황장목의 재질특성 :Wood quality of Yellow-hearted pine(Pinus densiflora for. erecta Uyeki)

이애희

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자료유형: 학위논문

저자정보: 이애희 (강원대학교, 강원대학교 대학원)

지도교수: 김남훈

발행연도: 2016

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이 논문의 연구 히스토리 (2)

2016

황장목의 재질특성

이애희 산림바이오소재공 2016.01 학위논문

2014

황장목(黃腸木)의 해부학적 특성

이애희 , 장재혁 , 박병호 외 1명 Journal of forest and environmental science 2014.01 학술저널

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본 연구에서는 황장목(Pinus densiflora for. erecta Uyeki)과 일반 적송(Pinus densiflora Sieb. et Zucc.)의 차이점을 조사하기 위하여 해부, 물리및역학적 특성, 천연내구성, 추출물 함량 및 향기성분 분석을 분석하였다.
황장목 수피는 일반적으로 거북이 등 모양을 나타내며 수관부는 붉은색, 기부는 암회색을 나타내었다. 목부는 적황색의 심재와 담황색의 변재를 갖고 있어 색 차이가 뚜렷하게 나타났으며, 심재율이 70-80%정도로 매우 높았다. 또한, 연륜폭이 매우 좁으며 적송에 비해 만재율이 다소 높은 것으로 나타났다.
황장목과 적송의 해부학적 특성 분석 결과, 두 수종 모두 가도관의 직경, 방추형방사조직은 수심부에서 수피부로 향할수록 증가하였지만 가도관의 세포벽 두께와 단위면적당 방사조직의 개수는 감소하는 경향이 보였다. 가도관 길이는 황장목이 약 3000㎛, 적송이 약 2200㎛로, 황장목의 가도관길이가 적송에 비해 긴 것으로 나타났다.
물리 및 역학적 특성 분석 결과, 황장목의 기건밀도는 심재부 0.53∼0.57g/cm3, 변재부 0.45∼0.52g/cm3, 적송의 기건밀도는 심재부 0.51g/cm3, 변재부 0.43g/cm3로 나타났다. 황장목은 심?변재간의 차이가 컸으며 이에 따라 심재부의 역학적특성 또한 더 크게 나타난 것으로 생각된다. 하지만 황장목의 변재부는 적송의 심?변재부보다 역학적특성은 낮게 나타나는 것을 알 수 있었다.
부후균 및 흰개미에 의한 중량감소율은 황장목의 심재에서 약 5%미만으로 나타났으며, 흰개미 사충률은 약 50%로 황장목은 적송에 비해 부후균 및 흰개미에 대한 저항성이 높은 것으로 밝혀졌다. 외부노출 기간 경과에 따른 재색변화 결과를 살펴보면, 황장목의 색상변화량()은 약 30, 적송은 약 20으로 나타나 황장목이 적송에 비해 색상변화량이 큰 것으로 나타났다. 하지만 중량감소율은 황장목이 적송에 비해 작은 것으로 보여졌다. 추출물 분석 결과, 황장목 심재부의 추출물 함량은 12%로 가장 높은 것으로 나타났다. GC/MS 분석을 통하여 주요 향기 성분을 조사한 결과, 황장목은 총 10가지, 적송은 총 6가지의 향기 성분이 검출되었다. 황장목의 경우 더 많은 향기 성분이 검출되어 황장목만의 고유향기를 지니고 있는 것으로 밝혀졌다.
본 연구결과, 황장목은 일반 적송과 비교하여 여러 가지 재질특성이 다르고, 적송에 비해 우수한 재질을 갖고 있는 것으로 사료된다.

This study was carried out to compare wood quality as macroscopic, anatomical physical and mechanical properties, natural durability, extractive content and sensory properties between Yellow-hearted pine (YHP; Pinus densiflora for. erecta Uyeki) and Red pine(RP; Pinus densiflora Sieb. et Zucc.).
The bark in YHP showed turtle-back shape. The color of heartwood and sapwood in YHP was deep-yellow to brown and creamy-white. And the color of heartwood and sapwood in RP was light-brown and light-yellow.
The annual ring width of YHP was narrower than that of RP, and the latewood percentage of YHP was a little higher than that of RP.
On the anatomical characteristic, tracheid diameter and fusiform ray height were increased from pith to bark. On the contrary, tracheid wall thickness and ray number per mm2 were decreased with increasing annual ring number from pith to bark. Tracheid length of YHP was ca 3000㎛, while that of RP was ca 2200㎛.
In physical properties, YHP had higher air-dry density of 0.53∼0.57g/cm3 than RP with density of 0.51g/cm3.
On the mechanical properties, the compressive strength of heartwood in YHP was greater than that in RP, with the values of 66∼77N/mm2 for YHP and 62N/mm2 for RP, respectively. Also, MOR and MOE of heartwood in YHP were greater than those in RP, with the values of 84∼89N/mm2, 7840∼8010N/mm2 for YHP and 69.7N/mm2, 7644N/mm2 for RP, respctively. Heartwood of YHP had higher hardness than that of RP. The sapwood of YHP showed lower mechanical properties than that of RP.
On the natural durability, weight loss of the heartwood in YHP after fungi and termite test was lower than that of the sapwood in YHP. Furthermore, the highest mortality of termite was obtained from the heartwood of YHP. In the outdoor weathering test, the color change(ΔE*) in YHP was higher than that in RP.
In fragrance analysis, ten types components as Hexanal, Benzaldehyde, 1-methyl-2-propan-2-ylbenzene, Limonene, α-Terpineol, 2-methoxy-4-methyl-1-
propan-2-ylbenzene, α-copaene, (+)-longifolene, (+)-δ-cadinene, Cembreme were detected in YHP. In RP, six types components as Hexanal, Benzaldehyde, 2-methoxy-4-methyl-1-propan-2-ylbenzene, α-longipinene, (+)-longicyclene, (+)-longifolene were obtained. It is that the heartwood of YHP had much higher and more various extractives than that of RP.

#황장목 #적송 #심재율 #연륜폭 #해부학적 특성 #물리학적 특성 #역학적 특성 #천연내구성 #추출물 함량 #향기성분 분석

목 차
Ⅰ. 서 론 1
Ⅱ. 연구사 4
Ⅲ. 재료 및 방법 8
3.1. 공시재료 8
3.1.1. 수피 외형 관찰과 생장추를 이용한 황장목 선별 및 시료채취 12
3.2. 실험방법 14
3.2.1. 거시적 특성 14
3.2.2. 해부학적 특성 15
3.2.3. 물리학적 특성 19
3.3.4. 역학적 특성 20
3.2.5. 천연내구성 평가 22
3.2.6. 추출물 분석 27
3.2.7. 향기성분 분석 28
Ⅳ. 결과 및 고찰 29
4.1. 거시적 특성 29
4.1.1. 심재와 변재의 비율 및 색상 차이 29
4.1.2. 연륜폭 및 만재율 31
4.2. 해부학적 특성 34
4.2.1. 3단면 관찰 34
4.2.2. 구성세포 치수 43
4.2.3. 마이크로피브릴경사각 50
4.2.4. 상대결정화도 및 결정폭 55
4.3. 물리학적 특성 58
4.3.1. 밀도 및 함수율 58
4.3.2. 전수축률 59
4.4. 역학적 특성 61
4.4.1. 종압축강도 61
4.4.2. 휨강도 62
4.4.3 경도 63
4.5. 천연내구성 64
4.5.1. 부후성능 평가 64
4.5.2 흰개미 효력 시험 71
4.5.3. 야외노출에 따른 재색변화 및 중량감소 76
4.6. 추출물 분석 82
4.7. 향기성분 분석 83
Ⅴ. 결론 85
참고문헌 88
Abstract 95

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