KR101487326B1 - 골판지합판 제조 방법 및 이에 의해 제조된 골판지합판 - Google Patents

Abstract

본 발명은 강도를 획기적으로 보강할 수 있을 뿐만 아니라, 단열, 방음 효과를 높일 수 있는 골판지합판 제조 방법 및 골판지합판에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 골판지의 골에 고압으로 채움재를 분사하여 골을 채워 강도를 보강하되, 채움재로 황토, 화산재를 포함하는 수지를 사용하여 강도를 보강함은 물론, 친환경적이고 내구성, 내화성, 방음 효과를 높일 수 있을 뿐만 아니라 항균, 탈취, 원적외선 방사 기능을 향상시킨 경량화된 골판지합판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

Description

골판지합판 제조 방법 및 이에 의해 제조된 골판지합판{manufacturing method of blockboard with corrugated board and corrugated board blockboard thereby}

본 발명은 골판지합판 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 골판지합판의 강도를 보강할 수 있을 뿐만 아니라, 단열, 방음 효과를 높일 수 있는 골판지합판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

보다 상세하게 본 발명은 골판지의 골에 채움재를 채우되, 적어도 한층의 골판을 갖는 골판지합판을 제작한 후, 측방으로부터 골에 고압으로 채움재를 분사하여 골에 채움재를 채워 채움재가 골에 고르게 채워질 수 있게 하였을 뿐만 아니라, 챠움재로 황토, 화산재를 포함하는 수지를 사용함으로써 강도를 보강함은 물론, 친환경적이고 내구성, 내화성, 방음 효과를 높일 수 있을 뿐만 아니라 항균, 탈취, 원적외선 방사 기능을 향상시킨 경량화된 골판지합판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

건축용 자재로 많이 사용되는 것 중 하나로 패널(pannel)이 있다. 이러한 패널은 통상적으로 폭이 넓고 길이가 길어 원목으로 만들기에는 한계가 있고, 강도의 보강이나 다양한 무늬의 연출을 위해 복수의 조각을 연결하거나 얇은 시트를 다층으로 적층하거나 또는 입자 형태의 나무 조작을 가압 성형하여 구성된 합판이 많이 사용되고 있다.

이러한 패널은 박판 형태의 시트를 다층으로 적층하거나 우드펠릿(wood pellet)을 가압하여 만들어진 것으로 성형 과정에서 층간 또는 펠릿간의 결합을 위해 다양한 종류의 접착제를 사용하고 있고, 이러한 접착제는 인체에 해로운 성분을 배출시키는 것으로 알려져 사용이 기피되고 있다.

또한, 이렇게 가압 형성된 기존의 패널은 강도는 우수하지만 중량이 무거워 운반이 어려울 뿐만 아니라 가공할 때 많은 어려움이 있다.

이러한 종래 패널의 단점을 개선하기 위해 개발된 것으로 골판지를 이용한 합판이다.

이러한 골판지 합판과 관련된 기술로는 특허문헌 1내지 6이 있다.

특허문헌 1은 수지액의 침투가 용이한 골판지를 원자재로 선택함으로써 골판지를 수지액에 침지시켰을 때 수지액이 신속하고도 고르게 침투하여 생산 능률을 크게 향상시킬 수가 있으며 수지액에 불연재를 첨가함으로써 화재 등으로 인해 발생되는 위험을 방지할 수가 있으며 미건조된 상태의 골판지를 여러장 적층 가압하여 만들어진 골판지를 이용한 합판에 관한 것이고,

특허문헌 2는 시트상태의 원지를 열경화성수지, 난연제, 방수제, 우레탄수지, 방부제, 방향제, 희석제등을 혼합한 조성물에 일정시간 침지 건조하여 통상적인 구조의 골판지를 제조하고 이렇게 제조된 골판지를 중첩 가열 가압하여 만들어진 골판지합판에 관한 것이다.

이들은 골판지와 골판지 사이에 평평한 판지를 다층으로 적층하여 구성된 것으로 골판지의 방향을 다양하게 배열함에 따라 패널의 강도를 어느 정도 유지할 수 는 있으나 충분한 강도를 얻을 수 없는 단점이 있다. 즉, 휨강도는 강화시킬 수 있으나 충격에 쉬게 구멍이 나거나 못을 박을 경우 못이 박힌 부분에 빈 공간이 형성되어 못이 빠지는 등 다른 구조물을 고정시키는 데 어려움이 있다.

또한, 골판지의 골이 빈 공간의 역할을 하여 단열성, 방음 효과가 떨어지는 문제가 있다.

이러한 단점을 개선하기 위해 개발된 기술로 특허문헌 3내지 6이 있다.

특허문헌 3내지 6의 기술은 골판지 사이의 골에 발포재를 주입하여 만들어진 합판으로 골판지의 골을 채워 강도를 보강하고 단열성 및 방음성능을 향상시킨 것이다.

그러나 이러한 종래의 골에 발포체를 주입한 골판지 합판은 전술한 바와 같이 강도 및 방음 단열성은 향상되어 있으나, 발포체로 사용되는 수지가 노후되는 과정에서 인체에 유해한 물질을 방출하여 환경을 오염시키는 문제가 있다. 또한, 이러한 종래의 골에 발포채가 채워진 합판을 제작하는 방법은 골판지를 제작하는 과정에서 이루어진다. 즉, 도 6에 도시한 바와 같이, 골판과 평판을 적층하는 과정에서 골판의 골에 발포체를 채우고 평판을 적층하여 만들어지며, 이러한 방법으로 골이 채워진 골판지합판을 제작할 경우, 골판의 골에 채워지는 발포체가 고르게 채워져야 하지만 고르게 채워지지 못할 경우 평판이 일그러짐은 물론 평판과 골판 사이에 에 틈이 생겨 평판과 골판이 견고하게 접착되지 못하여 만들어진 합판의 강도가 오히려 약해지는 문제가 있다.

또한, 이와 같이 방법으로 골이 채워진 골판지합판을 제작하기 위해서는 도 6에 도시한 바와 같이 장치가 복잡해질 뿐만 아니라 기존의 골판지를 이용하여 골이 채워진 골판지합판을 제작할 수 없는 문제가 있다.

1. 한국 특허등록 제0425002호 2. 한국 특허등록 제1011301호 3. 일본 특허공개 제06011185호 4. 일본 특허공개 제2004130521호 5. 일본 특허공개 제07195595호 6. 일본 특허공개 제06312474호

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 개발된 것으로서, 강도를 보강하고, 단열성 및 방음 성능을 향상시켰을 뿐만 아니라, 친환경적인 골판지합판의 제조방법 및 이에 의해 만들어진 골판지합판을 제공하는 것을 목적으로 한다.

더욱이, 본 발명은 제작이 용이할 뿐만 아니라 제조 장치의 구성을 단순화시킬 수 있는 골판지합판의 제조방법 및 이에 의해 만들어진 골판지합판을 제공하는 것을 목적으로 한다.

보다 상세하게 본 발명은 골에 채움재를 채워 골판지합판을 제작하되 골판지를 적층하여 합판을 제작한 후 골에 채움재를 주입하여 제작함으로써 채움재를 골에 주입하는 과정에서 골판지가 순상되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있을 뿐만 아니라, 채움재에 황토와 화산재를 혼합하여 친환경적이고 내구성, 내화성, 방음 효과를 높일 수 있을 뿐만 아니라 항균, 탈취, 원적외선 방사 기능을 향상시킬 수 있는 경량화된 골판지합판 제조 방법 및 골판지합판을 제공하는 것을 목적으로 한다.

이러한 본 발명에 따른 판지합판 제조방법은 (A) 두께가 2mm~5mm 평평한 종이를 골판 형성틀에 넣고 200℃~250℃의 열로 찍어내는 골판 제작단계; (B) 평평한 종이들 사이에 적어도 한 층으로 골판을 적층하는 골판지 제작단계; (C) 적층하여 만들어진 골판지를 난연성 수지에 함침하는 함침단계; (D) 난연성 수지가 함침된 골판지를 두 개 이상 적층하는 합판제작단계; (E) 황토:화산재:수지의 비율이 중량비로 3~7: 3~7:8~12의 비율로 혼합된 채움재를 골판지합판의 골에 분사하여 채우는 골채움단계; (F) 골에 채움재가 채워진 골판지합판의 적어도 일면에 무늬나 모양이 형성된 표면지를 접착하는 표면지접착단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 표면지 접착단계 이후 합판의 표면 중 적어도 일면에 UV도료, 포리도료 중 적어도 어느 하나를 이용하여 표면을 코팅하는 표면코팅단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 골채움단계에서 사용되는 수지는 발포성 수지를 사용하는 것이 바람직하고, 상기 골판지합판의 표면에 표면지를 접착하기 전에 합성수지재, 목재 또는 금속재로 만들어진 보강판을 적층하여 합판의 표면 강도를 보강하는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 일 양상에 따른 골판지합판은 적어도 1층 이상으로 적층된 골판지합판의 골에 채움재를 분사하여 골을 채워 만들어진 골판지합판에 있어서, 상기 채움재는 황토:화산재:수지의 비율이 중량비로 3~7: 3~7:8~12의 비율로 혼합된 것을 특징으로 한다.

상기 골판지는 난연성수지가 함침되고, 골판지합판의 표면에는 무늬나 모양이 형성된 표면지가 접착되는 것이 바람직하고, 골판지합판의 표면 중 적어도 일면에는 합성수지재, 목재 또는 금속재 중 어느 하나로 만들어진 보강판을 적층하여 표면 강도를 보강할 수 있다.

본 발명은 이미 만들어진 골판지합판의 골에 채움재를 고압으로 분사하여 주입함으로써 골판지를 구성하는 골판과 평판이 이미 결합된 상태에서 채움재가 주입되어 골판지의 기본 형태가 정상적으로 유지될 수 있는 효과가 있다.

또한, 이미 만들어진 골판지의 골에 채움재를 주입하는 것만으로 강도가 보강된 합판을 제공할 수 있으므로 체움재로 보강된 골판지합판의 제작을 보다 쉽게 할 수 있는 효과도 있다.

더욱이, 채움재에 황토와 화산재를 혼합함으로써, 친환경적이고 내구성, 내화성, 방음 효과를 높일 수 있을 뿐만 아니라 항균, 탈취, 원적외선 방사 기능을 향상시킬 수 있는 효과도 있는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 골판지합판의 제조 방법을 설명하기 위한 과정도
도 2는 본 발명에 따른 골판지합판의 제조 방법에서 골판을 제작하는 골판성형틀의 일예의 사시도
도 3은 본 발명에 따른 골판지합판의 일예를 도시한 사시도
도 4는 본 발명에 따른 골판지합판의 분해사시도
도 5는 본 발명에 따른 골판지합판에 채움재를 주입하는 방법을 설명하기 위한 사시도
도 6은 본 발명에 따른 골판지합판의 다른 일예의 사시도
도 7은 종래의 골판지합판제조 과정도

이하, 본 발명에 따른 골판지합판 제조 방법 및 이에 의해 제조된 골판지합판을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

본 발명은 방음, 방수, 단열 효율 및 강도가 향상되고, 인체에 유익한 성분을 제공할 수 있을 뿐만 아니라 제조 공정이 단순화된 골판지합판 제조 방법에 관한 것으로서, 이미 제작된 골판지의 골(10g)에 채움재(30)를 고압으로 분사하여 주입하는 것이 특징이다.

이러한 본 발명에 따른 골판지합판 제조하는 과정은 크게 골판지합판제조 과정과, 채움재주입과정으로 이루어지며, 골판지합판제조과정은 두께가 2mm~5mm 평평한 종이를 골판 형성틀에 넣고 200℃~250℃의 열로 찍어내는 골판 제작단계(S1); 평평한 종이들 사이에 적어도 한 층으로 골판을 적층하는 골판지 제작단계(S2); 적층하여 만들어진 골판지를 난연성 수지에 함침하는 함침단계(S3); 및 난연성 수지가 함침된 골판지를 두 개 이상 적층하는 합판제작단계(S4)로 이루어진다.

상기 골판제조단계(S1)는 도 2에 도시한 바와 같이, 골판 형성틀(300)에 의해 이루어진다. 즉, 서로 대향되는 면에 골(300g)이 형성된 골판 성형틀(300) 사이에 평지를 넣은 후 두 골판 성형틀을 서로 가압하여 평지에 골(10g)이 형성되게 하여 제작된다.

이렇게 만들어진 골판(10)은 골판지 제작단계(S2)를 통해 적어도 1개 이상 서로 적층하여 골판지가 만들어진다.

즉, 도 2내지 도 5데 도시한 바와 같이 골판(10)들 사이에 평판(20)을 적층하거나 또는 두 개 이상의 골판(10)을 서로 적층하고(미도시) 그 외면에 평판(20)을 적층하여 골판지를 제작한다.

만들어진 골판지는 내구성과 난연성을 강화하기 위해 난연성 수지에 함침한다.(S3)

난연성 수지을 함침하는 단계(S3)에서 함침된 난연성 수지는 골판지에 난연성을 부여함은 물론 골판지의 강도를 보강하는 역할을 할 뿐만 아니라, 골판(10)과 평판(20) 사이의 결합력을 보강하는 역할도 하는 것이다.

이렇게 만들어진 골판지는 적어도 2개 이상을 적층하여 원하는 두께의 합판을 제작한다.(S4)

물론, 하나의 골판(10)만으로 이루어진 두께의 골판지합판이 필요할 경우에는 상기 합판제작단계를 생략하고 다음 단계를 진행할 수도 있다.

상기한 바와 같은 과정에 의해 만들어진 골판지합판은 골판(10)에 형성된 골(10g)이 평판(20)에 의해 덮혀 양단이 개방된 하나의 공간을 이루게 되고, 이 골(10g)에 채움재(30)를 주입하여 강도가 보강된 골판지합판이 만들어지는 것이다.

즉, 채움재주입과정을 통해 골(10g)에 채움재(30)를 주입하게 된다.

골(10g)에 채움재를 주입하는 골채움단계(S5)는 황토:화산재:수지의 비율이 중량비로 3~7: 3~7:8~12의 비율로 혼합된 채움재를 골판지합판의 골에 분사하여 채우는 단계이다.

상기 채움재(30)이 혼합된 화산재(volcanic ash)는 화산분출 시에 분출되는 화산쇄설물의 일종으로 입경에 의한 화산쇄설물의 분류 중 입경이 2mm이하인 것으로 입자감이 곱고 미세하며, 연속기공을 갖는 다공성 물질로서 원적외선 방사율이 92%를 넘고, 음이온을 방출하며, 항균, 탈취 성능이 매우 우수한 물질이다. 이산화규소(SiO2), 산화알루미늄(Al2O3), 산화철(Fe2O3)을 주요성분으로 하고 부성분으로는 나트륨(Na), 칼륨(K) 등의 알칼리금속, 칼슘(Ca), 마그네슘(Mg) 등의 알카리토금속, 티타늄(Ti), 망간(Mn), 인(P) 등이 소량 포함되어 있는 친환경적인 건축자재이다.

이러한 화산재를 분쇄기를 이용하여 분쇄하여 입도가 100내지 170메시(mesh)로 만들고 이를 수지에 혼합하여 골(10g)에 고압으로 분사하여 주입한다.

상기 황토는 함수 산화철과 무수 산화철을 함유한 규토와 흙으로, 황토의 효소 성분에는 카탈라아제, 디페놀 옥시다아제, 사카라제, 프로테아제 등을 포함하고 있고, 이 효소들은 각기 독소 제거, 분해력, 비료 요소, 정화 작용의 역할을 하는 것으로 알려져 았으며, 특히, 원적외선을 발생시켜 세포의 생리작용을 활발히 하고, 열에너지를 발생시켜 유해 물질을 방출하는 광전효과가 있가 있는 것으로 알려져 있으며, 이러한 황토를 합판의 재료로 사용함으로써 이러한 기능을 사람에게 제공할 수 있는 것이다.

이러한 황토를 본 발명의 골판지합판에 사용하기 위해서는 채취된 것을 체에 걸러 입도 100내지 170메시의 건만을 선별하고 선별된 황토를 상기 화산재와 같이 수지에 혼합하여 골판의 골에 고압으로 분사하여 주입하는 것이다.

또한 본 발명의 골판지합판의 골에 채워지는 채움재(30)에는 방향(芳香) 및 살균 작용을 할 수 있는 피톤치드(phytoncide)액을 더 혼합할 수 있다.

상기 피톤치드는 숲 속의 식물들이 만들어 내는 살균성을 가진 물질로서, 주성분은 테르펜이라는 물질이고, 이 물질이 향긋한 냄새를 제공하여 심리적인 안정감을 주고 말초 혈관을 단련시키며, 심폐 기능을 강화시킴은 물론 기관지 천식과 폐결핵 치료, 심장 강화에도 도움이 된다고 알려져 있으며, 이러한 피토치드를 소량 채움재(30)에 혼합함으로써 골판지합판으로부터 은은한 향과 테르펜 성분이 배출되어 인체에 좋은 영향을 줄수 있는 것이다.

상기 피톤치드의 양은 황토, 화산재 및 수지를 혼합한 채움재의 100중량에 대하여 0.1내지 2중량을 혼합하는 것이 바람직하다. 피톤치드의 양이 지나치게 많으면 진한 향이 오히려 후각을 자극하여 두통을 일으킬 수 있고 지나치게 적으면 방출되는 향과 테르펜 성분의 양이 적어 이들의 효과가 떨어지는 것이다.

이렇게 황토, 화산재 및 피톤치드를 혼합한 채움재는 상기한 바와 같이 합판의 골(10g)에 채워진 상태이므로 이들이 배출하는 유익한 성분이 골판지의 기공을 통해 서서히 배출됨으로서 장시간 유익한 성분이 주변에 제공될 수 있는 것이다.

상기 골채움단계(S5)는 도 5에 도시한 바와 같이, 분사노즐(200h)을 이용하여 채움재(30)를 고압으로 골(10g)에 분사함에 의해 이루어질 수 있다.

즉, 고압으로 채움재(30)를 펌핑하는 펌핑수단(미도시)에 의해 이송되는 채움재가 채워진 메니폴더(200)에 다수의 분사노즐(200n)을 설치하여 채움재가 분사노즐을 통해 각각의 골(10g)에 주입되게 하는 것이다.

상기 채움재(30)에 포함된 수지는 발포성 수지를 사용하는 것이 바람직하다.

즉, 수지가 분사노즐로부터 분사되어 골에 흘러 들어간 후 발포하여 골을 꽉 채울수 있도록 수지로 발포성 수지를 사용하는 것이 바람직하다.

이와 같이 골(10g)에 채움재(30)가 채워진 후 채움재가 굳으면 골판지합판가 만들어지고, 이렇게 만들어진 골판지는 표면이 미려하지 못하므로 표면의 적어도 일면에 무늬나 모양이 형성된 표면지를 접착하는 표면지접착단계(S6)를 더 진행하여 보다 미려하고 강도가 보강돤 골판지합판을 제공한다.

상기 표면지는 외면에 다양한 무늬나 모양이 형성되고, 내수성 및 난연성을 갖는 필름이 사용될 수 있고, 이러한 표면지는 통상적으로 인테리어나 합판에 사용되는 시트지라 불리는 것을 사용할 수 있다.

상기와 같이 표면지를 표면에 접착하였다 해도 햇빛에 노출될 경우 쉽게 누후될 수 있으므로 표면지의 외부에는 UV도료, 포리도료 중 적어도 어느 하나를 이용하여 표면을 코팅을 할수 있다.(S7)

또한, 본 발명에 따른 골판지합판은 상기한 바와 같이 종이로 만들어진 골판(10)과 평판(20)만으로 이루어진 것으로 상기한 바와 같이 표면지를 접착하여 강도를 보강하더라도 표면 강도가 약하여 작은 충격에 의해서도 표면이 손상될 수 있다. 이를 방지하기 위해 도 6에 도시한 바와 같이 상기 골판지합판의 표면에 표면지를 접착하기 전에 합성수지재, 목재 또는 금속재로 만들어진 보강판(40)을 적층할 수 있다.(S51)

상기 보강판(40)을 골판지합판의 양면에 보두 설치할 경우 자재비가 증가함은 물론 합판의 무게가 무거워질 수 있으므로 골판지합판의 외부로 들어나는 면에만 설치하는 것이 바람직하다.

다른 일양상에 따른 본 발명은 상기한 바와 같이 과정에 의해 만들어진 골판지합판을 제공하는 것으로 이러한 본 발명의 합판은 적어도 1층 이상으로 적층된 골판지합판의 골에 채움재를 분사하여 골을 채워 만들되 채움재(10)로 황토:화산재:수지의 비율이 중량비로 3~7: 3~7:8~12의 비율로 혼합한 것을 채운 골판지합판이다.

상기한 바와 같이 상기 골판지는 난연성수지가 함침되고, 골판지합판의 표면에는 무늬나 모양이 형성된 표면지가 접착되어 있으며, 골판지합판의 표면 중 적어도 일면에는 합성수지재, 목재 또는 금속재 중 어느 하나로 만들어진 보강판을 적층하여 표면의 강도를 보강하였다.

10: 골판
10g: 골
20: 평판
30: 채움재
40: 보강판
100: 지지판
200: 매니폴드
200h: 분사노즐
300: 골판 형성틀

Claims (4)

1. (A) 두께가 2mm~5mm 평평한 종이를 골판 형성틀에 넣고 200℃~250℃의 열로 찍어내는 골판 제작단계(S1); (B) 평평한 종이들 사이에 적어도 한 층으로 골판을 적층하는 골판지 제작단계(S2); (C) 적층하여 만들어진 골판지를 난연성 수지에 함침하는 함침단계(S3); (D) 난연성 수지가 함침된 골판지를 두 개 이상 적층하는 합판제작단계(S4); (E) 황토:화산재:수지의 비율이 중량비로 3~7:3~7:8~12의 비율로 혼합된 채움재를 골판지합판의 골에 고압으로 분사하여 채우는 골채움단계(S5); (F) 골에 채움재가 채워진 골판지합판의 적어도 일면에 무늬나 모양이 형성된 표면지를 접착하는 표면지접착단계(S6); 및 표면 중 적어도 일면에 UV도료, 포리도료 중 적어도 어느 하나를 이용하여 표면을 코팅하는 표면코팅단계(S7)로 이루어지며,
   상기 골채움단계(S5)는 메니폴더(200)를 통해 공급되는 채움재를 고압분사노즐(200n)을 통해 골판과 평판 사이의 골(10g)에 고압으로 주입하되, 합판의 양면에는 지지판(100)을 설치하여 채움재의 주입에 의해 합판이 변형되는 것을 방지한 것을 특징으로 하는 골판지합판 제조방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 골판지합판의 표면에 표면지를 접착하기 전에 합성수지재, 목재 또는 금속재로 만들어진 보강판을 적층하는 보강판 적층 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 골판지합판 제조방법.
   
3. 적어도 1층 이상으로 적층된 골판지합판의 골에 채움재를 분사하여 골을 채워 만들어진 골판지합판에 있어서,
   상기 채움재는 황토:화산재:수지의 비율이 중량비로 3~7:3~7:8~12의 비율로 혼합되고
   골판지합판의 표면 중 적어도 일면에는 합성수지재, 목재 또는 금속재 중 어느 하나로 만들어진 보강판을 적층된 것을 특징으로 하는 골판지합판.
4. 제3항에 있어서,
   상기 골판지는 난연성수지가 함침되고, 골판지합판의 표면에는 무늬나 모양이 형성된 표면지가 접착된 것을 특징으로 하는 골판지합판.
   
   

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