KR102480859B1 - 페로몬 친환경 해충 방제키트 및 이의 제조방법 - Google Patents
페로몬 친환경 해충 방제키트 및 이의 제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
페로몬 친환경 해충 방제키트 및 이의 제조방법이 개시된다. 본 발명의 페로몬 친환경 해충 방제키트는 페로몬의 사용량을 줄이면서도 해충의 서식시기 동안 페로몬을 서서히 균일하게 방출하여 해충의 방제 효과를 높일 수 있다.
특히, 할로이사이트 볼이 제올라이트 재료로 이루어진 내층과 할로이사이트 재료로 이루어진 외층으로 구성되는 이중 볼 형상으로 이루어져, 페로몬이 할로이사이트 재료에만 함침되고 제올라이트 볼에는 함침되지 않도록 하여 해충 방제 효과를 높이면서도 페로몬의 사용량을 최소화할 수 있다.
아울러, 본 발명의 페로몬 친환경 해충 방제키트에 따르면, 페로몬이 할로이사이트 볼에 담지되고 밀봉부에 의해 밀봉되어 2중으로 방출이 제어됨으로써 페로몬이 더욱 균일하고 안정적인 속도로 방출될 수 있다.
특히, 할로이사이트 볼이 제올라이트 재료로 이루어진 내층과 할로이사이트 재료로 이루어진 외층으로 구성되는 이중 볼 형상으로 이루어져, 페로몬이 할로이사이트 재료에만 함침되고 제올라이트 볼에는 함침되지 않도록 하여 해충 방제 효과를 높이면서도 페로몬의 사용량을 최소화할 수 있다.
아울러, 본 발명의 페로몬 친환경 해충 방제키트에 따르면, 페로몬이 할로이사이트 볼에 담지되고 밀봉부에 의해 밀봉되어 2중으로 방출이 제어됨으로써 페로몬이 더욱 균일하고 안정적인 속도로 방출될 수 있다.
Description
본 발명은 해충 방제키트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 페로몬을 서서히 균일하게 방출하여 해충의 서식기간 동안 방제 효능을 지속적으로 유지할 수 있는 페로몬 친환경 해충 방제키트 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
살충제는 해충이 살충제에 대한 감수성이 높은 발육시기에 치사량을 살포하여 충체에 접촉독, 소화중독, 세포나 혈강내 침투작용 등을 통해 살충효과를 나타낸다.
대부분의 나방류는 1~2령 유충기가 이에 해당되고 이 시기에 적기 방제하는 것이 해충 관리에 매우 중요하다. 그러나 심식나방류의 유충은 대부분 알에서 부화하고 24시간이 경과하기 전에 과실 속으로 들어가므로 방제 적기 시간이 아주 짧아 방제에 실패할 위험성이 높다. 따라서, 발생기간 중 살충제를 정기적으로 과다 살포하게 된다.
복숭아순나방, 복숭아심식나방, 코드링나방 등은 대표적인 심식나방류로 사과, 배, 복숭아, 자두, 살구, 매실, 대추 등 대부분의 과수작물에서 중점관리가 필요한 1차 해충으로 강조되고 있다.
현재 가장 널리 사용하는 유기합성 살충제(유기인계, 카바메이트계, 피레스로이드계, 니코티노이드계)는 광범위한 살충작용으로 목표해충뿐만 아니라 중요한 천적 등 익충도 무차별하게 죽이게 되고, 시간이 경과한 후 목표 해충이 살충제에 저항성을 갖게 되어 방제효과가 낮아지면 천적이 전혀 없기 때문에 이들 해충의 밀도가 급격히 증가하는 문제점이 나타난다. 이런 문제점을 극복하기 위하여 새로운 살충제를 개발하였지만 몇 년 내에 똑같은 과정이 지금까지 수십년 이상 반복되고 있다.
그러나, 최근에는 친환경농업의 확산과 함께 보다 농약에 안전한 농산물이 요구되고, 화학농약에 대한 국제 동향은 감축 및 규제강화로 전환되고 있다.
유럽연합(EU)에서는 1993년 농약 유효성분에 대한 재등록작업을 시작하여 2009년 완료하였으며, 1,000여 개의 유효성분 중 26%(약 250개)만이 재등록되어 규칙에 반영되고 있다.
미국에서는 1999년 식품품질보호법(FQPA)이 발효되어 기존 관행 살충제에 대한 재등록이 실시됨으로서 지금까지 사용하던 유기인계 살충제 사용이 극히 제한될 위기에 처해 있고, 또한 새로운 광범위 살충제 등록이 어렵게 되었다. 미국의 농약관리는 환경보호청(EPA)이 주관하고 있는데, '연방 살충, 살균, 살서제법'에 의거하여 시행하며 지속해서 규제가 강화되는 방향으로 전개되고 있다.
일본에서는 농약관리가 '농약규제법'에 따라 이루어지고 있으며, 유럽과 마찬가지로 지속적으로 규제가 강화되고 있다.
중국에서는 식품안전을 위해 2014년 8월 1일부터 '식품 중 농약잔류 최대 허용량' 개정판을 정식으로 시행하여 독성농약, 잔류농약, 환경파괴 성향이 강한 농약 등에 대한 관리가 엄격해지고 있다.
우리나라에서도 점차 기존의 광범위한 유기합성 살충제의 사용과 새로운 살충제 등록에 많은 제약을 받을 전망이다.
성페로몬을 이용한 교미교란 방제는 문제해충을 방제할 수 있을 뿐 아니라 전술한 살충제의 생태계 파괴적인 악순환 고리를 차단할 수 있는 새로운 개념의 해충 방제 대책으로 급부상 하여 국제적으로 정착단계에 있다.
특히, 친환경 농업으로 추진하고 있는 병해충 종합관리(IPM)와 과실종합생산(IFP) 체계에 있어서, 성페로몬 교미교란 방제는 농약을 획기적으로 절감하고 응애류의 생물적 방제를 가능케 하는 핵심기술로 이용되고 있다. 성페로몬 교미교란 방제는 10년 이상 동일 포장에서 지속적으로 사용해도 해충 저항성 문제가 발생하지 않았고 방제효과도 그대로 나타내고 있다. 미국, 캐나다, 유럽연합, 호주, 뉴질랜드는 물론 일본에서도 성페로몬이 과수의 심식나방류와 잎말이나방류의 방제제로 등록되어 사용되고 있다.
우리나라도 2002년부터 정부 주도로 과수 나방류 6종에 대한 발생예찰용 성페로몬이 실용화되었고, 이어서 심식류나방 2종과 잎말이류나방 2종에 대한 교미교란 제품이 판매되고 있다. 그러나, 우리나라의 경우 관련된 성페로몬 물질 일부와 교미교란 제품을 전량 수입에 의존하고 있는 실정이다.
교미교란의 원리는 크게 여러 미끼를 과원에 설치하여 과원 전역에서 페로몬 냄새를 방출시켜 수컷이 정확히 암컷을 찾아가지 못하게 하는 것('False trail' 효과)과 상시로 인공 합성 성페로몬에 노출된 수컷이 더듬이 감각둔화 또는 습관화에 이르게 되어 암컷의 성페로몬에 반응하지 않게 되는 것('Sensory overload' 효과)의 2가지로 설명되고 있다. 이러한 작용원리가 포장 내에서 5개월에서 6개월 이상 장시간 지속해서 유지되어야 하는데, 그러기 위해서는 성페로몬을 안정적으로 균일하게 방출시킬 수 있는 방출기가 필요하다.
방출기로 사용되는 대부분의 구성재는 고분자 소재로 보통 페로몬 흡수소재가 방출기 역할을 병행(또는 흡수소재와 방출기가 붙어 있는 경우)하고 있어 페로몬 방출이 용이하고 다른 제제보다 장기간 효과 유지를 하는 장점이 있지만, 자외선 등 외부 영향과 급격한 기온 변화 등에 효과가 저감되는 문제점이 있다. 튜브 또는 파우치 형태뿐 아니라, 매트릭스 구조를 내포하고 있는 재질을 이용한 방출기에서도 이러한 문제점이 나타난다. 이러한 문제점은 비교적 단기간 사용되는 예찰용이나 대량포획용 방출기에서는 큰 문제가 되지 않지만, 5~6개월 이상 과원이나 밭에서 균일한 페로몬 방출 유지가 필요한 교미교란제의 경우 치명적인 단점이 된다. 자외선 등 외부 영향에 의해 페로몬의 중합과 산화가 나타나면 페로몬 자체의 파괴와 변성을 유발하여 페로몬의 유인 또는 교란 효과를 저감시키고, 급격한 기온 상승이 발생하면 페로몬의 방출율을 비정상적으로 높여 유효기간을 단축시키는 결과를 가져올 수 있다. 이 때문에 교미교란제 제조시 방출기와 페로몬에 보조제(UV차단제, 항산화제)를 첨가한다. 또한, 외부 영향에 의한 문제뿐 아니라 방출기 내부에서 페로몬이 방출되는 과정에서 페로몬의 올리고머(Oligomer; 저분자량 중합체)가 생성되어 페로몬이 그 층에 흡착되어 방출이 방해되는 경우도 발생한다.
한편 할로이사이트는 알루미늄과 실리콘의 비가 1:1의 층상 구조를 갖는 알루미노규산염 점토광물로 10~100㎚의 내경과 40~200㎚의 외경을 갖고 있으며 길이는 0.2~5㎛ 등 다양한 크기를 갖고 있다. 할로이사이트는 튜브 형태의 천연 나노소재로 내외부의 표면적이 넓고 내부에 나노크기의 물질을 흡착, 적재할 수 있어 방향제, 화장품, 약물, 농약, 선박 또는 철교용의 중방식 도료 등에 활용되고 있다. 할로이사이트는 곤충페로몬에 대해서도 훌륭한 담체 역할을 할 수 있다. 기본적으로 넓은 내강(lumen)을 가지고 있어 충분한 흡착, 적재를 할 수 있고, 외부온도에 대한 열안정성을 높여주며, 페로몬 방출속도를 완만하게 진행시켜 방출기간을 장기간 유지시켜준다.
곤충페로몬의 기화속도는 각 페로몬이 가지고 있는 끊는점(b.p)과 분자량에 따라 차이가 있으나 일반적으로 온도에 민감하여 온도가 높아질수록 기화속도가 빨라지는 경향이 있다. 이러한 특성은 페로몬의 방출속도를 증가시켜 유효기간을 단축시킴으로써 효과를 불안정하게 하거나 상실시킨다. 그러나 할로이사이트는 열적 방어와 질량이동 방어 등 방호특성을 통해 온도 상승에 따른 페로몬 방출량의 증가를 저지하고 열안정성을 높여주어 외부 온도에 민감하게 반응하지 않게 한다. 또한, 입자의 크기와 입구 방향이 일정하지 않는 임의성으로 다양한 길이와 다방면의 입구방향의 특성을 가짐으로써 장시간에 걸친 안정적인 방출 효과를 제공한다. 할로이사이트는 분말 형태인데, 이같은 분말형태에서도 페로몬 담체의 기능을 할 수는 있지만, 기능상 한계가 있고 사용 및 관리에 문제가 있으므로 일정한 형태로 제형화하여 사용할 필요가 있다.
이러한 문제점을 해결한 선행기술이 본 출원인에 의해 출원되어 공개된 한국공개특허공보 제10-2021-0052361호 "할로이사이트 펠릿을 페로몬 흡수소재로 사용한 페로몬 방출기 및 그 제조방법"에 개시되어 있다.
전술한 선행기술은 할로이사이트 펠릿을 페로몬 흡수소재로 사용하는데, 할로이사이트 펠릿이 블록 형태로 마련되어 다음의 부산물을 필요로 한다. 부산물로는 용매(아세톤이 대표적이다), 입자간 결합력을 위한 결합제(호화전분, 결정질 셀룰로오스, 유당, 아라비아검, 자일리톨 등), 할로이사이트 입자 사이 공간을 채우는 역할을 하는 충전제(말토 덱스트린, 정제포도당 등)가 있다.
또한, 할로이사이트 블록은 페로몬 구조의 탄소 개수에 따른 기화속도의 조절 문제로 전술한 부산물들의 함량 조절을 필요로 하여 작업이 복잡하다.
나아가, 할로이사이트 블록은 타정기를 이용하여 제형화 하는데 타정기의 생산 속도는 평균 초당 0.5개 정도로 대량 생산에 적합하지 않고, 강도도 약하므로 이에 대한 개선책이 요구된다.
전술한 기술구성은 본 발명의 이해를 돕기 위한 배경기술로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 종래 기술을 의미하는 것은 아니다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 해충의 서식시기 동안 페로몬을 서서히 균일하게 방출하여 해충의 방제 효과를 높일 수 있는 페로몬 친환경 해충 방제키트 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 볼 형상의 페로몬 담지체를 이용하여 친환경 해충 방제 키트를 구성함으로써 페로몬의 사용량을 줄이고 서서히 페로몬을 방출함으로써 오랜 기간 해충의 방제효과를 이룰 수 있다.
본 발명의 해충 방제키트는 페로몬이 함침된 할로이사이트 볼 그 자체 뿐만 아니라, 페로몬이 함침된 할로이사이트 볼과 복수개의 할로이사이트 볼을 밀봉하는 밀봉부로 이루어진 것도 포함한다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 블록 형태의 제조 과정에서 필요한 용매, 결합제, 충전제 등의 부산물을 사용하지 않고 간단한 방법으로 제조할 수 있으며, 페로몬의 사용량을 줄이면서도 장기간 방제 효과를 가질 수 있는 페로몬 친환경 해충 방제키트의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명은, 할로이사이트 볼; 및 상기 할로이사이트 볼에 담지되어 해충을 유인하는 페로몬을 포함하여 이루어지고, 상기 할로이사이트 볼은 제올라이트 재료로 이루어지는 내층과, 할로이사이트 재료로 이루어지는 외층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 페로몬 친환경 해충 방제 키트를 제공한다.
상기 할로이사이트 볼의 상기 할로이사이트 재료는 내경 10 내지 100nm, 외경 40 내지 200nm 및 길이 0.2 내지 5㎛이다.
상기 할로이사이트 볼의 상기 내층의 지름은 1 내지 5 mm이고, 상기 외층의 두께는 0.5 내지 7 mm일 수 있다.
상기 페로몬은 헥산과 혼합되어 상기 할로이사이트 볼에 담지될 수 있으며, 이때 상기 페로몬과 헥산은 14:1 내지 1:14의 중량비로 혼합될 수 있다.
본 발명은 또한, 할로이사이트 볼; 상기 할로이사이트 볼에 담지되어 해충을 유인하는 페로몬; 및 상기 페로몬이 담지된 할로이사이트 볼을 복수개 수납하고 밀봉하는 밀봉부를 포함하여 이루어지는 페로몬 친환경 해충 방제키트를 제공한다.
상기 할로이사이트 볼은 제올라이트 재료로 이루어지는 내층과, 할로이사이트 재료로 이루어지는 외층으로 이루어질 수 있다.
상기 할로이사이트 볼을 구성하는 할로이사이트 재료는 내경 10 내지 100nm, 외경 40 내지 200nm 및 길이 0.2 내지 5㎛이다.
상기 할로이사이트 볼의 상기 내층의 지름은 1 내지 5 mm이고, 상기 외층의 두께는 0.5 내지 7 mm일 수 있다.
상기 페로몬은 헥산과 혼합되어 상기 할로이사이트 볼에 담지될 수 있으며, 이때 상기 페로몬과 헥산은 14:1 내지 1:14의 중량비로 혼합되어 상기 할로이사이트 볼에 담지될 수 있다.
상기 밀봉부는, 상기 복수개의 할로이사이트 볼이 내부에 밀봉되는 밀봉 바디; 및 일측부는 상기 밀봉 바디에 마련되고 타측부는 나무가지를 포함하는 대상물에 지지되는 걸이부를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 밀봉 바디는 폴리에틸렌, 저밀도폴리에틸렌, 고밀도폴리에틸렌 및 열가소성 폴리우레탄 중에서 선택된 소재로 이루어질 수 있다.
상기 밀봉 바디의 두께는 0.03T 내지 0.3T일 수 있다.
상기 밀봉 바디는 가로 1 내지 10cm, 세로 3 내지 20cm의 사이즈를 가질 수 있다.
본 발명은 또한, 제올라이트 재료로 이루어지는 내층과, 할로이사이트 재료로 이루어지는 외층으로 이루어지는 할로이사이트 볼을 마련하는 단계; 및 상기 할로이사이트 볼에 페로몬을 담지하는 단계를 포함하는 페로몬 친환경 해충 방제키트의 제조방법을 제공한다.
상기 할로이사이트 볼은 상기 제올라이트 재료로 이루어지는 시드를 반응조에 넣고 물과 할로이사이트를 분사하며 반응조를 회전시켜 제형하고, 제형된 성형물을 건조하고 소성하여 제조될 수 있다.
상기 소성은 1000 내지 1100℃에서 이루어질 수 있다.
상기 건조는 자연건조를 통해 진행될 수 있다.
상기 할로이사이트 볼의 상기 내층의 지름은 1 내지 5 mm이고, 상기 외층의 두께는 0.5 내지 7 mm일 수 있다.
상기 페로몬이 담지된 할로이사이트 볼을 밀봉부에 밀봉하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 페로몬 친환경 해충 방제키트에 따르면, 해충의 서식시기 동안 페로몬을 서서히 균일하게 방출하여 해충의 방제 효과를 높일 수 있다.
특히, 할로이사이트 볼이 제올라이트 재료로 이루어진 내층과 할로이사이트 재료로 이루어진 외층으로 구성되는 이중 볼 형상으로 이루어져, 페로몬이 할로이사이트 재료에만 함침되고 제올라이트 볼에는 함침되지 않도록 하여 해충 방제 효과를 높이면서도 페로몬의 사용량을 최소화할 수 있다. 할로이사이트는 그 구조상 페로몬이 함침 가능한 내부 공간(기공)을 가지지만, 제올라이트는 페로몬 분자가 함침될 수 있는 공간을 갖지 않으므로, 페로몬이 할로이사이트 볼 내부의 지나치게 깊은 위치에 담지되어 방출되지 못 하고 낭비되는 것을 방지할 수 있기 때문이다.
아울러, 본 발명의 페로몬 친환경 해충 방제키트에 따르면, 페로몬이 할로이사이트 볼에 담지되고 밀봉부에 의해 밀봉되어 2중으로 방출이 제어됨으로써 페로몬이 더욱 균일하고 안정적인 속도로 방출될 수 있다.
또한, 본 발명의 페로몬 친환경 해충 방제키트의 제조방법에 따르면, 블록 형태의 방제제와 비교할 때 블록 형태의 제조 과정에서 필요한 용매, 결합제, 충전제 등의 부산물들을 사용하지 않고 물과 제올라이트 시드만으로 제조가 가능한 장점이 있다. 즉, 블록 형태는 페로몬 구조의 탄소 개수에 따른 기화속도의 조절 문제로 부산물들의 함량 조절을 필요로 하지만, 할로이사이트 볼은 부산물 없이 제올라이트와 할로이사이트만으로 제작이 가능하여 할로이사이트 볼의 개수, 페로몬의 함침량만으로 페로몬 루어의 유효기간 조절이 가능하다.
나아가, 본 발명에서 채용되는 할로이사이트 볼은 그 자체로 페로몬을 서서히 방출할 수 있고 구형으로서 방사하기에 적합한 구조이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 페로몬 친환경 해충 방제키트를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 밀봉 바디와 복수의 할로이사이트 볼의 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 2중 볼 구조를 가지는 할로이사이트 볼의 형상을 보여주는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 2중 볼 구조를 가지는 할로이사이트 볼의 제조예를 보여주는 사진이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 페로몬 친환경 해충 방제키트의 제조방법을 도시한 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 페로몬 친환경 해충 방제키트를 나무가지에 설치한 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 밀봉 바디와 복수의 할로이사이트 볼의 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 2중 볼 구조를 가지는 할로이사이트 볼의 형상을 보여주는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 2중 볼 구조를 가지는 할로이사이트 볼의 제조예를 보여주는 사진이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 페로몬 친환경 해충 방제키트의 제조방법을 도시한 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 페로몬 친환경 해충 방제키트를 나무가지에 설치한 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 실시예에 기초하여 설명한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 적절하게 설명된다면 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 페로몬 친환경 해충 방제키트를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 밀봉 바디와 복수의 할로이사이트 볼의 개략적인 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 2중 볼 구조를 가지는 할로이사이트 볼의 형상을 보여주는 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 2중 볼 구조를 가지는 할로이사이트 볼의 제조예를 보여주는 사진이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 페로몬 친환경 해충 방제키트의 제조방법을 도시한 순서도이고, 도 6은 본 실시예를 나무가지에 설치한 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 페로몬 친환경 해충 방제키트(1)는, 할로이사이트 볼(10)과, 할로이사이트 볼(10)에 담지되어 해충을 유인하는 페로몬(20)과, 페로몬(20)이 마련된 복수의 할로이사이트 볼(10)을 밀봉하는 밀봉부(30)를 구비한다.
상기 페로몬은 해충을 유인하는 물질로 대상 해충에 따라 적합한 것을 선택하여 사용할 수 있다.
할로이사이트 볼(10)은, 복수로 마련될 수 있고, 도 1에 도시된 바와 같이, 밀봉부(30)의 내부에 수용되며 복수의 할로이사이트 볼(10)에 담지된 페로몬(20)은 밀봉부(30)에 의해 서서히 방출되기 때문에 안정적으로 균일하게 페로몬(20)을 방출할 수 있다.
본 실시예는 밀봉부(30)를 포함하는 해충 방제키트에 대한 것이지만, 본 발명은 후술할 2중 구조로 이루어진 할로이사이트 볼 자체로 이루어진 해충방제 키트도 포함한다.
할로이사이트는 고령토의 주성분이다. 구체적으로 고령토의 주성분은 카올리나이트(Al2O3,2SiO2,2H2O)와 할로이사이트(Al2O3,2SiO2,2H2O)이다. 할로이사이트는 알루미늄과 실리콘의 비가 1:1 인 규산알루미늄 점토광물로서 Al2Si2O5(OH)4인 화학조성을 가지며, 내경 10 내지 100nm, 외경 40 내지 200nm 및 길이 0.2 내지 5㎛를 갖는 중공 막대 형상의 구조를 갖는다.
할로이사이트는 자주 디카이트, 카오린, 몬모릴로나이트 등 다른 점토광물과 혼합된 상태로 나타나며, 튜브 형태의 천연 나노소재로 내외부의 표면적이 넓고 내부에 나노크기의 물질을 흡착, 적재할 수 있어 방향제, 화장품, 약물, 농약, 선박 또는 철교용의 중방식 도료 등에 활용되고 있다. 할로이사이트는 곤충페로몬에 대해서도 훌륭한 담체 역할을 할 수 있다.
할로이사이트는 기본적으로 넓은 내강(lumen)을 가지고 있어 충분한 흡착, 적재를 할 수 있고, 외부온도에 대한 열안정성을 높여주며, 페로몬 방출속도를 완만하게 진행시켜 방출기간을 장기간 유지시킬 수 있다. 또한 할로이사이트는 열적 방어와 질량이동 방어 등 방호특성을 통해 온도 상승에 따른 페로몬 방출량의 증가를 저지하고 열안정성을 높여주어 외부 온도에 민감하게 반응하지 않게 한다. 또한, 입자의 크기와 입구 방향이 일정하지 않은 임의성으로 다양한 길이와 다방면의 입구방향의 특성을 가짐으로써 장시간에 걸친 안정적인 방출 효과를 제공할 수 있다.
본 실시예는 할로이사이트 볼(10)의 재료로 할로이사이트를 사용할 수도 있고, 고령토를 사용할 수도 있다. 고령토를 사용하여도 그 주성분이 할로이사이트이므로 순수 할로이사이트를 사용한 경우와 유사한 효과를 얻을 수 있다. 할로이사이트를 볼(10)의 재료로 사용함으로써, 상술한 바와 같이 페로몬을 충분히 담지할 수 있고 장기간 안정적으로 페로몬을 방출할 수 있을 뿐만 아니라 온도 변화에도 페로몬 방출량을 일정하게 유지할 수 있다.
본 실시예에서 복수의 할로이사이트 볼(10)은, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 볼 형상 예를 들어 원형 또는 타원 형상, 그리고 그와 유사한 형상으로 마련될 수 있다. 이 경우 블록 형태에 비해 강도가 매우 강하여 제품이 견고하고 상품성을 강화시킬 수 있는 이점이 있다.
할로이사이트 볼(10)의 크기는 페로몬의 담지량, 방출 효율, 방출 속도 등을 고려할 때 1 내지 20mm인 것이 바람직하며, 3 내지 5mm인 것이 더욱 바람직하다.
또한, 본 실시예에서 복수의 할로이사이트 볼(10)은 제올라이트 시드(seed)에 할로이사이트가 코팅되어 마련될 수 있다. 이에 따라 할로이사이트 볼(10)은 내부에 제올라이트 재료로 이루어진 내층(11), 외부에 할로이사이트 재료로 이루어진 외층(12)으로 구성된 이중 볼 구조로 형성될 수 있다.
이와 같은 이중 볼 구조에서는 제올라이트 소재의 특성상 제올라이트 층(11)에는 페로몬이 담지되지 않고 외부의 할로이사이트 층(12)에만 담지되는데, 이는 할로이사이트는 그 구조상 페로몬이 함침 가능한 내부 공간(기공)을 가지지만, 제올라이트는 페로몬 분자가 함침될 수 있는 공간을 갖지 않기 때문이다.
할로이사이트만으로 볼(10)을 만들 경우 내부 깊은 위치에 담지된 페로몬은 방출되기가 어려워 실제로 사용되지 못 하고 낭비될 수 있는데, 내부 페로몬의 낭비를 방지하기 위하여 볼(10)의 크기를 지나치게 작게 만들 경우 볼(10) 내에 담지할 수 있는 페로몬의 양이 적어 방제 효과가 오래가지 못 하므로 바람직하지 못 하다. 따라서, 이와 같이 이중 볼 구조로 볼(10)을 형성함으로써 페로몬을 필요한 양으로 담지시키면서도, 페로몬이 모두 방출되도록 하여 낭비를 막을 수 있다.
이하에서 복수의 할로이사이트 볼(10)의 제조방법을 설명한다.
본 실시예에서 복수의 할로이사이트 볼(10)은 시드 물질로 제올라이트를 사용할 수 있고, 제올라이트 시드의 지름이 3mm인 것을 사용하였다.
먼저, 시드 물질인 제올라이트를 반응조에 넣고 물과 할로이사이트를 분사하며 반응조를 회전시키며 볼 형상으로 제형한다. 이때, 할로이사이트 층의 두께가 약 1mm가 되도록 물과 할로이사이트를 분사하였다.
볼 형상으로 제형하는 과정에서 제형 시간과 할로이사이트의 비율에 따라 할로이사이트 볼의 크기를 조절할 수 있는데, 할로이사이트 볼의 크기는 1 내지 20mm인 것이 바람직하며, 3 내지 5mm인 것이 더욱 바람직하다.
마지막으로, 볼 형태로 성형이 완료된 후 일정 시간 예를 들어 24시간 동안 건조 후에 1000 내지 1100℃의 온도에서 소성한다. 위 소성 온도에서 페로몬의 충분한 담지와 원활한 방출을 위한 내부 구조가 형성되고 페로몬 담지체로서의 적절한 강도가 형성될 수 있다.
본 실시예는 블록 형상과 다르게 부산물 없이 제올라이트와 할로이사이트 볼(10)만으로 제작이 가능하여, 할로이사이트 볼(10)의 개수, 페로몬의 함침량만으로 페로몬 루어의 유효 기간 조절이 가능하다.
또한, 기존의 블록형태는 타정기를 이용하여 제형화 하는데 타정기의 생산 속도는 평균 초당 0.5개 정도로 대량 생산에 적합하지 않으나, 본 실시예의 할로이사이트 볼(10)은 볼 형상을 가지므로 대량 생산이 가능하다.
그리고, 본 실시예에서 복수의 할로이사이트 볼(10)에 사용되는 할로이사이트 재료는 내경 10 내지 100nm, 외경 40 내지 200nm 및 길이 0.2 내지 5㎛로 마련될 수 있다.
페로몬(20)은 도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 할로이사이트 볼(10)에 담지되어 과원 전역에서 페로몬 냄새를 방출시켜 수컷이 정확히 암컷을 찾아가지 못하게 하거나, 상시로 페로몬에 노출된 수컷이 더듬이 감각둔화 또는 습관화에 이르게 되어 암컷의 성페로몬에 반응하지 않게 할 수 있다. 참고로, 도 2는 페로몬(20)이 존재함으로 보여 주기 위해 다소 과장되게 도시되었다.
본 실시예에서 페로몬(20)은 헥산과 14:1 내지 1:14의 중량비로 혼합되어 할로이사이트 볼(10)에 담지될 수 있다. 본 실시예에서 페로몬(20)의 종류 및 페로몬(20)과 헥산의 혼합비율은 대상충에 따라 조절될 수 있다.
본 실시예에서는 페로몬(20)으로 복숭아심식나방 페로몬 주성분인 페로몬(Z)-7-트리코센과 (Z)-13-에이코센-10-온을 사용할 수 있다.
밀봉부(30)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 내부에 복수의 할로이사이트 볼(10)을 수용하며, 복수의 할로이사이트 볼(10)에 담지된 페로몬(20)을 서서히 방출시켜 안정적으로 균일하게 페로몬(20)을 방출할 수 있다. 즉, 할로이사이트 볼(10)만을 사용할 경우 페로몬 방출기간이 짧고, 사용 초기에는 페로몬의 방출량이 많다가 점점 방출량이 줄어드는 문제점이 있으나, 밀봉부(30)를 사용하여 페로몬의 방출량을 2중으로 제어함으로써 사용시간이 경과하더라도 페로몬의 방출량을 균일하게 조절하여 해충의 방제 효과를 높일 수 있다.
본 실시예에서 밀봉부(30)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 내부에 복수의 할로이사이트 볼(10)이 수용된 밀봉 바디(31)와, 밀봉 바디(31)에 연결되며 도 6에 도시된 바와 같이 나무가지 등의 지지물에 결 수 있도록 형성되는 걸이부(32)와, 걸이부(32)를 밀봉 바디(31)에 연결시키는 끈 부재(33)를 포함한다.
밀봉부(30)의 밀봉 바디(31)는, 예를 들어 파우치 타입으로 마련될 수 있다.
본 실시예에서 밀봉 바디(31)는 페로몬의 적절한 방출 속도 제어를 위해 폴리에틸렌(PE), 저밀도폴리에틸렌(low density polyethylene, LDPE), 고밀도폴리에틸렌(high density polyethylene, HDPE), 열가소성 폴리우레탄(thermoplastic polyurethane, TPU) 중에서 선택된 소재로 마련될 수 있다.
또한, 본 실시예에서 밀봉 바디(31)는 형태에 관계없이 내부에 복수의 할로이사이트 볼(10)을 수납한 후 밀봉형태를 유지하는 것이면 모두 포함할 수 있다. 본 실시예에서 밀봉 바디(31)는 유광의 형태로 제조될 수 있으며, 이를 통해 빛을 반사하고 나뭇가지에 매달려 있어 자유롭게 흔들리므로 조류기피를 유발하는 반사필름의 역할도 가능하다.
나아가, 본 실시예에서 밀봉 바디(31)는 서방성을 고려하여 두께는 0.03T 내지 0.3T로 마련될 수 있고, 가로 1 내지 10cm, 세로 3 내지 20cm의 사이즈를 가질 수 있다. 이때 할로이사이트 볼(10)의 개수는 5 내지 20개인 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니다.
밀봉부(30)의 걸이부(32)는, 밀봉부(30)를 나무가지 등에 지지시키는 것으로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 일부가 개방된 후크 형상을 가질 수 있다.
본 실시예는 걸이부(32)를 이용하여 나무가지 등에 편리하고 안정적으로 지지할 수 있다.
또한, 본 실시예에서 걸이부(32)는 나뭇가지 등에 걸림 지지될 수 있다.
밀봉부(30)의 끈 부재(33)는, 일측부는 밀봉 바디(31)에 결합되고 타측부는 걸이부(32)에 결합되어 걸이부(32)를 밀봉 바디(31)에 연결시킬 수 있다.
본 실시예에서 끈 부재(33)는 합성수지 재질 등으로 마련될 수 있고, 밀봉 바디(31)에는 홀을 뚫어서 고정될 수 있고, 걸이부(32)에는 열 융착 방식 등으로 결합될 수 있다.
이하에서 본 실시예에 따른 페로몬 친환경 해충 방제키트의 제조방법을 간략하게 설명한다.
본 실시예에 따른 페로몬 친환경 해충 방제키트의 제조방법은, 할로이사이트 볼(10)을 마련하는 단계(S10)와, 할로이사이트 볼(10)에 페로몬(20)을 담지하는 단계(S20)와, 페로몬(20)이 담지된 할로이사이트 볼(10)을 밀봉부(30)에 밀봉하는 단계(S30)를 포함한다. 본 실시예에서 할로이사이트 볼(10)은 복수로 마련될 수 있다.
할로이사이트 볼(10)을 마련하는 단계(S10)는, 전술한 바와 같이, 제올라이트 시드를 반응조에 넣고 물과 할로이사이트를 분사하며 반응조를 회전시켜 제형하고, 제형된 성형물을 건조하고 소성하여 마련될 수 있다.
할로이사이트 볼(10)에 페로몬(20)을 담지하는 단계(S20)에서 페로몬(20)은, 전술한 바와 같이, 헥산과 일정 중량비로 혼합되어 할로이사이트 볼(10)에 담지될 수 있다.
페로몬(20)이 담지된 할로이사이트 볼(10)을 밀봉부(30)에 밀봉하는 단계(S30)는, 공지된 밀봉 장치에 의해 이루어질 수 있다. 예를 들어 볼 형상을 밀봉하는 밀봉 장치가 그대로 적용될 수 있다.
이상에서 살펴 본 바와 같이 본 실시예는 페로몬이 할로이사이트 볼(10)에 담지되고 밀봉부(30)에 밀봉되어 페로몬의 방출을 2중으로 제어하기 때문에 안정적으로 균일하게 페로몬을 방출할 수 있다.
또한, 블록 형태의 방제제와 비교할 때 블록 형태의 제조 과정에서 필요한 용매, 결합제, 충전제 등의 부산물들을 사용하지 않고 물과 제올라이트 시드만으로 제조가 가능하다. 즉, 블록 형태는 페로몬 구조의 탄소 개수에 따른 기화속도의 조절 문제로 부산물들의 함량 조절을 필요로 하지만 할로이사이트 볼은 부산물 없이 제올라이트와 할로이사이트만으로 제작이 가능하여 할로이사이트 볼의 개수, 페로몬의 함침량만으로 페로몬 루어의 유효기간 조절이 가능하다.
나아가, 본 발명에서 채용되는 할로이사이트 볼(10)은 그 자체로 페로몬을 서서히 방출할 수 있고 구형으로서 넓은 면적에 방사하는 방식에 적합한 구조이다.
이하 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 이들 실시예는 본 발명을 예시하는 것으로서 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
시드 물질인 제올라이트를 반응조에 넣고 물과 할로이사이트를 분사하며 반응조를 회전시켜 할로이사이트 볼 형태를 만든다. 할로이사이트 볼 형태의 크기는 지름 10mm로 마련된다. 볼 형태로 성형이 완료된 후 24시간 동안 건조 후에 1000 내지 1100℃의 온도에서 소성하여 할로이사이트 볼(10)을 만든다.
페로몬(20)과 헥산을 9:1의 중량비로 혼합한 후 혼합액에 할로이사이트 볼(10)을 담지한다.
담지된 할로이사이트 볼(10)을 건져서 45분 동안 할로이사이트 볼(10)의 외부에 흐르는 혼합액을 제거하고 건조하여 1차 건조시키고 90분 동안 헥산을 휘발시키고 표면건조하여 2차 건조시켜 페로몬(20)이 담지된 할로이사이트 볼(10)을 얻었다.
<실시예 2>
실시예 1에서 제조된 페로몬(20)이 담지된 복수의 할로이사이트 볼(10)을 밀봉부(30)의 폴리에틸렌 재질의 밀봉 바디(31)에 밀봉하여 페로몬 친환경 해충 방제키트를 제조하였다. 여기서 밀봉 바디(31)의 두께는 0.1T로 마련될 수 있고, 가로 1.8cm, 세로 4.5cm의 사이즈를 가지도록 하고, 밀봉바디(31)에는 20개의 할로이사이트 볼(10)을 넣었다.
<실험예 1>
밀봉부의 유무에 따른 페로몬 친환경 해충 방제키트의 페로몬 방출 효과를 비교하여 위하여 아래와 같이 비교 실험을 진행하였다. 실시예 2를 통해 제조된 할로이사이트 볼(10)과 밀봉부(30)를 함께 사용하는 해충 방제키트로 방출기간에 따른 페로몬 잔류량 변화 실험을 3회 실시하고(제1 실험예, 제2 실험예, 제3 실험예), 실시예 1을 통해 제조된 할로이사이트 볼(10)로 동일 실험을 3회 실시하였다(제4 실험예, 제5 실험예, 제6 실험예).
할로이사이트 볼(10)만을 사용한 제4 실험예, 제5 실험예, 제6 실험예의 경우, 120일 정도까지 페로몬 발출량이 충분히 유지됨을 확인할 수 있다.
또한, 할로이사이트 볼(10)과 밀봉부(30)를 함께 사용하는 제1 실험예, 제2 실험예, 제3 실험예의 해충 방제키트는 제4 실험예, 제5 실험예, 제6 실험예 비해 방출기간이 경과함에 따라 페로몬 방출량이 완만하게 변화하여 페로몬 방출이 더욱 균일하게 이루어지며, 160일 정도까지 해충 방제를 위한 충분한 페로몬 방출이 이루어짐을 확인할 수 있다.
| 잔류량 | ||||||
| 파우치+고령토볼 | 고령토볼(노출) | |||||
| 방출기간 | 제1실험예 | 제2실험예 | 제3실험예 | 제4실험예 | 제5실험예 | 제6실험예 |
| 0일 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 |
| 10일 | 0.1713 | 0.1675 | 0.1755 | 0.1533 | 0.1498 | 0.1519 |
| 20일 | 0.1657 | 0.1544 | 0.1688 | 0.1225 | 0.1207 | 0.1199 |
| 30일 | 0.1588 | 0.1479 | 0.1514 | 0.0954 | 0.0971 | 0.0933 |
| 40일 | 0.1437 | 0.1301 | 0.1414 | 0.0833 | 0.0836 | 0.0833 |
| 50일 | 0.1309 | 0.1212 | 0.1385 | 0.0719 | 0.0717 | 0.0717 |
| 60일 | 0.1201 | 0.1114 | 0.1223 | 0.0615 | 0.0655 | 0.0598 |
| 70일 | 0.1154 | 0.1093 | 0.1185 | 0.0557 | 0.0557 | 0.0543 |
| 80일 | 0.1065 | 0.0966 | 0.1004 | 0.0419 | 0.0459 | 0.0429 |
| 90일 | 0.0917 | 0.0871 | 0.0955 | 0.0333 | 0.0374 | 0.0358 |
| 100일 | 0.0851 | 0.0776 | 0.0833 | 0.0211 | 0.0299 | 0.0233 |
| 110일 | 0.0731 | 0.0694 | 0.0771 | 0.0194 | 0.0217 | 0.0197 |
| 120일 | 0.0641 | 0.0619 | 0.0622 | 0.0111 | 0.0129 | 0.0121 |
| 130일 | 0.0511 | 0.0571 | 0.05 | 0.0112 | 0.0126 | 0.0112 |
| 140일 | 0.0467 | 0.0411 | 0.0444 | 0.0109 | 0.0111 | 0.0107 |
| 150일 | 0.0333 | 0.0274 | 0.0249 | 0.0108 | 0.0116 | 0.0107 |
| 160일 | 0.0211 | 0.0115 | 0.0115 | 0.0109 | 0.0111 | 0.0106 |
| 170일 | 0.0115 | 0.0105 | 0.0115 | 0.0107 | 0.0111 | 0.0107 |
| 180일 | 0.0115 | 0.0105 | 0.0115 | 0.0107 | 0.0111 | 0.0107 |
이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
1 : 페로몬 친환경 해충 방제키트
10 : 할로이사이트 볼
11 : 내층
12 : 외층
20 : 페로몬
30 : 밀봉부
31 : 밀봉 바디
32 : 걸이부
33 : 끈 부재
10 : 할로이사이트 볼
11 : 내층
12 : 외층
20 : 페로몬
30 : 밀봉부
31 : 밀봉 바디
32 : 걸이부
33 : 끈 부재
Claims (19)
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 이중 볼 구조의 할로이사이트 볼;
상기 할로이사이트 볼에 담지되어 해충을 유인하는 페로몬; 및
상기 페로몬이 담지된 할로이사이트 볼을 복수개 수납하고 밀봉하는 밀봉부를 포함하여 이루어지며,
상기 할로이사이트 볼은 제올라이트 재료로 이루어지는 내층과, 할로이사이트 재료로 이루어지는 외층으로 이루어지고, 상기 할로이사이트 볼의 상기 내층의 지름은 1 내지 5 mm이고, 상기 외층의 두께는 0.5 내지 7 mm이며,
상기 할로이사이트 재료로 이루어지는 외층은 외부 온도 변화에도 상기 페로몬의 방출속도를 완만하게 진행시키고,
상기 이중 볼 구조로 볼을 형성함으로써 페로몬을 필요한 양으로 담지시키면서도 페로몬이 모두 방출되도록 하여 낭비를 막는 것을 특징으로 하는 페로몬 친환경 해충 방제키트.
- 삭제
- 청구항 5에 있어서,
상기 할로이사이트 볼을 구성하는 할로이사이트 재료는 내경 10 내지 100nm, 외경 40 내지 200nm 및 길이 0.2 내지 5㎛인 페로몬 친환경 해충 방제키트.
- 삭제
- 청구항 5에 있어서,
상기 페로몬은 헥산과 혼합되어 상기 할로이사이트 볼에 담지되며,
상기 페로몬과 헥산은 14:1 내지 1:14의 중량비로 혼합되어 상기 할로이사이트 볼에 담지되는 페로몬 친환경 해충 방제키트.
- 청구항 5에 있어서,
상기 밀봉부는,
상기 복수개의 할로이사이트 볼이 내부에 밀봉되는 밀봉 바디; 및
일측부는 상기 밀봉 바디에 마련되고 타측부는 나무가지를 포함하는 대상물에 지지되는 걸이부를 포함하는 페로몬 친환경 해충 방제키트.
- 청구항 10에 있어서,
상기 밀봉 바디는 폴리에틸렌, 저밀도폴리에틸렌, 고밀도폴리에틸렌 및 열가소성 폴리우레탄 중에서 선택된 소재로 이루어지는 페로몬 친환경 해충 방제키트.
- 청구항 10에 있어서,
상기 밀봉 바디의 두께는 0.03T 내지 0.3T인 페로몬 친환경 해충 방제키트.
- 청구항 10에 있어서,
상기 밀봉 바디는 가로 1 내지 10cm, 세로 3 내지 20cm의 사이즈를 갖는 페로몬 친환경 해충 방제키트.
- 제올라이트 재료로 이루어지는 내층과, 할로이사이트 재료로 이루어지는 외층으로 이루어지는 이중 볼 구조의 할로이사이트 볼을 마련하는 단계; 및
상기 할로이사이트 볼에 페로몬을 담지하는 단계를 포함하고,
상기 할로이사이트 볼의 상기 내층의 지름은 1 내지 5 mm이고, 상기 외층의 두께는 0.5 내지 7 mm이며,
상기 할로이사이트 재료로 이루어지는 외층은 외부 온도 변화에도 상기 페로몬의 방출속도를 완만하게 진행시키고,
상기 이중 볼 구조로 볼을 형성함으로써 페로몬을 필요한 양으로 담지시키면서도 페로몬이 모두 방출되도록 하여 낭비를 막는 것을 특징으로 하는 페로몬 친환경 해충 방제키트의 제조방법.
- 청구항 14에 있어서,
상기 할로이사이트 볼은 상기 제올라이트 재료로 이루어지는 시드를 반응조에 넣고 물과 할로이사이트를 분사하며 반응조를 회전시켜 제형하고, 제형된 성형물을 건조하고 소성하여 제조되는 페로몬 친환경 해충 방제키트의 제조방법.
- 청구항 15에 있어서,
상기 소성은 1000 내지 1100℃에서 이루어지는 페로몬 친환경 해충 방제키트의 제조방법.
- 청구항 15에 있어서,
상기 건조는 자연건조를 통해 진행되는 페로몬 친환경 해충 방제키트의 제조방법.
- 삭제
- 청구항 14에 있어서,
상기 페로몬이 담지된 할로이사이트 볼을 밀봉부에 밀봉하는 단계를 포함하는 페로몬 친환경 해충 방제키트의 제조방법.
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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