• 임산에너지
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• 제17권1호
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• pp.56-70
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• 1998

This study was carried out to investigate the structural characteristics of kraft lignin and the wood degrading characteristics, the productivity of ligninolytic enzymes and the enzymatic degradation of kraft lignin by white-rot fungi. To purify kraft lignin, precipitation of kraft pulping black liquors of pitch pine meal was done by titration with lN $H_{2}SO_{4}$ reaching to pH 2, and isolation of the precipitates done by centrifugation. The isolated precipitates from pitch pine were redissloved in lN NaOH, reprecipitated by titration with lN $H_{2}SO_{4}$, washed with deionized water, and kept ofr analysis after freeze drying. Fractionation of the precipitates in solution by successive extraction with $CH_{2}Cl_{2}$ and MeOH, and the fractionates were named SwKL, SwKL I, SwKL II, and SwKL III for pitch pine kraft lignin. The more molecular weights of kraft lignin increased, the less phenolic hydroxyl groups and the more aliphatic hydroxyl groups. Because as the molecular weights increased, the ratio of etherified guaiayl/syringyl(G/S ratio) and the percentage were increased. The spectra obtained by 13C NMR and FTIR assigned by comparing the chemical shifts of various signals with shifts of signals from autherized ones reported. The optimal growth temperature and pH of white-rot fungi in medium were $28^{\circ}C$ and 4.5-5.0, respectively. Especially, in temperature and pH range, and mycelial growth, the best white-rot fungus selected was Phanerochaete chrysosporium for biodegradation. For the degradation pathways, the ligninolytic fungus jcultivated with stationary culture using medium of 1% kraft lignin as a substrate for 3 weeks at $28^{\circ}C$. The weight loss of pitch pine kraft lignin was 15.8%. The degraded products extracted successively methoanol, 90% dioxane and diethyl ether. The ether solubles were analyzed by HPLC. Kraft lignin degradation was initiated in $\beta$-O-4 bonds of lignin by the laccase from Phanerochaete chrysosporium and the degraded compounds were produced from the cleavage of $C\alpha$-$C\beta$ linkages at the side chains by oxidation process. After $C\alpha$-$C\beta$ cleavage, $C\alpha$-Carbon was oxidized and changed into aldehyde and acidic compounds such as syringic acid, syringic aldehyde and vanilline. And the other compound as quinonemethide, coumarin, was analyzed. The structural characteristics of kraft lignin were composed of guaiacyl group substituted functional OHs, methoxyl, and carbonyl at C-3, -4, and -5 and these groups were combinated with $\alpha$ aryl ether, $\beta$ aryl ether and biphenyl. Kraft lignin degradation pathways by Phanerochaete chrysosporium were initially accomplished cleavage of $C\alpha$-$C\beta$ linkages and $C\alpha$ oxidation at the propyl side chains and finally cleavage of aromatic ring and oxidation of OHs.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제16권2호
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• pp.50-61
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• 1988

접착제(接着劑) 제조(製造)를 위하여 펄프폐액(廢液)중의 리그닌을 이용(利用)하는 연구(硏究)가 1930년경(年傾)부터 진행(進行)되여 아황산펄프폐액(廢液)중의 Lignosulfonate의 경우는 페놀수지(樹脂)나 요소수지(要素樹脂)에 증량(增量)시키거난 반응(反應)시키는 연구(硏究)인데 비하여 kraft 리그닌을 이용(利用)하는 경우는 페놀수지(樹脂)의 보문(報文)이 주류(主流)를 이루고 있으나 요소계(要素系) 공축합수지(共縮合樹脂)는 아직 발표(發表)된 바 없으며 또한 아직까지 리그닌을 이용(利用)한 상업적(商業的)인 접착제(接着劑)가 제조(製造)되어 활용(活用)되지 못하고 있는 실정(實情)이다. 따라서 본(本) 연구(硏究)는 합판제조(合板製造)의 원가절감(原價節減), 폐액이용(廢液利用)의 환경보존관점(環境保存觀點)에서 Krfat Pulp 폐액(廢液)중의 리그닌접착제(接着劑)의 제조(製造)하고져 실시(實施)하였으며, Urea-Lignin 접착제(接着劑)의 도포량(塗布量)은 일반적(一般的)으로 합판(合板)에 도포(塗布)되는 요소수지(要素樹脂)의 량(量)(320g/$m^2$)과 동일(同一)하고 압축응력(壓縮應力)은 균일(均一)하게 12kg/$cm^2$으로 하여 열압조건(熱壓條件)(온도(溫度), 시간(時間))의 영향(影響))을 아울러 규명(糾明)하였다. Urea-Formaldehyde와 Kraft lignin의 혼합비(混合比)는 중량비(重量比)(N.V.C)로 7:3으로 합성수지(合成樹脂)를 만들어 합판제조(合板製造)를 통(通)하여 구명(究明)를 결과(結果) 다음과 같은 결론(結論)을 얻었다. 1. 본(本) 실험(實驗)의 결과(結果) 요소수지(要素樹脂)의 약(約) 30%가 krfat lignin으로 대체(代替)할 수 있음을 보여준 바, Pulping 공정(工程)의 부산물(副産物)로 얻어진 폐액(廢液)은 합판제조시(合板製造時) 접착제(接着劑)의 대체원(代替源)으로 유효(有效)하다. 2. 경제적관점(經濟的觀點)에서 합판제조(合板製造)를 위한 최적열압조건(最適熱壓條件)은 $160^{\circ}C$에서 3분(分)으로 압착(壓搾)하는 것이 적절(適切)하였다.(상태(常態)): 16.49kg/$cm^2$, 내수(耐水) : 18.56kg/$cm^2$, 내온수(內溫水) : 12.53kg/$cm^2$). 3. 요소-리그닌 접착제(接着劑)로 제조(製造)된 합판(合板)의 전단인장강도(剪斷引長强度)는 양호(良好)한 접착력(接着力)을 나타냈으며, 내수접착력(耐水接着力)($30^{\circ}C$에서 3시간(時間) 심적후(沈積後) 시험(試驗)은 상태접착력(狀態接着力)과 별차이가 없거나 더 높은 인장강도력(引長强度力)을 보여준 바, 내수합판용(耐水合板用) 접착제(接着劑)로 상당한 전망(展望)을 나타냈다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제15권1호
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• pp.1-11
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• 1987

소나무 크라프트 펄프제조과정중 회수된 폐액으로 Black liquor-phenol formaldehyde. Methylolated kraft lignin-phenol formaldehyde 및 Lignin cake-phenol rein 세 종류의 접착제가 제조되었다. Black liquor-phenol formaldehyde resin 제조시 Phenol의 약 60%를 크라프트 폐액으로 대치할 수 있다. 본 접착제의 최적압착조건은 $160^{\circ}C$에서 7분간이였다.(상태접착력 : 15.77kg/$cm^2$ 내수접착력 : 8.54kg/$cm^2$). Methylolated kraft lignin-pheno] formaldehyde resin 제조시 Phenol의 약 80~90%를 Methylolated kraft lignin으로 대용할 수 있었다. 본 접착제 제조시 pH를 2.6 용매로서 Methanol, 접착제 1g 당 $0.2m\ell$ Formaldehyde를 첨가하는 것이 접착력이 가장 높았다(상대접착력 : 18.54kg/$cm^2$, 내수 접착력 : 10.08kg/$cm^2$. Lignin cake-phenol ressin에서 Phenol양과 Kraft lignin양이 1 : 1일 경우에 접착력이 높았다. 본 접착제의 최적 압착조건은 $150^{\circ}C$에서 4분간이었다.(상태 접착력 : 18.46kg/$cm^2$, 내수접착력 : 12.3kg/$cm^2$).

• 한국의류학회지
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• 제32권9호
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• pp.1366-1375
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• 2008

This studies were carried out in order to develope environmentally-friendly fiber materials and substitute resources of Paper mulberry. Various plant fibers such as New Zealand flax, Indian mallow, Kuzu vine and Yucca were used as raw materials of hand-made papers. We rotted these 4 kinds of plant fibers and removed non-cellulose. After rotting, the pulping rate(%) and the length of fibers in pulps were measured. The physical characteristics of papers made of various plants fiber were investigated and the probabilities of practical use were considered. The results were as follow: The non-cellulose contents of plant fibers were $30{\sim}40%$ and those contents must be lower down to 8% to be able to manufacture the hand made papers. The lignin in pulps were removed almost and the hemicellulose were partially removed to reach up to appropriate level of the pulp rates and fiber lengths. The more hemicellulose removed, the finer fiber thickness were and rapidly the lower Hanji tensile strength were. But the tear strength of these plants of hand-made papers do not decreased so much as tensile strength. So the property of 4 types of plant fibers might be of great advantages to make hand-made papers. Both tensile and tear strengths of Hanji of New Zealand flax, Indian mallow, Kuzu vine and Yucca were higher than Paper mulberry hand-made paper. When 30% of mulberry paper were mixed, the mixing effect showed maximum. Because of the functions of all plant fiber hand-made papers showed better than those of Paper mulberry hand-made paper, 4 types of plant fibers could be substitute Paper mulberry.

• 생명과학회지
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• 제7권3호
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• pp.192-197
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• 1997

녹엽단백질 조제 원료 목초중 diphenol 및 polyphenolase의 측정결과 alfalfa에는 존재 하지 않고, Italian ryegrass, red clover, sorghum 에는 존재가 확인 되었다. 이러한 목초로부터 단백질 추출은 용매를 물만으로 한것과 물에 환원제를 첨가한 것을 사용하여 갈변단백질과 갈변방지단백질을 조제하여Wistar계 숫컷 흰쥐에 14일간 급여하여 체중증가량, 소화율, PER에 대하여 조사하였다. 그 결과 alfalfa 녹엽단백질의 경우 갈변단백질과 갈변방지단백질 간에 증체량, 소화율, PER은 차가 인정되지 않았다. Italian ryegrass 녹엽단백질의 경우 갈변단백질과 갈변방지단백질의 경우 소화율에서 유의차가 인정 되었다. 그러나, 체중증가량, PER은 차가 인정되지 않았다. red clover 녹엽단백질의 경우 갈변단백질이 소화율, 증체량, PER은 갈변단백질 보다 유의하게 저하 하였다. 이러한 것은 녹엽단백질의 영양가가 갈변반응에 의해 손상 되어 지고 원료 목초중의 diphenolase 활성이 높을수록 갈변반응에 의해 영양가의 저하가 현저하였다. 녹엽단백질의 아미노산 조성은 갈변에 의해 거의 손상 되지 않았지만, red clover 녹엽단백질의 경우 lysine, histidine 이 조금 감소 하였다. 녹엽단백질의 아미노산 손실은 갈변에 의한 것이 아닌 것으로 생각되어지고 유효성 아미노산에 대하여 금후 검토를 요하는 과제이다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제41권6호
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• pp.583-593
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• 2013

본 연구는 크라프트 리그닌의 염기 촉매 분해(Based Catalyst Depolymerization, BCD)반응에서 생성되는 반응물의 화학적 특성을 조사하였다. 초임계 메탄올을 용매로 하고 염기 촉매로 사용한 NaOH의 농도를 7.5, 3.25, 6.13%로 변화를 주었다. BCD 반응물에서 불용성 고형 부산물, 수용성 부산물과 각 부산물에서 diethyl ether로 추출하여 DEE-1, DEE-2를 얻었고 그 화학적 조성을 분석하였다. 실험 결과 염기의 농도가 높아질수록 불용성 고형 부산물이 많이 생성된 반면 수용성 분액분의 수율은 낮아졌으나 DEE 추출분의 수율은 차이가 없었다. 불용성 부산물에서 추출한 DEE-1은 GC/MS 분석 결과 BHT외에 페놀성 화합물은 검출되지 않았다. 대부분의 저분자 리그닌 분해 산물은 DEE-2에서 GC/MS를 사용하여 30개 이상의 피크가 관찰되었고 21개 성분이 확인되었다. 7.5와 3.25%의 NaOH를 사용한 반응의 DEE-2 주성분은 catechol (20.3, 17.7%), 4-methylcatechol (18.2, 15.6%), 3-methoxycatechol (9.6, 14.5%), syringol (8.9, 10.9%)등으로 주로 catechol 계열의 화합물이었다. 1.63%의 NaOH를 사용한 반응의 DEE-2 주성분은 syringol (22.3%), isovanillic acid (12.6%), 3-methoxycatechol(12.1%), 4-methylcatechol (11.7) 등으로 나타났다. 염기의 농도가 저분자 페놀성 화합물들의 전체적인 수율에는 영향이 없었지만 3.25와 1.63%의 농도를 경계로 성분 조성에 큰 영향을 주는 것을 관찰할 수 있었다.

• 공업화학
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• 제32권2호
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• pp.149-156
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• 2021

크래프트 회수보일러(kraft recovery boiler)는 펄프 공정에서 생성된 흑액을 연소하여 발전용 스팀을 생산하는 장치이다. 특히 연소로 상단부에 존재하는 과열기(superheater)는 포화 증기가 연소가스와 열교환을 통해 과열 증기로 전환되는 구간으로, 연소가스와 포화 증기 사이의 열교환 효율 향상은 발전용 과열 증기 생산량 증가 및 발전 효율이 증가하므로 매우 중요하다. 과열기 하단부에 위치한 노즈 아치는 과열기의 부식의 원인이 되는 연소로에서 발생한 복사열을 막는 중요한 역할을 하지만, 연소가스 유동을 방해하여 포화증기와 열교환이 끝난 저온의 연소가스가 과열기를 나가지 못하고 재순환되어 열교환 효율을 저하시키는 직접적인 원인이 된다. 따라서 본 연구에서는 CFD를 활용하여 노즈아치 구조에 따른 재순환 영역의 크기와 연소가스 출구 온도를 비교하였다. 결과적으로 노즈 아치 하단부 각도를 106.5°에서 150°로 변경할 경우 연소가스의 재순환 영역이 감소하여 연소가스와 과열기 사이의 열교환 효율이 10.3% 향상되는 것을 확인하였다.

• 청정기술
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• 제27권2호
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• pp.190-197
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• 2021

펄프 및 제지산업에서 목재의 셀룰로오스 성분 활용 후 남는 부산물인 크라프트 리그닌(kraft lignin)은 촉매적 저분자화 공정을 통해 바이오연료나 고부가가치 페놀 단량체로 전환될 수 있다. 본 연구에서는 크라프트 리그닌의 효율적인 저분자화를 위한 촉매로 수소화 금속 및 산-염기점을 동시에 지니는 Ru-Mg-Al-oxide 복합 촉매를 제조하고, 리그닌 분해 성능을 평가하고자 하였다. 촉매 내 다양한 활성점들(산점, 염기점, 수소화 금속)이 리그닌 분해 반응에 미치는 영향을 파악하기 위해 MgO, Mg-Al-oxide, Ru-Mg-Al-oxide의 세 가지 촉매를 제조하여 초임계 에탄올 용매 상에서 리그닌 분해 반응을 수행하였고, 리그닌 분해 성능은 바이오오일(bio-oil) 수율 및 분자량, 그리고 페놀계 단량체 수율을 통해 평가하였다. 그 결과, Ru-Mg-Al-oxide 촉매가 다양한 활성점들의 시너지 효과로 인해 가장 높은 수율의 바이오오일 및 페놀 단량체들을 생산한다는 것을 확인하였다. Ru-Mg-Al-oxide 촉매 상에서 분해 효율을 최적화하기 위해 다양한 반응 조건(온도, 시간, 촉매양)에 따른 분해 효율을 평가하였고, 최종적으로 반응온도 350 ℃, 리그닌 대비 촉매 비율 10%, 4 h 반응을 통해 72%의 높은 바이오오일 수율과 무촉매 대비 3.5배 이상 증가한 페놀 단량체를 생산할 수 있었다.

• 한국산림과학회지
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• 제53권1호
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• pp.44-55
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• 1981

중성(中性)아황산소오다 전처리(前處理)한 젓나무로부터 가압(加壓)리화이닝법(法)에 의해 고수율(高收率)펄프를 제조(製造)함에 있어서 리화이닝온도(温度)가 섬유(纖維)의 표면구조(表面構造) 및 펄프시트의 강도(強度)에 미치는 영향(影響)을 검토(檢討)하여 다음과 같은 결과(結果)를 얻었다. 전처리수율(前處理收率)(84%, 92% 및 100%) 및 리화이닝온도(温度)($20^{\circ}C$, $120^{\circ}C$ 및 $180^{\circ}C$)는 펄프의 수율(收率), 고해성(叩解性), 펄프 시트의 강도(強度) 및 섬유(纖維)의 표면구조(表面構造)에 미치는 영향(影響)이 현저(顯著)하였으며, 특히 펄프수율(收率)과 고해성(叩解性)은 리화이닝온도(温度)가 상승(上昇)함에 따라 감소(減少)하였다. 전처리수율(前處理收率) 84%의 미고해(未叩解)펄프의 섬유표면(纖維表面)이 거의 2차벽(次壁)으로 싸여있음이 확인(確認)되었으며, 반면(反面) 전처리수율(前處理收率) 92%의 펄프는 복합세포중간층(複合細胞中間層)으로 대부분(大部分) 덮여있었다. 미처리(未處理) 펄프의 경우는 섬유(纖維)의 손상(損傷)이 심하였으며 섬유표면(纖維表面)은 2차벽(次壁)과 복합세포중간층(複合細胞中間層)이 거의 같은 정도로 노출(露出)되어 있었다. 전처리수율(前處理收率)이 높은 펄프(92% 및 100%)의 경우는 리화이닝온도(温度) 및 여수도(濾水度)가 달라지더라도 밀도(密度)와 펄프시트의 강도(強度)와의 사이에는 직선적(直線的)인 비례관계(比例關係)가 성립(成立)하였으며 고온(高温)리화이닝한 것이 실온(室温)리화이닝한 펄프보다 강도(強度)가 우수(優秀)하였다. 수율(收率)이 84%정도로 강(強)하게 전처리(前處理)한 경우 동일(同一)한 밀도(密度)에서 비교(比較)하였을때 시트강도(強度)는 실온(室温)리화이닝한 펄프가 고온(高温)리화이닝한 것보다 우수(優秀)하였다. 이는 전자(前者)가 후자(後者)보다 보수도(保水度)가 높은 미세섬유(微細纖維)를 더많이 함유(含有)한 때문으로 결론(結論)지울수 있다. 또한 섬유장분포(纖維長分布)에 있어서는 리화이닝온도(温度)에 따른 근소한 차(差)가 인정(認定)되었으나 섬유(纖維)의 표면구조(表面構造)는 거의 유사(類似)하였다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제6권2호
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• pp.3-19
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• 1978

우리나라에서 아직 이용개발(利用開發)되고 있지 아니한 구상나무, 구실잣밤나무, 후박나무, 때죽나무 및 북가시나무등(等) 5수종(樹種)에 대(對)한 해부학적성질(解剖學的性質), 물리적성질(物理的性質), 기계적성질(機械的性質), 접착성능(接着性能), 목리(木理) 무늬정미성(精緻性), 가공성(加工性), 건조특성(乾燥特性), 프로링제작성(製作性), 목재(木材)의 조성분(組成分), 펄프화특성(化特性) 및 박피성등(剝皮性等)을 조사(調査)한 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 원료목재(原料木材)의 형질(形質)은 구상나무가 통직(通直)하나 옹이가 과다(過多)하였고, 잣밤나무와 때쭉나무는 굽음이 심(甚)하였다. 2. 섬유장(纖維長)은 구상나무가 2.97mm로 가장 컷으며, 때죽나무가 1.49mm였으며, 기타(其他) 수종(樹種)도 1.07~1.19mm에 속하였다. 섬유폭(纖維幅)은 구상나무가 39.3${\mu}$으로 가장 컸고, 때죽나무가 18.4${\mu}$으로 최소(最小)였으며 기타(其他) 수종(樹種)들은 23~29${\mu}$의 범위(範圍)에 속하나 대체(大體)로 타활엽수(他闊葉樹)에 비(比)해 섬유폭(纖維幅)이 컸다. 3. 북가시나무의 전건비중(全乾比重)은 0.74${\pm}$0.03으로서 한국산(韓國産) 참나무류(類)의 비중(比重)과 유사(類似)하였으며 구상나무는 0.34${\pm}$0.02로 최소(最小)였으며 기타(其他) 수종(樹種)은 0.47~0.51의 범위(範圍)에 있었다. 4. 흡수량(吸水量)은 대체(大體)로 비중(比重)에 역비례(逆比例)하여 감소(減少)되나 흡습량(吸濕量)은 비중(比重) 증가(增加)에 따라서 증가(增加)하는 경향(傾向)을 나타냈다. 또한 횡단면(橫斷面)의 흡수량(吸水量)은 경단면(經斷面) 접선단면(接線斷面)의 그것들에 비(比)해 2배(倍) 이상(以上)에 달(達)하나, 후박나무는 1.7배(倍)였으며, 경단면(經斷面)과 접선단면(接線斷面)의 흡수량(吸水量)은 수종(樹種)에 따라서 달랐다. 5. 전건수축율(全乾收縮率)은 접선방향(接線方向)에서 5.36~10.24%, 반경방향(半徑方向)에서 2.83~6.13%에 범위(範圍)에 속하며 구상나무가 가장 적고, 북가시나무가 가장 컸다. 수축율(收縮率)은 비중(比重)이 큰 수종(樹種)일수록 컸다. 6. 공시수종(供試樹種)의 제강도(諸强度)는 북가시나무의 경우 강원도산(江原道産) 신갈나무와 유사(類似)하였으며, 구실잣밤나무, 후박나무 구상나무는 비중(比重)이 유사(類似)한 한국산수종(韓國産樹種)의 재질(材質)들과 유사(類似)하였으나, 때쭉나무는 일반적(一般的)으로 비중(比重)에 비(比)해 높은 강도치(强度値)를 기록(記錄)하였다. 7. 요소수지(尿素樹脂) 및 석탄산수지(石炭酸樹脂)에 대(對)한 접착(接着)은 후박나무와 구실잣밤나무가 최대치(最大値)를 기록(記錄)하였으나, 비중(比重)이 큰 북가시나무와 비중(比重)이 작은 구상나무는 그렇지 못하였다. 8. 목리(木理)와 무늬정치성(精緻性)은 후박나무는 파상(波狀)으로 굴곡(屈曲)되어 목재공예적(木材工藝的)으로 진용(珍用)될 수 있으며 기타(其他) 수종(樹種)들은 건축(建築) 및 가구용재(家具用材)로서 적합(適合)한 무늬였다. 6. 가공성(加工性)은 북가시나무를 제외(除外)하곤 기타 수종(樹種)은 양호(良好)할 것으로 판단(判斷)된다. 10. 비중(比重)이 큰 수종(樹種)일수록 건조(乾燥)의 곤란성(困難性)을 노정(露呈)하였으나, 후박나무는 비중(比重)에 비(比)해 건조(乾燥)가 용이(容易)치 않고, 심(甚)한 트위스팅 및 커핑 등(等) 건조결함(乾燥缺陷)을 발생(發生)하였다. 11. 구상나무를 제외(除外)한 모든 공시수종(供試樹種)은 플로링제작(製作)에 적합(適合)한 것으로 판단(判斷)된다. 12. 화학적(化學的) 조성분(組成分)은 5수종(樹種) 공(共)히 펜토산 함량(含量)이 많았고 북가시나무는 추출물(抽出物)의 함량(含量)이 최대(最大)였다. 13. 크라프트 펄프화(化)는 5수종(樹種) 공(共)히 경제수율(經濟收率)인 45% 이상(以上)을 기록(記錄)하였다. 14. 박피(剝皮)는 구상나무와 후박나무가 용이(容易)하였으며, 5수종(樹種) 모두 자비(煮沸)한 후(後) 박피(剝皮)한 것이 가장 능율적(能率的)이었다.