KR20020066131A

KR20020066131A - 원예작물용 코팅오일 및 이의 제조방법

Info

Publication number: KR20020066131A
Application number: KR1020010006394A
Authority: KR
Inventors: 조용래; 문우식
Original assignee: 에스케이 주식회사
Priority date: 2001-02-09
Filing date: 2001-02-09
Publication date: 2002-08-14
Also published as: KR100688808B1

Abstract

본 발명은 잔디, 화목류, 화초류 등의 식물에 분무하여 코팅에 의한 보온, 보습 효과를 부여하는 광유계 코팅오일 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 감압가스유를 경질연료유로 전환하는 연료유 수소화 분해공정에서 부산되는 미전환유를 감압분류하는 공정; 분류된 유분을 각기 촉매탈랍시키는 공정; 탈랍된 유분을 수소첨가 마무리 반응하는 공정; 및 경질 탄화수소 분별증류하는 공정을 거쳐 얻어지며, 10% 증류점 내지 90% 증류점에 상응하는 노말파라핀 탄화수소의 탄소수가 16∼38, 40℃에서의 동점도가 7∼32센티스톡스, 황산추출시 잔유물이 85% 이상, 비중 0.82 이상, 파라핀계 탄화수소 60% 이상의 조성을 나타내는 원예작물용 코팅오일 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

Description

원예작물용 코팅오일 및 이의 제조방법{Coating oil for garden plant and method for preparing the same}

본 발명은 잔디, 화목류, 화초류 등의 식물에 분무하여 코팅에 의한 보온, 보습 효과를 부여하는 광유계 코팅오일 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 잔디, 화목류, 화초류 등의 원예작물 재배 관리에 있어서 오일 자체 또는 오일과 물을 혼합한 유화액을 직접 분무하여 식물의 표층을 코팅함으로써 식물의 생육기간 연장, 개화시기 조절, 윤택 및 보호기능 부수적으로 해충이나 균류 제어기능을 갖는 반면에 식물의 호흡에는 영향을 주지 않아 작물에는 해가 없는 석유로부터 얻은 원예작물용 코팅오일 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

석유계 오일을 잔디, 화목, 화초류와 같은 원예작물에 직접 분무용으로 사용시는 세심한 주의가 요구된다. 이는 오일이 기본적으로 식물이나 충류, 균류 등 모두에게 질식작용이 있기 때문이다. 오일의 입자가 너무 크면 식물의 기공을 막아 식물도 말라 죽게 되며, 오일의 입자가 너무 적으면 식물의 기공을 침투하여 해를 유발하게 된다. 따라서 석유계 코팅오일은 그것의 효능 증대와 약해의 최소화를 위해 적절한 크기의 오일입자 분포를 지녀야 한다.

석유계 오일을 코팅제로서 식물에 적용시 또다른 주요한 고려사항으로는 오일성분 중에서 햇빛 구체적으로는 자외선에 불안정한 방향족 화합물 및 황화합물은 자외선에 노출시 산성물질을 형성하여 식물의 엽록소를 파괴하고 반점 형성이나 잎을 말라죽게 하므로 이것을 최소화하여야 하는데 일반적으로 ASTM D 483 시험법에 따라 황산으로 처리하였을 경우에 술폰 화합물로 변화되지 않고 남는 잔유물량이 바람직하게는 85% 이상, 더욱 바람직하게는 92% 이상이어야 한다. 이를 위해서는 용제추출법이나 수소첨가 처리법 또는 백토 처리법 등에 의해 오일을 더욱 더 정제하여야 한다.

다시 말하면, 석유계 오일이 코팅제로서 적용되기 위해서는 다음과 같은 특성을 지녀야 한다.

1) 분무 용이성 및 점착성을 위해 적절한 점도를 지녀야 함.

2) 휘발에 의한 환경오염이나 잔유물에 의한 오염, 식물에 대한 약해를 최소화하기 위해 최적의 분자량(탄소수) 분포와 낮은 휘발성을 지녀야 함.

3) 식물 표피나 잎의 손상방지를 위해 방향족 탄화수소 화합물이 적어야 함.

4) 도포성과 분산성을 높이기 위해 표면장력이 낮아야 함.

5) 균질한 도포성 확보 및 유실방지 위해 최적의 유화특성 지녀야 함.

상기와 같은 특성에 부합되는 코팅오일을 확보하기 위해서는 기존 윤활유의 기자제인 윤활기유 유분중에서 최적의 탄소수 분포와 적정 점도를 확보하기 위한 감압분류, 방향족 화합물의 제거를 위한 정제공정, 휘발성을 낮추기 위한 분별증류 등의 일련의 단위공정들을 통해야 하는데 경비를 절감하기 위해 충분히 정제, 분류하지 않은 석유계 오일을 원예용 코팅제로서 적용할 경우에 많은 제약을 받게 되므로, 석유로부터 유용한 원예용 코팅오일을 경제적으로 얻어내는 것이 중요하다.

현재 국내에서 원예용 코팅제로서 상품화 된 것은 액화석유가스를 운반체로 한 실리콘계의 '잎윤택제(Leaf Shine)'이 있으나 윤택기능만을 갖는 것으로 식물의 수명연장, 해충 및 균류 제어작용 등의 다목적 효과는 없다. 특히 잔디에 적용하는 원예용 제품 중에 '잔디착색제'란 제품은 녹색의 화학염료로서 인위적으로 잔디를 푸르게 보이도록 하는 제품이며, 실제 잔디의 수명 연장에 의한 푸르름을 유지하는 것이 아니다. 또한 이들 제품들은 원료를 수입하므로 가격이 고가이어서 일반 가정이나 원예농가에서 쉽게 접하지 못하고 있는 실정이다.

이에 본 발명자는 현재 사용중인 '잎윤택제' '잔디착색제' 및 여타 원예용 코팅제의 문제점을 해결하고 잔디, 화목류, 화초류 등 원예용 작물에 광범위하게 또한 윤택, 보온, 보습, 생육기간 연장, 해충 및 균류 제어 등 다목적 사용이 가능토록 하기 위해 예의 연구한 결과, 오일의 증류시 10% 증류점에서 90% 증류점 범위에 상응하는 오일의 탄소수가 16에서 38의 분포를 지니는 오일 영역이 효능이 뛰어나며 약해가 적음을 확인하고, 이러한 오일을 경제적으로 제조하기 위하여 연료유 수소화 분해 공정에서 부산되는 미전환유를 공급원료로 하여 윤활기유를 제조하는 과정에서 제조되는 윤활기유가 곧 바로 원예용 코팅오일로서 우수한 제품성상을 지니도록하는 우수한 방법을 개발하고, 사용자가 유효성분인 오일을 편리하고 안전하게 적용할 수 있도록 물에 희석하여 오일/물 유화액 형태로 분무함으로써 도포성과 분산성을 향상시키도록 하였으며, 이에 필요한 오일에 함유할 유화제 유형과 투여량을 최적화하여 개발하게 되었다. 이에 사용된 유효성분인 오일은 미국식품의약청(FDA)의 관련 규격 FDA 21 CFR 178.3620(a) 규격을 충족하여 인체나 동물에 무해하며, 유화액을 만들기 위해 오일에 첨가한 유화제는 미국환경보전협회(EPA)의 관련규격 EPA 40 CFR 180.1001(c) 규격을 충족하여 동식물에 무해하며 잔류에 의한 독성이나 해가 없는 물질이다.

따라서, 본 발명의 목적은 원예용 코팅오일로서 적합한 탄소수 분포를 지니고 방향족 함량 및 황함량이 적어 자외선에 안정한 유효성분인 오일을 확보하고, 여기에 불활성 성분인 유화제, 즉, 코팅제 분무시 편리한 오일/물 유화액을 만들기위해 오일에 함유할 유화제의 유형과 투여량을 최적으로 설정함에 따라 우수한 약효 및 약해의 최소화를 확보하여 잔디, 화목류, 화예류 등의 윤택, 보온, 보습, 생육기간 연장, 해충 및 균류를 방제하는 다목적으로 사용할 수 있는 원예용 코팅오일을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기 코팅오일의 제조방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 코팅오일은 증류시 10∼90%의 증류점에서의 탄소수가 16∼38, 40℃에서의 동점도가 7∼32센티스톡스, 황산추출시 잔유물이 85% 이상, 비중 0.82 이상, 파라핀계 탄화수소 60% 이상의 조성으로 구성된다.

또한, 본 발명의 코팅오일은 상기 오일에 0.3∼3.0중량%의 비이온계 혼합형의 유화제를 더욱 포함한다.

본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 상기 코팅오일의 제조방법은 석유의 정제시 감압가스유를 경질연료유로 전환하는 연료유 수소화 분해공정에서 부산되는 미전환유를 감압분류하는 공정; 분류된 유분을 각기 촉매탈랍시키는 공정; 탈랍된 유분을 수소첨가 마무리 반응하는 공정; 및 경질 탄화수소 분별증류하는 공정에 의해 상기 코팅오일의 조성을 나타내는 것으로 구성된다.

도 1은 본 발명에 따른 코팅오일을 들잔디에 적용하여 20일이 경과한 후, 잔디의 수명이 연장된 모습을 나타내는 사진.

도 2는 본 발명에 따른 코팅오일을 들잔디에 적용하여 40일이 경과한 후, 잔디의 수명이 연장된 모습을 나타내는 사진.

도 3은 본 발명에 따른 코팅오일을 균류가 서식하는 잔디에 적용하여 3일이 경과한 후, 잔디에는 영향없이 들잔디의 페어링 버섯을 제어하는 모습을 나타내는 사진.

도 4는 본 발명에 따른 코팅오일을 균류가 서식하는 잔디에 적용하여 6일이 경과한 후, 잔디에는 영향없이 들잔디의 페어링 버섯을 제어하는 모습을 나타내는 사진.

이하 본 발명을 좀 더 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

본 발명에 따른 다목적 원예용 코팅제를 제조하기 위해서는 원유(석유)를 정제할 때 증류탑의 하단에 남는 중질유분인 상압잔사유를 분류하는 감압 증류공정,감압분류시 얻은 감압가스유의 수소화 전처리 반응공정, 감압가스유 수소화 분해 반응공정 및 분별 증류공정에서 부산된 미전환유를 저유황 중질연료유 제품탱크로 보내는 일방향 모드 또는 수소화 반응 분해공정으로 재순환시키는 리사이클 모드의 연료유 수소화 분해 반응공정에 있어서, 상기 미전환유의 일부 또는 전부를 별도의 감압 증류공정으로 보내어 코팅오일로서 적합한 분자량 분포를 지니는, 상세하게는 원예작물에 약해를 최소화하고 코팅에 의한 보온, 보습, 윤택, 성장기간 연장, 해충 및 균류 제어에 대한 약효를 최대화하기 위해 10 내지 90% 증류점에서 탄소수가 16∼26, 20∼27, 및 24∼30의 분포를 지니는 것과 동절기 겨울나기용으로 코팅막과 부착성을 향상시키기 위하여 탄소수가 26∼38의 분포를 지니는 소정의 점도등급으로 감압분류한 다음에 유동성을 향상시키고 파라핀계 화합물 양을 증대시켜 식물표층(왁스층, 파라핀계 화학구조)과의 상응성을 높이기 위해 이성화 반응법에 의한 탈랍공정으로 보내어 왁스를 이소파라핀으로 전환하여 파라핀계 탄화수소가 60% 이상, 더욱 바람직히게는 70% 이상 함유토록 하고, 자외선 안정성을 향상시켜 코팅오일로 적용시 약해를 최소화 하기 위해 수소첨가 마무리 공정을 통하여 다환 방향족 화합물과 헤테로(황, 질소, 산소 등) 화합물 등을 극도로 제거하고 휘발성을 낮추기 위해 분별 증류공정을 통하여 경질유분을 제거하여 얻게 되는 오일은 코팅오일로서 직접 적용이 가능한 우수한 성상과 조성을 지니게 된다.

제조된 코팅오일은 원예작물에 미세하고도 균일되게 분무를 하여야 하는데 오일을 직접 분무시는 특수한 노즐이 필요하므로 일반적인 분무기로 쉽게 분무할 수 있도록 하기 위해서는 물에 희석하여 분무를 하여야 미세하고 균질한 도포가 가능하다. 이러한 목적으로 물과의 혼화성을 확보하기 위해 상기와 같이 제조된 코팅오일에 비이온계 혼합형의 유화제를 0.3∼3.0중량% 첨가하였다. 이때 상기 유화제의 첨가량이 0.3중량% 미만이면 첨가효과가 미미하고, 3.0중량%를 초과하면 유화가 지속되어 수분 증발이 늦으므로 유화액이 흘러내린 특정 부위에는 오일농도가 상대적으로 높아 유침현상(Oil Soaking)과 같은 약해가 발생되는 경향이 있다. 한편, 본 발명에 바람직한 유화제로는 노닐페녹시-폴리에톡시-에탄올, 1-데카놀, 1-옥탄올 또는 이들의 혼합물형 등이 있으며, 좀 더 바람직하게는 이들의 혼합형이다.

이하 제조예, 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하지만, 하기 예에 본 발명의 범주가 한정되는 것은 아니다.

제조예 1

원유(석유)를 상압에서 분별증류하여 원하는 석유류 제품을 얻을 때 상압증류탑의 하단에 남는 중질유분인 잔사유를 감압증류하면 하기 표 1에 나타난 성상을 지닌 감압가스유(VGO)를 얻는다. 감압가스유를 감압가스유 수소화 처리공정에서 저액공간속도(LHSV) 2.37/hr, 압력 2,494psig, 온도 375.5℃, HC-K 촉매(Nippon Ketjen사 제품)을 이용하여 수소 유입속도 5,570 SCF/Bbl의 조건으로 처리한 후, 후술하는 재순환된 미전환유와 함께 LHSV 1.40/hr, 압력 2,466psig, 온도 381.9℃, HC-22 촉매(UOP사 제품)를 이용하여 수소 유입속도 7,480 SCF/Bbl의 조건으로 감압가스유 수소화 분해 반응공정에서 처리하여 재순환시킴으로써 총괄전환율이 85%일때에 부산되는 리사이클 모드의 미전환유(UCO1)와 미전환유를 재순환시키지 않음으로써 전환율이 65%인 경우에 부산되는 미전환유(UCO2)를 얻었으며, 이 경우 통상의 분리기 및 여러 개의 분별 증류공정을 거쳐 비점이 380℃ 이하인 경유 및 경질 연료유분을 회수함과 동시에 하기 표 1에 나타낸 성상을 지닌 미전환유를 얻었다.

코팅오일의 원료 - VGO 및 UCO의 성상

	VGO	UCO 1	UCO 2
비중 @ 15℃	0.922	0.835	0.865
동점도 @ 40℃, cSt	49.9	19.3	21.1
유동점, ℃	32.5	40.0	37.5
증류성상, ℃초류점10% off50% off90% off종류점	260372444516547	350385435496536	327375436500550
황함량, ppm	800	54	70

미전환유(UCO1)를 감압증류공정에 주입하여 탑정압력 75mmHg, 탑정온도 80℃ 및 탑저압력 150mmHg, 탑저온도 325℃로 감압 증류하여 추출물 60D 27.5% 또는 70D 33.0LV%, 90D 8.3LV%와 중간 추출물 MD 17.2%(60D 제조시) 또는 11.7LV%(70D 제조시) 그리고 탑저 제품인 150D 47.0LV%를 얻었으며 이중에 코팅오일로서 적합한 점도와 탄소수 분포를 지니는 유분인 60D, 70D, 90D, 150D를 각각의 중간제품 저장탱크에 저장하고 중간 추출물은 감압가스유 수소화 분해공정으로 리사이클시켰다. 60D, 70D, 90D, 150D 각각은 유동성을 부여하고 파라핀계 화합물 함량을 증대시키기 위해 촉매탈랍, 더욱 바람직하게는 이성화 반응에 의한 탈랍을 수행하는 백금이 함유된 촉매(ICR-408, Chevron사 제품) 및 수소 유입하에 저액공간속도는 0.5∼2.0/hr, 압력 130∼980psig, 온도 260∼380℃의 조건으로 처리하여 원하는 유동점에 도달하게 한 다음에, 처리된 유분은 자외선 안정성을 부여고 미술폰화 잔량을 85vol% 이상 유지하기 위해 수소첨가 마무리 공정, 바람직하게는 팔라듐이 함유된 촉매(ICR-407, Chevron사 제품) 및 수소유입하에 저액공간속도 0.5∼2.0/hr, 압력 1,600∼ 3,000psig, 바람직하게는 1,900∼2,700psig, 온도 180∼320℃, 바람직하게는 220∼280℃의 조건으로 처리한 다음 분별증류하여 경질유분을 제거한 결과 하기 표 2에 기재한 바와 같이 파라핀 함량이 높고 자외선에 안정한 즉, 방향족 화합물이 적고 탄화수소 분포가 원예용 코팅제로서 적합한 점도등급 60N, 70N, 90N, 150N인 제품이 얻어졌다.

코팅오일의 성상 및 조성

	60N	70N	90N	150N
비중 @ 15℃	0.823	0.831	0.833	0.842
동점도 @40℃, cSt	8.02	13.39	18.04	30.91
동점도 @100℃, cSt	2.31	3.13	4.05	5.78
점도지수	100	115	125	131
인화점, ℃	190	198	220	242
유동점, ℃	-25.0	-20.0	-15.0	-12.5
증류성상, ℃초류점10% off50% off90% off종류점	232.0288.0352.0410.0442.0	278.0347.0392.5423.0461.0	316.0391.0424.0451.0496.5	346.5410.0452.5510.5542.0
탄소수 분포@10%∼90% 증류점	16∼26	20∼27	24∼30	26∼38
미술폰화잔류물량, vol%	99	99	99	99
황함량, ppm	<1	<1	<1	<1
탄화수소 조성,%파라핀계 탄화수소(Cp)나프텐계 탄화수소(Cn)방향족계 탄화수소(Ca)	75250	76240	77230	78220

상기 제조예에서 연료유 수소화 분해공정의 미전환유를 공급원료로 하여 코팅오일로서 효능 증대와 약해의 최소화를 위한 오일 입자 분포를 확보하기 위해 감압증류공정을 통하여 증류시 10 내지 90% 증류점에서의 탄소수가 16에서 30사이에 분포하는 60D, 70D, 90D의 중간 제품과 점도 및 분자량이 높아 동절기 겨울나기용으로 적합한 탄소수 26에서 38의 분포를 지니는 중간제품 150D를 얻었으며, 이들을 백금이 함유된 촉매로 이성화 반응법에 의한 촉매탈랍을 수행한 결과, 파라핀계 탄화수소가 70% 이상으로 매우 높고, 팔라듐이 함유된 촉매로 수소첨가 마무리 반응 공정을 수행한 결과, 방향족 화합물과 헤테로 화합물이 극도로 제거되어 자외선(햇볕)과의 반응에 의한 약해를 최소화 할 수 있는 우수한 성상과 조성을 지닌 코팅오일 60N, 70N, 90N 및 150N을 확보하였다.

상기 미전환유를 공급원료로 하여 제조한 코팅오일의 성상 및 성능 시험 결과를 하기 실시예 및 비교예에 나타내었으며 이에 수행된 시험은 하기와 같은 방법으로 하였다.

1) 비중은 KS M 2002 에 준하여 실시하였다.

2) 점도 및 점도지수는 KS M 2014에 준하여 실시하였다.

3) 인화점은 KS M 2056에 준하여 실시하였다.

4) 유동점은 KS M 2016에 준하여 실시하였다.

5) 황함량은 ANTEC 장비를 이용하여 KS M 2027에 따라 실시하였다.

6) 증류성상 및 탄소수분포 시험은 ASTM D 2887에 준하여 실시하였다.

7) 탄화수소 조성은 ASTM D 2140에 준하여 실시하였다.

8) 미술폰화 잔유량 시험은 ASTM D 483에 준하여 실시하였다.

9) 유화성 시험은 ASTM E 1116에 준하여 실시하였다.

10) 원예작물 수명연장시험은 들잔디를 대상으로 실기로 행하였다.

11) 균류제어시험은 들잔디에 서식하는 페어링 버섯을 대상으로 실기로 행하였다.

12) 보습효과시험은 장미 절화에 대하여 실기로 행하였다.

13) 해충 살충시험은 벤자민 나무를 대상으로 실기로 행하였다.

14) 탄소수 분포 및 미술폰화 잔류물량에 따른 약해시험은 라일락 나무를 대상으로 실기로 행하였다.

15) 자외선(햇볕)안정성 시험은 길이 9.5cm, 직경 2.5cm, 재질은 자외선(UV)를 투과하는 시험관에 시료 30ml를 넣고 햇볕에 노출시킨후 매일 일정시간에 점검하여 색상변화나 부유물 및 침전물 형성 유무를 관측하는 방법으로 시행하였다.

본 발명에 따른 코팅오일을 실제 농작물에 적용하고자 할 경우에 오일 자체를 직접 분무할 경우에는 미세하고도 고르게 도포가 이루어지도록 특수한 노즐이 필요하다. 일반 가정이나 원예 농가들에게 이러한 설비를 갖추게 할 수는 없는 실정이다. 이러한 점을 고려하여 코팅오일을 물에 희석하여 분무함으로써 미세하고도 균질한 도포가 가능토록 하였다. 석유계 오일은 근본적으로 물에 불용성이므로 오일과 물이 잘 혼합되게 하기 위해서 오일에 유화제를 첨가하게 되는데 이를 하기 실시예 1에 나타내었다.

실시예 1

상기 제조예 1에서 얻은 90N급 코팅오일 원액에 분무의 용이성과 도포성, 분산성을 증대시키기 위해 비이온계 혼합형 유화제 0.2∼3.3wt% 첨가하여, ASTM E1116시험법에 준하여 1% 유화액(오일1ml / 물 100ml)에 대한 유화 특성시험을 하여 하기 표 3a 및 3b에 나타내었다. 첨가한 유화제는 노닐페녹시-폴리에톡시-에탄올, 1-데카놀 및 1-옥탄올로 구성된 혼합형으로 미국 환경관련 법규인 EPA 40 CFR 180.1001 규격을 충족하는 농작물 및 동식물에 불활성인 물질을 선택하였으며 그것의 유형 및 조성을 하기 표 4에 나타내었다.

코팅오일의 유화제 함량

제조 배합식	1	2	3	4	5	6	7
코팅오일(90N), wt%	99.8	99.7	99.5	99.0	98.5	97.0	96.7
비이온계유화제, wt%	0.2	0.3	0.5	1.0	1.5	3.0	3.3

코팅오일의 유화제함량에 따른 유화특성

	유화 품질	유화 특성
코팅제1 (유화제 함량 0.2%)	불균질(불량)	조기분리
코팅제2 (유화제 함량 0.3%)	균질(보통)	조기분리
코팅제3 (유화제 함량 0.5%)	균질(우수)	조기분리
코팅제4 (유화제 함량 1.0%)	균질(우수)	조기분리
코팅제5 (유화제 함량 1.5%)	균질(우수)	조기분리
코팅제6 (유화제 함량 3.0%)	균질(우수)	약간안정
코팅제7 (유화제 함량 3.3%)	균질(우수)	매우안정

실시예에 적용한 코팅오일 유화제의 조성

비이온계 혼합형 유화제의 조성
노닐페녹시폴리에톡시에탄올, vol%	70
1-데카놀, vol%	15
1-옥탄올, vol%	15

오일/물 유화액을 분무후 작물 표면에서 유화가 빨리 깨져 물이 신속하게 증발되게 함으로써 보다 더 균일하게 오일이 도포되도록 유화성능 유형을 '조기분리형 (Quick Break Type)'으로 설계하는 것이 중요하다. 유화특성이 '안정형(StableType)'인 경우는 유화가 지속되어 수분 증발이 늦으므로 유화액이 흘러내린 특정 부위에는 오일농도가 상대적으로 높아 유침현상(Oil Soaking)과 같은 약해가 발생된다. 본 발명에 따른 코팅오일은 유화특성을 조기분리형으로 설계한 것이 특징이며 상기 표 3의 시험결과와 같이 비이온계 혼합형의 유화제를 적용할 경우 유화제 함량이 바람직하게는 0.3∼3.0wt% 범위에서, 더욱 바람직하게는 0.5∼1.5wt% 범위에서 균질한 유화품질과 조기분리형의 유화특성 확보가 가능하였으며, 이에 따라 오일의 도포성, 균질성, 유실방지성이 향상된 코팅오일 확보가 가능하다.

실시예 2 및 비교예 1

상기 제조예 1에서 제조된 코팅오일(60N, 70N, 90N, 150N 점도등급)들이 코팅제로서 유용한 탄소수 분포를 갖고 있는지 평가하기 위해 실시예 1의 결과에 따라 비이온계 유화제를 0.7wt 첨가하여 1% 오일/물 유화액으로 라일락 나뭇잎에 분무하여 오일에 의한 식물 세포 속으로의 침투나 질식효과를 관측하여 약해유무를 평가하여 하기 표 5에 나타내었으며, 제조예 1에서 제조된 오일보다 탄소수 분포가 낮은 점도등급 50N급의 오일과 탄소수 분포가 높은 180N급 오일 2종에 대하여 비교예로서 함께 평가하였다.

코팅오일의 탄소수 분포에 따른 라일락 잎에의 영향평가

점도등급	점도(1)	탄소수 분포(2)	약해 평가
50N(비교예1)	6.7	13∼24	오일침투(Oil Soaking)
60N	8.0	16∼26	안전하나 약간의 유침
70N	13.4	20∼27	안전
90N	18.0	24∼30	안전
150N	30.9	26∼38	안전하나 약간의 질식
180N(비교예1)	36.2	27∼42	질식작용(Smothering)

(1): 40℃에서의 동점도값, 단위: 센티스톡스(cSt)

(2): 10% 증류온도 및 90% 증류온도에 상응하는 노말파라핀 탄소수

비교예에 사용된 50N, 180N은 제조예에 기술한 미전환유(UCO1)를 감압증류공정에 주입하여 코팅오일로서 적합한 점도와 탄소수 분포를 지니는 유분인 60D, 70D, 90D, 150D를 얻는 과정에서 증류탑 상부에서 60D 대신에 탄소수 분포가 약간 낮은 50D를 추출하고, 탑저에서는 150D 대신에 탄소수 분포가 약간 높은 180D를 추출하여 이후공정은 동일하게 하여 얻은 오일이다.

실시예 2 및 비교예 1에서 오일의 증류온도 분포에 있어서 10% 증류온도와 90% 증류온도에 상응하는 노말파라핀 탄화수소의 탄소수로 포현할시 탄소수 16에서 38사이에 분포하는 오일의 경우 원예작물의 코팅오일로서 무해한 것으로 나타났으며, 더욱 바람직하게는 10% 증류점 기준 탄소수 20에서 90% 종류점 기준 탄소수 30의 분포내의 오일이 유용한 것으로 나타났다. 탄소수 16∼26 분포를 지닌 60N 점도 등급 오일은 약간의 오일침투 현상이 있으나 안전한 수준이며, 탄소수 26∼38 분포를 지닌 150N점도 등급의 오일은 약간의 질식현상을 고려할 때 상대적으로 두터운 유막을 필요로 하는 겨울철 작물에 적용하는 것이 바람직하다.

실시예 3 및 비교예 2

실시예 2에서 제조한 유화제를 0.7wt% 함유한 70N급 코팅오일을 윤택기능 및 원예작물인 벤자민 나무에서의 해충(응애) 제어능력을 시험하기 위해 0.5%농도의 오일/물 유화액을 분무한 결과 93% 이상의 살충율을 1개월간 지속 유지하였으며, 나뭇잎의 윤택 유지는 6주 이상 지속되었다. 반면에 비교예의 기존 상품화된'PINGO'라는 상품명의 잎윤택제(Leaf Shine)는 살충효과는 10%이하로 나타났으며 윤택 지속기간은 최고 4주로 나타났으며, 유효성분인 실리콘유에 대한 운반체가 액화석유가스 (LPG)이므로 분무시, 특히 근접 분무시 기화열에 의해 열을 뺏아가므로 작물의 잎이 냉해를 입는 경우가 발생하였다. 본 발명에 의한 코팅오일은 유효성분인 석유계 오일에 대한 운반체가 물이므로 안전하며, 코팅에 의한 윤택효과 이외에 최적의 탄소수 분포로 해충에 대하여만 질식작용을 나타내어 부수적으로 살충기능을 나타내었다. 상술한 시험결과를 하기 표 6a 및 6b에 기재하였다.

코팅오일의 살충효과 비교

벤자민 나무 응애 살충율	코팅오일(70N급)0.5% 유화액 적용	기존 잎윤택제비교예 2)
3일후, %	96.1	8.2
7일후, %	96.8	6.4
13일후, %	94.5	3.2
23일후, %	96.8	-
28일후, %	92.8	-

코팅오일의 윤택효과 비교

벤자민 나뭇잎 윤택효과	코팅오일(70N급)0.5% 유화액 적용	기존 잎윤택제
지속일 (주수)	6	4

실시예 4

실시예 2에서 제조한 유화제를 0.7wt% 함유한 70N급 코팅오일의 보습효과를 시험하기 위해 엽수 및 길이를 동등하게 한 장미 4송이에 대하여 0.5%농도의 오일/물 유화액을 분무하고 다른 동일한 조건의 장미 4송이는 코팅제를 미처리한 다음 100ml의 물이 담긴 시험관에 꽂은 후 흡수하는 물의 양을 관측하였으며 상술한 시험결과를 하기 표 7에 기재하였다.

실시예 4 코팅오일의 살충 및 윤택효과 비교

장미 절화 보습효과	코팅오일(70N급)0.5% 유화액 적용	미처리
1일후 흡수된 물의 양, ml	14	26
2일후 흡수된 물의 양, ml	16	30
3일후 흡수된 물의 양, ml	17	31
4일후 흡수된 물의 양, ml	13	28
일일 평균 흡수량, ml	15.0	28.8

본 발명의 코팅오일을 적용한 실시예 4의 장미 4송이가 일일 평균 흡수한 물의 양은 15.0ml이며 코팅제를 미처리한 장미의 경우는 일일평균 28.8ml를 흡수하여 코팅오일 적용시 보습효과가 띄어나 상대적으로 적은 양의 물을 흡수함을 알 수 있다.

실시예 5

실시예 4의 결과를 바탕으로 본 발명의 코팅오일을 잔디에 적용한 결과 보온, 보습효과로 인하여 잔디의 생육기간을 연장할 수 있었으며, 이에 대한 적용시험 사례로 국산 들잔디에 대한 코팅오일(70N 점도등급)을 1% 오일/물 유화액으로 적용한 실기시험 결과를 하기 표 8 및 도 1 및 도 2에 나타내었다.

실시예 5 코팅오일의 잔디수명연장 시험결과

들잔디 생육기간 연장	코팅오일(70N급)1.0% 유화액 적용	미처리
코팅제 처리일		-
6일후	녹색 유지	엷은 단풍 형성
20일후(도 1)	녹색 유지	건초화 진행
40일후(도 2)	연녹색 유지	완전 건초화
45일후	건초화 시작	-

지역이나 기후 조건에 따라 다르게 나타날 수 있으나 충남지역 기후조건하에서 본 발명에 따른 코팅제를 1.0% 오일/물 유화액 형태로 국산 들잔디에 1회 분무시 미처리 지역대비 최소 1개월의 녹화지속 결과를 얻었으며, 반복 적용시 효과 증대되어 골프장의 잔디 및 원예작물의 성장기간 연장이 가능함을 알 수 있다. 현재 골프장에는 녹화유지를 위해 동절기가 다가오면 녹색염료인 '잔디착색제'를 적용하기도 하나 실제적으로 잔디가 생육하는 것은 아니고 염색을 한 결과이다.

실시예 6

실시예 2에서 제조한 유화제를 0.7wt% 함유한 90N급 코팅오일을 성장기의 잔디에 서식하는 균류인 페어링 버섯 방제를 위해 1% 오일/물 유화액으로 적용한 결과 잔디에는 해가 없는 상태에서 질식작용에 의해 버섯을 고사시키는 결과를 얻었으며, 그 결과를 하기 표 9, 도 3 및 도 4에 나타내었다.

코팅오일의 균류제어효과 시험결과

들잔디 페어링 버섯 방제	코팅오일(90N급)1.0% 유화액 적용	미처리
3일후(도 3)	버섯 갓이 마름	버섯 생존
6일후(도 4)	완전 고사	버섯 생존

본 발명에 따른 코팅오일을 적용시 성장기 잔디에는 영향 없이 잔디에 기생하여 주변을 황폐시키는 버섯를 효과적으로 제어함에 따라 균류 및 곰팡이류에 의한 질병제어도 가능함을 알 수 있다.

비교예 3

본 발명에 따라 제조된 코팅 오일과 기존의 유사한 탄소수 분포를 지니는 석유계 오일을 비이온계 혼합형 유화제 0.7%를 함유시켜 코팅제로서 1% 오일/물 유화액으로 라일락 나무에 적용하였시 정제도 차이 즉 방향족 탄화수소 함량 차이에 의한 약해를 비교하여 하기 표 10과 표 11에 나타내었다.

본원 발명과 기존 오일의 성상 및 성능비교

	코팅오일(90N급)	기존오일(90N급)	요구수준
동점도 @40℃, cSt	18.04	19.20
인화점, ℃	220	206
유동점, ℃	-15.0	-15.0
유화성능 유형	조기분리형	조기분리형	조기분리형
UV안정성, 색상 변화	6일후 엷게	1일차 짙게
UV안정성, 침전물 생성	7일후 미량	1일차 다량
미술폰화 잔량, vol%	99	82	85 이상
증류성상, ℃10% off90% off	391.0451.0	365.0482.5
탄소수 분포 @10%∼90%	24∼30	22∼35	16∼38
황함량, ppm	<1	2,100
탄화수소 조성,%파라핀계 탄화수소(Cp)나프텐계 탄화수소(Cn)아로마틱 탄화수소(Ca)	79210	612514	60 이상

본원발명과 기존오일의 코팅제로서의 약해시험결과

라일락 나뭇잎 약해	코팅오일(90N급)1.0% 유화액 적용	기존오일(90N급)1.0% 유화액 적용
3일후	약해 없음	약해 없음
7일후	약해 없음	일부 잎 흑반점
10일후	약해 없음	일부 잎 황변
14일후	약해 없음	일부 낙엽

상기 표 10에 나타낸 것과 같이 본원 발명의 오일은 코팅오일로서 요구되는 성상 및 성능을 모두 충족하지만, 기존의 동일 점도등급의 석유계 오일은 탄소수 분포나 파라핀 탄화수소 함량은 요구수준을 충족하나 방향족 함량이 높아 황산으로추출시 미술폰화 잔유물량이 85% 이하로 낮으며 이에 따라 자외선 안정성이 좋지 못하다. 비록 적합한 탄소수 분포를 지녔더라도 미술폰화 잔류물량이 적은, 즉, 방향족 화합물 함량이 많은 이러한 오일을 원예용 코팅오일로 적용시 상기 표 11에 나타난 바와 같이 자외선에 불안정한 방향족 화합물 및 황화합물이 변화하여 산성물질을 형성하므로 작물의 잎에 해를 유발할 수 있으며, 이와 같이 정제도가 낮은 오일은 발암성을 지닌 방향족 화합물 함량이 높아 약해는 물론 인체나 환경에 대한 유해성이 높다.

이상의 실시예 및 비교예에 따르면 연료유 수소화 분해공정에서 부산되는 미전환유를 공급원료로 하여 코팅오일로서 적절한 점도등급 및 오일을 증류시 10% 증류점에서 90% 증류점 범위에 상응하는 노말파리핀 탄화수소의 탄소수가 16에서 38의 분포를 지니는, 더욱 바람직하게는 탄소수 20에서 30의 분포를 함유하는 유분으로 감압증류하여 분류한 다음에 유동성 확보 및 파라핀계 화합물 함량을 최대화 하기 위해 백금을 함유한 촉매로 이성화법에 의한 탈랍을 수행한 다음에 팔라듐을 함유한 수소첨가 마무리 공정을 수행한 결과 방향족 화합물 및 헤테로 화합물 함량이 매우 낮아 자외선 안정성이 우수하고 미술폰화 잔류량이 85% 이상으로 약해를 최소화 할 수 있고 파라핀계 탄소 함량이 60% 이상이어서 왁스층으로 형성된 식물의 표층과 상응성을 지니는 원예작물용 코팅오일을 얻었으며 여기에 분무의 용이성, 분산성, 도포성 향상 및 유실방지를 위해 환경 친화형의 비이온계 유화제를 0.3∼3.0% 첨가하여 잔디, 화목류, 화초류에 대한 보온, 보습, 살충, 살균, 생육기간 연장 등을 시험한 결과 약해를 유발하지 않으면서 매우 우수한 효과를 나타내어 다목적원예용 코팅제를 석유로부터 경제적으로 확보하게 되었다.

Claims

10% 증류점 내지 90% 증류점에 상응하는 노말파라핀 탄화수소의 탄소수가 16∼38, 40℃에서의 동점도가 7∼32센티스톡스, 황산추출시 잔유물이 85% 이상, 비중 0.82 이상, 파라핀계 탄화수소 60% 이상의 조성을 갖는 것을 특징으로 하는 원예작물용 코팅오일.

제1항에 있어서, 상기 코팅오일이 0.3∼3.0중량%의 비이온계 유화제를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 원예작물용 코팅오일.

제2항에 있어서, 상기 유화제가 노닐페녹시-폴리에톡시-에탄올, 1-데카놀, 1-옥탄올 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 원예작물용 코팅오일.

제1항에 있어서, 상기 코팅오일은 잔디의 수명연장, 잔디의 균류제어, 원예작물의 보온, 보습, 윤택, 개화시기 조절 및 원예작물의 해충 및 균류를 제어하는 목적으로 사용되는 것을 특징으로 하는 원예작물용 코팅오일.

감압가스유를 경질연료유로 전환하는 연료유 수소화 분해공정에서 부산되는 미전환유를 감압분류하는 공정;

분류된 유분을 각기 촉매탈랍시키는 공정;

탈랍된 유분을 수소첨가 마무리 반응하는 공정; 및

경질 탄화수소 분별증류하는 공정을 포함하며,

10% 증류점 내지 90% 증류점에 상응하는 노말파라핀 탄화수소의 탄소수가 16∼38, 40℃에서의 동점도가 7∼32센티스톡스, 황산추출시 잔유물이 85% 이상, 비중 0.82 이상, 파라핀계 탄화수소 60% 이상의 조성을 나타내는 것을 특징으로 하는 원예작물용 코팅오일의 제조방법.