[목재과학카페] 건조6
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[목재과학카페] 건조6
  • 한국목재신문 편집국
  • 승인 2015.08.06 10:48
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그림 1. 건조에 의한 손상(A), 원판의 V형 할렬(B), 금속 결체구에 의한 횡단면할렬 억제 효과(C), 찌그러짐(D) 및 170∼230℃의 고온 가열에 의한 재색의 갈변(E).

건조에 의한 목재의 손상
건조에 의한 목재의 손상으로는 굽음, 할렬, 찌그러짐, 변색 등이 있다. 틀어짐(warp, deformation)의 종류로는 너비굽음(cup), 길이굽음(bow), 측면굽음(crook), 비틀림(twist) 등이 있다(그림 1의 A∼C).
틀어짐은 목재의 수축 이방성, 수피에 가까운 쪽의 목재와 수(pith)에 가까운 쪽 목재 사이의 수축률 차이, 목재의 결점(옹이, 미성숙재, 이상재 등), 재면 가운데 어느 한 쪽 재면의 과도한 건조, 부적당한 잔적 등에 의해 발생하게 되는 한편 비틀림(twist)은 주로 나선목리 등으로 인해 발생하게 된다.
할렬(check)에는 표면할렬, 횡단면할렬, 내부할렬이 있으며 건조에 의해 야기된 인장응력이 목재 조직의 인장강도보다 큰 경우에 할렬이 발생하게 된다.
즉, 건조 초기의 조건이 고온, 저습일수록 표면으로부터의 증발속도가 커져 표층과 내층 사이의 함수율 차이가 커지게 되기 때문에 표층의 인장응력이 커지게 되고 결국 횡단면할렬이나 표면할렬이 발생하기 쉬워지지만 건조 후기에는 응력 역전으로 인해 건조 초기와 달리 내층에 인장응력이 발생하게 되고 이 인장응력이 목재 조직의 인장강도보다 큰 경우 내부할렬이 발생하게 된다.
졸참나무, 황철나무, 유칼립투스 등의 고함수율 목재를 고온에서 급격히 건조하게 되면 건조 초기에 세포의 일부가 납작하게 압괴되어 목재 표면에 凹凸을 남기게 되는 불규칙한 수축이 일어나게 되는데 이것을 찌그러짐(collapse)이라고 부른다(그림 1의 D).
이러한 찌그러짐은 세포내강에 충만되어 있던 수분이 미세한 벽공을 통해 밖으로 이동할 때 물의 인장력에 의해 세포가 압축 변형 되거나 건조응력으로 인해 변형이 생기게 되는 경우 발생하게 되는 것으로 알려져 있다.
또한 목재를 고온으로 건조하면 변색(discoloration)이 일어나는 경우가 있는데 가장 일반적인 변색은 재면 전체가 갈변이며 침엽수재보다도 활엽수재에서 더 많이 발생하게 된다(그림 1의 E).
목재 건조 중에 나타나게 되는 고온에서 장시간 건조할수록 그리고 백색 계통의 재색을 지니는 목재일수록 현저해진다. 활엽수재의 경우 70℃ 이상, 함수율 40% 이상의 심한 조건에서는 물푸레나무속은 갈색, 단풍나무속은 적색, 자작나무속은 회색, 너도밤나무속은 적색 내지 회청색, 참나무속은 황색 계통으로 재색이 변하게 된다.
한편 침엽수재의 경우 70℃ 이상에서는 갈색, 140℃에서는 강한 적갈색을 나타내게 된다. 더욱이 타닌의 함유율이 높은 목재는 철 성분과 접촉하게 되면 타닌철에 의한 청흑색을 띠게 된다.
그 외에 침엽수재, 특히 소나무속의 목재는 천연건조 과정 중 청변균이 침입해 청색의 반점을 나타내는 경우가 있다.
전나무속의 여러 수종이나 서부적삼나무, 서부솔송나무 등에서는 부분적으로 수분 이동이 불량해 건조 종료 후에도 고함수율 상태로 남아있게 되는 부분도 있다. 사절(死節)은 건조 중에 쉽게 탈락되는데 특히 고온에서 건조하는 경우 더욱 현저해진다(그림 2).

그림 2. 옹이의 종류

건조 방법
목재의 건조 방법으로는 실외에 잔적하여 자연적으로 건조시키는 천연건조(air drying)와 건조실 내부를 인공적으로 적당한 온도, 습도가 되도록 조절하여 목재를 건조하는 인공건조(kiln drying)가 있다.

 <다음호에 계속됩니다.>
국민대학교 임산생명공학과 엄영근 교수
 

한국목재신문 편집국   webmaster@woodkorea.co.kr

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