KR20160061643A - 수경재배용 배지 및 이의 제조방법 - Google Patents
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- A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
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Abstract
본 발명은 전분, 생분해성 수지 및 발포 조제를 포함하는 발포체로 이루어진 수경재배용 배지를 제공한다. 본 발명에 따른 수경재배용 배지는 내수성이 우수하여 장기간 사용할 수 있고 수경재배에 의한 종자의 발아나 식물 생장에 매우 적합하다. 또한, 본 발명에 따른 수경재배용 배지는 전분을 주재로 하고 생분해성 수지를 부재로 하는 생분해성 배지이기 때문에 폐기시 자연 상태에서 쉽게 분해된다. 따라서, 본 발명에 따른 수경재배용 배지는 소각이 아닌 매립 등에 의해 저비용으로 쉽게 폐기될 수 있고, 환경 오염을 유발할 염려가 적다.
Description
본 발명은 수경재배용 배지 및 이의 제조방법 등에 관한 것으로서, 더 상세하게는 수경재배에 적용시 종자의 발아나 식물 생장에 적합하면서도 친환경적인 수경재배용 배지 및 이를 발포 성형을 통해 제조하는 방법에 관한 것이다.
수경재배란 흙을 사용하지 않고 물과 수용성 영양분으로 만든 배양액 속에서 식물을 키우는 방법을 일컫는 말로, 물재배 또는 물가꾸기라고 한다. 이러한 수경재배는 뿌리의 상태와 성장모습을 직접 관찰할 수 있으며, 오염되지 않은 깨끗한 채소나 작물을 생산해낼 수 있고, 집안에서 손쉽게 재배가 가능하여, 집안을 꾸미는 역할을 한다. 수경재배를 할 수 있는 식물은 대부분 수염뿌리로 되어 있는 외떡잎식물들이다. 또한 튤립이나 히야신스, 수선화와 같은 구근류나 파인애플과 같은 과수류, 토란, 고구마, 양파, 콩나물과 같은 채소류, 베고니아, 바이올렛, 제라늄, 메리골드와 같은 화초류, 페레로미아, 아이비, 행운목과 같은 관엽류는 모두 수경재배가 가능하다.
일반적인 수경재배는 스티로폼 판재 형태의 재배판에 적당한 간격으로 원형의 재배구를 배치하고, 재배구에 폴리우레탄 스펀지 배지를 끼운 다음, 여기에 종자나 유묘를 정식한 후 배양액을 공급하는 방법을 사용한다. 그러나, 폴리우레탄 스펀지는 산업 폐기물로 분리되어 있기 때문에 폐기시 어려움이 있다. 예를 들어, 매립시 잘 분해되지 않아 토양 환경의 오염을 유발할 염려가 있고, 소각시에는 대기 환경의 오염을 유발할 염려가 있다. 또한, 폴리우레탄 스펀지를 폐기시 환경 오염 유발 인자를 적정 장치를 이용하여 제거하는 경우 폐기 비용이 높아지는 문제가 있다.
폴리우레탄 스펀지 배지를 대신하기 위한 수경재배 배지와 관련하여 대한민국 등록특허공보 제10-0293199호에는 주원료인 왕겨 또는 훈탄왕겨에 결합재로 섬유상의 폐지 또는 펄프류를 전체중량 대비 10∼30wt% 넣고, 코코넛화이버 및 고흡수성 고분자를 첨가하여 혼합한 후 혼합수를 가하여 균일혼합시켜 형틀에 붓는 단계; 상기 혼합체를 감압하에서 1차 탈수를 행하고, 일정한 압력하에서 2차 탈수 및 성형을 행하여 함수성형체를 제조하는 단계; 및 상기 함수성형체를 중량변화가 일어나지 않을 때까지 건조기에서 건조처리를 행하는 단계를 포함하는 수경재배용 왕겨성형배지 제조방법이 개시되어 있다. 또한, 대한민국 공개특허공보 제10-2012-0120089호에는 페놀수지 30-90 중량부, 계면활성제 1-60 중량부, pH 조절제 1-50중량부, 발포제 1-30 중량부 및 잔량의 산성 경화제를 혼합하고 이를 발포시킨 것을 특징으로 하며, 밀도가 0.01~0.05g/㎤이고, 공극지름(pore diameter)이 30-1000㎛이며, 열린기공(open pore)의 함량이 85-100％인 것을 특징으로 하는 수경재배용 흡수성 발포체가 개시되어 있다. 또한, 대한민국 등록특허공보 제10-1340319호에는 탈지면 부산물, 코코피트, 피트머스, 퍼라이트, 질석 및 유, 무기질 영양분을 포함하는 것을 특징으로 하는 생분해성 다목적 배드가 개시되어 있다.
본 발명의 종래의 기술적 배경하에서 도출된 것으로서, 본 발명의 목적은 내수성이 우수하여 장기간 사용할 수 있고, 종자의 발아나 식물 생장에 적합하고, 수경재배에 적용한 후 폐기시 자연 상태에서 쉽게 분해되어 친환경적인 수경재배용 배지를 제공하는데에 있다.
또한, 본 발명의 목적은 내수성이 우수하고 수경재배에 적합하며 친환경적인 수경재배용 배지의 제조방법을 제공하는데에 있다.
또한, 본 발명의 목적은 내수성이 우수하고 수경재배에 적합하며 친환경적인 수경재배용 배지를 제조하는데에 사용되는 조성물을 제공하는데에 있다.
본 발명의 발명자들은 전분을 주재로 하고 생분해성 수지를 부재로 하는 조성물을 발포 성형하여 제조한 발포체를 수경재배용 배지로 사용하는 경우 종래의 종자의 발아나 유묘의 생육시 폴리우레탄 스펀지 배지와 동일하거나 더 우수한 성능을 발휘하고, 폐기에 의한 환경 오염의 유발을 최소화할 수 있으며, 나아가 소정의 내수성에 의해 장시간의 사용 기한을 담보할 수 있다는 점을 확인하고, 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 일 목적을 해결하기 위하여, 본 발명은 전분, 생분해성 수지 및 발포 조제를 포함하는 발포체로 이루어진 수경재배용 배지를 제공한다. 이때, 상기 생분해성 수지는 폴리라틱산(Polylactic acid, PLA), 폴리글리코릭산(Polyglycolic acid, PGA), 폴리카프로락톤(Polycaprolactone, PCL), 폴리비닐알코올, 폴리부틸렌석시네이트(Polybutylene succinate, PBS), 폴리하이드록시알카노에이트(Polyhydroxyalkanoate, PHA), 부틸렌석시네이트와 아디페이트의 코폴리머[Poly(butylene succinate-co-adipate), PBS/A], 부틸렌아디페이트와 부틸렌테레프탈레이트의 코폴리머[Poly(butylene adipate-co-bytylene terephtalate), PBA/BT] 및 부틸렌아디페이트와 테레프탈레이트의 코폴리머[Poly(butylene adipate-co-terephtalate), PBA/T]로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하다. 또한, 상기 발포체의 전체 중량을 기준으로 전분 함량은 72~91 중량%이고, 생분해성 수지의 함량은 8~27 중량%이고, 발포 조제의 함량은 0.1~1 중량%인 것이 바람직하다.
본 발명의 일 목적을 해결하기 위하여, 본 발명은 수경재배 배지 제조용 조성물을 발포 성형하는 단계를 포함하는 수경재배용 배지의 제조방법을 제공한다. 이때, 상기 수경재배 배지 제조용 조성물은 전분, 생분해성 수지 및 발포 조제를 포함하고, 수분 함량은 10~30 중량%이다. 또한, 상기 생분해성 수지는 폴리라틱산(Polylactic acid, PLA), 폴리글리코릭산(Polyglycolic acid, PGA), 폴리카프로락톤(Polycaprolactone, PCL), 폴리비닐알코올, 폴리부틸렌석시네이트(Polybutylene succinate, PBS), 폴리하이드록시알카노에이트(Polyhydroxyalkanoate, PHA), 부틸렌석시네이트와 아디페이트의 코폴리머[Poly(butylene succinate-co-adipate), PBS/A], 부틸렌아디페이트와 부틸렌테레프탈레이트의 코폴리머[Poly(butylene adipate-co-bytylene terephtalate), PBA/BT] 및 부틸렌아디페이트와 테레프탈레이트의 코폴리머[Poly(butylene adipate-co-terephtalate), PBA/T]로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하다. 또한, 상기 수경재배 배지 제조용 조성물의 전체 건조 중량을 기준으로 전분 함량은 72~91 중량%이고, 생분해성 수지의 함량은 8~27 중량%이고, 발포 조제의 함량은 0.1~1 중량%인 것이 바람직하다.
본 발명의 일 목적을 해결하기 위하여, 본 발명은 전분, 생분해성 수지 및 발포 조제를 포함하는 수경재배 배지 제조용 조성물을 제공한다. 이때, 상기 생분해성 수지는 폴리라틱산(Polylactic acid, PLA), 폴리글리코릭산(Polyglycolic acid, PGA), 폴리카프로락톤(Polycaprolactone, PCL), 폴리비닐알코올, 폴리부틸렌석시네이트(Polybutylene succinate, PBS), 폴리하이드록시알카노에이트(Polyhydroxyalkanoate, PHA), 부틸렌석시네이트와 아디페이트의 코폴리머[Poly(butylene succinate-co-adipate), PBS/A], 부틸렌아디페이트와 부틸렌테레프탈레이트의 코폴리머[Poly(butylene adipate-co-bytylene terephtalate), PBA/BT] 및 부틸렌아디페이트와 테레프탈레이트의 코폴리머[Poly(butylene adipate-co-terephtalate), PBA/T]로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하다. 또한, 상기 수경재배 배지 제조용 조성물의 전체 건조 중량을 기준으로 전분 함량은 72~91 중량%이고, 생분해성 수지의 함량은 8~27 중량%이고, 발포 조제의 함량은 0.1~1 중량%인 것이 바람직다.
본 발명에 따른 수경재배용 배지는 내수성이 우수하여 장기간 사용할 수 있고 수경재배에 의한 종자의 발아나 식물 생장에 매우 적합하다. 또한, 본 발명에 따른 수경재배용 배지는 전분을 주재로 하고 생분해성 수지를 부재로 하는 생분해성 배지이기 때문에 폐기시 자연 상태에서 쉽게 분해된다. 따라서, 본 발명에 따른 수경재배용 배지는 소각이 아닌 매립 등에 의해 저비용으로 쉽게 폐기될 수 있고, 환경 오염을 유발할 염려가 적다.
도 1은 제조예 5에서 제조한 수경재배용 배지의 사진이고, 도 2는 제조예 5에서 제조한 수경재배용 배지의 단면 사진이다.
도 3은 레드초이 유묘를 재배판의 배지 상에 정식한 후 박막 수경 방식으로 재배하였을 때, 배지 종류별 엽수의 변화량을 나타낸 그래프이고, 도 4는 레드초이 유묘를 재배판의 배지 상에 정식한 후 박막 수경 방식으로 재배하였을 때, 배지 종류별 엽장의 변화량을 나타낸 그래프이고, 도 5는 레드초이 유묘를 재배판의 배지 상에 정식한 후 박막 수경 방식으로 재배하였을 때, 배지 종류별 엽폭의 변화량을 나타낸 그래프이다.
도 3은 레드초이 유묘를 재배판의 배지 상에 정식한 후 박막 수경 방식으로 재배하였을 때, 배지 종류별 엽수의 변화량을 나타낸 그래프이고, 도 4는 레드초이 유묘를 재배판의 배지 상에 정식한 후 박막 수경 방식으로 재배하였을 때, 배지 종류별 엽장의 변화량을 나타낸 그래프이고, 도 5는 레드초이 유묘를 재배판의 배지 상에 정식한 후 박막 수경 방식으로 재배하였을 때, 배지 종류별 엽폭의 변화량을 나타낸 그래프이다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명한다.
본 발명의 일 측면은 수경재배 배지 제조용 조성물에 관한 것이다. 본 발명에 따른 수경 재배 배지 제조용 조성물은 전분, 생분해성 수지 및 발포 조제를 포함한다. 또한, 본 발명에 따른 수경 재배 배지 제조용 조성물은 바람직하게는 발포 셀 구조 보강제, 내습성 부여제 및 상용화제(Compatibilizer)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 보조 첨가제를 더 포함할 수 있다. 이하, 본 발명에 따른 수경 재배 배지 제조용 조성물을 구성성분 별로 나누어 설명한다.
전분
본 발명에 따른 수경재배 배지 제조용 조성물의 일 구성성분인 전분은 비변성 전분(천연 전분) 또는 변성 전분 등 그 종류가 크게 제한되지 않는다. 비변성 전분의 예로는 옥수수 전분, 찰옥수수 전분, 타피오카 전분, 감자 전분, 고구마 전분, 쌀 전분, 찹쌀 전분, 밀 전분, 사고 전분(sago starch), 소검 전분(sorghum starch), 고아밀로오스 전분(예를 들어 아밀로오스 함량이 적어도 40 중량% 이상인 전분), 칡 전분 등이 있고, 이들 중 어느 하나를 단독으로 사용할 수도 있고, 이들 중 2종 이상을 혼합하여 사용할 수도 있다. 또한, 변성전분의 예로는 알파 전분(pregelatinized starch); 차아염소산나트륨과 같은 산화제로 처리하여 얻은 산화 전분; 산(acid), 열 또는 효소 등으로 분해하여 얻은 저점도 전분(thin boiling starch); 인산일전분(Monostarch Phosphate), 아세트산전분(Starch Acetate)과 같은 에스터화 전분; 히드록시프로필 전분과 같은 에테르화 전분; 인산이전분(Distarch Phosphate)과 같은 가교 전분; 아세틸아디핀산이전분(Acetylated Distarch Adipate), 아세틸인산이전분(Acetylated Distarch Phosphate), 인산화인산이전분(Phosphated Distarch Phosphate)과 같은 에스터화 가교 전분; 하이드록시프로필인산이전분(Hydroxypropyl Distarch Phosphate)과 같은 에테르화 가교전분; 옥테닐석신산나트륨전분(Starch Sodium Octenyl Succinate)과 같은 알케닐석시네이트 전분; 덱스트린류; 결정 전분 등이 있으며, 이들 중 어느 하나를 단독으로 사용할 수도 있고, 이들 중 2종 이상을 혼합하여 사용할 수도 있다. 또한, 본 발명에서 수경 재배 배지 제조용 조성물의 일 구성성분으로 사용되는 전분은 비변성 전분(천연 전분)과 변성 전분의 조합으로 구성될 수도 있다. 또한, 또한, 본 발명에서 수경 재배 배지 제조용 조성물의 일 구성성분으로 사용되는 전분의 수분 함량은 통상적인 범위에서 선택될 수 있으며, 예를 들어 5~20 중량%, 바람직하게는 8~15 중량%이다. 본 발명에 따른 수경재배 배지 제조용 조성물에서 전분의 함량은 조성물의 전체 건조 중량을 기준으로 60 중량%를 초과하는 경우라면 크게 제한되지 않으며, 조성물의 전체 건조 중량을 기준으로 72~91 중량%인 것이 바람직하고, 74~86 중량%인 것이 더 바람직하다. 본 발명에서 사용되는 용어인 "건조 중량"은 수분을 제외한 나머지 성분의 중량을 의미한다.
생분해성 수지
본 발명에 따른 수경재배 배지 제조용 조성물의 일 구성성분인 생분해성 수지는 전분과 혼용되어 소정의 발포 배율과 소정의 형태 안정성(특히, 내수성)을 가진 발포체를 형성할 수 있는 것이라면 그 종류가 크게 제한되지 않으며, 예를 들어 폴리라틱산(Polylactic acid, PLA), 폴리글리코릭산(Polyglycolic acid, PGA), 폴리카프로락톤(Polycaprolactone, PCL), 폴리비닐알코올, 폴리부틸렌석시네이트(Polybutylene succinate, PBS), 폴리하이드록시알카노에이트(Polyhydroxyalkanoate, PHA), 부틸렌석시네이트와 아디페이트의 코폴리머[Poly(butylene succinate-co-adipate), PBS/A], 부틸렌아디페이트와 부틸렌테레프탈레이트의 코폴리머[Poly(butylene adipate-co-bytylene terephtalate), PBA/BT] 및 부틸렌아디페이트와 테레프탈레이트의 코폴리머[Poly(butylene adipate-co-terephtalate), PBA/T]로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다. 본 발명에 따른 수경재배 배지 제조용 조성물에서 생분해성 수지의 함량은 조성물의 전체 건조 중량을 기준으로 8~27 중량%인 것이 바람직하고, 15~25 중량%인 것이 더 바람직하다.
또한, 상기 생분해성 수지는 수경재배 배지 제조용 조성물을 발포 성형하여 제조한 발포체의 발포 배율, 발포체의 형태 안정성, 발포 셀의 균일성 등을 고려할 때, 부틸렌석시네이트와 아디페이트의 코폴리머[Poly(butylene succinate-co-adipate), PBS/A], 부틸렌아디페이트와 부틸렌테레프탈레이트의 코폴리머[Poly(butylene adipate-co-bytylene terephtalate), PBA/BT] 및 부틸렌아디페이트와 테레프탈레이트의 코폴리머[Poly(butylene adipate-co-terephtalate), PBA/T]로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 제1 생분해성 수지와 폴리라틱산(Polylactic acid, PLA), 폴리글리코릭산(Polyglycolic acid, PGA), 폴리카프로락톤(Polycaprolactone, PCL), 폴리비닐알코올, 폴리부틸렌석시네이트(Polybutylene succinate, PBS) 및 폴리하이드록시알카노에이트(Polyhydroxyalkanoate, PHA)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 제2 생분해성 수지의 조합으로 구성되는 것이 바람직하다. 본 발명에 따른 수경재배 배지 제조용 조성물의 일 구성성분인 생분해성 수지의 보다 바람직한 조합으로는 제1 생분해성 수지가 부틸렌아디페이트와 테레프탈레이트의 코폴리머[Poly(butylene adipate-co-terephtalate), PBA/T]이고 제2 생분해성 수지가 폴리비닐알코올인 경우; 제1 생분해성 수지가 부틸렌아디페이트와 테레프탈레이트의 코폴리머[Poly(butylene adipate-co-terephtalate), PBA/T]이고 제2 생분해성 수지가 폴리라틱산(Polylactic acid, PLA)인 경우; 제1 생분해성 수지가 부틸렌아디페이트와 테레프탈레이트의 코폴리머[Poly(butylene adipate-co-terephtalate), PBA/T]이고 제2 생분해성 수지가 폴리카프로락톤(Polycaprolactone, PCL)인 경우 등이 있으며, 이 중 제1 생분해성 수지가 부틸렌아디페이트와 테레프탈레이트의 코폴리머[Poly(butylene adipate-co-terephtalate), PBA/T]이고 제2 생분해성 수지가 폴리라틱산(Polylactic acid, PLA)인 경우가 가장 바람직하다. 본 발명에 따른 수경재배 배지 제조용 조성물에서 제1 생분해성 수지는 부틸렌아디페이트와 테레프탈레이트의 코폴리머[Poly(butylene adipate-co-terephtalate), PBA/T]이고 제2 생분해성 수지는 폴리비닐알코올인 경우, 제1 생분해성 수지 대 제2 생분해성 수지의 중량비는 발포체의 발포 배율 내지 형태 안정성과 원료 비용 등을 고려할 때 9:1 내지 8:2인 것이 바람직하다. 또한, 본 발명에 따른 수경재배 배지 제조용 조성물에서 제1 생분해성 수지는 부틸렌아디페이트와 테레프탈레이트의 코폴리머[Poly(butylene adipate-co-terephtalate), PBA/T]이고 제2 생분해성 수지는 폴리라틱산(Polylactic acid, PLA)인 경우, 제1 생분해성 수지 대 제2 생분해성 수지의 중량비는 발포체의 발포 배율 내지 형태 안정성과 원료 비용 등을 고려할 때 9:1 내지 5:5인 것이 바람직하고, 9:1 내지 8:2인 것이 더 바람직하다. 또한, 본 발명에 따른 수경재배 배지 제조용 조성물에서 제1 생분해성 수지는 부틸렌아디페이트와 테레프탈레이트의 코폴리머[Poly(butylene adipate-co-terephtalate), PBA/T]이고 제2 생분해성 수지는 폴리카프로락톤(Polycaprolactone, PCL)인 경우, 제1 생분해성 수지 대 제2 생분해성 수지의 중량비는 발포체의 발포 배율 내지 형태 안정성과 원료 비용 등을 고려할 때 9:1 내지 5:5인 것이 바람직하고, 9:1 내지 8:2인 것이 더 바람직하다.
발포 조제
본 발명에서 발포 조제는 수경재배 배지 제조용 조성물의 균일한 발포 및 발포 셀의 크기를 조절하기 위해 첨가된다. 발포 조제의 예로는 석회석 분말, 염화칼슘, 중탄산암모늄, 아지드화합물, 중탄산칼슘, 탄산칼슘, 탄산칼륨, 탄산마그네슘, 소듐에틸잔테이트(Sodium ethyl xanthate), 포타지움에틸잔테이트(Potassium ethyl xanthate), 소듐아밀잔테이트(Sodium amyl xanthate), 포타지움아밀잔테이트(Potassium amyl xanthate), 탄산암모늄, 칼슘아세테이트 등이 있으며, 이들 중 어느 하나를 단독으로 사용할 수도 있고, 이들 중 2종 이상을 혼합하여 사용할 수도 있다. 본 발명에 따른 수경재배 배지 제조용 조성물에서 발포 조제의 함량은 조성물의 전체 건조 중량을 기준으로 0.1~1 중량%인 것이 바람직하고, 0.1~0.5 중량%인 것이 더 바람직하다.
보조 첨가제
본 발명에 따른 수경재배 배지 제조용 조성물은 바람직하게는 전분, 생분해성 수지 및 발포 조제 외에 발포 셀 구조 보강제, 내습성 부여제 및 상용화제(Compatibilizer)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 보조 첨가제를 더 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 수경재배 배지 제조용 조성물에서 보조 첨가제의 함량은 조성물의 전체 건조 중량을 기준으로 0.1~1 중량%인 것이 바람직하고, 0.2~0.8 중량%인 것이 더 바람직하다.
상기 발포 셀 구조 보강제는 발포체의 기계적 물성에 직접적으로 영향을 줄 수 있는 발포 셀의 구조를 개선하기 위해 첨가된다. 본 발명에서 사용될 수 있는 발포 셀 구조 보강제의 예로는 활성탄, 탈크, 점토, 화성암 분말, 운모 분말, 고령토 분말, 폴리비닐아세테이트, 폴리옥시에틸렌 등이 있으며, 이들 중 어느 하나를 단독으로 사용할 수도 있고, 이들 중 2종 이상을 혼합하여 사용할 수도 있다.
또한, 상기 내습성 부여제는 전분을 주원료로 하는 발포체의 흡습에 의한 수축 현상을 방지하게 위해 첨가된다. 본 발명에서 사용될 수 있는 내습성 부여제의 예로는 파라핀, 왁스, 송진, 레시틴, 글리옥살, 무기물계 내수제, 유상 실리콘 수지, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌 등과 같은 내수성 고분자, 땅콩기름, 면실유, 옥수수유, 미강유, 밀 배아유, 아몬드유, 아보카드유, 양귀비씨 기름, 올리브유, 피마자유, 해바라기유, 헤즐넛유, 호두기름, 호박씨 기름, 홍화씨 기름 등과 같은 식물성 오일류 등이 있으며, 이들 중 어느 하나를 단독으로 사용할 수도 있고, 이들 중 2종 이상을 혼합하여 사용할 수도 있다.
또한, 상기 상용화제(Compatibilizer)는 수경재배 배지 제조용 조성물의 구성성분들을 균일하게 분산시키거나 전분 또는 생분해성 수지를 가소화하여 혼용성을 개선하기 위해 첨가된다. 본 발명에서 상용화제(Compatibilizer)는 수지의 가소화나 유화를 위해 사용되는 것이라면 그 종류가 크게 제한되지 않으며, 플라스틱 성형, 식품, 화장품 분야에서 통상적으로 사용되는 가소화제, 유화제, 계면활성제 등에서 선택될 수 있다. 본 발명에서 사용될 수 있는 상용화제(Compatibilizer)의 예로는 에틸렌글리콜, 글리세린, 프로필렌글리콜, 솔비톨 등의 다가 알코올; 글리세린 모노스테아레이트(Glycerin monostearate), 글리세린 모노올레이트(Glycerin monooleate) 등과 같은 글리세린지방산에스테르, 소르비탄 모노라우레이트(Sorbitan monolaurate), 소르비탄 모노팔미테이트(Sorbitan monopalmitate), 소르비탄 모노스테아레이트(Sorbitan monostearate), 소르비탄 모노올레이트(Sorbitan monooleate), 소르비탄 트리스테아레이트(Sorbitan tristearate), 소르비탄 트리올레이트(Sorbitan trioleate) 등과 같은 소르비탄지방산에스테르, 자당 모노스테아레이트(Sucrose monostearate), 자당 모노올레이트(Sucrose monooleate) 등과 같은 자당지방산에테르, 폴리글리세린 모노스테아레이트(Polyglycerin monostearate), 폴리글리세린 모노올레이트(Polyglycerin monooleate) 등과 같은 폴리글리세린지방산에스테르, 초산 모노글리세라이드, 구연산 모노글리세라이트, 젖산 모노글리세라이드, 호박산 모노글리세라이트, 다이아세틸주석산 모노글리세라이드 등과 같은 유기산 모노글리세라이드, 폴리옥시에틸렌 모노스테아레이트, 폴리옥시에틸렌 모노올레이트, 폴리옥시에틸렌 모노라우레이트 등과 같은 폴리에틸렌글리콜지방산에스테르 등이 있으며, 이들 중 어느 하나를 단독으로 사용할 수도 있고, 이들 중 2종 이상을 혼합하여 사용할 수도 있다.
본 발명에 따른 수경재배 배지 제조용 조성물에서 보조 첨가제는 내습성 부여제 내지 상용화제(Compatibilizer)에서 선택되는 것이 바람직하고 상용화제(Compatibilizer)인 것이 더 바람직하다. 또한, 본 발명에 따른 수경재배 배지 제조용 조성물에서 보조 첨가제는 상용화제(Compatibilizer) 중 글리세린지방산에스테르인 것이 바람직하다.
본 발명의 일 측면은 수경재배용 배지의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 수경재배용 배지의 제조방법은 전술한 수경재배 배지 제조용 조성물을 발포 성형하는 단계를 포함한다. 수경재배 배지 제조용 조성물에 대해서는 자세한 설명을 생략한다. 한편, 발포 성형시 수경재배 배지 제조용 조성물의 수분 함량은 수 발포 성형(Water-blown foaming)에 적합하도록 미리 조정되거나 발포 성형기 내에 수분을 공급하여 조정될 수 있다. 본 발명에서 발포 성형에 적합한 수경재배 배지 제조용 조성물의 수분 함량은 10~30 중량%이고, 15~25 중량%인 것이 바람직하다. 본 발명에서 발포 성형은 공지의 다양한 발포 성형기를 이용하여 수행될 수 있고, 작업의 편리성 내지 발포체의 물성 등을 고려할 때 압출기를 이용하여 수행되는 것이 바람직하다. 이때, 압출기 내의 배럴 온도는 90~200℃인 것이 바람직하나 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 압출기가 수경재배 배지 제조용 조성물이 통과하는 방향을 기준으로 3단 배럴을 가지는 경우 제1 배럴의 온도는 90~150℃이고 제2 배럴의 온도는 160~220℃이고, 제3 배럴의 온도는 160~220℃인 것이 바람직하다. 또한, 압출기의 스크류 회전 속도는 100~2000 rpm인 것이 바람직하나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 상기 압출기는 이축 압출기(twin screw extruder)인 것이 바람직하다. 이축 압출기는 단축 압출기보다 처리할 수 있는 재료함수율의 범위가 넓고, 배럴의 온도분포, 스크루 구성, 다이 형상의 변화에 따라 치밀한 반응의 제어도 가능하며 소비전력도 적은 장점이 있다. 또한, 이축 압출기의 배럴은 수백 기압에 견디는 내압 구조를 가지고 있으며 여러 개로 분할되어 있어 각 부분의 온도제어도 가능하다.
본 발명의 일 측면은 수경재배용 배지에 관한 것이다. 본 발명에 따른 수경재배용 배지는 전분, 생분해성 수지 및 발포 조제를 포함하는 발포체 형태를 가진다. 본 발명에 따른 수경재배용 배지에서 발포체를 구성하는 성분의 종류는 수경재배 배지 제조용 조성물에서 설명한 것과 동일하다. 또한, 본 발명에 따른 수경재배용 배지에서 발포체를 구성하는 성분의 함량 관계는 수경재배 배지 제조용 조성물의 전체 건조 중량을 기준으로 설명한 것과 동일하다. 이하, 본 발명에 따른 수경재배용 배지에 대해 간단하게 설명하며, 생략되는 부분은 수경재배 배지 제조용 조성물에서 설명한 내용을 참조한다.
본 발명에 따른 수경재배용 배지에서 상기 발포체의 전체 중량을 기준으로 전분 함량은 72~91 중량%이고, 생분해성 수지의 함량은 8~27 중량%이고, 발포 조제의 함량은 0.1~1 중량%인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 수경재배용 배지에서 상기 생분해성 수지는 폴리라틱산(Polylactic acid, PLA), 폴리글리코릭산(Polyglycolic acid, PGA), 폴리카프로락톤(Polycaprolactone, PCL), 폴리비닐알코올, 폴리부틸렌석시네이트(Polybutylene succinate, PBS), 폴리하이드록시알카노에이트(Polyhydroxyalkanoate, PHA), 부틸렌석시네이트와 아디페이트의 코폴리머[Poly(butylene succinate-co-adipate), PBS/A], 부틸렌아디페이트와 부틸렌테레프탈레이트의 코폴리머[Poly(butylene adipate-co-bytylene terephtalate), PBA/BT] 및 부틸렌아디페이트와 테레프탈레이트의 코폴리머[Poly(butylene adipate-co-terephtalate), PBA/T]로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 수경재배용 배지에서 상기 생분해성 수지는 부틸렌석시네이트와 아디페이트의 코폴리머[Poly(butylene succinate-co-adipate), PBS/A], 부틸렌아디페이트와 부틸렌테레프탈레이트의 코폴리머[Poly(butylene adipate-co-bytylene terephtalate), PBA/BT] 및 부틸렌아디페이트와 테레프탈레이트의 코폴리머[Poly(butylene adipate-co-terephtalate), PBA/T]로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 제1 생분해성 수지와 폴리라틱산(Polylactic acid, PLA), 폴리글리코릭산(Polyglycolic acid, PGA), 폴리카프로락톤(Polycaprolactone, PCL), 폴리비닐알코올, 폴리부틸렌석시네이트(Polybutylene succinate, PBS) 및 폴리하이드록시알카노에이트(Polyhydroxyalkanoate, PHA)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 제2 생분해성 수지로 구성되는 것이 바람직하다. 상기 제1 생분해성 수지는 부틸렌아디페이트와 테레프탈레이트의 코폴리머[Poly(butylene adipate-co-terephtalate), PBA/T]이고 제2 생분해성 수지는 폴리비닐알코올인 경우, 제1 생분해성 수지 대 제2 생분해성 수지의 중량비는 9:1 내지 8:2인 것이 바람직하다. 또한, 상기 제1 생분해성 수지는 부틸렌아디페이트와 테레프탈레이트의 코폴리머[Poly(butylene adipate-co-terephtalate), PBA/T]이고 제2 생분해성 수지는 폴리라틱산(Polylactic acid, PLA)인 경우, 제1 생분해성 수지 대 제2 생분해성 수지의 중량비는 9:1 내지 5:5인 것이 바람직하다. 또한, 상기 제1 생분해성 수지는 부틸렌아디페이트와 테레프탈레이트의 코폴리머[Poly(butylene adipate-co-terephtalate), PBA/T]이고 제2 생분해성 수지는 폴리글리코릭산(Polyglycolic acid, PGA), 폴리카프로락톤(Polycaprolactone, PCL)인 경우 제1 생분해성 수지 대 제2 생분해성 수지의 중량비는 9:1 내지 5:5인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 수경재배용 배지에서, 상기 발포체는 바람직하게는 발포 셀 구조 보강제, 내습성 부여제 및 상용화제(Compatibilizer)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 보조 첨가제를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 보조 첨가제의 함량은 발포체의 전체 중량을 기준으로 0.1~1 중량%인 것이 바람직하다. 또한, 상기 보조 첨가제는 글리세린지방산에스테르인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 수경재배용 배지는 종자의 발아, 유묘의 생육 등 다양한 단계에서 사용될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 수경재배용 배지는 박막 수경 방식(Nutritional film technique, NFT), 담액 수경 방식(Deep flow technique, DFT), 분무경 방식, 고형 배지경(medium culture) 등 다양한 방식에 적용될 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예를 통하여 보다 구체적으로 설명한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명의 기술적 특징을 명확하게 예시하기 위한 것일 뿐 본 발명의 보호범위를 한정하는 것은 아니다.
1. 수경재배용 배지의 제조
제조예 1.
건조 중량을 기준으로 옥수수 전분 89.3 중량부, 에코플렉스[Poly(butylene adipate-co-terephtalate), PBA/T; BASF사] 10 중량부, 탄산칼슘 0.2 중량부 및 글리세린지방산에스테르(Glycerin fatty acid ester; 제품명 : Almax 2070; 공급자 : 주식회사 일신웰스, 대한민국) 0.5 중량부를 혼합기에 투입하고 30분간 혼합하여 원료 혼합물을 제조하였다. 원료 혼합물의 총 수분 함량을 18 중량%가 되게 조절하여 압출용 조성물을 제조하였다. 이축 압출기에 압출용 조성물을 투입하고 소정의 온도 프로파일을 가진 3단 배럴을 순차적으로 통과시킨 후 소정의 형상을 가진 압출 다이를 통해 압출하여 발포체 형태의 수경재배용 배지를 제조하였다. 상기 압출기를 이용한 발포 성형시 압출기의 메인 스크루(직경 50㎜) 회전 속도는 1500rpm 이었고, 첫 번째 배럴의 온도는 90~100℃ 이었고, 두 번째 배럴의 온도는 180~200℃ 이었고, 세 번째 배럴의 온도는 180~200℃ 이었다.
제조예 2.
건조 중량을 기준으로 옥수수 전분 84.3 중량부, 에코플렉스[Poly(butylene adipate-co-terephtalate), PBA/T; BASF사] 15 중량부, 탄산칼슘 0.2 중량부 및 글리세린지방산에스테르(Glycerin fatty acid ester; 제품명 : Almax 2070; 공급자 : 주식회사 일신웰스, 대한민국) 0.5 중량부를 혼합기에 투입하고 30분간 혼합하여 원료 혼합물을 제조한 점을 제외하고는 제조예 1과 동일한 조건 및 방법으로 발포체 형태의 수경재배용 배지를 제조하였다.
제조예 2.
건조 중량을 기준으로 옥수수 전분 84.3 중량부, 에코플렉스[Poly(butylene adipate-co-terephtalate), PBA/T; BASF사] 15 중량부, 탄산칼슘 0.2 중량부 및 글리세린지방산에스테르(Glycerin fatty acid ester; 제품명 : Almax 2070; 공급자 : 주식회사 일신웰스, 대한민국) 0.5 중량부를 혼합기에 투입하고 30분간 혼합하여 원료 혼합물을 제조한 점을 제외하고는 제조예 1과 동일한 조건 및 방법으로 발포체 형태의 수경재배용 배지를 제조하였다.
제조예 3.
건조 중량을 기준으로 옥수수 전분 79.3 중량부, 에코플렉스[Poly(butylene adipate-co-terephtalate), PBA/T; BASF사] 20 중량부, 탄산칼슘 0.2 중량부 및 글리세린지방산에스테르(Glycerin fatty acid ester; 제품명 : Almax 2070; 공급자 : 주식회사 일신웰스, 대한민국) 0.5 중량부를 혼합기에 투입하고 30분간 혼합하여 원료 혼합물을 제조한 점을 제외하고는 제조예 1과 동일한 조건 및 방법으로 발포체 형태의 수경재배용 배지를 제조하였다.
제조예 4.
건조 중량을 기준으로 옥수수 전분 74.3 중량부, 에코플렉스[Poly(butylene adipate-co-terephtalate), PBA/T; BASF사] 25 중량부, 탄산칼슘 0.2 중량부 및 글리세린지방산에스테르(Glycerin fatty acid ester; 제품명 : Almax 2070; 공급자 : 주식회사 일신웰스, 대한민국) 0.5 중량부를 혼합기에 투입하고 30분간 혼합하여 원료 혼합물을 제조한 점을 제외하고는 제조예 1과 동일한 조건 및 방법으로 발포체 형태의 수경재배용 배지를 제조하였다.
제조예 5.
건조 중량을 기준으로 옥수수 전분 79.3 중량부, 에코플렉스[Poly(butylene adipate-co-terephtalate), PBA/T; BASF사] 18 중량부, 폴리비닐알코올 2 중량부, 탄산칼슘 0.2 중량부 및 글리세린지방산에스테르(Glycerin fatty acid ester; 제품명 : Almax 2070; 공급자 : 주식회사 일신웰스, 대한민국) 0.5 중량부를 혼합기에 투입하고 30분간 혼합하여 원료 혼합물을 제조한 점을 제외하고는 제조예 1과 동일한 조건 및 방법으로 발포체 형태의 수경재배용 배지를 제조하였다.
도 1은 제조예 5에서 제조한 수경재배용 배지의 사진이고, 도 2는 제조예 5에서 제조한 수경재배용 배지의 단면 사진이다. 도 1 및 도 2에서 보이는 바와 같이 수경재배용 배지는 적정 배율로 발포되었고, 적정 크기의 균일한 발포 셀을 가지는 것으로 나타났다.
제조예 6.
건조 중량을 기준으로 옥수수 전분 79.3 중량부, 에코플렉스[Poly(butylene adipate-co-terephtalate), PBA/T; BASF사] 16 중량부, 폴리비닐알코올 4 중량부, 탄산칼슘 0.2 중량부 및 글리세린지방산에스테르(Glycerin fatty acid ester; 제품명 : Almax 2070; 공급자 : 주식회사 일신웰스, 대한민국) 0.5 중량부를 혼합기에 투입하고 30분간 혼합하여 원료 혼합물을 제조한 점을 제외하고는 제조예 1과 동일한 조건 및 방법으로 발포체 형태의 수경재배용 배지를 제조하였다.
제조예 7.
건조 중량을 기준으로 옥수수 전분 79.3 중량부, 에코플렉스[Poly(butylene adipate-co-terephtalate), PBA/T; BASF사] 14 중량부, 폴리비닐알코올 6 중량부, 탄산칼슘 0.2 중량부 및 글리세린지방산에스테르(Glycerin fatty acid ester; 제품명 : Almax 2070; 공급자 : 주식회사 일신웰스, 대한민국) 0.5 중량부를 혼합기에 투입하고 30분간 혼합하여 원료 혼합물을 제조한 점을 제외하고는 제조예 1과 동일한 조건 및 방법으로 발포체 형태의 수경재배용 배지를 제조하였다.
제조예 8.
건조 중량을 기준으로 옥수수 전분 79.3 중량부, 에코플렉스[Poly(butylene adipate-co-terephtalate), PBA/T; BASF사] 12 중량부, 폴리비닐알코올 8 중량부, 탄산칼슘 0.2 중량부 및 글리세린지방산에스테르(Glycerin fatty acid ester; 제품명 : Almax 2070; 공급자 : 주식회사 일신웰스, 대한민국) 0.5 중량부를 혼합기에 투입하고 30분간 혼합하여 원료 혼합물을 제조한 점을 제외하고는 제조예 1과 동일한 조건 및 방법으로 발포체 형태의 수경재배용 배지를 제조하였다.
제조예 9.
건조 중량을 기준으로 옥수수 전분 79.3 중량부, 에코플렉스[Poly(butylene adipate-co-terephtalate), PBA/T; BASF사] 18 중량부, 폴리라틱산[(Polylactic acid, PLA; NatureWorks사) 2 중량부, 탄산칼슘 0.2 중량부 및 글리세린지방산에스테르(Glycerin fatty acid ester; 제품명 : Almax 2070; 공급자 : 주식회사 일신웰스, 대한민국) 0.5 중량부를 혼합기에 투입하고 30분간 혼합하여 원료 혼합물을 제조한 점을 제외하고는 제조예 1과 동일한 조건 및 방법으로 발포체 형태의 수경재배용 배지를 제조하였다.
제조예 10.
건조 중량을 기준으로 옥수수 전분 79.3 중량부, 에코플렉스[Poly(butylene adipate-co-terephtalate), PBA/T; BASF사] 16 중량부, 폴리라틱산[(Polylactic acid, PLA; NatureWorks사) 4 중량부, 탄산칼슘 0.2 중량부 및 글리세린지방산에스테르(Glycerin fatty acid ester; 제품명 : Almax 2070; 공급자 : 주식회사 일신웰스, 대한민국) 0.5 중량부를 혼합기에 투입하고 30분간 혼합하여 원료 혼합물을 제조한 점을 제외하고는 제조예 1과 동일한 조건 및 방법으로 발포체 형태의 수경재배용 배지를 제조하였다.
제조예 11.
건조 중량을 기준으로 옥수수 전분 79.3 중량부, 에코플렉스[Poly(butylene adipate-co-terephtalate), PBA/T; BASF사] 14 중량부, 폴리라틱산[(Polylactic acid, PLA; NatureWorks사) 6 중량부, 탄산칼슘 0.2 중량부 및 글리세린지방산에스테르(Glycerin fatty acid ester; 제품명 : Almax 2070; 공급자 : 주식회사 일신웰스, 대한민국) 0.5 중량부를 혼합기에 투입하고 30분간 혼합하여 원료 혼합물을 제조한 점을 제외하고는 제조예 1과 동일한 조건 및 방법으로 발포체 형태의 수경재배용 배지를 제조하였다.
제조예 12.
건조 중량을 기준으로 옥수수 전분 79.3 중량부, 에코플렉스[Poly(butylene adipate-co-terephtalate), PBA/T; BASF사] 12 중량부, 폴리라틱산[(Polylactic acid, PLA; NatureWorks사) 8 중량부, 탄산칼슘 0.2 중량부 및 글리세린지방산에스테르(Glycerin fatty acid ester; 제품명 : Almax 2070; 공급자 : 주식회사 일신웰스, 대한민국) 0.5 중량부를 혼합기에 투입하고 30분간 혼합하여 원료 혼합물을 제조한 점을 제외하고는 제조예 1과 동일한 조건 및 방법으로 발포체 형태의 수경재배용 배지를 제조하였다.
제조예 13.
건조 중량을 기준으로 옥수수 전분 79.3 중량부, 에코플렉스[Poly(butylene adipate-co-terephtalate), PBA/T; BASF사] 18 중량부, 폴리카프로락톤(Polycaprolactone, PCL) 2 중량부, 탄산칼슘 0.2 중량부 및 글리세린지방산에스테르(Glycerin fatty acid ester; 제품명 : Almax 2070; 공급자 : 주식회사 일신웰스, 대한민국) 0.5 중량부를 혼합기에 투입하고 30분간 혼합하여 원료 혼합물을 제조한 점을 제외하고는 제조예 1과 동일한 조건 및 방법으로 발포체 형태의 수경재배용 배지를 제조하였다.
제조예 14.
건조 중량을 기준으로 옥수수 전분 79.3 중량부, 에코플렉스[Poly(butylene adipate-co-terephtalate), PBA/T; BASF사] 16 중량부, 폴리카프로락톤(Polycaprolactone, PCL) 4 중량부, 탄산칼슘 0.2 중량부 및 글리세린지방산에스테르(Glycerin fatty acid ester; 제품명 : Almax 2070; 공급자 : 주식회사 일신웰스, 대한민국) 0.5 중량부를 혼합기에 투입하고 30분간 혼합하여 원료 혼합물을 제조한 점을 제외하고는 제조예 1과 동일한 조건 및 방법으로 발포체 형태의 수경재배용 배지를 제조하였다.
제조예 15.
건조 중량을 기준으로 옥수수 전분 79.3 중량부, 에코플렉스[Poly(butylene adipate-co-terephtalate), PBA/T; BASF사] 14 중량부, 폴리카프로락톤(Polycaprolactone, PCL) 6 중량부, 탄산칼슘 0.2 중량부 및 글리세린지방산에스테르(Glycerin fatty acid ester; 제품명 : Almax 2070; 공급자 : 주식회사 일신웰스, 대한민국) 0.5 중량부를 혼합기에 투입하고 30분간 혼합하여 원료 혼합물을 제조한 점을 제외하고는 제조예 1과 동일한 조건 및 방법으로 발포체 형태의 수경재배용 배지를 제조하였다.
제조예 16.
건조 중량을 기준으로 옥수수 전분 79.3 중량부, 에코플렉스[Poly(butylene adipate-co-terephtalate), PBA/T; BASF사] 12 중량부, 폴리카프로락톤(Polycaprolactone, PCL) 8 중량부, 탄산칼슘 0.2 중량부 및 글리세린지방산에스테르(Glycerin fatty acid ester; 제품명 : Almax 2070; 공급자 : 주식회사 일신웰스, 대한민국) 0.5 중량부를 혼합기에 투입하고 30분간 혼합하여 원료 혼합물을 제조한 점을 제외하고는 제조예 1과 동일한 조건 및 방법으로 발포체 형태의 수경재배용 배지를 제조하였다.
2. 수경재배용 배지의 물성 시험
제조예 1 내지 제조예 16에서 제조한 수경재배용 배지의 발포율을 아래와 같이 계산하였다.
발포율(배수) = 발포체의 부피/건조 원료 혼합물의 부피
또한, 제조예 1 내지 제조예 16에서 제조한 수경재배용 배지의 형태 안정성을 측정하였다. 구체적으로, 물이 들어있는 비이커에 약 2㎝로 절단한 발포체를 넣고, 이를 진탕 항온 수조 안으로 옮긴 후, 35℃의 온도 및 85rpm의 교반 조건에서 1시간 동안 방치하였다. 이후, 발포체를 꺼내어 용해에 의한 소실 정도 및 형태의 변형 정도(예를 들어, 발포 셀의 구조를 유지하지 못하고 필름 형태로 변형되는 정도)를 육안으로 관찰하고, 원래 발포체의 형태를 100으로 가정한 상태에서 발포체의 형태 안정성을 백분율로 계산하였다.
하기 표 1은 제조예 1 내지 제조예 16에서 제조한 수경재배용 배지의 발포율 및 형태 안정성 측정 결과를 나타낸 것이다.
| 발포체 구분 | 발포율(배수) | 형태 안정성(%) |
| 제조예 1 | 43 | 50 |
| 제조예 2 | 48 | 55 |
| 제조예 3 | 50 | 60 |
| 제조예 4 | 52 | 60 |
| 제조예 5 | 48 | 50 |
| 제조예 650 | 50 | 40 |
| 제조예 7 | 49 | 30 |
| 제조예 8 | 54 | 30 |
| 제조예 9 | 58 | 80 |
| 제조예 10 | 60 | 70 |
| 제조예 11 | 55 | 70 |
| 제조예 12 | 62 | 70 |
| 제조예 13 | 57 | 80 |
| 제조예 14 | 48 | 70 |
| 제조예 15 | 38 | 60 |
| 제조예 16 | 42 | 60 |
3. 수경재배용 배지를 이용한 식물의 생육 시험
레드초이 종자(Hybrid Pakchoi Red Choi Fi; 공급자 : 주식회사 아시아종묘, 대한민국)를 상토에 심고 발아시킨 후 소정의 크기로 생육시켜 유묘를 얻었다. 이후, 스티로폼 재배판의 정식 구멍에 정식용 배지를 끼워 넣고, 배지 상에 소정의 크기로 자란 유묘를 1주씩 정식한 후 배양액을 흘려보내는 방식인 박막 수경 방식(Nutritional film technique, NFT)으로 약 3주간 재배하였다. 이때, 정식용 배지로는 제조예 5에서 제조한 수경재배용 배지와 공시 배지인 폴리우레탄 스펀지 형태의 배지를 사용하였다. 또한, 박막 수경 방식으로 재배시 구체적인 조건은 다음과 같다.
* 재배 온도 : 20~24℃
* 재배 습도 : 63.3%
* 광원 : 130μmol/㎡·s 세기의 형광등
* 배양액 : 야마자키 잎상추용 배양액(전기 전도도 : 1.4 dS/m; pH : 6.4)
* 정식 간격 : 14㎝×14㎝
* 정식 수 : 동일 배지 기준으로 12주
도 3은 레드초이 유묘를 재배판의 배지 상에 정식한 후 박막 수경 방식으로 재배하였을 때, 배지 종류별 엽수의 변화량을 나타낸 그래프이고, 도 4는 레드초이 유묘를 재배판의 배지 상에 정식한 후 박막 수경 방식으로 재배하였을 때, 배지 종류별 엽장의 변화량을 나타낸 그래프이고, 도 5는 레드초이 유묘를 재배판의 배지 상에 정식한 후 박막 수경 방식으로 재배하였을 때, 배지 종류별 엽폭의 변화량을 나타낸 그래프이다. 도 3 내지 도 5 에서 "스펀지 배지"는 폴리우레탄 형태의 스펀지 배지를 나타내고, "전분 배지"는 제조예 5에서 제조한 수경재배용 배지를 나타낸다. 도 3 내지 도 5에서 보이는 바와 같이 제조예 5에서 제조한 수경재배용 배지를 사용한 경우 엽수 변화는 폴리우레탄 형태의 스펀지 배지를 사용한 경우와 큰 차이가 없었고, 엽장 변화와 엽폭 변화는 폴리우레탄 형태의 스펀지 배지를 사용한 경우보다 더 양호한 결과를 보였다.
이상에서와 같이 본 발명을 상기의 실시예를 통해 설명하였지만 본 발명이 반드시 여기에만 한정되는 것은 아니며 본 발명의 범주와 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 특정 실시 형태로 국한되는 것이 아니며, 본 발명에 첨부된 특허청구의 범위에 속는 모든 실시 형태를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
Claims (11)
- 전분, 생분해성 수지 및 발포 조제를 포함하는 발포체로서,
상기 생분해성 수지는 폴리라틱산(Polylactic acid, PLA), 폴리글리코릭산(Polyglycolic acid, PGA), 폴리카프로락톤(Polycaprolactone, PCL), 폴리비닐알코올, 폴리부틸렌석시네이트(Polybutylene succinate, PBS), 폴리하이드록시알카노에이트(Polyhydroxyalkanoate, PHA), 부틸렌석시네이트와 아디페이트의 코폴리머[Poly(butylene succinate-co-adipate), PBS/A], 부틸렌아디페이트와 부틸렌테레프탈레이트의 코폴리머[Poly(butylene adipate-co-bytylene terephtalate), PBA/BT] 및 부틸렌아디페이트와 테레프탈레이트의 코폴리머[Poly(butylene adipate-co-terephtalate), PBA/T]로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 수경재배용 배지.
- 제 1항에 있어서, 상기 발포체의 전체 중량을 기준으로 전분 함량은 72~91 중량%이고, 생분해성 수지의 함량은 8~27 중량%이고, 발포 조제의 함량은 0.1~1 중량%인 것을 특징으로 하는 수경재배용 배지.
- 제 1항에 있어서, 상기 발포체는 발포 셀 구조 보강제, 내습성 부여제 및 상용화제(Compatibilizer)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 보조 첨가제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수경재배용 배지.
- 제 3항에 있어서, 상기 보조 첨가제의 함량은 발포체의 전체 중량을 기준으로 0.1~1 중량%인 것을 특징으로 하는 수경재배용 배지.
- 제 4항에 있어서, 상기 보조 첨가제는 글리세린지방산에스테르인 것을 특징으로 하는 수경재배용 배지.
- 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 생분해성 수지는 부틸렌석시네이트와 아디페이트의 코폴리머[Poly(butylene succinate-co-adipate), PBS/A], 부틸렌아디페이트와 부틸렌테레프탈레이트의 코폴리머[Poly(butylene adipate-co-bytylene terephtalate), PBA/BT] 및 부틸렌아디페이트와 테레프탈레이트의 코폴리머[Poly(butylene adipate-co-terephtalate), PBA/T]로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 제1 생분해성 수지와 폴리라틱산(Polylactic acid, PLA), 폴리글리코릭산(Polyglycolic acid, PGA), 폴리카프로락톤(Polycaprolactone, PCL), 폴리비닐알코올, 폴리부틸렌석시네이트(Polybutylene succinate, PBS) 및 폴리하이드록시알카노에이트(Polyhydroxyalkanoate, PHA)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 제2 생분해성 수지로 구성되는 것을 특징으로 하는 수경재배용 배지.
- 제 6항에 있어서, 상기 제1 생분해성 수지는 부틸렌아디페이트와 테레프탈레이트의 코폴리머[Poly(butylene adipate-co-terephtalate), PBA/T]이고 제2 생분해성 수지는 폴리비닐알코올이고, 제1 생분해성 수지 대 제2 생분해성 수지의 중량비는 9:1 내지 8:2인 것을 특징으로 하는 수경재배용 배지.
- 제 6항에 있어서, 상기 제1 생분해성 수지는 부틸렌아디페이트와 테레프탈레이트의 코폴리머[Poly(butylene adipate-co-terephtalate), PBA/T]이고 제2 생분해성 수지는 폴리라틱산(Polylactic acid, PLA)이고, 제1 생분해성 수지 대 제2 생분해성 수지의 중량비는 9:1 내지 5:5인 것을 특징으로 하는 수경재배용 배지.
- 제 6항에 있어서, 상기 제1 생분해성 수지는 부틸렌아디페이트와 테레프탈레이트의 코폴리머[Poly(butylene adipate-co-terephtalate), PBA/T]이고 제2 생분해성 수지는 폴리카프로락톤(Polycaprolactone, PCL)이고, 제1 생분해성 수지 대 제2 생분해성 수지의 중량비는 9:1 내지 5:5인 것을 특징으로 하는 수경재배용 배지.
- 수경재배 배지 제조용 조성물을 발포 성형하는 단계를 포함하는 방법으로서,
상기 수경재배 배지 제조용 조성물은 전분, 생분해성 수지 및 발포 조제를 포함하고 수분 함량이 10~30 중량%이며,
상기 생분해성 수지는 폴리라틱산(Polylactic acid, PLA), 폴리글리코릭산(Polyglycolic acid, PGA), 폴리카프로락톤(Polycaprolactone, PCL), 폴리비닐알코올, 폴리부틸렌석시네이트(Polybutylene succinate, PBS), 폴리하이드록시알카노에이트(Polyhydroxyalkanoate, PHA), 부틸렌석시네이트와 아디페이트의 코폴리머[Poly(butylene succinate-co-adipate), PBS/A], 부틸렌아디페이트와 부틸렌테레프탈레이트의 코폴리머[Poly(butylene adipate-co-bytylene terephtalate), PBA/BT] 및 부틸렌아디페이트와 테레프탈레이트의 코폴리머[Poly(butylene adipate-co-terephtalate), PBA/T]로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 수경재배용 배지의 제조방법.
- 전분, 생분해성 수지 및 발포 조제를 포함하는 조성물로서,
상기 생분해성 수지는 폴리라틱산(Polylactic acid, PLA), 폴리글리코릭산(Polyglycolic acid, PGA), 폴리카프로락톤(Polycaprolactone, PCL), 폴리비닐알코올, 폴리부틸렌석시네이트(Polybutylene succinate, PBS), 폴리하이드록시알카노에이트(Polyhydroxyalkanoate, PHA), 부틸렌석시네이트와 아디페이트의 코폴리머[Poly(butylene succinate-co-adipate), PBS/A], 부틸렌아디페이트와 부틸렌테레프탈레이트의 코폴리머[Poly(butylene adipate-co-bytylene terephtalate), PBA/BT] 및 부틸렌아디페이트와 테레프탈레이트의 코폴리머[Poly(butylene adipate-co-terephtalate), PBA/T]로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 수경재배 배지 제조용 조성물.
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