KR20080027820A - 고분산성 이산화티탄 분말 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이산화티탄 분말을 방전 처리함으로써 얻어지는 고분산성 이산화티탄 분말을 이용하여, 식물의 병해나 해충을 방제하는 수단을 제공한다. 이산화티탄은 생물이나 환경에 대해 안전성이 높은 물질이며, 이 물질을 이용함으로써, 환경에 대해 악영향을 주지 않고, 식물의 병해나 해충을 방제할 수 있다.
고분산성 이산화티탄 분말, 이산화티탄 현탁액, 농원예용 병해 방제제
Description
본 발명은, 분산성이 높은 이산화티탄 분말에 관한 것이다. 이 이산화티탄 분말은, 농원예용 병해 방제제 및 농원예용 해충 방제제로서 유용하다.
이산화티탄은, 무미 무취의 백색 분말상 물질이고, 화이트 초콜릿 등의 백색 착색료로서 이용되고 있다. 이 물질의 가장 큰 특징은 광촉매 기능을 갖는 것이다. 이산화티탄에 광을 조사하면, OH 라디칼과 같은 산화력이 강한 물질을 생성한다. 이 산화력에 의해, 이산화티탄은, 유해 물질을 분해하거나, 혹은 살균 작용 등을 발휘한다.
이산화티탄의 살균 작용에 주목하여, 이 물질을 식물의 병해 방제제로서 이용하려는 시도가 이루어져 있다(특허 문헌 1). 이산화티탄은, 식품의 착색료로서 이용되고 있음에서 알 수 있는 바와 같이, 생물이나 환경에 대해 안전성이 높은 물질이며, 이 물질을 이용함으로써, 환경에 대해 악영향을 주지 않고, 식물의 병해를 방제할 수 있는 가능성이 있다.
특허 문헌 1 : 일본 특개평11-343209호 공보
[발명의 개시]
[발명이 해결하고자 하는 과제]
이산화티탄에 의해 포장(圃場) 내의 식물의 병해를 방제함에는, 이 물질을 물 등에 현탁시켜, 그 현탁액을 포장에 산포할 필요가 있다. 그러나, 이산화티탄의 물에 대한 분산성은 낮아, 물에 현탁시켜도 단시간에 침전해버린다. 분산제 등을 첨가함으로써, 현탁 상태를 장시간 유지할 수는 있지만, 분산제 중에서는 환경에 악영향을 주는 것도 있고, 이산화티탄 자체가 환경에 뛰어난 것이라도, 첨가하는 분산제에 의해, 환경을 오염시켜 버릴 가능성이 있다. 이 때문에, 분산제 등을 사용하지 않고 이산화티탄 분말을 물에 장기간 현탁시켜 두는 방법의 개발이 요망되고 있었다.
본 발명은, 이와 같은 기술적 배경 아래 이루어진 것이며, 이산화티탄 분말을 장시간 물에 현탁시켜 두는 수단을 제공하는 것을 목적으로 한다.
[과제를 해결하기 위한 수단]
본 발명자는, 상기 과제를 해결하기 위해서 예의 검토를 거듭한 결과, 이산화티탄 분말을, 시판하는 오존 발생 장치의 방전 전극 사이로 통과시킴으로써, 분산성이 향상되어, 장시간 현탁액의 상태가 유지됨을 알아내고, 이 지견에 의거하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉, 본 발명은, 이하의 (1)∼(5)를 제공하는 것이다.
(1) 이산화티탄 분말을 방전 처리함으로써 얻어지는 고분산성 이산화티탄 분말.
(2) 이산화티탄 분말을 방전 처리하는 것을 특징으로 하는 고분산성 이산화티탄 분말의 제조 방법.
(3) (1) 기재의 고분산성 이산화티탄 분말을 물에 현탁시킨 이산화티탄 현탁액.
(4) (3) 기재의 이산화티탄 현탁액을 함유하는 농원예용 병해 방제제.
(5) (3) 기재의 이산화티탄 현탁액을 함유하는 농원예용 해충 방제제.
[발명의 효과]
본 발명은 분산성이 높은 이산화티탄 분말을 제공한다. 이 이산화티탄 분말은 분산제 등을 첨가하지 않아도, 장시간 현탁 상태가 유지되기 때문에, 환경에 악영향을 주지 않고, 포장에 산포하여, 식물의 병해나 해충의 방제에 이용할 수 있다.
도 1은 오존 발생 장치의 전극 부분의 사진.
도 2는 실험 개시 직후의 이산화티탄 분말 현탁액의 상태를 나타내는 사진.
도 3은 실험 개시로부터 약 2분후의 이산화티탄 분말 현탁액의 상태를 나타내는 사진.
도 4는 실험 개시로부터 약 30분후의 이산화티탄 분말 현탁액의 상태를 나타내는 사진.
도 5는 실험 개시로부터 약 20시간후의 이산화티탄 분말 현탁액의 상태를 나타내는 사진.
도 6은 실험 개시 직후의 세라믹스 분말 및 탄산칼슘 분말 현탁액의 상태를 나타내는 사진.
도 7은 실험 개시로부터 약 2분후의 세라믹스 분말 및 탄산칼슘 분말 현탁액의 상태를 나타내는 사진.
도 8은 실험 개시 직후의 알껍질 분말 및 소성 골분 현탁액의 상태를 나타내는 사진.
도 9는 실험 개시로부터 약 2분후의 알껍질 분말 및 소성 골분 현탁액의 상태를 나타내는 사진.
[발명을 실시하기 위한 최량의 형태]
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명의 고분산성 이산화티탄 분말은 이산화티탄 분말을 방전 처리함으로써 얻어지는 것이다. 단, 방전 처리 이외의 수단으로 얻어지는 이산화티탄 분말이더라도, 본 발명의 고분산성 이산화티탄 분말과 동일한 성질을 나타내는 것은, 본 발명의 고분산성 이산화티탄 분말에 포함된다.
방전 처리는 고분산성의 이산화티탄 분말을 발생시키는 처리이면 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 대향한 방전 전극간에 이산화티탄 분말을 놓고, 전극간에 발생하는 전자류를 이산화티탄 분말에 충돌시키는 처리를 나타낼 수 있다. 방전 전극으로서는, 오존 발생 장치 등에 사용되는 무성 방전용 전극 등을 예시할 수 있다.
사용하는 이산화티탄은 아나타제형의 것이 바람직하지만, 루틸형의 것이라도 좋다.
본 발명의 고분산성 이산화티탄 분말은 물에 장시간 현탁시켜 둘 수 있어, 이 현탁액을 포장 등에 산포하여, 농원예용 병해 방제제나 농원예용 해충 방제제로서 이용할 수 있다.
산포하는 현탁액 중의 이산화티탄의 양은, 대상으로 하는 병해나 해충을 방제할 수 있는 범위 내이면 특별히 한정되지 않지만, 통상, 1L당 0.01∼0.5g, 바람직하게는 0.03∼0.1g으로 한다.
포장에 산포하는 현탁액의 양도, 대상으로 하는 병해나 해충을 방제할 수 있는 범위 내이면 특별히 한정되지 않지만, 통상, 10a당 50∼400L, 바람직하게는 100∼300L로 한다.
방제 대상으로 하는 병해로서는, 오이의 갈반병, 노균병, 반점 세균병, 회색 곰팡이병, 균핵병, 맥류 흰가루병, 부추의 잎마름병, 아스파라거스의 잎마름병, 반점병, 줄기마름병, 토마토의 회색 곰팡이병, 균핵병, 잎 곰팡이병, 딸기의 회색 곰팡이병, 잎마름 탄저병, 잎마름병, 윤반병(gray blight), 맥류 흰가루병, 멜론의 노균병, 반점 세균병, 회색 곰팡이병 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.
방제 대상으로 하는 해충으로서는, 진디, 은박 가루이(silverleaf whitefly), 진드기, 총채벌레 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.
산포 방법은 특별히 한정되지 않고, 통상의 농약과 같이 산포할 수 있지만, 은박 가루이와 같이 잎 뒷면에 기생하는 해충을 방제할 경우는, 정전 분무기를 사용함이 바람직하다.
이하, 실시예에 의해 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
〔실시예 1〕고분산성 이산화티탄 분말의 제조 및 그 분산성의 확인
시판하는 오존 발생 장치(제조원 : 실버 세이코가부시키가이샤, 형식명 : ZN 300)의 본체 커버를 벗겨내어, 내부의 전극부를 노출시켰다. 이 장치의 전극부는 4개소의 공극 부분을 갖는 선반 형상의 구조를 취한다(도 1).
오존 발생 장치의 전원을 넣은 상태에서, 시판하는 이산화티탄 분말(판매원 : 시로이시고오교오(주))을 전극부의 공극 부분에 넣어, 공극 부분을 통과시켰다. 공극 부분을 통과시킨 후의 이산화티탄 분말 6g을, 100ml의 공업용 정제수에 현탁시켰다. 또한, 이 현탁액을 공업용 정제수로 1000배로 희석한 현탁액도 제조했다. 이들 현탁액을 정치하여, 침전이 생기는지의 여부를 관찰했다. 비교를 위해, 상술한 방전 처리를 행하지 않은 이산화티탄 분말의 현탁액도 동일하게 관찰했다.
실험 개시 직후, 약 2분후, 약 30분후, 및 약 20시간후의 현탁액의 상태를 각각 도 2, 도 3, 도 4, 및 도 5에 나타낸다. 도면 중의 4개의 병은, 좌로부터 순서대로, 방전 처리를 행하지 않은 이산화티탄 분말의 1000배 희석 현탁액, 방전 처리를 행한 이산화티탄 분말의 1000배 희석 현탁액, 방전 처리를 행하지 않은 이산화티탄 분말의 현탁액, 방전 처리를 행한 이산화티탄 분말의 현탁액이다. 또, 방전 처리를 행하지 않은 이산화티탄 분말은 공업용 정제수에 첨가한 것만으로는 현탁되지 않았으므로, 병을 세게 흔들어, 강제적으로 현탁시켰다.
방전 처리를 행하지 않은 이산화티탄 분말은 실험 개시로부터 2분 후에 이미 침전이 시작되었고, 실험 개시로부터 20시간 후에는 거의 완전히 침전과 상청으로 분리되어 있었다. 이에 대하여, 방전 처리를 행한 이산화티탄 분말은 실험 개시로부터 20시간 지나도 현탁 상태가 유지되어 있었다. 이것으로부터, 이산화티탄 분말에 방전 처리를 행함으로써, 분말의 분산성이 향상됨을 알 수 있었다.
〔비교예 1〕세라믹스 분말 및 탄산칼슘 분말의 분산성의 확인
이산화티탄 분말 대신에 세라믹스 분말(사가현립 요업 시험 연구 센터로부터 샘플을 제공받음) 및 탄산칼슘 분말(판매원 : 시로이시칼슘(주))을 사용하여, 실시예 1과 같이 방전 처리 및 현탁액의 관찰을 행했다.
실험 개시 직후 및 약 2분후의 현탁액의 상태를 각각 도 6 및 도 7에 나타낸다. 도면 중의 4개의 병은, 좌로부터 순서대로, 방전 처리를 행한 세라믹스 분말의 현탁액, 방전 처리를 행하지 않은 세라믹스 분말의 현탁액, 방전 처리를 행한 탄산칼슘 분말의 현탁액, 방전 처리를 행하지 않은 탄산칼슘 분말의 현탁액이다. 또, 세라믹스 분말 및 탄산칼슘 분말은 공업용 정제수에 첨가한 것만으로는 현탁되지 않았으므로, 침전 속도를 보기 위해서, 가진(加振)이나 교반에 의해 강제적으로 현탁시켰다.
방전 처리의 유무에 관계없이 세라믹스 분말 및 탄산칼슘 분말은 실험 개시로부터 2분 후에 침전이 시작되었고, 방전 처리에 의한 분산성의 개선은 보여지지 않았다.
〔비교예 2〕알껍질 분말 및 소성 골분의 분산성의 확인
이산화티탄 분말 대신에 알껍질 분말(판매원 : (유)그린테크노21) 및 소성 골분(판매원 : (주)엑세라)을 사용하여, 실시예 1과 같이 방전 처리 및 현탁액의 관찰을 행했다.
실험 개시 직후 및 약 2분후의 현탁액의 상태를 각각 도 8 및 도 9에 나타낸다. 도면 중의 4개의 병은, 좌로부터 순서대로, 방전 처리를 행한 알껍질 분말의 현탁액, 방전 처리를 행하지 않은 알껍질 분말의 현탁액, 방전 처리를 행한 소성 골분의 현탁액, 방전 처리를 행하지 않은 소성 골분의 현탁액이다. 또, 알껍질 분말 및 소성 골분은, 공업용 정제수에 첨가한 것만으로는 현탁되지 않았으므로, 침전 속도를 보기 위해서, 가진이나 교반에 의해 강제적으로 현탁시켰다.
방전 처리의 유무에 관계없이 알껍질 분말 및 소성 골분은, 실험 개시로부터 2분 후에 침전이 시작되었고, 방전 처리에 의한 분산성의 개선은 보여지지 않았다.
이상의 결과로부터, 상술한 방전 처리에 의한 분산성의 개선은 이산화티탄 분말에만 보여지고, 다른 분말상 물질에는 보여지지 않았다. 이산화티탄은 다른 분말상 물질에는 없는 광촉매성이라는 성질을 갖고 있어, 이 성질이 방전 처리에 의한 분산성의 개선과 관계함이 추측되었다.
〔시험례 1〕오이의 갈반병 감염 방지 효과 시험
갈반병이 발생한 오이 포장에 이산화티탄 현탁액을 산포하여(산포일 : 2003년 12월 18일), 갈반병의 감염 방지 효과를 조사했다.
이산화티탄 현탁액은, 200ml의 공업용 정제수에, 실시예 1에 기재한 방법으로 제조한 고분산성 이산화티탄 분말 12g을 가하고, 전착제(展着劑)로서 믹스파워(등록 상표, 제조원 : 신젠타)를 100cc 더 가하고, 이를 수돗물로 1000배로 희석하여 제조했다. 산포량은 포장 10a당, 200L로 했다.
또한, 비교를 위해 이산화티탄 현탁액 대신에 수돗물을 사용하여, 동일하게 산포했다.
이산화티탄 현탁액을 산포한 경우(시험구) 및 수돗물을 산포한 경우(대조구)의 갈반병의 발생률(산포후, 새잎에의 감염률을 %로 표시한 것임)을 표 1에 나타낸다.
[표 1]
표 1에 나타내는 바와 같이, 대조구에서는 산포 후에도 갈반병의 감염이 번지고 있음에 대해, 시험구에서는 산포후 갈반병의 발생률이 급감하고, 그 후, 낮은 값이 유지되었다. 이것으로부터, 이산화티탄 현탁액에는, 오이의 갈반병에 대한 감염 방지 효과가 있음을 알 수 있었다.
〔시험례 2〕아스파라거스의 줄기마름병 예방 효과 시험
과거에 줄기마름병이 발생한 적이 있는 아스파라거스 포장의 토양 표면에 이산화티탄 현탁액을 산포하여(산포일 : 2004년 1월 20일), 줄기마름병의 예방 효과를 조사했다.
이산화티탄 현탁액의 제조는 시험례 1과 같이 행했다. 산포량은 포장 10a당 200L로 했다. 시험례 1과 같이, 이산화티탄 현탁액 대신에 수돗물을 산포하여, 그 효과를 비교했다.
이산화티탄 현탁액을 산포한 경우(시험구) 및 수돗물을 산포한 경우(대조구)의 줄기마름병의 발생수(포장(圃場) 5a당 줄기마름병이 발생한 아스파라거스의 수)를 표 2에 나타낸다.
[표 2]
표 2에 나타내는 바와 같이, 대조구에서는 줄기마름병의 아스파라거스가 급격히 증가하고 있었지만, 시험구에서는 줄기마름병의 아스파라거스는 거의 발생하지 않았다. 이것으로부터, 이산화티탄 현탁액에는, 아스파라거스의 줄기마름병에 대한 예방 효과가 있음을 알 수 있었다.
〔시험례 3〕토마토의 회색 곰팡이병 예방 효과 시험
과거에 회색 곰팡이병이 발생한 적이 있는 토마토 포장에 이산화티탄 현탁액을 산포하여(산포일 : 2005년 2월 10일), 회색 곰팡이병의 예방 효과를 조사했다.
이산화티탄 현탁액의 제조는 시험례 1과 같이 행했다. 산포량은 포장 10a당 200L로 했다. 시험례 1과 같이, 이산화티탄 현탁액 대신에 수돗물을 산포하여, 그 효과를 비교했다.
이산화티탄 현탁액을 산포한 경우(시험구) 및 수돗물을 산포한 경우(대조구)의 회색 곰팡이병의 발생수(포장 5a당 회색 곰팡이병이 발생한 토마토 과실의 개수)를 표 3에 나타낸다.
[표 3]
표 3에 나타내는 바와 같이, 대조구에서는 회색 곰팡이병이 발생한 토마토가 급격히 증가하고 있었지만, 시험구에서는 회색 곰팡이병의 토마토는 거의 발생하지 않았다. 이것으로부터, 이산화티탄 현탁액에는, 토마토 회색 곰팡이병에 대한 예방 효과가 있음을 알 수 있었다.
〔시험례 4〕딸기의 잎마름 탄저병 감염 억제 효과 시험
잎마름 탄저병이 발생하고 있는 딸기 포장에 이산화티탄 현탁액을 산포하여(산포일 : 2004년 8월 5일), 잎마름 탄저병의 감염 억제 효과를 조사했다.
이산화티탄 현탁액의 제조는 시험례 1과 같이 행했다. 산포량은 포장 10a당 100L로 했다. 시험례 1과 같이, 이산화티탄 현탁액 대신에 수돗물을 산포하여, 그 효과를 비교했다.
이산화티탄 현탁액을 산포한 경우(시험구) 및 수돗물을 산포한 경우(대조구)의 잎마름 탄저병의 발생률(전(全) 딸기 개체 중에서 새잎이 잎마름 탄저병에 감염된 개체의 비율)을 표 4에 나타낸다.
[표 4]
표 4에 나타내는 바와 같이, 대조구에서는 산포 후에도 잎마름 탄저병의 감염이 번지고 있음에 대해, 시험구에서는 산포후 잎마름 탄저병의 발생률이 급감하고, 그 후, 낮은 값이 유지되었다. 이것으로부터, 이산화티탄 현탁액에는, 딸기의 잎마름 탄저병에 대한 감염 방지 효과가 있음을 알 수 있었다.
〔시험례 5〕진디에 대한 방제 효과 시험
잡초에 기생하고 있는 진디에 이산화티탄 현탁액을 산포하여(산포일 : 2005년 4월 19일), 진디에 대한 방제 효과를 조사했다.
이산화티탄 현탁액의 제조는 시험례 1과 같이 행했다. 산포량은 포장 10a당 150L로 했다. 시험례 1과 같이, 이산화티탄 현탁액 대신에 수돗물을 산포하여, 그 효과를 비교했다.
이산화티탄 현탁액을 산포한 경우(시험구) 및 수돗물을 산포한 경우(대조구)의 진디의 생존수를 표 5에 나타낸다.
[표 5]
표 5에 나타내는 바와 같이, 대조구에서는 산포 후에도 진디의 생존수에 변 화가 없음에 대해, 시험구에서는 산포 10분 이내에 대부분의 진디가 죽었다. 이것으로부터, 이산화티탄 현탁액에는, 진디에 대한 방제 효과가 있음을 알 수 있었다.
〔시험례 6〕은박 가루이에 대한 방제 효과 시험
가지의 잎 뒷면에 기생하고 있는 은박 가루이에 이산화티탄 현탁액을 산포하여(산포일 : 2004년 5월 16일), 은박 가루이에 대한 방제 효과를 조사했다.
산포에 사용한 이산화티탄 현탁액은, 우선, 실시예 1에 기재한 방법으로 제조한 고분산성 이산화티탄 분말을 공업용 정제수에 가하여, 6wt% 정도의 현탁액을 제조하고, 이 현탁액 150ml를 믹스파워(등록 상표) 50cc 및 모스피란(등록 상표, 제조원 : 니뽄소다(주)) 100g과 함께 수돗물에 가하여 제조했다. 이 현탁액을 분무기의 전용 탱크에 넣고, 전량이 10L가 되도록 수돗물을 가하여 희석했다. 산포는, 시판하는 정전 분무기(제조원 : 주식회사 마릭스, 형식명 : BP-2.5)를 사용하여 행하고, 산포량은 포장 10a당 5L로 했다.
시험례 1과 같이, 이산화티탄 현탁액 대신에 수돗물을 산포하여, 그 효과를 비교했다.
이산화티탄 현탁액을 산포한 경우(시험구) 및 수돗물을 산포한 경우(대조구)의 은박 가루이의 생존수를 표 6에 나타낸다.
[표 6]
표 6에 나타내는 바와 같이, 대조구에서는 산포 후에도 은박 가루이의 생존수에 변화가 없음에 대해, 시험구에서는 산포 10분 이내에 대부분의 은박 가루이가 죽었다. 이것으로부터, 이산화티탄 현탁액에는, 은박 가루이에 대한 방제 효과가 있음을 알 수 있었다.
〔시험례 7〕진드기에 대한 방제 효과 시험
딸기의 잎 뒷면에 기생하고 있는 진드기에 이산화티탄 현탁액을 산포하여(산포일 : 2004년 4월 25일), 진드기에 대한 방제 효과를 조사했다.
산포에 사용한 이산화티탄 현탁액은, 우선, 실시예 1에 기재한 방법으로 제조한 고분산성 이산화티탄 분말을 공업용 정제수에 가하여, 6wt% 정도의 현탁액을 제조하고, 이 현탁액 150ml를 믹스파워(등록 상표) 50cc와 함께 수돗물에 가하여 제조했다. 이 현탁액을 분무기의 전용 탱크에 넣고, 전량이 10L가 되도록 수돗물을 가하여 희석했다. 산포는, 시판하는 정전 분무기(제조원 : 주식회사 마릭스, 형식명 : BP-2.5)를 사용하여 행하고, 산포량은 포장 10a당 5L로 했다.
시험례 1과 같이, 이산화티탄 현탁액 대신에 수돗물을 산포하여, 그 효과를 비교했다.
이산화티탄 현탁액을 산포한 경우(시험구) 및 수돗물을 산포한 경우(대조구)의 진드기의 생존수를 표 7에 나타낸다.
[표 7]
표 7에 나타내는 바와 같이, 대조구에서는 산포 후에도 진드기의 생존수에 변화가 없음에 대해, 시험구에서는 산포 10분 이내에 대부분의 진드기가 죽었다. 이것으로부터, 이산화티탄 현탁액에는, 진드기에 대한 방제 효과가 있음을 알 수 있었다.
본 명세서는 본원의 우선권 기초인 일본국 특허 출원(특원2005-211486호)의 명세서 및/또는 도면에 기재되어 있는 내용을 포함한다. 또한, 본 발명에서 인용한 모든 간행물, 특허 및 특허 출원을 그대로 참고로서 본 명세서에 도입하는 것으로 한다.
Claims (5)
- 이산화티탄 분말을 방전 처리함으로써 얻어지는 고분산성 이산화티탄 분말.
- 이산화티탄 분말을 방전 처리하는 것을 특징으로 하는 고분산성 이산화티탄 분말의 제조 방법.
- 제1항에 기재된 고분산성 이산화티탄 분말을 물에 현탁시킨 이산화티탄 현탁액.
- 제3항에 기재된 이산화티탄 현탁액을 함유하는 농원예용 병해 방제제.
- 제3항에 기재된 이산화티탄 현탁액을 함유하는 농원예용 해충 방제제.
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