제1장 목재의 구조와

제1장 목재의 구조와

성질 (1)

□ 목재의 결점

▷ 腐朽, 蟲害, 燃燒, 收縮, 膨潤

치수불안정 → 건조결함 발생

목재의 결점 과 개량

□ 목재의 장점

① 가볍고 강인하다(比强度가 高).

② 가공(절삭, 접합)이 용이하다.

③ 온도, 습도, 音, 전기 등에 調節的 또는 絶緣的이다.

④ 감촉이 부드럽고 외관이 아름답다.

⑤ 자원이 풍부하고 재생산이 가능하다.

비강도(mm) = 재료의 강도(kg/mm²) 比重量(kg/mm³)

☞ 比重量 : 단위 부피당 무게

재료 별 비강도

□ 목재의 改良(改質 加工)

▷ 목재의 缺點(短點)을 물리, 화학적 방법으로 제거 또는 개선 → 高技能性 목재를 제조

改質(改良)목재(Solid modified wood)

열처리 목재(Thermowood)

아세틸화 목재

(네덜란드 ‘모세의 다리’)

제1절 목재의 조직

1. 육안적 구조

2. 구성세포

3. 세포벽 구조

가. 벽층 구성

나. 미세구조

• 1차벽: 불규칙한 망상구조

• 2차벽

- 외층(S₁): S+Z나선(교차구조) - 중층(S₂): Z나선

- 내층(S₃): S나선

4. 세포벽의 마이크로피브릴 배열

1. Cellulose

중합도(DP): 1,000 ~ 1,500

제2절 목재 세포벽의 화학조성

나. Hemicellulose

② 측쇄: arabinose, galactose  구성 다당류의 종류:

① 침엽수 HC

- Glucomannan(주체, 16-18%) - Arabinoglucuronoxylan(8-14%) - Galactoglucomannan(3-4%) ② 활엽수 HC

- Glucuronoxylan(주체, 20-35%) - Glucomannan(3-5%)

Glucomannan의 화학구조

Arabinoglucuronoxylan의 화학구조

β-L-arabinofuranose

α-glucuronic acid

Galactoglucomannan의 화학구조

Glucuronoxylan의 화학구조

α-glucuronic acid

 리그닌의 화학구조: 매우 복잡 • 구성단위: phenylpropane • phenylpropane의 종류

①

p

③ syringylpropane

다. Lignin

p-coumaryl alcohol

(p-hydroxyphenylpropane) coniferyl alcohol

(guaiacylpropane) sinapyl alcohol (syringylpropane)

가. 목재 재질: 다양성이 풍부, 변동이 有 ① 수종 간 다양성의 원인

 세포, 조직의 종류와 양적 비율, 배열의 차이  화학성분, 추출성분의 종류와 양적 차이

② 개체 간의 변동의 원인

 변 · 심재 간의 재색, 투과성, 내구성의 차이

 미성숙재와 성숙재 간의 비중, 강도, 건조수축, 변형 등의 차이 나. 재질의 다양성과 변동

 넓은 용도

 불균질한 재료

1. 다양성과 불균질성

제3절 목재의 재질 특성

2. 다공성

가. 전건비중 0.3~0.7 목재

→ 공극의 용적 비율(공극율) 80~53%

세포내강, 세포간극 – 영구 공극

나. 다량의 공극 존재 → 목재 특성에 크게 기여 ① 비강도 증대, 물질의 주입

② 압축 가공 → 壓密化

③ 분산 효과 : 소리와 진동 흡수, 단열성 증대 ④ 공극의 通道性 : 물질의 이동 가능

→ 건조 시 수분 이동, 재질 개량 시 약제 침투 통로 다. 목재 중에서의 물질의 투과성

① 공극의 형상, 배향, 크기, 배열양식에 좌우 ② 변재 > 심재

C

C

○ 벽공의 배열, 배향

○ 심재화 진행 – 벽공의 폐색

건조과정 하에서 가도관 유연벽공의 폐색과정

開口壁孔 閉塞壁孔

○ 심재화 진행 – 타일로시스 형성

3. 보존성

가. 목재 : 생물재료 → 이용상 양면성 有  타기 쉬움 ↔ 薪炭材로 이용

 부후 ↔ 버섯재배, 무공해 폐기처리

나. 목재 : 과거에는 보존성이 낮는 재료로 취급

 현재: 각종 보존처리(난연처리, 방부처리, 방충처리 등 ) → 철, 콘크리트 재료 이상으로 보존 가능

○ 목재의 생성과정: 탄소동화작용(광합성작용)

♦ 6CO₂+12H₂O+688kcal → C₆H₁₂O₆+6H₂O+6O₂