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목재의 구조와 성질

목재의 다양한 구조와 성질을 통하여 목재를 이해한다.
우리나라 목재소비는 경제 발전에 따른 산업의 발달로 다양한 형태의 목재품 수요가 지속적으로 요구되어 왔다. 이에 따라 목재의 중요성이 부각 되었다. 이에따라 목재의 구조와 성질의 이해를 통해 좀더 다양하고 유용하게 사용할 수 있도록 하는 노력이 필요하다. 목재의 대한 이해는 숲과 나무를 후손에게 온전히 물려주는 핵심적인 역할을 한다.

목재의 육안적 구조

키큰 나무(교목)는 대체로 1개의 큰 줄기(수간)를 가지고 있는데 아래 사진<나무 줄기(수간)의 구조>과 같은 구조로 이루 어져 있다. 나무의 줄기는 바깥쪽에 수피로 둘러 싸여져 있는데 이 수피조직은 광합성물질의 전류나 생활기능을 지니고 있는 살아 있는 사부유세포로 구성된 내수피와 생활기능을 상실한 코르크조직이나 사부조직으로 이루어져 있어 내부의 조직을 보호하는 외수피의 두 층으로 구성되어 있다. 수피조직의 안쪽부분에는 변재와 심재로 이루어져 있는 목부가 있으며 이 목부와 수피의 사이에는 분열조직인 유관형성층이 존재한다.

목재는 탄력이 있어 발목이나 관절이 받는 충격을 저절하게 완화시켜준다. 목재는 파이프 모양의 유연한 목재세포의 구조적 특징으로 인해 쿠션과 같은 역할하며, 대리석에 비해 2~3배의 충격 흡수 능력을 갖고 있다.

목재의 단면

살아있는 나무를 벌채하여 일정한 길이로 자른 통나무를 원목이라하며 이 원목에서 볼 때 아래 사진<원목의 원구와 말구면>에서와 같이 아래쪽의 지름이 큰 부분의 단면을 원구라 하고 반대쪽의 지름이 작은 윗부분의 단면을 말구라고 한다.

이 원목을 제재하여 판재나 각재의 형태로 사용하고자 할 때 제재하는 방법이나 나무를 자르는 방법에따라 다르게 나타나므로 목재를 효율적으로 이용하기 위해서는 먼저 단면에 대한 이해가 선행되어야 할 것이다.

아래 사진 <목재의 3단면>은 침엽수재의 3단면을 나탄내것이며 횡단면은 나무의 축방향이나 목리(결)에 직각으로 절단한 단면이고, 방사단면(경단면)은 횡단면상에서 보았을 때 나이테에 직각방향으로 켠 단면이다. 그리고 횡단면상에서 보았을 때 나이테와 평행하게 켠 단면은 접선단면(촉단면)이다.

연륜(나이테)과 조재·만재

나무가 생장할 때, 형성층의 활동에 따라 새로이 자란 목질부의 새포는 횡단면에서 보면 동심원 모양의 둥근 층으로 나타 나는데, 생장기간 동안 마다 새로이 나타나는 이 둥근 윤층을 생장륜이라고 한다. 난대 및 온대지방에서는 보통 1년에 하나의 윤층이 형성되기 때문에 나이테 또는 연륜이라고 한다. 그러나 계절적인 기후의 차이가 별로 없는 열대지역에서는 생장륜이 불명확하거나 전혀 인정되지 않는 경우가 많다.

1개의 연륜은 아래 사진 <연륜(나이테)과 조재·만재>와 같이 조재와 만재가 모여서 이루어져 있다. 보통, 조재는 대체로 세포의 크기는 크나 세포벽이 얇고 조직이 다공성으로서 밀도가 낮은 밝은 색의 부분이다. 만재는 대체로 세포의 크기가 작고 세포벽이 두꺼우며 조직이 치밀한 짙은 색의 부분이다. 한때 조재는 춘재로, 만재는 추재로 일컬었으나 학계에서는 조재와 만재로 통일하여 부르고 있다. 조재와 만재는 세포요소의 배열이나 치밀도가 다르므로 그 비율에 의하여 여러가지 성질이 달라진다.

심재와 변재

원목의 횡단면을 관찰하여 보면 바깥쪽에 위치하고 있는 목질부는 생활기능을 가지고 있는 세포의 조직으로 구성되어 있으므로 양분을 저장하여 수액을 이동시키게 된다. 이와 같이 목질부에서 생활기능을 지니고 있는 바깥쪽의 비교적 밝은 색 부분을 변재라고 한다. 그러나 임목의 성숙에 따라 변재를 구성하고 있는 세포는 시간이 경과하면서 원형질을 소실하게 되어 생활력을 상실하게 된다. 따라서 목질부의 안쪽은 골격체인 세포막 물질만이 남아있게 되어 수체를 지지 하는 기계적 기능만 가지게 되는데, 이같이 생활기능을 상실한 세포로 구성된 안쪽 부분으 심재라고 한다.

아래 사진 <심재와 변재>에서 보는 바와 같이 변재는 일반적으로 밝은 색을 띠고 있는 반면에 심재는 짙은 색을띠고 있는 것이 많은데, 목재내의 색소물질의 침적에 의한것으로 생각되나 외관상으로는 색의 차이가 거의 없어 변재와 심재의 구분이 어려운 수종도 있다.

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