국내산 잣나무와 낙엽송의 재질

권성민,황원중,권구중,김남훈 江原大學校 森林科學硏究所 2004 Journal of Forest Science Vol.20 No.-

국산 잣나무와 낙엽송의 비중, 연륜폭, 만재율, 종압축강도, 횡압축강도 및 전단강도를 측정하고 방사 ?향의 병이를 조사하여 다음의 결과를 얻었다. 1) 비중은 잣나무가 0.48로 낙엽송의 0.88보다 약 2배정도 낮은 값을 보였다. 두 수종 모두 수심에서 낮은 값을 보여주고 그 후 약 15연륜 까지 다소 증가하다가 일정해지는 경향을 보여주었다. 2) 연륜폭은 잣나무 3.43㎜, 낙엽송 2.83㎜로 잣나무가 낙엽송에 비해 넓었으며, 만재율은 잣나무 30%, 낙엽송 47%로 낙엽송이 잣나무에 비해 높았다. 두 수종 모두 만재율이 커짐에 따라 비중은 커지는 경향을 나타냈다. 3) 종압축강도와 종압축 비례한도, 종압축 영계수는 잣나무가 각각 300kgf/㎠, 270kgf/㎠, 9.2×10³kgf/㎠로서 낙엽송의 600kgf/㎠, 550kgf/㎠, 20×10³kgf/㎠에 비해 모두 낮은 수치를 나타내었다. 종압축강도, 종압축 비례한도 및 영계수의 방사방향변이는 두 수종 모두 뚜렷한 경향을 보이지 않았다. 4) 방사단면의 전단강도는 잣나무가 51kgf/㎠, 낙엽송이 69kgf/㎠으로 낙엽송이 컸으며, 접선단면은 잣나무가 56kgf/㎠, 낙엽송이 86kgf/㎠으로 낙엽송이 큰 값을 나타내었다. Density, annual ring width, latewood percentage and compressive properties of Pinus koraiensis and Larix kaempferi grown in Research Forest of Kangwon National University were measured and their radial variations were investigated. Density(Wa/Va) of Pinus koraiensis and Larix kaempferi was 0.48g/cm² and 0.88g/cm², respectively. Density of both species was slightly lower at pith area, increased gradually with cambial age up to about 15 years and then became constant. Annual ring width of both species was 3.43㎜ and 2.83㎜, respectively. Annual ring width of both species was irregular at pith area but regular after about 20 years. Latewood percentage of both species was 30% and 47%, respectively. Latewood percentage of Pinus koraiensis and Larix kaempferi increased with cambial age up to 14 years and 10 years, respectively and then became constant. Compressive strength, proportional limit and Young's modulus parallel to the grain of Pinus koraiensis were 330 kgf/cm², 270 kgf/cm² and 9.2×10³ kgf/cm², and those of Larix kaempferi were 600 kgf/cm², 550 kgf/cm² and 20×10³ kgf/cm², respectively. Shearing strength in radial direction of Pinus koraiensis and Larix kaempferi was 51 kgf/cm² and 69 kgf/cm², and that of tangential direction was 56 kgf/cm² and 86 kgf/cm², respectively. In this study, compressive and shearing properties of both species did not show any significant differences between juvenile wood and adult wood. Both species showed significant differences in the measured values.

산불 피해 소나무재의 역학적 특성 및 급속오븐 건조특성

황원중,권구중,박종수,김남훈 한국목재공학회 2003 목재공학 Vol.31 No.4

본 연구에서는 산불 피해 소나무재의 이용을 위한 기초자료를 얻고자 역학적 및 건조 특성을 조사하였다. 산불피해재는 종압축 특성, 전단강도, 충격휨흡수에너지 등에서 건전재와 거의 유사한 결과를 보여주었으며, 산불피해재 변재부의 휨특성은 건전재보다 양호하게 나타났다. 건전재와 산불피해재 변재부의 생재함수율은 산불피해재가 다소 낮았으나, 건조속도는 거의 차이가 없었다. 건조시 발생되는 초기할렬은 건전재가 산불피해재보다 발생율이 높았고, 내부할렬은 건전재와 산불피해재에서 발생되지 않았다. 따라서 산불에 의해 피해를 입은 목재의 대부분은 수피부를 제거하여 이용할 경우 건전재와 거의 동일한 용도로서 사용이 가능할 것으로 생각된다. The Mechanical and drying characteristics of Pinus densiflora wood, which was damaged by forest fire, and sound wood were examined. There were no significant differences in axial compressive properties, shearing strength and impact bending absorbed energy between damaged and sound woods. But the bending properties of damaged wood were slightly higher than those of sound wood. The green moisture content of sapwood in damaged wood was lower than that in sound wood, but oven-drying rate was similar in both woods. Number of initial check in damaged wood was smaller than that in sound wood, and inner check in damaged and sound woods was not observed. Consequently, it is considered that mostly damaged wood by forest fire can be used for wood material after removing the considered that mostly damaged wood by forest fire can be used for wood material after removing the bark.

Structural properties and adsorption capacity of holocellulose aerogels synthesized from an alkali hydroxide-urea solution

Kwon, Gu-Joong,Kim, Dae-Young,Hwang, Jae-Hyun,Kang, Joo-Hyon Korean Physical Society 2014 THE JOURNAL OF THE KOREAN PHYSICAL SOCIETY Vol.64 No.10

A tulip tree was used to synthesize a holocellulose aerogel from an aqueous alkali hydroxide-urea solution with the substitution of an organic solvent followed by freeze-drying. For comparison, the synthesized holocellulose aerogels were divided into two groups according to the source of the hydrogel, an upper suspended layer and a bottom concentrated layer of the centrifuged solution of cellulose and NaOH/urea solvents. We investigated the effects of the temperature of the pre-cooled NaOH/urea solution (i.e., dissolution temperature) on the pore structure and the adsorption capacity of the holocellulose aerogel. A nano-fibrillar network structure of the holocellulose aerogel was observed, with little morphological difference in pore structure for different dissolution temperatures. Both micropores and mesopores were observed in the holocellulose aerogel. The specific surface area of the holocellulose aerogel was generally greater at lower dissolution temperatures. In a series of adsorption tests using methylene blue, the holocellulose aerogel showed the greatest adsorption capacity at the lowest dissolution temperature tested (-2A degrees C). However, the dissolution temperature generally had little effect on the adsorption capacity. The holocellulose aerogel produced from the upper suspended layer of the centrifuged hydrogel solution showed a greater porosity and adsorption capacity than the one produced from the bottom concentrated layer. Overall, the aerogel made by utilizing a delignified tulip tree display a high surface area and a high adsorption property, indicating its possible application in eco-friendly adsorption materials.

Characteristics of White Charcoal Produced from the Charcoal Kiln for Thermotherapy(온열욕 겸용 숯가마에서 생산된 백탄의 특성)

( Gu Joong Kwon ),( Ah Ran Kim ),( Hee Soo Lee ),( Seung Hwan Lee ),( Wahyu Hidayat ),( Fauzi Febrianto ),( Nam Hun Kim ) 한국목재공학회 2018 목재공학 Vol.46 No.5

본 연구에서는 온열욕 겸용을 위해 제작한 숯가마와 전통식 숯가마에서 제조한 백탄의 특성에 대해서 비교, 검토하였다. 온열욕 겸용 숯가마는 밀폐된 숯가마에서 발생하는 미세먼지 및 유해가스와 같은 환경문제를 최소화하고 편안함과 안전성을 고려하여 제작하였다. 온열욕 겸용 숯가마에서 제조한 백탄은 전통식 숯가마의 백탄보다 회분과 휘발분이 다소 높았고 고정탄소가 다소 낮았다. 온열욕 겸용 숯가마에서 생산된 백탄의 밀도는 기존의 전통식 숯가마 백탄보다 약간 높았지만, 평형함수율과 pH는 거의 차이가 없었다. 발열량, 정련도, 경도와 해부학적 구조는 숯가마에 따른 차이가 없었다. 결론적으로 온열욕 겸용을 위해 개량된 숯가마에서 제조한 백탄은 국립산림과학원의 품질인증기준을 충족하였고, 온열욕 겸용 숯가마는 목탄제조에도 적합한 것으로 판단되었다. In this study, the characteristics of the white charcoal from charcoal kilns made for both charcoal production and thermotherapy and from the traditional charcoal kiln were compared and examined. A charcoal kiln for thermotherapy as a secondary purpose was made to minimize environmental problems such as fine dust and harmful gas generated from sealed charcoal kiln in consideration of comfort and safety. White Charcoal produced from the charcoal kiln for both charcoal production and thermotherapy had higher ash and volatile matter and lower fixed carbon than that from the traditional charcoal kiln. The density of the white charcoal produced from the charcoal kiln for both charcoal production and thermotherapy was slightly higher than that of the traditional one, but the equilibrium moisture content and pH were not significantly different. The calorific value, refinement degree, hardness and anatomical structure were not different between the two. It was concluded that the white charcoal produced from the advanced charcoal kiln for thermotherapy as a secondary purpose meets the quality certification standards of Korea Forest Research Institute.

Tailoring the characteristics of carbonized wood charcoal by using different heating rates

Kwon, Gu-Joong,Kim, Dae-Young,Oh, Choong-Hyeon,Park, Byung-Ho,Kang, Joo-Hyon Korean Physical Society 2014 THE JOURNAL OF THE KOREAN PHYSICAL SOCIETY Vol.64 No.10

This study examined the characteristics of charcoals generated from White Lauan (Pentacmecontorta) and Punah (Tetrameristaglabra) by using different carbonization temperatures and heating rates. The scanning electron micrographs showed vestured pits in the White Lauan and raphide crystals in Punah as their respective anatomical characteristics. A slower heating rate resulted in a lower temperature to obtain the same amount of weight loss, regardless of the species being tested. A greater charcoal yield was obtained at a higher heating rate. The specific surface area was smaller in the charcoal produced at a higher carbonization temperature, but the heating rate had little effected. For both wood species, the axial compressive strength of the charcoal increased as the carbonization temperature was increased. The X-ray diffractograms of White Lauan and Punah woods heated at 1200A degrees C indicated thermal decomposition of the crystal structure of cellulose, but no appreciable structural changes occurred under the tested heating rate conditions. Overall, the heating rate affected the charcoal yield but not the specific surface area, compressive strength, and crystal structure.

Pyrolysis of cellulose by CO2 Laser

( Gu Joong Kwon ),( Masahisa Wada ),( Shigenori Kuga ),( Keko Hori ),( Mitsuyoshi Yatagai ),( Keisuke Ando ),( Nobuaki Hattori ) 韓國木材工學會 2004 한국목재공학회 학술발표논문집 Vol.2004 No.-

화살나무 잎 열수추출물의 생리활성

권구중(Gu-Joong Kwon),최대성(Dae-Sung Choi),왕명현(Myeong-Hyeon Wang) 한국식품과학회 2007 한국식품과학회지 Vol.39 No.5

화살나무잎을 이용하여 열수추출물에 대한 항산화활성 및 생리 활성과 화살나무잎을 고온에서 덖음처리시 가열처리가 화살나무잎의 생리활성 물질에 미치는 영향을 검토하기 위해 덖음처리 한 것과 덖음처리하지 않은 시료에 대한 항산화 활성, α-amylase, α-glucosidase 및 염증억제효과를 분석하였다. 화살나무잎 열수추출물에 대한 총폴리페놀 함량은 덖음처리하지 않은 시료 10.6 mg/g, 덖음 처리한 시료 9.6 mg/g 로 덖음처리하지 않은 시료가 다소 높게 나타났다. DPPH 라디칼 소거능은 덖음처리하지 않은 시료의 항산화 활성(19.1 μg/mL)이 덖음처리한 시료(21.9 μg/mL)보다도 좋은 활성을 보여주었다. Hydroxyl 라디칼 소거능은 덖음처리한 시료와 덖음처리하지 않은 시료, 모두 농도의 증가에 따라 hydroxyl radical이 감소하는 경향을 보여주어 농도 의존적인 저해효과를 나타냈다. SOD 유사활성은 농도에 의존하는 경향을 보여주었고, 화살나무 잎의 열수추출물에 대한 대조구인 ascorbic acid의 경우, 3 mg/mL에서 52%의 SOD 유사활성을 보인 반면, 덖음처리하지 않은 시료가 20%, 덖음처리한 시료가 18%로 덖음처리하지 않은 시료가 다소 높은 SOD 유사활성도를 나타내었다. α-Amylase 저해효과는 화살나무 잎의 열수추출물은 농도의 증가에 따라 효과가 낮아졌고, 덖음처리한 시료가 덖음처리하지 않은 것에 비해 다소 좋은 효과를 보여주었다. 그러나 α-glucosidase 저해효과에 대한 활성은 거의 없었다. 대식세포 Raw 264.7세포를 이용한 화살나무잎 열수추출물의 항염증활성 효과는 LPS로 활성화시킴과 동시에 화살나무잎 열수추출물을 첨가하고 18시간 경과한 후 생성된 NO의 양을 측정하여, 덖음처리한 시료와 덖음처리하지 않은 시료 모두에서 농도의존적인 NO 생성억제효과가 확인되었다. MTT를 이용한 화살나무잎 열수추출물의 세포생존율은 덖음처리하지 않은 시료의 경우, 열수추출물의 첨가량이 증가하여도 세포생존율이 일정하게 나타났지만, 덖음처리한 시료는 열수추출물의 첨가량 증가와 함께 세포생존율이 감소하였다. This study was performed to investigate the biological activities of roasted (RE) and non-roasted (NRE) hot water extract samples from Euonymus alatus leaf by measuring DPPH radical scavenging, total polyphenol content, hydroxyl radical scavenging, superoxide dismutase (SOD)-like activity, anti-inflammatory activity, and inhibitory effects on α-amylase and α-glucosidase in vitro. The IC50 values for DPPH free radical scavenging activity of the NRE and RE hot water extracts were 19.1 μg/mL and 21.9 μg/mL, respectively, and their total polyphenol contents were estimated as 9.6 mg/g for NRE and 10.6 mg/g for RE. Both NRE and RE scavenged the hydroxyl radical in a concentration-dependent manner, but their activities were lower than that of BHA. It was also shown that SOD-like activity was dependent on NRE and RE concentration, and the SOD-like activity of NRE was slightly higher than that of RE. The highest SOD-like activity obtained from NRE was 20% at a concentration of 3 mg/mL. Neither NRE nor RE seemed to have an effect on α-amylase and α-glucosidase inhibition. Finally, the hot water extracts of NRE and RE significantly decreased the concentration of LPS-induced NO in RAW 264.7 cells, indicating anti-inflammatory activity.

염화콜린/젓산 전처리온도가 리그노셀룰로오스 나노섬유의 특성에 미치는 영향

권구중 ( Gu-joong Kwon ),박찬우 ( Chan-woo Park ),한송이 ( Song-yi Han ),박지수 ( Ji-soo Park ),이은아 ( Eun-ah Lee ),김정기 ( Jeong-ki Kim ),김남훈 ( Nam-hun Kim ),이승환 ( Seung-hwan Lee ) 한국목재공학회 2020 한국목재공학회 학술발표논문집 Vol.2020 No.1

본 연구는 신갈나무를 이용하여 염화 콜린(Choline Chloride)과 젖산 (Lactic acid)을 몰비(1:2와 1:6)로 혼합하여 제조한 공융용매(Deep eutectic solvent, DES)를 이용하여 전처리 온도가 기계적 해섬에 의해 제조된 lignicellulosic nanofiber 특성에 미치는 영향에 대해서 검토하였다. DES 전처리 조건은 100 ℃와 140 ℃에서 2 시간, 6 시간, 12 시간 동안 실시하였다. DES 전처리에 의한 목분의 화학적 조성비는 몰비, 시간, 온도의 증가에 따라 감소하는 경향을 보여주었는데, 전처리 온도가 크게 영향을 주었다. lignicellulosic nanofiber(LCNF)는 100℃와 140℃에서 6시간 전처리 조건으로 처리한 시료를 이용하여 고압균질기로 5회 반복하여 제조하였다. LCNF의 결정화도는 140℃의 온도에서 전처리한 시료가 100℃로 전처리한 시료에 비해 낮았다. 그러나 LCNF의 폭을 TEM을 이용하여 측정한 결과에서 140℃로 전처리한 시료가 1-10nm 정도의 미세한 폭에 대한 비율이 100℃시료에 비해 크게 높았고, 기계적 강도도 우수한 것으로 나타났다. 따라서 DES 전처리에 있어서 온도는 LCNF의 특성에 크게 영향을 주는 것으로 판단된다.

폐열에너지를 활용한 친환경건조시스템 개발

권구중 ( Gu Joong Kwon ),권성민 ( Sung Min Kwon ),장재혁 ( Jae Hyeok Jang ),황원중 ( Won Joung Hwang ),김남훈 ( Nam Hun Kim ) 한국목재공학회 2011 목재공학 Vol.39 No.6

본 연구에서는 탄화과정 중에 탄화로에서 발생되는 폐열을 활용하기 위해서 친환경건조시스템을 개발하여 그 특성을 검토하였다. 친환경건조시스템은 화석연료를 전혀 이용하고 있지 않고, 버려지는 폐열을 이용하기 때문에 환경친화적이다. 친환경건조시스템의 열원으로 이용되는 열수는 3개의 탄화로에 서로 연결되어 폐열을 회수하고 있고, 지속적인 열원의 공급으로 건조기내의 온도와 습도변화는 크지 않았다. 친환경건조시스템 설치가 목탄의 특성에 미치는 영향을 조사하기 위하여 고정탄소, 정련도, 경도, 발열량, pH, 단위중량당 발열량, 수탄율을 분석하였다. 그 결과로부터 친환경건조시스템 설치가 목탄의 특성에 크게 영향을 주지 않는 것으로 나타났다. 따라서 버려지는 폐열을 회수하여 에너지로 이용하는 친환경건조시스템은 에너지절감과 농산물의 건조품질을 향상시켜 농가의 수익을 극대화할 수 있는 효과가 있을 것으로 생각된다. This study was preformed to investigate the characteristics of the green drying system for utilizing heat wasted during carbonization process. The green drying system utilizing waste heat is one of environment-friendly equipments because it needs no other energies from fossil fuel and etc. In this study, waste heat from three kilns was collected by stainless connection pipe, and in the green drying system the temperature and humidity was hardly changed. Charcoal charecteristics as fixed carbon, refining degree, hardness, pH, calorific value, and charcoal yield were analyzed to investigate kiln performance due to installation of green drying system. As a result, the green dry system installation hardly affected the characteristics of charcoal. In conclusion, the green drying system can be applied to maximize the profit of the farm household income and contribute to reduce fossil energy.

공융용매 처리 후 초음파 처리로 제조된 나노셀룰로오스 특성

권구중 ( Gu-joong Kwon ),박찬우 ( Chan-woo Park ),한송이 ( Song-yi Han ),박지수 ( Ji-soo Park ),이은아 ( Eun-ah Lee ),김정기 ( Jeong-ki Kim ),김남훈 ( Nam-hun Kim ),이승환 ( Seung-hwan Lee ) 한국목재공학회 2020 한국목재공학회 학술발표논문집 Vol.2020 No.1

고출력 초음파처리는 다양한 셀룰로오스 원료로부터 세포벽 구조를 파괴하여 미세섬유화할 수 있는 처리 방법으로 알려져 있다. 공융용매(Deep eutectic solvent, DES) 전처리한 침엽수 크라프트 펄프로부터의 나노셀룰로오스 제조에 있어서 초음파 처리의 효과를 조사하였다. DES 전처리는 choline chloride와 lactic acid를 1:1의 몰비로 혼합하여, 다양한 조건에서 실시하였다. DES 전처리에 의한 고형분 수율은 전처리 온도와 시간의 증가와 함께 감소하였지만, 결정화도는 증가하는 경향을 보였다. 초음파 처리는 3cm 직경의 원통형 티타늄 프로브가 장착된 고강도 초음파 발생기 (Fisher Scientific, Sonic dismembrator, 모델 550W)를 사용하여 20kHz 주파수를 이용하였다. 100℃ 조건으로 DES처리한 시료를 이용하여 1시간동안 실시하였다. 초음파 처리에 의하여 DES처리 전과 후의 샘플로부터 폭은 20-30nm정도를 나타냈으나 길이는 DES 처리 후 ~300nm의 비율이 높았으며 무처리 샘플은 900~nm의 비율이 높았다. 나노셀룰로오스의 결정화도는 DES전처리 시간이 증가할수록 감소하였다.