국내 자생 목재부후균의 Alkaline Copper Quat(ACQ-2)에 대한 내성 특성

윤새민 ( Sae-min Yoon ),박용건 ( Yonggun Park ),황원중 ( Won-joung Hwang ),윤정희 ( Jeonghee Yun ),김영숙 ( Yeong-suk Kim ) 한국목재공학회 2021 한국목재공학회 학술발표논문집 Vol.2021 No.1

일부 목재부후균은 구리에 대한 내성을 갖고 있어서 대부분 구리 기반 목재보존제를 사용하고 있는 국내 목재 산업에서 매우 심각한 문제가 발생할 수 있다. 또한, 국내 자생 미생물과 그들이 나타내는 구리 내성 특성 및 기작의 구명은 매우 중요한 과제로서 연구의 필요성이 크지만 연구는 부족한 실정이다. 이에 본 연구에서는 본 연구에서는 현재 국내에서 가장 보편적으로 사용되고 있는 구리계 목재보존제인 ACQ-2를 처리한 목재에서 나타나는 국내 자생 목재부후균(갈색부후균 7종, 백색부후균 12종)의 구리 내성을 평가하고자 목재 부후균에 노출된 ACQ-2처리 목재의 질량 감소율과 옥살산 생산량을 측정하였다. 그 결과, 부후력이 크게 나타난 4종의 갈색부후균 중, F. pinicola와 F. palustris가 구리에 내성이 강한 것으로 확인되었다. 또한 부후력이 있다고 판단된 9종의 백색부후균 중, C. lacerata와 T. versicolor가 구리에 내성이 강한 것으로 확인되었다. 본 실험을 통해서 국내에 많이 분포하고 있지만 지금까지 구리 내성에 관해서 알려지지 않았던 F. pinicola와 C. lacerata가 추후 국내의 구리계 목재보존제의 내성 연구에 고려되어야할 필요가 있다고 생각된다. 또한, 갈색부후균과 백색부후균의 옥살산 생산량 측정을 통해서 구리 적응을 위한 과량의 옥살산 분비는 갈색부후균 뿐 아니라 백색부후균에서도 나타나는 특성으로 생각된다.

< 전시-P-62 > 도포형 흰개미 방제 약제 개발 Ⅰ - 1차 개발약제의 방부· 방의(흰개미) 효력 평가

윤새민 ( Sae-min Yoon ),박정은 ( Jung-eun Park ),황원중 ( Won-joung Hwang ),최용석 ( Young-seok Choi ),손동원 ( Dong-won Son ) 한국목재공학회 2019 한국목재공학회 학술발표논문집 Vol.2019 No.1

우리나라에는 지중흰개미의 일종인 일본흰개미 (Reticulitermes speratus)가 전국적으로 분포하고 있으며, 점차적으로 목조 건축물에 대한 흰개미 피해가 증가하고 있다. 특히 일본흰개미는 국내에서 많이 쓰이고 있는 소나무를 쉽게 가해하기 때문에 이를 방제하는 기술이 반드시 필요하다. 또한, 개발되는 약제는 실내 및 실외에서 사용하기 위한 것으로 생물열화인자로 대표적인 부후균과 흰개미에 대한 효력을 겸비하는 것이 좋다. 본 연구는 흰개미 방제를 위한 약제를 개발하기 위해 1차로 제제된 약제가 생물열화인자로부터 목구조물의 피해를 방지할 수 있는지 그 효력을 조사하기 위하여 수행하였다. 1차 개발약제의 최적의 방부·방의 효력을 보이는 처리 농도를 도출하고자 1차 개발약제를 각 단계별로 희석액을 제조하여 각각의 효력을 평가하였다. 우선 방의효력 평가 결과, 30배 희석조건까지는 중량 감소율이 5% 미만을 보였으나 그 이상의 희석조건에서는 중량 감소율이 크게 나타났다. 이에 반면에 방부효력 평가 결과, 백색부후균(Trametes versicolor )에서는 10배 희석 조건에서 대조군에 비해 중량 감소율이 감소하였으나 큰 감소폭을 보이지 못하였다. 또한 갈색부후균(Fomitopsis palustris)에서도 방부효력을 확인하기 어려웠다. 위 결과를 통해서 1차 개발약제의 경우 흰개미에 대한 효력은 관찰되었으나, 목재부후균에 의한 효력이 나타나지 않았기 때문에, 향후 살충 주성분에대한 연구를 통해서 새로운 도포형 흰개미 방제 약제 개발을 실현하고자 한다.

국내 서식 목재 해양천공충의 분리 및 동정

윤새민 ( Sae-min Yoon ),박용건 ( Yonggun Park ),이현미 ( Hyun-mi Lee ),황원중 ( Won-joung Hwang ),정성재 ( Seong-jae Jeong ),최용석 ( Yong-seok Choi ) 한국목재공학회 2023 한국목재공학회 학술발표논문집 Vol.2023 No.1

< 전시-P-33 > 토목시설물(목재옹벽)의 장기내구성 모니터링

윤새민 ( Sae-min Yoon ),박정은 ( Jung-eun Park ),황원중 ( Won-joung Hwang ),최용석 ( Yong-seok Choi ),손동원 ( Dong-won Son ) 한국목재공학회 2018 한국목재공학회 학술발표논문집 Vol.2018 No.2

국내 자생 목재부후균 생장에 미치는 구리의 영향

윤새민 ( Sae-min Yoon ),박용건 ( Yonggun Park ),황원중 ( Won-joung Hwang ),윤정희 ( Jeonghee Yun ),김영숙 ( Yeong-suk Kim ) 한국목재공학회 2021 한국목재공학회 학술발표논문집 Vol.2021 No.1

구리 기반 수용성 목재보존제는 전 세계적으로 목재보존제 시장에서 가장 보편적으로 사용되고 있는 방부약제이다. 그러나 일부 목재부후균이 구리에 대한 내성을 갖는다는 연구 결과들이 다수 보고되고 있는데 이는 목재보존 분야에서 매우 심각한 문제로 인식되고 있다. 지금까지 구리 내성을 나타내는 목재부후균에 관한 연구는 해외에서 많이 보고되고 있으나 국내에서는 많이 부족한 실정이다. 특히, 동일한 종의 목재부후균이라 하더라도 특정 지역에 적응하는 동안 변이가 발생할 수 있어서 새로운 목재 보존제 개발에 있어서 그 지역에 자생하는 미생물과 그 특성을 아는 것이 무엇보다 중요하다. 이에 본 연구에서는 국내 자생 목재부후균의 구리 내성 특성을 구명하기 위하여 국내에 자생하고 있는 목재부후균을 대상으로 다양한 구리 농도에 따른 생장 변화를 생장억제등급값(growth inhibitory rating, GIR)과 생장속도를 측정하였다. 3mM copper sulfate에서의 생장 변화를 비교한 결과, 갈색부후균의 경우 단 1종을 제외하고 모두 구리 내성이 있는 것으로 나타났다(GIR 4~5등급). 또한, 18종의 백색부후균이 구리에 내성이 있는 것으로 나타났으며 이 중, 16종의 백색부후균이 국내에서 새롭게 발견된 구리 내성 균주로 판명되었다. 일반적으로 구리 내성균으로 알려진 갈색부후균뿐만 아니라 다수의 백색부후균도 구리 내성이 있음을 확인하였다. 이는 향후 백색부후균의 구리 내성 연구의 필요성이 시사되는 중요한 결과로 판단된다.

Metofluthrin계 방의제의 야외 노출 기간에 따른 재색 및 방의 효력 변화

윤새민 ( Sae-min Yoon ),박용건 ( Yonggun Park ),최용석 ( Yong-seok Choi ),이현미 ( Hyun-mi Lee ),황원중 ( Won-joung Hwang ) 한국목재공학회 2021 한국목재공학회 학술발표논문집 Vol.2021 No.2

사찰, 한옥 등 전통목조건축물은 오랜 세월 동안 외부 환경에 그대로 노출되어 있어 자외선, 수분 등의 물리적, 화학적 열화 및 흰개미와 부후균 등에 의한 생물학적 열화에 의해 손상될 수 있다. 이를 막기 위하여 과거부터 단청을 칠하고 그 위에 명유(明油)나 들기름을 단청 마감제로 처리하였으나 이러한 방법은 근본적인 흰개미 방제 방법은 될 수 없다. 본 연구에서는 metofluthrin계 방의제 및 명유를 도포한 시험편을 야외에 노출하여 노출 기간에 따른 재색 변화와 방의 효력 변화를 평가하였다. 국내 목조건축물의 대표 수종인 소나무(Pinus densiflora)에 명유와 방의제를 여러 조건으로 혼합 제조한 약제를 각각 도포하였다. 약제 도포된 시험편은 야외 노출 1, 3, 6, 9, 12개월에 회수하여 재색을 평가하고, 재색 평가가 끝난 시험편을 대상으로 방의효력을 평가하였다. 야외 노출 기간에 따른 재색 변화 결과, metofluthrin계 약제 도포 시험편은 표면에 변색균에 의한 피해는 없었으나 회색화 현상이 발생했다. 반면, 명유가 포함된 혼합액에서는 명유의 함량이 높을수록 재색을 유지하는 경향을 보였다. 그러나 명유만 도포한 시험편은 회색화는 일어나지 않았으나 노출 기간이 길어지면서 변색균에 의한 변색이 나타났다. 야외 노출 시험편의 방의 효력 평가 결과, 노출 12개월에 회수한 metofluthrin계 약제 도포 시험편은 흰개미 피해가 관찰되지 않았고, 명유가 혼합된 약제를 도포한 시험편에서도 명유의 비율이 높아질수록 피해지수는 다소 증가하였으나 방의 효력이 있는 것으로 나타났다. 결과를 토대로 명유와 metofluthrin계 약제의 적정 비율을 도출한다면 목재의 재색을 유지하면서 흰개미 피해를 막을 수 있는 약제로서 이용 가능할 것으로 생각된다.

국내 주요 목재의 단기적 기상열화에 의한 목재표면의 색상 변화

신희창 ( Hee Chang Shin ),윤새민 ( Won Joung Hwang ),황원중 ( Sae-min Yoon ),윤정희 ( Jeonghee Yun ),김영숙 ( Yeong-suk Kim ) 한국목재공학회 2020 한국목재공학회 학술발표논문집 Vol.2020 No.1

서울 및 제주도 지역에서 2종의 국산재와 4종의 수입목재를 대상으로 자연내후성시험(KS M ISO 16053: 2010) 후 1개월, 3개월, 6개월 및 12개월 경과 후, 기상열화된 공시목재의 표면에 발생한 색상변화에 대해 육안 관찰 및 CIE L*a*b* 에 의한 색상변화 패턴을 조사하였다. 육안관찰결과는 대부분의 공시수종에서 자연에 노출한 기간이 길어질수록 목재 고유의 색상이 퇴색되거나 진하게 변색되는 현상이 나타났다. 특히 대부분의 공시 수종에서 노출 후 3개월이 경과한 다음부터는 고유의 재색이 점차 짙은 재색으로 변화하고, 6개월 정도에는 현저하게 짙은 회색으로 변화하는 경향을 보였다. 노출 기간에 따른 CIE L*a*b*값 변화에 대한 분석은 변색균 등에 영향이 없는 심재 기준으로 고찰하였다. 밝기를 나타내는 L*값의 경우, 햄록, 뉴송, 낙엽송 등의 수종에서 1 및 3개월 노출 보다 6개월 경과했을 때는 L*값이 현저하게 감소하여 이 시점에 재색이 심하게 어두워지는 경향을 나타냈다. 미송과 멀바우 등의 L*값 변화는 1, 3, 6 및 12개월이 경과하면서 서서히 어두워지는 경향을 가지는 것으로 나타났다. a* 및 b*값 변화율은 미송을 제외한 대부분의 수종에서 1개월에서 3개월 및 6개월로 경과하면서 급진적인 변화를 보였다. 종합적인 색차(△E)변화율에서는, 햄록, 미송 및 낙엽송 등은 1개월 및 3개월까지는 큰 변화가 없었으나, 6개월에서는 색차가 보다 큰 폭의 변화가 나타냈다. 자연노출 12개월에서, 낙엽송은 색차가 미세하게 증가하였으나 햄록, 미송 등은 색차값이 보다 크게 증가한 경향을 보였다. 서울지역보다 제주도의 경우 더 많은 색상변화가 발생했고, 미생물에 의한 변색도 더 현저하게 많이 나타나는 현상을 보여 지역별로 기상열화에 대한 적절한 유지관리의 필요성이 시사되었다.

국내 주요 목재의 단기적 기상열화에 의한 목재표면의 미세구조 변화

신희창 ( Hee Chang Shin ),윤새민 ( Won Joung Hwang ),황원중 ( Sae-min Yoon ),이종신 ( Jong Shin Lee ),윤정희 ( Jeonghee Yun ),김영숙 ( Yeong-suk Kim ) 한국목재공학회 2020 한국목재공학회 학술발표논문집 Vol.2020 No.1

국내에서 사용되는 주요 목재의 지역별 기상열화의 경시적 변화 중 기상열화된 목재표면에 발생하는 미세구조의 변화를 확인하기 위하여 2종의 국산재와 4종의 수입목재를 대상으로 자연내후성시험(KS M ISO 16053: 2010)을 폭로기간별로 조사하였다. 목재시험편은 서울 동대문구에 위치한 국립산림과학원 임산공학부동 건물 옥상(37°35'36. 0"N 및 127°02'37.1"E)과 제주도 서귀포시에 위치한 난대산림연구소(22, 33°17'55.2"N 및 126°35'36.1"E)에 설치하였다. 설치 후, 1, 3, 6개월 경과된 시점에 SEM관찰에 의한 미세구조변화에 대하여 지역별, 경과기간별, 수종별로 비교분석하였다. 그 결과, 기상열화 후 목재 미세구조는 횡단면 및 접선단면에서 리그닌 분포가 많은 중간층이 분해되어 세포벽 두께가 얇아지면서 섬유배열이 불규칙해지거나 섬유들의 모양이 찌그러지는 현상이 관찰되었다. 특히 침엽수의 수직 또는 수평수지구를 둘러싸고 있던 박벽세포와 수지 물질이 10일 폭로에 손상되기 시작되어 2개월에는 서로 분리 이탈되거나 소실된 현상까지 나타났다. 중간층파괴에 이어 가도관 1차벽또는 S1층으로 추정되는 막 분리 현상도 다수 발견되었다. 접선단면에서는 다양한 수종에 걸쳐 방사가도관 및 종방향의 세포간층 붕괴, 세포 내벽 및 S2층의 섬유방향으로의 갈라짐 또는 할열, 나선형의 미세섬유할열, 유연벽공주변의 할열, 벽공연의 찢어짐, 축방향가도관과 방사조직 간의 중간층 소실, 및 나선비후대의 침식과 같은 현상이 확인되어 수종별로 다양한 미세구조 변화가 있는 것으로 밝혀졌다. 나선비후대의 침식은 목재가해 균류 등에 의한 다당류 분해나 페놀성 성분 등의 광분해로 산성물질이 생성되면서 산 가수분해 등의 가능성도 있을 수 있어서 원인구명에 대한 보다 심도있는 연구가 필요한 것으로 고찰되었다.

국내 주요 목재의 단기적 기상열화에 의한 목재표면의 화학적 성상 변화

신희창 ( Hee Chang Shin ),윤새민 ( Won Joung Hwang ),황원중 ( Sae-min Yoon ),윤정희 ( Jeonghee Yun ),김영숙 ( Yeong-suk Kim ) 한국목재공학회 2020 한국목재공학회 학술발표논문집 Vol.2020 No.1

국내에서 사용되는 주요 목재의 지역별 기상열화의 경시적 변화 중 기상열화된 목재표면에 발생하는 화학적 성상변화를 확인하기 위하여 2종의 국산재와 4종의 수입목재를 대상으로 자연내후성시험(KS M ISO 16053: 2010)을 폭로기간별로 조사하였다. 목재시험편은 서울 동대문구에 위치한 국립산림과학원 임산공학부동 건물 옥상(서울 동대문구 회기로 57, 37°35'36.0"N 및 127°02'37.1"E)과 제주도 서귀포시에 위치한 국립산림과학원 난대산림연구소(제주 서귀포시 돈내코로 22, 33°17'55.2"N 및 126°35'36.1"E)에 설치하였다. 설치 후, 1, 3, 6, 12개월 경과된 시점에 FTIR측정에 의한 화학적 성상변화를 측정하여 지역별, 경과기간별, 수종별로 비교분석하였다. 자연내후조작 후, 햄록 외 5수종에 대하여 FTIR결과에서 리그닌 또는 추출성분이 나타나는 흡수대의 피크가 소멸되거나 감소되는 결과를 보여 이들 성분의 광산화 분해가 시사되었다. 또한 전체 공시수종에서 1055cm^-1, 1113cm^-1, 1158cm^-1 및 1640cm^-1 등의 흡수대에서 헤미셀룰로우스 유래의 피크 증가가 나타나 리그닌의 광산화 반응과정에서 발생하는 라디칼이 셀룰로우스나 헤미셀룰로우스의 중합도 저하를 일으킨 것으로 고찰되었다. 서울과 제주도에서 1개월 경과 후 화학적 성상이 3, 6 및 12개월간 폭로된 그것과 거의 동일 수준으로 나타나 목재표면의 최외층에 존재하는 리그닌 및 추출물은 자연폭로 1개월만에 거의 분해되는 것으로 밝혀졌다. 수지를 함유한 공시 수종의 경우, 1740cm^-1수지 유래 C=O가 서울은 3개월, 제주는 1개월에 피크가 감소하여 리그닌보다 수지의 기상열화가 천천히 진행되고 서울보다는 제주도에서 목재표면의 화학적 성상 변화가 빨리 나타나 지역별 기상열화의 진행속도가 상이한 것으로 밝혀졌다.

열처리가 목재의 내후성에 미치는 영향 평가

박용건 ( Yonggun Park ),윤새민 ( Sae-min Yoon ),여환명 ( Hwanmyeong Yeo ),황원중 ( Won-joung Hwang ) 한국목재공학회 2021 한국목재공학회 학술발표논문집 Vol.2021 No.2

목재 열처리는 160~260℃ 범위 온도로 처리하여 목재의 성질을 변화시키는 방법을 말한다. 열처리에 의해 목재는 세포벽을 구성하는 주요 성분이 열가수분해(thermal hydrolysis)되면서 목재의 물리ㆍ역학적 성질이 영구적으로 변하는 것으로 알려져 있으며, 수종이나 열처리 온도와 시간, 열처리에 사용된 열전달 매개체의 종류 등에 따라서 그 정도는 다르게 나타나는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 열처리 온도와 열처리 시간이 목재의 부후균에 대한 저항성에 미치는 영향을 조사하였다. 이를 위해 190℃와 220℃의 온도 조건에서 열처리 시간을 달리한 일본잎갈나무(Larix kaempferi )재에 대한 갈색부후균(부후개떡버섯균, Fomitopsis palustris)과 백색부후균(구름버섯균, Trametes versicolor )에 의한 질량 감소율을 평가하였다. 균의 종류에 따라 정도의 차이는 있었지만, 두 균류 모두 열처리 온도가 높을수록 열처리 시간이 길수록 질량 감소율이 작아지는 것을 확인하였다. 이는 고온의 열처리에 의해 목재 세포 벽의 주요 성분의 열분해되면서 소수성이 증가하게 되고, 세포벽 구성성분의 화학적 변화에 의해 부후 균의 생장 환경에 부정적인 영향을 미치기 때문으로 생각된다. 다만, 이를 입증하기 위한 추가 연구가 필요할 것이다.