친환경 원료소개 - 실험결과

바이오 플라스틱의 실험실 및 자연 환경내 산화생분해 시험 결과

PE 베이스 바이오 필름의 생분해성 - ASTM G21, SEM

Polyethylene film Bio-based film(PE) Biodegradable film

PE 베이스 바이오 필름의 생분해성 - ASTM G21, SEM

Polyethylene film Bio-based film(PP) Biodegradable film

실험실 테스트 결과 - SEM

Experiment start
After 1 week
After 2 week
  • PE 필름, 바이오 베이스 필름, 생분해 필름을 ASTM 방법에 따라 탄소원(Carbon source)을 제외시킨 미생물 배양배지에서 실험한 결과, 바이오 베이스 및 생분해 필름에서는 미생물이 성장하여 미생물에 의한 분해를 확인하였다.
  • 배양배지에 탄소원을 제외시켰기 때문에 시료 필름을 분해하여 탄소원을 보충하면 미생물이 성장하고 분해를 못시키면 미생물이 성장하지 못한다.

*Reference*

  • "Manufacturing Multi-degradable Food Packaging Films and Their Degradability" Korean J. Food Sci. Technol, 35(5), p877-883, 2003
  • "Degradability of Multi-Degradable HDPE and LDPE Food Packaging Films" Food Sci. Biotechnol., 12(5), p548-553, 2003
  • "Studies in the Development of Biodegradable Plastics and Their Safety and Degradability" Food Engineering, 15(3), p257-261, 2011
  • "Development of Oxo-biodegradable Bio-plastics Film Using Agricultural By-product such as Corn Husk, Soybean Husk, Rice Husk and Wheat Husk, 20(3), 2014

바이오 플라스틱의 실험실 및 자연 환경내 산화생분해 시험 결과

Pictures of PE base bio films after UV and heat treatment

  • Left : UV
  • Right : Heat treatment

Changes in elongation of PE based bio film during heat Treatment(68±2℃, RH 85%)

  • Black : width
  • Pink : length

Changes in elongation of PP based bio film during heat Treatment(68±2℃, RH 85%)

  • Blue : PP
  • Pink : Bio additive 10%
  • Green : Bio additive 20%

*Reference*

  • "Multi-degradable Food Packaging Plastics Prospect of Their Pactical Use" Food Engineering Process, 7(3), p134-140, 2003
  • "Assessment and Applications of Multi-Degradable Polyethylene Films as Packaging Materials" Food Sci. Biotechnol., 15(1), p5-12, 2006

Pictures of PE base bio films after UV and heat treatment

  • Left : UV
  • Right : Heat treatment

Changes in elongation of PE based bio film during heat Treatment(68±2℃, RH 85%)

  • Black : width
  • Pink : length

Changes in elongation of PP based bio film during heat Treatment(68±2℃, RH 85%)

  • Blue : PP
  • Pink : Bio additive 10%
  • Green : Bio additive 20%

분자량 감소 실험, 적외선 분광 결과

  • (1) 분자량 감소 실험 결과

    자외선, 열 등의 외부자극에 노출시키지 않은 필름에서는 1710 ~ 1750cm-1의 카르보닐(carbonyl)됨을 확인하였다. 수십만의 고분자량의 폴리머는 분해 후의 경우 10,000 ~ 20,000정도로 감소하였으며, 열 및 UV에 의한 분해의 경우는 분자량이 7,800 ~ 8,000으로 감소되었다. 저분자화 된 필름은 미생물에 의하여 분해될 수 있으며, 이는 바이오매스 필름의 생분해 특성을 확인시켜주는 실험결과이다.

  • (2) 적외선 분광 실험 결과

    분해후 필름제품의 중량 평균 분자량 분포가 크게 낮게 위치하고 있었으며, 장쇄 고분자가 저분자화 흡수대를 관찰할 수 없는 반면, 40일간 광 노출 후의 필름과 120일간 열 노출된 필름에서 카르보닐 흡수대를 관찰할 수 있었다. 카르보닐기는 플라스틱이 분해되는 과정에서 생성되는 물질이다.

* 출처 *

“복합분해성 식품포장용 플라스틱”, 산업식품공학

  • Food Engineering Process, 7권 3호, p134-140. 2003. 8. Chung, M.S., Lee, W.H., You, Y.S., Kim, H.Y., Park, K.M., and Lee, S.Y. 2006. Assessment and Applications of Multi-Degradable Polyethylene Films as Packaging Materials. Food Sci. Biotechnol., 15(1) : 5-12. Scott, G., Ed., 1993, Atmospheic Oxidation and Antioxidants, Elsevier, London.

모의 토양 매립 시험 결과

온도와 습도가 조절된 모의 매립 환경에서 산화생분해제를 구성하는 성분들의 혼합비를 다르게 한 필름을 6개월간 노출시킨 결과 생분해 물질이 분해되어 다공성 상태가 되고 분자량이 저하되는 것을 확인하였다.

  • 성균관대, 가톨릭대 공동연구 연구결과
  • 농기평 연구과제 결과(연세대, 한국식품연구원 등)

매립실험

  • SEM 3,000 매립 60일 시험
  • Mixing rato : Bio additive 40% and resin 60%
  • 성균관대 공동 연구
  • Left : PE Base film
  • Right : PP base film

멀칭 테스트

멀칭 필름

  • 제조공정 : 생분해 및 바이오 첨가제 펠렛 >압출(필름 완제품)
  • 제품의 특장점 : 분해기간 조절-작물생육기간 연계 > 기후, 온도, 토양 유기물량, 토양 수분 등에 민감하다.
구분 미생물 배양실험
ASTM G20 38도, 30일 배양SEM 1000배 사진
멀칭 실험
농업진흥청 포장실험고추 멀칭(7개월)
일반 플라스틱
자연분해 플라스틱
생분해 플라스틱

해외 제품과의 비교 시험 결과

좌측이 본사 제품의 분해결과가 해외 C사 대비 분해성이 우수하다. 광주 원예농협 시험장에서 9개월간 시험한 결과이다.

비분해 멀칭, 당사 2종, 해외 광분해 2종, 해외 생분해 2종 및 해외 복합분해 1종 합계 8종의 멀칭필름을 시험군으로 하여 농촌진흥청 국립농업과학원에서 7개월동안 비교 실험한 결과이다.

(1) 실험 시작후 3개월 경과

(2) 실험 시작후 7개월 경과

비분해 당사 I 해외 광분해 I 해외 광분해 II
해외 생분해 I 해외 생분해 II 해외 복합분해(산화생) 당사 II

성균관대, 서강대 공동연구 결과

바이오 재질 멀칭 필름의 야외실험

실험시작 60일 경과후 90일 경과후