KR101335471B1

KR101335471B1 - 히트실 가능한 포장지 및 히트실 포장체

Info

Publication number: KR101335471B1
Application number: KR1020087032003A
Authority: KR
Inventors: 요시키 엔도; 테츠야 우에하라; 아야코 히로노
Original assignee: 다이오 페이퍼 코퍼레이션
Priority date: 2006-05-31
Filing date: 2007-05-29
Publication date: 2013-11-29
Also published as: KR20090028570A; JP2008007922A; JP5015530B2; WO2007139118A1

Abstract

종이로서의 감촉을 가지면서 방수성을 갖고, 또한 표리 양면에서 히트실 가능하며, 손에 들었을 때의 찢어짐을 억제하는 포장지를 제공한다.

펄프섬유 및 열가소성 수지섬유로 이루어지는 혼합 초지층(2)의 편면에만 열가소성 수지로 이루어지는 방수층(3)을 적층, 또는 혼합 초지에 사이즈제 등에 의해 방수성을 부여하는 동시에, 혼합 초지의 미평을 25∼55g/㎡로 하고 혼합 초지층(2)에 있어서의 펄프섬유의 함유비율을 50∼75중량%로 하며, 혼합 초지층(2)에 있어서의 열가소성 수지섬유의 함유비율을 50∼25중량%로 한다.

히트실, 혼합 초지층, 방수층, 발수층, 사이즈제, 펄프섬유, 열가소성 수지섬유

Description

히트실 가능한 포장지 및 히트실 포장체{HEAT-SEALABLE WRAPPING PAPER AND HEAT-SEALED PACKAGES}

본 발명은 히트실 가능한 포장지 및 히트실 포장체에 관한 것이다.

예컨대 토일릿 페이퍼 롤이나 키친 페이퍼 롤과 같은 롤 형상 종이제품 등은 일반적으로 복수개를 하나의 단위로 해서 소비자에게 판매되는 경우가 많다(예컨대 특허문헌 1, 2 참조).

이 경우, 각 제품은 도 2나 도 3에 나타내는 바와 같이 복수개 적층된 상태로 폴리에틸렌 필름 등의 열가소성 수지필름(10)에 의해 포장되는 것이 일반적이다. 포장 형태로서는, 도시한 바와 같이 필름(10)을 포장 대상물(11)의 외형에 맞게 접어서 싸고, 필름의 서로 겹치는 부분을 히트실하는 카라멜 포장 이외에, 거싯(gusset) 포장, 필로우(pillow) 포장 등이 채용되고 있다. 포장의 외면에는 필요에 따라서 포장 소재와 동일한 소재로 형성한 손잡이(12)가 히트실에 의해 부착된다.

이러한 열가소성 수지필름을 이용한 포장재에서는, 히트실 부분에서 파단(破斷)의 우려가 있거나, 혹은 이를 피하기 위해 두꺼운 필름을 이용하면 비용이 늘어나는 등의 문제도 있다. 게다가 자원 리사이클의 관점에서, 열가소성 수지필름을 이용하는 것은 재료의 재이용이 곤란하다는 결점이 있었다.

이를 해결하는 것으로서, 종이 기재의 편면(片面)에 열가소성 수지층을 라미네이트한 포장재도 제안되어 있다(특허문헌 3 참조). 이러한 포장재는 종이로서의 감촉을 가지면서 방수성을 갖고, 히트실도 가능하다는 점에서 대단히 바람직한 포장재이다.

그러나 이 선행기술에서는 지면(紙面)끼리를 히트실 할 수 없고, 포장 형태가 한정된다고 하는 문제점이 있었다.

또한 포장재의 강도면에서 보면, 가게 앞 등에서 상품을 손에 들었을 때에 포장재가 찢어질 우려가 있었다.

특허문헌 1: 일본국 실용신안등록 제3010719호 공보

특허문헌 2: 일본국 공개특허 제2005-153959호 공보

특허문헌 3: 일본국 공개특허 소63-12410호 공보

그래서 본 발명의 주된 과제는, 종이로서의 감촉을 가지면서 방수성을 갖고, 또한 표리 양면에서 히트실이 가능하며, 손에 들었을 때의 찢어짐을 억제하는 포장지를 제공하는 데에 있다.

상기 과제를 해결한 본 발명은 다음에 기재하는 바와 같다.

<청구항 1에 기재된 발명>

펄프섬유 및 열가소성 수지섬유로 이루어지는 혼합 초지인 것을 특징으로 하는 히트실 가능한 포장지.

<청구항 2에 기재된 발명>

상기 혼합 초지의 편면에만 열가소성 수지에 의한 방수층을 적층해서 이루어지는 것을 특징으로 하는 청구항 1에 기재된 히트실 가능한 포장지.

<청구항 3에 기재된 발명>

상기 혼합 초지에 사이즈제 또는 발수제(撥水劑)를 부여한 것을 특징으로 하는 청구항 1에 기재된 히트실 가능한 포장지.

(청구항 1 내지 3에 기재된 발명의 작용 효과)

본 발명의 주된 특징은, 혼합 초지의 편면에 열가소성 수지로 이루어지는 방수층을 적층, 또는 혼합 초지에 사이즈제, 발수제 등을 첨가함으로써, 방수성을 가지는 것은 물론, 혼초(混抄)한 열가소성 수지섬유, 또는 편면에 적층한 열가소성 수지층에 의해 양면 히트실성을 가지게 되어, 종이의 감촉을 가지면서 종래의 필름 포장과 동일한 기능을 갖는 것에 있다.

종이 기재의 양면에 열가소성 수지층을 적층하는 것으로도 방수성 및 표리 양면에 있어서의 히트실성을 부여할 수 있지만, 그 경우 종이로서의 감촉이 손상되거나, 종이로서 폐기 처분할 수 없게 될 우려가 있다. 이에 비해 본 발명에서는, 적어도 한쪽은 종이의 면이 노출되어 있어서, 종이로서의 감촉이 손상될 우려도 없다.

<청구항 4에 기재된 발명>

상기 혼합 초지에 있어서의 미평(米坪)이 25∼55g/㎡이고,

상기 혼합 초지에 있어서의 펄프섬유의 함유비율이 50∼75중량%이며,

상기 혼합 초지에 있어서의 열가소성 수지섬유의 함유비율이 50∼25중량%인 것을 특징으로 하는 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 기재된 히트실 가능한 포장지.

(청구항 4에 기재된 발명의 작용 효과)

특히 혼초 비율을 본 항에 기재된 범위 내로 함으로써, 방수성, 히트실성, 파열 강도, 손에 들었을 때의 찢어짐의 억제 및 가공 적정의 모두에 있어서 균형있게 된다.

<청구항 5에 기재된 발명>

펄프섬유 50∼75중량%와 열가소성 수지섬유 50∼25중량%를 혼초하고 사이즈제를 첨가해 미평이 25∼55g/㎡인 혼합 초지를 사용하며,

물품을 싼 상태로 대상의 밀봉부분을 히트실에 의해 밀봉한 것을 특징으로 하는 히트실 포장체.

(청구항 5에 기재된 발명의 작용 효과)

실용에 뛰어난 히트실 포장체가 얻어진다.

<청구항 6에 기재된 발명>

상기 열가소성 수지섬유는, 심(core)이 폴리프로필렌, 초(sheath)가 심보다 융점이 낮은 폴리프로필렌인 심초(core-in-sheath) 구조의 복합 섬유인 것을 특징으로 하는 청구항 6에 기재된 히트실 포장체.

(청구항 6에 기재된 발명의 작용 효과)

히트실을 위해서, 폴리에틸렌 섬유와의 혼합 초지로 하거나, 혹은 심이 폴리프로필렌, 초가 심보다 융점이 낮은 폴리에틸렌인 심초 구조의 복합 섬유에 의한 혼합 초지로 할 수 있으나, 폴리에틸렌 섬유를 사용하는 경우, 실 강도가 반드시 충분한 것은 아니다. 이 이유는, 폴리에틸렌 자체의 강도가 낮아 복합 섬유를 사용한다 하더라도 바인더로서 초에 폴리에틸렌을 사용하는 한 폴리에틸렌 자체의 강도가 그대로 발현되어 실 강도가 낮아지기 때문이라고 생각된다.

이에 비해, 심이 폴리프로필렌, 초가 심보다 융점이 낮은 폴리프로필렌인 심초 구조의 복합 섬유를 사용하면, 폴리프로필렌 자체의 강도가 폴리에틸렌의 강도보다 높은 동시에, 초의 폴리프로필렌과 심의 폴리프로필렌과의 접착 강도가 높기 때문에, 초의 폴리프로필렌이 용융했다 하더라도 여전히 용융하지 않는 심의 폴리프로필렌과 결합(접착)하고 있는 결과, 전체로서 실 강도가 높은 것이 된다고 생각되며, 실제로 후술하는 실시예에서 나타내는 바와 같이, 실 강도가 충분히 높은 것이 얻어진다.

<청구항 7에 기재된 발명>

사이즈제가 알킬케텐다이머(alkyl ketene dimer)인 것을 특징으로 하는 청구항 5 또는 6에 기재된 히트실 포장체.

(청구항 7에 기재된 발명의 작용 효과)

열가소성 수지에 의한 방수층을 포장체의 내면측에 마련함으로써 포장체에 방수성을 부여할 수 있지만, 개봉했을 때 라미네이트지인 것을 명백히 알 수 있으므로 종이인 것처럼 하려고 하는 외관의 관점에서 반드시 바람직하다고는 말하기 어렵다. 또한 피(被) 포장 물품으로서 토일릿 페이퍼 롤 등의 박엽지 제품인 경우, 포장 공정에 있어서 방수층에 정전기 등에 의해 부착되어 포장 공정에서의 문제가 지견되었다. 이에 비해, 사이즈제를 외첨(外添) 도포로 사용함으로써, 방수층을 마련하는 경우와 동일한 발수성 또는 방수성을 부여할 수 있다는 것이 지견되었다. 특히 알킬케텐다이머(AKD)는 후술하는 실시예에서 나타내는 바와 같이, 다른 사이즈제와 비교해 본 발명의 혼합 초지의 배합 조성에 있어서 뛰어난 발수성 또는 방수성을 나타내는 것이 된다.

[발명의 효과]

이상과 같이 본 발명에 따르면, 요컨대 종이로서의 감촉을 가지면서 발수성 또는 방수성을 나타내고, 또한 표리 양면에서 히트실이 가능하게 되어, 손에 들었을 때의 찢어짐을 억제하는 등의 이점을 가지게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 포장지의 단면도이다.

도 2는 토일릿 페이퍼 롤 제품의 사시도이다.

도 3은 다른 제품의 사시도이다.

[부호의 설명]

1…포장지 2…혼합 초지층

3…방수층 10…열가소성 수지필름

11…포장 대상물 12…손잡이

이하, 본 발명의 한 실시형태에 대해서 첨부 도면을 참조하면서 상세히 설명 한다.

도 1은 본 발명에 따른 히트실 가능한 포장지(1)의 단면을 나타내고 있는데, 이 포장지(1)는 혼합 초지층(2)을 가지며, 필요에 따라서 그 편면에만 적층(라미네이트)된 방수층(3)을 갖고 있다.

혼합 초지층(2)은 펄프섬유 및 열가소성 수지섬유를 혼초해서 이루어지는 것이다. 펄프로서는 NUKP(침엽수 미표백 크라프트 펄프), NBKP(침엽수 표백 크라프트 펄프), LBKP(활엽수 표백 크라프트 펄프), BCTMP(표백 화학 열기계 펄프), TMP(열기계 펄프), GP(쇄목 펄프) 등 특별히 한정하지 않고 이용할 수 있으며, 열가소성 수지섬유로서는 PE섬유, PP섬유, PET섬유 혹은 그들의 복합 섬유를 특별히 한정하지 않고 이용할 수 있지만, 심이 폴리프로필렌, 초가 심보다 융점이 낮은 폴리프로필렌인 심초 구조의 복합 섬유인 것이 바람직하다. 이러한 PP/PP 복합 섬유에 있어서의 심의 융점으로서는 150∼170℃, 초의 융점으로서는 120∼140℃ 정도가 바람직하며, 또한 융점의 온도차는 25∼40℃인 것이 히트실기에 의한 작업성을 위해서 바람직하다.

양 섬유의 배합 비율은 적절히 정할 수 있지만, 펄프섬유가 50초과∼75중량%(특히 50∼65중량%), 열가소성 수지섬유가 50미만∼25중량%(특히 50미만∼35중량%)인 것이 바람직하다. 열가소성 수지섬유의 비율이 지나치게 적으면 히트실성이 떨어지게 되고, 펄프섬유의 비율이 지나치게 적으면 종이로서의 감촉이 떨어지게 되거나, 폐기할 때에 종이로 취급해서 폐기할 수 없는 경우가 있다. 이러한 관점에서, 포장지(1)(방수층을 포함한다고 가정해도) 전체로서 펄프섬유를 50중량% 초과해서 포함하도록 하면, 종이로서 쓰레기 처분할 수 있게 되므로 바람직하다.

필요에 따라서 혼합 초지의 (파열)강도 향상을 위해서 비닐론 섬유를 혼초할 수 있다. 비닐론 섬유의 혼초율로서는 7중량%를 상한으로 하는 것이 바람직하다.

열가소성 수지섬유로서는, 섬도(纖度)가 0.5∼10dtex, 섬유길이가 2∼30㎜인 것이 바람직하다. 섬도가 0.5dtex 미만에서는 접착 강력이 부족하여 충분한 종이 강력이 얻어지지 않으며, 10dtex를 넘는 경우에도 단위 중량당 섬유개수가 적어져 접착 강력이 저하하여 충분한 종이 강력이 얻어지지 않는다. 또한 섬유길이가 2㎜ 미만에서는 접착 강력이 부족하고, 30㎜를 넘으면 수중 분산성이 악화하여 종이 강력이 저하한다. 섬도의 더욱 바람직한 범위는 1∼8dtex, 섬유길이의 더욱 바람직한 범위는 3∼20㎜이다. 또한 커트 섬유가 아닌 올레핀계의 합성 펄프를 이용할 수도 있다.

열가소성 수지층에 의한 방수층을 마련하지 않는 경우에는, 혼합 초지에 사이즈제, 발수제에 의해 방수성을 부여하는 것이 바람직하다. 사이즈제, 발수제의 종류는 불문이다. 사이즈제로서 알킬케텐다이머, 스티렌아크릴수지, 로진 등의 사이즈제, 올레핀왁스계 발수제, 불소계 발수제를 들 수 있지만, 특히 알킬케텐다이머가 최적이다. 도포량이 적어서 방수·발수성의 효과가 높은 것은 알킬케텐다이머나 불소계의 발수제이지만, 불소계 발수제는 가격이 높아서 비용이 든다. 사이즈제의 첨가량으로서는, 전체 섬유에 대하여 2∼10중량%인 것이 바람직하다.

사이즈제 및/또는 발수제의 첨가 방법으로서는 외첨 도포가 바람직하다. 내첨(內添)의 경우, 목표로 하는 방수성을 내기 위해서는 대량으로 첨가하지 않으면 안 되고, 거품이 일거나 기계가 더러워지는 등 조업상의 문제가 있기 때문에 외첨 도포가 바람직하다. 사이즈 프레스, 게이트 롤 프레스, 캘린더 도공, 그라비어 도공 등 외첨 도포이면 특별히 한정되지 않는다.

발수제로서는 실리콘계, 아크릴계, 우레탄계, 에스테르계, 유지계의 수지 혹은 모노머를 용해시킨 것을 사용할 수 있는데, 보다 구체예로서는, 파라핀계 왁스, 천연 왁스 등의 왁스를 에멀젼화한 왁스 에멀젼; 폴리아미드계 수지, 폴리아민계 수지 등의 합성 수지; 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리클로로트리플루오로에틸렌 등의 불소수지; 폴리메틸수소실록산, 폴리디메틸실록산 등의 실리콘 수지를 들 수 있다.

혼초는 통상의 초지기에 의해 행할 수 있으며, 사이즈제 및/또는 발수제는 상술한 바와 같이 바람직하게는 외첨으로 첨가한다. 혼초에 있어서는 사이즈제 및 발수제 이외에, 필요에 따라 지력제, 제품 수득률 향상제를 첨가하는 것도 가능하다. 지력제, 제품 수득률 향상제로서는 폴리아크릴아미드계 수지, 폴리아미드에피클로로히드린 수지, 폴리에틸렌이민 및 그 유도체, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리아민, 폴리아미드, 폴리아미드폴리아민 및 그 유도체, 양이온성 및 양성(兩性) 전분, 산화 전분, 카르복시메틸화 전분, 식물 검, 폴리비닐알코올 등의 유기계 화합물, 및 황산 밴드, 알루미나 졸, 콜로이달실리카, 벤토나이트 등의 무기계 화합물 등을 적절히 조합시켜서 사용한다.

또한 전료(塡料)의 첨가도 가능한데, 전료로서는 탤크, 카올린, 소성 카올린, 클레이, 규조토, 중질탄산칼슘, 탄산마그네슘, 수산화알루미늄, 이산화티타늄, 황산마그네슘, 실리카, 알루미노규산염, 벤토나이트 등의 광물질 전료나 폴리스티렌 입자, 요소 포르말린 수지입자 등의 유기합성 전료 등도 적절히 선택해서 병용이 가능하다. 또한 염료, pH 조제제, 슬라임컨트롤(slime control)제, 소포제, 점제(粘劑) 등의 초지용 첨가 조제도 용도에 따라서 적절히 사용할 수 있다.

필요에 따라 마련되는 방수층(3)은 PE, PP, PET 등의 열가소성 수지로 이루어지는 불투수성의 층이다. 방수층(3)의 재질은 혼합 초지층(2)에 있어서의 열가소성 수지섬유와 동일하게 하는 것이 바람직하지만, 다르게 할 수도 있다. 방수층(3)은 불투수성이면 두께(3t)는 특별히 한정되지 않지만, 6㎛ 이상인 것이 좋다. 바람직하게는 6∼20㎛인 것이 좋다. 6㎛ 미만이면 방수성이 떨어지고, 20㎛를 넘으면 방수성은 있지만 포장지를 개봉할 때 찢기 어려워진다는 문제가 생긴다.

제조에 있어서는, 상기 펄프섬유 및 열가소성 수지섬유를 원료로서 혼합 초지를 제조한 후, 이 혼합 초지의 편면에만 열가소성 수지필름을 라미네이트하는 등 공지의 방법을 채용할 수 있다.

혼합 초지로서는 미평이 25∼55g/㎡인 것이 바람직하다. 미평이 25g/㎡ 미만이면 강도가 부족하여 포장 후의 제품을 들었을 때에 찢어질 가능성이 있다. 또한 55g/㎡보다 크면 기존의 열가소성 수지필름의 포장 설비를 이용할 수 없거나, 이용할 수 있어도 히트실 온도를 높이거나 가공 스피드를 줄이거나 하는 등 조업성이 나빠질 경우가 있다. 바꿔 말하면, 미평이 너무 낮으면 강도가 부족하고, 미평이 너무 높으면 기존의 열가소성 수지필름의 포장 설비를 이용하기 어려워진다.

혼합 초지의 파열 강도(JIS P 8112)로서는 0.90∼1.95kgf/㎠가 바람직하다. 하한치는 포장대로서 필요한 강도이며, 상한치를 넘으면 개봉이 곤란해지고, 포장지로서 비용이 높아진다.

이렇게 구성된 포장지(1)에 있어서는, 방수층(3) 표면 대 방수층(3) 표면, 방수층(3) 표면 대 혼합 초지층(2) 표면, 및 혼합 초지층(2) 표면 대 혼합 초지층(2) 표면 중 어느 것에 있어서도 양호한 히트실성이 발휘된다. 포장 형태로서는 상술한 카라멜 포장, 거싯 포장, 필로우 포장 등을 채용할 수 있다.

[실시예]

표 1에 나타내는 각종 포장지를 제조하여, 히트실성, 강도, 방수성, 발수성 및 가공 적정에 대해서 평가했다. 그때 사이즈제 첨가의 효과 및 사이즈제의 종류의 차이에 근거하는 효과를 조사했다. 결과를 표 1에 나타냈다.

사용한 펄프섬유(NUKP(침엽수 미표백 크라프트 펄프)), 열가소성 섬유(복합 섬유:심이 폴리프로필렌(융점 165℃), 초도 폴리프로필렌(융점 132℃)인 심초 구조의 복합 섬유(PP/PP 복합 섬유)), 사이즈제 및 발수제의 구체예에 대해서는 표 1 및 표 2에 기재했다.

여기서 히트실 강도는 PE 필름 포장할 때의 실 온도에 가까운 170℃로 행하고, 실 시간은 3초로 행했다. 실 강도측정의 시험편 폭은 25㎜이며, 텐실론(TENSILON)으로 박리 강도를 측정했다. 히트실성에 대해서는 히트실러로 포장지의 지면끼리를 실링하여, 실 부분을 박리했을 때 포장지가 파단해 버리는 것을 ○로 하고, 벗겨지는 것(유사 접착), 실링되지 않는 것을 ×로 했다. 파열 강도(JIS P 8112)에 대해서도 측정하여, 파열 강도가 0.90kgf/㎠ 이상인 것을 ○로 하고 그 미만의 것은 ×로 했다. 또한 파열 강도의 범위로서는 0.90∼1.95kgf/㎠인 것이 바람직하다. 0.90kgf/㎠ 미만이면 손에 들었을 때 찢어짐이 생기기 쉽고, 반대로 1.95kgf/㎠를 넘으면 포장지를 개봉할 때 찢어지기 어렵다는 문제가 생긴다. 또한 방수성에 대해서는 흡수성이 있는 종이를 포장지 밑에 깔고, 수성 잉크로 착색한 물을 1㎖ 적하하여, 밑의 흡수성이 있는 종이에의 물의 침투를 살폈다. 그 결과, 1시간 이상 방치해도 물의 침투가 없는 것을 ○로 하고 1시간 미만으로 침투가 있는 것을 ×로 했다. 방수성 이외에 발수성(JAPAN TAPPI NO.68), 히트실 강도도 측정하여 결과를 표 2에 나타낸다. 발수성에 대해서는 JAPAN TAPPI NO.68에 준해서 측정했다. 또한 포장 가공 적성에 대해서는, 미평이 증가하면 포장 가공할 때의 실 온도를 높이거나 가열 시간을 길게 하지 않으면 안 되는 것을 ×로 했다.

본 발명은 토일릿 페이퍼 롤, 키친 페이퍼 롤과 같은 롤 형상 종이제품을 포장하는 포장지로서 바람직하게 이용할 수 있는 것이다.

Claims

펄프섬유 및 열가소성 수지섬유로 이루어지는 혼합 초지인 것을 특징으로 하는 히트실 가능한 포장지로서,

상기 혼합 초지에 있어서의 미평(米坪)이 25∼55g/㎡이고,

상기 혼합 초지에 있어서의 펄프섬유의 함유비율이 50∼75중량%이며,

상기 혼합 초지에 있어서의 열가소성 수지섬유의 함유비율이 50∼25중량%인 것을 특징으로 하는 히트실 가능한 포장지.
제1항에 있어서,

상기 혼합 초지의 편면에만 열가소성 수지에 의한 방수층을 적층해서 이루어지는 것을 특징으로 하는 히트실 가능한 포장지.
제1항에 있어서,

상기 혼합 초지에 사이즈제 또는 발수제(撥水劑)를 부여한 것을 특징으로 하는 히트실 가능한 포장지.
삭제
펄프섬유 50∼75중량%와 열가소성 수지섬유 50∼25중량%를 혼초(混抄)하고 사이즈제를 첨가해 미평이 25∼55g/㎡인 혼합 초지를 사용하며,

물품을 싼 상태로 대상의 밀봉부분을 히트실에 의해 밀봉한 것을 특징으로 하는 히트실 포장체.
제5항에 있어서,

상기 열가소성 수지섬유는 심(core)이 폴리프로필렌, 초(sheath)가 심보다 융점이 낮은 폴리프로필렌인 심초(core-in-sheath) 구조의 복합 섬유인 것을 특징으로 하는 히트실 포장체.
제5항 또는 제6항에 있어서,

사이즈제가 알킬케텐다이머(alkyl ketene dimer)인 것을 특징으로 하는 히트실 포장체.