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문제 정의
- 그러나 포장운반상자에 대한 연구는 전혀 보고된 바 없다. 따라서 본 연구는 접착제첨가 없이 습식공법으로 제조한 목탄-목재 섬유복합재료가 기능성이 있는 건축용재료 또는 과일포장용상자로써의 적용가능성을 알아보고자 흡착량을 측정하고 과일포장 운반상자의 신선도 유지시험을 실시하여 그 영향을 구명하기 위하여 실시하였다.
- 본 연구는 접착제첨가 없이 습식공법으로 제조한 목탄목재섬유복합재료의 에틸렌가스의 흡착량 측정 및 과일저상시험을 통하여 목탄목재 섬유복합재료가 과일 신선도유지 효과에 미치는 영향을 알아보기 위하여 실시하였으며 결과는 다음과 같다.
제안 방법
- 5%를 처리하였다. PF수지가 목재섬유상에 효과적으로 침착하도록 Aluminum sulfate (AI2SO4, 8% 수용액)를 사용하여 슬러리의 pH를 4.5로 조정하였다.
- 기건상태인 목재섬유를 Valley Beater내에 물과 함께 혼합하여 넣어 슬러리의 농도를 3%로 조정한 후 30분간 교반 시켰다. 숯입자의 크기는 #60-100, #100-200 크기의 두 조건으로 하였으며, 혼합비는 목재섬유:목탄의 비를 100:0, 80:20, 60:40, 40:60, 20:80으로 하여 제조하였다.
- 내부치수가 15cmX 15cmX 15cm인 4종류 상자 (con, 80:20-surface thin layer, 60:40- surface thin layer, 일반 과일포장상자)를 제작하여, 각각의 상자에 방울토마토와 딸기를 넣고 외관의 광택과 색 및 부패정도를 관찰하였다. 이때 온도는 25±1℃를 유지하였다.
- 숯입자의 크기는 #60-100, #100-200 크기의 두 조건으로 하였으며, 혼합비는 목재섬유:목탄의 비를 100:0, 80:20, 60:40, 40:60, 20:80으로 하여 제조하였다. 또한 강도보강제가 목탄목재 섬유복합재료에 미치는 영향을 알아보기 위하여 PF수지를 투입재료의 전건중량당 1%, 3%, 5% 처리 하였으며, 내수제로 파라핀왁스에 멀젼(PWE)를 투입재료 전건중량의 0.5%를 처리하였다. PF수지가 목재섬유상에 효과적으로 침착하도록 Aluminum sulfate (AI2SO4, 8% 수용액)를 사용하여 슬러리의 pH를 4.
- 목탄목재 섬유복합재료의 표면에서 목탄 입자의 묻어나옴 현상을 개선하기 위하여 성형된 복합재료 습식매트의 양면표층에 목재섬유로 제조한 박층시트를 표층처리하였다. 예비실험 결과 가장 적정조건인 평량 100g/E의 박층 목재섬유 시트를 목탄크기#100〜 200, 목재섬유와 목탄의 혼합비 80:20, 60:40인 습윤 된 복합재료매트 위에 적층하여 실시하였다.
- 본 실험에서 제조된 표층처리 보드가 유통 중과일 신선도에 미치는 영향을 측정하기 위한 하나의 방법으로 방울토마토와 딸기를 이용하여 신선도 평가를 위하여 과일 외관을 관찰하였다. 내부치수가 15cmX 15cmX 15cm인 4종류 상자 (con, 80:20-surface thin layer, 60:40- surface thin layer, 일반 과일포장상자)를 제작하여, 각각의 상자에 방울토마토와 딸기를 넣고 외관의 광택과 색 및 부패정도를 관찰하였다.
- 숯입자의 크기는 #60-100, #100-200 크기의 두 조건으로 하였으며, 혼합비는 목재섬유:목탄의 비를 100:0, 80:20, 60:40, 40:60, 20:80으로 하여 제조하였다. 또한 강도보강제가 목탄목재 섬유복합재료에 미치는 영향을 알아보기 위하여 PF수지를 투입재료의 전건중량당 1%, 3%, 5% 처리 하였으며, 내수제로 파라핀왁스에 멀젼(PWE)를 투입재료 전건중량의 0.
- 예비실험 결과 가장 적정조건인 평량 100g/E의 박층 목재섬유 시트를 목탄크기#100〜 200, 목재섬유와 목탄의 혼합비 80:20, 60:40인 습윤 된 복합재료매트 위에 적층하여 실시하였다.
- 용기내의 잔류 에틸렌가스의 농도측정은 SHIMADZU사에서 제조한 가스크로마토그래피 (Model:GC-14B)를 이용하여 4 반복씩 측정하였다. 예비실험결과 48시간 후에는 소량의 에틸렌가스만 남아 측정이 곤란하므로 가스주입 후 3시간, 6시간, 12시간, 24시간, 48 시간동안의 에틸렌가스 흡착량을 측정하였다.
- 측정하였다. 용기내의 잔류 에틸렌가스의 농도측정은 SHIMADZU사에서 제조한 가스크로마토그래피 (Model:GC-14B)를 이용하여 4 반복씩 측정하였다. 예비실험결과 48시간 후에는 소량의 에틸렌가스만 남아 측정이 곤란하므로 가스주입 후 3시간, 6시간, 12시간, 24시간, 48 시간동안의 에틸렌가스 흡착량을 측정하였다.
- 압착하여 탈수하였다. 이렇게 탈수된 매트를 열압온도 180 °C, 열압압력 및 시간은 30kgf/cnf에서 1분 - 5kgf/cirf에서 2분 - 30kgf /cuf에서 7분 순으로 3단계 압착법으로 열압하여 목탄목재 섬유복합재료를 제조하였다. S-1-S (smooth-one-side board)보드를 제조하였으며 보드의 크기는 20cn)x20cni였고 4반복씩 제조하였다.
- 제조된 목탄목재섬유복합재료의 에틸렌 가스흡착량을 조사하기 위하여 930㎖짜리 유리용기내에 두께방향으로 가스흡착이 되지 않도록 파라핀왁스로 마구리면이 코팅된 5cmx5cm로 제단 된 시험편을 2개씩 넣고 lOOOOppm짜리에틸렌가스 10cc을 유리용기내에 주입하여 용기내 에틸렌가스 농도를 20ppm으로 조절한 후 시간에 따른 시험편의 에틸렌가스 흡착량을 측정하였다. 용기내의 잔류 에틸렌가스의 농도측정은 SHIMADZU사에서 제조한 가스크로마토그래피 (Model:GC-14B)를 이용하여 4 반복씩 측정하였다.
대상 데이터
- et Zucc.)의 섬유를 분양받아 사용하였다.
- 이렇게 탈수된 매트를 열압온도 180 °C, 열압압력 및 시간은 30kgf/cnf에서 1분 - 5kgf/cirf에서 2분 - 30kgf /cuf에서 7분 순으로 3단계 압착법으로 열압하여 목탄목재 섬유복합재료를 제조하였다. S-1-S (smooth-one-side board)보드를 제조하였으며 보드의 크기는 20cn)x20cni였고 4반복씩 제조하였다.
- 내수제가 목재섬유상에 효과적으로 침착하도록 사용된 침착제로는 Aluminum sulfate (Al2SO4, 8%수용액)를 사용하였다.
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2-1-2 목탄
목탄목재섬유복합재료를 제조하기 위하여 사용한 목탄은 강원도 홍천에서 조림되는 25년생 이상의 굴참나무(Querazs variabilis BI.)를경남 산청군 달성면에 위치한 가마에서 구운 백탄으로서 목탄의 입자크기는 #100-200, #60~100 크기로 분쇄하여 실험용 재료로 사용하였다.
- 목탄목재섬유복합재료의 강도보강제로는 페놀대 포르말린(37%수용액)의 제초몰비를 1:1.63으로 하고 NaOH를 촉매로 사용하여 제조한 수용성 알카리 페놀수지 (Phenol formaldehyde resin)를 실험실에서 제조하여 사용하였으며, 내수성 향상을 위한 내수제로는 PWE (Paraffin wax emulsion: 44% 고형분 함량)를 사용하였다. 제조된 PF의 NVC(Non volatile content):52%, pH11.
성능/효과
- 1. 목탄목재섬유복합재료의 에틸렌가스 흡착량은 목탄의 혼합비가 많을수록 증가하였으며 동일한 목탄의 혼합조건에서 목탄입자의 크기가 작을수록 높은 에틸렌가스 흡착력을 나타냈다.
- 2. 목탄목재섬유복합재료에 PF수지를 적용하였을 경우 에틸렌가스흡착력은 PF수지의 첨가량이 증가함에 따라 약간 감소하는 경향을 보인다.
- 3. 목탄목재섬유복합재료로 만든 상자 내에 저장된 과실은 현재 유통되는 골판지 포장상자에 비하여 신선도유지효과가 뛰어났으며 목탄의 혼합비가 높을수록 증가하는 경향을 나타냈다.
- Control, 80:20, 60:40 조건 모두 시간이 경과함에 따라 에틸렌가스 흡착량은 증가하며, 특히 흡착 후 6시간에서 12시간사이에서 단위 시간당 흡착량이 가장 컸다. PF수지의 첨가량이 증가할수록 3가지 목탄혼합조건에서 에틸렌가스 흡착량은 감소하였다.
- 목탄입자의 크기나 목탄의 혼합비에 상관없이 시간이 경과함에 따라 에틸렌가스의 흡착량은 증가한다. Control과 비교하여 목탄-목재 섬유의 복합재료의 에틸렌가스 흡착량은 매우 우수하며, 목탄의 혼합비가 증가함에 따라 에틸렌가스의 흡착량도 증가하였다. 또한 동일한 혼합비에서 목탄입자의 크기에 따른 에틸렌 가스의 흡착량은 목탄입자의 크기가 작을수록 우수하였다(흡착시간 24hr 이고 혼합비 60:40일때, #60 ~ 100-11.
- PF수지의 첨가량이 증가할수록 3가지 목탄혼합조건에서 에틸렌가스 흡착량은 감소하였다. PF수지를 첨가하지 않은 경우와 PF수지 5%를 첨가한 보드의 흡착 후 48시간 경과후의 에틸렌가스 흡착량을 비교하여보면, 목탄을 첨가하지 않았을 때 에틸렌 가스흡착량의 감소량은 2.53ppm, 목재섬유와 목탄의 혼합비가 80:20의 경우는 1.58ppm, 목재섬유와 목탄의 혼합비가 60:40의 경우는 L59ppm을 나타냈다. 따라서 이러한 결과는 PF수지가 첨가되더라도 에틸렌가스의 흡착량이 많이 떨어지지 않으므로 적당량의 PF 수지의 첨가는 강도 보강과 함께 유용하리라 생각된다.
- Control, 80:20, 60:40 조건 모두 시간이 경과함에 따라 에틸렌가스 흡착량은 증가하며, 특히 흡착 후 6시간에서 12시간사이에서 단위 시간당 흡착량이 가장 컸다. PF수지의 첨가량이 증가할수록 3가지 목탄혼합조건에서 에틸렌가스 흡착량은 감소하였다. PF수지를 첨가하지 않은 경우와 PF수지 5%를 첨가한 보드의 흡착 후 48시간 경과후의 에틸렌가스 흡착량을 비교하여보면, 목탄을 첨가하지 않았을 때 에틸렌 가스흡착량의 감소량은 2.
- 딸기의 경우 66% 신선도 유지기간이 길어졌다. 방울토마토와 딸기 모두 목탄의 혼합비가 높은 목탄목재 섬유복합재료로 제조한 상자에서 저장될수록 상태가 양호하였다.
- 3ppm). 이러한 결과는 목탄목재섬유복합재료내 존재하는 목탄입자의 크기가 작을수록 보드내 목탄입자의 분산이 우수하여 목탄입자의 다공구조에 의한 에틸렌가스흡착의 발현이 더 유효하게 작용한 것이라 사료된다.
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