KR101980882B1 - 멀티 레이어 기반의 하이브리드 비닐포장지 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 멀티 레이어 기반의 하이브리드 비닐포장지, 그리고 이의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명은 분리 타입 본체 레이어(130)를 생성하는 제 1 단계; 슬립형 레이어(120)를 분리 타입 본체 레이어(130) 상부 모서리 영역에 끝단으로부터 이격시켜 형성하는 제 2 단계; 실리콘 접착 레이어(140)를 분리 타입 본체 레이어(130) 상부의 모서리 영역 내측으로 형성하는 제 3 단계; 및 분리 타입 커버 레이어(110)를 분리 타입 본체 레이어(130)의 상부면과 동일한 하부면을 갖도록 슬립형 레이어(120)와 실리콘 접착 레이어(140)의 상부에 실리콘 접착 레이어(140)에 의한 접착력을 활용하여 형성하는 제 4 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해 내부를 구성하는 이종의 비닐포장에 의한 태양광을 구성하는 적외선 및 자외선을 차단하여 황변현상과 온도 상승을 방지와 함께, 외부에서 열에 의한 수축의 한계에 해당하는 신율, 인장성능, 난연성을 포함하는 물리적 성질을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.

Description

멀티 레이어 기반의 하이브리드 비닐포장지{HYBRID WRAPPING PAPER BASED ON MULTI-LAYER}
본 발명은 멀티 레이어 기반의 하이브리드 비닐포장지에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 내부를 구성하는 이종의 비닐포장에 의한 태양광을 구성하는 적외선 및 자외선을 차단하여 황변현상과 온도 상승을 방지와 함께, 외부에서 열에 의한 수축의 한계에 해당하는 신율, 인장성능, 난연성을 포함하는 물리적 성질을 향상시키며, 사용용도에 따라 탈착이 용이하도록 함으로써 비닐포장지의 활용성을 높이기 위한, 멀티 레이어 기반의 하이브리드 비닐포장지에 관한 것이다.
종래의 기술인 대한민국 특허등록공보 등록번호 제10-1607153호 "UV 마스터 배치를 이용한 산업 포장재 필름용 수지 조성물 및 이를 이용한 보호필름 제조방법"에서는 태양광을 구성하는 적외선 및 자외선을 차단하여 황변현상과 온도 상승을 방지하고, 내용물을 확인할 수 있는 투명성과 연신율, 찢김에 강한 강성(stiffness) 및 통기성 등을 향상시킨 산업 포장재 필름용 수지 조성물을 제공한 바 있다.
그러나, 종래의 기술에서는 열에 의한 수축의 한계에 해당하는 신율, 인장성능, 난연성 등의 물리적 성질에 있어서 한계가 있어 왔다.
대한민국 특허등록공보 등록번호 제10-1607153호 "UV 마스터 배치를 이용한 산업 포장재 필름용 수지 조성물 및 이를 이용한 보호필름 제조방법"
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 내부를 구성하는 이종의 비닐포장에 의한 태양광을 구성하는 적외선 및 자외선을 차단하여 황변현상과 온도 상승을 방지와 함께, 외부에서 열에 의한 수축의 한계에 해당하는 신율, 인장성능, 난연성을 포함하는 물리적 성질을 향상시키도록 하기 위한, 멀티 레이어 기반의 하이브리드 비닐포장지를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 사용용도에 따라 분리 타입 커버와 분리 타입 본체 비닐포장지를 분리할 수 있을 뿐만 아니라, 다시 부착도 가능하여 탈착이 용이하도록 함으로써 비닐포장지의 활용성을 높이기 위한, 멀티 레이어 기반의 하이브리드 비닐포장지를 제공하기 위한 것이다.
그러나 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시예에 따른 멀티 레이어 기반의 하이브리드 비닐포장지의 제조 방법은, 분리 타입 본체 레이어(130)를 생성하는 제 1 단계; 슬립형 레이어(120)를 분리 타입 본체 레이어(130) 상부 모서리 영역에 끝단으로부터 이격시켜 형성하는 제 2 단계; 실리콘 접착 레이어(140)를 분리 타입 본체 레이어(130) 상부의 모서리 영역 내측으로 형성하는 제 3 단계; 및 분리 타입 커버 레이어(110)를 분리 타입 본체 레이어(130)의 상부면과 동일한 하부면을 갖도록 슬립형 레이어(120)와 실리콘 접착 레이어(140)의 상부에 실리콘 접착 레이어(140)에 의한 접착력을 활용하여 형성하는 제 4 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티 레이어 기반의 하이브리드 비닐포장지의 제조 방법에 있어서, 상기 제 3 단계는, 난연성 실리콘접착액을 도포하고, 열처리하여 접착 결합시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 멀티 레이어 기반의 하이브리드 비닐포장지의 제조 방법에 있어서, 상기 제 2 단계는, 슬립형 레이어(120)를 분리 타입 본체 레이어(130)의 상부면 중 맞닿는 면에 해당하는 테두리 영역 중 전단, 후단, 양측단에 적어도 하나 이상 형성되며, 형성되는 영역은 테두리 영역의 가장자리에서 미리 설정된 간격을 이격시켜서 형성하는 것을 특징으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시예에 따른 멀티 레이어 기반의 하이브리드 비닐포장지는, 비닐포장지 본체에 해당하는 분리 타입 본체 레이어(130); 분리 타입 본체 레이어(130) 상부에 실리콘 접착 레이어(140)를 매개로 부착되며 슬립형 레이어(120)에 의해 탈착이 가능한 분리 타입 커버 레이어(110); 를 포함하는 멀티 레이어 기반의 하이브리드 비닐포장지(100)에 있어서, 분리 타입 커버 레이어(110)는 합성수지 베이스로 폴리에틸렌 기반 원료와 발포제를 배합한 발포타입 폴리에틸렌 혼합물을 형성되며, 폴리에틸렌 기반 원료로 폴리에틸렌 100 중량부에 대해서 에틸렌비닐초산 코폴리머(EVA) 20 내지 23 중량부, 폴리우레탄 12 내지 15 중량부, 그리고 에틸렌비닐초산 코폴리머(EVA) 1 내지 3 중량부에 추가하여 2 내지 3 중량부의 맥반석, 3 내지 4 중량부의 황토, 5 내지 6 중량부의 옥과, 4 내지 5 중량부의 토르말린, 3 내지 7 중량부의 셀레늄, 1 내지 2 중량부의 티타늄, 1 내지 2 중량부의 게르마늄 중 적어도 하나 이상을 포함하는 커버 수지조성물로 형성되는 것을 특징으로 한다.
이때, 본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티 레이어 기반의 하이브리드 비닐포장지에 있어서, 폴리에틸렌 기반 원료인 커버 수지조성물 전체 100 중량부에 대하여 발포제 20 내지 25 중량부를 배합하여 제조되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 멀티 레이어 기반의 하이브리드 비닐포장지에 있어서, 분리 타입 커버 레이어(110)는, 발포타입 폴리에틸렌 혼합물을 용융압출법과 T-다이를 이용해서 성형하여 미연신 시트를 제조하고, 종방향과 횡방향으로 축차 또는 동시 이축법으로 연신시킨 다음 텐터에서 열고정하여 제조되어 분리 타입 본체 레이어(130) 상부에 부착되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 멀티 레이어 기반의 하이브리드 비닐포장지, 그리고 이의 제조 방법은, 내부를 구성하는 이종의 비닐포장에 의한 태양광을 구성하는 적외선 및 자외선을 차단하여 황변현상과 온도 상승을 방지와 함께, 외부에서 열에 의한 수축의 한계에 해당하는 신율, 인장성능, 난연성을 포함하는 물리적 성질을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.
이뿐만 아니라, 본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티 레이어 기반의 하이브리드 비닐포장지, 그리고 이의 제조 방법은, 사용용도에 따라 분리 타입 커버와 분리 타입 본체 비닐포장지를 분리할 수 있을 뿐만 아니라, 다시 부착도 가능하여 탈착이 용이하도록 함으로써 비닐포장지의 활용성을 높일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 멀티 레이어 기반의 하이브리드 비닐포장지(100)의 구조를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 멀티 레이어 기반의 하이브리드 비닐포장지(100)의 제조 방법을 나타내는 흐름도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 멀티 레이어 기반의 하이브리드 비닐포장지(100)의 구조를 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면, 멀티 레이어 기반의 하이브리드 비닐포장지(100)는 분리 타입 커버 레이어(110), 슬립형 레이어(120), 비닐포장지 본체에 해당하는 분리 타입 본체 레이어(130), 그리고 실리콘 접착 레이어(140)로 이루어질 수 있다.
여기서, 분리 타입 커버 레이어(110)는 합성수지 베이스로 폴리에틸렌 기반 원료와 발포제를 배합한 발포타입 폴리에틸렌 혼합물을 형성할 수 있다.
여기서 폴리에틸렌 기반 원료는 폴리에틸렌 100 중량부에 대해서 에틸렌비닐초산 코폴리머(EVA) 20 내지 23 중량부, 폴리우레탄 12 내지 15 중량부, 중합체(EVA) 1 내지 3으로 구성되는 커버 수지조성물을 활용할 수 있으며, 이상과 같은 커버 수지조성물에 의해 제조되는 합성수지 소재는 폴리에틸렌만을 사용한 수지에 의해 인장강도, 굴곡강도, 하중변형온도, 아이죠드 충격강도에서 향상된 성능을 나타낼 뿐만 아니라, 조성 재료 자체가 저렴하여 제조하는 원가를 낮출 수 있다.
여기서, 프로필렌 원료는 호-폴리머 폴리프로필렌 원료를 사용한다. 본 발명에서 폴리프로필렌 원료는 프로필렌의 단독 중합체 또는 2 내지 8개의 탄소원자를 가진 다른 α-올레핀과의 블록 또는 불규칙 공중합체를 의미한다. α-올레핀의 바람직한 예로는 1-부텐(1-butene), 1-펜텐(1-pentene), 1-헥센(1-hexene) 및 1-옥텐(1-octene) 등이 있으며, 프로필렌과 공중합되는 α-올레핀의 양은 프로필렌 1 몰당 0.025 내지 0.1몰%이다. 폴리프로필렌의 중량평균 분자량은 150,000 g/mol 이상, 용융지수는 0.5 내지 1.5 g/10분(230℃)이어야 한다.
또한, 폴리프로필렌 원료는 용융지수가 0.5 내지 1.5 g/10분이고, 그 밖에 분자량 분포(PI)가 6 이상이며, 용융강도가 70 mN 이상인 것이 바람직하다.
폴리에틸렌 기반 원료를 압출기 이용해 압출하여 폴리프로필렌 기반 압출 용융물 형성시 농도가 75 내지 95wt.%인 것을 사용하며, 250 내지 280 ℃의 온도에서 용해시킨다.
그리고, 중합체(EVA)는 에틸렌과 초산 비닐 모노머를 공중합시켜 얻어지는 것으로, 폴리에틸렌 기반 원료에 EVA의 함유량이 증가함에 따라 밀도가 증가하지만 한편 결정화도는 저하하여 유연성은 늘어난다. 저함량 EVA는 보통의 저밀도 폴리에틸렌과 같이 가공되어 내충격성, 내스트레스 크랙킹성이 우수하여 중포장재, 라미네이트 필름의 접착제 등에 이용된다. 보다 구체적으로, 폴리에틸렌 기반 원료에 포함되는 폴리우레탄 조성물은 폴리에틸렌 글리콜(PEG) 및 폴리테트라메틸렌 에테르 글리콜(PTMEG) 연질 세그먼트를 함유함으로써, 초흡수성과 탄성의 이중 기능성을 나타내며 중합체 내의 공유 가교결합의 가역적 분해 때문에 부분적으로 열 가공될 수 있다. 가공 중에, 중합체는 공유 결합의 가역적인 분해를 일으키기에 충분히 높은 온도로 가열된다. 가공 후 또한 냉각 시, 가교결합은 개선되어 증가된 강도, 감소된 용해성, 개선된 탄성 및 다른 재료 특성을 제공할 수 있다.
추가로, 커버 수지조성물 전체 100 중량부에 대하여 발포제 20 내지 25 중량부를 배합한다. 발포타입 폴리에틸렌 혼합물을 제조하기 위해 사용되는 발포제의 함량이 25 중량부를 초과하면 강성과 내열성, 표면 경도가 현저히 저하되어 절연제의 응용에 부적합하므로 바람직하지 않으며, 20 중량부 미만이면 비중, 발포성, 성형성, 충격특성이 저하되어 바람직하지 않다. 이때 주로 사용되는 화학 발포제는 Sodium bicarbonate(NaHCO3)가 주로 사용되는 것이 바람직하다.
이러한 발포타입 폴리에틸렌 혼합물을 이용함으로써, 폴리에틸렌 원료의 비중에 대해서 발포제로 인한 배합으로, 비중을 낮출 뿐만 아니라, 절연성을 높일 수 있다.
보다 구체적으로, 압출된 발포타입 폴리에틸렌 혼합물이 이송장치에 의해 이송되어 로터리성형기의 회전원반을 회전시키면서 용융된 발포타입 폴리에틸렌 혼합물을 금형에 의해 사출성형시키면서 성형된 금형에는 냉각을 시켜 분리 타입 커버 레이어(110)를 취출하는 로터리 방식의 성형 과정을 수행할 수 있다.
여기서, 분리 타입 커버 레이어(110) 시트 형성을 위한 두께(dickness)에 대한 결정을 위해 용융된 발포타입 폴리프로필렌 압출 용융물의 유량에 대한 제어가 수행될 수 있다.
그리고, 분리 타입 커버 레이어(110)는 발포타입 폴리에틸렌 혼합물을 용융압출법과 T-다이를 이용해서 성형하여 미연신 시트를 제조하고, 종방향과 횡방향으로 축차 또는 동시 이축법으로 연신시킨 다음 텐터에서 열고정하여 제조함으로써, 분리 타입 본체 레이어(130) 상부면에 부착되어 분리 타입 본체 레이어(130)에 대한 인장성능, 인열성능, 부착성능, 온도 의존성, 굴곡저항성능, 내움푹패임성능, 내피로성능 등의 물성을 모두 향상시킬 수 있다.
이 경우, 종방향 연신시 가이드 롤러에 의한 연신 오븐으로 이송에 따른 가열 방식 연신이 수행됨으로써, 연신 전후의 면적 비율이 1 : 6 내지 8, 바람직하게는 1 : 7이 되도록 한다. 이 경우, 연신 오븐 내부의 온도는 125 내지 150 ℃, 바람직하게는 140 ℃가 되도록 한다. 발포타입 폴리에틸렌 혼합물 시트인 분리 타입 커버 레이어(110) 시트에 대한 가열을 수행함으로써, 발포타입 폴리에틸렌 혼합물 시트인 분리 타입 커버 레이어(110) 시트를 구성하는 중합체의 사슬 구조를 늘린 상태로 연신이 수행되도록 함으로써, 연신 효율을 극대화시킨다.
여기서 연신 오븐에 의한 연신은 상술한 바람직한 온도 범위 내인 125 내지 150 ℃에서 행하여져야 한다. 150 ℃의 온도 범위보다 온도가 높아지는 경우 분자의 자유도가 높아져 분자의 배향이 잘 이루어지지 않아 배향도가 떨어지고 연신이 불균일해진다. 또한, 지정된 최저 온도인 125 ℃의 온도 범위 보다 낮아지는 경우에는 연신이 잘 이루어지지 않을 뿐만 아니라, 백화현상이 일어나며, 발포타입 폴리에틸렌 혼합물 시트가 연신되지 못하고 끊어지는 현상이 일어난다.
한편, 종방향 연신비는 상술한 바와 같이 6배 내지 8배가 적당하며, 종방향 연신비가 6배 미만이면 고분자 사슬의 배향이 불충분하여 분리 타입 커버 레이어(110) 시트의 내열성이 떨어지고 고온에서 물성저하가 심하고, 종방향 연신비가 8배를 초과하면 내열성은 좋아지지만 고온에서 필름의 수축율이 높아지고 가공성이 떨어진다.
횡방향 연신 온도는 가이드 롤러에 의한 연신 오븐으로 이송에 따른 가열 방식 연신이 수행됨으로써, 연신 전후의 면적 비율이 1 : 8 내지 9, 바람직하게는 1 : 8이 되도록 한다. 이 경우, 연신 오븐 내부의 온도는 95 내지 135 ℃, 바람직하게는 115 ℃가 되도록 한다. 발포타입 폴리에틸렌 혼합물 시트인 분리 타입 커버 레이어(110) 시트에 대한 가열을 수행함으로써, 발포타입 폴리에틸렌 혼합물 시트인 분리 타입 커버 레이어(110) 시트를 구성하는 중합체의 사슬 구조를 늘린 상태로 연신이 수행되도록 함으로써, 연신 효율을 극대화시킨다.
여기서, 횡방향 연신온도가 95 ℃ 이상 높지 않으면 파단이 심해져서 공정성이 떨어지고, 유리전이온도보다 135 ℃ 이상 높으면 고분자 사슬의 이완 현상으로 인해서 배향도가 떨어지고 횡방향의 두께가 불균일해진다.
또한, 횡방향 연신비는 8배 내지 9배가 적당하며, 횡방향 연신비가 8 배 미만이면, 종방향의 경우와 마찬가지로, 고분자 사슬의 배향이 불충분하여 내열성 및 물성의 저하가 심하게 된다. 횡방향 연신비가 9배를 초과하면 파단이 심해져서 공정이 불안정해진다.
또한, 횡방향 연신비는 상술한 바와 같이 6배 내지 8배가 적당하며, 횡방향 연신비가 8배 미만이면, 종방향의 경우와 마찬가지로, 고분자 사슬의 배향이 불충분하여 분리 타입 커버 레이어(110) 시트의 내열성이 떨어지고 고온에서 물성저하가 심하고, 종방향 연신비가 9배를 초과하면 내열성은 좋아지지만 파단이 심해져서 고온에서 필름의 수축율이 높아지고 가공성이 떨어진다.
분리 타입 커버 레이어(110) 시트의 치수안정성 및 내열성을 더욱 높이기 위해서는, 안정화 오븐을 이용하여 연신시의 내부 설정온도보다 높게 136 내지 146 ℃의 범위에서 안정화를 위한 열고정을 실시하여 결정화도를 높일 수 있다.
여기서, 열고정시 이축연신 분리 타입 커버 레이어(110) 시트에 대한 수축을 방지하고 이축연신 분리 타입 커버 레이어(110) 시트를 구성하는 중합체의 사슬 구조를 안정화시키기 위해 내부에 연신 오븐보다 더 높은 온도로 가열된 오일이 채워진 상부 이송 롤러와 하부 이송 롤러 사이로 이축연신 분리 타입 커버 레이어(110) 시트를 통과시켜서 이축연신 분리 타입 커버 레이어(110) 시트가 수축되는 것을 방지할 수 있는 효과를 제공한다.
열고정 온도가 136 ℃ 미만이면 열고정 효과가 불충분하여 결정화도가 낮고 연신 과정에서 형성된 잔류응력이 충분히 이완되지 못해 열수축율이 높아져 보호필름으로 부적합하게 되고, 146 ℃를 초과하면 결정핵의 성장에 의한 결정화도는 높아지지만 이축연신 분리 타입 커버 레이어(110) 시트의 배향도가 감소하고 두께 편차가 증가하게 되므로 바람직하지 않다.
한편, 분리 타입 커버 레이어(110)와 분리 타입 본체 레이어(130) 사이에 맞닿는 면 중 전단, 후단, 그 밖에 양측단에는 일회용의 슬립제 도포층에 해당하는 슬립형 레이어(120)가 사용될 수 있으며, 슬립 도포층에 사용되는 슬립제는 분리 타입 커버 레이어(110)와 분리 타입 본체 레이어(130) 사이를 쉽게 미끄러져서 나눠질 수 있도록 하며, 미세 격자형 무늬와 함께 서로 달라붙는 것을 방지하도록 할 수 있다.
여기서, 분리 타입 커버 레이어(110) 상부면 중 슬립형 레이어(120)가 형성된 내측으로는 난연성 실리콘접착액이 도포된 실리콘 접착 레이어(140)가 형성될 수 있다. 실리콘접착액 100 중량부에 대하여 14 내지 16 중량부의 난연제가 를 포함할 수 있다. 본 발명에서 난연제는 몰리브덴산 안티몬, 수산화알미늄, 산화몰리브덴, 수산화마그네슘 중 어느 하나 또는 2종 이상 혼합한 것을 사용한다. 특히 수산화알미늄(Al(OH)3)은 발포폼 형태로 형성되는 분리 타입 커버 레이어(110)에 열이 가해져서 150℃ 이상이 되면 활성알루미나로 변화되어 흡착 성능을 가지게 되므로 연소시 발생하는 다이옥신, 염화수소가스(HCl) 등 유해 물질을 흡착하며 열 분해시 흡열 반응을 하여 냉각 효과도 있고 불연성으로서 내수, 내산성이 우수하다. 또한 상기 난연제들을 병용 사용하여 난연 효과의 향상을 기대할 수 있다.
그리고 본 발명에 따른 멀티 레이어 기반의 하이브리드 비닐포장지(100)를 의류, 가방 등과 같이 인체와 접촉 가능한 제품의 외피를 형성하는 것으로 활용되는 경우 상술한 분리 타입 커버 레이어(110)를 구성하는 폴리에틸렌 기반 원료의 조성물은 상술한 폴리에틸렌 100 중량부에 대해서 에틸렌비닐초산 코폴리머(EVA) 20 내지 23 중량부, 폴리우레탄 12 내지 15 중량부, 그리고 에틸렌비닐초산 코폴리머(EVA) 1 내지 3 중량부에 추가하여 2 내지 3 중량부의 맥반석, 3 내지 4 중량부의 황토, 5 내지 6 중량부의 옥과, 4 내지 5 중량부의 토르말린, 3 내지 7 중량부의 셀레늄, 1 내지 2 중량부의 티타늄, 1 내지 2 중량부의 게르마늄 중 적어도 하나 이상을 포함함으로써, 원적외선 방사 섬유로 형성될 수 있다.
이에 따라 최종 발포폼 형태의 분리 타입 커버 레이어(110) 시트는 원적외선 방사층에 해당하여 별도로 의류 등에 증착법으로 증착하여 인체에 괘적함을 줄 수 있고, 이온화 작용, 혈액촉진작용, 육성 효과, 발한 효과 및 진통 효과를 줄 수 있다.
한편, 본 발명에서 슬립형 레이어(120)에서 사용되는 슬립제는 몬탄 왁스(montan wax), 고무 계열의 엘라스토머{구체적으로는, 스티렌부타디엔스트렌 블록 코폴리머(SBS), 스티렌에틸렌/부틸렌 수지(SEBS)}, 무기물(구체적으로는, 실리카, 탈크, 탄산칼슘)을 단독 또는 하나 이상을 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다. 여기서 슬립제는 분리 타입 커버 레이어(110)에 사용되는 폴리에틸렌 기반 원료 전체 100 중량부에 대해서 5 내지 15 중량부인 것이 바람직하다. 여기서 슬립제를 5 중량부 미만인 경우 분리 타입 커버 레이어(110)와 분리 타입 본체 레이어(130) 사이에 다이아몬드 격자 구조를 갖는 슬립형 레이어(120)의 마찰계수가 충분히 낮아지지 않으며, 15 중량부를 초과하면 분리 타입 본체 레이어(130)로 흡수되어 환경 호르몬이 발생될 우려가 있다.
분리 타입 본체 레이어(130)는 분리 타입 커버 레이어(110)와 슬립형 레이어(120)에 의한 마찰계수를 이용해 부착된 형태로 형성되며, 필요시 상부의 분리 타입 커버 레이어(110)와 슬립형 레이어(120)를 제거할 수 있다.
분리 타입 본체 레이어(130)는 다양한 비닐포장지 조성물로 형성될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예로, 분리 타입 본체 레이어(130)는 첨가제의 로딩(loading) 특성을 향상시키기 위하여 밀도가 매우 낮은 엘라스토머(elastomer) 수지와 메탈로센 선형 저밀도 폴리에틸렌(mLLDPE: metallocene linear low density polyethylene) 수지를 주성분으로 한 베이스 수지와, 적외선 및 자외선 차단제(UV-corn) 첨가하여 제조된 마스터 배치(MB: master batch)를 혼합하여 사용할 수 있다.
또한, 보습성, 통기성 등을 향상시키기 위하여 아주 작은 기공을 가진 탄산칼슘 혹은 탈크(talc) 등을 사용할 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 분리 타입 본체 레이어(130)의 성분은 종래의 본 출원인에 의한 등록특허인 등록번호 제10-1607153호인 UV 마스터 배치를 이용한 산업 포장재 필름용 수지 조성물 및 이를 이용한 보호필름 제조방법와 같다.
본원발명에 따른 분리 타입 본체 레이어(130)를 구성하는 보호필름용 수지 조성물의 일 실시예로, A) 엘라스토머 수지 20 내지 30 중량%, 메탈로센 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지 25 내지 50 중량%, 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE: linear low density polyethylene) 수지 20 내지 45 중량%, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE: low density polyethylene) 수지 5 내지 10 중량%를 포함하는 베이스 수지, B) 상기 베이스 수지 45 내지 55 중량%에 자외선 안정제 및 적외선 흡수제를 포함한 첨가제 45 내지 55 중량%를 첨가하여 제조한 마스터 배치(MB), C) 상기 베이스 수지 100 중량%에 대하여 상기 마스터 배치를 1 내지 10 중량% 비로 혼합한 것을 특징으로 한다.
베이스 수지의 혼합비율 중에서 바람직한 비율은 엘라스토머 수지 25 중량%, mLLDPE 수지 40 중량%, LLDPE 수지 30중량%, LDPE 수지 5 중량%이다.
폴리올레핀계 엘라스토머 수지는 전체 수지 조성물 중에 20 내지 30 중량% 범위로 상기 엘라스토머 수지의 함량이 상기 범위 미만 또는 초과하는 경우 투명성 및 강성(stiffness)이 저하하거나 끈적이는 현상이 높아지는 경향이 있다.
마스터 배치의 첨가제는 자외선 안정제 및 적외선 흡수제이고 보습과 통기를 위하여 45 내지 55중량% 범위 내에서 탄산칼슘과 탈크가 첨가된다.
마스터 배치 제조방법으로 엘라스토머 수지와 메탈로센 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지 베이스를 110~150℃로 용융하여 15분간 니딩(kneading)하는 단계, 상기 수지 베이스가 융용된 후 자외선 안정제 및 적외선 흡수제를 넣고 10분간 니딩하는 단계, 니딩 후 롤밀(roll-mill)하고 분산하는 단계, 분산된 최종 수지를 쌍 스크류(twin screw)를 사용하여 압출하여 알갱이로 제형하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 자외선 안정제 및 적외선 흡수제를 넣어 제형한 것을 UV-corn이라 한다.
이렇게 제조된 보호필름용 수지 조성물을 이용하여 보호필름의 제조 방법은, (a) 상기 베이스 수지에 UV-corn을 혼합하여 니딩하여 보호필름용 수지 조성물 복합수지를 제조하는 단계, (b) 상기의 보호필름용 수지 조성물 복합수지를 블로운 필름 압출기로 공급하는 단계, (c) 상기 복합수지를 150 내지 250℃의 온도로 가열된 배럴에서 융용-압출 되어 중합체 스트림을 형성하는 단계, (d) 상기 중합체 스트림에 에어를 불어 필름을 형성하는 단계를 포함한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 멀티 레이어 기반의 하이브리드 비닐포장지(100)의 제조 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 2를 참조하면, 분리 타입 본체 레이어(130)를 생성한다(S110). 즉, 상술한 (a) 단계 내지 (d)에 의해 분리 타입 본체 레이어(130)를 생성한다.
단계(S120) 이후, 슬립형 레이어(120)를 분리 타입 본체 레이어(130) 상부 모서리 영역에 끝단으로부터 이격시켜 형성한다(S120).
여기서 슬립형 레이어(120)는 분리 타입 본체 레이어(130)의 상부면 중 맞닿는 면에 해당하는 테두리 영역 중 전단, 후단, 양측단에 적어도 하나 이상 형성되며, 형성되는 영역은 테두리 영역의 가장자리에서 미리 설정된 간격을 이격시켜서 형성함으로써, 사용자에 의해 그 상부에 위치하는 분리 타입 커버 레이어(110)의 분리를 손쉽게 하도록 구성되는 것이 바람직하다.
즉, 분리 타입 본체 레이어(130)에 부족한 신율, 인장성능, 난연성 등의 물리적 성질을 보충하기 위해 분리 타입 커버 레이어(110)를 추가로 형성하되, 필요시 사용자에 의해서도 쉽게 슬립형 레이어(120)에 의한 분리형 구조를 활용하여 박리하여 제거할 수 있다.
한편, 분리 타입 커버 레이어(110)를 제거한 뒤, 그 하부면에 위치한 슬립형 레이어(120)를 제거한 뒤, 다시 후술하는 실리콘 접착 레이어(140)를 물리력으로 제거하지 않는 이상 실리콘 접착 레이어(140)를 활용하여 분리 타입 커버 레이어(110)를 분리 타입 본체 레이어(130)에 부착시켜 재활용할 수 있다.
단계(S120) 이후, 실리콘 접착 레이어(140)를 분리 타입 본체 레이어(130) 상부의 모서리 영역 내측으로 형성한다(S130). 실리콘 접착 레이어(140)에 대한 형성시, 난연성 실리콘접착액을 도포하고, 열처리하여 접착 결합시킬 수 있다. 여기서, 도포되는 난연성 실리콘접착액은 비닐포장지의 느낌을 느낌을 해치지 않으면서도, 그 하부에 위치한 분리 타입 본체 레이어(130)에 방수기능과 함께, 통기성 기능을 해치지 않도록 할 수 있다. 즉, 난연성 실리콘접착액과 함게 분리 타입 커버 레이어(110)에 포함된 폴리우레탄 자체의 삼투압 현상을 이용함으로써, 폴리우레탄 자체의 미세한 공극에 의해, 액체의 투과는 막고, 기체는 통과시킬 수 있다.
단계(S140) 이후, 분리 타입 커버 레이어(110)를 분리 타입 본체 레이어(130)의 상부면과 동일한 하부면을 갖도록 슬립형 레이어(120)와 실리콘 접착 레이어(140)의 상부에 실리콘 접착 레이어(140)에 의한 접착력을 활용하여 형성한다(S140).
이상과 같이, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
100 : 멀티 레이어 기반의 하이브리드 비닐포장지
110 : 분리 타입 커버 레이어
120 : 슬립형 레이어
130 : 분리 타입 본체 레이어
140 : 실리콘 접착 레이어

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 비닐포장지 본체에 해당하는 분리 타입 본체 레이어(130); 분리 타입 본체 레이어(130) 상부에 실리콘 접착 레이어(140)를 매개로 부착되며 슬립형 레이어(120)에 의해 탈착이 가능한 분리 타입 커버 레이어(110); 를 포함하는 멀티 레이어 기반의 하이브리드 비닐포장지(100)에 있어서,
    상기 분리 타입 커버 레이어(110)는 합성수지 베이스로 폴리에틸렌 기반 원료와 발포제를 배합한 발포타입 폴리에틸렌 혼합물을 형성되며, 폴리에틸렌 기반 원료로 폴리에틸렌 100 중량부에 대해서 에틸렌비닐초산 코폴리머(EVA) 20 내지 23 중량부, 폴리우레탄 12 내지 15 중량부, 그리고 에틸렌비닐초산 코폴리머(EVA) 1 내지 3 중량부에 추가하여 2 내지 3 중량부의 맥반석, 3 내지 4 중량부의 황토, 5 내지 6 중량부의 옥과, 4 내지 5 중량부의 토르말린, 3 내지 7 중량부의 셀레늄, 1 내지 2 중량부의 티타늄, 1 내지 2 중량부의 게르마늄 중 적어도 하나 이상을 포함하는 커버 수지조성물로 형성되는 것을 특징으로 하는 멀티 레이어 기반의 하이브리드 비닐포장지.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 폴리에틸렌 기반 원료인 커버 수지조성물 전체 100 중량부에 대하여 발포제 20 내지 25 중량부를 배합하여 제조되는 것을 특징으로 하는 멀티 레이어 기반의 하이브리드 비닐포장지.
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