KR100223124B1 - 농업용 폴리머 필름 및 그 생산방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 UV-광선 및 단파장 광선을 적색파장 범위의 광선으로 전환시킬 수 있는 활성첨가물이 함유되어 있어 이에 의해 식물생육을 효과적으로 증진시킬 수 있는 필름 제조용 중합체 조성물, 이것으로 농업용 필름 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 필름 제조용 조성물은 주재료인 폴리에틸렌 또는 에틸렌(공)중합체의 성분A로서 옥사이드, 유러퓸의 유기 또는 무기염의 그룹으로부터 선택된 것, 성분B로서 베타-디케톤, 및 성분C로서 두가지(bidentate) 니트로겐 헤테로사이클릭스(heterocyclics) 및 알킬 치환 포스핀 옥사이드 그룹으로부터 선택된 것이 혼합된 활성첨가물을 전체 중량의 0.005%∼1%로 함유시킨 데에 특징이 있다.

Description

필름 제조용 중합체 조성물, 이것으로 만든 농업용 필름 및 그 제조 방법{A composition for producing film used in agriculture}

본 발명은 필름 제조용 중합체 조성물에 관한 것으로서, 특히 UV-광선과 단파장 광선을 적색 스펙트럼 범위의 광선으로 전환시킬 수 있는 활성첨가제가 함유되어서 된 중합체 조성물, 이것으로 만든 농업용 필름 및 그 제조방법에 관한 것이다.

또한 이 필름은 UV-광선을 적색 스펙트럼을 갖는 광선으로의 전환이 필요한 다른 분야에도 사용될 수 있다.

종래에 사용되던 농업용 필름 제조용 중합체 조성물에는 다음과 같은 것들이있다. 예를 들면, 일본특허(출원번호 : 06199814, 05170969)에는 피라진(pyrazine)화합물 그룹으로 부터의 활성첨가물이 들어있어 광선을 흡수하는 중합체 조성물이 개시되어 있다. 그 내용을 살펴보면 활성첨가물이 유리판 위에 부착되었을 때 UV-광선의 에너지가 전환되거나 변환되어 청색 스펙트럼 범위의 광선으로 반사된다고 기재되어 있다.

그러나 농업용 필름에 있어서 상기 중합체 조성물은 UV-광선을 청색광선으로 반사하기 때문에 적색 스펙트럼 범위의 광선으로 반사되는 경우와 비교해 볼 때 농작물의 생성과 생산성을 향상시키는 데에 효과적이지 못하다.

미니크(minich) 등 러시아 저자들의 등록번호(certificae no.) 2047624에도 농업용으로 사용할수 있고 고체산물 형태의 활성첨가물이 들어있는 중합체 조성물이 개시되어 있다. 이것은 용액 상태로서 이소프로판올내에서 유러퓸 니트레이트(Europium nitrate), 란탄 니트레이트(Lanthanum nitrate) 및 1,10-펜난트롤린(phenanthroline)간의 화학반응에 의해 얻어진다.

유러늄-란탄 조성물은 몇가지 단점을 가지고 있다: 예를들면, 유러퓸-란탄조성물은 먼저 합성한 후 정제, 건조해서 만든다. 이때 합성하는 동안에 얻어지는 입자의 크기는 2,3 미크론(micron)에서 십 또는 몇백 미크론까지 있기 때문에 이것으로 만든 필름은 광선의 산란이 증가하여, 결국 입자들에 의해 야기되는 산란현상 때문에 광선 세기의 손실이 발생하게 된다.

본 발명의 목적은 UV-광선 또는 단파장 광선을 적색의 가시광선으로 전환시킬 수 있는 신규의 필름 제조용 중합체 조성물, 이것으로 만든 필름 및 그 제조방법을 제공하는 데에 있다.

구체적으로 본 발명은 지금까지 사용된 재료의 단점을 극복할 수 있는 것으로서, 폴리에틸렌과 활성첨가물이 들어있어 식물생육에 매우 효과적인 농업용 중합체 필름을 제공하는 데에 그 목적을 두고 있다.

제1도는 본 발명에 따른 실시예 2에서 얻은 농업용 필름의 광학적 특성을 보인 그래프이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 필름의 광학적 밀도 2 : UV-광선 범위의 전환율

3 : 방출 스펙트럼 4 : UV-광선 범위의 태양광선 스펙트럼

상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 필름 제조용 중합체 조성물은 다음과 같은 3가지, 즉 성분A, 성분B, 성분C로 구성돤 활성첨가물이 선택적으로 함유된 데에 특징이 있다:

A) 성분A는 유러퓸의 유기 또는 무기염 그룹에서 선택된 옥사이드(oxides)이다. 이를테면 아세트산과 이들 동족체의 염과, 플로오르산과 이들 플로오르 동족체의 염과, 벤조산과 이들의 치환 유사물질(substitute analogs)의 염과, 그리고 페닐아세트산, 피콜린산, 니코틴산 및 퀴놀린산의 염들이 여기에 속한다.

B) 성분B는 일반식 R¹C(O)CH₂C(O)R²로 표시되는 베타 디케톤 그룹으로 부터 선택된 화합물이다. 여기서 R¹과 R²는 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실과 이들의 동족체와, 플로오르 카본과 그 동족체와, 페닐과 그 동족체 또는 치환 유사물질과, 그리고 2-티오닐과 그 유사물질로 구성된 그룹으로 부터 독립적으로 선택된 것이다. 예를들면, 4-벤조일-3-메틸-1-페닐-2-피라졸린-5-온(one)이 활성첨가물의 성분B로 사용될 수 있다.

C) 성분C는 헤테로사이클릭스 그룹, 예를들면 2,2'-디피리딘, 4,4'-디피리딘, 1,10-디페난트롤린, 또는 트리아세틸 포스핀 옥사이드와 같은 알킬 치환 포스핀 옥사이드 그룹으로부터 독립적으로 선택된 화합물이다.

상기 활성첨가물에서 3가지 성분의 중량비는 다음과 같은 알고리즘으로 설명할 수 있다: 성분A는 유러퓸의 한 원자, 성분 B는 3개의 분자, 성분 C는 두가지(bidentate) 니트로겐 헤테로사이클의 한 분자 또는 알킬 치환 포스핀 옥사이드의 2개의 분자.

상기 활성첨가물은 중합체 조성물에 대해 총중량의 0.005%∼1.0% 범위로 첨가한다. 바람직한 첨가량은 총중량의 0.01%∼0.75%이고, 보다 바람직한 첨가량은 총중량의 0.05%∼0.5% 이다.

이하, 본 발명에 대해 바람직한 실시예를 참조하여 보다 더 상세하게 설명하고자 한다. 이들 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 표시한 하나의 예로서, 이것이 청구범위를 한정하는 것으로 해석되어서는 아니된다.

[실시예 1]

유러퓸 옥사이드, 테노일트리플로오르아세톤 및 2,2'-디피리딘이 중량비로서 1 : 3.78 : 0.88의 비율로 혼합되어 있는 활성첨가물을 폴리에틸렌 (공)중합체 펠렛에 대해 중량비로 중합체의 0.3%의 비율로 첨가하여 기계적으로 혼합하고, 여기서 얻은 조성물을 필름으로 압출성형하였다.

[실시예 2]

테노일트리플로오르아세톤과 1,10-페난트롤린이 중량비 1 : 0.27로 혼합되어 있는 활성첨가물을 중합체의 약 10중량%의 양으로 폴리에틸렌 펠렛에 첨가하여 기계적으로 혼합하였다. 여기서 얻은 조성물을 펠렛으로 압출성형하고, 이 펠렛에 유러퓸 니트레이트의 헥사하이드레이트를 부가하여 활성첨가물의 조성물을 만들었다. 유러퓸을 포함한 펠렛과 초기의 중합체 사이의 중량비는 1 : 30 이다. 수득한 조성물에서 유러퓸 니트레이트와 테노일트리플로오르아세톤 사이의 중량비는 0.67 : 1이다. 폴리에틸렌과 유러퓸이 들어있는 조성물을 사용하여 필름을 압출성형하였다.

[실시예 3]

유러퓸 아세테이트, 4-벤조일-3-메틸-1-페닐-2-피라졸린-5-온 및 트리옥틸포스핀 옥사이드를 중량비 1 : 2.53 : 2.35의 비율로 혼합하여 유러퓸 복합체를 만들고, 이것을 에틸렌 (공)중합체 펠렛에 전체중량의 0.3%가 되도록 첨가하여 기계적으로 혼합하였다. 이 조성물로 필름을 압출성형하였다.

상기 실시예들에서 얻은 필름은 초기 중합체로 만든 필름에 비해서 기계적 특성과 광산 산란 특성에 있어서 큰 차이가 없다. 이들 필름은 태양광선의 UV-성분을 90%정도 흡수하고, 적색 스펙트럼 범위의 광선으로 전환시킨다.

이런한 결과는 제1도에 도시된 실시예 2에서 얻은 필름의 태양광선 스펙트럼과 흡수 및 방출 스펙트럼 그래프로부터 확인할 수 있다. 도면에서, 1은 필름의 광학적 밀도, 2는 UV-광선 범위의 전환율, 3은 방출 스펙트럼, 4는 UV 범위의 태양광선 스펙트럼을 도시한 것이다. 도면을 참조하면, 필름의 밀도가 UV-광선이 비추는 범위에서는 높아 그 흡수율이 높고 태양광선의 UV-광선 전환율이 매우 높아 방출 스펙트럼에 있어서 적색 가시광선이 형광방사율(I_ph)의 비교세기가 매우 강함을 알 수 있다. 참고적으로 식물이 잘 흡수하는 광선은 400∼500nm와 600∼700nm 파장의 광선이다.

그외의 다른 활성첨가물이 함유된 조성물로 만든 필름도 제1도에 도시된 것과 특성이 비슷하였다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 UV-광선 또는 단파장 광선을 적색 가시광선으로 전환할 수 있는 필름 생산을 위한 신규의 중합체 조성물, 이것으로 만든 필름 및 그 제조방법을 함께 제공함으로써, 이 필름을 이용하여 농작물 등 식물을 재배하면 UV-광선을 적색 가시광선으로 전환시키게 되어 식물생육을 효과적으로 증진시킬 수 있게 된다.

Claims (16)

1. 주재료인 폴리에틸렌이나 에틸렌 (공)중합체에 성분A로서 옥사이드와 유러퓸의 유기 또는 무기염으로 구성된 그룹으로부터 선택된 것, 성분B로서 베타-디케톤, 그리고 성분C로서 두가지(bidentate) 니트로겐 헤테로사이클릭스과 알킬치환 포스핀 옥사이드 그룹으로부터 선택된 것이 혼합되어 있는 활성첨가물이 전체중량의 0.005%∼1%로 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 필름 제조용 중합체 조성물.
2. 제1항에 있어서, 상기 활성첨가물이 전체중량의 0.01%∼0.75%의 양으로 함유된 것을 특징으로 하는 필름 제조용 중합체 조성물.
3. 제1항에 있어서, 상기 활성첨가물이 전체중량의 0.05%∼0.5%의 양으로 함유된 것을 특징으로 하는 필름 제조용 중합체 조성물.
4. 제1항에 있어서, 상기 성분A인 유러퓸의 유기 또는 무기염이 아세트산과 그 동족체, 플로오르아세트산과 그 동족체, 페닐아세트산, 피콜린산, 니코틴산 및 퀴놀린산의 염들로 구성된 그룹으로부터 선택된 것을 특징으로 한느 필름제조용 중합체 조성물.
5. 제1항에 있어서, 상기 성분B인 베타-디케톤이 R¹C(O)CH₂C(O)R¹으로된 일반식을 가지며, 상기에서 R¹과 R²는 C₁∼C₁₈까지의 선형 또는 측쇄형 알킬 및 그 동족체, 플로오르카본과 그 동족체, 페닐과 그 동족체 또는 치환된 유사물질, 및 2-티아놀과 그 동족체로 구성된 그룹으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 필름제조용 중합체 조성물.
6. 제1항에 있어서, 상기 성분B가 4-벤조일-3-메틸-1-페닐-2-피라졸린-5-온(one)인 것을 특징으로 하는 필름 제조용 중합체 조성물.
7. 제4항에 있어서, 상기 성분B가 4-벤조일-3-메틸-1-페닐-2-피라졸린-5-온(one)인 것을 특징으로 하는 필름 제조용 중합체 조성물.
8. 제1항에 있어서, 상기 성분C가 니트로겐 헤테로사이클릭스 및 알킬치환 포스핀 옥사이드로 구성된 그룹으로 부터 선택된 것을 특징으로 하는 필름 제조용 중합체 조성물.
9. 제6항에 있어서, 상기 성분C가 니트로겐 헤테로사이클릭스 및 알킬치환 포스핀 옥사이드로 구성된 그룹으로 부터 선택된 것을 특징으로 하는 필름 제조용 중합체 조성물.
10. 제8항에 있어서, 상기 니트로겐 헤테로사이클릭스는 2,2'-디피리딘, 4,4'-디피리딘 및 1,10-디-페난트롤린으로 구성된 그룹으로 부터 선택된 것을 특징으로 하는 필름 제조용 중합체 조성물.
11. 제8항에 있어서, 상기 알킬 치환 포스핀 옥사이드는 트리아세틸 포스핀 옥사이드인 것을 특징으로 하는 필름 제조용 중합체 조성물.
12. 제1항에 있어서, 상기 성분C에 대한 성분B의 중량비가 3 : 1이고, 성분C는 두가지 니트로겐 헤테로사이클릭스인 것을 특징으로 하는 필름 제조용 중합체 조성물.
13. 제1항에 있어서, 상기 성분C에 대한 성분A의 중량비가 1 : 2이고, 성분C는 알킬치환 포스핀 옥사이드인 것을 특징으로 하는 필름 제조용 중합체 조성물.
14. 제4항에 기재된 성분을 혼합하여 조성물을 만드는 단계와, 태양광선의 UV-성분 90%를 흡수하여 적색 스펙트럼 범위의 광선으로 전환시키는 필름을 형성하는 단계를 포함하는 농업용 필름의 제조방법.
15. 제14항에 있어서, 상기에서 필름은 압출성형에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 농업용 필름의 제조방법.
16. 제14항 내지 제15항의 방법에 의해 생산되는 농업용 필름.

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