[용어해설]목재의 특성

[실내건축]

식물은 세포로 이루어져 있으며, 세포는 세포막·세포질·세포핵으로 구성되어 있다. 세포핵과 세포질을 원형질이라 하며, 부름켜가 분열하여 세포가 성장하면서 나무가 성장한다. 나무는 잎·줄기·뿌리로 나눌 수 있으며, 줄기 부분이 목재로 이용된다.

① 나이테

나무의 목질부에는 수심을 둘러싼 동심원이 있는데, 이것을 나이테라고 한다. 목재는 일반적으로 봄에서 여름까지 성장(춘재)하는 속도가 가을에서 겨울을 지나는 동안의 추운 상태에서 성장(추재)하는 속도보다 훨씬 빠르다. 나이테는 이러한 춘재와 추재가 한 쌍을 이루어 만들어진 것이다. 나이테는 춘재와 추재가 1년을 통하여 반복되어 수심을 중심으로 동심원을 만들기 때문에 사계절의 구분이 분명하지 않은 열대림 중에서도 우기와 건기가 있는 곳의 나무는 나이테가 생기지만, 비가 많이 오는 곳에서 자란 나무는 나이테가 잘 나타나지 않는 경우도 있다.

춘 재 : 세포의 크기가 크고 세포막이 얇으며, 세포 내강이 크기 때문에 다공성을 나타낸다. 춘재는 조직이 가볍고 색깔이 연하며, 생장기의 초기에 자란다는 뜻으로 조재라 부르기도 한다.

추 재 : 초여름 이후부터 자란 세포는 크기가 작고 세포막이 두꺼우며, 세포 내강이 작고 조직이 치밀하여 색깔이 진하다. 추재는 초여름 이후부터 자란 것으로, 만재라고 부르기도 한다. 가을에는 제대로 생장하지 못하는데, 일종의 월동 준비 기간이라고 할 수 있다.

② 심재와 변재

나무가 성장함에 따라 수심 주위의 목질부는 짙은 색깔을 띠게 되는데 이를 심재라 하며, 껍질에 가까운 목질부는 옅은 색깔을 띠게 되는데 이를 변재라 한다. 나무가 생장함에 따라 껍질 안쪽에는 새로운 세포가 생기고, 중심 부분에는 오래된 세포들로 구성된다. 껍질 근처의 새로운 세포들은 생활 기능을 가지고 있는 반면, 중심 부분의 오래된 세포는 세포막만이 남아 나무를 지탱하는 역할을 담당하는데, 이 부분에는 나무의 특이한 물질인 수지, 타닌, 리그닌 등이 침적되어 색깔이 진하다.

③ 흠

옹 이 : 나무의 줄기에서 가지가 갈라져 나간 부분으로 제재되었을 때 나타나며, 건조되면 빠지는 경우가 있다. 이것은 줄기의 섬유 조직과 가지의 섬유 조직이 완전히 연결되지 못했기 때문이다.

갈라짐 : 목재의 수분이 건조되면서 생기는 것으로, 마구리가 갈라지는 것, 수심에서 바깥 쪽으로 갈라지는 것, 나이테 방향으로 갈라지는 것 등이 있다.

지 선 : 목재의 수지가 흘러나와 가공을 어렵게 하거나, 가공 후에 얼룩이 지는 것을 말한다.

껍질박이 : 나무가 성장하는 동안에 상처를 입었다가 아물면서 계속 성장한 부분의 껍질이 목재 내부에 들어가 있는 것을 말한다.

썩정이 : 벌목이나 운반시 쇠갈고리 등에 의하여 생긴 상처가 썩거나 목재의 일부가 썩어서 변색된 것으로, 부패균이 침범하여 목재 중의 리그닌·셀룰로오스 등을 용해하거나 분해하기 때문에 생기는 것이며, 목재의 가장 큰 결점이 된다.

■ 목재의 성질

① 수 축

목재는 수분을 포함하고 있으므로 건조시키면 부피가 줄어드는데, 수축된 양과 수축되기 전의 양과의 비율을 수축률이라 한다. 수축률은 목재의 방향에 따라 다르며, 그 비율은 '줄기 방향 : 나이테 직각 방향 : 나이테 방향 = 1 : 10 : 20'이다.

② 비 중

목재는 세포막질·공극·수분의 3요소로 구성되어 있는 다공질이기 때문에 공극을 함유하지 않은 목재의 실질 비중을 진비중이라고 하며, 공극을 포함한 목재의 무게를 부피로 나눈 값을 통상 비중이라 한다. 목재의 비중은 수분의 양, 변재와 심재, 목재의 종류에 따라 다른데, 일반적으로 수분의 양이 많거나 심재의 양이 많을수록 크다.

③ 강 도

목재의 강도는 건조 상태가 좋을수록 증가하며, 목재의 비중이 클수록 강하다. 목재는 나뭇결 방향으로 당기거나 누르는 힘에는 강하나, 나뭇결과 직각 방향으로 당기는 힘에는 약하므로, 목제품을 제작할 때에는 나뭇결의 방향을 고려하여야 한다.

④ 내구성

목재를 얼마나 오래 사용할 수 있는가를 말하며, 나무의 종류·조직·건조 상태 등에 따라 다르다. 내구성의 크기는 나무의 종류에 따라 밤나무·미송·육송·나왕의 순이며, 일반적으로 심재가 변재보다 내구성이 크다. 같은 종류라도 건조되어 있으면 잘 썩지 않아 내구성이 증가하고, 목재에 칠을 하면 오래 사용할 수 있다. 또한, 목재가 부패균에 의하여 부패되면 성분이 변질되어 비중이 감소되고 강도가 약해진다. 또한, 햇볕·비바람·기온의 변화 등으로 광택이 없어지며 변색될 뿐만 아니라, 곤충에 의해 목재 내부에 구멍이 생긴다.

※ 나무의 종류와 이용

 나무의 종류
나무는 잎의 모양에 따라 침엽수와 활엽수로 분류된다.

① 침엽수

잎이 바늘 모양으로 된 나무로, 벌목과 운반이 경제적이며, 공업 지역에서 많이 쓰이는 목재 자원이다. 침엽수는 목질이 연해서 연목재라고 하며, 나뭇결이 곧고 질겨서 건축이나 토목 시설의 구조재로 많이 쓰인다. 종류로는 소나무·전나무·낙엽송·잣나무·삼나무 등이 있으며, 은행나무는 잎 모양이 넓적하지만 섬유 세포의 길이가 4mm 이상이 되므로 편의상 침엽수에 포함시킨다.

② 활엽수

잎이 넓적한 나무로, 섬유 세포의 길이가 짧고 얇다. 활엽수는 목질이 단단해서 경목재라고 하며, 특히 무늬가 아름다워 가구 또는 건축물의 내장재로 많이 쓰인다. 종류로는 느티나무·단풍나무·오동나무·참나무·밤나무·동백나무·아카시아나무 등이 있다.

▼ 표 1 침엽수와 활엽수의 종류별 특징 및 용도

구 분	나무 이름	색 깔		비중	특징	용도	보기
		변재	심재
침 엽 수	육송	백색	황갈색	0.54	· 수지가 많고 탄력이 양호하다. · 가공용으로 내수적이나 뒤틀림 · 이 심하다.	지붕틀, 보, 바닥널, 멍에 말뚝
	낙엽송	황갈색	적갈색	0.61	· 수지가 많고, 물·습기에 강하다. · 변재가 많고 건조 수축률이 · 크다. · 곧은재가 많다.	건축 일반 말뚝
	미송	황적색	적갈색	0.54	· 수지가 많고 강도가 크다. · 큰 부재를 얻기 쉽다.	구조재, 수장재, 창호재
	비자나무	옅은 황갈색	황갈색	0.55	· 치밀하고 아름답다. · 탄력이 풍부하며 내습성이 · 강하다.	바둑판, 가구재, 칠기, 상자, 선박, 건축
	삼나무	옅은 황갈색	옅은 적갈색	0.38	· 가볍고 공작이 쉽다. · 재질이 무르다. · 특유한 향기가 있다.	선박, 술통, 건축, 장난감, 상자
	잣나무	백색	옅은 갈색	0.54	· 수지가 많다. · 재질이 좋지 않다. · 공작이 어렵고 내구성이 강하다.	토목·건축용 구조재, 교량, 전주
	소나무	백색	옅은 황갈색	0.50	· 수지가 많고 질기다. · 재질이 좋지 않다. · 옹이가 많다.	토목·건축용 구조재, 비계, 파일
	은행나무	황백색	옅은 노란색	0.44	· 재질이 무르고 치밀하다. · 가공이 용이하다.	조각재, 가구재
활 엽 수	밤나무	황갈색	갈색	0.53	· 재질이 치밀하고 단단하다. · 가공이 어렵다.	가구재, 운동구, 농기구, 건축재
	참나무	황갈색	옅은 갈색	0.96	· 재질이 치밀하고 갈라지기 쉽다. · 가공이 어렵다.	건축재, 농기구, 선박
	느티나무	옅은 황갈색	황갈색	0.68	· 재질이 치밀하고 단단하다. · 무늬가 아름답고 광택이 있다.	실내 장식용 가구재, 악기
	감나무	옅은 황갈색	옅은 황갈색 또는 흑색	0.70	· 재질이 치밀하고 단단하다. · 가공이 어렵다.	건축재, 가구재, 조각재
	떡갈나무	갈색	갈색	0.82	· 재질이 치밀하고 신축 변형이 · 작다. · 심재부가 많다.	쐐기, 차축, 공구, 손잡이, 창호재
	오동나무	담갈색	담회색	0.31	· 가볍고 연하며, 수지분이 적다. · 변형이 적고 방습성이 있다.	가구, 창호재, 장식재
	작나왕	담홍 갈색	담홍 갈색	0.65	· 나이테가 불분명하고 변형이 · 크다. · 변재는 충해를 입기 쉽다.	수장재, 가구재, 장식재
	백나왕	담회 갈색	담회 갈색	0.49	· 필리핀에서 다량 산출된다. · 본잘은 적나왕과 유사하다.	색이 좋지 않아 용도가 적다.

※ 가공재의 종류
목재는 재질이 균일하지 못하여 넓고 강도가 큰 부재를 얻기 어려우며, 제재를 하면 남는 부분이 많다는 약점이 있다. 가공재는 이러한 목재의 약점을 개량·보완하여 만든 것으로, 합판·집성재·MDF·파티클 보드·플로어링 등이 있다.
① 합 판

목재가 지닌 휨과 쪼개짐, 수축 등과 같은 결점을 보완한 가공재이다. 합판은 어떠한 수목으로도 만들 수 있으나, 국내산 원목은 대부분 지름이 작아 외국에서 나왕·알몬 등을 수입하여 사용하고 있다. 국내산 원목으로는 느티나무·오동나무 등이 합판의 재료로 적합하다. 합판을 만들기 위해서는 먼저 원목을 가열한 다음, 적당한 길이로 자르고 껍질을 벗긴 뒤, 일정한 길이의 원목을 회전축에 걸고 회전시켜 얇은 판으로 벗겨

내거나, 원목을 대패질하듯이 얇은 판으로 깎아 내어 목재 단판을 만든다. 단판의 두께는 0.25mm에서 25.4mm까지 여러 종류가 있으며, 충분히 건조시켜야 한다. 합판은 단판을 검사하여 결점을 제거한 후, 접착제를 칠하여 나뭇결이 직각이 되도록 홀수로 겹친 후 접착제가 경화되도록 압착시켜 만든다. 그림 1 합판의 구조▶

② 집성재

여러 개의 판재나 작은 각재 등의 목재를 섬유 방향이 서로 평행하게 하여 길이·나비 및 두께 방향으로 접착체를 사용하여 붙이고, 열을 가하면서 압착시킨 것을 말한다. 집성재는 필요한 치수 및 형태의 재료를 비교적 용이하게 제조할 수 있으며, 옹이·갈라짐 등의 결함을 제거·분산시킬 수 있어 강도가 고른 장점이 있다. 집성재는 대형 구조물·교량·교회·체육관 등에 이용되는 아치재·보·기둥 등의 구조용 재료나, 실내 장식 및 가구의 재료로 많이 이용된다.

③ MDF(Medium Density Fiberboard, 중밀도 섬유판)

MDF는 목질 재료를 주원료로 하여 고온에서 해섬하여 얻은 목섬유를 합성 수지 접착제로 결합시켜 성형·열압하여 만든 밀도 0.4∼ 0.8g/cm3의 목질 판상 제품이며, 3.0mm에서 30mm 두께까지 생산이 가능하다. MDF는 섬유 분배가 균일하고 조직이 치밀하여 복잡한 기계 가공 작업을 면이나 측면의 파열 없이 수행할 수 있으므로, 측면 반자돌림이나 표면 가공을 하는 테이블 상판·문짝·서랍 전면 등에 사용된다. 또한, 면이 견고하고 평활하여 장식용 필름이나 베니어 등을 오버레이하거나 페인팅하는 데에도 매우 적합하다. 뛰어난 안정성과 기계 가공성, 높은 강도 때문에 서랍 측면이나 캐비닛 레일·거울틀·반자돌림 등에 일반 목재 대신 사용할 수 있다.

④ 파티클 보드(Particle Board)

목에서 목재를 생산하고 남은 조각을 잘게 부수어 한 켜씩 펴고, 그 사이에 합성 수지 계통의 접착제를 뿌려 높은 온도와 압력으로 압착시켜 만든다. 이것은 일반 목재와 달리, 나뭇결 방향에 따른 강도나 변형에 의한 차이가 거의 없으며, 소리를 잘 흡수하고 넓은 면적의 판을 대량으로 만들 수 있어서 가구·악기·전자 제품 케이스 등의 제작에 쓰인다.

⑤ 플로어링(Flooring)

나무가 굳고 무늬가 아름다운 판자로, 한쪽 옆에는 홈을 내고 다른 쪽에는 촉을 만들어 맞대어 붙이기 편하게 만든다. 주로 마루널을 까는 데에 쓰인다.

⑥ 시멘트 목질판

목편·목모·목질 섬유 등과 시멘트를 혼합하여 성형한 보드로서, 각각 목편 시멘트판·목모 시멘트판·펄프 시멘트판이라 부르며, 일종의 복합 재료이다. 시멘트 목질판은 가공재(목질 재료)의 가공성과 시멘트의 불연성을 가지며, 그 성질과 용도가 비중에 따라 다른 특징이 있다.

목편 시멘트판 : 단열 보온재 또는 칸막이판 등으로 사용된다.

철근 보강판 : 바닥이나 지붕을 만들 수 있다.

목모 섬유판 : 흡음·단열효과가 있어 내벽 및 천장의 마감재, 지붕의 단열재나 치장의 목적으로 사용된다.

목질 시멘트판 : 주로 건축물의 내장용으로 사용된다.

※ 펄프(pulp) 목재를 부수어 조각으로 만들고, 화학 약품을 넣어 기름진 성분 을 빼낸 후 목섬유만을 분리한 것이다. 여기에 표백제를 넣어 희게 한 다음 에 여러 가지 종이를 만든다.

⑦ 화학 가공 목재

목재와 합성 수지를 복합하거나 약품 처리에 의해 제조된 목재로서, 제재품과는 성질이 다른 목재의 총칭이다. 이와 같이, 목질 재료의 원래 모습을 유지한 채로 열과 압력을 가하여 고밀화시키는 물리적 방법, 화학 약품을 침투시키는 화학적 방법에 의해 목질 재료가 가지고 있는 결함을 개량하여 그 성질을 개선한 목재를 개질 목재라 한다. 개질의 목적은 건조·방부·방충·내화·치수 안정성 및 양호한 물리·기계적 성질을 얻는 데 있다.

■ 목재의 양
목재의 양은 부피로 나타내는데, 표준 단위로는 m3를 사용한다. 실생활에서는 '재'라는 단위를 많이 이용하는데, 목재 1재의 양은 가로·세로·길이가 각각 30.3×30.3×3636mm인 목재 1개의 부피를 말한다. 각재는 가로×세로의 크기로, 판재는 그 두께에 따라 두께 9mm, 18mm 널 등으로 구분된다.