KR100295989B1 - 식물뿌리성장조절제가함유된수지조성물,그의제조방법과이를식물재배용성형용기류의제조에사용하는용도 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 식물 뿌리성장 조절제가 함유된 수지 조성물에 관한 것으로서, 구체적으로는 (A) 스티렌계, 올레핀계, 아크릴계 수지의 단독 또는 복합수지 60~100중량%와 ; (B) 생분해성, 붕괴성, 수용성 고분자 중합체 0~40중량%로 구성되는 수지 매트릭스에 ; (C) 식물 뿌리성장 조절제가 0.001~30중량%으로 함유된 수지 조성물이 통상의 혼련 압출 장치에 의한 블렌딩 방법에 의해서 (C)의 식물 뿌리성장 조절제가 수지 매트릭스상에 균일하게 분포되도록 제조됨으로, 용기 내벽에 뿌리성장 조절제가 균일하게 분산, 표면처리되어 식물 재배시 뿌리성장이 적절하게 조절되는 효과가 있는 식물재배용 성형 용기류를 경제적으로 대량 생산하는 데 유용하게 이용될 수 있다.
Description
본 발명은 식물뿌리성장조절제가 함유된 수지 조성물, 그의 제조방법 및 이를 식물재배용기용 성형품의 제조에 사용하는 용도에 관한 것이다.
보다 상세하게는, (A) 스티렌계, 올레핀계, 아크릴계 수지의 단독 또는 복합수지 60~100중량%와 ; (B) 하나 이상의 생분해성, 붕괴성, 수용성 고분자 중합체 0~40중량%로 구성되는 수지 매트릭스에 ; (C) 식물 뿌리성장 조절제가 0.001~30중량%으로 함유된 수지 조성물 및 이를 통상의 혼련 압출 장치에 의한 블렌딩 방법에 의해서 (C)의 식물 뿌리성장 조절제가 수지 매트릭스상에 균일하게 분포되도록 제조하는 방법 및 이를 이용한 약제가 표면에 균일하게 처리된 식물재배 용기 성형품에 관한 것이다.
종자(Seeds)를 파종하거나 작물의 묘(seedlings)를 포장에 이식 (transplanting)전 뿌리성장 조절제가 처리된 포트(pot) 등의 성형품내에서 일시적으로 재배하는 경우, 뿌리성장 조절제에 의하여 식물의 뿌리성장이 조절됨으로서 잔뿌리의 발생을 촉진하여 포장에 이식한 후 원활한 활착ㆍ활력 유지 및 병해에 대한 저항성 강화 등의 효과를 얻을 수 있으며, 이식할 때 포트제거가 용이하고 뿌리절단이 방지되는 등의 효과를 얻을 수 있다.
이와 관련하여 여러 가지 식물 뿌리성장 조절제에 대한 연구와 이것을 다양 한 방법으로 처리ㆍ투여하는 기술이 개발되어 왔다. 대표적인 식물 뿌리성장 조절제로서는 큐프릭 하이드록사이드(cupric hydroxide), 큐프릭 카보네이트(cupric carbonate), 큐프릭 설페이트(cupric sulfate), 큐프릭 옥사이드(cupric oxide), 큐프릭 암모니움 카보네이트(cupric ammonium carbonate), 큐프릭나프테네이트 (cupric naphthenate) 등의 구리 이온 화합물이 그 효과에 있어 탁월함이 보고되고 있으며, 이외에 메틸-알파-메톡시이미노-알파-치환 페닐 아세테이트(methylalpha-methoxyimino-alpha-substituted phenyl acetate), 1-(1,2,4-트리아졸-1-일)-2,3-디페닐-2-부탄올[1-(1,2,4-triazol-1-yl)-2,3-diphenyl-2-butanol], 펜타클로로페놀(pentachlorophenol) 등의 약제가 살균 및 뿌리성장 조절제로서의 역할을 하는 것으로 보고되고 있다 (J. Environ. Hortic., 14(4), 191-193 (1996) ; HortScience, 31(6), 941-943 (1996) ; Tenn. Farm Home Sci., Prog. Rep., 103, 24-6 (1977) ; Calif. Agr., 23(10), 16-18(1969), etc.).
상기와 같은 식물 뿌리성장 조절제의 처리ㆍ투여 방법으로 기존에 이용되는것으로는, 식물 뿌리성장 조절제를 액상조성들을 만들어 직접도포하거나, 부직포 등에 함침하여 처리하거나 또는 용기(Pot, Plug tray, etc) 내벽에 스프레잉(spraying)하거나 페인팅(painting), 스프레딩(spreading) 등의 방법을 이용하는 것이었다(WO 9403057 ; W0 940217 ; FI 59524 B ; JP 7706758 ; JP 8023785 ; JP 7099837 ; JP 6113679 ; GB 2223920 A ; DE 3017123 A ; ZA 9208985, etc).
그러나 이와 같은 종래의 방법에서 용기 내벽에 약제의 액상조성들을 처리하는 과정은 매우 번거롭고 수고로운 작업이었으며, 골고루 도포, 표면처리하는 것이 쉽지 않아 부분적으로는 오히려 약해가 생기는 경우도 있었다. 또한 종자 및 묘의 재배(Seedling & Planting)가 자동화되어 각종 재배 용기류가 기계적으로 생산되는 경우가 많아지는데 이러한 경우에는 약제의 내벽 표면처리가 곤란한 문제점이 있다.
따라서 종자나 묘의 포트 등에서의 재배시 식물 뿌리성장 조절제가 균일하게 포트 내벽에 표면 처리되어 원활한 약효를 발휘할 수 있으면서, 한편으로는 재배 자동화도 가능한 각종 재배용기류를 저렴한 비용으로 제조할 수 있는 수지 조성물과 이의 각종 성형품 및 그 제조방법의 개발에 대한 요구가 증대되어 왔다.
이에 본 발명자들은 상기와 같은 요구에 부응하는 종래의 식물 뿌리성장 조절제를 재배용기류의 내벽에 표면처리하는 방법의 번거롭고 수고로우며 균일한 도포가 어려운 문제점을 획기적으로 개선하고, 자동화 시스템에 부응하여 약제가 표면에 균일하게 처리된 재배용기류의 대량생산을 가능하게 하는 수지 조성물과 그 제조방법을 개발하기 위하여 집중 연구한 결과, (A) 스티렌계, 올레핀계, 아크릴계 수지의 단독 또는 복합수지 60~100중량%와 ; (B) 하나 이상의 생분해성, 붕괴성, 수용성 고분자 중합체 0~40중량%로 구성되는 수지 매트릭스에 ; (C) 식물 뿌리성장 조절제가 0.001~30중량%으로 함유된 수지 조성물이 통상의 혼련 압출 장치에 의한 블렌딩 방법에 의해서 (C)의 식물 뿌리성장 조절제가 수지 매트릭스상에 균일하게 분포되도록 제조됨으로, 이를 이용하여 제조한 성형 용기류에서 종자 및 묘를 재배하면 탁월한 뿌리성장 조절효과를 얻을 수 있음을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 약제가 표면에 균일하게 처리된 식물재배 용기 성형품을 간단하고 경제적으로 대량생산하는 데 이용할 수 있는 수지 조성물 및 그 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.
제1도는 본 발명에 의한 조성물을 이용하여 제조된 성형물과 기존 수지 단독으로 성형 제조된 열성형물내에서 일정기간동안 재배된 오이의 뿌리성장 유형을 비교하여 나타낸 것이고,
제2a도는 본 발명에 의한 조성물을 이용하여 제조된 성형물과 기존 수지 단독으로 성형 제조된 열성형물내에서 일정기간동안 재배된 양배추의 뿌리성장 유형을 비교하여 나타낸 것이고,
제2b도는 본 발명에 의한 조성물을 이용하여 제조된 성형물과 기존 수지 단독으로 성형 제조된 열성형물내에서 일정기간동안 재배된 양배추의 양육상태를 비교하여 나타낸 것이고,
제3a도는 본 발명에 의한 조성물을 이용하여 제조된 성형물과 기존 수지 단독으로 성형 제조된 열성형물내에서 일정기간동안 재배된 토마토의 뿌리성장 유형을 비교하여 나타낸 것이고,
제3b도는 본 발명에 의한 조성물을 이용하여 제조된 성형물과 기존 수지 단독으로 성형 제조된 열성형물내에서 일정기간동안 재배된 토마토의 양육상태를 비교하여 나타낸 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 (A) 스티렌계 수지, 올레핀계 수지, 아크릴계 수지에서 선택된 하나 이상의 수지성분 60~100중량% ; (B) 생분해, 붕괴성, 수용성 고분자 중합체 0~40중량% 로 이루어진 수지 매트릭스에 ; (C) 식물 뿌리성장 조절제 0.001~30중량%; 가 포함된 수지 조성물을 제공한다.
또한 본 발명은 1) 본 발명의 수지 조성물을 회전교반 수단을 구비한 혼합수단을 이용하여 상온에서 혼합하는 단계; 2) 상기 혼합물을 혼련압출 수단으로 혼련압출하는 단계;를 포함하여 식물 뿌리성장 조절제가 수지 매트릭스에 균일하게 분산되도록 하는 수지 조성물의 제조방법을 제공한다.
또한 본 발명은 본 발명의 수지 조성물을 식물 재배용 성형 용기류의 제조에 이용하는 용도를 제공한다.
이하 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명의 수지 조성물은 (A) 스티렌계, 올레핀계, 아크릴계 수지의 단독 또는 복합수지; (B) 생분해성, 붕괴성, 수용성 고분자 중합체 ; (C) 식물 뿌리성장조절제를 포함한다.
상기 스티렌계, 올레핀계 또는 아크릴계 수지로는 폴리스티렌계 수지, 폴리 에틸렌 또는 폴리프로필렌계 수지, 폴리아크릴계 수지 및/또는 이들의 변성 수지를포함하며, 상업적으로 이용가능한 다양한 스티렌계, 올레핀계 및 아크릴계 수지를모두 사용할 수 있으나, 일반폴리스티렌(GPPS), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌 (PP) 또는 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)계 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 이의 함량은 60~100중량%인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하기로는 75~98중량%이다.
상기 기본수지 매트릭스 상에 단순분산 또는 얼로이화되는 생분해성, 붕괴성, 수용성 고분자 중합체로는 폴리에틸렌글리콜(PEG), 폴리비닐알콜(PVA), 지방족 폴리에스테르, 전분(Starch) 등이 포함될 수 있다.
식물 뿌리성장 조절제로는 큐프릭 하이드록사이드(cupric hydroxide), 큐프릭 카보네이트(cupric carbonate), 큐프릭 설페이트(cupric sulfate), 큐프릭 옥사이드(cupric oxide), 큐프릭 암모니움염(cupric ammonium salt), 큐프릭 니트레이트(cupric nitrate), 큐프릭 포스페이트(cupric phosphate), 큐프릭나프테네이트 (curpric naphthenate), 큐프릭 옥시클로라이드(cupric oxychloride) 등의 구리 이온 화합물 또는 메틸-알파-메톡시이미노-알파-치환 페닐 아세테이트, 1-(1,2,4-트리아졸-1-일)-2,3-디페닐-2-부탄올, 펜타클로로페놀 등의 적당한 뿌리성장 조절제가 단독 또는 2종 이상 선택되어 사용될 수 있으나, 특히 기본수지에 기계적으로 배합될 경우 그 안정성 및 활성을 잃지 않는 화합물이어야 하며, 제조비용면에서 유리한 것이 바람직하다. 전체 조성물 중 식물 뿌리성장 조절제의 함량은 0.001~30중량%인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하기로는 0.01~15중량%이다.
본 발명의 수지 조성물은 상기에 더하여 기계적, 열적, 물리적 물성의 저하를 거의 수반하지 않고, 각종 첨가제를 포함할 수 있다. 이 때 첨가제로는 가소제, 산화방지제, 이형제, 대전방지제, 내열향상제, 윤활제, 생분해ㆍ붕괴성 유도제, 유ㆍ무기 충진제, 충격보강제, 착색제(염료 또는 안료), 금속성의 미량영양소(iron, boron, manganese, zinc, molybdenum, magnesium) 등이 포함된다.
또한 본 발명은 상기 수지 조성물의 제조 방법을 제공한다. 구체적으로 본 발명의 제조 방법은 1) 본 발명의 수지 조성들을 회전교반 수단을 구비한 혼합수단 을 이용하여 상온에서 혼합하는 단계; 2) 상기 혼합물을 혼련압출 수단으로 혼련압출하는 단계; 를 포함한다.
이때 상기 1) 단계의 혼합수단으로는 리본 블랜더(Ribbon blender)나 V형 블랜더, 헨셀믹서(Henchel mixer) 등의 회전교반 수단을 구비한 혼합수단을 이용한다. 혼합조건은 상온에서 수십 내지 수천 RPM으로 수분동안 혼합한다.
상기 2) 단계의 혼련압출 수단으로는 통상의 압출기, 브라벤더 플라스티코더(Brabender Plasticorder), 반바리 믹서(Banbury mixer), 믹싱롤(Mixing roll), 니더(Kneader) 등을 이용하고, 혼련 압출시의 온도는 사용하는 기본 매트릭스 수지에 따라 적정하게 조절하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서는 본 발명의 수지 조성물로 제조된 식물 재배용 성형 용기류를 제공한다.
본 발명에 따른 수지 조성물은 통상의 성형방법에 따라 다양한 각종 성형품으로 제조될 수 있으며, 이러한 성형품은 1) 본 발명의 수지 조성물을 단독으로 사용하거나, 2) 본 발명의 수지 조성물이 내벽에 위치하도록 코라미네이션(Colamination)하거나 3)접착 등의 방법을 이용하여 사출성형, 블로우 성형, 압출성형 및 열성형 등을 통해 제조될 수 있다. 특히 시트(Sheet)류 등으로 압출성형하고 열성형하여 여러가지 형상의 제품으로 제조할 수 있다.
이하 실시예에 의하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것으로 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1] 수지 조성물의 조성
(A)의 수지 성분으로 폴리스티렌 등급(SOLARENER, 韓國, 東部韓農化學), 폴리에틸렌 등급, 폴리프로필렌 등급 등이 매트릭스 수지와, (B)의 고분자 중합체로 수용성의 특성을 갖는 폴리에틸렌글리콜(PEG, Mn2,000), 폴리비닐 알콜(PVA, Mw16,000) 등을, (C)의 식물 뿌리성장 조절제로는 각종 구리 이온 화합물을 각각 하기 표1에 기재된 성분 및 함량으로 사용하였다.
[실시예 2] 수지 조성물의 성분
실시예 1에서 예시된 수지 조성물에 더하여 산화방지제, 내열향상제, 이형제 등의 (D) 성분의 첨가제를 첨가하였다. 구체적으로 a는 산화방지제(Antioxidant)이며 b는 폴리지메틸실록산(Polydimethylsiloxane)으로 이형제이며, c는 전분(Starch)으로 생분해, 붕괴성 유도제로 사용되었다.
첨가제를 첨가하여 제조한 수지 조성물의 수지 자체의 열화 및 구리 이온 화합물의 변성, 구리 이온의 수용액 상으로의 용출 정도를 확인한 결과 표 1에 나타난 바와 같이 우수한 안정성과 활성을 나타냄을 확인하였다.
[실시예 3] 수지 조성물의 제조
상기의 표 1의 성분들을 헨셀믹서(Henchel mixer)를 사용하여 상온에서 100~1,000rpm으로 5분간 물리적 혼합을 행한 후, 이 혼합물을 130℃에서 280℃ 온도범위에서 이축 압출기(L/D =25)를 사용하여 스크류 RPM 100에서 300 범위 내에서 혼련을 행하고, 스트랜드 커팅(Strand cutting) 방식으로 본 발명의 수지 조성물의 펠렛을 제조하였다.
상기와 같이 제조한 수지 조성물에 구리 이온 화합물 등이 균일하게 분산되어 있음을 구리이온 검출시험을 통하여 확인하였다.
구리 이온 화합물 검출 시험은 제조된 수지 조성물을 물에 40시간 담근 후, 수용액상에 용출된 구리 이온의 농도를 구리 이온 화합물의 종류 및 첨가제의 종류, 함량에 따라 비교 시험하였다.
[실시예 4] 성형 용기류의 제조
상기 실시예 2에서 제조된 수지 조성물은 고무변성 폴리스티렌 등급(SOLARENER, 韓國, 東部韓農化學)을 기본 시트로 압출성형하면서, 이 시트에 20~100㎛ 두께로 공압출 라미네이션시켜 2층 시트를 제조하거나, 단독으로 시트 성형한 후, 열성형시켜 플러그 트레이 등의 열성형 제품을 만들었다.
또는 직접 수지 조성물을 사출성형, 블로우성형 등의 가공을 거쳐 제품화하였다.
상기와 같이 제조한 성형제품의 내벽에 구리 이온 화합물 등이 균일하게 분산되어 있음을 확인하기 위하여, 구리이온 검출시험을 수행하였다. 구리 이온 화합물 검출 시험은 실시예 3에서와 같이 제조된 성형물을 물에 40시간 담근 후, 수용액상에 용출된 구리 이온의 검출, 성형물 표면상에서 검출되는 구리 이온의 농도를 구리 이온 화합물의 종류 및 첨가제의 종류, 함량에 따라 비교 시험하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.
[실시예 5] 뿌리성장 조절능력의 조사
상기의 실시예 4의 방법에 의하여 본 발명의 수지 조성물로부터 제조한 제품과 식물 뿌리성장 조절제를 포함하지 않은 대조예의 일반 수지 조성물로 제조한 동일한 규격의 제품에 육묘용 상토(부농원예용상토-부농의 상표)를 채우고 각각 오이, 고추, 토마토, 배추, 양배추 등의 종자를 파종한 후, 일정기간이 경과된 뒤 묘의 발육상태와 뿌리성장의 조절 효과를 비교하였으며, 표 2와 도 1 내지 도 3에 각각 나타내었다.
표 2와 도 1 내지 도 3에 나타낸 바와 같이 본 발명의 수지 조성물로 제조된 성형용기에서 식물을 재배하면 탁월한 뿌리성장 조절효과를 얻을 수 있고, 또한 지상부의 생육도 현저히 우수해지는 반면, 성분 (C)를 배합하지 않은 수지 조성물을 이용한 경우에는 식물 뿌리성장 조절 효과가 거의 나타나지 않음을 알 수 있다.
상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 조성물은 식물 뿌리성장 조절제로 구리 이온 화합물 등이 효과적으로 분산, 표면처리된 육묘용의 각종 성형품의 경제적 대량 생산에 유용하게 이용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 조성물에 의한 식물재배용 성형용기에서 식물을 재배하면 뿌리성장 조절제에 의하여 식물의 뿌리성장이 조절됨으로서 잔뿌리의 발생을 촉진하여 포장에 이식한 후 원활한 활착·활력 유지 및 병해에 대한 저항성 강화 등의 효과를 얻을 수 있으며, 이식할 때 포트제거가 용이하고 뿌리 절단이 방지되는 등의 효과를 얻을 수 있다. 또한 본 발명의 조성물에 의하여 육묘의 자동화 시스템에서도 식물 뿌리성장 조절 효과를 간편하게 적용할 수 있으며, 작물 육묘시 뿌리에 발생하는 세균 및 곰팡이에 의해 발생하는 각종 토양병해를 예방 억제할 수 있고 또한 프러그 트레이 등의 성형품내에 이끼나 조류의 발생을 억제 및 방지할 수 있으므로 향후 그 이용이 주목된다.
Claims (7)
- (A) 스티렌계 수지, 올레핀계 수지, 아크릴계 수지 중에서 선택된 하나 이상의 수지성분 60~100중량% 및 ; (B) 생분해, 붕괴성, 수용성 고분자 중합체 0~40중량% 로 이루어진 수지 매트릭스에 ; (C) 수용성 식물 뿌리성장 조절제인 큐프릭 설페이트(cupric sulfate) 0.001~30중량%; 가 포함된 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 수지성분은 일반폴리스티렌(GPPS), 폴리에틸렌 (PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)계 수지에서 선택된 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 생분해, 붕괴성, 수용성 고분자 중합체는 폴리에틸렌글리콜(PEG), 폴리비닐알콜(PVA), 지방족 폴리에스테르, 전분 (Starch) 으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기에 더하여 가소제, 산화방지제, 이형제, 대전방지제, 내열향상제, 윤활제, 생분해·붕괴성 유도제, 유·무기 충진제, 충격보강제, 착색제(염료 또는 안료), 금속성의 미량영양소로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 첨가제가 포함된 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
- 1) 제1항의 수지 조성물을 회전교반 수단을 구비한 혼합수단을 이용하여 상온에서 혼합하는 단계; 2) 상기 혼합물을 130℃ 내지 280℃ 범위에서 혼련압출 수단으로 혼련압출하는 단계;를 포함하여 제1항의 수용성 식물 뿌리성장 조절제인 큐프릭 설페이트가 수지 매트릭스에 균일하게 분산 되도록 하는 수지 조성물의 제조방법.
- 제5항에 있어서, 상기 혼합수단이 리본 블랜더, V형 블랜더, 헨셀믹서에서 선택되고, 상기 혼련압출 수단은 압출기, 플라스티코더, 반바리 믹서, 믹싱롤, 니더에서 선택되는 것을 특징으로 하는 수지 조성물의 제조방법.
- 고무변성 폴리스티렌 기본시트상에 제1항 또는 제4항의 수지조성물이 20~100㎛ 두께로 라미네이션된 2층시트로 제조된 성형품.
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| KR100750599B1 (ko) | 2006-02-23 | 2007-08-20 | 한국해양연구원 | 뿌리돌림 방지를 위한 해수 또는 염 처리 육묘판 개발 |
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