초록 ▼

Ⅳ. 연구개발 결과 및 활용에 대한 건의
1. 폐지 섬유의 처리 및 개질 기술 개발
폐지의 분류 및 이물질의 적절한 제거는 폐지를 재생자원으로 사용함에 있어 대단히 중요한 공정이다. 일단의 제지 공장에 있어서는 pulper로 섬유를 해리하기 전단계로 점착성 이 물질로 가장 많은 trouble의 원인 물질이 되는 바인더 부분을 제거하고 이때 수집 중에 합께 혼합되어 들어온 협잡물의 일부를 제거하며, 지종은 수집상으로부터 일부 분리되어 들어오기는 하나 pulper에 들어가지 전에 다시 분리․확인하는 것이 일반적인 사실이다.

Ⅳ. 연구개발 결과 및 활용에 대한 건의
1. 폐지 섬유의 처리 및 개질 기술 개발
폐지의 분류 및 이물질의 적절한 제거는 폐지를 재생자원으로 사용함에 있어 대단히 중요한 공정이다. 일단의 제지 공장에 있어서는 pulper로 섬유를 해리하기 전단계로 점착성 이 물질로 가장 많은 trouble의 원인 물질이 되는 바인더 부분을 제거하고 이때 수집 중에 합께 혼합되어 들어온 협잡물의 일부를 제거하며, 지종은 수집상으로부터 일부 분리되어 들어오기는 하나 pulper에 들어가지 전에 다시 분리․확인하는 것이 일반적인 사실이다. 이러한 조작들은 인부들에 의하여 일일이 수작업으로 실시되고 있다. 이러한 조업공정은 현재 우리나라의 폐지 회수에 대한 일반 user들의 인식의 부족 및 회수 과정의 다단계화 등의 영향으로 금후 자원의 재활용 및 재이용율의 증대를 위하여서는 반드시 개선되어야할 중요한 사항이라 생각된다.
폐지의 사용에 있어 효소의 이용은 섬유의 재사용에 따른 각질화를 방지하여 섬유의 유연성을 증대시켜 종이의 건조강도는 증대시키나 습윤강도는 저하시키며, 목재섬유의 수분 함수량을 증대시키기 때문에 육묘지의 원지가 자져야할 물성을 상당히 개선시킬 수 있었다.
고농도 해리 후 각각의 시료들을 탈수, 세척, 부유부상의 세가지 방법으로 지료를 준비하여, 각각의 시료에 있어 미세분의 영향을 검토하고 본바 미세분의 적절한 제거가 육묘지 원지의 물성을 상당히 개선된 것으로 확인되었다.
2. 육묘원지의 제조기술
육묘원지의 제조를 위하여 효소 처리한 것과 처리하지 않은 것을 비교하였고 육묘원지로 만든 것과 비교하기 위하여 복사용지와 신문용지 원지 그리고 화장지를 사용하였다. 이들 종이에서의 발아율, 뿌리 투과율 및 토양 중 분해성을 비교한 결과 복사용지와 신문지용 원지는 대단히 좋지 않은 것으로 나타났다. 그리고 초지한 육묘용 원지의 경우는 화장지에는 미치지 못하나 상당히 양호한 것으로 나타났다. 특히 효소 처리 한 것이 하지 않은 것에 비하여 뛰어난 것으로 나타났으며 탈수<세척<부유부상의 순으로 높게 나타나 원지의 제조에 있어 섬유의 개질을 유도에 의한 양호한 결과를 얻을 수 있었다. 현재의 원지 제조 방법으로도 육묘지 원지로서의 적용이 가능하다고 판단된다.
금후 화장지 보다 우수한 강도적 성질을 가지면서 종자의 발아 및 뿌리의 투과성을 높일 수 있도록 하기 위하여서는 육묘용 원지에 대한 2차 가공 처리도 하나의 idea가 될 수 있다고 생각된다. 적절한 가공처리로는 원지에 대한 엠보싱 처리라 생각된다. 이러한 2차 가공처리는 보다 양호한 뿌리 침투성과 토양 중 분해을 높일 수 있을 것으로 생각된다.
3. 육묘원지의 물성
육묘 원지의 물성은 건조강도와 습윤강도로 나누어 생각 할 수 있다. 종자 파종 작업의 원활한 진행과 작업의 편리성을 위하여서 건조강도가 필요하며, 파종 후 종자의 뿌리투과, 발아의 원활성 및 토양 부식성의 증대를 위하여서는 습윤강도가 낮을 필요가 있다.
육묘용 원지는 충분한 강도를 가지고 있으나 효소 처리한 지료로 초지한 원지가 처리하지 않은 원지에 비하여 보다 낮은 건조강도를 가지고 있는 것으로 나타났으며 습윤강도는 반대의 경향을 보여 대단히 양호하다고 생각된다. 또한 섬유의 처리방법에 따른 차이 또한 충분히 확인되었다. 가장 적절하다고 생각되는 것은 고농도 펄핑시 효소를 실시 처리하고 세척법으로 지료 중의 미세분을 줄이는 것이 효과적이라 판단된다.
4. 기능성 약제의 선발 및 부여기술
기능성 약제로는 크게 제초제, 살균제 및 살충제로 나누어 선발하였다. 기능성 약제는 천연추출물과 합성약제를 고려하였으나 천연추출물의 경우는 그 기작이 불분명한 점이 많고 생산량의 불안정 등이 고려되어 화학합성 약품을 선택하였다. 그리고 가장 일반적으로 사용되는 약제의 원제를 사용하는 것이 효과적이라 판된되었다. 이들 약제의 주성분은 일반 시중에 상품화되어 통용되고 있는 것이다. 각각의 주성분은 Imidacloprid, Tricyclazole 및 Dithiopyr이다.
폐지의 처리 방법에 따른 약제의 함침량에 차이가 있었다. 효소를 처리하는 것이 목재 섬유의 열화(각질화)를 방지하여 보다 약제의 함침율이 높았으며 지료 중에 포함된 잉크와 미세분을 적절히 제거하는 것이 약제의 함침율을 높일 수 있는 것으로 나타 났다.
5. 육묘원지의 제조 및 적용 시험
폐자원을 이용한 경제적이며 기능성이 보완된 그리고 육묘지로서의 기능을 충분히 가진원지를 제조하기 위하여 제조된 원지와 가공처리한 원지를 비교하여 실험하였다. 원지를 ONP와 MOW를 사용하여 각각의 처리 방법으로 준비한 지료를 사용하였다. 지료의 처리는 해리 후 탈수와 해리 후 세척 그리고 flotation 처리하는 3종류의 처리 방법을 채택하였으며, 보다 친환경적인 지료를 제조하기 위하여 일반적으로 폐지의 해섬에 사용되는 알칼리성 약품을 대신하여 효소를 사용하여 물만으로 처리한 것과의 비교를 통하여 보다 육묘 원지로서의 적합성을 높이고자 하였다. 상기와 같이 준비된 12종류의 육묘지 원지를 사용하여 적용 시험을 실시하였다.
적용시험에 있어 육묘원지로서 갖추어야할 기능성으로서 종자의 부착성능을 보강하기 위하여 원지에 embossing 처리를 실시하였다. embossing 처리를 실시할 경우 육묘용 원지의 강도는 다소 저하되나 embossing 처리에 의하여 토양과의 접촉 면적이 넓어지므로 생분해 성이 향상될 것으로 생각되며, 종자의 부착성능이 증가되는 것을 확인 할 수 있었다. 부피가 큰 종자의 경우 접착제만으로는 충분한 접착이 불가능하다는 것을 확인하고 embossing 처리된 원지 위에 종자를 부착시키고 종자와 원지 상단에 화장지 원지를 덮어 종자의 탈락을 방지하고자 하였다. 이상의 방법으로 종자의 탈락은 완전히 방지할 수 있었다. 그리고 embossing 처리로 인하여 보수성, 유연성, 신축성, 밀착성 및 물 품림성이 개선되는 효과가 확인되어 초지 된 원지 보다 2차 가공처리를 통하여 원지의 물성을 보다 개선시킬 수 있었다.
일반적으로 사용되는 채소 종자 중에서 가장 큰 것이 호박이라 생각되어 호박 종자와 중간 크기의 것으로 열무우 그리고 작은 종자로 배추 종자를 사용하였다. 그리고 상기에 언급한 가공 원지와 무가공 원지 그리고 화장지를 덧씌운 원지를 사용하여 발아율 시험과 성장률 시험을 실시하였다. 실험 결과 발아율과 성장률에 미치는 영향은 전혀 없는 것으로 나타났다. 따라서 임업에 응용하고자 한다면 호박보다 작지만 무거원 잣 등과 같은 종자의 육묘지로도 사용 가능하다는 것을 알았다.
농약의 사용양이 높을 경우 종자의 발아에 미치는 영향을 확인하기 위하여 사용된 약제인 제초제, 살균제, 살충제를 원지에 0.1% 및 0.01% 처리하여 실험한 결과 약제를 0.01% 이상 처리할 경우 종자의 발아에 영향을 미친다는 것을 확인하였으며 향후 제품화되었을 경우 과다한 약제 처리는 피하는 것이 바람직하다고 생각된다.
약효의 지속성은 실험실 예비 실험(수중용출실험)의 결과와 매우 유사한 결과를 얻었다.
이러한 결과는 약제가 가지는 물에 대한 용해도와 매우 밀접한 관계를 가지고 있음을 확인할 수 있었으며, 약제의 비 용해성 개선을 통하여 약제의 지속성을 보완할 수 있다고 생각된다.
6. 종자 접착용 접착제 제조
실험에 사용된 접착제는 천연고분자계 접착제로 전분계 접착제 3종류와 변성 전분계 접착제를 사용하였으며, 합성 고분자계 접착제로는 초산비닐계 접착제와 스테렌 부타디엔 접착제 및 요소접착제를 사용하여 실험하였다. 실험 결과 초산비닐계와 요소접착제는 건조시간이 길과 건조 후 발아율이 다른 접착제에 비하여 낮아지는 경향을 나타내었다. 전분계 접착제는 발아에 미치는 영향이 전혀 없는 것으로 판단되나 접착 후의 건조 시간과 접착 후 접착면이 쉽게 파괴되어 부착된 종자의 탈락이 발생이 많은 것으로 판단되었다. 스테렌 부타디엔 접착제도 유사한 경향을 나타내었다. embossing 처리한 원지에서의 접착은 embossing 처리하지 않은 것에 비하여 종자의 탈락이 낮아지며 embossing 처리 후 화장지 원지를 부착한 경우는 탈락을 완전히 방지할 수 있었다. 또한 접착제의 건조시간에서 차이를 제외하면 어떠한 접착제의 사용되 무방하므로 화장지 원지를 상단부에 도포하는 공정을 통한 육묘지 생산이 가장 안정적인 방법으로 생각된다.
7. 육묘지의 생분해성 시험 및 토양에 미치는 영향 조사
토양 중 육묘 원지의 생분해도 시험에서 지종 및 처리 방법에 관계없이 모두 생분해가 가능한 것으로 나타났다. 그리고 대조구로 사용된 신문지 원지나 화장지의 경우도 생분해성을 확인하였다. 생분해성은 flotation한 것이 대체로 우수한 것으로 나타나 으로 나타나 폐지 중의 미세분 특히 미세분 제거로 감소된 무기물의 영향을 받은 것으로 판단된다. 하지만 이들 지종 간 차이는 미미한 것으로 판단되었다.
토양 실험 및 페트리디쉬 실험에서 폐지 중의 잔존 잉크 및 중금속의 영향은 나타나지 않았으며 처리한 농약의 농도가 높을 경우 약해의 피해를 받는 것으로 나타났다. 그리고 약제의 종류에 상당한 차이를 나타내었다. 제초제로 사용한 dithiopyr의 경우 약해의 피해가 가장 심각하게 나타났으며 처리한 농도는 0.1% 용액을 육묘 원지에 처리한 것이었다. 따라서 약제 처리에 있어 약제의 농도를 0.01% 이하 용액으로 함침 처리하는 것이 가장 바람직 한 것으로 생각되며 이러한 결과는 field test와 페트리디쉬 시험에서 확인되었다.
생분해된 육묘 원지로 인하여 입도 분포는 변화가 없었으나 보수성은 다소 증가되는 경향을 보였으나 그 정도는 대단히 미미하였다. 이러한 결과는 유기물질의 양에도 영향을 미쳤다고 보여진다.
8. 현장적용을 위한 종합 field test
육묘 원지는 제조 방법에 따른 지종 별 field test 결과를 바탕으로 하여 보면 원지를 2차 가공하여 embossing 처리하는 것이 가장 바람직한 방법으로 생각된다. 이러한 embossing 처리를 통하여 토양 중 생분해성뿐만 아니라 원지의 신축성이 개선되었으며 종자의 발아 후 뿌리 투과율의 증대를 가져왔다. 또한 종자의 접착성이 향상되었으며, 육묘지 원지에 화장지를 덧씌울 경우 종자의 탈락을 근본적으로 방지하면서 발아에는 어떠한 영향도 미치지 않는 것을 확인하였다.
이러한 일련의 결과는 임업에서 사용할 수 있는 가능성뿐만 아니라 어떠한 종자의 발아용 육묘지로도 사용할 수 있는 가능성을 제시하였다. 다만 현재 시중에서 판매 유통되고 있는 육묘용 포트는 개발된 육묘지를 사용하기에 부적합한 것으로 생각된다. 육묘 포트에 흙을 채우고 난 후 육묘지를 덮고 상토를 할 경우 상토 부분이 포트의 상단에 있어 관수시 상토가 쓸려 내려가는 현상이 있어 개발의 필요성이 있는 것으로 생각된다. 이에 비하여 육묘장에 사용할 경우는 아무런 문제를 발견할 수 없었다. 일부 실험에서 포트를 사용하여 포트의 정 중앙에 육묘되는 것을 확인하였으며 이러한 결과를 금후 종이 몰드형 포트를 사용할 경우 대단히 작업성의 개선 및 공정의 간편화를 통하여 농가의 생산성 향상에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.
9. 육묘지의 특성 분석과 시장성 평가 및 상품화 기초 연구
일본의 육묘지는 물로 인하여 쉽게 분리되는 특성을 가지나 두께가 두껍운 부직포로 되어 있으나 금번 본 연구에서 개발된 육묘지는 비교적 두께가 얇고 강도적 성질 또한 육묘지로 적당하며 생분해성을 가지며 폐자원의 이용이라는 측면에서 가지는 이점이 대단히 많다고 생각된다. 육묘지가 가지는 작업성의 간편성 및 효율성은 비슷한 것으로 판단되지만 토양에 미치는 영향을 감소시키며 폐자원의 고부가가치를 위하여 대단히 고무적인 개발이라 판단된다.
육묘지의 제조는 원지 제조 후 2차 가공 중 간단한 embossing 처리를 통하여 매우 만족스러운 결과를 얻을 수 있을 것을 판단되며, 화장지의 덧씌움 작업은 이러한 육묘지의 기능을 배가시킬 수 있을 것으로 판단된다.
육묘지 제조 공정에서 2차 가공 처리된 원지에 일정량의 접착제를 도포하고 이어 종자를 일정 위치에 위치시키고 이어 화장지 원지를 듯씌움 하여 건조하는 공정을 통하여 목표로 하는 결과를 얻을 수 있었다. 사용하는 접착제는 전분계 접착제로도 충분한 접합강도를 나타내기 때문에 저가의 육묘지 생산이 가능할 것으로 판단된다. 이러한 방법을 채용한다면 사용할 수 있는 종자에 대한 제한은 없을 것으로 판단된다. 현재 과채류 생산농가에서 규격 모종을 선호하고 있는 경향이 있어 이러한 규격 육묘지의 사용은 대단히 효과적일 것으로 생각된다.
10. 경제성 평가
효소처리에 따른 기능의 현격한 증가가 확인되지 않아 아직은 값비싼 효소를 사용하지 않고도 충분히 기능성을 발휘하며, 수집된 폐지의 종류에 무관한 육묘지를 생산할 수 있을 것으로 판단된다. 육묘지를 사용할 경우 묘장에서 잡초의 억제효과가 나타나 약제로 인한 일단의 효과가 검증되었다.
폐지는 우리 생활 쓰레기 중 28% 이상, 사무실 쓰레기 중 60%에 달하는 막대한 양을 점하고 있다. 이러한 버려지는 자원을 보다 효율적이며 친환경적인 소재로 사용할 수 있어 경제적인 가치 외에 상당히 많은 기여를 할 수 있을 것을 판단된다.
기능성을 부여하기 위한 약제의 처리에서 약제의 원제를 활용할 수 있는 농약회사에서 본 연구의 결과를 이용하여 제품을 생산한다면 대단히 효과적이며 저렴한 비용으로 기능성 육묘지를 생산할 수 있을 것으로 판단된다.

Abstract ▼

Ⅳ. Results and application of the project
The properties of raw pulp from wast paper was improved remarkably with removal of fine fellowed with washing and/or flotation. The paper making ability for seed paper was enhanced with enzyme treatment of raw pulp. The paper for seedling have a good bio-

Ⅳ. Results and application of the project
The properties of raw pulp from wast paper was improved remarkably with removal of fine fellowed with washing and/or flotation. The paper making ability for seed paper was enhanced with enzyme treatment of raw pulp. The paper for seedling have a good bio-degradation ability in numerous kind of soils. The rate of chemical instillment like as imidachloprid, tricyclazole and dithiopyr was increased remarkably with a cellulase complex enzyme treatment.
The embossing treatment of raw paper was very effective for seed attachment and retention of chemical. And also, It did not show any trouble in the penetration of young root through embossing paper. The bi-layer embossed seed paper was quite newly developed for crop cultivation. This method is on trying to issued for patent.
The newly developed seed paper on this project can solve the problem of Korean crop cultivation like as un-regulation of seedling which obstruct the automatization and mass-production of young plant and incessant spry of herbicide and insecticide which can make many trouble for human and environmental.

목차 Contents

• 제 출 문 ... 1
• 요 약 문 ... 2
• Summary ... 11
• Contents ... 14
• 목 차 ... 15
• 제 1 장 연구개발 과제의 개요 ... 18
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 22
• 제 3 장 연구개발 수행 내용 및 결과 ... 24
• 제 1 절 서설 ... 24
• 제 2 절 폐지 섬유의 처리 및 개질 기술 개발 ... 25
• 1 항. 폐지의 수집 ... 25
• 2 항. 섬유의 개질 ... 25
• 제 3 절 육묘용 원지의 제조 ... 31
• 제 4 절 육묘용 원지의 물성 측정 ... 33
• 1 항. 육묘용 원지의 밀도와 비용적 ... 33
• 2 항. 육묘원지의 흡수도 측정 ... 35
• 3 항. Sheet의 강도적 성질 ... 39
• 1. 인장강도 및 과열강도 ... 40
• 2. 습인장강도 ... 43
• 4 항. Sheet의 광학적 성질 ... 44
• 1. 불투명도 ... 44
• 2. 백색도 ... 46
• 제 4 절 기능성 약제의 선발 및 부여기술 ... 49
• 제 1 항. 기능성 약제의 선발 ... 49
• 제 2 항. 기능성 부여 기술 개발 ... 49
• 1. 약제의 함침량 측정 ... 51
• 2 항. 약제의 수중 용탈 시험 ... 54
• 1. 검량선 작성 및 약제의 안정성 ... 54
• 2. Tricyclazole의 수중용탈 실험 ... 57
• 3. Imidacloprid의 수중용탈 실험 ... 60
• 4. Dithiopyr의 수중용탈 실험 ... 62
• 제 5 절 발아율 및 적용시험 ... 65
• 1 항. 육묘원지 적용 시험 ... 65
• 1. 발아시험 ... 65
• 2 항 육묘원지의 물성 및 제반 성질 개선 ... 68
• 1. embossing 처리 원지의 강도적 성질 ... 68
• 2. embossing 처리 원지의 발아율 및 뿌리 투광율 ... 69
• 제 7 절 종자 접착용 접착제 제조시험 ... 73
• 제 8 절 육묘지의 생분해성 시험 및 토양에 미치는 영향 조사 ... 78
• 1 항. 육묘지의 생분해성 ... 78
• 2 항. 토양에 미치는 영향 ... 79
• 1. 실험목적 ... 79
• 2. 실험재료 ... 79
• 3. 실험방법 ... 81
• 4. 추출 및 분석 ... 82
• 5. 실험결과 ... 83
• 3 항. 육묘지 중의 중금속 함량 ... 88
• 제 9 절 현장적용을 위한 종합 Field Test ... 92
• 1 항. 현장적용을 위한 예비 시험 ... 92
• 1. 토양 중 종자 부착상태에 따른 발아 시험 ... 92
• 2. 현장적용을 위한 토양 중 예비 시험 ... 92
• 3. 발아율과 뿌리 투과율 ... 96
• 2 항. 현장적용을 위한 종합 field test ... 100
• 1. 육묘상자를 이용한 적용시험 ... 100
• 2. 현장적용 시험 ... 104
• 제 10 절 결론 ... 120
• 제 4 장 목표 달성도 및 관련 분야에서의 기여도 ... 127
• 제 5 장 연구개발 결과의 활용계획 ... 131
• 제 6 잘 연국개발 과정에서 수집한 해외 과학기술 정보 ... 132
• 제 7 장 참고문헌 ... 135
• 끝페이지 ... 137