Presentation of biodegradable polymer mulch technology those application in agriculture

1. Bio-
Bio- degradable mulch film

2. 1. 개발제품의 개요 Identification
1.1 생분해성수지 (Degradable Polymer) 로 이루어진 필름의 성형.
Polymer)로 성형.
분해시간(time 기술개발.
1.2 분해시간(time of degradation) 을 조절하는 조성물 기술개발.
degradation)을
<기존> Fragmentation 붕괴성수지
기존> <현재> Biodegradation 분해성
현재>
분해-
불완전한 분해->토양잔류 토양속에서 물과 이산화탄소.
이산화탄소.

3. 생분해성
플라스틱
멀칭 사용
광합성 재료
토양속에 매립
CO2 · 水
미생물 가수분해
소화/
소화/ 대사 분해효소
생분해
붕괴 및 분해

4. 2. 개발의 필요성
2.1 친환경 녹색성장의 기술개발 트렌드에 부합.
부합.
2.2 멀칭필름 폐기물 부담금 과중, 대체상품 필요.
과중, 필요.
7.6원/kg(2007년
7.6원/kg(2007년) 30원/kg(2008~2009년
30원/kg(2008~2009년)
90원/kg(2010~2011년
90원/kg(2010~2011년)
2010 150원/kg(2012년
150원/kg(2012년~ )
2012
2. 3 친환경 제품 육성정책

5. 2.4 생분해성 멀칭 ( BDP mulch film) 의 장단점
film)의
1) 장점
일손, 비용절감(회수비용, 폐기비용)
① 일손, 비용절감( 회수비용, 폐기비용)
② 환경문제
③ 뿌리 썪음병 방지
2) 단점
① 초기비용부담
② 분해속도 불일정
불가(6개월)
③ 재고보관 불가(6개월)
(6개월
④ 사용 후 로터리작업을 3~ 4회 반복
4회

6. 3. 경제성 분석
관행멀칭(LLDPE)
관행멀칭(LLDPE) 생분해성멀칭 비고
규격 0.015 x 120cm x 2,500m 0.015 x 120cm x2,500m
구입가격 130,000원 675,000원 5배 가격
제거인건비 3인x45,000원=135,000원
폐기물부담금 6,210원
운송처리비 100,000원
합계 371,210원
371,210원 675,000원 1.8배
675,000원 1.8배
면적 : 3,135m2 (950평) 충북 제천 2010년 )

7. 4. 개발 키워드
4.1 과연 완벽하게 생분해되는가? (Base Resin) 100%분해됨.
생분해되는가? 100%분해됨.
분해됨
(Polybutylene- co-
PBAT (Polybutylene- co- adipate terephthalate) : BASF
PBS (Polybutylene succinate) : MITSUBISHI
4.2 분해되어 토양 속에 축적되는 무해한 물질은 없는가?
없는가?
물(H2O) & 이산화탄소(CO2)
4.3 사용환경에 따라 생분해 속도를 조절할 수 있는가?
있는가?
PBAT + PBS + STARCH(또는 RICE POWDER) + Carbon black (배합비에 따라조절)
작용?( 수확량, 저하)
4.4 농작물 생장에 불리하게 작용?( 수확량, 생산속도 저하)
농작물의 생장 속도 및 수확량에 영향을 끼치지 않음

8. 컨소시엄)
5. 개발 추진 체계 (컨소시엄)
RDA
( 농촌진흥청)
원료제공
BASF( ) /
일 菱三 독
일 菱三 독
일 菱三 독
일 菱三 독 ( ) 필름가공업체
컴파운드업체 ( 일신화학)
( 그린케미칼) Distributor
BASF / 농민
BDP resin producer
Project initiator/ Coordinator
Technical consultant Ihlshin Chemical
Mulch film producer Rural Development Administration
Technique for film Evaluation for rice cultivation
Green Chemical Marketing to Farmer/ Asso. Release at Conference/ Seminar
Technique for BDP compounder Lobbying to Government Proposal to Government
Experience for BDP mulch film Distributor/ Farmer
Starch/ rice/ Ecoflex/ Colorants` Evaluation for other crops

9. 6. 개발 내용
6.1 생분해성 수지와 일반 수지의 비교
식물 유래
전분 배합 계
PLA PBS
ISP 바이오PE
바이오PE 유산)
(POLY유산)
(POLY유산 (biomass)
비
생
생
분
분 PP PE
바이오매스화예정 해
해
종래의 석유 유래
PBAT PBS
PS PVC
석유 유래

10. 6.2 생분해성 수지의 Bio- degradable Mechanism
Bio-
(Polybutylene- co-
1) PBAT (Polybutylene- co- adipate terephthalate) BASF
2) PBS (Polybutylene succinate) Mitsubishi Chemical

11. 6.3 퇴비화 조건의 Bio- degradable Report
Bio-
(ISO 14855 : > 60% degradation within 180 days)
100
Cellulose
90
생분해성필름
80
70
Degradation (%)
CO of Theor. CO
2
60
50
40
30
2
20
10
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
Incubation Period (Days)

12. 6.4 토양 속 Bio- degradable Mechanism
Bio-
1) Hannover ( 독일)
독일)
(독일 30 ㎛ film at room temp.
19days 42days 83days 109days
186days 368days

13. 6.4 토양 속 Bio- degradable Mechanism
Bio-
2) Herrenhausen ( 독일)
독일) 30 ㎛ film at room temp.
19days 42days 83days 109days
No film Herrenhausen
traces
186days 368days

14. (지렁이 테스트)
6.5 Earthworm Test ( 지렁이 테스트)
(OECD- guidline Nr. 207; Test Duration: 14 Days; Test- Organism: Eisenia foetida)
(OECD- Test-
50
43%
지렁이 생체중량 증대
Weight change of Earth Worm (%)
40 - > 생물에 무해한 성분
30
21%
20
10
-12%
0
25% Compost (w ithout 25% Compost (w ith
-10 poly mer) 10% poly mer)
Standard
-20

15. 7. Mulch film Project Production trial
Test Process
· extruder spec : 500mm (Dies)
0.015mm
· Test Size : 0.015mm × 190cm
- BUR : 2.42

16. Lab Test ( 전분 Test 외관 )
Starch M/B

17. Lab Test ( 쌀 Test 외관 )
쌀 M/B

18. Lab Test ( 일본 제품 )
일본 제품

19. Lab Test ( 물리적특성 )
인장강도 인열강도 신장율
두께 (kgf/cm )
2 (kgf/cm) (%)
(㎛)
YP TD MD TD MD TD MD
전분(15%) 15 - 356 465 192 164 720 228
쌀가루(5%) 15 - 207 383 145 115 501 191
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

20. Bio- 피복초기)
Lab Test ( Tray Bio-degradation 피복초기)
Starch M/B Rice M/B 일본 제품

21. Bio- 6개월
Lab Test ( Tray Bio-degradation 6개월 경과 )
Starch M/B Rice M/B 일본 제품

22. 현장시험포 분포(2009~2011년 6월 현재 )
분포(2009~2011년
(2009~2011
Field Test Area
수원 농진청 작물연구소
여주(고구마)
여주( 고구마)
충북제천(치커리)
충북제천( 치커리)
수원(벼농사)
수원( 벼농사)
서산(마늘)
서산( 마늘)
여주 고구마 밭
무안(양파)
무안( 양파)
창녕(양파)
창녕( 양파)

23. 생분해성 멀칭 현장실험 (경기도 화성시, 2009년)
화성시, 2009년
경과)
( 설치 후 약 8개월 경과)

24. 작물 : 고구마
지역 : 경기도 여주 (설치 2010년 6월 10일)
2010년 10일
피복초 20일후
20일후
160일후
160일후
100일후
100일후

25. 고구마 : 생분해성 멀칭 사용의 장단점
장점 단점 비고
기계화 수확 시, 수확 완료 후,
작업성 폐멀칭 걷어낼 로터리작업 수확후 작업
필요가없음.
필요가없음. 회이상(
3회이상(멀칭조
각을 땅속으로)
땅속으로)
지온상승 분해가 시작되 3개월 유지
지온관리 (2~3도
(2~3도) 면 지온상승 효
과 점차 떨어짐
100% 땅속에서 작은 조각이 날
친환경성 분해 릴 수가 있음 미생물에 의한
(로터리 3회) 분해

26. 작물 : 치커리
지역 : 충북 제천 (이해극:한국유기농업협회 이사)
이해극: 이사)
2010년 7월 21일 피복
2010년 21일 2010년 11월 3일 수확
2010년 11월

27. C : ( ) :
2010년 11월 3일 수확
2010년 11월 2010년 11월 10일 로타리작업(1차)
2010년 11월 10일 로타리작업(1
(1차

28. 작물 : 노지 마늘
지역 : 충청남도 서산 (월동 마늘)
마늘)
피복 : 2010년 11월 10일
수확 : 2011년 6월 24일
규격:0.015*180*500
색상 : 투명
KBS과학카페 촬영.
(2011. 02. 12)

29. 작물 : 노지 마늘
지역 : 충청남도 서산 (월동 마늘)
마늘)
피복 : 2010년 11월 10일
수확 : 2011년 6월 24일
규격:0.015*180*500
색상 : 투명
생분해성 멀칭 필름 분해
(2011. 05)

30. 작물 : 벼
지역 : 경기도 수원 (설치 2010년 5월)
2010년

31. ( )
( 150 : 90% ) ( 150 : 5% )

32. 작물 : 콩
지역 : 경기도 양평 일신리 (친환경 농업 시범지역)
시범지역)
2011년 5월 피복
2011년

33. ※ 유의 사항
최소3
수확 후, 로터리 최소3회
생분해성 멀칭 조각을 최대한 토양
속으로 묻어야 함.

38. 감사합니다
일신화학공업주식회사