KR101764406B1

KR101764406B1 - 재활용이 용이한 보온 및 보냉 기능을 갖는 포장용 박스 및 이의 제조방법

Info

Publication number: KR101764406B1
Application number: KR1020170048757A
Authority: KR
Inventors: 나정균; 최석; 장인용; 최석진
Original assignee: 주식회사 써모랩코리아
Priority date: 2017-04-14
Filing date: 2017-04-14
Publication date: 2017-08-03

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 보온 및 보냉 기능을 갖는 포장용 박스는 박스의 외부로 노출되는 외부 원판지, 박스의 내부를 구성하는 내부 원판지 및 상기 외부 원판지와 내부 원판지 사이에 형성되어 골판지에 두께를 부여하고 견고성과 유연성을 증가시키는 동시에 충격시 압축에 대한 탄성을 제공하는 골심지를 포함하는 골판지; 상기 골판지의 내부 원판지 상부에 형성되는 제1 폴리에틸렌 필름층; 상기 제1 폴리에틸렌 필름층의 상부에 형성되는 폴리에틸렌 발포층; 및 상기 폴리에틸렌 발포층의 상부에 형성되는 제1 알루미늄 호일층;을 포함한다.
또한, 상기 골판지의 내부 원판지와 상기 제1 폴리에틸렌 필름층 사이에 형성되어 상기 내부 원판지와 상기 제1 폴리에틸렌 필름층을 결합시켜주는 접착제층;을 더 포함할 수 있으며, 상기 제1 알루미늄 호일층과 상기 폴리에틸렌 발포층 사이에 형성되어 상기 제1 알루미늄 호일층과 폴리에틸렌 발포층의 결합력을 강화시키고, 상기 폴리에틸렌 발포층의 공극이 외부로 유출되는 것을 막기 위한 제2 폴리에틸렌 필름층을 더 포함할 수 있다.

Description

재활용이 용이한 보온 및 보냉 기능을 갖는 포장용 박스 및 이의 제조방법 {PACKING BOX HAVING HEAT AND COLD INSULATION FUNTION AND METHOD FOR MANUFACTURING THEREOF}

본 발명은 재활용이 용이한 보온 및 보냉 기능을 갖는 포장용 박스 및 이의 제조방법 에 관한 것으로, 더 구체적으로는 폴리에틸렌 발포층의 한 면 또는 양 면에 알루미늄 호일층을 형성하고, 이를 폴리에틸렌 필름층과 결합시킨 다음 골판지의 일정 부분에만 접착라인을 형성하여 박스를 제작하는 재활용이 용이한 보온 및 보냉 기능을 갖는 포장용 박스 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 보온, 보냉이 요구되는 농산물, 수산물, 축산물 등의 내용물들을 저장 또는 운반하기 위하여 제작되는 포장용 박스는 대부분 종이, 골판지, 스티로폼 등 여러가지 재질로 제작하여 사용되고 있다.

이와 같은 포장용 박스를 스티로폼으로 제작할 경우에는 방수 및 보온, 보냉효과는 물론, 외부로부터 가해지는 충격으로부터 내부에 보관된 내용물을 보호할 수 있지만, 성형 제작된 박스체가 내용물을 담기 위해 일정한 부피를 유지하도록 압축 성형되는 것이므로, 보관과 운반에 많은 비용이 소요되는 문제점이 있었다.

반면, 종이와 골판지로 제작되는 포장용 박스는 제작이 용이하고 펼쳐서 적층한 상태로 보관하다가 사용시 간단하게 조립하여 사용됨으로서, 물류 비용을 크게 절감시킬 수 있다는 장점은 있지만, 그 구성재료가 종이의 재질이기 때문에 방수성이 크게 떨어지며, 보온, 보냉 효과 역시 기대하는 만큼에 이르지 못하는 동시에 외부 충격에 의해 내부에 보관되어 있는 내용물이 제대로 보호할 수 없는 문제점을 가지고 있었다.

또한, 스티로폼으로 제작한 박스는 사용 후 재활용을 위하여 보관할 때 그 부피가 너무 크기 때문에 공간을 많이 차지하는 문제점이 있었으며, 종이와 골판지를 이용한 박스는 보온 및 보냉을 위하여 내부에 기능성 필름을 덧붙이는 경우 재활용을 위하여 필름층과 종이물질을 분리할 때, 그 분리가 쉽지 않아 쉽게 재활용을 할 수 없는 문제점이 있었다.

선행 문헌 대한민국 등록실용신안 제20-0407206호에서는 운반이용이한스티로폼박스를 개시하고 있으며, 대한민국 공개특허 제10-2011-0087961호에서는 아이스 팩 내장 스티로폼 박스를 개시하고 있다.

대한민국 등록실용신안 제20-0407206호 (2006.01.19) 대한민국 공개특허 제10-2011-0087961호 (2011.08.03)

본 발명의 목적은 폴리에틸렌 발포층의 한 면 또는 양 면에 알루미늄 호일층을 형성하고, 이를 폴리에틸렌 필름층과 결합시킨 다음 골판지의 일정 부분에만 접착라인을 형성하여 박스를 제작하는 재활용이 용이한 보온 및 보냉 기능을 갖는 포장용 박스 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 보온 및 보냉 기능을 갖는 포장용 박스는 박스의 외부로 노출되는 외부 원판지, 박스의 내부를 구성하는 내부 원판지 및 상기 외부 원판지와 내부 원판지 사이에 형성되어 골판지에 두께를 부여하고 견고성과 유연성을 증가시키는 동시에 충격시 압축에 대한 탄성을 제공하는 골심지를 포함하는 골판지; 상기 골판지의 내부 원판지 상부에 형성되는 제1 폴리에틸렌 필름층; 상기 제1 폴리에틸렌 필름층의 상부에 형성되는 폴리에틸렌 발포층; 및 상기 폴리에틸렌 발포층의 상부에 형성되는 제1 알루미늄 호일층;을 포함한다.

또한, 상기 골판지의 내부 원판지와 상기 제1 폴리에틸렌 필름층 사이에 형성되어 상기 내부 원판지와 상기 제1 폴리에틸렌 필름층을 결합시켜주는 접착제층;을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1 알루미늄 호일층과 상기 폴리에틸렌 발포층 사이에 형성되어 상기 제1 알루미늄 호일층과 폴리에틸렌 발포층의 결합력을 강화시키고, 상기 폴리에틸렌 발포층의 공극이 외부로 유출되는 것을 막기 위한 제2 폴리에틸렌 필름층을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 폴리에틸렌 발포층과 상기 제1 폴리에틸렌 필름층 사이에 형성되어 보온 및 보냉 효과를 증가시키는 제2 알루미늄 호일층; 및 상기 폴리에틸렌 발포층과 상기 제2 알루미늄 호일층 사이에 형성되어 상기 제2 알루미늄 호일층과 폴리에틸렌 발포층의 결합력을 강화시키고, 상기 폴리에틸렌 발포층의 공극이 외부로 유출되는 것을 막기 위한 제3 폴리에틸렌 필름층을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1 폴리에틸렌 필름층, 제2 폴리에틸렌 필름층 및 제3 폴리에틸렌 필름층은 모두 고체상태에서의 밀도가 0.91 내지 0.94 g/cm³인 저밀도 폴리에틸렌 필름층(LDPE, Low Density Polyethylene)일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 보온 및 보냉 기능을 갖는 포장용 박스 제조방법은 박스의 외부로 노출되는 외부 원판지, 박스의 내부를 구성하는 내부 원판지 및 상기 외부 원판지와 내부 원판지 사이에 형성되어 골판지에 두께를 부여하고 견고성과 유연성을 증가시키는 동시에 충격시 압축에 대한 탄성을 제공하는 골심지를 포함하는 직사각형 모양의 골판지 원단을 준비하는 단계; 상기 준비된 골판지 원단을 길이방향을 따라서 좌측과 우측에서 커트하여 총 3쌍의 커트부를 형성하여 총 4개의 구역으로 나누는 단계; 상기 4개의 구역으로 나누어진 골판지 원단에 접착제를 도포하되, 4개의 구역중 서로 인접한 구역의 접착제 도포라인의 개수는 서로 상이하게 하여 도포하는 단계; 상기 접착제가 도포된 골판지 원단의 상부에 폴리에틸렌 발포층을 합지하는 단계; 및 상기 합지된 골판지 원단과 폴리에틸렌 발포층을 가압하여 결합력을 향상시키는 단계;를 포함한다.

또한, 상기 골판지 원단의 총 4개의 구역에 각각 도포된 상기 접착제 도포라인의 개수는 일단부터 끝단까지 4개-3개-4개-3개 또는 3개-4개-3개-4개가 되도록 형성하거나, 5개-4개-5개-4개 또는 4개-5개-4개-5개가 되도록 형성하거나, 6개-5개-6개-5개 또는 5개-6개-5개-6개가 되도록 형성할 수 있다.

또한, 상기 폴리에틸렌 발포층은 상기 골판지 원단에 합지하기 전에, 상기 폴리에틸렌 발포층의 하부에는 상기 골판지 원단과의 결합력을 높이기 위한 제1 폴리에틸렌 필름층이 형성되고, 상기 폴리에틸렌 발포층의 상부에는 보온 및 보냉효과를 증가시키기 위하여 제1 알루미늄 호일층을 형성될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 보온 및 보냉 기능을 갖는 포장용 박스 제조방법은 박스의 외부로 노출되는 외부 원판지, 박스의 내부를 구성하는 내부 원판지 및 상기 외부 원판지와 내부 원판지 사이에 형성되어 골판지에 두께를 부여하고 견고성과 유연성을 증가시키는 동시에 충격시 압축에 대한 탄성을 제공하는 골심지를 포함하는 직사각형 모양의 골판지 원단을 준비하는 단계; 상기 골판지 원단에 제1 폴리에틸렌 필름층을 형성하는 단계; 보온 및 보냉효과를 증가시키기 위하여 상부에는 제1 알루미늄 호일층이 형성되고, 하부에는 제2 알루미늄 호일층이 형성된 폴리에틸렌 발포층을 준비하는 단계; 및 상기 제1 폴리에틸렘 필름층이 형성된 골판지 원단에 상기 폴리에틸렌 발포층을 온도와 압력을 가하여 합지하는 단계;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 폴리에틸렌 발포층은, 상기 폴리에틸렌 발포층과 상기 제1 알루미늄 호일층 사이에 형성되어 상기 제1 알루미늄 호일층과 폴리에틸렌 발포층의 결합력을 강화시키고, 상기 폴리에틸렌 발포층의 공극이 외부로 유출되는 것을 막기 위한 제2 폴리에틸렌 필름층; 및 상기 폴리에틸렌 발포층과 상기 제2 알루미늄 호일층 사이에 형성되어 상기 제2 알루미늄 호일층과 폴리에틸렌 발포층의 결합력을 강화시키고, 상기 폴리에틸렌 발포층의 공극이 외부로 유출되는 것을 막기 위한 제3 폴리에틸렌 필름층을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 재활용이 용이한 보온 및 보냉 기능을 갖는 포장용 박스 및 이의 제조방법에 의하면, 폴리에틸렌 발포층의 한 면 또는 양 면에 알루미늄 호일층을 형성하고, 이를 폴리에틸렌 필름층과 결합시킨 다음 골판지의 일정 부분에만 접착라인을 형성하여 박스를 제작하는 재활용이 용이한 보온 및 보냉 기능을 갖는 포장용 박스 및 이의 제조방법을 제공을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 보온 및 보냉 기능을 갖는 포장용 박스의 단면을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 보온 및 보냉 기능을 갖는 포장용 박스의 단면을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 보온 및 보냉 기능을 갖는 포장용 박스에 사용되는 골판지 원단의 종류를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 보온 및 보냉 기능을 갖는 포장용 박스 제조방법에 있어서 박스에 접착제가 도포되는 모양을 나타내는 도면이다.
도 5는 도 4에 의해서 접착제 도포가 끝난 골판지를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 보온 및 보냉 기능을 갖는 포장용 박스 제조방법에 있어서 접착제 도포가 끝난 골판지를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 보온 및 보냉 기능을 갖는 포장용 박스 제조방법에 있어서 접착제 도포가 끝난 골판지를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 보온 및 보냉 기능을 갖는 포장용 박스 제조방법의 순서를 나타낸 도면이다.
도 9 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 보온 및 보냉 기능을 갖는 포장용 박스 제조방법의 순서를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 의한 보온 및 보냉 기능을 갖는 포장용 박스(FCB)와 기존 스티로폼 포장박스(EPS)의 단열성능을 테스트한 결과를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 의한 보온 및 보냉 기능을 갖는 포장용 박스(FCB)와 기존 스티로폼 포장박스(EPS)를 동일한 공간에 적재하였을 때 적재할 수 있는 박스의 양을 비교하여 나타낸 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도면들은 개략적이고 축적에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 감소되어 도시되었으며 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물, 요소 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다.

본 발명의 실시예는 본 발명의 이상적인 실시예를 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도해의 다양한 변형이 예상된다. 따라서 실시예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 보온 및 보냉 기능을 갖는 포장용 박스의 단면을 나타낸 도면이다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 보온 및 보냉 기능을 갖는 포장용 박스의 단면을 나타낸 도면이다.

도 3은 본 발명의 보온 및 보냉 기능을 갖는 포장용 박스에 사용되는 골판지 원단의 종류를 나타낸 도면이다.

도 4는 본 발명의 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 보온 및 보냉 기능을 갖는 포장용 박스 제조방법에 있어서 박스에 접착제가 도포되는 모양을 나타내는 도면이다.

도 5는 도 4에 의해서 접착제 도포가 끝난 골판지를 나타낸 도면이다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 보온 및 보냉 기능을 갖는 포장용 박스 제조방법에 있어서 접착제 도포가 끝난 골판지를 나타낸 도면이다.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 보온 및 보냉 기능을 갖는 포장용 박스 제조방법에 있어서 접착제 도포가 끝난 골판지를 나타낸 도면이다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 보온 및 보냉 기능을 갖는 포장용 박스 제조방법의 순서를 나타낸 도면이다.

도 9 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 보온 및 보냉 기능을 갖는 포장용 박스 제조방법의 순서를 나타낸 도면이다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 의한 보온 및 보냉 기능을 갖는 포장용 박스(FCB)와 기존 스티로폼 포장박스(EPS)의 단열성능을 테스트한 결과를 나타낸 도면이다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 의한 보온 및 보냉 기능을 갖는 포장용 박스(FCB)와 기존 스티로폼 포장박스(EPS)를 동일한 공간에 적재하였을 때 적재할 수 있는 박스의 양을 비교하여 나타낸 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 보온 및 보냉 기능을 갖는 포장용 박스는 골판지, 제1 폴리에틸렌 필름층, 폴리에틸렌 발포층 및 제1 알루미늄 호일층을 포함한다.

골판지는 박스의 외부로 노출되는 외부 원판지, 박스의 내부를 구성하는 내부 원판지 및 상기 외부 원판지와 내부 원판지 사이에 형성되어 골판지에 두께를 부여하고 견고성과 유연성을 증가시키는 동시에 충격시 압축에 대한 탄성을 제공하는 골심지를 포함한다. 골판지는 내부 및 외부 원판지에 파형의 골심지를 접착제로 붙여서 만든 판지로 구성에 따라 도 3와 같이 양면골판지, 이중양면골판지, 삼중양면골판지로 나누어진다. 원판지는 기계적 충격이나 기후 조건으로부터 저항성을 부여하며 외부 원판지는 인쇄용으로 사용되며, 골심지는 골판지에 두께를 부여하고 견고성과 유연성을 증가시키는 동시에 충격시 압축에 대한 상대적인 탄성을 제공한다. 골판지는 비교적 적은 무게의 재료를 사용하면서도 높은 압축강도를 나타낼 수 있으며, 용도에 따라 외장용과 내장용으로 나누어진다.

제1 폴리에틸렌(PE, Polyethylene) 필름층은 상기 골판지의 내부 원판지 상부에 형성된다. 폴리에틸렌(PE, Polyethylene) 소재는 열에 강한 소재로 주방용품에 많이 사용되고, 가공이 쉬워 다양한 제품군에 사용되며, 페트병의 주원료가 되기도 한다. 또한, 장시간 햇빛에 노출돼도 변색이 거의 일어나지 않으며, 비교적 안전한 소재로 아이들의 장난감에도 많이 사용된다.

폴리에틸렌(PE, Polyethylene) 소재는 밀도에 따라 고밀도, 저밀도, 중밀도, 초고밀도, 초저밀도등으로 나누어질 수 있는데, 본 발명에서는 제1 폴리에틸렌(PE, Polyethylene) 필름층은 고체상태에서의 밀도가 0.91 내지 0.94 g/cm³인 저밀도 폴리에틸렌 필름층(LDPE, Low Density Polyethylene)을 사용하는 것이 바람직하며, 후술하는 제2 폴리에틸렌 필름층과 제3 폴리에틸렌 필름층도 마찬가지이다. 저밀도 폴리에틸렌 필름층(LDPE, Low Density Polyethylene)은 에틸렌을 중합하여 제조하는 합성수지로서 상온에서 투명한 고체(밀도가 0.91~0.94의 것임)로 결정화가 낮아 가공성과 유연성, 투명성이 우수해 농업용·포장용 투명필름, 전선피복, 각종 랩 등의 원료로 사용된다.

폴리에틸렌 발포층은 상기 제1 폴리에틸렌 필름층의 상부에 형성된다. 폴리에틸렌 발포층은 폴리에틸렌(PE, Polyethylene) 소재를 발포시켜 만드는 것으로, PE foam 또는 발포PE 라고도 불리어진다. 폴리에틸렌 발포층의 특징은 충격에너지의 흡수력과 복원력이 뛰어나 반복적인 충격에도 완충효과가 높으며, 연전도율이 상당히 낮아 보온 및 보냉의 효과가 우수하다. 또한, 독립기포 발포제이기 때문에 흡수, 흡습성이 거의 없으며, 가공성이 좋고 약품 및 기후에 내성이 강하다는 특징이 있다.

제1 알루미늄 호일층은 상기 폴리에틸렌 발포층의 상부에 형성된다. 알루미늄 호일층은 공기의 유통을 차단하여 보온 및 보냉효과를 증가시키기 위한 것으로, 폴리에틸렌 발포층과 함께 사용하여 그 효과를 극대화시킬 수 있다. 본 발명에서 언급하는 상부라 함은 바로 위층만을 의미하는 것이라, 중간에 다른 층을 두고 그 위에 형성되는 것을 포함하는 개념이다.

또한, 상기 제1 알루미늄 호일층과 상기 폴리에틸렌 발포층 사이에 형성되어 상기 제1 알루미늄 호일층과 폴리에틸렌 발포층의 결합력을 강화시키고, 상기 폴리에틸렌 발포층의 공극이 외부로 유출되는 것을 막기 위한 제2 폴리에틸렌 필름층을 더 포함할 수 있고, 상기 폴리에틸렌 발포층과 상기 제1 폴리에틸렌 필름층 사이에 형성되어 보온 및 보냉 효과를 증가시키는 제2 알루미늄 호일층 및 상기 폴리에틸렌 발포층과 상기 제2 알루미늄 호일층 사이에 형성되어 상기 제2 알루미늄 호일층과 폴리에틸렌 발포층의 결합력을 강화시키고, 상기 폴리에틸렌 발포층의 공극이 외부로 유출되는 것을 막기 위한 제3 폴리에틸렌 필름층을 더 포함할 수 있다.

상술한 바와 같이, 상기 제1 폴리에틸렌 필름층, 제2 폴리에틸렌 필름층 및 제3 폴리에틸렌 필름층은 모두 고체상태에서의 밀도가 0.91 내지 0.94 g/cm³인 저밀도 폴리에틸렌 필름층(LDPE, Low Density Polyethylene)을 사용하는 것이 바람직하다.

접착체층은 골판지 원단과 제1 폴리에틸렌 필름층을 결합시키기 위한 것으로, 본 발명에서는 접착제 조성의 변경을 통한 다양한 실험을 통하여 다음과 같은 최적의접착제 조성을 찾아내었다.

바람직하게는 접착제 조성은 애틸렌-비닐 아세트산 공중합체 40 내지 50중량%, 아크릴산 뷰틸-메틸 메타크릴산-메타크릴 산 중합체 40 내지 50중량% 및 물 5 내지 10중량%으로 이루어진 물질이다. 해당 접착제는 톨루엔과 같은 유해성분을 포함하고 있지 않는 천연물질에 해당한다. 본 발명에 의한 포장박스는 신선물류 분야에 사용되기 때문에 직접적 또는 간접적으로 식품에 영향을 끼칠 수 있으므로, 유해성분이 포함된 접착제를 사용하면 안된다. 이러한 관점에서 톨루엔, 중금속등과 같은 유해성분을 배제시키고, 포장박스의 내용물(주로 식품)에 영향을 끼치지 않는 최적의 접착제 조성을 구비한 것이다. 또한, 접착제 각 성분의 조성비는 실험을 통하여 최적의 값을 찾아낸 것이지만, 각각의 성분들에 대한 화학식 및 성분은 당업자에게 공개되어 있는 내용이므로 생략한다.

본 발명의 구조에 의한 포장박스의 실제 성능 테스트를 위하여 도 10과 같이 기존 제품과 본 발명에 의한 포장박스 제품의 단열성능을 비교하였다. 도 10에서 FCB(Fresh Carton Box)는 본 발명에 의한 구조를 적용한 포장박스 제품을 표현한 것이며, EPS(Expanded Polystyrene)는 기존의 스티로폼 박스 제품을 의미한다.

시험성적서의 결과를 보면, 도 10과 같이 시간이 0분에서 540분(9시간)이 될 때까지 외부의 외기온도가 0°부터 30°까지 변하는 과정에 있어서, 본 발명에 의한 구조를 적용한 포장박스 제품인 FCB(Fresh Carton Box)와 기존의 스티로폼 박스인 EPS(Expanded Polystyrene)의 박스 내부의 온도변화를 나타낸 값을 확인할 수 있다.그리고, 두 제품의 포장박스 내부의 온도는 시간이 흘러감에 따라 거의 동일하게 유지되고 있는 것을 알 수 있다. 즉, 기존 제품(EPS)의 부피가 커서 보관이 어려우며, 재활용이 어렵다는 문제점을 해결하면서도, 기존 제품(EPS)과 비교하여 내부의 온도를 그대로 유지할 수 있는 우수한 제품을 개발한 것이다.

본 발명의 구조에 의한 포장박스가 기존 스티로폼 박스와 비교하여 적재공간에서 얼마나 유리한 지를 측정하여 도 11과 같이 나타내었다. 도 11에서 왼쪽 그림은 EPS(Expanded Polystyrene)는 기존의 스티로폼 박스 제품을 적재한 모습을 나타낸 것이며, 오른쪽 그림은 본 발명에 의한 포장박스를 적재한 모습을 나타낸 것이다.

도 11의 파레트(박스의 이동을 편리하게 하기 위하여, 박스를 적재하여 쌓는 도구)는 가로와 세로의 길이가 모두 1100밀리미터인 제품을 사용하였다. 이러한 사이즈의 파레트에 왼쪽과 오른쪽 모두 박스를 2400밀리미터의 높이까지 적재한 모습이며, 보이는 바와 같이 기존의 스티로폼 박스 제품은 99개만을 적재할 수 있었으나, 본 발명에 의한 포장박스는 480개까지 적재할 수 있어서 기존 박스대비 적재공간을 차지하는 면적에 있어서 아주 큰 장점이 있음을 알 수 있다. 적재공간을 적게 차지한다는 것은 기업의 물류비용과 창고비용을 절약할 수 있기 때문에 아주 큰 경제적 효과를 가져올 수 있는 것이다.

본 발명과 같이 골판지에 기능성 필름을 형성하여 박스를 사용하는 경우에, 박스의 사용이 끝나고 기능성 필름과 골판지를 분리하여 수거하여야지만 박스의 재활용이 가능하다. 그러나, 골판지 원단의 내부 원판지 전체에 접착제를 도포한 이후에 기능성 필름을 붙이게 되면, 기능성 필름을 골판지로부터 분리하는 게 아주 어려워지며, 분리하는 도중에 필름이 찢어져서 골판지에 계속 남아있게 되어 제대로 된 분리수거를 할 수가 없는 상황이 된다. 본 발명에서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 골판지를 4개의 구간으로 나누어 각각에 접착제 도포라인의 개수에 차이를 두어 실험을 한 결과, 골판지 원단의 4개의 구간에 각각 형성되는 접착체 도포라인이 도 5와 같이 3개-4개-3개-4개 또는 4개-3개-4개-3개와 같이 형성하여 박스를 제작하거나, 도 6과 같이 골판지 원단의 4개의 구간에 각각 형성되는 접착체 도포라인이 4개-5개-4개-5개 또는 5개-4개-5개-4개와 같이 형성되거나, 도 7과 같이 골판지 원단의 4개의 구간에 각각 형성되는 접착체 도포라인이 5개-6개-5개-6개 또는 6개-5개-6개-5개와 같이 형성되는 것이 박스의 사용 이후에 기능성 필름(본 발명에서는 제1 폴리에틸렌 필름층 및 폴리에틸렌 발포층)을 골판지로부터 분리하기가 골판지의 일면 전체에 접착제를 형성한 경우보다 훨씬 수월하다는 것을 알아내었다. 가장 바람직하게는, 도 6과 도 7과 같이 접착제 도포라인을 형성하는 것이 좋은 결과를 얻을 수 있었다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 보온 및 보냉 기능을 갖는 포장용 박스 제조방법을 설명한다. 먼저 박스의 외부로 노출되는 외부 원판지, 박스의 내부를 구성하는 내부 원판지 및 상기 외부 원판지와 내부 원판지 사이에 형성되어 골판지에 두께를 부여하고 견고성과 유연성을 증가시키는 동시에 충격시 압축에 대한 탄성을 제공하는 골심지를 포함하는 직사각형 모양의 골판지 원단을 준비한다.

그리고, 준비된 골판지 원단을 길이방향을 따라서 좌측과 우측에서 커트하여 총 3쌍의 커트부를 형성하여 총 4개의 구역으로 나눈 다음, 상기 4개의 구역으로 나누어진 골판지 원단에 접착제를 도포하되, 4개의 구역중 서로 인접한 구역의 접착제 도포라인의 개수는 서로 상이하게 하여 도포한다. 이 때, 상술한 바와 같이 상기 골판지 원단의 총 4개의 구역에 각각 도포된 상기 접착제 도포라인의 개수는 도 5와 같이 일단부터 끝단까지 4개-3개-4개-3개 또는 3개-4개-3개-4개가 되도록 형성하거나, 도 6과 같이 골판지 원단의 4개의 구간에 각각 형성되는 접착체 도포라인이 4개-5개-4개-5개 또는 5개-4개-5개-4개와 같이 형성되거나, 도 7과 같이 골판지 원단의 4개의 구간에 각각 형성되는 접착체 도포라인이 5개-6개-5개-6개 또는 6개-5개-6개-5개와 같이 형성되는 것이 바람직하다. 가장 바람직하게는, 도 6과 도 7과 같이 접착제 도포라인을 형성하는 것이 가장 좋은 결과를 얻을 수 있었다.

이후, 상기 접착제가 도포된 골판지 원단의 상부에 폴리에틸렌 발포층을 합지하고, 상기 합지된 골판지 원단과 폴리에틸렌 발포층을 가압하여 결합력을 향상시킨다. 이 때, 가압은 일단 접착제를 통하여 한 번 결합된 포장박스에 대해서 결합력을 향상시키기 위하여 추가로 진행되는 공정이므로, 별도의 폴리에틸렌 필름이 용융될 수 있도록 온도를 가하는 가온절차 없이 상온상태의 환경에서 압력만을 가하는 가압공정을 통하여 진행될 수 있다는 장점이 있다.

상기 폴리에틸렌 발포층은 상기 골판지 원단에 합지하기 전에, 상기 폴리에틸렌 발포층의 하부에는 상기 골판지 원단과의 결합력을 높이기 위한 제1 폴리에틸렌 필름층이 형성되고, 상기 폴리에틸렌 발포층의 상부에는 보온 및 보냉효과를 증가시키기 위하여 제1 알루미늄 호일층을 형성하는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 보온 및 보냉 기능을 갖는 포장용 박스 제조방법에 대해서 설명한다. 먼저, 박스의 외부로 노출되는 외부 원판지, 박스의 내부를 구성하는 내부 원판지 및 상기 외부 원판지와 내부 원판지 사이에 형성되어 골판지에 두께를 부여하고 견고성과 유연성을 증가시키는 동시에 충격시 압축에 대한 탄성을 제공하는 골심지를 포함하는 직사각형 모양의 골판지 원단을 준비한다.

그 다음, 상기 골판지 원단에 제1 폴리에틸렌 필름층을 형성하고, 보온 및 보냉효과를 증가시키기 위하여 상부에는 제1 알루미늄 호일층이 형성되고, 하부에는 제2 알루미늄 호일층이 형성된 폴리에틸렌 발포층을 준비한 다음, 상기 제1 폴리에틸렌 필름층이 형성된 골판지 원단에 상기 폴리에틸렌 발포층을 온도와 압력을 가하여 합지를 하게 된다.

이 때, 상기 폴리에틸렌 발포층은, 상기 폴리에틸렌 발포층과 상기 제1 알루미늄 호일층 사이에 형성되어 상기 제1 알루미늄 호일층과 폴리에틸렌 발포층의 결합력을 강화시키고, 상기 폴리에틸렌 발포층의 공극이 외부로 유출되는 것을 막기 위한 제2 폴리에틸렌 필름층; 및 상기 폴리에틸렌 발포층과 상기 제2 알루미늄 호일층 사이에 형성되어 상기 제2 알루미늄 호일층과 폴리에틸렌 발포층의 결합력을 강화시키고, 상기 폴리에틸렌 발포층의 공극이 외부로 유출되는 것을 막기 위한 제3 폴리에틸렌 필름층을 더 포함하는 것이 바람직하다.

이와 같은 공정은 제1 폴리에틸렌 필름이 붙어있는 골판지와 양 면에 알루미늄 호일층을 포함한 폴리에틸렌 발포층만을 준비한 상태에서, 별도의 접착제 도포과정 없이 폴리에틸렌 필름이 용융될 수 있도록 온도를 가하고, 결합력을 향상시키기 위하여 압력을 가함으로써, 강한 결합력을 가질 수 있게 되어 효율적인 자동화 공정이 가능하다는 장점이 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명은 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 골판지
11 : 외부 원판지
12 : 내부 원판지
13 : 골심지
20 : 접착제층
30 : 제1 폴리에틸렌 필름층
31 : 제2 폴리에틸렌 필름층
32: 제3 폴리에틸렌 필름층
40 : 제1 알루미늄 호일층
41 : 제2 알루미늄 호일층
50 : 폴리에틸렌 발포층

Claims

박스의 외부로 노출되는 외부 원판지, 박스의 내부를 구성하는 내부 원판지 및 상기 외부 원판지와 내부 원판지 사이에 형성되어 골판지에 두께를 부여하고 견고성과 유연성을 증가시키는 동시에 충격시 압축에 대한 탄성을 제공하는 골심지를 포함하는 골판지;
상기 골판지의 내부 원판지 상부에 형성되는 제1 폴리에틸렌 필름층;
상기 제1 폴리에틸렌 필름층의 상부에 형성되는 폴리에틸렌 발포층; 및
상기 폴리에틸렌 발포층의 상부에 형성되는 제1 알루미늄 호일층;을 포함하고,
상기 골판지의 내부 원판지와 상기 제1 폴리에틸렌 필름층 사이에 형성되어 상기 내부 원판지와 상기 제1 폴리에틸렌 필름층을 결합시켜주는 접착제층;을 더 포함하며,
상기 제1 알루미늄 호일층과 상기 폴리에틸렌 발포층 사이에 형성되어 상기 제1 알루미늄 호일층과 폴리에틸렌 발포층의 결합력을 강화시키고, 상기 폴리에틸렌 발포층의 공극이 외부로 유출되는 것을 막기 위한 제2 폴리에틸렌 필름층을 더 포함하고,
상기 제1 폴리에틸렌 필름층 및 제2 폴리에틸렌 필름층은 모두 고체상태에서의 밀도가 0.91 내지 0.94 g/cm³인 저밀도 폴리에틸렌 필름층(LDPE, Low Density Polyethylene)이고,
상기 접착제층은 상기 골판지의 내부 원판지에 복수 개의 접착제 라인으로 형성되고, 상기 복수 개의 접착제 라인을 합한 면적은 상기 골판지의 내부 원판지 면적의 절반 이하인 것을 특징으로 하는 보온 및 보냉 기능을 갖는 포장용 박스.
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박스의 외부로 노출되는 외부 원판지, 박스의 내부를 구성하는 내부 원판지 및 상기 외부 원판지와 내부 원판지 사이에 형성되어 골판지에 두께를 부여하고 견고성과 유연성을 증가시키는 동시에 충격시 압축에 대한 탄성을 제공하는 골심지를 포함하는 골판지;
상기 골판지의 내부 원판지 상부에 형성되는 제1 폴리에틸렌 필름층;
상기 제1 폴리에틸렌 필름층의 상부에 형성되는 폴리에틸렌 발포층; 및
상기 폴리에틸렌 발포층의 상부에 형성되는 제1 알루미늄 호일층;을 포함하고,
상기 제1 알루미늄 호일층과 상기 폴리에틸렌 발포층 사이에 형성되어 상기 제1 알루미늄 호일층과 폴리에틸렌 발포층의 결합력을 강화시키고, 상기 폴리에틸렌 발포층의 공극이 외부로 유출되는 것을 막기 위한 제2 폴리에틸렌 필름층을 더 포함하며,
상기 폴리에틸렌 발포층과 상기 제1 폴리에틸렌 필름층 사이에 형성되어 보온 및 보냉 효과를 증가시키는 제2 알루미늄 호일층; 및
상기 폴리에틸렌 발포층과 상기 제2 알루미늄 호일층 사이에 형성되어 상기 제2 알루미늄 호일층과 폴리에틸렌 발포층의 결합력을 강화시키고, 상기 폴리에틸렌 발포층의 공극이 외부로 유출되는 것을 막기 위한 제3 폴리에틸렌 필름층을 더 포함하고,
상기 제1 폴리에틸렌 필름층, 제2 폴리에틸렌 필름층 및 제3 폴리에틸렌 필름층은 모두 고체상태에서의 밀도가 0.91 내지 0.94 g/cm³인 저밀도 폴리에틸렌 필름층(LDPE, Low Density Polyethylene)인 것을 특징으로 하는 보온 및 보냉 기능을 갖는 포장용 박스.
박스의 외부로 노출되는 외부 원판지, 박스의 내부를 구성하는 내부 원판지 및 상기 외부 원판지와 내부 원판지 사이에 형성되어 골판지에 두께를 부여하고 견고성과 유연성을 증가시키는 동시에 충격시 압축에 대한 탄성을 제공하는 골심지를 포함하는 직사각형 모양의 골판지 원단을 준비하는 단계;
상기 준비된 골판지 원단을 길이방향을 따라서 좌측과 우측에서 커트하여 총 3쌍의 커트부를 형성하여 총 4개의 구역으로 나누는 단계;
상기 4개의 구역으로 나누어진 골판지 원단에 접착제를 도포하되, 4개의 구역중 서로 인접한 구역의 접착제 도포라인의 개수는 서로 상이하게 하여 도포하는 단계;
상기 접착제가 도포된 골판지 원단의 상부에 폴리에틸렌 발포층을 합지하는 단계; 및
상기 합지된 골판지 원단과 폴리에틸렌 발포층을 가압하여 결합력을 향상시키는 단계;를 포함하고,
상기 폴리에틸렌 발포층은 상기 골판지 원단에 합지하기 전에,
상기 폴리에틸렌 발포층의 하부에는 상기 골판지 원단과의 결합력을 높이기 위한 제1 폴리에틸렌 필름층이 형성되고,
상기 폴리에틸렌 발포층의 상부에는 보온 및 보냉효과를 증가시키기 위하여 제1 알루미늄 호일층을 형성된 것을 특징으로 하는 보온 및 보냉 기능을 갖는 포장용 박스 제조방법.
제 6항에 있어서,
상기 골판지 원단의 총 4개의 구역에 각각 도포된 상기 접착제 도포라인의 개수는 일단부터 끝단까지 4개-3개-4개-3개 또는 3개-4개-3개-4개가 되도록 형성하거나, 5개-4개-5개-4개 또는 4개-5개-4개-5개가 되도록 형성하거나, 6개-5개-6개-5개 또는 5개-6개-5개-6개가 되도록 형성하는 것을 특징으로 하는 보온 및 보냉 기능을 갖는 포장용 박스 제조방법.
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박스의 외부로 노출되는 외부 원판지, 박스의 내부를 구성하는 내부 원판지 및 상기 외부 원판지와 내부 원판지 사이에 형성되어 골판지에 두께를 부여하고 견고성과 유연성을 증가시키는 동시에 충격시 압축에 대한 탄성을 제공하는 골심지를 포함하는 직사각형 모양의 골판지 원단을 준비하는 단계;
상기 골판지 원단에 제1 폴리에틸렌 필름층을 형성하는 단계;
보온 및 보냉효과를 증가시키기 위하여 상부에는 제1 알루미늄 호일층이 형성되고, 하부에는 제2 알루미늄 호일층이 형성된 폴리에틸렌 발포층을 준비하는 단계; 및
상기 제1 폴리에틸렌 필름층이 형성된 골판지 원단에 상기 폴리에틸렌 발포층을 온도와 압력을 가하여 합지하는 단계;를 포함하고,
상기 폴리에틸렌 발포층과 상기 제1 알루미늄 호일층 사이에 형성되어 상기 제1 알루미늄 호일층과 폴리에틸렌 발포층의 결합력을 강화시키고, 상기 폴리에틸렌 발포층의 공극이 외부로 유출되는 것을 막기 위한 제2 폴리에틸렌 필름층; 및
상기 폴리에틸렌 발포층과 상기 제2 알루미늄 호일층 사이에 형성되어 상기 제2 알루미늄 호일층과 폴리에틸렌 발포층의 결합력을 강화시키고, 상기 폴리에틸렌 발포층의 공극이 외부로 유출되는 것을 막기 위한 제3 폴리에틸렌 필름층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 보온 및 보냉 기능을 갖는 포장용 박스 제조방법.
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