에폭시(Epoxy)
[나무신문 | (주)일림 노윤석 이사 ] 여러 종류의 에폭시 수지가 아세톤이나 MEK와 같은 용제에 희석되어 목재방부나 목재를 보호하기 위해서 사용된다.

신기술
아세틸화 기술(Wood acetylation)
목재를 세포단위에서 화학적으로 변형시켜 목재의 성능을 향상시키는 방법이 최근 많이 등장하고 있다. 다양한 화학적 처리방법 등이 개발되어 발표되었으며, 대부분 무수물을 이용하는 방법들이다. 이중 아세트산 무수물을 이용하는 방법이 가장 많이 연구되었다.

어떤 물질의 물리적인 성질은 그것의 화학적 구성의 영향을 많이 받는다. 목재 내에는 자유 하이드록실이라고 불리는 화학물질의 결합체가 풍부하게 존재하는데, 이 하드드록실이 그들이 노출된 환경에 따라 수분을 흡수하기도 하고 배출하기도 한다. 이러한 현상이 목재의 수축과 팽창에 주로 관여되는 요소들이다. 또한 목재내의 효소들에 의한 목재유기물의 소화현상이 이 화학물 내에서 이루어지는데 이것이 목재부후를 일으키는 주요 요소라고 생각되고 있다.

아세틸화 기술은 이 하이드록시기를 아세틸기로 바꾸는 기술을 말한다. 이는 목재 내에서 아세트 알데히드를 화학적으로 처리함으로써 이루어진다. 이런 변환이 일어나면 목재가 물을 흡수하는 양이 급격히 줄어 들게 되어 목재의 치수안정성이 향상되고, 부패되지 않으며, 내구성이 급격히 향상되게 되는 것이다. 일반적으로 천연적인 목재에서도 아세트산을 침엽수의 경우 0.5~1.5%를 함유하고 있으며, 좀 더 강한 활엽수의 경우 2에서 4.5%까지 함유하고 있다. 아세틸화 된 목재는 페인트나 투명코팅 처리를 하면 보다 안정적인 효과를 볼 수 있으며, 기존의 목재 방부제들이 가지고 있는 문제점을 발생시키지 않으면서도 목재방부의 효과를 얻을 수 있다.

이 기술은 1928년 독일에서 처음 개발되었으며, 1940년까지는 실험실 수준에서 여러 수종에 적용을 해보는 테스트가 진행되었다. 그 이후로도 관련 분야에 대해 수많은 연구가 이루어지고 있으나, 아직 상업화 단계까지는 이르지 못하고 있다. 

오스트리아, 러시아 등에서 관련된 연구가 진행되고 이에 대한 특허를 취득한 경우도 많았지만 비용효율적인 측면에서 아직 경제적인 상품으로 출시되고 있지는 못하고 있다. 하지만 최근 들어 영국소재 기업인 Titan wood에서 네덜란드에 공장을 세우고 ‘Accoya’라는 브랜드로 제품을 출시하고 있으며, 이미 국내에도 소개되어 있다.

천연 방부제(Natural preservatives)
구리 판재(Copper plating)
구리 판을 선박 선체의 목재부분 같은 부후에 취약한 부분에 덮은 방법을 Copper plating이라고 한다. 구리는 원래 곰팡이나 해충 그리고 흰개미 같은 전통적인 목재에 피해를 입히는 것들 뿐만 아니라 바다를 항해하는 선박에 발생하는 수중생물로부터 목재를 효과적으로 보호하기 위해서 사용되어온 방법이다.

천연 방부목
나무자체가 부후나 썩음 그리고 해충으로부터 저항성이 있는 나무들이 있다. 대부분의 경우 이런 나무는 자체적으로 높은 함량의 화학물질을 함유하고 있는데, 이런 함유물은 대부분 폴리페놀계통의 성분들이다. 이런 방부성능을 가진 화학물질들은 주로 심재에 분포하는데 이는 이런 화학물질들이 변재에서 생성되어 심재로 이동하여 축적되기 때문이다. 이런 나무에는 Huon pine(Lagarostrobos franklinii), merbau(Intsia bijuga), ironbark(Eucalyptus spp.), totara(Podocarpus totara), puriri(Vitex lucens), kauri (Agathis australis), 그리고 다수의 cypresses, s coast redwood(Sequoia sempervirens)과 western red cedar(Thuja plicata) 등이 있다. 하지만 불행히도 이런 나무들의 목재는 상업적으로 건축에 사용되기에는 너무 비싼 경우가 많다. 일례로 Huon Pine의 경우 그 방부성능으로 인해 19세기 선박을 만드는데 많이 사용되었으나, 이로 인해 너무 많이 벌채되었고, 반면 이 나무의 성장은 매우 느리기 때문에 그 가치가 매우 높아지게 되었다. 하지만 이 나무는 뛰어난 방부성능으로 인해 아직도 그 높은 가치를 유지하고 있다.

멀바우는 주로 데크재에 사용되는 목재로 그 내구연한이 매우 길어 사랑받고 있는 목재이지만 역시 남벌로 인해 일반적인 건축재료로 사용되기에는 너무 양이 적은 경우가 많다. 

유칼립투스는 공급이 가능한 지역에서는 매우 좋은 수종이다. 주로 천연림에서 수확되지만 요즘에는 인공조림에 의해서도 많이 공급되고 있다. 이 나무 역시 부후균과 흰개미에 강한 저항력을 가지고 있다. 

적삼목(Eastern red cedar (Juniperus virginiana)과 아까시나무(and black locust (Robinia pseudoacacia)의 경우 미국 동부와 동유럽지역에서 울타리나 철도의 침목으로 많이 사용되어 왔다. 해안지역에서 자라는 Redwood의 경우 미국의 서부지역에서 같은 용도로 많이 사용된다. 

Totara와 puriri 목재의 경우 뉴질랜드에서 식민지시절부터 널리 사용되어온 제품이다. 이 목재의 내구성은 매우 뛰어나 식민지 시절에 설치되었던 제품들이 아직 까지도 그대로 사용되고 있는 경우도 있다. 또한 이 나무들은 카누를 제조하는데에 사용될 정도로 물에도 강한 것으로 알려져 있다. 하지만 현재에 와서는 너무 희귀한 목재가 되어버려 아주 고급적인 건축이나 조경 프로젝트에만 사용되고 있다. 아가티스 역시 선체나 보트의 데크에 사용될 수 있는 뛰어난 목재이다. 하지만 현재에 와서는 너무 귀한 목재가 되어(3000년이 된 목재가 아직도 유통되고 있음) 늪지에서 채취된 목재의 경우 목공예나 가구제작자들에게 많은 사랑을 받고 있다.

천연방부목재의 경우 부후나 해충을 견디는 힘은 심재에만 존재하고 변재에는 그런 성질을 갖지 않는 것이 일반적인 현상이다. 따라서 모든 수종의 변재의 경우는 방부, 방충성능을 가지고 있지 못하다.

텅 오일(Tung oil)
텅오일은 수백년전부터 목재로 만든 선박을 보호하기 위해 중국에서 사용되어진 목재보호제이다. 이 오일을 처리하면 목재에 약 5㎜정도 침투하여 그 곳에 수분으로부터 목재를 보호하는 막을 형성한다. 이 처리법은 외부목재와 땅에 직접 닿은 목재에까지 사용할 수는 있으나 막이 매우 얇아 가압방부처리보다는 효과적인면에서는 덜하다.

열처리, 탄화목(Heat treatments)
일반적으로 목재를 더 오래 사용하기 위해 건조처리를 하는 것처럼, 목재에 열처리를 하는 것은 목재의 내구성을 더 크게 해준다. 일정한 온도 하에서 목재에 열을 가하게 되면 목재 섬유가 목재 부후균이나 해충들에게 섭식될 수 없게 만들어 주어 방부기능도 하게 된다.

열처리는 또한 목재의 물리적 성질을 개선시켜 주기도 하는데 특히 수분에 의한 영향을 상당히 줄여주기도 한다. 이러한 개선은 주로 평형함수량이 낮아지고, 수분에 의한 변형이 적어지며, 목재의 열화를 막아주는 것이 그에 해당한다. 따라서 열처리 목재의 경우 물에 접촉이 많은 지역에도 사용이 가능하다는 장점이 있다.

열처리 방법에는 현재 4가지의 종류가 있다. 미국에서 개발된 Westwood와 프랑스에서 개발된 Retiwood. 그리고 핀란드의 VTT에 의해 개발된 Thermowood, 마지막으로 네델란드에서 개발된 platowood 등이 그것이다. 이러한 처리법은 약간씩 다르긴 하지만 180 °C 에서 230°C 까지의 온도에서 24시간에서 48시간 동안 가열로에 넣어 질소와 수증기를 이용하여 가압 열처리를 하는 과정을 통해 제조된다. 이런 처리과정을 통헤 목재들은 내구성 증대, 치수 안정성과 물리적 성질의 증가되지만, 목재의 색깔이 진한색으로 변하게 된다. 또한 이러한 처리로 인해 물리적인 특성 역시 약간 변하게 된다. 열처리된 목재는 주로 클래딩, 싸이딩, 바닥재 및 가구 및 창호재에 사용된다.

상기의 열처리와는 다른 개념이지만 목재 팔레트로 인한 목재병해충의 이전을 막기위해 포재 포장재에 대한 열처리가 있는데 이는 목재를 30분 동안 56 °C에서 처리하여 HT stamp 처리하는 것을 말한다. 

진흙처리법(Mud treatment)
일반 목재와 대나무의 경우 진흙에 묻어 처리하면 해충과 부패로부터 보호될 수 있다. 이 처리법은 베트남에서 목재구조로 주택을 지을 때 주로 사용하였다. 또한 대나무로 만든 지붕재의 경우 대나무와 진흙 그리고 볏집을 섞어서 지붕과 벽체로 사용하기도 하였다. 일반적으로 목재는 토양과 접하게 되면 부후의 속도가 증가하게 되는 것이 일반적이지만, 베트남에 있는 알부 점토의 경우, 목재를 해충이나 부패에 저항하는 힘을 길려주게 하는 것이다.

또한 목재는 특정한 온도와 습도조건에서 박테리아에 의한 부패가 급격히 진행되므로 수분으로 포화되어 있는 진흙은 목재의 내부의 부패범위 습도를 넘어서기 때문에 부패의 진행을 늦출수도 있다.