KR200467580Y1 - 작물 재배용 하우스 비닐 필름 - Google Patents

작물 재배용 하우스 비닐 필름 Download PDF

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Abstract

본 고안은 (a) 탄소나노튜브 및 저밀도 폴리에틸렌 수지를 포함하는 외층(10); (b) 이산화티타늄(TiO2) 및 저밀도 폴리에틸렌 수지를 포함하는 중간층(20); 및 (c) 목초액 및 저밀도 폴리에틸렌 수지를 포함하는 내부층(30)을 포함하는 작물 재배용 하우스 비닐 필름에 관한 것이다. 본 고안은 다층 폴리에틸렌 필름의 외층 및 중간층에 의해 태양광의 자외선과 가시광선의 일부를 반사, 차단함과 아울러 내부층에 포함된 목초의 항균성과 음이온 기능을 이용하여 과도한 빛을 차단하여 식물의 장애를 최소화하고 쾌적한 생육 조건을 조성하는 효과를 나타낸다.

Description

작물 재배용 하우스 비닐 필름{Vinyl Films for Cultivating of Crops}
본 고안은 (a) 저밀도 폴리에틸렌 수지를 포함하는 외층(10); (b) 이산화티타늄(TiO2) 및 저밀도 폴리에틸렌 수지를 포함하는 중간층(20); 및 (c) 목초액 및 저밀도 폴리에틸렌 수지를 포함하는 내부층(30)을 포함하는 작물 재배용 하우스 비닐 필름에 관한 것이다.
일반적으로, 각종 겨울용 재배의 경우에는 하우스용 비닐 필름을 설치하여 인위적으로 하우스 내부의 온도를 가능한 한 높게 하여 작물의 생육을 촉진시키는 방향으로 활용되어 왔다.
그러나, 특수한 작물에 따라 태양광을 차단하여 재배해야 하는 경우에는 기존의 비닐하우스를 설치하고 별도의 차광망을 사용하여 외부의 태양광을 차단해야 하는 번거로움이 있었다.
하우스를 이용하지 않고 노지에서 재배하는 경우에는 투과되는 태양광의 양을 조절하기 위하여 인위적으로 그늘막이나 차광 시설을 설치하여 생육 조건을 맞춘다.
하지만, 이 방법은 외부에 노출되어 있어 외부 환경(온습도, 기후, 바람 등)에 따라 생육이 고르지 못하는 요인이 되고 병충해에 무방비로 노출되어 있어 약물을 사용하는 빈도수가 월등히 많을 수밖에 없는 실정이다. 그로 인해 안정적인 수확량을 기대하기가 어렵다.
또한, 동절기의 경우에는 눈으로 인하여 반복되는 작물 피해로 안정적인 작물 수확의 악영향으로 작용되고 있는 실정이다.
한편, 대한민국 등록 특허 제10-0844270호에는 5.0 내지 20.0중량%의 개질화제, 0.5 내지 5.0중량%의 옥수수유 및 잔량으로서 저밀도 폴리에틸렌 수지를 포함하여 이루어지는 표면층; 5.0 내지 20.0중량%의 개질화제, 0.5 내지 5.0중량%의 옥수수유 및 잔량으로서 저밀도 폴리에틸렌 수지를 포함하여 이루어지는 중간층; 및 5.0 내지 20.0중량%의 개질화제, 1.0 내지 4.0중량%의 방담제, 4.0 내지 6.0 중량%의 점착제, 잔량으로서 저밀도 폴리에틸렌 수지를 포함하여 이루어지는 저층; 들을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 다층의 저밀도 폴리에틸렌 필름에 대해서 개시하고 있다.
그러나, 본 고안자들은 상기 문제점을 해결할 수 있는 특수 작물 재배용 하우스 비닐 필름 개발의 필요성을 인식하였다.
대한민국 등록 특허 제10-0844270호
본 고안은 노지 재배의 불안정한 재배 조건을 하우스 재배로 전환하여 병충해 방지를 위한 약물의 사용을 줄이고 안정적인 수확을 하는데 이용되는 작물 재배용 하우스 비닐 필름을 제공하는데 있다.
본 고안의 다른 목적 및 이점은 하기의 고안의 상세한 설명, 청구범위 및 도면에 의해 보다 명확하게 된다.
본 고안은 (a) 저밀도 폴리에틸렌 수지를 포함하는 외층(10); (b) 이산화티타늄(TiO2) 및 저밀도 폴리에틸렌 수지를 포함하는 중간층(20); 및 (c) 목초액 및 저밀도 폴리에틸렌 수지를 포함하는 내부층(30)을 포함하는 작물 재배용 하우스 비닐 필름을 제공한다.
바람직한 구현예로서, 상기 외층(10)은 탄소나노튜브를 추가적으로 포함한다.
다른 바람직한 구현예로서, 상기 외층(10)의 상부면은 탄소나노튜브로 코팅된다.
또 다른 바람직한 구현예로서, 상기 작물 재배용 하우스 비닐 필름은 (a) 저밀도 폴리에틸렌 수지를 포함하는 외층(10); (b) 6,000-30,000 ppm의 이산화티타늄(TiO2) 및 잔량의 저밀도 폴리에틸렌 수지를 포함하는 중간층(20); 및 (c) 0.1-5 중량%의 목초액 및 잔량의 저밀도 폴리에틸렌 수지를 포함하는 내부층(30)을 포함한다.
다른 바람직한 구현예로서, 상기 탄소나노튜브는 상기 외층(10)의 총 중량을 기준으로 하여 0.5-2 중량%이다.
또 다른 바람직한 구현예로서, 상기 작물 재배용 하우스 비닐 필름은 두께가 0.06-0.2 mm이다.
다른 바람직한 구현예로서, 상기 작물은 인삼이다.
본 고안의 특징 및 이점을 요약하면 다음과 같다:
(ⅰ) 본 고안은 (a) 저밀도 폴리에틸렌 수지를 포함하는 외층(10); (b) 이산화티타늄(TiO2) 및 저밀도 폴리에틸렌 수지를 포함하는 중간층(20); 및 (c) 목초액 및 저밀도 폴리에틸렌 수지를 포함하는 내부층(30)을 포함하는 작물 재배용 하우스 비닐 필름에 관한 것이다.
(ⅱ) 본 고안은 다층 폴리에틸렌 필름의 외층 및 중간층에 의해 태양광의 자외선과 가시광선의 일부를 반사, 차단함과 아울러 내부층에 포함된 목초의 항균성과 음이온 기능을 이용하여 과도한 빛을 차단하여 식물의 장애를 최소화하고 쾌적한 생육 조건을 조성하는 효과를 나타낸다.
(ⅲ) 특히, 약용 작물(인삼)의 경우 환경적인 요인(온습도, 기후, 바람 등)에 의한 병충해로 인하여 안정적인 작물의 성장과 수확을 확보할 수 없었으나, 본 고안의 비닐 필름을 이용할 경우 병충해의 80% 이상이 감소되는 효과가 기대되며, 병충해 방지를 위해 활용하던 약물의 사용을 현저하게 감소시킬 수 있어, 친환경적인 재배가 기대된다.
(ⅳ) 한편, 노지 재배 시 발생되는 외부의 환경적인 요인으로부터 작물이 보호되므로 안정적인 작물의 성장과 더불어 안정적인 수확을 기대할 수 있다.
도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 작물 재배용 하우스 비닐 필름의 단면도이다.
이하, 본 고안의 작물 재배용 하우스 비닐 필름을 도면을 참고하여 상세히 설명하면 하기와 같으며, 하기에서 설명되는 실시예는 오로지 본 고안을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 고안의 권리범위가 이들 실시예에 한정되지는 않는다.
도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 작물 재배용 하우스 비닐 필름의 단면도이다.
본 고안의 특수 작물 재배용 하우스 비닐 필름은 도 1에서 볼 수 있는 바와 같이, (a) 자외선 차단제 및 저밀도 폴리에틸렌 수지를 포함하는 외층(10); (b) 이산화티타늄(TiO2) 및 저밀도 폴리에틸렌 수지를 포함하는 중간층(20); 및 (c) 목초액 및 저밀도 폴리에틸렌 수지를 포함하는 내부층(30)을 포함한다.
여기서, 상기 자외선 차단제는 일반적으로 널리 사용되는 공지의 것으로, 외층(10)에 도포되거나 함유된 형태일 수 있다.
본 고안의 바람직한 구현예에 따르면, 상기 외층(10)은 탄소나노튜브를 추가적으로 포함하거나 혼입한다.
여기서, 상기 탄소나노튜브는 상기 외층(10)의 총 중량을 기준으로 하여 0.5-2 중량%로 포함 또는 혼입한다.
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본 고안의 다른 바람직한 구현예에 따르면, 상기 작물 재배용 하우스 비닐 필름은 (a) 자외선 차단제 5-15 중량%, 탄소나노튜브 0.5-2 중량% 및 저밀도 폴리에틸렌 수지 83-94.5 중량%를 포함하는 외층(10); (b) 이산화티타늄(TiO2) 2-10 중량% 및 저밀도 폴리에틸렌 수지 90-98 중량%를 포함하는 중간층(20); 및 (c) 목초액 0.1-5 중량% 및 저밀도 폴리에틸렌 수지 95-99.9 중량%를 포함하는 내부층(30)을 포함한다.
본 명세서에서, 용어 “탄소나노튜브 (carbon nano tube: CNT)”는 탄소-케이쥐 분자 집단을 의미하기 위하여 사용된 것으로서, 플러렌, 탄소버키볼 및 탄소나노튜브를 포괄하는 의미를 가지지만, 바람직하게는 튜브의 형태를 가지는 플러렌, 즉 탄소나노튜브를 지시한다. 또한, 탄소나노튜브는 응집(aggregation) 정도에 따라 탄소나노파이버(carbon nanofiber)와 탄소나노입자(carbon nanoparticles)로 표현될 수 있다. 한편, 탄소나노튜브는 밀폐된 원형 다중층 껍질, 다중벽 나노튜브(multi-wall nanotobe) 또는 단일벽 나노튜브(single-wall nanotube)로 존재할 수 있다. 바람직하게는, 본 고안에서 이용되는 탄소나노튜브는 단일벽 나노튜브이다.
본 고안에서 이용되는 탄소나노튜브는 당 업계에 공지된 다양한 방법을 통해 제조될 수 있다(참조: 미국 특허 제 5,753,088 호, 제 5,641,466 호, 제 5,292,813 호 및 제 5,558,903 호).
본 고안에서, 외부의 태양광에 직접 노출되는 외층(10)은 자외선 차단제와 탄소나노튜브가 포함될 수 있는데, 이 중 탄소나노튜브는 광차단 특성 및 탁월한 방열 특성을 나타내어 흡수된 자외선 및 가시광선을 외부 공기에 의해 방열시켜 자외선을 흡수 방출함으로써 필름을 보호하고, 자외선 차단제는 이러한 기능을 보강하는 역할을 한다.
또한, 본 고안의 중간층(20)에 포함되는 이산화타타늄(TiO2)은 광촉매제로서 태양광의 빛과 열의 일부를 차단하여 특수 작물을 재배하는데 필요한 조건의 빛과 열을 조절한다.
또한, 본 고안의 내부층(30)에 포함되는 “목초액(wood vineger)”은 나무로 숯을 만드는 과정에서 나오는 연기를 액화시켜 채취한 뒤, 이를 숙성시켜 독성과 유해물질을 제거한 것을 의미한다. 즉, 원목의 성분을 숯가마와 같이 공기가 차단된 상태에서 열을 가하여 얻은 액체 성분을 말한다. 목초액의 원료가 되는 원목의 주성분은 탄수화물인 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스와 탄화수소인 리그닌이다. 숯가마에 불을 붙여 가마의 온도가 올라가기 시작하면 이들 성분의 열분해가 시작되어 약 200-300℃에서 셀룰로오스, 약 300-400℃에서 리그닌이 차례로 탄화된다. 이 과정을 연기의 상태로 보면, 처음에는 수증기가 많은 촉촉한 연기가 피어오르고, 온도가 상승하여 헤미셀룰로오스 성분이 탄화되면 탄내가 나면서 코를 자극하는 연기로 변하게 되는데, 이 연기를 황벽연(黃蘗煙)이라 한다. 이 황벽연은 가마 안의 탄재가 탄화를 시작했다는 신호이며, 이 단계에서 작은 통기구만을 남기고 가마 입구를 폐쇄하면 온도는 더욱 상승하여 리그닌의 열분해가 시작된다. 목초액은 이와 같이 숯 연기가 자연적으로 냉각되어 액상으로 된 것을 회수하는 것이므로 채취할 때의 연기 종류에 따라 그 성분과 성상에 큰 차이가 있으며, 목초액은 황벽연으로부터 채취한 것이 제일 유용하고 독성 물질이 적은 것으로 알려져 있다. 황벽연의 온도는 약 80-150℃인데, 일본목초액협회에서도 표준 목초액의 규격을 채취온도 80-150℃로 하고 있다.
본 고안에서 목초액은 항균성 및 음이온 기능을 나타내어 하우스 내부의 작물 생육 조건을 현저히 개선시키는 효과를 달성한다.
본 고안의 작물 재배용 하우스 비닐 필름을 제조하는데 있어, 자외선 차단제, 탄소나노튜브, 이산화티타늄 및 목초액은 각각 적정한 혼련을 위해 마스터배치로 준비한 다음 폴리에틸렌 수지와 용융 혼련하여 당 업계에 공지된 압출기를 이용한 압출법, 예를 들어 블로운 압출 방법, T-다이 압출 방법, 또는 공압출 방법을 통해서 성형되며, 이로부터 성형된 상기 필름의 두께는 0.06 내지 0.2 mm로 조정되는 것이 바람직하다.
본 고안의 다른 바람직한 구현예에 따르면, 도 1에서 볼 수 있는, (a) 자외선 차단제 및 저밀도 폴리에틸렌 수지를 포함하는 외층(10); (b) 이산화티타늄(TiO2) 및 저밀도 폴리에틸렌 수지를 포함하는 중간층(20); 및 (c) 목초액 및 저밀도 폴리에틸렌 수지를 포함하는 내부층(30)을 포함하는 특수 작물 재배용 하우스 비닐 필름에 있어, 상기 외층(10)의 상부면이 탄소나노튜브로 코팅된다.
본 고안의 보다 다른 바람직한 구현예에 따르면, 상기 특수 작물 재배용 하우스 비닐 필름은 (a) 자외선 차단제 5-15 중량% 및 저밀도 폴리에틸렌 수지 85-95 중량%를 포함하는 외층(10); (b) 이산화티타늄(TiO2) 2-10 중량% 및 저밀도 폴리에틸렌 수지 90-98 중량%를 포함하는 중간층(20); 및 (c) 목초액 0.1-5 중량% 및 저밀도 폴리에틸렌 수지 95-99.9 중량%를 포함하는 내부층(30)을 포함한다.
본 고안의 작물 재배용 하우스 비닐 필름에 있어, 상기 외층(10)의 상부면에 탄소나노튜브를 코팅하는 과정은 당 업계에 공지된 코팅 방법으로 실시할 수 있다.
코팅 방법을 이용하는 경우에는 코팅기를 이용하여 실시할 수 있고, 코팅기를 이용하는 경우에는 바람직하게는, 나이프 코팅, 로울러 코팅, 카렌더 코팅, 에어 나이프 코팅, 프리게스트 코팅, 익스트루션 코팅, 커튼 코팅, 스프레이 코팅 또는 파우더 코팅을 포함하고, 보다 바람직하게는 상기 나이프 코팅은 프로팅 나이프 코팅, 나이프 오버 롤 코팅, 브랑켓 나이프 코팅 및 인버티드 나이프 코팅이고, 상기 로울러 코팅은 다이렉트 롤 코팅, 리버스 롤 코팅, 그라비아 롤 코팅, 기스 롤 코팅 및 디프 롤 코팅이다. 가장 바람직하게는, 나이프 코팅, 로울러 코팅 또는 스프레이 코팅 방법을 이용한다.
본 고안의 또 다른 바람직한 구현예에 따르면, 상기 탄소나노튜브는 상기 외층(10)의 총 중량을 기준으로 하여 0.5-2 중량%로 코팅한다.
본 고안에서 상기 탄소나노튜브를 코팅하는 경우에, 탄소나노튜브 및 음이온성 분산제를 유기용제에 투입하여 탄소나노튜브를 분산시켜서 이용한다. 상기 음이온성 분산제는 당 업계에 공지된 다양한 음이온성 분산제를 이용할 수 있으나, 바람직하게는 인산에스테르염이고, 상기 유기용제는 당 업계에 공지된 다양한 유기용제를 이용할 수 있으나, 바람직하게는 부틸셀루솔브아세테이트이다.
본 고안의 바람직한 구현예에 따르면, 상기 코팅은 5-10 ㎛의 두께로 실시된다.
본 고안의 작물 재배용 하우스 비닐 필름은 780 nm 이하의 자외선과 가시광선을 반사 및 차단하여 인삼 재배에 맞는 조광도로 조절하여 주고 내부 표면은 목초액에 의해 목초가 갖는 항균성 및 음이온 기능을 이용하여 과도한 빛을 차단하여 식물의 장애를 최소화하고 인삼 생육에 적합한 생육 조건을 조성해 주는 농자재 비닐 필름이다.
이상으로 본 고안의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당 업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현예일 뿐이며, 이에 본 고안의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백하다. 따라서, 본 고안의 실질적인 범위는 첨부된 청구항과 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.
10: 외 층, 20: 중간 층, 30: 내부 층

Claims (5)

  1. (a) 탄소나노튜브 및 저밀도 폴리에틸렌 수지를 포함하는 외층(10);
    (b) 이산화티타늄(TiO2) 및 저밀도 폴리에틸렌 수지를 포함하는 중간층(20); 및
    (c) 목초액 및 저밀도 폴리에틸렌 수지를 포함하는 내부층(30)을 포함하되,
    상기 외층(10)은 탄소나노튜브 0.5~2 중량%와, 저밀도 폴리에틸렌 수지83~94.5 중량%를 포함하고,
    상기 중간층(20)은 이산화티타늄(TiO2) 2~10 중량% 및 저밀도 폴리에틸렌 수지 90~98 중량%를 포함하며,
    상기 내부층(30)은 0.1-5 중량%의 목초액 및 저밀도 폴리에틸렌 수지 95~99.9 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 작물 재배용 하우스 비닐 필름.
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