Manufacture of Crack-free Carbonized Board from Fiberboard

섬유판을 이용한 무할렬 탄화보드 제조

  • Park, Sang-Bum (Dept. of Forest Products, Korea Forest Research Institute) ;
  • Lee, Sang-Min (Dept. of Forest Products, Korea Forest Research Institute) ;
  • Park, Jong-Young (Dept. of Forest Products, Korea Forest Research Institute) ;
  • Lee, Seon-Hwa (Dept. of Forest Products, Korea Forest Research Institute)
  • 박상범 (국립산림과학원 임산공학부) ;
  • 이상민 (국립산림과학원 임산공학부) ;
  • 박종영 (국립산림과학원 임산공학부) ;
  • 이선화 (국립산림과학원 임산공학부)
  • Received : 2009.02.23
  • Accepted : 2009.03.23
  • Published : 2009.07.25

Abstract

In manufacturing the crack-free carbonized boards using fiberboards, shrinking ratio, weight loss and density variation of carbonized boards at each carbonization temperature were investigated. Fiberboards with thickness of 3, 4.5, 6, and 18 mm were carbonized while pressed with pressure plates at different temperature from $400^{\circ}C$ to $1,000^{\circ}C$ using a ordinary laboratory furnace. Either of crack or twist was not observed in fiberboards by adapting the pressing carbonization method. The ratios of shrinkage of length, width, and thickness were 10~25%, 12~25%, and 28~48%, respectively, and shrinkage ratio of thickness was higher than those of length and width with increasing the carbonization temperature. Weight loss tended to increase with increasing the carbonization temperature, but low correlation between weight loss in thickness of fiberboards and carbonization temperature was observed. Density of 3 mm carbonized hardboard had the highest value and it tended to increase with increasing the carbonization temperature.

섬유판을 이용한 탄화보드의 제조에 있어 무할렬 탄화법 및 탄화온도에 따른 수축률, 중량감소율 및 밀도변화에 대해 검토하였다. 섬유판을 두께별(3, 4.5, 6, 18 mm)로 준비한 후, 실험실용 탄화로를 사용하여 $400^{\circ}C{\sim}1,000^{\circ}C$의 온도조건에서 탄화보드를 제조하였다. 무할렬 탄화법은 시험편에 상하 눌림판을 설치하여 압체 탄화하는 방법을 적용하였다. 압체 탄화법에 의해 섬유판의 갈라짐과 뒤틀림 현상이 발생하지 않는 무할렬 탄화보드의 제조가 가능하였다. 탄화보드의 수축률은 길이방향 10~25%, 폭방향 12~25%, 두께방향 28~48%로 두께방향이 가장 크고 탄화온도가 상승함에 따라 커지는 경향이 나타났다. 탄화보드의 중량감소율은 섬유판의 두께에 따른 큰 차이는 나타나지 않았고 탄화온도가 상승함에 따라 커지는 경향이 나타났다. 탄화보드의 밀도는 두께 3 mm의 경질 섬유판에서 가장 컸고 탄화온도가 상승함에 따라 커지는 경향이 나타났다.

Keywords

References

  1. 강석구, 이화형. 2004. 분말상 탄닌수지를 이용한 파티클보드의 제조기술 및 물성개선. 목재공학 32(1): 80∼87
  2. 강은창, 박병대, 박종영. 2004. 포름알데히드/요소 몰비에 따른 요소수지의 경화거동 및 포름알데히드 방출량. 한국임산에너지 춘계학술발표 논문집. pp. 70∼73
  3. 권성민, 김남훈. 2006. 목재의 탄화기구 해석(I). 목재공학 34(3): 8∼14
  4. 권성민, 김남훈. 2007. 목재의 탄화기구 해석(Ⅱ). 목재공학 35(3): 45∼52
  5. 박용배, 김철상, 정병헌. 2008. 국내 MDF생산 장기전망과 국산 침엽수원목 공급방안. 한국임학회지 97(1):45∼52
  6. 박상범. 2006. 은행나무 잎을 혼합하여 제조한 파티클보드의 물리.기계적 성질과 포름알데히드 저감효과. 임산에너지 25(2): 28∼33
  7. 박상범. 2007. 포름알데히드를 제거하는 탄화보드 개발. 월간산림과학정보 189: 67
  8. 박상범, 김수원, 박종영, 문성필, 전진만. 2005. 대나무숯-플라스틱 복합보드의 물리.기계적 성질과 VOCs흡착. 한국가구학회지 16(3): 28∼35
  9. 박상범, 이상민, 박종영, 강은창. 2007. 폐목재 탄화물로 제조한 파트클보드의 물성과 포름알데히드 방출량. 한국가구학회지 18(3): 205∼210
  10. 오승원, 변희섭. 2002. MDF로 제조된 우드세라믹의 성질. 목재공학 30(2): 115∼120
  11. 오승원, 변희섭. 2003. MDF로 제조된 우드세라믹의 표면온도 변화(Ⅱ) -수지 함침율과 소성온도의 영향-. 목재공학 31(1): 41∼45
  12. 이상민, 강은창, 박종영. 2007. 국내생산 MDF용 접착제의 현황과 개선을 위한 연구. 한국가구학회 2007년도 춘계학술발표대회 논문집. pp. 93∼96
  13. 장정국, 김미란. 2008. 합판 제조용 목재 건조공정에서의 휘발성유기화합물(VOCs) 배출특성. 한국환경학회지 17(12): 1381∼1390 https://doi.org/10.5322/JES.2008.17.12.1381
  14. 환경부. 2004. 실내공기질관리 업무편람. p. 157
  15. 환경부. 2006. 다중이용시설 등의 실내공기질 관리법
  16. Baumann, M. G. D., L. F. Lorenz, S. A. Batterman, and G. Z. Zhang. 2000. Aldehyde emissions from particleboard and medium density fiberboard products. Forest Product Journal 50(9): 75∼82
  17. FAO. 1993. Yearbook of forest products
  18. Kercher, A. K. and D. C. Nagle. 2002. Evaluation of carbonized medium-density fiberboard for electric applications. Carbon 40: 1321∼1330 https://doi.org/10.1016/S0008-6223(01)00299-8
  19. Kercher, A. K. and D. C. Nagle. 2003. Microstructural evolution during charcoal carbonization by X-ray diffraction analysis. Carbon 41: 15∼27 https://doi.org/10.1016/S0008-6223(02)00261-0
  20. Kim, N. H. and R. B. Hanna. 2006. Morphological characteristics of Quercus variabilis charcoal prepared at different temperatures. Wood Science and Technology 40(5): 392-401 https://doi.org/10.1007/s00226-005-0062-5
  21. Novicio, L. P., T. Hata, Y. Kurimoto, S. Doi, S. Ishihara, and Y. Imamura. 2001. Absorption capacities and related characteristics of wood charcoals carbonized using a one-step or two-step process. Journal of Wood Science 47: 48∼57 https://doi.org/10.1007/BF00776645
  22. Novicio, L. P., Y. Kurimoto, M. Aoyama, K. Seki, S. Doi, T. Hata, S. Ishihara, and Y. Imamura. 2001. Absorption of mercury by sugi wood carbonized at 1,000$^{\circ}C$. Journal of Wood Science 47: 159∼162 https://doi.org/10.1007/BF00780567
  23. Saito, Y. and T. Arima. 2007. Features of vaporgrown cone-shaped graphitic whiskers deposited in the cavities of wood cells. Carbon 45:248∼255 https://doi.org/10.1016/j.carbon.2006.10.002