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문제 정의
- 본 연구에서는 두부비지와 구리계 금속염인 염화구리 또는/그리고 붕소계 염인 붕산나트륨을 사용하여 목재 방부제를 조제하고, 방부제 조제에 있어 사용된 염의 종류와 두부비지의 가수분해를 위해 사용된 산농도에 따른 갈색 부후균 Tyromyces palnstris와 백색 부후균 Trametes versicolore 대한 방부효능의 차이를 알아보고 이 결과를 토대로 두부비지 방부제의 최적 조제 조건을 탐색하였다.
제안 방법
- 9,10) 이러한 연구 가운데 polyphenol계 화합물의 일종이며 목재 수피 내에 다량 함유되어 있는 탄닌을 화학적으로 개질하고 이렇게 개질된 탄닌을 구리와 반응시켜 착염을 형성시킨 후, 이를 목재 내에 주입하여 목재 부후균에 대한 저항성을 향상시켰던 연구가 있었으며,11)일부 지역에서 목재방부제로 사용되고 있는 붕소계 화합물을 단백질 성분과 결합시켜 방부제를 조제하는 다양한 연구가 보고되었다. 10, 12, 13)본 연구에서는 목재방부제 조제에 있어서 방부 유효성분인 구리 및 붕소계 염과 착염을 형성할 수 있는 원료를 탐색하였고, 특히 구리 그리고/또는 붕소계염과 착염의 형성이 용이하다고 알려진 단백질계 유기 폐기물의 공급원을 모색하는 과정에서 일정량의 단백질을 함유하고 있으며 저렴한 가격으로 대량 확보가 가능한 두부 비지를 친환경 목재방부제의 원료로 선택하게 되었다. 두부비지는 대두를 침지, 마쇄, 여과한 후 두부 또는 두유로 제조하는 과정에서 발생하는 부산물로서 대두 의약 60% 정도가 부산물인 두부비지로 발생된다.
- 시험방법에 준하여 시행하였다. 균의 배양을 위해 사용된 배지는 2.5%의 glucose, 1%의 malt extract, 0.5%의 peptone, 0.3 %의 potassium phosphate, 0.2% 의 magnesium sulfate의 액상 배지를 조제한 후, 12 cmx9 cmx20 cm(가로, 세로, 높이 )의 유리 병 26개(7: palustris, T. versicolor 각 13개)에 각각 모래 300 g과 액체 배지 80mL를 넣고 병을 흔들어 조제한 액상 배지가 균일하게 분포하도록 만들었다. 모래 배지가 완성된 유리병은 autoclave를 이용하여 121P에서 30분 동안 멸균시키고, 병이 충분히 식은 후에 균주 T.
- 균이 배양병의 모래 표면을 충분히 덮을 만큼 생장을 확인한 후 3개의 목재 시편을 각 배양병에 투입하였다. 목재 시편을 투입할 시 횡단면이 모래와 접촉하도록 하였으며, 목재 시편 간에는 서로 닿지 않도록 일정한 간격을 두고 투입하였다.
- 두부비지 방부제는 두부비지 산 가수분해물(이하 OK), 염화구리(이하 CC) 또는/그리고 붕산나트륨(이하 B)를 반응시켜 조제하였으며, 배합 비율은 고형분 함량을 기준으로 1 part의 OK, 1 part의 CC, 0.5 part의 B로 구성하였다. 목재시편에 실제로 적용된 방부액의 조제는 480mL2] 증류수에 OK, CC 그리고/또는 B 의총 고형분 20g을 첨가하여 조제하였으며, 방부액 내 의총 고형분 함량은 4%로 조절하였다.
- versicolor 각 13개)에 각각 모래 300 g과 액체 배지 80mL를 넣고 병을 흔들어 조제한 액상 배지가 균일하게 분포하도록 만들었다. 모래 배지가 완성된 유리병은 autoclave를 이용하여 121P에서 30분 동안 멸균시키고, 병이 충분히 식은 후에 균주 T. palnstris와 T. versicolor를 각각 13개의 모래 배지에 접종하였다. 균주 접종 후에는 균이 충분히 자라날 수 있도록 24±2℃, 습도 75%의 항온항습기에서 배양하였다.
- 목재 시편을 투입할 시 횡단면이 모래와 접촉하도록 하였으며, 목재 시편 간에는 서로 닿지 않도록 일정한 간격을 두고 투입하였다. 목재 시편 투입이 완료된 배양 병은 24±2℃, 습도 75%의 항온항습기에 넣고 배양하였으며, 3주 간격으로 부후 양상을 관찰하였다.
- 투입하였다. 목재 시편을 투입할 시 횡단면이 모래와 접촉하도록 하였으며, 목재 시편 간에는 서로 닿지 않도록 일정한 간격을 두고 투입하였다. 목재 시편 투입이 완료된 배양 병은 24±2℃, 습도 75%의 항온항습기에 넣고 배양하였으며, 3주 간격으로 부후 양상을 관찰하였다.
- 5 part의 B로 구성하였다. 목재시편에 실제로 적용된 방부액의 조제는 480mL2] 증류수에 OK, CC 그리고/또는 B 의총 고형분 20g을 첨가하여 조제하였으며, 방부액 내 의총 고형분 함량은 4%로 조절하였다. 본 연구에서 조제된 방부액은 두부비지의 가수분해에 사용된 산농도(0, 1%, 2%)와 염의 종류(CC, CC/B, B)에 따라 9 종류였으며, OK가 들어가지 않은 방부액 (CC, CC/B, B) 3 종류도 두부비지 가수분해물 첨가 여부에 따른 차이를 확인하기 위하여 준비하였다.
- 이용하여 목재 시편에 주입하였다. 방부액을 목재 시편에 처리하기 전 20mL 암모니아수(NHQH) 를 두부비지 방부제에 첨가하였으며, 목재 시편을 주 약관 안에 고정적으로 배치한 후 목재 시편 12개당 500 mL의 방부액을 투입하여 처리하였다. 목재 시편이 방부액에 완전히 침지된 것을 확인한 후, 주약관을 닫아 밀폐시키고 진공펌프로 20분 동안 550 mmHg 감압하였으며, 다시 질소로 20분 동안 8kgf/cm2 가압하여 방부제를 주입하였다.
- 방부제 내에서 방부효능을 제공하는 염과 두부 비지의 반응 정도를 향상시키기 위하여 두부비지 분말(60mesh 이하)을 황산(H2SO4)으로 가수분해하였다. 즉, 200 g의 두부 비지 분말을 일정한 농도의 황산 용액 350 mL에 넣고, 교반기용 프로펠러로 상온에서 1시간 동안 교반 시켰다.
- 용탈이 완료된 목재 시편들은 공기 중에서 24시간 동안 건조시킨 후, 80℃ 오븐에서 24시간 동안 재건조한 후 건조 무게를 측정하였다. 방부제가 목재로부터 용탈된 양은 방부제가 주입된 건조 시편 중량과 용탈시킨 건조 시편 중량의 차이로 측정하였으며, 목재 시편으로 주입된 방부제 양에 대한 용탈된 양을 퍼센트로 나타내어 용탈성 (leachability) 이라 명시하였다.
- 본 연구에서는 두부비지 또는 두부비지의 황산(1%, 2%) 가수분해물과 구리 또는/그리고 붕소 염을 이용하여 목재방부제를 조제하였다. 이렇게 조제된 방부제를 웨스턴 햄록 목재 시편에 감가압법을 이용하여 주입하고, 주입된 시편을 열수에서 72시간 동안 용탈한 후, 용탈된 시편의 T.
- 즉, 200 g의 두부 비지 분말을 일정한 농도의 황산 용액 350 mL에 넣고, 교반기용 프로펠러로 상온에서 1시간 동안 교반 시켰다. 산 농도에 의한 가수분해 정도가 실제 두부 비지 방부제의 주입능, 용탈성 및 방부 효능에 미치는 영향을 조사하기 위하여 황산의 농도를 0, 1%, 2%로 조절하여 두부비지의 가수분해를 실시하였다.
- 균에 의해 감소된 중량은 용탈 후 건조 시편 중량과 균에 의해 부후된 건조 시편 중량의 차이로 얻었다. 용탈 후건 조 시편 중량에 대한 균에 의한 중량감소를 퍼센트로 계산하여 중량감소율(weight loss)을 측정하였다.
- 72시간 동안 용탈하였다. 용탈이 완료된 목재 시편들은 공기 중에서 24시간 동안 건조시킨 후, 80℃ 오븐에서 24시간 동안 재건조한 후 건조 무게를 측정하였다. 방부제가 목재로부터 용탈된 양은 방부제가 주입된 건조 시편 중량과 용탈시킨 건조 시편 중량의 차이로 측정하였으며, 목재 시편으로 주입된 방부제 양에 대한 용탈된 양을 퍼센트로 나타내어 용탈성 (leachability) 이라 명시하였다.
- 목재방부제를 조제하였다. 이렇게 조제된 방부제를 웨스턴 햄록 목재 시편에 감가압법을 이용하여 주입하고, 주입된 시편을 열수에서 72시간 동안 용탈한 후, 용탈된 시편의 T. versicolor 및 T. palustris에 대한 방부효능을 조사하였다. 두부비지 방부제의 주입능은 산농도의 증가와 함께 증가하였으며, 염의 첨가도 긍정적인 영향을 미쳤다.
- 목재 시편이 방부액에 완전히 침지된 것을 확인한 후, 주약관을 닫아 밀폐시키고 진공펌프로 20분 동안 550 mmHg 감압하였으며, 다시 질소로 20분 동안 8kgf/cm2 가압하여 방부제를 주입하였다. 주입이 완료된 목재 시편은 주 약관에서 꺼내어 24시간 동안 대기 건조시키고 80℃ 오븐에서 24시간 동안 재건조시킨 후 건조 무게를 측정하였다. 실제 목재 시편 내로 주입된 방부제의 양은 방부제가 주입된 시편의 건조중량과 초기 시편의 건조 중량 차이로 측정하였으며, 처리된 방부제의 고형분 양에 대한 목재 시편으로 주입된 방부제 양을 퍼센트로 나타내어 주입능(treatability)이라 명시하였다.
- 항온항습기 배양 시작일 기준으로 12주 후에 배양을 완료시켰으며, 목재 시편은 배양병에서 꺼내어 표면에 있는 균사들을 brush로 완전히 제거한 후, 105℃ 오븐에서 24시간 동안 건조한 다음 건조 무게를 측정하였다. 균에 의해 감소된 중량은 용탈 후 건조 시편 중량과 균에 의해 부후된 건조 시편 중량의 차이로 얻었다.
대상 데이터
- 두부비지 방부제의 방부효능을 확인하기 위하여 부후균으로 갈색 부후균인 Tyromyces palustris(FFP81 0507) 와 백색부후균인 Trametes versicolor(FfWl 1030)을사용하였다.
- 두부비지와 함께 방부제 조제에 있어 방부효능을 부여하기 위해 첨가된 염으로는 염화구리 (copper chloride, CG1CI2) 와 붕산나트륨 (sodium borate, Na2B4O710H2O) 을 사용하였으며, 상기 염은 덕산화학(경기, 용인) 에서구입하여 사용하였다.
- 방부제 조제를 위하여 냉동 보관된 두부비지를 상온에서 해동시키고, 70℃ 오븐에서 24시간 동안 건조한 후, 가정용 소형 믹서기로 분쇄하고, 실험용 표준체로 선별하여 60mesh 이하의 분말을 사용하였다.
- 방부제 주입을 위해 사용된 목재는 웨스턴 햄록 (Tsuga heterophyIla)이었으며, 실험용 시편의 크기는 2.1 cmx2.1 cmx2.3 cm(가로, 세로, 높이)의 직육면체 모양으로 절삭하여 사용하였다.
- 본 연구에서 사용된 두부비지는 (주) CJ(서울, 구로)에서 공급받은 비지를 사용하였으며, 두부비지의 부패를 방지하기 위하여 -4℃이하의 냉동고에 보관하였다. 방부제 조제를 위하여 냉동 보관된 두부비지를 상온에서 해동시키고, 70℃ 오븐에서 24시간 동안 건조한 후, 가정용 소형 믹서기로 분쇄하고, 실험용 표준체로 선별하여 60mesh 이하의 분말을 사용하였다.
- 목재시편에 실제로 적용된 방부액의 조제는 480mL2] 증류수에 OK, CC 그리고/또는 B 의총 고형분 20g을 첨가하여 조제하였으며, 방부액 내 의총 고형분 함량은 4%로 조절하였다. 본 연구에서 조제된 방부액은 두부비지의 가수분해에 사용된 산농도(0, 1%, 2%)와 염의 종류(CC, CC/B, B)에 따라 9 종류였으며, OK가 들어가지 않은 방부액 (CC, CC/B, B) 3 종류도 두부비지 가수분해물 첨가 여부에 따른 차이를 확인하기 위하여 준비하였다.
- 조제된 방부제는 충북대학교(충북, 청주)의 실험용 주 약관을 이용하여 목재 시편에 주입하였다. 방부액을 목재 시편에 처리하기 전 20mL 암모니아수(NHQH) 를 두부비지 방부제에 첨가하였으며, 목재 시편을 주 약관 안에 고정적으로 배치한 후 목재 시편 12개당 500 mL의 방부액을 투입하여 처리하였다.
데이터처리
- 1)을 이용하여 실시하였다. 모든 통계처리는95% 신뢰도를 적용시켰으며, 분산분석을 통해 p<0.05 수준에서 유의성을 가진다고 분석된 결과에 대하여 Least Significant Difference test를 이용하여 각 실험군 간 차이에 대한 유의성을 분석하였다.
- 본 연구에서 조사된 주입능, 용탈성, 및 중량 감소율의 값은 3x4 다원변량분석법에 의해 분석하였으며, 통계학적 분석은 Statistical Analysis System programming package(version 9.1)을 이용하여 실시하였다. 모든 통계처리는95% 신뢰도를 적용시켰으며, 분산분석을 통해 p<0.
이론/모형
- 두부비지 방부제의 방부효능 실험은 KS F 2213에 기술된 시험방법에 준하여 시행하였다. 균의 배양을 위해 사용된 배지는 2.
성능/효과
- 2), 서서히 향상되는 것으로 나타났다(Fig 3). CC 및 B를 함께 이용하여 조제한 빙부제에서, CC/B와 가수분해하지 않은 두부 비지를 이용하여 조제한 OK-0/CC/B의 방부효능 간에는 통계학적으로 차이가 없으나, 두부비지의 산 가수분해물(OK -1, 0K-2)을 이용하여 조제한 0K-1/CC/B과 OK-2/CC/B의 방부효능은 CC/B 그리고 OK-0/CC/B보다 우수한 것으로 나타났으며 (Fig. 2), 특히 0K-1/CC/ B와 0K-2/CC/B를 처리한 시편의 방부효능은 산림청에서 고시한 최소방부능(평균 무게감소율 3.0% 이하)을만족시키는 우수한 부후 저항성을 보여 주었다. 또한 OK/CC/B 처리 시편의 경우, 두부비지를 가수분해하지 않은 OK-0/CC/B 처리 시편에서 일시적으로 방부효능이 저하되는 결과를 나타냈지만, 산의 농도를 증가시킨 OK-l/CC/B, OK-2/CC/B로 처리할수록 방부효능이 점진적으로 향상되는 것을 볼 수 있었다(Fig.
- 3과 같다. OK/CC는 두부비지를 사용하지 않은 방부제(CC)에 비해 통계학적으로 T. palustrise 대한 우수한 방부효능을 보유하는 것으-로 나타났다(Fig. 2). 한편 가수분해를 위해 사용된 산의 농도에 대한 방부 효능은 통계학적으로 차이는 없었으나(Fig.
- Table 1은 두부비지 방부제를 주입한 후 용탈시킨 목재 시편 및 대조구 시편의 Tyromyces palustrise 대한 방부효능 결과를 보여주며, 각 변수들의 통계분석표는 Table 3과 같다. T. palustris6^ 대한 대조구 시편의 중량 감소율은 24.66%로 나타났으나, OK/CC와 OK/CC/ B로 처리한 시편의 중량 감소율은 1.71-6.92%로 대조구 시편에 비해 매우 우수한 방부효능을 보유한 것으로 조사되었으며, 염의 종류와 두부비지의 가수분해를 위하여 사용된 산농도에 따라 중량 감소율은 통계학적으로 차이가 있는 것으로 나타났다. 먼저 두부비지와 함께 방부제 조제에 사용된 염의 종류에 따른 T.
- Table 3과 같다. T. versicolore 대한 대조구 시편의 중량 감소율이 13.74%인 반면, 두부비지 방부제로 처리한 목재시편의 T. versicolore 대한 중량 감소율은 1.14-1.94%로 산림청에서 고시한 최소방부능(평균 무게 감소율 3.0% 이하) 조건을 모두 만족하였다(Fig. 2). 특히, 두부비지와 함께 조제한 모든 방부제뿐만 아니라 두부 비지의 첨가없이 조제된 방부액(CC, CC/B, B)으로 처리한 시편에서도 매우 낮은 중량감소율을 보여주었는데, 이렇게 우수한 방부효능은 T.
- 02). 그러나 OK/B로 처리한 시편의 중량 감소율은 23.76% 로 대조구 시편과도 큰 차이를 보이지 않았는데, 이러한 결과는 B의 용탈에 의해 T. palustiris에 대한 충분한 부후 저항력을 보유할 만큼의 B가 목재 시편 내에 잔류하지 않은 결과라 생각하며, 따라서 OK/B는 본 연구에서 사용된 조제 조건에서 목재 방부제로 사용하기에는 적합하지 않다는 결론을 얻었다.
- 두부비지는 대두를 침지, 마쇄, 여과한 후 두부 또는 두유로 제조하는 과정에서 발생하는 부산물로서 대두 의약 60% 정도가 부산물인 두부비지로 발생된다. 두부 및 두유 제조과정에 따라 차이는 있으나, 두부비지는 약 80% 정도의 수분을 함유하고 있으며, 건조무게 기준으로 27%의 단백질, 53%의 탄수화물 및 조섬유, 12%의 지방, 8%의 회분을 함유하고 있는 것으로 연구 결과에서 밝혀졌다.14) 그러나 다른 식품 또는 산업 부산물에 비해 상대적으로 높은 두부비지의 단백질 함량에도 불구하고, 연간 배출되는 상당 양의 두부비지는 유기 폐기물로 취급되고 있으며, 현재 단백질 공급원으로서의 축산용 사료 그리고 토질 개선을 위한 유기질 비료로서 효능이 입증되어 농가 중심으로 극히 소량만이 이용되고 있는 실정이다.
- 두부비지 방부제 조제에 있어 사용된 염의 종류에 따른 용탈성을 비교하면, OK/CC/B의 용탈량은 OK/CC에 비해 통계학적으로 낮았으며 (p=0.03), OK/CC의 용탈량은 OK/B에 비해 통계학적으로 크게 낮은 것으로 조사되었다(p=0.01). 상기 결과는 목재 시편으로 주입된 두부 비지-구리-붕소 킬레이팅 착염이 두부비지-구리 착염보다 목재 내에서 효과적으로 정착하기 때문으로 생각되며, 이러한 추론은 Ahn et al.
- 용탈성 측면에서는 가수분해되지 않은 두부비지를 이용하거나, 구리 그리고 붕소계 염을 사용하여 조제한 방부액이 상대적으로 우수한 용탈 저항성을 나타냈다. 두부비지 방부제의 T. versicolore 대한 방부효능은 산 농도와 첨가된 금속염의 종류에 관계없이 매우 우수하였으며, T. palustrise 대한 방부효능은 구리, 붕소계 염과 함께 두부비지의 산가수분해물을 사용하여 조제한 방부제에서 우수한 것으로 나타났다. 본연구 결과를 종합하면 국내에서 방부목으로 주로 사용되고 있는 웨스턴 햄록의 방부효능은 두부비지의 1% 황산 가수분해물, 염화구리, 그리고 붕산나트륨을 염으로 사용하여 조제한 방부제에서 우수한 것으로 조사되었으며, 본 연구 범위 내에서 최적의 두부비지 방부제조제 조건이라 생각한다.
- palustris에 대한 방부효능을 조사하였다. 두부비지 방부제의 주입능은 산농도의 증가와 함께 증가하였으며, 염의 첨가도 긍정적인 영향을 미쳤다. 용탈성 측면에서는 가수분해되지 않은 두부비지를 이용하거나, 구리 그리고 붕소계 염을 사용하여 조제한 방부액이 상대적으로 우수한 용탈 저항성을 나타냈다.
- 두부비지의 산 가수분해 정도에 따른 용탈량은 OK-0, OK-1, OK-2로 처리한 시편에서 각각 3.87%, 4.50%, 5.42%로 측정되었으며, OK-Q보다는 OK-1 에서, OK-1 보다는 OK-2로 조제한 방부제로 처리한 시편에서 용탈량이 통계학적으로 증가하는 것으로 나타났다(p=0.01). 이러한 결과는, Fig.
- 두부비지의 산 가수분해 정도에 따른 주입능을 비교하면, 산을 이용하지 않고 가수분해된 두부비지(이하 OK-0), 1% 및 2%의 황산으로 가수분해된 두부 비지(이하 OK-1, OK-2)를 이용하여 조제한 방부제의 주입 능은 각각 51.16%, 64.88%, 63.78%로 조사되었으며(Table 1), OK-1과 OK-2 간 주입능에는 통계학적으로 차이가 없었으나(p=0.30), OK-O의 주입능은 OK-1 및 OK-2에비해 낮은 것으로 분.석되었다(p=0.
- 1에서 보는 바와 같이, 두부 비지의 가수분해를 위해 사용된 산의 농도가 높을수록 두부 비지 산가수분해물의 양은 증가하고 가수분해된 두부 비지 입자가 작아지면서 구리계 또는/그리고 붕소계 염과 킬 레이팅 착염을 형성하지 못한 두부비지 가수분해물이 열수를 이용한 추출과정 중에 용탈되어 나온 결과라 생각한다. 따라서 두부비지 방부제의 방부효능 향상을 위하여 구리계 또는/그리고 붕소계 염의 첨가량 증가와 함께 두부비지의 가수분해 정도를 증가시킨다면 많은 킬레이팅 착염이 생성되고, 용탈과정 중에 목재 내에 잔류하게 되는 착염의 수를 증가시켜 방부효능의 향상을 가져올 것으로 판단된다.
- 0% 이하)을만족시키는 우수한 부후 저항성을 보여 주었다. 또한 OK/CC/B 처리 시편의 경우, 두부비지를 가수분해하지 않은 OK-0/CC/B 처리 시편에서 일시적으로 방부효능이 저하되는 결과를 나타냈지만, 산의 농도를 증가시킨 OK-l/CC/B, OK-2/CC/B로 처리할수록 방부효능이 점진적으로 향상되는 것을 볼 수 있었다(Fig. 3). 이와 같은 결과는 두부비지를 산으로 가수분해함으로써 CC 및 B와 킬레이트 반응에 의한 착염을 형성할 수 있는 가능성이 증가하게 되고, 결과적으로 이렇게 증가된 두부 비지-구리-붕소의 착염이 왕성한 부후력을 가진 T.
- 76%에 분포하였으며, 방부제의 조제 조건에 따른 용탈성 결과는 Table 1과 같고, 각 변수들의 통계분석표는 Table 2와 같다. 먼저 두부비지 첨가 여부에 따른 용탈성 차이를 비교한 결과, CC, CC/B 및 B 만을 주입한 목재 시편의 평균용탈량이 6.69%, 6.15%, 9.76%인 반면, 두부 비지와 함께 조제한 방부제 - OK/CC, OK/CC/B, OK/B - 로처리한 목재 시편의 용탈량은 4.19%, 3.97%, 5.62%로 두부 비지와 함께 조제한 방부제로 처리한 목재시편에서용탈량이 적었는데, 이는 두부비지와 구리계 또는/그리고 붕소계 염이 킬레이팅 반응에 의하여 착염을 형성하고 이 착염이 암모니아수의 사용으로 일시적으로 해리됨으로써 목재 내로 용이하게 주입된 후 양생과정 중에 불용성의 착염을 재형성함으로써 목재 내에서 효과적으로 정착하게 되고 결과적으로 용탈에 대한 저항성을 보유한 것으로 생각된다.
- 92%로 대조구 시편에 비해 매우 우수한 방부효능을 보유한 것으로 조사되었으며, 염의 종류와 두부비지의 가수분해를 위하여 사용된 산농도에 따라 중량 감소율은 통계학적으로 차이가 있는 것으로 나타났다. 먼저 두부비지와 함께 방부제 조제에 사용된 염의 종류에 따른 T. palustrise 대한 방부효능 결과를 알아보면, OK/CC/B 를 주입하고 용탈시킨 시편의 중량 감소율이 3.73%로 가장 낮았으며, OK/CC는 통계학적으로 OK/CC/B보다 약간 높은 4.17%의 중량 감소율을 보여주었다(p=0.02). 그러나 OK/B로 처리한 시편의 중량 감소율은 23.
- 66%에 분포하고 있었다. 먼저 방부제 조제에 있어 두부비지의 첨가 여부에 따른 주입능을 비교하면, 두부비지의 첨가없이 조제한 CC 및 CC/B의 주입능이 52.11%와 47.34%인 반면 두부비지와 함께 조제한 OK/CC 및 OK/CC/B의 주입능은 64.81%와 66.72%로 두부 비지와 함께 조제한 방부제의 주입능이 통계학적으로 높은 것으로 나타났다(p=0.01). 이와 같이 두부 비지 방부제의 주입능이 두부비지의 첨가없이 조제한 CC 그리고 CC/B의 주입능보다 높았던 원인은, 두부비지 방부제를 목재시편에 주입하기에 앞서 암모니아수를 첨가함에 따라 두부비지와 구리계 또는/그리고 붕소계 염의 킬레이팅 반응으로 생성된 착염이 일시적으로 해리되 고분자량이 감소하여 결과적으로 주입이 용이해진 것이라 사료되며, Yang et #(2006)9)의 연구에서도 상기와 유사한 결과를 확인할 수 있었다.
- 방부효능을 부여하기 위해 사용된 염의 종류에 따른 두부 비지 방부제의 주입능을 조사한 결과, OK/CC와 OK/CC/B의 주입능 간에는 통계학적으로 차이가 없었으나(p=0.11), OK/CC의 주입능은 OK/CC와 OK/CC/B 에 비하여 낮은 것으로 나타났다(p=0.01). 상기 결과들은 구리계 염이 붕소계 염보다 두부비지와 킬레이팅 반응을 상대적으로 용이하게 일으켜 착염이 많이 형성되며, 방부제의 주입에 앞서 암모니아수 첨가에 의해 해리된 두부비지와 구리계 염이 양생과정 중에 서로 반응하여 착염을 재형성하고 목재 시편 내에 잔류함으로써 주입 능이 높은 것으로 생각된다.
- palustrise 대한 방부효능은 구리, 붕소계 염과 함께 두부비지의 산가수분해물을 사용하여 조제한 방부제에서 우수한 것으로 나타났다. 본연구 결과를 종합하면 국내에서 방부목으로 주로 사용되고 있는 웨스턴 햄록의 방부효능은 두부비지의 1% 황산 가수분해물, 염화구리, 그리고 붕산나트륨을 염으로 사용하여 조제한 방부제에서 우수한 것으로 조사되었으며, 본 연구 범위 내에서 최적의 두부비지 방부제조제 조건이라 생각한다. 현재 상기 조건에 의해 조제된 방부제를 실제 지주목에 방부 처리하여 야외실험을 수행하고 있으며, 야외실험 결과에 따라 두부비지 방부제의 상용화를 결정할 수 있을 것으로 생각한다.
- 두부비지의 산 가수분해물을 사용한 방부제에서 통계학적으로 높은 주입 능은 산가수분해를 통해 분자량이 작아진 두부 비지와 구리계 또는/그리고 붕소계 염의 킬레이팅 반응으로 형성된 착염이 목재 내로 용이하게 주입될 수 있을 만큼 적당한 분자량을 보유한 결과라 생각한다. 상기 결과들을 종합하면 목재시편 내로 두부비지 방부제의 적절한 주입을 위하여 두부비지의 가수분해가 필요하다는 결론을 얻었다.
- 3). 이와 같은 결과는 두부비지를 산으로 가수분해함으로써 CC 및 B와 킬레이트 반응에 의한 착염을 형성할 수 있는 가능성이 증가하게 되고, 결과적으로 이렇게 증가된 두부 비지-구리-붕소의 착염이 왕성한 부후력을 가진 T. palustiris에 대해 중분한 방부효능을 보-이는 것으로 생각한다.
- 이와 같이 두부 비지 방부제의 주입능이 두부비지의 첨가없이 조제한 CC 그리고 CC/B의 주입능보다 높았던 원인은, 두부비지 방부제를 목재시편에 주입하기에 앞서 암모니아수를 첨가함에 따라 두부비지와 구리계 또는/그리고 붕소계 염의 킬레이팅 반응으로 생성된 착염이 일시적으로 해리되 고분자량이 감소하여 결과적으로 주입이 용이해진 것이라 사료되며, Yang et #(2006)9)의 연구에서도 상기와 유사한 결과를 확인할 수 있었다. 한편 B가 첨가된 방부제들 중에서는, B만을 이용하여 조제한 방부제의 주입 능이 48.26%로 두부비지와 함께 조제한 OK0B, OK- 2/B의 주입능과 통계학적으로 차이가 없었지만(Fig. 1), OK-1/B의 주입능은 53.94%로 통계학적으로 높은 결과를 보였다(p=0.01).
- 2). 한편 가수분해를 위해 사용된 산의 농도에 대한 방부 효능은 통계학적으로 차이는 없었으나(Fig. 2), 서서히 향상되는 것으로 나타났다(Fig 3). CC 및 B를 함께 이용하여 조제한 빙부제에서, CC/B와 가수분해하지 않은 두부 비지를 이용하여 조제한 OK-0/CC/B의 방부효능 간에는 통계학적으로 차이가 없으나, 두부비지의 산 가수분해물(OK -1, 0K-2)을 이용하여 조제한 0K-1/CC/B과 OK-2/CC/B의 방부효능은 CC/B 그리고 OK-0/CC/B보다 우수한 것으로 나타났으며 (Fig.
후속연구
- 본연구 결과를 종합하면 국내에서 방부목으로 주로 사용되고 있는 웨스턴 햄록의 방부효능은 두부비지의 1% 황산 가수분해물, 염화구리, 그리고 붕산나트륨을 염으로 사용하여 조제한 방부제에서 우수한 것으로 조사되었으며, 본 연구 범위 내에서 최적의 두부비지 방부제조제 조건이라 생각한다. 현재 상기 조건에 의해 조제된 방부제를 실제 지주목에 방부 처리하여 야외실험을 수행하고 있으며, 야외실험 결과에 따라 두부비지 방부제의 상용화를 결정할 수 있을 것으로 생각한다.
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