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KR101975653B1 - Method for producing green wood drying-heat treatment using superheated stream - Google Patents

Method for producing green wood drying-heat treatment using superheated stream Download PDF

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KR101975653B1
KR101975653B1 KR1020170049927A KR20170049927A KR101975653B1 KR 101975653 B1 KR101975653 B1 KR 101975653B1 KR 1020170049927 A KR1020170049927 A KR 1020170049927A KR 20170049927 A KR20170049927 A KR 20170049927A KR 101975653 B1 KR101975653 B1 KR 101975653B1
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heat
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Abstract

본 발명은 생재 건조-열처리 공정을 개시한다. 본 발명의 실시예에 따른 생재 건조-열처리 공정은 생재를 준비 및 가열하는 단계; 과열수증기를 이용하여 상기 생재 내 자유수를 제거하기 위해 열처리하는 1차 건조-열처리 단계; 상기 과열수증기를 이용하여 목재 내 결합수를 제거하고, 상기 1차 건조-열처리 단계 보다 고온에서 열처리하는 2차 건조-열처리 단계; 상기 과열수증기를 이용하여 평형함수율에 도달한 상기 2차 건조-열처리된 목재의 내부 온도의 최고 온도에서 열처리하는 집중 열처리 단계; 및 상기 집중 열처리된 목재를 냉각시키는 냉각 단계를 포함하고, 상기 1차 건조-열처리 단계, 상기 2차 건조-열처리 단계 및 상기 집중 열처리 단계는 140℃ 내지 260℃의 과열수증기 온도 및 4atm 내지 400atm의 과열수증기 압력에서 진행되는 것을 특징으로 한다.The present invention discloses a raw material drying-heat treatment process. The raw material drying-heat treatment process according to an embodiment of the present invention includes preparing and heating a raw material; A first drying-heat treatment step of performing heat treatment to remove free water in the raw material using superheated steam; A secondary drying-heat treatment step of removing the coupling water in the wood by using the superheated water vapor and performing a heat treatment at a higher temperature than the primary drying-heat treatment step; A concentrated heat treatment step of performing heat treatment at a maximum temperature of the internal temperature of the secondary drying-heat-treated wood having reached an equilibrium moisture content using the superheated steam; And a cooling step of cooling the concentrated heat treated wood, wherein the primary drying-heat treatment step, the secondary drying-heat treatment step, and the concentrated heat treatment step have a superheated water vapor temperature of 140 to 260 캜 and a superheated water vapor temperature of 4 to 400 atm And is advanced at superheated water vapor pressure.

Description

과열수증기를 이용한 생재 건조-열처리 공정{METHOD FOR PRODUCING GREEN WOOD DRYING-HEAT TREATMENT USING SUPERHEATED STREAM}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a method and apparatus for producing a high-

본 발명은 생재 건조-열처리 공정에 관한 것으로, 보다 상세하게는 과열수증기를 이용하여 생재를 건조-열처리하는 공정에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a raw material drying-heat treatment process, and more particularly, to a process of drying-heat-treating a raw material using superheated steam.

목재의 내부에는 다량의 수분이 함유되어 있으며, 이러한 목재는 길이 방향과 횡단 방향에 따라 수축율 또는 팽윤율이 다르고, 이러한 수축률 또는 팽윤율의 차이로 인해 목재의 건조 과정, 열처리 과정, 제조과정 또는 제품으로서 사용 중에 균열이나 비틀림 또는 치수변형 등이 발생될 수 있다.The interior of the wood contains a large amount of moisture. These woods have different shrinkage or swelling ratios depending on the longitudinal and transverse directions, and because of the difference in shrinkage or swelling ratio, the drying process of the wood, the heat treatment process, Cracks, twisting or dimensional deformation may occur during use.

따라서 이러한 목재의 균열이나 비틀림 또는 치수 불안정 등을 방지하기 위해서 목재를 가공할 때에는 가공 전에 목재를 건조시키는 공정을 진행한다.Therefore, in order to prevent such cracking, twisting or dimensional instability of the wood, when the wood is processed, the process of drying the wood is carried out before the processing.

일반적으로 목재를 주성분(셀룰로오스, 헤미셀룰로오스 및 리그닌)이 변화되는 온도로 열처리하고 나면 목재의 수축 팽창이 감소하여 치수가 안정되며 색상이 초콜릿(Chocolate)색과 같은 진한 갈색으로 변하여 고급스러운 색을 갖고, 목재의 자연부패가 방지되는 특징이 있다.In general, when the wood is heat-treated at a temperature at which the main components (cellulose, hemicellulose and lignin) are changed, the shrinking expansion of the wood is reduced and the dimensions are stabilized. The color changes into a dark brown color such as chocolate, There is a characteristic that natural decay of wood is prevented.

목재를 열처리하면 목재는 평형함수율의 감소에 의한 치수안정성 증가, 내부후성능 향상 및 불균일한 표면 재색의 균일화 등의 장점을 가진다.When the wood is heat treated, the wood has the advantages of increasing the dimensional stability by decreasing the equilibrium moisture content, improving the internal post-performance and uniformizing the coloration of uneven surface.

기존의 목재 열처리 방법은 열처리 중 발생할 수 있는 내부 할렬(check)이나 틀어짐 등의 변형을 예방하기 위하여 약 10% 내지 15%의 함수율로 건조된 목재를 사용하여 실시하고 있다. 이 경우, 건조와 열처리 공정이 서로 다른 장치에서 별개의 공정으로 이루어지기 때문에 열처리 목재 생산 시간이 길어지고, 열처리 목재 생산을 위한 에너지 사용량이 많은 단점이 있다.The conventional wood heat treatment method uses wood dried at a moisture content of about 10% to 15% in order to prevent deformation such as internal check or distortion which may occur during heat treatment. In this case, since the drying and the heat treatment process are performed by different processes in different apparatuses, it takes a long time to produce the heat-treated wood and there is a drawback that the energy consumption for the heat-treated wood production is large.

또한, 열기를 이용한 열처리 방법은 고온의 열에 의한 화재의 위험성이 있고, 열기 이외의 다른 열매개체를 이용하는 열처리 방법은 비용이 많이 들거나 매개체에 의한 목재의 물성 변화가 수반되기도 한다. 특히, 고온의 열처리에 의해 목재로부터 발생하는 대부분의 분해산물이 열처리 장치 내 표면에서 불에 타서 사라지기 때문에 회수하여 재사용할 수 없다는 단점이 있다.In addition, the heat treatment method using heat has a risk of fire due to high temperature heat, and the heat treatment method using other heat bodies other than heat may be costly or accompanied by changes in the physical properties of the wood by the medium. Particularly, since most decomposition products generated from wood by heat treatment at high temperature are burned off on the surface of the heat treatment apparatus, they can not be recovered and can not be reused.

대한민국등록특허공보 제10-1649095호, "마이크로파를 이용한 일체형 목재 건조 및 탄화 장치 및 방법"Korean Patent Registration No. 10-1649095, "Integrated Wood Drying and Carbonization Device and Method Using Microwave" 대한민국공개특허공보 제10-2015-0120028호, "내구성 및 내부후성이 증가된 목재 및 목질재료의 열처리 방법"Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2015-0120028, " Heat Treatment Method of Wood and Woody Material with Increased Durability &

본 발명은 과열수증기를 이용한 생재 건조-열처리 공정이 제공된다.The present invention provides a raw material drying-heat treatment process using superheated steam.

본 발명은 과열수증기를 열처리의 열전달 매개체로 사용함으로써 건조와 열처리가 동시에 이루어지기 때문에 건조와 열처리를 별개의 공정으로 처리하는 방법에 비해 에너지 사용량이 적고, 산소가 배제된 상태에서 열처리가 수행되기 때문에 화재의 위험성을 감소시키고자 한다.Since the superheated water vapor is used as a heat transfer medium for heat treatment, drying and heat treatment are performed at the same time. Therefore, compared to the method of treating the drying and the heat treatment by separate processes, the energy consumption is small and the heat treatment is performed in a state in which oxygen is excluded To reduce the risk of fire.

또한, 열처리에 의해 생성된 다량의 분해 산물이 열전달 매개체로 사용된 과열수증기 내에 존재하고, 이를 회수하여 재사용하고자 한다.Also, a large amount of decomposition products produced by the heat treatment are present in the superheated steam used as a heat transfer medium, and they are recovered and reused.

본 발명의 실시예에 따른 생재 건조-열처리 공정은 생재를 준비 및 가열하는 단계; 과열수증기를 이용하여 상기 생재 내 자유수를 제거하기 위해 열처리하는 1차 건조-열처리 단계; 상기 과열수증기를 이용하여 목재 내 결합수를 제거하고, 상기 1차 건조-열처리 단계 보다 고온에서 열처리하는 2차 건조-열처리 단계; 상기 과열수증기를 이용하여 평형함수율에 도달한 상기 2차 건조-열처리된 목재의 내부 온도의 최고 온도에서 열처리하는 집중 열처리 단계; 및 상기 집중 열처리된 목재를 냉각시키는 냉각 단계를 포함하고, 상기 1차 건조-열처리 단계, 상기 2차 건조-열처리 단계 및 상기 집중 열처리 단계는 140℃ 내지 260℃의 과열수증기 온도 및 4atm 내지 400atm의 과열수증기 압력에서 진행된다.The raw material drying-heat treatment process according to an embodiment of the present invention includes preparing and heating a raw material; A first drying-heat treatment step of performing heat treatment to remove free water in the raw material using superheated steam; A secondary drying-heat treatment step of removing the coupling water in the wood by using the superheated water vapor and performing a heat treatment at a higher temperature than the primary drying-heat treatment step; A concentrated heat treatment step of performing heat treatment at a maximum temperature of the internal temperature of the secondary drying-heat-treated wood having reached an equilibrium moisture content using the superheated steam; And a cooling step of cooling the concentrated heat treated wood, wherein the primary drying-heat treatment step, the secondary drying-heat treatment step, and the concentrated heat treatment step have a superheated water vapor temperature of 140 to 260 캜 and a superheated water vapor temperature of 4 to 400 atm It proceeds at superheated water vapor pressure.

상기 1차 건조-열처리 단계, 상기 2차 건조-열처리 단계 및 상기 집중 열처리 단계는 260℃의 과열수증기 온도 및 5atm의 과열수증기 압력에서 진행될 수 있다.The primary drying-heat treatment step, the secondary drying-heat treatment step and the concentrated heat treatment step may be carried out at a superheated steam temperature of 260 ° C and a superheated steam pressure of 5 atm.

상기 생재를 준비 및 가열하는 단계는, 상기 생재 내부 온도가 목표 압력 조건에서 물의 끓는점에 도달하는 시점까지 진행될 수 있다.The step of preparing and heating the raw material may proceed until the internal temperature of the raw material reaches the boiling point of water at the target pressure condition.

상기 1차 건조-열처리 단계는, 상기 목재 내부 온도가 목표 압력 조건에서 물의 끓는점을 유지하는 구간일 수 있다.The primary drying-heat treatment step may be a period in which the internal temperature of the wood maintains the boiling point of water at the target pressure condition.

상기 2차 건조-열처리 단계는, 상기 목재 내부 온도가 목표 압력 조건에서의 물의 끓는점으로부터 다시 상승하기 시작하여 상기 목재의 내부 온도가 최고 온도에 근접하는 시점까지 진행될 수 있다.The secondary drying-heat treatment step may be continued until the internal temperature of the wood starts to rise again from the boiling point of water at the target pressure condition and the internal temperature of the wood approaches the maximum temperature.

상기 집중 열처리 단계는, 상기 목재의 내부 온도가 최고 온도를 유지하는 구간일 수 있다.The concentrated heat treatment step may be a period in which the internal temperature of the wood maintains a maximum temperature.

상기 집중 열처리 단계는, 건조-열처리된 목재의 용도에 따라 처리 시간이 결정되고, 상기 처리 시간은 상기 집중 열처리 단계가 진행되는 동안 목재의 내부 온도를 실시간으로 모니터링하여 상기 목재의 내부 온도가 상기 최고 온도에 근접한 시점부터 상기 집중 열처리 단계가 종료되는 시점까지의 경과 시간으로 결정될 수 있다.Wherein the centralized heat treatment step determines the treatment time according to the use of the dry-heat treated wood, and the treatment time monitors the internal temperature of the wood in real time during the concentrated heat treatment step, Can be determined as the elapsed time from the point of time close to the temperature to the point of time when the lumped heat treatment step ends.

상기 1차 건조-열처리 단계 및 상기 2차 건조-열처리 단계 는 밀폐된 반응기 내부에서 진행될 수 있다.The primary drying-heat treatment step and the secondary drying-heat treatment step may proceed inside a sealed reactor.

상기 냉각 단계는 공정이 종료된 반응기 내에서 -20℃/hour 이하의 속도로 서서히 냉각시킬 수 있다.The cooling step can be slowly cooled at a rate of -20 ° C / hour or less in the reactor where the process has ended.

본 발명의 실시예에 따르면, 과열수증기를 열처리의 열전달 매개체로 사용함으로써 건조와 열처리가 동시에 이루어지기 때문에 건조와 열처리를 별개의 공정으로 처리하는 방법에 비해 에너지 사용량이 적고, 산소가 배제된 상태에서 열처리가 수행되기 때문에 화재의 위험성을 감소시킬 수 있다.According to the embodiment of the present invention, since the superheated water vapor is used as a heat transfer medium for heat treatment, drying and heat treatment are performed at the same time. Therefore, compared to a method of treating drying and heat treatment by separate processes, Since the heat treatment is performed, the risk of fire can be reduced.

본 발명의 실시예에 따르면, 열처리에 의해 생성된 다량의 분해 산물이 열전달 매개체로 사용된 과열수증기 내에 존재하고, 이를 회수하여 재사용할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a large amount of decomposition products produced by the heat treatment is present in the superheated steam used as a heat transfer medium, and can be recovered and reused.

본 발명의 실시예에 따르면, 생재의 건조 처리 및 열처리를 동시에 진행함으로써, 목재의 강도를 증가시키며, 수축률을 감소시킬 수 있다.According to the embodiment of the present invention, by simultaneously performing the drying treatment and the heat treatment of the raw material, the strength of the wood can be increased and the shrinkage rate can be reduced.

본 발명의 실시예에 따르면, 생재의 건조 처리 및 열처리를 동시에 진행함으로써, 양질의 목재 자재의 생산이 가능하도록 하고 목재의 생산성 및 작업효율성을 크게 향상시킬 수 있다.According to the embodiment of the present invention, the drying and the heat treatment of the raw material are performed at the same time, so that it is possible to produce a good quality wood material, and the productivity and work efficiency of the wood can be greatly improved.

본 발명의 실시예에 따르면, 과열수증기를 이용하여 목재를 건조-열처리함으로써, 목재의 할렬을 억제시킬 수 있다According to the embodiment of the present invention, it is possible to suppress the rippling of the wood by drying-heat-treating the wood using superheated water vapor

본 발명의 실시예에 따르면, 과열수증기를 이용하여 목재를 건조-열처리함으로써, 원하는 색감의 목재 자재를 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 소나무와 낙엽송에 있는 송진제거 효과를 얻을 수 있다.According to the embodiment of the present invention, it is possible to obtain a wooden material having a desired color tone by drying-heat-treating the wood using superheated water vapor, and also to obtain a rosin removal effect in pine and larch.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 생재 건조-열처리 공정을 도시한 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 생재 건조-열처리 공정 과정을 도시한 그래프이다.
도 3은 생재 상태의 목재 및 본 발명의 실시예 1에 따른 생재 건조-열처리 공정이 진행된 목재의 횡단면을 도시한 것이다.
도 4는 비교예 1 내지 비교예 4 및 본 발명의 실시예 1에 따른 생재 건조-열처리 공정이 진행된 목재의 평형함수율(equilibrium moisture content)을 도시한 그래프이다.
도 5는 비교예 1 내지 비교예 4 및 본 발명의 실시예 1에 따른 생재 건조-열처리 공정이 진행된 목재의 종압축강도(compressive strength parallel to the grain)을 도시한 그래프이다.
도 6은 비교예 1 내지 비교예 4 및 본 발명의 실시예 1에 따른 생재 건조-열처리 공정이 진행된 목재의 갈색부후균(brown rot fungi)에 의한 질량감소율(mass loss rate) 및 부후 억제율(deterioration depression rate)을 도시한 그래프이다.
도 7은 비교예 1 내지 비교예 4 및 본 발명의 실시예 1에 따른 생재 건조-열처리 공정이 진행된 목재의 백색부후균(white rot fungi)에 의한 질량감소율(mass loss rate) 및 부후 억제율(deterioration depression rate)을 도시한 그래프이다.
도 8은 비교예 1 내지 비교예 4 및 본 발명의 실시예 1에 따른 생재 건조-열처리 공정이 진행된 목재의 전부피수축율을 도시한 그래프이다.
FIG. 1 is a flowchart illustrating a raw material drying-heat treatment process according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a graph illustrating a process of drying and heating a raw material according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view of a wood in a raw material state and a wood subjected to a raw material drying-heat treatment process according to Example 1 of the present invention.
4 is a graph showing the equilibrium moisture content of the wood subjected to the raw material drying-heat treatment process according to Comparative Examples 1 to 4 and Example 1 of the present invention.
FIG. 5 is a graph showing the compressive strength parallel to the grain of the wood subjected to the raw material drying-heat treatment process according to Comparative Examples 1 to 4 and Example 1 of the present invention.
FIG. 6 is a graph showing the mass loss rate and deterioration rate of the brown rot fungi of the wood subjected to the raw material drying-heat treatment process according to Comparative Examples 1 to 4 and Example 1 of the present invention depression rate.
FIG. 7 is a graph showing the mass loss rate and deterioration rate of white rot fungi of the wood subjected to the raw material drying-heat treatment process according to Comparative Examples 1 to 4 and Example 1 of the present invention depression rate.
FIG. 8 is a graph showing the total volume shrinkage of wood subjected to the raw material drying-heat treatment process according to Comparative Examples 1 to 4 and Example 1 of the present invention.

이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings and accompanying drawings, but the present invention is not limited to or limited by the embodiments.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of illustrating embodiments and is not intended to be limiting of the present invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. It is noted that the terms "comprises" and / or "comprising" used in the specification are intended to be inclusive in a manner similar to the components, steps, operations, and / Or additions.

본 명세서에서 사용되는 "실시예", "예", "측면", "예시" 등은 기술된 임의의 양상(aspect) 또는 설계가 다른 양상 또는 설계들보다 양호하다거나, 이점이 있는 것으로 해석되어야 하는 것은 아니다.As used herein, the terms "embodiment," "example," "side," "example," and the like should be construed as advantageous or advantageous over any other aspect or design It does not.

또한, '또는' 이라는 용어는 배타적 논리합 'exclusive or'이기보다는 포함적인 논리합 'inclusive or'를 의미한다. 즉, 달리 언급되지 않는 한 또는 문맥으로부터 명확하지 않는 한, 'x가 a 또는 b를 이용한다'라는 표현은 포함적인 자연 순열들(natural inclusive permutations) 중 어느 하나를 의미한다.Also, the term 'or' implies an inclusive or 'inclusive' rather than an exclusive or 'exclusive'. That is, unless expressly stated otherwise or clear from the context, the expression 'x uses a or b' means any of the natural inclusive permutations.

또한, 본 명세서 및 청구항들에서 사용되는 단수 표현("a" 또는 "an")은, 달리 언급하지 않는 한 또는 단수 형태에 관한 것이라고 문맥으로부터 명확하지 않는 한, 일반적으로 "하나 이상"을 의미하는 것으로 해석되어야 한다.Also, the phrase " a " or " an ", as used in the specification and claims, unless the context clearly dictates otherwise, or to the singular form, .

또한, 막, 층, 영역, 구성 요청 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 층, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.It will also be understood that when an element such as a film, layer, region, configuration request, etc. is referred to as being "on" or "on" another element, And the like are included.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 생재 건조-열처리 공정을 도시한 흐름도이다.FIG. 1 is a flowchart illustrating a raw material drying-heat treatment process according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 생재 건조-열처리 공정은 생재를 준비 및 가열하는 단계(S110), 과열수증기를 이용하여 생재 내 자유수를 제거하기 위해 열처리하는 1차 건조-열처리 단계(S120), 과열수증기를 이용하여 목재 내 결합수를 제거하고, 1차 건조-열처리 단계 보다 고온에서 열처리하는 2차 건조-열처리 단계(S130), 과열수증기를 이용하여 평형함수율에 도달한 상기 2차 건조-열처리된 목재의 내부 온도의 최고 온도에서 열처리하는 집중 열처리 단계(S140) 및 집중 열처리된 목재를 냉각시키는 냉각 단계(S150)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a raw material drying-heat treatment process according to an embodiment of the present invention includes preparing and heating a raw material (S110), performing a primary drying-heat treatment to remove free water in the raw material using superheated steam (S130) for removing the coupling water in the wood by using superheated steam, performing a second drying-heat treatment step (S130) for performing heat treatment at a higher temperature than the first drying-heat treatment step (S130) Secondary drying - a concentrated heat treatment step (S140) for heat treating at the highest temperature of the internal temperature of the heat treated wood and a cooling step (S150) for cooling the concentrated heat treated wood.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 생재 건조-열처리 공정의 1차 건조-열처리 단계(S120), 2차 건조-열처리 단계(S130) 및 집중 열처리 단계(S140)는 140℃ 내지 260℃의 과열수증기 온도 및 4atm 내지 400atm의 과열수증기 압력에서 진행된다.Also, the first drying-heat treatment step S120, the second drying-heat treatment step S130 and the concentrated heat treatment step S140 of the raw material drying-heat treatment step according to the embodiment of the present invention are performed at a temperature of 140 ° C. to 260 ° C., Temperature and superheated water vapor pressure of 4 atm to 400 atm.

또한, 1차 건조-열처리 단계(S120), 2차 건조-열처리 단계(S130) 및 집중 열처리 단계(S140)는 과열수증기를 이용하여 열처리될 수 있다.In addition, the first drying-heat treatment step (S120), the second drying-heat treatment step (S130), and the concentrated heat treatment step (S140) may be heat-treated using superheated water vapor.

목재 열처리(1차 건조-열처리(S120), 2차 건조-열처리(S130) 및 집중 열처리(S140))에 사용되는 과열수증기는 끓는점 이상의 온도를 갖는 수증기를 말하며, 과열수증기를 이용하여 건조 공정을 진행하면 에너지 효율이 높고, 건조 속도가 빠르며, 화재의 위험성이 적고, 다른 건조 공정과의 조합이 쉬운 다양한 장점을 갖고 있다.Superheated water vapor used in wood heat treatment (primary drying-heat treatment (S120), secondary drying-heat treatment (S130) and concentrated heat treatment (S140)) refers to water vapor having a temperature higher than the boiling point. The process has many advantages such as high energy efficiency, fast drying speed, low risk of fire, and easy combination with other drying processes.

과열수증기를 이용한 건조-열처리 공정은 건조매체로 공기가 배제된 수증기를 이용하고, 밀폐된 공간에서 진행되기 때문에 다양한 장점을 갖는다.Drying using superheated water vapor - The heat treatment process has various advantages because it uses air that has been excluded from the air as a drying medium and proceeds in a closed space.

가장 큰 장점은 배출되는 수증기를 이용하여 전기 발전에 이용하거나 폐수증기를 그대로 재활용함으로써 에너지효율을 높일 수 있다. 배출되는 수증기는 비엔탈피(specific enthalpy)가 낮기 때문에 기계적으로 또는 열-압축 방식에 의해 폐수증기를 압축시켜 비엔탈피를 상승시킨다면 과열수증기에 공급된 잠열(latent heat)을 대부분 회수하여 재활용할 수 있다.The most important advantage is that it can be used for electric power generation by using discharged steam or energy efficiency can be improved by recycling waste steam as it is. Since the discharged water vapor has a low specific enthalpy, it is possible to recycle most of the latent heat supplied to the superheated water vapor if the waste water vapor is mechanically or thermally-compressed to increase the boiling water vapor .

또한, 생재로부터 증발된 수분이 수증기로 확산되는데 나타나는 저항이 열기 건조(kiln drying)에 비해 매우 작기 때문에 역전 온도(inversion temperature) 이상에서는 표면에서의 건조 속도를 크게 향상시킬 수 있다. 뿐만 아니라 과열수증기를 이용한 건조-열처리 공정에서는 수분 투과가 어려운 외층이 형성되지 않기 때문에 표면이 빠르게 건조되는 열기 건조에서 발생하는 표면경화(surface hardening)현상이 발생하지 않는다.In addition, since the resistance of moisture evaporated from the raw material to diffusion into water vapor is much smaller than that of kiln drying, the drying speed at the surface can be greatly improved above the inversion temperature. In addition, in the drying-heat treatment process using the superheated water vapor, surface hardening phenomenon does not occur due to the rapid drying of the surface due to the absence of an outer layer which is difficult to permeate moisture.

따라서, 건조 또는 열처리 과정에서 발생하는 할렬과 같은 건조 결함의 발생이 줄어들며, 반응기 내부에 산소가 존재하지 않기 때문에 산화 반응이나 연소 반응이 일어지 않고, 이로 인해, 산화에 의한 생재 목재의 변형을 억제할 수 있으며 화재 혹은 폭발의 위험성이 없다.Therefore, the occurrence of dry defects such as segregation occurring during drying or heat treatment is reduced, and oxidation and combustion reaction are not caused because oxygen is not present in the reactor, thereby suppressing the deformation of the raw wood by oxidation And there is no risk of fire or explosion.

또한, 반응기 내에 산소가 없기 때문에 목재를 부후(deterioration)시키는 호기성 세균에 대한 살균 효과를 나타낼 수 있다.In addition, since there is no oxygen in the reactor, it can exhibit a germicidal effect against aerobic bacteria that deterioration of wood.

목재 내에 서식하는 미생물이 목재를 가해하게 되면 그에 따라 목재의 물리적, 기계적 성질에 변화가 일어난다. 성질의 변화는 강도뿐 아니라 밀도, 흡습성, 전도성, 음향성, 열량, 치수 등을 포함한다.When the microorganisms in the wood add the wood, the physical and mechanical properties of the wood are changed accordingly. Changes in properties include not only strength but also density, hygroscopicity, conductivity, acoustics, calorie, and dimensions.

즉, 미생물(부후균)은 목재 세포벽의 일정 성분을 분해시키기 때문에 부후를 받는 목재의 중량이 감소되게 된다. 이러한 부후균으로는 갈색부후균(brown rot fungi) 및 백색부후균(white rot fungi)이 있다.In other words, microorganisms (rot fungi) decompose certain components of the wood cell wall, so that the weight of the wood which is suffering from the boiling is reduced. These rotting fungi include brown rot fungi and white rot fungi.

즉, 본 발명의 실시예에 따른 생재 건조-열처리 공정으로 건조-열처리된 목재는 갈색부후균 또는 백색부후균에 의한 질량감소율이 감소되어, 목재 사용 중 강도 저하를 예방할 수 있다.That is, the wood-drying-heat-treated wood according to the embodiment of the present invention reduces the mass reduction rate of the brown rot fungi or the white rot fungi, thereby preventing the degradation of strength during use of the wood.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 생재 건조-열처리 공정은 과열수증기를 사용함으로써, 생재 목재의 종압축강도(compressive strength parallel to the grain)를 향상시킬 수 있다.Further, in the raw material drying-heat treatment process according to the embodiment of the present invention, the compressive strength parallel to the grain of the raw wood can be improved by using superheated water vapor.

'생재'라 함은 아무런 처리(건조, 열처리 또는 화학적 처리)를 하지 않은 섬유포화점(fiber saturation point) 이상의 함수율을 유지하는 목재를 뜻한다. 그러나, 건조, 열처리 또는 화학적 처리와 같은 처리된 생재의 경우, 목재의 다양한 물성(수축률, 강도, 부후균에 대한 저항성 및 재색)을 설명하기 위해,'생재'라는 단어를 제하고, '목재'라는 용어를 사용하기로 한다.'Raw material' means wood that maintains a water content above the fiber saturation point without any treatment (drying, heat treatment or chemical treatment). However, in order to explain the various physical properties of wood (shrinkage, strength, resistance to rot fungi and coloration) in the case of processed raw materials such as drying, heat treatment or chemical treatment, the word 'raw material' Is used.

먼저, 생재를 준비 및 가열하는 단계(S110)를 진행한다.First, the preparation and heating of the raw material are performed (S110).

생재는 삼나무, 잣나무, 백합나무, 야자나무, 리기다소나무, 편백나무, 소나무 또는 낙엽송일 수 있다.The raw material can be cedar, pine, lily, palm, lizard, pine, pine or larch.

생재를 준비 및 가열하는 단계(S110)는 준비된 생재를 가열하면 목재의 내부 온도는 과열수증기의 목표 압력에서의 물의 끓는점까지 상승하게 된다.In the step of preparing and heating the raw material (S110), when the prepared raw material is heated, the internal temperature of the wood is increased to the boiling point of the water at the target pressure of the superheated steam.

즉, 생재를 준비 및 가열하는 단계(S110)는 생재를 준비하고 가열을 시작하는 시점부터 목재 내부 온도가 목표 압력 조건에서 물의 끓는점에 도달하는 시점까지로 결정될 수 있다.That is, the step of preparing and heating the raw material (S110) may be determined from the time when the raw material is prepared and the heating is started until the internal temperature of the wood reaches the boiling point of water at the target pressure condition.

이 때, 물의 끓는점 온도는 140℃ 내지 260℃일 수 있고, 목표 압력은 4atm 내지 400atm일 수 있다.At this time, the boiling point of water may be 140 to 260 캜, and the target pressure may be 4 to 400 atm.

따라서, 목재의 내부 온도는 140℃ 내지 260℃일 수 있다.Thus, the internal temperature of the wood may be 140 ° C to 260 ° C.

예를 들면, 생재를 준비 및 가열하는 단계(S110)는 목표 압력이 5atm일 경우, 5atm에서의 물의 끓는점인 150℃ 내지 160℃의 범위에 도달하는 시점까지로 결정될 수 있다.For example, the step of preparing and heating the raw material (S110) may be determined up to a point at which the boiling point of water at 5 atm reaches a range of 150 to 160 캜, when the target pressure is 5 atm.

의 포화 압력인 4atm 내지 260℃의 포화 압력인 400atm의 압력에서 진행될 수 있다. At a saturation pressure of 400atm, which is a saturation pressure of 4atm to 260C.

생재 내 자유수를 제거하고 저온에서 열처리하는 1차 건조-열처리 단계(S120) 및 목재 내 결합수를 제거하고 1차 건조-열처리 단계(S120)보다 고온에서 열처리하는 2차 건조-열처리 단계(S130)를 진행한다.(S130) for removing the free water in the raw material and performing heat treatment at a low temperature (S120) and a secondary drying-heat treatment step (S130) for removing bonding water in the wood and performing heat treatment at a higher temperature than the primary drying- ).

본 발명의 실시예에 따른 생재 건조-열처리 공정은 건조와 열처리가 동시에 수행되는 1차 건조-열처리 단계(S120)와 2차 건조-열처리 단계(S130), 및 집중 열처리 단계(S140)로 구분되어 있는데, 이는 임의로 조정되는 것이 아니고, 목재가 건조되는 과정에서 자연스럽게 형성되는 것이다.The raw material drying-heat treatment process according to an embodiment of the present invention is divided into a first drying-heat treatment step (S120), a second drying-heat treatment step (S130), and a concentrated heat treatment step (S140) in which drying and heat treatment are simultaneously performed This is not arbitrarily adjusted, but is formed naturally in the process of drying the wood.

먼저, 1차 건조-열처리 단계(S120), 2차 건조-열처리 단계(S130) 및 집중 열처리 단계(S140)의 동일한 구성 요소에 대해 먼저 설명한 다음, 이하에서 각 단계에 대해 구분하여 설명하기로 한다.First, the same components of the primary drying-heat treatment step (S120), the secondary drying-heat treatment step (S130) and the concentrated heat treatment step (S140) will be described first, and then each step will be separately described below .

1차 건조-열처리 단계(S120), 2차 건조-열처리 단계(S130) 및 집중 열처리 단계(S140)는 140℃ 내지 260℃의 과열수증기 온도에서 진행될 수 있고, 1차 건조-열처리 단계(S120), 2차 건조-열처리 단계(S130) 및 집중 열처리 단계(S140)에서 과열수증기의 온도가 140℃ 미만이면 목재 주성분의 변화가 없어 열처리가 이루어지지 않고, 260℃을 초과하면 셀룰로오스가 분해되어 목재의 강도를 유지할 수 없는 문제가 있다.The first drying-heat treatment step S120, the second drying-heat treatment step S130 and the concentrated heat treatment step S140 may be performed at a superheated water vapor temperature of 140 ° C to 260 ° C, If the temperature of the superheated steam is less than 140 ° C in the secondary drying-heat treatment step (S130) and the concentrated heat treatment step (S140), heat treatment is not performed because there is no change in the main component of the wood. When the temperature exceeds 260 ° C, cellulose decomposes, There is a problem that the strength can not be maintained.

1차 건조-열처리 단계(S120), 2차 건조-열처리 단계(S130) 및 집중 열처리 단계(S140)는 과열수증기의 포화 압력 범위에서 진행될 수 있다. 즉, 140℃의 포화 압력인 4atm 내지 260℃의 포화 압력인 400atm의 압력에서 진행될 수 있다.The primary drying-heat treatment step (S120), the secondary drying-heat treatment step (S130), and the concentrated heat treatment step (S140) may proceed in the saturation pressure range of the superheated steam. That is, at a saturation pressure of 400atm, which is a saturated pressure of 4atm to 260C, which is a saturation pressure of 140C.

바람직하게는, 1차 건조-열처리 단계(S120), 2차 건조-열처리 단계(S130) 및 집중 열처리 단계(S140)는 260℃의 과열수증기 온도 및 5atm의 과열수증기 압력에서 진행될 수 있고, 이때의 목재의 내부의 최고 온도는 220℃를 갖는다.Preferably, the primary drying-heat treatment step (S120), the secondary drying-heat treatment step (S130) and the concentrated heat treatment step (S140) can proceed at a superheated steam temperature of 260 ° C and superheated steam pressure of 5 atm, The maximum temperature inside the wood is 220 ° C.

또한, 1차 건조-열처리 단계(S120), 2차 건조-열처리 단계(S130) 및 집중 열처리 단계(S140)의 압력은 반응기 내에 투입한 수분이 증발함에 따라 압력이 증가될 수 있다.In addition, the pressure in the first drying-heat treatment step (S120), the second drying-heat treatment step (S130), and the concentrated heat treatment step (S140) may be increased as the moisture introduced into the reactor evaporates.

또한, 1차 건조-열처리 단계(S120), 2차 건조-열처리 단계(S130) 및 집중 열처리 단계(S140)는 과열수증기의 압력에 따라 항률건조(constant rate period of drying)와 수증기의 재사용이 가능해진다.The first drying-heat treatment step S120, the second drying-heat treatment step S130, and the concentrated heat treatment step S140 can perform constant rate period of drying and reuse of water vapor depending on the pressure of the superheated steam. It becomes.

또한, 건조-열처리의 목적에 따라서 고려해야하는 압력의 조건은 대기압을 기준으로 하여 대기압, 대기압 이상의 압력, 대기압 이하의 압력의 세 가지로 구분될 수 있다. 에너지 회수가 중요할 경우 대기압 이상의 압력을 사용할 수 있고, 피 건조물이 온도에 민감한 제품일 경우 대기압 이하의 압력이 사용될 수 있다. 바람직하게는, 과열수증기를 이용한 건조-열처리는 상압 이상에서 진행될 수 있다.In addition, the conditions of the pressure to be considered according to the purpose of the drying-heat treatment can be classified into atmospheric pressure, atmospheric pressure, and subatmospheric pressure. Pressure above atmospheric pressure may be used if energy recovery is important, and subatmospheric pressure may be used if the product is sensitive to temperature. Preferably, the drying-heat treatment with superheated steam may proceed above ambient pressure.

1차 건조-열처리 단계(S120), 2차 건조-열처리 단계(S130) 및 집중 열처리 단계(S140)는 밀폐된 반응기 내부에서 진행될 수 있다.The primary drying-heat treatment step (S120), the secondary drying-heat treatment step (S130) and the concentrated heat treatment step (S140) may proceed inside the sealed reactor.

즉, 1차 건조-열처리 단계(S120), 2차 건조-열처리 단계(S130) 및 집중 열처리 단계(S140)는 반응기 내부의 환경이 산소가 희박한 환경이 이루어지도록 과열수증기를 생재의 열전달 매개체로 사용할 수 있다.That is, in the first drying-heat treatment step (S120), the second drying-heat treatment step (S130) and the concentrated heat treatment step (S140), superheated water vapor is used as a heat transfer medium of the raw material so that the environment inside the reactor is oxygen- .

1차 건조-열처리 단계(S120), 2차 건조-열처리 단계(S130) 및 집중 열처리 단계(S140)는 열처리 중 과열수증기의 온도와 압력을 일정하게 유지할 수 있으며, 이로 인해, 1차 건조-열처리 단계(S120), 2차 건조-열처리 단계(S130) 및 집중 열처리 단계(S140) 중 생재 목재 표면 및 내부에 할렬이 발생하는 것을 억제할 수 있다.The primary drying-heat treatment step S120, the secondary drying-heat treatment step S130 and the concentrated heat treatment step S140 can maintain the temperature and pressure of the superheated steam at a constant level during the heat treatment, It is possible to suppress the occurrence of the splitting on the surface and inside of the wood material in the step S120, the secondary drying-heat treatment step S130 and the concentrated heat treatment step S140.

본 발명의 실시예에 따른 생재 건조-열처리 공정은 생재의 건조 처리 및 열처리를 동시에 진행함으로써, 목재의 강도를 증가시키며, 수축률을 감소시킬 수 있다.The raw material drying-heat treatment process according to the embodiment of the present invention can increase the strength of the wood and reduce the shrinkage rate by simultaneously performing the drying treatment and the heat treatment of the raw material.

목재는 고온(160℃ 내지 260℃)의 열을 가하면, 열화학적 변화에 의해 목재를 구성하는 주성분(셀룰로오스, 헤미셀룰로오스 및 리그닌) 내 친수성 작용기(-OH기)의 수가 감소하게 된다. 이에 따라, 열처리된 목재는 무처리재에 비해 소수성이 증가하게 되어 주위 환경의 조건(온도 및 상대습도) 변화에 따른 함수율 변화가 작아지게 된다. 따라서, 수분 변화에 따른 수축률이나 팽창율이 감소하게 된다.When heat is applied at a high temperature (160 ° C to 260 ° C), thermochemical changes in the wood reduce the number of hydrophilic functional groups (-OH groups) in the main constituents (cellulose, hemicellulose and lignin) constituting the wood. As a result, the thermally treated wood has increased hydrophobicity compared to the untreated material, and the water content change due to changes in the environmental conditions (temperature and relative humidity) is reduced. Therefore, the shrinkage rate and the expansion rate decrease with the change of moisture.

본 발명의 실시예에 따른 생재 건조-열처리 공정의 경우, 다량의 수증기에 의해 목재의 열가수분해(thermal hydrolysis)가 촉진되어 열처리 효과가 보다 높게 나타나기 때문에 열기(질소 및 산소를 포함하는 고온의 공기)에 의한 고열 처리보다 수축률이나 팽창율을 더욱 감소시킬 수 있다. In the case of the raw material drying-heat treatment process according to the embodiment of the present invention, the thermal hydrolysis of the wood is promoted by a large amount of water vapor, and the heat treatment effect is higher. Therefore, heat (high temperature air containing nitrogen and oxygen It is possible to further reduce the shrinkage rate and the expansion ratio.

또한, 목재를 열처리할 때, 목재의 높은 강도적 성능을 원한다면, 목재는 낮은 온도에서 열처리를 수행해야 하고, 목재의 강도적 성능이 중요하지 않다면 보다 높은 온도에서 목재를 열처리 하는 것이 바람직하다.Also, when heat treating the wood, if it is desired to have high strength performance of the wood, the wood should be subjected to heat treatment at a low temperature, and if the strength performance of the wood is not important, it is desirable to heat the wood at a higher temperature.

1차 건조-열처리 단계(S120), 2차 건조-열처리 단계(S130) 및 집중 열처리 단계(S140)는 과열수증기 건조-열처리 공정이 진행되는 동안 목재의 내부 온도 변화에 따라 구분될 수 있고, 목재 내부 온도 변화는 목재 내부에 삽입한 온도센서를 통해 실시간 온도 변화를 모니터링함으로써 확인할 수 있다.The primary drying-heat treatment step S120, the secondary drying-heat treatment step S130 and the concentrated heat treatment step S140 can be classified according to the internal temperature change of the wood during the superheated steam drying-heat treatment process, The internal temperature change can be confirmed by monitoring the real-time temperature change through a temperature sensor inserted inside the wood.

1차 건조-열처리 단계(S120)는 목재 내 자유수가 제거되면서 목재 내부 온도가 목표 압력 조건에서 물의 끓는점을 유지하는 구간으로 결정될 수 있다.The primary drying-heat treatment step (S120) can be determined as the interval during which the freezing water in the wood is removed and the internal temperature of the wood maintains the boiling point of water at the target pressure condition.

이 때, 물의 끓는점 온도는 140℃ 내지 260℃일 수 있고, 목표 압력은 4atm 내지 400atm일 수 있다.At this time, the boiling point of water may be 140 to 260 캜, and the target pressure may be 4 to 400 atm.

바람직하게는, 본 발명의 실시예에 따른 생재 건조-열처리 공정은 증기의 목표 온도와 증기의 목표 압력은 공정 시작과 동시에 260℃와 5atm으로 설정하여 변화되지 않기 때문에, 1차 건조-열처리 단계(S120)에서 목재 내부 온도는 5atm에서 물의 끓는점인 150℃ 내지 160℃의 범위에서 목재 내 자유수가 증발할 때(즉, 목재의 함수율이 섬유포화점(fiber saturation point) 이하가 될 때까지)까지 증발 잠열에 의해 일정하게 유지되게 된다.Preferably, in the raw material drying-heat treatment process according to the embodiment of the present invention, since the target temperature of the steam and the target pressure of the steam are set at 260 ° C. and 5 atm simultaneously with the start of the process, S120), the internal temperature of the wood is evaporated until the free water in the wood evaporates (i.e., the water content of the wood becomes less than the fiber saturation point) at a boiling point of water at a boiling point of 150 캜 to 160 캜 at 5 atm It is kept constant by the latent heat.

이는, 대기압에서 물을 끓일 때, 물이 끓기 시작하는 100℃에서 물의 온도가 일정하게 유지되는 것과 같은 원리이다. 따라서, 1차 열처리 단계(S130)는 목재 내부 온도가 설정된 과열수증기의 압력 하에서 물의 끓는점을 유지하는 구간이다.This is the principle that when water is boiled at atmospheric pressure, the temperature of the water is kept constant at 100 ° C at which water begins to boil. Accordingly, the first heat treatment step (S130) is a section in which the internal temperature of the wood maintains the boiling point of water under the pressure of the superheated water vapor set.

1차 건조-열처리 단계(S120)가 지나면, 목재 내에 자유수가 없기 때문에 증발 잠열로 사용되던 열에너지가 목재를 가열하는 데 사용되기 때문에 목재의 온도가 다시 상승(2차 건조-열처리 단계(S130))하게 된다. 즉, 1차 건조-열처리 단계(S120)와 2차 건조-열처리 단계(S130)는 자유수의 존재 유무에 따라 결정될 수 있고, 이에 따라 열처리 온도가 달라진다.After the primary drying-heat treatment step (S120), the temperature of the wood is raised again (secondary drying-heat treatment step (S130)) since the thermal energy used as the latent heat of vaporization is used to heat the wood since there is no free water in the wood. . That is, the first drying-heat treatment step (S120) and the second drying-heat treatment step (S130) can be determined depending on the presence or absence of free water, and the heat treatment temperature is changed accordingly.

즉, 1차 건조-열처리 단계(S120)는 목재의 온도가 물(과열수증기)의 끓는점(boiling point)에서 일정하게 유지되고, 생재 내 자유수(free water)가 제거됨과 동시에 목재의 열처리가 진행될 수 있다. 이때의 자유수는 세포벽 사이를 자유롭게 돌아다니는 액상 수분을 의미한다. 즉, 용질과 상호작용을 하지 않는 물을 의미한다.That is, in the primary drying-heat treatment step (S120), the temperature of the wood is kept constant at the boiling point of water (superheated water vapor), free water in the raw material is removed and heat treatment of the wood proceeds . At this time, the free water means liquid water flowing freely between the cell walls. That is, water that does not interact with the solute.

2차 건조-열처리 단계(S130)는 목재 내부 온도가 목표 압력 조건에서의 물의 끓는점으로부터 다시 상승하기 시작하여 목재의 내부 온도가 최고 온도에 근접하는 시점까지 진행될 수 있다.The secondary drying-heat treatment step (S130) may proceed to the point where the internal temperature of the wood begins to rise again from the boiling point of water at the target pressure condition and the internal temperature of the wood approaches the maximum temperature.

이 때, 물의 온도는 140℃ 내지 260℃일 수 있고, 목표 압력은 4atm 내지 400atm일 수 있다.At this time, the temperature of the water may be 140 to 260 캜, and the target pressure may be 4 to 400 atm.

따라서, 목재의 내부 온도의 최고 온도는 140℃ 내지 260℃일 수 있다.Thus, the maximum temperature of the internal temperature of the wood may be 140 ° C to 260 ° C.

예를 들면, 2차 건조-열처리 단계(S130)는 목표 압력이 5atm일 경우, 5atm에서의 물의 끓는점인 150℃ 내지 160℃의 범위로부터 다시 상승하기 시작하여 목재의 내부 온도의 최고온도 220℃에 근접하는 시점까지로 진행될 수 있다.For example, the secondary drying-heat treatment step (S130) begins to rise again from the range of 150 ° C to 160 ° C, which is the boiling point of water at 5atm, when the target pressure is 5atm, It may proceed to the point of time when it approaches.

구체적으로, 2차 건조-열처리 단계(S130)는 목재 내 자유수가 모두 제거된 후, 목재 내 결합수가 제거되면서 목표 압력 조건에서의 물의 끓는점 이상의 온도로 다시 목재의 온도가 상승하기 시작하는 시점부터 목재의 내부 온도가 최고 온도에 근접하는 시점까지로 결정될 수 있다.Specifically, the second drying-heat treatment step (S130) removes the free water in the wood, removes the coupling water in the wood, and starts to increase the temperature of the wood to the temperature above the boiling point of water at the target pressure condition. Up to a point in time when the internal temperature of the heat exchanger 1 approaches the maximum temperature.

2차 건조-열처리 단계(S130)에서는 목재 내부에 자유수는 존재하지 않고, 결합수만 존재한다. 이 결합수가 제거되는 동안 목재 내부 온도는 목표 압력 조건에서의 물의 끓는점 이상으로 상승하여 최종 목표 온도(최고 온도)에 도달한다.In the secondary drying-heat treatment step (S130), there is no free water in the wood, and only the number of bonds is present. While this combined water is removed, the wood interior temperature rises above the boiling point of water at the target pressure condition and reaches the final target temperature (maximum temperature).

목재 내부 온도가 최종 온도(최고 온도)에 도달할 때 목재의 함수율은 평형함수율에 도달하여 더 이상의 건조는 이루어지지 않는다. 즉, 열처리만 수행되는데 이 구간을 집중 열처리 단계(S140)가 된다.When the internal temperature of the wood reaches the final temperature (maximum temperature), the water content of the wood reaches the equilibrium moisture content and no further drying occurs. That is, only the heat treatment is performed, and this period becomes the concentrated heat treatment step (S140).

즉, 1차 건조-열처리 단계(S120)와 2차 건조-열처리 단계(S130)에서는 건조와 열처리가 동시에 이루어지지만, 집중 열처리 단계(S140)에서는 열처리만 이루어진다.That is, in the first drying-heat treatment step (S120) and the second drying-heat treatment step (S130), drying and heat treatment are simultaneously performed, but only the heat treatment is performed in the concentrated heat treatment step (S140).

집중 열처리 단계(S140)는 목재의 내부 온도가 최고 온도를 유지하는 구간으로 결정될 수 있다.The concentrated heat treatment step (S140) may be determined as a period in which the internal temperature of the wood maintains the maximum temperature.

이때, 목재의 내부 온도의 최고 온도는 140℃ 내지 260℃일 수 있다.At this time, the maximum temperature of the internal temperature of the wood may be 140 캜 to 260 캜.

예를 들면, 집중 열처리 단계(S140)는 목표 압력이 5atm일 경우, 목재의 내부 온도가 220℃의 최고온도를 유지하는 구간으로 결정될 수 있다.For example, in the concentrated heat treatment step (S140), when the target pressure is 5 atm, the internal temperature of the wood can be determined as a period of maintaining the maximum temperature of 220 캜.

구체적으로, 집중 열처리 단계(S140)는 목재의 내부 온도가 최도 온도에 근접하기 시작하는 시점부터 히터의 가동을 종료하는 시점까지로 결정될 수 있다.Specifically, the concentrated heat treatment step (S140) can be determined from the time when the internal temperature of the wood starts to approach the maximum temperature to the time when the heater ends the operation.

열처리된 목재는 열처리 중 목재 내부의 최고온도와 집중 열처리 시간에 따라 열처리된 정도가 다르게 나타나기 때문에 열처리된 정도를 나타내는 지표인 '열처리도'는 열처리 중 목재의 내부 온도가 도달하는 최고 온도와 집중 열처리 시간의 곱으로 결정될 수 있다.Since the heat treated wood shows different degrees of heat treatment depending on the maximum temperature inside the wood during the heat treatment and the concentrated heat treatment time, the 'heat treatment degree', which is the index indicating the degree of heat treatment, is the highest temperature that the internal temperature of the wood reaches during the heat treatment, Time. ≪ / RTI >

또한, 본 발명의 실시예에 따른 집중 열처리 단계(S140)는 목재의 함수율이 평형함수율에 도달한 시점부터 공정이 종료되는 시점까지의 구간으로, 건조-열처리된 목재의 최종 용도에 따라 처리 시간을 결정할 수 있다.The concentrated heat treatment step (S140) according to the embodiment of the present invention is a period from the time when the water content of the wood reaches the equilibrium moisture content to the end of the process, and the processing time is changed according to the end use of the dry- You can decide.

처리 시간은 집중 열처리 단계(S140)가 진행되는 동안 목재 내부 온도를 실시간으로 모니터링하여 목재 내부의 온도가 최고 온도로 도달한 시점부터 전체 공정이 종료되는 시점까지의 경과 시간이다.The processing time is the elapsed time from the point when the temperature inside the wood reaches the maximum temperature to the point at which the entire process ends, while monitoring the internal temperature of the wood in real time during the concentrated heat treatment step (S140).

따라서, 목재 내부 온도가 최고 온도를 유지하는 시간은 건조-열처리된 목재의 최종 용도에 따라 결정되어야 하며, 이는 목재 내부 온도 변화를 실시간 모니터링함으로써 결정될 수 있다.Thus, the time at which the internal temperature of the wood maintains its maximum temperature should be determined by the end use of the dry-heat treated wood, which can be determined by monitoring the internal temperature change of the wood in real time.

목재는 건물의 가구 제작용, 내외장재, 바닥재, 건축 자재, 목공예품, 책상, 의자, 책장, 생활용품 등과 같은 다양한 용도로 사용될 수 있다.Wood can be used for various purposes such as building furniture, interior and exterior materials, flooring, building materials, woodcarving, desks, chairs, bookshelves, household goods and the like.

예를 들면, 건축 자재와 같은 높은 강도적 성능을 필요로 하는 목재의 경우, 집중 열처리 단계(S140)의 처리 시간을 감소시키고, 생활 용품 등과 같은 비교적 강도적 성능이 중요하지 않은 목재의 경우, 집중 열처리 단계(S140)의 처리 시간을 보다 증가시킬 수 있다.For example, in the case of wood requiring high strength performance such as building materials, the processing time of the concentrated heat treatment step (S140) is reduced, and in the case of wood in which relative strength performance such as household goods is not important, The processing time of the heat treatment step S140 can be further increased.

또한, 색감이 연한 목재를 필요로 한다면, 집중 열처리 단계(S140)의 처리 시간을 감소시키고, 색감이 진한 목재를 필요로 한다면, 집중 열처리 단계(S140)의 처리 시간을 보다 증가시킬 수 있다.In addition, if color soft wood is required, the processing time of the concentrated heat treatment step (S140) is reduced, and the processing time of the concentrated heat treatment step (S140) can be further increased if thick colored wood is required.

집중 열처리 단계(S140)의 처리 시간이 짧으면 열처리 효과가 충분히 발현되지 않고, 길면 열처리가 과도하게 이루어져 강도가 감소하는 문제가 발생한다.If the treatment time in the concentrated heat treatment step (S140) is short, the heat treatment effect is not sufficiently manifested, and if it is long, the heat treatment is excessively performed, and the strength is reduced.

집중 열처리된 목재를 냉각시키는 냉각 단계(S150)를 진행한다.The cooling step (S150) for cooling the concentrated heat-treated wood is performed.

냉각 단계(S150)는 반응기의 내부 온도를 냉각시킴으로써, 생재의 건조-열처리를 완료하는 단계이고, 냉각 단계(S150)는 공정이 종료된 반응기 내에서 -20℃/hour 이하의 속도로 서서히 냉각시킬 수 있다.The cooling step (S150) is a step of completing the dry-heat treatment of the raw material by cooling the internal temperature of the reactor, and the cooling step (S150) is a step of cooling the internal temperature of the reactor at a rate of -20 ° C / hour or less .

냉각 단계(S150)는 공정이 종료된 반응기 내에서 목재를 서서히 냉각시킬 수 있다.The cooling step (S150) can slowly cool the wood in the reactor where the process has ended.

목재는 냉각 속도에 따라 결함 발생 유무가 조절될 수 있다. 목재는 수분 변화뿐만 아니라 온도 변화에 의해서도 수축 또는 팽창하는 성질을 갖고 있기 때문에 급격한 온도 변화에 따른 건조 결함을 억제하기 위해서는 천천히 냉각시키면서 결함 발생을 억제시켜야 한다.Wood can be controlled for the occurrence of defects depending on the cooling rate. Since wood has a property of shrinking or expanding not only by moisture change but also by temperature change, it is necessary to slow down the occurrence of defects in order to suppress drying defects due to rapid temperature changes.

즉, 저온 또는 상온에서 목재를 냉각시킬 경우, 목재 표면과 내부 사이에 큰 온도 경사가 발생하여 결함이 발생할 가능성이 높아지지만 고온에서 천천히 냉각시킬 경우 목재 표면과 내부 사이에 온도 경사가 작아져 결함이 발생할 가능성을 감소시킬 수 있다.That is, when the wood is cooled at a low temperature or at a normal temperature, a large temperature gradient occurs between the surface and the inside of the wood to increase the possibility of occurrence of defects. However, if the wood is cooled slowly at a high temperature, It is possible to reduce the possibility of occurrence.

본 발명의 실시예에 따른 생재 건조-열처리 공정은 생재의 건조와 열처리가 동시에 이루어지기 때문에, 건조와 열처리가 별개의 공정으로 진행되는 것보다 에너지 사용량, 재가열 에너지 사용량 및 시간을 절약할 수 있다.Since the raw material drying-heat treatment process according to the embodiment of the present invention is performed simultaneously with the drying and heat treatment of the raw materials, energy consumption, reheat energy consumption, and time can be saved as compared with the case where the drying and the heat treatment proceed to separate processes.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 생재 건조-열처리 공정은 생재의 건조와 열처리가 동시에 이루어지기 때문에, 목재의 평형함수율을 감소시켜 치수안정성의 증가, 내부후성능의 향상, 불균일한 표면 재색의 균일화가 향상될 수 있다.In addition, since the drying and heat treatment of the raw materials are performed at the same time, the balance moisture content of the wood is reduced, thereby improving the dimensional stability, improving the post-internal performance, Can be improved.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 생재 건조-열처리 공정은 생재의 건조 처리 및 열처리를 동시에 진행함으로써, 양질의 목재 자재의 생산이 가능하도록 하고 목재의 생산성 및 작업효율성을 크게 향상시킬 수 있다.In addition, the raw material drying-heat treatment process according to the embodiment of the present invention enables the production of high-quality wood materials, and the productivity and work efficiency of the wood can be greatly improved by simultaneously performing the drying treatment and the heat treatment of the raw materials.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 생재 건조-열처리 공정은 과열수증기를 이용하여 목재를 건조-열처리함으로써, 건조나 열처리에 의한 할렬을 억제시킬 수 있다In addition, the raw material drying-heat treatment process according to the embodiment of the present invention can suppress the segregation by drying or heat treatment by drying-heat-treating the wood using superheated water vapor

또한, 본 발명의 실시예에 따른 생재 건조-열처리 공정은 과열수증기를 이용하여 목재를 건조-열처리함으로써, 원하는 색감의 목재 자재를 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 소나무와 낙엽송에 있는 송진제거 효과를 얻을 수 있다.In addition, in the raw material drying-heat treatment process according to the embodiment of the present invention, the wood material with desired color tone can be obtained by drying-heat-treating the wood using the superheated steam, and the rosin removal effect in the pine and larch can be obtained have.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 생재 건조-열처리 공정 과정을 도시한 그래프이다.FIG. 2 is a graph illustrating a process of drying and heating a raw material according to an embodiment of the present invention.

도 2는 바람직한 실시예에 따른 생재 건조-열처리 공정을 도시한 것이고, 이에 한정되는 것은 아니다.FIG. 2 shows a raw material drying-heat treatment process according to a preferred embodiment, but is not limited thereto.

도 2를 참조하면, 증기의 온도(파란색 선)와 압력(초록색 선)은 공정이 시작됨과 동시에 초기 온도인 20℃ 및 초기 압력인 진공상태(반응기 내부 공기가 제거된 0atm)에서부터 매우 빠른 속도로 상승하여 약 4시간 만에 목표 온도와 목표 압력인 260℃ 및 5atm에 도달하고 공정이 종료될 때까지 계속 유지된다.Referring to FIG. 2, the temperature of the steam (blue line) and the pressure (green line) are measured from the initial temperature of 20 占 폚 and the initial pressure of vacuum (0 atm from the air in the reactor) And reaches the target temperature and target pressures of 260 캜 and 5 atm in about 4 hours, and is maintained until the process is terminated.

목재의 내부 온도(갈색 선)는 상대적으로 서서히 증가하여 약 4시간 후에 5atm에서 물의 끓는점인 150℃에 도달하였고, 이후, 약 4시간동안 온도가 일정하게 유지되는 1차 건조-열처리 단계가 진행된다. 목재의 온도가 일정한 구간은 목재 내부에 액상 형태로 존재하는 자유수가 증발하는 구간으로서 액상 수분이 기체상태인 수증기로 기화할 때 필요한 증발 잠열에 열에너지가 사용되기 때문에 목재의 온도가 유지된다.The internal temperature of the wood (brown line) increased relatively slowly to reach the boiling point of water at 5 atm after about 4 hours at 150 < 0 > C, and then a first drying-heat treatment step was carried out with a constant temperature for about 4 hours . The constant temperature of the wood is the section where the free water is evaporated in the form of liquid in the inside of the wood, and the temperature of the wood is maintained because heat energy is used for the latent heat of evaporation necessary for vaporization of liquid water vapor.

목재의 온도가 다시 상승하는 시점에서 목재 내부에는 자유수가 존재하지 않고, 결합수만 존재하는 섬유포화점(fiber saturation point)에 도달된다. 목재 내 자유수가 제거된 후, 목재의 온도가 상승되면서 보다 목재 내 결합수가 제거되고, 고온에서 열처리가 진행되는 2차 건조-열처리가 진행된다. At the point when the temperature of the wood rises again, there is no free water in the wood and the fiber saturation point at which only the bonding number exists is reached. After the free water in the wood is removed, the temperature of the wood is raised to remove the bonding water in the wood, and the secondary drying-heat treatment proceeds at a high temperature.

목재의 온도가 최고점에 근접하면 목재의 함수율은 평형함수율이 되고, 더 이상의 건조는 이루어지지 않으며 열처리만 수행되는 집중 열처리 단계가 진행된다. 집중 열처리 단계는 약 2시간동안 수행되었고, 목재의 내부 온도의 최고 온도는 220℃였다.When the temperature of the wood approaches the peak, the water content of the wood becomes the equilibrium moisture content, no further drying occurs, and a concentrated heat treatment step is carried out in which only the heat treatment is performed. The intensive heat treatment step was carried out for about 2 hours and the maximum temperature of the internal temperature of the wood was 220 ° C.

집중 열처리된 목재는 반응기 내부에서 -20℃/hour의 속도로 서서히 냉각되었다.The intensively heat treated wood was slowly cooled at a rate of -20 ° C / hour inside the reactor.

제조예Manufacturing example

[비교예 1][Comparative Example 1]

낙엽송을 벌채하여 절삭, 가공 후, 4℃ 저온 창고에서 냉장 보관하였다.Larch larvae were cut, processed and stored in a cold storage warehouse at 4 ° C.

[비교예 2][Comparative Example 2]

[비교예 1]의 낙엽송을 80℃ 내지 100℃의 온도 범위에서 60시간 동안 열기 건조하였다.The larch of [Comparative Example 1] was heat-dried for 60 hours at a temperature range of 80 to 100 캜.

[비교예 3][Comparative Example 3]

[비교예 2]의 열기 건조된 낙엽송을 30시간 동안 서서히 가열시켜 목재의 내부 온도가 190℃에 도달하게 한 다음, 2시간을 유지시킨 190℃ 고열처리 목재를 제조하였다. The heat-dried larch of Comparative Example 2 was gradually heated for 30 hours so that the internal temperature of the wood reached 190 占 폚 and then the high heat-treated wood of 190 占 폚 maintained for 2 hours was prepared.

[비교예 4][Comparative Example 4]

[비교예 3] 에서 210℃의 온도까지 가한 것을 제외하고는, [실시예 3]과 동일한 방법으로 210℃ 고열처리 목재를 제조하였다.A high heat-treated wood at 210 占 폚 was prepared in the same manner as in [Example 3] except that the temperature was increased to 210 占 폚 in [Comparative Example 3].

[실시예 1][Example 1]

낙엽송(생재)을 벌채하여 절삭한 다음, 내부 공기가 제거되어 있고, 일정량의 수분이 투입되어 있는 반응기 내에서 260℃의 온도 및 5atm의 압력에서 과열수증기를 이용하여 건조-열처리를 수행하였다. 공정이 시작된 지 4시간 후에 목재는 5atm에서 물의 끓는점인 150℃에 도달하였고, 이후 약 4시간 동안 생재 내 자유수가 제거되고 상대적으로 저온에서 열처리되는 1차 건조-열처리가 진행되었다. 생재 내 자유수가 제거된 후 목재의 온도는 다시 상승하여 최고 온도에 근접할 때까지 결합수가 제거되고 1차 건조-열처리보다 높은 온도에서 열처리가 이루어지는 2차 건조-열처리가 진행되었다. 목재 내부 온도가 최고 온도에 도달한 후, 공정이 종료될 때까지 약 2시간동안 집중 열처리가 진행(목재의 내부 온도의 최고 온도는 220℃)되었고, 공정이 종료된 후 목재는 반응기 내에서 서서히 냉각되었다.After cutting the larch (raw material), drying-heat treatment was carried out using superheated steam at a temperature of 260 캜 and a pressure of 5 atm in a reactor in which air was removed and a certain amount of water was introduced. Four hours after the start of the process, the wood reached a boiling point of 150 ° C at 5 atm, followed by a primary drying-heat treatment in which free water was removed in the raw material for about 4 hours and heat treated at a relatively low temperature. After the free water in the raw material was removed, the temperature of the wood rose again and the combined water was removed until it reached the maximum temperature, and the secondary drying-heat treatment proceeded at a temperature higher than the primary drying-heat treatment. After the internal temperature of the wood reached the maximum temperature, the intensive heat treatment proceeded for about 2 hours (the maximum temperature of the internal temperature of the wood was 220 ° C.) until the process was finished, and after the process was finished, Cooled.

도 3은 생재 상태의 목재 및 본 발명의 실시예 1에 따른 생재 건조-열처리 공정이 진행된 목재의 횡단면을 도시한 것이다.3 is a cross-sectional view of a wood in a raw material state and a wood subjected to a raw material drying-heat treatment process according to Example 1 of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 건조-열처리공정이 진행된 목재에 할렬이 발생하지 않는다는 것을 확인 할 수 있다.Referring to FIG. 3, it can be seen that the wood subjected to the drying-heat-treating process according to the embodiment of the present invention is not split.

이하에서는, 도 4 내지 도 8을 참조하여, 비교예 1 내지 비교예 4 및 본 발명의 실시예 1에 따른 생재 건조-열처리 공정이 진행된 목재의 특성에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, characteristics of the wood subjected to the raw material drying-heat treatment process according to Comparative Examples 1 to 4 and Example 1 of the present invention will be described with reference to FIG. 4 to FIG.

도 4 내지 도 8에서 비교예 1은 무처리재이고, 비교예 2는 열기 건조재이며, 비교예 3은 190℃ 고열처리재이고, 비교예 4는 210℃ 고열처리재이며, 실시예 1은 5atm & 220℃ 과열수증기 건조-열처리재이다.4 to 8 are Comparative Examples 1 and 2, Comparative Example 2 is a hot-air drying material, Comparative Example 3 is a 190 ° C heat treatment material, Comparative Example 4 is a 210 ° C heat treatment material, 5atm & 220 ℃ Superheated steam drying - It is heat treated material.

도 4는 비교예 1 내지 비교예 4 및 본 발명의 실시예 1에 따른 생재 건조-열처리 공정이 진행된 목재의 평형함수율(equilibrium moisture content)을 도시한 그래프이다.4 is a graph showing the equilibrium moisture content of the wood subjected to the raw material drying-heat treatment process according to Comparative Examples 1 to 4 and Example 1 of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예1에 따른 생재 건조-열처리된 목재는 비교예 1 내지 비교예 4에 비해 평형함수율이 감소되었다. 즉, 본 발명의 실시예1에 따른 생재 건조-열처리된 목재는 평형함수율의 감소에 의한 치수안정성의 증가, 내부후성능이 향상된다는 것을 알 수 있다.4, the equilibrium moisture content of the raw material-dried and heat-treated wood according to Example 1 of the present invention was lower than that of Comparative Examples 1 to 4. That is, it can be seen that the dimensional stability of the raw material-heat-treated wood according to Example 1 of the present invention is improved by decreasing the equilibrium moisture content, and the post-internal performance is improved.

도 5는 비교예 1 내지 비교예 4 및 본 발명의 실시예 1에 따른 생재 건조-열처리 공정이 진행된 생재 목재의 종압축강도(compressive strength parallel to the grain)를 도시한 그래프이다.FIG. 5 is a graph showing the compressive strength parallel to the grain of the raw material wood subjected to the raw material drying-heat treatment process according to Comparative Examples 1 to 4 and Example 1 of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예1에 따른 생재 건조-열처리된 목재는 비교예 1 내지 비교예 4에 비해 종압축강도가 향상되었다. Referring to FIG. 5, the wood-based dry-heat treated wood according to Example 1 of the present invention had an improved overall compressive strength as compared with Comparative Examples 1 to 4.

도 6은 비교예 1 내지 비교예 4 및 본 발명의 실시예 1에 따른 생재 건조-열처리 공정이 진행된 목재의 갈색부후균(brown rot fungi)에 의한 질량감소율(mass loss rate) 및 부후 억제율(deterioration depression rate)을 도시한 그래프이다.FIG. 6 is a graph showing the mass loss rate and deterioration rate of the brown rot fungi of the wood subjected to the raw material drying-heat treatment process according to Comparative Examples 1 to 4 and Example 1 of the present invention depression rate.

도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예1에 따른 생재 건조-열처리된 목재는 비교예 1 내지 비교예 4에 비해 갈색부후균에 의한 질량감소율이 감소하여 부후 억제율이 증가되었다.Referring to FIG. 6, the mass reduction rate of the brown rot fungus was decreased in the raw material-heat-treated wood according to Example 1 of the present invention, as compared with Comparative Examples 1 to 4, thereby increasing the suppression rate of rot.

도 7은 비교예 1 내지 비교예 4 및 본 발명의 실시예 1에 따른 생재 건조-열처리 공정이 진행된 목재의 백색부후균(white rot fungi)에 의한 질량감소율(mass loss rate) 및 부후 억제율(deterioration depression rate)을 도시한 그래프이다.FIG. 7 is a graph showing the mass loss rate and deterioration rate of white rot fungi of the wood subjected to the raw material drying-heat treatment process according to Comparative Examples 1 to 4 and Example 1 of the present invention depression rate.

도 7은 참조하면, 본 발명의 실시예1에 따른 생재 건조-열처리된 목재는 비교예 1 내지 비교예 4에 비해 백색부후균에 의한 질량감소율이 감소하여 부후 억제율이 증가되었다.7, as compared with Comparative Examples 1 to 4, the mass reduction rate by the white rot fungus was decreased in the raw material-heat treated wood according to Example 1 of the present invention, thereby increasing the suppression rate of the rot fungus.

도 8은 비교예 1 내지 비교예 4 및 본 발명의 실시예 1에 따른 생재 건조-열처리 공정이 진행된 목재의 전부피수축율을 도시한 그래프이다.FIG. 8 is a graph showing the total volume shrinkage of wood subjected to the raw material drying-heat treatment process according to Comparative Examples 1 to 4 and Example 1 of the present invention.

도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예1에 따른 생재 건조-열처리된 목재는 비교예 1 내지 비교예 4에 비해 전부피수축율이 감소되었다. 특히, 본 발명의 실시예1에 따른 생재 건조-열처리된 생재 목재의 전부피수축율(2%)은 무처리된 비교예 1(10%)에 비해 8%p가 감소되는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 8, the total volume contraction ratio of the raw material-dried and heat-treated wood according to Example 1 of the present invention was lower than that of Comparative Examples 1 to 4. In particular, it can be seen that the total volume shrinkage (2%) of the raw material-dried and heat-treated raw wood according to Example 1 of the present invention is reduced by 8% p compared to the untreated Comparative Example 1 (10%).

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. This is possible.

그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined by the equivalents of the claims, as well as the claims.

Claims (9)

생재를 준비 및 가열하는 단계;
과열수증기를 이용하여 상기 생재 내 자유수를 제거하기 위해 열처리하는 1차 건조-열처리 단계;
상기 과열수증기를 이용하여 목재 내 결합수를 제거하고, 상기 1차 건조-열처리 단계 보다 고온에서 열처리하는 2차 건조-열처리 단계;
상기 과열수증기를 이용하여 평형함수율(equilibrium moisture content)에 도달한 상기 2차 건조-열처리된 목재의 내부 온도의 최고 온도에서 열처리하는 집중 열처리 단계; 및
상기 집중 열처리된 목재를 냉각시키는 냉각 단계
를 포함하고,
상기 1차 건조-열처리 단계, 상기 2차 건조-열처리 단계 및 상기 집중 열처리 단계는 건조와 열처리가 동일 장치에서 진행되며,
상기 1차 건조-열처리 단계, 상기 2차 건조-열처리 단계 및 상기 집중 열처리 단계는 140℃ 내지 260℃의 과열수증기 온도 및 4atm 내지 400atm의 과열수증기 압력에서 진행되고,
건조-열처리된 목재의 열처리도는 상기 집중 열처리 중 목재 내부의 최고 온도와 상기 집중 열처리 시간의 곱으로 결정되는 것을 특징으로 하는 생재 건조-열처리 공정.
Preparing and heating the raw material;
A first drying-heat treatment step of performing heat treatment to remove free water in the raw material using superheated steam;
A secondary drying-heat treatment step of removing the coupling water in the wood by using the superheated water vapor and performing a heat treatment at a higher temperature than the primary drying-heat treatment step;
A concentrated heat treatment step of performing heat treatment at a maximum temperature of the internal temperature of the secondary drying-heat-treated wood which has reached equilibrium moisture content using the superheated water vapor; And
A cooling step for cooling the concentrated heat-treated wood
Lt; / RTI >
In the first drying-heat treatment step, the second drying-heat treatment step and the concentrated heat treatment step, drying and heat treatment are performed in the same apparatus,
Wherein the primary drying-heat treating step, the secondary drying-heat treating step and the concentrated heat treating step are carried out at a superheated steam temperature of 140 ° C to 260 ° C and superheated steam pressure of 4atm to 400atm,
Wherein the degree of heat treatment of the dry-heat treated wood is determined by multiplying the maximum temperature inside the wood during the concentrated heat treatment and the concentrated heat treatment time.
제1항에 있어서,
상기 1차 건조-열처리 단계, 상기 2차 건조-열처리 단계 및 상기 집중 열처리 단계는 260℃의 과열수증기 온도 및 5atm의 과열수증기 압력에서 진행되는 것을 특징으로 하는 생재 건조-열처리 공정.
The method according to claim 1,
Wherein the primary drying-heat treatment step, the secondary drying-heat treatment step, and the concentrated heat treatment step are carried out at a superheated water vapor temperature of 260 ° C and a superheated water vapor pressure of 5atm.
제1항에 있어서,
상기 생재를 준비 및 가열하는 단계는,
상기 생재 내부 온도가 목표 압력 조건에서 물의 끓는점에 도달하는 시점까지 진행되는 것을 특징으로 하는 생재 건조-열처리 공정.
The method according to claim 1,
The step of preparing and heating the raw material includes:
Wherein the raw material internal temperature is maintained until the boiling point of the water reaches the target pressure condition.
제1항에 있어서,
상기 1차 건조-열처리 단계는,
상기 목재 내부 온도가 목표 압력 조건에서 물의 끓는점을 유지하는 구간인 것을 특징으로 하는 생재 건조-열처리 공정.
The method according to claim 1,
Wherein the primary drying-heat treating step comprises:
Wherein the internal temperature of the wood is a zone where the boiling point of water is maintained under the target pressure condition.
제1항에 있어서,
상기 2차 건조-열처리 단계는,
상기 목재의 내부 온도가 목표 압력 조건에서의 물의 끓는점으로부터 다시 상승하기 시작하여 상기 목재의 내부 온도가 최고 온도에 근접하는 시점까지 진행되는 것을 특징으로 하는 생재 건조-열처리 공정.
The method according to claim 1,
Wherein the secondary drying-heat treatment step comprises:
Wherein the internal temperature of the wood starts to rise again from the boiling point of water at the target pressure condition and progresses to the point where the internal temperature of the wood approaches the maximum temperature.
제1항에 있어서,
상기 집중 열처리 단계는,
상기 목재의 내부 온도가 최고 온도를 유지하는 구간
인 것을 특징으로 하는 생재 건조-열처리 공정
The method according to claim 1,
Wherein the concentration heat treatment step comprises:
A section where the internal temperature of the wood maintains the maximum temperature
A raw material drying-heat treatment step
제1항에 있어서,
상기 집중 열처리 단계는,
건조-열처리된 목재의 용도에 따라 처리 시간이 결정되고,
상기 처리 시간은 상기 집중 열처리 단계가 진행되는 동안 상기 목재의 내부 온도를 실시간으로 모니터링하여 상기 목재의 내부 온도가 상기 최고 온도에 근접한 시점부터 상기 집중 열처리 단계가 종료되는 시점까지의 경과 시간으로 결정되는 것을 특징으로 하는 생재 건조-열처리 공정.
The method according to claim 1,
Wherein the concentration heat treatment step comprises:
The treatment time is determined according to the use of the dry-heat treated wood,
The processing time is determined as an elapsed time from a time point at which the internal temperature of the wood is close to the maximum temperature to a point at which the centralized heat treatment step ends, while the internal temperature of the wood is monitored in real time during the centralized heat treatment step A raw material drying-heat treatment process.
제1항에 있어서,
상기 1차 건조-열처리 단계 및 상기 2차 건조-열처리 단계는 밀폐된 반응기 내부에서 진행되는 것을 특징으로 하는 생재 건조-열처리 공정.
The method according to claim 1,
Wherein the first drying-heat-treating step and the second drying-heat-treating step are carried out in a closed reactor.
제1항에 있어서,
상기 냉각 단계는 공정이 종료된 반응기 내에서 -20℃/hour 이하의 속도로 서서히 냉각시키는 것을 특징으로 하는 생재 건조-열처리 공정.
The method according to claim 1,
Wherein the cooling step is carried out by slowly cooling the raw material at a rate of -20 DEG C / hour or less in the reactor in which the process is completed.
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