본 연구는 ASTM D2718의 5점 휨하중 시험법을 사용하여 OSB(oriented strand board)와 국산합판의 굴림전단성능을 평가하기 위하여 수행되었다. 각 시험용 판넬에 대해 길이방향에 평행한 것과 수직인 시험편을 제작하여 각각 시험하였으며, 파괴양상을 관찰하였다. 시험 결과 굴림전단력은 강축방향에 평행한 경우 1.32 - 1.938N/mm², 강축방향에 수직인 경우 1.46 - 1.99N/mm² 정도로 나타났으며 방향에 따른 차이는 크게 나타나지 않았다. 국산합판은 길이방향에 평행한 경우는 캐나다산 OSB와, 수직인 경우는 칠레산 OSB와 통계적으로 차이가 나타나지 않았다. 파괴는 OSB에서는 모두 전단에 의한 파괴가 나타났으며, 합판의 경우에는 전단, 접착층의 박리, 휨과 전단에 의한 복합파괴가 관찰되었다.

This study was conducted to evaluate the planar (rolling) shear strength of OSB (oriented strand board) panels and domestic plywood through 5 point bending test method in ASTM D2718 standard. The test specimens were prepared in parallel and perpendicular direction to major axis (along the length of panels) and tested up to failure, and failure modes were also examined. From the test results, rolling shear strength were found to be 1.32 ~ 1.94N/mm² in parallel to major axis, and 1.46 ~ 1.99N/mm² in perpendicular to major axis respectively. Little difference was found between parallel and perpendicular direction of rolling shear strength. There were no statistically significant differences in rolling shear strength between Canadian OSB and domestic plywood in the parallel direction, and between Chilean OSB and domestic plywood in the perpendicular direction. The shear failure was observed in all tested OSB panels, whereas shear failure, glue line delamination, and bending combined with shear failure were observed in the domestic plywood.

본 연구는 태백산맥을 기준으로 영동(고성군), 영서(홍천군), 영남(봉화군) 세 지역 간 소나무의 재질차이의 유무를 알기위해 물리적 특성을 조사하였다. 기건함수율 및 생재함수율(인위적)의 산지 간 차이를 보이지 않았다. 비중은 심재부와 변재부에서 봉화군 소나무가 두 산지보다 높았으며, 고성군과 홍천군 소나무 사이에는 심재부에서는 고성군 소나무가 높고 변재부에서는 홍천군 소나무가 고성군 소나무 보다 높게 나타났다. 심재부의 비중이 높게 나타난 고성군 소나무가 강도적으로 홍천군 소나무보다 클 것으로 판단된다. 수축율은 방사방향의 경우 산지 간 차이가 없고, 접선방향의 경우는 가도관장이 긴 봉화군 소나무가 높게 나타났다. 흡습율은 산지 간 차이가 거의 없는 것으로 나타났다. 이 결과로 소나무를 효율적으로 사용할 수 있고, 육종적으로 좋은 재질의 품종생산에도 도움이 될 것으로 생각한다.

Physical characteristics of Korean red pine (Pinus densiflora) were investigated with different cultivation locations in Taebaek Mountains as Goseong-gun, Hongcheon-gun and Bonghwa-gun as experimental sites. Moisture content based on air-dried or green (artificial) wood was no significant differences with different cultivation places. Specific gravities of both sapwood and heartwood of red pine from Bonghwa-gun were higher than those from other two sites (Hongcheon-gun or Goseong-gun). Specific gravity of heartwood of red pine from Goseong-gun was higher than it from Hongcheon-gun, but this trend was opposite in case of sapwood. Higher specific gravity of red pine heartwood from Goseong-gun maybe resulted in higher strength than those of other sites. In shrinkage ratio, there was no significant difference among different cultivation places in radial directions, but red pine from Bonghwa-gun was higher than those of other sites in tangential directions. Hygroscopicity was no significant differences with different cultivation places. These results will be helpful information for efficient use of pinewood and good quality of pinewood production for genetical breeding improved.

본 총설에서는 외부에 사용되는 목재를 풍화인자로부터 보호하기 위해 실행되고 있는 최근의 연구동향에 대해 조사분석하였다. 주요 기상열화 인자로부터 목재의 표면 보호를 위한 연구 동향에 대하여 조사한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 목재보존제로 사용된 크롬, 구리 등의 무기화합물이 목재를 기상열화로부터 보호할 수 있는 것으로 보고되었다. 또한 ACQ처리 목재의 표면에 wax나 oil같은 소수성물질과 UV 흡수제, HALS(Hindered Amine Light Stabilizers) 등을 방부목재 표면에 precoating하면 기상열화 저항성을 강화할 수 있다고 보고되었다. 또한 방부목재 표면에 불투명 도막형성의 페인트/스테인 및 반투명스테인등이 기상열화방지에 대한 시너지 효과가 높힐수 있다는 보고들이 다수 있었다. 또한 방부목재의 표면보호를 위한 재도장 처리의 필요성이 시사되었다. 투명성의 도막에 UV방지를 위한 첨가물로서 미세입자의 ZnO 또는 TiO₂, Co, Cr, Fe, Mn, Ni과 Ti 등의 금속이온, Tris-resorcinol triazine derivatives, triazine 및 Benzotriazole과 같은 UV흡수제 등이 소개되었다. Methylation, acetylation 또는 alkylation 등과 같이 화학적으로 개질된 경우에는 이로 인한 중량증가가 높은 경우 기상열화 방지효과가 상승된다는 연구들이 소개되었다, 열처리목재의 기상열화 저항성에 대해서는 여러 가지 상반되는 연구보고 들이 있었고, UV저항성을 지닌 도장의 필요성이 강조된 보고가 있어 보다 심도 있는 연구의 필요성이 시사되었다.

A review of research trends on wood surface protection for exterior use obtained the following conclusions: It has been reported that inorganic compounds such as chrome and copper used as wood preservatives can protect wood from weathering. It has been shown that precoating with hydrophobic substances such as wax and oil, UV absorbers, and HALS (Hindered Amine Light Stabilizers) enhances weathering resistance on the surface of ACQ-treated wood. Opaque coatings of paint/stains and semitransparent stains on the surface of preservative treated wood can increase the synergistic effects on prevention of weathering deterioration. Also the need for repainting periodically for the protection of the preservative treated wood surface has also been suggested. ZnO or TiO₂ of fine particles, metal ions such as Co, Cr, Fe, Mn, Ni and Ti, and UV absorbers such as tris-resorcinol triazine derivatives, triazine and benzotriazole were introduced as additives for preventing UV in the transparent coating on wood. Several reports showed that chemical modification such as methylation, acetylation, or alkylations have made some increases the effects of preventing weathering with the increasing weight gain of chemical formulas. In heat-treated wood, there were various contradictory reports on the resistance of weathering, and there were some other reports emphasizing the necessity of painting with UV resistance, which leads to the necessity of more advanced studies.

잣나무 열압밀화재의 완전한 치수안정화를 위해 열압밀화 후 열처리를 하였다. 열처리가 된 열압밀화재의 치수안정성 평가를 위해 흡수시험을 실시하였다. 0.43의 비중인 목재를 두께 압축률 50%로 열압밀화를 실시하여 0.79의 비중을 가진 고비중재를 얻었다. 열압밀화 후 열처리를 통하여 열처리 온도와 시간이 증가함에 따라 흡수성과 팽윤성이 감소하였다. 두께 회복률의 경우는 120℃, 140℃, 160℃ 모두 24시간동안 열처리를 진행하였을 때, 1% 미만의 두께 회복도를 나타내었다. 따라서 열압밀화재의 치수안정화는 후 열처리 공정을 통하여 매우 효과적으로 시행할 수 있는 방법임을 확인할 수 있었다.

Post-heat treatment experiments were carried out for complete dimensional stabilization of thermally compressed wood (Pinus koraiensis). An absorption test was carried out to evaluate the dimensional stability. The specific gravity increased from 0.43 to 0.79 by thermal compression at a compression ratio of 50% thickness. Through the post-heat treatment of compressed wood, the water absorption and thickness swelling decreased with increasing the heat treatment temperature and time. In the case of the thickness recovery rate, when the heat treatment was performed for 24 hours at 120 °C, 140 °C and 160 °C, the thickness recovery was less than 1%. Therefore, it can be confirmed that the method of dimensional stabilization method of the thermal compression wood can be carried out very effectively through post heat treatment process.

4점 휨 시험에서 지간 길이에 따른 낙엽송 제재목의 휨 성능 변화를 알아보기 위하여 연구를 진행하였다. 연구에 사용된 시험편의 크기는 38(너비) × 89(깊이) × 3,600(길이) mm³이며, 평균 기건 밀도와 함수율은 각각 543.5 kg/m³, 10.5%이었다. 낙엽송 육안 등급 1등급 248본을 두 그룹으로 나눠, 지간 거리 1,650 mm와 3,000 mm에서 휨 실험을 진행하여 휨 강도와 휨 탄성계수를 도출하였다. 휨 탄성계수는 유의 수준 5%에서 지간 거리에 따라 차이가 없다고 판단된 반면 휨 강도는 차이가 있었으며, 지간에 반비례하였다. 지간 거리 1,650와 3,000 mm에서 휨 강도의 5% 하한치는 각각 28.65와 25.70 MPa로 확인되었다. 지간 거리에 따른 휨 강도 차이는 백분위 수가 증가함에 따라 커지는 것으로 확인되었으며, 이는 와이블 최약링크 파손 이론에 의한 치수 효과 때문으로 사료된다. 따라서 지간 대 깊이 비가 15 이상으로만 제한되어 있는 목구조용 실대재 휨 시험법(KS F 2150)에 치수 효과를 고려할 수 있는 방법이 포함되어야 할 것으로 판단된다. 이를 통해 다양한 치수의 제재목에서 얻어지는 강도를 설계 값에 반영할 수 있을 것으로 기대된다.

This study was conducted to confirm an effect of span length on bending properties of larch dimensional lumber in the four point bending test. The size of specimen in this study was 38 (width) × 89 (depth) × 3,600 (length) mm³, and average air-dry density and moisture content of the specimens was 543.5 kg/m³ and 10.5%, respectively. Visually graded No. 1 dimensional lumbers of 248 were divided by two groups to compare modulus of rupture (MOR) and modulus of elasticity (MOE). One group was tested in the four point bending test with span length of 1,650 mm, and other was tested with span length of 3,000 mm. While MOE was not different according to span length in 5% significance level, MOR was different in accordance with span lengths and was in inverse proportion to change of span length. Fifth percentiles of MOR in span length of 1,650 and 3,000 mm were 28.65 and 25.70 MPa, respectively. It was confirmed that the difference between MORs in each case increased as normalized rank increased. This is because of size effect in Weibull weakest link failure theory. Therefore, KS F 2150, in which there is only regulation about span to depth ratio of 15 or more, is needed to be revised to contain a method considering size effect for MOR. From the method, various results of bending test with different size of lumber could be used to determine design value of lumber.

본 연구에서는 과열증기를 이용하여 열처리한 낙엽송재의 야외 내후성 시험을 통해 부후균과 해충에 대한 저항성을 평가하였다. 12개월간 진행된 야외 내후성 시험 결과, 무처리재는 흰개미에 의한 피해가 두드러지게 나타났지만 방부목재와 과열증기 열처리재에서는 육안으로 관찰되는 피해는 발견되지 않았다. 무처리재와 방부목재는 약 5%의 질량 감소를 보였으며, 과열증기 열처리재는 약 1%의 질량 감소를 보였다. 야외 내후성 시험이 진행된 후 방부목재에 남아있는 방부약제의 함량이 야외 내후성 시험 전보다 감소한 것으로 보아 야외 내후성 시험이 진행되는 동안 방부약제가 일부 용출된 것으로 보이며, 이에 따라 방부목재의 질량 감소가 무처리재와 유사한 수준으로 나타난 것으로 생각되었다. 과열증기를 이용한 열처리는 방부약제 주입과 같은 화학적인 처리 없이 친환경적으로 목재의 부후균과 해충에 대한 저항성을 개선시킬 수 있는 가능성이 확인되었으며, 이를 위하여 장기적인 관찰이 추가적으로 필요할 것이라 생각된다.

In this study, the decay resistance of larch wood, which was heat treated by superheated steam, was evaluated by the field decay test. During the field decay test of 12 months, non-treated wood has been severely damaged by termite, however, no visible damage has occurred in the preservative-treated wood and superheated steam heat-treated wood. Results of field decay test showed approximately 5% mass loss of the non-treated wood and the preservative-treated wood, and approximately 1% mass loss of the superheated steam heat-treated wood. After the field decay test for 12 months, the residual amount of preservatives remaining in the preservative-treated wood was lower than that before the field decay test. It was considered that the preservative was partially eluted during the field decay test, and the mass loss of the preservative-treated wood was thought to be similar to that of the non-treated wood. Through this study and additional long-term monitoring test, superheated steam heat treatment can be considered to be an environmental-friendly method to enhance the decay resistance of wood against rot fungi and/or insect without chemical treatment such as preservative injection.

본 연구에서는 국산 참오동나무재의 열처리에 의한 재질특성의 변화를 조사하였다. 비교를 위하여 은사시나무와 소나무재의 열처리 특성을 조사, 검토하였다. 세 공시수종의 목재시험편을 160°C, 180°C, 200°C 및 220°C의 전기로 내에서 2시간 열처리 후, 재색변화(L*a*b*), 밀도, 중량감소율 및 셀룰로오스의 상대결정화도를 측정하였다. 재색변화 측정결과, 명도(L*)는 세 공시수종 목재 모두 200℃ 이상에서 크게 감소하였다. 참오동나무재와 은사시나무재의 적-녹색도(a*)와 황-청색도(b*)는 열처리 온도증가에 따른 차이는 거의 없었으나, 소나무재의 b*는 200℃ 이후 감소하였다. 참오동나무재의 재색변화량(ΔE*)은 160℃ 열처리에서는 거의 없었고 180℃ 이상에서 크게 나타났으나, 은사시나무와 소나무재는 160℃에서도 재색변화가 크게 나타났다. 참오동나무재의 밀도는 160~180℃ 열처리에서는 거의 변화가 없었고, 중량감소율은 참오동나무재가 가장 크게 나타났다. 열처리온도 증가에 따라 세 수종의 목재의 중량감소율과 상대결정화도는 증가하였으나 밀도는 다소 감소하였다. 결론적으로 참오동나무재는 색변화 온도, 중량감소율 및 상대결정화도 증가량이 비교수종 목재와 다른 특성을 나타났다.

Effects of heat treatment on the characteristics of Royal paulownia (Paulownia tometosa) wood were investigated. The results were compared with those of Suwon silver poplar (Populus tementiglandulosa) and Korean red pine (Pinus densiflora) woods. The wood samples of the three species were treated at 160°C, 180°C, 200°C and 220°C in an electric furnace for 2 hours. The changes of color, density, mass loss, and relative crystallinity were investigated before and after heat treatment. The lightness (L*) decreased rapidly from 200℃ in all species. There were no change in red-green chromaticity(a*) and yellow-blue chromaticity(b*) of Royal paulownia and poplar woods with increasing temperature. Whereas, yellow-blue chromaticity(b*) of Korean red pine wood decreased sharply from 200℃. Royal paulownia wood showed appreciable color change(ΔE*) after heat treatment above 180°C. Poplar and pine woods, however, presented significant color change from 160℃. Color change of the three wood species increased rapidly with increasing temperature. Mass loss of the three wood species by heat treatment was the highest in the Royal paulownia wood and the lowest in the pine wood. Mass loss and relative crystallinity increased and density decreased slightly with increasing temperature. Consequently, it is revealed that Royal paulownia wood showed considerable differences in the temperature of color change, weight loss and change of relative crystallinity compared to the other wood species.

본 연구에서는 온열욕 겸용을 위해 제작한 숯가마와 전통식 숯가마에서 제조한 백탄의 특성에 대해서 비교, 검토하였다. 온열욕 겸용 숯가마는 밀폐된 숯가마에서 발생하는 미세먼지 및 유해가스와 같은 환경문제를 최소화하고 편안함과 안전성을 고려하여 제작하였다. 온열욕 겸용 숯가마에서 제조한 백탄은 전통식 숯가마의 백탄보다 회분과 휘발분이 다소 높았고 고정탄소가 다소 낮았다. 온열욕 겸용 숯가마에서 생산된 백탄의 밀도는 기존의 전통식 숯가마 백탄보다 약간 높았지만, 평형함수율과 pH는 거의 차이가 없었다. 발열량, 정련도, 경도와 해부학적 구조는 숯가마에 따른 차이가 없었다. 결론적으로 온열욕 겸용을 위해 개량된 숯가마에서 제조한 백탄은 국립산림과학원의 품질인증기준을 충족하였고, 온열욕 겸용 숯가마는 목탄제조에도 적합한 것으로 판단되었다.

In this study, the characteristics of the white charcoal from charcoal kilns made for both charcoal production and thermotherapy and from the traditional charcoal kiln were compared and examined. A charcoal kiln for thermotherapy as a secondary purpose was made to minimize environmental problems such as fine dust and harmful gas generated from sealed charcoal kiln in consideration of comfort and safety. White Charcoal produced from the charcoal kiln for both charcoal production and thermotherapy had higher ash and volatile matter and lower fixed carbon than that from the traditional charcoal kiln. The density of the white charcoal produced from the charcoal kiln for both charcoal production and thermotherapy was slightly higher than that of the traditional one, but the equilibrium moisture content and pH were not significantly different. The calorific value, refinement degree, hardness and anatomical structure were not different between the two. It was concluded that the white charcoal produced from the advanced charcoal kiln for thermotherapy as a secondary purpose meets the quality certification standards of Korea Forest Research Institute.