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종이물성측정의 종류와 그방법

● 종이의 물성측정종이를 구성하는 주원료는 목재 섬유로부터 만들어진 펄프이고 부원료는 무기계 탄산칼슘, 보류향상제, 지력증강제, 형광증강제 등이다. 목재 섬유는 침엽수, 활엽수, 수종 등에 따라서 그 성질이 달라지기 이것은 바로 종이의 물리적 성질에도 영향을 미치게 된다. 따라서 펄프 섬유 외에 부원료의 첨가로 인해 종이 물성이 어떻게 변화는 가를 정확히 진단하지 않으면 최종 사양에 맞는 종이를 현장의 초지기로부터 직접 생산하는 것이 불가능 하다. 따라서 연구소나 품질관리부서에서 현장의 초지기로 제조하는 종이의 조건과 동일하게 시험편을 제조하여 물성을 측정하여 비교하여 보는 것이 매우 중요하다.1. 인장강도 (tensile strenght)인장강도는 모든 재료가 갖는 강도를 기술하는 매우 유용한 성질이다. 종이의 경우 종이 시편의 길이와 평형하게 일정한 하중 속도를 적용하였을 때 이 시편이 끊어지기 전까지 견딜 수 있는 힘을 종이 시편의 단위 폭에 대해서 나타낸다. 인장강도의 단위는 kN/m를 사용한다.먼저 종이의 인장강도 측정을 위해서는 종이 시편을 24 시간 이상 조습실(50.0±2.0%. 23.0±1.0℃)에서 조습처리를 한다. 다음으로는 가로와 세로 길이를 알고 있는 종이 시편 열 장을 취하여 각각의 무게(W)를 측정하여 평량()을 계산한다. 예를 들면 가로×세로의 길이가 각각 25×25cm (A=0.0625)이고, 종이의 두께가 5g 이면 종이의 평량 (=W/A)은 80가 된다. 열장의 종이 시편에 대한 평량을 모두 계산한 후 그 평균값을 기록한다. 다음 종이 시편 다섯 장으로부터 각각 폭 15mm 길이 150mm 가 되도록 시편을 제조한다. 인장강도 측정기에 달려있는 두 스팬 사이의 거리가 100±1mm 로 조정하고 두 스팬이 벌어지는 속도(separation rate) 가 10±1mm/min로 조절한다. 최대 하중 값은 0.5kN로 맞춘다. 인장강도 측정기의 상하 시편 조임장치에 종이 시편을 끼운다. 이 때 상하 조임장치 사이에 끼워진 이 시편이 하중이 전달되는 방향과 정확히 평행이 되는 지를 확힌한 후 평행이 되지 않았으면 종이를 다시 끼워야 한다. 다음으로 인장강도 측정기의 시작 버튼을 눌러 측정을 시작하고 종이가 끊어질 때까지 소요된 힘(N)을 기록한다. 인장강도 측정기로부터 인장강도가 측정되면 아래의 식을 이용하여 인장지수(tensile index, TI)를 계산한다.나머지 종이 시편에 대해서도 인장강도를 측정한 후 인장지수를 계산하고, 총 10장에 대한 평균값을 계산한다. 인장강도 (kN/m)로부터 열단장 (breaking length, BL)을 계산하기 위해서는 아래의 식을 사용하여야 한다. 참고로 열단장이라 함은 종이를 높은 곳에서 느려 뜨리면 일정한 길이에서 종이 자체의 무게에 의해 절단되는 길이를 의미한다.여기서 B=grammage(), T=tensile strength(kN/m)를 나타낸다.2. 파열강도 (burst strength)종이의 파열강도를 측정하는 장치는 원형의 시편 물림 장치 사이에 종이 시편을 놓고 일정한 속도의 유압에 의해 팽창되는 고무 격판의 압력으로 인해 시편이 찢어지기 전까지 소요되는 최대 압력(kPa)을 측정한다.먼저 파열강도를 측정하고자 하는 종이 시편들은 조습실(50.0±2.0%. 23.0±1.0℃)에서 24시간 이상 조습처리 시킨 뒤 사용한다. 파열강도 측정 장치의 시편 물림 장치 조정 레버를 들어 올리고 두 원형 물림장치 사이에 종이를 끼우고 조정 레버를 내려 시편을 안전하게 고정시킨다. 종기가 파열되기 전까지 가해진 압력(kPa)을 읽은 후 아래의 식으로 파열지수(brust index)를 계산한다.3. 인열강도 (tear strength)종이의 인열강도는 한 장의 종이를 미리 잘라 놓은 후 그 곳으로부터 지속적으로 찢는데 필요한 평균적인 힘을 의미한다. 일반적으로 인열강도 측정을 위해 가장 널리 사용되는 장치는 Elmendorf형 인열강도 시험기이고, 이 장치의 진자에 의해 한 장 이상의 종이 시편들이 정해진 거리를 지나 서로 찢어지면서 발생하는 위치에너지의 손실을 일의단위로 나타낸 것이 인열강도이다.인열강도를 측정하고자 하는 종이 시편들은 조습실(50.0±2.0%. 23.0±1.0℃)에서 24시간 이상 조습처리 시킨다. 종이 시편의 방향성을 고려하여 각 종이의 시편이 동일한 방향이되도록 종이 시편을 길이53mm, 폭63.0±0.15mm 크기로 잘라 10장을 준비한다. 진자를 올려 초기 상태로 만들고 포인터를 정지 상태에 위치시킨다. 시편대에 다섯 장의 시편을 끼우고 시편 조임장치로 시편을 고정시킨다. 디지털 인열강도 측정장비는 시편의 평량(), 시편의 매수 등을 입력하여 바로 인열지수(tearing index)를 계산할 수 있도록 되어 있기 때문에 관련 항목에 대한 정보를 입력한다. 디지털 장치가 장착되어 있지 않은 수동식 장비는 이 단계를 무시하면 된다.인열강도 측정장비에 부착된 칼날을 이용하여 시편을 일차적으로 20mm 잘라준다. 시작 버튼 혹은 진자 고정 버튼을 눌러 진자의 회전과 함께 시편이 완전히 찢어지도록 한다. 시편이 완전히 찢어지면 진자를 다시 올려 초기상태로 만든다. 디지털 측정 장치에서는 디지털로 표시된 값을 읽어 기록하고 수동식 장치에서는 포인터가 멈춘 자리의 눈금 값과 함께 함께 측정에 사용된 시험편의 매수를 함께 기록한다. 디지털 측정 장치에 나온 값들은 시험편의 매수와 평량을 계산하여 인열지수를 그대로 나타내지만 수동식 장치에서는 인열강도를 계산한 후에 인열지수를 아래와 같이 계산하여야 한다.4. 내절도 (folding endurance)종이의 내절도는 특정 하중 하에서 종이 시편이 반복적으로 휘어지고 접혀지고 주림이 갈 때 끊어지는 것에 저항하는 능력을 예측하기 위해 사용되는 시험법이다. 보통 종이의 열화(aging) 시험을 측정하기 위해 유용하게 사용되고 있다. 내절도는 9.81N(1kgf)의 표준 인하에서 높인 폭 15mm의 종이 시편이 끊어질 때까지 필요한 이중 접음(double foding, 좌우로 접는 동작을 1회로 카운팅)의 횟수를 상용로그 값으로 나타낸 것이다.내절도를 측정하고자 하는 종이 시편들은 조습실(50.0±2.0%. 23.0±1.0℃)에서 24시간 이상 조습처리 시킨다. 종이 시편의 폭이 15±0.02mm, 길이가 130mm 이상이 되도록 각 요인당 10장의 시편을 준비한다. 이 때 시편은 주름이나 흠집등이 없어야 한다.

공학/기술| 2010.05.07| 4페이지| 2,000원| 조회(1,243)

인장강도, 물성, 인열강도, 물성검사, 파열강도, 휨강성

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바이오매스에 대해서

바이오매스란?바이오매스 (biomass)란 어느 시점에 임의의 공간내에 존재하는 특정한 생물군(生物郡)의 양을 중량이나 에너지량으로 나타낸 현상. 생물체량(生物體量) 또는 생물량이라고도 한다. 건조중량(乾操重量)을 사용하는 경우가 많지만, 습중량(濕重量)이나 때로는 생물체의 주요한 구성성분인 탄소나 질소량으로 나타내기도 한다. 현존량(現存量)과 같은 뜻으로 사용하는 경우도 많으며, 식물에서는 특히 그런 경향이 강하다. 생물량은 생물생산에 따라 증가하는데 군집의 호흡량ㆍ고사탈락량ㆍ피식량 등을 공제한 것이 축적량이 된다. 생태계에 있어서는 영양단계가 낮은 생물군의 생물량이 많고, 이것을 먹는 고차의 생물군의 생물량은 적다. 이들 사이의 관계는 상태학적 효율로서 나타낼 수 있다.지구상의 생물량에 대한 관심은 자원문제가 부각되면서 높아지게 되었으며, 많은 연구자가 생물량의 추정을 시도하고 있으나 그 추정값에는 많은 차이가 있다. 현재 비교적 널리 채용되고 있는 것은 1973년에 R.H.휘타카가 추정한 값이다. 이값에 의하면 단위면적당 생물량이 가장 큰 것은 삼림이며, 그 중에서도 열대다우림은 평균 약 45kg/㎡(6~80kg/㎡)로 가장 큰 값을 나타내고 있다. 그 다음에 열대계절림ㆍ온대상록수림의 순이다. 초본이나 수중의 플랑크톤 군집 등은 생산력이 높지만 생산한 유기물을 유지ㆍ축적하는 수단이 없기 때문에 생물량은 적다. 지구 전체로서의 생물량도 열대다우림이으로 가장 많고, 지구 전체 생물량의 41.6%를 차지한다. 그 다음에 열대계절림ㆍ북방침엽수림ㆍ온대낙엽수림의 순이다. 놀라운 것은 점유면적이 지구의 10%전후에 불과한 삼림이 지구전체 생물량의 90%이상을 차지한다는 사실이다. 그러나 동남아시아 등지의 대규모적인 삼림벌채나 개발 등으로 지구상의 생물량은 해마다 달라지고 있으며, 이와 관련한 지구규모의 화경변화가 지적되고 있다. 바이오매스는 나무가 주된 에너지원이던 19세기까지 전세계에서 가장 많이 사용된 에너지원이다. 지금도 저개발국가에서는 에너지의 상당 부분을 바 이용되는 것은 브라질에서 대규모로 재배되는 사탕수수를 들 수 있다. 사탕수수는 발효공장에서 발효를 거쳐 에탄올로 변환되는데, 에탄올은 휘발유와 혼합되거나 단독으로 자동차의 연료로 투입될 수 있다. 바이오 디젤이라 불리는 식물성 기름의 변형체는 주로 유채기름을 이용해서 얻는데, 이것은 디젤 엔진의 연료나 난방용.발전용 연료 또는 전기생산용으로 사용된다. 바이오매스로 주목을 받는 식물들은 대기중의 이산화탄소를 빠르게 흡수해서 성장하는 것들이다. 이 식물들은 빨리 자라나기 때문에 해마다 일정한 양을 거두어들여 직접 이용하거나 가스로 만들어서 전기생산에 이용할 수 있다. 바이오매스를 가공하면 메탄올, 에탄올, 바이오디젤유 등의 액체 연료와 수소나 메탄 같은 기체 연료를 얻을 수 있다. 이러한 연료를 바이오연료(biofuel)라고 하는데, 이것들은 대부분 수송용 연료나 발전용.난방용 연료로 이용될 수 있다. 바이오매스는 열화학적 변환, 생화학적 변환, 직접적인 기름 추출 방식을 통해서 가공하여 직접 에너지를 얻거나 연료로 변환할 수 있다. 열화학적 가공방식으로는 직접적인 연소, 가스화, 열분해가 있는데, 직접 연소를 통해서는 나무찌꺼기나 농작물 찌꺼기를 태워서 직접 열을 얻거나 연소열로 증기를 만들어서 난방열과 전기에너지를 얻는다. 바이오매스를 산소가 소량 공급되는 상태에서 가열하면 중질의 가스가 만들어진다. 이 가스는 정화한 후 열병합 발전기를 통해 난방열과 전기를 생산하는 데 이용할 수 있다. 바이오매스를 공기를 완전히 차단한 상태에서 섭씨 500 정도의 고온으로 가열하면 열분해가 일어난다. 열분해를 거치면 바이오기름, 가스, 목탄이 나오는데, 가스와 기름은 전기와 열을 생산하는 데, 목탄은 연료로 이용된다. 바이오매스를 생화학적으로 가공하는 데는 혐기성 분해와 발효를 이용한다. 혐기성 분해는 박테리아를 이용한 소화와 유사한 것으로, 음식 찌꺼기, 가축 분뇨 같은 유기질 쓰레기를 공기를 차단한 상태에서 박테리아를 이용해서 분해하는 것이다. 이 과정에서 주로 메탄이알코올 발효를 시킨다. 바이오디젤은 최근에 개발된 것이지만 전력생산이나 난방용 또는 수송용으로 점차 이용범위를 넓혀가고 있는데, 이것은 메주콩, 유채씨앗, 동물성 지방, 폐 식물성 기름 등의 바이오매스로부터 유기질 기름을 직접 추출하여 촉매의 작용 하에서 에탄올이나 메탄올과 결합시켜 에스테르로 변환시켜서 얻는다. 바이오매스를 직접 태워서 에너지를 얻는 방식은 벽난로, 온돌, 화로를 이용한 난방이나 오븐을 이용한 요리 등에서 볼 수 있는 것처럼 아주 오래된 것이지만, 최근에는 조금 큰 규모의 정교한 장치를 통해서 바이오매스로부터 에너지를 얻는 시설들이 보급되고 있다. 현재 이들 시설에 연료로 들어가는 바이오매스는 나무를 벌채할 때나 목재를 가공할 때 나오는 나무찌꺼기가 대부분이지만, 개량 포플러, 개량 버드나무, 은단풍, 유칼립투스 같이 성장이 빠른 나무나 갈대 같은 다년생 초본을 재배해서 연료로 쓸 수도 있다. 이들 에너지용 나무는 심은 지 5-8년이면 수확이 가능하기 때문에 재배주기를 조절하면 해마다 일정한 양의 에너지 자원을 얻을 수 있다. 이들 나무나 풀은 직접 태워서 에너지를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 다른 방식으로 가공해서 가스를 얻는 데 이용될 수도 있다. 산림자원이 풍부한 스웨덴에는 나무 찌꺼기를 이용한 중소 규모의 에너지 생산시설이 널리 보급되어 있다. 이것들 중에서 규모가 큰 가스화/열병합 발전시설은 10메가와트에 달한다. 브라질에도 유칼립투스를 경작해서 이것을 가스화하고 열병합발전을 하는 30메가와트급의 시설이 가동되고 있다. 유럽의 오스트리아와 독일 등지에서는 나무 찌꺼기를 이용해서 만든 펠렛 난방기가 보급되고 있다. 펠렛은 찌꺼기 나무를 이용하고 다루기도 쉽고 자동적으로 투입될 수 있으며 게다가 가격도 비싼 편이 아니기 때문에, 석유나 가스가 아닌 재생가능 에너지로 난방을 하려는 사람들 사이에서 빠른 속도로 퍼지고 있다. 바이오매스는 공기중의 이산화탄소가 축적되어서 만들어진 것이기 때문에, 에너지로 사용될 경우 이산화탄소는 단지 순환할 뿐이오매스를 경작할 경우에도 나타난다. 그러므로 침식을 적게 유발하는 다년생 식물로 뿌리가 그대로 살아있고 곡물보다 땅을 훨씬 잘 보호하는 바이오매스를 경작하는 것이 좋다. 아열대나 열대에서 바이오매스를 경작할 경우 경작에 들어가는 물이 너무 많아서 문제가 발생할 수 있는데, 이런 지역에서는 물의 이용 효율이 높은 바이오매스 식물을 경작하는 것이 중요하다. 유칼립투스 나무는 들어가는 물의 양에 비해 높은 바이오매스를 만들어내지만, 이 나무도 넓은 지역에 심을 경우에는 그 지역의 물을 많이 빨아들여서 지하수면을 낮추는 결과를 가져온다. 이는 바이오매스를 생산하기 위한 경작지의 면적도 고려해야만 한다는 것을 보여준다. 바이오매스 식물을 경작하기 위해 농약이나 비료를 많이 사용하면 지하수에 영향을 주고 토양 속의 인 농도를 높이는 등 여러 가지 부정적인 결과를 가져올 수 있다. 그러므로 농약이나 비료를 별로 필요로 하지 않는 식물을 잘 선택하는 것이 중요하다. 바이오매스를 경작할 때 또 한가지 발생할 수 있는 문제는 이로 인해 식량 경작지가 줄어들 수 있다는 것이다. 이는 브라질에서 대부분의 수송용 연료를 공급하는 에탄올을 얻기 위한 대규모 사탕수수 플랜테이션이 식량생산 경작지를 감소시키고, 숲을 파괴하는 것에서 볼 수 있다. 브라질의 에탄올 생산 과정에서는 또한 대규모 발효공장의 가동으로 하천과 토양이 크게 오염되는 결과도 나타났다. 한국에서도 바이오매스의 잠재량은 상당하다고 할 수 있다. 바이오매스를 따로 경작하지 않더라도 음식물 쓰레기, 축산분료, 식품산업으로부터 나오는 찌꺼기, 도시에서 폐기되는 나무찌꺼기, 농촌의 짚 등만 잘 이용해도 상당한 에너지를 얻을 수 있다. 서울 같은 대도시에서는 음식물 쓰레기를 처리할 방도를 찾지 못해 야단들이고 음식물 쓰레기 대란이 일어난다고 하는데, 이것을 파묻거나 태우려 하지만 말고 에너지 자원으로 이용하면 대란을 걱정하지 않아도 되는 것이다. 한국에서는 음식물 쓰레기를 발효시켜서 비료로 만드는 일은 하고 있지만, 아직 에너지 전기와 난방열을 생산하여 자체 소비하거나 전력망에 보내기도 한다. 발효기 속에서 남는 찌꺼기는 숲의 부엽토나 다름없는 고품질의 퇴비로 된다.바이오매스의 이용방안앞에서 언급한 바와 같이 바이오매스는 썩을 수 있는 모든 물질을 지칭하며 따라서 그 종류가 매우 다양하지만 바이오매스의 근원은 식물이다. 이러한 식물은 성상에 따라 크게 두 가지로 분류된다. 즉 사람이 식량으로 사용할 수 있는 당질계, 전분질(녹말)계 바이오매스(예: 사탕수수, 고구마, 옥수수, 콩 등)와 식량으로 사용할 수 없는 셀룰로스계 바이오매스(나무, 볏짚, 기타 농임산 폐기물 등)이다. 따라서 바이오매스 에너지 기술은 원료 바이오매스의 성상에 따라 각각 다른 활용 기술이 적용되고 있다. 지구상의 생물권(生物圈)에는 동식물의 유체(遺體)를 미생물이 분해하여 무기물(無機物)로 환원시킨다는 물질순환 사이클이 있는데, 이 미생물(분해자)을 대신하여 인간이 이것을 에너지나 유기원료로 이용하자는 것이다. 마른잎이나 짚으로 밥을 짓거나 장작불로 증기기관차나 자동차를 굴리고 횃불로 어둠을 밝히는 것 등은 바이오매스의 직접적인 이용이며, 목재를 구워 숯을 만들고 미생물을 사용하여 알코올을 만들거나 메탄가스를 발생시키고 풀이나 짚을 썩혀 퇴비를 만드는 일 등은 바이오매스의 변환이용이다.현재의 에너지원(源)으로 큰 비중을 차지하는 석유는 멀지 않은 장래에 고갈될 것으로 예상되고 이으며, 이를 대신할 에너지원의 필요성이 요청된지 오래다. 광합성의 연구로 1961년에 노벨화학상을 수상한 미국의 화학자 M.캘빈은「석유고갈시대를 대비하여 식물을 매체로 한 대양 에너지를 이용하는 기술을 개발하자」고 제창하였으며, 76년 9월에 열린 미국화학회에서는「석유가 나는 나무(유포르비아 라티리스ㆍ푸른산호)를 발견하였다」고 발표한 바 있다. 그후 78년말부터 시작된 제2차 석유파동을 계기로 세계 각국에서는 바이오매스 이용에 관한 연구가 활발해졌다. 일본에서는 코알라의 식수로 알려진 유칼립투스의 잎에서 채취한 기름이 가솔린을 대신하여 .

농/수산학| 2009.12.02| 6페이지| 1,500원| 조회(489)

바이오매스, 사탕수수, 바이오에탄올, 생물군, 발효에탄올

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우리나라 유림목재 견학문

?유림목재 견학경기도 고양시에 위치한 유림목재 방문기.사업단에서 실시하는 현장견학을 다녀왔다. 유림목재는 특수목재, 고급목재를 전문적으로 생산하는 목재기업이다. 유림목재에서 하는 일은 목재를 건조하고 가공 하여 여러 생산품을 만드는 일을 하고 있다. 유림목재에 도착해서 소일선 대표님 인솔 하에 공장견학을 할 수 있었다. 유림목재에서는 좋은 제품을 만들기 위해 원목부터 좋은 재료만을 엄선한다고 했다. 최고의 상품을 위해 최상의 원재료만을 사용, 그리고 그 원목을 잘 보관하고 변형을 최소화 할 수 있도록 고도의 제재기술과 건조관리 방법을 보유하고 있다고 했다. 목재건조로써 변형과 뒤틀림 없는 제품으로 완성한다고 한다.건조하는 방법으로는 목재 수종에 따라 1개월에서 6개 월이상 자연건조를 한 다음 인공 건조로 8~30일 까지 목재로서의 최적의 함수율7~8%를 맞춘후 대기상태의 10~12(±2)%까지 함수율을 맞춤으로 건조과정이 이루 어진다. 목재의 건조방법에 조금 더 알아본다면 실외에 잔적하여 자연적으로 건조시키는 천연건조와 건조실 내부를 인공적으로 적당한 습도, 온도가 되도록 조절하여 목재를 건조하는 인공건조가있다. 천연건조란 목재를 실외에 잔적(piling)하고 덮개를 덮어 직사광선이나 비를 피하면서 잔적내의 공기 순환을 양호하게 만들어 주므로써 가능한 균일하고 빨리 건조시켜주는 방법이다. 구조용재는 거의 대부분 이 방법으로 건조하며 가구재나 조작용재의 경우에는 인공건조의 예비 건조로써 경비의 절감과 마무리 함수율의 균일화 등을 목적으로 이용하고 있다. 천연건조에 있어서 건조도는 기건함수율까지가 한계이며 통상 20% 이상이 되고 있다. 천연건조는 건조조건이 계절, 기후, 지역 등의 자연조건에 의해 좌우되며 건조에 장시간이 필요한데 특히 함수율 35% 이하에서의 건조속도는 매우 느리다. 따라서 건조에 넓은 부지가 필요하다는 결점이 있으나 그 반면 건조 경비가 적게 들며 또한 건조에 의한 목재의 손상이 적은점 등의 이점이 있다. 반면 인공건조는 인위적으로 설정한 건조조건을 이용하여 천연건조에서는 도달할 수 없는 낮은 함수율까지 급속하게 그리고 손상 없이 목재를 건조시키는 것이 목적이다. 인위적으로 건조조건을 조성할 수 있는 장치나 방법이 여러 가지가 있으나 현재 일반적으로 이용하는 방법은 열기건조법이다. 유림목재에서는 원목을 이용해 건조해서 다양한 재질을 목재를 생산할 뿐만 아니라 목재를 현장에서 직접 확인하고 구매할 수 있는 시스템도 갖추고 있었다.여러 목재를 생산하고 그 제품을 실생활에 적용시켜 사용할수있는데 목재제품이 가지고 있는 여러 가지 특성과, 목재가 지니고 있는 건축용재료로써의 특성도 알 수 있었다. 목재는 간단한 도구 또는 목공기계에 의하여 여러 형태로 제재, 가공될 수가 있으므로 공장에서 뿐만 아니라 작업장 현장에서도 직접 쉽게 다룰 수가 있다. 단순한 도구만으로도 쉽게 못, 나사못, 볼트 등을 목재에 박을 수가 있으므로 목재를 서로 강하게 결체시켜 줄 수가 있다. 또한 접착제를 사용하여 목재를 접착하게되면 목재 강도 이상으로 강하게 접착시킬 수가 있으므로 다양한 형태와 무한한 크기의 목재 부재를 쉽게 제조할 수가 있다. 이와 같은 접착제를 사용하므로써, 삭편판, 합판, 섬유판 뿐만이 아니라 대형 목재truss, 집성보, 표면강화 판상재료를 제조할 수 있으므로 건축에 있어 목조 건축물이 경쟁력을 갖출 수 있게 되었다. 목재의 기계적 성질 가운데 가장 두드러진 것의 하나로 무게에 비해 휨강도가 크다는 사실을 들수가 있는데 이는 세포벽 구성 물질의 성질과 얇은 벽을 지니는 관모양의 세포 배열에 의해 나타나는 특성이다. 예를들면 미송의 경우 동일한 무게를 기준으로 비교해 볼 때 탄소함량이 적은 철구조재보다 휨강도가 2.6배 정도 더 우수한 것으로 알려져있다.다음 장소는 목재문화원, 이장소는 유림목재를 찾은 여러 고객들이 버리고 간 옹이 박힌 나무와 선별되지 않은 나무 등을 소재로 그동안 목재 전문기업으로서의 경험과 나무에서 얻은 철학과 삶이 가져다준 지혜 등을 모두 응집해 만든공간 이라고 했다. 2층 주택형식으로 건축자재의 대부분이 목재로 이루어진, 말그대로 나무집이었다. 외부전경을 살펴본 후 내부로 입장하였는데 내부의 모습도 정말 장관이었다. 모든 가구나 벽면, 바닥, 천정까지 목재로 이루어져있었으며 그종류도 너무나 다양했다.3번째로 보이는 그림은 이 건물의 특징을 가장 잘 나타낼 수 있는 것이라고 했다.이 집은 앞에 설명한대로 선별되지 않은 나무 등으로 모든 기술과 지혜를 응집해 만든 공간 이라고 했다. 기하학적인 문양은 조각하나하나가 서로 다른 나무들로 이루어져 있다고 설명하였다. 이 나무들은 라오스파인 후로랑과 가링, 로즈, 오크, 단풍, 마호가니 등 특수목 으로 장식되어진 바닥이다. 내부전경을 감상하면서 정말 다양한 방법을 이용해서 실제로 목재가 건축자재에 어떻게 쓰이는지 눈으로 보고, 손으로 만지고, 피부로 느낄수 있는 소중한 시간이었던 것 같다. 매번 현장견학을 실시하면 빠지지 않고 참석하는데 그때마다 정말 많은 것을 느끼고 배워오는 것 같다. 시간이 넉넉했다면 더 많은곳을 둘러보고 배웠을텐데 그점이 조금아쉬웠다.?국립산림과학원 견학첫날 유림목재 견학을 무사히 끝내고 두 번째로 찾은곳은 서울특별시 동대문구에 위치한 국립산림과학원. 국립산림과학원은 산림과 임업분야에 대한 국립연구기관으로서 산림의 다양한 기능, 유지, 증진, 형성기술 연구개발과 지속가능한 산림경영체계 연구. 임업의 수익성 증대를 위한 산림생산기술, 유통기법, 목재가공 및 이용기술개발, 과학적 산림자원조사, 정보체계 구축 및 국제임업동향 연구와 기타 과학원의 운영목표 달성을 위해 필요한 사업을 하고 있다. 국립산림과학원에서 여러 파트로 나뉘는데 그것은 다음과 같다.-산림환경부산림생태과에서는 산림내 식물과 수목의 생리/생태, 환경이 산림생태계에 미치는 영향, 도시림조성 및 기능증진, 백두대간의 보전 및 관리에 관한 연구를 하고 있다.-임산공학부목재성능과에서는 목재의 조직 및 재질, 목구조 및 구조역학, 목재의 제재/절삭 및 건조, 목재의 집성제조 및 이용에 관한 연구를 담당하고 있다.위 2개의 분야 말고도 여러 가지 분야에서 많은 연구를 담당하고 있다. 우리는 현재 전공중인 임산공학에 대해 견학하기위해 임산공학부로 이동, 임상공학부에서도 여러개의 과로 나눠지는데 각 과의 연구원분들을 통해 비교적 자세한 설명을 들을수 있었다.먼저 목재성능과 에서는 「국산재를 비롯한 목재 이용 신기술 개발」에 기본 연구목표를 두고, 목재의 재질과 성능, 평가, 목재의 미세구조 연구, 제재/건조기술 개발에 의한 목재제품의 품질 및 공정의 최적화, CAD/CAM을 이용한 프리커트 부재 개발, 구조부재로 활용되는 규격 구조재와 구조용 집성재 등 공학목재 개발, 목구조 섬계 및 접합기술 개발, 목구조의 내화/내진 연구, 국산 침엽수재를 이용한 경쟁력있는 한국형 목조건축기술 개발 등을 통한 목재의 고부가가치 이용기술 개발 및 신용도 창출에 대해 연구하고 있다.

자연과학| 2009.12.02| 4페이지| 1,500원| 조회(444)

임산공학, 방문기, 목재회사견학, 목재문화원, 국립산림과학원 견학

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스키 기초기술

◆ 스키의 기초기술스키를 처음 접하는 사람들은 먼저 스키를 탈 수 있도록 준비를 철저히 해야한다. 스키 등 기본장비를 준비 후 스키에 대한 전문강사에게 처음부터 시작하는게 좋은 방법이다. 슬로프에 나가서 왔다 갔다 해보고 미끄러져 보고 넘어져 보고 하면서 느낌을 아는 게 빠른 이해를 돕는다. 그러다 보면 방향전환도 쉽게 인지하고 균형감각도 익히고 가장 중요한 것은 몸으로 눈을(snow)을 느끼고 체험하는 것이다. 스키 초보자를 위하여 다음 몇 가지를 소개한다.1) 스키를 신고 벋는 방법스키를 신고 벗을 때는 부츠 바닥에 붙어 있는 눈과 불순물을 깨끗이 제거하고 신는 것이 중요하며 부츠의 앞 바인딩을 홈에 잘 맞추고 뒷바인딩을 맞추어 뒷꿈치 쪽으로 강하게 밟아 준다.2) 스키 운반 방법스키를 운반 할 때는 뒷사람과 주위 사람들에게 피해를 주어서는 안되며 주위를 살펴보지 않고 운반 할 때는 남에게 상해를 입힐 수도 있으므로 주의하여야 한다. 스킹이 끝난후 스키를 벗고 반드시 눈을 제거한 후 이동해야 되며 두 스키 플레이트를 부착하여 이동한다. 어깨에 올려놓거나 스키를 세워 앞쪽으로 해서 들고 이동하거나, 지면과 수평이 되게 스키를 옆으로 잡고 운반한다.3) 준비운동스키를 타기전에 몸을 유연하게 하기 위해서 부츠를 신고 하거나 바인딩에 고정시키고 하는 여러가지 동작이 있지만 자신이 평소 하는 스트레칭 운동이 있다면 동일하게 해주면 좋다. 별다른게 있는 건 아니니까 몸에 긴장을 없애고 유연하게 해 안전사고를 예방하고 스키를 쉽게 배울 수 있도록 몸의 컨디션 조절에 필요한 것이므로 반드시 해주어야 한다.4) 걷는 방법스키를 눈 위에서 처음 밀어서 옮기는 동작으로써 미끄러지는 감각과 균형의 익히는 것으로 평지에서 스키를 신고 사람이 걷는 보통 걸음으로 오른쪽 스키와 왼쪽 폴을 같이 앞으로 내보낸다. 왼쪽 스키와 오른쪽 폴은 같은 시간에 뒤로 보내진다. 또한 양폴을 동시에 짚고 밀어내어 앞으로 이동한다.5) 서는 법스키를 신고 설면에 서는 자세는 몸을 전체적으로 곧게 펴고질 때 숙달되지 않으면 장비에 다칠 경우나 스키장 안전시설에 부딪칠 경우가 발생한다. 이러기에 넘어지는 것을 숙달하여 즐거운 스킹이 되도록 해야겠다.① 넘어지기 : 넘어질 때 무리한 동작으로 버티지 말고 자연스럽게 넘어가야 한다.엉덩이를 내밀고 무릎을 약간 구부려 뒤로 주저 앉듯이 넘어진다.(손이 나 기타 다른데를 이용하여지면접촉하면 염좌나 골절상을 입기 쉽다.)- 주위사항 : 스키 위로 주저 앉지 않도록하고 넘어지지 않으려고 폴을 짚지 않도록 한다.- 위험한 넘어지기 : 앞으로 넘어짐, 무릎부터 넘어짐, 얼굴부터 설면 접촉② 일어서기 : 넘어졌을 때에 슬로프에 오래 누워 있거나 앉아 있으면 2차 충돌로 인 한 사고가 발생하기 쉬우므로 바로 일어나기를 하거나 슬로프 가장자 리로 이동하여 재정비한다. 넘어진 채 양스키를 산정상과 수직이 되도 록 위치하고 양손에 폴을 각각 쥐고 일어서는 방법인데 엉덩이와 상체 를 폴라인의 윗쪽에 두고 등 뒤로 폴을 짚고 일어서면 된다. 또 다른 방법으로는 두개의 폴을 함께 모아 쥐고 옆으로 짚으며 일어서는 방법 인데 체중이 무거울 경우에 적당하다.- 주위사항 : 폴을 너무 멀리 짚지 않도록 하고, 스키를 평행하게 두며, 폴라인과 스키가 수직이 되도록 한다.9) 직활강 따라하기직활강은 패러렐 스탠드를 취하고 자세는 높게 취하는 것이 좋다. 스키와 몸전체가 떨어지면서 속도감을 익히고 쾌감과 즐거움을 느낄 수 있어야한다.- 시선은 전방을 바라본다.- 상체는 부드럽게 하고 어깨의 힘을 뺄 것- 폴의 그립은 가볍게 잡고 시선에 들어오게 한다.- 허리를 끌어 당기지 말고 떨어뜨린다는 생각으로- 발목은 확실히 굽히고 무릎은 가볍게 구부려서 스프링 역할을 한다.직활강은 최초의 방향설계를 하기 위한 미끄러지는 기본 원칙이며 구체적인 이미지를 구상하는 것이다. 직활강시 유의할 점은 스키의 넓이는 약 10-20cm가 적당하며 상체를 약간 앞으로 구부리고 팔을 앞으로 가볍게 뻗은 상태에서 옆으로 약간 넓게 위치시킨다. 보다 효과적인 직활강을 연습하기 을 익힌 후에 발모아타기(11자)로 모아 회전하는 기술을 슈템턴이라고 하는데 초급에서는 사면으로 활주시에는 발모아타고 회전할 때는 A자로 벌려 회전하는 단계를 완전히 익힌 후에는 회전동작도 발모아 회전하는게 슈템턴의 기준이다.1-1) 위쪽의 스키를 A자로 벌려 방향전환: 산쪽 슈템턴폴라인의 위쪽으로 회전하는 부분에서는 스키를 평행으로 유지하면서 회전을 완료한다.위쪽 스키를 A자로 벌리고 체중을 실으면서 방향을 전환한다. 벌린발 안쪽의 엄지발가락부터 뒤꿈치 라인으로 체중의 중심을 옮기면서 폴라인으로 활주해 간다.이 때 상체나 허리가 틀어지지 않도록 주의한다.회전하는 바깥쪽 발을 설면에 붙이고 안쪽 발을 미끄러지는 스키에 맞춰 끌어 당긴다. 그리고 바깥쪽 발을 힘껏 디디면서 균형을 유지한 채 위쪽으로 회전한다. 이렇게 11자와 A라를 함께 사용한 방법을 산쪽 슈템턴이라고 한다.1-2) 아래쪽 스키를 A자로 벌려 방향전환 : 계곡쪽 슈템턴스키 조작에 익숙해져서 속도를 낼정도가 되면 A자 자세로 활주하는 플루크 보겐이나 A- 11자 의 혼합형인 스템턴으로 만족 할 수 가 없다. 가능하면 스키를 평행으로 유지하며 활주하는 패럴렐턴을 마스터 하고 싶어 하지만 그렇게 되기 위해서는 양스키를 동시에 전환할 수 있어야 한다.더불어 전환하는 타이밍에 맞춰 스키를 교차하듯 몸의 중심도 바꿔 주어야 한다.그러므로 계곡쪽 슈템턴 처럼 몸의 중심을 위쪽 스키로 옮기고 나서 전환하는 것이 아니라 거의 동시에 스키와 체중을 직접적으로 전환시키는 방법을 익혀야 한다. 우선은 몸의 중심을 다음 회전의 안쪽 발로 옮겨가며 계곡쪽 스템턴을 연습해 보자.회전하는 바깥쪽 발에 체중을 싣고 스키를 힘껏 밟으면서 회전을 마무리한다.여기에서 한층 더 아래쪽 발에 힘을 주고 그 반동을 이용하여 폴라인 방향으로 몸을 틀면서 스키를 평평한 상태로 만들어 준다. 그 타이밍을 맞춰 다음의 바깥쪽 발로 체중을 옮겨 주면 라인을 그대로 유지한 채 곧바로 몸의 중심을 전환시킬 수 있는 것이다.2) 중급을 벗어나는 테크하기전에 무게 중심이 이동을 한 다음 턴의 들어 갈 때 안쪽스키는 발꿈치에 힘을 주어 바깥쪽스키로 끌어 당긴다. 안쪽 스키에 무게가 실리면 턴이 자연스럽게 만들어지지 않기 때문에 바깥쪽 스키에 체중이 전체 실린 스키를 타야 된다.2-4) 사이드 슬리핑(side slipping)사이드 슬리핑이란 스키를 폴라인과 수직이 되도록 놓은 채 체중을 계곡쪽 스키에 두고 옆으로 미끄러져 내려가는 기술을 말하는데 이는 회전의 감각과 에지의 감각을 익히기 위한 방법이다. 사이드 슬리핑은 사활강을 할 때 아래쪽 스키에 체중을 옮기지 못하고 양쪽 다 체중을 주고 내려 갈 때 밀려 내려가는 느낌을 많이 받았을 것이다. 그것이 사이드 슬리핑이다. 사이드 슬리핑을 연습하는 것은 패럴턴의 원리와 균형감각과 체중의 전이를 통한 스키의 진행에 대해 익히기 위해 흔히 연습하는 방법이다.사이드 슬리핑을 연습할 때는 폴라인과 수직으로 놓은 스키를 산 경사각도와 같게 무릎은 앞쪽을 구부리고 체 중은 계곡쪽 스키에 주면 슬리핑이 자연스럽게 이루어진다. 정지할 때는 무릎을 산쪽을 향하게 하고 발목을 꺽어 스키날을 세워서 정지한다. 이 기술은 사이드 슬피핑을 멈추게 하는 기술을 배우기 위한 기초 과정이다. 폴 라인을 따라 이동하는 사이드 슬리핑의 응용된 기술로서 전후 방향으로 사이드 슬리핑하는 것이 있다. 이 기술은 사이드 슬리핑을 실시하기 위한 기본자세를 그대로 유지하면서 단지 에지를 가하고 있는 계곡쪽 스키를 앞 또는 뒤로 체중을 좀 더 많이 실어주기만 하면 이동 방향이 폴 라인을 따라가지 않고 폴 라인의 사선 방향으로 움직일 수 있는 것이다. 이것은 회전기술을 익히기 위한 방법이다.3) 중급 스키어들이 범하는 오류중급 스키어들은 둥근 곡선을 그리면서 스키를 타지 않고 양쪽 발을 갑자기 한꺼번에 틀어서 턴을 하기 때문에 옆으로 미끄러지면서 회전을 하게 된다. 이것은 양쪽 스키에 모두 무게를 싣고 턴을 하기 때문에 스키가 만들어 내는 유연한 곡선의 회전을 만들 수 없다. 이제껏 위에서 언급했던 한발 이 전 회전에서 바깥쪽 스키에 체중을 옮기고 턴했던 그 다리를 들어 반대쪽으로 스키에 체중이 넘어가고 몸을 크로스 오버하게 되면 자연스럽게 턴이 이루어진다. 잦은 스텝 턴은 이와 같은 원리로 턴을 마치고 진행하는중에 양발을 지면에서 그냥 걷듯이 하면서 턴이 이루어지는 곳에서 바깥스키로 체중을 이동시키고 안쪽스키의 발뒤꿈치를 자연스럽게 끌어 모으면 된다. 완벽한 패러렐턴이 이루어지는 하나의 방법이다.2) 숏 턴이 턴은 기존 회전의 자연스러움을 유지한 체 곡선을 유지하면서 턴하던거와 달리 체중이동과 스키에 가하는 힘을 인위적으로 가감하므로서 회전 반경을 작게하는 턴이다. 웨데른(wedelling)라고 불린다. 이 기술은 완벽한 곡선을 유지한 턴 즉 패러렐 턴을 익힌 다음 자연스럽게 지형조건에 맞게 턴을 이루어 내는 것인데 이 기술은 회전을 할 때 한쪽 스키로만 타는 것을 여러분이 잘 알고 있듯이 여기에 무릎에 힘을 주어 스키의 휨의 정도를 요구하여 짧은 회전이 만들어 낸다. 이 기술은 상체는 고정되고 다리와 스키만 가지고 턴을 하는 것이다. 다음 턴을 위한 체중을 옮기고 크로스 오버로 몸을 던지고 스키는 틀어주고 몸은 산 아래쪽을 향하게 한다.2-1) 등뒤에 근육을 풀어라. (연속적인 예비동작은 연속 턴을 위한 방법이다.)등 근육을 풀어 다리와 등이 따로 놓일 수 있도록 등 근육을 풀어 준다. 상체는 앞으로 향해서 고정되고 스키는 산쪽으로 돌아가도록 틀어주고 몸은 고정된다. 또 예비동작에 턴을 하고자 하는 방향에 자연스럽게 폴을 찍어 주면서 감았던 다리와 스키를 풀어주면서 턴을 하게 된다. 굽혔던 다리를 폴을 찍음과 동시에 일어서면서 턴을 하게 되는 것이다.2-2) 프리턴을 연습해 보자.프리턴은 스키 끝이 완전히 틀어지도록 즉 산위쪽으로 완전히 돌려져 있는 상태에서 몸은 앞쪽으로 향하게 하고 긴장이 풀어진 하체에서는 따로 놀수 있도록 하는 동작을 프리턴이라고 한다. 스키만 돌리면서 몸은 전방으로 향하게 하고 폴은 오른쪽으로 돌기전에 다리를 굽히면 자연스럽게 폴은

예체능| 2009.12.02| 13페이지| 2,000원| 조회(1,624)

방향전환, 스키의 기초기술, 스트레칭 운동, 균형감각

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목재 휨 시험법

?목재의 휨 시험 방법-시험측정의 원리: 휨 하중을 시험편의 중앙에 가하여 하중과 변형의 관계로부터 비례 한도 응력과 탄성계수[MOE]를 계산하고, 최대 하중으로부터 휨 강도 또는 파괴 계수[MOR]를 계산한다.-시험장치[준비물]: 강도 시험기, 하중블록과 지점, 길이 측정 도구[켈리퍼스], 시 험편[횡단면의 한 변의 길이가 20~30mm인 정사각형이며 섬유 방향 의 길이가300~380mm인 정육면체의 형태로서, 지점 사이의 길이와 시험편의 높이의 비가 12~16이 되도록 한다.-시험방법? 먼저 시험편의 길이를 측정한 후 시편의 중심기준으로 30cm길이를 표시한다.? 다음으로 시험편의 중량을 측정한다.? 시험편의 길이와 중량을 측정한 뒤 강도측정기에 위치시켜 강도측정기를 작동시킨다. 강도측정기에 시험편을 위치시킬 때에는 하중 받는 방향이 방사방향에 놓이도 록 한다.? 4~5분정도 지난 뒤 강도측정이 끝나면 수치를 정확하게 기록한다.-시험결과2.1cm3.1cm 3.1cm30cm36.2cm무게 : 81.96g 부피 : 159.642 밀도 : 0.5134휨강도: 시험편의 최대하중 으로부터 휨강도 또는 파괴계수[MOR] 를 식(1)에 의하여계산한다.MOR = σ{} _{bmax} ={3p _{max} l} over {2bh ^{2}}(N/mm{} ^{2})-----(1) = 526.662Kgf/cm{} ^{2}여기에서 p{} _{max}: 최대하중(N) = 160Nl : 지간 거리(cm) = 30cmb : 시험편의 폭(cm) = 3.1cmh : 시험편의 깊이(cm) = 2.1cm휨-탄성 계수: 비례 한도 내에서의 하중과 변형의 관계로부터 식(2)에 의하여 탄성계수 (MOE)를 계산한다.MOE ={p _{1} l ^{3}} over {4bh ^{3} ? _{1}}(N/mm{} ^{2})-----(2) = 101886.798Kgf/cm{} ^{2} 여기에서 p{} _{1}: 비례 한도 내에서 상한 하중과 하한 하중의 차이(N) = 130N?{} _{1}: p{} _{1}일 때의 지간 거리 중앙의 처짐의 차이(mm) = 0.3mm휨 비례 한도 응력: 시험편의 비례 한도 하중으로부터 휨 비례 한도(σ{} _{bpro})를 식(3)에 의하여 계산한다.σ{} _{bpro} ={2p _{p} l} over {2bh ^{2}}(N/mm{} ^{2})-----(3) = 263.331Kgf/cm{} ^{2} 여기에서 p{} _{p}: 비례 한도 하중(N) = 120P{} _{p}: 비례한도하중P{} _{max}: 160N[최대하중]?목재의 흡수율과 팽윤율-팽윤: 결합수가 세포벽에 다시 들어가는 것이 팽윤-실험장치[준비물]: 시험편(소나무)[30×30×100mm의 곧은결 단면인 직육면체], 항온수조, 켈리퍼스, Dry Oven, 데시케이터-실험방법? 횡단면 한 변의 길이가 20mm인 정사각형, 섬유 방향 길이가 10~30mm인 정육면체의 시험편을 준비한다.? 실험에 필요한 시험편의 중량을 측정하고, x방향과 y방향의 길이를 측정한다.? 시험편을 횡단면 위에서 시험편의 중앙에 방사 방향[나이테에 수직] 및 접선방향[나이테에 평행]으로 직선을 표시한다.? 251℃의 물에 시편을 넣고 10분, 30분, 1시간, 2시간, 24시간 단위로 침지시킨다. [수조안 물의 온도는 시험을 마칠 때 까지 항상 일정하게 유지시킨다]? 물에 넣은 시험편을 꺼낼 때 마다 치수와 무게를 측정하고, 24시간의 측정까지 모두 완료 하였다면 Dry Oven 에 넣고 약 24시간정도 건조시킨다.? Dry Oven 건조가 완료되면 데시케이터에 30분간 방랭 시킨 후 중량을 측정한다.-실험결과x = 30.21mmX(mm)Y(mm)L(mm)중량(g)10분30.3330.50100.9449.3730분30.6930.71100.9451.901시간30.8331.03101.0153.292시간30.8531.20101.2355.1724시간31.0332.79101.4158.26전 건 후30.0429.80100.7142.60y = 30.16mmL = 100.83mm중량 = 46.14g초기부피30.21 × 30.16 × 100.83 = 91869.60(mm){} ^{3}부피 팽윤율(Sn)Snn시간 후 부피변화/ 초기부피S{1} over {60}1506.46/91869.60 × 100 = 1.639%S{1} over {2}3265.33/91869.60 × 100 = 3.554%S14762.11/91869.60 × 100 = 5.183%S25566.29/91869.60 × 100 = 6.058%S2411312.4/91869.60 × 100 = 12.313%S전건-1714.82/91869.60 × 100 = -1.866%흡수량 ={W _{2} -W _{1}} over {A}(g/cm{} ^{2})W{} _{1}은 방수 후의 침수 이전의 무게(g)W{} _{2}는 침수 완료 직후의 공시채의 무게(g)A 는 흠수면의 총면적(cm{} ^{2})이다. (g/cm{} ^{2})흡수면의 총 면적=30.21 × 30.16 × 2+30.21 × 100.83 × 2+(30.16 × 100.83 ×2)= 13996.48(mm)2= 139.9648(cm)2시간경과흡수율10분 후3.23/139.9648 × 100 = 2.307%30분 후5.76/139.9648 × 100 = 4.115%1시간 후7.15/139.9648 × 100 = 5.108%

공학/기술| 2009.12.02| 5페이지| 1,500원| 조회(1,243)

목재, 흡수율, 목재휨시험, 팽윤율, 임산학

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