백합나무를 이용하여 제조한 3층 파티클보드와 배향성 스트랜드보드(OSB)의 물성에 관한 연구 Study on the Physical and Mechanical Properties of Particleboard and Oriented Strandboard Manufactured by Tulliptree (Liriodendron tulipifera L.)원문보기
본 연구에서는 주요 조림수종으로 선정된 백합나무를 이용하여 파티클보드(PB)와 배향성 스트랜드보드(OSB)를 제조하여 보드 원료로서의 가능성을 확인하였다. 두께 15 mm, 밀도 $0.7g/cm^3$의 파티클보드와 두께 10 mm, 밀도 $0.65g/cm^3$의 OSB를 제조하였으며, 파티클보드 공장에서 상용하고 있는 $E_1$ 등급의 요소 폼알데하이드 수지와 왁스, 경화제를 첨가하여 실제 생산, 유통하는 보드제품과 최대한 유사하게 제작조건을 맞추었다. 제조된 보드의 품질시험 결과, PB의 경우, 평균두께 15.8 mm, 평균밀도 $0.71g/cm^3$, 함수율은 5.8% 기준에 적합하였다. 휨강도는 KS 규격(KS F 3104)의 13형 이상($13.0N/mm^2$ 이상), 박리강도는 18형 이상($0.3N/mm^2$ 이상), 나사못 유지력은 평면에서는 18형 이상(700 N 이상), 측면 15형 이상(300 N 이상)의 품질을 만족시켰다. 그러나 휨강도가 박리강도, 나사못유지력에 비해서 낮은 강도를 나타내는데 이것은 파티클 길이/두께의 비율(Slenderness ratio)이 영향을 미친 것으로 판단된다. OSB의 경우, 평균두께 10.7 mm, 평균밀도 $0.68g/cm^3$, 함수율은 6.3%로 KS F 3104 기준에 적합하였으며, 휨강도 18형 이상($18.0N/mm^2$ 이상), 나사못유지력 18형 이상(700 N 이상), 박리강도 13형 이상($0.20N/mm^2$ 이상)의 품질을 만족시켰다.
본 연구에서는 주요 조림수종으로 선정된 백합나무를 이용하여 파티클보드(PB)와 배향성 스트랜드보드(OSB)를 제조하여 보드 원료로서의 가능성을 확인하였다. 두께 15 mm, 밀도 $0.7g/cm^3$의 파티클보드와 두께 10 mm, 밀도 $0.65g/cm^3$의 OSB를 제조하였으며, 파티클보드 공장에서 상용하고 있는 $E_1$ 등급의 요소 폼알데하이드 수지와 왁스, 경화제를 첨가하여 실제 생산, 유통하는 보드제품과 최대한 유사하게 제작조건을 맞추었다. 제조된 보드의 품질시험 결과, PB의 경우, 평균두께 15.8 mm, 평균밀도 $0.71g/cm^3$, 함수율은 5.8% 기준에 적합하였다. 휨강도는 KS 규격(KS F 3104)의 13형 이상($13.0N/mm^2$ 이상), 박리강도는 18형 이상($0.3N/mm^2$ 이상), 나사못 유지력은 평면에서는 18형 이상(700 N 이상), 측면 15형 이상(300 N 이상)의 품질을 만족시켰다. 그러나 휨강도가 박리강도, 나사못유지력에 비해서 낮은 강도를 나타내는데 이것은 파티클 길이/두께의 비율(Slenderness ratio)이 영향을 미친 것으로 판단된다. OSB의 경우, 평균두께 10.7 mm, 평균밀도 $0.68g/cm^3$, 함수율은 6.3%로 KS F 3104 기준에 적합하였으며, 휨강도 18형 이상($18.0N/mm^2$ 이상), 나사못유지력 18형 이상(700 N 이상), 박리강도 13형 이상($0.20N/mm^2$ 이상)의 품질을 만족시켰다.
This study was conducted to investigate a potential of Yellow poplar (Liriodendron tulipifera L.) as a raw material for the manufacturing of particleboard (PB) and oriented strandboard (OSB). PB panels were prepared at the parameters of $0.7g/cm^3$ density, 15 mm thickness, three-layer, <...
This study was conducted to investigate a potential of Yellow poplar (Liriodendron tulipifera L.) as a raw material for the manufacturing of particleboard (PB) and oriented strandboard (OSB). PB panels were prepared at the parameters of $0.7g/cm^3$ density, 15 mm thickness, three-layer, $E_1$ grade urea-formaldehyde (UF) resin, emulsion wax, and hardener. OSB panels were manufactured with a density of $0.65g/cm^3$, thickness of 10 mm, and $E_1$ grade of UF resin. Particle size of the face layer of PB was 20~80 mesh with 7~9% moisture content (MC), while that of core-layer was 3~20 mesh with 3~5% MC, which was similar to the production condition of commercial PB. As a result, the manufactured PB panels with 15.8 mm thickness, $0.7g/cm^3$ density, and 5.8% MC satisfied the requirement of bending strength of 15 type PB of Korean Industrial Standard (KS F 3104). Both internal bonding (IB) strength and surface screw withdrawal resistance also satisfied the requirement of 18 type PB of the standard. But, the edge screw withdrawal resistance satisfied the requirement of 15 type PB of the standard. These differences in properties could be due to the slenderness ratio of raw particles. In case of OSB panels with 10.7 mm thickness, $0.68g/cm^3$ density, and 5.8% MC satisfied all the requirements of bending strength, screw withdrawal resistance, and IB strength of 18 type PB of the standard. These results suggest that Yellow poplar wood has a good potential as a raw material for the production of PB and OSB.
This study was conducted to investigate a potential of Yellow poplar (Liriodendron tulipifera L.) as a raw material for the manufacturing of particleboard (PB) and oriented strandboard (OSB). PB panels were prepared at the parameters of $0.7g/cm^3$ density, 15 mm thickness, three-layer, $E_1$ grade urea-formaldehyde (UF) resin, emulsion wax, and hardener. OSB panels were manufactured with a density of $0.65g/cm^3$, thickness of 10 mm, and $E_1$ grade of UF resin. Particle size of the face layer of PB was 20~80 mesh with 7~9% moisture content (MC), while that of core-layer was 3~20 mesh with 3~5% MC, which was similar to the production condition of commercial PB. As a result, the manufactured PB panels with 15.8 mm thickness, $0.7g/cm^3$ density, and 5.8% MC satisfied the requirement of bending strength of 15 type PB of Korean Industrial Standard (KS F 3104). Both internal bonding (IB) strength and surface screw withdrawal resistance also satisfied the requirement of 18 type PB of the standard. But, the edge screw withdrawal resistance satisfied the requirement of 15 type PB of the standard. These differences in properties could be due to the slenderness ratio of raw particles. In case of OSB panels with 10.7 mm thickness, $0.68g/cm^3$ density, and 5.8% MC satisfied all the requirements of bending strength, screw withdrawal resistance, and IB strength of 18 type PB of the standard. These results suggest that Yellow poplar wood has a good potential as a raw material for the production of PB and OSB.
따라서 본 연구는 주요 조림수종으로서 많은 목재공급이 가능할 것으로 판단되는 백합나무를 이용하여 파티클보드(PB)와 배향성 스트랜드보드(OSB)를 생산하고 그 물리적 특성을 측정하고자 한다. 비교적 저비중의 백합나무가 파티클보드의 원료로서 어느 정도의 강도를 가지고 있는지 실제 생산, 유통되고 있는 파티클보드의 제조조건과 유사하게 제조하여 물성을 측정하고, 앞으로 목재로서 사용량이 많아질 백합나무가 공학목재의 원료로서 얼마만큼의 가능성이 있는지 결과를 제시함으로써 백합나무 이용에 있어 기초적인 자료를 제공하는데 그 목적을 두고 있다.
제안 방법
본 연구는 국내 조림수종인 백합나무를 이용하여 PB와 OSB의 원료화 가능성을 파악하기 위하여 실시하였다. PB의 경우, 상업적으로 생산, 유통되는 보드와 대비하기 위하여 두께 15 mm, 밀도 0.7 g/cm3의 3층 보드를 만들었으며 표층 파티클 크기는 20∼80 mesh, 중층 파티클 크기는 3∼20 mesh로 조제하여 사용하였으며, 요소-폼알데하이드 수지와 왁스,경화제를 첨가하여 3층 파티클 보드를 제조하였다. OSB의 경우, 두께 10 mm, 밀도 0.
따라서 본 연구는 주요 조림수종으로서 많은 목재공급이 가능할 것으로 판단되는 백합나무를 이용하여 파티클보드(PB)와 배향성 스트랜드보드(OSB)를 생산하고 그 물리적 특성을 측정하고자 한다. 비교적 저비중의 백합나무가 파티클보드의 원료로서 어느 정도의 강도를 가지고 있는지 실제 생산, 유통되고 있는 파티클보드의 제조조건과 유사하게 제조하여 물성을 측정하고, 앞으로 목재로서 사용량이 많아질 백합나무가 공학목재의 원료로서 얼마만큼의 가능성이 있는지 결과를 제시함으로써 백합나무 이용에 있어 기초적인 자료를 제공하는데 그 목적을 두고 있다.
대상 데이터
보드 제조에 사용된 공시재료인 백합나무는 산림과학원과 개인으로부터 각각 분양받아 사용하였다. PB의 경우, 백합나무 각재를 칩퍼를 사용하여 1차 파쇄하고 hammer mill로 2차 파쇄하여 파티클화하였다.
데이터처리
보드의 물리 ⋅ 기계적 성질은 KS F 3104의 시험방법에 의해 측정하였다. 측정된 데이터를 사용하여 완전임의배치법으로 그룹간의 유의성 검정을 실시하였다.
이론/모형
제조된 보드는 24시간 실온에서 조습처리 후 물성 시험편을 채취하였다. 보드의 물리 ⋅ 기계적 성질은 KS F 3104의 시험방법에 의해 측정하였다. 측정된 데이터를 사용하여 완전임의배치법으로 그룹간의 유의성 검정을 실시하였다.
성능/효과
1%로 측정되었다. PB와 OSB 모두 KS F 3104의 두께, 밀도, 함수율 기준을 만족시켰다.
이와 같은 실험 결과로 따라 백합나무는 PB와 OSB의 원료로써 사용이 가능할 것으로 판단된다. 다만 PB의 경우 휨강도가 비교적 낮게 나타났으며 이러한 경향은 파티클 slenderness ratio의 영향으로 볼 수 있다. 따라서 파티클 slenderness ratio를 최적화하면 보다 물성이 개선될 것으로 예상된다.
26으로 나타났다. 따라서 본 연구에 사용된 파티클의 형상은 기존의 파티클보다 짧고 굵은 형상을 가지고 있는 것으로 판단되며, 이러한 현상은 파티클 제조과정에서 hammer mill을 사용하여 파티클을 제조한 것에 기인하는 것으로 판단된다.
이와 같은 실험 결과로 따라 백합나무는 PB와 OSB의 원료로써 사용이 가능할 것으로 판단된다. 다만 PB의 경우 휨강도가 비교적 낮게 나타났으며 이러한 경향은 파티클 slenderness ratio의 영향으로 볼 수 있다.
후속연구
다만 PB의 경우 휨강도가 비교적 낮게 나타났으며 이러한 경향은 파티클 slenderness ratio의 영향으로 볼 수 있다. 따라서 파티클 slenderness ratio를 최적화하면 보다 물성이 개선될 것으로 예상된다.
56 N/mm2) 차이가 큰 것으로 나타났다. 이러한 박리강도의 차이가 파티클과 스트랜드의 크기나 형상 차이에 의한 접착면적의 차이에 기인한 것인지는 추가적인 연구가 필요할 것으로 보여진다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
백합나무의 특징은?
백합나무(Liriodendron tulipifera L.)는 한국 기후에 대한 적응력과 탄소흡수능력이 높은 것으로 평가되어, 주요 조림수종으로 선정되었으며, 화석연료 대체 및 탄소 배출권 확보를 위한 주요 조림수종으로 관심이 집중되었다(Ryu et al., 2003; Ryu et al.
백합나무 조림면적은 2011년도에는 어느정도 인가?
Kang et al. (2013)의 보고에 따르면, 백합나무 조림면적은 지속적인 증가추세를 보여 2011년도에는 전체 조림지 면적 21,179 ha의 21%인 4,583 ha를 차지하고 있다.
백합나무를 이용하여 제작한 PB와 OSB는 어떻게 제조 되었는가?
본 연구는 국내 조림수종인 백합나무를 이용하여 PB와 OSB의 원료화 가능성을 파악하기 위하여 실시하였다. PB의 경우, 상업적으로 생산, 유통되는 보드와 대비하기 위하여 두께 15 mm, 밀도 0.7 g/cm3의 3층 보드를 만들었으며 표층 파티클 크기는 20∼80 mesh, 중층 파티클 크기는 3∼20 mesh로 조제하여 사용하였으며, 요소-폼알데하이드 수지와 왁스,경화제를 첨가하여 3층 파티클 보드를 제조하였다. OSB의 경우, 두께 10 mm, 밀도 0.65 g/cm3로 표층과 중층의 스트랜드의 배향이 직교하도록 제조하였다.
참고문헌 (11)
Quality and processing characteristics of yellow poplar Chong 2000
Development of Biomass Allometric Equations for Liriodendron tulipifera L Kang 517 2013
Kim 20 1 70 2010 Estimation of Biomass in Chamaecyparis obtusa Stands
Yellow poplar Korea Forest Research Institute 2 2012
Korea Forest Research Institute Forest research project report 5 2 1 19
Journal of the Korean Wood Science and Technology Lee 42 4 357 2014 10.5658/WOOD.2014.42.4.357 Characteristics of Volatile Organic Compounds and Aldehydes Emission from Yellow poplar (Liriodendron tulipifera L.)
Korea Forest Research Institute. Research Data. No. 395 Lee 2010 Management and characteristics of yellow poplar
Journal of the Korean Wood Science and Technology Lim 38 6 357 2010 10.5658/WOOD.2010.38.6.470 Feasibility of Domestic Yellow Poplar (Liriodendron tulipifera L.) Dimension Lumber for Structural Uses
AI-Helper
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.