A Study on Mechanical Properties of Strand/Particle Composites(I) - Effect of Layer Constructions -

스트랜드/파티클 복합체의 기계적 성질에 관한 연구(I) - 단면구성이 기초물성에 미치는 영향 -

To develop the technology of producing structural board from low grade materials, an attempt was made to produce strand/particle composites from split wood strand(S) and particle(P) of (Cryptomeria japonica D. Don), which changed the layer construction and the ratio of S/P. The influence of layer construction on board properties was determined, focusing on the number and alignment of the S layers. The effect of weight ratio of S/P (3:7, 1:1, 7:3) on mechanical properties was also discussed on seven layered panel. Mechanical properties were determined from static bending tests to give parallel and perpendicular modulus of rupture (MOR) and modulus of elasticity (MOE), and the internal bond (IB) strength. In general, the surface strand layers contributed to the MOR and MOE. The parallel MOR and MOE values were the largest for the single layered S panel (only Slayers: S1), but the perpendicular MOR and MOE was the smallest. Perpendicular MOR and MOE were the largest for seven layered composite that had two cross oriented strand layers (SPSPSPS: SP7). Specimens retained more than half of their MOE and MOR after two hours in boiling water and one hour soaking. IB was the largest for the panel having only P layers, however, differences in IB strength were not identified among the other multi-layered composite panels thus the effect of layer construction on IB strength was small. Thickness swelling (TS) and surface roughness were smaller for the composite having P layers on the surface than for those having S layers. The addition of strands did not enhance the mechanical properties (MOR, MOE, IB). TS values for the panels, with which the S/P ratio was over than 1:1, was the similar to the value for the single layered S panels.

본 연구는 미이용 자원인 소경목(小經木) 조생수(早生樹) 등의 저질원료로부터 고성능을 지니는 구조용 보드를 제조하는 기술을 개발하는 것을 목적으로 하여 할렬 스트랜드 (S)/파티클(P) 복합체의 층구조와 S와 P의 혼합비율을 바꾼 단면구성에 따른 기초적 물성을 검토했다. 그 결과 스트랜드층을 포함하고 있는 SP 복합체의 경우, 전체적으로 휨성능(MOR, MOE)이 매우 높았다. 또 S단층 보드는 현저한 이방성을 나타내었지만 층구조가 PB에 가까워질수록 이방성은 감소하여, 7층 구조의 복합체는 이방성이 적었으며 특히 SP7은 직교방향도 휨강도가 높았다. 습윤시 휨강도 성능도 같은 경향을 나타내었다. 박리강도(IB)는 PB가 가장 높았고, 스트랜드층을 가진 복합체는 거의 같은 값을 나타내었다. 두께팽창율(TS) 은 PB가 가장 적은 값을 나타내었으며, 표층이 P층인 구조가 S표층구조보다 적은 경향을 나타내었다. 복합체의 표면특성은 표층 엘리먼트의 영향을 받아, 적고 미세한 엘리먼트인 P표층의 복합체가 크고 두꺼운 S표층 복합체보다 양호하였다. S와 P의 혼합비율의 영향은, SP비(比)를 증가시켜도 강도물성(MOR, MOE, IB)은 향상되지 않으며, 오히려 저하되는 것도 있었다. 두께팽창율(TS)은 SP 비(比) 1:1 이상의 복합체에서는 S만으로 제조한 보드와 같은 정도의 값을 나타내었다.