표제지 1
제출문 3
최종보고서 5
요약문 7
목차 12
I. 연구개발과제의 개요 21
II. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행내용 34
III. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표달성 정도 40
1. 연구개발과제의 수행 결과 40
가. 국산 활엽수 생산 최적화 시스템 구축 40
나. 목재 생산공정 개선을 위한 이력관리 시스템 48
다. 국산 활엽수 건조시간 단축과 건조스케줄 확보 57
라. 국산 활엽수 고부가가치 제품화 기술 및 용도개발 112
2. 연구개발성과 143
3. 목표 달성 수준 148
IV. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 149
V. 연구개발성과의 관리 및 활용계획 149
별첨 자료 151
뒷표지 152
표 1-1. 국내 산림정책 25
표 1-2. 국내 임목축적량과 전망치 26
표 1-3. 건조방식별 비교표 31
표 2-1. 연구개발 추진전략 및 방법 37
표 3-1. 각 수종별 비중 및 강도특성 43
표 3-2. 수종별 수축률 특성 44
표 3-3. 수종별 못박기 특성 45
표 3-4. 수종별 마모성 특성 46
표 3-5. 용도에 따른 제재 규격표 48
표 3-6. 시스템 구축 개선 분석 52
표 3-7. 이력관리 시스템 도입 후 개선사항 57
표 3-8. 함수율 20%까지의 추정 건조일수 66
표 3-9. 바이오 건조기의 투습 성능 평가표 74
표 3-10. 각 흡습재별 대표 구성성분 74
표 3-11. 각 흡습재 흡습 시험 초기 조건 75
표 3-12. 방습성능 평가를 위한 초기 조건 75
표 3-13. 각 흡습재별 흡습 성능 실험결과표 76
표 3-14. 방습성능 평가 실험 결과표 77
표 3-15. Lab.scale 바이오 건조기 실험 조건 80
표 3-16. 바이오 건조기 은행나무 (15×120×2000 mm) 자재소요량 88
표 3-17. 국내산 참나무 건조스케줄 (초기함수율 25~30%) 93
표 3-18. 바이오건조기 참나무류 건조실험 결과 요약 93
표 3-19. 참나무 외 기타 활엽수 건조실험-산벚나무 94
표 3-20. 참나무 외 기타 활엽수 건조실험-자작나무 94
표 3-21. 참나무 외 기타 활엽수 건조실험-느티나무 94
표 3-22. 참나무 외 기타 활엽수 건조실험-아카시나무 95
표 3-23. 참나무 외 기타 활엽수 건조실험-물푸레나무 95
표 3-24. 시험건조 스케쥴 개발 (참나무류, 33 mm, 초기함수율 28% 이하) 100
표 3-25. 시험건조 스케줄 개발 (박달나무, 70 mm외, 초기함수율 24%~33%이하) 101
표 3-26. 국내산 참나무 33 mm 건조스케줄 (초기함수율 25~30%) 105
표 3-27. 국내산 참나무 33 mm 건조스케줄 (초기함수율 50%이상) 106
표 3-28. 국내산 참나무 50 mm 건조스케줄 107
표 3-29. 국내산 자작나무 건조스케줄 107
표 3-30. 국내산 벚나무 건조스케줄 108
표 3-31. 국내산 아까시나무 건조스케줄 109
표 3-32. 국내산 박달나무 건조스케줄 110
표 3-33. 바이오건조기 참나무류 건조실험 결과 요약 111
표 3-34. 바이오건조기+강제건조 총 건조일수 단축 111
표 3-35. 수종별 기건 비중 및 강도 특성 114
표 3-36. 수종별 가공특성 114
표 3-37. 수종별 마모특성 115
표 3-38. 제조 공정 스케줄표 121
그림 1-1. 2017년 기준 수종별 원목 구입량 21
그림 1-2. 국산 원목 생산량 추이 21
그림 1-3. 국산 목재의 벌채계획 22
그림 1-4. 천연건조 (Air-drying) 방법 23
그림 1-5. 강제건조 (Kiln-drying) 방법 23
그림 1-6. 임지에 방치되어 있는 활엽수 및 Bio-dryer (건조기) 24
그림 1-7. 국산 목재 생산기반 구축 24
그림 1-8. 목재 자급률 추이 26
그림 1-9. 원목 야적장 ((주)흥평임업) 29
그림 1-10. 원목 제재방법 ((주)흥평임업) 30
그림 1-11. 국내산 활엽수 수종별 구입량 30
그림 1-12. 목재 건조기 초기비용 30
그림 1-13. 다양한 용도의 활엽수 제품 ((주)흥평임업) 31
그림 1-14. 일본 건축용재 중 건조재 비율 32
그림 1-15. 일본 활엽수 제재목 제품활용 예 32
그림 1-16. 비닐하우스 건조실험 예 33
그림 1-17. 일본 활엽수 목재제품 브랜드의 예 33
그림 2-1. 1차년도 개발내용 및 범위 34
그림 2-2. 2차년도 개발내용 및 범위 35
그림 2-3. 3차년도 개발내용 및 범위 36
그림 2-4. 연구개발 추진체계 37
그림 2-5. 건조 응력 (Drying stress)과 건조 결함 (Drying defects) 39
그림 3-1. 국산 목재의 이용실태 40
그림 3-2. 활엽수 이용확대 로드맵 구축 (일본) 40
그림 3-3. 국산 활엽수재 100% 활용을 위한 Master Plan 41
그림 3-4. 국산 활엽수재 100% 활용을 위한 Master Plan 및 로드맵 41
그림 3-5. 흥평임업 SWOT분석 42
그림 3-6. 인장강도, 압축강도, 전단강도 시험 장치 43
그림 3-7. 각 수종별 T/R율 45
그림 3-8. 기존 제재방식과 개선 제재방식 47
그림 3-9. 다양한 형태의 제품정보를 데이터베이스화 (바코드) 48
그림 3-10. 바코드 부여 및 관리 49
그림 3-11. 이력관리 시스템의 상세 프로세스 49
그림 3-11. 생산공정 처리절차 및 흐름 도식화 50
그림 3-12. 현행 이력관리 시스템과 개선된 이력관리 시스템 구성도 (H/W) 51
그림 3-13. 최근 10년간 산림면적 및 임목축적 변동 추이 58
그림 3-14. 임상별 산림면적 변동 추이 (2015년도 기준) 58
그림 3-15. 수종별 조림 실적 58
그림 3-16. 2017년 기준 목재이용실태조사 59
그림 3-17. 미건조 목재의 활용 용도: 토류판, 가설재, 파렛트 60
그림 3-18. 목재의 건조결함 60
그림 3-19. 일본의 바이오건조기 61
그림 3-20. 바이오건조기의 원리 62
그림 3-21. 바이오건조기의 실험결과 62
그림 3-22. 이동형 소형 Bio dryer 63
그림 3-23. 튤립나무, 잣나무 함수율 변화 그래프 64
그림 3-24. 참나무 각재 건조 결과 64
그림 3-25. 원목 야적장 ((주)흥평임업) 65
그림 3-26. 원목 제재방법 ((주)흥평임업) 65
그림 3-27. 천연건조장 위치 67
그림 3-28. 천연건조 (Air-drying) 방법 67
그림 3-29. 비닐하우스 제작 설계도면 및 설치현황 68
그림 3-30. 비닐하우스 비교실험 데이터 69
그림 3-31. 최근 5년간 주요 가로수 식재 현황 70
그림 3-32. 낙엽송(좌), 라디에타파인(중), 은행나무(우) 판재 71
그림 3-33. 챔버 제작 상세 도면 71
그림 3-34. 챔버 설치 사진 71
그림 3-35. 라디에타 파인 1차 목재 함수율 변화 및 평형함수율 변화 72
그림 3-36. 라디에타 파인 2차 목재 함수율 변화 및 평형함수율 변화 72
그림 3-37. 낙엽송 1차 목재 함수율 변화 및 평형함수율 변화 72
그림 3-38. 낙엽송 2차 목재 함수율 변화 및 평형함수율 변화 72
그림 3-39. 은행나무 1차 목재함수율 변화 및 평형함수율 변화 73
그림 3-40. 은행나무 2차 목재함수율 변화 및 평형함수율 변화 73
그림 3-41. 라디에타 파인(좌), 낙엽송(중), 은행나무(우) 상판 휨 현상 73
그림 3-42. 수분 증발율 77
그림 3-43. 증발량 대비 은행나무 흡습율 77
그림 3-44. 증발량 대비 흡습재 흡습율 77
그림 3-45. 손실증발율 77
그림 3-46. 총방습량, 목재 흡수량, 재료 방습량 78
그림 3-47. 방습 전, 포수, 방습 후 재료별 중량변화 78
그림 3-48. 바이오건조기용 흡습재의 흡/방습율 79
그림 3-49. 포수 비율 대비 방습율 79
그림 3-50. 벽체 측면도 80
그림 3-51. 벽체 단면도 80
그림 3-52. 바이오 건조기 가조립 80
그림 3-53. Pre-Control 시간경과에 따른 함수율 변화 81
그림 3-54. 실험 설치 사진 81
그림 3-55. 내부 참나무류 배치 사진 81
그림 3-56. Control 시간경과에 따른 목재 함수율 변화 81
그림 3-57. 바텀애쉬 시간경과에 따른 목재 함수율 변화 82
그림 3-58. 규조토 시간경과에 따른 목재 함수율 변화 82
그림 3-59. 숯 시간경과에 따른 목재 함수율 변화 82
그림 3-60. 톱밥 시간경과에 따른 목재 함수율 변화 82
그림 3-61. 용적률 22.9% 상태의 함수율 변화 83
그림 3-62. 용적률 18.3% 상태의 함수율 변화 83
그림 3-63. 용적률 13.7% 상태의 함수율변화 83
그림 3-64. 용적률 9.1% 상태의 함수율변화 83
그림 3-65. 용적률 4.5 상태의 함수율변화 83
그림 3-66. 각 흡습재별 바이오 건조기 건조효율 84
그림 3-67. 용적률에 따른 건조 후 함수율과 감소함수율 84
그림 3-68. 바이오드라이어 실대재 시설제작 도면 86
그림 3-69. 바이오드라이어 실대재 설치모습 86
그림 3-70. 바이오 건조기의 재료 87
그림 3-71. 바이오 건조기의 제작과정 87
그림 3-72. 바이오 건조기 최적화 조건 도출 방법 89
그림 3-73. 바이오 건조기의 제작과정 89
그림 3-74. 바이오 건조기 실대재 실험 90
그림 3-75. 바이오 건조기 내부온도 및 시험편 측정 90
그림 3-76. 수종별 건조실험 결과 (10 mm 여러 수종) 92
그림 3-77. 33 mm 참나무류 건조실험 결과 (35℃ 건조) 92
그림 3-78. 33 mm 참나무류 시험편 배치 93
그림 3-79. Pilot. scale 바이오 건조기 94
그림 3-80. 건조시간 경과에 따른 함수율 추이 95
그림 3-81. 목재로만 구성된 바이오 건조기 96
그림 3-82. 참나무류 예비건조 위탁실험 측정 96
그림 3-83. 중온건조기 설계도면 (평면도, 측면도) 97
그림 3-84. 중온건조기 설치 제작 97
그림 3-85. 중온건조기 내부 98
그림 3-86. 중온건조기 현장 적용 실험 99
그림 3-87. 고주파진공건조기 99
그림 3-88. 참나무류 건조테스트 100
그림 3-89. 참나무류 건조 후 응력테스트 (건조응력 없음) 101
그림 3-90. 목재수종 식별 장비 102
그림 3-91. 국내 5수종 3단면 사진 103
그림 3-92. 건조실험 측정 104
그림 3-93. 국산 활엽수용 중온건조 기술 개발 105
그림 3-94. 참나무 33 mm 건조스케줄 106
그림 3-95. 자작나무 건조스케줄 108
그림 3-96. 벚나무 건조스케줄 109
그림 3-97. 아까시나무 건조스케줄 110
그림 3-98. 중온건조기 실대재 실험 111
그림 3-99. 총 건조시간의 단축 (바이오건조기+중온건조) 111
그림 3-100. 국산 활엽수재 이용현황과 새로운 용도개발의 필요성 112
그림 3-101. 목재 행사 키워드 관련 기사 113
그림 3-102. 목재문화진흥회 2019년도 공식 일정 113
그림 3-103. 무늬목 제조 과정 115
그림 3-104. 활엽수 도감 116
그림 3-105. 우든볼 실적용 사례1 117
그림 3-106. 우든볼 실적용 사례2 117
그림 3-107. Wooden ball 제작용 수종별 사진 (좌측부터 밤나무, 벚나무, 오동나무, 자작나무, 낙엽송) 117
그림 3-108. Wooden ball 제작 기계 118
그림 3-109. 각 수종별 규격, 무게, 밀도 그래프 118
그림 3-110. 오동나무 최초→15분→30분→60분 시간경과에 따른 형태 변화 119
그림 3-111. 벚나무 최초→40분→60분→90분→180분→240분→300분→360분 시간경과에 따른 형태변화 119
그림 3-112. 낙엽송 15분→30분→60분→180분 시간경과에 따른 형태변화 119
그림 3-113. 밤나무 40분→60분→90분→180분→240분→300분→360분 시간경과에 따른 형태변화 119
그림 3-114. 자작나무 40분→60분→90분→180분→240분→300분→360분 시간경과에 따른 형태변화 120
그림 3-115. 각 수종별 제작 소요시간 120
그림 3-116. Wooden Ball 제작과정 및 활용방안 121
그림 3-117. 낙엽송 121
그림 3-118. 참나무 121
그림 3-119. 아까시 나무 121
그림 3-120. 낙엽송 중량변화 122
그림 3-121. 참나무 중량변화 122
그림 3-122. 아까시 나무 중량변화 123
그림 3-123. 낙엽송 2시간 (줄+#80 사포) → 1시간 (#220) → 1시간 (#800) 123
그림 3-124. 참나무 3시간 (줄+#80 사포) → 1시간 (#220 사포) → 1시간 (#800 사포) 123
그림 3-125. 아까시 나무 3시간 (줄+#80 사포) → 1시간 (#220 사포)→ 1시간 (#800 사포) 124
그림 3-126. 교보재 개발을 위한 목공기계 124
그림 3-127. 국산 참나무를 활용한 명찰 및 키링 125
그림 3-128. 국산 벚나무, 느티나무, 아카시 나무를 활용한 네임텍 125
그림 3-129. 느티나무, 목백합나무, 물푸레나무, 밤나무, 아카시나무, 자작나무, 잣나무,… 125
그림 3-130. 집성테이블의 제작 방법 (핑거조인트, 측면접합) 126
그림 3-131. 참나무를 이용한 집성 도마의 제작 126
그림 3-132. 느티나무, 밤나무, 벚나무, 아카시나무, 은행나무, 자작나무, 느릅나무를 이용한 도마 126
그림 3-133. 원목 코스터 (컵 받침) 126
그림 3-134. 느티나무, 목백합나무, 박달나무, 아카시나무, 은행나무, 편백나무를 이용한 플레이팅 도마 127
그림 3-135. 원목 뒤집개 3종 127
그림 3-136. 원목 접시 3종 127
그림 3-137. 밤나무, 아카시나무, 느릅나무, 팽나무를 이용한 쟁반 & 접시 127
그림 3-138. 플레이팅 용 접시 & 쟁반 3종 128
그림 3-139. 우드슬랩 128
그림 3-140. 다양한 수종 및 형태의 우드슬랩 128
그림 3-141. 활엽수 소재로 제작한 마루판 샘플 129
그림 3-142. 국산 활엽수 집성의 필요성 129
그림 3-143. 핑거조인트 집성방법 130
그림 3-144. 탑 핑거조인트 (좌)와 사이드 핑거조인트 (우) 방법 131
그림 3-145. 집성 공정의 종류 131
그림 3-146. 핑거 조인트 제조 공정 131
그림 3-147. 아까시 나무를 이용한 시제품 제작 132
그림 3-148. 목공용 테이블 시제품 제작 132
그림 3-149. 국산 활엽수 현 이용현황 133
그림 3-150. 활엽수 Value Chain 133
그림 3-151. 우드슬랩을 이용한 TV 받침대 135
그림 3-152. 우드슬랩을 이용한 천장조명 (좌), 우드슬랩을 이용한 아트월 (우) 135
그림 3-153. 참나무 사이드 테이블 (좌), 박달나무 테이블 (우) 136
그림 3-154. 은행나무 식탁 (좌), 느티나무 식탁 (우) 136
그림 3-155. 참나무 식탁 (좌), 밤나무 식탁 (우) 136
그림 3-156. 느티나무 책상 (좌), 참나무 테이블 (우) 137
그림 3-157. 산벚나무 테이블 (좌), 다릅나무 식탁 (우) 137
그림 3-158. 층층나무 테이블 상판 (좌), 느티나무 사이드 테이블 (우) 137
그림 3-159. 벚나무 테이블(좌), 느티나무 사이드 테이블 (우) 138
그림 3-160. 물푸레나무 벤치재 및 테이블 (좌), 밤나무 벤치재 (우) 138
그림 3-161. 밤나무 벤치재 (좌), 목백합나무 벤치재 및 테이블 (우) 138
그림 3-162. 木 (MOK)을 이용한 브랜드 아이덴티티 개발 139
그림 3-163. 木 (MOK)을 이용한 제품 및 상품화를 위한 카다로그 139
그림 3-164. 국산 활엽수 원목 생산량 140
그림 3-165. 국산 활엽수 제재목 용도별 생산량 140
그림 3-166. 국산 활엽수 용도 개발 시장 141
그림 3-167. 활엽수재를 이용한 다양한 소품 개발 141
그림 3-168. USB(좌측 상단), 필기받침대(우측 상단), 마그넷 (하단) 142
그림 3-169. 국산 활엽수 시장의 새로운 新이용가치 창출 142