KR20190122940A - 탄소섬유 발열체를 이용한 골판지 합판 및 원지 - Google Patents

Abstract

발열 가능한 골판지 합판 및 원지가 제공된다. 본 발명에 따른 골판지 합판은, 제1 골판지 원지에 소정 크기의 골을 형성하여 생성되는 골심지; 및 제2 골판지 원지로부터 생성되며 상기 골심지의 적어도 하나의 면과 접합되는 적어도 하나의 라이너지를 포함하는 골판지 합판으로서, 상기 제2 골판지 원지는, 일측에 위치한 표면층, 타측에 위치한 후면층 및 상기 표면층과 상기 후면층의 사이에 위치하는 심면층이 적층되어 구성되며, 상기 심면층은, 탄소발열체 및 상기 탄소발열체를 전력원과 연결하는 적어도 2개의 전극을 포함함으로써 전력원에 의해 전력이 공급되면 발열한다.

Description

탄소섬유 발열체를 이용한 골판지 합판 및 원지{Corrugated paper and corrugated paper board using carbon heater}

본 발명은 골판지 합판 및 원지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 발열 골판지 합판 및 원지에 관한 것이다.

일반적으로 내외장재는 건축물의 실외 및 실내에 설치되어 설치된 벽면을 미려하게 장식한다. 이러한 내외장재는 목재, 석고보드, 플라스틱, 금속, 석재 따위의 다양한 소재들을 이용하여 샌드위치 패널, 우레탄, 합판 등으로 실내공간을 각각의 별도공간으로 분리하거나 칸막이 등의 용도로 사용되고 있다.

이러한 내외장재의 일종으로, 목재 합판이나 칩보드를 열경화성 수지에 침지시켜 절곡 강도, 인장 강도 및 내부식성을 향상시킨 내외장재 제조 방법이 알려져 있다. 그러나 이와 같이, 목재 합판이나 칩보드를 수지에 함침시켜 제조되는 건축용 내외장재의 경우 수지의 침투 시간, 건조 시간 등 공정에 소요되는 시간이 늘어나서 생산성이 떨어질 뿐만 아니라, 원자재의 구입 단가도 높아져 결과적으로 제조 원가가 상승하는 원인이 된다.

또한, 목재 합판이나 칩보드는 원자재 자체가 인화성이 매우 높을 뿐만 하니라 수지 또한 인화성이 높게 되어 화재에 취약하여 내외장재로서 사용이 부적합하며, 원자재 자체의 중량과 경화된 수지의 중량으로 인하여 운반이나 보관 시공상에도 어려움이 있다. 특히, 상기 목재 합판이나 칩보드에 침투되는 수지 내지 화학약품이 유발하는 환경 문제도 무시할 수 없는 큰 문제이다.

이러한 점을 고려하여, 최근에는 인장 강도나 절곡 강도를 향상시킨 골판지를 건축용 내장재나 가구용 소재로 이용하는 기술이 제시되고 있다.

한편, 눈이 많이 내리는 지역의 지붕재나 국부난방이 필요한 장소에 사용되는 바닥재에 대해, 발열이 가능한 건축용 판재의 필요성이 대두되었다.

따라서, 골판지 합판을 이용한 내외장재에 있어서, 인장 강도나 절곡 강도를 근본적으로 향상시킴과 동시에 발열이 가능한 기술을 개발할 필요성이 있다.

한국특허공보 1378746호 (등록일자: 2014. 3. 21)

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 열을 발생시킬 수 있는 골판지 합판 및 원지를 제공하는 것이다.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 골판지 합판은, 제1 골판지 원지에 소정 크기의 골을 형성하여 생성되는 골심지; 및 제2 골판지 원지로부터 생성되며 상기 골심지의 적어도 하나의 면과 접합되는 적어도 하나의 라이너지를 포함하는 골판지 합판으로서, 상기 제2 골판지 원지는, 일측에 위치한 표면층, 타측에 위치한 후면층 및 상기 표면층과 상기 후면층의 사이에 위치하는 심면층이 적층되어 구성되며, 상기 심면층은, 탄소발열체 및 상기 탄소발열체를 전력원과 연결하는 적어도 2개의 전극을 포함할 수 있다.

상기 표면층 및 상기 후면층은 섬유 조직으로 이루어질 수 있다.

상기 표면층 및 상기 후면층은, 천연섬유층과 광섬유층을 포함하며, 재생섬유층과 합성섬유층 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

상기 천연섬유층은 면, 마, 견사, 모, 앙고라 중 적어도 하나의 성분을 포함하고, 상기 광섬유층은 탄소섬유, 유리섬유, 금속섬유, 미네랄 섬유, 암석섬유 중 적어도 하나의 성분을 포함하며, 상기 재생섬유층은 레이온 섬유를 포함하고, 상기 합성섬유층은 나이론, 폴리에스터, 우레탄, 아크릴 중 적어도 하나의 성분을 포함할 수 있다.

상기 표면층은 천연섬유층이고, 후면층은 광섬유층일 수 있다.

상기 심면층은, 제1 심면층 및 제2 심면층을 더 포함하며, 상기 표면층은 천연섬유층이고, 상기 후면층은 광섬유층이며, 상기 제2 심면층은 재생섬유층 또는 합성섬유층일 수 있다.

상기 탄소발열체는, 상기 심면층에 고르게 도포된 탄소잉크 또는 탄소분말일 수 있다.

상기 탄소발열체는, 상기 심면층에 배열된 탄소섬유일 수 있다.

상기 탄소섬유는, 절곡된 복수의 절곡부를 가지며 상기 심면층 상에 배열될 수 있다.

실시예에 따른 발열 골판지 원지는 서로 접합되어 골판지 합판을 형성하는 골심지와 라이너지 중 적어도 하나에 사용되는 골판지 원지로서, 상기 골판지 원지는 일측에 위치한 표면층, 타측에 위치한 후면층 및 상기 표면층과 상기 후면층의 사이에 위치하는 심면층이 적층되어 구성되며, 상기 심면층은, 탄소발열체 및 상기 탄소발열체를 전력원과 연결하는 전극을 포함하고, 상기 표면층, 상기 후면층 및 상기 심면층은 상호간에 바인더에 의해 접합됨으로써 강도가 향상될 수 있다.

상기 표면층 및 상기 후면층은 섬유 조직으로 구성되고, 상기 섬유 조직은 재생 펄프에 광섬유를 일정 비율로 혼합하여 생성될 수 있다.

상기 표면층 및 상기 후면층 중 적어도 하나의 계층은 상호간에 교차하는 격자 형태로 이루어진 섬유사들로 형성될 수 있다.

상기 탄소발열체는, 상기 심면층에 고르게 도포된 탄소잉크, 탄소분말 또는 탄소섬유일 수 있다.

본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명에 따른 골판지 제조용 조성물에 의해 제조되는 골판지 합판 및 원지는, 열과 수분에 의한 변형이 없이 강도를 유지함과 동시에 열을 발생시킬 수 있다.

또한 과열로 인한 탄소섬유 발열체의 발화시에도 2차 화재로 번지지 않는다.

본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다. 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 단일의 양면 골판지의 형상을 도시한 사시도이다.
도 2는 이중양면 골판지의 형상을 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 4겹으로 된 골판지 원지의 구조를 보여주는 분해사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 4겹으로 된 골판지 원지의 구조를 보여주는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따라 탄소발열체로 탄소섬유를 사용한 모습을 나타낸 도면이다.
도 6는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 심면층의 탄소발열체로 정렬된 탄소섬유가 사용되는 경우를 나타낸 사시도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 골판지 합판의 구조를 보여주는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 3겹으로 된 골판지 원지를 생산하는 공정을 보여주는 도면이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

또한, 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 사시도, 단면도, 측면도 및/또는 개략도들을 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 또한, 본 발명에 도시된 각 도면에 있어서 각 구성 요소들은 설명의 편의를 고려하여 다소 확대 또는 축소되어 도시된 것일 수 있다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

내외장재나 포장용으로 이용되는 골판지 합판은 그 적용 조건에 따라 골판지의 안쪽, 바깥쪽 또는 이중 양면 골판지의 중간층 판지에 사용되는 라이너지와, 두 개의 라이너지 사이에서 물결모양의 골을 구성하는데 쓰이는 골심지로 크게 구분되며, 이러한 라이너지와 골심지는 기본적으로 골판지 원지로부터 형성된다.

상기 골판지 원지는 펄프 또는 고지로부터 재생되는데, 펄프로는 미백 크라프트 펄프(UKP, Unbleached Kraft Pulp),표백 크라프트지(BKP, Bleached Kraft Pulp)이 사용되고, 고지로는 OCC(Old Corrugated Container), KOCC, AOCC, JOCC, EOCC 등이 사용되고 있다. 상기 크라프트 펄프(Kraft Pulp)란 목재나 식물성 섬유원료를 수산화나트륨과 황화나트륨의 약액으로 고해(beating)한 화학펄프를 의미한다.

상기 골판지 원지는 전반적으로, 다음과 같은 복수의 공정을 통해 재생된다. 다만, 상기 단계들 중 일부의 단계는 의도하는 골판지 원지의 성질에 따라 생략되거나 다른 단계로 변경될 수 있다.

(1) 원료 및 물을 투입하여 필요한 농도의 죽 상태로 풀어주는 해리(Pulping) 공정,

(2) 원료 내의 미해리 물질이나 이물질 등을 수회에 걸쳐 걸러내는 정선(Cleaning) 공정,

(3) 묽게 걸러진 원료를 다음 공정의 효율 상승 및 종이 형성에 맞게 필요한 상태로 농축하는 농축(Thickening) 공정,

(4) 원료를 강한 마찰, 전단을 가하여, 섬유를 비비고 끊어서 얇은 종이 면을 형성할 때 퍼짐성을 부여하여 미려성을 향상시키는 고해(Refining) 공정,

(5) 종이 원료에 약품을 혼합하는 조약(Chemical) 공정,

(6) 화학적, 물리적으로 조성이 완료된 원료를 각 각의 원료 별로 지필을 형성하는 공정으로, 1㎡ 당 적게는 15g 에서 많게는 150g정도 까지 얇은 지층을 형성하여 겹치는 초조(Foming) 공정,

(7) 초조 과정에서 여러 층을 겹쳐 형성된 지필로부터 흡입, 압착 혹은 기타의 방법으로 물을 배출시켜, 지필 안정과 건조 효율 증대 시키는 탈수(Pressing) 공정,

(8) 상기 지필이 7~8% 내외의 기준 수분을 갖도록 건조시키는 건조(Drying) 공정,

(9) 형성된 지필을 최종 마무리 하는 공정으로, 넓게는 6~7m가 되는 폭의 지필을 전후의 두께 편차를 줄이고, 겉부분 면을 처리하여 광택과 미려성, 이후 가공 작업시 인쇄성 등 제작성을 향상 시키는 광택(Calendering) 공정,

(10) 재생된 종이를 롤러에 권취하는 권취(Winding) 공정.

이상의 과정을 통해 재생된 골판지 원지는 골판지를 생성하는 데에 사용된다. 상기 골판지 원지는 먼저 중앙의 골심지(medium) 및 외면의 라이너지로 형성되고, 상기 골심지와 라이너지 간의 접착을 통해 완성된 골판지가 얻어지는 것이다.

이러한 골판지는 대량 생산이 가능하고, 가볍고 체적이 작아 보관이 편리하므로 운송중 물류비가 절감되며, 포장작업이 용이하고 기계화, 자동화가 가능하고, 포장조건에 맞는 강도 및 형태를 임의로 제작할 수 있으며, 외부충격에 탄력을 주어 내용물의 손상을 방지할 수 있다는 장점이 있다. 이에 비해, 골판지가 갖는 단점으로는, 습기에 약하며 수분을 흡수하므로 압축강도가 저하될 수 있고, 소단위 생산시 비용이 비교적 높으며, 화물의 취급시 강한 압력에 파손되거나 휘기 쉽다.

이러한 골판지가 갖는 구조적 강도면에서의 약점은 골판지가 단순히 완충재나 포장지로만 사용되게 하며, 건축 내외장재나 기타 상당한 강도를 요하는 분야에 적용되는 데에는 근본적인 한계로 작용할 수 있다.

현재 산업계에서 사용되는 골판지 합판은 사용되는 다양한 용도에 따라 다양한 두께, 골높이 및 겹수를 갖는다. 도 1은 단일의 양면 골판지(10)의 구조를 나타낸다. 이러한 양면 골판지(10)는 파도 모양을 한 중심의 골심지(16) 양측에 라이너지(12, 14)를 붙인 것으로, 포장용 상자로서 사용되는 경우가 가장 많다.

도 1에 도시된 A골 양면 골판지(10)는 골높이가 4.5~4.8mm 정도이고, 골수가 30cm 당 대략 34개인 중앙의 골심지(16)와 외면의 두 라이너지(12, 14)가 접착된 형태이다. 골판지 업계에서는 골높이와 골수가 어느 정도 규격화되어 있지만, 본 발명에서는 이에 한하지 않고 본 발명에 따른 골판지의 용도에 따라 골 크기를 다양하게 형성하는 것도 가능하다.

도 1과 같은 단일의 골판지 구조의 강도 및 완충성을 향상시키기 위해 도 2 와 같은 이중양면 골판지(20)나 삼중양면 골판지도 사용되고 있다.

이중양면 골판지(20)는, 파도 모양으로 성형한 2개의 골심지를 사용하여 만든 골판지로서, 같은 편면 골판지와 양면 골판지를 겹친 구조라고 볼 수 있다. 이중양면 골판지(20)의 호칭은 성형한 골심지를 주체로 하며, 구조적으로는 다양한 골을 조합하여 만드는 것이 가능하므로 어떠한 골과 조합하는지에 따라 완성된 골판지의 물성이 달라진다. 도 1에 도시된 단일의 양면 골판지(10)보다 두께가 증가해 이른바 물성면에서 양면 골판지(10)보다 강하고, 특히 수직압축강도에서 상당한 증가를 나타낸다. 따라서, 깨지기 쉬운 물건이나 중량물의 포장에 사용되며, 장기간에 걸쳐 보존되는 내용물이나, 청과물과 같이 수분 포함률이 많은 내용물의 포장에도 많이 사용된다.

이러한 이중 양면 골판지의 일 예로서, 도 2는 BA골 이중양면 골판지로서 B골판지(22) 및 A골판지(24)가 조합되어 있고, 도시되지 않았으나 BB골 이중양면 골판지 또는 E골판지와 B골판지가 조합된 EB골 이중양면 골판지가 사용될 수도 있다.

한편, 삼중양면 골판지(미도시)는, 파도 모양으로 성형한 3개의 골심지를 사용하여 만들어져서, 2개의 동일한 편면 골판지와 이중양면 골판지를 합성한 구조를 가진다. 삼중양면 골판지의 호칭은 성형한 골심지를 중심으로 정해지며, 사용하는 골은 이중양면 골판지와 같은 모양으로 A, B, E 등의 각종 골을 조합하여 만들 수 있다. 삼중양면 골판지는 기본적으로 3종류의 골을 사용하므로 이중양면 골판지보다도 높은 강성을 갖는다. 삼중양면 골판지는 상자로 사용될 경우 나무상자로 포장되던 중량물의 포장을 대신한 포장재료로 많이 사용된다. 또한, 목재 파레트나 스키드(skid) 등과 병용되는 경우가 많고, 양자의 조합으로 스틸밴드 등 특수한 와셔를 이용하여 못을 박아 사용하기도 한다.

이상의 도 1 및 도 2에 도시된 골판지 종류들은 이를 구성하는 개별 골심지가 갖는 골의 방향이 서로 나란한 방향으로 되어 있다. 하지만, 이에 한할 필요 없이 본 발명에서는 골판지 내의 골의 방향이 서로 어긋나거나 바람직하게는 직각 방향으로 배치하는 것도 포함한다. 이와 같이 골의 방향이 서로 직각 방향으로 배치된다면, 골 간의 간섭이 줄어들어 최종 골판지의 두께가 적절히 감소되도록 조절할 수 있다는 장점이 있다.

본 발명에서는 기본적으로 2겹 또는 그 이상의 겹수를 갖는 다층 구조의 골판지 원지를 이용하고자 한다. 도 3은 4겹으로 된 골판지 원지(110)의 구조를 보여주는 도면이다.

기본적으로 본 발명에 따른 골판지 원지(110)는 외부의 일측에 위치하는 표면층(111), 외부의 타측에 위치하는 후면층(112), 상기 표면층(111) 및 후면층(112)의 사이에 개재하는 적어도 하나 이상의 심면층(113, 114)으로 구성된다. 이러한 복수의 계층(111, 112, 113, 114)에는 성능 향상을 위해 사이징제, 탈수 촉진제, 지력 증강제, 표면 처리제 등 케미컬이 적용될 수 있다.

도 3과 같이 4겹으로 된 골판지 원지(110)의 각 계층(111, 112, 113, 114)은 서로 같거나 각기 다른 소재로 형성될 수 있다. 표면층(111)과 후면층(112)은 각각 천연섬유와 광섬유로 구성될 수 있고, 제1 심면층(113)은 탄소발열체(116)로, 제2 심면층(114)은 재생섬유 또는 합성섬유로 구성될 수 있다. 다만 제1 심면층(113)과 제2 심면층(114)의 구성은 서로 바뀔 수 있고, 심면층(113, 114)은 하나의 층으로 구성될 수도 있다.

상기 천연섬유는 면, 마, 견사, 모, 앙고라 등을 포함하고, 상기 광섬유는 탄소섬유, 유리섬유, 금속섬유, 미네랄 섬유, 암석섬유 등을 포함한다. 그리고, 상기 재생섬유는 레이온 섬유가 바람직하고, 상기 합성섬유는 나이론, 폴리에스터, 우레탄, 아크릴 등을 포함한다. 탄소발열체(116)는 탄소섬유, 탄소잉크, 탄소분말이 바람직하다.

이러한 표면층(111)과 후면층(112)에 사용되는 섬유는 서로 반대로 될 수 있으며, 제1 심면층(113)과 제2 심면층(114)이 하나의 심면층(113, 114)으로 통합되어 재생섬유나 합성섬유가 사용될 수도 있으나 탄소발열체(116)의 구성이 변경되지는 않는다. 다만, 이상의 표 1은 하나의 예시에 불과하며, 2겹 이상의 골판지 원지가 사용되는 이상, 그 섬유의 종류는 다양하게 선택될 수 있다. 예를 들어, 제2 심면층(113, 114)으로 천연섬유나 광섬유가 채택될 수도 있을 것이다. 또한, 상기 표면층(111), 심면층(113, 114), 후면층(112) 중 어느 하나의 계층의 원재료를 재생 펄프와 함께 혼합하여 제조하는 것도 가능하다. 현실적으로, 상기 골판지 원지(110)가 골심지 용인 경우에는 2개 이상의 계층으로 제조되고, 상기 골판지 원지(110)가 라이너지 용인 경우에는 3개 이상의 계층으로 제조되는 것이 바람직하다. 또는, 상기 2개 이상의 계층으로 제조된 골심지 용 골판지 원지(110)는 배면지로 사용될 수도 있다.

골판지 원지(110)는 그물 격자 계층(미도시)을 포함하여 형성될 수 있다. 여기서, 표면층(111)과 후면층(112) 사이에는 그물 격자 계층이 형성되어 있는데, 상기 그물 격자 계층은 상호간에 교차하는 격자 형태로 이루어진 섬유사들로 형성된다. 이러한 격자의 크기는 상기 격자의 일변이 0.5-3cm 정도인 것이 바람직하다. 이러한 그물 격자 계층 추가됨에 의해 골판지 원지(110)의 인성 및 인장 강도가 추가적으로 뚜렷이 향상될 수 있다.

제1 심면층(113)은 탄소발열체(116)와 탄소발열체(116)를 전력원과 연결하는 적어도 2개의 전극(115)을 포함한다.

탄소발열체(116)는 탄소(carbon)로 구성된 발열체로, 전력이 공급되면 높은 저항으로 인해 전기 에너지를 열에너지로 변환하여 발산한다. 본 발명의 탄소발열체(116)는 탄소잉크 등의 도료나 탄소분말을 면상에 고르게 도포하거나 합성수지에 분산시켜 판형으로 형성한 면상발열체일 수 있으나 탄소발열체(116)의 종류는 이에 제한되지 않는다.

전극(115)은 전류를 통하도록 하는 도전성을 가지는 구성요소로, 금속으로 형성될 수 있으나 도전성접착제가 사용될 수도 있으며 전류를 통하게 할 수 있다면 이에 제한되지 않는다. 본 발명의 일 실시예에서는 전극(115)이 제1 심면층(113) 양 단에서 일 방향으로 연장되어 하나씩 총 2개가 형성되는 것으로 도시하였으나, 그 개수 및 배치되는 위치는 이에 제한되지 않는다.

본 발명의 전극(115)은 후술할 전선 및 전력원에 연결되어 전력을 공급받을 수 있고, 공급받은 전력을 탄소발열체(116)에 전달하여 발열이 일어나도록 할 수 있다.

이 때 계층간의 적층 구조로 인해 표면층(111)과 전극(115)이 접하게 되고, 제2 심면층(114) 또는 후면층(112)과 전극(115)이 타면에서 접하게 된다. 이러한 전극(115)과 접하는 계층은 절연체로 구성되거나, 각 계층이 전극(115)과 접하는 일부 면이 고분자 절연부재인 PVC, 폴리에스터, 폴리에칠렌 등으로 구성될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 4겹으로 된 골판지 원지(110)의 구조를 보여주는 사시도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 골판지 원지(110)는 표면층(111), 후면층(112) 및 표면층(111)과 후면층(112) 사이에 위치하는 심면층(113, 114)을 적층하여 형성된다. 상기 계층(111, 112, 113, 114)들은 바인더에 의해 상호간에 접합됨으로써 강도가 향상될 수 있다. 이렇게 형성된 골판지 원지(110)를 이용하여 골판지 합판을 형성할 수 있는 것이다.

이와 같이 형성된 골판지 원지(110)의 심면층(113, 114)이 포함하는 전극에 전력을 공급함으로써 탄소발열체에서 열이 발생하고, 골판지 원지(110) 외부로 열이 발산된다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따라 심면층(213)의 탄소발열체(216)로 탄소섬유를 사용한 모습을 나타낸 도면이다.

탄소섬유는 탄소만으로 직조되어 구성된 일반적인 탄소섬유일 수 있고, 도전성 실에 탄소분말을 도포한 섬유일 수도 있으며, 전극(215)에 의해 탄소에 흐른 전류에 의해 발열이 발생하도록 하는 섬유라면 본 발명의 탄소발열체(216)로 이용이 가능하다. 본 발명의 탄소발열체(216)는 탄소섬유를 펄프에 그물망 형태로 분산하여 고르게 분포시킨 면상발열체일 수 있으나 분포 방법은 이에 제한되지 않는다.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 심면층(13)의 탄소발열체로 정렬된 탄소섬유(316)가 사용되는 경우를 나타낸 사시도이다.

도 6을 참조하면, 전기 장판과 같이 탄소섬유(316)를 제1 심면층(313) 위에 나선형으로 일정 간격을 유지하며 배열하였음을 알 수 있다. 도 6에서는 하나의 긴 탄소섬유(316)가 총 4번 절곡되고, 탄소섬유(316)의 일부와 다른 일부가 일정 간격을 두고 이격되도록 배치되며, 탄소섬유(316)의 일단과 타단이 서로 다른 전극(315)과 접하도록 배치되되 탄소섬유(316)의 복수의 절곡부(317)가 각 전극에 접하도록 배치된다. 다만 이러한 탄소섬유(316)의 배열은 최대한 심층면 전체에서 고르게 발열이 이루어지도록 하기 위함이므로, 탄소섬유(316)가 절곡되는 회수는 이에 제한되지 않으며, 하나의 탄소섬유(316)가 아닌 복수의 탄소섬유(316)가 이용될 수 있으며, 별개의 직선형 탄소 섬유가 절곡됨이 없이 양 단을 양 전극에 접촉되도록 하여 탄소발열체를 구성할 수도 있다.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 골판지 합판(100)의 구조를 보여주는 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 골판지 합판(100)은 도 1 또는 도 2와 같은 형태로 라이너지(107, 108) 사이에 골심지(104, 105)가 형성되고, 도 7과 같은 형태로 전극에 연결된 전선(102)이 전력을 전송하는 컨트롤러(103)에 연결됨에 따라 완성될 수 있다.

컨트롤러(103)는 외부 전력원(미도시)에 연결되고, 외부 전력원으로부터 전달받은 전력을 전선을 통해 심면층의 전극에 전달하며, 전극에 의해 탄소발열체에 전력이 공급됨으로써 발열이 일어난다. 다만 컨트롤러(103)는 건전지 등의 내부 전력원을 포함할 수도 있다. 한편 컨트롤러(103)는 다이얼 등의 수단을 구비해 라이너지(107, 108)로 전달되는 전력의 양을 조절함으로써 본 발명의 골판지 원지(100)로 형성되는 라이너지(107, 108)의 발열량 조절이 가능하다. 탄소발열체가 형성된 본 발명의 골판지 원지(100)는 상측 라이너지(107) 또는 하측 라이너지(108)에만 사용될 수도 있고, 양측의 라이너지(107, 108)에 모두 사용될 수도 있으며 골심지(104)에 사용될 수도 있다.

도 1 또는 도 2와 같은 구조에서 각각의 골은 라이너지에 접합되어 있기 때문에, 골판지 합판에 외부 하중 내지 압축력이 작용하는 경우에, 그것이 라이너지와 골 간의 접합력의 한계를 넘어서면 구조적인 파괴가 일어날 수 있다. 즉, 외부 하중이나 압축력에 대한 저항 역할을 하는 골심지가 독립적으로 라이너지와 접합되어 있으므로 구조적 강도가 높아질 수 없다. 설령 두 개의 골의 크기가 동일하다고 하더라도, 결국 각각의 골은 라이너지와 접합되어 있을 뿐이고 상호 간의 작용이 없기 때문에 마찬가지로 큰 강도를 기대하기 어렵다.

따라서 도 7과 같이 본 발명의 다른 실시예에 따른 골판지 합판(100)에는 서로 동일한 골 크기를 갖는 두 개의 골심지(104, 105)가 각자의 골이 상호 맞닿도록 접합(106)되어 있고, 두 개의 골심지(104, 105)는 다시 외부의 라이너지(107, 108)와 각각 접합되어 있다. 또한, 상부의 라이너지(107, 108)의 상면에는 다양한 형상 및 무늬를 갖는 장식판(미도시)이 부착될 수 있다.

이에 따르면 골판지 합판(100)에 외부 하중이나 압축력이 작용하는 경우에, 서로 골에서 맞닿아 있는(106) 동일한 크기의 골은 서로 간에 스프링과 같은 지지력을 제공하기 때문에, 도 1 또는 도 2와 같은 종래의 골판지 합판 구조에 비해 높은 강성을 나타낼 수 있다. 즉, 외부 하중이나 압축력이 작용할 때 도 1 또는 도 2와 같은 종래의 골판지 구조는 골판지의 골과 라이너지 간에 상대적인 횡방향 움직임을 일으킴에 비해, 도 7과 같은 본 발명에 따른 골판지 합판(100) 구조는 2개의 골이 상호 대칭적 지지력을 제공하기 때문에 상대적으로 높은 강성이 얻어지는 것이다.

이는 골심지가 형성하는 구조의 단면을 보면 더욱 잘 알 수 있다. 동일한 크기의 두 개의 골이 상호 접합(106)하여 중심 구조를 형성하고, 상기 중심 구조가 두 개의 라이너지(107, 108)에 의해 감싸지는 구조를 나타낸다. 이와 같이 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 골판지 합판(100)은 기본적으로 동일한 재료를 사용할 때 가장 높은 강성을 나타내는 것으로 알려진 트러스(truss) 구조와 유사하다. 따라서 본 발명에서 제시하는 골판지 합판 구조가 높은 강성 및 재료의 효율성을 제공할 수 있는 것이다. 이와 같이, 본 발명에 따르면 두 골심지(104, 105) 사이의 경계 역할을 하는 별도의 중심지(라이너지)가 생략되기 때문에, 두 골심지(104, 105)의 정확한 골 위치에서 양자가 접합(106)될 수 있어서 강도가 증가하고 상기 중심지가 제거된 만큼 원가 절감의 효과도 얻어진다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 3겹의 계층으로 된 골판지 원지(110)를 생성하는 공정을 보여준다. 당업자라면 골판지 원지(110)의 계층 수가 증가되더라도 마찬가지의 방식으로 골판지 원지(110)를 생성할 수 있음을 충분히 이해할 수 있을 것이다.

골판지 원지(110)의 계층을 형성하는 각각의 원재료는 호퍼(91a, 91b, 91c)에 투입되고 호퍼(91a, 91b, 91c)로부터 배출되는 복수의 층(111, 112, 113, 114)은 송풍로(92a, 92b, 92c)에서 냉각된다. 상기 복수의 층(111, 112, 113, 114)은 복수의 롤러(93a, 93b, 93c)를 통과하면서 일부의 층(113, 114)의 배면에는 바인더(예: 전분)가 도포된다. 도 8에서는 롤러(93a, 93b)의 일부가 바인더를 수용하는 저장조(94a, 94b)에 침잠되는 호부기 방식을 예시하고 있으나, 이에 대체하여 또는 이와 더불어 스프레이(121a, 121b, 121c)에 의해 바인더를 도포하는 것도 가능하다. 또한, 이와 같이 단순히 바인더만을 도포할 수도 있지만, 용액(침지액)을 상기 바인더와 혼합하여 도포하거나, 상기 용액만을 도포하는 것도 가능할 것이다.

이와 같이 바인더의 도포 과정 이후에, 복수의 층(111, 112, 113, 114)은 원지 생성 롤러(95)에서 상호 접착됨으로써 하나의 골판지 원지(110)로 생성된다.

한편, 도 8에서 예컨대, 복수의 계층 중에서 일부 계층(113, 114)은 다른 계층과는 달리 별도의 호퍼(91a, 91c)에서 생성되지 않고, 미리 제공되어 릴(90)에 권취되어 있을 수도 있다. 특히, 상기 계층(113, 114)이 직접 생산하기 보다는 공급받는 것이 유리하거나, 다른 계층(111, 112)에 비해 생산 과정에 시간이 많이 소요되는 경우(예: 그물 격자 원단, 탄소섬유 시트 등)에는 다른 계층과는 달리 별도로 생산 또는 입수하여 직접 릴(90)에 권취해 두는 것이 바람직할 것이다.

이와 같이 골판지 원지(110)를 하나의 계층으로 만들기 보다는 복수의 계층을 합지하는 방식으로 생산하게 되면, 바인더나 침지액이 보다 잘 흡수될 수 있기 때문에 골판지 합판용으로 제작되는 골판지의 원지의 강도가 더 높아지는 것이다.

이상과 같이 골판지를 다양한 용도로 사용하기 위해 다양한 골의 크기 및 골판지 겹수를 조합하고 있으나, 근본적으로 종이로 만들어진 골판지가 갖는 강도의 한계를 극복하기 어렵기 때문에, 건축 내외장재나 기타 목재 합판이나 칩보드를 대체하기 위해서는 골판지의 구조적 강도 향상을 위한 특별한 처리가 필요하다. 이를 위해 골판지 원지 또는 골판지를 특별히 조성된 침지액(용액)에 침지시켜 강도를 향상시키는 방식이 있다. 따라서 골판지 원지를 침지액에 침지시켜 강도를 향상시키는 방법에 대해서 알아본다.

골판지를 형성하기 전에 골판지 원지 자체를 침지액 저장조 내에서 침지시킬 수 있다. 이러한 침지 과정은 완성된 골판지에 적용하는 것 보다는 골판지 원지 자체에 적용하는 것이 바람직하다. 생성된 골판지를 침지시키는 방식은 침지 작업에 다소 많은 시간이 소요될 수 있고, 혼합물의 흡수과정에서 골판지 자체의 원형이 변형될 수 있으므로 골판지 단계에서 침지 과정을 적용하는 것은 효율적이라고 보기 어렵기 때문이다. 이에 비해, 골판지 원지를 침지시키는 방식은 골판지 원지의 제조 및 골판지의 제조 과정이 분리되고, 침지액의 흡수 속도가 상대적으로 빠르며 빠른 시간 내에 건조가 가능하므로 전술한 골판지의 원형이 변형되는 문제가 적기 때문에, 대량 생산에 적용될 수 있는 장점이 있다.

골판지 침지 공정에서, 골판지 원지 권취릴들로부터 공급되는 골판지 원지는 예를 들어, 3겹(최소 2겹)으로 병렬적으로 공급된다. 즉, 골판지 양면의 라이너지로 사용될 골판지 원지와 그 사이에서 골심지로 형성될 골판지 원지가 각각 골판지 원지 권취릴들로부터 제공될 수 있다.

이러한 골판지 원지들은 각각 침지액 저장조 내에서 소정 시간 동안 각각 침지된 후 다음의 건조 챔버로 공급되어 건조 과정 또는 건조 및 가열 과정을 거치게 된다. 골판지 원지는 대략 섭씨 180도 이상의 고열로 가공되어 후술할 탄소발열체로부터 발생하는 열에 의한 변형이 쉽게 일어나지 않는다. 같이 골판지 원지를 침지액 저장조에서 침지하는 과정에 추가하여 상기 침지액 성분의 적어도 일부를 포함하는 용액을 스프레이에 의해 골판지 원지에 도포하는 것도 도 8과 같이 가능하다. 침지액 저장조에서 침지하는 방식에 비해 이러한 스프레이 방식은 구조적으로 간단하고 신속한 도포 및 건조가 가능한 장점이 있다. 물론, 침지액 저장조를 사용하지 않고 스프레이 방식에 의해서만 골판지 원지에 침지액을 흡수시키는 것도 가능하다.

한편, 요구조건에 따라서는 골심지로 사용될 중앙의 골판지 원지만 침지시키는 것도 고려될 수 있다. 이러한 침지액은 골판지 합판을 건축 내외장재 대용으로서 MDF(Medium Density Fiberboard)나 PB(Particle Board) 대용으로 사용하는 경우와, 종이 파레트 대용으로 사용하는 경우에 따라 그 조성 성분이 달라질 수 있다.

MDF나 PB 대용의 경우 침지액(수용성)은 실리카, LIMESTONE(탄산칼슘), 맥반석, 알루미나, 아크릴, 에나멜수지, 규산칼슘, 물, 알코올(메탄올, 에탄올 또는 벤젠)로 구성될 수 있다. 바람직하게, 침지액은 30~45 중량%의 실리카와, 10~20%의 LIMESTONE(탄산칼슘)과, 5~15 중량%의 맥반석, 5~10%의 알루미나, 5~12 중량%의 아크릴, 9~18 중량%의 에나멜수지, 6~13 중량%의 규산칼슘, 13~20 중량%의 물, 7~15 중량%의 알코올(메탄올, 에탄올 또는 벤젠)로 구성될 수 있다.

이와 같은 주성분에 제올라이트, 이산화티탄, 실리게이트, 발수제, 폴리머, 음이온제, 목초액, 나트륨 등의 부성분이 선택적으로 추가됨으로써 골판지의 강도를 한층 더 향상시킬 수 있다. 여기서, 발수제의 종류로는 왁스, 파라핀, 니그린 등이 사용되어, 골판지 원지 및 이를 이용해 만들어진 골판지 합판이 수분에 의한 변형을 일으키는 것을 막을 수 있다. 또한 피톤치드와 같은 자연향을 함유한 캡슐형 성분이 더 추가될 수도 있다. 이러한 캡슐형 성분은 시간이 경과함에 따라 캡슐의 외곽이 점차적으로 파손됨으로써 자연향을 발산하게 된다. 이 밖에 난연처리를 위한 성분을 첨가하여 탄소발열체의 과열에 의한 화재 발생이 있더라도 2차 화재로 이어지는 것을 막는다. 부성분이 첨가될 수 있는 양은 바람직하게는 아래 표 1과 같다.

성분	대략적 중량%
제올라이트	5
이산화티탄	2
실리게이트	2
발수제	7
폴리머	7
음이온제	3
목초액	3
나트륨	5

표 1의 성분들 중 전부 또는 일부가 추가되는 경우에는, 표 1에 있는 나머지 성분들의 중량%는 추가되는 성분에 따라 그 중량%가 일률적으로 축소될 수 있다.한편, 종이 파렛트 대용의 경우 침지액은 멜라민 수지, 페놀 수지, 우레탄다수지, 에나멜 수지, 폴리졸, 규산칼슘, 목초액, 트리아졸, 아크릴, 폴리머, 알코올(메탄올, 에탄올 또는 벤젠), 발수제로 구성될 수 있다. 바람직하게, 침지액은 15~20 중량%의 멜라민 수지와, 20~30 중량%의 페놀 수지, 10~15 중량%의 우레탄 수지, 5~15 중량%의 에나멜 수지, 4~7 중량%의 폴리졸, 5~10 중량%의 규산칼슘, 2~3%의 목초액, 3~5%의 트리아졸, 7~15 중량%의 아크릴, 3~7 중량%의 폴리머, 10~15 중량%의 알코올(메탄올, 에탄올 또는 벤젠), 5~7% 중량의 발수제로 구성될 수 있다.

이와 같은 성분을 갖는 침지액 저장조 내에서 골판지 원지는 대략 10초 미만으로 완전히 침지된다. 그 후 침지된 골판지 원지는 대략 섭씨 100~150도로 건조 챔버 내에서 건조된다. 이렇게 건조된 골판지 원지는 대략 70~80%의 건조율을 보이므로 상기 골판지 원지가 서로 접촉하더라도 접착되지 않으면서 릴에 권취될 수 있는 상태가 된다. 이 때, 골판지 원지가 함유한 수분량은 6~8% 범위 내에서 안정적으로 유지된다.

이상과 같이 본 발명의 침지액을 함유하여 생성된 골판지를 기존의 건축 내외장재로 사용되는 MDF나 PB와 강도를 비교하여 보면 다음과 같다. 아래의 시험결과는 샘플크기는 270x270mm로, 지간 거리는 220mm로 KS F 2208에 따른 목제 휨 시험 방법에 따라 진행한 것이며, 19.5±1.5℃ 및 (48±1)% R.H. 환경에서 진행되었다.

구분	시료	두께(mm)	휨 파괴하중(N)
비교실시예 1	MDF	12.3	2.689
비교실시예 2	PB	15.2	2.544
실시예 1	2EB	12.1	2.594
실시예 2	2EBBB	18.2	3.935

비교실시예 1은 두께 12.3mm의 MDF 시료이고, 비교실시예 2는 두께 15.2의 PB 시료이다. 이에 비해, 본 발명의 실시예 1은 E골판지와 B골판지를 교대로 여러장을 겹쳐서 두께 12.1mm로 만든 다중 골판지이며, 본 발명의 실시예 2는 E골판지 하나와 B골판지 3장을 기본 단위로 여러장을 겹쳐서 두께 18.2mm로 만든 다중 골판지이다.이러한 결과를 보면, 동등한 두께를 갖는 실시예 1과 비교실시예 1(MDF)은 거의 동일한 휨 파괴하중을 나타내고 있고, 실시예 1에 비해 비교실시예 2(PB)가 더 두꺼운 두께를 가짐에도 실시예 1과 비슷한 휨 파괴하중을 보여주고 있다. 또한, 실시예 2와 같이 비교실시예 1, 2보다 두께를 다소 두껍게 한 경우(18.2mm)에 휨 파괴하중은 현저하게 향상되었음을 알 수 있다. 이러한 휨 파괴하중 내지 절곡 강도의 향상 이외에 인장 강도에 관한 별도의 시험은 없었지만, 골판지의 속성(길이방향으로 골판지 원지가 배치되는 특성)상 MDF나 PB에 비해 상대적으로 인장강도가 높다는 것은 쉽게 파악할 수 있다.

이와 같이 골판지의 절곡 강도 기존의 MDF나 PB에 비해 상대적으로 높거나 동등하다면, 경량으로서 높은 인장 강도를 가지며, 생산 원가가 상대적으로 저렴한 골판지를 건축용 내외장재나 목재 대용 판재로 사용하기에 매우 적합하다고 볼 수 있다.

건축용 내외장재 등으로 본 발명에 따른 골판지를 사용함에는 강도 측면 이외에도, 환경에 유해한 물질을 배출하지 않는지도 함께 고려되어야 한다. 다중이용시설 등의 실내공기질관리법에서 건축자재에서 방출되는 오염물질에 관한 제10조 제1항에 따르면, 일반자재는 포름알데히드, 총휘발성 유기화합물(TVOC, total volatile organic compounds), 톨루엔은 각각 0.12, 4.0 및 0.08 mg/m2h로 상한이 규정되어 있다.

다음의 표 3는 본 발명에 따른 실시예들에 대한 포름알데히드, TVOC 및 톨루엔의 방출량을 보여준다(단위: mg/m2h). 이 결과에 따르면 본 발명의 실시예들은 각각의 성분에 대한 규정을 만족하고 있음을 알 수 있으며, 특히 포름알데히드와 TVOC의 경우 기준치를 훨씬 밑도는 수치를 보여준다.

구분	포름알데히드	TVOC	톨루엔
실시예 1	0.009	0.171	0.069
실시예 2	0.006	0.111	0.001

이와 같이, 본 발명에 따른 침지액을 이용하여 생산된 골판지는 건축 내외장재나 목재 대용으로 사용되기에 충분한 강도를 가지고 있을 뿐만 아니라, 환경 오염물질의 배출량도 매우 낮아서 그 효용성이 매우 높다고 볼 수 있다.한편, 이러한 건조 공정에 소요되는 시간을 줄이기 위해, 용액이 흡수된 골판지 원지를 짜주는 공정을 추가로 적용할 수도 있다. 이러한 공정은 골판지 원지가 침지액을 흡수한 후 한 쌍의 롤러를 지날 때 이루어지며, 롤러 간의 간극을 조절함에 의해 상기 골판지 원지에 함유된 침지액의 양(코팅 량)이 원하는 목표로 조절될 수 있다.

침지후 건조된 골판지 원지는 골게터를 통과하면서 골이 형성되며, 주변의 라이너지는 단순히 롤러를 통과한 후, 골판지 접합부 내에서 가열 및 가압 방식으로 접합되어 하나의 골판지로 형성된다. 종래의 골판지는 골심지와 라이너지(또는 배면지)를 접합함에 있어서 별도의 접착제를 반드시 필요로 하였지만, 본 발명에 따라 침지되어 코팅된 골판지 원지는 별도의 접착제 없이도 가열 및 가압만에 의해서도, 골판지 원지에 함유된 침지액 성분간의 융착에 의해 골판지의 접합이 이루어질 수 있는 것이다. 물론, 종래와 마찬가지로 골심지와 라이너지를 접합함에 있어서 별도의 바인더를 골심지 또는 라이너지의 일면에 도포하는 과정을 이용할 수도 있다.

이러한 골판지는 그 용도나 기계 성능에 따라 단일의 양면 골판지, 이중양면 골판지, 삼중양면 또는 사중양면 골판지 등 원하는 골수만큼 생성될 수 있다.

골판지 접합부를 통해 생성된 골판지는 이 후, 슬리터를 통과하면서 괘선이 형성되고, 커터에서 소정의 크기로 절단되어 스태커 내에 적층되어 보관될 수 있다.

이상의 설명에서는, 골판지 원지가 침지액 저장조에 침지되는 방식으로 처리되는 공정을 설명하였다. 그러나, 이러한 침지 방식에 한하지 않고 전술한 바와 같은 용액을 다른 방식으로 골판지 원지에 흡수시키는 것도 가능하다. 또한 다른 실시예로서 골판지 원지를 생산하는 공정에서 침지액을 흡수시켜 강도가 향상된 골판지 원지를 얻는 것도 가능하다. 이 경우 권취 릴에 장착된 골판지 원지 자체가 이미 침지액에 의해 강화된 상태이므로 별도의 스프레이, 침지 및 건조 과정이 생략되어 생산 속도가 향상될 수 있다. 이와 같이 골판지 원지 자체의 강도 및 제작성을 강화하기 위한 추가 공정으로 인하여, 단순히 펄프나 고지를 이용하여 재생된 원지를 이용하는 것보다 원가면에서는 추가적인 부담이 될 수 있다. 하지만, 기본적으로 건축 내외장재나 종이 파레트로 사용되는 MDF나 PB의 가격과 비교할 때 골판지가 가격면에서 현저히 낮기 때문에 이러한 추가 비용은 전체적으로 보면 문제가 되지 않을 것이다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야 한다.

10, 22, 24 : 골판지 20 : 이중 양면 골판지
12, 14, 107, 108 : 라이너지 16, 104, 105 : 골심지
91a, 91b, 91c : 호퍼 92a, 92b, 92c : 송풍로
93a, 93b, 93c : 롤러 94a, 94b : 바인더 저장조
95 : 원지 생성 롤러 100: 골판지 합판
102 : 전선 103 : 컨트롤러
106 : 골 접합점 110 : 골판지 원지
111 : 표면층 112 : 후면층
113, 213, 313 : 제1 심면층 114 : 제2 심면층
115, 215, 315 : 전극 116, 216 : 탄소발열체
316 : 탄소섬유 317 : 절곡부

Claims (13)

1. 제1 골판지 원지에 소정 크기의 골을 형성하여 생성되는 골심지; 및
   제2 골판지 원지로부터 생성되며 상기 골심지의 적어도 하나의 면과 접합되는 적어도 하나의 라이너지를 포함하는 골판지 합판으로서,
   상기 제2 골판지 원지는,
   일측에 위치한 표면층, 타측에 위치한 후면층 및 상기 표면층과 상기 후면층의 사이에 위치하는 심면층이 적층되어 구성되며,
   상기 심면층은, 탄소발열체 및 상기 탄소발열체를 전력원과 연결하는 전극을 포함하는, 골판지 합판.
2. 제1항에 있어서,
   상기 표면층 및 상기 후면층은 섬유 조직으로 이루어지는 골판지 합판.
3. 제1항에 있어서,
   상기 표면층 및 상기 후면층은,
   천연섬유층과 광섬유층을 포함하며, 재생섬유층과 합성섬유층 중 적어도 하나를 포함하는 골판지 합판
4. 제3항에 있어서,
   상기 천연섬유층은 면, 마, 견사, 모, 앙고라 중 적어도 하나의 성분을 포함하고, 상기 광섬유층은 탄소섬유, 유리섬유, 금속섬유, 미네랄 섬유, 암석섬유 중 적어도 하나의 성분을 포함하며, 상기 재생섬유층은 레이온 섬유를 포함하고, 상기 합성섬유층은 나이론, 폴리에스터, 우레탄, 아크릴 중 적어도 하나의 성분을 포함하는 골판지 합판.
5. 제1항에 있어서,
   상기 표면층은 천연섬유층이고, 후면층은 광섬유층인 골판지 합판.
6. 제1항에 있어서,
   상기 심면층은, 제1 심면층 및 제2 심면층을 더 포함하며,
   상기 표면층은 천연섬유층이고, 상기 후면층은 광섬유층이며, 상기 제2 심면층은 재생섬유층 또는 합성섬유층인 골판지 합판.
7. 제1항에 있어서,
   상기 탄소발열체는, 상기 심면층에 고르게 도포된 탄소잉크 또는 탄소분말인 골판지 합판.
8. 제1항에 있어서,
   상기 탄소발열체는, 상기 심면층에 배열된 탄소섬유인 골판지 합판.
9. 제8항에 있어서,
   상기 탄소섬유는, 절곡된 복수의 절곡부를 가지며 상기 심면층 상에 배열되는 골판지 합판.
10. 서로 접합되어 골판지 합판을 형성하는 골심지와 라이너지 중 적어도 하나에 사용되는 골판지 원지로서,
    상기 골판지 원지는 일측에 위치한 표면층, 타측에 위치한 후면층 및 상기 표면층과 상기 후면층의 사이에 위치하는 심면층이 적층되어 구성되며,
    상기 심면층은, 탄소발열체 및 상기 탄소발열체를 전력원과 연결하는 적어도 2개의 전극을 포함하고,
    상기 표면층, 상기 후면층 및 상기 심면층은 상호간에 바인더에 의해 접합됨으로써 강도가 향상되는 골판지 원지.
11. 제10항에 있어서,
    상기 표면층 및 상기 후면층은 섬유 조직으로 구성되고,
    상기 섬유 조직은 재생 펄프에 광섬유를 일정 비율로 혼합하여 생성되는 골판지 원지.
12. 제11항에 있어서,
    상기 표면층 및 상기 후면층 중 적어도 하나의 계층은 상호간에 교차하는 격자 형태로 이루어진 섬유사들로 형성되는 골판지 원지.
13. 제10항에 있어서,
    상기 탄소발열체는, 상기 심면층에 고르게 도포된 탄소잉크, 탄소분말 또는 탄소섬유인 골판지 합판.

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