목재

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배경

목재는 건축 자재로 사용되는 다양한 길이의 목재에 적용되는 총칭입니다. 목재 조각은 나무 줄기에서 세로로 절단되며 단면이 둥근 기둥이나 말뚝과 달리 일반적으로 직사각형 또는 정사각형 단면이 특징입니다.

건축 자재로 목재를 사용하는 것은 기록된 역사보다 앞선 것입니다. 목조 건축에 대한 가장 초기의 증거는 프랑스 니스 근처의 한 부지에서 나온 것으로, 폭 6m, 길이 15m의 오두막이 400,000년 전에 나무 기둥을 사용하여 건설되었음을 나타내는 일련의 기둥 구멍이 있는 것 같습니다. 지원을 위해. 손상되지 않은 채 발견된 가장 오래된 목조 건축물은 독일 북서부에 있으며 약 7,300년 전에 지어졌습니다. 기원전 500년 <작은> 철 도끼, 톱, 끌은 일반적으로 나무를 자르고 모양을 만드는 데 사용되었습니다. 제재소에서 손 도구를 사용하지 않고 목재를 절단하는 것에 대한 첫 번째 언급은 북유럽에서 왔으며 그 연대는 약 375년으로 거슬러 올라갑니다. 제재소는 물의 흐름에 의해 구동되었습니다.

북미에서 유럽의 식민지 개척자들은 광대한 나무 숲을 발견했고 나무는 주요 건축 자재가 되었습니다. 영국에서 개발된 원형톱은 1814년 미국에서 도입되어 제재소에서 널리 사용되었습니다. 대규모 띠톱은 1869년 Jacob R. Hoffman이 개발하여 특허를 받았으며 많은 제재소 작업에서 원형 톱을 대체했습니다.

초기 제재소에서 생산된 목재는 고객의 특정 주문이나 제재소의 표준 관행에 따라 치수가 다양했습니다. 오늘날 건축에 사용되는 목재 조각은 표준 치수를 가지며 조각의 두께에 따라 세 가지 범주로 나뉩니다. 공칭 두께가 5cm(2인치) 미만인 목재는 판자로 분류됩니다. 공칭 두께가 2인치(5cm)이지만 5인치(13cm) 미만인 것은 치수로 분류됩니다. 공칭 두께가 5인치(12.5cm) 이상인 것은 목재로 분류됩니다. 이 조각의 공칭 너비는 2-16인치(5-40cm)에서 1인치(2.5cm) 단위로 다양합니다. 대부분의 거친 목재 조각은 말린 다음 대패를 통해 네 면을 모두 매끄럽게 만들어 마무리하거나 표면을 만듭니다. 결과적으로 실제 치수는 공칭 치수보다 작습니다. 예를 들어, 표준 2x4 건조된 표면 치수 목재의 크기는 실제로 1.5인치(3.8cm) x 3.5인치(8.9cm)입니다.

표면뿐만 아니라 특정 단면 모양을 생성하도록 가공된 목재 조각은 가공 목재 또는 패턴 목재로 분류됩니다. 장식 몰딩, 텅 앤 그루브 마루 및 Shiplap 사이딩은 패턴 목재의 예입니다.

오늘날 목재 제품 가공은 전 세계적으로 10억 달러 규모의 산업입니다. 건축용 목재뿐만 아니라 합판, 섬유판 종이, 판지, 테레빈유, 로진, 직물 및 다양한 산업용 화학 물질.

원자재

목재가 생산되는 나무는 활엽수 또는 침엽수로 분류됩니다. 많은 활엽수의 나무는 단단하고 많은 침엽수의 나무는 부드럽지만 그것이 특징을 정의하는 것은 아닙니다. 대부분의 단단한 나무에는 잎이 있고, 벌채하는 동안 전기톱으로 나무를 자르고 가지를 제거합니다. 제재소에서 통나무는 껍질을 벗기고 버킹하거나 미리 결정된 길이로 자릅니다. 그런 다음 추가 처리를 위해 띠톱으로 진행합니다. 그들이 겨울에 흘리는 것. 활엽수에는 참나무, 단풍나무, 호두, 버찌, 자작나무가 포함되지만 모든 숲 중에서 가장 부드럽고 가벼운 나무인 발사도 포함됩니다. 반면 침엽수는 잎 대신 바늘이 있습니다. 그들은 겨울에 바늘을 흘리지 않지만 일년 내내 녹색을 유지하며 때로는 상록수라고도합니다. 침엽수에는 소나무, 전나무, 솔송나무, 가문비나무, 삼나무가 포함됩니다.

활엽수는 일반적으로 침엽수보다 비싸며 바닥재, 캐비닛, 패널, 문 및 장식용으로 사용됩니다. 그들은 또한 가구 제조에 광범위하게 사용됩니다. 활엽수는 4-16피트(1.2-4.8m)의 길이로 제공됩니다. 침엽수는 벽 스터드, 장선, 판자, 서까래, 보, 스트링거, 기둥, 데크, 외장, 바닥 바닥 및 콘크리트 형태에 사용됩니다. 4-24피트(1.2-7.3m)의 길이로 제공됩니다.

활엽수 목재와 침엽수 목재 조각은 모두 목재의 결함 수와 크기에 따라 등급이 매겨집니다. 결함에는 옹이, 구멍, 피치 포켓, 갈라진 부분, 가장자리 또는 모서리의 누락된 조각(웨인이라고 함)이 포함됩니다. 이러한 결함은 주로 외관에 영향을 미치지만 조각의 강도에도 영향을 줄 수 있습니다. 더 높은 등급을 선택 등급이라고 합니다. 활엽수는 선택보다 훨씬 높은 첫 번째 또는 두 번째로 등급이 매겨질 수도 있습니다. 이 등급은 결함이 거의 없으며 외관이 중요한 트림, 몰딩 및 마감 목공용으로 사용됩니다. 등급이 높을수록 결함 수가 적습니다. 낮은 등급을 일반 등급이라고 하며 목재를 덮거나 결함이 문제가 되지 않는 일반 건축에 사용됩니다. Common 등급은 #1 common, #2 common 등과 같은 번호로 품질의 내림차순으로 지정됩니다. 침엽수 일반 등급 목재 조각은 선택 상품, 건축 등과 같은 동등한 이름으로 지정할 수도 있습니다. 상자나 사다리와 같이 건축 이외의 용도로 사용되는 목재에는 다른 등급 지정이 부여됩니다.

제조
프로세스

미국에서 목재로 절단될 대부분의 나무는 목재 회사가 소유하거나 정부에서 임대한 관리 산림에서 자랍니다. 나무가 적절한 크기에 도달한 후에는 절단되어 제재소로 옮겨져 다양한 크기의 목재로 절단됩니다.

다음은 나무를 목재로 가공하는 일반적인 작업 순서입니다.

벌목

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1 지역에서 선별된 나무를 육안으로 검사하여 벌채 또는 벌채할 준비가 된 것으로 표시합니다. 해당 지역에 도로가 없으면 불도저를 사용하여 도로를 절단하고 등급을 매깁니다. 작업이 우기까지 연장될 것으로 예상되는 경우, 도로는 자갈이 될 수 있으며 유실을 방지하기 위해 하천을 가로질러 배수로를 설치할 수 있습니다.

2 대부분의 벌목은 가솔린 동력 사슬톱으로 이루어집니다. 나무가 쓰러지는 방향을 제어하기 위해 양쪽에 하나씩 베이스 근처에 두 개의 컷이 만들어집니다. 나무가 쓰러지면 사슬톱으로 가지를 자르고 나무를 운반하기 편리한 길이로 자른다.

3 지형이 비교적 평평한 경우 스키더(skidder)라고 하는 디젤 구동 트랙터를 사용하여 쓰러진 나무 부분을 적재를 위해 정리된 지역으로 끌어옵니다. 지형이 가파르면 자체 추진 야더가 사용됩니다. 야더에는 33.5m(110피트) 높이까지 올릴 수 있는 신축식 유압 타워가 있습니다. 가이 와이어는 타워를 지지하고 케이블은 타워 꼭대기에서 가파른 경사면을 따라 내려서 쓰러진 나무를 회수합니다. 그런 다음 나무 단면 또는 통나무를 바퀴 달린 통나무 로더를 사용하여 트럭에 싣습니다.

4 트럭은 경사가 있는 도로를 따라 제재소로 가는 길에 공공 고속도로로 나아갑니다. 공장에 도착하면 거대한 이동식 언로더가 전체 트럭 화물을 한 번에 잡아서 통나무 데크라고 하는 긴 더미로 쌓습니다. 목재가 마르고 수축되는 것을 방지하기 위해 데크에 주기적으로 물을 뿌립니다.

껍질 벗기기 및 버킹

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5개의 통나무는 고무로 된 로더로 통나무 데크에서 픽업되어 공장으로 가져오는 체인 컨베이어에 놓입니다. 어떤 경우에는 날카로운 톱니가 있는 숫돌이나 고압수로 통나무의 외부 껍질을 제거하고 통나무는 장축을 중심으로 천천히 회전합니다. 제거된 수피는 분쇄되어 공장 용광로의 연료로 사용되거나 장식용 정원 뿌리 덮개로 판매될 수 있습니다.

6 통나무는 체인 컨베이어를 통해 밀로 운반되고 거대한 원형 톱이 미리 정해진 길이로 절단되면서 잠시 멈춥니다. 이 과정을 버킹(bucking)이라고 하며, 톱을 버킹쏘(bucking saw)라고 합니다.

대형 통나무를 톱질하는 헤드리그

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7 통나무의 직경이 2-3피트(0.6-0.9m)보다 큰 경우 컨베이어에서 기울어져 레일 세트에서 세로로 미끄러지는 이동식 캐리지에 고정됩니다. 캐리지는 레일에 대해 가로로 통나무를 배치할 수 있으며 통나무를 길이에 대해 90도 또는 180도 회전할 수도 있습니다. 광학 센서는 통나무를 스캔하고 각 끝의 직경, 길이 및 눈에 보이는 결함을 결정합니다. 이 정보를 기반으로 컴퓨터는 로그에서 얻을 수 있는 목재 조각의 수를 최대화하기 위해 제안된 절단 패턴을 계산합니다.

8 헤드리그 톱은 헤드리그 톱이라고 하는 대형 수직 띠톱 옆에 밀폐된 부스에 있습니다. 그는 텔레비전 모니터에 표시된 제안된 절단 패턴을 검토하지만 일련의 절단을 만들기 위해 자신의 경험에 더 의존합니다. 통나무는 수직 띠톱을 통해 세로로 공급됩니다. 첫 번째 절단은 작업자에게 가장 가까운 면을 따라 만들어지고 슬래브라고 하는 나무 조각을 제거합니다. 슬래브의 외부 표면은 원래 나무 줄기의 곡률을 가지며 이 조각은 일반적으로 버리고 종이 펄프에 사용하기 위해 칩으로 분쇄됩니다.

9 캐리지가 원래 위치로 돌아가고 로그가 옆으로 이동합니다. 로그의 크기에 따라 결과 보드의 크기와 수를 최적화하기 위해 다른 방식으로 절단될 수 있습니다. . 보드를 자른 후 건조하고 대패질합니다. 또는 후속 컷을 만들기 위해 회전합니다. headrig sawyer는 내부 결함에 대한 통나무를 지속적으로 검토하고 연속적인 절단마다 통나무가 더 열릴 때 그에 따라 절단 패턴을 수정해야 합니다. 일반적으로 판자로 만들 예정인 얇은 조각은 매듭이 적은 통나무의 바깥 부분에서 자릅니다. 치수재를 위한 두꺼운 조각은 다음으로 절단되는 반면 통나무의 중앙은 무거운 목재 조각에 대한 스톡을 산출합니다.

작은 통나무 띠톱질

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10 직경이 더 작은 통나무는 일련의 띠톱을 통해 공급되어 한 번에 1인치(2.5cm), 2인치(5cm) 또는 4인치(10cm) 두께의 조각으로 자릅니다.

다시 자르기

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11 헤드리그 톱에서 캔트라고 하는 큰 절단 조각을 평평하게 놓고 체인 컨베이어를 통해 다중 블레이드 띠톱으로 이동한 다음 필요한 너비로 절단하고 외부 모서리를 정사각형으로 다듬습니다. 더 작은 통나무에서 자른 조각도 여러 날 띠톱을 통과하여 너비에 맞게자를 수 있습니다. 조각이 더 이상 절단할 필요가 없을 정도로 작으면 고르지 않은 모서리를 정사각형으로 연마하는 치퍼를 통과할 수 있습니다.

건조 또는 조미료

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12 절단 및 손질된 목재 조각은 건조 또는 "양념"할 영역으로 이동됩니다. 이것은 부패를 방지하고 나무가 마르면서 수축하도록 하는 데 필요합니다. 목재는 크기가 크기 때문에 완전히 건조하기 어렵고 일반적으로 젖은 상태 또는 "녹색"으로 판매됩니다. 다른 목재는 완성된 조각에 필요한 수분 함량에 따라 공기 건조 또는 가마 건조가 가능합니다. 공기 건조된 목재는 공기가 순환할 수 있도록 각 조각 사이에 스페이서가 있는 덮개가 있는 영역에 쌓입니다. 자연 건조된 목재는 일반적으로 약 20%의 수분을 함유합니다. 가마에서 건조된 목재는 밀폐된 공간에 쌓이고 44-82°C(110-180°F)의 가열된 공기는 스택을 통해 순환됩니다. 가마 건조 목재는 일반적으로 15% 미만의 수분을 함유하며 최소 수축이 필요한 내부 바닥, 몰딩 및 문에 지정되는 경우가 많습니다.

기획

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13 건조된 목재 조각이 대패를 통과하여 회전하는 절단 헤드가 조각을 최종 치수로 다듬고 4개의 표면을 모두 매끄럽게 만들고 모서리를 둥글게 만듭니다.

등급 스탬핑 및 밴딩

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14 각 목재는 육안 또는 기계적으로 검사하여 결함의 정도에 따라 등급을 매깁니다. 등급은 수분 함량에 대한 정보 및 공장 식별 번호와 함께 각 조각에 찍혀 있습니다. 그런 다음 목재의 종류, 등급, 수분 함량에 따라 목재를 묶고 강철 밴드로 묶습니다. 번들은 트럭이나 기차에 실려 고객에게 재판매될 수 있도록 제재소로 배송됩니다.

품질 관리

완벽한 목재는 거의 없습니다. 목재를 필요한 크기로 톱질할 때 결함을 피하거나 최소화하기 위해 세심한 주의를 기울이지만 거의 항상 일부 결함이 있습니다. 이러한 결함의 수와 위치에 따라 목재의 등급이 결정되며 구매자는 각 특정 용도에 적합한 등급을 선택해야 합니다.

미래

벌목에 사용할 수 있는 오래된 나무의 수가 감소함에 따라 건설에 필요한 크기로 목재 조각을 선택적으로 절단하는 목재 산업의 능력도 감소합니다. 오늘날 벌목되는 나무의 대부분은 2세대 또는 3세대 나무로 원래의 오래된 나무보다 직경이 더 젊고 작습니다. 이 어린 나무는 또한 오래된 나무보다 치수 안정성이 낮은 어린 나무의 비율이 더 높습니다.

이러한 추세에 대응하기 위해 목재 산업은 건축에 필요한 크기, 강도 및 안정성을 제조하기 위해 문자 그대로 나무를 분해했다가 다시 조립하고 있습니다. 실제로 그들은 수십 년 동안 합판과 글루 라미네이트 빔의 형태로 이 작업을 수행해 왔으며 일부 신제품은 유사한 기술을 사용합니다.

새로 제조된 목재 제품 중 하나를 평행 가닥 목재라고 합니다. 그것은 통나무에서 벗겨지는 얇은 목재 베니어판으로 합판과 매우 유사하게 시작됩니다. 베니어판은 자동 쿠키 커터처럼 결함을 찾아 잘라내는 광섬유 스캐너 아래를 통과합니다. 그런 다음 베니어판을 건조하고 0.5인치(1.3cm) 너비의 스트립으로 자릅니다. 스트립은 기계의 한쪽 끝에 공급되며, 기계는 페놀 수지 접착제로 스트립을 코팅하고 양옆과 끝단을 겹쳐서 단단한 12인치 x 17인치(30cm x 43cm) 빔을 형성합니다. 나무의. 빔은 400,000와트의 마이크로파 에너지로 재핑되어 접착제를 거의 즉시 경화시킵니다. 빔이 기계의 다른 쪽 끝에서 나오면서 60피트(18.3m) 길이로 절단됩니다. 그런 다음 다양한 크기의 목재로 더 자르고 매끄럽게 사포질합니다. 결과 조각은 천연 나무보다 훨씬 더 강하고 치수 안정성이 높으며 노출된 빔 및 기타 가시적인 용도에 사용하기에 충분히 매력적입니다.