[한국목재신문=한국목재신문 편집국]

5.2.2 천공 가공법

천공가공은 그림 25과 같이 목재의 이면에서 표면 방향으로 직경 1mm정도의 드릴로 구멍을 뚫는 방법이다. 전술한 인사이징 가공과 비교하여 목재 목구면 전체를 보다 균질하게 처리가 가능하다는 장점을 갖고 있어 난연처리에 적합하다. 그림 26에서 보면 천공 가공에 의해 주입량이 증가되는 것을 볼 수 있다.

 

5.2.3 벽공(壁孔, pit) 파괴법

건강한 수목에는 수분의 통로가 되는 것은 주로 도관(활엽수)와 가도관(침엽수)이 있다. 이 도관과 가도관의 방사벽에 존재하는 것이 벽공(壁孔, pit)인데 이 벽공에는 그림 27에서 보는 바와 같이 토러스라고 하는 특수한 구조가 있어 이것이 중심에 있으면 수분이 인접된 도관과 가도관에 용이하게 이동한다.

그림 28은 낙엽송의 생재(미건조재)의 변재 중 조재부의 횡단면 광학 사진이다. ○으로 표시한 조재부의 벽공 중앙에 막이 떠있는 것과 같이 구멍이 열려있는 것이 보인다. 이와 같이 구멍이 열려 있으면 액체의 통로로 된다. 그러나 심재가 형성되는 과정 또는 목재의 건조과정에서 토러스가 한쪽으로 이동하여 벽공의 구멍을 막게 된다.

그림 29에서 보면 105℃에서 건조된 조재부의 벽공은 막이 한쪽으로 부착(▲)해서 벽공이 닫히기 때문에 액체의 통과가 어렵게 되나 화살표(↑)와 같이 만재부 가도관에서는 비율은 작지만 벽공이 열려 있는 것도 보인다.

이러한 이유로 건조된 목재는 액체를 균일하게 침투시키는 것이 어려우며, 특히 침엽수의 건조재인 경우 조재부(봄에 성장하여 세포벽이 얇고, 구멍이 큰 부분) 가도관은 만재부(여름에 성장하여 색이 진하고, 세포벽이 두꺼우며, 구멍의 크기가 작은 부분) 가도관보다 주입이 어렵다고 한다. 벽공 파괴법은 이런 목재에 온도와 습도를 걸어 이 벽공을 파괴하면 그림 30의 좌측 위에 보이는 것과 같이 부분적으로 파괴되거나 분해해서 침투성을 향상시키는 방법이다.

그림 31에서 보는 바와 같이 심재에는 120℃의 가압처리로, 변재는 100℃ 이상의 열처리로 벽공이 파괴된다고 한다.

 

5.2.4 초임계유체 처리법

초임계유체(supercritical fluid)란 그림 32에서 보는 바와 같이 임계점 이상의 온도·압력 하에 놓인 물질의 상태를 말하는 것으로 기체와 액체의 구별이 되지 않는 상태로 되어 기체의 확산성과 액체의 용해성을 지니게 된다.

이산화탄소의 경우 31.1℃, 75.2kgf/cm2 이상이 되면 초임계 상태가 된다. 초임계이 산화탄소를 캐리어 가스로 목재 보존약제를 주입한 목재나 목질재료는 내후성이 개선된다는 것이 실증되었다. 일본 삼림총합 연구소에서 행한 초임계 이산화탄소 처리에 의한 침투성 개선 실험 결과를 그림 33과 그림 34에 나타내었다.

이 그림을 보면 초임계 이산화탄소 처리에 의해 액체의 침투성 증가는 물론 고른 침투 효과가 나타나는 것을 볼 수 있다. 초임계 이산화탄소 처리의 이러한 장점으로 덴마크에서는 2002년 상업적 규모의 초임계 이산화탄소를 이용하는 처리공장이 건설되어 가동 개시하였다.

 

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