KR20130119880A - 열과 연기를 이용한 방부판재의 제조방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지붕재의 일종인 너와를 포함하는 건축자재, 생활용품자재로 사용하기 적합한 나무판재의 제조방법 및 이 방법을 수행하기 위한 장치에 관한 것으로서, 생목을 절단한 판재를 180~250℃의 온도로 20~50분간 소성시킨 다음 연기로 그을음이 배이도록 함을 특징으로 하는 나무판재 제조방법의 개시된다.

Description

열과 연기를 이용한 방부판재의 제조방법 및 그 장치{A method of wood panel and apparatus for thereof}

본 발명은 나무판재의 제조방법 및 그 장치에 대한 것으로, 보다 상세하게는 지붕재의 일종인 너와를 포함하는 건축자재, 생활용품자재로 사용하기 적합한 나무판재 등의 방부판재를 열과 연기를 이용해 제조하는 방법 및 이 방법을 수행하기 위한 장치에 관한 것이다.

일반적으로 건축자재나 생활용품자재에도 나무판재가 많이 사용된다. 그 중 하나로 너와가 있다. 너와란 나무를 쪼개어 만든 널판으로 지붕에 눈비를 막아 주도록 올려주는 지붕재의 일종으로서 너와로 시공한 집을 너와집이라고 한다.

상기와 같은 목재 너와가 정확히 언제부터 지붕재료의 일종으로 사용되었는지는 확실하지 않지만 깊은 산중에서 화전을 일구어 농사 지으며 살았던 힘든 농민들이 움막이나 귀틀집 또는 토담집으로 거처를 만들 때 초목과 함께 지붕을 덮는 재료로 쓰였다고 한다. 또는 산속에서 숯을 굽는 인부들이 숯가마 옆에 생활의 터전을 마련할 때 지붕을 덮는 방법 중의 하나로 제작·사용되었다고도 전해진다.

상기와 같은 너와는 종래로부터 진액이 있는 소나무, 낙송 등의 원목을 채취하여 표준형인 일정크기는 없으나 보통 가로 20~30㎝, 세로 40~60㎝, 두께 3~10㎝로 절단 가공하여 지붕에 덮어 사용하는데, 물고기의 비늘처럼 빗물이 새지 않도록 바닥의 너와 상부 끝이 들어나지 않게 덮어 지붕마감재로 사용한다. 상기와 같은 너와는 원목을 쪼갤 때는 동절기를 이용하여 영하 10℃ 이하로 얼었을 때 수분이 많은 원목을 작두날과 같은 긴칼을 쪼갤 부분에 대고 해머 등으로 쳐서 작업을 하면 손쉽게 판재를 얻게 된다.

한편, 옛 문헌에 의하면 너와의 수명은 보통 10~20년이라고 알려져 있지만, 종래 사용되는 너와는 통상 2~3년을 넘기지 못하고 교체해야만 했고, 특히 4계절 변화가 뚜렷한 지형에서는 1~2년 사용하면 비틀리고 갈라지는 현상이 발생하여 그 교체주기가 짧아서 비용면에서나 환경면에서 바람직하지 못하였다. 근본적 해결방법을 찾지 못하고 대량생산만 치우친 나머지 제재소에서 제작된 판재 그대로 혹은 판재에 물흐름골을 파서 사용하는게 지금의 현상이고, 피죽으로 겉모양만 표출하여 제재목을 그 상태대로 사용하기 때문에 살충, 살균 등이 전혀 이루어지지 않아 쉽게 부식, 부패되어 그 수명이 짧을 수밖에 없었다.

또한, 건축물의 내외장재나 생활용품 자재로도 방부판재를 사용하려는 경향이 많이 있으나 많이 실용화되지 못하고 있는 실정이고, 방부목이 수입되어 사용되고 있으나 목재성분에서 인체에 해로운 독성이 검출되어 수입을 통제하고 있다. 현재는 장식재인 필름 등을 사용해 외면만 목재형으로 사용하고 있는 실정이다.

상기와 같은 종래기술 중 예를 들어 너와에 대한 문제점을 해결하고 전통재래가옥을 재구현하기 위한 시도가 없지는 않지만 이 분야에 대한 연구개발은 미미한 실정이다.

예를 들어 공개특허 제 10-2004-32709호에서는, 낱개로 제작하여 지붕시공을 하는데 있어서의 많은 자재소요, 이에 따른 인력의 증대, 많은 간극에 따른 누수현상을 극복해보고자, 너와를 대형화하여 홈을 구성시켜 겹침형태로 디자인화하고 방수휄트를 부착하는 너와제작방법을 공개하고 있으나, 너와의 대형화가 불가능 하고, 생산방법 등의 문제로 실용되지 못하였다.

한편 상기 공개특허의 문제점을 해결하고자 등록특허 제 10-948191호에서는 지붕재 너와 및 그 제조방법을 개시하고 있는데, 상기 특허에서는 톱밥, 황토, 마사토로 숙성 보조물을 만들고, 흙구덩이에 비닐지를 깔고 너와용으로 절단된 통참나무와 숙성 보조물을 넣은 후, 그 위에 물이나 볏짚발효액을 살포 후 비닐로 상부를 감싸고 구덩이를 덮은 후 1년 이상 숙성시킨 다음 1.0~5㎝ 두께로 절단하는 것으로 이루어진다.

그러나 상기 특허에서는 숙성효과도 의문이지만 1년 이상의 장시간이 필요하고 특히 참나무를 이용하는 것은 너와의 특성에도 맞지 않을 뿐 아니라, 방충, 뒤틀림 문제 등을 해결하지 못하고 있다고 판단된다.

또한, 방부목재를 제조하고자 일본국 실용신안등록제 3106161호에서는 그을음 목재의 제조방법 및 장치를 개시하고 있으나, 승온 후 장시간 유지하여야 한다는 점에서 경제적이지 못하다는 단점을 안고 있다.

본 발명은 외부의 온도나 기후변화에도 변하지 않고, 병충해 등으로부터도 안전하며 따라서 사용기간도 오래갈 수 있어서, 친환경적이면서도 멋스러운 너와집을 지을 수 있는 너와와 건축자재 및 생활용품자재로 활용가능한 방부판재의 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명은 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 너와, 건축용, 생활용품용 또는 목재가구나 완구 등으로 사용하기 위한 방부목판재 제조방법에 있어서, 나무에 진이 있고 수분함량이 70~80%인 생목을 절단한 판재를 180~250℃의 온도로 식물성 재료의 원료로 20~50분간 소성한 다음, 연기로 숙성되게 판재에 그을음이 배이도록 하는 나무판재 제조방법이 제공된다.

상기에서의 절단된 판재는 0.5~15cm로 함이 바람직하고, 상기 생목은 겉껍질이 붙어 있는 나무는 모두 사용할 수가 있다. 물론 상기와 같이 판재형태로 하여 사용하는 것이 바람직하지만 통나무를 직접사용할 수도 있다.

본 발명은 또한 상기 방법으로 제조된 나무판재를 제공한다.

본 발명은 또한 상기와 같은 방법을 실행할 수 있도록, 하부에는 공기유입부가 있는 연소실과, 연소실 상부의 제1온도 조절실, 제1온도 조절실 상부의 제2온도 조절실, 그리고 상부에 격벽 또는 간격이 지게 칸막이가 좌우로 끼워지고 측면에는 온도계가 부착된 소성실, 그리고 하나이상의 굴뚝을 구비하는 너와제조장치가 제공된다.

본 발명에 의하면, 판재인 목재내부의 나무기름 및 진액이 나무속의 섬유질에 합쳐짐은 물론 외부표면으로 녹아 나오게되고, 외부로 나온나무진액이 그을음으로 코팅되게 되어 수분이 침투하지 못함은 물론 자체 살균되므로 방부·방충효과를 얻을 수 있고, 시공이 간편하며 무게도 가볍기 때문에 웰빙을 추구하는 현대사회에 최적의 너와집 뿐만 아니라 건축자재나 생활용품에 사용되도록 효과적이면서도 경제적으로 제공할 수 있게 되고, 따라서 화약약품이나 화학성분을 전혀 사용하지 않아 너와뿐 아니라 타용도로도 적합한 친환경적인 건축자재를 제공할 수 있게 된다.

도 1은 나무판재 제조를 위한 화덕가마장치의 단면도.
도 2는 나무판재 제조를 위한 화덕가마장치의 사시도.
도 3은 본 발명에 의해 제조된 판재사진.

이하에서는 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

이하의 구체적 내용은 본 발명의 이해를 돕기위한 것이지 본 발명을 이에 한정하는 것은 아니다.

본 발명에서는 너와를 중심으로 설명하지만 본 발명의 장치와 방법을 이용한 나무판재는 너와뿐 아니라, 건축물의 실내·외장재, 목공예품이나 책꽃이, 책상, 의자 등 사무용품등을 포함하는 생활용품이나 그 외의 목재를 이용하는 분야에 모두 사용될 수 있음은 물론이다.

종래의 너와를 생산하는 방법에서는 대량생산도 어렵지만 판재를 만드는 과정에서 나무의 소모량도 많을 뿐 아니라 모든면에서 생산성이 없었다. 또한 지붕으로 덮어지는 과정에서 소박한 자연미는 있겠지만 비틀림 등을 고려한 정교한 시공이 불가능하기 때문에 대량생산하여 자연스럽고 아름다운 지붕을 표현하고자 본 발명을 하게 되었다.

본 발명에서 사용되는 목재는 머플러나 은사시나무와 같이 나무진이 거의 없는것을 제외하고는 모든 수종을 사용할 수 있으나, 폐목재와 같이 수분이 거의 없거나 벌목한지 오래되어 겉껍질이 벗겨진 것들도 배제한다.

따라서 본 발명에서 사용하기 적합한 재료는 수분함량이 약 70~90%인 겉껍질이 붙어 있는 나무를 사용하는데, 수분함량이 낮게 되면 소성시 연소될 우려가 있고, 너무 많으면 제조시간이 길어지기 때문이다. 또한 상기 재료인 목재는 약 0.5~15cm 두께로 절단하여 사용하는데 이는 건축물의 내외장재나 너와 등으로 사용하기에 적합한 두께이며 제조 과정에서 목적을 달성하기 바람직한 두께이기 때문이다.

상기한 바와 같이 판재를 얻을 때 목재의 결에 따라 갈라지게 절단하여 빗물이 쉽게 내부로 배이지 않게 된다. 이렇게 생목인 나무의 세포가 살아있는 나무의 진이 마르지 않은 상태에서 쪼개진 판재를 소성시키면 나무자체에 배어 있던 송진이나 기름기가 세포속에서 끓어 나와 내부는 물론 표면에 송진이나 기름기가 코팅되게 될 것이다. 이렇게 된 다음 연기로 훈연하여 판재의 표면과 세포속으로 스며들게 하면 자체살균이 될 뿐 아니라 빛깔도 검은색을 띠며 고급스러워진다. 이렇게 하기 위해선 판재를 만들기 위한 나무는 소나무종류나 진이 많은 나무가 바람직하다.

상기와 같은 사상에서 출발한 본 발명은 먼저, 원산지에서 벌채된 원목이 마르거나 부패하지 않고 세포가 살아있는 생목을 적당한 두께인 0.5~15cm정도로 제재하여 판재모형을 제작한다. 이때의 규격은 상기 통상의 너와규격대로 해도 되고, 타용도인 재료 등으로 하기 위해 상기 너와 규격보다 크거나 작게 할 수도 있다.

제재된 판재는 화덕가마 내에 넣고 나무의 진과 기름이 끓을 수 있는 온도인 180~250℃의 온도에서 20~50분간 소성한다. 이 경우 연료는 모든 연료가 가능하나 바람직하게는 식물성 연료를 사용한다.

상기 온도의 범위는 나무진 등의 용융온도가 약 180℃ 정도이므로 나무진의 용융을 위한 최소 온도이며 250℃를 초과하면 소성재료비만 상승할 뿐 더 이상의 효과를 기대할 수 없으며, 과열되면 나무인 판재 자체가 연소될 수 있으므로 상기 범위로 한다. 여기서 소성시간은 20분 내로 하면 나무속의 진 등이 나무표면까지 나오지 못하고, 50분을 초과하게 되면 더 이상의 효과를 기대할 수 없기에 상기시간으로 한다.

상기와 같이 소성하여 가마 내의 온도가 250℃에 제품의 온도가 유지될 때 연기로 판재 자체에 검정그을음이 배이도록 화덕가마 장치 내에 연기불꽃을 가두어 연기속에서 쪄지도록 한다. 이렇게 하면 판재에 들어 있던 기름성분과 진이 끓어 세포속 섬유질에 합쳐지게 되고 더불어 판재표면으로 덮여지게 코팅된 판재에 그을음이 표면에 쌓이게 되어 부패를 방지함을 물론 벌레침투를 막을 수 있을 뿐 아니라 살균효과까지 기대되는 방부, 방충, 살균작용이 한번에 이루어지는 판재, 너와를 얻을 수 있게 된다.

상기에서와 같이 가마내 온도가 250℃ 정도에 달하면 목재의 온도도 약 250℃이므로 이때가 제품인 목재가 연기인 그을음을 내부로 흡입할 수 있는 최적의 조건이 된다. 목재 제품에 205℃의 온도로 가열된 상태에서 연기 속에 녹아있는 그을음이 목재 세포속으로 흡수된다는 것이 중시되는 요소이다.

상기에서 소성시 온도를 올리기 위해 식물성 연료가 아닌 가스 등을 사용하였을 경우에는 250℃ 도달 후 연료 연소를 멈추고 식물성재료를 연소시켜 그 연기를 가마 내부로 보내어 가마 내부에 연기가 꽉차도록하여 내부의 연기가 판재 외부 및 내부로 스며들게 한다음 내부의 연기가 없어지면 과정을 완료시킨다.

상기와 같은 제조방법을 실시하기에 적합한 장치는 다음과 같다.

도 1은 본 발명은 일 실시예에 따른 방부나무판재의 제조를 위한 화덕가마장치의 단면도이고 도 2는 사시도이다.

도 1 및 2에서, 본 발명의 장치(100)는 하부바닥(110) 상부로부터 공기가 유입되며 소성된 재를 바닥으로 배출할 수 있게 구멍 또는 재래식 담배 건조실에서와 같은 구조로 된 공간부(120) 위의 연소실(130)과, 연소실(130)로부터의 열기를 상부로 보내기 위한 제 1 및 제 2 온도조절실(140,150)이 구성되는데, 상기 연소실(130)과 제1온도조절실(140), 제1온도조절실(140)과 제2온도조절실(150) 간에는 상부로 열기를 보낼 수 있는 구멍 또는 긴 홈 등이 형성된 철판 등을 설치하여 서로를 구분할 수 있게 하면 되고 이는 통상적인 방법으로 하여도 된다. 여기에서 온도조절실(140,150)을 두는 이유는 연소실(130)에서 연소되어 나오는 불의 온도는 상당히 높기 때문에 본 발명의 소성온도인 약 180~250℃를 맞추기 위해서다.

상기 장치(100)의 상부층에는 소성실(160)이 구성되는데 소성실(160)에는 판재(A)를 세워놓기에 바람직한 철봉이나 철판 또는 나무로된 칸막이(161)를 구비하고 그 사이사이로 판재(A)를 세워놓게 된다. 상기 소성실(160)의 일측에는 외부에서 볼 수 있는 온도계(162)를 설치한다.

또한 장치(100)의 상부에는 하나이상의 굴뚝(170)과, 또 다른 측면의 굴뚝(180)을 구비할 수도 있다.

상기와 같은 장치(100)로 본 발명의 방법을 실행하는 것은 다음과 같다.

먼저 판재(A)를 화덕장치(100)의 소성실(160)내 칸막이(161) 사이에 정렬시킨다. 그 다음 연소실(130)에서 장작이나 석탄 등의 연소재료를 태워 내부로 열기가 올라가게 한다. 이 때 화덕장치(100) 상부의 소성실(160) 측면의 온도계(162)를 확인하여 소성실(160)내의 온도가 180℃ 이상이 되면 불을 끄고 상부의 굴뚝(170)을 폐쇄한 후 약 20~50분간 유지하여 소성실(160) 내의 판재(A)가 소성되게 한다. 이 경우 측면굴뚝(180)은 연소시에는 개방하여 연기가 빠지게 할 수도 있다. 그 다음 상부굴뚝(170)과 측면굴뚝(180)을 폐쇄하고 식물성 재료인 생솔잎 등 연기가 많이 나는 재료를 연소실(130)에서 연소시켜 상부의 소성실(160) 내부가 불꽃·연기로 가득 차게 하여 화덕장치(100)의 소성실(160) 내에서 먼저 소성되어 진액 등이 판재(A) 내외부로 나온 것을 충분히 훈증시킨 다음 상부와 측면의 굴뚝(170,180)을 개방시켜 연기를 배출하고 판재(A)를 꺼내게 된다. 도 3은 상기와 같은 장치를 이용해 판재를 제조한 사진을 보여준다. 도 3에서 확인할 수 있듯이 본 발명의 장치와 방법을 이용한 판재는 외부가 검은색을 띄어 고풍스러우면서도 방충, 방부 및 살균까지 된 판재를 얻을 수 있었다.

100 : 본 발명의 장치 110 : 하부바닥
120 : 공간부 130 : 연소실
140,150 : 온도조절실 160 : 소성실
161 : 칸막이 162 : 온도계
170,180 : 굴뚝

Claims (2)

1. 열과 연기를 이용한 방부판재의 제조방법으로서,
   나무에 진이 있고 수분함량이 70~80%인 생목을 0.5~15cm 두께로 절단한 판재를 가마에 안치한 다음, 가마 내의 온도가 180~250℃의 온도로 20~50분간 소성시킨다음, 식물성재료를 연소시킨 연기를 가마 내로 유입시켜 채운 후 폐쇄한 후, 내부의 연기가 없어지면 가마를 개방함을 특징으로 하는 방부판재의 제조방법.
2. 열과 연기를 이용한 방부판재의 제조장치로서,
   하부에는 공기 유입부가 있는 연소실과, 연소실 상부의 적어도 하나의 온도 조절실, 온도조절실 상부에 위치하며 칸막이가 설치되고 측면에는 온도계가 부착되며 판재를 180~250℃의 온도로 20~50분간 소성시키기 위한 소성실, 그리고 상부나 측면 중 1곳 이상에 하나 이상의 굴뚝을 구비함을 특징으로 하는 방부판재의 제조장치.

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