KR100345176B1 - 제품포장재및그제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제품 포장재 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 일단의 권회된 골판지(20)으로부터 형성된 제품 포장재(27) 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명은 골판지(20)와 비-사인형 주름(16,18,72)를 포함하는 골판지로 이루어진 포장재를 제공한다. 또한, 본 발명은 사인형 주름(42)의 시트를 갖는 골판지(20) 성형공정과 적어도 일부의 주름에 대하여 시트의 사인형 주름을 변형시키기 위한 압축공정으로 이루어지는 다층 골판지(27)의 포장재 제조방법을 제공한다.

Description

제품 포장재 및 그 제조방법{PRODUCT PACKAGING MATERIAL AND ITS MANUFACTURING METHOD}

발명의 분야

본 발명은 제품 포장재 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 일단의 길이를 가지면서 권회된 골판지로부터 형성된 제품 포장재 및 그 제조방법에 관한 것이다.

발명의 배경

다수의 제품은 충격완화 특성을 갖는 포장재로 포장된 상태로 저장 및/또는 운반되는 것을 필요로 한다.

오늘날 환경에 대한 관심은 포장제품의 수요자, 제조자 및/또는 설계자들로 하여금 화석연료 자원의 소모를 가능한 한 줄이는 가운데 과포화 상태에 있는 쓰레기 매립장의 심화현상을 완화시킬 수 있는 쿠션재를 요구하도록 하는 결과를 초래함에 따라 폐기물로부터 재생되고 그 역시 재생가능한 재료에 대한 요구가 증가되고 있다.

골판지는 재생가능한 포장재로서의 상기 요구조건을 충족시키며, 또한 경우에 따라서는 재사용이 가능하기도 하다. 대체로 '단일면(single-faced)"의 골판지는 일예로 주름진 골판지의 일면상에 평판지가 부착된 상태로 사용된다. 두개의 평판지 사이에 주름진 골판지가 샌드위치되어 형성된 골판보드 역시도 유용하게 사용되고 있다. 종종 골판지는 적층구조의 형태로 사용되기도 한다. 그러나, 골판지는 광학기구나 컴퓨터 플로피 디스크 기기등과 같이 깨어지기 쉬운 제품의 포장재로서의 사용에는 적합하지 않은 것으로 알려지고 있다.

종래기술의 개시

폴리에틸렌 발포체는 광학기구나 컴퓨터 플로피 디스크 기기의 포장용으로 알려져 있다. 그러나, 상기 재료는 매장량이 한정되어 있으면서 재생이 불가능한 석유로부터 얻어지게 된다. 그러한 재료는 한번 사용된 후에는 환경에 영향을 미치지 않도록 폐기시키기가 매우 어려운 실정이며, 대개의 경우 매립의 형태로 처리되어지고 있다.

종이의 경우에는 목재로부터 얻어지고 있기 때문에 재생이 가능하다. 골판지는 통상적으로 재생지로 제작되며, 또한 그 자체로서 재생이 가능하다. 골판지는 사용 목적에 따른 다양한 형태로 성형하는 것이 가능하며, 제조자에 의해 제조된 특정형태는 적절한 접착제의 사용을 통해서 그 형상이 그대로 유지( 적어도 그 특정형태는 포장재 사용자가 포장작업을 수행할 때까지) 수 있다.

발명의 개요

본 출원인은 골판지, 단일면 또는 보드 그리고 다층 적층체의 특성을 개선하여 재료의 쿠션성질을 향상시킬 수 있도록 하였다.

따라서, 본 발명의 한가지 특징으로서 본 출원인은 더 이상 사인형 주름(sinusoidal corrugations)으로 이루어지지 않은 변화된 형태의 골판지를 제공한다. 그 주름은 구겨진(crushed) 또는 기울어진(tilted) 형상으로 이루어지는 것이 바람직 하며, 이때 그 "구겨짐"은 최종(판매된)재료의 상태에서 주름이 납작해질 정도로 심하지는 않으면서 사인형 주름에서 보여지는 원래의 강도를 제거(파괴)할 수 있을 정도로 유지되어야 한다.

본 출원인은 골판지의 내부 섬유구조를 통해서 충격이 가해진 주름관의 회복에 필요로 하는 복원력을 제공함으로써 또 다른 충격에 대하여 준비가 이루어 지도록 한 발명을 개발하였는 바, 이에 반하여 사인곡선 형태를 취하는 재료의 경우에는 변형율이 매우 높기 때문에 적은 외력이 가해졌을 때 충분하게 접혀지거나 변형되지 않게 되어 포장된 제품의 유동이 있을 경우에 그 충격을 흡수하는 쿠션으로 작용하기(그리고, 충격을 흡수한 후에 탄성적으로 원위치하거나 거의 원래의 상태로 되는 ) 보다는 그 제품이 "단단한 벽"에 부딧혀 "튕기는" 결과를 초래하고 있다.

특히, 예민한 기구의 경우에는(a) 충격을 흡수하는 구조 및 (b) 원래의 상태로 복귀하도록 하는 조성을 갖는 것으로 이루어져서 서서히 완화되는 포장재를 요구하고 있다.

이에따라 본 발명은 비-사인형 주름을 갖는 골판지로 이루어짐을 또 다른 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 특징은 사인형 시트를 갖는 골판지 성형공정과, 사인곡선 형태를 없애는 주름 변형공정으로 이루어지는 포장재 제조방법을 제공하는 데 있다. 이때 주름은 골판지가 포장재에서 요구되는 소정의 형태로 형성되기 이전에 변형이 이루어 지거나, 골판지가 소정형태로 성형된 후에 변형될 수도 있다.

골판지를 베이스 시트(base sheet)에 부착시켜 주름 사이가 미리 정해진 간격만큼씩 분리되도록한 다음에 주름에 대해 압축력을 가해서 주름이 한쪽 방향으로 기울어지게 하거나 주름의 정점들이 납작해지게 하는 것이 유리하다.

본 발명의 또 다른 특징은 비-사인형 주름을 갖는 골판지를 제공함과 아울러 그 골판지를 베이스 시트에 부착시킴에 의해 압축된 골판지를 제공하도록 하는 쿠션재(cushioning material)의 제조방법을 제공함에 있다. 만일, 종래의 장치를 이용하여 상기 방법을 수행하는 경우에는 골판지를 먼저 사인곡선 형태의 주름으로 성형시킨 다음에 닙(nip)롤러 사이를 통과시키거나 프레스 내에 위치시킴에 의해서 변형이 이루어 지게 된다.

본 출원인은 그와같이 수정된("변형된") 주름이 반복된 충격(장거리 수송이나 진동조건 하에서와 같은)에 대한 제품의 보호에 필요로 하는 재료의 복원력 및 회복능력을 보유하는 한편 변형된 비-사인형 주름이 향상된 쿠션으로 보다 낮은 외력하에서보다 쉽게 편향됨을 발견하였다.

패킹재는 주로 다중 적층제의 형태로 사용되는 데, 심한 진동이나 충격하중이 가해지는 경우에 적용될 때에는 한층 이상의 압축 골판지로 형성되는 것이 바람직하며, 경우에 따라서는 "보다 두꺼운 "포장재를 제공하기 위해서 보다 깊은 주름이 선택적으로 사용될 수도 있다.

본 발명은 첨부도면을 참조한 아래의 설명을 통하여 보다 명확하게 이해될 것이다.

제1도는 본 발명의 단일면 골판지 시트의 일부분에 대한 단면도.

제2도는 다층 롤로 권회된 골판지에 대한 측면도.

제3도는 제2도의 롤을 납작하게 한 상태의 측면도.

제4도는 제3도의 납작해진 롤을 블럭으로 절단한 상태의 측면도.

제5도는 본 발명에 따라 다층의 제품 포장재로 압축된 제4도의 블럭에 대한 사시도.

제6도는 운반될 제품의 모서리에 일치하는 형상으로 성형된 다층 포장재의 사시도.

제7도는 골판지의 사인형 주름이 한쌍의 닙롤러에서 변형되는 것을 보인 종 단면도.

제8도는 다층의 제품 포장재를 이루고 있는 주름이 프레스에 의해 변형되는 과정을 보인 종단면도.

제9도는 다층의 제품 포장재에 대한 다른 실시예의 분해사시도.

제10도는 단일면 골판지 시트의 다른 실시예의 일부분에 대한 단면도.

[바람직한 실시예에 대한 상세한 설명]

제1도에 도시된 바와같이 종이재질의 베이스 시트(10)는 일반적으로 평탄한 단면을 취하며, 그 위의 접착지점(12)상에 접착제를 통해서 주름(16)(18)이 형성된 시트(14)가 부착된다. 이와같이 해서 단일면 골판지(20)가 얻어지게 된다. 본 실시예에서 주름(16)(18)은 변형된 형태로 이루어 지는 바[제4도의 닙롤러(40)등에 의해서], 그에따라 주름(16)은 기울어져서 정점(17)이 더이상 포인트 사이, 라인 사이 또는 부착지점(12) 사이의 중간면상에 위치하지 않게 되며, 주름(18)은 일반적으로 압착이 행해져서 정점부가 납작해짐과 아울러 벽부분(13)이 변형되어 부분적으로 구겨지게 된다.

본 발명의 다른 실시예에서는 단일 시트상의 모든 주름이 거의 동일하게 압착되거나, 모든 주름이 동일한 형태로 기울어지게 된다. 본 발명의 또 다른 실시예에서는 변형된 주름의 형상이 불규칙하게 된다.

공지된 다른 형태의 실시예에서, 주름의 정점은 제2평면시트가 부착되어 주름이 두개의 평면시트 안쪽에 샌드위치됨에 따라 골판보드를 형성하게 된다.

포장재나 쿠션재로의 사용을 위해서, 골판지는 통상적인 방법으로 다층으로 감겨지거나 적층되어 진다.

골판지의 단일면 시트는 주름의 정점부상에 접착제가 도포된 다음 서로 포개지게 권회되어(맨드랠 주위에서) 감김롤(22)을 형성하게 되며, 그 다음에는 롤을 "성형"기 내부에 위치시켜 접착제가 세트(set)되도록 함으로써 제3도로 도시된 납작한 롤(24)과 같은 소정의 최종형상을 갖는 포장재를 얻게된다.

다음, 납작한 롤(24)은 일정한 길이의 하나 또는 그 이상의 포장재 블럭(24)으로 절단되며(제4도), 그 블럭들은 다음단계에서 압축되어[제8도의 프레스(50)등에 의해] 주름에 대한 변형이 이루어짐으로써 포장재의 블럭(27)이 얻어진다(제5도).

골판지는 포개져서 감겨지기 때문에(본 실시예에서는 이중코일 이나 권회상태로), 롤의 가장 안쪽 권회층 주름(28a,b)은 제5도에서와 같이 서로 맞물리게 되고 아랫쪽의 두 시트는 그 주름이 위쪽을 향하는 반면에 상부의 두 시트는 주름이 아래쪽을 향하게 된다.

본 실시예에서, 롤(22)은 단일면 골판지가 중첩되어 형성된 네개의 층을 갖는 포장재로 성형되어져서 포장재를 구성하게 되는 데, 다른 실시예에서는 중첩된 층의 숫자에 대한 가감이 이루어 질 수 있다.

제6도로 도시된 다른 실시예에서, 롤은 수송될 물품의 모서리 보호에 적합하도록 하기 위해서 "L"형 코너부재(30)로 형성된다. 이 코너부재는 두개의 블럭(22)을 서로 90도 각도로 접착시킴에 의해서 얻어진다.

다른 적절한 형태의 포장재는 "성형된 상태로" 또는 적절한 형태의 블럭을 조합하는 것에 의해서 얻어지게 된다.

제1도로 도시된 실시예에서는 시트에 대한 압축이 행해져서 다층 포장재를 형성하기 전에 주름의 변형이 이루어지게 된다.

이는 제7도로 도시된 한쌍의 닙롤러(40)를 통해서 달성된다. 따라서, 통상적인 방법을 통해서 골판지(14)가 평면시트(10)에 부착된 후에는 단일면 골판지(20) 시트가 롤러(40) 사이를 통과하게 되는 데, 이때 롤러 사이의 간격은 (변형전의)사인형 주름(42)의 높이 보다 적다. 롤러(40) 사이를 통과함에 따라, 주름은 제1도에 도시된 바의 압착상태(18)나 기울어진 상태(16)로 변형되거나 이들 두 상태의 불규칙한 조합상태로 된다. 압축의 정도는 롤러(40) 간격의 조정에 의해서 정해지게 되는데 반해, 주름의 변형은 시트(20)의 통과속도에 대한 롤러(40)의 회전속도에 의해서 부분적으로 결정될 수 있다.

제5도의 실시예에서, 주름은 포장재가 소정의 형상으로 변형된 이후에만 압축에 의해서 변형이 이루어 진다. 제8도에 도시된 바와같이, 공지된 형태의 이미 성형된 제품 포장재(27)는 왕복운동을 하는 프레스(50)의 하부에 위치하는 바, 이때 도시된 상태는 압축을 마친 왕복 프레스의 복귀단계를 나타내고 있다. 프레스 공정을 수행하기 이전에는 포장재의 주름이 사인곡선형이었다가 프레스에 의한 압축후에는 제5도에서와 같은 변형된 상태로 된다.

제5도에서 성형층(52)(53)(54) 모두가 변형되는 것에 반해서, 프레스(50)에 의해서 가해지는 압력은 경우에 따라서는 외층(들)을 배제한 채 내층(들)(53)의 주름만을 변형시키도록 조정할 수 있다. 이와 유사하게, 제1도의 시트로부터 성형된 포장재에 있어서 권회 이전에 모든 주름이 변형되지는 않도록 조절이 가능한 바, 에를들면 골판지의 일부는 닙롤러(40)를 통과하지 않은 포장재 블럭의 외층으로 이루어지게 하는 한편, 골판지의 일부는 닙롤러를 통과하는 내층으로 구성하게 된다.

시트의 구간에 걸쳐 가해지는 압력크기 및 그에따른 주름변형을 변화시킬 수가 있는 바, 이는 그 사이를 통과하는 닙롤러(40)의 간격을 변화시키거나 곡면으로 이루어진 성형블럭이나 여타의 비평면형 프레스를 이용하여 압축을 행함에 의해서 달성된다.

가해지는 압력의 크기는 제품 포장재의 특성에 영향을 미치게 된다. 그리고, 주름이 형성될 종이의 두께, 주름의 크기와 간격, 사용되는 골판지의 층수 및 압축력의 크기등은 최종재료 및 포장제품의 성질을 결정하기 위해서 변화될 수 있다.

제9도(분해사시도)로 도시된 본 발명의 또 다른 실시예에서, 미리 정해진 크기와 형상의 평판상으로 제작된 골판지(60) 시트들은 서로 적층되어 접착됨에 따라 다층 포장재(62)를 형성하게 된다. 본 실시예에서는 상하로 인접하는 골판지 부재의 주름이 서로 직각을 이루고 있으나, 다른 실시예에서는 서로 평행하게 형성될 수도 일다.

본 실시예에서 주름은 시트를 적층하여 접착시키기 이전에 변형시키거나(제1도에서와 같이), 시트가 서로 적층되어 접착이 이루어진 후에 제8도의 프레스(50)에 의해서 포장재(62)를 압축함으로써 변형을 시킬 수도 있다. 도시된 바와같이 단일면 시트(64)가 주름의 상부층에 부가됨으로써 제품 포장재는 평탄한 상면 및 평탄한 저면을 나타내게 되는 데, 경우에 따라서는 평면상 시트(64)를 필요로 하지 않게 될 것이다.

제10도의 실시예에서 골판지(70) 시트는 비-표준형 롤러를 통해서 제작됨에 따라 얻어진 골판지 시트(72)의 형태는 비-사인 형태의 미리 성형된 변형이나 어깨부(74)로 이루어져서 실제 사용시에는 약한 하중하에서 골판지에 대한 압력이 우선적으로 가해지도록 할 것으로 보여진다. 이에따라, 골판지(70)는 사인형 주름의 골판지에 비해 낮은 압축 저항을 나타내게 될 것이다.

골판지(70)는 제2도에서 이미 설명된 바의 감김공정이나, 제6도와 관련하여 설명한 바의 적층공정에 의해서 포장재로의 성형이 이루어진다.

이와같이 제작된 포장재는 일바적인(사인형) 골판지로 제작된 것에 비해 향상된 쿠션능력을 지님이 발견되었다. 골판지, 및 이러한 골판지로 제작된 포장재는 쿠션 능력 향상을 위한 후속 또는 별도의 압축공정의 수행을 필요로 하지 않는다.

다른 실시예에서는 역시 불규칙한 주름의 형상을 변화시킴으로서 소정의 쿠션능력을 제공할 수 있다.

본 발명의 포장재는 포장재에 낮은 정적하중을 나타내는 가벼우면서도 부피가 큰 제품에 대해 특히 유효하다는 사실이 발견되었다. 예를들면, 24개층의 골판지로 구성된 포장재가 모든 주름이 납작해지도록 변형되는 경우와 같이 전적으로 압축되었을 때, 재료의 복원력으로 45mm가량 다시 솟아오르게 되는 데 이때 그 포장재는 0.015 - 0.03kg/c㎠의 정적하중을 갖는 것을 300mm의 높이에서 떨어뜨렸을 때 최대치의 쿠션 보호특성을 나타낸다는 사실이 발견되었다.

그리고, 실험결과에 의하면, 제품이 "일반적인(normal)" 운반상태(예를들면, 우편주문 낙하시험 사양이나 보통재료의 취급사양)일 때, 충분한 쿠션의 제공을 위해서는 40mm두께의 포장재( 완전하게 압축된 20개층의 골판지로 구성된) 가 요구될 것이다. 한편, 요구되어 지는 두께가 40mm미만에서는 사용조건이 보다 쉽게 조절될 수 있을 것이다.

Claims (10)

1. 비-사인형 주름(16,18;72)을 포함하고, 노출된 정점(17)을 구비하는 복수층의 골판지(20;60;70)에서 포장재(27;30;62)를 만드는 방법으로:

   골판지 쉬트의 주름의 정점(17)에 접착제를 도포하는 과정과;

   상기 쉬트를 롤(22) 상태로 감는 과정과;

   일정한 형상의 조건으로 상기 롤을 프레스하는 과정; 그리고

   상기 접착제가 세팅되도록 하여, 상기 형상 조건으로 롤을 유지하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 포장재의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 롤형상을 포장재 블럭의 섹션(26)으로 절단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 포장재의 제조방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 쉬트를 롤로 감기 전에, 상기 쉬트를 예비 프레싱하여 주름의 적어도 일부분이 변형되어 비-사인형으로 만드는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 포장재의 제조방법.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 비-사인형 주름을 가지는 종이 쉬트에, 평면상의 쉬트를 접착하는 예비단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 포장재의 제조방법.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 롤형상을 프레스(50)를 통과하도록 함으로써, 상기 형상 조건으로 성형하여 비-사인형 주름을 제공하는 것을 특징으로 하는 포장재의 제조방법.
6. 제5항에 있어서, 프레스의 적어도 하나의 종이 접착면은 비평면인 것을 특징으로 하는 포장재의 제조방법.
7. 상기 제1항 또는 제6항중의 어느 하나에 의하여 제조되는 포장재(27 ;30;62).
8. 상기 제1항 또는 제6항 중의 어느 하나에 의하여 제조되는 포장재 있어서, 상이한 층(53,53,54)은 서로 대향하고 상이한 각을 가지는 주름을 구비하는 것을 특징으로 하는 포장재.
9. 상기 제1항 또는 제6항 중의 어느 하나에 의하여 제소되는 포장재에 있어서, 상기 주름은 구겨지거나 경사진 형태인 것을 특징으로 하는 포장재.
10. 제1항 또는 제2항에 의하여 제조되는 포장재에 있어서, 상기 주름은 어깨를 가지는 형태인 것을 특징으로 하는 포장재.