KR101101449B1 - 종이 성형물용 조성물, 상기 조성물을 포함하는 종이성형물, 및 상기 종이 성형물의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 닥섬유 및 일라이트를 포함하는 종이 성형물, 상기 조성물을 포함하는 종이 성형물, 및 상기 종이 성형물의 제조방법에 대한 것이다.

본 발명에 따른 종이 성형물 조성물을 이용할 경우, 항균성 및 탈취성이 우수할 뿐만 아니라 심미성도 우수한 종이 성형물이 제조될 수 있다.

닥섬유, 일라이트

Description

종이 성형물용 조성물, 상기 조성물을 포함하는 종이 성형물, 및 상기 종이 성형물의 제조방법{COMPOSITION FOR PAPER-FORMING PRODUCT, PAPER-FORMING COMPRISING THE COMPOSITION, AND METHOD OF THE PAPER-FORMING PRODUCT}

본 발명은 종이 성형물용 조성물, 상기 조성물을 포함하는 종이 성형물, 및 상기 종이 성형물의 제조방법에 관한 것이다.

포장의 기능은 내용물의 보호, 품질보전, 편의성 및 판촉효과 등을 들 수 있으며, 특히 식품에 있어 포장의 기본 기능은 내용물 보호와 품질 보존이다. 또한, 경제가 발전하고 사람들의 소비 수준이 높아짐에 따라 포장재 및 용기는 단순한 내용물(ex. 식품)의 보관과 유통수단이 아닌 보다 다양한 역할을 수행하고 있다. 즉, 제품의 홍보와 고급화에도 한 몫을 하고 있는데, 최근 국내 식품 용기의 고급화, 웰빙화가 진행되어 기존 제품보다 가격은 더 비싸지만 보다 안전하고 고급스러운 제품을 찾는 사람들이 증가하고 있다. 특히, 전통가공식품은 포장으로 인해 맛과 멋을 극대화하여 소비자로 하여금 구매의욕을 유발시킬 수 있다.

다만, 환경보호에 대한 인식이 높아짐에 따라, 내용물의 포장재 및 용기도 환경 친화적인 것, 예컨대 자원 절약형, 재사용이 가능한 소재, 소각처리가 용이한 소재 및 매립처리가 용이한 소재로 형성된 포장재 및 용기를 사용하고자 하는 소비자가 증가하는 추세이다. 이러한 추세에 따라 친환경적인 소재로 된 포장재 및 용기가 다양하게 개발되고 있다.

예를 들어, 생분해가 가능하여 매립이나 소각에 의한 토양 및 대기 오염을 방지할 수 있는 생분해성 용기가 있다. 구체적으로, 상기 생분해성 용기는 세척된 솔잎과 약쑥, 루틴성분 함유 나뭇잎, 뽕나무잎, 감잎, 죽엽, 구골목, 권백, 기생수, 우목, 두충잎, 사철나무잎, 측백나무입을 1종 또는 2종 이상 혼합하고 건조시키는 단계; 상기 건조된 재료를 파쇄하여 분말로 제조하는 단계; 상기 파쇄된 나뭇잎 재료 분말 70~99.5 %에 광물질인 세피오라이트, 버미큘라이트, 펄라이트 0.5~30%를 1종 또는 2종 혼합하고, 그 혼합분말 80~95%에 대해 접착제 5~20%를 첨가하여 교반하는 단계; 상기 교반된 재료를 70~120 ℃로 성형하는 단계를 포함하는 방법에 의해서 제조된다. 이 방법에 의해서 제조된 생분해성 용기는 녹농균 등과 같은 미생물에 의하여 용기 내부 또는 외부가 오염될 우려가 있을 뿐만 아니라 장기 유통시에도 문제가 될 수 있다.

또, 토양에 매립하였을 경우 짧은 기간 내에 미생물에 의해 자연 분해되어 환경오염을 발생시키지 않는 생분해성 전분용기가 있다. 구체적으로, 상기 생분해성 전분용기는 변성 또는 비변성 전분 및 물로 조성된 조성물에 광촉매제 등을 포함하여 살균/탈취할 수 있다. 그러나, 상기 생분해성 전분용기는 광촉매제의 특성상 광(光)의 부재시에는 제대로 살균/탈취 기능을 발휘하지 못한다.

이와 같이, 종래의 친환경적인 포장재 및 용기는 항균성이나 살균성과 탈취 성이 부족하여 내용물을 유통 및 보관시 내용물이 쉽게 변질 또는 부패되었다. 또한, 종래의 친환경적인 포장재 및 용기는 심미성이 좋지 못하여 소비자의 요구에 부흥하지 못하고 있다.

본 발명자들은 전술한 문제점을 해결하고자 닥섬유를 이용하여 포장 및 보관을 할 수 있는 종이 성형물을 제조하고자 하였다. 그러나, 닥섬유로만 제조된 종이 성형물의 경우, 표면에 기모가 발생하여 매끄럽지 못해 용기 모양으로 성형하기가 어려웠으며, 닥섬유들 사이에 기포가 생겨 상기 종이 성형물의 견고성이 저하되었다.

이에, 본 발명자들은 닥섬유에 일라이트를 포함할 경우, 일라이트로 인해 표면이 매끄러우면서 밀도가 높아 견고한 종이 성형물을 제조할 수 있다는 것을 알았다. 본 발명은 이에 기초한 것이다.

본 발명은 닥섬유; 및 일라이트(illite)를 포함하는 종이 성형물용 조성물, 및 상기 조성물을 포함하는 종이 성형물을 제공한다.

또, 본 발명은 상기 종이 성형물용 조성물을 제조하는 단계; 및 상기 제조된 종이 성형물용 조성물을 성형하는 단계를 포함하는 종이 성형물의 제조방법을 제공한다.

본 발명에 따른 종이 성형물 조성물을 이용할 경우, 음이온 방출 및 원적외선 방사로 인해 항균성 및 탈취성이 우수할 뿐만 아니라 심미성이 우수한 종이 성형물이 제조될 수 있다.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명하겠다.

본 발명에 따른 종이 성형물용 조성물은 닥섬유 및 일라이트를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이로써, 상기 조성물을 이용하여 종이 성형물을 제조할 경우, 제조된 종이 성형물은 닥섬유 및 일라이트에 의해서 원적외선 및 음이온이 발산되기 때문에 항균성 및 탈취성이 우수하여 내용물의 보존성이 향상될 수 있다. 뿐만 아니라, 제조된 종이 성형물은 상기 일라이트에 의해서 닥섬유들의 사이가 충진되기 때문에 성형물의 표면이 매끄러워 심미성이 향상될 수 있다. 게다가, 제조된 종이 성형물은 상기 일라이트에 의해 닥섬유들 사이의 기포가 제거되기 때문에 성형물의 밀도가 높아 견고성이 향상될 수 있다.

일반적으로 닥섬유는 셀룰로오스 구조를 가진 인피섬유(bast fiber)의 일종으로서, 셀룰로오스 구조로 인해 물속에서 수소결합을 하기 때문에 용이하게 종이를 형성할 수 있는 것으로 알려져 있다. 특히, 닥섬유는 일반 목재로 얻은 펄프섬유에 비해 섬유장이 길고 결정화도가 높기 때문에 충분한 강도를 갖는 종이를 형성할 수 있으며, 또한 부드럽고 탄성적인 질감을 가진 종이를 형성할 수 있다. 게다가, 닥섬유는 황토 수준 이상의 원적외선을 방사하기 때문에 항균 및 탈취 기능을 부여할 수 있다. 그 외, 닥섬유는 습기가 많으면 습기를 흡수하여 공기를 건조하게 하고, 공기가 건조하면 흡수한 습기를 내뿜어 알맞은 습도를 유지할 수도 있다.

그러나, 닥섬유만으로 된 조성물로 종이 성형물을 제조할 경우, 닥섬유의 섬유장이 길어 종이 성형물의 제조시 성형물의 표면에 기모(起毛)가 발생하여 매끄럽 지 못해 용기 모양의 성형이 어렵다. 또한, 닥섬유만으로 된 조성물로 종이 성형물을 제조할 경우. 닥섬유들 사이에 기포가 생겨 종이 성형물의 견고성이 저하되었다.

이에, 본 발명은 닥섬유 이외에 일라이트를 포함함으로써, 닥섬유들 사이가 일라이트로 충진되기 때문에 표면이 매끄럽게 되어 용기 모양으로 성형하기 용이할 뿐만 아니라 종이 성형물의 심미성도 향상될 수 있다. 또한, 상기 일라이트가 소포제로서 작용하여 닥섬유들 사이의 기포를 제거하기 때문에 종이 성형물의 견고성이 향상될 수 있다. 게다가, 상기 일라이트는 원적외선을 방사하고 음이온을 방출하기 때문에, 제조된 종이 성형물의 항균성 및 탈취성이 향상되어 내용물을 보다 오랫동안 보관할 수 있다. 아울러, 상기 일라이트가 닥섬유들 사이에 혼입됨으로써, 닥섬유와 닥섬유의 밀도가 증진되어 수분 함유율의 변화에 대해서도 치수 안정성이 양호하게 유지될 수 있다.

본 발명에서 사용하는 일라이트(illite)는 점토크기의 미립질 광물로서, 일반적인 백운모와 유사한 판상구조를 갖는 점토광물이다. 상기 일라이트의 화학조성은 (Al_{1 .875}Fe_{0 .055}Mg_{0 .018})(Al_{0 .55}Si_{3 .45})O₁₀(OH)₂(Na_{0 .046}K_{0 .61})nH₂O로, 일라이트는 SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃, TiO₂, MgO, MnO, CaO, Na₂O, K₂O, P₂O₅ 등의 성분을 주로 포함하며, 그 외 Li, Cr, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Sr, Cd, Pb 등의 성분도 포함한다. 이러한 일라이트는 인체에 해가 전혀 없는 원적외선을 방사할 뿐만 아니라, 음이온을 방출하고, 각종 중금속 및 유독가스를 흡착, 탈취, 분해하는 특성을 갖고 있다. 이러한 일라이트를 본 발명의 종이 성형물용 조성물이 포함함으로써, 상기 조성물로 형성된 종이 성형물은 내용물을 오랫동안 신선한 상태로 보관할 수 있으며, 냄새를 제거할 수 있고, 또한 곰팡이 등의 미생물을 살균할 수 있다.

본 발명에서, 상기 일라이트의 함량은 종이 성형물용 조성물 100 중량부에 대하여 약 5 내지 20 중량부 범위인 것이 바람직하다. 만약, 일라이트의 함량이 5 중량부 미만인 경우에는 닥섬유들 사이를 제대로 충진할 수 없어 표면이 매끄러운 종이 성형물을 제조하기 어려우며 또한 닥섬유들 사이의 기포를 제대로 제거하지 못하여 종이 성형물의 견고성이 저하될 수 있다. 한편, 일라이트의 함량이 20 중량부 초과인 경우에는 상기 일라이트로 인해 닥섬유와 닥섬유가 서로 너무 이격되어 닥섬유의 밀도가 감소되고, 또한 용기의 무게가 증가하며, 또한 최종 종이 성형물이 도자기와 같이 파손 위험이 커지고, 균열이 발생할 수 있다.

또, 닥섬유의 함량은 종이 성형물용 조성물 100 중량부를 기준으로 약 20 내지 80 중량부 범위인 것이 바람직하다. 만약, 닥섬유의 함량이 20 중량부 미만인 경우에는 종이 성형물에 충분한 강도가 부여될 수 없고, 닥섬유의 함량이 80 중량부 초과이면 종이 성형물(ex. 용기 등) 표면에 기모가 발생하여 표면이 매끄럽게 성형되지 않을 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 종이 성형물용 조성물에서는 고가인 닥섬유의 함량을 감소시키기 위해 상기 닥섬유 이외의 펄프 1종 이상을 더 포함할 수 있다. 일반적으로, 펄프라 함은 목재나 그 밖의 섬유식물에서 기계적, 화학적 처리에 의하여 얻은 셀룰로오스 섬유의 집합체를 의미한다. 상기 닥섬유 이외의 펄프는 제조법에 따라 기계적 처리에 의해 형성된 펄프, 화학적 처리에 의해 형성된 펄프 및 기계적?화학적 처리에 의해 형성된 펄프가 있고, 재료에 따라 목재 펄프, 대나무 펄프, 볏짚 펄프, 재생 펄프 등으로 분류된다. 구체적으로, 상기 닥섬유 이외의 펄프의 예로는 목재펄프의 아황산펄프, 크라프트 펄프, 소다 펄프 등이 있다. 본 발명의 일례에 따르면, 상기 닥섬유 이외의 펄프로 목재 크라프트 펄프를 사용한다.

이러한 닥섬유 이외의 펄프의 함량은 특별히 제한되지 않는다. 본 발명의 일례에 따르면, 상기 닥섬유 이외의 펄프의 함량은 종이 성형물용 조성물 100 중량부를 기준으로 5 내지 20 중량부 범위일 수 있다.

본 발명에 따른 종이 성형물용 조성물은 닥섬유와 일라이트 이외에, 사이즈제(sizing agent), 강도 증강제 등과 같은 첨가제를 더 포함할 수 있다.

상기 사이즈제(sizing agent)는 종이 성형물의 수축을 방지하여 치수 안정성을 향상시키고, 물이나 잉크의 침투를 방지할 수 있다. 이러한 사이즈제는 내첨 사이즈제와 표면 사이즈제로 분류되는데, 그 예로는 로진, 합성수지 에멀젼, 폴리비닐알코올, 전분, 왁스 등이 있다. 구제적인 예로는 강화 로진 사이즈제, 에멀젼형 로진 사이즈제, 알케닐 호박산염 사이즈제, 석유수지 사이즈제, 알킬케텐다이머(AKD) 사이즈제, 알케닐 무수호박산(ASA) 사이즈제, 카티온 폴리머형 사이즈제, 강화/에멀젼형 로진 사이즈제, 스티렌 무수말레인산 사이즈제, 스티렌 아크릴산 사이즈제, 올레핀 무수말레인산 사이즈제, 스티렌 아크릴계 사이즈제 등이 있다. 본 발명의 일례에 따르면, 알킬케텐다이머(AKD) 사이즈제가 종이 성형물용 조성물에 포함된다.

이러한 사이즈제의 함량은 종이 성형물용 조성물 100 중량부를 기준으로 약 0.5 내지 1 중량부일 수 있다. 만약, 상기 사이즈제의 함량이 0.5 중량부 미만이면, 내수성이 나타나지 않을 수 있다. 한편, 상기 사이즈제의 함량이 1 중량부를 초과하더라도 내수 효과가 더 높게 나타나지 않기 때문에, 사이즈제의 함량이 1 중량부를 초과할 필요가 없다.

또, 상기 강도 증강제로서 습윤 강도 증강제, 건조 강도 증강제 등을 포함할 수 있다. 상기 습윤 강도 증강제의 예로는 요소-포름알데히드 수지, 멜라민-포름 알데히드 수지, 에폭시화 폴리아미드 수지, 글리옥실화 폴리아크릴 아미드 수지, 폴리에틸렌 이민, 디알데히드 전분(dialdehyde starch) 등이 있고, 상기 건조 강도 증강제의 예로는 양성전분, 식물성 검(gum), 폴리아크릴아미드(polyacrylamid, PAM), 카르복시메틸 셀룰로오스(carboxymethyl cellulose, CMC) 등이 있다. 본 발명의 일례에 따르면, 습윤 강도 증강제로서 디알데히드 전분이 종이 성형물용 조성물에 포함될 수 있다. 본 발명의 다른 일례에 따르면, 건조 강도 증강제로서, 폴리아크릴아미드가 종이 성형물 조성물에 포함될 수 있다.

상기 강도 증강제의 함량은 상기 종이 성형물용 조성물 100 중량부를 기준으로 0.25 내지 2.5 중량부 범위일 수 있다. 만약, 강도 증강제의 함량이 0.25 중량부 미만인 경우에는 닥섬유 간의 친화력이 결여되어 흡착력이 저하되고, 이로 인해 종이 성형물의 강도가 저하될 수 있다. 한편, 강도 증강제의 함량이 2.5 중량부 초과인 경우에는 다량의 강도 증강제가 닥섬유에 흡착되더라도 강도 증강 효과가 크게 나타나지 않을 뿐만 아니라, 탈수성과 보류도를 저하시킬 수 있다.

아울러, 본 발명은 전술한 종이 성형물용 조성물을 포함하는 종이 성형물을 제공할 수 있다. 상기 종이 성형물의 예로는 종이 포장지, 종이 용기 등이 있다. 이때, 상기 종이 성형물의 두께는 원하는 종이 성형물의 종류 및 그 사용 목적에 따라 조절되는 것이 바람직하지만, 적어도 약 4 ㎜ 이상인 것이 적절하다. 만약, 상기 종이 성형물의 두께가 4 ㎜ 미만이면, 종이 성형물의 완성도가 떨어지며 원하는 수치의 강도를 가질 수 없다. 본 발명의 일례에 따르면, 제조된 종이 성형물의 두께는 약 4 내지 10 ㎜ 일 수 있다. 또, 본 발명의 다른 일례에 따르면, 제조된 종이 성형물의 두께는 약 4 내지 5 ㎜ 일 수 있다.

이와 같은 종이 성형물은 다양한 방법에 의해서 제조될 수 있다.

본 발명의 일례에 따르면, 종이 성형물은 전술한 종이 성형물용 조성물을 제조하는 단계; 및 상기 제조된 종이 성형물용 조성물을 성형하는 단계를 포함하는 방법에 의해서 제조될 수 있다. 바람직하게는 상기 제조된 종이 성형물용 조성물을 일정 농도로 희석하는 단계를 더 포함할 수 있다. 또, 바람직하게는 최종 종이 성형물을 건조하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 종이 성형물용 조성물의 제조 단계는 하기와 같은 방법에 의해서 제조될 수 있는데, 이에 제한되지 않는다.

본 발명의 일례에 따르면, 상기 종이 성형물용 조성물은 상기 종이 성형물용 조성물은 닥섬유를 준비하는 단계; 상기 닥섬유를 고해(叩解)시키는 단계; 및 상기 고해된 닥섬유에 일라이트를 첨가하여 혼합하는 단계를 포함하는 방법에 의해서 제조될 수 있다. 여기서, 상기 고해된 닥섬유에 닥섬유 이외의 펄프 1종 이상을 첨 가하여 혼합하는 단계를 더 포함할 수 있다. 또, 상기 고해된 닥섬유에 사이즈제 및 강도 증강제 중 적어도 하나를 첨가하여 혼합하는 단계를 더 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 닥섬유의 준비 단계는 당 업계에서 알려진 방법에 의해서 수행될 수 있다. 예컨대, 원료 선별 → 세척 → 증해(蒸解) → 제진 → 정선 → 세척 및 농축하는 과정을 수행하면 닥섬유가 제조될 수 있다. 구체적으로, 백닥을 선별한 후, 선별된 백닥을 스크리닝하여 상기 백닥에서 불순물을 걸러준 후에 물로 상기 백닥을 세척하여 백닥에서 이물질을 제거한다. 이후, 불순물 및 이물질이 제거된 백닥을 수산화나트륨을 함께 넣고 약 30 분간 삶은 후에, 백닥과 함께 유입된 이물질을 원심 제진기를 이용하여 상기 백담에서 제거하고, 또 상기 증해된 백닥으로부터 이물질을 재차 제거한다. 이후, 상기 섬유를 세척하여 닥섬유로부터 수산화나트륨과 같은 약액을 수세한 후 농축단계를 거치게 되면, 최종적으로 닥섬유가 제조되게 된다.

상기 닥섬유의 고해 단계는 닥섬유를 절단하거나 짓이겨서 닥섬유 내 섬유막이 미세구조인 피브릴(fibril)이 되거나 또는 양자의 중간 상태가 되도록 하여 섬유질의 치밀성을 높게 하는 단계이다. 이러한 닥섬유의 고해 단계는 당 업계에서 일반적으로 알려진 고해기(叩解機)를 사용할 수 있다. 상기 고해기의 예로는 비터(beater), 원추형 또는 디스크형의 리파이너(refiner) 등이 있다. 본 발명의 일례에 따르면, 제조된 닥섬유 3 ~ 4 중량부를 리파이너를 이용하여 고해시킨다. 이때, 닥섬유를 약 25 내지 30 °SR 범위의 고해도로 고해시키는 것이 적절하다.

이후, 고해된 닥섬유는 일라이트와 혼합된다. 이때, 종이 성형물용 조성물 100 중량부를 기준으로 약 20 내지 80 중량부 범위의 함량인 닥섬유에, 상기 일라이트는 종이 성형물용 조성물 100 중량부를 기준으로 약 5 내지 20 중량부 범위의 함량으로 혼합될 수 있다.

이렇게 제조된 종이 성형물용 조성물을 성형하는 단계는 하기와 같은데, 이에 제한되지 않는다.

본 발명의 일례에 따르면, 종이 성형물용 조성물의 성형 단계는 제조된 종이 성형물용 조성물을 몰딩금형을 이용하여 성형물 형태로 침적하는 단계; 및 상기 성형물 형태의 침적물을 가열?가압하는 단계를 포함할 수 있다.

구체적으로, 제조된 종이 성형물용 조성물은 몰딩탱크로 이송되어 몰딩탱크 내 일정 형태의 몰딩금형에 의해서 성형물의 형태로 성형된다. 이때, 상기 몰딩금형 내부에 장착된 흡입구멍을 통해 진공으로 상기 종이 성형물용 조성물을 흡입하게 되면, 상기 몰딩금형에 닥섬유와 일라이트가 결속된 상태로 침적된다.

상기 몰딩금형의 형태로는 금형망 등이 있으나, 원하는 성형물의 형태에 따라 달라질 수 있다.

이후, 상기 성형물 형태의 침적물을 가열?가압함으로써, 최종적으로 종이 성형물이 형성된다. 다만, 최종 종이 성형물의 수분 함유율이 너무 높으면 건조 시간이 길어지며, 침적물이 원하는 성형 형태로 유지될 수 없기 때문에, 최종 종이 성형물의 수분 함유율이 약 10 % 이하가 되도록 상기 성형물 형태의 침적물의 가열?가압 범위를 조절하는 것이 바람직하다.

상기 성형물 형태의 침적물을 가열하는 온도는 약 160 내지 180 ℃ 범위일 수 있다. 만약, 침적물의 가열 온도가 160 ℃ 미만인 경우에는 원하는 종이 성형물이 제대로 성형되지 않을 수 있고, 침적물의 가열 온도가 180 ℃ 초과인 경우에는 종이 성형물이 탈 수 있다.

또, 상기 성형물 형태의 침적물에 가해지는 압력은 약 30 내지 35 ㎏/㎤인 것이 바람직하다. 만약, 침적물을 30 ㎏/㎤ 미만으로 가압할 경우에는 침전물에서 물 등의 용매가 제대로 탈수되지 않을 수 있고, 침적물을 35 ㎏/㎤ 초과로 가압할 경우에는 성형되는 종이 성형물의 두께가 얇을 수 있다.

한편, 전술한 방법은 상기 종이 성형물용 조성물의 성형 단계 이전에, 상기 제조된 종이 성형물용 조성물을 일정 농도로 희석하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이때, 준비된 종이 성형물용 조성물의 농도가 약 0.5 내지 0.6 %가 되도록 하는 것이 바람직하다. 만약, 희석된 종이 성형물용 조성물의 농도가 0.5 % 미만이면 제조시 탈수 속도가 너무 빨라서 제조되는 종이 성형물의 두께가 얇아지고, 밀도가 낮아 종이 성형물의 성형이 어려울 수 있고, 희석된 종이 성형물용 조성물의 농도가 0.6 % 초과이면 제조시 탈수가 제대로 이루어지지 않아 종이 성형물을 제조하기 어려울 수 있다. 여기서, 종이 성형물용 조성물을 희석시키는 용매로는 물 등이 있으나, 이에 제한되지 않는다.

이하, 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 이들에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

1-1. 종이 성형물용 조성물의 제조

준비된 닥섬유를 리파이너를 이용하여 고해시켰다. 상기 고해된 닥섬유 60 중량부에 목재 크라프트 펄프 20 중량부를 혼합하였다. 이후, 상기 혼합물을 혼합탱크로 이송한 뒤, 이송된 혼합물에 일라이트 분말 약 17.5 중량부, 알킬케텐다이머(alkylketen dimmer, AKD) 사이즈제 약 0.5 중량부 및 습윤 강도 증강제로서 디알데히드 전분 약 2 중량부를 첨가한 후 2시간 동안 혼합하여 종이 성형물용 조성물을 제조하였다.

1-2. 종이 성형물의 성형

종이 성형물용 조성물의 농도가 0.6 %가 되도록 상기에서 제조된 종이 성형물용 조성물을 물로 희석하였다. 이후, 희석된 종이 성형물용 조성물을 금형망이 있는 몰딩탱크로 이송하였다. 몰딩탱크 내로 이송된 종이 성형물용 조성물은 상기 금형망에 장착된 흡입구멍을 통해 진공 흡입되어 상기 금형망에 성형물 형태로 침적되었다. 이후, 상기 성형물 형태의 침적물을 약 170 ℃의 온도로 가열하면서 약 30 ㎏/㎤ 의 압력으로 가압하여 최종 종이 성형물을 성형하였다.

실험예 1

본 발명의 종이 성형물용 조성물을 포함하는 종이 성형물의 항균 정도를 확인하기 위하여, KS K 0693-2006에 따라 하기와 같이 항균 시험을 하였다.

실시예 1에서 제조된 종이 성형물에 균주를 접종시킨 후 18 시간 동안 보관하였다. 이후, 0.05 % 비이온계면활성제(Snogen)을 사용하여 접종시켰던 균주를 종이 성형물로부터 탈착시키고, 생존하고 있는 균수를 측정하였다. 이때, 대조군 1로서 KS K 0905 염색견뢰도용 첨부 백포(Cotton)를 사용하였고, 대조군 2로서 한지(성일한지 제품)를 사용하였다. 본 항균 시험에서 사용된 균주는 Staphylococcus aureus ATCC 6538 및 Klebsiella pneumoniae ATCC 4352이었다. 항균 시험 결과는 표 1과 도 1 및 2에 나타내었다(여기서, 배지상의 균수는 희석배수를 곱하여 산출한 것임).

균주	시료	초기 농도	18시간 후 농도	정균 감소율(%)
Staphylococcus aureus ATCC 6538	대조군 1	3.2×104	1.3×106	-
	실시예 1		< 2.0×102	99.9
	대조군 2	1.2×106	5.0×103	99.6
Klebsiella pneumoniae ATCC 4352	대조군 1	2.0×104	1.1×105	-
	실시예 1		< 2.0×102	99.9
	대조군 2	1.3×105	8.2×103	99.4

항균 시험 결과, 대조군 1(백포)의 경우, 18시간 후 균수가 증가하였다. 반면, 실시예 1에서 제조된 종이 성형물의 경우, 도 1 및 2에서 알 수 있는 바와 같이 18시간 후 균수가 초기 균수에 비해 감소하였으며, 정균 감소율은 거의 100 %에 가까운 99.9 %였다. 이러한 실시예 1의 항균도는 대조군 2(한지)의 항균도보다 약간 높았다.

이로써, 본 발명에 따른 종이 성형물용 조성물을 이용하여 제조된 종이 성형물의 경우, 항균성(또는 살균성)이 우수하여 종이 성형물 내 미생물을 살균할 수 있음을 알 수 있다.

실험예 2

본 발명의 종이 성형물용 조성물로 형성된 종이 성형물의 음이온 방출 여부를 확인하기 위하여, KFIA-FI-1042에 따라 음이온을 측정하였다.

실시예 1에서 제조된 종이 성형물(크기 : 100 ㎜×150㎜)에서 방출하는 음이온수를 전하 입자 측정 장치를 이용하여 측정하였다. 다만, 상기 음이온 측정시험은 실내온도 20 ℃, 습도 36 %, 대기 중 음이온수 104/cc의 조건에서 수행되었다. 여기서, 대조군 1로서 한지(성일한지 제품)를 사용하였다. 측정결과는 표 2에 나타내었다(여기서, 음이온수는 단위체적당 이온수로 표시한 결과임).

	음이온수(ION/cc)
실시예 1	226
대조군 1	128

측정결과, 실시예 1에서 제조된 종이 성형물의 경우, 단위체적당 약 226 개의 이온이 방출됨을 확인할 수 있었다.

실험예 3

본 발명의 종이 성형물용 조성물로 형성된 종이 성형물이 원적외선 방사 여부를 확인하기 위하여, KFIA-FI-1005에 따라 FT-IR Spectromotor를 이용하여 실시예 1에서 제조된 종이 성형물의 원적외선 방사율 및 방사에너지를 측정하였다. 단, 상기 측정은 약 37 ℃의 온도에서 수행되었다. 여기서, 대조군 1로서 한지(성일한지 제품)을 사용하였다. 측정결과는 표 3과, 도 3 및 4에 나타내었다.

	방사율(5~20 ㎛)	방사에너지(W/㎡?㎛, 37 ℃)
실시예 1	0.901	3.47×102
대조군 1	0.880	3.54×102

측정결과, 실시예 1에서 제조된 종이 성형물에서는 방사에너지(W/㎡?㎛, 37 ℃)가 3.47×0²인 원적외선이 방사되고 있음을 확인할 수 있었다.

실험예 4

본 발명의 종이 성형물용 조성물로 형성된 종이 성형물이 탈취 정도를 확인하기 위하여, KIFA-FI-1004에 따라 탈취시험을 수행하였다.

상기 탈취시험에서, 용기 내에 실시예 1에서 제조된 종이 성형물과 암모니아를 함께 넣은 경우가 시료 1이고, 용기 내에 암모니아만을 넣은 경우가 대조 시료 1이고, 용기 내에 한지(성일한지 제품)와 암모니아를 함께 넣은 경우가 대조 시료 2이다. 상기 탈취시험은 시간의 변화에 따른 상기 시료 1 및 대조 시료 1과 2 내 암모니아 가스의 농도 변화를 측정하여 표 4 및 도 5에 나타내었고, 시료 1과 대조 시료 2의 탈취율을 각각 표 5에 나타내었다(여기서, 탈취율 = (초기 농도 - 나중 농도) /초기 농도임).

	경과 시간 (분)
	0	30	60	90	120
대조 시료 1 (ppm)	500	490	480	460	450
대조 시료 2 (ppm)	500	85	70	65	55
시료 1 (ppm)	500	100	65	50	45

	경과 시간 (분)
	0	30	60	90	120
시료 1(%)	-	79	86	89	90
대조 시료 2(%)	-	83	85	86	88

탈취시험 결과, 시료 1(실시예 1에서 제조된 종이 성형물을 넣은 경우)은 30분 경과시 대조 시료 2(한지를 넣은 경우)보다 용기 내 암모니아 가스를 덜 제거하였으나, 시간이 경과할수록 대조 시료 2보다 빠른 속도로 용기 내 암모니아 가스를 제거하였다. 특히, 120 분 경과시, 시료 1의 탈취율은 약 90 %로 높았다. 이로써, 본 발명의 종이 성형물용 조성물로 형성된 종이 성형물은 탈취성이 우수함을 알 수 있었다.

도 1은 실시예 1에서 제조된 종이 성형물에 Staphylococcus aureus ATCC 6538을 접종한 후의 균수 변화를 보여주는 사진이다.

도 2는 실시예 에서 제조된 종이 성형물에 Klebsiella pneumoniae ATCC 4352를 접종한 후의 균수 변화를 보여주는 사진이다.

도 3은 실시예 1에서 제조된 종이 성형물의 방사율을 나타낸 그래프이다.

도 4는 실시예 1에서 제조된 종이 성형물 및 Black Body의 방사 에너지를 나타낸 그래프이다.

도 5는 시료 1과 대조 시료 1의 시간 경과에 따른 암모니아 가스의 농도 변화를 나타낸 그래프이다.

Claims (19)

1. 닥섬유;

   크라프트 펄프, 아황산 펄프, 소다 펄프로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 펄프;

   일라이트(illite);

   를 포함하는 종이 성형물용 조성물.
2. 제1항에 있어서,

   닥섬유 이외의 펄프 1종의 함량은 상기 종이 성형물용 조성물 100 중량부를 기준으로 5 내지 20 중량부인 것을 특징으로 하는 종이 성형물용 조성물.
3. 제1항에 있어서,

   사이즈제(sizing agent)와 강도 증강제 중 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 종이 성형물용 조성물.
4. 제3항에 있어서,

   상기 종이 성형물용 조성물 100 중량부를 기준으로

   상기 사이즈제의 함량은 0.5 내지 1 중량부이고,

   상기 강도 증강제의 함량은 0.25 내지 2.5 중량부인 것을 특징으로 하는 종이 성형물용 조성물.
5. 제1항에 있어서,

   상기 종이 성형물용 조성물 100 중량부를 기준으로

   상기 닥섬유의 함량은 20 내지 80 중량부이고,

   상기 일라이트의 함량은 5 내지 20 중량부인 것이 특징인 종이 성형물용 조성물.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 종이 성형물용 조성물을 포함하는 종이 성형물.
7. 제6항에 있어서,

   상기 종이 성형물은 종이 포장지 또는 종이 용기인 것을 특징으로 하는 종이 성형물.
8. 제6항에 있어서,

   상기 종이 성형물의 수분 함유율은 10 % 이하인 것을 특징으로 하는 종이 성형물.
9. 제6항에 있어서,

   상기 종이 성형물의 두께는 4 ㎜ 이상인 것을 특징으로 하는 종이 성형물.
10. 닥섬유를 준비하는 단계; 상기 닥섬유를 25 내지 35°SR 범위의 고해도로 고해시키는 단계; 및 고해된 닥섬유에 일라이트를 첨가하여 혼합하는 단계를 포함하여 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 종이 성형물용 조성물을 제조하는 단계;

    제조된 종이 성형물용 조성물을 성형하는 단계;

    를 포함하는 종이 성형물의 제조방법.
11. 제10항에 있어서,

    상기 고해된 닥섬유에 닥섬유 이외의 펄프 1종 이상을 첨가하여 혼합하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 종이 성형물의 제조방법.
12. 제10항에 있어서,

    상기 고해된 닥섬유에 사이즈제와 강도 증강제 중 하나 이상을 첨가하여 혼합하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 종이 성형물의 제조방법.
13. 닥섬유를 준비하는 단계; 상기 닥섬유를 고해시키는 단계; 및 고해된 닥섬유에 일라이트를 첨가하여 혼합하는 단계를 포함하여 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 종이 성형물용 조성물을 제조하는 단계;

    제조된 종이 성형물용 조성물을 몰딩금형을 이용하여 성형물 형태로 침적시키는 단계; 및 상기 성형물 형태의 침적물을 가열?가압하는 단계를 포함하여 상기 제조된 종이 성형물용 조성물을 성형하는 단계;

    를 포함하는 종이 성형물의 제조방법.
14. 제13항에 있어서,

    상기 성형물 형태의 침적물을 가열?가압하는 단계는 160 내지 180 ℃ 범위의 온도에서 30 내지 35 ㎏/㎤ 범위의 압력을 가하는 것을 특징으로 하는 종이 성형물의 제조방법.
15. 닥섬유를 준비하는 단계; 상기 닥섬유를 고해시키는 단계; 및 고해된 닥섬유에 일라이트를 첨가하여 혼합하는 단계를 포함하여 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 종이 성형물용 조성물을 제조하는 단계;

    제조된 종이 성형물용 조성물을 성형하는 단계;

    상기 종이 성형물용 조성물을 일정 농도로 희석하는 단계;를 포함하는 종이 성형물의 제조방법.
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