KR101648172B1

KR101648172B1 - 2-플라이 방습 지대

Info

Publication number: KR101648172B1
Application number: KR1020090028942A
Authority: KR
Inventors: 최구화
Original assignee: 신덕산업 주식회사
Priority date: 2009-04-03
Filing date: 2009-04-03
Publication date: 2016-08-12
Also published as: KR20100110553A

Abstract

본 발명은 크라프트지 외피 1플라이와 합성수지 필름 내피 1플라이로 구성된 2플라이 방수 지대와 관련된다. 본 발명 2플라이 지대에 사용되는 크라프트지는 평량이 110g/㎡ 이상이고, 충격강도는 세로가 200 이상이며, 가로가 300 이상인 크라프트지이고, 내피로 사용되는 합성수지 필름은 고밀도폴리에틸렌(HDPE)과 선형저밀도폴리에틸렌(LLDPE)을 배합한 폴리머블렌드를 원료로 하여 제조한 합성수지 필름이다.

본 발명에 따라, 종래 설탕용 3∼4플라이지대를 대체 사용할 수 있는 2플라이 지대가 제공된다. 본 발명 지대는 강도가 3∼4플라이지대에 못지않아 파대가 거의 없고, 방수효과가 탁월하여 장시간 보관하여도 내용물이 변질되지 않으며, 제조원가는 종래 설탕용 지대에 비해 30%나 저렴한 효과를 갖는다.

방수 지대, 크라프트지, 선형저밀도폴리에틸렌, 폴리머블렌드

Description

2-플라이 방습 지대{Two-ply moisture-proof paper bag}

본 발명은 설탕, 제분, 사료 등의 저장용 지대에 관한 것이다.

설탕 등의 보관에 사용하는 지대는 습기가 들어가면 내용물이 변질될 우려가 있으므로 방습용 지대를 제조하기 위한 여러 가지 방법이 제안된바 있다.

종래 설탕용 방습지대로는 크라프트지 표면에 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌 필름을 라미네이팅 시킨 합지로 제조하거나 또는 크라프트지를 3, 4겹으로 하고 그 사이에 합성수지 필름을 개재시켜 방습을 하는 여러 겹(ply)지대가 사용되어 왔다. 그러나 종이를 제조할 때 사용하는 형광물질이나 질산 등의 화학물질은 식품안정성에 문제를 유발하게 되어 종이가 직접 내용물에 접촉하는 것을 금하게 되었고, 특히 흑설탕의 경우는 수분함량이 백설탕의 50배에 해당하는 1.5∼2%나 되기 때문에 종이에 녹아 붙는 현상이 발생하였다. 이에 업계에서는 합성수지 필름을 최 내층에 개재시켜 설탕과 종이의 직접 접촉을 피할 수 있도록 지대를 제조하게 되었다. 더 나아가 사용한 후에 지대에서 종이와 합성수지필름을 따로 분리할 수 있도록 하여 자원 재활용이 가능하도록 한 이중 지대용지 및 지대가 실용신안등록 제253786호 선 기술로 개발된바 있다.

상기 선 기술의 지대 제조공정을 구체적으로 살펴보면, 우선 평량이 75g/㎡인 종이(크라프트지)에 수성점착제를 띠모양(stripe) 종방향으로 도포하고, 이렇게 도포된 점착제 위에 0.015㎜ 두께의 합성수지(LDPE) 필름을 점착시켜 원지를 제조하되, 상기 원지의 우측에는 종이 마진(margin)을, 좌측에는 필름 마진을 두어, 필름 마진과 필름의 다른 단부는 핫멜트로 접착시키고, 종이 마진과 종이의 다른 단부는 접착제로 접착시켜 통모양 지대로 제조함과 동시에 별도로 인쇄를 필한 평량이 90g/㎡ 정도인 크라프트지와 적층하여, 인쇄된 크라프트지 외피, 중간지, 합성수지 내피 구조의 통모양 지대 전구체를 제조하고, 이를 원하는 지대크기로 절단한 후에 하단의 개구부를 봉제로 마감 하여 3플라이 구조의 설탕용 지대를 제조한다.

이러한 종래 3플라이 지대 제조공정을 좀더 상세히 구분해 보면, ① 표피지 인쇄공정, ② 중간지 스트라이프 처리공정, ③ 중간지와 합성수지 필름의 접착공정, ④ 필름 마진과 대응되는 필름 타단부을 겹쳐서 핫멜트 접착으로 통필름을 만드는 공정, ⑤ 중간지의 마진과 대응되는 중간지의 타단부를 겹쳐 접착시켜 통 모양으로 만드는 공정, ⑥ 별도로 준비된 표피지에 인쇄를 하고, 인쇄된 표피지 마진과 대응되는 표피지의 타단부를 겹쳐 접착시켜 통 모양으로 만드는 공정, ⑦ 상기 표피지와 중간지를 합쳐서 원하는 지대 크기로 절단하는 공정, ⑧ 절단된 지대의 하단을 봉제나 이지오픈식으로 마감하는 공정의 8단계를 거쳐 제조된다. 이러한 지대들은 일반적으로 평량이 75∼95g/㎡인 크라프트지를 2겹 또는 그 이상으로 겹쳐 사용하며, 여기에 습기 차단 용도로 합성수지 1장이 더 들어가서 3∼4 플라이로 된 지대로 구성된다. 중량물의 경우는 충분한 강도 및 지대의 형상을 유지할 수 있도록 크라프트지를 3겹 이상 사용할 수도 있다. 그러나 원가절감을 위해서는 2장 사용하던 크라프트지를 1장으로 줄이는 방식이 필요하다. 본 발명에서는 이를 위해 크라프트지 1장만을 사용하면서도 종래 크라프트지 2장을 쓸 때보다 더 파대율이 낮은 2플라이 지대 조건을 찾아내어 본 발명을 완성하게 되었다. 본 발명에 의하면, 적층된 크라프트지의 플라이 수를 2장에서 1장으로 구성하더라도 대부분의 응용에서 지대가 충분한 강도를 나타내어 내용물을 보관 내지는 이동하기에 지장이 없고, 인쇄 등 기타 지대의 품질에도 3플라이 이상 다층지대와 별반 차이가 없는 지대를 제공할 수가 있다.

본 발명에 따라 종래 3플라이 지대를 대체할 수 있는 2플라이 지대가 제공된다. 본 발명의 과제 해결수단은 2플라이 지대에 적합한 충격강도와 파손 및 찢어짐에 견딜 수 있는 조건을 찾아내고, 이러한 조건에 맞는 크라프트지와 합성수지 필름을 개발 내지는 선택하여, 이 둘을 이상적으로 조합함으로서 2플라이만으로도 3플라이 지대와 물성이 같거나 뛰어난 성능을 갖도록 하는 것이다. 본 발명에 의거, 특정된 크라프트지와 특정된 합성수지 필름으로 구성된 2플라이 지대가 제공된다. 본 발명은 선행 기술인 실용신안등록 제253786호의 개량발명에 해당된다. 상기 선 기술 고안 지대는 크라프트지 1장으로 된 외지와 고밀도폴리에틸렌(HDPE) 필름 1장으로 된 내지의 구조를 가지므로 본 발명 지대와는 그 구조가 유사하다 할 수 있지만, 본 발명은 종래 3플라이 지대를 확실히 대체 할 수 있는 성능을 갖는다는 점에서 상기 선 기술 고안과 구분된다. 즉, 본 발명은 상기 선 기술 고안과는 구체적인 지대의 구성 성분 및 작용효과가 다르고 그 작용효과에 있어서도 종래 3플라이 지대를 대체할 수 있는 성능을 갖는 2플라이 지대라는 점에 그 요지가 있다고 할 수 있다.

본 발명에 따라, 종래 설탕용 3플라이지대를 대체 사용할 수 있는 2플라이 지대가 제공된다. 본 발명 지대는 강도가 3플라이지대에 못지않아 파대가 거의 없고, 방수효과가 탁월하여 장시간 보관하여도 내용물이 변질되지 않으며, 제조원가는 종래 설탕용 지대에 비해 30%나 저렴한 효과를 갖는다. 상기한 효과 외에도 지대의 겹수가 3에서 2로 감소되므로 작업공정을 하나 이상 생략할 수가 있어, 제조공정상의 비용도 더불어 줄일 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 특정된 크라프트지 외피 1플라이와 합성수지 필름 내피 1플라이로 구성된 2플라이 방수 지대에 관한 것이다. 종래에는 주로 종이 평량이 75∼95g/㎡인 크라프트지 2장 또는 3장과 고밀도폴리에틸렌(HDPE)수지 필름 1장을 사용하여 3∼4 플라이 지대를 제조하여 왔으나, 본 발명에서는 평량이 100∼140g/㎡인 크라프트지, 좀더 바람직하기로는 평량이 110∼120g/㎡인 크라프지 1장과 합성수지 필름 1장을 사용하여 2플라이 지대를 제조하게 된다. 이때 크라프트지가 2장에서 1장으로 줄어들면 당연히 지대의 충격강도도 줄어들게 되는데, 이는 크라프트지의 평량 을 높여 강도를 보완할 수 있고, 그래도 부족한 강도는 본 발명에서 특별히 선택한 보강 합성수지를 사용하여 보충함으로서 종래 3∼4 플라이 지대에 필적한 2 플라이 지대를 제조하게 되었다. 본 발명의 요지는 지대를 구성하는 요소인 크라프트지와 합성수지 필름의 조화로운 조합에 있다. 본 발명에 사용하는 크라프트지는 충격강도가 통상 세로는 200∼280 범위이고, 가로는 300∼380 범위에 드는 것이 적합하다. 상기 범위 이하로 되면 파대가 나기 쉽고, 상기 범위 이상이면 제조비용이 많이 들어 경제성이 없다. 본 발명 합성수지 필름은 두께가 15∼110㎛인 것이 적당한데, 바람직하기로는 15∼40㎛가 경제적 측면에서 좋다. 필름 두께가 15㎛ 이하이면 너무 얇아서 작업이 어렵고, 파대도 허용범위 이상으로 많이 발생한다. 본 발명 합성수지 필름에는 개구성을 좋게 하기 위해 대전 방지제 또는 안티브록킹제가 포함될 수 있다. 본 발명 지대 제조에 사용하는 지대원지는 필름이 종이보다 5∼10㎜ 더 넓은 마진을 갖는 것이다. 예를 들어, 종이 마진이 25㎜이면 필름 마진은 35㎜ 정도로 구성된다. 종이 마진이 25㎜일 때 필름 마진이 30㎜ 보다 작으면, 즉 마진 차이가 5㎜ 이하이면 핫멜트 접착이 불완전하고 접착부위에 구멍이 생기는 등 불량품이 발생할 수 있다.

본 발명 2플라이 지대에 내피로 사용되는 합성수지 필름은 고밀도폴리에틸렌(HDPE)과 선형저밀도폴리에틸렌(LLDPE)을 배합한 폴리에틸렌 폴리머블렌드(Polyethylene Polymer Blend: 이하 “PE폴리머블렌드”라고 함)를 원료로 하여 제조한 합성수지 필름이다. 본 발명 PE폴리머블렌드에 사용하는 HDPE는 강도는 일반 HDPE와 유사하나 용융점은 LLDPE와 유사한 135∼140℃ 정도이다. 본 발명 HDPE와 LLDPE의 용융점 차이는 10℃ 이하, 더 확실하게는 5∼10℃ 범위 이내이다. 즉, 이들은 비슷한 용융점을 갖고 있으므로 서로 블렌드가 가능하나 일반 HDPE와 LLDPE는 융점 차이가 크므로 블렌드가 불가능하다.

상기 PE폴리머블렌드의 원료 배합비는 HDPE 70∼40중량%에 LLDPE 30∼60중량%가 적당하다. 본 발명에서 HDPE에 LLDPE를 혼합한 폴리머블렌드를 사용하는 것은 신장률이 좋은 LLDPE를 혼합함으로써 크라프트지의 겹수가 줄어들 때(2플라이→1플라이) 예상되는 지대의 강도 감소를 보완하기 위함이다. HDPE는 밀도가 크기 때문에 필름으로 성형해도 투명하고 피시 아이(Fish Eye)와 같은 결점이 없는 깨끗한 필름을 제조할 수 있으나, 대신 신율이 낮아 강도가 약한 단점이 있다. 이에 신율이 좋은 LLDPE를 블렌드 함으로써 전체적인 지대의 강도를 향상시킬 수가 있다. 또 LLDPE 단일 중합체 보다는 LLDPE 옥텐코폴리머를 사용하면 필름의 충격강도 및 인장강도가 더 향상된다. 물론 LLDPE 대신에 저밀도폴리에틸렌(LDPE)이나 중밀도폴리에틸렌(MDPE)도 상기 용융조건만 만족한다면 블렌드가 가능하다.

본 발명 PE폴리머블렌드에는 지대 입구가 서로 들러붙지 않도록 하기 위한 개구제로 공지의 정전기 방지제 및 내블로킹제가 유효량 더 첨가될 수 있다. 상기 LLDPE 옥텐코폴리머(Octene Copolymer)수지는 럭키화학(주)의 씨텍 SN318 또는 ST308, LDPE 제품은 씨텍 BF410 이라는 상표명으로 시중에서 구입이 가능하다. 본 발명에 사용하는 HDPE로는 삼성토털석유화학(주)의 Y910A 또는 F920A라는 상표명으로, 또 미국 다우케미컬사의 AFFINITY PL 1880G 라는 상표명으로 시중에 출시되어 있다.

본 발명 지대의 제조방법은 ① 외피인 크라프트지에 인쇄를 행하는 공정, ② 크라프트지에 수성점착제를 띠모양 종방향으로 도포하는 공정, ③ 상기 도포된 점착제 위에 0.015∼0.04㎜ 두께의 합성수지 필름을 점착시키되, 상기 크라프트지의 우측에는 종이 마진을, 좌측에는 필름 마진을 갖는, 원지층, 띠모양 수성점착제층, 합성수지 필름층으로 구성된 지대원지를 제조하는 공정, ④ 상기 지대원지를 양쪽에서 1/4되는 부분을 접어서, 필름 마진과 필름의 다른 단부는 핫멜트로 접착시키고, 종이 마진과 종이의 다른 단부는 접착제로 접착시켜 통모양 지대로 만든 후, ⑤ 원하는 지대 크기로 절단하여 상단 또는 하단 개구부를 마감처리 하는 공정으로 이루어진다. 이하 본 발명을 실시예를 통하여 상세히 설명한다. 본 발명의 외지와 내지의 조합 내지는 필름 원료물질의 폴리머블렌드와 같은 조건을 찾아내고 확정하는 일련의 연구는 수많은 연구와 시험 내지는 시행착오를 거쳐 개발된 것임을 밝혀둔다. 당업자라면 본 명세서에서 설명된 여러 가지 특징을 참조하고 조합하여 다양한 변형이 가능하며, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에만 국한되는 것이 아니라, 청구범위 기재를 기준으로 본 발명의 구성과 조건 안에서 균등 발명으로 해석되는 것도 모두 포함되어야 함을 지적해둔다.

[실시예]

지대원지의 제조

도 1은 본 발명 지대원지(20)의 평면도로서 스트라이프 점착부(23)가 종방향으로 처리되어 있는데, 스트라이프 점착부(23) 간격은 5∼10㎝이고, 지대원지(20)의 우측에는 종이 마진(21a)을, 지대원지(20)의 왼쪽에는 필름 마진(22a)을 남겨 둔다. 이들 마진은 후에 지대로 제조할 때에 종이는 종이끼리, 필름은 필름끼리 끝단을 겹쳐 붙여서 통포대 형태로 만들기 위한 여백부분이다. 본 고안 지대용지는 원지에 환경친화적인 수성점착제를 띠모양(stripe)으로 도포하고, 여기에 합성수지 필름을 점착시켜 지대의 강도를 높임과 동시에 방습효과를 최대로 달성하며, 사용한 후에는 점착제에 의해 붙어있던 합성수지 필름(22)을 간단히 손으로 제거함으로써 자원재활용이 가능하다. 지대원지(20)의 종이 마진은 25㎜, 필름 마진은 35㎜가 되게 하였다. 본 발명 일실시예에서, 지대원지(20)의 외피로는 평량이 110∼120g/㎡이고, 충격강도는 세로가 26.0, 가로가 35.0인 크라프트지를 사용하고, 내피를 구성하는 필름은 고밀도폴리에틸렌(HDPE)과 선형저밀도폴리에틸렌(LLDPE)의 옥텐코폴리머를 7:3으로 블렌드하고 유효량의 개구제를 첨가하여 제조한 합성수지 필름을 사용하였다.

지대의 제조

도 2는 본 발명 지대원지(20)로 만든 일실시예의 지대(30)를 보여주기 위한 횡단면도이다. 지대원지(20)의 마진을 이용해서 종이는 종이끼리, 필름은 필름끼리 접착시켜 지대를 제조한다. 본 발명 지대용지(20)로 지대를 제조할 때는 양쪽에서 1/4되는 부분(25)을 접어서 필름은 필름끼리, 종이는 종이끼리 접착시켜 제조한다. 필름 접착부(26)는 두께가 0.015㎜인 합성수지 필름의 한쪽 마진(22a)이 종이의 단부(21b) 끝을 감싸도록 접은 후에 필름의 다른 단부(22b)를 겹쳐서 핫멜트로 배접착(필름의 배면과 배면을 겹쳐서 접착)시킨 것이고, 종이 접착부(24)는 종이의 마진(21a)과 종이의 다른 단부(21b)를 겹쳐서 합성풀로 접착시킨 것이다. 본 발명에 서와 같이 필름 마진(22a)이 종이단부(21b)를 감싸도록 접어서 붙이면 종이와 필름간의 유격이 줄어들어 그 적층면이 최대로 밀착되며, 이에 따라 솔기(seam: 지대원지의 양 끝단이 접합된 곳) 사이에 내용물이 낀다거나 습기가 침투하는 것을 완벽하게 차단할 수가 있다. 아울러 지대에서 가장 약한 부분인 솔기부분에 필름이 한겹 더 보강되는 구조가 되므로 약한 부분의 강도를 향상시켜 지대가 전체적으로 안전한 구조를 갖도록 한다.

도 3은 본 발명 지대의 일실시예를 설명하기 위한 분해사시도이다. 본 발명 지대(30)의 상단 봉합방법은 이지오픈타입, 하단 봉합방법은 봉제타입이다. 지대(30)의 상단은 오버테이프(45)에 의해 감싸여서 접착되어 봉합되는데, 상기 오버테이프(45)에는 가드테이프(46)와 이 가드테이프(46)를 적출해 내기 위한 적출편(47)이 결합되어 있다. 지대(30)의 하단은 수요자가 내용물(설탕 등)을 하단 개구부를 통해 채운 후에 통상의 봉제방법으로 마감하게 되는데, 봉제부(41)는 포대 하단부에 크립테이프(42)와 휠라코트(43)를 대고 면실(44)로 재봉하여서 완성된다.

제품 성능 비교시험

이하 본 발명지대와 종래 3플라이 지대의 성능을 비교시험하고 이를 표 2에 기재하였다. 지대를 구성하는 크라프트지의 물성(인장강도, 신장율, 충격강도)은 KS M7501 시험법에 따라 측정하였고, 지대의 파대율은 한국생활환경시험연구원에 의뢰 KS A1015 시험법에 따라 시료를 낙하 테이블에 올려놓고, 낙하높이 120㎝에서 수평 바닥면에 낙하시켜 파손, 찢어짐 등 외관상의 손상유무를 확인하였다. 낙하시 험기는 GAYNES Engineering Inc.사(미국)의 DT-125 모델을 사용하였다.

표 1 지대원지 물성

표 2 파대율 시험

* 크래프트지 ** PE폴리머블렌드

상기 표로 알 수 있는 바와 같이, 종래 3플라이 지대는 외지가 크라프트지 2장을 겹치게 되어 있어, 외지만을 보면 충격강도가 본 발명지대에 비해 세로 349.6/240=1.5배, 가로 560/325=1.7배로 더 높다고 할 수 있지만 파대율을 보면 8회에서 찢어짐이 발생하여 10회의 낙하에도 이상이 없는 본 발명 지대와는 큰 차이가 있음을 알 수 있다. 이는 본 발명 지대의 경우 PE폴리머블렌드 필름이 완충역할을 함으로써 지대가 전체적으로 안정되어 파대도 감소하는 것으로 판단된다.

도 1은 본 발명 지대원지(20)의 평면도,

도 2는 본 발명 지대원지(20)로 만든 지대(30)를 보여주기 위한 횡단면도,

도 3은 본 발명 이지오픈 타입 2플라이 지대의 분해사시도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

20: 본 발명 지대원지 30: 본 발명 지대

21: 크라프트지 22: 합성수지 필름

24: 종이 접착부 25: 접히는 부분

21a: 종이 마진 22a: 필름 마진

23: 스트라이프 점착부 26: 필름 접착부

Claims

종이에 수성점착제를 띠모양 종방향으로 도포하고, 상기 도포된 점착제 위에 합성수지 필름을 접착시킴에 있어; 우측에는 종이 마진을, 좌측에는 필름 마진을 갖는 지대원지를 양단을 접어서 붙이되; 상기 필름 마진과 필름의 다른 단부는 핫멜트로 접착시키고; 상기 종이 마진과 종이의 다른 단부는 접착제로 접착시켜 통모양 지대로 만든 후, 원하는 지대 크기로 절단하여; 상하 개구부를 마감처리 하여서 된 종이 외피 1 플라이와 합성수지 필름 내피 1 플라이로 구성된 지대에 있어서;

상기 종이 외피는 KS M7501에 따른 충격강도가 세로는 200∼280이며 가로는 300∼380 범위이고 평량이 100∼140g/㎡인 크라프트지 외피 1 플라이로 구성되고,

상기 합성수지 필름 내피는 고밀도폴리에틸렌(HDPE)에 저밀도폴리에틸렌(LDPE) 또는 선형저밀도폴리에틸렌(LLDPE)을 배합하여 제조한 두께가 15∼110㎛인 PE폴리머블렌드 합성수지 필름 내피 1 플라이로 구성된 것임을,

특징으로 하는 2플라이 방습 지대.
삭제
청구항 1에 있어서, 상기 PE폴리머블렌드는 HDPE 70∼40중량%에 LLDPE 30∼ 60중량%를 배합하여서 된 것임을,

특징으로 하는 2플라이 방습 지대.
청구항 1에 있어서, 상기 HDPE와 LDPE 또는 LLDPE와의 용융점 차이는 10℃ 이하임을,

특징으로 하는 2플라이 방습 지대.
청구항 1에 있어서, 상기 LLDPE는 옥텐과의 코폴리머 수지임을,

특징으로 하는 2플라이 방습 지대.
청구항 1에 있어서, 상기 LDPE 또는 LLDPE에는 대전 방지제 또는 안티브록킹제가 유효량 더 포함됨을,

특징으로 하는 2플라이 방습 지대.
청구항 6에 있어서, 상기 지대원지는 필름이 종이보다 5∼10㎜ 더 넓은 마진을 갖는 것임을,

특징으로 하는 2플라이 방습 지대.
청구항 7에 있어서, 상기 방습 지대는 합성수지 필름 마진이 종이의 단부 끝을 감싸도록 접힌 상태에서 필름의 다른 단부를 접힌 필름 마진에 핫멜트로 배접착 시켜서 된 구조임을,

특징으로 하는 2플라이 방습 지대.