• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제2권2호
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• pp.8-12
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• 1974

한국의 목재 인공 건조법을 개발하기 위하여 필자의 전직 대학인 전북대학교 전 김두헌 총장님, 동농대전 백남혁학장 및 동농대교수 제위의 각별한 협조를 얻어 1956년 고액을 지불하고 미국 More Dry Kiln Co.에서 최신의 목재 인공 건조 장치를 도입하여 전북 농대 임학과에 설치하게된 것이다. 그러나 이 건조 시설을 활용하는데는 많은 지장이 있었으므로 1959년 전기 More Dry Kiln의 온, 습도 조절장치만을 이용한 소형 Dry kiln을 제작하여 본 시험을 실시한 것이다. 공시수종은 소나무, 낙엽송, 은행나무, 전나무, 밤나무 및 감나무등이며, 공시목의 크기는 것이 60cm, 넓이 10cm 및 두께 15-35mm이다. 실험한 건조 조건은 건조 온도를 일정히 ($170^{\circ}F$)하고, 관계습도를 각종으로 변화할때 얻어지는 건조 속도를 측정하는 동시에 각 건조조건에 의하여 유발되는 건조결함을 조사하여 공시목의 초기 함수율과 건조 최경함수율 특히 shell의 함수율과의 비가 이들의 결함 형성 특히 표면경화(casehardening) 형성에 미치는 영향을 구명하였으며 또한 casehardening 계산식을 유도하였다. 1. 목재내부에 형성된 응력 즉 prong이 개주할 때의 응력은 prong이 서로 접합할 때의 응력을 100으로 하는 백분율에 의하여 다음식으로 표시할 수 있다. 단, 응력 측정에 사용한 prong은 그림 1과 같이 작성하여야 한다. $CH=\frac{(A-B') (4W+A) (4W-A)}{2A[(2W+(A-B')][2W-(A-B')]}{\times}100%$ 상식은 다음과 같은 간이식을 사용할 수 있다. $CH=\frac{A-B'}{A}{\times}200%$ 2. 일정 한 건조 조건하에 건조하여 항중에 달하고, 또한 normal casehardening을 형성하는 경우에 는, 그 sample board의 shell 의 함수율은 특히 얇은 sample board에 있어서 US Dep. Agr., Forest Products Laboratory에서 발표한 EMC 보다 낮다. 3. 본 실험에서 측정한 1시간당 목재 건조 표면적 $1cm^2$ 당 증발하는 증발량 즉 건조속도를 비교 검토한 결과 다음과 같은 순위로 되었으며, 비교 검토한 5수 종중 최대치를 유하는 은행나무 MC 20% 에 있어서 최저치를 표시한 밤나무의 3.8배가 된다. (표 1 참조) (1) 은행나무 (2) 감나무 (3) 소나무 (4) 낙엽송 (5) 밤나무 특히 함수율 26% 이하에 있어서 각 함수율에 대한 증발속도치는 다음과 같은 일차식으로 표시 할 수 있으며, 그 회귀계수 유의성 검정에 있어서의 T치는 다음과 같이 각각 고율의 유의성을 표시하였다. (표2 참조) 상기중 Y는 증발속도($g/cm^2hr$.), X는 함수율을 각각표시한다. 이들 회귀직선을 도시하면 그림 2와 같다. 4. 초기함수율과 건조 최종기에 있어서의 목재의 표층 함수율 즉 shell의 함수율과의 비(SR)가 casehar dening 형성에 미치는 영향은 다음과 같다. 어떤 SR 값에 관하여 그 SR 값 이하를 유하는 총개제수(N) 중 CH 제4급이 출현하는 수(D)의 확율 즉 N에 대한 D의 출현확율 P%는 표 3과 같다. (D의 출현확율 P%를 위험확율이라고 가칭한다.) 표 4에 있어서 종란의 1,2,3의 숫자는 각각 다음과 같은 사항을 표시한다. (1) CH 값 제 4급이 출현하지 아니 하는 안전한 최소 SF 값 (2) 위험을 30%를 허용하는 경우에 있어서의 SF 값의 한계 (3) CH 값 제 4급 이하가 발생하지 아니하는 위험율 100%의 값의 범위 상기한 실측 결과에 의하여 밤나무, 낙엽송등은 내부응력 형성이 용이한데 비하여 감나무, 소나무등은 내부응력 형성이 용이하지 아니하여, 특히 전나무, 은행나무등은 타수종과 동일한 건조조건에 있어서 reverse casehardening을 초래함에 비추워 타수종에 비하여 현저히 내부응력 특히 normal casehardening이 잘 형성되지 아니한다는 것을 알 수 있다. 5. casehardening을 제외한 각종의 drying defects는 long time loading에 있어서 그 내부응력이 ultimate stress를 초과할 때 나타나는 것인데 건조조건 온도 $170^{\circ}F$에 대하여 습도를 낮게하여도 그렇게 심하지 아니하나, 온도 $200^{\circ}CF$의 저습에 있어서 end coating을 하지 아니하는 경우에는 용이하게 발생한다. 특히 밤나무는 실험한 타수종에 비하여 casehardening 및 활열성 defects가 강한 것을 지적할 수 있다.

• 한국농공학회지
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• 제15권1호
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• pp.2913-2924
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• 1973

이와같은 방법(方法)에 의(依)하여 얻은 몇가지 시험결과(試驗結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 어느 시험구(試驗區)를 막론(莫論)하고 건조진행(乾燥進行)은 표층토(表層土)가 라지구(裸地區)보다는 초지구(草地區)가 그 진행속도(進行速度)가 좀빠른 경향(傾向)을 나타냈다. 2. 건조과정(乾燥過程)에 강우(降雨)가 있으며 토양수분(土壤水分)은 강우침투경로(降雨浸透經路)를 통(通)하여 포장용수량(圃場容水量) 또는 수분당량(水分當量) 부근(附近)으로 회복(回復)하고 있다. 3. 성층토양(成層土壤)에서 하층토(下層土)의 토성(土性)이 상층토(上層土)의 건조(乾燥)에 미치는 영향(影響)은 다음과 같이 설명(說明)된다. 가. 하층토(下層土)가 S이고 토층토(土層土)가 CL 또는 SL인 경우에 이 CL 또는 SL의 건조(乾燥)는 포장용수량(圃場容水量)이 적은 하층(下層)의 S가 어느정도(程度) 모관수공급(毛管水供給)의 차단층(遮斷層)이 되어 하층토(下層土)가 SL 또는 CL로 되었을 때보다 훨씬 건조(乾燥)가 빨리 진행(進行)하며 CL보다는 SL쪽이 현저(顯著)하게 빨리 건조(乾燥)한다. 나. 하층토(下層土)가 SL이고 상층토(上層土)가 S 또는 SL인경우에 이 S 또는 CL의 건조(乾燥)는 포장용수량(圃場容水量)이 비교적(比較的) 크고 또 모관수전도도(毛管水傳導度)도 비교적(比較的) 원활(圓滑)한 하층(下層)의 SL로 인(因)하여 그 진행속도(進行速度)가 가장 완만하며 S보다는 CL쪽이 더빨리 건조(乾燥)하는 경향(傾向)이다. 다. 하층토(下層土)가 CL이고 상층토(上層土)가 S 또는 SL인 경우에 이 S 또는 SL의 건조(乾燥)는 포장용수량(圃場容水量)이 가장 크나 모관수전도도(毛管水傳導度)가 가장느린 하층(下層)의 CL로 인(因)하여 그 진행속도(進行速度)가 비교적(比較的) 빠른 편(便)이며 S보다는 SL쪽이 더 발리 건조(乾燥)하는 경향(傾向)이다. 4. 상층토양(上層土壤) 및 하층토양(下層土壤)에서의 함수비(含水比)에 대(對)한 1일간(日間)의 시간적(時間的) 변화(變化)를 보면 상층토양(上層土壤)이 CL 및 SL에 있어서는 기온(氣溫)이 상승(上昇)하는 $12{\sim}15$시(時) 사이 까지는 함수비(含水比)가 감소(減少)되고 18시(時) 이후(以後)부터는 약간(若干) 회복(回復)하는 경향(傾向)을 보이는데 이에 반(反)하여 S에 있어서는 기온(氣溫)이 상승(上昇)하는 $12{\sim}15$시(時)에 함수비(含水比)가 Peak점(點)을 이루는 경향(傾向)을 보였으며 하층토양(下層土壤)에서의 함수비(含水比)는 CL, SL 및 S모두 기온상승(氣溫上昇)에 따라서 약간감소(若干減少)하는 경향(傾向)을 나타냈고 구름낀날의 함수비(含水比)의 변화(變化)는 CL, SL 및 S공(共)히 맑은 날에 비(比)하여 약간(若干) 작은 경향(傾向)을 보였다. 5. 적산계기증발량(積算計蒸發量)에 대(對)한 적산토양수분소비율(積算土壤水分消費率)은 일반적(一般的)으로 화지구(華地區)가 라지구(裸地區)보다 큰 경향(傾向)을 보였으며 시일(時日)의 경과(經過)에 따라 그 율(率)이 감소(減少)하는 경향(傾向)을 보였고 또 그것은 초기(初期)에는 주(主)로 상층토양(上層土壤)의 토성(土性)에 좌우(左右)되고 후기(後期)에는 하층토양(下層土壤)의 토성(土性)에 많이 좌우(左右)되는 경향(傾向)이었다. 6. 적산토양수분소비율(積算土壤水分消費率)은 하층토(下層土)가 SL 또는 S이고 상층토(上層土)가 CL인 경우(境遇)에 하층(下層)이 SL인 경우(境遇)가 S인 경우보다 변화폭(變化幅)에 컸으며, 하층(下層)이 CL, 또는 S이고 상층(上層)이 SL인 경우(境遇)는 가장 큰 값을 나타냈는데 하층(下層)이 CL인 소우(塑遇)의 그 값은 S인 경우보다 약간(若干)큰 경향(傾向)을 보였다. 또한 하층(下層)이 CL 또는 SL이고 상층(上層)이 S인 경우는 위에 말한 두 경우보다도 작은 값을 보였으며 하층(下層)이 CL인 경우(境遇)가 SL인 경우보다 더욱더 작은 값을 나타내는 경향(傾向)을 보였으며, 즉(卽) 본시험(本試驗)에서의 토양수분(土壤水分) 소비율(消費率)은 대체(大體)로 SL/CC> SL/S>CL/SL> CL/S$\fallingdotseq$S/SL> S/CL>의 순위(順位)로 되었다.

• 한국농공학회지
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• 제15권3호
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• pp.3059-3088
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• 1973

본연구(本硏究)에서는 연구(硏究)의 대상(對象)을 저습답(低濕畓)에 두기보다는 지하수위(地下水位)가 낮은 점질토(粘質土)의 건답(乾畓)에 두고 이 점질토(粘質土)논에 대(對)한 수잉전(移秧前)의 처리(處理)에 있어서 심경(深耕)을 한 것 답면(畓面)을 건조(乾燥)시켜 구열발달(龜裂發達)을 기(期)하게한 것 및 암거(暗渠)가 설치(設置)된 곳에서의 답면(畓面)을 건조(乾燥)시켜 구열발달(龜裂發達)을 기(期)하게 한 것 중에서 어떤 처리방법(處理方法)을 적용(適用)한 것이 뿌리신장(伸長)이 심층화(深層化)되여 벼의 수량(收量)을 높일 수 있고 동시(同時)에 지하배수기능(地下排水機能)이 제대로 발휘(發揮)되여 수확작업(收穫作業)에 대형기계(大型機械)를 도입(導入)하였을 때 농업기계(農業機械)의 주행성면(走行性面)에서 유리(有利)한가를 발견(發見)코저 한 것이다. 그래서 시험구처리(試驗區處理)에 있어서는 (1)이앙(移秧) 39일전(日前)에 경운(耕耘)하여 풍건(風乾)시킨 것(경운구(區)) (2) 이앙(移秧) 39일전(日前)에 경운(耕耘)하여 물로 포화(飽和)시켜 쓰린후(後) 구열(龜裂)을 발생(發生)시켜 이앙(移秧) 2일전(日前)에 15cm 깊이로 경운(耕耘)한 것(균열구(區)) (3) 이앙(移秧) 39일전(日前)에 암거설치(暗渠設置)와 동시(同時)에 경운(耕耘)하여 물로 포화(飽和)시켜 쓰린후(後) 구열(龜裂)을 발생(發生)시켜 이앙(移秧) 2일전(日前)에 15cm 깊이로 경운(耕耘)한 것(균암구(區))의 3요인(要因)에 15cm. 25cm, 35cm 깊이의 3수준(水準)으로 하고 15cm 깊이 경운구(區)를 Control구(區)로 정(定)하였는데 이에 의(依)하여 얻은 시험결과(試驗結果)는 대략(大略) 다음과 같이 요약(要約)될 수 있다. 1. 소비수량(消費數量)은 균암구(區)에 있어서는 경운구(區) 및 균열구(區)보다도 소비수량(消費水量)을 나타냈다. 따라서 유효우량은 균암구(區)에서 가장 크고 경운구(區), 균열구(區)의 순(順)으로 작은값을 나타냈고 순용수량(純用水量)에 있어서는 여전(如前)히 균암구(區), 경운구(區), 균열구(區)의 순(順)으로 작어저 균암구(區)가 가장 큰 양(量)을 나타냈다. 심도(深度)에 불구(不拘)하고 순용수량(純用水量)의 크기는 균암구(區)에서 105cm 내외(內外), 경운구(區)에서 70cm 내외(內外), 균열구(區)에서는 45cm 내외(內外)를 나타냈다. 2. 뿌리중량(重量)이 구열최대심도(龜裂最大深度)에 예민(銳敏)하게 영향(影響)을 받고 있는 경향(傾向)으로 미루어 볼 때 뿌리 발달(發達)은 답면상(畓面上)의 구열(龜裂)에 의(依)하기 보다는 구열심도(龜裂深度)에 더 큰 영향(影響)을 받는 것으로 되어 있다. 따라서 깊은구(區)일수록 뿌리중량(重量)은 커지는 경향(傾向)을 가졌고 처리간(處理間)에는 균열구(區), 균암구(區), 경운구(區) 순(順)으로 증대(增大)하는 경향(傾向)을 가졌다. 3. 초장(草丈)의 신장(伸長)에 있어서는 어느구(區)를 막론(莫論)하고 생육초기(生育初期)(분얼최성기(分얼最盛期))에는 별(別)로 차이(差異)를 발견(發見)할 수 없으나 생육중기(生育中期)(분얼종료기(分얼終了期)부터 유수형성기(幼穗形成期) 사이에서는 심도(深度)가 깊은구(區)일수록 그 성장(成長)이 떨어지고 생육후기(生育後期)(수잉기)(穗잉期)에 접어들면서 부터는 도리여 심도(深度)가 깊은구(區)가 얕은구(區)보다 더 왕성(旺盛)한 신장(伸長)을 하였다. 이것은 시험처리별(試驗處理別)로 볼 때 생육중기(生育中期) 이후(以後) 균열구(區)는 어느 다른 구(區)보다 떨어지고 균암구(區)와 경운구(區) 간(間)에는 별차이(別差異)는 없으나 균암구(區)가 여간(與干) 초장신장(草丈伸長)이 우세(優勢)한 경향(傾向)을 나타냈다. 4. 경수(數)에 있어서는 전생육기간(全生育期間)을 통(通)하여 심도(深度)가 깊은구(區)일수록 그 수(數)가 적어지는 경향(傾向)을 나타냈고 이것을 시험처별(試驗處別)로 볼 때 균열구(區)는 늘 균암구(區)와 경운구(區)보다 떨어졌으며 또 경운구(區)는 균암구(區)보다 약간(若干) 우세(優勢)한 경향(傾向)을 나타냈다. 5. 수량(收量)(조곡중)(租穀重))에 있어서는 시험처리별(試驗處理別) 각(各) 시험구(試驗區)의 수량(收量)을 Control 구(區) 15-경운구(區)와 대비(對比)할 때 35-경운구(區)에 있어서는 17%, 35-암거구(區)에 있어서는 10% 기타구(其他區)에 있어서는 모두 Control구(區)와 같거나 떨어졌다. 그리고 전체적(全體的)으로 볼 때 심도(深度)가 깊은구(區)일수록 수량(收量)은 증가(增加)하였고 경운구(龜)는 균암구(區)보다, 균암구(區)는 균열구(區)보다 수량(收量)이 높았으며 심도구(深度區)에는 1%의 유의성시험처리(有意性試驗處理)에는 5%의 유의성(有意性)이 존재(存在)하였다. 6. 조곡중(粗穀重)에 더 많은 영향(影響)을 주는 감수심(減水深)은 후기감수심(後期減水深)이며 15cm 구(區)에서는 2.7cm/day 이내(以內)에서 25cm 구(區)에서는 3.0cm/day 이내(以內)에서 35cm 구(區)에서는 3.3cm/day이내(以內)의 범위(範圍)에서 감수심(減水深)이 증대(增大)하면 조곡중(粗穀重) 증대(增大)하였고 동시(同時)에 동일감수심(同一減水深)에서는 심도(深度)가 깊은구(區) 일수록 조곡중(粗穀重)은 증대(增大)하였다. 따라서 동일감수심도(同一減水深度)가 깊은구(區)일수록 수량면(收量面)에서 유리(有利)함을 암시(暗示)하고 있다. 7. 뿌리중량(重量)에서 비례(比例)하여 조곡중(粗穀重)은 증대(增大)하였으며 벼뿌리중량(重量)이 동일(同一)할때는 심도(深度)가 깊은구(區)일수록 조곡중(粗穀重)은 증대(增大)하는 경향(傾向)을 보여주고 있다. 또 시험처리별(試驗處理別)로 볼 때는 벼뿌리 중량(重量)은 균열구(區), 균암구(區), 경운구(區)의 순(順)으로 컸고 따라서 조곡중(粗穀重)도 역시(亦是) 같은 순(順)으로 컸다. 그리고 조곡중(粗穀重)은 중간낙수기간(中間落水期間)의 최소함수비(最少含水比)와 그때의 평균지온(平均地溫)에 관계(關係)되나 함수비(含水比)가 40%이하(以下)에서는 평균지온(平均地溫)은 함수비(含水比)에 비례(比例)하여 증가(增加)하는 경향(傾向)이 있음으로 주(主)로 최소함수비(最小含水比)에 영향(影響)을 받는바가 크다. 8. 짚조곡중비(粗穀重比)는 심도(深度)가 얕은구(區)일수록 커지는 경향(傾向)을 보였고 또 벼뿌리중량(重量)에 역지수함수적(逆指數函數的)으로 증대(增大)하였다. 또 같은 심도(深度)의 구(區)에서는 15cm 구(區)를 제외(除外)하고는 짚조곡중비(粗穀重比)는 감수심(減水深)에 비례(比例)하여 증대(增大)하였다. 감수심(減水深)이 어느 한도(限度)까지 증대(增大)됨에 따라 조곡중(租穀重)이 증대(增大)하지만 동시(同時)에 짚조곡중비(粗穀重比)도 증대(增大)함을 보여주고 있다. 9. 동일토성(同一土性)에서 구열량(龜裂量)은 기상조건(氣象條件) 특(特)히 증발량(蒸發量)의 증대(增大)에 따라 증대(增大)하며 답면건조도중(畓面乾燥途中)에 강우(降雨)가 있으면 답면구열량(畓面龜裂量)은 현저(顯著)히 감소(減小)한다. 점질토(粘質土)의 구열량(龜裂量)은 대체(大體)로 함수비(含水比)가 25% 이상(以上)에서는 함량비(含量比)에 역지수적(逆指數的)으로 증가(增加)하는 경향(傾向)을 보였고 구열(龜裂)의 최대(最大) 심도(深度)는 31% 이하(以下)의 함수비(含水比)에서는 일정(一定)한 값을 유지(維持)하는 경향(傾向)이있다. 10. Cone 지수(指數)는 어느 한도(限度)까지는 구열량(龜裂量)에 비례(比例)하는 경향(傾向)이있으나 구열량(龜裂量)이 어느 한도(限度)를 넘으면 약간(若干) 구열량(龜裂量)에 역비례(逆比例)하는 경향(傾向)을 보여주고 있다. 그 한도(限度)의 함수비(含水比)는 25% 근처가 될 것이다. 11. 최종낙수후 (最終落水後)의 Cone 지수(指數)의 경시적(經時的) 증대(增大)는 생육후기(生育後期)의 감수심(減水深)에 비례(比例)하는 경향(傾向)을 보였고 동일감수심(同一減水深)에서 균암구(區)는 다른 두 구(區)보다 큰Cone지수(指數)를 나타냈고 경운구(區)는 심도(深度)가 깊은구(區)일수록 균열구(區)보다 작은 Cone 지수(指數)를 나타냈는데 특(特)히 35-경운구(區) Cone의 지수(指數)는 현저(顯著)하게 작은 값을 나타냈다. 12. 최종낙수후(最終落水後)의 답면건조(畓面乾燥)에 있어서는 함수비(含水比)의 감소상황(減少狀況) 및 Cone 지수(指數)의 증대상황(增大狀況)에 비추어 볼 때 시험처리별(試驗處理別)로는 균암구(區)가 다른 두 구(區)보다 밟르고 경운구(區)는 가장 늦어지고 심도(深度)가 깊은 구(區)에서는 더욱 늦어지고 있다. 농업기계(農業 機械)의 주행(走行)에 지장(支障)을 가져오지 않을 정도(程度)의 Cone 지수(指數)($2.5kg/cm^2$)로 답면건조(畓面乾燥)를 시키자면 최종낙수시기(最終落水時期)를 잡는 시기(時期) 및 낙수기간(落水期間)동안의 강우(降雨)의 유무(有無)에 따라 다르게지만 강우(降雨)가 전혀 없다면 누계계기증발량(累計計器蒸發量)을 기준(基準)으로 잡을 때 균암구(區)에서는 누계계기증발량(累計計器蒸發量)으로 약(約) 44mm가 필요(必要)하고 기타구(其他區)에서는 50mm 이상(以上)이 필요(必要)하게 됨으로 균암구(區)에서의 답면건조진행(畓面乾燥進行)은 대체(大體)로 경운구(區), 균열구(區)보다 2일이상(日以上)이 빠르며 35-경운구(區)와 비교(比較)하면 5일(日) 이상(以上)이나 빠르게 될 것이다.