A Study on the Effect of Water Soluble Extractive upon Physical Properties of Wood

수용성(水溶性) 추출물(抽出物)이 목재(木材)의 물리적(物理的) 성질(性質)에 미치는 영향(影響)

1. Since long time ago, it has been talked about that soaking wood into water for a long time would be profitable for the decreasing of defects such as checking, cupping and bow due to the undue-shrinking and swelling. There are, however, no any actual data providing this fact definitly, although there are some guesses that water soluble extractives might effect on this problem. On the other hand, this is a few work which has been done about the effect of water soluble extractives upon the some physical properties of wood and that it might be related to the above mentioned problem. If man does account for that whether soaking wood into water for a long time would be profitable for the decreasing of defects due to the undue-shrinking and swelling in comparison with unsoaking wood or not, it may bring a great contribution on the reasonable uses of wood. To account for the effect of water soluble extractives upon physical properties of wood, this study has been made at the wood technology laboratory, School of Forestry, Yale university, under competent guidance of Dr. F. F. Wangaard, with the following three different species which had been provided at the same laboratory. 1. Pinus strobus 2. Quercus borealis 3. Hymenaea courbaril 2. The physical properties investigated in this study are as follows. a. Equilibrium moisture content at different relative humidity conditions. b. Shrinkage value from gre condition to different relative humidity conditions and oven dry condition. c. Swelling value from oven dry condition to different relative humidity conditions. d. Specific gravity 3. In order to investigate the effect of water soluble extractives upon physical properties of wood, the experiment has been carried out with two differently treated specimens, that is, one has been treated into water and the other into sugar solution, and with controlled specimens. 4. The quantity of water soluble extractives of each species and the group of chemical compounds in the extracted liquid from each species have shown in Table 36. Between species, there is some difference in quantity of extractives and group of chemical compounds. 5. In the case of equilibrium moisture contents at different relative humidity condition, (a) Except the desorption case at 80% R. H. C. (Relative Humidity Condition), there is a definite line between untreated specimens and treated specimens that is, untreated specimens hold water more than treated specimens at the same R.H.C. (b) The specimens treated into sugar solution have shown almost the same tendency in results compared with the untreated specimens. (c) Between species, there is no any definite relation in equilibrium moisture content each other, however E. M. C. in heartwood of pine is lesser than in sapwood. This might cause from the difference of wood anatomical structure. 6. In the case of shrinkage, (a) The shrinkage value of the treated specimen into water is more than that of the untreated specimens, except anyone case of heartwood of pine at 80% R. H. C. (b) The shrinkage value of treated specimens in the sugar solution is less than that of the others and has almost the same tendency to the untreated specimens. It would mean that the penetration of some sugar into the wood can decrease the shrinkage value of wood. (c) Between species, the shrinkage value of heartwood of pine is less than sapwood of the same, shrinkage value of oak is the largest, Hymenaea is lesser than oak and more than pine. (d) Directional difference of shrinkage value through all species can also see as other all kind of species previously tested. (e) There is a definite relation in between the difference of shrinkage value of treated and untreated specimens and amount of extractives, that is, increasing extractives gives increasing the difference of shrinkage value between treated and untreated specimens. 7. In the case of swelling, (a) The swelling value of treated specimens is greater than that of the untreated specimens through all cases. (b) In comparison with the tangential direction and radial direction, the swelling value of tangential direction is larger than that of radial direction in the same species. (c) Between species, the largest one in swelling values is oak and the smallest pine heartwood, there are also a tendency that species which shrink more swell also more and, on the contrary, species which shrink lesser swell also lesser than the others. 8. In the case of specific gravity, (a) The specific gravity of the treated specimens is larger than that of untreated specimens. This reversed value between treated and untreated specimens has been resulted from the volume of specimen of oven dry condition. (b) Between species, there are differences, that is, the specific gravity of Hymenaea is the largest one and the sapwood of pine is the smallest. 9. Through this investigation, it has been concluded that soaking wood into plain water before use without any special consideration may bring more hastful results than unsoaking for use of wood. However soaking wood into the some specially provided solutions such as salt water or inorganic matter may be dissolved in it, can be profitable for the decreasing shrinkage and swelling, checking, shaking and bow etc. if soaking wood into plain water might bring the decreasing defects, it might come from even shrinking and swelling through all dimension.

7.1 옛날부터 재목(材木)을 오래 불에 담그어 쓰면 덜트로 덜 휜다고 하였는데 말로서 전(傳)하여 왔을 뿐 그 연구결과(硏究結果)나 또는 그 원인(原因)에 대한 것은 분명(分明)치 못하였다. 한편 재목(材木)의 추출성분(抽出成分)이 그 재목(材木)의 물리적(物理的) 성질(性質)에 영향(影響)할 것이라는 추측(推測)은 많었으나 실지로 그 영향(影響)에 대한 연구(硏究)를 하여 그 결과(結果)와 그 원인(原因)을 밝힌 것도 극(極)히 적었다. 이 연구(硏究)는 이와같은 입장(立場)에 놓여있는 그 간미지(間未知)한 점(点)을 밝히기 위(爲)하여 다시말하면 재목(材木)을 물에 담그어 그 수용성(水溶性) 추출물(抽出物)을 추출(抽出)하므로써 일어나는 물리적(物理的) 성질(性質)에 대한 결과(結果)를 조사(調査)하고 이 결과(結果)를 통(通)하여 얻는 진리(眞理)를 응용(應用)하여 재목(材木)의 일대 흠점(欠点)인 수축(收縮), 팽창(膨脹) 이에따라 일어나는 트는것, 휘는것, 틀어지는 것 등(等)을 막아 재목이용(材木利用)의 합리화(合理化)를 기(期)할 목적(目的)으로써 시작(始作)된 것이며 Yale 재과대학(材科大學) 목재이용학(木材利用學) 연구실(硏究室)에서 담당교수 F.F.Wangaard 박사(博士) 지도하(指導下)에 재료(材料)는 동(同) 연구실(硏究室)에 준비(準備)되어 있는 북미(北美)산 스트로 - 부 소나무 참나무 그리고 남방열대(南方熱帶)산 하이메나에아의 삼(三) 종류(種類)에 대하여 연구(硏究)되었다. 7.2 연구(硏究)의 대상이 된 물리적(物理的) 성질(性質)은 목재(木材)의 실용적 사용(使用)에 있어서 가장 관계가 깊은 다시 말하면 트고 휘고 틀어지는등(等)의 관계가 깊은 평형함수량(平衡含水量), 수축(收縮), 팽창(膨脹) 그리고 강도(强度)의 지표(紙票)가 되는 비중(比重)등이 있다. 7.3 시험(試驗)은 위에 말한 세 가지 종류(種類)를 가지고 추출처리(抽出處理)를 하여 추출(抽出)한것과 반대로 추출성(抽出性) 물질(物質)은 침투(浸透)시킨것에 대하여 비교(比較)될 무처리(無處理)한 세 다른 공시재(供試在)를 준비(準備)하여 실시되었다. 다음 시험결과(試驗結果)는 7.4 수용성(水溶性) 추출물(抽出物)이 추출량(抽出量)과 그 추출액중(抽出液中)의 성분(成分)그룹은 Table 36에 표시(表示)된것과 같으며 나무 종류(種類)에 따라 추출량(抽出量)에 그리고 각(各) 성분(成分)그룹의 종류(種類)와 그 양(量)에 차이(差異)를 볼수 있었다. 7.5 평형함수량(平衡含水量)에 있어서는 a) 추출처리(抽出處理)를 하여 그 추출성분(抽出成分)이 빠져버린 공시재(供試材)와 그와 반대의 공시재(供試材) 사이에는 확실한 차이(差異)가 있어 추출성분(抽出成分)을 재내(材內)에 포함(包含)하고 있으므로써 같은 관계흡도에서 80%방습시(放濕時)는 이와 반대 평형함수량(平衡含水量)은 많아졌다. b) 설탕액(雪糖液)에 담그어 침투처리(浸透處理)를 하여 당분(糖分)이 재내(材內)에 침입(侵入)된 공시재(供試材)는 대체(大體) 추출처리(抽出處理)를 하지 않은 공시재(供試材)와 거의 같은 경향(傾向)의 결과(結果)를 나타내고 있다. c) 나무의 종류(種類)에 따른 차이(差異)는 일정한 경향(傾向)을 볼 수 없으나 스트로-부 소나무의 심재부(心材部)와 변재부를 비교(比較)하면 심재부(心材部)는 그 평형함수량(平衡含水量)이 적다. 이것은 원래(元來)의 함수량(含水量)에 있어서 심재부(心材部)가 적은데 이와같은 차이(差異)는 식물생리학적(植物生理學的) 또는 그 해부학적(解剖學的) 구조(構造)의 차이(差異)에서 생기는 것이다. 7.6 수축(收縮)에 있어서는 a) 추출처리(抽出處理)를 한 공시재(供試材)의 수축량(收縮量)은 그와 반대로 추출처리(抽出處理)를 않어 추출성분(抽出成分)이 그대로 남어있는 공시재(供試材)에 비교(比較)하여 그 수축량(收縮量)이 모두 크다. b) 설탕액(雪糖液)에 담그어 침투처리(浸透處理)를 한 공시재(供試材)는 그 수축량(收縮量)은 다른것에 비교(比較)하여 제일 적고 모두 침투처리(浸透處理)를 하지않은 공시재(供試材)와 거의 같은 결과(結果)를 보이고 있는데 이것은 재목(材木)을 사용전(使用前)에 특수(特殊)한 침투처리(浸透處理)를 하여 쓰면 재목(材木)의 일대 흠점(欠点)인 수축(收縮)을 막을수 있다는 것을 실증하는 것이다. c) 나무의 종류별(種類別)로보면 스트로-부 소나무의 심재부(心材部)는 그 변재부보다 수축량(收縮量)이 적으며 참나무의 수축량(收縮量)은 제일 크로 스토로-부 소나무에 비교(比較)하여 약(約)2배(倍) Hymenaea는 참나무 보다 적고 스트로 - 부 소나무 보다는 컸다. d) 각(各) 수종(樹種)을 통(通)하여 방향성(方向性)에 따른 수축량(收縮量)을 보면 촉단면방향(觸斷面方向)의 수축량(收縮量)은 경단방향(徑斷方向)의 수축량(收縮量)보다 큰 것은 다른 모든 나무에서 보느 결과(結果)와 같다. e) 추출량(抽出量)과의 관계를 보면 추출량(抽出量)이 많은 것일수록 추출처리(抽出處理)를 않은 것과의 수축량(收縮量)의 차이(差異)는 컸다. 7.7 팽창(膨脹)에 있어서는 a) 추출처리(抽出處理)로 그 성분(成分)을 추출(抽出)하여 낸 공시재(供試材)의 팽창량(膨脹量)은 그와 반대의 것에 비교(比較)하여 모두 팽창량(膨脹量)이 컸다. b) 재목(材木)의 방향성(方向性)에 따라보면 모두 촉단(觸斷) 방향(方向)의 팽창량(膨脹量)은 경단방향(徑斷方向)의 팽창량(膨脹量)에 비(比)하여 크다. c) 수축(收縮)에서 본것과 같이 팽창(膨脹)에 있어서도 나무의 종류(種類)에 따라 그 팽창량(膨脹量)에 차이(差異)를 볼수 있으며 그 팽창량(膨脹量)은 참나무 하이메나에아 스트로-부 소나무의 변재 그리고 동심재(同心材)의 순서(順序)도 적어졌으며, 수축량(收縮量)이 큰 것은 팽창량(膨脹量)에 있어서도 크다는 것을 실증하였다. 7.8 비중(比重)에 있어서는 a) 추출처리(抽出處理)를 한 공시재(供試材)의 비중(比重)이 추출처리(抽出處理)를 않은 공시재(供試材)의 비중(比重)에 비교(比較)하여 컸다. 이것은 비중(比重)을 결정(決定)할 때 사용(使用)된 용적(容積)에 기인(起因)하였으며 사실은 이와 반대의 결과(結果)가 나타나야 할 것이다. b) 나무의 종류별(種類別)로 보면 스트로-부 소나무의 심재(心材)는 변재보다는 그 비중(比重)이 크며 두 참나무의 비중(比重)은 소나무의 그것보다 배(倍)나 크고 하이메나에아는 그 비중(比重)이 제일 컷다. (9) 이상(以上) ; 모-든 시험결과(試驗結果)를 종합(綜合)하여 생각할 때 막연(漠然)히 재목(材木)을 물에 오래 담그어 쓴다는 생각은 오히려 잘못하면 목재(木材)의 성질(性質)을 더욱 악화(惡化)시킬 우려(憂慮)가 있으며 물에 담그어 쓰되 설탕질등(雪糖質等)으로 재목내부(材木內部)에 침투(浸透)할 수 있는 성질(性質)의 성분(成分)이 용해(溶解)되어 있는 액중(液中)에 담그어 쓰는 것은 재목(材木)의 일대 흠점(欠点)인 수축(收縮)과 팽창(膨脹) 그리고 이에 따라 일어나는 트고 휘는 일이며 틀어지는 등(等)의 흠점(欠点)을 막을 수 있다는 것을 실증하게 되었다. 만고(萬苦) 물속에 오래 담그어 쓰는 것이 다시 말하면 수용성(水溶性) 추출물(抽出物)을 빼내어 쓰는 것이 그 결과(結果)에 있어 확실히 양호(良好)하였다는 사실이 있었다면 그것은 수용성성분(水溶性成分)을 제출(提出)함으로써 균일(均一)한 수축(收縮)과 팽창(膨脹)이 일어나는데 기인(起因)하였을 것이다.