시트 제작 및 가공 : 로우리트 콜렉티브


최재식 대표 / 김동호 디자이너 / 김윤이 디렉터

1. 로우리트 콜렉티브(LOWLIT COLLECTIVE) 소개


2020년 8월에 설립된 <로우리트 콜렉티브>(이하 로우리트)는 크리에이티브 디렉터, 현대미술작가, 전 업사이클링 스튜디오 대표가 모인 ‘리퍼포징 (repurposing)’ 스튜디오다. ‘티끌 플라스틱’ 등 다양한 순환 자원을 재료로 아트퍼니처, 오브제, 공공기물 등 일상에서 자원 순환 접점을 만드는 사물과 경험을 디자인하는 작업을 주로 하고 있다. 재료의 활용, 구현 범위를 확장하기 위해 시트 프레스 펠릿 기반 3D 프린터, 진공성형 등 제조 방식을 가리지 않고 연구, 개발한다.


‘로우리트’와 ‘콜렉티브’


‘로우트리’, ‘로우티드’, ‘로우티브’ 긴 이름만큼이나 다소 어려워하는 분들이 많다. 한 번 봐서는 도통 기억하기 쉽지 않지만, 일단 인지하고 나면 잊기도 어려운 이름이다. (나름 항변하자면) 이 여덟 글자는 로우리트가 추구하는 가치관과 역할이 모두 담겨 있다.


로우리트(LOW-LIT)는 ‘빛이 적은’, 즉 저조도를 뜻하는 말로 두 가지 태도를 함의한다. 첫째는 일상 속에서 빛을 받지 못한 것들의 가치를 섬세한 시선으로 발견하고자 하는 태도이고, 둘째는 로우리트의 작업이 소외된 것들의 가치를 비추는 ‘작은 빛’의 역할을 할 수 있기를 고대한다. 콜렉티브(Collective)는 여러 분야의 개인들이 모여 각자의 역량을 통해 공동의 목표를 달성하는 조직의 형태를 말한다. 이는 팀원 각자의 역량과 전문성이 조직에 종속되기보다는, 자신만의 색깔을 지키되, 이들이 섞여 새로운 색, 그러니까 시너지를 만들고 싶은 마음에서 정한 이름이다.


영상으로 처음 접한 ‘프레셔스 플라스틱’


약 7년 전, 작은 식당, 작업실을 갖춘 가족의 보금자리를 꿈꾸며 제주 하도리로의 이주를 결정 했다. 그러나 건축은 과정 하나하나 까다롭지 않은 것이 없었고, 여러 잡음으로 공기는 기한 없 이 미뤄져만 갔다. 낙동강 오리알 신세가 된 나와 누나(이하 ‘지영’)는 제주집이 지어지기까지 ‘하고 싶었던 것들을 모두 해보자’는 마음으로 서울 조원동 주택가 한쪽 낡은 유리집 창고 하나 를 얻었다. 우리는 이곳을 ‘알음알음’이라고 이름 지었는데, 유학생 시절 보부상마냥 이곳저곳 에서 모은 골동품들을 팔고, 개성 강한 술들과 함께 책, 영화 따위를 엮어 모임들을 열곤 했다.

알음알음 공간
알음알음 공간

프레셔스 플라스틱 무브먼트를 처음 접한 건 알음알음을 열고 몇 개월 지나지 않은 시점이었 다. 작은 공간에서 기계를 돌리고 매력적인 제품들을 만들어 바로 쇼케이스에 진열하는 영상 이었는데, 우리 공간과도 꽤 잘 어울린다고 생각했다. 경영을 전공했지만 창작욕에 목말라던 나와, 산업디자인과를 무기한 휴학 중이던 지영은 ‘이거다’ 싶었지만, 기계를 구하거나 만들 엄두는 내지 못하니 씁쓸한 마음으로 당장은 접어두기로 했다.


로우리트 콜렉티브의 시작 배경


로우리트에 작업을 시작하게 된 계기를 물어올 때마다 뚜렷한 환경에 대한 문제의식을 가지고 시작했을 거라는 기대를 품는 사람들이 많다. 물론 그런 의식이 기저에 깔려있지 않았던 것은 아니었으나, 그것이 주된 이유는 아니었다. 플라스틱 문제 해결에 분명한 뜻이 있었다면, 이를 함께 하는 조직 활동에 가담하는 정도였을지 모른다. (고백하건대) 그보다는 플라스틱 조각들이 만들어 내는 패턴과 색, 넓은 변용성 등 지극히 공예적인 관점에서 매료된 데서 나와의 첫 접점이 만들어졌던 걸로 기억한다. 단순히 ‘환경오염의 주범’이라고만 알고 있던 플라스틱이 작업자의 손을 거쳐 부가가치가 더해지고, 이것이 다시 사람들에게 새로운 접점을 만들어 낸다는 점에서 결과물이 생명력을 얻는다고 생각했다. 정작 플라스틱 문제를 면밀히 살펴볼 수 있었던 것은 로우리트를 시작한 이후의 일이다. 로우리트를 준비한 첫 6개월 동안은 ‘무엇이 진짜 문제인지’, ‘왜 로우리트여야 하며’, ‘왜 이 방법이어야 하는지’, ‘유의미한 공헌을 어떻게 할 수 있을지’를 자문하고, 문제를 정의하는 데 전념했다.


당시 오픈소스 기반의 활발한 지식 교류가 이뤄지던 유럽 프레셔스 플라스틱 네트워크에 비해 한국은 황무지처럼 느껴졌는데, 그때 본격적인 네트워크를 만드는 시도를 한 것이 ‘플라스틱방앗간’이다. 의미 있는 ‘소셜임팩트’를 만들기 위해서는 규모화가 필요했고, 협력과 연대 없이는 불가하다고 생각했다. 우리는 방앗간 소셜미디어 채널에 무작정 메시지를 보냈다. 오픈소스 가이드의 한글화 작업을 지원하는 한편, 기술, 지식 등 전반적인 교류와 협력을 하고 싶다고 보냈고, 머지않아 플라스틱방앗간을 운영하던 서울환경연합과의 만남이 성사되었다.

플라스틱방앗간에 보낸 첫 이메일
플라스틱방앗간에 보낸 첫 이메일
서울환경연합 X 로우리트 MOU 체결
서울환경연합 X 로우리트 MOU 체결

플라스틱 표기도 헷갈리던 그때, 이동이 서울환경연합 처장님과 김자연 프로젝트 매니저님과의 첫 대담은 막연하게 느껴지던 플라스틱 문제와 로우리트의 역할에 방향성과 통찰을 제시해주었던 보물 같은 시간이었다. 사출 시스템을 갖추고 있던 방앗간을 방문한 뒤, 우리는 같은 시행착오를 되풀이하기보다, 당시 국내에서 활발하지 않았던 시트 프레스 작업을 통해 시너지를 만드는 쪽으로 제안했다. ‘플라스틱 자원순환’이라는 공동의 목표 아래 로우리트는 사업자 등록 4일 만에 서울환경연합과 MOU를 체결했고, 연대와 협력은 지금까지도 스튜디오 활동의 근간이 되고 있다.


로우리트 콜렉티브가 해결하고자 하는 부분


다시 말하지만, 처음부터 플라스틱 문제를 해결하겠다는 원대한(?) 꿈으로 시작한 일은 아니었다. 나 역시 플라스틱들만 모아 내놓으면 당연히 페트병으로 재활용될 거라고 믿었던 사람 중 한 명으로, 분리배출과 함께 죄책감도 슬쩍 내려놓곤 했다. 내 경우, 로우리트를 만들어가는 과정에서 비로소 플라스틱 문제를 세세히 살펴보기 시작했고, 길가의 버려진 형형색색의 플라스틱들이 눈에 들어오기 시작했다. 거대한 담론이 일상으로 다가온 순간이었다.

로우리트의 첫 제조 공간 (밖)
로우리트의 첫 제조 공간 (밖)
로우리트의 첫 제조 공간 (안)
로우리트의 첫 제조 공간 (안)

‘본투비’ 환경 운동가가 아닌 나와 로우리트가 이 일을 해야 하는 당위성이 가장 큰 과제였다. 플라스틱 문제를 정의하는 데만 거의 6개월이 넘게 걸렸고, 수백 편의 논문들을 훑으며 현안과 로우리트의 역할을 고민했다. 우리는 플라스틱 문제가 일상의 것이 되는 경험을 로우리트의 방식으로 풀어내기로 했다. 유의미한 변화는 플라스틱 문제에 둔감한 저관여군의 작은 액션에서부터 시작된다고 믿었고, 우리는 시각화를 통해 이러한 접점들을 만들어 내고자 했다. 무심하게 곁을 오랫동안 지키는 것이 집 안 가구, 소품들이라고 생각했고, 우리는 거기에 이야기를 담아 플라스틱 담론을 일상의 언어로 전하고자 했다.


지역 커뮤니티에서 모아지는 플라스틱 자원


지난 70년간 지구에서 생산된 플라스틱 중 실제 재활용된 플라스틱 비율이 9%에 지나지 않는다고 한다. 플라스틱이 썩는 데 500년이 걸린다는데, 이건 다시 말하면 유통기한이 500년인 플라스틱도 잘 쓰면 수세기는 거뜬히 고쳐 쓸 수 있다는 걸 의미한다. 따라서 로우리트의 사명은 이미 태어난 플라스틱들이 500년 동안 잘 순환될 수 있도록 돕는 것이라고 생각했다. 재활용 가능 판별 자원은 수작업이 대부분인 선별장으로 향하는데, 단 20~30% 정도만이 물질재활용이 된다고 한다. 따라서 부가가치를 만들기 위해서는 이미 순환 가능한 자원보다 재활용이 가능함에도 탈락되는 자원에 집중해야 했다. 우리는 손바닥보다 작아 재활용이 되기 어려운 플라스틱을 ‘티끌 플라스틱’이라고 부르기로 하고, 지역 커뮤니티를 기반으로 하는 자원 순환 프로그램을 설계하였다. 요즘 자주 보이는 아이스팩 수거함처럼 티끌 수거함을 매개로 티끌 플라스틱을 구출하는 필터 역할을 하고자 했다.

티끌 플라스틱 지역 수거 네트워크 홍보물
티끌 플라스틱 지역 수거 네트워크 홍보물
티끌 플라스틱 수거함
티끌 플라스틱 수거함
프레셔스 플라스틱 네트워크


짧은 기간이지만 프레셔스 플라스틱 추진위원으로 활동하며 이종업계 또는 단체 간 연대와 협력이 어떻게 이 거대한 문제를 잘게 세분화하고, 해결에 기여하는지 관찰할 수 있었다. 활동가, 사회적 기업가, 연구자, 예술가 등으로 구성된 전문가 위원들은 작은 단위로 문제를 세분화하였고, 각자의 역량을 활용해 공헌하고 있었다. 당시 인연을 맺은 <노플라스틱선데이> 이건희 대표님, <터치포굿> 김미현 대표님, 홍수열 박사님을 비롯하여, 플라스틱방앗간 활동가님들 덕분에 탄탄한 기초를 쌓을 수 있었다. 특히 처음 시트 프레스 기계를 직접 제작한 <4의 공간> 이혜원 대표님의 도움을 많이 받았는데, 역시 프레셔스 플라스틱 네트워크 없이는 어려운 일이었다.


우리는 플라스틱방앗간과의 첫 미팅 이후, 국내에서 비교적 활발하지 않던 시트 프레스 분야를 중점적으로 시도하고 연구해보기로 했다. 엔지니어링 지식이 전무하던 때 한정된 예산과 자원에서 출발한 만큼 여러 방면으로 부딪혔고, 덕분에 많은 실패와 작은 성취들을 얻었다. 국내외 자료들로 연구하고, 업계를 넘나들며 주워 담은 지식들을 토대로 여러 가설을 세웠고, 나름의 노하우가 된 것들도 많다. 여전히 부족한 부분들 천지지만, 프레셔스 플라스틱 네트워크의 오픈소스 데이터가 로우리트 제조 공정에 큰 도움이 되었듯, 일상 자원 순환가들에게 조금이라도 도움이 될 수 있길 바라는 마음으로 우리의 경험을 공유한다.

2. 시트 제작 및 가공


막상 시트 프레스 작업을 시작하자니, 정보가 상당히 제한적이었다. 한글화된 정보는 고사하고 엔지니어링 지식 없이 막대한 돈을 투입해 기계를 제작하기에는 기계만 만들다 한 해가 다갈 것 같았다. 여전히 시트 프레스 기계에 특화되어 판매하는 곳은 적으며, 산업용 기계는 구성을 같은 사양으로 모두 갖출 경우 5천만 원은 쉬이 나갈 것을 각오해야 한다.


이번 섹션에서는 시트 프레스 공정을 확보하기까지 로우리트가 쌓은 경험들을 공유함으로써 실제 작업에서 어떻게 적용되며 어떠한 애로사항들을 마주했는지를 이야기한다. 특히 웹사이트에서는 낱낱이 이야기되지 않았던 실무에서의 이슈들과 위기사항들을 마주했을 때 로우리트의 대처가 도움이 됐으면 하는 마음으로 적는다. 그럼에도 본 데이터와 경험들을 그대로 각자의 공정에 적용하기에는 다소 무리가 있으며, 이를 실무에 도입할지에 대한 여부, 결정, 그리고 결과는 온전히 작업자의 몫이고 책임임을 밝히는 바이다.


1) 들어가기 전에


재생 판재는 말이 필요 없을 정도로 활용성이 높고 유용하며 수요가 상당히 높다. 작업자의량에 따라 한계 없는 폭으로 표현이 가능하며, 패턴 역시 다양하게 표현 가능하다. 크기가 있 는 가구는 물론, 그 장점과 활용성을 일일이 열거하기에는 페이지가 모자를 정도다.

급한 주문 건을 맞추기 위해 밤늦게까지 작업하곤 했다.
급한 주문 건을 맞추기 위해 밤늦게까지 작업하곤 했다.

그럼에도 이러한 결과물은 그다지 쉬이 나와 주지 않는다. 시간, 노력, 비용을 거쳐 수없이 많은 실패를 거쳐 그나마 공정이라고 부를 수 있는 형태를 만들어냈고, 몇 시간을 붙어있어야만 겨우 만족할 만한 판재 한 장을 얻을 수 있다. 누군가 결과물만 보고 뛰어들겠다고 한다면 그만큼 고되기 때문에 말리고 싶은 마음이 크지만, 그렇게 고생하고 나온 결과물을 보면 성취도 꽤 크다. 그러나 진지하게 시트 프레스 작업에 돌입하고자 한다면, 다음 세 가지 사항을 고려하는 것이 도움될 수 있다.


(1) 직접 판재 제작을 해야 하는 이유 고려하기


시장에 상용화된 다른 재료의 재생 판재와 소재들에 비해 폐플라스틱 시트의 생산 공정은 손이 훨씬 많이 가며, 따라서 단가부터가 상당히 높다. 로우리트가 작업할 당시만 해도 판재를 제조하는 곳은 물론 판매자 역시 극소수였기에 프레스 도입을 고려하였으나, 지금은 프로젝트에 따라 판재 판매 비즈니스를 하는 곳들이 다수 있다. 국내에서는 1호로 시트 프레스를 제작한 <4의 공간>, 판재를 통해 다양하고 재밌는 시도들을 펼치고 있는 <우쥬러브 WYL>, 폐장난감을 기증 받아 시트를 제작하는 <사단법인 트루> 등 본 글을 작성하는 시점에서만 해도 등록된 업체가 벌써 대여섯 곳이 넘는다. 따라서 판재가 일시적으로 필요한 것이라면 이 네트워크를 활용하는 것으로 충분할 수 있으며 오히려 비용 면에서 더 효율적인 대안이 될 수 있다.


(2) 어떤 스펙의 판재, 기계가 필요한지 결정하기 


일단 시트 프레스를 도입하기로 마음먹었다면, 어떤 용처에 사용할 것인지 결정한 뒤, 생산하고자 하는 판재의 스펙을 대략적으로나마 염두에 두고 있는 것이 좋다. 이에 따라 필요한 기계타입이 크게 달라질 수 있고, 천만 원 단위의 비용을 아낄 수 있을지 모른다. 이를테면, 주 용도가 교육과 시연용이라면 큰 기계는 오히려 제한적인 이동성과 유해가스 컨트롤 문제로 인해 적합하지 않을 수 있다. 프레셔스 플라스틱에서 제공하는 스펙을 기준으로 판재와 기계 사양의 범위를 결정하는 것이 좋다. 만일 엔지니어링 백그라운드가 아니라면 처음 시트 프레스 제작 과정을 접했을 때 수많은 전문용어들에 지레 압도되기 쉽다. 따라서 모든 메커니즘에 대한 이해까지는 아니더라도 최소한 웹사이트 내 시트 프레스 섹션에서 안내하는 용어나 도구, 기계의 이름만큼은 작업자와의 커뮤니케이션을 위해서라도 사전에 숙지하는 것이 좋다. 다음은 웹사이트에서 언급된 용어들에 대한 간략한 설명을 담은 표다.

국문설명
드릴프레스

수직으로 드릴날을 끼워 구멍을 뚫는 공작 기계, 일명 ‘보르방’ 이라고도 부른다.

유압잭 실린더 종류 중 로드(봉) 부분이 피스톤과 일체로 돼있는 형태로, 흔히 작기, 작키, 쟉키, 잭, 자키 등 용어로 혼용되곤 한다. 유압 잭은 카센터 등에서 자동차와 같이 무거운 것을 들어올릴 때 사용되곤 한다.

다이스프링

직사각형, 원형, 우레탄 고무 등의 재질로 된 와이어 스프링으로 무거운 하중을 견딜 수 있도록 고안되었다.

플런저

사출기는 재료 이송 방식에 따라 스크류 방식과 플런저 방식으로 나뉘는데, 용융된 플라스틱 수지를 노즐로 펌핑하여 이송하는 역할을 한다.

루터(라우터)

나무, 플라스틱, 금속 따위 재료에 홈을 파는 목공 기계로, 가볍게 외곽면을 가공하는 트리머와 비교해 많이 무겁고 파워가 세 두 손으로 잡고 가공하여야 한다. 날을 끼우는 부분(샹크)의 두께가 약 12mm 정도다.

단상 / 삼상 전기

국내 가정용 전기는 2선 220V를 사용하는데, 삼상은 산업용 전기로, 380V, 3선 또는 4선으로 전기를 공급한다. 만약 삼상 모터에 2선만 연결하고 구동할 경우, 1선이 타버리거나 가동하지 않으므로 기계 구매 시 동력을 파악하고 3상 전기를 연결할 경우 반드시 전문기술자를 통해 설치하여야 한다.

지그

공작물을 고정하기 위한 클램핑(집게 역할을 하는 공구) 도구로, 원하는 형상으로 절삭공구를 움직이고자 할 때 사용하는 고정구다. 바이스, 지그 베이스, 클램프 등 고정 가공물의 형태와 용도에 따라 구분된다.

마력(HP)

모터, 엔진 등 동력 단위로 쓰이는 단위로, 와트와 킬로와트 등으로 변환할 수 있다. 분쇄기, 콤프레셔 등의 동력이 마력으로 표현되며, 1마력은 746w, 0.746kw와 같다.

뿐만 아니라 기계를 제작하거나 중고 또는 기성 산업 기계를 찾는 경우, 자신이 구하고자 하는 기계의 모습을 미리 상상하고, 조건들을 미리 설정하는 것이 좋다. 다음 템플릿을 활용할 수 있다.

설비 명칭
제작 희망일 : 
설비 개요
목적
납품 희망일 : 
용도
총 예산 : 
설치 장소 및 기준
설치 주소지
이송 방법
전력, 전압 기준
기타 희망 스펙 : 
설비 사양
무게 및 치수
패킹 디멘션
전기전압
AMP
출력
최소 압력
프레스 방식
시트 제작 사양
최대 가동 시간
최대 온도
주입 공간 크기
플레이트 크기
판재 사이즈, 두께

프레스 주문 제작 당시 로우리트는 3개의 대형 판을 한 번에 프레싱할 수 있는 기계를 의뢰하고자 했고, 기존 전사 프레스기를 제작하는 국내 제작자와 2021년 3월 말경에 계약을 체결했다. 아래는 초기 견적 문의 당시 사용했던 시방서의 일부인데, 조금 더 체계적으로 발주 과정을 거쳤으면 하는 아쉬움이 있다.

로우리트 초기 견적 문의용 시방서 중 일부
로우리트 초기 견적 문의용 시방서 중 일부
프레스 프레임이 입고된 날, 크레인을 동원해서 겨우 공장에 설치했다.
프레스 프레임이 입고된 날, 크레인을 동원해서 겨우 공장에 설치했다.

(3) 주변 기기 등 프레스 외 구비사항이 많음을 고려하기


폭넓은 활용성과 패턴, 컬러를 구현하는 1㎡의 판재 생산을 구현하기 위해서는 기계 외 구성요소들 역시 구비할 필요가 있다. 구비해야할 주변 장비들은 기계 크기와 판재 생산 능력에 비례하며, 역시 엄청난 비용 투자를 요하는 일이다. 


뿐만 아니라, 제조장을 구하는 단계서부터 여러 제약이 생기는데, 사용 가능한 계약전력의 규모, 층과 엘리베이터 또는 화물엘리베이터 유무, 콤프레셔 등의 옥상 설치 가능 여부 등을 폭넓게 고려하여야 한다. 충분히 넓은 작업공간은 물론, 환기 배기 장치 설치가 가능하여야 하며, 민원이 일어날 수 있는 주택 인근이나 근린시설은 폐기물 재활용 시설 신고를 할 수 없으므로 공장 지역 인근에 설치하여야 하는 등 고려할 부분들이 많다. 


다음은 시트 프레스와 함께 구비되어야 할 대표적인 장비들을 열거한 표다.

품목용도
쿨링프레스

최소 3톤 이상의 유압 프레스를 구비할 경우, 여러 장의 시트를 작업할 수 있어 유용하다.

작업대

큰 판재 제작 시 금속 몰드는 물론 배합 과정에서 열프레스 투입 전 작업 공간이 필요하다. 너무 높거나 낮을 경우 작업자 건강에 무리를 줄 수 있다.

이송 시스템

작업대와 더불어 준비된 재료를 열프레스로 옮기기 위해 이송 시스템을 갖추는 것이 좋다. 로우리트의 프레스는 공압을 통한 슬라이딩 방식으로 바로 열압축할 수 있도록 설계되었다.

콤프레셔

공압 부품이 기계에 사용될 경우 공기 압력을 넣어주는 콤프레셔가 필요하다. 마력 단위로 판매하며, 기계 성능에 맞는 콤프레셔가 필요하다.

유압유니트

프레셔스 플라스틱의 프레스의 경우 수동으로 압축이 이뤄지나, 자사 프레스는 자동 유압 방식으로 압축하므로, 유압 실린더, 유압 모터 등을 구동시키는 용도로 유압유니트가 필요하다. 유압유니트는 오일저장탱크, 전동기, 유압펌프, 각종밸브 등으로 구성되어 있으며, 유압프레스에서 유압을 생성하고 압력을 조절하는 역할을 한다.

펠릿 건조기

시트 내 가스와 기포 발생을 최소화하기 위해 분쇄물 또는 펠릿을 건조하는 장치를 구비할 경우 고품질의 시트를 제조하는 데 도움을 줄 수 있다.

환기 장치

제작 시 사방면으로 VOCs가 방출될 수 있으므로, 이를 흡입, 배기하는 후드와 덕트, 시로코팬 등 국소배기장치를 설치하여야 한다.

2) 기계 도입 단계
기존 산업 내 플라스틱 시트 제작 공정 백준기. (1993, 05. 01). 열성형용 SHEET 산업의 현황.Retrieved from https://koreascience.kr/article/JAKO199371934536331.page
기존 산업 내 플라스틱 시트 제작 공정 백준기. (1993, 05. 01). 열성형용 SHEET 산업의 현황.Retrieved from https://koreascience.kr/article/JAKO199371934536331.page

플라스틱방앗간의 시트 제작 오픈소스 한글화를 통해 시트 가공 방법이 국내에 널리 알려지긴하였으나, 사출, 압출 방식에 비해 시도와 연구가 비교적 미미한 편이다. 이는 비용 때문이기도 하지만, 프레스 압축을 통한 시트 생산이 기존 플라스틱 산업에서조차 흔히 가공하는 방식이 아니기 때문이다. 보통 신재로 된 플라스틱 시트는 압출기로부터 롤러를 지나 가공하는 방식으로 생산되는데, 가루를 압착하는 방식은 보통 한 번 모양이 굳혀지면 형태를 유지하는 열경화성 플라스틱의 액상형이나 합판 제작 방식의 목재 제작이 아니라면 찾기 쉽지 않다. 기계들조차 인도, 중국에서 판재를 판매하는 경우가 많은데, 기계 제작 인건비는 물론, 가공비 역시 수지에 맞지 않는다는 것을 의미한다. (수차례 강조하지만, 이는 로우리트의 경험과 시도들을 소개하는 자료로, 단정 지어 설명하는 이야기들에도 새로운 시도 또는 로우리트가 생각하지 못한 해결책, 혹은 산업에서 이미 이뤄지고 있는 방법이 있을 수 있으므로, 본 글을 읽고 섣부른 결론에 도달하지 않기를 바란다.)


기계를 도입하기로 결정했다면, 여러 옵션을 고려할 필요가 있다. 수천만 원을 호가하는 신품의 프레스부터 중고 열프레스, 제작 프레스, 전사 프레스, 해외 구매 경로, 주문 제작 경로 등을 통해 기계를 확보할 수 있다. 제작 방법은 프레셔스 플라스틱 웹사이트에 상세히 나와 있으므로, 이곳에서는 이외 구할 수 있는 방법들을 소개한다.


(1) OPTION 01. 기성 기계 구매 


열가소성 플라스틱 시트 제작 목적으로 만들어진 기성 기계는 연구소 시편 제작 용도가 아니라면 (거의) 전무하다고 봐도 무방하다. 따라서 아무리 중고기계 업체들에 용도와 원하는 사양을 구해 달라 읍소하여도, 시트 제작에 적합한 기계를 구하기란 하늘에서 별 따기다. 그나마 조금 니즈에 맞는 기계가 발견돼도 그 가격이 수천은 우습게 넘는 경우가 많다. 로우리트에서 기계를 구매하기 위해 이용했던 채널들 중 몇 군데를 소개한다.


장점단점

프레셔스 플라스틱 BAZAR


목적에 가장 부합하는 기계를 구할 수 있으며, DIY 키트부터 완제품까지 모두 구할 수 있다.

엔지니어링 기초지식이 부족하거나 설치 등 유지보수 지식 없이는 운용이 어려울 수 있으며, 수입 절차가 복잡할 수 있음, 관세 등 부대 비용이 발생하며, 해외 업체로부터 수입 시 보증 및 수리 범위에 제한이 있을 수 있음

중고장터 (다나와기계 등)

기성품의 다양한 옵션의 기계들이 다수 존재

용도에 맞지 않아 사용에 어려움이 발생할 수 있으며, 원하는 스펙을 찾기어렵거나 비용 기준이 다를 수 있음. 산업용 기계로 큰 규모의 공간 필요

전사프레스 기계


가볍고, 저렴하게 구할 수 있어 초기 체험에 유용

양면 히팅시스템과 220도 이상 온도 기준을 충족하는 기계를 찾기 어려우며, 큰 크기와 높은 압력을 요하는 시트 제작에는 제한됨

주문제작

원하는 스펙과 용도에 맞춤 제작이 가능함

높은 비용이 발생하며, 계약 관계에서 복잡한 변수 발생, 전문성 및 역량 파악 필수

(2) OPTION 02. 대체 공정 적용 


이가 없으면 잇몸이라고, 우리는 직접 부딪혀 보는 방법을 택했다. 해외 논문들부터 커뮤니티에서 이뤄졌던 다양한 시도들과 가능성들을 판단하기 위해 가설을 세우고 각 목적에 필요한 장비들을 구비해갔다. 다음은 로우리트가 시트 프레스를 도입하기 전까지 시도했던 방법들을 소개한다.

CASE
STUDY
<JADEN - PLASTIC TABLE>은 대형 판재를 제작하기 위해 이동식 압출기와 직접 붙이는 방식으로 제작한 판재, CD를 가공하여 PS 플라스틱을 압출하여 모자이크 방식으로 채운 뒤 후가공을 통해 마무리한 사례다. 로우리트 역시 직접 시도하였으나, 다시는 시도하고 싶지 않을 정도로 힘들었던 작업이다. 웬만한 크기의 공간이 확보돼 있지 않다면 추천하고 싶지 않다. 초기 로우리트는 판재 사업 규모를 빠르게 확보하기 위해 해외의 비즈니스 사례들을 많이 참고하였다. 로우리트여야만 하는 이유를 만들어가기 위해 그들이 공방을 산업으로 만들고, 이를 활용하는 모습들을 배우는 한편, 로우리트가 아니었다면 제공할 수 없는 것들을 확보하는 것이 중요했다. 다수의 판재를 한 번에 제작할 수 있는 역량을 지닌 스마일플라스틱을 벤치마킹하여, 사업 초기 시트 프레스 제작에 공격적인 투자를 하는 과감한 결정을 내렸다. 잘 되었다면 튼튼한 기반이 되었을지 모르지만, 아쉽게도 계획대로 되지 않아 많은 어려움이 있었다.
3) 시트 프레스 제작 과정


새활용 플라스틱 시트를 만드는 과정은 (1) 수거 - (2) 선별, 세척 - (3) 파쇄 - (4) 핫 프레스 - (5) 콜드 프레스 - (6) 후가공 순으로 이뤄진다. 단계별 전후 준비 과정이 따르며, 안전한 작업환경을 구성하기 위해서 산업안전관리공단에서 제공하는 위험성평가 및 가이드를 활용할 수 있다. 제작 과정 소개에는 파쇄부터 후가공 단계까지를 다루고자 한다.


(1) 파쇄


파쇄 작업은 플라스틱을 가공하기 쉽도록 작게 자르는 작업이다. 로우리트에는 15마력의 분쇄기를 사용하고 있으며, 필터를 사용해 분쇄물의 크기를 대, 중, 소로 조절할 수 있다. 분쇄물의 크기를 조절함으로써 시트의 패턴을 일부 컨트롤할 수 있다.

로우리트 분쇄기
로우리트 분쇄기

수거-선별 과정에서 플라스틱 세척을 했다면 완전히 건조시키는 것이 중요하다. 그렇지 못할경우 분쇄기 날을 포함해 내부를 녹슬게 할 수 있고, 시트의 품질 역시 떨어트릴 수 있다. 녹이 조금 보이기 시작했다면 사용을 멈추고 녹 제거를 한 후 사용하길 권한다. 녹이 많이 퍼져 사용이 어렵게 되었다면 큰 비용을 들여 부품 교체를 하는 등의 불상사를 겪을 수 있다. 항시 관리가 필요하지만 특히 습한 여름철에는 각별히 기계 관리에 신경을 써야한다. 


분쇄기는 제작업체에 따라 생긴 모양과 옵션이 조금씩 다르다. 투입구의 모양새가 분쇄기마다 다르기 때문에 보호 장비 구성은 그에 맞게 준비하여야 한다. 로우리트의 분쇄기는 투입구에 PVC 가림막이 있지만 플라스틱 투입 시 안에서 갈고 있던 플라스틱이 튀어나오는 일들이 왕왕 있어, 가급적 페이스 전면 보호 마스크나 보호안경을 착용해 분쇄 작업을 실시하고 있다.


분쇄를 마친 뒤 다른 색상 또는 다른 종류의 플라스틱을 분쇄할 때에는 분쇄기를 열어 내부를 깨끗이 청소해야 한다. 솔과 청소기를 이용할 수 있는데, 도배용 붓이 솔 중에는 가장 유용하였다. 털이 아닌 플라스틱 모로 만들어져 있어 작게 분쇄된 플라스틱이 붙지 않아 사용에 용이하다. 사용되는 도구는 각자의 상황에 맞게 혹은 손에 잘 익는 것을 골라 사용하면 되겠다.

분쇄 전
분쇄 전
분쇄 중
분쇄 중
분쇄 완료
분쇄 완료

(2) 원료 테스트


시트 제작에 들어가기에 앞서 물성을 파악하는 것이 제작에 도움을 줄 수 있다. 플라스틱은 학교 미술 수업에서 다루는 소재들과는 분명히 다른 성질을 갖고 있다. 문헌이나 영상들을 참고해 플라스틱의 성질을 가늠할 수는 있지만, 플라스틱 타입별 물성을 손으로 직접 느껴보는 것이 중요하다. 소재 이해도가 높을수록 구현하고자 하는 형태나 문양, 표면 질감 등을 다양하게 설계할 수 있으며, 각종 돌발 상황에 빠르게 대처할 수 있다. 


미리 알아두면 좋은 것으로는 타입별 녹는 온도, 점성, 수축 정도, 재가공 이후의 강도 등이 있다. 프레셔스 플라스틱 오픈소스 시스템에서 주로 사용되는 PE, PP 종류의 경우 보통 최대 온도 220도 내에서 열가공이 이뤄지는데, 이 온도에 녹은 플라스틱은 꿀처럼 묽지도 않고, 밀가루 반죽처럼 단단하지도 않다. 호떡반죽처럼 찐득거리기도 하지만 뜨겁게 녹아있는 상태이기 때문에 다시금 뭉쳐지면서 매끄러운 표면을 만들어 낸다.


마블 등 패턴을 만들기 위해 녹은 상태에서 막대기와 같은 도구를 휘저으면 어느 정도 구현이 가능하나, 이염에 주의하여야 한다. 점도가 높은 PP의 경우 패턴 조절이 비교적 덜 용이하다. 고온 상태의 플라스틱은 만지거나 주물러 형태를 바꾸기에도 많은 한계가 있다. 몰드와 같은 가둘 수 있는 거푸집을 사용해야하며, 일단 거푸집에 밀착되면, 식기 전까지는 꺼내 옮기기 어려우며 냉각이 진행되어 양을 더할 경우 층이 구분돼 떼어질 수 있으므로, 미리 양과 투입 방식을 가늠하는 것이 좋다.


동일 플라스틱 타입이라 하더라도 점성, 녹는점 등의 지표가 항상 일관적일 수는 없다. 첨가제양과 불순물의 정도 등이 영향을 미칠 수 있으며, 바이오 베이스 플라스틱의 경우 결과물의 형태 역시 차이가 있었다. 이를테면, 사탕수수 PE가 50% 가량 함유된 폐말통 플라스틱과 병뚜껑은 같은 타입이라 하더라도 녹는 시간에서 차이가 있었고 (말통의 플라스틱이 더 오래 걸린다), 가공 후 표면 질감이 훨씬 부드러운 장점이 있었다. 사탕수수 HDPE는 열가공 시 달달한 냄새를 풍겼던 것이 인상적이었다.


(3) 시편 제작 테스트


로우리트에서는 테스트용으로 미니오븐과 와플 기계를 사용했다. 미니오븐은 오븐 베이커리용 작은 트레이나 몰드를 사용한다. 와플 기계의 경우엔 바로 기계에 분쇄 플라스틱을 넣을 경우 기계에 달라붙어 식을 때까지 기다려야하기 때문에 사용에 용이하도록 베이커리용 테프론 시트를 이용해 바로 꺼내어 결과를 확인하곤 했다.


작업 시 이미 녹아 있는 플라스틱에 손을 대야한다면 천 소재의 장갑은 피하는 것이 좋다. 작은 실먼지들이 달라붙거나 섬유의 직조가 플라스틱 표면에 찍히는 등 제품의 변질이 발생할 수있다. 고무나 실리콘 등으로 코팅된 장갑, 또는 천소재가 묻어나지 않는 용접 장갑을 사용할 수 있다.

(4) 열 프레스 공정


로우리트에서는 아래 사진과 같이 3가지의 프레스를 이용해 시트를 제작하고 있다. 첫 번째 수동 프레스는 T-셔츠에 인쇄물을 찍을 때 많이 사용하는 단면 프레스기이다. 두께 10T 정도까지 제작이 가능하나 비교적 작고 얇은 시트를 제작할 때 사용을 하는 편이다. 500kg 정도의 압력으로 눌러주는 공압 프레스기와 최소 8톤 압력의 유압프레스를 보유하고 있다. 이 둘은 양면프레스로 단면프레스보다 훨씬 빠르게 시트를 제작할 수 있다.

수동 프레스(단면)
수동 프레스(단면)
공압 프레스 (양면)
공압 프레스 (양면)
유압 프레스(양면)
유압 프레스(양면)

100도 이상 고온 작업 환경으로 안전 수칙을 세우고 사용법 등을 숙지하여야 한다.


A. 시트 제작 환경 셋업

  • 기본 작업 공정 
    • 기계 예열
    • 몰드에 실리콘 오일 칠
    • 플라스틱 투여
    • 히팅프레싱
    • 콜드프레싱
    • 시트 분리
  • 필요한 도구
    • 장갑
    • 내열장갑 
    • 마스크 
    • 헤라
    • 클램프
    • 분쇄 플라스틱
    • 금속 몰드
    • 실리콘 오일
    • 고무망치


a. 알루미늄 시트 몰드 준비 

금속 몰드는 제작하고자 하는 시트 두께와 크기에 맞은 액자형 틀과 이것을 사이에 둘 판 2개로 구성이 된다. 프레임은 T자형 빔을 사용할 수 있고, 판재는 3T 알루미늄 판을 사용한다. 작업의 효율을 높이고, 몰드를 오래 사용하기 위해서 최소 3개 이상의 몰드를 사용하는 것을 추천한다. 몰드 제작은 얇은 경우엔 용접으로 만들어지지만 20T 이상으로 두꺼워질 경우에는 내구성 문제로 결합부에 나사를 추가로 박아주는 것이 좋다. 샌딩이나 대패와 같은 후가공을 생각할 경우, 사용하고자 하는 시트의 두께보다 1~2mm 두껍게 만드는 것이 두께 가공에 도움이 될 수 있다. 주기적으로 샌딩을 통해 표면 오염, 스크래치 등을 제거해주는 것이 좋으며, 판이 많이 휘었거나 더 이상 샌딩을 통한 유지보수가 불가한 경우 교체하여야 한다.

몰드(판)
몰드(판)
몰드(틀)
몰드(틀)
제작 중인 30T 몰드
제작 중인 30T 몰드

b. 프레스 예열 및 이형제 도포 

프레스 작업 45분 전 기계를 예열(최대 220~230도 사이) 한 뒤, 몰드와 플라스틱을 준비한다. 프레스 전후로 약 30분을 잡아두고 생산 계획을 세우는 편이 좋다. 만들고자 하는 시트의 두께에 따른 금속 몰드와 적정량이 계산된 플라스틱을 준비한다.
예열하는 동안 금속 몰드에 실리콘 오일을 꼼꼼히 도포해 준다. 실리콘 오일은 이형제 역할을 하는데, 프레싱 후 몰드에서 시트가 쉽게 분리되게 하기 위함이다. 뿌리는 이형제를 사용해도 무방하나 공기 분사 문제로 외부 환경에서 작업해야 하는 번거로움이 있었다. 한번은 다 떨어진 이형제를 구할 수 없는 날이 있었는데, 다이소에서 급히 구매한 아보카도 바디오일로 대체가 가능했다. 한 통을 다 쓸 때까지 작업에 문제는 없었지만 가격 및 탄화 문제로 다시 실리콘오일로 교체한 경험이 있다.

실리콘 오일
실리콘 오일
실리콘 헤라
실리콘 헤라

실리콘을 바를 때는 붓을 사용하는 대신 헤라를 사용하는 것이 좋다. 붓은 먼지를 안고 있을 뿐아니라, 실리콘 오일의 끈적이는 점성을 바르기에 적절하지 못하다. 베이커리에서 사용하는 실리콘 붓이나 끌과 흡사하게 생긴 플라스틱 헤라가 넓게 펴 바르기에는 용이하다. (사실 어떤 도구든 잘 펴 바를 수 있는 것이면 뭐든 가능하다.) 또한 실리콘 오일과 헤라를 이염 없이 보관하기 위해 투명 플라스틱 통에 보관하면 좋다.

실리콘 도포 후 미리 계량된 플라스틱 분쇄물을 몰드 안에 투입한다. 다음은 로우리트가 투입하는 플라스틱 양을 결정하는 계산식으로, 모든 상황에서 맞는 것이 아니므로 이용에 주의하여야 한다.

시트 제작 시 플라스틱 투입량 계산식
(1) 제작하고자 하는 판재 부피 계산

cm² 단위로 계산


가로 X 세로 X 두께

(2) 판재 질량 계산

cm²
밀도 (HDPE)밀도 (PP)
0.950.74


부피 X 플라스틱 종류 별 밀도값

(3) 판재 예상 무게 산출

cm²
뉴턴 값 (kg)
지구질량가속도
9.810.10197

판재 질량 X 지구질량가속도 X 뉴턴값
(4) 투입 무게 산출

판재 무게 + (판재 무게 X 16%)

c. 핫 프레스 공정 

투입되는 플라스틱의 색상과 배치에 따라서 다양한 시트의 결과물을 얻을 수 있다. 아래 붉은색 시트 제작과정 사진에서 확인할 수 있듯 분쇄된 플라스틱이 뿌려진 모양 그대로 녹는다. 하지만 아래 사진은 상판 몰드를 덮지 않은 상태의 사진으로, 이후 작업에서는 상판 몰드에 눌러 모양의 변형이 일어났다. 이렇듯 금속 몰드 사이에서 강한 압력으로 눌려서 만들어지기 때문에 한쪽 면은 의도대로 패턴을 조절할 수 있어도, 다른 한쪽 면 패턴은 조절하기가 쉽지 않다.

플라스틱 녹기 전
플라스틱 녹기 전
플라스틱 녹은 후 (프레스 전)
플라스틱 녹은 후 (프레스 전)

투여된 플라스틱의 양이 적을 경우 아래 사진과 같이 덜 채워지는 일이 발생한다. 반대로 양을 너무 많이 넣었을 경우엔 흘러넘쳐 원료를 허비하게 된다. 고로 적정량을 넣어 제작하는 것을 권한다. 기계 밖으로 플라스틱이 흘러나온다면 기계 손상을 막기 위해서 플라스틱을 걷어 주어야 한다. 그 경우엔 금속 헤라보다 옻칠 주걱을 추천한다. 매끄럽게 코팅되어 있고 플라스틱이 나무 주걱에 잘 달라붙지 않아서 쉽게 걷어낼 수 있다.

적은 양의 플라스틱
적은 양의 플라스틱
흘러 나오는 플라스틱
흘러 나오는 플라스틱

파쇄 후 플라스틱 시트 제작 과정 

(1) 몰드 내 원료 투입 단계

(2) 몰드 내 플라스틱 분배

(3)프레스 열가공
(3)프레스 열가공
(4) 꺼내기 2분 전 압력을 더 주어 넘친 스크랩 제거
(4) 꺼내기 2분 전 압력을 더 주어 넘친 스크랩 제거
(5) 디몰딩 후 클램핑 (콜드프레스 대체 방식)
(5) 디몰딩 후 클램핑 (콜드프레스 대체 방식)
(6) 쿨링 이후 12시간 이상 실온에 다른 판재들과 적재하여 보관
(6) 쿨링 이후 12시간 이상 실온에 다른 판재들과 적재하여 보관

히팅을 하는 시간은 플라스틱의 두께에 따라 상이하다. 두께가 두꺼운 시트일수록 훨씬 더 많은 시간이 필요하다. 같은 소재라도 성질이 조금 다를 수 있음으로 물성 테스트 내용을 반영해 히팅 시간을 조절하는 것도 좋다. 온도가 같다면 유지 시간을 더한다고 해도 시트가 타거나 망가지지 않았으나, 가스 방출이 늘며 그만큼 저품질의 판재를 얻게 된다. 또한 설정한 온도는 센서가 측정한 온도로, 실제 온도 오차가 있을 수 있으니, 가공 시간을 유의하도록 한다.


두께 (1000 X 1000)플라스틱 투입량(kg)히팅 시간(분)
HDPE55.720
1011.440
101760
PP5520
109.740
1514.760

위 데이터는 실제 프레스 실험 데이터인데, 아래 시간을 참조하여 시간을 조절하였다. 아래 책정식에서 쿨링과 히팅 시간은 동일하게 준비 가능하다.

히팅 / 쿨링 시간 책정두께 (1000 X 1000)
(3 X 두께 (mm)) + 두께 구간별 계수
예시 (12mm 기준)
3 X 12MM + 15분 = 51분
(시간은 환경과 기계 스팩에 따라 상이할 수 있다.
두께계수
1 ~ 510분
6 ~ 1020분
11 ~ 1515분
20 ~5분

(5) 쿨링프레스


히팅 시간만큼 쿨링을 해주었다면, 쿨링프레스로 몰드를 옮겨온다. 열프레스 안에 누른 채 두어도 무방하지만 기계 온도 때문에 식는 데 굉장히 오랜 시간이 소요되며, 여러 장을 가공하기 위해서는 쿨링프레스 또는 꺼내 놓은 뒤 몰드를 클램프로 집어 놓는 것이 좋다. 또한 휨 현상 등 몰드에서 떼어낸 이후 발생할 수 있는 문제를 피할 수 있다는 장점이 있다. 무더운 여름철에는 식히는 데 더욱 긴 시간이 걸린다. 겨울철 3~5T 두께의 경우엔 3~4시간이면 떼어낼 수 있는 정도로 빠르게 식었다. 완전히 식은 후 떼어내는 것이 가장 안전하나 시급한 작업이 필요하다면 약간의 온기가 있는 정도(약 30~40도 사이)에서는 떼어내도 무방하다.


디몰딩한 판재는 꺼내어 최소 12시간 이상 실온에 쌓아 보관하고 휘지 않도록 무게추 역할의 프레임을 올려 주어 보관하며, 용처에 따라 후가공을 거친다.

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양면 공압 열프레스(소)를 활용한 시트 제작 과정 (큰 분쇄물 사용)

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양면 유압 열프레스(대)를 활용한 시트 제작 과정 (작은 분쇄물 사용)

(6) 발견되는 이슈와 돌발 상황

시트 제작엔 시트의 무게보다 15~20% 정도의 플라스틱이 추가되어 들어가기 때문에 어느 정도는 몰드에서 흘러나오게 되어있다. 외부로 흘러나온 플라스틱의 경우 먼지나 이물질이 붙어 재사용이 어려운 경우도 많이 있다. 그런 이유에서 로우리트에서는 이런 플라스틱들을 가공하여 아트피스들을 제작하고 있다. 동일하지 않는 형태로부터 만들어지는 오브제들은 로우리트 내 작업자들에 의해 새로운 이야기를 담는 단 하나뿐인 형태로 다시 태어난다. 그렇게 만들어진 제품으로는 인센스 홀더 <마이카>와 오브제 <플라스틱 네시>가 있다.

흘러나온 플라스틱을 활용해 만든 오브제
흘러나온 플라스틱을 활용해 만든 오브제
마이카
마이카

식은 몰드에서 시트를 떼어낼 때도 발생되는 문제가 있다. 자주 일어나는 것 중 하나가 시트가 금속몰드에 붙어서 잘 떨어지지 않는 일이다. 실리콘 오일을 충분히 바르지 않은 경우에 발생을 한다. 충분히 발랐다고 하더라도 고른 양이 전체에 완전히 펼쳐져 있지 않기 때문에 떨어지지 않는 경우들이 생기기도 한다. 그럴 때는 헤라와 고무망치를 이용해 시트와 몰드에 상처가 나지 않도록 조심스럽게 떼어내야 한다. 시트의 일부가 몰드에 붙어 떨어지지 않는 경우엔 열판에 올려 천천히 녹여 긁어내면 된다. 긁는 도구로는 금속 헤라, 옻칠 주걱(혹은 뒤집개), 플라스틱 조각 등 평평한 면을 가지고 있는 도구를 이용하면 되겠다.

작업이 익숙하지 않았을 때는 몰드가 터지는 돌발 상황도 마주한 적이 있는데, 용접부가 잘 붙어있지 않았던 탓에 작업 중 몰드 프레임이 엇나가, 플라스틱이 밖으로 쏟아져 나온 적이 있다. 대부분의 트러블슈팅 상황은 정기적인 점검과 가공 경험을 통해 사전에 예방할 수 있다.

벗겨진 시트 표면
벗겨진 시트 표면
몰드에 붙은 시트
몰드에 붙은 시트
터진 몰드
터진 몰드
4) 시트 제작 과정 (c) 시트 후가공


판재는 그 자체로도 사용이 가능하지만, 후가공 작업을 통해 부가가치를 더할 수 있다. 일단 판재 형태로 얻고 나면 이후 가공 작업은 목재와 상당히 유사하다. 특히 목공에서 가공 시 톱밥이 발생하듯, 가공 과정에서 플라스틱 분진이 발생하므로 이를 포집하는 집진기와 호흡기 보호를 위한 보호구를 상비하여야 한다. 마지막으로 작업자의 청력 보호를 위해 가공 단계에서 반드시 귀마개를 착용할 수 있도록 한다.

집진기
집진기
호흡기 보호구
호흡기 보호구
시각 보호구
시각 보호구
청력 보호구
청력 보호구