KR20150093793A - 종자의 금속 코팅 방법 및 금속 코팅 종자 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 금속 코팅 종자의 가일층의 개량을 목적으로 하는 것이다. 철을 주성분으로 하는 금속 분체를 종자에 부착시켜 종자를 코팅하는 종자의 금속 코팅 방법이며, 종자에 금속 분체를 부착시켜 최외층을 형성하는 금속 코팅 공정을 구비하였다.

Description

종자의 금속 코팅 방법 및 금속 코팅 종자 {METHOD FOR COATING SEED WITH METAL, AND METAL-COATED SEED}

본 발명은, 철을 주성분으로 하는 금속 분체를 종자에 부착시켜 당해 종자를 코팅하는 종자의 금속 코팅 방법 및 금속 코팅 종자에 관한 것이다.

쌀의 직파 재배는, 육묘 및 모내기 작업을 생략할 수 있으므로, 대폭의 노동력의 경감, 이용 자재의 축소를 실현할 수 있어, 쌀 재배의 저비용화를 달성할 수 있는 것이 기대되고 있다.

당해 직파 재배에서는, 벼 종자를 철 코팅하는 것이 공지이다. 철 코팅 종자는, 그 비중이 커지므로 파종한 상태가 빗물이나 입수에 의해 흐트러지기 어려워지고, 또한 철 코팅의 단단한 외피가 형성되므로 조해에 강한 특성을 갖는다. 또한, 토양 표면에 파종하므로, 종자의 출아가 양호해진다. 당해 철 코팅 종자는 장기간 보존할 수 있으므로, 벼 종자를 철 코팅하는 작업은 농한기 등에 실시해 두고, 파종까지의 기간은 철 코팅한 상태로 보존할 수 있다.

철 코팅 종자는, 이하의 조건을 만족시킬 필요가 있다. 즉, 뿌려진 종자는 물에 접촉하므로, 철 코팅이 물에 노출되는 환경에서 붕괴되어서는 안 된다. 또한, 벼 종자는 파종기 등의 기계를 사용하여 파종되므로, 기계적 충격에 의해 붕괴되지 않을 정도의 강도 특성이 필요하다. 또한, 철 코팅층이 박리된 경우, 파종기 등의 기계의 마모의 원인으로 될 수 있으므로, 철 코팅층의 박리를 방지할 필요가 있다.

철 코팅 종자는, 통상, 철분과 산화 촉진제로서의 소석고를 섞어, 물을 분무하면서 종자의 코팅을 행한다. 또한, 철 코팅층을 강화하여 철분의 박리를 방지하기 위해, 마무리층으로서 소석고가 코팅된다(예를 들어, 비특허문헌 1).

철 코팅 담수 직파 매뉴얼 2010, 독립 행정법인 농업·식품 산업 기술 종합 연구 기구 긴키 쥬고쿠 시코쿠 농업 연구 센터, 2010.03

상기한 바와 같이 비특허문헌 1에 기재된 철 코팅 종자에 있어서는, 소석고에 의한 마무리층을 형성함으로써, 철 코팅층의 붕괴 및 파종기 등의 기계의 마모의 방지가 도모되고 있다. 그러나, 작업 효율의 가일층의 향상 및 비용의 삭감 등의 관점에서, 가일층의 개량이 요망되고 있다.

본 발명에 관한 종자의 금속 코팅 방법은, 철을 주성분으로 하는 금속 분체를 종자에 부착시켜 당해 종자를 코팅하는 종자의 금속 코팅 방법이며, 상기 종자에 상기 금속 분체를 부착시켜 최외층을 형성하는 금속 코팅 공정을 구비한다.

종래, 비특허문헌 1 등에 기재된 바와 같이, 금속 분체에 의한 코팅층으로부터의 금속 분체의 박리를 방지하기 위해, 소석고에 의한 마무리층이 형성되어 있었다. 이에 의해, 코팅층으로부터의 금속 분체의 박리를 방지하여, 금속 코팅층의 붕괴 및 박리된 금속 분체에 의한 파종기 등의 기계의 마모의 방지가 도모된다고 여겨지고 있었다.

그러나, 하기의 [실험예 1]에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 발명자들은, 종자에 금속 분체를 부착시켜 최외층을 형성한(즉, 마무리층을 형성하지 않는) 경우, 마무리층을 형성한 경우와 비교하여, 박리된 금속분의 입자경이 작아지는 것을 발견하였다. 또한, 종자에 상기 금속 분체를 부착시켜 최외층을 형성한(즉, 마무리층을 형성하지 않는) 경우, 마무리층을 형성한 경우와 비교하여, 박리된 금속분의 중량은 그다지 변화가 없는 것을 발견하였다.

일반적으로, 파종기 등의 기계의 마모에 영향을 미치는 것은 비교적 입자경이 큰 금속분이다. 이로 인해, 금속 코팅 종자에 마무리층을 형성하지 않음으로써, 박리되는 금속분의 입자경이 작아지므로, 파종기 등의 기계의 마모의 방지를 도모할 수 있다.

또한, 마무리층을 형성하지 않는 경우라도, 마무리층을 형성한 경우와 비교하여, 박리된 금속분의 중량은 그다지 변화가 없으므로, 마무리층을 형성하지 않는 경우라도 마무리층을 형성한 경우와 마찬가지로, 금속 분체에 의해 종자가 코팅되어 있다고 생각된다. 이로 인해, 마무리층을 형성하지 않는 경우라도 마무리층을 형성한 경우와 마찬가지로, 금속 코팅층의 붕괴를 방지할 수 있다.

따라서, 철 코팅층의 붕괴를 방지하면서, 파종기 등의 기계의 마모의 방지를 한층 도모할 수 있다.

또한, 여기서, 「철을 주성분으로 하는」이라 함은, 금속 분체에 금속 철이 50중량％ 이상 포함되는 것을 말한다. 금속 분체가 철을 주성분으로 함으로써, 금속 분체를 종자에 부착시켰을 때, 종자에 포함되는 수분 혹은 외부로부터 제공된 수분 등에 의해 당해 철의 산화 반응이 진행된다. 산화 반응에 의해 녹이 생성되고, 이 녹에 의해 철분을 벼 종자에 부착·고화시켜, 당해 종자를 금속 분체에 의해 코팅할 수 있다.

상기한 방법에 있어서, 상기 금속 코팅 공정에 있어서, 상기 금속 분체와 상기 보유 지지 물질의 혼합물을 상기 종자에 코팅하면 적합하다.

금속 코팅 공정에 있어서, 금속 분체와 보유 지지 물질의 혼합물을 종자에 코팅함으로써, 금속 코팅 공정에 있어서 형성되는 층 중에 보유 지지 물질이 존재하게 된다. 이 결과, 보다 확실하게 금속 분체를 보유 지지할 수 있다.

상기한 방법에 있어서, 상기 금속 코팅 공정에 앞서, 상기 종자의 표면에 상기 금속 분체를 보유 지지 가능한 보유 지지 물질을 부착시키는 사전 코팅 공정을 행하면 적합하다.

사전 코팅 공정에 있어서 종자에 금속 분체를 보유 지지 가능한 보유 지지 물질을 부착 시키므로, 금속 분체의 주성분인 철분의 입도가 어느 정도 큰 경우라도, 종자에 부착시킨 철분을 확실하게 보유 지지할 수 있다. 또한, 종자의 표면에 요철 부분이 존재하는 경우라도 보유 지지 물질이 오목부 내에 부착됨으로써, 종자의 표면을 평활하게 하는 것을 기대할 수 있다. 이로 인해, 평활화된 종자의 표면에 철분이 부착, 보유 지지되므로, 금속 분체를 확실하게 보유 지지할 수 있다.

상기한 방법에 있어서, 상기 보유 지지 물질이 상기 금속 분체의 산화를 촉진하는 산화 촉진제이면 적합하다.

보유 지지 물질로서 산화 촉진제로서 기능하는 물질을 사용함으로써, 금속 분체의 산화를 촉진하기 위해 별도로 산화 촉진제를 준비할 필요가 없다. 이 결과, 금속 코팅 종자를 생산할 때의 비용을 삭감할 수 있다.

상기한 방법에 있어서, 상기 보유 지지 물질이 분체이면 적합하다.

보유 지지 물질로서, 금속 코팅 공정에 있어서의 금속 분체와 마찬가지로 분체를 사용함으로써, 사전 코팅 공정을 행할 때, 금속 코팅 공정과 마찬가지의 조작으로 행할 수 있다. 이로 인해, 사전 코팅 공정과 금속 코팅 공정을 동일한 장치에서 행할 수 있어, 금속 코팅 종자를 생산할 때의 장치의 비용을 삭감할 수 있다.

상기한 방법에 있어서, 상기 보유 지지 물질이 소석고이면 적합하다.

보유 지지 물질로서 소석고를 사용함으로써, 종자의 표면에 철분을 적합하게 보유 지지할 수 있다. 또한, 소석고는 산화 촉진제로서도 적합한 물질이므로, 금속 코팅 공정에 있어서, 철분을 주성분으로 하는 금속 분체와 보유 지지 물질의 혼합물을 코팅하는 경우, 보유 지지 물질로서 소석고를 사용함으로써, 혼합된 소석고가 철분의 산화를 효과적으로 촉진한다. 이 결과, 종자를 금속 분체에 의해 확실하게 코팅할 수 있다.

상기한 방법에 있어서, 상기 종자로서, 당해 종자를 적시는 침종 공정을 행한 종자를 사용하면 적합하다.

일반적으로 침지 공정은, 파종 후의 출아 일수를 단축시킬 목적으로 행해진다. 이 침종 공정 후에 이후의 공정을 행함으로써, 종자의 표면이 젖은 상태에서 이후의 공정을 행할 수 있다. 이로 인해, 물의 부착력에 의해, 금속 분체나 보유 지지 물질을 확실하게 종자의 표면에 부착시킬 수 있다. 이 결과, 종자를 금속 분체에 의해 확실하게 코팅할 수 있다.

상기한 방법에 있어서, 상기 종자에 대한 상기 금속 분체의 중량비가 0.2∼0.6이면 적합하다.

종자에 대한 금속 분체의 중량비를 0.2∼0.6으로 설정함으로써, 종자를 적합하게 코팅할 수 있다.

또한, 본 발명에 관한 금속 코팅 종자는, 종자와, 상기 종자의 외주에 철을 주성분으로 하는 금속 분체를 코팅하여 형성한 금속층을 구비하고, 상기 금속층이 최외층이다.

본 구성에 의해, 상기한 바와 같이, 금속층의 붕괴를 방지하면서, 파종기 등의 기계의 마모의 방지를 한층 도모할 수 있다.

또한, 상기와 마찬가지로, 「철을 주성분으로 하는」이라 함은, 금속 분체에 금속 철이 50중량％ 이상 포함되는 것을 말한다. 금속 분체가 철을 주성분으로 함으로써, 철의 산화 반응에 의해 녹이 생성되고, 이 녹에 의해 철분이 종자에 부착·고화되어, 당해 종자가 금속 분체에 의해 코팅된 상태로 되어 있다.

상기 구성에 있어서, 상기 금속층이 상기 금속 분체를 보유 지지 가능한 보유 지지 물질을 함유하면 적합하다.

상기 구성에 의해, 금속층 중의 보유 지지 물질에 보다 확실하게 금속 분체를 보유 지지할 수 있다.

상기 구성에 있어서, 상기 종자의 표면의 근방에 있어서, 상기 표면측의 소정 영역에 있어서의 상기 금속 분체의 밀도가 상기 소정 영역의 외측의 영역에 있어서의 상기 금속 분체의 밀도보다도 작게 설정되어 있으면 적합하다.

본 구성에 의해, 종자의 표면으로부터 소정의 영역에는 보유 지지 물질이 많이 존재하고, 그 외측에 금속 분체가 많이 존재하게 된다. 이로 인해, 금속 분체가 보유 지지 물질을 통해 종자의 표면에 확실하게 보유 지지된 상태에서, 금속 분체에 의한 종자의 코팅이 이루어져 있다. 이 결과, 금속 분체의 박리를 효과적으로 방지할 수 있다.

상기 구성에 있어서, 상기 보유 지지 물질이 상기 금속 분체의 산화를 촉진하는 산화 촉진제이면 적합하다.

보유 지지 물질로서 산화 촉진제로서 기능하는 물질을 사용함으로써, 금속 분체의 산화를 촉진하기 위해 별도로 산화 촉진제를 준비할 필요가 없다. 이 결과, 금속 코팅 종자를 생산할 때의 비용을 삭감할 수 있다.

상기 구성에 있어서, 상기 보유 지지 물질이 소석고이면 적합하다.

보유 지지 물질로서 소석고를 사용함으로써, 종자의 표면에 철분을 적합하게 보유 지지할 수 있다. 또한, 소석고는 산화 촉진제로서도 적합한 물질이므로, 철분을 주성분으로 하는 금속 분체와 보유 지지 물질의 혼합물을 코팅하는 경우, 보유 지지 물질로서 소석고를 사용함으로써, 혼합된 소석고가 철분의 산화를 효과적으로 촉진한다. 이 결과, 종자를 금속 분체에 의해 확실하게 코팅할 수 있다.

도 1은 본 발명의 금속 코팅 종자의 일례를 도시하는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 금속 코팅 종자의 일례를 도시하는 개략도이다.
도 3은 본 발명의 종자의 금속 코팅 방법의 일례의 각 공정을 나타내는 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 종자의 금속 코팅 방법의 각 공정에 있어서의 종자를 나타내는 개략도이다.
도 5는 본 발명의 종자의 금속 코팅 방법의 일례의 각 공정을 나타내는 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 실시예 1의 금속 코팅 종자의 사진이다.
도 7은 본 발명의 실시예 2의 금속 코팅 종자의 사진이다.
도 8은 비교예 1의 금속 코팅 종자의 사진이다.
도 9는 비교예 2의 금속 코팅 종자의 사진이다.
도 10은 실시예 1에 있어서의 금속 코팅 종자로부터의 박리 분체의 사진이다.
도 11은 비교예 1에 있어서의 금속 코팅 종자로부터의 박리 분체의 사진이다.

이하, 본 발명의 실시 형태를 도면에 기초하여 설명한다.

(금속 코팅 종자)

도 1에 도시하는 바와 같이, 본 발명의 금속 코팅 종자(10)는, 종자(1)와 종자(1)의 표면에 형성된 보유 지지 물질층(2)과, 보유 지지 물질층(2)의 외측에 형성된 금속층(3)을 구비한다. 즉, 금속 코팅 종자(10)의 표면에 최외층으로서의 금속층(3)이 형성되어 있다.

종자(1)는, 예를 들어 벼 종자, 보리 종자 등의 식물 종자를 사용한다. 벼 종자의 품종은, 자포니카종·인디카종 등을 사용할 수 있다. 종자(1)에 금속 코팅을 실시한 금속 코팅 종자(10)는, 그 비중이 커져 수중에 가라앉으므로 파종 후에는 물에 의해 흐르기 어려워지고, 또한 금속 코팅의 단단한 외피가 형성되므로 조해에 강한 특성을 갖는다. 이러한 특성을 원하는 종자에 부여하고자 하는 경우, 본 발명의 금속 코팅 종자는, 모든 종자에 적용하는 것이 가능하다. 이하, 본 실시 형태에서는 벼 종자를 사용한 경우에 대해 설명한다.

금속 코팅 종자(10)는, 직파 재배에 사용할 수 있다. 금속 코팅을 행하는 시기는, 농한기 등, 직파 등의 파종을 행하기 전이면 특별히 제한되는 것은 아니다.

보유 지지 물질층(2)에 사용하는 보유 지지 물질은, 코팅시에 종자에 금속 분체를 보유 지지 가능한 것이면 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 분체상 물질, 페이스트상 물질 등을 사용할 수 있다. 분체상 물질로서는, 예를 들어 소석고, 과산화칼슘, 밀가루, 녹말 등, 수분에 의해 어느 정도 응집되어, 종자의 주위에 층을 형성 가능한 것이면 적용 가능하다. 종자의 주위에 형성된 층에 금속 분체의 일부가 매몰됨으로써, 종자의 주위에 금속 분체가 보유 지지된다. 페이스트상 물질로서는, 예를 들어 전분풀, 화학풀 등의 풀을 사용할 수 있다. 이들 페이스트상 물질의 점착력에 의해, 종자의 주위에 후술하는 금속 분체를 부착시켜 보유 지지할 수 있다.

또한, 보유 지지 물질로서, 밀가루, 녹말, 전분풀 등의 부식되기 쉬운 물질을 사용하는 경우에는, 잡균이나 곰팡이의 번식을 방지하기 위해, 종자에 사전에 소독을 실시하는 등의 주의가 필요하다. 또한, 금속 코팅 종자(10)를 보관할 때의 습도나 온도에 대해서도, 마찬가지의 이유로부터 엄밀한 관리가 필요해진다.

금속층(3)에 사용하는 금속 분체는 철을 주성분으로서 함유하는 형태로 한다. 본 명세서에 있어서의 「철을 주성분으로 하는」이라 함은, 금속 분체에 금속 철이 50중량％ 이상, 바람직하게는 70중량％ 이상 포함되는 것을 말한다. 이와 같이 금속 분체가 철을 주성분으로서 함유함으로써, 물의 존재하에서 철의 산화 반응을 확실하게 진행시킬 수 있다.

금속 분체는, 철분 이외에, 예를 들어 철 이외의 금속이나 산소, 탄소, 황, 이산화규소 등의 비금속을 함유해도 된다. 금속층(3)의 철분은, 전부 또는 그 대부분이, 종자에 포함되는 수분 혹은 외부로부터 제공된 수분 등에 의해 산화 반응이 진행되어, 녹이 생성된 상태로 되어 있다.

또한, 금속 분체에 산화 촉진제를 혼합한 혼합물에 의해 금속층(3)을 형성해도 된다. 산화 촉진제로서는, 특별히 제한은 되지 않지만, 예를 들어 소석고, 과산화칼슘, 황산칼륨, 황산마그네슘, 염화칼륨, 염화칼슘, 염화마그네슘 등을 사용할 수 있다. 이와 같이, 금속 분체에 산화 촉진제를 혼합함으로써, 철분의 산화를 확실하게 진행시킬 수 있다. 특히, 산화 촉진제로서, 상기한 보유 지지 물질로서 기능하는 물질을 선택해 두면, 금속층 중에 있어서도 금속 분체를 보유 지지할 수 있어, 금속층(3)의 코팅 강도가 높아진다. 이러한 물질로서는, 특히 소석고가 바람직하다.

보유 지지 물질로서 소석고를 사용함으로써, 종자의 표면에 철분을 적합하게 보유 지지할 수 있다. 이로 인해, 적은 철분량으로도 코팅 강도를 높일 수 있으므로, 사용하는 금속 분체의 양을 저감시킬 수 있다. 또한, 소석고는 산화 촉진제로서도 적합한 물질이므로, 보유 지지 물질로서 소석고를 사용함으로써, 혼합된 소석고가 철분의 산화를 효과적으로 촉진한다. 이 결과, 철분의 녹에 의해 당해 철분이 확실하게 종자에 부착된 코팅 강도가 높은 금속 코팅 종자를 얻을 수 있다.

이와 같이, 보유 지지 물질층(2), 금속층(3)의 어느 것에나 소석고를 사용함으로써, 금속 코팅 종자를 생산할 때의 비용을 삭감할 수 있다. 즉, 상기한 바와 같이, 소석고는 종전의 금속 코팅 종자에 있어서도, 산화 촉진제로서 적합하게 사용되어 온 것이다. 따라서, 새롭게, 보유 지지층을 위한 물질을 준비할 필요가 없다.

또한, 소석고(CaSO₄·1/2H₂O)는, 상기한 바와 같이 분말상의 물질이지만, 하기의 반응에 의해, 석고(CaSO₄·H₂O)로 되어 고화된다.

이로 인해, 보유 지지 물질층(2), 금속층(3)에 소석고를 사용함으로써, 각 층내, 층간에 있어서, 소석고 중 일부가 상기 반응에 의해 고화됨으로써, 보다 확실하게 금속 분체를 보유 지지하는 효과를 기대할 수 있어, 금속 코팅 종자를 생산할 때의 금속 분체의 탈분을 방지하는 효과를 기대할 수 있다.

상기한 바와 같이, 도 1에 도시하는 예에서는, 종자(1)의 표면의 근방에 있어서, 표면측의 소정 영역에 있어서, 금속 분체의 밀도가, 소정 영역의 외측의 금속층(3)에 있어서의 금속 분체의 밀도보다도 작게 설정된 보유 지지 물질층(2)이 형성되어 있다. 또한, 도 1에서는, 모식적으로 종자(1)의 전 표면이 보유 지지 물질층(2)으로 덮이고, 그 외측에 금속층(3)이 형성되는 경우를 예로 들어 설명하였지만, 예를 들어 일부의 금속 분체가 보유 지지 물질층(2)에 매몰되어 종자(1)의 표면에 직접 접촉하고 있어도 된다.

또한, 보유 지지 물질층(2)은 반드시 형성할 필요는 없고, 도 2에 도시하는 바와 같이, 종자(1)의 표면에 직접 상기한 금속층(3)을 형성하여, 당해 금속층(3)을 최외층으로 해도 된다. 즉, 본 발명의 금속 코팅 종자(10)는, 최외층으로서의 금속층(3)을 갖고 있으면 되고, 그 밖의 내부의 층은 갖고 있어도 되고, 갖고 있지 않아도 된다.

이와 같이, 최외층으로서, 금속층(3)이 존재함으로써, 철의 산화 반응에 의해 생성된 녹에 의해 강고한 층이 형성되므로, 종자(1)의 최외층으로서 강고한 층이 존재하게 된다.

(종자의 금속 코팅 방법)

본 발명의 종자의 금속 코팅 방법의 일례에 대해, 벼 종자를 사용하여 도 1에 도시하는 금속 코팅 종자를 제작하는 경우를 예로 들어 설명한다.

도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 이 종자(1)의 금속 코팅 방법은, 침종 공정, 사전 코팅 공정, 금속 코팅 공정, 산화 공정, 건조 공정을 구비한다. 이하, 각 공정의 상세에 대해 설명한다.

종자(1)는, 코팅 전에 미리 물에 침지하는 침종 공정을 행하는 것이 좋다. 특별히 한정은 되지 않지만, 침종 공정에 사용하는 물의 온도는 15∼20℃ 정도가 바람직하고, 침지 시간은 3∼4일 정도가 바람직하다. 특별히 한정은 되지 않지만, 침종 공정에 있어서의 적산 온도는 40℃∼60℃ 정도가 바람직하고, 적산 온도가 이와 같이 되도록 침종 공정에 사용하는 물의 온도 및 침지 시간을 설정하면 된다.

침종 공정 후에 사전 코팅 공정을 행한다.

사전 코팅 공정에 있어서, 상기한 종자(1)를 조립기에 투입한다. 이때, 필요에 따라서, 분무기 등에 의해, 종자(1)에 수분을 공급해도 된다. 또한, 조립기에 보유 지지 물질을 투입한다. 조립기로 이들을 교반하면서 혼합하고, 적절하게 물을 분무하여 종자의 표면에 보유 지지 물질을 부착시킨다[도 4의 (b)]. 이에 의해, 종자(1)의 표면에 보유 지지 물질층(2)이 형성된다. 이때, 보유 지지 물질(21)이 종자(1)의 표면에 존재하는 오목부에 들어감으로써, 종자(1)의 표면이 평활화되어, 이후의 금속 코팅 공정에 있어서의, 금속 분체의 부착이 용이해진다.

보유 지지 물질로서는, 상기한 것이면 특별히 한정은 되지 않지만, 소석고가 특히 적합하다. 보유 지지 물질로서, 소석고를 사용하는 경우, 특별히 한정은 되지 않지만, 소석고의 비율은, 종자의 건조 중량(침지 공정 전의 종자의 중량)에 대해 0.5∼2wt％ 정도로 하는 것이 좋고, 특히 바람직하게는 1wt％ 정도이다.

사전 코팅 공정은, 침종 공정의 직후에 행해도 되고, 예를 들어 수일 후 등, 침종 공정으로부터 시간을 두고 행해도 된다. 침종 공정의 직후에 사전 코팅 공정을 행하는 경우에는, 수분 제거를 행한 후에 행하는 것이 좋다. 침종 공정으로부터 시간을 두고 사전 코팅 공정을 행하는 경우에는, 자연 건조 또는 통풍 건조에 의해, 예를 들어 함수율이 15％ 이하 정도로 되도록 하고 나서 보존해 두는 것이 좋다.

사전 코팅 공정 후에, 금속 코팅 공정을 행한다.

금속 코팅 공정에 있어서, 사전 코팅 공정 종료 후의 조립기에, 금속 분체 및 산화 촉진제의 혼합물을 투입한다. 조립기로 이들을 교반하면서 혼합하고, 적절하게 물을 분무하여 사전 코팅 공정 후의 종자(1)의 표면[보유 지지 물질층(2)]에 금속 분체 및 산화 촉진제를 부착시킨다[도 4의 (c)]. 이에 의해, 보유 지지 물질층(2)의 외측에 최외측층으로서의 금속층(3)이 형성된다.

금속 분체로서는, 상기한 것이면 특별히 한정은 되지 않지만, 철분을 사용할 수 있다. 또한, 산화 촉진제로서는, 상기한 것이면 특별히 한정은 되지 않지만, 소석고를 사용하면 적합하다. 금속 코팅 공정에 있어서, 철분과 소석고의 혼합체에 의해 코팅을 행하는 경우, 특별히 한정은 되지 않지만, 철분의 비율은, 종자(1)의 건조 중량에 대해 20∼40wt％로 하는 것이 좋고, 바람직하게는 25∼35wt％이다. 특히 바람직하게는 30wt％ 정도이다.

특별히 한정은 되지 않지만, 소석고의 비율은, 종자(1)의 건조 중량에 대해 1.5∼3.5wt％로 하는 것이 좋고, 특히 바람직하게는, 2.5wt％ 정도이다. 또한, 철분과 소석고의 혼합체에 의해 코팅을 행하는 경우, 혼합체 중의 철분에 대한 소석고의 비율은, 7∼10wt％로 하는 것이 좋고, 특히 바람직하게는, 8∼9wt％이다.

금속 코팅 공정 후에, 산화·건조 공정을 행한다.

산화·건조 공정은, 예를 들어 마무리 코팅 공정 후의 종자(1)를 예를 들어 매트묘 육성용 육묘 상자로 옮겨 행한다. 산화·건조 공정에 있어서, 육묘 상자 내의 종자(1)에 대해 적절하게 물을 분무 등에 의해 공급한다. 이에 의해, 산화와 산화열에 의한 건조를 반복하고, 물 및 산화 촉진제로서의 소석고의 작용에 의해, 금속 분체 중의 철의 산화 반응이 진행된다. 철의 산화 반응에 의해 녹이 생성되고, 이 녹에 의해 철분끼리가 응집됨으로써 종자의 표면이 강고한 산화철에 의한 금속층(3)으로 덮인다. 그 후, 예를 들어 상기한 종자에 예를 들어 팬 등에 의해 통풍시킴으로써, 종자를 건조시킨다. 이에 의해, 금속 코팅 종자(10)가 완성된다. 또한, 산화·건조 공정 전체에 걸쳐 팬 등에 의해 통풍을 행해도 된다.

또한, 상기한 바와 같이, 본 발명의 금속 코팅 종자(10)에 있어서, 보유 지지 물질층(2)은 필수는 아니며, 금속 코팅 종자(10)에 보유 지지 물질층(2)을 형성하지 않는 경우(도 2를 참조), 도 5에 나타내는 바와 같이, 사전 코팅 공정은 생략된다. 즉, 침종 공정 후의 종자(1)에 대해 금속 코팅 공정이 행해진다.

사전 코팅 공정을 행하지 않는 경우도, 금속 분체로서는, 상기한 것이면 특별히 한정은 되지 않지만, 철분을 사용할 수 있다. 또한, 산화 촉진제로서는, 상기한 것이면 특별히 한정은 되지 않지만, 소석고를 사용하면 적합하다. 금속 코팅 공정에 있어서, 철분과 소석고의 혼합체에 의해 코팅을 행하는 경우, 특별히 한정은 되지 않지만, 철분의 비율은, 종자(1)의 건조 중량에 대해 40∼60wt％로 하는 것이 좋고, 바람직하게는 45∼55wt％이다. 특히 바람직하게는 50wt％ 정도이다.

특별히 한정은 되지 않지만, 소석고의 비율은, 종자(1)의 건조 중량에 대해 4∼6wt％로 하는 것이 좋고, 특히 바람직하게는, 5wt％ 정도이다. 또한, 철분과 소석고의 혼합체에 의해 코팅을 행하는 경우, 혼합체 중의 철분에 대한 소석고의 비율은, 8∼12wt％로 하는 것이 좋고, 특히 바람직하게는, 10wt％ 정도이다.

또한, 상기 공정에 있어서 사용하는 조립 장치로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 가부시키가이샤 게이분샤세이사꾸쇼(啓文社製作所)제의 코팅 머신 KC-151을 적합하게 사용할 수 있다.

실시예

이하에, 본 발명의 금속 코팅 종자의 실시예에 대해 설명한다.

실시예 1에 있어서는, 상기 순서에 의해, 침지 공정, 금속 코팅 공정, 산화 공정 및 건조 공정을 실행하여, 벼 종자(고시히카리: 자포니카종)에 코팅을 행하였다. 코팅 머신으로서는, 가부시키가이샤 게이분샤세이사꾸쇼제의 KC-151을 사용하였다. 각 실시예에 있어서, 침지 전의 종자 1000g에 대해 상기 공정을 행하였다.

실시예 2는, 상기 공정에 추가하여, 침지 공정과 금속 코팅 공정 사이에 사전 코팅 공정을 실시하는 점에 있어서 실시예 1과는 다르다.

각 실시예의 각 공정에 적용한 코팅 물질 및 중량은 이하와 같다. 또한, 각 실시예에 있어서, 철분으로서는, DOWA IP 크리에이션 가부시키가이샤제의 DAE1K를 사용하였다.

〔실시예 1〕(침지 전의 종자 1000g에 대해)

금속 코팅 공정: 철분 500g과 소석고 50g의 혼합물

〔실시예 2〕(침지 전의 종자 1000g에 대해)

사전 코팅 공정: 소석고 10g

금속 코팅 공정: 철분 300g과 소석고 25g의 혼합물

〔비교예〕

이하에, 본 발명의 금속 코팅 종자의 비교예에 대해 설명한다.

비교예 1에 있어서는, 침지 공정, 금속 코팅 공정, 마무리 코팅 공정, 산화 공정 및 건조 공정을 실행하여, 금속 코팅 종자를 제작하였다. 즉, 금속 코팅 공정 후에 마무리 코팅을 행하는 점에서, 상기한 실시예 1과는 다르다.

또한, 비교예 2에 있어서는, 침지 공정, 사전 코팅 공정, 금속 코팅 공정, 마무리 코팅 공정, 산화 공정 및 건조 공정을 실행하여, 금속 코팅 종자를 제작하였다. 즉, 금속 코팅 공정 후에 마무리 코팅을 행하는 점에서, 상기한 실시예 2와는 다르다.

또한, 비교예 1 및 비교예 2에 있어서, 마무리 코팅은 이하의 순서로 실시하였다. 즉, 금속 코팅 공정 후의 조립기에, 소석고를 투입한다. 조립기로 이들을 교반하면서 혼합하고, 적절하게 물을 분무하여 금속 코팅 공정 후의 종자 표면(금속층)에 소석고를 부착시킨다. 이에 의해, 금속층의 외측에 마무리층이 형성되었다. 마무리 코팅 공정 후에, 상기와 마찬가지의 순서에 의해 산화 공정을 행하였다.

〔비교예 1〕(침지 전의 종자 1000g에 대해)

금속 코팅 공정: 철분 500g과 소석고 50g의 혼합물

마무리 공정: 소석고 25g

〔비교예 2〕(침지 전의 종자 1000g에 대해)

사전 코팅 공정: 소석고 10g

금속 코팅 공정: 철분 300g과 소석고 25g의 혼합물

마무리 공정: 소석고 10g

도 6∼도 10에 각각의 금속 코팅 종자의 사진을 나타낸다. 도 6은 실시예 1에 의한 금속 코팅 종자이고, 도 7은 실시예 2에 의한 금속 코팅 종자이고, 도 8은 비교예 1에 의한 금속 코팅 종자이고, 도 9는 비교예 2에 의한 금속 코팅 종자이다. 도 6∼도 10으로부터, 어느 금속 코팅층에 있어서도, 종자가 확실하게 코팅되어 있는 것을 알 수 있다.

〔실험예 1〕

상기한 실시예 1, 2 및 비교예 1, 2에 있어서의 건조 공정 종료 후의 금속 코팅 종자를 사용하여, 코팅층의 박리 실험을 행하였다. 실험에 있어서, 그물 주머니에 넣은 금속 코팅 종자를, 높이 20㎝ 및 높이 50㎝의 개소로부터 각각 10회씩 낙하시켰다. 그 후, 그물 주머니를 좌우로 10회씩 흔들어 금속 코팅 종자에 마찰을 부여하였다. 그 후, 각각의 금속 코팅 종자로부터 박리된 박리분을 회수하여 중량을 측정하였다. 또한, 박리분의 성상을 관찰하였다.

각 실시예 및 비교예의 박리분 중량 및 박리 비율은 이하와 같았다. 박리 비율은, 종자(건조 중량)와 각 공정에서 코팅한 철분 및 소석고의 합계 중량에 대한 박리분 중량의 백분율로 나타냈다.

실시예 1: 박리분 중량 21.61g 박리율 4.3％

실시예 2: 박리분 중량 12.46g 박리율 4.2％

비교예 1: 박리분 중량 17.68g 박리율 3.5％

비교예 2: 박리분 중량 9.50g 박리율 3.2％

도 10에 실시예 1에 있어서의 박리분의 사진을, 도 11에 비교예 1에 있어서의 박리분의 사진을, 각각 나타낸다.

상기로부터 명백한 바와 같이, 실시예 1과 비교예 1의 박리분 중량(박리 비율)을 비교한 바, 실시예 1의 박리분 중량이 21.61g(박리율은 4.3％)으로, 비교예 1의 박리분 중량 17.68g(박리율은 3.5％)을 약간 상회하였다. 한편, 도 10 및 도 11로부터 명백한 바와 같이, 입경이 큰 박리분의 비율은, 실시예 1의 쪽이 매우 작았다.

또한, 실시예 2와 비교예 2의 비교에 있어서도, 실시예 2의 박리분 중량이 12.46g(박리율은 4.2％)으로, 비교예 2의 박리분 중량 9.50g(박리율은 3.2％)을 약간 상회하였다. 한편, 도시는 하지 않았지만, 상기한 실시예 1과 비교예 1의 비교와 마찬가지로, 입경이 큰 박리분의 비율은, 실시예 2의 쪽이 매우 작았다.

즉, 마무리층을 형성하지 않음으로써[금속층(3)을 최외측층으로 함으로써], 박리분의 중량은, 약간 증가하지만, 입경이 큰 박리분의 박리량은 크게 저감되는 것이 확인되었다.

일반적으로, 파종기 등의 기계의 마모에 영향을 미치는 것은 비교적 입자경이 큰 금속분(박리분)이다. 이로 인해, 금속 코팅 종자에 마무리층을 형성하지 않음으로써, 박리분의 입자경이 작아지므로, 파종기 등의 기계의 마모의 방지를 도모할 수 있다.

또한, 마무리층을 형성하지 않는 경우라도, 마무리층을 형성한 경우와 비교하여, 박리분의 중량은 그다지 변화가 없으므로, 마무리층을 형성하지 않는 경우라도 마무리층을 형성한 경우와 마찬가지로, 금속층에 의해 종자가 코팅되어 있다고 생각된다. 이로 인해, 마무리층을 형성하지 않는 경우라도 마무리층을 형성한 경우와 마찬가지로, 금속층의 붕괴를 방지할 수 있다.

또한, 상기 결과의 한 요인으로서는, 이하의 점이 추정된다. 즉, 상기한 바와 같이, 소석고(CaSO₄·1/2H₂O)는, 석고(CaSO₄·H₂O)로 되어 고화된다. 이로 인해, 비교예 1 및 비교예 2의 금속 코팅 종자와 같이, 마무리 코팅층을 형성한 경우, 마무리층과 금속층 사이에서 양 층에 포함되는 소석고가 고화되어, 양 층에 상호 작용이 일어난다고 생각된다.

여기서, 소석고가 고화되어 형성된 마무리층은, 강고한 산화철에 의한 금속층보다도 충격 등에 대한 강도가 낮아, 최외층이 마무리층인 경우, 최외층이 금속층의 경우와 비교하여, 마무리층이 박리되기 쉽다고 생각된다. 그리고, 상기한 마무리층과 금속층의 상호 작용의 결과, 마무리층의 박리에 수반하여, 금속층 중의 비교적 산화가 진행되어 커진 철분이라도 마무리층과 함께 박리되었다고 생각된다.

한편, 최외층이 금속층인 경우에는, 금속층 중의 비교적 산화가 진행되어 커진 철분은, 그다지 박리되는 일 없이, 주로 그다지 산화가 진행되어 있지 않은 작은 철분이 박리되었다고 생각된다.

이로 인해, 실시예 1 및 실시예 2에 있어서는, 비교예 1 및 비교예 2와 비교하여, 박리분에 포함되는 비교적 큰 박리분의 비율이 매우 작아졌다고 생각된다.

〔실험예 2〕

다음으로, 각 금속 코팅 종자의 발아세를 비교한 실험 결과를 나타낸다.

실험에 있어서, 상기한 실시예 1의 금속 코팅 종자, 실시예 2의 금속 코팅 종자, 비교예 1의 금속 코팅 종자, 비교예 2의 금속 코팅 종자 및 코팅을 행하지 않은 겉겨를 사용하여, 각 종자의 발아세를 비교하였다. 또한, 발아세를 나타내는 지표로서, 각 종자에 있어서의 싹의 길이가 10㎜에 도달할 때까지의 적산 온도(침종 공정시의 적산 온도와의 합계)를 적용하였다. 이하, 이 적산 온도를 「10㎜ 적산 온도」라 칭한다.

벼 종자(고시히카리: 자포니카종)에 대해 적산 온도 60℃에 도달할 때까지(20℃에서 72시간) 침종 공정을 행하고, 그 후, 침종 공정 후의 각 공정을 행하여, 각 금속 코팅 종자를 제작하였다. 또한, 겉겨에 대해서는, 침종 공정 후의 각 공정은 행하지 않고, 이하에 설명하는 실험을 행하였다.

각 금속 코팅 종자 및 겉겨를 수온 20℃의 환경하에서 발아 시험을 행하여, 10㎜ 적산 온도를 비교하였다. 또한, 적산 온도는, 일반적으로 이하의 식에 기초하여 산출된다.

적산 온도(℃)＝침종 온도(℃)×침종 시간(h)/24(h)

따라서, 본 실험에 있어서는, 적산 온도는 이하의 식으로 산출하였다.

10㎜ 적산 온도(℃)

＝60(℃)＋20℃×발아 시험의 소요 시간(h)/24(h)

각 종자에 있어서의 10㎜ 적산 온도를 이하에 나타낸다.

실시예 1: 220℃

실시예 2: 180℃

비교예 1: 230℃

비교예 2: 190℃

겉겨: 180℃

상기한 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 어느 실시예 및 비교예에 있어서도, 겉겨와 비교하여, 싹의 길이가 10㎜에 도달할 때까지의 적산 온도(시간)가 약간 증가하였지만, 큰 증가는 없어, 실용에는 문제가 없는 범위였다.

또한, 상기한 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1 및 실시예 2 중 어느 경우에 있어서도, 마무리층을 형성하지 않음으로써, 싹의 길이가 10㎜에 도달할 때까지의 적산 온도(시간)의 약간의 감소가 보였다. 따라서, 본 실험으로부터, 금속층(3)을 최외층으로 하는 것에 의한 부차적인 효과로서, 발아까지의 소용 적산 온도를 감소시키는 효과가 기대된다.

본 발명재는, 벼 그 밖의 종자의 금속 코팅 방법 및 금속 코팅 종자로서 이용 가능하다.

1 : 종자
2 : 보유 지지 물질층
3 : 금속층
10 : 금속 코팅 종자
21 : 보유 지지 물질

Claims (13)

1. 철을 주성분으로 하는 금속 분체를 종자에 부착시켜 당해 종자를 코팅하는 종자의 금속 코팅 방법이며,
   상기 종자에 상기 금속 분체를 부착시켜 최외층을 형성하는 금속 코팅 공정을 구비한, 종자의 금속 코팅 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 금속 코팅 공정에 있어서, 상기 금속 분체와 상기 금속 분체를 보유 지지 가능한 보유 지지 물질의 혼합물을 상기 종자에 코팅하는, 종자의 금속 코팅 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 금속 코팅 공정에 앞서, 상기 종자의 표면에 상기 금속 분체를 보유 지지 가능한 보유 지지 물질을 부착시키는 사전 코팅 공정을 행하는, 종자의 금속 코팅 방법.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
   상기 보유 지지 물질이 상기 금속 분체의 산화를 촉진하는 산화 촉진제인, 종자의 금속 코팅 방법.
5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 보유 지지 물질이 분체인, 종자의 금속 코팅 방법.
6. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 보유 지지 물질이 소석고인, 종자의 금속 코팅 방법.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 종자로서, 당해 종자를 적시는 침종 공정을 행한 종자를 사용하는, 종자의 금속 코팅 방법.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 종자에 대한 상기 금속 분체의 중량비가 0.2∼0.6인, 종자의 금속 코팅 방법.
9. 종자와,
   상기 종자의 외주에 철을 주성분으로 하는 금속 분체를 코팅하여 형성한 금속층을 구비하고,
   상기 금속층이 최외층인, 금속 코팅 종자.
10. 제9항에 있어서,
    상기 금속층이 상기 금속 분체를 보유 지지 가능한 보유 지지 물질을 함유하는, 금속 코팅 종자.
11. 제10항에 있어서,
    상기 종자의 표면의 근방에 있어서, 상기 표면측의 소정 영역에 있어서의 상기 금속 분체의 밀도가 상기 소정 영역의 외측의 영역에 있어서의 상기 금속 분체의 밀도보다도 작게 설정되어 있는, 금속 코팅 종자.
12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 보유 지지 물질이 상기 금속 분체의 산화를 촉진하는 산화 촉진제인, 금속 코팅 종자.
13. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보유 지지 물질이 소석고인, 금속 코팅 종자.

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