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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 시편 크기, 건조방법, 측정방법이 수축률에 미치는 영향에 대해 정리하였으며 보다 정밀한 수축률 측정을 위해 이러한 조건들을 고려한 수축률 실험방법의 검토 필요성을 제시하였다.
- 본 연구에서는 목재 수축률에 관련하여 목재공학회지에 발표된 논문의 내용을 정리하였다. 국내산 낙엽송 접선방향 수축률이 4.
제안 방법
- 소나무, 물푸레나무(fraxinus rhynchophylla), 오리나무(alnus japonica), 아까시나무(robinia pseudoacacia)의 심재와 변재 부분에서 30 × 30 × 30 mm 시편을 10개씩 제작하였다. Microwave 오븐과 60℃ 오븐에서 무게변화가 매우 적을 때까지 건조한 후 오븐건조 하였다. Microwave 건조와 오븐건조의 부피수축률은 심재 11.
- 낙엽송 시편을 50 × 50 ×600 mm로 제작하고 115℃, 120℃, 125℃ 온도에서 건조하였다.
- 낙엽송 외 13종을 사용하여 접선, 방사방향 시편 30 × 30 × 5 mm, 섬유 방향 시편 5 × 30 × 60 mm 크기로 제작하였다.
- 낙엽송의 심재 부분에서 접선, 방사방향 시편을 30 × 30 × 5 mm 크기로 제작하였다.
- 소나무에서 20 × 20 × 20 mm 시편을 제작하고 접선, 방사방향에 측정기준선을 표시하였다.
- 수축률 측정을 위해 시편을 20 ± 5℃의 증류수에 침지하여 생재상태로 만든 후 생재상태의 시편을 온도 20 ± 2℃, 상대습도 65 ± 5%로 조습하여 기건상태(target EMC: 12%)로 만든다.
- 낙엽송, 잣나무(pinus koraiensis), 굴참나무(quercus variavilis), 신갈나무(quercus mongolica)의 변재 부분에서 접선, 방사, 섬유방향 시편을 20 × 20 × 20 mm 크기로 제작하였다. 시편은 증류수에 1주일간 진공펌프를 사용하여 생재상태로 만들고 오븐건조 하였다. 낙엽송의 접선, 방사, 섬유방향의 전수축률은 9.
- (2015)은 측정도구에 따른 수축률 차이를 분석하였다. 측정도구는 캘리퍼(정밀도 0.01 mm)와 스캐너(정밀도 0.053 mm/pixel)를 사용하였다. 소나무에서 20 × 20 × 20 mm 시편을 제작하고 접선, 방사방향에 측정기준선을 표시하였다.
대상 데이터
- 아피통(dipterocarpus grandiflorus)과 타운(pometia pinnata)을 사용하여 30 × 30 × 20-30 mm 시편을 제작하였다. 건조방법은 밀폐건조, 오븐건조, 실온건조 사용하였다. 아피통의 부피수축률은 밀폐건조 31.
- 낙엽송, 잣나무(pinus koraiensis), 굴참나무(quercus variavilis), 신갈나무(quercus mongolica)의 변재 부분에서 접선, 방사, 섬유방향 시편을 20 × 20 × 20 mm 크기로 제작하였다.
- 낙엽송과 상수리나무 (quercus acutissima)를 사용하여 45 × 45 × 7 mm 시편을 제작하고 물에 침지 시켰다.
- 소나무(pinus densiflora)를 사용하여 20 × 20 × 20 mm (Heartwood, Sapwood), 50 × 50 × 100 mm, 75 × 75 × 100 mm, 100 × 100 × 100 mm 시편을 제작하였다.
- 소나무, 물푸레나무(fraxinus rhynchophylla), 오리나무(alnus japonica), 아까시나무(robinia pseudoacacia)의 심재와 변재 부분에서 30 × 30 × 30 mm 시편을 10개씩 제작하였다.
- 한국산업규격에서 목재의 수축률 시험 방법(KS F 2203, 2004)을 규정하고 있다. 시편은 방사, 접선 방향 길이 20 mm, 섬유방향 길이 10-30 mm로 제작하고 시편의 개수는 최소 10개 이상 사용해야 한다. 시편의 수축률 측정을 위해 횡단면 중앙에 접선 방향과 방사방향 측정기준선을 표시하고 정밀도 0.
- 아피통(dipterocarpus grandiflorus)과 타운(pometia pinnata)을 사용하여 30 × 30 × 20-30 mm 시편을 제작하였다.
성능/효과
- 24%로 측정되었다. 125℃에서 고온건조한 경우 가장 높은 면수축률을 보였으며 건조온도 증가에 의한 수축률 변화에 일정한 경향을 보이지 않았다.
- 건조방법에 대한 수축률 차이는 다른 연구에서도 발견되었다(Lee and Jung, 1997). 고온건조의 온도조건을 115℃, 120℃, 125℃로 증가하였을 때, 낙엽송 수축률은 4.09%, 3.82%, 4.24%로 건조온도가 가장 높은 125℃에서 가장 큰 수축률을 보였다.
- 수종 별로는 낙엽송, 잣나무, 소나무 수축률에 대한 연구가 가장 많이 진행되었다. 그 외 수종으로는 굴참나무, 신갈나무, 상수리나무, 삼나무(cryptomeria japonica)의 수축률이 측정되었고 측정된 수종들의 방향별 전수축률은 접선방향 4.21%-12.77%, 방사방향 2.09%-4.98%, 섬유 방향 0.14%-1.69%로 나타났다. 접선방향 전수축률은 굴참나무가 12.
- 시편을 72시간 동안 물에 침지한 후 실내에서 시편의 중량이 일정하게 되었을 때, 온도 60℃로 건조한 후 오븐건조 하였다. 낙엽송의 접선, 방사, 섬유방향 전수축률은 7.20%, 4.14%, 0.25%, 부피수축률은 11.64%로 나타났다. 비중이 큰 수종에서 수축률은 크게 나타났으며 연륜폭이 증가함에 따라 수축률은 감소하는 경향을 보였다.
- 생재상태의 시편을 온도 23℃, 상대습도 66% 조건으로 조습 후 오븐 건조 하였다. 낙엽송의 접선, 방사, 섬유방향의 전수축률은 7.40%, 3.39%, 0.33%로 나타났다. 비중 및 함수율과 수축률의 상관계수는 0.
- 시편은 증류수에 1주일간 진공펌프를 사용하여 생재상태로 만들고 오븐건조 하였다. 낙엽송의 접선, 방사, 섬유방향의 전수축률은 9.79%, 3.79%, 0.19%로 측정되었다.
- 따라서 KS F 2203 (2004)에서 규정하는 정밀도 10 µm의 길이측정도구를 사용하여 접선, 방사, 섬유방향의 전수축률을 측정하게 된다면 수축률 측정오차는 0.62%, 1.97%, 35.7% 발생할 수 있다.
- 33%로 나타났다. 비중 및 함수율과 수축률의 상관계수는 0.87-0.96으로 수축률은 비중과 함수율에 매우 밀접한 관계를 보였다.
- 64%로 나타났다. 비중이 큰 수종에서 수축률은 크게 나타났으며 연륜폭이 증가함에 따라 수축률은 감소하는 경향을 보였다.
- 32% 감소하였다. 섬유방향 기건수축률은 0.04%에서 0.16%로 0.12% 증가하였고 부피수축률의 경우 9.34%에서 8.54%로 0.80% 감소하였다. 이는 시편 크기가 커짐에 따라 방사방향 영향이 증가하고 72시간 시편의 침지시간에 따른 시편 크기 별 팽창 정도 차이에 영향을 받은 것으로 생각된다.
- 8%로 나타났다. 섬유방향 전수축률은 0.25%, 0.25%, 부피수축률은 9.5%, 9.3%로 측정되었다. 접선, 방사, 섬유방향 전수축률과 부피수축률은 심재와 변재에서 비슷하게 나타났으며 다른 연구자들의 연구에서도 동일한 경향이 나타나는 것을 볼 수 있다(Kang, 2003; Hwang and Park, 2009).
- 소나무 시편 크기가 20 × 20 × 20 mm에서 100 × 100 × 100 mm로 증가함에 따라 접선방향 수축률은 4.13%에서 1.52%로 2.71배 감소하고 방사방향 수축률은 2.64%에서 1.32%로 2배 감소하는 경향을 보였다.
- 33%로 차이를 보였다. 소나무 시편의 크기에 따른 수축률 변화 분석 결과 시편 크기가 20 mm3에서 100 mm3으로 커짐에 따라 수축률은 감소하는 경향을 보였다. 건조방법에 따라 부피수축률이 다르게 나타났다.
- 64배 나타났다. 소나무의 접선, 방사, 섬유방향 전수축률은 1.43배, 1.49배, 1.87배 차이를 보였다. 측정된 낙엽송의 전수축률이 연구자들 간에 1.
- 97%로 나타났다. 스캐너를 사용하여 측정한 수축률은 캘리퍼로 측정한 수축률 보다 0.52%-0.86% 크게 나타났다.
- 시편 크기가 20 × 20 × 20 mm, 50 × 50 ×100 mm, 75 × 75 × 100 mm, 100 × 100 × 100 mm 로 증가함에 따라 접선방향 기건수축률은 4.13%에서 1.52%로 감소하였고 방사방향 기건수축률은 2.64%에서 1.32%로 각각 2.61%, 1.32% 감소하였다.
- 생재상태 시편을 온도 40-50℃에서 건조한 후 최종적으로 오븐건조 하였다. 시편 크기가 증가함에 따라 접선방향 기건수축률은 1.51%, 방사방향 기건수축률은 1.02%, 섬유방향 기건수축률은 0.2%, 부피수축률은 3.16% 감소하였다.
- 4는 잣나무의 심재와 변재의 접선, 방사, 섬유 방향 전수축률과 부피수축률을 보여준다(Kim, 1995). 심재와 변재의 접선방향 전수축률은 6.7%, 6.5%, 방사방향 전수축률은 2.8%, 2.8%로 나타났다. 섬유방향 전수축률은 0.
- 건조방법은 밀폐건조, 오븐건조, 실온건조 사용하였다. 아피통의 부피수축률은 밀폐건조 31.6%, 오븐건조 26.5%, 실온건조 21.0%이고 타운의 부피수축률은 밀폐건조 18.8%, 오븐건조 12.4%, 실온건조 11.6%로 나타났다. 건조 방법에 따라 부피수축률은 아피통 21.
- 3은 Kang (1994)의 연구에서 아피통과 타운을 밀폐건조(Closed cylinder drying), 오븐건조(Oven drying), 실온건조(Room temperature drying) 하였을 때 부피수축률을 보여준다. 아피통의 부피수축률은 밀폐건조 31.6%, 오븐건조 26.5%, 실온건조 21.0%이고 타운의 부피수축률은 밀폐건조 18.8%, 오븐건조 12.4%, 실온건조 11.6%로 측정되었다. 건조방법에 따라 아피통의 부피수축률은 5.
- 13%로 나타났다. 접선방향 전수축률은 7.57%, 8.09%, 방사방향 전수축률은 3.27%, 3.97%로 나타났다. 스캐너를 사용하여 측정한 수축률은 캘리퍼로 측정한 수축률 보다 0.
- 생재상태의 시편을 온도 20℃, 상대습도 65%로 조습한 후 오븐 건조 하였다. 캘리퍼와 스캐너를 사용하여 측정한 접선방향 기건수축률은 5.66%, 6.10%, 방사방향 기건 수축률은 2.27%, 3.13%로 나타났다. 접선방향 전수축률은 7.
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