KR20170001311A

KR20170001311A - 농업용 다기능성 멀칭지 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20170001311A
Application number: KR1020150091112A
Authority: KR
Inventors: 한상운
Original assignee: 한상운
Priority date: 2015-06-26
Filing date: 2015-06-26
Publication date: 2017-01-04

Abstract

본 발명은 농업용 다기능성 멀칭지 및 그 제조방법에 관한 것으로, 생분해성, 영양성, 해충방지성 등을 향상시킨 멀칭지에 관한 것이다. 본 발명은, 크라프트지에 코팅액을 도포하여 멀칭지를 제조하는 방법에 있어서, 상기 코팅액의 제조는, ⅰ) 물 100 중량부에 대하여, 초본계 농산물 건조 분말 5 내지 20 중량부, 수팽윤성 나노점토 5 내지 20 중량부를 넣고 교반하여 분산시키는 단계; ⅱ) 식물성 건성유 5 내지 15 중량부, 천연 방충성 오일 2 내지 10 중량부를 더 첨가하고 교반하여, 상기 초본계 농산물 건조 분말 또는 수팽윤성 나노점토에 함침시키는 단계; ⅲ) 양성전분 2 내지 15 중량부, 분말상 홍조류 추출물 2 내지 10 중량부를 더 첨가하고 교반하여 혼합시키는 단계;를 포함하여 이루어지고, 상기 코팅액을 크라프트지에 도포하여 코팅함으로써 제조되는 것을 특징으로 하는 멀칭지의 제조방법이다.

Description

농업용 다기능성 멀칭지 및 그 제조방법{Multifuctional mulching paper for agriculture and the method thereof}

본 발명은 농업용 다기능성 멀칭지 및 그 제조방법에 관한 것으로, 생분해성, 영양성, 해충방지성 등을 향상시킨 멀칭지에 관한 것이다.

최근 안전한 농산물에 대한 관심이 높아짐에 따라 농약의 사용이 자제되고 있으며, 친환경농법의 필요성이 날로 증대되고 있다. 국내의 경우, 2010년도를 기준으로 전체 농지 면적의 11% 정도가 친환경 농지활용로 활용되고 있지만, 여전히 친환경 농업을 확장시키기 위한 연구 개발이 필요한 실정이다.

친환경 농법 중의 하나로, 멀칭농법이 있는데, 농작물을 재배할 때 경지 토양의 표면을 덮어주는 것으로, 토양침식방지, 토양수분유지, 지온조절, 잡초억제, 토양오염방지 등의 목적으로 사용된다. 좀더 상세히 말하면, 뿌리를 내리고 있는 재배 작물의 토양 표면을 덮어주는 방법으로, 고랑부분이 수해로 유실되는 것을 방지하는 침식방지 기능을 수행하고, 또한 생육에 필수적인 수분증발을 일정부분 억제하여 일정 범위내에서 재배작물을 위한 수분조절 역할을 수행하기도 하고, 재배작물을 제외한 기타 식물들에게 생장에 필요한 태양 빛을 물리적으로 차단함으로써, 지온 조절 기능과 함께 잡초 억제 기능을 수행하기도 하고, 농사에 필요없는 식물들의 생장을 최대한 방해함으로써, 잡초 제거를 위한 제초제의 사용을 억제하여 토양이 오염되는 것을 방지하는 기능을 수행한다.

이와 같은 멀칭의 초기 방법은 볏짚, 목초 등과 같은 친환경성 재료를 사용하는 전통적 방법이었으나, 작업의 편리성과 재료의 확보가 용이한 폴리에틸렌이나 폴리염화비닐과 같은 재료를 사용이 대부분을 차지하고 있다. 비닐 소재는 경제성이 우수하며 취급 및 작업이 용이한 장점이 있으나, 상기한 비닐 재료들은 회수를 위한 작업강도가 높을 뿐만 아니라 흙 속에 잔존하는 비닐 멀칭지는 재질의 특성상 통기성이 매우 불량하여 토양오염의 주요 원인이 되고 있는데, 이처럼 제거되지 않은 비닐이 해마나 더욱 늘어나고 있다.

수지 기반의 비닐 멀칭의 단점을 개선하기 위하여 종이 소재의 멀칭지가 개발되었는데, 이러한 멀칭지는 일정 시간 이후에 토양속에서 자연적으로 분해되기 때문에 사용 후 수거 및 폐기 등이 필요하지 않고 구조적으로 공기와 수분의 투과가 원활한 장점을 가지고 있다. 또한, 자연적으로 분해됨으로써 비료의 효과를 줄 수 있으며, 다공성을 가지고 있어 호기성 미생물의 번식을 도와 유해성 미생물의 번식을 억제할 수 있다. 많은 장점을 가지고 있음에도 불구하고 비닐 소재에 비하여 비싸고 취급 및 적용이 용이하지 않은 점 때문에 아직도 비닐소재가 대부분 사용되고 있다. 그러나, 친환경 농업이 보다 활성화되기 위해서는 이러한 종이소재의 멀칭지의 사용이 확대되어야 하며, 이를 위해서는 보다 기능성을 확대시켜 그 활용도를 높일 필요가 있다.

종이 멀칭지의 경우, 파단강도가 약하고 담수 상태에서 쉽게 섬유질로 분해되는 문제가 있다. 또한 기능성을 부가하기 위해 여러 가지 혼합물들을 종이표면에 코팅하는 방식을 채택하는데, 기능성을 위한 다양한 코팅물질들로 인하여 공기 투과성과 보수성이 나빠지는 문제가 발생한다. 또한, 병충해 방지를 위한 물질의 경우 천연의 오일 성분을 사용하는 것이 바람직하지만, 오일 형태의 병충해 방지 물질은 그 첨가가 쉽지 않을 뿐 아니라, 멀칭지로부터 쉽게 이탈하기 때문에 지속적이고 충분한 효과를 거둘 수 없다. 결국, 이러한 문제점들의 해결을 통해 보다 멀칭지의 활용도를 높이기 위한 연구가 지속적으로 필요하다.

등록특허공보 KR 10-1366695호 등록특허공보 KR 10-0603073호

본 발명은 생분해성이 우수한 멀칭지를 제공하고자 하며, 또한 종이 재질을 사용함에도 불구하고 파단강도 등이 우수하고, 또한 공기투과성과 보수성이 우수하고 병충해 예방 및 충분한 영양성분을 공급할 수 있는 다기능의 멀칭지를 제공하고자 한다.

본 발명은 상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 크라프트지에 코팅액을 도포하여 멀칭지를 제조하는 방법에 있어서, 상기 코팅액의 제조는, ⅰ) 물 100 중량부에 대하여, 초본계 농산물 건조 분말 5 내지 20 중량부, 수팽윤성 나노점토 5 내지 20 중량부를 넣고 교반하여 분산시키는 단계; ⅱ) 식물성 건성유 5 내지 15 중량부, 천연 방충성 오일 2 내지 10 중량부를 더 첨가하고 교반하여, 상기 초본계 농산물 건조 분말 또는 수팽윤성 나노점토에 함침시키는 단계; ⅲ) 양성전분 2 내지 15 중량부, 분말상 홍조류 추출물 2 내지 10 중량부를 더 첨가하고 교반하여 혼합시키는 단계;를 포함하여 이루어지고, 상기 코팅액을 크라프트지에 도포하여 코팅함으로써 제조되는 것을 특징으로 하는 멀칭지의 제조방법이다.

그리고, 상기 초본계 농산물 건조 분말은 볏짚, 옥수수대, 보리대 및 겨로 이루어진 군으로부터 일 이상 선택되어 볼밀로 1차 분쇄하고 150 내지 200 메쉬로 통과시킨 후 에어제트밀로 분쇄한 것을 사용하고, 상기 수팽창성 나노점토는 벤토나이트 및 헥토라이트로 이루어진 군으로부터 일 이상 선택되어 사용되며, 상기 식물성 건성유는 아마인유, 해바라기유, 홍화유, 대두유, 포도씨유, 호두유, 달맞이꽃유, 겨자유, 및 삼실유로 이루어진 군으로부터 일 이상 선택되어 사용되며, 상기 분말상 홍조류 추출물은 카라기난인 것이 바람직하다.

그리고, 상기 코팅액은, 물 100 중량부에 대하여, 키토산 1 내지 5 중량부, 굴패각 분말 1 내지 5 중량부, 감초 열수 추출물 0.5 내지 2 중량부, 젤라틴 수용액 5 내지 15 중량부, 발효스테비아액 5 내지 15 중량부를 더 포함하여 교반되게 하여 기능성을 추가로 부가할 수 있다.

본 발명은 상기한 방법을 적용하여 제조되는 것을 특징으로 하는 농업용 다기능성 멀칭지를 제공할 수 있다.

본 발명은 생분해성이 우수하며, 종이 재질을 사용함에도 불구하고 파단강도 등이 우수하고, 또한 공기투과성과 보수성이 우수하고 병충해 예방 및 충분한 영양성분을 공급할 수 있다.

이하 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명은 생분해성을 고려하여 비닐재질의 멀칭필름이 아니라 종이 재질의 것을 사용한다. 사용가능한 종이는 셀룰로오스를 주재로 하는 종이이며, 흙속에서 분해 가능한 종이가 사용될 수 있다. 보다 바람직하게는 어느 정도의 강도측면을 고려하여, 크라프트지의 선택이 보다 좋다. 종이 재질의 멀칭지의 경우, 멀칭지 자체를 만들 때, 특정성분을 혼합하여 제지하는 경우와 이미 만들어진 종이에 필요한 성분을 코팅하는 경우로 나눌 수 있는데, 후자가 보다 경제적이고 작물특성에 따라 특정영양분의 보충적 측면에서 보다 편리하다. 본 발명의 경우에도, 크라프트지에 코팅액을 도포하여 멀칭지를 제조하는 방법을 사용한다.

본 발명의 코팅액 조성물은 초본계 농산물 건조 분말, 수팽윤성 나노점토, 식물성 건성유, 천연 방충성 오일, 양성전분, 분말상 홍조류 추출물과 기타 필요한 기능에 따라 추가되는 기능성 물질들이 사용된다. 식물성 건성유는 크라프트지의 표면에 막을 형성하여 담수상태에서 섬유질로 쉽게 분해되는 것을 일정기간 방지하는 역할을 할 수 있다. 건성유는 공기 속에 내놓으면 산소를 흡수하여 산화하고 점성도가 커지고 단단하게 되어 얇은 피막을 만든다. 한편, 코팅액의 용매는 물을 사용하는데, 이러한 건성유를 바로 분산하기는 쉽지 않다. 따라서, 본 발명에서는 다공성이 있는 초본계 농산물 건조 분말과, 수팽윤성 나노점토를 물에 먼저 분산한 이후에 건성유를 이들에 침지 내지 함침시키는 방법이 사용된다.

본 발명에 사용되는 초본계 농산물 건조 분말은 곡물의 껍질(겨)이나 볏짚, 옥수수대, 보리 대 등을 건조하여 볼밀로 분쇄하고 150 내지 200 메쉬의 체에 통과 시킨 후 추가적으로 에어제트밀로 미세 분쇄하여 다공성이 있는 분말로 얻은 것을 말한다. 초본계 농산물 건조 분말은 폐 농산물을 활용한다는 환경적 측면과 일정기간이 지나면 자연상태에서 서서히 분해하여 비료화 될 수 있다. 또한, 미량 요소 및 미네랄이 풍부하고 보수성, 보비력, 보온성이 좋은 재료가 될 수 있고, 토양 개량제의 역할도 한다. 이에 더불어 수팽윤성 나노점토가 사용되는데, 벤토나이트, 헥토라이트 등의 점토가 대표적이다. 이들은 스멕타이트군의 층상점토이며 보다 구체적으로는 이군에 속하는 몬모릴로나이트이다. 이를 산 및 염기의 전처리 과정과 건조후 볼밀 등을 사용하여 분쇄하여 평균입경이 2.5㎛ 정도의 것으로 하여 사용한다. 이들 나노점토는 염소 성분이 없고 약 알칼리성이기 때문에 추후 토양안정화 개선에 도움을 주며, 벌집모양의 구조로, 개별 입자는 얇은 판상구조로 되어 있어 비표면적이 크기 때문에 흡수성이 좋으며, 친수, 친유 부분을 모두 가지고 있다.

본 발명에서는 이들을 물을 용매로 하여 분산시킨다. 초본계 농산물 건조분말도 물에 잘 분산되지는 않기 때문에, 수팽윤성 나노점토와 함께 넣어 교반시킨다. 즉, 먼저, 물 100 중량부를 기준으로 초본계 농산물 건조 분말 5 내지 20 중량부, 수팽윤성 나노점토 5 내지 20 중량부를 넣고 교반하여 분산을 시킨다. 이들은 다음에 넣을 오일류의 물질들이 물의 용매에서도 안정적으로 분산되어 있도록 하는 역할도 한다. 초본계 농산물 건조 분말은 코팅 이후의 공기투과성의 개선에 도움을 주는 역할을 하는데 함량이 너무 적으면 이의 역할이 미비하며, 너무 많은 경우 분산이 잘 이루어지지 않을 뿐더러 추후 추가되는 오일류의 역할을 방해할 수 있다. 그리고, 수팽윤성 나노점토의 경우에도 공기투과성을 향상시키는 역할, 코팅시의 접착력 강화의 역할도 하며, 물에 다른 물질들의 분산을 충분히 이루어질 수 있도록 돕는 역할도 한다. 수팽윤성 나노점토가 너무 적은 경우에는 다른 물질의 분산을 돕는 역할이 잘 이루어질 수 없고, 필요 이상으로 사용할 필요는 없다. 한편, 수팽윤성 나노점토는 보수성 개선을 하는데도 역할을 한다.

본 발명에서 크라프트지의 파단강도 강화 및 담수상태에서의 내구성 강화를 위해 건성유를 코팅액에 포함시킨다. 건성유는 물에 바로 분산시키기가 어렵기 때문에, 물에 수팽윤성 나노점토와 초본계 농산물 건조 분말을 분산시켜 놓고, 다시 건성유를 넣어 주어 격렬하게 교반시켜 주어 초본계 농산물 건조 분말의 다공에 함침시키거나, 수팽윤성 나노점토의 층간 구조속에 함침되어 있도록 할 수 있다. 상기 식물성 건성유는 아마인유, 해바라기유, 홍화유, 대두유, 포도씨유, 호두유, 달맞이꽃유, 겨자유, 및 삼실유로 이루어진 군으로부터 일 이상 선택되어 사용될 수 있다. 식물성 건성유는 5 내지 15 중량부 사용될 수 있으며, 너무 적게 사용되는 경우 충분한 막을 형성하기 어려우며, 너무 과량사용되는 경우에는 오히려 공기 투과성을 좋지 않게 하거나 분해시간을 너무 지연시킬 수 있는 문제가 있다.

그리고, 상기 건성유와 함께 천연 방충성 오일을 2 내지 10 중량부 함께 넣어 주는 것이 바람직하다. 멀칭지 자체가 기본적으로 방충역할을 하지만, 보다 적극적으로 방충성을 증가시키는 것이 바람직하다. 문제는 방충제 성분을 포함시켜 코팅하는 경우에 지나치게 빠르게 방충제 성분들이 초기에 쉽게 이행되어 정작 필요한 시기에 방충역할을 하지 못하는 것이다. 특히, 천연의 오일성 성분을 사용하는 경우라면 더욱 그러하다. 본 발명에서는 앞서 물에 다공성 물질인 초본계 농산물 건조 분말과, 층간 구조를 가지는 수팽윤성 나노점토를 교반하여 분산시킨 후, 이에 본 천연 방충성 오일을 넣고 격렬히 교반하여 이들의 다공 내지 층간 구조에 삽입시켜 방충성분의 이행을 서서히 이루어지도록 하는 것이다. 천연의 방충제 성분은 계피추출물, 페퍼민트 추출물 내지 라벤터 추출물과 같은 것들이 사용될 수 있다. 충분한 방충 효과를 얻기 위해 너무 적은 양의 사용은 바람직하지 않고, 너무 많이 사용하는 경우, 향이 너무 지나치게 된다.

한편, 계피(Cinnamomum cassia bark)는 녹나무과의 사철푸른 교목의 껍질로 중국의 남부나 월남 등지에 자생한다. 계피는 교목의 껍질, 계지는 그 가지, 육계는 두터운 껍질을 말하며, 계심은 오래된 나무의 두터운 껍질을 펴서 말린 것을 의미한다. 계피에는 계피 알데하이드, 신나밀 알데하이드 등과 같은 정유 1 내지 3.4%, 탄닌질 2 내지 3%, 점액, 탄수화물 등이 포함되어 있는데, 5~6년 자란 나무에서 정유함량이 높다고 한다. 계피는 예로 부터 발한제, 해열제, 진통제뿐만 아니라 식료품의 향료 등으로 다양하게 사용되어 왔다. 또한 장 연동운동을 촉진하고 장내의 이상발효를 억제하는 방부효과가 있다고 알려져 있으나 구체적인 기작은 밝혀지지 않았다. 또한, 계피는 예로부터 체질이 허약하고 기혈이 허한 사람을 위한 한방약재로 쓰여 면역능력을 촉진하는 효과가 있을 것으로 예상되어 왔으나 그 정확한 기작 역시 알려진 바가 없다. 페퍼민트(peppermint)는 쌍떡잎식물 통화식물목 꿀풀과의 여러해살이풀로서, 피부와 점막을 시원하게 해주고, 항균과 통증 완화에 효과적이어서 식용과 약용 및 방향제, 원기 강화제와 목욕 첨가제로 사용되고 있다. 페퍼민트 오일은 독소의 물체를 없애주고 피부염, 백신, 마른버즘, 소양증 등에 효과가 있으며 모세혈관을 확장시켜 냉각작용을 발휘하여 가려움, 염증, 햇빛에 의한 화상 등에도 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 또한 페퍼민트 오일은 피부를 부드럽게 하고 여드름을 없애는데 효과적이며, 정신적 피로와 우울증, 신경성 발작 등에 효과가 있다고 알려져 있다. 라벤더(Lavendula angustifolia MILL)는 아(亞)관목(subshrub)으로서 약 60cm의 길이로 자라는데, 원산지는 지중해 연안 지역에 걸쳐있는 카나리 아일랜드부터 인디언 반도에까지 이른다. 특히 지상부(aerial parts)(주로, 모노테르펜스(monoterpenes))에서의 에센셜 오일뿐만 아니라 잎에서의 카페인산(caffeic acid)과 뎁시드(depsides)가 주요 성분으로 알려져 있다. 라벤더에서 조제된 에센셜 오일은 전통적으로 화장품뿐만 아니라 아로마 테라피와 같은 치료의 목적으로 이용되어져 왔다. 라벤더 오일의 항세균성, 항진균성, 진경성(spasmolytic), 진정성(sedative) 및 항우울 효과가 기술되어 있다.

그 다음으로 크라프트지의 지력강화를 위해 보충적으로 양성전분, 분말상의 홍조류 추출물 등이 사용될 수 있다. 양성전분은 통상 음전하를 띠고 있는 펄프에 대해 양성의 고분자 전해질로서 특수한 응집, 분산, 흡착 등의 작용제의 역할을 하여 종이의 파열강도, 내굴성 등의 지력을 향상시키는데 도움이 될 수 있다. 사용량은 2 내지 15 중량부 사용될 수 있고 너무 적게 사용되는 경우 상기 역할을 하기에 미비하며, 필요이상으로 사용할 필요는 없다. 터셔너리 아미노알킬 스타치 에테르나, 쿼터너리 암모니움 스타치 에테르계열이 널리 상품화되어 사용되고 있다. 삼양제넥스의 썬캐스타, 모아기업의 CTS605 등이 있다.

홍조류는 섬유성 물질을 다량 함유하고 있으며, 통상의 셀룰로오스 성분에 비해 열적 안정성이 우수하다. 홍조류 추출물은 우뭇가사리, 돌가사리, 아이리쉬 모스 등으로부터 얻을 수 있다. 특히 카라기난, 아가로스, 아밀로펙틴 등의 성분들이 바람직하다. 카라기난은 홍조류에서 추출한 복합 다당류로서 분산제, 유화안정제, 팽윤제, 증점제, 결착제, 식이섬유, 결정방지제의 역할을 할 수 있다. 일반적으로, 카라기난은 강한 친수성을 나타내는 황산기를 지닌 음이온 고분자며 황산기의 함량과 위치에 따라 카파-(kappa-,κ-), 람다-(lambda-,λ-), 아이오타-(iota-,ι-), 뮤-(mu-,μ-), 카파-퍼셀레란(κ-furcellaran)형태로 구분되고, 단독 또는 서로 혼합된 형태로 제품화되어 있다. 통상, 카파-, 람다-, 아이오타-형태의 3종류의 카라기난이 주로 많이 이용되고 있다. 이들 카라기난의 특징 중 하나는 막형성 능력이 우수하다는 것이다. 아가로스 등도 마찬가지로 황산기를 가짐으로서 카라기난과 유사한 역할을 할 수 있다. 이들 홍조류 추출물은 2 내지 10 중량부 사용되는 것이 바람직하다. 너무 적게 사용되는 경우, 막 형성을 돕는데 역할이 미약할 수 있으며, 너무 많이 사용되는 경우 오히려 악영향을 미쳐 공기 투과성등을 저해할 수 있다.

본 발명에서는 추가적인 기능성 보강을 위해 키토산, 굴패각 분말, 감초 열수 추출물, 젤라틴 수용액, 발효스테비아액 등을 추가적으로 코팅액에 포함시킬 수 있다. 물 100 중량부를 기준으로 키토산 1 내지 5 중량부, 굴패각 분말 1 내지 5 중량부, 감초 열수 추출물 0.5 내지 2 중량부, 젤라틴 수용액 5 내지 15 중량부, 발효스테비아액 5 내지 15 중량부를 더 포함하여 교반시킬 수 있으며 기능성 보강을 위해 적절한 범위이다.

키토산은 게 껍질 등에 존재하는 키틴을 탈아세틸화하여 얻은 폴리글루코사민으로서 분자량과 탈아세틸화도, 수용성화 정도에 따라 그 효능의 차이가 매우 크다. 키토산은 식물의 성장촉진, 면역증강, 생리활성, 병원성 세균증식의 억제, 해독작용 등의 특성이 있어서 식물 항바이러스작용의 역할로 사용될 수 있다. 다만, 분자량이 크지 않는 키토산 올리고당의 경우에는 고분자량의 키토산에 비하여 면역증강력이 떨어지는 것으로 알려져 있다. 본 발명에서 사용되는 고분자 키토산은 탈아세틸화도 85 이상, 분자량 10,000 내지 1,000,000인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 그리고, 굴 패각 분말은 주성분이 탄산칼슘이고 그 외 단백질 성분이 소량 함유되어 있다. 상온에서 안정한 약알칼리성으로 산성토양을 개선하는 효과와 식물에 칼슘성분을 공급하는 역할을 한다. 감초의 추출물은 물에 잘 녹으며 감미도는 설탕의 약 200배이며, 열에 안정하다. 감초추출물은 감초 또는 동속식물의 뿌리 및 줄기를 추출하여 농축한 것으로 감미의 주성분은 백색 또는 무색의결정성 분말인 글리실리진산이다. 다음으로 식물체 내의 단백질 합성의 활성화를 위한 단백질 공급원으로 젤라틴을 가수분해 처리하여 아미노산 및 펩타이드 형태로 이를 공급한다. 젤라틴은 기본적으로 선상 펩타이드 결합을 이루는 단백질의 일종으로 섬유소 단백질인 콜라겐 성분을 화학적 열처리를 통하여 일부 가수분해시켜 만든 성분이다. 젤라틴의 제조는 육가공산업의 부산물로 발생되는 뼈나 가죽으로부터 콜라겐을 분리하여 제조된다. 이렇게 얻어진 콜라겐은 불용성이므로 산 처리(type A - acid processed)나 알칼리 처리(type B - basic processed)를 통하여 수용성 성분으로 전환시킨다. 젤라틴의 약 1/3이 글리신(Glycine)으로, 약 22%의 프롤린(Proline)과 하이드록시프롤린, 나머지 45%는 17종의 아미노산들로 구성되어 있다. 산성 아미노산류(lutamic acid와 asparatic acid)의 약 1/3은 아미노형태로서 글루타민과 아스파라긴으로 존재하며 다만 트립토판은 존재하지 않지만 단백질을 공급원으로서 많은 작용을 할 수 있으며, 수정을 돕는다는 것에 관한 연구 결과도 일부 나와 있다. 또한 본 발명은 효소처리스테비아를 사용하여 식물체 내의 당유인을 유도하는 효과를 볼 수 있다. 스테비아 잎에는 감미 물질인 스테비오사이드, 레바우디오사이등 등이 함유되어 있으며, 이 성분은 설탕의 200 내지 300 배로 감미도가 높으며, 칼로리는 그에 비해 설탕의 90분의 1로 낮으며, 강력한 항산화작용으로 악성 활성산소를 억제하는 효과가 있다고 알려져 있다. 또한 스테비아는 농약이나 다이옥신을 제대로 분해하여 원래의 자연적인 논과 밭으로 돌릴 수 있으며, 농축액과 분말 모두가 이용되어 각종 야채 등의 당도를 증가시키고 수확량을 증가시키며 보존기간 향상을 이룰 수 있다는 것이 알려져 있다. 스테비아 잎과 줄기를 천연 그대로 분쇄, 추출, 발효, 숙성하여 발효스테비아를 만들어 농축액을 사용한다. 스테비아 농축액은 한국스테비아(주)의 스테비아발효농축액을 사용하는 것도 편리하다. 스테비아는 농약이나 다이옥신을 제대로 분해하여 원래의 자연적인 논과 밭으로 돌릴 수 있으며, 농축액과 분말 모두가 이용되어 각종 야채 등의 당도를 증가시키고 수확량을 증가시키며 보존기간 향상을 이룰 수 있다는 것이 알려져 있다.

이하, 본 발명의 내용을 보다 상세하게 설명하기 위해 바람직한 실시예와 실험예를 제시한다. 하기 실시예 및 실험예는 본 발명에 대한 일 실시 태양일 뿐, 하기 서술되는 방법에 의해 본 발명이 제한되는 것은 아니다.

<실시예 1>

물 100 중량부에 대하여 미세 분말화한 볏짚 10 중량부, 벤토나이트 10 중량부를 넣고 교반하여 분산시켰다. 그리고, 포도씨유 10 중량부, 계피 추출물 2 중량부를 더 첨가하고 교반하여 이를 함침시켰다. 양성전분 10 중량부, 카라기난 5 중량부를 더 첨가하고 교반하여 코팅액을 만들었다. 코팅액을 크라프트지의 양면에 도포하여 멀칭지를 제조하였다.

<실시예 2>

실시예 1에서 미세 분말화한 볏짚을 제외하고 실시하였다.

<실시예 3>

실시예 2에서 벤토나이트를 제외하고 실시하였다.

<실시예 4>

실시예 1에서 포도씨유를 제외하고 실시하였다.

<실시예 5>

실시예 1에서 계피 추출물을 제외하고 실시하였다.

<실시예 6>

실시예 1에서 양성전분과 카라기난을 제외하고 실시하였다.

<공기투과성 분석>

멀칭용지의 공기투과성은 일반적으로 적용되는 Gurley 타입의 측정법을 적용하여 평가하였다. 본 측정법에서는 일정량의 공기가 시험편을 통과하는데 소요되는 시간을 측정하여 공기 투과성을 평가하는데 실제 1.22kPa의 압력차에 의해서 종이 시편 면적 6.45 cm²으로 공기가 부과되는 시간을 평가한다.

공기 투과성은 실시예 4와 같이 건성유를 포함하지 않은 형태가 가장 좋은 결과를 보여주었다. 그러나, 실시예 1과 같은 경우에는 충분한 공기 투과성이 발휘되었는데, 벤토나이트와 다공성이 있는 초본계 농산물 분말이 함께 사용됨으로써, 공기투과성이 개선된 것으로 파악된다. 실시예 2와 실시예 3을 대비하였을 때 실시예 2가 더 나은 것으로 보아 수팽윤성 나노점토와 초본계 농산물이 함께 사용되는 것이 바람직한 것으로 파악된다.

<보수성 평가>

증류수에 1시간 동안 각각의 시료를 침지한 후 24시간 지퍼백 안에 밀봉 보관하여 각 시료의 수분함량을 균일하게 조정하였고, 이를 건조시키면서 시간에 따른 수분손실율을 측정하여 보수성을 평가하였다. 자동 함수율 측정기를 사용하여 각각의 시료를 온도 40℃로 일정하게 온도를 유지시키면서 시간에 따른 함수률 변화를 분석하여 시간에 따른 멀칭 용지의 건조속도 변화를 비교 평가하여 상대적 보수성 차이를 비교 분석하였다.

벤토나이트가 제외된 실시예 3의 경우 상대적으로 낮은 보수성을 보여주었으며, 또한, 포도씨유를 제외한 실시예 4의 경우도 상대적으로 낮은 보수성을 보여주었다. 벤토나이트가 보수성에 기여하는 것으로 파악되며, 포도씨유를 함유하였음에도 벤토나이트와 볏짚이 모두 들어간 실시예 1은 상대적으로 충분한 보수성을 보여주었다.

<보온성 평가>

멀칭지의 보온성을 파악하기 위해서 멀칭지 밑면에 열을 주어 윗면에 전달되는 열을 측정하였다. 주변의 일정한 온도를 유지하기 위하여 항온항습실 안에서 실험을 하였으며, 히팅보드 위에 시료를 올리고 윗면에 온도 측정기의 센서를 부착하여 10초 단위로 온도를 측정하여 열전달 속도와 최고 유지온도를 분석하였다. 히팅 보드의 온도는 100℃로 하였으며 초기 온도는 21℃정도에서 시작하여 측정하였다.

실시예 6은 보온성이 다소 낮게 나타났다. 의도하지 않았으나, 카라기난과 양성전분은 보온성에 영향을 미치는 것으로 보인다. 전체적으로는 실시예 1이 가장 좋은 것으로 나타났다.

<병충해 평가>

여지 확산법을 이용하여 화랑곡 나방 유충의 기피효과를 테스트하였다. 뚜껑이 달린 페트리 접시 내에서 화랑곡 나방 시험대상에 0.05g의 먹이를 투입, 멀칭지로 덮고 멀칭지 위에 3령 유충 4마리를 투입한 후 항온기(28℃, RH 60-70%)에 보관하면서 7일 간 천공여부를 조사하였다. 방충성분이 포함되지 않은 실시예 5의 경우 천공율이 95 % 이상이었으나, 실시예 1, 실시예 6 은 30 % 대로 유의미한 정도로 천공율이 낮아졌다. 실시예 3의 경우에도 방충성이 좋지 않았는데, 수팽윤성 점토와 초본계 농산물 건조 분말이 포함되지 않아 방충성분이 쉽게 이탈한 것으로 평가된다.

<강도 평가>

멀칭지의 기본적인 물성변화, 즉 구조적 특성은 인장강도(TAPPI Standard T231 cm-85), 습윤인장강도(T456 om-87)로 평가하였다.

포도씨유가 제외된 실시예 4의 경우 습윤인장강도가 다소 낮게 나타난 것으로 보아 크라프트지의 코팅이 강도에 영향을 미치는 것으로 보인다. 또한, 실시예 3의 경우에도 강도가 낮게 나오는데, 이는 포도씨유가 제대로 분산되지 않은 것으로 보인다. 실시예 1과 실시예 6을 대비할 때, 실시예 6이 상대적으로 낮은 인장강도를 보여주는 것으로 보아, 양성전분과 카라기난은 강도 강화에 영향을 미치는 요소로 파악된다.

<소결>

전체적으로 실시예 1가 여러가지 평가항목에서 종합적으로 우수한 성능을 보여주었다. 일반 크라프트지에 대하여도 상기 항목을 평가하였는데, 공기 투과성 등은 우수하나, 강도가 약해 사용하기가 바람직하지 않은 것으로 보인다. 초본계 농산물과 수팽윤성 점토의 사용은 포도씨유의 사용으로 코팅막을 형성함에도 불구하고 통기성을 좋게 하며, 또한 이들의 사용으로 방충성 오일이 안정적으로 유지될 수 있는 것으로 보인다. 양성전분과 카라기난은 크라프트지의 강도를 더욱 보강하는 역할을 충분히 하는 것으로 보인다. 포도씨유는 담수된 상태에서도 크라프트지가 안정성을 유지하는데 도움을 주고 있는데, 수팽윤성 나노점토와 볏짚등의 사용과 함께 이루어질 때 보다 안정적임을 확인하였다. 전체적으로 실시예 1과 같은 다소 복잡한 조합이지만 각각이 유기적으로 결합하여 특유의 효과를 보여주는 것으로 생각된다.

Claims

크라프트지에 코팅액을 도포하여 멀칭지를 제조하는 방법에 있어서,
상기 코팅액의 제조는,
ⅰ) 물 100 중량부에 대하여, 초본계 농산물 건조 분말 5 내지 20 중량부, 수팽윤성 나노점토 5 내지 20 중량부를 넣고 교반하여 분산시키는 단계;
ⅱ) 식물성 건성유 5 내지 15 중량부, 천연 방충성 오일 2 내지 10 중량부를 더 첨가하고 교반하여, 상기 초본계 농산물 건조 분말 또는 수팽윤성 나노점토에 함침시키는 단계;
ⅲ) 양성전분 2 내지 15 중량부, 분말상 홍조류 추출물 2 내지 10 중량부를 더 첨가하고 교반하여 혼합시키는 단계;를 포함하여 이루어지고,
상기 코팅액을 크라프트지에 도포하여 코팅함으로써 제조되는 것을 특징으로 하는 멀칭지의 제조방법.
제 1항에 있어서,
상기 초본계 농산물 건조 분말은 볏짚, 옥수수대, 보리대 및 겨로 이루어진 군으로부터 일 이상 선택되어 볼밀로 1차 분쇄하고 150 내지 200 메쉬로 통과시킨 후 에어제트밀로 분쇄한 것을 사용하고, 상기 수팽창성 나노점토는 벤토나이트 및 헥토라이트로 이루어진 군으로부터 일 이상 선택되어 사용되며, 상기 식물성 건성유는 아마인유, 해바라기유, 홍화유, 대두유, 포도씨유, 호두유, 달맞이꽃유, 겨자유, 및 삼실유로 이루어진 군으로부터 일 이상 선택되어 사용되며, 상기 분말상 홍조류 추출물은 카라기난인 것을 특징으로 하는 멀칭지의 제조방법.
제 1항에 있어서,
상기 코팅액은, 물 100 중량부에 대하여, 키토산 1 내지 5 중량부, 굴패각 분말 1 내지 5 중량부, 감초 열수 추출물 0.5 내지 2 중량부, 젤라틴 수용액 5 내지 15 중량부, 발효스테비아액 5 내지 15 중량부를 더 포함하여 교반되는 것을 특징으로 하는 멀칭지의 제조방법.
제 1항 내지 제 3항 중의 어느 한 항에 의한 방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 멀칭지.