KR0153073B1 - 식품포장용 혼초지 조성물의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 투수성, 열융착강도, 건.습 인장강도가 우수한 투수성 식품포장용 혼초지의 제조방법을 제공하며, 이 방법은 (1) 단섬유 천연펄프 70 - 0 중량부 및 장섬유 천연펄프 30 - 100 중량부로 이루어진 천연 펄프로부터 장망 초지기를 이용하여 제 1초지를 형성하는 단계; (2) 이어 천연 펄프 80 - 20 중량부 및 폴리올레핀계 합성 펄프 20 - 80 중량부로 이루어진 혼합 펄프를 이용하여 환망 초지기를 이용하여 상기에서 형성된 제 1초지 위에 제 2초지를 형성하는 단계를 포함하며, 이와 같이 하여 얻어진 혼초지의 천연 펄프 대 합성 펄프의 비율은 80 - 50 : 20 - 50 (중량비) 임을 특징으로 한다.

본 발명의 방법에 의해 제조된 식품포장용 투수성 혼초지는 열융착강도가 우수하여 간편하게 포장할 수 있고, 투수성 및 인장강도가 뛰어나기 때문에 보리차, 녹차, 홍차 등과 같은 물에서 우려먹을 수 있는 식품류 등의 포장지 및 여과지로 널리 이용할 수 있다.

Description

식품포장용 혼초지 조성물의 제조방법

제1도는 본 발명의 방법의 공정도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1, 2 : 고해 및 조정조 3 : 장망초지기

4 : 환망초지기 5 : 탈수공정

6 : 드라이어 7 : 열풍식 열처리기

본 발명은 식품 포장용으로 사용되는 혼초지의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폴리올레핀계 합성펄프와 천연펄프로 이루어진 이중 혼초지로서 건ㆍ습 인장강도, 여수성(濾水性) 및 열융착성이 우수하고, 무미무취의 성질을 갖기 때문에 식품의 포장분야 중에서도 1회용 티백 형태의 보리차, 녹차, 홍차 등과 같은 뜨거운 물에서 우려 먹을 수 있는 식품류의 포장지 및 여과지 등에 이용될 수 있는 식품포장용의 투수성 혼초지 조성물의 제조방법에 관한 것이다.

종래 1회용 티백 형태의 보리차, 녹차, 홍차 등과 같이 뜨거운 물에서 우려 먹을 수 있는 식품류의 포장지 분야에 사용되는 포장지로서는 폴리올레핀계 부직포류나 열융착성을 갖는 종이 등이 있다. 열융착성을 갖는 종이로는, 예를들면 일본 특개소 63-55074호에 재생 셀룰로오스로 이루어진 부직포에 미립자상의 열융착 가능한 합성 고분자 (예를 들면, 폴리올레핀계 수지)를 도포시켜서 제조된 열융착이 가능한 티백용 필터가 기재되어 있는데, 이러한 포장지는 열융착성과 여수성이 서로 상반된 특성을 나타내는 문제점을 갖고 있다. 즉, 여수성을 높이면 열융착성이 나빠져서 차류의 봉지 제작시에, 그리고 끓는 물 속에서 우려 먹을때에 열접합부 및 종이 자체가 찢어지는 단점을 가지고 있고, 또한 열융착성을 높이기 위해 폴리올레핀계의 함량을 높이면 여수성이 현저히 저하되어 식품포장용 여과지로는 부적당하게 되는 단점이 있다.

이러한 단점을 보완하기 위하여 혼초지의 사용이 제안되었다. 즉, 일본 특허 공고 평 4-53992호에서는 폴리에스테르 섬유, 저융점 폴리에틸렌 테레프탈레이트계 복합 바인더 섬유 및 셀룰로오스 섬유로 이루어진 커피 또는 티백용 합성지를 제공하고 있다. 이와 같은 합성지는 여수성이 너무 좋아서 차류의 미립자가 추출되는 경우가 발생되고, 특히 폴리에스테르계 섬유를 사용하므로 열융착하는데 있어 고온 고압을 필요로 하는 단점을 가지고 있다.

또한 일본 특공소 56-5011492호에서는 폴리올레핀계 합성펄프를 사용하여, 여수성을 좋게하기 위해서 스프레이 노즐을 이용하여 계면활성제로 처리하고 있고, 단지 장망초지기를 사용하여 복층 티백용지를 제공하고 있지만, 계면활성제를 처리함으로써 섬유간의 강도를 저하시킬 수가 있고, 지나치게 여수성이 좋아서 차류의 미립자가 추출되는 경우가 발생할 수 있다.

따라서 지금까지의 제조방법은 장망 초지기나 환망초지기를 1대 또는 2대를 연결하여 사용함으로써 펄프 섬유가 결이 형성되어 기계방향 및 기계 역방향 간의 건ㆍ습 인장강도가 현저히 차이가 나고 여수도가 좋지 못하기 때문에, 여수도를 향상시키기 위하여 계면활성제를 사용하게 된다.

이에 본 발명자들은 상술한 종래 기술의 문제점을 보완하기 위해서 환망 및 장망 초지기를 이용하였고, 장망 초지기로 한 층을 제조하고, 환망 초지기로 또 한층을 제조하여 기계방향 및 기계역방향의 건ㆍ습인장강도를 향상시키고, 장망과 환망 초지기에 의하여 이중 혼초지의 장섬유 및 단섬유를 적절하게 배합하여 제조함으로서 펄프 섬유가 교차 형성되어 적절한 세공을 형성함으로 계면활성제 등의 화학약품을 사용하지 않아도 되며, 차류의 소립자 부분이 액중에 추출되지 않는 우수한 식품포장용의 투수성 혼초지를 제조하였다.

따라서 본 발명의 목적은 기계방향 및 기계역방향의 건ㆍ습인장 강도가 우수하고, 여수도가 우수하며 나아가 열융착 강도가 뛰어난 식품 포장용 투수성 혼초지의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위하여, (1) 단섬유 천연펄프 70 - 0 중량부 및 장섬유 천연펄프 30 - 100 중량부로 이루어진 천연 펄프로부터 장망 초지기를 이용하여 제 1초지를 형성하는 단계; (2) 이어 천연 펄프 80 - 20 중량부 및 폴리올레핀계 합성 펄프 20 - 80 중량부로 이루어진 혼합 펄프를 이용하여 환망 초지기를 이용하여 상기에서 형성된 제 1초지 위에 제 2초지를 형성하는 단계를 포함하며, 이와 같이 하여 얻어진 혼초지의 천연 펄프 대 합성 펄프의 비율은 80 - 50 : 20 - 50 (중량비) 임을 특징으로 하는 식품 포장용 투수성 혼초지의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 다른 목적, 특징 및 적용은 하기 발명의 상세한 설명란에 의해 당업자에게 명백하게 드러날 것이다.

이하 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

본 발명의 방법은 장망 초지기에 의해 제조된 제 1초지와 그 위에 환망 초지기에 의해 형성된 제 2초지로 이루어진 혼초지를 제공한다. 상기 장망 초지기에 의해 제조되는 제 1초지는 단섬유 천연펄프 0 - 70 중량부 및 장섬유 천연펄프 30 -100 중량부, 바람직하게는 단섬유 천연펄프 10-70 중량부 및 장섬유 천연펄프 70-90 중량부로 이루어진 천연 펄프로부터 제조되며, 제조된 초지는 평량 5 - 15g/㎠을 갖는다.

제 1초지 위에 형성되는 제 2초지는 천연 펄프 80 - 20 중량부 및 폴리올레핀계 합성 펄프 20 - 80 중량부로 이루어진 혼합 펄프로부터 제조되며, 제 1초지와 제 2초지와의 혼초지는 평량 5 - 15g/㎠을 갖고, 총 천연 펄프 대 합성 펄프의 비율은 80 - 50 : 20 - 50 (중량비) 이다.

본 발명의 방법은 특정 비율의 천연 펄프와 합성 펄프를 사용하여 혼초지를 제조하며, 장망 초지기와 환망 초지기를 연속적으로 사용하여 혼초지를 제조하는 데에 특징이 있다.

본 발명의 방법에 의해 얻어지는 혼초지는 기계방향 및 기계역방향의 건ㆍ습 인장강도와 투기도 (또는 여수도)가 우수하며, 열융착 강도 또한 우수하므로 보리차, 녹차 등과 같이 물에서 우려먹을 수 있는 식품을 포장하기 위한 투수성 혼초지로서 적합하다.

제 1초지의 제조에 사용되는 단섬유 천연펄프로는 크라프트 목재 펄프를 사용할 수 있으며, 장섬유 천연펄프로는 마닐라 마펄프를 사용할 수 있다.

제 2초지의 제조에 사용되는 천연 펄프는 단섬유 또는 장섬유 천연 펄프를 제한없이 사용할 수 있고, 합성 펄프로는 후술하는 것과 같은 폴리올레핀 합성 펄프를 사용한다.

본 발명을 보다 상세히 설명하면 식품포장용 혼초지용으로 건ㆍ습 인장강도, 여수도 및 열융착성 등을 향상시키기 위해, 종래의 제조방법과는 달리 장망과 환망 초지기를 연속적으로 이용하여 상기에서 설명한 제 1초지와 제 2초지의 두층으로 이루어진 혼초지를 제조하였다. 장망 초지기에는 단섬유와 장섬유 천연펄프의 혼합물인 천연펄프를 넣고, 환망 초지기에는 천연펄프/합성펄프의 비를 80/20~20/80 중량부까지 배합하여 넣음으로써 이중지로 된 혼초지를 제조하였다.

본 발명에 사용된 단섬유 천연펄프로는 크라프트 목재펄프를, 장섬유 천연펄프로는 마닐라 마펄프를 사용하였고, 상기 1종 또는 2종의 펄프를 혼합하여 사용하였다. 일반적으로 단섬유의 함량이 많아지면 혼초지의 강도는 약간 증가하나 지합, 밀도, 세공 등이 저하되어 원하는 물성을 제어하기가 곤란하기 때문에 혼초지의 투기도와 강도를 향상시키기 위하여 단섬유 펄프와 장섬유 펄프의 비율을 70/30~0/100중량부의 범위내로 하였다.

본 발명에 사용되는 합성펄프는 에틸렌 또는 프로필렌의 단독 중합체 또는 공중합체, 예를 들면 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌프로필렌 공중합체 등의 폴리올레핀계 수지이다. 이 폴리올레핀계 수지를 주원료로 하여 용제에 용해하여 노즐을 통해 방사하므로서, 미세한 섬유상 물질로 제조하며, 합성수지가 지니지 못한 수중 분산성을 부여하기 위해 친수성이 있는 폴리비닐알콜을 점착한 것이 바람직하다. 합성펄프의 섬유장의 길이는 0.1~10㎜ 정도이다.

상기와 같은 특성을 갖는 합성펄프의 제조방법은 이미 공지 되어져 있으며, 바람직하게는 1994년 특허출원 제 18277호에 기재된 방법에 따라 제조한 것을 사용할 수 있다. 이와 같은 합성펄프를 사용하면 열접착에 의하여 섬유간의 결합력을 향상시키고, 포장공정에서 열융착성을 이용하므로 제품을 간편하게 제작할 수 있는 장점이 있다.

일반적으로 천연펄프에 비해 합성펄프의 함량이 50중량부 이상일 경우는 혼초지의 습인장강도, 열융착강도 등을 우수하지만, 혼초지의 지합, 인장강도, 밀도 등의 물성이 저하되고, 여과성이 지나치게 좋아서 차류등의 소립자 부분이 액중에 추출되고, 합성펄프의 함량이 20중량부 이하일 경우는 혼초지의 습인장강도 및 열융착강도가 저하하여 본 발명의 효과와는 상반되는 결과를 가져오기 때문에, 본 발명에서는 천연펄프와 합성펄프의 비율을 80~50 : 20~50 중량부의 범위내로 하였다.

본 발명의 제조 방법에 따르면, 장망 및 환망의 혼합초지기를 이용하여, 장망 초지기에는 단섬유 천연펄프(크라프트 목재펄프) 및 장섬유 천연펄프(마닐라 마펄프)를 0~70 : 30~100 중량부의 비율로 혼합하여, 고해를 한 후 515g/㎡의 종이를 제조하고, 환망 초지기에는 천연펄프 및 합성펄프를 80~20 : 20~80 중량부의 비율로 혼합하여, 고해를 한 후 장망초지기에서 제조된 초지위에 환망으로 종이를 제조하여 얻어진 혼초지 전체가 10~20g/㎡의 평량이 되도록 한 후, 이어서 탈수공정 및 드라이어를 통해서 혼초지화 된다.

이와 같이 제조된 혼초지는 최적의 물성을 얻기 위해 열처리 방법을 병행하는 것이 좋으며, 열처리방법으로는 기존 초지기의 가열물을 이용하여 실시하는 것도 가능하며, 열풍식 가열기가 최적이지만, 기타 적외선 가열기 등에 의해서도 실시 가능하다. 특히 가열롤을 사용 할 경우 롤의 표면에 점착이 발생될 수 있으므로 테프론코팅이나 박리제 등을 처리하여 사용하는 것이 바람직하다. 가장 바람직하게는 140~180℃로 유지되고 있는 열풍식 건조기에서 건조시킨다.

이 때 장망과 환망에 각각 제조된 이중의 혼초지는 서로 초지된 형상이 교차된 형상을 지니고 있어, 장망 또는 환망으로 같은 평량을 한층 또는 두층으로 제조한 것보다 인장 특성과 투기도가 우수함을 알 수 있었다.

본 발명의 방법 중 혼초지의 제조공정을 도시하고 있는 제1도를 참고로 하여 본 발명의 예를 구체적으로 설명하면, 고해 및 조정조(1)에서는 1종 또는 2종의 천연펄프, 예를 들면 상술한 범위내의 비율을 갖는 크라프트 목재펄프와 마닐라 마펄프와의 혼합물을 충분히 고해하여 물로서 적정농도가 되도록 농도를 조절한 후, 장망 초지기(3)을 통하여 평량 5~15g/㎡으로 초지한다. 한편, 고해 및 조정조(2)에서는 천연펄프 및 폴리올레핀계 합성펄프와의 혼합물을 충분히 고해하여 물로 적정농도를 조절한 후, 환망초지기(4)를 통하여 초지되고, 상기 장망초지기(3)에서 초지된 것과 탈수공정(5)를 통과하면서 평량 10~20g/㎡의 이중지로 혼초지되어 드라이어(6)에서 완전건조 된다. 이와 같이 하여 혼초지화 된 것은 사용된 폴리올레핀계 합성펄프의 용융온도 이상으로 가열되어 있는 열처리기(7)을 통과시켜 열융착을 시킴으로서 원하는 최종 혼초지를 제조한다.

본 발명에 따른 혼초지의 식품 포장용지로서의 가치를 평가하기 위한 물성측정 방법으로, 인장강도는 KS M 7014, 습인장강도는 KS M 7027의 기준에 의해서 측정 하였고, 여수도는 간이적인 방법으로 카나다 표준형 여수도 측정기를 이용하여 물 1리터가 측관을 통하여 흘러나오는 량을 ㎖단위로 측정하였다. 열융착강도는 자체적인 측정방법으로 열융착기에서 175℃, 2㎏/㎠, 2초간 열융착 후,폭이 15㎜로 되게하여 인장강도 측정기로 박리강도를 측정하여 g/15㎜로 나타내었다.

상술한 방법에 의해 제조되는 본 발명의 혼초지는 제조방법에 있어서 환망 및 장망 혼합초지기를 이용하고 있기 때문에 건ㆍ습인장강도 및 여수성이 우수하고, 또한 폴리올레핀계 합성펄프를 사용하고 있기 때문에 일반 종이와 비교하여 내수성, 내유성, 내약품성 등이 우수하다. 또한 포장공정에서 열융착을 이용하므로 간편하게 포장 할 수 있는 특징을 가지고 있기 때문에 식품포장분야 중에서도 보리차, 녹차, 홍차 등과 같은 뜨거운 물에서 우려 먹을 수 있는 식품류의 포장지 및 여과지로 널리 사용될 수 있다.

이하 실시예 및 비교예를 통해 본 발명을 구체화 시키고자 한다. 각 예에서 사용된 %는 다른 언급이 없는 한 중량부를 의미한다.

[실시예 1]

장망초지기에 천연목재펄프인 크라프트 목재펄프 30%와 마닐라 마펄프 70%를 해리기에 넣고 고해를 충분히 한후, 평량 10g/㎡으로 초지하고, 환망초지기에는 천연목재펄프인 크라프트 펄프 50%와 고밀도 폴리에틸렌 합성펄프 50%를 해리기에 넣고 고해를 충분히 한후, 환망초지기의 헤드박스내의 실린더를 통하여 빠져나온 펄프상이 장망초지기에서 초지된 것에 접합초지시켜 탈수 및 드라이어 공정을 통하여 평량 17g/㎡의 혼초지를 제조하였다. 제조된 포장지의 인장강도, 습인장강도, 여수도 및 열융착강도를 측정하여 표 1에 나타내었다.

[실시예 2]

실시예 1에서 고밀도 폴리에틸렌 합성펄프 대신에 폴리프로필렌 합성펄프를 사용한 것 이외는 동일하게 제조하여, 그 결과를 표 1에 나타내었다.

[실시예 3]

실시예 1에서 장망초지기에 마닐라 마펄프 100%를 사용한 것 이외는 동일하게 제조하여, 그 결과를 표 1에 나타내었다.

[실시예 4]

실시예 1에서 환망초지기에 고밀도 폴리에틸렌 합성펄프 70%와 크라프트펄프 30%를 사용한 것 이외는 동일하게 제조하여, 그 결과를 표 1에 나타내었다.

[비교예 1]

실시예 1에서 장망초지기에 크라프트펄프 100%를 사용한 것 이외는 동일하게 제조하여, 그 결과를 표 1에 나타내었다.

[비교예 2]

장망초지기에 크라프트펄프 40%, 마닐라 마펄프 35%, 고밀도 폴리에틸렌 합성 펄프 25%를 해리기에 넣고 충분히 고해를 한 후, 평량 17g/㎡의 혼초지를 제조한 것 이외는 실시예 1과 동일하게 제조하여, 그 결과를 표 1에 나타내었다.

[비교예 3]

환망초지기에 크라프트펄프 40%, 마닐라 마펄프 35%, 고밀도 폴리에틸렌 합성 펄프 25%를 넣고 충분히 고해를 한 후, 평량 17g/㎡의 혼초지를 작성한 것 이외는 실시예 1과 동일하게 제조하여, 그 결과를 표 1에 나타내었다.

[비교예 4]

실시예 1에서 환망초지기에 크라프트펄프 100%를 사용한 것 이외에는 동일하게 제조하여, 그 결과를 표 1에 나타내었다. 폴리올레핀계 합성펄프를 사용하지 않았기 때문에 열융착 강도가 전혀 없었다.

시험 방법

1) 인장강도는 KS M 7014에 준해서 시험하였다.

2) 습인장 강도는 KS M 7027에 준해서 시험하였다.

3) 여수도는 간이적인 방법으로 카나다 표준형 여수도 측정기를 이용하여 물 1리터가 측관을 통하여 흘러나오는 량을 ㎖ 단위로 나타내었다.

4) 열융착강도는 자체적인 시험방법으로 열융착기에서 175℃, 2㎏/㎠, 2초간 열융착후, 폭이 15㎜가 되게하여, 인장강도 측정기로 박리강도를 측정하여 g/15㎜로 나타내었다.

Claims (3)

1. (1) 단섬유 천연펄프 0 - 70 중량부 및 장섬유 천연펄프 30 - 100 중량부로 이루어진 천연 펄프로부터 장망 초지기를 이용하여 제 1초지를 형성하는 단계; (2) 이어 천연 펄프 80 - 20 중량부 및 폴리올레핀계 합성 펄프 20 - 80 중량부로 이루어진 혼합 펄프를 이용하여 환망 초지기를 이용하여 상기에서 형성된 제 1초지 위에 제 2초지를 형성하는 단계를 포함하며, 이와 같이 하여 얻어진 혼초지의 천연 펄프 대 합성 펄프의 비율은 80 - 50 : 20 - 50 (중량비) 임을 특징으로 하는 식품 포장용 투수성 혼초지의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 폴리올레핀계 합성펄프는 고밀도 폴리에틸렌 합성펄프 또는 폴리프로필렌 합성펄프임을 특징으로 하는 제조방법.
3. 제1항에 있어서, 제조된 혼초지의 총 평량은 10~20g/㎡ 특징으로 하는 제조방법.