연륜경사각이 가문비나무 직교형적층재의정적 휨 강도성능에 미치는 영향

성은종,권창배,류현수,변희섭,박한민 韓國木材工學會 2014 목재공학 Vol.42 No.3

이 연구에서는 가문비나무를 이용하여 직교형적층재를 제작하였고, 섬유직각방향라미나의 연륜경사각이 직교형적층재의 정적 휨 강도성능에 미치는 영향을 조사하였다. 3층 모두가 섬유직각방향라미나로 구성된 평행형적층재(P⊥ 타입)의 휨 강도성능은 연륜경사각 90° > 0° > 45°의 순이었고, 연륜경사각 45°에서 휨 탄성계수는 0.0989 GPa, 휨 강도는 3.25 MPa로 가장 적은 값을 나타내었다. P⊥ 타입의 중층에 섬유방향라미나를 배열하는 것에 의해 휨 강도성능은 현저히 향상되었다. 표층이 섬유직각방향라미나로 구성된 직교형적층재(C⊥ 타입)의 경우, 휨 강도성능은 연륜경사각 90° > 0° > 45°의 순이었으나, 연륜경사각에 의한 차이는 평행형적층재에 비해 감소하였다. 중층에 섬유직각방향라미나를 배열한 직교형적층재(C∥ 타입)의 경우, 휨 강도성능은 P⊥ 타입 및 C⊥ 타입과 다르게 45° > 90° > 0°의 순으로 연륜경사각 45°에서 휨 탄성계수는 12.0 GPa, 휨 강도는 55.8 MPa로 가장 높은 값을 나타내는 것이 확인되었다. In this study, cross-laminated woods were made with spruce wood and the effects of annual ring angles of perpendicular direction laminae on static bending strength performance were investigated. Static bending strength performances of parallel laminated woods with all layers composed of laminae perpendicular to the grain (P⊥ type) were in the order of 90° > 0° > 45°. The MOE and MOR for the 45° annual ring angle were 0.0989 GPa and 3.25 MPa, and it showed the lowest values. By placing longitudinal-direction laminae in the core of P⊥ type, the strength performances were markedly improved. In the case of cross-laminated woods with perpendicular-direction laminae in the faces (C⊥ type), the bending strength performances were in the order of 90° > 0° > 45°, but the differences among annual ring angles were less than those of the parallel-laminated woods. In the case of cross-laminated woods with perpendicular-direction laminae in the core (C∥ type), the bending strength performances were in the order of 45° > 90° > 0° unlike P⊥ type and C⊥ type. The MOE and MOR for the 45° annual ring angle were 12.0 GPa and 55.8 MPa, and it showed the highest values.

가문비나무로 제조된 직교형적층재의 동적탄성계수에 미치는 연륜경각의 영향

성은종,권창배,류현수,변희섭,박한민 경상대학교 농업생명과학연구원 2013 농업생명과학연구 Vol.47 No.6

To study an effective use and extension of utilization of woods, cross-laminated woods were made with spruce wood, and the effects of annual ring angles of perpendicular direction laminae on dynamic modulus of elasticity (MOE) were investigated, and static bending strength performances were estimated from dynamic MOE. Dynamic MOE of parallel laminated woods with all layers composed of laminae perpendicular to the grain (P⊥ type) depended much on annual ring angles, and it was highest in 90∘ annual ring angle, and was lowest in 45∘ annual ring angle. By placing longitudinal-direction laminae in the core, the dynamic MOE was markedly improved. In the case of cross-laminated woods with perpendicular-direction laminae in the faces (C⊥ type), the dynamic MOE was in the order of 90∘> 0∘> 45∘, but the differences among annual ring angles were less than that of the parallel-laminated woods. In the case of cross-laminated woods with perpendicular-direction laminae in the core (C∥ type), the dynamic MOE showed the highest value in 45∘ annual ring angle inversely from P⊥ type and C⊥ type. From the results of regression analyses between dynamic MOE and static strength performances, it was found that static bending strength performances can be estimated from the dynamic MOE. 이 연구에서는 목재의 효율적인 이용과 그 이용확대를 목적으로, 가문비나무를 이용한 직교형 적층재를 제작하였고, 동적탄성계수에 미치는 섬유직각방향라미나의 연륜경각의 영향을 조사하였다. 또한, 동적탄성계수로부터 정적 휨 강도성능을 예측하였다. 3층 모두가 섬유직각방향라미나로 구성된 평행형적층재(P⊥타입)의 동적탄성계수는 연륜경각의 영향이 현저히 나타났고, 연륜경각90∘에서 가장 높은 값을 나타내었고, 45∘에서 가장 낮은 값을 나타내었다. 중층에 섬유방향라미나를 배열하는 것에 의해 동적탄성계수는 현저히 향상되었다. 표층에 섬유직각방향라미나로 구성된 직교형 적층재 (C⊥타입)의 경우, 동적탄성계수는 연륜경각 90∘>0∘>45∘의 순이었으나, 연륜경각에 의한 차이는 평행형 적층재에 비해 현저히 감소하였다. 중층에 섬유직각방향라미나를 배열한 직교형 적층재 (C∥ 타입)의 경우, 동적탄성계수는 P⊥타입 및 C⊥타입과 역으로 연륜경각 45∘에서 가장 높은 값을 나타내었고, 그 값은 P∥ 타입보다 약간 적은 값을 나타내는 것이 확인되었다. 동적탄성계수와 정적 휨강도성능과의 상관회귀의 결과로부터 평행형 및 직교형 적층재의 정적 휨 강도성능이 동적탄성계수로부터 예측 가능한 것이 확인되었다. 단 C⊥타입의 경우, 충분한 시험편의 개수로 상관회귀를 실시할 필요가 있었다.

녹차-숯-목재섬유 복합보드의 동적탄성률에 미치는 구성원료의 종류 및 배합비율의 영향

박한민,허황선,성은종,남경한,임재섭,변희섭 경상대학교 농업생명과학연구원 2012 농업생명과학연구 Vol.46 No.6

In this study, eco-friendly hybrid composite boards were manufactured from green tea, 3 kinds of charcoals and wood fiber for developing interior materials to reinforce the strength performances and the functionalities in addition to performances of the hybrid composite boards composed of green tea and wood fiber. The effects for the kind and the component ratio of raw materials on dynamic MOE (modulus of elasticity) were investigated, and static bending strength performances were nondestructively estimated. Dynamic MOEs were highest in the hybrid composite boards composed of green tea, fine charcoal and wood fiber on the whole. However, the difference caused by the kind of charcoals was small. These values decreased with increasing component ratios of green tea and charcoals. The hybrid composite boards using E1 grade urea resin had the higher values than those using E0 grade urea resin, however the difference between them markedly decreased than that of hybrid composite board composed of green tea and wood fiber, and it was found that these values were markedly improved than those of the hybrid composite boards composed of green tea and wood fiber. There were mostly high correlations with significance at 1% level between dynamic MOEs and static bending strength performances, and this means that the static bending strength performances can be estimated from dynamic MOE. 이 연구에서는 녹차-목재섬유 복합보드에 강도성능과 기능성을 보강한 건축내장재를 개발하기 위하여 목재섬유에 녹차와 3종류의 숯을 혼합한 녹차-숯-목재섬유 복합보드를 제작하였고, 구성원료의 종류 및 그 배합비율이 복합보드의 동적탄성률에 미치는 영향을 조사하였다. 또한, 동적탄성률을 이용하여 비파괴적으로 정적 휨강도성능을 예측하였다. 녹차-숯-목재섬유 복합보드의 동적탄성률은 백탄함유 복합보드에서 전체적으로 약간 우수하였으나, 숯의 종류에 따른 차이는 크지 않았다. 녹차와 숯의 배합비율이 증가할수록 복합보드의 동적탄성률의 감소하였다. E1급 요소수지를 사용한 복합보드가 E0급 요소수지를 사용한 그것보다 높은 동적탄성률을 나타내었으나, 양수지간의 차이는 녹차-목재섬유 복합보드에 비해 현저히 적었고, 녹차-목재섬유 복합보드보다 현저한 동적탄성률의 향상을 나타내는 것이 확인되었다. 복합보드의 동적탄성률과 정적 휨 강도성능사이에 대부분 1%의 신뢰수준의 상관관계가 확인되어, 동적탄성률로부터 정적 휨 강도성능이 예측이 가능하였다.

전시발표 : C분야: 목질재료 ; P-29 : 방부목, 합성목-콘크리트 복합적층재의 휨 강도 및 휨 크리프 성능

최지나,조영준,변진웅,성은종,공이근,박한민 韓國木材工學會 2014 한국목재공학회 학술발표논문집 Vol.2014 No.-

전시발표 : C분야: 목질재료 ; P-27 : 국내산 목재-콘크리트 복합적층재의 정적 휨 강도성능

변진웅,조영준,최지나,성은종,공이근,박한민 韓國木材工學會 2014 한국목재공학회 학술발표논문집 Vol.2014 No.-

전시발표 : C분야: 목질재료 ; P-28 : 목재-콘크리트 복합적층재의 휨 크리프 성능

조영준,변진웅,최지나,성은종,공이근,박한민 韓國木材工學會 2014 한국목재공학회 학술발표논문집 Vol.2014 No.-

녹차-숯-목재섬유 복합보드의 역학적 성능에 미치는 구성원료의 종류 및 배합비율의 영향

박한민 ( Han Min Park ),허황선 ( Hwang Sun Heo ),성은종 ( Eun Jong Sung ),남경한 ( Kyeong Hwan Nam ),임재섭 ( Jae Seop Lim ) 한국목재공학회 2013 목재공학 Vol.41 No.1

국내산 목재-콘크리트 복합적층재의 휨 크리프 성능

조영준 ( Young June Cho ),변진웅 ( Jin Woong Byeon ),이제룡 ( Je Ryong Lee ),성은종 ( Eun Jong Sung ),박한민 ( Han Min Park ) 한국목재공학회 2016 목재공학 Vol.44 No.1

이 연구에서는 환경부하가 적은 산림훼손지 생태복원재료의 개발을 목적으로, 콘크리트와 국내산 침엽수 4종, 국내산 활엽수 3종의 제재라미나를 복합적층하여, 휨 크리프 성능에 미치는 수종의 밀도의 영향을 조사하였다. 목재-콘크리트 복합적층재의 휨 크리프곡선은 수종에 관계없이 시간에 따라 크리프곡선의 우측상변이 현저히 증가하는 형태를 나타내었고, 하중부하 후 약 30분 - 1시간 이후에서는 목재 및 목질재료와 같이 거의 직선적인 거동을 나타내는것이 확인되었다. 목재-콘크리트 복합적층재의 초기변형은 수종의 밀도의 증가에 비례하여 변형이 감소하였고, 이 값은 콘크리트의 0.9 - 1.2배의 값을 나타내었다. 목재-콘크리트 복합적층재의 크리프변형은 콘크리트의 0.4 - 0.8배의 낮은 값을 나타내어 복합적층에 의한 콘크리트의 크리프변형의 현저한 감소가 확인되었다. 목재-콘크리트 복합적층재의 상대크리프는 8.2 - 17.0%의 범위로 복합적층에 의해 콘크리트의 그것보다 0.3 - 0.7배의 매우 낮은 값을 나타내는 것이 확인되었다. 이 결과는 목재와 콘크리트의 복합적층에 의해 기존 콘크리트재료의 크리프변형을 감소시킨 산림훼손지 생태복원재료로 응용가능성을 나타낸다. In order to develop materials with a low environmental load for restoring the destroyed forest, seven types of wood-concrete hybrid laminated materials were manufactured with four softwoods, three hardwoods and concrete, and the effect of wood density on bending creep property was investigated. The bending creep curves showed a shape to considerably increase at the upper right side, and the curves were found to show a linear behavior beyond about 30 min - 1 hour, as behaviors of solid woods and wood-based materials. The initial compliances of wood-concrete hybrid-laminated materials decreased with an increase in the wood density, and those values showed 0.9 - 1.2 times of the concrete one. The creep compliances of hybrid laminated materials showed very low values, which were 0.4 - 0.8 times of the concrete ones. The relative creep were very low with a range from 8.2% to 17.0% range, which were 0.3 - 0.7 times of the concrete ones. These results indicate that these materials can be applied for restoring the destroyed forest to reduce creep deformation of the conventional concrete materials by hybrid-laminating concrete and woods.

녹차-숯-목재섬유 복합보드의 물리적 특성

박한민 ( Han Min Park ),허황선 ( Hwang Sun Heo ),성은종 ( Eun Jong Sung ),남경한 ( Kyeong Han Nam ),임재섭 ( Jae Seop Lim ) 한국목재공학회 2012 목재공학 Vol.40 No.6

이 연구에서는 선행연구에서 발표된 목재섬유에 녹차를 복합한 친환경 복합보드에 탈취성과 흡착성 등의 기능성을 보강한 건축내장재를 개발하기 위하여, 흑탄, 백탄, 활성탄 등 3종류의 숯을 혼합한 녹차-숯-목재섬유 복합보드를 제작하였고, 구성원료의 종류 및 배합비율이 복합보드의 치수안정성, 탈취성 및 포름알데히드 방산량에 미치는 영향을 조사하였다. 녹차-숯-목재섬유 복합보드의 흡수두께 팽창률은 녹차와 숯의 배합비율의 증가에 따라 증가하였으나, 활성탄 함유 복합보드를 제외하고, KS에 규정된 그 값보다 현저히 낮은 값을 나타내었다. 복합보드의 암모니아가스 감소율은 활성탄 10% 함유 복합보드에서 30분 경과시 96%의 높은 값을 나타내었고, 다른 모든 복합보드에서도 1시간 경과 후 거의 95%전후의 높은 암모니아가스 감소율을 나타내었다. 복합보드의 포름알데히드 방산량은 E1급 요소수지를 사용했을 경우, E0급에 가까운 방산량을, E0급 요소수지를 사용했을 경우는 super E0급의 낮은 포름알데히드 방산량을 나타내는 것이 확인되었다. In this study eco-friendly hybrid composite boards were manufactured from green tea, three kinds of charcoals and wood fiber for developing interior materials to reinforce the functionalities such as the deodorization and the absorbability on the green tea-wood fiber hybrid boards in the previous researches, The effects of kind of raw materials and the component ratio of raw materials on dimensional stability, deodorization and emission of formaldehyde were investigated. Thickness swelling ofo the hybrid composite boards increased with increasing of component ratio of green tea and charcoals, but the value were markedly lower than that of Korean Industrial Standards (KS) for commercial medium density board (MFF), except for hybrid composite boards composed of greed tea, activated charcoal and wood fiber. REdution rate of ammonia gas for the hybrid composite boards composed of green tea, activated charcoal and wood fiber showed a high value of 96% after 30 minute from the beginning of the test, and the other hybrid boards also showed a high value of about 95% after one hour. Emission amount of formaldehyde was similar to that of E0 grade in case of using E₁grade urea resin, and was similar to that of super E0 grade in case of using E0 grade urea resin.