KR102647141B1 - 근적외선 흡수 염료를 이용한 농작물의 냉해 및 동해 방지를 위한 조성물 및 이의 이용방법 - Google Patents

근적외선 흡수 염료를 이용한 농작물의 냉해 및 동해 방지를 위한 조성물 및 이의 이용방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기온이 낮은 계절이거나 급격한 기온 하강에 따른 식물의 냉해 및 동해 방지를 위하여 750~2,500 nm의 근적외선을 흡수할 수 있는 염료의 조성물을 농작물의 줄기나 잎의 표면에 분무, 코팅을 하게 되면, 햇빛에서 조사되는 파장 중 유일하게 근적외선만 흡수하여 열선의 발열에 의한 식물의 온도가 상승하고, 이로 인한 식물의 냉해 및 동해를 방지함과 동시에 식물 광합성에 도움을 주는 파장은 식물의 잎까지 투과하여 원할한 광합성 작용에 의한 식물의 생산성을 높이도록 구성되는 근적외선 흡수 염료를 이용하여 농작물의 냉해 및 동해 방지를 위한 조성물 및 이를 이용한 이용방법에 관한 것이다.

Description

근적외선 흡수 염료를 이용한 농작물의 냉해 및 동해 방지를 위한 조성물 및 이의 이용방법{The composition for the cold-weather and frost damage of the crops using absorption dye of the near infrared and method of using the same.}
본 발명은 농작물을 재배하는 과정 중 추워지는 날씨에 의해 식물의 온도 하강에 따른 냉해 및 동해 방지를 위하여 750~2,500 nm의 근적외선 영역 사이의 파장을 흡수할 수 있는 근적외선 흡수 염료를 이용한 농작물의 냉해와 동해 방지를 위한 조성물 및 이를 이용한 이용방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기온이 낮은 계절이거나 급격한 기온 하강에 따른 식물의 냉해 및 동해 방지를 위하여 750~2,500 nm의 근적외선을 흡수할 수 있는 염료의 조성물을 농작물의 줄기나 잎의 표면에 분무, 코팅을 하게 되면, 햇빛에서 조사되는 파장 중 유일하게 근적외선만 흡수하여 열선의 발열에 의한 식물의 온도가 상승하고, 이로 인한 식물의 냉해 및 동해를 방지함과 동시에 식물 광합성에 도움을 주는 400 nm~500 nm 파장의 청색 빛과 640nm~700 nm 파장의 적색 빛은 근적외선 염료에 흡수되지 않고 식물의 잎까지 투과하여 식물의 광합성 작용에 의한 전혀 문제가 발생하지 않고, 햇빛이 정상적으로 조사되어 원할한 광합성 작용에 의한 식물의 생산성을 높이도록 구성되는 근적외선 흡수 염료를 이용한 농작물의 냉해 및 동해 방지를 위한 조성물 및 이의 이용방법에 관한 것이다.
농작물이 성장하는 과정에서 요구되는 기온조건보다 기온이 낮아 생기는 농작물 피해를‘작물 냉해피해'라 한다.
우리나라에서는 전통적으로 벼농사가 중요했기 때문에 과거에는 주로 벼농사에 있어서 기온이 낮음으로 인해 입는 피해를 가리켰다. 그러나 오늘날은 벼농사 뿐 아니라 각종 과일 등 원예작물의 재배 비중이 높아졌고, 이런 다양한 작물재배 과정에서 기온이 기준보다 못 미칠 경우 수확량이 줄어들거나 품질의 저하를 가져오게 되는데, 오늘날의 냉해는 이렇게 다양한 작물에서 일어나게 된다.
냉해는 기온이 영하로 내려가거나 매우 추운 날씨에서만 일어나는 것이 아니라 필요한 온도보다 조금 못미치는 기온에 의한 농작물의 피해를 모두 말한다. 종래의 냉해 피해를 막기 위한 방법으로는 비닐하우스 등 시설재배가 대표적이라 할 수 있다. 또 산간지역이나 분지지역 등 지형적 원인으로 일교차가 크게 일어나는 경우 농장 주변에 바람개비 등을 설치해 냉기를 순환시켜 작물의 냉해를 예방하기도 한다. 냉해를 받는 정도는 각 작물에 따라 다르며, 저온의 감응 정도, 저온기간, 생육 정도에 따라서도 다르게 나타난다. 일반적으로 열대작물이 온대 작물보다 냉해를 받는 온도가 높은 것으로 알려져 있다.
3월 기온 상승으로 복숭아, 사과, 배 등 과수나무들이 예년보다 일찍 꽃을 피웠기에 갑작스러운 이상저온 현상으로 꽃망울이 얼어 시들고 열매가 기형이 되는 냉해 피해를 입는다.
냉해 피해 발생 원인은 갑작스러운 기온 상승으로 인해 따뜻해진 기온이 영상 3℃ 이하의 찬 공기를 만나면 서리가 발행해 식물에 치명적인 상처를 입히게 되는 것이 주요 원인이라 할 수 있다.
이러한 냉해 피해를 줄이기 위하여 식물에 물 뿌려주기, 온풍기 돌려주기, 대지 온도 낮추기, 스프링클러로 미세한 물방울 뿌려주기, 강력한 선풍기를 돌려 공기를 섞어주기, 비가림 막으로 냉기의 유입 차단하기 등의 방법을 동원할 수 있으나, 현실적으로는 작은 면적에서 실현 가능하지만 넓은 면적의 농장에서는 이론적으로만 가능한지도 모른다.
동해 피해(언 피해, 서리피해)란 저온에 의해서 작물의 조직 내에 결빙이 생겨서 받는 피해로서 주로 월동작물에서 많이 발생하는 것으로서, 냉해 피해처럼 냉기류의 유입이 많은 하천주변, 분지형태의 감귤원, 방풍림, 시설 또는 건물 등으로 인하여 공기의 흐름이 원활하지 못한 곳이나 중산간 지역의 해발고가 200 m정도 되는 곳에 주로 피해가 발생하며, 이에 대한 동해-서리 피해 농작물은 감귤, 복숭아, 사과, 단과, 포도, 자두, 감자 및 고추로 대별할 수 있다.
온주 밀감인 경우 -5℃가 되면 잎이 말라죽거나 낙엽되며 -5.5℃가 수 시간 지속되면 동해에 의한 낙엽이나 가지가 마르고 죽게되며, 감귤류의 내동성은 과일이 제일 약하고, 다음이 잎, 가지, 줄기의 순이며, 피해 양상을 살펴보면 묵은 잎의 낙엽이나 가지가 말라죽고, 신초와 꽃이 불충실하게 되어 착화수가 감소되고 수세 저하로 인하여 해거리 발생하며, 가지가 고사되면서 수지병이 발생하고, 동해피해를 받은 나무는 정도에 따라 수량이 감소하게 된다.
복숭아의 경우 복숭아는 배와 사과에 비해 동해에 약한 편이며 동해에 대한 내성이 가장 강한 시기인 겨울철 휴면기에는 -15 내지 -20℃ 내외의 저온에 의해 동해 피해를 받고, 휴면이 해제되어 뿌리가 수분흡수를 시작하는 2월 중하순부터는 -10 내지 -15℃ 내외의 저온에도 동해 피해를 받는다. 복숭아 동해는 동일한 지역에서도 과원의 위치에 따라 피해정도가 다르게 나타는데, 경사지 과원에 비해 평지 과원에서 발생이 증가하며, 특히 강가 및 평야지대에 위치한 저지대 과원에서 피해가 심하다.
사과의 경우 동해피해가 나타나는 지역은 하천변 또는 산지로부터 냉기류의 유입이 많은 곡간지, 산간지로 표고가 250m 이상 되는 곡간 평지의 과원, 분지 형태를 나타내는 곳에서 주로 발생하고, 동해피해는 전년도 과다결실, 병해충으로 피해로 인한 조기낙엽, 배수불량 등에 의하여 수세가 저하된 나무를 중심으로 주로 발생하고, 사과의 동해한계 온도는 -30~35℃이지만, 만개기에는 -1~2℃의 저온에서도 쉽게 동해를 받으며, 사과 동해는 기상적으로 자발적 휴면이 끝난 1월 하순 이후 일시적 이상난동이 계속되어 겨울철 기상 변동이 심할 경우나, 저온강하 속도나 동결 후 해빙 속도가 빠를 경우 심하게 발생한다.
단과의 경우 동해는 과실 수확이 끝나고 낙엽이 진 후부터 다음해 발아되기 전에 저온에 의해서 나무 전체 혹은 일부가 얼어 죽게 되는 것을 말한다. 이런 동해의 피해 정도는 품종, 수령, 나무의 저장양분과 휴면상태 등 나무의 내적인 요인과 저온의 강도, 지속시간, 내습 시간 등의 기상적 요인 및 재배 과수원의 지형과 관리상태 등의 외적인 요인에 따라 피해 정도가 다르게 나타난다.
포도의 경우 포도나무 동해 발생지역은 냉기가 정체되는 곳에서 주로 발생되며, 특히 저습지에 재식된 포도나무에 발생하고, 재배적인 측면은 전년도 과다결실 나무, 병해충관리 불량한 과원 및 유목 등에 발생하며, 이에 대한 피해 양상은 포도나무 원줄기 균열에 의한 고사 및 수액 유출과 포도눈 발아 불량, 신초 생육지연 및 불량, 포도잎 기형이 발생한다.
자두의 경우 자두 꽃의 피해 한계온도는 -1.0℃ 내외이다. 하지만 기온이 이보다 높아도 지속시간이 길어지면 피해가 발생하고 이보다 낮은 온도에도 짧게 경과한 경우에는 피해가 경미하게 나타나며, 개화기 자두 꽃은 서리에 노출된 경우에 저온피해를 받아 암술과 자방이 갈변되어 고사하게 된다. 서리는 냉기가 정체되는 지역에서 많이 발생하므로 자두 서리피해도 안개가 자주 발생하는 강가 지역, 평야지대, 저지대 과원에서 발생이 자주 발생한다.
감자의 경우 봄 재배 또는 여름 재배는 파종 후 감자 싹이 나올 때 늦서리가 동해를 동반하여 발생하는 경우가 많다. 특히, 고랭지 여름 재배에서는 고지대의 경사지보다 찬 공기가 몰려드는 저지대에서, 주변에 산을 끼고 있는 감자밭에서 피해가 크며, 가을 재배는 생육후기에 첫서리에 의해 외기에 노출된 잎에서 피해가 발생하고, 노출되지 않은 잎이나 줄기에는 피해가 그다지 크지 않다.
고추의 경우 고온성 작물로 야간온도가 15℃ 이하에서는 생육이 억제되고, 정상적인 수분 수정이 일어나지 않아 저온 장해를 받을 수 있으며, 이의 피해양상은 정식기, 개화기 서리를 맞으면 식물체가 고사되며, 생육기 서리 피해는 생육을 지연시키고, 과실의 비대 발육을 저해하고, 일부 식물체를 죽게 할 수 있다.
최근 이상기상과 관련한 폭설과 혹한, 일조부족, 잦은 강우 등 기상악화가 연속적으로 경과되어 영농에 많은 어려움을 가지고 있으며, 특히 혹독한 혹한이 자주 발생하여 과수를 비롯한 조생종 양파, 보리 등 월동작물의 생육과 수량에 커다란 악영향을 미치고 있으며, 농작물 냉해는 한번 발생하면 후년까지도 지속되기 때문에 농민들에게 미치는 피해가 매우 큼에 따라 이에 대한 대비책을 강구해 나아가야 할 것이다..
근적외선 염료는 1970년 미국의 Bell 연구소에서 헤테로 접합용 반도체 레이저가 개발 된 이후1, 780-860 nm의 레이저 광을 발진하는 Ga/As계 반도체 레이저가 출시되었으며, 반도체 레이저는 광일렉트로닉스 분야에 있어서 하나의 주요한 광원으로 발전하였다.
근적외선은 일반적으로 700~2,000 nm의 파장 영역을 나타내나, 염료에서는 파장 영역이 700~1,200 nm 영역사이에 다양한 흡수 밴드를 갖는 유기염료를 근적외선 흡수 염료라 한다.
근적외선 흡수 염료는 NIR 색소의 응용 분야를 정보 기록 분야, 정보 표시 분야, 에너지 변환 분야, 바이오 분자 인식 분야로 분류하고 있다. 정보 기록 분야로는 정보 저장 매체로 사용되고 있는 CD-R, 레이저 프린터의 유기 광도전체(Organic Photoconductor)로 사용되는 전하 발생 재료(Charge Generating Materials), 바코드, CTP(Computer to Plate)의 광증감제로 사용되고 있으며, 정보 표시 분야로는 PDP(plasma Display Panel)용 근적외선 차단 필터로, 에너지 변환 분야로는 유기 태양전지, 농업용 필름, 색소 레이저, 열차단 필름 등으로, 바이오 분자 인식 분야로는 생체분자 probe, 바이오 센서, 진단 시약, PDT(Photodynamic Therapy)용으로 그 외 위조 방지 및 보안, 군사용 위장 재료 등으로 근적외선 흡수 색소가 다양하게 사용되고 있다.
농작물을 재배하는 과정 중 냉해방지 대책으로는 저항성 및 회피성 농작물의 품종을 선택하거나 입지조건의 개선 및 적절한 재배적 조치를 통해 극복할 수 있으며, 동해방지 대책으로는 배수를 하여 생육을 건실하게 하고, 칼륨(K) 비료의 사용량을 높이며, 토질을 개선하여 서릿발 발생을 억제할 수 있도록 관리할 필요가 있다.
농작물을 재배하는 과정 중 농작물의 냉해(冷害) 및 동해(凍害)의 피해를 방지하기 위한 종래의 기술을 살펴보면 다음과 같다.
한국실용등록 제20-0444468호에서는 겨울철 보일러의 폐열을 이용하여 온수를 생성한 다음 이를 비닐하우스 내의 농작물에 공급하여 냉해를 방지할 수 있도록 한 구조의 폐열을 이용한 농작물 냉해 방지장치를 제시하고 있다.
한국특허 제10-2380692호에서는 농작물의 냉해를 방지하도록 환기구 개방할 때는 내부 환기구부터 지그재그 순서로 정해진 방법에 따라 차례로 개방하는 냉해 방지용 시설하우스 및 시설하우스 환경제어 방법을 제시하고 있다.
한국특허 제10-1804567호에서는 냉해 및 열해 방지용 원예하우스 환기시스템을 제시하고 있다.
한국특허 제10-2452128호에서는 과수원이나 비닐하우스, 벼재배 단지와 같은 농지에서, 태풍이나 냉해에 대한 피해를 방지하도록 태양광 발전판의 저측단에 연계되는 강풍 유도벽을 연결로서 농작물이나 시설물에 대한 강풍이나 냉해 피해 방지 방법을 제시하고 있다.
한국공개특허 제10-2020-0066756호에서는 LED 식물재배 냉해방지 시스템을 제시하고 있다.
한국특허 제10-2050579호에서는 근적외선 및 원적외선 투사기능을 갖는 농업용 덮개필름를 제시하고 있다.
한국특허 제10-0984329호에서는 광 전환용 형광색소를 사용하여 식물이 자라는데 필요한 에너지를 광 전환하여 광합성을 활성화하여 과일의 성장 및 수확량을 증대시키고, 유.무기 근적외선 흡수색소를 사용하여 식물이 열원에 의해 성장 저해요인이 없도록 한 것을 특징으로 하는 광 선택 투과성을 갖는 기능성 농업용 필름을 제시하고 있다.
PCT WO 01/70019 A2에서는 서리를 포함한 냉해, 동해에 대한 작물의 피해를 줄이기 위한 피리딜아닐린 활성제를 인가하는 것을 포함한 냉해로부터의 농작물을 보호하는 방법을 제시하고 있다.
PCT WO 2021/207472 A2에서는 본 발명에는 수수 게놈 영역, 대립유전자 및 냉 스트레스 내성 표현형과 관련된 것으로 보이는 유전자형과 저온 스트레스 내성 표현형을 초래하는 유전적으로 편집된 플라스토시아닌 유전자 및 저온 스트레스 내성과 관련된 유전자 도입 영역을 포함하는 저온 내성 식물을 제시하고 있다.
미국공개특허 출원번호 14750045에서는 이른 성장 성장 스테이지 동안 곡류 낟알에 유효량의 최소한 하나의 지베렐린을 인가하는 것을 포함하는 곡류 낟알의 콜드 온도 손상 회복을 개량하기 위한 방법을 제시하고 있다.
미국공개특허 출원번호 15810974에서는 이른 성장 성장 스테이지 동안 곡류 낟알에 유효량의 최소한 하나의 지베렐린을 인가하는 것을 포함하는 곡류 낟알의 콜드 온도 손상 회복을 개량하기 위한 방법을 제시하고 있다.
미국공개특허 출원번호 17359727에서는 저온 냉해로부터의 농작물의 보호를 위한 식물 기반 조성물을 제시하고 있다.
미국공개특허 출원번호 06519242에서는 크롭에 대한 서리 피해를 방지하기 위한 방법과 수단을 제시하고 있다.
미국공개특허 출원번호 10549171에서는 냉해 또는 서리에 대한 농작물의 허용한계를 개량하기 위한 아실사이크로로핵세인디온 유도체의 사용을 제시하고 있다.
중국공개특허 출원번호 201611261933에서는 저온 냉해 환경에 적응하기 위해 metaboilic 레벨을 변화시키기 위해 가장 환경적으로 민감한 외생 호르몬 ABA를 포함한 저온 환경에 있는 크롭의 신진 대사의 능력을 안정하게 유지되기 위한 내한성 잎 덧거름과 그 조합법을 제시하고 있다.
중국공개특허 출원번호 201510681583에서는 지면 온도와 서리 피해를 완화시킬 수있는 태양열 저장조를 제시하고 있다.
중국공개특허 출원번호 201110232625에서는 작물의 내한성 동결방지 예방제를 제시하고 있다.
그러나 상기 제시한 기술에서는 본 발명의 기술사상과 같이 농작물을 재배하는 과정 중 추워지는 날씨에 의해 식물의 온도 하강에 따른 냉해 및 동해 방지를 위하여 750~2,500 nm의 근적외선 영역 사이의 파장을 흡수할 수 있는 근적외선 흡수 염료의 조성물을 농작물의 줄기나 잎의 표면에 분무, 코팅하여 햇빛에서 조사되는 파장 중 유일하게 근적외선만 흡수하여 열선의 발열에 의한 식물의 온도가 상승하여 식물의 냉해 및 동해를 방지함과 동시에 식물 광합성에 도움을 주는 파장의 빛은 농작물의 줄기나 잎의 표면에 코팅된 근적외선 염료에 흡수되지 않고 식물의 잎까지 투과하여 식물의 광합성 작용에 의한 전혀 문제가 발생하지 않고, 햇빛이 정상적으로 조사되어 원할한 광합성 작용에 의한 식물의 생산성을 높이도록 구성되는 근적외선 흡수 염료를 이용한 농작물의 냉해 및 동해 방지를 위한 조성물 및 이를 이용한 이용방법에 관한 기술사상으로서 이에 대한 선행기술에서 제시된 바 없으며, 또한 선행기술들이 복합되어 적용되는 경우에도 본 발명 기술이 제공하고자 하는 목적을 달성할 수 없는 기술임을 확인하여 특허출원에 이르게 되었다.
KR 제10-2380692호 KR 제10-1804567호 KR 제10-2452128호 KR 제10-2050579호 KR 제10-0984329호] (특허공개문헌 006) KR 제10-2020-0066756호
본 발명은 농작물을 재배하는 과정 중 추워지는 날씨에 의해 식물의 온도 하강에 따른 냉해 및 동해도 인하여 농가의 경제적 피해를 방지하기 위하여 750~2,500 nm의 근적외선 영역 사이의 파장을 흡수할 수 있는 근적외선 흡수 염료의 조성물을 식물의 잎, 줄기의 표면에 분무, 코팅하여 햇빛이 있을 때 유일하게 근적외선의 파장을 흡수하여 열선의 발열에 의한 식물의 온도 상승에 의해 식물의 냉해 및 동해를 예방함은 물론 식물 광합성에 도움을 주는 400 nm~500 nm 파장의 청색 빛과 640 nm~700 nm 파장의 적색 빛은 근적외선 염료에 흡수되지 않고 식물의 잎까지 투과하여 식물의 광합성 작용에 의한 전혀 문제가 발생하지 않고, 정상적인 광합성 작용에 의한 식물의 생산성을 높이도록 구성되는 근적외선 흡수 염료를 이용한 농작물의 냉해 및 동해를 방지할 수 있는 조성물 및 이의 이용방법을 제공함에 있다.
본 발명은 농작물을 재배하는 과정 중 햇빛의 자연광에 의해 식물의 냉해 및 동해를 방지하기 위한 조성물에 있어서, 물 60~97 중량%를 기준으로 할 때 수중에 750~2500 nm 파장의 근적외선을 흡수할 수 있는 염료 0.15~6.5 중량%; 분산제가 0.05 내지는 3.5 중량%; 바인더 2.5 내지는 35 중량%; 소포제 0.1 중량% 내지는 1.5 중량%; 증점제 0.1 내지는 2.5 중량%; 방부제 0.05 내지는 0.5 중량%로 이루어지는 근적외선 흡수 염료를 이용한 농작물의 냉해 및 동해 방지를 위한 조성물을 특징으로 한다.
,
상기 750~2500 nm 파장의 근적외선은 근적외선 흡수 염료는 최대 흡수파장이 700~900 nm인 스쿼릴륨계 염료(Squarylium-based Dyes), 시아닌계 염료(Cyanine-based Dyes), 크로코늄계 염료(Croconium-based Dyes) 내지는 최대 흡수파장이 900~1,200 nm인 퀴논 계열의 금속 복합체(Quinone metal complexes), 디티올 계열의 금속 복합체(Dithiol metal complexes) 내지는 페닐렌디아민 금속착제계 염료(800 nm, Phenylenediamine metal Complexes) 내지는 흡수파장이 870~930 nm인 몰리브데늄 블루 염료(Molybdenum Blue dye) 내지는 프탈로시아닌계 염료(900 nm, Phthalocyanine-based Dyes) 내지는 디이모니움계 염료(1,000~1,200 nm, Diimmonium-based Dyes) 계열 중에 선택되어지는 1종 이상의 염료가 구성되어지는 것을 특징으로 한다.
상기 분산제는 나프탈렌술폰산나트륨-포르말린 축합물, 알킬나프탈렌술폰산나트륨 또는 그의 포르말린축합물, 페놀술폰산나트륨과 나프톨술폰산나트륨의 포르말린축합물, 알킬 디페닐 에테르 디술폰산 나트륨, 리그닌술폰산 나트륨, 비이온계 계면활성제 폴리옥시에틸렌 알킬(알릴)에테르, 폴리아크릴산나트륨, 올레핀-말레인산나트륨 공중합체, 축합인산염, 알킬벤젠(나프탈렌)술폰산염, 디옥틸술폰말레인산나트륨, 스티렌-무수말레인산 공중합체의 부분아미드화/부분에스테르화물 중 1종 이상의 분산제가 선택되어지는 것을 특징으로 한다.
상기 바인더는 폴리비닐 알콜(polyvinyl alcohol)류; 폴리비닐 피로리돈(polyvinyl pyrrolidone)류; 폴리아크릴산, 스타이렌(styrene)-아크릴산 공중합체, 스타이렌-메타아크릴산 공중합체, 스타이렌-메타아크릴산-아크릴산 에스테르(ester) 공중합체, 스타이렌-α-메틸 스타이렌-아크릴산 공중합체 내지는 스타이렌-α-메칠스타이렌-아크릴산-아크릴산 에스테르 공중합체; 스타이렌-말레인산 공중합체, 스타이렌-무수말레인산 공중합체, 아크릴산-아크릴 니트릴 공중합체, 초산비닐-아크릴산 에스테르 공중합체 내지는 아크릴산-아크릴산 에스테르 공중합체; 비닐 나프탈렌-아크릴산 공중합체, 비닐 나프탈렌-말레인산 공중합체 및 초산비닐-에틸렌 공중합체, 초산비닐-지방산 비닐 에틸렌 공중합체, 초산비닐-말레인산 에스테르 공중합체, 초산비닐-크로톤산 공중합체, 초산비닐-아크릴산 공중합체 중 1종 이상의 바인더가 선택되어지는 것을 특징으로 한다.
상기 소포제는 디메틸폴리실록산 내지는 메틸페닐폴리실록산 내지는 메틸비닐폴리실록산 중 선택되어지는 1종 이상의 직쇄형 실리콘 오일로 이루어지는 실리콘계 소포제임을 특징으로 한다.
상기 증점제는 루(Roux), 알긴산나트륨(Sodium alginate), 한천(Agar), 녹말(Starch), 콜라겐(Collagen), 펙틴(Pectin), 카나기난(Carrageenan), 잔탄검(Xanthan gum), 글루코만난(Glucomannan), 젤란검(Gellan gum), 구아검(Guar gum), 카복시메틸셀룰로스나트륨(Carboxymethyl cellulose-Na salt), 메칠셀룰로우즈(Methyl celllulose), 하이드록시프로필셀룰로우즈(Hydroxypropylcellulose), 메칠하이드록시프로필셀루로우즈(Methylhydroxypropylcellulose) 중 1종 이상의 증점제가 선택되어지는 것을 특징으로 한다.
상기 방부제는 소르빈산, 안식향산, 파라옥시안식향산, 프로피온산, 메칠파라벤, 프로필파라벤, 페녹시에탄올, 디아졸리디닐우레아, 이미다졸리디닐우레아 중 1종 이상의 방부제가 선택되어지는 것을 특징으로 한다.
농작물을 재배하는 과정 중 햇빛의 자연광에 의해 식물의 냉해 및 동해를 방지하기 위한 조성물은 물 60~97 중량%를 기준으로 할 때 수중에 750~2500 nm 파장의 근적외선을 흡수할 수 있는 염료 0.15~6.5 중량%; 분산제 0.05 내지는 3.5 중량%; 바인더 2.5 내지는 35 중량%; 소포제 0.1 중량% 내지는 1.5 중량%; 증점제 0.1 내지는 2.5 중량%; 방부제 0.05 내지는 0.5 중량%로 이루어지는 조성물을 준비하는 단계; 상기 조성물은 1/20 내지는 1/500의 범위로 물에 희석시켜 농작물의 동화작용과 이화작용의 물질대사가 어려운 수준으로 날씨가 추울 때 분무 장비를 동원한 식물의 잎과 줄기의 표면에 분무 및 코팅 수단으로 적용되는 구성을 포함하여 이루어지는 근적외선 흡수 염료를 이용한 농작물의 냉해 및 동해 방지를 위한 조성물의 이용방법을 특징으로 한다.
본 발명은 햇빛이 있을 때 유일하게 근적외선을 흡수하는 염료의 조성물을 식물의 잎과 줄기에 분무, 코팅하여 기온이 낮은 계절이나 기후 변화에 따른 급격한 온도 하강의 분위기에서 열선의 발열에 의한 온도 상승으로 농작물의 냉해 및 동해를 방지함과 동시에 식물의 광합성 작용에 의한 문제가 발생하지 않고, 작물에 광합성에 필요한 영역의 파장은 투과함에 따라 원할한 광합성 작용에 의한 식물의 생산성을 높이고, 품질향상에 의한 높은 상품성을 유지할 수 있어 농가 소득에 이바지할 수 있는 효과가 매우 크다.
도 1은 본 발명에 따른 식물의 잎과 줄기에 분무, 코팅된 근적외선 흡수 염료에 따른 농작물의 냉해 및 동해를 방지할 수 있는 메카니즘에 대한 그림이다.
도 2는 본 발명의 비교예 및 실시예의 실험을 위한 사진도이다.
본 발명의 기술사상을 구현하기 위한 발명의 실시내용을 실시예로 기재하기에 앞서, 본 출원의 명세서나 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 될 것이며, 본 발명의 보호범위는 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 할 것이며, 본 명세서에 기재된 예시는 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 할 것이다.
본 발명은 물 60~97 중량%를 기준으로 할 때 수중에 750~2,500 nm 파장의 근적외선을 흡수할 수 있는 염료가 0.15~6.5 중량%, 분산제가 0.05 내지는 3.5 중량%, 바인더가 2.5 내지는 35 중량%, 소포제가 0.1 중량% 내지는 1.5 중량%, 증점제가 0.1 내지는 2.5 중량%, 방부제가 0.05 내지는 0.5 중량%로 이루어지는 농작물의 냉해 및 동해 방지를 위한 조성물이 구성되고, 농작물의 종류와 재배환경에 따른 냉해 및 동해 방지의 기능을 제공하기 위해서는 이의 농작물의 냉해 및 동해 방지를 위한 조성물을 1/20 내지는 1/500의 범위로 적절하게 희석한 후 농작물의 동화작용과 이화작용의 물질대사가 어려운 수준으로 날씨가 추울 때 분무 장비를 동원한 식물의 잎과 줄기의 표면에 근적외선 흡수 염료가 포함된 조성물을 분무 및 코팅 후 햇빛을 제공하면 유일한 근적외선 흡수에 따른 식물의 온도가 상승하여 농작물의 냉해 및 동해를 충분히 방지할 수 있으면서 식물의 광합성에 도움을 주는 파장은 근적외선 흡수 조성물에 흡수되지 않고 투과하여 원할한 광합성 작용에 의한 식물의 생산성을 높일 수 있는 근적외선 흡수 염료 조성물을 얻을 수 있으며, 이를 이용한 이용방법을 제공하고자 하는 기술사상의 발명이다.
이하, 본 발명의 기술사상을 상세히 설명하면 다음과 같다.
상기 750~2,500 nm 파장의 근적외선을 흡수할 수 있는 염료는 농작물을 재배하는 과정 중 식물의 잎과 줄기에 분무, 코팅 수단에 의해 햇빛에서 방출되는 다양한 스펙트럼(Spectrum) 중 일정한 물체에 열파장을 전달할 수 있는 근적외선의 흡수 염료에 의해 열선의 발열에 의한 식물의 온도가 상승하여 추위에 의한 농작물의 냉해 및 동해의 피해를 방지하면서 식물 광합성에 도움을 주는 400 nm~500 nm 파장의 청색 빛과 640 nm~700 nm 파장의 적색 빛은 근적외선 염료에 흡수되지 않고, 식물의 잎까지 투과(Transmission)하여 식물의 광합성 작용에 의한 전혀 문제가 발생하지 않고, 햇빛이 정상적으로 조사되어 원할한 광합성 작용에 의해 식물의 생산성을 높이기 위한 목적을 두고 있으며, 이를 위한 근적외선 흡수 염료는 최대 흡수파장이 700~900 nm인 스쿼릴륨계 염료(Squarylium-based Dyes), 시아닌계 염료(Cyanine-based Dyes), 크로코늄계 염료(Croconium-based Dyes) 내지는 최대 흡수파장이 900~1,200 nm인 퀴논 계열의 금속 복합체(Quinone metal complexes), 디티올 계열의 금속 복합체(Dithiol metal complexes) 내지는 페닐렌디아민 금속착제계 염료(800 nm, Phenylenediamine metal Complexes) 내지는 흡수파장이 870~930 nm인 몰리브데늄 블루 염료(Molybdenum Blue dye) 내지는 프탈로시아닌계 염료(900 nm, Phthalocyanine-based Dyes) 내지는 디이모니움계 염료(1,000~1,200 nm, Diimmonium-based Dyes) 계열 중에 선택되어지는 1종 이상의 염료가 구성되어 질 수 있다.
상기 물은 본 발명의 구성에 의해 만들어진 750~2,500 nm의 근적외선 흡수 염료로 구성된 농작물의 냉해 및 동해 방지를 위한 조성물이 식물의 줄기, 잎, 열매(과수)에 분무되었을 때 식물에 어떠한 영향을 끼치지 아니하는 물이라면 특별한 제한이 없이 모두 사용할 수 있으며, 일반적으로 지하수 내지는 수돗물을 이용하는 것이 바람직하다.
상기 분산제는 수중에 구성되는 근적외선 흡수 염료를 포함하는 모든 조성물이 장기간 균일한 상태로 존재하여 우수한 물성의 농작물의 냉해 및 동해 방지를 위한 조성물을 제공하기 위한 목적을 두고 있으며, 이를 위한 분산제는 나프탈렌술폰산나트륨-포르말린 축합물, 알킬나프탈렌술폰산나트륨 또는 그의 포르말린축합물, 페놀술폰산나트륨과 나프톨술폰산나트륨의 포르말린축합물, 알킬 디페닐 에테르 디술폰산 나트륨, 리그닌술폰산 나트륨, 비이온계 계면활성제 폴리옥시에틸렌 알킬(알릴)에테르, 폴리아크릴산나트륨, 올레핀-말레인산나트륨 공중합체, 축합인산염, 알킬벤젠(나프탈렌)술폰산염, 디옥틸술폰말레인산나트륨, 스티렌-무수말레인산 공중합체의 부분아미드화/부분에스테르화물 중 1종 이상의 분산제가 선택되어 질 수 있다.
본 발명의 기술구성 중 분산제에 간략히 설명하면 상기 나프탈렌술폰산나트륨-포르말린 축합물의 분산제인 경우에는 가장 범용성이 있는 분산제로써 기포성이 대단히 적고 물의 경도나 pH의 영향도 별로 받지 않는다는 장점을 가지고 있으나 내후성이 나쁘고 장시간 경과하면 착색된다는 단점을 가지고 있다.
상기 알킬나프탈렌술폰산나트륨 또는 그의 포르말린축합물의 분산제인 경우 분산염료, 안료 등의 습윤제, 분산제로서 널리 이용되고 있으며, 알킬기가 있기 때문에 기포력이 조금 있지만, 표면장력 저하 능력도 있기 때문에 분말의 습윤효과가 우수하며, 포르말린축합물은 100℃이상에서의 분산효과도 갖고 있다는 특징을 가지고 있다.
상기 페놀술폰산나트륨과 나프톨술폰산나트륨의 포르말린축합물의 분산제인 경우 Naphthalene sulphon산 나트륨 2개가 하나의 Methyl기에 결합된 소위 2핵체가 주성분으로 되고, 1핵체 및 3이상의 다핵체가 혼합된 것으로 제품화 분산제로서 많이 이용되며, 염색조제로서도 이용되고 있으며, 우수한 상온 분산력을 갖고 있지만 고온 분산력은 중간 정도로서 부작용이 없다는 특징을 가지고 있다.
이와 같이 분산제는 750~2,500 nm의 근적외선 흡수 염료로 이루어진 농작물의 냉해 및 동해 방지를 위한 조성물의 구성 변화에 따라 분산제의 종류와 함량이 달리 적용될 수 있다.
상기 바인더는 수성조건에서 혼합이 가능하고, 건조 후 내구성 및 내수성이 발휘할 수 있는 것이면 큰 제한을 두지 않으며, 수용성 수지로는 폴리비닐 알콜(polyvinyl alcohol)류; 폴리비닐 피로리돈(polyvinyl pyrrolidone)류; 폴리아크릴산, 스타이렌(styrene)-아크릴산 공중합체, 스타이렌-메타아크릴산 공중합체, 스타이렌-메타아크릴산-아크릴산 에스테르(ester) 공중합체, 스타이렌-α-메틸 스타이렌-아크릴산 공중합체 내지는 스타이렌-α-메칠스타이렌-아크릴산-아크릴산 에스테르 공중합체; 스타이렌-말레인산 공중합체, 스타이렌-무수말레인산 공중합체, 아크릴산-아크릴 니트릴 공중합체, 초산비닐-아크릴산 에스테르 공중합체 내지는 아크릴산-아크릴산 에스테르 공중합체; 비닐 나프탈렌-아크릴산 공중합체, 비닐 나프탈렌-말레인산 공중합체 및 초산비닐-에틸렌 공중합체, 초산비닐-지방산 비닐 에틸렌 공중합체, 초산비닐-말레인산 에스테르 공중합체, 초산비닐-크로톤산 공중합체, 초산비닐-아크릴산 공중합체 중 선택되어지는 1종 이상의 바인더를 사용할 수 있다.
상기 소포제는 본 발명의 기술구성에 포함된 분산제로 인하여 750~2,500 nm의 근적외선 흡수 염료로 이루어진 냉해 및 동해 방지를 위한 조성물이 다량 거품이 발생함에 따라 제조과정 및 분무 과정에서 발생되는 문제를 방지하기 위한 목적을 두고 있으며, 이를 위한 소포제는 디메틸폴리실록산, 메틸페닐폴리실록산, 메틸비닐폴리실록산 중 선택되어지는 1종 이상의 직쇄형 실리콘 오일로 이루어지는 실리콘계 소포제임이며, 소포제의 첨가량은 냉해 및 동해 방지를 위한 조성물을 제조할 때 분산제의 량에 따라 조절될 수 있다.
상기 증점제는 본 발명의 750~2,500 nm의 근적외선 흡수 염료로 이루어진 냉해 및 동해 방지를 위한 조성물을 장기간 방치할 경우 안정성을 유지하고, 희석을 위해 냉해 및 동해 방지를 위한 조성물을 분취할 때 흐름성을 원할히 제공하기 위한 목적을 두고 있으며, 이를 위한 증점제는 루(Roux), 알긴산나트륨(Sodium alginate), 한천(Agar), 녹말(Starch), 콜라겐(Collagen), 펙틴(Pectin), 카나기난(Carrageenan), 잔탄검(Xanthan gum), 글루코만난(Glucomannan), 젤란검(Gellan gum), 구아검(Guar gum), 카복시메틸셀룰로스나트륨(Carboxymethyl cellulose-Na salt), 메칠셀룰로우즈(Methyl celllulose), 하이드록시프로필셀룰로우즈(Hydroxypropylcellulose), 메칠하이드록시프로필셀루로우즈(Methylhydroxypropylcellulose) 중 1종 이상의 증점제가 선택되어 질 수 있으며, 증점제의 첨가량은 750~2,500 nm의 근적외선 흡수 염료로 이루어진 농작물의 냉해 및 동해 방지를 위한 조성물이 요구되는 점성에 따라 증점제의 량을 조절할 수 있다.
상기 방부제는 750~2,500 nm의 근적외선 흡수 염료로 이루어진 농작물의 냉해 및 동해 방지를 위한 조성물에 포함된 유기물의 분산제, 증점제, 바인더가 적당한 온도와 기간의 경과에 따라 미생물이나 곰팡이의 발생으로 인하여 보존성을 비롯한 조성물의 기능 및 상품성이 떨어짐을 방지하기 위한 목적을 두고 있으며, 이를 위한 방부제는 소르빈산, 안식향산, 파라옥시안식향산, 프로피온산, 메칠파라벤, 프로필파라벤, 페녹시에탄올, 디아졸리디닐우레아, 이미다졸리디닐우레아 중 1종 이상의 방부제가 포함될 수 있다.
본 발명은 기온이 낮은 계절이거나 급격한 기온 하강에 따른 식물의 냉해 및 동해 방지를 위하여 750~2500 nm의 근적외선을 흡수할 수 있는 염료의 조성물을 농작물의 줄기나 잎의 표면에 분무, 코팅을 하게 되면, 햇빛에서 조사되는 파장 중 유일하게 근적외선만 흡수하여 열선의 발열에 의한 식물의 온도가 상승되고, 이로 인한 식물의 냉해 및 동해를 방지함과 동시에 식물 광합성에 도움을 주는 400 nm~500 nm 파장의 청색 빛과 640 nm~700 nm 파장의 적색 빛은 근적외선 염료에 흡수되지 않고 식물의 잎까지 투과하여 식물의 광합성 작용에 의한 전혀 문제가 발생하지 않고, 햇빛이 정상적으로 조사되어 원할한 광합성 작용에 의한 식물의 생산성을 높이도록 구성되는 근적외선 흡수 염료를 이용한 농작물의 냉해 및 동해 방지를 위한 조성물 및 이를 이용한 이용방법에 의해 기온이 낮은 계절이거나 기후변화에 따른 급격히 기온이 떨어질 수 있는 환경에서 재배되는 모든 농가에서 적용될 수 있다.
이하, 본 발명을 다음의 실시 예에 의하여 본 발명의 기술사상이 적용되는 예를 상세하게 설명하고자 한다.
수중(수돗물)에 최대 흡수파장이 700~900 nm인 스쿼릴륨계 염료(Squarylium-based Dyes, ㈜Tokyo Chemical Industry)가 0.2 중량%, 분산제[나프탈렌술폰산나트륨-포르말린 축합물, ㈜미원] 0.05 중량%, 바인더(Polyvinyl alcohol) 2.5 중량%, 소포제[디메틸폴리실록산, ㈜블루마운트테크놀러지] 0.1 중량%, 증점제(Xanthan gum, ㈜가루나라) 0.2 중량%, 방부제(Propionic acid, 삼전순약) 0.05 중량% 함유된 냉해 및 동해 방지를 위한 조성물을 제조한 후 1/20으로 희석한 다음 유리판(Glass slide)에 코팅한 샘플을 준비하고, 근적외선 흡수에 따른 냉해 및 동해 방지에 대한 가능성을 확인하였다.
수중(수돗물)에 최대 흡수파장이 900~1,200 nm인 시아닌계 염료(Cyanine-based Dyes, ㈜Tokyo Chemical Industry)가 2.5 중량%, 분산제[알킬 디페닐 에테르 디술폰산 나트륨, ㈜미원] 0.5 중량%, 바인더(polyvinyl pyrrolidone, 삼전순약) 10 중량%, 소포제(디메틸폴리실록산, ㈜블루마운트테크놀러지) 0.5 중량%, 증점제(Gellan gum, 신원무역상사) 0.5 중량%, 방부제(Methylparaben, 삼전순약) 0.2 중량%가 함유된 냉해 및 동해 방지를 위한 조성물을 제조한 후 1/100으로 희석한 다음 유리판(Glass slide)에 코팅한 샘플을 준비하고, 근적외선 흡수에 따른 냉해 및 동해 방지에 대한 가능성을 확인하였다.
수중(수돗물)에 최대 흡수파장이 900~1,200 nm인 퀴논 계열의 니켈 복합체(Quinone Ni complexes, ㈜Tokyo Chemical Industry)를 3.5 중량%, 분산제(폴리아크릴산나트륨, ㈜한농화성)가 1.5 중량%, 바인더(스타이렌 아크릴산 수분산성 수지, ㈜대한폴리머) 20 중량%, 소포제(디메틸폴리실록산, ㈜블루마운트테크놀러지) 1.0 중량%, 증점제(Carboxymethyl cellulose-Na salt, 신원무역상사) 1.0 중량%, 방부제(Propylparaben, 삼전순약) 0.3 중량%가 함유된 냉해 및 동해 방지를 위한 조성물을 제조한 후 1/200으로 희석한 다음 유리판(Glass slide)에 코팅한 샘플을 준비하고, 근적외선 흡수에 따른 냉해 및 동해 방지에 대한 가능성을 확인하였다.
수중에 수질오염공정시험방법 중 인산염인 흡광광도법에 의해 제조되는 흡수파장이 870~930 nm인 몰리브데늄 블루 염료(Molybdenum Blue dye)가 3.5 중량%가 될 수 있도록 자체 제조하고, 이곳에 분산제(올레핀-말레인산나트륨 공중합체, ㈜애경화학) 3.5 중량%, 바인더(아크릴계 에멀젼 수분산성 수지, ㈜대한폴리머) 35 중량%, 소포제(디메틸폴리실록산, ㈜블루마운트테크놀러지) 1.5 중량%, 증점제(Methyl celllulose, ㈜현암) 2.5 중량%, 방부제(Phenoxyethanol, 삼전순약) 0.5 중량%가 함유된 냉해 및 동해 방지를 위한 조성물을 제조한 후 1/500으로 희석한 다음 유리판(Glass slide)에 코팅한 샘플을 준비하고, 근적외선 흡수에 따른 냉해 및 동해 방지에 대한 가능성을 확인하였다.
식물과 유사한 환경에서의 조건을 살펴보기 위하여 실시 예 1에서 준비된 냉해 및 동해 방지를 위한 조성물을 1/20배 희석하고, 녹색 종이판에 코팅한 샘플을 준비하였다.
식물과 유사한 환경에서의 조건을 살펴보기 위하여 실시 예 2에서 준비된 냉해 및 동해 방지를 위한 조성물을 1/100배 희석하고, 녹색 종이판에 코팅한 샘플을 준비하였다.
식물과 유사한 환경에서의 조건을 살펴보기 위하여 실시 예 3에서 준비된 냉해 및 동해 방지를 위한 조성물을 1/200배 희석하고, 녹색 종이판에 코팅한 샘플을 준비하였다.
식물과 유사한 환경에서의 조건을 살펴보기 위하여 실시 예 4에서 준비된 냉해 및 동해 방지를 위한 조성물을 1/500배 희석하고, 녹색 종이판에 코팅한 샘플을 준비하였다.
(비교예 1~4)
어떠한 처리를 하지 않은 순수한 유리판(Glass slide)을 준비하였다.
(비교예 5~8)
어떠한 처리를 하지 않은 순수한 녹색 종이판을 준비하였다.
비교예 1~8 및 실시예 1~8에서 준비된 냉해 및 동해 방지를 위한 조성물을 식물에 직접 분무, 코팅할 경우 식물의 종류에 따라 잎과 줄기의 크기 및 형상이 다르며, 바람이 불면서 식물의 바깥 부분과 안쪽 부분이 흔들리어 음지와 양지가 연속적으로 뒤바뀌어짐에 따른 정확한 결과를 제공할 수 없다. 따라서 비교예 1~8 및 실시 예 1~8의 정확한 결과를 수득하기 위하여 실시 예 1~4에서 준비된 냉해 및 동해 방지를 위한 조성물을 슬라이드 유리(Slide glass)에 분무, 코팅하였으며, 실시 예 5~8에서 준비된 냉해 및 동해 방지를 위한 조성물을 식물 잎의 색깔과 유사한 녹색 종이보드에 분무, 코팅하였다.
슬라이드 유리와 녹색 종이보드에 코팅된 근적외선 흡수 조성물에 대한 실험 과정 중 외부의 온도 전달체로부터 온도 상승 및 하강의 문제점을 극복하기 위하여 비교예 1~8 및 실시 예 1~8에서 준비된 샘플을 본 발명의 도 2와 같이 외부의 열원으로부터 전달이 어려운 단열재료의 스치로폼 위에 준비하고, 햇빛이 조사되는 곳에서 2시간 방치한 다음 근적외선 염료가 코팅되지 않은 샘플과 근적외선 염료가 코팅된 샘플의 표면 온도를 레이저 온도계를 이용하여 확인하였다.
비교예 1~8 및 실시예 1~8의 결과를 표 1에 나타냈다.
구분 샘플 표면의 온도(oC)
실시 예 1 22
실시 예 2 22
실시 예 3 23
실시 예 4 24
실시 예 5 24
실시 예 6 25
실시 예 7 27
실시 예 8 29
비교 예 1~4 18
비교 예 5~8 21
표 1에서 나타낸 바와 같이 농작물의 냉해 및 동해 방지를 위한 근적외선 흡수 염료 조성물이 코팅되지 않은 비교예 1~4의 슬라이드 유리인 경우 18oC를 나타내고 있으며, 비교예 5~8의 식물의 잎과 유사한 환경의 녹색 종이보드인 경우 21oC를 나타내고 있고, 투명한 유리 슬라이드와 녹색 종이보드의 온도차이는 3oC 낮은 상태로 나타냈다. 반면, 유리 슬라이드와 녹색 종이보드의 표면에 근적외선 흡수 염료의 조성물이 분무, 코팅된 실시예 1~8에서는 샘플의 표면 온도가 4~6oC 높아졌으며, 유리 슬라이드와 녹색 종이보드의 표면에 코팅된 샘플인 경우 근적외선 흡수 염료의 농도가 높아질수록 유리 슬라이드와 녹색 종이보드의 표면 온도가 4oC에서 6oC까지 상승됨을 확인할 수 있었다.
따라서 농작물을 재배할 때 식물의 잎과 줄기에 근적외선 흡수 염료를 분무, 코팅할 경우 햇빛에서 조사되는 파장 중 유일하게 근적외선만 흡수하여 열선의 발열에 의한 식물의 온도가 상승하여 추워지는 날씨에 의해 온도 하강에 따른 식물의 냉해 및 동해 방지에 크게 기여할 뿐만 아니라 식물 광합성에 도움을 주는 파장에는 식물의 잎까지 투과하여 식물의 광합성 작용에 의한 전혀 문제가 발생하지 않고, 햇빛이 정상적으로 조사되어 원할한 광합성 작용에 의한 식물의 생산성을 높일 수 있기 때문에 지금까지 해결하지 못한 농작물의 냉해 및 동해의 문제점을 충분히 해결할 수 있어 농가의 기술경쟁력 확보는 물론 농작물의 상품성 향상과 냉해 및 동해에 따른 경제적 손실을 충분히 해결할 수 있을 것으로 크게 기대된다.
이상에서 본 발명은 상기 실시예를 참고하여 설명하였지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다.

Claims (8)

  1. 농작물을 재배하는 과정 중 햇빛의 자연광에 의해 식물의 냉해 및 동해를 방지하기 위한 조성물에 있어서,
    물 60~97 중량%를 기준으로 할 때 수중에 750~2500 nm 파장의 근적외선을 흡수할 수 있는 염료 0.15~6.5 중량%; 분산제 0.05 내지는 3.5 중량%; 바인더 2.5 내지는 35 중량%; 소포제 0.1 중량% 내지는 1.5 중량%; 증점제 0.1 내지는 2.5 중량%; 방부제 0.05 내지는 0.5 중량%로 이루어지는 것을 특징으로 하는 근적외선 흡수 염료를 이용한 농작물의 냉해 및 동해 방지를 위한 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 750~2500 nm 파장의 근적외선은 근적외선 흡수 염료는 최대 흡수파장이 700~900 nm인 스쿼릴륨계 염료(Squarylium-based Dyes), 시아닌계 염료(Cyanine-based Dyes), 크로코늄계 염료(Croconium-based Dyes) 내지는 최대 흡수파장이 900~1,200 nm인 퀴논 계열의 금속 복합체(Quinone metal complexes), 디티올 계열의 금속 복합체(Dithiol metal complexes) 내지는 페닐렌디아민 금속착제계 염료(800 nm, Phenylenediamine metal Complexes) 내지는 흡수파장이 870~930 nm인 몰리브데늄 블루 염료(Molybdenum Blue dye) 내지는 프탈로시아닌계 염료(900 nm, Phthalocyanine-based Dyes) 내지는 디이모니움계 염료(1,000~1,200 nm, Diimmonium-based Dyes) 계열 중에 선택되어지는 1종 이상의 염료가 구성되어지는 것을 특징으로 하는 근적외선 흡수 염료를 이용한 농작물의 냉해 및 동해 방지를 위한 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 분산제는 나프탈렌술폰산나트륨-포르말린 축합물, 알킬나프탈렌술폰산나트륨 또는 그의 포르말린축합물, 페놀술폰산나트륨과 나프톨술폰산나트륨의 포르말린축합물, 알킬 디페닐 에테르 디술폰산 나트륨, 리그닌술폰산 나트륨, 비이온계 계면활성제 폴리옥시에틸렌 알킬(알릴)에테르, 폴리아크릴산나트륨, 올레핀-말레인산나트륨 공중합체, 축합인산염, 알킬벤젠(나프탈렌)술폰산염, 디옥틸술폰말레인산나트륨, 스티렌-무수말레인산 공중합체의 부분아미드화/부분에스테르화물 중 1종 이상의 분산제가 선택되어지는 것을 특징으로 하는 근적외선 흡수 염료를 이용한 농작물의 냉해 및 동해 방지를 위한 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 바인더는 폴리비닐 알콜(polyvinyl alcohol)류; 폴리비닐 피로리돈(polyvinyl pyrrolidone)류; 폴리아크릴산, 스타이렌(styrene)-아크릴산 공중합체, 스타이렌-메타아크릴산 공중합체, 스타이렌-메타아크릴산-아크릴산 에스테르(ester) 공중합체, 스타이렌-α-메틸 스타이렌-아크릴산 공중합체 내지는 스타이렌-α-메칠스타이렌-아크릴산-아크릴산 에스테르 공중합체; 스타이렌-말레인산 공중합체, 스타이렌-무수말레인산 공중합체, 아크릴산-아크릴 니트릴 공중합체, 초산비닐-아크릴산 에스테르 공중합체 내지는 아크릴산-아크릴산 에스테르 공중합체; 비닐 나프탈렌-아크릴산 공중합체, 비닐 나프탈렌-말레인산 공중합체 및 초산비닐-에틸렌 공중합체, 초산비닐-지방산 비닐 에틸렌 공중합체, 초산비닐-말레인산 에스테르 공중합체, 초산비닐-크로톤산 공중합체, 초산비닐-아크릴산 공중합체 중 1종 이상의 바인더가 선택되어지는 것을 특징으로 하는 근적외선 흡수 염료를 이용한 농작물의 냉해 및 동해 방지를 위한 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 소포제는 디메틸폴리실록산 내지는 메틸페닐폴리실록산 내지는 메틸비닐폴리실록산 중 선택되어지는 1종 이상의 직쇄형 실리콘 오일로 이루어지는 실리콘계 소포제임을 특징으로 하는 근적외선 흡수 염료를 이용한 농작물의 냉해 및 동해 방지를 위한 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 증점제는 루(Roux), 알긴산나트륨(Sodium alginate), 한천(Agar), 녹말(Starch), 콜라겐(Collagen), 펙틴(Pectin), 카나기난(Carrageenan), 잔탄검(Xanthan gum), 글루코만난(Glucomannan), 젤란검(Gellan gum), 구아검(Guar gum), 카복시메틸셀룰로스나트륨(Carboxymethyl cellulose-Na salt), 메칠셀룰로우즈(Methyl celllulose), 하이드록시프로필셀룰로우즈(Hydroxypropylcellulose), 메칠하이드록시프로필셀루로우즈(Methylhydroxypropylcellulose) 중 1종 이상의 증점제가 선택되어지는 것을 특징으로 하는 근적외선 흡수 염료를 이용한 농작물의 냉해 및 동해 방지를 위한 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 방부제는 소르빈산, 안식향산, 파라옥시안식향산, 프로피온산, 메칠파라벤, 프로필파라벤, 페녹시에탄올, 디아졸리디닐우레아, 이미다졸리디닐우레아 중 1종 이상의 방부제가 선택되어지는 것을 특징으로 하는 근적외선 흡수 염료를 이용한 농작물의 냉해 및 동해 방지를 위한 조성물.
  8. 농작물을 재배하는 과정 중 햇빛의 자연광에 의해 식물의 냉해 및 동해를 방지하기 위한 조성물은 물 60~97 중량%를 기준으로 할 때 수중에 750~2500 nm 파장의 근적외선을 흡수할 수 있는 염료 0.15~6.5 중량%; 분산제 0.05 내지는 3.5 중량%; 바인더 2.5 내지는 35 중량%; 소포제 0.1 중량% 내지는 1.5 중량%; 증점제 0.1 내지는 2.5 중량%; 방부제 0.05 내지는 0.5 중량%로 이루어지는 조성물을 준비하는 단계;
    상기 조성물은 1/20 내지는 1/500의 범위로 물에 희석시켜 농작물의 동화작용과 이화작용의 물질대사가 어려운 수준으로 날씨가 추울 때 분무 장비를 동원한 식물의 잎과 줄기의 표면에 분무 및 코팅 수단으로 적용되는 구성을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 근적외선 흡수 염료를 이용한 농작물의 냉해 및 동해 방지를 위한 조성물의 이용방법.












KR1020230066529A 2023-05-23 2023-05-23 근적외선 흡수 염료를 이용한 농작물의 냉해 및 동해 방지를 위한 조성물 및 이의 이용방법 KR102647141B1 (ko)

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