KR20060008832A - 포장박스용 골판지의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 포장용 박스를 제작하기 위한 골판지의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 세리사이트, 크로라이트, 일라이트와 같은 광물질 분말을 첨가한 접착제로 골심지와 판지들을 접착하여 광물질이 갖는 강한 흡착력, 강한 음이온 치환능력 및 다량 음이온 방출효과 등에 의하여 박스에 포장된 각종 농수산물을 신선하게 보관하는 한편 악취를 제거하고 잔류 농약의 독성(毒性)을 효과적으로 중화시킬 수 있도록 한 발명에 관한 것이다.

전술한 본 발명은 세리사이트(sericite), 크로라이트(chlorite), 일라이트(illite) 등의 광물을 채취하는 단계; 채취된 광물들을 각각 굵은 입자들로 파쇄하여 불순물을 제거한 후 건조로에 투입하여 500∼700℃의 열을 가하면서 광물에 함유된 수분을 완전히 건조시키는 단계; 건조된 광물들을 각각 곱게 분쇄하여 200메시 이상의 입도(粒度)를 유지하도록 미세 분말로 분쇄하는 단계; 전분질 풀 73∼77중량％, 세리사이트(sericite) 분말 17∼18중량％, 크로라이트(chlorite) 분말 1∼2중량％, 일라이트(illite) 분말 5∼7중량％를 고르게 혼합하여 접착제를 제조하는 단계; 접착제를 접착롤러에 도포하여 접착롤러들을 각각 통과하는 상부판지의 하부면과 하부판지의 상부면에 접착제가 도포되도록 한 후 성형롤러를 통과한 골심지의 상,하부에 상부판지와 하부판지를 각각 적층하여 접합롤러들 사이를 통과시켜 판지들을 접착하는 단계; 접착된 골판지를 이송시키면서 화염을 분사하여 접착제를 건조시키는 단계; 건조된 골판지를 절단하는 단계 등으로 이루어진 것을 특징으로 하는 포장박스용 골판지의 제조방법에 의하여 달성될 수 있는 것이다.

세리사이트, 크로라이트, 일라이트, 상부판지, 하부판지, 골심지, 골판지, 접착제

Description

포장박스용 골판지의 제조방법{a manufacturing method for corrugated cardboard}

도 1은 본 발명에 의한 골판지의 제조과정을 공정별로 순차적으로 나열한 제조공정도,

도 2는 본 발명에 의한 골판지의 개략적인 장치도,

도 3은 시간경과에 따른 가스농도곡선.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 상부판지 1a : 하부판지

2 : 골심지 3 : 골판지

10 : 접착롤러 11 : 접착제

20 : 성형롤러 30 : 접합롤러

40 : 토치램프 50 : 절단기

본 발명은 포장용 박스를 제작하기 위한 골판지의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 세리사이트, 크로라이트, 일라이트와 같은 광물질 분말을 첨가한 접착제로 골심지와 판지들을 접착하여 광물질이 갖는 강한 흡착력, 강한 음이온 치환능력 및 다량 음이온 방출효과 등에 의하여 박스에 포장된 각종 농수산물을 신선하게 보관하는 한편 악취를 제거하고 잔류 농약의 독성(毒性)을 효과적으로 중화시킬 수 있도록 한 발명에 관한 것이다.

일반적으로 골판지는 물결 모양으로 성형된 골심지의 양측에 판지를 접착제로 붙여서 완충도를 높인 것으로서 주로 물품 포장용 상자를 제작하는 데 널리 사용된다.

그러나, 전술한 포장용 박스는 골판지가 갖는 완충성에 의하여 박스에 보관된 물품이 손상되지 않도록 하는 단순한 기능을 갖는 것이므로 박스에 보관된 농산물, 축산물, 수산물, 임산물과 같은 각종 물품의 신선도를 장기간 유지하거나 물품에서 발생되는 자극성 있는 냄새를 중화시켜 제거할 수 있도록 하는 역할은 기대하기 어려웠다.

더욱이, 현대에는 농산물을 재배할 때 해충이나 잡초를 제거하기 위하여 농약을 많이 사용하므로 수확된 농산물에는 농약 성분이 잔류하고 있고, 이러한 잔류농약은 인체에 나쁜 영향을 주는 것이므로 농산물을 박스에 포장하였을 때 잔류농 약의 독성(毒性)이 자연스럽게 중화되어 제거되는 포장용 박스의 제안이 절실히 요구되었다.

본 발명은 상기한 문제점을 감안하여 창안한 것으로서, 그 목적은 세리사이트, 크로라이트, 일라이트와 같은 광물질 분말을 첨가한 접착제로 골심지와 판지들을 접착하여 광물질이 갖는 강한 흡착력, 강한 음이온 치환능력 및 다량 음이온 방출효과 등에 의하여 박스에 포장된 각종 농수산물을 신선하게 보관하는 한편 악취를 제거하고 잔류 농약의 독성(毒性)을 효과적으로 중화시킬 수 있는 포장박스용 골판지의 제조방법을 제공함에 있는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은 세리사이트(sericite), 크로라이트(chlorite), 일라이트(illite) 등의 광물을 채취하는 단계; 채취된 광물들을 각각 굵은 입자들로 파쇄하여 불순물을 제거한 후 건조로에 투입하여 500∼700℃의 열을 가하면서 광물에 함유된 수분을 완전히 건조시키는 단계; 건조된 광물들을 각각 곱게 분쇄하여 200메시 이상의 입도(粒度)를 유지하도록 미세 분말로 분쇄하는 단계; 전분질 풀 73∼77중량％, 세리사이트(sericite) 분말 17∼18중량％, 크로라이트(chlorite) 분말 1∼2중량％, 일라이트(illite) 분말 5∼7중량％를 고르게 혼합하여 접착제를 제조하는 단계; 접착제를 접착롤러에 도포하여 접착롤러들을 각각 통과하는 상부판지의 하부면과 하부판지의 상부면에 접착제가 도포되도록 한 후 성형롤러를 통과한 골심지의 상,하부에 상부판지와 하부판지를 각각 적 층하여 접합롤러들 사이를 통과시켜 판지들을 접착하는 단계; 접착된 골판지를 이송시키면서 화염을 분사하여 접착제를 건조시키는 단계; 건조된 골판지를 절단하는 단계 등으로 이루어진 것을 특징으로 하는 포장박스용 골판지의 제조방법에 의하여 달성될 수 있는 것이다.

이하, 상기한 목적을 달성하기 위한 바람직한 실시예를 첨부된 도 1의 제조공정도에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

실시예

자연에서 천연광물로 존재하는 세리사이트(sericite), 크로라이트(chlorite), 일라이트(illite) 등의 광물을 채취하였다.

이어서, 채취된 광물들을 각각 파쇄기에 투입하여 약 35mm 이하의 크기를 갖는 입자(粒子)들로 파쇄한 후 입자들을 선별하여 불순물을 제거하고, 광물들을 건조로에 투입한 후 500∼700℃의 열을 가하여 건조시켰더니 광물에 함유된 수분들이 완전히 건조되었다.

이 단계에서는 파쇄된 광물 입자들을 선별한 후 물로 세척한 후 자연 건조시키는 단계가 더 포함되도록 하여 광물들의 표면에 함유된 미세한 이물질까지 깨끗하게 제거하는 것이 바람직하다.

상기 건조로는 열 가마 형태의 건조로 형태로 구성되어 광물을 투입하여 건조시켜도 무방하나 가마 내부를 통해 이동되는 컨베이어에 광물을 투입하여 약10∼ 20분간 이동시키면서 약600℃ 이상의 열을 가하여 건조하는 방법이 대량생산이 가능하여 바람직하다.

물론, 경우에 따라서는 경사지도록 장착되어 가열되는 회전로에 광물을 투입하여 열 건조시킬 수 있는 것이므로 본 발명에서는 상기 광물들의 건조방법에 국한되는 것은 아니다.

이어서, 건조된 광물들을 각각 분쇄기에 투입하여 곱게 분쇄한 후 200메시의 입도(粒度)를 갖는 체로 걸러서 각각 다른 용기에 보관하였다.

상기 분쇄기는 커터들이 서로 마주보며 회전되고, 단계적으로 분쇄 입자가 작아지면 맷돌 식으로 갈아서 분쇄하는 통상적인 분쇄기를 사용하였다.

이어서, 전분질 풀 15Kg에 세리사이트 분말 3.5Kg, 크로라이트 분말 300g, 일라이트 분말 1.2Kg을 교반기에 투입하여 고르게 혼합하여 접착제 20Kg을 제조하였다.

상기 전분질 풀은 밀가루를 사용하여도 무방하나 본 발명에서는 옥수수가루를 사용하였고, 옥수수가루와 물을 체적비율 1 : 7로 혼합한 후 가열하면서 타지 않도록 서서히 저어주어 완성하였다. 이러한 전분질 풀은 예로부터 도배용 풀로 널리 사용되는 것이므로 제조과정에 관한 자세한 설명은 생략하였다.

또한, 상기 교반기는 탱크 내부에 장착된 교반용 익편들이 모터의 동력으로 서서히 회전되는 통상의 교반기를 사용하여 혼합물이 고르게 교반되도록 하였다.

이어서, 도 2에서 도시한 바와 같은 골판지 제조장치의 접착롤러(10)들 외부면에 접착제(10a)를 도포하면서 접착롤러(10)들 사이에 상부판지(1)와 하부판지(2) 를 각각 통과시켜 상부판지(1)의 하부면과 하부판지(2)의 상부면에 접착제를 도포하여 일정두께를 갖는 접착층을 형성하였다.

그리고, 외주면에 골과 홈에 연속 형성된 성형롤러(20)들 사이를 통과하면서 골이 형성된 골심지(2)의 상,하부에 상부판지(1)와 하부판지(2)를 각각 적층하여 접합롤러(30)들 사이를 통과시켜 판지들을 접착하였다.

이어서, 접착된 골판지(3)를 이송시키면서 토치램프(40)(torch lamp)로 화염을 분사하여 접착제를 건조 한 후 절단기(50)를 사용하여 건조된 골판지(3)를 필요한 크기로 절단하여 골판지(3)를 완성할 수 있었다.

상기 토치램프(40)는 연료를 압축공기로 분사하면서 공기를 혼합하여 연소시키면서 불꽃을 일으키는 버너장치를 사용하였다, 그러나, 경우에 따라서는 LPG와 같은 개스를 분사하여 불꽃을 생성할 수 있는 것이므로 본 발명에서는 골판지를 건조시키는 장치에 국한되는 것은 아니다.

시험 예 1 : 탈취효과의 측정

본 발명의 제조과정에 의하여 완성된 골판지를 한국원적외선응용평가연구원에 의뢰하여 탈취효과를 측정하였으며, 시험방법은 시료를 넣은 용기와 시료를 넣지 않은 용기의 내부에 암모니아가스 500ppm을 주입하여 탈취율을 검사하는 KFIA-FI-1004 시험규격을 사용하였다.

그 결과는 표 1의 탈취율(％) 시험결과와 도 3의 시간경과에 따른 가스농도곡선에 나타난 바와 같이, 30분마다 가스검지관을 사용하여 가스농도를 측정하였 더니 탈취제 시료가 투입된 용기는 최초 30분 후 탈취율이 90％로 나타났고, 60분에서는 탈취율 93％, 90분에서는 탈취율 95％, 120분에서는 탈취율 96％로 나타나 점차적으로 탈취율(％)이 높아지면서 약 2시간이 지난 후에는 암모니아 가스의 대부분이 흡착 제거되어 탈취효율이 매우 높은 것으로 나타났다.

그리고, 시료가 주입되지 않은 용기는 가스검지관으로 시료를 채취함에 따라 자연적으로 소멸되는 암모니아가스의 양을 제외하고는 탈취율(％)이 변화되지 않는 것으로 나타났다.

시험항목	경과시간(분)	blank농도(ppm)	시료농도(ppm)	탈취율(％)
탈취시험	초기	500	500	-
	30	490	50	90
	60	480	35	93
	90	460	25	95
	120	450	20	96

(주) Blank : 시료를 넣지 않고 측정한 것임. 끝.

1) 시험방법 : KFIA-FI-1004

2) 시료용 골판지의 크기 : 100×100mm

3) 시험가스명 : 암모니아

4) 가스농도측정 : 가스검지관

실험예 2 : 음이온 방출량의 측정시험

본 발명의 제조과정에 의하여 완성된 골판지를 한국원적외선응용평가연구원에 의뢰하여 실내온도 27℃, 습도 49％, 대기중 음이온 수 108/cc의 조건에서 음이온 방출량을 측정하였으며 측정대상물에서 방출되는 음이온을 측정하여 단위체적 당 이온수로 표시하는 KFIA-FI-1042 시험규격을 사용하였다.

그 결과는 표 2의 결에서 나타난 바와 같이 음이온 수가 186/cc로 나타나 대기중 음이온 수 108/cc보다는 2배 가까운 음이온을 방출하는 것으로 나타났다.

항목 시료명	음이온(ION/cc)
기능성박스(농수산물)	186

1) 시험방법 : KFIA-FI-1042

2) 시험편 : 시료용 골판지의 크기 100 ×100mm

전술한 제조과정을 통해 완성된 골판지로 포장용 박스를 제작하는 경우에는 세리사이트, 크로라이트, 일라이트와 같이 자연상태에서 음이온을 방출하는 천연 광물질이 혼합된 것이므로 광물질의 미립물질 흡착효과에 의하여 농수산물에 잔류하는 농약의 독성을 흡착하여 중화시킬 수 있을 뿐 아니라 특히 수산물 등에서 발산되는 자극성 냄새를 흡착 제거하여 박스를 운반할 때 불필요한 냄새의 발생을 미연에 차단시킬 수 있는 동시에 점토광물들이 갖는 강한 음이온 치환능력에 의하여 농수산물에서 산화반응을 일으키는 수산기(OH^-) 이온을 강력하게 환원시킬 수 있는 것이므로 농수산물을 장기간 보관하더라도 부패가 방지되어 신선도를 유지할 수 있는 등의 이점이 있는 것이다.

또한, 본 발명의 제조과정에서 가장 많이 포함되고 중요한 물질 중의 하나인 세리사이트는 자연상태에서 음이온을 방사할 뿐 아니라 근래의 학계에서 발표된 바로는 회전전자파(π- RAY)를 방사하는 것으로 알려져 있고, 이러한 회전전자파(π- RAY)는 잔류농약의 독성을 흡착하여 중화시키고, 자극성 있는 냄새를 흡착하여 제거할 수 있는 것이다.

한편, 본 발명의 제조방법에 사용되는 광물질들의 특성은 다음과 같다.

세리사이트(sericite)는 질이 치밀하거나 미세한 비늘 모양으로 견운모(絹雲母)라고 하며, 단사정계(單斜晶系)에 속하는 광물로 견운모편암의 주성분 광물을 말하였으나, 오늘날에는 열수작용(熱水作用)으로 생긴 점토 모양의 미세한 백운모를 지칭한다.

상기 세리사이트는 도자기나 내화벽돌의 혼화재 등으로 많이 사용되는 것으로서 자연상태에서 음이온 및 회전전자파(π- RAY)를 방사하여 미립물질을 흡착하거나 크기가 다른 미립물질을 분리시키는 특성에 의하여 잔류하는 농약의 독성을 흡착하여 중화시켜 자극성 있는 냄새를 제거할 수 있는 것이다.

크로라이트(chlorite)는 단사정계(單斜晶系)에 속하는 광물로서 녹니석(綠泥石)이라 하며, 주성분은 알루미늄, 철, 마그네슘의 함수(含水)규산염 (Mg, Fe, Al)₁₂(Si, Al)₈O₂₀(OH)₁₆이다.

상기 크로라이트(chlorite)는 여러 종류의 퇴적암이나 저온의 변성암, 열수(熱水)로 인해 변질된 화성암 등에서 널리 발견되는데 주로 운모 ·각섬석 ·휘석 등 철고토 광물이 변질된 것으로서 자연상태에서 음이온을 방출하고 독성물질을 흡착하여 분해하는 성질에 의하여 잔류농약의 독성제거 및 자극성 냄새를 흡착하여 제거할 수 있는 것이다.

일라이트(illite)는 단사정계(單斜晶系)에 속하는 미세한 운모족(雲母族) 광물로서 그 화학조성은 (K,H₃O)Al₂(Si,Al)₄O₁₀(H₂O,OH) ₂이고, 알루미늄이 풍부한 이질(泥質) 또는 응회암질(凝灰岩質) 구조의 퇴적암 중에 산출되며, 열수성(熱水性) 광상모암의 변질광물로서 산출되는 것으로서 자연상태에서 음이온 및 원적외선을 방출하여 독성의 중화 및 탈취효과 등의 기능을 갖는 것이다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발 명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

이상에서 상술한 바와 같은 제조과정을 통해 완성된 포장용 박스는 세리사이트, 크로라이트, 일라이트와 같이 자연상태에서 음이온을 방출하는 천연 광물질이 혼합된 것이므로 광물질의 미립물질 흡착효과에 의하여 농수산물에 잔류하는 농약의 독성을 흡착하여 중화시킬 수 있을 뿐 아니라 특히 수산물 등에서 발산되는 자극성 냄새를 흡착 제거하여 박스를 운반할 때 불필요한 냄새의 발생을 미연에 차단시킬 수 있는 동시에 점토광물들이 갖는 강한 음이온 치환능력에 의하여 농수산물에서 산화반응을 일으키는 수산기(OH^-) 이온을 강력하게 환원시킬 수 있는 것이므로 농수산물을 장기간 보관하더라도 부패가 방지되어 높은 신선도를 유지할 수 있는 것으로서 농산물, 수산물, 축산물, 임산물과 같은 각종 생물을 포장하는 박스로 적극 활용하여 포장박스의 대외 경쟁력을 최대한 높여줄 수 있는 등의 이점이 있는 것이다.

Claims (2)

1. 세리사이트(sericite), 크로라이트(chlorite), 일라이트(illite) 등의 광물을 채취하는 단계;

   채취된 광물들을 각각 굵은 입자들로 파쇄하여 불순물을 제거한 후 건조로에 투입하여 500∼700℃의 열을 가하면서 광물에 함유된 수분을 완전히 건조시키는 단계;

   건조된 광물들을 각각 곱게 분쇄하여 200메시 이상의 입도(粒度)를 유지하도록 미세 분말로 분쇄하는 단계;

   전분질 풀 73∼77중량％, 세리사이트(sericite) 분말 17∼18중량％, 크로라이트(chlorite) 분말 1∼2중량％, 일라이트(illite) 분말 5∼7중량％를 고르게 혼합하여 접착제를 제조하는 단계;

   접착제를 접착롤러에 도포하여 접착롤러들을 각각 통과하는 상부판지의 하부면과 하부판지의 상부면에 접착제가 도포되도록 한 후 성형롤러를 통과한 골심지의 상,하부에 상부판지와 하부판지를 각각 적층하여 접합롤러들 사이를 통과시켜 판지들을 접착하는 단계;

   접착된 골판지를 이송시키면서 화염을 분사하여 접착제를 건조시키는 단계;

   건조된 골판지를 절단하는 단계 등으로 이루어진 것을 특징으로 하는 포장박스용 골판지의 제조방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 접착제의 제조단계에 사용되는 전분질 풀은 옥수수가루를 사용하여 전분질 풀을 제조한 것을 특징으로 하는 포장박스용 골판지의 제조방법.

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