■목제품의 함수율이 왜 중요한가?
목재 또는 목제품에 존재하는 수분의 양을 우리는 ‘함수율’이라 합니다. 함수율은 목재 내에 있는 수분의 무게를 수분이 전혀 없는 목재의 무게로 나눈 값의 백분율로 표시합니다. 일반적 관례에 따라 질량보다는 무게라는 용어를 써서 다음과 같이 표시합니다.

함수율(%)
= (수분의 무게/전건목재의 무게) X 100
= {(수분을 포함한 무게 - 전건무게)/전건무게} X 100

함수율의 측정은 수분이 있는 시편의 무게를 재고 24기간 동안 103±2℃로 통제되는 건조기에서 시편의 무게가 항량에 도달한 다음 중지하고 그 무게를 전건무게로 씁니다. 만일 건조시편의 두께가 25㎜ 이상이면 더 오랜 시간 건조해야 합니다. 반대로 삭편인 경우 더 적은 시간이 소요됩니다.

예를 들어 생목편의 무게가 800g이고 전건후의 무게가 500g 이었다면 함수율은 얼마가 될까요? 이때 함수율은 {(800-500)/500} × 100으로 계산하면 60%가 나옵니다.

함수율을 알고 있을 때 그 제품에 존재하는 물의 양을 계산할 수도 있고 전건무게도 알 수 있습니다. 함수율은 목재의 운송에 있어서도 매우 유용하게 쓰입니다. 높은 함수율에서는 부피는 일정하지만 무게 차이가 꽤 납니다. 이런 경우 트럭에 적재하면 허용중량초과로 문제가 됩니다. 또 함수율을 어느 정도로 해야 최종제품을 운반하는 데 걸리는 무게를 조절할 수도 있게 됩니다.

수출될 12㎥(5,083 board feet)의 목재가 함수율 19%를 나타낸다고 가정해 봅시다. 이 함수율 상태에서 이 수종의 목재 1㎥가 나타내는 전건무게가 680kg입니다. 선적할 전체 무게를 어떻게 구할까요? 다음과 같은 식을 쓰면 됩니다.

생재무게 = 전건무게 X {1 +(% 함수율/100)}
따라서 생재무게 = (680kg/㎥ X 12㎥) (1+0.19)
                           = 9,710kg

생재무게를 알고 전건무게를 계산하고자 하면 다음 식을 쓰면 됩니다.

전건무게 = 생재무게/{1+(%함수율/100)}

위의 계산식은 가령 트럭에 실린 펄프재의 무게가 15톤이고 전건법으로 구해진 함수율이 90% 였다면 이때 펄프 수율을 구하기 위해 전건무게의 산출을 하기 위해 씁니다.

전건무게 = 15t/(1+0.90)=7.89t

90%의 함수율을 가진 펄프재용 목재 15톤이 완전히 마른 상태의 무게는 7.89톤이 되는 겁니다.

■함수율의 측정
함수율의 측정은 전건법과 전기식 수분계를 통해 측정됩니다. 전기저항식 수분계는 전건법에 비해 정확하지 않지만 즉각적인 판독, 편리한 사용과 비파괴라는 특성으로 인해 여러 곳에서 유용하게 사용됩니다.

전기저항이나 정전용량/전력손실에 기초한 함수율 측정기는 휴대용에 사용되고 중성자나 감마선 또는 마이크로웨이브를 이용한 게이지는 퇴적된 상태 또는 움직이는 상태에서 사용합니다.

어떤 함수율 측정기도 완벽할 수 없고 대게의 경우 6~30% 범위의 함수율을 측정합니다. 이 보다 더 높은 80~90% 함수율까지 측정하는 휴대용 함수율미터가 있으나 가격이 2~3배 비싸집니다.

휴대용 함수율측정은 핀을 꼽아 재는 방식과 핀이 없이 접촉상태에서 재는 방식이 있습니다. 함수율 측정기는 수종마다 또는 수종군으로 보정치가 있으며 목리방향에 대한 편차가 있기 때문에 제작사의 지침을 따라야 합니다. 밀도, 온도, 목리방향, 추출물에 따라 차이가 발생합니다. 측정대상 시편에서 잴 수 있는 측정 두께에 대한 한계도 있으니 구입을 하고자 한다면 체크해 봐야 합니다.

시중에서 판매되는 함수율미터를 모아 보았습니다. 함수율미터는 계측장비를 생산하는 여러 회사에서 생산됩니다. 가격은 60~400$ 정도 합니다. 근래에는 중국에서 만들어진 함수율미터가 저렴하게 나오고 있습니다. 구입은 영문 구글닷컴에서 “Wood Moisture meter”를 쳐 검색한 다음 아마존이나 이베이와 연결된 사이트에서 가능합니다.