KR20090128805A

KR20090128805A - 친환경 생분해성 시트 및 이의 제조 방법

Info

Publication number: KR20090128805A
Application number: KR1020080054753A
Authority: KR
Inventors: 황치원; 황예진
Original assignee: 황치원; 황예진
Priority date: 2008-06-11
Filing date: 2008-06-11
Publication date: 2009-12-16
Also published as: KR100959690B1

Abstract

본 발명은 생분해성 시트에 관한 것으로 보다 구체적으로는 생분해성 천연재료인 솔잎, 종이, 볏짚, 옥수숫대, 칡덩굴, 나무껍질, 톱밥, 왕겨, 나뭇잎, 간벌부산물, 나뭇가지 분쇄물 등 농업부산물 및 전분을 함유한 친환경 생분해성 시트의 제조방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명은 농촌의 밭이랑에 사용되는 멀칭시트(비닐)를 대체하기위해 농촌의 자연 부산물을 이용하여 사용 후 트랙터나 기타 농기구를 사용하여 제거하지 않고 완전 분해시킬 수 있으며 자체가 토양의 거름성분으로 변환될 수 있는 환경친화형 생분해성 시트를 제조하여 비닐공해로부터 해방시키고자 하는 것이다.

또한 제조공법도 간단하여 종이 제지공정을 이용하여 농촌의 농협을 중심으로 자체 생산라인을 설치하고 자체 생산하여 농가에 지속적으로 공급할 수 있는 장점도 가지고 있다. 더불어 기능성 측면에서 본 시트를 제조할시 토양으로부터 자체 자양분을 흡수하여 식물에 자양분을 공급할 수 있는 이온교환흙과 같은 이온성 물질 을 첨가하여 일일이 식물 영양소인 비료를 공급하지 않고도 식물의 성장을 촉진할 수 있으며, 여기에 살충 또는 살균기능이 있는 친환경 소재를 첨가하여 자체로부터 토양의 살균, 살충기능을 할 수 있도록 제조할 수가 있다.

생분해성, 멀칭시트

Description

친환경 생분해성 시트 및 이의 제조 방법 {Environmentally friendly biodegradable sheet and method of manufacturing the same}

솔잎, 종이, 볏짚, 옥수숫대, 칡덩굴, 나무껍질, 톱밥, 왕겨, 나뭇잎, 간벌부산물, 나뭇가지 등 농업 부산물과 전분, 황토 또는 석회를 바인더로 한 친환경 생분해성 시트 제조방법에 관한 것이다.

기존의 농업용 멀칭 재료로는 투명비닐 또는 검정비닐이 주로 이용되어 왔으나 사용 후 손으로 제거해야하는 수고와 노동력이 필요하고 제거되지 못한 잔여 비닐의 경우 분해가 되지 않아 환경오염의 원인은 물론 다음 작물 재배 시 작물 생육 부진의 원인이 되었다.

이러한 단점을 극복하기 위해 대한민국특허출원 제 1996-0064953에 생/광분해성 농업용 멀칭필름이 기술되어 있다. 이 멀칭필름은 난분해성 폴리에틸렌에 생분해서 지방족 고분자를 혼합하여 멀칭필름으로써 장점을 유지하고, 전체적인 분해성을 증진시킨 것이다. 그러나 폴리에틸렌을 자연으로부터 완전히 제거할 수 없는 문제가 있었다.

대한민국등록특허 0458230에서 종이를 이용한 분해성 멀칭매트가 기술되어 있다. 종이만 사용하였을 경우 견고성이 떨어지며 담수 상태에서는 쉽게 섬유질로 분해되는 단점이 있다.

본 발명은 친환경 생분해성 시트의 제조방법으로 솔잎과 신문지를 포함한 종이 등 자연에서 자체적으로 재취할 수 있는 재료를 사용하여 완전분해 할 수 있고, 제조공법도 간단하며, 볏짚 뿐 아니라 솔잎을 이용함으로써 시트의 견고성, 토양 밀착성을 높이며, 부피를 줄일 수 있다. 또한 이온교환흙과 같은 이온성 물질을 첨가하여 제조할 수 있어 다량의 비료를 공급하지 않고도 식물의 성장을 촉진할 수 있는 생분해성 시트와 시트의 제조방법을 제공한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 생분해성 천연재료인 친환경 생분해성 시트에 관한 것으로써,

a) 솔잎, 종이, 볏짚, 옥수숫대, 칡덩굴, 나무껍질, 톱밥, 왕겨, 나뭇잎, 간벌부산물 및 나뭇가지로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상 함유하는 생분해성 천연재료 100중량부 ;

b) 생분해성 천연재료 100중량부에 대하여 전분, 황토 또는 석회에서 선택되는 하나이상의 바인더 10-200중량부 ;

를 함유하는 친환경 생분해성 시트이다.

본 발명은 하기의 단계를 포함하여 제조된다.

a) 생분해성 천연재료 100중량부를 잘게 잘라서 섞는 단계;

b) 상기 생분해성 천연재료 100중량부에 대하여 바인더 10-200중량부, 물100-400중량부로 이루어진 혼합물을 생분해성 천연재료에 첨가하고 혼련하여 생분해성 원료조성물을 제조하는 단계; 및

c) 상기 조성물을 시트로 성형하는 단계;

를 포함한다.

이하 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

먼저 상기 시트는 용도에 크게 제한을 받지 않지만 멀칭시트, 식물을 식립 할 때의 지지대, 농업용포토, 나무 밑 잡초제거용 시트, 토목공사용 식물 식생재료 또는 천연건축 소재 등으로 사용할 수 있다.

상기 a) 단계에서, 상기 생분해성 천연재료는 솔잎, 종이, 볏짚, 옥수숫대, 칡덩굴, 나무껍질, 톱밥, 왕겨, 나뭇잎, 간벌부산물 및 나뭇가지 등으로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 사용할 수 있다.상기 생분해성 천연재료는 다양한 재료를 간단히 분쇄하여 혼합하고 이들을 제지공정으로 원하는 두께로 제조할 수 있는 장점을 지니고 있다.

상기 생분해성 천연재료의 분쇄크기는 크게 제한되지 않지만 좋게는 평균길이가 0.1mm-50mm 정도가 혼련된 시트가 생성되는 성형성이 좋으며 더욱 좋게는 0.1-10mm 가 좋고 더욱 선호되기는 0.2-5mm 로 분쇄하는 것이 좋다

상기 b)단계에서, 생분해성 천연재료 100중량부에 대하여 바인더는 10-200중량부 더욱 좋게는 50-150중량부 함유하며 상기 범위에서 시트의 견고성을 높일 수 있다. 상기 바인더는 전분, 황토 또는 석회로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상 함유할 수 있다.

상기 b)단계에서 물은 생분해성 천연재료 100중량부에 대하여 100-400중량부 함유하며 상기범위에서 시트의 견고성을 높일 수 있다.

상기 b)단계에서, 생분해성 천연재료 100중량부에 대하여 이온성 물질 10-300중량부 더욱 좋게는 50-200중량부 더 함유할 수 있으며 멀칭시트로 사용하였을 때 상기 범위에서 효과적으로 토양의 이온교환을 도와주며 토양미생물에 의한 분해 작용에 기여하여 비료를 공급하지 않고도 식물의 성장을 촉진할 수 있다. 이온성 물질로는 이온교환흙, 제올라이트 등을 들 수 있으며 여기에 제한되는 것은 아니다.

또한 상기 b) 단계에서, 생분해성 천연재료 100중량부에 대하여 기능성 첨가제 1-20중량부 더 첨가할 수 있다.기능성 첨가제는 목초액, 복숭아잎, 갑각류 껍질, 셀룰로오즈 및 이끼 등으로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 사용할 수 있다. 상기 기능성 첨가제는 크게 제한되지 않지만 분쇄하여 사용하는 것이 더 바람직하다. 상기 기능성 첨가제는 살충 또는 살균기능이 있는 친환경 소재를 사용하여 토양의 살균, 살충의 효과뿐 아니라 시트강도를 증가할 수 있는 효과를 가진다.

목초액과 복숭아 잎은 살충 또는 살균기능이 있는 친환경 소재로 시트의 제조공정에서 혼합 분산 또는 표면에 코팅하여 시트강도의 증가는 물론 각종 해충으로부터 보호하는 기능을 가진다. 이끼종류를 분쇄하여 첨가한다면 살균력을 증가하 는 효과를 가질 수 있다.

그 외에도 갑각류 껍질과, 셀룰로오즈를 사용하게 되면 멀칭이 되는 기간 동안 비료를 주지 않아도 되는 장점이 있다.

상기 c) 단계에서, 제조된 생분해성 원료조성물을 가압 탈수 건조기 또는 롤링 등의 수단으로 0.01mm ~ 50mm 더욱 좋게는 0.1mm ~ 20mm 두께로 분산시키고 압착한다. 상기 범위에서 운반성 및 작업성이 우수하며 효과적으로 생분해하여 비료의 효과를 가질 수 있다. 상기의 제조단계로부터 후 필름, 부직포, 시트, 매트 또는 원형판 등 다양한 형태로 성형할 수 있다.

상기 제조된 시트는 농업용 뿐 아니라 산업용으로 사용할 수 있다.

상기 시트의 용도를 살펴보면, 식물을 식립 할 때의 지지대, 멀칭시트, 나무 밑 잡초제거용 시트, 농업용 포토, 토목공사용 식물 식생재료 (Geotextiles) 또는 천연건축 소재 등 여러 용도로 사용할 수 있다

또한 상기 시트를 고 흡수성 펄프를 사용하여 적층함으로써 일일이 물을 주면서 심지 않아도 수분을 유지하여 식물의 생장에 도움이 되는 용도로도 사용가능하다.

본 발명에 의한 친환경 생분해성 시트는 완전 분해하여 환경오염을 방지 할 수 있으며 자체가 토양의 거름성분으로 변환되는 매우 유용한 발명일 뿐 아니라 시트의 견고성과 토양 밀착성을 높이며, 부피를 줄일 수 있다.

또한 제조공법도 간단하여 종이 제지공정을 이용하여 농촌의 농협을 중심으 로 자체 생산라인을 설치하고 자체 생산하여 농가에 지속적으로 공급할 수 있는 장점도 가지고 있다.

또한 본 발명에 의한 친환경 생분해성 시트는 멀칭시트, 식물을 식립할 때 지지대, 농업용 포토, 나무 밑 잡초제거용 시트, 토목공사용 식물 식생재료(Geotextiles) 또는 천연건축 소재 등 다양한 용도로 사용할 수 있다.

더불어 기능성 측면에서 본 발명에 의한 시트를 제조할 때 이온성 물질을 첨가하여 비료를 공급하지 않고도 식물의 성장을 촉진할 수 있으며, 여기에 살충 또는 살균기능이 있는 친환경 소재를 첨가하여 자체로부터 토양의 살균, 살충기능을 할 수 있도록 제조할 수가 있다.

본 발명의 구체적인 설명을 위하여 실시예를 들고자 한다. 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들에 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1]

솔잎, 신문지, 볏짚, 옥수숫대, 나무껍질을 동량으로 하여 이루어진 생분해성 천연재료 100g를 평균길이가 0.5mm로 분쇄한 후 섞는다.

전분 50g, 석회 50g, 소나무목초액 10g, 제올라이트 (한두교역, 분말(30-50mesh)) 50g, 물 300g을 혼합하고 생분해성 천연재료에 첨가하여 혼련한 다음 롤러를 통해 압착하고 골고루 펴서 10mm두께의 시트로 뽑고, 3일 건조 후 펀치로 타공하여 시트를 성형하였다.

[실시예 2]

전분 40g,석회60g, 소나무목초액 10g, 이온교환흙 40g, 물 310g을 혼합하고 생분해성 천연재료에 첨가하여 혼련한 다음 롤러를 통해 압착하고 골고루 펴서 10mm두께의 시트로 뽑고, 3일 건조 후 펀치로 타공하여 시트를 성형하였다.

[실시예 3]

전분 60g, 석회40g,소나무목초액 5g, 제올라이트(한두교역, 분말(30-50mesh)) 55g, 물 300g을 혼합하고 생분해성 천연재료에 첨가하여 혼련한 다음 롤러를 통해 압착하고 골고루 펴서 10mm두께의 시트로 뽑고, 3일 건조 후 펀치로 타공하여 시트를 성형하였다.

[실시예 4]

전분 50g, 석회50g, 소나무목초액 20g, 제올라이트(한두교역,분말(30-50mesh)) 30g, 물 300g을 혼합하고 생분해성 천연재료에 첨가하여 혼련한 다음 롤러를 통해 압착하고 골고루 펴서 10mm두께의 시트로 뽑고, 3일 건조 후 펀치로 타공하여 시트를 성형하였다.

[실시예 5]

전분 100g, 소나무목초액 10g, 제올라이트(한두교역, 분말(30-50mesh)) 50g, 물 300g을 혼합하고 생분해성 천연재료에 첨가하여 혼련한 다음 롤러를 통해 압착하고 골고루 펴서 10mm두께의 시트로 뽑고, 3일 건조 후 펀치로 타공하여 시트를 성형하였다.

[실시예 6]

석회 100g, 소나무목초액 10g, 제올라이트(한두교역, 분말(30-50mesh)) 50g, 물 300g을 혼합하고 생분해성 천연재료에 첨가하여 혼련한 다음 롤러를 통해 압착하고 골고루 펴서 10mm두께의 시트로 뽑고, 3일 건조 후 펀치로 타공하여 시트를 성형하였다.

[비교예1]

검정비닐 560g을 펀치로 타공하여 시트를 성형하였다.

[비교예 2]

전분 50g 석회 50g, 소나무목초액 10g, 물 300g을 혼합하고 생분해성 천연 재료에 첨가하여 혼련한 다음 롤러를 통해 압착하고 골고루 펴서 10mm두께의 시트로 뽑고, 3일 건조 후 펀치로 타공하여 시트를 성형하였다.

상기 실시예와 비교예의 친환경 생분해성 시트의 조성물 비교표를 아래 표 1에 기재하였다.

[시험예1]

실시예 1-6로 제조된 친환경 생분해성 시트와 비교예 1로 제조된 시트를 고추밭에 멀칭하여 멀칭 후 생분해 기간에 따른 농업용 멀칭시트의 잔류량을 하기 표 2에 그 결과를 나타내었다.

[표 1] 생분해성 시트의 조성물 비교표

	검정비닐 (g)	생분해성 천연재료(g)	전분 (g)	석회 (g)	이온성물질(g)	기능성 첨가제(g)	물(g)
실시예1	0	100	50	50	50	10	300
실시예2	0	100	40	60	40	10	310
실시예3	0	100	60	40	55	5	300
실시예4	0	100	50	50	30	20	310
실시예5	0	100	100	0	50	10	300
실시예6	0	100	0	100	50	10	300
비교예1	560	0	0	0	0	0	0
비교예2	0	100	50	50	0	10	350

[표 2] 멀칭후 생분해 기간에 따른 농업용 멀칭시트의 잔류량

멀칭종류	멀칭시트의 잔류량(%)
멀칭종류	0일후	60일후	120일후	200일후
실시예1	100	80	68	35
실시예2	100	83	66	38
실시예3	100	77	58	34
실시예4	100	86	62	40
실시예5	100	82	61	42
실시예6	100	81	65	43
비교예1	100	100	100	100
비교예2	100	88	70	52

Claims

a) 솔잎, 종이, 볏짚, 옥수수대, 칡덩쿨, 나무껍질, 톱밥, 왕겨, 나뭇잎, 간벌부산물 및 나뭇가지로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상 함유하는 생분해성 천연재료 100중량부 ;

b) 생분해성 천연재료 100중량부에 대하여 전분, 황토 또는 석회에서 선택되는 하나이상의 바인더 10-200중량부 ;

를 함유하는 친환경 생분해성 시트.
제 1항에 있어서,

상기 생분해성 천연재료 100중량부에 대하여 이온교환흙, 제올라이트로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 이온성물질 10-300중량부를 더 함유하는 친환경 생분해성 시트.
제 2항에 있어서,

상기 생분해성 천연재료 100중량부에 대하여 목초액, 복숭아잎, 갑각류 껍질, 복숭아잎, 셀룰로오즈 및 이끼로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 기능성 첨가제 1-20중량부를 더 함유하는 친환경 생분해성 시트.
제 1항 내지 제 3항에서 선택되는 어느 한 항에 있어서,

상기 친환경 생분해성 시트는 멀칭시트, 식물을 식립할 때의 지지대, 농업용 포토, 나무 밑 잡초제거용 시트, 토목공사용 식물 식생재료 또는 천연건축소재로 사용할 수 있는 친환경 생분해성 시트.
a) 생분해성 천연재료 100중량부를 잘게 잘라서 섞는 단계;

b) 상기 생분해성 천연재료 100중량부에 대하여 바인더 10-200중량부, 물100-400중량부로 이루어진 혼합물을 생분해성 천연재료에 첨가하고 혼련하여 생분해성 원료조성물을 제조하는 단계; 및

c) 상기 조성물을 시트로 성형하는 단계;

를 포함하는 친환경 생분해성 시트 제조방법.
제 5항에 있어서,

상기 바인더는 전분, 황토 및 석회로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상 함유하는 친환경 생분해성 시트 제조방법.
제 5항에 있어서,

상기 b) 단계 후 생분해성 천연재료 100중량부에 대하여 이온성물질 10-300중량부 더 함유하는 친환경 생분해성 시트 제조방법.
제 7항에 있어서,

상기 b) 단계 후 생분해성 천연재료 100중량부에 대하여 기능성 첨가제 1-20 중량부 더 함유하는 친환경 생분해성 시트 제조방법.
제 8항에 있어서,

상기 기능성 첨가제는 목초액, 갑각류 껍질, 복숭아잎, 셀룰로오즈 및 이끼로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상 함유하는 친환경 생분해성 시트 제조방법.