KR102136285B1 - 리사이클링이 가능한 친환경 합성목재 방음패널. - Google Patents
리사이클링이 가능한 친환경 합성목재 방음패널. Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 리사이클링이 가능한 친환경 합성목재 방음패널에 관한 것으로서, 목분, 폴리염화비닐(PVC) 및 결합제를 포함하는 합성목재를 포함하며, 상기 목분은 합성목재 전체에 대하여 50 중량% 이상 함유되며, 상기 결합제는 아크릴산, 과산화수소, 질산리튬(LiNO3), 리그닌(lignin)을 포함하는 마이크로 캡슐인 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 합성목재 방음패널에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 폐목재로부터 수득되는 목분을 50 중량% 이상 함유하면서 우수한 방음 효과를 나타내고, 사용후 분쇄하여 리사이클링을 할 수 있는 재질로 이루어진 합성목재 방음패널에 관한 것이다.
일반적으로 합성목재는 목분을 50 중량% 이상 함유하는 것으로서, 다양한 건축용 소재로 활용되고 있다. 이러한 합성목재를 방음패널에 적용하는 기술도 개발되고 있는데, 일반적으로 방음 효과를 나타내는 합성목재의 경우 목분을 다량 함유하면 충분한 방음 성능을 나타내지 못해 수지를 다량 함유하는 경우가 많다.
예를 들어, 대한민국 등록특허공보 10-1293617호에서는 석탄재 85 중량부와 PE 15 중량부의 혼합물로 이루어진 심층재 및 상기 심층재 표면에 부착되며 목분 30 중량부와 PE 70 중량부의 혼합물로 이루어진 표층재로 구성되는 합성목재를 방음벽에 적용하는 기술이 개시되어 있으나, 이러한 종래기술에서는 목분의 함량을 증가시킬 수 없는 문제점이 있어 합성목재의 기준에 부합하지 않는 문제점이 있다.
또한, 합성목재를 방음패널에 적용하는 경우, 목분의 함량을 증가시킬 경우, 가공성이 떨어지고 부식성이 증가하여 방음패널로 적용하기 곤란하기 때문에 합성목재 자체의 목분 함량을 증가시켜 합성목재를 제조하기 곤란하다. 이러한 이유로 대한민국 등록특허공보 10-1197000호에서는 목재 표면에 메틸트리메톡시실란과 콜로이달 실리카로부터 제조된 코팅제를 도포하여 합성목재의 내식성을 향상시키고 있다. 그러나 이 경우에도 발포 수지로 제조된 흡음체를 결합하여 방음 효과를 얻고 있으므로 목재 방음패널로서의 한계를 가지고 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 목분을 50 중량% 이상 함유하는 합성목재로서 방음 성능이 우수한 방음패널을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 폐목재로부터 수득된 목분을 주원료로 함으로써 자원재활용이 가능한 방음패널을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 방음패널을 폐기할 때 분쇄하여 목분 성분을 리사이클링할 수 있는 재질로 이루어진 방음패널을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 합성목재 방음패널은 목분, 폴리염화비닐(PVC) 및 결합제를 포함하는 합성목재를 포함하는 방음패널로서, 상기 목분은 합성목재 전체에 대하여 50 중량% 이상 함유되며, 상기 결합제는 아크릴산, 과산화수소, 질산리튬, 리그닌을 포함하는 마이크로 캡슐인 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 마이크로 캡슐은 아크릴산 10 내지 15 중량부, 과산화수소 0.1 내지 2 중량부, 질산리튬 0.1 내지 2 중량부, 리그닌 5 내지 8 중량부를 포함할 수 있으며, 아크릴산, 과산화수소, 질산리튬, 리그닌을 혼합하여 제조된 혼합물을 고밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 에틸렌 에틸아세테이트, 폴리프로필렌, 에틸렌 비닐아세테이트 중에서 선택되는 고분자로 포집하여 캡슐화함으로써 제조될 수 있고, 상기 고분자의 함량은 상기 마이크로 캡슐 전체 중량에 대하여 20 내지 50 중량%의 범위일 수 있다.
또한, 상기 합성목재는 석분을 추가적으로 포함할 수 있으며, 상기 목분은 톱밥 및 왕겨의 혼합물일 수 있다.
본 발명에 따른 합성목재 방음패널은 목분을 50 중량% 이상 함유하는 합성목재를 사용하면서 방음 성능이 우수한 방음패널을 제공하는 효과를 나타낸다.
또한, 폐목재로부터 수득된 목분을 주원료로 함으로써 자원재활용이 가능하며, 사용후 방음패널을 폐기할 때 분쇄하여 목분 성분을 리사이클링할 수 있는 효과를 나타낸다.
이하 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명은 합성목재를 포함하는 방음패널에 관한 것으로서, 목분이 50 중량% 이상인 합성목재를 적용하되, 방음 성능 및 물성이 우수한 방음패널에 관한 것이다.
일반적으로 방음패널에 적용되는 합성목재는 가공성의 문제로 인하여 목분을 50 중량% 미만으로 함유하는데, 본 발명에서는 이러한 문제를 해결하기 위하여, 상기 합성목재로서 목분, 폴리염화비닐(PVC) 및 결합제를 사출성형 또는 압출성형 등에 의해 성형가공함으로써 합성목재 패널을 제조하고 있다. 특히 목분을 50 중량% 이상 포함하더라도 물성이 우수한 합성목재 패널을 얻게 되는데, 이를 위하여 상기 합성목재는 결합제를 포함하되, 상기 결합제로는 아크릴산, 과산화수소, 질산리튬, 리그닌을 포함하는 마이크로 캡슐을 적용하고 있다.
예를 들어, 대한민국 등록특허공보 10-1796261호, 10-1796263호 등에서는 목재와 같은 셀룰로오스계 재료를 사용하여 성형체를 제조할 때, 산, 과산화물, 금속촉매 및 비반응성 오일을 포함하는 결합 작용제를 이용하여 성형시 발생하는 열과 압력에 의해 상기 결합 작용제가 셀룰로오스 분자 간 결합 반응을 일으켜 접착력을 향상시키고 있다. 이러한 종래기술로부터 산과 염기를 성형 공정에서 혼합되도록 함으로써 목분과 수지의 분자 간 결합을 촉진시킬 수 있을 것으로 예상되며, 본 발명에서는 이러한 산과 염기로서 아크릴산 및 과산화수소를 사용하고 있다.
본 발명에서 사용하는 목분은 톱밥 및 왕겨를 혼합하여 사용할 수 있는데, 이는 목분의 셀룰로오스 성분과 수지 및 결합제와의 상용성을 고려한 것으로서, 상기 목분은 톱밥 및 왕겨를 1:1 내지 5:1의 중량비로 배합하여 사용할 수 있다. 이는 톱밥만을 사용했을 때에 비해 제조되는 합성목재의 물성이 전체적으로 향상되는 결과로부터 도출된 함량범위로서, 톱밥이 지나치게 적거나 많은 경우에는 합성목재의 충분한 물성, 특히 방음 성능을 확보할 수 없는 문제점이 있다.
상기 톱밥은 폐목재를 분쇄하여 얻어진 톱밥을 사용할 수 있고, 왕겨 또한 도정 후 생성된 폐기물로써 이러한 폐기물을 재활용하여 방음패널을 제조하기 때문에 자원재활용 및 친환경적인 패널의 제조가 가능하게 된다.
상기 목분에 함유된 셀룰로오스 분자와 폴리염화비닐의 결합에 의해 성형체의 물성을 향상시킬 수 있으므로, 상기 결합제의 적절한 사용이 합성목재의 제조에 필수적인 요소가 된다. 상기 결합제는 성형 가공 전에는 안정한 상태로 존재하다가 성형 공정에 들어가 외부에서 열과 압력이 가해지면 에너지를 발생하여 목분과 폴리염화비닐 간의 계면 결합 반응을 일으킬 수 있다. 즉, 산과 염기, 특히, 과산화물이 혼합될 때 국지적으로 발생하는 에너지를 이용하여 목분과 폴리염화비닐 간의 결합력을 향상시킬 수 있는 것으로 보인다.
따라서 상기 결합제를 사용하는 경우 목분의 함량이 높더라도 충분한 분자 간 결합력을 얻을 수 있고, 이를 통해 물성이 향상된 합성목재를 안정적으로 얻을 수 있게 된다. 또한, 상기 목분과 폴리염화비닐을 혼합한 상태에서 가열 및 가압에 의해 결합 반응이 일어나기 때문에 상기 목분의 입도를 조절할 필요는 없고, 적당한 크기로 파쇄된 톱밥 및 왕겨를 사용하여도 쉽게 합성목재 성형체를 제조할 수 있다. 또한, 합성목재를 사출 또는 압출 성형으로 제조할 때의 금형이나 성형 조건은 제조하는 합성목재의 종류에 따라 통상의 성형 공정 조건을 적용하여 쉽게 제조할 수 있다.
상기 결합제에서 산 성분으로는 아크릴산을 적용하고 있으며, 과산화물로는 과산화수소를 적용하고 있는데, 상기 아크릴산은 통상적으로 pKa가 4.25 정도이며, 과산화수소는 pKa가 11.75 정도로서 이를 배합할 때 목분과 폴리염화비닐의 계면 결합을 유도할 수 있을 정도의 에너지가 발생되는 것으로 나타났다. 염산, 황산, 질산과 같은 다른 산 성분과 다양한 과산화물의 혼합에 의해서도 계면 결합 에너지를 발생시킬 수는 있으나, 본 발명에서와 같이 목분과 폴리염화비닐의 결합 반응을 유도하는데는 실험적으로 아크릴산과 과산화수소의 조합이 최적의 효과를 나타내었다.
또한, 상기 결합제는 리그닌(lignin)을 함유하고 있는데, 상기 리그닌은 수소결합이나 공유결합을 형성할 수 있는 하이드록시기를 다량 함유하고 있어 아크릴산 및 과산화수소와 혼합했을 때 산 성분을 안정적으로 보호하는 효과를 나타내는 것으로 파악된다. 따라서 상기 아크릴산, 과산화수소 및 리그닌을 적절한 비율로 배합하는 경우 외부에서 열과 압력 등의 에너지가 인가되기 전까지는 비반응성을 유지하는 역할을 하게 된다.
또한, 상기 결합제는 질산리튬(LiNO3)을 함유하는데, 상기 질산리튬은 리튬 이온을 제공하여 상기 아크릴산과 과산화수소가 반응할 때 촉매로서 작용하게 된다. 다양한 금속 촉매를 사용하여도 이러한 촉매 반응을 일으킬 수 있으나, 실험적으로 목분과 폴리염화비닐의 혼합물에 적용할 때 얻어질 수 있는 반응 에너지를 얻기에 질산리튬이 가장 바람직한 것으로 나타났다.
상기 결합제는 아크릴산 10 내지 15 중량부, 과산화수소 0.1 내지 2 중량부, 질산리튬 0.1 내지 2 중량부, 리그닌 5 내지 8 중량부의 비율로 함유되는 것이 바람직하다. 특히, 아크릴산과 과산화수소의 비율은 아크릴산과 과산화수소가 반응할 때 목분과 폴리염화비닐 간의 결합 에너지를 충분히 공급할 수 있는 비율로 최적화된 것이며, 아크릴산이 너무 많거나 너무 적은 경우 반응열이 충분히 발생하지 않고 제조된 합성목재의 물성이 저하되는 것으로 나타났다. 또한, 질산리튬 및 리그닌에 대해서도 동일한 이유로 상기 비율을 벗어나는 경우 제조된 합성목재의 물성이 저하되는 문제점이 발생한다.
또한, 상기 결합제의 구성성분들은 합성목재를 성형 가공하기 전의 배합공정 등에서는 안정한 상태로 존재하며 성형 공정시 반응해야 하므로, 상기 결합제는 상기 아크릴산, 과산화수소, 질산리튬 및 리그닌을 마이크로 캡슐로 포집하여 캡슐화한 상태로 제조하는 것이 바람직하다.
이때, 마이크로 캡슐의 벽 재료를 구성하는 고분자로는 고밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 에틸렌 에틸아세테이트, 폴리프로필렌, 에틸렌 비닐아세테이트 중에서 선택되는 고분자를 사용할 수 있다. 또한, 캡슐화를 위하여 상기 고분자의 함량은 상기 마이크로 캡슐 전체 중량에 대하여 20 내지 50 중량%의 범위가 되도록 혼합된다.
상기 마이크로 캡슐은 통상의 마이크로 캡슐 제조방법을 적용하여 제조할 수 있다. 즉, 아크릴산, 과산화수소, 질산리튬 및 리그닌을 혼합하고, 이를 상용분산한 후 벽 재료인 상기 고분자를 혼합하여 캡슐화시킨다. 이때 기능에 따라 2차 가교제를 투입할 수 있다. 또한, 제조된 캡슐을 건조하고 액체질소로 초저온 조건을 만든 상태에서 분쇄하면 마이크로 캡슐을 얻을 수 있다. 이와 같이 제조된 마이크로 캡슐 형태의 결합제는 목분 및 폴리염화비닐의 종류, 배합량, 목적하는 합성목재의 물성에 따라 적절한 비율로 혼합하며, 이를 성형함으로써 결합제의 작용을 촉발시킬 수 있다.
상기 결합제가 결합 반응을 일으키기 위해서는 120℃ 이상의 온도와 30kgf/㎠ 이상의 압력이 필요하므로 일반적인 열 프레스 성형 조건에서 충분히 반응을 일으킬 수 있다. 또한, 성형 가공이 끝난 후 냉각 안정화 과정에서 자기 가교 결합이 일어나게 되므로 계면 반응을 완료한 목분 및 폴리염화비닐의 계면 간 접착을 더욱 강화시키게 된다.
상기 결합제는 합성목재를 제조하기 위한 혼합물의 전체 중량에 대해 3 내지 10 중량% 정도 사용하며, 결합제의 함량이 많을수록 결합력은 증가하는 경향을 나타낸다. 또한, 결합제의 함량이 상대적으로 적더라도 온도와 압력 조건을 변경함으로써 충분한 결합력을 얻을 수 있으므로, 상기 결합제의 함량은 상기 범위에서 공정조건을 고려하여 적절히 선택될 수 있다.
상기와 같은 결합제를 사용하여 제조된 방음패널은 사용후 폐기할 때 분쇄공정을 거쳐 수지를 함유한 목분 분말을 쉽게 제조할 수 있으며, 이를 이용하여 다시 성형가공이 가능하기 때문에 보드나 패널로 재가공하여 사용할 수 있다. 따라서 본 발명의 방음패널은 리사이클링이 가능한 재질로 이루어진 것이다.
또한, 본 발명의 합성목재는 필요에 따라 석분을 추가적으로 함유할 수 있다. 상기 석분을 함유함으로써 합성목재의 강도 및 내구성을 향상사킬 수 있는데, 석분을 함유하는 경우에도 합성목재 전체 중량의 50 중량% 이상은 목분이 차지하도록 해야 하므로 석분은 1 내지 10 중량%의 범위 내에서 함유되는 것이 바람직하다. 석분이 혼합되는 경우 석분과 목분 및 폴리염화비닐의 결합 반응은 일어나지 않으나, 목분 및 폴리염화비닐의 결합에 의해 형성된 네트워크 내에 석분 분말이 혼합된 상태이므로 상기 범위 내에서의 석분의 함유에 따른 합성목재의 물성 저하는 나타나지 않는 것으로 확인되었다.
또한, 흡음 성능을 향상시키기 위하여 흄드실리카를 부가할 수도 있다. 상기 흄드 실리카는 폴리염화비닐과 목분의 결합체 내에 분포하면서 저밀도의 공간을 형성하기 때문에 적절한 밀도의 흄드실리카를 부가할 때 사용하지 않을 때에 비해 10 내지 15%의 흡음 성능을 향상시킬 수 있는 것으로 나타났다. 상기 흄드실리카로는 180 내지 200㎏/㎥의 상대적으로 저밀도의 흄드실리카를 사용할 때 흡음 성능을 향상시킬 수 있는 것으로 나타났다.
본 발명에 따른 방음패널의 효과를 확인하기 위하여 톱밥 및 왕겨를 3:1의 중량비로 혼합한 목분 65 중량% 및 폴리염화비닐 컴파운드 30 중량% 및 결합제 5 중량%를 혼합한 혼합물을 사출 성형에 의해 성형가공하여 방음패널을 제조하였다. 사출 성형 공정은 약 150 ㎏f/㎠ 압력 및 120 내지 150℃의 온도 조건에서 수행하였다.
또한, 비교를 위하여 목분 65 중량%, 폴리염화비닐 컴파운드 25 중량%, 경화제인 TBPB(t-buthyl perbeneoito) 8 중량%, 및 잔부의 저수축제, 증점제, 희석제, 이형제를 혼합하여 사출 성형에 의해 성형가공하여 방음패널(비교예 1)을 제조하였다.
또한, 목분 40 중량%, 폴리염화비닐 컴파운드 50 중량%, TBPB 8 중량%, 및 잔부의 저수축제, 증점제, 희석제, 이형제를 혼합하여 사출 성형에 의해 성형가공하여 방음패널(비교예 2)을 제조하였다.
제조된 방음패널에 대하여 KS F 3230에 의거하여 물성을 평가한 결과는 표 1과 같다. 표 1에서 수분흡수율은 시험 전후의 중량변화이며, 촉진 내후성은 2,000시간 동안 제논-아크 램프에 노출시킨 후의 초기 충격강도에 대한 충격강도 변화율이다. 또한, 차음성능은 KS F 2808:2006에 따라 측정한 것으로서, 500 Hz에서 25 dB, 1,000 Hz에서 30 dB 이하인 경우 양호한 것으로 평가하였고, 상기 기준을 충족하지 못하는 경우 불량으로 평가하였다.
| 물성 | 실시예 | 비교예1 | 비교예2 |
| 차음성능 | 양호 | 양호 | 양호 |
| 비중 | 1.1 | 1.1 | 1.5 |
| 충격강도(kJ/㎡) | 3.8 | 1.8 | 3.0 |
| 뒤틀림성(%) | 1.8 | 3.2 | 2.3 |
| 수분흡수율(%) | 6.8 | 7.5 | 7.8 |
| 길이선열팽창계수(l/℃) | 4.2×10-5 | 6.5×10-5 | 6.1×10-5 |
| 촉진내후성 | 85 | 68 | 78 |
표 1의 결과를 살펴보면, 실시예 및 비교예 1, 2의 방음패널은 차음성능을 모두 충족하는 것으로 나타났다. 그러나 실시예에 비해 비교예 1 및 2에서는 충격강도 및 촉진내후성이 상대적으로 낮고, 뒤틀림성, 수분흡수율, 길이선열팽창계수이 상대적으로 높은 것으로 나타나 물성이 저하되는 것으로 나타났다. 특히, 비교예 1에서는 목분의 함량을 65 중량%로 하여 충격강도가 크게 저하되고 뒤틀림성이 지나치게 커서 상기 방음패널로 방음벽을 시공하면 하자가 발생하는 것으로 나타났다.
또한, 상기 방음패널을 다시 분쇄하여 분말화한 후 수지 조성물과 배합하여 성형하면 보드나 패널 형태의 성형체를 제조할 수 있는 것으로 나타나 사용후 방음패널의 리사이클링이 가능한 것을 확인하였다.
본 발명은 상술한 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 설명하였으나, 상기 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형과 변경이 가능하다. 그러한 변형예 및 변경예는 본 발명과 첨부된 특허청구범위의 범위 내에 속하는 것으로 보아야 한다.
Claims (5)
- 목분, 폴리염화비닐(PVC) 및 결합제를 포함하는 합성목재를 포함하는 방음패널로서,
상기 목분은 합성목재 전체에 대하여 50 중량% 이상 함유되며,
상기 결합제는 아크릴산 10 내지 15 중량부, 과산화수소 0.1 내지 2 중량부, 질산리튬(LiNO3) 0.1 내지 2 중량부, 리그닌(lignin) 5 내지 8 중량부를 포함하는 마이크로 캡슐이며,
상기 결합제는 합성목재를 제조하기 위한 목분, 폴리염화비닐 및 결합제의 혼합물의 전체 중량에 대해 3 내지 10 중량% 포함되는 것을 특징으로 하는 합성목재 방음패널.
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 마이크로 캡슐은 아크릴산, 과산화수소, 질산리튬, 리그닌을 혼합하여 제조된 혼합물을 고밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 에틸렌 에틸아세테이트, 폴리프로필렌, 에틸렌 비닐아세테이트 중에서 선택되는 고분자로 포집하여 캡슐화함으로써 제조되며,
상기 고분자의 함량은 상기 마이크로 캡슐 전체 중량에 대하여 20 내지 50 중량%의 범위인 것을 특징으로 하는 합성목재 방음패널.
- 청구항 1에 있어서,
상기 합성목재는 석분을 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 합성목재 방음패널.
- 청구항 1에 있어서,
상기 목분은 톱밥 및 왕겨의 혼합물인 것을 특징으로 하는 합성목재 방음패널.
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| KR1020200028418A KR102136285B1 (ko) | 2020-03-06 | 2020-03-06 | 리사이클링이 가능한 친환경 합성목재 방음패널. |
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Citations (5)
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|---|---|---|---|---|
| JP2000038467A (ja) * | 1999-04-30 | 2000-02-08 | Sekisui Jushi Co Ltd | 合成木材 |
| KR20050071425A (ko) * | 2005-01-10 | 2005-07-07 | 손진호 | 광물화식물섬유의 표면피막층 형성 방법 및 그에따른건축자재 |
| KR101197000B1 (ko) | 2012-05-01 | 2012-11-05 | 주식회사 보국산업 | 합성목재 방음벽 |
| KR101293617B1 (ko) | 2012-12-28 | 2013-08-13 | 주식회사 빌츠그린 | 석탄재를 이용한 합성목재 및 그 제조방법 |
| KR101796261B1 (ko) * | 2017-04-25 | 2017-11-10 | 지앤씨테크(주) | 셀룰로오스계 재료의 결합 작용제 및 이의 제조방법. |
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000038467A (ja) * | 1999-04-30 | 2000-02-08 | Sekisui Jushi Co Ltd | 合成木材 |
| KR20050071425A (ko) * | 2005-01-10 | 2005-07-07 | 손진호 | 광물화식물섬유의 표면피막층 형성 방법 및 그에따른건축자재 |
| KR101197000B1 (ko) | 2012-05-01 | 2012-11-05 | 주식회사 보국산업 | 합성목재 방음벽 |
| KR101293617B1 (ko) | 2012-12-28 | 2013-08-13 | 주식회사 빌츠그린 | 석탄재를 이용한 합성목재 및 그 제조방법 |
| KR101796261B1 (ko) * | 2017-04-25 | 2017-11-10 | 지앤씨테크(주) | 셀룰로오스계 재료의 결합 작용제 및 이의 제조방법. |
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