• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제22권2호
• /
• pp.401-408
• /
• 2021

에너지 분권 및 신재생에너지 정책에 따라 연료용 목재칩 보급도 증가하고 있는 추세이다. 본 연구는 연료용 목재칩(Wood chip)을 이용하여 농촌지역에 난방에너지를 공급하는데 필요한 기술적 방법을 제시하는데 목적이 있다. 따라서 본 연구에서는 10톤의 목재칩을 적재할 수 있는 간이 자연환기건조장을 설치하여 8개월 동안 자연건조의 효과를 파악하고 이를 바탕으로 연료용 목재칩 품질기준을 충족하기 위한 자연건조 방법을 도출하고자 하였다. 연구결과 농촌지역에서 쉽게 조달할 수 있는 재료로 자연환기건조장을 갖춘다면 약 90일간의 건조 기간을 거쳐 함수율 20% 이하의 고품질 연료용 목재칩을 생산할 수 있음을 확인하였다. 또한 규격에 부합하는 흡기 및 배기 시스템을 갖출 경우 목재칩 품질에 영향을 주는 곰팡이의 번식과 발효의 효과적인 차단이 가능하였다. 이와 같은 연구결과는 고비용 강제건조 설비를 도입하지 않더라도 농촌지역의 여건에 부합하는 저비용의 자연건조시스템을 통해서도 품질기준을 충족하는 양질의 목재칩 생산이 가능함을 증명한다. 따라서 미이용 산림바이오매스를 활용한 연료용 목재칩 자연건조기술 개발사업, 농촌보급용 소규모 자연건조장의 성능 및 설계기준 등과 관련한 정책수립이 요구된다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
• /
• 제32권1호
• /
• pp.45-51
• /
• 2004

본 연구는 두께 24 mm 뉴질랜드산 라디아타 소나무 단판의 마이크로파-열풍 복합 건조특성을 파악하기 위하여 수행되었다. 단판을 100℃ 열풍과 복합한 마이크로파 건조한 결과 함수율 160%에서 0%까지 건조하는데 7.5분이 소요되었다. 이 건조속도는 100℃ 열풍만으로 건조한 경우에 비하여 약 3배 정도 높은 수준이었다. 그러나 과도한 마이크로파 출력이 가해지면 탄흔이 남는 문제가 발생하였다. 그러므로 최적의 건조조건을 결정하기 위해서는 다양한 규격과 수종의 단판에 대한 마이크로파 건조특성의 파악이 요구됨을 알 수 있었다.

• 한국화재소방학회논문지
• /
• 제29권4호
• /
• pp.49-56
• /
• 2015

본 연구에서는 건물 실내에서 주로 사용되고 있는 합판, 실내 마감용 목재(루바; 소나무), 압축 스티로폼 단열재, 강화마루 및 PVC 장판 5 종류의 연소가스 유해성을 분석하였다. 연소가스의 유해성 분석은 Naval Engineering Standard(NES) 713 규격 및 미국국방성 규격(MIL-DTL)을 적용하였다. $CO_2$의 방출량은 5종의 내장재 모두 NES 713 규격 한계치인 100,000 ppm을 초과하지 않았다. CO 방출량의 경우 압축 스티로폼 단열재가 6,098 ppm으로 규격 한계치인 4,000 ppm을 초과하는 값을 나타내었다. 포름알데히드는 PVC 장판과 압축 스티로폼 단열재에서 각각 25 ppm, 49 ppm 방출되었다. $NO_X$는 합판에서 955 ppm으로 가장 높은 양이 방출되었으며, 규정 한계치 250 ppm에 비하여 높은 값으로 나타났다. 독성 지수는 합판 5.19, PVC 장판 4.13, 압축 스티로폼 단열재가 2.35, 강화마루 2.34, 그리고 실내 마감용 목재 1.22로 산출되었다. 본 연구에서는 화재 시 발생되는 연소가스 측정 및 유해가스 농도를 확인하여, 향후 건축 내장재의 화재 안전성을 평가하기 위한 기초 데이터로 활용하고자 한다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
• /
• 제41권4호
• /
• pp.337-345
• /
• 2013

국산 원목의 유통체계 개선을 위해서는 원목 품질을 신뢰할 수 있는 있는 등급체계가 정착되어야 한다. 원목시장의 현실과 괴리된 원목규격의 개선을 위해 국내에서 생산되는 원목 현황과 원목이 사용되는 시장에 대한 분석이 필요하다. 이를 위해 2010년과 2011년에 국내 5개 지방산림청에서 생산 매각한 천만 본 이상의 원목자료를 수집하여 각 수종별로 경급과 재장을 분석하였다. 이를 바탕으로 원목규격의 경급과 재장구분 기준에 대한 개선방안을 모색하고자 하였다. 본 연구 주요결과를 요약하면 다음과 같다. 국산 침엽수 원목의 경급은 100~160 mm 범위의 소경재가 대부분을 차지하여 현행 원목규격의 재종구분이 현실에 비해 다소 과도하게 설정되었음을 확인할 수 있었다. 원목의 경급분포는 수종별로 서로 상이한 분포특성을 보여 수종별로 차별화된 경급기준의 필요성이 제기되었다. 국내에서 생산되는 원목의 재장이 수종마다 서로 상이하고, 제재용으로 선호되는 재장을 적극적으로 생산하지 못하는 문제점을 반영하여 재장에 관한 기준이 원목규격에 포함될 필요가 있다는 점을 확인하였다. 이러한 결과를 바탕으로 3개 수종군, 6개 재종의 새로운 침엽수 원목 구분체계를 제안하였으며, 각 등급에 적합한 지름 및 재장기준을 제시하였다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
• /
• 제45권5호
• /
• pp.544-558
• /
• 2017

본 연구는 국내야외시험을 통하여 난주입수종의 방부성능을 조사하기 위하여 수행되었다. 난주입수종의 방부처리에 적합하다고 판단되는 캐나다 방부목재 표준규격 CSA O80 Series-08 중 주거용 방부목 그룹 C와 D에 따라 방부 처리된 웨스턴 헴록과 스프루스의 방부성능을 야외시험을 통해 평가하였다. 제조된 샘플들은 자상처리를 실시한 후 alkaline copper quaternary (ACQ)와 copper azole (CA)로 방부처리를 실시하였다. 성능시험용 시편들은 2010년 11월 경남 진주에 조성된 야외시험장에서 AWPA E7-09와 AWPA E18-06 방법에 따라 지접부 및 지상부 성능시험을 수행하였으며 매년 정기점검을 통해 시편들의 부후 및 흰개미 가해상태가 조사되었다. 2017년 3월까지 약 6년 5개월 동안의 국내 야외시험 결과를 살펴보면 무처리 시편에서는 부후와 흰개미 가해가 심하게 발생되었지만 방부처리된 시편에서는 거의 발생하지 않은 것으로 나타났다. 이러한 결과는 국내 목재사용환경에서 5 mm 침윤깊이의 적용가능성을 보여준다. 본 논문에서는 국내목재방부산업에서 난주입수종의 활용을 증가시키기 위해 고려되었으면 하는 부분을 침윤도와 보유량의 관점에서 논의한다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
• /
• 제43권6호
• /
• pp.746-756
• /
• 2015

본 논문에서는 목재 수축률에 관한 1976-2015년도에 발표된 목재공학회지 논문을 정리하였다. 국내산 낙엽송(Larix kaempferi) 수축률을 측정한 연구자들간에 접선방향 수축률은 4.21%-9.79%, 방사방향 수축률은 2.09%-4.67%, 섬유방향 수축률은 0.17%-0.33%로 접선방향 2.3배, 방사방향 2.2배, 섬유방향 1.9배로 연구자들마다 측정 값에 차이가 나타났다. 소나무(Pinus densiflora) 시편 크기가 $20{\times}20{\times}20mm$에서 $100{\times}100{\times}100mm$로 증가함에 따라 접선방향, 방사방향, 부피수축률은 2.61%, 1.32%, 0.80% 감소하였다. 아피통(Dipterocarpus grandiflorus)을 밀폐건조, 오븐건조, 실온건조 하였을 때 부피수축률은 31.6%, 26.5%, 21.0%로 건조방법에 따라 5.5%-10.6% 차이가 나타났으며 건조온도가 $115^{\circ}C$, $120^{\circ}C$, $125^{\circ}C$로 증가함에 따라 낙엽송의 수축률은 일정한 증가, 감소 경향이 보이지 않았다. $20mm^3$ 크기의 삼나무(Cryptomeria japonica) 시편을 한국산업규격(KS F 2203, 2004)에서 제시하는 정밀도 0.01 mm의 길이측정도구로 수축률을 측정하였을 때, 방사, 섬유방향 수축률 측정오차는 1.97%, 35.7%로 크게 나타났다. 목재의 수축률은 시편 크기, 건조방법, 측정방법에 영향을 받는 것으로 나타났다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
• /
• 제41권6호
• /
• pp.475-489
• /
• 2013

본 연구는 낙엽송과 백합나무 톱밥을 이용한 펠릿의 제조 과정에서 바인더로 일정량의 유채박, 커피부산물, 수피, 솔방울, 리그닌 분말을 첨가하여 바인더의 종류 및 첨가량이 내구성을 포함한 펠릿의 품질에 미치는 영향을 알아보기 위하여 수행하였다. 바인더와 함께 제조한 펠릿의 품질은 국립산림과학원에서 고시한 목재 펠릿 품질 규격 1등급 기준을 대부분 상회하였으며, 일부 과다한 양의 바인더를 첨가하여 제조한 펠릿에서만 높은 회분 함량으로 2~3등급 기준을 만족하는 것으로 조사되었다. 바인더 종류 및 첨가량에 따른 펠릿의 내구성은 리그닌, 유채박 그리고 커피부산물을 첨가하여 제조한 펠릿에서 우수하였으며, 백합나무 펠릿은 첨가량의 증가와 함께 내구성도 향상되었다. 한편 낙엽송 펠릿의 경우 첨가량의 증가에 따른 내구성 향상 효과는 크지 않았으며, 수피와 솔방울을 바인더로 사용하였을 때 첨가량의 증가와 함께 내구성이 감소하였다. 제조된 펠릿의 광학/전자현미경 관찰을 통하여 바인더의 종류에 따른 차이를 명확하게 확인할 수 없었으나, 첨가량에 따른 차이는 명확하게 관찰할 수 있었다. 결과를 종합하면, 바인더의 첨가는 목재 펠릿의 품질 향상에 대부분의 항목에서 기여하였으며, 특히 커피부산물을 바인더로 사용하여 제조한 펠릿의 경우 모든 품질에서 뚜렷한 향상을 확인할 수 있었다. 향후 저렴한 바인더의 안정적인 확보가 이루어진다면 바인더의 첨가로 인하여 연료적 품질이 향상된 목재 펠릿의 상용화가 가능할 것으로 확신한다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
• /
• 제43권6호
• /
• pp.757-767
• /
• 2015

본 연구는 신갈나무, 소나무, 낙엽송 목분을 이용하여 flat-die pelletizer로 제조한 목재펠릿의 연료적 특성에 대한 목분 함수율 및 크기의 영향을 조사하기 위하여 수행하였다. 각 수종별 화학적 조성을 조사한 결과, 회분 함량은 신갈나무에서, 리그닌 함량은 소나무와 낙엽송에서 높은 것으로 조사되었다. 각 목재펠릿의 연료적 특성은 펠릿 함수율의 경우 소나무에서 가장 낮았으며, 겉보기밀도는 낙엽송, 소나무, 신갈나무 순으로, 내구성은 낙엽송, 신갈나무, 소나무 순이었다. 각 수종별 목분 함수율에 따른 목재펠릿 함수율, 겉보기밀도, 내구성을 측정한 결과, 목분 함수율이 증가함에 따라 모든 수종의 목재펠릿 함수율과 내구성은 증가하였으며, 신갈나무와 낙엽송 펠릿의 겉보기밀도는 감소하였다. 각 수종별 목분 크기에 따른 목재펠릿 함수율, 겉보기밀도, 내구성을 측정한 결과, 목분 크기가 감소함에 따라 낙엽송 펠릿의 함수율과 겉보기밀도 그리고 신갈나무 펠릿의 겉보기밀도는 증가하였다. 한편, 목분 크기의 감소는 신갈나무, 소나무, 낙엽송 펠릿의 내구성 증가에 기여하였다. 각 목분 함수율별 신갈나무, 소나무, 낙엽송 펠릿의 함수율, 겉보기밀도, 내구성에 목분 크기가 미치는 영향을 분석한 결과, 12% 함수율 목분으로 제조한 신갈나무 펠릿의 겉보기밀도와 내구성은 목분 크기가 감소함에 따라 증가하였다. 한편 대조구로 사용된 낙엽송 펠릿의 내구성은 10% 및 12%의 목분 함수율 조건에서 목분 크기에 따른 차이는 없었으나, 8% 목분 함수율 조건에서 목분 크기의 감소와 함께 내구성이 증가하였다. 제조된 목재펠릿의 연료적 특성과 경제적인 측면을 고려한 최적 목분 함수율 및 크기는 신갈나무의 경우 10%와 2 mesh 그리고 소나무의 경우 12%와 2 mesh라는 결론을 얻었으며, 이 조건에서 제조한 목재펠릿의 모든 연료적 특성은 국립산림과학원 목재펠릿 품질규격 1등급 기준을 크게 상회하는 것으로 나타났다.

• 공업화학
• /
• 제33권4호
• /
• pp.373-380
• /
• 2022

본 연구에서는 화재 시 연기안전 등급 평가를 표준화하기 위해 Chung's equations 1, 2와 3을 확장하여 Chung's equations-V인 연기성능지수-V와 연기성장지수-V를 산정하였다. 5종류의 목재를 선별하여 ISO 5660-1의 규격에 의한 콘칼로리미터(cone calorimeter)법으로 연기지수들을 측정하였다. Chung's equation-VI에 따라 연기위험성지수-VI에 의한 연기위험성을 등급화 하였다. 연기위험성지수-VI는 PMMA(1) ≈ 단풍나무(1.01) < 물푸레나무(1.57) < 전나무(4.98) < 오동나무(46.15) < 적삼목(106.26)의 순서로 증가하였다. 단풍나무, 물푸레나무의 연기위험성이 가장 낮고, 오동나무, 적삼목이 가장 높은 것으로 예측되었다. 시험편 5종의 일산화탄소 평균생성속도는 0.0009~0.0024 g/s으로 나타났으며, 이들 목재는 기준 물질인 polymethyl methacrylate보다 불완전연소 물질임을 나타내었다. 선정된 목재들의 연기특성은 체적밀도가 높을수록 연기성능지수-V (SPI-V)이 증가하였고, 연기위험성지수-VI (SRI-VI)가 감소하였다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
• /
• 제45권3호
• /
• pp.258-267
• /
• 2017

리기다소나무와 신갈나무 목분에 낙엽송 수피 또는/그리고 인공건조시 발생하는 폐액을 첨가제로 사용하여 펠릿을 제조하고, 이에 대한 연료적 특성의 분석을 통하여 고등급 목재펠릿 제조를 위한 원료 및 제조조건을 제공하고자 본 연구를 수행하였다. 첨가제에 대한 화학적 조성을 조사한 결과, 수피는 90% 이상의 전섬유소와 리그닌으로 구성되어 있었으며, 건조폐액은 대부분 당 성분이라 추정되는 0.1%의 고형분을 가지고 있었다. 신갈나무 목분은 수피의 포함으로 회분 함량(2.2%)이 높았으며, 수피와 건조폐액도 4% 이상의 회분을 가진 것으로 조사되었다. 목분 및 첨가제의 발열량은 모두 국립산림과학원(NIFOS)에서 고시한 "목재제품의 규격과 품질기준"의 목재펠릿 1급 기준(18.0 MJ/kg) 보다 높았다. 피스톤형 펠릿성형기로 제조한 펠릿은 첨가제의 양이 2 wt%인 관계로 회분함량과 발열량에 영향을 미치지 않았다. 내구성의 경우, 대부분의 제조 조건에서 첨가제의 사용에 의하여 증가하였다. 한편 첨가제로 수피 그리고 목분의 함수율 조절을 위하여 건조폐액을 함께 첨가하여 제조한 펠릿의 내구성은 첨가제없이 제조한 펠릿과 차이가 없었으며, 수피 또는 건조폐액을 각각 첨가제로 사용하여 제조한 펠릿보다 낮았다. 그러나 펠릿 제조비용 측면에서 건조폐액은 폐수처리에 따른 수익이 가능한 관계로 수피와 건조폐액을 공동으로 펠릿 제조에 사용하는 것이 유리할 것으로 생각한다. 피스톤형 펠릿성형기로 제조한 펠릿의 연료적 특성 측정 결과를 토대로 파일럿 규모의 평다이펠릿성형기로 리기다소나무 및 신갈나무 펠릿을 제조하였다. 제조된 펠릿의 함수율은 목분 및 첨가제의 사용과 상관없이 NIFOS 1급 기준($${\leq_-}$$10%)을 모두 만족하였다. 이에 대한 겉보기밀도와 내구성 측정결과를 종합하면, 첨가제의 사용은 리기다소나무의 경우 목분 함수율을 10%로 조절하고 수피나 건조폐액을 사용하는 것이 그리고 신갈나무의 경우 12%의 목분 함수율에 수피를 사용하는 것이 각각의 최적 목재펠릿 제조 조건이라 생각한다. 신갈나무 펠릿의 회분 함량을 제외하고 이 조건에서 제조한 목재펠릿의 품질은 NIFOS 목재펠릿 1급 기준을 크게 상회하는 것으로 나타났다.