KR102428031B1 - 천연물질을 활용한 농산물 항균 도포제 조성물 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 농산물 재배시 종자 또는 토양에 존재하는 세균이나 박테리아를 항균하는 항균 도포제 조성물 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 도포제를 종자 또는 토양에 도포함으로써 세균이나 박테리아를 사멸시킬 수 있는 농산물 항균 도포제 조성물 제조방법에 관한 것이다.
또한 본 발명은 도포제가 계속하여 항균효과를 갖을 수 있도록 항균물질을 마이크로 캡슐로 봉인하고 상기 마이크로 캡슐의 막두께를 조절하여 상기 한균물질의 리크속도를 조절하여 향균효고가 지속적으로 일어나도록 하는 농산물 항균 도포제 조성물 제조방법에 관한 것이다.

Description

천연물질을 활용한 농산물 항균 도포제 조성물 제조방법{Method for producing antibacterial virus coating composition}

본 발명은 농산물 재배시 종자 토양에 존재하는 세균이나 해충 및 박테리아를 항균하는 항균 도포제 조성물 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 도포제를 종자 또는 토양에 도포함으로써 세균이나 해충 및 박테리아를 퇴치시키거나 사멸시킬 수 있는 농산물 항균 도포제 조성물 제조방법에 관한 것이다.

또한 본 발명은 도포제가 계속하여 항균효과를 갖을 수 있도록 항균물질을 마이크로 캡슐로 봉인하고 상기 마이크로 캡슐의 막두께를 조절하여 상기 항균물질의 리크속도를 조절함으로써 하여 향균효과가 지속적으로 일어나도록 하는 농산물 항균 도포제 조성물 제조방법에 관한 것이다.

현재까지 세계적으로 보고된 토양 해충은 수 만종에 달하며 국내 농진청 자료에 따르면 땅속은 먹이조건이 풍부하고 외적으로부터 몸을 보호할 수 있는 은신처가 될 수 있을 뿐만 아니라 온도나 습도 등의 변화가 적어서 해충들의 서식장소로 적합하기 때문이다.

더욱이 최근에는 국민 식생활 향상과 더불어 신선한 채소의 재배면적이 확대되고 새로운 작형기술 개발과 재배기술의 향상으로 많은 종류의 채소가 연중 계속 재배/공급되고 있기 때문에 시설 재배지 내에서 뿐만 아니라 노지에서도 그 발생량이 점차 증가되고 있는 추세이다.

이런 여러 요인들이 토양 해충류나 세균등의 발생량과 피해가 계속 확산되는 추세이며 토양해충은 대부분의 생육기간을 토양에서 생활하기 때문에 다른 해충류에 비하여 방제가 어려운 해충인바, 예를 들어 토양 해충 중 고자리파리 해충은 주로 온도가 낮은 지역에서 발생하는데 15~22 ℃ 정도가 생활 적온로서 성충의 발생 최성기는 4월 중순부터 6월 상순 9월 하순 내지 10월 상순까지 연장되는 고자리파리의 성충은 유기물이 부패하거나 가축의 분비물이 많은 축사 부근의 밭에 냄새에 끌려 성충이 모여들어 알을 낳게 되며 보통 한 마리가 50~70개 정도의 알을 낳고 주로 인가 근처의 비닐포장재배에서 피해가 심한바, 가을에는 쪽파에 피해가 심하고, 양파 모판이나 마늘에 피해가 나타난다.

알에서 깨어난 애벌레는 뿌리 부위인 땅속을 향해 이동하여 뿌리와 엽초 기부 및 인경 부위에 피해를 주는데 피해를 심하게 받은 기주 식물은 아래 잎부터 노랗게 변하면서 기주가 시들고 쓰러지며 말라 죽는다.

이러한 해충들은 토양처리에 의한 방제가 꼭 필요하며 애벌레가 식물체를 가해하기 전인 3월 상순경에 약효가 긴 적용약제를 처리하는 것이 바람직하다.

유충은 뿌리를 스펀지 상으로 가해하여 작물이 시들어 죽게하는데 토마토, 박과 작물, 가지, 카네이션 등에서 피해가 나타나며 특히 시설 원예작물에 발생이 많은바 특히 시설 내의 오이 등 박과류의 육묘장에서 발생 및 피해가 증가하고 있다.

뿌리응애는 인경의 인피, 인경의 바깥 부위, 인경과 뿌리 사이에서 주로 생존하다가 고온 다습, 알맞은 토양조건 등 환경요인이 적합하면 선충, 고자리파리 유충, 병원균들과 복합 발생 시 급격히 증식되어 심한 피해를 주는 것으로 알려져 있다.

나방류는 작물보호제에 대한 내성이 강해 방제가 어려운 난방제 해충으로 알려져 있는데 어린 유충일때는 비교적 방제가 잘 되는 편이지만, 노숙 유충(고령충)이 되면 저항성이 증가하여 방제가 어려워지며 이처럼 저항성 문제와 고령충 발생, 세대수 증가에 의해 방제가 어려운 해충은 발생 초기에 밀도를 줄여주는 것이 중요하며, 발생초 1주 간격으로 2~3회 연속적으로 계통이 다른 약제를 번갈아가며 사용하는 교호살포가 반드시 필요하여 많은 인력이 소요된다.

이와 같은 사례에서와 같이 토양에 병해충이 발생하여 채소, 화훼, 특용작물 등 약 100 여종의 작물에 피해를 일으키고 있는 실정이여 농산물의 경제적 가치는 신선도에서 결정되는데 가공 식품과 달리 농산물은 살아있는 신선한 식품으로서의 가치가 매우 중요하기 때문인데 이와 같은 농산물 재배에서 가장 큰 문제점의 하나는 농산물의 수확 후 유통 또는 저장과정 중 미생물에 의한 농산물의 품질 저하 및 경제적 피해문제를 어떻게 해결하느냐가 가장 큰 숙제이다.

농산물의 부패원인은 작물 재배지의 토양원인부터 작물체의 근권이나 작물체 내의 유해 미생물 유입된 상태로 포장되어 감염되며, 이들 부패균들은 농산물의 재배과정 뿐아니라 수확, 선별, 포장, 운송 및 저장, 소비 등 거의 전 과정에서 수량 감소 및 품질저하를 초래하게 되며 전체 농산물의 10~30% 까지 피해를 주는 것으로 통계 분석되고 있다.

한국공개특허 출원번호 10-2020-0047784호 기술에서는 나노입자 다공성 담체 및 아마씨 분말액을 식물의 뿌리 또는 잎에 분사하여 식물 뿌리 썩음 방지, 식물 뿌리에 부착된 토양 엉김 방지, 병충해 방지, 곰팡이 번식방지, 바아러스 살균, 해충 및 박테리아 번식억제, 잡균 번식억제 및 잡충 번식억제가 이루어지는 나노입자 다공성 담체 및 아마씨 분말로 이루어진 해충 및 박테리아 병충해 예방 및 식물성장촉진제의 제조방법을 제시하고 있다.

한국공개특허 출원번호 10-2018-0069934호에서는 물 100중량부를 기준으로, 피롤 2~10중량부와, 1,2-다이메틸이미다졸 1~8중량부를 포함하여 이루어지도록 하여, 질소를 고정하여 토양을 비옥하게 하고 킬레이트(chelate)물질을 만들어 미네랄을 흡수하기 용이하게 하여, 킬레이트화 된 미네랄 성분이 곡식과 식물체에 흡수되도록 함으로써 병충해에 강해지므로 화학비료와 농약을 거의 사용할 필요가 없으며 고칼슘 약 알카리성 농산물이 생산되는데 맛 좋고 영양이 풍부해지도록 하는 식물생장 촉진 조성물을 제시하고 있다.

그러나 우리나라와 같이 좁은 국토와 고임금 구조의 열악한 국내 농업환경에서 작물재배 과정에서 토양내부에 병해충이 발생할 경우 상기에 제시된 기술을 적용하여 경제적 피해를 줄이고 농업 경쟁력을 확보하면서 동시에 고급 농산물을 공급한다는 것은 현실적으로 적용 불가능한 것으로 인식되어 있다.

또한 뿌리 식물의 경우 농약살포와 관리가 지속적으로 이루어져야 하므로 계속해서 관리해야 하는 문제점이 있다.

본 발명은 농산물 재배시 종자 또는 토양에 존재하는 세균이나 해충 및 박테리아를 항균하는 항균 도포제 조성물을 종자 파종시 종자를 살균하고 도포하여 파종함으로써 종자가 싹을 트고 성장하는 시간동안 지속적으로 살균과 항균성능을 유지할 수 있도록 함으로써, 우수한 살균 및 항균기능을 갖는 농산물 항균 도포제 조성물 제조방법을 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 살균 및 항균기능을 갖는 도포제에 있어서, 상기 도포제는 도포되는 면에 접착력을 발휘하는 접착제;와 상기 접착제의 접착력에 의해 상기 도포되는 면에 부착되어 해충 및 박테리아에 대해 항균기능을 갖는 해충과 세균 및 박테리아의 항균물질;을 포함하여 이루어진다.

또한, 상기 접착제는 변성실란실리케이트 합성물 100중량부를 기준으로, 가수분해 실란화합물 5 내지 30중량부; 수분산 폴리우레탄 분산제 50 내지 150중량부; 아크릴 에멀젼 수지 10 내지 30중량부; 및 용제 5 내지 120중량부;를 포함하는 무기질 원액이다.

또한, 상기 해충과 세균 및 세균 박테리아 항균물질은 액체로서 마이크로 캡슐의 내부에 저장된 상태로 구성되며 상기 무기질 원액 100중량부를 기준으로 상기 해충 및 박테리아 항균물질은 20 내지 50중량부를 갖도록 혼합시킨다.

본 발명의 제1 실시예에 따르면, 상기 마이크로 캡슐내부에 저장된 해충과 세균 및 박테리아 항균물질은 액체로 존재하며 상기 액체는 목초액이 포함된다.

여기서 상기 목초액 성분은 목초액을 만드는 원목의 셀롤로오스 100 중량부에 대해 리그닌이 25 내지 35 중량부을 포함하며, 이때 상기 원목은 참나무나 활엽수이다, 이때 상기 액체는 물 100 중량부에 대해 상기 목초액을 0.5 내지 1 중량부가 되도록 만든 제1액체와, 물 100 중량부에 대해 상기 목초액을 1 내지 3 중량부가 되도록 만든 제2액체인 것을 특징으로 한다.

여기서 제1액체는 주로 식물의 종자소독에 사용되고 제2액체는 주고 토양소독에 사용된다.

본 발명은 상기 마이크로 캡슐의 직경을 변화시켜 상기 항균물질이 상기 마이크로 캡슐로부터 리크되는 속도를 제어하여 해충 및 박테리아에 대해 항균기능을 일정기간 지속적으로 진행되도록 한다.

이를 더욱 상세히 설명하면, 상기 마이크로 캡슐의 외경이 작은 제1군집과 상기 외경이 중간인 제2군집과 상기 외경이 큰 제3군집이 각각 소정 비율로 배치되어 상기 마이크로 캡슐의 직경의 차이에 의해 막두께가 차이가 나고 이로인해 내부의 액체가 리크되는 시간을 각기 다르게 제어함으로써 최소 2개월에서 최대 1년까지 해충이나 세균 및 박테리아에 대한 항균기능을 갖도록 한다.

또한, 상기 제1군집은 외경이 3ㅁ3 μm 이고, 상기 제2군집의 외경이 9ㅁ3 μm 이며, 상기 제3군집의 외경이 15ㅁ3 μm인이고, 상기 제1군집과 상기 제2군집과 상기 제3군집의 믹싱비율은 부피로 계산하였을 때 상기 제1군집과 상기 제2군집과 상기 제3군집 이 동일 비율로 믹싱된다.

또한, 상기 마이크로 캡슐의 외경이 15 ~ 18μm 인 것은 2개월내에 항균물질이 상기 마이크로 캡슐로부터 리크되도록 막두께를 제어하며, 외경이 12 ~ 15μm 인 것은 4개월내에 항균물질이 상기 마이크로 캡슐로부터 리크되도록 막두께를 제어하고, 외경이 9 ~ 12μm 인 것은 6개월내에 항균물질이 상기 마이크로 캡슐로부터 리크되도록 막두께를 제어하며, 외경이 6 ~ 9μm 인 것은 8개월내에 항균물질이 상기 마이크로 캡슐로부터 리크되도록 막두께를 제어하고, 외경이 3 ~ 6μm 인 것은 10개월내에 항균물질이 상기 마이크로 캡슐로부터 리크되도록 막두께를 제어하며, 외경이 0.5 ~ 3μm 인 것은 12개월내에 항균물질이 상기 마이크로 캡슐로부터 리크되도록 막두께를 제어하는 것을 특징으로 한다.

여기서 상기 마이크로 캡슐의 내부에 향균물질로 제1액체가 수납되는 경우 이는 종자소독이나 종자를 땅에 파종할 때 종자의 표면에 스프레이로 도포하여 파종한다.

또한 상기 마이크로 캡슐의 내부에 향균물질로 제2액체가 수납되는 경우 이는 종자소독에도 사용되기는 하지만 주로 토양소독에 사용되면 이 경우 토양에 소독할 경우 1년에 1회만 토양에 스프레이로 도포하면 토양에 스며들어간 마이크로 캡슐은 막두께에 따라 1년동안 연속적으로 리크되면서 토양을 소독하게 된다.

이상에서 기술한 본 발명의 해충 및 박테리아 항균 도포제 조성물에 믹싱되는 마이크로 캡슐을 제조하는 제조방법에 있어서, 상기 마이크로 캡슐의 내부에 위치하는 코어재료인 항균물질을 저장하여 제공하는 코어제공부;와, 상기 코어를 둘러싸는 막재인 외피재료를 저장하여 제공하는 외피제공부;와, 상기 코어제공부와 상기 외피제공부에서 재료를 제공하는 제공라인과 연결되며, 상기 외피제공부에서 이송된 상기 외피재료가 상기 코어제공부에서 이송된 상기 코어재료를 감싸는 형태의 마이크로 캡슐을 배출하도록 구성된 마이크로 노즐부;와, 상기 마이크로 캡슐의 외피재료가 응고하도록 하기 위해 응고액체가 담긴 캡슐 경화탱크;와, 상기 캡슐 경화탱크에서 경화된 마이크로 캡슐을 세척하는 세척조;와, 상기 세척조에서 세척한 마이크로 캡슐을 건조하는 건조로;를 통해 제조한다.

또한, 상기 코어제공부는 코어실린더와 상기 코어실린더의 내부에 위치한 코어피스톤와, 상기 코어피스톤의 일측에 결합된 코어로드와 상기 코어로드를 가이드 하는 코어가이드으로 구성되며, 상기 코어로드를 일정속도로 이송시키는 코어이송수단이 구비되어 상기 코어실린더 내에 담겨진 코어재료를 상기 마이크로 노즐부로 공급한다.

상기 코어 이송수단은 코어로드의 외부면에 구비된 코어로드 나사부와, 상기 코어로드에 접하도록 배치된 코어피니언과, 상기 코어피니언의 외주면에 형성되어 상기 코어로드 나사부에 맞물리도록 형성된 코어피니언 나사부 및 상기 코어피니언와 축연결되는 코어모터로 구성된다. 따라서, 코어모터의 회전에 의해 상기 코어피니언이 회전하고 상기 코어피니언의 회전에 의해 상기 코어로드의 이동속도를 제어하여 상기 코어실린더 내부에 위치한 코어재료를 상기 마이크로 노즐부로 공급한다.

또한, 상기 외피제공부는 외피실린더와, 상기 외피실린더의 내부에 위치한 외피피스톤와, 상기 외피피스톤의 일측에 결합된 외피로드와, 상기 외피로드를 가이드 하는 외피가이드으로 구성되며 상기 외피로드를 일정속도로 이송시키는 외피이송수단이 더 구비되어 상기 외피실린더 내에 담겨진 외피재료를 상기 마이크로 노즐부로 공급한다.

바람직한 실시예에 따르면, 상기 외피 이송수단은 상기 외피로드의 외부면에 구비된 외피로드 나사부와, 상기 외피로드에 접하도록 배치된 외피피니언과, 상기 외피피니언의 외주면에 형성되어 상기 외피로드 나사부에 맞물리도록 형성된 외피피니언 나사부 및 상기 외피피니언와 축연결되는 외피모터로 구성된다. 기술한 구조에 따르면, 상기 외피모터의 회전에 의해 상기 외피피니언이 회전하고 상기 외피피니언의 회전에 의해 상기 외피로드의 이동속도를 제어하여 상기 외피실린더 내부에 위치한 외피재료를 상기 마이크로 노즐부로 공급한다.

또한, 상기 코어재료를 상기 마이크로 노즐부로 이송시키는 코어재료 공급로가 구비되고, 상기 외피재료를 상기 마이크로 노즐부로 이송시키는 외피재료 공급로가 구비되어, 상기 코어재료와 상기 외피재료를 상기 마이크로 노즐부로 공급한다.

또한, 상기 코어제공부와 상기 마이크로 노즐부 사이에는 상기 코어재료를 이송시키는 코어재료 공급로가 구비되고, 상기 외피제공부와 상기 마이크로 노즐부 사이에는 상기 외피재료를 이송시키는 외피재료 공급로가 구비된다.

또한, 상기 마이크로 노즐부는 내부에 상기 코어재료가 투입되는 내부통부와, 상기 내부통부의 외부면을 감싸면서 공간부가 형성된 외부통부가 구비되고, 상기 내부통부의 하부에서 상기 내부통부와 연통되면서 단면적이 상기 내부통부보다 작은 내부노즐과, 상기 외부통부의 하부에서 상기 외부통부와 연통되면서 상기 내부노즐의 외부면의 둘레를 감싸면서 공간부가 형성된 외부노즐이 구비된다.

또한, 상기 내부노즐의 끝단은 상기 외부노즐의 끝단보다 안쪽에 위치하여, 상기 내부노즐의 끝단에서 상기 외부노즐의 끝단까지의 거리를 L 이라 하고, 상기 내부노즐의 직경을 D 라 할 때 L > D 관계가 되도록 형성된다.

나아가 상기 마이크로노즐부는 상기 내부노즐을 통과한 코어재료가 상기 외피재료에 감싸진 상태에서 일정크기로 분리되어 마이크로 캡슐이 제조되도록 하는 분리수단을 구비한다.

또한, 상기 분리수단은 상기 마이크로 노즐부의 상면에 장착되어 상기 마이크로 노즐부를 상하로 진동시키는 초음파 진동부가 구비되며, 상기 초음파진동부의 상하진동에 의해 상기 내부노즐을 통과한 코어재료가 상기 외피재료에 감싸진 상태에서 일정 크기의 마이크로 캡슐이 형성된다.

또한, 상기 마이크로 캡슐은 코어재료로 형성된 코어와 외피재료로 형성된 외피으로 형성되되 상기 코어의 직경을 D1이라 하고, 상기 외피의 직경을 D2 라고 할 때, 상기 D1과 D2의 관계는 D1=K*D2 이다.

또한, 상기 K는 1.2 내지 7이며, 상기 마이크로 노즐부로 이송시키는 코어재료 공급로에서의 이송속도를 V1 이라하고, 상기 마이크로 노즐부로 이송시키는 외피재료 공급로에서의 공급속도를 V2라고 할 때, 상기 V1과 V2를 제어하여 상기 K 값을 결정한다.

이때, 상기 V2을 일정한 속도로 놓고 V1의 속도를 조절하여 외피두께 t를 제어하되 여기서 t= (D2-D1)/2이며, t를 작게 하기 위해서는 V1을 빠르게 하고, t를 두껍게 하기 위해서는 V1을 느리게 제어한다.

또는, 상기 V1을 일정한 속도로 놓고 V2의 속도를 조절하여 외피두께 t를 제어하되 여기서 t= (D2-D1)/2이며, t를 작게 하기 위해서는 V2을 빠르게 하고, t를 두껍게 하기 위해서는 V2을 느리게 제어한다.

또한, 상기 외피재료는 멜라민 수지(melamine resin), 우레탄 수지(urethane resin), 건식 실리카(fumed silica), 젤라틴, 폴리포스테이트, 다당류의 혼합물, 알지네이트, 키토산, 펙틴, 녹말, 셀룰로오스, 메틸셀룰로오스, 에틸세룰로오스,하이드록시에, 틸셀룰로오스, 카르복시메틸 셀룰로오스, 식물성단백질, 동물성단백질, 아가, 알부민, 잔탄, 겔란검 중 어느 하나 또는 두 가지 이상을 혼합하는 재질이다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.

본 발명에 따르면, 마이크로 캡슐의 크기를 조절하여 제조함으로써, 마이크로 캡슐 내부 해충 및 박테리아 항균물질의 반응속도를 제어할 수 있을 뿐만 아니라, 다양한 크기의 해충 및 박테리아해충 및 박테리아 항균물질을 함유한 마이크로캡슐을 용이하고 신속하게 생산할 수 있고, 도포 시점 이후로부터 마이크로캡슐이 반응하여 외피재료 내부의 코어재료인 항균물질이 시간차를 두고 리크(누출)되어 항균 성능이 일정하게 유지될 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 해충 및 박테리아 항균 도포제 조성물이 도포면에 도포된 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 해충 및 박테리아 항균 도포제 조성물의 마이크로캡슐 사이즈 분포상태가 나타난 전자현미경 사진이다.
도 3는 본 발명의 해충 및 박테리아 항균 도포제 조성물 제조장치의 구조를 개략적으로 도시한 것이다.
도 4은 본 발명의 마이크로 캡슐의 단면 형상을 도시한 것이다.
도 5내지 도 7는 본 발명의 제조방법으로 제조된 해충 및 박테리아 향균 도포제 조성물의 마이크로 캡슐 사이즈 분포표이다.
도 8은 본 발명의 박테리이 항균 도포제 조성물의 박테리아 사멸성적서의 표지이다.
도9은 본 발명의 박테리이 항균 도포제 조성물의 박테리아 사멸성적서이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.

아울러, 아래의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사상에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구성요소를 포함하는 실시예는 본 발명의 권리범위에 포함될 수 있다.

도 1은 본 발명의 해충 및 박테리아 항균 도포제 조성물이 도포면에 도포된 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 해충 및 박테리아에 항균기능을 갖는 도포제에 있어서, 상기 도포제는 도포되는 면에 접착력을 발휘하는 접착제(100)와 상기 접착제의 접착력에 의해 상기 도포되는 면에 부착되어 해충 및 박테리아에 대해 항균기능을 갖는 해충 및 박테리아 항균물질(500)을 포함하여 이루어진다.

또한, 상기 접착제는 변성실란실리케이트 합성물 100중량부를 기준으로, 가수분해 실란화합물 5 내지 30중량부; 수분산 폴리우레탄 분산제 50 내지 150중량부; 아크릴 에멀젼 수지 10 내지 30중량부; 및 용제 5 내지 120중량부;를 포함하는 무기질 원액이다.

또한, 상기 해충 및 박테리아 항균물질(500)은 액체로서 마이크로 캡슐(200)의 내부에 저장된 상태로 구성되며 상기 무기질 원액 100중량부를 기준으로 상기 해충 및 박테리아 항균물질(500)은 20 내지 50중량부를 갖도록 혼합시킨다.

또한, 본 발명은 상기 마이크로 캡슐(200)의 직경을 변화시켜 상기 항균물질이 상기 마이크로 캡슐(200)로부터 리크되는 속도를 제어하여 해충 및 박테리아에 대해 항균기능을 일정기간 지속적으로 진행되도록 한다.

이를 더욱 상세히 설명하면, 상기 마이크로 캡슐(200)의 외경이 작은 제1군집과 상기 외경이 중간인 제2군집과 상기 외경이 큰 제3군집이 각각 소정 비율로 배치되어 상기 마이크로 캡슐(200)의 직경의 차이에 내부의 액체가 리크되는 시간을 각기 다르게 제어함으로써 최소 1년에서 최대 5년까지 해충 및 박테리아에 대한 항균기능을 갖도록 한다.

도 2는 본 발명의 해충 및 박테리아 항균 도포제 조성물의 마이크로캡슐 사이즈 분포상태가 나타난 전자현미경 사진이다.

도 2를 참조하면, 1내지 20μm의 외경을 갖는 마이크로 캡슐이 다양하게 믹싱된 해충 및 박테리아 항균 도포제 조성물의 전자현미경 사진으로써, 마이크로 캡슐의 외경이 1 내지 20μm에서 다양하게 분포하고 있음을 확인할 수 있다.

상기 제1군집은 외경이 3±3 μm 이고, 상기 제2군집의 외경이 9±3 μm 이며, 상기 제3군집의 외경이 15±3 μm이고, 상기 제1군집과 상기 제2군집과 상기 제3군집의 믹싱비율은 부피로 계산하였을 때 상기 제1군집과 상기 제2군집과 상기 제3군집 이 동일 비율로 믹싱된다.

상세히 설명하면, 상기 마이크로캡슐(200)의 외경이 작게 형성되면, 상기 내부의 액체가 리크되는 양이 감소하므로, 우수한 항균효과를 위해서는 상기 제1,2,3 군집에 속하는 각각의 마이크로캡슐은 동일한 부피로 믹싱되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 마이크로 캡슐의 외경이 15 ~ 18μm 인 것은 2개월내에 항균물질이 상기 마이크로 캡슐로부터 리크되도록 막두께를 제어하며, 외경이 12 ~ 15μm 인 것은 4개월내에 항균물질이 상기 마이크로 캡슐로부터 리크되도록 막두께를 제어하고, 외경이 9 ~ 12μm 인 것은 6개월내에 항균물질이 상기 마이크로 캡슐로부터 리크되도록 막두께를 제어하며, 외경이 6 ~ 9μm 인 것은 8개월내에 항균물질이 상기 마이크로 캡슐로부터 리크되도록 막두께를 제어하고, 외경이 3 ~ 6μm 인 것은 10개월내에 항균물질이 상기 마이크로 캡슐로부터 리크되도록 막두께를 제어하며, 외경이 0.5 ~ 3μm 인 것은 12개월내에 항균물질이 상기 마이크로 캡슐로부터 리크되도록 막두께를 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제1 실시예에 따르면, 상기 마이크로 캡슐내부에 저장된 해충 및 박테리아 항균물질은 액체로 존재하며 상기 액체는 목초액을 포함된다.

여기서 상기 목초액 성분은 목초액을 만드는 원목의 셀롤로오스 100 중량부에 대해 리그닌이 25 내지 35 중량부을 포함하며, 이때 상기 원목은 참나무나 활엽수이고, 상기 액체는 물 100 중량부에 대해 0.5 내지 1 중량부가 되도록 만든 제1액체와, 물 100 중량부에 대해 1 내지 3 중량부가 되도록 만든 제2액체인 것을 특징으로 한다.

도 3는 본 발명의 해충 및 박테리아 항균 도포제 조성물 제조장치의 구조를 개략적으로 도시한 것이다.

도 3를 참조하면 상기에서 기술한 본 발명의 해충 및 박테리아 항균 도포제 조성물에 믹싱되는 마이크로 캡슐(200)을 제조하는 제조방법에 있어서, 상기 마이크로 캡슐(200)의 내부에 위치하는 코어재료인 항균물질을 저장하여 제공하는 코어제공부(1100);와, 상기 코어를 둘러싸는 막재인 외피재료를 저장하여 제공하는 외피제공부(1200);와, 상기 코어제공부(1100)와 상기 외피제공부(1200)에서 재료를 제공하는 제공라인과 연결되며, 상기 외피제공부(1200)에서 이송된 상기 외피재료가 상기 코어제공부(1100)에서 이송된 상기 코어재료를 감싸는 형태의 마이크로 캡슐(200)을 배출하도록 구성된 마이크로 노즐부(1300);와, 상기 마이크로 캡슐(200)의 외피재료가 응고하도록 하기 위해 응고액체가 담긴 캡슐 경화 탱크(1500);와, 상기 캡슐 경화 탱크(1500)에서 경화된 마이크로 캡슐(200)을 세척하는 세척조(1600);와, 상기 세척조(1600)에서 세척한 마이크로 캡슐(200)을 건조하는 건조로(1650);를 통해 제조한다.

또한, 상기 코어제공부(1100)는 코어실린더(1110)와 상기 코어실린더(1110)의 내부에 위치한 코어피스톤(1120)와, 상기 코어피스톤(1120)의 일측에 결합된 코어로드(1130)와 상기 코어로드(1130)를 가이드 하는 코어가이드(1150)으로 구성되며, 상기 코어로드(1130)를 일정속도로 이송시키는 코어이송수단이 구비되어 상기 코어실린더(1110) 내에 담겨진 코어재료를 상기 마이크로 노즐부(1300)로 공급한다.

상기 코어 이송수단은 코어로드(1130)의 외부면에 구비된 코어로드 나사부(1131)와, 상기 코어로드(1130)에 접하도록 배치된 코어피니언(1140)과, 상기 코어피니언의 외주면에 형성되어 상기 코어로드 나사부(1131)에 맞물리도록 형성된 코어피니언 나사부(1141) 및 상기 코어피니언와 축연결되는 코어모터(1160)로 구성된다. 따라서, 코어모터의 회전에 의해 상기 코어피니언(1140)이 회전하고 상기 코어피니언의 회전에 의해 상기 코어로드(1130)의 이동속도를 제어하여 상기 코어실린더(1110) 내부에 위치한 코어재료를 상기 마이크로 노즐부(1300)로 공급한다.

또한, 상기 외피제공부(1200)는 외피실린더(1210)와, 상기 외피실린더(1210)의 내부에 위치한 외피피스톤(1220)와, 상기 외피피스톤(1220)의 일측에 결합된 외피로드(1230)와, 상기 외피로드(1230)를 가이드 하는 외피 가이드(1250)으로 구성되며 상기 외피로드(1230)를 일정속도로 이송시키는 외피이송수단이 더 구비되어 상기 외피실린더(1210) 내에 담겨진 외피재료를 상기 마이크로 노즐부(1300)로 공급한다.

바람직한 실시예에 따르면, 상기 외피 이송수단은 상기 외피로드(1230)의 외부면에 구비된 외피로드 나사부(1231)와, 상기 외피로드에 접하도록 배치된 외피 피니언(1240)과, 상기 외피 피니언(1240)의 외주면에 형성되어 상기 외피로드 나사부(1231)에 맞물리도록 형성된 외피피니언 나사부(1241) 및 상기 외피 피니언(1240)와 축연결되는 외피 모터(1260)로 구성된다. 기술한 구조에 따르면, 상기 외피 모터(1260)의 회전에 의해 상기 외피 피니언(1240)이 회전하고 상기 외피 피니언(1240)의 회전에 의해 상기 외피로드(1230)의 이동속도를 제어하여 상기 외피실린더(1210) 내부에 위치한 외피재료를 상기 마이크로 노즐부(1300)로 공급한다.

또한, 상기 코어재료를 상기 마이크로 노즐부(1300)로 이송시키는 코어재료 공급로(1170)가 구비되고, 상기 외피재료를 상기 마이크로 노즐부(1300)로 이송시키는 외피 재료 공급로(1270)가 구비되어, 상기 코어재료와 상기 외피재료를 상기 마이크로 노즐부(1300)로 공급한다.

또한, 상기 코어제공부(1100)와 상기 마이크로 노즐부(1300) 사이에는 상기 코어재료를 이송시키는 코어재료 공급로(1170)가 구비되고, 상기 외피제공부(1200)와 상기 마이크로 노즐부(1300) 사이에는 상기 외피재료를 이송시키는 외피 재료 공급로(1270)가 구비된다.

또한, 상기 마이크로 노즐부(1300)는 내부에 상기 코어재료가 투입되는 내부통부(1310)와, 상기 내부통부(1310)의 외부면을 감싸면서 공간부가 형성된 외부통부(1330)가 구비되고, 상기 내부통부(1310)의 하부에서 상기 내부통부(1310)와 연통되면서 단면적이 상기 내부통부(1310)보다 작은 내부노즐(1320)과, 상기 외부통부(1330)의 하부에서 상기 외부통부(1330)와 연통되면서 상기 내부노즐(1320)의 외부면의 둘레를 감싸면서 공간부가 형성된 외부 노즐(1340)이 구비된다.

또한, 상기 내부노즐의 끝단(1321)은 상기 외부 노즐의 끝단(1341)보다 안쪽에 위치하여, 상기 내부노즐의 끝단(1321)에서 상기 외부 노즐의 끝단(1341)까지의 거리를 L 이라 하고, 상기 내부노즐(1320)의 직경을 D 라 할 때 L > D 관계가 되도록 형성된다.

나아가 상기 마이크로노즐부(1300)는 상기 내부노즐(1320)을 통과한 코어재료가 상기 외피재료에 감싸진 상태에서 일정크기로 분리되어 마이크로 캡슐(200)이 제조되도록 하는 분리수단(1400)을 구비한다.

또한, 상기 분리수단(1400)은 상기 마이크로 노즐부(1300)의 상면에 장착되어 상기 마이크로 노즐부(1300)를 상하로 진동시키는 초음파 진동부(1410)가 구비되며, 상기 초음파 진동부(1410)의 상하진동에 의해 상기 내부노즐(1320)을 통과한 코어재료가 상기 외피재료에 감싸진 상태에서 일정 크기의 마이크로 캡슐(200)이 형성된다.

도 4은 본 발명의 마이크로 캡슐의 단면 형상을 도시한 것이다.

도 4을 참조하면, 상기 마이크로 캡슐(200)은 코어(1910)재료로 형성된 코어(1910)와 외피(1920)재료로 형성된 외피(1920)으로 형성되되 상기 코어(1910)의 직경을 D1이라 하고, 상기 외피(1920)의 직경을 D2 라고 할 때, 상기 D1과 D2의 관계는 D1=K*D2 이다.

또한, 상기 K는 1.2 내지 7이며, 상기 마이크로 노즐부로 이송시키는 코어(1910)재료 공급로에서의 이송속도를 V1 이라하고, 상기 마이크로 노즐부로 이송시키는 외피(1920)재료 공급로에서의 공급속도를 V2라고 할 때, 상기 V1과 V2를 제어하여 상기 K 값을 결정한다.

이때, 상기 V2을 일정한 속도로 놓고 V1의 속도를 조절하여 외피(1920)두께 t를 제어하되 여기서 t= (D2-D1)/2이며, t를 작게 하기 위해서는 V1을 빠르게 하고, t를 두껍게 하기 위해서는 V1을 느리게 제어한다.

또는, 상기 V1을 일정한 속도로 놓고 V2의 속도를 조절하여 외피(1920)두께 t를 제어하되 여기서 t= (D2-D1)/2이며, t를 작게 하기 위해서는 V2을 빠르게 하고, t를 두껍게 하기 위해서는 V2을 느리게 제어한다.

또한, 상기 외피(1920)재료는 멜라민 수지(melamine resin), 우레탄 수지(urethane resin), 건식 실리카(fumed silica), 젤라틴, 폴리포스테이트, 다당류의 혼합물, 알지네이트, 키토산, 펙틴, 녹말, 셀룰로오스, 메틸셀룰로오스, 에틸세룰로오스,하이드록시에, 틸셀룰로오스, 카르복시메틸 셀룰로오스, 식물성단백질, 동물성단백질, 아가, 알부민, 잔탄, 겔란검 중 어느 하나 또는 두 가지 이상을 혼합하는 재질이다.

도 5내지 도 7는 본 발명의 제조방법으로 제조된 해충 및 박테리아 향균 도포제 조성물의 마이크로 캡슐 사이즈 분포표이다.

도 5 내지 도 7를 참조하면, 상기에서 기술한 본 발명의 제조방법으로 제조되는 해충 및 박테리아 항균 도포제 조성물은, 마이크로 캡슐 사이즈의 분포를 용이하게 제어하여 제조할 수 있음을 알 수 있다.

도 5을 참조하면, 본 발명의 제조방법으로 제작한 마이크로 켑슐 사이즈(3±3 μm) 사이즈 분포를 보면, 1~6 μm 가 약 80%정도 분포함을 확인할 수 있다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 제조방법으로 제작한 마이크로 켑슐 사이즈(8±3 μm) 사이즈 분포를 보면, 5~11 μm 가 약 65%정도 분포함을 확인할 수 있다.

도 7를 참조하면, 본 발명의 제조방법으로 제작한 마이크로 켑슐 사이즈(15±3 μm) 사이즈 분포를 보면, 12~18 μm 가 약 60%정도 분포함을 확인할 수 있다.

도 8은 본발명의 항균물질(NWK A-FV)을 활용하여 박테리아에 대한 사멸성적서의 표지이고 도 9은 사멸성적서을 통해 확인된 항균성능이다.

도 9에서 확인한 바와 같이 황색포도상구균, 폐렴균, 대장균이 99.9 % 감소함을 확인하였다. 도 9에서 모든 해충이나 박테리아에 대해 실험을 적용하지는 못했지만 대표적인 박테리아인 황색포도상구균, 폐렴균, 대장균이 99.9 % 감소함을 확인하였으므로 다른 박테리아도 사멸될 것으로 예상되며 목초액을 사용하여 해충이나 기타 잡충을 소독하는 것은 알려진 사항이므로 본 발명에서는 이에 대한 자세한 실험은 언급하지 않지만, 동일하게 땅속에 사는 박테리아, 해충의 증식 억제에도 효과가 우수함을 예측할 수 있다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 범주에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 명확해질 것이다.

100 : 접착제 200 : 마이크로 캡슐
500 : 해충 및 박테리아 항균물질 1100 : 코어제공부
1110 : 코어실린더 1120 : 코어피스톤
1130 : 코어로드 1131 : 코어로드 나사부
1140 : 코어피니언 1141 : 코어피니언나사부
1150 : 코어가이드 1160 : 코어모터
1170 : 코어재료 공급로 1200 : 외피제공부
1210 : 외피실린더 1220 : 외피피스톤
1230 : 외피로드 1231 : 외피로드 나사부
1240 : 외피피니언 1241 : 외피피니언 나사부
1250 : 외피가이드 1260 : 외피모터
1270 : 외피재료 공급로 1300 : 노즐부
1310 : 내부통부 1320 : 내부노즐
1321 : 내부노즐의 끝단 1330 : 외부통부
1340 : 외부노즐 1341 : 외부노즐의 끝단
1400 : 분리수단 1410 : 초음파 진동부
1500 : 캡슐 경화탱크 1600 : 세척조
1650 : 건조로 1910 : 코어
1920 : 외피

Claims (11)

1. 천연물질이면서 식물에 항균기능을 갖는 도포제에 있어서,
   상기 도포제는 식물의 뿌리 또는 잎사귀에 접착력을 발휘하는 접착제;와
   상기 접착제의 접착력에 의해 식물의 뿌리 또는 잎사귀에 부착되어 해충 및 박테리아에 대해 항균기능을 갖는 해충 및 박테리아 항균물질;을 포함하여 이루어지며
   상기 접착제는 변성실란실리케이트 합성물 100중량부를 기준으로,
   가수분해 실란화합물 5 내지 30중량부; 수분산 폴리우레탄 분산제 50 내지 150중량부; 아크릴 에멀젼 수지 10 내지 30중량부; 및 용제 5 내지 120중량부;를 포함하는 무기질 원액이고
   상기 해충 및 박테리아 항균물질은 액체로서 마이크로 캡슐의 내부에 저장된 상태로 구성되며 상기 무기질 원액 100중량부를 기준으로 상기 해충 및 박테리아 항균물질은 20 내지 50중량부를 갖도록 혼합시키며
   상기 마이크로 캡슐의 직경을 변화시켜 상기 항균물질이 상기 마이크로 캡슐로부터 리크되는 속도를 제어하여 해충 및 박테리아에 대해 항균기능을 일정기간 지속적으로 진행되도록 하고
   상기 마이크로 캡슐의 제1군집과 제2군집과 제3군집으로 나누되 상기 제1군집은 외경이 3±3 μm 이고, 상기 제2군집의 외경이 9±3 μm 이며, 상기 제3군집의 외경이 15±3 μm이 되도록 하여 상기 마이크로 캡슐의 직경에 차이를 두며, 상기 직경에 따른 막두께를 제어 하여 내부의 액체가 리크되는 시간을 각기 다르게 제어함으로써 해충 및 박테리아에 대한 항균기능을 갖도록 하며
   상기 마이크로 캡슐의 외경이 15 ~ 18μm 인 것은 2개월내에 항균물질이 상기 마이크로 캡슐로부터 리크되도록 막두께를 제어하며, 외경이 12 ~ 15μm 인 것은 4개월내에 항균물질이 상기 마이크로 캡슐로부터 리크되도록 막두께를 제어하고, 외경이 9 ~ 12μm 인 것은 6개월내에 항균물질이 상기 마이크로 캡슐로부터 리크되도록 막두께를 제어하며, 외경이 6 ~ 9μm 인 것은 8개월내에 항균물질이 상기 마이크로 캡슐로부터 리크되도록 막두께를 제어하고, 외경이 3 ~ 6μm 인 것은 10개월내에 항균물질이 상기 마이크로 캡슐로부터 리크되도록 막두께를 제어하며, 외경이 0.5 ~ 3μm 인 것은 12개월내에 항균물질이 상기 마이크로 캡슐로부터 리크되도록 막두께를 제어하고
   상기 마이크로 캡슐의 제조는
   상기 마이크로 캡슐의 내부에 위치하는 코어재료인 항균물질을 저장하여 제공하는 코어제공부;와, 상기 코어를 둘러싸는 막재인 외피재료를 저장하여 제공하는 외피제공부;와, 상기 코어제공부와 상기 외피제공부에서 재료를 제공하는 제공라인과 연결되며, 상기 외피제공부에서 이송된 상기 외피재료가 상기 코어제공부에서 이송된 상기 코어재료를 감싸는 형태의 마이크로 캡슐을 배출하도록 구성된 마이크로 노즐부;를 적용하여 제조하되
   상기 코어제공부는 코어실린더와 상기 코어실린더의 내부에 위치한 코어피스톤과, 상기 코어피스톤의 일측에 결합된 코어로드와 상기 코어로드를 가이드 하는 코어가이드으로 구성되며, 상기 코어로드를 일정속도로 이송시키는 코어이송수단이 구비되어 상기 코어실린더 내에 담겨진 코어재료를 상기 마이크로 노즐부로 공급하고
   상기 코어 이송수단은 코어로드의 외부면에 구비된 코어로드 나사부와, 상기 코어로드에 접하도록 배치된 코어피니언과, 상기 코어피니언의 외주면에 형성되어 상기 코어로드 나사부에 맞물리도록 형성된 코어피니언 나사부 및 상기 코어피니언와 축연결되는 코어모터로 구성되며
   상기 마이크로 노즐부(1300)는 내부에 상기 코어재료가 투입되는 내부통부(1310)와, 상기 내부통부(1310)의 외부면을 감싸면서 공간부가 형성된 외부통부(1330)가 구비되고, 상기 내부통부(1310)의 하부에서 상기 내부통부(1310)와 연통되면서 단면적이 상기 내부통부(1310)보다 작은 내부노즐(1320)과, 상기 외부통부(1330)의 하부에서 상기 외부통부(1330)와 연통되면서 상기 내부노즐(1320)의 외부면의 둘레를 감싸면서 공간부가 형성된 외부 노즐(1340)을 포함하고
   상기 마이크로 노즐부는 내부노즐을 통과한 코어재료가 상기 외피재료에 감싸진 상태에서 일정 크기로 분리되어 마이크로캡슐이 제조되도록 하는 분리수단을 구비하되
   상기 분리수단은 상기 마이크로 노즐부의 상면에 장착되어 상기 마이크로 노즐부를 상하로 진동시키는 초음파 진동부가 구비되며, 상기 초음파진동부의 상하진동에 의해 상기 내부노즐을 통과한 코어재료가 상기 외피재료에 감싸진 상태에서 일정 크기의 마이크로캡슐이 형성되는 것을 특징으로 하는 천연물질을 활용한 농산물 항균 도포제 조성물 제조방법.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서
   상기 마이크로 캡슐내부에 저장된 해충 및 박테리아 항균물질은 액체로 존재하며 상기 액체는 목초액성분이 포함되는 것을 특징으로 천연물질을 활용한 농산물 항균 도포제 조성물 제조방법
5. 제4항에 있어서
   상기 목초액 성분은 목초액을 만드는 원목의 셀롤로오스 100 중량부에 대해 리그닌이 25 내지 35 중량부을 포함하며, 이때 상기 원목은 참나무나 활엽수이고,
   상기 액체는 물 100 중량부에 대해 상기 목초액을 0.5 내지 1 중량부가 되도록 만든 제1액체이거나, 물 100 중량부에 대해 상기 목초액을 1 내지 3 중량부가 되도록 만든 제2액체인 것을 특징으로 천연물질을 활용한 농산물 항균 도포제 조성물 제조방법
6. 제5항에 있어서
   상기 마이크로 캡슐 내부에는 상기 제1액체 또는 제2액체가 수납되는 것을 특징으로 하는 천연물질을 활용한 농산물 항균 도포제 조성물 제조방법
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