KR101082398B1

KR101082398B1 - 실리콘 코팅 종이, 실리콘 코팅 종이용기 및 그의 제조방법

Info

Publication number: KR101082398B1
Application number: KR1020080106627A
Authority: KR
Inventors: 조경성
Original assignee: 조경성
Priority date: 2007-11-19
Filing date: 2008-10-29
Publication date: 2011-11-11
Also published as: WO2009066900A3; KR20090051691A; WO2009066900A2; JP2011505502A; EP2217760A2; CN101861431A; US20110117374A1

Abstract

실리콘 코팅 종이, 실리콘 코팅 종이용기 및 그의 제조방법이 개시된다. 특히 경도 40 또는 50 중에서 선택된 어느 하나의 경도에 의한 액상실리콘을 톨루엔과 함께 준비하는 단계와, 1:1, 1:2, 1:3 중에서 선택된 어느 하나의 무게 비율로 혼합하여 혼합용액을 만드는 단계와, 종이에 혼합용액을 코팅하고 가열 경화하며 종이용기로 성형하는 단계를 포함하는 구성에 의하여 인체에 무해한 종이 종이용기를 제조하고, 식품 저장성과 안정성을 높이며, 선택된 부분에 실리콘 코팅이 되지 않도록 하므로 용이하게 접착 방식으로 종이용기를 용이하게 성형하는 효과가 있다.

LSR, 액상실리콘, 톨루엔, 경화, 코팅, 종이, 용기, 식품

Description

실리콘 코팅 종이, 실리콘 코팅 종이용기 및 그의 제조방법{PAPER COATED WITH SILICON, VESSEL USING THE SAME AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 인체에 유해하지 않은 종이용기에 관한 것으로, 특히 실리콘으로 코팅되어 인체에 무해하고 식품의 안전한 저장성을 높인 실리콘 코팅 종이, 실리콘 코팅 종이용기 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

현대의 사회생활은 활동시간과 이동거리와 습득하여야 할 정보 등이 늘어나는 동시에 제한된 시간을 최대한 효율적으로 사용하여야 한다.

인간의 활동 중에서 제외할 수 없는 것이 에너지를 제공하는 음식물 섭취이며, 바쁜 현대 사회생활 속에서도 한정된 시간 속에서 필요한 음식물을 빠른 시간에 간편하게 섭취할 필요가 있다.

또한, 현대 생활은 발달한 과학기술, 생활수준과 문화의 질적 향상 및 편리함 추구 등에 의하여 일회용품 사용이 급격히 확장되면서 음료용으로 자동판매기의 컵, 음료수를 포장하는 용기, 컵라면 용기, 테이크아웃용 용기, 아이스크림용 용기 등과 같이 다양한 일회용 용기가 개발되어 사용되고 있다.

상기와 같은 일회용 용기는 종이를 사용하는 경우가 많으며, 종이의 경우 흡습성의 문제를 해결하기 위하여 방수성 재질로 내부를 코팅한다.

종래 기술에 의한 것으로, 상기 종이용기의 코팅에 많이 사용되는 것이 폴리에틸렌(POLYETHYLENE: PE)이다.

일반적으로 폴리에틸렌은 플라스틱으로 알려져 있으며 가볍고, 녹슬지 않으며 썩지 않고 화학적 안전성, 내수성, 유연성, 절연성, 성형성 등의 장점에 의하여 주변 생활용품에 많이 사용되는 화학물질이다.

상기 폴리에틸렌은 일반적으로 식품위생성이 우수하고, 유통가격이 비교적 저렴한 등의 이유에 의하여 다양한 식품 용기의 내부에 코팅되어 방수 등의 목적으로 사용되거나 포장용 재료로 사용되고 있으나 내열성이 떨어지는 특성이 있다.

일례로, 종이컵 등의 일회용 용기 내부에 폴리에틸렌으로 코팅하는 것이 일반적이다.

그러나 상기와 같이 폴리에틸렌으로 코팅된 종이컵 등은 재활용 공정에서 폴리에틸렌의 검화(AGGREGATION)에 의하여 재활용이 불가능한 동시에 소각하는 경우 매연을 발생하여 대기 오염을 유발하고, 매립하는 경우에도 자연분해되기까지 수백 년이 소요되어 토양오염의 원인이 되는 등의 문제가 있다.

또한, 폴리에틸렌은 사용 조건에 따라 환경호르몬을 방출하고 사용자를 발암물질에 노출시키므로, 인체가 장기간 동안 노출되면 독성을 유발하므로 식품위생 및 안정성에 많은 문제가 있다.

특히, 상기 폴리에틸렌(PE)은 약 섭씨 100도 가량의 고온 물체와 접속하는 경우 환경호르몬인 PFOA(PER FLUOROOCT ANOIC ACID)를 발생한다는 추정에 의하여 그 문제점이 더욱 커지어 대체 물질을 찾을 필요가 있다.

상기와 같은 종래 기술의 문제를 일부 개선한 것으로, 특허 등록 제660980호(2006. 12. 18), “친환경적이며 재생 가능한 식품포장용 수용성 수지 및 그를 이용한 종이용기”가 있으며, 용기에 사용되는 종이가 300 마이크로미터(um) 이하의 두께인 경우, 코팅된 폴리에틸렌에 의하여 펄프를 재생 또는 재활용할 수 없고, 종이의 두께가 350 마이크로미터 이상인 경우에만 재활용할 수 있으나 수율이 80%를 넘지 못하는 문제를 개선하기 위하여 1 종 이상의 수용성 수지에 슬립제 및 분산제를 첨가하여 코팅하는 기술이 설명되어 있다.

그러나 상기와 같이 개선된 종래 기술에서도 코팅에 아크릴에멀젼, 폴리염화비닐리덴 등을 사용하고, 슬립제로 실리콘에멀젼을 사용하며, 분산제로 소디움 디옥틸 설포석시네이트계를 사용하고 있으므로, 펄프를 재활용할 수 있는 친환경적인 측면이 다소 개선되어 보이나, 환경호르몬을 방출하고 사용자를 발암물질에 노출되지 않도록 완전하게 해결하지 못한 문제가 여전히 남아 있다.

따라서 종이용기의 식품 보관성과 안전성을 유지하면서 인체에 유해하지 않도록 하는 기술을 개발할 필요가 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 특 히 인체에 유해하지 않은 실리콘을 코팅하여 종이용기로 사용할 수 있는 실리콘 코팅 종이를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 실리콘을 코팅한 종이로 제조하여 인체에 유해하지 않는 종이용기를 제공하고자 하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 인체에 유해하지 않은 실리콘을 코팅한 종이를 이용하여 종이용기를 제조하는 종이용기 제조방법을 제공하고자 하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는, 액상실리콘과 톨루엔을 소정의 비율로 혼합한 혼합용액을 선택된 부분에 코팅하고, 설정된 온도범위에서 소정시간 동안 가열하여 톨루엔을 완전히 제거함과 동시에 실리콘을 경화하여 실리콘 코팅층이 마련되는 실리콘 코팅 종이가 제공된다.

본 발명에 있어서, 상기 액상실리콘과 톨루엔은 무게비율로 1:1 내지 3의 비율로 혼합되며, 상기 설정된 온도범위는 섭씨 100℃ 내지 250℃의 범위이고, 상기 소정시간은 상기 액상실리콘과 상기 톨루엔을 1:1의 무게비율로 혼합한 혼합용액으로 도포한 상태에서 섭씨 100℃에서 1시간이고, 섭씨 250℃에서 30초 내지 1분으로 할 수 있다.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 액상실리콘과 톨루엔을 소정의 비율로 혼합한 혼합용액을 선택된 부분에 코팅하고, 설정된 온도범위에서 소정시간 동안 가열하여 톨루엔을 완전히 제거함과 동시에 실리콘을 경화하여 실리콘 코팅층이 마련되는 실리콘 코팅 종이를 성형하여 제조된 실리콘 코팅 용 기를 제공한다.

또한, 본 발명의 실리콘 코팅 용기는 종이를 성형하여 이루어진 종이용기에 액상실리콘과 톨루엔을 소정의 비율로 혼합한 혼합용액을 코팅하고, 설정된 온도범위에서 소정시간 동안 가열하여 톨루엔을 완전히 제거함과 동시에 실리콘을 경화하여, 표면에 실리콘 코팅층이 마련되도록 할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 액상실리콘과 톨루엔을 1:1과 1:2와 1:3의 무게비율 중에서 선택된 어느 하나의 무게비율로 혼합하여 혼합용액으로 만들 수 있다.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실리콘 코팅 종이용기 제조방법은 (a) 액상실리콘과 톨루엔을 준비하는 단계; (b) 상기 액상실리콘과 톨루엔을 소정의 무게비율로 혼합하여 혼합용액을 만드는 단계; (c) 상기 혼합용액을 종이에 코팅하고 가열 경화하는 종이성형단계; 및 (d) 상기 혼합용액이 코팅된 종이를 종이용기로 성형하는 용기성형단계; 를 포함한다.

본 발명에 있어서, 상기 (a) 준비하는 단계는, 상기 액상실리콘으로 독일의 와커 케미사(WACKER CHEMI AG) 상품명 일라스토실(ELASTOSIL) LR3071 계열의 경도가 40 인 것과 50 인 것 중에서 선택된 어느 하나와 상기 톨루엔을 각각 준비하여 진행한다.

본 발명에 있어서, 상기 (b) 만드는 단계는, 상기 액상실리콘과 톨루엔을 1:1과 1:2와 1:3의 무게비율 중에서 선택된 어느 하나의 무게비율로 혼합하여 혼합용액으로 만들 수 있다.

여기서, 상기 1:1의 무게비율 혼합용액은 페인팅 방식과 인쇄 방식 중에서 선택된 어느 하나의 방식으로 코팅하고, 상기 1:2와 1:3의 무게비율 혼합용액은 스프레이 방식으로 코팅할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 (c) 종이성형단계는, 상기 혼합용액을 종이의 성형을 위해 접착할 부분을 제외한 선택된 부위에 코팅하는 단계; 상기 종이를 설정된 온도범위에서 소정 시간 동안 가열하여 톨루엔을 제거하고 실리콘 코팅층을 경화하는 단계; 를 포함한다.

또한, 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 실리콘 코팅 종이용기 제조방법은 (a) 액상실리콘과 톨루엔을 준비하는 단계; (b) 상기 액상실리콘과 톨루엔을 소정의 무게비율로 혼합하여 혼합용액을 만드는 단계; (c) 종이를 종이용기로 성형하는 종이성형단계; 및 (d) 상기 종이용기에 상기 혼합용액을 코팅하여 가열 경화하는 단계; 를 포함할 수 있다.

상기와 같은 구성의 본 발명은 종이용기에 실리콘을 코팅하여 종이용기의 식품 저장성과 안정성을 높이는 사용상 편리한 효과가 있다.

또한, 종이용기의 방수성과 방습성을 위하여 실리콘을 코팅하므로 인체에 무해한 종이 종이용기를 공급하는 산업적 이용효과가 있다.

또한, 실리콘이 코팅된 종이를 금형으로 압착하거나 또는 실리콘이 코팅되지 않은 부분을 이용하여 접착하므로 종이용기를 용이하게 제작하는 사용상 편리한 효과가 있다.

본 발명의 일례를 설명함에 있어서, 본 발명과 직접적으로 관련 없고, 잘 알려져 있는 기술 내용에 대하여서는 도면 도시 및 설명을 생략하므로, 본 발명의 요지를 흐리지 않고 명확하게 전달한다.

이하, 실리콘 코팅 종이, 용기 및 제조방법의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1 은 본 발명의 제1실시 예에 의한 것으로 실리콘 코팅 종이 종이용기를 만드는 방법의 순서도 이다.

도 1 을 참조하여 상세히 설명하면, 독일 와커 케미사(WACKER CHEMIE AG)의 경도 40과 50 중에서 선택된 어느 하나의 액상실리콘(LIQUID SILICON RUBBER: LSR)과 톨루엔(TOLUENE)을 준비하는 단계(S200), 액상실리콘 대 톨루엔을 1:1과 1:2와 1:3 중에서 선택된 어느 하나의 무게비율로 혼합하여 혼합용액(110)을 만드는 단계(S210), 혼합용액(110)을 종이에 코팅하고 가열 경화하며 종이용기로 성형하는 단계(S220)의 구성으로 이루어진다.

액상실리콘(LSR)은 독일의 와커 케미사에서 생산하는 상품명 일라스토실(ELASTOSIL) LR3071 계열의 제품을 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명에서는 일라스토실(ELASTOSIL) LR3071 계열의 경도(HARDNESS) 40 또는 50 제품 중에서 선택된 어느 하나를 사용한다.

경도(HARDNESS)의 값이 높은 것은 혼합용액을 만들 때 톨루엔을 더 많이 혼합하여야 하고, 경도의 값이 낮을 때는 톨루엔의 혼합되는 양이 적다. 그러므로 소요되는 작업 시간, 작업 공간, 비용, 운반, 보관 및 관리 등의 다양한 측면에서 최적인 경도값의 제품을 선택하여야 한다. 액상실리콘의 경도값 차이에 의하여 혼합되는 톨루엔의 혼합비율 기준표는 하기와 같다.

[경도값 대비 톨루엔 혼합 비율 기준표]

경 도	20	30	40	50	60	70
톨루엔 혼합 비율	0.7	0.8	0.9	1	1.1	1.2

첨부된 기준표 중 일부를 상세히 설명하면, 경도값 50인 액상실리콘(LSR)을 기준으로 혼합되는 톨루엔의 양이 무게비율로 1:1인 경우, 일례로, 경도값 40의 액상실리콘은 무게비율 0.9의 톨루엔을 혼합하고, 경도값 60의 액상실리콘은 무게비율 1.1의 톨루엔을 혼합한다. 이러한 결과는 오랫동안의 반복된 실험과 노력에 의하여 확인되었다. 즉, 경도값 50을 기준으로 경도값 차이에 의하여 기준표와 같은 비율로 톨루엔의 혼합량을 다르게 한다. 또한, 액상실리콘과 혼합되는 톨루엔의 무게비율 양을 2배, 3배로 바꾸는 경우에도 첨부된 비교표 비율의 2배, 3배로 적용한다.

액상실리콘(LSR)은 액상으로 만들어진 실리콘 고무이고, 고무성분이 있으므로 점착성이 있으나 농도가 너무 높은 상태에서는 점착성을 나타내지 못하므로 적당히 희석하여 접착성이 나타나도록 하며, 실리콘 고무는 화학적 안정성과 넓은 온도 범위에서도 탄력성을 유지하므로 다양한 범위에서 유용하게 사용된다.

실리콘(SILICONE: SI)은 규소(硅素)라고 하며, 원자번호 14번으로 폴리실록 산(polysiloxane)이라고도 하고, 실리콘 유체는 열·물 또는 산화제에 의한 분해에 대단히 안정하므로 특성상 인체에 해가 없는 것으로 알려져 있다.

실리콘은 절연효과가 뛰어나 전기절연체로 사용되고, 유압장치의 유체 성분과 유탁액 파괴물질로 사용되며, 직물 및 종이 등에 방수성을 부여하기 위해 쓰이고, 실리콘 고무는 고무의 전기절연성, 화학적 안정성과 넓은 온도 범위에서 탄력이 유지되고, 실리콘 수지는 보호피복제(保護被覆劑), 전기절연용 니스, 얇은 유리섬유 직물제조에 사용된다.

즉, 실리콘은 열에 강하고 산화제에도 분해되지 않으며 화학적으로 매우 안정적이므로 인체에 흡수될 우려가 없어 신체의 가장 안전한 인공 보형물 재료로도 사용된다.

톨루엔(TOLUENE)은 많은 물질을 합성하는 원료로 사용되거나 유기물을 녹이는 용매로 사용되는 휘발성 물질이다.

일반적으로 톨루엔을 메틸벤젠이라 하고, 화학식은 C7H8이며, 특이한 냄새가 나는 무색 액체이고, 분자량 92.14, 녹는점 －95 ℃, 끓는점 110.8 ℃, 비중 0.87(15 ℃)이므로 가열하면 증발하여 완전하게 없어지는 특성이 있다.

액상실리콘은 독일 와커 케미사(WACKER CHEMIE AG)의 일라스토실(ELASTOSIL) 계열의 A 용액과 B 용액으로 구성되며, 두 용액을 1:1의 비율로 혼합하는 경우에 액상실리콘의 경화가 진행되는 특성이 있다.

액상실리콘(LSR)은 농도가 높은 경우 점착성이 약하므로 톨루엔을 혼합하여 농도를 낮추어 점착성을 높인다. 즉, 액상실리콘은 점도가 높으므로 붓(BRUSH) 이 나 롤러(ROLLER)를 이용하는 페인팅(PAINTING) 방식과 인쇄(PRINTING) 방식 또는 스프레이(SPRAY) 방식 중에서 선택된 어느 하나의 방식으로 코팅하기에 적당하도록 농도를 낮게 조절하여야 하며, 농도 조절에 톨루엔이 사용된다.

액상실리콘(LIQUID SILICON RUBBER: LSR)과 톨루엔(TOLUENE)을 각각 1:1 또는 1:2 또는 1:3의 무게비율 중에서 선택된 어느 하나의 무게비율로 준비하고 혼합하여 혼합용액(110)을 만드는 것이 바람직하고, 혼합비율은 생산환경 등의 여러 가지 조건에 의하여 적정한 비율로 바뀔 수 있다.

혼합용액(110)은 혼합비율이 1:1 인 경우 액상실리콘의 밀도가 높으므로 붓을 이용하거나 롤러를 이용하는 페인팅 방식과 인쇄 방식 중에서 선택된 어느 하나의 방식으로 도포 또는 코팅한다.

액상실리콘의 경도값 차이에 의하여 혼합되는 톨루엔의 무게비율은 앞에서 상세히 설명한 [경도값 대비 톨루엔 혼합 비율 기준표]에서와 같으며, 다시 설명하면, 경도값 50인 액상실리콘(LSR)을 기준으로 혼합되는 톨루엔의 양이 무게비율로 1:1인 경우, 일례로, 경도값 차이에 의한 톨루엔의 혼합비율이 변경되고, 또한, 톨루엔의 혼합 비율에 2배수, 3배수로 변경되는 경우에도 동일한 비율로 변경된다.

실리콘은 고무 특성이 있으므로 접착제가 잘 붙지 못한다. 그러므로 상기 종이(100)에 혼합용액(110)의 코팅 과정(S231)에서 선택된 부분만 코팅되도록 하는 것은 코팅되지 않은 부분에 접착제를 도포하여 다른 부분과 접착하기 위한 것이다. 접착 방식 또는 접착 성형방식을 사용하지 않는 경우는 선택된 부분이 종이의 전체 면이 된다.

그러므로 혼합용액(110)을 도포하는 경우, 선택된 부분만 코팅하거나 상대적으로 선택된 부분만 코팅되지 않도록 도포한다. 필요한 경우는 전체가 선택되어 혼합용액(110)을 코팅한다. 혼합용액(110)이 코팅되지 않아 실리콘 코팅층(120)이 형성되지 않은 부분은 접착제를 사용하므로 다른 부분과 접착한다.

본 발명에서는 혼합용액(110)을 페인팅 방식 또는 인쇄 방식으로 코팅하여 도포하는 경우, 액상실리콘과 톨루엔을 1:1의 무게비율로 혼합하고, 스프레이 방식으로 도포하는 경우에는 액상실리콘과 톨루엔을 1:2와 1:3의 무게비율 중에서 선택된 어느 하나의 무게비율로 혼합하는 것이 바람직하다.

즉, 톨루엔의 혼합비율이 높아질수록 스프레이 방식으로 도포하기 쉽고, 도포하는 경우에 종이에의 침투성이 증가한다. 상기 혼합 비율은 도포 방식 및 해당 기술적인 이유에 의하여 조절할 수 있다.

성형하는 단계(S220)를 상세히 설명하면, 혼합용액(110)을 종이(100)의 성형을 위해 접착할 부분을 제외한 선택된 부위에 페인팅 방식, 인쇄방식, 스프레이 방식 중에서 선택된 어느 하나의 방식으로 코팅한다(S221). 종이(100)의 선택된 부위가 코팅되지 않도록 하는 것은 접착 방식으로 종이용기를 만드는 경우 접착제 등으로 접착을 용이하게 하는 부위를 확보한다.

혼합용액(110)이 코팅된 종이(100)를 설정된 온도범위에서 소정 시간 동안 가열하여 톨루엔을 완전하게 증발시켜 제거하고 실리콘 코팅층(120)을 경화하여 고착되므로 코팅된다(S222).

실리콘 코팅층(120)이 경화된 종이의 코팅되지 않은 부분(102)에 접착제를 도포하여 접착하므로 성형하는 접착 성형 방식과 프레스 금형 등을 이용하여 성형하는 압착 성형 방식 중에서 선택된 어느 하나의 방식을 이용하여 종이용기로 성형한다(S223).

설정된 온도 범위는 섭씨 100℃ 내지 250℃ 범위이고, 소정 시간은 액상실리콘(LSR)과 톨루엔을 1:1의 무게비율로 혼합한 혼합용액으로 코팅한 상태에서 섭씨 100℃에서 1시간이고, 섭씨 250℃에서 30초 내지 1분이다.

톨루엔은 액상실리콘(LSR)의 밀도를 낮추는 동시에 접착성을 높이기 위하여 첨가한다. 액상실리콘(LSR)은 톨루엔과 혼합되어 희석되는 경우, 점착성이 증가하여 다른 물체의 표면 또는 종이(100)의 표면에 쉽게 코팅된다.

코팅방식에서 페인팅 방식과 인쇄 방식은 혼합용액을 도포하는 속도가 비교적 느리지만 코팅하는 실리콘의 두께가 두껍고, 스프레이 방식은 도포하는 속도가 비교적 빠르지만 도포하는 실리콘의 두께가 얇게 된다.

상기 경화하는 단계(S222)를 상세히 다시 설명하면, 혼합용액(110)이 선택된 부분에 코팅된 종이(100)를 설정된 온도에서 소정 시간 동안 가열하므로 톨루엔(TOLUENE)을 완전하게 증발시킨다.

톨루엔은 유독성 무색 액체이지만 휘발성이 있으며, 용매로 사용되고 가열에 의하여 증발이 촉진되어 완전하게 제거되며, 가열 경화하는 과정에서 액상실리콘이 종이 위에 얇은 실리콘 코팅층(120)으로 고착되어 코팅(COATING)된다.

혼합용액(110)이 코팅된 종이(100)는 섭씨 100℃ 내지 섭씨 250℃ 범위의 온도에서 1 시간 내지 30초의 시간 동안 가열하여 톨루엔을 완전하게 증발시킨다.

혼합용액은 톨루엔과의 혼합비율에 따라 차이가 있으나, 일례로, 액상실리콘과 톨루엔을 1:1의 무게비율로 혼합한 경우, 섭씨 250℃ 조건에서는 약 30초 내지 1 분, 섭씨 100℃ 조건에서는 약 1 시간 동안 가열하면 톨루엔이 완전하게 증발하는 것으로 실험에 의하여 확인된다.

또한, 대한민국 정부가 공인하는 시험, 검사, 교정기관인 한국생활환경시험연구원(KOREA ENVIRONMENT & MERCHANDISE TESTING INSTITUTE : KEMTI)에서 액상실리콘의 혼합용액이 코팅되고 가열에 의하여 톨루엔이 증발한 종이로 만든 컵을 한국 식품의약품 안전청(KOREA FOOD & DRUG ADMINISTRATION : KFDA)의 식품공전 제 7 기구 및 용기 포장에 대한 기준 및 규격으로 시험하여 기준에 적합하고 합격한 결과표를 도 8 로 첨부하였다.

도 8 은 본 발명의 일례에 의한 것으로 실리콘 코팅 종이로 성형된 컵의 실리콘 코팅층에 대한 용출시험 성적서로서, 상세히 설명하면, 본 발명에 의한 혼합용액(110)이 코팅된 종이로 만든 컵의 실리콘 코팅층(120)(실리콘 수지)으로부터 용출되는 중금속 Pb이 1.0 mg/L 이하의 기준에 적합하고, 과망간산칼륨(KMnO4)이 10 mg/L 이하 기준인데 1 mg/L 로 검출되므로 기준에 적합하며, 4%의 초산에 의한 증발 잔류물이 30 mg/L 이하 기준인데 14 mg/L 이 검출되므로 기준에 적합하다는 내용이다.

그러므로 본 발명에 의하여 설정된 온도에서 소정 시간 동안 가열하므로 인체에 유해한 톨루엔이 완전하게 증발하여 검출되지 않고 있음이 대한민국 공인 시험기관인 한국생활환경시험연구원의 시험결과에 의하여 확인된다.

상기 혼합용액이 코팅된 종이를 설정된 온도에서 소정시간 동안 가열하는 시간을 요약하면 하기의 기준 시간표와 같다.

혼합용액 코팅 종이의 가열 기준 시간표

가열온도	실온	섭씨 100도	섭씨 250도
톨루엔 증발시간	25시간 이상	약 1 시간	약 30초 - 1분

상기 [표 1]의 시간은 톨루엔의 혼합비율이 늘어나면 더 증가한다. 일례로, 1:2 무게비율로 혼합된 경우 증발시간이 2배로 늘어나고, 1:3의 무게비율로 혼합한 경우 톨루엔 증발 시간은 3배로 늘어나지만 가열온도를 조절하므로 최적의 시간을 선택할 수 있다.

혼합용액(110)이 코팅된 종이(100)는 상기와 같이 설정된 온도에서 소정 시간 동안 가열하면 혼합용액에 포함된 톨루엔을 완전하게 증발시키는 동시에 실리콘 코팅층(120)이 경화되고 종이 표면에 얇은 두께로 고착되어 코팅(COATING) 된다.

이하, 도 2 를 참조하여 본 발명에 의한 것으로 혼합용액을 코팅하고 가열하여 실리콘이 경화된 실리콘 코팅 종이 제조방법에 대하여 상세히 설명한다.

도 2 는 본 발명의 일실시 예에 의한 것으로, 혼합용액을 코팅하고 가열하여 실리콘이 경화된 실리콘 코팅 종이 제조방법에 관한 것으로, 도시된 바와 같이 준비된 종이(100)의 표면에 액상실리콘(LSR)과 톨루엔을 설정된 소정 비율로 혼합한 용액 또는 혼합용액(110)을 페인팅 방식 또는 인쇄 방식 또는 스프레이 방식 중에서 선택된 어느 하나의 방식으로 선택된 부분에 코팅한다.

혼합용액(110)이 코팅되는 선택된 부분은 종이(100)의 전체가 될 수 있으며, 일부를 제외한 부분이 될 수 있다.

이때, 종이(100)의 접착할 부분(102)에 혼합용액(110)이 코팅되지 않도록 하며, 접착할 부분(102)에는 접착제를 도포하고 다른 끝단의 반대 면에 위치하는 접착될 부분(104)과 접착하므로 통 형상으로 성형 되고, 또 다른 끝단에 형성된 접착할 부분(102)을 이용하여 밑 뚜껑을 접착하므로 용기 형상으로 성형하며, 이러한 방식을 접착 성형방식이라 한다.

이하, 도 3 을 참조하여 본 발명의 일례에 의한 것으로 실리콘 코팅 종이를 컵 모양의 식품 용기로 접착 성형하는 방식을 상세히 설명한다.

도 3 은 본 발명에 의한 것으로, 실리콘 코팅 종이를 식품 용기로 접착 성형하는 방식 설명도로서, 컵 모양의 종이용기를 접착 성형 방식을 상세히 설명하면, 부채꼴 또는 원호 형상과 원 형상의 종이(100)에 접착할 부분(102, 106, 108)을 제외한 선택된 부분에만 혼합용액(110)을 코팅하고 설정된 온도범위에서 소정 시간 동안 가열하여 경화된 실리콘 코팅층(120)이 경화 및 고착된 상태로 코팅되도록 한다.

원호 형상 종이(100)의 접착할 부분(102)과 접착될 부분(104)을 접착제를 이용하여 접착하므로 원통 형상으로 성형하고, 하단의 접착할 부분(106)과 원 형상의 종이(100)의 접착할 부분(108)도 접착제를 이용하여 접착하므로 식품을 담을 수 있는 용기로 성형한다.

접착 성형 방식으로 용기를 성형하는 경우, 실리콘의 고무 특성에 의하여 접착제가 고정되지 못하므로, 접착할 부분에 실리콘이 코팅되지 않도록 하는 것이 매우 중요하다.

이하, 도 4 를 참조하여 본 발명의 일례에 의한 것으로 실리콘 코팅 종이의 압착 성형하는 방식을 상세히 설명한다.

도 4 를 참조하여 본 발명의 일실시 예에 의한 것으로, 종이용기의 압착 성형 방식을 상세히 설명하면, 혼합용액(110)이 코팅되고 가열되어 경화된 실리콘 코팅층(120)이 고착 상태로 코팅된 종이(100)를 상형(145)과 하형(140)으로 이루어지는 금형에 투입하고, 상형(145)과 하형(140)을 결합한다.

상형(145)과 하형(140)을 결합상태로부터 해제하고 실리콘 코팅층(120)이 코팅된 종이(100)를 분리하면 종이용기로 압착 성형된 상태를 확인할 수 있다.

이러한 압착 성형 방식은, 혼합용액을 만들고 종이에 코팅한 후에 가열 및 경화하고 종이용기로 성형하므로 공정이 비교적 단순하게 처리되어 전체의 생산공정 관리가 용이한 장점이 있다.

이하, 도 5 를 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 의한 것으로 실리콘 코팅 종이 종이용기의 전체 제조공정을 상세히 설명한다.

도 5 는 본 발명의 제1실시 예에 의한 실리콘 코팅 종이용기 제조 공정에 관한 것으로, 도시된 바와 같이, 액상실리콘(LSR)과 톨루엔(TOLUENE)을 준비하고, 소정 비율로 혼합하여 혼합용액(110)을 만든다. 혼합용액으로 종이의 선택된 부분에 코팅하고, 가열하여 경화시키므로 실리콘 코팅층(120)을 고착상태로 코팅한다. 실리콘 코팅층이 코팅된 종이를 압착 성형 또는 접착 성형의 방식 중에서 선택된 어느 하나의 방식을 이용하여 종이용기를 성형한다. 도 5 에는 이러한 과정이 순서대로 도시되어 있다.

도 6 은 본 발명의 제2실시 예에 의한 것으로 실리콘 코팅 종이 종이용기를 만드는 방법 순서도 이다.

도 6 을 참조하여 상세히 설명하면, 독일 와커 케미사(WACKER CHEMIE AG)의 경도 40과 50 중에서 선택된 어느 하나의 액상실리콘(LSR)과 톨루엔(TOLUENE)을 준비하는 단계(S300), 액상실리콘 대 톨루엔을 1:1과 1:2와 1:3 중에서 선택된 어느 하나의 무게비율로 혼합하여 혼합용액(110)을 만드는 단계(S310), 종이로 종이용기를 성형하고, 혼합용액(110)을 종이용기에 코팅하여 가열 경화하는 단계(S320)의 구성으로 이루어진다.

준비하는 단계(S300)와 혼합용액을 만드는 단계(S310)는 제1실 시 예에서 설명한 것과 동일하므로 반복되는 설명을 피한다.

가열 경화하는 단계(S320)를 상세히 설명하면, 종이로 종이용기를 압착 방식 또는 접착 방식 중에서 선택된 어느 하나의 방식으로 성형한다(S321). 성형이 완료된 종이용기의 식품이 직접 닿은 부분에 혼합용액(110)을 코팅한다(S322). 혼합용액을 코팅하는 경우 1:1 무게비율 혼합용액으로 페인팅 또는 인쇄 방식으로 코팅할 수 있으나, 종이용기는 3차원 형상이므로 1:2 또는 1:3 무게비의 혼합용액을 이용하여 스프레이(SPRAY) 방식으로 코팅하는 것이 바람직하다. 특히, 1:3 무게비의 혼합용액을 사용하는 경우와 같이 가능한 톨루엔의 혼합비율을 높이는 것이 혼합용액의 침투력을 더욱 증가시키므로 3차원 입체형상의 종이용기 깊숙한 부분까지 용이하게 코팅할 수 있다. 액상실리콘과 톨루엔의 무게비에 의한 혼합비율은 제시된 비율 이외에 주변환경, 생산시설 등의 조건에 따라 조정할 수 있다.

코팅이 완료된 종이용기는 설정된 온도범위에서 소정의 시간 동안 가열하므로 톨루엔을 완전하게 제거하고 경화되어 고착상태로 코팅되도록 한다(S323). 설정된 온도범위와 소정의 시간 값은 제1실시 예에서 설명한 것과 동일하므로 반복되는 설명을 피한다.

제2실시 예는 종이로 종이용기 형상을 먼저 성형한 후에 혼합용액(110)으로 코팅하고 가열 및 경화하는 순서로 진행되므로 종이용기의 접착된 부위가 튼튼해 지는 장점이 있다.

이하, 도 7 을 참조하여 본 발명의 제2실시 예에 의한 것으로 실리콘 코팅 종이용기를 만드는 전체 공정을 상세히 설명한다.

도 7 은 본 발명의 제2실시 예에 의한 실리콘 코팅 종이용기 제조 공정에 관한 것으로, 도시된 바와 같이, 액상실리콘(LSR)과 톨루엔을 준비하고, 1:1 또는 1:2 또는 1:3의 무게비율 중에서 선택된 어느 하나의 무게비율로 혼합하여 혼합용액(110)을 만든다. 종이를 압착 또는 접착 방식 중에서 선택된 어느 하나의 방식으로 종이용기를 성형한다.

성형된 종이용기의 식품과 직접 닿는 부분에 혼합용액(110)을 페인팅 방식, 프린팅 방식, 스프레이 방식 중에서 선택된 어느 하나의 방식으로 코팅한다. 이때 성형된 종이용기는 3차원의 입체 형상이므로 스프레이 방식으로 코팅하는 것이 바람직하며, 용기의 구석구석 까지 코팅되도록 하기 위하여 톨루엔의 혼합비율이 높은 1:3 무게비율 혼합용액을 사용하는 것이 바람직하다.

혼합용액(110)이 코팅된 성형 종이용기는 설정된 온도범위에서 소정 시간 동안 가열하므로 톨루엔을 제거하고 실리콘 코팅층(120)이 경화되어 고착상태로 코팅되도록 한다. 도 7 에는 이러한 과정이 순서대로 도시되어 있다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

도 1 은 본 발명의 제1실시 예에 의한 것으로 실리콘 코팅 종이 종이용기를 만드는 방법의 순서도,

도 2 는 본 발명에 의한 것으로 혼합용액을 코팅하고 가열하여 실리콘이 경화된 실리콘 코팅 종이 제조방법 순서도,

도 3 은 본 발명의 일례에 의한 것으로 실리콘 코팅 종이를 컵 모양의 식품 용기로 접착 성형하는 방식 순서도,

도 4 는 본 발명의 일례에 의한 것으로 실리콘 코팅 종이의 종이용기 형상으로 압착 성형하는 방식 순서도,

도 5 는 본 발명의 제1실시 예에 의한 실리콘 코팅 종이 종이용기의 전체 제조공정 도시도,

도 6 은 본 발명의 제2실시 예에 의한 것으로 실리콘 코팅 종이 종이용기를 만드는 방법 순서도,

도 7 은 본 발명의 제2실시 예에 의한 것으로 실리콘 코팅 종이 종이용기를 만드는 전체 공정 도시도,

그리고,

도 8 은 본 발명의 일례에 의한 것으로 실리콘 코팅 종이로 성형된 컵의 실리콘 코팅층에 대한 용출시험 성적서 스캔도 이다.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 **

100 : 종이 102, 106, 108 : 접착할 부분

104 : 접착될 부분 110 : 혼합용액

120 : 실리콘 코팅층 140 : 하형

145 : 상형

Claims

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액상실리콘과 톨루엔을 소정의 비율로 혼합한 혼합용액을 선택된 부분에 코팅하고, 설정된 온도범위에서 소정시간 동안 가열하여 톨루엔을 완전히 제거함과 동시에 실리콘을 경화하여 실리콘 코팅층이 마련되며,

상기 액상실리콘과 톨루엔을 1:1 내지 1:3의 무게비율로 혼합하여 혼합용액으로 만드는 것을 특징으로 하는 실리콘 코팅 종이.
액상실리콘과 톨루엔을 소정의 비율로 혼합한 혼합용액을 선택된 부분에 코팅하고, 설정된 온도범위에서 소정시간 동안 가열하여 톨루엔을 완전히 제거함과 동시에 실리콘을 경화하여 실리콘 코팅층이 마련되며,

상기 설정된 온도범위는 섭씨 100℃ 내지 250℃의 범위이고,

상기 소정시간은 상기 액상실리콘과 상기 톨루엔을 1:1의 무게비율로 혼합한 혼합용액으로 도포한 상태에서 섭씨 100℃에서 1시간이고, 섭씨 250℃에서 30초 내지 1분인 것을 특징으로 하는 실리콘 코팅 종이.
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종이를 성형하여 이루어진 종이용기에 액상실리콘과 톨루엔을 소정의 비율로 혼합한 혼합용액을 코팅하고, 설정된 온도범위에서 소정시간 동안 가열하여 톨루엔을 완전히 제거함과 동시에 실리콘을 경화하여, 표면에 실리콘 코팅층이 마련되며, 상기 액상실리콘과 톨루엔을 1:1 내지 1:3의 무게비율로 혼합하여 혼합용액으로 만드는 것을 특징으로 하는 실리콘 코팅 종이용기.
종이를 성형하여 이루어진 종이용기에 액상실리콘과 톨루엔을 소정의 비율로 혼합한 혼합용액을 코팅하고, 설정된 온도범위에서 소정시간 동안 가열하여 톨루엔을 완전히 제거함과 동시에 실리콘을 경화하여, 표면에 실리콘 코팅층이 마련되며,

상기 설정된 온도범위는 섭씨 100℃ 내지 250℃의 범위이고,

상기 소정시간은 상기 액상실리콘과 상기 톨루엔을 1:1의 무게비율로 혼합한 혼합용액으로 도포한 상태에서 섭씨 100℃에서 1시간이고, 섭씨 250℃에서 30초 내지 1분인 것을 특징으로 하는 실리콘 코팅 종이용기.
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(a) 액상실리콘과 톨루엔을 준비하는 단계;

(b) 상기 액상실리콘과 톨루엔을 소정의 무게비율로 혼합하여 혼합용액을 만드는 단계;

(c) 상기 혼합용액을 종이에 코팅하고 가열 경화하는 종이성형단계; 및

(d) 상기 혼합용액이 코팅된 종이를 종이용기로 성형하는 용기성형단계; 를 포함하며,

상기 액상실리콘은 경도가 40 내지 50인 것을 특징으로 하는 실리콘 코팅 종이용기 제조방법.
(a) 액상실리콘과 톨루엔을 준비하는 단계;

(b) 상기 액상실리콘과 톨루엔을 소정의 무게비율로 혼합하여 혼합용액을 만드는 단계;

(c) 상기 혼합용액을 종이에 코팅하고 가열 경화하는 종이성형단계; 및

(d) 상기 혼합용액이 코팅된 종이를 종이용기로 성형하는 용기성형단계; 를 포함하며,

상기 (b) 단계는,

상기 액상실리콘과 톨루엔을 1:1 내지 1:3의 무게비율로 혼합하여 혼합용액으로 만드는 것을 특징으로 하는 실리콘 코팅 종이용기 제조방법.
제 10 항에 있어서,

상기 1:1의 무게비율 혼합용액은 페인팅 방식과 인쇄 방식 중에서 선택된 어느 하나의 방식으로 코팅하고,

상기 1:1 이외의 무게비율 혼합용액은 스프레이 방식으로 코팅하는 것을 특징으로 하는 실리콘 코팅 종이용기 제조방법.
삭제
(a) 액상실리콘과 톨루엔을 준비하는 단계;

(b) 상기 액상실리콘과 톨루엔을 소정의 무게비율로 혼합하여 혼합용액을 만드는 단계;

(c) 상기 혼합용액을 종이에 코팅하고 가열 경화하는 종이성형단계; 및

(d) 상기 혼합용액이 코팅된 종이를 종이용기로 성형하는 용기성형단계; 를 포함하며,

상기 (c) 단계는,

상기 혼합용액을 종이의 성형을 위해 접착할 부분을 제외한 선택된 부위에 코팅하는 단계;

상기 종이를 설정된 온도범위에서 소정 시간 동안 가열하여 톨루엔을 제거하고 실리콘 코팅층을 경화하는 단계; 를 포함하며,

상기 설정된 온도범위는 섭씨 100℃ 내지 250℃ 범위이고,

상기 소정 시간은 상기 액상실리콘과 상기 톨루엔을 1:1 무게 비율의 혼합용액으로 도포한 상태에서 섭씨 100℃에서 1시간이고, 섭씨 250℃에서 30 초 내지 1분인 것을 특징으로 하는 실리콘 코팅 종이용기 제조방법.
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(a) 액상실리콘과 톨루엔을 준비하는 단계;

(b) 상기 액상실리콘과 톨루엔을 소정의 무게비율로 혼합하여 혼합용액을 만드는 단계;

(c) 종이를 종이용기로 성형하는 종이성형단계; 및

(d) 상기 종이용기에 상기 혼합용액을 코팅하여 가열 경화하는 단계; 를 포함하며,

상기 (d) 단계는,

상기 종이용기를 상기 혼합용액으로 코팅하는 단계; 및

상기 혼합용액으로 코팅된 종이용기를 설정된 온도범위에서 소정 시간 동안 가열하여 톨루엔을 제거하고 실리콘 코팅층을 경화하는 단계; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 실리콘 코팅 종이용기 제조방법.
제 16 항에 있어서,

상기 설정된 온도범위는 섭씨 100℃ 내지 250℃ 범위이고,

상기 소정 시간은 상기 액상실리콘과 상기 톨루엔을 1:1 무게 비율의 혼합용액으로 도포한 상태에서 섭씨 100℃에서 1시간이고, 섭씨 250℃에서 30 초 내지 1분인 것을 특징으로 하는 실리콘 코팅 종이용기 제조방법.