춘천지역에서 생장하는 주요 침엽수 2수종(소나무, 잣나무)과 활엽수 2수종(신갈나무, 아까시나무)의 생장특성을 규명하기 위하여 연륜형성 과정에서 수지구, 타일로시스 및 만재부 형성시기를 조사하였다. 소나무와 잣나무의 수직수지구는 각각 7월 초 중순경과 5월 초순경에 형성되어 잣나무 수직수지구의 출현이 소나무보다 상당히 빠른 것을 보여주었다. 신갈나무의 도관내 타일로시스는 5월 중순경에, 아까시나무는 5월 하순경에 형성되는 것으로 관찰되었다. 소나무의 만재부 형성기는 8월 중순경, 잣나무는 9월 하순에서 10월 초순경으로 관찰되었다. 신갈나무는 5월 하순경에, 아까시나무는 6월 초 중순경에 조재부 도관의 형성이 완료됨과 동시에 만재부의 도관과 다른 세포들이 형성되기 시작하였다. 따라서 동일 환경조건에서 생장하였더라도 수종에 따라 수지구, 타일로시스 및 만재부 형성 시기는 다르게 나타나는 것이 확되었다.

산불로 인해 발생한 소나무 피해목은 귀중한 자원으로 활용가치가 있지만 과학적 근거가 없는 일반적 속설 때문에 이용이 기피되고 있다. 본 연구는 산불피해목의 산업적 활용에 필요한 재질을 평가하기 위해 수행하였다. 2000년 동해안에서 발생한 산불피해지에서 산불피해 소나무를 피해등급 "심", "중", "경"으로 구분하여 공시목으로 채취하고, 이들에 대한 물리적, 역학적, 화학적 특성을 조사하여 건전재와 비교하였다. 피해목의 육안적 현미경적 특성은 피해등급에 따른 차이가 없었다. 역학적 성능과 화학적 조성분의 비교에서도 건전재와 차이를 발견할 수 없었다. 이러한 연구결과로부터 산불 발생 직후 산불피해목의 산업적 이용에 요구되는 재질상의 제약요인은 없는 것으로 판명되었다.

두께 30 mm 잣나무 판재를 증기와 4가지 건조방법으로 처리하였다. 처리된 판재의 변재에서 시편을 떼어내어 Darcy 법칙을 이용한 간단한 방법으로 섬유방향 비투과율을 비교하였다. 잣나무 변재의 섬유방향 수분이동기작을 조사하기 위해 시편을 알코올과 아세톤 추출한 후에 비투과율을 또 측정하였다. 측정된 비투과율은 측정시간에 따라 급격히 감소하는 것이 관찰되었다. 이는 Darcy 법칙에 어긋나는 것으로 음압에 의해 공기방울이 발생하여 이동통로를 막기 때문으로 설명할 수 있다. 처리방법에 따라 미추출 시편의 평균 비투과율은 다르게 나타났으며 용매추출에 의한 비투과율 변화도 처리방법에 따라 달리 나타났다. 처리방법에 따라 수지구내 잔류수지의 성질이 달라지기 때문으로 생각된다. 수지구내 잔류수지 형상을 SEM 사진으로 관찰하였다.

두께 50 mm 국산 소나무(Pinus densiflora Sieb. et Zucc.) 판재의 건조스케줄 개량을 위해 일반 열기 건조스케줄, 시간 기준 건조스케줄, 연속 온도상승 건조스케줄, 그리고 습구온도 조절 건조스케줄을 적용하여 최종함수율 15% 정도까지 건조한 후 각각의 건조스케줄 적용에 의한 건조특성을 비교분석하였다. 두께 50 mm 국산 소나무의 일반 열기 건조스케줄 적용실험 결과 건조속도는 0.53%/hr, 시간 기준 건조스케줄 적용에 의한 건조속도는 0.9%/hr, 그리고 연속 온도상승 건조스케줄 적용에 의한 건조속도는 2.29%/hr였으며, 습구온도 조절 건조스케줄 적용에 의한 건조속도는 1.52%/hr였다.

본 연구는 각 결합부 조건에 따른 결합부의 강도적 성능 증가를 살펴보고자 하였다. 주 부재로 집성재를, 측면 부재로 3 mm 두께의 강철판을 사용하여 제작하였으며, 1 mm 두께의 강철판을 개수를 달리하여 집성재에 삽입하여 결합부를 제조하였다. 본 연구를 통해 아주 얇은 두께의 강철판이라도 대단면 부재인 집성재 내부에 삽입하여 결합부를 제조할 경우 강도에 상당한 증가를 보였다. 집성재 결합부는 강철판을 삽입하지 않은 A 그룹, 강철판을 1개 삽입한 B 그룹, 강철판을 2개 삽입한 C 그룹, 그리고 강철판을 3개 삽입한 D 그룹으로 각각 분류하였다. 강철판을 삽입하지 않은 A 그룹에 비해 강철판을 1개 삽입한 B 그룹은 최대값과 항복 하중값을 각각 18%, 13%, 강철판을 2개 삽입한 C 그룹은 27%, 20%, 강철판을 3개 삽입한 경우 33%, 24%의 강도 증가를 보였다. 하지만 집성재 내부에 얇은 두께의 강철판을 삽입하는데 필요한 추가적인 경제적 기술적 어려움으로 인해 강철판 삽입으로서 얻을 수 있는 강도적 성능 증가와 그에 따른 어려움을 충분히 고려해야 할 것이다.

본 연구는 다섯 종류의 서로 다른 형태의 목재 대 목재 결합부를 제작하여 각 결합부 그룹의 강도 성능 증가를 살펴보았다. 가장 높은 강도 성능 증가를 보인 그룹은 동일 단면 손실을 고려한 소경 볼트를 사용한 결합부 그룹이었고, 이어서 합판을 삽입한 결합부 그룹, 접착제를 볼트에 도포한 결합부 그룹, 그리고 마지막으로 고무판을 삽입한 결합부 그룹 순으로 나타났다. 이들 여러 형태의 결합부 그룹은 전체적으로 기존의 결합부 형태에 비해 최소 약 10% 이상의 강도 성능 증가를 보였다. 이 결과는 새로운 고 성능 결합부 개발에 다양한 형태로 응용이 가능할 것으로 판단된다. 하지만, 추가적인 작업으로 인한 시공상의 어려움과 추가적인 작업을 통해 얻을 수 있는 강도 성능 증가의 정도와 경제적인 이점 등을 종합적으로 고려해서 각 구조물에 적합한 결합부 형태와 재료를 선택해야 할 것으로 판단된다.

목재파티클의 크기(1/32",1/4",1/2")와 재생폴리프로필렌의 혼합비율(10%, 30%, 50%, 70%)을 달리하여 복합패널을 제조하고 물성을 조사하였다. 목재파티클의 혼합비율이 증가함에 따라 밀도가 다소 증가하였으며, 같은 혼합비율에서 목재파티클이 클수록 밀도가 감소하는 경향을 나타냈다. 흡수두께팽창률과 수분흡수율은 재생폴리프로필렌의 혼합비율이 증가할수록 치수안정성이 매우 우수하였다. 휨파괴계수는 재생폴리프로필렌의 혼합비율이 증가할수록 증가한 반면, 휨탄성계수는 감소하는 경향을 나타냈다. SEM 사진 관찰을 통해 재생폴리프로필렌이 용해되어 목재파티클의 조직내에 일부 침투되어 쐐기 형태의 기계적 결합과 목재파티클을 감싸 매트릭스를 형성하여 결합되어 있는 것을 관찰할 수 있었다.

본 연구는 섬유판 가공 부산물 분말을 충전제로 첨가한 바이오복합재를 제조하여 그 적용가능성을 평가하기 위하여 수행하였다. 섬유판 가공부산물인 고밀도섬유판(high density fiber board, HDF) 부산물 분말을 polyolefin계 고분자인 low-density polyethylene (LDPE)과 polypropylene (PP)에 첨가하여 바이오복합재를 제조하였다. 제조된 바이오복합재를 이용하여 기계적 성질과 가공성을 측정하였다. 이후 각각 목분(wood flour, WF)과 왕겨분말(rice-husk flour, RHF)을 LDPE와 PP에 충전제로 첨가한 바이오복합재와도 그 기계적 성질과 가공성을 비교하였다. HDF 분말-LDPE 바이오복합재와 HDF 분말-PP 바이오복합재의 인장강도 및 충격강도는 각각 목분이나 왕겨분말을 LDPE나 PP에 충전제로 첨가한 바이오복합재와 비슷한 기계적 강도값을 나타내었다. 바이오복합재의 가공성은 토크를 측정하였는데, HDF 분말-LDPE 바이오복합재와 HDF 분말-PP 바이오복합재는 동일한 기질고분자에 목분이나 왕겨분말을 첨가한 바이오복합재보다 낮은 값을 보였다. 또한, HDF 분말-LDPE 바이오복합재 및 HDF 분말-PP 바이오복합재는 HDF 분말의 입자분포와 상관없이 일정한 가공성을 보였다. 따라서 섬유판 가공 부산물이 첨가된 바이오복합재를 현재 바이오복합재 산업에서 이용되고 있는 바이오복합재를 대처하여 적용할 수 있다고 볼 수 있다.

$225^{\circ}C$에서 $325^{\circ}C$ 이하의 저온에서 열처리한 셀룰로오스의 물성과 에틸아민 흡착특성을 열처리온도별로 조사하였다. 열처리온도의 증가와 더불어 수율이 감소하고, 탄소함량이 증가하는 반면, 수소나 산소의 함량은 감소하였다. 표면관능기량을 Boehm 법으로 측정한 결과, 열처리온도가 $300^{\circ}C$까지 올라가면 산성관능기량이 증가하였으나 그 이상의 온도에서는 다소 감소하는 경향이 있었다. 염기성관능기는 거의 존재하지 않았으며 열처리온도 $325^{\circ}C$에서 미량 확인할 수 있을 정도였다. 열처리셀룰로오스를 1점법으로 측정한 비표면적은 처리온도가 높으면 다소 증가하는 경향이 있었으나 매우 적었다. 열처리 온도가 증가할수록 셀룰로오스의 에틸아민증기 흡착량이 증가하여 $300^{\circ}C$ 처리 셀룰로오스의 에틸아민흡착에 의한 중량증가가 최대 113%를 나타내었다. $275^{\circ}C$에서 열처리셀룰로오스는 에틸아민 흡착 시, 팽윤이 일어나고 용해현상이 일어났다. $275^{\circ}C$ 이상의 온도에서 열처리한 셀룰로오스는 X선회절도 상에서 무정형화 하는 것으로 나타났다. 에틸아민 흡착한 열처리셀룰로오스의 용해 현상은 셀룰로오스의 결정구조 붕괴와 염기성 가스의 흡착량 증가에 의한 것으로 추측된다.

임산바이오매스 자원 이용의 일환으로 율추(栗皺) 열수추출물의 디에틸에테르 가용부 및 초산에틸 가용부로부터 칼럼크로마토그래피 등을 이용하여 3종의 물질을 단리하여 화학구조를 동정한 결과, 3,5-dihydroxybenzoic acid, 3,4,5-trihydroxybenzoic acid 그리고 (+)-catechin을 확인하였다. 이들 단리화합물의 항산화활성을 DPPH 라디칼 전자공여능(EDA)으로 측정한 결과, 10 ppm에서 화합물 3,4,5-trihydroxybenzoic acid (gallic acid)와 (+)-catechin은 대조구인 ascorbic acid와 $\alpha$-tocopherol 보다 높게 나타났고, 특히 화합물 gallic acid는 ascorbic acid보다 약 21배, $\alpha$-tocopherol보다 약 6배 높게 나타났으며 화합물 catechin보다 약 2.7배 높게 나타났다.

아스펜 목재(Populus tremuloides, L.)를 Ceriporiopsis subvermispora로 1, 2, 4, 6주 동안 부후 처리한 후, 목재의 화학적 성상변화를 관찰하였으며, 부후목재로부터 리그닌(MWL)을 단리하여 Gel permeation chromatography (GPC) 분석과 nitrobenzene oxidation (NBO)을 실시하였다. 부후가 진행되면서 목재내 리그닌의 함량은 계속 감소하여 6주 후에는 미처리재와 비교하여 20%까지 감소하였다. 리그닌은 균주처리에 의하여 저분자화되어 알칼리에 쉽게 용출되는 것으로 예측된다. 부후목재의 전섬유소(Holocellulose) 함량은 미처리재와 비교하여 5~6% 정도 감소하였다. 부후 과정 동안 $\alpha$-셀룰로스의 함량은 커다란 변화가 관찰되지 않았으나, xylose의 함량은 대조구의 23.4%에서 6주후에는 18%까지 감소하였다. 아스펜 목재의 리그닌 분자량은 균주처리에 의해서 점차 감소되었다가 부후 6주 이후에는 안정화 단계에 접어드는 경향을 보였다. 단리한 리그닌의 NBO 분석 결과, NBO 분해산물의 수율은 대조구와 비교하여 6주처리 후에는 20% 가량 감소되었다. 특히, 부후 목재 리그닌에서 S-타입 유도체(syringaldehyde+syringic aicd)의 감소량이 두드러졌다. G-타입 유도체(vanillin+vanillic acid)의 수율은 부후가 진행되면서 약 20% 가량 증가되었는데, 이는 부후과정에서 리그닌 분해 효소에 의한 S-리그닌의 탈메톡실화 반응이 진행되었음을 암시한다. 결론적으로, C. subvermispora는 부후 과정동안 G-리그닌보다 S-리그닌을 더욱 선택적으로 분해하는 경향을 나타내었다.

본 연구는 지접부용 처리목재의 지하부에서 발생하는 방부제 유효성분의 용탈에 관한 연구로 토양의 물리 및 화학적 특성이 방부제 유효성분의 용탈에 미치는 영향을 파악하기 위하여 수행하였다. CCA 처리 라디에타소나무 시편을 국내의 대표적인 네 가지 토양(미사질양토, 양토, 사질양토, 사토)에 매립하여 12주간의 용탈기간 동안 토양이 항상 물로 포화된 상태가 유지되도록 토양 용탈시험을 실시하였으며, 토양 용탈시험 결과와 비교할 목적으로 물 용탈시험을 병행하여 실시하였다. 토양 종류에 따른 처리목채로부터 방부제 유효성분의 용탈을 차이가 관찰되었으나 토양 용탈은 물 용탈보다 유효성분의 용탈율이 낮았다. CCA 처리목재로부터 크롬, 구리, 비소 용탈율은 각각 사질양토, 양토, 사토에서 가장 높았으며, 모든 유효성분의 용탈율이 미사질양토에서 가장 낮았다. 토양의 물리 및 화학적 특성과 용탈율 간의 관계를 살펴본 결과, 방부제 유효성분의 용탈율이 토양 특성에 의해 매우 상이하게 영향을 받음을 알 수 있었다. CCA 처리목재로부터 구리 용탈은 토양내 치환성 마그네슘 및 염기총량의 영향을 받았다. CCA 처리목재로부터 크롬 용탈은 토양내 치환성 마그네슘($Mg^{2+}$) 함량의 영향을 받았으며, 비소 용탈은 토양내 치환성 칼륨($K^+$), 중금속인 니켈(Ni), 망간(Mn), 철(Fe), 크롬(Cr), 구리(Cu) 함량의 영향을 받았다. 본 연구 결과와 기존 연구 결과들 간에, 그리고 기존 연구결과들 간에도 토양 특성과 방부제 유효성분 용탈율 간의 관계가 서로 상이하게 보고되고 있다. 따라서 앞으로 이에 대한 보다 심도 있는 연구가 필요하리라 판단된다. 또한 실험실 규모의 용탈시험을 통해 얻은 본 연구의 결과를 입증하기 위해서 수분 조건과 토양 미생물의 종류와 분포가 상이한 실제 야외 지접부 환경에서의 연구가 반드시 필요하다.

최근 야외시설물에서 방부목재의 사용량이 급증하고 있다. 사용이 끝난 방부 목재는 목재 내에 중금속을 함유하고 있으므로 적절한 폐기가 요구된다. 페방부목재를 폐기하는 방법으로서, 매립과 소각에 의한 방법이 있다. 연소 시 발생하는 비소의 발생을 억제할 수 있는 방법으로서 저온 열분해 방법이 제시된다. 비소의 발생을 억제하는 온도에서 방부처리 목재를 연소한 후 탄화된 방부목재에서 중금속을 회수하였다. 높은 탄화온도를 적용할수록 구리의 회수율은 높게 나타났으며, 본 실험에 사용한 0.5% 농도의 용제(구연산, 질산, 황산, 초산, 인산)를 사용 시 크롬의 회수는 어려운 것으로 나타났다. 탄화온도가 높을수록 비소의 회수량은 적게 나타났다. 방부목재 내의 크롬은 열분해 과정동안 비소와 반응하여 용출이 어려운 화합물의 형태로 변화하여 용제에 의한 회수가 어려워지는 것으로 사료된다. 열분해 온도에 의한 중금속의 용제별 회수 시험결과, 열분해에 의한 비소의 방출을 억제할 수 있는 한계온도인 $300^{\circ}C$에서 탄화를 실시하는 것이 비산가스의 발생을 억제할 뿐만 아니라 중금속의 회수에도 유리하였다.

목재를 장기간 안전하게 사용하는 방법 중 하나는 방부처리 목재를 사용하는 것이다. 방부처리목재는 목재의 내구성을 증가시키고 목재의 안전성을 증가시킨다. 그러나 사용기간이 끝난 방부목재는 목재 내에 유효성분이 잔존하고 있으므로 안전하게 폐기처리하는 것이 중요하다. 폐방부목재를 안전하게 폐기하는 방법의 하나로서 생물적인 방법이 있다. 생물적인 처리는 화학적인 처리 방법에 대하여 환경적으로 안전한 방법이 될 수 있다. 본 연구에서 사용한 균주인 Aspergillus niger는 표면오염균으로서 목재의 표면에 포자에 의한 검은색의 오염을 일으키는 균이다. 본 연구에서는 A. niger의 방부목재에서의 생장을 관찰하고, 고정화한 A. niger에 의하여 CCA유효성분들의 제거 능을 검토하였다. A. niger는 방부목재에서 생장이 가능하였으며, CCA처리목재 칩에서의 효율적인 중금속 제거가 이루어졌다.