[목재과학카페]건조3
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[목재과학카페]건조3
  • 한국목재신문 편집국
  • 승인 2015.07.16 15:40
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건조된 목재를 습윤 공기 중에 나두게 되면 서서히 수분을 흡수하게 되며 그리고 반대로 습윤 목재를 건조 공기 중에 나두게 되면 수분이 증발하게 되는데 어느 경우일지라도 공기와의 평행상태에 도달하게 되어 각기 일정한 함수율을 나타내게 된다. 이런 상태일 때의 함수율을 평형함수율(equilibrium moisture content)이라고 하는데 주위 공기의 온도와 상대습도에 따라 달라진다(표 1).
특히, 대기와의 평형을 이루고 있을 때를 기건상태 그리고 그 함수율과 목재를 기건함수율(air-dried moisture content)과 기건재(air-dried wood)라고 부르는데 기건함수율은 계절, 장소, 기후 등에 따라 달라지지만 국내의 경우 15% 그리고 구미의 경우 12% 정도 된다.
그 이외에도 목재 중에 존재하는 수분의 함유 상태에 따라 다음과 같이 구분된다. 100∼105oC에서 항량에 이를 때까지 건조된 무수 상태를 전건상태 그리고 그 함수율과 목재를 전건함수율(oven-dried moisture content)과 전건재(oven-dried wood), 세포벽 내부가 완전히 결합수로 포화되어 있을 뿐만 아니라 세포내강 등의 빈 공간에도 액상의 자유수가 일부 존재하는 경우 생재상태 그리고 그 함수율과 목재를 생재함수율(green moisture content)과 생재(green wood)라고 부른다.

그림1.

이러한 생재의 수분은 수종, 변재와 심재, 계절 등의 차이에 따라 변화되지만 일반적으로 침엽수의 쪽이 활엽수보다도 수분 함유율이 높고 변재와 심재 사이의 차이도 큰 편이다. 보통 변재는 심재보다도 수분이 많으나 변재보다도 수분이 많은 심재의 경우 이러한 심재를 수식재(wetwood)라고 부르게 되는데 느릅나무 등이 그 예가 되고 있다(그림 1).
생재상태가 살아있는 나무 또는 벌채 직후의 나무의 수분 함유 상태를 나타내는 것과는 달리 주로 목재를 장기간 수중에 저목할 때 나타나는 것으로 목재 내부 전체, 즉 세포벽과 세포내강 등의 빈 공간이 결합수와 자유수로 완전히 포화되어 있는 상태를 포수상태 그리고 그 함수율과 목재를 최대함수율(maximum moisture content)과 포수재(water saturated wood)라고 부르고 있다.
평형함수율은 탈습과 흡습 과정에 따라 달라진다. 대기 중의 상대습도를 낮추게 되면 목재는 탈착 곡선을 따라 건조되지만 다시 상대습도를 높이게 되면 이번에는 흡착 곡선을 따라 흡습하게 됨으로 흡습 과정 시의 평형함수율은 탈습 과정 시의 평형함수율보다 낮은 함수율을 보이게 된다. 이처럼 흡습 과정과 탈습 과정 사이에 나타나는 함수율 차이 현상을 현상(hysteresis)이라고 부르는데 이러한 이력현상이 일어나게 되는 이유는 생재로부터 건조가 일어나기 시작하면 세포벽에서 물분자가 빠져나가 수산기들이 가까워지게 되어 셀룰로오스와 셀룰로오스 사이에 결합이 일어나게 되는데 건조 후 다시 흡습하여도 본래만큼 수분을 흡착할 수 있는 흡착점(수산기, -OH)의 수가 줄어들기 때문인 것으로 알려져 있다.

 <다음호에 계속됩니다.>
국민대학교 임산생명공학과 엄영근 교수
 

한국목재신문 편집국   webmaster@woodkorea.co.kr

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