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판지

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1. 개요

판지는 1817년 잉글랜드에서 최초로 생산되었으며, 접이식 상자는 1860년대에 처음 등장하여 운송 및 조립 편의성을 높였다. 판지는 다양한 용어와 분류로 사용되며, 박스보드, 골판지 원지 등이 대표적이다. 섬유질 재료를 펄프로 만들어 표백하고 코팅하여 생산하며, 원료로는 목재, 재활용 폐지 등이 사용된다. 판지는 DIN 19303 등급으로 분류되며, 평량, pH, 강도, 평활도, 두께, 밝기 등 다양한 특성을 갖는다. 판지 산업은 제지 산업과 연계되어 있으며, 포장재로 널리 사용된다.

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판지
지도 정보
기본 정보
종류두꺼운 종이 재료
설명일반적으로 종이보다 두껍고, 접거나 구부릴 수 있음
재료
원료종이
나무
재활용 재료
제조 공정종이 펄프를 압착하여 생산
여러 겹으로 구성 가능
특징
두께일반적으로 종이보다 두꺼움
강도종이보다 강하고 내구성 우수
가공성절단, 접기, 구부리기 용이
다양한 형태로 가공 가능
용도
포장재상자
골판지
용기
식품 포장재
인쇄물책 표지
광고물
달력
카드
기타공예 재료
건축 자재
관련 정보
참고 자료영어 위키백과: 판지

2. 역사

1817년 잉글랜드에서 최초로 판지가 생산되었다. 1860년대에는 접이식 상자가 처음 등장했고, 1879년에는 기계적 금형 절단 및 압착 기술이 개발되었다. 1911년 플로리다주에 최초의 황산염 크라프트 제지 공장이 건설되었다. 1915년에는 지붕형 우유 상자의 특허가 출원되었으며, 1935년에는 이를 사용하는 낙농 공장이 운영되었다. 1974년에는 오븐에 사용 가능한 판지가 도입되었다.[2]

2. 1. 초기 역사

1817년, 잉글랜드에서 최초로 판지가 생산되었다. 1860년대에는 접이식 상자가 처음 등장했는데, 공간을 절약하기 위해 평평하게 배송되었고 필요할 때 고객이 조립할 수 있었다. 1879년에는 기계적 다이 커팅 및 블랭크 주름잡기 기술이 개발되었다. 1911년, 플로리다에 최초의 황산염 크라프트 제지 공장이 건설되었다. 1915년에는 박공형 우유 상자가 특허를 받았고, 1935년에는 이를 사용하는 최초의 낙농 공장이 확인되었다. 1974년에는 오븐용 판지가 출시되었다.[2]

2. 2. 현대

1817년, 잉글랜드에서 최초의 판지가 생산되었다. 1860년대에는 접이식 상자가 처음 등장했는데, 공간을 절약하기 위해 평평하게 배송되었고 필요할 때 고객이 설치할 수 있었다. 1879년에는 기계적 다이 커팅과 블랭크 주름잡는 기술이 개발되었다. 1911년에는 플로리다에 최초의 황산염 크라프트 제지 공장이 건설되었다. 1915년에는 박공형 우유 상자가 특허를 받았고, 1935년에는 이를 사용하는 최초의 낙농 공장이 관찰되었다. 1974년에는 오븐용 판지가 출시되었다.[2]

3. 용어 및 분류

접이식 박스보드로 만든 찌그러지지 않는 담배갑


종이판의 용어와 분류는 산업, 지역, 개인의 선택에 따라 달라 일관되지 않을 수 있다.[3][4]

3. 1. 일반적인 용어



종이판의 용어와 분류는 산업, 지역, 개인에 따라 차이가 있어 일관되지 않은 경우가 있다.[3][4] 일반적으로 사용되는 용어는 다음과 같다.

  • 박스보드 또는 카톤보드: 접이식 카톤과 단단한 조립식 상자에 사용되는 종이판
  • * 접이식 박스보드(FBB): 균열 없이 접고 구부릴 수 있는 등급
  • * 칩보드: 재활용된 저품질 보드
  • ** 백색 라이닝 칩보드(WLC): 흰색이며, 종종 점토 코팅된 칩보드
  • * 크라프트 보드(Kraft board): 음료 운반대에 자주 사용되는 강한 처녀 섬유 보드. 인쇄를 위해 점토 코팅을 하기도 함
  • * 적층 보드: 액체 포장 보드와 같이 종이판 및 기타 재료를 겹쳐 만든 보드
  • * 고강도 표백 보드(SBB) 또는 고강도 표백 황산염(SBS): 식품 등에 사용되는 깨끗한 흰색 보드. 황산염은 크라프트 공정을 의미함
  • * 고강도 미표백 보드(SUB): 표백되지 않은 화학 펄프로 만든 보드
  • 골판지 원지: 골판지를 만드는 데 사용되는 종이판
  • * 골판지 중간층: 골판지 안쪽에 있는 물결 모양 부분
  • * 라이너 보드: 골판지 상자의 한쪽 또는 양쪽에 사용되는 강하고 단단한 보드. 골판지 중간층을 덮는 평평한 부분
  • 기타
  • * 제본용 보드: 하드커버 책을 만들 때 제본에 사용되는 종이판

3. 2. 기타 용어



종이판의 용어와 분류는 항상 일관되지는 않다. 특정 산업, 지역 및 개인의 선택에 따라 차이가 발생한다.[3][4] 일반적으로 다음과 같은 용어가 자주 사용된다.

  • 박스보드 또는 카톤보드: 접이식 카톤과 단단한 조립식 상자에 사용되는 종이판
  • * 접이식 박스보드(FBB): 균열 없이 스코어링하고 구부릴 수 있는 굴곡 등급
  • * 칩보드: 재활용된 저품질 보드
  • ** 백색 라이닝 칩보드(WLC): 흰색이며, 종종 점토 코팅된 칩보드
  • * 크라프트 보드(Kraft board): 음료 운반대에 자주 사용되는 강한 처녀 섬유 보드. 종종 인쇄를 위해 점토 코팅됨
  • * 적층 보드: 예를 들어 액체 포장 보드와 같이 종이판 및 기타 재료의 적층
  • * 고강도 표백 보드(SBB) 또는 고강도 표백 황산염(SBS): 식품 등에 사용되는 깨끗한 흰색 보드. 황산염은 크라프트 공정을 나타낸다.
  • * 고강도 미표백 보드(SUB): 표백되지 않은 화학 펄프로 만든 보드
  • 골판지 원지: 골판지 생산을 위해 제조된 종이판의 한 종류
  • * 골판지 중간층: 골판지의 안쪽에 있는 홈이 있는 부분
  • * 라이너 보드: 골판지 상자의 한쪽 또는 양쪽에 사용되는 강하고 단단한 보드. 골판지 중간층을 덮는 평평한 부분이다.
  • 기타
  • * 제본용 보드: 하드커버 제작을 위해 제본에 사용되는 종이판

4. 생산

섬유질 원료는 펄프로 만들어지고 표백되어 하나 이상의 판지 층을 만든다. 이 과정에서 표면을 개선하거나 외관을 향상시키기 위해 선택적으로 코팅을 할 수 있다. 펄프 판지는 더 높은 평량과 여러 겹을 처리할 수 있는 펄핑 기계에서 생산된다.[5]

핀란드 탐페레의 탐메르코스키 근처 메츠아 보드 타코 판지 공장

4. 1. 원료

섬유질 재료는 펄프로 변하고 표백되어 하나 이상의 판지 층을 생성하며, 선택적으로 더 나은 표면 및 개선된 외관을 위해 코팅할 수 있다. 펄프 보드는 더 높은 평량과 여러 겹을 처리할 수 있는 펄프화 기계에서 생산된다. 섬유질 원료는 신규(버진) 원료(예: 목재) 또는 재활용 폐지에서 얻을 수 있다. 버진 펄프의 약 90%는 목재 펄프로 만들어진다.[5]

오늘날 판지 포장재, 특히 인증된 지속 가능한 원료로 만든 제품은 환경, 건강 및 규제 문제를 다루는 제조업체들이 증가하는 수요를 충족하기 위해 재생 가능 자원을 찾으면서 새로운 주목을 받고 있다. 많은 국가에서는 종이 기반 포장재를 재활용 원료로 전부 또는 일부 제조하는 것이 의무화되었다.

원료는 다음과 같다.

  • '''경재:''' 자작나무와 같이 섬유 길이가 짧다(C. 약 0.13cm). 일반적으로 가공이 더 어렵지만, 인장 강도는 높지만 인열 강도 및 기타 강도 특성은 낮다. 섬유가 연재만큼 길고 강하지는 않지만, 일부 강성 시험에서 정의된 더 단단한 제품을 만든다. 경재 섬유는 용지를 더 잘 채우므로 더 매끄럽고 불투명하며 인쇄에 적합한 용지를 만든다. 경재는 우수한 골판지 원료가 된다.
  • '''연재:''' 소나무가문비나무와 같이 섬유 길이가 길다(C. 약 0.33cm). 일반적으로 섬유가 길고 강도가 중요한 용도에서 우수한 판지를 만든다. 연재는 우수한 라이너보드를 만든다.
  • '''재활용:''' 사용한 종이를 수집하고 분류하여 일반적으로 신규 섬유와 혼합하여 새로운 재료를 만든다. 재활용 섬유는 재사용 시 강도가 종종 저하되므로 신규 섬유를 추가하여 강도를 높여야 한다. 혼합 폐지는 일반적으로 판지 제조를 위해 탈잉크 처리되지 않으며(탈잉크 단계 건너뜀), 따라서 펄프에는 잉크, 접착제 및 기타 잔류물이 미량 포함되어 회색을 띠게 된다. 재활용 판지로 만든 제품은 일반적으로 신규 섬유 기반 판지보다 조성이 예측할 수 없고 기능적 특성이 저하된다.[6] 재활용 원료를 직접 식품과 접촉하는 용도로 사용하는 것과 관련된 건강 위험이 있다. 스위스 연구에 따르면 재활용 원료에는 상당량의 광유가 포함되어 있을 수 있으며, 이는 포장 식품으로 이동할 수 있다.[7] 재활용 판지에 포장된 쌀에서 최대 19.4 mg/kg의 광유 수치가 발견되었다.[8]
  • '''기타:''' 사탕수수 바가스, , , , 아마, 케나프, 아바카 및 기타 식물성 제품의 섬유를 사용할 수도 있다.

4. 2. 펄핑

섬유질 재료는 펄프로 변하고 표백되어 하나 이상의 보드 층을 생성하며, 선택적으로 더 나은 표면 및 개선된 외관을 위해 코팅할 수 있다. 펄프 보드는 더 높은 평량과 여러 겹을 처리할 수 있는 펄프화 기계에서 생산된다.

섬유를 원료에서 추출하는 주요 두 가지 방법은 다음과 같다.

  • '''화학펄프'''는 화학 용액을 사용하여 목재를 펄프로 전환하는 방법으로, 기계적 펄프보다 약 30% 적은 수율을 보인다. 하지만 크라프트법으로 만든 펄프는 강도가 뛰어나다.
  • '''열기계펄프'''는 두 단계 과정으로, 강도는 낮지만 목재 섬유의 수율이 매우 높다.

4. 3. 표백

섬유질 재료는 펄프로 변하고 표백되어 하나 이상의 보드 층을 생성하며, 더 나은 표면 및 개선된 외관을 위해 선택적으로 코팅할 수 있다. 펄프 보드는 더 높은 평량과 여러 겹을 처리할 수 있는 펄프화 기계에서 생산된다.

판지 제조에 사용되는 펄프는 색을 줄이고 순도를 높이기 위해 표백될 수 있다. 처녀 섬유 펄프는 리그닌이 존재하기 때문에 자연적으로 갈색을 띤다. 재활용 판지는 잉크, 결합제 및 기타 잔류물의 흔적을 포함하고 있어 회색을 띠는 경우가 있다.

모든 최종 용도에 표백이 필요한 것은 아니지만, 많은 인쇄 및 포장 목적에는 필수적이다. 필요한 색 변화 정도, 선택된 화학 물질, 처리 방법 등 여러 요소에 따라 사용되는 다양한 표백 방법이 있다. 표백 방법에는 다음 세 가지 범주가 있다.

  • 염소 가스를 사용한 '''탈리그닌'''에 의한 표백. 이 방법은 염소 가스 대신 산소를 사용하는 것과 같이 환경에 더욱 유리한 절차로 대체되고 있다.
  • 이산화염소, 과산화수소 또는 차아염소산나트륨과 같은 화학 물질을 사용한 '''산화'''에 의한 표백.
  • 중아황산나트륨과 같은 화학 물질을 사용한 '''환원'''에 의한 표백.[6]

4. 4. 다층 구조

다층 판지는 서로 다른 종류의 펄프를 단일 제품으로 적층함으로써 단층보다 일반적으로 더 높은 크리징(골 형성) 및 접힘 성능을 나타낸다. 같은 종류의 펄프를 여러 층에 사용하는 경우에도 각 층은 개별적으로 처리 및 성형되어 최고의 품질을 구현한다.[6] --

4. 5. 코팅

섬유질 재료는 펄프로 변하고 표백되어 하나 이상의 판지 층을 생성하며, 선택적으로 더 나은 표면 및 개선된 외관을 위해 코팅할 수 있다. 펄프 보드는 더 높은 평량과 여러 겹을 처리할 수 있는 펄프화 기계에서 생산된다.

판지의 백색도, 평활도, 광택을 향상시키기 위해 하나 이상의 코팅층을 적용한다.[9] 코팅된 종이는 일반적으로 다음으로 구성된다.

  • 안료: 카올린, 탄산칼슘 또는 이산화티타늄일 수 있으며, 일반적으로 두 가지 이상을 조합하여 사용한다.
  • 접착제 또는 바인더: 스티렌-부타디엔 에멀젼 또는 전분과 등을 사용한다.


추가적인 구성 요소로는 광학 증백제(OBA)가 포함될 수 있다.[9]

5. 등급 (DIN 19303)

독일표준협회(Deutsches Institut für Normung, DIN) 표준 19303 "판지 - 용어 및 등급"(2005년 9월 발행)은 표면 처리(첫 번째 문자), 주요 원료(두 번째 문자), 색상(D 등급 제외) 또는 두께(D 등급만 해당)(숫자)에 따라 판지의 등급을 정의한다.

첫 번째 문자
(표면 처리)
두 번째 문자
(주요 원료)
숫자



'''예시:''' GC1은 "안료 코팅지", "펄프" 판지로 "흰색 이면"을 가진다. 종종 사용되는 판지 유형은 양면 코팅된 FBB이다.

6. 일반적인 특성

판지는 다음과 같은 일반적인 특성을 가진다.


  • 평량: 단위 면적당 질량을 나타내며 g/m2로 측정된다.[10] ISO 536에 따라 평가된다.[11]
  • 기초 평량 (미국): 용지의 1000 제곱피트(약 93m2)당 무게를 나타낸다.
  • 두께: 미국에서는 1,000분의 1인치(0.001”) 또는 포인트로 표시하며, 0.024” 두께는 24포인트이다. 유럽에서는 g/m2로 판매되지만, 마이크로미터(μm)로 측정하기도 한다. 용지는 무게보다 두께로 지칭되는 경향이 있다.[9]
  • 강도: 골판지의 중요한 특성 중 하나로, 골판지가 기계를 통해 원활하게 작동하고, 내용물의 무게로 인한 팽창을 줄이는 데 영향을 미친다. 대부분의 용지 강도 특성은 밀도가 증가함에 따라 증가하지만, 강도는 용지 두께의 1.6승에 비례한다. 사용 섬유 종류(북부 연조재가 남부 연조재보다 우수), 코팅, 수분 함량도 강도에 영향을 준다.[10]
  • 평활도: 인쇄 시 특히 중요하며, 잉크 밀착력과 이미지 품질 향상에 기여한다. 누출 방지 방법으로 측정되며, 표면 공기 누출률이 클수록 거칠다.[10]
  • pH: 수 추출물에서 측정되며 0~14 척도를 사용한다. 0은 산성, 7은 중성, 14는 알칼리성이다.[12]
  • 밝기: 용지가 반사하는 청백색 광량으로 정의되는 전문 용어이다.[10] 구매자와 용도에 따라 선호도가 달라지는 주관적인 특성이다. 피부색과 음식은 '따뜻한'(황색) 흰색에서 더 잘 표현된다.
  • 백색도: 모든 가시광선 파장을 동일하게 반사하는 정도를 의미한다.[10]

7. 판지 산업

판지 부문은 주로 제지 산업과 연계하여 살펴본다. 2007년 종이 및 판지 시장 규모는 6309억달러의 가치와 3억 2,030만 미터톤의 규모를 가졌다.[5] 이 시장 중 40.1%는 유럽이 차지한다. 생산된 종이의 약 50%는 포장용으로 사용되며, 인쇄 및 필기용이 그 뒤를 잇는다.[5] 프로카튼(ProCarton)에 따르면, 종이와 판지의 소비는 경제 동향(GDP)과 상관관계가 있는 것으로 보인다.[13][14] 유럽의 판지 판매액은 약 80억유로에 달한다.

1,100개가 넘는 인쇄업체에서 매년 540만 톤의 판지를 생산한다. 판지는 종이 및 판지 포장재의 3분의 1과 모든 포장재의 15%를 차지한다. 유럽 판지의 절반 이상(54%)은 재생 섬유 또는 폐지로 생산된다.

종이 및 판지 산업은 에너지와 자본 집약적이다. 코팅지 제조기만 해도 약 9000만유로~1.2억유로[15] (2011년 11월 기준 약 1.25억달러~1.66억달러)의 비용이 소요된다. 규모의 경제가 적용되기 때문에, 시장은 소수의 대기업이 지배하는 경우가 많다. 예를 들어 북미에서는 상위 5개 생산업체가 시장 점유율 85%를 차지한다.

참조

[1] 서적 Food Packaging - Principle and Practice (2nd Ed.) CRC Press
[2] 웹사이트 Paperboard Packaging http://www.paperboar[...] 2009-07-18
[3] 간행물 ASTM D996
[4] 웹사이트 Illustrated Glossary of Packaging Terminology http://www.iopp.org/[...] Institute of Packaging Professionals
[5] 간행물 Global Paper and Paperboard - Industry Profile 2008-06-01
[6] 학술지 Paperboard the Iggesund Way
[7] 웹사이트 Migration of mineral oil from packaging materials to foodstuffs (BfR Opinion No. 008/2010 of 2009-12-09) http://www.bfr.bund.[...] 2010-04-21
[8] 웹사이트 Übergänge von Mineralöl aus Verpackungsmaterialien auf Lebensmittel http://www.bfr.bund.[...] 2010-04-21
[9] 서적 Paper and paperboard packaging technology Blackwell Publishing
[10] 학술지 Cartons, Crates and Corrugated Board: Handbook of Paper and Wood Packaging Technology DasTech Publications
[11] 웹사이트 Paper and board -- Determination of grammage http://www.iso.org/i[...] 2009-07-18
[12] 웹사이트 Product Catalogue: General Technical Information http://www.iggesund.[...] 2009-07-18
[13] 웹사이트 Paper, Paperboard and Woodpulp – Production, Consumption and Trade ECE/FAO Forest Products Annual Market Review http://www.unece.org[...] 2009-07-18
[14] 웹사이트 The Carton Packaging Fact File: Cartons, Industry and the Environment http://www.procarton[...] 2009-07-20
[15] 웹사이트 Metso to supply coated board line to International Paper & Sun Cartonboard in China http://www.metso.com[...] 2011-11-04
[16] 서적 Food Packaging - Principle and Practice (2nd Ed.)



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