KR20110139860A - 기능성 포장박스용 골판지의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 편백나무 추출액인 피톤치드와 점토광물인 운모의 분말을 첨가한 접착제로 골심지와 판지들을 접착하여 광물질이 갖는 강한 흡착력, 음이온 치환능력 및 다량 음이온 방출효과와 피톤치드의 항균력 등에 의하여 박스에 포장된 각종 농수산물을 부패 변질시키는 곰팡이 등의 발생을 억제시켜 유통기간을 효과적으로 연장시킬 수 있도록 기능성 포장박스용 골판지의 제조방법에 관한 것이다.
전술한 본 발명의 특징은, 점토광물인 운모를 채취하여 굵은 입자들로 파쇄하고 불순물을 제거한 후 건조로에서 400∼500℃의 열로 건조시켜 350∼500메시의 입도(粒度)를 갖는 운모분말로 가공하는 운모준비단계(S10)와, 편백나무를 채취하여 잘게 파쇄한 후 유압으로 압착하여 피톤치드를 정제하는 피톤치드준비단계(S20)와, 폴리졸 94∼96중량％, 상기 운모준비단계(S10)의 운모분말 2.5∼3.5중량％, 상기 피톤치드준비단계(S20)의 피톤치드 1.5∼2.5중량％를 고르게 혼합하여 접착제를 제조하는 혼합단계(S30)와, 상기 혼합단계(S30)의 접착제를 접착롤러에 도포하여 접착롤러들을 각각 통과하는 상부판지의 하부면과 하부판지의 상부면에 접착제가 도포되도록 한 후 성형롤러를 통과한 골심지의 상, 하부에 상부판지와 하부판지를 각각 적층하여 접합롤러들 사이를 통과시켜 판지들을 접착하는 접착단계(S40)와, 상기 접착단계(S40)에서 접착된 골판지의 접착제를 건조시키는 건조단계(S50)로 이루어짐을 특징으로 하는 기능성 포장박스용 골판지의 제조방법에 의하여 달성될 수 있는 것이다.

Description

기능성 포장박스용 골판지의 제조방법{a manufacturing method for corrugated cardboard}

본 발명은 기능성 포장박스용 골판지의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 편백나무 추출액인 피톤치드와 점토광물인 운모의 분말을 첨가한 접착제로 골심지와 판지들을 접착하여 광물질이 갖는 강한 흡착력, 음이온 치환능력 및 다량 음이온 방출효과와 피톤치드의 항균력 등에 의하여 박스에 포장된 각종 농수산물을 부패 변질시키는 곰팡이 등의 발생을 억제시켜 유통기간을 효과적으로 연장시킬 수 있도록 기능성 포장박스용 골판지의 제조방법에 관한 것이다.

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

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

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

근래에는 전분질 풀에 세라믹분말, 숯, 제올라이트, 산화알루미늄, 황토와 같은 각종 광물 분말을 첨가하여 기능성 박스를 제조하는 기술이 제안된 바 있었다.

그러나, 전술한 광물 분말들은 강한 흡착력 및 음이온 치환능력을 기대할 수 없었으므로 박스의 기능을 높이기 위해서는 많은 양의 광물질 분말이 전분질 풀에 혼합됨에 따라 풀의 접착력이 현저하게 저하되는 등의 폐단이 발생되었다.

따라서, 박스의 접착력이 저하되면 결국 박스의 내구성을 높여줄 수 없었으므로 박스에 보관된 물품이 손상되지 않도록 안전하게 보호하는 포장용 박스의 역할을 제대로 수행할 수 없었다.

본 발명은 상기한 문제점을 감안하여 창안한 것으로서, 그 목적은 피톤치드와 운모의 분말을 첨가한 접착제로 골심지와 판지들을 접착하여 광물질이 갖는 강한 흡착력, 음이온 치환능력 및 다량 음이온 방출효과와 피톤치드의 항균력 등에 의하여 박스에 포장된 각종 농수산물을 부패 변질시키는 곰팡이 등의 발생을 억제시켜 유통기간을 효과적으로 연장시킬 수 있도록 기능성 포장박스용 골판지의 제조방법을 제공함에 있는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 점토광물인 운모를 채취하여 굵은 입자들로 파쇄하고 불순물을 제거한 후 건조로에서 400∼500℃의 열로 건조시켜 350∼500메시의 입도(粒度)를 갖는 운모분말로 가공하는 운모준비단계(S10)와, 편백나무를 채취하여 잘게 파쇄한 후 유압으로 압착하여 피톤치드를 정제하는 피톤치드준비단계(S20)와, 폴리졸 94∼96중량％, 상기 운모준비단계(S10)의 운모분말 2.5∼3.5중량％, 상기 피톤치드준비단계(S20)의 피톤치드 1.5∼2.5중량％를 고르게 혼합하여 접착제를 제조하는 혼합단계(S30)와, 상기 혼합단계(S30)의 접착제를 접착롤러에 도포하여 접착롤러들을 각각 통과하는 상부판지의 하부면과 하부판지의 상부면에 접착제가 도포되도록 한 후 성형롤러를 통과한 골심지의 상, 하부에 상부판지와 하부판지를 각각 적층하여 접합롤러들 사이를 통과시켜 판지들을 접착하는 접착단계(S40)와, 상기 접착단계(S40)에서 접착된 골판지의 접착제를 건조시키는 건조단계(S50)로 이루어짐을 특징으로 하는 기능성 포장박스용 골판지의 제조방법에 의하여 달성될 수 있는 것이다.

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

도 1은 본 발명의 일실시예를 예시한 제조 공정도

이하, 상기한 목적을 달성하기 위한 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 에서 도시한 바와 같이, 본 발명은 점토광물인 운모분말로 가공하는 운모준비단계(S10), 편백나무에서 피톤치드를 정제하는 피톤치드준비단계(S20), 폴리졸, 운모분말, 피톤치드를 혼합하여 접착제를 제조하는 혼합단계(S30), 판지들을 접착하는 접착단계(S40) 및 접착된 골판지를 건조시키는 건조단계(S50)로 이루어진다.

상기 운모준비단계(S10)는 자연에서 천연광물로 존재하는 운모를 채취하여, 채취한 운모를 파쇄기에 투입하여 약 30mm 이하의 크기를 갖는 입자(粒子)들로 파쇄한 후 입자들을 선별하여 불순물을 제거하고, 광물들을 건조로에 투입한 후 약 450℃의 열을 가하여 건조시켜 광물에 함유된 수분들을 충분히 건조시킨 후, 건조된 운모를 분쇄기에 투입하여 곱게 분쇄한 후 400메시 이상의 입도(粒度)를 갖는 체로 걸러서 미세분말로 가공한 후 용기 보관한다.

여기서 상기 건조로는 열 가마 형태로 구성되어 운모를 투입하여 건조시켜도 무방하나 가마 내부를 통해 이동되는 컨베이어에 운모를 투입하여 약10∼20분간 이동시키면서 약450℃ 이상의 열을 가하여 건조하는 방법이 대량생산이 가능하여 바람직하다.

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

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

상기 피톤치드준비단계(S20)는 편백나무의 잎, 줄기 등을 채취하여 일반적인 파쇄기로 잘게 파쇄한 후, 일반적인 유압압착기를 이용하여 파쇄한 편백나무를 압착하여 유분을 짜내어 정제시켜 피톤치드를 준비한다.

상기 혼합단계(S30)는 폴리졸 95중량％에 상기 운모준비단계(S10)의 운모분말 3중량％와 상기 피톤치드준비단계(S20)의 피톤치드 2중량％를 고르게 혼합하여 접착제를 제조한다.

상기 접착단계(S40)는 상부판지와 하부판지에 상기 혼합단계(S30)의 접착제를 각각 도포한 후 상, 하부판지들의 사이에 골심지를 합지하여 접합롤러들 사이를 통과시켜 판지들을 접착한다.

상기 건조단계(S50)는 상기 접착단계(S40)에서 접착된 골판지를 건조시켜 기능성 광물질인 운모와 피톤치드가 함유된 골판지의 제작을 완성한다.

시험 예 1 : 운모의 항균효과의 측정

본 발명의 제조과정에 의하여 완성된 골판지에 사용한 운모를 한국원적외선응용평가연구원에 의뢰하여 항균효과를 측정하였으며, 시험방법은 용기 내부에 배양한 대장균과 본 발명에 의하여 제조된 운모분말 시료를 함께 투입하고, 다른 용기에는 대장균만 투입하여 24시간 후 대조시료와 시험시료의 균수를 비교하여 대장균의 감소율을 측정하였다. 또한, 전술한 방법으로 24시간 배양한 녹농균의 감소율을 함께 측정하였다.

시험항목	시료구분	초기농도 (CFU/㎖)	24시간 후 농도 (CFU/㎖)	정균감소율 (％
대장균에 의한 항균시험	Blank	1.5×105	9.2×105	―
	황운모		1.5×105	83.7
녹농균에 의한 항균시험	Blank	2.4×105	1.5×106	―
	황운모		1.8×105	88.0

(주) Blank : 시료를 넣지 않은 상태에서 측정한 것임. 배지상의 균수는 희석배수를 곱하여 산출한 것임.

1) 시험방법 : KFIA-FI-1002

2) 사용균주 : Escherichia coli ATCC 25922

Pseudomonas aeruginosa ATCC 15442

발급번호 : KFIA-239

의 뢰 인 : 유 충 호

주 소 : 인천광역시 남동구 간석동 436-14 (101호)

접수일자 : 2010년 5월 31일

시 료 명 : 황운모

그 결과는 표 1의 정균 감소율(％) 시험결과에 나타난 바와 같이, 24시간 후 균들의 농도를 측정하였더니 시료가 투입된 대장균 배양용기에서는 정균 감소율이 83.7％로 나타났고, 시료가 투입된 녹농균 배양용기에서도 정균 감소율이 88.0％로 나타나 운모의 살균 및 항균효율이 매우 높은 것으로 측정되었으며, 시료가 투입되지 않은 용기에는 정균의 수가 변화되지 않은 것으로 나타났다.

시험 예 2 : 피톤치드의 항균효과의 측정

본 발명의 제조과정에 의하여 완성된 골판지에 사용한 피톤치드를 한국원적외선응용평가연구원에 의뢰하여 항균효과를 측정하였으며, 시험방법은 용기 내부에 배양한 대장균과 본 발명에 의하여 제조된 피톤치드 시료를 함께 투입하고, 다른 용기에는 대장균만 투입하여 24시간 후 대조시료와 시험시료의 균수를 비교하여 대장균의 감소율을 측정하였다. 또한, 전술한 방법으로 24시간 배양한 녹농균의 감소율을 함께 측정하였다.

시험항목	시료구분	초기농도 (CFU/㎖)	24시간 후 농도 (CFU/㎖)	정균감소율 (％
대장균에 의한 항균시험	Blank	1.8×105	1.6×106	―
	피톤치드		1.0×103	99.9
녹농균에 의한 항균시험	Blank	2.1×105	1.3×106	―
	피톤치드		1.0×103	99.9

(주) Blank : 시료를 넣지 않은 상태에서 측정한 것임. 배지상의 균수는 희석배수를 곱하여 산출한 것임.

1) 시험방법 : KFIA-FI-1002

2) 사용균주 : Escherichia coli ATCC 25922

Pseudomonas aeruginosa ATCC 15442

발급번호 : KFIA-238

의 뢰 인 : 유 충 호

주 소 : 인천광역시 남동구 간석동 436-14 (101호)

접수일자 : 2010년 5월 31일

시 료 명 : 피톤치드

그 결과는 표 2의 정균 감소율(％) 시험결과에 나타난 바와 같이, 24시간 후 균들의 농도를 측정하였더니 시료가 투입된 대장균 배양용기에서는 정균 감소율이 99.9％로 나타났고, 시료가 투입된 녹농균 배양용기에서도 정균 감소율이 99.9％로 나타나 운모의 살균 및 항균효율이 매우 높은 것으로 측정되었으며, 시료가 투입되지 않은 용기에는 정균의 수가 변화되지 않은 것으로 나타났다.

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

한편, 본 발명의 제조과정에서 가장 많이 포함되고 중요한 물질 중의 하나인 운모는 자연상태에서 음이온을 방사할 뿐 아니라 회전전자파(π-ray)가 발생되는 것으로 알려져 있다. 전자파는 자유공간에서 광속으로 전진하는 존재로서 파장의 주기를 가지고 있고 그의 에너지는 {E=hv(E : 에너지, h : 플랑크 상수 , v : 주파수)} 주파수에 비례하고 있다.

이중에서 회전전자파는 두 개의 교번전하가 공간에서 움직이고 있을 때 쿠우롬의 법칙에 의하여 척력이나 인력이 서로 작용되는 원자간의 결합중 결정화 파이 결합으로 전자파가 회전전자파로 바뀔 때 강한 흡인력이 발생되는 것을 이용하여 인체내에 불필요한 생체에너지를 흡수하여 암치료 및 성장속도를 늦추어주는 기술이 있고, 또한 이 결합에서 생성되는 회전전자파의 파장대가 유해세균을 살균하는 능력이 있는 것으로 알려져 있다.(아주대학교 기계 및 산업 공학부 오흥국 교수의 "회전전자파 이론"에서 발췌)

또한 피톤치드 역시 나쁜 병원균과 해충, 곰팡이 등을 없애는 효능이 있는 것으로 알려져 있다.

따라서, 박스에 포장된 생물들의 성장속도를 늦추어 장기간 유통시키더라도 신선도를 유지할 수 있고, 살균효과 및 미립물질 흡착효과 등에 의하여 악취의 차단 및 부패를 방지할 수 있는 것이다.

한편, 본 발명의 제조방법에 사용되는 운모와 피톤치드의 특성은 다음과 같다.

상기 운모는 돌비늘이라고도 한다. 층상구조를 가지며, 보통은 육각 판상의 결정형을 이룬다. 또한 인상(鱗狀), 섬유상, 주상(柱狀)을 이루는데, 어느 형태나 밑면에 완전한 쪼개짐이 있어서 아주 엷게 벗겨진다. 광물 중에서 가장 쪼개짐이 완전하며, 쪼개진 조각은 탄력이 강하다. 화학성분은 매우 복잡하여, X₂Y₄~6Z₈O₂(OH,F)₄의 화학식을 가진 층상 규산염광물이다. X=K,Na,Ca, 12배위(配位), Y=Fe,Mg,Al,Ti,Li, 6배위, Z=Si,Al, 4배위이다. 굳기 2.5~4, 비중 2.75~3.2이다. 쪼개짐이 한 방향으로 완전하다. 황색, 갈색, 녹색 등을 띠며, 흑색광택이 있다. 성분이나 그 밖의 성질에 따라 백운모, 소다운모, 흑운모, 금운모, 홍운모, 진발다이트 등으로 대별된다.

용도도 달라서, 백운모는 내화성(耐火性)이 강하고 전기의 부도체이므로, 전기절연물, 내화재 특히 난로의 창 등에 사용되며, 분말은 은백색으로 번쩍이므로, 금은니(金銀泥)로 이용된다. 금운모도 질이 좋은 것은 백운모와 마찬가지로 쓰이는데, 흑운모는 철분이 많아 이용 가치가 적다. 홍운모, 진발다이트는 리튬을 함유하므로 그 광석으로 이용된다.

상기 피톤치드는 1943년 러시아 태생의 미국 세균학자 왁스먼이 처음으로 발표한 말이며, 러시아어로 '식물의'라는 뜻의 'phyton'과 '죽이다'라는 뜻의 'cide'가 합해서 생긴 말이다. 왁스먼은 스트렙토마이신의 발견으로 결핵 퇴치에 공헌해서 1952년에 노벨의학상을 받기도 하였다. 20세기 초까지 폐결핵을 치료하려면 숲속에서 좋은 공기를 마시며 요양해야만 한다고 생각하였다. 삼림욕을 하면 식물에서 나오는 각종 항균성 물질을 이르는 피톤치드가 몸속으로 들어가 나쁜 병원균과 해충, 곰팡이 등을 없애는 구실을 한다고 믿었기 때문이다. 오늘날도 이것은 일반적인 생각이며 피톤치드의 구성물질이 테르펜을 비롯한 페놀 화합물, 알칼로이드 성분, 글리코시드 등이라는 것을 밝혀냈다. 삼림욕을 통해 피톤치드를 마시면 스트레스가 해소되고 장과 심폐기능이 강화되며 살균작용도 이루어진다. 이에 여러 상품들에 피톤치드의 효능을 이용하려는 움직임이 있다. 방향제에 피톤치드 성분을 추출해 넣거나 음식물에 식물의 꽃이나 잎을 이용하기도 한다. 또한 식물의 고유한 피톤치드 향기는 식품을 오랫동안 보관할 수 있도록 해준다.

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

Claims (1)

1. 점토광물인 운모를 채취하여 굵은 입자들로 파쇄하고 불순물을 제거한 후 건조로에서 400∼500℃의 열로 건조시켜 350∼500메시의 입도(粒度)를 갖는 운모분말로 가공하는 운모준비단계(S10);
   편백나무를 채취하여 잘게 파쇄한 후 유압으로 압착하여 피톤치드를 정제하는 피톤치드준비단계(S20);
   폴리졸 94∼96중량％, 상기 운모준비단계(S10)의 운모분말 2.5∼3.5중량％, 상기 피톤치드준비단계(S20)의 피톤치드 1.5∼2.5중량％를 고르게 혼합하여 접착제를 제조하는 혼합단계(S30);
   상기 혼합단계(S30)의 접착제를 접착롤러에 도포하여 접착롤러들을 각각 통과하는 상부판지의 하부면과 하부판지의 상부면에 접착제가 도포되도록 한 후 성형롤러를 통과한 골심지의 상, 하부에 상부판지와 하부판지를 각각 적층하여 접합롤러들 사이를 통과시켜 판지들을 접착하는 접착단계(S40);
   상기 접착단계(S40)에서 접착된 골판지의 접착제를 건조시키는 건조단계(S50)로 이루어짐을 특징으로 하는 기능성 포장박스용 골판지의 제조방법.

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