바트로 (Batro) 필름 Bio-degradable mulch film 2013 년 10 월 7 일
멀칭 Mulching 지온상승 (Soil Temp) 잡초억제 (Weed Control) 토양수분 (Soil moisture) 수확증대 Increase yield 평균 120% UP
1. 개발배경 농촌폐비닐오염심각 : 발생량18만톤 / 년 (2011년멀칭용 ) 농업용멀칭사용량 : 약45,000톤 / 년폐기물부담금 : 15만원 / 톤 ( 가격대비 6%) 가공업체부담급증대체소재 / 제품필요
2. 제품의개요 생분해성수지 (Degradable Polymer) 로이루어진필름 (100% 분해 ) 분해시간 (time of degradation) 을조절하는배합비 < 기존 > Fragmentation ( 광붕괴성수지 ) < 현재 > Biodegradation 분해성 불완전한분해 -> 토양잔류 (OXO) 토양속에서완전분해
생분해성플라스틱 광합성재료 CO2 水 소화 / 대사 미생물분해효소 생분해 100% 분해 멀칭사용 토양속에매립 가수분해
주요원료 ( 생분해성수지 ) 의기본구조 : 지방족폴리에스터 1) PBAT (Polybutylene-co-adipate terephthalate) 2) PLA (Poly lactic acid) 3) 변성전분 TPS (Theomo Plastic Starch)
붕괴성멀칭필름 : 생분해성필름 : 지방족폴리에스터 Polyethylene (100% 분해 or 토양무해물질로만구성 ) LDPE HDPE (Polyethylene) OXO 첨가제 PBAT TPS ( 변성전분 ) PLA 탄산칼슘 Cereal powder
생분해성멀칭 (BDP mulch film) 의장단점 1) 장점 1 일손, 비용절감 ( 회수비용, 폐기비용 ) 2 폐비닐소각오염방지 3 토양생물활성화 ( 미생물활성화 ) 2) 단점 1 초기비용부담 2 분해속도불일정 3 재고보관불가 (6개월)
3. 개발추진체계 원료공급사 (PBAT,PLA) 컴파운드업체 일신화학 농촌진흥청 농민 TPS ( 변성전분 )
4. 생분해멀칭필름생산과정 (Test Process) 압출기 (extruder) : 500mm (Dies) 가공방법 : 블로운압출가공 색상 : 흑색 (Carbon Black) Test Size : 0.015mm 190cm 팽창비 ( BUR) : 2.42(PE필름동일 )
( 물리적특성 ) : 기계멀칭피복작업가능 ( 2012 년생산분 ) 두께 ( μm ) 인장강도 (kgf/cm 2 ) 인열강도 (kgf/cm) 신장율 (%) YP TD MD TD MD TD MD 전분 (15%) 15-356 465 192 164 720 228 일본제품 15 117 269 344 195 182 490 313 LLDPE 20-248 276 172 157 758 613 HDPE 15-566 864 263 269 581 449
토양속생분해도측정 ( 원재료개발당시의자료 ) 자료출처 : basf 1) Hannover ( 독일 ) 30 μm film at room temp. 19days 42days 83days 109days 186days 368days
토양속생분해도측정 ( 원재료개발당시의자료 ) 자료출처 : basf 2) Herrenhausen ( 독일 ) 30 μm film at room temp. 19days 42days 83days 109days No film traces Herrenhausen 186days 368days
5. 개발키워드 5.1 과연완벽하게생분해되는가? (Base Resin) 100% 분해됨. PBAT 생분해국제표준통과제품사용. ( 유럽 )EN13432, ( 미국 )ASTM 6400시리즈, ( 일본 )GreenPla, ( 한국 ) 환경표지 5.2 분해되어토양속에축적되는유해물질 ( 중금속 ) 은없는가? 물 (H2O) & 이산화탄소 (CO2) 외플라스틱잔류물, 중금속잔류물질없음확인. 5.3 사용환경에따라생분해속도를조절할수있는가? PBAT + PBS + STARCH + Carbon black + 산화방지제 ( 배합비에따라조절 ) 5.4 농작물생장에불리하게작용?( 수확량, 생산속도저하 ) 농작물의생장속도및수확량에영향을끼치지않음
6. 토양중금속분석결과
Weight change of Earth Worm (%) Bio-degradable mulch film : 바트로 TM (Batro) 7. Earthworm Test ( 지렁이테스트 ) 생분해화합물이토양의생태계환경에유해성여부테스트 자료출처 : basf 50 43% 40 30 지렁이생체중량증대 -> 토양생물에무해한성분 20 21% 10 0-10 -12% 25% Compost (w ithout polymer) 25% Compost (w ith 10% polymer) -20 Standard (OECD-guidline Nr. 207; Test Duration: 14 Days; Test-Organism: Eisenia foetida)
8. 생분해화합물의분해도측정표준 (Global Standards) 자료출처 : basf 퇴비화조건에서플라스틱재료의호기성생분해도의측정을통해방출된이산화탄소의분석에의한방법
현장시험포 (2009~2012 년 8 월 ) Field Test Area 파주 ( 콩 ) 수원 ( 벼농사, 콩 ) 아산 ( 옥수수 ) 서산 ( 마늘 ) 서산 ( 고구마 ) 양평 ( 콩 ) 둔내 ( 피망 ) 여주 ( 고구마 ) 강원화천 ( 무 ) 충북제천 ( 치커리 ) 괴산 ( 옥수수 ) 안동 ( 마늘 ) 의성 ( 마늘 ) 익산 ( 벼농사 ) 창녕 ( 양파 ) 무안 ( 양파 ) 제주 ( 양파 )
2010 년 ~2011 년시험 작물 지역 사용개시 사용종료 결과 벼농사 수원 (RDA) 2010년05월27일 10월19일 Good 고구마 경기여주 2010년07월03일 10월20일 Good 치커리 충북제천 2010년08월09일 11월10일 Best 양파1 전남무안 2010년10월27일 5월 26일 No good 마늘 충남서산 2010년10월29일 6월24일 Good 양파2 경남창녕 2010년11월02일 6월05일 Good 고추 ( 피망 ) 강원둔내 2011년05월03일 10월25일 Best 콩 경기양평 2011년04월27일 10월05일 Good 콩 경기수원 2011년04월29일 10월15일 Good 무 강원화천 2011년05월12일 11월02일 Good 고추 경기안산 2009년 06월 20일 10월 20일 Good
2012 년시험 작물 지역 사용개시 사용종료 / 예정 결과 볍씨부착. 직파 안성등 20개소 2012년05월27일 Good 옥수수 충남아산 2012년05월07일 8월14일 Best 고구마 충남서산 2012년05월04일 9월10일 Best 장단콩 / 호박 경기파주 2012년05월25일 9월 26일 No good 마늘 경북의성 2011년11월29일 2012년 6월14일 Good 메주콩 경기양평 2012년07월12일 10월15일 Good 브로콜리 강원둔내 2012년06월03일 10월25일 Best 친환경잡곡 충북괴산 2012년 6월 10일 10월초순 Good 고추 강원춘천 2012년 6월 15일 9월중순 Good
생분해성멀칭현장실험 ( 경기도화성시, 2009 년 ) ( 설치후약 8 개월경과 )
작물 : 고구마지역 : 경기도여주 ( 설치 2010 년 6 월 ~11 일 ) 피복초 20 일후 100 일후 160 일후
작물 : 고구마지역 : 충남서산 ( 설치 2012 년 5 월 6 일 ~ 11 월 21 일 )
전남장성 ( 논고추 ) 2013. 05. 14 ~ 09. 15
작물 : 레드치커리지역 : 충북제천 ( 이해극 : 유기농업단지 ) 2010 년 7 월 21 일피복 2010 년 11 월 3 일수확
충북제천 : 이해극 ( 한국유기농업협회이사 ) 농장 : 레드치커리 2010 년 11 월 3 일수확 2010 년 11 월 10 일로타리작업 (1 차 ) 필름과동시에로타리침.
작물 : 노지마늘 ( 충남서산 ) 규격 : 0.015*180*500 색상 : 투명 피복 : 2010 년 11 월 10 일 수확 : 6 월 24 일
친환경벼농사슈퍼잡초방제대안 ( 비교 ) 오리농법 제초제억제토양유기물증대 왕우렁이농법 < 장점 > 토양, 수질환경보호 A.I ( 조류독감 ) < 단점 > 생태계파괴 ( 유해야생동식물 2 급. 남미아마존원산지. 일본사용금지 (2005 년 ) 생분해멀칭
작물 : 벼 ( 경기도수원 ) 사용 2010 년 5 월 ~10 월
볍씨부착형 : 직파농법쌀농사 (2012)
작물 : 콩경기도양평 ( 친환경농업시범지역 ) 2011 년 5 월 7 일 2011 년 11 월 17 일
유기농옥수수 ( 충남아산 ) 45 일 피복 2012 년 5 월 7 일 피복 2012 년 6 월 19 일
피복후 97 일후로터리작업 (2012 년 8 월 14 일 )
백색오염 (White Polution) : 토양에잔류하는비닐. 처리방법없음. 토양에잔류하는폐비닐의양 : 사용량의 15% 이상 ( 추정 )
경제성비교 (A) : 레드치커리 면적 : (300 평 ) 충북제천 2011 년 관행멀칭 (LLDPE) 생분해성멀칭비고 규격 0.015 x 100cm x 1,000m (13.9kg) 0.012 x 100cm x1,000m (18.7kg) 구입가격 47,430 원 148,500 원 3.1 배 제거인건비 운송처리비 1 인 * 60,000 원 =60,000 원 10,000 원 합계 117,430 원 148,500 원 1.26 배
경제성비교 (B) : 한지형마늘면적 : (200 평 ) 경북의성 2012 년 규격 관행멀칭 (LLDPE) 생분해성멀칭비고 0.03 x 400cm x 200m (22.1kg) 0.15 x 100cm x800m (15.1kg) 구입가격 75,140 원 149,490 원 2.0 배 제거인건비 운송처리비 2 인 * 60,000 원 =120,000 원 50,000 원 합계 245,140 원 149,490 원 0.6 배
경제성비교 (C) : 유기농옥수수 면적 : (1,500 평 ) 충남아산 2012 년 관행멀칭 (LLDPE) 생분해성멀칭비고 규격 0.015 x 100cm x 5,000m (69.75kg) 0.015 x 100cm x5,000m (93.75kg) 구입가격 237,150 원 928,125 원 3.9 배 제거인건비 운송처리비 15 인 * 60,000 원 =900,000 원 50,000 원 합계 1,197,613 원 928,125 원 0.77 배
8.1 정책보조금지원이절실한사업관행멀칭 (LDPE) 과의차액지원.( 유럽. 일본의사례 ) 8.2 현재의가격차이로는농민의구매력기대하기어려움가격차이 : 3.0배 ~ 4.0배 8.3 정책보조금 (3년) 이후의농가재구매율기대치재구매율 : 95% ( 일본의경우 ) 8.4 농촌노동력고령화 : 폐비닐수거어려움.
기존멀칭필름 : 생분해성필름 : Polyethylene (100% 분해되는물질로만구성 ) 피복 ( 농가 ) 재배 ( 농가 ) 수거 / 집하 세척 (1 차,2 차 ) 재생가공 재생업체 : 만년적자 농가부담 사회적부담 피복 ( 농가 ) 재배 ( 농가 ) 로터리
폐비닐수거, 이제는벗어날수있습니다.
브랜드의미 : 바트로 TM (Batro) 사용후분해되어 밭으로 돌아가는필름!
! 감사합니다!