KR20130112118A - 생분해성 다목적 배드 및 그 제조방법. - Google Patents

Abstract

본 발명은 생분해성 다목적 배드 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자연 유래 성분을 이용하여 수경재배 및 양액재배에 사용하는 큐브, 슬라브와 육묘장에서 사용하는 발아용 매트를 제조함으로써, 사용 후 폐자재로 인한 환경오염이 없도록 한 것이다.
따라서 본 발명은 탈지면 부산물, 코코피트, 피트머스, 퍼라이트, 질석 및 유, 무기질 영양분을 포함하여서 이루어지는 다목적 배드 및 그 제조방법을 특징으로 한다.

Description

생분해성 다목적 배드 및 그 제조방법.{Matt for raising seeding with biodegradability and manufacturing method thereof}

본 발명은 생분해성 다목적 배드 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자연 유래 성분을 이용하여 수경재배 및 양액재배에 사용하는 큐브, 슬라브와 육묘장에서 사용하는 발아용 매트 등을 제조함으로써, 사용 후 폐자재로 인한 환경오염이 없도록 한 것이다.

현재 사용되고 있는 배드, 즉 수경재배 및 양액재배에 사용되고 있는 큐브, 슬라브는 암면 및 스펀지를 소재로 사각 형태로 만들어 사용되고 있다.

상기 암면은 주로 제철소 고로(高爐)의 찌꺼기(Slag)에 현무암, 규산질암석, 석회 등의 광석과 코크스를 혼합하여 용로에서 1,500 1,600℃로 용융시킨 후 고속원심력에 의해 망상으로 섬유화한 무기질섬유를 말하는 것으로, 양액(養液, 배양액)재배의 고형배지(固形培地)로 많이 사용되고 있으나 내구연한을 다해 방치하거나 폐기하게 되면 심각한 환경오염을 초래하고 있다.

또한 상기 스펀지 역시 생분해가 이루어지지 않아 폐기시 심각한 환경오염이 초래되고 있는 실정이다.

그리고 육묘장에서 사용하는 발아용 매트로는 펄프, 팽화 왕겨, 질석 및 비료 등을 적절히 혼합하고 이미 규격화되어 있는 육묘 상자에 맞추어 습식으로 성형한 후 건조하는 방법으로 생산되는 방법이 개발되었다.

그러나 상기 배드의 필수 원료인 펄프는 셀룰로오스가 많이 함유된 유기물로서 많은 수분이 필요한 경우, 쉽게 부패하여 곰팡이가 발생함으로, 수경 및 양액재배에 적합하지 못하고, 육묘의 뿌리 발육이 저조하거나 뿌리가 그 내부로 뻗지 못하고 들뜨는 현상이 발생하는 등의 문제점이 있었다.

그리고 이러한 펄프 매트형 상토의 문제점을 해결하기 위해 최근에 제지용 재생 펄프와는 달리 리그닌이 많이 함유되어 물속에서도 쉽게 부패하지 않는 유기물인 코코피트와 피트모스에 팽윤 왕겨, 질석 및 복합 비료 등을 적당량 혼합하여 프레스로 압축 성형된 배드가 소개된 바 있다. 이러한 배드는 재생 펄프를 이용한 침대에 비하여 곰팡이 발생이 거의 없다는 점은 크게 개선되었으나, 여전히 쉽게 부서지거나 부러지고, 유기물(코코피트, 피트모스, 팽윤 왕겨)을 과도하게 포함하고 있어 뿌리의 발육과 뿌리 네트 형성이 좋지 않을 뿐만 아니라 수분을 흡수하는데 많은 시간이 소요되는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 배드가 갖는 제반문제점을 해소하기 위한 것으로, 탈지면 부산물과 코코피스, 피트머스, 퍼라이트, 질석 등을 포함하는 자연 유래 성분의 다목적 배드를 제공함으로써, 폐자재로 인한 환경오염을 방지하는 데 그 목적이 있다.

또한 양액재배 및 수경재배 시에도 쉽게 부패하지 않으면서도 뿌리의 발육과 뿌리 네트 형성이 우수한 다목적 배드를 제공하는 것이다.

본 발명의 생분해성 다목적 배드는 탈지면 부산물, 코코피트, 피트머스, 퍼라이트, 질석 및 유, 무기질 영양분을 포함하여서 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한 탈지면 부산물 100중량부, 코코피트 및 피트머스 150~250중량부, 퍼라이트 및 질석 25~50중량부 및 유, 무기질 영양분 10~35중량부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한 야자씨 줄기 및 황마를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명의 다목적 배드 제조방법은, 탈지면 부산물을 물에 침지하는 단계와, 코코피트, 피트머스, 퍼라이트, 질석 및 유, 무기질 영양분을 물과 혼합하는 단계와, 상기 침지된 탈지면 부산물과 물과 혼합된 코코피트, 피트머스, 퍼라이트, 질석 및 유, 무기질 영양분을 균질 혼합하는 단계와, 상기 균질 혼합된 혼합물을 성형틀에 충진하는 단계와, 상기 충진된 충진물을 압착, 침출하여 성형하는 단계와, 상기 성형된 성형물을 성형틀로부터 분리하는 단계와, 상기 분리된 성형물을 건조, 양생하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 충진된 충진물을 압착, 침출하여 성형하는 단계 후, 상기 성형된 성형물의 상부를 타공하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 코코피트, 피트머스, 퍼라이트, 질석 및 유, 무기질 영양분을 물과 혼합하는 단계 시, 야자씨 줄기와 황마를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면 기존 원예 작물재배에 사용되는 썩지 않는 암면(석면) 및 기타의 배지를 자연 유래 성분의 생분해성 배드가 대체함으로써, 친환경적인 농업을 할 수 있도록 하는 효과를 제공한다.

또한 뿌리형성이 우수하면서도 물속에서 쉽게 부패되지 않아 수경재배 및 양액재배에 적합하고, 육묘장에서의 발아용 매트로의 사용도 적합한 배드를 생산할 수 있도록 한다.

이하. 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.

먼저, 본 발명에서 말하는 다목적 배드란 수경재배 및 양액재배에 사용하는 배지, 즉 큐브, 슬라브와 육묘장 등에서 사용하는 발아용 매트를 모두 포함하는 것이다.

본 발명의 다목적 배드는 탈지면 부산물, 코코피트, 피트머스, 퍼라이트, 질석 및 유, 무기질 영양분을 포함하여서 이루어지는 데, 상기 탈지면 부산물, 코코피트, 피트머스, 퍼라이트, 질석 및 유, 무기질 영양분 등은 모두 자연 유래의 성분으로서, 그대로 토양에 매립할 경우 생분해가 가능하여 환경오염을 초래하지 않는 것이다. 또한 상기한 재료들은 모두 수중, 즉 물속에서 쉽게 곰팡이가 생기지 않아 육묘용 매트 이외에도 수중재배 및 양액재배용 큐브, 슬라브로서의 활용이 가능한 것이다.

본 발명에서 사용되는 탈지면 부산물은 조직의 결속 및 보습을 위한 재료이며, 코코피트, 피트머스, 퍼라이트 및 질석은 보습 및 공극확보를 위한 재료이다.

그리고 상기, 유 무기질 영양분은 재배작물에 영양분을 제공하기 위한 기초비료이다. 또한 상기 배드에는 야자씨 줄기 및 황마가 더 포함될 수 있다.

이를 자세히 설명하면, 먼저 상기 탈지면 부산물은 흡습력이 우수하기 때문에 물을 장시간 함유하여 배드에 지속적인 물을 공급할 수 있도록 하는 것은 물론, 기타의 재료, 즉 코코피트, 피스머트, 퍼라이트, 질석 등을 서로 결속하여 별도의 고화제가 없더라도 매트 또는 큐브, 슬라브 등으로의 성형이 가능하게 함은 물론, 강도를 제공하여 배드가 쉽게 파손되는 것을 방지한다. 본 발명에서는 상기 탈지면 부산물 100중량부를 기준으로 기타 재료의 혼합비를 설명한다.

그리고 상기 코코피트(cocopeat)는 섬유질을 뽑아내고 남은 야자껍질 부스러기를 자연상태에서 부식시킨 것으로, 보습작용을 도와 수분조절제로서의 역할을 하는 것이고, 피트머스는 수십만년 전의 습지의 이끼가 퇴적되어 만들어진 것으로 우수한 유기물을 함유하고 있다. 상기 피트머스는 자연 유기섬유질이 풍부하여 보습 보비력이 우수하며 통기성도 탁월하여 뿌리의 발육을 왕성하게 되며 통기성이 양호하며 미생물의 증식을 촉진시키는 것이다.

상기 코코피트와 피트머스는 혼합하여 150~250중량부 만큼 사용하는 것이 바람직한 바, 상기 코코피트와 피트머스가 150중량부 미만이 되면 충분한 통기성이 확보되지 못하고 250중량부를 초과하면 과량이 되기 때문이다. 이때 상기 코코피트와 피트머스 간의 혼합비는 제한하지 않는바, 코코피트와 피트머스는 서로 대체될 수 있는 재료이기 때문이며, 일반적으로는 1:1~10중량비로 혼합하여 사용함이 바람직하다.

상기 퍼라이트는 진주암을 급격히 가열하여 공극을 많게 한 경석으로 통기성과 보수성이 양호하여 작물의 조기 활착을 촉진하는 특성을 지닌 인조토양으로, 공극을 증가시키는 역할을 하며, 보온성이 우수하다 그리고 상기 질석은 그 자체 중량이 가벼워 취급이 용이하고 통기성 및 배수성이 탁월하여 작물의 생육이 촉진되며, 보온효과로 인하여 초기냉해를 경감하는 효과를 얻을 수 있다.

본 발명에서는 상기 퍼라이트와 질석을 혼합하여 25~50중량부만큼 사용하는바, 퍼라이트와 질석의 혼합물이 25중량부 이하로 첨가될 경우 보온성, 통기성 및 배수성의 효과가 감소하고, 50중량부를 초과할 경우 배드, 즉 육묘매트 또는 큐브의 전체 중량이 가벼워지게 되어 활착성 및 매트 균일도가 저하되는 등의 단점이 있기 때문이다. 여기서 상기 퍼라이트와 질석 간의 혼합비 또한 제한하지 않는 데, 예를 들면 1:0.1~10중량비의 범위 내에서 사용할 수 있다.

그리고 상기 유, 무기질 영양분으로는 일반적으로 육묘용 매트 및 큐브의 제조시 사용되는 유기질 비료 및 무기질 비료를 사용할 수 있는바, 상기 유, 무기질 영양분이란 재배시 필요한 양분을 제공하기 위한 것으로, 그 종류를 제한하지 않는다. 본 발명에서는 유, 무기질 영양분을 10~35중량부의 범위 내에서 사용하는바, 유, 무기질 영양분이 10중량부 미만이면 충분한 양분이 제공되지 못하고 35중량부를 초과하게 되면 과량이 되어 비용이 증가하기 때문이다. 그리고 상기 유, 무기질 영양분은 1:0.1~1 중량비 정도로 혼합, 투입됨이 바람직하다.

그리고 상기 야자씨 줄기 및 황마는 배드에 일정 강도를 제공하는 것은 물론, 배드 내에 공극 제공이 가능하도록 하는 재료로서, 상기 야자씨 줄기와 황마의 혼합비는 야자씨 줄기 10~50중량부, 황마 10~50중량부 내에서 투입하는 것이 바람직하나, 이를 반드시 제한하는 것은 아니다.

또한, 본 발명에서 사용된 탈지면 부산물, 코코피트, 피트머스, 퍼라이트, 질석, 야자씨 줄기 및 황마는 그 크기를 제한하지 않는 것으로, 성형이 가능한 정도면 족하다. 따라서 코코피트, 피트머스, 퍼라이트, 질석 등의 입도가 1cm 이내의 것이면 적절하며, 이보다 더 크더라도 크게 문제가 되지 않는다.

상기와 같은 본 발명의 다목적 배드는 모두 자연에서 유래되었기 때문에 폐기시 생분해되어 환경오염을 야기되지 않으면서도, 물속에서 쉽게 곰팡이가 발생되지 않아 수경재배 및 양액재배용 배지로서의 사용도 가능한 것이다.

이하 그 제조방법에 대해 설명하면 다음과 같다.

먼저, 탈지면 부산물을 물에 침지한다. 이때 상기 탈지면 부산물은 물에 약 1시간 정도 침지시키는 것으로, 상기 탈지면 부산물을 물에 침지시키는 이유는 셀룰로오스 형질로 충분히 풀어줌으로써 혼합이 균질하게 될 수 있도록 하기 위한 것인 바, 상기 침지시간을 반드시 제한하지 않으며 침지는 20~28℃에서 실시하나 상기 온도 역시 반드시 제한하지 않는다. 그리고 상기 탈지면 부산물을 침지시키는 물의 양 역시 제한하지 않는 것으로 탈지면 부산물이 물에 충분히 잠길 정도면 족하다.

또한 탈지면 부산물을 물에 침지시킴과 동시에 코코피트, 피트머스, 퍼라이트, 질석 및 유, 무기질 영양분 역시 물과 혼합하여 침지시켜 둔다. 이때 상기 코코피트, 피트머스, 퍼라이트, 질석 및 유, 무기질 영양분과 함께 야자씨 줄기와 황마를 혼합할 수 있는 것으로, 그 추가혼합물을 제한하지 않는다. 여기서, 상기 코코피트, 피트머스, 퍼라이트, 질석, 유, 무기질 영양분, 야자씨 줄기, 황마 등은 앞서 충분히 설명되었으므로, 그에 대한 자세한 설명 및 혼합비의 설명은 생략한다. 여기서 상기 코코피트, 피트머스, 퍼라이트, 질석 및 유, 무기질 영양분과 혼합되는 물의 양 역시 제한하지 않으며, 일반적으로 상기 코코피트 등을 모두 혼합한 재료의 1~2 부피비 정도의 되는 물을 혼합하는 것이 바람직하다. 상기 재료들을 물과 혼합하는 이유는 상기 재료들과 탈지면 부산물의 혼합이 균일하게 이루어지도록 하기 위함이다. 여기서도 물의 온도는 제한하지 않는다.

상기와 같이 물에의 침지 및 물과의 혼합이 완료되면, 상기 침지된 탈지면 부산물과 물과 혼합된 코코피트, 피트머스, 퍼라이트, 질석 및 유, 무기질 영양분을 균질 혼합한다.

그리고 상기 균질 혼합된 혼합물을 성형틀에 충진한다. 이때 상기 성형틀은 원기둥형, 사각 기둥형, 매트형 등이 모두 될 수 있으며, 그 성형틀의 형상, 재질 등을 제한하지 않는다. 즉, 본 발명의 배드를 수경재배 및 양액재배에 사용하는 배지(큐브, 슬라브)로 사용할 경우 원기둥형 또는 사각기둥형으로 성형하고, 육묘장에서 사용하는 발아용 매트로 사용할 경우 매트형 평판틀을 사용하여 성형하도록 한다.

상기와 같이 충진이 완료되면, 상기 충진된 충진물을 압착, 침출하여 성형하도록 한다. 상기 압착압력은 제한하지 않는 것으로 물이 충분히 제거되어 상기 혼합물이 성형가능하게 되는 정도면 족한 것으로, 예를 들면 10kg/㎠~15kg/㎠이다.

그리고 상기 성형이 완료되면, 상기 성형된 성형물을 성형틀로부터 분리하고, 상기 분리된 성형물을 건조, 양생함으로써, 배드, 즉 배지가 완성되는 것이다.

이때 상기 성형물의 건조 및 양생 조건은 제한하지 않는 것으로, 이미 이 기술이 속하는 분야에서 널리 알려진 펄프를 이용한 배지나 피트머스 등을 이용한 배지의 건조 및 양생 조건에 따른다. 예를 들면 한 여름 태양 빛에서는 약 2일, 겨울철 건조시 건조기구를 사용하여 약 4일 정도이다.

또한, 상기 충진된 충진물을 압착, 침출하여 성형하는 단계 후, 상기 성형된 성형물의 상부를 타공할 수 있는바, 상기 타공의 이유는 배드 내로 물이 원활히 공급되는 것은 물론, 타공을 통해 종자가 타공부로 파종될 수 있도록 하기 위함이다.

상기와 같이, 본 발명의 배드 제조방법에 따르면 자연 유래의 성분만으로 발아용 매트 및 배지의 제조가 가능하여, 환경오염을 방지하게 된다. 또한 종래 펄프를 사용한 배드와 달리 탈지면 부산물을 사용함으로써 물속에서 쉽게 곰팡이가 생기지 않으면서도 뿌리의 발육이 가능한 것이다.

한편, 본 발명은 앞서 설명한 제조방법 외에도 이지 그린 매트(EGM) 공정을 이용하여 상기 재료들을 혼합한 후, 니들펀칭하여 컷팅 포장할 수도 있는바, 본 발명에 따른 생분해성 다목적 배드의 제조방법을 상기 실시예로서 한정하는 것은 아니다.

상기 EGM 공정이란 최하층에 부직포를 공급하고, 그 부직포 상에 약 200g/㎡의 피트모스를 공급한 후, 표백면 등을 원료로 하여 타면, 개면하고, 1차 카딩, 식물종자를 파종, 2차 카딩, 쥬트네트 결합, 니들 펀칭, 착색, 건조, 스토킹 및 와인딩하는 공정을 말하는 것으로, 본 발명을 적용할 시에는 부직포 공급 후, 본 발명의 탈지면 부산물, 코코피트, 피트머스, 퍼라이트, 질석 및 유, 무기질 영양분의 혼합물을 공급하고, 종자를 파종 한 후, 카딩, 쥬트네트 결합 및 니들 펀칭하여 매트를 제조하는 것이다.

이상에서와 같이 본 발명은 상기한 실시예에 의하여 설명하였지만 본 발명의 범주와 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형 실시가 가능함은 물론이다.

Claims (6)

1. 탈지면 부산물, 코코피트, 피트머스, 퍼라이트, 질석 및 유, 무기질 영양분을 포함하여서 이루어지는 것을 특징으로 하는 생분해성 다목적 배드.
2. 제 1항에 있어서,
   탈지면 부산물 100중량부, 코코피트 및 피트머스 150~250중량부, 퍼라이트 및 질석 25~50중량부 및 유, 무기질 영양분 10~35중량부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 생분해성 다목적 배드.
3. 제 1항에 있어서,
   야자씨 줄기 및 황마를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 생분해성 다목적 배드.
4. 탈지면 부산물을 물에 침지하는 단계와,
   코코피트, 피트머스, 퍼라이트, 질석 및 유, 무기질 영양분을 물과 혼합하는 단계와,
   상기 침지된 탈지면 부산물과 물과 혼합된 코코피트, 피트머스, 퍼라이트, 질석 및 유, 무기질 영양분을 균질 혼합하는 단계와,
   상기 균질 혼합된 혼합물을 성형틀에 충진하는 단계와,
   상기 충진된 충진물을 압착, 침출하여 성형하는 단계와,
   상기 성형된 성형물을 성형틀로부터 분리하는 단계와,
   상기 분리된 성형물을 건조, 양생하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 생분해성 다목적 배드의 제조방법.
5. 제 4항에 있어서,
   상기 충진된 충진물을 압착, 침출하여 성형하는 단계 후,
   상기 성형된 성형물의 상부를 타공하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 생분해성 다목적 배드의 제조방법.
6. 제 4항에 있어서,
   코코피트, 피트머스, 퍼라이트, 질석 및 유, 무기질 영양분을 물과 혼합하는 단계 시, 야자씨 줄기와 황마를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 생분해성 다목적 배드의 제조방법.