Manufacture and Performance Evaluation of Medium-density Fiberboard Made with Coffee Bean Residue-Wood Fiber

본 연구에서는 수분 흡착효과가 있다고 알려진 커피박을 첨가하여 중밀도섬유판을 제조한 다음 물성과 강도특성을 조사하여 커피박의 중밀도섬유판 원료로써의 가능성을 확인하고자 하였다. 커피박은 주로 인스턴트커피 제조 시 많이 발생하는 찌꺼기인데 가수분해된 것을 전건무게 기준 3, 6, 9% 수준에서 목섬유와 혼합해 중밀도섬유판을 제조하였으며, 이 때 사용한 접착제는 요소수지접착제였다. 커피박과 목섬유를 섞은 중밀도섬유판에 대해 물성과 강도 특성 및 포름알데히드 방산량을 측정하였다. 커피박과 목섬유를 무작위로 섞어 제조한 중밀도섬유판의 휨강도와 박리강도는 모두 KS 기준보다 높게 나타났으며 커피박을 층으로 구성한 적층 성형구조 경우에는 모두 기준에 미달하였다. 제조된 중밀도섬유판의 흡수 두께팽창률은 시판용 중밀도섬유판보다 낮아 물리적 특성 면에서 현저히 개선됨을 보여주었다. 포름알데히드 방산량은 시판용 중밀도섬유판과 유사한 것으로 나타났으며 모두 KS 기준상의 $E_1$급에 부합하였다. 이런 결과는 커피박이 친환경 중밀도섬유판 제조 시 원재료로 활용될 수 있음을 보여주고 있으며 중밀도섬유판의 성능 향상을 위해서는 접착제와 커피박 간의 상호 접착성 및 커피박의 흡착성능 향상을 위한 전환방법에 대한 추가 연구가 요구된다. This study discusses the feasibility of coffee bean residue as a raw material of medium-density fiberboard (MDF). In this relation, the effect of coffee bean residue known as an absorbent material on the physical and mechanical properties of MDF manufactured at its different addition level. Coffee bean residue which is a by-product of coffee mill and large amount of waste left over after processing for instant coffee was added at the level of 3, 6, and 9% on dry basis and urea formaldehyde resin was used as the adhesive. The MDF made with mixture of wood fiber and coffee bean residue was tested for physical and mechanical properties as well as formaldehyde emission. The bending strength and internal bonding strength of the MDF made with mixture of wood fiber-coffee bean residue were higher than that of the KS standard in randomized mat structure type, but not in layered mat structure type. Also, the physical properties of MDF made with mixture of wood fiber-coffee bean residue showed a considerable improvement in thickness swelling over the commercial MDF. More importantly, the formaldehyde emission rate of MDF made with mixture of wood fiber-coffee bean residue met the KS standard and was close to that of commercial MDF. These results showed the feasibility of coffee bean residue as a raw material for the production of environmentally-friendly MDF. Additional works on adhesive-coffee bean compatibility, improvement of moisture absorption effect and reduction the formaldehyde emission rate by carbonization of coffee bean residue may be required.