KR20130013887A - 피톤치드를 함유하는 코팅제와 그 제조 방법 및 코팅제를 함유하는 과일 봉지 및 필름 - Google Patents

Abstract

피톤치드와 티몰의 혼합물, 피톤치드와 스피아민트의 혼합물 및 피톤치드 중의 적어도 하나를 포함하는 천연 항균제, 그리고 광촉매 물질을 포함하는 코팅액.

Description

피톤치드를 함유하는 코팅제와 그 제조 방법 및 코팅제를 함유하는 과일 봉지 및 필름 {Coating Agent Containing Phytoncide and Manufacturing Method of The Same, and Fruit Cover and Film Cointaining The Coating Agent}

본 발명은 피톤치드를 함유하는 코팅액과 그 제조 방법 및 그 코팅액을 함유하는 과일 봉지에 관한 것이다.

농작물에 발생하는 병해충 방제는 주로 유기합성 농약을 사용하는데 이는 환경에 대한 부담이나 농산물에 대한 잔류성 및 토양 오염이 발생하므로 자연 생태계에 안전한 생물학적 방제 방법을 적용하기 위한 연구가 진행되고 있다.

생물 농약 중에서도 환경 및 인체에 안전성이 높은 천연 물질을 이용한 병해충 방제제 개발이 활발하게 진행되고 있으나 항균력 등이 미흡하여 충분한 방제 효과를 내지 못하거나 천연 물질 자체의 강한 휘발성이나 분해성으로 인해 살포 후 단시간에 사라져 버리는 등의 문제가 있다.

잣나무 피톤치드는 향기 성분과 항균 활성이 우수하여 이미 치약, 껌, 화장품 원료 등으로 활용되고 있으며, 이 물질의 항균 활성을 극대화 한다면 신선 과채류에 발생하는 작물병의 방제에 최적의 천연 항균제로 사용될 수 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 피톤치드의 항균 활성을 향상하여 천연 항균제로 사용할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 피톤치드를 함유하며 항균 활성이 우수한 코팅액과 그 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 코팅액은 피톤치드와 티몰의 혼합물, 피톤치드와 스피아민트의 혼합물 및 피톤치드 중의 적어도 하나를 포함하는 천연 항균제, 그리고 광촉매 물질을 포함한다.

상기 광촉매 물질은 이산화 티타늄일 수 있고, 코팅액은 바인더를 더 포함할 수 있다. 상기 바인더는 폴리 우레탄, 피브이비 셀룰로오스, 유기 실란 중의 어느 하나이거나 조합으로 이루어질 수 있고, 발수제로써 실리콘제를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 피톤치드와 티몰의 혼합물, 피톤치드와 스피아민트의 혼합물 및 피톤치드 중의 적어도 하나를 포함하는 천연 항균제와 광촉매 물질을 포함하는 코팅액을 함유하는 과일 봉지를 제공한다.

상기 광촉매 물질은 이산화 티타늄일 수 있고, 코팅액은 발수제로써 실리콘제가 코팅되어 있을 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 나노 콜로이달 이산화 티타늄을 제조하는 단계, 피톤치드와 티몰의 혼합액 또는 피톤치드와 스피아민트의 혼합액 또는 피톤치드 용액을 상기 나노 콜로이달 이산화 티타늄과 혼합하여 광촉매 용액을 제조하는 단계, 그리고 바인더를 혼합하는 단계를 포함하는 코팅액의 제조 방법을 제공한다.

상기 바인더를 혼합하는 단계는 상기 광촉매 용액을 에틸 알콜로 희석하는 단계, 폴리우레탄 고형분을 에틸 알콜에 희석하는 단계, 상기 에틸 알콜로 희석된 광촉매 용액과 에틸 알콜에 희석된 폴리 우레탄 고형분을 분산기를 사용하여 혼합하는 단계를 포함할 수 있다.

잣나무 구과에서 추출한 피톤치드에 티몰 또는 스피아민트를 적정량 혼합함으로써 항균력을 극대화하여 천연 항균제로 사용할 수 있고, 생분해성 전분 등의 담체에 혼합함으로써 서방성을 확보하여 과실의 신선도 유지 소재로 사용할 수 있다.

이러한 피톤치드를 이산화 티타늄 등의 광촉매와 혼합하여 코팅액을 제조함으로써 항균 활성을 향상할 수 있고, 이를 과일 봉지에 적용함으로써 과일 보호력을 향상할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 피톤치드 추출 장치의 개략도이다.

첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호가 사용되었다. 또한 널리 알려져 있는 공지기술의 경우 그 구체적인 설명은 생략한다.

<실시예>

1) 잣나무 구과 피톤치드의 준비

도 1에 도시된 바와 같이, 증류조(1), 냉각 장치(2), 유수 분리기(3) 및 증기 발생기(4)를 포함하는 정유 추출 장치의 증류조(1)에 잣나무 구과를 투입하고, 증기 발생기(4)의 보일러를 가동하여 스증기를 발생시켜 증류조(1)에 들어 있는 구과를 통과시킨다. 이 때, 증류조 내의 온도는 섭씨 80~120도가 바람직하며, 압력은 대기압으로 설정하나 감압 또는 가압하는 것도 가능하다. 증류조를 통과하면서 정유 성분과 혼합된 스증기가 냉각 장치(2)를 거치면서 응축된다. 냉각 장치(2)에서 응축된 응축액은 유수 분리기(3)로 모이고 비중이 물보다 가벼운 정유가 위에 뜨므로 유수 분리기(3) 상단의 밸브(a)를 통하여 연한 황색의 피톤치드 정유를 얻을 수 있고, 유수 분리기(3) 하단의 밸브(b)를 통하여 하이드로졸을 얻는다.

이와 같이, 잣을 수확하고 남는 잣나무 구과를 사용하여 피톤치드를 추출하면 잣나무 줄기나 가지 또는 잎으로부터 피톤치드 정유를 추출하는 것에 비하여 산림을 훼손할 염려가 적고 우수한 성분의 피톤치드를 얻을 수 있다. 아래의 표 1은 잣나무 구과에서 추출한 피톤치즈와 잎 및 수지에서 추출한 피톤치드의 주요 성분을 비교한 것이다.

위의 표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 잣나무의 구과는 잎과 수지와는 다른 성분을 함유하며, 여기서 추출한 피톤치드도 성분의 차이를 가진다. 이러한 성분 차이는 천연 항균제로서의 효능에도 영향을 미칠 수 있고, 잣나무의 구과로부터 피톤치드를 추출하는 것이 피톤치드 수급에 보다 용이하다.

2) 티몰(thymol)의 준비

티몰은 페놀의 일종으로 '2-이소프로필-5-메틸페놀'이라고도 한다. 화학식은 C₁₀H₁₄O이고, 사향 초유와 비슷한 냄새가 나는 무색 결정이며, 물에는 거의 녹지 않으나, 에탄올, 에테르 등의 유기 용매에는 잘 녹는다. 티몰은 멘톨의 합성 원료, 방부제, 살균제로서 치약, 비누 등에 사용되는 것 외에 분석 시약으로서 티탄암모니아 등의 분석에 사용되고, 또한 의약품으로서 구충제 등에 사용된다.

이러한 티몰은 티몰을 함유하는 사향 초유 또는 꿀풀과 식물 정유 등을 초임계 추출법, 수증기 증류법, 유기 용매 추출법 등을 사용하여 추출할 수 있다. 티몰은 딜 (Dill), 라벤더 (Lavender), 레몬 밤 (Lemon balm), 로즈마리 (Rosemary), 민트 (Mint), 세이보리 (Savory), 세이지(Sage), 센티드제라늄 (Scentedgeranium), 셀프 힐 (Self hill), 스위트 바질 (Sweet Basil), 차빌 (Chervil), 타임(Thyme), 탄지 (Tansy), 시너몬 (Cinnamon), 클로브 (Clove), 유칼립투스 (Eucalyptus), 레몬 (Lemon), 페퍼민트(Peppermint) 및 티 트리 (Tea tree) 등의 식물 정유 성분으로서 위의 초임계 추출법, 수증기 증류법, 유기 용매 추출법 등을 사용하여 식물로부터 추출할 수 있다. 본 실시예에서는 티몰은 일본의 순정 화학 주식회사가 시판 중인 티몰(순도 98.0% 녹는점 49~51˚C, 끓는점 232˚C, 비중 0.965)을 구입하여 사용하였다.

3) 스피아민트(spearmint)의 준비

스피아민트는 꿀풀과의 여러해살이 풀로서, 달콤하고 강한 상쾌한 향기를 내며, 살균소독, 건위강장, 진정 및 진통의 효과가 있다고 알려져 있다. 스피아민트 오일은 흔히 잎이나 꽃이 핀 선단부에 함유되어 있는데, 수증기 증류 추출, 초임계 추출 등의 방법으로 추출할 수 있다. 본 실시예에서 사용된 스피아민트 오일은 주식회사 서울 향료에서 구입하여 사용하였다.

스피아민트는 불포화 카본, 리모넨 등이 함유되어 있어서 진정, 진통, 피부 조직의 이완 효과 등이 있다. 스피아민트 오일은 피보보호제, 구토 방지제, 신경안정제, 소화제로 오래 전부터 사용되어 왔으며, 비누와 치약, 껌, 캔디, 음료수 등의 향기 성분으로 사용되어 왔으며, 따라서 환경에 안전하다고 알려져 있다.

스피아민트 오일을 GC(Gas Chromatography)와 GC/MS(Mass Spectroscopy)로 분석한 결과, 주요 구성성분은 리모넨(limonene) 16.1%, 감마 테르핀(γ-terpinene) 13.8%, 피 시멘(p-cymene) 5.8%, 3-옥타놀(3-octanol) 6.9%, 카르본(carvone) 40.9%로 나타났다.

4) 피톤치드와 티몰 혼합물

잣나무 구과에서 추출한 피톤치드와 티몰의 혼합물을 제조하였고, 이 물질의 항균력을 측정하기 위하여 여러 균주에 혼합물을 투입하고 7일이 지난 후 균주별 생육 억제 정도를 측정하였다. 피톤치드와 티몰의 다양한 혼합에 따른 항균력을 비교하기 위하여 티몰 원액, 티몰과 순수를 혼합하여 1/10로 희석된 티몰 희석액, 피톤치드 원액(95%)과 티몰 원액(5%)을 혼합한 혼합 원액, 피톤치드 원액(95%)과 1/10로 희석된 티몰 희석액(5%)를 혼합한 혼합 희석액, 피톤치드 원액, 피톤치드와 순수를 혼합하여 1/10로 희석된 피톤치드 희석액을 각각 준비하여 시험을 진행하였고, 그에 따른 결과가 아래 표 2이다.

여기서, B.cin은 보트리티스 시네리아(Botrytis cinerea), A.alt는 알타나리아 알타나타(Altenaria alternata), C.acu는 탄저병균(Colletotricum acutatum), F.oxy는 구근 부패 병균(Fusarium oxysporum), S.S는 균핵병균(Sclerotinia sclerotiorum), R.sol은 잘록병균(Rhizotonia solani)를 의미한다.

위의 표 2에서 알 수 있는 바와 같이, 피톤치드 원액과 티몰 원액을 혼합한 혼합물이 A.alt, C.acu, F.oxy 등의 생육을 70% 가까이 또는 그 이상으로 억제하며, B.cin과 R.sol의 생육도 어느정도 억제하여, 가장 우수한 항균력을 나타냈다.

이러한 피톤치드와 티몰 혼합물의 항균력은 피톤치드 원액 70~96%와 티몰 원액 4~30%를 혼합한 범위에서 어느 정도 효과를 유지하는 것으로 나타났고, 피톤치드 원액 94~96%와 티몰 원액 4~6%를 혼합한 범위에서 가장 우수한 항균력을 나타냈다.

5) 피톤치드와 스피아민트 혼합물

잣나무 구과에서 추출한 피톤치드와 스피아민트의 혼합물을 제조하였고, 이 물질의 항균력을 측정하기 위하여 여러 균주에 혼합물을 투입하고 7일이 지난 후 균주별 생육 억제 정도를 측정하였다. 피톤치드와 스피아민트의 다양한 혼합에 따른 항균력을 비교하기 위하여 스피아민트 원액, 스피아민트와 순수를 혼합하여 1/10로 희석한 스피아민트 희석액, 스피아민트 원액(5%)과 티몰 원액(95%)의 혼합 원액, 스피아민트 원액(5%)과 티몰에 순수를 혼합하여 1/10로 희석한 스피아민트 희석액(95%)의 혼합액, 피톤치드 원액(95%)과 스피아민트 원액(5%)을 혼합한 혼합 원액, 1/10로 희석된 피톤치드 희석액(95%)과 스피아민트 원액(5%)을 혼합한 혼합 희석액을 각각 준비하여 시험을 진행하였고, 그에 따른 결과가 아래 표 3이다.

여기서, B.cin은 보트리티스 시네리아(Botrytis cinerea), A.alt는 알타나리아 알타나타(Altenaria alternata), C.acu는 탄저병균(Colletotricum acutatum), F.oxy는 구근 부패 병균(Fusarium oxysporum), S.S는 균핵병균(Sclerotinia sclerotiorum), R.sol은 잘록병균(Rhizotonia solani), KC08는 페니실린 익스팬슘(Penicillin expansum), JW81는 Penicillin expansum, Pi는 페니실린 이탈리쿰(Penicillin italicum)을 의미한다.

위의 표 3에서 알 수 있는 바와 같이, 피톤치드 원액과 스피아민트 원액을 혼합한 혼합물이 B.cin, F.oxy, A.alt, C.acu 등의 생육을 40% 이상 억제하고, KC08, JW81, Pi 및 R.sol의 생육도 어느정도 억제하여, 가장 우수한 항균력을 나타냈다.

이러한 피톤치드와 스피아민트 혼합물의 항균력은 피톤치드 원액 70~96%와 스피아민트 원액 4~30%를 혼합한 범위에서 어느 정도 효과를 유지하는 것으로 나타났고, 피톤치드 원액 94~96%와 스피아민트 원액 4~6%를 혼합한 범위에서 가장 우수한 항균력을 나타냈다.

본 발명의 천연 항균제의 서방성(徐放性)을 확보하고 사용 가능한 형태를 마련하고자 아래의 사용예를 제시한다.

<사용예>

1) 무기담체

서방성 농약 입제를 만들기 위해 배합할 수 있는 담체는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 일반 흙, 벤토나이트, 탄산칼슘, 규조토, 제올라이트, 버미큘라이트, 산성백토, 경석, 화이트 카본 (친수성 실리카, 소수성 실리카), 산화티탄 등을 들수 있다. 본 발명의 서방성 농약 입제에 배합할 수 있는 결합제는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 폴리비닐알코올, 덱스트린, 카르복시메틸셀룰로스, 폴리비닐피롤리돈, 알긴산나트륨, 리그닌술폰산칼슘 등을 들 수 있다. 본 발명의 서방성 농약 입제에 배합할 수 있는 안정화제로는, 예를 들어 페놀계 산화방지제, 아민계 산화방지제, 인계 산화방지제, 황계 산화방지제, 에폭시화 대두유, 에폭시화 아마인유, 에틸렌글리콜 등을 들 수 있다. 본 발명의 서방성 농약 입제에 배합할 수 있는 활택제로는, 예를 들어 탤크, 스테아르산칼슘, 유동파라핀, 폴리에틸렌글리콜 등을 들 수 있다.

2) 유기캡슐

피톤치드를 　마이크로캡슐화하는 피막물질로 생분해성 전분을 사용할 수 있다. 생분해성 변성 전분 30% 수용액 100g에 피톤치드　10g을 넣고 호모게나이저로 7000rpm에서 10분간 교반하여 마이크로캡슐 슬러리액을 만든다. 이 슬러리액을 스프레이 건조기를 사용하여 노즐 부분의 온도 80℃, 노즐의 분무속도 8～9㎖/min의 조건으로 분사하여 분말 상태의 마이크로캡슐화된 피톤치드를 얻는다.

이러한 마리크로캡슐화된 피톤치드를 그대로 사용할 수도 있으나, 발수제 등에 혼합하여 사용하기 위하여 섭씨 160도 정도의 내열성이 있어야 할 경우는　 피막질로 쿠마린 수지 또는 커들란으로 사용할 수 있다.

본 발명의 천연 항균제의 사용 형태는 캡슐에 한정되는 것은 아니고, 필름, 유제, 유화제, 수화제, 수용제, 에어로졸, 펌프 스프레이, 현탁제, 입제, 분제, 미립제, 캡슐제, 비드제, 훈증제, 훈연제, 연막제 또는 소독제의 형태로도 할 수 있다.

이러한 천연 항균제는 다수확성, 항균성, 탈취성, 신선도 유지, 농도에 따른 생육 조절 기능 등의 기능성을 지니고 있어 농업용, 포장용, 보관용 용기 등의 제조에 유용하게 사용될 수 있으며 병충해 방지를 위해 노지에 적용하는 과일 봉지에 적용하기 위해 발수제와 함께 코팅 또는 발수제 코팅 후 스프레이 코팅 등의 방법으로 적용 할 수 있고, 저장고에 분무 등의 방법으로 적용할 수 있다.

3) 필름

본 발명에 따른 천연 항균제를 실리카에 함유시켜 만든 실리카 분말 또는 제올라이트 분말을 방담제 등의 기타의 첨가제와 함께 넣어 필름을 제조하여 사용할 수 있다.

농업용 필름의 제조에 사용될 경우에 천연 항균제인 피톤치드와 티몰 혼합액 또는 피톤치드와 스페어민트 혼합액을 실리카에 함유시켜 만든 실리카 분말 또는 제올라이트 분말은 수지 100 중량%에 대해 1 내지 70 중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 1 중량% 미만이 포함될 경우 위의 기능성을 충분히 나타낼 수 없으며, 70 중량%를 초과하는 범위에서는 농업용 필름으로서 요구되는 투광성이나 기계적 강도를 유지할 수 없기 때문이다. 　농업용 필름으로 제조되는 경우라면, 수지로서 폴리에틸렌, 에틸렌/아세트산비닐 공중합체 등이 예시될 수 있다.

또한 본 발명이　포장용 또는 식품 저장용 필름으로 제조되는 경우라면 그러한 수지로서 폴리에틸렌(LLPE, LDPE 등), 폴리프로필렌, 에틸렌/비닐알콜 공중합체, 에틸렌/비닐아세테이트 공중합체 등이 예시될 수 있다.

본 발명에 따른 천연 항균제를 필름에 코팅하여 적용할 경우에는 윤활 및 발수의 기능을 부가하기 위하여　스테아르산, 올레산, 팔미트산 등의 지방산류, 이들의 금속염, 지방산 유래의 지방산 아미드, 폴리에틸렌왁스 등의 왁스류, 유동 파라핀, 글리세린지방산 에스테르 등의 에스테르류, 고급 알콜 등을 첨가 할 수 있다.

4) 코팅액

가. 광촉매 혼합 코팅액

광촉매란 빛과 촉매의 합성어로 빛에 의하여 활성화되는 촉매를 말한다. 나노 크기의 입자가 빛을 받으면 입자 표면에서 강력한 산화 물질을 발생하여 공기 중의 유해한 물질을 무해한 물질로 분해한다. 광산화 분해 반응은 유기화합물 이외에도 불완전 질소 산화물이나 황화물 등을 산화분해 할 수 있으며, 유지나 담배 진처럼 분자량이 큰 유기물도 분해할 수 있고, 세균 등을 산화 분해하기도　한다. 기존의 항균제들이 살균만 하여 균들의 부패물이 축적되는 문제를 가진 반면, 광촉매는 살균된 균들도 분해하기 때문에 기술적으로 우위에 있다 하겠다. 이러한 광촉매의 산화력은 수처리에 사용되는 염소나 오존보다 강한 반응성을 보이며, 자신이 반응에 직접 참여하지 않기 때문에 반영구적으로 효과를 나타낼 수 있다는 장점을 가지고 있다. 또한 광촉매는 식물의 광합성 작용을 증진하는 효과도 나타낼 수 있다.

이러한 광촉매로는 반도체성 금속 산화물이나 황화합물이 이용된다. 현재 광촉매로 연구되고 있는 물질은 이산화 티타늄 이외에도 셀렌화 카드늄, 산화 아연, 황화 카드늄, 티탄산 스트롬튬, 이오브산 칼륨 등 여러 가지 물질이 있지만, 그 자체가 물에 쉽게 녹아 없어져 버리는 수용성 물질이거나 중금속 물질이므로 인체에 유해하고 물리 화학적으로 불안정하기 때문에 사용상 많은 제약 조건이 있다. 하지만 이산화 티타늄은 식품 첨가제로 사용할 만큼 인체에 무해하며, 화학 물리적으로 안정한 물질이고, 광활성도가 다른 화합물에 비해 우수하다. 광촉매 이산화 티타늄은 자외선을 에너지원으로 하여 공기 중의 산소나 물로부터 활성 산소 및　OH 라디칼을 생성한다.　 이 활성 산소와 OH 라디칼은 강한 산화 환원력을 가지고 있어서 표면에 부착된 여러 가지 유기물을 분해하고, 살균을 하며, 악취 물질을 분해하는 작용이 있다. 따라서 이산화 티타늄을 코팅하여 항균, 탈취, 방오 기능을 부여할 수 있다. 이러한 광촉매의 산화 환원 작용 이외에 이산화 티타늄 표면에 지외선 빛을 조사하면 표면의 물과의 접촉각이 10 이하로 되는 친수성 특성도 알려져 있다. 이산화 티타늄은 백색도와 착색력이 뛰어난 고품질 재료로써 페인트, 잉크, 플라스틱, 제지, 고무와 섬유의 광택도 조절과 화학 섬유 및 합성 섬유의 내구성 향상을 위해 그리고 화장품에서 자외선 차단제 등으로 사용되어 왔다. 이산 화티타늄에는 아나타제(Anatase), 부루킷(Brookite), 루틸(Rutile) 등 3가지 결정형이 있는데 열역학적으로 루틸이 전체 온도 범위에서 안정한 상이면 나머지는 준안정상이다. 부루킷은 매우 불안정하며 순수한 결정을 합성하기도 어렵다. 이들 중에서 광촉매로서의 이산화 티타늄은 일반적으로 아나타제의 결정 구조를 가지고 있다.

따라서 이하에서는 이산화 티타늄(TiO₂)을 광촉매로 사용하는 코팅액을 중심으로 하여 설명한다.

이산화 티타늄을 광촉매로 사용하는 광촉매 혼합 코팅액은 아래와 같은 방법으로 제조한다.

먼저, 나노 콜로이달(colloidal) 이산화 티타늄을 마련한다. 20~30nm의 입자 사이즈의 이산화 티타늄 고형분 10%가 물(H₂O)과 2-Methoxy E-OH에 분산된 나노 콜로이달 이산화 티타늄을 준비한다.

다음, 피톤치드와 티몰의 혼합액 또는 피톤치드와 스피아민트의 혼합액 또는 피톤치드 용액(이하 '피톤치드 용액 등'이라고 한다.)을 나노 콜로이달 이산화 티타늄과 혼합한다. 위에서 준비한 나노 콜로이달 이산화 티타늄과 피톤치드 용액 등을 고속 믹서기로 혼합하여 피톤치드 용액 등이 혼합된 광촉매 용액을 제조하였다

다음, 광촉매 용액에 바인더를 혼합한다. 바인더로는 고형분 10%인 폴리우레탄(Polyuretane)을 사용하였다. 광촉매 용액과 바인더의 혼합은 우선, 고형분 10%의 나노 콜로이달 이산화 티타늄과 피톤치드 용액 등이 혼합된 광촉매 용액을 99.9%의 에틸 알콜(Ethyl Alcohol)로 희석하여 3%(v/v)~5%(v/v)의 농도로 제조하였고, 바인더 또한　에틸 알콜로 희석하여 3%(v/v)~5%(v/v)의 농도로 제조하였다.　　제조된 광촉매 용액 희석액과 바인더 희석액을 100ml씩 혼합하여　입자 분산기를 사용하여 700rpm에서 1시간 동안 분산하여 광촉매 혼합 코팅액을 제조하였다. 바인더의 농도가 5% 이상이 되면 응집 현상이 발생할 수 있다.

또한, 상기 광촉매 혼합 코팅액의 제조 단계 중 어느 하나에서 선택적으로 바인더를 혼합할 수 있다. 바인더로는 폴리우레탄 이외에도 피브이비 셀룰로오스[PVB(Polyvinyl butyralc)-Cellulose]를 사용하거나 유기 실란(silane) 화합물을 단독으로 또는 혼합물을 첨가하여 사용할 수 있고, 상온 내지 60℃에서 1시간 내지 6시간 교반하여 광촉매 용액과 혼합한다. 유기 실란 화합물 바인더는 메틸트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란 등 이미 공지된 실란계 화합물을 말하며, 바인더로는 실리콘계 화합물 등 점착 특성을 갖는 것을 다양하게 사용할 수 있고 상기 물질에 국한되는 것은 아니다.

이러한 광촉매 혼합 코팅액은 과일 봉지 등을 제조할 때, 원지에 발수제와 함께 코팅 또는 발수제 코팅 후 스프레이 코팅 등의 방법으로 적용할 수 있다. 좀더 구체적으로는 발수액 코팅 시 광촉매 혼합 코팅액을 혼합해서 코팅하는 방법과 별도의 과일 봉지를 재단하는 공정 중에 스프레이하는 방법, 과일 봉지 재단 공정 중에 회전 롤의 돌출 부분에 혼합액이 묻혀 지면서 과일 봉지에 묻혀 지는 방법 등이 있다.

여기서 발수제로 실리콘제를 사용하면 발수도는 물론 과일 봉지의 통기성도 우수한 친환경 제품을 제작할 수 있다.

이와 같이, 과일 봉지 등에 이산화 티타늄 등의 광촉매와 피톤치드 등을 함유한 광촉매 혼합 코팅액을 코팅할 경우 세균 등의 박멸 효과가 크게 증가한다. 그러나 이산화 티타늄이 과다하게 포함될 경우 자외선 차단 효과가 발생하므로 일조량을 감안하여 자외선 흡수 기능이 있는 활성탄의 양을 가감하여 조절한다.

이러한 광촉매 혼합 코팅액은 농업용 필름, 포장용 필름, 식품 저장용 필름 등을 제조할 때, 원 필름에 코팅하거나 원 필름 제작시 재료에 혼합하는 등의 방법으로 적용할 수 있다. 이 때에도 활성탄의 양을 가감하여 자외선 흡수율을 조절할 수 있다.

나. 서방성 물질 혼합 코팅액

이산화 티타늄과 같은 광촉매 물질뿐만 아니라, 활성탄, 실리카, 일라이트, 제올라이트 등의 다공성 물질에 피톤치드 등을 혼합하여 과일 봉지 코팅액을 제조할 수도 있다. 이들 다공성 물질은 피톤치드 등을 흡수하여 서서히 방출하므로써 살균 효과가 오래도록 지속하도록 한다.

이상에서는 잣나무 구과에서 추출한 피톤치드에 이산화 티타늄과 같은 광촉매를 혼합하거나 활성탄 등의 다공성 물질을 혼합하여 코팅액을 제조하는 것을 예시하였으나, 잣나무 추출 피톤치드 이외에도 편백 나무, 화백 나무, 소나무, 전나무 등 칩엽수로부터 추출한 피톤치드도 이산화 티타늄과 같은 광촉매를 혼합하거나 활성탄 등의 다공성 물질을 혼합하여 코팅액을 제조할 수도 있고, 이 경우에도 광촉매 작용으로 인한 항균 활성의 증대 효과나 서방성 향상의 효과가 있다.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

1 증류조
2 냉각 장치
3 유수 분리기
4 증기 발생기

Claims (13)

1. 피톤치드와 티몰의 혼합물, 피톤치드와 스피아민트의 혼합물 및 피톤치드 중의 적어도 하나를 포함하는 천연 항균제, 그리고
   광촉매 물질
   을 포함하는 코팅액.
2. 제1항에서,
   상기 광촉매 물질은 이산화 티타늄인 코팅액.
3. 제1항에서,
   활성탄을 더 포함하는 코팅액.
4. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에서,
   바인더를 더 포함하는 코팅액.
5. 제4항에서,
   상기 바인더는 폴리 우레탄, 피브이비 셀룰로오스, 유기 실란 중의 어느 하나이거나 조합으로 이루어지는 코팅액.
6. 제4항에서,
   발수제로써 실리콘제를 더 포함하는 코팅액.
7. 피톤치드와 티몰의 혼합물, 피톤치드와 스피아민트의 혼합물 및 피톤치드 중의 적어도 하나를 포함하는 천연 항균제와 광촉매 물질을 포함하는 코팅액을 함유하는 과일 봉지.
8. 제7항에서,
   상기 광촉매 물질은 이산화 티타늄인 과일 봉지.
9. 제7항에서,
   활성탄을 더 포함하는 코팅액.
10. 제7항 내지 제9항 중의 어느 한 항에서,
    발수제로써 실리콘제가 코팅되어 있는 과일 봉지.
11. 피톤치드와 티몰의 혼합물, 피톤치드와 스피아민트의 혼합물 및 피톤치드 중의 적어도 하나를 포함하는 천연 항균제와 광촉매 물질을 포함하는 코팅액을 함유하는 필름.
12. 나노 콜로이달 이산화 티타늄을 제조하는 단계,
    피톤치드와 티몰의 혼합액 또는 피톤치드와 스피아민트의 혼합액 또는 피톤치드 용액을 상기 나노 콜로이달 이산화 티타늄과 혼합하여 광촉매 용액을 제조하는 단계, 그리고
    바인더를 혼합하는 단계
    를 포함하는 코팅액의 제조 방법
13. 제12항에서,
    상기 바인더를 혼합하는 단계는
    상기 광촉매 용액을 에틸 알콜로 희석하는 단계,
    폴리우레탄 고형분을 에틸 알콜에 희석하는 단계,
    상기 에틸 알콜로 희석된 광촉매 용액과 에틸 알콜에 희석된 폴리 우레탄 고형분을 분산기를 사용하여 혼합하는 단계
    를 포함하는 코팅액의 제조 방법.
    

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