■ 목재의 변이성

목재는 수목의 복잡한 신진대사의 결과로 생성된 여러 종류의 세포가 모여 이루어진 복합체이기 때문에 목재는 나름대로의 고유한 변이성을 나타내게 된다. 따라서 수목의 생리적 요인뿐만 아니라 그들의 생장에 영향을 미치는 외부 인자의 작용에 따라 목재의 성질은 다양하게 변화되기 때문에 재질은 수목 개체 사이뿐만 아니라 동일 수목 내에서도 부위에 따라 달라진다. 더욱 목재는 다양한 종류의 수목으로부터 생산되고 있는데 이들 역시 각각 나름대로의 재료적 특성을 나타내게 된다.

즉, 목재는 각기 다른 개성을 지니기 때문에 이 세상에 동일한 성질을 지니는 목재는 없다. 목재가 지니는 불균형질성은 공예와 미술 분야에 있어 매우 귀중한 취급을 받고 있는데 재질이 일정하지 않은 것이 오히려 더 중요한 가치를 지니게 된다. 그렇지만 공업적인 용도로 목재를 사용하는 경우 이러한 성질의 변이성은 오히려 큰 단점이 된다. 재료의 변이성이 크면 제품의 품질 관리나 보증이 마음대로 되지 않기 때문이다.

집성가공으로 목재의 단점 보완
특히 구조물의 뼈대로 목재를 사용하는 경우 강도 성능에 있어서 큰 변이성은 건물 전체의 안전성과 신뢰성의 저하를 초래하게 된다.

▲목재의 우수한 내구성을 보여주는 무량수전(A)과 팔만대장경(B)
목재가 지니는 이러한 단점의 극복을 위해 다양한 기술이 개발되어 왔다. 그 예로써 재료 전체를 몇 개의 강도 등급에 따라 분류함으로써 등급 내에서의 변이성을 감소시키는 강도 등급 구분의 기술이다. 목재를 일단 판자나 단판 등의 요소로 분해해 결점을 제거한 다음 재차 이것을 접착제로
집성하는 집성 가공 기술 등을 들 수 있다. 이러한 기술을 통해 제조된 새로운 구조용 목제품이 근년 속속 시판되기 시작했다. 이들 제품은 공업적으로 생산돼 치수 상의 제약이나 재질 상의 변이성이 작기 때문에 설계 계산이 가능한 신뢰성 높은 목재라는 의미에서 공학목재(Engineered wood)로 총칭되고 있다. 대표적인 것으로 구조용 집성재, 구조용 단판적층재, I형 복합보 등이 있다. 이들은 모두 성능의 변이성이 작고 또한 강도 성능이 명확하기 때문에 높은 안전성과 신뢰성이 요구되는 대규모 목조 건축물 등에 많이 사용되고 있다. 우리는 매우 다양한 성질과 특성을 지니는 목재라는 재료로부터 필요한 용도에 따라 적절한 것을 선택해 사용할 수가 있다. 그러나 목재가 나타내는 변이성으로 인해 목제품의 제조 또는 사용 시 어려운 문제점에 부딪히게 되는 경우도 적지 않은데 목재가 지니는 변이성에 대한 지식을 충분히 갖고 있다면 이런 문제점은 쉽게 해결될 수 있을 것이다.

지구상의 매우 귀중한 천연자원인 목재를 사용할 때 이런 성질을 이해하고 세심하게 고려해 준다면 목재의 변이성이라는 어려운 문제점을 극복할 수 있을 뿐만 아니라 가장 적절한 목재를 선택해 효과적으로 사용할 수 있는 길이 열리게 될 것이다.

<다음호에 계속됩니다.>
국민대학교 임산생명공학과 엄영근 교수

저작권자 © 한국목재신문 무단전재 및 재배포 금지