목재방부제 1
목재방부제 1
  • 김오윤 기자
  • 승인 2018.06.22 16:14
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연재 | 목재를 둘러싼 여러가지 모험 73 - 글 : (주)일림 노윤석 이사
▲ (주)일림 노윤석 이사

[나무신문 | (주)일림 노윤석 이사] 목재는 인류가 가장 먼저 사용한 건축자재이며, 환경문제를 야기하지 않는 유일한 건축자재 이기도 하다. 또한 목재를 이용한 건축물은 인류가 건강하게 살수 있는 주거환경을 만들어 주며, 정서적 안정을 주기도 한다. 이처럼 완벽해 보이는 목재가 건축자재로 가지는 단 한가지 단점이 내구연한의 문제이다. 목재는 자연적으로 부패되어 자연으로 돌아가는 성질을 가지고 있다. 이는 환경적으로는 자연적인 현상이지만 건축자재로서는 불리한 측면이 있다. 따라서 이를 개선하기 위한 노력들이 많이 이루어 졌으며, 이에 따라 개발된 것이 바로 목재 방부재들이다. 이러한 목재방부제들은 목재에 위해를 가하는 곰팡이, 세균 그리고 해충을 제거하기 위한 성분으로 구성되어 있다. 하지만 이러한 살균, 살충성분들은 목재 부후균이나 해충뿐만 아니라 다른 생물 그리고 인간의 건강에도 위해를 끼칠 수 있기 때문에 사용에 주의를 필요로 한다. 현재까지도 목재방부제의 주요성분의 구리이다. 이 구리는 수도관에 사용될 정도로 안전한 제품으로 알려져 있지만, 방부제에 사용된 구리의 경우 분산되거나, 용해된 형태로 존재하고 있어 용출 및 토양과 해양에 집적되는 문제점이 계속 지적되고 있다. 중금속인 구리가 토양과 해양에 집적되어 인체에 어떠한 영향을 미칠지에 대한 정확한 연구결과는 아직 나와 있지 않지만, 이런 위험성과 목재의 사용연한 증대로 인한 건축자재로서의 목재의 사용증가 등의 장점과 단점을 비교검토할 필요가 있을 것으로 보인다.

아울러 최근 새롭게 개발되는 친환경적인 목재방부처리약제들도 있으므로 이에 대해서도 같이 알아보고자 한다.

역사
목재를 보존하고자 하는 노력은 목재를 사용했을 때부터 시작되었다고 볼 수 있다. 고대 그리스 시절 알렉산더 대왕 재위기간에 목재 보전 작업을 했다는 기록이 있다. 이 때 목재로 만든 다리를 보호하기 위해 올리브오일에 목재를 담궈서 보존처리를 했다고 한다. 로마시대에는 선박에 사용된 목재를 보호하기 위해 타르를 사용하기도 했다. 산업혁명기간 목재보존처리의 기술발달은 목재가공산업의 발전을 가져왔다. 그 뒤로 몇몇의 과학자들이나 발명가들이 다양한 종류의 목재보호제를 발명하였다. 상업적인 목재보호재는 19세기 후반에 철도침목보호용으로 사용된 크레오소트가 가압식 방부처리에 의해 시작되었다. 방부 처리된 목재는 현재 주로 산업용, 농업용, 기타 자재용 등으로 사용되며, 1970년대부터 는 건축물의 데크나 마당을 조성하는 데에도 많이 사용되게 되었다. 현재에 와서도 새로운 목재보호재의 개발은 계속적으로 이루어 지고 있으며, 현재는 환경과 인간의 건강과 환경에 좀 덜 해를 끼치는 제품을 개발하는 방향으로 나아가고 있다.

위험성
산업적으로 가압 방부 처리된 목재의 경우 공중의 건강에 위험을 줄 수 있기 때문에 사용과 폐기 면에서 상당한 주의를 기울여야 한다. 미국의 경우 독극물인 비소와 크롬이 사용된 방부약제인 CCA를 2003년부터 사용금지를 시켜왔다. 이러한 규제는 미국환경청(EPA)의 자율적인 협약에 의해 시행되었으며, CCA는 다른 종류의 구리성분을 포함한 목재방부제로 대체되어 왔으며, 일부의 산업적인 용도에서의 사용은 아직도 허가되고 있다. CCA의 사용이 허용되는 분야는 트레일러용 가구나 부두, Dock 같은 외부용 목재 그리고 농사용 건물 등이 있다. 일반적으로 산업용 목재방부약제의 경우 일반인들이 취급하거나 사용할 수 없으며, 특별한 인가나 인증을 받은 업체만이 사용할 수 있다. 이런 인가나 인증의 조건은 국가와 사용환경에 따라 매우 달라질 수 있다.

방부 방충용 약제들이 재생 가능한 천연자원인 목재를 오랫동안 아름답게 사용하게 하는 장점이 있긴 하지만 그에 대한 반대급부도 물론 있다. 그것이 바로 환경에 끼치는 악영향으로 이전에는 많은 목재방부제들이 토양과 수자원을 오염시키는 경우가 있어, 많은 환경적인 문제를 일으키기도 하였다. 하지만 현재에 유럽과 북미, 호주, 뉴질랜드 및 일본 등의 국가에서는 환경적 영향이 최소화된 제품만 사용할 수 있도록 하고 있으며, 우리나라도 이에 대해 적극적으로 대응하고 있다.

현재 사용되는 주요 목재방부제들은 제품설명서상의 주의사항과 물질보건환경자료(MSDS) 규정을 준수하면 일반적으로 사용하기 안전하다고 할 수 있다. 그러나 방부처리 된 목재의 경우 특정한 환경에서 유해한 성질을 나타낼 수 있다. 대표적인 예가 처리된 목재를 태우는 경우와 목재 입자가 분산하여 날리는 경우 그리고 처리된 목재 내에 존재하던 매우 작은 분자의 유독물이 목재로부터 떨어져 나와 토양이나 해양 등이 축적되는 경우와 처리된 목재가 식료품과 농작물에 직접 닿았을 경우이다.

구리를 매우 작은 입자로 만들어 목재에 분산시키는 목재방부제들이 최근 개발되어, “Micronized”와 “Micro”같은  접두어로 사용되어 MCQ나 MCA라는 제품명으로 사용된다. 이러한 제품들은 미국환경청에 안전한 제품으로 등록되어 있다.

방부처리된 목재를 적절히 사용하기 위해서는 방부처리업체에서 제공되는 물질안전보건자료(materials Safety Data Sheet, MSDS) 등을 참조하여 이에 권장하는 방법을 사용하여 이용해야 한다. 

화학제품 목재방부제
화학적인 목재방부제는 크게 3가지 종류로 구분할 수 있다. 첫째 는 수성방부제, 두번째는 유성방부제 그리고 마지막으로 저유기용제방부제(light organic solvent pre-servatives (LOSPs).)가 그것이다. 각 제품의 자세한 사항은 이후 자세한 설명을 하기로 한다.

구리분산 기술(Micronized copper technology)
구리를 마이크로화나 분산화 시켜 아주 작은 입자로 만드는 기술은 최근에 개발되어 사용되고 있다. 이 기술은 구리를 아주 작은 입자로 갈아 물에 분산시키는 기술로 기존의 ACQ나 Copper-Azole과 같이 구리를 화학적으로 변형시키는 기술과는 다르다. 여기에도 두 가지의 제품군이 있는데 그것에는 ACQ를 흉내 낸 MCQ와 Copper Azole에서 따온 MCA제품이 있다. 

입자화된 구리성분의 방부제를 선호하는 연구자들은 구리를 용해시켜 만든 방부액 보다는 입자화된 제품이 더 효과적으로 말하고 있지만, 반대론도 만만치 않은 상황이다. 특히 입자화된 제품의 경우 아직 미국목재방부협회(Ame-rican Wood Protection Association(AWPA))에 인증을 받지 않았기 때문에 이 인증이 필요한 곳에서는 사용할 수 없다. 일반적으로 이 제품으로 처리한 제품은 ACQ나 copper azole 처리를 한 제품보다 색상이 훨씬 연하다.

현재 이 제품군으로는 MicroPro와 μCA-C 제법에 따른 Wolmanized 제품이 출시되어 있으며, 이 제품들은 각각 친환경 인증을 획득했다. 

마이크로화 된 구리입자의 크기는 1에서 700nm범위에 있으며, 평균 크기는 300nm이하이다. 입자의 크기가 큰 구리입자는 목재에 잘 침투되지 못한다. 하지만 이 제품도 산화구리나 탄화구리의 입자로 구성되어 있어 중금속의 위해성 문제와 관련되어 안전성과 관련해서 문제가 제기되고 있다. 이 제품군은 아직 국내에 널리 보급되지는 않고 있다.

ACQ 방부제(Alkaline copper quaternary)
현재 국내에서 가장 많이 사용되는 방부약제인 ACQ는 살균성분으로는 구리를 사용하고, DDAC 약품을 살충성분으로 사용하는 약제이다. ACQ는 CCA가 규제를 받기 시작하는 때부터 우리나라 뿐만 아니라 미국, 유럽, 일본 및 호주시장에서 널리 사용되어져 왔다. 일반적으로 ACQ는 국가 내 혹은 국제적인 규정에 의해 방부약제의 흡수량을 정해 사용 용도를 정해오는 방식으로 사용되고 있다.

하지만 ACQ는 높은 구리함량을 가지고 있기 때문에 ACQ로 처리된 목재는 일반 철재에 비해 5배이상의 부식성을 가지고 있다. 따라서 ACQ처리목재를 사용할 때에는 연결철물의 부식성에 많은 주의를 기울여야 한다. 따라서 주로 세라믹코팅처리나 아연도금 또는 스테인리스를 사용한 연결철물을 사용해야 한다.

현재 국내에서 방부목재 관련해서 정부와 기업 그리고 기업과 소비자간의 분쟁이 많이 발생하는데, 이는 근본적으로는 방부처리업계의 잘못에서 비롯되었다고 보여진다. 위에도 언급하였듯이 각 방부약제는 그 성능을 정확히 발휘하기 위해서는 목재에 기준량이상 침투가 되어 고정되어야 하는데, 일부 업자들이 가격경쟁력을 위해 침투되는 양을 줄이거나, 저가의 품질이 나쁜 약제를 사용하여 방부처리를 하여 시중에 판매를 하였던 것이다. 이런 제품은 사용 후 바로 문제가 발생하여 소비자들에게 불만이 접수되었으며, 정부기관은 이에 대해 어쩔 수 없이 품질기준과 단속을 실시하게 된 것이다. 물론 이런 과정에서 정부가 제대로 정책을 펴지 못하여 선의의 기업들과 소비자들이 손해를 입은 경우도 있었으나, 결론적으로 목재방부처리업의 발전을 위해서 라도 제품의 품질기준과 그에 대한 단속은 어느 정도 필요한 것으로 생각된다. 

카파졸(Copper azole)
카파졸 방부제는 CCA방부제의 규제가 시작됨에 따라 그 대체재로 많이 사용되기 시작한 목재 방부제이다. 이 제품의 사용도 ACQ와 마찬가지로 국제적인 표준을 따르고 있어 목재의 용도에 따라 사용방법이 정해지고 있다.

카파졸은 ACQ와 비슷한 특성을 가지고 있지만, ACQ와는 다른게 테부코나졸(Tebuconazole)이나 프로피코나졸(Propiconazole) 같은 유기의 트리아졸계통의 약품을 살균제로 동시에 사용하고 있다는 점이다. 이러한 유기 살균제들은 식품에도 사용될 정도로 안정성이 입증된 제품들이다. 이러한 우수한 살균제들 덕분에 카파졸은 ACQ보다 적은 용량으로 같은 효과를 나타낸다. 카파졸로 처리된 목재는 일반적으로 CCA 처리된 목재처럼 약한 녹색을 띄게 된다.

카파졸의 경우 북미지역에서는 Wolmanized 라는 브랜드로 널리 알려져 있고, 유럽과 기타 국가들에서는 Tanalith 브랜드로 상업용으로 알려져 있다. 국내에서도 CCA가 시장에서 퇴출된 후 ACQ와 더불어 많이 사용되었지만 가격면에서 ACQ에서 뒤져 현재는 많이 사용되지 않고 있다.

나프탈산 구리(Copper naphthenate)
1991년 덴마크에서 발명된 이 제품은 울타리, 온실, 전봇대, 철도침목 등 땅에 직접 접촉하는 목재에 널리 사용되어 왔다. 이 제품은 EPA에 사용제한이 없는 품목으로 등록이 되어 있어, 목재방부제로는 아무 제약 없이 사용할 수 있다. 나프탈산 구리는 붓이나 침지법 그리고 가업 방부법을 처리할 수 있다.

나프탈산 구리의 경우 크레오소트나 펜타클로로페놀 및 기타 비소계 목재방부제의 대체재로 사용되어 왔으며, 미국에서 이 제품으로 처리한 제품의 경우 방부성능이 60년이상 지속되는 것으로 알려져, 성능면에서는 매우 뛰어난 것으로 알려졌다. 같은 장소에서 50년간 방부성능 테스트 했을 경우 크레오소트의 경우 75%의 목재가 썩지 않고, 나프탈산 구리의 경우 50%가 양호한 목재상태를 유지하는 것으로 나타났다. 대조구로 목재방부제 처리를 하지 않은 경우에는 2년 후 목재가 전부 부후되었다.  <계속>

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