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문제 정의
- 2009)에서는 리기다소나무, 스트로브잣나무, 버즘나무, 벚나무 및 은사시나무의 해부학적 특성을 중심으로 보고하였다. 본 연구에서는 이들 5개 수종의 물리적 특성을 평가함으로써 목공예나 실내장식재 등으로 활용하는데 지표가 될 수 있는 기초자료를 제공하고자 하였다.
제안 방법
- 각 수종별로 폭 30 mm, 두께 15 mm의 시편을 제작한 후, 만능재료시험기(Instron 4482)를 이용하여 3단면에서 중앙위치에 10 mm의 반지름을 갖는 쇠구슬을 압입시키며, 이때 하중속도는 0.5 mm/분로 하였다. 약 0.
- 각 수종의 단면별 시편을 제작한 후, 휴대용 표면 거칠기 측정기(DIAVITE DH-6, Switzerland)을 이용하여 횡단면의 경우는 연륜방향과 평행 또는 수직방향으로, 방사단면과 접선단면의 경우는 섬유방향과 평행 또는 수직방향으로 각각 3회씩 측정(Oner U and N Ayrilmis, 2005)하여 Ra, RzDIN, Rmax 등을 측정 하였다.
- Table 4는 침엽수의 각 단면별 표면 거칠기를 측정한 결과이다. 목공예품의 표면 거칠기는 섬유주향 및 절삭기구에 큰 영향을 받기 때문에(Takada et al., 1987) 두가지 조건으로 실험하였다. 섬유방향과 평행한 방향으로 측정기의 센서가 지나도록 하였을 경우, 스트로브잣나무의 평균 거칠기(Ra)는 방사단면이 1.
대상 데이터
- 각 수종의 단면별 원판을 직경 120 mm, 두께 15 mm 크기로 제작하여 Taber식 마모시험기(WL210T)를 이용하여 마모량을 측정 하였다. 회전수는 500회로 하며, 시험 전, 후의 질량을 구하고 현행 KS 기준에 의거하여 마모량(KS F 2215, 2006)을 측정하였다.
- 본 실험에서는 강원대학교 구내림에서 채취한 스트로브잣나무, 리기다소나무, 은사시나무, 버즘나무, 벚나무 총 5개 수종을 공시재료로 이용하였다. 공시재료의 개요는 Table 1에 나타냈다.
이론/모형
- 각 수종의 변･심재를 구분 후, 현행 KS 기준에 의거하여 밀도(KS F 2198, 2006)를 측정하였다.
- 5 mm/분로 하였다. 약 0.32 mm 깊이까지 쇠구슬을 각 단면별로 최소 3개소 이상의 부위에 압입하여 현행 KS 기준에 의거하여 경도(KS F 2212, 2009)를 측정하였다.
- 각 수종의 단면별 원판을 직경 120 mm, 두께 15 mm 크기로 제작하여 Taber식 마모시험기(WL210T)를 이용하여 마모량을 측정 하였다. 회전수는 500회로 하며, 시험 전, 후의 질량을 구하고 현행 KS 기준에 의거하여 마모량(KS F 2215, 2006)을 측정하였다.
성능/효과
- 77 ㎛로 측정되었고, 리기다소나무도 유사한 경향을 나타냈다. 결과적으로 섬유방향과 평행하게 거칠기를 측정한 값보다 섬유방향과 직각되게 측정한 값이 높게 나타났고, 센서가 지나는 방향과 상관없이 방사단면과 접선단면 간에는 큰 편차를 나타내지 않았으며, 전체적으로 리기다소나무보다 스트로브잣나무가 다소 거칠게 나타났다.
- 61 N/mm2 로 가장 높았으나, 방사단면과 접선단면 간에는 큰 차이가 나타나지 않았으며, 활엽수 세 수종도 이와 같은 경향을 나타냈다. 결과적으로 횡단면의 경도값이 방사단면과 접선단면보다 높게 나타났으며, 방사단면과 접선단면 간에는 큰 차이를 보이지 않았으나, 리기다소나무를 제외하고 모든 수종에서 방사단면이 가장 작은 경도값을 나타냈다.
- 경도는 모든 수종에서 횡단면이 가장 높았으며, 방사단면과 접선단면간의 차이는 크지 않았다. 비중이 큰 수종일수록 목구면과 종단면간 경도 값의 차이가 적은 경향도 관찰되었다.
- 횡단면의 마모는 방사, 접선 단면에 비해 적었으나, 방사단면과 접선단면 간에는 큰 차이를 나타내지 않는 것으로 확인되었다. 기타 수종 또한 유사한 경향을 보였으며, 수종별로는 스트로브잣나무가 리기다소나무보다 마모량이 높았고, 활엽수는 은사시나무, 버즘나무, 벚나무의 순으로 마모정도가 측정되었다. 마모저항은 비중에 비례하며, 목재 표면의 경도 및 전단강도 등이 증가할수록 마모저항이 증가하며 마모량은 감소하는 경향을 나타내는 것으로 알려지고 있으며, 본 연구의 밀도와 경도 실험결과와 마모량의 관계도 이를 비교적 잘 나타내고 있었다.
- 마모량은 목공예품의 수명에 있어서 매우 중요한 요소로서 리기다소나무, 벚나무, 버즘나무, 은사시나무, 스트로브잣나무의 순으로 마모저항이 큰 것으로 나타났다. 상대적으로 공극이 큰 구조로 된 목구면의 마모량이 종단면에 비해 약 1.
- 기타 수종 또한 유사한 경향을 보였으며, 수종별로는 스트로브잣나무가 리기다소나무보다 마모량이 높았고, 활엽수는 은사시나무, 버즘나무, 벚나무의 순으로 마모정도가 측정되었다. 마모저항은 비중에 비례하며, 목재 표면의 경도 및 전단강도 등이 증가할수록 마모저항이 증가하며 마모량은 감소하는 경향을 나타내는 것으로 알려지고 있으며, 본 연구의 밀도와 경도 실험결과와 마모량의 관계도 이를 비교적 잘 나타내고 있었다.
- 이와 같이 섬유방향과 평행 또는 직각하여 측정한 결과값의 차이는 목공예나 가구제작의 연마나 도장 등과 같은 목재 표면의 가공정도를 파악하는 지표로 활용될 수 있을 것으로 생각된다. 방사단면과 접선단면 간에는 큰 차이가 없었고, 침엽수의 조재와 만재를 구분하여 측정한 결과는 그 차이가 미미하였지만 만재부가 조재부보다 다소 더 거친것으로 나타났다. 수종별로는 버즘나무, 스트로브잣나무, 리기다소나무, 은사시나무의 순으로 나타났으며, 광방사조직을 갖는 버즘나무를 통한 방사조직 구분 거칠기 측정 결과, 방사조직이 없는 부분이 방사조직이 있는 부분보다 약 두 배 가량 더 거칠게 측정되어, 목재의 거친 특성에 방사조직이 지대한 영향을 주는 것으로 사료된다.
- 방사단면의 조재부를 제외한 모든 부위에서 스트로브잣나무가 리기다소나무보다 높게 측정되었다. 방사단면과 접선단면에 비해 횡단면이 높은 것으로 나타났고 방사단면과 접선단면 간에는 큰 차이를 나타내지 않는 것을 확인할 수 있었다. 상대적으로 공극이 많은 구조로 되어있는 조재부가 만재부보다 다소 거칠게 나타났으나, 그 차이가 크지 않은 점으로 미루어보아 표면 거칠기에 조·만재의 분포율이 미치는 영향은 매우 미미한 것으로 생각된다.
- 1은 침엽수재의 조·만재별 표면 거칠기 값을 나타낸 그래프이다. 방사단면의 조재부를 제외한 모든 부위에서 스트로브잣나무가 리기다소나무보다 높게 측정되었다. 방사단면과 접선단면에 비해 횡단면이 높은 것으로 나타났고 방사단면과 접선단면 간에는 큰 차이를 나타내지 않는 것을 확인할 수 있었다.
- 목재의 경도는 수종에 따라 다르며 동일 수종 내에서도 비중, 섬유주향, 함수율, 옹이의 유무 또는 조-만재 등에 의한 변이를 나타내고, 일반적으로 비중에 비례하는 것으로 알려지고 있으며(강 등, 2008). 본 실험의 결과 역시 경도가 비중에 비례하는 경향을 띠는 것으로 확인되었다.
- 경도는 모든 수종에서 횡단면이 가장 높았으며, 방사단면과 접선단면간의 차이는 크지 않았다. 비중이 큰 수종일수록 목구면과 종단면간 경도 값의 차이가 적은 경향도 관찰되었다. 수종간 경도차이는 전반적으로 비중에 비례하는 경향을 나타내었다
- 마모량은 목공예품의 수명에 있어서 매우 중요한 요소로서 리기다소나무, 벚나무, 버즘나무, 은사시나무, 스트로브잣나무의 순으로 마모저항이 큰 것으로 나타났다. 상대적으로 공극이 큰 구조로 된 목구면의 마모량이 종단면에 비해 약 1.1～1.3배 컸으며 방사단면과 접선단면 간에는 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 앞선 경도 측정 결과와 상반되는 경향이 나타나는 것으로 보아, 경도와 마모량은 반비례 관계에 있는 것으로 생각된다.
- , 1987) 두가지 조건으로 실험하였다. 섬유방향과 평행한 방향으로 측정기의 센서가 지나도록 하였을 경우, 스트로브잣나무의 평균 거칠기(Ra)는 방사단면이 1.99 ㎛, 접선단면이 2.00 ㎛로 나타났고, 횡단면에서 접선방향으로 연륜과 평행하게 센서가 지나도록 측정한 결과는 4.61 ㎛로 나타났다. 리기다소나무의 경우 또한 횡단면은 3.
- 방사단면과 접선단면 간에는 큰 차이가 없었고, 침엽수의 조재와 만재를 구분하여 측정한 결과는 그 차이가 미미하였지만 만재부가 조재부보다 다소 더 거친것으로 나타났다. 수종별로는 버즘나무, 스트로브잣나무, 리기다소나무, 은사시나무의 순으로 나타났으며, 광방사조직을 갖는 버즘나무를 통한 방사조직 구분 거칠기 측정 결과, 방사조직이 없는 부분이 방사조직이 있는 부분보다 약 두 배 가량 더 거칠게 측정되어, 목재의 거친 특성에 방사조직이 지대한 영향을 주는 것으로 사료된다.
- 침엽수와 마찬가지로 섬유 및 연륜방향과 직각되게 측정하였을 때가, 평행하게 측정했을 때 보다 다소 거친 것으로 나타났으며 방사단면과 접선 단면 간에는 큰 차이가 없는 것을 확인할 수 있었다. 수종별로는 버즘나무가 제일 거친 것으로 나타났으며, 벚나무의 표면 거칠기가 가장 낮게 측정되었다.
- Table 2는 각 수종별 밀도를 나타낸 표이다. 심재부에서 생재밀도, 기건밀도 및 전건밀도는 모두 벚나무가 가장 높은 값으로 나타났으며, 스트로브잣나무가 가장 낮았다.
- 77 ㎛로 나타났다. 침엽수와 마찬가지로 섬유 및 연륜방향과 직각되게 측정하였을 때가, 평행하게 측정했을 때 보다 다소 거친 것으로 나타났으며 방사단면과 접선 단면 간에는 큰 차이가 없는 것을 확인할 수 있었다. 수종별로는 버즘나무가 제일 거친 것으로 나타났으며, 벚나무의 표면 거칠기가 가장 낮게 측정되었다.
- 표면 거칠기는 섬유 및 연륜방향과 직각되게 측정하였을 때가, 평행하게 측정했을 때 보다 다소 거친 것으로 나타났다. 이와 같이 섬유방향과 평행 또는 직각하여 측정한 결과값의 차이는 목공예나 가구제작의 연마나 도장 등과 같은 목재 표면의 가공정도를 파악하는 지표로 활용될 수 있을 것으로 생각된다.
- 034 g로 측정되었다. 횡단면의 마모는 방사, 접선 단면에 비해 적었으나, 방사단면과 접선단면 간에는 큰 차이를 나타내지 않는 것으로 확인되었다. 기타 수종 또한 유사한 경향을 보였으며, 수종별로는 스트로브잣나무가 리기다소나무보다 마모량이 높았고, 활엽수는 은사시나무, 버즘나무, 벚나무의 순으로 마모정도가 측정되었다.
후속연구
- 표면 거칠기는 섬유 및 연륜방향과 직각되게 측정하였을 때가, 평행하게 측정했을 때 보다 다소 거친 것으로 나타났다. 이와 같이 섬유방향과 평행 또는 직각하여 측정한 결과값의 차이는 목공예나 가구제작의 연마나 도장 등과 같은 목재 표면의 가공정도를 파악하는 지표로 활용될 수 있을 것으로 생각된다. 방사단면과 접선단면 간에는 큰 차이가 없었고, 침엽수의 조재와 만재를 구분하여 측정한 결과는 그 차이가 미미하였지만 만재부가 조재부보다 다소 더 거친것으로 나타났다.
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