KR200467118Y1 - 친환경 발아촉진 식생매트 - Google Patents

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Abstract

본 고안은 친환경 발아촉진 식생매트에 관련되며, 이때 친환경 발아촉진 식생매트의 특징을 살펴보면, 폴리락트산(PLA) 수지 및 PBS계 수지, 무기물을 포함하여 형성되는 생분해성 원사를 타면(打綿)하여 형성되는 보습층(10); 상기 보습층(10) 상부에 종자를 도포하여 형성되는 종자층(20); 상기 종자층(20) 상부를 마감하고, 코이어섬유, 코코피트, 바크, 황마, 짚, 낙엽을 포함하는 천연소재 중 적어도 어느 1종을 타면하여 형성되는 보온층(30); 및 상기 보온층(30) 상부에 설치되어 보습층(10) 및 종자층(20), 보온층(30)을 일체로 지지하도록 구비되는 보호망(40);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 본 고안은 식생매트를 구성하는 각 층이 자연분해되는 친환경 소재, 특히 보습층과 보호망이 생분해성 원사로 형성되어 시공후 환경오염이 방지되고, 또 보습층이 종자의 뿌리 활착이 활성화되는 2~4년간 자연분해가 지연되어 사면의 조기분개를 방지함과 더불어 수분을 지속적으로 공급하여 종자의 초기 발아율 및 생육이 촉진되는 효과가 있다.

Description

친환경 발아촉진 식생매트{The greening mat for an ecosystem}
본 고안은 친환경 발아촉진 식생매트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 매트에 개재된 종자에 적합한 생육환경을 조성하여 시공후 발아율을 높이기 위한 친환경 발아촉진 식생매트에 관한 것이다.
통상적으로 강이나 호수, 해안 등의 수변 및 기타 사면은 각종 동식물의 서식처로 생태계에 중요한 생육환경을 제공하고 있지만, 홍수대비 확장공사 및 유지대비 공사를 진행하면서 사면이 호안블록, 매트릭스블록으로 대체됨에 따라 녹지면적이 점점 감소되었고, 이에 따라 생태계의 파괴는 극에 달하고 있는 실정이다.
이에 사면을 녹지화하기 위해 종자를 인위적으로 이식하여 생태계를 보호함은 물론 사면의 붕괴를 방지하기 위해 노력하고 있지만, 가뭄에 의해 발아되지 못하거나 빗물에 의해 유실되어 녹지화가 어려운 실정이다.
이에 종래에 개시된 식생매트를 살펴보면, 실용신안 제20-0424409호에서 등록된 자연분해되는 친환경재를 이용한 식생매트에서는 압착된 천연섬유재로서 흙이나 수분을 함유하는 천연섬유판과 자연분해가 가능한 천연재질로 형성되어 격자형의 구조를 이루어 상기 천연섬유판의 상측 내지 하측 중 적어도 어느 하나에서 상기 천연섬유판에 고정되는 지지판을 포함하는 것을 특징으로 하는 자연분해되는 친환경재를 이용한 식생매트를 제공한바 있으나 상기와 같은 식생매트는 원지반과의 고정구조가 견고하지 못하고, 천연섬유판이 종자가 발아하기 이전에 쉽게 자연분해되어 유실되는 문제점이 따랐다.
또, 실용신안 제 20-0414124호에서 야자나무의 코코넛으로 원형 또는 사각형상으로 식생매트를 구성하고, 식생매트내에 식물의 종자가 발아할 수 있도록 미세입자의 토양을 충진하였으며 식생매트의 하단에는 식생되어 활착 된 식생식물의 뿌리가 외부로 나오지 않도록 한 방근망을 하단에 설치 구성함을 특징으로 하는 야자나무의 코코넛을 이용한 식생매트를 제공한바 있으나, 이러한 식생매트는 씨앗을 보온하기 위한 구성이 이루어지지 않아 씨앗의 발아율이 현저히 저하되고, 특히 인공비료와 방근망이 토양오염을 유발하여 친환경적이지 못한 폐단이 따랐다.
본 고안은 상기한 점에 착안한 것으로서, 보다 상세하게는 종자 발아에 적합하도록 생육환경을 조성하여 발아율 및 생육을 촉진시키고, 종자의 뿌리활착이 활성화되기까지 자연분해가 지연되어 조기붕괴를 방지함과 더불어 뿌리 활착이 활성화된 후에는 자연분해되어 환경오염을 방지하는 친환경 발아촉진 식생매트를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위해 본 고안의 특징은, 폴리락트산(PLA) 수지 및 PBS계 수지, 무기물을 포함하여 형성되는 생분해성 원사를 타면(打綿)하여 형성되는 보습층(10); 상기 보습층(10) 상부에 종자를 도포하여 형성되는 종자층(20); 상기 종자층(20) 상부를 마감하고, 코이어섬유, 코코피트, 바크, 황마, 짚, 낙엽을 포함하는 천연소재 중 적어도 어느 1종을 타면하여 형성되는 보온층(30); 및 상기 보온층(30) 상부에 설치되어 보습층(10) 및 종자층(20), 보온층(30)을 일체로 지지하도록 구비되는 보호망(40);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 보습층(10)의 하부를 지지하도록 보호망(40)이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 보호망(40)은 폴리락트산(PLA) 수지 및 PBS계 수지, 무기물을 포함하여 형성되는 생분해성원사를 직조하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 종자층(20)과 보온층(30)사이에 설치되어 종자를 보습층(10)상에 밀착고정하는 종자보호층(16)이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 적층형성된 각 층은 봉재부(50)에 의해 합포되어 일체로 형성되는 것을 특징으로 한다.
이상의 구성 및 작용에 의하면, 본 고안은 식생매트를 구성하는 각 층이 자연분해되는 친환경 소재, 특히 보습층과 보호망이 생분해성 원사로 형성되어 시공후 환경오염이 방지되고, 또 보습층이 종자의 뿌리 활착이 활성화되는 2~4년간 자연분해가 지연되어 사면의 조기분개를 방지함과 더불어 수분을 지속적으로 공급하여 종자의 초기 발아율 및 생육이 촉진되는 효과가 있다.
도 1은 본 고안의 일실시예에 따른 친환경 발아촉진 식생매트를 전체적으로 나타내는 구성도.
도 2는 본 고안의 다른 실시예에 따른 친환경 발아촉진 식생매트를 전체적으로 나타내는 구성도.
도 3은 본 고안의 또 다른 실시예에 따른 친환경 발아촉진 식생매트를 전체적으로 나타내는 구성도.
도 4는 본 고안의 또 다른 실시예에 따른 친환경 발아촉진 식생매트를 전체적으로 나타내는 구성도.
도 5는 본 고안에 따른 친환경 발아촉진 식생매트의 봉재부를 나타내는 구성도.
도 6은 본 고안에 따른 친환경 발아촉진 식생매트를 시공하여 종자의 발아 및 식생매트의 자연분해과정을 나타내는 사용상태도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
본 고안은 친환경 발아촉진 식생매트에 관련되며, 이때 친환경 발아촉진 식생매트는 친환경적이면서 종자 발아에 적합하도록 생육환경을 조성하여 발아율 및 생육을 촉진시키기 위해 보습층(10), 종자층(20), 보온층(30), 보호망(40)을 포함하여 주요구성으로 이루어진다.
본 고안에 따른 보습층(10)은 폴리락트산(PLA) 수지 및 PBS계 수지, 무기물을 포함하여 형성되는 생분해성 원사를 타면(打綿)하여 형성된다. 보습층(10)은 지면과 접촉되어 수분을 흡수하고, 흡수된 수분을 종자로 공급하여 초기 발아를 촉진시킴은 물론 가뭄에 의한 괴사를 방지하게 된다.
이때, 폴리락트산(PLA) 수지라 함은 락트산(Lactic acid)을 단량체로 구성한 폴리머 전체를 지칭하며, PLA 수지는 이성질체 D-Lactide, L-Lactide 함량 및 배열(랜덤공중합, 블럭공중합)에 따라 열특성 및 물리적특성 등이 달라질 수 있다.
폴리락트산(PLA)수지의 용융지수(MI)는 10 내지 50g/10min(230℃, 2.16kg의 하중)인 것이 바람직하고, DSC로 측정한 융융점(Tm)이 145 내지 230℃인 것이 바람직하다. 또한, 상기 PBS계 수지의 용융지수는 1 내지 20g/10min (190℃,2.16kg의 하중)인 것이 바람직하다. 상기 용융지수가 낮을수록 섬유의 강성, 낮은 신율을 부여할 수 있지만 점도가 저하되므로 가공성이 나빠지게 되며, 용융지수가 너무 높으면 섬유의 강성이 저하될 뿐만 아니라, 방사가 어려운 문제점이 있다.
또, PBS계 수지는 PBS (Polybutylene Succinate), PBSA (Polybutylene Succinate-co-adipate) 또는 PBSF (Polybutylene succinate fumaric)을 단독 또는 1이상 혼합 용융하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 폴리락트산(PLA)수지와 PBS계 수지 혼합물을 용융시에 무기물을 투입하여 용융시키는 데, 백운모, 금운모, 황산바륨, 이산화티타늄, 탈크 (Talc), 탄산칼슘(CaCO3)등의 무기 입자를 1이상 혼합할 수 있다. 상기 무기물이 혼합되어 섬유를 제조할 경우 필러(Filler) 또는 결정화를 제어할 수 있는 효과가 있다.
상기 혼합물 용융시에 혼합되는 비율은 폴리락트산(PLA) 수지, PBS계 수지 및 무기물이 각각 50 내지 92 중량%, 7 내지 45 중량% 및 1 내지 5 중량%로 혼합된다. 상기 범위내에서 제조된 섬유가 물성이 우수하며 부직포 제조시 카딩성이 우수한 특징이 있다. PLA 수지가 상기 범위 미만으로 혼합되어 있는 경우에는 신도가 높아지며 부직포를 제조할 경우 카딩시에 끊어지는 현상이 발생되며, PBS계 수지가 상기 범위 미만일 경우에는 방사성이 나빠져 섬유를 제조하기 어렵거나 부직포 서멀본딩시 본딩력이 저하되며, 고온 욕중염색시 수축현상이 심해지는 문제점이 있다.
본 명세서에서는 MIt 값을 230℃에서 측정한 용융지수(MI-230)를 190℃에서 측정한 용융지수(MI-190)로 나눈 값으로 정의("MIt = (MI-230) ÷ (MI-190)")하였는 데, 본 발명의 PLA, PBS계 및 무기물을 혼합한 수지의 MIt 값이 5이하인 것이 바람직하며, 1 내지 5 인 것이 더 바람직하다. 상기 MIt 값은 섬유방사시에 폴리머의 열안정성을 대변할 수 있는 자체 지표로써 MIt 값이 낮을수록 열안정성이 뛰어난 데. 상기 혼합한 수지의 MIt 값이 상기 범위 내에서 있을 때 열안정성이 뛰어난 특징이 있다.
일실시예에 따른 생분해성 섬유의 제조공정도를 구체적으로 살펴보면, 먼저, 폴리락트산(PLA) 수지, PBS계 수지 및 무기물이 각각 50 내지 92 중량%, 7 내지 45 중량% 및 1 내지 5 중량%로 혼합 용융하여 혼합물을 형성한다. 다음으로 상기 혼합물을 180 내지 250℃ 온도에서 방사하고, 연신비 1.2 내지 2.5 로 연신한다. 상기 연신의 배율을 높이기 위해서 다단연신(3~4) 및 욕중연신(60~100℃)의 용액속에서 연신할 수 있는 데, 상기와 같이 연신 할 경우에는 절사없이 안정적으로 연신할 수 있다.
이때, 생분해성 섬유의 제조방법에서 방사 및 연신단계와 관련하여 1스텝설비, 2스텝설비로 나눌 수 있다.
또한, 생분해성 섬유는 2가지 설비로 제조할 수 있으며, 다음과 같은 설비적, 물성적 특징을 가진다.
1스텝설비는 방사와 연신이 일련의 공정으로 이루어지는 설비이며, 방사구금을 통해 토출된 폴리머를 급냉(10~50m/sec의 냉각공기)시키는 단계를 거치며 방사속도가 2스텝설비 대비 비교적 느린 40 내지 300m/min인 것이 특징이다. 방사속도가 낮고 방사구금을 통해 토출된 용융폴리머를 급냉시킴으로 인해 제조되는 섬유의 방사결정화 및 방사배향이 2스텝설비로 제조된 섬유와 대비하여 낮으며, 방사 직후의 미연신사의 물성이 2스텝설비로 제조된 미연신사와 대비하여 인장강도가 낮고 신도가 높은 경향을 보인다.
2스텝설비는 방사와 연신이 2단계로 나누어진 설비이며, 방사구금을 통해 토출된 폴리머를 서냉(1~4m/sec의 냉각공기)시키는 단계, 방사속도가 1스텝설비 대비 빠른 1000 내지 2500m/min인 것이 특징이다. 방사속도가 높고 방사구금을 통해 토출된 용융폴리머를 서냉시킴으로 인해 제조되는 섬유의 방사결정화 및 방사배향이 1스텝설비로 제조된 섬유보다 높으며, 방사 직후 미연신사의 물성이 1스텝설비로 제조된 미연신사 보다 인장강도가 높고,신도가 낮은 경향을 보인다.
상기 폴리머를 연신한 뒤 크림퍼에서 권축을 부여한 후, 방사유제를 섬유 표면에 부착하는 데, 방사유제 에멀젼이 함유된 액상수지를 디핑(Deeping) 처리 또는 스프레이(Spray)한다. 본 발명에서 사용하는 방사유제는 특별히 제한되는 것은 아니며 일반적인 폴리프로필렌 섬유 생산에 사용되는 친수성 또는 소수성 유제를 사용한다. 사용되는 상기 방사유제의 양은 전체 섬유 100 중량부에 대하여 0.3 내지 0.5 중량부가 포함되도록 방사유제를 섬유표면에 부착시키는 것이 바람직하다.
상기 방사유제가 부착된 섬유를 직접 또는 간접적으로 접촉되는 열풍온도 60 내지 100℃ 온도에서 약 8 내지 12 분간 열고정한 후, 섬유의 길이가 3 내지 100 mm가 되게 절단하는 단계를 거쳐 폴리프로필렌 섬유를 제조할 수있다.
상기에서 제조된 생분해성 원사는 원사 또는 솜형태로 준비되고, 이를 절개하여 조합기에 투입하여 부풀리면서 덩어리형태를 풀어 후황을 이용하여 호퍼로 공급된다. 호퍼로 공급된 생분해성 원사는 타면기로 정량공급되어 펼쳐진 상태로 타면(打綿)되어 보습층(10)을 형성하게 된다.
이에 보습층(10)은 종자의 뿌리 활착이 활성화되는 2~4년간 자연분해가 지연되어 시공면의 조기분개를 방지함과 더불어 지면으로부터 흡수한 수분을 지속적으로 공급하여 종자의 초기 발아율 및 생육이 촉진되고, 뿌리 활착이 활성화된 후에는 도 6처럼 자연분해되어 토양오염이 방지되는 효과가 있다.
또한, 본 고안에 따른 종자층(20)은 보습층(10) 상부에 종자를 도포하여 형성된다. 보습층이 형성되어 이송컨베이어를 타고 이송되는 중에 도포된다.
이때 상기 종자는 종자보호층(16)에 의해 밀착고정되되, 여기서 종자보호층(16)은 종이로 형성되고, 도 3 내지 도 4와 같이 종자층(20)과 후술하는 보온층(30)사이에 설치되어 종자를 덮은 상태로 구비된다. 이에 종자보호층(16)이 종자를 보습층(10)상에 밀착고정함에 따라 운반 또는 시공중 종자의 이탈 및 일측으로 솔리는 현상이 방지된다.
또한, 본 고안에 따른 보온층(30)은 종자층(20) 상부를 마감하고, 코이어섬유, 코코피트, 바크, 황마, 짚, 낙엽을 포함하는 천연소재 중 적어도 어느 1종을 타면하여 형성된다. 보온층(30)은 식물성 천연소재를 절개하여 조합기에 투입하여 부풀리면서 덩어리형태를 풀어 후황을 이용하여 호퍼로 공급하고, 호퍼로 공급된 천연소재는 타면기로 정량공급되어 펼쳐진 상태로 타면(打綿)되어 보온층(30)을 형성하게 된다.
이때, 코이어섬유, 코코피트, 바크, 황마는 수입에 의존하는 품목으로서 가격변동이 심하고 재고 확보가 곤란하므로, 주변에서 쉽게 확보할 수 있는 짚, 낙옆을 주원료로 사용하는 바람직하다.
이에 보온층(30)은 시공후 종자를 덮은 상태로 발아되기 까지 보온 및 수분 과다증발을 방지함은 물론 종자의 새싹이 올라오면 조직이 쉽게 변형되어 발아중 색눈의 손상이 방지되고, 또 종자가 발아 후 1~2년사이에 자연분해되어 천연거름역할을 수행하여 생육을 촉진시키게 된다.
또한, 본 고안에 따른 보호망(40)은 상기 보온층(30) 상부에 설치되어 보습층(10) 및 종자층(20), 보온층(30)을 일체로 지지하도록 구비된다. 보호망(40)은 상기 보습층을 형성하는 생분해성 원사와 동일한 원사를 그물형태로 직조하여 형성되고, 식생매트를 시공시 상부에서 보호망(40)을 이격된 위치에서 고정하는 방식으로 식생매트 전체를 구속하게 된다.
이때, 상기 보습층(10)의 하부를 지지하도록 보호망(40)이 더 구비된다. 도 2 또는 도 4처럼 보습층(10) 하부는 지면과 직접적으로 접촉되는 부분으로서, 보호망(40)에 의해 보호되어 지반유실시 보습층이 찢어지거나 손상되는 현상을 방지한다.
그리고, 보습층(10)이 자연분해되는 시점에서 함께 분해되어 식물생육에 장애가 되지 않고 거름역할을 수행하므로 친환경적인 이점이 있다.
또한, 도 5와 같이 상기 적층형성된 각 층은 봉재부(50)에 의해 합포되어 일체로 형성된다. 즉 보습층(10), 종자층(20), 보온층(30), 보호망(40)을 순차적으로 적층(예컨대, 종자보호층(16)은 선택적으로 추가 적층)하고, 이를 봉재부로 합포하여 단일의 식생매트를 형성하게 된다.
이때, 봉재부(50)를 형성하는 봉재원사는 상기 생분해성원사를 사용하는 것이 바람직하고, 봉재부(50)가 보호망(40)과 함께 식생매트를 전체적으로 결속지지하는 역할을 수행한다.
한편, 도 1은 보습층(10), 종자층(20), 보온층(30), 보호망(40)으로 구성된 식생매트를 도시하고, 도 2는 보호망(40), 보습층(10), 종자층(20), 보온층(30), 보호망(40)을 순차적으로 적층한 상태를 나타내며, 도 3은 보습층(10), 종자층(20), 종자보호층(16), 보온층(30), 보호망(40)으로 구성된 식생매트를 도시하며, 도 4는 보호망(40), 보습층(10), 종자층(20), 종자보호층(16), 보온층(30), 보호망(40)이 순차적으로 적층되어 식생매트를 형성한 상태를 나타낸다.
10: 보습층 20: 종자층 30: 보온층
40: 보호망 50: 봉재부

Claims (5)

  1. 폴리락트산(PLA) 수지 및 PBS계 수지, 무기물을 포함하여 형성되는 생분해성 원사를 3~100mm 길이로 절단하고, 절단된 생분해성 원사를 타면(打綿)하여 형성되는 보습층(10);
    상기 보습층(10) 상부에 종자를 도포하여 형성되는 종자층(20);
    상기 종자층(20) 상부를 마감하고, 코이어섬유, 코코피트, 바크, 황마, 짚, 낙엽을 포함하는 천연소재 중 적어도 어느 1종을 타면하여 형성되는 보온층(30); 및
    상기 보온층(30) 상부에 설치되어 보습층(10) 및 종자층(20), 보온층(30)을 일체로 지지하도록 구비되는 보호망(40);
    상기 종자층(20)과 보온층(30)사이에 설치되어 종자를 보습층(10)상에 밀착고정하도록 구비되는 종자보호층(16);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 친환경 발아촉진 식생매트.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 보습층(10)의 하부를 지지하도록 보호망(40)이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 친환경 발아촉진 식생매트.
  3. 삭제
  4. 제 1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 적층형성된 각 층은 봉재부(50)에 의해 합포되어 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 친환경 발아촉진 식생매트.
  5. 제 1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 보호망(40)은 폴리락트산(PLA) 수지 및 PBS계 수지, 무기물을 포함하여 형성되는 생분해성원사를 직조하여 형성되는 것을 특징으로 하는 친환경 발아촉진 식생매트.
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