KR20140045870A - 바이오폴리머를 이용한 식생의 발아 또는 생장 증진 방법 - Google Patents
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Abstract
본원은 생장의 발아 또는 생장 증진 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 생물체로부터 생성되는 다당류인 바이오폴리머를 이용한 환경친화적인 식생의 발아 및 식생 증진 기술에 관한 것이다.
Description
본원은 생장의 발아 또는 생장 증진 방법 및 식생의 발아 또는 생장 증진용 흙 조성에 관한 것으로서, 구체적으로는 생물체로부터 생성되는 다당류인 바이오폴리머를 이용한 환경친화적인 식생의 발아 또는 생장 증진 기술에 관한 것이다.
흙의 지반공학적 구조는 식생의 생장에 직접적인 영향을 미친다. 일반적으로 흙의 구조가 느슨할수록, 그리고 흙 속 함수비가 높을수록 식물의 생장이 증진된다 [Passioura, 1991, "Soil structure and plant growth", Australian Journal of Soil Research, 제28권, 제6호, 717-728쪽]. 따라서 농업의 경우 파종 전 농토를 교반하거나, 효율적인 관개 (灌漑) 체계를 유지하는 것이 중요하다. 한국의 표토의 대부분은 화강암의 최종 풍화 산물인 화강잔류토로서, 황토도 이의 일종이다 [황진연 외, 2000, "우리 나라 황토 (풍화토)의 구성광물 및 화학성분, 한국광물학회지, 제13권, 제3호, 146-163쪽]. 황토는 주로 할로이사이트 (halloysite)로 구성되어 흙의 구조가 조밀하여 예로부터 건축재료로는 사용되어 왔으나, 식생 생장에는 적합하지 않은 흙으로 인식되어 왔다.
이에, 흙의 침식을 방지하면서도, 식생 생장을 증가시키도록 흙을 개량시키기 위한 연구에 대한 관심이 증가하고 있다.
한편, 바이오폴리머는 생물이 생성하는 고분자 물질로 생물체를 구성하는 탄수화물, 지방, 단백질, 핵산과 이들의 복합체 등이 생물체 내에서 합성되어 체외로 분비하는 다양한 종류의 고분자 물질을 일컫는다. 산업적으로 중요한 바이오폴리머 중에는 미생물이 생산하는 잔탄 (Xanthan), 젤란 (gellan) 등이 있으며, 키틴 (Chitin)이 탈아세틸화되어 얻어지는 키토산 (Chitosan) 등이 있다 [이진우, 2001, "미생물을 이용한 껌류의 생산", 미생물과 산업, 제27권, 23-32쪽]. 특히, 수용성 또는 불용성 다당류 (polysaccharide)들은 10 개 이상의 단당 또는 유도 단당이 글리코시드 (glycosidic) 결합에 의하여 생성된 고분자로 자연계에 가장 풍부하게 존재하면서 인간에게 유용한 대표적인 바이오폴리머이다. 이들은 화학적 합성고분자와 달리 환경친화적이며, 구조적 특성에서 비롯되는 겔 (gel) 형성, 유화 안정능, 표면장력 조절능, 물 흡수능, 접착능, 윤활능 및 바이오필름 형성능 등의 기능적 특성으로 인해 각종 산업분야에서 주요 소재로 사용되고 있다 [이홍금, 2001, "해양 미생물로부터 바이오폴리머 개발동향", BioWave, 제3권, 제4호, SubNo. 7].
이와 같은 바이오폴리머들은, 석유계열 합성고분자와는 달리 친환경적인 소재로서, 환경 및 사회적 문제로부터 자유로운 면이 있어 향후 중요한 재료 소재로 활용될 가능성을 지니고 있다.
이에, 본원은 바이오폴리머를 이용하여 식생 생장을 증진시킬 수 있는, 식생의 발아 또는 생장 증진 방법 및 상기 방법에 의해 제조되는 식생의 발아 또는 생장 증진용 흙 조성물을 제공하고자 한다.
그러나, 본원이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 기술한 과제로 제한되지 않으며, 기술되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본원의 제 1 측면은, 고분자 점질성 바이오폴리머를 흙에 첨가하는 것을 포함하는, 식생 (Vegetation)의 발아 또는 생장 증진 방법을 제공한다.
본원의 제 2 측면은, 상기 본원의 제 1 측면의 식생의 발아 또는 생장 증진 방법에 의해 제조되며, 고분자 점질성 바이오폴리머를 포함하는, 식생의 발아 또는 생장 증진용 흙 조성물을 제공한다.
본원에 의하면, 기존의 질소, 인 계열의 화학비료 또는 인공배양토에 의존하지 않는 환경친화적인 식생의 발아 또는 생장 증진용 흙 조성물을 제조할 수 있다. 기존의 식생 증진 기술은 질소, 인 계열의 인공화학비료를 사용하거나, 인공배양토를 사용하는 방법이 주로 사용되었다. 하지만 본원에 따른 바이오폴리머를 이용한 식생의 발아 또는 생장 증진 방법은 식생의 발아 및/또는 생장을 촉진시킬뿐만 아니라, 식생 안정화 이전에 대한 지반의 초기 안정화를 유지하고, 지하수 또는 하천에 대한 오염 및 부영양화 우려가 없을 뿐만 아니라, 시간이 경과됨에 따라 바이오폴리머들이 자연적으로 생분해되어 원래의 흙으로 회귀되는 환경친화적인 장점들을 지니고 있다. 따라서 본원에 따른 바이오폴리머를 이용한 식생의 발아 또는 생장 증진 방법은 친환경 식생 조성 분야뿐만 아니라, 대형 건설 현장에서의 식생 법면 조성, 하천 제방 및 수변 공간 녹화사업, 도로 및 철도 사면의 초기 안정화, 대규모 농지 조성, 옥상 및 도시 농업 등 다양한 분야에 효과적으로 사용될 수 있을 것으로 판단된다. 나아가 본원에 따른 바이오폴리머를 이용한 식생의 발아 또는 생장 증진 방법 및 식생의 발아 또는 생장 증진용 흙 조성물은 본격적인 바이오폴리머 상용화 추세에 발맞춰 추가적인 발명 효과를 기대할 수 있다.
도 1은, 본원의 일 구현예에 따른 살포 방식을 이용한 바이오폴리머 처리 식생 지반 조성에 관한 개념도를 나타낸 것이다.
도 2는, 본원의 일 구현예에 따른 습식혼합·포설 방식을 이용한 바이오폴리머 처리 식생 지반 조성에 관한 개념도를 나타낸 것이다.
도 3은, 본원의 일 구현예에 따른 건식혼합·살포 방식을 이용한 바이오폴리머 처리 식생 지반 조성에 관한 개념도를 나타낸 것이다.
도 4는, 본원의 일 구현예에 따른 바이오폴리머를 이용한 친환경 수변 공간 조성을 위한 구획 구분에 관한 개념도를 나타낸 것이다.
도 5는, 본원의 일 실시예에 따른 바이오폴리머 처리토의 시험 재배 사진을 나타낸 것이다.
도 6은, 본원의 일 실시예에 따른 바이오폴리머 처리토의 시간에 따른 식생 생장 결과 사진을 나타낸 것이다.
도 7a는, 본원의 일 실시예에 따른 무처리 황토와 식생 뿌리를 촬영한 전자투사현미경 사진을 나타낸 것이다.
도 7b는, 본원의 일 실시예에 따른 베타글루칸 처리 황토와 식생 뿌리를 촬영한 전자투사현미경 사진을 나타낸 것이다.
도 7c는, 본원의 일 실시예에 따른 잔탄검 처리 황토와 식생 뿌리를 촬영한 전자투사현미경 사진을 나타낸 것이다.
도 2는, 본원의 일 구현예에 따른 습식혼합·포설 방식을 이용한 바이오폴리머 처리 식생 지반 조성에 관한 개념도를 나타낸 것이다.
도 3은, 본원의 일 구현예에 따른 건식혼합·살포 방식을 이용한 바이오폴리머 처리 식생 지반 조성에 관한 개념도를 나타낸 것이다.
도 4는, 본원의 일 구현예에 따른 바이오폴리머를 이용한 친환경 수변 공간 조성을 위한 구획 구분에 관한 개념도를 나타낸 것이다.
도 5는, 본원의 일 실시예에 따른 바이오폴리머 처리토의 시험 재배 사진을 나타낸 것이다.
도 6은, 본원의 일 실시예에 따른 바이오폴리머 처리토의 시간에 따른 식생 생장 결과 사진을 나타낸 것이다.
도 7a는, 본원의 일 실시예에 따른 무처리 황토와 식생 뿌리를 촬영한 전자투사현미경 사진을 나타낸 것이다.
도 7b는, 본원의 일 실시예에 따른 베타글루칸 처리 황토와 식생 뿌리를 촬영한 전자투사현미경 사진을 나타낸 것이다.
도 7c는, 본원의 일 실시예에 따른 잔탄검 처리 황토와 식생 뿌리를 촬영한 전자투사현미경 사진을 나타낸 것이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 구현예 및 실시예를 상세히 설명한다.
그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 구현예 및 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 또한, 본원 명세서 전체에서, "~ 하는 단계" 또는 "~의 단계"는 "~를 위한 단계"를 의미하지 않는다.
본원 명세서 전체에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 "이들의 조합(들)"의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.
본원 명세서 전체에서, "A 및/또는 B"의 기재는, "A 또는 B, 또는 A 및 B"를 의미한다.
본원 명세서 전체에서, 용어 "양이온계 수용액"은, 양이온을 포함하는 수용액을 의미하는 것으로서, 예를 들어, 알칼리 금속 또는 알칼리토금속 이온을 함유하는 수용액을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 상기 알칼리 금속은 1 가의 양이온을 제공할 수 있는, Li, Na, K, Rb, 및 Cs으로 이루어진 1 족 금속을 포함하고, 상기 알칼리토금속은 2 가의 양이온을 제공할 수 있는, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, 및 Ra으로 이루어진 2 족 금속을 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 용어 "황토 (Hwang-to)"는 대륙의 내부에서 풍화로 부서진 암석의 미세한 알갱이들이 바람에 날려와 쌓인 누런빛이나 누런 갈색을 띠는 화강잔류토를 의미한다.
본원 명세서 전체에서, 용어 "토양"은 흙과 동일한 의미로 사용된다.
이하, 본원의 구현예를 상세히 설명하였으나, 본원이 이에 제한되지 않을 수 있다.
본원의 제 1 측면은, 고분자 점질성 바이오폴리머를 흙에 첨가하는 것을 포함하는, 식생 (Vegetation)의 발아 또는 생장 증진 방법을 제공한다.
식생의 발아 및 생장은 흙의 통기·통습성, 보유 수분, 온도, 광량, 유기물 함량 등의 영향을 받는다. 따라서 일반적으로 식생의 발아 및 생장을 증진시키기 위해서 통기·통습성, 흙 보습율이 우수한 인공배양토를 사용하거나, 질소, 인 계열의 화학 비료를 첨가하여 흙 속 유기함량을 개선시키는 방법들이 통용되고 있다. 하지만 대규모 조림 (稠林)이나 식생 조성의 경우, 인공배양토를 사용한다는 점은 지극히 비현실적이고, 질소, 인 계열의 화학비료의 경우에도 하천 및 지하수로 유입되는 경우 수질오염을 유발시킬 수 있는 문제점들을 지니고 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 고분자 점질성 바이오폴리머는 생물체로부터 생성되는 고분자 물질이라면 제한 없이 사용될 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 상기 고분자 점질성 바이오폴리머는 글루코오스 (glucose)를 기본 단위 (monomer)로서 가지는 물질을 포함하는 것일 수 있고, 크게 다당류 (polysaccharide)와 아미노산 (amino-acid) 계열로 분류할 수 있으며, 상기 다당류 계열의 바이오폴리머는 그 형상에 따라 고분자 사슬형 (high-molecular chains)과 겔화 (gelation) 바이오폴리머로 구분할 수 있다. 예를 들어, 상기 고분자 사슬형 바이오폴리머는 글루코오스 (glucose)를 기본 단위 (monomer)로서 가지는 물질을 포함하는 것일 수 있으며, 예를 들어, 베타-1,3/1,6-글루칸 (PolycanTM), 알파글루칸, 커들란 (Curdlan) 등을 포함할 수 있고, 상기 겔화 바이오폴리머로는 웰란 (Wellan gum), 젤란검 (Gellan gum), 잔탄검 (Xanthan gum), 아가 (Agar gum), 석시노글리칸 (Succinoglycan gum) 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 상기 아미노산 계열의 바이오폴리머는 키토산 (Chitosan)과 감마피지에이 (γPGA) 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 고분자 점질성 바이오폴리머를 흙 약 100 중량부에 대해 약 20 중량부 이하, 예를 들어, 약 0.00001 중량부 내지 약 15 중량부, 약 0.00001 중량부 내지 약 10 중량부, 약 0.00001 중량부 내지 약 5 중량부, 약 0.00001 중량부 내지 약 1 중량부, 약 0.00001 중량부 내지 약 0.5 중량부, 약 0.00001 중량부 내지 약 0.1 중량부, 약 0.0001 중량부 내지 약 20 중량부, 약 0.01 중량부 내지 약 20 중량부, 약 0.05 중량부 내지 약 20 중량부, 약 0.1 중량부 내지 약 20 중량부, 약 0.5 중량부 내지 약 20 중량부, 약 1 중량부 내지 약 20 중량부, 약 5 중량부 내지 약 20 중량부, 또는 약 10 중량부 내지 약 20 중량부로 첨가하는 것을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 고분자 점질성 바이오폴리머는 흙 내의 공극을 확장시키고, 흙 내 함수 특성을 유지시켜주며, 흙 입자간의 결합력을 증가시키는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 고분자 점질성 바이오폴리머를 흙에 첨가하는 것은, 상기 고분자 점질성 바이오폴리머를 상기 흙과 혼합하거나, 상기 흙의 표면에 살포하거나, 또는 상기 흙 내에 주입하여 수행되는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 고분자 점질성 바이오폴리머를 분말 상태로 흙에 첨가하는 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 상기 고분자 점질성 바이오폴리머는 흙과 직접 혼합하여 사용하거나, 고분자 점질성 바이오폴리머 분말 또는, 현탁액 또는 수용액을 흙의 표면에 도포하여 피복을 형성하도록 하거나, 또는 상기 흙 내에 주입할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 또한, 상기 고분자 점질성 바이오폴리머를 상기 흙과 직접 혼합한 후에, 이를 대상 지역의 지표면에 포설할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 고분자 점질성 바이오폴리머를 수용액 또는 염기성 수용액 상태로 흙에 첨가하는 것을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 고분자 점질성 겔화 다당류 바이오폴리머의 현탁액 또는 수용액을 그대로 첨가하거나, 상기 바이오폴리머의 현탁액 또는 수용액에 염을 첨가하여, 염기성 수용액, 예를 들어, pH 약 9 이상의 염기성 수용액 상태로 제조하여 점성을 낮추어 흙에 첨가할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 상기 바이오폴리머의 염기성 수용액을 흙에 첨가한 후, 산성 수용액을 살수하여 침투된 고분자 점질성 겔화 다당류 바이오폴리머의 응집을 촉진시킬 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 고분자 점질성 바이오폴리머를 상기 흙에 첨가한 후, 알칼리 금속 또는 알칼리토금속의 양이온을 첨가하는 것을 추가 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, Na+, K+ 등과 같은 알칼리 금속의 양이온 또는 Ca2 +, Mg2 + 등과 같은 알칼리토금속의 양이온을 첨가하여 바이오폴리머의 겔화를 유도하여 견고한 흙-바이오폴리머 혼합물을 조성할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 고분자 점질성 바이오폴리머를 상기 흙에 첨가한 후, pH 약 5 이하의 산성 수용액 또는 양이온계 (cationic) 수용액을 첨가하는 것을 추가 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 상기 양이온계 수용액은, 예를 들어, 알칼리 금속 또는 알칼리토금속 이온을 함유하는 수용액을 포함할 수 있다.
본원에 따른 바이오폴리머를 이용한 식생의 발아 또는 식생 증진 방법에 사용되는 상기 바이오폴리머는 표면이 음전하를 띠고 있기 때문에, 흙에 첨가된 후 알칼리 금속 또는 알칼리토금속 이온을 추가하면 흙과의 결합 특성이 더욱 향상될 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 고분자 점질성 바이오폴리머를 흙에 첨가한 후, 가열 및 냉각하는 것을 추가 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 고분자 점질성 바이오폴리머를 흙에 첨가한 후 약 80℃ 내지 약 120℃에서 충분히 가열한 후 약 40℃ 내지 약 60℃ 이하로 냉각하여 상기 바이오폴리머의 겔화를 유도할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 또한, 상기 냉각 후, 알칼리 금속 또는 알칼리토금속의 양이온, 예를 들어, Na+, K+ 등과 같은 알칼리 금속의 양이온 또는 Ca2 +, Mg2 + 등과 같은 알칼리토금속의 양이온을 첨가하는 것을 추가 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 고분자 점질성 바이오폴리머를 상기 흙의 표면에 살포한 후, 물 및/또는 산성 수용액을 살수하는 것을 추가 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, pH 약 5 이하의 산성 수용액을 살수하여 흙 내의 바이오폴리머의 겔 구조를 강화시킬 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 고분자 점질성 바이오폴리머는, 사용되는 고분자 점질성 바이오폴리머의 종류 및 사용 목적에 따라 하기와 같이 다양한 방법으로 흙에 첨가될 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다:
1. 고분자 점질성 사슬형 다당류의 흙 식생 증진 방법
흙의 식생을 증진시키기 위해 고분자 점질성 사슬형 다당류 바이오폴리머를 이용하는 방법이다. 고분자 점질성 사슬형 다당류는 친수성이 높아 흙 속의 수분 환경을 좋게 유지할 뿐만 아니라, 흙 속의 통기, 통수성을 개선하고 나아가 식물 뿌리의 생장을 좋게 해주는 효과가 있어 전체적으로 식생을 증진시킨다. 구체적인 실시 방법은 다음과 같다.
1) 바이오폴리머 혼합토를 이용한 식생토 조성
흙의 건조 중량 대비 약 0.0001% 내지 약 5%의 고분자 점질성 사슬형 다당류 바이오폴리머를 함유한 혼합토를 식생토로 직접 사용하여 식물을 재배함으로써 식물의 발아 및 생장을 촉진시킨다.
2) 바이오폴리머 현탁액 또는 수용액을 이용한 식생 재배
식생 재배 시 약 0.00001% 내지 약 10% 농도의 고분자 점질성 사슬형 다당류 현탁액 또는 수용액을 재배수로 사용하는 방법으로 공급된 수분의 손실을 억제하고 식물 주변 흙의 내구성을 향상시킴으로써 농경지 흙의 유실을 방지함과 동시에 식물의 생장을 증진시키는 효과가 있다.
2. 고분자 점질성 바이오폴리머의 흙 속 침투 향상을 위한 방법
고분자 점질성 사슬형 다당류 바이오폴리머는 일반적으로 분자량이 약 10,000 Da 이상의 고분자들로서 중성 또는 산성 (pH 약 7 이하) 현탁액 또는 수용액 상태에서 사슬 (fiber)들끼리 서로 엉켜 높은 점성을 보이게 된다. 특히 표면이 음전하를 띄고 있는 점질성 사슬형 다당류들은 pH가 낮아질수록 점성이 높아지는 특징이 있다. 한편 고분자 점질성 사슬형 다당류 바이오폴리머는 높은 친수성으로 인해 팽창하고 매우 점성이 높은 현탁액 또는 수용액이 된다. 이처럼 고분자 점질성 바이오폴리머의 흙 속 침투성을 높이기 위해서는 점성을 낮춰야 한다. 이를 위해 본원에서는 다음과 같은 방법들을 제시한다.
1) 화학적 처리를 이용하는 방법
농도 약 0.00001% 내지 약 10% 상태의 고분자 점질성 사슬형 또는 겔화 다당류 현탁액 또는 수용액의 pH를 약 9 이상으로 증가시키면 점성이 낮아진다. 점성을 낮춘 바이오폴리머 현탁액 또는 수용액을 지반에 살수 또는 압력으로 주입하면 지반 내 침투 또는 확산을 개선할 수 있다.
염기성의 고분자 점질성 사슬형 다당류 현탁액 또는 수용액을 흙에 살수 또는 주입한 후에는 낮은 pH의 산성 수용액 (pH 약 5 이하)을 추가 살수 또는 주입하여 흙-바이오폴리머 혼합토 내의 점질성 사슬형 바이오폴리머 간 응집과 점질성 겔화 바이오폴리머 간 겔화를 증진시킬 수 있다.
2) 물리적 처리를 이용하는 방법
비드밀 (Beadmill) 등을 이용하여 고분자 점질성 사슬형 다당류 바이오폴리머 용액의 점성을 낮추는 방법으로, 약 10,000 ppm 이상의 속도로 비드를 이용하여 용액을 교반함으로써 엉켜있는 다당류 사슬들을 풀어줄 수 있다.
또한, 고압 (약 150 bar 이상)으로 고분자 점질성 사슬형 다당류 바이오폴리머 용액을 충돌시켜 물리적으로 엉켜있는 다당류 사슬들을 풀어줄 수 있다. 사슬형 다당류 바이오폴리머 용액인 PolycanTM의 경우 원액의 점성이 약 1,000 cps 정도인데, 균질기 (homogenizer)를 이용하여 200 bar로 충돌시키면 약 30 cps로 점도가 낮아지고, 약 30 cps의 액체를 다시 충돌시키면 약 16 cps로 점도가 감소한다.
물리적으로 점성을 낮춘 고분자 점질성 사슬형 다당류 바이오폴리머를 흙과 혼합 또는 주입한 후 낮은 pH의 산성 수용액 (pH 약 5 이하)을 추가 살수 또는 주입하여 흙-바이오폴리머 혼합토 내의 점질성 사슬형 바이오폴리머 간 응집을 증진시킬 수 있다.
3) 열 처리를 이용하는 방법
약 0.00001% 내지 약 10% 농도의 고분자 점질성 겔화 다당류 현탁액 또는 수용액을 약 80℃ 내지 약 120℃ 조건으로 충분히 가열하면 바이오폴리머 현탁액 또는 수용액의 점성이 낮아진다. 이를 고온 상태에서 흙에 혼합 또는 주입을 하게 되면 자연스럽게 냉각이 되면서 약 40℃ 내지 약 60℃ 이하 온도에서 겔을 형성하여 견고한 흙-바이오폴리머 혼합토를 조성하게 된다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 바이오폴리머는, 하기와 같이 다양한 대상 지역에 여러 목적을 위해 다양한 방법으로 흙에 첨가될 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다:
1. 고분자 점질성 다당류 바이오폴리머를 이용한 식생 지반 조성 공법
바이오폴리머 처리는 식생의 발아 및 생장을 증진시키므로 다양한 형태로 현장에 적용이 가능하다.
1-1. 살포 방식을 이용한 방법
바이오폴리머 현탁액을 고압으로 살포하는 방식으로 평지뿐만 아니라 경사진 사면 또는 법면에도 손쉽게 적용할 수 있는 방법으로, 고형 또는 액상 상태의 바이오폴리머를 일정 비율로 희석하고, 경우에 따라 첨가제 등을 균질하게 혼합할 수 있는 혼합조, 바이오폴리머 현탁액의 고점성 특성에 맞는 고압펌프와 이송관 시스템, 그리고 바이오폴리머 혼합액을 효과적으로 살포할 수 있는 특수 노즐로 구성된다(도 1 참조). 도 1은 이와 같이 살포 방식을 이용한 바이오폴리머 처리 식생 지반 조성에 관한 개념도를 나타낸 것이다. 상기 특수 노즐은 식생 씨앗과 같은 미세 입자들을 분사할 수 있는 조건을 만족시켜야 한다.
1-2. 습식혼합·포설 방식을 이용한 방법
사전 혼합을 통해 바이오폴리머 혼합토를 조성한 후, 대상 지역에 포설 후 다짐을 통해 특정 두께의 피복을 형성하는 방법이다. 도 2는 이와 관련된 습식혼합 포설 방식을 이용한 바이오폴리머 처리 식생 지반 조성에 관한 개념도를 나타낸 것이다. 이 공법은 현장에 균질한 품질의 피복을 형성할 수 있는 장점이 있으며, 다짐을 통해 원지반과의 부착력을 높이게 된다.
본 방법은 고형 또는 액상 상태의 바이오폴리머를 일정 비율로 희석하고 흙과 기타 첨가제와 혼합과 동시에 포설할 수 있는 장치, 포설된 흙을 펴서 다질 수 있는 다짐 장치로 구성된다(도 2 참조). 상기 다짐 장치는 롤러식 또는 진동식 모두 가능하다.
본 방법은 방법 1-1과 병행하여 피복 표면의 코팅력을 향상시킬 수 있다. 본 방법은 현장에 다량의 현장 발생토 이용이 가능한 경우 유용하다.
1-3. 건식혼합·살포 방식을 이용한 방법
본 방법은 사전 혼합 없이 이중 이송 시스템을 이용한 건식혼합·살포방식으로 분사됨과 동시에 액상 바이오폴리머와 흙 및 기타 첨가제 간 혼합이 이루어진 후 원지반에 부착되는 방법으로 자연현장토보다는 건조상태의 분말토 또는 배양토를 사용하면 그 효과가 극대화된다. 도 3은 이와 관련된 건식혼합·살포 방식을 이용한 바이오폴리머 처리 식생 지반 조성에 관한 개념도를 나타낸 것이다.
본 방법의 핵심은 살포 물질의 이중 이송으로, 습식 이송 시스템에서는 액상 상태의 바이오폴리머 현탁액을 이송 및 살포하고, 건식 이송 시스템은 건조 상태의 흙 및 기타 첨가제를 이송 및 분사함으로써, 이송관에서의 막힘 등 시공상 문제점들을 저감하고 나아가 현장 작업 효율을 극대화하는데 그 목적이 있다.
본 방법의 시스템은 크게 액상 상태의 바이오폴리머 현탁액을 조성하는 혼합조, 바이오폴리머 현탁액의 고점성 특성에 맞는 고압펌프와 이송관 시스템, 고체 상태의 흙 및 기타 첨가제를 균일하게 혼합하는 혼합조, 고압으로 이송할 수 있는 고체용 펌프와 이송관 시스템, 액상 상태 바이오폴리머와 고체 상태의 흙 및 기타 첨가제를 독립적으로 분사할 수 있는 이중노즐로 구성된다 (도 3 참조).
2. 고분자 점질성 다당류 바이오폴리머를 이용한 친환경 조경
본원에서는 기존 화학 비료에 의존하지 않는 바이오폴리머를 이용한 친환경 조경 조성 방법을 제시한다.
평지의 경우 표층에 고분자 점질성 다당류 바이오폴리머 피복층을 형성한 후, 그 위에 씨앗을 직접 뿌리거나 식생매트를 설치한다. 씨앗을 파종한 후에는 후처리 없이 그대로 두거나, 일정 두께의 토피를 조성해 외부 환경으로부터 씨앗을 보호해줌과 동시에 씨앗의 발아를 촉진하는 효과를 유도하게 된다.
법면 또는 사면과 같은 경사지의 경우 표면에 바이오폴리머 피복층을 형성한 후, 그 위에 씨앗을 직접 살포하거나 식생매트를 시공한다. 씨앗을 파종한 후에는 후처리 없이 그대로 두거나, 일정 두께의 피복을 추가로 조성해 외부 환경으로부터 씨앗을 보호하고 발아를 촉진한다.
3. 고분자 점질성 다당류 바이오폴리머를 이용한 친환경 수변 공간 조성
바이오폴리머는 환경친화적이고, 시간이 경과함에 따라 생분해 (biodegradation) 되는 특성이 있기 때문에 기존 시멘트 (cement) 또는 화학계열 재료와 비교해 수변 공간에 적용했을 때 수질 및 수생태계 교란 효과가 극히 적어 친환경 수변 공간 조성에서의 적극적인 활용이 기대된다.
하천 및 수변 공간의 일반적인 형상은 도 4와 같다. 도 4는 이와 관련된 바이오폴리머를 이용한 친환경 수변 공간 조성을 위한 구획 구분에 관한 개념도를 나타낸 것이다. 보통 하천과 하천의 범람을 막기 위한 제방 (B), 제방 안쪽의 고수부지 (C), 그리고 제방 바깥의 주변공간 (A)으로 구분된다. 친환경 수변 공간 조성을 위한 방법으로 본 발명에서는 각 공간에 대해 다음과 같은 실시 방법을 수행한다.
A (주변공간): 현장 조건에 따라 방법 1의 모든 방법 적용 가능
하천 준설 및 수위고 변화로 인한 역행 침식 억제를 위하여 본원에 따른 바이오폴리머를 이용한 식생의 발아 또는 식생 증진 방법이 주변 지반에 바이오폴리머를 이용하여 친환경 지반 보강 방법으로서 적용될 수 있다.
B (제방): 방법 1-1 또는 1-3의 방법 적용 가능
제방 및 호안벽 조성에 사용되는 콘크리트 블록 또는 사석을 대체할 수 있는 대안으로, 본원에 따른 바이오폴리머를 이용한 식생의 발아 또는 식생 증진 방법이 바이오폴리머 혼합토를 이용한 제방 및 호안벽 조성 방법으로서 적용될 수 있다.
아울러, 본원에 따른 식생의 발아 또는 식생 증진 방법은 만수위 또는 홍수위 시 제방으로의 물 침투를 억제하기 위하여 바이오폴리머를 이용한 제방 표면 피복 공법으로서 적용될 수 있다.
C (고수부지): 현장 조건에 따라 방법 1의 모든 방법 적용 가능
하천 유입수로 인한 유입부분의 부분 침식 또는 평지 (고수부지)에서의 도랑 (gully)과 같은 불규칙 흙 침식 억제를 위하여 본원에 따른 식생의 발아 또는 식생 증진 방법은 바이오폴리머를 이용한 표토 침식 저항성 향상 공법으로서 적용될 수 있다.
본원의 바이오폴리머를 이용한 식생 증진 방법에 따르면 기존의 질소, 인 계열의 화학비료 또는 인공배양토에 의존하지 않는 환경친화적인 식생 증진용 흙 조성물을 제조할 수 있다. 아울러, 본원에 따른 식생 증진 방법은 친환경적이고 인체에 유익한 바이오폴리머를 사용함으로써, 식생의 증진뿐만 아니라, 식생 안정화 (뿌리의 충분한 활착)가 이루어지기 전까지 파종 흙의 물리적 안정화를 동시에 실현할 수 있다. 특히, 본원에서는 바이오폴리머들을 이용하여 흙을 처리하고 흙-바이오폴리머 간 상호작용을 통해 흙의 구조 및 함수조건을 개선시켜 식물의 생장 증진을 유도한다.
본원의 제 2 측면은, 상기 본원의 제 1 측면의 식생 증진 방법에 의해 제조되며, 고분자 점질성 바이오폴리머를 포함하는, 식생 증진용 흙 조성물을 제공한다.
본원의 일 구현예에 있어서, 흙 약 100 중량부에 대해 상기 고분자 점질성 바이오폴리머 약 20 중량부 이하를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 고분자 점질성 바이오폴리머는 흙 약 100 중량부에 대해, 약 0.00001 중량부 내지 약 15 중량부, 약 0.00001 중량부 내지 약 10 중량부, 약 0.00001 중량부 내지 약 5 중량부, 약 0.00001 중량부 내지 약 1 중량부, 약 0.00001 중량부 내지 약 0.5 중량부, 약 0.00001 중량부 내지 약 0.1 중량부, 약 0.0001 중량부 내지 약 20 중량부, 약 0.01 중량부 내지 약 20 중량부, 약 0.05 중량부 내지 약 20 중량부, 약 0.1 중량부 내지 약 20 중량부, 약 0.5 중량부 내지 약 20 중량부, 약 1 중량부 내지 약 20 중량부, 약 5 중량부 내지 약 20 중량부, 또는 약 10 중량부 내지 약 20 중량부로 포함될 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
상기 본원의 제 2 측면에 따른 식생 증진용 흙 조성물은, 본원의 제 1 측면과 중복되는 부분들에 대해서는 상세한 설명을 생략하였으나, 본원의 제 1 측면에 대해 설명한 내용은 본원의 제 2 측면에서 그 설명이 생략되었더라도 동일하게 적용될 수 있다.
이하, 본원에 대하여 실시예를 이용하여 좀더 구체적으로 설명하지만, 하기 실시예는 본원의 이해를 돕기 위하여 예시하는 것일 뿐, 본원의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
본원에서는 바이오폴리머의 식생 증진 효과를 검증하기 위해 다양한 실내 실험을 수행하였다. 고분자 사슬형 바이오폴리머 물질로는 베타-1,3/1,6-글루칸 계열의 액상 제품 (㈜글루칸)이 사용되었으며, 여기서, 베타글루칸은 두 개 이상의 포도당 (D-glucose) 분자들이 글리코시드 결합 (glycosidic bonding)으로 중합체를 이룬 다당류이다. 또한 겔화 (gelation) 폴리머로는 식품 경화제로서 널리 사용되는 순수 분말 상태의 잔탄검 (Sigma-Aldrich; CAS 1138-6-2)을 사용하였다. 여기서, 잔탄검은 D-글루쿠론산 (D-glucuronic acid), D-만노오스 (D-mannose), 피루빌화 만노오스 (pyruvylated mannose), 6-O-아세틸-D-만노오스 (6-O-acetyl-D-mannose), 그리고 1,4-결합된 글루칸 (1,4-linked-glucan)으로 구성된 음이온성의 바이오폴리머이다 [Cadmus et al., 1982, "Biodegradation of Xanthan gum by Bacillus Sp", Applied and Environmental Microbiology, 제44권, 제1호, 5-11쪽].
실시예 1:
바이오폴리머를
이용한
식생
증진 효과 측정
본 실시예에서는 바이오폴리머의 식생 증진 효과를 검증하기 위해 다양한 실내 실험을 수행하였다. 본 실시예에서는 고분자 사슬형 바이오폴리머 물질로 베타-1,3/1,6-글루칸 계열의 액상 제품 (㈜글루칸)을 사용하였다. 또한 겔화 (gelation) 폴리머로는 식품 경화제로 널리 사용되는 순수 분말 상태의 잔탄검 (Sigma-Aldrich; CAS 1138-66-2)을 본 실시예에 적용하였다.
발명 실시를 위한 기본적인 방법은 흙을 해당 바이오폴리머와 혼합한 후 작물을 파종한 후 항온항습 조건에서 재배하여 씨앗의 발아 및 생장을 확인하고, 나아가 흙의 구조를 분석하여 바이오폴리머 처리토가 어떻게 식물의 생장에 영향을 미치는지를 확인하였다. 그 구체적인 내용들은 아래와 같다.
1. 바이오폴리머 처리토에 대한 씨앗 발아
본 실시예에서는 우리나라의 대표 흙인 할로이사이트 [halloysite: Al2Si2O5(OH)4]가 주성분인 화강잔류토 (황토)를 대표 흙 시료로 사용하였다. 황토는 자연건조 후, 입자들을 약 0.07 mm 내지 약 0.15 mm 크기로 분쇄한 후, 110℃ 온도에서 노건조시켜 잔류 유기물질을 제거하였다.
여섯 개의 화분을 준비해 3 개 (A, B, C)는 황토를 기본 흙으로 채우고, 비교를 위해 나머지 3 개 (D, E, F)에는 시중에서 보편적으로 시판되고 있는 인공배양토를 사용하였다. A, D는 아무런 처리를 하지 않은 순수 흙 조건, B와 E는 흙 무게의 1%에 해당하는 잔탄검 (Xanthan gum)을 혼합하였고, 마지막으로 C와 F는 흙 무게의 0.5%에 해당하는 베타글루칸 (Beta-glucan)을 혼합하였다. 그 위에 시험작물로 귀리 (oat) 씨앗을 약 600 개씩 고루 뿌린 후, 복토 (覆土)하였다. A, B, C, D, E, F 모두 초기 함수비 (흙의 무게 대비 물의 양) 조건이 60%가 되도록 물을 뿌려준 후 동일한 온도 및 일조 조건의 온실에 안치하였다 (도 5 참조). 도 5는, 본 실시예에 따른 바이오폴리머 처리토의 시험 재배 사진을 나타낸 것이다. 발아 및 생장 경향은 매일 관찰하였고, 급수 시 각 화분에 동일한 양의 물을 공급해 주었다.
각 화분의 재배 일에 따른 씨앗 발아 결과는 표 1과 같다.
관찰 결과 황토 및 배양토 모두에서 바이오폴리머를 처리한 흙에서 씨앗의 발아가 촉진됨을 확인할 수 있었다. 바이오폴리머 중에는 잔탄검보다는 베타글루칸의 효율이 더 좋았다. 특히, 전체적으로 배양토의 발아가 황토보다 양호한 상황에서, 베타글루칸을 처리한 황토 (C)의 발아가 아무런 처리를 하지 않은 배양토 (D)보다 좋은 결과를 보여 베타글루칸 처리가 전반적으로 흙의 발아조건을 개선시킴을 확인할 수 있었다.
2. 바이오폴리머 처리토에 대한 식물 생장
상기 실시예에서 씨앗 발아를 관찰함과 동시에 전체 식생의 생장을 관찰하였다. 관찰 방법은 각 화분을 8 구역으로 나눈 후, 각 구역에서 식생의 평균 생장 길이를 측정하여 전체의 평균을 구하는 방법을 사용하였다. 각 화분의 재배 일에 따른 생장 결과는 표 2와 같다.
재배 결과와 관련하여, 도 6은, 본 실시예에 따른 바이오폴리머 처리토의 시간에 따른 식생 생장 결과 사진을 나타낸 것이다. 도 6에 나타난 바와 같이, 황토 및 배양토 모두에서 바이오폴리머를 처리한 흙에서 식생의 생장이 증진됨을 확인할 수 있었다. 바이오폴리머 중에서는 잔탄검보다는 베타글루칸의 효과가 월등히 좋았다. 황토의 경우 초기 (0 일 내지 12 일) 단계에서는 베타글루칸 처리 흙에서 식물 생장이 최대 5 배 촉진됨을 확인할 수 있었다. 특히 베타글루칸을 처리한 황토 (C)의 생장이 아무런 처리를 하지 않은 배양토 (D)와 생장에서 비슷한 경향을 보여, 베타글루칸 처리가 식물 생장에 적합하지 않은 흙의 성능을 상당히 개선시킴을 확인할 수 있었다.
3. 바이오폴리머 처리토의 미시구조 분석
바이오폴리머가 흙 속에서 흙과 어떤 상호거동을 보여 식생의 생장을 증진시키는지 확인하기 위해 전자투사현미경 (SEM, Philips XL30SFEG) 장비를 이용하여 흙-바이오폴리머-식생뿌리의 상호 거동을 관찰하였고, 그 결과는 도 7a 내지 도 7c에 나타내었다.
도 7a는 본 실시예에 따른 무처리 황토와 식생 뿌리를 촬영한 전자투사현미경 사진을 나타낸 것이고, 도 7b는 본 실시예에 따른 베타글루칸 처리 황토와 식생 뿌리를 촬영한 전자투사현미경 사진을 나타낸 것이며, 도 7c는 본 실시예에 따른 잔탄검 처리 황토와 식생 뿌리를 촬영한 전자투사현미경 사진을 나타낸 것이다. 도 7a에서는 아무런 처리를 하지 않은 황토의 결과로 황토 입자와 식생 뿌리가 매우 조밀하게 붙어있음을 확인할 수 있다. 도 7b의 베타글루칸 처리 황토의 경우, 고분자 베타글루칸 사슬들이 흙 속의 공극을 확장시켜 전체적으로 흙의 통기·통습성을 개선시키는 효과를 보이는 것으로 판단된다. 반면, 잔탄검 처리 흙의 경우(도 7c) 전체 흙 구조는 도 7b의 베타글루칸 처리 흙보다는 조밀하지만, 겔화 (gelation)로 인해 흙 입자들이 군데군데 덩어리를 형성하여 도 7a의 무처리 흙보다는 느슨한 구조를 보임이 관찰되었다. 따라서 바이오폴리머 처리가 전반적으로 흙의 공극을 확장시켜 식생의 뿌리가 잘 생장할 수 있는 환경을 조성함을 확인할 수 있었다.
4. 바이오폴리머 처리토의 함수량 유지 성능 검증
식생의 생장과 흙의 함수량은 밀접한 관련이 있다. 적절한 흙의 함수량이 오래 유지될수록 식물의 초기 생장에 순기능을 하기 때문에, 바이오폴리머 처리토와 일반 흙의 함수량 유지 특성을 비교하는 실험을 실시하였다.
동일한 양 (200 g)의 황토 시료 3 개를 준비한 후, 각각 흙 무게의 0.5%에 해당하는 베타글루칸 처리, 흙 무게의 0.5%에 해당하는 잔탄검 처리, 그리고 무처리 조건에 대해서 초기 함수비를 60%로 일치시킨 후 실온에서 건조시켰다. 시간에 따라 시편의 무게를 측정하여 손실 (증발)된 수분량을 측정하였다. 시간에 따른 증발율 [%; 초기 함수량 (120 g) 대비] 결과는 표 3과 같다.
표 3에 의하면 본원에 따른 바이오폴리머들은 모두 아무런 처리를 하지 않은 흙에 비해 흙 내부의 함수량을 좋게 유지시킴을 확인할 수 있다. 초기의 경우 주로 흙 표면의 수분이 증발되므로 바이오폴리머 처리토와 무처리 흙의 차이가 크지 않으나, 흙 내부의 물이 손실되는 중장기 거동에서는 바이오폴리머 처리가 흙 내부 수분 손실 억제에 우수한 효과가 있음을 확인할 수 있었다.
전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
Claims (17)
- 고분자 점질성 바이오폴리머를 흙에 첨가하는 것을 포함하는, 식생 (Vegetation)의 발아 또는 생장 증진 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 고분자 점질성 바이오폴리머는 다당류 계열 또는 아미노산 계열의 바이오폴리머를 포함하는, 식생의 발아 또는 생장 증진 방법.
- 제 2 항에 있어서,
상기 다당류 계열의 고분자 점질성 바이오폴리머는 고분자 사슬형 바이오폴리머 또는 겔화 바이오폴리머를 포함하는, 식생의 발아 또는 생장 증진 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 고분자 점질성 바이오폴리머는 글루코오스 (glucose)를 기본 단위 (monomer)로서 가지는 물질을 포함하는 것으로서, 베타글루칸, 알파글루칸, 잔탐검, 젤란검, 웰란, 아가, 석시노글리칸, 커들란, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 포함하는, 식생의 발아 또는 생장 증진 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 고분자 점질성 바이오폴리머는 키토산, 감마피지에이 (γPGA), 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 포함하는, 식생의 발아 또는 식생 증진 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 고분자 점질성 바이오폴리머를 흙 100 중량부에 대해 20 중량부 이하로 첨가하는 것을 포함하는, 식생의 발아 또는 생장 증진 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 고분자 점질성 바이오폴리머는 상기 흙 내의 공극을 확장시키고, 흙 내 함수 특성을 유지시켜주며, 흙 입자간 결합력을 증가시키는 것인, 식생의 발아 또는 생장 증진 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 고분자 점질성 바이오폴리머를 흙에 첨가하는 것은, 상기 고분자 점질성 바이오폴리머를 상기 흙과 혼합하거나, 상기 흙의 표면에 살포하거나 또는 상기 흙 내에 주입하여 수행되는 것인, 식생의 발아 또는 생장 증진 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 고분자 점질성 바이오폴리머를 수용액 또는 염기성 수용액 상태로 흙에 첨가하는 것을 포함하는, 식생의 발아 또는 생장 증진 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 고분자 점질성 바이오폴리머를 분말 상태로 흙에 첨가하는 것을 포함하는 것인, 식생의 발아 또는 식생 증진 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 고분자 점질성 바이오폴리머를 흙에 첨가한 후, 알칼리 금속 또는 알칼리토금속의 양이온을 첨가하는 것을 추가 포함하는, 식생의 발아 또는 생장 증진 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 고분자 점질성 바이오폴리머를 흙에 첨가한 후, 산성 수용액 또는 양이온계 (cationic) 수용액을 첨가하는 것을 추가 포함하는, 식생의 발아 또는 생장 증진 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 고분자 점질성 바이오폴리머를 흙에 첨가한 후, 가열 및 냉각하는 것을 추가 포함하는, 식생의 발아 또는 생장 증진 방법.
- 제 13 항에 있어서,
상기 냉각 후, 알칼리 금속 또는 알칼리토금속의 양이온을 첨가하는 것을 추가 포함하는, 식생의 발아 또는 생장 증진 방법.
- 제 8 항에 있어서,
상기 고분자 점질성 바이오폴리머를 상기 흙의 표면에 살포한 후, 물 및/또는 산성 수용액을 살수하는 것을 추가 포함하는, 식생의 발아 또는 생장 증진 방법.
- 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항의 식생의 발아 또는 생장 증진 방법에 의해 제조되며, 고분자 점질성 바이오폴리머를 포함하는, 식생의 발아 또는 생장 증진용 흙 조성물.
- 제 16 항에 있어서,
흙 100 중량부에 대해 상기 고분자 점질성 바이오폴리머 20 중량부 이하를 포함하는, 식생의 발아 또는 생장 증진용 흙 조성물.
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Cited By (2)
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