Model of Drying Stress Distribution in Disks End-wrapped in Korean Paper and Effects of End-wrappings on Prevention of Drying Defects for Vacuum Drying of Disks

한지(韓紙) 엔드래핑처리 원판(圓板)의 감압건조응력(減壓乾燥應力) 분포모형(分布模型) 및 엔드래핑스의 건조결함(乾燥缺陷) 예방효과(豫防效果)

It was proved that in conventional kiln drying of disks piling position in the kiln exerted a great influence on drying rates, and the larger the variation of disk diameter, the more undulating drying rates of disks. While in vacuum drying disks there was no influence on drying rates. By the end-wrapping treatments and the radial direction of disks tangential surface stresses in the core of disks were slightly compressive in three species. In control disks the drying stresses distributed into one step-style that compressive stresses in the pith side of 6cm from pith were larger than those in the bark side, while in the disks end-wrapped with Korean paper the drying stresses distributed uniformly, because flow rates of free water in disks had no difference between heart-and sap-wood by obstruction of evaporating water from surface of disks by end-wrapping with Korean paper. And end-wrapping with Korean paper considerably restrained those. Tangential differential shrinkage stresses developed the maximum tensile stress near the bark and with approaching the pith the stresses gradually reduced and changed into compressive stresses in near the pith. At the end of vacuum drying the maximum tangential tensile stresses of disks end-wrapped with Korean paper were smaller than those of control disks, and critical moisture contents causing the V-shaped crack of disks end-wrapped with Korean paper were lower than those of control disks because of the set by obstruction of evaporating water of end-wrapping with Korean paper. In the experiment of vacuum drying stress distribution the disks end-wrapped with Korean paper or aluminum foil in three species were free from V-shaped cracks and control disks were defected very slightly by V-shaped cracks. And also disks end-wrapped with Korean paper were free from heart checks in Alnus japonica and Juglans sinensis, and heart checks were occurred very slightly in others. Especially, not to speak of disks end-wrapped with Korean paper, vacuum drying of disks end-wrapped with aluminum foil prevented effectively drying defects, moreover drying times could be shortened, that is. Ginkgo biloba, Alnus japonica, and Juglans sinensis disks could be dried from green to in-use moisture content in 110 hours, 272 hours, and 407 hours, respectively.

원판의 관행 열기건조시 잔적위치에 따른 건조속도(乾燥速度)의 차이는 심하였고, 원판의 직경이 변이가 클수록 건조속도(乾燥速度)의 변화기복도 심하였으나, 강압건조(減壓乾操)의 경우 건조속도(乾操速度)는 잔적위치와 원판 직경의 변이에 영향을 받지 않은 것이 확인되었다. 원판 내층(內層)의 접선방향 표면응력(表面應力)은 수종, 엔드래핑처리 및 직경생장부위(直徑生長部位)에 관계없이 미미한 압축응력(壓縮應力)을 나타냈고, 무처리 원판은 수(髓)로부터 6cm인 점을 임계점(臨界點)으로하여 수(髓) 부위쪽이 원주부(圓周部) 쪽보다 더 큰 압축응력(壓縮應力)을 나타내는 일계단상(一階段狀)의 분포모형을 보인 반면에, 한지 엔드래핑 원판은 균일한 분포모형을 나타냈는데, 이는 한지 엔드래핑의 경우 한지에 의한 표면수분 증발 억제효과로 심재와 변재부위간에 수분유동속도(水分流動速度)의 차이가 작았기 때문인 것으로 판단되며, 한지 엔드래핑은 내층(內層)의 압축응력(壓縮應力)을 억제하는 효과가 컸음을 알 수 있었다. 또한 수축이방법(收縮異方性)에 기인한 접선방향 응력은 원주선상에서 최대인장응력(最大引張應力)을 나타냈고, 수(髓)를 향할수록 점점 감소하여 수(髓) 근처에서 압축응력(壓縮應力)으로 전환되는 분포모형을 보였다. 건조종료시 오리나무, 호도나무 및 은행나무의 한지 엔드래핑 원판의 접선방향 최대인장응력(最大引張應力)은 무처리 원판보다 작았고, 한지 엔드래핑 원판의 V형 크랙발생 임계함수율(臨界含水率)도 무처리 원판에 비하여 더 낮게 나타났는데, 이것은 한지의 수분증발 억제효과에 따른 원판의 영구변형화(永久變形化)에 기인한 것으로 생각된다. 감압건조(減壓乾操) 응력분포시험(應力分布試驗)에서 V형 크랙은 한지(韓紙)와 알루미늄호일 엔드래핑 원판에서는 전혀 발생하지 않았고, 무처리 원판에서도 매우 경미하게 발생하였다. 또한 심재할열(心材割裂)도 오리나무와 호도나무의 한지(韓紙) 엔드래핑 원판에서는 전혀 발생하지 않았고, 기타의 원판에서도 그 발생 정도는 매우 경미하였다. 특히 한지는 물론 알루미늄호일 엔드래핑 원판의 감압건조(減壓乾燥)는 건조결함을 예방하는 데 효과적이었고, 더구나 은행나무는 110시간만에, 오리나무는272시간, 그리고 호두나무는 407시간만에 각각 이용함수율(利用含水率) 수준까지 건조가 가능하여, 건조시간이 크게 단축되었다.