목재는 왜 수종마다 무게가 다른가요?
목재는 왜 수종마다 무게가 다른가요?
  • 나무신문
  • 승인 2015.03.09 00:00
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목재 100문 100답 | 16 한국임업진흥원 시험평가팀

소나무, 낙엽송, 느티나무, 단풍나무, 졸참나무 등 우리 주변에서 사용되는 목재의 종류는 다양하다. 이런 목재는 재색, 비중, 강도를 고려해 각 용도에 맞게 사용되고 있다. 용도에 맞는 목재를 선택하기 위해서는 목재가 가지고 있는 비중 즉, 무게가 중요한 요인 중에 하나다. 이번 회에서는 목재마다 무게가 다른 이유에 대해 알아보자.

 

목재의 전체 무게(total weight)는 목재 실질과 수분의 무게를 더한 것이다.
목재의 실질은 목재에 포함된 수분 즉, 세포내강에 존재하는 액상수분인 자유수와 세포벽 내에 존재하는 수분인 결합수를 제외한 목재 자체(리그닌, 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스)만의 무게다. 이러한 목재 실질은 수종에 관계없이 거의 일정하다. 이 목재 실질 무게에 수종에 따라 다른 세포벽 두께, 세포내강 및 공극의 크기 그리고 내부에 포함되어 있는 수분의 양에 의해 같은 부피의 목재라도 무게가 다르게 나타난다. 

우리가 목재의 물리적 성질을 나타내는 밀도와 비중은 단위부피당 재료의 질량(무게)으로 표현한다. 밀도(density)는 단위 부피당 질량 또는 무게로 정의되며 단위는 ㎏/㎥, g/㎤ 또는 Ib/ft3으로 표기된다. 비중(specific gravity)은 물의 밀도에 대한 어떤 재료의 밀도 비율을 의미한다. 목재와 같은 흡습성 재료인 경우 무게와 부피가 함수율 변화에 따라 달라진다.

▲ <섬유세포 모식도>
이러한 밀도와 비중은 수종마다 다른데, 이는 침엽수와 활엽수, 활엽수 중에서도 산공재와 환공재에 따라 차이가 나타난다. 세포조직의 구성에 따른 세포벽 밀도와 공극률이 다르기 때문이다. 또한 연륜을 형성하는 조재와 만재의 비율, 심재와 변재의 비율, 추출물 등에 영향을 받는다.

목재의 밀도와 비중은 목재의 성질을 추정하거나 사용용도의 적정성을 평가하는 등 목재이용에 있어 재질을 확인할 수 있는 주요 지표로 사용된다. 대체적으로 목재의 비중을 알면 그 목재의 가공성을 비롯하여 용도를 추측할 수 있다. 일반적으로 비중이 클수록 높은 강도 값을 가진다. 절삭에서는 소요되는 동력이 증가하고 공구의 마모도가 커지는 단점을 가지지만 절삭면은 곱게 나타난다.

 

침엽수

▲ 소나무 (비중: 0.45)
▲ 낙엽송 (비중: 0.61)

우리나라에서 가장 가벼운 목재는 오동나무로 그 비중이 0.17~0.37이다. 절삭과 건조가 용이하며 재질이 부드럽고 습기와 불에 잘 견딜 뿐만 아니라 가벼우면서도 통기성이 좋아 책상, 장롱 등 가구를 만드는 좋은 재료이다. 또한 소리를 전달하는 성질이 있어 울림이 좋아 거문고, 장구 등 악기로도 많이 사용되고 있다.

우리나라에서 가장 무거운 나무는 박달나무로 그 비중이 0.85~ 0.90이상이다. 재질이 매우 단단하고 치밀하며 강도가 강하기 때문에 예전부터 방망이나 홍두깨, 절구의 공이로 사용되었다. 뿐만 아니라 떡살판과 다식판, 머리빗으로도 이용되었다.

활엽수(환공재)

▲ 오동나무 (비중: 0.24)
▲ 상수리나무 (비중: 0.82)
 

세계에서 가장 가벼운 나무는 중남미 목재인 발사(balsa)다. 비중은 0.12 ~ 0.15로 가벼우며 강도가 매우 약하다. 강성과 부력이 있으며 열이나 음향에 대한 고도의 절연성이 있다. 내구성이 낮고 가공과 건조는 용이하여 항공기, 절연재, 구명구 등으로 사용된다. 세계에서 가장 무거운 나무는 중남미 목재인 리그넘-바이타(lignum-vitae)로 비중은 1.1 ~ 1.3 전후이다. 내구성이 대단히 크고 부후에 강하다. 건조는 곤란하고 매우 늦으며 가공이 곤란한 단점을 갖고 있다. 용도는 도르래(활차), 가구의 다리부분 등에 사용된다.

▲ <수종별 비중>