Dimensional Change of PEG-Freeze Dried Waterlogged Woods Exposed at Various Humidity Conditions

PEG처리 후 동결건조한 수침고목재의 습도조건에 따른 상태변화

In order to evaluate two-step treatment of PEG-freeze drying for highly-degraded waterlogged ash woods (Fraxinus PP.; ca. 5,700 BP), which were excavated from peat lands in western Korea, dimension stability was examined during 45 months after complete treatment. The samples pre-treated with PEG in water solution showed better dimensional stabilities than the ones with PEG in t-butanol(TBA) solution. It suggests that TBA reduced the flexibility of wood cells and overflying by TBA induced micro-checks during freeze drying. Micro-checks results in fragile wood structures and consequently, large shrinkage by moisture absorbances of high PEG contents during exposure in humid condition. The results suggest that PEG in water-solution treatment is better than PEG in t-butanol as pretreament for freeze drying of highly-degraded waterlogged ash woods.

열화가 많이 된 수침고목재(토탄층 물푸레나무)를 물과 t-butanol을 용매로 하여 PEG농도를 $10\~80\%$로 다양하게 처리한 후 동결건조와 자연건조 하였다. 건조 후 여러 가지 습도 조건에서 45개월간 조습처리하여 중량 변화율과 수축률을 측정하여 치수안정화 효과를 확인하였다. 건조 후 습도조건에 따른 상태변화에서는 수용액으로 처리한 시편이 t-butanol을 용매로 처리한 시편보다 치수안정성이 우수하였다. 이러한 결과는 t-butanol을 용매로한 처리가 유기용매치환으로 인하여 목재섬유의 유연성이 저하되고 동결건조 후 목재조직은 과도한 건조로 인하여 미세할렬이 다수 발생되기 때문으로 판단된다. 과도건조에 의해 발생된 미세할렬은 목재조직을 더욱 취약하게 만들며, 고습도에서 PEG가 수분을 흡습하면서 목재조직 내부에 응해 흡착될 때 취약한 목재가 이를 지탱하지 못하여 수축이 일어난 것으로 보인다. 본 연구결과 열화가 많이 진행된(최대함수율 $800\%$) 수침고목재의 경우는 t-butanol을 용매로 이용하지 않더라도 PEG수용액 ($40\%$정도)으로 전처리 하는 것이 동결건조 후 치수안정성이 우수한 것으로 확인되었다.