IPM을 꿈꾸는 사람들
제20편 농약의 제형에 따른 분류 본문
제20편 농약의 제형에 따른 분류
1. 농약 제형의 목적
1) 유효성분을 넓은 지역에 균일한 살포를 하기 위함
2) 대부붑이 소수성인 유효성분이 희석용수에 쉽게 분산되어야 하며, 곤충이나 식물체 겉표면이 기름기 성분이므로
수요액이 녹아있는 원제가 곤충이나 식물체의 표면에 잘 부착시키기 위함
3) 유효성분의 특성에 가장 적합한 살포형태로 조제하고 적절한 보조제 첨가시켜 최적의 약효 발현과 최소의 약해를
발생시키는 제형으로 만들어지기 위함
4) 화학물질인 농약의 원제는 빛, 온도 등에 의해 분해되기 쉬우므로 제제를 통해서 여러 가지 성분과 섞어 놓으면
잘 분해되지 않으므로 유효성분의 물리화학적 안정성을 향상시킬 수 있음
농약의 제형은
사용 전 희석과정을 요구하는 고농도 제형과 직접 살포할 수 있는 직접살포용 제형으로 크게 구분되며,
그 외 종자처리용 제형 및 특수제형으로 고안 제조된 특수제형 등이 있다.
< 농약 제형의 분류 체계 >
< 사용목적에 따른 농약제형의 분류 >
2. 고농도 제형 = 희석살포용 제형
1) 수화제(Wattable powder, WP)
(1) 원제 1가 액체인 경우: 원제+white carbon+증량제+계면활성제 혼합하여 분말도 44마이크로미터 이하
(325mesh 통과분 98%)가 되도록 작게 분쇄하여 만듦
(2) 원제가 고체인 경우: 원제+증량제+계면활성제 혼합하여 분쇄
(3) 수화제는 유제에 비하여 고농도의 제제가 가능하며(유제: 30% 전후, 수화제: 50% 전후) 계면활성제에 약한
낙엽과수에도 이용할 수 있음
(4) 고체상태이므로 포장, 수송, 보관에 있어서 유제에 비하여 편리하며, 빈 농약병의 처리문제도 없음
(5) 수화제는 살포액을 조제할 때 소요량을 평량하여야 하며, 제품의 입자가 미세하여 비산되기 쉬우므로
살포액 조제 또는 취급 시에 호흡에 의하여 취급자의 체내에 농약이 흡입, 중독될 위험성이 있음
2) 액상수화제(Suspension concentrate, SC)
(1) 물과 유기용매에 난용성인 원제를 액상의 형태로 조제한 것으로 수화제에서 분말의 비산 등의 단점을
보완하기 위하여 개발된 제형
(2) 증량제로 물을 사용하여 습식분쇄기로 입자를 평균 1~3마이크로미터 크기로 미분쇄시킨 후
액상의 보조제와의 혼합, 유효성분을 물에 현탁시킨 제제
(3) 분진이 발생하지 않아 사용할 때 안전하고 수화제 처럼 평량할 필요가 없으며, 증량제로 물을 사용하였기 때문에
독성, 환경오염 측면에서도 유리함
(4) 농약입자의 크기가 미세하여 단위무게 당 입자수가 많고 표면적이 상대적으로 넓어 수화제보다 약효가 우수하게
나타남
(5) 제조공정이 까다롭고 자제 점성 때문에 농약용기에 달라붙으며, 물에 현탁시킨 제제이므로 가수분해에 대해
안정한 유효성분만을 제제대상으로 함
3) 입상수화제(Water dispersible granule, WG)
(1) 수화제 및 액상수화제의 단점을 보완하기 위하여 과립형태로 제제한 수화제의 일종
(2) 분상의 농약원제와 보조제를 공기압축분쇄기로 미세하게 분쇄한 후 접착제를 이용, 가비중이 높은 과립형태로
조제
(3) 살포액을 조제할 때 물에 섞으면 수중낙하 하면서 팽윤과 확산이 빠르게 일어나 현탁살포액이 형성됨
(4) 수화제에 비하여 살포액 조제 시 비산에 의한 중독 가능성이 낮고 액상수화제에 비하여 용기 내에 잔존하는
농약의 양도 매우 적은 장점
(5) 생산설비에 대한 투자비용이 높고 고도의 제조기술이 요구되어 아직까지 국내에서의 생산은 미약하나
앞으로 자체 생산이 기대되는 제형
4) 유제(Emulsifiable concentrate, EC)
(1) 농약의 원제를 용제에 녹이고 계면활성제를 유화제로 첨가하여 제제한 것으로 다른 제형에 비하여 제제가 간단
(2) 용제로는 극성이 높은 석유제 용제(xylene 등), ketone 류, alcohol 류
(3) 유제의 물리성 중에서 가장 중요한 것은 유화성이며 일반적으로 살포용 약액을 조제한 후 2시간 정도가
경과한 후에도 안정성을 보이면 유화성이 좋은 것으로 평가
(4) 유화성이 불량하면 분산이 고르지 않아 약효가 떨어진다든가 약해발생이 원인이 되기도 한다. 특히 극성이
높은 용제를 사용하였을 경우에는 더욱 이러한 유화성에 주의하여야 함
(5) 유제는 수화제에 비하여 살포용 약액의 조제가 편리할 뿐만아니라 일반적으로 수화제나 다른 제형보다
약효가 우수하고 확실하다는 장점
(6) 수화제보다 생산비가 많이 소요되며 포장용기로 유기병이나 기타 액체용 용기를 사용하게 되므로
포장, 수송 및 보관에 많은 경비가 소요되는 결정이 있음
(7) 유제는 제제할 때에 용제를 사용하므로 취급 중에 용제의 인화성에 의한 화제 위험도 있음
5) 유탁제(Emulsion in water, EW)
(1) 유제에 사용되는 유기용제를 줄이기 위한 방안으로 개발된 제형
(2) 소량의 소수성 용매에 농약원제를 용해하고 유화제를 사용하여 물에 유화시켜 제제하며 유화성이 우수한
유화제의 선발이 유탁제형에서 가장 중요한 요소임
6) 미탁제(Microemulsion, ME)
(1) 유탁제의 기능을 더욱 개선한 제형으로 보다 소량의 유기용제를 사용하며 살포액을 조제하였을 때 외관상
투명한 상태가 됨
(2) 분산입자의 크기가 매우 미세하며 표면장력이 낮아 유제나 유탁제에 비하여 약효가 우수한 장점
7) 액제(Liquid, Soluble concentrate, SL)
(1) 원제가 수용제이며 가수분해의 우려가 없는 경우에 원제를 물 또는 methanol에 녹이고 계면활성제나
동결방지제를 첨가하여 제제한 액상 제형
(2) 원제 용제를 물이나 메탄올을 사용하는 것 이외에는 유제의 제제 방법과 동일
(3) 액제는 저장 중 동력에 의하여 용기가 파손될 우려가 있으므로 겨울철에 저장할 때 각별한 주의가 필요
8) 분산성액제(Dispersible concentrate, DC)
(1) 물에 대한 친화성이 강한 특수용매를 사용하여 물에 용해되기 어려운 농약원제를 계면활성제와 함께
녹여 만든 제형
(2) 살포용수에 희석하면 서로 분리되지 않고 미세입자로 수중에 분산되는 성질
(3) 액제와 특성은 비슷하나 고농도의 제제를 할 수 없다는 단점
9) 수용제(Water soluble powder, SP)
(1) 수용성 고제원제와 유안이나 망초, 설탕과 같이 수용성인 증량제를 혼합, 분쇄하여 만든 분말 제제
(2) 제제방법은 수화제와 동일하며 살포액을 조제하면 수화제와 달리 투명한 용액으로 됨
(3) 액제에 비하여 취급, 수송 및 보관이 용이하나 수용성 고체 원제만을 그 제제 대상으로 하는 제한성이
있음
(4) 살포액 조제 시 수화제와 같이 분말의 비산이 발생하며 평량 작업을 요구하며 용해상태가 불량하여
노즐이 막히는 경우도 있음
3. 직접살포용 제형
1) 입제(Granule, GR) 및 세립제(Fine granule, FG)
(1) 입제의 모양은 제조방법 및 사용 증량제의 종류들에 구형, 절편형, 압출형, 무정형 등으로 다양
(2) 입제의 중요한 물리성 중 하나는 경도인데 제품의 수송이나 사용 중에 분쇄되어 분상되지 않도록
충분히 높아야 함
(3) 입제는 사용이 간편하고 입자가 크기 때문에 분제와 같이 표류, 비산에 의한 근접 오염의 우려가 없음
따라서 사용자에 대한 안전성도 다른 제형에 비하여 우수
(4) 입제는 작물체를 대상으로 할 경우 대상약제가 침투성 약제어야 하는 제한성이 있으며, 다른 제형에 비하여
단위면적 당 투여되는 유효성분 즉 원제의 투여량이 많으므로 방제비용이 높아지고 토양오염이 일어날
가능성이 있음
2) 수면부상성입제(UP granule, Water floating granule, UG)
(1) 수용성이면서 비붕이 큰 증량제와 고분자 접착제 등을 분쇄, 혼합하고 물로 반죽하여 압출조립식으로
입제 형태의 담체를 만들고 농약원제와 확산제를 용제에 용해하고 흡착법으로 원제를 이 담체에 흡착
시켜 제제
(2) 담수된 논에 살포하면 증량제의 큰 비중으로 인하여 일단 가라앉는 다음 증량제가 물에 용해됨에 따라
비중이 감소, 수면에 다시 부상한 후 확산제의 작용에 의하여 수면에 유상의 약제층이 형성됨
(3) 일반 입제와는 달리 불균일하게 살포하여도 수면에 균일하게 확산되기 때문에 살포작업이 용이한 제형이나
바람, 논조류 등의 발생 시에는 확산층이 형성이 다소 불량한 단점이 있음
3) 수면전개제(Spreading oil, SO)
(1) 살포작업의 편이성을 고려하여 제조된 제형으로 비수용성 용제에 원제를 녹이고 수면확산제를 첨가, 혼합하여
만든 액상 형태의 제형
(2) 담수된 논에 일정한 간격으로 약제를 부으면 빠르게 확산되어 수면부상성입제와 마찬가지로 수면에 균일한
처리층을 형성하므로 살포작업이 매우 용이
(3) 바람, 논조류 등의 발생 시 수면부상성입제보다도 확산층 형성이 불량하며 이에 따라 약해 발생 우려가 있음
4) 분제(Dust, Dispersible powder, DP)
(1) 원제를 다량의 증량제와 물리성 개량제, 분해방지제 등과 균일하게 혼합, 분쇄하여 제제한 것
(2) 유효성분의 함량이 1~5% 정도로 대부분이 증량제
(3) 분제의 품질은 증량제의 이화학적 성질에 크게 영향을 받으며 경시변화가 다른 제형에 비하여 큰 편
(4) 증량제는 원제에 대하여 화학적으로 안정하고 물리적 성질이 양호함과 동시에 경제적으로 값이 싸야함
(5) 분제의 물리성 중 중요한 것은 분말도, 토분성 및 분산성이며 입도는 62마이크로미터 이하
(250mesh 통과분 98%이상)로 규정
(6) 분제는 농약을 살포할 때 제품을 그대로 살포하며 다구살포기 등을 사용함으로써 살포능률을 증대시킬
수 있다는 장점
(7) 액상으로 살포하는 농약보다 고착성이 불량하므로 잔효성이 요구되는 과수에는 적용할 수 없으며,
단위면적 당 제품의 투하량이 많으므로 농약값이 유제나 수화제에 비하여 다소 높음
(8) 분제의 가장 큰 결점은 입자가 미세하므로 농약이 표류비산에 의한 농약의 손실 뿐만아니라
환경(대기)오염의 원인이 된다는 점
5) 미분제(Flo-dust, GP) 및 수화성미분제(Wettable flo-dust, WF)
(1) 분제의 단점인 비산성을 오히려 이용한 제형, 입도를 더욱 작게 하여 비산성을 높임으로써 시설하우스와 같은
밀폐된 공간에 확산시킬 수 있도록 고안된 제형
(2) 평균 입경은 5.5이하 마이크로미터로서 325mesh 통과분이 99% 이상
(3) 살포작업은 시설하우스 입구에 고정된 지점에서 동력분무기를 사용, 하우스 안쪽 방향으로 살포하며
살포된 작은 비산입자는 높은 비산성에 의하여 하우스 전체에 균일하게 확산되므로 살포자에게 안전하며
수화성 미분제는 물에 희석하여 사용할 수도 있는 제형
6) 저비산분제(Driftless dust, DL)
(1) 저비산분제는 분제의 일종이나 10마이크로미터 이하의 미립자를 최소화한 증량제와 응집제를 사용함으로써
약제의 표류, 비산을 경감하도록 개발된 제형으로 일반 분제와 구별하여 저비산분제라고 함
(2) 저비산분제는 평균입도가 20마이크로미터 전후(250mesh 통과분 95% 이상, 10마이크로미터 이하 입자 25%이하)
(3) 일반분제에 비하여 약제의 표류비산을 현저하게 저하시킬 수 있으며 벼에 부착량을 높일 수 있는 장점
(4) 앞으로 분제를 대산할 수 있는 제형으로 저비산분제의 개발, 보급이 크게 기대
7) 미립제(Microgranule, MG)
(1) 미립제의 제제는 입제의 제제방법과 같으나 입자의 크기가 일반적으로 입제보다 작아 62~220마이크로미터 범위
(2) 미립제는 입제 및 분제의 문제점을 개선한 새로운 제형으로 특히 벼의 생육후기에 벼의 하부를 가해하는 해충을
효율적으로 방제하는데 적합한 제형
(3) 미립제는
- 약제의 표류, 비산에 의한 환경요염을 방지하고,
- 사용자인 농민에게 안전하며,
- 살포가 쉬워 살포능률이 높고,
- 벼를 가해하는 해충, 특히 생육후기에 벼의 하부에 서식하는 병해충을 안전하게 방제할 수 있는 제형
(4) 미립제의 입도범위가 매우 협소하여 입도규격에 맞는 증량제를 얻기가 어려워 제제비가 높은 결점
8) 캡슐제(Encapsulated granule, CG)
(1) 농약원제를 고분자 물질로 피복하여 고형으로 만들거나 캡슐 내에 농약을 주입하여 제조한 제형
(2) 유효성분의 방출제어 기능을 가지고 있으므로 약제의 효율성을 크게 향상시킬 수 있는 장점이 있으나
제조단가가 높아 주로 특수 방제목적으로 사용
9) 오일제(Oil misible liquid, OL)
(1) 농약을 기름에 용해하고 살포 시 유기용제에 희석하여 살포할 수 있도록 고안된 제형
(2) 물로 희석할 수 없는 경우와 같이 특수함 목적으로 사용하며 원액을 직접 살포
4. 종자처리용 제형
1) 종자처리수화제(Water dispersible powder for seed treatment, WS)
(1) 종자에 대한 약제부착성을 향상시킨 수화제, 수화성 분의제
(2) 벼 직파용 및 육묘상용 종자 모두에 피복하여 사용
(3) 마른 종자에 사용할 때에는 소량의 물에 현탁시켜 사용
(4) 병해충 예방용 약제를 대상으로 하며 기존 약제에 비하여 종자처리 효율이 높은 장점이 있으며
처리특성상 약제손실이 아주 적어 환경오염을 최소화 할 수 있으며, 농약중독의 염려도 거의 없음
2) 종자처리액상수화제(Flowable concentrate for seed treatment, FS)
(1) 액상수화제 형태로 종자처리 수화제 특성과 비슷하나 액상인 점이 다름
(2) 마른 종자에 그대로 사용할 수 있으며 물에 희석하여 사용할 수도 있음
3) 분의제(Powder for seed treatment, DS)
(1) 수화제 제형으로 분상 그대로 종자에 분의처리 한 것이 일반적이나 살포용 수화제처럼 물에 희석할 수 있음
5. 특수제형 및 기타
1) 훈연제(Smoke generator, FU) 및 과립훈연제(Smoke pellet, FW)
(1) 농약원제에 발연제, 방염제 등을 혼합하고 기타 보조제 및 증량제를 첨가하여 제조한 제형
(2) 훈연제는 시설하우스 등 밀폐된 공간에서만 사용되는 제형으로 하우스 내 일정 간격으로
약제를 배치한 후 연소제인 심지에 점화함으로써 살포작업이 완료되므로 노동력 절감 효과가 탁월
(3) 유효성분은 연기와 함께 상부로 퍼진 후 하강하면서 작물체에 균일하게 살포
(4) 약제처리 시간이 매우 짧고 살포자에 안전하여 살포의 균일성으로 일반 살포용 제제에 비하여 적은
약량으로도 약효가 충분히 발현되는 장점
(5) 열에 안정하고 어느 정도 휘발성을 가진 유효성분만을 제제 대상으로 한다는 단점
2) 연무제(Aerosol, AE)
(1) 살포방법을 개선한 제형으로 압축가스로 충진한 가정용 스프레이통에 넣어 분사하거나 연무발생기 등을 이용,
고압이나 열을 가하여 분무하도록 제제
(2) 가격이 비싸기 때문에 부가가치가 높은 농약의 소량살포에만 적용
3) 도포제(Paste)
(1) 농약을 점성이 큰 액상으로 제조하여 붓 등을 사용, 병반이나 상처부위에 직접 발라주도록 고안된 제형
(2) 건조 후 피막을 형성하도록 고분자막 형성제를 첨가하여 제조, 과수의 부란병 방제에 주로 이용
4) 훈증제(Gas, GA)
(1) 증기압이 높은 원제를 액상, 고상 또는 압축가스 상으로 용기 내에 충진한 것으로 용기를 열 때 유효성분이
대기 중으로 기화하여 병해충을 방제하도록 설계된 제형
(2) 주로 밀폐된 장소에서의 저장곡물 소독용이나 작물 재배지의 토양소독용으로 사용
(3) 제제 대상 유효성분은 일정한 시간 내에 살균 또는 살충시킬 수 있는 농도에 도달하도록 휘발성이 커야 하고,
비인화성이어야 하고, 훈증할 목적물에 이화학적 또는 생물학적 분화를 주지 않는 약제로 한정
(4) 인축에 대한 강한 독성이 있으므로 사용할 때 주의
5) 정제(Tablet, TB)
(1) 특수한 목적으로 소량 투입되는 농약을 대상으로 한 제형
6) 농약함유비닐멀칭제(PF)
(1) 고추와 같이 비닐멀칭재배를 하는 작물의 경작법에 적용하기 쉽게 개발된 특수제형
(2) 일반 비닐수지의 원료에 농약 유효성분을 혼합, 용융하여 멀칭용 투명비닐 형태로 제조
(3) 비닐 속에 함유된 유효성분은 비닐멀칭 후 토양에서 발생하는 수분이 비닐 안쪽의 표면에서 응축됨에 따라
그 응축수에 녹아 토양표면에 떨어지게 됨
(4) 약효지속 기간이 길고 농약 처리 시 위험성이 없으며 살포노동력이 크게 절감되는 장점
7) 판상줄제(Sheet formulation, SF)
(1) 시설하우스 내에서 화훼류와 같은 원예작물을 재배할 때 사용하기 위하여 개발된 제형
(2) 침투성 농약원제를 고분자 합성수지 원료에 혼합, 용융하여 판상의 끈과 같이 길다란 줄 형태로 뽑아내어 제조
(3) 사용 시에는 장미, 국화 등의 유묘를 정식할 때 인접한 토양에 길게 매몰되로록 하며, 수지에 함유된
유효성분은 토양수분에 의하여 서서히 방출
(4) 약효지속 시간이 길고 약제처리를 정식작업과 동시에 수행할 수 있기 때문에 노동력 절감 효과가 크고
살포자가 농약에 직접 노출되지 않아 안전성이 높음
(5) 수확 후 줄을 회수하여야 하는 불편함이 있으나 최근 생분해성 고분자물질을 이용하여 제제함으로써
이러한 문제점을 해결
8) 미량살포제(Ultra-low volume liquid, UL)
(1) 매우 농축된 상태의 액제 제형으로 항공방제에 사용되는 특수제형
(2) 항공기 탑재량을 줄이기 위하여 원제의 용해도에 따라 액체나 고체상태로 원제를 소량의 기름이나 물에 녹인
형태이며 원액을 그대로 사용하는 경우도 있음
(3) 유효성분의 함량이 매우 높은 제형으로 균일하기 위하여 정전기살포법과 같은 특수한 살포기술이 요구
9) 독먹이(독미끼, Bait concentrate, CB, Block bait, BB)
(1) 살서제나 살연체동물제를 위한 제형, 동물이나 곤충을 유인하는 먹이에 원제를 혼합하여 제제
6. 농약보조제
1) 각종 형태의 제형을 제조할 첨가되는 물질과 자체만으로 농약으로서의 약효가 없거나 미미하지만 농약의 특성을
개선시킬 목적으로 사용하는 물질을 총칭하여 농약보조제(adjuvant, supplement agent)라 부른다.
2) 여기에는 농약 유효성분 및 제형의 이화학적 특성을 향상, 개선시키기 위한 각종 첨가제와 유효성분의
생물학적 약효를 상승시키기 위하여 사용하는 협력제 등을 포함되며 그 자체는 직접적 효과가 없는 것이 일반적
3) 보조제 중에는 전착제와 같이 희석액 조제 시에 첨가하도록 별도로 상품화한 것도 있음
4) 용제(solvent)
(1) 유제나 액제와 같이 액상의 농걍을 제조할 때 원제를 녹이기 위하여 사용되는 용매를 총칭
(2) 물에 잘 녹지 않는 유효성분을 대상으로 한 유제용 용제로는 용해도 특성에 따라 각종 유기용매가 사용되며
액제의 경우 물이나 메탄올이 용제로 사용
5) 계면활성제
(1) 계면활성제는 서로 섞이지 않는 유기물질층과 물층으로 이루어진 두 층계에 첨가하였을 경우 계면활성을 나타내는
물질을 총칭
(2) 확전, 유화, 분산, 가용화, 기포, 세정 등의 작용이 있고 농약제제 뿐만아니라 우리 일상생활과도 밀접한 관계가 있는
물질군
(3) 농약제제에서는 유화제, 분산제, 전착제, 가용화제 등의 용도로 사용되고 있으며 농약 제품의 물리적 특성을 좌우
- 현수성: 수화제를 물에 희석하였을 때 고체상의 미세입자가 용액 중에 균일하게 분산되는 성질
- 유화성: 유제를 물에 희석하였을 때 액상의 입자가 물 중에 균일하게 분산하는 성질
- 습윤성: 살포한 농약이 식물체나 곤충의 체표면을 적시는 성질
- 확전성: 식물이나 곤충의 체표면에 부착한 약액의 입자가 잘 퍼지게 하는 성질
- 습전성: 습윤성 + 확전성
- 부착성: 살포한 약제가 식물체나 곤충체 표면에 잘 달라붙는 성질
- 습전성과 부착성은 살포약액의 액적 크기, 표면장력 및 살포작업 시 액적의 정전기 획득 정도에 따라 좌우되며,
약액의 표면
- 계면활성제는 약액의 표면장력을 낮추는 작용, (순수한 물: 78 dyne/cm, 계면활성제가 첨가된 살포액의 표면장력:
50 dyne/cm), 부착성과 습전성 향상
6) 전착제(spreader)
(1) 전착제는 농약 살포액 조제 시 첨가하여 살포약액의 습전성과 부착성을 향상시킬 목적으로 사용
7) 증량제(carrier)
(1) 분제, 입제, 수화제 및 수용제 등과 같이 고체상 제형에서는 여러 가지 고체 증량제를 사용
(2) 흡유가가 높은 미세분말 또는 유기물 분말에 액상의 농약원제를 흡수 또는 흡착시키거나
고농도의 농약원제를 다량의 광물성 미세분말에 희석하는 경우
(3) 단순히 농약원제의 희석 또는 흡착에만 중요한 것이 아니고 증량제에 따라 농약의 약효가 크게 영향을 받음
8) 협력제(sysnergist)
(1) 그 자체만으로는 약효가 없으나 혼용되는 농약의 생물활성을 상승시켜주는 작용을 하는 첨가제
- 원제: 농약의 유효성분이 농축되어 있는 물질을 말함 [본문으로]
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