KR102643342B1 - 재활용이 가능한 친환경 종이테이프 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 재활용이 가능한 친환경 종이테이프에 관한 것으로서, 종이재질의 원지 일면에 점착제용 조성물이 도포된 점착층을 가지는 종이테이프로서, 상기 점착제용 조성물이 불포화성 에스텔 축합물을 이용한 다기능성 아크릴 공중합체로 이루어지고, 상기 점착층이 알칼리수에 의해 해리되는 것을 특징으로 하는 본 발명에 따른 친환경 알칼리수 해리성 점착제를 갖는 종이테이프는 알칼리성 용제에 잘 해리되는 점착제용 조성물을 종이테이프 원지의 일면에 도포하여 점착제로 사용함으로써, 포장용 종이박스를 재활용하고자 할 때, 알칼리 용액을 통해 상기 점착제용 조성물을 해리시킬 수 있어, 종이테이프를 일일이 종이박스에서 제거해야하는 번거로움 없이 부착된 상태로 재활용처리가 가능하여 경제성 및 환경 보호 효과를 수득할 수 있을 것으로 기대된다.
Description
본 발명은 재활용이 가능한 친환경 종이테이프에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 알칼리수에 해리(解離)되는 점착제용 조성물이 일면에 도포되는 친환경 알칼리수 해리성 점착제를 갖는 재활용이 가능한 친환경 종이테이프에 관한 것이다.
종이테이프는 피부착물에 달라 붙은 상태를 유지하도록 그 용도와 사용방법에 따라 적절한 접착력을 갖도록 그 기재의 일면에 점착제를 도포시켜서 물건의 밀봉상태를 유지시키거나 서로 이격되어 있는 물건들을 분리되지 않도록 접착된 상태로 유지하게 하는 것이다.
일반적으로 포장용 종이테이프는 크래프트지를 기초재로 하여 일측 면에 점착제층을 형성하고, 타측면에 폴리에틸렌층을 형성하며 상기 폴리에틸렌층위에 실리콘계 박리제층을 형성하여 구성된다.
일반적으로 산업용(제지 공장에서 제지의 가공 작업시) 혹은 포장물의 포장용을 접착용 테이프 즉, OPP 점착 테이프 혹은 종이의 표면에 PE 수지 필름을 접합 시켜된 점착 테이프를 사용함은 주지된 사실이다.
그러나, 기존의 OPP 점착 테이프는 물론 종이의 표면에 PE 수지 필름을 접합시켜 만든 점착 테이프 역시 그 수지필름의 표면에 유성 점착제를 도포하여 제조하고 있다.
이 때문에 종이 포장물을 포장하는 포장용으로 사용하는 경우에는, 종이 포장물을 재활용하고자 할 시, 상시 비닐 테이프를 사람들이 일일이 제거하지 않으면 안되는 번거로움과 불편이 있고, 설령 별도 분리 처리를 한다고 하더라도 그 처리 비용이 많이 소요되는 단점이 있으며, 특히 폐기물로 별도 분리 후 소각 처리시에는 소각 과정에서 '다이옥신'이라고 하는 유독 가스가 배출되어 대기를 오염시키는 문제를 일으킴과 아울러 자원의 낭비를 초래하는 문제점이 있다.
작금의 환경문제는 국가간의 통상분쟁이 야기될 만큼 심각한 처지에 놓여있는 것으로서 산업화의 진행과정을 통해 무분별하게 생산된 많은 산물이 사용중이나 혹은 사용후의 폐처리과정에서 자연 생태계를 위협하는 등 여러 부작용을 유발하고 있음으로 그 개선책의 마련이 범세계적으로 잇슈화되고 있는 실정이다.
전통적인 의미에서의 환경보존행위는 수거된 폐기물의 자연분해 시간을 단축시키거나 혹은 유해물질발생을 억제하기 위한 보완책을 마련하는 등 다소 소극적인 행위에 한정되었으나 최근들어 부족자원의 효율적 재활용을 도모하기 위한 일환으로 친환경적 재활용을 적극적으로 모색하게 되었다.
특히, 합성수지 혹은 폴리에틸렌이 코팅된 박리지가 일반 재생지에 혼재되어 폐기될 경우 그 재생처리가 매우 곤란하였고, 이와 함께 분리 처리되어야 할 종이테이프의 점착제가 대게의 경우 아크릴 혹은 고무 등이 유성계 또는 합성수지의 에멀젼계 형태로 사용되고 있어 내한성, 봉함유지력 및 보존성(경시변화)이 좋지 않고, 리펄핑시 에멀젼의 입자부유물이 표면에 다시 응집되어 2차 제거가 필요하다는 이유 등을 포함하고 있어 그 처리가 결코 용이하지 못함으로 종래 종이테이프의 재활용에 대한 방안은 제혀 제시되어 있지 못하였다.
이에 본 발명에서는 상기한 문제점을 해결하기 위해 계속 연구를 진행하던 중 알칼리성 용제에 잘 해리되는 점착제용 조성물을 종이테이프 원지의 일면에 도포하여 점착제로 사용되어, 포장용 종이박스를 재활용하고자 할 때, 종이테이프를 일일이 제거하지 않고 부착된 상태로 재활용처리가 가능하게 하여, 경제성 및 환경 보호 효과를 크게 얻을 수 있는 친환경 알칼리수 해리성 점착제를 갖는 종이테이프를 제공함에 그 목적이 있다.
따라서, 본 발명에서 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 포장용 종이박스를 재활용하고자 할 때 종이테이프를 일일이 제거하지 않고 부착된 상태로 재활용 처리가 가능하여 경제성 및 환경 보호 효과를 수득할 수 있는 친환경적인 종이테이프를 제공하기 위한 것이다.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에서는 종이재질의 원지 일면에 점착제용 조성물이 도포된 점착층을 가지는 종이테이프로서, 상기 점착제용 조성물이 불포화성 에스텔 축합물을 이용한 다기능성 아크릴 공중합체로 이루어지고, 상기 점착층이 알칼리수에 의해 해리되는 것을 특징으로 하는 재활용이 가능한 친환경적인 종이테이프를 제공한다.
바람직하게, 상기 점착제용 조성물은 메타놀 180중량부, 이소프로판올 120중량부, 2-에칠핵실아크릴레이트 150중량부, 뷰칠메타아크릴레이트 180중량부, 2-하이드록시에칠메타아크릴레이트 60중량부, 아크릴에시드 50중량부에 아조이소뷰티로니트릴 1중량부를 넣고 60~70℃로 7시간 반응시킨 후 메탄올 220중량부를 첨가하여 얻어진 중합물에 에스테르로진 50중량부, 폴리에칠렌글리콜 120중량부, 수산화나트륨 수용액 50중량부를 첨가하여 제조된 것임을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 친환경적인 종이테이프는 종이원지(1)와 점착층(2) 및 이형층(3)으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 점착층(2)은 종이테이프(10)의 총 두께를 기준으로 하여 10 내지 30 %의 두께로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 알칼리수는 pH 9 내지 12를 가지는 알칼리수인 것을 특징으로 한다.
이와 같이, 본 발명에 따른 친환경 알칼리수 해리성 점착제를 갖는 종이테이프는 알칼리성 용제에 잘 해리되는 점착제용 조성물을 종이테이프 원지의 일면에 도포하여 점착제로 사용함으로써 포장용 종이박스를 재활용하고자 할 때, 알칼리 용액을 통해 상기 점착제용 조성물을 해리시킬 수 있어 종이테이프를 일일이 종이박스에서 제거해야 하는 번거로움 없이 부착된 상태로 재활용처리가 가능하여 경제성 및 환경 보호 효과를 수득할 수 있을 것으로 기대된다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명에 따른 종이원지(1)와 점착층(2) 및 이형층(3)으로 이루어진 종이테이프(10)의 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 종이원지(1)와 점착층(2), 인쇄층(3a), 코팅층(3b) 및 박리층(3c)으로 이루어진 종이테이프(10)의 단면도이다.
도 1은 본 발명에 따른 종이원지(1)와 점착층(2) 및 이형층(3)으로 이루어진 종이테이프(10)의 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 종이원지(1)와 점착층(2), 인쇄층(3a), 코팅층(3b) 및 박리층(3c)으로 이루어진 종이테이프(10)의 단면도이다.
이하, 본 발명에 따른 종이테이프를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명에서는 종이재질의 원지 일면에 점착제용 조성물이 도포된 점착층을 가지는 종이테이프로서, 상기 점착제용 조성물이 불포화성 에스텔 축합물을 이용한 다기능성 아크릴 공중합체로 이루어지고, 상기 점착층이 알칼리수에 의해 해리되는 것을 특징으로 하는 재활용이 가능한 친환경적인 종이테이프를 제공한다.
도 1은 본 발명에 따라 종이원지(1)와 점착층(2) 및 박리층(3)으로 이루어진 친환경적인 종이테이프(10)의 단면도이다.
본 발명에 따른 친환경 알칼리수 해리성 점착제를 갖는 종이테이프는 일정폭과 두께를 갖는 종이 재질의 원지의 일면에 점착제용 조성물이 도포되는 종이테이프이다. 상기 점착제용 조성물은 원지에 대해 피착물에 대한 점착층을 형성하는 것으로, 원지의 일면에 점착제용 조성물을 소정 두께로 도포 후 건조하여 형성된다.
본 발명에서 상기 종이 재질의 원지는 상질지, 크래프트지, 글라신지, 코트지 등의 종이가 사용될 수 있으나 종이테이프의 기계적 강성을 보장할 수 있도록 단위면적당 중량이 60g/㎡ 내지 80g/㎡ 범위인 크라프트지를 사용하는 것이 바람직하다. 단위면적당 중량이 60g/㎡ 이하이면 인열 강도가 낮아 포장용도로 부적합하고 80g/㎡ 이상이면 인열 강도가 커서 맨 손으로 테이프를 자르기가 곤란하다.
상기 점착층(2)은 종이원지(1)의 일면에 형성되는 것으로서, 종이원지(1)를 포장대상물에 점착시키거나, 하부에 이형층(3)이 이형 가능하게 점착될 수 있게 한다. 상기 점착층(2)은 종이테이프(10)의 총 두께를 기준으로 하여 10 내지 30 %의 두께로 이루어질 수 있다.
상기 점착제용 조성물은 인체에 무해한 점착성질로 알칼리수에 해리되는 특성이 있다.
따라서, 본 발명의 친환경 알칼리수 해리성 점착제를 갖는 종이테이프를 종이 포장물, 예컨대 포장박스를 포장하는 포장용으로 사용하는 경우, 상기 점착제용 조성물에 의해 상기 원지가 포장박스에 견고히 점착되어 쉽게 떨어지지 않는 상태가 된다. 이와 같이 포장박스에 점착된 상기 점착제용 조성물이 도포된 원지를 사용함으로써 사용이 완료된 포장박스에서 점착된 종이테이프를 일일이 제거하지 않고, 재활용 과정 중에 물을 통해 해리시켜 용이하게 처리할 수 있는 장점이 있다.
이와 같은, 친환경 알칼리수 해리성 점착제를 갖는 종이테이프에 사용되는 점착제용 조성물은 불포화성 에스텔 축합물을 이용한 다기능성 아크릴 공중합체로 이루어진다.
바람직하게, 상기 점착제용 조성물은 메타놀 180중량부, 이소프로판올 120중량부, 2-에칠핵실아크릴레이트 150중량부, 뷰칠메타아크릴레이트 180중량부, 2-하이드록시에칠메타아크릴레이트 60중량부, 아크릴에시드 50중량부에 아조이소뷰티로니트릴 1중량부를 넣고 60~70℃로 7시간 반응시킨 후 메탄올 220중량부를 첨가하여 얻어진 중합물에 에스테르로진 50중량부, 폴리에칠렌글리콜 120중량부, 수산화나트륨 수용액 50중량부를 첨가하여 제조된 것임을 특징으로 한다.
본 발명의 친환경적인 종이테이프(10)는 그 단면 구조상 종이원지(1)를 기준으로 그 전면의 점착층(2)과 종이원지(1) 배면의 이형층(3)으로 구분되며, 이형층(3)은 상측에서부터 순차적으로 인쇄층(3a)과 코팅층(3b) 및 박리층(3c)으로 세분되어지는 층상을 형성하고 있다.
이형층은 지지체 또는 "라이너(liner)", 예를 들어 종이 또는 플라스틱 기반 캐리어, 또는 웹(web) 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 특정 라이너(liner)는 Kraft Paper이고, 특정 중간 코팅은 고-밀도 폴리에틸렌(HDPE)이다. 이형 라이너는, 예를 들어 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate, PEN), 폴리에스테르 폴리아미드(polyester polyamide), 폴리카보네이트(polycarbonate), 에틸렌 비닐 아세테이트 코폴리머(ethylene vinyl acetate copolymer), 에틸렌-에틸 아크릴레이트 코폴리머(ethylene-ethyl acrylate copolymer), 에틸렌-프로필렌 코폴리머(ethylene-propylene copolymer) 및 폴리비닐클로라이드(polyvinylchloride)로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 재료를 포함할 수 있다. 구체적으로, 실리콘 수지 또는 올리고머가 PET 상에 또는 폴리올레핀 코팅 종이 상에 코팅될 수 있다. 접착제는 이형 라이너 상에 연속층이나 코히어런트 층(coherent layer)을 형성하는 데 필요하지 않다.
구체적으로, 이형층(3)은 이형제(release agent)를 통해 1개 또는 2개 면 상에 코팅된 라이너(liner)를 포함할 수 있고, 이는 접착제와 같은 모든 유형의 끈적한 재료에 대해서 이형 효과(release effect)를 제공할 수 있다. 이형(release)은 접착 재료로부터의 라이너 분리를 포함한다.
다양한 이형층들은 당해 분야에서 알려지며, 일 구현예에 있어서, 라이너, 중간 코팅 및 이형 코팅을 포함할 수 있다.
이때, 상기 점착층(2)은 알칼리 수용액에 분해가 용이한 점착제로서, 내열성, 내한성 그리고 우수한 응집력을 특성으로 하며, 종이원지(1)는 평량 65∼80g/㎡의 순 펄프로 된 크라프트지나 혹은 재생 크라프트지로 구성되고, 이형층(3)을 형성하는 인쇄층(3a)은 평량 1∼2g/㎡의 수용성 지용 잉크로 이루어지며, 코팅층(3b)은 평량 3∼10g/㎡의 수용액에 분해가 가능한 에멀젼 코팅액으로 마련될 것이고 마지막으로 박리층(3c)은 100% 무용제 혹은 수용성 실리콘계의 이형제로서 평량 1∼2g/㎡로 사용된다.
먼저, 상기 구성의 종이테이프(10)에 대한 공정상의 플로우를 살펴보면, 종이원지(1)의 배면을 선택한 후 그라비아 또는 옵셋의 인쇄수단을 이용하여 수용성 지용 잉크로서 소정의 인쇄작업을 시도하고 이후 건조과정을 거쳐 바로 권취처리하거나 혹은 인쇄층(3a) 위에 프라이머 또는 Top코팅층(3b)을 마련하는데, 전술한 바와 같이 에멀젼 코팅액의 도포로서 이러한 층상의 구현이 가능할 것이며, 이러한 코팅층(3b)의 2차 건조과정을 거쳐 역시 이를 바로 권취처리하거나 혹은 코팅층 (3b)의 외 표면위로 박리층(3c)을 코팅하고 3차 건조시킴으로 3∼5미크론의 건조도막 두께가 유지되면서 알칼리 리펄핑이 가능한 이형층(3)을 구성하게 되는데 이후 이를 바로 권취하거나 또는 종이원지(1)의 전면으로 점착제(2)의 코팅작업을 진행하게 된다.
상기 점착제(2)의 코팅은 종이원지(1)의 전면을 선택하여 바로 코팅작업을 수행하거나 혹은 다른 별도의 이형지를 마련하여 이러한 이형지의 실리콘면에 이를 점착코팅하고 건조하는데, 이러한 각 코팅작업의 공정을 거쳐 완제품을 생산하기 위한 정리공정의 단계에서 이를 바로 권취하거나 혹은 별도의 전사합지를 구비한 후 필요로 하는 소정길이로 권취 및 재단하여 포장함으로써 하나의 완성된 종이테이프(10)로 기능할 수 있도록 제공된다.
이때, 전술한 각 코팅공정상 필요로 하는 건조시간으로는 95∼105℃의 온도조건하에서 60∼100sec가 바람직하다.
본 발명에 따른 종이테이프의 총 두께는 50μm 내지 10mm, 구체적으로 100 내지 500 μm, 보다 구체적으로 100 내지 300 μm일 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 친환경 알칼리수 해리성 점착제를 갖는 종이테이프는 알칼리성 용제에 잘 해리되는 점착제용 조성물을 종이테이프 원지의 일면에 도포하여 점착제로 사용함으로써, 포장용 종이박스를 재활용하고자 할 때, 알칼리 용액을 통해 상기 점착제용 조성물을 해리시킬 수 있어, 종이테이프를 일일이 종이박스에서 제거해야하는 번거로움 없이 부착된 상태로 재활용처리가 가능하여 경제성 및 환경 보호 효과를 수득할 수 있을 것으로 기대된다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예 등을 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
<실시예 1> 친환경적인 종이접착제 제조
(1) 점착제 조성물 제조
메타놀 180중량부, 이소프로판올 120중량부, 2-에칠핵실아크릴레이트 150중량부, 뷰칠메타아크릴레이트 180중량부, 2-하이드록시에칠메타아크릴레이트 60중량부, 아크릴에시드 50중량부에 아조이소뷰티로니트릴 1중량부를 넣고 60~70℃로 7시간 반응시킨 후 메탄올 220중량부를 첨가하여 얻어진 중합물에 에스테르로진 50중량부, 폴리에칠렌글리콜 120중량부, 수산화나트륨 수용액 50중량부를 첨가하여 투명한 수용해성 점착제 조성물을 제조하였다.
(2) 종이테이프 제조
㎡당 6570∼8075g의 순 펄프 크라프트지(황색 또는 백색)의 배면에 PVA수용액(10∼15%)에 수용성 실리콘 수지 X-52-195(일본 Shin-Etsu제 또는 동질이상의 것)를 중량대비 1:1로 혼합하여 건조도막 두께가 3∼5미크론이 될 수 있게 1회 코팅한 후 상기 크라프트지의 전면으로 상기 (1)에서 제조된 점착제 조성물을 35±5미크론의 건조도막이 유지될 수 있게 코팅하되, 코팅액의 건조시간으로는 100±5℃의 조건에서 60∼100/sec로 하였다.
(3) 물성평가
상기와 같이 제조된 종이테이프의 물성은 아래의 표 1에서와 같다.
| 시험항목 | 평가기준 | 본 발명 | 현재 시판품 | 시험방법 | |
| 점착력(gf/cm) | 300 이상 | 500 이상 | 400 이상 | KSA-1107 | |
| 인장강도(kgf/cm) | 4 이상 | 5.2 | 5.1 | - | |
| 인열강도(gf/cm) | 70 이상 | 72 | 73 | - | |
| 유지력 | 상온(1시간) | 3mm 이하 | 1mm 이하 | 1mm 이하 | - |
| 100±5℃(1시간) | - | 1mm 이하 | 1mm 이하 | - | |
| 봉합력 | 25℃ (65%RH) | 100% | 100% | 100% | - |
| 25℃ (65%RH) | 100% | 100% | 100% | - | |
| 25℃ (65%RH) | 100% | 100% | 100% | - | |
(4) 재활용성 평가
상기와 같이 제조된 종이테이프를 알칼리수에 1시간 동안 침지시킨 후 점착제의 해리율 및 재활용성을 평가하였다.
| 시험항목 | 본 발명 | 현재 시판품 |
| 점착제 해리율 | 98% 이상 | 0% |
| 재활용성 | 종이로 재활용 가능함 | 재활용 불가함 |
이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백하다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항과 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.
10 : 종이테이프
1 : 종이원지
2 : 점착층
3 : 이형층
3a : 인쇄층
3b : 코팅층
3c : 박리층
1 : 종이원지
2 : 점착층
3 : 이형층
3a : 인쇄층
3b : 코팅층
3c : 박리층
Claims (5)
- 종이재질의 원지 일면에 점착제용 조성물이 도포된 점착층을 가지는 종이테이프로서, 상기 점착제용 조성물이 불포화성 에스텔 축합물을 이용한 다기능성 아크릴 공중합체로 이루어지고, 상기 점착층이 알칼리수에 의해 해리되며,
상기 점착제용 조성물은 메타놀 180중량부, 이소프로판올 120중량부, 2-에칠핵실아크릴레이트 150중량부, 뷰칠메타아크릴레이트 180중량부, 2-하이드록시에칠메타아크릴레이트 60중량부, 아크릴에시드 50중량부에 아조이소뷰티로니트릴 1중량부를 넣고 60~70℃로 7시간 반응시킨 후 메탄올 220중량부를 첨가하여 얻어진 중합물에 에스테르로진 50중량부, 폴리에칠렌글리콜 120중량부, 수산화나트륨 수용액 50중량부를 첨가하여 제조된 것이고,
상기 점착층은 종이테이프의 총 두께를 기준으로 하여 10 내지 30 %의 두께로 이루어지며,
상기 알칼리수는 pH 9 내지 12를 가지는 알칼리수인 것을 특징으로 하는 재활용이 가능한 친환경적인 종이테이프. - 삭제
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