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KR102417523B1 - 코팅시트 또는 라미네이션 코팅시트 및 이를 이용한 제품 - Google Patents

코팅시트 또는 라미네이션 코팅시트 및 이를 이용한 제품 Download PDF

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KR102417523B1
KR102417523B1 KR1020210089631A KR20210089631A KR102417523B1 KR 102417523 B1 KR102417523 B1 KR 102417523B1 KR 1020210089631 A KR1020210089631 A KR 1020210089631A KR 20210089631 A KR20210089631 A KR 20210089631A KR 102417523 B1 KR102417523 B1 KR 102417523B1
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Abstract

본 발명은 코팅시트 또는 라미네이션 코팅시트 및 이를 이용한 제품에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol, PVA), 카복시메틸셀룰로오스(carboxy methyl cellulose, CMC) 및 아크릴산 에멀젼(acrylic acid emulsion)과 폴리에틸렌 왁스(polyethylene wax)의 혼합물(AAE-PW)로 구성된 군을 기준으로 해서 기체 차단성, 낮은 대전성, 우수한 인쇄성, 내약품성, 보향성, 내후성, 광택성, 투명성, 열 압착 접합성, 환경 적합성, 생체 적합성의 원하는 특성에 따라 코팅제를 선택하여 종이, 수지 필름, 천(섬유) 등의 기재층의 일면 또는 양면에 코팅시켜 코팅시트를 제조하거나, 기재층 사이 일면 또는 양면에 코팅하여 접착·합치시켜 라미네이션 코팅시트를 제조하고 이를 포장재의 제품에 적용함으로써 인체에 무해하고 친환경적이며, 재활용이 가능한 제품을 제조함과 동시에 제조 과정의 불편함과 사용상의 불편함도 해소시킬 수 있다.

Description

코팅시트 또는 라미네이션 코팅시트 및 이를 이용한 제품{Coated Sheet or Laminated and Coated Sheet and Products Using The Same}
본 발명은 코팅시트 또는 라미네이션 코팅시트 및 이를 이용한 제품에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol, PVA), 카복시메틸셀룰로오스(carboxy methyl cellulose, CMC) 및 아크릴산 에멀젼(acrylic acid emulsion)과 폴리에틸렌 왁스(polyethylene wax)의 혼합물(AAE-PW)을 필름, 종이 또는 섬유에 코팅시키거나 코팅시키고 서로 접착 합치시켜 라미네이션(lamination)시켜 코팅시트를 제조하고 이를 이용하여 여러가지 용도의 용기, 빨대, 포장재, 라벨 등의 제품을 친환경적으로 제조할 수 있는 게 코팅시트 또는 라미네이션 코팅시트 및 이를 이용한 제품에 관한 것이다.
기존에 많이 사용되고 있는 연포장(軟包裝)재, 식품 포장 용기 및 뚜껑, 병과 플라스틱 용기 표면에 부착된 인쇄 필름 라벨(film label)은 대부분 비닐(vinyl)과 PP (polypropylene), PE (polyethylene), PET (polyethylene terephthalate) 등과 같은 폴리머로 만들어져 환경에 심각한 오염원이 되고 있으나, 특별한 대안이 없어 현재도 여전히 사용하고 있다. 이를 해결하기 위해 많은 연구가 진행되고 있지만, 아직도 실생활에 적용될 만한 뚜렷한 제품은 개발되지 못하고 있는 실정이다.
가장 좋은 대체 방안으로 개발할 수 있는 것이 종이를 이용하는 것인데, 종이는 습기나 물에 약하고, 기체를 차단하지 못해 내용물을 장시간 변질되지 않게 보존하지 못하는 단점이 있고, 밀봉 시, 종이끼리 자체 접합(sealing)이 되지 않아 별도의 접착제를 발라 접착을 시켜야 하는 번거로움이 있다.
이러한 문제점들을 개선시키기 위한 한 방안으로는, 기존에 사용되는 소재들을 생분해성 고분자와 생붕괴성 고분자를 이용하여 대체시키는 것이다. 여기서 생분해성 고분자란 박테리아, 곰팡이, 조류와 같은 천연 미생물의 작용으로 분해가 일어나는 고분자이고, 생붕괴성 고분자는 생분해성 고분자와 비분해성 고분자가 혼용되어 생분해성 고분자만 선택적으로 분해되는 고분자를 말한다. 생붕괴성 고분자는 대개 생분해성 고분자의 가격이 고가라 적용하기 어려운 경우, 비분해성 고분자와 혼용하여 가격과 물성을 조절하여 제품화한 경우가 많다.
폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 올레핀 수지를 적용하려는 시도는 있었지만 상기 수지는 인쇄적성을 부여하는 표면처리제와의 접착성이 불량하고, 빠른 시간 안에 물과 이산화탄소로 완전 분해되어, 공해 없이 인체에도 무해하게 자연계로 순환되는 생분해성 목적을 달성하기엔 부족한 면이 있다.
이에, 본 발명자들은 종이로 제조된 용기, 빨대 및 포장/라벨 제품들의 습기와 물에 취약하고, 강도가 약한 단점으로 인해 야기되는 종이의 사용상의 불편함과 접착제를 바르고 밀봉해야 하는 번거로움을 해결하기 위하여 예의 노력한 결과, 폴리비닐알코올(poly vinyl alcohol, PVA), 카복시메틸셀룰로오스(carboxy methyl cellulose, CMC) 및 아크릴산 에멀젼(acrylic acid emulsion)과 폴리에틸렌 왁스(polyethylene wax)의 혼합물(AAE-PW)로 구성된 군을 기준으로 해서 기체 차단성, 낮은 대전성, 우수한 인쇄성, 내약품성, 보향성, 내후성, 광택성, 투명성, 열 압착 접합성, 환경 적합성, 생체 적합성 등의 특성 중, 원하는 특성에 맞게 코팅제를 선택하여 종이, 수지 필름, 천(섬유) 등의 일면 또는 양면에 코팅시켜 코팅시트를 제조하거나, 종이-수지필름, 수지필름-수지필름, 종이-종이, 종이-천(섬유), 수지필름-천(섬유) 사이 일면 또는 양면에 코팅하여 접착·합치시켜 라미네이션 코팅시트를 제조하여 이를 포장재 등의 제품에 적용할 경우, 인체에 무해하고 친환경적이며, 재활용이 가능한 제품을 제조함과 동시에 제조 과정의 불편함과 사용상의 불편함도 해소시킬 수 있고, 접착/코팅액 제조 시 인체에 유해한 유기 용제를 사용하지 않고 물만을 사용하여 접착/코팅액 제조 공정에서부터 코팅시트와 라미네이션 코팅시트의 제조공정 및 제품을 만드는 모든 공정에 이르기까지 인체에 해가 없는 분위기에서 제조할 수 있고 폐수, 공해 및 소음이 전혀 없이 친환경적으로 제조할 수 있는 것을 확인하고, 본 발명을 완성하게 되었다.
대한민국 등록특허 제10-2155614호 대한민국 등록특허 제10-2244864호
본 발명의 목적은 종이-종이 라미네이션 코팅시트와 종이 코팅시트 제조의 경우에서는 습기와 물에 취약하고 강도가 약한 단점으로 인해 야기되는 기존 종이 제품들의 사용상의 불편함을 개선시키고, 밀봉 과정에서도 별도의 접착제를 바르고 밀봉을 시켜야 하는 번거로움을 없애고자 하였으며, 또한 인쇄의 용이성과 수분이나 기체(산소) 투과 차단성이 높고, 별도의 접착제 없이도 압착 가열만으로 자체적으로 열 접합이 되는 라미네이션 코팅시트와 코팅시트 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 종이-수지필름 라미네이션 코팅시트와 수지필름 코팅시트 제조의 경우에서도, 기체(산소) 투과 차단성을 높임은 물론, 제품(용기, 포장재, 뚜껑, 라벨 등) 제조 시, 쉽게 동종(同種) 재질을 사용할 수 있게 하여 사용 후, 재활용성을 높게 하고, 이종(異種) 재질 사용 시에도 이종 재질이 서로 쉽게 분리(이종 재질 제품을 조각으로 잘라 물에 넣으면 시간이 지남에 따라 분리)되게 하여 재활용을 보다 용이하게 하는 라미네이션 코팅시트와 코팅시트 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 라미네이션 코팅시트와 코팅시트를 이용하여 기존의 병과 플라스틱과 같은 용기와 플라스틱 빨대, 비닐류 연포장재, 비닐류나 알루미늄 호일을 사용하는 용기 표면 라벨(label) 그리고 용기 뚜껑 등의 소재를 친환경적인 소재로 대체시켜 환경오염을 획기적으로 줄이고, 사용된 제품의 재활용성을 극대화시킬 수 있는 친환경 제품 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 기재층; 및 기재층의 일면 또는 양면에 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol, PVA), 카복시메틸셀룰로오스(carboxy methyl cellulose, CMC) 및 아크릴산 에멀젼(acrylic acid emulsion)과 폴리에틸렌 왁스(polyethylene wax)의 혼합물(AAE-PW)로 구성된 군에서 1종 이상 선택된 코팅제가 코팅되어 있는 코팅층;을 포함하는 코팅시트를 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 코팅제 중 상기 PVA는 0.6~100중량%이거나 상기 CMC는 0.12~100중량%이거나 상기 AAE-PW는 10~100중량%인 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 기재층은 종이, 골판지, 수지필름 또는 섬유인 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 수지필름은 PE (polyethylene), PP (polypropylene), PET (polyethylene terephthalate), PLA (Poly Lactic Acid), PBAT (Polybutylene adipate-co-terephthalate), PBS (polybutylene succinate), EVA (Ethylene Vinyl Acetate), PVA (Poly vinyl alcohol) 및 EVOH (Ethylene vinyl Alcohol)으로 구성된 군에서 선택되는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 기재층의 두께는 3~200㎛이고, 상기 코팅층(20)의 두께는 0.1 ~ 180㎛인 것이 바람직하다.
본 발명은 기재층의 일면 또는 양면에 폴리비닐알코올(PVA) 용액, 카복시메틸셀룰로오스(CMC) 용액 및 아크릴산 에멀젼(acrylic acid emulsion, AAE)과 폴리에틸렌 왁스(polyethylene wax, PW)의 AAE-PW 혼합용액으로 구성된 군에서 1종 이상 선택된 코팅제 용액을 코팅하는 단계를 포함하는 코팅시트의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 코팅제 용액은 93~15:85~7 부피비의 PVA 용액과 CMC 용액의 혼합용액; 24~92:8~76 부피비의 PVA 용액과 AAE-PW 용액의 혼합용액; 93~15:85~7 부피비의 AAE-PW 용액과 CMC 용액의 혼합용액; 또는 33~45:25~37:18~42 부피비의 PVA 용액과 AAE-PW 용액과 CMC 용액의 혼합용액인 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 PVA 용액은 1.5~10중량% 수용액이고, 상기 CMC 용액은 0.3~2.0중량% 수용액이며, 상기 AAE-PW 혼합용액은 30~90중량% 수용액인 것이 바람직하다.
본 발명은 제1 기재층의 일면 또는 양면에 폴리비닐알코올(PVA), 카복시메틸셀룰로오스(CMC) 및 아크릴산 에멀젼과 폴리에틸렌 왁스의 혼합물(AAE-PW)로 구성된 군에서 선택된 1종 이상 선택된 코팅제가 코팅되어 있는 제1 코팅층을 포함하는 제1 코팅시트; 및 제2 기재층의 일면 또는 양면에 폴리비닐알코올(PVA), 카복시메틸셀룰로오스(CMC) 및 아크릴산 에멀젼과 폴리에틸렌 왁스의 혼합물(AAE-PW)로 구성된 군에서 선택된 1종 이상 선택된 코팅제가 코팅되어 있는 제2 코팅층을 포함하는 제2 코팅시트;를 접착·합치시킨 것을 특징으로 하는 라미네이션 코팅시트를 제공한다.
본 발명은 바람직하게는 상기 제2 코팅시트 상에, 제n 기재층의 일면 또는 양면에 폴리비닐알코올(PVA), 카복시메틸셀룰로오스(CMC) 및 아크릴산 에멀젼과 폴리에틸렌 왁스의 혼합물(AAE-PW)로 구성된 군에서 선택된 1종 이상 선택된 코팅제가 코팅되어 있는 제n 코팅층을 포함하는 제n 코팅시트(여기서, n=3 내지 10의 정수)를 순차적으로 추가로 접착·합치시킨 것을 특징으로 한다.
본 발명은 제1 기재층의 일면 또는 양면에 폴리비닐알코올(PVA), 카복시메틸셀룰로오스(CMC) 및 아크릴산 에멀젼과 폴리에틸렌 왁스의 혼합물(AAE-PW)로 구성된 군에서 선택된 1종 이상 선택된 코팅제가 코팅되어 있는 코팅층을 포함하는 제1 코팅시트; 및 제2 기재층의 일면 또는 양면에 폴리비닐알코올(PVA), 카복시메틸셀룰로오스(CMC) 및 아크릴산 에멀젼과 폴리에틸렌 왁스의 혼합물(AAE-PW)로 구성된 군에서 선택된 1종 이상 선택된 코팅제가 코팅되어 있는 코팅층을 포함하는 제2 코팅시트;를 접착·합치시키고 60~320℃에서 가열압착 롤링시키는 단계를 포함하는 라미네이션 코팅시트의 제조방법을 제공한다.
본 발명은 용기 본체, 용기 표면 라벨, 용기 뚜껑, 포장재 또는 빨대에 상기 코팅시트 또는 상기 라미네이션 코팅시트를 적용시킨 것을 특징으로 하는 친환경 제품을 제공한다.
본 발명은 용기 본체, 용기 표면 라벨, 용기 뚜껑, 포장재 또는 빨대에 상기 코팅시트 또는 상기 라미네이션 코팅시트를 놓고 압착 가열시켜 접착제 없이 자체 열 봉합시키는 단계를 포함하는 친환경 제품의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따라 종이-종이, 종이-수지필름, 수지필름-수지필름, 종이-천, 수지필름-천 등을 라미네이션시켜 제조된 라미네이션 코팅시트나, 종이나 수지필름, 천의 단면 또는 양면에 코팅시켜 제조된 코팅시트는 종이(단면 또는 양면 코팅된 종이), 종이-종이(라미네이션된 종이)의 경우는 재활용이 가능하고, 종이-수지필름의 경우는 종이와 수지필름이 쉽게 분리되어, 수거하여 분리 후, 재활용을 할 수 있고, 수지필름(단면 또는 양면이 코팅된 필름), 수지필름-수지필름(라미네이션된 수지필름)의 경우는, 용기와 뚜껑, 라벨을 동종(同種)으로 사용할 수 있어 재활용이 아주 용이하다.
또한 종이와 수지필름의 종류에 관계없이, 원하는 종이와 원하는 수지필름에 거의 다 적용시킬 수 있어, 활용범위에 제약이 거의 없고, 접착/코팅액을 만들 때, 용매를 모두 물로만 사용하기 때문에, 접착/코팅액을 만들 때나, 라미네이션 코팅시트와 코팅시트 제조뿐 아니라, 제품 제조 시에도, 인체에 해가 전혀 없고, 환경에도 해가 전혀 없이 제조할 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명에 따라 라미네이션시키거나 코팅시킨 시트를 적용시켜, 용기, 포장재, 빨대 및 라벨 등의 제품을 만들면, 기체(산소) 투과 차단성이 뛰어나 제품(식품)을 장시간 변질 없이 오래 보관할 수 있고, 접착, 밀봉 공정에서도 기존에 별도의 접착제를 바르고 밀봉시키거나 부착시키는 번거로운 공정 없이도, 압착 가열 방식으로 자체적으로 열 봉합을 시킬 수 있어, 작업환경도 깨끗하고, 생산성도 높일 수 있고, 포장비나 공정비도 절감시킬 수 있다. 게다가 환경적으로도 기존에 포장 재질로 사용되고 있는 플라스틱류나 비닐류 사용을 크게 줄일 수 있고, 재활용을 크게 증가시킬 수 있어, 환경오염 방지와 환경오염을 줄이는데 크게 기여할 수 있다.
또한, 용기와의 접합력이 강한 특성을 요하는 뚜껑이나 포장재 용도로도 사용할 수 있고, 인쇄도 용이하고, 압착 가열 방식으로 자체적으로 밀봉을 시킬 수 있어, 그 적용범위를 여러 분야로 크게 확대시킬 수 있고, 무엇보다 저렴한 가격으로 제품을 생산할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 일 실시예에서 사용하는 PVA 6중량% 용액을 나타낸 사진이다.
도 2는 본 발명에 따른 일 실시예에서 사용하는 CMC 1중량% 용액을 나타낸 사진이다.
도 3은 본 발명에 따른 일 실시예에서 사용하는 AAE-PW 용액을 나타낸 사진으로, (a)는 아크릴산 에멀젼 85중량%와 폴리에틸렌 왁스 5중량%와 물 10중량%를 혼합한 AAE-PW 용액을 나타낸 사진이고, (b)는 상기 (a) 용액을 물로 희석하여 만든 60중량% AAE-PW 수용액을 나타낸 사진이다.
도 4의 (a)는 본 발명의 PVA 6중량% 용액(도 1)과 CMC 1중량% 용액(도 2)을 50:50의 부피비로 혼합한 PVA-CMC 용액을 나타낸 사진이고, 도 4의 (b)는 본 발명의 도 1의 용액과 도 2의 용액과 도 3의 용액을 40:40:20의 부피비로 혼합한 PVA-(AAE-PW)-CMC 용액을 나타낸 사진이다.
도 5는 본 발명에 사용된 원지(原紙)[크라프트(kraft) 지, 80gsm(g/㎡; gram per square meter, 즉 ㎡당 종이 무게를 표기한 것)]를 나타낸 것이다.
도 6의 (a)는 원지를 도 4의 (a) 용액으로 양면 코팅한 종이이고, (b)는 도 4의 (b) 용액으로 원지를 양면 코팅한 종이를 나타낸 것이다.
도 7의 (a)는 도 4의 (a) 용액으로 단면 코팅한 PE 필름을, (b)는 도 4의 (b) 용액으로 단면 코팅한 PP 필름을, (c)는 도 4의 (a) 용액으로 단면 코팅한 PET 필름을 나타낸 사진이다.
도 8의 (a)는 도 4의 (a) 용액으로 PE-PBAT 필름을 라미네이션한 것을, (b)는 도 4의 (b) 용액으로 PP-PBAT 필름을 라미네이션한 것을, (c)는 도 4의 (a) 용액으로 PET-PLA-PBAT 필름을 라미네이션한 것을 나타낸 것이다.
도 9의 (a)는 도 4의 (a) 용액으로 크라프트 지(120gsm)-PBAT 필름을 라미네이션한 것을, (b)는 도 4의 (b) 용액으로 크라프트 지(80gsm)-PBAT 필름을 라미네이션한 것을, (c)는 도 4의 (a) 용액으로 재생지(골판지용)-PLA-PBAT 필름을 라미네이션한 것을, (d)는 도 4의 (b) 용액으로 마분지-PLA-PBAT 필름을 라미네이션한 것을, (e)는 원지에 PVA 필름을 라미네이션한 다음, 그 위에 PBAT 필름으로 라미네이션한 것을, (f)는 원지에 PBAT 필름을 라미네이션하고, 그 위에 PVA 필름을 라미네이션한 다음, 다시 그 위에 [PLA(5중량%)-PBAT(95중량%)] 필름을 라미네이션한 것을 나타낸 것이다.
도 10은 도 4의 (a) 용액으로 천[면(綿)]을 코팅한 것을 나타낸 것이다.
도 11의 (a), (b), (c), (d)는 본 발명으로 만든 용기들과 용기 뚜껑들을, (e), (f), (g)는 라벨에 사용된 PP 수지필름 및 PP 수지 필름 라벨을, (h)는 용기와 라벨을 실제 동종(PP)으로 적용한 실시예를 나타낸 것이고, (i), (j)는 본 발명으로 만든 종이 빨대를 최근에 시중에서 사용되고 있는 종이 빨대와 내수성을 비교한 것이다.
도 12는 본 발명의 제품으로 만든 아이스 팩(ice pack) 봉투들의 방수성을 테스트하기 위해, (a)는 도 9의 (a)로 만든 아이스 팩 봉투에 물을 채운 것을, (b)는 도 9의 (c)로 만든 아이스 팩 봉투에 물을 채운 것을, (c)는 기존에 아이스 팩 봉투로 사용되는 제품(종이에 PE 코팅)의 종이만을 사용하여 본 발명의 도 4의 (a) 용액으로 PBAT 수지필름과 라미네이션시켜 만든 아이스 팩 봉투에 물을 채운 것을 나타낸 것이다.
도 13의 (a)는 본 발명의 도 4의 (a) 용액으로 크라프트 지(30gsm)-PBAT 라미네이션한 것을 PP 용기 뚜껑 포장재로 사용하여 열 접합시킨 것을, (b)는 도 4의 (a) 용액으로 크라프트 지(80gsm)-PBAT 라미네이션한 것을, PP 용기 뚜껑 포장재로 사용하여 감압(減壓) 상태로 열 접합시킨 것을 나타낸 것이다.
도 14는 도 13의 (b)에 사용된 라미네이션 코팅시트 2장을 겹쳐 열 봉합시킨 후 열 봉합 접착력을 측정한 결과이다.
도 15는 PP 수지 필름에 도 4의 (a) 용액으로 코팅한 것을 동종(同種) 250ml PP 용기에 부착하여 산소 투과 차단성을 공인기관에서 측정한 결과이다.
도 16의 (a)는 도 4의 (a) 용액으로 크라프트 지(30gsm)-PBAT 라미네이션한 것을 종이로 만든 용기에 뚜껑 포장재로 사용하여, 열 접합시킨 후, 뚜껑 포장재를 뜯었을 때의 상태를 나타낸 사진이고, 도 16의 (b)의 기존 뚜껑 포장재를 뜯었을 때의 잔유물이 남은 상태를 나타낸 사진이다.
다른 식으로 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 숙련된 전문가에 의해서 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 일반적으로, 본 명세서에서 사용된 명명법은 본 기술 분야에서 잘 알려져 있고 통상적으로 사용되는 것이다.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 폴리비닐알코올(PVA), 카복시메틸셀룰로오스(CMC) 및 아크릴산 에멀젼과 폴리에틸렌 왁스의 혼합물(AAE-PW)로 구성된 군을 기준으로 해서 기체 차단성, 낮은 대전성, 우수한 인쇄성, 내약품성, 보향성, 내후성, 광택성, 투명성, 열 압착 접합성, 환경 적합성, 생체 적합성 등의 특성 중, 원하는 특성에 맞게 코팅제를 선택하여 종이, 수지 필름, 천(섬유) 등의 일면 또는 양면에 코팅시켜 코팅시트를 제조하거나, 종이-수지필름, 수지필름-수지필름, 종이-종이, 종이-천(섬유), 수지필름-천(섬유) 사이 일면 또는 양면에 코팅하여 접착·합치시켜 라미네이션 코팅시트를 제조하여 이를 포장재 등의 제품에 적용할 경우, 인체에 무해하고 친환경적이며, 재활용이 가능한 제품을 제조함과 동시에 제조 과정의 불편함과 사용상의 불편함도 해소시킬 수 있고, 접착/코팅액 제조 시 인체에 유해한 유기 용제를 사용하지 않고 물만을 사용하여 접착/코팅액 제조 공정에서부터 코팅시트와 라미네이션 코팅시트의 제조공정 및 제품을 만드는 모든 공정에 이르기까지 인체에 해가 없는 분위기에서 제조할 수 있고 폐수, 공해 및 소음이 전혀 없이 친환경적으로 제조할 수 있는 것을 확인하였다.
따라서, 본 발명은 일 관점에서 기재층; 및 기재층의 일면 또는 양면에 폴리비닐알코올(PVA), 카복시메틸셀룰로오스(CMC) 및 아크릴산 에멀젼과 폴리에틸렌 왁스의 혼합물(AAE-PW)로 구성된 군에서 1종 이상 선택된 코팅제가 코팅되어 있는 코팅층;을 포함하는 코팅시트에 관한 것이다.
또한, 본 발명의 다른 관점은 기재층의 일면 또는 양면에 폴리비닐알코올(PVA) 용액, 카복시메틸셀룰로오스(CMC) 용액 및 아크릴산 에멀젼(acrylic acid emulsion, AAE)과 폴리에틸렌 왁스(polyethylene wax, PW)의 AAE-PW 혼합용액으로 구성된 군에서 1종 이상 선택된 코팅제 용액을 코팅하는 단계를 포함하는 코팅시트의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 있어서, 바람직하게는 상기 코팅제 중 상기 PVA는 0.6~100중량%이거나 상기 CMC는 0.12~100중량%이거나 상기 AAE-PW는 10~100중량%일 수 있다.
본 발명에 있어서, 바람직하게는 상기 기재층은 종이, 골판지, 수지필름 또는 섬유일 수 있고, 그 중에서 상기 수지필름은 PE (polyethylene), PP (polypropylene), PET (polyethylene terephthalate), PLA (Poly Lactic Acid), PBAT (Polybutylene adipate-co-terephthalate), PBS (polybutylene succinate), EVA (Ethylene Vinyl Acetate) PVA (Poly vinyl alcohol) 및 EVOH (Ethylene vinyl Alcohol)으로 구성된 군에서 선택될 수 있으며, 바람직하게는 PE, PP, PET, PBAT를 사용하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 있어서, 바람직하게는 상기 기재층의 두께는 3 ~ 200㎛이고, 상기 코팅층의 두께는 0.1 ~ 180 ㎛일 수 있다.
본 발명에 의한 코팅시트의 제조방법에 있어서, 바람직하게는 상기 코팅제 용액은 93~15:85~7 부피비의 PVA 용액과 CMC 용액의 혼합용액; 24~92:8~76 부피비의 PVA 용액과 AAE-PW 용액의 혼합용액; 93~15:85~7 부피비의 AAE-PW 용액과 CMC 용액의 혼합용액; 또는 33~45:25~37:18~42 부피비의 PVA 용액과 AAE-PW 용액과 CMC 용액의 혼합용액일 수 있다.
본 발명에 의한 코팅시트의 제조방법에 있어서, 바람직하게는 상기 PVA 용액은 1.5~10중량% 수용액이고, 상기 CMC 용액은 0.3~2.0중량% 수용액이며, 상기 AAE-PW 혼합용액은 30~90중량% 수용액일 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 관점은 제1 기재층의 일면 또는 양면에 폴리비닐알코올(PVA), 카복시메틸셀룰로오스(CMC) 및 아크릴산 에멀젼과 폴리에틸렌 왁스의 혼합물(AAE-PW)로 구성된 군에서 선택된 1종 이상 선택된 코팅제가 코팅되어 있는 제1 코팅층을 포함하는 제1 코팅시트; 및 제2 기재층의 일면 또는 양면에 폴리비닐알코올(PVA), 카복시메틸셀룰로오스(CMC) 및 아크릴산 에멀젼과 폴리에틸렌 왁스의 혼합물(AAE-PW)로 구성된 군에서 선택된 1종 이상 선택된 코팅제가 코팅되어 있는 제2 코팅층을 포함하는 제2 코팅시트;를 접착·합치시킨 것을 특징으로 하는 라미네이션 코팅시트에 관한 것이다.
본 발명에 있어서, 바람직하게는 상기 제2 코팅시트 상에, 제n 기재층의 일면 또는 양면에 폴리비닐알코올(PVA), 카복시메틸셀룰로오스(CMC) 및 아크릴산 에멀젼과 폴리에틸렌 왁스의 혼합물(AAE-PW)로 구성된 군에서 선택된 1종 이상 선택된 코팅제가 코팅되어 있는 제n 코팅층을 포함하는 제n 코팅시트(여기서, n=3 내지 10의 정수)를 순차적으로 추가로 접착·합치시킬 수 있다.
또한, 바람직한 실시예로서, 상기 제2 코팅시트 상에, 제3 기재층의 일면 또는 양면에 폴리비닐알코올(PVA), 카복시메틸셀룰로오스(CMC) 및 아크릴산 에멀젼과 폴리에틸렌 왁스의 혼합물(AAE-PW)로 구성된 군에서 선택된 1종 이상 선택된 코팅제가 코팅되어 있는 코팅층을 포함하는 제3 코팅시트;를 추가로 접착·합치시키거나, 제3 코팅시트 및 제4 코팅시트를 접착·합치시키거나, 제3 코팅시트, 제4 코팅시트를 포함하여 제n 코팅시트까지 순차적으로 접착·합치시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 관점은 제1 기재층의 일면 또는 양면에 폴리비닐알코올(PVA), 카복시메틸셀룰로오스(CMC) 및 아크릴산 에멀젼과 폴리에틸렌 왁스의 혼합물(AAE-PW)로 구성된 군에서 선택된 1종 이상 선택된 코팅제가 코팅되어 있는 코팅층을 포함하는 제1 코팅시트; 및 제2 기재층의 일면 또는 양면에 폴리비닐알코올(PVA), 카복시메틸셀룰로오스(CMC) 및 아크릴산 에멀젼과 폴리에틸렌 왁스의 혼합물(AAE-PW)로 구성된 군에서 선택된 1종 이상 선택된 코팅제가 코팅되어 있는 코팅층을 포함하는 제2 코팅시트;를 접착·합치시키고 60~320℃에서 가열압착 롤링시키는 단계를 포함하는 라미네이션 코팅시트의 제조방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 관점은 용기 본체, 용기 표면 라벨, 용기 뚜껑, 포장재 또는 빨대에 상기 코팅시트 또는 상기 라미네이션 코팅시트를 적용시킨 것을 특징으로 하는 친환경 제품에 관한 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 관점은 용기 본체, 용기 표면 라벨, 용기 뚜껑, 포장재 또는 빨대에 상기 코팅시트 또는 상기 라미네이션 코팅시트를 놓고 압착 가열시켜 접착제 없이 자체 열 봉합시키는 단계를 포함하는 친환경 제품의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 1차로 표 1에 나타낸 바와 같이, PVA 1.5~10중량% 수용액과 CMC 0.3~2.0중량% 수용액과 아크릴산 에멀젼 85~90중량%와 폴리에틸렌 왁스 1~5중량%와 물 5~10중량%가 혼합된 AAE-PW 30~90중량% AAE-PW 수용액을 제조한다
구분 물질 용매 특성 기본 용액
ⓐ PVA 물 기체 투과 차단성, 투명성, 광택성, 환경 적합성, 인체 무해 등 1.5~10중량% 수용액
ⓑ CMC 물 접착성, 투명성, 광택성, 환경 적합성, 인체 무해 등 0.3~2.0중량% 수용액
ⓒ AAE-PW 물 발림성, 방수 지속성, 환경 적합성, 인체 무해 등 30~90중량% 수용액
구분 요구 특성 물질 적용 용액 적용 가능한 용액
<A> 기체 투과 차단성, 투명성 PVA ①PVA 1.5~10중량% 수용액 좌기(左記) 적용용액이 40중량% 이상 포함된 수용액(다른 수용성 물질을 혼용하여 적용하여도 무방함) 즉, PVA 0.6중량% 이상을 포함하는 수용액
기체 투과 차단성, 접착성, 투명성 PVA와 CMC ②PVA 1.5~10중량% 수용액과 CMC 0.3~2.0중량% 수용액을 부피비로 (93~15):(85~7)로 혼합한 용액 좌기(左記) 적용용액이 40중량% 이상 포함된 수용액(다른 수용성 물질을 혼용하여 적용하여도 무방함) 즉, PVA 0.6중량% 이상, CMC 0.12중량% 이상을 포함하는 수용액을 (93~15):(85~7)의 부피비로 혼합한 용액
기체 투과 차단성과 발림성, 방수지속성 PVA와 AAE-PW ③PVA 1.5~10중량% 수용액과 AAE-PW 30~90중량% 수용액을 부피비로 (24~92):(8~76)로 혼합한 용액 좌기(左記) 적용용액이 40중량% 이상 포함된 수용액(다른 수용성 물질을 혼용하여 적용하여도 무방함) 즉, PVA 0.6중량% 이상, AAE-PW 10중량% 이상을 포함하는 수용액을 (24~92):(8~76)의 부피비로 혼합한 용액
<B> 기체 투과 차단성, 발림성, 방수지속성, 접착성, 투명성 PVA와 AAE-PW와 CMC PVA 1.5~10중량% 수용액과 AAE-PW 30~90중량% 수용액과 CMC 0.3~2.0중량% 수용액을 부피비로 (33~45):(25~37):(18~42)로 혼합한 용액 좌기(左記) 적용용액이 40중량% 이상 포함된 수용액(다른 수용성 물질을 혼용하여 적용하여도 무방함) 즉, PVA 0.6중량% 이상, AAE-PW 10중량% 이상, CMC 0.12중량% 이상을 포함하는 수용액을 (33~45):(25~37):(18~42)의 부피비로 혼합한 용액
<C> 발림성, 방수지속성, 접착성, 투명성 AAE-PW와 CMC AAE-PW 30~90중량% 수용액과 CMC 0.3~2.0중량% 수용액을 부피비로 (93~15):(85~7)로 혼합한 용액 좌기(左記) 적용용액이 40중량% 이상 포함된 수용액(다른 수용성 물질을 혼용하여 적용하여도 무방함) 즉, AAE-PW 10중량% 이상, CMC 0.12중량% 이상을 포함하는 수용액을 (93~15):(85~7) 부피비로 혼합한 용액
2차로 원하는 특성이나 요구되는 특성들에 맞게 표 1의 용액을 이용하여, 표 2와 같이 접착/코팅 용액을 만든다. 그리고 이 접착/코팅 용액을 이용하여 종이-수지필름, 수지필름-수지필름, 종이-종이, 종이-천, 수지필름-천 사이 한 면 또는 양면에 발라, 접착 합치시켜 라미네이션 코팅시트 및 적층 라미네이션 코팅시트를 만들거나, 또 이를 종이, 수지 필름, 천(섬유) 등의 단면 또는 양면에 코팅시켜 코팅시트를 만들거나 적층 코팅시트를 만들어, 병과 플라스틱과 같은 용기와 플라스틱 빨대, 비닐류 연포장재, 비닐류나 알루미늄 호일을 사용하는 용기 표면 라벨 또는 용기 뚜껑 포장재 등을 대체시키는 제품을 만드는 것이다.
상기 접착/코팅액은 기체 투과 차단성, 낮은 대전성, 우수한 인쇄성, 내약품성, 보향성, 내후성, 광택성, 투명성, 열 압착 접합성, 환경 적합성, 생체 적합성 등의 특성 중, 원하는 특성들에 따라 표 2와 같이 혼합되는 조성성분과 배합비가 달라진다.
표 2의 <A>의 ①에서 보듯이, 접착/코팅액을 만들 때, 기체 투과 차단성을 요하는 경우에는, PVA 1.5~10중량% 수용액 40중량% 이상이 포함된 혼합 용액 즉, PVA 0.6중량% 이상을 포함하는 수용액이면 된다. 다시 말해서 이 경우는 본 발명 취지에 부합되지 않고, 물에 녹는 다른 수용성 성분들을 PVA 0.6중량% 이상의 수용액과 혼합하여 적용시켜도 무방하다. 그러나 기체 투과 차단성을 월등히 높이려면, 그 정도에 따라 PVA 성분의 혼합비를 높이면 좋다.
기체 투과 차단성과 접착성 등을 요하는 경우에는, PVA와 CMC가 표 2의 <A>의 ②와 같이 혼합된 용액이 40중량% 이상 포함된 용액이면 된다. 다시 말해서 이 경우도, 본 발명 취지에 부합되지 않고, 물에 녹는 다른 수용성 성분들을 혼합하여 적용시켜도 무방하다. 그러나 기체 투과 차단성과 접착성을 월등히 높이려면, 그에 따라 PVA나 CMC의 혼합비를 높이면 좋다.
기체 투과 차단성, 발림성과 방수 지속성 등을 요하는 경우에는, 표 2의 <A>의 ③과 같이 혼합된 용액이 40중량% 이상 포함된 용액이면 된다. 다시 말해서 이 경우도, 본 발명 취지에 부합되지 않고, 물에 녹는 다른 수용성 성분들을 혼합하여 적용시켜도 무방하다. 그러나 기체 투과 차단성, 발림성과 방수 지속성을 월등히 높이려면, 그에 따라 PVA, AAE-PW의 혼합비를 높이면 좋다.
기체 투과 차단성, 발림성과 방수 지속성, 접착성 등을 요하는 경우에는, 표 2의 <B>와 같이 혼합된 용액이 40중량% 이상 포함된 용액이면 된다. 다시 말해서 이 경우도, 본 발명 취지에 부합되지 않고, 물에 녹는 다른 투명한 수용성 성분들을 혼합하여 적용시켜도 무방하다. 그러나 기체 투과 차단성, 발림성과 방수 지속성, 접착성을 월등히 높이려면, 그에 따라 PVA, AAE-PW, CMC의 혼합비를 높이면 좋다.
발림성과 방수 지속성, 접착성 등을 요하는 경우에는, 표 2의 <C>와 같이 혼합된 용액이 40중량% 이상 포함된 용액이면 된다. 다시 말해서 이 경우도, 본 발명 취지에 부합되지 않고, 물에 녹는 다른 수용성 성분들을 혼합하여 적용시켜도 무방하다. 그러나 발림성과 방수 지속성, 접착성을 월등히 높이려면, AAE-PW, CMC의 혼합비를 높이면 좋다.
본 발명은 앞에서 설명한 바대로, 1차로 표 1과 같이 기본 용액을 만든 후, 이를 이용하여 표 2와 같이 접착/코팅 용액을 만든 다음, 이 용액을 종이-수지필름, 수지필름-수지필름, 종이-종이 사이 한 면 또는 양면에 발라 접착 합치시켜 라미네이션 코팅시트 및 적층 라미네이션 코팅시트를 제조하였고, 또 이를 종이, 수지 필름, 천(섬유) 등의 단면 또는 양면에 코팅시켜 코팅시트 및 적층 코팅시트를 제조할 수 있다.
이와 같이 제조된 라미네이션 코팅시트나 코팅시트들은 기체 투과 차단성도 탁월하고, 종이의 경우 강도와 질김성도 높고, 경우에 따라 인쇄의 용이성도 좋고, 압착 가열 방식으로 자체적으로 강하게 접합되는 특성이 탁월하여 별도의 접착제를 사용하는 기존의 포장 공정보다 포장 공정이 훨씬 간편한 것을 확인하였다.
본 발명의 접착/코팅액은 기체 차단성, 낮은 대전성, 우수한 인쇄성, 내약품성, 보향성, 내후성, 광택성, 투명성, 열 압착 접합성, 환경 적합성, 생체 적합성 등의 특성 중, 원하는 특성들에 따라 PVA, AAE-PW, CMC 3가지 물질 중에서 혼합되는 물질과 배합비가 달라지며, 이 성분들을 포함시켜 다른 성분들을 추가로 첨가하여 사용하여도 무방하다.
본 발명에 사용되는 종이나 천은 본 발명에 사용상 제약이 거의 없어 대부분 시중에서 사용되는 것들에 적용시켜도 무방하고, 수지필름의 경우도 PE(polyethylene), PP(polypropylene), PET(polyethylene terephthalate), PLA(Poly Lactic Acid), PBAT(Polybutylene adipate-co-terephthalate), PBS(polybutylene succinate), EVA(Ethylene Vinyl Acetate) PVA(Poly vinyl alcohol), EVOH(Ethylene vinyl Alcohol) 등의 단일 물질이나 이들이 혼합되어 만들어진 수지필름에 이르기까지 거의 모든 수지필름들에 제약 없이 적용될 수 있다.
본 발명에 따라 만든, 라미네이션 코팅시트와 코팅시트는, 기존 포장 공정의 불편함을 해결시킴은 물론, 종이의 강도와 질김성도 높고, 경우에 따라 인쇄의 용이성도 있고, 열 봉합으로 강하게 자체 접합되는 특성이 탁월하였다. 실제 제품을 만들어 확인한 결과에서도, 별도의 접착제를 사용하는 기존의 포장 공정보다 포장 공정이 훨씬 간편하였고, 자체 열 접합력 또한, 강하게 접합됨을 확인하였다. 본 발명에서 열 접합력은 코팅된 종이 2장을 겹쳐 열 봉합시킨 것을, 열 봉합된 방향을 기준으로 해서 직각 방향으로 폭이 1.5㎝가 되도록 길게 자른 후, 자른 종이 한쪽 끝을 고정된 물체에 고정시키고, 다른 종이 한쪽 끝은 무게를 증가시킬 수 있도록 기구를 매달아, 기구 안에 물을 채우면서 무게를 증가시켜, 열 봉합 접착력이 2.3kg까지 견디는 것을 자체적으로 측정하여(본 테스트 방법은 대한민국 공개특허 제10-2010-0070096호를 참고하여 측정) 확인하였고, 공인기관 측정 결과에서도 2.36~2.39(kg/15mm)까지 강하게 접합됨을 확인하였다.
본 발명은 상기와 같이, PVA, AAE-PW, CMC로 구성된 군을 기준으로, 기체 차단성, 낮은 대전성, 우수한 인쇄성, 내약품성, 보향성, 내후성, 광택성, 투명성, 열 압착 접합성, 환경 적합성, 생체 적합성 등에서, 요구되는 특성들에 따라, 조성성분과 배합비를 달리하여 접착/코팅액을 제조하고, 이 용액을 이용하여 라미네이션 코팅시트나 코팅시트를 만든 다음, 이 라미네이션 코팅시트나 코팅시트로 용도와 원하는 사양에 따라 용기와 플라스틱 빨대, 비닐류 연포장재, 비닐류나 알루미늄 호일을 사용하는 용기 표면 라벨, 용기 뚜껑 포장재 등을 만들어, 기존에 환경유해 소재로 만들어지는 제품들을 대체시키고자 한 것이다.
본 발명에 따른 코팅방법에 있어서, 하기 방법에 따라 코팅할 수 있다.
(1) 딥핑(dipping)법
딥핑 코팅기를 이용하여 롤(roll)에 권취(winding)된 종이를 권출(unwinding)시키면서 코팅제 조성물에 침적시킨 다음, 건조시키고 다시 롤에 권취시켜 코팅된 종이를 수득한다.
(2) 스프레잉(spraying)법
롤에 권취된 종이를 권출시키고 상기 코팅제 조성물을 종이 양면에 분무시켜 도포시키고 난 다음, 전조시키고 다시 롤에 권취시켜 코팅된 종이를 수득한다.
(3) 페인팅(painting)법
롤에 권취된 종이를 권출시키고 브러쉬(brush) 등과 같은 페인팅 롤러(painting roller)를 이용하여 종이 양면에 상기 코팅제 조성물을 도포시키고 난 다음, 건조시키고 다시 롤에 권취시켜 코팅된 종이를 수득한다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
[실시예]
실시예 1
일반적으로 기체(산소) 투과 차단성과 자체 열 접합성, 환경 적합성, 평탄도(Flatness), 질김새 등의 특성을 요하는 종이-수지 필름, 종이-종이 라미네이션 코팅시트를 제조할 경우와 기체 투과 차단성과 투명성, 재활용성, 환경 적합성 등의 특성을 요하는 수지 필름-수지 필름의 경우에는, PVA와 CMC를 각각 물 1L(리터)에 50g과 10g을 녹인 후, 이를 50:50의 부피비로 혼합한 용액을 만들고, 이 용액을 딥핑(dipping) 법, 스프레이(spraying) 법, 페인팅(painting) 법 중에서 적절한 방법을 택일하여 종이-수지 필름, 종이-종이, 수지 필름-수지 필름, 사이 한 면 또는 양면에 바른다. 그리고 용액이 건조되기 전에 라미네이션시킬 경우에는, 합치할 시트를 합치한 후, 압착 롤링(rolling)하여 건조하거나 압착롤링과 가열압착 롤링(60~320℃)을 연이어 하여 라미네이션 코팅시트를 제조하고, 용액이 건조된 후에 라미네이션시킬 경우에는, 합치할 시트를 합치한 후, 가열압착 롤링 하여(60~320℃) 라미네이션 코팅시트를 제조하였다.
종이, 수지필름, 천의 단면 또는 양면에 코팅시켜 제조되는 코팅시트의 경우도 상기 접착/코팅액을 종이, 수지필름, 천의 단면 또는 양면에 딥핑(dipping) 법, 스프레이(spraying) 법, 페인팅(painting) 법 중, 적합한 방법을 택하여 바른 후, 건조시킨 다음, 압착가열 롤링 방식 즉, 가열된(60~320℃) 두 개의 롤러(Roller)가 맞물려 돌아가는 사이에 코팅 건조된 시트를 통과시켜 제조하였다.
실시예 2
기본적으로 실시예 1의 특성을 요하면서 실시예 1보다 기체 투과 차단성을 더 필요로 하고 발림성과 방수 지속성을 추가로 필요로 할 경우에는, PVA 60g을 물 1L(리터)에 용해시킨 용액, CMC 10g을 물 1L(리터)에 용해시킨 용액 및 표 1의 80중량% AAE-PW 수용액을 40:40:20의 부피비로 혼합한 용액을 제조하여 실시예 1과 같이 라미네이션 코팅시트나 코팅시트를 제조하였다.
실시예 3
상기 외에도 종이에 PVA 필름을 바로 라미네이션시키고, 그 위에 수지필름을 라미네이션시키거나(종이-PVA 필름-수지필름 라미네이션), 종이에 바로 수지필름을 라미네이션시키고, 그 위에 PVA 필름을 다시 라미네이션 시키고, 또다시 그 위에 수지필름을 라미네이션시켜도 된다. 이 경우에서의 수지필름은 PE, PET, PLA, PBAT, PBS, EVA, EVOH 등의 단일 물질의 수지필름이나 이들이 혼합되어 제조된 필름을 적용시키면 된다.
도 11의 (a), (b), (c), (d)는 본 발명으로 만든 용기들과 용기 뚜껑들을, (e), (f), (g)는 라벨에 사용된 PP 수지필름 및 PP 수지 필름 라벨을, (h)는 용기와 라벨을 실제 동종(PP)으로 적용한 실시예를 나타낸 것이고, (i), (j)는 본 발명으로 만든 종이 빨대를 최근에 시중에서 사용되고 있는 종이 빨대와 내수성을 비교한 것이다. 도 11에 나타낸 바와 같이, 30분이 지난 후에 기존 제품은 변형이 일어났지만, 본 발명에 의한 제품은 48시간이 지나도 전혀 이상이 없음을 확인하였다.
도 12에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제품으로 만든 아이스 팩(ice pack) 봉투들의 방수성을 확인하기 위하여 이들을 장시간 방치시키면서 무게를 측정하여 방수성을 테스트한 결과, 이들 모두 3개월이 지나도 무게 변화가 거의 없어, 방수성이 뛰어남을 확인하였다. 도 12의 (d)는 이와 같이 만들어진 아이스 팩 봉투에, 물 150cc를 채운 것을 1.5m 높이에서 자유 낙하시켜, 라미네이션시켜 만든 봉투가 찢어지거나 접합 부위가 약해 터지는 현상이 발생하는지를 테스트하는 것을 나타낸 것이다. 이들 모두 각각 30회씩 자유 낙하시켜 테스트한 결과, 전혀 이상이 없음을 확인하였다.
도 13에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 도 4의 (a) 용액으로 크라프트 지(30gsm)-PBAT 라미네이션한 것을 PP 용기 뚜껑 포장재로 사용하여 열 접합시킨 (a) 및 도 4의 (a) 용액으로 크라프트 지(80gsm)-PBAT 라미네이션한 것을, PP 용기 뚜껑 포장재로 사용하여 감압(減壓) 상태로 열 접합시킨 (b) 모두 접합부위가 강하게 접합됨을 볼 수 있으며, (b)의 경우, 10일이 지나도 감압상태를 유지하고 있어, 기체 투과 차단성이 우수함을 확인하였다.
도 14에 나타낸 바와 같이, 도 13의 (b)에 사용된 라미네이션 코팅시트 2장을 겹쳐 열 봉합시킨 후 열 봉합 접착력을 측정한 결과, 열 봉합된 방향을 기준으로 해서 직각 방향으로 폭이 1.5㎝가 되도록 길게 자른 후, 자른 종이 한쪽 끝과 다른 종이 한쪽 끝을 잡아당기는 방식으로, 공인기관에서 열 봉합 접합력을 측정한 것으로, 측정 결과, 열 봉합 접합력이 2.36~2.39(kg/15mm)까지 강하게 접합됨을 확인하였다.
도 15에 나타낸 바와 같이, PP 수지 필름에 도 4의 (a) 용액으로 코팅한 것을 동종(同種) 250ml PP 용기에 부착하여 산소 투과 차단성을 공인기관에서 측정한 결과, 0.3cc/(pkg-day)로 산소를 잘 차단할 수 있음을 확인하였다.
도 16의 (a)는 도 4의 (a) 용액으로 크라프트 지(30gsm)-PBAT 라미네이션한 것을 종이로 만든 용기에 뚜껑 포장재로 사용하여, 열 접합시킨 후, 뚜껑 포장재를 뜯었을 때, 접합면 용기 테두리 표면에 기존의 뚜껑 포장재인 도 16의 (b)와는 달리 잔유물이 남지 않고 깨끗하고 깔끔하게 잘 떨어지는 것을 확인하였다.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims (13)

  1. 기재층; 및
    기재층의 일면 또는 양면에 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol, PVA), 카복시메틸셀룰로오스(carboxy methyl cellulose, CMC) 및 아크릴산 에멀젼(acrylic acid emulsion)과 폴리에틸렌 왁스(polyethylene wax)의 혼합물(AAE-PW)로 구성된 군에서 2종 이상 선택된 코팅제가 코팅되어 있되,
    상기 PVA:CMC의 중량비는 0.6~99.8:0.12~99.4이고,
    상기 PVA:AAE-PW의 중량비는 0.6~90:10~99.4이며,
    상기 AAE-PW:CMC의 중량비는 10~99.8:0.12~90인 코팅층;을 포함하는 코팅시트.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 기재층은 종이, 골판지, 수지필름 또는 섬유인 것을 특징으로 하는 코팅시트.
  4. 제3항에 있어서, 상기 수지필름은 PE (polyethylene), PP (polypropylene), PET (polyethylene terephthalate), PLA (Poly Lactic Acid), PBAT (Polybutylene adipate-co-terephthalate), PBS (polybutylene succinate), EVA (Ethylene Vinyl Acetate), PVA (Poly vinyl alcohol) 및 EVOH (Ethylene vinyl Alcohol)으로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 코팅시트.
  5. 제1항,3항 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기재층의 두께는 3 ~ 200㎛이고, 상기 코팅층의 두께는 0.1 ~ 180㎛인 것을 특징으로 하는 코팅시트.
  6. 기재층의 일면 또는 양면에 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol, PVA) 용액, 카복시메틸셀룰로오스(carboxy methyl cellulose, CMC) 용액 및 아크릴산 에멀젼(acrylic acid emulsion, AAE)과 폴리에틸렌 왁스(polyethylene wax, PW)의 AAE-PW 혼합용액으로 구성된 군에서 2종 이상 선택된 코팅제 용액을 코팅하되,
    상기 코팅제 용액은 93~15:85~7 부피비의 PVA 용액과 CMC 용액의 혼합용액; 24~92:8~76 부피비의 PVA 용액과 AAE-PW 용액의 혼합용액; 93~15:85~7 부피비의 AAE-PW 용액과 CMC 용액의 혼합용액; 또는 33~45:25~37:18~42 부피비의 PVA 용액과 AAE-PW 용액과 CMC 용액의 혼합용액인 단계를 포함하는 제1항의 코팅시트의 제조방법.
  7. 삭제
  8. 제6항에 있어서, 상기 PVA 용액은 1.5~10중량% 수용액이고, 상기 CMC 용액은 0.3~2.0중량% 수용액이며, 상기 AAE-PW 혼합용액은 30~90중량% 수용액인 것을 특징으로 하는 코팅시트의 제조방법.
  9. 제1 기재층의 일면 또는 양면에 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol, PVA), 카복시메틸셀룰로오스(carboxy methyl cellulose, CMC) 및 아크릴산 에멀젼(acrylic acid emulsion)과 폴리에틸렌 왁스(polyethylene wax)의 혼합물(AAE-PW)로 구성된 군에서 선택된 2종 이상 선택된 코팅제가 코팅되어 있되,
    상기 PVA:CMC의 중량비는 0.6~99.8:0.12~99.4이고, 상기 PVA:AAE-PW의 중량비는 0.6~90:10~99.4이며, 상기 AAE-PW:CMC의 중량비는 10~99.8:0.12~90인 제1 코팅층을 포함하는 제1 코팅시트; 및
    제2 기재층의 일면 또는 양면에 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol, PVA), 카복시메틸셀룰로오스(carboxy methyl cellulose, CMC) 및 아크릴산 에멀젼(acrylic acid emulsion)과 폴리에틸렌 왁스(polyethylene wax)의 혼합물(AAE-PW)로 구성된 군에서 선택된 2종 이상 선택된 코팅제가 코팅되어 있되,
    상기 PVA:CMC의 중량비는 0.6~99.8:0.12~99.4이고, 상기 PVA:AAE-PW의 중량비는 0.6~90:10~99.4이며, 상기 AAE-PW:CMC의 중량비는 10~99.8:0.12~90인 제2 코팅층을 포함하는 제2 코팅시트;를 접착·합치시킨 것을 특징으로 하는 라미네이션 코팅시트.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제2 코팅시트 상에, 제n 기재층의 일면 또는 양면에 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol, PVA), 카복시메틸셀룰로오스(carboxy methyl cellulose, CMC) 및 아크릴산 에멀젼(acrylic acid emulsion)과 폴리에틸렌 왁스(polyethylene wax)의 혼합물(AAE-PW)로 구성된 군에서 선택된 1종 이상 선택된 코팅제가 코팅되어 있는 제n 코팅층을 포함하는 제n 코팅시트(여기서, n=3 내지 10의 정수)를 순차적으로 추가로 접착·합치시킨 것을 특징으로 하는 라미네이션 코팅시트.
  11. 제1 기재층의 일면 또는 양면에 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol, PVA), 카복시메틸셀룰로오스(carboxy methyl cellulose, CMC) 및 아크릴산 에멀젼(acrylic acid emulsion)과 폴리에틸렌 왁스(polyethylene wax)의 혼합물(AAE-PW)로 구성된 군에서 2종 이상 선택된 코팅제 용액을 코팅하되, 상기 코팅제 용액은 93~15:85~7 부피비의 PVA 용액과 CMC 용액의 혼합용액; 24~92:8~76 부피비의 PVA 용액과 AAE-PW 용액의 혼합용액; 93~15:85~7 부피비의 AAE-PW 용액과 CMC 용액의 혼합용액; 또는 33~45:25~37:18~42 부피비의 PVA 용액과 AAE-PW 용액과 CMC 용액의 혼합용액인 코팅층을 포함하는 제1 코팅시트; 및
    제2 기재층의 일면 또는 양면에 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol, PVA), 카복시메틸셀룰로오스(carboxy methyl cellulose, CMC) 및 아크릴산 에멀젼(acrylic acid emulsion)과 폴리에틸렌 왁스(polyethylene wax)의 혼합물(AAE-PW)로 구성된 군에서 2종 이상 선택된 코팅제 용액을 코팅하되, 상기 코팅제 용액은 93~15:85~7 부피비의 PVA 용액과 CMC 용액의 혼합용액; 24~92:8~76 부피비의 PVA 용액과 AAE-PW 용액의 혼합용액; 93~15:85~7 부피비의 AAE-PW 용액과 CMC 용액의 혼합용액; 또는 33~45:25~37:18~42 부피비의 PVA 용액과 AAE-PW 용액과 CMC 용액의 혼합용액인 코팅되어 있는 코팅층을 포함하는 제2 코팅시트;를 접착·합치시키고 60~320℃에서 가열압착 롤링시키는 단계를 포함하는 제9항의 라미네이션 코팅시트의 제조방법.
  12. 용기 본체, 용기 표면 라벨, 용기 뚜껑, 포장재 또는 빨대에 제1항의 코팅시트 또는 제9항의 라미네이션 코팅시트를 적용시킨 것을 특징으로 하는 친환경 제품.
  13. 용기 본체, 용기 표면 라벨, 용기 뚜껑, 포장재 또는 빨대에 제1항의 코팅시트 또는 제9항의 라미네이션 코팅시트를 놓고 압착 가열시켜 접착제 없이 자체 열 봉합시키는 단계를 포함하는 친환경 제품의 제조방법.



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