환경오염유발물질대체물질(소재)개발 -...

종보고 결본( )과 번 021-071-064

환경 염 질 체 질 소재 개( )

목재 리그닌과 식 름의 존산 학처리

이용한 생분해 친환경 착 개 에 한 연구

Development of Biodegradable Eco-adhesives Based on Wood

Lignin and Vegetable Oil Using Ozonization and Modification

Technology

건국 산 단

경 부

- 1 -

출

경부장 귀

본 보고 를 목재 리그린과 식 름 존산 처리 이용“

생분해 경 착 개 에 연구 과” 종보고 출합니다.

월 일2009 3 31

주 연구 명 건국 산 합 단:

연구책임자 헌:

연 구 원 :

연 구 원 이 종:

참여연구원 이 택:

참여연구원 황 희:

참여연구원 승 우:

참여연구원 :

참여연구원 이:

참여연구원 임 돈:

- 2 -

보고 록

사업명 차 핵심환경 개 사업 분류 원천

연구과 명목재 리그닌과 식 름의 존산 학처리

이용한 생분해 친환경 착 개 에 한 연구

최종 과품

행

주( )

업 명( )건국 학 산학 단 립일 2004. 3. 29

주소 울특별시 진구 양동 번지1

표자

장( )허 탁 연락처 02-2049-6345

페이지 www.konkuk.ac.kr 스 02-3436-0106

연구과

개요

주 연구책임자 헌 소속부 산림과학과E-mail

043-840-3533

[email protected]

실 담당자 황 희E-mail

[email protected]

참여 업

사업

천원( )

부출연민간부담

합계

원158,000,000 원158,000,000

연구 간 2007 . 4 . 1 ~ 2009 . 3 . 31( 2 )

연구개

결과

최종목표

생 자원 활용한 생분해 친환경 착 의 개

보속 생산이 가능한 목재 리그닌과 식 름 이용한-

친환경 능 착 개

폐자원인 펄 리그닌의 고부가가치를 통한 자원의 효-

이용 폐자원 활용의 활

분 활용한 능 폴리 의 조- Bio

환경 염 감 실내 환경 자원의 효 이용- ,

통한 고부가가치

친환경 목질 신소재의 개-

감 로 국민 보건 증진- VOCs

개 내용

결과별 첨“ ”

- 3 -

개 의

특징장․

식용 를 이용한 새로운 폴리 착 하여1. -MDI (MDI

목재 착 에 우 한 결과 특허출원: )

존처리 식용 착 목재 착 로 우 한 결과2. -MDI ( :

이 에 지 조에 용pellet )

존처리 리그닌 용 에폭시 착3. - (포름알데히드가 생

하지 않는 착 로 사용가능)

효과

(

경 효과)

면1.

식 름과 펄 목재 학공업 산업의 부산 인 리그닌 이용( )

한 가의 친환경 목재 착 의 개 로 자원의 체 목재

산업의 활 국 경쟁 보할 있다.

식 름 폐식용 의 고부가가치-

펄 산업에 버 지는 폐자원인 리그닌 활용-

식 름과 리그닌 학 변 통하여 착 의 원료-

로 사용

새로운 착 의 개 통한 국내 착 조 축-

국 인 산 에 합한 목질 착 품 생산- VOC

경 인 포름알데히드 착 를 조- Non

경 산업 면2. ·

최근 계 로 요구 고 있는 천연 생분해 재료를 이용한

착 의 개 에 이 산 이용함 로 외 감 생산

감효과를 얻 있다.

고가의 원료를 체함 로 자원의 고부가가치-

펄 산업에 버 지는 폐자원인 리그닌 원가가 하여-

그 활용이

식 름 학 변 통해 착 의 원료로 사용-

용분야

목재 친환경산업의 활 에 여

경 인 포름알데히드 착 조- Non

국 인 산 에 합한 착 생산- VOC

친환경 목질 상재 포장재료 마루- Bio-composites ( , , ,

특 지 등 생산 보로 국 경쟁 상승)

과학

과

특허

국내 출원 건: 1

국외

논

게재

SCI 논 건SCI : 1

SCI 논 건SCI : 2

- 4 -

타

사업

과

매출액

개 후 재 지 억원

향후 간 매출3 억원

시장

규모

재의 시장규모국내 억원:

계 억원:

향후 상 는 시장규모(3 )국내 억원:

계 억원:

시장개 후 재 지

국내 : %

계 : %

향후 3국내 : %

계 : %

계시장

경쟁

재 품 계시장 경쟁 ( %)

후 품 계시장 경쟁3 ( %)

별 첨< >

식용 를 이용 새 운 폴리 착1. -MDI

식용 를 이용 법에 해 합 폴리 이 우(1) MDI(diphenyl-

각각 시methane-4,4’-diisocyanate) 다양 태 구조를 얻 있다 다.

아민 산 는 이소시아 이트 여 우 탄 구조를 이룬다 는 가 분해(2) MDI .

에 해 얻어진 카르복시산과 에는 불안 가MDI polymeric anhydride

다 이산 탄소가 생 면 아마이드가 었다.

새 합 폴리 여 목재 착 에 우 결과를 나타냈다MDI .⇒

존처리 식용 착2. -MDI

존산 불포 이 결합이 개열 어 카르복실 이소시아 이트 는 이산

탄소를 생시키면 아미드결합 다 분자당 개 카르복실 를 지니는 존. 2 3∼

산 콩 름 연속 여 고분자 망상구조를 다pMDI .

존처리를 용도에 맞게 있는 강 이 있 며 목재 착 우 결과를 보 다, .⇒

존처리 리그닌 용 에폭시 착3. -

본 연구에 개 용 착 는 리그닌 는 존산 리그닌이 알칼리 용액에

용해 는 는 질 이용 것 공업 쉽게 얻 있는 크라 트 리그닌

알칼리 용액 후 존산 처리 고 농축 그 이용 다 알카리 용액 상태.

에 존산 리그닌 에스 르 결합이 가 분해 어 속염 는 리 카르복실

가 생 다.

용 에폭시 여 포름알데히드가 생 지 않는 착 사용가능 다.⇒

- 5 -

목 차

장1 ····································································································· 11

가 연구개 요 요. ························································································· 11

나 연구개 국내외 황. ·····································································································13

다 연구개 상 차별. ·····························································································16

장 연구개 목 내용2 ································································· 17

가 연구 종목. ····················································································································17

나 연도별 연구개 목 평가 법. ············································································17

다 연도별 추진체계. ····················································································································19

장 연구개 결과 용계획3 ·······························································21

가 연구개 결과 토. ·······································································································21

나 연구개 결과 요약. ·············································································································77

다 연도별 연구개 목 달 도. ·························································································95

라 연도별 연구 과 논 특허 등. ( )․ ························································································96

마 분야 여도. ·····························································································97

연구개 결과 용계획. ·································································································98

장 참고 헌4 ·····························································································101

부 ···········································································································107

공 개 미 나A. ······················································································································107

생분해 시험분 평가B. ··································································································117

- 6 -

그 림 목 차

<3. 1> 식용 변 이용 폴리 합(EH) . ········································· 22

<3. 2> 식용 변 이용 폴리아민 합(EDA) . ·································· 23

<3. 3> 콩 름 에폭시 콩 름 폴리아미놀 폴리 분, , , NMR . ································ 23

<3. 4> 콩 름 에폭시 콩 름 폴리아미놀 폴리 분, , , IR . ····································· 24

<3. 5> 분F F300 IR 등(Jorrit , 2004). ···························································· 25

<3. 6> 존처리 시간에 른 분IR . ·············································································· 27

<3. 7> 존처리 시간에 른 1 분H-NMR . ································································ 28

<3 8> 존처리 시간에 른 분MALDI-TOF MS . ················································ 28

<3 9> 존처리 시간에 른 분GC/MS . ······································································ 29

<3.10> 리그닌 존 모식도. ······················································································ 31

<3.11> 리그닌과 존처리 리그닌 분IR . ································································· 32

<3.12> 폴리 (Polyol)과 당량 분pMDI IR . ····················································· 33

풀리아민<3.13> ( 과 당량 분Polyaminol) pMDI IR . ······································ 34

<3.14> 다양 몰 에 른 폴리 폴리아민 과 합 자료, pMDI DSC . ······ 35

<3.15> 다양 몰 에 른 폴리 폴리아민 과 합 자료, pMDI TGA . ······ 36

<3.16> 존처리 콩 름과 모식도pMDI . ······························································ 37

<3.17> 존처리 콩 름과 합 에 존처리 시간에 른 분pMDI 1:1 IR . ······· 38

<3.18> 존처리 콩 름과 합 에 존처리 시간에 른 분pMDI 1:0.5 IR . ···· 38

<3.19> 존처리 콩 름과 합 에 존처리 시간에 른 분pMDI 1:0.25 IR . ·· 39

<3.20> 용 에폭시 지 구조. ··············································································· 42

<3.21> 존산 리그닌과 용 에폭시 모식도. ··················································· 42

<3.22> 존산 리그닌과 용 에폭시 량 에 른 분IR . ······························ 43

<3.23> 폴리 (Polyol) (EEG). ····························································································· 44

폴리아민<3.24> (Polyaminol) (EDA). ············································································· 44

<3.25> 폴리 (Polyol) 과 당량 에 른 분(EDA:EEG=1:9) pMDI IR . ·········· 45

<3.26> 폴리 (Polyol) 과 당량 에 른 분(EDA:EEG=1:8) pMDI IR . ·········· 46

<3.27> 폴리 (Polyol) 과 에 른 자료(EDA:EEG=1:9) pMDI DSC . ·········· 47

<3.28> 폴리 (Polyol) 과 에 른 자료(EDA:EEG=1:8) pMDI DSC . ·········· 47

<3.29> 폴리 (Polyol) 과 합 에(EH) pMDI 른 산량TVOCs . ················· 50

<3.30> 폴리 (Polyol) 합 에(EEG) pMDI 른 산량TVOCs . ··············· 50

- 7 -

<3.31> 존처리 콩 름과 합 에 존처리 시간에 른 자료pMDI 1:1 DSC . ········ 51

<3.32> 존처리 콩 름과 합 에 존처리 시간에 른pMDI 1:1

개시 도 경 도. ······················································································· 52

<3.33> 존처리 콩 름과 합 에 존처리 시간에 른 자료pMDI 1:0.5 DSC . ······· 52

<3.34> 존처리 콩 름과 합 에 존처리 시간에 른pMDI 1:0.5

개시 도 경 도. ······················································································· 53

<3.35> 존처리 콩 름과 합 에 존처리 시간에 른 자료pMDI 1:0.25 DSC . ····· 53

<3.36> 존처리 콩 름과 합 에 존처리 시간에 른pMDI 1:0.25

개시 도 경 도. ······················································································· 54

<3.37> 존처리 시간과 합 에 른 에 지pMDI (E ).α ·················· 54

<3.38> 존처리 시간과 합 에 른 열pMDI . ············································ 56

<3.39> 콩 름 존처리 시간별 콩 름과 자료, pMDI TGA . ······························· 57

<3.40> 콩 름 존처리 시간별 콩 름과 량 감소 과 도, pMDI . ·············· 57

<3.41> 분 존처리 콩 름과 합 에 른 자료15 pMDI TGA . ····················· 58

<3.42> 분 존처리 콩 름과 합 에 른 량 감소 과 도15 pMDI . ···· 59





<3.47> 분 존처리 콩 름과 합 에 른 산량15 pMDI TVOCs . ············ 62

<3.48> 분 존처리 콩 름과 합 에 른 톨루엔 산량15 pMDI . ·············· 63

<3.49> 퇴 조건 에 룰 스 변 착 이산 탄소 생pMDI 량. ······· 65

<3.50> 퇴 조건 에 룰 스 변 착 생분해도pMDI . ·············· 65

<3.51> 용 에폭시 지 구조. ··············································································· 66

<3.52> 존산 리그닌과 용 에폭시 모식도. ··················································· 66

<3.53> 존처리 리그닌과 에폭시 합 에 른 산량(Eoxy) TVOCs . ······· 67

<3.54> 폴리 과 당량 에 른 상태 내 내 착MDI , , . ·················· 69

<3.55> 폴리 과 당량 에 른 상태 내 내 착(EDA:EEG=1:8) pMDI , , . ·· 70

<3.56> 폴리 과 당량 에 른 상태 내 내 착(EDA:EEG=1:9) pMDI , , . ·· 71

<3.57> 존처리 콩 름 량 존처리 시간에 른 평균 상태 내 내:pMDI 1:1 , ,

인장 단 착 ······························································································· 72

<3.58> 존처리 콩 름 량 존처리 시간에 른 평균 상태:pMDI 1:0.5 ,

내 내 인장 단 착, ······································································· 73

- 8 -


내 내 인장 단 착, ······································································· 74

<3.60> 존처리 시간 과 착 . ··························································································· 76

<3.61> 존산 리그닌 에폭시 지 합 착/ . ····················································· 76

<3.62> 식용 변 이용 폴리 합(EH) . ········································· 77

<3.63> 식용 변 이용 폴리아민 합(EDA) . ·································· 78

<3.64> 폴리 (Polyol) (EEG). ····························································································· 79

폴리아민<3.65> (Polyaminol) (EDA). ············································································· 80

<3.66> 폴리 과 당량 에 른 상태 내 내 착pMDI , , . ················ 81

<3.67> 폴리 과 당량 에 른 상태 내 내 착(EDA:EEG=1:8) pMDI , , . · 81

<3.68> 폴리 과 당량 에 른 상태 내 내 착(EDA:EEG=1:9) pMDI , , . · 82

<3.69> 폴리 (Polyol) 과 합 에(EH) pMDI 른 산량TVOCs . ················· 83

<3.70> 폴리아민 과(EDA) 합 에pMDI 른 산량TVOCs . ······················ 83

<3.71> 존처리 콩 름과 모식도pMDI . ······························································ 84

<3.72> 존처리 콩 름 량 존처리 시간에 른 평균 상태:pMDI 1:1 ,

내 내 인장 단 착, ······································································· 85


내 내 인장 단 착, ······································································· 86


내 내 인장 단 착, ······································································· 87

<3.75> 분 존처리 콩 름과 합 에 른 산량15 pMDI TVOCs . ············ 89

<3.76> 퇴 조건 에 룰 스 변 착 이산 탄소 생pMDI 량. ····· 90

<3.77> 퇴 조건 에 룰 스 변 착 생분해도pMDI . ················ 90

<3.78> 존산 리그닌과 용 에폭시 모식도. ··················································· 91

<3.79> 존산 리그닌 에폭시 지 합 착/ . ····················································· 92

<3.80> 존처리 리그닌과 에폭시 합 에 른 산량(Epoxy) TVOCs . ···· 93

- 9 -

목 차

3- 1. 존산 콩 름 일 인 용 에 른 역 등Jorrit , 2004) ············ 26

3- 2. 분 질GC/MS ·································································································· 30

3- 3. 폴리 과 pMDI ····························································································· 33

3- 4. 폴리아민 Func- ESBO ···························································································· 34

3- 5. 존처리 시간에 른 콩 름 도 산도 ······················································ 39

3- 6. 존처리 시간과 합 에 른 지 고 분pMDI ································· 40

3- 7. 존처리 시간과 합 에 른 가사시간과 경 시간pMDI ················ 41

3- 8. 존처리 리그닌 분자량분포 ···················································································· 43

3- 9. 합 폴리 게 ································································································ 45

3-10. 합 폴리 과 게pMDI ··············································································· 45

3-11. 건축자재 해 질 법과 등( , 2006) ···································· 48

3-12. 경부 산량TVOCs ····················································································· 49

막버 균주 리그닌 분해 도3-13. ············································································· 68

3-14. 보통합 착KS F 3101( ) ··············································································· 69

3-15. 폴리 과 pMDI ····························································································· 79

3-16. 합 폴리 과 게pMDI ··············································································· 80

3-17. 존처리 콩 름과 합 량pMDI ( ) ··················································· 85

3-18. 존처리 리그닌과 용 에폭시 합 량( ) ····························· 92

막버 균주 리그닌 분해 도3-19. ············································································· 93

- 11 -

장1

가 연구개 요 요.

경재료를 는 시 요구에 라 재료 생산 사용뿐만 아니라 폐 시에도, ,

경 염 생시키지 않는 경재료인 목재를 목질 품 도가 증가 고

있다 편 실내 에 른 합. , (Volatile Organic Compounds : VOCs)

여 부 실내 공 염 가 사회1990 (Sick House Syndrome)

면 실내 공 질 리법이 시행 고 있다 이에 라 실내용 목질 착 품 품. ,

질 이 엄격해 지고 있다.

목재에 사용 는 착 는 주 포름알데히드계를 사용 고 있 나 근 포름알데히드 출

심각 이 면 포름알데히드계 포름알데히드 착 개 이 실히 요/Non

구 고 있 며 계 이에 연구가 다양 각도 진행 고 있다, .

착 에 생 는 는 실내 공 질 뿐만 아니라 염 원인임이 지면 진VOC

국 출억 지 시 등에 규 도 가 시행 었고 우리나라에 도 97

시작 산업에 경보 법이 개 강 어 공 질 리 고 있 며 욱, ,

망이다.

착 는 부분이 품 경 르몬 산 여 실내 공 질(Indoor air

뿐만 아니라 연소 시 다이 신 생 고 폐 매립처리 시 토양 질quality) , ,

염 일 키는 안고 있다 라 이를 극복 여 천연 에 얻어지는 천. ,

연 생분해 재료를 이용 착 가 일부 개 어 사용 고 있 며 차 것

단 다.

리그닌 목재 등 천연 이 매스 자원에 생산 는 룰 스 다 풍부(Biomass)

자원 계에 출 는 폐액 리그닌 양 연간 천만톤 추 나 토양안 계6 , ,

면 등 이용이 어 있 며 리그닌 품 생산량 약 만톤 리그닌량, 120

에 면 극히 소량만이 이용 고 있다.

리그닌 페닐 단 를 본구조 는 질 페놀이나 포름알데(Phenyl Propane) ,

이드 공축합시 착 용 는 법이 많이 연구 었 나 조 법이 복잡 고 사,

용 시 용 경 사용이 요 며 포름알데 이드를 사용 는 계, VOC

나인 리 포름알데히드를 출 는 가 있다.

- 12 -

계 리그닌 품 생산량 추( , 1979)

생산국 생산량 고 분 톤( *10,000 / ) (%)

미 국 550 42

캐나다 140 12

일 본 100 8

북구 국3 250 21

타 160 12

합 계 1,200 100

출처 황병 외 신목재 진 사( : , , , 2005 , p233)

, 식 는 이 매스 질 재 우리가 아주 리 많 양 사용 고 있 며 매

재 에 해 많 양이 생산 므 고갈 험이 없이 지속 인 생산이 가능 며 지

구 난 주범 생각 고 있는 이산 탄소 출에 여도가 낮 그리고,

벤 고리 합 포함 고 있지 않 에 자연 경에 출시 생분해도가 높 장

가지고 있다 이러 이 인 여 식 를 체 자원 개 는 연구가 진.

행 고 있다.

식 름 그 구조상 폴리 과 사 분 가지고 있 며 이외에도 다양 지 산

가지고 있다 를 들어. , 콩 름인 트리 리 리드 식 일 트리(Triglyceride)

리 리드(T 분자들 합 써 분자 내에 평균 약 개 이 결합 갖riglyceride) 4.5

는 불포 지 산이다(Brignoli et al., 1976 24), Gunstone 199325)). 부가 독

이고 생분해 이 있는 즉 경 인 익 특징 가지고 있다 이 트리 리 리드, .

일 주요 분인 포 불포 지 산들 탄 합체 조직 태 합(triglyceride) ㆍ

시킬 있고 에 생 지를 신 궁극 인 자원 망 고 있고 가격

이 다는 장 가진다(Nevin et al., 196333) 이러) 콩 름 변 에폭시 름

(Epoxidized soybean oil: 산업 라스틱과 지 조 원료 사용 며ESBO)

가소 나 희 도 사용 고 있다 그러나 는 천연 질이 갖는 분자구조 특. ESBO

에 용 용 계가 있다.

라 본 연구에 는 천연자원이며 보속 인 생산이 가능 목재 리그닌과 식 름

존처리 처리에 구조 인 변 시도 여 이를 탕(Chemical Modification)

생분해 경 착 를 개 고자 다.

- 13 -

나 연구개 국내외 황.

계1.

근 경 가 어지면 미국 럽 등 진국 심 천연 착 포름,

알데히드계 착 에 연구 자가 히 진행 고 있다.

주 럽에 는 탄닌 이용 착 를 조 여 사용 나 포름알데히드 출- ,

는 해결 지 못 고 있 며 천연 부 탄닌 단 질 등 주요 분 추출분리 는 과 에, ․

높 용과 도 등 이용상 계가 있다, , .

일부 국가에 는 식 단 질 변 처리 여 증 시킴 착 이용-

는 연구 여 우 결과를 보여 식 식용 를 이용 착 개 그 가능

이 입증 었다.

미국 에 는 콩 폴리 를 이용 여 이 착 천연 라스틱에 연구가 진- KSU

행 에 있다.

리그닌 이용 착 개 페놀이나 포름알데 이드 공축합시키는 법이 개 어-

있 나 조 법이 복잡 고 용 경 사용이 요 며 포름알데 이드 출, , ,

등 가 생 여 실용 에는 도달 지 못 고 있다.

국 내2.

국내에 도 리그닌 이용 착 연구가 시행 었 나 재는 거 연구 지- 1980

않고 있는 실 이다.

- 2000 등 경 염 원인 나인 폐식용 를 이용 여 존 이소시아

이트계 착 원료 이용 어 폴리 체 고 포름알데히드계 목재 착

조 개 에 해 연구 다.

근 등 콩 름 변 여 얻 있는 질 를 이용 여 질- , ESBO

체 는 경 목재 착 그 용 가능 알아보고 지 간Epoxy ESBO

착 는 분 과 열안 에 여 연구 다.

국내에 는 경 인 원재료 개 이 시 실 이나 재 국내 착 조

연구는 합 지 조 에 고 있다 이는 진국 미만 이에. 100% 10%

연구가 욱 다양 게 이루어 야 다

- 14 -

국내외 연구 황3. ․

연구 행 연구개 내용 연구개 과 용 황

Kansas State

University

Adhesive Properties of modifiedsoybean flour in wheat strawparticleboard.

변 가능

연구

Kansas State

University

Wet strength and water resistanceof modified soy protein adhesivesand effects of drying treatment.

일부 종이 습강 이용

울

Comparison of Formaldehyde

Emission Rate and Formaldehyde

content from Rice Husk Flour Filled

Particleboard Bonded with

Urea-Formaldehyde Resin

천연 연구Filler

울

Reduction of Formaldehyde

Emission from Particleboards by

Bio-scavengers

천연 연구scavenger

울

Effect of compartibilizing agents on

rice-husk flour reinforced

polypropylene composites

천연 연구Agent

건국폐식용 구 착pMDI

착 능 조 연구

월 참여 업 용2007 3

건국Polyurethane-amide adhesives

using glycerol and fatty acid특허 출원

국내에 는 등이 산업 장에 가장 많이 사용 고 있는 착 등 에(UF, Hot Melt )

천연 자원 증량 포착 사용 여 리 포름알데히드(Filler) (Scavengers)

감에 여 연구 라스틱 복합재 에 천연 질이 매 용 는VOCs (Composite)

연구 에 있다.

이러 추 에 맞추어 근 본 연구 책임자는 있 면 목재2004 KSU

리그닌과 가 연구 심 가지고 있는 콩단 질 상 결합시 천연 분에 가 고Sun

생분해 이 높 며 독 이 없는 경 독 착 를 개 는 과 를 도출 여, 2005

- 15 -

월부 본인 사과 생 안병 이 과 재단 지원 해외연 그램에 어1 ( )

지도 에 이 착 에 여 연구 있다 재생산 가능KSU Sun .

천연자원 이용 착 를 개 해 본 과 부연구 책임자인 신소재과 부

공동연구 국내외 자료조사를 통 여 식 지를 이용 여 착 를 조 고자

동안 연구를 진행 다 이 결과 식 지를 변 통해 리 과 지 산2 .

분리 고 리 고가 품인 폴리 체 고 지 산 매 이용,

여 합함 식 지를 이용 포름알데히드 착 를 개 는 데 공pMDI

다 이를 통해 국내특허 국 특허를 출원 다. , 2002 , 2003 .

천연 이용 착 연구는 계 인 추 우 특 착 재료 경우 진국이 독

개 면 공개 이 꺼리고 부분 특허 여 상업 용 고자 시,

도 고 있다 이러 동향과 경우 시 는 시 고 천연 착재료 국내 개. ,

이며 미래 망 이다, .

- 16 -

다 연구개 상 차별.

차 별1.

미국 는 콩 단 질 이용 여 착 를 개 고 있 나 본인 콩 름KSU Sun ,

이용 여 폴리 체 있는 질 개 고자 다 본인이 연구. 2002

식용 를 리 과 지 산 분리 여 조 착 는 목재 착 내 에 이 있

었 나 본 연구는 식용 이 결합에 질 부가 존산 처리를 통 여,

크게 함 써 내 를 극복 있다.

보 황2.

명 는 특허명( ) 인 증 번 개 간 지원 구 분

POLYURETHANE-AMIDE

ADHESIVE USING GLYCEROL

AND FATTY ACID

출원번

PCT/KR03/002651

2002. -

2003.농림부 특허

리 과 지 산 이용

폴리우 탄 아마이드 착-

출원번

10-2002-0078039

2002. -

2003.농림부 특허

식용 부 폴리아민 합

폴리우 탄 착 개

출원번

10-2008-0025094

2007.4-

2008.3경부 특허

장 연구개 목 내용2

- 17 -

장 연구개 목 내용2

가 연구 종목.

생 자원 용 생분해 경 착 개1.

보속 생산이 가능 목재 리그닌과 식 름 이용 경 능 착 개-

폐자원인 펄 리그닌 고부가가 를 통 자원 효 이용 폐자원 용-

분 용 능 폴리 조- Bio

경 염 감 실내 경 자원 효 이용 통 고부가가- ,

경 목질 신소재 개-

감 국민 보건 증진- VOCs

나 연도별 연구개 목 평가 법.

연구개 목1.

구 분 연구개 목 연구개 내용 연 구 범

차1도

식 름

리그닌변

식 름 에폭시 존산1. , ,부가 통 능 부여특 분

리그닌 존산 를 통 능2.부여 특 분

식 름 변-식 름 다-식 름 존산-

변 식 름-구조 해존산 리그닌 조-

분자량분포-카르복실 량-

차2도

경 천연착 조실용특

구명

변-식 름이용 착

개

존산-식 름이용 착

개

존산-리그닌 이용

용착 개

변 식 름과 리그닌1.구명

변 식 름과 이소시아-이트 지 구명존산 식 름과 이소시아-

이트 지 구명존산 리그닌과 용 에폭시-

지 구명

천연 질 주 분 는 착2.조

변 식 름 이용 이소-시아 이트계 착 조

존산 식 름 이용 이소-시아 이트계 착 조

존산 리그닌 이용 용-착 조

착 계 목재 착3.능 구명

변 변 식 름-구명

변 리그닌-구명경 특 경-

- 경 목재용 착 조착 능 카니즘 구명-

(DSC, FTIR, TGA)산량- TVOC

생분해 실험-

목재 착 능 평가 상태- ( ,내 내, )

포름알데히드 산량-

- 18 -

평 가 법2.

구분 연도 부연구개 목 평가 착안

차1

연도

2007

-

2008

변 식 름 변 능 부여 여부

변 리그닌 조 능 부여 여부

특 구명 특 구명

차2

연도

2008

-

2009

변 식 름 지 지 주 분 경

변 리그닌 지 지 주 분 경

경 천연 착 개

착 주 분 경

착 출여부TVOC

착 생분해 구명

개 착 착 조건 계,

목재 착 능 구명

착조건

착 능 합

착 용

종

평가

변 구명

착 경 이용 타당

착 개 효과 가능 참조( )

( 변 식 름 이용 착1)

( KS F 3101)목 (%)

상 태 7kgf/㎠ 이상7kgf/㎠ 100

내 7kgf/㎠ 이상7kgf/㎠ 100내 7kgf/㎠ 이상7kgf/㎠ 100

포름알데히드 E0 (0.5ml/ )ℓ E0 만족 100

계 100

존산 식 름 이용 착(2)

( KS F 3101)목 (%)


내 7kgf/㎠ 이상7kgf/㎠ 100내 7kgf/㎠ 이상7kgf/㎠ 100


계 100

존산 리그닌 이용 용 착(3)

(KS F 3101)목 (%)



계 100

- 19 -

다 연도별 추진체계.

↑

1

차

↓

식 름 리그닌

황 용 실태 조사 ↑

1

단

계

↓

추출 분리 변,

존산 에폭시, ,

부가 등 통 Chemical

Modification

카니즘 규명

식 름 능 부여

개

리그닌 능 부여

개

↑

2

단

계

↓특 분

↑

2

차

↓

존산 식 름과

리그닌 검토

경 지 동 탄

인장 거동

단계3↑

↓

천연 착 조 착 특 분↑

4

단

계

↓착 용 경

시험

↑

5

단

계

↓

경 특,

조건 도출

특허신청 Data Base

- 21 -

장 연구개 결과 용계획3

가 연구개 결과 토.

식 름 에폭시 존산 부가 통 능 부여 특 분1. , ,

폴리 합 분1.1.

본 연구에 는 식용 를 이용 법에 해 합 다 폴리아민 과 다 산

폴리 각각 당량별 합 여 착 를 조 여 분 열분 등 분pMDI ,

법 통 여 조건 조사 다 합 폴리 이 우. pMDI(diphenyl-

각각 시methane-4,4’-diisocyanate) 아래 그림 에 보는 같이 다양 태< 3.1>

구조를 얻 있다.

다 아민 산 는 이소시아 이트 여 우 탄 구조를 이룬다pMDI .

는 가 분해 에 해 얻어진 카르복시산과 에는 불안 폴리 릭pMDI

안 이드리드 가 다 이산 탄소가 생 면 아마이드가(Polymeric anhydride)

었다 이러 아마이드 구조는 단 질 펩타이드 결합과 사 구조 써 목재.

루 스 소 결합 있어 결합 증진시키는 역 다 그림 에. < 3.2>

보는 같이 폴리 차 알 구 어 있 며 일차 알 에 해 이2 ,

느림 있다 폴리우 탄과도 상용 이 좋아 고분자 계면 간 상 간.

용 이 좋아 상 분리가 일어나지 않는 장 지니고 있다 식용 부 얻어진 폴리.

과 알 여 몰 변 시 며 이 우pMDI pMDI

가를 여 시차주사 열량법 과 실시간 외 분 법 이용 여(DSC) (FTIR)

연구를 행 다.

- 22 -

O C

O

O

C

C

O

O

O

O C

O

O

C

C

O

O

O

O C

O

O

C

C

O

O

O

O O

O

O

M D I

우 레 탄 접 착 제

O H

O H

O H

O H

O H

O H

O H

O H

A m b e r l i t e I R - 1 2 0

A c e t ic A c i d

T o lu e n e

H 2 O 2

w a t e r

is o p r o p a n o l

H B F 4

O

O H

O H

그림 식용 변 이용 폴리 합< 3.1> (EH) .

O C

O

O

C

C

O

O

O

O C

O

O

C

C

O

O

O

O C

O

O

C

C

O

O

O

O O

O

O

M D I


O H

O H

N

O H

A m b e r l i t e I R - 1 2 0

A c e t i c A c id

T o lu e n e

H 2 O 2

D ie t h a n o l a m in e

Z in c C h lo r id e

O H

O H

N

O HN

O H

O H

O H

O

O HH O

NO HH O

NO HH O

그림 식용 변 이용 폴리아민 합< 3.2> (EDA) .

- 23 -

상 그림에 같이 폴리 가지 합 여 스트를 해보았는데 재 지 결과는2

가지 경우 모 몰에 여 폴리 몰씩이 들어갈 조건임 알pMDI 2 1

있다 이는 이 당량 폴리 에 여 가 량. :pMDI = 1:1 pMDI 2

들어갔 상태를 보이고 있다 이 결과는 가지 면 상 있 며. ,

첫째 과량 는 목재가 지니고 있는 룰 스 여 착 높인다고pMDI OH

볼 있 며 째 시 출 는 는 목재가 함 고 있는 분과 에,

과량 가 요 있다 이러 합 별과 착 에 실험 결과를 논 고자pMDI .

다.

폴리아민 (Polyaminol)

폴리 (Polyol)

그림 콩 름 에폭시 콩 름 폴리아미놀 폴리 분< 3.3> , , , NMR .

- 24 -

그림 에 콩 름 특 크는 에스 르 산소 이웃 소를 나타내는< 3.3> NMR

역과 이 결합 나타내는 역이다 에스 르4.1-4.3ppm 5.4ppm . 2.5ppm CO

에 있는 소를 나타내며 과 알릴 이웃 소 특 크이다, 2ppm 2.7ppm (Allyl) .

폴리 에NMR 콩 름 에폭시 면 이 결합 특 크는 거 사라지며 3ppm

역에 새 운 크가 나타나는데 이는 산소에 이웃 소 크이다 과 여 다.

산 를 포함 는 폴리 특 크는 역 에폭시 크는 모 사라지고3ppm ,

역에 산 크가 나타남 볼 있다 그림3.7 . < 3.4> 실험 결과에 보FTIR

듯이 에폭시 식용 는 이 결합 나타내는 3000cm-1 sp2 특 크가 사C-H

라짐 보인다 다 산 가 는. HSBO 3500cm-1에 산 크가 강 게 나

타나고 있 며 원 는 질이 합 었 인 있다.

폴리 (Polyol)


그림 콩 름 에폭시 콩 름 폴리아미놀 폴리 분< 3.4> , , , IR .

- 25 -

콩 름 존처리 분1.2.

콩 름 존산1.2.1.

식용 콩 름 아 톤 에 용해 고 마그 틱7.5g 450ml (Magnetic stirrer)

면 존 생 사 를 사용(Model : Lab-2 (220Vac, 60Hz) OZONETECH , Korea)

여 량 분당 압0.5 , 1kg/cmℓ 2 조건 O3/O2 합 체를 보내면 분15 ,

분 분 분간 존산 처리 다 이 조건 에 시간당 약 존이30 , 60 , 120 . 7.13g

생 다 존산 처리 후 액 에 진공회 축. 70 (N-N series, EYELA,℃

감Japan) 압 농축 여 용매를 거 고 분 용 시료 착 원료 사용 다, .

존산 처리 콩 름 분1.2.2.

분1.2.2.1. FTIR

일 인 작용 주 에 른 외 역 조사 면 400 1,500cm∼ -1

지 역 이 역에 여러 결합 진동에 나타나는 많C-O, C-C, C-N

가 일어나 각 합 동 있는 역 게 다 그리고. 1,500∼

2,000cm-1 범 에 는 등 결합 작용C=C, C=O, C=N 2 , 2,000 2,500cm∼ -1

범 에 는 등 결합 작용C C, C N 3 , 2,500 4,000cm≡ ≡ ∼ -1 범 에 는 C-H,

등 단일 결합 작용 가 나타나는 것 알 있다O-H, N-H .

등Jorrit (2004)27) 콩 름과 사 게 산 리놀(Palmitic acid) (C16:0) 5.9%,

닉 산 리놀릭 산 익(Linolenic acid)(C18:3) 57.6%, (Linoleic acid)(C18:2) 16.4%,

산 스 릭 산 가 함 아마(Oleic acid)(C18:1) 17%, (Stearic acid)(C18:0) (Linseed

스펙트럼 조사 다 그 결과는 아래 그림 같다oil) IR . < 3.5> .

그림 분< 3.5> F F300 IR 등(Jorrit , 2004).

- 26 -

3000 cm-1

부근에 개 가C-H 4 peak 3010, 2956, 2927, 2855 cm-1부근

에 나타났 며 결합 카르보닐 가ester 1746cm-1에 나타났다 그러나 리 지 산.

경우 1600cm-1

에 구분 는 시그 이 보이지 않았다 다만 지 산 체인과 카르보닐.

산 능 그룹 부 다양 가band 1600 600cm∼ -1에 나타난다고 보고 다 그.

리고 에 는 일 인 작용 에 른 역 나타내었다< 3.1> .

존산 콩 름 일 인 용 에 른 역< 3.1> 등Jorrit , 2004)27)

Band(cm-1) Assignment

3010 C-H stretching of aliphatic -CHCH=CH-

2956 C-H stretching of CH3



1746 C=O stretching of ester

1652 C=C stretching of cis -CH=CH-

1463 C-H bending of CH2, CH3

1239 C-O stretching in ester

1164 C-O stretching

1101 C-O stretching

968 trans C-H out-of-plane deformation

722 cis C-H out-of-plane deformation

경우pMDI 2276cm-1에 가 나타났다 등peak . Bailey (1981)23)이 스펙트럼IR

우 탄 폼 이소시아 이트 를 조사 결과 2270cm-1에 이소시아 이트 가 나타

났 며 우 탄 1730cm-1 알 이트결합, 1710cm-1 뷰 결합, 1680∼

1660cm-1에 가 나타난다고 보고 결과 사 다.

그림 콩 름과 분 분 분 분간 존산 처리 존산 콩 름< 3.6> 15 , 30 , 60 , 120

스펙트럼 분 결과 콩 름FT-IR , 3010cm-1부근에 불포 이 결합에 인

는 를 나타내며 존 산 가 진행 OH 3200 3400cm∼ -1에 폭 결

- 27 -

합이 보인다. 1740cm-1

부근에 리 과 지 산 에스 르 결합부분(Ester)

가 나타나지만 존산 콩 름 경우는C=O 1700cm-1에 알데히드 는

카르복실 가 나타나며 존산 처리 시간이 증가 1700cm-1

가 크peak

게 나타나 알데히드 카르복실 생 량이 많아지는 것 알 있다, .

그림 존처리 시간에 른 분< 3.6> IR .

2.1.2.2. 1 분H-NMR, MALDI-TOF MS GC/MS

그림 에 콩 름 존산 콩 름< 3.7> 1 결과를 나타냈다 콩 름H-NMR .

경우 불포 이 결합에 인 는 크가 나타나며 존산 가 진행5.35ppm ,

크가 작아지고 알데히드 는 카르복실 에 인 는 크가5.35ppm ( ) 8.1ppm

크게 나타났다 이 부 존처리에 여 콩 름 불포 이 결합이 존에 해 개.

열 어 주 알데히드 는 카르복실 를 는 것 알 있다 부근( ) . 4.2ppm

에스 르 결합과 크에 변 가 없는 것 보아 콩 름 에스 르 결합

존에 해 분해 지 않는 것 인 다.

- 28 -

그림 존처리 시간에 른< 3.7>1

분H-NMR .

그림 존처리 시간에 른 분< 3.8> MALDI-TOF MS .

- 29 -

콩 름 존산 콩 름 분자량 이 과 에 분자구조가 깨어지지 않 며,

분자량이 큰 고분자 질 분자량 이 가능 그림MALDI-TOF < 3.8>

다 본 실험에 사용 시 용 콩 름 후 분자량 지닌 것 인. 900

었 며 분 존산 처리 콩 름 불포 이 결합 일부가 개열 어 분자량이 약, 15

감소 며 존산 가 진행 불포 이 결합 개열이 욱 고 분 처711 , , 120

리 시에는 도 다양 분자량 지닌 합 변 는 것 알 있었다400 700 .∼

그림 존처리 시간에 른 분< 3.9> GC/MS .

존산 에 해 콩 름 이 결합이 개열 어 떨어 나 는 분자량 질

분 통 여 분 다 그림 에 보는 같이 콩 름GC/MS . < 3.9> < 3.2>

분자 질이 거 검출 지 않았 나 분 존산 가 진행 면 보존시간, 15 (Retention

분 에 핵산 분 에 헥사노익 산 분time) 8 37 (Hexanal), 15 40 (Hexanoic acid), 15

에 노나날 분 에 노나노익 산 가 검출 었다48 (Nonanal), 27 4 (Nonanoic acid) .

헧헥산 는 헥사노익 산 는 리 린과 에스 르 결합 리놀(Hexanal) (Hexanoic acid)

산 번 탄소 이 결합이 존에 해 산 개열 어 는 질(Linoleic acid) 6

추 며 노나날 는 노나노익 산 는 리놀 익 산, (Nonanal) (Nonanoic acid) (Linoleic

는 익 산 번 탄소 이 결합이 존에 해 산 개열 어acid) (Oleic acid) 9

는 질 추 다 존산 가 욱 진행 어도 주요생 리놀 익 산.

- 30 -

번과 번 탄소 이 결합이 존에 해 산 개열 어 는 질(Linoleic acid) 6 9

이 검출 었지만 분 처리 시에는 에 언 질 이외에 보타노익 엑시드, 120

타노익 엑시드 헥산 타놀(Butanoic acid), (Tentanoic acid), 2,5- (Hexanedione), (Otanol),

햅타노익 산 타노익 산 등 콩 름 이 결합 개열 부(Heptanoic acid), (Otanoic acid)

없는 알데히드 는 카르복실 를 지닌 다양 질이 검출 었다.

분 질< 3.2> GC/MS

Ozonificaton

time(min)

Retention

time (min)Chemical

Control

15 : 09 Hexanoic acid, n-Caproic acid, n-Hexanoic acid

21 : 19 Octanoic acid, n-Caprylic acid, n-Octanoic acid

26 : 20 2, 4-Decadienal

15

08 : 37 Hexanal


15 : 48 Nonanal

17 : 39 Heptanoic acid, n-Heptanoic acid, n-Heptoic acid

17 : 48 2(3H)-Furanone, 5-ethyldihydro-


27 : 04 Nonanoic acid, n-Nonanoic acid, n-Nonoic acid

27 : 27 8-Nonenoic acid, Undecenoic acid

30


15 : 48 Nonanal, n-Nonaldehyde, n-Nonanal

16 : 00 1-Octanol

17 : 36 Heptanoic acid, n-Heptanoic acid, n-Heptoic acid




27 : 00 2(3H)-Furanone, 5-butyldihydro-

60

08 : 37 Hexanal

13 : 20 Pentanoic acid, Valeric acid, n-Pentanoic acid


15 : 48 Nonanal

16 : 00 1-Octanol

17 : 38 Heptanoic acid




120

11 : 16 Butanoic acid, Butyric acid, n-Butanoic acid

13 : 25 Pentanoic acid, Valeric acid, n-Pentanoic acid

13 : 46 2, 5-Hexanedione


16 : 00 1-Octanol

17 : 46 Heptanoic acid, n-Heptoic acid

20 : 53Pentanoic acid, 4-oxo, Levulinic acid,

.beta.-Acetylpropionic acid



- 31 -

리그닌 존산 를 통 능 부여 특 분2.

리그닌 존처리 분2.1.

리그닌 존산2.1.1.

리그닌 차 증7.5g 1 450 합 용액에 용해 고 마그 틱ml NaOH 2.25g

면 존 생(Magnetic stirrer) ((Model : Lab-2 (220Vac, 60Hz)

를 사용 여 량 압OZONETECH, ) 0.5LPM, 1kg/cm2

조건 O3/O

2합

체를 보내면 분 분 분 분간 존산 처리 다 이 조건 에15 , 30 , 60 , 120 .

시간당 약 존이 생 다 존산 처리 후 액 약 에 농축7.13g . 900℃

(Rotary vacuum 감압 농축 여 용매를 거 고 분 용 시료 착 원evaporator) ,

료 사용 다.

단 본 실험에 사용 리그닌 알칼라인 리그닌이며 펄 공 에, (Dealkaline) ,

생 리그닌 시 조 시약용 사용 다 펄 공 에 직 리그닌 얻고.

자 면 CO2 처리 여 침 시키면 같 리그닌 얻 가 있다.

존산 리그닌 분2.1.2.

리그닌 존산 면 그림 과 같이 리그닌 페놀 골격 향< 3.10> 3

사이가 주 개열 어 가 산 경우는 카르복실 며 톡실4 ,

경우는 틸에스 르 것 추 다 이 같 가 도입 존산 리그닌.

이 커지며 에폭시 같 경 있게 어 이, pMDI (Epoxy)

게 변 처리 존산 리그닌 착 이용이 가능 것 단 다.

그림 리그닌 존 모식도< 3.10> .

- 32 -

존산 리그닌 원료 분2.1.2.1. FTIR

그림 분 분 분 분 존산 처리 리그닌 스펙트럼< 3.11> 15 , 30 , 60 , 120 FT-IR

결과이다 그림에 보는 같이 리그닌. 1510-1600 cm-1부근에 향핵 골

격진동에 를 나타냈지만 존산 시간이 어질 향핵 가 감소,

는 것 인 있다 존산 처리 시간이 증가. 1700cm-1부근 카

르복실 3500 cm-1부근 산 가 함께 증가 는 것 인 있었

다 존산 처리 시간이 시간이 면 향핵. 2 1500cm-1 부근 벤 고리

도 사라지는 것 인 다.

그림 리그닌과 존처리 리그닌 분< 3.11> IR .

- 33 -

변 식 름과 리그닌 구명3.

변 식 름과 이소시아 이트 지 구명3.1.

특 연구3.1.1.

폴리 과 당량 찾 해 과 를 이용 여 연구를MDI FTIR DSC

실시 다. 합 폴리 이 당량 분자량 지니고 있10 ( : 1009.39 g/mol)

고 아민폴리 이 당량 산 당량 아민 당량 분자량20 ( :15 , : 5 , : 1491.11

지니고 있 며g/mol) , p 는 상업 매 고 있는 것이 당량 분자량MDI 2.6 ( :

갖고 있어 아래 과 에 처럼 일 나 어 실험 계획법에250.25) < 3.3> < 3.4>

해 시행 다 이 가장 조건 당량 임 알 있 며 이. 1:2

를 열 특 연구를 실시 다· .

폴리 과< 3.3> pMDI

게 폴리( :pMDI) 몰 폴리( :pMDI) 당량OH : NCO

3.15 : 1 3 : 3.80 3 : 1

2.10 : 1 2 : 3.80 2 : 1

1.05 : 1 1 : 3.80 1 : 1

1.05 : 2 1 : 7.60 1 : 2

1.05 : 3 1 : 11.40 1 : 3

그림 폴리 과 당량 분< 3.12> (Polyol) pMDI IR .

- 34 -

폴리아민< 3.4> Func- ESBO

게 폴리아민( :

pMDI)

몰 폴리아민( :

pMDI)당량OH : NCO

3.09 : 1 3 : 5.70 3 : 1

2.06 : 1 2 : 5.70 2 : 1

1.03 : 1 1 : 5.70 1 : 1

1.03 : 2 1 : 11.40 1 : 2

1.03 : 3 1 : 17.10 1 : 3

그림 폴리아민 과 당량 분< 3.13> (Polyaminol) pMDI IR .

그림 외 분 법 이용 여 폴리 특 크인FTIR OH

특 크인 이소시아 이트 가 여 어(3500cm-1) pMDI (2200cm-1)

느 당량 에 가장 이 는 가를 찾아내는 분 법이다 본 연구 결과에 보듯.

이 폴리 가 에 갈 크가 감소함 폴리 에 알:pMDI 3:1 1:3 OH

있다 이 볼 당량 에 작용 는 것. 1:1

나 는 고분자 특 상 사슬 이 면 작용 가 고분자 사슬(Crosslinking)

안 면 에 참여 지 못 는 근본 인 지니고 있다 결과.

에 는 에 가 모 에 참여 고 잔 가 있는 보아1:2 OH NCO 1:2

에 에 착 능 보일 것 다1:3 .

- 35 -

열 특 연구3.1.2.

열 연구실험 어느 특 도에 착 열 거동 용 리 이 도 가 도, , ,

그리고 안 분해 등 보를 공 있 며 상업 생산에 아주 요 보, ,

자료 이용가능 다 를 이용 여 에 시 당량별 열 거동 그림 에 나타. DSC < 3.14>

내었 며 폴리 당량 별 열 연구실험에 도 특별 경향 보이지 않았, : pMDI

나 몰 에 변 함에 라 리 이 도가 높 도 변 보여주고, 3:1 1:3

있다 이 같 상 향후 목재 착 연구 고찰함 써 요 자료 이용.

있다고 본다.

폴리 (Polyol)


그림 다양 몰 에 른 폴리 폴리아민 과 합 자료< 3.14> , pMDI DSC .

- 36 -

폴리아민 경우 이 매우 높아 실 에 이 속도 진행 어 시료 가

가 많이 일어나 얻어진 폴리우 탄 해본 결과 역에 열 이 다시 일240 ℃

어나는 상 잔 산 이소시아 이트 간 추가 이 일어나 것 추 다.

산 가 많 과 폴리우 탄 착 가 과 몰 보다 낮 도에3:1 2:1 1:3 1:2

가 가 일어나는 것 잔 산 가 많아 이 빨리 일어나는 것 볼 있다 열안.

실험 개 착 가 어느 도에 사용이 가능 가를 알아보는 것 에 시

가지 착 를 질소조건 실험 실시 결과5 (50mL/min, 20 /min) 300℃ ℃

지 안 태를 이루고 있 알 있다 그러나. 랑색 착 가1:3 15

부 열분해가 시작 는 것 다량 잔 이소시아 이트 열분해임 알 있다0 .℃

열분해는 단계 진행 며 단계 분해는 지 족 사슬 분해이며 단계는 우 탄 분해3 , 1 , 2

이며 단계는 향족 분해임 알 있다 폴리아민 경우 가 가 빨리 일어나 잔, 3 .

아민 과 이소시아 이트 향 열안 이 낮게 나타났다.

폴리 (Polyol)


그림 다양 몰 에 른 폴리 폴리아민 과 합 자료< 3.15> , pMDI TGA .

- 37 -

존산 식 름과 이소시아 이트 지 구명3.2.

존 불포 이 결합 택 산 개열시키는 산 콩 름 존 처리

면 불포 이 결합이 개열 어 분자당 개 알데히드 는 카르복실 를 지니는1 3∼

질 변 다 콩 름에는 분자당 약 개 불포 이 결합이 존재 므 존 처리. 4.5

시간에 라 콩 름에 도입 는 알데히드 는 카르복실 양 달라진다.




그림 존처리 콩 름과 모식도< 3.16> pMDI .

특 연구3.2.1.

분 분 분 존처리 콩 름 량 스펙트럼 조사 결과를15 , 30 , 60 /pMDI 1:1 IR

그림 에 나타내었다< 3.17> .

- 38 -

그림< 3.17> 존처리 콩 름과 합 에 존처리 시간에 른pMDI 1:1 IR 분 .

존산 처리 후에도 3000cm-1

부근에 개 가C-H 2 peak 2929,

2859cm-1부근에 에스 르 결합 카르보닐 가, (Ester) 1746cm-1에 나타났다 이후.

량 를 합 후 여 고1:1 pMDI pMDI -N=C=O -N=C=O

인peak 2270cm-1가 사라지며 1700 cm-1 부근 C=O 1730 1740cm∼ -1에

우 탄 이 욱 커지는 것 알 있었다 그러나 분 분 존산 처리 경우. 30 , 60

부분 가 에 여 지만 분 경우는 과도 합 미-N=C=O 15 pMDI

가 나타난 것 단 다-N=C=O peak .

그림 존처리 콩 름과 합 에 존처리 시간에 른 분< 3.18> pMDI 1:0.5 IR .

그림 존처리 콩 름 량 스펙트럼도 량 과< 3.18> /pMDI 1:0.5 IR 1:1

사 보 다 그리고 분 존산 처리 경우에도 가. 15 pMDI -N=C=O peak

히 사라 분 분처럼 가 모 에 여 것 단 다30 , 60 pMDI -N=C=O .

등Jorrit (2004)27)이 1429 1328cm∼ -1사이 드들 알킬그룹 알데히드 는 카르복,

- 39 -

실산 이며 지 산 체인과 카르보닐산 능 그룹 부 다양 가C-H

1600 600cm∼ -1에 나타난다고 보고 것처럼 본 실험 존처리 콩 름 착 에, /pMDI

는 다양 고 복잡 를 나타내었다peak .

그림 존처리 콩 름과 합 에 존처리 시간에 른 분< 3.19> pMDI 1:0.25 IR .

그림 존처리 콩 름 량 를 스펙트럼도 량< 3.19> /pMDI 1:0.25 IR 1:1,

매우 사 결과를 보 다 분 분 분 처리 모 에1:0.5 . 15 , 30 , 60 pMDI

가 히 사라 며 존산 처리시간이 증가 량 에-N=C=O peak , 1:0.25

는 드FT-IR 1600 600cm∼ -1에 폭이 감소 인 다peak .

착 특 연구3.2.2.

도 산도3.2.2.1. ,

콩 름과 분 분 분 각각 존산 처리 콩 름 도 산도를 결15 , 30 , 60

과는 같다< 3.5> .

존처리 시간에 른 콩 름 도 산도< 3.5>

Ozonification timeViscosity

(mPa-S, 25 )℃pH

Soybean oil (control) 82.5 5.4

15min. 87.8 2.5 3.0∼

30min. 96.7 1.1 1.2∼

60min. 78.7 0.5

- 40 -

산도 경우 존산 처리 시간이 진행 산도는 강산 나타내었다 이는 콩.

름 불포 이 결합이 존에 해 개열 어 분자 알데히드 는 카르복실 를 지

니는 질 며 시간이 경과 이 결합 외에 에스 르 결합 부분도 개(Ester)

열 어 많 알데히드 는 카르복실 를 이다 도 경우 분 분. 15 , 30

처리 지는 증가 다 분에 는 감소 는 경향 나타내었다, 60 .

고 분3.2.2.2.

존산 처리 콩 름에 를 량 를 합 다 이를pMDI 100%, 50%, 25% .

존산 처리 시간별 고 분 조사 결과는 에 나타난 같다 모든 합< 3.6> .

에 존산 처리 시간이 증가 이 감소 고 분도 감소 는, pMDI

결과를 나타내었다 이는. CO2 출에 인 것 단 다.

존처리 시간과 합 에 른 지 고 분< 3.6> pMDI

Ozonification timeMixing ratio

(Ozonized SBO:pMDI)Solid content(%)

15min.

1:1 80.95

1:0.5 73.62

1:0.25 68.74

30min.

1:1 81.99

1:0.5 69.11

1:0.25 61.96

60min.

1:1 83.47

1:0.5 67.76

1:0.25 59.71

가사시간 경 동 시간3.2.2.3. , ( )

각각 조 착 가사시간 경 동 시간 결과는 에 나타난, ( ) < 3.7>

같다 를 합 후 포 상이 나타났다 이 같 상 강. pMDI . (2001)1)이 보

고 우 탄결합 고 있는 상태에 잔 이소시아 이트 가 여 요소결합과 함

께 이산 탄소가 생 고 그것 인 여 포가 생 며 동시에 경 가 이루어 나타난

- 41 -

것이라는 보고 사 것 단 다 이 포 상 존산 처리 시간이 증가.

합 후 른 시간 내에 생 다 그리고 에 나타난 것처럼 존산 처. < 3.7>

리 시간이 증가 경 시간이 빨라지는 것 알 있었다.

존처리 시간과 합 에 른 가사시간과 경 시간< 3.7> pMDI

Ozonification timeMixing ratio

(Ozonized SBO:pMDI)

Pot Life

(min.)

Curing Time

(min.)

15min.

1:1 530 553

1:0.5 480 544

1:0.25 287 304

30min.

1:1 43 50

1:0.5 25 34

1:0.25 19 27

60min.

1:1 6 17

1:0.5 22 37

1:0.25 72 82

존산 리그닌과 용 에폭시 지 구명3.3.

리그닌 효이용 나 이들 착 등 용 고자 는 연구는 지 지

많 연구가 행 었 며 리그닌 페놀이나 포름알데 이드 시키는 법이,

인 것 알 있다 리그닌에 존재 는 능 를 에폭시 는 법도 알.

있다 이들 법 용 착 는 품에 는 능 나타내는 경.

우도 있지만 조작이 번잡 고 용 를 사용 는 등 목재용 착 이용 는데 실용

상 이 있다.

편 리그닌 존산 처리 면 산 도체 는 것이 알 있 며 이 산,

잔 는 공역이 결합 양말단에 카르복실 를 지니는 독특 구조를 지닌다 존산 에.

리그닌 향 개열 리그닌 페놀 골격 사이에 주 일3 4

어나며 가 산 인 경우는 카르복실 변 며 톡실 경우 틸에스 르, ,

변 다 이 같 구조가 도입 존산 리그닌. 용 에폭시 합 인 리 린

폴리그리시 에 르( 사 에폭시 당량Glycerine polyglycidyl ether)(Hajin Chemtec ,

합 첨가 면135-150) 속염 는 리 카르복실 는 에폭시 여 차3

원 고분자 망목 다.

- 42 -

그림 용 에폭시 지 구조< 3.20> .

그림 존산 리그닌과 용 에폭시 모식도< 3.21> .

그림 에 용 에폭시 존 산 시킨 리그닌 분 후 얻어진 지를3-22 (15 )

여 분 다 존산 리그닌 특 크는 벤 이 결합 산FTIR .

얻어진 카르복시산 크OH 3300 cm-1과 카르보닐 크 1700 cm-1에 보여주고 있 며,

과1450 1550 cm-1 보여주는 페닐 벤 특 크가 감소 어 있어 리그닌이 존산( )

에 해 분자량이 감소 고 벤 가 분해 어 카르복시산 는 틸에스 르 알

있다 리그닌과 용 에폭시를 에 지 량 변 시키며 얻어진 지를. 1:0.25 1:2

결과 용 에폭시가 지니는 알킬 는 2850cm-1 크 스페놀 페닐, (Bisphenol)

는 과1450 1550cm-1에 특 크를 보여주고 있 며 카르복시산 크 강 게, OH

보여주고 있다.

리그닌 분과 분 각각 존산 후 분자량 여 우벨 드 도계를 사용15 60

여 도를 결과 각각 얻어 다 분자량 해0.154, 0.33 .< 3.8>

를 고자 나 에만 녹는 질 이 불가능 며 폴리카보 이트GPC ,

상 결과 약 평균 분자량 이 과 도임 알 있었다 카(Mn) 13,000 3,500 .

르복시산 산 를 량 해 차 지시약 사용 여 시

도 나 값 얻 가 없었다.

- 43 -

그림 존산 리그닌과 용 에폭시 량 에 른 분< 3.22> IR .

존처리 리그닌 분자량분포< 3.8>

lignin 분15 lignin 분60 lignin 고

도 0.154 0.03도(ηinh= ln ηrel / C)

C = 0.5g / dL

분자량(Mn) 12,000 3,000폴리카보 이트

상

천연 질 주 분 는 착 조4.

변 식 름 이용 이소시아 이트계 착 조4.1.

폴리아민 이 르 에 상업 사용 고 있는 폴리(Polyaminol)

과 용 여 속도를 조 고 시도 나 속도 차가 커 상분리,

가 일어나 사용 없었 며 본 연구진에 해 개 폴리 사용 여, (Polyol)(EEG)

속도를 조 있어 합 폴리 연구를 행 다(Polyol) .

- 44 -

합폴리 조4.1.1.

사용 폴리 종4.1.1.1.

실험에 사용 폴리 종 합 폴리2 (Blending) (Polyol)

과 폴리(EDA:EEG=1:9) ( 이다 각각 폴리Polyol)(EDA:EEG=1:8) . pMDI 3:1,

당량 시 과 자료를 체크 다 폴리2:1, 1:1, 1:2, 1:3 IR DSC .

폴리 는 아래 그림과 같 구조를 지닌다(Polyol)(EEG) (Polyol)(EDA) .

O C

O

O C

O

O C

O

O

OH

OH

O

OH

O

O

OH

HO OH

OH

HO

그림 폴리< 3.23> (Polyol) (EEG).

O C

O

O C

O

O C

O

OH

N

OH

N

OH

N

N

OH

HO

OH

HO

OH

HO OH

HO

OH

그림 폴리아민< 3.24> (Polyaminol) (EDA).

시료 합4.1.2.

합 산 산(EEG : fw.1089.61 : 8, EDA : fw.1371.99 : 12)

질 합 여 아래 에 른 각각 폴리 만든다 이알 에(Polyol) . (Vial)

폴리 에 맞춰 담 후 에 루 동안 어 어 잘 이도 다(Polyol) 60 .℃

에 합 폴리 과 당량 를< 3.9> < 3.10> (Polyol) pMDI(Fw.250.25, 2.6 )

합 여 에 시킨다80 ~100 .℃ ℃

- 45 -

합 폴리 게< 3.9>

당량

(EDA:EEG)

몰

(EDA:EEG)

게

(EDA:EEG)평균분자량

평균 당1mol

산

당량 에1:1

게

(polyol : pMDI)

1 : 9 1 : 13.5 1g : 10.72g 1109.08 8.27 1g : 0.718g

1 : 8 1 : 12 1g : 9.53g 1111.33 8.31 1g : 0.72g

합 폴리 과 게< 3.10> pMDI

당량

(polyol : pMDI)

게

[polyol(1:9) : pMDI]

게


3 : 1 3g : 0.718g 3g : 0.72g

2 : 1 2g : 0.718g 2g : 0.72g

1 : 1 1g : 0.718g 1g : 0.72g

1 : 2 1g : 1.436g 1g : 1.44g

1 : 3 1g : 2.154g 1g : 2.16g

분4.1.3. FTIR

그림 폴리 과 당량 에 른 분< 3.25> (Polyol)(EDA:EEG=1:9) pMDI IR .

- 46 -

그림 외 분 법 이용 여 폴리 특 크인FTIR OH (3500cm-1)

특 크인 이소시아 이트 가 여 어느 당량 에 가MDI (2200cm-1)

장 이 는 가를 찾아내는 분 법이다 분 에는 합 폴리 종. (EDA

당량 가 각각 를 사용 다 이 볼 당량 에 작용EEG 1:9, 1:8) . 1:1

는 것 나 는 고분자 특 상 사슬(Crosslinking)

이 면 작용 가 고분자 사슬 안 면 에 참여 지 못 는 근본 인

지니고 있다 본 연구 결과에 보듯이 합 폴리 경우 폴리. (Polyol)

당량 가 에 크가 거 사라 며(Polyol)(EDA:EEG=1:9) pMDI 2:1 OH

폴리 당량 가 에 가장 많이 사라진 것(Polyol)(EDA:EEG=1:8) pMDI 1:1, 2:1

인 있다.

그림< 3.26> 폴리 (Polyol) 과 당량 에 른 분(EDA:EEG=1:8) pMDI IR .

폴리 과 폴리 자료에(Polyol)(EDA:EEG=1:9) (Polyol)(EDA:EEG=1:8) OH

크가 에 가장 많고 에 거 사라 나 부 다시 생 것 보아3:1 2:1 1:1 pMDI

당량 가 커질2:1 사슬(Crosslinking) 는 속도가 빨라 작용 가 사슬안

여 지 못 게 는 이 높아지는 것 보인다.

- 47 -

열 특 연구4.1.4.

그림< 3.27> 폴리 (Polyol) 과 에 른 자료(EDA:EEG=1:9) pMDI DSC .

그림< 3.28> 폴리 (Polyol) 과 에 른 자료(EDA:EEG=1:8) pMDI DSC .

그림 합 폴리 자료이다 열 연구실험(Blending polyol) DSC .

어느 특 도에 착 열 거동 용 리 이 도 가 도 안 분해 등. , , , ,

보를 공 있 며 상업 생산에 아주 요 보자료 이용가능 다 폴, .

리 당량 별 열 연구실험에 도 특별 경향 보이지 않았(Polyol) : pMDI

며 특이 사항이 견 지 않 보아 처 착 가 가 시 안 인 상태 변

했 알 있다.

- 48 -

4.1.5. TVOCs

실내 공 주 염 질 는 질소 산 합 등이 있다(NOx), (VOC) .

이런 질 우리 인체에 매우 해 며 거주자 건강에 심각 악 향 미 있다

등(Pickrell , 1986)34) 합 많 합 칭 생원이 매우.

다양 며 각 나라마다 해 조 씩 다르게 고 있다 는 상 상압에 액VOC . VOC ,

체상이나 고체상 존재 있지만 에 는 가스상 존재 는 모든 합

질 있 며 에 보다는 작고 보, 20 760torr(101.3 kPa) 1torr(0.13 kPa)℃

다 큰 증 압 가지는 모든 합 질이라고 있다 국공 청 회( , 2000)19).

V 는 주 겐 탄OC BTEX(Benzene, Toluene, Ethyl-benzene, o-xylene)

소 이 있다 등(Afshari , 2003)22) 우리나라에 도 실내공 질과 해 법. 2004

규를 재 시작 며 경부에 C6부 C16 질 간주 여 산TVOC VOC

규 에 나 시작했다.

건축자재 해 질 법과 등< 3.11> ( , 2006)2)

Measurement

MethodStandard

Perforator MethodEN120 : Wood based panels. Determination of formaldehyde content.Extraction method called the perforator method

Desiccator Method

JIS A 1460 : Building boards Determination of formaldehyde emission

- Desiccator methodKS M 1998-4 : Determination of the formaldehyde emission ofbuilding interior products - Part 4 : Desiccator methodASTM D 5582-00 : Determining Formaldehyde Levels from WoodProducts Using a Desiccator

Large Chamber

ENV717-1 : Wood based panels. Wood-based panels. Determinationof Formaldehyde emission by the chamber methodASTM E 1333-96 : Determining Formaldehyde Concentration in Airand Emission Rates from Wood Products Using a Large Chamber

Small Chamber

(20L Chamber)

ISO/CD 12460 : Wood based panels. Determination of FormaldehydeRelease Formaldehyde emission by the chamber methodKS M 1998-2 : Determination of the emission rate formaldehyde andvolatile organic compounds in building interior products - Part 2 :Small chamber method

1 Chamber㎥ISO/CD 12460 : Wood based panels. Determination of FormaldehydeRelease Formaldehyde emission by the chamber method

Field and

Laboratory

Emission

Cell(FLEC)

ENV13419-2 : Building products - Determination of the emission of

volatile organic compounds - Part 2 : Emission test cell methodISO16000-10 : Indoor air. Part 10. Determination of the emissionof volatile organic compounds. Emission test cell methodASTM D 7143-05 : Practice for Emission Cells for the Determinationof Volatile Organic Emission from Indoor Materials/ProductsKS M 1998-3 : Determination of the emission rate formaldehyde and

volatile organic compounds in building interior products - Part 3 :Emission cell method

- 49 -

FLEC(The field of laboratory emission cell) 소 이동식 건축자재 페인,

트 목재 인쇄 등 면 부 산 는 합 합, , (VOCs)

것이다 이것 덴마크(SVOCs) . (The Danish National Institute of

스웨덴Occupational Health, The Danish Building Research Insitute), (The Swedish

그리고 공동연구National Testing and Research Institute) CHEMATEC 1990∼

에 개 것 개 목 재료를 지 않고 건축 장에 면 산 실1991 ,

험과 실험실 내에 산 실험이 가능 면 작고 다용도 사용 쉬운 도구를 개,

는 것이었다.

월 경부는 다 이용시 등 실내 공 질 리법 시행규 일부 개 안2008 7

입법 고에 르면 건축자재 염 질 출 조 강 다.

경부 산량< 3.12> TVOCs

존 개

TVOCs TVOCs Toluene

Adhesives 10,000Adhesives 2,000

80Sealant 1,500

Units : / h (Korea air cleaning association 2008-9)㎍㎡ㆍ

4.1.5.1. 폴리 (Polyol) 과 합 에 른(EH) pMDI TVOCs

폴리 (Polyol)(EH) pMDI 인 합 인 과 합 착 에1:1 1:0.5 ,

출 는 여 그 결과를 그림 에 나타내었다 시험 결과 시료 모TVOCs < 3.29> . ,

착 합 출 인 2,000 를 안 만족시키는 결과를 보 다/ h .㎍㎡ㆍ

합 과 에 는 모 벤 출 지 않았다 에 톨루엔1:1 1:0.5 (Benzene) . 1:1

에틸벤 크실(Toluene) 96.25 / h,, (Ethyl benzene) 1.29 / h,, (Xylene) 0.97 /㎍㎡ㆍ ㎍㎡ㆍ ㎍㎡ㆍ

스틸 이 검출 었 며 에 톨루엔 에h,, (Styrene) 0 / h, , 1:0.5 (Toluene) 767.75 / h,,㎍㎡ㆍ ㎍㎡ㆍ

틸벤 크실 스틸(Ethyl benzene) 1.13 / h,, (Xylene) 0.16 / h,, (Styrene) 1.16 /㎍㎡ㆍ ㎍㎡ㆍ ㎍

이 검출 었다h, .㎡ㆍ

- 50 -

그림< 3.29> 폴리 (Polyol) 과 합 에(EH) pMDI 른 산량TVOCs .

4.1.5.2. 폴리 (Polyol) 과 합 에 른(EEG) pMDI TVOCs

폴리 (Polyol)(EEG) pMDI 인 합 인 과 합 착 에1:1 1:0.5 ,


착 합 출 인 를 안 만족시키는 결과를 보 다2,000 / h .㎍㎡ㆍ

합 과 에 는 모 벤 에틸벤 스틸1:1 1:0.5 (Benzene), (Ethyl benzene), (Styrene)

출 지 않았다 에 톨루엔 크실. 1:1 (Toluene) 51.17 / h,, (Xylene) 0.03 / h,㎍㎡ㆍ ㎍㎡ㆍ

이 검출 었 며 에 톨루엔 크실 이 검출, 1:0.5 (Toluene) 636.23 / h,, (Xylene) 0 / h,㎍㎡ㆍ ㎍㎡ㆍ

었다.

그림< 3.30> 폴리 (Polyol) 합 에(EEG) pMDI 른 산량TVOCs .

- 51 -

존산 식 름 이용 이소시아 이트계 착 조4.2.

각 시간 별 존산 처리 콩 름과 를 량 착pMDI 1:1, 1:0.5, 1:0.25

를 조 다.

열 특 연구4.2.1.

분4.2.1.1. DSC

실험결과DSC In( /Tpβ2

사이 계를 나타내는 법에 용) (1/Tp) Kissinger

면 경 요 에 지 를 구 있(activation energy for curing reaction)

다(Kissinger, 1957).

ln ln

에 지 체상 변 도 승 속도 열 구간 도E : R: A: : Tp:α β

그림 존처리 콩 름과 합 에 존처리 시간에 른 자료< 3.31> pMDI 1:1 DSC .

- 52 -

그림 존처리 콩 름과 합 에 존처리 시간에 른< 3.32> pMDI 1:1

개시 도 경 도.

존산 콩 름과 량 에 는 존처리 시간이 증가함에 라 개pMDI 1:1

시 도 가 분 존처리 시 분 분(On-set temperature) 15 128.2 , 30 115.86 , 60℃ ℃

낮아지는 경향 보이고 있 며 경 도 도 분107.96 (Peak temperature) 15℃

분 분 낮아지는 결과를 보 다187.96 , 30 183.14 , 60 174.5 .℃ ℃ ℃

그림 존처리 콩 름과 합 에 존처리 시간에 른 자료< 3.33> pMDI 1:0.5 DSC .

- 53 -

량 에 도 과 사 게 존처리 시간이 증가함에 라 개시 도가1:0.5 1:1

분에 분에 분에 낮아지며 경 도15 129.53 , 30 116.55 , 60 112.44 ,℃ ℃ ℃

도 분에 분에 분에 낮아지는 경향 보15 185.75 , 30 185.57 , 60 178.48℃ ℃ ℃

다.

그림 존처리 콩 름과 합 에 존처리 시간에 른< 3.34> pMDI 1:0.5

개시 도 경 도.

그림 존처리 콩 름과 합 에 존처리 시간에 른 자료< 3.35> pMDI 1:0.25 DSC .

- 54 -

량 에 는 존처리 시간이 증가함에 라 개시 도는1:0.25 1:1, 1:0.5

사 게 분에 분에 분에 낮아지는 경향15 140.7 , 30 123.75 , 60 121.94℃ ℃ ℃

보 나 경 도 경우에는 분에 다소 증가 를 나타내었 며 다, 30 187.03 ,℃

시 분에 는 분 보다 낮아진 나타내었다60 15 184.09 174.98 .℃ ℃

그림 존처리 콩 름과 합 에 존처리 시간에 른< 3.36> pMDI 1:0.25

개시 도 경 도

그림 에 보는 같이 모든 존산 처리 분 분 분에 공히 량< 3.37> 15 , 30 , 60

그리고 처리 시간 분에 높 에 지 를 나타내었다1:1, 30 (activation energy) .

그림 존처리 시간과 합 에 른 에 지< 3.37> pMDI (E ).α

- 55 -

에 지는 에 요 에 지를 미 고 그 값이 낮 쉽게

므 분 처리에 는 량 가 감소 에 지도 감소 는 것이 인 어15

합 보다는 합 합1:1 37.2kJ/mol 1:0.5 34.6kJ/mol, 1:0.25

가 보다 쉽게 경 이 생 것 사료 다 분 처리에 도 분 처19.9kJ/mol . 60 15

리에 사 게 량 감소 함께 에 지도 같이 감소 는 경향 보이고

에 도 가장 낮 나타내었다 분 처리에 는 분 분 처리보1:0.25 10.6kJ/mol . 30 15 , 60

다 체 높 에 지를 나타내었 며 분 분 처리 는 달리 량, 15 , 60

에 가장 낮 나타내어 보다 쉽게 경 이 생 것 단1:0.5 71.7kJ/mol

다.

카르복실산 산(COOH) (H+ 출 여 에 붙어) MDI -N=C=O N

즉 에 지를 낮추어 진 다 이는 카르복실산이 자체 매.

역 뿐만 아니라 에 참여 는 첨가 역 도 고 있 나타낸다(Self-catalyst)

등( , 2003)4).

그림 존처리 시간과 합 에 른 열< 3.38> pMDI .

질과 생 질에 장 열량 차이 이 일어날 나타나는 열

열 이라고 다 어떤 질이 일 압 에 생 는 동안에 그(Heat of reaction) .

질 속에 장 열에 지를 엔탈 라고 고 시 다 엔탈 는 직H .

없 나 압 이 일 열 출입 함 엔탈 변 를 계산 있다.

생 질 엔탈 질 엔탈H = -△

- 56 -

엔탈 가 커질 질 불안 해지며 원자상태가 면 욱 불안해진다 라, .

출 는 열이 크면 생 질 안 다 즉 엔탈 가 질일 욱 안 해진. ,

다.

실험 통 여 그림 에 나타낸 같이 는 량 경우< 3.38> , H 1:0.5, 1:0.25∆

존처리 시간이 증가 감소 는 즉 이 경향 보 며 경우에, , 1:1

는 존처리 시간에 라 큰 차이를 보이지 않았다.

분 자료를 종합 여 볼 각각 존처리 시간과 합 에 공히 개DSC 2

크가 보이며 차 크 경우 존산 시간이 경과 콩 름 이 결합뿐만 아니라1

결합도 개열 어 생 알데히드 는 카르복실 가 아마ester pMDI NCO

이드결합에 것 단 다 차 크는 간 결합 는 아마이드결. 2 pMDI NCO

합이 여 것 추 다 그리고 존처리 콩 름 량. /pMDI 1:1, 1:0.5,

모든 합 에 도 경 도가 낮아지는 동일 경향 보 는데 이는1:0.25 ,

존처리 시간이 증가 착 이 커 경 이 빨라지는 것 시사 는

것 단 다.

분4.2.1.2. TGA

질 조 에 특 각각 량감소단계 도 구간(Weight loss step)

높이 는 결 는데 이나 잔 용매 첨가 같(% ug, mg) (Residual solvent),

질 상 낮 도에 출 다 이러 질 거는 체압. (Gas

에 라 다르며 낮 압 진공상태 에 는 증 이 가속 어 질량 손실이 낮pressure) , ( )

도 쪽 이동 다.

열분해 곡 보면 도 범 에 격 량 감소를 인 있다 이는 고.

분자 질 주 단량체들에 라 어느 시 에 고분자 사슬이 도에 해 약 부

분부 분해 어 단량체를 후 다시 분해 어 가스 상태를 며 열에 해 분해

이다 등( , 2004)3).

- 57 -

그림 콩 름 존처리 시간별 콩 름과 자료< 3.39> , pMDI TGA .

그림 에 원재료 열 량 분 에 나타난 것과 같이 량감소 시< 3.39> 50% T50

체 게에 게 손실이 도 콩 름이 가장 높고( 50% ) 393.59 ,℃

존처리 시간에 라 분 분 분 분 존처리에15 245.31 , 30 254.39 , 60 243.34 30℃ ℃ ℃

가장 우 내열 특 나타내었 며 는 존처리 콩 름보다는 다pMDI 255.21℃

소 높 도를 보 다 지 량 잔존 볼 콩 름. 150 100%, pMDI 97.82%℃

거 변 가 없었 나 분 분 분 존처리 시간이, 15 69.28%, 30 72.67%, 60 71.33%

증가함에 라 량감소가 다소 어지는 것 인 가 있었다.

그림 콩 름 존처리 시간별 콩 름과 량 감소 과 도< 3.40> , pMDI .

- 58 -

콩 름 경우 T5 300.01 , T℃ 10 321.56 , T℃ 15 이상 고 에334.39 300℃ ℃

도 내열 이 우 고 는, pMDI T5 167.29 , T℃ 10 184.09 , T℃ 15 나타났195.69℃

다 그리고 존처리 시간에 른 콩 름. T5 경우 분 분15 65.95 , 30 70.33 ,℃ ℃

분 이며60 61.8 T℃ 15 경우 분 분 분 를 나타내15 97.52 , 30 113.29 , 60 103.82℃ ℃ ℃

어 분이 분 분 처리에 여 높 열안 보 다30 15 , 60 .

존처리 콩 름과 량 에 른 변 를 결과를 볼 량pMDI TGA ,

감소시50% T50 도가 분 분 분 존산 처리에 공히 량 에15 , 30 , 60 1:1

는 가장 높았 며 량 량 높다 이는 량 이, 1:0.5, 1:0.25 . 1:1

에 여 상 우 내열 특 가지고 있다는 것 미 다1:0.5 1:0.25 .

그림 분 존처리 콩 름과 합 에 른 자료< 3.41> 15 pMDI TGA .

그림 에 보듯이 분 존처리 콩 름 경우 량 일 다소 복잡< 3.41> 15 1:1

게 번에 걸 분해가 일어났 며4 T5 230.05 , T℃ 10 307.67 , T℃ 15 330.68 , T℃ 50

가 나타났다 그리고 잔존량 경우 에 에482.02 . 150 99.56%, 200 97.34%℃ ℃ ℃

지 분해가 진행 어 량감소를 보 다200 2.66% .℃

- 59 -

그림 분 존처리 콩 름과 합 에 른 량 감소 과 도< 3.42> 15 pMDI .

량 에 는 크게 번에 걸 분해가 일어났 며 경우1:0.5 1:0.25 3 1:0.25

과 에 여1:1 1:0.5 T5 156.92 , T℃ 10 190.13 , T℃ 15 245.82 , T℃ 50 열분439.55℃

해가 낮 도에 진행 는 것 나타났다 잔존량 경우도 지 분해가 진. 200℃

행 어 량감소를 보 다11.15% .


- 60 -

분 존처리 콩 름에 는 량 일30 1:1 T5 177.49 , T℃ 10 215.49 , T℃ 15

261.76 , 1:0.5 T℃ 5 182.4 , T℃ 10 234.68 , T℃ 15 에274.71 , 1:0.25 T℃ 5 196.82 ,℃

T10 257.94 , T℃ 15 량 가 감소 안 내열특 나타냈 나 이후300.01 ,℃

분해 진행이 빨라 T50에 는 1:1 476.26 , 1:0.5 475.18 , 1:0.25 458.36℃ ℃ ℃

에 가장 높 도를 나타냈다 이는 분 경향과 사 다1:1 . 15 .


지 잔존량도 존처리150 1:1 97.36%, 1:0.5 98.23%, 1:0.25 98.99% 15℃

분에 여 증량감소 이 많았 며 지 에 는 그 차이가 커2.2% 200 1:1℃

차이를 나타내었다91.60%, 1:0.5 92.51%, 1:0.25 94.72% 5.92% .

- 61 -


존산 분 처리는 그림 에 보는 것과 같이60 < 3.45> T5, T10, T15 모 에 량

가 과 보다 높 도를 나타내었다1:0.5 186.81 , 240.63 , 275.91 1:1 1:0.25 .℃ ℃ ℃

그리고 분 분 처리에 동일 게 이후 분해속도가 빨라15 , 30 T50에 는 에 가장1:1

높 나타내었다489.71 .℃


량감소시 에 량감소시 에5% 180.56 186.81 , 10% 228.16℃∼ ℃ ℃∼

량감소시 에 를 나타냈다240.63 , 15% 265.36 276.94 .℃ ℃∼ ℃

- 62 -

4.2.3. TVOCs

본 실험 소 존산 처리 시간인 분만 도 우 착 보 다 이에15 . 15

분 처리 콩 름에 여 량 별 를 합 후 착 에 출 는pMDI TVOCs

여 그 결과를 그림 에 나타내었다 시험 결과 상< 3.47> . , (Ambient temp., 23 )℃

에 경 시킨 시료 모(Dry oven temp., 105 )℃ 존산 처리 콩 름과 pMDI

량 에 계없이(1:1, 1:0.5, 1:0.25, 1:0.125) 착 합 출 인

2,000 를 안 만족시키는 결과를 보 다/ h .㎍㎡ㆍ

경 에 는 존산 처리 콩 름과 량 과 에 는 헥산pMDI 1:1 1:0.5 n- (n-Hexane),

벤 톨루엔 에틸벤 크실(Benzene), (Toluene), (Ethyl benzene), (m,p-Xylene, o-Xylene),

스티 헥사데칸 모 출 지 않았다 그러나 에 는(Styrene), (n-Hexadecane) . 1:0.5

질 이외 분 미 인 분 이 나타났다 그리고 에 는 출속도( ) 16.75 / h . 1:0.25㎍㎡ㆍ

헥산 벤 톨루엔157.21 / h (n-Hexane) 1.56 / h, (Benzene) 6.47 / h,㎍㎡ㆍ ㎍㎡ㆍ ㎍㎡ㆍ

스틸 크실 헥사(Toluene) 1.25 / h, (Styrene) 2.19 / h, (o-Xylene) 0.07 / h,㎍㎡ㆍ ㎍㎡ㆍ ㎍㎡ㆍ

데칸 이 출 는 것 조사 었 며 에틸벤(n-Hexadecane) 0.95 / h (Ethyl benzene),㎍㎡ㆍ

크실 출 지 않았다 량 에 는 헥산(m,p-Xylene) . 1:0.125 (n-Hexane) 1.64 / h,㎍㎡ㆍ

벤 톨루엔 헥사데칸(Benzene) 7.09 / h, (Toluene) 0.46 / h, (n-Hexadecane) 0.28 /㎍㎡ㆍ ㎍㎡ㆍ ㎍

만 검출 었다h .㎡ㆍ

그림 분 존처리 콩 름과 합 에 른 산량< 3.47> 15 pMDI TVOCs .

- 63 -

상 경 경우 량 에 값 이는 착1:0.5 1671.6 / h TVOCs㎍㎡ㆍ

해당 다 량 에 는 인 이 검출2000 / h 83.58% . 1:1 23.37% 467.45 / h㎍㎡ㆍ ㎍㎡ㆍ

었다.

톨루엔4.2.4. (Toluene)

톨루엔 마찬가지 모든(Toluene) TVOCs 존산 처리 콩 름과 pMDI

량 에(1:1, 1:0.5, 1:0.25, 1:0.125) 착 톨루엔 출(Toluene) 80 / h㎍㎡ㆍ

를 크게 회 는 결과를 보 다 경 에 량 에 미량인. 1:0.25 1:0.125 1.25 /㎍㎡ㆍ

출 었 며 상 경 경우에는 톨루엔 이 출 지 않았다h, 0.46 / h (Toluene) .㎍㎡ㆍ

그림 분 존처리 콩 름과 합 에 른 톨루엔< 3.48> 15 pMDI (Toluene) 산량.

이를 통 여 본 착 는 상 열경 조건에 모 용이 가능함 인 다.

4.2.5. 생분해도 시험

존산 콩 름 변 착 생분해도 시험 퇴 조건pMDI KS M 3100-1(

에 라스틱 생분해도 붕 도 부 에 생 이산- 1 :

탄소 량법 에 여 실시 다 생분해도 시험용 름 존산 콩 름과) .

를 각각 당량pMDI 1:1, 1:0.25 합 여 시트 에 캐스 고 상 에 48

시간 경 시킨 후 에 시간 경 시 사용 다 름 께는 약 이었60 24 . 0.2mm℃

며 크 는 이 재단 여 사용 다 생분해도를 질, 5×5mm .

- 64 -

는 룰 스 등 사용 다 생분해도 시험(TLC , Aldrich s3504 type 20) .

시험 간 일이었 며 시험 간 동안 함 양 도는 를45 , 50%, 58±2 ℃

지 다.

콩 름 분간 존산 처리 여 구조 변 를15 FT-IR, FT-NMR,

결과 부 콩 름 에스 르 결합 존에MALDI-TOF MS, GC/MS

해 분해 지 않 며 불포 이 결합 일부가 존에 해 개열 어 주 가르복

실 는 알데 이드 가를 며 리 린과 에스 르 결합 리노릭산( ) ,

번 는 번 탄소 이 결합 익산 번 탄소(Linoleic acid) 6 9 , (Oleic acid) 9

이 결합이 존에 해 산 개열 는 것 인 었다.

존산 콩 름과 를 각각 당량 합 여 조 름에pMDI 1:1, 1:0.25

여 룰 스 를 질 여 분해도 시험 행 다 생분해도(Cellulose) .

는 다 식에 여 산출 다.

여 에 시험 질 생분해도: (%)

시험 질이 담 퇴 용 부 생 이산 탄소:

량 (g)

탕 시험에 생 이산 탄소 량: (g)

시험 질에 해 생 는 이 이산 탄소 양: (g)

그림 에는 룰 스 존산 콩 름 변 착 이산 탄소< 3.49> pMDI

생량 나타냈 며 그림 에는 이산 탄소 생량 부 산출 생분해도를, < 3.50>

나타냈다 질인 룰 스 분해 일 동안 시험. (Cellulose) 45 83.6%

효 나타냈 며 존산 콩 름과 를 합 착 름 생, pMDI 1:1

분해 미만 나타났 며 면에 극히 일부 곰 이만이 찰 었다5 % , .

존산 콩 름과 를 합 착 름 경우 분해는 주에pMDI 1:0.25 2

생 며 일 분해 간경과 후 생분해 나타났 며 안상 시료 모, 45 31.0 % ,

든 면이 색 곰 이 덮여 있는 것 인 다.

- 65 -

0

2

4

6

8

10

0 10 20 30 40 50

시간(일)

이산

화탄

소 발

생량

Blank

Cellulose

OSBO/pMDI=1:1

OSBO/pMDI=1:0.25

그림 퇴 조건 에 룰 스 변 착 이산 탄소 생량< 3.49> pMDI .

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

10 20 30 40 50

시간 (일)

생분

해도

(%

)

cellulose

OSBO:pMDI= 1:0.25

OSBO:pMDI= 1:1

그림 퇴 조건 에 룰 스 변 착 생분해도< 3.50> pMDI .

존산 리그닌 이용 용 착 조4.3.

본 연구에 개 용 착 는 리그닌 는 존산 리그닌이 알칼리 용액에 용해

는 는 질 이용 것 공업 쉽게 얻 있는 크라 트 리그닌 알칼리

용액 후 존산 처리 고 농축 그 이용 다 알카리 용액 상태에 존산.

리그닌 에스 르 결합이 가 분해 어 속염 는 리 카르복실 가 생 다 이.

같 존산 리그닌 용액에 그림 에 나타낸 같 용 에폭시 합 인 그리< 3.51>

린 폴리그리시 에 르( 사 에폭시 당Glycerine polyglycidyl ether)(Hajin Chemtec ,

량 합 첨가 면135-150) 속염 는 리 카르복실 는 에폭시 여

그림 과 같이 여 차원 고분자 망목 다< 3.52> 3 .

- 66 -

그림 용 에폭시 지 구조< 3.51> .

분 분 분 분 분 분간 존산 처리 존산 리그닌 고 분5 , 10 , 15 , 30 , 60 120 (

과 용 에폭시를 고 분 합 여 착 를 조 다40%) 1:1 .


4.3.1. TVOCs

존산 처리 리그닌과 량 에pMDI (1:1, 1:0.5) 착 출TVOCs

2,000 를 크게 회 는 결과를 보 다 량 에 에 는/ h . 1:1 35.2 / h, 1:0.5 42.11㎍㎡ㆍ ㎍㎡ㆍ

출 었다/ h .㎍㎡ㆍ

- 67 -

그림 존처리 리그닌과 에폭시 합 에 른 산량< 3.53> (Epoxy) TVOCs .

생분해도 시험4.3.2.

리그닌 착 분해 도를 보고자 막버 균주에(Phanerochaete chrysosporium)

리그닌 착 생분해 조사 다.

목질분해미생 인 막버 (Phanerochaete chrysosporium)균주를 포 이토 덱스트 우

스 아가 이트 지에 종 후 일간 지(Potato Dextrose Agar(PDA)) 7~10 29℃

는 인 베이 에 양 후 에 보 다 계 양 후B.O.D. (Incubator) 4 .℃ 그

가장 균사생장이 좋았 균주를 실험 공시균주 다.

증 에 루 스 과 암모니움 타르트라트(D.W) 1 (Glucose) 15g (Ammoniumℓ

합 뒤 조tartrat) 1g, KH PO 0.5g, MgSO 7H O 0.5g, CaCl 0.5g pH4.5₂ ₄ ₄ ₂ ₂

이 는 낮춘다 고 압 멸균 에 도( pH HCl ) 121 , 1.2 (Autoclave) 30min℃

멸균 다 그 후 미 럴용액 를. (Mineral Solution)(D.W 80 Nitrilotriacetate 0.15g)㎖

합 후 조 이 는 다 다 조 후pH6.5 ( pH 1N KOH ) . MgSO₄

0.3g, NaCl 0.1g, MnSO 0.05g, FeSO 7H O 0.01g, CoCl 0.01g, ZnSO 7H O₄ ₄ ₂ ₂ ₄ ₂

0.01g, CuSO 0.01g, AIK(SO ) 12H O 0.001g, H BO 0.001g, Na M 0 2H O₄ ₄ ₂ ₂ ₃ ₃ ₂ ₄ ₂₀

합 뒤 증 부 를 맞춰 후 여과0.001g (D.W) (Volume) 0.45 filter㎛

후 4 에 보 여 사용 다.℃ 이용액 티아민5 (Thiamine) HCl(D.W Thiamine㎖

합 뒤 여과 후HCl(100 / ) 5 0.45 filter 4㎖ ℓ ㎖㎛ 에 보 여 사용℃

다.) 합 지를 만든 후 막버 균주를 씩 잘라내어 지에 종 다SSC 4 SSC .㎜

종 후 균사생장이 가장 좋 일 도 진동인 베이7~10 29 (Shaking℃ Incubator)

에 양 시 다.

- 68 -

일 후 균주가 지 안에 고르게 잘 자라면 리그닌 착 일 량 입7~10 SSC

다 이트 에 샘 리그닌 착 입 톨리. (Plate) 96well (Sample)( ) 7.5㎕

에 를 합 후 과(Tolidine)(95% EtOH 6 Acetic acid, Glacial 1.2 O-Tolidine 0.3g㎖㎖

고 합 뒤 증 부 를 맞추었다glycine 0.06g 300 .) 300 (Tolidine㎖㎕

에 민감 에 후 사용 고 보 다 를Whatman paper Filtiering RT .)

고 간 시 다 시킬 증 막 해 를 일 가 다20min (RT) .( Plate .)

그리고 에 담 인 를 걸어주고 균 키웠 지를 걸어주었Plate Blank SSC

다 그 후 마이크 스택트 포토미 에. (Micro Spectro Photometer) 595㎚

다 입 시간 후 일 후 일 후 일 후 복 다. 1 , 3 , 8 , 14 .

막버 균주 리그닌 분해 도< 3.13>

blank 입 시간1 입 일후3 입 일후8 입 일후14

0.0240 0.0320 0.0340 0.0380 0.0280

0.0240 0.0300 0.0360 0.0430 0.0380

0.0280 0.0310 0.0320 0.0480 0.0380

Average 0.0253 0.0310 0.0340 0.0430 0.0347

실험결과 막버 균주 도가 증가 나 리그닌 착 분해가 이루어지고, ,

있는지에 해 신 있는 이 아님 알 있었다 이에 연구는 차후 실용.

연구에 이 연구 어야 것 단 다.

착 계 목재 착 능 구명5.

합 착5.1.

국 공업 규격 보통합(Korean Industrial Standards: KS) F 3101 (Ordinary

착 과 같다plywood) < 3.14> .

- 69 -

보통합 착< 3.14> KS F 3101( )

Test Method Standard

상태 착 7kgf/㎠

내 착 7kgf/㎠

내 착 7kgf/㎠

변 식 름 이용 이소시아 이트계 착 착5.2.

폴리 당량 에 른 인장 단 착5.2.1. (Polyol)(EH) pMDI

폴리 과 당량 에 른 착 상태 내 내 인장 단 착 결과pMDI , ,

를 그림 에 나타내었다 모든 당량 에 상태 내 내 모 착< 3.54> . , , 7.0kgf/

높이 상회 다.㎠

그림 폴리 과 당량 에 른 상태 내 내 착< 3.54> pMDI , , .

- 70 -

폴리 과 당량 에 른 인장 단 착5.2.2. (Polyol)(EDA:EEG=1:8) pMDI

폴리 과 당량 에 른 착 상태 내 내(EDA:EEG=1:8) pMDI , ,

인장 단 착 결과를 그림 에 나타내었다 체 볼 폴리< 3.55> .

과 당량 에 착 내 착 에(Polyol) pMDI 3 1 3.33kgf/ KS㎠

미 지 못 뿐 모든 당량 에 상태 내 착 이 착, , 7.0kgf/㎠

높이 상회 다 그러나 내 착 경우 당량 지는. , 1:3, 1:2, 1:2

만족 시 나 당량 과 에 는, 2:1 3:1 내 착 시험편 과 끓임

에 시편들이 리 는 것 인 다(Boiling) .

그림 폴리 과 당량 에 른 상태 내 내 착< 3.55> (EDA:EEG=1:8) pMDI , ,

.



인장 단 착 결과를 그림 에 나타내었다 체 볼 폴리< 3.56> .

과 당량 에 착 내 착 에(Polyol) pMDI 3 1 6.63kgf/ KS㎠

다소 미 지 못 나 모든 당량 에 상태 내 착 이 착 안, ,

상회 다 내 착 경우 폴리 과 사 게 당량. , (EDA:EEG=1:8)

지는 만족 시 나 당량 과 에 는1:3, 1:2, 1:2 , 2:1 3:1 내 착

시험편 과 끓임 에 시편들이 리 는 것 인 다(boiling) .

- 71 -


.

존산 식 름 이용 이소시아 이트계 착 착5.3.

존산 콩 름 량 착5.3.1. :pMDI 1:1

분 분 분 각각 존산 처리 콩 름 이용 여 조 존산 콩 름15 , 30 , 60 /pMDI

량 착 상태 내 내 인장 단 착 결과를 그림 에 나타내1:1 , , < 3.57>

었다 체 볼 분 존산 처리 시 착 내 착. 15 5.29kgf/ KS㎠

에 미 지 못 뿐 분 상태 내 착 그리고 분 분 상태 내 내, 15 , 30 , 60 , ,

모 착 높이 상회 다7.0kgf/ .㎠

상태 인장 단 착 보통합 착 높이 상회KS F 3101( ) 7.0kgf/㎠

며 이러 결과를 볼 존산 처리 시간 면에 분 도 짧 시간 처리도, 15

합 것 단 다.

- 72 -

그림 존처리 콩 름 량 존처리 시간에 른 평균 상태 내< 3.57> :pMDI 1:1 , ,

내 인장 단 착

내 인장 단 착 결과 존산 처리 시간이 증가 차 착 강도가,

상향 안 는 경향 보이며 분 분에 상태 인장 단, 30 , 60 13.08kgf/ , 13.21kgf/㎠㎠

착 과 사 경향 보 다.

내 인장 단 착 경우 분 존산 처리 경우 착 만15 KS (7.0kgf/ )㎠

족시키지 못 는 착 인 를 보 다 이는 콩 름 불포 이 결합이 충분히5.29kgf/ .㎠

개열 있는 존산 처리 시간이 보 지 못 여 있는 알데히드pMDI

는 카르복실 가 생 지 못 것 단 다 존산 처리 시간 면에 는.

착 안 보 있는 분 처리가 요함 알 있었다 다른 존산 처30 .

리 시간인 분에 는 고인 를 보 다60 12.77kgf/ .㎠

존산 콩 름 량 착5.3.2. :pMDI 1:0.5

분 분 분 각각 존산 처리 콩 름 이용 여 조 존산 콩 름15 , 30 , 60 /pMDI

량 착 상태 내 내 인장 단 착 다1:0.5 , , .

- 73 -

상태 착 경우 분 분 분 모든 존 처리 시간에 착 만족시15 , 30 , 60 KS

며 분 처리 시 분 처리에 분 존산, 15 13.33kgf/ , 30 21.2kgf/ , 60 17.7kgf/㎠㎠㎠

콩 름 량 상태 인장 단 착 과 여 도 착/pMDI 1:1 14.74% 24.23%∼

감소 나타내었다.

그림 존처리 콩 름 량 존처리 시간에 른 평균 상태< 3.58> :pMDI 1:0.5 ,

내 내 인장 단 착,

내 인장 단 착 결과 존산 처리 시간이 증가 차 착 강도,

가 증가 는 경향 보 다 내 인장 단 착 과 여 분에 는 착. 1:1 15

감소 이 격 변 를 보 나 분 경우 감소를 보 다50.74% , 60 6.13% .

내 인장 단 착 경우도 내 인장 단 착 과 사 게 존산 처리 시간이

증가 차 착강도가 증가 는 경향 보 다 그러나 분 처리 결과만. 60 (8.72kgf/ )㎠

이 만족시 고 분 처리 경우 에 다소 미 지 못 는 를 분KS 30 6.01kgf/ 15㎠

처리 시 나타내었 며 착 감소 도 상태 내 착4.23kgf/ , 20.04% 44.51% ,㎠ ∼

감소 보다 큰 감소 나타내었다 존산 처리 시간 면에 는 내 착.

안 보 있는 분 처리가 요함 알 있었다60 .

- 74 -

존산 콩 름 량 착5.3.3. :pMDI 1:0.25

그림 에 분 분 분 각각 존산 처리 콩 름 이용 여 조 존산< 3.59> 15 , 30 , 60

콩 름 량 착 상태 내 내 인장 단 착 결과를 나타내/pMDI 1:0.25 , ,

었다.

상태 착 경우 량 과 사 경향 분에 인 보이1:1 30 16.27kgf/㎠

며 분 분 분 모든 존 처리 시간에 착 만족시 다 존산 콩15 , 30 , 60 KS .

름 량 상태 인장 단 착 과 여 사이 큰/pMDI 1:1 25.18% 61.56%∼

착 감소 이 나타내었다 이에 내장용 장 목 품 사용에 짧 분 존산 처리. 15

그 량 합 도 그 용도에 합 착 라고 단 다25% pMDI .



내 인장 단 착 결과 존산 처리 시간이 증가 분, 15 6.16kgf/

분 차 착강도가 감소 는 경향 보 다 분에는, 30 5.26kgf/ . 60㎠㎠ 내 착

시험편 과 침지과 에 리 는 것 인 있었다. 량 내1:1

인장 단 착 과 여 사이 큰 착 감소 나타내었다49.09% 59.79% .∼

- 75 -

내 착 내 착 시험편 과 차 끓임 과 에 분 분1 (Boiling) 15 , 30 ,

분 모든 시편들이 리 는 것 인 다60 .

상태 내 내 인장 단 착 종합 여 각 시험별, , , KS F 3101

보통합 착강도를 안 만족시키는 존산 처리시간 분 분 도임15 ~60

알 있었다.

존산 분 처리 시 착 이 낮 것 콩 름 불포 이 결합 일부가 개열 어15

알데히드 는 카르복실 가 도입 었 나 아직 충분 지 못 단 며 존산, ,

이 진행 불포 이 결합 개열이 욱 어 분 분에 는 충분30 ~60

능 가 도입 것 단 다 분 이상 처리 시 착 이 는 것 콩 름에 존재. 60

는 부분 불포 이 결합이 개열 고 이 부 래 는 분자 알데히드 는 산,

합 이 과다 게 생 어 이들이 고분자 망상구조 해 는 것 단 다.

존산 합 에 이 낮아질 착 이 며 분 볼pMDI 15

에도 분 분 갈 그 감소 도 상태 내 내 인장 착 모 공히 증가30 , 60 , ,

다 이는 이소시아 이트 함량이 충분 않아 경 시 미 알데히드 는 카르복실 가.

에 향 미 는 것이라 단 다.

라 존산 처리 시간이 증가 과다 분자가 많이 생 는 것보다는,

존산 처리 후 이에 합 를 합 는 것이 사용목 에 합 착pMDI

가질 있 것이라 단 다.

존산 리그닌과 용 엑폭시 지 인장 단 착5.4.

리그닌에 도입 는 속염 는 리 카르복실 는 존산 시간에 라 달라지므

존산 리그닌 에폭시 지 착 도 존처리시간에 라 다르다 그림 에는/ . < 3.60>

존산 리그닌과 용 에폭시를 량 합 지 착 처리시간에1:1

라 나타냈다 합계에 있어 착 존처리시간이 증가 증가 여 분. 1:1 57

에 값 나타냈 며 이후에는 간이 어질 착 이 떨어지는 경향 나타,

냈 며 분 처리시에는 소값 나타냈다 이것 부 존산 처리시간이120 .

짧 면 에폭시 는 카르복실 도입이 고 존산 시간이 어지면,

카르복실 많아지지만 리그닌 망목 분해 분자 가 일어나 합1:1

는 고분자 망목이 지 않는 것 알 있었다.

- 76 -

존산 리그닌과 용 에폭시 합계에 있어 착 나타낸 분1:1 15

존산 리그닌과 용 에폭시 합 를 조 여 합 에 른 착 평가

다. 그림 에 나타내 같이 량 에 값 나타냈 며 모든 합계에< 3.61> 1:0.5 ,

만족시키는 결과를 나타냈다KS .

이상 결과 부 리그닌 알칼리 용액 상태에 존처리 여 용 에폭시

합 는 간단 법 경 용 를 함 지 않는 경 용 착

조 가능 인 다.

0

5

10

15

20

25

30

35

0 30 60 90 120

Ozonification time(min)

Bo

nd

ing

str

eng

th (

kg

f/cm

2)

그림 존처리 시간 과 착< 3.60> .

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

0 0.5 1 1.5 2 2.5

epoxy r es in content(phr )

Bo

nd

ing

str

eng

th (

kg

f/cm

2 )

그림 존산 리그닌 에폭시 지 합 착< 3.61> / .

- 77 -

나 연구개 결과 요약.

변 식 름 이용 착1.

폴리 합1.1.

본 연구에 는 식용 를 이용 법에 해 합 다 폴리아민 과 다 산

폴리 각각 당량별 합 여 착 를 조 여 분 열분 등 분pMDI ,

법 통 여 조건 조사 다 합 폴리 이 우. (EH)

pM 각각 시DI(diphenyl- methane-4,4’-diisocyanate) 아래 그림 에 보는< 3.62>

같이 다양 태 구조를 얻 있다.

다 아민 산 는 이소시아 이트 여 우 탄 구조를 이(polyaminol) pMDI

룬다 는 가 분해 에 해 얻어진 카르복시산과 에는 불안 폴. pMDI

리 릭 안 이드리드 가 다 이산 탄소가 생 면 아마이(Polymeric anhydride)

드가 었다 이러 아마이드 구조는 단 질 펩타이드 결합과 사 구조 써 목재.

루 스 소 결합 있어 결합 증진시키는 역 다 그림 에 보. < 3.63>

는 같이 폴리 차 알 구 어 있 며 일차 알 에 해 이 느림2 ,

있다 폴리우 탄과도 상용 이 좋아 고분자 계면 간 상 간 용 이 좋.

아 상 분리가 일어나지 않는 장 지니고 있다.

O C

O

O

C

C

O

O

O

O C

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C

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O

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O O

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M D I


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O H

O H

A m b e r l i t e I R - 1 2 0

A c e t i c A c i d

T o l u e n e

H 2 O 2

w a t e r

i s o p r o p a n o l

H B F 4

O

O H

O H

그림 식용 변 이용 폴리 합< 3.62> (EH) .

- 78 -

O C

O

O

C

C

O

O

O

O C

O

O

C

C

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O

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O C

O

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M D I


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A m b e r l i t e I R - 1 2 0

A c e t i c A c i d

T o l u e n e

H 2 O 2

D i e t h a n o l a m i n e

Z i n c C h l o r i d e

O H

O H

N

O HN

O H

O H

O H

O

O HH O

NO HH O

NO HH O

그림 식용 변 이용 폴리아민 합< 3.63> (EDA) .

조 폴리 폴리아민 합1.2. (EH) (EDA) pMDI

폴리 과 합1.2.1 (EH) pMDI

폴리 과 당량 찾 해 과 를 이용 여 연구를 실pMDI FTIR DSC

시 다. 합 폴리 이 당량 분자량 지니고 있고 아10 ( : 1009.39 g/mol)

민폴리 이 당량 산 당량 아민 당량 분자량20 ( :15 , : 5 , : 1491.11 g/mol)

지니고 있 며, p 는 상업 매 고 있는 것이 당량 분자량 갖고 있MDI 2.6 ( : 250.25)

어 아래 처럼 일 나 어 실험 계획법에 해 시행 다 이 가장< 3.15> .

조건 당량 임 알 있다1:2 .

- 79 -

폴리 과< 3.15> pMDI

게 폴리( :pMDI) 몰 폴리( :pMDI) 당량OH : NCO

3.15 : 1 3 : 3.80 3 : 1

2.10 : 1 2 : 3.80 2 : 1

1.05 : 1 1 : 3.80 1 : 1

1.05 : 2 1 : 7.60 1 : 2

1.05 : 3 1 : 11.40 1 : 3

폴리아민1.2.2. (EDA 과 합) pMDI

폴리아민 이 르 에 상업 사용 고 있는 폴리(Polyaminol)

과 용 여 속도를 조 고 시도 나 속도 차가 커 상분리가,

일어나 사용 없었 며 본 연구진에 해 개 폴리 사용 여, (Polyol)(EEG)

속도를 조 있어 합 폴리 연구를 행 다(Polyol) .

사용 폴리 종1.2.2.1.

실험에 사용 폴리 종 합 폴리 과2 (Polyol)(EDA:EEG=1:8)

폴리 ( 이다 각각 폴리Polyol)(EDA:EEG=1:9) . pMDI 3:1, 2:1, 1:1, 1:2, 1:3

당량 시 과 자료를 체크 다 폴리 폴리IR DSC . (Polyol)(EEG)

는 아래 그림과 같 구조를 지닌다(Polyol)(EDA) .

O C

O

O C

O

O C

O

O

OH

OH

O

OH

O

O

OH

HO OH

OH

HO

그림 폴리< 3.64> (Polyol) (EEG).

- 80 -

O C

O

O C

O

O C

O

OH

N

OH

N

OH

N

N

OH

HO

OH

HO

OH

HO OH

HO

OH

그림 폴리아민< 3.65> (Polyaminol) (EDA).

시료 합1.2.2.2.

합 산 산 질(EEG : fw.1089.61 : 8, EDA : fw.1371.99 : 12)

합 여 아래 에 른 각각 폴리 만든다 이알< 3.16> (Polyol) . (Vial)

에 폴리 에 맞춰 담 후 에 루 동안 어 어 잘 이도(Polyol) 60℃

다 에. < 3.16> 합 폴리 과 당량 를 합(Polyol) pMDI(Fw.250.25, 2.6 )

여 에 시킨80 ~100℃ ℃ 다.

합 폴리 과 게< 3.16> pMDI

당량

(polyol : pMDI)

게


게


3 : 1 3g : 0.72g 3g : 0.718g

2 : 1 2g : 0.72g 2g : 0.718g

1 : 1 1g : 0.72g 1g : 0.718g

1 : 2 1g : 1.44g 1g : 1.436g

1 : 3 1g : 2.16g 1g : 2.154g

목재 착 능1.3.

폴리 당량 에 른 인장 단 착1.3.1. (Polyol)(EH) pMDI

폴리 과 당량 에 른 착 상태 내 내 인장 단 착 결과pMDI , ,

를 그림 에 나타내었다 모든 당량 에 상태 내 내 모 착< 3.66> . , , 7.0kgf/

높이 상회 다.㎠

- 81 -

그림 폴리 과 당량 에 른 상태 내 내 착< 3.66> pMDI , , .



인장 단 착 결과를 그림 에 나타내었다 체 볼< 3.67> . 폴리

(Polyol)과 당량 에 착 내 착 에pMDI 3 1 3.33kgf/ KS㎠

미 지 못 뿐 모든 당량 에 상태 내 착 이 착, , 7.0kgf/㎠

높이 상회 다 그러나 내 착 경우 당량 지는. , 1:3, 1:2, 1:2

만족 시 나 당량 과 에 는, 2:1 3:1 내 착 시험편 과 끓임

에 시편들이 리 는 것 인 다(Boiling) .


.

- 82 -



인장 단 착 결과를 그림 에 나타내었다 체 볼< 3.68> . 폴리

(Polyol)과 당량 에 착 내 착 에pMDI 3 1 6.63kgf/ KS㎠

다소 미 지 못 나 모든 당량 에 상태 내 착 이 착 안, ,

상회 다 내 착 경우 폴리 과 사 게 당량. , (EDA:EEG=1:8)

지는 만족 시 나 당량 과 에 는1:3, 1:2, 1:2 , 2:1 3:1 내 착

시험편 과 끓임 에 시편들이 리 는 것 인 다(Boiling) .


.

1.4. TVOCs

폴리 과 합 에 른1.4.1. (Polyol)(EH) pMDI TVOCs

폴리 (Polyol)(EH) pMDI 인 합 인 과 합 착 에1:1 1:0.5 ,


착 합 출 인 2,000 를 안 만족시키는 결과를 보 다/ h .㎍㎡ㆍ

합 과 에 는 모 벤 출 지 않았다 에 톨루엔1:1 1:0.5 (Benzene) . 1:1

에틸벤 크실(Toluene) 96.25 / h,, (Ethyl benzene) 1.29 / h,, (Xylene) 0.97 /㎍㎡ㆍ ㎍㎡ㆍ ㎍㎡ㆍ

스틸 이 검출 었 며 에 톨루엔 에h,, (Styrene) 0 / h, , 1:0.5 (Toluene) 767.75 / h,,㎍㎡ㆍ ㎍㎡ㆍ

틸벤 크실 스틸(Ethyl benzene) 1.13 / h,, (Xylene) 0.16 / h,, (Styrene) 1.16 /㎍㎡ㆍ ㎍㎡ㆍ ㎍

이 검출 었다h, .㎡ㆍ

- 83 -

그림< 3.69> 폴리 과 합 에(Polyol)(EH) pMDI 른 산량TVOCs .

폴리아민 과 합 에 른1.4.2. (EDA) pMDI TVOCs

폴리아민 과(EDA) pMDI 인 합 인 과 합 착 에 출1:1 1:0.5 ,

는 여 그 결과를 그림 에 나타내었다 시험 결과 시료 모 착TVOCs < 3.70> . ,

합 출 인 2,000 를 안 만족시키는 결과를 보 다/ h .㎍㎡ㆍ

합 과 에 는 모 벤 에틸벤 스틸1:1 1:0.5 (Benzene), (Ethyl benzene), (Styrene)

출 지 않았다 에 톨루엔 크실. 1:1 (Toluene) 51.17 / h,, (Xylene) 0.03 / h,㎍㎡ㆍ ㎍㎡ㆍ

이 검출 었 며 에 톨루엔 크실 이 검출, 1:0.5 (Toluene) 636.23 / h,, (Xylene) 0 / h,㎍㎡ㆍ ㎍㎡ㆍ

었다.

그림 폴리아민 과< 3.70> (EDA) 합 에pMDI 른 산량TVOCs .

- 84 -

존산 식 름 이용 착2.

콩 름 존처리2.1.

존 불포 이 결합 택 산 개열시키는 산 콩 름 존 처리

면 불포 이 결합이 개열 어 분자당 개 알데히드 는 카르복실 를 지니는1 3∼

질 변 다 콩 름에는 분자당 약 개 불포 이 결합이 존재 므 존 처리. 4.5

시간에 라 콩 름에 도입 는 알데히드 는 카르복실 양 달라진다.




그림 존처리 콩 름과 모식도< 3.71> pMDI .

존처리 콩 름과 합2.2. pMDI

분 존처리 콩 름 실험결과 지나 분자 착 이 에 미120

달 여 실 실험에 는 고 분 분 분 존처리 콩 름 사용, 15 , 30 , 60

다 존처리 콩 름과 합 존처리 콩 름 분자량. pMDI

게 없어 당량 실험이 불가 여 량 합 며 실 상용시,

가 게들어 가면 합격시킬 있는 조 다pMDI KS .

- 85 -

존처리 콩 름과 합 량< 3.17> pMDI ( )

처리시간 존처리콩 름 : pMDI

분15

1:1 , 1:0.5 , 1:0.25분30

분60

목재 착 능2.3.

존산 콩 름 량 착2.3.1. :pMDI 1:1

분 분 분 각각 존산 처리 콩 름 이용 여 조 존산 콩 름15 , 30 , 60

량 착 상태 내 내 인장 단 착 결과를 그림/pMDI 1:1 , ,

에 나타내었다 체 볼 분 존산 처리 시 착3-72 . 15 5.29kgf/㎠

내 착 에 미 지 못 뿐 분 상태 내 착 그리고KS , 15 , 30

분 분 상태 내 내 모 착 높이 상회 다, 60 , , 7.0kgf/ .㎠

상태 인장 단 착 보통합 착 높이 상KS F 3101( ) 7.0kgf/㎠

회 며 이러 결과를 볼 존산 처리 시간 면에 분 도 짧, 15

시간 처리도 합 것 단 다.

그림 존처리 콩 름 량 존처리 시간에 른 평균 상태 내< 3.72> :pMDI 1:1 , ,

내 인장 단 착

- 86 -

내 인장 단 착 결과 존산 처리 시간이 증가 차 착 강도,

가 상향 안 는 경향 보이며 분 분에 상태 인장, 30 , 60 13.08kgf/ , 13.21kgf/㎠㎠

단 착 과 사 경향 보 다.

내 인장 단 착 경우 분 존산 처리 경우 착 만15 KS (7.0kgf/ )㎠

족시키지 못 는 착 인 를 보 다 이는 콩 름 불포 이 결합이 충분히5.29kgf/ .㎠

개열 있는 존산 처리 시간이 보 지 못 여 있는 알데히드pMDI

는 카르복실 가 생 지 못 것 단 다 존산 처리 시간 면에 는.

착 안 보 있는 분 처리가 요함 알 있었다 다른 존산 처30 .

리 시간인 분에 는 고인 를 보 다60 12.77kgf/ .㎠

존산 콩 름 량 착2.3.2 :pMDI 1:0.5

분 분 분 각각 존산 처리 콩 름 이용 여 조 존산 콩 름15 , 30 , 60

량 착 상태 내 내 인장 단 착 다/pMDI 1:0.5 , , .

상태 착 경우 분 분 분 모든 존 처리 시간에 착15 , 30 , 60 KS

만족시 며 분 처리 시 분 처리에 분, 15 13.33kgf/ , 30 21.2kgf/ , 60㎠㎠

존산 콩 름 량 상태 인장 단 착 과 여17.7kgf/ /pMDI 1:1㎠

도 착 감소 나타내었다14.74% 24.23% .∼



- 87 -

내 인장 단 착 결과 존산 처리 시간이 증가 차 착,

강도가 증가 는 경향 보 다 내 인장 단 착 과 여 분에 는. 1:1 15

착 감소 이 격 변 를 보 나 분 경우 감소를50.74% , 60 6.13%

보 다.

내 인장 단 착 경우도 내 인장 단 착 과 사 게 존산 처리 시간

이 증가 차 착강도가 증가 는 경향 보 다 그러나 분 처리. 60 (8.72kgf/ )㎠

결과만이 만족시 고 분 처리 경우 에 다소 미 지 못 는KS 30 6.01kgf/㎠

를 분 처리 시 나타내었 며 착 감소 도 상태15 4.23kgf/ , 20.04% 44.51% ,㎠ ∼

내 착 감소 보다 큰 감소 나타내었다 존산 처리 시간 면에 는.

내 착 안 보 있는 분 처리가 요함 알 있었다60 .

존산 콩 름 량 착2.3.3. :pMDI 1:0.25

그림 에 분 분 분 각각 존산 처리 콩 름 이용 여 조 존산< 3.74> 15 , 30 , 60

콩 름 량 착 상태 내 내 인장 단 착 결과를/pMDI 1:0.25 , ,

나타내었다.

상태 착 경우 량 과 사 경향 분에 인 보1:1 30 16.27kgf/㎠

이며 분 분 분 모든 존 처리 시간에 착 만족시 다 존산15 , 30 , 60 KS .

콩 름 량 상태 인장 단 착 과 여 사이 큰/pMDI 1:1 25.18% 61.56%∼

착 감소 이 나타내었다 이에 내장용 장 목 품 사용에 짧 분 존산 처리. 15

그 량 합 도 그 용도에 합 착 라고 단 다25% pMDI .



- 88 -

내 인장 단 착 결과 존산 처리 시간이 증가 분, 15

분 차 착강도가 감소 는 경향 보 다 분에는6.16kgf/ , 30 5.26kgf/ . 60㎠㎠

내 착 시험편 과 침지과 에 리 는 것 인

있었다. 량 내 인장 단 착 과 여 사1:1 49.09% 59.79%∼

이 큰 착 감소 나타내었다.

내 착 내 착 시험편 과 차 끓임 과 에1 (Boiling)

분 분 분 모든 시편들이 리 는 것 인 다15 , 30 , 60 .

상태 내 내 인장 단 착 종합 여 각 시험별, , , KS

보통합 착강도를 안 만족시키는 존산 처리시간F 3101 15

분 분 도임 알 있었다~60 .

존산 분 처리 시 착 이 낮 것 콩 름 불포 이 결합 일부가15

개열 어 알데히드 는 카르복실 가 도입 었 나 아직 충분 지 못,

단 며 존산 이 진행 불포 이 결합 개열이 욱 어, 30

분 분에 는 충분 능 가 도입 것 단 다 분 이상 처리 시 착~60 . 60

이 는 것 콩 름에 존재 는 부분 불포 이 결합이 개열 고 이 부,

래 는 분자 알데히드 는 산 합 이 과다 게 생 어 이들이 고분자

망상구조 해 는 것 단 다.

존산 합 에 이 낮아질 착 이 며 분pMDI 15

볼 에도 분 분 갈 그 감소 도 상태 내 내 인장 착30 , 60 , ,

모 공히 증가 다 이는 이소시아 이트 함량이 충분 않아 경 시 미 알.

데히드 는 카르복실 가 에 향 미 는 것이라 단 다.

라 존산 처리 시간이 증가 과다 분자가 많이 생 는 것보다,

는 존산 처리 후 이에 합 를 합 는 것이 사용pMDI

목 에 합 착 가질 있 것이라 단 다.

- 89 -

2.4. TVOCs

본 실험 소 존산 처리 시간인 분만 도 우 착 보 다 이에15 . 15

분 처리 콩 름에 여 량 별 를 합 후 착 에 출 는pMDI TVOCs

여 그 결과를 그림 에 나타내었다 시험 결과 상< 3.75> . , (Ambient temp., 23 )℃

에 경 시킨 시료 모(Dry oven temp., 105 )℃ 존산 처리 콩 름과 pMDI

량 에 계없이(1:1, 1:0.5, 1:0.25, 1:0.125) 착 합 출 인

2,000 를 안 만족시키는 결과를 보 다/ h .㎍㎡ㆍ

그림 분 존처리 콩 름과 합 에 른 산량< 3.75> 15 pMDI TVOCs .

2.5. 생분해도 시험

존산 콩 름 변 착 생분해도 시험 퇴pMDI KS M 3100-1(

조건에 라스틱 생분해도 붕 도 부 에 생- 1 :

이산 탄소 량법 에 여 실시 다 생분해도 시험용 름 존산 콩 름) .

과 를 각각 당량pMDI 1:1, 1:0.25 합 여 시트 에 캐스 고 상 에

시간 경 시킨 후 에 시간 경 시 사용 다 름 께는 약48 60 24 . 0.2mm℃

이었 며 크 는 이 재단 여 사용 다 생분해도를, 5×5mm .

질 는 룰 스 등 사용 다 생분해도 시(TLC , Aldrich s3504 type 20) .

험 시험 간 일이었 며 시험 간 동안 함 양 도는45 , 50%, 58±2

를 지 다.℃

- 90 -

0

2

4

6

8

10

0 10 20 30 40 50

시간(일)

이산

화탄

소 발

생량

Blank

Cellulose

OSBO/pMDI=1:1

OSBO/pMDI=1:0.25

그림 퇴 조건 에 룰 스 변 착 이산 탄소 생량< 3.76> pMDI .

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

10 20 30 40 50

시간 (일)

생분

해도

(%

)

cellulose

OSBO:pMDI= 1:0.25

OSBO:pMDI= 1:1

그림 퇴 조건 에 룰 스 변 착 생분해도< 3.77> pMDI .

그림 에는 룰 스 존산 콩 름 변 착 이산 탄소< 3.76> pMDI

생량 나타냈 며 그림 에는 이산 탄소 생량 부 산출 생분해도를, 3-77

나타냈다 질인 룰 스 분해 일 동안 시험. (Cellulose) 45 83.6%

효 나타냈 며 존산 콩 름과 를 합 착 름 생, pMDI 1:1

분해 미만 나타났 며 면에 극히 일부 곰 이만이 찰 었다5 % , .

존산 콩 름과 를 합 착 름 경우 분해는 주에pMDI 1:0.25 2

생 며 일 분해 간경과 후 생분해 나타났 며 안상 시료 모, 45 31.0 % ,

든 면이 색 곰 이 덮여 있는 것 인 다.

- 91 -

존산 리그닌 이용 용 착 조3.

리그닌 존처리3.1.

본 연구에 개 용 착 는 리그닌 는 존산 리그닌이 알칼리 용액에 용

해 는 는 질 이용 것 공업 쉽게 얻 있는 크라 트 리그닌 알

칼리 용액 후 존산 처리 고 농축 그 이용 다 알카리 용액 상태에.

존산 리그닌 에스 르 결합이 가 분해 어 속염 는 리 카르복실 가

생 다 이 같 존산 리그닌 용액에 그림 에 나타낸 같 용 에. < 3.78>

폭시 합 인 리 린 폴리그리시 에 르(Glycerine polyglycidyl ether)(Hajin

사 에폭시 당량 합 첨가 면Chemtec , 135-150) 속염 는 리 카르복실

는 에폭시 여 그림 과 같이 여 차원 고분자 망목 다< 3.78> 3 .


존처리 리그닌과 용 에폭시 합3.2.

실험에 존처리 리그닌과 용 에폭시를 목재 면에 도포 후 100℃

건조 에 약 분간 결과 분 분 처리 것이 견고 도막10 15 , 30

는 것이 찰 었 나 분 분 처리 것 고분자 막 지 못 고 조60 , 120

액체 상태 찰 었다.

라 에폭시 지 이용 목재용 착 개 에 있어 존처리,

시간 분 이내가 당 다고 단 었 며 본 연구에 는 상용가능 경우를 생각30

여 처리시간이 짧 분 처리를 택 다 분 존처리에 실험결과15 . 15

- 92 -

존처리 리그닌과 에폭시 이 이상에 좋 결과를 보여 같1:0.5 < 3.18>

합 여 사용 다.

존처리 리그닌과 용 에폭시 합 량< 3.18> ( )

존처리시간 존처리리그닌 용 에폭시:

분15 1:0.5 , 1:1 , 1:2 , 1:3

목재 착 능3.3.

존산 리그닌과 용 에폭시 합계에 있어 착 나타낸 분1:1 15

존산 리그닌과 용 에폭시 합 를 조 여 합 에 른 착 평가

다. 그림 에 나타내 같이 량 에 값 나타냈 며 모든 합계< 3.18> 1:0.5 ,

에 만족시키는 결과를 나타냈다KS .

이상 결과 부 리그닌 알칼리 용액 상태에 존처리 여 용 에폭시

합 는 간단 법 경 용 를 함 지 않는 경 용

착 조 가능 인 다.

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

0 0.5 1 1.5 2 2.5

epoxy r es in content(phr )

Bonding strength (kgf/cm 2 )

그림 존산 리그닌 에폭시 지 합 착< 3.79> / .

3.4. TVOCs

존산 처리 리그닌과 량 에pMDI (1:1, 1:0.5) 착 출TVOCs

2,000 를 크게 회 는 결과를 보 다 량 에 에 는/ h . 1:1 35.2 / h, 1:0.5 42.11㎍㎡ㆍ ㎍㎡ㆍ

출 었다/ h .㎍㎡ㆍ

- 93 -

그림 존처리 리그닌과 에폭시 합 에 른 산량< 3.80> (Epoxy) TVOCs .

생분해도3.5.

리그닌 착 를 목질분해 미생 인 막버 균주(Phanerochaete chrysosporium)에

생분해 조사 다. 막버 균주를 리그닌 착 를 지에 양 여 리SSC

그닌 착 분해 도를 조사 다.

막버 균주 리그닌 분해 도< 3.19>

blank 입 시간1 입 일후3 입 일후8 입 일후14

0.0240 0.0320 0.0340 0.0380 0.0280

0.0240 0.0300 0.0360 0.0430 0.0380

0.0280 0.0310 0.0320 0.0480 0.0380

Average 0.0253 0.0310 0.0340 0.0430 0.0347

실험결과 막버 균주 도가 증가 나 리그닌 착 분해가 이루어지고, ,

있는지에 해 신 있는 이 아님 알 있었다 이에 연구는 차후 실용.

연구에 이 연구 어야 것 단 다 생분해 에 분 이 미진 여 결과.

용에 주 가 요망 다.

- 94 -

종합연구개 요약4.

본 연구에 개 ( 변 식 름 이용 착 존산 식 름1) , (2)

이용 착 존산 리그닌 이용 용 착 등 아래 같이 를, (3)

만족시 다.

( 변 식 름 이용 착1)

( KS F 3101)목 (%)


내 7kgf/㎠ 이상7kgf/㎠ 100



계 100

존산 식 름 이용 착(2)

( KS F 3101)목 (%)





계 100

존산 리그닌 이용 용 착(3)

(KS F 3101)목 (%)



계 100

- 95 -

다 연도별 연구개 목 달 도.

연 도 부연구목 달 내 용달 도

(%)

차1

변 식 름 변

식 름 에폭시 존산, ,

부가 통 능 부여

특 분

100

변 리그닌 조리그닌 존산 를 통 능

부여 특 분100

특 구명능 부여 식 름과 존산

리그닌 특 분100

차2

변 식 름

지

변 식 름과 이소시아

이트 구명100

존처리 식 름 지존처리 식 름과 이소시아

이트 구명100

변 리그닌 지존산 리그닌과 용 에폭시

구명100

경 천연 착 개 출여부 생분해 구명TVOC 100

개 착 착조건,

계 목재 착 능

구명

착조건 착 능 용, 100

- 96 -

라 연도별 연구 과 논 특허 등. ( )․

연 도 특 허 논 회

차1

특 허 명- :

식용 부 폴리아민

합 폴리우

탄 착 개

출원번- :

10-2008-0025094

논 명- :

존산 처리 콩 름

이용 변 착pMDI

구조 착

변

월일- : 2008. 7

회 국목재공 회- :

목- :

식 름 이용*

폴리아민 합

에 연구

식 름 이용*

폴리 합

에 연구

존산 처리 식*

름 원료 목재

목재 착 개

월일- :2008.4

장소 경상- :

회 명칭- :

국목재공 회

차2

논 명- :

존산 콩 름 구조

분 이를 이용 변

착 량 에pMDI

른 착 변

월일- : 2009. 1.

회 국목재공 회- :

목- :

존산 처리 콩 름*

이용 변 pMDI

착 생분해

존산 처리 콩 름*

이용 변 pMDI

착

합 산(VOCs)

특

존산 리그닌*

이용 용 착

월일- : 2009.4.

장소 인 천- :

회 명칭- :

국목재공 회

논SCI

논 명- :

Synthesis and Properties

of MHSBO from Soybean

oil and pMDI/MHSBO

Polyurethane Adhesive to

wood

출 월일- : 2009. 2.17

회- : The Society

of Plymer Science, Japan

- 97 -

마 분야 여도.

국 내 상 황1.

착 에 생 는 는 실내 공 질 뿐만 아니라 염 원인임이 지면 우VOC

리나라에 도 시작 산업에 경보 법이 개 강 어 공 질1997 ,

리 고 있다 월 일 보통합 등 개 규격 개 고 포름알데2006 12 7 , 9 KS

히드 산량 품질 강 여 존 등 이 를 삭 고 새 이E2 (50 mg/ )ℓ

평균값 이 값 이 를 추가함과 동시에 포름알데히드 산SE0( 03 mg/ , 04 mg/ )ℓ ℓ

량 법 에 라 실시 도 통일 다 진국 경우KS M 1998 4 (2005 )∼

도 출억 지 시 등에 규 도 가 시행 고 있다.

외 국 상 황2.

미국 캘리포니아주 경우 에 출 는 포름알데히드를 규Wood composite products

는 규 이 티클보드 경우 월 일부 는 인2009 1 1 Phase 1 018 ppm 2011

월 일부 는 인 만족 도 었다1 1 Phase 2 009 ppm .

같 국내 국 상황 춰 볼 착 요가 가장 많 목질복합재료에 사용· ,

는 착 는 주 포름알데히드계를 사용 고 있 나, 목질복합재료에 사용 는 착 는 주

포름알데히드계를 사용 고 있 나 근 포름알데히드 출 심각 이 면 포

름알데히드 포름알데히드 착 개 이 실히 요구 고 있 며 계 몰/Non ,

요소 지 요소 라민 공축합 지 에 계 천연 질(UF) , (MUF) , PVAc , Isocyanate

연구가 다양 각도 진행 고 있다(Adams et al, 198021); Kang et al, 200728);

Marcinko, 199831) 등; , 20068)).

본 연구 에 개 착 는 가격이 싼 이소시아 이트계 착 를 가격이 싸게 체

있는 법 시 경우 본 연구책임자가 도 국 목재 회지 에, 2005 (Forest product J)

내용보다 앞 법 재 시간 여 외국 에 지 못 나

가 가능 이다.

본 연구를 탕 미국 공동연구를 계획 고 있다, Oregon Brunner .

- 98 -

연구개 결과 용계획.

연구개 결과 용 안1.

인 천연자원인 식 름과 목재 리그닌 효 용 자료 공- .

경 통 천연 자원 고부가가- .

자원 효 이용 폐자원 재 용- .

경 에 소 자 인식 변 에 른 경 착 개- .

국 경 착 시장 개척- .

체 시장 증가에 른 천연자원 이용 보- .

감 있는 체 상품 개- VOC

용 안 탕 착 요가 가장 많 목재 착 시장에 도움이 것

단 다.

가능 용계획 열거해 보면 다 과 같다.

변 식 름 착1. -pMDI

질 상태 내 내 착 등 모 가 뛰어나 강 착 요구, ,

는 산업 장에 용 있 리라 단 다 폐식용 용 있어 내.

이 요구 나 가격이 고가여 용 지 못 는 외장용 목질보드에 용이 가능 다.

특히 국 특허를 출원 면 목재를 이용 여 집 짓는 일본 미국 등에 크게 용, ,

게 근 있 리라 단 다.

존처리 식 름 착2. -pMDI

질 단 존처리를 간단 게 여 를 부여함 경 에 리

것 단 며 처리시간 히 고 가격 조 다면 실내용 목, , pMDI

재 착 사용이 가능 다고 단 다 마루 착 특 지 착. ( , ).

- 99 -

나아가 외국 특허를 취득 다면 번과 마찬가지 일본 미국 등 요에 근, (1) ,

리라 단 다 욱이 능 를 부여 다면 부 충 나 내 목 처리용. ,

도 사용 있 리라 단 다.

편 이 질 이용 여 재 시 요구 고 있는 이 에 지인 펠,

조에 첨가 써 생산 개 보 향상시킬 있다는 실험 결

과가 도출 어 재 농림부에 주 고 있는 연구에 참여 여 진행 고 있다, .

과 명 존 폐콩 름 용 에 지 고효 국산재 목재( : pellet

생산 생산 향상 법 개 )

리그닌 용 에폭시 지3. -

이 지는 인체에 해 다고 인 는 포름알데히드가 출 지 않 계 실

내용 착 사용이 가능 다 앞 이러 향 용분야를 개척 고자.

다.

- 100 -

장 참 고 헌4

- 101 -

장 참 고 헌4

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- 107 -

부 공개 미나A :

공 개 미 나

일 시1. : 2009. 1. 22

장 소 건국 자연과 회 실2. :

참 상자3.

명 소 속 직 고

상 범 국립산림과 원 임업연구 외부인사

강원 산림 경 “

원 종 명 강원 지공 과 “

태 항 주 태림산업( ) “

진 주 닉 슨( ) “

삼 Casco Adhesives T.S Manager “

헌 건국 산림과 과 내 부

이 종 건국 산림과 과 “

건국 용 과 “

이 택 건국 산림과 과 참여연구원 “

황 희 건국 산림과 과 “ “

시 건국 산림과 과 “ “

승 우 건국 용 과 “ “

건국 용 과 “ “

임 돈 건국 용 과 “ “

동 건국 용 과 “ “

이 건국 용 과 “ “

행사 공지 청장 별 첨3. : 1

행사장면 별 첨4. : 2

나 공개 미나 평가 견 연구책임자 검토 견 별 첨. / : 3

- 108 -

별첨 행사 공지1-1 :＜＞

건국 내 막 게시- -

건국 자연과 막 부착- -

건국 자연과 게시 청장 부착- ( ) -

- 109 -

별첨 청 장1-2 :＜＞

청 장- -

청장 부- :

건국 자연과1.

건국 료생명2.

국립산림과 원 계자3.

강원 산림 경과4.

울 농업생명과 산림과 부 경재료 과 공5.

경북 농업생명과 임 임산공 과군6. ·

산업체 태림산업 닉슨7. ( , , Casco Adhesives)

- 110 -

별첨 행사장면2 :＜＞

- 111 -

별첨 공개 미나 평가 견 연구책임자 검토 견3 : /＜＞

- 112 -

- 113 -

- 114 -

- 115 -

- 116 -

- 117 -

부 생분해 시험분 평가B :

CU - 08 - 00135

시 험 평 가

과 생 해 경 착 생 해 능 평가:

보건 경평가본 울특별시 천 가산동: 459-28

TEL : 02)2102-2500 FAX : 02)855-1802

Http://www.kemti.org

고 평가 는 뢰 가 시한 시료 시료 시험한 결과 체 에 한 질 보 하지는 않습니다:1. .

평가 는 당 시험연 원 사 동 없 보 고 사 수 없 도 사 합니다2. , , , .

- 118 -

시 험 평 가

CU - 08 - 00135

신

청

업 체 건 학 산학 단

주 울특별시 진 양동 건 학 내

허탁

043-840-3533 FAX 043-851-4169

과

생 해 경 착 생 해 능 평가

본 시험 평가 는 월 에 시험연 원에 뢰하신2008 5 19

상 과 에 한 시험 결과 니다.

월2008 7 17

고

- 119 -

퇴비화 조건에서 호기성 생분해도 시험 평가 보고서－

시험 물질 생 해 경 착1 (1:1)：

시험 물질 생 해 경 착2 (1:0.25)：

물질 룰 스：

시험 피 2 L：

산 탄 KS M 3100-1 :：

시험 결과% (mass fraction)

산 탄 량에 해

계산한 평균 생 해도 (%)

물질 시험물질

생 해도 (%)

시험 간

( )

시험 물질 1 미만5 - 45

시험 물질 2 31.0 37.1 45

물질 83.6 - 45

유효성 평가 기준

물질 시험 내에 상 해 었는가45 70 % ? 아니● ○

동 물질 다 사 해도 차 가 하 가20 % ? 아니● ○

탕 시험에 시험 시 내에 퇴 고 당 생 는 산 탄10 1 g

양 평균 에 하는가50~150 ?㎎ 아니● ○

접종원 퇴비- ( )% (mass fraction)

간

개월( )

건

고 (%)

고 (%)pH

건 고 습 고

원 2 48.9 29.7 14.5 7.4

- 120 -

시험물질 및 표준물질-% (mass fraction)

건 고 (%)고 (%)

건 고( )탄 함량* (%)

시험 물질 1 95.2 97.5 69.0

시험 물질 2 97.6 96.7 68.8

물질 99.0 99.6 44.4▶

고 시험물질 탄 함량: (1,2) * 시험연 원 결과FITI .

- 121 -

1CU08-00135

퇴 건에 플라스틱

생 해도 시험 평가 보고

신 청 : 건 학 산학 단

시 료 : 생 해 경 착 (1:1)

시 료 : 생 해 경 착 (1:0.25)

시험 간 : 2008.05.19~2008.07.02

- 122 -

목 차

사항1. ················································································································· 1

생 해도 시험2. ········································································································· 1

시험2.1 ··········································································································· 1

시험 경2.2 ··········································································································· 1

시 약2.3 ··················································································································· 1

2.4 ··················································································································· 2

시험 차2.5 ··········································································································· 2

시험 결과2.6 ········································································································· 11

결과2.7 ······················································································· 20

결3. ······················································································································· 21

- 123 -

일반 사항1.

업 체 건 학 산학 단:◦

주 울특별시 진 양동 건 학 내:◦

시 료 생 해 경 착: 1. (1:1)◦

시 료 :◦ 생 해 경 착2. (1:0.25)

규격 : KS M 3100-1◦

수 월: 2008 5 19◦

월: 2008 7 17◦

생분해도 시험2.

시험 방법2.1 퇴 건에 플라스틱 생 해도: KS M 3100-1(

도 에 한 생 산 탄 량1 )－：

시험 환경2.2 : 도 (58 ± 2) ℃

시 약2.3

산 탄 포집 한 수 액◦

수산 수 액- 0.4N :

수 수산1 L + (KOH) 22.4 g

클 라 드 수 액- 2.0N :

수 클 라 드1 L + (BaCl2) 244.28 g

포집 산 탄 한 수 액◦

염산 수 액- 0.2 N :

수 1.5 L + 0.5 N HCl(Aldrich, Lot no. 14714CA) 1 L

프탈 지시약- :

프탈 프 필알코0.5 g + 100 mL

- 124 -

장 치2.4

퇴 량- : 2 L◦

공 공 - Compressor : 4 L/min(oil type)◦

산 탄 거 개 병 연결 수 액- 3 10 N NaOH◦

량 - Mass flow controller, Model 3440 KOFLOC◦

냉각 리재질 나사 냉각-◦

산 탄 포집◦ 량- : 200 mL

- 직 연결 수 연결: 1:1 (3 )

시 필 한◦ 뷰-

삼각 플라스크- 100 mL

막-

-

pH◦

울 도- : 0.000 1~200 g◦

타 체 원- : 5.6 ( )◦ ㎜

시험 절차2.5

접종원 퇴비 준비2.5.1 ( )

퇴 재료◦

사료 삼양 지사료 주- : ( )

톱 가 고운 것 수집하여 사 한다- : .

퇴 는 다 퇴 시 미생물 원- seeding compost :

사

퇴◦

사료 톱 합- : : seed =

함수 수 첨가 하 지- (50~55) %

함수 =퇴비총무게증 수양

사료무게×함수율 톱밥무게×함수율 무게×함수율 ×함수율

퇴 간 개월 간- : 2~3 ( )

- 125 -

퇴◦

크 하 체 리- : 5.6 (5.6 )㎜㎜

도 체 걸러 사 한다0.5~1 cm .※

퇴 양 퇴 개당- : 1 200 g

퇴 도만 채운다3/4 .※

퇴 특◦

건 고 고 함량- ,

항 결과(g)

습 고 무게 4.976 4 상 에

건 고 무게 2.433 5에 도Dry oven 110 ℃

상 지한 후30

건 고 함량a) : 48.9 %

건조고형분 함량습윤 고형분

건조 고형분×

×

항 결과(g)

습 고 무게 4.976 4 상 에

고 무게 1.710 8에 에Dry oven 550 50℃

상 지한 후

고 함량 습b) ( ) : 14.5 %

휘발 고형분 함량습윤대비 습윤 고형분

휘발 고형분× 수분함량

×

고 건 고 함 량 습 고 가 당하: (50~55) % ,※

고 함 량 습 고 건 고15 %, 30

지 말아야 한다% .

- 126 -

- pH

퇴 균 수 에 탁하여 시킨 후 상등a) : 10 g 90 mL

액 한다pH meter .

결과b) : 7.4

고 탈 수 원 하여 어 후 시: 5:1 ,※

한다 결과는 당하다pH . pH 7.0~9.0 .

퇴 비

건 고 : 48.9 %

고 : 습 고14.5 %( )

pH : 7.4

시험 물질 및 표준 물질 준비2.5.2

표준 물질[ ]

물질◦

룰 스 등- (TLC , Aldrich s3504 type 20)

크- : 20 ㎛

시료량 퇴 개당- : 1 2.0 g

시료 특 상 규 수 보다 낮 시료량 사

고 사 는 원 건 량 한다- 5 % .※

물질 특◦


- 127 -

항 결과(g)

습 고 무게 5.691 9 상 에


상 지한 후30

건 고 함량a) : 99.0 %


건조 고형분×

×

항 결과(g)

건 고 무게 5.635 0 상 에

고 무게 0.022 5에 에Dry oven 550 50℃

상 지한 후

고 함량b) : 99.6 %

휘발 고형분 함량 건조 고형분

비휘발 고형분×

×

원 에 한 탄 함량-

탄 함량a) : 41.6 %

산 탄 생량b) : 3.048 8 g

××

××

산 탄 생량: (g)

: 시험 시 시 퇴 에 첨가 물질 건 고 (g)

물질 탄: (g/g)

식에 한 탄 함량 계산-

식a) : C6H10O5

- 128 -

탄 함량b) : 44.44 %

원(A)

복단 내 함 량

(B)

량

(C=A×B)

C 12.01 6 72.06

H 1.008 10 10.08

O 16.00 5 80.00

합 162.14

총분자량

탄 량

×

산 탄 생량c) : 3.257 0 g

××

× ×

표준 물질 셀룰로오스( )

건 고 : 99.0 %

고 : 99.6 %

탄 함량 : 44.4 %

시험 물질 생분해성 친환경 접착제[ 1. (1:1) ]

시험 물질◦

크 시료 크 약 재단- : 0.5 ㎝

고 시험 물질 각 각 약 보다 아야 하- 2 cm×2 cm ,※

본래 시험 물질 크 가 크 크 감 시켜 사 한다.

주 콩 폴리우 탄- : ,

시료량 퇴 개당 물질과 동- : 1 2.0 g ( )

시험 물질 특◦


- 129 -

항 결과(g)

습 고 무게 5.543 5 상 에


상 지한 후30

건 고 함량a) : 95.2 %


건조 고형분×

×

항 결과(g)

건 고 무게 5.277 4 상 에

고 무게 0.131 9에 에Dry oven 550 50℃

상 지한 후

고 함량b) : 97.5 %



×


탄 함량a) : 69.0 %

산 탄 생량b) : 5.056 9 g

××

××

- 130 -

시험물질 생분해성 친환경 접착제1. (1:1)

건 고 : 95.2 %

고 : 97.5 %

탄 함량 : 69.0 %

시험 물질 생분해성 친환경 접착제[ 2. (1:0.25) ]

시험 물질◦

크 시료 크 약 재단- : 0.5 ㎝

고 시험 물질 각 각 약 보다 아야 하- 2 cm×2 cm ,※

본래 시험 물질 크 가 크 크 감 시켜 사 한다.

주 콩 폴리우 탄- : ,

시료량 퇴 개당 물질과 동- : 1 2.0 g ( )

시험 물질 특◦


항 결과(g)

습 고 무게 4.663 4 상 에


상 지한 후30

건 고 함량a) : 97.6 %


건조 고형분×

×

- 131 -

항 결과(g)

건 고 무게 4.551 5 상 에

고 무게 0.153 9에 에Dry oven 550 50℃

상 지한 후

고 함량b) : 96.7 %



×


탄 함량a) : 68.8 %

산 탄 생량b) : 5.042 3 g

××

××

시험물질 생분해성 친환경 접착제2. (1:0.25)

건 고 : 97.6 %

고 : 96.7 %

탄 함량 : 68.8 %

시험 조작2.5.3

퇴◦

시험 물질 물질 탕 시험- ×3 + ×3 + ×3 = 9

고 시험 물질 수- : 3※

- 132 -

물질 수- : 3

탕 시험 수- : 3

퇴 숙◦

퇴 개 에 각각 퇴 담는다- (9 ) 200 g .

시키 퇴 내 뭉 지하 하여 주마다 하고 수- Aeration 1 1

당량 공 하여 함수 지한다(50~55) % .

퇴 가 숙 함에 라 특징 도변 하- , 22 ~25℃ ℃

도 지할 지 업 복한다.

퇴 에 물질 시험 물질◦

물질 시험물질 수 퇴 에 각각 고 퇴 합한다- 3 2.5 g .

퇴 뚜껑 닫고 한다- .

건 시◦

퇴 아래 에 수 주 해 퇴 함수 약 지- 50 %

도 한다.

고 함수 지한다- (50~55) % .※

퇴 양 에 는다- .

퇴 산 탄 포집병과 연결-

양 닫고 도가 지 도 한다- (58±2) .℃

공 주 수산 나트 수 액 채운 척병 공 통과시켜 산 탄 가 거- :

공 주 한다.

량계 량 각 퇴 에 공 는 공 량 도- : 30~45 mL/min

한다.

든 에 여 할 수 도 사 하여 각Leaking test : leak tester◦

공 량 검한다.

적 정2.5.4

포집병 리◦

포집 산 탄 량하 해 포집병 리한다- .

- 133 -

◦

리 포집병 하여 후 취하여 삼각 플라스- 12 mL 100 mL

크에 다.

에 후 프탈 수 액 울 어뜨린다- , 2~3 .

하 색 무색 지 염산 수 액 해 그- 0.2 N

지 한 염산 수 액 양 한다.

산 탄 생량 계산◦

- ThCO × ×

시 시 퇴 에 첨가 시험물질 고 물: test

양 단(g )

시험물질 고 물량 에 포함 탄: (g/g)

산 탄 량과 탄 원 량44 12 :

시험 기간2.5.5

시험 간 : 45◦

시험 과◦

생 해- : 0 ~ 45

체 량 생 해가 계 고 나 나타나지 않- :

고 생 해 에는 약 시간 간격 하루에 어도 체 에는- 6 2 , 1※

주 에 산 탄 생량 한다2 .

시험 퇴 리◦

시험 간 동안 퇴 내 퇴 생 해도 경향 등에 라 한 시-

에 어 다 또한 퇴 어주 에는 공 공 산 탄. ,

해체한다.

고 퇴 는 주 에 씩 어 다- 1 1 .※

함수 지 해 수시 수 공 한다- .

- 134 -

시험 간 동안 퇴 수 포함 도 색 균 상태 냄새 물질- , , , , ,

등 시각 변 한다.

시험 결과2.6

퇴 비2.6.1

시험 료 후 건 고 고 함량(45 ) ,◦

고 함량 계산-

건 고 함량a) : 51.3 %

고 함량 습b) ( ) : 13.9 %

고 함량 건c) ( ) : 26.4 %

시험 료 후(120 ) pH◦

탕 시험 합물- : 7.6

물질 시험 합물- : 7.8

시험물질 시험 합물- 1 : 7.5

시험물질 시험 합물- 2 : 7.9

고 가 하 해가 쉬운 물질 한 해에 한 퇴- pH 7.0※

산 생 해가 억 수 다.

퇴 상태에 수 포함 도 색 균 상태 냄새 등 변 는 생하, , ,◦

지 않았다.

- 135 -

퇴비 시험결과 일 후(45 )

탕시험

건 고 : 51.3 %

고 : 13.9 %

pH : 7.6

물질 시험

건 고 : 51.0 %

고 : 14.1 %

pH : 7.8

시험물질 시험1

건 고 : 52.3 %

고 : 13.8 %

pH : 7.5

시험물질 시험2

건 고 : 51.8 %

고 : 14.3 %

pH : 7.9

- 136 -

발생된 이산화탄소량 및 생분해도2.6.2

탕 시험 결과◎

시험 시험 수(CO2)B1 (CO2)B2 (CO2)B3 (CO2)Bmean

g/ g/ g/ g/

2008/05/19 1 0.459 0.562 0.615 0.545

2008/05/21 3 0.889 0.872 1.095 0.952

2008/05/23 5 1.214 1.073 1.358 1.215

2008/05/26 8 1.431 1.227 1.530 1.396

2008/05/30 12 1.982 1.655 2.256 1.964

2008/06/03 16 2.535 2.105 2.864 2.501

2008/06/09 22 3.039 2.736 3.547 3.108

2008/06/16 29 3.486 3.521 4.035 3.680

2008/06/23 36 3.962 3.926 4.600 4.163

2008/07/02 45 4.369 4.276 5.029 4.558

0

2

4

6

8

10

0 10 20 30 40 50

시 간 (일)

이산

화탄

소 발

생량

(g/용

기)

그림 탕시험에 산 탄 생 곡1.

- 137 -

물질 시험 결과◎

탄 함량- (TOC) : 0.888 0 g / 2.0 g

산 탄 생량- (ThCO2) : 3.254 0 g/

시험시험

수

(CO2)S1 (CO2)S2 (CO2)S3 DS1 DS2 DS3 DSmean

g/ g/ g/ % % % %

2008/05/19 1 0.935 0.945 0.955 10.64 10.96 11.27 10.96

2008/05/21 3 2.131 2.219 2.307 35.24 37.95 40.66 37.95

2008/05/23 5 2.886 2.915 2.943 51.35 52.23 53.10 52.23

2008/05/26 8 3.499 3.532 3.565 65.17 66.18 67.19 66.18

2008/05/30 12 4.410 4.454 4.499 75.44 76.80 78.16 76.80

2008/06/03 16 4.983 5.083 5.184 76.78 79.88 82.98 79.88

2008/06/09 22 5.730 5.794 5.858 79.54 81.52 83.49 81.52

2008/06/16 29 6.073 6.146 6.219 79.54 81.52 83.49 81.52

2008/06/23 36 6.549 6.667 6.784 79.54 82.60 85.96 82.70

2008/07/02 45 6.956 7.084 7.213 80.09 83.48 87.16 83.58

여 에 물질 생 해도: (%)

물질 담 퇴 생한 산 탄:

누 량 (g)

탕 시험에 생한 산 탄 누 량: (g)

물질에 해 생하는 산 탄 양: (g)

- 138 -

0

2

4

6

8

10

0 10 20 30 40 50

시 간 (일)

이산

화탄

소 발

생량

(g/용

기)

그림 물질 산 탄 생 곡2.

0

20

40

60

80

100

10 20 30 40 50

시 간 (일)

생분

해도

(%

)

그림 물질 생 해도 곡3.

- 139 -

시험 물질 시험 결과1◎

탄 함량- (TOC) : 1.380 0 g / 2.0 g

산 탄 생량- (ThCO2) : 5.056 9 g /

시험시험

수

(CO2)T1 (CO2)T2 (CO2)T3 DT1 DT2 DT3 DTmean

g/ g/ g/ % % % %

2008/05/19 1 0.542 0.467 0.345 0.00 0.00 0.00 0.00

2008/05/21 3 0.765 0.699 0.548 0.00 0.00 0.00 0.00

2008/05/23 5 1.025 0.871 0.745 0.57 0.00 0.00 0.19

2008/05/26 8 1.189 1.032 0.872 0.58 0.00 0.00 0.19

2008/05/30 12 1.662 1.349 1.133 0.58 0.00 0.00 0.19

2008/06/03 16 2.221 1.884 1.400 1.19 0.12 0.00 0.43

2008/06/09 22 2.617 2.231 1.614 1.19 0.12 0.00 0.43

2008/06/16 29 2.800 2.631 1.950 1.19 0.12 0.00 0.43

2008/06/23 36 3.205 3.118 2.350 1.19 0.16 0.00 0.45

2008/07/02 45 3.569 3.523 2.770 1.19 0.47 0.61 0.76

여 에 시험물질 생 해도: (%)

시험물질 담 퇴 생한 산 탄:

누 량 (g)


시험물질에 해 생하는 산 탄 양: (g)

- 140 -

0

2

4

6

8

10

0 10 20 30 40 50

시 간 (일)

이산

화탄

소 발

생량

(g/용

기)

.

그림 시험물질 산 탄 생 곡4. 1

0

20

40

60

80

100

10 20 30 40 50

시 간 (일)

생분

해도

(%

)

그림 시험물질 생 해도 곡5. 1

- 141 -

시험 물질 시험 결과2◎

탄 함량- (TOC) : 1.376 0 g / 2.0 g

산 탄 생량- (ThCO2) : 5.042 3 g /

(CO2)T1 (CO2)T2 (CO2)T3

2008/05/19 1 0.859 0.699 0.568 5.36 2.18 0.00 2.51

2008/05/21 3 1.627 1.484 1.178 12.75 9.92 4.26 8.98

2008/05/23 5 2.040 2.130 1.669 16.36 18.14 9.42 14.64

2008/05/26 8 2.422 2.436 2.075 20.70 20.97 14.23 18.63

2008/05/30 12 2.992 3.205 2.938 20.70 24.80 19.90 21.80

2008/06/03 16 3.802 3.789 3.795 26.27 25.88 26.42 26.19

2008/06/09 22 4.590 4.577 4.539 28.86 28.46 28.13 28.48

2008/06/16 29 5.123 5.468 4.846 28.86 33.52 28.13 30.17

2008/06/23 36 5.523 5.901 5.396 28.86 33.52 29.42 30.60

2008/07/02 45 5.942 6.322 5.760 29.44 34.16 29.42 31.01

여 에 시험물질 생 해도: (%)

시험물질 담 퇴 생한 산 탄:

누 량 (g)


시험물질에 해 생하는 산 탄 양: (g)

- 142 -

0

2

4

6

8

10

0 10 20 30 40 50

시 간 (일)

이산

화탄

소 발

생량

(g/용

기)

그림 시험물질 산 탄 생 곡6. 2

0

20

40

60

80

100

10 20 30 40 50

시 간 (일)

생분

해도

(%

)

그림 시험물질 생 해도 곡7. 2

- 143 -

결과2.7

물질 시험 내에 상 해 었는가45 70 % ?◎

물질 시험 간 동안 해 었다- 45 83.6 % .

동 물질 다 사 해도 차 가 하 가20 % ?◎

물질 각 사 해도 차 는 시험물질 각 사- 7.1 %,

해도 차 는 다4.7 % .

탕 시험에 시험 시 내에 퇴 고 당 생 는10 1 g◎

산 탄 양 평균 에 하는가50~150 ?㎎

시험 시 내에 퇴 고 당 생 는 산 탄 양- 10 1 g

평균 었다115 .㎎

- 144 -

결3.

뢰 가 시한 시험물질 생 해 경 착 생 해 경 착(1:1)

에 해 퇴 건에 생 해도 시험 수행하 다(1:0.25) .

생 해도 시험 시험 간 시험 간 동안 함수 양45 50 %,

도는 지하 시험 시 후 동안 퇴 고(58 ± 2) 10 1℃

당 생한 산 탄 양 었다 시험 후 물질 사g 115 . 45㎎

룰 스 생 해도는 나타났 생 해 경 착 생83.6 % , (1:1)

해도는 미만 생 해 경 착 생 해도는 나타났5% , (1:0.25) 31.0 %

다 룰 스 생 해도는 생 해 경 착 가 미만 생. (1:1) 10 % ,

해 경 착 는 나타났다(1:0.25) 37.1 % .

환경오염유발물질대체물질(소재)개발 -...

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