점적관수기의 PC 드립용 실리콘 특성에 관한 연구

Study on Efficiency of Silicon in PC Dripper of Drip Irrigation

점적 호스 중 PC 드립은 경질 호스의 내부에 Micro-path가 부착된 유로장치와 압력을 보상하는 연질의 실리콘으로 구성되어 있다. 이때 일정압력에서 적정 길이까지 동시에 내부 압력을 유지하며 균등하게 유출구를 통하여 유량을 공급하는 압력보상 기능이 매우 중요하다. 그러나 이 부분에 대한 기술은 선진국에 비해 아직 부족하여 수입에 의존하는 경향이 매우 높다. 뿐만 아니라 선진국 제품에 비해 유로장치 및 연질 실리콘의 탄성이 균일하지 못해 압력에 따른 유량의 편차가 큰 편이다. 본 연구에서는 우리나라 제품의 PC 드립 압력 균등성 기술을 향상시키기 위해 PC 드립의 핵심기술인 연질 실리콘의 성능에 대한 평가와 유량의 편차를 분석하여 문제점을 통한 개선방안을 제시하고자 하였다. 연질 실리콘의 규격은 $17{\times}8{\times}0.85mm$ (가로${\times}$세로${\times}$두께)로서 Water line의 내부에 결합되어 구성된다. PC 드립용 실리콘은 국내 A사 제품을 중심으로 하여 성능을 측정하였다. 측정을 정밀하게 하기 위해 Microtester를 사용하여 일정하게 하중이 부과되도록 하였다. 연질의 실리콘의 경도는 압력 보상에 중요한 기능을 하고 있으며 또한 PC 드립의 경질 미로와 같이 압력을 제어하는 역할을 하고 있다. 국내 A사의 실리콘 경도는 이상적인 실리콘 경도에 비하면 매우 불균일하였다. 세부적으로는 40 이하의 낮은 경도에서는 비교적 일치하였으나 경도 45 이상에서는 큰 차이를 보여주고 있었다. 국내 A사의 실리콘 경도에 따른 공급유량의 특성에서는 실리콘의 경도가 낮을수록 실리콘은 무르며 탄성이 줄어든다. 반면에 경도가 높을수록 탄성이 커지고 딱딱한 특성을 가진다. 동일한 PC 드립에 실리콘의 경도별 특성은 경도에 따른 유량이 반드시 일정하지 않으며 대체로 경도가 높을수록 동일 압력에 대해 유량이 많아지는 것을 알 수 있었다. 압력의 변화에 대해 유량이 일정하게 유지하는 특성을 가질수록 사용범위가 넓어지고 안정성이 높은 것으로 판단되며 실리콘 경도 35~55 범위에서 1~2bar의 공급압력에서 사용하는 것이 적합할 것으로 보여진다. 경도 45의 실리콘을 사용하여 수입 드립, 국내 A사의 드립 및 수입과 국내 혼용시 압력에 따른 공급유량의 특성을 분석하였다. 최대 유량과 최소 유량에서 발생되는 오차는 수입 실리콘이 비교적 작았으나 3.6 bar 이상에서는 유량이 급격히 떨어지는 양상을 보였다. 국내 A사의 제품은 0.8~2.0 bar 까지 성능이 비슷했으나 0.8 bar 이하에서는 오차가 있었으나 높은 압력에서는 오히려 성능이 우수하였다. 수입 드립과 다소 유사한 성능을 나타낸 것이 A사 드립과 수입 실리콘을 혼용하여 사용한 것은 전체적으로 비슷한 양상을 나타내었다. 따라서 실리콘 경도 오차를 고려하면 압력별 유량의 변화는 실리콘의 경도와 밀접한 관계가 있는 것으로 판단되었다.