초록 ▼

100℃이상의 고온에서 소나무, 낙엽송, 라디아타소나무를 이용한 수증기 가열처리에 의한 열처리목재의 물리적 특성 및 역학적 특성을 검토하고, 치수안정화 기구에 대하여 고찰하였다. 본 연구는 100℃이상의 고온에서 수증기 가열처리한 소나무, 라디아타소나무, 낙엽송의 열연화, 물리적 및 역학적 특성, 치수안정성 개선에 관한 내용을 다룬 것이다. 결과를 요약하면 다음과 같다.
1.100℃이상의 고온에서 수증기 가열처리를 통한 전단강도의 감소가 목재구서성분의 열화에 의한 것인지를 검토하였다. 이것은 목재소재의 수분과 열에 의한 소성

100℃이상의 고온에서 소나무, 낙엽송, 라디아타소나무를 이용한 수증기 가열처리에 의한 열처리목재의 물리적 특성 및 역학적 특성을 검토하고, 치수안정화 기구에 대하여 고찰하였다. 본 연구는 100℃이상의 고온에서 수증기 가열처리한 소나무, 라디아타소나무, 낙엽송의 열연화, 물리적 및 역학적 특성, 치수안정성 개선에 관한 내용을 다룬 것이다. 결과를 요약하면 다음과 같다.
1.100℃이상의 고온에서 수증기 가열처리를 통한 전단강도의 감소가 목재구서성분의 열화에 의한 것인지를 검토하였다. 이것은 목재소재의 수분과 열에 의한 소성가공에 있어서 매우 중요하다. 목재의 전단강도는 열처리시간에 따라 점진적으로 감소하였으며, 10분 이상의 열처리에서 전단강도의 감소가 현저하게 관찰되었다. 또한 이 현상은 고온일수록 증가하는 경향을 나타내었다. 따라서 고온에서의 수증기처리에 의한 열연화는 목재의 가공능력을 향상시키는데 필요한 것으로 생각되었다.
2.휨강도와 압축강도는 열처리온도의 증가와 더불어 약간 감소되었다. 그러나 수증기처리에 의한 목재의 강도와 열처리온도의 관계는 본 실험범위에서는 뚜렷한 결과가 없었다. 120℃와 130℃범위에 있어서 응력해방에 따른 세포벽의 구조와 성분변화가 나타나는 것으로 생각되었다. 수분흡수량은 목재의 처리조건과는 뚜렷한 상관을 나타내지 않았다.
3.100℃와 180℃범위에 있어서, 밀도는 수증기처리 시간처리온도의 증가에 따라 감소하였다. 수증기처리시편의 수축율은 무처리 목재보다 높게 나타났다. 추정목재의 뒤틀림양은 고온수증기 처리에 의해 감소되었다.
4.목재의 치수안정화를 위한 기구를 생각함에 있어서, 이들 실험결과로부터 논리적으로 헤미셀룰로스나 리그닌과 같은 매트릭스와 미크로피브릴에 축적된 응력이 세포벽 구성성분의 분해에 의해 해방됨으로서 가능한 것으로 결론지었다.
1.이원희, 정인석, 김정환. 2001.10. 고온수증기 처리 낙엽송재의 성질변화. 한국목재공학회 2001추계학술발표논문집:pp.200-202.
2.이원희,정인석.2002.4. 압밀화목재의 흡수성. 한국목재공학회2002학술발표논문집:pp.187-190.
3.이원희.2002.6. 목재와 수분. 한국목조건축연구포럼 Vol.2(5):11-79(특별강연).
4.이원희,김정환.2002.6. 고온수증기처리에 의한 낙엽송재의 물성.목재공학:30(2)(인쇄중)
5.이원희,김정환.2002.12. 고온수증기처리에 의한 낙엽송재의 물성.목재공학:30(4)(인쇄예정)
6.이원희, 정인석. Heating compression of Italian popular wood. 목재공학(투고중)

Abstract ▼

The objective of this study is to investigate the wood properties by heating level(temperature and treatment time), and to examine the mechanism of dimensional stability by thermal treatment processing. This study deal with heat softening, physical and mechanical properties, and dimensional stabilit

The objective of this study is to investigate the wood properties by heating level(temperature and treatment time), and to examine the mechanism of dimensional stability by thermal treatment processing. This study deal with heat softening, physical and mechanical properties, and dimensional stability of Pinus densiflora and Pinus radiata and Larix kaemferi, which is treated by superheated steaming at high temperatures above 100℃. The results were summarized as follows:
1. It was examined whether degradation of wood composition could lead to reduced the shear strength through heat steaming treatment at high temperatures above 100℃. This is very important in the plastic process with water and heat of solid wood materials. It could be estimated that the shear strength of woods were gradually reduced by heat steaming time. Remarkable reduction of shear strength of woods was observed with increasing of steaming temperatures above 10 minutes steaming time. Furthermore, this phenomenon shows a tendency to increase with higher temperatures. Therefore, it was considered that the softening by steaming treatment at high temperatures is necessary for the improvement of the wood processing ability.
2. Bending strength and compressive strength were slightly decreased with increasing of the treatment temperatures. But the relationships between wood strength by steam treatment and heat treatment temperatures was not apparent results in this experiment ranges. At the range from 120℃ to 130℃ at temperatures, it was considered that the change of composition and structure in cell wall was appeared by the release of stresses. Water absorption amount was not significant by the conditions of woods treatment.
3. Density was decreased with increasing of the steaming treatment time and temperature at the range from 100℃ to 180℃ at temperatures. It was considered that the steaming treatment specimen was higher coefficient of shrinkage than control wood. It was observed that the warp amount of half edge grain wood decreased with high temperature steaming treatment.
4. Considering the mechanism of dimensional stability of wood, from these experimental results, it is reasonably to conclude that the stress stored in matrix such as lignin, hemicellulose and the microfibrils might be released by the degradation of the cell wall compositions.
There are many efforts to improve the disadvantages of wood by superheated steaming at temperatures above 100℃ for dimensional stability of wood. The results showed that thermal treatment with wetting wood at high temperature decreased the hygroscopicity and subsequent swelling and shrinkage of wood. It's a release of stress in wood.

목차 Contents

• 표지...1
• 목차...2
• < 연구계획 요약문 >...5
• < 연구결과 요약문 >...6
• < EXECUTIVE SUMMARY OF FINAL REPORT >...7
• < 연구내용 및 결과 >...8
• 1. 서론...8
• 2. 연구방법 및 이론...13
• 2.1 열처리조건 설정...13
• 2.2 재료 및 방법...13
• 2.2.1 고온수증기 가열처리에 의한 목재의 열연화 특성...13
• 1) 공시재료...13
• 2) 실험방법...14
• 2.2.2 고온수증기 가열처리에 의한 목재의 물성 변화...16
• A. 오토클레이버를 이용한 고온수증기 가열처리...16
• 1) 공시재료...16
• 2) 실험방법...16
• B. 봄베를 이용한 고온수증기 가열처리...16
• 1) 공시재료...16
• 2) 실험방법...17
• 3. 결과 및 고찰...19
• 3.1 예비연구결과(Preliminary Studies)...19
• 3.2 고온수증기처리에 의한 열연화 특성...21
• 3.2.1 수분과 열에 의한 연화...21
• 3.2.2 고온에서의 함수율과 열연화...23
• 3.2.3 열연화에 미치는 목재 구성성분의 영향...25
• 3.2.4 수분과 열연화에 의한 전단강도변화...27
• 3.3 고온수증기처리에 의한 목재의 물성 변화...29
• 3.3.1 오토클레이버를 이용한 고온수증기 가열처리...29
• 3.3.1.1 고온수증기 가열처리 후 시험편의 함수율과 중량 변화...29
• 3.3.1.2 고온수증기 가열 처리재의 강도적 성질...32
• a) 휨강도...32
• b) 압축강도...35
• c)흡수성...38
• 3.3.2 봄베를 이용한 고온수증기 가열처리...39
• 3.3.2.1 고온수증기 가열처리에 의한 시편의 외관변화...39
• 3.3.2.2 고온수증기 가열처리에 의한 시편의 중량변화...39
• 3.3.2.3 수축율...39
• a) 방사·접선방향 수축율...39
• b) 섬유방향 수축율...46
• 3.3.2.4 강도적 성질...46
• a) 휨강도...46
• b) 압축강도...49
• 3.3.2.5 흡수성...52
• 3.4 열처리목재의 치수안정화 기구에 관한 고찰...55
• 4. 결론...57
• 5. 참고문헌...58