KR102104708B1 - 기능성 골판지 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기능성 골판지에 관한 것으로서, 표면지와 이면지 사이에 심지가 배치되는 골판지부재; 상기 골판지부재의 상부에 배치되는 메쉬 구조의 인장력강화부재; 및 상기 인장력강화부재의 상부에 배치되는 기능성시트부재;를 포함하는 골판지로서, 상기 골판지를 소정의 시간 동안 방수조성물에 침지시킨 후 건조하여 마련되는 것을 특징으로 한다.
이에 의해, 골판지의 인장력을 증가시키면서 뛰어난 방수 및 방습 효과를 통해 보다 다양한 용도의 포장재 또는 포장용 박스로 사용할 수 있는 범용성이 향상된 기능성 골판지를 제조할 수 있다.

Description

기능성 골판지{FUNTIONAL CORRUGATED CARDBOARD}

본 발명은 기능성 골판지에 관한 것이다.

일반적으로 골판지는 원판지(liner)에 파형의 골심지(corrugating medium)를 접착제로 붙여서 만든 판지이며, 비교적 적은 무게의 재료를 사용하면서 높은 압축강도를 제공하는 특성을 가지고 완충성을 갖도록 제조된 것으로서, 주로 각종 물품의 포장용 박스로 많이 활용되고 있다.

그러나 골판지는 수분에 약하기 때문에 수분을 함유하고 있는 식품류를 골판지 박스에 포장하면 수분에 의해 박스가 쉽게 손상된다. 또한, 박스가 비에 맞거나 또는 습도가 높은 곳에 보관되는 경우에도 박스가 쉽게 손상되고, 결국 포장된 내용물까지 손상되게 된다. 따라서 이러한 이유로 인해 골판지 포장박스의 사용이 제약을 받는다.

한편, 이러한 문제점에 대해 특허등록 제10-0807123호 및 공개특허 제10-2013-0049009호와 같은 방수성 골판지 박스가 제안되었다.

특허등록 제10-0807123호는 내측면에 방수층이 형성된 골판지 포장박스에 관한 것인데, 이러한 포장박스는 박스의 내측면에만 방수성이 부여되기 때문에, 포장박스의 외측면이 물에 노출되면 쉽게 손상되는 단점을 가진다.

그리고 공개특허 제10-2013-0049009호는 내, 외측면에 방수필름이 부착되어, 골판지의 내, 외측면에 모두 방수성이 부여된 골판지 박스에 관한 것이다. 그러나 이러한 골판지 포장박스는 내, 외측면에 방수필름을 부착하여 방수성이 부여되는 것이기 때문에, 골판지의 단면에는 방수성이 부여되지 못하며, 따라서 골판지의 단면을 통해 수분이 침투되면 골판지의 심지가 손상되어, 결국 포장박스가 손상되는 단점을 가진다.

따라서, 일정 이상의 인장력을 구비하여 내구성이 확보됨과 동시에 방수 및 방습 효과가 뛰어난 골판지의 개발이 절실히 요구되고 있다.

대한민국 등록특허 제10-0807123호(2008. 02. 19.) 대한민국 공개특허 제10-2013-0049009호(2013. 05. 13.)

본 발명의 목적은, 골판지의 인장력을 증가시키면서 뛰어난 방수 및 방습 효과를 통해 보다 다양한 용도의 포장재 또는 포장용 박스로 사용할 수 있는 범용성이 향상된 기능성 골판지를 제공하는 데 있다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 표면지와 이면지 사이에 심지가 배치되는 골판지부재; 상기 골판지부재의 상부에 배치되는 메쉬 구조의 인장력강화부재; 및 상기 인장력강화부재의 상부에 배치되는 기능성시트부재;를 포함하는 골판지로서, 상기 골판지를 소정의 시간 동안 방수조성물에 침지시킨 후 건조하여 마련되는 기능성 골판지에 의해 달성될 수 있다.

여기서, 상기 심지는 일정한 파형이루도록 마련되며, 상기 이면지와 표면지 사이에 배치될 때 복수의 심지가 파형 방향이 서로 다르게 배치될 수 있다.

또한, 상기 인장력강화부재는 폴리에틸렌(PE) 또는 폴리프로필렌(PP)으로 마련되며, 격자로 직조된 그물망 형태의 메쉬 구조로 형성된다.

여기서, 상기 기능성시트부재는 알루미늄박과 상기 알루미늄박의 상부에 접착되는 무연신 폴리프로필렌(CPP) 필름과 상기 무연신 폴리프로필렌 필름의 상부에 부착되는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름으로 마련될 수 있다.

한편, 상기 방수조성물은 아크릴로 니트릴과 아크릴산 알킬에스테르를 공중합하여 제조된 제1수지와 아크릴레이트 말단의 폴리올과 이소시아네이트를 반응하여 제조된 제2수지를 포함할 수 있다.

또한, 상기 방수조성물에는 적층된 골판지부재와 인장력강화부재 및 기능성시트부재 사이의 접착성을 높이기 위한 에폭시수지가 더 첨가될 수 있다.

또한, 상기 방수조성물에는 골판지의 난연성을 향상시키기 위한 트리페닐 포스페이트(triphenyl phosphate)와 수산화마그네슘 및 수산화알루미늄이 더 첨가될 수 있다.

본 발명에 의해, 골판지의 인장력을 증가시키면서 뛰어난 방수 및 방습 효과를 통해 보다 다양한 용도의 포장재 또는 포장용 박스로 사용할 수 있는 범용성이 향상된 기능성 골판지를 제조할 수 있다.

도 1 은 본 발명에 따른 기능성 골판지의 구성을 나타낸 분해 사시도이며,
도 2 는 본 발명에 따른 기능성 골판지의 결합 단면도이며,
도 3 은 본 발명에 따른 기능성 골판지의 심지의 배치상태를 나타낸 사시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세히 설명하기로 한다.

이에 앞서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

아울러, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어는 사전적인 의미로 한정 해석되어서는 아니되며, 발명자는 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절히 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예 및 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 표현하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 존재할 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1 은 본 발명에 따른 기능성 골판지의 구성을 나타낸 분해 사시도이며, 도 2 는 본 발명에 따른 기능성 골판지의 결합 단면도이며, 도 3 은 본 발명에 따른 기능성 골판지의 심지의 배치상태를 나타낸 사시도이다.

도 1 내지 도 3 를 참조하면, 본 발명에 따른 기능성 골판지(100)는, 골판지부재(10), 인장력강화부재(20) 및 기능성시트부재(30)를 포함하여 구성된다.

골판지부재(10)는 도 1 에서와 같이, 표면지(1)와 이면지(5) 사이에 심지(3)가 배치된 일반적인 형태로 마련될 수 있다. 여기서, 상기 심지(3)는 골과 마루를 구비하는 일정한 파형을 형성하도록 마련될 수 있는데, 표면지(1)와 이면지(5)에 인가되는 하중을 용이하게 지지하기 위하여 도 3 과 같이, 이면지(5)와 표면지(1) 사이에서 복수의 심지(3)가 배치되되 파형 방향이 서로 직교하도록 배치될 수도 있다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 본원발명의 복수의 심지(3)는 이면지(5)와 표면지(1) 사이의 동일 평면상에서 파형 방향이 서로 직교하도록 교대로 배치될 수 있다. 또한, 복수의 심지(3) 중 어느 하나는 서로 대각선 방향에 있는 심지(3)와 파형 방향이 평행이 되도록 배치될 수 있다. 구체적으로, 복수의 심지(3) 중 어느 하나의 심지(3)의 측면에 인접하는 타 심지(3)는 어느 하나의 심지의 파형 방향과 직교하도록 배치되면서, 어느 하나의 심지(3)의 대각선 방향에 위치하는 타 심지(3)는 어느 하나의 심지(3)의 파형 방향과 평행을 이루도록 배치될 수 있다.

인장력강화부재(20)는 상기 골판지부재(10)의 상부에 배치되어 기능성 골판지에 일정 이상의 인장력을 부여하기 위한 구성으로 도 1 에서와 같이 메쉬 구조로 마련될 수 있다.

여기서, 상기 인장력강화부재(20)는 폴리에틸렌(PE) 또는 폴리프로필렌(PP)으로 마련되며, 격자로 직조된 그물망 형태의 메쉬 구조로 형성된다.

여기서, 상기 폴리에틸렌(PE)은 최근 포장용 필름 등으로 많이 활용되고 있는 것으로서, 가볍고 유연하며 높은 인장력을 가지고 있는 소재이며, 상기 폴리프로필렌(PP)은 포장용 필름 등으로 많이 활용되고 있는 것으로서, 폴리에틸렌(PE)과 흡사하지만 강도가 높고 가벼우며 내열성 및 내약품성이 뛰어난 소재이다.

또한, 상기 폴리에틸렌(PE)이나 폴리프로필렌(PP)은 모두 범용성을 갖는 합성수지재로서, 자재의 구입이 용이하고 비교적 비용이 저렴하다.

기능성시트부재(30)는 상기 인장력강화부재의 상부에 배치되며, 방수, 방습, 단열 등의 다양한 기능을 골판지에 부여하는 구성으로 총 3개의 층으로 이루어진다.

구체적으로, 기능성시트부재(30)는 도 2 에서와 같이, 알루미늄박(31)과 상기 알루미늄박(31)의 상부에 접착되는 무연신 폴리프로필렌(CPP) 필름(33)과 상기 무연신 폴리프로필렌 필름(33)의 상부에 부착되는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름(35)으로 마련될 수 있다.

여기서, 상기 알루미늄박(31)은 알루미늄호일과 같은 아주 얇은 박막의 시트로서, 경량성이면서 독성이 없어 유해하지 않고 식품류와 화학적 반응이 없으며 내부식성의 특성을 발휘할 수 있다.

또한, 상기 알루미늄박(31)은 수분 침투를 방지함과 더불어 열 반사도가 우수하여 열차단 효과가 있으며, 비자성체로서 전자파 및 방사선까지 차단할 수 있다.

여기에서, 상기 무연신 폴리프로필렌(CPP) 필름(33)은 폴리프로필렌을 연신하지 않은 것으로서, 수분 및 습기를 차단하는 방수성 및 방습성이 뛰어나며, 위생적이며, 열접착성을 제공할 수 있으며, 내충격성과 내열성을 보강하는데 기여할 수 있다.

또한, 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름(35)은 포장용기로 많이 활용되고 있는 것으로서, 투과성을 감소시킬 수 있고 수분 침투를 차단하는 특성을 발휘할 수 있다.

또한, 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름(35)은 내스크래치성이 우수하고, 강도와 내열성 및 내약품성 등이 뛰어나다.

덧붙여, 상기 알루미늄박(31)과 무연신 폴리프로필렌(CPP) 필름(33) 및 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름(35)은 각각의 개별 구성으로 하여 라미네이팅 등을 포함하는 다양한 결합방식으로 일체 결합할 수 있다.

때로는, 상기 무연신 폴리프로필렌(CPP) 필름에 알루미늄을 증착하여 알루미늄 증착 무연신 폴피프로필렌필름으로 구성하고 이에 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름을 일체 결합하는 형태로 구성할 수도 있다.

즉, 상기 3중 구조의 시트 결합체로 이루어지는 기능성시트부재(30)를 통해서 수분이나 습기에 강한 특성을 발휘할 수 있고, 열과 전자파 등을 차단하는데에도 아주 유용한 특성을 발휘할 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 기능성 골판지는 골판지부재(10), 인장력강화부재(20) 및 기능성시트부재(30)를 적층시켜 구성하며, 전술한 다양한 효과 이외에 골판지 자체의 방수기능을 극대화시키기 위하여 방수조성물에 골판지(100)를 침지 및 건조하여 골판지(100)의 표면 및 내부에 방수코팅층(40)을 형성하였다.

구체적으로 본 발명에서는 골판지(100)에 방수조성물이 함침되어 도 2 와 같은 방수코팅층(40)이 형성된다. 바람직하게는 골판지(100)를 박스로 조립하기 위해 재단하고, 재단된 골판지를 방수조성물에 침지시켜서 골판지에 방수조성물이 함침되도록 한다.

물론 경우에 따라서는 골판지를 박스형태로 조립하고, 조립된 박스를 방수조성물에 침지시키는 것도 가능할 것이나, 방수조성물의 함침효율이나 생산성을 고려할 때 골판지를 박스로 조립하기 전에 방수조성물에 침지시키는 것이 바람직할 것이다.

방수조성물이 골판지에 함침되면, 골판지(100)의 표면(골판지부재와 인장력강화부재와 기능성시트부재가 접합된 표면)에 방수조성물이 코팅되어 방수코팅층(40)이 형성되고, 이에 따라 골판지(100)에 방수성이 부여된다.

특히, 본 발명은 골판지의 내, 외측면과 더불어 노출된 측부를 통해 골판지(100)의 내부까지도 코팅되기 때문에, 골판지의 단면을 통해 골판지 내부로 수분이 유입되어도 골판지가 손상되지 않는다. 따라서 수분에 의해 박스가 손상될 우려가 없다.

또한, 방수코팅층(40)에 의해 골판지의 강도가 보강되어, 박스의 내구성이 향상된다.

상기 방수조성물은 방수성은 물론이며, 연질특성을 가지는 것이 사용되는데, 방수조성물이 경질특성을 가지면, 방수코팅층(40)에 의해 골판지가 딱딱해져서 박스로 조립하기 곤란해진다.

바람직하게는 상기 방수조성물은 아크릴로 니트릴과 아크릴산 알킬에스테르를 공중합하여 제조된 제1수지, 아크릴레이트 말단의 폴리올과 이소시아네이트를 반응하여 제조된 제2수지, 왁스에멀젼 및 벤조페논을 포함하여 이루어진다.

상기 제1수지는 아크릴로 니트릴(acrylonitrile)과 아크릴산 알킬에스테르(acrylicacid alkylester)를 공중합하여 제조되어 높은 방수성을 가진다. 특히, 아크릴산 알킬에스테르는 방수성이 좋을 뿐만 아니라 점착성이 높은데, 점착성이 과도하게 높으면 방수조성물이 함침된 골판지에 블로킹현상이 발생되어 본 발명에 의한 박스를 적재하였을 때 박스들이 서로 들러붙는 현상이 발생된다.

따라서 상기 제1수지는 블로킹현상을 방지하기 위해 점착성이 높은 아크릴산 알킬에스테르를 상대적으로 점착성이 낮은 아크릴로 니트릴과 공중합하여 점착성을 조절한 것이다. 바람직하게는 제1수지는 아크릴로 니트릴과 아크릴산 알킬에스테르가 1:4 정도의 중량비로 공중합된다.

상기 제2수지는 아크릴레이트 말단의 폴리에틸렌 글리콜(polyethylene glycol)과 톨루엔 디이소시아네이트(toluene diisocyanate)를 공중합시켜 제조된다. 이러한 제2수지는 조직이 치밀하여 높은 방수성을 가지며, 유연성도 좋다. 이러한 제2수지는 제1수지 100중량부에 대해 15~30중량부 혼합된다.

상기 왁스에멀젼은 방수조성물의 방수성을 향상시키기 위한 것이다. 왁스에멀젼은 제1수지 100중량부에 대해 25~100중량부 포함된다. 왁스에멀젼이 25중량부 미만으로 포함되면 왁스에멀젼에 의한 효과가 미미하고, 100중량부 이상으로 포함되면 방수코팅층(40)의 표면에 미끄러짐 현상이 발생하므로 바람직하지 않다.

그리고 벤조페논(benzophenone)은 상기 제2수지를 광경화시키는 광개시제이며, 상기 제2수지 100중량부에 대해 0.1~10중량부 포함된다. 벤조페논이 0.1중량부 미만으로 포함되면 제2수지의 경화가 제대로 이루어지지 않으며, 10중량부를 초과하여 포함되면 제1수지에 비해 제2수지의 경화가 과도하게 빠르게 진행되어 방수조성물의 방수성과 점착성 등의 물성이 저하될 우려가 있으므로 바람직하지 않다.

또한, 상기 방수조성물에는 적층된 골판지부재(10)와 인장력강화부재(20) 및 기능성시트부재(30) 사이의 접착성을 높이기 위한 에폭시수지가 더 첨가될 수 있다. 이 경우에도 전술한 블로킹현상이 발생되지 않으면서도 골판지를 구성하는 상기 각 구성 간의 접착력을 높이기 위하여 상기 에폭시수지는 제1수지 100중량부에 대해 5~10중량부로 첨가되는 것이 바람직하다.

이와 같은 조성을 갖는 방수조성물은 방수성이 우수할 뿐만 아니라 골판지에 대한 침투성과 부착성도 좋고, 블로킹현상도 발생되지 않는 장점을 가진다. 이러한 방수조성물을 물에 수분산시켜서 방수조성물의 점도를 조절하여 재단된 골판지 또는 조립된 박스를 침지시킨다.

한편, 필요에 따라서는 방수조성물에는 트리페닐 포스페이트(triphenyl phosphate)와 수산화마그네슘 및 수산화알루미늄이 더 혼합될 수 있다. 이들 트리페닐 포스페이트, 수산화마그네슘 및 수산화알루미늄이 방수조성물에 더 추가되면 방수조성물의 난연성이 향상된다.

바람직하게는 트리페닐 포스페이트, 수산화마그네슘, 수산화알루미늄은 제1수지 100중량부에 대해 각각 3~5중량부, 2~3중량부, 2~3중량부 포함된다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 골판지의 인장력을 증가시키면서 뛰어난 방수 및 방습 효과를 통해 보다 다양한 용도의 포장재 또는 포장용 박스로 사용할 수 있는 범용성이 향상된 기능성 골판지를 제조할 수 있다.

이상, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명의 기술적 사상은 이러한 것에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해, 본 발명의 기술적 사상과 하기 될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 실시가 가능할 것이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
100 : 골판지
10 : 골판지부재
1 : 표면지
3 : 심지
5 : 이면지
20 : 인장력강화부재
30 : 기능성시트부재
31 : 알루미늄박
33 : 무연신 폴리프로필렌 필름
35 : 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름
40 : 방수코팅층

Claims (7)

1. 표면지와 이면지 사이에 복수의 심지가 배치되는 골판지부재; 상기 골판지부재의 상부에 배치되는 메쉬 구조의 인장력강화부재; 및 상기 인장력강화부재의 상부에 배치되는 기능성시트부재;를 포함하는 골판지로서,
   상기 골판지를 소정의 시간 동안 방수조성물에 침지시킨 후 건조하여 마련되고,
   상기 심지는 일정한 파형을 이루도록 마련되며, 복수의 상기 심지는 이면지와 표면지 사이의 동일 평면상에서 파형 방향이 서로 직교하도록 교대로 배치되고,
   상기 인장력강화부재는 폴리에틸렌(PE) 또는 폴리프로필렌(PP)으로 마련되며, 격자로 직조된 그물망 형태의 메쉬 구조로 형성되고,
   상기 기능성시트부재는 알루미늄박과 상기 알루미늄박의 상부에 접착되는 무연신 폴리프로필렌(CPP) 필름과 상기 무연신 폴리프로필렌 필름의 상부에 부착되는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름으로 마련되고,
   상기 방수조성물은 아크릴로 니트릴과 아크릴산 알킬에스테르를 공중합하여 제조된 제1수지와 아크릴레이트 말단의 폴리올과 이소시아네이트를 반응하여 제조된 제2수지를 포함하고,
   상기 방수조성물에는 적층된 골판지부재와 인장력강화부재 및 기능성시트부재 사이의 접착성을 높이기 위한 에폭시수지가 첨가되고,
   상기 방수조성물에는 골판지의 난연성을 향상시키기 위한 트리페닐 포스페이트(triphenyl phosphate)와 수산화마그네슘 및 수산화알루미늄이 첨가되되,
   상기 복수의 심지 중 어느 하나의 심지의 측면에 인접하는 타 심지는 어느 하나의 심지의 파형 방향과 직교하도록 배치되면서, 어느 하나의 심지의 대각선 방향에 위치하는 타 심지는 어느 하나의 심지의 파형 방향과 평행을 이루도록 배치되는 것을 특징으로 하는 기능성 골판지.
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