KR20090010959A

KR20090010959A - 관개 장치

Info

Publication number: KR20090010959A
Application number: KR1020087025242A
Authority: KR
Inventors: 마크 톤킨
Original assignee: 디자인 테크놀러지 앤드 이노베이션 리미티드
Priority date: 2006-03-16
Filing date: 2007-03-16
Publication date: 2009-01-30
Also published as: IL194023A; JP5232659B2; US20130205655A1; MX2008011604A; WO2007105007A1; EG24880A; GB2436222A; BRPI0709391A2; JP2009529866A; ZA200808855B; AR059840A1; EP2003951B1; AU2007226318A1; US20130205656A1; GB0705105D0; CA2647053A1; KR101071512B1; EP2003951A1; AR082580A2; CL2007000674A1

Abstract

본 발명은 성장 배지(growing medium)에 물을 대기 위한 관개 시스템(irrigation systems)에 관련한 것이다. 본 발명의 상기 관개 시스템은 나선형 튜브모양의 친수성 막(helical tubular hydrophilic membrane) 또는 물결형 튜브모양의 친수성 막(corrugated tubular hydrophilic membrane)을 포함한다. 본 발명은 또한 성장 배지를 관개하는 방법 및 관개 시스템용 나선형 튜브모양의 친수성의 막에 관한 것이다.

관개시스템, 나선형 튜브모양의 친수성 막, 물결형 튜브모양의 친수성 막

Description

관개 장치{IRRIGATION DEVICE}

본 발명은 일반적으로 물을 대주는 성장 배지(growing medium)에 매장(burial)하기 위한 관개 장치(irrigation devices)에 관한 것이다.

식물에 물을 대거나 성장 배지에 수분을 제공하는 친수성 막(hydrophilic membrane)의 용도는 잘 알려져 있다. 예를 들면, 국제출원공개번호 WO 1999/40031 A는 성장 배지에 수분을 제공하기 위한 방법이 개시되어있는데, 여기에서 수증기(water vapour)는 투과증발 처리과정(process of pervaporation)을 거쳐 비다공성 친수성 막(non-porous hydrophilic membrane)을 통하여 통과한다. 상기 친수성 막은 이를테면 코폴리에테르에스테르 엘라스토머(copolyetherester elastomer), 폴리에테르-블록-폴리아미드(polyether-block-polyamide), 폴리에테르 우레탄(polyether urethane), 또는 폴리비닐 알코올(polyvinyl alcohol)과 같은 친수성 폴리머(hydrophilic polymer)로부터 만들어 진다. 상기 문헌에 개시된 한 구체예에서, 상기 막(membrane)은 상기 성장 배지에 묻히게 되는 컨테이너(container)를 형성한다. 상기 컨테이너에 물을 제공하고 그런다음 상기 물은 상기 막을 통하여 통과하고, 투과증발 처리과정를 거쳐 수증기로 상기 성장 배지 내로 전달된다.

상기 친수성 막은 상기 성장 배지 안으로 오염물의 통과를 제한하기 때문에 오염된 물이 본 발명에서 개시되는 방법으로 사용될 수 있다.

유사하게, 국제출원공개번호 WO 2001/10192 A는 물 컨테이너를 포함하는 관개 장치를 개시하고 있는데, 여기에서 상기 컨테이너는 어떠한 형태의 물에 대해서도 불침투성인 일면(one surface)과 친수성 막을 포함한다. 상기 컨테이너는 상기 성장 배지에 완전히 매장될 수 있다. WO 2001/10193 A는 식물뿌리의 성장을 변경하기 위한 방법을 개시되어 있는데, 여기에서 상기 식물뿌리는 뿌리가 성장할때 물을 방출하는 친수성 막에 매우 근접하여 성장하게 된다. 상기 막(membrane)은 성장 배지에 매장되고 수원(water source)에 연결되는 밀봉된 실린더(sealed cylinder)의 형태로 될 수 있다.

상기 시스템 모두에 있어서, 상기 친수성 막으로부터 형성되는 상기 컨테이너(container)는 상기 성장 배지 내로 오염물질이 누출되는 것을 방지하기 위해 상기 성장 배지로의 물의 공급의 밀접한 조절을 허용하기 위하여 밀봉된다. 만약, 상기 막이 어떠한 구멍을 가지고 있거나 사용하는 동안 상기 막이 파열된다면, 오염물질이 상기 성장 배지 내에서 누출될 것이며, 물은 상기 컨테이너 밖으로 누출될 것이고, 상기 성장 배지를 범람시킬 것이다.

출원인은 친수성 막이 물과 접촉할 때 물을 흡수하여 확장(expand)하는 것을 주목하였다. 코폴리에테르에스테르 엘라스토머(copolyetherester elastomer)로 만 들어진 튜브(tube)는 예를 들면, 수화될 때 튜브의 길이 방향으로 적어도 10%만큼 확장할 수 있다. 이것은 상기 막(membrane) 사이즈의 증가가 상기 성장 배지에서 폐쇄된 공간 내로 수용될 수 없을 때, 상기 막이 상기 방법의 경우와 같이 성장 배지에 매장된다면 문제를 일으킬 수 있다. 30m 긴 튜브(tube)에 대하여, 예를들어 여분의 3m 길이는 상기 튜브(tube)가 수화될 때 수용되어야 할 것이다. 만약 확장(exapnsion)이 수용될 수 없다면, 상기 막은 압축되거나 기형이 될 것이고, 그래서 파열되고 찢어지게 되어 오염된 물이 상기 성장 배지 내로 누출되는 것을 허용할 수 있다. 상기 튜브(tube)는 또한 상기 성장 배지의 비좁은 공간 안에서 접혀지게 되어 물의 통과 또는 흐름을 방해하고 그래서 그것의 효과를 감소시킬 것이다.

본 발명의 목적은 상기에서 언급한 문제점들을 적어도 부분적으로 완화하는 관개 장치(irrigation devices)를 제공하는 것이다.

본 발명은 첫번째 양상으로 볼 때, 성장 배지에 매장하기 위한 튜브모양의 친수성 막(tubular hydrophilic membrane)을 제공하며, 상기 튜브는 나선형(helix)으로 형성된다.

두번째 양상으로, 본 발명은 성장 배지에서 매장되는 나선형 튜브모양의 친수성 막(helical tubular hydrophilic memnbrane)을 포함하는 관개시스템(irrigation system)을 제공한다.

상기에서 설명된 종류의 나선형 튜브모양의 막(helical tubular memnbrane)이 성장 배지에 매장되고, 물을 공급할 때 주변 배지(surrounding medium)에서 상기 튜브(tube)의 확장에 의해 가해지는 압력이 양 끝에 한정되기 보다는 그것의 길이를 따라서 골고루 분배되기 때문에 상기 친수성 막의 확장(expansion) 그리고 결과적으로 길이 방향으로의 상기 튜브의 확장은 나선모양에 의해 더 용이하게 수용할 수 있게 된다. 다시 말하자면, 상기 막의 축방향으로의 절대적인 직선적(linear) 확장은 감소된다. 도 1에서 나타내는 바와 같이, '일직선(straight)' 탈수관(dehydrated tube, 1)에 물이 공급될 때 그것은 길이방향으로 확장될 수 있다. 에를 들어, 수화관(hydrated tube, 2)은 상기 탈수관(1)보다 10% 더 길게 될 것이다. 그러나, 도 2에서 보여주는 바와 같이, 상기 탈수관이 나선(helix, 3) 형태로 감길 때, 수화작용에 의한 상기 튜브의 길이의 증가는 3차원에서의 확장에 의해 수용된다. 특히, 튜브의 길이를 늘리는 것은 나선 길이(helix length)뿐만 아니라 상기 수화나선(hydrated helix, 4)의 지름도 증가시킨다. 이것은 어떠한 한 방향에서의 확장이 최소화되고 그래서 상기 확장은 더 용이하게 수용되는 것을 의미한다. 이것은 상기 막이 덜 파열되거나 접혀지게 되는 것을 의미한다. 따라서 상기에서 언급한 단점들은 줄어든다.

상기 나선 모양(helical shape)은 또한 어떠한 특정한 폐쇄 공간에서 사용되는 친수성 막의 표면적을 늘리거나 줄이는 것에 의하여 투과증발을 위하여 조절된 가변성의 면적을 마련한다. 이것은 보다 크거나 보다 작은 관개 밀도(irragation density)가 원하는 대로 얻어질 수 있음을 의미한다.

세번째 양상으로, 본 발명은 성장 배지를 관개하는 방법을 제공하는 것으로, 상기 방법은 성장 배지에 매장되는 나선형 튜브모양의 친수성 막을 통해서 물을 통과시키는 단계를 포함하는 것으로, 물은 상기 친수성 막을 통해서 통과하고, 투과증발(pervaporation)의 과정을 거쳐 상기 성장 배지 내로 통과한다.

네번째 양상으로, 본 발명은 성장 배지에 매장되는 물결형 튜브모양의 친수성 막(corrugated tublar hydrophilic membrane)을 포함하는 관개 시스템을 제공한다.

상기에서 설명된 종류의 물결형 튜브모양의 친수성 막은 성장 배지에 매장되고, 물을 공급할 때 상기 친수성 막의 확장 및 그 결과 그것의 길이 방향으로의 상기 튜브의 확장은 배관(tubing)의 물결모양의 특성에 의해 수용될 수 있다. 특히, 물결형 배관의 봉우리들(ridges)와 홈들(grooves) 사이의 거리는 추가의 막(membrane) 재료를 수용하기 위해서 짧아질 수 있다. 다시 말해서, 상기 튜브벽(tube wall)에서 상기 봉우리들과 홈들은 아코디언(accordion)의 압축과 유사한 작용으로 압축할 수 있다. 따라서, 배관의 전반적인 길이의 확장은 최소화될 수 있다.

다섯째 양상으로, 본 발명은 성장 배지를 관개하는 방법을 제공하는 것으로, 상기 방법은 성장 배지에 매장되는 물결형 튜브모양의 친수성 막을 통하여 물을 통과시키는 단계를 포함하는 것으로, 물이 상기 친수성 막을 통해서 통과하고, 투과증발의 과정을 거쳐 상기 성장 배지 내로 통과한다.

특히 본 발명의 바람직한 구체예로, 상기 튜브모양의 친수성 막은 물결모양이고, 물결형 튜브는 나선형으로 형성된다. 본 구체예에 따라서, 상기 막의 확장은 물결형 배관에서 봉우리들(ridges)과 홈들(grooves)의 압축에 의해 그리고 3차원에서의 상기 막의 확장에 의하여 수용될 수 있다. 그래서 상기 막의 확장은 수용될 수 있다. 게다가, 물결형 배관(corrugated tubing)은 비-물결형 배관(non-corrugated tubing)과 비교하였을 때 유연성을 향상시키고, 그래서 나선형(helix)으로 쉽게 형성된다.

본 발명의 상기 튜브모양의 막은 종래기술에서와 같이 물이 고갈되는 만큼 보충되는 정적인 물의 컨테이너(container)로 사용될 수 있다. 바람직하게는 상기 튜브모양의 막의 끝이 밀봉되지 않더라도, 상기 성장 배지로부터 상기 튜브를 제거하지 않아도 상기 튜브를 통해서 물이 흘러 나오도록 한다.

바람직한 하나의 구체예에 따르면, 수원(water source)은 이를테면 용존 불순물(dissolved impurities) 또는 현탁 불순물(suspended impurities), 특히 소금, 오염물질, 또는 박테리아나 바이러스와 같은 생물학적 물질과 같은 불순물을 포함한다. 특히 바람직한 하나의 구체예에 있어서, 수원은 이를테면 바닷물 또는 염수(brackish water)와 같은 소금물을 포함한다.

불순물들을 포함하는 물이 수원으로 사용될 때, 상기 불순물들은 상기 튜브모양의 막 범위내에서 포함되고, 상기 성장 배지 내로 통과하지 못한다.

바람직하게는, 상기 튜브모양의 막의 끝은 물이 상기 성장 배지를 방해함이없이 상기 막에 제공될 수 있도록 접근할 수 있다.

나선형(helical)이라는 용어는 도관(conduit)의 모양이 엄격한 수학적인 나선(helix)임을 의미하는 것으로 채택되지 않아야 한다. 예를 들면, 상기 나선형의 루프(loops)는 모두 동일한 사이즈가 되거나 동일한 간격이 될 필요는 없다.

물결형 튜브는 분리된 간격을 둔 링(descrete spaced rings) 또는 나선(helix) 또는 소용돌기선(spiral)으로부터 형성된 튜브를 의미하는 것으로, 거기에서 나선(helix) 또는 소용돌기선(spiral)의 링(rings) 또는 루프(loops) 사이의 재료(materials)는 탄력적이여서 그들은 각각으로부터 가까워지거나 떨어져 이동할 수 있다. 이러한 배관(tubing)은 때때로 '아코디온 배관(accordion tubing)'으로 알려져 있다. 그렇지만, 상기 링(rings) 또는 루프(loops)는 모두 동일한 사이즈 및/또는 동일한 간격을 가질 필요는 없다. 상기 링(rings) 또는 나선(helix) 또는 소용돌기선(spiral)은 상기 튜브에 대한 다른 재료이고, 그것에 부착될 수 있지만, 바람직하게는 그들 또는 그것은 예를들어 파동(undulating) 또는 톱니형상(saw-tooth profile)으로 상기 튜브의 표면을 형성하는 것에 의해 상기 튜브 그자체로부터 형성된다.

본 발명의 상기 튜브모양의 막은 예를들어 원형, 타원형, 정사각형 등의 어떠한 단면적(cross-section)을 가질 수 있다.

투과증발(pervaporation)은 처리과정을 의미하는 것으로, 여기에서 주어진 용매(solvent)는 비-다공성 막(non-porous membrane) 또는 코팅(coating) 안으로 투과하며, 상기 막(membrane)을 가로질러 운반되고, 결과적으로 증기(vapour)의 형태로 상기 막 또는 코팅의 반대면으로부터 방출된다. 투과증발은 따라서 생성물이 액체가 아닌 증기라는 점에서 여과법(filtration), 증류법(distillation) 또는 역삼투법(reverse osmisis processes)으로 알려진 것과는 다르다. 만약, 상기 용매(solvent)가 물이라면, 물은 비-다공성 막(non-prous membrnae)에 의해 쉽게 흡수되고, 그 막을 가로질러서 운반되어 그 막으로부터 방출되기 때문에 비-다공성 막은 투과증발용으로 적합하다.

'친수성 막(hydrophilic membrane)'은 물을 흡수하는 비-다공성 막(non-porous membrane)을 의미하는 것으로, 즉 그것을 통해서 물을 통과시킨다. 만약, 상기 친수성 막을 가로질러 습도변화(humidity gradient)가 있다면, 이렇게 흡수된 물은 상기 막의 두께를 통해서 확산(diffuse)될 것이고, 그것의 반대면으로부터 방사될 것이다. 친수성 막 또는 코팅은 이하에서 총괄하여 본 명세에서는 막(membrane)을 말하고, 아래에서 정의되는 바와 같이, 충분히 높은 수증기 전송율을 특징으로 한다. 그래서 상기 막을 통해서 통과하는 물은 식물 등을 관개(irrigate)하도록 직접적으로 사용될 수 있다. 이러한 막은 동일 또는 별개의 친수성 폴리머(hydrophilic polymers)에 한정하는 것은 아니지만 그들을 포함하는 재료로부터 만들어진 하나 또는 그 이상의 독립적인 층(layers)을 포함할 수 있다. 전체적으로 상기 막의 수증기 침투률(water vapour permeation rate)이 충분히 높은 한, 이러한 물은 상기에서 설명된 바와 같이 주어진 실제적 적용에서 그것의 사용과 부합하는 비율로 제공될 수 있다. 여기에서 개시된 상기 막의 비-다공성 특성(non-porous nature)은 이를테면 박테리아나 바이러스와 같은 미생물를 포함하는 어떠한 미립자의 불순물들이 그러한 막을 통해서 통과하는 것을 배제하는 역할을 한다. 게다가, 본 발명에서 설명되는 상기 친수성 폴리머로 만든 막은 용존 소금의 통과를 상당히 방지하거나 감소시키는 것을 발견하였다. 따라서, 투과증발처리에 의하여 원하는 양의 정화된 물을 생산하기 위하여 담수뿐만아니라 현탁 또는 용존 불순물을 함유할 수 있는 물을 사용하는 능력은 바닷물 또는 연수에 제한되지는 않지만 그것들을 포함하는 염분 함유 물이 본 발명을 구현하는 장치를 통한 처리 후에 토지를 관개하고 식물성장을 유지하고 그리고/또는 환경에의 수증기의 조절된 방출을 위하여 사용되도록 허용한다.

상기 친수성 막은 지탱되지않는 구조(unsupported structure) 또는 지지부재(support material)에 코팅되거나 부착되는 형태로 존재할 수 있다.

유용한 지지부재들로는 직포(woven), 부직포(non-woven) 또는 접착종이(bonded papers), 직물(fabrics) 및 수증기를 투과할 수 있는 스크린 (screens permeable to water vapour)을 포함하며, 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리프로피렌(polypropylene), 섬유유리(fibreglass) 등과 같은 수분에 안정적인 유기성 및 무기성의 폴리머의 섬유질로부터 구성되는 것들을 포함한다. 상기 지지부재는 강도를 높이고 상기 막을 보호한다. 상기 지지부재는 친수성 폴리머 막의 한쪽에만 배치되거나 양쪽에 배치될 수 있다. 한쪽에만 배치될 때에는, 상기 지지부재는 수원(source of water)과 접촉할 수 있거나 그것으로부터 떨어질 수 있다. 전형적으로 상기 지지부재는 물리적인 퇴화(physical degradation)로부터 상기 막을 최상으로 보호하도록 상기 친수성 폴리머 막에 의해 형성된 상기 튜브의 바깥쪽에서 배치된다.

상기 친수성 폴리머로부터 만들어지는 상기 막을 통해서 물이 투과증발하는 비율은 다른 요소들중에서 특히 물이 없는 면(non-water side) 상에서의 수분함유량에 따라 결정된다. 따라서, 본 발명의 관개시스템은 자가 조절(self-regulation)을 하고, 사실상 '수동적'이 될 것이어서 습한조건 하에서는 물을 적게 공급하고, 건조한조건 하에서는 식물에 물을 더 공급할 것이다.

본 발명에서 개시된 내용에 있어서, 본 발명을 구현하는 장치와 사용하기 위한 상기 친수성 막은 하나 또는 그 이상의 친수성 폴리머를 포함한다. "친수성 폴리머"는 국제표준화기구(International Standard Organization) 명세서 ISO 62 (미국재료시험협회(American Society of Testing Materials) 명세서 ASTM D 570과 동일)에 따라서 실온에서 액상의 물과 접촉할 때 물을 흡수하는 폴리머를 의미한다.

바람직한 친수성 막(hydrophilic membrane)은 적어도 400 g/㎡/24h의 ASTM E96-95 (방법 BW)에 따른 수증기 전달률(WVTR-Water Vapour Transmission Rate)을 가지는 친수성 폴리머(hysrophilic polymer)를 포함하며, 수증기 전달률은 총두께 25 미크론(microns)의 필름 상에 3 m/s의 속도로 50%의 상대적 습도에서 23℃ 공기를 사용하여 측정된다. 더 바람직한 친수성 막층(hydrophilic membrane layer)은 적어도 3500 g/㎡/24hr의 ASTM E96-95 (방법 BW)에 따른 수증기 전달률을 가지는 친수성 폴리머(hysrophilic polymer)을 포함하며, 수증기 전달률은 총두께 25 미크론(microns)의 필름 상에 3 m/s의 속도로 50% 상대적 습도에서 23℃ 공기를 사용하여 측정된다.

상기 친수성 폴리머(hydrophilic polymer)는 하나 또는 수개의 폴리머의 혼합물이 될 수 있다. 예를들어, 상기 친수성 폴리머는 코폴리에테르에스테르 엘라스토머(copolyetherester elastomer) 또는 아래에서 상술되는 둘 또는 그 이상의 코폴리에테르에스테르 엘라스토머의 혼합물, 이를테면 상품명이 하이트렐(Hytrel®)인 이.아이 데 폰트 데 네모우르스(E.I. De Pont de Nemours) 앤드 컴퍼니로부터 구입할 수 있는 폴리머(polymers); 또는 폴리에테르-블록-폴리아미드(polyether-block-polyamides)의 단일 또는 둘 이상의 혼합물, 이를테면 상품명이 PEBAX인 프랑스 파리의 이엘에프-마토켐(Elf-Atochem) 컴퍼니로부터 구입할 수 있는 폴리머(polymers); 또는 폴리에테르 우레탄(polyether urethane) 또는 폴리에테르 우레탄들(polyether urethanes)의 혼합물; 또는 폴리비닐 알코올(polyvinyl alchohol)의 호모폴리머들(homopolymers) 또는 공중합체들(copolymers), 또는 폴리비닐 알코올(polyvinyl alchohol)의 호모폴리머들(homopolymers) 또는 공중합체들의 혼합물이 될 수 있다.

특히 바람직한 폴리머(polymer)는 에스테르 결합을 통하여 헤드-투-테일(head-to-tail)로 결합되는 단쇄 에스테르 유니트(short-chain ester units) 및 장쇄 에스테르 유니트(long-chain ester units)를 되풀이하여 발생하는 복수성을 가지는 코폴리에테르에스테르 엘라스토머 또는 둘 이상의 코폴리에테르에스테르 엘라스토머들의 혼합물을 포함하며, 그리고 상기 장쇄 에스테르 유니트는 다음과 같은 식(formular)으로 표현된다.

(I)

상기 단쇄 에스테르 유니트는 다음과 같은 식(式)으로 표현되며,

(II)

그 중에

가) G는 약 400-4000의 수평균분자량(number average molecular weight)을 가지는 폴리(산화알킬렌)글리콜(poly(alkylene oxide)glycol)으로부터 최종적인 수산기 그룹(terminal hydroxyl group)의 제거 후 남아 있는 2가 라디칼(divalent radical)이고,

나) R은 300보다 적은 분자량을 가지는 디카르복시산(dicarboxylic acid)으로부터 카르복시기(carboxyl groups)의 제거 후 남아 있는 2가 라디칼(divalent radical)이고,

다) D는 약 250보다 적은 분자량을 가지는 디올(diol)로부터 수산기 그룹(hydroxyl groups)의 제거 후 남아 있는 2가 라디칼(divalent radical)이며,

라) 상기 코폴리에테르에스테르(copolyetherester)의 총 중량을 기준으로, 상기 코폴리에테르에스테르의 장쇄 에스테르 유니트(long-chain ester units)에 포함되는 산화에틸렌 그룹(ethylene oxide group)의 0-68 중량%를 함유하며,

마) 상기 코폴리에테르에스테르(copolyetherester)는 약 25-80 중량% 단쇄 에스테르 유니트(short-chain ester units)를 함유한다.

이러한 바람직한 폴리머는 얇지만 강한 막(strong memebranes), 필름(films) 및 코팅(coatings)으로 가공하기에 적절하다. 상기 바람직한 폴리머(polymers), 코폴리에테르에스테르 엘라스토머(copolyetherester elastomer) 및 그것을 제조하는 방법은 종래기술에서 알려져 있다. 이를테면 3500 g/㎡/24hr의 수증기 전달률(WVTR)을 가지는 코폴리에테르에스테르 엘라스토머(copolyetherester elastomer)에 대해 미국등록특허 제4,725,481호 또는 400-2500 g/㎡/24hr의 수증기 전달률(WVTR)을 가지는 코폴리에테르에스테르 엘라스토머(copolyetherester elastomer)에 대해 미국등록특허 제4,769,273호에서 개시되어 있다. 여기에서 둘 모두는 참조로서 병합된다.

상기 친수성 폴리머(hydrophilic polymer)는 산화방지 안정제(antioxidant stabilizer), 자외선 안정제(ultraviolet stabilizer), 가수분해 안정제(hydrolysis stabilizer), 다이즈(dyes) 또는 색소(pigments), 필터(filters), 항균성 시약(anti-microbial reagents) 등과 혼합될 수 있다.

비록 3 m/s의 속도로 50% 상대적 습도에서 23℃ 공기를 사용하여 25 미크론(microns)의 필름 두께에서 측정되는 400 g/㎡/24h 보다 큰 ASTM E96-95 (방법 BW)에 따른 수증기 증발률(WVTR)을 가지는 코폴리에테르에스테르 엘라스토머(copolyetherester elastomer)를 사용하는 것이 더 바람직할지라도, 막(membrane)으로의 상업적으로 이용할 수 있는 친수성 폴리머의 사용은 본 발명의 맥락에서 가능하다. 가장 바람직한 것은 3 m/s의 속도로 50% 상대적 습도에서 23℃공기를 사용하여 25 미크론(microns)의 필름 두께에서 측정되는 3500 g/㎡/24h 보다 큰 ASTM E96-95 (방법 BW)에 따른 수증기 증발률(WVTR)을 가지는 상업적으로 구입가능한 코폴리에테르에스테르 엘라스토머(copolyetherester elastomer)로부터 만들어지는 막(memenranes)의 사용이다.

본 명세서의 전후문맥에 있어서, "성장 배지(growing medium)"는 식물의 뿌리가 성장하는 배지이다. 따라서, 용어 "성장 배지"는 농업(agriculture), 원예(horticulture) 및 수경(hydroponics)에 제한되지 않지만 그것들에 사용되는 자연적으로 발생되거나 인공적으로 개선된 토양을 포함한다. 이러한 토양은 가지각색의 상당한 양의 모레, 소금, 점토 및 부식토를 포함한다. "성장 배지"는 또한 질석(vermiculite), 펄라이트(perlite), 물이끼(peat moss), 조각 나무 양치류 줄기(shredded tree fern trunk), 얇게 자른 또는 토막나무 껍질(chipped or shredded tree bark) 및 토막 코코넛 껍질(shredded coconut husks)고 같은, 식물을 성장시키는데 사용되는 다른물질들을 포함하며, 다만 그것들에 제한되지 않는다.

Claims

성장 배지에 매장되는 물결형 튜브모양의 친수성 막을 포함하는 관개 시스템.
성장 배지에 매장되는 나선형 튜브모양의 친수성 막을 포함하는 관개 시스템.
제 1항에 있어서, 상기 물결형 튜브모양의 친수성 막은 나선형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 관개 시스템.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 친수성 막은 지지부재에 부착되거나 코팅되는 것을 특징으로 하는 관개 시스템.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 친수성 막은 총두께 25 미크론(microns)의 필름 상에 3 m/s의 속도로 50%의 상대적 습도에서 23℃ 공기를 사용하여 측정되고, 적어도 400 g/㎡/24h의 미국재료시험협회(ASTM-American Society of Testing Materials) E96-95 (방법 BW)에 따른 수증기 전달률을 가지는 친수성 폴리머를 포함하는 것을 특징으로 하는 관개 시스템.
제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 친수성 막은 코폴리에테르에스테르 엘라스토머(copolyetherester elastomer) 단일 또는 둘 이상의 혼합물; 폴리에테르-블록-폴리아미드(polyether-block-polyamide) 단일 또는 둘 이상의 혼합물; 폴리에테르 우레탄(polyether urethane) 단일 또는 둘 이상의 혼합물; 또는 폴리비닐알코올(polyvinyl alchol)의 호모폴리머(homopolymer) 또는 공중합체(copolymer) 단일 또는 둘 이상의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 관개 시스템.
제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 친수성 막은 에스테르 결합을 통하여 헤드-투-테일(head-to-tail)로 결합되는 단쇄 에스테르 유니트(short-chain ester units) 및 장쇄 에스테르 유니트(long-chain ester units)를 되풀이하여 발생하는 복수성을 가지는 코폴리에테르에스테르 엘라스토머(copolyetherester elastomer) 단일 또는 둘 이상의 혼합물을 포함하며, 상기 장쇄 에스테르 유니트(long-chain ester units)는 다음과 같은 식(formula)으로 표현되고,

(I)

상기 단쇄 에스테르 유니트는 다음과 같은 식(formula)으로 표현되며,

(II)

그 중에

가) G는 약 400-4000의 수평균분자량을 가지는 폴리(산화알킬렌)글리콜(poly(alkylene oxide)glycol)으로부터 최종적인 수산기 그룹(terminal hydroxyl group)의 제거 후 남아 있는 2가 라디칼(divalent radical)이고,

나) R은 300보다 적은 분자량을 가지는 디카르복시산(dicarboxylic acid)으로부터 카르복시기(carboxyl froups)의 제거 후 남아 있는 2가 라디칼(divalent radical)이고,

다) D는 약 250보다 적은 분자량을 가지는 디올(diol)로부터 수산기 그룹(hydroxyl groups)의 제거 후 남아 있는 2가 라디칼(divalent radical)이며,

라) 상기 코폴리에테르에스테르(copolyetherester)의 총 중량을 기준으로, 상기 코폴리에테르에스테르의 장쇄 에스테르 유니트(long-chain ester units)에 포함되는 산화에틸렌 그룹(ethylene oxide group)의 0-68 중량%를 함유하고,

마) 상기 코폴리에테르에스테르(copolyetherester)는 약 25-80 중량% 단쇄 에스테르 유니트(short-chain ester units)를 함유하는 것

을 특징으로하는 하는 관개 시스템.
제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 친수성 막은 3 ㎧의 속도로 50% 상대습도 및 23 ℃ 공기를 이용하여 25 마이크론(micron)의 필름두께 에서 측정되는 400 g/㎡/24h 보다 큰 ASTM E96-95 (방법 BW)에 따른 수증기 증발률을 가지는 코폴리에테르에스테르 엘라스토머(copolyetherester elastomer)를 포함하는 것을 특징으로 하는 관개 시스템.
물이 성장 배지에 매장되는 물결형 튜브모양의 친수성 막을 통과하여 상기 성장 배지 내로 들어가도록 수원(water source)으로부터 상기 친수성 막을 통하여 물을 통과시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 성장 배지를 관개하는 방법.
물이 성장 배지에 매장되는 나선형 튜브모양의 친수성 막을 통과하여 상기 성장 배지 내로 들어가도록 수원으로부터 상기 친수성 막을 통하여 물을 통과시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 성장 배지를 관개하는 방법.
제 9항 또는 제 10항에 있어서, 상기 수원으로부터의 물은 상기 친수성 막 내로 투과되며, 상기 막을 가로질러 운반되고, 결과적으로 수증기 형태로 상기 막의 반대면으로부터 방출되는 것을 특징으로 하는 성장 배지를 관개하는 방법.
제 9항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 튜브모양의 막의 끝이 밀봉되지 않고, 상기 성장 배지로부터 상기 튜브를 제거하지 않더라도 상기 튜브를 통해서 물이 흘러나오게 되는 것을 특징으로 하는 성장 배지를 관개하는 방법.
제 9항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수원은 용존 불순물, 현탁 불순물, 오염물질, 또는 생물학적 물질로부터 선택되는 불순물을 포함하며, 상 기 불순물은 상기 튜브모양의 막 범위내에서 포함되며, 상기 성장 배지 내로 통과하지 못하는 것을 특징으로 하는 성장 배지를 관개하는 방법.
제 13항에 있어서, 상기 수원은 소금을 포함하는 것을 특징으로 하는 성장 배지를 관개하는 방법.
제 9항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 친수성 막은 제 4항 내지 제 8항 중 어느 한 항에서 정의된 것과 같은 것을 특징으로 하는 성장 배지를 관개하는 방법.
성장 배지에 매장하기 위한 튜브모양의 친수성 막에 있어서, 상기 튜브는 나선형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 튜브모양의 친수성 막.
제 16항에 있어서, 상기 튜브는 물결형이고, 상기 물결형 튜브는 나선형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 튜브모양의 친수성 막.
제 16항 또는 제17항에 있어서, 상기 친수성 막은 제 4항 내지 제8항 중 어느 한 항에서 정의한 것과 같은 것을 특징으로 하는 튜브모양의 친수성 막.