• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제37권6호
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• pp.537-545
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• 2009

본 연구는 일반 페인트 및 건조시멘트에 목탄을 첨가하여 제조된 건축자재의 제반 물리 화학적 특성 조사를 바탕으로 하여 목탄의 친환경 건축자재 혼합제로서의 활용 가능성을 모색하기 위한 목적으로 수행되었다. 목탄을 포함한 액상몰탈의 물리 화학적 물성 시험결과, 목탄 20% 이상을 포함한 액상몰탈의 경우, 점도에 대한 저항치인 주도와 불휘발분이 품질기준에 적합하였다. 목탄 첨가량이 증가할수록 건조시간은 지연되었으나, 모든 처리구에서 품질기준인 60분 이내에서 건조가 완료되었다. 기타 제반 물성에서는 모든 처리구에서 품질기준을 충족하였다. 이 결과로 볼 때, 액상 몰탈에 대한 적정 목탄 함량은 25%로 판단된다. 건조 시멘트 몰탈에 대한 압축강도는 목탄 5% 첨가구에서 가장 우수하였으며, 20% 이상 첨가구에서는 KS 기준치에 비해 낮은 것으로 조사되었다. 또한 목탄 첨가량 증가로 보수성은 지속적으로 증가하며, 암모니아가스 탈취율의 경우 일반 시멘트 몰탈이 59.5%, 목탄 10% 첨가 시멘트 몰탈은 71.6%의 암모니아를 흡착하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제17권5호
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• pp.66-75
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• 2008

국내에서 대표적으로 버려지는 폐벌목인 잣나무와 리기다소나무를 이용하여 고부가가치 제품으로 활용할 수 있는 활성탄 개발을 위해 목탄 제조의 최적조건을 측정하였다. 폐벌목 활성탄 제조에 관한 연구는 저온열분해 공정에 의한 폐벌목의 목탄 제조공정과 화학적 활성화반응을 이용한 목탄의 활성탄 제조공정으로 나누어지며 본 논문은 저온열분해에 의한 폐벌목의 목탄 제조공정을 다루고 있다. 실험결과, 목탄 제조공정의 경우 $150^{\circ}C$에서 6시간 건조 후 $500^{\circ}C$에서 60분 동안 열분해 공정을 거쳐 생성된 목탄이 요오드 흡착력과 비표면적(BET)등의 물성이 가장 우수하였으며 SEM사진을 관찰한 결과 이 조건에서 세공이 발달함을 알 수 있었다. 일반적으로 잣나무를 이용하여 제조된 목탄의 물성치가 리기다소나무를 이용한 목탄보다 우수함을 알 수 있었다. 본 연구의 최적 실험조건에서 잣나무를 이용한 목탄의 경우 BET값이 약 $640m^2/g$에 이르렀다.

• 보존과학회지
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• 제32권2호
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• pp.109-121
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• 2016

나전대모칠기는 나전, 대모, 금속선 등을 사용하여 가식한 것으로 금속분을 기물 전체에 뿌려 전체적으로 밝은 색조로 표현한 특징을 가진다. 본 연구는 칠도막 단면을 광학현미경과 SEM-EDS 분석을 통하여 칠도막 단면에 나타나는 재료와 특성을 밝히고자 하였다. 그 결과, 목탄분과 토분을 섞은 바탕칠 위에 진사와 석황이 섞인 칠을 바르고, 그 위에 황동분을 뿌린 것으로 나타났다. 칠층에 섞여 있는 안료의 양은 소량으로 종래의 문양 표현에 쓰인 색칠과는 구별된다. 특히, 나전대모칠기의 칠층에서 진사와 석황의 두 가지 안료를 혼합하여 사용한 예를 확인할 수 있었다.

• 자원리싸이클링
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• 제2권4호
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• pp.10-16
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• 1993

마이크로파 가열 공정에 의하여 스테인레스강 제조시의 발생하는 분진의 환원거동올 환원제로서 코크스와 목탄을 이용하여 조사하였다. 원래 상태의 펠릿 분진과 환원제로서, 펠릿을 만든 분진을 마이크로파 가열오븐 내에서 $1000^{\circ}C$까지 가열하여 환원시켰다. 코크스에 비하여 목탄의 경우가 더 높은 환원율율을 나타내었다. 마이크로파 오븐에서 500W와 700W의 사용한 경우 유사한 환원율을 나타냈으며 200분 이내에 급속하게 환원되였다. 환원정도는 Fe>Ni>Cr로 감소되었다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제36권3호
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• pp.93-100
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• 2008

탄화온도 $600^{\circ}C$에서 제조한 신갈나무(Red oak, Quercus mongolica) 목탄의 카드뮴(Cd)(II) 이온에 대한 액상흡착 특성과 흡착과정 중의 열역학적 특성을 구명하고자 하였다. 0.2 g 신갈나무 목탄을 사용하여 $25m{\ell}$의 카드뮴 용액을 280분간의 흡착 처리한 바, 카드뮴 용액의 초기농도 20 및 40 ppm의 경우에는 거의 100%에 가까운 흡착 제거율을 보인 반면, 80 및 160 ppm 용액에 있어서는 각각 75와 50%의 제거율을 보였다. 또한 흡착처리 시간별 카드뮴제거율은 농도변화에 의한 차이는 거의 나타나지 않았고, 모든 농도에서 초기 10분 동안 가장 많은 양의 카드뮴이 제거되었으며, 각 용액에 대한 최대 카드뮴제거 능력의 약 70% 이상에 해당하는 제거율을 보였다. 카드뮴 농도 및 흡착시간에 따른 흡착성을 이용하여 조사한 $30^{\circ}C$에서의 흡착등온선은 Langmuir 흡착식과 매우 높은 상관관계를 가지는 것으로 나타났으며, 이러한 결과로부터 목탄에 의한 카드뮴 이온 흡착은 목탄 표면의 활성부위에 단일 분자층 형태로 흡착되는 것으로 추측이 된다. 또한 흡착 반응의 자유에너지(${\Delta}G^{\circ}$) 분석에서, 초기 농도 20, 40, 80 ppm인 용액은 모든 흡착처리 시간대에서 음의 값을 나타내어, 목탄에 의한 카드뮴 흡착은 자발적 반응으로 이루어지는 것으로 나타났기 때문에, 흡착 시에 더 이상의 에너지 공급이 필요하지 않는 것으로 판단된다.

• 보존과학회지
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• 제31권2호
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• pp.125-130
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• 2015

전통 칠기의 보존처리에 있어 수리 복원 기술이나 재료 등에 관한 명확한 기록이나 전승이 제대로 이루어지지 않고 있다. 본 연구는 목칠기 보존처리 중 하지층 복원에 사용되는 충진제의 기초적인 특성을 비교하여 칠기 하지층 복원시 적합한 재료를 선택적으로 사용하는데 목표를 두고 있다. 토회와 3종의 첨가제를 혼합한 토회, 곡수를 사용하여 시료를 제작하여 건조속도, 색도, 내충격성, 연마도를 비교하였다. 건조 속도는 토회, 목분 혼합, 목탄분 혼합, 와분 혼합, 곡수, 맥칠 시료의 순이었으며, 상대적으로 토분의 비율이 많아질수록 건조속도는 빠르고, 표면의 균열이 심해졌다. 내충격성 또한 토분의 비율이 많아질수록 낮은 값을 보였다. 첨가제의 종류에 따른 차이는 크지 않았으며 곡수와 첨가제를 혼합한 시료 모두 상대적으로 높은 내충격성을 보였다. 연마도의 경우 토분의 양이 많아질수록 커지고, 목분과 목탄분을 혼합한 시료 역시 큰 연마도를 보였다. 맥칠과 곡수 시료는 가장 큰 연마도를 보였고 와분을 혼합한 시료의 경우 가장 낮은 연마도를 보였다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제36권6호
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• pp.69-76
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• 2008

탄화온도별로 제조한 신갈나무(Quercus mongolica Fischer)목탄과 낙엽송(Larix leptoepis)수피탄에 의한 유해가스 흡착성능 평가를 하여 본 결과, 탄화온도가 증가하면 비표면적과 탄소함량이 증가하는 경향이 있으나, $600^{\circ}C$이상의 온도에서는 상승폭이 둔화하였다. 또한 신갈나무탄과 낙엽송수피탄에 의한 유해가스 제거율 차이는 뚜렷하지는 않았으나, 탄화온도는 가스흡착성능에 큰 영향을 주는 것으로 나타났다. 즉, $300^{\circ}C$에서 탄화한 저온 목질탄화물은 목탄 또는 수피탄의 종류에 관계없이 50% 이하의 매우 낮은 악취가스 및 VOC 물질 제거율을 나타낸 반면, $600^{\circ}C$이상의 고온 탄화물은 목질의 종류에 관계없이 악취물질인 트리메틸아민, 메틸메르캅탄, 황화수소의 제거율과 VOC물질인 벤젠, 톨루엔, 자일렌 제거율이 거의 100%를 나타낼 정도로 높았으며, 흡착 10분 이내에 흡착평형에 이를 정도로 빠른 흡착성을 나타내었다. 한편 아세틸렌이나 $SO_2$, $NO_2$ 가스 제거율은 고온탄화물이라도 흡착 4시간 후인 흡착평형이 이루어지더라도 40% 이하로 매우 낮아 가스 종류에 따라서 흡착거동에 차이가 있었다. 이와 같이 탄화온도와 가스 종류에 따라 흡착성능이 달라지는 것은 비표면적과 같은 물리적인 요인뿐만 아니라 목탄의 관능기 종류 및 양에 의한 화학적 변화가 영향을 미치는 것으로 판단되며, 화학적 요인에 대한 구명이 필요할 것으로 생각된다.

• 대한환경공학회지
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• 제30권2호
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• pp.218-224
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• 2008

본 연구에서는 석탄계, 야자계, 목탄계 활성탄과 흡착능이 없는 안트라사이트를 이용하여 클로랄하이드레이트에 대한 흡착 및 생물분해 특성을 평가하였다. 활성탄 공정에서 클로랄하이드레이트의 제거기작은 운전초기에는 흡착이 높은 비중을 차지하나 부착미생물의 활성이 증진되면서 부착미생물에 의한 생분해와 흡착에 의해 제거되었으며, 클로랄하이드레이트는 생분해능이 큰 물질들로 조사되었다. 입상활성탄 재질별 클로랄하이드레이트의 제거 특성은 석탄계와 야자계 활성탄에서 제거율이 높았고, 목탄계는 상대적으로 낮은 제거능을 보였으며, 안트라사이트 biofilter에서 가장 낮은 제거능을 보였다. 활성탄 재질별 부착 미생물의 생체량과 활성도는 석탄계가 가장 높았고, 야자계, 목탄계, 안트라사이트 순으로 나타났으며, 수온 변화에 따른 클로랄하이드레이트의 제거 특성은 수온이 10$^{\circ}C$ 이하로 저하될 경우 부착 bacteria의 생체량과 활성도 감소로 제거율이 감소하였다. 안트라사이트를 이용한 생물여과 공정은 수온의 변화에 아주 민감하게 변하는 양상을 나타내었으며, 이는 부착 bacteria에 의한 직접적인 생물분해가 주 제거 메카니즘이기 때문인 것으로 나타났다. 클로랄하이드레이트의 제거시 유입농도가 높은 경우에는 수온의 영향이 매우 중요하며, 흡착능이 소진된 활성탄이나 흡착능이 없는 여재를 사용한 생물여과 공정에서는 수온이 낮은 동절기에는 클로랄하이드레이트의 유출 가능성이 있었다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제37권1호
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• pp.87-93
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• 2009

목재의 탄화과정에서 일어나는 화학적 변화를 알아보기 위하여 목탄의 기초물성과 화학결합양식의 변화를 조사하였다. 탄화온도 증가에 따른 pH 변화에 있어서는, $300^{\circ}C$와 같이 낮은 온도에서 탄화한 탄화물의 pH는 약산성 또는 중성에 가까우나, $600^{\circ}C$ 이상에서 탄화한 고온탄화물의 pH는 알칼리성을 띠는 것으로 나타났다. 또한 탄화온도가 증가하여 탄화정도가 더욱 진행되면, 탄재 내의 탄소함량이 증가하고, 수소와 산소함량이 감소하였으며, 이러한 경향은 $600^{\circ}C$까지의 탄화에서 현저하게 나타났으나, $600^{\circ}C$ 이상의 탄화온도에서는 그 변화가 완만하였다. 탄화온도가 높아짐에 다라 C-C 결합 비율이 증가하고, C-O-H 또는 C-O-R 결합 비율이 감소하는 경향이 뚜렷이 나타났다. 이는 C-O-H 등 산소를 포함한 결합이 분해되어 C-C결합 비율이 높아지고, 이는 새로운 관능기의 생성과도 관련되는 것으로 추정된다. 또한 탄화 온도의 상승에 따라 C=O결합 등의 비율이 다소 증가 또는 감소하는 것으로 보아, 일부는 분해, 생성, 재결합 등의 과정을 거치는 것으로 판단된다. 목탄의 이와 같은 화학적 변화에 대한 인식은 세공 특성 등 물리적인 파라메타만으로 흡착성을 이해하려고 할 때 발생하는 한계를 극복할 수 있는 사고가 되며, 또한 목탄의 성능개선과 신용도 개발의 기초가 될 것으로 생각된다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제35권1호
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• pp.73-80
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• 2007

생태건축에서 토대나 데크 또는 조경용으로 사용되는 CCA처리 목재를 맹독성의 비소(As)를 목탄에 잔류시켜 질산으로 용출시칸 다음, 얻어진 목탄을 에너지 자원으로 재활용하기 위하여 CCA처리된 Hemlock 판재를 $280{\sim}340^{\circ}C$ 사이에서 1시간동안 저온 열 분해처리하여 발생한 휘발성분을 1차 세척수와 2차 $1%HNO_3$ 흡수액으로 처리하여 휘발하는 중금속 성분을 포집하여 전체를 증발농축하여 CCA함량을 ICP-AES로 분석하고, 목탄중의 CCA를 분석한 결과 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 목탄의 수율은 $340^{\circ}C$에서 50%에 이르고, 일반 저온 열분해의 경우와유사한 경향을 보였다. 2. 체계적이고, 반복적인 모니터링이 필요하지만, 온도가 증가할수록 CCA 성분 중 비소성분은 휘발량이 증가하는 경향이었다. 3. $300^{\circ}C$의 저온 열분해에서는 85% 이상의 CCA성분이 목탄 중에 잔류하였다. 4. 보다 정밀하고, 반복된 데이터가 필요하지만, 비소화합물은 $320{\sim}340^{\circ}C$ 이상에서 갑자기 열분해되어 휘발하고, 1차 세척수에 흡수된 것으로 생각된다. 5. 세척수의 흡수량이 손실량보다 적은 것은 세척시스템의 용량이 부족하기 때문에 특수 설계가 필요한 것으로 판단된다. 6. 따라서 저온열분해 방법으로 CCA처리목재 중의 CCA를 보단 완전히 회수 분리하기 위하여서는 $320^{\circ}C$ 이하의 온도에서 보다 작은 목재 입자를 균일하게 가열하는 시스템개발이 필요하고, 보다 완벽한 세척시스템 개발이 필요하였다.