KR20210113507A - 양면 타공 골판지를 이용한 양액재배용 배지매트 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본원은 식물의 종류에 관계없이 저비용 구조로 효율적으로 식물을 생육시킬 수 있도록 양면 타공 골판지를 이용한 양액재배용 배지매트를 제공하여 실내에서 화분갈이 등으로 흙이나 난석 등을 사용하며 번잡한 청소작업 등이 없이 간편하게 화분 등 용기에 내장시켜 사용될 수 있는 배지매트를 제공하고자 하는 기술이다.
본원 기술은 골판지로 제공되는 식물재배용 배지매트에 관한 것으로서, 골판지의 양측 표면지 내부에 삼각형 모양으로 트러스트 구조를 형성하며 내부접착부를 형성하여 제공되는 골판지의 양측 표면부에 1.0~3.0㎝ 간격으로 다수개의 타공이 관통된 구조로 가공된 타공골판지가 트러스트 구조가 상히 수직면을 형성한 상태로 다중 겹으로 겹쳐진 구조를 이루며 그 외연이 포장지로 감싼 구조를 이루도록 제공되어 수직면에 식물이 재배되도록 제공되는 것을 특징으로 하는 골판지로 제공되는 양액재배용 배지매트에 관한 기술이다.

Description

양면 타공 골판지를 이용한 양액재배용 배지매트 및 그 제조방법{Culture medium for corps growing using perforated corrugated cardboard}

본 발명은 화훼 근채류를 포함한 야채 과실류 곡류 등 각종 식물을 재배할 때 종래의 토양이나 암면 대신에 사용할 수 있는 식물재배용 배지매트 및 이를 사용한 식물 재배장치 및 식물 재배방법에 관련한 기술이다.

양액 재배는 작물을 재배하는데 토양을 사용하지 않기 때문에 연작 장해가 없고 토양병 발생이 적으며, 생육 조건에 따라 재배환경이나 양분 물 관리를 컨트롤하기 쉽고 또한 자동화가 가능하며 수확물의 청정성이 높아 미래의 식물 재배방법으로서 주목 받고 있다.

양액 재배용 고형배지는 물에 침지되어 사용되기 때문에 어느 정도의 내수성이 필요한 동시에 투수성, 보수성(保水性), 통기성, 강도 등이 요구되어 종래기술에서 양액 재배용의 고형배지로서는 기본적으로 코코피트가 담겨진 매트가 많이 사용되어 왔으나, 코코피트는 식물생장에 필요로 하는 유기물은 포함하고 있으나 아직 부패가 되지 않은 상태로 탄소율이 높아서 부패에 많은 시일이 소요가 되므로 빠른 부패를 위해 요소와 같은 질소비료를 혼합하여 탄소율을 낮춰서 빠른 부패를 유도하며 사용하도록 적용되고 있으니, 코코피트 원재료는 대부분 필리핀, 베트남, 슬리랑카 등지의 동남아시아에서 압착 및 건조되어 수입된 제품이 식물재배용 배지매트용으로 사용되고 있는데 건조된 배지매트에 식물재배용 양액이 담겨지면 코코피트가 수분을 과도하게 흡수/팽창하여 과도하게 부피가 커지는 문제점이 있다.

또한 진주암을 1200~1300℃의 고온으로 가열 팽창시켜 공극율을 확보하게 하고 경량화시켜 펄라이트를 만들고 이를 양액재배용 배지매트의 충진원료로 이용하거나 또는 현무암을 고온으로 가온하여 섬유상으로 결속시킨 암면 등을 활용한 양액재배용 배지매트가 제시되어 있으나, 이는 특수환경의 고가 식물에 적용될 뿐 일반 꽃의 화훼 농원이나 근채류를 포함한 야채 과실류 곡류를 재배하기에는 너무 고가여서 현실적용성이 떨어지는 문제점이 있어 왔다.

본원 기술의 특징부와 비교되어 설명에 참고되도록 대한민국 공개특허 제2018-0135776호 기술에서 제시된 식물재배용 배지매트(M)를 도 1로 제시하고자 하는바, 도 1에 제시된 식물재배용 배지매트(M)는 배지커버체(1)와, 이 배지커버체(1)에 내장되고 식물이 식재되는 배지본체(2)는 선형부재에 의해 입체로 엮여진 입체형구조체 형상의 함수선(3)이 수분을 흡수하여 보유하는 특성을 갖도록 제공되어 식물의 뿌리 활착이 되도록 적용하고자 하는 기술로 배지커버체(1)는 비닐과 같은 불투명한 합성수지면상체, 은박지 등으로 형성될 수 있고, 배지커버체(1)의 상면에는 일정한 간격으로 식물의 식재를 위한 식재홀(4)이 천공되어 있거나, 상면 부분에 막혀있다가 필요시에 천공용 도구를 이용하여 식재홀을 일정한 간격으로 천공하여 사용할 수 있도록 제공되고 함수선(3)은 면사 등과 같은 천연섬유사나 발포수지로 형성된 인조섬유사와 같이 함수 특성을 갖는 소재로 형성되어 뿌리활착공간(5)을 제공하는 식물 재배용 배지매트가 제시되어 있다.

그러나 상기 기술로 제공되는 식물 재배용 배지매트 역시도 보통의 농업인이구입하여 사용하기에는 제조단가가 너무 높아서 가격경쟁력을 확보하기 어렵고 일반 가정집에서 상기 구성의 배지매트를 구입하여 실내화분에 적용하여 꽃의 아름다움을 감상하기 어려운 현실적 문제점을 갖고 있었다.

본원 발명자는 상기와 같은 종래기술의 제반 문제점들을 인식하고 이를 해결하기 위한 대체품을 구상 하던 중 천연펄프로 이루어진 골판지를 이용한 양액재배용 배지매트를 통하여 보통의 농업인이 쉽게 저가로 구입하여 격경쟁력을 확보하는 방안과 일반 가정집에서 학교 실습실에서 골판지로 구성된 배지매트를 구입하여 실내화분에 적용가능성을 찾고자 하는 과제로 시작된 발명이다.

본 발명은 식물의 종류에 관계없이 저비용 구조로 효율적으로 식물을 생육시킬 수 있도록 양면 타공 골판지를 이용한 양액재배용 배지매트를 제공하여 실내에서 화분갈이 등으로 흙이나 난석 등을 사용하며 번잡한 청소작업 등이 없이 간편하게 화분 등 용기에 내장시켜 사용될 수 있는 배지매트를 제공하고자 하는 목적을 갖는다.

또한 본원은 양면 타공 골판지를 이용한 양액재배용 배지매트를 얻기 위한 식물 재배매트의 제조장치 및 양액재배용 배지매트를 이용한 식물 재배 방법을 제공하고자 하는 목적을 갖는다.

본 발명자들은 천연펄프로 이루어진 골판지를 이용한 양액재배용 배지매트를 통하여 양액재배에 필요한 투수성, 보수성(保水性), 통기성, 강도 확보 및 사용 후 토양에 오염원을 남기지 않고 자연분해의 가능성을 확인하기 위한 과제의 수행과정 중에 완성된 발명이다.

본원 발명자는 기초실험 과정으로 식물 재배용 배지매트에 골판지를 이용한 양액재배용 배지매트의 적용가능성을 확인하기 위해 첫째 골판지를 수평적 적체상태를 이루고 양액재배용 배지매트를 형성하는 경우 작물의 씨앗이 발아는 되었으나 뿌리가 활착하지 못하였고 시일이 경과에 따라 물기가 밴 골판지가 꺽이고 주저 않는 현상이 발생하였고, 둘째로 골판지를 수직적 적체상태를 이루고 양액재배용 배지매트를 형성하는 경우 작물의 씨앗이 발아는 수월하고 물기가 밴 골판지가 꺽이고 주저 않는 현상은 해소되었으나 수직으로만 뿌리가 활성화 되었고 수평으로는 칸칸히 막혀 활성화 되지 못함을 발견하게 되었으며, 셋번째로 수직 및 수평 양쪽으로 균형을 이루며 활성화 가능성을 찾기 위해 골판지의 측면부 벽에 인위적으로 타공을 형성하는 경우 수직으로는 골판지의 골함지수직면을 통하여 자유롭게 뿌리를 내리고, 골판지의 양 측벽에 형성된 타공 구멍을 통하여 수평적으로 자유롭게 뿌리를 뻣어나가며 물에 젖은 상태에서도 골판지가 꺽이거나 주저 않지 않고 실험 테스트 기간인 6개월 동안 본래 상태의 원형을 유지하는 사실을 확인하게 되었다.

따라서 본원은 골판지로 제공되는 식물재배용 배지매트에서,골판지의 양측 표면지 내부에 트러스트 구조를 이루며 내부접착부를 형성하는 골심지를 갖는 골판지의 양측면에 1.0~3.0㎝ 간격으로 다수개의 관통공이 형성된 구조로 가공된 타공골판지의 트러스트 구조를 이룬 골심지가 상하로 수직면을 형성한 상태로 다중 겹으로 겹쳐진 구조를 이루며 그 외연이 포장지로 감싼 구조를 이루도록 제공되어 골심지 수직면에 식물이 재배되도록 제공되는 것을 특징으로 하는 골판지로 제공되는 양액재배용 배지매트를 제공하기 위한 기술사상의 발명이다.

본원 기술은 재배하고자 하는 작물을 재배기간에 따라 6개월 이상 장기 배양이 필요한 경우 상기 골판지에 식물성 유지나 광유를 코팅되어 강도 및 발수성을 높이도록 적용될 수 있으며, 또는 골판지의 양측 또는 일측 표면부에 절곡부가 형성되도록 하여 골판지의 접힘이 용이한 구조를 이루도록 하고 예를 들면 작은 화분싸이즈의 재배용기에 본원 기술로 제공되는 골판지가 둘둘 말린 구조를 이루고 양액이 담겨지고 골판지 상부에 실내용 장식 꽃이 뿌리 내려 활착하도록 적용될수 있다.

따라서 본원 기술사상은 타공수단 및 절단수단을 포함하여 이루어지는 식물재배용 배지매트의 제조장치로서, 골판지의 양 측면부에 타공부를 형성하기 위해 서로 돌출 타공못이 엇갈리는 구조를 이룬 2개의 압착롤러 사이를 통과시켜 골판지에 타공부를 형성하는 타공수단과, 타공수단을 거친 골판지가 10±5㎝ 간격으로 배열된 절단컷터부를 거치며 10±5㎝ 간격으로 절단된 골판지를 얻는 절단수단을 포함하여 이루어지는 식물재배용 배지매트의 제조장치를 개발하여 적용하였다.

또한 본원은 골판지로 제공되는 식물재배용 배지매트의 이용방법에서, 골판지에 타공부를 형성하기 위해 서로 돌출 타공못이 엇갈리는 구조를 이룬 2개의 압착롤러 사이를 통과시켜 골판지에 타공부를 형성하고 타공된 골판지가 10±5㎝ 간격으로 배열된 절단컷터부를 거치며 10±5㎝ 간격으로 절단된 골판지를 얻으며 절단된 골판지 다수개가 겹쳐져 높이*폭*길이가 10±5 : 20±5 : 100±10 ㎝ 규격의 양액재배용 배지매트로 적용하고자 하는 기술사상도 포함한다.

본원의 기술이 구체적으로 구현되는 실시양태는 하기의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용란 기재에서 도면과 함께 상세하게 설명된다.

본 발명에 의해 제공되는 골판지로 제공되는 식물재배용 배지매트는 화훼, 근채류를 포함한 야채, 과실류, 곡류 등의 각종 작물을 재배하는 원가부담을 경감시켜 고효율로 작물을 재배 및 생장시킬 수 있어서 농업경쟁력을 확보하는 효과를 제공한다.

또한, 본원 기술로 제공되는 골판지로 제공되는 식물재배용 배지매트는 실내에서 실내장식용 화분에 흙이나 난석대신 사용되어 환분 갈이 등을 통하여 실내에 흙이나 난석의 흩어짐을 통하여 청소해야 하는 불편함을 없애고 사용 후 직접 토양에 버리는 경우에도 천연펄프로 이루어진 골판지의 재질 특성상 오염원을 남기지 않고 2~3년 내에 자연분해되는 효과를 제공한다.

도 1 : 종래기술에서 제시된 식물재배용 배지매트(M)의 일 적용예시도.
도 2 : 본원기술로 제공되는 식물재배용 배지매트에 사용되는 골판지 또는 기능성 골판지의 제조 실시양태 예시도.
도 3 : 본원 식물재배용 배지매트를 얻기 위한 제조공정예시도.
도 4 : 본원 식물재배용 배지매트의 일 적용예시도
도 5 : 본원 식물재배용 배지매트의 또 다른 적용예시도

본원은 식물의 종류에 관계없이 저비용 구조로 효율적으로 식물을 생육시킬 수 있도록 양면 타공 골판지를 이용한 양액재배용 배지매트를 제공하고자 하는 기술로 이하에서는 본원기술이 적용되기 위한 기술구성을 도면을 통하여 설명하고자 한다.

도 1은 종래기술에서 제시된 식물재배용 배지매트(M)의 예시도를 나타낸 것으로 발명의 배경이 되는 기술란에서 설명되고 있다.

도 2는 본원 기술이 적용되는 기본원료가 골판지이므로 본원 기술에 적용하고자 하는 골판지의 일 제조공정을 통하여 골판지의 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 2에 일적용예로 제시된 도면에서 골판지 종이 원료는 인장 강도가 높은 크래프트 펄프(kraft pulp)를 원료로 한 하지(10b: 내지 or inner liner)와 흰색 또는 미감을 높이기 위한 특정 색상으로 표백 처리하거나 착색한 크래프트 펄프 또는 마닐라 판지(manila lined board) 등으로 이루어진 상지(10a: 외지 or outer liner) 및 이들 상지(10a)와 하지(10b)를 라이너지로 하여 그 사이에서 이들의 양방향에 대하여 물결 모양의 골을 갖도록 형성한 골심지(10c: 중간 심지)가 트러스트 구조를 이르도록 접합되어 단단하고 견고한 골판지(10) 구조를 이루도록 제공될 수 있음을 나타낸 것이다.

도 2에 제시된 골판지를 얻기 위한 기술은 상지(10a)와 하지(10b) 및 골심지(10c)의 각 원료가 감겨진 원단롤(도시 안됨)을 코루게이터(corrugating machine: 도시 안됨)에 걸어 기계를 작동시키게 되면, 종이판지 원단은 압송롤(11a)에 의해 급지되는 과정에서 가압 성형롤(11b)을 통과하면서 물결 모양의 일정한 골이 연속적으로 골심지(10c)가 만들어지며, 굴곡 성형되어 압착롤(11c)로 진행하는 골심지(10c)의 상측에는 흰색으로 표백된 상지(10a)와 하측으로는 라이너지인 하지(10b)의 급지가 이루어지고, 압착롤(11c)을 통과하는 과정에서 이들

상지(10a)의 접착면과 하지(10b)의 접착면 각각은 맞대 면하게 되는 골심지(10c)의 표층 부위와 경사면 또는 수직각을 이루도록 접착되고 이후 압착롤(11c)을 통과하는 상지(10a)와 하지(10b)는 그 사이의 골심지(10c)에 의해 일정 간격을 유지하며 일정 두께의 골판지(10)로 제작될 수 있음을 나타낸 것이다.

또한 본원 기술로 제공되는 양액재배용 배지매트는 실내에서 장식용 꽃을 키우거나 학교에서 실습용으로 식물을 재배하는 용도에 사용되는 경우 6개월 이상 1년 정도의 장기 배양이 필요한 경우 또는 실내의 미감을 도모해야할 필요가 생길 수 있으므로 도 2에서는 골판지(10)의 일측표면에 색상코팅지(20)를 덧 입혀 외관상 실내장식용으로 사용될 때 미려함을 더하도록 적용되거나 또는 골판지(10)에 식물성 유지나 광유를 코팅되어 강도 및 발수성을 높이도록 적용시키기 위한 코팅장치가 추가되어 기능성을 높이 기능성골판지(30)로 적용될 수 있음을 나타낸 것이다.

도 3은 본원 기술이 적용되어 골판지(10,30)의 양측면에 관통공(12)을 형성하고 절단부를 이루기 위한 작업공정을 설명하기 위한 도면으로서, 도 3a에서는 골판지(10,30) 투입단계와 골판지 타공단계 및 타공된 골판지를 일정규격으로 절곡 또는 절단하는 단계로 적용되는 흐름도를 나타낸 것이고, 도 3b에서는 골판지에 관통공(12)을 형성하기 위해 서로 돌출 타공못(42,44)이 엇갈리는 구조를 이룬 2개의 압착롤러(41,43)의 개략도를 상부에 나타내고 저부에서는 압착롤러(41,43)를 거쳐 타공된 골판지를 일정간격으로 절단시키기 위한 컷터(52)를 갖는 구조로 적용될 수 있음을 나타낸 것으로 서로 양립하는 2개의 압착롤러(41,43)에 형성된 돌출 타공못(42,44)이 골판지를 물고 중심부를 향하여 회전하면서 관통공(12)을 형성하고 컷터(52)가 형성되는 절단부 쪽으로 타공된 골판지를 밀어주도록 적용될 수 있으며 절단된 골판지를 도 4의 실시양태와 같이 일정규적을 이룬 양액재배용 배지매트로 제공될 수 있음을 나타낸 것이다.

도 3c에서는 본원 기술에 사용되는 골판지의 일적용예를 구체적으로 나타낸 것으로 골판지 제조사 메이커 별로 서로 다른 상품명을 사용하여 SK판지, S판지, B판지 등으로 분류되는데 보통 가로*세로 규격이 625 × 880mm 크기로 제공되어 원판 그대로의 크래프트 펄프(kraft pulp) 규격을 갖는 골판지 원료가 상지로 사용될 수 있고 S는 가로*세로가 743×1050㎜ 크기로 제공되어 골심지로 사용될 수 있으며, B는 하지로 제공될 수 있는 일 적용예를 나타낸 것이나, 본원 목적을 달성하기 위해 반듯이 상기 규격제품이 사용되어야 하는 것이 아니고 재배하고자 하는 식물의 크기나 재배후의 성장 높이 또는 중량에 따라 원하는 강도를 제공하는 규격으로 특수 제작되는 골판지가 선택되어 사용될 수 있음은 당연하다.

도 4는 본원의 기술이 적용되어 예를 들면 높이(H)*폭(W)*길이(L)가 10 : 20 : 100 ㎝ 규격의 양액재배용 배지매트로 제공되기 원할 때 상기의 2개의 압착롤러(41,43)를 거쳐 타공된 골판지가 10㎝ 간격으로 배열된 컷터(52)를 경우하며 10㎝ 폭의 단위 절단골판지 다수개가 만들어지고 다수개의 단위 절단골판지가 겹쳐져 20㎝ 폭을 이루기 원할 때 하나의 단위 절단골판지 두께가 예를 들어 8㎜로 제공되는 경우 0.8*25개=20㎝ 폭을 이루고 길이가 100 ㎝ 규격으로 절단되는 경우 높이(H)*폭(W)*길이(L)가 10 : 20 : 100 ㎝ 규격을 이루는 하나의 양액재배용 배지매트로 제공될 수 있음을 나타낸 것이다.

도 5는 본원의 기술로 제공되는 골판지(10,30)가 절단되지 않은 상태로 길게 만들어지고 둘둘말아서 화분 등의 재배용기(70)에 넣어져 배지매트로 사용될 수 있는 실시양태를 나타낸 것으로, 직사각형 형태로 타공되어 관통공(12)을 갖는 골판지(10,30)를 얻고 일측의 상단 코너부를 절단시켜 절단부가 안쪽에 위치하도록 원형으로 말림되는 경우 중심부 쪽으로 오목홈 형상의 오목공간(4a)을 만들어서 식물이 식재되거나 씨앗이 파종되는 구조를 이루기 위해 외측 재배용기(70)에 말려진 상태로 넣어지는 구조를 이루고 오목공간(4a)에 원하는 작물이 식재되거나 또는 씨앗을 발아시켜 성장시키도록 적용될 수 있음을 나타낸 것이다.

이상의 설명을 통하여 본원 기술사상은 천연펄프로 이루어진 골판지를 이용한 양액재배용 배지매트를 만들어서 6개월 또는 1년 사용 후 폐기되는 경우에도 토양에 오염원을 남기지 않도록 자연분해되는 구조를 이루고 골판지 자체에 형성된 골심지를 상,하로 수직통로로 활용하여 통기성을 확보하고 골판지의 횡으로는 관통공을 만들어서 식재된 작물이 횡으로도 뿌리를 활착하도록 적용하고자 하는 기술사상은 다양하게 변형되어 사용될 수 있을 것이다.

10 : 골판지 11 : 롤러
12 : 관통공 20 : 기능성분 코팅층
30 : 기능성 골판지 40 : 압착부
41,43 : 압착롤러 42,44 : 돌출타공못
45 : 모터 50 : 절단부
51 : 중심축 52 : 컷터
60 : 이송부 70 : 재배용기

Claims (5)

1. 골판지로 제공되는 식물재배용 배지매트에 있어서,
   골판지의 양측 표면지 내부에 트러스트 구조를 이루며 내부접착부를 형성하는 골심지를 갖는 골판지의 양측면에 1.0~3.0㎝ 간격으로 다수개의 관통공이 형성된 구조로 가공된 타공골판지의 트러스트 구조를 이룬 골심지가 상하로 수직면을 형성한 상태로 다중 겹으로 겹쳐진 구조를 이루며 그 외연이 포장지로 감싼 구조를 이루도록 제공되어 골심지 수직면에 식물이 재배되도록 제공되는 것을 특징으로 하는 골판지로 제공되는 양액재배용 배지매트.
2. 제1항에 있어서,
   상기 골판지에 유지가 코팅되어 강도 및 발수성을 높이도록 제공되는 것을 특징으로 하는 양액재배용 배지매트.
3. 제1항에 있어서,
   상기 골판지의 양측 또는 일측 표면부에 절곡부 또는 절단부가 형성되어 골판지의 접힘이 용이하도록 제공되는 것을 특징으로 하는 양액재배용 배지매트.
4. 타공수단 및 절단수단을 포함하여 이루어지는 식물재배용 배지매트의 제조장치에 있어서,
   골판지에 타공부를 형성하기 위해 서로 돌출 타공못이 엇갈리는 구조를 이룬 2개의 압착롤러 사이를 통과하며 골판지에 타공부를 형성하는 타공수단과, 타공수단을 거친 골판지가 10±5㎝ 간격으로 배열된 절단컷터부를 거치며 10±5㎝ 간격으로 절단된 골판지를 얻는 절단수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 식물재배용 배지매트의 제조장치.
5. 골판지로 제공되는 식물재배용 배지매트의 이용방법에 있어서,
   골판지에 타공부를 형성하기 위해 서로 돌출 타공못이 엇갈리는 구조를 이룬 2개의 압착롤러 사이를 통과시켜 골판지에 타공부를 형성하고 타공된 골판지가 10±5㎝ 간격으로 배열된 절단컷터부를 거치며 10±5㎝ 간격으로 절단된 골판지를 얻으며 절단된 골판지 다수개가 겹쳐져 높이*폭*길이가 10±5 : 20±5 : 100±10 ㎝ 규격의 양액재배용 배지매트로 적용되는 것을 특징으로 하는 골판지로 제공되는 식물재배용 배지매트의 이용방법.

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