(19) 대한민국특허청 (KR) (12) 등록특허공보 (B1) (45) 공고일자 2013년12월31일 (11) 등록번호 10-1346308 (24) 등록일자 2013년12월23일 (51) 국제특허분류 (Int. Cl.) C09K 3/18 (2006.01) C09D 201/00 (2006.01) A01D 46/22 (2006.01) (73) 특허권자 ( 주 ) 농협아그로대구광역시달성군논공읍논공로69길 25 (21) 출원번호 10-2012-0008785 (72) 발명자 (22) 출원일자 2012년01월30일 변종상 심사청구일자 2012년01월30일 대구광역시달서구대곡동 46번지한라하우젠트 (65) 공개번호 10-2013-0087716 101동 503 (43) 공개일자 2013년08월07일 엄태진 (56) 선행기술조사문헌 JP4266323 B2 KR1020020074290 A JP2004277679 A KR1019960010140 B1 대구광역시북구읍내동한양공작아파트 104-101 김강재대구광역시남구봉덕3동 698-6 (74) 대리인김영일 전체청구항수 : 총 6 항 심사관 : 신상훈 (54) 발명의명칭채과용생분해성발수에멀젼조성물, 그제조방법및용도 (57) 요약 본발명은생분해성고분자 10~20 중량 %, 상기생분해성고분자의용제 30~40 중량 %, 유화제 10~20 중량 % 및물 20~40 중량 % 를함유하는것을특징으로하는채과용생분해성발수에멀젼조성물, 그제조방법및용도에관한것으로서, 이에의하면기존의코팅재를이용한채과용포장용지및봉지에비해발수성, 내수성및공기투과성이우수할뿐만아니라친환경적인채과용포장용지및봉지를제공할수있게된다. 대표도 - 도 1-1 -
특허청구의범위청구항 1 에멀젼조성물이생분해성고분자 10~20중량 %, 상기생분해성고분자용해용용제 30~40중량 %, 유화제 10~20중량 % 및, 물 20~40중량 % 로구성되고, 상기한에멀젼내콜로이드의평균입도가 1~5μm인채과용생분해성발수에멀젼조성물. 청구항 2 제1항에있어서, 상기생분해성고분자가폴리락틱산 (PLA; polylactic acid), 폴리부틸렌석시네이트 (PBS; polybutylene succinate), 폴리카프로락톤 (PCL; polycapro lactone) 및, 폴리히드록시알카노에이트 (PHA; polyhydroxy alkanoate) 로이루어진군에서선택되는적어도 1종의고분자화합물인채과용생분해성발수에멀젼조성물. 청구항 3 제 1 항에있어서, W/O type 의에멀젼또는 O/W type 의에멀젼인채과용생분해성발수에멀젼조성물. 청구항 4 삭제청구항 5 제1항에있어서, 상기에멀젼내콜로이드의평균입도가 2~3μm인채과용생분해성발수에멀젼조성물. 청구항 6 삭제청구항 7 삭제청구항 8 제1항내지제3항중어느한항또는제5항에따른생분해성발수에멀젼조성물을이용한채과용코팅지. 청구항 9 제 1 항내지제 3 항중어느한항또는제 5 항에따른생분해성발수에멀젼조성물을이용한채과용봉지. 명세서 [0001] 기술분야 본발명은기존의발수포장용지및농업용과일봉지에코팅되는혼합유또는파라핀왁스에비해발수성, 내수 성및공기투과성이우수할뿐만아니라친환경적인생분해성발수에멀젼조성물, 그제조방법및용도에관한 - 2 -
것이다. [0002] [0003] [0004] 배경기술야채류나과실류 ( 이하, 이를통칭하여 ' 채과 ' 라약칭한다.) 의유통을위하여발수포장지가사용되며또한과일의생육기간중과일찰상과일광및병충해로부터보호하고나아가착색의조절을통한미려도향상및당도를향상시키기위하여과일을싸는봉지, 즉과일봉지가사용되고있다. 예를들어과일봉지에의한생육중인과일의보호는과일봉지에처리된약제에의한병원균또는해충으로부터의피해를방지하는한편, 과일봉지를씌움으로써병해충을차단하는효과에더하여일광에의해과피가타는현상인일소현상을방지하여과일의발색을좋게할수있다. 이와같이, 과일봉지로과일수확전과피의발색을억제한후수확직전에봉지를벗겨서일광을받게하여과일전체에고른발색을유도할수도있다. 또한, 과일봉지내의온도와습도를적당히조절하여과일의생육을촉진시키거나생육을억제하는생육조절기능을가져출하시기의조절을통한농가수입의증대를유도하기도한다. 과일봉지는상기한작용외에도과일의당도를높이고과피의터짐을방지하여보다고품질의과일을생산하기위하여중요한역할을담당하고있다. [0005] 이러한이유로과일봉지는다양한코팅제로코팅되어있는데, 그대표적인코팅제가 혼합유이다. 파라핀왁스와 [0006] [0007] 파라핀왁스코팅의경우, 발수성이우수하고강도가우수한장점이있으나과일봉지사이로공기의유입이어려워과일봉지제조시부가적으로공기투과구멍을만들게된다. 혼합유의경우, 초기발수도및강도가우수하고공기의투과가용이하지만시간경과에따른강도및발수도감소가급격하게일어나는단점이있다. 발명의내용 [0008] [0009] 해결하려는과제따라서본발명의한목적은기존의채과용봉지나포장지에이용되는코팅제와비교하여발수도와습윤강도가오랫동안높게유지되어햇빛혹은장마에더잘견디면서공기투과율도우수하여과일의생육에전혀문제점이없으면서사용후폐기시에도자연분해가가능한생분해성발수에멀젼조성물을제공하는데에있다. 삭제 [0010] 본발명의또다른목적은상기한생분해성발수에멀젼조성물을이용한채과용봉지또는포장지를제공하는 데에있다. [0011] 과제의해결수단상기한목적을달성한본발명에의하면에멀젼조성물이생분해성고분자 10~20중량 %, 상기생분해성고분자용해용용제 30~40중량 %, 유화제 10~20중량 % 및, 물 20~40중량 % 로구성되고, 상기에멀젼내콜로이드의평균입도가 1~5μm인채과용생분해성발수에멀젼조성물이제공된다. [0012] 바람직하게본발명에의하면상기생분해성고분자가폴리락틱산 (PLA; polylactic acid), 폴리부틸렌석시네이트 (PBS; polybutylene succinate), 폴리카프로락톤 (PCL; polycapro lactone) 및폴리히드록시알카노에이트 (PHA; polyhydroxy alkanoate) 로이루어진군에서선택되는 1종또는 2종이상의혼합물인것을특징으로하는채과용생분해성발수에멀젼조성물이제공된다. - 3 -
[0013] 바람직하게본발명에의하면 W/O type 의에멀젼또는 O/W type 의에멀젼인것을특징으로하는채과용생분해 성발수에멀젼조성물이제공된다. [0014] 삭제 [0015] 바람직하게본발명에의하면에멀젼내콜로이드의입도는대부분 2~3 μm인것을특징으로하는채과용생분해 성발수에멀젼조성물이제공된다. [0016] 삭제 [0017] 삭제 [0018] 바람직하게본발명에의하면상기생분해성고분자가폴리락틱산 (PLA; polylactic acid), 폴리부틸렌석시네이트 (PBS; polybutylene succinate), 폴리카프로락톤 (PCL; polycapro lactone) 및폴리히드록시알카노에이트 (PHA; polyhydroxy alkanoate) 로이루어진군에서선택되는 1종또는 2종이상의혼합물인것을특징으로하는채과용생분해성발수에멀젼조성물의제조방법이제공된다. [0019] 또한본발명에의하면상기채과용생분해성발수에멀젼조성물을이용한채과용코팅지가제공된다. [0020] 또한본발명에의하면상기채과용생분해성발수에멀젼조성물을이용한채과용봉지가제공된다. [0021] 발명의효과본발명에따르는생분해성발수에멀젼을채과용봉지또는포장지원지에코팅한제품은기존의파라핀왁스내지혼합유코팅제품에비해습윤강도및발수도가우수하여햇빛혹은장마에더잘견디며초기스티프니스 (stiffness) 가낮아씌우기작업시작업적성이우수하며공기투과도용이하여채과의생육또는보호에전혀문제가없고사용후폐기시토양에매몰하면자연분해되므로환경오염을유발하지않는효과가있다. [0022] 도면의간단한설명 도 1 은실시예 1 및실시예 2 에서사용된생분해성고분자및발수에멀젼의생분해도를측정한결과를나타낸 그래프이다. 도 2 는실시예및비교예에사용된과일봉지의발수도를측정한결과를나타낸그래프이다. 도 3 은실시예및비교예에사용된과일봉지의습윤강도를측정한결과를나타낸그래프이다. 도 4 는실시예및비교예에사용된과일봉지의투기도를측정한결과를나타낸그래프이다. [0023] [0024] [0025] 발명을실시하기위한구체적인내용이하, 본발명을구체적으로설명하기로한다. 본발명에따르는채과용생분해성발수에멀젼조성물의주성분은생분해성고분자, 상기생분해성고분자의용제, 유화제및물이다. 본조성물에있어서, 생분해성고분자의경우바람직한함량은 10~20중량 % 이다. 생분해성고분자의함량이 10중 - 4 -
량 % 보다적은경우에는본조성물을도포한채과용코팅지또는봉지의발수도및습윤강도가다소미흡하고, 20중량 % 보다많은경우에는본조성물을도포한채과용코팅지또는봉지의투기도가다소낮아서상기한범위내에서배합하는것이바람직하다. 본조성물에있어서, 생분해성고분자는자연분해가가능한고분자로서그예로는천연유래의생분해성고분자또는합성생분해성고분자가있으며, 특히바람직한생분해성고분자로는폴리락틱산 (PLA; polylactic acid), 폴리부틸렌석시네이트 (PBS; polybutylene succinate), 폴리카프로락톤 (PCL; polycapro lactone) 및폴리히드록시알카노에이트 (PHA; polyhydroxy alkanoate) 로이루어진군에서선택되는 1종또는 2종이상의혼합물이있다. [0026] [0027] [0028] [0029] 용제의함량은생분해성고분자의종류및함량에의존하는것으로서유전율에따라극성비극성으로나누어생분해성고분자를용해시킬수있는용제를선별하여사용하는것이바람직하며, 본조성물중그바람직한함량은 30~40중량 % 이다. 이러한용제는당분야에잘알려진통상의것을사용할수있다. 본조성물에있어서유화제와물은본조성물을에멀젼타입으로결정하는역할을하는것으로서, 에멀젼의타입및생분해성고분자의종류및함량에따라적절한양을선정하여사용한다. 본발명에서이용할수있는에멀젼의타입에는연속상이오일 (oil) 이고분산상이물 (water) 인 W/O type의에멀젼또는연속상이물이고분산상이 oil인 O/W type의에멀젼이다. 본조성물중유화제의바람직한함량은 10~20중량 % 이고물의바람직한함량은 20~40중량 % 이다. 또한본조성물에서투기도에가장큰영향을미치는것은에멀젼내콜로이드의평균입도이며, 본조성물에서에멀젼내콜로이드의평균입도는 1~5μm, 보다바람직하게 2~3μm이다. 바람직하게본발명의조성물을제조하는방법은생분해성고분자 10~20중량 % 를상기생분해성고분자의용제 30~40중량 % 와혼합하여생분해성고분자용액을제조하는단계와 ; 상기생분해성고분자용액에유화제 10~20 중량 % 및물 20~40중량 % 를혼합하여에멀젼을제조하는단계 ; 를포함한다. 본발명의특징및기타의장점은후술되는실시예로부터보다명백하게될것이다. 그러나본발명은다음의예에만국한된것은아니다. [0030] [0031] ( 실시예 1) PLA : 용제 : 유화제 : 물을 10 : 40 : 10 : 40의중량비로배합하되, 먼저 PLA를용제에녹인후에유화제와물을첨가, 혼합하여 W/O type의발수에멀젼을제조하였다. 제조된에멀젼내콜로이드의평균입도는 2.3μm를보였다. 제조된발수에멀젼을 5 g/ m2로코팅하여과일봉지를제조하였다. 제조된과일봉지에대하여생분해도, 발수도, 습윤강도및투기도를다음과같은시험방법으로측정하였다. [0032] [0033] [0034] [0035] [0036] [0037] ( 시험방법 ) (1) 생분해도 (%) : 생분해성고분자및발수에멀젼의생분해도를고분자분해효소이용한중량감소법으로측정하였다. 측정결과는도 1의그래프에제시된다. (2) 발수도 (R f ) : KS M 7057에의거하여측정하였다. 측정결과는도 2의그래프에제시된다. (3) 습윤강도 (kn/m) : KS M 7027에의거하여측정하였다. 측정결과는도 3의그래프에제시된다 (4) 투기도 ( μm /Pas) : KS M 7020에의거하여측정하였다. 측정결과는도 4의그래프에제시된다. 상기한습윤강도, 투기도및발수도실험은 150의건조기에서 120시간열화를진행하였으며 120시간은노지에서 2개월의시간과같다. 일반적으로과일봉지를씌운시점부터제거하는시점이 2개월가량걸리므로 150에서 120 시간열화시켜비교실험을진행하였다. [0038] [0039] ( 실시예 2) PBS : 용제 : 유화제 : 물을 10 : 40 : 10 : 40 의중량비로배합한것을제외하고는실시예 1 과동일한절차를 반복하였다. 제조된에멀젼내콜로이드의평균입도는 2.3 μm를보였다. - 5 -
[0040] [0041] ( 비교예 1) 기존의코팅제인아크릴계유성발수제를코팅하여과일봉지를제조하였다. 제조된과일봉지에대하여발수도, 습윤강도및투기도를실시예 1 과동일한방법으로측정하였다. [0042] [0043] [0044] [0045] ( 비교예 2) 기존의코팅제인혼합유를코팅하여과일봉지를제조하였다. 제조된과일봉지에대하여발수도, 습윤강도및투기도를실시예 1과동일한방법으로측정하였다. ( 비교예 3) 기존의코팅제인파라핀왁스를코팅하여과일봉지를제조하였다. 제조된과일봉지에대하여발수도, 습윤강도및투기도를실시예 1과동일한방법으로측정하였다. [0046] [0047] [0048] 평가결과 1. 생분해도도 1의그래프로부터알수있는바와같이 PLA나 PBS 원료와비교하여 PLA와 PBS를이용하여에멀젼을제조하였을때에도각각 59.7% 와 53.6% 로높은생분해도를유지하고있는것으로나타났다. 그리고 48시간이후에도계속적으로생분해능을보여원료에상응하는생분해도를보일것으로보인다. [0049] [0050] 2. 발수도도 2의그래프는시간경과에따른발수도감소량을나타낸것이다. 기존코팅과일봉지에비해본발명의고분자발수에멀젼을코팅한과일봉지는발수도의감소가확연하게낮았고 120시간후에도높은발수도를유지하고있어강우에의한과실의영향은적어진다. [0051] [0052] 3. 습윤강도도 3의그래프는습윤강도의감소율을나타낸것이다. 습윤강도도발수도와유사하게기존의파라핀왁스, 아크릴계유성발수제및혼합유코팅된과일봉지와비교하여낮은강도감소율을보였으며 120시간경과후에도높은강도를유지하고있음을알수있다. 따라서, 노지에서 2개월의시간동안과일봉지를씌워놓아도기존의과일봉지보다우수한강도를유지하여과일봉지가찢어지거나터지는현상이줄어들게된다. [0053] [0054] 4. 투기도 (air permeability) 도 4의그래프는열화에따른투기도증가를나타낸것이다. 고분자를사용하여코팅하였기때문에과일봉지내섬유간공극이고분자들로인해막혔을것으로예상하였으나투기도결과공기투과가기존의코팅제와비슷한수준으로나타났다. 따라서, 공기투과의어려움으로인해과일이썩는등의문제는없을것이다. - 6 -
도면 도면 1 도면 2-7 -
도면 3 도면 4-8 -