소나무 수피를 알칼리성 아황산염-안트라퀴논(AQ) 증해하고, 고도로 탐리그닌 시킬 수 있는 조건을 검토하였다. 수피의 탈리그닌은 약알칼리성 아황산염 증해 조건에서보다 알칼성 아황산염 증해 조건에서 용이하였다. 그러나 알칼리성 아황산염 증해조건에서도 수피리그닌의 90%이상을 용출시키기는 어려웠다. AQ는 알칼리성 아황산염 증해 조건에서 수피의 증해 및 탈리그닌 속도를 현저하게 향상 시킬 뿐만 아니라 탈리그닌 선택성도 개선시켰다. 결과적으로 수피에 대하여 0.2% AQ의 첨가로 90%이상의 탈리그닌이 가능하였다. 수피 알칼리성 아황산염-AQ증해시 증해온도 및 NaOH의 투여량은 탈리그닌 선택성에 대해서 큰 영향을 미치지 못하였다. 그러나 $Na_2SO_3$ 투여량은 수피의 탈리그닌 선택성에 큰 영향을 미쳐 $Na_2O$로서 30%의 $Na_2SO_3$ 투여조건에서 가장 양호한 탈리그닌을 나타내었다.
고추줄기의 화학 조성분과 lignin 화학구조를 분석하였고, 알칼리 증해 적성과 pulp의 섬유장을 측정한 후 목재와 비교하였다. 고추줄기의 화학 조성은 목재에 비해 추출성분, 회분함량이 높았으며, Klason lignin은 침·활엽수의 중간 정도의 함량을 나타내었다. 고추줄기 Klason lignin의 원소분석은 자작나무의 Klason lignin과 비교하여 탄소와 수소는 유사한 양으로 나타난 반면 산소의 함량은 낮게 나타나고 질소의 함량은 비교적 높게 나타났다. 니트로벤젠 산화분해는 S/V가 1보다 낮으므로 고추줄기 리그닌은 vanillin의 양이 syringaldehyde보다 상당히 많은 침엽수 리그닌과 유사한 구조를 보이는 것으로 추정되었다. 고추줄기의 알칼리 증해 적성은 활성알칼리 20%, 액비 1:7의 조건하에서 0.2%-Anthraquinone을 첨가하여 증해하는 것이 리그닌 함량과 수율면에서 최적 증해 조건이었다. 고추줄기 pulp의 섬유장은 약 0.47 mm로 보통 목재섬유에 비해서 매우 짧아 고추대 만으로 제지용 pulp를 제조하는 것보다는 목재 pulp와 혼합하여 사용하거나 비교적 단섬유가 많이 필요한 특수한 용도로 사용 가능하다.
본(本) 연구(硏究)에서는 효소(酵素) 알칼리 증해(蒸解)의 리그닌 용출거동(溶出挙動) 파악하기 위(爲)해 잣나무(Pinus koraiensis S. et Z.) 목분(木粉)을 공시(供試)하여 $110^{\circ}C$, $120^{\circ}C$, $130^{\circ}C$, $140^{\circ}C$, 및 $150^{\circ}C$의 5 수준(水準) 온도(溫度)로 60분간(分間) 1단(段) 등온(等溫) 효소(酵素) 알칼리 탈(脱)리그닌 처리(処理)를 행(行)한 후(後), 그 탈(脱)리그닌 반응속도(反応速度), 활성화(活性化)에너지 및 반응시간별(反応時間別) 알칼리와 효소(酵素)의 소비동향(消費動向)을 동역학적(動力學的) 방법(方法)으로 구명(究明)하였다. 그 결과(結果)를 보면 탈(脱)리그닌은 반응초기(反応初期)에 전(全)리그닌 함량(含量)의 2/5가량이 급속(急速)히 용출(溶出)되는 초기(初期) 산화반응(酸化反応)을 나타냈다. 탈(脱)리그닌 반응(反応)의 속도상교(速度常敎)(K)는 반응온도(反応溫度) $150^{\circ}C$의 경우, 소오다법(法)에 비(比)해 3배정도(倍程度) 더 컸다. 본 법(法)의 활성화(活性化)에너지 값은 크라프트나 소오다 펄프법화(法化)보다 1/3정도(程度) 낮은 수준(水準)이었다. 알칼리소비량은 효소(酵素)의 경우와 마찬가지로 반응초기(反応初期)에 총투입량(總投入量)의 1/2가량이 급속히 소모된 후, 완만한 소비협추세(消費趨勢)를 보였다. 탈(脱)리그닌 반응속도(反応速度)는 증해과정중 생성되는 유기산(有機酸) 때문에 pH가 감소됨에 따라 크게 영향을 받았다. 또한 증해용출(蒸解溶出)된 리그닌은 잘 침전(沈澱)되지 않을 만큼 저분자화(低分子化) 됨을 알수 있었다. 리그닌의 메톡실기(基)는 급속히 감소(減少)되는데 반(反)해, 페놀성(性) 하이드록실기(基), 카보닐기(基) 및 카복실기(基)는 증가(增加)추세를 보였다.
본(本) 연구(硏究)는 질산(窒酸)펄프화법의 기술(技術)을 확립하기 위한 기초자료(基礎資料)를 얻기 위하여 실시(實施)하였다. 값이 비싸고 목재(木材)에 침투성(浸透性)이 불량(不良)한 질산(窒酸)을 직접 적용시키지 아니하고, 알카리전처리(前處理)로 어느정도 탈리그닌이 진행된 시료(試料)를 사용, 질산(窒酸)펄프화 2단증해(段蒸解)를 행하여 전처리(前處理)가 탈리그닌 및 펄프수율(收率)에 미치는 영향(影響) 및 펄프화 과정(過程)에서의 탄수화물(炭水化物)과 리그닌의 용출(溶出)거동을 구명(究明)코저 하였다. 질산(窒酸)펄프화의 제(第) 1 단증해(段蒸解)에 있어서 증해시간(蒸解時間)이 증가함에 따라 펄프수율(收率)이 감소하였으며 질산농도(窒酸濃度) 1, 2%보다 3%가 펄프수율(收率) 및 탈리그닌에 현저히 영향(影響)하였다. 또한 알카리전처리(前處理)는 질산(窒酸)펄프의 수율(收率)에 크게 영향하였으며 79%의 전처리수율(前處理收率)로서 충분한 탈리그닌 효과(効果)를 얻을 수 있었다. 질산(窒酸)펄프화 과정에서 용출(溶出)되는 탄수화물(炭水化物)은 주로 xylose였으며, 이들의 용출(溶出)은 증해시간(蒸解時間)이 증가함에 따라 증가되었는바, 이는 탄수화물(炭水化物)에 대한 질산(窒酸)의 산화작용(酸化作用)으로 도입된 carbonyl기(基)가 탄수화물(炭水化物)의 붕괴를 초래한 결과로 생각된다.
OCC의 구성 특성을 조사하고 OCC로부터 elemental chlorine free (ECF)나 totally chlorine free (TCF) 표백을 통한 백색도 85% (ISO) 이상의 인쇄 및 필기용지를 제조하기 위한 연구가 수행되었다. American old corrugated containers (AOCC)는 Korean old corrugated containers (KOCC)보다 섬유길이가 길며, 주로 장섬유로 구성되어 있고 전자의 경우 약 80%가 unbleached kraft pulp (UKP)로 구성되어 있으나 후자는 20% 정도였다. 또한 KOCC의 경우 회분함량 (9.7%)과 NaOH 추출물 (19.3%)이 AOCC보다 현저히 높았다. AOCC로부터 ECF 표백이 가능한 펄프 (kappa no. 25이하, 수율 70%)를 생산하기 위한 증해조건은 활성알칼리 20%, 황화도 25%, Anthraquinone (AQ) 0.1%, 펄핑온도 $170^{\circ}C$, 증해시간 90분이다 (kappa no. 22.6, 수율 68%). KOCC의 경우는 증해시간을 60분으로 단축시킬 수 있었다. (kappa no. 16.4, 수율 66%) 증해된 AOCC 펄프를 TCF나 ECF 표백단계를 거치면 백색도 85% (ISO) 이상의 펄프를 생산할 수 있었다. 그러나 KOCC 펄프는 TCF 표백으로서 목표 백색도를 달성할 수 없었다. 표백 KOCC 펄프는 표백 AOCC 펄프에 비하여 연장지수가 낮으나 파열지수와 인열지수는 오히려 높은 경향을 나타내었다.
수세미외 그물 섬유를 크라프트법, 알카리 아황산법, 아황산법, 알카리 과산화 수소법과 소오다법으로 펄프화하고, 안트라퀴논의 첨가와 미첨가 조건으로 구분하여 증해하였다. 이들의 고해와 미고해분에 대하여 주사 전자현미경(SEM), 섬유 품질 분석기(FQA), 섬유길이 분류기(Clark 4-Screen Classifier), 화상 분석기(Image Analyzer)를 이용하여 특성과 섬유의 구조를 비교 분석하였다. 그 결과는 다음과 같다. 1) 수세미의 섬유의 증해후 해섬 가능 기준의 Pulping 조건은 KP계($160^{\circ}C$, 2시간), ASP계($155^{\circ}C$, 4시간), PAP계($160^{\circ}C$, 1시간)에서 Kappa값이 각각 12, 25, 10 수준으로 비교적 낮은 Total Alkali(약 20%) 조건에서 적정 증해가 가능했다. 2) 각 펄프화별 펄프의 총 증해수율은 KP 50~55, ASP계 60~70, PAP계 45~50%로 SP계의 수율은 매우 높고, KP나 PAP는 일반 비목재나 목재와 비슷한 수준을 나타냈다. 3)NaOH의 투입량의 증가는 해섬능을 촉진하고, 섬유길이, Curl, Kink Index 등에서 품질의 형태 변화를 보였다. 4) 수세미외 섬유의 펄프화 공정에서 AQ첨가는 탈리그닌 촉진으로 해섬능이 현격하게 향상되고 섬유의 산화 분해를 방지하며, 고해 속도 상승과 피브릴화를 촉진하였다. 5) ASP계는 KP나 PAP보다 Bulk density가 높고, 섬유간 결합이 치밀하고, 섬유의 세포 손상이 감소되었다. 6) 수세미외 섬유는 "C" Stain에 의한 정색 반응으로 청색 또는 청회색의 맑고 투명한 세포벽을 갖는 정색 특성을 나타냈다.
Recently, environmental problems have emerged as a major issue all over the world due to an increase in carbon dioxide(CO2). The amount of CO2 generated during cement production accounts for 6% to 8% of domestic CO2 emissions and a solution to reduce CO2 emissions the construction industry is trying to use mineral admixtures to reduce cement. Since digestion has no firing process the advantage of it is that there is no air pollution to occur. In this study, we studied the compressive strength of binary non-cement mortar containing rice husk powder extracted from digestion by the ratio of 10%, 20%, 30%, 40%. As a result, the table flow was increased when the mixing rate of rice husk powder extracted from digestion was higher, and the highest compressive strength was shown when the rice husk powder extracted from digestion mixing rate was 10%.
무공해 대체 펄프화법 개발의 일환으로 비교척 최근에 많은 연구가 이루어지고 있는 아세트산-물 용매 증해법을 이용하여 현사시나무와 소나무률 펄프화 하였다. 펄프 특성의 변화에서 현사시나무는 거의 모든 아세트산 충해초건에서 우수한 펄프화 경향을 보였지만 소나무는 저온에서 충해가 거의 일어나지 않았다. 현사시나무의 최적 중해조건은 중해농도 95%, 중해온도 $185^{\circ}C$, 증해시간 0.5hr이었다. 구성당 성분의 거동은 현사시나무와 소나무에서 glucose만이 소량 감소하는 반면 그외의 당성분들은 다량 용출되었다. 폐액중의 용출 아세트산 리그닌에 대한 기초척인 성질을 살펴본 결과 현사시나무의 아세트산 리그닌의 원소조성은 C가 63.88%, H가 5.45%, O가 30.67%이며 $C_9$의 formular는 $C_9H_{9.15}O_{3.24}$였고 소나무의 아세트산 리그닌의 조성온 C가 61.85%, H가 6.14%, O가 32.01% 이며 $C_9$의 formular는 $C_9H_{9.15}O_{3.50}$이었으며 두 수종의 아세트산 리그닌 중합 명균분자량은 현사시나무가 731이며 소나무는 725였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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