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목재보존과학
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목재보존과학

  • 김윤수
  • |
  • 전남대학교출판문화원
  • |
  • 2019-02-27 출간
  • |
  • 428페이지
  • |
  • 188 X 257 mm
  • |
  • ISBN 9788968496134
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북스크린영상으로 만나보는 한 권의 책 이야기

출판사서평




[책속으로 이어서]

1.2. 목재보존의 역사
인류는 오래 전부터 여러 방법을 사용해 목재의 사용연한을 늘이려 노력해왔다. 중국인은 오래전부터 목재를 바닷물에 일정 기간 침지시켜 사용함으로써 목재의 열화를 방지하고자 했다. 이집트인들은 BC 2천년전 미라, 목관 등에 natrum이란 무기화합물과 역청 물질을 사용하여 목재를 썩지 않게 하려 노력했다. 로마인들은 나무의 종류에 따라 내부후성이 다르다는 것을 이미 이해하고 있었으며 해양천공동물의 피해를 막기 위해 엷은 구리판을 배의 갑판에 덮기도 했다. 노아가 전나무로 방주 한척을 만들면서 나무 배 안과 밖을 역청을 칠했다(창세기4:15)는 이야기도 목재보존에 대한 기술과 기법이 긴 역사를 가지고 있음을 보여주는 것이라 하겠다.
서양 사람들이 목재의 보존에 관심을 가졌던 가장 큰 원인은 목재로 만든 선박의 사용연한을 연장하고자 했기 때문이다. 목재를 가리키는 라틴어 lignum은 로마시대엔 선박을 의미하는 말로 사용될 정도로 목재는 배 그 자체였다. 목선에 대한 관심은 중세 이후 근세 유럽의 대항해 시대가 시작되면서 심화되었다. 스페인, 포르투갈, 프랑스, 영국, 네덜란드는 해상권의 확장을 위해 목선의 보존에 관심을 쏟기 시작했다. 바스코 다가마는 해양천공충을 방제하기 위해 목선의 겉 부분을 탄화시켜 항해했다. 명나라 초 장예는 장기간 항해를 위해 목선을 소나무 판으로 한 겹 더 둘러 사용했다(Temple, 1985). 대형 목선의 난파는 단순히 기상 조건 때문만 아니라, 해양천공충의 피해와 밀접한 관계가 있음이 후대 역사가들에 의해 밝혀지고 있다(예: 영국 Mary Rose 호의 침몰). 이에 따라 목선의 사용연한을 연장하고자 다양한 화학 약품을 목재보존제로 사용하였지만 큰 성공을 거두지 못했다.
산업혁명 이후 기차의 가동에 따라 철도 침목의 사용이 급증하였고 전신주의 가설 역시 급증하면서 산업적 측면에서의 목재보존에 대한 시도가 활발해졌다. 흥미롭게도 목재부후의 원인이 학문적으로 밝혀지기 훨씬 전부터 영국과 프랑스의 토목 기술자들은 목재보존을 위한 약제 개발과 보존제의 주입기술을 연구하기 시작했다. 오늘날 사용하고 있는 상당수의 보존제나 그 주입방법은 이미 19세기에 개발된 것이며 그것도 부후균이나 곤충에 대한 체계적인 연구가 시작되기 전에 개발된 것이다(Hosli, 1982). 19세기부터 최근까지의 목재보존에 대한 주요사건을 연대기적으로 기술하면 아래와 같다.

1836 : Moll에 의해 creosote방부제 특허
1838 : Burnett법 개발 - 염화아연용액에 목재 가압처리
프랑스인 Boucherie 낙차식 주입법 개발
1839 : 영국의 Bethell 충세포법(full cell process) 특허
1853 : 충세포법으로 철도침목 가압 주입
1878 : 독일 뮌헨대 Hartig 교수 - 목재부후균에 의해 목재가 부후됨을 밝힘
1884 : Boulton법(일명 creosoting) 개발
1902 : Ruping법 특허
1904 : Lowry법 특허, 미국목재보존가협회(AWPA) 창설
1910 : 미국 임산물연구소(FPL) 개설, 목재보존연구 시작
1924 : 일본 목재보존연구회 설립,
1933 : 인도인 Sonti Kamesan박사 CCA개발
1936 : PCP(pentachlorophenol) 목재보존제로 사용
1946 : 스웨덴 Henriksson 교체 가압·감압법 개발
1965 : 국제목재보존연구회(IRG/WP) 발족
1980 : PCP 및 유기염소계 약제 사용제한
2000 : 독일을 비롯한 유럽에서 비소와 크롬의 환경위해성 제기, CCA 사용 제한전 세계적으로 확산. 이에 따라 환경 친화적 약제사용
2003 : 한국목재보존협회 설립
2010 ~ 기존 목재보존제에 대한 시장의 규제로 전통적인 방부제 산업 쇠락

한편 우리나라에서 방부 처리 목재가 처음 사용하게된 것은 1889년 서울과 노량진간의 철도가 부설되면서 목재 침목에 콜타르(coal tar), 크레오소트(creosote) 방부제를 주입한 것이 처음으로 보고되고 있다(이용대, 1993). 조선의 개국과 함께 1899년 9월 경인선, 1914년 호남선의 개통에 따른 철도의 확충에 따른 침목의 생산은 우리나라의 보존 산업의 초창기를 장식했다. 일제 강점기간(1910~1945) 중 일본은 1906년 남만주철도주식회사를 설립하고 만주 개발을 위한 철도 노선을 확장하면서 신의주, 성진, 대전, 부산, 길림 등지에 방부공장을 설립하고 운영했다(예: 일본목재공업(주) 부산공장, 조선방부합자회사, 미쓰이(三井)물산 부산 방부공장 등). 일제강점기 조선총독부 학무국에서 제정 공표한 보통학교 조선어독본(普通學校 朝鮮語讀本, 1923년판)은 “철도의 침목은 모두 율목(栗木: 밤나무)을 사용하나니, 이는 그 질이 가장 견강(堅强)하고 쉽게 후패(朽敗)하지 않는 소이(所以)며, 또 전신주로는 삼목(杉木)을 사용하니...”라는 내용을 당시 초동학생에게 가르치고 있었다.
우리나라에서의 목재보존에 대한 연구 역시, 서양처럼 공학 분야에서 시작되었다. 1908년 창립된 ‘공업연구회’(광무 光武 3년 1899년 설립된 우리나라 최초의 공립 공학교육기관인 ‘관립상공학교’의 후신)가 개최하는 통상총회(1909년 1월)에서 남증희(南曾熙)는 ‘목재의 성질’에 대한 기술 강연을 하고, 2월 총회에선 김항중(金恒中)이 ‘목재의 부후(腐朽) 원인’을, 3월 강연에서 송요돈(宋堯暾)이 ‘증재와 훈연법(蒸材 及 燻煙法)‘을 강연했다(김상용, 2018). 이는 일제 강점기 이전부터 목재의 성질, 부후와 보존처리법에 대한 관심과 연구가 있었음을 시사하고 있다. 1910년 일제 강제 점령 이후, 임업시험장을 중심으로 국산 수종의 내부후성 시험이 이루어졌으며 광복 이후 임업시험장(현 국립산림과학원 전신)을 중심으로 갱목의 내구력 향상을 위한 방부처리 시험, 국산 유용 목재의 비교 내부후성 시험, 흰개미의 생태와 방제, 방부목재 가이드북의 발간을 통해 현실적인 문제에 대한 접근을 계속하고 있다. 대학에서의 목재보존에 대한 연구는 1950년대부터 시작되어 90년대 이후 본격적인 학문적 접근이 계속되고 있다.
2003년 한국목재보존협회(사단법인)이 설립되었지만 1924년 목재보존연구회를 설립한 일본에 비하면 80여년의 격차를 보인다. 21세기 들어 분자생물학에 기초한 연구와 보존제의 환경 위해성에 대한 연구가 진행되고 있지만, 전반적인 지적 수준과 그 인식 정도는 선진 외국의 연구와 비교하면 여전히 많은 노력이 필요로 한다. 이웃나라 일본은 1874년 스코틀랜드 글라스고 대학에서 수학한 志田林三郞을 필두로, 독일 유학파(예: 志賀泰山) 등을 통해 유럽의 목재보존 지식을 수입하기 시작했으며, 1879년 낙차식 주입법(뷔셔리 법)을 사용한 전신주의 약제 주입, 1924년 일본목재보존연구회 설립, 1931년 학술지 ’목재보존(木材保存)‘을 발간했다. 일본이 1940년대 사용 목재의 50% 정도를 보존처리한 사실(芝本武夫, 1985)과 비교하면 우리나라의 목재보존은 많이 차이를 안고 출발했음을 읽을 수 있다.

목재보존 관련 학회
목재보존과 관련된 국제 학회로는 국제목재보존연구회(International Research Group on Wood Protection(IRG/WP, http://www.irg-wp.com)가 있다. 이 연구회는 1968년 OECD 국가를 중심으로 창설되었으며, 스톡홀름에 그 본부를 두고 있다. 매년 총회를 갖고 회원들의 연구 발표를 통해 최근의 목재보존에 관한 지식을 교환하고 IRG/WP Document를 발행하고 있다. 미국, 캐나다, 영국, 독일, 일본 등은 자국의 목재보존학회, 또는 목재보존자협회 등을 통해 학술지와 프로시딩(proceeding)을 발간하고 있다. 이밖에도 미생물, 곤충 관련 학술지(Journal)에서 목재부후균, 목재 가해곤충, 흰개미 등에 관한 연구 논문이, 환경공학 및 보건 관련 학회지에서 보존약제에 대한 연구 보문이 발표되고 있다. 또한 문화재 및 고고학 관련 학술지에서도 목조문화재의 열화 및 충전제에 관한 논문이 꾸준히 발표되고 있다.


목차


개정 증보판을 내면서 / ⅲ
들어가면서 / ⅴ

제1장 목재보존의 필요성과 목재의 특성 / 김윤수
1.1. 목재보존과학 / 2
1.2. 목재보존의 역사 / 7
1.3. 목재의 특성 / 11
1.4. 목재의 내구성(耐久性 또는 내후성 耐朽性) / 23

제2장 미생물에 의한 목재의 열화 / 김윤수
2.1. 목재의 부후 / 31
2.2. 부후목재의 특징 / 36
2.3. 목재부후균의 생리 및 형태적 특징 / 51
2.4. 목재부후균의 균체외 효소 / 60
2.5. 변색균과 표면오염균 / 71
2.6. 세균에 의한 목재의 열화 / 78
2.7. 해양미생물에 의한 목재의 열화 / 83
2.8. 목재부후 미생물의 생물공학에의 이용 / 85

제3장 곤충에 의한 목재의 열화 / 김윤수
3.1. 목재가해 곤충의 분류와 특징 / 100
3.2. 건재해충 / 103
3.3. 흰개미에 의한 목재의 피해 / 113
3.4. 생원목 가해 곤충 / 124
3.5. 해양 천공충에 의한 목재의 열화 / 129

제4장 목재의 비생물학적 열화 / 김규혁
4.1. 물리적 열화 / 144
4.2. 열 열화 / 146
4.3. 화학적 열화 / 148
4.4. 기계적 열화 / 151
4.5. 목재의 기상열화(weathering) / 151

제5장 목조문화재의 열화 / 김윤수
5.1. 건조고목재의 열화 / 171
5.2. 수침고목재의 열화 / 180
5.3. 목조문화재의 보존 / 192
5.4. 건조고목재의 보존 / 215
5.5. 목조문화재의 전시 및 보관 / 218

제6장 목재 보존제 / 김영숙
6.1. 목재 보존제의 적용과 선택 / 233
6.2. 목재 보존제의 종류와 특성 / 235
6.3. 목재 방충제 / 257
6.4. 변색방지제 또는 방곰팡이제 / 261
6.5. 훈증약제(fumigant) / 262
6.6. 난연약제 (fire-retardent chemicals) / 268
6.7. 목재 보존제의 안전성 및 환경 영향 / 273
6.8. 목재 보존제 안전사용을 위한 약제 등록제도 / 278
6.9. 처리 공장 환경과 종사자의 건강 위해성 / 279
6.10. 목재 보존제의 작용 메카니즘 / 282

제7장 보존처리 기술 / 김규혁
7.1. 목재 내 보존제 침투 / 294
7.2 처리용 목재의 조정 / 309
7.3. 보존처리 방법 / 317
7.4. 처리목재의 보존성능 영향 인자 / 337
7.5. 처리목재의 성능 / 340

제8장 비관행적 방법에 의한 목재 내후성 개선 / 김규혁ㆍ김영숙
8.1. 화학개질 / 348
8.2. 열처리 (Heat treatment) / 359
8.3. 도장기술을 이용한 목재의 기상열화 방지 / 366

제9장 목재열화의 진단 및 보존처리 목재의 성능평가 / 김영숙
9.1. 목재의 열화진단 / 376
9.2. 목재보존 성능평가 / 386

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