KR20180043211A - 식물 에틸렌 반응을 억제하는 데에 사용하는 적층 및 그 제조방법 - Google Patents

식물 에틸렌 반응을 억제하는 데에 사용하는 적층 및 그 제조방법 Download PDF

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윌리엄 티. 에이치. 창
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Abstract

본 발명은 식물 에틸렌 반응을 억제하는 데에 사용하는 적층 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 적어도 한 층의 고분자 중합체 조성물 및 적어도 한 층의 종이 기재를 포함하고, 여기에서 상기 고분자 중합체 조성물은 식물 에틸렌 반응 결합 위치를 차단하는 약제, 난용성 또는 불용성의 용제 및 상기 용제와 물에 용해되는 고분자 중합체 또는 공중합체를 포함한다. 또한, 본 발명은 상기 종이 기재 적층의 제조방법 및 식물 에틸렌 반응을 억제하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에서는 또한,식물 에틸렌 반응을 억제하는 알루미늄 포일 적층 또는 골판지 적층에 관하여 제공하는데, 적어도 한 층의 고분자 중합체 조성물 및 적어도 한 층의 알루미늄 포일 또는 골판지를 포함하고, 여기에서 상기 고분자 중합체 조성물은 식물 에틸렌 반응 결합 위치를 차단하는 약제, 난용성 또는 불용성의 용제, 및 상기 용제와 물에 용해되는 고분자 중합체 또는 공중합체를 포함한다.

Description

식물 에틸렌 반응을 억제하는 데에 사용하는 적층 및 그 제조방법{A laminate for inhibiting an ethylene response in plants and a method for preparing the same}
본 발명은 식물 에틸렌 반응을 억제하는 데에 사용하는 적층 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 한 층의 고분자 중합체 조성물을 포함하고 식물 에틸렌 반응 결합 위치를 차단하는 약제를 가지고 있다. 더욱 상세하게 본 발명은 종이 기재 적층, 상기 종이 기재 적층을 제조하는 방법 및 본 발명의 적층을 사용하여 식물 에틸렌 반응을 억제하는 방법에 관한 것이다.
사이클로프로펜(cyclopropene)류 화합물 1-MCP(1-MethylCycloPropene)는 상당히 효과적인 에틸렌 수용체 억제제로서, 에틸렌 수용체와 우선 결합하는 방식을 통하여 비가역적으로 에틸렌 수용체에 작용하여 내인성 에틸렌과 외인성 에틸렌이 에틸렌 수용체와 결합하는 것을 차단함으로써, 화훼, 과채류 등 원예작물 후숙(after-ripening) 또는 노화의 일련의 생리화학반응을 억제하여 화훼와 과채류 등 식품을 신선하게 저장 및 운송할 수 있도록 해 준다.
1-MCP는 상당히 활발한 알켄으로서 끓는점이 약 10℃이며 상온에서 기체 상태로 존재한다. 현장에서 훈증(fumigation) 방식으로 작업을 진행하며, 사전에 1-MCP 기체의 양을 측정한 후 다시 밀폐된 공간에 두고 작용을 일으키게 만들기 때문에 사용하기가 상당히 편리하다. 1-MCP의 사용 편의성과 저장 기간의 안정성을 더욱 향상시키기 위하여, 미국 특허출원 6017849호에서는 운반체로 1-MCP를 패키징하는 방법을 제안하였는데, 예를 들어 α-사이클로덱스트린(α-cyclodextrin)의 운반체는 1-MCP 기체의 반응성 및 불안정성을 안정시키는 데에 사용할 수 있다.
사이클로덱스트린은 고리 모양의 올리고당으로 특수한 원주 모양 구조를 가지고 있다. 글루코스 단분자는 극성 히드록시기를 가지고 있고 원주 구조의 표면에 위치하며 사이클로덱스트린의 외부는 친수성을 띤다. 상대적으로 상기 원주 모양의 내부 홀은 비(非)극성에 속하고 친유성을 가지고 있기 때문에 사이클로덱스트린의 내부 홀은 기타 분자와 복합물을 형성할 수 있고, 일정한 조건 하에서 이를 방출할 수도 있다. 최근 몇 년 동안 사이클로덱스트린은 이미 식품, 제약, 화학공업, 농업 및 환경 엔지니어링 등 분야에 광범위하게 활용되고 있으며, 현재 6개, 7개, 8개 또는 9개의 글루코스 단위에서 α-1,4 사슬 고리 모양을 통하여 연결하는 결정체가 있다. 이는 각각 α, β, γ 또는 δ-사이클로덱스트린(α-Cyclodextrin, β-Cyclodextrin, γ-Cyclodextrin, δ-Cyclodextrin)이라고 부른다.
고체상 1-MCP 기술은 주로 사이클로덱스트린을 사용하여 1-MCP 기체를 고정화하고 분말을 물 또는 완충용액과 혼합한 후 1-MCP 기체를 바로 방출하는데, 이는 1-MCP의 활용 범위를 더욱 확장시켜 줄 수 있다. 현장에서 사용할 경우 물 또는 완충용액만 첨가하면 기체 운송으로 인한 불편함을 해소하여 현장 작업자의 업무를 덜어줄 수 있으며, 저장, 운송, 사용 또는 상기 기체를 식물까지 수송하기에 편리할 뿐만 아니라 안전하기까지 하다. 사이클로덱스트린으로 1-MCP 기체를 고정화시키는 기술은 이미 성공적으로 상품화되었으며, 1999년 미국 EPA(Environmental Protection Agency)의 판매 승인을 획득하였다.
그러나 고체 분말 상품은 사용에 있어서 기체 상품보다 편리하기는 하나 활용 측면에서 제한적이고 많은 단점을 가지고 있어 일반인들이 사용하기에는 여전히 부족한 면이 있기 때문에 1-MCP의 후속적인 상업적 활용을 위하여 다양한 제제(formulation)의 1-MCP를 개발할 필요가 있다. PCT WO 02/24171 A1호 특허출원은 분말형 관련 혼합 과정에 존재하는 결점을 줄일 수 있는 발포식 정제 제제에 관한 것이다. 상기 정제형 제품은 측량이 비교적 쉽고 분말형 제제로는 불가능한 방출 메커니즘 통제가 가능하다. 분말형 제품과 비교할 때 일반 소비자, 플로리스트 및 도매업체들에게 상기 정제는 사용하기가 비교적 편리하다. 그러나 1-MCP의 발포식 정제형 제품은 활용 측면에서 여전히 제한적이다. 통상적으로 순환 공기가 있어야 1-MCP 기체가 균일하게 분포되기 때문에 만약 1-MCP가 대기환경 중에서 농도가 불균일할 경우 식물의 성숙 반응이 불균일해지기 쉽다. 따라서 순환 공기를 필드에서 사용하는 것은 쉽지 않아 상기 상업적 활용 효과가 저해되는 결과가 초래된다.
대만 특허출원 I265005호는 부직포 기반의 적층에 관한 것으로서, 1-MCP와 열가소성 중합체 등의 조성물을 부직포 또는 기타 적층체 사이에 위치시키고, 열가소성 중합체의 접합 작용을 통하여 1-MCP를 적층체에 고정시키면서 동시에 접합 적층체로 사용하는 것에 관한 것이다. 그러나 제조 측면에 있어서 1-MCP 분말을 열가소성 분말 조성물과 혼합한 후 다시 부직포 상에 분사할 경우, 1-MCP 분포가 불균일하여 제품의 1-MCP 방출 농도가 불균일해지는 문제가 쉽게 발생한다.
본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 종래의 식물 에틸렌 반응을 억제하는 다양한 유형의 제제에 존재하는 사용상의 불편, 분포 불균일 및 활용 제한 등의 문제를 해결하는 것으로서, 신선도를 유지하는 접합 종이 제조방법을 제안하고 이를 저장 및 운송에 활용하여 우수한 신선도 유지 효과를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 에틸렌 반응을 억제하는 데에 사용하는 종이 기재 적층을 제안하며, 여기에는 적어도 한 층의 고분자 중합체 조성물 및 적어도 한 층의 종이 기재를 포함하고, 여기에서 상기 고분자 중합체 조성물은 식물 에틸렌 반응 결합 위치를 차단하는 약제, 난용성 또는 불용성 용제 및 상기 용제와 물에 용해될 수 있는 고분자 중합체 또는 공중합체를 포함한다. 상기 조성물은 물과의 작용을 거쳐 식물 에틸렌 반응 결합 위치를 차단하는 약제의 방출을 조절함으로써 화훼, 과채류 등 식품의 신선한 저장 및 운송을 가능케 한다.
상기 적층에 있어서 바람직하게는, 상기 식물 에틸렌 반응 결합 위치를 차단하는 약제는 사이클로프로펜(cyclopropene), 1-MCP(1-MethylCycloPropene), 메틸렌사이클로프로펜(methylenecyclopropene), 3,3-디메일사이클로프로펜(3,3-dimethylcyclopropene), 디아조시클로펜타디엔(diazocyclopentadiene), 트랜스-사이클로옥텐(trans-cyclooctene), 시스-사이클로옥텐(cis-cyclooctene), 2,5-노르보르나딘(2,5-norbornadiene), 상기 유도체 및 상기 혼합물로 구성된 군에서 선택한다.
상기 적층에 있어서 바람직하게는, 상기 식물 에틸렌 반응 결합 위치를 차단하는 약제는 1-MCP이다.
상기 적층에 있어서 바람직하게는, 상기 고분자 중합체 또는 공중합체는 고체상의 비닐피롤리돈(vinylpyrrolidone) 중합체에서 선택하고, 이는 N-비닐-2-피롤리돈(N-vinyl-2-pyrrolidone)으로 중합 반응을 일으켜 생성한 고분자 화합물인 폴리비닐피롤리돈(polyvinylpyrrolidone)으로 구성된 군에서 선택한다.
상기 적층에 있어서 바람직하게는, 상기 고분자 중합체 또는 공중합체와 식물 에틸렌 반응 결합 위치를 차단하는 약제의 중량비는 30:1 내지 1:1 사이로 한다.
상기 적층에 있어서 바람직하게는, 상기 난용성 또는 불용성 용제는 물, 에탄올, 염소 및 에테르를 제외한 유기용제로 구성된 군에서 선택하고, 상기 에테르를 제외한 유기용제는 메탄올(methanol), 헥산올(hexanol), 디클로로메탄(dichloromethane), 클로로포름(chloroform), 벤젠(benzene)이다.
상기 적층에 있어서 더 바람직하게는 정제형 및/또는 분말형의 충전제를 포함하고, 상기 충전제는 항균제, 중합체 흡수제, 키토산(chitosan), 덱스트린(dextrin), 점토 및 몬모릴로나이트(montmorillonite) 중 하나 또는 여러 종류를 조합한 것을 포함하나 이에만 한정되지 않는다. 상기 충전제의 첨가물은 수요에 따라 적절한 범위 내에서 조절 가능하다.
상기 적층에 있어서 바람직하게는, 상기 식물 에틸렌 반응 결합 위치를 차단하는 약제는 기체 형식으로 방출되는데, 즉 상기 약제는 물과 작용할 때 기체 형식으로 방출할 수 있는 약제이다.
상기 적층은 하나의 다층 구조로서, 바람직하게는 식물 에틸렌 반응 결합 위치를 차단하는 약제를 방출하는 고분자 중합체 조성물층과 종이 기재층이 다층 구조에서 교차로 배치된다.
상기 적층은 더 바람직하게는 하나의 습기 반투막을 포함하고, 상기 습기 반투막은 상기 적층의 최외층에 위치한다.
상기 적층에 있어서 바람직하게는, 상기 습기 반투막은 에틸 카바메이트(ethyl carbamate), 폴리아미드(polyamide), 폴리에스테르(polyester), 나일론 및 혼합물로 구성된 군에서 선택한다.
상기 적층에 있어서 바람직하게는, 상기 종이 기재는 아트지 또는 무광택 아트지이다.
본 발명은 식물 에틸렌 반응을 억제하는 데에 사용하는 종이 기재 적층의 제조방법에 관한 것으로서, 상기 방법은 다음과 같은 단계를 포함한다. 즉, 고분자 중합체 조성물층을 하나의 종이 기재층에 결합하고, 여기에서 채택하는 고분자 중합체 조성물은 식물 에틸렌 반응 결합 위치를 차단하는 약제 및 고분자 중합체 또는 공중합체를 포함한다.
본 발명의 구체적인 실시예에 있어서, 바람직하게 상기 식물 에틸렌 반응을 억제하는 데에 사용하는 종이 기재 적층의 제조방법은 구체적으로,
식물 에틸렌 반응 결합 위치를 차단하는 약제, 난용성 또는 불용성의 용제, 고분자 중합체 또는 공중합체를 혼합하여 액체 조성물을 획득하는 단계;
상기 액체 조성물을 기재 표면에 도포 또는 분사하고, 상기 액체 조성물의 첨가량이 바람직하게는 20 내지 120g/m2이고, 더욱 바람직하게는 40g/m2인 단계:
건조하여 상기 식물 에틸렌 반응을 억제하는 데에 사용하는 종이 기재 적층을 획득하는 단계를 포함한다.
상기 제조방법에 있어서 바람직하게는, 상기 난용성 또는 불용성의 용제는 물, 에탄올, 염소 및 에테르를 제외한 유기용제로 구성된 군에서 선택하고, 상기 에테르를 제외한 유기용제는 메탄올, 헥산올, 디클로로메탄, 클로로포름, 벤젠이다.
상기 제조방법에 있어서 바람직하게는, 상기 첨가하는 난용성 또는 불용성 용제의 양은 액체 조성물 총 질량의 50% 이상을 차지한다.
또한 본 발명은 식물 에틸렌 반응 억제 방법에 관한 것으로서, 상기 방법은 상기 식물 에틸렌 반응을 억제하는 데에 사용하는 종이 기재 적층을 포함한다.
또한 본 발명은 식물 에틸렌 반응을 억제하는 데에 사용하는 알루미늄 포일 적층의 제조방법에 관한 것으로서, 상기 적층은 적어도 한 층의 고분자 중합체 조성물층 및 적어도 한 층의 알루미늄 포일을 포함하고, 채택하는 고분자 중합체 조성물은 식물 에틸렌 반응 결합 위치를 차단하는 약제 및 고분자 중합체 또는 공중합체를 포함한다.
또한 본 발명은 식물 에틸렌 반응을 억제하는 데에 사용하는 골판지 적층의 제조방법에 관한 것으로서, 상기 적층은 적어도 한 층의 고분자 중합체 조성물층 및 적어도 한 층의 골판지를 포함하고, 채택하는 고분자 중합체 조성물은 식물 에틸렌 반응 결합 위치를 차단하는 약제 및 고분자 중합체 또는 공중합체를 포함한다.
본 발명은 완전히 새로운 개념을 기반으로 1-MCP를 사이클로덱스트린으로 코팅한 후 상기 용제와 수중의 고분자 중합체에 용해하여 종기 기재에 도포함으로써, 부직포 적층에서 1-MCP 분말이 불균일하게 분포하는 문제를 해결하며, 1-MCP를 식물에 균일하게 전달하여 에틸렌 반응을 억제할 수 있을 뿐만 아니라, 발포식 정제와 부직포 적층과 비교할 때 본 발명의 새로운 적층은 사용자가 활용하기에 편리하다. 또한, 고분자 조성물의 종류와 비율을 조절하여 상기 흡수성을 제어할 수 있으며, 식물 수확 후의 신선도 유지 측면에서 본 발명 이전에 달성할 수 없었던 중대한 성과를 이루어냈다.
사이클로덱스트린은 종래의 식물 에틸렌 반응 결합 위치를 차단하는 화학 기체 고정화에 있어서 최고의 운반체로서, 종래에 이미 알려져 응용되고 있는 여러 종류의 제형은 모두 사이클로덱스트린으로 식물 에틸렌 반응 결합 위치를 차단하는 약제의 분말 조성물을 도포하여 바로 후속 가공을 진행하는데, 예를 들어 분말을 작은 패키지로 분할 포장하거나, 분말을 정제 형태로 가공하거나, 분말을 기재에 분사하는 등의 방법이 있다.
분말을 바로 가공할 때 발생하는 불균일 문제를 해결하기 위하여 본 발명에서는 고분자 중합체를 제안하는데, 이는 사이클로덱스트린이 식물 에틸렌 반응 결합 위치를 차단하는 약제를 도포하여 안정성이 높은 장점을 갖추고 있으며, 후속 가공의 균일성도 향상시켜 분말 설비와 환경의 제약을 극복하는 동시에 제품을 현장에서 사용할 때 사이클로덱스트린이 식물 에틸렌 반응 결합 위치를 차단하는 약제를 효과적으로 도포할 수 있도록 해 준다.
본 발명의 새로운 종이 기재 적층은 식물 에틸렌 반응 결합 위치를 차단할 수 있는 에틸렌 억제제를 제공함으로써 사용 시 우수한 편의성과 유연성을 제공하는 장점을 가지고 있다. 본 발명의 새로운 종이 기재 적층은 분말형 혼합 과정에서 나타나는 단점 및 부직포 적층에서 에틸렌 억제제 분말이 균일하게 분포되지 않는 문제를 해결하여 준다. 현장에서 사용할 경우 종이 기재를 접착 재료에 도포할 수도 있고 도안 및 생산판매이력을 추적하는 2차원 바코드를 인쇄하기 편리한데, 정제는 상기 기능을 갖추지 못한다. 부직포 재질은 비교적 부드러워 과일, 채소, 화훼 포장 상에 부착하기 어려우므로 상기와 같은 기능은 본 발명의 장점이라 할 수 있다.
본 발명의 기술특징, 목적, 유익한 효과에 대한 보다 명확한 이해를 돕기 위하여 아래에서는 본 발명의 기술방안에 대하여 상세하게 설명하고자 하나, 이는 본 발명의 실시 가능한 범위를 제한하지 않는다.
본 발명은 종이 기재 적층에 관한 것으로서, 적어도 한 층의 종이 기재 및 적어도 한 층의 고분자 중합체 조성물을 포함하고, 여기에서 고분자 중합체 조성물은 사이클로덱스트린이 도포하는 식물 에틸렌 반응 결합 위치를 차단하는 약제, 사이클로덱스트린 난용성 또는 불용성의 용제, 및 상기 용제와 물에 용해될 수 있는 고분자 중합체 또는 공중합체를 포함한다.
본 발명에 있어서 식물은 일반적으로 목본 식물 이외에 생장 중인, 이미 수확한 또는 막 수확한 농작물, 분재, 절화(cut flower), 채소, 과일 또는 관상 식물도 포함한다.
본 발명의 종이 기재 적층 처리를 하여 에틸렌 반응을 억제한 식물은 반드시 식물 독성이 없는 양 처리를 받아야 한다. 상기 식물 독성의 양은 식물뿐만이 아니라 재배 식물 품종에 따라 달라진다.
본 발명에 있어서 미국 특허 5518988호 및 3879188호에서 공개한 바와 같이 수많은 에틸렌 반응을 예방할 수 있다. 에틸렌 반응은 내인성 또는 외인성 에틸렌에서 시작될 수 있다. 에틸렌 반응은 예를 들어 화훼, 과일 및 채소 등의 성숙 및/또는 노화; 잎, 꽃과 과실의 탈락; 분재, 절화, 관목과 휴면 유묘와 같은 관상 식물의 성숙 및/또는 수명의 단축; 완두와 같은 일부 식물의 생장 억제; 벼와 같은 일부 식물의 생장 자극을 포함한다.
본 발명에 있어서 식물 에틸렌 반응 결합 위치를 차단하는 약제는 식물 에틸렌 반응을 억제하는 데에 자주 사용하는 모든 화합물을 포함하며, 여기에는 예를 들어 사이클로프로펜(cyclopropene), 1-MCP(1-MethylCycloPropene), 3-메틸사이클로프로펜(3-methylcyclopropene), 3,3-디메일사이클로프로펜(3,3-dimethylcyclopropene), 메틸렌사이클로프로펜(methylenecyclopropene), 디아조시클로펜타디엔(diazocyclopentadiene), 트랜스-사이클로옥텐(trans-cyclooctene), 시스-사이클로옥텐(cis-cyclooctene), 2,5-노르보르나딘(2,5-norbornadiene), 상기 유도체 및 상기 혼합물이 있으나 이에만 한정되지 않는다. 본 명세서에는 미국 특허 3879188호, 5100462호, 5518988호 및 시슬러(Sisler) 등(Plant Growth Reg. 9, 157-164, 1990)이 제안한 방식과 관련된 선행 기술을 편입하였다. 식물 에틸렌 결합 위치를 차단하는 약제는 바람직하게는 1-MCP이다.
수많은 고분자 중합체 또는 공중합체는 모두 본 발명에서 적절하게 활용되었으며, 여기에는 고체상의 비닐피롤리돈(vinylpyrrolidone)을 포함하나 이에만 한정되지 않고, 가장 자주 사용되는 N-비닐-2-피롤리돈(N-vinyl-2-pyrrolidone) 중합 반응으로 생성된 고분자 화합물 폴리비닐피롤리돈(Polyvinylpyrrolidone, PVP)을 포함한다. PVP는 고흡습성의 백색 분말로서, 수용성이 우수하고 냄새가 없거나 약간의 냄새가 나며, 물, 에탄올, 클로로포름과 다수 유기용제에 용해되나 에테르에는 용해되지 않는다. 평균분자량 크기에 의거하여 PVP를 4레벨로 나누어 K값으로 표시할 수 있다. K값이 클수록 점도가 크고 접합연결성이 강하다. PVP는 독성이 비교적 적기 때문에 물과 대부분의 유기용제에 용해될 수 있으므로 식품 정화제와 안정제, 점착부여제와 분산제 등으로 이미 광범위하게 사용되고 있다.
본 발명의 고분자 중합체 조성물은 종류와 비율을 조절하여 흡수성을 제어할 수 있고, 상기 조성물은 물과의 작용을 거쳐 식물 에틸렌 반응 결합 위치를 차단하는 약제의 방출을 조절하는 데에 사용할 수 있다.
본 발명의 열가소성 조성물은 전통적인 정제형 또는 분말형 충전제를 한층 더 포함할 수 있고, 적합한 충전제는 항균제, 덱스트린(dextrin), 키토산(chitosan), 중합체 흡수제, 점토 및 몬모릴로나이트(montmorillonite)를 포함하나 이에만 한정되지 않는다.
본 발명의 새로운 종이 기재 적층은 식물 에틸렌 반응 결합 위치를 차단할 수 있는 에틸렌 억제제를 제공함으로써 사용 시 우수한 편의성과 유연성을 제공하는 장점을 가지고 있다. 본 발명의 새로운 종이 기재 적층은 분말형 혼합 과정에서 나타나는 단점 및 부직포 적층에서 에틸렌 억제제 분말이 균일하게 분포되지 않는 문제를 해결하여 준다. 현장에서 사용할 경우 종이 기재를 접착 재료에 도포할 수도 있고 도안 및 생산판매이력을 추적하는 2차원 바코드를 인쇄하기 편리한데, 정제는 상기 기능을 갖추지 못한다. 부직포 재질은 비교적 부드러워 과일, 채소, 화훼 포장 상에 부착하기 어려우므로 상기와 같은 기능은 본 발명의 장점이라 할 수 있다.
고분자 적층을 종기 기재에 결합하는 방법은 이미 사람들에게 광범위하게 알려져 있다. 그러나 지금까지 상기 개념을 농산품 수확 후 저장하는 기술 분야에 활용한 사람은 없다. 일반적으로 말하자면, 모든 방법이 본 발명의 종이 기재 적층 제조에 사용될 수 있으며, 통합형식으로 상기 적층을 형성하는 방법은 특별한 제한이 없다.
본 발명의 종이 기재 적층은 별도의 습기 반투막을 포함하여 농산품에서 방출되는 습기를 조절하는 데에 사용할 수 있다. 실시예에 있어서, 습기 반투막은 실제 사용 시 적층 맞은편의 농산품을 저장하는 최외층에 위치한다. 전형적인 습기 반투막은 에틸 카바메이트(ethyl carbamate), 폴리에스테르, 폴리아미드와 나일론 및 상기 유형의 친수성 중합체 혼합물을 포함하나 이에만 한정되지 않는다.
본 발명은 또한, 본 발명의 종이 기재 적층을 사용하여 식물 에틸렌 반응을 억제하는 방법 제공한다. 예를 들어 본 발명의 새로운 종이 기재 적층을 적당한 크기로 절단하여 용기에 저장하는 채소, 과일 또는 화훼에 덮개 시트로 사용하거나 또는 상기 종이 기재 적층의 가장자리를 서로 접합하거나 비닐봉지와 접합하여 백 형태로 만들어 과채류와 화훼를 저장할 수도 있다. 상기 용기 또는 커프(cuff) 내에서 식물에서 증발된 습기는 에틸렌 억제제를 기체 형태로 만들어 본 발명의 종이 기재 적층에서 방출되도록 할 수 있다.
본 발명에 있어서 종이 기재 적층은 하나의 다층 구조로 연장할 수 있고, 여기에는 한 층 이상의 식물 에틸렌 반응 결합 위치를 차단하는 약제를 방출할 수 있는 고분자 중합체 조성물층 및 한 층 이상의 종이 기재를 포함한다. 다층 구조의 층간 순서 및 배치는 실제 사용 상황에 따라 결정된다.
본 발명의 또 다른 관점에 있어서, 종이 기재 적층의 개념은 골판지, 알루미늄 포일 또는 기타 적절한 기질 재료 또는 임의 기타 조합의 적층을 활용할 수 있다. 알루미늄 포일층 또는 골판지는 본 발명이 속한 기술 분야의 당업자가 알고 있는 방법을 통하여 고분자 중합체 또는 공중합체 및 식물 에틸렌 반응 결합 위치를 차단하는 약제의 고분자 중합체 조성물과 결합하며, 여기에는 적층 종이-알루미늄 포일-플라스틱 필름, 적층 왁스-종이-알루미늄 포일-플라스틱 필름, 적층 플라스틱 필름-알루미늄 포일-플라스틱 필름 등을 포함하나 이에만 한정되지 않는다.
따라서, 본 발명은 또한, 식물 에틸렌 반응 억제에 사용되는 골판지 적층에 관하여 제공하는데, 여기에는 적어도 한 층의 고분자 중합체 조성물 및 적어도 한 층의 골판지를 포함하고, 여기에서 상기 고분자 중합체 조성물은 식물 에틸렌 반응 결합 위치를 차단하는 약제 및 고분자 중합체 또는 공중합체를 포함한다.
본 발명은 식물 에틸렌 반응 억제에 사용되는 알루미늄 포일 적층에 관하여 더 제공하는데, 여기에는 적어도 한 층의 고분자 중합체 조성물 및 적어도 한 층의 알루미늄 포일을 포함하고, 여기에서 상기 고분자 중합체 조성물은 식물 에틸렌 반응 결합 위치를 차단하는 약제 및 고분자 중합체 또는 공중합체를 포함한다.
본 발명이 속한 기술 분야의 당업자는 상기 공개한 내용 및 아래 실시예를 통하여 본 발명을 최대한 이용할 수 있다. 아래 실시예는 본 발명이 속한 기술 분야의 당업자가 본 발명의 방법을 활용하는 방법을 더욱 상세하게 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 보호범위를 제한하지 않는다.
실시예 1 제조방법
아래와 같이 구성된 폴리비닐피롤리돈(PVP) 및 1-MCP 분말 혼합물을 종이층 재료에 적층한다.
2.75% 폴리비닐피롤리돈(PVP) VA64;
8.24% 폴리비닐피롤리돈(PVP) K90;
3.75% 1-MCP(AnsiPfrom Lytone Enterprise, Inc. Taipei, Taiwan, PRC);
61.4% 에탄올;
23.72% 옥수수 전분
각 성분을 비율, 중량에 따라 균일하게 혼합하면 1-MCP를 함유한 액체 조성물을 제조할 수 있다. 액체 조성물은 코팅 막대(RDS BAR COATER)로 수동 또는 기계 구동 방식을 통해 아트지/무광택 아트지 표면에 도포하거나 상기 아트지/무광택 아트지 기재 작업 구역의 분사 장치를 사용하여 액체 조성물을 상기 아트지/무광택 아트지 기재에 첨가한다. 상기 실시예에 있어서, 상기 1-MCP를 방출할 수 있는 물질은 40g/m2의 양으로 상기 종이 기재에 적층한다. 자연 건조 후 다시 도포 종이를 적절한 크기로 절단하여 1-MCP 방출 상황을 분석한다.
실시예 2 종기 기재 적층에서의 1-MCP 방출
아래 단계의 측정을 통하여 1-MCP를 방출할 수 있는 종이 적층의 1-MCP 방출 특성은 다음과 같다.
5 x 10cm 면적의 적층을 환경이 다른 밀폐 샘플병에 넣은 후 1-MCP를 방출하고, GC로 1-MCP의 방출량을 일정한 시간에 검측한 후 1-MCP의 방출 백분율을 계산한다.
환경이 다른 밀폐 샘플병 제조방법은 다음과 같다. 침지 조건은 검측 종이를 25℃ 순수(pure water)에 완전히 침윤시키고, 25℃ 89.9% RH 조건 하에서 포화 염화바륨 용액을 사용하여 밀폐 샘플병 내부가 89.9% RH 조건에 도달하도록 한다.
표 1은 종이 기재 적층에서의 1-MCP 방출 상황을 나타낸 것이다. 표 1에서 명확하게 알 수 있듯이, 물을 상기 1-MCP를 방출할 수 있는 종이 기재 적층 표면에 첨가하면 두 가지의 방치 조건 하에서 모두 1-MCP를 완전히 방출되도록 할 수 있다.
방치 조건 시간(h) 1-MCP 방출 백분율(%)
침지 1 62
3 80
5 100
7 100
24 100
25oC, 89.9%RH 1 69
3 83
5 100
7 100
24 100
실시예 3 응용
완전한 녹색을 띠는 흑감(Black Persimmon) 토마토로 시험을 진행하며, 본 발명에 있어서 1-MCP를 방출할 수 있는 종이 기재 적층의 표현으로 평가한다. 상기 1-MCP를 방출할 수 있는 종이 기재 적층을 5 x 10cm 크기로 절단한다. 실험에 있어서 실험군 및 대조군은 각각 6개의 흑감 토마토를 사용하여 처리하고, 매회 처리는 모두 실온에서 4.675리터 체적의 밀폐 용기(상대습도는 90 내지 95%)에서 24시간 보관한 후 빠져나간 질량을 관찰한다.
결과에 의하면, 실온 저장 7일째 날에 흑감 토마토 대조군의 외관이 붉어지기 시작했으나 신선도 유지 종이를 접착한 처리군은 붉어지지 않았고, 11일째 날에 흑감 토마토 대조군의 외관은 모두 완전히 붉게 변했으나 신선도 유지 종이 처리를 한 처리군은 녹색에서 붉은 색으로 변하기 시작했다. 상기 결과에서 알 수 있듯이, 신선도 유지 종이를 부착한 과일 시험에서는 1-MCP를 방출하여 흑감 토마토의 후숙(after-ripening)을 연장시키는 효과를 나타내 흑감 토마토의 저장 수명을 약 14일까지 연장시킬 수 있었으나 , 본 발명을 사용하지 않은 제어군은 7 내지 11일에 불과했다.

Claims (18)

  1. 적어도 한 층의 고분자 중합체 조성물 및 적어도 한 층의 종이 기재를 포함하되, 상기 고분자 중합체 조성물은 식물 에틸렌 반응 결합 위치를 차단하는 약제, 사이클로덱스트린이 난용성 또는 불용성인 용제, 및 상기 용제와 물에 용해될 수 있는 고분자 중합체 또는 공중합체를 포함하고,
    상기 고분자 중합체 조성물이 종이 기재 표면에 도포 또는 분사되며.
    상기 고분자 중합체 또는 공중합체와 식물 에틸렌 반응 결합 위치를 차단하는 약제의 중량비는 30:1 내지 1:1이며,
    상기 고분자 중합체 또는 공중합체는 고체상의 비닐피롤리돈(vinylpyrrolidone) 중합체이고, 이는 N-비닐-2-피롤리돈(N-vinyl-2-pyrrolidone)의 중합 반응을 통해서 생성된 고분자 화합물인 폴리비닐피롤리돈(polyvinylpyrrolidone)으로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 식물 에틸렌 반응을 억제하는 데에 사용하는 종이 기재 적층체(paper substratelaminate).
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 식물 에틸렌 반응 결합 위치를 차단하는 약제는 사이클로프로펜(cyclopropene), 1-메틸 사이클로프로펜(1-methyl cyclopropene), 메틸렌 사이클로프로펜(methylene cyclopropene), 3,3-디메틸 사이클로프로펜(3,3-dimethyl cyclopropene), 디아조시클로펜타디엔(diazocyclopentadiene), 트랜스-사이클로옥텐(trans-cyclooctene), 시스-사이클로옥텐(cis-cyclooctene), 2,5-노르보르나디엔(2,5-norbornadiene), 이들의 유도체 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 종이 기재 적층체.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 식물 에틸렌 반응 결합 위치를 차단하는 약제가 1-메틸 사이클로프로펜인 것을 특징으로 하는 종이 기재 적층체.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 사이클로덱스트린이 난용성 또는 불용성인 용제는 물, 에탄올, 염소 및 에테르를 제외한 유기용제로 구성된 군에서 선택되고, 상기 에테르를 제외한 유기용제는 메탄올(methanol), 헥산올(hexanol), 디클로로메탄(dichloromethane), 클로로포름(chloroform), 또는 벤젠(benzene)인 것을 특징으로 하는 종이 기재 적층체.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 종이 기재 적층체는 정제형 및/또는 분말형의 충전제를 또한 포함하고, 상기 충전제는 항균제, 중합체 흡수제, 키토산(chitosan), 덱스트린(dextrin), 점토 및 몬모릴로나이트(montmorillonite) 중 하나 또는 여러 종류를 조합한 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 종이 기재 적층체.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 식물 에틸렌 반응 결합 위치를 차단하는 약제는 기체 형태로 방출되는 것을 특징으로 하는 종이 기재 적층체.
  7. 제 1항에 있어서,
    하나의 다층 구조로서, 상기 식물 에틸렌 반응 결합 위치를 차단하는 약제를 방출하는 고분자 중합체 조성물층과 상기 종이 기재층이 다층 구조에서 교대로 배치되는 것을 특징으로 하는 종이 기재 적층체.
  8. 제 1항에 있어서,
    하나의 습기 반투막을 또한 포함하고, 상기 습기 반투막은 상기 적층체의 최외층에 위치하는 것을 특징으로 하는 종이 기재 적층체.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 습기 반투막은 에틸 카바메이트, 폴리아미드, 폴리에스테르, 나일론 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 종이 기재 적층체.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 종이 기재가 아트지 또는 무광택 아트지인 것을 특징으로 하는 종이 기재 적층체.
  11. 식물 에틸렌 반응을 억제하는 데에 사용하는 종이 기재 적층체의 제조방법으로서,
    식물 에틸렌 반응 결합 위치를 차단하는 약제, 사이클로덱스트린이 난용성 또는 불용성인 용제, 고분자 중합체 또는 공중합체를 혼합하여 액체 조성물을 획득하는 단계;
    상기 액체 조성물을 종이 기재 표면에 도포 또는 분사하는 단계; 및
    건조시켜 상기 식물 에틸렌 반응을 억제하는 데에 사용하는 종이 기재 적층체를 획득하는 단계를 포함하고;
    상기 고분자 중합체 또는 공중합체와 식물 에틸렌 반응 결합 위치를 차단하는 약제의 중량비는 30:1 내지 1:1이고; 상기 고분자 중합체 또는 공중합체는 고체상의 비닐피롤리돈(vinylpyrrolidone) 중합체이고, 이는 N-비닐-2-피롤리돈(N-vinyl-2-pyrrolidone)의 중합 반응을 통해서 생성된 고분자 화합물인 폴리비닐피롤리돈(polyvinylpyrrolidone)으로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 종이 기재 적층체의 제조방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 액체 조성물의 첨가량은 20 내지 120g/m2인 것을 특징으로 하는 종이 기재 적층체의 제조방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 액체 조성물의 첨가량은 40g/m2인 것을 특징으로 하는 종이 기재 적층체의 제조방법.
  14. 제 11항에 있어서,
    상기 사이클로덱스트린이 난용성 또는 불용성인 용제는 물, 에탄올, 염소 및 에테르를 제외한 유기용제로 구성된 군에서 선택되고, 상기 에테르를 제외한 유기용제는 메탄올, 헥산올, 디클로로메탄, 클로로포름, 또는 벤젠인 것을 특징으로 하는 종이 기재 적층체의 제조방법.
  15. 제 11항에 있어서,
    상기 사이클로덱스트린이 난용성 또는 불용성인 용제의 양이 액체 조성물 총 질량에 대해 50% 이상을 차지하는 것을 특징으로 하는 종이 기재 적층체의 제조방법.
  16. 제 1항에 기재된 식물 에틸렌 반응을 억제하는 데에 사용하는 종이 기재 적층체를 사용하는 것을 특징으로 하는 식물 에틸렌 반응을 억제하는 방법.
  17. 식물 에틸렌 반응을 억제하는 데에 사용하는 알루미늄 포일 적층체의 제조방법으로서,
    적어도 한 층의 고분자 중합체 조성물층 및 적어도 한 층의 알루미늄 포일을 형성하는 단계를 포함하고; 상기 고분자 중합체 조성물은 식물 에틸렌 반응 결합 위치를 차단하는 약제 및 고분자 중합체 또는 공중합체를 포함하며; 상기 고분자 중합체 조성물이 알루미늄 포일의 표면에 도포 또는 분사되고; 상기 고분자 중합체 또는 공중합체와 식물 에틸렌 반응 결합 위치를 차단하는 약제의 중량비는 30:1 내지 1:1이며; 상기 고분자 중합체 또는 공중합체는 고체상의 비닐피롤리돈(vinylpyrrolidone) 중합체이고, 이는 N-비닐-2-피롤리돈(N-vinyl-2-pyrrolidone)의 중합 반응을 통해서 생성된 고분자 화합물인 폴리비닐피롤리돈(polyvinylpyrrolidone)으로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는, 알루미늄 포일 적층체의 제조방법.
  18. 식물 에틸렌 반응을 억제하는 데에 사용하는 골판지 적층체의 제조방법으로서,
    적어도 한 층의 고분자 중합체 조성물층 및 적어도 한 층의 골판지를 형성하는 단계를 포함하고; 상기 고분자 중합체 조성물은 식물 에틸렌 반응 결합 위치를 차단하는 약제 및 고분자 중합체 또는 공중합체를 포함하며; 상기 고분자 중합체 조성물이 골판지의 표면에 도포 또는 분사되고; 상기 고분자 중합체 또는 공중합체와 식물 에틸렌 반응 결합 위치를 차단하는 약제의 중량비는 30:1 내지 1:1이며; 상기 고분자 중합체 또는 공중합체는 고체상의 비닐피롤리돈(vinylpyrrolidone) 중합체이고, 이는 N-비닐-2-피롤리돈(N-vinyl-2-pyrrolidone)의 중합 반응을 통해서 생성된 고분자 화합물인 폴리비닐피롤리돈(polyvinylpyrrolidone)으로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는, 골판지 적층체의 제조방법.
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