KR101011301B1 - 골판지원지 제조용 조성물과 이를 이용한 골판지원지 및 골판지합판의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 골판지 원지 제조용 조성물과 이를 이용한 골판지원지 및 골판지 합판의 제조방법에 관한 발명이다. 본 발명 조성물에 침지 건조된 골판지 원지를 이용하여 제조된 골판지 합판은 절곡강도와 인장강도 및 방수성 방습성 난연 기능등을 겸비함으로써 가구나 건축용 내장재나 포장용상자 등으로 이용 범위가 매우높다. 본 발명은 시트상태의 원지를 열경화성수지, 난연제, 방수제, 우레탄수지, 방부제, 방향제, 희석제등을 혼합한 조성물에 일정시간 침지 건조하여 통상적인 구조의 골판지를 제조하고 이렇게 제조된 골판지를 중첩 가열 가압하여 골판지합판을 제조한다.

Description

골판지원지 제조용 조성물과 이를 이용한 골판지원지 및 골판지합판의 제조방법 {Composition for manufacturing corrugated sheet matereal and corrugated cardboard sheet material using the same muethod for manufacturing plywood of corrugated cardboard }

본 발명은 절곡 강도와 인장 강도 및 난연 방수 방습 기능 및 경량화가 추구되는 가구나 건축용 내장재 또는 내구성과 방습 방수등의 기능을 요하는 포장용 상자 등의 소재로 이용되는 골판지를 구성하기위한 골판지 원지 제조용 조성물 및 이를 이용한 골판지원지 및 골판지합판의 제조방법에 관한 발명이다.

종래에도 인장 강도나 절곡 강도를 향상시켜 건축용 내장재나 가구용 소재로 이용하기 위한 골판지가 알려지고 있다.

본 출원인의 특허등록번호 제0425002호"골판지를 이용한 불연성 내 외장재의 제조방법"(이하 선행기술이라고 함)이 알려지고 있다.

상기한 본인의 선행기술에서는 열경화성 수지와 난연제를 혼합한 혼합물에 골판지를 직접 침지시켜 건조한 것을 내 외장재로 사용하도록 되어 있다.

그러나, 상기한 선행기술은 원지를 이용하여 제조된 골판지를 직접 혼합물에 침지시키게 됨으로 침지 작업에 많은 시간이 소요되어 작업능률이 떨어지게 되고, 혼합물의 흡수과정에서 골판지 자체의 원형이 변형되는 등의 문제점이 있게 되며 골판지를 구성하고있는 주름시트사이의 공간에 혼합물이 과다하게 밀집되어 건조시간이 지연되고 강도분포가 불규칙한 등의 문제점이 있게되는것이다.

또한 폐지를 주원료로 하는 골판지 자체에서 발생되는 냄새와 화학약품 혼합물의 냄새로 인하여 건축내장재나 가구소재로 부적합한 문제점이 있었던 것이다.

본 발명은 상기한 선행기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 경량이면서도 강도와 내구성이 우수하고 난연 방수 방습 및 방부 방향 방충 항균 기능이 우수한 골판지원지 제조용 조성물과 이를 이용하여 제조되는 골판지원지 및 골판지합판을제공하는데 그 목적이 있는 것이며 이렇게 제공되는 골판지합판을 이용하여 가구나 건축용 내장재를 비롯한 포장상자의 소재로 이용될수 있도록하는것이 본 발명이 해결하고자하는 기술적 과제이다.

본 발명 골판지원지 제조용 조성물은 멜라민수지, 페놀수지, 우레탄수지, 폴리졸, 규산칼슘, 목초액, 트리아졸, 및 메타놀이 적정비율로 혼합된 조성물에 평판 시트상태의 종이를 침지시켜 건조하여 골판지 원지를 얻게되고 이렇게 얻어진 골판지원지를 일반적 구조의 골판지로 제조하며 이렇게 제조된 골판지를 그 용도에따라서 단일 골판지로 사용하거나 여러장을 중첩 가압하여 골판지합판으로 제조하여 사용하는 것이다.

본 발명 조성물중,

멜라민수지는 열경화성으로 중량감이있고 방습 방수력 및 전기절연성이 우수하며 유기용제의 혼합 및 안정성이 뛰어난 특성이있다.

페놀수지는 내열성 난연성 및 강도유지율이크며 유해가스 발생율이 매우낮다.

우레탄수지는 결정성 내열성 내충격성 탄성 신장율 및 강한 접착력을 가지는 것이다.

폴리졸은 고온 용융성과 접착력이 우수하며 섭씨50도이하의 저온에서 높은 강성을 가지는 것이다.

규산칼슘은 각종건축자재의 불연제로 널리 이용되고 있는 것으로 내열성이 높아서 온도 편차에 따른 변형율이 적고 불연 방습 차음 항균성 및 내화학성이 매우높다.

목초액은 일명 피톤치드라고 하며 항균 항바이러스 기능 및 농약이나 화학약품에서 발생되는 독성 중화기능을 갖는 것으로 아토피등의 피부질환에 효과가 있고 방향제로도 이용되는 것으로 참나무나 편백나무에서 추출된것이 효능이 높은것으로 아려지고있다.

트리아졸은 목제를 비롯한 각종 섬유제품의 방부제로 이용되는 것으로 방부 기능이 우수하며 강한 침투력과 발수력 및 자외선 차단기능이 우수하다.

메타놀(메칠알콜 또는 우드알콜)은 각종 합성수지 화학제의 혼합에 널리이용되는 희석제이다.

상기 조성물을 구성하는 각각의 혼합물 배합비는 조성물이 흡수건조된 골판지원지를 이용하여 골판지합판을 제조하였을때 절곡강도나 내구성 등을 감안하여 장시간 실험에의하여 얻어진 것이다.

본 발명 조성물에 침지 건조된 골판지원지로 구성되는 골판지를 여러장 적층하여 압착구성된 골판지합판을 소재로하는 건축용 내장재와 가구는 일반적인 칩보드(MDF)에 비하여 경량이면서도 내구성이 우수하고 난연 방수 방습 및 방부 방향 방충 항균 기능이 우수한 효과를 얻을 수가 있는 것이다.

또한 본 발명 조성물에 침지 건조된 골판지원지로 구성되는 골판지를 이용한 포장상자는 경량이면서도 내구성 및 내충격성이 우수하고 방수 방습 방충 항균 기능이 우수하여 체소나 과일등의 농산물을 장시간 보관이 가능하며 부패나 해충의 침입을 막을수가 있는것이다.

본 발명 조성물은 열경화성수지인 멜라민수지, 페놀수지(강남화학(주)제품), 방수 방습제인 우레탄수지(강남화학(주)제품), 접착제인 폴리졸(강남화학(주)제품), 난연제인 규산칼슘(영일화학(주)제품), 목초액(강원참숯 영농조합제품), 방부제로는 목제조직 침투성과 방수기능이 우수한 트리아졸(상표명:씨라데코,태영무역(주)제품), 희석제인 메타놀(메칠알콜 또는 우드알콜)(강남화학(주)제품),을 사용한다.

보다 구체적인 본 발명조성물의 혼합비는

멜라민수지20-30중량%, 페놀수지15-25중량%, 우레탄수지15-25중량%, 폴리졸10-15중량%, 규산칼슘5-10중량%, 목초액3-5중량%, 트리아졸2-4중량%, 메타놀20-30중량% 이다.

상기 조성물의 혼합비는 완성된 골판지나 골판지합판의 사용용도에 따라서 가감 조절될수 있는 것으로 일반가구나 건축용 내장재로 이용되는것은 완성된 골판지합판의 두께가 1.5~2.0cm 정도이고 주로 절단하여서 사용하게되므로 상기 조성물중 강도와 내구성을 좌우하는 열결화성수지의 혼합비를 높이거나 건조온도와 가압온도를 높여서 절곡강도와 내구성을 높이는것이 바람직하다.

포장용 상자와 같이 비교적 두께가 얇고 골판지합판을 절단하지않고 절곡하여 상자를 구성하는 것은 상기 조성물중 절곡강도나 내구성을 좌우하는 열경화성 수지의 혼합비와 건조온도와 가압온도를 낮춰서 유연성을 높이므로서 절곡부분이 절단되지않도록 하는것이 바람직하다.

고루 혼합된 상기 조성물을 시트상태의 골판지원지가 침지되면서 통과하는 조성물 탱크에 넣고 골판지 원지를 일정한 속도로 통과시키며 상기 골판지원지가 조성물에 침지되어 있는 시간은 5~10초가 바람직하다.

조성물탱크를 통과한 골판지원지를 섭씨 90~120도의 온도에서 3~5시간 건조시켜 상기 조성물이 흡수 건조된 골판지 원지를 얻는다.

이렇게 얻어진 골판지 원지는 골게터기계를 이용하여 골판지로 구성하며 이렇게구성된 골판지는 사용 용도에 따라서 한개이상이 적층된 상태에서 섭씨180~250도의 열을가해 5~15초간 압착하여 골판지합판을 얻는것이다.

본 발명 골판지를 적층하여 골판지합판을 제조하는데 있어서 골판지합판의 두께나 중량을 조절하는데는 가압 압력으로 조절할수가 있는 것으로 동일한 숫자의 골판지를 적층하였을때 가압 압력을 높게하면 골판지 합판의 두께가 얇아지며 주름시트에의한 공극면적도 좁아지게되는 반면 절곡강도나 내구성은 향상된다.

또한 가압 압력을 낮게하면 골판지 합판의 두께가 두꺼워지며 따라서 주름시트에의한 공극면적이 넓어저서 단열기능이 향상되는 반면 절곡강도나 내구성은 떨어진다.

[실 시 예1] (가구 및 건축내장재용)

멜라민수지23kg, 페놀수지18kg, 우레탄수지18kg, 폴리졸8kg, 규산칼슘7kg, 목초액3kg, 트리아졸3kg, 메타놀20kg을 고루 혼합 교반하여 얻어진 조성물을 자동으로 이송 공급되는 골판지 원지가 통과하는 조성물 저장탱크에 붓고 골판지 원지가 조성물에 7초간 완전히 침지되도록 하여 통과시킨다.

조성물 저장탱크를 통과한 골판지 원지를 섭씨110도의 온도에서 5시간동안 건조한다.

이렇게 건조된 골판지원지는 80~90%의 건조율을 보이며 이렇게 건조된 골판지원지를 두루마리 상태로 감더라도 서로 접착되지 않으므로 장시간 보관이가능하다.

이렇게 얻어진 골판지원지를 일반적인 골게터 기계를 이용하여 골판지로제조한다음10장을 적층하여 섭씨230도의 열을가해 10초간 가압하여 두께150mm의 골판지합판을 얻는다.

이렇게 얻어진 골판지합판은 절곡강도나 내구성이 매우높아서 주로 가구용이나 건축물의 내장재 소재로 이용된다.

[실 시 예2] (포장상자용)

멜라민수지20kg, 페놀수지16kg, 우레탄수지16kg, 폴리졸6kg, 규산칼슘8kg, 목초액5kg, 트리아졸4kg, 메타놀25kg을 고루 혼합 교반하여 얻어진 조성물을 자동으로 이송 공급되는 골판지 원지가 통과하는 조성물 저장탱크에 붓고 골판지 원지가 조성물에 6초간 완전히 침지되도록 하여 통과시킨다.

조성물 저장탱크를 통과한 골판지 원지를 섭씨100도의 온도에서 4시간동안 건조한다.

이렇게 건조된 골판지원지는 70~80%의 건조율을 보이며 이렇게 건조된 골판지원지를 두루마리 상태로 감더라도 서로 접착되지 않으므로 장시간 보관이 가능하다.

이렇게 얻어진 골판지원지를 일반적인 골게터 기계를 이용하여 골판지로제조한다음 3장을 적층하여 섭씨200도의 열을가해 5초간 가압하여 두께50mm의 골판지합판을 얻는다.

이렇게 얻어진 골판지합판은 절곡강도나 내구성이 상기 실시예1에 의하여 얻어진 골판지 합판에 비하여 절곡강도나 내구성이 떨어지는데 비하여 직각상태로 절곡시켰으때 절곡부가 절단되지않고 유연하여서 포장용 상자의 소재로 매우 적합하다.

[절곡강도 비교 예]

본 발명 골판지용 원지를 이용하여 제조된 골판지 10장을 적층 가압하여 얻어진 두께15cm, 넓이100㎠의 골판지합판과, 두께15cm, 넓이100㎠의 일반칩보드(MDF)위에 150Kg의 압력을가해 10분간 가압한결과 골판지합판은 약간의 휨현상이 발생하였으나 압력이 해제되는 즉시 원상태(수평상태)로 복귀되었다.

일반 칩보드는 휨현상이 발생하고 약 2분후에 반대편에 균열이생기면서 절곡되었다

상기한 구성으로 이루워진 본 발명의 작용 효과를 설명한다.

본 발명 조성물에 침지된 골판지용 원지를 이용하여 제조된 골판지는 목제나 칩보드에 비하여 경량이면서도 절곡 강도와 인장강도가 매우 높고 변형이 되지 않으며 난연기능이 우수하여 화재시에 연소에 의한 유독가스 발생 등으로 인한 인명 피해등의 문제점을 감소 시킬수가 있으며 방수 방습기능이 우수하고 방부제가 첨가되어 있어서 습기에 의한 내장재의 부식이나 곰팡이 발생을 방지하고 천연 목초액에 의한 방향 방충 항균작용으로 인하여 실내 내장제로 사용하였을때 지속적으로 자연향을 발산하게 됨으로 실내 분위기를 고취시킬 수가 있게 되는 것이다.

본 발명 골판지 원지로 제조되는 골판지를 소재로하는 포장용상자는 경량이면서도 절곡강도와 내구성이 우수하고 방습 방수 방충 항균 및 내 부식성이 양호하여채소나 과일과 같은 농산물 포장상자의 소재로도 유용하게 이용될 수 있다.

Claims (2)

1. 멜라민수지20-30중량%, 페놀수지15-25중량%, 우레탄수지15-25중량%, 폴리졸10-15중량%, 규산칼슘5-10중량%, 목초액3-5중량%, 트리아졸2-4중량%, 메타놀20-30중량% 를 혼합하여 얻어지는 것을 특징으로하는 골판지원지 제조용조성물.
   
2. 청구항 제1항의 조성물에 골판지원지를 5~10초간 침지되어있는 상태로 이송시키는 제1공정과,
   상기 침지공정을 거친 골판지원지를 섭씨90~120도의 온도에서3~5시간 건조시키는 제2공정과,
   건조된 골판지원지를 공지의 골게터 기계를 이용하여 골판지로 구성하는 제3공정과,
   제3공정으로 제조된 골판지를 한 개 이상 적층하여 섭씨180~250도의 온도에서5~15초간 가압하여 골판지합판을 구성시키는 제4공정으로 이루워지는 것을 특징으로하는 골판지 원지 및 골판지 합판의 제조방법.