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( Yonggun Park ),( Woo-seok Jeon ),( Sae-min Yoon ),( Hyun Mi Lee ),( Won-joung Hwang ) 한국목재공학회 2020 목재공학 Vol.48 No.6
In this study, the cell-wall microstructure and anti-swelling effectiveness (ASE) of heat-treated larch wood were evaluated and the correlation between them was analyzed. For this purpose, some larch lumbers were heat-treated for 12, 18, and 24 hours at temperatures of 190°C and 220°C. By observing the scanning electron microscopy cross-sectional image of the heat-treated larch, it was confirmed that the shape of heat-treated wood cell changed, the cut-section of the wood cell wall was rough, and the intercellular space has become wide as the intercellular bonds had broken because of heat-treatment. In addition, the evaluation of the swelling for each treatment condition revealed that, as the heat-treatment temperature and duration increased, the amount of absorbed water and swelling decreased and the ASE increased. The decrease in the amount of absorbed water is thought to be affected by the chemical change in the cell wall by heat-treatment. On the contrary, the decrease in the swelling and the increase in the ASE are thought to be due to a combination of chemical changes and physical changes such as structural changes in the cell wall.
Energy Efficiency of Fluidized Bed Drying for Wood Particles
Yonggun Park,Yoon Seong Chang,Jun Ho Park,Sang Yun Yang,Hyunwoo Chung,Soo Kyeong Jang,In Gyu Choi,Hwanmyeong Yeo 한국목재공학회 2016 목재공학 Vol.44 No.6
This study evaluates the economic feasibility of industrializing fluidized bed dryer for wood particles. The theoretically required heat energy and energy efficiency were evaluated using a pilot scale fluidized bed dryer. When Mongolian Oak wood particles with 50% initial moisture content were dried in the fluidized bed dryer with air of 70℃ air circulating at 1.1-1.3 m/s for 30 minutes, the total theoretically required heat energy was 2,177 kJ. Of this, 1,763 kJ (approximately 81.0%) was used to heat the air flowing in from outside the dryer and 386 kJ (approximately 17.7%) was used to heat and remove water from the wood particles. Actual energy consumed was 7,560 kJ, giving energy efficiency of 28.8%. Thus, to industrialize a drying method such as fluidized bed drying, where the dryer volume is significantly larger than the volume of wood particles, it is necessary to minimize energy loss and maximize energy efficiency by designing the dryer size considering the amount of wood particles and choosing a suitable air circulation rate.
( Yonggun Park ),( Yeonjung Han ),( Jun-ho Park ),( Hyunwoo Chung ),( Hyunbin Kim ) 한국목재공학회 2018 목재공학 Vol.46 No.5
In this study, the decay resistance of larch wood, which was heat treated by superheated steam, was evaluated by the field decay test. During the field decay test of 12 months, non-treated wood has been severely damaged by termite, however, no visible damage has occurred in the preservative-treated wood and superheated steam heat-treated wood. Results of field decay test showed approximately 5% mass loss of the non-treated wood and the preservative-treated wood, and approximately 1% mass loss of the superheated steam heat-treated wood. After the field decay test for 12 months, the residual amount of preservatives remaining in the preservative-treated wood was lower than that before the field decay test. It was considered that the preservative was partially eluted during the field decay test, and the mass loss of the preservative-treated wood was thought to be similar to that of the non-treated wood. Through this study and additional long-term monitoring test, superheated steam heat treatment can be considered to be an environmental-friendly method to enhance the decay resistance of wood against rot fungi and/or insect without chemical treatment such as preservative injection.
국산 상수리나무 및 아까시나무의 FPL 열기 건조 스케줄 적용
박용건 ( Yonggun Park ),김현빈 ( Hyunbin Kim ),윤새민 ( Sae-min Yoon ),이현미 ( Hyun Mi Lee ),최용석 ( Yong-seok Choi ),김광모 ( Gwang-mo Kim ),심국보 ( Guk-bo Shim ) 한국목재공학회 2022 한국목재공학회 학술발표논문집 Vol.2022 No.2
본 연구에서는 대표적인 고비중 활엽수재인 참나무(상수리나무)와 아까시나무를 FPL 열기 건조 스케줄에 따라 열기건조한 다음, 건조 시간과 건조 결함을 측정하였다. 상수리나무의 경우에는 약 70%의 평균 초기 함수율에서 약 10%의 평균 함수율까지 건조하는데 2개월이 소요되었으며, 아까시나무의 경우에는 약 30%의 평균 초기 함수율에서 약 3%의 평균 함수율까지 건조하는데 1개월이 소요되었다. 건조 후 할렬이나 틀어짐 등의 발생 정도를 바탕으로 이용가능한 제재목의 비율은 두 수종 모두 약 50% 수준이었다. 건조 시간 및 건조 결함 발생 정도를 바탕으로 본 실험에 사용된 수종과 같은 고비중 활엽수재의 경우 열기 건조 방법은 상업적으로 활용하기 어려울 것이라 생각된다.
고온 열기 처리에 의한 낙엽송재의 물리,역학적 성능 및 내부후성능 변화 고찰
박용건 ( Yonggun Park ),한연중 ( Yeonjung Han ),박준호 ( Jun Ho Park ),장윤성 ( Yoon Seong Chang ),양상윤 ( Sang Yun Yang ),정현우 ( Hyunwoo Chung ),김경중 ( Kyungjung Kim ),여환명 ( Hwanmyeong Yeo ) 한국목재공학회 2015 목재공학 Vol.43 No.3
This study was carried out to evaluate quantitatively some properties (density, equilibrium moisture content, shrinkage, water vapor adsorption, water absorptivity, compressive strength, bending strength, hardness and decay resistance) of Larix kaempferi lumber which was heat-treated by hot air and has been used commercially in Korea. Equilibrium moisture content of the heat-treated wood was decreased with increase of hydrophobicity. Dimensional stability of the wood was improved with decrease of shrinkage, water vapor adsorption and free water absorptivity. Also, with the thermo-chemical changes of wood component and lower equilibrium moisture content, decay resistance and
박용건 ( Yonggun Park ) 한국목재공학회 2020 한국목재공학회 학술발표논문집 Vol.2020 No.1
목재 열처리는 목재 세포벽을 구성하는 주요 성분의 화학 구조적인 변화가 발생하는 온도 범위(160~260℃)로 가열하여 목재의 다양한 물성을 개질하는 방법을 말한다. 목재 열처리는 친환경적인 방부·방충처리 방법으로서의 장점으로 인해 2000년대 초반부터 유럽을 중심으로 다양한 연구가 수행되어왔다. 국내에서도 2010년 무렵부터 수입 열처리 목재가 유통되기 시작하였고, 현재는 국내에서 국산재를 이용한 열처리 목재가 생산되는 등 열처리 목재 시장이 형성되어 있다. 목재를 열처리하면 열가수분해에 의해 헤미셀룰로오스가 다량 분해되며, 분해 산물이 리그닌과 상호결합하는 등의 화학적 변화를 겪게 된다. 이에 따라 목재 세포벽에 손상이 발생하여 밀도가 감소하게 되고, 휨강도 등의 강도 감소가 발생한다. 또한, 헤미셀룰로오스가 분해되면서 하이드록실 그룹과 같은 작용기가 이탈됨에 따라 목재의 소수성이 증가한다. 이러한 소수성 증가에 의해 목재는 평형함수율이 감소하고, 치수 안정성이 개선되는 등의 특성 변화가 발생한다. 국내 열처리 목재 시장 규모를 지금보다 더 확대시키고 활성화시키기 위해서는 열처리 목재의 특성을 살릴 수 있는 용도 개발을 위한 연구와 이용목적에 맞는 물성 발현을 위한 최적화된 열처리 조건 및 공정에 관한 연구가 필요할 것이다. 또한, 열처리 목재 관련 품질 기준과 규격과 같은 제도적인 장치가 마려되어야 할 것으로 생각된다.
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.
< 전시-P-18 > 포화증기 및 과열증기를 이용한 원목 건조 중 목재 내부 응력 예측
박용건 ( Yonggun Park ),양상윤 ( Sang-yun Yang ),정현우 ( Hyunwoo Chung ),김현빈 ( Hyunbin Kim ),여환명 ( Hwanmyeong Yeo ) 한국목재공학회 2019 한국목재공학회 학술발표논문집 Vol.2019 No.1
생장 중인 입목으로부터 생산된 목재는 다량의 수분을 함유하고 있기 때문에 이를 안정적으로 사용하기 위해서는 내부 수분의 양을 적절하게 조절하는 건조 공정이 필수적이다. 건조 중 목재에는 표면과 내부의 함수율 차이에 의해 건조 응력이 발생하며, 이로 인해 할렬이나 틀어짐과 같은 건조 결함이 발생할 수 있다. 특히, 목재 중심으로부터 표면까지의 수분 이동 거리가 긴 대단면 목재는 건조 결함이 발생할 가능성이 매우 높다. 최근 한옥에 대한 관심이 증가하고, 목조 문화재의 보수 문제가 대두되면서 무할렬 대단면 목재에 대한 수요는 증가하고 있으나, 건조의 어려움으로 인해 공급이 충분히 이루어지지 못 하고 있다. 본 연구에서는 건조 결함 발생을 최소화하기 위해 포화증기와 과열증기를 이용하여 대단면 원목을 건조하는 동안 목재 내부에서 발생하는 건조 응력을 예측하고, 이를 바탕으로 할렬이 발생하지 않도록 하는 원목 건조 스케줄을 개발하고자 하였다. 폭과 두께가 각각 0.1 m이고, 길이가 2 m인 낙엽송(Larix kaempferi ) 정각재를 0.1 MPa, 100℃조건의 포화증기와 0.5 MPa, 250℃ 조건의 과열증기를 이용하여 건조하는 동안 정각재의 표면(surface)과 내부(1/4지점, inner) 및 중심(1/2지점, core)에서 추출한 슬라이스 시편의 유변학적 거동을 분석하였고, 이를 바탕으로 각 위치에서의 건조 응력을 계산하였다. 실험을 통해 계산된 건조 응력과 탄성계수, 포아송비, 함수율 예측 결과를 Jakieła 등(2008)의 연구 결과에 적용하면 단면 크기에 따른 목재 내 건조 응력을 예측할 수 있다. 이와 같은 이론적 분석 결과와 실험적 검증을 통해 대단면 목재 무할렬 건조 기술 개발이 가능할 것이라 기대된다.