합성목재 WPC, KS 기준 완화 될까?

업체별로 반응 상반돼 논란 예상

WPC는 Wood Plastic Composite의 약자로 WFPC 혹은 Wood Polymer Composite 등의 용어로도 사용되고 있는 첨단의 건축자재이다.
1980년대부터 꾸준히 개발돼 발전해온 이 제품은 특성이 목재와 Plastic의 장점을 고루 갖고 있어 건축자재 및 생활 주변자재에 기본적인 한 부분으로 확고히 자리 잡아 가고 있다. WPC는 현재 4대강 공사가 마무리된 시점에서 관급 물량이 줄면서 시장이 다소 축소됐지만 PVC, Aluminum 및 steel 제품이 주류를 이루고 있는 창호 및 건자재 시장에서 제품자체가 가지고 있는 다양한 용도의 적용 가능성과 양호한 가공성 그리고 친환경성을 무기로 조경·건축시설의 데크, 계단, 펜스 등의 공간과 주거용/상업용 건물의 내외장재로 사급 시장에서도 시장점유율을 높여 나가고 있다.

KS 제정으로 품질 개선되는가 싶었는데

현재 WPC 제품과 관련 일부 유통되고 있는 제품에는 품질에 문제가 많은 것으로 파악되고 있다.
중국산 저가품 외에 국내 생산 업체에서 품질확보가 안된 가장 큰 문제는 목재에 대한 기본 이해가 부족했기 때문이다. 수익성만 쫓고 품질관리에 소홀하다 보니 합성목재 전반에 대한 인식이 부정적으로 영향을 미친것도 사실이다.

WPC원료인 목분이 제품에서 50~60%를 차지하는데 이 목분에 대한 이해가 부족하다는 것이다. PVC 압출을 했던 업체들은 플라스틱에 관한 공정을 잘 알지만 목재에 대한 정보는 부족하다. 목재 관련 사업을 하다 WPC를 생산하는 업체들의 어려움은 플라스틱 압출을 했던 업체보다 더 큰 어려움을 겪는다. 실제로 업계 관계자 말에 의하면 목재 사업을 하던 업체보단 플라스틱 압출을 했던 업체가 시장에서 성공 확률이 훨씬 높다고 한다.

WPC의 압출은 플라스틱 압출과 기본개념은 같지만 원료배합이 다르고 후공정이 다르다.
목분 원료는 다른 원료처럼 공산품이 아니라 목재원산지와 가공장소, 목재 수종에 따라 저마다 다른 특징을 갖고 있어 품질이 제각각이다. 일부 WPC 생산업체들이 목분 원료를 여기저기서 혼합해 사용하는데 그럴 경우 압출 설비 같은데서 부하가 발생해 라인이 고장 나고 제품 품질도 떨어질 수밖에 없다. 또 정제되지 않은 원료가 유입되도 같은 증상이 나타나면서 후가공 과정에서 어려움을 겪는다.
결국 고품질의 WPC제품을 생산하기 위해서는 목재가 갖고 있는 변수를 잘 파악해 기술력을 갖춰야 하며 설비도 어느 정도 이상의 수준을 유지해야 한다.

제품 품질과 관련 다행인 점은 지난해 3월 WPC의 KS 제정(KSF-3230)이 마련된 점이다.
한국표준협회는 ‘열가소성 수지에 목질섬유를 혼합하고 첨가제를 첨가, 압출 성형해 가공한 옥외용 목재 플라스틱 복합체 바닥판의 성능을 평가하는 시험방법에 대해 규정한다’며 KS 기준을 마련했다. 작년 7월 첫 KS 인증을 받은 업체가 생긴 이후 현재 시장을 선도하는 업체 위주로 KS인증을 받기위한 움직임이 활발히 이뤄졌고 있다. KS 제정 당시 업계에서는 WPC의 KS규격 제정이 시장 안정화에 큰 기여를 할 것으로 전망했었다. 그동안 WPC 시장의 성장을 저해했던 가장 큰 요인 중 하나인 저가의 저품질 제품이 유통이 시장을 혼탁하게 만들었던 요소가 사라질 것으로 기대하면서 KS 기준이 불량 업체들을 선별해 주는 역할을 할 수 있을 것으로 기대 했기 때문이다.

이와 관련 관계자는 “지난해 WPC의 KS 제정으로 시장이 안정 될 것으로 기대하고 있다. 일부 중국산 저가 제품과 품질이 낮은 국산제품들이 시장을 혼탁하게 만들었는데 KS 제정으로 WPC에 대한 인식이 강화될 것으로 보여 올해를 기점으로 품질이 좋지 못한 업체는 도태되고 품질이 우수한 업체만이 치열한 경쟁에서 살아남을 것으로 예측한다”고 전했다.

품질 저하 우려, KS 제정 1년밖에 안 됐는데

하지만 최근 정부에서 시행한지 1년 밖에 지나지 않은 WPC 제품의 KS 기준을 완화를 추지한고 있어 업계 비상한 관심을 모으고 있다.
관련 업계에 따르면 정부에서는 WPC 관련된 KS인증 규격서인 ‘KS F 3230(목재 플라스틱 복합재 바닥판)’를 오는 9월정도 지식경제부를 통해 개정할 예정이다.

우리나라의 WPC KS 기준이 선진국에 비해 품질 기준이 높아 관련 업체의 어려움이 가중되고 있다는 중소업체들의 의견을 받아들인 것이다.
현재 운영되고 있는 WPC KS 인증 기준은 WPC의 수분 흡수율 시험방법을 시험온도 100도에서 5시간 침지 후 무게 변화가 8% 이하여야 한다고 규정하고 있다.

이 기준에 대해 업계에서는 일본이나 미국 등 선진국의 시험기준보다 강화돼 있어 KS인증을 획득하는 데 어려움이 있다며 기준 완화를 요구했고, 정부는 공인시험기관에서 각 국의 다양한 시험방법을 비교ㆍ분석해 개정하겠다는 입장을 표명했다.
일본의 WPC 관련 품질 기준인 JIS A 5714에서는 수분 흡수율 시험방법을 20도에서 24시간 침지 후 무게변화 8% 이하, 미국은 ASTM D 570에서 23도, 24시간 침지 후 무게변화 8% 이하 등으로 규정하고 있다.

WPC KS 기준 완화는 얼핏 가뜩이나 업계 불황으로 힘든 시기를 보내고 있는 관련 업계의 어려움을 덜어줄 것으로도 보이지만 실상을 자세히 들여다보면 다소 문제점이 있어 보인다. WPC 시장에 참여하고 있는 50% 정도의 업체에서 이미 KS 인증 기준을 받을 정도로 KS인증을 받은 업체가 상당수 존재하기 때문이다. 이 같은 이유로 아직 KS를 획득하지 못한 업체들은 이번 조치를 환영하고 있지만 이미 기술 개발과 철저한 품질 관리를 통해 KS인증을 획득한 업체들은 부당한 조치라며 반발하고 있다.

WPC 업계 관계자는 “중소업체를 포함해 이미 전체의 50%에 달하는 업체가 현재의 KS규격을 만족GO 인증을 부여 받았다. 이런 상황에서 KS 기준을 완화하게 되면 WPC 시장 전반의 품질 저하 문제가 우려된다. 우리나라의 경우 사계절이 뚜렷해 외국에 비해 기후적인 조건이 혹독함에도 불구하고 조건이 상이한 일본, 미국 등과 비교해 기준을 완화함으로써 추후 시공 하자 문제를 발생시킬 수 있다”고 전했다.

이와 함께 문제를 가중시키는 점은 WPC의 KS 제정 지정이 약 1년도 채 안된 상황에서 또 다시 KS 기준을 변경을 추진하면 정부 및 기준에 대한 신뢰도 하락으로 이어질 수 있다는 점이다. 현재 시행되고 있는 WPC 관련 KS F 3230은 지난 2012년 3월에 제정돼 시행됐으며 작년 7월 첫 인증 획득 업체가 나온 이래 지난 6개월 동안 총 27개 업체가 조달시장 등록을 마쳐 전체 업체 수(53개)의 50%를 넘어선 것으로 파악되고 있다.

국내 WPC 공급업체 약 60여 업체 이상

현재 국내에서 WPC를 공급하는 업체는 약 60여 업체이상 정도로 파악되고 있으며 이러한 업체 수는 2010년 30여 업체에서 짧은 시간에 2배 이상 늘어난 것으로 WPC의 가파른 시장 성장 속도를 증명해주고 있다. 국산품이 시장의 60% 이상을 차지하고 있고 40% 정도는 수입품이 차지하고 있다. 수입품의 대부분은 중국과 미국 제품이며 국산품의 시장 점유율이 차츰 늘어나고 있어 국산품의 시장점유율은 앞으로 더욱 증가할 것으로 전망되고 있다.

공급 업체수가 늘어나고 있지만 목재성질과 압출공정의 디테일한 이해 없이 시장에 참여했던 업체는 어려움을 겪고 있는 경우도 빈번히 나타나고 있다. 실제로 제품의 품질 확보를 하지 못한 몇몇 업체는 중도에 사업을 포기하기도 했다.
품질에 있어서는 시장 형성 초기 나무의 질감을 살리지 못해 미관상에서 다소 아쉬운 점이 있었지만 최근 나오고 있는 제품들은 후공정이 좋아져 실제 나무와 같은 질감을 보여주고 있다.

WPC의 제조공법

한편 WPC의 일반적인 제조공법은 원료의 준비공정 → 원료의 일차 가공→ 압출, 혼련 공정→ 성형 및 후가공 공정으로 대별되며 원료는 일반적으로 목분과 Polymer로써 PP, PE 또는 PVC를 사용하며 특수한 기능을 부여하기 위해 열경화성 수지를 사용하기도 한다.
사용되는 목분의 경우 식물성의 구조를 가진 어떠한 재료도 WPC 의 원료로 사용할 수 있다. 일부의 업체에서는 가축의 사료로 사용되는 옥수수, 쌀등의 원료로 제품을 제조하는 곳도 있으며 가장 보편적인 경우는 분말형태의 목재를 사용하는 것이다. 이의 공급을 위해 전문적으로 목분의 제조를 통하여 필요한 수분함유량까지 조정하여 공급하는 업체들이 있다.

Polymer의 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 masterbatch 및 기타의 제품 특성에 필요한 소량 부원료들을 회사의 특성에 맞게 조합하여 사용한다.
목분의 함유량은 이론적으로 95%까지도 가능하나 일반적으로 최대 75%의 목분을 Polymer 와 혼합하여 사용하는 경향이다.

대체적으로는 목분이 50~60%, 수지(PE, PP, PVC)가 30% 정도이며 나머지는 부원료가 채운다. WPC의 가장 중요한 가공 공정인 압출공정은 미리 건조돼 부원료와 일정한 비율로 혼합된 compound 상태의 원료가 압출기의 hopper를 통해 screw 배부로 들어가며 시작한다. 목분의 특성상 비중이 낮으며 탄화점이 낮고 목분의 내부 구조가 압출공정 상의 심한 shear stress 에 약하므로 압출기의 screw 구조는 이에 맞추어 최대한의 토출량과 최적의 혼련도 및 최소의 melt 에 가해지는 stress 상태를 유지하여 금형으로 최대 압력을 제공하여야 한다. 따라서 요구되는 screw 의 구조는 Parallel Conical 구조가 최적의 설계로 인정받고 있다. WPC 압출기의 생산의 세계적인 명성을 가진 원조격인 Cincinnati Extrusion GmbH 사의 경우 Conical Twin Screw 의 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 Carbide 강으로 제작한다.

이후 완벽한 상태로 혼련된 melt 가 요구하는 형태의 profile 용 압출 금형 혹은 pellet 상태의 compounding die 를 통해 제품이 생산된다.
과거의 초보적인 WPC 와 달리 최근의 WPC는 단순한 목분의 재사용을 위한 개념의 압출이 아닌 완전히 새로운 제품의 생산을 위한 공정으로 고품질의 Profile 을 다양한 용도의 제품으로 건축자재로 활용하는 것으로 발전했다.