KR102255766B1

KR102255766B1 - 친환경 종이 아이스 팩

Info

Publication number: KR102255766B1
Application number: KR1020190169063A
Authority: KR
Inventors: 나상연
Original assignee: 주식회사 빙고
Priority date: 2019-12-17
Filing date: 2019-12-17
Publication date: 2021-05-25

Abstract

본 발명은 아이스 팩에 관한 것으로서, 상세하게는 생분해성 비닐 일측면에 한천 분말 또는 곤약 분말, 벤토나이트 분말을 포함하는 방수 접착제를 도포한 다음, 생분해성 방수 비닐의 타측면에 생분해성 필름이 접착된 종이 포장지를 접착함으로써 종이 포장지의 파손시 내부의 냉매가 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있도록 하는 친환경 종이 아이스 팩에 관한 것이다.

Description

친환경 종이 아이스 팩{ECO-FRIENDLY PAPER ICE PACK}

최근 운송업이 발달하면서 유통기한이 없는 기존의 화물에서 빠른 배송이 필요한 음식물도 운송이 가능해졌다.

음식물은 상온에 노출되면 빠르게 부패되기 때문에 저온에 보관하여 신선도를 유지시켜줘야 한다.

따라서, 음식물을 운송시에는 운송수단에 냉동 및 냉장 보관이 가능한 수단이 별도로 필요하다. 그러나 많은 양의 식재료, 냉동식품 등을 운송할 경우가 아닌 소량의 음식물을 개별적으로 운송할 때에는 음식물이 담긴 상자 안에 드라이아이스나 아이스 팩을 넣어 음식물의 부패를 방지한다.

드라이아이스(DRY ICE)는 기체인 이산화탄소를 압축하여 고체 이산화탄소로 만든 냉각제를 말하는데, 이러한 드라이아이스는 별도의 제작 공정이 필요하기 때문에 쉽게 구할 수 없으며, 온도가 영하 78℃로 맨손으로 만질 경우 동상을 입을 수 있어 취급 및 보관에 유의해야 한다. 또한, 영하 78℃ 이하에 보관하지 않는다면 승화(昇華)되어 사라지는 일회성 냉각제이기 때문에 효율성이 떨어진다.

한편, 아이스 팩(ICE PACK)은 내부에 비열이 높은 냉매(冷媒)가 들어있어 냉매를 물과 혼합한 뒤 얼려 사용함으로써 아이스 팩의 흡열작용을 통해 주변을 저온으로 유지시킬 수 있다. 이러한 아이스 팩은 상기 드라이아이스와는 다르게 취급 및 보관이 용이하며, 반영구적(半永久的)으로 사용 가능하기 때문에 널리 사용된다.

이러한 아이스 팩의 일례로 선행문헌1, 국내 등록특허공보 제10-1884409호인 기능성 아이스팩이 개시되어 있다.

상기 기능성 아이스팩은 도 1에 도시된 바와 같이 직사각형상을 가지는 제1시트(10); 둘레부가 상기 제1시트(10)에 열융착되는 제2시트(20); 및 상기 제1, 2시트(10, 20) 사이에 형성되는 수용공간(34)에 수용된 축냉제(2); 상기 제1, 2시트(10,20)의 외측면에는 일라이트분말과 숯분말이 함유된 기능성코팅층(40)을 포함하되, 상기 제1시트(10)의 둘레부 일측에는 제1주입구형성부(12)가 일체로 돌출형성되고, 상기 제2시트(20)의 둘레부 일측에는 상기 제1주입구형성부(12)와 정렬되도록 제2주입구형성부(22)가 일체로 돌출 형성되며, 상기 제1주입구형성부(12) 또는 제2주입구형성부(22)의 상기 기능성코팅층(40)이 형성된 면에 대향되는 면의 일부에는 상기 제1, 2시트(10, 20)의 둘레부 열융착시에 융착되는 것을 방지하는 융착방지물질이 코팅되어, 융착방지물질이 코팅된 부위가 상기 수용공간(34)과 연통되는 주입구(30)를 형성하며, 상기 주입구(30)의 좌우 양측에는 상기 제1, 2주입구형성부(12, 22)의 단부까지 연장되도록 제1, 2주입구형성부(12, 22)가 융착되어 주입가이드선(32)을 형성하고, 상기 축냉제는 분말상 고흡수성 폴리머인 것을 특징으로 한다.

그리고, 기능성코팅층(40)은 우레탄 아크릴레이트 20~30중량부, 2-에틸헥실아크릴레이트(2-EHA) 15~25중량부, 트리에틸렌글리콜디아크릴레이트(TEGDA) 10~20중량부, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트(TMPTA) 5~10중량부, 광중합개시제 1~10중량부, 일라이트분말 20~40중량부, 숯분말 20~40중량부 및 안료 5~15중량부를 포함하는 기능성 코팅액을 코팅하여 형성된다.

한편, 이러한 아이스 팩은 냉장고 내부의 공간을 차지하기 때문에 폐기가 필요하나 축냉제, 즉 냉매가 고흡수성 폴리머를 사용하여 물과 결합된 젤(GEL) 형태를 유지하나, 고흡수성 폴리머 역시 환경오염뿐 아니라 인체에도 유해하다는 점이다. 실제 한국소비자원이 2014년 발표한 '고 흡수성 폴리머 완구 안전실태조사 결과'를 보면, 이 성분으로 만든 장난감을 어린이가 삼킬 시 탈수증과 장폐색 등의 증상이 나타난다는 내용이 담겼다. 게다가 유기 고분자인 탓에 플라스틱처럼 땅에 묻을 경우 분해가 되지 않는다. 통째로 버리더라도 결국 환경오염을 유발할 수밖에 없다.

또한, 아이스 팩의 포장지가 비닐 소재로 되어있기 때문에 사용자들이 냉매와 포장지를 분리 수거하여 폐기하는 데, 포장지 역시 환경오염을 일으키는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 선행문헌 2, 국내 등록특허공보 제10-1822577호인 분리배출이 용이한 친환경 아이스팩이 개시되어 있다.

상기 분리배출이 용이한 친환경 아이스팩은 도 2에 도시된 바와 같이 온도에 따라 상이 변화하는 상변화 물질(Phase Change Materials)로 구성된 냉매(10)와, 내부에 상기 냉매를 포함하며, 상기 냉매가 외부로 유출되지 않도록 밀봉하여 형성되는 외부케이스(20)와, 상기 외부케이스의 내부에 위치하고, 아이스팩의 형태가 상기 냉매의 형태에 따라 변화되지 않도록 아이스팩의 형태를 지지하여 주며, 상기 냉매와 혼합되지 않도록 하기 위하여 상기 냉매에 대한 발수성을 가지는 물질로 구성되는 발수지지체(30)를 포함하고, 상기 발수지지체는 폴리에스터(Polyester) 물질을 포함하며, 상기 발수지지체는 상기 폴리에스터(Polyester) 물질로 이루어진 섬유를 시트(sheet)로 가공한 후, 상기 시트(sheet)를 열융착하여 만든 폴리에스터(polyester) 폼이다.

그러나, 이러한 아이스 팩 역시 냉매로 화학 물질인 상변환 물질을 사용하고, 포장지 및 발수지지체를 합성수지를 사용하기 때문에 재활용만 가능하지 환경오염을 줄이지는 못하는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 선행문헌3에 개시된 바와 같이 종이 아이스 팩이 개발되었다.

이러한 종이 아이스 팩은 생분해성 필름이 이중 코팅된 종이 포장지 내부에 물을 냉매로 사용하고, 사용후 종이 포장지를 종이로 분리배출이 가능하고, 물은 싱크대나 세면대에 버릴 수 있는 구성이다.

그러나, 이러한 종이 아이스 팩은 냉매로 물을 사용하기 때문에 사용시 꽃게나 생선과 같이 날카로운 가시를 가지는 음식물과 접촉시 종이 포장지에 미세 천공이 발생하고, 이로 인해 물이 해동되면서 유출되어 음식물을 변질시키는 문제점이 있다.

(선행문헌 1) 국내 등록특허공보 제10-1884409호 (선행문헌 2) 국내 등록특허공보 제10-1884409호 (선행문헌 3) 종이 아이스팩 (http://www.enewstoday.kr/news/articleView.html?idxno=10577)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 생분해성 비닐 일측면에 한천 분말 또는 곤약 분말, 벤토나이트 분말을 포함하는 방수 접착제를 도포한 다음, 생분해성 방수 비닐의 타측면에 생분해성 필름이 접착된 종이 포장지를 접착함으로써 종이 포장지의 파손시 내부의 냉매가 외부로 유출되는 것을 방지하도록 하는 친환경 종이 아이스 팩을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 냉매를 물과 한천 분말 또는 곤약 분말 및 펄프를 혼합하여 젤 형태로 제조함으로써 종이 포장지의 미세 천공시 냉매가 외부 유출을 최소화시키도록 하는 친환경 종이 아이스 팩을 제공하는데 다른 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은,

아이스 팩에 있어서, 양면에 생분해성 필름이 부착된 종이 포장지와; 생분해성 방수 비닐 외측면에 방수 접착제를 도포하여 제작되고, 외측면이 상기 종이 포장지의 내측면에 접착되는 생분해성 방수 비닐; 및 내측면에 상기 생분해성 방수 비닐이 부착된 상기 종이 포장지 내부에 밀봉 충전되는 냉매로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

여기에서, 상기 생분해성 방수 비닐의 방수 접착제는 80~90℃의 물에 한천 분말 또는 곤약 분말을 용해한 다음, 전분 분말과 아교 분말을 혼합하여 제조된 천연 접착제에 벤토나이트 분말을 혼합하여 제조한다.

여기에서 또한, 상기 방수 접착제는 상온에서 냉각한 다음 상기 벤토나이트 분말을 혼합한다.

여기에서 또, 상기 냉매는 80~90℃의 물에 한천 분말 또는 곤약 분말을 용해한 다음 종이 펄프를 혼합한 다음 냉각시켜 젤 형태로 제조한다.

여기에서 또, 상기 종이 포장지와 생분해성 방수 비닐은 열융착에 의해 상호 접착된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명인 친환경 종이 아이스 팩에 따르면, 생분해성 비닐 일측면에 벤토나이트 분말이 혼합된 방수제를 도포한 다음, 생분해성 방수 비닐의 타측면에 생분해성 필름이 접착된 종이 포장지를 접착함으로써 종이 포장지의 파손시 내부의 냉매가 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면 냉매를 물, 펄프, 한천 분말 및 곤약 분말을 혼합하여 젤 형태로 제조함으로써 종이 포장지의 미세 천공시 냉매가 외부 유출을 최소화시킬 수 있다.

도 1 및 도 2는 종래의 아이스 팩의 구성을 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 친환경 종이 아이스 팩의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 4는 도 3의 A-A 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 친환경 종이 아이스 팩의 제조 방법을 설명하기 위한 공정도이다.
도 6은 본 발명에 따른 친환경 종이 아이스 팩의 천공시 방수 접착제의 작용을 설명하기 위한 설명도이다.

이하, 본 발명에 따른 친환경 종이 아이스 팩의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 친환경 종이 아이스 팩의 구성을 나타낸 사시도이고, 도 4는 도 3의 A-A 단면도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 친환경 종이 아이스 팩(100)은 종이 포장지(110)와, 생분해성 방수 비닐(120) 및 냉매(130)로 이루어진다.

먼저, 종이 포장지(110)는 양면에 생분해성 필름이 부착되는 데, 옥수수 전분 등을 이용한 통상의 필름이다.

그리고, 생분해성 방수 비닐(120)은 생분해성 방수 비닐 외측면에 방수 접착제(121)를 도포하여 제작되고, 외측면이 종이 포장지(110)의 내측면에 접착된다.

이때, 생분해성 방수 비닐(120)은 종이 포장지(110)에 열융착에 의해 접착되는 것이 바람직하고, 생분해성 방수 비닐(120)에 방수 접착제(121)를 도포한 다음 방수 접착제(121)가 건조되기 전에 가열 롤러(미도시) 사이를 통과시켜 종이 포장지(110)와 열융착시킨 다음 건조시킨다.

또한, 생분해성 방수 비닐(120)은 옥수수 전분 등을 이용한 통상의 비닐이고, 방수 접착제(121)는 80~90℃의 물에 한천 분말 또는 곤약 분말을 용해한 다음, 전분 분말과 아교 분말을 혼합한 후 상온에서 냉각하고, 냉각이 완료되면 벤토나이트 분말을 혼합하여 제조하는 것이 바람직하다.

이때, 방수 접착제(121)는 80~90℃ 물 100중량부에 한천 분말 또는 곤약 분말 2~3중량부를 1차로 혼합하여 용해한 다음, 물 100중량부에 대하여 전분 분말 3~5중량부, 물 100중량부에 대하여 아교 분말 1~2중량부를 각각 투입하여 혼합하여 상온에서 냉각시킨 후 냉각이 완료되면, 물 100중량부에 대하여 벤토나이트 분말 5~10 중량부를 혼합하여 용액 형태로 제조한다.

이어서, 냉매(130)는 내측면에 생분해성 방수 비닐(120)이 부착된 종이 포장지(110) 내부에 밀봉 충전된다.

그리고, 냉매는 80~90℃의 물 100중량부에 한천 분말 또는 곤약 분말 3~5중량부를 용해한 다음, 충전재이면서 생분해성 방수 비닐(120)의 천공시 천공 부위를 채울 수 있는 채움재로 종이 펄프를 물 100중량부에 대하여 5~10중량부를 혼합한 후 냉각시켜 젤 형태로 제조한다.

이하, 본 발명에 따른 친환경 종이 아이스 팩의 제조 과정 및 동작을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 5는 본 발명에 따른 친환경 종이 아이스 팩의 제조 방법을 설명하기 위한 공정도이고, 도 6은 본 발명에 따른 친환경 종이 아이스 팩의 천공시 방수 접착제의 작용을 설명하기 위한 설명도이다.

먼저, 롤 형태로 제작된 생분해성 방수 비닐(120)을 롤러를 통해 이송시키면서 상면에 액상의 방수 접착제(121)를 롤러를 이용하여 균일한 두께로 도포한다(S10).

그런 다음, 양면에 생분해성 필름이 부착되고, 표면에 인쇄가 완료되면 롤 형태의 종이 포장지(110)를 롤러를 통해 이송시키면서 종이 포장지(110)의 내측면을 생분해성 방수 비닐(120)의 방수 접착제(121)와 합지시킨 다음 가열 롤러를 통과시켜 열융착시킨다(S20).

이어서, 생분해성 방수 비닐(120)이 접착된 종이 포장지(110)를 상온 냉각시킨 다음 고온 건조시켜 방수 접착제(121)을 건조시킨다.

계속해서, 방수 접착제(121)의 건조가 완료된 생분해성 방수 비닐(120)이 접착된 종이 포장지(110)를 규격에 따라 재단한다(S40).

재단이 완료되면 각각의 재단된 종이 포장지(110)를 봉투 형태로 테두리를 접합한 다음(S50), 내부에 젤 형태의 냉매(130)를 주입한 후 밀봉시켜 본 발명에 따른 친환경 종이 아이스 팩(100)을 제조한다(S60).

한편, 상기와 같이 제조된 친환경 종이 아이스 팩(100)을 냉동기에 투입하여 냉각시켜 음식물 운송시 포장 상자 안에 함께 넣어 사용하게 된다.

그리고, 운송시 고온에 노출되거나 장시간 운송되는 냉매(130)의 일부가 녹거나 전체가 녹는 경우가 발생하는 데, 꽃게나 생선과 같이 날카로운 가시를 가지는 음식물과 접촉하게 되면 종이 포장지(110) 및 생분해성 방수 비닐(120)에 미세한 천공이 발생하게 된다.

그러면, 방수 접착제(121)에 포함된 한천 분말 또는 곤약 분말과, 전분 분말에 의해 1차로 방수층이 형성되어 냉매(130)가 유출되는 것을 차단하고, 벤토나이트 분말에서 냉매(130)를 흡수하여 2차로 냉매(130)가 유출되는 것을 차단한다.

또한, 냉매(30)가 녹아도 젤 형태를 유지하고, 내부에 펄프가 함유되어 있어 생분해성 방수 비닐(120)의 천공 부위를 막아 3차로 냉매(130)가 유출되는 것을 차단한다.

본 발명은 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있으며 상기 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

110 : 종이 포장지 120 : 생분해성 방수 비닐
121 : 방수 접착제 130 : 냉매

Claims

아이스 팩에 있어서,
양면에 생분해성 필름이 부착된 종이 포장지와;
생분해성 방수 비닐 외측면에 방수 접착제를 도포하여 제작되고, 외측면이 상기 종이 포장지의 내측면에 열융착에 의해 상호 접착되는 생분해성 방수 비닐; 및
80~90℃의 물 100중량부에 한천 분말 또는 곤약 분말 3~5중량부를 용해한 다음, 충전재이면서 상기 생분해성 방수 비닐의 천공시 천공 부위를 채울 수 있는 채움재로 종이 펄프를 물 100중량부에 대하여 5~10중량부를 혼합한 후 냉각시켜 젤 형태로 제조하여 내측면에 상기 생분해성 방수 비닐이 부착된 상기 종이 포장지 내부에 밀봉 충전되는 냉매로 이루어지며,
상기 생분해성 방수 비닐의 방수 접착제는,
80~90℃ 물 100중량부에 한천 분말 또는 곤약 분말 2~3중량부를 1차로 혼합하여 용해한 다음, 물 100중량부에 대하여 전분 분말 3~5중량부, 물 100중량부에 대하여 아교 분말 1~2중량부를 각각 투입하여 혼합하여 상온에서 냉각시킨 후 냉각이 완료되면, 물 100중량부에 대하여 벤토나이트 분말 5~10 중량부를 혼합하여 용액 형태로 제조하는 것을 특징으로 하는 친환경 종이 아이스 팩.
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