KR102658058B1 - Pulp mold packaging - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 펄프몰드 패키징은 셀룰로오스 섬유를 포함하는 펄프물질; 상기 펄프물질에 탄력성과 점착성을 부여하여 강도를 증가하기 위한 결합제; 상기 펄프물질의 기포를 제거하기 위한 소포제; 및 상기 펄프물질에 물이 흡수되는 것을 막기 위한 발수제;를 포함한다. Pulp mold packaging according to an embodiment of the present invention includes a pulp material containing cellulose fibers; A binder for increasing strength by imparting elasticity and adhesion to the pulp material; An antifoaming agent to remove air bubbles from the pulp material; and a water repellent agent to prevent water from being absorbed into the pulp material.
Description
본 발명은 펄프몰드 패키징에 관한 것으로, 더 구체적으로는 셀룰로오스 섬유를 포함하는 펄프물질; 상기 펄프물질에 탄력성과 점착성을 부여하여 강도를 증가하기 위한 결합제; 상기 펄프물질의 기포를 제거하기 위한 소포제; 및 상기 펄프물질에 물이 흡수되는 것을 막기 위한 발수제;를 포함하는 펄프몰드 패키징에 관한 것이다.The present invention relates to pulp mold packaging, and more specifically to pulp material containing cellulose fibers; A binder for increasing strength by imparting elasticity and adhesion to the pulp material; An antifoaming agent to remove air bubbles from the pulp material; and a water repellent agent to prevent water from being absorbed into the pulp material.
몰딩된 펄프의 패키징들은 매우 다양한 분야들에서 이용되며 생물 분해성(biodegradable)인 친환경 패키징 해결책을 제공한다. 몰딩된 펌프로부터의 제품들은 종종 소비자 상품들, 예를 들어, 셀룰러 전화들, 컴퓨터 장비, DVD 재생기들은 물론, 패키징 보호가 필요한 다른 전자 소비자 상품들 및 다른 제품들에 대한 보호 패키징들로서 이용된다. 또한, 몰딩된 펄프 객체들은 햄버거 쉘(hamburger shell), 액체 내용물을 위한 컵들, 정찬용 접시 등과 같은 음식 산업에서도 이용될 수 있다. 또한, 몰딩된 펄프 객체들은 경량의 샌드위치 패널들 또는 다른 경량의 로드 베어링 구조들의 구조적인 코어들을 구성하는데 이용될 수 있다. 이 제품들의 형상은 종종 복잡하고 다수의 경우들에서 이들은 시장에서 짧은 기대 시간 존재(short expected time presence)를 갖는다. 또한, 생산 시리즈들은 상대적으로 작은 크기로 이루어지는데, 그 이유는 펄프 몰드의 낮은 생산 비용(또한 빠르고도 비용 효과적이기 때문에)이 몰드를 제조하는 유리한 방식이기 때문이다.Molded pulp packaging is used in a wide variety of fields and provides an environmentally friendly packaging solution that is biodegradable. Products from molded pumps are often used as protective packaging for consumer products, such as cellular phones, computer equipment, DVD players, as well as other electronic consumer products and other products requiring packaging protection. Molded pulp objects can also be used in the food industry, such as hamburger shells, cups for liquid contents, dinner plates, etc. Additionally, molded pulp objects can be used to construct the structural cores of lightweight sandwich panels or other lightweight load bearing structures. The configuration of these products is often complex and in many cases they have a short expected time presence in the market. Additionally, production series are made in relatively small sizes because the low production costs of pulp molds (which are also fast and cost-effective) make them an advantageous way to manufacture the molds.
종래의 펄프 몰딩 라인들에서, 예를 들어, US 6210531을 참조하면, 예를 들어, 진공에 의해 몰딩 다이에 공급되는 슬러리(slurry)를 포함하는 섬유가 존재한다. 섬유들은 몰딩 다이의 몰딩 표면상에 적용되는 와이어 메시(wire mesh)에 의해 포함되고, 물의 일부는 공통적으로 몰드의 바닥에 진공 소스를 부가함으로써 몰딩 다이를 통해 흡수된다. 그 후, 몰딩 다이는 상보적인 암형(female) 부품을 향해 서서히 프레싱되고 프레싱의 종료시에, 몰딩 다이의 진공은 공기의 완만한 블로우(gentle blow)에 의해 대체될 수 있고 동시에 진공이 상보적인 반전된 형상에 적용되고, 그에 의해 몰딩된 펄프 객체가 상보적인 암형 부품에 전달되게 강제한다. 다음 단계에서, 몰딩된 펄프 객체는 건조를 위해 몰딩된 펄프 객체를 오븐에 전달하는 컨베이어 벨트에 전달된다.In conventional pulp molding lines, see for example US 6210531, there is a fiber containing slurry which is fed to the molding die, for example by vacuum. The fibers are contained by a wire mesh applied on the molding surface of the molding die, and some of the water is absorbed through the molding die, commonly by adding a vacuum source to the bottom of the mold. Afterwards, the molding die is slowly pressed towards the complementary female part and at the end of pressing, the vacuum in the molding die can be replaced by a gentle blow of air and at the same time the vacuum is replaced by a complementary female part. applied to the shape, thereby forcing the molded pulp object to be transferred to the complementary female part. In the next step, the molded pulp object is transferred to a conveyor belt that delivers the molded pulp object to an oven for drying.
위에 기술된 프로세스들에서 이용되는 종래의 펄프 몰드들은 공통적으로 몰딩 표면에 대한 와이어 메시에 의해 덮여지는 메인 몸체를 이용함으로써 구성된다. 와이어 메시는 섬유들이 몰드를 통해 빠져나가는 것을 방지하지 만, 물은 통과시킨다. 메인 몸체는 종래에는 물 통과를 위해 몇개의 뚤린 구멍들을 포함하는 알루미늄 블록들과 결합하고 그에 의해 바람직한 형상을 달성함으로써 구성된다. 와이어 메시는 공통적으로 용접(welding)에 의해 메인 몸체에 부가된다. 그러나 용접은 복잡하고 시간 소모적이며 고가이다. 또한, 와이어 메시로부터의 그리드(grid)는 물론, 용접 스팟들은 종종 결과적인 제품의 표면 구조에서 명백하여 최종 제품의 바람직하지 않은 거칠기(roughness)를 제공한다. 또한, 와이어 메시를 적용하는 방법은 형상면에서 소정의 구성들을 형상하는 것을 불가능하게 하는 몰딩 다이에 대한 형상들의 복잡성의 제약들을 설정한다.Conventional pulp molds used in the processes described above are commonly constructed by using a main body covered by a wire mesh over the molding surface. The wire mesh prevents the fibers from escaping through the mold, but allows water to pass through. The main body is conventionally constructed by joining aluminum blocks containing several drilled holes for water passage and thereby achieving the desired shape. The wire mesh is commonly added to the main body by welding. However, welding is complex, time-consuming and expensive. Additionally, weld spots, as well as a grid from the wire mesh, are often evident in the surface structure of the resulting product, giving undesirable roughness to the final product. Additionally, the method of applying wire mesh sets constraints on the complexity of the shapes on the molding die, making it impossible to form certain configurations in terms of geometry.
또한, 기존의 펄프몰드 제품들은 물이 흡수되어 형태가 변하거나, 강도가 약해지는 문제점이 있어서 보편적인 사용을 하기 어렵다는 문제점이 있었다. 특히, 콜드체인 물류에 기존의 펄프몰드 제품을 사용하는 경우, 제품의 특성상 낮은 온도로 인한 습기가 발생하는 경우가 많다. 이러한 습기는 종이 재질에 아주 취약하기 때문에 기존의 펄프몰드 제품은 신선제품을 보관하는 콜드체인 물류에는 사용할 수 없다는 큰 문제점이 있었다. In addition, existing pulp mold products have problems such as changing shape or weakening strength due to absorption of water, making it difficult to use them universally. In particular, when existing pulp mold products are used in cold chain logistics, moisture is often generated due to low temperature due to the nature of the product. Because this moisture is very vulnerable to paper materials, there was a major problem that existing pulp mold products could not be used in cold chain logistics for storing fresh products.
선행 문헌 대한민국 등록특허 제10-1883195-0000호에서는 소결 목부들을 갖는 가열 소자를 포함하는 펄프 몰드를 개시하고 있으며, 대한민국 등록특허 제10-1832991-0000호에서는 부분적으로 기계가공된 편평한 바닥면을 포함하는 다공성 소결 펄프 몰드를 개시하고 있다.Prior literature Republic of Korea Patent No. 10-1883195-0000 discloses a pulp mold including a heating element having sintered necks, and Republic of Korea Patent No. 10-1832991-0000 discloses a pulp mold including a partially machined flat bottom surface. A porous sintered pulp mold is disclosed.
본 발명의 목적은 셀룰로오스 섬유를 포함하는 펄프물질; 상기 펄프물질에 탄력성과 점착성을 부여하여 강도를 증가하기 위한 결합제; 상기 펄프물질의 기포를 제거하기 위한 소포제; 및 상기 펄프물질에 물이 흡수되는 것을 막기 위한 발수제;를 포함하는 펄프몰드 패키징을 제공하는 것이다.An object of the present invention is a pulp material containing cellulose fibers; A binder for increasing strength by imparting elasticity and adhesion to the pulp material; An antifoaming agent to remove air bubbles from the pulp material; and a water repellent agent to prevent water from being absorbed into the pulp material.
본 발명의 일 실시예에 따른 펄프몰드 패키징은 셀룰로오스 섬유를 포함하는 펄프물질; 상기 펄프물질에 탄력성과 점착성을 부여하여 강도를 증가하기 위한 결합제; 상기 펄프물질의 기포를 제거하기 위한 소포제; 및 상기 펄프물질에 물이 흡수되는 것을 막기 위한 발수제;를 포함한다. Pulp mold packaging according to an embodiment of the present invention includes a pulp material containing cellulose fibers; A binder for increasing strength by imparting elasticity and adhesion to the pulp material; An antifoaming agent to remove air bubbles from the pulp material; and a water repellent agent to prevent water from being absorbed into the pulp material.
또한, 상기 결합제는 아디프산 중합체(Adipic acid polymer) 및 물을 포함하고, 상기 결합제에서 상기 물의 중량 비율은 79 내지 81%일 수 있다.Additionally, the binder includes adipic acid polymer and water, and the weight ratio of water in the binder may be 79 to 81%.
또한, 상기 결합제의 pH는 2.8 내지 4.8 이고, 상기 결합제의 녹는점 및 어는점은 0°C 이고, 상기 결합제의 초기 끓는점은 90°C 이고, 상기 결합제의 끓는점 범위는 90 내지 100°C 이고, 상기 결합제의 비중은 1.10 내지 1.20일 수 있다.In addition, the pH of the binder is 2.8 to 4.8, the melting and freezing points of the binder are 0°C, the initial boiling point of the binder is 90°C, the boiling point range of the binder is 90 to 100°C, and The specific gravity of the binder may be 1.10 to 1.20.
또한, 상기 소포제는 옥타데칸올(octadecanol), 헥사데칸올 (hexadecanol), 스테아르산(stearic acid) 및 물을 포함하고, 상기 소포제에서 상기 물의 중량 비율은 70 내지 72 %일 수 있다.Additionally, the antifoaming agent includes octadecanol, hexadecanol, stearic acid, and water, and the weight ratio of water in the antifoaming agent may be 70 to 72%.
또한, 상기 소포제의 pH는 5 내지 7 이고, 상기 소포제의 녹는점 및 어는점은 0°C 이고, 상기 소포제의 초기 끓는점은 90°C 이고, 상기 소포제의 끓는점 범위는 90 내지 100°C 이고, 상기 소포제의 비중은 1.00 내지 1.10 일 수 있다.In addition, the pH of the defoamer is 5 to 7, the melting and freezing points of the defoamer are 0°C, the initial boiling point of the defoamer is 90°C, the boiling point range of the defoamer is 90 to 100°C, and The specific gravity of the defoaming agent may be 1.00 to 1.10.
또한, 상기 발수제는 알킬케텐 다이머(alkyl ketene dimer), 물 및 유화안정제를 포함하고, 상기 물의 중량 비율은 79 내지 81 %일 수 있다.Additionally, the water repellent includes an alkyl ketene dimer, water, and an emulsion stabilizer, and the weight ratio of water may be 79 to 81%.
또한, 상기 발수제의 pH는 2.8 내지 3.8 이고, 상기 발수제의 녹는점 및 어는점은 0°C 이고, 상기 발수제의 초기 끓는점은 90°C 이고, 상기 발수제의 끓는점 범위는 90 내지 100°C 이고, 상기 발수제의 비중은 1.00 내지 1.01 일 수 있다.In addition, the pH of the water repellent is 2.8 to 3.8, the melting and freezing points of the water repellent are 0°C, the initial boiling point of the water repellent is 90°C, the boiling point range of the water repellent is 90 to 100°C, and The specific gravity of the water repellent may be 1.00 to 1.01.
또한, 상기 펄프몰드 패키징은 감자녹말(potato starch) 및 시트르산(citric acid)을 더 포함할 수 있다.Additionally, the pulp mold packaging may further include potato starch and citric acid.
본 발명에 따르면 셀룰로오스 섬유를 포함하는 펄프물질; 상기 펄프물질에 탄력성과 점착성을 부여하여 강도를 증가하기 위한 결합제; 상기 펄프물질의 기포를 제거하기 위한 소포제; 및 상기 펄프물질에 물이 흡수되는 것을 막기 위한 발수제;를 포함하는 펄프몰드 패키징을 제공할 수 있다.According to the present invention, a pulp material comprising cellulose fibers; A binder for increasing strength by imparting elasticity and adhesion to the pulp material; An antifoaming agent to remove air bubbles from the pulp material; And a water repellent agent to prevent water from being absorbed into the pulp material. It is possible to provide pulp mold packaging including a.
도 1은 본 발명의 일실시예에 펄프몰드 패키징을 제작하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 펄프몰드 패키징을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 펄프몰드 패키징의 단면을 나타낸 도면이다.Figure 1 is a diagram showing the process of manufacturing pulp mold packaging according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a diagram showing pulp mold packaging according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a cross-sectional view of pulp mold packaging according to an embodiment of the present invention.
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.Hereinafter, with reference to the attached drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily implement the present invention. The present invention may be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.
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.Please note that the drawings are schematic and not drawn to scale. The relative dimensions and proportions of parts in the drawings are shown exaggerated or reduced in size for clarity and convenience in the drawings, and any dimensions are illustrative only and are not limiting. And for identical structures, elements, or parts that appear in two or more drawings, the same reference numerals are used to indicate similar features.
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.The embodiments of the present invention specifically represent ideal embodiments of the present invention. As a result, various variations of the diagram are expected. Accordingly, the embodiment is not limited to the specific shape of the illustrated area and also includes changes in shape due to manufacturing, for example.
도 1은 본 발명의 일실시예에 펄프몰드 패키징을 제작하는 과정을 나타낸 도면이다. Figure 1 is a diagram showing the process of manufacturing pulp mold packaging according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 펄프몰드 패키징은 셀룰로오스 섬유를 포함하는 펄프물질에 펄프물질에 탄력성과 점착성을 부여하여 강도를 증가하기 위한 결합제, 펄프물질의 기포를 제거하기 위한 소포제 및 펄프물질에 물이 흡수되는 것을 막기 위한 발수제를 포함한다. Pulp mold packaging according to an embodiment of the present invention includes a binder to increase strength by giving elasticity and adhesion to a pulp material containing cellulose fibers, a defoaming agent to remove air bubbles in the pulp material, and water to the pulp material. Contains a water repellent to prevent absorption.
콜드체인 물류에 기존의 펄프몰드 제품을 사용하는 경우, 제품의 특성상 낮은 온도로 인한 습기가 발생하는 경우가 많다. 이러한 습기는 종이 재질에 아주 취약하기 때문에 기존의 펄프몰드 제품은 신선제품을 보관하는 콜드체인 물류에는 사용할 수 없다는 큰 문제점이 있었기 때문에, 본 발명에서는 펄프몰드 패키징 제품의 발수 성능을 강화하기 위하여 발수제를 포함하게 된다.When existing pulp mold products are used in cold chain logistics, moisture is often generated due to low temperature due to the nature of the product. Since such moisture is very vulnerable to paper material, there was a major problem that existing pulp mold products cannot be used in cold chain logistics for storing fresh products. Therefore, in the present invention, a water repellent agent was used to strengthen the water repellent performance of pulp mold packaging products. It will be included.
구체적으로 펄프몰드 패키징을 제작하기 위해서, 폐종이, 폐신문지 또는 폐골판지 등의 파지를 이용하며, 이러한 파지는 기본적으로 셀룰로오스 섬유를 포함하고 있어야 한다. 본 발명은 친환경적인 제품이면서도 구조적인 강도성을 높이고 물성이 우수한 재료를 이용하여 파손이 잘 되지 않는 제품을 만들기 위한 것이기 때문이다.Specifically, to produce pulp mold packaging, waste paper, waste newspaper, or waste corrugated cardboard is used, and these waste paper must basically contain cellulose fibers. This is because the present invention is intended to make a product that is environmentally friendly and less prone to breakage by increasing structural strength and using materials with excellent physical properties.
펄프몰드로 만들기 위해서는 기본적으로 파지를 그대로 사용할 수 없고 파쇄후 성형등의 공정을 거쳐야 한다. 또한, 파지를 효율적으로 파쇄하기 위해서는 파지에 물을 혼합하여야 한다. 이 때, 물과 파지의 중량 비율은 98~99.5 : 0.5~2 인 것이 바람직하고, 가장 바람직하게는 99 : 1의 비율인 것이 좋다. 예를 들어, 파지 10kg을 파쇄하기 위해서는 물 990kg을 혼합하는 것이 바람직하다. To make a pulp mold, basically, the waste cannot be used as is, but must go through processes such as crushing and molding. Additionally, in order to efficiently crush phages, water must be mixed with the phages. At this time, the weight ratio of water and phages is preferably 98-99.5:0.5-2, and most preferably 99:1. For example, to crush 10kg of phages, it is desirable to mix 990kg of water.
이렇게 물과 파지를 혼합시킨 후 파쇄기에 투입하여 파쇄를 진행한다. 파쇄기에서 일정 정도로 파쇄를 진행한 후에는 첨가제를 투입하여 혼합하는 과정을 거친다. 이 때 투입하는 첨가제는 결합제, 소포제 및 발수제이다. 결합제는 펄프물질에 탄력성과 점착성을 부여하여 강도를 증가하기 위한 것이고, 소포제는 펄프물질의 기포를 제거하기 위한 것이며, 발수제는 펄프물질에 물이 흡수되는 것을 막기 위한 것이다.After mixing water and phages like this, they are put into a crusher and crushed. After crushing to a certain extent in the crusher, additives are added and mixed. The additives added at this time are binder, defoamer, and water repellent. The binder is used to increase strength by giving elasticity and adhesion to the pulp material, the antifoaming agent is used to remove air bubbles in the pulp material, and the water repellent is used to prevent water from being absorbed into the pulp material.
본 발명에서는 첨가제로서 가장 적합한 결합제, 소포제 및 발수제의 성분을 알아내기 위하여 다양한 물성을 가진 물질을 이용하여 실험을 진행하였고, 각 첨가제로서의 물성 뿐만 아니라 결합제, 소포제 및 발수제의 3가지 첨가제가 같이 투입되었을 때 가장 좋은 특성을 나타내는 물성을 알아내었다.In the present invention, experiments were conducted using materials with various physical properties to determine the most suitable components of the binder, defoamer, and water repellent as additives. In addition to the physical properties of each additive, the three additives of the binder, defoamer, and water repellent were added together. The physical properties that exhibit the best characteristics were found.
그 결과, 결합제는 아디프산 중합체(Adipic acid polymer) 및 물을 포함하고, 결합제에서 물의 중량 비율은 79 내지 81%인 것이 바람직하다. 고분자(Macromolecule, Polymer)는 여러 가지 분자들이 계속 연결이 되어서 만들어진 긴 분자로서 중복해서 합쳐졌다는 의미의 중합체 (Polymer)라 부른다. 즉 고분자는 단위체(단량체: Monomer)가 반복 결합해서 형성된 긴 분자이다. As a result, the binder includes adipic acid polymer and water, and the weight ratio of water in the binder is preferably 79 to 81%. Macromolecule (Polymer) is a long molecule made by continuously connecting various molecules. It is called a polymer, which means that it is put together over and over again. In other words, a polymer is a long molecule formed by repeatedly combining monomers.
고분자의 종류는 그 고분자가 중복해서 합쳐지는 과정에 따라서 두 가지로 크게 나눌 수 있다. 첫 번째, 첨가 중합체 (addition polymer)는 적어도 1개 이상의 이중결합을 가진 단위체, 즉 작은 분자들이 필요하며 이중결합 중에 조금 더 약한 한쪽의 결합이 끊어지면서 2개의 전자가 양쪽으로 나눠지고 옆에 있는 다른 분자랑 새로운 단일결합을 형성하면서 이중결합이 끊어지고 생긴 홀 전자들이 옆 분자의 홀 전자랑 계속 연결된다. 이와같이 단일결합이 생기는 부분의 반복으로 생성되는 고분자를 첨가 중합체라고 한다. 중합 과정에 참여하는 원자들의 수는 일정하며 빠지거나 들어가는 거 없이 단지 전자들의 결합이 바뀌기 때문에 첨가 중합체의 특징은 중합체의 총 질량이 단위체의 총 질량을 합한 거랑 같다. 이중결합이 끊어지고 홀 전자가 되는 전자들이 옆에 있는 단위체의 홀 전자와 결합해서 계속 반복되어 이어지는 부분(분자)을 첨가 고분자라고 한다.Types of polymers can be broadly divided into two types depending on the process by which the polymers are overlapped and combined. First, addition polymers require monomers, i.e., small molecules, with at least one double bond. When one of the double bonds is slightly weaker, the bond is broken, two electrons are divided to both sides, and the other side is divided into two electrons. When a new single bond is formed with a molecule, the double bond is broken, and the resulting unpaired electrons continue to be connected to the unpaired electrons of the next molecule. In this way, polymers created by repeating single bonds are called addition polymers. Since the number of atoms participating in the polymerization process is constant and only the bond of electrons changes without any addition or omission, the characteristic of an addition polymer is that the total mass of the polymer is equal to the sum of the total masses of the monomers. The part (molecule) in which the double bond is broken and the unpaired electrons combine with the unpaired electrons of the unit next to them and continue to repeat is called an addition polymer.
두 번째는, 축합 중합체 (condensation polymer)인데 이는 작용기를 갖는 단위체 사이에서 물이나 HCl, 즉 염화수소 같은 작은 분자가 빠지면서 결합이 형성된다. 아디프산 중합체는 바로 이러한 축합 중합체이며, 아디프산이 갖고 있는 COOH 작용기에서 OH가 빠지면서(물분자) 계속해서 중간에 나일론 고분자가 형성되게 된다.The second is a condensation polymer, in which a bond is formed between monomers with functional groups when small molecules such as water or HCl, that is, hydrogen chloride, fall out. Adipic acid polymer is such a condensation polymer, and as OH (water molecule) is removed from the COOH functional group of adipic acid, a nylon polymer is formed in the middle.
또한, 결합제의 pH, 녹는점, 어는점, 초기끓는점, 끓는점 범위 및 비중에 대한 물성 평가 및 실험을 한 결과, pH는 2.8 내지 4.8 이고, 결합제의 녹는점 및 어는점은 0°C 이고, 결합제의 초기 끓는점은 90°C 이고, 결합제의 끓는점 범위는 90 내지 100°C 이고, 결합제의 비중은 1.10 내지 1.20인 것이 가장 바람직하였다. In addition, as a result of evaluating and testing the physical properties of the binder's pH, melting point, freezing point, initial boiling point, boiling point range, and specific gravity, the pH was 2.8 to 4.8, the melting point and freezing point of the binder were 0°C, and the initial boiling point of the binder was 0°C. The boiling point was 90°C, the boiling point range of the binder was 90 to 100°C, and the specific gravity of the binder was most preferably 1.10 to 1.20.
소포제의 경우, 옥타데칸올(octadecanol), 헥사데칸올 (hexadecanol), 스테아르산(stearic acid) 및 물을 포함하고, 소포제에서 물의 중량 비율은 70 내지 72 %인 것이 바람직하였다. In the case of the antifoaming agent, it was preferred that it contained octadecanol, hexadecanol, stearic acid and water, and that the weight ratio of water in the antifoaming agent was 70 to 72%.
옥타데칸올(octadecanol)은 다시 포화 지방 알코올인 스테아릴 알코올(1-옥타데칸올,C18H38O)과 불포화 지방 알코올인 올레일 알코올(시스-9-옥타데센-1-올,C18H36O)으로 나누어 진다. 스테아릴 알코올(1-옥타데칸올)은 화학식CH3(CH2)16CH2OH를 갖는 포화 지방 알코올로 분류된 유기 화합물이다. 물에 녹지 않는 흰색 과립 또는 플레이크의 형태를 취하며, 스테아릴 알코올은 촉매 수소화 과정에 의해 스테아르산 또는 일부 지방으로부터 제조된다. 올레일 알코올(시스-9-옥타데센-1-올,C18H36O)은 분자식 C18H36을 갖는 불포화 지방 알코올이다. O 또는 응축된 구조식 CH3(CH2)7-CH=CH-(CH2)8OH이다. Octadecanol is further divided into stearyl alcohol (1-octadecanol, C18H38O), a saturated fatty alcohol, and oleyl alcohol (cis-9-octadecen-1-ol, C18H36O), an unsaturated fatty alcohol. Stearyl alcohol (1-octadecanol) is an organic compound classified as a saturated fatty alcohol with the formula CH3(CH2)16CH2OH. Taking the form of white granules or flakes insoluble in water, stearyl alcohol is prepared from stearic acid or some fats by a catalytic hydrogenation process. Oleyl alcohol (cis-9-octadecen-1-ol, C18H36O) is an unsaturated fatty alcohol with the molecular formula C18H36. O or the condensed structural formula CH3(CH2)7-CH=CH-(CH2)8OH.
헥사데칸올(hexadecanol)은 화학식이 C16H34O이고, 분자량이 242이며, 탄산수 16개인 1가 알코올을 말한다. 수산기의 결합 위치가 다른 다양한 이성질체가 존재한다. 스테아르산(stearic acid)은 카복실산 중 중사슬지방산에 속하는 지방산으로 무극성에 긴 탄화수소 사슬을 지닌 산이다. 18개의 탄소를 가지고 있는 포화 지방산이다. Hexadecanol is a monohydric alcohol with a chemical formula of C16H34O, a molecular weight of 242, and 16 carbon atoms. There are various isomers with different hydroxyl group binding positions. Stearic acid is a fatty acid belonging to the medium chain fatty acids among carboxylic acids and is a nonpolar acid with a long hydrocarbon chain. It is a saturated fatty acid with 18 carbons.
또한, 소포제의 pH, 녹는점, 어는점, 초기끓는점, 끓는점 범위 및 비중에 대한 물성 평가 및 실험을 한 결과, 소포제의 pH는 5 내지 7 이고, 소포제의 녹는점 및 어는점은 0°C 이고, 소포제의 초기 끓는점은 90°C 이고, 소포제의 끓는점 범위는 90 내지 100°C 이고, 소포제의 비중은 1.00 내지 1.10 인 것이 가장 바람직하였다. In addition, as a result of evaluating and testing the physical properties of the defoamer for pH, melting point, freezing point, initial boiling point, boiling point range, and specific gravity, the pH of the defoamer is 5 to 7, the melting point and freezing point are 0°C, and the defoamer has a pH of 5 to 7. The initial boiling point of is 90°C, the boiling point range of the defoamer is 90 to 100°C, and the specific gravity of the defoamer is most preferably 1.00 to 1.10.
발수제는 알킬케텐 다이머(alkyl ketene dimer), 물 및 유화안정제를 포함하고, 상기 물의 중량 비율은 79 내지 81 %인 것이 바람직하였다. 알킬케텐 다이머(alkyl ketene dimer)는 표면 활성제의 하나로서 고급 지방산클로라이드를 에테르 중에서 트리에틸아민과 함께 가열하면 케텐 다이머를 얻을 수 있다. 셀룰로오스, 멜라민 수지 또는 요소 수지와 반응하여 화학 결합을 만들기 때문에 영구적 효과를 나타낸다. 수지 가공의 조제(助劑)로 사용하면 마찰 강도가 저하되지 않고 또 찢어지는 강도도 그다지 저하되지 않는 우수한 수지 가공 효과를 나타낸다. 유화안정제는 유화형성과 형성된 유화의 안정화에 도움을 주는 성분으로 전기적 반발, 점도변경, 유화막에 필름 형성 등의 기전으로 에멀젼끼리 합체하는 것을 막아주거나 감소시켜 준다.The water repellent includes an alkyl ketene dimer, water, and an emulsion stabilizer, and the weight ratio of water is preferably 79 to 81%. Alkyl ketene dimer is one of the surface active agents. Ketene dimer can be obtained by heating higher fatty acid chloride with triethylamine in ether. It has a permanent effect because it reacts with cellulose, melamine resin, or urea resin to create a chemical bond. When used as an adjuvant in resin processing, it exhibits excellent resin processing effects in which the friction strength is not reduced and the tearing strength is not significantly reduced. Emulsion stabilizers are ingredients that help form emulsions and stabilize the formed emulsions. They prevent or reduce emulsions from coalescing through mechanisms such as electrical repulsion, viscosity change, and film formation on the emulsion film.
또한, 발수제의 pH, 녹는점, 어는점, 초기끓는점, 끓는점 범위 및 비중에 대한 물성 평가 및 실험을 한 결과, 발수제의 pH는 2.8 내지 3.8 이고, 발수제의 녹는점 및 어는점은 0°C 이고, 발수제의 초기 끓는점은 90°C 이고, 발수제의 끓는점 범위는 90 내지 100°C 이고, 발수제의 비중은 1.00 내지 1.01 인 것이 가장 바람직하였다. In addition, as a result of evaluating and testing the physical properties of the water repellent for pH, melting point, freezing point, initial boiling point, boiling point range, and specific gravity, the pH of the water repellent is 2.8 to 3.8, the melting point and freezing point of the water repellent are 0°C, and the water repellent The initial boiling point of is 90°C, the boiling point range of the water repellent is 90 to 100°C, and the specific gravity of the water repellent is most preferably 1.00 to 1.01.
또한, 결합제, 소포제 및 발수제를 일정 비율로 혼합하였을 때 물리적으로 가장 좋은 특성을 보였는데, 구체적으로는 결합제, 소포제 및 발수제를 각각 5 : 1 : 5의 비율로 혼합하는 것이 바람직하였다. 더 구체적으로는 펄프몰드의 원재료인 파지가 10kg이라고 하였을 때, 결합제는 100ml, 소포제는 20ml, 발수제는 100ml 인 것이 바람직하였다. In addition, the best physical properties were shown when the binder, defoamer, and water repellent were mixed in a certain ratio. Specifically, it was preferable to mix the binder, defoamer, and water repellent in a ratio of 5:1:5, respectively. More specifically, when 10 kg of phages, which are the raw materials for the pulp mold, were used, it was desirable to use 100 ml of binder, 20 ml of defoaming agent, and 100 ml of water repellent.
또한, 결합제, 소포제 및 발수제이외에 다른 첨가제를 추가하는 경우 우수한 특성을 보여주었으며, 구체적으로는 감자녹말(potato starch), 시트르산(citric acid), 하이포아인산나트륨(sodium hypophosphite)을 추가하는 것이 바람직하였다.In addition, it showed excellent properties when adding other additives in addition to the binder, antifoaming agent, and water repellent. Specifically, it was preferable to add potato starch, citric acid, and sodium hypophosphite.
또한, 감자녹말(potato starch), 시트르산(citric acid), 하이포아인산나트륨(sodium hypophosphite)을 별도로 추가하는 것 뿐만이 아니라, 최초 첨가되는 결합제, 소포제 및 발수제에서 발수제를 대체하는 물질로서 감자녹말(potato starch), 시트르산(citric acid), 하이포아인산나트륨(sodium hypophosphite)을 첨가하는 것도 유사한 특성을 구현할 수 있었다. 구체적으로는 원재료인 파지가 10kg이라고 하였을 때, 결합제는 100ml, 소포제는 20ml, 감자녹말(potato starch)은 5,000g, 시트르산(citric acid)은 500g, 하이포아인산나트륨(sodium hypophosphite)은 250g을 첨가하는 것이 바람직하였다.In addition, in addition to adding potato starch, citric acid, and sodium hypophosphite separately, potato starch is used as a substitute for the water repellent agent in the initially added binder, defoaming agent, and water repellent agent. ), citric acid, and sodium hypophosphite were also able to achieve similar properties. Specifically, assuming 10 kg of phages as a raw material, 100 ml of binder, 20 ml of defoaming agent, 5,000 g of potato starch, 500 g of citric acid, and 250 g of sodium hypophosphite are added. It was desirable.
본 발명에 의한 펄프몰드 패키징에 감자녹말(potato starch, PS) 및 시트르산(citric acid, CA)을 추가하기 위한 과정은 다음과 같다. 수분함량 20%인 펄프 원료(WP)에 감자녹말(potato starch, PS)을 1:1 질량비로 혼합한 후 스탠드 믹서기 (OFM-1054, Offel Co., China)를 이용하여 5분 동안 혼합한다. 혼합된 펄프 원료에 시트르산(citric acid, CA)를 펄프원료와 감자녹말(potato starch) 질량 대비 0, 3, 5, 7% 농도로 첨가한 후 감자녹말(potato starch)과 시트르산(citric acid)의 가교결합 촉매제로 Sodium hypophosphite를 시트르산(citric acid) 질량의 50% 함량을 추가하여 5분 동안 스탠드 믹서기로 혼합한다. 그 후 혼합된 펄프 원료를 핫프레스 (TO-200, TESTONE Co., Korea)를 이용하여 220℃, 3 MPa 조건으로 2분 동안 압력을 가하여 펄프몰드 시트를 제작한다다. 제작된 샘플의 구성별 샘플명은 아래표로 나타내었다.The process for adding potato starch (PS) and citric acid (CA) to the pulp mold packaging according to the present invention is as follows. Potato starch (PS) is mixed with pulp raw material (WP) with a moisture content of 20% at a mass ratio of 1:1 and mixed for 5 minutes using a stand mixer (OFM-1054, Offel Co., China). Citric acid (CA) was added to the mixed pulp raw materials at a concentration of 0, 3, 5, and 7% based on the mass of the pulp raw materials and potato starch, and then the potato starch and citric acid were mixed. As a cross-linking catalyst, sodium hypophosphite was added in an amount of 50% of the mass of citric acid and mixed in a stand mixer for 5 minutes. Afterwards, the mixed pulp raw materials are pressed using a hot press (TO-200, TESTONE Co., Korea) at 220°C and 3 MPa for 2 minutes to produce a pulp mold sheet. The sample names for each component of the produced sample are shown in the table below.
<샘플 구성에 따른 샘플명><Sample name according to sample composition>
형태학적으로 대조군의 표면은 약간의 불순물이 있는 투명한 섬유 구조를 나타내었으며, 감자녹말(potato starch, PS)을 첨가한 WPS 샘플에서는 섬유가 서로 결합된 모습을 관찰하였다. 이러한 결합 효과는 시트르산(citric acid, CA)이 증가함에 따라 증가하여, 시트르산(citric acid, CA) 함량이 높아질수록 구조가 조여지고 매끄럽게 되는 모습을 관찰하였다. 또한, 시트르산(citric acid, CA)의 함량이 증가하면서 기포가 발생하였는데 WPSA7 샘플에서는 이러한 기포에 의해서 다공성 구조가 발생하는 모습을 보여주었다.Morphologically, the surface of the control group showed a transparent fiber structure with some impurities, and in the WPS sample to which potato starch (PS) was added, the fibers were observed to be bonded to each other. This binding effect increased as citric acid (CA) increased, and it was observed that the structure became tighter and smoother as the citric acid (CA) content increased. Additionally, as the citric acid (CA) content increased, bubbles were generated, and the WPSA7 sample showed a porous structure generated by these bubbles.
< 샘플별 표면 사진 (100배율) ><Surface photo for each sample (100x magnification)>
화학적 구조 분석결과, 모든 샘플은 약 900~1630cm-1 및 2900~3660cm-1에서 셀룰로오스와 감자녹말(potato starch, PS)의 고유한 피크를 보여주었다. 셀룰로오스와 감자녹말(potato starch, PS)의 유사한 피크를 제외하고 WPSA 샘플은 1716 cm-1에서 새로운 피크가 발생하였으며, 시트르산(citric acid, CA) 농도에 따라 강도가 증가하였다. 이 피크는 플프와 감자녹말(potato starch, PS) 및 셀룰로오스 사이의 가교 결합을 나타내는 카르복실 및 에스테르 카르보닐이 발생함에 따라 발생한 것이다. 반면 3331 cm-1의 피크는 감자녹말(potato starch, PS) 첨가 후 강도가 증가하다가 시트르산(citric acid, CA) 첨가 후 감소하는 경향을 보여주었다. 이는 WPSA 구조에서 가교결합을 통해 O-H기 감소하여 발생한 것이다. 그러나 WPSA7에서 피크 강도가 다시 증가하는 모습을 보여주었는데, 시트르산(citric acid, CA)를 7%로 첨가한 후 가교되지 못하고 잔여하고 있는 시트르산(citric acid, CA)로부터 O-H기에 의해 다시 증가한 것이다.As a result of chemical structure analysis, all samples showed unique peaks of cellulose and potato starch (PS) at approximately 900~1630 cm -1 and 2900~3660 cm -1 . Excluding similar peaks of cellulose and potato starch (PS), a new peak occurred at 1716 cm -1 in the WPSA sample, and the intensity increased with citric acid (CA) concentration. This peak arises from the occurrence of carboxyl and ester carbonyls, which represent cross-linking between fluff and potato starch (PS) and cellulose. On the other hand, the peak at 3331 cm -1 showed a tendency to increase in intensity after adding potato starch (PS) and then decrease after adding citric acid (CA). This is caused by the reduction of the OH group in the WPSA structure through cross-linking. However, in WPSA7, the peak intensity showed an increase again, which was caused by OH groups from the remaining citric acid (CA) that could not be crosslinked after adding 7% citric acid (CA).
< 샘플별 FT-IR 곡선 >< FT-IR curve for each sample >
물리적 강도를 보면, 모두 대조군에 비해 두께가 유의하게 증가하였으며, 두께의 증가는 헤미셀룰로오스와 시트르산(citric acid, CA)의 가교결합으로 인해 두께가 증가한 것이다. 모든 WPSA 샘플의 인장강도는 대조군보다 유의하게 높았고, 시트르산(citric acid, CA) 수준이 증가함에 따라 값이 인장강도 값이 증가하는 모습을 보여주었다. WPSA5 샘플에서 가장 높은 인장강도 값을 보여주었으며, 대조군보다 최대 1445% 더 높은 값을 보여주었다. 시트르산(citric acid, CA)의 첨가는 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스 및 감자녹말(potato starch, PS) 분자 간의 가교결합을 통해 인장강도가 증가된 것이다. 신장률에서는 샘플간 유의적 차이를 볼 수 없었으나, 가교결합은 분자간 이동성을 제한하여 신장률이 감소하는 결과를 보여주었다.Looking at the physical strength, the thickness increased significantly compared to the control group in all cases, and the increase in thickness was due to cross-linking of hemicellulose and citric acid (CA). The tensile strength of all WPSA samples was significantly higher than that of the control, and the tensile strength values showed an increase as the citric acid (CA) level increased. The WPSA5 sample showed the highest tensile strength value, up to 1445% higher than the control group. The addition of citric acid (CA) increases tensile strength through crosslinking between cellulose, hemicellulose, and potato starch (PS) molecules. No significant differences were observed between samples in elongation rate, but cross-linking limited intermolecular mobility, resulting in a decrease in elongation rate.
<샘플별 물리적 강도> <Physical strength by sample>
샘플에 대한 접촉각은 아래 표에 나타내었다. 대조군의 표면은 측정 중 수분을 흡수하여 접촉각 분석이 불가하였다. 감자녹말(potato starch, PS) 및 시트르산(citric acid, CA) 첨가 후, 접촉각은 WPS 및 WPSA3에서 105°로 관찰되어 소수성이 향상되는 모습을 보여주었으며, WPSA5에서 116.83°까지 증가하는 모습을 보여주었다. 이는 시트르산(citric acid, CA) 첨가로 가교결합이 되면서 O-H기의 감소로 소수성 특성을 보여준 것이다. 그러나 WPSA7에서 111.6°로 다시 감소하는 모습을 보여주었는데 시트르산(citric acid, CA) 농도가 과해지면서 잔여하는 시트르산(citric acid, CA)에 의해 친수성이 증가하여 접촉각이 감소한 것이다.The contact angles for the samples are shown in the table below. The surface of the control group absorbed moisture during measurement, making contact angle analysis impossible. After adding potato starch (PS) and citric acid (CA), the contact angle was observed to be 105° in WPS and WPSA3, showing improved hydrophobicity, and increased to 116.83° in WPSA5. . This was crosslinked by the addition of citric acid (CA) and showed hydrophobic properties due to the reduction of O-H groups. However, it showed a decrease again to 111.6° in WPSA7. As the citric acid (CA) concentration became excessive, the hydrophilicity increased due to the remaining citric acid (CA) and the contact angle decreased.
<샘플별 접촉각><Contact angle for each sample>
수분흡수율을 보면, 대조군의 수분 흡수율은 처음 10분 동안 물에 담근 후 갑자기 증가하여 322.6%에 도달하고 점차 증가하여 358.5%에서 거의 안정되는 모습을 보여주었다. 실험군은 대조군에 비해 처음 10분의 수분 흡수율이 69% 이상 감소하였으며, 360분에서 안정될 때까지 수분흡수가 점진적으로 증가되었다. 360분에서의 최종 수분 흡수율은 WPS에서 약 23%, WPSA 샘플에서는 37% 대조군에 비해 감소하였다. 이러한 결과는 감자녹말(potato starch, PS)을 첨가하면 친수성을 감소시킬 수 있기 때문이며, 시트르산(citric acid, CA)를 첨가할 때 그 효과가 더욱 향상되었다.Looking at the moisture absorption rate, the moisture absorption rate of the control group suddenly increased after being immersed in water for the first 10 minutes, reaching 322.6%, and gradually increased, almost stabilizing at 358.5%. In the experimental group, the water absorption rate in the first 10 minutes decreased by more than 69% compared to the control group, and water absorption gradually increased until it stabilized at 360 minutes. The final moisture absorption rate at 360 minutes was reduced by approximately 23% in the WPS and 37% in the WPSA samples compared to the control. This result is because the addition of potato starch (PS) can reduce hydrophilicity, and the effect is further improved when citric acid (CA) is added.
< 샘플별 시간에 따른 수분흡수율 >< Moisture absorption rate over time for each sample >
열적 특성 분석결과, DSC 분석 결과 각 샘플의 Tg (유리전이온도) 값은 유의하지 않았으며, 대조군과 WPS에서 약 157℃로 가장 낮은 값을 보여주었다. 그 외 실험에서는 시트르산(citric acid, CA) 함량이 증가함에 따라 지속적으로 증가하여 WPSA7에서 약 164℃의 Tg값을 보여주었다. TGA 분석 결과 대조군에서 230~370℃에서 약 74%의 중량감소율을 보여주었으며 WPS는 350℃에서 약 50%의 중량감소율을 보여주었다. WPSA 샘플에서는 340℃에서 약 50%의 중량감소율을 보여주었다. 이는 가교결합으로 인해 열안정성이 증가한 것이다.As a result of thermal property analysis, DSC analysis showed that the Tg (glass transition temperature) value of each sample was not significant, and the control and WPS showed the lowest value at approximately 157°C. In other experiments, the Tg value continued to increase as the citric acid (CA) content increased, showing a Tg value of approximately 164°C in WPSA7. As a result of TGA analysis, the control group showed a weight loss rate of about 74% at 230~370℃, and WPS showed a weight loss rate of about 50% at 350℃. The WPSA sample showed a weight loss rate of approximately 50% at 340°C. This is an increase in thermal stability due to crosslinking.
<샘플별 유리전이 온도><Glass transition temperature by sample>
위의 실험을 통하여, 감자녹말(potato starch, PS)과 시트르산(citric acid, CA)의 가교결합 특성을 이용하여 펄프몰드의 기계적, 열적, 수분 차단성에 대한 개선 효과를 확인하였다. 시트르산(citric acid, CA)를 통해 가교결합된 WPSA 샘플은 대조군에 비해 인장강도와 접촉각, 열안정성 평가에서 개선된 모습을 보여주었으며, 수분흡수율에서도 높은 내수성 효과를 보여주었다. 특히, WPSA5는 대조군보다 1445% 높은 인장강도와 116.83°의 값으로 가장 높은 접촉각을 보여주었다. 그러나 WPSA7에서는 시트르산(citric acid, CA)의 과잉 함량으로 물성특성이 감소하는 모습을 보여주었다. 결과적으로 감자녹말(potato starch, PS)과 시트르산(citric acid, CA) 가교결합을 통한 펄프몰드 제작에 최적 시트르산(citric acid, CA) 농도는 5%로 판단되어진다. Through the above experiment, the improvement effect on the mechanical, thermal, and moisture barrier properties of the pulp mold was confirmed by using the cross-linking properties of potato starch (PS) and citric acid (CA). The WPSA sample cross-linked with citric acid (CA) showed improvements in tensile strength, contact angle, and thermal stability compared to the control group, and also showed a high water resistance effect in water absorption rate. In particular, WPSA5 showed a tensile strength 1445% higher than that of the control group and the highest contact angle at 116.83°. However, WPSA7 showed a decrease in physical properties due to the excessive content of citric acid (CA). As a result, the optimal citric acid (CA) concentration for manufacturing pulp molds through crosslinking of potato starch (PS) and citric acid (CA) is judged to be 5%.
이렇게 파지에 대한 파쇄 및 첨가제와의 혼합과정이 끝나면 혼합된 펄프원료를 펌프를 이용하여 교반탱크로 이송시킨다. 교반은 물리적 또는 화학적 성질이 다른 2종 이상의 물질을 외부적인 기계 에너지를 사용하여 균일한 혼합상태로 만드는 것을 의미하며, 교반탱크에서의 교반과정을 통하여 펄프재료가 뭉치지 않고 잘 풀리도록 해준다.Once the process of crushing the waste and mixing it with additives is completed, the mixed pulp raw materials are transferred to the stirring tank using a pump. Stirring means making two or more substances with different physical or chemical properties into a uniform mixture using external mechanical energy, and the stirring process in the stirring tank helps pulp materials to loosen up without clumping.
교반과정이 끝난 펄프재료는 다시 혼합탱크로 이송되어 농도를 조절하는 작업을 거친다. 이 때 농도를 조절하기 위한 수단으로 물을 사용하게 된다. 농도가 조절된 펄프재료는 다시 초지성형탱크로 보내져서 각 펄프몰드 제품에 맞추어 설계된 금형으로 에어와 진공을 이용하여 성형시킨다. After the stirring process is completed, the pulp material is transferred back to the mixing tank and undergoes an operation to adjust the concentration. At this time, water is used as a means to control the concentration. The pulp material whose concentration has been adjusted is sent back to the paper forming tank and molded using air and vacuum in a mold designed for each pulp mold product.
흡착, 성형과 동시에 또는 그 후 제1차 압착 및 건조과정을 거친다. 제1차 과정에서는 200℃ 내지 400℃의 환경에서 진행하고, 그 후 150℃ 내지 350℃로 가열된 금형에서 제2차 및 제3차 압착 및 건조과정을 거친다. 건조과정이 모두 끝나면 검사자가 검사 및 포장을 하여 최종 완성시킨다.It undergoes a first pressing and drying process simultaneously with or after adsorption and molding. The first process is carried out in an environment of 200°C to 400°C, and then the second and third pressing and drying processes are performed in a mold heated to 150°C to 350°C. Once the drying process is complete, the inspector inspects and packages it to complete the process.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 펄프몰드 패키징을 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 펄프몰드 패키징의 단면을 나타낸 도면이다.Figure 2 is a view showing pulp mold packaging according to an embodiment of the present invention, and Figure 3 is a view showing a cross section of pulp mold packaging according to an embodiment of the present invention.
도 2 및 도 3에 나타난 바와 같이, 본 발명에 의한 펄프몰드 패키징은 제품을 보관할 수 있는 내부공간을 포함하는 본체부 및 상기 본체부의 상부에 배치되어 결합하는 커버부를 포함하고, 상기 커버부는 상단에 배치되는 제1 펄프몰드 및 하단에 배치되는 제2 펄프몰드를 포함하고, 상기 본체부는 상단에 배치되는 제3 펄프몰드 및 하단에 배치되는 제4 펄프몰드를 포함한다.As shown in Figures 2 and 3, the pulp mold packaging according to the present invention includes a main body part including an internal space for storing the product and a cover part disposed and coupled to the upper part of the main body part, and the cover part is located at the top. It includes a first pulp mold disposed at the bottom and a second pulp mold disposed at the bottom, and the main body portion includes a third pulp mold disposed at the top and a fourth pulp mold disposed at the bottom.
상기 커버부의 제1 펄프몰드와 제2 펄프몰드 및 상기 본체부의 제3 펄프몰드와 제4 펄프몰드는 각각 접착제에 의하여 접착되어 결합될 수 있고, 펄프몰드 패키징을 적층하여 쌓아놓았을 때 미끄러지는 것을 방지하기 위하여, 상기 제1 펄프몰드의 상단 중앙에 형성되는 미끄럼 방지부;를 더 포함할 수 있다. 상기 펄프몰드 패키징을 적층하여 쌓아놓았을 때 패키징들끼리 서로 끼이는 것을 방지하기 위하여, 상기 제4 펄프몰드의 모서리쪽에 형성되는 끼임 방지부;를 더 포함할 수 있다.The first pulp mold and the second pulp mold of the cover part and the third pulp mold and the fourth pulp mold of the main body part can be bonded and joined by an adhesive, respectively, and are prevented from slipping when the pulp mold packaging is stacked. To prevent this, it may further include an anti-slip portion formed at the top center of the first pulp mold. In order to prevent the packaging from being caught by each other when the pulp mold packaging is stacked, it may further include a jamming prevention portion formed at a corner of the fourth pulp mold.
상기 본체부의 내부공간에 제품이 놓여졌을 때 제3 펄프몰드가 밑으로 주저앉는 것을 방지하기 위하여, 상기 제4 펄프몰드에서 상기 제3 펄프몰드 방향으로 상기 제4 펄프몰드의 일부가 돌출되어 형성되는 하중지지부;를 더 포함할 수 있다. 상기 커버부는 상기 본체부의 내측으로 결합하기 위하여, 상기 제2 펄프몰드에서 상기 제1 펄프몰드의 반대 방향으로 상기 제2 펄프몰드가 돌출되어 형성되는 고정결합부;를 더 포함할 수 있다. 상기 제1 펄프몰드, 제2 펄프몰드, 제3 펄프몰드 및 제4 펄프모드는 모두 두께가 1 내지 4 mm, 바람직하게는 두께가 2mm 일 수 있다.In order to prevent the third pulp mold from collapsing downward when the product is placed in the inner space of the main body, a portion of the fourth pulp mold is formed to protrude from the fourth pulp mold in the direction of the third pulp mold. It may further include a load support part. The cover part may further include a fixed coupling part formed by protruding from the second pulp mold in a direction opposite to the first pulp mold in order to couple to the inside of the main body part. The first pulp mold, second pulp mold, third pulp mold, and fourth pulp mode may all have a thickness of 1 to 4 mm, preferably 2 mm.
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.Although embodiments of the present invention have been described above with reference to the attached drawings, those skilled in the art will understand that the present invention can be implemented in other specific forms without changing its technical idea or essential features. will be.
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. Therefore, the embodiments described above should be understood in all respects as illustrative and not restrictive, and the scope of the present invention is indicated by the claims described later in the detailed description, and the meaning and scope of the claims and All changes or modified forms derived from the equivalent concept should be construed as falling within the scope of the present invention.
10 : 커버부
20 : 제1 펄프몰드
21 : 미끄럼 방지부
30 : 제2 펄프몰드
31 : 고정결합부
40 : 본체부
50 : 제3 펄프몰드
60 : 제4 펄프몰드
61 : 끼임 방지부
62 : 하중지지부
100 : 펄프몰드 패키징10: Cover part
20: first pulp mold
21: Anti-slip part
30: Second pulp mold
31: Fixed joint
40: main body
50: Third pulp mold
60: Fourth pulp mold
61: Jamming prevention part
62: load support part
100: Pulp mold packaging
Claims (8)
상기 혼합 단계에서 만들어진 펄프물질을를 파쇄기에 투입하여 파쇄시키는 파쇄 단계;
파쇄된 펄프물질에에 탄력성과 점착성을 부여하여 강도를 증가하기 위한 결합제, 펄프물질의 기포를 제거하기 위한 소포제 및 펄프물질에 물이 흡수되는 것을 막기 위한 발수제를 투입하고 혼합시키는 첨가제 투입 단계;
상기 첨가제이 투입된 펄프물질을 펌프를 이용하여 교반탱크에 이송시키는 이송 단계;
상기 이송된 펄프물질을 교반시키는 교반 단계:
상기 교반 단계에서 교반과정을 거친 펄프물질을 혼합탱크로 이송시키고 물을 이용하여 농도를 조절하는 농도 조절 단계;
상기 농도 조절 단계에서 농도가 조절된 펄프물질을 초지 성형탱크로 이송한 후 설계된 금형으로 에어와 진공을 이용하여 흡착 및 성형하는 흡착 및 성형 단계;
금형의 모형으로 성형이 끝난 펄프몰드를 1차로 압착시키고 200 내지 400°C 에서 건조시키는 1차 압착 및 건조 단계; 및
1차 압착 및 건조된 펄프몰드를 다시 2차로 압착시키고 150 내지 350°C에서 건조시키는 2차 압착 및 건조 단계를 거쳐 제조되며,
셀룰로오스 섬유를 포함하는 펄프물질;
상기 펄프물질에 탄력성과 점착성을 부여하여 강도를 증가하기 위한 결합제;
상기 펄프물질의 기포를 제거하기 위한 소포제; 및
상기 펄프물질에 물이 흡수되는 것을 막기 위한 발수제;
를 포함하고,
감자녹말(potato starch) 및 시트르산(citric acid)을 더 포함하며,
상기 펄프물질과 상기 감자녹말을 1:1의 질량비로 혼합한 후, 상기 시트르산을 상기 펄프물질과 상기 감자녹말의 각 질량 대비 5%의 질량 비율로 첨가되고,
상기 감자녹말과 상기 시트르산의 가교결합 촉매제로 하이포아인산나트륨을 첨가하고,
상기 첨가되는 하이포아인산나트륨의 질량은 상기 시트르산 질량의 50%이고,
상기 결합제는
아디프산 중합체(Adipic acid polymer) 및 물을 포함하고,
상기 결합제에서 상기 물의 중량 비율은 79 내지 81%이고,
상기 결합제의 pH는 2.8 내지 4.8 이고,
상기 결합제의 녹는점 및 어는점은 0°C 이고,
상기 결합제의 초기 끓는점은 90°C 이고,
상기 결합제의 끓는점 범위는 90 내지 100°C 이고,
상기 결합제의 비중은 1.10 내지 1.20 이고,
상기 소포제는 옥타데칸올(octadecanol), 헥사데칸올 (hexadecanol), 스테아르산(stearic acid) 및 물을 포함하고,
상기 소포제에서 상기 물의 중량 비율은 70 내지 72 %이고,
상기 소포제의 pH는 5 내지 7 이고,
상기 소포제의 녹는점 및 어는점은 0°C 이고,
상기 소포제의 초기 끓는점은 90°C 이고,
상기 소포제의 끓는점 범위는 90 내지 100°C 이고,
상기 소포제의 비중은 1.00 내지 1.10 이고,
상기 발수제는
알킬케텐 다이머(alkyl ketene dimer), 물 및 유화안정제를 포함하고,
상기 물의 중량 비율은 79 내지 81 %이고,
상기 발수제의 pH는 2.8 내지 3.8 이고,
상기 발수제의 녹는점 및 어는점은 0°C 이고,
상기 발수제의 초기 끓는점은 90°C 이고,
상기 발수제의 끓는점 범위는 90 내지 100°C 이고,
상기 발수제의 비중은 1.00 내지 1.01
인 것을 특징으로 하는 펄프몰드 패키징.A mixing step of mixing water and phages at a weight ratio of 99:1 to create pulp material;
A crushing step of crushing the pulp material produced in the mixing step by putting it into a crusher;
Additive injection step of adding and mixing a binder to increase strength by imparting elasticity and adhesion to the crushed pulp material, a defoaming agent to remove air bubbles in the pulp material, and a water repellent to prevent water from being absorbed into the pulp material;
A transfer step of transferring the pulp material to which the additive has been added to a stirred tank using a pump;
Stirring step of agitating the transported pulp material:
A concentration control step of transferring the pulp material that has undergone the stirring process in the stirring step to a mixing tank and adjusting the concentration using water;
An adsorption and molding step of transferring the pulp material whose concentration has been adjusted in the concentration control step to a papermaking molding tank and then adsorbing and molding it into a designed mold using air and vacuum;
A primary pressing and drying step in which the molded pulp mold is first pressed into a mold model and dried at 200 to 400°C; and
It is manufactured through a second pressing and drying step in which the first pressing and dried pulp mold is pressed again and dried at 150 to 350°C.
Pulp material containing cellulose fibers;
A binder for increasing strength by imparting elasticity and adhesion to the pulp material;
An antifoaming agent to remove air bubbles from the pulp material; and
A water repellent agent to prevent water from being absorbed into the pulp material;
Including,
It further contains potato starch and citric acid,
After mixing the pulp material and the potato starch at a mass ratio of 1:1, the citric acid is added at a mass ratio of 5% based on the respective masses of the pulp material and the potato starch,
Adding sodium hypophosphite as a cross-linking catalyst between the potato starch and the citric acid,
The mass of sodium hypophosphite added is 50% of the mass of citric acid,
The binder is
Contains adipic acid polymer and water,
The weight proportion of water in the binder is 79 to 81%,
The pH of the binder is 2.8 to 4.8,
The melting and freezing points of the binder are 0°C,
The initial boiling point of the binder is 90°C,
The boiling point range of the binder is 90 to 100°C,
The specific gravity of the binder is 1.10 to 1.20,
The antifoaming agent includes octadecanol, hexadecanol, stearic acid, and water,
The weight proportion of water in the antifoam agent is 70 to 72%,
The pH of the antifoaming agent is 5 to 7,
The melting and freezing points of the antifoaming agent are 0°C,
The initial boiling point of the defoaming agent is 90°C,
The boiling point range of the antifoaming agent is 90 to 100°C,
The specific gravity of the antifoaming agent is 1.00 to 1.10,
The water repellent
Contains alkyl ketene dimer, water and emulsion stabilizer,
The weight proportion of water is 79 to 81%,
The pH of the water repellent is 2.8 to 3.8,
The melting and freezing points of the water repellent are 0°C,
The initial boiling point of the water repellent is 90°C,
The boiling point range of the water repellent is 90 to 100°C,
The specific gravity of the water repellent is 1.00 to 1.01.
Pulp mold packaging characterized in that.
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|---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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