Polyethylene Glycol의 분자량(分子量)이 목재(木材)의 치수 안정화(安定化)에 미치는 영향(影響)

Effects of Molecular Weight of Polyethylene Glycol on the Dimensional Stabilization of Wood

본(本) 연구(硏究)는 목재(木材) 고유(固有)의 특성(特性)인 흡습성(吸濕性) 및 수축(收縮), 팽창(膨脹)의 이방성(異方性)에 의한 목재(木材) 자체(自體) 및 목제품(木製品)의 가치(價値) 저하(低下)를 방지(防止)하고 목재(木材)의 천연적(天然的)인 아름다운 무늬를 살려 더욱 목재(木材)의 효용가치(効用價値) 높이 기 위하여 비교적(比較的) 가격(價格)이 싸고 독성(毒性)이 없을 뿐만 아니라 주입처리(注入處理)가 용역(容易)한 PEG를 이용(利用)한 목재(木材)의 치수 안정화(安定化) 기술(技術)을 개발(開發)하기 위한 일환(一環)으로 PEG 분자량별(分子量別)(200, 400, 600, 1000, 1500, 2000, 4000, 6000) 및 수종별(樹種別)(Pinus densiflora S. et Z., Larix leptolepis Gordon., Cryptomeria japonica D. Don., Cornus controversa Hemsl., Quercus variabilis Blume., Prunus sargentii Rehder.)로 치수 안정화(安定化) 효과(効果)를 조사(調査)하였던 바, 다음과 같이 요약(要約)될 수 있었다. 1) PEG 주입율(注入率)은 분자량(分子量) 400일 때 137.22%(Pinus densiflora)로 최대치(最大値)를 나타내었고 그 이후(以後)는 비교적(比較的) 완만(緩慢)하게 감소(減少)하는 경향(傾向)을 보여 주었으며 비중(比重)이 낮을수록 PEG 주입량(注入量)도 증가(增加)하는 것으로 밝혀졌다. 2) 부피 팽윤율(澎潤率)은 비중(比重)에 의한 영향(影響)을 별로 받지 않았으며 굴참나무가 분자량(分子量) 400~2,000에 이르기까지 12~18%의 범위(範圍)내에 분포(分布)한 것을 제외(除外)하고는 대부분(大部分) 분자량(分子量) 600일 때 가장 높은 값을 나타내었고, 일반적(一般的)으로 활엽수재(濶葉樹材)가 침엽수재(針葉樹材)보다 높은 부피 팽윤율(澎潤率)을 보여 주었다. 3) 부피 팽윤(澎潤) 감소율(減少率)은 수종(樹種)에 따라 약간의 예외(例外)는 있었으나 대부분이 PEG 분자량(分子量) 400에서 최대치(最大値)를 나타내었고 삼나무의 경우 95.09%로서 최대치(最大値)를 나타내었으며, 산벚나무를 제외(除外)하고는 모두 80% 이상(以上)을 나타내었지만 분자량(分子量) 1,000 이상(以上)에서는 팽윤(膨潤) 감소율(減少率)이 70% 이하(以下)로 떨어졌다. 4) 치수 안정화(安定化) 효율(效率)은 비중(比重)이 큰 활엽수재(濶葉樹材)가 침엽수재(針葉樹材)보다 월등하게 높았으며 전건비중(全乾比重)이 0.89인 굴참나무는 전(全) 분자량(分子量) 범위(範圍)에 걸쳐 부피 팽윤감소율(澎潤減少率)이 1.6 이상(以上)이었는데, 일반적(一般的)으로 분자량(分子量)이 작을수록 우수(優秀)하였으나 분자량(分子量) 4,000 이상(以上)에서는 별로 차이(差異)를 나타내지 않았다. 5) 이상(以上)과 같은 결과(結果)를 종합(綜合) 분석(分析)한 바 PEG 처리(處理)에 의한 치수 안정화(安定化)는 활엽수재(濶葉樹材)의 경우, 특(特)히 효율적(效率的)이며 비록 팽윤감소율(澎潤減少率)이 분자량(分子量) 400에서 가장 높은 수치(數値)를 나타내었지만 PEG 주입율(注入率), 부피 팽윤율(澎潤率), 팽윤감소율(澎潤減少率) 및 치수 안정화(安定化) 효율(效率)을 감안할 때 분자량(分子量) 200~1,500 사이의 것을 적절(適切)한 비(比)로 혼합(混合) 사용(使用)하는 것이 바람직한 것으로 사료(思料)되며, 실용화(實用化)를 위해서는 각 분자량(分子量)의 PEG 혼합비율(混合比率)에 따른 부피 팽윤율(澎潤率), 팽윤감소율(澎潤減少率) 및 치수 안정화(安定化) 효율(效率)에 대한 보다 집중적(集中的)인 연구(硏究)가 요구(要求)된다.

This study was carried out in order to prevent the devaluation of wood itself and wood products causing by anisotropy, hygroscopicity, shrinkage and swelling - properties that wood itself only have, in order to improve utility of wood, by emphasizing the natural beautiful figures of wood, to develop the dimensional stabilization techniques of wood with PEG that it is a cheap, non-toxic and the impregnation treatment is not difficult, on the effects of PEG molecular weights (200, 400, 600, 1000, 1500, 2000, 4000, 6000) and species (Pinus densiflora S. et Z., Larix leptolepis Gordon., Cryptomeria japonica D. Don., Cornus controversa Hemsl., Quercus variabilis Blume., Prunus sargentii Rehder.). The results were as follows; 1) PEG loading showed the maximum value (137.22%, Pinus densiflora, in PEG 400), the others showed that relatively slow decrease. The lower specific gravity, the more polymer loading. 2) Bulking coefficient didn't particularly show the correlation with specific gravity, for the most part, indicated the maximum values in PEG 600, except that the bulking coefficient of Quercus variabilis distributed between the range of 12-18% in PEG 400-2000. In general, the bulking coefficient of hardwood was higher than that of softwood. 3) Although there was more or less an exception according to species, volumetric swelling reduction was the greatest in PEG 400. That is, its value of Cryptomeria japonica was the greatest value with 95.0%, the others indicated more than 80% except for Prunus sargentii, while volumetric swelling reduction was decreased less than 70% as the molecular weight increase more than 1000. 4) The relative effectiveness of hardwood with high specific gravity was outstandingly higher than softwood. In general, the relative effectiveness of low molecular weight PEG was superior to those of high molecular weight PEG except that Quercus variabilis showed more than 1.6 to the total molecular weight range, while it was no significant difference as the molecular weight increase more than 4000. 5) According to the analysis of the results mentioned above, the dimensional stabilization of hardwood was more effective than softwood. Although volumetric swelling reduction was the greatest at a molecular weight of 400. In the view of polymer loading, bulking coefficiency reduction of swelling and relative effectiveness, it is desirable to use the mixture of PEG of molecular weight in the range of 200-1500. To practical use, it is recommended to study about the effects on the mixed ratio on the bulking coefficient, reduction of swelling and relative effectiveness.