목재의 건조결함

소개글

목재의 건조결함에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 목재건조의 방법
1). 천연건조
2). 인공건조
3). 특수건조
4). 고주파건조
5). 태양열건조
6). 고온건조
7). 증기건조
8). 제습건조
9). 연속승온식 건조
10). 용제건조
11). 끓인 기름에 의한 건조
2. 목재의 건조결함
1). 수축율에 의한 결함
2). 변색에 의한 결점
3). 강도저하
3. 목재의 건조결함 발생원인
4. 건조와 관련된 목재성질
1). 변재와 심재
2). 미성숙재와 성숙재
3). 방사조직
4). 조직과 목리
5). 목재구조의 변이
6). 재색

본문내용

재가 비틀리는 것을 말한다.
-찌그러짐(collapse) : 건조중의 목재가 응력에 의해 찌그러지는 것을 말하며, 고함수율의 목재를 오븐에서 급속건조시 수분제거에 따라 공기가 세포내강으로 쉽게 대체되지 못해서 일어난다. 따라서 목재면에 요철이 생겨 발래판 모양과 비슷하게 된다.
-표면경화(casehardening) : 건조초기에 표층은 인장응력을 나타내고 내층은 압축응력을 나타낸다. 건조후기에는 반대현상을 나타내는데 이것을 표면경화라 한다.
2). 변색에 의한 결점
목재 고유의 색깔은 변색균의 작용과 목재내 화학물질의 반응에 의해 변색을 일으킨다.
3). 강도저하
목재는 고온에서 장기간 가열하면 강도저하가 되는데 활엽수자가 침엽수재 보다 영향을 더 받는다.
3. 목재의 건조결함 발생원인
목재는 건조시에 수분경사에 의해 불균일한 수축과 발생된 세트(set)의 영향 때문에 목재내부에 내부응력이 나타나는데, 이를 건조응력이라 한다. 인공건조시에 발생하는 대부분의 건조결함은 건조응력과 밀접한 관계가 있으므로 건조자는 건조응력을 잘 이해 하여야 한다.
보통 두께를 가진 판재의 건조과정을 생각해보면 판재 표층이 섬유포화점 이하로 건조될 때 표빔은 수축하려고 하나, 표층의 수축은 섬유포화점 이상인 수축할 수 없는 내부인접층에 의해 억제되어 정상적인 수축을 못한다.
이들 내외 인접층간에 반대되는 힘은 판재의 표층에 인장응력을 그리고 내층에 압축응력을 유도한다. 목재는 건조중 뿐만 아니라 사용중에도 온,습도의 변화를 받는 곳에서 수분경사가 나타날 수 있기 때문에 건조응력은 상존하게 된다.
표층의 인장응력과 내층의 압축응력이 오랫동안 계속하여 존재하면 표층에 인장세트(tension set), 그리고 내층에 압축세트(compression set)가 각각 나타난다. 세트(set)란 목재내부에 생긴 인장응력 또는 압축응력이 목재의 비례한계를 초과할 경우 생기는 국부적인 반영구 또는 영구변형을 말한다.
세트가 일어난 목재의 수축율응 목재의 정상수축율과 차이가 있다. 즉 인장세트의 경우에 정상수축율 보다 적고 압축세트의 경우에 정상수축율보다 크다. 건조응력이 비례한게를 넘어서 횡인장 강도를 초과하면 주로 건조초기에 횡단면 할렬과 표면할렬이 나타난다. 그리고 목재내층의 압축응력이 횡압축강도보다 크면 찌그러짐이 발생한다.
이것은 외층이 섬유포화점 이하에서 수축하려는데 대해 내층이 이에 저항할 수 있을 만큼 충분히 강하지 못하기 때문에 나타난다. 건조응력이 목재의 횡압축비례한계를 초과하지 않는 경우에 나타난 약간 찌그러진 세포내강은 건조가 진행됨에 따라 점차 회복되나, 횡압축비례한계를 초과한 경우에 나타난 찌그러진 세포내강도 일부는 회복된다.
건조응력은 거의 모든 건조손상과 깊은 관계가 있다. 그래서 건조문제를 잘 다루기 위해서는 횡인장과 횡압축의 탄성적 성질과 강도적 성질을 잘 알아야 한다. 두꺼운 판재는 적당한 공기순환으로 건조해도 인장세트의 발생은 불가피하다. 그리고 건조조건이 적당히 조절되어 있지 않으면 표면할렬의 발생위험은 상존한다.
건조가 진행됨에 따라 외층의 인장응력과 내층의 압축응력은 점차 감소되고, 다음에 내층은 인장응력, 외층은 압축응력을 나타낸다. 이와 같이 응력이 전환되는 시기를 응력전환기라 부른다. 그래서 건조후반에는 내부할렬이 유발된다.
4. 건조와 관련된 목재성질
1). 변재와 심재
어느정도 생장한 목재는 변재(sap wood)와 심재(heart wood)로 구성되는데 변재는 외주부에 살아있는 조직으로 담색을 띠고 심재는 내측부에 죽은 조직으로 농색을띠며 여러 가지화학물질이 퇴적되어 있어 진하게 나타난다.
일반적으로 침엽수 변재의 생재함수율은 심재의 것보다 훨씬 크다. 그러나 활엽수 변재의 생재 함수율은 심재의 것보다 적은 경우도 있다. 심재와 변재의 투과성은 심재의 투과성이 변재의 투과성보다 적다. 투과성이 적으면 건조속도가 느리고 목재내 각종 약제의 주입 또는 펄프화에도 어려움을 준다. 심재와 변재는 동일 함수율을 가질 경우 심재는 수분이동이 잘 안되므로 건조시간이 더 길고,할렬과 찌그러짐 등의 건조결함이 유발되기 쉽다. 그러나 변재는 심재보다 함수율이 다소 높을지라도 투과성이 좋기 때문에 건조가 잘된다.그래서 심재의 건조시에는 변재보다 약한 건조조건을 적용해야 한다.
2). 미성숙재와 성숙재
코아우드(core wood)라 불리는 미성숙재는 수간의 외주부에 형성된 성숙재(mature wood)보다 재질이 떨어진다. 활엽수의 미성숙재는 섬유장이 짤고, 침엽수의 미성숙재는 비중,추재율,인장강도 등이 적으며, 피브릴경사각이 큼에 따라 종축방향 수축이 크다.
3). 방사조직
수를 중심으로 하여 방사방향으로 배열된 방사조직은 목재세포중에서 매우 약하고 발리 건조되기 때문에 건조중에 나타난 건조응력에 의해 쉽게 할열된다.
4). 조직과 목리
조직(texture)은 구성세포의 지름에 따라 작은 세포로 구성된 고운조직목재(fine-textured wood)가 큰 세포로 구성된 거친조직목재(coarse-textured wood)보다 건조속도가 느리다. 또한 불균일조직목재는 균일조직목재보다 건조결함이 잘 나타난다. 목리는 목재를 구성하는 세포의 배열과 방향이 재면에 나타난 상태를 나타낸다. 원목이나 제재품의 가로 잘라낸 면을 횡단면, 세로로 켜낸면을 종단면이라 하고, 종단면에는 방사조직과 제재 재면과 이루는 각도에 따라 접선단면과 방사단면등이 있다. 횡단면은 다른 면보다 건조가 빨리 되나 할열이 용이하고 재면이 방사단면을 가진 정목판은 접선단면을 가진 판목판보다 두께수축율은 크나, 폭수축율은 적고 건조결함이 덜 나타난다.
5). 목재구조의 변이
제제품은 목리,옹이,생장인장재,생장압축재 등의 자연결점을 지닐수도 있어 목재구조의 차이를 나타낸다.옹이 주위의 목재는 불규칙 목리를 나타내고 옹이와 인접목재 사이에 수축율 차이로 인해 옹이의 할열,옹이와 인접목재간의 분리,옹이의 빠짐등이 나타난다.
6). 재색
수목은 생장함에 따라 백색내지 담황색의 변재가 심재로 변하고 추출물이 퇴적하면 재색(wood color)이 변화된다.특히 인공건조시 고온건조의 경우 재색이 변할 수 있다.

키워드

목재,   건조결함,   목재의 건조결함