토모래

도 7은 칼라샌드, 잔디 착색제 조제 모래, 배토용 모래의 배수성 시험을 나타낸 것이다. 左(좌):칼라샌드, 中(중): 착색제 모래, 右(우):일반 배토모래

도 8은 배수성 시험후 배수된 물의 탈색유무를 나타낸 사진이다.

左(좌):칼라샌드, 中(중): 착색제 모래, 右(우):일반 배토모래

도 9는 칼라샌드, 잔디 착색제 조제 모래의 고압살균기 가온후 상태를 나타낸 사진이다. 左(좌):일반 배토모래, 右(우):칼라샌드

도 10은 칼라샌드, 잔디 착색제 조제 모래의 원상태, 배수실험후 상태, 고압가온후의 상태를 비교한 사진이다.

上(상): 원래상태의 착색모래:칼라샌드,

中(중):배수실험후 착색모래:칼라샌드

下(하):고온가압후의 착색모래:칼라샌드

도 11은 칼라샌드, 잔디 착색제 조제 모래, 배토용 모래에서 한지형 잔디의 발아상태를 나타낸 그래프이다.

도 12는 칼라샌드에서 파종한 라이그라스의 15일째 발아상태를 나타낸 사진이다.

본 발명은 일반 배토용 모래 800g에 백운석(dolomite) 100g, 실리카(sillica) 100g을 혼합하여 1.70mm와 0.84mm체를 쳐 중량 1kg를 만든 다음 여기에 천연 식물성 추출염료 0.5cc, 천연용제와 목초액 각 10cc, 식물성단백질·음이온계면활성제·low sugar water 각 0.5cc, 질소(nitrogen) 10g을 첨가하고 고른 착색과 혼합을 위해 전동믹스기를 이용하여 혼합하여 칼라샌드를 제조하는 단계; 상기 제조한 칼라샌드와 비교하기 위하여 기존 잔디 착색제를 이용하여 모래를 착색시키는 단계; 상기 제조한 본 발명 칼라샌드와 잔디 착색제로 착색시킨 모래의 투수성, 배수성, 함수율 및 착색 지속성을 조사하는 단계; 상기 제조한 본 발명 칼라샌드와 잔디 착색제로 착색시킨 모래로 잔디를 배양하여 발아율을 조사함으로써 잔디에 대한 장해시험을 하는 단계: 칼라샌드와 잔디 착색제로 착색시킨 모래의 착색기간, 농동, 기능성, 경제성을 비교하는 단계로 구성된다.

일반 배토용 모래 70∼90중량%, 바람직하게는 80중량% 사용하고, 백운석(dolomite) 1∼20중량%, 바람직하게는 10중량% 사용하고, 실리카(sillica) 1∼20중량%, 바람직하게는 10중량% 사용하고, 천연 식물성 추출염료 0.005∼0.5(v/w)%, 바람직하게는 0.05(v/w)%, 천연용제와 목초액 각각 0.1∼10(v/w)%, 바람직하게는 1(v/w)%, 식물성단백질·음이온계면활성제·low sugar water 각각 0.005∼0.5(v/w)%, 바람직하게는 0.05(v/w)% 사용하고, 질소(nitrogen) 0.1∼10중량%, 바람직하게는 1중량%를 사용한다.

상기 단계에서 사용한 천연 식물성 염료는 생태계의 순환과정에서 얻어지는 10여가지 이상(오렌지, 피마자, 송진, 오동나무등)의 식물성분이 혼합된 무독성 추출물로서 자연분해가 가능하고, 인축에 대한 해가 전혀 없는 환경친화형 염료로서 장기간 동안 착색효과가 우수할 뿐만 아니라 잔디색과 거의 동일한 색상 및 그 외에 다양한 색상을 만들 수 있고 접착력과 은폐력이 우수하다.

상기 단계에서 사용한 천연용제(orange oil)는 오렌지에서 추출한 천연 희석제로서 식물성 천연염료가 가지고 있는 높은 점성을 낮게 하여 재료의 표면에 도장시 표면장력을 낮추어 염료가 재료의 표면에 고르게 접착할 수 있게 한다.

상기 단계에서 사용한 식물성 단백질과 음이온 계면활성제(tween 80), low sugar water, 천연 식물성 염료의 유지성분(orange oil)으로 인한 배수와 함수율 불량에 대한 개선을 위해 이용된 자재로서 장기간 외부에 노출되어도 수분의 증발 억제효과가 우수하고 자연분해가 가능한다.

상기 단계에서 사용한 목초액은 모래에 유입될 수 있는 토양 전염성 병원균의 살균 및 토양내 병원균의 억제, 각종 유효 영양분의 공급하고 식물의 발아, 발근, 개화, 결실, 성장등 식물의 호르몬 작용촉진 및 토양유효미생물 증대를 위해 혼합되어 졌다.

상기 단계에서 식물성 단백질과 음이온 계면활성제, low sugar water에 혼합함으로써 수분의 분자집단인 크러스터의 표면장력을 줄여 착색효과를 증대시키기 위해 혼합되어 졌다.

상기 단계에서 질소(nitrogen), 미량원소(마그네슘, 칼슘, 철, 붕소)은 잔디의 빠른 회복과 생육촉진을 위한 유효 영양원의 공급. 특히, 마그네슘·칼슘·철·붕소의 경우 골프장 및 농경지(시설원예작물 등)와 같이 연작피해가 많은 토양에 부족하기 쉬운 미량원소 성분 공급을 위해 혼합되어 졌다.

상기 단계에서 백운석(dolomite)(Ca, Mg), 실리카(sillica:Sio₂) 토양 pH교정, 물리성 및 이화학성 개선을 위한 천연 광물 토양개량제로 토양 전염성 병원균의 발병억제와 기주 식물의 내병성 강화를 위해 혼합되어 졌다.

본 발명제재에 이용된 천연 식물성 염료는 국내의 한 도료 전문 벤쳐업체(유하 천연페인드(주)-경남 김해소재)에서 개발한 제품을 사용하였다.

2000년 9월 1일(접수번호 QAP-00816-00) 상기 업체에서 의뢰 분석한 천연 식물성 염료에 대해 품질보증검사기준(QM-5000-19)에 따른 화학분석(한국 화학 시험연구원 부산 광역시소재) 결과 중금속 분석항목 Pb, Cr, Cd, Sb, Ba, As, Hg, Se 성분에 대해 전혀 검출이 되지 않았으며, 용제성분 분석항목인 Benzene, Toluene, Xylene, Cyclohexane도 전혀 검출되지 않아 토양 및 환경에 해가 없다는 것이 입증되었다. 결과치는 다음과 같다.

천연 식물성 염료의 화학분석결과

시험항목	단위	결과치
중금속 시험	PbCrCdSbBaAsHgSe	㎎/kg㎎/kg㎎/kg㎎/kg㎎/kg㎎/kg㎎/kg㎎/kg	검출안됨검출안됨검출안됨검출안됨검출안됨검출안됨검출안됨검출안됨
용제분석	Benzene Toluene XyleneCyclohexane	%%%%	검출안됨검출안됨검출안됨검출안됨

이하, 본 발명의 구체적인 방법을 실시예를 들어 상세히 설명하고자 하지만 본 발명의 권리범위는 이들 실시예에만 한정되는 것은 아니다.

실시예 : 본 발명 칼라샌드(color sand)의 제조

일반 배토용 모래의 입자상태의 균일을 위해 1.70mm체를 이용하여 굵은 모래는 제거하였고, 0.84mm체(standard testing sieve)를 이용하여 토분성 모래 또한 제거하였다. 칼라샌드 및 착색모래의 제조는 다음과 같다. 칼라샌드의 제조는 일반 배토용 모래 800g에 백운석(dolomite) 100g, 실리카(sillica) 100g을 혼합하여 1.70mm와 0.84mm체를 쳐 중량 1kg를 만든 다음 여기에 천연 식물성 추출염료 0.5cc, 천연용제와 목초액 각 10cc, 식물성단백질·음이온계면활성제·low sugar water 각 0.5cc, 질소(nitrogen) 10g을 첨가하였다. 그리고 고른 착색과 혼합을 위해 전동믹스기를 이용하여 180rpm의 속도로 천천히 혼합하여 본 칼라샌드를 제조하였다.

비교 실시예 : 잔디 착색제를 이용하여 착색시킨 모래의 제조

잔디 착색제를 착색시킨 모래의 제조는 일반 배토용 모래 1kg에 잔디착색제 20cc(골프장사용 기준 혼합량)를 혼합하고 착색을 위해 전동믹스기를 이용하여 180rpm의 속도로 천천히 혼합하여 제조하였다.

실험예 1 : 본 발명제재인 칼라샌드(color sand)와 잔디착색제를 착색시킨 모래, 일반 배토용 모래에 대한 투수성, 배수성, 함수율 변화시험.

본 실험예는 도 1에 나타난 바와 같이 상기 실시예와 비교실시예에서 제조한 칼라샌드(color sand)와 잔디착색제를 착색시킨 모래, 일반 배토용 모래에 대한 투수성, 함수율을 측정하였다.

칼라샌드(color sand)와 잔디착색제를 착색시킨 모래, 일반 배토용 모래에 함유된 수분제거를 위해 드라이오븐에 넣고 충분히 건조 시켰다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 투수성과 배수성, 함수율 조사를 위한 시험기자재는 투명으로 된 아크릴 원통(내경지름 9.8cm, 길이 20cm)을 준비한 다음 위에서부터 15cm되는 원통형 내부에 0.5mm망을 고정시켜 물이 잘빠질 수 있도록 제작하였다. 그리고 아크릴 원통 외부에는 시험재료의 정확한 높이를 조사하기 위해 눈금자를 표시하였다.

본 발명 칼라샌드와 잔디착색제를 착색시켜 만든 모래, 일반 배토용 모래를 아크릴 투명시험기에 중량 1kg을 넣은 다음 3반복 시험을 위해 각 재료별로 3개씩 준비하였다. 그리고 시험재료에 500cc의 증류수를 부어 15cm지점의 0.5mm망 아래까지 도달한 물이 떨어진 최초시간 투수성, 투수거리(cm)/시간(second)」과 각각의 모래 표면 위에 증류수가 완전히 스며든 시간 배수성, 배수량(cc)/시간(second)」으로 초기 투수성 및 배수성을 조사하였고, 수분이 완전하게 포화된 상태에서 위의 방법으로 500cc의 증류수를 1차·2차·3차에 걸쳐 배수성을 조사하였다. 함수율은 시험전 용기의 무게를 조사한 다음 배수 및 투수가 완전히 끝난 4시간후 각 수분이 함유된 시료가 들어 있는 용기를 측정하는 1차 조사, 24시간후 2차조사, 48시간후 3차조사, 72시간후 4차조사를 실시하여 일수별 함수율 변화에 대해 조사하였다. 그 결과는 도 3 내지 도 5에 나타낸 바와 같다.

실험결과, 도 3에 나타난 것처럼 칼라샌드와 잔디착색제 조제 모래, 일반 배토용 모래를 이용한 투수성(투수거리/투수시간) 및 배수성(배수량/배수시간)을 조사한 것으로 칼라샌드의 투수성 0.51cm/sec, 배수성 4.56㎖/sec로 나타났고 잔디착색제 조제 모래의 투수성 0.83cm/sec, 배수성 7.17㎖/sec로, 배토용 모래의 투수성 0.93cm/sec, 배수성 5.52㎖/sec로 칼라샌드가 가장 낮게 나타났다. 본 시험은 각 재료의 건조상태에서 시험된 것으로써 배수성이 낮게 나타남은 시험구내 수분의 농도(함수율)가 높다는 것을 나타낸다.

도 4는 각 처리구내 재료들의 포화상태에서 배수성 조사 실험결과를 나타낸 것으로 1차, 2차, 3차, 4차시험에서 칼라샌드는 각각 9.29㎖/sec, 10.02㎖/sec, 9.45㎖/sec, 9.23㎖/sec으로, 잔디착색제 조제 모래의 경우 각각 17.29㎖/sec, 10.16㎖/sec, 8.94㎖/sec, 8.90㎖/sec으로, 일반 배토용 모래는 각각 12.35㎖/sec, 7.34㎖/sec, 6.79㎖/sec, 6.74로 나타나 처리횟수를 거듭함에 따라 칼라샌드와는 달리 잔디착색제 조제 모래와 일반 배토용 모래의 배수성이 점차 낮아짐을 볼 수 있다.

이는 잔디착색제 조제 모래와 일반 배토용 모래에 부착되어 있던 토분(clay) 성분이 물에 씻겨 내려가 하부층에 응집되어 수분 배수성을 낮추는 것으로 판단된다. 본 시험에 이용된 칼라샌드와 잔디착색제 조제 모래는 동일한 종류의 배토용 모래를 이용하여 조제하였음에도 불구하고 칼라샌드와 잔디착색제 조제 모래, 일반 배토용 모래의 배수성 차이는 칼라샌드의 경우 토분과 모래 입자와의 인위적인 접착으로 배수시 씻겨 내려가는 토분의 함량이 잔디착색제 조제 모래와 일반 배토용 모래에 비해 극소량인 것으로 판단되며, 이는 배수후 배수물의 색상 변화 관찰에서 도 확인할 수 있었다.

도 5는 시간 경과별 함수량 변화를 나타낸 것으로 증류수 500㎖ 관주후 완전히 증류수가 배수된 후 실중량에 용기중량과 재료중량을 감산한 평균값(함수량;g)으로 1차(4시간 경과), 2차(24시간 경과), 3차(48시간 경과), 4차(72시간 경과)에 걸쳐 공기중으로 증발되거나 용기아래로 휘산되어 없어지는 수분의 변화량을 조사하였다. 먼저 동일한 상태의 시험조건을 위해 growth-chamber에서 온도를 25℃로, 습도는 40%내외를 유지시켜 3반복으로 시험되었다. 조사 결과 칼라샌드 시험구의 용기무게를 포함한 실중량(g)·함수량(g)·함수 감소량은 1차(1,518g·287g·0g), 2차(1,505g·279g·8g), 3차(1,492g·266g·13g), 4차(1,479g·253g·13g), 잔디착색제 조제 모래 시험구는 각각 1차(1,519g·283g·0g), 2차(1,506g·274g·9g), 3차(1,493g·261g·13g), 4차(1,480g·248g·13g), 배토용 모래 시험구는 각각 1차(1,511g·274g·0g), 2차(1,498g·265g·9g), 3차(1,486g·252g·13g), 4차(1,472g·238g·14g)으로 조사되었다. 본 실험결과, 함수량은 칼라샌드가 약간 높게 측정됨으로써 수분의 증발억제효과가 시험에 이용된 다른 자제에 비해 우수한 것으로 검증되었다. 또한 모든 시험구에서 거의 유사하게 일 평균 13g의 함수량 감소를 나타냈는데 이는 포화상태에서 부가적인 수분의 첨가없이 칼라샌드는 23.5일후, 잔디착색제를 착색시킨 모래는 23일후, 일반모래는 21일후에 완전 건조될 것으로 판단되었다.

배수 및 투수성, 함수율 시험에서 본 발명 칼라샌드는 시험에 이용된 다른 재료에 비해 초기 배수 및 투수성은 낮았으나 높은 초기 함수율과 상당기간 동안 높은 수분상태를 유지함으로써 현장처리시 많은 양과 잦은 관수를 하지 않아도 토양내 수분의 증발량을 억제시켜 작물의 건조피해를 현저히 감소시킬 수 있을 것이다. 그리고 많은 강우로 인해 문제가 되는 장마기에는 배수를 원활히 하여 침수에 의해 발생되는 작물의 피해도 줄일 수 있을 것으로 판단되었다.

실험예 2 : 본 발명제재인 칼라샌드(color sand)와 잔디착색제를 착색시킨 모래의 착색 지속성에 대한 시험

본 실험예는 발명제재인 칼라샌드(color sand)와 잔디착색제를 착색시킨 모래에 대한 착색의 지속 효과에 대해 시험한 것이다. 시험에 이용된 재료와 시험에 이용된 기자재는 실험예 1과 같다. 시험은 3반복으로 이루어 졌다. 먼저 본 발명제재인 칼라샌드와 잔디착색제를 착색시켜 만든 모래를 아크릴 투명시험기에 중량 1kg을 넣은 다음 각 재료별로 3개씩 준비하였다. 그리고 세차례 연속적으로 500㎖의 증류수를 처리한 다음 각각의 시료에서 빠져나온 물과 원 시료의 변색 유무를 확인하였다. 또한 열과 압력에 의한 변색유무를 확인하기 위해 1ℓ삼각 유리플라스크 6개에 건조된 칼라샌드와 잔디착색제를 착색시켜 만든 모래 3개씩을 각각의 시료 100g과 증류수 400㎖을 넣고 121℃, 1.5기압 상태의 고압멸균기(Autoclave)에서 50분간 고온고압으로 가온시켰다.

도 6 내지 도 10에 나타낸 바와 같이 칼라샌드의 경우 원 시료와 배수시험 후의 수분 포화상태에서의 색상(1차 조사) 및 고압멸균기를 이용한 고온·고압 후의 색상(2차 조사) 모두 변화가 없었으나 잔디착색제 조제 모래의 경우 원 시료 또한 칼라샌드에 비해 색도가 낮고, 1차 조사시의 시료 색상과 2차 조사시의 색상 모두 원 시료에 비해 색도가 많이 떨어짐을 관찰할 수 있었다. 이는 1차 조사시 배수된 물의 색상 변화를 보면 쉽게 확인할 수 있다.

이를 하기 표 2에 정리하였다.

각 시험구간 색상 변화

시험 품목	원 시료	1차 조사	2차 조사
		배수된 물		시료
칼라샌드	10	변색 無	10	10
잔디착색제 조제 모래	7	변색 有	6	5
비 고	사진 참조
[주]색상도 : 시각적 평가, 10(녹색도 높음) ~ 1(녹색도 없음)

이상의 결과를 통해 본 발명제재인 칼라샌드의 경우 잔디착색제 이용 조제 모래에 비해 높은 착색도와 고온·고압에서의 변색 우려가 없으며, 장마와 같은 대량 수분환경 하에서도 색도가 지속됨을 알 수 있다. 또한 실험예 1에서의 우수한 배수성과 함수율을 착색기간 동안 일반 배토용 모래보다 오래 보유함으로써 장마기간의 배수불량과 건조기의 함수력을 높여 잔디 생육에 이로울 것으로 판단된다.

실험예 3 : 본 발명제재인 칼라샌드(color sand)와 잔디착색제를 착색시킨 모래의 잔디에 대한 장해시험

본 실험은 칼라샌드와 잔디착색제를 착색시켜 만든 모래, 일반 배토용 모래에 대해 벤트그라스(Creeping bentgrass;Penncross), 라이그라스(Prennial ryegrass; Rodeo), 페스큐(Tall fescue) 3종의 한지형 잔디종자를 파종한 후 본 발명제재의 생리적 장해 및 발아상태(발아율, 발아세등)를 검증키 위한 시험이다. 본 발명제재인 칼라샌드와 잔디착색제를 착색시킨 모래의 준비는 실시예와 비교실시예의 제조방법으로 준비하였다. 그리고 아크릴 투명시험기에 각각의 재료 1kg를 넣은 시험기를 재료별로 9개씩 총 27개를 준비하였다. 본 시험은 3반복시험에 의해 수행되어졌다. 먼저 시험해 이용될 잔디인 크리핑 벤트그라스(Creeping bentgrass; Penncross), 라이그라스(Prennial ryegrass; Rodeo), 페스큐(Tall fescue) 종자 50粒을 각각의 재료가 담겨져 있는 투명시험기내에 균일한게 파종한 다음 용기내에 수분을 포화상태로 만들기 위해 300㎖의 물을 관주하였다. 그리고 파종후 24시간이 지난 후부터 15㎖(2ℓ/㎡ 기준량)씩 매일 2차례 오전 09:00와 오후 17:00에 스프레이를 이용하여 분무살포하였고, 매일 용기내 잔디 종자의 발아유무 및 상태를 조사하였다. 잔디종자의 발아시험은 growth-chamber(식물생장상)내에서 시험을 실시하였다. 식물생장상의 온도는 평균 20℃(최저 15℃, 최고 25℃)였으며 습도는 60%로 유지하였으며 발아 조사는 10일 동안 이루어졌다.

도 11은 본 발명제재인 칼라샌드와 잔디착색제 조제 모래, 일반 배토용 모래에 대한 한지형잔디 종자의 평균 발아율을 10일 동안 조사한 것으로, 잔디 종자의 최초 발아시점은 초종별로 약간의 차이는 보였으나 칼라샌드와 일반 배토용 모래는 파종후3~ 4일째, 잔디착색제 조제 모래의 경우 파종후 5일째부터 발아되기 시작하였다. 각 시험구의 평균 발아수 및 발아율은 칼라샌드의 경우 벤트그라스는 38.7개(77.3%), 라이그라스 34.3개(68.7%), 페스큐 27.0개(54.0%)로, 잔디착색제 조제 모래는 벤트그라스 27.0개(54.0%), 라이그라스 25.3개(50.7%), 페스큐 14.0개(28.0%)로, 일반 배토용 모래는 벤트그라스 36.0개(72.0%), 라이그라스 35.3개(70.7%), 페스큐 30.7개(61.3%)로 조사되었다. 칼라샌드의 경우 일반 배토용 모래에 비해 발아율이 낮게 나타났지만, 잔디착색제 조제 모래에 비해 높은 발아율을 보였다.

라이그라스의 파종후 15일째 발아상태를 도 12에 나타내었다.

이상의 결과로 본 발명 칼라샌드는 3종의 잔디에 대해 생리적 장해는 전혀 없었으며, 최초 발아일 뿐만 아니라 발아율도 다른 시험제재에 비해 우수한 것으로 조사되었다. 이를 통해 볼 때, 골프장에 발생하는 divot, ball mark, 병흔지 등에 본 발명제재와 한지형종자를 혼합하여 처리할 경우 인력 및 경제적 절감효과를 거둘 수 있을 것이다.

실험예 4: 본 발명 칼라샌드(color sand)와 잔디착색제를 착색시킨 모래

의 착색기간, 농도, 배수성, 경제성의 비교

칼라샌드와 기존 잔디착색제로 조제한 모래의 착색기간, 착색농도, 배수성, 제조비용에 따른 경제성 분석을 비교하였다. 먼저 칼라샌드와 기존 잔디착색제의 제조는 앞서 언급된 실시예와 비교실시예의 혼합치로 전동믹스기를 이용하여 각각 1ton을 제조한 다음 제조비용에 따른 경제성을 분석한 결과는 표 3과 같다.

칼라샌드와 잔디 착색 모래 톤당 제조시 비용산출내역

구 분	칼라샌드	잔디 착색제 모래
모래(규사)	75,000원/ton	75,000원/ton
착색제사용량	1L/ton	20L/ton
착색제구입비	4,500원/L	570,000원/20L
기타(재료비)	15,500원/ton	-
인건비 및 감각상각비	55,000원	55,000원
계	150,000원	700,000원

표 3에서 보는 바와 같이 각각의 제조 방법으로 칼라샌드 및 잔디착색제모래를 제조한 결과 잔디착색모래에 비해 4배 이상의 경제성이 높게 나타났다.

표 3에서 제조된 칼라샌드와 잔디착색모래를 이용하여 2000년 6월부터 동년 10월까지 경남 진주시 경상대학교 농과대학 농자원 이용연구소내 한지형잔디(creeping bentgrass "penncross") 로 조성된 포지에서 시험되어 졌다. 시험전 잔디를 5mm 높이로 예지한 다음 2m*2m면적의 시험구 설정하였고, 칼라샌드와 잔디착색모래를 3mm 배토하였다. 시험은 난괴법 3반복으로 수행되어 졌다. 그리고 시험구는 3일에 한번 그린모잉기를 이용하여 잔디예고를 5mm로 유지하였고, 주 2회 5ℓ/㎡로 관수한 다음 처음 한달 동안은 일주일 단위로 조사하였고, 한달 이후에는 월 1회 착색기간과 착색농도 변화를 조사하였다. 시험결과 잔디착색모래는 처리후 첫 번째 관수가 이루어진 3일째부터 착색제의 농도변화가 나타나기 시작했으며, 10일 이후에는 거의 원모래의 색상과 동일한 색상로 변했다. 그러나 칼라샌드는 시험이 끝나는 10월말까지도 처음 색상과 동일한 색상으로 유지되었다. 그 결과는 표 4에 잘나타나 있다.

칼라샌드와 잔디 착색 모래에 대한 주요 비교표

구 분	칼라샌드	잔디 착색제 모래
최초변화	-	3일이후
착색기간	150日이상	10日 內外
초기착색도	진녹색	연녹색
착색변화색도	진녹색	원모래색

위의 실험결과를 통해 볼 때, 칼라샌드는 기존 잔디착색제로 조제한 모래에 비해 착색기간, 착색농도, 제조비용에서 모두 뛰어난 효과를 나타냄을 알 수 있었다.

이상, 상기 실시예와 실험예를 통하여 설명한 바와 같이 본 발명 천연 식물성 염료를 이용한 칼라샌드는 식물에 대한 독성이 없으며 일정기간이 지난후 토양내에서 미생물 및 식물의 영양원으로 자연분해가 되어지는 천연 식물성 자연염료를 사용함으로써 환경친화적이며, 장기간 색상 유지되고, 배수성과 함수성이 증가하는 효과가 있을 뿐만 아니라 식물성 단백질과 미량원소를 함유시켜 영양원 흡수성 증대, 토양 개량제의 혼용으로 식물의 뿌리발근 촉진 및 병흔지의 토양산도(pH)개선과 목초액에 의한 살균효과가 있으므로 조경산업상 및 환경산업상 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims (4)

1. (a) 일반 배토용 모래 70∼90중량%, 백운석(dolomite) 1∼20중량%, 실리카(sillica) 1∼20중량% 혼합하여 1.70mm와 0.84mm체로 거르는 단계;

   (b) 상기 (a)의 혼합물에 천연 식물성 추출염료 0.005∼0.5(v/w)%, 천연용제와 목초액 각각 0.1∼10(v/w)%, 식물성단백질·음이온계면활성제· low sugar water 각각 0.005∼0.5(v/w)%, 질소(nitrogen) 0.1∼10중량%을 첨가하고 고른 착색을 위해 전동믹스기로 합하여 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 칼라샌드의 제조방법.
2. 제 1항 기재의 방법에 의해 제조된 칼라샌드.
3. 제 2항에서 제조된 칼라샌드를 골프장의 각종 피해지 또는 생육불량지 등에 처리함을 특징으로 하는 처리방법.
4. 제 2항에서 제조된 칼라샌드를 조경 또는 원예용 자재, 건축용 자재, 교육용 실험자재 등에 적용함을 특징으로 하는 방법.