KR101214390B1

KR101214390B1 - 수분 투과 방지 기능이 강화된 기화성 방청 포장재

Info

Publication number: KR101214390B1
Application number: KR1020110003117A
Authority: KR
Inventors: 백승훈; 김기도
Original assignee: 주식회사 러스트케미칼
Priority date: 2011-01-12
Filing date: 2011-01-12
Publication date: 2012-12-21
Also published as: KR20120081789A

Abstract

본 발명에 의한 수분 투과 방지 기능이 강화된 기화성 방청 포장재는 기존 마대를 중심으로 상하에 일반 PE 필름을 접착시킨 포장재를 사용할 경우 수분 투과에 의한 금속 기계류의 부식의 문제점을 개선한 것으로, 외부에는 수분 투과 방지 기능이 우수한 알루미늄 호일 또는 OPP 필름을 사용하고, 내부에는 무질산염으로 이루어진 친환경성 기화성 방청 성분이 함유된 폴리에틸렌 라미네이트 필름을 사용함으로써 두 차례에 걸쳐 부식을 방지해주는 수분 투과 방지 기능이 강화된 기화성 방청 포장재를 제공할 수 있다.

Description

수분 투과 방지 기능이 강화된 기화성 방청 포장재{VOLATILE CORROSION INHIBITOR PACKING REINFORCED ANTI-MOISTURE PENETRATION}

본 발명은 기화성 방청 포장재에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기화성 방청 성분을 함유하는 폴리에틸렌 라미네이트필름을 포함하여 부식 방지뿐만 아니라 수분 투과 방지 기능이 강화된 기화성 방청 포장재에 관한 것이다.

일반적으로 각종 금속가공 및 금속 소재를 이용한 산업이 발달함에 따라 금속 제품류의 부식에 대한 문제점들이 계속해서 발생하고 있고 이에 대한 금속 산업의 손실 또한 크게 증가하고 있다. 특히, 운송, 보관 중에 있는 금속에 일정 기간 동안 부식의 발생을 방지하기 위해 사용되는 방청제는 방청 효과를 갖는 동시에 사용 후 제거가 용이해야 하는데, 기화성 방청제는 기화성이 있으므로 일정 기간 후 완전히 휘발 처리되어 처리가 간편하기 때문에 널리 사용되고 있다. 기화성 방청제로 사용되는 물질에는 철용 및 비철용이 있다. 기존에는 금속의 부식을 방지하기 위해 오일, 방청도료, 실리카겔 등의 여러 방법이 사용되어 왔으나 각기 사용상의 제한성 및 효과 면에서 부적합하기 때문에 기화성 방청 필름의 중요성이 부각되고 있다. 본 발명은 수분 투과 방지 기능이 강화된 기화성 방청 포장재의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기존에 마대를 중심으로 위, 아래에 일반 PE 필름을 접착시킨 포장재를 사용하였다. 이 경우 수분 투과도가 높아 금속 기계류나 금속 부품과 같은 대상물의 진공 포장 시 부식을 촉진시키는 원인을 제공하며 특히, 수출용 포장과 같은 경우에는 덥고 습도가 높은 지역으로 향할 가능성이 있으므로 장시간에 걸친 포장 상태로 인해 부식의 속도가 더욱 더 빨라질 수 있다. 한편, 부식을 방지하기 위하여 포장 시에 실리카 겔과 같은 흡습제를 넣는 경우도 있으나 이럴 경우, 부가적으로 비용이 들어가게 되는 문제뿐만 아니라 일부 흡습제의 경우 흡습한 수분을 다시 방출하는 경우도 있어 오히려 부식을 촉진하는 결과를 초래하기도 한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 포장재의 가장 바깥 부분에는 스크래치에도 강하며 공기와 접촉시 수분 투과하는 것을 막을 수 있는 소재를 사용하고, 포장 대상물과 접촉하게 되는 가장 안쪽 부분에는 무질산염 기화성 방청 성분이 함유된 라미네이트 폴리에틸렌 필름을 사용함으로써 부식 방지 뿐만 아니라 2차에 걸쳐 수분 투과를 방지하는 것을 특징으로 하는 수분 투과 방지 기능이 강화된 기화성 방청 포장재를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 비철을 포함한 철강류 기계 부품의 진공 포장을 하기 위한 것으로서, 기화성 방청 성분을 함유하는 폴리에틸렌 라미네이트 필름; 폴리에틸렌 필름 또는 마대 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 포장지; 및 폴리프로필렌(Oriented polypropylene ; OPP) 필름의 포장지;가 순차적으로 적층되어 있는 기화성 방청 포장재를 제공한다.

상기 기화성 방청 성분을 함유하는 폴리에틸렌 라미네이트 필름은 포장 대상물에 접촉되는 곳으로 내부 맨 안쪽에 위치하게 된다. 이때, 폴리에틸렌 라미네이트 필름에 함유되는 기화성 방청 성분은 벤조트리아졸 5~10wt%, 암모늄 벤조에이트 30~40wt%, 소듐세바케이트 30～40wt%, 소듐몰리브데이트 5～10wt%, 실리카 2~5wt% 및 마이카 2～5wt%를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 암모늄벤조에이트 및 벤조트리아졸은 비철용 부식 방지 및 변색의 원인이 되는 이산화황 및 수증기를 제거하기 위한 성분으로 암모늄벤조에이트가 30~40wt%, 벤조트리아졸이 5~10wt% 함유되는 것을 특징으로 한다. 상기 범위를 벗어나면 상기 비철 부식 및 변색 방지 효과가 저하된다. 이때, 상기 비철용 부식 방지를 위한 성분으로 톨리트리아졸, 소듐톨리트리아졸 및 소듐벤조에이트로 이루어진 군에서 하나 이상 선택되는 것을 더 포함될 수 있다.

상기 소듐세바케이트 및 소듐몰리브데이트는 소듐나이트라이트와 같은 질산 계통의 성분을 대체할 수 있는 철용 방청 성분으로서 철의 부식을 방지한다. 이들 함량은 소듐세바케이트가 30～40wt%, 소듐몰리브데이트 5～10wt%인 것으로 상기 범위를 벗어나면 철의 부식 방지 효과가 저하된다. 이때, 상기 철용 방청 성분으로 소듐설포네이트가 더 포함될 수 있다.

상기 실리카와 마이카는 철용 및 비철용 방청 성분들과 반응하지 않으면서 부식 방지 성분들의 분산성을 높여 효과를 증진시키는 것이다.

본 발명에 따른 상기 기화성 방청 성분은 질산염 화합물을 포함하지 않아 친환경적이며 생분해성이 우수하다.

본 발명의 폴리에틸렌 라미네이트 필름은 상기 기화성 방청 성분을 20~30wt% 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 방청 성분의 함량이 20wt% 미만이면 제대로 된 방청 성능의 발현이 어려우며, 30wt% 초과이면 외관상 필름의 표면이 매끄럽지 못한 품질 문제를 야기 시킨다.

이때, 폴리에틸렌 라미네이트 필름의 두께는 30~40㎛인 것이 바람직하다. 상기 범위의 두께를 벗어나면, 즉 두께가 얇을 경우 방청 성능의 지속성에 한계가 있게 되고, 두께가 두꺼우면 마대와의 접착력 성능이 떨어질 수 있다. 또한, 상기 폴리에틸렌 라미네이트 필름은 용융지수가 0.6 내지 1.2인 것을 특징으로 하여 압출 가공에 용이하도록 한다.

비철을 포함한 철강류 제품 대상물을 직접 접촉하는 기화성 방청 성분을 함유하는 폴리에틸렌 라미네이트 필름의 상부에 폴리에틸렌 필름 또는 마대 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 포장지를 적층한다. 보다 바람직하게는 마대 및 폴리에틸렌 필름을 순차적으로 적층하는 것이 좋다.

이때, 상기 폴리에틸렌 필름의 두께는 20~40 ㎛인 것을 특징으로 한다. 상기 두께가 20 ㎛ 미만이면 외부로부터의 수분 투과 등이 용이하게 되어 방청 성능에 불리하게 작용하며, 40 ㎛를 초과하면 마대와의 접착력 성능이 떨어질 수 있다.

또한, 마대는 실의 개수가 1 inch 제곱면적당 8×8 내지 10×10인 것을 특징으로 한다. 실의 개수가 상기 범위 미만이면 외부로부터의 찢김성에 취약하고, 상기 범위를 초과하면 제품 단가가 상승하는 요인이 된다.

본 발명의 기화성 방청 포장재의 가장 바깥 부분에는 폴리프로필렌(OPP) 필름의 포장지를 적층한다. 이로써 공기와 직접 접촉하는 층에서 일차적으로 수분 투과를 방지해 줄 수 있고, 대상물에 접촉되는 폴리에틸렌 라미네이트 필름이 2차 부식 방지 기능을 수행함으로써 본 발명에 따른 방청 포장재를 사용하면 수분 투과율을 현저히 낮출 수 있다. 또한, 상기 폴리프로필렌(OPP) 필름의 포장지는 외부 스크래치에도 강한 특성을 나타내어 대상물의 포장 안정성이 우수하다.

앞서 기술한 본 발명에 따른 기화성 방청 포장재는 수분 투과율이 0.1 (g/m²?day at 23℃, 90%RH) 미만인 것을 특징으로 한다. 보다 바람직하게는 0.001 내지 0.1인 것을 특징으로 한다. 이 범위 내에 있을 때 녹이 발생하지 않으며, 0.1값 보다 수분 투과율이 증가할 경우 서서히 녹이 발생하게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면 수분 투과 방지 기능이 강화된 기화성 방청 포장재의 제조로 인하여 기존 포장재 대비 수분 투과도가 현격히 감소하였으며, 기화성 방청 성분이 포장재의 내부에 함유되어 있어 방청의 부가적인 역할도 할 수 있게 된다. 특히, 이러한 포장재는 수분 투과율이 거의 제로에 가깝고 내스크래치성이 매우 뛰어나 수출 포장 및 진공 포장 용도로 매우 적합하다. 또한, 첨부된 기화성 방청 성분은 무질산염을 사용하기 때문에 친환경적이면서도 종래 벤조트리아졸이 함유된 파우더와 동일한 방청 성능을 유지할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 기화성 방청 포장재는 작업환경 개선 및 환경규제 강화에도 대처할 수 있어 철강 및 압출 업체와 같은 산업 분야에 경쟁력을 강화할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 수분 투과 방지 기능이 강화된 기화성 방청 포장재의 확대 단면도이다.
도 2는 항온 항습 후 냉연강판, 구리, 알루미늄의 일반 포장재 대비 본 발명에서 개발된 수분 투과 방지 기능이 강화된 기화성 방청 포장재의 발청 상태를 비교한 사진이다.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다.

단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

(실시 예1)

진공 포장 용도로 적합한 수분 투과 방지 기능이 강화된 기화성 방청 포장재를 만들기 위하여 도 1에서 보이는 바와 같이, 가장 바깥쪽에 내 스크래치성이 우수한 OPP 필름(HB-232, 애니테크)(1)을 위치시키고 그 아래에 두께 30 ㎛의 폴리에틸렌 필름(XB-35, 제일필름)(2)을 붙인 후, 1 인치에 들어가는 가로×세로 실의 수가 10×10인 마대(3)를 붙인다. 이후, 대상물에 접촉될 수 있는 가장 안쪽에는 35 ㎛의 폴리에틸렌(PE) 라미네이트 필름(4)을 압연 롤러를 이용하여 부착시켰다. 이렇게 제조된 본 발명에 따른 기화성 방청 포장재의 수분 투과율 시험 평가를 실시하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

이때, 상기 폴리에틸렌(PE) 라미네이트 필름(4)는 본 발명에 따른 기화성 방청 성분을 함유하는 것으로 하기와 같이 제조한 것이다.

암모늄벤조에이트 40g, 벤조트리아졸 8g, 소듐세바케이트 40g, 소듐몰리브데이트 8g, 실리카 및 마이카 각각 5g을 상온에서 25 rpm/min으로 교반하면서 20분간 혼합시킨 후, 상기 혼합물을 분쇄기를 이용하여 650 메시(Mesh) 크기의 입자로 분쇄시킨다. 상기 분쇄물을 25 중량부에 대하여 용융(흐름)지수가 0.8g/min (Melt Flow Index, 190℃/2.16kg, ASTM D-1238)인 폴리에틸렌 75 중량부를 혼합하고, 180℃에서 압출하였다. 압출 후 20℃로 급랭한 후 입자로 절단하여 기화성 방청수지 입자를 제조하였다. 상기 방청수지입자 1 중량부에 대하여 폴리에틸렌 100 중량부를 혼합하여 180℃에서 압출기로 투명한 기화성 방청 폴리에틸렌(PE) 라미네이트 필름(4)을 제조하였다.

(비교 예1)

상기 실시예에 대비되는 대조군으로 폴리에틸렌(PE)필름/마대/폴리에틸렌(PE)필름으로 이루어진 일반 포장재를 선택하여 수분 투과율 시험 평가를 실시하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

(비교 예2)

상기 실시예에 대비되는 대조군으로 알루미늄 호일 단독으로 이루어진 일반 포장재를 선택하여 수분 투과율 시험 평가를 실시하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

상기 실시예 1 및 비교예 1,2의 수분 투과율 시험은 Permatran W3/31 MG를 사용하여 수분 투과도를 측정 시험하였다.

상기 표 1에 의하면 실시예 1에서 얻어진 포장재의 수분 투과도가 거의 제로에 가까웠으며 이는 비교예 2에서 보이는 바와 같이 알루미늄 호일 단독으로 이루어진 포장재와 거의 동일한 결과를 보여 주었다. 그 반면에 일반 포장재인 비교예 2의 경우에는 수분 투과도가 매우 높게 나와 제품화 적용 시 발청의 원인이 되는 것으로 밝혀졌다.

(방청 시험 평가)

수분투과 방지 기능이 강화된 기화성 방청 포장재의 방청 효과 실험으로서, 냉연강판, 알루미늄 및 구리의 금속시편 5.0 cm × 5.0 cm의 크기로 준비하고 알코올로 금속 시편을 세정 후 상온에서 건조시켰다.

상기 실시예 1에서 제조된 수분 투과 방지 기능이 강화된 기화성 방청 포장재와 비교예 1의 대조군 포장재(일반 PE/마대/PE)을 각각 15 cm × 15 cm 크기로 만들어 상기 금속 시편을 넣고 밀봉한 후 방청 실험을 실시하였다.이때, 방청 실험은 항온 항습법을 이용하였으며, 실험은 52℃, RH 95%의 조건에서, 16시간 동안 방치한 후, 실온에서 8시간 동안 대기시킨 실험을 1 사이클로 하여 총 3 사이클로 에이징 실험을 실시하였다. 상기 방청 실험의 결과는 하기 표 2에 나타내었다.

상기 표 2에서 보이는 바와 같이, 항온항습 테스트 결과로서 3 사이클 (72시간)을 에이징하는 동안 대조군인 일반 포장재 대비 부식이 발생하지 않았으며, 최종 72시간 후의 냉연강판, 알루미늄, 그리고 구리에 대한 비교 사진(도 2)에서 보이는 바와 같이 확인할 수 있었다. 따라서, 본 발명에 따른 수분 투과 방지 기능이 강화된 기화성 방청 포장재는 기존 일반 포장재보다 방청뿐만 아니라 수분 투과면에서도 매우 우수한 장점이 있다.

1 : 내 스크래치성 소재(폴리프로필렌(OPP) 필름)
2 : 폴리에틸렌(PE) 필름
3 : 마대
4 : 기화성 방청 성분이 함유된 폴리에틸렌 라미네이트 필름

Claims

기화성 방청 성분을 함유하는 폴리에틸렌 라미네이트 필름; 폴리에틸렌 필름 또는 마대 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 포장지; 및 폴리프로필렌(OPP) 필름의 포장지;가 순차적으로 적층되어 있으며, 상기 폴리에틸렌 라미네이트 필름은 기화성 방청 성분을 20~30wt%를 포함하며, 용융지수가 0.6내지 1.2g/min(190℃/2.16kg, ASTM D-1238)인 기화성 방청 포장재.
제1항에 있어서,
상기 기화성 방청 성분은 벤조트리아졸 5~10wt%, 암모늄 벤조에이트 30~40wt%, 소듐세바케이트 30～40wt%, 소듐몰리브데이트 5～10wt%, 실리카 2~5wt% 및 마이카 2～5wt%를 포함하는 기화성 방청 포장재.
삭제
제1항에 있어서,
상기 폴리에틸렌 라미네이트 필름은 두께가 30~40㎛인 기화성 방청 포장재.
제1항에 있어서,
상기 폴리에틸렌 필름은 20~40 ㎛인 것을 특징으로 하는 기화성 방청 포장재.
제1항에 있어서,
상기 마대는 실의 개수가 1 inch 제곱면적당 8×8 내지 10×10인 것을 특징으로 하는 기화성 방청 포장재.
제1항, 제2항, 제4항 내지 제6항 중에서 선택되는 어느 한 항의 포장재는 수분 투과율이 0.1 (g/m²?day at 23℃, 90%RH) 미만인 기화성 방청 포장재.