KR101969692B1 - 2가 철 공급제 - Google Patents

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Abstract

[과제] 2가 철의 공급량을 보다 증가시킬 수 있는 신규한 기술을 제공한다.
[해결 수단] 효모, 효모의 추출물 및 효모의 세포벽 중 적어도 1종과, 인산 및 인산화합물 중 적어도 1종과, 칼륨 및 칼륨 화합물 중 적어도 1종을 포함하는 혼합물의 수열반응 처리물과, 철공급 원료를 포함하는 2가 철 공급제.

Description

2가 철 공급제
본 발명은, 예를 들면 토양 등에 사용했을 때에 살균에 기여하는 2가 철을 공급할 수 있는, 2가 철 공급제에 관한 것이다.
논벼 재배는 토양 병해 및 연작 장해가 없는 우수한 재배 기술이다. 이 재배 기술에서는, 담수 하의 논 토양이 환원 상태이므로, 토양 중의 3가 철이 2가 철로 환원된다. 이 2가 철의 살균 작용에 의해 푸사리움(Fusarium)균 등의 병원균이 사멸하므로, 토양 병해 및 연작 장해가 없는 재배 기술인 것이 알려져 있다. 한편, 논 이외의 전지(즉, 밭이 되어 있는 땅), 그리고 골프장, 야구장 및 축구장 등의 잔디밭의 토양에 있어서는 환원 상태가 아니기 때문에 모든 철은 3가 철로서 존재한다. 그 때문에, 토양 병원균을 억제하는 것이 가능하지 않고 토양 병해가 만연하고 있다. 또, 화학 비료의 과잉 사용에 의해 토양은 더욱 산화되어, 2가 철이 더욱 존재할 수 없는 토양으로 되어 있다.
상기 상황을 개선하기 위해서 2가 철 자재 및 킬레이트 자재 등도 시판되고 있지만, 안정성이 불충분하다. 이들 2가 철 자재, 및 킬레이트 자재 등은, 산소에 접촉하면 금방 산화되어 3가 철로 변화되어 버리므로, 2가 철로서 토양에 공급할 수는 없다. 그 때문에, 보다 많은 2가 철을 공급할 수 있게 하기 위한 자재가 제안되어 있다(예를 들면 특허문헌 1). 특허문헌 1에서는, 커피콩을 분쇄하여 볶은 것 및 / 또는 찻잎을 환원 작용 성분의 공급 원료로서 이용하여, 이 환원 작용 성분의 공급 원료의 건조물과 2가 혹은 3가의 철을 포함하는 철공급 원료를 물 존재 하에서 혼합하고, 반응시킴으로써, 철공급 원료로부터의 2가 철의 공급량을 증가시키고 있다.
JP 5733781 B
그러나, 2가 철을 보다 많이 공급할 수 있는 방법이 요구되고 있다.
본 발명은, 2가 철의 공급량을 보다 증가시킬 수 있는 신규한 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자는 상기 과제를 감안하여 예의 연구를 행하였다. 그 결과, 효모, 효모의 추출물 및 효모의 세포벽 중 적어도 1종, 인산 및 인산화합물 중 적어도 1종, 및 칼륨 및 칼륨 화합물 중 적어도 1종을 포함하는 혼합물의 수열반응 처리물과, 2가 철염 또는 3가 철염 등의 철공급 원료를 포함하는 혼합물을 구성함으로써, 보다 안정적으로 2가 철을 토양 등에 공급할 수 있고, 그 공급량을 증가시킬 수 있는 것을 발견하여, 본 발명을 완성시켰다.
본 발명의 요지는 다음과 같다.
[1] 효모, 효모의 추출물 및 효모의 세포벽 중 적어도 1종과, 인산 및 인산화합물 중 적어도 1종과, 칼륨 및 칼륨 화합물 중 적어도 1종을 포함하는 혼합물의 수열반응 처리물과, 철공급 원료를 포함하는 2가 철 공급제.
[2] 규산 공급물, 커피 찌꺼기 및 차 찌꺼기로 이루어진 군으로부터 1종 또는 2종 이상 선택되는 물질을 더 포함하는, [1]에 기재된 2가 철 공급제.
[3] 규산 공급물을 더 포함하는, [1] 또는 [2]에 기재된 2가 철 공급제.
[4] 커피 찌꺼기 및 차 찌꺼기 중 적어도 1종을 더 포함하는 [1] 내지 [3] 중 어느 1항에 기재된 2가 철 공급제.
[5] 효모, 효모의 추출물 및 효모의 세포벽 중 적어도 1종과, 인산 및 인산화합물 중 적어도 1종과, 칼륨 및 칼륨 화합물 중 적어도 1종을 포함하는 혼합물의 수열반응 처리물과, 철공급 원료를 물 존재 하에서 반응시키는 단계를 포함하는, 상기 철공급 원료에 유래하는 2가 철의 양을 증가시키는 방법.
본 발명에 따르면, 2가 철의 공급량을 보다 증가시킬 수 있는 신규한 기술을 제공할 수 있다.
이하, 본 발명의 하나의 실시형태에 대해서, 상세히 설명한다.
본 실시형태는 2가 철 공급제에 관한 것으로, 효모, 효모의 추출물 및 효모의 세포벽 중 적어도 1종과, 인산 및 인산화합물 중 적어도 1종과, 칼륨 및 칼륨 화합물 중 적어도 1종을 포함하는 혼합물의 수열반응 처리물과, 철공급 원료를 포함한다.
본 실시형태에 있어서는, 수열반응 처리물과 철공급 원료가 반응해서 3가 철이 환원됨으로써, 철공급 원료에 유래하는 2가 철(2가 철 이온)이 증가하고, 공급되는 2가 철의 양이 종래보다도 증가한다.
또, 철공급 원료에 유래하는 2가 철이란, 철공급 원료로부터 방출된 2가 철 외에, 철공급 원료로부터 방출된 3가 철로부터 변환된 2가 철, 및 철공급 원료로부터 방출된 2가 철이 3가 철로 되고, 또한 이 3가 철로부터 변환된 2가 철을 포함한다.
본 명세서에 있어서 철공급 원료는, 물의 존재 하에 2가 철 또는 환원되어서 2가 철로 되는 3가 철을 방출 가능한 물질이면 특별히 한정되지 않고, 당업자가 적당히 설정할 수 있다. 구체적으로는, 황산철(II) 등의 2가 철의 염, 염화철(III) 및 황산철(III) 등의 3가 철의 염 이외에, 제강 슬래그(slag) 및, 철을 함유하는 토양 등을 들 수 있고, 본 실시형태의 2가 철 공급제는 예를 들면 이들 중 1종 또는 2종 이상을 철공급 원료로서 함유해도 된다.
수열반응 처리물은, 예를 들면, 국제공개 제2013/094235호 등에 개시되어 있고, 국제공개 제2013/094235호에 개시된 방법에 따라서 종래 공지의 재료로부터 제조할 수 있다. 또, 국제공개 제2013/094235호에 따른 국제출원은, 예를 들면, 일본에서는 특허 제5555818호로서 등록되어 있다.
수열반응 처리물의 원료로서 이용되는 효모, 효모의 추출물, 또는 효모의 세포벽은, 특별히 한정되지 않지만, 걸쭉한 맥주 효모, 압착 맥주 효모, 건조 맥주 효모, 맥주 효모현탁액, 건조 효모 세포벽, 효모 세포벽 현탁액, 및 맥주 효모함유 무기물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종에 유래할 수 있다.
인산 또는 인산화합물은, 1종이어도 2종 이상 혼합해서 이용해도 된다. 인산 또는 인산화합물은, 예를 들면 비료의 성분으로서 종래 공지의 인산화합물을 이용할 수 있다. 구체적으로는, 비료로서는, 각종 가용성 또는 구용성(枸溶性) 비료를 이용하면 되고, 인산화합물로서는, 예를 들면, 인광석을 황산으로 처리해서 인산을 가용화시킨 과인산석회 및 중과인산석회, 아인산 그리고 혼합물로서의 용해성 인 비료 및 소성 인 비료 등을 들 수 있다.
칼륨 또는 칼륨 화합물은, 1종이라도 2종 이상 혼합해서 이용해도 된다. 칼륨 또는 칼륨 화합물은, 예를 들면 비료의 성분으로서 종래 공지의 칼륨 화합물을 이용할 수 있다. 구체적으로는, 염화칼륨, 황산칼륨, 수산화칼륨, 아인산칼륨, 및 질산칼륨 등을 들 수 있다.
수열반응 처리물은, 이하의 (a), (b) 및 (c)의 3성분을 포함하는 혼합물을 수열반응 처리(과열 수증기처리)에 제공하는 것에 의해 얻을 수 있다:
(a) 효모, 효모의 추출물 및 효모의 세포벽으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상
(b) 인산 및 / 또는 인산화합물
(c) 칼륨 및 / 또는 칼륨 화합물.
본 명세서에 있어서 수열반응 처리란, 가온 및 가압에 의해 과열 수증기를 발생시키고, 발생한 과열 수증기의 영향에 의해 대상물의 물성을 변화시키는 방법을 의미한다.
과열 수증기를 발생시키는 온도는, 바람직하게는 120℃ 이상 220℃ 이하이며, 보다 바람직하게는 150℃ 이상 210℃ 이하이다. 또한, 과열 수증기를 발생시키는 압력은, 바람직하게는 0.9㎫ 이상 1.9㎫ 이하이며, 보다 바람직하게는 1.2㎫ 이상 1.8㎫ 이하이다.
특히, 압력이 0.9㎫ 이상 1.9㎫ 이하이며, 또한, 온도가 120℃ 이상 220℃ 이하에서 행해지는 수열반응 처리가 바람직하고, 압력이 0.9㎫ 이상 1.9㎫ 이하이며, 또한, 온도가 150℃ 이상 210℃ 이하에서 행해지는 수열반응 처리가 보다 바람직하고, 압력이 1.2㎫ 이상 1.8㎫ 이하이며, 또한, 온도가 150℃ 이상 210℃ 이하에서 행해지는 수열반응 처리가 더한층 바람직하다.
상기 (a), (b) 및 (c)의 3성분의 혼합 비율은 특별히 한정되지 않고, 당업자가 적당히 설정할 수 있다. 예를 들면, (a)성분: 100중량부에 대하여, (b)성분: 0 초과 135중량부 이하, (c)성분: 0 초과 100중량부 이하로 할 수 있다.
본 실시형태의 2가 철 공급제는, 전술한 철공급 원료와 수열반응 처리물을 포함하는 혼합물로 할 수 있다. 혼합하는 방법이나 비율 등은 특별히 한정되지 않고, 당업자가 적당히 설정할 수 있고, 예를 들면, 철공급 원료 100중량부에 대하여 수열반응 처리물 1 내지 20000중량부로 할 수 있다.
또, 본 실시형태의 2가 철 공급제는, 철공급 원료와 수열반응 처리물에 부가해서, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위에서 다른 성분을 포함하도록 해도 되며, 특별히 한정되지 않는다.
예를 들면 본 실시형태의 2가 철 공급제는, 철공급 원료와 수열반응 처리물을 함유하는 용액, 또는 현탁액의 양상으로 할 수 있고, 따라서 물을 함유하도록 해도 된다.
그 밖에, 본 실시형태의 2가 철 공급제는, 미량요소, 부식 물질, 유기산, 아미노산, 규조토, 제올라이트, 발포 기포 콘크리트, 비료원료, 또는 농약 등을 포함하도록 해도 된다.
또한, 본 실시형태의 2가 철 공급제는, 규산 공급물, 커피 찌꺼기 및 차 찌꺼기로 이루어진 군으로부터 1종 또는 2종 이상 선택되는 물질을 더 포함하는 것이 바람직하다. 본 실시형태의 2가 철 공급제는, 이들 중에서도 규산 공급물을 더 포함하는 것이 보다 바람직하다. 본 실시형태의 2가 철 공급제는, 규산 공급물, 커피 찌꺼기 및 차 찌꺼기로 이루어진 군으로부터 1종 또는 2종 이상 선택되는 물질을 더 함유함으로써, 보다 많은 2가 철을 공급할 수 있다.
규산 공급물로서는, 물의 존재 하에서 규산(규산 이온)을 공급할 수 있는 물질인 한 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 맥반석 등의 규산을 함유하는 광물, 발포 기포 콘크리트, 왕겨 및 규산 칼륨 등을 들 수 있다.
또한, 커피 찌꺼기(커피 추출액을 볶은 커피콩으로부터 추출한 후의 찌꺼기), 및 차 찌꺼기(녹차, 홍차 또는 우롱차 등의 차 성분을 추출한 후의 찌꺼기)는, 공지의 것을 이용할 수 있고, 특별히 한정되지 않는다.
본 실시형태의 2가 철 공급제는 그 양상에 대해서 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 전술한 바와 같이 용액 등의 액체이어도 되고, 또한 건조 등의 공정을 경유해서 제조되는 등으로 한 고체이어도 된다. 고체 상태로 토양 등에 사용될 경우에는, 사용된 토양 등에 포함되는 물의 존재 하에서 수열반응 처리물과 철공급 재료의 반응이 진행된다.
또, 본 실시형태의 2가 철 공급제에 대해서, 그 사용대상은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 전지 및 잔디밭 등의 토양을 들 수 있다. 토양에 사용될 경우, 본 실시형태의 2가 철 공급제가 사용되는 양에 대해서는 특별히 한정되지 않고, 당업자가 적당히 설정할 수 있고, 예를 들면 1kg 이상 1000kg 이하의 본 실시형태의 2가 철 공급제가 10아르의 면적의 토양에 혼합되도록 하면 된다.
이상, 본 실시형태에 따르면, 철공급 원료에 유래하는 2가 철이 수열반응 처리물의 작용에 의해 증가하므로, 보다 많은 2가 철을 공급할 수 있다. 그 결과, 예를 들면 토양 등에 사용되었을 때에, 보다 큰 살균 작용이 기대된다.
[ 실시예 ]
이하의 실시예에 의해 본 발명을 더 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예로 한정되지 않는다.
[참고예 1: 효모 세포벽, 인산 및 칼륨 화합물의 혼합물의 수열반응 처리물]
자력 교반형 수열반응솥에 증류수 143.6g을 투입 후, 효모 세포벽(아사히 푸드 앤드 헬스케어 주식회사(ASAHI FOOD & HEALTHCARE, LTD)) 25.4g, 85% 인산 16.2g, 황산 칼륨 14.8g을 투입했다. 뚜껑을 닫아서 교반해서 혼합한 후, 승온을 개시하였다. 압력 1.6㎫ 이상 및 온도 180℃의 조건 하에서 10분간 처리해서 수열반응 처리물 1을 얻었다.
[실시예 1]
0.1% 염화철(III) 6수화물(와코쥰야쿠코교(和光純藥工業) 주식회사) 수용액 20㎖에 수열반응 처리물 1을 0.4㎖ 첨가한 후, 교반해서 혼합하여, 반응액을 조제했다. 이 반응액을 실온에서 2분간 방치한 후, 0.45㎛의 필터로 여과하고, 그 여과액에 대해서 2가 철분석용 시험지(주식회사 교리츠리카가쿠켕큐쇼(株式會社共立理化學硏究所))를 이용해서 2가 철을 정량하였다.
[비교예 1]
0.1% 염화철(III) 6수화물(와코쥰야쿠코교 주식회사) 수용액 20㎖에 규산 자재(에이원실리카(エ-ワンシリカ), 세이와히료코교(淸和肥料工業) 주식회사 제품)를 0.4㎖ 첨가한 후, 교반해서 혼합하여, 반응액을 조제했다. 이 반응액을 실온에서 2분간 방치한 후, 0.45㎛의 필터로 여과하고, 그 여과액에 대해서 2가 철분석용 시험지(주식회사 교리츠리카가쿠켕큐쇼)를 이용해서 2가 철을 정량했다.
[실시예 2]
0.1% 염화철(III) 6수화물(와코쥰야쿠코교 주식회사) 수용액 20㎖에 수열반응 처리물 1을 0.4㎖, 규산 자재(에완 실리카, 세이와히료코교 주식회사 제품)를 0.4㎖ 첨가한 후, 교반해서 혼합하여, 반응액을 조제했다. 이 반응액을 실온에서 2분간 방치한 후, 0.45㎛의 필터로 여과하고, 그 여과액에 대해서 2가 철분석용 시험지(주식회사 교리츠리카가쿠켕큐쇼)를 이용해서 2가 철을 정량했다.
[비교예 2]
0.1% 염화철(III) 6수화물(와코쥰야쿠코교 주식회사) 수용액 20㎖에 수분 함유율 60%의 커피 찌꺼기(아사히 음료 주식회사)를 4g 첨가한 후, 교반해서 혼합하여, 반응액을 조제했다. 이 반응액을 실온에서 2분간 방치한 후, 0.45㎛의 필터로 여과하고, 그 여과액에 대해서 2가 철분석용 시험지(주식회사 교리츠리카가쿠켕큐쇼)를 이용해서 2가 철을 정량했다.
[실시예 3]
0.1% 염화철(III) 6수화물(와코쥰야쿠코교 주식회사) 수용액 20㎖에 수열반응 처리물 1을 0.4㎖, 수분 함유율 60%의 커피 찌꺼기(아사히 음료 주식회사)를 4g 첨가한 후, 교반해서 혼합하여, 반응액을 조제했다. 이 반응액을 실온에서 2분간 방치한 후, 0.45㎛의 필터로 여과하고, 그 여과액에 대해서 2가 철분석용 시험지(주식회사 교리츠리카가쿠켕큐쇼)를 이용해서 2가 철을 정량했다.
[비교예 3]
0.1% 염화철(III) 6수화물(와코쥰야쿠코교 주식회사) 수용액 20㎖에 수분 함유율 60%의 차 찌꺼기(아사히 음료 주식회사)를 4g 첨가한 후, 교반해서 혼합하여, 반응액을 조제했다. 이 반응액을 실온에서 2분간 방치한 후, 0.45㎛의 필터로 여과하고, 그 여과액에 대해서 2가 철분석용 시험지(주식회사 교리츠리카가쿠켕큐쇼)를 이용해서 2가 철을 정량했다.
[실시예 4]
0.1% 염화철(III) 6수화물(와코쥰야쿠코교 주식회사) 수용액 20㎖에 수열반응 처리물 1을 0.4㎖, 수분 함유율 60%의 차 찌꺼기(아사히 음료 주식회사)를 4g 첨가한 후, 교반해서 혼합하여, 반응액을 조제했다. 이 반응액을 실온에서 2분간 방치한 후, 0.45㎛의 필터로 여과하고, 그 여과액에 대해서 2가 철분석용 시험지(주식회사 교리츠리카가쿠켕큐쇼)를 이용해서 2가 철을 정량했다.
실시예 및 비교예의 정량결과를 표 1에 나타낸다. 그 결과, 수열반응 처리물 1과 염화철(III) 6수화물을 혼합함으로써 3가 철이 2가 철로 변환되어, 2가 철이 증가하는 것이 제시되었다. 또한, 수열반응 처리물 1과 염화철(III) 6수화물의 혼합 용액에 규산 자재, 커피 찌꺼기 또는 차 찌꺼기를 혼합함으로써, 더욱 3가 철이 2가 철로 변환되는 것을 이해할 수 있다.
시료명 이산화철 농도(㎎/ℓ)
0.1% 염화철(III) 6수화물 수용액 0
실시예 1 10
비교예 1 0
실시예 2 30
비교예 2 5
실시예 3 20
비교예 3 5
실시예 4 15
본 발명의 2가 철 공급제는, 3가 철을 2가 철로 변환시킬 수 있으므로, 종래의 2가 철 공급제와 비교해서 보다 안정적으로 2가 철을 공급할 수 있다. 본 발명의 2가 철 공급제는, 예를 들면, 토양 병해가 만연하고 있는 전지, 그리고 골프장, 야구장 및 축구장 등의 잔디밭 등의 토양의 건전화에 공헌할 것이 기대된다.

Claims (5)

  1. 2가 철 공급제로서,
    효모, 효모의 추출물 및 효모의 세포벽 중 적어도 1종과, 인산 및 인산화합물 중 적어도 1종과, 칼륨 및 칼륨 화합물 중 적어도 1종을 포함하는 혼합물의 수열반응 처리물과,
    물의 존재하에서 2가 철 또는 환원되어 2가 철로 되는 3가 철을 방출가능한 물질인 철공급 원료를 포함하는, 2가 철 공급제.
  2. 제1항에 있어서, 물의 존재하에서 규산 또는 규산 이온을 공급할 수 있는 물질인 규산 공급물, 커피 찌꺼기 및 차 찌꺼기로 이루어진 군으로부터 1종 또는 2종 이상 선택되는 물질을 더 포함하는, 2가 철 공급제.
  3. 제1항에 있어서, 물의 존재하에서 규산 또는 규산 이온을 공급할 수 있는 물질인 규산 공급물을 더 포함하는, 2가 철 공급제.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서, 커피 찌꺼기 및 차 찌꺼기 중 적어도 1종을 더 포함하는, 2가 철 공급제.
  5. 효모, 효모의 추출물 및 효모의 세포벽 중 적어도 1종과, 인산 및 인산화합물 중 적어도 1종과, 칼륨 및 칼륨 화합물 중 적어도 1종을 포함하는 혼합물의 수열반응 처리물과, 물의 존재하에서 2가 철, 또는 환원되어 2가 철로 되는 3가 철을 방출가능한 물질인 철공급 원료를 물 존재 하에서 반응시키는 단계를 포함하는, 상기 철공급 원료에 유래하는 2가 철의 양을 증가시키는 방법.
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