목재사용량의 증가에 따라 목재의 화재안전성에 대한 요구가 높아지고 있다. 실내 사용 목재의 난연처리에 무기인계를 약제로 사용함으로써 환경에 대한 부담을 줄이면서 난연성능을 향상 시킬 수 있다. 수용성 약제를 가압 주입하여 목재 내 깊숙이 침투시키면 목재의 고유기능을 유지하면서 난연성능을 부여 할 수 있다. 난연제의 용탈을 억제하여 장기간 성능을 유지할 수 있는 장점도 있다. 저자들은 액상규산나트륨을 주약제로 하고, 붕산 및 인계 약제를 보조약제로 하여 목재 내로 약액을 주입하는 공정을 개발하였다. 이들 약제는 난연성능 외에 방부 및 방충성능을 지니는 약제가 포함되어 있어, 난연성능과 함께 목재 사용 시 노출될 수 있는 부후환경에서의 내후성능을 방미효력과 방부효력으로 평가하였다.
목재사용량의 증가에 따라 목재의 화재안전성에 대한 요구가 높아지고 있다. 실내 사용 목재의 난연처리에 무기인계를 약제로 사용함으로써 환경에 대한 부담을 줄이면서 난연성능을 향상 시킬 수 있다. 수용성 약제를 가압 주입하여 목재 내 깊숙이 침투시키면 목재의 고유기능을 유지하면서 난연성능을 부여 할 수 있다. 난연제의 용탈을 억제하여 장기간 성능을 유지할 수 있는 장점도 있다. 저자들은 액상규산나트륨을 주약제로 하고, 붕산 및 인계 약제를 보조약제로 하여 목재 내로 약액을 주입하는 공정을 개발하였다. 이들 약제는 난연성능 외에 방부 및 방충성능을 지니는 약제가 포함되어 있어, 난연성능과 함께 목재 사용 시 노출될 수 있는 부후환경에서의 내후성능을 방미효력과 방부효력으로 평가하였다.
This study evaluated the ability of white and brown rot fungi to decompose fire retardant-treated wood by measuring mass loss. Anti efficacy of FRT against sapstain and mold fungi was evaluated. Wood was treated with liquid sodium silicate and boric acid, ammonium borate, di-ammonium phosphate. Reta...
This study evaluated the ability of white and brown rot fungi to decompose fire retardant-treated wood by measuring mass loss. Anti efficacy of FRT against sapstain and mold fungi was evaluated. Wood was treated with liquid sodium silicate and boric acid, ammonium borate, di-ammonium phosphate. Retardant treated wood was then subjected to fungal decay resistance tests performed according to KS standard method using a brown-rot fungus, Fomitopsis palustris and white rot fungus Trametes versicolor. Aspergillus niger, Penicillium funiculosum, Rhizopus nigricans, Aureobasidium pullulans, Tricoderma virede fungi were used anti-sapstain and mold test. Boron and phosphorus chemicals used in this study increased the resistance of fire retardant treated wood against both fungal attack. Anti mold and sapstain efficacy of the fire retardant treated wood was excellent but there were difference depend on mold. After the liquid sodium silicate treatment, the second chemical treatment process could lead chemical fixation into wood, which effects decay resistance.
This study evaluated the ability of white and brown rot fungi to decompose fire retardant-treated wood by measuring mass loss. Anti efficacy of FRT against sapstain and mold fungi was evaluated. Wood was treated with liquid sodium silicate and boric acid, ammonium borate, di-ammonium phosphate. Retardant treated wood was then subjected to fungal decay resistance tests performed according to KS standard method using a brown-rot fungus, Fomitopsis palustris and white rot fungus Trametes versicolor. Aspergillus niger, Penicillium funiculosum, Rhizopus nigricans, Aureobasidium pullulans, Tricoderma virede fungi were used anti-sapstain and mold test. Boron and phosphorus chemicals used in this study increased the resistance of fire retardant treated wood against both fungal attack. Anti mold and sapstain efficacy of the fire retardant treated wood was excellent but there were difference depend on mold. After the liquid sodium silicate treatment, the second chemical treatment process could lead chemical fixation into wood, which effects decay resistance.
90일경과 후 시험체를 꺼내어 균사를 제거한 후 60°C에서 건조 후 무게를 측정하였다. 방부효력은 중량 감소율로서 평가하였다.
소나무변재 무처리 시험편에서 균포자가 시험편 전체에 걸쳐 고르게 분포하여 균사의 활력 및 시험 조건은 이상이 없음을 확인하였다. 시험에 사용된 균은 Aspergillus niger, Penicillium funiculosum, Rhizopus nigricans, Aureobasidium pullulans, Tricoderma virede 균으로서 시험편에 포자의 착색과 포자 산포로서 육안판정이 가능하며, 4주간 실시된 시험편 내 5균주의 포자발생 및 목재면 오염정도를 등급으로 구분하여 무처리에 대한 효력치로 판정하였다. 액상규산나트륨의 처리농도 30%와 50%로 일차처리한 후, 보조처리약제로 붕산, 붕산암모늄, 인산수소2암모늄 3%로 각각 침지처리한 시험편에서의 방미효력에서 가장 효력이 높은 대상균주는 P.
액상규산나트륨을 주약제로 하고 보조처리제로 붕산, 붕산암모늄, 인산수소2암모늄으로 처리한 난 연처리재의 방부효력을 검정하였다. 난연제의 목재 내 흡수율은 2차 처리 후 최종흡수율로서 250 ± 10% 이내의 시험편을 선발하여 시험에 사용하였다.
온도 26 ± 2°C, 습도 70~80%에서 4주간 배양하였다. 평가는 균체의 발육상황을 0~3의 4단계로 평가하고 평균 평가치를 구하였다.
대상 데이터
난연제는 주처리약제로서 액상규산나트륨 30%, 50%를, 보조처리약제로서는 붕산, 붕산암모늄, 인산수소2암모늄을 각각 3%로 하여 사용하였다. 방부 효력시험에 사용된 시험편의 난연제처리는 소나무(Pinus densiflora) 변재(20 × 20 × 10 mm)에 액상 규산나트륨 30%, 50%를 감압주입하고, 보조처리약제를 2차 감압하였다.
난연제의 목재 내 흡수율은 2차 처리 후 최종흡수율로서 250 ± 10% 이내의 시험편을 선발하여 시험에 사용하였다.
난연처리 목재의 방부효력시험에 사용된 공시균은 Fomitopsis palustris, Trametes versicolor 균주를 사용하였다. 배양액은 글루코스 2.
배양샬레는 직경 90 mm, 높이 15 mm를 사용하였으며 가압멸균한 2% 한천액을 부어 고화시켰다. 샬레 내에 받침대로 플라스틱 네트를 깔고 직접 시험체가 한천에 닿지 않도록 하였다.
난연처리 목재의 방부효력시험에 사용된 공시균은 Fomitopsis palustris, Trametes versicolor 균주를 사용하였다. 배양액은 글루코스 2.5%, 펩톤 0.5%, 맥아추출물 1.0%, 인산제2수소칼륨 0.3%, 황산마그네슘 0.2%를 사용하였다. 공시균의 배양방법은 배양액 중에 균을 접종하여 진탕배양하고 균립이 형성되면 미리 멸균해 두었던 접종용 피펫으로 배양액 약 3 mℓ를 배양기 표면에 골고루 뿌려서 접종하고 온도 26°C, 상대습도 70% 이상의 곳에서 배양하였다.
성능/효과
본 연구에 사용된 약제의 조성은 난연성능을 부여하기 위하여 조성된 약제의 조합비로서 작은 시험편에 높은 농도의 액체규산나트륨의 주입으로 인한 충진 효과가 균에 대한 저항성을 높였으며, 2차처리로 인한 액상규산나트륨의 충진효과의 감소 및 저농도화가 오히려 방부효력에 영향을 준 것으로 판단되었다.
난연성능을 부여하기 위한 처리약제의 조합조건은 방미효력의 한계치를 넘어선 농도의 조합으로서 약제별, 농도조건에 따른 영향은 없는 것으로 판단되었다. A. niger균에서는 액상규산나트륨 50%와 붕산 3% 처리조건에서 81%의 효력치를 보였으나 액상규산나트륨 50% 조건에 제2인산암모늄, 붕산 암모늄 3% 처리조건이 각각 78%의 효력치를 보였으며, 액상규산나트륨 30%에 보조처리약제를 처리한 처리구에서는 70% 미만의 낮은 효력치를 보였다. 균주별로 판정된 시험결과로 현재 A.
T. virede, A.pullulans, R.nigricans 균에 대해서 약제의 효력은 주처리제인 액상규산나트륨의 농도에 영향을 받지 않고 80% 이상의 효력치를 보였으며, 붕산계열약제에서 다소 높은 방미효력을 나타냈다. 난연성능을 부여하기 위한 처리약제의 조합조건은 방미효력의 한계치를 넘어선 농도의 조합으로서 약제별, 농도조건에 따른 영향은 없는 것으로 판단되었다.
갈색부후균 F. palustris에 대한 시험에서는 액상규산나트륨 단독처리와 붕산, 붕산암모늄 2차처리군에서 높은 방부효력을 보여주었다. 붕산으로 처리한 시험편은 백색부후균 T.
난연제의 목재 내 흡수율은 2차 처리 후 최종흡수율로서 250 ± 10% 이내의 시험편을 선발하여 시험에 사용하였다. 시험결과 난연처리 목재의 갈색부후균 Fomitipsis palustris에 대한 방부효력은 높게 나타났다. 액상 규산나트륨과 붕산암모늄, 붕산처리 목재에서의 효과는 대단히 우수하여 야외사용 방부제에 버금가는 효력을 보여주었다.
난연목재의 백색부후균 Trametes versicolor에 대한 방부효력은 10% 미만의 중량 감소율을 나타내었으며 특히 액상규산나트륨에 붕산을 처리한 난연목재는 3% 미만의 중량 감소율을 나타냈다. 방미효력은 목재 변색균 및 표면 오염균에 대하여 우수한 결 과를 보였으나 균종에 대한 선택적인 방제능으로 종합적인 검토가 필요하였다.
nigricans 균에 대해서 약제의 효력은 주처리제인 액상규산나트륨의 농도에 영향을 받지 않고 80% 이상의 효력치를 보였으며, 붕산계열약제에서 다소 높은 방미효력을 나타냈다. 난연성능을 부여하기 위한 처리약제의 조합조건은 방미효력의 한계치를 넘어선 농도의 조합으로서 약제별, 농도조건에 따른 영향은 없는 것으로 판단되었다. A.
난연처리 목재의 백색부후균 Trametes versicolor에 대한 방부효력은 우수하였다. 모든 처리목재는 10% 미만의 중량 감소율을 나타내었으며 특히 액상 규산나트륨에 붕산을 처리한 난연목재는 3% 미만의 중량 감소율을 보여 갈색부후균에서와 같이 야외사용 방부제에 버금가는 방부효력을 나타냈다.
난연처리 목재의 백색부후균 Trametes versicolor에 대한 방부효력은 우수하였다. 모든 처리목재는 10% 미만의 중량 감소율을 나타내었으며 특히 액상 규산나트륨에 붕산을 처리한 난연목재는 3% 미만의 중량 감소율을 보여 갈색부후균에서와 같이 야외사용 방부제에 버금가는 방부효력을 나타냈다.
액상 규산나트륨과 붕산암모늄, 붕산처리 목재에서의 효과는 대단히 우수하여 야외사용 방부제에 버금가는 효력을 보여주었다. 보조약제로서 인산수소2암모늄 처리목재는 중량감소율 5%로서 다른 약제에 비하여 다소 효력이 낮은 것으로 나타났다.
액상규산나트륨과 붕산암모늄, 붕산처리목재에서의 효과는 중량감소율 3% 미만으로 방부제에 버금가는 효력을 보여주었다. 보조약제로서 제2인 산수소암모늄처리목재는 중량감소율 5%로서 다른 약제에 비하여 다소 효력이 낮은 것으로 나타났다.
본 연구에서 액상규산나트륨의 단독처리구가 붕산, 인산수소2암모늄, 붕산암모늄 처리구보다 낮은 중량 감소율을 보여 주었다. 저자들의 난연성능 연구에서는 액상규산나트륨의 단독처리구보다는 보조 약제로 2차처리를 한 처리구에서 난연성능이 향상됨을 확인하였다(Son 2012).
그러나 인산암모늄 처리에서는 붕산과 붕사로 처리하였을 때보다 높은 중량 감소율이 있었다고 보고하였다. 본 연구에서도 F. palustris에 대한 방부력에서 인산수소2암모늄처리구에서 중량 감소율이 붕산약제 처리구에서보다 높게 나타나서 동일한 연구결과를 보여 주고있다.
5~6과 같다. 소나무변재 무처리 시험편에서 균포자가 시험편 전체에 걸쳐 고르게 분포하여 균사의 활력 및 시험 조건은 이상이 없음을 확인하였다. 시험에 사용된 균은 Aspergillus niger, Penicillium funiculosum, Rhizopus nigricans, Aureobasidium pullulans, Tricoderma virede 균으로서 시험편에 포자의 착색과 포자 산포로서 육안판정이 가능하며, 4주간 실시된 시험편 내 5균주의 포자발생 및 목재면 오염정도를 등급으로 구분하여 무처리에 대한 효력치로 판정하였다.
난연제의 목재 내 흡수율은 2차 처리 후 최종흡수율로서 250 ± 10% 이내의 시험편을 선발하여 시험에 사용하였다. 시험결과 난연처리 목재의 갈색부후균 Fomitipsis palustris에 대한 방부효력은 높게 나타났다. 액상 규산나트륨과 붕산암모늄, 붕산처리 목재에서의 효과는 대단히 우수하여 야외사용 방부제에 버금가는 효력을 보여주었다.
시험에 사용된 균은 Aspergillus niger, Penicillium funiculosum, Rhizopus nigricans, Aureobasidium pullulans, Tricoderma virede 균으로서 시험편에 포자의 착색과 포자 산포로서 육안판정이 가능하며, 4주간 실시된 시험편 내 5균주의 포자발생 및 목재면 오염정도를 등급으로 구분하여 무처리에 대한 효력치로 판정하였다. 액상규산나트륨의 처리농도 30%와 50%로 일차처리한 후, 보조처리약제로 붕산, 붕산암모늄, 인산수소2암모늄 3%로 각각 침지처리한 시험편에서의 방미효력에서 가장 효력이 높은 대상균주는 P. funiculosum으로서 효력치 100%였다.
후속연구
난연목재의 백색부후균 Trametes versicolor에 대한 방부효력은 10% 미만의 중량 감소율을 나타내었으며 특히 액상규산나트륨에 붕산을 처리한 난연목재는 3% 미만의 중량 감소율을 나타냈다. 방미효력은 목재 변색균 및 표면 오염균에 대하여 우수한 결 과를 보였으나 균종에 대한 선택적인 방제능으로 종합적인 검토가 필요하였다.
, 2005)들은 곰팡이로부터 안전하게 목재시설물을 이용하기 위하여 노력하여 왔다. 실내사용 목재를 화재로부터 안전하게 유지하기 위한 난연제의 조성이 방미효력을 부가적으로 얻을 수 있다면 환경적, 경제적인 목제품 생산에 기여할 수 있을 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
난연목재가 부후에 취약한 이유는?
난연처리 목재는 사용환경에 따라 부후에 노출될 수 있 으며 난연성능과 함께 내후성능을 부여하기 위한 노력 또한 있어 왔다. 난연목재가 부후에 취약한 이유는 목재 내 주입된 난연약제의 용탈로 인한 약제의 효능유지의 지속성이 짧다는 것이다. 난연목재의 낮은 용탈안전성을 극복하고자 방부제와 병용처리하 기도 하였다(M.
목재의 난연처리에 사용되는 난연제들의 장점은?
Son 2012, 박형주 2005). 이들 난연제들은 가격이 저렴하며 취급 및 처리가 쉽고 다른 난연제에 비해 저독성이며 환경적인 측면에서 많은 장점을 가지고 있다. 또한 적정량을 물과 혼합하기 때문에 다양한 처리방법으로 사용할 수 있으며 물에 용해시켜 난연효과를 시도하기 때문에 환경 친화적인 면과 가격적인 면에서 다른 난연제에 비해 우수성을 가지고 있다(박형주 2005).
목재의 난연처리에 사용되는 약제에는 무엇이 있는가?
실내사용 목재에 대한 연소특성 및 난연처리방법, 처리목재의 성능평가 등에 관련된 연구(최정민 2011, 박형주 2005, Hee-Jun Park 2012, Dong Won Son 2012)가 발표되고 있다. 목재의 난연처리에는 붕소화합물계, 인화합물계, 질소화합물계 등의 약제가 주로 사용되어 왔다. 목재 처리방법으로는 가압주입, 침지 방법을 이용하며 목질재료에는 혼합되어 사용된다(J.
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