• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제33권5호통권133호
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• pp.66-75
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• 2005

Soybean-based adhesives have recently been reconsidered as alternatives to petroleum-based adhesives due to the uncertainty of availability of petrochemical products and the increased demand for wood adhesives. This study was conducted to investigate the adhesive properties of alkaline phenolic soy (APS) resin for hybrid poplar flakeboard. The APS resin was formulated by crosslinking an alkaline soy flour hydrolyzate with lab-prepared PF resin in the soy hydrolyzate to PF resin weight ratios of 70/30, 60/40, and 50/50. The APS resins were used to fabricate homogeneous hybrid poplar flakeboards with different resin solid levels (5%, 7%, and 9%), press temperatures (175 and $200^{\circ}C$), and press times of 8 and 10 minutes. The IB, wet MOR, and dimensional stability properties of board improved with increasing press time, press temperature, and PF level in APS resins. Increasing press time can be used to offset poor IB strength associated with a 9% resin solid level and the excessive moisture content in the mat. The following conditions were concluded to meet the requirements of the CSA standard for exterior-grade flakeboard: a 50% PF level, a 5% resin content, a $200^{\circ}C$ press temperature, and an 8 minute press time.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제43권4호
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• pp.528-537
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• 2015

폐기물의 재활용을 도모하기 위해 음식점이나 정육점에서 폐기되는 뼈(골분)를 합판용 접착제의 충전제로서 이용 가능성을 검토하였다. 현재 업계에서 합판의 제조에 사용되고 있는 3종의 접착제(UMF, UF 및 PF수지)에 대해 3종의 골분(소골분, 돼지골분 및 조개골분)을 첨가하여 제조한 라티에타파인 합판의 접착성능을 기존의 소맥분과 비교하였다. 3수지에서 모두 소맥분을 전부 소골분, 돼지골분 및 조개골분으로 각각 대체한 합판의 접착성능은 상태나 습윤 강도 및 목파율 모두 소맥분 첨가 합판보다 낮았다. 따라서 소맥분을 전혀 첨가하지 않고 골분으로 모두 대체하는 것은 곤란하였다. 그러나, 소맥분의 절반을 소골분과 돼지골분으로 각각 대체하여 제조한 합판의 성능은 소맥분을 사용한 합판과 거의 동등하거나 오히려 우수한 내수성능을 발휘하여 소맥분과 병용해서 사용하면 충분히 이용이 가능할 것으로 생각된다. 소맥분과 병용한 경우, 3종의 골분 중에는 조개골분을 첨가하여 제조한 합판 보다는 소골분과 돼지골분을 첨가한 합판의 성능이 우수하였으며, 소골분과 돼지골분 간에는 큰 차이가 없었다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제45권1호
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• pp.126-138
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• 2017

본 연구는 주원료로 도계부산물인 닭털의 NaOH 가수분해물, 경화제로 닭털의 $H_2SO_4$ 가수분해물 및 폼알데히드계가교제를 반응시켜 접착제를 제조하고, 이에 대한 물성 및 내수성 실험을 통하여 닭털의 목질계 판상재용 접착제의 원료화 가능성을 확인하기 위하여 수행하였다. 닭털은 주로 케라틴계 단백질로 구성되어 있었으며, 중금속의 함유량이 매우 낮거나 검출되지 않았다. 알칼리에 대한 닭털의 가수분해율은 수용액 내의 NaOH 농도가 증가함에 따라 계속 증가하였으나, 과도한 가수분해에 따른 단백질 고유의 접착능 손실을 최소화하고 적정한 가수분해 조건을 찾기 위하여 닭털의 가수분해제 내의 NaOH 농도를 5%, 7.5%, 10%로 결정하였다. 접착제의 조성을 보면, 고형분 함량을 기준으로 70%의 닭털 NaOH 가수분해물 또는/그리고 경화제로 닭털의 $H_2SO_4$ 가수분해물 및 30%의 가교제로 조제하였는데, 이 접착제의 고형분 함량은 가수분해 조건 및 가교제의 종류에 따라 28.3 - 44.8% 범위에 존재하였다. 이 접착제의 점도는 상온에서 전반적으로 높았으나, $50^{\circ}C$에서 측정한 결과 분사형 접착제로서 적용이 가능한 것으로 조사되었다. 접착제의 내수성을 비교하기 위하여 측정된 열수 불용해율은 5% 농도의 NaOH 수용액에서 반응시킨 닭털의 알칼리 가수분해물(CF-AK-5%)에 경화제로 5% 농도의 $H_2SO_4$ 수용액에서 반응시킨 닭털의 산가수분해물(CF-AC-5%)을 고형분함량 기준 10% 이상 첨가하여 제조하고 경화시킨 접착제에서 높았다. 또한 접착제 제조시 고형분 함량을 기준으로 30%가 첨가된 가교제별 열수 불용해율은 phenol-formaldehyde (PF), melamine-urea-formaldehyde (MUF), formalin 순으로 조사되었다. 닭털 접착제의 열수 불용해율을 섬유판 제조에 사용되고 있는 석유화학계 합성수지와 비교한 결과, CF-AC-5%에 가교제로 PF를 그리고 경화제로 CF-AC-5%를 첨가하여 조제한 접착제는 기존 멜라민-요소수지의 열수불용해율과 통계학적으로 차이가 없었으며, 가교제로 PF를 사용한 모든 접착제와 고형분 함량을 기준으로 55%의 CF-AK-5%, 15%의 CF-AC-5% 그리고 가교제로 30%의 MUF와 함께 제조한 접착제는 기존 요소수지를 대체할 수 있는 것으로 조사되었다. 이 결과를 토대로 적정한 조건에서 가수분해한 닭털은 목질계 판상재용 접착제의 원료로 사용이 가능할 것으로 판단된다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제45권5호
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• pp.580-587
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• 2017

목섬유 단열재는 친환경 고단열성에 기인하여 저에너지 및 쾌적하고 안전한 주거 공간 형성을 위한 핵심 건축재료로 고려된다. 본 연구에서는 서로 다른 접착제로 제조한 단열재용 저밀도섬유판의 폼알데하이드(HCHO) 총휘발성유기화합물(TVOC) 방출 및 화염에 의한 연소 형상을 조사하였다. 멜라민 요소 폼알데하이드(MUF), 페놀 폼알데하이드(PF), emulsified methylene diphenyl diisocyanate (eMDI) 및 라텍스 수지 접착제 등으로 제조한 저밀도섬유판 4종의 HCHO TVOC 방출 특성 및 연소 형상은 각각 챔버법과 화염실험을 통하여 분석하였다. 그 결과 MUF, eMDI, 라텍스 수지 접착제로 제조한 저밀도섬유판들은 Super $E_0$급의 우수한 HCHO 저방출 성능을 나타냈다. 반면 PF 수지로 제조된 저밀도섬유판은 $E_0$급 성능을 나타내었다. TVOC 방출량은 모든 저밀도섬유판이 국내 실내공기질 기준(이하 $400{\mu}g/m^2{\cdot}h$)을 만족하였으며, 기존 석유계 합성원료 기반의 단열재보다 낮은 수치를 나타냈다. 그중에서도 특히 eMDI 수지 접착제로 제조한 경우에서는 HCHO 및 TVOC 방출량이 각각 $0.14mg/{\ell}$, $12{\mu}g/m^2{\cdot}h$로 가장 낮게 측정되었다. 그러나 eMDI로 제조한 저밀도섬유판에서 방출된 VOC의 성분을 조사한 결과, 톨루엔 성분($3{\mu}g/m^2{\cdot}h$)이 소량 검출되었다. 화염에 의한 연소시험에서는 MUF 수지 접착제로 제조한 저밀도섬유판이 다른 경우에 비하여 연소 후 비교적 가장 양호한 형상을 나타내었다. HCHO 및 TVOC 방출 특성, 연소 형상을 고려하였을 때 단열재용 저밀도섬유판은 MUF 수지 접착제가 가장 적합할 것으로 판단된다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제45권5호
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• pp.599-612
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• 2017

본 연구는 미 이용원에서 폐기물로 발생되는 인모(人毛)의 NaOH 가수분해물, 도계 폐기물인 닭피의 $H_2SO_4$ 가수분해물 그리고 phenol-formaldehyde prepolymer (PF)를 가교제로 혼합하여 접착제를 조제하고, 이에 대한 물성 및 열수불용해율 측정결과를 통하여 인모의 목질판상재용 접착제의 원료화 가능성을 확인하기 위하여 수행하였다. 인모는 80% 이상의 케라틴계 단백질로 구성되어 있으며, 회분 함유량이 0.1% 미만으로 매우 낮았다. 인모에 함유된 단백질의 아미노산 가운데 glutamic acid의 함량이 가장 높았으며, 다음으로 cysteine, serine, arginine, threonine 순으로 조사되었다. 인모를 이용하여 조제한 접착제의 고형분 함량은 인모의 가수분해 조건 및 PF의 종류에 따라 33 - 41%의 범위였으며, 점도는 상온에서 $300-600mPa{\cdot}s$로 분사형 접착제로서 사용이 가능한 것으로 조사되었다. 접착제의 내수성을 비교하기 위하여 측정한 열수불용해율은 5% 농도의 NaOH 수용액에서 반응시킨 인모의 가수분해물, 고형분 함량을 기준으로 5 wt%의 $H_2SO_4$를 닭피에 첨가하여 반응시켜 준비한 가수분해물을 첨가하여 제조하고 경화시킨 접착제에서 높았다. 한편, PF에서 F/P의 몰비는 열수불용해율에 영향을 미치지 않았다. 이렇게 조제된 접착제의 열수불용해율을 현재 목질판상재 제조에 사용하고 있는 석유화학계 합성수지와 비교한 결과, 30 wt%의 PF로 조제한 인모 접착제는 전반적으로 요소 수지보다 낮은 것으로 조사되었다. 그러나 PF의 함량을 35 wt%까지 증가시켰을 때, 열수불용해율은 요소수지를 크게 상회하였으며, 멜리민-요소수지에 접근하는 것으로 조사되었다. 이와 같은 실험과 아울러 경제성을 분석한 결과, 적정조건에서 가수분해한 인모와 가교제로 35 wt%의 PF로 조제한 인모 접착제는 목질 판상재용 접착제로 적용이 가능할 것으로 판단된다.