바트로(Batro) · 2014-04-09 · 직파 안성등 20개소 2012년05월27일 Good 옥수수 충남 아산 2012년05월07일 8월14일 Best 고구마 충남 서산 2012년05월04일

Bio-degradable mulch film

2013년 10월 7일

바트로(Batro)필름

Bio-degradable mulch film : 바트로TM(Batro) 멀칭 Mulching 지온상승(Soil Temp) 잡초억제(Weed Control) 토양수분(Soil moisture)

수확증대 Increase yield

평균 120% UP

Bio-degradable mulch film : 바트로TM(Batro)

1. 개발 배경

농촌 폐비닐 오염 심각 : 발생량18만톤/년(2011년 멀칭용 )

농업용멀칭 사용량 : 약45,000톤/년

폐기물 부담금 : 15만원/톤(가격대비 6%) – 가공업체 부담 급증

대체 소재/제품 필요


2. 제품의 개요

생분해성수지 (Degradable Polymer)로 이루어진 필름(100%분해)

분해시간(time of degradation)을 조절하는 배합비

<기존> Fragmentation (광붕괴성수지) <현재> Biodegradation 분해성

불완전한 분해-> 토양잔류 (OXO) 토양속에서 완전분해


생분해성 플라스틱

멀칭 사용 광합성 재료

토양속에 매립

100% 분해

소화/대사

CO2 · 水

미생물 분해효소

생분해

가수분해


1) PBAT (Polybutylene-co-adipate terephthalate)

2) PLA (Poly lactic acid)

· 주요원료(생분해성 수지)의 기본구조 : 지방족 폴리에스터

3) 변성전분 TPS (Theomo Plastic Starch)


PBAT

TPS (변성전분)

Cereal powder

PLA

탄산칼슘

붕괴성 멀칭필름 : 생분해성필름 : 지방족 폴리에스터

Polyethylene (100% 분해or 토양무해물질로만 구성)

LDPE HDPE (Polyethylene)

OXO첨가제


8

· 생분해성 멀칭 (BDP mulch film)의 장단점

2) 단점

① 초기비용부담

② 분해속도 불일정

③ 재고보관 불가(6개월)

1) 장점

① 일손,비용절감(회수비용, 폐기비용)

② 폐비닐 소각 오염 방지

③ 토양 생물 활성화(미생물 활성화)


원료공급사 (PBAT,PLA)

컴파운드업체 일신화학

농촌진흥청

농민

3. 개발 추진 체계

TPS (변성전분)


4. 생분해멀칭필름 생산과정 (Test Process)

· 압출기(extruder) : 500mm (Dies)

· 가공방법 : 블로운 압출가공

· 색상 : 흑색(Carbon Black)

· Test Size : 0.015mm × 190cm

· 팽창비( BUR) : 2.42(PE필름 동일)


두 께

(㎛)

인장강도

(kgf/cm2)

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

( 물리적특성 ) : 기계멀칭 피복작업 가능 ( 2012년 생산분 )



1) Hannover (독일) 30 ㎛ film at room temp.

토양 속 생분해도 측정(원재료 개발당시의 자료) 자료출처 : basf

19days 42days 83days 109days

186days 368days


2) Herrenhausen (독일)

토양 속 생분해도 측정(원재료 개발당시의 자료)

19days 42days 83days 109days

186days 368days

No film traces

Herrenhausen

30 ㎛ film at room temp.

자료출처 : basf


5. 개발 키워드

5.1 과연 완벽하게 생분해되는가? (Base Resin) 100%분해됨.

PBAT 생분해 국제표준 통과제품 사용.

(유럽)EN13432, (미국)ASTM 6400시리즈, (일본)GreenPla, (한국)환경표지

5.2 분해되어 토양 속에 축적되는 유해물질(중금속)은 없는가?

물(H2O) & 이산화탄소(CO2) 외 플라스틱잔류물, 중금속 잔류물질 없음확인.

5.3 사용환경에 따라 생분해 속도를 조절할 수 있는가?

PBAT + PBS + STARCH + Carbon black + 산화방지제 (배합비에 따라조절)

5.4 농작물 생장에 불리하게 작용?( 수확량, 생산속도 저하)

농작물의 생장 속도 및 수확량에 영향을 끼치지 않음


6. 토양중금속 분석결과


(OECD-guidline Nr. 207; Test Duration: 14 Days; Test-Organism: Eisenia foetida)

-20

-10

0

10

20

30

40

50

25% Compost (w ithout

polymer)

25% Compost (w ith

10% polymer)

Weig

ht

cha

nge

of

Ea

rth W

orm

(%

)

-12%

Standard

21%

43%

지렁이 생체중량 증대 -> 토양생물에 무해한 성분

생분해 화합물이 토양의 생태계 환경에 유해성 여부 테스트

7. Earthworm Test (지렁이 테스트) 자료출처 : basf


자료출처 : basf

퇴비화 조건에서 플라스틱 재료의 호기성 생분해도의 측정을 통해 방출된 이산화탄소의 분석에 의한 방법

8. 생분해 화합물의 분해도 측정표준(Global Standards)


Field Test Area 현장시험포 (2009~2012년 8월)

수원(벼농사,콩)

충북제천(치커리)

서산(마늘)

창녕(양파)

여주(고구마)

무안(양파)

양평(콩) 둔내(피망)

익산(벼농사)

강원화천(무)

의성(마늘)

제주(양파)

서산(고구마)

아산(옥수수)

괴산(옥수수)

파주(콩)

안동(마늘)


작물 지역 사용개시 사용종료 결과

벼농사 수원 (RDA) 2010년05월27일 10월19일 Good

고구마 경기 여주 2010년07월03일 10월20일 Good

치커리 충북 제천 2010년08월09일 11월10일 Best

양파1 전남 무안 2010년10월27일 5월 26일 No good

마늘 충남 서산 2010년10월29일 6월24일 Good

양파2 경남 창녕 2010년11월02일 6월05일 Good

고추(피망) 강원 둔내 2011년05월03일 10월25일 Best

콩 경기 양평 2011년04월27일 10월05일 Good

콩 경기 수원 2011년04월29일 10월15일 Good

무 강원 화천 2011년05월12일 11월02일 Good

고추 경기 안산 2009년 06월 20일 10월 20일 Good

2010년 ~2011년 시험


작물 지역 사용개시 사용종료/예정 결과

볍씨부착.직파 안성등 20개소 2012년05월27일 Good

옥수수 충남 아산 2012년05월07일 8월14일 Best

고구마 충남 서산 2012년05월04일 9월10일 Best

장단콩/호박 경기 파주 2012년05월25일 9월 26일 No good

마늘 경북 의성 2011년11월29일 2012년 6월14일 Good

메주콩 경기 양평 2012년07월12일 10월15일 Good

브로콜리 강원 둔내 2012년06월03일 10월25일 Best

친환경잡곡 충북 괴산 2012년 6월 10일 10월 초순 Good

고추 강원 춘천 2012년 6월 15일 9월 중순 Good

2012년 시험


생분해성 멀칭 현장실험 (경기도 화성시, 2009년)

(설치 후 약 8개월 경과)


작물 : 고구마 지역 : 경기도 여주 (설치 2010년 6월 ~11일)

20일후

160일후 100일후

피복초


작물 : 고구마 지역 : 충남 서산 (설치 2012년 5월 6일~ 11월 21일)


전남 장성 (논고추) 2013 . 05. 14 ~ 09. 15


2010년 7월 21일 피복 2010년 11월 3일 수확

작물 : 레드치커리 지역 : 충북 제천 (이해극: 유기농업 단지)


충북 제천 : 이해극(한국유기농업협회 이사) 농장 : 레드치커리

2010년 11월 3일 수확 2010년 11월 10일 로타리작업(1차) 필름과 동시에 로타리 침.


작물 : 노지 마늘 (충남 서산) 규격 : 0.015*180*500

색상 : 투명 피복 : 2010년 11월 10일 수확 : 6월 24일


친환경 벼농사 슈퍼잡초 방제 대안(비교)

<장점>

<단점>

왕우렁이농법

오리농법

생분해멀칭

제초제 억제 토양 유기물 증대

토양,수질 환경보호

A.I (조류독감)

생태계파괴 (유해 야생동식물 2급. 남미 아마존 원산지. 일본 사용금지(2005년)


작물 : 벼 (경기도 수원) 사용 2010년 5월~10월


※볍씨부착형 : 직파농법 쌀농사 (2012)


작물 : 콩 경기도 양평 (친환경 농업 시범지역)

2011년 5월 7일 2011년 11월 17일


45일

유기농 옥수수 (충남아산)

피복 2012년 5월 7일 피복 2012년 6월 19일


피복후 97일후 로터리 작업 (2012년 8월 14일)


백색오염(White Polution) : 토양에 잔류하는 비닐. 처리방법 없음.

토양에 잔류하는 폐비닐의 양 : 사용량의 15%이상(추정)


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관행멀칭(LLDPE) 생분해성멀칭 비고

규격 0.015 x 100cm x 1,000m (13.9kg)

0.012 x 100cm x1,000m (18.7kg)

구입가격 47,430원 148,500원 3.1배

제거인건비 1인* 60,000원=60,000원

운송처리비 10,000원

합계 117,430원 148,500원 1.26배

면적 : (300평) 충북 제천 2011년 경제성 비교(A) : 레드치커리


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규격

0.03 x 400cm x 200m (22.1kg)

0.15 x 100cm x800m (15.1kg)

구입가격 75,140원 149,490원 2.0배

제거인건비 2인* 60,000원=120,000원


합계 245,140원 149,490원 0.6배

경제성 비교(B) : 한지형 마늘 면적 : (200평) 경북 의성 2012년


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규격 0.015 x 100cm x 5,000m (69.75kg)

0.015 x 100cm x5,000m (93.75kg)

구입가격 237,150원 928,125원 3.9배

제거인건비 15인* 60,000원=900,000원


합계 1,197,613원 928,125원 0.77배

경제성 비교(C) : 유기농옥수수 면적 : (1,500평) 충남 아산 2012년


8.1 정책보조금 지원이 절실한 사업

관행멀칭(LDPE)과의 차액지원.(유럽.일본의 사례)

8.2 현재의 가격차이로는 농민의 구매력 기대하기 어려움

가격차이 : 3.0배~ 4.0배

8.3 정책보조금(3년) 이후의 농가 재구매율 기대치

재구매율 : 95% (일본의 경우)

8.4 농촌 노동력 고령화 : 폐비닐수거 어려움.


기존 멀칭필름 : 생분해성필름 :

Polyethylene (100% 분해되는 물질로만 구성)

재생가공

재배(농가)

수거/ 집하

세척(1차,2차)

피복(농가)

재배(농가)

피복(농가)

로터리

농가부담

사회적

부담

재생업체:만년적자


폐비닐 수거 , 이제는 벗어날 수 있습니다.


브랜드 의미 : 바트로TM(Batro)

사용 후 분해되어‘밭으로’돌아가는 필름!


! 감사합니다 !

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