KR101334639B1 - Biodegradable wrap cutting knife how attach - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 랩 보관용 박스에 초음파 융착이 가능한 PLA(Poly Lactic Acid)소재 생분해성 랩커팅칼 부착방법에 관한 것으로, 특히 PLA 소재에 브리틀하고 깨지기 쉬운 문제점을 개선하여 재활용이 불가했던 스틸(Steel) 랩커팅칼을 친환경 생분해성 PLA 소재로 치환가능하도록 함으로써 랩 보관용 박스 재활용 효율을 높이도록 한 것이다.The present invention relates to a method for attaching a biodegradable wrap cutting knife of PLA (Poly Lactic Acid) material capable of ultrasonic welding to a box for lapping storage, and in particular, improves the brittle and fragile problem in PLA material, and thus was not recyclable. ) The wrap cutting knife can be replaced with an eco-friendly biodegradable PLA material to improve the recycling efficiency of the wrap storage box.
종래에 사용되는 랩 보관용 박스에 부착되는 커터칼은 대부분 Steel 또는 일반 합성수지로 제조하여 접착제로 랩 보관용 박스에 접착하여 사용해 왔다.Cutter knives attached to the wrap storage box used in the prior art have been mostly made of steel or general synthetic resin and used to adhere to the wrap storage box with an adhesive.
많은 환경변화와 환경재앙으로 CO2저감정책은 사회에 의무사항으로 되어가고 있으나, 랩커팅칼 재질이 Steel이거나 합성수지로 제조된 제품은 랩 보관용 박스를 리싸이클(Recycle)하는데 있어 많은 문제점이 있었다. 즉, 재활용시 박스와 랩커팅칼을 분리하기 위한 작업이 수반되어야 하기 때문에 많은 인력과 그에 따른 비용이 소요됨에 따라 랩 보관용 박스의 재활용에 장애가 되어 왔다. 또 부착된 커터칼을 분리하였다 하더라도 부착을 위해 도포된 접착제가 박스의 재활용에 장애가 된다.Due to many environmental changes and environmental disasters, CO2 reduction policies are becoming mandatory for society, but products made of steel or synthetic resins have many problems in recycling packaging boxes. That is, since the work to separate the box and the lap cutting knife must be accompanied when recycling, a lot of manpower and the resulting cost has been an obstacle to the recycling of the lap storage box. In addition, even if the attached cutter knife is removed, the adhesive applied for the attachment is a barrier to the recycling of the box.
이러한 문제점을 개선하기 위해 친환경 식물유래 PLA(Poly Lactic Acid)소재를 활용하는 방안이 있었으나 PLA소재는 브리틀하고 깨지기 쉬운 문제점이 있어 톱날모양에 랩커팅칼로 사용하지 못하고 있었다. 즉, 랩커팅칼은 일정한 강도와 경도를 기본적으로 갖추고 있어야 하는데, 랩커팅칼의 기능을 수행하지 못할 정도로 물성의 한계가 있었다.In order to improve these problems, there was a plan to utilize eco-friendly plant-derived PLA (Poly Lactic Acid) material, but PLA material was brittle and fragile, so it could not be used as a lap cutting knife in saw blade shape. That is, the lap cutting knife should be basically equipped with a certain strength and hardness, there was a limit to the physical properties that can not perform the function of the lap cutting knife.
이와 아울러 랩 보관박스에 랩커팅칼의 접착이 용이해야 하는데, PLA소재는 지방족 폴리에스테르에 특성으로 인해 합성수지 접착제인 방향족 폴리에스테르계 접착제와는 시간이 경과되면서 박리현상이 발생되는 문제점이 있었다.In addition, it should be easy to adhere the wrap cutting knife to the wrap storage box, PLA material has a problem that the peeling phenomenon occurs over time with the aromatic polyester-based adhesive which is a synthetic resin adhesive due to the characteristics of the aliphatic polyester.
이를 개선하기 위해 초음파 융착 방법을 활용할 수 있는데, 이는 융착시 PLA소재가 깨지는 현상이 발생하거나 부착강도가 약하여 랩커팅칼의 기능을 기대할 수가 없었다.Ultrasonic fusion method can be used to improve this, which causes the phenomenon of cracking of PLA material during welding or weak adhesion strength.
본 발명은 이러한 종래의 문제점을 개선하여 CO2저감 및 박스 리싸이클 활용도를 높일 수 있는 방법으로 접착제 없이 초음파 융착에 적합한 PLA 랩커팅칼의 제조하는 방법 및 이와 같이 제조한 랩커팅칼을 랩 보관용 박스에 초음파 융착을 통해 일체로 부착하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention improves this conventional problem to improve the CO2 reduction and box recycling utilization method of producing a PLA wrap cutting knife suitable for ultrasonic welding without adhesive and the wrap cutting knife prepared in this way to the wrap storage box It is an object of the present invention to provide a method of integrally attaching through ultrasonic welding.
특히, 랩 보관용 박스와 초음파 융착시 톱날 모양에 랩커팅칼이 종이 박스와 접착되어 박리현상이 없게 하고, 브리틀하고 깨지기 쉬운 특성을 가진 PLA 소재에 적당한 강도와 경도를 부여하여 랩 절단에 용이한 랩커팅칼을 가질 수 있도록 하는 것이다.In particular, the lapping cutting knife adheres to the paper box in the shape of saw blades when the lap storage box and the ultrasonic fusion are adhered to the paper box, and there is no peeling phenomenon. To have a lap cutting knife.
또한, 본 발명은 랩 보관 박스에 초음파 융착에 의해 접착된 랩커팅칼이 기구적 결합에 의한 부착력을 보강하여 견고한 부착상태를 장시간 유지할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.In addition, an object of the present invention is to enable a wrap cutting knife adhered to the wrap storage box by ultrasonic welding to maintain a strong attachment state for a long time by reinforcing the adhesive force by mechanical coupling.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,According to an aspect of the present invention,
사과산(malic acid)과 PBS, PBAT, PBSA, PCL중 선택된 1종에 생분해성 소재와 스크류 온도 100℃~160℃에서 반응 압출하는 제1단계, First step of reaction extrusion of biodegradable material and screw temperature at 100 ℃ ~ 160 ℃ to malic acid and one selected from PBS, PBAT, PBSA and PCL,
상기 제1단계에서 제조된 탄성체구현 PBS계 소재와 PLA소재를 컴파운딩하여 레진(Resin)으로 압출하는 제2단계, A second step of compounding the elastomer-implemented PBS-based material and the PLA material manufactured in the first step, and extruding the resin into a resin;
상기 제2단계에서 만들어진 레진을 스크류 온도 150℃~190℃와 2개의 압착스킬 포리싱롤 50℃~30℃를 유지한 압출기에서 상기 PLA 랩커팅칼 제조용 시트지 제조하는 제3단계;A third step of preparing the sheet for preparing the PLA wrap cutting knife in an extruder in which the resin prepared in the second step is maintained at a screw temperature of 150 ° C. to 190 ° C. and two pressing skill processing rolls at 50 ° C. to 30 ° C .;
상기 시트지를 톱날모양을 가진 랩커팅칼 형상으로 재단하는 랩커팅칼을 제조하는 제4단계, A fourth step of manufacturing a wrap cutting knife for cutting the sheet paper into a wrap cutting knife shape having a saw blade shape;
랩 보관용 박스와 접촉되는 지그의 온도를 90℃~100℃를 유지한 상태에서 랩 보관 박스와 랩커팅칼을 초음파 융착하는 제5단계;A fifth step of ultrasonically welding the wrap storage box and the lap cutting knife while maintaining the temperature of the jig in contact with the wrap storage box at 90 ° C. to 100 ° C .;
로 구성하여 달성된다.Is achieved by configuration.
상기 PLA 랩커팅칼은, PLA특성상 브리틀하고 깨지기 쉬운 PLA Sheet지를 랩커팅칼이 요구하는 강도와 경도를 만족할 수 있도록 하기 위해 PLA소재에 융점은 155℃로 2개의 융점상이 형성되면서 강도보강이 될 수 있도록 PBS, PBAT, PCL계 생분해성 소재와 컴파운딩하여 제조한다. The PLA wrap cutting knives, in order to satisfy the strength and hardness required for brittle and brittle PLA sheet paper due to the PLA characteristics, the melting point of the PLA material at 155 ℃ to form two melting point phases to be reinforced It is manufactured by compounding with PBS, PBAT, and PCL-based biodegradable materials.
PBS계의 융점은 대부분 100℃~120℃로 PLA복합 플라스틱 제조 방법을 기존에 많이 알려져 있지만, 대부분 PLA소재를 결정화시키고 안장강도 및 충격강도를 보강하기 위해 개발되어온 경향이 있었는데, 본 발명은 PLA소재와 선택된 1종에 PBS계 소재와 상용성을 구현하기 위해 가교제로 사과산(malic acid)을 PBS계와 반응 압출한 후 다시 PLA소재와 컴파운딩하여 제조한다. 사과산은 산미료로서 융점이 127℃로 PBS계와 1차 반응 압출시 탄성체 특성으로 인해 PLA시트지 생산시 브리틀한 특성을 개선시켜주고 PBS계와 1차 반응 압출시 탄성체 특성으로 인해 PLA시트지 생산시 브리틀한 특성을 개선시켜주고 PBS계와 가교역할을 할 수 있도록 한다.The melting point of the PBS system is mostly 100 ℃ ~ 120 ℃ is known a lot of PLA composite plastic manufacturing method in the past, but most tend to have been developed to crystallize PLA material and reinforce the saddle strength and impact strength, the present invention is PLA material In order to implement compatibility with the PBS-based material in the selected one, the reaction is extruded and reacted with the PBS-based malic acid (malic acid) as a cross-linking agent is prepared by compounding with the PLA material. Malic acid is an acidulant and has a melting point of 127 ℃, which improves brittle characteristics in the production of PLA sheets due to the characteristics of the elastomer during the first reaction extrusion with PBS system. It improves little characteristics and enables crosslinking with PBS.
즉, 순수한 PLA시트지는 초음파 융착시 깨지거나 초음파 융착이 되어도 박리현상으로 사용상의 기능이 어렵지만, 본 발명 랩커팅칼은 초음파 융착시 PBS계가 완전 융점에 도달하여 랩 보관 박스와 접착강도를 강화시켜 줄 수 있다. 다시 말해 PLA소재는 온도가 55℃ 미만이면 유리전이 온도(Tg) 이하가 되어 종이와 접착력이 약화되지만, PBS의 유리전이 온도는 영하 32℃이므로 초음파 융착시 접착제 역할을 할 수가 있다.In other words, the pure PLA sheet is difficult to use due to the peeling phenomenon even when broken or ultrasonic fusion when ultrasonic welding, the present invention, the cutting cutter knives PBS-based at the time of ultrasonic welding to achieve a complete melting point to strengthen the adhesive strength and storage box wrap Can be. In other words, if the PLA material is less than 55 ℃ temperature is less than the glass transition temperature (Tg) and the adhesive strength of the paper is weakened, but the glass transition temperature of PBS is minus 32 ℃ can act as an adhesive during ultrasonic welding.
본 발명 랩커팅칼은 생분해성 수지 내에 용융점이 낮은 소재의 수지가 포함되어 있기 때문에 랩커팅칼이 금형에서 성형되고 냉각되어 안정화된 후에도 랩 보관용 박스에 밀착시킨 상태에서 초음파(고주파 또는 열을 이용할 수도 있음)를 가하게 되면 생분해성 수지 내에 포함된 낮은 용융점의 또 다른 수지가 용해되면서 박스면에 부착되므로, 기존의 생분해성 수지로 실시하지 못했던 종이 재질의 박스 융착의 난해점을 효과적으로 극복하게 되었고, 그로 인해 금속으로 이루어진 랩절단날의 폐기시 발생되는 환경파괴, 자원낭비 등의 문제점을 해소할 수 있는 장점이 있고, 또 랩 보관박스의 재활용을 위한 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.Since the wrap cutting knife of the present invention includes a resin having a low melting point in the biodegradable resin, ultrasonic waves (high frequency or heat) may be used in a state in which the wrap cutting knife is in close contact with the box for storing the wrap even after it is molded, cooled, and stabilized in a mold. When the low melting point of another resin contained in the biodegradable resin is dissolved and attached to the box surface, it is possible to effectively overcome the difficulty of box fusion of paper material, which was not performed with the conventional biodegradable resin. Therefore, there is an advantage that can solve the problems such as environmental destruction, waste of resources caused by the disposal of the metal lap cutting blade, there is an advantage that can reduce the cost for recycling the lap storage box.
또한, 생분해성 수지로 이루어진 본 발명 랩커팅칼은 랩 보관용 박스에 초음파, 고주파, 열융착 등에 의해 부착됨과 동시에 결합돌기가 종이에 형성된 결합공에 결합됨에 따라 구조적으로 부착력을 보강해주기 때문에 견고한 부착상태를 오랫동안 유지할 수 있는 장점이 있다.In addition, the wrap cutting knife of the present invention made of a biodegradable resin is attached to the storage box by the ultrasonic wave, high frequency, heat fusion, etc. and at the same time as the bonding protrusions are bonded to the bonding hole formed in the paper, so that the firm adhesion It has the advantage of keeping the state for a long time.
도 1은 본 발명 랩커팅칼을 랩보관용박스에 부착하는 방법을 나타낸 요부 단면도.
도 2는 본 발명 랩커팅칼을 랩 보관박스에 부착하는 공정도.
도 3은 본 발명에 따른 생분해성 수지 절단 나이프결합 구조를 나타낸 분리 사시도.
도 4는 본 발명 생분해성 수지 랩절단 나이프가 박스의 고정공에 되는 상태를 나타낸 요부 분리 사시도.
도 5, 도 6은 본 발명 생분해성 수지 랩절단 나이프가 랩 박스에 결합된 상태를 나타낸 단면도.1 is a cross-sectional view showing the main portion of the present invention, a method for attaching a wrap cutting knife to a wrap storage box.
Figure 2 is a process of attaching the present invention the cutting knife to the wrap storage box.
Figure 3 is an exploded perspective view showing a biodegradable resin cutting knife coupling structure according to the present invention.
Figure 4 is an exploded perspective view of the main portion showing a state in which the present invention biodegradable resin wrap cutting knife is in the fixing hole of the box.
Figure 5, Figure 6 is a cross-sectional view showing a state in which the present invention biodegradable resin wrap cutting knife coupled to the wrap box.
도 1은 본 발명 랩커팅칼을 랩보관용박스에 부착하는 방법을 나타낸 요부 단면도이고, 도 2는 본 발명 랩커팅칼을 랩 보관박스에 부착하는 공정도이다.1 is a cross-sectional view of the main portion showing a method for attaching a wrap cutting knife to the wrap storage box of the present invention, Figure 2 is a process diagram for attaching the wrap cutting knife of the present invention to the wrap storage box.
본 발명 랩커팅칼의 제조는 상기 도 1 내지 도 2에 도시한 바와 같이,Preparation of the present invention cutting knife is as shown in Figure 1 to 2,
사과산(malic acid)과 PBS, PBAT, PBSA, PCL중 선택된 1종에 생분해성 소재와 스크류 온도 100℃~160℃에서 반응 압출하는 제1단계, First step of reaction extrusion of biodegradable material and screw temperature at 100 ℃ ~ 160 ℃ to malic acid and one selected from PBS, PBAT, PBSA and PCL,
상기 제1단계에서 제조된 탄성체구현 PBS계 소재와 PLA소재를 컴파운딩하여 레진(Resin)으로 압출하는 제2단계, A second step of compounding the elastomer-implemented PBS-based material and the PLA material manufactured in the first step, and extruding the resin into a resin;
상기 제2단계에서 만들어진 레진을 스크류 온도 150℃~190℃와 2개의 압착스킬 포리싱롤 50℃~30℃를 유지한 압출기에서 상기 PLA 랩커팅칼 제조용 시트지 제조하는 제3단계;A third step of preparing the sheet for preparing the PLA wrap cutting knife in an extruder in which the resin prepared in the second step is maintained at a screw temperature of 150 ° C. to 190 ° C. and two pressing skill processing rolls at 50 ° C. to 30 ° C .;
상기 시트지를 톱날모양을 가진 랩커팅칼 형상으로 재단하는 랩커팅칼을 제조하는 제4단계, A fourth step of manufacturing a wrap cutting knife for cutting the sheet paper into a wrap cutting knife shape having a saw blade shape;
랩 보관용 박스와 접촉되는 지그의 온도를 90℃~100℃를 유지한 상태에서 랩 보관 박스와 랩커팅칼을 초음파 융착하는 제5단계; 로 구성한다.A fifth step of ultrasonically welding the wrap storage box and the lap cutting knife while maintaining the temperature of the jig in contact with the wrap storage box at 90 ° C. to 100 ° C .; .
상기 제1단계에서의 사과산은 PLA소재와 선택된 1종의 PBS계의 가교제 역할과 PLA소재에 강도를 보강하는 기능을 한다. 이때, 사용되는 사과산(malic acid)은 융점이 127℃~132℃ PH는 2.43으로 PBS계와 반응 압출시 가수분해 및 열분해에 우려성을 감안하여 수분함량 200ppm이하에 제습 건조된 사과산(mailic acid)을 사용한다. 사과산(malic acid)과 PBS, PBAT, PBSA, PCL중 선택된 1종의 PBS계 소재 비율은 1중량%~2중량%와 98중량%~99중량%로 1차 반응 압출한다.The malic acid in the first step serves to reinforce the strength of the PLA material and PLA material and the selected one PBS-based crosslinking agent. At this time, the malic acid used has a melting point of 127 ° C to 132 ° C and a PH of 2.43. Mailic acid dehumidified and dried under a water content of 200 ppm or less in consideration of the hydrolysis and pyrolysis when reacting with PBS. Use The proportion of malic acid and one PBS material selected from PBS, PBAT, PBSA, and PCL is 1 wt% to 2 wt% and 98 wt% to 99 wt%.
이때 사용되는 압출기는 트윈 압출기로 반응반출온도는 아래와 같다.At this time, the extruder used is a twin extruder reaction discharge temperature is as follows.
또한, PLA소재는 타 소재와 상용성이 약하여 시트지 생산 후 톱날모양의 재단시 깨지거나 초음파 융착시 진동으로 인해 깨질 수 있다. 이를 개선하기 위해 PBS, PBSA, PBAT, PCL 중 선택된 1종과 사과산(malic acid)을 반응 압출한 후 PLA 소재와 컴파운딩하여 시트지 제조를 함으로써 상기 문제점을 개선할 수 있다. 제1단계에서 사과산(malic acid) 1중량% ~ 2중량%와 선택된 1종의 PBS계 소재 98%-99중량%로 온도 100℃~160℃로 반응 압출한다. 이때 사과산(malic acid)함량이 1% 미만이면 PLA소재와 PBS 소재의 가교성이 약하고 탄성효과가 미비하여 랩커팅칼이 깨질 수 있고, 사과산(malic acid)이 2% 이상이면 PBS, 계와 사과산(malic acid)이 미반응물질로 인해 가교상을 약화시킨다.In addition, PLA material is weak compatibility with other materials may be broken when the saw blade shape after the production of sheet paper or vibration due to ultrasonic welding. In order to improve this, the problem may be improved by reacting and extruding one selected from PBS, PBSA, PBAT, and PCL and malic acid, and compounding it with a PLA material to prepare a sheet. In the first step, 1% by weight to 2% by weight of malic acid and 98% to 99% by weight of the selected PBS-based material are extruded at a temperature of 100 ° C to 160 ° C. At this time, if the malic acid content is less than 1%, the crosslinking property of PLA material and PBS material is weak and the elasticity effect is insufficient, and the cutting knife may be broken. If the malic acid is 2% or more, PBS, system and malic acid (malic acid) weakens the crosslinked phase due to unreacted substances.
제2단계의 PLA소재 85중량%~90중량%와 제1단계소재 10-15중량% 컴파운딩한 후 온도 150℃~190℃에서 압출한 후 4mm전후로 레진화 한다. 제1단계 소재 함량이 10% 미만이면 초음파 융착시 PBS계(융점 100℃~120℃)의 함량이 부족하여 종이와 접착기능이 부족하여 박리될 수 있다.85% by weight to 90% by weight of the PLA material of the second step and 10-15% by weight of the first step material is extruded at a temperature of 150 ℃ ~ 190 ℃ and then resinized around 4mm. If the content of the first stage material is less than 10%, the PBS-based (melting point 100 ℃ ~ 120 ℃) when the ultrasonic welding is insufficient and may be peeled off due to lack of adhesive function with paper.
PLA소재는 융점이 155℃ 초음파 융착시 순간 온도에 따라 융점이 낮은 PBS계가 접착제 역할을 할 수 있다. In the case of PLA material, melting point of 155 ℃, PBS system having low melting point according to the instantaneous temperature at the time of ultrasonic welding can act as an adhesive.
제1단계 소재함량이 15% 이상이 되면 접착강도는 좋아지지만 랩커팅칼이 연질화되어 랩을 자를 때 휘거나 커팅능력이 떨어질 수 있다.When the first stage material content is more than 15%, the adhesive strength is improved, but the lap cutting knife is softened, which may cause bending or cutting ability when cutting the lap.
제2단계 15%85% PLA
Tier 2 15%
- 시트지 두께 : 200㎛-Sheet Paper Thickness: 200㎛
- 시험방법 : ksm 3006:2003-Test method: ksm 3006: 2003
제2단계 15%85% PLA
Tier 2 15%
- 시트지 두께 : 200㎛-Sheet Paper Thickness: 200㎛
- 시험방법 : ksm iso868:2006-Test method: ksm iso868: 2006
상기 랩커팅칼은 실시 [표 2],[표 3]에서와 같이 일정한 경도가 있어야 랩의 재단기능을 수행할 수 있다. 제3단계 시트지 제조시 스크류 온도는 150℃~190로 일반적인 시트지 압출 방식과 유사하지만 2개의 압착스틸 포리싱롤의 온도가 50℃ 이하가 되어야 한다.The lapping cutting knife may have a certain hardness as shown in Tables 2 and 3 to perform the cutting function of the wrap. In the third stage sheet manufacturing, the screw temperature is 150 ° C to 190, similar to the general sheet extrusion method, but the temperature of the two pressing steel processing rolls should be 50 ° C or less.
포리싱롤의 온도가 35℃ 이하가 되면 PLA 특성상 순간경화로 인해 시트지의 평활도에 문제가 될 수도 있다. 포리싱롤의 온도가 50℃ 이상이 되면 PLA점성으로 인해 포리싱롤에 붙거나 일부 경정화 속도가 가속되어 톱날모양에 랩커팅칼을 재단할 때 톱니의 끝 부분이 깨질 수 있다. 생산방식과 속도는 일반적인 방법으로도 가능하다.If the temperature of the polishing roll is less than 35 ℃ may be a problem in the smoothness of the sheet due to the instantaneous curing in the PLA characteristics. When the temperature of the polishing roll is 50 ° C. or more, the viscosity of the PLA may be attached to the polishing roll or accelerated to some hardening rate, so that the tip of the saw tooth may be broken when cutting the wrap cutting knife to the saw blade shape. Production methods and speeds are also possible in the usual way.
제3단계로 랩커팅칼 재단용 시트지 생산으로 시트지 두께는 0.2mm두께로 시트지 생산을 한다. 이때 사용되는 시트지 제조용 압출기 온도는 제2단계 온도와 같게 하고 두 개의 스틸(Steel) 포리싱롤의 온도는 50℃ 이하로 하여 PLA 시트지가 비결정화 되게 제조한다. 포리싱롤에 온도가 50℃ 이상이면 롤에 시트지가 달라붙을 수 있고, 또 톱날모양으로 랩커팅칼을 재단할 때 결정화되어 깨질 수 있다. PLA 시트지는 랩이 잘 잘라질 수 있도록 톱날모양의 도무송칼로 재단해야 한다.In the third step, sheet paper for cutting cutting knife is produced and sheet paper is 0.2mm thick. At this time, the extruder temperature for producing sheet paper used is the same as the second step temperature and the temperature of the two steel (Steel) polishing rolls to be 50 ℃ or less to prepare the PLA sheet paper to be amorphous. When the temperature is over 50 ° C. on the polishing roll, sheet paper may stick to the roll, and crystallized and broken when cutting the wrap cutting knife in a saw blade shape. PLA sheet paper should be cut with a saw blade-shaped knife to cut the wrap well.
이때 랩커팅용 PLA시트지 사이즈는 대체로 10mm(폭)로 길이는 랩 보관용 박스 사이즈에 따라 변화할 수 있지만 200mm~300mm로 재단한다 그리고 톱날의 사이즈는 밑면 3mm 높이 2mm의 삼각형 모양으로 재단한다. At this time, the size of PLA sheet for wrap cutting is generally 10mm (width) and the length can be changed depending on the size of the box for storing the wrap, but it is cut to 200mm ~ 300mm and the size of the saw blade is cut into triangle shape of 3mm height and 2mm on the bottom.
제5단계의 초음파 융착단계는 도 1에 도시한 바와 같이 제4단계에서 제조된 톱 모양의 랩커팅칼과 랩 보관용 박스와 초음파 융착을 하는 단계로 초음파 융착기는 지그와 혼으로 구성되어 있으며 사용되는 주파수는 220V 60Hz의 전원을 파워공급기를 통해 18,000Hz~20,000Hz인가하여 진동에너지로 바뀐 후 부스터로 그 진폭을 조절한다. 18,000Hz미만이면 시트지의 접착력이 약화될 수 있고, PLA시트지 특성상 20,000Hz 이상이면 시트지가 녹아 진동자에 붙을 수가 있다. 초음파 융착시 톱날 모양에 PLA 랩커팅칼과 종이가 초음파 융착이 잘되게 하기 위해 종이가 닫는 지그의 온도는 90℃~100℃로 해야 접착력이 좋아지고 박리현상이 없다.The ultrasonic welding step of the fifth step is a step of ultrasonic welding with the saw-shaped wrap cutting knife and the lap storage box manufactured in the fourth step as shown in Figure 1, the ultrasonic welding machine is composed of a jig and a horn and used The frequency is applied to 220V 60Hz power through the power supply 18,000Hz ~ 20,000Hz to change the vibration energy and then adjust the amplitude with the booster. If it is less than 18,000 Hz, the adhesive strength of the sheet paper may be weakened. If the sheet sheet is more than 20,000 Hz, the sheet may melt and adhere to the vibrator. In order to make PLA fusion cutting knife and paper ultrasonic fusion on the saw blade shape during ultrasonic welding, the temperature of paper closing jig should be 90 ℃ ~ 100 ℃ for better adhesion and no peeling phenomenon.
이때 사용되는 랩 보관용 박스는 인쇄 후 PE 또는 PP 필름코팅을 하지 않은 종이박스를 사용한다. 인쇄잉크는 친환경 콩기름 잉크를 사용하여 인쇄하고, 종이 박스는 양면에 접이식 박스 제작방법으로 접착제 없이 제조한다. 접착제 없이 양면마무리 종이 박스 제작방법은 일반적으로 알려진 방식이고 콩기름 인쇄방식도 환경친화적인 인쇄방법으로 알려져 있다.The wrap storage box used at this time uses a paper box without PE or PP film coating after printing. Printing ink is printed using eco-friendly soybean oil ink, and paper box is manufactured without adhesive by folding box manufacturing method on both sides. The method of making double-sided finishing paper boxes without adhesives is generally known, and soybean oil printing is also known as an environmentally friendly printing method.
초음파 융착은 지그와 혼(진동자), 주파수와 같은 특징을 접착제 없이 제2단계에서 제조된 2개의 융점상에 소재를 활용하여 종이와 PLA 랩커팅칼을 접착하는 방식이다. 이때 지그 사이즈는 종이 박스 사이즈보다 크게하고 지그에 온도센서를 부착한 후 지그의 온도 히팅장치를 하여 접착력을 강화시킨다. 초음파 융착기의 주파수는 18,000Hz- 20.000Hz로 실시한다. 지그의 온도는 전술한 바와 같이 90℃~100℃로 실시하는데, 지그의 온도가 90℃ 이하이면 접착력이 약화되어 랩 보관용 박스와 랩커팅칼이 박리될 수 있고, 100℃ 이상이면 PLA(융점155℃)소재가 혼(진동자)에 붙을 수 있다. 물론 초음파 융착기에 주파수를 조절하여 종이재 랩 보관 박스(10)와 랩커팅칼을 융착할 수 있지만 PLA소재는 55℃~110℃ 사이에 결정화가 진행되어 깨질 수 있는 문제점이 있다. 초음파 융착기에 주파수 20,000Hz이상이면 초음파 테두리에 순간온도 상승으로 녹거나 PLA소재가 결정화되어 깨질 수 있는 문제점도 있다. 또한, 초음파 인가시간은 0.2초 전으로 접착력과 시트지 융점 및 진동자에 붙는 현상을 고려하여 실시한다.Ultrasonic welding is a method of bonding paper and PLA cutting knife using materials on two melting points manufactured in the second step without adhesives such as jig, horn (vibrator) and frequency. At this time, the jig size is larger than the paper box size and the temperature sensor is attached to the jig, and then the temperature heating device of the jig is used to strengthen the adhesive force. The frequency of the ultrasonic welding machine is 18,000 Hz-20.000 Hz. As described above, the temperature of the jig is performed at 90 ° C. to 100 ° C., but if the temperature of the jig is 90 ° C. or lower, the adhesive force is weakened, and the lapping box and the lapping cutting knife may be peeled off. 155 ℃) material can stick to the horn (vibrator). Of course, by adjusting the frequency in the ultrasonic welding machine can be fused to the paper
본 발명은 환경친화적이고 퇴비화 조건(온도 60℃, 습도 80%, 활성화된 미생물)에서 자연으로 순환될 수 있는 상품제조와 합성수지인 접착제와 PE 또는 PP필름코팅을 하지 않은 초음파 융착 PLA 랩커팅용 박스일체형 상품이 완성된다.The present invention is a box for ultrasonically fused PLA wrap without environmentally friendly and compostable conditions (temperature 60 ℃, humidity 80%, activated microorganisms) and product manufacturing and synthetic resin adhesive and PE or PP film coating that can be circulated naturally. The integrated product is completed.
도 3은 본 발명에 따른 생분해성 수지 절단 나이프결합 구조를 나타낸 분리 사시도이고, 도 4는 본 발명 생분해성 수지 랩절단 나이프가 박스의 고정공에 되는 상태를 나타낸 요부 분리 사시도이고, 도 5, 도 6은 본 발명 생분해성 수지 랩절단 나이프가 랩 박스에 결합된 상태를 나타낸 단면도이다.Figure 3 is an exploded perspective view showing a biodegradable resin cutting knife coupling structure according to the present invention, Figure 4 is a partial separation perspective view showing a state in which the present invention biodegradable resin wrap cutting knife in the fixing hole of the box, Figure 5, Figure 6 is a cross-sectional view showing a state in which the present biodegradable resin wrap cutting knife is bonded to the wrap box.
한편, 상기 도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이 롤형 랩이 담겨지는 랩보관 박스의 개구부 일측 상단에 랩커팅칼(20)이 부착되어 있다. 랩커팅칼(20)은 상단이 톱니(22)형상으로 되어 랩을 펼친 상태에서 랩커팅칼(20) 상단 쪽으로 당겨 누르게 되면 톱니(22)에 의해 절단되도록 한 구조이다. Meanwhile, as illustrated in FIGS. 3 to 6, a
랩커팅칼(20)은 전술한 바와 같이 생분해성 수지로 구성하여 랩에 초음파(고주파, 열융착 도 가능) 융착 방법에 의해 견고하게 부착한다. 이는 랩커팅칼(20) 내에 포함된 수지가 용융되어 종이에 융착되어 부착되는 것으로 부착시 충분한 부착강도를 담보할 수는 있으나, 구조적 부착 보강력을 더 부가함으로써 제품의 불량률을 최소화할 수 있다.The
이를 위해 랩커팅칼(20)이 부착될 랩보관 박스(10)의 개구부 단부에 일정간격 결합공(12)을 하나 또는 다수 개 형성하고, 이와 대응되는 랩커팅칼(20)의 접착면에는 결합공(12)에 결합되는 결합돌기(24)를 형성한다. 결합돌기(24)는 그 일단이 톱니(22)의 반대방향으로 절곡된 구조를 갖는다. 절곡된 결합돌기(24)는 사출성형으로 성형하게 되는데, 금형의 단순화와 제품의 생산성 향상을 위해 고정금형과 가동금형으로 단순하게 구성한다. 이와 같이 금형의 단순화를 위해 제품의 형상을 결합돌기(24)가 형성될 부분을 랩보관 박스(10) 두께로 함몰시키고, 함몰되어 돌출된 반대측 측면부에서 톱니(22)의 반대 방향부와 그 양측을 절개함으로써 결합돌기(24)를 구성한다.To this end, one or a plurality of predetermined distance coupling holes 12 are formed at the end of the opening of the
랩커팅칼(20)의 결합은 결합돌기(24)를 결합공(12)에 밀어넣은 후 결합돌기(24) 절곡방향으로 이동시키게 되면 결합돌기(24)의 절개부위로 랩보관 박스(10)가 끼워져 고정되며, 결합돌기(24)에 의해 랩보관 박스(10)로부터 이탈되는 것이 방지된다. 물론 결합되는 역방향으로 분리를 하면 쉽게 분리가 되겠지만 랩을 절단하는 과정에서 랩이 톱니방향으로 눌러지게 되면 절단되기 전까지의 압력은 결합돌기(24)가 랩보관 박스(10)에 결합되는 방향과 일치하기 때문에 정상적인 랩 절단 압력 외에는 그 반대방향으로 작용하는 힘은 발생하지 않으므로 랩커팅칼(20)은 견고한 부착상태를 오랫동안 유지할 수가 있다.When the coupling of the cutting
특히 랩커팅칼(20)에 랩을 펼쳐 눌러 절단을 할 때에도 그 절단압력이 결합돌기(24)에 의해 전달되어 구조적으로 랩커팅칼(20)의 이동을 억지하기 때문에 초음파, 고주파, 열융착 등에 의한 부착력 저하에 영향을 주지 못하게 된다. In particular, the cutting pressure is transmitted by the
이러한 효과를 더욱더 향상시키기 위해 랩보관 박스(10)와 접촉되는 랩커팅칼(20) 일측면 상단에 랩보관 박스(10) 상단부가 걸림되는 걸림턱(26)을 형성하게 되면 더욱더 결합력을 향상시킬 수가 있다.In order to further improve this effect, forming a locking
10 - 랩보관 박스 12 - 결합공
20 - 랩커팅칼 22 - 톱니
24 - 결합돌기 26 - 걸림턱
30 - 지그 40 - 진동자10-Wrap Storage Box 12-Joiner
20-Lap Cutting Knife 22-Tooth
24-engaging projection 26-hanging jaw
30-Jig 40-Oscillator
Claims (5)
상기 제1단계에서 제조된 탄성체구현 PBS계 소재와 PLA소재를 컴파운딩하여 레진(Resin)으로 압출하는 제2단계;
상기 제2단계에서 만들어진 레진을 스크류 온도 150℃~190℃와 2개의 압착스킬 포리싱롤 50℃~30℃를 유지한 압출기에서 PLA 랩커팅칼 제조용 시트지를 제조하는 제3단계;
상기 시트지를 톱날모양을 가진 랩커팅칼 형상으로 재단하는 랩커팅칼을 제조하는 제4단계;
랩보관 박스와 접촉되는 지그의 온도를 90℃~100℃를 유지한 상태에서 랩보관 박스와 랩커팅칼을 초음파 융착하는 제5단계; 로 구성하는 것을 특징으로 하는 랩보관 박스에 초음파 융착이 가능한 생분해성 랩커팅칼 부착방법.A first step of reacting and extruding the biodegradable material and the screw temperature at a temperature of 100 ° C. to 160 ° C. to malic acid and one selected from PBS, PBAT, PBSA, and PCL;
A second step of compounding the elastomer-implemented PBS-based material and the PLA material manufactured in the first step, and extruding the resin into a resin;
A third step of manufacturing the sheet for preparing PLA cutting knife in an extruder in which the resin prepared in the second step is maintained at a screw temperature of 150 ° C. to 190 ° C. and two pressing skill processing rolls at 50 ° C. to 30 ° C .;
A fourth step of manufacturing a wrap cutting knife for cutting the sheet paper into a wrap cutting knife shape having a saw blade shape;
A fifth step of ultrasonically fusion of the lap storage box and the lap cutting knife while maintaining the temperature of the jig in contact with the lap storage box at 90 ° C. to 100 ° C .; A method for attaching a biodegradable wrap cutting knife capable of ultrasonic welding to a wrap storage box, comprising:
상기 결합공(12)과 대응되는 랩커팅칼(20)의 접착면에는 결합공(12)에 결합되는 결합돌기(24)를 형성하되,
상기 결합돌기(24)는 그 일단이 톱니(22)의 반대방향으로 절곡된 것을 특징으로 하는 랩보관 박스에 초음파 융착이 가능한 생분해성 랩커팅칼 부착방법.According to claim 1, Forming one or a plurality of coupling holes 12 at the end of the opening of the wrap storage box 10,
On the adhesive surface of the wrap cutting knife 20 corresponding to the coupling hole 12 to form a coupling protrusion 24 coupled to the coupling hole 12,
The coupling protrusion 24 is a biodegradable wrap cutting knife attachment method that is capable of ultrasonic welding to the wrap storage box, characterized in that one end is bent in the opposite direction of the teeth (22).
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KR20200092006A (en) | 2019-01-24 | 2020-08-03 | (주)한성상사 | Biodegradable wrap cutting knife how attach |
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