우리의 주위에서 이용 가능한 대경목이 점점 고갈되어감에 따라 소경목, 임지잔재, 폐목재 등을 이용한 새로운 재료의 개발이 이루어져 왔다. 공학목재(engineered wood)란 목질 원료(lignocellulosic material)와 접착제 또는 기타 결합제를 이용하여 제조한 제품들을 일컫는 것으로 소재(素材, 일반 제재목)와 구분할때 일반적으로 쓰이는 용어이다. 집성재, 합판, 단판적층재, 삭편판, 섬유판 등은 소경목이나 폐잔재를 제재판(挽板)이나 소각재(小角材) 등의 라미나(lamina), 단판(veneer), 삭편(particle), 섬유(fiber) 등으로 더욱 세분화시킨 목질 원료와 접착제를 결합시켜 제조한 것으로써 공학목재 제품의 예가 되고 있다(그림 1).
이들 공학목재 제품은 목질 원료의 재구성에 의해 생산되는데 다음과 같은 공통 특징을 지니게 된다.
① 원하는 크기, 형상 및 재질의 재료로 쉽게 제조할수가 있다.
② 옹이 등과 같은 목재 고유의 결점을 제거하거나 분산시켜 제조할수 있음으로 비교적 균일하며 강한 재질의 재료로 사용할수 있다.
③ 치수가 작은 구성요소의 상태에서는 약제나 수지 처리를 용이하게 할수 있기 때문에 부후나 연소성과 같은 목재 고유의 결점이 제거된 재료를 제조할수가 있다.
④ 목질 구성요소와 다른 재료와의 복합이 가능하기 때문에 목재에 다른 재료의 성능이나 기능이 부여된 신소재를 제조할수 있다(그림 2).
일반적으로 이러한 재료의 원료가 되는 구성요소의 크기가 작아질수록 원료의 선택 범위는 넓어지고 재질이 균일해 지지만 강도적 성능은 저하되는 경향을 보이게 되는데 이는 구성요소의 크기가 작아짐에 따라 점점 목재를 구성하는 세포 구조가 건전한 상태로 남아있을 확률이 작아지기 때문에 그러하다(그림 3과 4).
이들 제품의 두께팽창률은 압축률(재료 밀도/원료 밀도) 그리고 접착제의 종류나 첨가율 등에 따라 달라진다. 무배향성의 제품의 경우 두께팽창률은 그 종류에 관계없이 그 밀도에 대해 거의 직선적인 관계를 보이는데 압축율의 영향도 크게 받는다. 배향성 스트랜드보드는 사시나무(aspen)처럼 가볍고 연한 원료를 고압축으로 그리고 분말상 석탄산수지접착제를 2∼3% 정도로 적게 첨가하여 제조하기 때문에 그 두께팽창률이 큰편이다. 그러나 최근에는 액상의 석탄산수지접착제 또는 아이소시아네이트(MDI, di phenylmethane-4,4-diisocyanate)계 접착제 등의 분무 첨가에 의해 두께팽창률이 작은 고성능 배향성 스트랜드보드도 생산되고 있다. 이와는 달리 면 전체가 접착되며 더욱이 적층 구조를 지니면서 압축률을 높지 않게 하여도 단판간의 밀착성이 충분히 얻어지는 합판의 경우에는 두께팽창률이 상대적으로 작은 편이다. 목질 부분의 압축률이 작은 요업계 복합재료의 경우에도 두께팽창률은 매우 작은 편이다(그림 5).
<다음호에 계속됩니다.>
국민대학교 임산생명공학과 엄영근 교수