KR20010074528A - 목재 및 목제품을 진균 감염으로부터 보호하는 방법 - Google Patents

목재 및 목제품을 진균 감염으로부터 보호하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 소르브산 및/또는 소르브산의 하나 이상의 염으로 함침된 목재에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 소르브산 및/또는 소르브산의 하나 이상의 염으로 처리하여 목재를 보호하는 방법에 관한 것이다.

Description

목재 및 목제품을 진균 감염으로부터 보호하는 방법 {Method for protecting wood and wooden articles from fungal infection}
습한 환경에서 목재는 곰팡이 및 다른 진균에 감염되기 쉽다. 다수의 진균류가 목재에 손상을 야기시킬 수 있다. 이에는 보존 가공하지 않은 목재 표면 및 비바람에 노출된 목재 표면에서 비교적 급속하게 성장할 수 있는 다양한 목재-오염 진균류가 포함된다. 처리하지 않은 목재에서는 예를 들면, 아우레오바시듐 풀루란(Aureobasidium pullulan)에 의해 야기될 수 있는 오염이 종종 나타난다. 이는 "청변(blue stain)"이라는 이름으로 알려져 있다. 이러한 진균류의 성장은 목재 또는 이로부터 만들어진 제품의 외관을 손상시킬 뿐만 아니라 진균이 목재에서 다른 제품 또는 생산품으로 옮겨 가고 심지어 장기 지속형 곰팡이가 주위 공기로 방출되는 위험이 있다. 민감한 사람들이 이러한 진균류를 흡입하게 되면, 예를 들면, 천식에 걸릴 수 있다.
목재 및 목제품을 진균 감염으로부터 보호하기 위해, 다수의 성분과 처리방법이 제안되었다.
예를 들면, 목재를 H2O 함량이 낮아지도록 건조시켜 보호할 수 있다. 진균은 물, 일반적으로 약 20% 이상의 물의 존재하에서 성장할 수 있다. 그러나, 건조시킨 목재가 비교적 높은 상대 습도에서 날씨에 노출되면, 건조 효과가 곧 없어져 버린다.
페인트, 니스 및 유사한 피복재가 또한 목재 표면에 진균이 이식되거나 목재 내부로 침투하는 것을 막아준다. 이러한 방법이 실용적인 것으로 판명되기는 하였지만, 이들 중 일부는 노동-집약적이거나 비용이 많이 들며, 또한 목재 또는 목제품이 습한 환경을 통과하지 않거나 안료 또는 피복재가 손상되지 않는 경우에만 효과적이다. 그러나, 운반 및 다른 기계적 응력이 작용하는 동안, 손상되기 쉬워서 보호 작용이 적어도 일부 손실된다.
또한, 목재용 방부제로서 실용되는 살진균 작용을 갖는 다수의 성분들, 예를 들면, 타르유, 유기 주석 화합물, 다양한 염소화 방향족 및 지방족 화합물 및 단독으로 사용되거나 배합하여 사용될 수 있는 그외의 화합물이 공지되어 있다. 이들 성분의 대부분은 진균류에 대한 탁월한 활성을 특징으로 한다. 이들의 사용방법은 일반적으로 간단하다. 대부분의 경우, 함침에 의해 목재를 진균 감염으로부터 영구적으로 보호할 수 있다. 그러나, 이러한 성분들은 민감한 부분에 사용할 경우 문제가 될 수 있는 약간의 독성을 특징으로 한다는 단점이 있다. 이러한 문제는, 단지 미량이라도 식품 또는 식품 포장재로 이동되는 것을 확실히 배제시킬 수 없다면, 특히 식품 제조 분야에 사용하는 경우에 발생한다. 특히, 목재용 타르유와 같이 향이 강한 목재용 방부제의 경우, 식품 중의 미량이라 하더라도 향을 나쁘게 할 위험이 있다. 사실상, 그럼에도 불구하고, 특히 원료를 운반 및 송달하는 목재 화물 깔판이 운반 및 저장 동안 목재-분해 진균류에 의해 감염되어 화물 깔판과 함께 저장 및 제조 영역으로 옮겨가 위생 문제를 야기시킬 수 있는 것으로 일관되게 관찰되고 있다.
각종 식품을 보존하는데 사용되는 몇가지 방부제를 대상으로 하여, 특히 자체로는 식품 보존에 사용되지 않는 유도체 형태로 목재를 보존하기 위한 이들의 적용가능성이 이전에 시험되었다. 예를 들면, 소르브산의 수-불용성 아연염이 불활성인 것으로 기재되어 있다(문헌 참조; Holzforschung 17, 97, 1963). 보다 견고한 구조로 인해, 독일에서 통상적으로 사용되는 침엽수 목재와 완전히 일치하지는 않으며 이에 따라 진균 감염으로부터 다소 더 용이하게 보호될 수 있는 죽재(bamboo)를 대상으로 한 시판되지 않는 나트륨 소르베이트의 효용에 관한 연구에서는 일반적으로 몇일만에 진균으로 감염되어, 대조군으로서 시험한 데하이드로아세트산보다 더 열악한 결과를 초래하였다. 이들 연구에서, 실제로는 통상적이지 않는 pH 3.0에서만 나트륨 소르베이트가 활성을 나타내었다(문헌 참조; Hakko Kogaku Zasshi 37, 19, 1959).
식품 방부제 및 이들의 유도체는 지금까지 활성이 불충분한 것으로 간주되어 왔기 때문에, 이들이 목재 방부제로서 실제 사용되지는 않는다. 그러나, 산업 분야에 사용되는 목재 방부제와는 달리, 식품 가공에 사용되는 방부제는 건강에 무해하기 때문에 미량이 식품 포장재로 이동되는 것이 산업용 방부제보다는 다소 더 허용된다. 또한, 이들은 냄새가 강하지 않기 때문에, 식품의 향을 나쁘게 하지 않는다. 이들은 특히 소르브산과 관련이 있으며, 소르브산은 식품 지방에 존재하는 지방산과 구조적으로 밀접한 관련이 있고 신체 대사에서 동일한 방법으로 지방산으로서 분해된다.
놀랍게도, 본 발명에 이르러, 소르브산, 특히 이의 수용성 염이 목재 손상 진균류로부터 목재 및 목제품을 습한 환경에서도 비교적 장시간 동안 완전히 보호할 수 있는 것으로 밝혀졌다. 이러한 보호 작용은, 일반적으로 소르브산과 이의 염이 보호하고자 하는 물질의 산성 pH에서만 활성을 나타낸다는 사실을 참조[문헌 참조; Handbuch Lebensmittelzusatzstoffe(Food additives manual), section B II-1.2, p. 3, 1997]로 하고 있기는 하지만, 목재의 pH가 보다 높은 경우에도 성취된다.
따라서, 본 발명은 소르브산 및/또는 소르브산의 하나 이상의 염으로 함침된 목재에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 목재를 소르브산 및/또는 소르브산의 하나 이상의 염으로 처리함을 포함하는 목재의 보호방법에 관한 것이다.
본 발명에 있어서, 소르브산의 염은 특히 수용성 염, 바람직하게는 나트륨염, 칼륨염 및 마그네슘염이다.
소르브산과 이의 염의 보호 작용은 특히 식품 제조를 위한 원료 운반용 화물 깔판에 있어서 흥미로우면서 중요하다. 이러한 화물 깔판은 화물 깔판에 실은 물질이 겉포장에 의해 습기로부터 보호된 상태로 존재하는 경우, 화물 깔판 자체를 고습도하에 노출시키는 등의 몇가지 환경을 포함하여, 운반 및 저장 동안 매우 다양한 조건들에 노출된다. 따라서, 화물 깔판을 진균 감염으로부터 보호하기란 간단치 않다. 그러나, 소르브산의 염으로 목재를 처리한 후에는 심지어 습한 환경에서도 목재가 비교적 장시간 동안, 사실상 화물 깔판의 표준 순환을 능가하는 상응하는 조건하에서도 진균이 감염되지 않은 상태로 존재한다는 사실이 밝혀졌다. 이러한 방법에 의해, 건강에 유해하고 불쾌한 냄새가 나는 통상의 목재용 방부제가 미량으로 식품 또는 식품 포장재로 이동되는 위험없이 목재 및 목제품, 특히 식품 제조 및 식품 가공 분야에 사용되는 목재 화물 깔판을 원치않는 곰팡이 감염으로부터 보호할 수 있다.
목재 처리에 사용되는 통상의 방법을 능가하는 특별하거나 복잡한 도포법 또는 함침법을 필요로 하지 않고도 소르브산의 염 용액으로 간단히 처리함으로써 목재를 진균으로부터 보호할 수 있다. 목재 또는 목제품의 표면을 소르브산 및/또는 소르브산 염의 용액으로 균일하게 습윤화시킬 수 있는 방법이라면 어떠한 방법이든 적합하며, 즉 침지, 분무, 피복 및 다른 방법을 들 수 있다. 소르브산 및/또는 소르브산의 염의 농도는 의도하는 처리법에 부합해야 한다. 이들은 원칙적으로 광범위한 한도 내에서 달라질 수 있으며, 상한선은 용해도 한계에 의해 제한되고 하한선은 불충분한 농도에서의 낮은 보호 작용에 의해 제한된다. 제한된 보호 작용은, 특히 건조 목재를 사용하고 용액의 흡수가 비교적 긴 침지 시간에 의해 촉진되거나 목재가 분무 또는 피복에 의해 집중적으로 습윤화되는 경우에 심지어 몇 중량%에서도 성취될 수 있다. 통상적으로, 물 또는 알콜(예를 들면, 측쇄 또는 직쇄 C1-C4알칸올 및/또는 C2-C4알칸디올) 또는 이들 알콜과 물의 혼합물, 특히 수성 1,2-프로판디올 중의 염 용액이 바람직하게는 1 내지 50중량%, 특히 3 내지 30중량%, 특히 바람직하게는 10 내지 40중량%의 농도로 사용된다. 물 중의 소르브산 염의 용액이 바람직하지만, 특별한 조건에서, 급속 건조를 위해서는 물과 휘발성 알콜과의 혼합물 중의 용액이 사용될 수 있고, 지나치게 급속하게 건조되는 경우 균열 형성을 피하기 위해서는 덜 휘발성인 알콜을 사용할 수 있다.
특히 강력한 보호 작용을 위해, 단순 침지 처리 대신에 가압 함침 또는 선행 배출 후 함침을 수행할 수 있으며, 각각의 경우, 물 또는 물과 1,2-프로판디올과의 혼합물 중의 소르브산 및/또는 소르브산 염 용액을 사용한다.
처리 후, 바람직한 보호 작용을 성취하기 위해서는 일반적으로 건조 공기 속에서 단순 건조시키는 것으로 충분하다. 또는, 가열된 방 또는 챔버 속에서 또는 따뜻하거나 건조한 공기 스트림 속에서 가속 건조시키는 것도 가능하다.
처리는, 전체 표면이 소르브산 및/또는 소르브산의 염과 균일하게 접촉되도록, 추가로 가공하고자 하는 목재부에서 수행하는 것이 바람직하다. 그러나, 완성된 목제품의 형태에서 전체 표면이 소르브산 및/또는 소르브산 염의 용액과 접촉될수 있다면, 완성된 목제품 상에서 처리할 수도 있다.
놀랍게도, 목재 또는 목제품을 허용되는 불리한 작용없이 보호할 수 있다. 특히, 목재 및 목제품은 실제로 무취일 수 있다. 처리 후 갈색으로 변색될 수도 있지만, 이는 매우 바람직한 현상이며, 예를 들면, 처리하지 않은 백색 목재 또는 소나무 목재보다는 다소 더 만족스러운 것으로 여겨질 것이다. 처리에 의해 목재의 탄성 및 이의 강도가 손상되지는 않는다.
본 발명을 하기의 실시예에 의해 설명한다.
실시예 1
칼륨 소르베이트 수용액을 사용한 침지 함침
공기건조시킨 소나무 판자를 실험용 물 중의 30% 칼륨 소르베이트 용액에 육안으로 표면이 흠뻑 젖을 정도로 침지시킨다. 처리한 후, 이를 공기건조시킨다. 이어서, 판자를 처리하지 않은 판자와 함께 통상의 실온에서 직접적인 강우만을 차단한 개방된 장소에서 3주 동안 저장한다. 저장을 완료한 후, 처리되지 않은 판자는 집중적인 청변 감염을 나타내어 청변 감염이 전체 표면을 거의 뒤덮고 있는 반면에, 처리한 판자는 감염된 판자 바로 옆에서 저장하였음에도 불구하고 진균 감염이 나타나지 않았다. 보존 가공하지 않은 목재와 비교하여, 단지 담갈색을 나타내는 얼룩이 존재하였다.
실시예 2
수성 1,2-프로판디올 중의 칼륨 소르베이트 용액을 사용한 침지 함침
공기건조시킨 소나무 판자를 실시예 1에서와 같이 물 75용량%와 1,2-프로판디올 25중량%와의 혼합물 중의 30% 칼륨 소르베이트 용액에 침지시키고, 추가로 처리하여 저장한다. 저장을 완료한 후, 역시 판자에는 진균 감염이 전혀 나타나지 않았다. 실시예 1과 비교하여, 판자의 갈색 얼룩이 다소 더 강해졌다.
실시예 3
칼륨 소르베이트 수용액을 사용한 분무 처리
공기건조시킨 소나무 판자를 표면이 균일하게 습윤화될 때까지 물 중의 20% 칼륨 소르베이트 용액을 사용하여 분무 피스톨로 분무한다. 이어서, 판자를 실시예 1에서와 같이 건조시켜 저장한다. 저장을 완료한 후, 결과는 실시예 1과 일치하였다.
실시예 4
높은 대기 습도에서의 저장
각각의 경우, 2개의 소나무 판자를 칼륨 소르베이트 용액에 침지시켜(농도는 표 1 참조) 포화 수증기 대기 속에서 35℃로 저장한다. 이와 병행하여, 곰팡이로 표면을 더욱 오염시키기 위해, 침지시킨 후, 각각 2개의 소나무 판자를 추가로 표면에 흙으로 오염시킨다. 상호 오염을 배제시키기 위해 판자를 각각 따로 필름에 포장하여 철저하게 육안으로 진균 감염을 조사한다. 결과는 표 1에 나타낸다.
칼륨 소르베이트 용액중의 보존 시간(분) 칼륨 소르베이트용액의 농도(중량%) 흙으로의오염 여부 진균 감염
K1 - - - 29일째부터 나타남53일째부터 현저함
V1 10 1 없음 81일 후에도 없음
V2 10 2 없음 81일 후에도 없음
V3 10 5 없음 81일 후에도 없음
V4 5 10 없음 81일 후에도 없음
K2 - - 있음 29일째부터 나타남,저장함에 따라 증가함
V5 10 1 있음 43일재부터 약간 나타남
V6 10 2 있음 53일째부터 약간 나타남
V7 10 5 있음 81일 후에도 없음
V8 5 10 있음 81일 후에도 없음
본 발명에 따르는 방법에 의해, 목재 처리에 사용되는 통상의 방법을 능가하는 특별하거나 복잡한 도포법 또는 함침법을 필요로 하지 않고도 소르브산 및/또는 소르브산 염의 용액으로 간단히 처리하여 목재를 진균으로부터 보호할 수 있다.

Claims (15)

  1. 소르브산 및/또는 소르브산의 하나 이상의 염으로 함침된 목재.
  2. 제1항에 있어서, 소르브산의 염이 소르브산의 나트륨염, 칼륨염 및/또는 마그네슘염인 목재.
  3. 제2항에 있어서, 염이 칼륨 소르베이트인 목재.
  4. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서, 소르브산 및/또는 소르브산의 염이 물, 알콜, 또는 알콜과 물과의 혼합물에 용해되는 목재.
  5. 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서, 소르브산 및/또는 소르브산의 염(들)이 1 내지 50중량%, 바람직하게는 3 내지 30중량%의 농도로 처리액에 사용되는 목재.
  6. 소르브산 및/또는 소르브산의 하나 이상의 염으로 처리하여 목재를 보존하는 방법.
  7. 제6항에 있어서, 소르브산 및/또는 소르브산의 하나 이상의 염의 용액으로의처리가 물, 알콜, 또는 물과 하나 이상의 알콜과의 혼합물 속에서 수행되는 방법.
  8. 제7항에 있어서, 알콜이 1,2-프로판디올인 방법.
  9. 제6항 또는 제7항에 있어서, 소르브산 및/또는 소르브산의 염(들)이 1 내지 50중량%, 바람직하게는 3 내지 30중량%의 농도로 처리액에 사용되는 방법.
  10. 제6항 내지 제9항 중의 어느 한 항에 있어서, 처리가 침지 함침의 형태로 수행되는 방법.
  11. 제6항 내지 제10항 중의 어느 한 항에 있어서, 처리가 승압에서 수행되는 방법.
  12. 제6항 내지 제11항 중의 어느 한 항에 있어서, 처리하기 전에, 목재가 감압에 노출되는 방법.
  13. 제7항 내지 제12항 중의 어느 한 항에 있어서, 소르브산 및/또는 소르브산 염의 용액이 분무 또는 피복에 의해 표면에 도포되는 방법.
  14. 목재를 보존하기 위한, 소르브산 및/또는 이의 염의 용도.
  15. 제14항에 있어서, 진균 감염으로부터 목재를 보호하기 위한 용도.
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