적층재(laminated wood)라고 하는 것은 제재판(挽板) 또는 소각재 및 단판 등 통칭 라미나(lamina), 라멜라(lamella) 또는 라미네이션(lamination)이라고 불리는 박판 형태의 구성 요소를 섬유방향이 일치하도록 길이, 폭 그리고 두께 방향으로 적층, 접착하여 제조한 공학목재를 일컫는 말인데 제재판 등을 사용한 경우 집성재(만판적층재) 그리고 단판을 사용한 경우 단판적층재라고 부르게 된다. 직교 및 홀수매 적층법에 의한 합판과는 달리 대개 판의 형태로 제조되지 않는다는 점에서 차이가 있으며 사용 목적에 따라 다양한 형태와 크기로 제조하되 목리방향이 길이방향이 되도록 구성시켜 제조하게 된다.
집성재의 제조시 못 등을 이용하여 기계적으로 집성하거나 또는 접착제를 사용하여 접착, 집성시킬 수가 있는데 오늘날 집성재라고 하는 것은 접착으로 집성, 제조한 접착집성재(glulam, glued laminated wood)만을 일컫고 있다(그림 1과 2). 한편, 집성재는 합판처럼 판의 형태로 거의 제조되지 않고 있기 때문에 단판을 이용하여 판의 형태로 제조되고 있는 단판적층재는 엄밀한 의미에서 집성재의 범주내에 포함되지 않고 있다.
이처럼 라미나를 섬유방향이 평행하도록 길이, 폭, 두께 방향으로 서로 겹쳐 접착시킨 것이 집성재인데 오늘날에는 접착제도 병든주택 증후군(sick-house syndrome)의 원인 물질인 포름알데하이드를 방산하지 않으면서도 접착력과 내구력도 증가된 것이 개발되어 사용되고 있다. 이 집성재 기술은 1900년경 유럽에서 개발되었는데 현재 세계 곳곳에서 집성재가 사용되고 있다. 그리고 그 특성면에서 볼때 목재를 뛰어넘는 목재로써 평판이 높다.
천연재료인 목재는 이용상 많은 결점을 지니게 되지만 집성재는 충분히 건조되고 결점 제거 또는 분산된 것으로써 미리 성질이 파악된 제재목을 집성시켜 제조하기 때문에 틀어짐의 발생이 없고 역학적으로도 보다 합리적인 재료로의 구성이 가능한 가공 목재이다. 따라서 천연재료에서는 기대할 수 없는 성질을 지니며 단면 치수 및 형상에 제약이 없는 장대재(長大材)의 생산이 가능해질 뿐만 아니라 목재가 지니는 자연미나 따스함도 그대로 유지하게 된다.
이와 같은 집성재가 지니는 특징을 더 살펴보면 아래와 같다.
① 일반 제재판, 소각재 또는 제재나 목공 작업 등에서 파생되는 폐잔재를 이용하여 소정의 크기와 형태의 집성재로 제조할 수가 있으며 대나무를 사용한 집성재(lamboo, bamboo glulam)의 제조 역시 가능하다.
② 옹이, 입피, 부후, 이상재, 할렬 등 목재 고유의 결점을 집성, 접착 이전에 제거시켜 결점이 적은 재료로 제조할 수가 있으며 만판 집성시에는 결점을 분산시킬 수 있기 때문에 강한 재료를 얻을 수 있다(그림 3).
③ 표면에 미관적 성질이 우수한 재료를 배치함으로써 아름다운 화장용 집성재를 제조할 수 있다.
④ 건조재를 집성, 접착하기 때문에 장대재(長大材)인 경우에도 내부의 건조도가 균일한 재료가 제조됨으로 소재(素材)에서 발생하기 쉬운 할렬, 변형, 비틀림 등의 결함을 피할 수 있다.
⑤ 실내처럼 건조한 환경 조건 아래에서 사용하는 집성재인 경우 처음 사용시부터 건조재의 강도를 기대할 수 있음으로 건조되지 않은 소재보다 강한 재료로 사용할 수 있다.
<다음호에 계속됩니다.>
국민대학교 임산생명공학과 엄영근 교수