KR20040086540A

KR20040086540A - 식물 섬유 피복 매트의 제조방법

Info

Publication number: KR20040086540A
Application number: KR1020040013206A
Authority: KR
Inventors: 황젠웬; 펭유쉬앙
Original assignee: 유엔 푸웅 유 페이퍼 엠 에프 지이 코포레이션 리미티드
Priority date: 2003-03-24
Filing date: 2004-02-26
Publication date: 2004-10-11
Also published as: EP1469122B1; EP1469122A3; CN1532334A; CN100445465C; EP1469122A2; KR100591253B1

Abstract

비 목재섬유 식물이 미생물, 예를 들어 고온세균 박테리아(高溫細菌bacillus licheniformis: PMBP -m5), 고초균 박테리아(枯草菌 bacillus subtilis:PMBP -m6),박테리아(bacillus amyloliquefaciens: PMBP -m7)등의 균주에 의해분해 연화된 후, 1%(W/V)생석회수에서 얻어진 비 목재 섬유 식물의 섬유 펄프를 증류 분해(蒸解)하여, 전분, 고분자 중합체등의 성분을 첨가하여 액체 및 고체섬유 피복매트를 제조한다.

섬유피복 매트를 농지에 사용하면 잡초를 방제(防除)할 수 있고, 구릉지에 사용하면 토양 붕괴를 방지 할 수 있으며, 건조한 지역에 사용하면 수분의 증발이 감소될 수 있으며 동시에 사막화 및 모래먼지 폭풍을 방지 할 수 있다.

Description

식물 섬유 피복 매트의 제조방법{NON-WOODY FIBER MULCHING MAT AND PRODUCTION METHOD THEREOF}

(발명이 속하는 기술 분야)

본 발명은 식물 섬유 피복 매트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 비 목재 섬유 피복 매트 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.

(종래 기술)

일반적으로 농작물의 생산과정은 정지(整地), 파종(播種), 시비(施肥), 제초 및 수확 등의 단계를 필요로 하나, 각 단계는 대량의 인공, 특히 제초는 대량의 인공(수작업)을 하지 않으면 안 된다.

이와 같은 제초의 목적을 달성하기 위하여 농부들은 옛부터 잡초 생장의 방지에 프라스틱 포(布)를 토양 면 위에 덮고 있다.

그러나, 농작물을 수확한 후에는 상기 프라스틱 포는 이용가치가 없어져서 농부들은 그 처리에 어려움이 있고, 자연분해가 되지 않아 이들로 인해 2차 오염을 일으켜 왔다.

이들은 투수(透水) 및 투기(透氣)불량을 초래 할 뿐 아니라, 토양 미생물 종묘의 가는 뿌리 및 작물 생장의 생태환경에 영향을 준다.

또한, 농업 경작재배 이외의 자연 환경에도 산과 고개 등의 산판지(山坂地) 보호가 용이하지 않고, 또한, 건조지구(강수량이 적고 비의 양이 적어 불안정, 단시간 및 강한 바람에 의해 건조한 지역을 지칭)에 있어서, 수분의 증발이 커서 늘 사막화를 초래하고 모래먼지 폭풍 등이 발생하는 등의 문제가 존재하고 있다. 즉, 종이제품은 용이하게 자연환경 중에서 자연 분해되는 특성을 갖고 있기 때문에 농업 생산의 목적을 달성 한 후, 자연적으로 대자연에 회귀하여 토양중의 유기질로 되어 회수 및 폐기처리의 필요가 없고, 또한, 환경오염 등의 문제가 없다. 따라서 만약 프라스틱 포 대신에 종이 제품을 연구 개발 할 수 있다면 경제 효과 및 환경 보호 상 지대한 발전을 가져올 수 있다.

제지의 원료는 일반적으로 자연 유기 목질 섬유를 원료로 하는 양호한 미생물 캐리어로서, 특수목적의 수요에 따라서, 원료 또는 제조 프로세스에 있어서, 기능성 조성성분의 첨가 및 조정을 행하여, 이와 같은 종이제품을 충분히 효과적으로 농업 및 자연 환경 상에 응용하여 현재 생태계가 당면하고 있는 문제를 해결하고 있다.

그러나, 전통의 화학 제지 프로세스는 그와 같은 펄프 제조 공장이 늘 폐수 액을 배출하기 때문에 환경오염의 원인이 되고 있다. 그래서 환경보호의식이 중요시되는 오늘날 제지업자들로서 환경품질을 개선하기 위하여 거액의 경비가 투자되고 있다.

이것은 간접 또는 직접적으로 종이 생산 코스트를 증가 시키는 것으로서, 전체의 제지산업에 큰 충격을 주고 있다.

본 발명은 여하히 각종의 제초기능을 결합하여 현재의 생태 보호문제를 해결함과 아울러 시간 및 노력을 단축하여 코스트를 절감한 경제이익을 달성하고 농업 생산의 지속경영에 자연환경의 보호를 겸하는 비 목재섬유 피복 매트의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 비 목재 섬유의 생물분해에 생석회를 섞어서 증류 분해(蒸解)한 후 의 섬유 펄프를 이용하여 액체 및 고체섬유 피복 매트로 제조하는 것에 의해 비 목재 섬유의 자원 재생 이용에 기여함과 동시에 환경오염 문제를 해결 할 수 있도록 함을 목적으로 한다.

본 출원인은 상기의 목적에 관하여 시험과 연구와를 거듭 한 결과 다음과 같이 본 발명의 비 목재 섬유 피복 매트의 제조 방법을 안출하였다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 토양 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

11; 액체 피복 매트. 12; 식피용초 종자.

13; 표토층. 14; 암석층.

본 발명의 상기 비 목재 섬유 액체 피복 매트의 제조 방법은

(a) 비 목재 섬유 식물의 생물섬유펄프를 제공하는 단계와,

(b) 고분자 중합체를 상기 비 목재 섬유 식물의 생물 섬유 펄프 중에 첨가하는 단계와,

(c) 일정 량의 물을 주입하는 단계와,

(d) 상기 비 목재섬유 식물의 생물섬유 펄프 및 상기 일정량의 물을 균일하게 혼합하여 상기 비 목재 섬유 식물의 액체섬유펄프를 형성하는 단계와,

(e) 상기 비 목재 섬유 식물의 액체 섬유 펄프를 일 표면에 스프레이하여 액체 피복 매트를 형성하는 단계를 구비하여 이루어진다.

상기 본 발명의 비 목재 섬유 액체피복 매트의 제조 방법에 있어서, 상기 고분자 중합체는 상기 비 목재 섬유 식물의 생물 섬유 펄프 중에 2500 ppm 첨가된다.

또한, 상기 본 발명의 비 목재 섬유 액체 피복 매트의 제조 방법에 있어서, 상기 고분자 중합체는 알긴산(alginic acid), 알긴산염(alginic salt), 폴리머 전해질(polyelectrolyte), 옥수수밀기울(corn wheat bran) 또는 전분(starch)이다.

상기 옥수수 밀기울의 농도는 0.5- 1.0%(w/v)이다.

또한 상기 본 발명의 비 목재 섬유 액체 피복 매트의 제조 방법에 있어서,

상기 일정량의 물은 상기 비 목재 섬유 식물의 생물 섬유 펄프의 2 - 10 배 부피의 물이 주입된다.

상기 비 목재 섬유 식물의 액체 섬유 펄프에는 다시 식피용초(植被用草)의 종자가 첨가된다.

상기 식피용초의 종자는 바이아 그라스(Bahia grass; paspalum notatum flugge), 판골라 그라스(Pangola grass; digitaria decumbens stent), 파라 그라스(Para grass; brachiaria mutica(forsk) stapf), 버뮤다 그라스(Bermuda grass; cynodon dactylonl) 또는 오거스틴 그라스(Augustine grass; stenotaphrum secundatum(walt) o, kunze)이다.

더욱이 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액체 피복 매트의 제조 방법은,

(a) 생물 펄프화 섬유를 제공하는 단계와,

(b) 고분자 중합체를 상기 생물 펄프화 섬유에 첨가하는 단계와,

(c) 일정량의 물을 주입하는 단계와,

(d) 상기 생물 펄프화 섬유 및 상기 일정량의 물을 균일하게 혼합하여 액체 섬유 펄프를 형성하는 단계와,

(e) 상기 액체 섬유 펄프를 일 표면에 스프레이 하여 액체 피복 매트를 형성 단계를 구비하여 이루어진다.

상기 본 발명의 액체 피복 매트의 제조방법에 있어서,

상기 생물 펄프화 섬유는 비 목재섬유로서, 상기 고분자 중합체는 상기 생물 펄프화 섬유 중에 2500ppm 첨가된다.

또, 상기 본 발명의 액체 피복 매트의 제조 방법에 있어서, 상기 고분자 중합체는 알긴산, 알긴산염, 폴리머 전해질, 옥수수밀기울 또는 전분이다.

상기 옥수수밀기울의 농도는 0.5-1.0%(w/v)이다.

또한, 상기 본 발명의 액체 멀티 매트의 제조방법에 있어서,

상기 일정량의 물은 상기 생물 펄프화 섬유의 2 - 10배 부피의 물이 주입되며,

상기 액체 섬유 펄프에 더욱이 식피용초의 종자가 첨가 되며, 상기 식피용초의 종자는 바이아 그라스(Bahia grass; paspalum notatum flugge), 판골라 그라스(Pangola grass; digitaria decumbens stent), 파라 그라스(Para grass; brachiaria mutica(forsk) stapf), 버뮤다 그라스(Bermuda grass; cynodon dactylonl) 또는 오거스틴 그라스(Augustine grass; stenotaphrum secundatum(walt) o, kunze)이다.

더욱이 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 비 목재 섬유고체 피복 매트의 제조방법은,

(a) 비 목재 섬유식물의 생물 섬유 펄프를 제공하는 단계와,

(c) 일정량의 물을 주입하는 단계와,

(d) 상기 비 목재 섬유 식물의 생물 섬유 펄프 및 상기 일정량의 물을 균일하게 혼합하여 상기 비 목재 섬유 식물의 액체섬유 펄프를 형성하는 단계와,

(e) 상기 비 목재 섬유 식물의 액체 섬유 펄프를 평평하게 펼치는 단계와,

(f) 압착 탈수하는 단계와,

(g) 건조하여 비 목재 섬유의 고체 피복 매트를 제조하는 단계를 구비하여이루어진다.

상기 본 발명의 비 목재 섬유 고체피복 매트의 제조 방법에 있어서,

상기 고분자 중합체는 상기 비목재 섬유식물의 생물 펄프화 섬유에 2500ppm 첨가된다.

또, 본 발명의 비 목재섬유 고체 멀티 매트의 제조 방법에 있어서,

상기 고분자 중합체는 알긴산, 알긴산염, 폴리 전계질, 옥수수밀기울 또는 전분이며,

상기 옥수수밀기울 농도는 0.5-1.0%(w/v)이다.

(실시의 형태)

본 발명의 섬유 피복 매트의 제조방법, 특히 비 목재 섬유 피복 매트의 제조방법은 이하에 실시예를 열거하여 첨부도면을 참조하면서 설명하는 것에 의해 충분히 이해 될 수 있다.

본 발명의 상기 적합한 실시예는 섬유 피복 매트의 제조 방법을 제공하는 것으로서, 그 상세한 실시 단계를 이하에서 설명한다.

(1) 비 목재 섬유식물의 생물 펄프화 과정

벼 줄기를 2- 3cm의 길이로 잘라서, 이 벼 줄기를 5%(w/v)의 비율로 10⁶cfu/ml의 PMBP111 균주균(고온 세균 Bacillus licheniformis(PMBP-m5), 고초 균 Bacillus subtilis(PMBP-m6), bacillus amyloliquefaciens(PMBP-m7) 등의 3종균주를 포함)를 함유한 락토스 비프 추출물 주효모 추출물(0.25%(W/V)유당, 0.2%(W/V)lactose beef extract 및0.05%(W/V) yeast extract를 포함)의 배양 매개체인 3각 플라스크 중에 첨가하여,50 ℃의 온도, 200 RPM의 회전속도로 진탕배양(振湯培養)을 4일 행하고, 그 후 발효한 볏짚발효배양액을 생석회에 140 ℃의 고온에서 30분 증류 분해(蒸解)하여 펄프를 15분간 분산한 후 18, 200 및 270매시(mesh)의 필터 스크린에 통과시켜서 볏짚의 생물 펄프화 섬유를 얻는다.

(2) 액체 섬유피복 매트의 제작 및 이용

비 목재섬유 식물의 생물섬유 펄프로 2500 ppm 고분자중합체(예를 들어, 알긴산, 알긴산염, 폴리 전해질) 또는 옥수수밀기울(0.5- 1.0%(W/V) 및 전분을 첨가 한 후, 일정량의 물(비 목재 섬유 식물의 생물 섬유 펄프의 2 - 10배 부피의 물)을 주입하여 이에 식피용초의 종자(예를들어, Bahia grass(paspalum notatum flugge), Pangola grass(digitaria decumbens stent), Para grass(brachiaria mutica(forsk) stapf), Bermuda grass(cynodon dactylonl) 또는 Augustine grass(stenotaphrum secundatum(walt) o, kunze))를 혼입하여 산판지의 토양표면에 스프레이한다.

이렇게 하여 1 내지 2주간 경과 한 후, 토양 표면에 섬유 피복 매트가 형성되어 혼입한 종자가 소정시간 경과 후 발아하여 자연임목 또는 식피(植被)에 기여하여 토양의 붕괴를 방지하고 수토(水土)보존의 효능이 나타난다.

또한, 본 발명의 적합한 실시예에 있어서, 상기의 비 목재 섬유 식물의 생물섬유 펄프에 2500ppm 고분자 중합체(예를 들어 알긴산, 알긴산 염, 폴리머 전해질)또는0.5-1.0%(w/v) 옥수수밀기울 및 전분을 첨가 한 후 특정 량의 물(비 목재 섬유 식물의 생물 섬유 펄프의 2-10배 부피의 물)을 주입하여, 이것을 직접 사막 또는건조 지구(강수량이 적고 부정기적이거나 단시간 및 강한 폭풍에 의해 습기나 수분이 적은 지역을 지칭)등의 토양 표면에 균일하게 스프레이한다.

4주간 경과 후 토양 표면에 섬유 피복 매트가 형성 되어, 이 액체 피복 매트의 피복에 의해 수분 증발에 의한 수분의 유실이 감소하였다.

이에 따라, 사막화를 방지하고, 모래먼지 폭풍의 발생이 감소하였다.

또, 본 발명의 적합한 실시예에 있어서, 상기의 비 목재 섬유 식물의 생물 섬유 펄프에 0.5 - 1.0%(w/v)의 옥수수밀기울 및 전분을 첨가한 후, 균일하게 농지의 토양 표면에 스프레이한다.

1-2주간 경과 후, 섬유 피복 매트가 형성되어, 이에 의해 농업 재배에 있어서, 잡초를 방제할 수 있으며 동시에 투기성을 가지며, 물과 공기 침투불량의 문제를 해결한다.

그리고, 이 피복 매트가 양호한 미생물 캐리어이므로 작물의 수확 후, 상기 피복 매트는 자연 환경에 있어서, 용이하게 자연 분해하는 특성을 가지며, 자연적으로 대자연에 회귀하여 토양중의 유기질로 되어, 환경 보호의 역할이 입증되었다.

또한, 본 발명의 적절한 실시예에 있어서, 조방(조밀하지 않은) 지구의 농경의 경우, 종자는 통상의 파종 방식으로 하나, 바람직한 것은 비 목재섬유식물의 생물 섬유 펄프에 2500ppm 고분자 중합체(예를 들어 알긴산, 알긴산염, 폴리머 전해질) 또는 0.5- 1.0%(w/v) 옥수수밀기울 및 전분을 첨가한 후, 일정량의 물(비 목재 섬유 식물의 생물 섬유 펄프의 2 - 10배 부피의 물)을 주입한 후, 농작물의 종자를 혼입하여 논밭에 스프레이하여 한번에 파종을 완료함과 동시에 잡초 방지의 작업을완료한다.

이에 따라, 인공과 생산 코스트가 감소될 뿐 아니라 작업의 효율도 향상되어, 농업 생산 코스트가 날로 증대되는 오늘날, 생산 코스트를 내릴 수 있는 길을 제공한다.

본 발명의 바람직한 실시예의 액체 섬유 피복 매트는, 실제 사용에 있어서, 대규모 면적의 논밭, 가정원예, 골프장 등의 각 방면의 작물 재배 영역에 응용되고, 또는 유기 흙이나 유기매체가 피복되어 있는 개인용의 입체 재배상자, 혹은 온도제어, 광 제어 장치를 가지는 공업 생산용 인공실내 재배 계통에 응용될 수 있다.

이 액체 피복 매트는 액체 섬유 펄프에 고분자 등의 물질을 첨가한 후, 직접 토양의 표면에 스프레이 하여서 되는 매트이므로, 비교적 넓은 지구에 응용되는 경우, 일반적인 살수차를 이용하여 스프레이 작업을 효율적으로 실시 할 수 있고 한편, 소규모 지역, 예를 들어 작은 면적의 농지, 가정 화단 등에 응용 할 경우, 시약용의 스프레이어나 일반 가정용 분무장치를 이용하여 액체 섬유 펄프를 토양 표면에 스프레이 하는 것이 가능하다.

따라서, 본 발명의 액체 피복 매트는 사용이 편리하고, 효과가 현저한 발명이다.

또, 본 발명의 적절한 실시예에 있어서, 상기의 폐기 볏짚 생물 펄프화 섬유를 초지하여 고체섬유 피복매트를 제작 한다.

이 고체 피복 매트를 무논에 사용하여 다음과 같이 정리한다.

즉, 무논을 정지한 후, 고체피복 매트를 1.5 m × 1.5 m의 크기로 잘라서 이것에 칼끝으로 종식공(종자 심을 구멍)을 뚫어서 토양 면 상부를 평탄하게 하여 물벼의 모(苗)를 상기 종식공(種植孔)에 이식한다.

이 경우, 이 피복 매트를 평탄하게 토양 표면에 깔 때는 인공 또는 기계방법을 채용하여도 좋으나, 부설시 무논의 물은 가능한 줄이고, 공간을 형성하여 지판이 뒤집어 지거나 파열되지 않토록 지판과 토양 면과를 밀착시켜 조작 시에 피복 매트의 아래에 중공 또는 기포를 형성하여 피복 매트가 파열되지 않토록 토양면의 평탄도에 주의하여 적당한 거리 간격으로 모를 이식하면 잡초 방제의 목적을 달성 할 수 있다. 또, 무논 가운데에 고체 피복 매트로서, 방초 피복 지판를 사용하려면, 태양 광선이 토양 표면을 조사하는 것을 차단 할 수 있어, 잡초가 발아하는 것을 억제하여 방제의 효과를 얻을 수 있다.

피복 매트는 자연 환경에서 용이하게 자연 분해하는 것으로서, 벼를 벨 때에는 피복 매트는 이미 소 섬유로 분해되어 무논의 토양과 혼합하여 결정덩어리 또는 지편의 혼탁상황이 없이 다음 기(期)의 무논 정지 시에 경작에는 영향을 받지 않는다.

따라서, 2차 오염의 상황이 발생하지 않는다.

결국, 이상의 실시 예로부터 본 발명의 섬유 피복 매트는 이하와 같이 요약된다.

(1) 농업재배에 이용하면, 잡초를 방제할 수 있다.

(2) 구릉지에 이용하면 자연 임목 또는 식피를 유지하여 토양 붕괴를 방지하는 것이 가능하다.

(3)건조 또는 사막지역에 이용하면, 수분의 증발을 감소하여 사막화를 방지하고, 모래먼지 폭풍의 발생을 감소하는 것이 가능하다.

상기 실시예는 본 발명의 기술적 수단을 보다 구체적으로 설명하기 위하여 열거한 것으로 본 발명의 기술적 사상은 이것에 한정하지 않고, 청구범위를 벗어나지 않는 한, 당업자에 의해 단순한 설계 변경, 추가 및 수정 등은 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속한다.

Claims

(a) 비 목재 섬유 식물의 생물 섬유 펄프를 제공하는 단계와,

(b)고분자 중합체를 상기 비 목재 섬유식물의 생물 섬유 펄프 중에 첨가하는 단계와,

(c) 일정량의 물을 주입하는 단계와,

(d) 상기 비 목재섬유 식물의 생물 섬유 펄프 및 상기 일정량의 물을 균일하게 혼합하여 상기 비 목재섬유 식물의 액체 섬유 펄프를 형성하는 단계와,

(e) 상기 비 목재 섬유 식물의 상기 액체섬유 펄프를 일 표면에 스프레이하여 액체피복 매트를 형성하는 단계를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 비 목재 섬유액체 피복 매트의 제조 방법.
제 1항에 있어서,

상기 고분자 중합체는 상기 비 목재 섬유 식물의 생물 섬유 펄프 중에 2500 ppm 첨가되는 것을 특징으로 하는 액체 피복 매트의 제조 방법.
제 1항에 있어서,

상기 고분자 중합체는 알긴산, 알긴산염, 포리 전해질, 옥수수밀기울 또는 전분이며, 상기 옥수수밀기울 농도는 0.5- 1.0%(w/v)로 되는 것을 특징으로 하는 액체 피복 매트의 제조 방법.
제 1항에 있어서,

상기 일정량의 물은 상기 비 목재 섬유 식물의 생물 섬유 펄프의 2-10배 부피의 물이 주입되며,

상기 비 목재 섬유 식물의 액체 섬유 펄프에는 다시 식피용초의 종자가 첨가되고,

상기 식피용초의 종자는 바이아 그라스(Bahia grass; paspalum notatum flugge), 판골라 그라스(Pangola grass; digitaria decumbens stent), 파라 그라스(Para grass; brachiaria mutica (forsk) stapf), 버뮤다 그라스(Bermuda grass; cynodon dactylonl) 또는 오거스틴 그라스(Augustine grass; stenotaphrum secundatum(walt) o, kunze)로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 액체 피복 매트의 제조 방법.
(a) 생물 펄프 화 섬유를 제공하는 단계와,

(b) 고분자 중합체를 상기 생물 펄프 화 섬유에 첨가하는 단계와,

(c) 일정량의 물을 주입하는 단계와,

(d) 상기 생물 펄프화 섬유 및 상기 일정량의 물을 균일하게 혼합하여 액체 섬유펄프를 형성하는 단계와,

(e) 상기 액체 섬유 펄프를 일 표면에 균일하게 스프레이하여 액체 피복 매트를 형성 단계를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 액체 피복 매트의 제조방법.
제 5항에 있어서,

상기 생물 펄프화 섬유는 비 목재섬유 이며, 상기 고분자 중합체는 상기 생물 펄프 화 섬유 중에 2500ppm 첨가되는 것을 특징으로 하는 액체 피복 매트의 제조 방법.
(a) 비 목재섬유식물의 생물 섬유 펄프를 제공하는 단계와,

(b) 고분자 중합체를 상기 비 목재 섬유 식물의 생물 섬유 펄프 중에 첨가하는 단계와,

(c) 일정량의 물을 주입하는 단계와,

(d) 상기 비 목재섬유 식물의 생물 섬유 펄프 및 상기 일정량의 물을 균일하게 혼합하여 상기 비 목재섬유 식물의 액체섬유 펄프를 형성하는 단계와,

(e) 상기 비 목재 섬유 식물의 액체섬유 펄프를 평평하게 펼치는 단계와,

(f) 압착 탈수하는 단계와,

(g) 건조하여 비 목재섬유의 고체 피복 매트를 제조하는 단계를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 비 목재섬유 고체 피복매트의 제조 방법.