자비(煮沸), 증자(蒸煮) 및 약제처리(藥劑處理)가 상수리나무와 소나무의 휨가공성(加工性)에 미치는 영향(影響)

소원택

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자료유형: 학술저널

저자정보: 소원택 (전남대학교 농과대학)

저널정보: 한국목재공학회 목재공학(Journal of the Korean Wood Science and Technology) 목재공학 제13권 제1호

발행연도: 1985.1

수록면: 19 - 62 (44page)

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본(本) 시험(試驗)은 국내(國內) 활엽수로서 중요한 참나무속(屬)의 상수리나무와 침엽수(針葉樹)의 대표적(代表的) 수종(樹種)인 소나무를 공시목(公試木)으로 선정(選定)하여 곡목가공분야(曲木加工分野)에서 널리 이용(利用)하는 자비법(煮沸法)과 증자법(蒸煮法)에 의한 휨가공성(加工性)을 조사(調査)하고, 이에 관련(關聯)된 인자(因子)로서 변(邊) 심재(心材), 연륜각도(年輪角度), 연화처리온도(軟化處理溫度), 연화처리시간(軟化處理時間), 목재함수율(木材含水率) 및 목재결함(木材缺陷) 등(等)의 영향(影響)과 휨가공(加工)후의 곡율반경변화(曲率半經變化) 및 약제처리(藥劑處理)에 의한 휨가공성(加工性)의 개선방법(改善方法)을 구명(究明)하기 위하여 실시(實施)되었다. 이 때 사용(使用)된 자비(煮沸)와 증자처리용(蒸煮處理用) 시편(試片)의 크기는 두께와 너비 15mm, 길이 350mm이고 약제처리용시편(藥劑處理試片)의 크기는 두께 5mm, 너비 10mm 및 길이 200mm로 제작(製作)하였으며, 시편(試片)의 함수율(含水率)은 자비처리(煮沸處理)에는 생재(生材)를 사용(使用)하고 증자처리(蒸煮處理)에는 15%로 조습(調濕)된 건조재(乾燥材)를 사용(使用)하였다. 또한 약제처리(藥劑處理)는 포화요소용액(飽和尿素溶液), 35% 포르말린 용액(溶液), 25% 폴리에칠렌(400) 수용액(水溶液) 및 25% 암모니아수에 5일간(日間) 상온(常溫)으로 침지(浸漬)한 우 휨가공(加工)을 행하였다. 본(本) 시험(試驗)에서 얻은 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 상수리나무와 소나무의 목재내부온도(木材內部溫度)는 자비(煮沸) 또는 증자처리시간(蒸煮處理時間)에 따라 초기(初期) 약(約) $30^{\circ}C$까지 완만(緩慢)한 상승(上昇)을 보이다가 그 후 직선적(直線的)으로 급상승(急上昇)하며 후기(後期) $80{\sim}90^{\circ}C$부터는 다시 완만(緩慢)해지는 경향(傾向)을 나타냈다. 2. 최종온도(最終溫度) $100^{\circ}C$까지 도달(到達)하는 데 소요(所要)되는 연화처리시간(軟化處理時間)은 목재(木材)의 두께에 비례(比例)하며 두께 15mm 각재(角材)에 대한 $25^{\circ}C$에서 $100^{\circ}C$까지의 소요시간(所要時間)은 상수리나무 9.6~11.2분(分), 소나무 7.6~8.1분(分)으로서 소나무의 연화속도(軟化速度)가 보다 빠르게 나타났다. 3. 증자처리시간(蒸煮處理時間)의 경과(經過)에 따른 목재(木材)의 함수율증가경향(含水率增加傾向)은 처음 약(約)4분(分)까지 급증(急增)하나 그후 점차(漸次) 둔화(鈍化)되어 상수리나무는 20분(分), 소나무는 15분경(分頃)부터 거의 직선적(直線的)으로 완만(緩慢)하게 증가(增加)하는 경향(傾向)을 나타냈다. 두께 15mm 각재(角材)에 대한 초기함수율(初期含水率) 15%에서 50분간(分間) 증자처리(蒸煮處理) 후의 함수율증가량(含水率增加量)은 상수리나무 3.6%, 소나무 7.4%로서 소나무의 흡습속도(吸濕速度)가 빠르게 나타났다. 4. 자비처리시간(煮沸處理時間)이 경과(經過)함에 따라 두 수종(樹種) 모두 기계적(機械的) 성질(性質)이 현저하게 감소(減少)하였으며, 60분간(分間) 자비처리(煮沸處理)에 의한 기계적(機械的) 성질(性質)의 감소율)減少率)은 압축강도(壓縮强度) 35.6~45.0%, 인장간도(引張强度) 12.5~17.5%, 휨강도(强度) 31.6~40.9% 및 휨탄성계수(彈性係數) 23.3~34.6%로 나타났다. 5. 변재(邊材)와 심재별(心材別) 최소곡률반경(最小曲律半徑)은 각각(各各) 상수리나무에서 60~80mm 및 90mm, 소나무에서 260~300mm 및 280

This study was performed to investigate: (i) the bending processing properties of silk worm oak (Quercus acutissima Carr.) and Korean red pine (Pinus densiflora S. et Z.) by boiling and steaming treatments; (ii) the effects of interrelated factors - sapwood and heartwood, annual ring placement, softening temperature and time, moisture content. and wood defects on bending processing properties; (iii) the changing rates of bending radii after release from a tension strap, and (iv) the improving methods of bending process by treatment with chemicals. The size of specimens tested was $15{\times}15{\times}350mm$ for boiling and steaming treatments and $5{\times}10{\times}200mm$ for treatments with chemicals. The specimens were green for boiling treatments and dried to 15 percent for steaming treatments. The specimens for treatments with chemicals were soaked in saturated urea solution, 35 percent formaldehyde solution, 25 percent polyethylene glycol -400 solution, and 25 percent ammonium hydroxide solution for 5 days and immediately followed the bending process, respectively. The results obtained were as follows: 1. The internal temperature of silk worm oak and Korean red pine by boiling and steaming time was raised slowly to $30^{\circ}C$ but rapidly from $30^{\circ}C$ to $80-90^{\circ}C$ and then slowly from $80-90^{\circ}C$ to $100^{\circ}C$. 2. The softening time required to the final temperature was directly proportional to the thickness of specimen. The time required from $25^{\circ}C$ to $100^{\circ}C$ for 15mm-squared specimen was 9.6-11.2 minutes in silk worm oak and 7.6-8.1 minutes in Korean red pine. 3. The moisture content (M.C.) of specimen by steaming time was increased rapidly first 4 minutes in the both species, and moderately from 4 to 20 minutes and then slowly and constantly in silk worm oak, and moderately from 4 to 15 minutes and then slowly and constantly in Korean red pine. The M.C. of 15mm-squared specimen in 50 minutes of steaming was increased to 18.0 percent in the oak and 22.4 percent in the pine from the initial conditioned M.C. of 15 percent The rate of moisture adsorption measured was therefore faster in the pine than in the oak. 4. The mechanical properties of the both species were decreased significantly with the increase of boiling rime. The decrement by the boiling treatment for 60 minutes was measured to 36.6-45.0 percent in compressive strength, 12.5-17.5 percent in tensile strength, 31.6-40.9 percent in modulus of rupture, and 23.3-34.6 percent in modulus of elasticity. 5. The minimum bending radius (M.B.R.) of sapwood and heartwood was 60-80 mm and 90 mm in silk worm oak, and 260 - 300 mm and 280 - 300 mm in Korean red pine, respectively. Therefore, the both species showed better bending processing properties in sapwood than in heartwood. 6. The M.B.R. of edge-grained and flat-grained specimen in suk worm oak was 60-80 mm, but the M.B.R. in Korean red pine was 240-280 mm and 260-360 mm, respectively. Comparing the M.B.R. of edge-grained with flat-grained specimen, in the pine the edge-grained showed better bending processing property than the flat-grained. 7. The bending processing properties of the both species were improved by the rising of softening temperature from $40^{\circ}C$ to $100^{\circ}C$. The minimum softening temperature for bending was $90^{\circ}C$ in silk worm oak and $80^{\circ}C$ in Korean red pine, and the dependency of softening temperature for bending was therefore higher in the oak than in the pine. 8. The bending processing properties of the both species were improved by the increase of softening time as well as temperature, but even after the internal temperature of specimen reaching to the final temperature, somewhat prolonged softening was required to obtain the best plastic conditions. The minimum softening time for bending o

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