Optimization of Bleaching Conditions for Stain Removal in Japanese Hackberry (Celtis sinensis Persoon) Using Response Surface Methodology

This research was performed to investigate the effect of hydrogen peroxide on the stain removal in japanese hackberry. Response surface method (RSM) was used to optimize the bleaching conditions such as reaction temperature, reaction time and the concentration of hydrogen peroxide. Fifteen different bleaching conditions were selected according to $2^3$ factorial central composite design (CCD). The bleaching effect were evaluated by lightness differences of wood surface before and after the bleaching. The RSM model was determined and its $R^2$ values were 0.93, showing it well represented the bleaching effect. The most affecting factor on the stain removal was the concentration of hydrogen peroxide, followed by reaction time and reaction temperature. Second degree of concentration was proved to have an effect on the bleaching. Bleaching rates above 3% concentrations of hydrogen peroxide were tended to be slightly decreased, and low bleaching effect was found at $20^{\circ}C$. The determined RSM model may offer very practical ways to obtain the desired levels of bleaching because it offers multiple solutions.

반응표면분석법을 이용한 팽나무(Celtis sinensis Persoon)의 최적 변색제거조건 결정

본 연구는 과산화수소를 사용하여 팽나무에 발생된 변색을 제거하기 위하여 수행되었다. 최적표백조건(반응온도, 반응시간, 과산화수소 농도)을 구하기 위하여 반응표면분석법(Response Surface Method) 중의 하나인 $2^3$ 요인중심합성계획법에 따라 총 15가지 실험조건들이 선정되었다. 표백처리는 침지법에 의해서 수행되었으며 표백효과는 표백 전후의 명도차에 의해 평가되었다. 반응조건들이 명도차에 미치는 영향을 분석하여 반응표면 분석모델을 구축할 수 있었으며, 반응표면분석모델의 $R^2$ 값은 0.93으로 반응조건이 표백효과에 미치는 영향을 잘 반영하는 것으로 판단되었다. 표백에 가장 큰 영향을 미치는 인자는 과산화수소 농도였으며, 그 다음으로 반응시간과 반응온도의 순이었다. 과산화수소 농도가 3% 이상의 경우 표백효과가 다소 감소하며 $20^{\circ}C$에서는 원하는 표백효과를 획득할 수 없는 것으로 나타났다. 구축된 반응표면분석모델을 통하여 원하는 재색을 획득하 기 위하여 사용될 수 있는 여러 가지 반응조건의 조합이 제시될 수 있었다.