KR20100091542A - 옥수수섬유를 구비한 법면 보호 및 수변 생태 복원용 식생 매트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 토양 오염을 일으키지 않고, 녹화 식물의 발아, 착근, 성장 성공률이 높으며, 운반이나 현장 시공 중에 간편하고 용이하게 취급할 수 있는 식생 매트로서 옥수수섬유를 구비한 법면 보호 및 수변 생태 복원용 식생 매트를 제공하는 것이며, 이것은 녹화용 종자(12)가 산포된 제1부직포(2a)에 제2부직포(2b)를 겹쳐서 내부에 상기 종자(12)를 포함하도록 일체로 합체된 옥수수섬유 부직포(2)와, 상기 옥수수섬유 부직포(2)의 한쪽 면으로 첨부되어 강도를 보강하여주는 황마 네트(4)와, 상기 옥수수섬유 부직포(2)의 다른 쪽 면을 피복 보호하도록 설치되고 코이어 또는 볏짚으로 형성된 매트체(6)와, 상기 매트체(6)의 외측을 감싸도록 설치되는 지오그리드(8) 또는 광분해성 PE 네트(80)를 갖춘 구성으로 된 것이다.

식생 매트, 호안용 매트, 법면 보호용 매트,

Description

옥수수섬유를 구비한 법면 보호 및 수변 생태 복원용 식생 매트{vegetation mat for slope face protection or ecological restoration of river side having non woven corn fabric}

본 발명은 하천/제방 주변의 법면 또는 연약지반의 지반 강화 등에 사용되는 토목섬유에 관한 것으로, 특히 지중에 매설된 후 일정 기간 경과하면 대부분의 매트소재가 자연 분해되는 옥수수섬유를 구비한 법면 보호 및 수변 생태 복원용 식생 매트에 관한 것이다.

하천/제방 주변의 법면은 흐르는 물에 쉽게 세굴 되거나 유실되는 사례가 빈번하므로 호안용 블록, 돌망태 등을 시공함이 일반적이었다.

그런데, 호안용 블록은 콘크리트로 만들어져 환경에 친화성이 없는 것으로 평가되고 있고, 돌망태는 인력이 많이 소요되는 방식이면서도 하천 범람 시에는 토사 에 저항하는 힘이 약하여 유실되거나 손상되는 일이 잦아 기피되고 있으며, 최근에는 토압에 견딜 수 있도록 보강재를 갖춘 토목섬유로 하천/제방의 주변 법면을 피복하여 세굴과 유실이 일어나지 않게 하고 있다.

또, 어떤 종류의 토목섬유는 잔디, 풀, 들꽃 종자를 내포하고 있어서 법면을 피복 보호하는 중에 표피층으로 잔디, 풀, 들꽃이 발아하여 뿌리끼리 얽어 엮이는 것에 의해 법면이 보호되게 하는 식생매트 형태로 제공되고 있다.

식생매트는 단기간에 간편하게 시공할 수 있고, 시공 후에도 바로 녹화가 이루어지는 등, 하천/제방과 같은 지역에 특히 알맞은 친환경적 공법으로 평가되고 있다.

본 발명의 공동 발명자, 김연술은 식물의 씨앗이 포설된 식생 매트로서 실용신안등록 제382114호를 제안한 바 있다.

상기 식생 매트는 씨앗이 포설된 펄프 배지의 상면에 매트층을 형성하고, 다시 상기 매트층의 상면에는 PE 네트와 코이어 네트, 그리고 능형 코팅망을 차례로 겹쳐 피복한 구성으로 되어 있다.

이와 같은 구조에 있어서, 매트층은 보습작용을 하여 펄프 배지의 발아를 돕고, PE 네트와 코이어 네트, 그리고 능형 코팅망은 경사 법면의 토압에 견디는 보강력을 부여하여 세굴이나 유실을 막아주게 되는 것이나, 지중에서 매트층은 펄프 배지를 덮고 있음에 따라 식물의 씨앗으로 산소 공급을 차단하는 역효과를 나타내어 발아 실패를 나타내는 경우가 종종 발생하는 단점이 있다.

이에 본 발명의 공동 발명자, 김연술은 발아 실패율을 줄이고자 등록실용신안 제437329호를 통해 금속망체, 코이어 네트, 지오그리드, 코이어 매트, 피트모스, 코코피트, 펄프에 의한 층 구조를 갖는 식생매트를 제안한 바 있다.

제안한 식생매트는, 펄프에 토양 보습제와 비료를 함유하고 발아용 씨앗이 첨부된 것이므로 조기 발아할 수 있게 되어 있고, 피트모스와 코코피트는 발아된 씨앗에 대하여 상토로 작용함으로써 단기간에 착근 및 생육되게 하며, 코이어 매트는 발아에 필요한 수분을 유지하는 작용을, 그리고 지오 그리드와 코이어 네트, 금속망은 피복된 매트/네트가 토압에 견딜 수 있도록 보강함과 아울러 외력 작용에 의한 파손 방지와, 우수 범람 시에는 토사 흐름에 대항하여 매트/네트를 지지하게 된다.

그렇지만, 상술한 구조의 식생매트에서 코이어 매트는 뻣뻣하여 취급하기 어려운 물성이고, 게다가 여기에 피트모스와 코코피트 등의 상토재를 일정 두께 산포 한 것이므로 더욱 작업자가 제품을 운반하거나 현장에서 시공할 때의 취급이 어려워 능률적인 작업을 저해하는 구조적인 문제가 있다.

한편, 토양 속에서 유해물질을 배출하지 않는 친환경물질로는 토양 속에서 세균에 의해 부식 처리되는 천연물질이 대표적이고, 또 천연물질 중에서 섬유, 부직포로 제조될 수 있는 종류는 면, 양모 등이 알려져 있으나 이와 같은 것은 값이 비싸므로 토목섬유에는 비경제적이다.

천연물질로서 비교적 저렴하면서 부직포로 제공되고 있는 것으로는 옥수수, 고구마, 비트, 사탕수수 등의 식물 전분을 발효시켜 얻는 폴리 젖산(poly lactic acid)이 주목되고 있다.

식물 전분을 발효시키면 D-젖산과 L-젖산이 생성되는데, d-젖산은 함량이 많으면 융점을 저하시키는 특징이 있어서 L-젖산만 모노머로 중합 합성하여 폴리 젖산을 얻는다. 이것은 생물 유래의 원료로 만들어지는 바이오 베이스 폴리머로 의복소재, 섬유소재, 생분해성 플라스틱 원료 등으로 각광받고 있으며, 국내에서는 휴 비스 라는 업체에서 직물 형태와 솜 제품(LOT 번호: 6202D: 이하 옥수수 솜이라 칭함)으로 시판하고 있다.

옥수수 솜은 섬유용 합성수지의 대표물질인 폴리에틸렌 텔레프탈레이트 물성과 비교하여 내열성이 조금 약할 뿐, 흡수성, 속건성, 생분해성, 신축성 등의 물성은 부직포로 활용하기에 조금도 손색이 없고, 매립되어도 2차적 환경오염을 일으키지 않으므로 토목섬유용 부직포 원료로는 최적한 것이 된다.

다만, 비용 면에서 코튼 보다는 저렴하지만 합성수지제 부직포보다는 비싸기 때문에 토목섬유 원료로는 경제성이 떨어지는 것이 흠이다.

본 발명의 목적은 토목섬유용 부직포로서 토양 오염을 일으키지 않고, 녹화 식물의 발아, 착근, 성장 성공률이 높으며, 운반이나 현장 시공 중에 간편하고 용이하게 취급할 수 있는 식생 매트로서 옥수수섬유를 구비한 법면 보호 및 수변 생태 복원용 식생 매트를 제공함에 있다.

상기의 목적을 구현하기 위한 본 발명은, 제1부직포의 한쪽 면에 녹화용 종자를 산포 부착하고, 제2부직포를 녹화용 종자가 산포된 면으로 겹치도록 포개고 일체로 한 옥수수섬유 부직포의 한쪽 면으로 강도 보강을 위한 황마 네트를 첨부하고, 다른 쪽 면으로는 코이어 또는 볏짚으로 형성된 매트체를 피복 보호함과 아울러, 상기 매트체의 외측으로 지오그리드를 더 설치한 구성으로 된다.

또, 상기와 같은 구성에 있어서, 지오그리드는 광분해성 PE 네트로 대체 사용될 수 있다.

또한, 상기 지오그리드를 대체하지 않고, 그 외측에 6각망을 더 설치하여 더욱 강도 보강되게 할 수도 있다.

마찬가지로 상기 지오그리드를 대체한 광분해성 PE 네트의 외측으로 코이어 네트를 더 추가할 수 있으며, 이 코이어 네트에 덧붙여 지오 그리드를 더 설치하거나, 또는 지오그리드에 덧붙여 6각망을 더 첨부한 구성으로 실시할 수도 있다.

상술한 구성의 본 발명에 의하면 다음과 같은 효과를 나타낸다.

본 발명을 구성하는 옥수수섬유 부직포, 황마 네트, 코이어 또는 볏짚으로 된 매트체는 모두 세월이 흐르면서 지중에서 자연 분해되어 지상의 녹화 식물에 퇴비로 제공되는 것이므로 시공 후에 토양 오염을 일으키지 않는 이점이 있다.

옥수수섬유 부직포는 제1부직포와 제2부직포의 2장으로 겹쳐 형성되고, 양 부직포 사이로 녹화용 종자를 포함하고 있는 것이므로 기존의 식생 매트에 필수적인 펄프 배지를 갖출 필요가 없어 재료비와 제조 공정 수가 절감 되게 한다.

또 옥수수섬유 부직포의 내부에서 녹화 종자는 공기와 수분 공급을 원활하게 받아 발아가 촉진되기 때문에 녹화 성공률이 높고, 거의 모든 요소가 지중에서 부식 처리됨에 따라 생성되는 퇴비를 양분으로 성장이 촉진되는 관계로 하천/제방의 녹화 효과가 우수하다.

코이어 또는 볏짚으로 형성되는 매트체는 옥수수섬유 부직포를 피복 보호하는 한편, 대기와 접촉하여 얻는 공기 중의 수분을 옥수수섬유 부직포로 공급하게 됨으로써 녹화 종자의 발아를 돕는 효과를 나타낸다.

그리고 광분해성 PE 네트나 지오그리드, 6각망 등은 하천 시공 시에 빠른 물살에도 세굴 혹은 유실되지 않도록 견고하게 지지하여 주는 효과를 나타낸다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부 도면에 따라 상세히 설명한다.

본 발명에 관련된 식생 매트는 도 1의 도시와 같이, 옥수수섬유 부직포(2)와 그 외측의 황마 네트(4), 그리고 매트체(6) 및 지오 그리드(8)를 기본 구조로 하고 있다.

옥수수섬유 부직포(2)는 식물 전분을 발효시켜 얻는 L-젖산을 모노머로 중합 합성하여 되는 폴리 젖산이 주원료이고, 국내의 휴비스 라는 업체에서 LOT 번호: 6202D로 시판하고 있는 옥수수 솜으로부터 얻는다.

옥수수 솜은 섬유용 합성수지의 대표물질인 폴리에틸렌 텔레프탈레이트 물성과 비교하여 내열성이 조금 약할 뿐, 흡수성, 속건성, 생분해성, 신축성 등의 물성은 부직포로 활용하기에 조금도 손색이 없고, 매립되어도 자연 분해되어 토양 오염을 일으키지 않는 특성이 있다.

본 발명에서, 옥수수섬유 부직포(2)는 제1부직포(2a)와 제2부직포(2b)를 2겹으로 겹치고 니들 펀칭하여 하나로 합체시킨 구조로 되어 있으며, 이에 따라 양 부직포(2a)(2b)의 어느 한쪽 외측에는 펀칭자국(10)이 무수히 형성된다.

또한, 제1부직포(2a)에는 녹화용 종자(12)를 산포하여 부착시킨 다음에 제2부직포(2b)와 니들 펀칭하여 합체한다.

제1부직포(2a)와 제2부직포(2b) 사이로 종자(12)를 산포하여 두면, 식생매트에 필수적인 펄프 배지를 생략할 수 있으므로 그에 상당하는 재료비와 공정 수를 줄일 수 있어서 원가 절감에 도움이 된다.

또, 옥수수섬유 부직포(2)를 형성하는 옥수수섬유에 황마나 코이어를 적당량 혼합하는 것으로도 상당한 재료비 절감을 도모할 수 있다.

제1부직포(2a)와 제2부직포(2b) 사이로 개재되는 종자(12)는 잔디씨, 꽃씨, 갈대씨 등과 같이 호반에서 잘 자라는 식물을 채용하는 것이 좋다.

제1부직포(2a)에 첨부되는 황마 네트(4)는 옥수수섬유 부직포(2)의 외측을 감싸 보강하는 것이며 이것은 지중에서 2년 정도 경과하면 자연 분해된다.

황마 네트(4) 대신에 PE 네트를 사용할 수도 있으나, PE는 지중에서 100년 이상 썩지 않고 유지되는 점을 감안하여 채용한다.

옥수수섬유 부직포(2)는 지중에서 2년 정도 경과하면 완전 분해되는 천연물질이므로 토양 오염을 일으킬 염려가 없다. 게다가 종자(12)는 옥수수섬유 부직포(2)의 내부에서 발아에 필요한 온도와 습도, 산소를 제공받을 뿐만 아니라 착근도 쉽게 되기 때문에 식물에 의한 지반의 보강효과가 신속하게 나타난다.

지오그리드(8)는 시공 과정에서 지면에 때려 박는 고정 핀을 통해 옥수수섬유(2)와 매트체(6)를 감싸 밀착시키고, 시공 후에는 토사 흐름에 저항하여 지면을 피복하고 있는 옥수수섬유 부직포(2)와 매트체(6)가 유실되지 않게 하는 것이며, 본 발명에서는 강선을 네트형태로 엮고 표면에 합성수지를 코팅하여 방청 처리한 것을 채용한다.

한편, 본 발명에서 매트체(6)는 옥수수섬유 부직포(2)를 피복함으로써 공기와 직접 접촉하는 부분이 되는 것이므로 공기 중의 수분을 흡수하여 상기 옥수수섬유 부직포(2)로 공급할 수 있는 것이 좋다.

이러한 것으로는 100% 야자섬유로 된 매트체 또는 볏짚으로 된 매트체가 적합하다.

특히, 코이어 매트체는 내수성이 강하여 세균에 의해 자연 분해될 때 까지 수중에서 썩지 않고 유지되면서 옥수수섬유 부직포(2)를 피복 보호하여 줄 수 있는 이점이 있고, 볏짚 매트체는 코이어 매트체에 비해 내수성이 약하고 쉽게 썩는 성질의 것이지만 녹화 후에 식물의 퇴비로 제공될 수 있는 점에서 성토 층의 경사면과 같이 물과 접촉하지 않는 법면의 식생 보강에 사용하면 좋다.

또, 옥수수섬유 부직포(2)의 내부에서 발아하여 성장하는 식물은 매트체(6)에 형성된 틈새와 지오그리드(8)를 뚫고 지상으로 올라오게 되는 것이므로 녹화가 완료되면 옥수수섬유 부직포(2)와 황마 네트(4), 매트체(6), 지오 그리드(8)는 식물의 줄기와 뿌리에 얽혀 일체로 되고, 이들이 지중에서 부식되는 과정을 통해 자연적인 퇴비 공급이 이루어지게 되어 토양 오염 없이 식물의 성장 촉진을 도모할 수 있게 된다.

본 발명은 상술한 실시 예로 한정되지 않고, 도 2 내지 도 6으로 나타낸 구성으로 변형 실시될 수 있다.

도 2는 도 1에 도시한 구조에서 지오그리드(8) 대신에 광분해성 PE 네트(80)를 보강 피복재로 채용한 예를 보여주고 있다.

PE 네트(80)는 지오그리드(8)에 비해 강도는 떨어지는 것이나, 가격에 비해 견고하고 내수성이 강하여 물 흐름이 빠른 현장에 적용하면 좋다.

도 3은 도 1에 도시한 구조에 더하여 지오그리드(8)의 상방으로 6각망(82)을 더 설치한 예를 보여 주고 있다.

6각망(82)의 추가 설치로 옥수수섬유 부직포(2)와 매트체(6)의 지지를 더욱 견고하게 할 수 있으며, 예시한 구조의 식생매트는 지반이 허약한 지형의 경사면 피복 보호, 급류지역의 제방 법면 보호 또는 수변 생태 복원 등에 적합하다.

도 4는 상기 도 2에 예시한 구조에서 PE 네트(80)의 상방으로 코이어 네트(84)를 추가 설치한 예를 보여주고 있고, 도 5는 도 4의 구조에 지오 그리드(8)를 더 설치한 구조를 보여주고 있다. 또 도 6은 도 5의 구조에 6각망(82)을 더 첨부한 구조를 보여주고 있다.

도 4의 구조와 도 5 및 도 6의 구조는 모두 옥수수섬유 부직포(2)와 매트체(6)의 지지를 강화시킨 예이며, 도 4의 실시 예보다 도 5의 실시 예가 더 강화된 구조이고, 또 도 6의 실시 예가 도 5의 실시 예보다 더욱 강화된 구조로 된다.

본 발명은 상술한 바와 같이 2겹으로 이루어지고 내부에 종자(12)가 개삽된 옥수수섬유 부직포(2)와 황마 네트(4), 코이어 또는 볏짚으로 된 매트체(6), 그리고 지오그리드(8) 혹은 PE 네트(80)를 겹친 구성을 기본으로 하고, 여기에 6각망(82) 또는 코이어 네트(84) 등을 더 설치하여 연약한 지면을 강화된 구조로 피복 보호하게 되는 구성이며, 이들 구성요소 중에서 지오그리드(8)와 PE 네트(80)를 제외한 요소는 모두 지중에서 일정기간 경과하면 부식되어 녹화식물의 퇴비로 제공되는 것이므로 토양 오염을 일으키지 않을 뿐만 아니라, 세월이 경과하여도 환경 호르몬에 관련된 물질을 배출하지도 않아 2차적 토양오염도 없다.

도 1은 본 발명에 관련된 식생 매트의 제1 실시 예를 나타내는 구조도.

도 2는 본 발명에 관련된 식생 매트의 제2 실시 예를 나타내는 구조도.

도 3은 본 발명에 관련된 식생 매트의 제3 실시 예를 나타내는 구조도.

도 4는 본 발명에 관련된 식생 매트의 제4 실시 예를 나타내는 구조도.

도 5는 본 발명에 관련된 식생 매트의 제5 실시 예를 나타내는 구조도.

도 6은 본 발명에 관련된 식생 매트의 제6 실시 예를 나타내는 구조도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

2: 옥수수섬유 부직포 2a: 제1부직포

2b: 제2부직포 4: 황마 네트

6: 매트체 8: 지오그리드

12: 녹화용 종자 80: 광분해성 PE 네트

82: 6각망 84: 코이어 네트

Claims (6)

1. 녹화용 종자(12)가 산포된 제1부직포(2a)에 제2부직포(2b)를 겹쳐서 내부에 상기 종자(12)를 포함하도록 일체로 합체된 옥수수섬유 부직포(2)와;

   상기 옥수수섬유 부직포(2)의 한쪽 면으로 첨부되어 강도를 보강하여주는 황마 네트(4)와;

   상기 옥수수섬유 부직포(2)의 다른 쪽 면을 피복 보호하도록 설치되고 코이어 또는 볏짚으로 형성된 매트체(6)와;

   상기 매트체(6)의 외측을 감싸도록 설치되는 지오그리드(8);

   를 갖춘 구성으로 되어 있는 옥수수섬유를 구비한 법면 보호 및 수변 생태 복원용 식생 매트.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 지오그리드(8) 대신에 광분해성 PE 네트(80)를 매트체(6)의 외측으로 첨부 설치한 구성으로 되어 있음을 특징으로 하는 옥수수섬유를 구비한 법면 보호 및 수변 생태 복원용 식생 매트.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 지오그리드(8)의 외측으로 6각망(82)을 더 설치한 구성으로 되어 있음을 특징으로 하는 옥수수섬유를 구비한 법면 보호 및 수변 생태 복원용 식생 매트.
4. 청구항 2에 있어서,

   상기 광분해성 PE 네트(80)의 외측으로 코이어 네트(84)를 추가 설치한 구성으로 되어 있음을 특징으로 하는 옥수수섬유를 구비한 법면 보호 및 수변 생태 복원용 식생 매트.
5. 청구항 4에 있어서,

   상기 코이어 네트(84)의 외측으로 지오 그리드(8)를 더 설치한 구성으로 되어 있음을 특징으로 하는 옥수수섬유를 구비한 법면 보호 및 수변 생태 복원용 식생 매트.
6. 청구항 5에 있어서,

   상기 지오그리드(8)의 외측으로 6각망(82)을 더 첨부한 구성으로 되어 있음을 특징으로 하는 옥수수섬유를 구비한 법면 보호 및 수변 생태 복원용 식생 매트.

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