KR100896037B1 - 식생 매트 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하천이나 제방 등의 경사면에 설치되어 식물의 성장을 도모할 수 있는 식생 매트 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 식생 매트는 천연 섬유 소재로 형성되는 천연 섬유층, 솜으로 형성되며 상기 천연 섬유층의 아래에 배치되는 제1 솜층, 식물 종자와 비료가 섞인 암면으로 형성되며 상기 제1 솜층의 아래에 배치되는 암면층, 그리고 솜으로 형성되며 상기 암면층의 아래에 배치되는 제2 솜층을 포함한다. 복수의 지점에서 타공침이 상기 제2 솜층에서부터 상기 천연 섬유층을 차례로 관통하도록 타공함으로써 상기 제2 솜층을 이루는 솜 필라멘트 중 일부 및 상기 제1 솜층을 이루는 솜 필라멘트 중 일부가 상기 천연 섬유층에까지 도달하여 상기 천연 섬유층을 이루는 천연 섬유 소재와 서로 얽히도록 형성된다. 식생 매트가 두 개의 솜층을 구비하고 이 솜층을 이루는 섬유 필라멘트의 일부가 맨 위 층인 천연 섬유층을 이루는 천연 섬유 소재와 서로 얽히도록 형성됨으로써, 접착제나 별도의 재봉 실 등이 없이도 식생 매트의 각 층이 견고하게 서로 부착될 수 있다.

하천, 제방, 경사면, 식물, 식생 매트, 천연 섬유, 암면, 솜

Description

식생 매트 및 그 제조 방법{VEGETATION MAT AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 식생 매트 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 하천이나 제방 등의 경사면에 설치되어 식물의 성장을 도모할 수 있는 식생 매트 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

하천이나 제방의 경사면이나 절개지의 경사면 등이 유시되는 것을 방지하기 위해 콘크리트 블록을 포설하거나 돌을 철망 등으로 고정하는 방법이 알려져 있다.

그러나 이러한 방법은 자연 친화적이지 못한 문제점이 있기 때문에, 경사면 등에 잔디와 같은 식물을 심는 방법이 알려져 있다.

그러나 경사면에 식물을 심는 경우 식물 종자가 완전하게 성장하기 전에 빗물이나 하천 등의 유수에 의해 식물 종자가 쉽게 쓸려 내려가거나 소실될 수 있는 문제가 있다. 즉, 경사면 등에 단순히 식물 종자를 뿌리는 방법으로는 견고한 경사면을 형성하기 어려운 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해, 식물의 종자를 함유한 식생 매트를 경사면에 설치하여 식물의 발아 및 성장 조건을 향상시키는 방안이 제시되었다.

일반적으로 식생 매트는 다양한 종류의 섬유 재질로 된 매트 형태의 층을 구비하고 그 내부에 식물 종자가 함유되는 형태를 가진다.

식생 매트의 종자 접합 제조 기술로 대한민국 등록실용 제20-0178009호 및 등록실용 제20-0251501호에는 수용성인 종이를 이용하여 상부와 하부 사이에 종자를 접착제로 부착하고 히팅 롤러로 압축하여 접합하는 기술이 게시 되었다. 이와 같은 기술은 접착제를 이용하고 히팅 롤러로 압축 접합하는 과정에서 종자의 파손으로 인하여 종자의 발아율 저하 및 균일한 발아가 보장되지 않는 문제점이 있을 수 있으며 종자의 특성상 소립 종자 및 대립 종자의 사용이 어려울 수 있다.

또한, 식생네트 형태의 종자 접합 제조 기술로 대한민국 등록실용 제20-0433197호 , 등록특허 제10-0654174호 및 등록특허 제10-0714674호 등에 네트를 제조함에 있어 종자 접합 방법을 수용성 필름, 수용성 종이, 부직포, 식생지, 나이론, 혼방섬유, 생분해성 비닐, 펄프, 천연 섬유재 등으로 감싼 모양의 씨앗함유사, 씨줄 및 식생줄 형태로 접합하는 방법이 게시되었다. 그러나 이와 같은 기술은 종자를 포함한 씨앗함유사, 씨줄 및 식생줄이 녹화를 유도하려는 지면에 밀착되지 않으므로 발아가 불량하고 균일한 형태의 식생을 유도할 수 없으며 다양한 형태의 종자를 사용하는데 있어서도 문제가 있을 수 있다.

식생매트와 관련된 종래의 기술 및 방법으로는 대한민국 등록특허 제10-0698808호, 등록특허 제10-0628034호, 등록특허 제10-0686584호, 등록특허 제10-0731759호, 등록특허 제10-0741715호, 등록특허 제10-0750564호, 등록특허 제10-0824938호 등에 다양한 종류의 식생 매트 제조 기술 및 방법이 게시되었다. 그러 나 이와 같은 제조 기술 및 방법은 제조 과정이 어렵거나 식물의 성장에 적합한 환경을 제공하지 못하거나 인공 재료가 사용되어 자연 친화적이지 못하거나 종자 결합 시 접착제를 사용하여 다양한 형태의 종자 사용 및 종자 발아를 저해하는 등 여러 가지 문제점이 있을 수 있다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 제조가 간단하고 식물 성장에 유리하며 자연 친화적인 식생 매트 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.

상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 한 실시예에 따른 식생 매트는 천연 섬유 소재로 형성되는 천연 섬유층, 솜으로 형성되며 상기 천연 섬유층의 아래에 배치되는 제1 솜층, 식물 종자와 비료가 섞인 암면으로 형성되며 상기 제1 솜층의 아래에 배치되는 암면층, 그리고 솜으로 형성되며 상기 암면층의 아래에 배치되는 제2 솜층을 포함한다. 복수의 지점에서 타공침이 상기 제2 솜층에서부터 상기 천연 섬유층을 차례로 관통하도록 타공함으로써 상기 제2 솜층을 이루는 솜 필라멘트 중 일부 및 상기 제1 솜층을 이루는 솜 필라멘트 중 일부가 상기 천연 섬유층에까지 도달하여 상기 천연 섬유층을 이루는 천연 섬유 소재와 서로 얽히도록 형성된다.

상기 천연 섬유 소재는 황마 섬유, 면 섬유, 코코넛 섬유 또는 펄프일 수 있다.

상기 제1 솜층과 상기 제2 솜층 중 하나 이상은 튼 목화솜으로 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 식생 매트 제조 방법은, 천연 섬유 소재로 형성된 천연 섬유층 위에 솜으로 이루어지는 제1 솜층을 배치하는 단계, 상기 제1 솜층 위에 식물 종자와 비료가 섞인 암면으로 이루어지는 암면층을 배치하는 단계, 상기 암면층 위에 솜으로 이루어지는 제2 솜층을 형성하는 단계, 그리고 상기 제2 솜층을 이루는 솜 필라멘트 중 일부 및 상기 제1 솜층을 이루는 솜 필라멘트 중 일부가 복수의 지점에서 상기 천연 섬유층에까지 도달하여 상기 천연 섬유층을 이루는 천연 섬유 소재와 서로 얽히도록 타공침을 복수의 지점에서 상기 제2 솜층, 상기 암면층, 상기 제1 솜층, 그리고 상기 천연 섬유층을 관통시키는 단계를 포함한다.

상기 천연 섬유 소재는 황마 섬유, 면 섬유, 코코넛 섬유 또는 펄프일 수 있다.

상기 제1 솜층과 상기 제2 솜층 중 하나 이상은 튼 목화솜으로 형성될 수 있다.

본 발명에 의하면, 식생 매트가 두 개의 솜층을 구비하고 이 솜층을 이루는 섬유 필라멘트의 일부가 맨 위 층인 천연 섬유층을 이루는 천연 섬유 소재와 서로 얽히도록 형성됨으로써, 접착제나 별도의 재봉 실 등이 없이도 식생 매트의 각 층이 견고하게 서로 부착될 수 있다. 이에 따라 매우 간단한 공정으로 식생 매트가 제조될 수 있다.

그리고, 식생 매트를 구성하는 각 층이 천연 섬유 소재, 암면, 목화 솜 등 천연 소재로 형성됨으로써, 일정시간이 경과하면 미생물에 의해 자연 부패가 진행되어 시공 후 식물의 생육을 촉진 할 수 있는 자연 친화적인 식생 매트가 얻어질 수 있다.

또한, 식물 종자와 비료 등을 암면과 함께 두 개의 솜층에 타공 형태로 적층함으로써 고르게 분포하여 어느 한쪽으로 치우치지 않고 전면에 걸쳐 균일하게 수용될 뿐만 아니라 소립 및 대립종자 같은 다양한 형태의 종자 사용이 가능하며 보습력이 뛰어난 암면으로 인해 지면과의 활착 및 발아율 향상을 통해 지면 유실을 방지 할 수 있다.

이하에서 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 식생 매트는 대략 육면체의 형상을 가지도록 형성될 수 있다.

우선, 본 발명의 실시예에 따른 식생 매트는 천연 섬유층(11)을 구비한다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 식생 매트는 상하 방향으로 배열되는 복수의 층을 구비하는 층상 구조를 갖도록 형성될 수 있으며, 천연 섬유층(11)은 식생 매트의 맨 위 층을 형성한다.

천연 섬유층(11)은 천연 섬유 소재로 형성되며, 예를 들어 황마(jute) 섬유, 면 섬유, 코코넛(coconut) 섬유 또는 펄프와 같은 천연 섬유 소재로 형성될 수 있다.

제1 솜층(13)이 천연 섬유층(11) 아래에 배치된다. 제1 솜층(13)은 솜으로 형성되며, 예를 들어 튼 목화 솜으로 형성될 수 있다.

암면층(15)이 제1 솜층(13) 아래에 배치된다. 암면층(15)은 식물 종자(16) 와 비료(19)가 섞인 암면으로 형성된다. 수분 함유 특성이 양호한 암면으로 형성된 암면층(15)에 식물 종자 및 비료가 섞인 상태로 식생 매트가 형성됨으로써, 식물 종자에 충분한 수분이 공급될 수 있어 지면에 잘 활착할 수 있을 뿐만 아니라 이에 따라 식물 종자가 보다 잘 발아하고 성장할 수 있는 환경이 조성될 수 있다.

그리고 제2 솜층(17)이 암면층(15) 아래에 배치된다. 제2 솜층(17)은 솜으로 형성되며, 예를 들어 튼 목화 솜으로 형성될 수 있다.

이때, 도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 지점에서 타공침이 제2 솜층(17)에서부터 천연 섬유층(11)을 차례로 관통하도록 타공함으로써 제2 솜층(17)을 이루는 솜 필라멘트 중 일부 및 제1 솜층(13)을 이루는 솜 필라멘트 중 일부가 천연 섬유층(11)에까지 도달하여 천연 섬유층(11)을 이루는 첨연 섬유 소재와 서로 얽히도록 형성된다.

이와 같이 형성된 식생 매트는 실제 사용 시에는 천연 섬유층(11)이 위를 향하도록 지면에 설치되어 사용된다.

이와 같이, 타공침으로 타공을 하여 제2 솜층(17) 및 제1 솜층(11)의 섬유 필라멘트가 천연 섬유층(11)의 섬유 필라멘트와 얽히도록 함으로써, 별도의 접착제를 사용하거나 각 층을 꿰매는 공정 없이 간단한 방법으로 식생 매트의 각 층을 서로 부착할 수 있다. 또한 접착제 등을 사용하지 않아 소립 종자 및 대립 종자 같은 다양한 형태의 종자 사용이 가능할 뿐만 아니라 고르게 분포됨으로써 어느 한쪽으로 치우치지 않고 전면에 걸쳐 균일하게 수용이 가능하며 일정시간이 경과하면 미생물에 의해 자연 부패가 진행되어 시공 후 식물의 생육을 촉진 할 수 있는 보다 자연 친화적인 식생 매트를 얻을 수 있다.

이하에서, 본 발명의 실시예에 따른 식생 매트를 제조하는 방법에 대해서 첨부된 도 3 내지 도 8을 참조하여 보다 상세히 설명한다.

먼저, 도 3에 도시된 바와 같은 원하는 식생 매트의 형상에 대응하는 천연 섬유 소재로 형성된 천연 섬유층(11)을 준비한다.

다음으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 천연 섬유층(11) 위에 솜을 깔아서 제1 솜층(13)을 형성한다.

다음으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 솜층(13) 위에 식물 종자(16)가 섞인 암면을 깔아서 식물 종자(16)와 비료(19)가 함유된 암면층(15)을 형성한다.

다음으로, 도 6에 도시된 바와 같이, 암면층(15) 위에 솜을 깔아서 제2 솜층(17)을 형성한다.

다음으로, 제2 솜층(17)을 이루는 솜 필라멘트 중 일부 및 제1 솜층(13)을 이루는 솜 필라멘트 중 일부가 복수의 지점에서 천연 섬유층(11)에까지 도달하여 천연 섬유층(11)을 이루는 천연 섬유 소재와 서로 얽히도록 타공침(21)을 복수의 지점에서 제2 솜층(17), 암면층(15), 제1 솜층(13), 그리고 천연 섬유층(11)을 관통시킨다. 즉, 도 6을 참조하면, 복수의 타공침(21)이 부착된 플레이트(23)를 도 6에 도시된 상태의 중간 작업물의 위에서 아래 방향으로 강제로 관통하도록 함으로써 제2 솜층(17) 및 제1 솜층(13)을 이루는 솜 필라멘트(18) 중 일부가 복수의 지점에서 천연 섬유층(11)에까지 도달하여 천연 섬유층(11)을 이루는 천연 섬유 소재와 서로 얽히도록 할 수 있다. 이때, 각 타공침(21)은 대략 외측 아래 방향으로 돌출된 복수의 가시(25)를 구비할 수 있고, 이 가시(25)에 제2 솜층(17)을 이루는 솜 필라멘트 중 일부 및 제1 솜층(13)을 이루는 솜 필라멘트 중 일부가 걸린 상태로 아래 방향으로 끌려 내려감으로써 제2 솜층(17)을 이루는 솜 필라멘트 중 일부 및 제1 솜층(13)을 이루는 솜 필라멘트 중 일부가 천연 섬유층(11)에까지 도달하여 잔존하게 됨으로써 천연 섬유 소재와 얽힐 수 있다. 즉, 제2 솜층(17)을 이루는 솜 필라멘트 중 일부 및 제1 솜층(13)을 이루는 솜 필라멘트 중 일부가 타공침(21)의 가시(25)에 걸려 천연 섬유층(11)까지 끌려 가게 되고 타공침(21)이 빠져 나가면 그 자리에 남아서 천연 섬유층(11)의 섬유 필라멘트와 얽히게 되는 것이다.

식생 매트를 이루는 각 층을 적층한 후에 타공침(21)으로 타공하여 각 층의 섬유가 서로 얽히도록 함으로써 간단한 공정으로 식생 매트를 이루는 각 층이 서로 부착되도록 할 수 있다.

이하에서, 본 발명의 실시예의 작용 및 효과를 몇 가지 실험 예를 참고로 설명한다.

실험예 1

본 실험예 1의 실험은 식생매트의 물리적 흡수 능력을 측정하여 지표면과의 밀착도를 상대적으로 비교하기 위해 실험을 실시하였고, 실험 결과는 하기 표 1에 나타내었다. 하기 표 1에서 본 실험의 식생매트 재료 규격은 1m×m로 하였으며 대상은 관행적인 식생매트인 황마네트에 수용성 종이와 종자가 결합된 매트와 본 발명에 의한 식생매트를 사용하였고 원시료를 3조로 나누어 각각 측정하여 그의 평균값을 산출하였다. 측정 방법은 식생매트 각각의 원시료를 50℃의 드라이오븐에서 8시간 이상 건조하여 초기무게를 측정하였고, 각각의 식생매트를 물에 완전히 포화시킨 후 꺼내어 표면 장력에 의하여 가질 수 있는 상태의 무게를 측정하여 포화흡 수무게를 측정하였으며, 50℃ 드라이 오븐에 각각의 식생매트를 4시간 경과 후의 무게를 건조무게로 표현하였다.

<식생매트 각각의 물리적 흡수능력 비교(단위:kg)>

구 분	초기무게	포화흡수무게	건조무게
본 발명의 실시예에 따른 식생매트	0.5802	5.8032	3.1632
종래의 식생매트	0.2272	1.2960	0.2272

표 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 식생매트가 수용성 종이를 이용하는 종래의 식생매트에 비하여 흡수 능력이 매우 우수 하였으며, 이는 짧은 강우나 수분공급으로도 빠르게 많은 양의 수분을 흡수할 수 있는 능력이 크다는 것을 의미한다.

그리고 초기무게는 시공 상의 편의성을 위하여 관행적인 식생매트와 비교하여 크게 차이가 없었으나 시공 후 강우나 관수에 의하여 수분을 공급했을 때는 자체의 무게가 증가하여 지표면의 밀착도를 증가시켜 토양 원지반과의 모세관 현상을 장기간 유지할 수 있는 특성을 가질 수 있음을 유추할 수 있다. 또한 빨리 건조해지지 않으므로 무게를 장기간 유지시키며 종자 발아에 필요한 수분을 오랜 시간 보유함으로써 식생매트의 좋은 조건을 가질 수 있을 것으로 판단된다.

실험예 2

상기한 실험예 1에 사용된 본 발명의 실시예에 따른 식생매트와 종래의 식생매트의 시간의 경과에 따른 함수율 변화를 실험을 통해 측정해 보았으며, 그 결과를 하기의 표 2에 나타내었다.

<식생매트 각각의 물리적 함수율 비교(단위:%)>

구 분	본 발명의 실시예에 따른 식생매트	종래의 식생매트
포화 함수율(%)	100	100
30분경과 후(%)	91.70	65.42
1시간경과 후(%)	86.77	50.60
2시간경과 후(%)	70.75	9.13
3시간경과 후(%)	58.65	0.00
4시간경과 후(%)	49.46	0.00

표2에는 시간경과에 따른 함수율의 변화를 나타내고 있는데 포화함수율을 100%를 기준으로 관행적인 식생매트의 경우는 약 3시간 경과 후 함수율이 0%가 되었으나 상대적으로 본 발명의 실시예에 따른 식생매트는 58%의 함수율을 유지하였다. 이 결과로 시공현장에서 건조한 날씨나 더운 여름에 식물의 발아를 위하여 잦은 관수를 시행해야 하는 종래의 식생매트에 비하여 시공편의성 및 유지관리 노력을 줄일 수 있으며 건조한 현장여건에서 발아나 식생활착에 매우 유리한 조건을 형성할 수 있음을 알 수 있다. 그러므로 본 발명의 실시예에 따른 식생매트는 수분 보수능력의 지속시간이 길어서 보습효과가 우수하고 식물 종자 발아가 탁월하여 빠른 시간 내에 식생매트와 원지반이 활착하여 사면의 안정성 및 시각적 기능을 동시에 해결할 수 있는 효과가 있다.

실험예 3

실험예 1의 식생매트에서 각각의 하천 제방의 경사면이나 절개지 경사면에서의 효과를 알아보기 위해 양잔디 일종인 페레니얼라이그라스 종자 25g/m²를 포함한 각각의 식생매트를 제작하여 식물이 자라지 않는 토양이 노출된 사면에 세로 2m, 가로 1m의 폭으로 설치한 후, 물을 충분히 관수한 이후에 무관수 조건을 유지하면서 식물의 피복율과 생장량을 측정하여 표 3에 나타냈다. 조사 방법은 실험 후 5일 간격으로 4회 피복율을 조사하였으며 3주 뒤 25cm×5cm의 면적으로 이루어진 임의의 3곳에서 식물체 수거하여 지상부의 평균길이를 측정하고 건조기에서 60℃로 24시간 건조시킨 후 건중량을 측정해 나타냈다.

<식생매트 각각의 피복율 및 생장량 비교>

구 분		본 발명의 실시예에 따른 식생매트	종래의 식생매트
피복율 (%)	5일 후	20.0	10.0
	10일 후	50.0	20.0
	15일 후	75.0	30.0
	20일 후	95.0	45.0
지상부(cm)		48.3	13.5
건중량(g)		15.3	7.3

표 3을 참조하면, 식생매트 각각의 피복율에 있어서 본 발명의 실시예에 따른 식생매트가 월등히 높은 피복율을 보임을 알 수 있다. 이러한 경향은 지상부 및 식물체의 건중량을 측정한 결과에서도 같게 나났는데 이와같은 결과로 보아 암면층을 포함한 식생매트가 수용성 종이를 포함하는 관행적인 식생매트에 비해 가뭄에 쉽게 토양이 건조하고 환경이 열악해지는 사면의 피복에 우수한 효과가 있음을 알 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예와 실험예들을 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등한 것으로 인정되는 범위의 모든 변경 및 수정을 포함한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 식생 매트의 사시도이다.

도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 절개한 단면도이다.

도 3 내지 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 식생 매트 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.

Claims (6)

1. 천연 섬유 소재로 형성되는 천연 섬유층,

   솜으로 형성되며 상기 천연 섬유층의 아래에 배치되는 제1 솜층,

   식물 종자와 비료가 섞인 암면으로 형성되며 상기 제1 솜층의 아래에 배치되는 암면층, 그리고

   솜으로 형성되며 상기 암면층의 아래에 배치되는 제2 솜층을 포함하며,

   복수의 지점에서 타공침이 상기 제2 솜층에서부터 상기 천연 섬유층을 차례로 관통하도록 타공함으로써 상기 제2 솜층을 이루는 솜 필라멘트 중 일부 및 상기 제1 솜층을 이루는 솜 필라멘트 중 일부가 상기 천연 섬유층에까지 도달하여 상기 천연 섬유층을 이루는 천연 섬유 소재와 서로 얽히도록 형성된 식생 매트.
2. 제1항에서,

   상기 천연 섬유 소재는 황마 섬유, 면 섬유, 코코넛 섬유 또는 펄프인 식생 매트.
3. 제1항 또는 제2항에서,

   상기 제1 솜층과 상기 제2 솜층 중 하나 이상은 튼 목화솜으로 형성되는 식생 매트.
4. 천연 섬유 소재로 형성된 천연 섬유층 위에 솜으로 이루어지는 제1 솜층을 배치하는 단계,

   상기 제1 솜층 위에 식물 종자와 비료가 섞인 암면으로 이루어지는 암면층을 배치하는 단계,

   상기 암면층 위에 솜으로 이루어지는 제2 솜층을 형성하는 단계, 그리고

   상기 제2 솜층을 이루는 솜 필라멘트 중 일부 및 상기 제1 솜층을 이루는 솜 필라멘트 중 일부가 복수의 지점에서 상기 천연 섬유층에까지 도달하여 상기 천연 섬유층을 이루는 천연 섬유 소재와 서로 얽히도록 타공침을 복수의 지점에서 상기 제2 솜층, 상기 암면층, 상기 제1 솜층, 그리고 상기 천연 섬유층을 관통시키는 단계를 포함하는 식생 매트 제조 방법.
5. 제4항에서,

   상기 천연 섬유 소재는 황마 섬유, 면 섬유, 코코넛 섬유 또는 펄프인 식생 매트 제조 방법.
6. 제4항 또는 제5항에서,

   상기 제1 솜층과 상기 제2 솜층 중 하나 이상은 튼 목화솜으로 형성되는 식생 매트 제조 방법.

Images