심재와 변재(목재)

나무는 위로 자라면서 옆으로도 자라는데, 나무는 따뜻한 계절에 빠르게 성장(춘재)하고 추운 계절에 느리게 성장(추재)하면서 나이테를 형성합니다. 이렇게 성장하는 특성때문에 나무는 방향에 따라 다른 특징을 보이게 됩니다.

 

■ 목재의 함수율과 신축

 

나무의 성장

나무는 봄철과 초여름에 걸친 따뜻한 계절에는 빠르게 성장(춘재)하고 추운 계절에 느리게 성장(추재)하기 때문에 나이테 문양을 남기게 됩니다.

 

 

춘재(Springwood, Earlywood)는 하나의 나이테에서 처음 부분으로 봄부터 초여름에 걸쳐서 형성되는 조직입니다. 춘재는 세포막이 얇고 세포 내강이 크며 비중이 작은 특성을 지니게 됩니다.

추재(Summerwood, Latewood)는 하나의 나이테에서 나중 부분으로 여름부터 가을에 걸쳐서 형성되는 조직으로 세포막이 두껍고 세포 내강이 작으며 비중이 큰 특성을 지닙니다.

그래서 나이테(Annual ring)라고 하는 나무가 1년 동안 생장한 양을 나타내는 횡단면 상의 둥근 테가 생기게 됩니다. 나이테 사이의 간격(Annual ring width)이라고 하고, 이 값은 나무가 1년 동안 얼마나 빨리 자랐는지를 나타낸 척도가 됩니다. 일반적으로 나이테 간격이 좁을수록 고급 재료에 속합니다.

 

나무의 방향성

나무는 방향에 따라 다른 특성을 보이게 되는데 크게 접선 방향, 방사 방향, 섬유 방향으로 나눌 수 있습니다.

 

접선 방향(Tangential direction)은 목재의 횡단면에서 나이테에 접하는 방향을 말합니다. 목재를 나이테에 접하도록 길이 방향으로 자른 단면을 접선 단면(Tangential section)이라고 하고 접선 단면은 방사 단면과 직각으로 만난다. 이 접선 방향으로 신축 팽창이 크게 나타나고 강도도 낮게 나타납니다.

방사 방향(Radial direction)은 목재의 횡단면에서 수심과 수피 사이에 나이테에 수직한 방향을 말합니다. 목재를 나이테에 수직하게 길이 방향으로 자른 단면을 방사 단면(Radial section)이라고 합니다. 

섬유 방향(Longitudinal direction)은 나무의 세포가 전반적으로 배열되어 있는 길이 방향입니다. 대체적으로 섬유방향으로 강도도 높고 신축 팽창도 작게 나타납니다.

 

심재와 변재

나무의 중심을 수심이라고 하는데, 중심에 있는 심재와 심재를 둘러싼 변재는 비중이나 강도, 신축, 내구성 면에서 다른 특성을 보입니다. 

 

 

변재(Sapwood)는 나무의 형성층에 가까운 외곽의 유세포가 살아 있는 목재 조직을 말합니다. 생활 기능을 가지고 있는 세포의 조직으로 구성되어 있으므로 양분을 저장하고 수액을 이동시키는 통로 역할을 하는 부분입니다.

따라서 심재에 비해 색깔이 연하고 함수율이 높으며 썩기 쉬운 특성이 있습니다. 또 흡수성이 커서 신축이 크고 옅은 색을 띱니다.

 

심재(Heartwood)는 수심부의 색깔이 진한 부분을 말합니다. 임목의 성숙에 따라 변재를 구성하고 있는 세포는 시간이 경과하면서 원형질을 소실하게 되어 생활력을 상실하게 됩니다. 따라서 목질부의 안쪽은 골격체인 세포막 물질만이 남아있게 되어 나무 몸체를 지지하는 기계적 기능을 수행하게 됩니다.

 

이처럼 변재의 세포는 고화되어 강도가 클 뿐 아니라 일반적으로 색깔이 짙으며 함수율이 낮고 신축성도 적을  뿐 아니라 잘 썩지도 않습니다.

 

항복	심재	변재
비중	크다	작다
신축성(수축률)	적다	크다
내후, 내구성	크다	작다
강도	크다	약하다
목재의 흠	거의 없다	많다

 

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