데시케이터법에 의한 목질판상제품의 폼알데하이드방출량 측정방법

[제정] 2010. 10. 26.  국립산림과학원고시 제2010-09호

1. 적용범위

이 방법은 합판, 섬유판, 파티클보드, OSB(oriented strand board) 및 목질마루판 등의 목질판상제품에서 공기 중으로 방출되는 폼알데하이드를 데시케이터를 이용하여 측정하는 시험방법에 대하여 규정한다.

2. 관련규격

1) ISO 12460-4, Wood-based panels - Determination of formaldehyde release -  Part 4: desiccator method.

2) KS M 1998, 건축 내장재의 폼알데하이드 및 휘발성 유기화합물 방출량 측정.

3) JIS A 1460, 건축용 보드류의 폼알데하이드방산량 시험방법 - 데시케이터법.

3. 기구

3.1 유리 데시케이터  데시케이터는 기밀성을 가지며 내경이 240±15㎜로 뚜껑을 포함한 전체 부피가 11±1L인 것.

3.2 결정접시  원형으로 내경이 115±1㎜이며 깊이가 60±2㎜인 것.

3.3 시험편지지대  스테인리스로 만들어져 데시케이터 내에서 시험편을 지지할 수 있는 것.

3.4 온도 및 습도 측정기  온도는 0.1℃까지, 습도는 0.5%까지 측정할 수 있는 것.

3.5 분광광도계  410～415nm의 범위에서 흡광도를 측정할 수 있는 것.

3.6 항온수조  온도 65±2℃를 유지할 수 있는 것.

3.7 용량플라스크  100mL 용량의 플라스크 6개, 1,000mL 용량의 플라스크 2개.

3.8 피펫  1, 5, 10, 15, 20, 25, 50, 100mL 용량의 피펫.

3.9 뷰렛  50~100mL 용량의 것.

3.10 갈색병  100mL 용량으로 마개가 있는 것.

3.11 저울  0.1mg 까지 측정할 수 있는 것.

<그림 > 데시케이터

<그림 > 시험편 지지대

4. 시약

4.1 일반사항  모든 시약은 분석용을 사용하며 물은 증류수를 사용한다.

4.2 아세틸아세톤-초산암모늄 용액  암모늄아세테이트 150g을 800mL의 증류수에 용해시킨 후, 3mL의 초산과 2mL의 아세틸아세톤(2,4-pentanedione)을 첨가하여 잘 흔들어 용액을 만든다. 이 용액에 증류수를 첨가하여 1,000mL가 되도록 한 다음, 온도 4±2℃ 이하의 차광된 장소에서 보관한다. 이 용액이 제조 후 3일이 경과되었을 때는 다시 만들어 사용한다.

5. 시험편

5.1 시료(sample) 채취  3매의 원판을 추출하고, 각각의 원판을 <그림 3>과 같이 9등분하여 대각선방향으로 3조의 시료를 채취하여 모두 9조가 되도록 한다.

<그림 3> 원판으로부터의 시료채취방법

5.2 시험편(specimen) 치수  시험편의 길이는 150±1.0㎜, 폭은 50±1.0㎜로 한다.

5.3 시험편(specimen) 매수  시험편의 측면과 표면을 포함하여 시험편 전체의 표면적이 1,800㎠에 가깝게 되도록 시험편 매수를 정한다.

5.4 방출량 측정회수  방출량 측정회수는 각 조당 1회 이상으로 한다.

5.5 시험편의 전처리

5.5.1 전처리 조건  시험편은 상대습도 65±5%, 온도 20±2℃의 조건에서 7일 또는 항량에 도달할 때까지 전처리를 한다. 항량은 24시간마다 시험편의 무게를 측정하여 두 번의 연속적 측정값이 0.1%이상 차이가 나지 않을 경우로 한다. 전처리할 때는 인접한 시험편의 간격이 25㎜ 이상 떨어지도록 하며, 모든 표면에 공기가 순환될 수 있도록 시험편을 배치한다. 또한 폼알데하이드방출량의 차이가 큰 시험편은 가능한 한 분리된 장소에서 전처리하도록 한다.

5.5.2 전처리실의 폼알데하이드 배경농도 측정  폼알데하이드 배경농도는 결정접시(3.2)에 증류수 300mL를 담아 전처리실에 24시간 노출시켜 (7.3)의 절차에 따라 측정한다.

5.5.3 전처리실의 폼알데하이드 배경농도  전처리장소의 폼알데하이드 배경농도는 시험편의 폼알데하이드방출량 수준보다 낮아야 한다. 예를 들어 시험편의 방출량 수준이 0.3㎎/L라면 전처리실의 폼알데하이드 배경농도는 0.3㎎/L보다 낮아야 한다. 전처리실의 폼알데하이드 배경농도가 높을 경우에는 폼알데하이드방출량이 낮은 시험편이 폼알데하이드를 흡수할 수 있으므로 주의해야 한다.

6. 시험절차

6.1 데시케이터 준비

6.1.1 데시케이터  데시케이터는 시험하기 전에 물로 충분히 세척하고 건조하여 사용한다.

6.1.2 결정접시  결정접시는 증류수로 깨끗이 세척, 건조하여 사용하며, 20±0.5℃의 증류수 300±1mL를 결정접시에 담아 준비된 데시케이터의 내부 한가운데에 놓는다. 그리고 시험편지지대<그림 2>를 데시케이터 내부의 결정접시 윗쪽에 놓는다.

6.2 시험조건  데시케이터의 내부 온도가 20±0.5℃로 유지될 수 있도록 하며, 진동이 없도록 한다.

6.3 시험편 설치  준비된 시험편을 데시케이터 내부에 놓여 있는 시험편지지대에 설치한다.

6.4 시험조건의 관찰

6.4.1 온도 측정  시험편을 넣지 않은 데시케이터를 이용하여, 데시케이터 내부에 온도측정기(3.4)(온도계 또는 thermocouple)를 넣어 데시케이터 내부의 온도를 연속적으로 또는 적어도 15분 간격으로 관찰하여 시험기간 동안의 평균온도를 기록한다. 또 다른 방법으로서 데시케이터에 인접한 위치에서 온도측정기로 시험환경조건의 온도를 관찰할 수 있다.

6.4.2 폼알데하이드 배경농도  시험장소의 폼알데하이드 배경농도는 시험편을 넣지 않은 데시케이터를 이용하여 측정한다. 최대허용 배경농도는 0.05㎎/L로 한다.

6.5 폼알데하이드 포집시간  폼알데하이드를 포집하는 시간은 24시간±10분으로 한다.

6.6 시료 채취  폼알데하이드가 포집된 결정접시의 물(폼알데하이드 수용액)을 충분히 혼합한다. 그리고 100mL 용량플라스크(3.7)를 폼알데하이드 수용액으로 세척한 다음에 폼알데하이드 수용액으로 채우고 유리마개로 닫는다. 폼알데하이드 농도를 즉시 측정하지 않을 경우에는 0~5℃사이의 온도에서 최대 30시간까지 저장할 수 있다. 폼알데하이드 배경농도 또한 동일한 방법에 의해서 측정해야만 한다.

7. 폼알데하이드 정량

7.1 일반사항  폼알데하이드 수용액 중의 폼알데하이드 농도는 아세틸아세톤방법을 이용하여 분광법으로 분석한다.

7.2 원리  폼알데하이드의 정량은 폼알데하이드가 암모늄이온 및 아세틸아세톤과 반응하여 diacetyldihydrolutidine(DDL)을 생성하는 Hantzsch 반응에 기초한 것으로서, 이 반응은 <그림 4>에 나타낸 바와 같이, 폼알데하이드와 선택적으로 반응한다. 여기에서 DDL은 가시광선 파장 410nm와 415nm 사이에서 최대흡광도를 갖는다.

<그림 4>

7.3 절차  폼알데하이드를 포집한 증류수 25mL를 피펫으로 채취하여 100mL 갈색병에 넣고, 아세틸아세톤-초산암모늄 용액(4.2) 25mL를 첨가하고 마개를 닫는다. 마개를 닫은 플라스크를 65±2℃의 항온수조에 넣고 10분 동안 가열한 다음에 차광한 상태로 20℃±0.5℃에서 60±5분간 정치한다. 이 용액을 분광광도계 셀에 넣고, 물을 대조구로 하여 파장 412nm에서 분광광도계(3.5)로 흡광도를 측정한다. 시험편을 넣지 않은 폼알데하이드 바탕시험 농도도 동일한 절차에 따라 측정한다.

* 412nm 이외의 파장에서 최대 흡수가 발생할 경우는 검량선 작성을 포함한 모든 측정은 이 파장에서 수행할 수 있다.

* 분광광도계의 셀은 길이(path length) 50㎜인 것을 사용할 수 있으며, 이 때는 동일한 길이의 셀로 작성한 검량선을 사용하여야 한다.

7.4 검량선 작성

7.4.1 일반사항  검량선(calibration curve)은 폼알데하이드 표준용액을 이용하여 작성하고, 표준용액의 폼알데하이드 농도는 요오드적정법으로 정량한다. 검량선은 적어도 한 달에 한 번씩 작성하여 검증한다. 검량선은 7.4.2의 방법으로 작성한다.

7.4.2 폼알데하이드 표준원액의 농도 정량

7.4.2.1 시약  다음과 같은 시약들을 사용한다.

1) 표준 요오드(I2)용액의 농도, c(I2)는 0.05 mol/L

2) 티오황산나트륨(Na2S2O3) 용액의 농도, c(Na2S2O3)는  0.1 mol/L

3) 표준 수산화나트륨(NaOH)의 농도, c(NaOH)는 1 mol/L

4) 표준 황산(H2SO4)용액의 농도, c(H2SO4)는 1 mol/L

5) 전분용액의 농도는 1%

* 위 1)～5)의 용액은 표준화된 것을 사용한다.

7.4.2.2 절차

1) 폼알데하이드 용액(37% 폼알데하이드) 1mL를 1,000mL 용량플라스크에 넣고 증류수를 눈금까지 가하여 희석한다.

2) 1)에서 제조한 폼알데하이드 표준원액 20mL에 요오드용액 25mL와 수산화나트륨 10mL을 혼합한다.

3) 차광한 실온상태에서 15분간 정치한 후 황산 15mL를 넣는다.

4) 과량의 요오드를 티오황산나트륨 용액으로 적정한다.

5) 적정의 마지막 부분에서 지시약으로 전분 몇 방울을 넣는다.

7.4.2.3 계산  폼알데하이드 양은 다음 식에 의해 계산한다.

w(HCHO) = (V0-V) x 15 x c(Na2S2O3) x 1,000/20

w(HCHO) : 폼알데하이드 농도 (㎎/L)

V : 적정에 소비된 티오황산나트륨 부피(mL)

V0 : 바탕시험(blank)의 적정에 소비된 티오황산나트륨 부피(mL)

c(Na2S2O3) : 티오황산나트륨 농도(mol/L)

* 티오황산나트륨(0.1 mol/L) 1mL는 요오드(0.05 mol/L) 1mL와 폼알데하이드 1.5㎎에 상응한다.

7.4.3 검량선 작성용 폼알데하이드 표준용액  7.4.2에서 정량한 폼알데하이드 농도를 이용하여 폼알데하이드 3㎎을 포함하는 표준원액 부피를 계산하여, 이를 피펫으로 1,000mL 용량플라스크에 넣고 증류수로 1,000mL까지 채운다.

7.4.4 검량선의 작성 검량선은 다음과 같이 작성한다.

1) 검량선 작성용 폼알데하이드 표준용액(7.4.3)을 0, 5, 10, 20, 50, 100mL를 피펫으로 채취하여 100mL 용량플라스크에 넣고 표시선까지 물로 희석한다.

2) 각 희석 용액 25mL를 피펫으로 채취하여 7.3의 절차에 따라 폼알데하이드를 정량한다.

3) 검량선 작성용 표준용액의 흡광도를 결정할 때 바탕시험 농도 측정값을 뺀다.

4) 폼알데하이드농도(0～3㎎)에 대한 흡광도를 그래프로 나타낸다.

5) 그래프의 기울기(f)를 계산한다.

7.5 폼알데하이드방출량 농도 계산  시험편에서 방출하여 데시케이터 결정접시에 포집된 폼알데하이드농도는 다음 식에 의해 계산한다.

[eqn: G``=`f` TIMES (A _{d} -A _{b} )` TIMES `1800/A]

G : 시험편에서 발생한 폼알데하이드의 농도(㎎/L)

f : 표준원액을 이용한 검량선의 기울기(㎎/L)

Ad : 데시케이터 결정접시에서 포집한 용액의 흡광도

Ab : 배경농도 용액의 흡광도

A : 시험편의 전체 표면적(㎠)

8. 결과의 표시

시험편의 폼알데하이드방출량은 결정접시에 포집된 폼알데하이드의 양을 ㎎/L 단위로 최소 0.01㎎/L까지 표시한다. 평균값과 개별 측정값을 시험결과 보고에 함께 기재한다. 개별 측정값이 평균값에 대하여 ±20% 이상의 차이가 있을 경우에는 재시험을 실시한다.

9. 시험결과 보고

시험결과 보고에는 다음 사항을 포함한다.

1) 시험기관 및 담당자

2) 시험보고일자

3) 시험제품의 종류, 두께, 밀도, 표면마감상태

4) 시험편 채취일자, 시험일자

5) 시험편의 수

6) 폼알데하이드방출량(평균값, 개별 측정값, 배경농도)

부  칙(2010. 10. 26.)

1. 이 고시는 고시한 날로부터 시행한다.