Hendrik, Jessica;Hadi, Yusuf Sudo;Massijaya, Muh Yusram;Santoso, Adi;Pizzi, Antonio
Journal of the Korean Wood Science and Technology
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제47권3호
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pp.253-264
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2019
This study characterized the chemical compounds in tannin from mangium (Acacia mangium) bark extract and determined the physical-mechanical properties of glued laminated timber (glulam) made from sengon (Falcataria moluccana), jabon (Anthocephalus cadamba), and mangium wood. The adhesives used to prepare the glulam were based on mangium tannin and phenol resorcinol formaldehyde resin. Five-layer glulam beams measuring $5cm{\times}6cm{\times}120cm$ in thickness, width, and length, respectively, were made with a glue spread of $280g/m^2$ for each glue line, cold pressing at $10.5kgf/cm^2$ for 4 h and clamping for 20 h. Condensed mangium tannin consisted of 49.08% phenolic compounds with an average molecular weight of 4745. The degree of crystallinity was 14.8%. The Stiasny number was 47.22%. The density and the moisture content of the glulams differed from those of the corresponding solid woods with mangium having the lowest moisture content (9.58%) and the highest density ($0.66g/cm^3$). The modulus of rupture for all glulam beams met the JAS 234-2003 standard but the modulus of elasticity and the shear strength values did not. Glulam beams made with tannin had high delamination under dry and wet conditions, but glulam made from sengon and jabon wood met the standard's requirements. All glulam beams had low formaldehyde emissions and were classified as $F^{****}$ for formaldehyde emissions according to the JAS 234 (2003) standard.
The objective of this study was to reveal the impact of thinning and pruning regimes on the physical and mechanical properties of clonal teak wood planted in Java. In this study, a 15-year-old clonal teak plantation was carried out and the obtained data were evaluated with analysis of variance (ANOVA). The results showed that different thinning intensities had a significant impact on the alteration of heartwood volume development (F = 25.63; p < 0.0001). Meanwhile, the impact of different thinning treatments in several physical properties depends on the pruning treatment levels [moisture content (F= 12.18, p < 0.0001); tangential shrinkage (F = 15.60, p < 0.0001); T/R ratio (F = 7.17, p < 0.0001); and volumetric shrinkage (F = 10.81, p < 0.0001)]. However, different thinning intensities had no significant impact on wood basic density alteration (F = 0.72, p = 0.486), while pruning intensities affect the differences between radial (F = 3.52, p = 0.030) and volumetric shrinkage (F = 3.13, p = 0.044). In mechanical properties, thinning intensity levels did not promote any significant differences [modulus of elasticity (F = 1.41, p = 0.248); modulus of rupture (F = 0.94, p = 0.392); compressive strength parallel to grain (F = 0.21, p = 0.813); and compressive strength perpendicular to the grain (F = 0.41, p = 0.669)]. Meanwhile, different pruning treatments and combination treatments were not significantly altered all mechanical properties. These results indicated that the thinning and pruning regimes can enhance the mechanical properties without having a serious alteration in the physical properties of clonal teak wood.
PRABUNINGRUM, Dita Sari;MASSIJAYA, Muh Yusram;HADI, Yusuf Sudo;ABDILLAH, Imam Busyra
Journal of the Korean Wood Science and Technology
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제48권2호
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pp.196-205
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2020
The purpose of this study was to investigate a method for improving the physical and mechanical properties of laminated board made from oil palm trunk (OPT). The effects of pretreating the lamina with heat-pressure and altering the lamina composition of the laminated board were investigated. The outer third of OPT in cross-section had high-density wood, while the underlying third had low to medium density. The hot press was applied to pretreat the lamina that had low to medium density. The lamina were 1.5 cm in thickness, 5 cm in width, and 65 cm in length. The hot press was applied at 2.94 MPa or 4.41 MPa at 150 ℃ for 60 minutes, and the target thickness of the lamina was 1 cm. The three layers of the laminated board samples were bonded with isocyanate adhesive at a glue spread of 300 g/㎡ and cold pressed at 0.98 MPa for 3 h. The laminated board samples were tested according to Japanese Agricultural Standard (JAS) 234-2003. The results showed that the densification of the inner lamina did not significantly affect the physical-mechanical properties of the laminated board produced. However, the laminated board made with high-density laminas for the outer layers fulfilled the JAS 234-2003 standard for the modulus of elasticity and the modulus of rupture.
아세틸화처리는 목재의 치수안정성을 높이는 방법으로 알려졌다. 기상처리보다는 액상처리가 중량증가율이 높기 때문에 더 많이 사용된다. 국내산 소나무재와 잣나무재를 액상 아세틸화처리하여 밀도, 휨강도, 치수안정성 등 물리적 성질에 미치는 효과를 조사하였다. 아세틸화처리에 의한 소나무와 잣나무 시편의 중량은 각각 평균 10.4%와 9.2% 증가하였으며, 전건밀도는 각각 평균 6.9%와 4.6% 증가하였다. 소나무와 잣나무 모두 휨파괴계수(MOR)와 휨탄성계수(MOE), 동탄성계수(DMOE)의 변화는 없었다. 아세틸화처리 후 목재시료의 평균 항흡습률(PRH)은 소나무와 잣나무가 각각 20.6%와 13.8% 이었다. 평균 항흡수율(PRA)은 소나무와 잣나무가 각각 20.0%와 8.5%였다. 따라서 아세틸화처리에 의해 소나무의 치수안정성이 향상된 결과를 얻었다.
Twenty-five Eucalyptus clones (14 E. camaldulensis - EC and 11 interspecific eucalypt hybrid clones - EH) grown in three contrasting sites were evaluated for the growth and few wood traits at 4 years of age. The stability, genotype-site interaction and suitability of these clones for pulp and solid wood industry sectors were studied. Growth of eucalypt clones was significantly higher at site 1 with higher rainfall, but wood density did not differ significantly from lower rainfall sites. Kraft pulp yield (KPY) decreased from sites 1 to 3 based on moisture availability, but not between two groups of clones. Volumetric shrinkage (VS) was significantly higher in EC clones at site 3 with lowest rainfall, but there was no specific trend at other two sites with maximum (site 1) and intermediate (site 2) rainfall. The mechanical traits modulus of rupture (MOR) and modulus of elasticity (MOE) were at par in sites 1 and 2, but significantly lower at the driest site 3. The growth rate had a significant positive correlation with KPY, MOR and MOE and a negative correlation with VS, but no significant impact on wood density in both groups of clones. Genotype×environment interaction (G×E) was evident in most traits due to the difference in response of clones to moisture availability. Since wood density was negatively correlated to KPY, it has to be kept at an optimum level for the profitability of pulp industry. There was no significant difference between EC and EH clones for most traits except VS at site 3. Stability of clones varied across sites in different traits, and hence clones may be selected for deployment at each site by screening for growth, followed by wood density, considering the relationship of growth and density with other traits required by pulp and solid wood industry sectors.
국내산 낙엽송 소경각재의 휨 강도 성능을 예측하기 위하여 비파괴적인 지표의 검토가 필요하다. 본 연구에서는 낙엽송 소경각재(단면 $89{\times}120mm$)를 초음파법, 종진동법, 소하중법의 비파괴 방법으로 탄성계수를 측정하였다. 실측 탄성계수와 유의성이 높은 비파괴 측정 방법을 결정 후 휨 파괴계수 예측 지표로 적용하였다. 종진동법으로 측정된 탄성계수가 실측 탄성계수와 가장 높은 유의성을 나타냈다. 휨 파괴계수와 실측 탄성계수의 유의성도 매우 밀접하게 측정되었으므로 종진동법에 의한 비파괴 탄성계수로 소경각재의 휨 파괴계수를 예측하였다.
본 연구는 목재파레트폐잔재 파티클과 페놀수지(고형분함량 50%, 함지율 30%) 및 점토를 사용하여 3층 점토목질파티클보드를 제조하고 소정의 탄화온도(400℃, 600℃, 800℃)에서 탄화하여 Clay-Woodceramics를 제조한 후 물리·기계적성질을 검토하였다. 점토의 효과를 구명하기 위하여 전건파티클중량의 10%, 20%, 30%를 첨가하였으며 연구 결과는 다음과 같다. 1. Clay-Woodceramics의 탄화수율은 탄화온도가 높을수록 감소하였고, 폭 및 두께 수축율은 증가하였다. 그러나 Clay첨가량이 많을수록 탄화수율은 증가하였으며 폭 및 두께 수축율은 감소하였다. 2. Clay-Woodceramics의 비중은 탄화온도가 높을수록 증가하며, 흡습율도 증가하였다. Clay의 첨가량이 많을수록 같은 온도조건에서 높은 비중을 나타냈으며, 흡습율은 감소하는 경향을 보였다. 그러나 흡수율은 제조조건에 따른 통계적인 차이가 없었다. 3. 탄화온도가 높아짐에 따라 Clay-Woodceramics의 휨강도 및 휨탄성계수는 증가하는 경향을 나타냈다.
이 연구에서는 선행연구의 녹차-목재섬유 복합보드에 부가하여, 목제품 생산 후 발생하는 부산물인 편백 톱밥의 효율적인 이용과 건축내장재로의 응용을 목표로 목재섬유와 편백톱밥 및 녹차분말을 혼합한 복합보드를 제조하여 정적 휨강도성능에 영향하는 톱밥 및 녹차의 배합비율의 영향을 조사하였다. 목재섬유-톱밥-녹차 복합보드의 휨 탄성계수는 0.956~1.18 GPa의 범위에 있었고, 목재섬유 : 톱밥 : 녹차의 배합비율 50 : 40 : 10에서 가장 높은 값을, 50 : 30 : 20에서 가장 낮은 값을 나타내었다. 이 값은 선행연구의 녹차-목재 섬유 복합보드보다 2.0~3.1배 낮은 값을 나타냈다. 목재섬유-톱밥-녹차 복합보드의 휨 강도는 8.99~11.5 MPa의 범위에 있었고, 구성요소의 배합비율에 따른 휨 강도의 변화는 휨 탄성계수와 같은 경향을 나타내었다. 이 값은 선행연구의 녹차-목재섬유 복합보드보다 1.9~3.5배의 낮은 값을 나타내었고, KS에 규정된 파티클보드 및 중밀도섬유판의 강도치보다 약간 낮은 값을 나타냈다. 따라서 이 복합보드를 산업화하기 위해서는 복합보드 구성요소의 배합비율의 조정, 이종재료와의 복합화 및 접착제의 전환 등으로 강도성능을 향상시킬 필요가 있을 것으로 사료된다.
이 연구에서는 녹차를 이용한 친환경 복합보드를 건축내장재로의 활용을 위하여, 녹차의 다양한 기능성과 목재섬유의 우수한 강도특성을 살려 녹차-목재섬유 복합보드를 제작하였고, 녹차-목재섬유 복합보드의 정적 휨강도성능에 미치는 녹차와 목재섬유 배합비율 및 접착제의 영향을 조사하였다. 녹차-목재섬유복합보드의 휨 강도성능은 녹차의 배합에 따라 대조보드 (control 보드) 보드의 그것보다 감소하였는데, 그 감소비율은 전반적으로 녹차배합비율이 증가할수록 커지는 경향을 나타내었다. 또한, 보드제조에 사용된 수지의 종류에 따라 강도성능의 차이가 나타났는데, 포름알데히드 방산량이 많은 $E_1$급 요소수지가 $E_0$급 요소수지보다 휨 탄성계수에서는 1.08~1.53배 그리고 휨 강도는 1.19~1.82배의 더 높은 값을 나타내었으며, 녹차의 배합비율이 커질수록 양자의 차이는 커지는 것이 확인되었다. 휨 강도는 $E_1$급 요소수지의 경우, 시판용 중밀도섬유판 (medium density fiberboard, MDF)의 0.94~1.03배의 값을 나타내어 시판용 중밀도섬유판과 거의 차이가 없었고, 녹차와 목재섬유를 복합한 우수한 친환경 기능성복합보드제조가 가능한 것이 밝혀졌다.
국내외 기계등급제재목(구조재 및 층재)의 등급기준 및 설계강도 산출방법을 비교 분석하고 국내 제재산업 실정을 고려한 평균 탄성계수(modulus of elasticity, 이하 MOE) 기준방법 적용을 제안하였다. 먼저 올바른 기계등급제재목 기준 정착을 위해 기계등급구조재와 기계등급층재의 공통점과 차이점을 설명하였다. 최소 고정 MOE 기준 등급을 사용하는 국내 기준은 등급구분에는 편리하나 휨강도(modulus of rupture, 이하 MOR) 예측과 자원이용도 측면에서는 효율성이 낮은 것으로 파악되었다. 해외에서 사용되는 평균 MOE 기준 방법은 초기 컴퓨터 기반 작동을 요구하나 MOR-MOE 직선회귀에 근거한 합리적인 MOR 예측과 품질관리 측면에서 효율성이 높은 것으로 분석되었다. 무엇보다도 현 국내 기계등급구조재 등급체계는 수종별 강도 특성을 반영하지 못하고 있다는 것이 가장 큰 문제점으로 분석되었으며 이러한 결과를 기반으로 MOR-MOE 직선회귀분석에 근거한 기계등급제재목 등급기준 및 기준설계값 산출방법 적용을 제안하였다. 이를 통하여 궁극적으로 부가가치가 높은 국산 기계등급구조재 생산 활성화를 이루고, 기계 등급구조재의 층재 전용 가능에 따른 구조용 집성재 가격경쟁력 제고 효과를 얻을 수 있다고 사료되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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