WO2017179896A1 - 골판지 합판 및 그 제조 방법 - Google Patents

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WO2017179896A1
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corrugated
corrugated cardboard
cardboard
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layer
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유용승
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주식회사 지앤택
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    • B32B7/04—Interconnection of layers
    • B32B7/12—Interconnection of layers using interposed adhesives or interposed materials with bonding properties

Definitions

  • the present invention relates to corrugated plywood, and more particularly, to a corrugated plywood with improved structural strength and environmental friendliness and a method of manufacturing the same.
  • interior and exterior materials beautifully decorate the walls installed and installed in the building outdoors and indoors.
  • the interior and exterior materials are sandwich panels, urethane, plywood, etc., using various materials such as wood, gypsum board, plastic, metal, stone, etc., to separate the interior space into separate spaces or used for partitions.
  • wood plywood or chipboard is not only highly flammable, but also highly flammable, which makes it vulnerable to fire, making it unsuitable for use as interior and exterior materials, and because of the weight of the raw material itself and the weight of the cured resin. There is also a difficulty. In particular, environmental problems caused by the resin or chemicals that penetrate the wood chipboard or chipboard is also a big problem that can not be ignored.
  • the technical problem to be achieved by the present invention is to provide a cardboard plywood and a composition for producing a cardboard for producing the same that can fundamentally improve the tensile strength and bending strength of the cardboard.
  • the technical problem to be achieved by the present invention is to provide a corrugated plywood and a corrugated cardboard manufacturing composition for manufacturing the same while improving the tensile strength and bending strength of the corrugated cardboard while minimizing adverse effects on the environment.
  • Corrugated cardboard plywood according to an embodiment of the present invention for achieving the above technical problem
  • the first corrugated, the second corrugated with the first corrugated in a symmetrical shape with respect to the first corrugated, and the first corrugated Includes two liner paper respectively bonded to the first and the second bone wick from the outside of the second core, the bone size of the first bone core and the bone size of the second bone core is the same, the bones of the first core And the bones of the second corrugated body are bonded to each other at a corresponding position.
  • the corrugated cardboard is formed by forming a bone of a predetermined size on the first corrugated cardboard, and the second corrugated cardboard produced from at least one side of the corrugated cardboard At least one liner paper bonded to and formed of at least one of the first and second corrugated paper stocks.
  • corrugated cardboard when used for corrugated cardboard, two or more layers may be manufactured, and when the corrugated cardboard is used for liner paper (surface paper), three or more layers may be manufactured.
  • Corrugated cardboard base for corrugated fabric produced in two or more layers may be used as the backing paper.
  • Corrugated cardboard manufacturing composition for achieving the above technical problem, 30 to 40% by weight of silica, 5 to 10% by weight of alumina, 10 to 20% by weight of calcium carbonate, 50 to 15% by weight It is obtained by mixing elvan, 5-12 wt% acrylic, 9-18 wt% enamel resin, 6-13 wt% calcium silicate, 13-20 wt% water, 7-15 wt% alcohol.
  • the corrugated cardboard manufacturing composition may be applied in advance in the process of producing a corrugated cardboard, or may be applied during the process of producing a cardboard plywood from the corrugated cardboard.
  • the cardboard plywood produced by the composition for producing cardboard according to the present invention it is possible to fundamentally improve the tensile strength and the bending strength of the cardboard plywood.
  • 1 to 3 are perspective views illustrating various shapes of a single double sided cardboard.
  • 4 to 6 are perspective views showing various shapes of the double-sided corrugated cardboard.
  • FIG. 7 is a perspective view showing an example of a triple double-sided cardboard.
  • Figure 8 is a perspective view showing an example in which the direction of the bone is perpendicular to each other in the double-sided cardboard.
  • 9 and 10 are views showing a process of improving the strength by immersing the corrugated paper or cardboard in the immersion liquid.
  • FIG. 11 is a view showing a process of absorbing a solution on a corrugated paper base by an immersion liquid storage tank method.
  • FIG. 12 is a view showing a process of applying a solution on a corrugated paper base in a rotational manner.
  • Figure 13 is a perspective view showing the structure of the four-ply corrugated cardboard base material according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a perspective view showing an example of a corrugated cardboard base formed in three layers including a mesh grid layer.
  • 15 is a view showing a process for producing a three-ply corrugated cardboard base paper according to an embodiment of the present invention.
  • 16 is a view showing a process for producing a three-ply corrugated cardboard base paper according to another embodiment of the present invention.
  • 17 is a cross-sectional view of the building interior and exterior materials using a double-sided corrugated cardboard according to the prior art.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view of the building interior and exterior materials according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 19 is a schematic view schematically illustrating the structure of FIG. 18 as a truss structure.
  • 20 is a view showing the basic structure of the building interior and exterior corrugated cardboard according to an embodiment of the present invention.
  • 21 is a view showing a cardboard production process according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 22 is a view showing a cardboard production process according to another embodiment of the present invention.
  • Corrugated plywood used for interior and exterior materials or packaging is liner paper used for interlayer cardboard of inner, outer or double sided cardboard of corrugated paper, and corrugated corrugated paper for forming corrugated bone between two liners.
  • these liners and corrugations are basically formed from corrugated cardboard.
  • the corrugated cardboard base paper is recycled from pulp or waste paper, and the pulp may be whitened kraft pulp (UKP, Unbleached Kraft Pulp), bleached kraft paper (BKP, Bleached Kraft Pulp), and used as the high land, OCC (Old Corrugated Container), KOCC, AOCC, JOCC, EOCC, etc. are used.
  • the kraft pulp refers to a chemical pulp that beats wood or vegetable fiber raw material with a chemical solution of sodium hydroxide and sodium sulfide.
  • the corrugated cardboard base is generally recycled through a plurality of processes as follows. However, some of the above steps may be omitted or changed to another step depending on the nature of the intended cardboard base paper.
  • the cardboard base recycled through the above process is used to produce cardboard.
  • the corrugated cardboard base is first formed of a central corrugated medium and a liner paper of an outer surface, and a finished corrugated cardboard is obtained through adhesion between the corrugated cardboard and the liner paper.
  • Such corrugated cardboard can be mass-produced, light and small in volume, making it easy to store, thus reducing logistics costs during transportation, making packaging easy, mechanized and automated, and making arbitrary strength and form suitable for packaging conditions.
  • the elasticity of the impact has the advantage of preventing damage to the contents.
  • the disadvantages of corrugated cardboard are weak to moisture and absorb moisture, so that the compressive strength may be lowered, the cost is relatively high in the production of small units, and it is easy to break or bend under strong pressure when handling cargo.
  • Corrugated cardboard currently used in the industry has various thicknesses, bone heights, and number of layers depending on the various applications used. 1 to 3 show various structures of a single double sided cardboard. Such double-sided corrugated cardboard is liner paper attached to both sides of the corrugated core having a wave shape, and is most often used as a packaging box.
  • a bone double-sided corrugated cardboard shown in Figure 1 has a bone height of 4.5 ⁇ 4.8mm, the bone marrow is approximately 34 per 30cm center corrugated core 16 and the two liners 12, 14 of the outer surface is bonded form.
  • B bone double-sided corrugated cardboard 20 shown in Figure 2 has a bone height of about 2.5 ⁇ 2.8mm, the central corrugated core 26 and the two liners 22 and 24 of the outer surface of the bone marrow approximately 50 per 30cm Is in bonded form.
  • B bone double-sided cardboard 20 has a relatively small bone height and a small number of bone marrow per unit length has a thin overall shape.
  • E bone double-sided corrugated cardboard 30 shown in Figure 3 has a bone height of about 1.0 ⁇ 1.2mm, the central corrugated core 36 and the two liners (32, 34) of the outer surface having approximately 93 bone marrow per 30cm It is in bonded form. Therefore, it has a relatively thinner shape than the A-gol double-sided cardboard 10 or B-gol double-sided cardboard (20).
  • the bone size of the A, B, E and the like is standardized to some extent in the corrugated cardboard industry, but the present invention is not limited thereto, and it is also possible to form various bone sizes according to the use of the corrugated cardboard according to the present invention.
  • the double-sided corrugated cardboard is a corrugated cardboard made by using two corrugated corrugated sheets formed in a wave shape and can be regarded as a structure in which the same single-sided corrugated cardboard and the double-sided corrugated cardboard overlap.
  • the designation of double-sided corrugated cardboard is mainly composed of molded corrugated core, and the structural properties of the finished corrugated cardboard vary depending on which bones are combined because structurally it is possible to make various bones.
  • the thickness is increased than the single double-sided cardboard shown in Figs. 1 to 3, which is stronger than the double-sided cardboard in terms of physical properties, and in particular shows a significant increase in vertical compressive strength. Therefore, it is used for the packaging of fragile objects and heavy materials, and is also used for the packaging of contents with a high moisture content such as contents and fruits to be stored for a long time.
  • Figure 4 is a BA bone double-sided cardboard (40) B cardboard 42 and A corrugated cardboard 44
  • Figure 5 is BB bone double-sided cardboard 50 as B Corrugated cardboard (52, 54) is a double combination
  • Figure 6 is an EB bone double-sided corrugated cardboard (60) is combined E cardboard 62 and B cardboard (64).
  • triple double-sided corrugated cardboard when the triple double-sided corrugated cardboard is made using three corrugated cores molded in a wave shape, it has a structure in which two identical single-sided corrugated cardboard and double-sided corrugated cardboard are synthesized.
  • the designation of triple double-sided corrugated cardboard is determined based on the molded corrugated core, and the bone used can be made by combining various bones such as A, B, and E in the shape of double-sided corrugated cardboard. Since triple corrugated cardboard basically uses three kinds of bones, it has higher rigidity than double corrugated cardboard.
  • Triple-sided corrugated cardboard is often used as a packaging material in place of the packaging of heavy materials that were packed into wooden crates.
  • FIG. 7 shows an AAA bone triple double sided cardboard 70.
  • This AAA bone triple-sided cardboard 70 is formed in three layers of virtually three A cardboard (72, 74, 76).
  • the corrugated cardboard types shown in FIGS. 4 to 7 are in the direction in which the bones of the individual corrugations constituting the corrugated boards are parallel to each other.
  • the directions of the bones in the corrugated cardboard 80 are shifted from each other or preferably disposed at right angles. In this way, if the direction of the bone is disposed in the direction perpendicular to each other, there is an advantage that the interference between the bone is reduced so that the thickness of the final cardboard can be appropriately reduced.
  • the present invention is to propose a method of improving the strength by immersing the base paper or corrugated cardboard in a specially prepared immersion liquid (solution), and to improve the strength by improving the cardboard structure itself from the existing structure.
  • FIG. 9 and 10 are views showing a process of improving the strength by immersing and drying the corrugated paper base in the immersion liquid.
  • a process of immersing the cardboard bases 110a, 110b and 110c itself in the immersion liquid reservoirs 120a, 120b and 120c before forming the cardboard is shown.
  • This immersion process is preferably applied to the corrugated paper base (110a, 110b, 110c) rather than to apply to the finished cardboard 112.
  • the method of immersing the generated cardboard 112 may take some time to immerse the operation, and since the original shape of the cardboard itself may be deformed during the absorption of the mixture, it is difficult to apply the immersion process at the cardboard stage. Because.
  • the method of immersing the corrugated paper base (110a, 110b, 110c) is separated from the manufacturing process of the corrugated paper and the manufacturing process of the corrugated paper, the absorption speed of the immersion liquid is relatively fast and can be dried in a fast time of the above-described corrugated cardboard Since the problem of deformation of the prototype is small, there is an advantage that can be applied to mass production.
  • the corrugated cardboard stock supplied from the corrugated cardboard winding reels 90a, 90b, 90c, 90d, 90e is supplied in parallel, for example, in three layers (at least two layers). That is, the corrugated cardboard sheets 110a and 110c to be used as liner paper on both sides of the corrugated cardboard and the corrugated cardboard sheets 110b to be formed as corrugated cardboards between them may be provided from the corrugated cardboard winding reels 90a, 90b, 90c, 90d, and 90e, respectively. have.
  • the corrugated cardboard sheets 110a, 110b, and 110c are respectively immersed in the immersion liquid reservoirs 120a, 120b, and 120c for a predetermined time, and then supplied to the following drying chambers 119a, 119b, and 119c to be dried or dried. And a heating process.
  • spraying a solution containing at least a portion of the immersion liquid component (121a, 121b, 121c) It is also possible to apply
  • such a spray method has the advantage of being simple in structure and fast in application and drying.
  • the immersion liquid may vary in composition depending on the use of corrugated plywood as a substitute for MDF (Medium Density Fiberboard) or PB (Particle Board) as a substitute for building interior and exterior materials, and as a substitute for paper pallets.
  • MDF Medium Density Fiberboard
  • PB Porous Board
  • the immersion liquid water soluble
  • the immersion liquid is 30-40 wt% silica, 10-20% LIMESTONE (calcium carbonate), 5-15 wt% elvan, 5 ⁇ 10% alumina, 5-12 wt% acrylic, 9-18 wt% enamel resin, 6-13 wt% calcium silicate, 13-20 wt% water, 7-15 wt% alcohol (methanol, ethanol Or benzene).
  • the components described in Table 2 can be selectively added to further improve the strength of the corrugated cardboard.
  • the type of water repellent wax, paraffin, nigrin, and the like may be used.
  • the weight percent of the remaining components in Table 1 may be reduced uniformly in weight percent depending on the added components.
  • a capsule component containing a natural flavor such as phytoncide.
  • the immersion liquid is 15 to 20% by weight melamine resin, 20 to 30% by weight phenol resin, 10 to 15% by weight urethane resin, 5 to 15% by weight, as shown in Table 3 below
  • Enamel resin 4-7 wt% polysol, 5-10 wt% calcium silicate, 2-3% wood vinegar, 3-5% triazole, 7-15 wt% acrylic, 3-7 wt% Polymer, 10 to 15% by weight of alcohol (methanol, ethanol or benzene), and 5 to 7% by weight of water repellent.
  • alcohol methanol, ethanol or benzene
  • water repellent wax, paraffin, nigrin, etc. may be used as described above.
  • the corrugated cardboard base is completely immersed in less than about 10 seconds.
  • the submerged corrugated cardboard is then dried in a drying chamber at approximately 100-150 degrees Celsius. Since the dried cardboard base material exhibits a drying rate of approximately 70-80%, the corrugated cardboard base can be wound on a reel without being bonded even when the corrugated cardboard base contacts each other. At this time, the amount of moisture contained in the corrugated paper base is maintained stably within the range of 6-8%.
  • the process of weaving the cardboard base paper absorbed by the solution may be further applied.
  • This process is performed when the corrugated paper is passed a pair of rollers after absorbing the immersion liquid, and by adjusting the gap between the rollers, the amount of immersion liquid (coated amount) contained in the corrugated paper stock can be adjusted to a desired target. have.
  • the corrugated cardboard base dried after the immersion as described above passes through the corrugated getter 130b, and a valley is formed, and the peripheral liner paper simply passes through the rollers 130a and 130c, and then in the corrugated cardboard joint 140.
  • the heating and pressing method are bonded to form a single cardboard.
  • Conventional corrugated paper required a separate adhesive for bonding corrugated paper and liner paper (or backing paper), but the corrugated paper base coated and immersed and coated in accordance with the present invention is only corrugated paper by heating and pressing without a separate adhesive.
  • fusion between the immersion liquid components contained in the cardboard can be made.
  • a process of applying a separate binder to one surface of the core core or the liner may be used.
  • Such cardboard can be produced as desired bone marrow, such as single double-sided cardboard, double-sided cardboard, triple-sided or quadruple corrugated cardboard, depending on the application or machine performance.
  • the corrugated cardboard 112 generated through the corrugated cardboard joint 140 is then formed with a ruled line while passing through a slitter 160, cut into a predetermined size by the cutter 170, and stacked in the stacker 180. Can be archived.
  • comparing the strength of the corrugated cardboard produced by containing the immersion liquid of the present invention (particularly, the components listed in Tables 1 and 2) with MDF or PB used as a building interior and exterior material is as follows.
  • the test results below are 270x270mm and the distance between them is 220mm, according to the wood bending test method according to KS F 2208, and it is 19.5 ⁇ 1.5 °C and (48 ⁇ 1)% R.H. In the environment.
  • Comparative Example 1 is an MDF sample having a thickness of 12.3 mm
  • Comparative Example 2 is a PB sample having a thickness of 15.2.
  • Example 1 of the present invention is a multi-colored corrugated cardboard made of 12.1mm thick by alternately stacking several sheets of E corrugated cardboard and B corrugated cardboard
  • Example 2 of the present invention is based on one E corrugated cardboard and three B corrugated cardboard as a basic unit. Multi-cardboard made of 18.2mm thick with several sheets stacked.
  • Example 1 and Comparative Example 1 (MDF) having the same thickness showed almost the same flexural failure load, and Comparative Example 2 (PB) was carried out even though it had a thicker thickness than Example 1.
  • a flexural failure load similar to Example 1 is shown.
  • the thickness is slightly thicker (18.2 mm) than Comparative Examples 1 and 2 as in Example 2, it can be seen that the flexural failure load is remarkably improved.
  • tensile strength is higher than that of MDF or PB due to the properties of the corrugated paper (distribution of the corrugated paper in the longitudinal direction). have.
  • corrugated cardboard As such, if the bending strength of corrugated cardboard is relatively higher or equal to that of conventional MDF or PB, it is lightweight and has high tensile strength and relatively low production cost. Can be.
  • Table 5 below shows the amount of formaldehyde, TVOC and toluene released for the examples according to the invention in mg / m2h. According to this result, it can be seen that the embodiments of the present invention satisfy the requirements for the respective components, and in particular, formaldehyde and TVOC show a number well below the reference value.
  • the corrugated cardboard produced by using the immersion liquid according to the present invention not only has sufficient strength to be used as interior or exterior building materials or wood substitutes, but also has very low emissions of environmental pollutants, and thus its utility is very high.
  • FIG. 11 and 12 show embodiments of applying immersion liquid to the production process itself of corrugated cardboard.
  • the corrugated cardboard base 110a supplied from the winding reel 90f is immersed in the immersion liquid storage tank 120 for a predetermined time. Thereafter, the cardboard base paper absorbing the immersion liquid may be subjected to a process of being squeezed by a pair of rollers to remove constant moisture.
  • the corrugated cardboard base is heated by the heating roller 122 and dried in the drying chamber 119, whereby the amount of moisture is properly adjusted and strengthened to complete the process.
  • Figure 12 is a view showing a process of absorbing the solution to the corrugated paper base by the rotation method.
  • the feed roller (116c) directly transfers the solution supplied from the immersion liquid reservoir 117a. 116b, and the solution is applied to the lower surface of the corrugated cardboard base 110a by the transfer roller 116b.
  • the corrugated cardboard base 110a is supplied to the pair of second transfer rollers 118a and 118b after a predetermined time of drying in the drying chamber or the multi-layer cooling press 119.
  • the cardboard base 110a is turned upside down once by the guide rollers. Accordingly, the solution supplied from the immersion liquid storage tank 117b is transferred to the feed roller 118b directly above the rotation roller 118c, and the solution is also applied to the other side of the cardboard base paper 110a by the feed roller 118b. This can be applied. Of course, it can be subjected to additional heating or drying process.
  • FIG. 13 is a view showing the structure of a four-layer corrugated cardboard base 110.
  • the corrugated cardboard base 110 comprises at least one core surface layer 115b-interposed between an outer surface layer 115a and a rear layer 115c and between the surface layer 115a and the rear layer 115c. 1, 115b-2).
  • Chemicals such as sizing agents, dehydration accelerators, strength enhancers, surface treatment agents, etc. may be applied to the plurality of layers to improve performance, but it is desirable to suppress the use of such chemicals in consideration of environmental factors.
  • Table 6 shows the components of the corrugated paper base 110 in four layers as shown in FIG.
  • the surface layer 115a and the back layer 115c may be composed of natural fibers and optical fibers, respectively, and the two core layers 115b-1 and 115b-2 may be composed of regenerated fibers and synthetic fibers, respectively.
  • the natural fiber includes cotton, hemp, silk, wool, angora, and the like
  • the optical fiber includes carbon fiber, glass fiber, metal fiber, mineral fiber, rock fiber, and the like.
  • the regenerated fiber is preferably a rayon fiber
  • the synthetic fiber includes nylon, polyester, urethane, acrylic and the like.
  • the fibers used in the surface layer 115a and the rear layer 115c may be reversed to each other, and the first core layer 115b-1 and the second core layer 115b-2 may be integrated into one core layer to reproduce the fibers.
  • Fibers or synthetic fibers may be used.
  • Table 6 above is merely an example, and two or more layers of corrugated paper base 110 are used, and the kind of fibers may be variously selected.
  • natural fiber or optical fiber may be employed as the core layer.
  • the raw material of any one of the surface layer 115a, the core surface layer 115b, and the rear layer 115c may be mixed with the recycled pulp to be manufactured.
  • corrugated cardboard base 110 when the corrugated cardboard base 110 is for corrugated cardboard, it is preferably manufactured in two or more layers, and when the corrugated cardboard base 110 is for liner paper, it is preferably manufactured in three or more layers.
  • corrugated cardboard base paper made of two or more layers may be used as a backing paper.
  • FIG. 14 is a view showing an example of the corrugated cardboard base 110a formed in three layers including the mesh grid layer 115f.
  • a mesh lattice layer 115f is formed between the surface layer 115e and the back layer 115g, and the mesh lattice layer 115f is formed of fiber yarns having a lattice shape 115h intersecting with each other.
  • the size of such a grid is preferably about 0.5-3cm on one side of the grid.
  • Figure 15 shows a process for producing a corrugated cardboard base 110 of three layers in accordance with one embodiment of the present invention.
  • the cardboard stock 110 can be generated in a similar manner even if the number of layers of cardboard stock is increased.
  • Each of the raw materials forming the layer of the corrugated cardboard base 110 is introduced into the hoppers 91a, 91b, 91c, and the plurality of layers 115a, 115b, 115c discharged from the hoppers 91a, 91b, 91c are formed in a blower ( 92a, 92b, 92c).
  • the plurality of layers 115a, 115b, and 115c pass through the plurality of rollers 93a, 93b, and 93c, and a binder (for example, starch) is applied to the rear surface of some of the layers 115a and 115b.
  • a binder for example, starch
  • a portion of the rollers 93a and 93b is exemplified by the exhalation method in which the parts are submerged in the reservoirs 94a and 94b for accommodating the binder.
  • the binders are sprayed by sprays 121a, 121b and 121c. It is also possible to apply.
  • the plurality of layers 115a, 115b, and 115c are bonded to each other on the sheet generating roller 95, thereby forming one corrugated sheet of paper 110.
  • some layers 115b of the plurality of layers are not generated in separate hoppers 91a and 91c unlike other layers, and may be provided in advance and wound on the reel 90 (FIG. 16).
  • the layer 115b is advantageously supplied rather than directly produced, or when the production process takes more time than other layers 115a and 115c (eg, mesh lattice fabric, carbon fiber sheet, etc.) Unlike the stratification, it may be desirable to produce or obtain separately and wind the reel 90 directly.
  • the strength of the base paper of the corrugated cardboard made for corrugated plywood is higher because the binder or immersion liquid can be absorbed better.
  • the cardboard structure itself to improve the strength from the existing structure Describe how to improve.
  • FIG. 17 is a view showing a cross-sectional view of the building interior and exterior materials 80 using a double-sided corrugated cardboard according to the prior art.
  • the double-sided corrugated cardboard is bonded between two corrugated cores 83 and 85 having the same or different bone sizes, and liner paper 84, 82 and 86 are bonded to the outer both sides, and various shapes and patterns on the upper surface.
  • the decorative plate 81 which has a is attached.
  • FIG. 18 is a view showing a cross section of the interior and exterior building material 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the building interior and exterior materials 100 are two corrugated cores 103 and 105 having the same bone size to each other is bonded to each other so that the bones (104) abut each other, the two corrugated cores 103, 105 are again liner paper And 102 and 106, respectively.
  • a decorative plate 101 having various shapes and patterns may be attached to an upper surface of the upper liner paper 102.
  • the same size of the bones in contact with each other provides a spring-like support between each other, compared to the conventional corrugated cardboard structure as shown in FIG. It can show high rigidity. That is, the conventional corrugated cardboard structure as shown in FIG. 17 when the external load or compressive force is applied causes a relative lateral movement between the corrugated cardboard and the liner paper, compared to the two corrugated cardboard structure according to the present invention as shown in FIG. Relatively high stiffness is obtained because it provides symmetric support.
  • FIG. 9 illustrates a structure in which two bones of the same size in FIG. 18 are bonded to each other to form a central structure 109, and the central structure 109 is surrounded by two liners 102 and 106.
  • the building interior and exterior materials 100 are basically similar to a truss structure known to exhibit the highest rigidity when using the same material. Therefore, the corrugated cardboard structure of FIG. 18 presented in the present invention can provide higher rigidity and material efficiency than the corrugated cardboard structure of FIG. 17.
  • FIG. 20 shows the basic structure of the corrugated cardboard for building interior and exterior materials 100 according to an embodiment of the present invention.
  • a process is required in which a first unit 107 formed of a liner paper and a corrugated core and a second unit 108 having a complete linear symmetry structure are joined to the first unit 107.
  • 21 shows a process for producing a corrugated cardboard as shown in FIG. 20 according to an embodiment of the present invention.
  • corrugated paper sheets 210a, 210b, 210c, and 210d shown in FIG. 21 two sheets in the center are supplied to the first bone getters 230a and 230b and the second bone getters 240a and 240b, respectively, and two sheets of the outer sheets are liner paper. Or as a backing paper.
  • the corrugated cardboard base 210b is guided by the guide roller 250b and introduced into the first corrugated sheets 230a and 230b.
  • One of the two rollers 230a and 230b constituting the first corrugator 230a and 230b may be a driving roller and the other 230a may be a driven roller.
  • the corrugated cardboard base 210b having passed through the first bone getters 230a and 230b is transformed into a corrugated medium 210e and discharged from the first bone getters 230a and 230b.
  • a binder is applied to the upper surface of the corrugated medium 210e by a separate adhesive coating roller 250g, and the corrugated medium 210e to which the binder is applied is provided between the driving roller 230b and the support roller 210e.
  • it is laminated with the corrugated cardboard sheet 210a which is guided and provided from the guide roller 250a and is discharged as the first corrugated cardboard end surface 260a.
  • the corrugated paper base 210c passes through the second corrugated sheets 240a and 240b to form the corrugated core 210f, and then a binder is coated on the upper surface by the adhesive coating roller 250h, and the driving roller 240b and the like.
  • the corrugated cardboard 210f is laminated with the corrugated cardboard base 210d and discharged as the second corrugated cardboard end surface 260b.
  • the first bone getters 230a and 230b and the second bone getters 240a and 240b have the same size.
  • the first cardboard end surface 260a discharged from the first bone getters 230a and 230b and the second cardboard end surface 260b discharged from the second bone getters 240a and 240b needs to be additionally bonded, the first cardboard end surface
  • the binder needs to be additionally applied to the lower surface of 260a or the upper surface of the second cardboard end surface 260b.
  • the binder is applied to the bottom surface of the first corrugated cardboard end surface 260a in a swelling manner. That is, the binder stored in the reservoir 255a is applied to the lower surface of the first cardboard end surface 260a by the roller 250i.
  • first cardboard end surface 260a and the second cardboard end surface 260b coated with a binder on the upper surface are heated and pressed at the cardboard joints 220a and 220b, they are joined by fusion to each other to be manufactured as one cardboard 100. do.
  • FIG. 22 is a view showing a cardboard production process according to another embodiment of the present invention.
  • the corrugated cardboard base 210b supplied from the winding reel 90f is heated by the heating roller 250f and guided by additional guide rollers to be supplied to the second bone getters 240a and 240b.
  • the corrugated cardboard base 210b supplied to the second corrugator 240a and 240b is formed as a corrugated cardboard base 210e in which bone is formed while flowing in and out of the “S” path unlike in FIG. 21.
  • a binder is applied to the lower surface of the corrugated paper base 210e in which the bone is formed by a roller 250i, which is partially immersed in the binder reservoir 255a.
  • the corrugated cardboard sheet 210e to which the binder is applied and the corrugated cardboard sheet 210d supplied from the other winding reel 90g are laminated between the driving roller 240b and the heating roller 250f to cross-link the second cardboard sheet. It is formed as 260b.
  • the configuration (not shown) forming the first cardboard cross section has a vertically symmetrical shape with respect to the configuration forming the second cardboard cross section 260b.
  • the second corrugated cardboard cross section 260b formed as described above is additionally bonded to the first corrugated cardboard cross section. This process is the same as that of FIG. 21, and thus redundant description thereof will be omitted.

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Abstract

강도 및 친환경성이 향상된 골판지 조성물 및 골판지 합판이 제공된다. 본 발명에 따른 골판지 합판은, 제1 골심지와, 상기 제1 골심지에 대해 선대칭 형상으로 상기 제1 골심지와 접합하는 제2 골심지와, 상기 제1 골심지와 상기 제2 골심지의 외측에서 상기 제1 및 제2 골심지와 각각 접합하는 2개의 라이너지를 포함하고, 상기 제1 골심지의 골 크기와 상기 제2 골심지의 골 크기는 동일하며, 상기 제1 골심지의 골들과 상기 제2 골심지의 골들이 대응되는 위치에서 상호 접합하는 것을 특징으로 한다.

Description

골판지 합판 및 그 제조 방법
본 발명은 골판지 합판에 관한 것으로, 보다 상세하게는 구조적 강도 및 환경 친화도가 향상된 골판지 합판 및 그 제조 방법에 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. 그러나, 종래기술에 따른 골판지 원지로 제조된 골판지를 이용하여 건축용 내외장재 또는 가구용 내외장재를 제작하는 경우에는 라이너지와, 골심지 및 표면지의 접착력만으로는 건축용 내외장재 또는 가구용 내외장재에서 요구하는 강도를 유지시키는 것이 어려워 실질적으로 종래기술의 골판지를 건축용 내외장재에 적용하는데 한계가 있었다. 또한 상기 골판지의 강도 향상을 위해 사용되는 침지용 물질이 끼치는 환경적인 악영향이 문제가 되기도 한다.
따라서, 골판지 합판을 이용한 내외장재에 있어서, 인장 강도나 절곡 강도를 근본적으로 향상시키면서도 환경에 끼치는 악영향을 줄일 수 있는 기술을 개발할 필요성이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 골판지의 인장 강도 및 절곡 강도를 근본적으로 향상시킬 수 있는 골판지 합판 및 이를 제조하기 위한 골판지 제조용 조성물을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 골판지의 인장 강도 및 절곡 강도를 향상시키면서도 환경에 미치는 악영향을 최소화하는 골판지 합판 및 이를 제조하기 위한 골판지 제조용 조성물을 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 골심지와, 상기 제1 골심지에 대해 선대칭 형상으로 상기 제1 골심지와 접합하는 제2 골심지와, 상기 제1 골심지와 상기 제2 골심지의 외측에서 상기 제1 및 제2 골심지와 각각 접합하는 2개의 라이너지를 포함하되, 상기 제1 골심지의 골 크기와 상기 제2 골심지의 골 크기는 동일하며, 상기 제1 골심지의 골들과 상기 제2 골심지의 골들이 대응되는 위치에서 상호 접합하는 것을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 골판지 합판은, 제1 골판지 원지에 소정 크기의 골을 형성하여 생성되는 골심지와, 제2 골판지 원지로부터 생성되며 상기 골심지의 적어도 하나의 면과 접합되는 적어도 하나의 라이너지를 포함하며, 상기 제1 및 제2 골판지 원지 중에서 적어도 하나의 골판지 원지는 적어도 3개의 층으로 형성된다.
이 때, 상기 골판지 원지가 골심지 용인 경우에는 2개 이상의 계층으로 제조되고, 상기 골판지 원지가 라이너지(표면지) 용인 경우에는 3개 이상의 계층으로 제조될 수 있다. 상기 2개 이상의 계층으로 제조된 골심지 용 골판지 원지는 배면지로 사용될 수도 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 골판지 제조용 조성물은, 30~40 중량%의 실리카, 5~10 중량%의 알루미나, 10~20 중량%의 탄산칼슘, 50~15 중량%의 맥반석, 5~12 중량%의 아크릴, 9~18 중량%의 에나멜수지, 6~13 중량%의 규산칼슘, 13~20 중량%의 물, 7~15 중량%의 알코올을 혼합하여 얻어진다. 상기 골판지 제조용 조성물은 골판지 원지를 제조하는 과정에 미리 적용될 수도 있고, 상기 골판지 원지로부터 골판지 합판을 생성하는 과정 중에 적용될 수도 있다.
본 발명에 따른 골판지 제조용 조성물에 의해 제조되는 골판지 합판에 의하면, 골판지 합판의 인장 강도 및 절곡 강도를 근본적으로 향상시킬 수 있다.
또한, 골판지 합판이 건축용 내외장재로 사용될 경우 상기와 같은 강성을 향상시키면서도 인체나 환경에 미치는 악영향을 최소화할 수 있는 장점이 있다.
도 1 내지 도 3은 단일의 양면 골판지의 다양한 형상을 도시한 사시도이다.
도 4 내지 도 6은 이중양면 골판지의 다양한 형상을 도시한 사시도이다.
도 7은 삼중양면 골판지의 일 예를 보여주는 사시도이다.
도 8은 이중양면 골판지에서 골의 방향이 서로 직각을 이루는 예를 보여주는 사시도이다.
도 9 및 10은 골판지 원지 또는 골판지를 침지액에 침지시켜 강도를 향상시키는 공정을 보여주는 도면이다.
도 11은 침지액 저장조 방식으로 골판지 원지에 용액을 흡수하는 공정을 보여주는 도면이다.
도 12는 윤전 방식으로 골판지 원지에 용액을 도포하는 공정을 보여주는 도면이다.
도 13은 본 발명의 일실시예에 따라 4겹으로 된 골판지 원지의 구조를 보여주는 사시도이다.
도 14는 그물 격자 계층을 포함하여 3겹으로 형성된 골판지 원지의 예를 보여주는 사시도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따라 3겹으로 된 골판지 원지를 생산하는 공정을 보여주는 도면이다.
도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따라 3겹으로 된 골판지 원지를 생산하는 공정을 보여주는 도면이다.
도 17은 종래 기술에 따른 이중 양면 골판지를 이용한 건축 내외장재의 단면도이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 건축 내외장재의 단면도이다.
도 19는 도 18의 구조를 트러스 구조로 모식화한 모식도이다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 건축 내외장재용 골판지의 기본적인 구조를 보여주는 도면이다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 골판지 생성 공정을 보여주는 도면이다.
도 22는 본 발명의 다른 실시예에 따른 골판지 생성 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 일 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 골판지는 사용되는 다양한 용도에 따라 다양한 두께, 골높이 및 겹수를 갖는다. 도 1 내지 도 3는 단일의 양면 골판지의 다양한 구조를 나타낸다. 이러한 양면 골판지는 파도 모양을 한 중심의 골심지 양측에 라이너지를 붙인 것으로, 포장용 상자로서 사용되는 경우가 가장 많다.
도 1에 도시된 A골 양면 골판지는 골높이가 4.5~4.8mm 정도이고, 골수가 30cm 당 대략 34개인 중앙의 골심지(16)와 외면의 두 라이너지(12, 14)가 접착된 형태이다.
이에 비해, 도 2에 도시된 B골 양면 골판지(20)는 골높이가 2.5~2.8mm 정도이고, 골수가 30cm 당 대략 50개인 중앙의 골심지(26)와 외면의 두 라이너지(22, 24)가 접착된 형태이다. A골 양면 골판지(10)에 비해, B골 양면 골판지(20)는 상대적으로 골높이가 작고 단위 길이당 골수가 적어서 전체적으로 얇은 형상을 갖는다.
한편, 도 3에 도시된 E골 양면 골판지(30)는 골높이가 1.0~1.2mm 정도이고, 골수가 30cm 당 대략 93개인 중앙의 골심지(36)와 외면의 두 라이너지(32, 34)가 접착된 형태이다. 따라서 상대적으로 A골 양면 골판지(10)나 B골 양면 골판지(20)에 비해 가장 얇은 형상을 갖는다. 상기 A, B, E 등의 골 크기는 골판지 업계에서는 어느 정도 규격화되어 있지만, 본 발명에서는 이에 한하지 않고 본 발명에 따른 골판지의 용도에 따라 골 크기를 다양하게 형성하는 것도 가능하다.
이상과 같이 도 1 내지 도 3과 같은 단일의 골판지 구조의 강도 및 완충성을 향상시키기 위해 도 4 내지 6과 같은 이중양면 골판지나 도 7과 같은 삼중양면 골판지도 사용되고 있다.
이중양면 골판지는, 파도 모양으로 성형한 2개의 골심지를 사용하여 만든 골판지로서, 같은 편면 골판지와 양면 골판지를 겹친 구조라고 볼 수 있다. 이중양면 골판지의 호칭은 성형한 골심지를 주체로 하며, 구조적으로는 다양한 골을 조합하여 만드는 것이 가능하므로 어떠한 골과 조합하는지에 따라 완성된 골판지의 물성이 달라진다. 도 1 내지 3에 도시된 단일의 양면골판지보다 두께가 증가해 이른바 물성면에서 양면골판지보다 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 4는 BA골 이중양면 골판지(40)로서 B골판지(42) 및 A골판지(44)가 조합되어 있고, 도 5는 BB골 이중양면 골판지(50)로서 B골판지(52, 54)이 이중으로 조합되어 있으며, 도 6은 EB골 이중양면 골판지(60)로서 E골판지(62) 및 B골판지(64)가 조합되어 있다.
한편, 삼중양면 골판지는, 파도 모양으로 성형한 3개의 골심지를 사용하여 만들어지면, 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. 이러한 삼중 양면 골판지의 예로서, 도 7은 AAA골 삼중양면 골판지(70)를 도시한다. 이러한 AAA골 삼중양면 골판지(70)는 사실상 3개의 A골판지(72, 74, 76)의 3겹으로 형성되어 있다.
이상의 도 4 내지 도 7에 도시된 골판지 종류들은 이를 구성하는 개별 골심지가 갖는 골의 방향이 서로 나란한 방향으로 되어 있다. 하지만, 이에 한할 필요 없이 본 발명에서는 도 8에 도시된 바와 같이 골판지(80) 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.
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 본 발명에서는 골판지 원지 또는 골판지를 특별히 조성된 침지액(용액)에 침지시켜 강도를 향상시키는 방식과, 골판지 구조 자체를 기존의 구조로부터 개선하여 강도를 향상시키는 방식을 제시하고자 한다.
도 9 및 10은 골판지 원지를 침지액에 침지시키고 건조시켜 강도를 향상시키는 공정을 보여주는 도면이다. 도 9를 참조하면, 골판지를 형성하기 전에 골판지 원지(110a, 110b, 110c) 자체를 침지액 저장조(120a, 120b, 120c) 내에서 침지시키는 과정이 도시된다. 이러한 침지 과정은 완성된 골판지(112)에 적용하는 것 보다는 골판지 원지(110a, 110b, 110c) 자체에 적용하는 것이 바람직하다. 생성된 골판지(112)를 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 원지(110a, 110b, 110c)를 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.
도 9를 참조하면, 골판지 원지 권취릴들(90a, 90b, 90c, 90d, 90e)로부터 공급되는 골판지 원지는 예를 들어, 3겹(최소 2겹)으로 병렬적으로 공급된다. 즉, 골판지 양면의 라이너지로 사용될 골판지 원지(110a, 110c)와 그 사이에서 골심지로 형성될 골판지 원지(110b)가 각각 골판지 원지 권취릴들(90a, 90b, 90c, 90d, 90e)로부터 제공될 수 있다.
이러한 골판지 원지들(110a, 110b, 110c)은 각각 침지액 저장조(120a, 120b, 120c) 내에서 소정 시간 동안 각각 침지된 후 다음의 건조 챔버(119a, 119b, 119c)로 공급되어 건조 과정 또는 건조 및 가열 과정을 거치게 된다. 이상과 같이 골판지 원지(110a, 110b, 110c)를 침지액 저장조(120a, 120b, 120c)에서 침지하는 과정에 추가하여 상기 침지액 성분의 적어도 일부를 포함하는 용액을 스프레이(121a, 121b, 121c)에 의해 골판지 원지에 도포하는 것도 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, 도 9에서는 모든 골판지 원지들(110a, 110b, 110c)이 침지되는 것으로 도시하였으나 요구조건에 따라서는 골심지로 사용될 중앙의 골판지 원지(110b)만 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 다음의 표 1과 같이, 30~40 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.
Figure PCTKR2017003923-appb-T000001
한편, 이러한 표 1의 성분에 더하여, 표 2에 기재된 성분들이 선택적으로 추가됨으로써 골판지의 강도를 한층 더 향상시킬 수 있다. 여기서, 발수제의 종류로는 왁스, 파라핀, 니그린 등이 사용될 수 있다. 표 2의 성분들중 전부 또는 일부가 추가되는 경우에는, 표 1에 있는 나머지 성분들의 중량%는 추가되는 성분에 따라 그 중량%가 일률적으로 축소될 수 있다. 또한, 표 2에는 기재되지 않았으나 여기에는 피톤치드와 같은 자연향을 함유한 캡슐형 성분이 더 추가될 수도 있다. 이러한 캡슐형 성분은 시간이 경과함에 따라 캡슐의 외곽이 점차적으로 파손됨으로써 자연향을 발산하게 된다.
Figure PCTKR2017003923-appb-T000002
한편, 종이 파렛트 대용의 경우 침지액은 다음의 표 3과 같이, 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. 여기서, 발수제의 종류로는 전술한 바와 같이 왁스, 파라핀, 니그린 등이 사용될 수 있다.
Figure PCTKR2017003923-appb-T000003
이와 같은 성분을 갖는 침지액 저장조(120a, 120b, 120c) 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.
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.
도 10을 참조하면, 상기와 같이 침지후 건조된 골판지 원지는 골게터(130b)를 통과하면서 골이 형성되며, 주변의 라이너지는 단순히 롤러(130a, 130c)를 통과한 후, 골판지 접합부(140) 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 과정(미도시 됨)을 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 접합부(140)를 통해 생성된 골판지(112)는 이 후, 슬리터(slitter, 160)를 통과하면서 괘선이 형성되고, 커터(170)에서 소정의 크기로 절단되어 스태커(180) 내에 적층되어 보관될 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 침지액(특히, 표 1, 2에 열거된 성분)을 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.
Figure PCTKR2017003923-appb-T000004
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 5는 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.
Figure PCTKR2017003923-appb-T000005
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.
이상의 도 9 및 도 10에 도시된 실시예에서는, 골판지 원지가 침지액 저장조(120a, 120b, 120c)에 침지되는 방식으로 처리되는 공정을 설명하였다. 그러나, 이러한 침지 방식에 한하지 않고 전술한 바와 같은 용액을 다른 방식으로 골판지 원지에 흡수시키는 것도 가능하다.
이상의 도 9 및 도 10에서는 이미 생성된 골판지 원지로부터 골판지가 생성되는 과정 중에, 골판지 원지에 침지액을 흡수시키는 실시예를 설명하였지만, 다른 실시예로서 골판지 원지를 생산하는 공정에서 침지액을 흡수시켜 강도가 향상된 골판지 원지를 얻는 것도 가능하다. 후자의 경우라면, 권취 릴(90a 내지 90e)에 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.
도 11 및 도 12는 골판지 원지의 생산 공정 자체에 침지액을 적용하는 실시예들을 보여준다. 먼저, 도 11을 참조하면, 권취 릴(90f)에서 공급되는 골판지 원지(110a)는 침지액 저장조(120)에서 소정 시간 동안 침지된다. 그 후, 침지액을 흡수한 골판지 원지는 한 쌍의 롤러에 의해 짜주는 공정을 거쳐 일정한 수분이 제거될 수 있다. 이러한 골판지 원지는 가열 롤러(122)에 의해 가열되고 건조 챔버(119)에서 건조되는 과정을 거쳐 수분량이 적절히 조절되고 강화되어 완성된다.
한편, 도 12는 윤전 방식에 의해 골판지 원지에 용액을 흡수시키는 과정을 보여주는 도면이다. 전술한 침치액 방식이나 스프레이 방식 이외에도 도 12와 같은 윤전 방식에 의해 골판지 원지에 용액을 흡수시키는 것도 가능하다. 이 때, 골판지 원지(110a)는 1쌍의 제1 이송 롤러(116a, 116b)에 의해 이송되는 동안, 침지액 저장조(117a)로부터 공급된 용액을 윤전 롤러(116c)가 바로 위의 이송 롤러(116b)로 전달하고, 이러한 이송 롤러(116b)에 의해 골판지 원지(110a)의 하면에는 상기 용액이 도포되는 것이다. 이러한 도포 과정 이후에 골판지 원지(110a)는 건조 챔버 또는 다층 냉각 프레스(119)에서 소정 시간의 건조 과정을 거친 후 1쌍의 제2 이송 롤러(118a, 118b)로 공급된다. 이러한 과정에서, 골판지 원지(110a)는 가이드 롤러들에 의해 1회 뒤집혀진다. 따라서, 침지액 저장조(117b)로부터 공급된 용액을 윤전 롤러(118c)가 바로 위의 이송 롤러(118b)로 전달하고, 상기 이송 롤러(118b)에 의해 골판지 원지(110a)의 다른 면에도 상기 용액이 도포될 수 있는 것이다. 이후 추가적인 가열 또는 건조 과정을 거칠 수 있음은 물론이다.
본 발명에서는 기본적으로 2겹 또는 그 이상의 겹수를 갖는 다층 구조의 골판지 원지를 이용하고자 한다. 도 13은 4겹으로 된 골판지 원지(110)의 구조를 보여주는 도면이다.
기본적으로 본 발명에 따른 골판지 원지(110)는 외부의 표면층(115a) 및 후면층(115c)과, 상기 표면층(115a) 및 후면층(115c)의 사이에 개재하는 적어도 하나 이상의 심면층(115b-1, 115b-2)으로 구성된다. 이러한 복수의 층에는 성능 향상을 위해 사이징제, 탈수 촉진제, 지력 증강제, 표면 처리제 등 케미컬이 적용될 수 있으나 환경 요인을 고려할 때 이러한 케미컬의 사용은 억제하는 것이 바람직하다.
다음의 표 6은 도 13과 같이 4겹으로 된 골판지 원지(110)의 성분을 보여준다. 여기서, 표면층(115a)과 후면층(115c)은 각각 천연섬유와 광섬유로 구성될 수 있고, 2개의 심면층(115b-1, 115b-2)은 각각 재생섬유와 합성섬유로 구성될 수 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.
Figure PCTKR2017003923-appb-T000006
이러한 표면층(115a)과 후면층(115c)에 사용되는 섬유는 서로 반대로 될 수 있으며, 제1 심면층(115b-1)과 제2 심면층(115b-2)이 하나의 심면층으로 통합되어 재생섬유나 합성섬유가 사용될 수도 있다. 다만, 이상의 표 6은 하나의 예시에 불과하며, 2겹 이상의 골판지 원지(110)가 사용되는 이상, 그 섬유의 종류는 다양하게 선택될 수 있다. 예를 들어, 심면층으로 천연섬유나 광섬유가 채택될 수도 있을 것이다. 또한, 상기 표면층(115a), 심면층(115b), 후면층(115c) 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 원지는 배면지로 사용될 수도 있다.
도 14는 그물 격자 계층(115f)을 포함하여 3겹으로 형성된 골판지 원지(110a)의 예를 보여주는 도면이다. 여기서, 표면층(115e)과 후면층(115g) 사이에는 그물 격자 계층(115f)가 형성되어 있는데, 상기 그물 격자 계층(115f)은 상호간에 교차하는 격자 형태(115h)로 이루어진 섬유사들로 형성된다. 이러한 격자의 크기는 상기 격자의 일변이 0.5-3cm 정도인 것이 바람직하다. 이러한 그물 격자 계층(115)이 추가됨에 의해 골판지 원지(110a)의 인성 및 인장 강도가 추가적으로 뚜렷이 향상될 수 있다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따라 3겹의 계층으로 된 골판지 원지(110)를 생성하는 공정을 보여준다. 당업자라면 골판지 원지의 계층 수가 증가되더라도 마찬가지의 방식으로 골판지 원지(110)을 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(115a, 115b, 115c)은 송풍로(92a, 92b, 92c)에서 냉각된다. 상기 복수의 층(115a, 115b, 115c)은 복수의 롤러(93a, 93b, 93c)를 통과하면서 일부의 층(115a, 115b)의 배면에는 바인더(예: 전분)가 도포된다. 도 15에서는 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, 표 1 또는 2와 같은 성분을 갖는 용액(침지액)을 상기 바인더와 혼합하여 도포하거나, 상기 용액만을 도포하는 것도 가능할 것이다.
이와 같이 바인더의 도포 과정 이후에, 복수의 층(115a, 115b, 115c)은 원지 생성 롤러(95)에서 상호 접착됨으로써 하나의 골판지 원지(110)로 생성된다.
한편, 도 15에서 예컨대, 복수의 계층 중에서 일부 계층(115b)은 다른 계층과는 달리 별도의 호퍼(91a, 91c)에서 생성되지 않고, 미리 제공되어 릴(90)에 권취되어 있을 수도 있다(도 16 참조). 특히, 상기 계층(115b)이 직접 생산하기 보다는 공급받는 것이 유리하거나, 다른 계층(115a, 115c)에 비해 생산 과정에 시간이 많이 소요되는 경우(예: 그물 격자 원단, 탄소 섬유 시트 등)에는 다른 계층과는 달리 별도로 생산 또는 입수하여 직접 릴(90)에 권취해 두는 것이 바람직할 것이다.
이와 같이 골판지 원지를 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.
이상에서는 골판지 원지 또는 골판지를 특별히 조성된 침지액(용액)을 흡수시켜 강도를 향상시키는 방식에 대해 설명하였는데, 이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따라, 골판지 구조 자체를 기존의 구조로부터 개선하여 강도를 향상시키는 방식에 대해 설명한다.
도 17은 종래 기술에 따른 이중 양면 골판지를 이용한 건축 내외장재(80)의 단면도를 보여주는 도면이다. 여기서, 이중 양면 골판지는 서로 같거나 상이한 골 크기를 갖는 두 개의 골심지(83, 85)의 사이와, 바깥쪽 양면에 라이너지(84, 82, 86)가 접합되어 있고, 상면에는 다양한 형상 및 무늬를 갖는 장식판(81)이 부착되어 있다.
도 17과 같은 구조에서 각각의 골은 라이너지에 접합되어 있기 때문에, 건축 내외장재(80)에 외부 하중 내지 압축력이 작용하는 경우에, 그것이 라이너지(84, 82, 86)와 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.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 건축 내외장재(100)의 단면을 도시한 도면이다. 상기 건축 내외장재(100)는 서로 동일한 골 크기를 갖는 두 개의 골심지(103, 105)가 각자의 골이 상호 맞닿도록(104) 접합되어 있고, 두 개의 골심지(103, 105)는 다시 외부의 라이너지(102, 106)와 각각 접합되어 있다. 또한, 상부의 라이너지(102)의 상면에는 다양한 형상 및 무늬를 갖는 장식판(101)이 부착될 수 있다.
이에 따르면 건축 내외장재(100)에 외부 하중이나 압축력이 작용하는 경우에, 서로 골에서 맞닿아 있는 동일한 크기의 골은 서로 간에 스프링과 같은 지지력을 제공하기 때문에, 도 17과 같은 종래의 골판지 구조에 비해 높은 강성을 나타낼 수 있다. 즉, 외부 하중이나 압축력이 작용할 때 도 17과 같은 종래의 골판지 구조는 골판지의 골과 라이너지 간에 상대적인 횡방향 움직임을 일으킴에 비해, 도 18과 같은 본 발명에 따른 골판지 구조는 2개의 골이 상호 대칭적 지지력을 제공하기 때문에 상대적으로 높은 강성이 얻어지는 것이다.
이러한 특징은 도 19와 같은 모식도를 통해 보다 명확히 알 수 있다. 도1 9는 도 18에서 동일한 크기의 두 개의 골이 상호 접합(104)하여 중심 구조(109)를 형성하고, 상기 중심 구조(109)가 두 개의 라이너지(102, 106) 에 의해 감싸지는 구조를 나타낸다. 이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 건축 내외장재(100)는 기본적으로 동일한 재료를 사용할 때 가장 높은 강성을 나타내는 것으로 알려진 트러스(truss) 구조와 유사하다. 따라서 본 발명에서 제시하는 도 18의 골판지 구조가 도 17 골판지 구조보다 높은 강성 및 재료의 효율성을 제공할 수 있는 것이다. 이와 같이, 본 발명에 따르면 두 골심지 사이의 경계 역할을 하는 별도의 중심지(라이너지)가 생략되기 때문에, 두 골심지의 정확한 골 위치에서 양자가 접합될 수 있어서 강도가 증가하고 상기 중심지가 제거된만큼 원가 절감의 효과도 얻어진다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 건축 내외장재(100)용 골판지의 기본적인 구조를 보여준다. 이러한 골판지를 생산하기 위해서는 라이너지와 골심지로 이루어지는 제1 유닛(107)과 상기 제1 유닛(107)과 완전한 선대칭구조를 갖는 제2 유닛(108)이 접합되는 공정이 필요하다. 다음의 도 21는 이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 도 20과 같은 골판지를 생산하기 위한 공정을 보여준다.
도 21에 도시된 4장의 골판지 원지(210a, 210b, 210c, 210d) 중에서 중앙의 2장은 각각 제1 골게터(230a, 230b) 및 제2 골게터(240a, 240b)로 공급되고 외곽의 2장은 라이너지 또는 배면지로 사용된다. 구체적으로, 골판지 원지(210b)는 가이드 롤러(250b)에 의해 안내되어 제1 골게터(230a, 230b)로 투입된다. 상기 제1 골게터(230a, 230b)를 구성하는 두 개의 롤러(230a, 230b) 중 하나(230b)는 구동 롤러로 다른 하나(230a)는 종동 롤러일 수 있다. 제1 골게터(230a, 230b)를 통과한 골판지 원지(210b)는 골심지(210e)로 변형되어 제1 골게터(230a, 230b)로부터 배출된다. 이 때, 별도로 구비된 접착제 도포용 롤러(250g)에 의해 골심지(210e)의 상면에는 바인더가 도포되고, 상기 바인더가 도포된 골심지(210e)는 구동 롤러(230b)와 지지 롤러(210e) 사이에서, 가이드 롤러(250a)로부터 안내되어 제공되는 골판지 원지(210a)와 합지되어 제1 골판지 단면(260a)으로서 배출된다.
한편, 이와 마찬가지로 골판지 원지(210c)가 제2 골게터(240a, 240b)를 통과하여 골심지(210f)로 형성된 후 접착제 도포용 롤러(250h)에 의해 상면에 바인더가 도포되고, 구동 롤러(240b)와 지지 롤러(250f) 사이에서 골심지(210f)는 골판지 원지(210d)와 합지되어 제2 골판지 단면(260b)으로서 배출된다. 이 때, 골심지(210e)의 골 크기와 골심지(210f)의 골 크기는 완전히 동일하여야 하기 때문에, 제1 골게터(230a, 230b)와 제2 골게터(240a, 240b)는 동일한 규격을 갖는다.
이 때, 제1 골게터(230a, 230b)로부터 배출되는 제1 골판지 단면(260a)과 제2 골게터(240a, 240b)로부터 배출되는 제2 골판지 단면(260b)이 추가적으로 접합되기 위해서는, 제1 골판지 단면(260a)의 하면 또는 제2 골판지 단면(260b)의 상면에 추가적으로 바인더가 도포될 필요가 있다. 도 21에서는 제1 골판지 단면(260a)의 하면에 호부기 방식으로 바인더를 도포하는 것을 예시하고 있다. 즉, 저장조(255a)에 저장된 바인더는 롤러(250i)에 의해 제1 골판지 단면(260a)의 하면에 도포된다.
상면에 바인더가 도포된 제1 골판지 단면(260a)과 제2 골판지 단면(260b)은 골판지 접합부(220a, 220b)에서 가열 및 가압되기 때문에 상호 간의 융합에 의해 접합되어 하나의 골판지(100)로 제조된다.
도 22는 본 발명의 다른 실시예에 따른 골판지 생성 공정을 보여주는 도면이다. 도 22에서 권취 릴(90f)에서 공급되는 골판지 원지(210b)는 가열 롤러(250f)에 의해 가열되고 추가적인 가이드 롤러들에 의해 가이드 되어 제2 골게터(240a, 240b)로 공급된다. 여기서 제2 골게터(240a, 240b)에 공급되는 골판지 원지(210b)는 도 21과는 달리 "S"자 경로로 유입, 유출되면서 골이 형성된 골판지 원지(210e)로서 형성된다. 또한, 이와 같이 골이 형성된 골판지 원지(210e)의 하면에는 일부가 바인더 저장조(255a)에 담궈진 롤러(250i)에 의해 바인더가 도포된다. 이 때, 상기 바인더가 도포된 골판지 원지(210e)와, 다른 권취 릴(90g)로부터 공급되는 골판지 원지(210d)는, 구동 롤러(240b)와 가열 롤러(250f) 사이에서 합지되어 제2 골판지 단면(260b)으로서 형성된다. 별도로 도시하지는 않았지만, 제1 골판지 단면을 형성하는 구성(미도시 됨)은 상기 제2 골판지 단면(260b)을 형성하는 구성에 대해 상하 대칭 형상을 갖는다. 이와 같이 형성된 제2 골판지 단면(260b)은 제1 골판지 단면과 추가적으로 접합되는데, 이 과정은 도 21과 마찬가지이므로 중복적인 설명은 생략하기로 한다.
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.

Claims (20)

  1. 제1 골심지;
    상기 제1 골심지에 대해 선대칭 형상으로 상기 제1 골심지와 접합하는 제2 골심지; 및
    상기 제1 골심지와 상기 제2 골심지의 외측에서 상기 제1 및 제2 골심지와 각각 접합하는 2개의 라이너지를 포함하되,
    상기 제1 골심지의 골 크기와 상기 제2 골심지의 골 크기는 동일하며, 상기 제1 골심지의 골들과 상기 제2 골심지의 골들이 대응되는 위치에서 상호 접합하는 것을 특징으로 하는 골판지 합판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 2개의 라이너지 중 적어도 하나의 외측에 부착되는 장식판을 더 포함하는 골판지 합판.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 골심지, 제2 골심지 및 2개의 라이너지는 각각 침지액의 침지에 의해 코팅이 형성되어 있고, 상기 코팅에 가열 또는 가압에 의해 상기 제1 골심지와 상기 제2 골심지간 또는 상기 제1 및 제2 골심지와 상기 라이너지 간의 접합이 이루어지는 골판지 합판.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 골심지 및 상기 제2 골심지는 동일한 규격을 갖는 골형성용 구동 롤러에 의해 생성되는 골판지 합판.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 골심지의 골들이 대응되는 위치에서 접합되고, 상기 제1 및 제2 골심지가 상기 2개의 라이너지에 의해 접합되는 형상은 실질적으로 트러스(truss) 형상인 골판지 합판.
  6. 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 제1 및 제2 골판지 원지 중에서 적어도 하나의 골판지 원지는 적어도 3개의 층으로 형성되는 것을 특징으로 하는 골판지 합판.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 적어도 3개의 층은 섬유 조직으로 이루어지는 골판지 합판.
  8. 제6항에 있어서, 상기 적어도 3개의 층은
    천연섬유층과 광섬유층을 포함하며, 재생섬유층과 합성섬유층 중 적어도 하나를 포함하는 골판지 합판
  9. 제8항에 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.
  10. 제6항에 있어서, 상기 적어도 3개의 층 중에서
    표면층은 천연섬유층이고 후면층은 광섬유층이며, 심면층은 재생섬유층 또는 합성섬유층인 골판지 합판.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 적어도 3개의 층은 표면층, 후면층, 제1 심면층 및 제2 심면층으로 구성되며,
    상기 표면층은 천연섬유층이고 상기 후면층은 광섬유층이며, 상기 제1 심면층은 재생섬유층이고, 상기 제2 심면층은 합성섬유층인 골판지 합판.
  12. 서로 접합되어 골판지 합판을 형성하는 골심지와 라이너지 중 적어도 하나에 사용되는 골판지 원지로서,
    상기 골판지 원지는 적어도 2개의 계층으로 형성되고,
    상기 적어도 2개의 계층은 섬유 조직으로 이루어지며,
    상기 적어도 2개의 계층은 상호간에 바인더에 의해 접합됨으로써 강도가 향상되는 골판지 원지.
  13. 제12항에 있어서, 상기 섬유 조직은 재생 펄프에 광섬유를 일정 비율로 혼합하여 생성되는 골판지 원지.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 골판지 원지가 골심지 용인 경우에는 2개 이상의 계층으로 제조되고, 상기 골판지 원지가 라이너지 용인 경우에는 3개 이상의 계층으로 제조되는 골판지 원지.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 적어도 2개의 계층 중에서 적어도 하나의 계층은 상호간에 교차하는 격자 형태로 이루어진 섬유사들로 형성되는 골판지 원지.
  16. 30~40 중량%의 실리카, 5~10 중량%의 알루미나, 10~20 중량%의 탄산칼슘, 5~15 중량%의 맥반석, 5~12 중량%의 아크릴, 9~18 중량%의 에나멜수지, 6~13 중량%의 규산칼슘, 13~20 중량%의 물, 7~15 중량%의 알코올을 혼합하여 얻어지는 것을 특징으로 하는 골판지 제조용 조성물.
  17. 제16항에 있어서,
    제올라이트, 이산화티탄, 실리게이트, 발수제, 폴리머, 음이온제, 목초액 및 나트륨 중 적어도 하나의 성분을 추가적으로 혼합하여 얻어지는 것을 특징으로 하는 골판지 제조용 조성물.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 알코올은 메탄올, 에탄올 또는 벤젠인 것을 특징으로 하는 골판지 제조용 조성물.
  19. 제16항에 있어서, 상기 골판지 제조용 조성물은
    골판지 원지 또는 상기 골판지 원지로부터 생성되는 골판지 합판의 침지를 위해 사용되는 골판지 제조용 조성물.
  20. 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 알코올을 혼합하여 얻어지는 것을 특징으로 하는 골판지 제조용 조성물.
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