본 연구는 쌀의 도정과정에서 발생되는 농업부산물인 왕겨를 탄화시켜 만든 왕겨숯을 톱밥과 혼합하여 밀도별, 수지첨가율별 및 톱밥첨가율별로 보드를 제조하고 기초물성을 측정하여 보드 재료로서의 이용가능성을 검토하였다. 수분흡수율은 수지첨가량 25%일 때 80.09%로 가장 낮은 값을 나타냈고, 밀도가 증가하고 톱밥첨가량이 감소할 때 수분흡수율이 감소하는 경향을 나타냈다. 또한 측정된 두께팽윤율은 KSF 3104 파티클보드의 품질규정에 만족시키고 있어 치수안정성 부분에서 건축내장재로 활용가능성이 확인되었다. 박리강도는 수지첨가량 25%일 때 $0.244N/mm^2$으로 KSF 3104 파티클보드의 품질기준을 만족시켰지만, 나머지 조건에서는 현저하게 낮은 값을 나타내 조건을 충족시키지 못하였다. 밀도, 수지첨가율, 톱밥첨가율이 증가할수록 경도도 증가하는 경향을 나타냈다.
본 연구는 쌀의 도정과정에서 발생되는 농업부산물인 왕겨를 탄화시켜 만든 왕겨숯을 톱밥과 혼합하여 밀도별, 수지첨가율별 및 톱밥첨가율별로 보드를 제조하고 기초물성을 측정하여 보드 재료로서의 이용가능성을 검토하였다. 수분흡수율은 수지첨가량 25%일 때 80.09%로 가장 낮은 값을 나타냈고, 밀도가 증가하고 톱밥첨가량이 감소할 때 수분흡수율이 감소하는 경향을 나타냈다. 또한 측정된 두께팽윤율은 KSF 3104 파티클보드의 품질규정에 만족시키고 있어 치수안정성 부분에서 건축내장재로 활용가능성이 확인되었다. 박리강도는 수지첨가량 25%일 때 $0.244N/mm^2$으로 KSF 3104 파티클보드의 품질기준을 만족시켰지만, 나머지 조건에서는 현저하게 낮은 값을 나타내 조건을 충족시키지 못하였다. 밀도, 수지첨가율, 톱밥첨가율이 증가할수록 경도도 증가하는 경향을 나타냈다.
This study was investigated on the properties of board made from carbonized rice husk differed in density of board, resin addition ratio and sawdust addition ratio. Water absorption is showed the lowest value to 80.09% when the resin addition ratio of 25%, as the density increased and sawdust additi...
This study was investigated on the properties of board made from carbonized rice husk differed in density of board, resin addition ratio and sawdust addition ratio. Water absorption is showed the lowest value to 80.09% when the resin addition ratio of 25%, as the density increased and sawdust addition ratio decreased, the water absorption was decreased. The measured thickness swelling satisfied with the quality standards of KS F 3104, so the feasibility of building interior has been confirmed in the dimensional stability. In case of resin addition ratio of 25%, the internal bond strength was satisfied quality standards of KS F 3104 to $0.244N/mm^2$. With increasing the density, resin and sawdust addition ratio, brinell hardness increased.
This study was investigated on the properties of board made from carbonized rice husk differed in density of board, resin addition ratio and sawdust addition ratio. Water absorption is showed the lowest value to 80.09% when the resin addition ratio of 25%, as the density increased and sawdust addition ratio decreased, the water absorption was decreased. The measured thickness swelling satisfied with the quality standards of KS F 3104, so the feasibility of building interior has been confirmed in the dimensional stability. In case of resin addition ratio of 25%, the internal bond strength was satisfied quality standards of KS F 3104 to $0.244N/mm^2$. With increasing the density, resin and sawdust addition ratio, brinell hardness increased.
따라서 본 연구에서는 농업부산물인 왕겨로 제조된 왕겨숯을 이용하여 밀도별, 수지첨가율별 및 톱밥첨가율별로 보드를 제조한 다음 물성을 조사하여 새로운 용도개발을 위한 기초 자료를 제공하고자 한다.
제안 방법
보드를 제조하기 위하여 균일하게 선별된 왕겨숯과 톱밥을 분말상 페놀수지를 충분히 혼합하였으며, 열압기의 엽판위에 있는 스테인레스 정방형 몰드 속에 넣고 시료상부의 높이를 일정하게 조절한 후 열압성형 하여 260 mm × 260 mm × 11 mm의 보드를 제조하였다. 보드 제조 조건은 수지첨가량 10% 톱밥첨가량 10%로 고정하고 밀도별로 0.
보드 제조에 사용된 왕겨숯은 경북에 위치한 (주)대원GSI에서 시판하는 숯을 사용하였고, 톱밥은 라디에타 파인(Pinus radiata) 제재 시 발생된 것을 제재소에서 분양받아 사용하였으며, 보드 제조 시 시료의 균일함을 위하여 톱밥 입자의 크기를 10 mesh∼20 mesh로 선별하고 함수율은 9% 이하로 조절하였다. 보드 제조를 위하여 분말상 페놀수지(코오롱유화(주), KNB-100PL)를 사용하였다. 수지의 특성은 Table 1과 같다.
보드 제조에 사용된 왕겨숯은 경북에 위치한 (주)대원GSI에서 시판하는 숯을 사용하였고, 톱밥은 라디에타 파인(Pinus radiata) 제재 시 발생된 것을 제재소에서 분양받아 사용하였으며, 보드 제조 시 시료의 균일함을 위하여 톱밥 입자의 크기를 10 mesh∼20 mesh로 선별하고 함수율은 9% 이하로 조절하였다. 보드 제조를 위하여 분말상 페놀수지(코오롱유화(주), KNB-100PL)를 사용하였다.
이론/모형
경도를 측정하기 위해 50 mm × 50 mm × 11 mm의 시험편을 제작한 후 강구를 보드표면에 압입시켜서 경도를 측정하는 정적 압입법인 brinell 경도법을 사용하였다. 보드표면에 일정 지름의 강구를 일정 압력으로 압입하여 생긴 압입자국의 면적을 이용하여 다음 식(4)으로 구하였다.
성능/효과
1) 수분흡수율은 수지첨가량 25%일 때 80.09%로 가장 낮은 값을 나타냈고, 밀도가 증가하고 톱밥첨가량이 감소할 때 수분흡수율이 감소하는 경향을 나타냈다. 밀도와 톱밥첨가량이 감소하고 수지첨가량이 증가할 때 두께팽윤율이 증가하는 경향을 나타냈다.
2) 박리강도는 수지첨가량 25%일 때 0.244 N/mm2으로 KSF 3104 파티클보드의 품질기준을 만족시켰지만, 나머지 조건에서는 현저하게 낮은 값을 나타내 조건을 충족시키지 못했다.
3) 밀도, 수지첨가율, 톱밥첨가율이 증가할수록 경도도 증가하는 경향을 나타냈다. 톱밥첨가량 30%일 때 53.
후속연구
하지만 박리강도는 KSF 3104 파티클보드의 품질규정에 수지첨가량 25%로 제조한 보드만이 만족시켜, 강도를 요구하는 부분에서 사용시에는 다량의 수지첨가량으로 제조한 보드를 이용해야 하기 때문에 왕겨숯이 가지고 있는 기능적인 성능을 발휘하지 못하게 된다. 이를 해결하기 위하여 왕겨를 이용해 보드를 제조 후 탄화를 시키는 방식, 또는 다양한 열압방식등에 대한 연구가 필요할 것으로 생각된다.
하지만 보드의 경도와 보드의 밀도, 수지첨가량 및 톱밥첨가량의 관계는 결정계수 값(R2)이 각각 0.1220, 0.1274 및 0.3247로 보드의 경도에 밀도, 수지첨가량 및 톱밥첨가량이 영향을 주지 않는 것으로 사료되고 t검정결과 밀도와 수지첨가량에 따른 유의성이 인정되지 않아 보드의 시험편의 양을 늘려 추가 실험을 실시할 필요성이 있다고 생각된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
왕겨숯의 강점은 무엇인가?
, 2005). 왕겨숯은 일반적으로 사용되고 있는 글라스울 단열재에 버금가는 수준의 단열성능, 습도조절, 음이온발생, 원적외선 방출, 유해물질 및 냄새흡수 및 방충 및 부패에 강해 친환경 건축자재로의 활용이 가능하다. 반면 최근 패시브하우스기법을 이용해 제작된 친환경 건축물들은 틀을 만들어 왕겨숯을 채워 넣는 방법으로 만든 벽체를 단열재로 이용하고 있는데 왕겨숯을 직접적으로 목질패널제품의 원료로 이용하여 생산하면 농가소득, 목재수입의 대체효과 및 건축물 시공 시 이점이 클 것으로 생각된다.
왕겨를 목질 보드에 사용하기 힘든 이유는?
, 2001). 한편 왕겨를 목질보드 제조용 재료로 이용하는데 있어서도 표면이 강모와 규산질로 덮여있어 수분흡수율이 톱밥의 1/3에 지나지 않으며, 목재와는 달리 성형성 및 접착력이 불량하여 목질재료분야에서 실용화하기에는 어려운 점이 있다(Lee et al., 1999). 그러나 왕겨에는 탄소성분이 약 40%∼50%, 규소함량이 30%∼40%인 점에 착안하여 최근에는 탄화왕겨로부터 활성탄을 제조하는 연구와 톱밥과 농업부산물인 왕겨로 만든 세라믹에 관한 연구가 진행되고 있다(Oh and Park, 2010; Oh et al.
왕겨숯을 이용한 보드 제작 시, 톱밥첨가율이 증가할수록 박리강도도 함께 증가한 원인은 무엇으로 추측할 수 있는가?
054 N/mm2로 톱밥첨가율이 증가할수록 완만하게 증가하는 경향을 나타냈다. 이는 매트성형시 톱밥첨가량이 증가하면서 매트성형부피가 커져 열압시 압축량의 증가로 시료의 결합력이 증가하였기 때문이라고 생각된다. 하지만 보드의 톱밥첨가량과 박리강도사이의 관계는 0.
참고문헌 (14)
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