제목 목재란?
작성자 woodheim
작성일자 2012-05-25
조회수 2624
 목재란?
 
1. 목재의 구성
춘  재 : 봄,여름에 성장한 세포, 세포막이 얇으며 유연, 조직이 거칠다, 비중이 작고 강도도 낮다.
추  재 : 가을, 겨울철에 성장한 세포, 세포막이 두껍고 견고, 비중이 크고 단단하며 강도가 크다.
심  재 : 수심에 가깝고 색깔이 짙은 부분, 강도와 내구성이 커서 목재에서 가장 질이 좋은 부분.
         목질이 단단하고 윤기가 나며 건조하여도 변화적다. 습기에 강하다.
변  재 : 목재의 껍질에 가깝고 색깔이 옅은 부분, 목질이 무르고 연하다.
         건조하면 변형이 잘 되고 습기에 약하다. 가소성이 좋아 목재를 휘어 쓰기에 적합.
         심재보다 수축률이 크다. 고목은 심재보다 변재가 목재로서의 가치가 더 크다.
곧은결 : 절단면이 마구리면의 수심을 통과하여 나이테에 직각방향으로 제재한 것
         목재의 질이 좋아 구조재로 쓰임
널  결 : 절단면이 마구리면의 나이테에 접선방향으로 제재한 것
         질이 무르고 담색이 되어 표면이 아름다우므로 장식재로 쓰임
 
2. 목재의 물리적 성질
비  중 : 목재의 비중은 1.54 (심재>변재)
         목재의 비중이 클수록 강도는 증가한다.
함수율 :  전건재 중량에 대한 함수량의 백분율
         섬유포화점(함수율이 약 30% 정도일 때)이상에서는 강도 일정, 이하에서   강도가 급증
         함수율이 섬유포화점 이하가 되면 세포수의 증발로 목재의 수축이 시작
         섬유포화점 이상의 함수율의 변화에서는 수축, 팽창이 일어나지 않음
         포수상태 - 목재 내부가 수분으로 포화된 상태로, 이때의 함수율을 최대 함수율이라 한다.
         생재상태 - 세포막 내부가 포화되어 있고 세포막 사이의 공극 일부가 액체 수분으로 존재하는 상태,
         입목 또는 벌목 직후의 함수상태
         섬유포화상태 - 세포막 내부가 포화되어 있고 그 외에는 수분이 존재하지 않는 상태.
         기건상태 - 통상 대기의 온도·습도와 비슷한 수분을 함유,  함수율은 국내의 경우 15% ±2%
         전건상태 - 인위로 함수율은 0.5% 이라고 한 상태, 함수율을 0%로 본다.
 
3. 목재의 역학적 성질
강도  : 함수율이 낮을수록 강도 증가, 특히 섬유포화점 이하로 건조됨에 따라 강도 증가,
        전건상태는 섬유포화점의 강도의 3배로 됨
        섬유방향 > 직각방향 : 길이방향에 대한 세포의 저항성이 폭방향의 저항성보다 크기 때문
        인장력 > 압축력, 허용강도는 최고강도의 1/7~1/8 정도
        흠이 있는 목재의 강도는 저하 : 썩정이, 옹이, 균열 등은 강도에 큰 영향
내구성 :
        부패 - 목질부에 부패균이 침입하여 그 영양분을 섭취, 번식하면서 목재의 섬유질을 용해·감소   
         강도감소, 건습의 속도 빨라짐, 착화점 낮아짐
         부패균은 온도 25~30℃, 습도80% 내외 왕성, 4℃ 이하, 55℃ 이상, 20% 이하 습도 사멸
         부패정도는 수종에 따라 다름, 전나무·솔송나무는 잘 부패되고, 밤나무·회나무 등은 내구성 크다.
        풍화 - 목재가 비바람, 햇볕, 기온듸 변화 등에 의해 표면이 변색·변질되는 것
        목재의 단면감소, 내구성 감소, 은백색으로 변함
        풍화 방지를 위해 목재의 표면을 내식·내후성이 있는 방부제를 칠한다.
        충해 - 흰개미·굼벵이 등의 충류가 목재의 밑마구리에서부터 내부로 침입하여 추재부는 그대로 두고
        춘재부를 주로 갉아 먹어서 구멍을 만드는 것
        주로 건축물의 토대, 기둥, 보 등의 밑에서 속을 파먹어서 침식
        연소 - 인화점 : 목재에 열을 가하면 100℃ 정도에서 수분이 증발, 160℃ 이상이 되면 가연성가스 발생,
         이때 불꽃을 가깝게 하면 가연성 가스에는 인화되지만 목재에는 불이 붙지 않는 온도를 말한다.
                착화점 : 260~270℃ 가 되면 불꽃에 의해 목재에 불이 붙는 온도를 말하며, 불이 붙기 쉽고 저절로
         꺼지기 어려운 목재의 화재위험온도이다.
                발화점 : 착화점에서 더욱 온도가 높아져 400~450℃ 가 되면 근처에 불꽃이 없어도 자연히 발화하는 온도이다.
 4. 목재의 건조    
    목적  ① 목재 수축에의 손상방지 ② 목재강도의 증가 ③ 못, 나사의 지보력을 증가 ④ 접착력 증가
            ⑤ 도장성의 개선 ⑥ 전기절연성의 증가 ⑦ 열절연성의 개선 ⑧ 약제주입의 용이 ⑨ 충해방지
            ⑩ 변색 및 부패방지
건조방법
      ① 수액제거법
- 나무를 벌목하여 현지에 1년 이상 방치해두면 비와 이슬에 의해 수액이 빠지고 건조가 빨라짐
- 뗏목으로 강물에 띄워서 약 반년쯤 물에 담가두면 수액이 빠지고 물이 흡수되지만 건조는 빨라짐
- 재를 물에 넣고 삶으면 수액이 빨리 제거되어 건조 빨라짐
      ② 자연건조법
- 제재한 목재를 옥내에 쌓아놓거나 옥외에 쌓아두고 직사광선을 막기위해 짚을 덮고 통풍으로 건조
- 건조비가 적게 들고 재질의 변질이 적음 but 건조기간 길고 변형이 생기기 쉽다
 - 마구리면은 건조균열을 방지하기 위해 유성페인트칠
- 목재를 쌓을 때에는 지면에서 30cm 정도의 고임 나무를 놓고 쌓아야 지면으로부터 습기 흡수막음
- 건조기간은 3cm 두께의 널일 경우 침엽수일 때는 약 6개월, 활엽수일 때는 약 1년 정도 걸림
      ③ 인공건조법
- 건조실에 제재품을 쌓고 밀폐한 다음, 처음에는 다습·저온의 증기를 불어넣다가 점차로 고온·저습
- 처음부터 고온으로 건조시키면 건조속도는 빠르나 표면이 갈라지거나 경화되어 재질이 나빠질 수 있음
- 건조가 빠르고 변형도 적다 but 시설비, 가공비가 많이 들어 목재가격이  비싸짐
증기법 : 건조실을 증기로 가열하여 건조, 가장많이쓰임
열기법 : 건조실 내의 공기를 가열하거나 가열 공기를 송풍기로 넣어 건조
훈연법 : 열기 대신 짚, 톱밥, 대팻밥 등을 태운 연기를 건조실에 넣어 건조시키는 것, 까맣게 하는 결점
 
5. 목재의 장·단점
장점   ① 전기·음향·열에 대한 훌륭한 절연체
       ② 비중이 작고 연질이어서 가공이 쉽다.
       ③ 접착제를 사용하여 합성·조합, 장대한 빔·기둥 제작
       ④ 못·스크류·볼트·프레스로 가공한 금속제 트러스 플레이트와 쉽게 결합
       ⑤ 도장이 가능, 녹슬거나 부식되지 않는다.
       ⑥ 강산이나 알칼리와 같은 화학약품에 다양한 저항력
       ⑦ 방부제와 방화자재를 사용하면 내구성을 연장
       ⑧ 무게에 비해 뛰어난 강도, 수평 구조용재로 특히 적합
       ⑨ 색채 무늬가 있어 미장에 유리(가구·내장재)
단점   ①착화점이 낮아 내화성이 작다.
       ② 흡수성이 크며, 변형하기가 쉽다.
       ③ 습기가 많은 곳에서는 부식하기가 쉽다.
       ④ 충해나 풍화에 의해 내구성이 떨어진다.