Sarah AUGUSTINA;Sari Delviana MARBUN;SUDARMANTO;NARTO;Deazy Rachmi TRISATYA;Eko Budi SANTOSO;Dhimas PRAMADANI;Nanda Nur AFNI;Tushliha Ayyuni FARIHA;Gabriel Wiwinda L. TOBING;Wasrin SYAFI'I;Tekat Dwi CAHYONO;Eka NOVRIYANTI;Muhammad BULA;Adik BAHANAWAN;Prabu Satria SEJATI;Nam Hun KIM;Wahyu DWIANTO;Philippe GERARDIN
Journal of the Korean Wood Science and Technology
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제51권6호
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pp.431-446
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2023
Samama wood (Anthocephalus macrophyllus (Roxb) Havil) is a fast-growing and lesser-utilized wood species that has inferior properties; therefore, its quality needs to be improved. This research aimed to determine the effect of citric acid impregnation at high curing temperatures on the dimensional stability and mechanical properties of wood. Citric acid solution with 10% concentration (w/w) was impregnated into wood samples by vacuum-pressure method (-0.5 cmHg, 30 min; 0.7 MPa, 3 h), followed by curing process at 140℃, 160℃, and 180℃ of temperature for 1 h. In comparison, the other wood samples were heat treated at the same temperatures and time. The results showed that the increase in curing and heat temperatures for both treatments were directly proportional to the dimensional stability, but inversely proportional to the mechanical properties. Citric acid impregnated had higher density, dimensional stability, and mechanical properties, except for modulus of rupture, than that of heat treatment. The optimum temperature is suggested at 160℃ in both treatments.
수침목재의 동결건조(東結乾燥) 처리시 최상의 결과를 얻기 위해서는 대상유물의 상태와 일치(一致)할 수 있는 처리약품의 선정, 적용농도, 함침(含浸)방법 등 최적의 조건을 찾아내는 것이 필요하다. 이러한 조건설정은 전처리실험을 통해서만 가능하다. 이번 실험은 대전 월평동 유적에서 출토된 소나무 (Pinus densiflora S. et Z.)와 상수리나무 (Quercus acutissima Carruth.) 2종(種)의 수침목재를 대상으로 2단계 PEG처리법 (2-Step ; 수침목재의 동결건조(東結乾燥) 처리시 최상의 결과를 얻기 위해서는 대상유물의 상태와 일치(一致)할 수 있는 처리약품의 선정, 적용농도, 함침(含浸)방법 등 최적의 조건을 찾아내는 것이 필요하다. 이러한 조건설정은 전처리실험을 통해서만 가능하다. 이번 실험은 대전 월평동 유적에서 출토된 소나무 (Pinus densiflora S. et Z.)와 상수리나무 (Quercus acutissima Carruth.) 2종(種)의 수침목재를 대상으로 2단계 PEG처리법(2-Step ; PEG#200 → PEG#4000), Sorbitol처리법, PEG#200 + PEG#4000 처리법, Sorbitol + PEG#4000처리법 등 4가지 방법으로 전처리한 후 동결건조하고 치수안정화효과(値數安定化效果)를 비교하였다. 실험결과 2-단계 PEG처리법은 소나무재(材)의 경우 PEG#4000을 60% 농도로, 상수리나무재(材)의 경우 PEG#4000을 40% 농도로 처리한 것이 치수안정화효과가 가장 좋았다. Sorbitol 만을 적용한 처리법은 40% 농도로 처리한 소나무재에서만 비교적 양호한 결과를 얻을 수 있었다. 그리고 Sorbitol PEG#200 + PEG#4000, Sorbitol + PEG#4000으로 처리한 상수리나무는 기대한 만큼의 치수안정화효과가 나타나지 않았다.
VARTM(Vacuum-assisted resin transfer molding) 공정은 OoA(Out of Autoclave)에 속하는 저가형 공정기술로 다양한 분야에 널리 사용되어 왔다. 그러나 오토클레이브 공정보다 품질이 낮아 고신뢰성이 요구되는 항공산업에는 적용하기 어려웠다. VARTM 공정의 주요 문제는 오토클레이브 대비 낮은 섬유부피분율과 높은 Void 함량에 의한 기계적 물성의 손실이었다. 따라서 많은 연구자들이 Void를 줄이고 섬유부피분율을 높일 수 있는 연구를 수행해 왔다. 이러한 연구의 흐름에 따라 본 연구에서는 수지 주입 과정 중 대기압을 제어하는 방법이 섬유부피분율을 높이고 Void를 감소시킬 수 있는지 검토하였다. 신뢰성 평가는 Void와 연관성이 있는 압축강도시험, 섬유부피분율 분석, 광학현미경 촬영을 통해 확인하였다. 결과적으로 VARTM 공정에서 수지 주입과정 중 대기압을 단계별로 높이는 방법이 섬유부피분율 증가와 Void 감소에 직접적인 효과가 있음을 확인하였다.
평균입경이 200 ${\mu}m$인 코디어라이트 분말로 다공성 필터를 제조한 후, 진공함침법으로 Pt, Pd, Cu, Co, La, $V_2O_5$ 촉매를 담지시켰다. VOC의 일종인 톨루엔을 촉매담지 세라믹필터에 통과시키며 촉매산화시킴으로서 톨루엔에 대한 촉매들의 활성에 대하여 고찰하였다. 제조된 다공성 필터의 겉보기 기공률은 62%였고, 압축강도는 약 10 MPa이었으며, 5 cm/sec 유속에서의 차압은 15 mmHg였다. 촉매를 필터에 담지시키면 기공률은 감소하고, 차압과 압축강도는 증가하였다. 필터에 담지된 촉매들 중에서 Pt 촉매의 활성이 가장 높았고, 250 $^{\circ}C$의 온도에서 90% 이상의 톨루엔을 제거시킬 수 있었다. 250 $^{\circ}C$ 이하의 온도에서는 Pt 촉매 담지량이 톨루엔의 전환율에 영향을 미쳤지만, 그 이상의 온도에서는 Pt 촉매 담지량의 차이에 의한 영향은 나타나지 않았다.
본 연구에서는 콘크리트 부재에 저온 적용을 위해 SOL-GEL 기법을 이용하여 제조된 열에너지 저장 복합상변화물질(CPCM)를 개발하였다. 코어는 테트라데칸, 지지재는 활성탄(AC)을 각각 사용하였다. 진공 함침법을 이용하여 AC의 다공성 구조에 테트라데칸 상변화 물질(PCM)을 함침시키고, 테트라에틸오르토실리케이트(TEOS)를 사용한 SOL-GEL 공정을 이용하여 제조된 복합체에 실리카 겔을 얇게 코팅하였다. CPCM의 열 성능은 시차주사열량계(DSC)과 열 중량분석(TGA)을 통해 분석했다. DSC 결과 테트라데칸 PCM은 용융 및 동결 온도가 각각 6.4℃ 및 1.3℃이고 해당 엔탈피는 각각 226J/g 및 223.8J/g인 것으로 나타났다. CPCM은 7.1℃ 및 2.4℃에서 용융 및 동결 과정에서 각각 32.98J/g 및 27.7J/g의 엔탈피를 나타내었다. TGA 시험 결과 AC는 500℃까지 열적으로 안정하며, 이는 120℃ 정도인 순수 테트라데칸의 분해 온도보다 훨씬 높은 것으로 나타났다. 또한, AC-PCM과 CPCM의 경우 각각 80℃와 100℃에서 열분해가 시작되었다. CPCM의 화학적 정성 분석을 위해 푸리에 변환 적외선(FT-IR) 분광법을 이용하였으며, 그 결과 개발된 복합체가 화학적으로 안정함을 확인하였다. 마지막으로, SOL-GEL 공정 후 AC 표면에 실리카 겔의 얇은 층이 존재함을 확인하기 위해 주사전자현미경(SEM)을 이용하여 AC와 CPCM의 표면 형태를 분석하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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