의미연결망을 활용한 목재특성의 상관관계 분석

한연중 ( Yeonjung Han ),이상민 ( Sang-min Lee ),김지안 ( Jian Kim ),김명길 ( Myungkil Kim ),이성숙 ( Sung-suk Lee ) 한국목재공학회 2022 한국목재공학회 학술발표논문집 Vol.2022 No.1

의미연결망 분석은 사회연결망(Social Network)에서 정의된 노드(node)의 연결관계에 초점을 맞추고 각 노드의 관련성과 상호작용을 분석하는 방법으로 최근 사회과학 분야를 비롯한 자연과학 분야에서 많은 주목을 받고 있다. 본 연구에서는 의미연결망 분석기법(UCINET; Analytic Technology)을 활용하여 연결망 내 노드의 구조분석과 관련된 개념인 매개중심성을 기준으로 목재특성의 상관관계를 분석하였다. 목재특성은 KS F 1551 「목재 관련 용어-목재의 성질 및 결점」에 제시된 29개 항목의 세포구조, 13개 항목의 물리적 성질, 12개 항목의 수분특성으로 결정하였다. 세포구조, 물리적 성질, 수분 특성을 각각 1개의 집합으로 가정하고, 각 집합 내의 상관관계를 1-모드 네트워크로 분석하였다. 먼저 KS F 1551에 제시된 목재특성의 용어 정의에 다른 목재특성이 포함된 경우 서로 관계가 있는 것으로 설정하고, 목재 특성의 비방향-이진 네트워크를 분석한 결과, 세포구조에서 매개중심성은 나이테, 방사방향, 형성층의 순서로 나타났다. 물리적 성질에서는 밀도, 수축, 치수안정성의 순서로 나타났으며, 수분특성에서는 섬유 포화점, 함수율, 수분경사의 순서로 나타났다. 두 번째로 논문인용색인 데이터베이스(Web of Science DB)의 논문목록에서 주요어 빈도를 활용하여 관계를 설정하였다. 서로 다른 목재특성을 「제목-주제」로 검색한 논문목록에서 각각의 목재특성의 주요어로 포함된 빈도를 방향-계량 네트워크로 분석한 결과, 세포구조에서의 매개중심성은 세포, 미성숙재, 나이테의 순서로 나타났다. 물리적 성질에서는 함수율, 수축, 치수안정성의 순서로 나타났으며, 수분특성에서는 밀도, 수축, 치수안정성의 순서로 나타났다. 추가적으로 목재특성의 각 집합 간의 상관관계를 분석하는 2-모드 네트워크 분석을 수행할 경우, 중심성이 높은 목재특성을 도출할 수 있으며 보다 많은 목재특성의 상관관계를 분석할 수 있을 것으로 예상된다.

< 전시-P-46 > 폐 MDF의 분리수거안

노정관,조현진,박병대 한국목재공학회 2018 한국목재공학회 학술발표논문집 Vol.2018 No.1

산림청의 “목재의 지속가능한 이용에 관한 법률(2012년 제정)”이 추구하는 목재의 탄소저장 기능을 증진하고 목재를 지속적으로 이용함으로써 기후변화에 효율적으로 대응하기 위해서는 산림으로부터의 체계적이고 안정적인 목재의 생산과 공급도 중요하지만 폐기되는 목재나 목질재료의 물질로서 재활용 체제의 확립도 매우 중요하다. 특히 국내에서 생산량이 가장 많지만 전혀 물질로서 재활용되고 있지 않는 MDF는 가구, 건축내장재 및 포장재 등으로 사용되고 그 수명을 다해 폐기되어 타 목질폐기물과 혼재되어 있을 때에는 다른 목질재료의 재활용에도 방해가 된다. 따라서 다양한 목질재료가 혼재하는 목재폐기물을 효과적으로 재이용하고 폐 MDF도 다시 MDF 제조용으로 원료화하여 재이용하기 위해서는 MDF의 분리수거가 절대적으로 필요하다. 국내의 폐기물 관리는 환경부의 “폐기물관리법(1986년 제정)”과 시행령, 시행규칙과 각각의 행정규칙 및 자치법규에 의해 관리되고 있다. 2016년도의 국내 전체 폐기물발생량은 151,601천톤/연이며 그 중 1.3%인 1,939천톤/연(폐가구 포함)이 폐목재류였으며(전국 폐기물 발생 및 처리 현황, 환경부), 그 39.5%인 766천톤/연이 폐 MDF인 것으로 추정된다. 본 연구에서는 폐기 MDF를 효율적으로 분리수거하기 위해 발생원별 현재의 수거, 수집 및 처리 관리의 주체를 조사하고 분리수거 방안을 제시하고자 한다. 생활폐목재의 주체는 자치단체장이며 자치단체나 대행업체인 수집·운반 업자, 중간·최종처리업자 및 폐기물 재활용 업체, 사업장시설폐목재는 환경부와 각배출사업자가 주체이고, 자가 또는 위탁에 의해 허가받은 수집운반업체와 폐기물 처리업자가, 건설폐목재는 건설공사 발주자가 주체이며, 건설폐기물 수집운반업체 및 중간처리업자가 처리 및 관리하고 있으며, 각 발생원과 사업장별 적절한 분리수거 방안을 제안하고자 한다. 1) 노정관.조현진,박병대. 2016 한국목재공학회 춘계 학술발표 요지집. p. 262-263. 2) 노정관.조현진,박병대. 2017 한국목재공학회 춘계 학술발표 요지집. p. 35.

국산목재 이용 확대를 위한 지역목재 이용제품 지정제도 운영

오정애 ( Jung-ae Oh ),주석재 ( Seok-jae Joo ) 한국목재공학회 2021 한국목재공학회 학술발표논문집 Vol.2021 No.2

지구온난화가 심각해지면서 탄소배출량 저감이 전 세계적으로 중요한 과제가 되었다. 우리나라는 빠른 경제성장을 하면서 화석연료와 콘크리트 등 비재생자원에 크게 의존해왔다. 그로 인해 세계 7위의 온실 가스 배출 국가이며, 이를 해결하기 위해 2030년까지 전망치 대비 37%를 감축하겠다는 목표를 정하였다. 온실가스를 줄이기 위해서는 지속가능성을 지닌 목재의 이용을 확대하는 것이 중요하다. 특히 국내에서 생산되는 목재를 사용하는 것은 수입산을 사용하는 것에 비해 이산화탄소를 절감할 수 있다. 우리 나라는 풍부한 산림자원을 가지고 있지만 목재 이용은 미흡하다. 2019년 전체 목재 소비량은 2767만㎥ 이지만 목재자급률은 16.7%로 대부분은 수입산 목재를 사용한다. 정부 정책에서는 국산재의 자급률을 높이기 위해 많은 노력을 하고 있다. 한국임업진흥원에서는 지역목재 이용제품 지정제도를 올해 처음 운영하였다. 이 제도는 지역내에서 생산된 목재를 최종제품의 60% 이상을 사용한 제품을 확인하고 지정하는 것으로 운영을 위해「목재의 지속가능한 이용에 관한 법률」제14조를 준용하였다. 지역목재 원료의 벌채, 유통단계 등의 서류검토 후, 지역목재를 구분하여 관리하는지 현지조사를 통해 확인한다. 지역목재를 사용한 이력이 확인되면 지정서와 인증마크를 표시할 수 있다. 앞으로 제도 활성화를 위해 조달청 등록, 각 지자체와 연계할 수 있도록 확대해 나갈 계획이다.

국내 유통 목재의 수종 식별Ⅱ

송주훈 ( Joohoon Song ),전우석 ( Wooseok Jeon ),이현미 ( Hyunmi Lee ) 한국목재공학회 2019 한국목재공학회 학술발표논문집 Vol.2019 No.2

한국건설생활환경실험연구원 목재가구센터에서는 목재 및 가구분야 인증, 공인시험 및 R&D 연구과제 등을 주요사업으로 다룰 뿐만 아니라, 목재의 수종감정을 실시하고 있다. 목재의 수종감정은 목재를 사용함에 있어 필수적인 과정 중 하나이다. 특히, 목조 건축물이나 문화재의 수리·보수, 목재 활용 적합성 및 수입 금지 목재 판별 등의 다양한 목적으로 수행되고 있다. 본 연구에서는 목재 수종감정 결과를 통해 국내에서 유통 되고 있는 수종의 현황을 파악하고자 한다. 수종감정을 위해 목재의 횡, 방사, 접선단면을 활주식 마이크로톰(sliding microtome)을 이용하여 20∼25㎛ 두께의 절편을 제작하였다. 절편을 1% 사프라닌을 이용하여 염색한 뒤, 영구프레파라트를 제작하여 광학현미경으로 관찰하였다. 수종식별은 국립산림과학원 목재표본실에 보유하고 있는 재감 및 문헌들과 대조하여 확인하였다. 수종식별 결과, 울린(Ulin), 타운(Taun), 레드오크(Red oak), 아조베(Azobe), 아스펜(Aspen), 라우로 베르멜호(Lauro vermelho), 엘더(Alder), 유칼립투스(Eucalyptus), 메란티 메라(Meranti merah), 셀랑간 바투(Selangan batu), 모말라(Momala), 멀바우(Merbau)로 확인되었다. 지속적인 수종감정을 진행하여 국내 주요 유통목재의 현황 및 신규유입 수종 등을 데이터베이스화 할 수 있을 것으로 기대된다.

< 전시-P-09 > 지역별 목재의 평형함수율 평가

이현미,김민지,한연중,송주훈,엄창득 한국목재공학회 2018 한국목재공학회 학술발표논문집 Vol.2018 No.1

목재의 평형함수율은 목재 사용에 있어서 중요한 지표이고 목재 가공공정에서 목재를 건조할 때 목표 함수율 설정에 직접적인 영향을 미친다. 목재의 함수율은 목재가 노출된 주변의 온도와 습도에 의해서 평형에 이른다. 옥외에서의 평형함수율은 목재의 주위 온도와 상대습도의 기상조건에 지역마다 다른 영향을 받는다. 그러므로 어느 지점의 오랜 기간에 걸친 기상조건과 기후는 추정이 가능하고 기후조건에서 추정되는 목재 평형함수율은 실제 목재가 평형한 함수율과 구별이 된다. 근래의 기후값 평형함수율의 변화나 천연건조 목재 함수율의 한계값 및 천연건조 목재의 건축용 자재 생산과 인공건조 목재 목제품의 함수율 수치 관리를 위한 중요한 자료를 얻을 수 있다. 지역별 기후특성을 고려하여 서울, 원주, 대전, 대구, 전주는 내륙지방으로, 인천, 서산, 부산은 해안지방으로 구분하였다. 내륙지방 중 산간지방에 위치하여 평균 온도가 제일 낮고, 평균 습도가 제일 높은 원주지역에서 기후치평형함수율은 최대값을 나타냈으며, 반대조건인 대구에서는 최소값을 나타내었다. 해안지방 중 서산지역의 기후치평형함수율은 인천과 부산지역에 비하여 크게 나타났다. 그리고 월별 실측 평형함수율은 기후치평형함수율과 유사하게 4월에 가장 낮고, 7. 8월에 가장 높게 나타났다. 소나무, 낙엽송, 잣나무, 편백의 수종별 평형함수율은 비슷한 경향을 보였고, 비중이 작은 삼나무는 7. 8월 이후에 비교적 높은 값의 실측평형함수율을 나타내는 경향을 보였다. 따라서 목재가 사용되는 최종 장소의 평형함수율을 인지할 수 있다면 건조 또는 제조공정 동안에 목재의 함수율을 평형함수율에 도달하도록 건조함에 있어서 수분의 변화에 야기되는 문제점을 해결할 수 있을 것으로 판단된다.

< 전시-P-65 > 성형목탄 연소 시 발생하는 대기오염물질에 관한 연구

정택용 ( Taekyong Jeong ),강석구 ( Seoggoo Kang ) 한국목재공학회 2019 한국목재공학회 학술발표논문집 Vol.2019 No.1

목재제품은 『목재의 지속가능한 이용에 관한 법률 시행령 제 14조 제1항』에 의거하여 15가지로 나눌 수 있고, 이를 용도 및 제조법 별로 접근하기 위해 연료제품(목재펠릿, 목재칩, 목탄, 성형목탄, 목재브리켓), 보드제품(목재바닥재, 합판, 파티클보드, 섬유판, 배향성 스트랜드보드, 집성재), 화학제품(방부목재, 난연목재), 기타제품(제재목, 목재 플라스틱 복합재)과 같이 구분하여 연소 및 소각을 통해 발생하는 대기오염물질에 대한 분석을 실시하였다. 이 중, 화석연료 대비 대기오염물질 발생량이 낮다는 장점으로 ‘신재생에너지’라는 타이틀을 가지고 각광받아 온 목재펠릿, 목탄, 성형목탄 등 연료형 목재제품에서 사용 목적과 구성성분이 다양한 성형목탄을 시작으로 목재제품 15가지의 대기오염물질의 배출량에 대한 연구를 진행할 것이다. 최근 들어, 성형목탄 등 일부 제품에서는 화석연료보다 더 높은 수치의 대기오염물질이 발생한다는 내용이 연이어 보도되거나, 용도의 불확실성으로 인해 규제 없는 무분별한 사용 등의 이유로 일부에서는 소비자들의 신뢰마저 잃어가는 실정이다. 이와 같은 오해와 진실 속에 성형목탄에서 발생할 수 있는 대표적인 대기오염물질(CO, CO², NOx, SOx, 비산먼지) 중 특히 비산먼지(2.5PM, 10PM)의 기준을 마련하고자, 성형목탄을 회분량의 차이를 기준으로 나눈 뒤, 연소 시 발생하는 대기오염물질의 배출량을 분석하였다. 또한, 해당 제품에 대기오염물질의 원인 인자가 될 수 있는 회분 및 함수율, 원소, 중금속 함량 등 『목재 제품 품질기준 고시(제2017-9호』에 따른 규격품질에 해당하는 분석 시험을 통해 대기오염물질과의 상관관계를 나타내고자 한다. 이를 통해 규격품질 검사를 받아 국내에서 유통되는 국내산 및 수입산 별 성형목탄에서 발생할 수 있는 대기오염물질의 표준 척도 및 기준을 제공하고자 한다.

XRD법을 이용한 목재 세포벽 내 2차벽의 셀룰로오스 인장거동의 관찰

이창구 ( Chang-goo Lee ),엄창득 ( Chang-deuk Eom ),김민지 ( Min-ji Kim ),안다솜 ( Da-som Ahn ) 한국목재공학회 2020 한국목재공학회 학술발표논문집 Vol.2020 No.1

목재의 연륜구조는 목재의 역학성능을 해명하기 위한 매우 중요한 해석인자이다. 목재는 (가)도관, 세포벽, 마이크로피브릴 등의 계층구조로 구성되어 있으며, 목재의 역학적 성능은 이와 같은 계층구조 중 미세구조에 의해 큰 영향을 받는다. 따라서 목재의 역학적 성능평가는 목재bulk의 관점에서만 다루어질 것이 아니라 목재를 구성하는 미세적구조 수준의 역학성능과의 관계를 접목시켜 평가할 필요가 있다. 최근 목재과학계 문헌에서는 외부의 하중에 의해 발생되는 목재응력을 XRD(X-ray diffraction)측정법을 통해 셀룰로오스 결정간격의 격자변형에 주목하여 역학적 성능에 관한 해석을 시도하는 연구가 몇몇 보고되고 있다. 그 중, 측정대상으로서는 세포벽 구조 중 가장 두껍고 셀룰로오스 피브릴이 목재의 섬유방향과 근접한 각도로 배향되어 있는 S2층에 관한 연구가 주를 이루고 있으며, 특히 글루코스 베타-1,4 결합방향의 수직방향으로 이루어진 면간격인 ‘셀룰로오스 (004)면’에 집중하고 있다. 그러나 배향방향이 S2층과 거의 수직을 이루는 S1·S3층의 역학성능에 대해서는 검토된 연구는 아직까지 찾아보기 어렵다. 따라서 본 연구에서는 목재 세포벽 내S2층과 S1·S3층의 두 가지 관점으로부터 목재bulk와 미세구조 수준의 역학적 관계를 해명하기 위해 변형계를 이용한 macro수준의 시험과 XRD법을 이용한 micro수준의 시험을 병행하여 실시하였다. 실험방법으로 여러 개의 연륜폭을 가지는 두께 5mm의 소나무 시험편을 이용하여 시험편이 파괴에 이르기까지 인장하중을 단계적으로 부하하였다. 이때, 각 부하단계마다 Synchrotron radiation을 이용하여 XRD측정을 실시하였으며, 목재 세포벽 중 2차벽 내 S2층과 S1·S3층을 분리측정하기 위한 목적으로 In-plane법 및 Out-of-plane 법의 두 가지의 회절법을 채택하였다. 이후 변형계에 의해 측정된 목재bulk의 변형과 XRD법에 의해 얻어진 S2층과 S1·S3층의 셀룰로오스 (004)면의 면간격의 변형을 통해 각각의 강성을 산출하고 이에 대한 인장거동을 관찰하였다.

목재이용 트렌드와 목재관련 생활환경에 대한 설문조사

한연중 ( Yeonjung Han ),양명선 ( Myung Sun Yang ),김지안 ( Jian Kim ),김민지 ( Min-ji Kim ),황원중 ( Won-joung Hwang ),김명길 ( Myungkil Kim ) 한국목재공학회 2022 한국목재공학회 학술발표논문집 Vol.2022 No.2

목재의 사회 · 교육적 가치증진을 목표로 일반인의 목재문화 체험관련 현황과 요구사항을 파악하기 위하여 설문조사를 수행하였다. 본 연구에서는 설문조사의 결과 중 목재이용에 대한 생활환경과 트렌드에 대한 내용을 분석하였다. 목재이용은 기후 · 환경문제의 해결과 신체·정서적 긍정효과로 인하여 증가할 것으로 예상되었으며, 목재가구, 목조건축, 내장재 등과 같은 일상생활과 밀접한 분야에서 확대될 것으로 조사되었다. 그러나 목재는 비싸고 관리가 어려운 재료라는 인식과 함께 목재의 이용은 산림파괴를 동반한다는 부정적 인식이 존재하였다. 주거용 재료로써 목재는 철근-콘크리트와 석재에 비하여 전통적이며 친근한 이미지를 갖고 있는 것으로 조사되었다. 앞으로 목재를 주거용 재료로 활용하고 싶다는 응답자는 86.6%이었으며, 국산재와 수입재의 구분없이 품질을 우선으로 하였다. 목조주택 거주자의 건강에 미치는 목재의 효과에 대한 긍정응답 비율은 65%이었다. 목재이용에 대한 친환경적 인식을 향상시키기 위하여 인체·환경친화성에 대한 정량화된 가치분석과 함께 적극적인 홍보가 필요하다고 판단된다.

목재 이용 트렌드 분석 연구

이상민 ( Sang-min Lee ),한연중 ( Yeonjung Han ),손동원 ( Dong-won Son ) 한국목재공학회 2022 한국목재공학회 학술발표논문집 Vol.2022 No.1

목재 이용에 대한 최근 흐름을 파악하고자 목재 이용 경향에 대한 설문조사와 온라인 기반 빅데이터 분석을 진행하였다. 조사 결과, 일반인들의 54.5%와 전문가 100%가 향후 목재 이용이 증가할 것이라고 응답하였으며, 목재 이용 증가의 긍정적 요인으로 일반인의 35.6%가 신체 및 정서적인 긍정적 영향, 28.2%가 환경문제에 대응할 수 있는 재료라는 인식 때문이라고 응답하였다. 전문가들의 경우 44.4%가 신체 및 정서적인 긍정적 영향, 22.2%가 환경문제에 대응할 수 있는 재료이기 때문이라고 응답하였다. 최근 목재이용이 활발해지고 있다고 생각하는 분야로 일반인들은 31.4%가 목재가구, 24.5%가 목조건축, 13.9%가 인테리어 재료를 선택하여 목재가 일상생활과 연관되어 있다고 생각하고 있었으며, 전문가들은 27.8%가 목조건축, 22.2%가 목재관련 체험과 교육을 선택하여 일상 속의 목재이용과 함께 목재이용을 유도할 수 있는 체험과 교육의 기회가 확대되고 있다고 느끼는 것으로 판단되었다. 설문조사 결과와 마찬가지로 목재이용 트렌드를 파악하기 위해 목재를 키워드로 진행한 빅데이터 분석 결과에서도 목조주택 재료로서의 목재와 문화체험장, 체험과 같은 목재 관련 체험이나 교육과 관련된 검색 빈도수가 높은 것으로 조사되어, 목조건축, 체험, 교육 관련 수요가 지속적으로 증가하고 있는 것으로 판단되며, 이러한 결과를 바탕으로 건축, 체험, 교육 분야의 활성화를 통한 목재 이용과 목재문화 확산 전략이 필요할 것으로 판단된다.

목재문화자원 유형분류 및 목재이용 트렌드

이상민 ( Sang-min Lee ),한연중 ( Yeonjung Han ),손동원 ( Dong Won Son ) 한국목재공학회 2021 한국목재공학회 학술발표논문집 Vol.2021 No.1

건강하고 행복한 웰빙을 추구하는 생활방식의 확산으로 친환경 소재인 목재가 다양한 분야에서 이용되고 있다. 목재이용이 더욱 확산되어 문화로 자리잡기 위해서는 목재 이용분야와 이용방식에 대한 조사 및 분석이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 목재가 주로 사용되고 있는 분야를 조사하여 유형별로 분류하고 목재 이용방식을 조사하기 위하여 문화자원의 개념을 도입하고 타 분야의 유형분류 사례를 참고로 목재문화에 적용 가능한 자원을 조사·분석하여, 보존·발굴·활용의 측면에서 목재 및 목재이용의 문화적 가치를 내포하고 있는 인류의 문화적 활동의 결과로 만들어진 산물을 목재문화자원으로 정의하고, 목재문화자원을 문화시설, 목조건축, 문화유산, 문화행사, 목재교육, 문화콘텐츠, 목재제품의 7개 유형으로 분류하였다. 분류된 목재문화자원 유형의 중요도 조사 결과, 일반인들은‘문화유산’에 대한 응답률이 가장 높아 과거로부터 전해 내려오는 문화유산의 보존가치를 중요하다고 인식하고, 전문가들은‘문화시설’에 대한 응답률이 가장 높아 현시대에 직접 체험할 수 있는 것을 중요하다고 인식하고 있는 것으로 조사되었다. 목재이용 트렌드를 파악하기 위해 목재를 키워드로 진행한 빅데이터 분석 결과, 목조주택과 교육 등에 대한 수요가 지속적으로 증가하고 있는 것으로 조사되었다. 목재문화자원의 유형분류, 중요도 조사, 빅데이터 분석 결과는 추후 일반인을 대상으로 목재문화를 확산하기 위한 전략을 수립하는데 있어서 유형별 중요도와 우선순위를 결정하는 자료로 활용할 수 있을 것으로 판단된다.