본 연구에서는 인도네시아산 주요 조림 4수종 목재의 기후열화에 대한 내구성을 평가하기 위하여 재색변화를 조사하였다. 자외선, 촉진내후시험 및 야외노출 등의 세 가지 조건에서 실험하였고 색차계를 이용하여 재색변화($L^*a^*b^*$)와 색변화량(${\Delta}E*ab$)을 측정하였다. 그 결과, 공시수종 목재 모두 자외선 조사에 의해 목재의 색이 뚜렷하게 변화되었다. 자외선 노출조건에서 명도는 거의 변화가 없었고, 4수종 목재 모두 적색화 및 황색화가 진행되었다. 촉진내후시험 조건에서 공시목재 모두 백색화가 진행되었고, 녹색화 및 청색화가 진행되었다. 야외폭로 조건에서 Albizia재와 Gmelina재는 백색도가 감소하였고, Mangium재와 Mindi재는 백색도가 오히려 상승하였으며, 4수종 모두 녹색화 및 청색화가 진행되었다. 색변화량은 자외선노출 조건에서 Albizia재와 Gmelina재가 컸고 Mangium재와 Mindi재는 다소 작았다. 또한, 목재의 색변화는 자외선과 더불어 수분의 존재상태에 크게 의존하는 것으로 생각되었다. 결론적으로, 자외선 조사는 목재의 색상을 뚜렷하게 하여 목재의 가치를 향상시킬 수 있는 하나의 방법으로 생각되었다.
본 연구에서는 인도네시아산 주요 조림 4수종 목재의 기후열화에 대한 내구성을 평가하기 위하여 재색변화를 조사하였다. 자외선, 촉진내후시험 및 야외노출 등의 세 가지 조건에서 실험하였고 색차계를 이용하여 재색변화($L^*a^*b^*$)와 색변화량(${\Delta}E*ab$)을 측정하였다. 그 결과, 공시수종 목재 모두 자외선 조사에 의해 목재의 색이 뚜렷하게 변화되었다. 자외선 노출조건에서 명도는 거의 변화가 없었고, 4수종 목재 모두 적색화 및 황색화가 진행되었다. 촉진내후시험 조건에서 공시목재 모두 백색화가 진행되었고, 녹색화 및 청색화가 진행되었다. 야외폭로 조건에서 Albizia재와 Gmelina재는 백색도가 감소하였고, Mangium재와 Mindi재는 백색도가 오히려 상승하였으며, 4수종 모두 녹색화 및 청색화가 진행되었다. 색변화량은 자외선노출 조건에서 Albizia재와 Gmelina재가 컸고 Mangium재와 Mindi재는 다소 작았다. 또한, 목재의 색변화는 자외선과 더불어 수분의 존재상태에 크게 의존하는 것으로 생각되었다. 결론적으로, 자외선 조사는 목재의 색상을 뚜렷하게 하여 목재의 가치를 향상시킬 수 있는 하나의 방법으로 생각되었다.
This study was performed to understand wood durability to climate deterioration of planted Indonesian wood specie such as Albizia, Gmelina, Mangium and Mindi. Wood samples were exposed to indoor and outdoor condition. $L^*a^*b^*$ and Color changes (${\Delta}E*ab$) were determin...
This study was performed to understand wood durability to climate deterioration of planted Indonesian wood specie such as Albizia, Gmelina, Mangium and Mindi. Wood samples were exposed to indoor and outdoor condition. $L^*a^*b^*$ and Color changes (${\Delta}E*ab$) were determined by a spectrophotometer. As a result, color of all samples was changed more markedly by ultraviolet radiation. In indoor test with UV, brightness of wood specimens from four species was not changed and all samples were changed into more reddish and yellowish. In accelerated weathering test, all samples were bleached and changed into more greenish and blueish. In outdoor test, brightness of wood specimens decreased in Albizia and Gmelina and increased in Mangium and Mindi. All wood specimens in outdoor test were changed into more greenish and blueish. Albizia and Gmleina woods showed greater color change than those of Mangium and Mindi. Especially, color change of wood samples might be influenced greatly by moisture. In conclusion, wood color changed into more clearly by UV radiation. Therefore, exposing woods to UV radiation could be one of reasonable methods to improve wood quality on visual characteristic.
This study was performed to understand wood durability to climate deterioration of planted Indonesian wood specie such as Albizia, Gmelina, Mangium and Mindi. Wood samples were exposed to indoor and outdoor condition. $L^*a^*b^*$ and Color changes (${\Delta}E*ab$) were determined by a spectrophotometer. As a result, color of all samples was changed more markedly by ultraviolet radiation. In indoor test with UV, brightness of wood specimens from four species was not changed and all samples were changed into more reddish and yellowish. In accelerated weathering test, all samples were bleached and changed into more greenish and blueish. In outdoor test, brightness of wood specimens decreased in Albizia and Gmelina and increased in Mangium and Mindi. All wood specimens in outdoor test were changed into more greenish and blueish. Albizia and Gmleina woods showed greater color change than those of Mangium and Mindi. Especially, color change of wood samples might be influenced greatly by moisture. In conclusion, wood color changed into more clearly by UV radiation. Therefore, exposing woods to UV radiation could be one of reasonable methods to improve wood quality on visual characteristic.
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문제 정의
본 연구에서는 현재 국내기업이 인도네시아에 조림하여 대량의 목재생산이 기대되고 있는 Albizia, Gmelina, Mangium 및 Mindi 4수종 목재의 재질특성 중 천연내구성의 기초자료를 제공하기 위하여 자외선 노출, 촉진내후시험 및 야외노출 등 기후열화과정 조건에서 목재의 재색변화를 연구, 검토하였다.
제안 방법
실험 과정은 다음과 같다. 1) 공시목재 시료의 색을 측정한 후 자외선분광기(UV spectrometer, Fig. 2-A), 촉진내후시험기(Weatherometer, ATLAS, Fig. 2-B) 및 야외폭로(Fig. 2-C) 등 세 가지의 환경조건에 각 수종별 5개씩 총 60개의 시료를 노출시켰다. 2) 자외선분광기와 촉진내후시험기 실험은 측정기기 내에 각 20개의 목재시료를 340 nm 파장(자외선 영역)하에 8시간 노출 시킨 후 색을 측정하고, 색상의 안정을 위해 암실에 24시간 이상 보관하는 과정을 1 사이클로 설정하여 총 15회 반복하였다.
2-C) 등 세 가지의 환경조건에 각 수종별 5개씩 총 60개의 시료를 노출시켰다. 2) 자외선분광기와 촉진내후시험기 실험은 측정기기 내에 각 20개의 목재시료를 340 nm 파장(자외선 영역)하에 8시간 노출 시킨 후 색을 측정하고, 색상의 안정을 위해 암실에 24시간 이상 보관하는 과정을 1 사이클로 설정하여 총 15회 반복하였다. 이때 자외선분광기에서는 목재 시험편에 자외선만을 조사하였으며, 촉진내후시험기에서는 자외선 조사와 수분 분사를 동시에 수행하였다.
3) 야외폭로 실험은 서울 국립산림과학원 옥상에 45° 각도로 설정된 건조대에서 20개의 시험편을 남향으로 노출시켜 15주 동안 실시하였으며, 주 1회 각 목재시료의 색을 측정하였다.
각 수종별 시험편을 10 (R) × 50 (T) × 150 (L) mm3 치수로 제작하고, 이를 3개월간 기건상태로 건조시켜 기건밀도를 측정하였다.
2) 자외선분광기와 촉진내후시험기 실험은 측정기기 내에 각 20개의 목재시료를 340 nm 파장(자외선 영역)하에 8시간 노출 시킨 후 색을 측정하고, 색상의 안정을 위해 암실에 24시간 이상 보관하는 과정을 1 사이클로 설정하여 총 15회 반복하였다. 이때 자외선분광기에서는 목재 시험편에 자외선만을 조사하였으며, 촉진내후시험기에서는 자외선 조사와 수분 분사를 동시에 수행하였다. 3) 야외폭로 실험은 서울 국립산림과학원 옥상에 45° 각도로 설정된 건조대에서 20개의 시험편을 남향으로 노출시켜 15주 동안 실시하였으며, 주 1회 각 목재시료의 색을 측정하였다.
대상 데이터
본 연구는 대한민국 산림조합중앙회가 인도네시아 자바지역에서 조림하고 있는 4개 수종을 공시수종으로 사용하였으며, 이들에 관한 정보를 Table 1과 Fig. 1에 나타냈다.
실험에 사용된 시편의 색은 분광측색계(spectro-photometer CM-2600d, Minolta)를 이용하여 측정하였다. Fig.
이론/모형
치수로 제작하고, 이를 3개월간 기건상태로 건조시켜 기건밀도를 측정하였다. 기건건조 시킨 목재시험편의 재색변화는 KS A 0063, 0067 (KS A 2006)에 의거하여 측정하였다. 재색변화실험의 실험 조건과 기기는 Table 2와 Fig.
성능/효과
1. 공시수종 목재 모두 자외선 조사에 의해 목재의 색이 더욱 뚜렷하게 변화되었다. 즉, 자외선 노출조건에서 목재의 명도는 거의 변화가 없었으며, 채도는 공시수종 목재 모두 다소 증가하여 적색화 및 황색화가 진행된 것을 알 수 있었다.
2. 촉진내후시험 조건에서 공시목재 모두 명도가 증가하여 백색화가 진행되었으며, 채도의 감소로 녹색화 및 청색화가 진행된 것을 알 수 있었다. 특히 Mangium재는 명도가 크게 증가하였다.
3. 야외폭로 조건에서 Albizia재와 Gmelina재는 명도가 감소하였고, Mangium재와 Mindi재는 오히려 상승하는 결과를 보여주었으며, 공시수종 목재 모두 채도의 감소로 녹색화 및 청색화가 진행된 것을 알 수 있었다.
4. 자외선노출 조건에서 Albizia재와 Gmelina재의 색변화량이 컸고 Mangium재와 Mindi재는 변화량이 다소 작았다. 특히 색변화량은 수분의 존재에 의해 크게 상승하였다.
Fig. 5에 나타난 것과 같이, 자외선 노출조건에서 명도 L*는 Albizia재와 Gmelina재에서 다소 감소하였으며, Mangium재는 거의 변화가 없었고 Mindi재는 다소 증가하는 경향이 있었다. 채도 a*, b*는 4수종 목재 모두 다소 증가하여 적색화 및 황색화가 진행된 것을 알 수 있었다.
이에 반해 Gmelina, Mangium, Mindi 수종은 자외선과 수분이 가해지는 환경조건과 야외폭로 조건에서 색상변화량이 크게 상승하였다. 결과적으로 수종별 차이는 나타났지만 자외선 혹은 외부노출 각각의 조건보다는 자외선과 수분이 함께 가해지는 조건에서 색변화량이 크게 나타났다. Kang et al.
결론적으로 목재의 색변화는 자외선과 더불어 목재 내의 수분의 양에 크게 의존하며, 자외선 조사는 목재의 색상을 뚜렷하게 하여 목재의 시각적 특성에 변화를 줄 수 있는 하나의 방법으로 생각되었다.
6은 촉진내후시험기를 이용하여 자외선과 수분 조건에 120시간 노출시킨 목재시료의 재색변화이다. 공시 수종 모두 명도 L*가 증가하였으며, 채도 a*, b*의 감소로 녹색화 및 청색화가 진행된 것을 알 수 있었다. 특히 Mangium재는 명도가 크게 증가하는 것으로 나타났다.
7은 야외폭로 조건에서 4개월간 색상변화를 조사한 결과이다. 명도 L*는 Albizia재와 Gmelina재에서 감소하였고, Mangium재와 Mindi재는 오히려 상승하는 결과를 보여주었으며, 4수종 목재 모두 채도 a*, b*의 감소로 녹색화 및 청색화가 진행된 것을 알 수 있었다. Hon and Feist (1986)의 연구에서 목재를 야외에 노출시킬 경우 명도가 감소하는 것을 보고하여, 본 연구결과와 일부 일치하였다.
4는 자외선분광기, 촉진내후시험기 및 야외폭로의 세 조건에 노출시킨 후 변색된 공시수종의 목재시료의 사진이다. 육안분석 결과 자외선분광기 내에서 자외선에만 노출된 조건에서는 4수종 모두 색상이 짙어지며 무늬가 뚜렷해지는 경향을 볼 수 있었다(Fig, 4-A). 촉진내후시험기 내에서 자외선과 수분에 노출된 시료(Fig.
자외선노출 조건에서는 Albizia재와 Gmelina재의 색변화량이 컸고 Mangium재와 Mindi재는 변화량이 다소 작은 것으로 나타났다.
즉, 자외선 노출조건에서 목재의 명도는 거의 변화가 없었으며, 채도는 공시수종 목재 모두 다소 증가하여 적색화 및 황색화가 진행된 것을 알 수 있었다.
후속연구
(2002)과 Kim (2012)의 연구에서 각각 가문비나무와 소나무를 촉진내후시험기에 노출시켰을 때 L*값의 감소와 a*, b* 값의 증가 혹은 변화없음을 보고하여, 본 실험결과와 상이한 흥미로운 결과를 보여주었다. 이러한 차이는 수종, 목재의 구조, 추출성분 및 주성분의 구성 및 양 등의 차이에 기인할 것으로 생각되어 이후 보다 상세한 검토가 필요할 것으로 생각된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
인도네시아산 주요 조림 4수종 목재에 대한 자외선, 촉진내후시험 및 야외노출 조건에서의 재색변화를 조사하는 이유는 무엇인가?
본 연구에서는 인도네시아산 주요 조림 4수종 목재의 기후열화에 대한 내구성을 평가하기 위하여 재색변화를 조사하였다. 자외선, 촉진내후시험 및 야외노출 등의 세 가지 조건에서 실험하였고 색차계를 이용하여 재색변화($L^*a^*b^*$)와 색변화량(${\Delta}E*ab$)을 측정하였다.
자외선 조사는 목재에 어떠한 목적으로 사용될 것으로 기대되는가?
또한, 목재의 색변화는 자외선과 더불어 수분의 존재상태에 크게 의존하는 것으로 생각되었다. 결론적으로, 자외선 조사는 목재의 색상을 뚜렷하게 하여 목재의 가치를 향상시킬 수 있는 하나의 방법으로 생각되었다.
자외선, 촉진내후시험 및 야외노출 조건에서 인도네시아산 주요 조림 4수종 목재의 재색변화는 어떠했는가?
자외선, 촉진내후시험 및 야외노출 등의 세 가지 조건에서 실험하였고 색차계를 이용하여 재색변화($L^*a^*b^*$)와 색변화량(${\Delta}E*ab$)을 측정하였다. 그 결과, 공시수종 목재 모두 자외선 조사에 의해 목재의 색이 뚜렷하게 변화되었다. 자외선 노출조건에서 명도는 거의 변화가 없었고, 4수종 목재 모두 적색화 및 황색화가 진행되었다. 촉진내후시험 조건에서 공시목재 모두 백색화가 진행되었고, 녹색화 및 청색화가 진행되었다. 야외폭로 조건에서 Albizia재와 Gmelina재는 백색도가 감소하였고, Mangium재와 Mindi재는 백색도가 오히려 상승하였으며, 4수종 모두 녹색화 및 청색화가 진행되었다. 색변화량은 자외선노출 조건에서 Albizia재와 Gmelina재가 컸고 Mangium재와 Mindi재는 다소 작았다.
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