KR100643907B1

KR100643907B1 - 토르마린을 포함하는 종이 및 이의 제조방법

Info

Publication number: KR100643907B1
Application number: KR1020050005492A
Authority: KR
Inventors: 박해성
Original assignee: 주식회사 창성테크
Priority date: 2005-01-20
Filing date: 2005-01-20
Publication date: 2006-11-10
Also published as: KR20060084703A

Abstract

본 발명은 토르마린을 포함하는 종이 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명에서 토르마린을 포함하는 종이는 과일 또는 야채의 포장용 상자내부의 표면지로 사용할 수 있는 라이너지 또는 곡물 포장용 지대로 사용할 수 있는 크라프트지 중에서 선택된 어느 하나를 나타낸다.

본 발명에 의한 토르마린을 포함하는 종이는 종래 과일 또는 야채 포장용 상자내부의 표면지로 사용하거나 또는 곡물을 포장하는 지대의 원료지로 사용할 수 있는 종이에 있어서, 종이 제조시 토르마린을 함유하도록 하고 이 종이를 과일 또는 야채 포장용 상자내부의 표면지로 사용하거나 또는 곡물을 포장하는 지대의 원료지로 사용함으로써 과일, 야채, 곡물의 신선도를 오랫동안 유지하여 이들의 부패를 억제하거나 부패를 예방할 수 있는 종이 제공을 목적으로 한다.

본 발명은 종이 제조에 있어서, 종이 원료에 토르마린을 첨가하는 단계를 포함하는 종이의 제조방법 제공을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 종이 제조에 있어서, 종이 원료에 토르마린을 첨가하여 종이를 제조한 후 이 종이의 표면에 재차 토르마린을 코팅하는 단계를 포함하는 종이의 제조방법 제공을 목적으로 한다.

Description

토르마린을 포함하는 종이 및 이의 제조방법{Paper including tourmaline and manufacturing method thereof}

본 발명에서 토르마린을 포함하는 종이는 과일 또는 야채의 포장용 상자내부의 표면지로 사용할 수 있는 라이너지 또는 곡물 포장용 지대의 주재료로 사용할 수 있는 그라프트지 중에서 선택된 어느 하나를 나타낸다.

본 발명의 토르마린을 포함하는 종이의 하나인 라이너지는 종래 과일 또는 야채 포장용 상자의 원료인 골판지의 내외장용으로 사용하고 있다.

본 발명의 토르마린을 포함하는 종이의 하나인 크라프트지는 곡물 포장용 지대의 주요한 재료로 사용하고 있다.

따라서 본 발명은 토르마린을 포함하는 종이인 라이너지 또는 크라프트지는 과일 또는 야채의 포장 상자내부의 표면지로 사용하거나 또는 간지로 사용하거나 또는 곡물용 지대의 재료로 사용함으로써 과일, 야채 및 곡물의 신선도를 오랫동안 유지하여 부패를 예방하거나 또는 부패를 감소시킬 수 있는 종이 및 이의 제조방법 에 관한 것이다.

과일 또는 야채 포장용 상자에 사용되는 종이는 주로 판지 또는 골판지를 원료로 하고 있다. 이러한 판지 또는 골판지를 원료로 하여 포장용 상자를 제조함에 있어서, 포장용 상자를 만드는 골판지의 내외장용으로 사용하는 라이너지가 있다.

라이너지는 종래 골판지의 내외장용으로 사용하는 종이라는 좁은 뜻에서 그 의미가 점차적으로 확장되어 일반적인 표면지를 총칭하고 있으며, 식품포장용 상자 이외에도 전자제품 포장용 상자의 내외장용으로 사용하는 종이 역시 라이너지라고 한다.

크라프트지는 시멘트포대, 미곡용포대, 제분용포대, 제당용포대, 사료용포대 등과 같은 포장용 중포대의 원료로 사용하는 종이이다.

크라프트지와 라이너지는 재질, 색깔, 질감이 매우 유사하게 이루어져 있다.

토르마린(Tourmaline)은 천연광물 암석의 하나로서 철, 마그네슘, 알칼리금속, 알루미늄, 봉규산염 등의 성분들이 함유되어 있으며, 열을 가하면 약 100℃ 정도에서 먼지를 끌어들이는 초전기성의 성질을 가지고 있어 일명 전기석이라고도 한다. 또한 토르마린은 인체의 모세혈관을 크게 하여 혈액순환 촉진, 세포의 활성화, 신진대사, 위장운동의 활성화, 온열효과, 피로회복, 신경통, 기미, 냉대하, 항산화 작용, 음이온 방출 및 원적외선 방사 효과가 있다고 알려져 있다.

일반적으로 토르마린을 분말화한 토르마린 분말은 원산지에 따라 다소 차이는 있으나 대체적으로 아래의 표 1과 같은 성분 및 함량으로 이루어져 있다.

<표 1> 토르마린 분말의 성분 및 함량(wt％)

성분	SiO₂	Al₂O₃	Fe₂O₃	MgO	K₂O	CaO	Na₂O	기타
함량	45.9	24.1	8.9	4.74	4.23	1.30	0.68	10.15

이러한 토르마린은 상기에서 언급한 일반적인 물성, 성질, 각종 분야별 기능, 효과 등이 널리 알려지고 있어 이를 이용한 다양한 응용에 대해 많은 연구가 이루어지고 있다.

한편 본 발명과 관련된 종래 기술로서 한국공개특허공보 제2001-0111382호에 토르마린이 포함된 시이트 제조방법 및 그 시이트가 있으나 이때 시이트는 폴리비닐클로라이드(PVC)와 같은 합성수지를 이용하므로 종이에 관한 내용인 본원발명과는 그 기술적 구성을 달리한다.

상기에서 언급한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 종래 종이에 있어서, 토르마린을 포함하는 종이를 나타낸다.

본 발명에서 토르마린을 포함하는 종이는 과일 또는 야채의 포장용 상자내부의 표면지로 사용할 수 있는 라이너지 또는 곡물 포장용 지대의 주재료로 사용할 수 있는 크라프트지 중에서 선택된 어느 하나를 나타낸다.

본 발명에서 토르마린은 종이 원료 중량 대비 1∼25％ 포함될 수 있다.

본 발명에서 토르마린을 종이 원료 중량 대비 1％ 미만 사용하면 본 발명의 목적에 부합하는 종이를 얻기가 어려우며, 토르마린을 종이 원료 중량 대비 25％ 초과하여 사용하면 토르마린의 첨가량 증가에 따른 뚜렷한 효과의 상승이 없고, 종이의 물성이 감소할 우려가 있다. 따라서 본 발명의 종이에 있어서, 토르마린은 종이 원료 중량 대비 1∼25％ 포함되는 것이 좋다.

본 발명에서 토르마린은 종이에 고루 분산시켜 첨가하여 토르마린의 효능을 극대화시키는 것이 바람직하다. 이처럼 토르마린의 분산성을 향상시키기 위해서 토르마린은 분말 일예로 100∼400메쉬(mesh)의 분말로 첨가하는 것이 좋다. 본 발명에서 종이 제조시 다양한 분말 크기의 토르마린을 적용한바 전술한 수치 범위의 크 기를 지니는 토르마린을 적용시 본 발명의 목적에 부합하는 종이를 얻을 수 있다. 따라서 본 발명에서 토르마린은 100∼400메쉬(mesh)의 분말 크기로 사용하는 것이 좋다.

본 발명의 종이에 있어서, 발명의 필수 구성성분 이외에 종이 원료 및 충전제, 착색제와 같은 첨가제를 적의 선택하여 포함한다. 본 발명에서 충전제는 종래 제지분야에서 통상적으로 사용하는 충전제라면 어떠한 것이라도 사용할 수 있다. 이러한 충전제의 일예로서 백토, 활석, 석고, 황토 등의 천연산 과황산바륨 또는 탄산염을 사용할 수 있다. 착색제는 제지관련 분야에서 통상적으로 사용하는 염료(染料) 또는 안료(顔料)를 사용할 수 있다.

본 발명에 있어서 상기의 충전제, 착색제는 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 종이의 원료, 첨가제를 적의 선택하여 사용할 수 있으므로 이하 자세한 내용은 생략하기로 한다.

본 발명의 토르마린을 함유하는 종이는 종래 과일 또는 야채 포장용 상자의 표면지인 라이너지로 사용할 수 있어 과일, 야채의 신선도를 향상시킴으로써 이들의 부패방지 및 부패를 예방할 수 있다.

본 발명에서 과일은 포장용 상자, 저장용 용기 또는 저장수단에 보관하는 과일이라면 어떠한 것이라도 사용할 수 있다. 본 발명에서 이러한 과일의 일예로서 감귤, 사과, 배, 복숭아, 자두, 살구, 포도, 딸기 중에서 선택된 어느 하나이다.

본 발명에서 야채는 포장용 상자, 저장용 용기 또는 저장수단에 보관하는 야 채이라면 어떠한 것이라도 사용할 수 있다. 본 발명에서 이러한 야채의 일예로서 시금치, 오이, 당근, 버섯, 배추, 상치, 쑥갓, 미나리 중에서 선택된 어느 하나이다.

본 발명의 토르마린을 함유하는 종이는 종래 곡물 포장용 지대의 재료로 사용할 수 있는 크라프트지로 사용할 수 있어 곡물의 신선도를 유지 향상시킴으로써 이들의 부패방지 및 부패를 예방할 수 있다.

본 발명에서 곡물은 포장용 지대 또는 저장수단에 보관할 수 있는 곡물이라면 어떠한 것이라도 사용할 수 있다. 본 발명에서 이러한 곡물의 일예로서 쌀, 찹쌀, 보리, 밀, 수수, 조, 피, 옥수수, 고구마, 감자, 콩 중에서 선택된 어느 하나이다.

본 발명의 토르마린을 함유하는 종이는 라이너지 형태로 제조하거나 이 라이너지를 과일, 야채의 포장용 상자, 저장용 용기 안에 과일, 야채 사이의 간지로 사용하여 과일, 야채의 신선도를 유지 향상시킴으로써 이들의 부패를 방지하거나 예방할 수 있다.

본 발명의 토르마린을 함유하는 종이는 라이너지 형태로 제조하고 이 라이너지를 과일, 야채를 낱개로 포장하는 포장지로 이용할 수 있다.

본 발명의 토르마린을 함유하는 종이는 크라프트지 형태로 제조하여 이 크라프트지를 곡물포장용 지대의 재료로 사용할 수 있다.

한편 본 발명은 토르마린을 함유하는 종이의 제조방법을 포함한다.

본 발명의 토르마린을 함유하는 종이의 제조방법은 종래 종이 제조에 있어서, 토르마린을 첨가하는 단계를 포함한다.

본 발명에서 토르마린은 종이 원료 중량 대비 1∼25％를 제지조성 공정 중 사이징제 대신 첨가하여 토르마린이 함유된 종이를 제조할 수 있다.

즉, 본 발명에서 토르마린은 종이 원료를 고해(beating)한 후 사이징(sizing)제 대신 첨가할 수 있다.

본 발명에서 토르마린은 종이 원료 및 기타 첨가제와의 분산성 향상을 위해 100∼400메쉬(mesh)의 분말로 첨가할 수 있다.

한편 본 발명의 토르마린을 함유하는 종이의 제조방법은 토르마린를 첨가하여 종이를 제조한 후 종이의 표면에 토르마린을 코팅하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.

종이 표면에 토르마린을 코팅하는 제(1)방법은 토르마린과 전분풀을 1∼25중량％ : 75∼99중량％로 혼합한 혼합물을 종이 표면에 코팅할 수 있다.

종이 표면에 토르마린을 코팅하는 제(2)방법은 먼저 전분풀을 종이 표면에 코팅한 후 전분풀이 마르기 전에 토르마린을 코팅하여 토르마린을 종이 표면에 코팅할 수 있다.

종이 표면에 토르마린을 코팅하는 제(1)방법에 대한 설명은 다음과 같다.

토르마린과 전분풀이 함유된 혼합물은 종이 표면에 코팅을 용이하게 하기 위해 함수율이 75∼95％인 것을 사용할 수 있다.

본 발명에서 토르마린과 전분풀이 함유된 혼합물에 있어서 다양한 중량비로 토르마린과 전분풀을 혼합하여 종이의 표면에 코팅한바 전술한 수치 범위의 토르마린과 전분풀이 함유된 혼합물을 적용시 본 발명의 목적에 부합하는 종이를 얻을 수 있다. 따라서 본 발명에서 토르마린과 전분풀이 함유된 혼합물은 토르마린과 전분풀을 1∼25중량％ : 75∼99중량％으로 혼합된 혼합물을 사용하는 것이 좋다.

본 발명에서 토르마린이 함유된 종이를 제조한 후 토르마린과 전분풀이 함유된 혼합물은 종이 중량 대비 0.5∼25％의 함량으로 종이의 일면 또는 양면의 표면에 코팅할 수 있다.

본 발명에서 토르마린과 전분풀이 함유된 혼합물은 종이 중량 대비 0.5％ 미만을 종이 표면에 코팅하면 종이 표면에 토르마린과 전분풀이 함유된 혼합물을 코팅하는 의미가 없다. 또한 토르마린과 전분풀이 함유된 혼합물은 종이 중량 대비 25％ 초과 사용하면 포장되는 재료에 대한 뚜렷한 신선도 향상의 효과가 없다. 따라서 본 발명에서 종이를 제조한 후 종이 표면에 코팅하는 토르마린과 전분풀이 함유된 혼합물은 종이 중량 대비 0.5∼25％ 사용하는 것이 좋다.

종이 표면에 토르마린을 코팅하는 제(2)방법에 대한 설명은 다음과 같다.

먼저 종이의 일면 또는 양면의 표면에 함수율이 60∼95％인 전분풀을 코팅한다. 이때 전분풀의 사용량은 추후 코팅하는 토르마린과 결합할 수 있을 정도로 사용하는 것이 좋다. 일예로 전분풀은 종이 중량 대비 1∼25％의 함량을 사용할 수 있다.

전분풀을 종이 표면에 코팅한 다음 전분풀이 마르기 전에 토르마린을 종이 중량 대비 0.5∼25％의 함량으로 종이의 일면 또는 양면의 표면에 코팅할 수 있다. 토르마린을 코팅한 다음 건조하여 토르마린이 함유되고 표면에 토르마린 분말이 코팅된 종이를 제조할 수 있다. 이때 건조조건은 통상적으로 제지관련 분야에서 실시하는 건조조건을 이용할 수 있으면 족하므로 이에 대한 자세한 내용은 생략하기로 한다.

이하 본 발명의 내용을 실시예 및 시험예를 통하여 구체적으로 설명한다. 그러나, 이들은 본 발명을 보다 상세하게 설명하기 위한 것으로 본 발명의 권리범위가 이들에 의해 한정되는 것은 아니다.

<실시예 1>

펄프를 물에 해리시킨 다음 물과 함께 펄프를 교반하여 고해(Beating)하고, 사이징(sizing)제 대신 320메쉬의 토르마린 분말을 펄프 중량 대비 2.5％, 충전제로서 백토를 펄프 중량 대비 5％를 첨가하고 교반하여 배합한 후 이물질을 제거하는 정선과정을 거쳐 지료(Perfect Stuff)를 얻었다.

상기의 조성공정에서 얻은 지료는 초지기(Paper Machine)를 사용하여 지료를 와이어(Wire)로 떠올려 지필(Web)을 형성시킨 다음 제지관련 분야에서 통상적으로 실시하는 탈수 및 건조처리를 하여 라이너지를 제조하였다.

상기에서 토르마린은 대장균 및 녹농균에 대하여 하기의 표 2와 같은 항균능력을 가지고, 하기의 표 3과 같은 음이온 방출량을 가진 것을 사용하였다.

<표 2> 대장균 및 녹농균에 대한 토르마린의 항균능력

시험항목*	시료구분**	초기농도	24시간후 농도	감소율(％)
대장균에 대한 항균능력	대조구	3.3 ×10⁶	7.9 ×10⁶	-
대장균에 대한 항균능력	실험구	3.3 ×10⁶	1.9 ×10⁵	94.2
녹농균에 대한 항균능력	대조구	4.8 ×10⁷	9.9 ×10⁷	-
녹농균에 대한 항균능력	실험구	4.8 ×10⁷	3.1 ×10⁶	93.5

*대장균의 사용균주는 Escherichia coli ATCC 25922이고, 녹농균의 사용균주는 Pseudomonas aeruginosa ATCC 15442를 사용하였다.

**대조구는 대장균 및 녹농균에 아무런 첨가도 하지 않은 경우이고, 실험구는 토르마린을 첨가한 경우이다.

<표 3> 토르마린의 음이온 방출량

항목	시험편	음이온(ION/cc)*
토르마린 원석	50X50X20(mm)	286

* 토르마린의 음이온 방출량 시험조건은 전하입자 측정장치를 이용하여 실내온도 28℃, 습도 51％, 대기중 음이온수 106 ion/cc 조건에서 시험편의 방출되는 음이온을 측정하여 단위체적당 이온(ion) 수로 나타낸 결과이다.

<실시예 2>

실시예 1에서 언급한 320메쉬의 토르마린 20중량％ 및 전분풀 80중량％를 혼합하여 함수율이 60％인 토르마린 전분풀 혼합물을 준비하였다.

실시예 1에서 제조한 토르마린을 함유한 라이너지의 앞뒤 양면에 상기의 토르마린 전분풀 혼합물을 라이너지 중량 대비 5％를 고압스프레이로 고루 살포하고 건조하여 토르마린이 함유되고 표면에 토르마린 분말이 코팅된 라이너지를 제조하였다.

<실시예 3>

실시예 1에서 제조한 토르마린을 함유한 라이너지의 앞뒤 양면에 함수율이 95％인 전분풀을 종이 중량 대비 10％를 스프레이로 고루 코팅하였다. 그런 다음, 전분풀이 마르기 전에 실시예 1에서 언급한 320메쉬의 토르마린 분말을 곧바로 전분풀이 도포된 라이너지 표면에 살포하고 건조하여 토르마린이 함유되고 표면에 토르마린 분말이 코팅된 라이너지를 제조하였다.

<시험예 1>

골판지로 원료로 하는 딸기포장용 박스(box) 2개에 부패가 잘 일어나는 딸기를 1층에 30개, 2층에 30개씩 총 2층으로 60개씩 각각 넣고 저녁 6시부터 아침 6시까지의 야간에는 15∼18℃, 아침 6시부터 저녁 6시까지의 주간에는 20∼23℃에서 6일 동안 보관하면서 딸기의 부패정도를 확인하고 그 결과를 표 4에 나타내었다.

이때 6일 동안 딸기의 부패정도는 2일 간격으로 확인하였으며, 부패가 확인된 딸기는 꺼내어 딸기 포장상자에 공간확보가 충분하도록 하였다.

상기에서 실험구는 실시예 1에서 제조한 라이너지를 딸기포장용 상자의 밑면과 옆면에 부착하여 딸기를 보관한 것이고, 대조구는 딸기포장용 상자에 딸기를 보관한 것으로 하였다.

<표 4> 딸기의 부패 정도

	0일	2일	4일	6일	비교
대조구	-	18개 부패 (30％ 부패)	30개 부패 (50％ 부패)	54개 부패 (90％ 부패)	54개 부패 (부패율 90％)
실험구	-	6개 부패 (10％ 부패)	15개 부패 (25％ 부패)	21개 부패 (35％ 부패)	21개 부패 (부패율 35％)

<시험예 2>

골판지로 원료로 하는 감귤포장용 박스(box) 2개에 부패가 잘 일어나는 극조생종감귤 과일을 1층에 15개씩 총 3층으로 45개씩 각각 넣고 저녁 6시부터 아침 6시까지의 야간에는 15∼18℃, 아침 6시부터 저녁 6시까지의 주간에는 20∼23℃에서 9일 동안 보관하면서 감귤의 부패정도를 확인하고 그 결과를 표 5에 나타내었다.

이때 9일 동안 감귤의 부패정도는 3일 간격으로 확인하였으며, 부패가 확인된 감귤은 꺼내어 감귤 포장상자에 공간확보가 충분하도록 하였다.

상기에서 실험구는 실시예 3에서 제조한 라이너지를 감귤포장용 상자의 밑면과 옆면에 부착하고 3층의 감귤 사이에 간지로 사용하여 감귤을 보관한 것이고, 대조구는 감귤포장용 상자에 골판지를 3층의 감귤 사이에 간지로 하여 감귤을 보관한 것으로 하였다.

<표 5> 감귤의 부패 정도

	0일	3일	6일	9일	비교
대조구	-	9개 부패 (20％ 부패)	17개 부패 (37.8％ 부패)	30개 부패 (66.7％ 부패)	30개 부패 (부패율 66.7％)
실험구	-	1개 부패 (2.2％ 부패)	5개 부패 (11.1％ 부패)	10개 부패 (22.2％ 부패)	10개 부패 (부패율 22.2％)

상기 시험예 1의 결과에서처럼 본 발명에 의해 제조한 종이를 딸기 포장용 상자에 적용한 실험구의 경우 6일 동안 딸기가 21개 부패(부패율 35％) 되었음에 비해 대조구의 경우 6일 동안 딸기가 54개 부패(부패율 90％)되어 본 발명의 토르마린을 함유한 종이를 딸기와 함께 보관시 부패율을 상당히 감소시킬 수 있음을 알 수 있다.

상기 시험예 2의 결과에서처럼 본 발명에 의해 제조한 종이를 감귤 포장용 상자에 적용한 실험구의 경우 9일 동안 감귤이 10개 부패(부패율 22.2％) 되었음에 비해 대조구의 경우 9일 동안 감귤이 30개 부패(부패율 66.7％)되어 본 발명의 토르마린을 함유한 종이를 감귤과 함께 보관시 부패율을 상당히 감소시킬 수 있음을 알 수 있다.

결과적으로 본 발명의 토르마린을 함유한 종이를 포장용 상자에 적용하는 경우 포장되어진 내용물의 부패율을 상당히 감소시킴을 알 수 있었다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

포장용 상자내부의 표면지인 라이너지 또는 곡물 포장용 지대의 주재료로 사용할 수 있는 크라프트지에 적용하는 종이에 있어서,

토르마린이 포함됨을 특징으로 하는 종이.
제1항에 있어서, 토르마린은 종이 원료 중량 대비 1∼25％ 포함됨을 특징으로 하는 종이.
포장용 상자내부의 표면지인 라이너지 또는 곡물 포장용 지대의 주재료로 사용할 수 있는 크라프트지에 적용하는 종이의 제조에 있어서,

토르마린을 첨가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 토르마린을 포함하는 종이의 제조방법.
제3항에 있어서, 토르마린은 종이 원료 중량 대비 1∼25％ 첨가함을 특징으로 하는 종이의 제조방법.
제3항에 있어서, 토르마린은 종이 원료를 고해(beating)한 후 첨가하는 것을 특징으로 하는 종이의 제조방법.
제3항에 있어서, 토르마린은 100∼400메쉬(mesh)의 분말로 첨가함을 특징으로 하는 종이의 제조방법.
제3항에 있어서, 토르마린를 첨가하여 제조한 종이의 표면에 토르마린과 전분풀의 혼합물을 코팅하는 단계를 추가로 더 포함함을 특징으로 하는 종이의 제조방법.
제7항에 있어서, 토르마린과 전분풀의 혼합물은 토르마린과 전분풀을 1∼25중량％ : 75∼99중량％로 혼합한 혼합물임을 특징으로 하는 종이의 제조방법.