목재보존 ; 다음 세기를 위한 새로운 보존기술

H . Mike Barnes,김규혁 ( Gyu Hyeok Kim ) 한국목재공학회 1993 목재공학 Vol.21 No.4

< 구두-C-03 > 인공 산성우가 ACQ-2 처리목재로부터 구리 용탈에 미치는 영향

오정주 ( Jeong-joo Oh ),김규혁 ( Gyu-hyeok Kim ) 한국목재공학회 2019 한국목재공학회 학술발표논문집 Vol.2019 No.1

본 연구는 산성우 지역에 사용되는 처리목재로부터 보존제 용탈 특성을 예측하기 위해 인공 산성우가 ACQ-2 처리목재로부터 구리 용탈에 미치는 영향을 평가하기 위해 수행하였다. ACQ-2 가압처리 라디에타소나무 변재부 시편을 60℃에서 3일간 비건조 촉진양생 후 AWPA E11에 의거하여 용탈시험을 실시하였는데, pH 3.0, 4.0, 4.5로 제조된 인공 산성우와 pH 6.5인 증류수를 용탈수로 사용하였다. 보존제 유효성분의 용탈에 따른 내후성 감소를 확인하기 위해 용탈 시편에 대하여 AWPA E10에 의거하여 강제 부후시험을 실시하였다. 용탈시험 결과, pH 3.0에서의 구리 용탈량만 대조구(증류수)에서의 구리 용탈량과 비교하여 유의성이 인정되는 증가가 관찰되었다. pH 3.0에서만 구리 용탈량이 유의미하게 증가하는 이유는 FTIR-ATR과 XPS 분석을 통해 처리목재 내 헤미셀룰로오스 열화 및 구리 침전물의 용해와 관련됨을 알 수 있었다. 그리고 pH 3.0에서 용탈된 처리목재 시편은 구리가 유의미하게 용탈된 만큼 내후성도 통계적으로 유의미하게 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 본 연구에서 사용된 침지 용탈이 실제 산성우 지역에서 강우 용탈보다 매우 강한 조건임을 고려할 때, pH 4.0 정도의 산성우 지역에서는 ACQ-2 처리목재로부터 구리 용탈은 크게 문제 되지 않는다고 할 수 있다.

Production and Industrial Potential of Melanin Pigment

오정주(Jeong-Joo Oh),김규혁(Gyu-Hyeok Kim) 고려대학교 생명자원연구소 2021 생명자원연구 Vol.29 No.-

멜라닌은 산업적 응용 가능성이 뛰어난 생물학적 색소군으로 알려져 있다. 멜라닌은 고유한 내재적 성질로 인하여 착색제 외에도 생흡착제, 반도체, 화장품의 기능성 성분으로서 사용될 수 있다. 그러나 기존의 멜라닌 생산 방법들의 수율이 극히 낮아 실질적인 산업적 응용을 저해하고 있다. 이번 리뷰에서는 멜라닌의 정의, 분류, 성질, 그리고 현재까지 알려진 생산 방법들에 대하여 요약하였다. 멜라닌 생산 방법 별 장점과 단점을 구체적으로 논하였다. 기존의 멜라닌 또는 멜라닌 유사 물질 생산 방법으로 알려진 화학적 생산 방법과 비교하였을 때, 미생물을 활용한 멜라닌 생산이 친환경적이며 비용 절감 측면에서 유리함을 알 수 있었다. 산업적 규모의 멜라닌 생산을 위하여 미생물을 활용한 색소 생산에 관해 추가적인 연구가 지속되어야 한다고 사료된다. Melanin is unique class of biological pigment with immense industrial potential. Due to its intrinsic properties, it can be utilized as dermo-cosmetic ingredients, semiconductors, and biosorbents as well as colorants. However, limited production of melanin hinders the industrial applications of pigment. In this review, we compiled basic information of melanin including definition, classification, properties, and various methods for pigment production. The advantages and disadvantages of each method were specifically discussed. In comparison with chemical-based melanin or melanin-like material production, utilization of microbial resources would be promising due to its costeffectiveness and eco-friendliness. Further studies on utilization of microbial resources should be continuously carried out for scalable melanin production.

백합나무 스킨팀버의 ACQ, CUAZ, CuHDO 가압처리를 위한처리용 목재의 적정 함수율 및 처리목재의 정착 특성 평가

김민지 ( Min Ji Kim ),최용석 ( Yong Seok Choi ),김규혁 ( Gyu Hyeok Kim ) 한국목재공학회 2015 목재공학 Vol.43 No.6

본 연구는 백합나무 스킨팀버의 ACQ-2, CUAZ-3, CuHDO-1 가압처리 특성을 평가하기 위해 수행되었다. 일차적으로 백합나무 변재부와 심재부 시험편을 대상으로 처리용 목재 함수율이 방부제 처리도에 미치는 영향을 평가하고, 방부제 유효성분인 구리의 처리목재 내 정착 특성을 조사하였다. 본 연구 결과에 의하면 백합나무 변재부는 방부제 종류에 관계없이 조사된 목재함수율 범위(50% 이하)에서 사용환경 범주 H3용 처리목재의 침윤도와 흡수량 기준을 모두 만족하였다. 백합나무 변재부의 방부제 보유량 경사를 조사한 결과, 국립산림과학원 고시 제2011-04호에 제시된 처리용 목재의 함수율(평균 30% 이하)을 만족할 경우 재면으로부터 15 mm 깊이까지에서 사용환경 범주 H3용 처리재의 흡수량 기준을 충족하였다. 백합나무 심재부는 처리도가 매우 불량하여 처리용 목재의 함수율 조건 및 방부제 종류에 관계없이 사용환경 범주 H3용 처리목재의 침윤도와 보유량 기준을 모두 만족시키지 못하였다. 백합나무 변재 및 심재시험편 공히 비건조 양생보다 건조 양생에서 구리의 정착속도가 빠르고 또한 최종 구리 정착율이 높았으며, 3주간 비건조 양생 후 구리 정착율이 90% 수준에 머물었으며 양생기간을 연장하더라도 정착율은 크게 개선되지 않았다. This study was conducted to evaluate the pressure treatment characteristics of yellow poplar skin timber with ACQ-2, CUAZ-3, and CuHDO-1. The effect of moisture content (MC) on treatability was investigated, and fixation characteristics of copper-based preservatives were also evaluated. Sapwood of yellow poplar, which was dried below 50 percent MC, was fully penetrated with preservatives, and minimum requirement of preservative retention for the hazard class H3 was achieved. Through measuring retention gradient in yellow poplar sapwood, it was confirmed that minimum requirement of preservative retention for the hazard class H3 was achieved in the assay zone from the surface to 15 mm-depth when the specimens were dried below 30 percent MC. Yellow poplar heartwood did not meet the minimum requirement of penetration and retention for the hazard class H3 over the range of pretreatment MCs tested. The fixation rate of copper was much faster under drying condition compared with nondrying condition; more than 90% of copper were fixed in 3 weeks at 21℃ under drying conditions.

생산공정 현장실사를 통한 수입 집성재로부터 규제해충 검출 원인 조사

김민지 ( Min Ji Kim ),신현경 ( Hyun Kyeong Shin ),최용석 ( Yong Seok Choi ),( Sabiha Salim ),김규혁 ( Gyu Hyeok Kim ) 한국목재공학회 2016 목재공학 Vol.44 No.5

본 연구는 규제해충(이하 해충이라 칭함) 검출 건수 상위 3개국인 말레이시아, 인도네시아, 중국의 집성재 생산업체에 대한 현장실사를 통해 해충 검출 원인을 파악하여 검역 안전성 확보를 위한 적정 집성재 생산공정을 제시하고자 수행되었다. 현장실사 결과, 수입 집성재로부터 해충 검출은 생산공정상의 문제(층재의 천연건조 또는 미흡한 열기건조, 건조 층재의 부적절한 보관, 집성재의 불완전 포장)로 확인되었다. 특히 중국은 오동나무 층재를 전적으로 천연건 조하는 점을 비롯하여 생산공정이 전반적으로 가장 불량하였다. 향후 수입 집성재의 검역 안전성을 확보하기 위해서는 수입업체 스스로 해외 생산업체에 층재에 기 서식하던 해충의 구제가 가능하면서 동시에 건조 층재나 완제품인 집성재에 대한 해충 가해를 예방할 수 있는 타당한 집성재 생산공정(층재의 적절한 열기건조, 집성접착 전까지 건조 층재의 밀봉 보관, 집성재의 밀봉 포장)의 적용을 요구하여 수입 집성재로부터 해충이 검출되지 않도록해야 할 것이다. On-site survey on glue-laminated board (GLB) manufacturers of Malaysia, Indonesia, and China was conducted to identify the cause of interception of regulated pest from imported GLBs from those countries, and to suggest optimal manufacturing processes of GLB for preventing quarantine risk associated with imported GLBs. The cause of pest interception was improper manufacturing processes, such as air drying or inadequate kiln drying of green laminae, improper storage of dried laminae before finger jointing and edge gluing, and/or incomplete packing of GLBs. In particular, Paulownia GLB manufacturing processes used in China, including air drying of laminae, were mostly poor in terms of preventing quarantine risk associated with imported GLBs. From now on, for preventing quarantine risk associated with imported GLBs, importers have to ask foreign manufacturers spontaneously to use proper manufacturing processes (adequate kiln drying of green laminae, proper storage of dried laminae, and complete packaging of final GLBs).

개방에 따른 실내 온습도 변화가 목조문화재 보존환경에 미치는 영향 예측

김민지 ( Min Ji Kim ),신현경 ( Hyun Kyeong Shin ),최용석 ( Yong Seok Choi ),김광철 ( Gwang Chul Kim ),김규혁 ( Gyu Hyeok Kim ) 한국목재공학회 2015 목재공학 Vol.43 No.6

1년간 측정된 개방 및 인접 비개방 전각의 실내 온습도 및 목재 기둥 내측의 표면함수율을 문헌조사를 통해 확인된 목재 가해균류 포자 발아와 생육이 가능한 최소 온습도(최소 습도의 지속기간 포함)와 목재 함수율과 비교하는 간접적인 방법으로 전각 개방이 전각 내부 보존환경에 미치는 영향을 예측하였다. 개방 여부에 관계없이 연중 전각 내부의 온습도 및 목재 함수율 조건은 부후균과 변재변색균의 생육에는 부적절하였으나 장마철이 포함된 여름철 전각 내부의 온습도 및 목재 함수율 조건은 표면오염균의 생육에 적절하였다. 표면오염균 생육을 위한 상대습도 및 목재 함수율 조건, 즉 실내 상대습도가 75% 이상으로 상승한 후 지속되는 기간과 목재 기둥 내측의 표면함수율이 15% 이상으로 상승되는 총 일수를 비교할 때, 전각 내부의 표면오염균 관련 보존환경은 개방 전각이 비개방 전각에 비해 다소 우수하다고 할 수 있다. 오히려 비개방 전각의 경우, 외기 상대습도가 높아지는 여름철에는 전각 내부의 상대습도를 낮추기 위해 문을 개방할 필요가 있다고 사료된다. This study was conducted to predict the effect of door opening in wooden cultural heritages (WCHs) on their conservation environment. For this prediction, measured relative humidity (RH) and surface wood moisture content (MC) of inner part of wood columns in open wooden building and neighboring closed wooden building were compared with minimum RH, including the duration of minimum RH, and MC required for spore germination and resultant growth of wood-degrading fungi reported in some literatures. Moisture conditions, namely RH of inside wooden building and MC of wood was unsuitable for decay and sap-stain fungi all the year round; however, moisture conditions during summer season was suitable for spore germination and resultant growth of surface mold fungi, regardless of door opening. When compared, the duration of minimum (75%) or higher RH and the number of wood columns with MC level greater than the minimum MC (15%) during summer season, the surface mold related to the conservation environment of inside wooden building was somewhat better in open building than in closed building. Rather, doors should be opened in closed building for reducing indoor RH as a necessary measure during summer season when outdoor RH is high.

집성재 제조용 중국산 층재 수종의 적정 열처리 시간 평가

김민지 ( Min Ji Kim ),신현경 ( Hyun Kyeong Shin ),김규혁 ( Gyu Hyeok Kim ) 한국목재공학회 2016 목재공학 Vol.44 No.5

본 연구는 70∼100℃ 온도 범위에서 기건 오동나무, 소나무류, 젓나무류, 낙엽송류 층재의 건열처리시 중심부 온도를 56℃로 상승시킨 후 30분간 유지하는데 소요되는 열처리 시간을 평가하고, 열처리 온도 및 층재 두께와 열처리 시간과의 관계를 구명하기 위해 수행되었다. 열처리 시간은 소나무류 ≥ 전나무류 > 오동나무 > 낙엽송류 순으로 수종간에 상이하게 나타났다. 일부 수종에서 통계학적으로는 유의성 있는 열처리 시간의 차이가 존재하지만 그 차이가 실제적 측면에서 큰 의미가 없기 때문에 공시수종을 혼합하여 열처리 해도 무방하리라 사료된다. 열처리 시간은 열처리 온도와 거듭제곱 관계로 온도가 상승할수록 크게 단축되었다. 또한 열처리 시간은 층재 두께에 비례하여 직선상으로 증가하였다. 열처리 온도 및 층재 두께와 열처리 시간의 상관이 매우 우수하여 본 연구에서 도출된 관계 함수를 이용하면 다양한 열처리 온도와 층재 두께에서의 열처리 시간 예측이 가능하였다. 본 연구의 결과는 중국산 집성재 수입을 통한 규제해충의 국내 유입을 차단하기 위한 기건 층재의 열처리를 위한 지침으로 사용할 수 있으리라 사료된다. This study explored the effects of heating temperature and laminae thicknesses on the time required to heat the center of air-dried Paulownia tomentosa, Pinus sp., Abies sp., and Larix sp. laminae to 56℃, which is a minimum core temperature of wood packaging materials defined by ISPM 15 standard, and maintain for 30 minutes in dry heat treatment schedule. Heating times were different among wood species and were Pinus sp. ≥ Abies sp. > Paulownia tomentosa > Larix sp. in decreasing order. The differences in heating times of some species were significantly different statistically, but were not different enough in practical terms to warrant heating four species separately. Heating times decreased as heating temperature increased and followed approximately power function relationship. Also, heating times increased linearly with increasing laminae thickness. These relationships make it possible to calculate intermediate heating times relative to experimentally observed heating times. The results of this study will serve as a guideline for heat sterilization of Chinese laminae species to meet heat treatment requirements for protection against invasive pests.

토양 특성이 CCA 처리재로부터 방부제 성분의 용탈에 미치는 영향

정용기 ( Yong Gi Jeong ),김규혁 ( Gyu Hyeok Kim ) 한국목재공학회 2005 목재공학 Vol.33 No.6

일본흰개미(Reticulitermes speratus)의 Odorant-Binding Proteins(OBPs) 발현 양상

나종범 ( Jong Bum Ra ),김재경 ( Jae Kyung Kim ),김규혁 ( Gyu Hyeok Kim ) 한국목재공학회 2005 목재공학 Vol.33 No.1

소나무와 낙엽송 스킨팀버의 ACQ, CUAZ, CuHDO 가업처리를 위한 처리용 목재의 적정 함수율 및 처리목재의 정착 특성 평가

최용석 ( Yong Seok Choi ),오세민 ( Se Min Oh ),김규혁 ( Gyu Hyeok Kim ) 한국목재공학회 2011 목재공학 Vol.39 No.6

본 연구에서는 소나무와 낙엽송 스킨팀버의 ACQ-2, CUAZ-2, CuHDO-1 가압처리 특성을 평가하기 위해 소나무 변재부와 낙엽송 심재부 시험편을 대상으로 처리용 목재의 함수율이 방부제 처리도에 미치는 영향과 방부제 유효성분인 구리의 처리목재 내 정착 특성을 조사하였다. 본 연구 결과에 의하면 소나무 변재부는 방부제종류에 관계없이 함수율 30%부터 사용환경 범주 H3용 처리목재의 침윤도와 흡수량 기준을 모두 만족하였다. 완벽한 방부제 침투가 가능한 소나무 변재부에서 깊이에 따른 방부제 흡수량 경사를 조사한 결과, 방부제 종류에 따른 차이가 관찰되었다. CuHDO-1 처리 시험편에서 발생한 경사가 ACQ-2와 CUAZ-2 처리 시험편에서의 경사보다 심했는데, 특히 고함수율(25, 30%) 시험편에서 경사가 저함수율(15, 20%) 시험편에서보다 심함을 알 수 있었다. 그러나 난주입성인 낙엽송 심재부는 처리용 목재의 함수율 조건 및 방부재 종류에 관계없이 처리도가 매우 불량하였다. 낙엽송 심재부의 처리도 개선을 위해 증기 전처리(121˚C의 포화수증기 조건에서 12시간처리)를 실시한 결과, 낙엽송 심재부의 침윤도와 흡수량 모두 사용환경 범주 H3용 처리목재 기준에 부합하게 처리도가 개선됨을 확인할 수 있었다. 소나무 변재부와 낙엽송 심재부 시험편에서 공히 방부제 유효성분인 구리의 정착이 비건조 양생에 비하여 건조 양생에서 빨리 진행되었다. 소나무 변재부는 양생 초기 3~6일, 낙엽송 심재부는 양생 1일 이내에 3주간 정착된 구리 양의 95% 이상이 정착되었다. 양생 3주 후 처리목재 내에 미정착상태로 남아있는 구리의 양은 ACQ-2, CuHDO-1, CUAZ-2 순으로 많았는데, 이는 처리용 작업액에 존재하는 구리의 양가 비례하였다. This study was conducted to evaluate the pressure treatment characteristics of Japanese red pine and Japanese larch skin timber with ACQ-2, CUAZ-2 and CuHDO-1. The effect of moisture content (MC) on preservative treatability was investigated for Japanese red pine sapwood and Japanese larch heartwood, and fixation characteristics of CCA alternatives was also evaluated Japanese red pine sapwood, which was dried below 30 percent MC, was fully penetrated with preservatives, and minimum requirement of preservative retention for the hazard class H3 was achieved. Through measuring preservative retention gradient in Japanese red pine sapwood, it was confirmed that the retention gradient of CuHDO-1 was steeper than that of both ACQ-2 and CUAZ-2. In particular, it was intensified at a higher MCs of wood samples (25~30%). Japanese larch heartwood did not meet the minimum requirement of penetration and retention for the hazard class H3 over the range of pretreatment MCs tested. With presteaming under 121˚C for 12 hours, the treatability of Japanese larch heartwood was enhanced to meet the minimum requirement for the hazard class H3. The fixation rate of copper was much more faster under drying condition compared with nondrying condition, more than 95% of copper were fixed in 3~6 days and 1 day under drying conditions in Japanese red pine sapwood and Japanese larch heartwood, respectively. After 3-week fixation period at ambient temperature, the amount of mobile copper in treated wood sample that remains available for leaching from treated wood was the highest in the wood samples treated with ACQ-2, followed by CuHDO-1 and CuAZ-2. It was proportional to the amount of copper in treating solution.