KR20220000571U - 수목의 생육을 돕기 위한 자연부식형 친환경 통수·통기관 - Google Patents

Abstract

본 고안은 수목의 생육을 돕기 위한 자연부식형 친환경 통수·통기관에 관한 것이다. 본 고안은 수목의 생육을 돕기 위한 효율적인 통수·통기관의 기능을 제공함과 동시에 기간이 경과하여 그 역할을 다한 시점에는 자연부식되어 토양화 됨으로써 토양을 황폐화하거나 주변 미관을 저해하는 문제점을 해소할 수 있는 자연부식형 친환경 통수·통기관을 제공한다.

Description

수목의 생육을 돕기 위한 자연부식형 친환경 통수·통기관 {Natural corrosion type eco-friendly water supply and air ventilation system to help the growth of trees}

본 고안은 수목의 생육을 돕기 위한 자연부식형 친환경 통수·통기관에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 신규로 식재되거나 이식된 수목의 생육을 돕기 위해 대지면으로부터 수목의 뿌리 주변 토양까지 자연부식형 친환경 통수·통기관을 설치하여 수분과 영양물질 및 공기를 지중의 뿌리 전체로 충분히 공급할 수 있어 식재된 수목의 생육을 돕고 발육을 향상시킬 수 있으며, 수목의 생육이 완료되어 정착단계에 이르면 자연부식되어 토양화 됨으로써 잔존 통수·통기관으로 인한 환경오염을 방지할 수 있는 토양 생육환경 개선용 자연부식형 친환경 통수·통기관에 관한 것이다.

일반적으로 수목을 신규로 식재하거나 이식할 때 뿌리가 너무 깊게 식재되면 호흡곤란과 수분의 부족으로 뿌리의 성장이 저해되거나 고사하는 문제점이 있다. 또한 너무 얕게 식재되면 호흡 곤란이나 수분 부족의 문제는 줄어드나 뿌리가 지상으로 성장하여 가로나 보도의 구조물을 파손하거나 식생에 문제를 초래하기도 하며 식물이 적절한 깊이까지 착근하지 못하여 안정적인 성장이 어려워질 우려가 있다.

수종과 높이에 따라서 수목을 식재하는 식생깊이는 다르지만 식재된 수목의 뿌리가 안정적으로 지중에 고정되기 위해서는 적절한 깊이까지 식재하는 것이 필요한데 이때 수목의 뿌리에 물 또는 영양제 등의 공급을 용이하게 하고 뿌리가 식재된 깊이까지 토양에 통기성을 확보할 수 있도록 통수·통기관을 설치하는 것이 필요하다.

이러한 문제점들을 해소하기 위한 종래 기술의 일례가 대한민국 특허 등록번호 10-1437121, 등록번호 10-1815447, 등록번호 10-1923879 등에 개시되어 있다.

한편 종래 기술은 식재된 수목의 뿌리 주위에 설치되는 통수·통기관의 소재로 부식이 되지 않는 플라스틱 소재나 친환경성 소재라 할지라도 부식되기 어려운 소재를 사용하고 있는데 이 소재들은 시간이 경과할수록 미관상으로 자연과 조화를 이루지 못하는 실정이다. 수목을 식재할 때 설치된 통수·통기관은 수목의 착근이 완료되고 최대 2년의 유지관리 기간이 경과되면 그 용도가 없어지는데 이때 잔존하는 통수·통기관은 토양을 황폐화하거나 미관을 저해하는 문제점이 있다.

[문헌1] 대한민국 등록특허공보 제 10-1437121호 (등록일자 2014년08월27일) [문헌2] 대한민국 등록특허공보 제 10-1815447호 (등록일자 2017년12월29일) [문헌3] 대한민국 등록특허공보 제 10-1923879호 (등록일자 2018년11월24일)

[문헌1] 길명섭 외, 친환경 닥섬유 펄프 자동화 및 닥섬유사 제조기술, 섬유산업과 기술, 14, 78(2010)

본 고안은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 고안된 것으로서 수목의 생육을 돕기 위한 효율적인 통수·통기관의 기능을 제공함과 동시에 기간이 경과하여 그 역할을 다한 시점에는 자연부식되어 토양화 됨으로써 토양을 황폐화하거나 주변 미관을 저해하는 문제점을 해소할 수 있는 자연부식형 친환경 통수·통기관을 제공하는 것이 목적이다.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 고안에 따른 수목용 자연부식형 친환경 통수·통기관은 급수, 급양 및 통기가 용이하도록 원통형상을 이루는 구조이며 그 재질은 친환경 섬유를 재택하여 원통형으로 직조한다. 친환경 섬유로 직조한 통수·통기관은 소재 자체의 기공율이 50% 이상이므로 관에 별도의 통기공을 뚫어주지 않아도 물, 공기 등이 용이하게 통과되므로 효율성이 뛰어나다. 이때 통수·통기관은 토양에 식입이 가능하도록 적절한 강도를 가져야 하며 최장 7년 내에 부식되어 주위 토양과 일체가 될 수 있는 재질로 제작하여야 한다.

본 고안에 따른 수목용 자연부식형 친환경 통수·통기관은 다음과 같은 효과를 가진다.

첫째, 본 고안은 수목의 뿌리에 물 또는 영양제 등의 공급을 용이하게 하고 뿌리가 식재된 깊이까지 토양에 통기성을 확보할 수 있는 친환경 통수·통기관을 제공한다.

둘째, 본 고안은 시간의 경과에 따라 자연부식되는 친환경 통수·통기관으로 이로 인한 토양의 오염 및 황폐화나 미관을 저해하는 문제를 해결할 수 있다.

도 1은 본 고안에 따른 수목용 자연부식형 친환경 통수·통기관 제조방법의 상세한 흐름을 나타낸 단계도.
도 2는 본 고안의 실시예에 따른 수목용 자연부식형 친환경 통수·통기관의 복합형 웹(web) 형태의 직조구조를 보여주는 모식도.
도 3은 본 고안의 실시예에 따른 식물성 접착제를 도포한 식물성 섬유의 광학현미경 사진.
도 4는 본 고안의 실시예에 따른 식물성 섬유의 전자현미경 사진.
도 5는 본 고안의 실시예에 따른 식물성 접착제를 도포하지 않은 식물성 섬유와 식물성 접착제를 섬유직경의 10%, 20%, 30%로 각각 도포한 식물성 섬유 등 4종류 섬유의 336시간 염수분무시험 후 부식 상태를 보여주는 전자현미경 사진.

첨부한 도면을 참조하여, 본 고안에 의한 수목용 자연부식형 친환경 통수·통기관에 대하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안의 실시예에 따른 수목용 자연부식형 친환경 통수·통기관 제조방법의 흐름을 나타낸 단계도이다. 친환경의 자연부식형 식물성 섬유를 만들기 위해서는 우선 식물성 섬유의 표면을 세척하는 단계(S100), 분말형 전분 접착제를 도포하는 단계(S110), 스프레이로 물을 뿌린 후 30분간 상온에서 건조하는 단계(S120), 표면처리된 섬유를 교차 직조하는 단계(S130), 직조된 판상의 소재를 원통형으로 성형하는 단계(S200)를 거쳐야 한다. 이때 접착제가 도포된 후 스프레이로 물을 뿌린 식물성 섬유를 건조하는 단계(S120)에서 수분이 충분히 건조되어야 직조가 용이해지고 섬유의 강도가 적합한 상태를 유지할 수 있다. 충분히 건조된 섬유를 150-200mm의 길이로 재단하고 부직포 직조방식으로 판형으로 직조한다. 이후 이를 원통형으로 말아 이음매를 결합한다.

도 2는 본 고안의 실시예에 따른 수목용 자연부식형 친환경 통수·통기관의 복합형 웹(web) 형태의 직조구조를 보여주는 모식도이다. 자연부식형 친환경 통수·통기관의 판형 소재(100)는 접착제를 분사시켜 부분건조한 섬유(110)를 특수바늘을 이용하여 물리적으로 결합시켜 복합조직 부직포 형태로 만드는데 바늘의 펀칭 횟수나 바늘의 밀도 등에 의하여 제품의 두께를 조절할 수 있다. 일반적으로 부직포 웹 형태는 일방향형, 양방향형, 복합형이 있는데 통수·통기관이 지중에 용이하게 매설되기 위해서는 적절한 강도를 가져야 하므로 복합형으로 직조해야 한다.

도 3은 본 고안의 실시예에 따른 식물성 접착제를 도포한 식물성 섬유의 광학현미경 사진이다. 식물성 섬유의 표면에 도포하는 식물성 접착제의 두께는 섬유직경의 20±5% 이내로 제한한다. 접착제의 두께가 섬유직경의 30% 이상이 되면 통기도가 낮아지는 문제가 발생하고, 접착제의 두께가 섬유직경의 10% 이하이면 토양에 식입이 가능한 적절한 강도를 얻을 수 없으며 토양 속에서의 부식속도가 느리기 때문에 자연부식형 식물성 섬유를 얻을 수 없다.

도 4는 본 고안의 실시예에 따른 식물성 접착제를 도포한 코코넛 껍질 식물성 섬유의 전자현미경 사진이다. 수목용 자연부식형 친환경 통수·통기관에 사용되는 식물성 섬유는 코코넛 껍질 섬유를 사용하는데 매년 산업 쓰레기로 버려지는 양이 엄청나며, 이제까지 단순한 쓰레기로 취급 받아온 섬유이므로 이를 활용하는 것은 지구환경 보전에도 효과가 있을 것이다. 코코넛의 껍질은 10%의 강모 섬유질과 20%의 매트리스 섬유질을 포함하는데 유기분해 가공을 거치면 기계적 마모에 강한 내구성을 지니게 되는 미세 다공질 구조를 가진 친환경 섬유이다. 이 섬유는 다공질 구조이므로 통기성이 매우 우수한 특성을 가지고 있다. 또한 분리, 여과, 배수, 보강 기능 우수하고 시간이 지나면 자연부식 되는 성질을 가지고 있다.

수목용 자연부식형 친환경 통수·통기관은 지중에서 잘 부식되어 최장 7년 경과 후에는 토양화 되어야 친환경 재료로서 그 목적을 달성할 수 있으므로 최적 부식조건을 만족할 수 있도록 가공되어야 한다. 본 통수·통기관은 토양 내의 습도가 높은 조건에서 유지되므로 비교적 부식에 유리한 환경이지만 식물성 섬유 상태로 사용하면 완전히 부식하는데 10년 이상이 소요된다. 따라서 부식속도를 증가시키기 위해 식물성 섬유의 표면에 식물성 접착제를 도포하여 국부부식의 발생을 유도하고 이로 인해 부식속도가 가속화 될 수 있도록 고안하였다.

도 5는 본 고안의 실시예에 따른 수목용 자연부식형 친환경 통수·통기관용 섬유의 부식특성 실험결과를 보여주는 전자현미경 사진이다. 식물성 접착제를 도포하지 않은 식물성 섬유(A)와 식물성 접착제를 섬유직경의 10%(B), 20%(C), 30%(D)로 각각 도포한 식물성 섬유 등 4종류 섬유의 부식특성을 염수분무시험을 통해 비교한 것이다. 시험규격은 KS C 0223이고 시험조건은 온도 35℃, 염수농도 5%, 유지시간 16, 24, 96, 336시간으로 시험하였다. 유지시간 96시간 까지는 부식상태가 큰 차이가 없었으나 336시간 경과 후에는 식물성 접착제를 섬유직경의 20%로 도포한 식물성 섬유(C)의 부식속도가 가장 빠름을 확인할 수 있었다. 식물성 접착제를 섬유직경의 20%로 도포한 식물성 섬유(C)는 식물성 접착제를 도포하지 않은 식물성 섬유(A)에 비해 부식속도가 7배 이상 증가하는 것으로 나타났다. 모든 물질은 일단 부분적으로 부식이 발생하면 이 부위가 핵이 되어 그 전파속도가 기하급수적으로 증가하는데 비교시험 결과 섬유직경의 20%로 식물성 접착제를 도포한 식물성 섬유(C)는 3년 이내에 50%, 5년 이내에 95% 이상이 부식되어 토양 속에서 소멸될 것으로 관측되었다.

아래의 표는 염수분무시험 336시간 경과 후 4종류 섬유의 부식 전파길이를 비교한 것이다.

다음은 위 4종류 섬유의 염수분무시험(시험규격 : KS C 0223)을 실시한 염수분무 시험장비의 사진이다.

본 명세서에서 설명되는 실시예와 첨부된 도면은 본 고안에 포함되는 기술적 방법의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과한 것으로 본 명세서에 제시된 실시예는 본 고안의 기술적 범위를 한정하기 위한 것이 아니라 구체적으로 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시예에 의하여 본 고안의 기술적 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 고안의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 방법의 범위 내에서 용이하게 변경할 수 있는 사례와 구체적인 실시예는 모두 본 고안의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (3)

1. 친환경 식물성 섬유에 친환경 식물성 접착제를 도포하여 제작한 자연부식형 친환경 식물성 섬유를 부직포 형태로 직조하여 원통형으로 가공한 수목용 자연부식형 친환경 통수·통기관
2. 청구항 1에 있어서, 상기 친환경 식물성 섬유에 친환경 식물성 접착제를 도포하여 부식속도를 증가시키는 것을 특징으로 하는 자연부식형 친환경 식물성 섬유 제조방법.
3. 청구항 1에 있어서, 1)식물성 섬유의 표면을 세척하는 단계; 2)분말형 전분 접착제를 도포하는 단계; 3)스프레이로 물을 뿌린 후 30분간 상온에서 건조하는 단계; 4)표면처리된 섬유를 교차 직조하는 단계; 및 5)직조된 판상의 소재를 원통형으로 성형하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수목용 자연부식형 친환경 통수·통기관 제조방법.

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