초록 ▼

1. 연구개발 내용
목재로부터 종이를 만들기 위한 소위 wood chip의 화학적 증해(chemical pulping)는 목재 속에 포함된 리그닌과 헤미셀룰로오즈의 용출이 필수적으로 선행되며, 그 결과 목재로부터 리그닌과 헤미셀룰로오즈가 제거된 형태는 종이의 원료가 되는 펄프(pulp)가 된다. 이 펄프는 목재섬유로서 그 섬유속에 리그닌과 헤미셀룰로오즈가 차지하였던 공간이 빈공간(미세공극)으로 남게 되며, 목재섬유 즉 종이의 원료인 펄프의 이러한 구조적 특성을 이용하여 Allan(1-3), Bailey(4)등은 이 미세공극속으

1. 연구개발 내용
목재로부터 종이를 만들기 위한 소위 wood chip의 화학적 증해(chemical pulping)는 목재 속에 포함된 리그닌과 헤미셀룰로오즈의 용출이 필수적으로 선행되며, 그 결과 목재로부터 리그닌과 헤미셀룰로오즈가 제거된 형태는 종이의 원료가 되는 펄프(pulp)가 된다. 이 펄프는 목재섬유로서 그 섬유속에 리그닌과 헤미셀룰로오즈가 차지하였던 공간이 빈공간(미세공극)으로 남게 되며, 목재섬유 즉 종이의 원료인 펄프의 이러한 구조적 특성을 이용하여 Allan(1-3), Bailey(4)등은 이 미세공극속으로 충전물을 충전시키는 기술을 개발하였다. 소위 micropore loading이나 lumen loading으로 소개된 이들의 기술은 제지기술(paper making)에 응용되거나, 또는 이 미세공극속으로 의약품을 충전시켜 이 의약품이 공기중으로나 피부와 접촉함으로 서서히 방출되게 하는 소위 완효성(slow release)의 효력을 지니게 하는 등 목재섬유의 이용가치를 종이의 제조에만 머무르지 않고 부가가치를 높혀 사용하는 기술들을 제안하였다.
본 연구개발 내용은 이들이 선행한 기술을 보완하여 비료의 완효성(slow release)을 유지시키는 중간매체로서의 폐신문용지를 비롯한 각종 폐지를 사용하는 방법에 관한 기술이다.
폐신문용지를 비롯한 폐지섬유의 조직적인 구조는 같은 목재섬유인 펄프섬유와는 많은 다른 구조를 지니고 있다. 즉 펄프섬유가 지니고 있는 미세공극은 폐지섬유에서는 상당히 파괴되었거나 함몰되어 위에 언급한 펄프섬유에 의약품이나 기타 충전제를 충전시키는 효과를 기대하기는 아주 미약하지만 펄프섬유와 마찬가지로 이 폐지섬유에는 여전히 고분자성의 -OH기를가지고 있어, 이 -OH기가 물과 같은 극성물질과는 결합력(수소결합)이 강한사실은 상식적으로 인식되는 화학결합 이론으로 본 연구에 적절히 응용할수 있는 이론이다.
본 연구개발 내용은 이 폐지섬유의 얼마 남아 있지 않으나, 여전히 존재하는 일부의 미세공극과 동시에 폐지섬유의 고분자성 -OH기를 이용하면 극성비료, 농약 및 기타제의 침적(precipitation) 또는 impregnation은 충분히 가능한 것으로 요소등 극성 수용성 비료의 포화용액을 Parr reactor에 넣고 온도 25∼120℃와 압력 5∼25atms의 범위 內에서 20-30분 동안 반응시켜 이들 비료성분이 충분히 침적(precipitation)또는 함침(impregnation)된 폐지섬유 matrix를 deckle box또는 sheet former등의 기구를 사용하여 fiber mat등의 形態로 제조하고 건조한 후 50∼200℃의 온도와 25∼110atms의 압력을 사용하여 fiber mat를 제조하여 적당한 크기로 절단하여 48시간 또는 72시간의 水中溶出實驗과 土壤溶出實驗을 수행한다. 그리고 Parr Reactor와 Hot Press의 온도와 압력이 폐지섬유의 micropore 속으로 요소 등의 극성비료 용액이 함침되는 효과와 이렇게 함침된 이들 비료성분이 水中또는 土壤속으로 서서히 溶出되는 완효성 효과를 利用하려고 한다.

Abstract ▼

The slow-released fertilizer can be manufactured by using waste paper cellulose which contains lots of micropores in the cellulose fibril. The saturated water soluble fertilizers including urea were impregnated into micropores of cellulose fibril and hydroxyl groups of cellulose fibril in the Parr r

The slow-released fertilizer can be manufactured by using waste paper cellulose which contains lots of micropores in the cellulose fibril. The saturated water soluble fertilizers including urea were impregnated into micropores of cellulose fibril and hydroxyl groups of cellulose fibril in the Parr reactor which was operating at 100-120℃ and 20atms of reacting conditions. The granular and fiberboard types of fiber matrix impregnated with various fertilizers including urea can be used as so-call the slow-released fertilizers after drying of the fiber matrix.
The water soluble effluent rate of the slow-released fertilizers manufactured into water showed very significant slow-released effects. On the other hand the solulble effluent rate of the fiberboard type fertilizer into water has been controlled by the pressure and temperature used of the Hotpress. The soluble effluent rate showed more effective slow-released fertilizers indicated 60.4% upto 12 hours releasing time, however indicated 75% within 72 hours of releasing into water.
The chlorophyll content and photosynthetic activity of soybean, red pepper, Chinese cabbage and radish showed the higher value in the slow-released fertilizer than in urea, even though photosynthetic activity of rice showed the lower value in the slow-released fertilizer. On the other hand the efficiency of nitrogen of soybean, Chinese cabbage and radish showed the higher value in the slow-released fertilizer than in urea, and the nitrogen content in the soil after experiment of rice and soybean field showed lower value in the slow-released fertilizer than in urea, even though the nitrogen content of red pepper, Chinese cabbage and radish showed the very similar results in both of the slow-released fertilizer and urea.
Conclusively by the manufacturing of slow-released fertilizer taking advantages of micropores of waste fiber cellulose and lots of hydroxyl groups of it to impregnate the polar solutions of fertilizers through physical bonding of them has been verified by effluent test into waste and plant soil.
The practical and industrial manufacturing the slow-released fertilizer using waste paper cellulose as a matrix can be possible when the coating material of it has been found in order to control the effluent rate and the amount of the slow-released fertilizer.

목차 Contents

• 제출문 ...1
• 요약문 ...2
• SUMMARY ...6
• CONTENTS ...8
• 目 次 ...9
• 第 1 章緖論...10
• 第 2 章纖維型의 緩效性肥料母體開發...13
• 第 1 節緖說...13
• 第 2 節材料및 方法...14
• 第 3 節結果및 考察...17
• 第 4 節結論...24
• 引用文獻...25
• 第 3 章廢紙纖維를 利用한 緩效性肥料肥效試驗...28
• 第 1 節緖說...28
• 第 2 節材料및 方法...31
• 第 3 節結果및 考察...37
• 第 4 節結論...78
• 引用文獻...80