목질재료

목질재료

 

 

합판(PW, Plywood)

 

합판은 고대 이집트 왕국에서부터 유래를 찾을 수 있으며, 로마시대의 가구에서도 단판(베니어 : Veneer) 접착 기술을 찾아볼 수 있다. 원목의 단점을 보완한 재료로 가구, 건축, 선박, 악기재료로 널리 사용되며, 단판으로 구성된다. 특히 장롱의 문짝, 책상과 수납장의 뒷판과 같이 넓은 면을 비롯하여 의자의 좌판이나 등받이와 같이 곡면을 성형할 때 주로 사용된다. 목재를 얇게 켜서 나뭇결이 서로 다른 반대방향으로 놓은 다음, 접착제를 사용하여 붙인 판을 말한다. 앞•뒷판의 나무 무늬결을 같게 하기 위하여 3, 5, 7, 9와 같이 홀수로 접착되므로 3개의 단판으로 만들어진 것이 최소단위이다. 단판의 두께는 대부분 1~3mm이며, 그 중에서도 2mm가 가장 많이 쓰인다. 합판의 규격은 보통 1,200 x 2,400mm이며, 두께는 3, 6, 9, 12, 15mm 등이 있다.

 

합판에 사용되는 목재로는 나왕, 자작나무, 밤나무, 참나무, 느티나무 등 활엽수가 많으며, 콘크리트 거푸집에 사용되는 합판은 침•활엽수의 복합이다. 단판을 붙이는 접착제의 종류에 따라 상온에서 압력을 가하거나 열압으로 만드는데, 합판의 질을 좌우하는 접착제는 카세인, 비스코스, 글루타민 등이 있으며, 열압에는 열 경화성 요소수지나 석탄수지가 사용된다.

 

합판의 종류는 용도에 따라 내수합판, 방화합판, 방충합판, 방부합판이 있으며, 가운데에 특수한 재료를 사용하여 두께가 두껍지만 무게는 가벼운 럼버코어합판(lumber core plywood), 허니코어합판(Honey core plywood), 파이버보드코어합판(Fiber board core plywood) 등이 있다.

 

국내에서는 1930년대부터 합판이 사용되었으며, 광복 이후 건설경기에 힘입어 합판의 수요가 급증하였고, 1970년대를 정점으로 점차 감소하는 추세이다.

 

 

◆ 합판의 특징

 

• 원목에 비해 저렴

• 원목에 나타나는 갈라짐, 옹이 등의 흠을 합판 제작과정에서 제거하거나 분산시키므로 합판을 낭비 없이 사용할 수 있어 재료활용도가 높다.

• 원목의 단판에서 나타나는 수축, 팽창 및 비틀림이 거의 없어 치수 안정성이 크다.

• 곡면 가공이 용이하며, 갈라지지 않는다.

• 표면을 원하는 대로 가공할 수 있다. (컬러 도장, 무늬목 접착 등)

• 원목과 달리 건조시간이 필요하지 않다.

• 습기에 약하다

◆합판성형 과정

 

• 원하는 형태를 얻어내기 위하여 목재와 금속으로 금형 틀을 제작한다.

• 금형 틀 아래 판에 여러 장의 합판을 접착제로 발라 넣는다.

• 금형 틀 위판을 덮고, 프레스로 누른다.

• 전기로 금형틀을 가열하여 접착시킨다.

• 틀에서 성형된 합판을 꺼내어 다듬는다.

 

 

 

집성목

 

일정한 규격의 여러 각재 원목에 접착력을 증강시키기 위하여 조각의 모퉁이를 톱니모양으로 만들어 붙여 만든 판이다. 옹이와 같은 원목의 흠을 제거하고 집성하여 외관이 원목에 가까우며, 침엽수와 활엽수 모두 제작이 가능하다. 구조용 집성목은 침엽수재를 사용하며, 강도나 내구성이 우수하여 실외용으로 쓰인다. 조작용 집성재는 화장용 얇은 판을 붙인 것과 제재판의 색과 목리를 조화롭게 집성한 것으로 나누어진다. 합판과 같이 규격은 보통 1,200 x 2,400mm이며, 두께는 12mm에서 33mm 까지 다양하다. 주로 소나무, 단풍나무, 참나무, 자작나무, 고무나무 등으로 만들며, 학생용, 혼례용, 부엌가구, DIY가구에 사용된다.

 

 

◆ 집성목의 특징

 

• 원목에 비하여 수축, 팽창이 적다.

• 원목에 가까운 아름다운 외관을 지니지만 값은 저렴하다.

• 넓은 판재를 사용할 수 있어 재료 활용도가 높다.

• 여러 조각을 붙여 나뭇결이 일정하지 않다.

• 원목에 비해 강도가 약하므로 힘을 받는 가구제작에는 적합하지 않다.

 

 

 

MDF(중밀도 섬유판 :Mediun Density Fiberboard)

 

합판이나 원목의 대체재료로 1960년대 중반에 개발되었다. 원목으로 사용하기 어려운 나무나 자투리 등의 식물을 먼지처럼 분쇄한 후 접착제를 혼합하여 열과 압력에 의해 판재로 만들어낸 목질재료를 말한다. 섬유로 구성되어 있으며, 가구내장재, 건축재로 쓰이는데, 특히 주방가구, 가구의 모서리나 표면 가공을 하는 테이블 상판, 장롱 문짝, 서랍 앞면 등에 사용된다. 국내에서는 1986년에 처음으로 생산되어 현재까지 널리 사용되고 있으나 접착제에서 방출되는 포름알데히드라는 유해물지로 인하여 환경규제가 강화되고 있다. 즉 모든 가구재료는 친환경 재료인지를 구분하는 등급표시를 하고 있으며, SE0 등급은 포름알데히드라는 유해물질로 인하여 환경규제가 강화되고 있다. 즉 모든 가구재료는 친환경 재료인지를 구분하는 등급표시를 하고 있으며, SE0 등급은 포름알데히드 방출량이 0.3mg/L 이하이며, E0 등급은 0.3~0.5mg/L, E1 등급은 0.5~1.5mg/L, E2 등급은 1.5~5mg/L이다.

MDF의 규격은 보통 1,200 x 2,400mm로 합판과 동일하며, 두께는 3, 6, 9, 12, 15, 18mm 등이 있다.

 

 

◆ MDF 표면처리방법

 

첫째, 도장처리 : MDF에 직접하는 도장이 있으나, 이것은 도료의 흡수율이 높아 재료의 손실이 크고 도막 생성이 어렵다.

 

둘째, 무늬목 : 원목의 질감을 살리기 위하여 천연이나 인조 무늬목을 접착제를 이용하여 발라 사용한다. 무늬목의 특성상 도장이 필요하므로 래커 도장 마무리하는 것이 일반적이다.

 

셋째, LPM(Low Pressure Melamine impregnated paper) : LPM은 저압 멜라민 화장판으로 압착한 종이에 멜라민 수지를 섞고 건조시켜 만든 성형용 수지 시트이다. LPM용 원지는 대부분 수입하며, 멜라민 수지가 휘발성이므로 온도와 습도에 민감하다. HPM보다 얇으며, 접착제 없이 접착되고, 낮은 압력에서 접착 성형되는 것이 HPM과 다른 점이다. 표면재질이 우수하고 색상이 다양하다. HPM보다 저렴하며, 가공이 편리하다. 차갑고 미끄러운 것이 단점이며, 수분에 대한 안정성이 높아 부엌가구를 비롯한 상판이나 측판의 표면에 사용된다.

 

넷째, HPM(High Pressure Melamine) : HPM은 멜라민을 종이, 헝겊, 금속 등의 장식 효과를 얻기 위하여 고압에서 가공하여 만든 고압 멜라민 화장판으로 5~8매의 함침지를 겹쳐 만든 것이다. 표면강도가 강하며, 외관이 아름답고 습기에 강하다. 세척이 용이하며, 곡면가공이 가능하다. 시공이 간편하며 균열이 없어 사무용 가구 및 주방 가구 등의 천판이나 문짝 등에 사용된다.

 

다섯재, 피니싱 포일(Finishing Foil) : 이것은 모양지에 열경화성 수지를 함침시킨 후 도장한 코팅지로 1970년대 유럽에서 개발되었다. 접착과 동시에 가공이 완료되어 도장이 필요 없으므로 가격이 저렴하다. 그러나 포름알데히드를 방출하는 주범인 요소계 접착제를 사용해야 하는 것이 단점이다. 곡면처리가 용이하며, 인쇄효과가 뛰어나 가구의 내 • 외장재에 사용된다.

 

 

◆  MDF의 특징

 

• 곡면 가공이 용이하다.

• 목재나 합판에 비하여 가격이 저렴하다.

• 목재의 나뭇결에 의해 생기는 방향성이 없다.

• 재질이 가볍고 강도가 강하다.

• 원목과 달리 건조시간이 필요하지 않다.

• 판 전체가 고르게 매끈하여 재료활용도가 높다.

• 조직이 치밀하여 가공성, 도장성, 접착성이 우수하다.

• 원목에서 나타나는 수축, 팽창 및 비틀림이 거의 없다.

• 습기에 약하고 표면이 아름답지 않다.

• 원목이나 합판보다 나사못을 유지하는 힘이 약하다.

 

 

◆ MDF의 제작과정

 

• 침엽수 칩을 스팀으로 3~5분 쪄낸다.

• 칩으로부터 섬유를 만든다.

• 잘게 만들어진 섬유를 접착제와 혼합하여 함수율이 10%가 될 때까지 건조기로 건조시킨다.

• 매트형태로 만들어 열압공정에 들어간다.

• 냉각시킨 후 연마등의 마무리 공정 후 재단한다.

 

 

파티클 보드(PB : Particle Board)

 

파티클 보드는 쓸모 없는 나무조각이나 원목을 조각 내어 접착제로 혼합하여 열 압에 의해 판재로 굳혀 만든 것으로 원목의 나뭇결이 나타난다. 원목 대신에 대나무, 아마, 볏짚을 사용하기도 하며, 조각으로 구성된 것이 합판과 다른 점이다. 파티클 보드의 85% 이상이 가구에 사용되며, 특히 책장의 천판이나 측판, 장롱의 문짝에 사용되며 HPM이나 LPM으로 마감된다.

 

PB의 종류에는 휴지를 원료로 하여 만든 종기관 • 종이통 등의 칩 보드(Chip Board)를 비롯하여, 얇은 조각으로 만든 판상재료인 플레이크 보드(Flake Board)가 있다. 규격은 보통 1,200 x 2,400mm로 합판과 동일하며, 두께는 9, 12, 15, 18, 23, 25mm 등이 있다.

 

 

◆ PB의 특징

 

• 나사못 유지력이 우수하다.

• 가공성이 우수하며, 대량생산이 용이하다.

• 표면의 질이 일정하여 재료 활용도가 높다.

• 원목과 달리 건조시간이 필요하지 않다.

• 목재, 합판, MDF에 비하여 가격이 저렴하다.

• 원목의 단판에서 나타나는 수축, 팽창 및 비틀림이 거의 없다.

• 무게가 무거우며, 합판에 비하여 치수안정성이 떨어진다.

 

 

◆ 파티클 보드의 제조과정

 

• 목재의 껍질을 제거한 후 용도에 맞게 10~38mm 정도의 길이로 칩을 만든다.

• 칩을 건조하여 바깥부분과 안쪽에 사용되는 것으로 크기를 고려하여 선별한다.

• 파티클에 접착제와 왁스를 도포한다.

• 파티클은 매트형태로 만든 뒤 열압기에 넣는다.

•열압 공정을 마친 후 냉각시키고, 연마 공정 등의 마무리 공정을 거친 후 재단하여 파티클 보드가 완성된다.