KR101225510B1 - 막대형 수목 제제 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 수용성 비료와, 카올리나이트 및 벤토나이트 중 어느 하나 또는 모두로 이루어진 성형제와, 규조토와 제올라이트 중 어느 하나 또는 모두로 이루어지는 흡착제와, 무기 경화제를 포함하는 혼합물을 점토광물이나 수지를 혼합하여 막대 형태로 고형화한 것을 특징으로 하는 막대형 수목 제제에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 수목에 영양분을 슬로우 릴리징(slow releasing) 방식에 의해 지속적으로 공급할 수 있고, 막힘 현상을 극복하여 연중 편리하게 공급할 수 있으며, 한 번의 주입으로 연중 내내 양분 공급이 이루어지도록 할 수 있고, 간편한 시공 작업으로 수목관리의 편의성을 증대시킬 수 있으며, 부자재의 구입에 따른 비용 발생을 억제할 수 있고, 토양, 환경, 인체에 안전한 환경친화적이고, 수목 등의 미관을 해치지 않는다.

Description

막대형 수목 제제{STICK TYPE WOODY PLANT MEDICATION}

본 발명은 수목 제제에 대한 관한 것으로서, 보다 상세하게는 친환경 자재를 이용하여 기존 액제형태로 만들어져 1회성으로만 사용되어 온 수간삽입용 비료를 한번 사용으로 1년 이상 지속가능하도록 개발한 것으로, 수용성 비료의 나노(Nano) 포집기술로 용출율 제어를 통해 수목에 영양분을 슬로우 릴리징(slow releasing) 방식으로 지속적으로 공급할 수 있고, 간편한 시공 작업으로 수목관리의 편의성을 증대시킬 수 있으며, 부자재의 구입에 따른 비용 발생을 억제할 수 있고, 친환경적인 막대형 수목 제제에 관한 것이다.

국내의 액체형 수간주사의 경우 중력식의 링거병을 이용한 것과 압력식의 압축기를 이용 한 것 두 가지 제품이 있는데, 이 두 종류 모두 나무에 꽂을 때 바늘이 있어야 하며, 중력 또는 압력으로 힘을 가하여 수목에 유효성분을 주사하고, 주사 후 제품용기를 수거해야 한다. 링거식의 경우 별다른 기술 없이 흔히 병원에서 약을 투여하는 방식을 이용하여 수목에 적용한 것으로 포도당이나 양분을 링거병에 채운 후 수목의 가지에 거꾸로 매달아 중력의 힘으로 유효성분을 수목에 주사하는 것이다. 압축식의 경우 한국실용신안등록 제20-0401797호의 내용과 같이 틀안에 성분을 넣은 후 압축을 하고 앞에서 주입구를 이용하여 차단막을 터뜨려 수목에 주사한다. 해외에서는 미국의 mauget 상표의 제품이 있는데, 이것 또한 어떠한 틀에 압력을 가하여 포장한 후 사용 시 그 압력으로 수목에 주사하는 원리이다.

일반적으로, 수목을 관리하기 위하여 비료를 수목과 토양에 살포하게 된다. 이러한 수목 관리 방법에 사용되는 제형은 살포형 제제들이며, 사용시 1회의 효과를 기대할 수 있다.

이와 같은 살포형 제제는 처리 시간이 신속하나, 실제 시민들을 비롯한 일반인들은 가로수나 조경수에 제제가 처리되고 있는지 또는 처리되었는지를 인식하기 어렵고, 그 효과도 단기적이다.

그리고, 이러한 수목 관리 방법은 구멍뚫기, 주사바늘 삽입에 의한 주입기 압축, 링거병 걸기에 의한 주입기 삽입, 수거, 구멍 메우기 등과 같은 단계들로 인해 시공 절차가 복잡하고, 수액이 많아지는 하절기에는 주입하기가 어려우며, 침엽수의 경우 송진으로 인한 막힘 현상, 양액 누수현상 등이 빈번하게 발생하게 되는 문제점을 가지고 있으며,이와 같은 종래의 수목 관리를 위한 액제형 수간주사는 중력식 또는 압력식이기 때문에 유효성분 단가보다 기타 부자재의 단가가 더 비싸서 전체적으로 제품단가가 높아지고, 지속기간이 짧아 주기적인 관리가 필요한 문제점을 가지고 있었다.

또한, 환경 오염 등으로 인해 식당이 밀집한 곳, 병원, 골프장, 아파트 등에 위치하는 수목에는 비료를 살포하는 것이 점점 어려워지고 있기 때문에 해마다 수간주사 시장은 커지고 있으나 액체형 수간주사는 시공, 단가, 약효 지속성 등 여러가지 문제로 인하여 그 한계를 극복하지 못하고 있다. 약제 가격이 매우 비싸고, 조경전문 시공인이 아닌 일반인들이 시공하였을 때 수간주사 성공률이 매우 낮아 시공의 문제점 또한 크기 때문에 이러한 제반 문제를 해결 할 수 있는 고체형 수간 주사의 시장요구가 매우 커지고 있다. 이를 개선하기 위하여 당사의 칼슘결합 경화 특성을 이용한 고강도 완효성 막대비료의 기술(한국특허등록 제10-1024187호)을 바탕으로 나무에 구멍을 뚫고 원터치(one touch)로 투입할 수 있는 스틱 형태의 제재를 개발하여 별도의 부속자재가 필요 없고, 가격이 1/2 수준으로 낮으며, 수목에 넣어 주기만 하면 물관 내부의 수액에 의해 서서히 양분성분이 용출되어 일반인들도 사용하기 간편하여 수간주사 성공률이 100%에 가까운 바이오 스틱 비료를 개발하고자 한다.

기존에는 액제 형태의 비료를 링거병 또는 압축식 주입기에 넣은 형태로 재료 원가 상승의 원인이 되고 이것은 소비자에게 부담이 되어 원가상승 요인이 되었다. 또한, 작업할 때에도 링거병에 별도의 주사사용방법이 어려워 소비자가 사용하기에 어려웠다. 또한 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 나노(Nano) 포집기술을 이용하여 수목에 영양분을 슬로우 릴리징(slow releasing) 방식에 의해 지속적으로 공급할 수 있고, 막힘 현상을 극복하여 연중 편리하게 공급할 수 있으며, 한 번의 주입으로 연중 내내 양분 공급이 이루어지도록 할 수 있고, 간편한 시공 작업으로 수목관리의 편의성을 증대시킬 수 있으며, 부자재의 구입에 따른 비용 발생을 억제할 수 있다.

또한, 본 발명은 토양, 환경, 인체에 안전한 환경친화적이고, 수목 등의 미관을 해치지 않는다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 측면에 따르면, 수목에 영양 제공을 위한 제제로서, 수용성 비료와, 카올리나이트 및 벤토나이트 중 어느 하나 또는 모두로 이루어진 성형제와, 규조토와 제올라이트 중 어느 하나 또는 모두로 이루어지는 흡착제와, 무기 경화제를 포함하는 혼합물을 점토광물이나 수지를 혼합하여 막대 형태로 고형화할 수 있는 막대형 수목 제제가 제공된다.

상기 혼합물은, 상기 수용성 비료가 10∼50w%, 상기 성형제가 40∼80w%, 상기 흡착제가 5∼10w%, 상기 무기 경화제가 3∼5w%를 포함할 수 있다.

상기 막대형 수목 제제는, 원형바, 원뿔, 다면체 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.

상기 무기 경화제는, 석회 또는 석고 중 어느 하나 또는 모두로 이루어질 수 있다.

상기 수용성 비료는, 상기 혼합물에 대하여 40w%일 수 있다.

상기 성형제는, 상기 카올리나이트 및 상기 벤토나이트로 이루어지고, 상기 혼합물에 대하여 카올리나이트 및 상기 벤토나이트는 각각 30w% 및 20w%일 수 있다.

상기 무기 경화제는, 상기 혼합물에 대하여 5w%일 수 있다.

상기 막대형 수목 제제는, 용출률이 8∼51%일 수 있다.

본 발명에 따른 막대형 수목 제제에 의하면, 나노 포집 기술을 이용하여 수목에 영양분을 슬로우 릴리징(slow releasing) 방식에 의해 지속적으로 공급할 수 있고, 막힘 현상을 극복하여 연중 편리하게 공급할 수 있으며, 한 번의 주입으로 연중 내내 양분 공급이 이루어지도록 할 수 있고, 간편한 시공 작업으로 수목관리의 편의성을 증대시킬 수 있으며, 부자재의 구입에 따른 비용 발생을 억제할 수 있고, 토양, 환경, 인체에 안전한 환경친화적이고, 수목 등의 미관을 해치지 않도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 막대형 수목 제제의 다양한 실시예를 도시한 사시도이고,
도 2는 본 발명에 따른 막대형 수목 제제의 제조 과정을 설명하기 위한 도면이고,
도 3은 본 발명에 따른 막대형 수목 제제에서 점토광물의 전자현미경 사진이고,
도 4는 본 발명에 따른 막대형 수목 제제에서 나노 포집기술을 설명하기 위한 도면이고,
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 막대형 수목 제제의 시공 모습을 도시한 단면이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고, 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고, 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니고, 본 발명의 기술 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 식으로 이해 되어야 하고, 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명하며, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 부여하고, 이에 대해 중복되는 설명을 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 막대형 수목 제제의 다양한 실시예를 도시한 사시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 막대형 수목 제제는 수용성 비료와, 성형제와, 흡착제와, 무기 경화제를 포함하는 혼합물을 막대 형태로 고형화한 것이다. 여기서, 수용성 비료는 식물에 대하여 영양을 제공하는 제제이며, 용출률이 45% 이하임이 바람직하다. 또한, 성형제는 혼합물의 형상을 유지하도록 하는 역할을 하고, 카올리나이트 및 벤토나이트 중 어느 하나 또는 모두로 이루어질 수 있다. 또한, 흡착제는 여과 기능과 흡착 기능을 가지도록 하고, 규조토와 제올라이트 중 어느 하나 또는 모두로 이루어질 수 있다. 또한, 무기 경화제는 혼합물의 경화를 위한 무기물로서, 석회(인산)와 석고(황산) 중 어느 하나 또는 모두이다. 여기서, 규조토는 제올라이트와 함께 벌집구조를 이루게 되고, 여과 기능이 우수하고, 제올라이트는 흡착 기능이 우수하다. 카올리나이트는 판상 구조로 그리고 벤토나이트는 망상 구조로 이루어져 있고, 점착성이 뛰어나다.

본 발명에 따른 막대형 수목 제제(100)는 혼합물에 고형화를 위하여 점토광물이나 수지가 혼합될 수 있고, 도 1에 도시된 a, b, c, d, e, f에서와 같이, 원형바, 원뿔, 다면체 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.

한편, 혼합물은 수용성 비료가 10∼50w%, 성형제가 40∼80w%, 흡착제가 5∼10w%, 무기 경화제가 3∼5w%를 포함할 수 있다. 여기서, 혼합물에 대하여, 수용성 비료는 40w%일 수 있고, 성형제를 이루게 되는 카올리나이트 및 벤토나이트는 각각 30w% 및 20w%일 수 있으며, 무기 경화제는 5w%일 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 막대형 수목 제제의 제조를 위하여, 정밀저울을 이용한 원료정량, 원재료 배합, 물 투입, 원료 투입, 피스톤 압출, 커팅 시스템에 의한 커팅 가공, 열풍 건조, 완제품 및 포장의 과정을 거치게 된다.

이와 같은 본 발명에 따른 막대형 수목 제제의 작용을 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 막대형 수목 제제에 의하면, 수목에 직접 꽂아 사용하는 나무활력제로 수목이식 전.후 쇠약해진 수목에 영양분을 신속하고도 지속적으로 공급하여 광합성을 촉진하고, 수세를 빠르게 회복시키다. 또한, 본 발명에 따른 막대형 수목 제제에 의하면 막힘 현상없이 연중 편리하게 영양분 공급이 가능하다.

아래의 표 1은 배합비에 의해 소나무의 생육에 미치는 영향을 나타낸 것으로서, 용출률이 45%를 초과하는 경우 소나무가 고사함을 알 수 있다.

수용성 비료 (w%)	성형제(w%)			무기경화제(w%)			압축강도 (ton/㎡)	용출률 (w%)	수목활력도
	카올리 나이트	벤토 나이트	소계	석회(인산)	석고(황산)	소계
									2010.08.17	2010.10.08
0	42.5	42.5	95	2.5	2.5	5	420	-	15	21
80	7.5	7.5	15		5	5	230	51	28	64(고사)
80	7.5	7.5	15	5		5	170	75	31	58(고사)
80	7.5	7.5	15	2.5	2.5	5	280	45	22	34
90	3.5	3.5	7	3		3	150	62	34	62(고사)
90	3.5	3.5	7		3	3	190	58	32	67(고사)

또한, 흡착제의 비율에 따른 성형 및 용출률에 미치는 영향을 아래의 표 2에 나타내며, 규조토와 제올라이트 및 흡착제의 중량 비율에 용출률 및 성형 유무에 미치는 영향을 확인할 수 있다.

막대비료 원재료 (w%)	규조토 (w%)	제올라이트 (w%)	흡착제 합계 (w%)	성형유무	용출률 (%)
100	0	0	0	○	46
90	10	0	10	○	38
90	5	5	10	○	33
90	0	10	10	○	29
80	20	0	20	△	-
80	10	10	20	△	-
80	0	20	20	△	-
70	30	0	30	×	-
70	15	15	30	×	-
70	0	30	30	×	-

표 2에 의하며, 비료 80w%와 성형제 15w%, 석회 2.5w%, 석고 2.5w%를 이용한 막대형 수목 제제의 원재료에 규조토, 제올라이트의 투입비율을 증가시키면서 용출률을 측정한 결과, 규조토와 제올라이트의 투입비율이 증가할수록 용출률이 낮아지는 것을 알 수 있다. 하지만 규조토와 제올라이트는 가소성과 점착성이 없기 때문에 그 비율이 30w% 이상이면 성형이 되지 않아 막대형태의 모양을 만들 수 없었고, 성형제 비율이 12w% 이상이 되어야만 성형이 되어도 부스러지지 않고 모양을 유지할 수 있었다.

아래의 표 3은 수용성 비료의 조성 비율에 따른 막대형 수목 제제의 압축강도 및 용출률에 미치는 영향을 나타낸다.

수용성 비료 (w%)	성형제 (w%)	무기경화제 (w%)	흡착제 (w%)	성형유무	압축강도 (ton/㎡)	용출률 (%)
10	75	5	10	○	450	8
20	65	5	10	○	410	12
30	55	5	10	○	370	20
40	45	5	10	○	240	32
50	35	5	10	○	170	48
60	25	5	10	○	140	51
70	15	5	10	△		-
80	5	5	10	×		-

무기 경화제는 5w%로 석회와 석고를 1:1로 혼합하여 사용하였으며, 무기 흡착제는 10w%로 규조토와 제올라이트를 1:1로 혼합하여 사용하였다. 수용성 비료의 비율은 10w%부터 10w%씩 증가시켜 성형이 되는 60w%까지 늘려서 막대형 수목 제제를 제조하였고, 성형제는 카올리나이트와 벤토나이트를 1:1로 혼합하여 사용하였다.

표 3에서와 같이 수용성 비료 비율이 낮을수록, 성형제 비율이 높을수록 용출률이 작아져 비료 10w%, 성형제 75w% 무기경화제 5w%, 흡착제 10w%에서 용출률이 8%이었다. 성형제 비율이 낮을수록 용출률이 급격하게 높아졌는데 이는 무기흡착제 10w%로 인하여 압축강도가 떨어져 물에 쉽게 풀어지기 때문이다.

아래의 표 4는 성형제 비율에 따른 막대형 수목 제제의 용출률을 나타낸다.

수용성비료 (w%)	성형제(w%)		무기경화제 (w%)	흡착제 (w%)	용출률 (%)
	카올리나이트	벤토나이트
40	50	0	5	5	32
40	40	10	5	5	31
40	30	20	5	5	24
40	20	30	5	5	27
40	10	40	5	5	31
40	0	50	5	5	35

카올리나이트와 벤토나이트를 30:20으로 혼합한 배합비에서 가장 용출 제어효과가 좋았으며, 카올리나이트가 벤토나이트에 비하여 용출제어효과가 더 뛰어나다.

아래의 표 5에서는 성형제로 쓰이는 카올리나이트와 벤토나이트, 흡착제로 쓰이는 규조토와 제올라이트의 비율을 각각 1:1로 정하여 놓고 소나무에 대한 생육실험을 하였다.

수용성 비료 (w%)	성형제 (w%)	무기경화제 (w%)	흡착제 (w%)	용출율 (%)	수목활력도(㏀)
					2010.08.17	2010.10.08	차이
0	85	5	10	-	13	23	10
10	75	5	10	7	12	21	9
20	65	5	10	14	14	21	7
30	55	5	10	21	15	22	7
40	45	5	10	25	14	18	4

그 결과 수용성 비료 함량 40w%, 용출률이 25%인 처리구에서 소나무의 생육이 가장 좋았다. 따라서 수용성 비료 함량을 40w%로 하고 각각의 성형제와 흡착제의 비율별 용출특성을 비교하여 막대형 수목 제제에 가장 적합한 배합비를 찾고자 하였다.

수용성비료 (w%)	성형제 (w%)	무기경화제 (w%)	흡착제(w%)		용출률 (%)
			규조토	제올라이트
40	50	5	5	0	29
40	50	5	2.5	2.5	23
40	50	5	0	5	15

표 6과 같이 흡착제로 쓰이는 규조토와 제올라이트의 비율별 용출특성을 비교하기 위하여 수용성 비료 40%, 카올리나이트 30%, 벤토나이트 20%, 무기경화제 5%의 배합에 흡착제의 비율을 달리하여 막대비료를 만들어 용출률을 측정하였다. 제올라이트가 규조토에 비하여 수용성 비료의 흡착효과가 뛰어났으며, 제올라이트 5% 사용시 용출률이 15%로 낮아졌다.

이와 같이, 본 발명에 따른 막대형 수목 제제를 도 5 및 도 6에서와 같이, 수목 주위에 한 번만 꽂으면, 양분이 1년 이상 용출됨으로써 기존 액제형 수간주사의 복잡한 시공절차를 축소하여 일반인들도 보다 쉽게 사용하도록 할 뿐만 아니라, 원가를 낮추어 사용량을 늘려 친환경 수목관리를 확대할 수 있고, 기존 살포대비 약 1/10배 양으로도 동일한 효과를 가질 수 있어 매우 경제적이다.

또한, 본 발명에 따른 막대형 수목 제제는 흙과 같은 친환경 소재로 이루어지고, 도 4에 도시된 바와 같이, 나노 포집기술을 이용한 고형 제제이기 때문에 수목에 꽂으면 막대 자체가 메움재 역할을 하고, 형성층의 생성을 도와서 드릴에 의한 수목 동공 치유효과가 탁월하고, 수간통, 병, 주사 바늘 등 기타 부자재 발생이 전혀 없으며, 사용 후 수거과정이 필요없어 친환경적이다.

그리고, 본 발명에 따른 막대형 수목 제제에 의하면, 기존 수관주사와 유사하게 원제를 탐지한 제형을 나무 수관부에 직접 삽입 처리하는 방식이므로 토양, 환경, 인체에 안전한 환경친화적인 제형이며, 가로수나 조경수, 과수 및 임목에 직접 처리해도 전혀 미관을 해치지 않아 경관 유지에 적합하며, 약액에 직접 접촉할 필요가 없기 때문에 누구나 간편하고 손쉽게 처리가 가능하여 사용자 편이성을 높이고, 처리가 간편하여 처리 시간 및 노동을 절감하도록 한다.

이와 같이 본 발명에 따른 막대형 수목 제제는 슬로우 릴리징(slow releasing) 방식의 제형으로 1회 처리로 1년 이상 용출됨으로써 연중 공급이 가능함으로써, 비용을 효과적으로 절감할 수 있도록 하고, 제형 삽입구 처리공의 직경이 0.8cm 미만으로 매우 미소하기 때문에 처리 수목 자체의 자연 유합력으로 3개월 이내 치유 가능하다.

이와 같이 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이러한 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

11 : 혼합탱크 12 : 혼합기
13 : 호퍼 14 : 압출부
15 : 커터 16 : 열풍건조실

Claims (8)

1. 수목에 영양 제공을 위한 제제로서,
   수용성 비료와,
   카올리나이트 및 벤토나이트 중 어느 하나 또는 모두로 이루어진 성형제와,
   규조토와 제올라이트 중 어느 하나 또는 모두로 이루어지는 흡착제와,
   석회 또는 석고 중 어느 하나 또는 모두로 이루어지는 무기 경화제를 포함하는 혼합물을 막대 형태로 고형화하여 원형바, 원뿔, 다면체 중 어느 하나로 이루어지고,
   상기 혼합물은,
   상기 수용성 비료가 10∼50w%, 상기 성형제가 40∼80w%, 상기 흡착제가 5∼10w%, 상기 무기 경화제가 3∼5w% 포함되고,
   상기 막대형 수목 제제는, 용출률이 8∼45%인 것을 특징으로 하는 막대형 수목 제제.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서, 상기 수용성 비료는,
   상기 혼합물에 대하여 40w%인 것을 특징으로 하는 막대형 수목 제제.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 성형제는,
   상기 카올리나이트 및 상기 벤토나이트로 이루어지고, 상기 혼합물에 대하여 카올리나이트 및 상기 벤토나이트는 각각 30w% 및 20w%인 것을 특징으로 하는 막대형 수목 제제.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 무기 경화제는,
   상기 혼합물에 대하여 5w%인 것을 특징으로 하는 막대형 수목 제제.
8. 삭제

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