KR101547926B1 - 내유성, 내수성, 방습성 및 열실링성을 가지는 다층 코팅기술을 이용한 친환경 수용성 식품 포장지 및 그의 제조방법 - Google Patents
내유성, 내수성, 방습성 및 열실링성을 가지는 다층 코팅기술을 이용한 친환경 수용성 식품 포장지 및 그의 제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 내유성, 내수성, 방습성 및 열실링성을 가지는 다층 코팅기술을 이용한 친환경 수용성 식품 포장지 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 상세하게는 도공지 또는 비도공지 또는 크래프트지로 이루어진 기재 상면에 내유성 코팅층을 형성하여 상기 내유성 코팅층에 불소계 화합물, 녹말(산성 녹말, 양이온 녹말, 하이드록시에틸 녹말), 폴리비닐알콜을 사용함으로써, 낮은 투기 저항도(종이의 공기가 통과하기 쉬움을 측정한 값)를 갖는 동시에 내유성을 가지며, 상기 내유성 코팅층 상면에 내수성 코팅층을 형성하여, 상기 내수성 코팅층에 종이와 같은 재질의 셀룰로오스 유도체를 사용함으로써, 인체에 무해하고 자연환경에서 생분해되며, 상기 내수성 코팅층 상면에 방습 및 열실링성 코팅층을 형성하여 상기 방습 및 열실링성 코팅층에 폴리염화비닐리덴을 사용함으로써, 식품 포장지에 방습성 및 열실링성을 부여하는 내유성, 내수성, 방습성 및 열실링성을 가지는 다층 코팅기술을 이용한 친환경 수용성 식품 포장지 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 도공지 또는 비도공지 또는 크래프트지로 이루어진 기재(100)와, 상기 기재(100) 상면에 형성된 내유성 코팅층(200)과, 상기 내유성 코팅층(200) 상면에 형성된 내수성 코팅층(300)과, 상기 내수성 코팅층(300) 상면에 형성된 방습및 열실링성 코팅층(400)으로 이루어지되, 상기 내유성 코팅층(200)은 알콜, 불소계 화합물, 녹말, 폴리비닐알콜, 지방산, 에멀젼 파라핀 왁스로 이루어지며, 상기 녹말은 산화 녹말 또는 양이온 녹말 또는 하이드록시에틸 녹말 중 어느 하나를 선택하는 것이 바람직하고, 상기 내유성 코팅층(200)은 알콜 73.5 내지 86.8 중량%, 불소계 화합물 2 내지 3 중량%, 녹말 5 내지 10 중량%, 폴리비닐알콜 5 내지 10 중량%, 지방산 0.2 내지 0.5 중량%, 에멀젼 파라핀 왁스 중량 1 내지 3 중량%로 이루어지며, 상기 내수성 코팅층(300)은 에탄올, 니트로 셀룰로오스, 디사이클로헥실 프탈레이트, 에멀젼 파라핀 왁스, 항접착제로 이루어지되, 상기 내수성 코팅층(300)은 에탄올 75 내지 96 중량%, 니트로 셀룰로오스 2 내지 10 중량%, 디사이클로헥실 프탈레이트 0.5 내지 5 중량%, 에멀젼 파라핀 왁스 1 내지 8 중량%, 항접착제 0.5 내지 2 중량%로 이루어지고, 방습 및 열실링성 코팅층(400)은 유기용매, 폴리염화비닐리덴, 지방산, 말레산 무수물, 슬립제, 분산제로 이루어지되, 방습 및 열실링성 코팅층(400)은 유기용매 56.4 내지 89.73 중량%, 폴리염화비닐리덴 10 내지 40 중량%, 지방산 0.05 내지 0.1 중량%, 말레산 무수물 0.01 내지 0.5 중량%, 슬립제 0.2 내지 2 중량%, 분산제 0.01 내지 1 중량%로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명은 도공지 또는 비도공지 또는 크래프트지로 이루어진 기재(100) 상면에 내유성 코팅제로 코팅하여 내유성 코팅층(200)을 형성하는 단계(S10), 상기 단계(S10)에서 형성된 내유성 코팅층(200) 상면에 내수성 코팅제로 코팅하여 내수성 코팅층(300)을 형성하는 단계(S20), 상기 단계(S20)에서 형성된 내수성 코팅층(300) 상면에 방습 및 열실링성 코팅제로 코팅하여 방습 및 열실링성 코팅층(400)을 형성하는 단계(S30), 상기 단계(S30)에서 방습 및 열실링성 코팅층(400)을 형성한 후 건조하는 단계(S40)로 이루어지고, 상기 단계(S10) 내지 (S30)의 내유성 코팅제, 내수성 코팅제, 방습 및 열실링성 코팅제는 나이프팅 코팅 또는 리버스 롤 코팅 또는 에어 나이프 코팅 및 와이어로드 코팅 방식 중 어느 하나를 선택하여 코팅하며, 및 상기 단계(S40)에서 자외선 램프, 열풍장치, 냉각 쿨링 장치가 구성된 자외선 건조장치로 건조하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 도공지 또는 비도공지 또는 크래프트지로 이루어진 기재(100)와, 상기 기재(100) 상면에 형성된 내유성 코팅층(200)과, 상기 내유성 코팅층(200) 상면에 형성된 내수성 코팅층(300)과, 상기 내수성 코팅층(300) 상면에 형성된 방습및 열실링성 코팅층(400)으로 이루어지되, 상기 내유성 코팅층(200)은 알콜, 불소계 화합물, 녹말, 폴리비닐알콜, 지방산, 에멀젼 파라핀 왁스로 이루어지며, 상기 녹말은 산화 녹말 또는 양이온 녹말 또는 하이드록시에틸 녹말 중 어느 하나를 선택하는 것이 바람직하고, 상기 내유성 코팅층(200)은 알콜 73.5 내지 86.8 중량%, 불소계 화합물 2 내지 3 중량%, 녹말 5 내지 10 중량%, 폴리비닐알콜 5 내지 10 중량%, 지방산 0.2 내지 0.5 중량%, 에멀젼 파라핀 왁스 중량 1 내지 3 중량%로 이루어지며, 상기 내수성 코팅층(300)은 에탄올, 니트로 셀룰로오스, 디사이클로헥실 프탈레이트, 에멀젼 파라핀 왁스, 항접착제로 이루어지되, 상기 내수성 코팅층(300)은 에탄올 75 내지 96 중량%, 니트로 셀룰로오스 2 내지 10 중량%, 디사이클로헥실 프탈레이트 0.5 내지 5 중량%, 에멀젼 파라핀 왁스 1 내지 8 중량%, 항접착제 0.5 내지 2 중량%로 이루어지고, 방습 및 열실링성 코팅층(400)은 유기용매, 폴리염화비닐리덴, 지방산, 말레산 무수물, 슬립제, 분산제로 이루어지되, 방습 및 열실링성 코팅층(400)은 유기용매 56.4 내지 89.73 중량%, 폴리염화비닐리덴 10 내지 40 중량%, 지방산 0.05 내지 0.1 중량%, 말레산 무수물 0.01 내지 0.5 중량%, 슬립제 0.2 내지 2 중량%, 분산제 0.01 내지 1 중량%로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명은 도공지 또는 비도공지 또는 크래프트지로 이루어진 기재(100) 상면에 내유성 코팅제로 코팅하여 내유성 코팅층(200)을 형성하는 단계(S10), 상기 단계(S10)에서 형성된 내유성 코팅층(200) 상면에 내수성 코팅제로 코팅하여 내수성 코팅층(300)을 형성하는 단계(S20), 상기 단계(S20)에서 형성된 내수성 코팅층(300) 상면에 방습 및 열실링성 코팅제로 코팅하여 방습 및 열실링성 코팅층(400)을 형성하는 단계(S30), 상기 단계(S30)에서 방습 및 열실링성 코팅층(400)을 형성한 후 건조하는 단계(S40)로 이루어지고, 상기 단계(S10) 내지 (S30)의 내유성 코팅제, 내수성 코팅제, 방습 및 열실링성 코팅제는 나이프팅 코팅 또는 리버스 롤 코팅 또는 에어 나이프 코팅 및 와이어로드 코팅 방식 중 어느 하나를 선택하여 코팅하며, 및 상기 단계(S40)에서 자외선 램프, 열풍장치, 냉각 쿨링 장치가 구성된 자외선 건조장치로 건조하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 내유성, 내수성, 방습성 및 열실링성을 가지는 다층 코팅기술을 이용한 친환경 수용성 식품 포장지 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 상세하게는 도공지 또는 비도공지 또는 크래프트지로 이루어진 기재 상면에 내유성 코팅층을 형성하여 상기 내유성 코팅층에 불소계 화합물, 녹말(산성 녹말, 양이온 녹말, 하이드록시에틸 녹말), 폴리비닐알콜을 사용함으로써, 낮은 투기 저항도(종이의 공기가 통과하기 쉬움을 측정한 값)를 갖는 동시에 내유성을 가지며, 상기 내유성 코팅층 상면에 내수성 코팅층을 형성하여, 상기 내수성 코팅층에 종이와 같은 재질의 셀룰로오스 유도체를 사용함으로써, 인체에 무해하고 자연환경에서 생분해되며, 상기 내수성 코팅층 상면에 방습 및 열실링성 코팅층을 형성하여 상기 방습 및 열실링성 코팅층에 폴리염화비닐리덴 또는 아크릴을 사용함으로써, 식품 포장지에 방습성 및 열실링성을 부여하는 내유성, 내수성, 방습성 및 열실링성을 가지는 다층 코팅기술을 이용한 친환경 수용성 식품 포장지 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
과일, 채소, 빵, 과자, 치킨, 아이스크림 등 물기 또는 기름기가 많은 식품을 포장하는 식품 포장지는 포장지에 물기나 기름기가 배어 포장지가 찢어져 식품이 오염되는 문제가 많이 발생되고 있으며, 이런 문제를 보완하고자 방습성, 내수성, 내유성 등의 물성을 구비한 포장지가 개발되고 있다.
일 예로, 식품 포장지의 경우 흡습성의 문제를 해결하기 위하여 방수성 재질로 내부를 코팅한다. 상기 식품 포장지의 코팅에 많이 사용되는 것이 폴리에틸렌(Polyethylene : PE)이다.
일반적으로 폴리에틸렌은 가볍고, 녹슬지 않으며 썩지 않을 뿐만 아니라 화학적 안전성, 내수성, 유연성, 절연성, 성형성 등의 장점에 의하여 주변 생활용품에 많이 사용되는 합성수지이다.
상기 폴리에틸렌은 식품 위생성이 우수하고, 원료 또한 저렴하여 다양한 식품 포장지의 내부에 코팅되어 방수 등의 목적으로 사용되고 있다.
하지만, 이를 이용한 식품 포장지는 사용 및 폐기 과정에서 환경호르몬이 방출될 수 있다. 또한, 폴리에틸렌으로 코팅된 식품 포장지는 물에 해리되지 않으므로 재활용을 위해 별도의 선별 과정을 거쳐야 하는 문제가 발생된다.
상기 폴리에틸렌으로 코팅된 식품 포장지는 재활용 관점 및 친환경 측면에서 그 한계점이 있을 뿐만 아니라, 소각 시 발생하는 매연은 대기오염 및 발암물질을 유발하고, 매립을 하여도 자연 분해가 되기까지 수백 년이 걸리기 때문에 토양 오염의 주범이 된다.
이에 환경오염, 환경호르몬, 발암물질을 줄이는 식품 포장지의 종래 기술로는 대한민국 등록특허공보 제10-0660980호가 개시되어 있는데, 이는 친환경적이며 재생 가능한 식품포장용 수용성 수지 및 그를 이용한 식품 포장지에 관한 것으로, 상기 종래 기술은 아크릴에멀젼으로 이루어진 수용성 수지, 슬립제 및 분산제를 사용함으로써, 폴리에틸렌으로 코팅된 종이용지와 같은 내구성 및 효과를 가지는 친환경적이며 재생 가능한 식품포장용 수용성 수지 및 그를 이용한 식품 포장지에 관한 것이다.
상기 종래 기술의 식품 포장지는 폴리에틸렌으로 코팅된 종이용지에서 나오는 환경호르몬과 발암물질의 노출 위험성을 줄일 수 있지만, 상기 수용성 수지의 점도가 높아 코팅작업이 어려우며, 수용성 수지에 함유된 수분 함량이 많아 코팅 작업시 물이 휘발되는 속도가 느려 작업성이 떨어지고, 식품 포장지의 재활용 시 물에 해리되는 시간이 많이 소요되는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 도공지 또는 비도공지 또는 크래프트지로 이루어진 기재 상면에 내유성 코팅층을 형성하여 상기 내유성 코팅층에 불소계 화합물, 녹말(산성 녹말, 양이온 녹말, 하이드록시에틸 녹말), 폴리비닐알콜을 사용함으로써, 낮은 투기 저항도(종이의 공기가 통과하기 쉬움을 측정한 값)를 갖는 동시에 내유성을 가질 수 있도록 친환경 수용성 식품 포장지를 제공하는 데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 내유성 코팅층 상면에 내수성 코팅층을 형성하여, 상기 내수성 코팅층에 종이와 같은 재질의 셀룰로오스 유도체를 사용함으로써, 인체에 무해하고 자연환경에서 생분해를 할 수 있도록 친환경 수용성 식품 포장지를 제공하는 데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 상기 내수성 코팅층 상면에 방습 및 열실링성 코팅층을 형성하여 상기 방습 및 열실링성 코팅층에 폴리염화비닐리덴 또는 아크릴을 사용함으로써, 식품 포장지에 방습성 및 열실링성을 가질 수 있도록 친환경 수용성 식품 포장지를 제공하는 데 목적이 있다.
아울러, 본 발명은 물 또는 알칼리 용액에 쉽게 해리되어 재활용이 용이하며, 폐기 시 자연 분해를 할 수 있도록 친환경 수용성 식품 포장지를 제공하는 데 목적이 있다.
본 발명은 도공지 또는 비도공지 또는 크래프트지로 이루어진 기재(100)와,
상기 기재(100) 상면에 형성된 내유성 코팅층(200)과,
상기 내유성 코팅층(200) 상면에 형성된 내수성 코팅층(300)과,
상기 내수성 코팅층(300) 상면에 형성된 방습 및 열실링성 코팅층(400)으로 이루어지되,
상기 내유성 코팅층(200)은 알콜, 불소계 화합물, 녹말, 폴리비닐알콜, 지방산, 에멀젼 파라핀 왁스로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서 상기 녹말은 산화 녹말 또는 양이온 녹말 또는 하이드록시에틸 녹말 중 어느 하나를 선택하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에서 상기 내유성 코팅층(200)은 알콜 73.5 내지 86.8 중량%, 불소계 화합물 2 내지 3 중량%, 녹말 5 내지 10 중량%, 폴리비닐알콜 5 내지 10 중량%, 지방산 0.2 내지 0.5 중량%, 에멀젼 파라핀 왁스 중량 1 내지 3 중량%로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서 상기 내수성 코팅층(300)은 에탄올, 니트로 셀룰로오스, 디사이클로헥실 프탈레이트, 에멀젼 파라핀 왁스, 항접착제로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서 상기 내수성 코팅층(300)은 에탄올 75 내지 96 중량%, 니트로 셀룰로오스 2 내지 10 중량%, 디사이클로헥실 프탈레이트 0.5 내지 5 중량%, 에멀젼 파라핀 왁스 1 내지 8 중량%, 항접착제 0.5 내지 2 중량%로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서 방습 및 열실링성 코팅층(400)은 유기용매, 폴리염화비닐리덴, 지방산, 말레산 무수물, 슬립제, 분산제로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서 방습 및 열실링성 코팅층(400)은 유기용매 56.4 내지 89.73 중량%, 폴리염화비닐리덴 10 내지 40 중량%, 지방산 0.05 내지 0.1 중량%, 말레산 무수물 0.01 내지 0.5 중량%, 슬립제 0.2 내지 2 중량%, 분산제 0.01 내지 1 중량%로 이루어진 것을 특징으로 한다.
아울러, 본 발명은 도공지 또는 비도공지 또는 크래프트지로 이루어진 기재(100) 상면에 내유성 코팅제로 코팅하여 내유성 코팅층(200)을 형성하는 단계(S10), 상기 단계(S10)에서 형성된 내유성 코팅층(200) 상면에 내수성 코팅제로 코팅하여 내수성 코팅층(300)을 형성하는 단계(S20), 상기 단계(S20)에서 형성된 내수성 코팅층(300) 상면에 방습 및 열실링성 코팅제로 코팅하여 방습 및 열실링성 코팅층(400)을 형성하는 단계(S30), 및 상기 단계(S30)에서 방습 및 열실링성 코팅층(400)을 형성한 후 건조하는 단계(S40)로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 단계(S10 내지 S30)의 내유성 코팅제, 내수성 코팅제, 방습 및 열실링성 코팅제는 나이프팅 코팅, 리버스 롤 코팅, 에어 나이프 코팅 및 와이어로드 코팅 방식 중 어느 하나를 선택하여 코팅하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 단계(S40)에서 자외선 램프, 열풍장치, 냉각 쿨링 장치가 구성된 자외선 건조장치로 건조하는 것을 특징으로 한다.
상기 본 발명에 따른 내유성, 내수성, 방습성 및 열실링성을 가지는 다층 코팅기술을 이용한 친환경 수용성 식품포장지 및 그의 제조방법은 도공지 또는 비도공지 또는 크래프트지로 이루어진 기재 상면에 내유성 코팅층을 형성하여 상기 내유성 코팅층에 불소계 화합물, 녹말(산성 녹말, 양이온 녹말, 하이드록시에틸 녹말), 폴리비닐알콜을 사용함으로써, 낮은 투기 저항도(종이의 공기가 통과하기 쉬움을 측정한 값)를 갖는 동시에 내유성을 가지는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 내수성 코팅층은 내유성 코팅층 상면에 형성하며, 상기 내수성 코팅층에 종이와 같은 재질의 셀룰로오스 유도체를 사용함으로써, 인체에 무해하고 자연환경에서 생분해되는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 방습 및 열실링성 코팅층은 내수성 코팅층 상면에 형성하며, 상기 방습 및 열실링성 코팅층에 폴리염화비닐리덴 또는 아크릴을 사용함으로써, 식품 포장지에 방습성 및 열실링성을 제공하는 효과가 있다.
아울러, 본 발명의 친환경 수용성 식품 포장지는 물 또는 알칼리 용액에 쉽게 해리되어 재활용이 용이하며, 폐기 시 자연 분해가 되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 내유성, 내수성, 방습성 및 열실링성을 가지는 다층 코팅기술을 이용한 친환경 수용성 식품 포장지의 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 내유성, 내수성, 방습성 및 열실링성을 가지는 다층 코팅기술을 이용한 친환경 수용성 식품 포장지의 제조방법을 보여주는 플로우 차트.
도 2는 본 발명에 따른 내유성, 내수성, 방습성 및 열실링성을 가지는 다층 코팅기술을 이용한 친환경 수용성 식품 포장지의 제조방법을 보여주는 플로우 차트.
본 발명에 따른 내유성, 내수성, 방습성 및 열실링성을 가지는 다층 코팅기술을 이용한 친환경 수용성 식품 포장지에 대하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 내유성, 내수성, 방습성 및 열실링성을 가지는 다층 코팅기술을 이용한 친환경 수용성 식품 포장지의 단면도이다.
본 발명은 도공지 또는 비도공지 또는 크래프트지로 이루어진 기재(100)와,
상기 기재(100) 상면에 형성된 내유성 코팅층(200)과,
상기 내유성 코팅층(200) 상면에 형성된 내수성 코팅층(300)과,
상기 내수성 코팅층(300) 상면에 형성된 방습 및 열실링성 코팅층(400)으로 이루어지되,
상기 내유성 코팅층(200)은 알콜, 불소계 화합물, 녹말, 폴리비닐알콜, 지방산, 에멀젼 파라핀 왁스로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 기재(100)로 사용할 수 있는 도공지는 아트지, SC 마닐라지, 아이보리 마닐라지, 로얄아이보리 마닐라지, CCP(cast coated paper) 종이 중 어느 하나를 선택하여 사용할 수 있다.
또한, 상기 기재(100)로 사용할 수 있는 비도공지는 백상지, 박엽지, TOP 마닐라지 중 어느 하나를 선택하여 사용할 수 있다.
상기 내유성 코팅층(200)은 낮은 투기 저항도를 가지며, 오일의 침투를 막는 역할을 함으로써, 상기 내유성 코팅층(200)은 알콜 73.5 내지 86.8 중량%, 불소계 화합물 2 내지 3 중량%, 녹말 5 내지 10 중량%, 폴리비닐알콜 5 내지 10 중량%, 지방산 0.2 내지 0.5 중량%, 에멀젼 파라핀 왁스 중량 1 내지 3 중량%로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 불소계 화합물은 탄소수가 2 내지 20 직쇄의 퍼플루오르알킬기를 가지는 것으로, 외부에서 침투하는 습기, 수분, 오일 성분을 막아주는 역할을 한다.
본 발명의 불소계 화합물은 내유성 코팅층(200)의 조성물 중 총 중량대비 2 중량% 미만인 경우 외부에서 침투하는 수분이나 오일 성분을 허용하게 되어 식품 포장지에 수분이나 오일이 스며드는 문제가 있으며, 3 중량% 초과인 경우 수분에 대한 반발성이 증가하여 내유성 코팅층(200) 상면에 내수성 코팅층(300)을 고르게 형성하지 못하는 문제가 발생된다.
상기 녹말은 산화 녹말 또는 양이온 녹말 또는 하이드록시에틸 녹말 중 어느 하나를 선택하는 것이 바람직하다.
상기 산화 녹말(oxidized strach)은 포도당의 수산화기(OH group)에 산화제와 반응시킨 녹말로, 점도가 낮은 특징이 있다.
상기 양이온 녹말(cationic strach)은 양성시약(ammonium)을 녹말과 반응시켜 녹말이 양성을 띄게 하는 것으로, 음전하를 띄고 있는 종이에 응집, 분산, 흡착 등의 작용제로 사용하여 종이의 파열강도, 인장력, 내굴성 등의 지력 향상제로 사용한다.
상기 하이드록시에틸 녹말(hydroxyethyl starch)은 녹말과 에틸렌을 50 ℃에서 반응시키면 녹말의 수산화기(OH group)가 에스터 반응을 하여 얻어지는 것으로, 녹말이 딱딱하게 굳어지는 것을 방지한다.
본 발명의 녹말은 내유성 코팅층(200)의 조성물 중 총 중량대비 5 중량% 미만인 경우 녹말이 딱딱하게 굳어지는 노화 현상이 발생되며, 10 중량% 초과인 경우 녹말의 점도가 증가되어 내유성 코팅층(200)이 고르게 형성되지 못하는 문제가 있다.
상기 폴리비닐알콜은 식품 포장지의 내유성을 향상시키는 것으로, 카르복실기 또는 시아놀기로 변성된 폴리비닐알콜을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 폴리비닐알콜은 내유성 코팅층(200)의 조성물 중 총 중량대비 5 중량% 미만인 경우 식품 포장지의 내유 성능이 떨어지는 문제가 있으며, 10 중량% 초과인 경우 폴리비닐알콜의 친수성이 발현되어 수분을 막지 못하는 문제가 있다.
상기 지방산은 식품 포장지의 낮은 투기 저항도를 유지시켜주는 것으로, 지방산은 탄소수 8 내지 30의 고급 지방족 모노카르복실산 또는 다가 카르복실산이 바람직하고, 특히 탄소수 12 내지 25의 것이 바람직하다. 지방족 카르복실산으로서는, 스테아린산염, 올레인산, 라우린산, 팔미틴산, 아라킨산, 베헨산, 톨유 지방산, 알킬호박산, 알케닐호박산 중 어느 하나를 선택하는 것이 바람직하다.
본 발명의 지방산은 내유성 코팅층(200)의 조성물 중 총 중량대비 0.2 중량% 미만인 경우 식품 포장지의 투기 저항도를 상승시켜 식품 포장지가 쉽게 찢어지는 문제가 있으며, 0.5 중량% 초과인 경우 내유성 코팅층(200)의 조성물끼리 응집에 의해 균일한 용해가 저해되는 문제가 있다.
상기 에멀젼 파라핀 왁스는 내유성 코팅층(200)의 조성물에 슬립성을 부여하여 내유성 코팅층(200)의 건조도막 두께가 얇게 형성되도록 하는 것으로, 본 발명의 에멀젼 파라핀 왁스는 내유성 코팅층(200)의 조성물 중 총 중량대비 1 중량% 미만인 경우 윤활성이 저하되어 내유성 코팅층(200)의 조성물끼리 서로 달라붙는 브로킹 현상이 발생되며, 3 중량% 초과인 경우 윤활성이 강해져 기재(100) 상면에 코팅하기가 어려운 문제가 있다.
상기 알콜은 불소계 화합물, 녹말, 폴리비닐알콜, 지방산, 에멀젼 파라핀 왁스를 녹이는 용매로, 알콜을 첨가함으로써, 내유성 코팅층(200)의 조성물 총 중량 100 %로 만든다.
상기 내수성 코팅층(300)은 식품 포장지에 내수성을 부여하는 것으로, 에탄올, 니트로 셀룰로오스, 디사이클로헥실 프탈레이트, 에멀젼 파라핀 왁스, 항접착제로 이루어지며, 상기 내수성 코팅층(300)은 에탄올 75 내지 96 중량%, 니트로 셀룰로오스 2 내지 10 중량%, 디사이클로헥실 프탈레이트 0.5 내지 5 중량%, 에멀젼 파라핀 왁스 1 내지 8 중량%, 항접착제 0.5 내지 2 중량%로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 니트로 셀룰로오스는 셀룰로오스의 수산화기(OH group)를 니트로화 반응에 의해 치환하여 수소결합을 감소시킨 것으로서 친수성의 수산기가 소수성의 다른 기로 변화된 것이다. 내수성 코팅층(300)에 니트로 셀룰로오스를 포함함으로써 식품 포장지에 내수성이 부여되는 것이다.
본 발명의 니트로 셀룰로오스는 내수성 코팅층(300)의 조성물 중 총 중량대비 2 중량% 미만인 경우 식품 포장지에 내수성을 부여할 수 없으며, 10 중량% 초과인 경우 니트로 셀룰로오스의 함량이 많아져서 점도가 높아지고, 코팅작업 시 덩어리지는 현상에 의해 코팅이 불량해지며, 신속하게 건조가 되지 않아 코팅액끼리 붙는 브로킹 현상이 발생된다.
상기 디사이클로헥실 프탈레이트는 니트로 셀룰로오스를 가소화시키는 것으로, 본 발명의 디사이클로헥실 프탈레이트는 내수성 코팅층(300)의 조성물 중 총 중량대비 0.5 중량% 미만인 경우 셀룰로오스가 용액화가 되지 않고, 내수성 코팅층(300)의 내수성이 저하되며, 5 중량% 초과인 경우 니트로 셀룰로오스 입자가 분해되어 가공온도 상승되며, 이에 따라 코팅작업 시 온도가 상승되어 종이의 탄화현상이 발생될 뿐만 아니라 니트로 셀룰로오스 입자의 결정성이 약화되어 내수성 코팅층(300)을 형성할 수 없는 문제가 있다.
상기 가소화는 니트로 셀룰로오스를 가소제인 디사이클로헥실 프탈레이트와 반응시키는 것으로, 고체의 니트로 셀룰로오스를 용액화하고 이 용액의 점성을 유지시킴으로써 식품 포장지에 용이하게 코팅이 되도록 하는 것이다.
상기 에멀젼 파라핀 왁스는 코팅조성물이 도포된 종이의 마찰계수를 저하시켜 윤활성 강화 및 표면강도 향상을 유발함으로써 후공정인 인쇄작업 시 발생될 수 있는 종이의 층간 접/점착현상을 방지하며, 내수성을 부여한다.
본 발명의 에멀젼 파라핀 왁스는 내수성 코팅층(300)의 조성물 중 총 중량대비 1 중량% 미만인 경우 윤활성이 저하되어 내수성 코팅층(300)의 조성물끼리 서로 달라붙는 브로킹 현상이 발생되며, 8 중량% 초과인 경우 윤활성이 강해져 내유성 코팅층(200) 상면에 코팅하기가 어려운 문제가 있다.
상기 항접착제는 내수성 코팅층(300)의 조성물들을 고르게 분산시키고 현탁성을 증가시키며 저장 안정성을 향상시키는 것으로서, 본 발명의 항접착제는 내수성 코팅층(300)의 조성물 중 총 중량대비 0.5 중량% 미만인 경우 분산효과를 기대할 수 없으며, 2 중량% 초과인 경우 현탁성은 우수하나 경제적 측면에서 바람직하지 못하다.
상기 에탄올은 니트로 셀룰로오스, 디사이클로헥실 프탈레이트, 에멀젼 파라핀 왁스, 항접착제를 녹이는 용매로, 에탄올을 첨가함으로써, 내수성 코팅층(300)의 조성물 총 중량 100 %로 만든다.
상기 방습 및 열실링성 코팅층(400)은 식품 포장지에 방습성 및 열접착성을 부여하는 것으로, 유기용매, 폴리염화비닐리덴, 지방산, 말레산 무수물, 슬립제, 분산제로 이루어지며, 상기 방습 및 열실링성 코팅층(400)은 유기용매 56.4 내지 89.73 중량%, 폴리염화비닐리덴 10 내지 40 중량%, 지방산 0.05 내지 0.1 중량%, 말레산 무수물 0.01 내지 0.5 중량%, 슬립제 0.2 내지 2 중량%, 분산제 0.01 내지 1 중량%로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 방습 및 열실링성 코팅층(400)에는 폴리염화비닐리덴을 대체하여 아크릴을 사용할 수 있으며, 상기 아크릴 함량은 폴리염화비닐리덴의 함량과 동일하게 사용한다.
상기 폴리염화비닐리덴 또는 아크릴은 수분을 식품 포장지에 투과 및 흡수를 방지하여 방습성을 부여하고, 또한, 식품 포장지에 열접착성이 부여된다.
상기 아크릴은 스티렌 아크릴 공중합체 고분자(stylene acrylic copolymer)가 바람직하다.
본 발명의 폴리염화비닐리덴 또는 아크릴은 방습 및 열실링성 코팅층(400)의 조성물 중 총 중량대비 10 중량% 미만인 경우 식품 포장지의 방습성 효과를 기대할 수 없으며, 40 중량% 초과인 경우 방습 및 열실링성 코팅층(400)의 조성물의 점도가 상승되어 균일하게 혼합되지 않는 문제가 있다.
상기 지방산은 폴리염화비닐리덴 또는 아크릴을 균일하게 융해시켜주는 역할을 하는 것으로, 탄소수 12 내지 24의 포화지방산으로서 라우르산(Lauric acid), 팔미트산(Palmitic acid), 스테아르산(stearic acid), 베헨산(Behenic acid), 리그노세르산(lignoceric acid) 중에서 어느 하나를 선택하는 것이 바람직하다.
본 발명의 지방산은 방습 및 열실링성 코팅층(400)의 조성물 중 총 중량대비 0.05 중량% 미만인 경우 폴리염화비닐리덴 또는 아크릴의 균일한 용해가 어렵고, 0.1 중량% 초과인 경우 방습 및 열실링성 코팅층(400)의 조성물끼리 응집에 의해 균일한 용해가 저해되는 문제가 있다.
상기 말레산 무수물은 지방산과 함께 폴리염화비닐리덴 또는 아크릴을 더욱 균일하게 용해시켜 주는 역할을 하여 방습 및 열실링성 코팅층(400)의 조성물이 내수성 코팅층(300) 상면에 용이하게 코팅이 되도록 한다.
본 발명의 말레산 무수물은 방습 및 열실링성 코팅층(400)의 조성물 중 총 중량대비 0.01 중량% 미만인 경우 폴리염화비닐리덴 또는 아크릴과 지방산의 균일한 용해가 어렵고, 0.5 중량% 초과인 경우 방습 및 열실링성 코팅층(400)의 조성물끼리 응집에 의해 균일한 용해가 저해되는 문제가 있다.
상기 슬립제는 방습 및 열실링성 코팅층(400)의 조성물이 코팅된 종이의 마찰계수를 저하시켜 윤활성 강화 및 표면강도 향상을 유발함으로써 후공정인 인쇄 작업시 발생될 수 있는 종이의 층간 접/점착현상을 방지하는 것으로, 리코 왁스(Lico wax), 실리콘(Silicone), 스테아르산 모노머(Stearic acid monomer)로 이루어진 군에서 어느 하나를 선택하는 것이 바람직하다.
본 발명의 슬립제는 방습 및 열실링성 코팅층(400)의 조성물 중 총 중량대비 0.2 중량% 미만인 경우 윤활성이 저하되어 방습 및 열실링성 코팅층(400)의 조성물끼리 서로 달라붙는 브로킹 현상이 발생되며, 2 중량% 초과인 경우 윤활성이 강해져 내수성 코팅층(300) 상면에 코팅하기가 어려운 문제가 있다.
상기 분산제는 방습 및 열실링성 코팅층(400)의 조성물들을 고르게 분산시키고 현탁성을 증가시키는 것으로서, 친수성 실리카, 디에스테르 설포석시네이트(Diester sulfosuccinate) 및 우레탄 에멀젼(Urethane Emulsion)로 이루어진 군에서 어느 하나 이상을 선택하는 것이 바람직하다.
본 발명의 분산제는 방습 및 열실링성 코팅층(400)의 조성물 중 총 중량대비 0.5 중량% 미만인 경우 분산효과를 기대할 수 없으며, 2 중량% 초과인 경우 현탁성은 우수하나 경제적 측면에서 바람직하지 못하다.
상기 유기용매는 폴리염화비닐리덴 또는 아크릴, 지방산, 말레산 무수물, 슬립제, 분산제를 녹이는 용매로, 유기용매를 첨가함으로써, 방습 및 열실링성 코팅층(400)의 조성물 총 중량 100 %로 만든다.
상기 유기용매는 메틸벤젠(Methyl benzene), 에틸아세테이트(Ethyl acetate), 메틸아세테이트(Methyl acetate), 프로필아세테이트(Propyl acetate), 벤젠(Benzene), 클로로벤젠(Chloro Benzene), 테트라히드로퓨란(Tetrahydrofuran), 에탄올(Ethanol) 및 이소프로판올(Isopropanol)로 이루어진 군에서 어느 하나를 선택하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 내유성, 내수성, 방습성 및 열실링성을 가지는 다층 코팅기술을 이용한 친환경 수용성 식품 포장지의 제조방법은 첨부 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 내유성, 내수성, 방습성 및 열실링성을 가지는 다층 코팅기술을 이용한 친환경 수용성 식품 포장지의 제조방법을 보여주는 플로우 차트이다.
이하, 본 발명에 대한 바람직한 실시 내용은 첨부한 도면을 참조하여 설명하며, 본 발명의 내유성, 내수성, 방습성 및 열실링성을 가지는 다층 코팅기술을 이용한 친환경 수용성 식품 포장지의 제조방법은 하기 단계를 포함하는 것이 바람직하나 이에 한정되지 않는다.
본 발명은 도공지 또는 비도공지 또는 크래프트지로 이루어진 기재(100) 상면에 내유성 코팅제로 코팅하여 내유성 코팅층(200)을 형성하는 단계(S10), 상기 단계(S10)에서 형성된 내유성 코팅층(200) 상면에 내수성 코팅제로 코팅하여 내수성 코팅층(300)을 형성하는 단계(S20), 상기 단계(S20)에서 형성된 내수성 코팅층(300) 상면에 방습 및 열실링성 코팅제로 코팅하여 방습 및 열실링성 코팅층(400)을 형성하는 단계(S30), 및 상기 단계(S30)에서 방습 및 열실링성 코팅층(400)을 형성한 후 건조하는 단계(S40)로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제조방법을 각 단계별로 나누어서 설명하면 다음과 같다.
상기 도공지 또는 비도공지 또는 크래프트지로 이루어진 기재(100) 상면에 내유성 코팅제로 코팅하여 내유성 코팅층(200)을 형성하는 단계(S10)를 수행한다.
상기 기재(100)로 사용할 수 있는 도공지는 아트지, SC 마닐라지, 아이보리 마닐라지, 로얄아이보리 마닐라지, CCP(cast coated paper) 종이 중 어느 하나를 선택하여 사용할 수 있다.
또한, 상기 기재(100)로 사용할 수 있는 비도공지는 백상지, 박엽지, TOP 마닐라지 중 어느 하나를 선택하여 사용할 수 있다.
상기 내유성 코팅층(200)은 낮은 투기 저항도를 가지며, 오일의 침투를 막는 역할을 함으로써, 상기 내유성 코팅층(200)은 불소계 화합물, 녹말, 폴리비닐알콜, 지방산, 에멀젼 파라핀 왁스, 알콜로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 단계(S10)에서 형성된 내유성 코팅층(200) 상면에 내수성 코팅제로 코팅하여 내수성 코팅층(300)을 형성하는 단계(S20)를 수행한다.
상기 내수성 코팅층(300)은 식품 포장지에 내수성을 부여하는 것으로, 에탄올, 니트로 셀룰로오스, 디사이클로헥실 프탈레이트, 에멀젼 파라핀 왁스, 항접착제로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 단계(S20)에서 형성된 내수성 코팅층(300) 상면에 방습 및 열실링성 코팅제로 코팅하여 방습 및 열실링성 코팅층(400)을 형성하는 단계(S30)를 수행한다.
상기 방습 및 열실링성 코팅층(400)은 식품 포장지에 방습성 및 열접착성을 부여하는 것으로, 유기용매, 폴리염화비닐리덴, 지방산, 말레산 무수물, 슬립제, 분산제로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 또한, 아크릴은 폴리염화비닐리덴을 대체하여 이루어질 수 있다.
상기 단계(S30)에서 방습 및 열실링성 코팅층(400)을 형성한 후 건조하는 단계(S40)를 수행한다.
상기 단계(S40)에서 자외선 램프, 열풍장치, 냉각 쿨링 장치가 구성된 자외선 건조장치로 건조하는 것을 특징으로 한다.
상기 자외선 건조장치는 살균 및 멸균처리, 항온, 항습 공법이 적용된 장치로, 자외선을 코팅된 식품 포장지에 조사하고, 자외선에 의해 내부 경화작용을 함으로써, 내유성 코팅제, 내수성 코팅제, 방습 및 열실링성 코팅제를 완벽하게 건조시킨다. 또한, 상기 내부 경화작용으로 내유성 코팅제, 내수성 코팅제, 방습 및 열실링성 코팅제의 물성을 변화시켜 내유성 코팅제, 내수성 코팅제, 방습 및 열실링성 코팅제의 경도를 향상시킨다.
또한, 열풍 장치에서 50 내지 200 ℃ 온도로 1 내지 5 분 동안 열풍을 분사하는 것이 바람직하다.
상기 열풍 온도와 시간이 50 ℃ 및 1 분 미만인 경우 내유성 코팅층(200), 내수성 코팅층(300), 방습 및 열실링성 코팅층(400)의 내부까지 건조되지 못하는 문제가 있으며, 200 ℃ 및 5 분 초과인 경우 코팅된 식품 포장지의 일부가 얼룩이 생기는 문제가 발생된다.
또한, 냉각 쿨링 장치에서 냉각 바람이 분사되면서 내유성 코팅층(200), 내수성 코팅층(300), 방습 및 열실링성 코팅층(400)을 -10 내지 10 ℃ 온도로 1 내지 3 분 동안 급속 냉각하여 식품 포장지의 컬(curl) 현상을 방지한다.
상기 냉각 온도와 시간이 -10 ℃ 및 1 분 미만인 경우 코팅된 식품 포장지가 상기 자외선 건조 장치에 구비된 롤러에 달라붙는 문제가 있으며, 10 ℃ 및 3 분 초과인 경우 코팅된 식품 포장지의 일부가 접혀지는 문제가 발생된다.
상기 단계(S10) 내지 (S30)의 내유성 코팅제, 내수성 코팅제, 방습 및 열실링성 코팅제는 나이프팅 코팅, 리버스 롤 코팅, 에어 나이프 코팅, 및 와이어로드 코팅 방식 중 어느 하나를 선택하여 코팅하는 것을 특징으로 한다.
상기 나이프팅 코팅 방식은 내유성 코팅제, 내수성 코팅제, 방습 및 열실링성 코팅제를 나이프나 블레이드에 의해 코팅하는 것을 말한다.
상기 리버스 롤 코팅 방식은 내유성 코팅제, 내수성 코팅제, 방습 및 열실링성 코팅제가 기재(100) 상면에 코팅된 후, 미터링 롤과 rubber backing roll을 통과하면 과량의 내유성 코팅제, 내수성 코팅제, 방습 및 열실링성 코팅제가 제거되고, 평활한 표면처리가 되어 내유성 코팅층(200), 내수성 코팅층(300), 방습 및 열실링성 코팅층(400)의 두께가 일정하게 조절된다. 또한, backing roll의 표면이 고무와 같이 탄성이 있는 물질로 nip(롤과 롤 사이의 선상(線上) 접촉면)의 압력조절에 의한 코팅층 두께의 조절이 가능하다.
상기 에어 나이프 코팅 방식은 층류(laminar flow) 공기를 종이표면에 충돌시켜 과량의 내유성 코팅제, 내수성 코팅제, 방습 및 열실링성 코팅제를 제거하는 방법으로, 미리 입력된 일정량의 코팅 두께로 기재(100) 상면에 내유성 코팅제, 내수성 코팅제, 방습 및 열실링성 코팅제가 코팅된다. 또한, 코팅 나이프가 없이 공기압력을 사용하므로 종이표면의 요철과 무관하게 균일하게 코팅되며, 코팅층이 얇더라도 우수한 코팅효과가 발생된다.
상기 와이어로드 코팅 방식은 내유성 코팅제, 내수성 코팅제, 방습 및 열실링성 코팅제를 종이의 표면에 균일하게 코팅하기에 적합하며, 와이어의 길이와 굵기에 관계없이 모든 부분이 균일한 경도와 밀도로 감아져 있어, 코팅 시 표면이 매끄러운 효과를 가진다.
상기 단계(S10) 내지 (S30)의 내유성 코팅제, 내수성 코팅제, 방습 및 열실링성 코팅제는 각각 8 내지 15 g/㎡의 양으로 기재(100) 상면에 코팅하는 것을 특징으로 한다.
내유성 코팅제, 내수성 코팅제, 방습 및 열실링성 코팅제의 양이 8 g/㎡ 미만인 경우 내유성, 내수성, 방습 및 열실링성의 효과를 얻지 못하며, 15 g/㎡ 초과인 경우 내유성 코팅층(200), 내수성 코팅층(300), 방습 및 열실링성 코팅층(400) 형성 후 단계(S40)에서 건조 시 이물질이 방출되어 건조 장치를 오염시키는 문제가 있다.
이하, 본 발명의 제조예, 실시예, 비교예, 및 시험예에 의해 상세히 설명한다.
하기 제조예, 실시예, 비교예, 및 시험예는 본 발명을 예시하는 것일뿐, 본 발명이 하기 제조예, 실시예, 비교예, 및 시험예에 한정되는 것이 아니다.
[
제조예
1]
내유성 코팅제
제조예
우선, 알콜 73.5 내지 86.8 중량%, 불소계 화합물 2 내지 3 중량%, 녹말 5 내지 10 중량%를 호모믹서에 투입하여 35 내지 42 ℃에서 1,500 rpm 회전속도로 2 내지 3 시간 동안 교반을 한다.
그리고 나서, 순차적으로 폴리비닐알콜 5 내지 10 중량%, 지방산 0.2 내지 0.5 중량%, 에멀젼 파라핀 왁스 중량 1 내지 3 중량%를 투입한 후 2 내지 3 시간 동안 다시 교반을 한다.
교반 후 온도를 서서히 상온으로 떨어지게 하면서 50 rpm 회전속도로 5 시간 동안 교반을 하여 내유성 코팅제를 완성하였다.
[
제조예
2]
내수성 코팅제
제조예
호모믹서에 에탄올 500 g, 니트로 셀룰로오스 7.6 g을 투입하고 35 내지 42 ℃에서 1,500 rpm으로 100 분간 교반을 한다.
그리고 나서, 디사이클로헥실 프탈레이트 0.95 g을 투입하고 30 분간 다시 교반을 한다.
교반 후 에멀젼 파라핀 왁스 2.85 g을 투입하고 30 분간 교반을 하고, 항접착제 0.57 g을 추가적으로 투입하여 30 분간 교반을 한다.
교반 완료 후 냉암실에 보관함으로써, 내수성 코팅제를 완성하였다.
[
제조예
3]
방습 및
열실링성
코팅제
제조예
호모믹서에 유기용매 56.4 내지 89.73 중량%, 폴리염화비닐리덴 10 내지 40 중량%를 투입하여 30 내지 60 ℃에서 1,500 rpm 회전속도로 1 내지 2 시간 동안 교반을 한다.
그리고 나서, 순차적으로 지방산 0.05 내지 0.1 중량%, 말레산 무수물 0.01 내지 0.5 중량%, 슬립제 0.2 내지 2 중량%, 분산제 0.01 내지 1 중량%를 투입한 후 10 내지 30 분 동안 다시 교반을 한다.
교반 후 온도를 서서히 상온으로 떨어지게 하면서 50 rpm 회전속도로 3 시간 동안 교반을 하여 방습 및 열실링성 코팅제를 완성하였다.
상기 폴리염화비닐리덴을 대체하여 아크릴을 사용할 수 있으며, 상기 아크릴 함량은 폴리염화비닐리덴의 함량과 동일하게 사용하고, 상기 아크릴은 스티렌 아크릴 공중합체 고분자(stylene acrylic copolymer)가 바람직하다.
내유성, 내수성을 가지는 다층 코팅기술을 이용한 친환경 수용성 식품 포장지의 제조방법의
실시예
1
드라이 라미네이팅 코팅기에 기재(100)를 투입하고, 상기 기재(100) 상면에 내유성 코팅제 10 g/㎡의 도공량으로 코팅하여 내유성 코팅층(200)을 형성한 후, 상기 내유성 코팅층(200) 상면에 내수성 코팅제 10 g/㎡의 도공량으로 코팅하여 내수성 코팅층(300)을 형성하였다.
그리고 나서, 자외선 건조장치에 내유성 코팅층(200)과 내수성 코팅층(300)이 형성된 기재를 건조시키되, 자외선으로 조사하면서 열풍 장치에서 100 ℃ 및 3 분 동안 열풍을 분사하여 건조시키고, 그 후에 냉각 쿨링장치에서 5 ℃ 및 3 분 동안 급속 냉각을 하여 건조하였다.
내수성, 방습 및
열실링성을
가지는 다층 코팅기술을 이용한 친환경 수용성 식품 포장지의 제조방법의
실시예
2
드라이 라미네이팅 코팅기에 기재(100)를 투입하고, 상기 기재(100) 상면에 내수성 코팅제 10 g/㎡의 도공량으로 코팅하여 내수성 코팅층(300)을 형성한 후, 상기 내수성 코팅층(300) 상면에 방습 및 열실링성 코팅제 10 g/㎡의 도공량으로 코팅하여 방습 및 열실링성 코팅층(400)을 형성하였다.
그리고 나서, 자외선 건조장치에 내수성 코팅층(300)과 방습 및 열실링성 코팅층(400)이 형성된 기재를 건조시키되, 자외선으로 조사하면서 열풍 장치에서 100 ℃ 및 3 분 동안 열풍을 분사하여 건조시키고, 그 후에 냉각 쿨링장치에서 5 ℃ 및 3 분 동안 급속 냉각을 하여 건조하였다.
내유성, 내수성, 방습 및
열실링성을
가지는 다층 코팅기술을 이용한 친환경 수용성 식품 포장지의 제조방법의
실시예
3
드라이 라미네이팅 코팅기에 기재(100)를 투입하고, 상기 기재(100) 상면에 내유성 코팅제 10 g/㎡의 도공량으로 코팅하여 내유성 코팅층(200)을 형성한 후, 상기 내유성 코팅층(200) 상면에 내수성 코팅제 10 g/㎡의 도공량으로 코팅하여 내수성 코팅층(300)을 형성한 후, 상기 내수성 코팅층(300) 상면에 방습 및 열실링성 코팅제 10 g/㎡의 도공량으로 코팅하여 방습 및 열실링성 코팅층(400)을 형성하였다.
그리고 나서, 자외선 건조장치에 내유성 코팅층(200), 내수성 코팅층(300), 방습 및 열실링성 코팅층(400)이 형성된 기재를 건조시키되, 자외선으로 조사하면서 열풍 장치에서 100 ℃ 및 3 분 동안 열풍을 분사하여 건조시키고, 그 후에 냉각 쿨링장치에서 5 ℃ 및 3 분 동안 급속 냉각을 하여 건조하였다.
본 발명의 친환경 수용성 식품 포장지를 이용한 종이컵 제조방법의
실시예
4
실시예 1 내지 3에서 제조한 식품 포장지를 이용하여 상기 식품 포장지(240 ㎛)의 일측면에 콤마 코팅장치를 사용하여 도공하였다.
상기의 도공 후 5분간 130 ℃ 열풍 건조하여 15 ㎛의 박막을 형성하였다. 상기 도공공정을 거친 식품포장 용지를 재단, 인쇄, 펀칭과정 및 성형가공을 차례로 실시하여 종이용기의 일종인 종이컵을 제조하였다.
제작 결과, 실시예 1 내지 3의 식품 포장지로 모두 종이컵으로 제작 가능하였으나, 종이컵의 제작비용 및 제작공정의 용이성과 사용측면을 고려하였을 때 실시예 3이 가장 우수하였다.
[
비교예]
본 발명의 내유성, 내수성, 방습 및 열실링성을 가지는 다층 코팅기술을 이용한 친환경 수용성 식품 포장지의 비교예는 종래 기술에 의한 것으로 아래와 같은 조성물의 함량으로 혼합하여 제조하였다.
아크릴에멀젼 60 중량부, 에틸렌 비닐아세테이트에멀젼 29 중량부, 우레탄에멀젼 9 중량부, 슬립제로 광진 실리콘사의 SO-7920을 1 중량부, 소디움 디옥틸 설포석시네이트계 분산제인 CYTEC사의 OS-75를 1 중량부 첨가하여 반응용기에 넣고 상온에서 30분간 교반하는 방법으로 코팅액을 제조하여 종이 상면에 코팅을 하였다.
[
시험예]
실시예 1 내지 3과 비교예를 동일한 조건 하에서 물성을 시험하여, 그 결과를 표 1로 정리하였다.
| 시험항목 | 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | 비교예 |
| 식품포장 안정성 | ○ | ○ | ◎ | ○ |
| 알카리 해리성 및 분산성 | △ | △ | ◎ | △ |
| 표면 거칠기(평활도) | ○ | ◎ | ◎ | △ |
| 내유도 | ○ | ○ | ◎ | △ |
| 내수도 | ○ | ○ | ◎ | △ |
| 투기도 | △ | ○ | ◎ | △ |
| 투습도 | △ | ○ | ◎ | △ |
| 열접착(열실링)강도 | × | ○ | ◎ | × |
| 범례) ◎ 매우우수, ○ 우수, △ 보통, ×부족 투습도 : ◎ < 2 mg/㎡, ○ 2 ~ 20 mg/㎡, △ 20 ~ 50 mg/㎡, ×> 50 mg/㎡ 투기도 : ◎ < 5 cc/㎡, ○ 5 ~ 30 cc/㎡, △ 30 ~ 60 cc/㎡, ×> 60 cc/㎡ 열접착강도 : ◎ > 1,200 g/37mm, ○ 900 ~ 1200 g/37mm, △ 800 ~ 900 g/37mm, ×< 800 g/37mm |
||||
<시험방법>
표면거칠기(평활도) : KSM ISO 5627:2011
내유도 : KS M 7124:2008
내수도 : KS M 7025:2012:12
투기도 : KS M 7020:2006:11
투습도(중량법) : KS M ISO 2528
열접착(열실링)강도 : 자체시험
본 발명에 의해 제조된 식품 포장지의 표면 거칠기는 KSM ISO 5627:2011의 방법으로 시험하고, 내유성은 KS M 7124:2008의 방법으로 시험하고, 내수성은 KS M 7025:2012:12의 방법으로 시험하고, 투기성은 KS M 7020:2006:11으의 방법으로 시험하고, 투습성은 KS M ISO 2528의 방법으로 시험하고, 열접착(열실링)강도은 자체시험을 통해서 시험하였다. 상기 시험을 통해 실시예 3으로 제조된 식품 포장지가 제작비용 및 제작공정의 용이성을 고려하였을 때 가장 우수하였다.
또한, 본 발명에 의해 제조된 식품 포장지의 친환경성은 한국 환경부 환경표지 대상제품 및 인증기준(EL 103:2007)의 알칼리 해리성 및 분산성 시험에서 불순물이 포함되어 있지 않았으며, 점착성이 나타나지 않았다. 따라서, 재사용이 가능한 수준을 달성하였다.
아울러, 본 발명에 의해 제조된 식품 포장지는 식품안전처 식품공전 기구 및 용기포장에 대한 기준 및 규격의 가공기재의 시험규격에 부합하여 식품 포장지로 안전하게 사용할 수 있다.
이상, 본 발명에서 설명한 것은 내유성, 내수성, 방습성 및 열실링성을 가지는 다층 코팅기술을 이용한 친환경 수용성 식품 포장지 및 그의 제조방법을 위한 실시예에 불과한 것으로, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
100 : 기재
200 : 내유성 코팅층
300 : 내수성 코팅층
400 : 방습 및 열실링성 코팅층
200 : 내유성 코팅층
300 : 내수성 코팅층
400 : 방습 및 열실링성 코팅층
Claims (10)
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 도공지 또는 비도공지 또는 크래프트지로 이루어진 기재(100) 상면에 내유성 코팅제로 코팅하여 내유성 코팅층(200)을 형성하는 단계(S10);
상기 단계(S10)에서 형성된 내유성 코팅층(200) 상면에 내수성 코팅제로 코팅하여 내수성 코팅층(300)을 형성하는 단계(S20);
상기 단계(S20)에서 형성된 내수성 코팅층(300) 상면에 방습 및 열실링성 코팅제로 코팅하여 방습 및 열실링성 코팅층(400)을 형성하는 단계(S30);
상기 단계(S30)에서 방습 및 열실링성 코팅층(400)을 형성한 후 건조하는 단계(S40)로 이루어지되,
상기 단계(S40)에서 자외선 램프, 열풍장치, 냉각 쿨링 장치가 구성된 자외선 건조장치로 건조하며,
상기 내유성 코팅층(200), 내수성 코팅층(300), 방습 및 열실링성 코팅층(400)의 내부까지 건조하면서, 식품 포장지의 얼룩 발생을 방지하도록 상기 열풍 장치에서 50 내지 200 ℃ 온도로 1 내지 5 분 동안 열풍을 분사하고,
식품 포장지의 컬(curl) 현상을 방지하도록 상기 냉각 쿨링 장치에서 냉각 바람이 분사되면서 내유성 코팅층(200), 내수성 코팅층(300), 방습 및 열실링성 코팅층(400)을 -10 내지 10 ℃ 온도로 1 내지 3 분 동안 급속 냉각하는 것을 특징으로 하는 내유성, 내수성, 방습성 및 열실링성을 가지는 다층 코팅기술을 이용한 친환경 수용성 식품 포장지의 제조방법.
- 제 8 항에 있어서,
상기 단계(S10) 내지 (S30)의 내유성 코팅제, 내수성 코팅제, 방습 및 열실링성 코팅제는 나이프팅 코팅, 리버스 롤 코팅, 에어 나이프 코팅 및 와이어로드 코팅 방식 중 어느 하나를 선택하여 코팅하는 것을 특징으로 하는 내유성, 내수성, 방습성 및 열실링성을 가지는 다층 코팅기술을 이용한 친환경 수용성 식품 포장지의 제조방법.
- 삭제
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