KR20230008290A

KR20230008290A - 커피박을 이용하는 종이의 제조방법

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Publication number: KR20230008290A
Application number: KR1020210088420A
Authority: KR
Inventors: 김해곤; 강술생
Original assignee: 김해곤; 강술생
Priority date: 2021-07-06
Filing date: 2021-07-06
Publication date: 2023-01-16
Also published as: KR102557728B1

Abstract

본 발명은 커피박(찌꺼기)을 증해하여 수득한 펄프와 목재펄프를 혼합하여 제조한 종이 및 커피박을 증해하고 남은 찌꺼기를 미세하게 분쇄하여 분말형태로 제조한 후, 종이에 도포하거나 또는 목재펄프에 혼합하여 종이로 완성하므로 종이의 평활도를 높일 수 있고, 커피박을 재활용하므로 환경에 친화적인 커피박을 이용하는 종이의 제조방법에 관한 것으로서, 제조한 종이는 커피박을 증해하여 수득한 펄프와 목재펄프를 혼합하여 제조한 종이 및 커피박을 증해하고 남은 찌꺼기를 아주 미세하게 분쇄하여 커피박 분말을 종이에 도포하거나 또는, 목재펄프와 혼합하므로 종래의 거친 종이 제품의 표면을 메울 수 있어서 종이의 평활도를 높일 수 있고, 커피박이 가지고 있는 특유의 색채에 의하여 은은하고 아름다운 색상을 나타낼 수 있으며, 촉감이 좋고 커피향이 은은하게 발산되어 고급지로서 제조할 수 있고, 폐기물인 커피박을 재활용함으로써 종이의 제조단가를 낮추고 동시에 환경오염을 줄일 수 있는 효과가 있다.

Description

커피박을 이용하는 종이의 제조방법{Paper manufacturing method using coffee foil}

본 발명은 커피박(찌꺼기)을 이용하여 제조한 종이에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 커피박을 증해하여 수득한 펄프와 목재펄프를 혼합하여 종이를 제조하거나, 커피박의 찌꺼기를 미세하게 분쇄하여 분말형태로 제조한 후, 종이에 도포하거나 또는 커피박을 우려낸 물을 펄프에 첨가하여 해리시킴으로써, 종이의 평활도를 높일 수 있고, 또한, 색채가 아름다운 종이의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 커피(coffee)는 커피 열매(커피체리)의 씨앗인 커피콩, 혹은 그 씨앗을 볶은 뒤 갈아서 물에 우려내서 만드는 음료, 커피나무의 열매, 그 열매 속의 씨앗, 씨앗의 껍질을 벗기고 말린 생두, 생두를 볶은 원두, 원두를 분쇄한 가루, 가루에서 추출한 음료까지 모두 '커피'라고 부르고 있다.

커피는 꼭두서니과(Rubiaceae) 코페아속(Coffea)에 속한다. 커피는 크게 아라비카(Arabica)와 로부스타(Robusta-canephora), 그리고 리베리카(Liberica) 품종으로 나뉘는데 그 중 아라비카는 전 세계 생산량의 75%를 차지하고 향기와 맛이 좋아 최고의 품질로 인정받고 있다. 로부스타는 카페인 함유량이 아라비카 종보다는 다소 높다. 리베리카는 수확량도 부족하여 앞선 두 개의 품종보다는 많이 쓰이지 않는다.

아라비카의 종류로는 나뭇잎 끝 부분이 구릿빛을 띠고 생두의 모양은 가늘고 끝이 뾰족한 타이피카(Typica), 타이피카와 함께 2대 재배품종으로 알려진 버번(Bourbon), 버번의 돌연변이종인 카투라(Catura), 자메이카에서 가장 많이 자라나고 고도가 높은 지역에서 가장 잘 자라는 블루마운틴(Blue Mountain), 아라비카와 로부스타의 혼종으로 개량된 카티모르(Catimor)가 있고 그 외에는 카투아이(Catuai), 마라고지페(Maragogipe), 티모르(Timor) 등이 있다.

커피 재배에서 위도는 남북위 20° 이내가 최적의 위치여서 이 지역 내에서 많이 재배하고 있으며, 해발 고도가 높은 지역일수록 커피나무의 생장 속도가 느려 열매를 맺기까지 도달하는 시간이 늦다. 또한, 일반적으로 해발이 높은 고산 지역일수록 커피 열매의 크기가 보다 커진다.

그리고 꽃눈의 분화(分化), 개화(開花), 수분(受粉)을 위해서 약 3달 정도의 약간 건조한 기후가 필요하다. 강수량의 많고 적음에 의해서 수확량이 결정되기도 하는데, 보다 건조한 지역이 그렇지 않은 지역에 비해 수확량이 많다.

커피를 내리고 남은 찌꺼기는 우리말로 커피박이라고 하고, 영어권에서는 커피퍽(coffee puck)이라고 한다.

매년 커피 소비량이 급격히 증가하고 있는 가운데 2017년 기준 국내에서만 13만 톤에 달하는 커피박(찌꺼기)이 발생하였다. 우리나라의 커피(생두 + 원두)의 수입량은 지난 2014년 13만 3천톤에서 2017년 15만 9천톤으로 19.7% 증가했다.

커피 수입량의 증가와 함께 커피를 내리고 난 뒤 버려지는 커피박의 발생량도 매년 늘어나고 있다. 커피박 발생량을 추정하는 계산식에 따르면 2014년 약 10만 7천 톤이었던 커피박 발생량은 2017년에 약 12만 9천 톤에 이르렀고 계속 증가추세를 보이고 있다. 이렇게 배출된 커피박은 최근 5년간 약 57만톤에 달한다.

그러나 정부의 커피박 재활용 대책은 아직 더딘 실정이다. 커피박은 폐기물관리법에 따라 생활폐기물로 분류되어 대부분 매립 또는 소각되어 왔다. 이에 정부에서는 2019년 5월에 폐기물처리 신고자 등이 커피박을 수집, 운반, 재활용할 수 있도록 폐기물관리법 관련 규정을 개정했다.

이와 같이 커피박은 0.2%의 커피를 추출하기 위하여 99.8%의 커피박을 폐기하고 있다. 매년 10만 톤 이상 발생하는 커피박을 재활용할 수 있도록 재활용 기술의 개발이 시급한 실정이다.

한편, 펄프는 목재나 그 밖의 섬유 식물에서 기계적, 화학적 또는 그 중간 방법에 의해서 얻는 셀루로오스 섬유의 집합체로서, 원래는 많은 수분을 포함하고 있어서 죽 모양으로 되어 있거나, 압착 등의 방법에 의하여 탈수한 습윤물(濕潤物)을 말하는데, 좁은 의미로는 식물을 구성하고 있는 섬유를 추출하여 모은 것을 말한다. 현재 이용되는 펄프의 원료로는 솜 같은 종모섬유(種毛纖維)와 대나무, 짚, 에스파르토, 버개스 등과 같은 벼과 식물의 줄기, 마닐라삼의 줄기, 대마, 아마, 닥, 삼아, 안피 등의 나무껍질과 나무의 가지나 잎을 제외한 줄기 등 매우 다양하다.

분류법에는 사용한 원료의 이름을 따서 분류하는 법과 제조법에 의하여 분류하는 법이 있다. 원료에 따른 분류로는 먼저 목재펄프와 비목재펄프로 구분하고, 목재펄프는 다시 침엽수펄프(NP)와 활엽수펄프(LP)로, 비목재펄프는 짚펄프(straw pulp), 버개스펄프(bagasse pulp), 갈대펄프, 대나무펄프, 혁피섬유(靭皮纖維)펄프, 넝마펄프, 면펄프 등으로 구분한다.

제조법에 의한 분류는 먼저 기계펄프(MP)와 화학펄프(CP) 두 가지 방법을 병행하여 생산한 것이 있는데, 기계펄프는 다시 쇄목펄프(GP), 리파이너펄프(RGP), 열처리기계펄프(TMP) 등으로 구분하며, 화학펄프는 아황산펄프(SP), 크라프트펄프(KP), 소다펄프(soda plup)로 구분한다. 기계와 화학 두 가지 방법을 병행하는 것은 화학쇄목펄프(CGP), 세미케미컬펄프(SCP)로 구분한다. 제조법에 의하여 구분할 경우는 펄프의 표백 정도에 따라 명칭의 앞에 표백(B)·반표백(S)·미표백(U) 등을 붙여서 사용한다. 또 펄프를 용도에 따라 구분할 때에는 제지용과 용해용(DP)으로 나눈다.

커피박과 펄프를 이용하여 제조하는 종이와 관련된 선행기술로는 국내 등록특허공보 등록번호 제10-1904854호에 커피찌꺼기를 함유하는 기능성 원지와 원지의 일면에 부착하는 제1원지 및 기능성 원지의 타면에 부착하는 제2원지를 포함하며, 기능성 원지를 사이에 두고 상호 합지되는 제1원지 및 제2원지는 커피찌꺼기의 노출을 방지하는 것을 특징으로 하는 커피찌꺼기를 이용한 기능성 종이 및 이의 제조방법을 개시하고 있고, 국내 공개특허공보 공개번호 제10-2017-0043682호에 펄프의 해리하는 단계에서 커피 분말 및 커피 추출물 함유 플라이애쉬를 부가하고, 종이는 강도(파강, 압강, 인장)를 증가시키고 종이 원지의 중량이 증가하여 한 단계 높은 양질의 종이이며, 설치류 기피 효과가 우수하면서 장시간 동안 설치류 기피 효과를 보유할 수 있어 포장 상자를 제조하는 경우 보관이나 유통과정 중에 설치류에 의한 포장 상자의 파손을 오랫동안 막을 수 있는 커피 분말을 포함하는 설치류 기피 효과를 가지는 종이 제조 방법 및 이 종이 제조 방법에 의해 제조된 종이를 개시하고 있다.

그러나 상기의 선행기술들은 커피박을 분쇄하거나 섬유화하여 종이를 제조할 때, 공정이 복잡하고 작업효율이 떨어지는 문제점이 발생한다.

본 발명은 커피박을 증해하여 수득한 펄프와 목재펄프를 혼합하여 종이를 제조하거나 커피박을 미세하게 분쇄하여 분말화한 후 이를 종이에 도포하거나 또는 커피박을 우려낸 물을 펄프에 첨가한 후 해리시켜 커피종이를 제조하는 점에 특징이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 선행기술들의 문제점을 보완하고 해결하기 위하여 기술 구성한 것으로서, 커피박을 증해하여 수득한 펄프와 목재펄프를 혼합하여 종이를 제조하고, 남은 찌꺼기를 아주 미세하게 분쇄하여 제조한 커피박 분말을 사용자의 목적에 맞도록 펄프와 혼합하거나 또는 종이에 도포하며, 추가로 충전제 또는 사이즈제 또는 보류제 또는 지력 증강제 또는 염료를 추가하여 종이를 제조하는 커피박을 이용하는 종이의 제조방법과 상기 제조방법으로 제조한 종이의 제공에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 커피박에 포함된 불순물을 제거하고, 물에 세척하는 원료준비단계(S101)와 커피박을 수산화나트륨 수용액에 넣고 끓이는 증해단계(S102)와 원심 제진기를 이용하여 이물질을 제거하고 섬유 입자의 크기를 고르게 하는 제진 및 정선단계(S103)와 섬유를 물로 세척하고 농축하는 세척 및 농축단계(S104)를 포함하여 구성하는 커피박 펄프의 제조단계(S100)와 커피박 펄프와 목재 펄프를 혼합하고 커피박을 우려낸 물을 펄프에 첨가하여 해리시키는 해리단계(S201)와 펄프를 리파이너를 이용하여 고해하는 고해단계(S202)와 첨가제를 혼합하는 약품첨가단계(S203)와 펄프를 균일하게 고르고 이물질을 제거하며 종이의 형태로 초지하는 정선 및 초지단계(S204)와 종이를 압착하여 탈수하고 건조하는 압착 및 건조단계(S205)와 종이의 두께를 균일하게 하고 재단하는 칼렌더링 및 재단단계(S206)를 포함하여 구성하는 종이의 제조단계(S200)로 이루어진다.

상기 증해단계(S102)에서는 커피박을 수산화나트륨 수용액에 넣고 끓이는데, 상기 수산화나트륨 수용액은 정제수 100중량부에 대하여 수산화나트륨 2 ~ 5중량부로 구성하고, 20 ~ 50분 동안 끓인다.

증해는 펄프 원료에 화학 약품을 넣고 가마에 삶아서 펄프를 만드는 공정으로서 삶는 과정에서 식물 원료 속에 들어있는 비섬유소 물질이 녹아 나오고, 섬유가 비교적 순수한 상태로 분리되는 것이다.

상기 펄프 혼합 및 해리단계(S201)에서 피박으로부터 추출한 커피박 펄프 5 ~ 10중량부와 목재 펄프 90 ~ 95중량부로 구성된 혼합 펄프를 해리하고, 상기 약품첨가단계(S203)에서 고해단계를 통과한 펄프에 혼합하는 첨가제는 사이즈제 또는 강도증강제 또는 보류제 또는 소포제 또는 염료 중에서 하나 이상을 선택하여 첨가한다.

상기와 같이 원료준비단계(S101)와 증해단계(S102)와 제진 및 정선단계(S103)와 세척 및 농축단계(S104)를 포함하여 이루어지는 커피박 펄프의 제조단계(S100)와 펄프 혼합 및 해리단계(S201)와 고해단계(S202)와 약품첨가단계(S203)와 정선 및 초지단계(S204)와 압착 및 건조단계(S205)와 칼렌더링 및 재단단계(S206)를 포함하여 이루어지는 종이의 제조단계로 본 발명을 구성한다.

즉, 본 발명은 커피박 펄프의 제조단계(S100)와 종이의 제조단계(S200)로 이루어진다.

상기의 커피박 펄프의 제조단계(S100)에 속하는 증해단계(S102)를 진행하고 남은 커피박의 또 다른 찌꺼기를 재활용한다.

증해단계(S102)를 거치고 남은 커피박의 또 다른 찌꺼기를 분쇄하여 커피박 분말로 제조한다. 상기 커피박 분말을 이용하여 종이에 도포하여 종이로 제조하거나 또는, 목재 펄프와 혼합하여 종이로 제조하는 것이다.

커피박 분말을 종이에 도포하여 제조하는 종이는 이물질 제거 및 세척단계, 분쇄 및 살균처리 단계, 도포 및 건조단계를 포함하여 이루어진다.

이물질 제거 및 세척단계는 상기 증해단계(S102)를 통하여 커피박을 증해하고 남은 찌꺼기를 물이 담긴 침지통에서 물세척을 하고, 물세척을 끝낸 찌꺼기를 그늘지고 통풍이 원활한 장소 또는 건조장에서 건조한다.

분쇄 및 살균처리단계는 건조한 찌꺼기를 분쇄기에 투입하여 한 입자의 크기가 30 ~ 200매쉬(mesh)의 입자 크기가 되도록 분쇄하고, 분쇄한 찌꺼기를 살균기에서 효소가 활성화되지 않고 세균들이 사멸할 수 있도록 90℃ ~ 99℃의 온도 범위에서 30초 ~ 40초 동안 살균하여 커피박 분말을 완성한다.

도포 및 건조단계는 종이의 단면 또는 양면에 결합제를 도포하고, 완성된 커피박 분말을 종이의 단면 또는 양면에 도포하며, 종이에 도포하는 커피박 분말의 두께는 0.01㎜ ~ 0.05㎜ 범위로 하고, 건조기를 이용하여 20℃ ~ 30℃의 온도범위에서 5시간 ~ 10시간 동안 건조하여 종이를 완성한다.

커피박 분말을 목재 펄프와 혼합하여 제조하는 종이의 제조방법을 살펴보면 이물질 제거 및 세척단계, 분쇄 및 살균처리단계, 혼합단계, 탈수 및 건조단계로 이루어진다.

혼합단계는 완성한 커피박 분말을 목재펄프와 혼합하며, 리파이너를 이용하여 고해하고 완성 지료를 조성한다.

탈수 및 건조단계는 완성 지료를 초지하고 롤에 감아서 탈수 및 건조하여 종이로 완성한다.

상기와 같이 본 발명은 커피 원두를 추출하고 남은 찌꺼기인 커피박을 재활용하기 위하여 종이로 제조하였고, 이를 위하여 커피박을 커피박 펄프로 제조하고, 종이로 제조하였다. 본 발명은 여기에서 그치지 않고 상기 커피박 펄프로 제조하고 남은 또 다른 커피박 찌꺼기를 건조하고 분쇄하여 분말화시켜서 종이의 표면에 도포하거나 또는 목재 펄프와 혼합하여 종이로 제조하는 것이다.

본 발명인 커피박을 이용하는 종이의 제조방법에 의하여 제조한 종이는 커피박을 증해하여 수득한 펄프와 목재 펄프를 혼합하여 제조한 종이 및 커피박을 증해하고 남은 찌꺼기를 아주 미세하게 분쇄하여 커피박 분말을 종이에 도포하거나 또는, 목재 펄프와 혼합하므로 종래의 거친 종이 제품의 표면을 메울 수 있어서 종이의 평활도를 높일 수 있고, 커피박이 가지고 있는 특유의 색채에 의하여 은은하고 아름다운 색상을 나타낼 수 있으며, 촉감이 좋고 커피향이 은은하게 발산되어 고급지로서 제조할 수 있고, 폐기물인 커피박을 재활용함으로써 종이의 제조단가를 낮추고 동시에 환경오염을 줄일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명인 커피박을 이용하는 종이의 제조방법의 흐름도를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명인 커피박을 이용하는 종이의 제조방법에서 커피박 펄프의 제조단계의 흐름도를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명인 커피박을 이용하는 종이의 제조방법에서 종이의 제조단계의 흐름도를 도시한 도면이다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 하며, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하였다.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 흐름도를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명에서 커피박 펄프의 제조단계의 흐름도를 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명에서 종이의 제조단계의 흐름도를 도시한 도면으로서,

도 1 내지 도 3을 참조하여 상세하게 설명하면,

본 발명인 커피박을 이용하는 종이의 제조방법에 의한 종이는 커피박으로부터 추출한 커피박 펄프 5 ~ 10중량부와 목재 펄프 90 ~ 95중량부로 구성된 혼합 펄프를 이용하여 제조하며, 제조한 종이는 인쇄용지, 통상의 복사지, 프린트용지 등으로 사용할 수 있고, 이를 이용하여 노트, 수첩, 메모지 등을 제조할 수 있다.

참고로 본 발명에서 커피박 펄프는 커피박으로부터 추출한 펄프를 의미한다.

본 발명인 커피박을 이용하는 종이의 제조방법은 크게 커피박 펄프의 제조단계(S100)와 종이의 제조단계(S200)로 이루어지며, 상기 커피박 펄프의 제조단계(S100)는 원료준비단계(S101)와 증해단계(S102), 제진 및 정선단계(S103), 세척 및 농축단계(S104)로 이루어지고, 상기 종이의 제조단계(S200)는 펄프 혼합 및 해리단계(S201), 고해단계(S202), 약품첨가단계(S203), 정선 및 초지단계(S204), 압착 및 건조단계(S205), 칼렌더링 및 재단단계(S206)로 이루어진다.

먼저 원료준비단계(S101)에서는 커피박에 포함된 불순물을 제거하고 물로 세척한다.

증해단계(S102)에서는 커피박을 수산화나트륨 수용액에 넣고 끓이고 이때 수산화나트륨 용액의 농도가 너무 낮거나 끓이는 시간이 너무 짧으면 증해가 불완전하게 되며 수산화나트륨의 농도가 너무 높거나 끓이는 시간이 너무 길면 섬유까지 손상을 입어 펄프의 강도 및 수득률이 떨어질 수 있으므로 정제수 100중량부에 대하여 수산화나트륨 2 ~ 5중량부로 구성한 수산화나트륨 수용액으로 20 ~ 50분 동안 증해하는 것이 바람직하다.

상기의 증해는 펄프 원료에 화학 약품을 넣고 가마에 삶아서 펄프를 만드는 공정으로서 삶는 과정에서 식물 원료 속에 들어있는 비섬유소 물질이 녹아 나오고, 섬유가 비교적 순수한 상태로 분리되는 것이다. 화학 약품의 종류와 처리 조건에 따라서 삶는 방법이 다양하다.

제진 및 정선단계(S103)는 원심 제진기를 이용하여 섬유에 혼합되어 있는 이물질을 제거하고 섬유 입자의 크기를 고르게 한다.

세척 및 농축단계(S104)는 섬유를 물로 세척하고 탈수함으로써 화학약품 등을 제거하고 섬유를 농축하여 커피박 펄프를 제조한다.

상기와 같이 커피박 펄프의 제조단계(S100)는 원료준비단계(S101), 증해단계(S102), 제진 및 정선단계(S103), 세척 및 농축단계(S104)를 포함하여 이루어진다.

종이의 제조단계(S200)를 살펴보면 펄프 혼합 및 해리단계(S201)에서 상기 커피박 펄프와 목재 펄프를 커피박을 우려낸 물로 해리시키는데 해리시 커피박 펄프의 혼합량이 너무 적으면 원가절감 및 강도증진의 효과가 떨어지며, 커피박 펄프의 혼합량이 지나치게 많으면 종이의 백색도가 지나치게 떨어지므로 커피박으로부터 추출한 커피박 펄프 5 ~ 10중량부와 목재 펄프 90 ~ 95중량부로 구성된 혼합 펄프를 이용하여 제조하는 것이 바람직하다.

고해단계(S202)에서는 혼합 및 해리된 펄프를 리파이너를 이용하여 고해한다.

약품첨가단계(S203)는 종이의 사용 목적에 따라 특성을 부여할 수 있도록 첨가제를 혼합하는데, 첨가제로는 사이즈제, 강도증강제, 보류제, 소포제, 염료 등의 약품을 필요에 따라서 선택적으로 혼합하며, 잉크의 번짐이나 정전기의 발생을 방지하기 위한 약품을 추가로 혼합할 수 있다.

상기 사이즈제(sizing agent)는 종이를 가공할 때 쓰는 콜로이드 물질로 사이즈라고도 한다. 강도증강제는 종이의 강한 정도를 높이는 첨가제이고, 보류제는 커피박이 보유하고 있는 커피향을 보존을 위하여 사용하는 첨가제이며, 소포제는 유해한 기포를 제거하는데 사용하는 첨가제이고, 염료는 커피박을 이용한 종이를 제조할 때 사용자의 선택에 의한 색상을 종이에 부여하기 위한 첨가제이다.

정선 및 초지단계(S204)는 펄프를 균일하게 고르고 이물질을 제거한 후 종이의 형태로 초지한다.

압착 및 건조단계(S205)는 종이를 압착하여 탈수하고 건조한다.

칼렌더링 및 재단단계(S206)는 종이의 두께를 균일하게 하고 시트나 롤의 형태로 재단하여 종이를 제조한다.

상기와 같이 종이의 제조단계(S200)는 펄프 혼합 및 해리단계(S201), 고해단계(S202), 약품첨가단계(S203), 정선 및 초지단계(S204), 압착 및 건조단계(S205), 칼렌더링 및 재단단계(S206)를 포함하여 이루어진다.

본 발명에 대한 이해를 돕기 위하여 이하 실시예를 제시한다.

[실시예 1]

[실시단계 1-1] 커피박 펄프의 제조

커피박을 준비하여 불순물을 제거하고 물로 세척한 후, 정제수 100중량부에 대하여 수산화나트륨 5중량부로 구성한 수산화나트륨 수용액에 넣고 30분 동안 증해하며, 건져낸 섬유를 원심 제진기를 이용하여 이물질을 제거하고 정선한 후, 물로 세척하고 탈수하여 커피박 펄프로 제조한다.

[실시단계 1-2] 종이의 제조

상기 커피박 펄프와 목재 펄프를 건조 중량을 기준으로 5:95의 중량비로 혼합한 후, 펄프 중량의 9배에 해당하는 물을 첨가하여 해리하고, 리파이너를 이용하여 고해한 후, 건조 상태의 혼합펄프 1kg 당 사이즈제 5g과 소포제 5g을 첨가한다. 준비된 펄프를 균일하게 고르고 이물질을 제거한 후, 종이의 형태로 초지하고, 압착탈수 및 건조하여 종이의 두께를 균일하게 칼렌더링하며 시트의 형태로 재단하여 종이를 제조한다.

[실시예 2]

[실시단계 2-1] 커피박 분말의 제조단계

커피박에 혼합된 이물질을 제거하고 세척하여 건조시킨 커피박을 분쇄기에 투입하여 입자의 크기가 30 ~ 200매쉬(mesh)의 입자 크기가 되도록 분쇄하고, 분쇄한 찌꺼기를 살균기에서 효소가 활성화되지 않고 세균들이 사멸할 수 있도록 90℃ ~ 99℃의 온도 범위에서 30초 ~ 40초 동안 살균하여 커피박 분말을 제조한다.

[실시단계 2-2] 커피박 분말이 도포된 종이의 제조

리파이너를 이용하여 고해하고 탈수 및 건조시킨 지료를 초지하고 롤에 감아서 다시 탈수 및 건조하여 종이로 완성한 후 상기 종의 양면 또는 일면에 커피박 분말을 0.01㎜ ~ 0.05㎜ 로 도포한 후 건조기를 이용하여 20℃ ~ 30℃의 온도범위에서 5시간 ~ 10시간 동안 건조하여 커피박 분말이 도포된 종이를 제조하였다.

본 발명은 상기와 같이 커피박을 증해하여 펄프로 제조하는 커피박 펄프의 제조단계와 커피박 펄프와 목재 펄프를 혼합하여 종이로 완성하는 제조방법 및 상기 커피박을 증해하고 남은 찌꺼기를 건조하고 분말화하여 종이에 도포하여 종이로 완성하거나 또는 목재 펄프와 혼합하여 종이로 완성하는 제조방법이 기술되어 있다.

상기와 같이 본 발명은 폐기물인 커피박을 증해하여 펄프로 제조하고, 동시에 증해하고 남은 찌꺼기를 분말화하여 도포하거나 펄프와 혼합하여 종이로 제조하므로 폐기물인 커피박을 재활용함으로써 종이의 제조단가를 낮추고 동시에 환경오염을 줄일 수 있는 긍정적인 효과가 있다.

본 발명에서 상기 실시 형태는 하나의 예시로서 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 하고 동일한 작용효과를 이루는 것은 어떠한 것이라도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.

Claims

커피박에 포함된 불순물을 제거하고 물에 세척하는 원료준비단계와;
커피박을 수산화나트륨 수용액에 넣고 끓이는 증해단계와;
원심 제진기를 이용하여 이물질을 제거하고 섬유 입자의 크기를 고르게 하는 제진 및 정선단계와;
섬유를 물로 세척하고 농축하는 세척 및 농축단계를 포함하여 구성하는 커피박 펄프의 제조단계와;
커피박 펄프와 목재 펄프를 혼합하고 해리하는 펄프 혼합 및 해리단계와;
펄프를 리파이너를 이용하여 고해하는 고해단계와;
첨가제를 혼합하는 약품첨가단계와;
펄프를 균일하게 고르고 이물질을 제거하며 종이의 형태로 초지하는 정선 및 초지단계와;
종이를 압착하여 탈수하고 건조하는 압착 및 건조단계와;
종이의 두께를 균일하게 하고 재단하는 칼렌더링 및 재단단계를 포함하여 구성하는 종이의 제조단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 커피박을 이용한 종이의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 증해단계에서는 커피박을 수산화나트륨 수용액에 넣고 끓이는데, 상기 수산화나트륨 수용액은 정제수 100중량부에 대하여 수산화나트륨 2 ~ 5중량부로 구성하고, 20 ~ 50분 동안 끓이는 것을 특징으로 하는 커피박을 이용하는 종이의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 펄프 혼합 및 해리단계에서 커피박으로부터 추출한 커피박 펄프 5 ~ 10중량부와 목재 펄프 90 ~ 95중량부로 구성된 혼합 펄프에 커피박을 우려낸 물을 첨가하여 해리시키는 것을 특징으로 하는 커피박을 이용하는 종이의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 약품첨가단계에서 고해단계를 통과한 펄프에 혼합하는 첨가제는 사이즈제 또는 강도증강제 또는 보류제 또는 소포제 또는 염료 중에서 하나 이상을 선택하여 첨가하는 것을 특징으로 하는 커피박을 이용하는 종이의 제조방법.
커피박에 혼합된 이물질을 제거하고 세척하여 건조시키는 단계;
상기 건조시킨 커피박을 분쇄기에 투입하여 입자의 크기가 30 ~ 200매쉬(mesh)의 입자 크기가 되도록 분쇄하는 단계;
상기 분쇄한 커피박 내에서 효소가 활성화되지 않고 세균들이 사멸할 수 있도록 살균기에서 90℃ ~ 99℃의 온도 범위에서 30초 ~ 40초 동안 살균하는 단계;
리파이너를 이용하여 고해하고 탈수 및 건조시킨 지료를 초지하고 롤에 감아서 다시 탈수 및 건조하는 단계;
상기 건조시킨 초지의 양면 또는 일면에 상기 분쇄한 커피박 분말을 0.01㎜ ~ 0.05㎜ 로 도포하는 단계;
상기 커피박 분말이 도포된 초지를 20℃ ~ 30℃의 온도범위에서 5시간 ~ 10시간 건조하는 것을 특징으로 하는 커피박 분말이 도포된 종이의 제조방법.
청구항 5의 제조방법에 의하여 제조되는 것을 특징으로 하는 커피박 분말이 도포된 종이