KR101295554B1 - 수계 점착제 조성물을 이용하는 포장재 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수계 점착제 조성물을 이용하는 포장재 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 EVA와, 왁스와, 점착 부여제를 포함하는 점착제 조성물을 분말 상태로 하여 수계 용매에 분산시켜 에멀전을 제조하는 단계; 상기 에멀전을 종이에 도포하는 단계; 및 상기 에멀전이 도포된 종이에 금속박을 합지하는 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 수계 점착제 조성물을 이용하는 포장재의 제조방법 및 그 포장재를 제공한다.
이상과 같은 본 발명에 따르면, 포장재로서의 적절한 내구성을 확보하는 한편, 구김성이 우수하여 포장이 용이하고, 점착제 조성물을 용융하여 사용하지 아니하므로 제조과정에서의 비용을 절감할 수 있어 단가 인하에 유리하며, 특히 종이와 알루미늄 호일의 박리에 대한 저항성이 매우 높아 내용물에 의한 포장재의 손상과 변형이 발생되지 않도록 할 수 있다.

Description

수계 점착제 조성물을 이용하는 포장재 및 그 제조방법{Packing material using water based adhesive composition and the manufacturing method of the same}

본 발명은 수계 점착제 조성물을 이용하는 포장재 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 EVA와, 왁스와, 점착 부여제를 포함하는 점착제 조성물을 분말 상태로 하여 수계 용매에 분산시켜 에멀전을 제조하는 단계; 상기 에멀전을 종이에 도포하는 단계; 및 상기 에멀전이 도포된 종이에 금속박을 합지하는 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 수계 점착제 조성물을 이용하는 포장재의 제조방법 및 그 포장재를 제공한다.

상품의 포장재 중 그 용도에 반드시 한정되는 것은 아니나 주로 버터, 고형 양념, 껌 등 조성물을 포장하는 포장재로서, 알루미늄 등 금속박과 종이가 건식 또는 습식 라미네이션되어 제조되는 포장재가 많이 사용되고 있다.

여기서, 상기 포장재의 종이재질은 상기 버터 등 내용물과 직접 접촉하며, 금속박은 외부에 노출되도록 하여 사용된다. 상기 금속박은 포장된 내용물의 외형적 심미감을 부여함과 동시에, 직사광선에 내용물이 직접 접촉하지 않도록 차폐하는 역할을 하며, 상기 종이는 내용물을 위생적으로 보호하며, 내용물과 반응성이 낮아 내용물의 변성을 방지하는 역할을 한다.

따라서, 라미네이션된 금속박과 종이는 상호 그 결합력을 유지하면서 서로 다른 작용으로 내용물을 보호하며, 따라서 금속박과 종이의 결합력 유지는 매우 중요하다.

위 내용물은 곡면형, 각진형 등 다양한 형태로 가공될 수 있는데, 예를 들어 각진형인 경우에는 내용물을 둘러싸고 있는 부분 중 각을 이루는 부분이 주로 외부와의 반복적 접촉에 의하여 포장재의 외층인 금속박이 내층인 종이와 분리되어 벗겨지는 현상이 발생될 수 있고, 따라서 외관상 불결해보일 뿐만 아니라 내용물이 유분을 함유하는 경우에는 유분을 흡수하는 성질이 있는 종이가 외부로 노출되어 박스 등 겉포장재에도 유분이 침투될 수 있고, 따라서 포장재 외관에 따라 상품성이 떨어지게 되며 반품이 발생하게 되는 문제점이 있었다. 따라서, 종이와 금속박간의 결합력의 제고는 포장재가 구현하여야 할 중요한 목표이다.

한편, 종래에는 포장재를 결합하는 방법에 있어서 점착성 조성물을 용융하는 방법을 적용하였다. 보다 상세하게는 상기 점착성 조성물은 접착력을 부여하는 접착제와 큐빙(cubing, 접히는 기능) 기능을 부여하는 왁스성분, 그리고 접착력을 더 부여하기 위한 점착 부여제 등 첨가물을 포함하는 점착성 조성물을 일정 온도 이상의 온도에서 용융하여 주로 습식 라미네이션(wet lamination) 방법을 이용하여 종이에 가하고 이를 금속박에 합지함으로써 포장재를 제조하였다.

이러한 습식 라미네이션 장치는 이를 구체적으로 도시하지는 아니하였으나, 용융된 점착성 조성물을 수용하는 수용조와, 용융된 점착성 조성물에 일부 침잠되며 모터 등 구동체에 의하여 회동하여 용융된 왁스를 인상시키는 롤러와, 상기 롤러로부터 점착성 조성물이 전사되도록 종이를 상방으로부터 롤러방향으로 압착하는 프레스를 포함하여 구성된다. 상기 롤러의 표면은 점착성 조성물이 충분히 인상될 수 있도록 회동방향을 따라 홈이 형성될 수 있다. 상기 습식 라미네이션 장치는 공지의 구성이므로 보다 자세한 설명은 생략한다.

이 때, 상기 점착성 조성물은 용융된 상태로 종이와 금속박의 합지에 사용된다. 그러나, 용융된 상태의 점착성 조성물은 점도가 높아 종이 또는 금속박과의 표면 장력을 극복하기 어려우며, 따라서 고화된 상태의 점착성 조성물은 종이 또는 금속박 상에서 편평한 면을 이루기 어려우며, 따라서, 포장재의 질감이 떨어지며, 포장재의 국부적 위치에 따라서 종이와 금속박간의 결합력에 차이가 발생되는 문제점이 있었다.

한편, 점착성 조성물을 용융하려면 200 ~ 300℃로 가열하는 가열과정을 거쳐야 하며, 가열 이후에도 대용량의 용탕에서 점착성 조성물을 계속하여 운용하려면 가열을 유지하여야 하는데, 이 과정에서 투입되는 에너지가 높아 포장재의 제조단가에 반영되는 경우 포장재 제조단가가 높아지는 문제점도 있었다.

또한, 종래의 방법에 의하면, 포장재의 두께가 두꺼워지는 만큼 큐빙(cubing, 구김성, 접힘성)이 어려운 문제가 있었으며, 따라서 점착성 조성물 중 구김성을 결정하는 왁스의 함량을 높여야 구김성을 확보할 수 있으나, 왁스는 종이에 흡수되어 외부로 용출되는 경향이 있어 위생상 문제가 되며, 왁스는 점착성 조성물의 성분들 중 팽윤성이 가장 높아 종이와 금속박간의 결합력을 낮추므로 종이와 금속박간의 결합력을 가늠하는 내핀홀(pin hole)성(박리에 대한 저항성)이 저하되는 문제점 또한 존재한다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 내핀홀성 등 포장재로서의 적절한 내구성을 확보하는 한편, 특히 종이와 금속박의 박리에 대한 저항성이 매우 높아 내용물에 의한 포장재의 손상과 변형이 발생되지 않도록 하는 수계 점착제를 이용하는 포장재 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 종래의 점착성 조성물을 용융하여 사용하는 데 있어서 투입되는 에너지 비용의 문제점을 인식, 별도의 가열 수단을 사용하지 않고 수계 용매에 점착성 조성물이 에멀전(emersion) 상태로 하여 이를 습식 라미네이션 방법을 사용함으로써 에너지 투입 비용을 낮추고 이로부터 포장재의 제조단가를 낮추도록 하는 수계 점착제를 이용하는 포장재 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 점도가 낮으므로 이를 적용하는 매체상에서 잘 퍼지며, 따라서 높은 점도를 가져 퍼짐 성향이 낮은 종래의 용융 점착성 조성물에 비하여 종이와 금속박 사이에 형성되는 점착층의 두께를 얇게할 수 있고, 한편 구김성(큐빙 성능)을 부여하는 왁스 성분의 양이 종래의 포장재에 적용된 점착성 조성물에 비하여 적음에도 불구하고 두께를 얇게할 수 있기 때문에 구김성이 좋으며, 따라서 내용물의 형상에 대응하여 포장을 용이하게 하도록 하는 수계 점착제를 이용하는 포장재 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 용융 후 고화되는 과정에서 평탄면을 이루지 못하고 울퉁불퉁한 표면을 갖는 점을 감안, 수계 조성물을 이용하여 용융물에 비하여 보다 평탄한 상태에서 응고되도록 함으로써 포장재 전면에 걸쳐서 층간 결합력을 균일하게 구현하는 수계 점착제를 이용하는 포장재 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 전술한 목적을 달성하기 위하여 금속박, 점착층 및 종이가 층간 구조를 이루는 포장재를 제조하는 방법에 있어서, 접착제와, 왁스와, 점착 부여제를 포함하는 점착제 조성물을 분말 상태로 하여 수계 용매에 분산시켜 에멀전을 제조하는 단계; 상기 에멀전을 종이에 도포하여 점착층을 형성하는 단계; 및 상기 에멀전이 도포된 종이에 금속박을 합지하는 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 수계 점착제 조성물을 이용하는 포장재의 제조방법을 제공한다.

상기 접착제는 EVA, EEA, PVA 또는 VAM인 것이 바람직하다.

상기 수계 용매는 물인 것이 바람직하다.

상기 점착부여제는 H2-DCPD(Hydrogenated dicyclopentadiene) 또는 H2-C9(Hydrogenated aromatiz hydrocarbon Resin)인 것이 바람직하다.

상기 수계 점착제 조성물에는 유화제 및 분산제가 더 첨가되는 것이 바람직하다.

상기 수계 점착제 조성물에서, 상기 접착제는 접착제, 왁스, 점착 보조제 전체 중량 대비 20 ~ 30 중량부가 포함되는 것이 바람직하다.

상기 종이와 금속박을 합지하는 단계는, 수계 점착제 조성물이 수용된 용기로부터 조성물을 인상하는 롤러와, 상기 롤러로부터 상기 조성물을 종이로 전사하기 위하여 상기 롤러 상부에 마련되는 프레스,를 구비하는 라미네이션 장치를 이용하여, 프레스와 롤러 사이에 종이를 통과시켜 조성물이 전사된 종이에 금속박을 압착시키는 수계 라미네이션 방법에 의하여 수행되는 것이 바람직하다.

또한 본 발명은 전술한 방법에 의하여 제조되며, 접착제, 왁스, 점착 보조제 전체 중량 대비 20 ~ 30 중량부에 해당되는 접착제를 포함하는 수계 점착제 조성물에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 수계 점착제 조성물을 이용하는 포장재를 제공한다.

상기 포장재에 있어서 점착제 층은 5 ~ 15㎛ 두께인 것이 바람직하다.

또한 본 발명은 접착제와 왁스를 포함하는 조성물이 수계 용매에 분산되며, 접착제, 왁스, 점착 보조제 전체 중량 대비 20 ~ 30 중량부에 해당되는 접착제가 포함되도록 하는 것을 특징으로 하는 수계 점착제 조성물을 제공한다.

이상과 같은 본 발명에 따르면, 이상과 같은 본 발명에 따르면, 포장재로서의 적절한 내구성이 확보되며, 특히 종이와 금속박의 박리에 대한 저항성이 매우 높아 내용물에 의한 포장재의 손상과 변형이 발생되지 않도록 할 수 있는 작용효과가 기대된다.

또한, 본 발명에 따르면, 종래의 용융에 의해 제조되는 점착제 조성물 대신 수계 조성물을 사용하므로 포장재 층을 얇게 제조할 수 있고, 따라서 접착제 등의 성분이 종래의 점착제 조성물 보다 적음에도 불구하고 왁스성분에 의해 구현되는 구김성이 보다 더 향상될 수 있어 포장이 보다 더 용이해지는 작용효과가 기대된다.

또한, 본 발명에 따르면, 점착제 조성물을 용융하여 사용하지 아니하므로 제조과정에서의 비용을 절감할 수 있어 단가 인하에 유리하며, 제조공정이 신속하여 대량생산에 유리한 작용효과가 기대된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 점착제 조성물을 이용하여 제조되는 포장재와 비교예에 의하여 제조되는 포장재의 구김성을 측정하여 나타내는 그래프이다.
도 2는 포장재의 점착층의 함량 즉, 점착층의 두께에 따른 구김성을 측정하여 나타내는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 점착제 조성물을 이용하여 제조되는 포장재와 비교예에 의하여 제조되는 포장재의 내핀홀성(박리에 대한 저항성)을 측정하여 나타내는 그래프이다.

이하에서는 본 발명을 바람직한 첨부되는 도면과 실시예를 기초로 보다 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 의한 포장재는 금속박, 점착제 층, 종이의 라미네이션 구조이며, 본 발명의 특징은 점착제 층의 조성 및 두께에 있다.

본 발명에 의한 포장재는 내핀홀성, 즉, 박리에 대한 저항성이 우수한 바, 이러한 박리에 대한 저항성은 여러가지로 생각해볼 수 있으나, 먼저 두꺼운 점착층의 경우, 포장재를 구겼을 때 점착층에 균열이 야기되며, 균열된 점착층은 종이와 금속박간의 접착력을 약화시키므로 금속박이 종이로부터 쉽게 박리되는 것으로 판단된다.

또한, 구김성능은 왁스의 성분이 충분한 경우에 발현되는 바, 왁스는 다른 물질들보다 팽윤하는 성질이 강하며, 특히 내용물에 유분, 수분 등이 포함되는 경우 이를 흡수하면 더욱 잘 팽윤되는데, 이러한 팽윤의 성질은 종이와 금속박간의 결합력을 약화시켜 종이와 금속박의 상호 이탈을 가속화시킨다.

따라서, 본 발명은 접착력을 제고하여 내핀홀성을 높임과 동시에 구김성능을 강화하도록 하고, 더 나아가 경제성, 경량성 등을 더 구현하였다.

1. 수계 점착제 조성물의 구성요소

수계 점착제 조성물의 구성요소는 접착제와 왁스와 점착 부여제이다.

여기서, 수계는 물에 녹는 성질을 의미하는 것은 아니며, 단지 물에 위 성분들이 분산된 상태를 이루도록 하는 것이다. 따라서, 위 점착제 조성물은 분말과 같은 형태의 것을 사용한다.

- 접착제

먼저 접착제는 EVA(Ethylene Vinyl Acetate), PVA(Poly Vinyl Acetate), EEA(Ethoxy Ethyl Acetate), VAM(Vinyl Acetate Monomer) 중에서 선택되는 어느 하나가 바람직하다.

다만, 본 발명에서는 EVA를 선택하였는데, EVA가 접착력도 더 우수하고, 물에 대한 분산성이 좋기 때문이다. 특히 수계 점착제 조성물의 경우 용융 상태의 점착제 조성물에 비하여 용매가 차지하는 부피가 크므로 상대적으로 점착성분의 함량이 낮게 되는데, 이와 같이 점착성분의 함량이 낮은 경우에는 접착제 성분의 비중이 중요하며, 그 성능 또한 고려되어야 하므로, 라미네이션 과정에서 가장 우수한 접착력을 나타내는 EVA가 특별히 선정되었다.

EVA는 물에 대하여 비용해성이며, 따라서 분말의 형태로 물에 투입하는 경우에는 물에 분산된 형태로 존재한다. 따라서, 본 발명의 수계 점착제 조성물은 에멀젼 상태로 정의될 수 있다. 이는 후술하는 다른 성분에 대해서도 마찬가지이다.

구분	EVA	PVA(VAM)	EEA
접착성	접착성이 우수함 VA의 함량이 50%로 높아 접착력 향상	접착성이 우수함	접착성이 우수함
상용성	유화제 및 타 조성물과 상용성 우수	타 조성물과 상용성이 떨어짐	타 조성물과 상용성이 떨어짐. 분산제와 점착 부여제선택이 중요함
열안정성	EEA보다 열안정성이 낮으나, 수계 조성물로서 열사용이 없어 무방함	열안정성이 미흡함	열안정성이 우수함
유연성	VA의 함량이 높아 유연성이 우수함	유연성이 미흡함	유연성이 양호함

위 표로부터 알 수 있는 바와 같이, 접착성 물질로서는 EVA가 가장 바람직한 조성에 해당됨을 알 수 있다. 그러나, PVA와 EEA 등도 사용가능한 물질의 범주에 속한다.

여기서 EVA의 입자크기는 물에 대한 분산성을 고려하여 가급적 미립의 것을 사용하는 것이 바람직하며, 위 범위보다 작은 경우에는 EVA 입자간 뭉침현상이 발생하여 분산성이 떨어지는 문제점이 있으며, 위 범위보다 큰 경우에는 중력에 의한 침강의 문제가 발생되므로, EVA 입자크기는 위 범위에서 그 임계적 의의를 갖는다.

한편, EVA를 용매에 투입하는 경우에는 용매는 물이 가장 바람직하다.

물은 상온의 것을 그대로 사용하면 되며, 반드시 순수나 증류수일 필요는 없고, 또한 일체의 가열이나, 다른 조작이 필요치 아니하므로 점착제 조성물을 제조하는데 있어서 경제적인 장점이 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 EVA 접착제의 입도는 0.2 ~ 2.0㎛의 것을 사용하였다. 여기서, 상기 입도 중 하한값 미만인 경우 응집현상이 발생될 수 있고, 상기 입도 중 상한값을 초과하는 경우 침강이 될 수 있으므로, 위 입도는 위 범위에서 그 임계적 의의를 갖는다.

- 왁스

본 발명에서 왁스는 파라핀 왁스, 마이크로 왁스 중에서 선택되는 적어도 하나를 사용하였다.

파라핀 왁스는 함랍유에서 얻어지는 상온에서 결정성 고체의 탄화수소 혼합물로서 고형 파라핀이라고도 한다. 주로 곧은 사슬 파라핀으로 구성되며, 녹는점에 따라 분류되어 양초, 파라핀지 등의 제조에 사용된다.

또한 마이크로 왁스는 페트로랄탐의 탈유와 브라이트 스톡 유분의 납 분별 또는 합납 원유탱크의 침적물을 탈역하여 얻어지는 왁스로서 미정질 왁스 또는 마이크로 크리스탈린 왁스라고도 한다. 주성분은 분지 파라핀으로, 유연성이 풍부하고 녹는점은 비교적 높다. 천연산은 오조케라이트라 하고, 이것을 정제한 것은 세레신이라 한다. 용도는 전기절연, 식품 포장재, 고무공업 등이다.

위 왁스들의 특성 및 작용을 표시하면 다음 표와 같다.

구분	내용	장단점
파라핀 왁스	융점은 40 ~ 70℃ 저점도 포장재 적용시 큐빙성 부여	방수성, 방습성, EVA와의 상용성 우수 유분과 결합하여 팽윤하며, 팽윤시 포장재 층간 접착력이 약화됨.
마이크로 왁스	융점은 60 ~ 100℃ 용융점도가 높음 포장재 적용시 큐빙성 부여	접착력의 강화효과 결정형으로서 조막성과 점착력이 좋으며 유연성 우수함. 유분과 결합하여 팽윤하며, 팽윤시 포장재 층간 접착력 약화됨.

파라핀 왁스는 방수성 등을 부여하며, 마이크로 왁스는 접착력의 향상을 위해 도입되었고, 왁스는 공히 포장재에 적용되는 경우 큐빙성능에 가장 큰 영향을 미치게 되나, 왁스가 많이 투입될수록 내용물의 유분 등과 반응하여 포장재 내에서 팽윤하는 특성을 가지며, 종이 외부로 용출되고, 층간 접착력을 약화시키는 문제점이 있다. 따라서, 왁스는 적절한 큐빙성능을 유지함과 동시에 접착력의 약화에 대비되도록 그 함량이 조절되어야 한다.

전술한 큐빙(cubing) 성능은 얼마나 잘 구겨지느냐를 측정하는 것으로서, 포장재는 내용물을 긴밀하게 포장하여야 하므로, 내용물의 형상에 대응되도록 잘 구겨져야 하며, 따라서, 왁스성분이 많을수록 구겨지는 성질이 좋다. 즉, 왁스가 사용된 포장재는 한번 구겨지면 대체로 구겨진 형태를 유지하며, 다시 펴면 펴진 형태를 유지하기도 한다.

다만, 왁스는 내용물에 유분이 함유된 경우 유분을 흡수하여 팽윤하는 성질이 있으며, 종이에서 용출하는 성질이 가장 강하다. 그러므로, 왁스를 다량 함유하는 포장재는 유분이 많은 내용물을 포장하는 경우 왁스가 더욱 팽윤하여 포장재의 종이와 금속박의 접촉상태가 경시적으로 불량해지는 경향이 있고, 포장상태 중 모서리 부분에 외력이 가해지는 경우 금속박 부분이 떨어져나가 포장재에 종이가 하얗게 드러나는 핀홀(pin hole)이 생성될 수 있다.

따라서, 큐빙의 목적이 아니라면 왁스는 가급적 적게 함유되는 것이 좋다고 할 것이다.

위 왁스들은 모두 물에 대한 불용성을 나타내는 바, 전술한 EVA 등과 같이 분말 형태로 물에 가해지면 물 속에서 대체로 분산된 상태를 이루며, 따라서 본 발명에 의한 점착성 조성물은 에멀젼 상태를 이루게 된다.

본 발명의 일 실시예에 의한 왁스의 입도는 0.5 ~ 1.0㎛의 것을 사용하였다. 여기서, 상기 입도 중 하한값 미만인 경우 응집현상이 발생될 수 있고, 상기 입도 중 상한값을 초과하는 경우 침강이 될 수 있으므로, 위 입도는 위 범위에서 그 임계적 의의를 갖는다.

- 점착 부여제, 유화제

점착 부여제는 EVA의 접착력을 보조하여 포장재의 층간 접착력을 보다 강화시키는 작용을 하는 것으로서, 예시적으로 다음 표과 같은 물질을 사용할 수 있다.

점착부여제	색상	열안정성	상용성
			NR	SBR	EVA(L-VA)	EVA(H-VA)
C5	○	○	○	×	○	×
C9	×	△	△	△	×	○
C5 + C9	△~○	△~○	○	△~○	○	×~○
H2-C9, H2-DCPD	☆	☆	○	△	○	△
Terpene	○	△	☆	○	○	△
Rosin Ester	△	△	☆	○	△	☆
H2-Rosin Ester	○	○	☆	○	△	☆
쿠마론 인덴	×	△	△	△	×	○

여기서, ☆는 우수, ○는 양호, △는 보통, ×는 불량을 각각 의미한다.

C-5 : Aliphatic hydrocarbon Resin

C-9 : Aromatiz hydrocarbon Resin

H2-DCPD : Hydrogenated dicyclopentadiene

H2-C9: Hydrogenated aromatiz hydrocarbon Resin

H2-Rosin ester : Hydrogenated rosin ester

쿠마론 인덴 : Coumarone indene

상기 평가 항목 중 색상의 경우 투명도가 높을수록 우수한 것으로 판정되고, 불투명에 가까울수록 불량인 것으로 판정된다. 이종의 필름을 합지할 때 불투명한 점착 부여제를 사용하게 되면 투명성의 확보에 제한이 가해지기 때문에 바람직하지 않다.

한편, 위 점착 부여제 중 EVA에 의한 접착력을 보조 향상시키기 위해서는 EVA와의 상용성이 중요한 바, 상기 점착 부여제 중 H2-Rosin ester, 석유수지계열인 H2-C9, H2-DCPD 또한 EVA와 상용성이 우수하고 점착부여 특성이 양호하며, 색상과 열안정성이 뛰어나므로 바람직한 물질에 해당된다.

본 발명의 일 실시예에 의한 점착 부여제의 입도는 0.5 ~ 1.0㎛의 것을 사용하였다. 여기서, 상기 입도 중 하한값 미만인 경우 응집현상이 발생될 수 있고, 상기 입도 중 상한값을 초과하는 경우 침강이 될 수 있으므로, 위 입도는 위 범위에서 그 임계적 의의를 갖는다.

또한, 본 발명의 점착성 조성물에 포함된 유화제의 종류를 표현하면 다음 표와 같다. 다만 이는 예시로서 하기 표에 개시된 유화제 외외의 유화제도 사용할 수 있다.

구분	계면활성제 계열	계면활성제 종류
음이온계	지방산계	지방산염
		알파술폰지방산에스테르
	직쇄알킬벤젠계	직쇄 알킬벤젠술폰산염
	고급알콜계	알킬황산에스테르염
		알킬에테르황산에스테르염
	알파올레핀계	알파올레핀술폰산염
	노말파라핀계	알킬술폰산염
비이온계	지방산계	슈가지방산에스테르
		솔비탄지방산에스테르
		폴리옥시에틸렌솔비탄지방산에스테르
		폴리옥시에틸렌지방산에스테르
		지방산알카놀아미드
	고급알콜계	폴리옥시에틸렌알킬에테르
	알킬페놀계	폴리옥시에틸렌알킬페놀에테르
양이온계	아미노산	알킬아미노지방산염
	베타인계	알킬베타인

상기 유화제의 양은 본 발명에서는 1중량부 미만으로 미량 첨가되므로 그 첨가량을 별도로 표시하지는 아니하였다.

또한, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 점착성 조성물의 조성을 요약하면 다음 표와 같다.

구성성분	EVA	왁스	점착 부여제
함량(중량부)	20 ~ 30	40 ~ 50	30

또한, 비교예에 의한 점착성 조성물의 조성을 요약하면 다음 표와 같으며, 비교예는 용융에 의하여 포장재에 적용되는 점착제 조성물을 의미한다.

구성성분	EVA	왁스	점착 부여제 등
함량(중량부)	20	50	30

위 표로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 경우, EVA의 함량을 비교예에 비하여 보다 많이 포함하도록 할 수 있으며, 상대적으로 왁스의 함량을 적게 투입할 수 있으므로, 금속박과 종이호일의 접착력의 향상이 기대되고, 후술하는 바와 마찬가지로 포장재의 전체적인 두께가 얇기 때문에 큐빙성은 우수하다.

위 조성으로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 점착제 조성물의 경우 왁스에 대한 EVA의 상대적 함량이 비교예의 경우보다 더 높음을 알 수 있으며, 따라서, 점착제 조성물 중 접착제가 작용할 수 있는 부분이 더 큼을 알 수 있다.

2. 포장재의 제조방법

포장재의 제조방법은 여러 방법이 있을 수 있으나, 본 발명에서는 수계 라미네이션 방법을 사용하였다.

수계 라미네이션 방법은 전술한 바와 같으며, 다만, 점착제 조성물이 수용되는 용기에 수계 점착제 조성물이 수용되며, 그 밖의 롤러, 프레스 등 구성요소는 전술한 바와 같고, 또한 금속박과 종이를 합지하는 방법 또한 종래의 방법에 의하므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

3. 포장재의 특성

본 발명에 따른 수계 점착제 조성물을 이용하여 포장재를 제조하였을 때, 포장재의 각 구성요소별 중량을 도출하여 표로 나타내면 다음과 같다.

본 발명의 일 실시예에 의한 포장재 구성요소별 중량

포장재 구성요소	종이	금속박	점착제 조성물
중량(gsm)	25.00	24.30	5.00

한편, 비교예로서 제시되는 포장재의 구성요소별 중량을 도출하여 표로 나타내면 다음과 같다.

비교예에 의한 포장재의 구성요소별 중량

포장재 구성요소	종이	금속박	점착제 조성물
중량	25.00	24.30	12.00

위 표로부터 알 수 있는 바와 같이, 종이와 금속박을 본 발명의 일 실시예와 비교예에서 동일한 스펙으로 적용하였다고 가정하였을 때, 점착제 조성물의 상대적 함량은 비교예의 경우 더 큼을 알 수 있다.

즉, 비교예에 의한 포장재는 본 발명의 일 실시예에 의하여 제조된 포장재와 비교하여 단위 면적당 더 많은 양의 점착제 조성물이 사용되며, 더 무겁고, 따라서, 포장재의 제조단가가 더 높아질 수 있음이 예상될 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 의하여 제조된 포장재와 비교예에 의하여 제조된 포장재의 두께를 각각 비교하면 다음과 같다. 전술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예와 비교예에서 사용된 종이와 금속박은 동일한 스펙을 갖는 것으로 하였다.

본 발명의 일 실시예에 의한 포장재와 비교예에 의한 포장재의 점착층의 두께 비교

구분	본 발명의 실시예	비교예
점착층의 두께(㎛)	5.44	17.39
포장재 전체 두께(㎛)	35.24	47.19

상기 점착층의 두께는 본 발명의 일 실시예에 의하여 위와 같이 5.44 마이크로미터의 두께를 갖는 것이나, 오차 범위를 감안하여 5 ~ 15 마이크로미터의 범위가 갖도록 제조될 수 있다. 이는 비교예의 점착층이 17.39 마이크로미터의 두께를 갖는 것과 비교될 수 있는데, 이는 EVA를 용융하여 제조되는 비교예는 용융과정의 특성상 일정 두께이하로 점착층의 두께를 조절하기 어려우며, 따라서 큐빙성능을 확보하기 위하여 왁스의 함량이 높아져야 하고, 왁스의 함량이 높아지는 한, 두께는 더 두꺼워질 수 밖에 없다는 점을 고려한 것이다. 따라서, 수계 조성물의 경우 용융체를 사용하는 경우보다 두께를 보다 얇게 구현할 수 있다는 장점이 있다. 한편, EVA의 용융시 EVA의 함량을 조성물 전체 중량대비 20 중량부 이상으로 높게할 수 없는 이유는 EVA의 함량이 20 중량부 이상으로 높아지면 라미네이션이 불가능할 정도로 점도가 높아지기 때문이다. 따라서 EVA의 함량에 제한이 있는 비교예는 층간 접착력이 본 발명의 실시예 보다는 낮을 수 밖에는 없는 것이다. 요컨대, 본 발명의 의하면, 층간 접착력은 비교예보다 높으면서도 두께를 얇게 구현할 수 있어 큐빙성능의 확보에 유리하므로 그만큼 왁스의 사용량도 줄일 수 있는 다양한 장점을 갖는다.

여기서, 본 발명의 실시예 및 비교예 공히 금속박의 두께는 9.00㎛로, 종이층의 두께는 33.00㎛로 함으로써 두가지 예의 조건을 동일하게 하였다.

위 표로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의해 제조되는 포장재의 점착층의 두께는 비교예에 의해 제조되는 포장재의 점착층의 두께보다 얇으며, 따라서 포장재 전체 두께면에서도 본 발명의 일 실시예에 의하여 제조된 포장재가 상대적으로 더 얇음을 알 수 있다. 이와 같이 포장재가 얇게 제조되면, 포장재가 가져야하는 규격을 충족할 수 있음과 동시에 큐빙성능이 우수해지며, 포장재의 제조단가도 낮출 수 있는 효과가 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 의한 점착제 조성물을 이용하여 제조된 포장재와 비교예에 의한 점착제 조성물을 이용하여 제조된 포장재의 구김성을 테스트하여 도 1과 같이 나타내었으며, 점착제 조성물의 중량부, 즉 포장재의 두께에 따른 구김성을 테스트하여 도 2와 같이 나타내었다.

본 발명의 일 실시예에 의해 구현된 포장재와 비교예에 의해 구현된 포장재는 위 표 3과 4와 관련되나, 이를 다시 정리하면 다음과 같다.

- 본 발명의 일 실시예에 의한 점착제 조성물에 의하여 제조된 포장재

Wax emulsion Cube foil (Al 9㎛ / 수계 점착제 조성물 5gsm/ paper 25gsm)

- 비교예에 의한 점착제 조성물에 의하여 제조된 포장재

필리핀 KCF (Al 9㎛ / 용융 점착제 조성물 12gsm / paper 25gsm)

여기서, Al은 두께로 환산되었다.

한편, 구김성의 측정 방법은 다음과 같다.

롤상태의 원지에서 폭 3cm , 길이 8cm 규격으로 채취한 시편을 4겹으로 묶어 준비하였다. 이를 경사도 45도, 경사길이 25cm 의 플라스틱 경사판, 무게 100g의 평활한 면을 가진 실린더를 이용하여 가압하는 방식에 의하여 포장재에 외력을 가하였다. 보다 구체적으로는 상기 플라스틱 경사판 하단면에 시편을 수직(90도)으로 고정시키고 상단면에서 실린더를 중력에 의해 직하시킴으로써 시편에 외력을 가하고, 시편이 변형되었다가 복원되는 각도를 시편이 수직인 위치에 있을 때의 각도를 0도로 하여 측정하였다. 측정은 5회 반복실험으로 하였고, 이를 평균내었다.

도 1로부터 알 수 있는 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 의한 점착성 조성물에 의하여 제조된 포장재의 구김성이 더 우수함을 알 수 있다. 즉, 본 발명의 경우 5회 반복실험한 결과 평균각도가 75.2도인 반면 비교예의 경우 73도로서 복원되는 정도가 비교예의 경우 더 우수하였다. 여기서 복원되는 각도가 적은 경우(복원되는 정도가 더 좋지 않은 경우)라야 구김성이 더 좋은 것으로 평가할 수 있다.

도 1을 표로 나타내면 다음과 같다.

구분	1시편	2시편	3시편	4시편	5시편	평균
실시예	78	70	75	75	78	75.2
비교예	75	73	72	73	72	73

한편, 도 2에서는 점착제 조성물의 중량부에 따른 구김성을 측정한 것으로서, 비교예로 제시된 필리핀 KCF (Al 9㎛ / 점착제 조성물 / 종이 25gsm)에 있어서, 점착제 조성물의 평량을 각각 74.1gsm, 69.8gsm, 66.4gsm로하여 시편을 제조하고 이에 대한 구김성을 측정한 것이다. 위 점착제 조성물에서 접착제와 왁스의 비율은 동일한 비율로 유지하였고, 다만 전체적인 중량부만 낮춘 것이며, 이는 점착제 조성물의 두께에 따른 구김성을 보려고 한 것이다.

도시된 바와 같이, 점착제 조성물의 중량이 낮은 경우, 즉 점착층의 두께가 얇은 경우에 있어서 구김성이 더 우수함을 알 수 있다.

이를 표로 나타내면 다음과 같다.

구분	1시편	2시편	3시편	평균
66.4 gsm	59	56	57	57.3
69.8 gsm	44	43	43	43.3
74.1 gsm	35	33	36	34.7

위 결과들로부터 알 수 있는 바와 같이, 두께를 얇게 할수록 구김성은 더 우수해지므로, 용융된 조성물로부터 도출되는 두께보다 더 두께를 얇게 구현할 수 있는 본 발명의 수계 점착제 조성물의 우수성은 입증되는 것이다.

한편, 도 3에서는 본 발명의 일 실시예에 의한 점착제 조성물을 이용하여 제조된 포장재와 비교예에 의한 점착제 조성물을 이용하여 제조된 포장재의 내핀홀성을 비교하여 사진으로 나타내었다.

여기서, 4단으로 표현된 사진 중 제1단의 사진은 본 발명의 일 실시예에 의한 포장재의 시험 전, 제2단 사진은 시험 후의 사진이고, 제3단은 비교예에 의한 포장재의 시험 전, 제4단은 시험 후의 사진을 각각 나타낸다.

본 발명에 의한 포장재의 미세구조 사진은 점이 규칙적으로 배열된 형태이며, 비교예에 의한 포장재의 미세구조 사진은 이러한 점이 관찰되지 아니하였는데, 이는 본 발명에 의한 포장재는 미관을 더하기 위하여 포장재의 표면에 엠보싱을 부여하였기 때문이며, 다른 기술적 차이점은 없는 것이다.

측정 조건은 다음과 같다.

시편은 도 1에서 사용된 시편을 그대로 실시예와 비교예로 제시하였으며, 측정 방법은 시편을 상하 좌우로 2번 접은 후 접힌 모서리 부분을 4기압의 압력으로 4초간 압착한 후, 전처리한 시편을 원래 상태로 펴서 슬라이드에 고정한 후 150배율로 접힌 모서리 부분을 촬영하여 포장재의 금속박 부분에 균열 등이 생성되는지의 여부를 살펴보았다.

도시된 바와 같이, 비교예의 경우 접힘선 기준으로 형성된 크기 및 모양은 차이가 있으나, 핀홀과 크랙이 형성되었으며, 본 발명의 일 실시예의 경우 압착 전과 후에서 형성된 핀홀 또는 크랙이 확인되지 않았음을 알 수 있다.

즉, 본 발명의 일 실시예에 의한 포장재의 경우가 박리에 대한 저항성이 더 우수함을 알 수 있었다.

본 발명의 일 실시예에 의하여 제조된 점착제 조성물을 포장재에 적용한 결과 포장재의 특성은 다음과 같이 정리될 수 있다.

1) 점착제 조성물의 사용량을 줄일 수 있어 포장재가 경량성을 갖는다. 따라서, 포장재의 취급이 용이하고, 보다 저렴한 가격으로 포장재를 제조할 수 있다.

2) 포장재의 두께가 얇으므로, 보다 적은 양의 왁스를 사용하여도 구김성이 우수해진다. 즉, 종래의 점착제 조성물에 비하여 적은 양의 왁스를 사용함에도 불구하고 구김성이 우수하므로 왁스의 사용량을 줄일 수 있고, 그 만큼 접착제 성분의 함량을 제고할 수 있다.

3) 접착제 성분의 함량이 상대적으로 더 높아진 결과, 포장재의 층간 결합력(접착력)이 더 좋아지고 따라서, 내핀홀성 즉 박리에 대한 저항성이 우수해진다. 이는 팽윤특성을 가져 팽윤시 종이와 금속박간의 결합력을 약화시키는 왁스성분의 함량을 줄일 수 있다는 점으로부터도 동일한 효과를 도출할 수 있다.

4) 용융체 보다 점도가 낮은 수계 조성물을 사용하므로, 종이에 점착제 조성물을 인가하는 종이위에서 보다 평탄한 점착층을 구현할 수 있으므로, 포장재의 질감 및 품질의 제고에 이바지할 수 있다.

즉, 본 발명의 일 실시예에 의하여 수계 점착제 조성물을 제조함으로써 접착제 성분 및 왁스 성분의 함량 조절이 용이하며, 그와 함께 포장재의 두께 조절도 용이하므로 이러한 함량 조절의 결과 접착력과 구김성의 향상을 동시에 도모할 수 있게 된다.

이상과 같이 본 발명을 바람직한 실시예를 기초로 설명하였으나, 이는 실시예일 뿐, 이러한 실시예에 의하여 본 발명이 제한해석되어서는 아니되며, 본 발명의 보호범위는 후술하는 특허청구범위에 해석에 의하여야 함은 자명한 것이라 할 것이다.

Claims (10)

1. 금속박, 점착층 및 종이가 층간 구조를 이루는 포장재를 제조하는 방법에 있어서,
   상기 포장재는 내용물과 종이가 직접 접촉되도록 내용물을 감싸서 사용되며,
   접착제와, 왁스와, 점착 부여제를 포함하는 점착제 조성물을 분말 상태로 하여 수계 용매에 분산시켜 에멀전을 제조하는 단계;
   상기 에멀전을 종이에 도포하여 점착층을 형성하는 단계; 및
   상기 에멀전이 도포된 종이에 금속박을 합지하는 단계;
   를 포함하여 구성되며,
   상기 접착제는 접착제, 왁스, 점착 보조제 전체 중량 대비 20 ~ 30 중량부가 포함되는 것을 특징으로 하는 수계 점착제 조성물에 의한 점착층이 마련되는 포장재의 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 접착제는 EVA, PVA, EEA 또는 VAM인 것을 특징으로 하는 수계 점착제 조성물에 의한 점착층이 마련되는 포장재의 제조방법.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 수계 용매는 물인 것을 특징으로 하는 수계 점착제 조성물에 의한 점착층이 마련되는 포장재의 제조방법.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 점착부여제는 H2-DCPD(Hydrogenated dicyclopentadiene) 또는 H2-C9(Hydrogenated aromatiz hydrocarbon Resin)인 것을 특징으로 하는 수계 점착제 조성물에 의한 점착층이 마련되는 포장재의 제조방법.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 수계 점착제 조성물에는 유화제 및 분산제가 더 첨가되는 것을 특징으로 하는 수계 점착제 조성물에 의한 점착층이 마련되는 포장재의 제조방법.
6. 삭제
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 종이와 금속박을 합지하는 단계는,
   수계 점착제 조성물이 수용된 용기로부터 조성물을 인상하는 롤러와,
   상기 롤러로부터 상기 조성물을 종이로 전사하기 위하여 상기 롤러 상부에 마련되는 프레스,
   를 구비하는 라미네이션 장치를 이용하여, 프레스와 롤러 사이에 종이를 통과시켜 조성물이 전사된 종이에 금속박을 압착시키는 수계 라미네이션 방법에 의하여 수행되는 것을 특징으로 하는 수계 점착제 조성물에 의한 점착층이 마련되는 포장재의 제조방법.
8. 제 1 항 내지 제 5 항, 제 7 항 중 어느 한 항의 방법에 의하여 제조되는 포장재로서,
   상기 포장재는 금속박, 점착층 및 종이가 층간 구조를 이루고, 내용물과 종이가 직접 접촉되도록 내용물을 감싸서 사용되며,
   접착제, 왁스, 점착 보조제 전체 중량 대비 20 ~ 30 중량부에 해당되는 접착제를 포함하는 수계 점착제 조성물에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 수계 점착제 조성물에 의한 점착층이 마련되는 포장재.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 포장재에 있어서 점착제 층은 5 ~ 15㎛ 두께인 것을 특징으로 하는 수계 점착제 조성물에 의한 점착층이 마련되는 포장재.
   
10. 삭제

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