1차 제재 ②

이러한 톱들은 원목 분류, 일관 제재(一貫製材, live sawing), 1차 제재목(둥근모가 제거되지 않은 판재)의 건조 등과 같은 다른 작업이 흔히 이루어지고 있는 유럽 전역에서 이용되고 있다. 원목으로부터 생산된 판재는 차후의 건조와 둥근모 제거를 위해 재집결된다. 이들 작업은 대개 생산 효율을 증가시키고 장비 수명을 연장시킬 수 있다.

원목을 제자리에 놓고 제재할 두께를 조절하며 톱날에 대해 원목을 밀어 넣어주는 기작이 톱의 종류보다 좋은 제재목 생산에 있어 더 중요하다. 최대의 제재목 수율을 얻기 위해 원목을 1차 제재할 때 필요한 네가지의 중요한 요구 조건들이 있는데 줄기의 원추 모양 정도나 굽어짐을 포함한 원목의 형상이나 등급 측정 수단, 원목의 정확한 제재 위치 계산 및 고정할 수 있는 능력, 원목을 견고하게 붙잡아 직선상으로 송재할 수 있는 능력 및 알맞게 빠른 속도로 얇으면서 직선상의 제재목을 생산할 수 있는 능력이 바로 그것이다.

1차 제재의 두 번째 방법은 단일 통과 제재기(single-pass headrig)를 이용하는 것이다. 이러한 형태의 장비에 있어서는 원목이 다소 연속적인 흐름으로 기계를 한번만 통과하게 된다. 1차 제재된 목재는 여러 종류의 2차 제재용 톱에 의해 더 작은 크기로 재가공 된다. 가장 일반적인 세 종류의 단일 통과 제재기로 대패식 1차 제재기(chipper canter), 다중 둥근톱식 1차 제재기(scragg mill) 및 다중 띠톱식 1차 제재기(multi-band headrig)를 들 수가 있다. 제재목 생산에 지름이 작은 원목이 많이 사용됨에 따라 이러한 종류의 기계 개발과 개선이 이루어지게 되었다.

대패식 1차 제재기(chipper canter, chipping headrig)는 원목의 측면들을 칩(chip)의 형태로 깎아냄에 따라 각형 또는 곡선형 단면의 1차 제재목이 생산된다는 점에서 송재 장치에 의한 톱과 차이가 있다. 포동(cutterhead)에 장착된 칼날의 회전에 따라 칩의 형태로 제거되기 때문에 톱밥이 발생되지 않는다. 현대식 고속 기계는 초당 2.3m(분당 450ft) 정도로 작동된다. 정확하게 조정된 기계는 시간당 800~1,000개의 원목을 처리할 수가 있다.

1960년대에 개발된 대패식 1차 제재기는 지름이 작은 침엽수 가공용으로 여전히 북미에서 이용되고 있다. 비록 일부 종류가 말구 지름 0.61m(24inch)까지의 원목 가공에 이용되고 있지만 대부분의 제재소는 이 기계를 이용하고 지름 0.15~0.41m(6~16inch)인 원목을 가공하고 있다. 다양한 형식의 대패식 1차 제재기가 여러 제조업체로부터 공급되고 있다. 이들은 원목을 붙잡아 기계로 송재해 주는 방식, 포동의 종류 및 가공 단면의 형상에 있어 다양한 차이를 보인다. 일부 형식의 기계에는 제재 장치가 조합되어 있어 다양한 단면 형상을 지니는 1차 제재목을 생산한 다음 바로 판재로 제재할 수가 있다. 제재 장치를 지니지 않는 대패식 1차 제재기인 경우 직사각형의 1차 제재목은 포동에 의해 생산된다. 이 1차 제재목은 회전식 동시 다수 세로켜기 톱(gang saw) 등에 의해 제재목으로 재가공 된다. 이러한 동시 다수 세로켜기 톱은 롤러(roller) 위에 장착되어 굽은 1차 제재목을 복잡한 컴퓨터 제어 수압 시스템을 통해 실시간으로 가공할 수 있다. 이러한 만곡형 제재(curve-saw) 시스템은 낮은 품질의 대단면재 가공시 고정형 톱에 비해 더 높은 수율과 더 통직한 목리의 제재목을 얻을 수 있다.

일부 제재소들은 지름이 작은 원목인 경우 대패식 1차 제재기를 이용하고 높은 등급의 제재목 생산 가능성이 있는 지름이 큰 원목인 경우 송재 장치에 의한 톱을 이용한다. 또한 대패식 1차 제재기는 합판용 단판 절삭 후 남게 되는 박심목(剝心木, core)을 2×4 각재로 제재하는 데에도 이용될 수 있다. 이 경우 단판 생산용 원목 토막(bolt)은 특정 지름, 대개 143㎜(5·5/8in)에 이를 때까지 단판이 절삭되는데 단판 절삭이 불가능한 원목 토막의 중심부인 박심목은 단판 레이스(veneer lathe)로부터 사출되어 대패식 1차 제재기로 송재된다.

다중 둥근톱식 1차 제재기(scragg mill)는 하나의 축에 2개 또는 4개의 둥근톱이 장착되어 있다. 톱날 사이의 거리는 작업자에 의해 102, 152 또는 203㎜(4, 6 또는 8inch) 두께의 1차 제재목을 생산하기 위하여 조정될 수 있다. 원목은 이 1차 제재기를 한번 통과함으로써 두 재면을 지니는 1차 제재목과 두 개의 죽데기를 생산하게 된다. 이 1차 제재목은 동시 다수 세로켜기 톱에 의해 판재로 재가공 된다. 죽데기의 두께가 충분히 두꺼운 경우 이들은 길이가 더 짧으면서 두께가 25~50㎜(1~2inch) 정도 되는 방열을 막는 피목용 판재(jacket board)를 생산하기 위하여 다시 절삭될 수 있다. 대부분의 다중 둥근톱식 1차 제재기에 있어 원목들은 컨베이어 체인(conveyor chain)에 의해 톱으로 송재된다. 최근 형식의 기계에 있어서는 원목의 양 마구리를 위에서 죄게 되는 장치에 의해 톱으로 송재된다.

다중 띠톱식 1차 제재기(multi-band headrig)는 보통 동일한 종류의 2개 또는 4개의 마주보고 있는 띠톱으로 구성되어 있으나 송재 장치를 함께 지는 단일 띠톱보다 크기가 다소 작다.

다른 단일 통과 제재기처럼 다중 띠톱식 1차 제재기는 지름이 작은 원목을 가공하기 위하여 개발된 것이다. 전자식 주사 장치와 컴퓨터 제어 시스템이 다중 띠톱식 1차 제재기에 적용될 수 있다.

다중 띠톱식 1차 제재기는 원목이 띠톱에 도달하기 전에 원목 양쪽의 죽데기들을 제거하게 되는 대패식 죽데기 제거기(slab chipper)와 함께 연결되어 사용되는 경우가 더러 있다. 대패식 죽데기 제거기는 일반적으로 원목으로부터 죽데기의 형태로 제거될 부분을 포동에 장착된 칼날로 면삭하여 칩(chip)의 형태로 제거함에 따라 평평한 절삭면을 남기게 된다. 대패식 죽데기 제거기의 절삭 작용은 여러 대패식 1차 제재기의 포동과 비슷하게 이루어지는데 죽데기나 톱밥 대신 가치가 높은 펄프용 칩들이 생산된다.

<다음호에 계속됩니다.>
국민대학교 임산생명공학과 엄영근 교수