KR20200105361A - 골판지 합판 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 골판지 합판에 관한 것으로서, 복수의 골심지가 중첩되어 형성되는 골심지 판; 및 상기 골심지 판의 상부면과 하부면에 접합되는 표면지를 포함하되, 상기 골심지 판 및 상기 표면지는 경화 용액에 침지되어 강도가 향상되며, 상기 경화 용액은 경화형 결합수지 10 내지 30 중량%, 무기 화합물 20 내지 40 중량% 및 용매 40 내지 65 중량%를 포함하는, 골판지 합판이다.
본 발명에 따르면 수직 강도를 향상시키고 친환경 물질을 방출하는 골판지 합판을 제공할 수 있다.

Description

골판지 합판{CORRUGATED PAPER BOARD}
본 발명은 강도를 향상시킨 골판지 합판에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 경화 용액에 의한 함침에 의해 강도를 향상시킨 골판지 합판에 관한 것이다.
건축물 내장재나 가구의 마감재로서 목재, 석고보드, 플라스틱 등의 소재가 널리 사용된다. 그러나 원가 절감이 필요한 분야에서는 골판지 합판이 합리적인 대체재로 사용될 수 있다. 그러나 골판지 합판은 목재, 석고보드 등 기존의 소재에 비하여 강도가 약하다는 문제점이 있다
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 복수의 골판지를 지면에 수직인 방향으로 중첩시킴으로써 골판지 합판의 강도를 향상시키는 기술이 제시되었다.
도 1은 단층으로 형성된 종래의 골판지 합판의 단면을 도시한 도면이고, 도 2는 복층으로 형성된 종래의 골판지 합판의 단면을 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 단층으로 형성된 골판지 합판(10)은 한 쌍의 라이너지(12) 사이에 골심지(11)를 접합시킴으로써 형성될 수 있다. 이때 골심지(11)는 지면에 수평한 방향으로 배치된다. 골판지 합판(10)의 강도를 강화하기 위하여 복층으로 형성된 골판지 합판(10)은 한 쌍의 라이너지(12) 사이에 골심지(11)와 라이너지(12)를 번갈아 가며 적층시킨 형상으로 형성될 수 있다.
그러나, 이와 같은 골판지 합판은 종이 재질의 특성상 강도가 약하다는 한계가 있었다.
대한민국 등록특허공보 10-1876709
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 압축 강도가 향상된 골판지 합판을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 골판지 합판은 복수의 골심지가 중첩되어 형성되는 골심지 판; 및 상기 골심지 판의 상부면과 하부면에 접합되는 표면지를 포함하되, 상기 골심지 판 및 상기 표면지는 경화 용액에 침지되어 강도가 향상되며, 상기 경화 용액은 경화형 결합수지 10 내지 30 중량%, 무기 화합물 20 내지 40 중량% 및 용매 40 내지 65 중량%를 포함할 수 있다.
또한, 상기 경화 용액은 기능성 첨가제 0.1 내지 5 중량%를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 경화형 결합수지는 유기 경화형 결합수지 및 무기 경화형 결합수지 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 유기 경화형 결합수지는 멜라민수지, 우레탄수지, 요소수지, 에나멜수지, 아크릴수지, 폴리졸, 폴리비닐알콜, 폴리스티렌수지, 불포화 에스테르계 수지 절연바니쉬, 초산비닐수지, 에틸렌 비닐 아세테이트, 스티렌-부타디엔 라텍스 및 스티렌-아크릴수지 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 무기 경화형 결합수지는 물유리, 석고 및 인산마그네슘 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 무기화합물은 라임스톤(Lime stone), 맥반석, 제올라이트, 이산화티탄, 알루미나, 실리카, 클레이, 탄산칼슘, 탄산수소나트륨, 페라이트, 마사토, 규조토, 난석, 플라이 애쉬, 활성탄 및 탄소나노튜브(CNT) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 기능성 첨가제는 발수성 첨가제, 난연성 첨가제, 오염방지제 및 항균제 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 용매는 물, 에탄올, 이소프로필알콜(IPA), 톨루엔, 자일렌, 메탄올, 벤젠, 메틸에틸케톤, 아세톤, 메틴이소부틸케톤 및 아세테이트 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 골심지 판의 골과 골 사이를 발포 조성물로 충진시킬 수 있다.
또한, 상기 골심지 판은 상기 골심지의 골이 지면에 수직인 방향으로 형성된 수직 골심지 판으로 할 수 있다.
또한, 상기 골심지 판은 상기 골심지의 골이 지면에 수평인 방향으로 형성된 수평 골심지 판으로 할 수 있다.
또한, 상기 수직 골심지 판은 파형의 골을 갖는 골심지가 서로 대칭을 이루며 접합되어 트러스(truss) 구조를 형성할 수 있다.
또한, 상기 수직 골심지 판은 사다리꼴의 골을 갖는 골심지가 서로 대칭을 이루며 접합되어 허니콤(honeycomb) 구조를 형성할 수 있다.
또한, 상기 골심지 판은 상기 골심지의 골이 지면에 수직인 방향으로 형성된 수직 골심지와 상기 골심지의 골이 지면에 수평인 방향으로 형성된 수평 골심지를 상하로 접합하여 2단으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 수평 골심지 판에 포함된 상기 복수의 골심지는 지면에 수직으로 중첩되고, 상기 복수의 골심지 중 서로 대면하는 골심지는 골의 방향이 서로 직각을 이루도록 중첩될 수 있다.
또한, 상기 표면지의 일면에 접합되는 외장판을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 외장판은 석고보드, 대리석, 목재, 금속 및 무기질 판넬 중 어느 하나로 할 수 있다.
또한, 탄소 섬유를 적용한 발열판을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 수직 골심지 판에 포함된 상기 복수의 골심지는 지면에 수평으로 중첩되고, 상기 복수의 골심지 중 서로 대면하는 골심지는 골의 방향이 상이하게 형성될 수 있다.
또한, 상기 복수의 골심지 중 서로 대면하는 골심지의 골의 방향은 90˚를 이룰 수 있다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명에 따른 골판지 합판은 수직 강도를 향상시킬 수 있으며, 친환경 소재를 사용하여 인체에 유해한 물질의 방출을 방지할 수 있다.
도 1은 단층으로 형성된 종래의 골판지 합판의 단면을 도시한 도면이다.
도 2는 복층으로 형성된 종래의 골판지 합판의 단면을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 골판지 합판의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 골판지 합판의 분해 사시도이다.
도 5는 도 4의 A를 확대하여 도시한 도면이다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 수직 골심지 판의 평면도이다.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 수평 골심지 판의 측 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 함침하는 방법을 도시한 도면이다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 일 실시예에 따른 사방 골심지 판을 도시한 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방식은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 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.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 골판지 합판의 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 골판지 합판의 분해 사시도이며, 도 5는 도 4의 A를 확대하여 도시한 도면이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 골판지 합판은 복수의 골심지가 중첩되어 형성되는 골심지 판; 및 상기 골심지 판의 상부면과 하부면에 접합되는 표면지를 포함하되, 상기 골심지 판 및 상기 표면지는 경화 용액에 침지되어 강도가 향상되며, 상기 경화 용액은 경화형 결합수지 10 내지 30 중량%, 무기 화합물 20 내지 40 중량% 및 용매 40 내지 65 중량%를 포함할 수 있다.
본 발명의 골판지 합판의 골심지 판은 장방형으로 형성될 수 있다. 도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 수직 방향으로 골이 형성된 골심지 판을 도시하고 있다. 종래의 골심지는 지면에 수평인 방향으로 골이 형성된다. 이러한 골의 방향을 정방향(正方向)이라고 할 때, 역방향(逆方向) 골심지(111)는 골이 지면에 수직인 방향으로 형성된 골심지(111)를 칭한다. 이처럼 역방향 골심지(111)를 사용하여 형성된 골심지 판을 역골심지 판이라 칭한다. 역방향 골심지 판은 골판지의 측면에서 골이 노출되므로 옆골심지 판이라 칭할 수도 있다. 이하에서 역골심지 판, 옆골심지 판, 수직 골심지 판은 모두 같은 의미로 사용된다. 종래의 지면에 수평인 방향으로 골이 형성된 골심지는 정골심지 또는 수평 골심지라 칭한다. 골심지 판은 수직 골심지 판 및 수평 골심지 판을 모두 포함한다.
골심지 판은 복수의 골심지를 중첩시키며 접착하여 형성될 수 있다. 수직 골심지 판(110, 210, 310)은 어느 한장의 수직 골심지(111)의 전면과 다른 한장의 수직 골심지(111)의 후면을 접착시키며, 골심지(111)를 수평방향으로 중첩시키는 과정을 반복하여 생성될 수 있다. 수평 골심지 판은 어느 한장의 수평 골심지(411, 511, 611)의 상면과 다른 수평 골심지(411, 511, 611)의 저면을 접착시키며, 골심지를 수직방향으로 중첩시키는 과정을 반복하여 생성될 수 있다. 골심지(411, 611)와 골심지(411, 611) 사이에 원지(412, 612)를 추가적으로 접착시킴으로써 골심지(411, 611) 사이의 접착력 및 골심지 판의 강도를 강화시킬 수도 있다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 수직 골심지 판의 평면도이다.
구체적으로 도 6a 내지 도 6c은 수직 골심지 판의 평면도에서 일부분을 확대하여 도시한 도면이다. 도 6a 내지 도 6c를 참조하면, 수직 골심지 판(110, 210, 310)은 설계 강도에 따라 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 복수의 골심지(211)가 중첩될 때, 각 골심지(211)의 골이 동일한 위상으로 중첩될 수도 있고(도 6a), 인접하는 골심지(111)끼리 서로 대칭되는 형상으로 중첩될 수도 있다(도 6b).
각 골심지(211)가 동일한 위상으로 중첩되는 경우(도 6a) 골심지끼리 이격을 두고 접합되기 어려우므로, 인접하는 골심지(211) 사이에 원지(212)를 추가적으로 삽입하여 골심지(211)와 원지(212)를 반복적으로 접합시키는 방법으로 골심지 판(210)을 생성할 수 있다.
인접하는 골심지(111)끼리 서로 대칭되는 형상으로 중첩되는 경우(도 6b), 골심지 판(110)은 더 강한 하중이나 압축력에 저항할 수 있다. 인접한 골심지(111)의 골들이 접합하여 트러스(trsuss) 구조를 형성하기 때문이다. 이 경우에도 골심지 판(310)의 강성을 보강하기 위하여 골심지(311) 사이 사이에 원지(312)를 추가적으로 삽입하여 골심지 판(310)을 형성할 수 있다(도 6c).
상술한 수직 골심지 판(1110, 210, 310)은 후술할 수평 골심지 판에 비하여 더 강한 하중을 지지할 수 있다는 장점이 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 수직 골심지 판은 허니콤(honeycomb) 구조로 형성될 수도 있다. 일반적으로 골심지(111, 211, 311)는 파형의 골을 갖는데, 허니콤 구조를 갖는 수직 골심지 판은 골이 사다리꼴 형상으로 형성되는 골심지를 사용한다. 이 경우 인접하는 골심지가 서로 대칭되는 형상으로 접합될 때, 인접하는 골심지의 골끼리 육각형을 형성할 수 있다. 수직 골심지 판 중에서도 이와 같은 형상의 수직 골심지 판을 허니콤 골심지 판이라고 한다.
도 9a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 사방 골심지 판의 사시도이고, 도 9b는 사방 골심지 판의 골 방향을 도시한 도면이다.
도 9a 및 도 9b를 참조하면, 수직 골심지 판(910)은 대면하는 골심지(711a, 711b)의 방향이 서로 상이하게 형성되도록 중첩될 수 있다. 이처럼 서로 대면하는 골심지(711a, 711b)의 골 방향이 상이하게 중첩된 골심지 판을 사방 골심지 판(710)이라고 칭한다. 또한, 사방 골심지 판(710)으로 만들어진 골판지 합판은 사방 골판지 합판이라고 칭한다. 서로 대면하는 골심지(711a, 711b)의 골 방향(a방향, b방향)은 90˚를 이룰 수 있으나(도 9b), 이에 제한되는 것은 아니며 다양한 각도를 이룰 수 있다. 사방 골심지 판(710)은 대향하는 골심지(711a, 711b)의 골 방향이 어긋나도록 복수의 골심지를 중첩시킴으로써 다양한 방향에서 가해지는 외력에 대하여 골심지 판(710)의 강도를 향상시킬 수 있다.
대향하는 골심지의 골 방향이 서로 평행을 이루는 경우, 하나의 골심지의 골에 대향하는 다른 하나의 골심지의 골이 인입될 수 있다. 이처럼 복수의 골심지들이 대면하는 골심지의 골에 인입되면 대면하는 골심지들 사이의 접촉 면적이 증가하게 되고, 골심지들 사이의 접촉 면적이 증가하면 골심지 판의 내부에 형성된 통공을 통하여 유동하는 공기와 각 골심지 사이의 접촉 면적이 감소한다. 따라서 골심지의 골 방향이 서로 평행을 이루는 골심지 판과 비교할 때, 사방 골심지 판(710)은 내부의 표면적을 극대화할 수 있다. 이처럼 골심지 판(710) 내부의 표면적이 극대화되면, 골심지 판(710) 내부를 관통하는 공기와 골심지 판(710) 사이에서 열교환이나 수분의 교환이 활발히 이루어 질 수 있다. 따라서 사방 골심지 판(710)은 습윤 환경에서 제습 패드 역할 또는 고온 환경에서 냉각 패드 역할을 할 수 있다. 따라서, 사방 골심지 판은 종이 냉각 패드 등으로 칭할 수도 있다.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 수평 골심지 판의 정단면도이다.
본 발명의 골심지 판은 수평 골심지(411, 511, 611)를 중첩하여 형성될 수도 있다. 수평 골심지 판도 수직 골심지 판과 유사하게, 각 골심지(411)의 골이 동일한 위상으로 중첩되거나(도 7a), 각 골심지(511)의 골이 서로 대칭되는 형상으로 중첩되어 트러스 구조를 형성할 수도 있으며(도 7b), 트러스 구조에서 골심지(611) 사이에 원지(612)를 추가적으로 구비하여 강도를 더욱 보강할 수도 있다(도 7c). 또한, 수평 골심지에 포함된 복수의 골심지를 적층할 때 서로 대면하는 골심지의 골의 방향이 서로 상이하게 형성되도록 적층할 수도 있다. 일 예로 대면하는 수평 골심지의 골 방향이 서로 수직을 이루도록 적층할 수 있다. 일반적인 골판지에 있어서, 골에 대한 수직 방향의 강도에 비해 수평 방향의 강도가 강하다. 따라서 복수의 골심지를 합지하여 골판지 합판을 형성하는 경우에도 골판지 합판의 수평 강도와 수직 강도에 차이가 발생할 수 있다. 그러나 상술한 바와 같이, 복수의 수평 골심지를 합지할 때 각 수평 골심지의 골 방향이 상이하게 형성되도록 적층하면, 수평 강도와 수직 강도를 모두 강화할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면 수평 골심지 판과 수직 골심지 판(110, 210, 310)을 적층하여 2단으로 형성된 골심지 판을 만들 수도 있다. 2단 골심지 판은 상술한 단층으로 형성된 골심지 판에 비하여 높은 강도를 갖는다. 본 발명의 골심지 판은 복수의 수평 골심지 판을 적층하거나, 복수의 수직 골심지 판(110, 210, 310)을 적층하여 형성될 수도 있다. 복수의 수평 골심지 판을 적층하는 경우 인접하는 수평 골심지 판의 방향이 서로 수직을 이루도록, 즉 골의 방향이 수직을 이루도록 적층할 수도 있다.
다시 도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 골판지 합판(100)은 골심지 판(110)의 상부면과 하부면에 접착되는 표면지(120)를 포함할 수 있다. 표면지(120)는 라이너지 등을 사용할 수 있다. 표면지(120)는 골심지 판(110)의 상하부를 보호하고, 본 발명의 골판지 합판(100)의 외관을 미려하게 만드는 역할을 할 수 있다. 구체적으로, 수직 골심지 판(110)을 사용하는 경우 표면지(120)는 골심지 판(110)을 구성하는 골심지(111)들이 분리되는 것을 방지할 수 있다. 수평 골심지 판을 사용하는 경우, 표면지(420, 520, 620)는 골심지(411, 511, 611)가 외력에 의해 변형되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명의 골판지 합판은 표면지의 일면에 접합되는 외장판을 더 포함할 수 있다. 외장판은 골판지 합판의 강도를 보강할 뿐 아니라, 골판지 합판의 심미성을 향상시켜, 골판지 합판이 건축 내외장재 또는 가구 마감재로 사용될 경우 활용성을 제고시킬 수 있다. 구체적으로 외장판은 대리석 패널, 석고 패널, 목재 패널, 금속 패널, 무기질 패널 또는 골판지 등을 사용할 수 있고, 본 발명의 골판지 합판을 외장판으로 사용하는 것도 가능하다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명의 골판지 합판은 탄소 섬유를 적용한 발열판을 더 포함할 수도 있다. 발열판은 골심지 합판과 표면지 사이 또는 일면이 골심지 합판에 접합된 표면지의 타면에 배치될 수 있다.
이하에서는 설명의 편의를 위하여 본 발명의 골판지 합판의 다양한 실시예 중 수직 골판지 합판(100)을 일 예로 들어 설명한다. 이하에서 서술되는 수직 골판지 합판(100)에 대한 설명은 다양한 형상을 가진 다른 실시예(400, 500, 600, 700)에 대하여도 동일하게 적용될 수 있다.
도 8은 본 발명의 골판지 합판을 형성하는 과정을 도시한 순서도이다.
본 발명의 골판지 합판(100)의 강도를 강화시키기 위하여, 골심지 판(110) 과 표면지(120)를 경화 용액에 침지시킬 수 있다. 도 8을 참조하면, 골심지 판(110)을 함침시키고(s100), 이와 별도로 표면지(120)를 함침 시킨 후(s200), 건조된 골심지 판(110)의 상부면과 하부면에 건조된 표면지(120)를 접합(s300)시킴으로써 본 발명의 골판지 합판(100)을 형성할 수 있다. 상술한 방법과 달리 표면지(120)를 함침시킨 후 골심지 판(110)을 함침시키거나, 표면지(120)와 골심지 판(110)을 동시에 함침시키는 것도 무관하다. 상술한 바와 같이 골심지 판(110)과 표면지(120)를 별도로 함침시킨 후 접합시키면, 골심지 판(110)과 표면지(120)가 접함된 상태의 골판지 합판(100) 자체를 함침시키는 경우와 비교하여, 골심지 판(110)과 표면지(120) 각각이 경화 용액을 골고루 흡수할 수 있다. 이는 골심지 판(110)과 표면지(120)가 전체 면적에 걸쳐 균등하게 강화될 수 있음을 의미한다. 그러나 본 발명의 골판지 합판(100)은 골판지 판과 표면지(120)가 접합된 상태로 동시에 함침되는 방법에 의해 형성되는 것을 배제하는 것은 아니다.
골판지 합판(100)의 강도를 강화시키는 경화 용액은 경화형 결합수지, 무기 화합물 및 용매를 포함할 수 있다. 구체적으로 경화 용액은 경화형 결합수지 10 내지 30 중량%, 무기 화합물 20 내지 40 중량% 및 용매 40 내지 65 중량%를 포함할 수 있다.
경화형 결합수지는 유기경화형 결합수지 또는 무기경화형 결합수지 중 적어도 어느 하나를 포함한다. 유기경화형 결합수지는 멜라민수지, 우레탄수지, 요소수지, 에나멜수지, 아크릴 수지, 폴리졸, 폴리비닐알콜, 폴리스티렌 수지, 불포화 에스테르계 수지, 절연바니쉬, 초산비닐 수지, 에틸렌 비닐아세테이트, 스티렌-부타디엔 라텍스 및 스티렌-아크릴수지 중 적어도 어느 하나 이상을 사용할 수 있다. 무기경화형 결합수지는 물유리, 석고, 인산마그네슘 중 적어도 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.
무기 화합물은 라임스톤(Lime stone), 맥반석, 제올라이트, 티타니아, 알루미나, 실리카, 클레이, 탄산칼슘, 탄산나트륨, 탄산수소나트륨, 페라이트, 마사토, 규조토, 난석, 플라이에쉬, 활성탄, CNT 중 적어도 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.
용매는 물, 에탄올, 이소프로필알콜(IPA), 톨루엔, 자일렌, 메탄올, 벤젠, 메틸에틸케톤, 아세톤, 메틸이소부틸케톤, 아세테이트 중 적어도 어느 하나를 사용할 수 있다.
아울러, 본 발명의 경화 용액은 기능성 첨가제 0.1 내지 5 중량%를 더 포함할 수 있다. 이때 기능성 첨가제는 발수성 첨가제, 난연성 첨가제, 오염방지제, 및 항균제 중 적어도 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.
본 발명의 골판지 합판(100)은 경화 용액에 골심지 판(110) 및 표면지(120)를 함침시킴으로써 강도를 강화할 수 있다. 아울러 경화 용액에 포함되는 무기화합물에 친환경 물질을 사용함으로써, 골판지 합판(100)에서 유해물질이 방출되는 것을 방지하고 오히려 인체에 이로운 물질이 방출되도록 유도할 수 있다. 또한 경화 용액에 기능성 첨가제를 포함하여, 골판지 합판(100)이 사용되는 환경에 따라 골판지 합판(100)에 발수 기능, 난연기능, 오염 방지 기능, 항균 기능 등을 추가할 수도 있다.
상술한 바와 같이 골심지 판(110) 및 표면지(120)를 경화 용액에 함침시키는 것뿐 아니라, 경화 용액을 골심지 판(110) 및 표면지(120)에 분사하여 코팅하는 방법에 의하여 골판지 합판(100)의 강도를 강화시킬 수도 있다.
본 발명의 골판지 합판(100)은 골심지 판(110)의 골과 골 사이에 발포 조성물을 충진하는 방법에 의하여 골판지 합판(100)의 강도를 강화시킬 수도 있다. 이 경우 골판지 합판(100)의 모든 홀(hole)은 발포 조성물로 채워진다. 골판지 합판(100)의 함침과 충진을 모두 수행하여 강도를 강화시킬 수도 있다.
이하에서는 골판지 합판(100)을 함침시키는 경화 용액 조성물의 비율에 따른 골판지 합판(100)의 강도를 비교해본다.
골판지 합판(100)의 강도 비교를 위하여 평면 압축 강도 시험(KS M 7063)을 실시하였다. 평면 압축 강도 시험은 두개의 평행한 압축판을 가진 압축기에 의해 골판지 합판 시험편의 표면에 하중을 가하여 시험편의 골 모양이 찌그러질 때까지 그 힘을 증대시키고, 그 때의 최대값을 측정한다. 시험편은 면적 64.5cm2(지름 90.6mm±0.5mm) 또는 100cm2(지름 112.8mm±0.5mm)의 원형으로 한다. 다만, 평면 압축 강도가 시험기의 성능을 웃돌 것으로 예상되는 경우 32.2cm2(지름 64.0mm±0.5mm)의 것을 사용할 수 있다. 아울러 시험편을 원형으로 절단할 수 없는 경우는, 골이 사선 방향으로 배치되는 사각형으로 절단할 수도 있다. 시험편을 절단할 때는 골 모양이 찌그러지거나 고르지 않게 되지 않도록 주의한다. 평면 압축 강도는 다음의 식에서 얻을 수 있다.
X=F/A
X: 평면 압축 강도(N/mm2)
F: 최대 하중(N)
A: 시험편의 면적(mm2)
아래의 표 1 내지 표 7은 실시예 1 내지 51의 경화 용액의 성분을 나타낸 표이다.
실시예 1 내지 실시예 51 및 후술할 비교예 1 내지 비교예 9의 강화 용액은, 균질혼합을 위해 교반기를 이용하여 1시간 동안 교반하여 제조되었다. 아울러 시험편은 수직 골판지 합판을 사용하였다. 각각의 강화 용액에 시험편을 함침한 시간은 20min이다.
Figure pat00001
Figure pat00002
Figure pat00003
Figure pat00004
Figure pat00005
Figure pat00006
Figure pat00007
실시예 12 내지 실시예 22은 실시예 11의 요소 수지를 각각 에나멜수지, 아크릴수지, 폴리졸, 폴리비닐알콜, 폴리스티렌수지, 불포화 에스테르계 수지, 절연 바니쉬, 초산비닐수지, 에틸렌 비닐 아세테이트, 스티렌-부타디엔 라텍스, 스티렌-아크릴수지로 대체한 것을 제외하고는, 실시예 11과 동일하게 제조하였다. 표 2는 실시예 11의 요소 수지와 대체된 실시예 12 내지 실시예 22의 구성들을 나타낸 표이다.
실시예 24 내지 실시예 33은 실시예 11의 이산화티탄을 각각 알루미나, 실리카, 클레이, 페라이트, 마사토, 규조토, 난석, 플라이 애쉬, 활성탄, 탄소나노튜브(CNT)로 대체한 것을 제외하고는, 실시예 11과 동일하게 제조하였다. 표 3은 실시예 11의 이산화티탄과 대체된 실시예 24 내지 실시예 33의 구성들을 나타낸 표이다.
실시예 47 내지 실시예 50은 실시예 46의 페라이트를 각각 마사토, 규조토, 난석, 플라이 애쉬로 대체한 것을 제외하고는 실시예 46과 동일하게 제조하였다. 표 6은 실시예 46의 페라이트와 대체된 실시예 47 내지 실시예 50의 구성들을 나타낸 표이다.
실시예 51은 실시예 46의 활성탄을 탄소나노튜브(CNT)로 대체한 것을 제외하고는 실시예 46과 동일하게 제조하였다. 표 7은 실시예 46의 활성탄과 대체된 실시예 51의 구성을 나타낸 표이다.
아래의 표 8 내지 표 9는 비교예 1 내지 비교?의 경화 용액의 성분을 나타낸 표이다. 비교예 1은 함침하지 않은 시험편을 사용하였다.
Figure pat00008
Figure pat00009
아래의 표 10 내지 표16는 상술한 실험예와 비교예의 강화용액에 함침한 시험편의 평면 압축 강도 시험 결과를 나타낸 표이다.
표 10 내지 표 16에 있어서, 치수변화율(85%/20˚C)는 경화 용액에 함침된 시험편을 습도 85%, 온도 20˚C에서 건조시킬 때, 건조 전, 후의 너비(W), 길이(L), 두께(T)의 치수 변화율을 표시한 것이다. 마찬가지로 치수변화율(85%/40˚C)는 시험편을 습도 85%, 온도 40˚C에서 건조시킬 때의 치수 변화율을 표시한 것이다. 와프 현상이란 수분 불균일 등의 원인으로 골판지 합판이 만곡된 형태로 변형되는 현상이다.
Figure pat00010
Figure pat00011
Figure pat00012
Figure pat00013
Figure pat00014
Figure pat00015
Figure pat00016
표 10 내지 표 16을 참조하면, 본 발명의 경화 용액은 경화형 결합수지 10 내지 30 중량%, 무기 화합물 20 내지 40 중량% 및 용매 40 내지 65 중량%를 포함할 수 있다. 비교예 1 내지 4와 실시예 1 내지 33을 비교하면 상술한 수치 범위 내에서 시험편의 강도가 향상됨을 알 수 있다. 비교예 5 내지 9와 실시예 1 내지 33을 비교하면, 비교예 5 내지 9의 시험편이 더 높은 압축 강도를 갖지만, 비교예 5 내지 9의 시험편은 와프 현상이 발생하므로 골판지 합판(100)의 품질 저하가 예상된다.
실시예 34 내지 51을 비교예 1 내지 9와 비교하면, 본 발명의 경화 용액은 0.1 내지 5 중량%의 기능성 첨가제를 더 포함할 수 있다. 이 경우 와프 현상을 방지하는 한도에서 골판지 합판(100)의 강도를 향상시킬 수 있다.
아울러, 실시예 1 내지 8의 압축 강도를 기타 실시예의 압축 강도와 비교해보면, 본 발명의 경화 용액이 경화형 결합수지 13 내지 30 중량%를 포함할 때, 골판지 합판(100)은 더 높은 압축 강도를 확보할 수 있다.
또한, 실시예 34 내지 40의 시험편은 와프 현상이 발생하지 않으면서 가장 높은 압축 강도를 갖는데(20Mpa 이상), 이를 통하여 본 발명의 경화 용액이 경화형 결합수지 20 내지 30 중량%, 무기화합물 20 내지 30 중량%를 포함할 때 더욱 높은 압축 강도를 확보할 수 있음을 알 수 있다.
이하에서는 다양한 형상의 골판지 합판(100)에 대한 휨 강도를 살펴본다.
휨 강도 시험은 KS F 3200에 따라 진행하였다. 시험편에 대한 휨 강도 측정 속도는 10mm/min이고, 시험편은 500mm x 300mm의 크기로 절단하였다. 표17 내지 표 19의 실험에서 사용된 함침액은 상술한 평면 압축 강도 시험의 시험예 11의 경화 용액을 사용하였다.
아래의 표 17은 다양한 형상의 수직 골판지 합판에 대한 휨 강도 시험 결과이다. 시험에 사용된 수직 골판지 합판과 허니콤 골판지 합판의 총 두께는 15mm이다. 허니콤 골판지 합판과 대비되는 수직 골판지 합판은, 파형의 골을 가지는 골심지로 만든 골심지 판을 사용하였다. 이는 이하 표 18 및 표 19의 시험에 대해서도 마찬가지이다.
Figure pat00017
표 17을 참조하면 수직 골판지 합판과 허니콤 골판지 합판 모두 경화 용액에 함침된 경우 휨 강도가 향상됨을 알 수 있다.
아래의 표 18은 다양한 형상의 수직 골심지 판에 수평 골심지 판을 접착하여 2단으로 형성된 골판지 합판의 휨 강도에 대한 시험 결과이다. 시험에 사용된 골판지 합판의 총 두께는 16mm이다.
Figure pat00018
표 18를 참조하면, 2단으로 형성된 골판지 합판 역시 함침 전에 비해 함침 후에 휨 강도가 증가하는 것을 알 수 있다. 아울러 표 17의 시험 결과와 비교하면 1단으로 형성된 수직 골판지 합판에 비해, 수직 골심지 판과 수평 골심지 판을 접착하여 형성한 2단 골판지 합판의 휨 강도가 강하다는 것을 알 수 있다.
아래의 표 19는 발포제로 내부를 충진한 수직 골판지 합판의 휨 강도 시험결과이다.
Figure pat00019
골판지 합판(100)에 발포제를 충진시키면, 골심지(111)의 골과 골 사이의 빈 공간이 모두 발포제로 채워진다. 따라서 골판지 합판(100)은 석고보드와 유사한 외관을 갖게 된다. 그러나 표 19을 참조하면, 발포제로 충진된 골판지 합판(100)은 석고보드에 비해 더 강한 휨 강도를 갖는다.
이상에서 설명한 본 발명의 골판지 합판(100)은 강화 용액에 침지시킴으로써 강도가 강화될 뿐만 아니라, 강화 용액에 포함된 친환경 물질로부터 인체에 이로운 성분이 방출될 수 있다. 이와 같은 본 발명의 효과를 강조하여 본 발명의 골판지 합판(100)은 펄프보드, 친환경 펄프보드, 강화보드, 강화펄프보드 등으로 칭할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 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 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 골판지 합판
11: 골심지
12: 라이너지
100, 400, 500, 600, 700: 골판지 합판
110, 210, 310, 410, 710: 골심지 판
111, 211, 311, 411, 511, 611, 711: 골심지
112, 312, 412, 612: 원지
120, 420, 520: 표면지

Claims (20)

  1. 복수의 골심지가 중첩되어 형성되는 골심지 판; 및
    상기 골심지 판의 상부면과 하부면에 접합되는 표면지를 포함하되,
    상기 골심지 판 및 상기 표면지는 경화 용액에 침지되어 강도가 향상되며,
    상기 경화 용액은 경화형 결합수지 10 내지 30 중량%, 무기 화합물 20 내지 40 중량% 및 용매 40 내지 65 중량%를 포함하는, 골판지 합판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 경화 용액은 기능성 첨가제 0.1 내지 5 중량%를 더 포함하는, 골판지 합판.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 경화형 결합수지는 유기 경화형 결합수지 및 무기 경화형 결합수지 중 적어도 어느 하나를 포함하는, 골판지 합판.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 유기 경화형 결합수지는 멜라민수지, 우레탄수지, 요소수지, 에나멜수지, 아크릴수지, 폴리졸, 폴리비닐알콜, 폴리스티렌수지, 불포화 에스테르계 수지 절연바니쉬, 초산비닐수지, 에틸렌 비닐 아세테이트, 스티렌-부타디엔 라텍스 및 스티렌-아크릴수지 중 적어도 어느 하나를 포함하는, 골판지 합판.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 무기 경화형 결합수지는 물유리, 석고 및 인산마그네슘 중 적어도 어느 하나를 포함하는, 골판지 합판.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 무기화합물은 라임스톤(Lime stone), 맥반석, 제올라이트, 이산화티탄, 알루미나, 실리카, 클레이, 탄산칼슘, 탄산수소나트륨, 페라이트, 마사토, 규조토, 난석, 플라이 애쉬, 활성탄 및 탄소나노튜브(CNT) 중 적어도 어느 하나를 포함하는, 골판지 합판.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 기능성 첨가제는 발수성 첨가제, 난연성 첨가제, 오염방지제 및 항균제 중 적어도 어느 하나를 포함하는, 골판지 합판.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 용매는 물, 에탄올, 이소프로필알콜(IPA), 톨루엔, 자일렌, 메탄올, 벤젠, 메틸에틸케톤, 아세톤, 메틴이소부틸케톤 및 아세테이트 중 적어도 어느 하나를 포함하는, 골판지 합판.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 골심지 판의 골과 골 사이를 발포 조성물로 충진시키는, 골판지 합판.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 골심지 판은 상기 골심지의 골이 지면에 수직인 방향으로 형성된 수직 골심지 판인, 골판지 합판.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 골심지 판은 상기 골심지의 골이 지면에 수평인 방향으로 형성된 수평 골심지 판인, 골판지 합판.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 수직 골심지 판은 파형의 골을 갖는 골심지가 서로 대칭을 이루며 접합되어 트러스(truss) 구조를 형성하는, 골판지 합판.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 수직 골심지 판은 사다리꼴의 골을 갖는 골심지가 서로 대칭을 이루며 접합되어 허니콤(honeycomb) 구조를 형성하는, 골판지 합판.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 골심지 판은 상기 골심지의 골이 지면에 수직인 방향으로 형성된 수직 골심지와 상기 골심지의 골이 지면에 수평인 방향으로 형성된 수평 골심지를 상하로 접합하여 2단으로 형성된, 골판지 합판.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 수평 골심지 판에 포함된 상기 복수의 골심지는 지면에 수직으로 중첩되고,
    상기 복수의 골심지 중 서로 대면하는 골심지는 골의 방향이 상이하게 형성되어, 상기 골심지 판의 수평 강도와 수직 강도가 균일하게 형성되는, 골판지 합판.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 표면지의 일면에 접합되는 외장판을 더 포함하는, 골판지 합판.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 외장판은 석고보드, 대리석, 목재, 금속 및 무기질 판넬 중 어느 하나인, 골판지 합판.
  18. 제1항에 있어서,
    탄소 섬유를 적용한 발열판을 더 포함하는, 골판지 합판.
  19. 제10항에 있어서,
    상기 수직 골심지 판에 포함된 상기 복수의 골심지는 지면에 수평으로 중첩되고,
    상기 복수의 골심지 중 서로 대면하는 골심지는 골의 방향이 상이하게 형성되는, 골판지 합판.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 복수의 골심지 중 서로 대면하는 골심지의 골의 방향은 90˚를 이루는, 골판지 합판.
KR1020190036832A 2019-02-28 2019-03-29 골판지 합판 KR20200105361A (ko)

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KR101876709B1 (ko) 2017-05-29 2018-08-07 주식회사 지앤택 골판지 합판 및 그 제조 방법

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