섬유판

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1. 개요
2. 제조
3. 종류 (JIS A 5905 기준)
4. 활용
5. 재활용
참조

1. 개요

섬유판은 목재 칩을 가공하여 만든 판상 제품으로, 다양한 용도로 사용된다. 제조 과정은 목재 칩을 세척, 섬유화, 접착제 혼합, 열압축 등의 단계를 거쳐 이루어진다. 섬유판은 밀도에 따라 인슐레이션 보드, 중밀도 섬유판(MDF), 하드보드 등으로 분류되며, 주택 및 상업 건축, 자동차 산업 등에서 활용된다. 현재 섬유판은 상업적 재활용이 어려워 매립 또는 소각 처리된다.

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섬유판
섬유판
MDF 보드
개요
종류	중밀도 섬유판 고밀도 섬유판 단열 섬유판 파티클보드
재료	목재 섬유
용도	건축 자재 가구 포장재
제조 과정
주요 공정	섬유화 건조 접착 성형 압착 가공
접착제	요소수지 멜라민수지 페놀수지
특징
장점	가공 용이 표면 매끄러움 저렴한 가격 다양한 디자인 가능
단점	습기에 약함 강도가 약함 (일부)
추가 정보
관련 용어	합성 목재 엔지니어링 목재

2. 제조

섬유판 제조는 목재 칩핑으로 시작된다. 신선하거나 재활용된 목재는 크기가 비슷한 작은 조각으로 절단 및 분류된다. 먼지나 모래와 같은 이물질을 제거하기 위해 칩을 세척한다. 못과 같은 금속 조각은 컨베이어 벨트 위에 자석을 배치하여 제거할 수 있다. 컨베이어 벨트 위에서 칩은 앞으로 이동한다. 예를 들어, 파티클보드가 아닌 중밀도 섬유판(MDF)의 경우, 칩은 섬유화를 위해 부드럽게 하기 위해 증기 처리된다. 증기 처리된 칩에 소량의 파라핀 왁스를 첨가하고, 디파이브레이터에서 섬유를 풀어내어 곧 (UF) 또는 (PF)와 같은 접착제를 분무한다. 왁스는 보관 중에 섬유가 뭉치는 것을 방지한다. 파티클보드의 경우, 칩은 다음 단계 전에 적절한 접착제를 분무한다. 섬유 또는 칩은 컨베이어 벨트 위에 균일한 "매트"로 배열된다. 이 매트는 예비 압축된 후 열압축된다. 열압축은 접착제를 활성화시켜 섬유 또는 칩을 접착시킨다. 그런 다음 보드를 식히고, 다듬고, 연마하며, 베니어 또는 적층될 수도 있다.

UF 수지는 저렴한 비용과 빠른 경화 특성으로 인해 MDF 산업에서 주로 사용된다.^[2] 그러나 포름알데히드 배출과 관련된 잠재적 문제로 인해 UF 수지 사용에 대한 압력이 꾸준히 증가하고 있다. 반면에 PF 수지는 내구성이 더 뛰어나고 경화 후 포름알데히드를 배출하지 않는다. 이 산업은 전통적으로 주로 높은 비용과 UF 수지보다 훨씬 느린 경화 속도 때문에 PF 수지 사용을 꺼려왔다. 그러나 섬유 매트 온도, PF 수지의 분자량 분포 및 프레스 파라미터를 조작함으로써 PF 결합 섬유판의 프레스 시간을 상당히 단축할 수 있다. 결과적으로 PF 결합 섬유판의 프레스 시간은 UF 결합 섬유판의 프레스 시간과 비슷하게 만들 수 있다. 또한 PF 결합 섬유판에 필요한 수지 함량은 좋은 보드를 빠르게 얻기 위해 5% 미만이다. 이것은 UF 결합 섬유판에 필요한 수지 함량보다 상당히 낮다.

특정 유형의 섬유판은 "친환경" 건축 자재로 간주될 수 있다. 제조 시설 100km 이내에서 회수된 바이오 기반의 이차 원료(목재 칩 또는 사탕수수 섬유)로 구성되며, 이 유형의 섬유판에 사용되는 결합제는 포름알데히드가 첨가되지 않은 식물성 전분으로 구성된 전적으로 천연 제품이다.

3. 종류 (JIS A 5905 기준)

섬유판은 JIS A 5905에 따라 인슐레이션 보드, 중밀도섬유판(MDF), 하드보드로 나뉜다.

3. 1. 인슐레이션 보드 (Insulation Board)

밀도는 0.35g/cm3 미만이다.

3. 2. 중밀도섬유판 (MDF, Medium Density Fiberboard)

섬유판 제조는 목재를 잘게 자르는 칩핑(chipping)으로 시작된다. 신선하거나 재활용된 목재는 크기가 비슷한 작은 조각으로 절단 및 분류된다. 먼지나 모래와 같은 이물질을 제거하기 위해 칩을 세척한다. 못과 같은 금속 조각은 컨베이어 벨트 위에 자석을 배치하여 제거할 수 있다. 컨베이어 벨트 위에서 칩은 앞으로 이동한다. 예를 들어, 파티클보드가 아닌 중밀도 섬유판(MDF)의 경우, 칩은 섬유화를 위해 부드럽게 하기 위해 증기 처리된다. 증기 처리된 칩에 소량의 파라핀 왁스를 첨가하고, 디파이브레이터에서 섬유를 풀어내어 곧 (UF) 또는 (PF)와 같은 접착제를 분무한다. 왁스는 보관 중에 섬유가 뭉치는 것을 방지한다. 섬유 또는 칩은 컨베이어 벨트 위에 균일한 "매트"로 배열된다. 이 매트는 예비 압축된 후 열압축된다. 열압축은 접착제를 활성화시켜 섬유 또는 칩을 접착시킨다. 그런 다음 보드를 식히고, 다듬고, 연마하며, 베니어 또는 적층될 수도 있다.

(UF) 수지는 저렴한 비용과 빠른 경화 특성으로 인해 MDF 산업에서 주로 사용된다.^[2] 그러나 포름알데히드 배출과 관련된 잠재적 문제로 인해 UF 수지 사용에 대한 압력이 꾸준히 증가하고 있다. 반면에 (PF) 수지는 내구성이 더 뛰어나고 경화 후 포름알데히드를 배출하지 않는다. 이 산업은 전통적으로 주로 높은 비용과 UF 수지보다 훨씬 느린 경화 속도 때문에 PF 수지 사용을 꺼려왔다. 그러나 섬유 매트 온도, PF 수지의 분자량 분포 및 프레스 파라미터를 조작함으로써 PF 결합 섬유판의 프레스 시간을 상당히 단축할 수 있다. 결과적으로 PF 결합 섬유판의 프레스 시간은 UF 결합 섬유판의 프레스 시간과 비슷하게 만들 수 있다. 또한 PF 결합 섬유판에 필요한 수지 함량은 좋은 보드를 빠르게 얻기 위해 5% 미만이다. 이것은 UF 결합 섬유판에 필요한 수지 함량보다 상당히 낮다.

특정 유형의 섬유판은 "친환경" 건축 자재로 간주될 수 있다. 제조 시설 100km 이내에서 회수된 바이오 기반의 이차 원료(목재 칩 또는 사탕수수 섬유)로 구성되며, 이 유형의 섬유판에 사용되는 결합제는 포름알데히드가 첨가되지 않은 식물성 전분으로 구성된 전적으로 천연 제품이다.

3. 3. 하드보드 (Hardboard)

밀도는 0.80g/cm³ 이상이다. 폐재 등을 가늘게 절단하여 섬유 모양으로 풀어낸 재료에 물을 섞어 가압 가열하여 만든다. 접착제를 거의 사용하지 않고, 목재에 포함된 폴리페놀인 리그닌의 작용으로 결합시킨다.^[6]^[7]

4. 활용

섬유판은 미국재료시험학회(ASTM International)의 C208 표준 규격(셀룰로오스 섬유 단열판)에 따라 분류되며,^[3] 주택 및 상업 건축에서 다양한 장점으로 인해 널리 사용된다.

섬유판의 용도는 다음과 같다.

방음/소음 차단
구조용 외장재
저경사 지붕
방음용 바닥재 하부층

섬유판은 자동차 산업에서 대시보드, 뒷좌석 선반, 내부 도어 쉘과 같이 자유로운 형태를 만들 때도 사용된다. 이러한 부품은 일반적으로 천, 스웨이드, 가죽 또는 폴리염화 비닐(polyvinyl chloride)과 같은 피막, 호일 또는 직물로 덮여 있다.^[4]

5. 재활용

현재 섬유판을 상업적으로 재활용하는 방법은 없으며, 매립과 에너지 회수를 위한 소각이 주요 처리 방법이다.^[5]

섬유판 재활용의 어려움은 다음과 같다.

섬유판 폐기물 분류
섬유 특성 저하
재활용 재료 내 오염 물질
경제적 고려 사항

참조

_[1] 서적 Illustrated Glossary of Packaging Terms Institute of Packaging Professionals
_[2] 논문 Adhesive systems used in the European particleboard, MDF and OSB industries 2018-03-15
_[3] 웹사이트 C208 Standard Specification for Cellulosic Fiber Insulating Board http://www.astm.org/[...]
_[4] 뉴스 Coverboards enhance roof system performance http://www.rsimag.co[...] RSI Direct 2001-11-01
_[5] 논문 Challenges for recycling medium-density fiberboard (MDF) https://linkinghub.e[...] 2023-09-15
_[6] 웹사이트 木製ドア用語集ハードボード https://www.comany.c[...] コマニー株式会社 2017-01-15
_[7] 웹사이트 ハードボード http://www.sakuma-mo[...] 佐久間木材株式会社 2017-01-15
_[8] 서적 Illustrated Glossary of Packaging Terms Institute of Packaging Professionals

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