목재를 접착제없이 붙이는 방법, 우드웰딩

 

우드웰딩, 목재 접착의 흥미롭고 혁신적인 기술

 

안녕하세요, 목재의 세계에서 흥미진진한 이야기를 전해드리는 코너입니다.

오늘은 목재 접착 분야에서 일어나고 있는 혁신적인 변화, ‘우드웰딩(Wood Welding)’에 대해 알아보겠습니다.

기존의 목재 접착 방식은 환경과 인체에 유해한 성분을 함유한 접착제를 사용해 왔습니다.

 

기존 목제 접착법의 문제점!

이로 인해 새집증후군, 포름알데히드 문제 등 여러 환경적 이슈가 발생했죠.

새집증후군과 포름알데히드 문제는 주로 건축 자재에서 방출되는 유해 화학물질 때문에 발생합니다.

이 중에서도 특히 목재 접착제에 사용되는 포름알데히드는 가장 주요한 원인 중 하나로 꼽힙니다. 포름알데히드는 자극성 냄새가 있으며, 눈, 코, 목의 자극, 피부 발진, 호흡기 문제 등 다양한 건강 문제를 일으킬 수 있습니다.

장기간 노출될 경우 암을 포함한 심각한 건강 문제를 유발할 수도 있습니다. 새집에 들어가면 접착제와 같은 화학 냄새가 우리의 눈과 목, 코 등에 자극을 주는 경험은 많이 해보셨을것입니다.

하지만 목재산업에서 접착제 사용을 완전히 배제하는 것은 실질적으로 어려운 문제입니다.

특히 MDF(중밀도섬유판), PB(Particle Board), 집성목(Edge Glued Panel) 같은 다양한 목재 제품들이 접착제를 필수적으로 사용하고 있으니까요.

목재산업에서는 MDF(중밀도섬유판), PB(Particle Board), 집성목(Edge Glued Panel) 같은 제품을 제조할 때 접착제를 사용합니다.

이들 제품은 일반 가정이나 사무실 등 다양한 건축 및 인테리어 공간에서 널리 사용되고 있어, 접착제의 사용량도 상당합니다.

이러한 목재 제품의 제조 과정에서 사용되는 접착제는 강한 결합력을 제공하기 위해 화학 물질이 풍부하며, 이 중 일부는 시간이 지남에 따라 환경으로 방출되어 새집증후군 등의 환경적 문제를 일으킵니다.

목재 접착제의 사용은 제품의 강도와 내구성을 높이는 데 필수적이지만, 동시에 환경과 인체 건강에 대한 부작용을 감안해야 합니다.

따라서 목재산업에서는 접착제의 사용량을 최소화하고, 가능한 한 친환경적이고 비독성인 대체 접착제를 사용하는 방향으로 연구와 개발이 진행되고 있습니다.

이러한 친환경 접착제의 개발이외의 접착제를 하나도 사용하지 않은 방법이 바로 우드웰딩(Wood Welding) 이라는 기술입니다. 

 

전통적, 기존의 목재 접착방법

기존의 목재 접착 방법은 주로 화학적 접착제를 사용하여 목재 조각들을 서로 붙이는 방식입니다. 이러한 접착제들은 다양한 화학 성분으로 구성되어 있으며, 강한 접착력을 제공합니다. 주로 사용되는 접착제 유형에는 다음과 같은 것들이 있습니다:

1. PVA(폴리비닐 아세테이트) 접착제: 가장 일반적인 목재 접착제로, 실내 가구 및 목공예에서 널리 사용됩니다. 물에 용해되는 특성이 있어 실내용으로 주로 사용됩니다.

2. 에폭시 접착제: 두 구성 요소(수지와 강화제)가 혼합되어 강력한 접착력을 제공합니다. 수분과 화학물질에 강한 저항력을 가지고 있어, 실내외 어느 곳에서나 사용할 수 있습니다.

3. 폴리우레탄 접착제: 물에 강하고 열에도 잘 견디며, 팽창하여 목재의 빈 공간을 채울 수 있는 특성을 가지고 있습니다. 이 접착제는 실내외 가구 제작에 적합합니다.

4. 멜라민 및 우레아 포름알데히드 접착제: 주로 산업용 목재 제품에서 사용되며, 강한 접착력과 내구성을 제공합니다. 하지만 포름알데히드를 방출할 수 있어 환경과 건강에 대한 우려가 있습니다.

이러한 기존의 접착 방법은 목재를 견고하게 연결할 수 있는 장점이 있지만, 환경적 영향, 건강 문제, 그리고 필요한 경우 접착제를 완전히 제거하기 어렵다는 단점도 있습니다. 이런 이유로 새로운 접착 기술, 특히 우드웰딩과 같은 환경 친화적이고 지속 가능한 방법들에 대한 연구와 개발이 활발히 이루어지고 있습니다.

 

 

이러한 배경에서 ‘우드웰딩’ 기술은 혁신적인 솔루션으로 등장했습니다.

영국 캠브리지대학 건축혁신연구실과 용접 전문 회사인 TMI Ltd에서 개발된 이 기술은 목재를 용접하는 방식으로, 두 조각의 목재 표면을 고주파에서 서로 압력을 가하고 마찰을 일으켜 접착되게 합니다.

이 과정에서 발생하는 마찰열은 목재 내의 리그닌이 분해되며, 천연 접착제처럼 작용하게 하고, 목재의 세포벽들이 물리적으로 결합합니다.

더욱 놀라운 것은 이 과정이 단 2~3초만에 완료되며, 용접된 목재는 일반 접착제보다 강한 접착력을 가집니다.

 

우드웰딩은 친환경적인 접착법

‘우드웰딩’의 가장 큰 장점은 환경적인 측면입니다.

전통적인 접착 방법에 비해 환경에 미치는 영향이 적고, 고품질의 조인트를 생산하면서 추가적인 필러나 접착제 재료가 필요 없습니다. 이 기술은 이미 일반 제재목에서 실험이 완료되었으며, CLT(Cross Laminated Timber)와 같은 공학목재에도 적용을 시도하고 있습니다.

이 기술이 실제 건축 및 가구 제작에 적용된다면, 목재산업뿐만 아니라 건축산업 전반에 혁신적인 변화를 가져올 것으로 예상됩니다. 특히, 목재 건축은 대기 중 이산화탄소를 포집하여 장기간 저장할 수 있는 중요한 방법이며, 공학목재를 사용한 매스팀버 건설은 사전 제작 및 현장에서의 신속한 조립을 통해 건설 속도를 개선할 수 있습니다.

우드웰딩 기술은 단순히 환경적인 측면에서만 아니라, 경제적이고 기술적인 측면에서도 중요한 의미를 가집니다. 시간과 비용을 절약하며, 공정의 복잡성을 줄여 생산성을 높일 수 있습니다. 이 기술은 목재의 자연스러운 미와 질감을 유지하면서도 강력한 결합력을 제공합니다.

아직 우드웰딩 기술을 적용한 구체적인 상업적 사례는 없지만, 그 가능성과 잠재력은 명백합니다. 건축, 가구 제작, 포장 산업 등 다양한 분야에서 이 기술의 활용 가능성을 탐색하고 있습니다.

목재와 기술의 만남은 항상 새로운 가능성과 혁신을 가져옵니다.

‘우드웰딩’ 기술이 어떻게 목재산업의 미래를 바꿀지, 우리 모두 기대해 보아야겠습니다. 다음에도 더 흥미진진한 목재 이야기로 찾아뵙겠습니다!