삭편판(particle board)이란?

삭편판(particle board)이란?

 

A. 삭편판의 정의
목재의 작은 삭편(削片, particle)에 접착제를 분무하고 열압체 방법을 적용하여 판상으로 성형, 제조한 목질판상재료 

제조시 이용된 목재 삭편의 종류에 따라 flakeboard, strandboard, waferboard 등 다양한 명칭으로 불려지고 있음

 

B. 삭편판의 특징
목적하는 크기, 비중, 강도 및 외관을 나타내는 판상재료 및 여러 성형제품으로 용이하게 제조할 수 있음 
방향에 따른 강도, 팽창 및 수축 등의 차이를 거의 해소할 수 있으므로 뒤틀림도 거의 일어나지 않음 
단열성, 차음성, 난연성이 목재나 합판보다 큰 편임 

가공하기가 쉬움 
목재의 특성을 유지하면서 원료를 집약적으로 이용할 수가 있음. 예를 들면 지금까지의 목재 이용법에 의한 제재목이나 판재의 수율이 입목의 20∼40%인데 비해 삭편판의 경우 그 수율은 약 80% 정도가 됨 
원료재의 형상에 크게 구애받지 않으므로 가격이 저렴한 목재라면 어느 것이나 모두 이용할 수가 있음 
제조 공정이 비교적 간단

 

C. 삭편(particle)의 종류

Particle
엄밀한 의미에서 보면 삭편판 제조에 사용되는 모든 형태의 식물질 원료를 일컫 는 용어로써 펄프용 chip으로부터 톱밥에 이르기까지 그 종류가 다양한데 대개 일반적인 삭편판의 제조시에 많이 쓰이고 있는 침상형의 삭편을 particle이라고 부르고 있음
Flake
두께 0.2∼0.5 mm, 폭 2∼25 mm, 길이 10∼50 mm 정도의 규정된 치수를 지니는 것으로 대개 그 두께가 균일하고 목리가 길이방향이 되도록 제조한 삭편
Wafer
형상면에서는 flake와 비슷하나 크기가 더 큰 것으로 길이와 폭이 5 x 5∼7 x 7 cm, 두께 0.6∼0.8 mm 정도되는 삭편을 일컬음
Curl
손대패와 같은 칼날에 의해 생산되는 것처럼 나선상으로 굽어지는 특징을 보이는 것으로써 길이가 길고 편평한 형태의 flake를 일컬음
Shaving
수동이나 자동 기계대패로 대패질할 때 얻어지는 대팻밥의 일종으로 길이가 일정하지 않은 삭편으로 그 두께도 일정하지 않으며 종종 말려 있는 모양을 띠기도 함
Chip
칼이나 망치 모양의 타격구에 의해 목재로부터 파쇄된 작은 목편 조각으로 그 형상은 펄프용 chip과 유사
톱밥(sawdust)
제재시 발생하는 톱밥을 일컬음
Strand
폭과 두께에 비해 상대적으로 길이가 긴 shaving의 형태로 shaving과는 달리 두께가 균일한 특징을 지님
Sliver(splinter)
목리와 평행한 길이가 두께에 비해 최소한 4배 정도 되는 것으로써 횡단면의 형상이 거의 정방형 또는 장방형인 삭편인데 두께 5 mm 정도의 것까지로 제조
목모(木毛, wood wool, excelsior)
길이가 길고 말려 있는 형태의 가느다란 sliver의 일종

 

D. 파티컬 보드(particle board)의 구조상 층수에 따른 분류
단층보드
보드의 두께 방향에서 보았을 때 모두 동일한 형상의 목재 삭편(particle)으로 제조된 삭편판으로써 보드의 면에 대해 삭편을 수평으로 깔아 제조한 flat-platen pressed (또는 mat-formed) board와 수직으로 세워 제조한 extruded board의 형태로 나누어 짐
2층보드
보드의 두께 방향에서 보았을 때 고운 삭편과 거친 삭편의 2층으로 구성된 삭편판으로써 고운 삭편의 쪽이 표층이 됨
3층보드
가장 일반적인 형태의 삭편판으로써 보드의 두께 방향에서 보았을 때 표,리층 과 중층의 삭편 사이에 형상의 차이가 있는데 표,리층에는 얇고 작은 삭편을 그리고 심 층에는 상대적으로 두껍고 큰 삭편을 이용하여 제조
다층보드
보드의 두께 방향에서 보았을 때 중심층으로부터 표,리층을 향해 삭편의 크기가 점진적으로 작아지는 형태의 삭편판. 따라서 이 경우 단층보드로부터 발달한 것 과 3층보드로부터 발달한 것의 2 종류가 있음

E. 휨강도에 따른 분류 (KS F3104)
18.0형 18.0 N/mm2 (184 kg/cm2) 이상인 삭휨강도가 편판
15.0형 휨강도가 15.0 N/mm2 (153 kg/cm2) 이상인 삭편판
13.0형 휨강도가 13.0 N/mm2 (133 kg/cm2) 이상인 삭편판
  8.0형 휨강도가 8.0 N/mm2 (82 kg/cm2) 이상인 삭편판

F. 표면의 연삭(硏削, sanding) 유무에 따른 분류
양면연삭보드
연삭으로 양면이 모두 평활하도록 조정한 삭편판
편면연삭보드
연삭으로 한쪽 면만이 평활하도록 조정한 삭편판
소판(素板)보드
양면 모두 연삭으로 평활하게 조정되지 않은 삭편판

G. 난연성에 따른 분류 난연성에 따른 분류
난연보드
내화약제 등의 처리를 통해 내화성이 부여되어 있는 삭편판
보통보드
내화성이 부여되어 있지 않은 삭편판

H. 비중에 따른 분류
경량보드
비중이 0.25∼0.40인 삭편판을 일컫는데 절연용으로 주로 쓰임
중용보드
비중이 0.40∼0.80인 삭편판을 일컫는데 가구 및 건축용으로 널리 쓰임
경질보드
비중이 0.80∼1.20인 삭편판을 일컫는데 가구나 비품, 캐비닛, 차량 내장재, 주택용 비늘판, 콘크리트 형틀 등으로 쓰임

I. 목재 삭편의 형태에 따른 삭편판
Particleboard
목재 가공공정에서 파생되는 대팻밥, 죽데기 등의 폐잔재를 이용하여 제조한 침상형의 목재 삭편과 요소수지접착제 등과 같은 실내용 접착제를 이용하여 제조한 판상재료로써 가구나 캐비닛 부재, 각종 목공품 등과 같은 조작용 재료로 사용
Waferboard, Flakeboard
작은 직사각형 모양의 단판 조각을 닮은 wafer나 flake 및 석탄산수지접착제 등과 같은 실외용 접착제를 이용하여 제조한 판상재료로써 침엽수 합판의 대용으로 지붕이나 벽체용 덮개, 비늘판 등의 건축 구조재로 사용될 수 있음
배향성 strandboard (oriented strandboard, OSB)
가늘고 긴 형상의 삭편인 strand와 석 탄산수지접착제 등과 같은 실외용 접착제를 이용하여 제조한 판상재료로써 합판의 구성 형태처럼 인접 층간의 목리가 서로 직교되도록 구성하여 제조함 3층 또는 5층의 형태 로 제조될 수가 있으며 waferboard와 마찬가지로 지붕이나 벽체용 덮개 등의 건축 구조재로 사용될 수 있다. 또한 OSB의 양면에 중밀도섬유판을 적층하여 제조한 Triboard나 OSB를 심판으로 사용하고 이 OSB의 목리에 대해 직각이 되도록 그 표면에 단판을 적층하여 제조한 composite plywood (Com-Ply)가 주택 등의 건축재료로 쓰임
Parallel strand lumber (PSL, parallam)
두께 2.5∼3.2 mm인 단판으로부터 폭 12 mm, 길이 600 mm 이상이 되도록 만든 strand와 석탄산수지접착제 등과 같은 실외용 접착제를 이용하여 제조한 재료 제조 특성으로 볼 때 LVL과 OSB의 중간 형태의 목 질복합재료인데 무결점재나 집성재 또는 단판적층재보다 높은 수준의 강도를 지니는 재료로 제조할 수가 있으며 보 등과 같은 구조용재로 사용
Mineral-bonded board
대개 excelsior(wood wool)에 시멘트나 석고를 결합시켜 제조한 판상재료로써 차음성, 내균성 및 내화성이 필요로 하는 곳에 사용하는데 주로 외벽, 지붕 용 deck 등으로 많이 쓰임 시멘트와 flake를 결합시켜 제조하는 경우도 있는데 이 제품은 문, 마루, 칸막이, 내력벽, 외장용 비늘판(siding) 등의 용도로 사용됨 

 

J. 삭편판의 제조공정

 

1. 원료
삭편판의 원료로써 모든 종류의 식물질 원료(lignocellulosic materials)가 이용될 수 있으나 가장 우수한 것은 목재인데 에너지 소비량, 칼날의 마모, 열압시의 압체율 등을 고려해 볼 때 침엽수재나 비중 0.4∼0.6 정도인 활엽수재가 가장 바람직하다.
목재는 가격만 저렴하다면 어떠한 형태의 것이라도 모두 이용할 수가 있는데 미이용재, 임지 폐잔재, 공장 폐잔재, 대팻밥 등이 사용되고 있다.

2. 조목과 삭편(particle)의 제조
원목은 보통 삭편으로 절삭하기 전에 조목단계에서 30 cm 정도의 길이로 절단하는데 원목의 함수율이 너무 낮은 경우 미세한 삭편의 발생량이 많아 지고 함수율이 너무 높은 경우 삭편 제조후의 건조시 에너지 소비량이 많아지기 때문에 원목의 함수율은 삭편의 절삭이나 건조 측면에서 볼 때 35∼50%일 때가 가장 바람직하다.
삭편판의 표층에 나타나는 수피에 의한 반점을 방지하기 위하여 원목은 보통 박피(剝皮)를 하지만 수피를 삭편에 25% 정도까지 혼입해 사용하여도 강도적 성질에는 큰 영향이 나타나지 않으므로 박피를 하지 않아도 무방하다.

삭편판의 원료가 되는 목재의 삭편 제조에는 원판형 절삭기(disc flaker), 기계대패(planer 또는 jointer)와 같은 회전 절삭형 기계, 이밖에 drum flaker, ring flaker 등이 이용되고 있다.

절삭된 삭편은 각기 표,리층용 및 중층용에 적당한 형상으로 만들기 위해 hammer mill 등으로 더욱 파쇄시킨다.

삭편은 보통 함수율 30∼50%인 목재로부터 절삭되며 소재와 같은 건조 결함의 발생이 적기 때문에 200。C 이상의 과격한 열원을 이용한 건조를 통하여 함수율 3∼6%의 수준으로 조정해 주는데 삭편의 건조에는 회전 원통형, 다단 벨트형, jet dryer 또는 flash dryer와 같은 fixed dryer 등의 건조기가 이용된다.
또한 삭편은 체(screen)로 치거나 바람의 힘을 응용하여 선별하는 풍선법(風選法)으로 각각 표,리층용 및 중층용의 것으로 삭편의 크기에 따라 분류하여 이용한다.

3. 접착제
삭편판의 제조시 첨가되는 단위면적당 접착제의 양은 합판 제조시의 경우와 비교해 볼 때 극히 적은 편이다. 따라서 접착제를 삭편의 표면에 기계적인 마찰로 도부하거나 점상으로 분무, 살포하므로써 접착력을 증가시킬 수가 있다.
주로 고형분 65% 정도인 요소수지접착제를 많이 사용하는데 외장용으로는 고형분 40∼53%의 석탄산수지접착제 역시 사용되고 있다. 첨가량은 요소수지접착제인 경우 전건 삭편 무게에 대해 4∼15%, 석탄산수지접착제인 경우 4∼6%이며 요소수지접착제로 3층보드를 제조하는 경우에는 표,리층에 8∼15% 그리고 중층에 4∼8%를 첨가한다.

4. 성형(forming)
접착제가 도부된 삭편을 일정량 취하여 간판(間板, caul) 위에 살포시켜 균일한 두께의 mat상으로 성형하는데 이러한 공정을 mat 성형이라고 부른다.
성형법에는 단속식과 연속식이 있는데 단속식에는 삭편 공급구인 hopper가 고정되고 간판이 이동하는 방식과 간판이 고정되고 hopper가 이동하는 방식이 있고 연속식은 연속적으로 이동하는 간판 위에 삭편이 mat상으로 살포되는 형식이다. 삭편을 기계적인 힘으로 날려보내 큰 삭편은 멀리 날아가 쌓이게 하고 가벼운 삭편은 공기 저항으로 인해 가까운 곳에 떨어져 쌓이게 하는 원리를 이용하여 연속적으로 이동하는 간판 위에 mat를 형성할 수가 있다.

5. 압체
성형된 mat의 상태 그대로는 취급중의 진동 등으로 인하여 미세한 삭편이 하부로 몰릴 수 있기 때문에 성형 직후 냉압으로 mat를 조밀하게 만들어야 한다.
열압은 다단 스케줄에 따라 10∼20 단의 열압기나 연속식 열압기에 의해 이루어지는데 열압 개시와 함께 최대 압체압력을 이용하여 제조하고자 하는 삭편판의 두께로 mat를 빨리 압축시킨 다음 그 압력 그대로 일정 시간 유지해 주므로써 표층이 강하게 압축된 상태에서 표층의 접착제가 경화되어 압밀처리 효과가 나타나도록 유도한다. 그후 압체압력을 낮추어 mat내에 형성된 수증기를 제거(breathing 또는 degassing)하여 그 증기압을 완화시켜 주므로써 mat내부로 접착제의 경화가 진행되는 동안 증기압에 의한 mat의 팽창이 일어나지 못하도록 만들어 준다. 이러한 상태에서 마지막으로 압력을 다시 한번 낮추어 mat내의 접착제를 완전히 경화시켜 준다.
열압온도와 시간은 요소수지접착제인 경우 110∼150。C와 두께 1 mm당 30초, 석탄산수지접착제인 경우 130∼170。C와 두께 1 mm당 60초이며 압체압력은 경량판이 2∼7 kg/cm2, 중용판이 7∼25 kg/cm2, 경질판이 25∼70 kg/cm2인데 일반적으로 압체시간은 압체압력이 낮을수록 길게 적용한다.

6. 마무리 가공
열압이 완료된 삭편판은 톱으로 소정의 치수에 따라 잘라 준다. 열압시 표층의 삭편과 접착제는 고온의 열판에 직접 노출되기 때문에 열분해를 받게 되며 또한 경우에 따라서는 표면에 凹凸이 생길 수도 있으므로 표면을 얇게 연삭해 줄 필요가 있는데 합판의 경우와 거의 동일한 방법으로 연삭해 주면 된다.

K. 삭편판 생산 업체별 규격 및 용도 
동화기업(주)
규격 : 4×6ft, 4×7ft, 4×8ft (두께 6∼365mm)
용도 : 가구(옷장, 침대, 화장대, 장식장 등), 주방가구, 건축용재, 스포츠용품, 차량, 선박용, 포장용 등
성창기업(주)
규격 : 4×6ft, 4×8ft (두께 6∼30mm)
용도 : 장롱, 옷장, 캐비넷, 피아노 프레임, 씽크문짝, 서류장, 교구용 책상, 칠판, 경량칸막이, 내,외장재 등
한솔포렘(주)
규격 : 두께 12∼35mm(아산공장), 42∼90mm(익산공장, Saw Mill)
용도 : 부엌가구