Alkali swelling characteristics of wood elements

목재 구성세포의 알칼리 팽윤 특성

To elucidate the behaviors of alkali swelllng of woods. the dimensional change in cross section of cell elements of four major Korean woods during alkali swelling were examined by an optical microscory, an imaging analysis method and an X-ray diffrartion During alkali swelling, tracheid diameter of Larix kaempferi wood showed greater swelling property than that of Pinus koraiensis wood, and the cell wall swelled highly over 10% sodium hydroxide solution treatment. The radial diameter of vessel elements in earlywood shrunk, but it swelled slightly in tangential direction. When treated with 5% NaOH, the wall thickness of wood fiber increased about three times over the original one. The thickness of cell wall in all elements and the diameter of wood fiber and tracheid showed almost isotropic shrinkage. The diameter of cell elements during the mercerization process decreased, but cell wall thickness Increased. Crystal transformation of cellulose in wood was not occurred by alkali treatments. but relative crystallinity and crystallite width of the woods increased slightly. Consequently, it was demonstrated that the swelling properties of woods were dependant on wood species, cell elements and alkali concentration.

목재의 알칼리 팽윤특성을ㄹ 해명하기 위해 국내산 주요 침·활엽수 4수종의 주요 구성요소의 알칼리 팽윤 거동을 횡단면 절편을 이용하여 조사하였다. 그 결과, 일본잎갈나무의 가도관 직경은 잣나무보다 크게 팽윤하였으며, 가도관의 벽두께는 10% 이상의 알칼리 수용액에 처리시 높은 팽윤율을 나타냈다. 알칼리 처리에 의해 도관의 직경은 방사방향으로 수축하였고, 접선방향으로 다소 팽윤하였다. 목섬유의 세코벽두께는 5%의 알칼리처리에서도 수분팽윤에 비해 3배 이상의 높은 팽윤성을 나타앴고, 알칼리 처리후 일본잎갈나무의 가도관 직경, 목섬유 직경 및 세포벽두께는 거의 등방적인 수축현상을 보여주었다. 또한 미처리 시료에 비해 머서화 처리 구성요소의 세포직경은 수축되었고, 세포벽은 팽윤되었다. 알칼리처리 과정에서 셀룰로오스 결정형의 변화는 없었지만 상대결정화도와 미결정의 폭이 다소 증가되었다. 결론적으로 알칼리의 농도, 수종, 세포의 종류가 목재의 알칼리 팽윤 특성에 크게 관여하는 것으로 생각되었다.