3. 실험결과

3.1 1차 마이크로파 가열 건조스케줄

마이크로파 3㎾ 및 4㎾로 가열한 시험편의 함수율을 측정한 결과 5㎾로 7분 동안 가열한 시험편에 비해 함수율 및 질량의 감소량이 작게 나타났다. 3, 4㎾로 13분 이상 가열을 하게 되면 목재의 온도는 약 90℃ 이상 상승하게 되는데 초기 함수율에서 5% 정도의 함수율을 저하시키기 위해 13분 이상 가열을 하는 것은 건조시간 및 경제성 등에서 불리한 것으로 판단된다. 하지만 5㎾로 7분 동안 가열한 시험편의 경우 함수율 저하는 3, 4㎾ 보다 높게 나타났으며, 가열시간은 약 1/2로 줄일 수 있었다. 또한 목표 함수율(4~5%)에도 포함되는 것으로 나타났으며, 질량의 변화에서도 5㎾로 가열을 했을 경우 질량감소의 차이가 가장 많이 나타났다. 이에 본 시험편과 같은 조건일 때 마이크로파의 적정 출력 및 가열시간은 수분의 증발 및 배출이 가장 높고, 출력대비 가열시간이 적정한 5㎾에서 7분간 가열하는 것으로 하여 실험을 진행했다.

3.2 2차 마이크로파 가열 건조스케줄
2차 가열을 위한 마이크로파의 출력 및 가열시간에 따른 함수율과 온도는 표 1과 같으며, 1차 가열 전 시험편에 비해 높은 함수율 분포를 나타냈다.

12분 가열 시험편은 가열 후 비교적 온도가 높고 함수율 저하가 크게 나타났는데 12분 이상 가열될 경우 목재 내부로 침투된 방염약제 물성변화에 영향이 있을 것으로 사료된다. 하지만 9분 가열 시험편의 경우 목재 섬유의 안정적인 연화와 저출력 지속가열을 통한 섬유 손상 방지 및 침투된 방염약제의 변화 없는 품질유지가 가능할 것으로 판단되므로 방염처리 된 시험편의 압축을 위한 2차 마이크로파 가열의 적정 출력 및 시간은 3㎾ 9분 가열로 설정했다.

3.3 방염 후 처리물품 시험

방염처리 후 압축된 S.P.F 수종의 방염성능은 인산염계 방염약제에 30분간 침지된 시험편이 가장 우수한 것으로 나타났는데, 이는 마이크로파 건조된 목재에 늘어난 침지시간 동안 방염약제의 침투가 증가하여 방염성능이 향상된 것으로 판단되며, 2차 가열시 약간의 중량손실이 나타났으나, 방염약제의 구성 비율 중 가장 높은 수분의 증발이 대부분일 것으로 사료되며, 방염성능을 유지할 수 있는 순수 약제만이 압축된 목재와 함께 고밀화 돼 방염성능 향상에 기여한 것으로 판단된다.

3.4 강도특성 시험 결과

4. 결론
마이크로파로 침엽수 구조재인 S.P.F 수종을 단시간에 급속 건조시켜 액상의 인산염계 방염약제에 시간별로 침지시킨 후 2차 마이크로파 가열을 한 다음 38㎜의 두께에서 28㎜로 압축시켜 방염 후 처리물품 시험과 성능시험(경도, 못뽑기 저항, 압축, 휨 및 전단강도)을 실시한 결과, 마이크로파로 단시간에 구조용 목재를 균일 건조함으로써 건조결함 및 뒤틀림 등 품질의 저하를 최소화 시키며, 일반 방염제보다 친환경적인 인산염계 방염약제로 대체해 천연질감 및 느낌을 그대로 살리면서 방염성능을 향상시킴은 물론, 압축을 통한 고내구성 구조용 목재를 생산하게 된다면 유지관리에 대한 경제성, 환경 친화적인 제품으로써의 이미지, 방염 및 내화처리에 대한 비용 저감 등에서 상당한 효과가 발생할 것으로 예상되며, 본 연구를 바탕으로 다양한 검증 시험, 즉 장기적인 성능 및 인장, 충격 휨, 압축률에 대한 데이터를 축적한다면 구조용 목재로써 보다 나은 성능 및 경제성 향상을 기대할 수 있을 것으로 판단된다.

임남기 교수
동명대학교 건축공학과