KR102117803B1

KR102117803B1 - 나노합지필름이 부착된 과수용 과일봉지 및 이의 제조방법

Info

Publication number: KR102117803B1
Application number: KR1020200009742A
Authority: KR
Inventors: 김효규; 고군호; 이민정; 김동근; 권민경; 박원흠
Original assignee: 주식회사 레몬; 경상북도(농업기술원)
Priority date: 2020-01-28
Filing date: 2020-01-28
Publication date: 2020-06-02
Also published as: CN113243234B; JP2021114994A; JP6980214B2; CN113243234A; US11649106B2; US20210229899A1; WO2021153862A1

Abstract

본 발명은 과수용 과일봉지에 관한 것으로, 과일을 감싸는 부분으로서 내측면을 형성하는 내피와, 외부로 노출되는 외측면을 형성하는 외피로 된 과수용 과일봉지에 있어서, 상기 내피와 상기 외피의 동일한 위치에 소정의 크기로 형성된 적어도 하나의 개구부와; 상기 개구부의 전면을 커버하는 나노합지필름;을 포함하여 구성된다.
본 발명에 따른 과수용 과일봉지에 의하면, 통기성도 우수하면서도 과수의 습도, 온도를 적정하게 유지할 수 있고, 각종 외부 환경적인 영향에 대해서도 강한 과수용 과일봉지를 제공한다.

Description

나노합지필름이 부착된 과수용 과일봉지 및 이의 제조방법{A pomiculture fruit bag to which nano-laminated film adhered, and manufacturing method therefor}

본 발명은 나노멤브레인과 부직포가 라미네이팅된 나노합지필름이 부착된 과수봉지 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

과실에 봉지를 씌워 재배하는 봉지 재배 방법은 농약의 발달이 미미하던 시대에 여름철의 긴 장마로 병해충의 피해가 많은 우리나라와 일본에서 주로 사용되고 있다.

이후 농약이 널리 보급되고, 산업화와 더불어 농촌 노동력이 감소함에 따라 봉지 재배 대신에 무대재배(無袋栽培)를 선택하는 경우도 있지만, 부패병, 탄저병, 및 동녹(銅綠)발생 등을 예방하기 위해서 봉지 재배가 널리 활용되고 있다.

최근 들어 배, 사과 등의 해외 수출량이 급증함에 따라 과실외관의 중요성이 크게 강조되고 있어 봉지 재배가 증가하고 있는 추세이고, 특히 과실의 수출시 검역상 문제가 되는 병해충의 방제를 위하여 봉지 재배의 필요성이 증가되고 있는 추세이다.

종래의 과수 봉지는 수입 신문지로 만든 신문 봉지가 대부분이었으나, 신문 봉지의 경우 흡습율이 높아 동녹 발생가능성이 높은 문제점을 안고 있어서 봉지 내의 습도를 낮출 수 있도록 속봉지를 파라핀 왁스 처리하는 방안도 시도되었으나 이또한, 여름철 장마철에는 그 효과가 미미하여 크게 개선되지는 못하였다.

이밖에도, 최근에는 봉지 재배의 효과를 높이기 위하여 봉지의 차광성을 높이거나, 봉지 자체에 방균, 방충 약제를 처리한 이중 착색 봉지를 사용하는 등의 다양한 시도들이 이루어지고 있다.

특히, 전술한 종래의 종이 봉지가 갖는 취약한 내수성을 해결하고, 비닐 봉지 재질의 과수봉지가 갖는 한계인 통기도의 문제점을 효과적으로 극복하기 위하여 다양한 통기성 필름을 사용한 기술이 제안되기도 하였다.

예를 들면, 무기 충전제(inorganic filler)를 첨가하여 통기성 필름을 제조하거나, 필름의 후가공상에서 엠보싱 처리와 같은 물리적 변형을 가하는 등의 방법이 있다.

그러나, 이러한 통기성 필름의 경우는, 통기도면에 있어서는 종이 재질과 동등하거나 또는 그 이상의 수준을 나타내고는 있으나, 그 자체를 과수봉지로 사용하기에는 재질 자체가 너무 부드러워 작업성이 매우 떨어지고 봉지를 씌운 후에도 과실에 부착되어 과피의 손상의 위험성이 있을 뿐만 아니라, 특정 과실에 따라 착색된 봉지를 사용할 필요성이 있을 때에는 착색에 어려움이 있다.

통기성은 과실의 당도에 직접적인 영향을 미치는데, 통기성이 너무 높아 봉지 내의 환경이 외기의 변화에 따라 급격하게 변화되면 과실의 표피가 터지거나 열과되는 문제점이 있고, 봉지의 내구성 역시 저하되는 문제점이 발생하며, 통기성 확보를 위해 적용된 메쉬(mesh) 소재는 기공(100㎛ 이상)이 커서 차광성이 저하되어 차광을 요하는 착색 과수 봉지에는 부적합하다.

반대로, 통기성을 떨어뜨리기 위해 종이의 평량을 높이거나 통기성이 낮은 봉지를 사용하면 무게가 증가하여 조기낙과의 위험이 있으며, 봉지가 유연하지 못해 복대 작업이 어렵고 발수성이 떨어져 건조가 더딘 문제도 생긴다.

따라서, 적절한 통기성을 보유하면서도 차광성이 우수하고, 병충해와 외부환경 등에 물리적으로 변형됨이 없는 과수용 과일봉지가 절실히 요구되고 있는 실정이다.

-특허문헌1: 한국 공개특허공보 특2002-0061685호(2002.07.25.공개) -특허문헌2: 한국 등록특허공보 제10-2031623호(2019.10.16.공고) -특허문헌3: 한국 등록특허공보 제10-0403892호(2003.11.03.공고)

본 발명은 상기 종래기술의 문제점 및 기술의 한계를 극복하기 안출된 것으로서, 과수용 과일봉지의 통기성을 확보하면서도 외부로부터의 수분유입을 막고, 내부에서 발생하는 수증기는 발산하여 습도의 조절도 가능한 과수용 과일봉지를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 또 다른 목적은, 과일의 특성에 따른 과일봉지의 채색도 용이하고, 수분의 발수성도 높아 물리적 강도가 오랫동안 유지될 수 있는 과수용 과일봉지를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 과일을 감싸는 부분으로서 내측면을 형성하는 내피와, 외부로 노출되는 외측면을 형성하는 외피로 된 과수용 과일봉지에 있어서, 상기 내피와 상기 외피의 동일한 위치에 소정의 크기로 형성된 적어도 하나의 개구부와; 상기 개구부의 전면을 커버하는 나노합지필름;을 포함하여 구성된다.

이때, 상기 나노합지필름은, 나노섬유의 원료가 되는 폴리머용액을 전기방사하여 생성된 나노멤브레인과; 상기 나노멤브레인의 일면 또는 양면에 라미네이팅된 강도보강용 부직포; 를 포함하며, 상기 나노멤브레인과 상기 강도보강용 부직포는 2.5 내지 10 g/㎡의 핫멜트 접착제가 도포된 것일 수 있으며, 상기 나노합지필름의 상기 나노멤브레인의 중량은 2.0 g/㎡ 내지 6.0 g/㎡이고, 두께는 3.0 ㎛ 내지 15.0 ㎛ 이며, 통기도는 125Pa의 분위기에서 0.6 CFM 이상인 것이 바람직하다.

또한, 상기 나노합지필름의 형상은 슬리팅이 용이하고 재료의 낭비를 최소화할 수 있도록 사각형인 것을 바람직하며, 상기 개구부의 형상은 펀칭이 용이한 원형인 것이 바람직하다.

또한, 상기 나노합지필름은 상기 내피의 내면에서 접합된 것일 수 있고, 상기 내피와 상기 외피는 각기 별개로 제조되어 접합된 구조로서 상기 내피와 상기 외피 사이의 계면에 나노합지필름이 개재되어 접합된 것일 수도 있다.

특히, 상기 외피는 홍보문구, 제품분류 및 정보를 인쇄하거나 채색하기 용이하도록 부직포로 된 것이 좋다.

그뿐만 아니라, 상기 외피와 상기 내피는 동일재질로 된 단일층으로서, 상기 내피의 내면은 투습을 방지하기 위한 발수코팅이 된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 과수용 과일봉지의 제조방법으로서, 과일을 감싸는 내측면을 형성하는 내피와, 외측면을 형성하는 외피를 가지는 과수용 과일봉지의 제조방법에 있어서, 상기 내피와 상기 외피의 동일한 위치에 펀칭하여 소정 크기의 개구부를 형성하는 단계와; 상기 개구부의 전면을 커버하도록 절단된 나노합지필름을 부착하는 단계와; 과일을 충분히 감싸도록 하는 내부의 공간이 형성되게 봉투형상으로 제조하는 단계;를 포함한다.

이때, 상기 나노합지필름은, 나노섬유의 원료인 폴리머용액을 전기방사하여 나노멤브레인을 제조하고, 상기 나노멤브레인의 일측면 또는 양측면에 강도보강용 부직포를 라미네이팅하여 제조되며, 상기 나노멤브레인과 상기 강도보강용 부직포는 2.5 내지 10 g/㎡의 핫멜트 접착제를 도포하여 라미네이팅하는 것이며, 상기 나노합지필름의 상기 나노멤브레인의 중량은 2.0 g/㎡ 내지 6.0 g/㎡이고, 두께는 3.0 ㎛ 내지 15.0 ㎛ 이며, 통기도는 125Pa의 분위기에서 0.6 CFM 이상인 것이 바람직하다.

이때, 과일을 감싸는 부분으로서 내측면을 형성하는 내피와 외부에 노출되는 부분으로서 외측면을 형성하는 외피를 각각 별개로 제조하고, 상기 내피와 상기 외피의 동일한 부분에 각각 소정의 크기로 펀칭하여 개구부를 형성하고, 상기 개구부의 전면을 커버하도록 절단된 나노합지필름을 상기 내피와 상기 외피 사이에 개재하여 부착시킨 상태에서 상기 내피와 상기 외피를 접합할 수도 있다.

마찬가지로, 상기 내피와 상기 외피에 형성되는 상기 개구부는 펀칭이 용이한 원형으로 제조하고, 상기 나노합지필름은 슬리팅의 용이성과 재료의 낭비를 최소화하기 위해 사각형으로 절단하는 것이 바람직하며, 상기 나노합지필름의 절단은, 제1롤에 감겨진 나노합지필름의 폭방향을 따라 일정한 간격으로 배치된 다수개의 나이프를 이용하여 길이방향으로의 절단을 하면서 제2롤에 감고, 상기 제2롤을 언와인딩하면서 폭방향으로 절단하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 외피는 인쇄가 가능하도록 부직포로 제조하고, 그 겉면에 각종 홍보문구, 제품정보 또는 사용정보 등을 인쇄하는 것이 바람직하며, 상기 내피의 내측면에 투습방지용 발수코팅을 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 나노합지필름을 상기 내피의 내측면에 부착하는 것이 좋은데, 상기 외피와 상기 내피는 동일한 재질의 단일층으로 제조되며, 상기 내피의 내측면에 발수코팅을 하고, 상기 외피의 외측면에 인쇄를 하며, 상기 개구부를 형성한 후에 상기 내피의 내측면에 상기 나노합지필름을 부착하는 것이 특히 바람직하다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 과수용 과일봉지에 의하면, 통기성이 우수하여 내부와 외부와의 온도차에 의한 이슬맺힘을 방지할 수 있고, 공기는 통과하고 수분은 통과하지 못하는 정도의 나노합지필름의 특성상 착색봉지의 장점을 그대로 살릴 수 있는 효과가 있다.

그 뿐만 아니라, 내부에서 발생한 수증기를 외부로 발산할 수 있어 습기에 의한 각종 병원균의 번식을 방지할 수 있으며, 과일표면의 과도한 수분 흡수로 인하여 발생할 수 있는 과피의 손상이나 열과 내지는 색변현상을 막을 수 있으며, 특히, 고온의 여름철에 밀폐된 과일 봉지내의 온도가 높게 올라가는 것을 막아 과실의 고온으로 인한 일소 증상을 줄일 수 있다.

또한, 각종 정보를 인쇄할 수 있는 부직포를 사용하면서 발수성을 위한 발수코팅을 하면서도 통기성을 확보할 수 있으므로 품질좋고 외관의 손상이 없는 과일을 수확하는데 있어서 획기적인 효과가 있다.

- 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 과수용 과일봉지의 외관을 보여주는 사시도이고,
- 도 2는 도 1에 적용된 나노합지필름의 구성을 보여주는 분해 사시도이며,
- 도 3은 본 발명에 사용되는 나노합지필름의 슬리팅 공정을 보여주는 모식도,
- 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 과수용 과일봉지의 구성을 보여주는 사시도이고,
- 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제조공정을 보여주는 사시도이다.

이하, 본 발명의 과수용 과일봉지를 첨부된 도면에 따라 바람직한 실시예를 통하여 보다 상세히 설명한다.

본 발명에서 사용되는 모든 기술용어는, 달리 정의되지 않는 이상, 하기의 정의를 가지며 본 발명의 관련 분야에서 통상의 당업자가 일반적으로 이해하는 바와 같은 의미에 부합된다. 또한 본 명세서에는 바람직한 방법이나 시료가 기재되나, 이와 유사하거나 동등한 것들도 본 발명의 범주에 포함된다. 본 명세서에 참고문헌으로 기재되는 모든 간행물의 내용은 본 발명에 도입된다.

용어 "약"이라는 것은 참조 양, 수준, 값, 수, 빈도, 퍼센트, 치수, 크기, 양, 중량 또는 길이에 대해 30, 25, 20, 25, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2 또는 1% 정도로 변하는 양, 수준, 값, 수, 빈도, 퍼센트, 치수, 크기, 양, 중량 또는 길이를 의미한다.

본 명세서를 통해, 문맥에서 달리 필요하지 않으면, "포함하다" 및 "포함하는" 이란 표현은 제시된 단계 또는 구성요소, 또는 단계 또는 구성요소들의 군을 포함하나, 임의의 다른 단계 또는 구성요소, 또는 단계 또는 구성요소들의 군이 배제되지는 않음을 내포하는 것으로 이해하여야 한다.

도 1은, 본 발명의 일실시예에 따른 과수용 과일봉지(1)의 외관을 보여주는 사시도이다.

도 1의 과수용 과일봉지(1)는, 과일을 감싸는 부분으로서 내측면을 형성하는 내피(100)와, 외부로 노출되는 외측면을 형성하는 외피(200)로 구성되어 있다.

후술하겠지만, 외피와 내피는 동일재질의 단일층으로서 내측면이 되는 부분을 외피로, 내측면이 되는 부분을 내피로 명명할 수도 있는 구조일 수도 있으며, 각기 다른 이종의 재질로서 별개로 제조되어 적층되고 접합된 구조일 수도 있으나, 도 1은 동일재질의 단일층인 경우를 예시한 것이다.

이 내피(100)와 외피(200)는 모두 부직포나 펄프재질로서 통기성이 매우 뛰어나고 잉크의 스며듦이 좋아 사업자의 정보, 제품의 정보, 사용정보 등의 인쇄가 용이하다.

다만, 이 부직포 또는 펄프재질은 흡습성이 있어서 자체로 습기를 머금기 때문에 고온다습한 환경에서는 물리적 강도가 떨어지는 문제가 있어 내피에는 투습방지를 위한 발수코팅을 하였다.

발수코팅제는 파라핀왁스, 파라핀왁스 에멀젼, 유지, 유지에멀젼 등이 있으며, 발수코팅제의 건조방식으로는 냉각방식과 열풍방식이 있다.

예를 들어, 냉각 방식은 1) 가열 용융된 파라핀왁스 용액에 보강재인 에틸렌비닐아세테이트 공중합체, 폴리스티렌, 저밀도폴리에틸렌, 폴리비닐아세테이트에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 수지를 투입하여 액상 코팅조성물을 제조하고, 2)상기 액상 코팅조성물을 저장조에 넣고, 종이재를 통과시켜 양면에 함침시킨 후, 가열 압착하여 종이재의 내부까지 코팅조성물을 침투시켜 균일한 두께로 도포하고, 3)상기 액상 코팅조성물이 도포된 종이재를 냉각롤에서 급냉시키는 방식이고, 열풍방식은 냉각롤에서 열풍을 불어 건조시키는 방식이다.

도 1에 도시한 과수용 과일봉지(1)는 상단이 개방된 일반적인 봉투의 형상인데, 봉투의 중간부위에는 지름이 약 10㎝ 정도의 크기로 원형의 개구부(300)가 형성되어 있다.

이 개구부(300)는 과수용 과일봉지(1)의 전개도 상에서 원형의 지그를 사용하여 펀칭에 의해 형성하였다.

개구부(300)의 형상을 원형으로 한 것은 펀칭시에 각진 부분을 최소화하여 찌르러짐이 없고 어느 방향이나 대칭이어서 외관상으로도 안정감을 줄 수 있기 때문이다.

그렇다고, 개구부(300)가 원형인 것으로 한정되지는 않으며 필요에 따라 사각형 등 다양한 형상이 될 수도 있음은 물론이며, 그 사이즈 또한 과일의 종류에 따라 다양할 수 있으며, 개구부(300)의 개수 또한 반드시 하나일 필요가 없으며, 필요에 따라 다양한 형상, 사이즈 및 개수를 조합하여 형성될 수도 있다.

본 발명에 따른 과수용 과일봉지(1)의 주요 특징 중 하나는, 이 개구부(300)의 전체 영역을 커버하는 나노합지필름(400)이 부착되어 있다.

도 2는 본 발명의 과수용 과일봉지(1)에 사용되는 나노합지필름(400)의 구조를 보여주는 분해 사시도이다.

이 나노합지필름(400)은 공기는 투과하고 물분자는 투과하지 못하는 정도의 공극을 가진 나노멤브레인(410)의 한쪽면에 강도를 보강하기 위한 부직포(420)가 라미네이팅된 구조를 가지고 있다.

도 1의 과수용 과일봉지(1)의 경우에는, 이 나노합지필름(400)이 내피(100)의 내측면에 부착(도 1에서 점선으로 표시)되어 있는 구조인데, 이는 나노합지필름(400)을 외피에 부착하는 경우에는, 개구부(300) 이외의 영역에 외부로 노출되는 스크랩이 발생할 수 밖에 없고, 비가 오거나 농약의 살포 등에 의해 이물질이 붙을 수 있기 때문이다.

나노합지필름(400)은 위 개구부(300)의 사이즈에 따라 일정한 크기로 제단되어 있으며, 과일봉지(1)의 전개도 상태에서 개구부(300)의 전체영역을 커버하도록 내측면에서 대고 가압하거나 고주파 열처리 방법 등에 의해 부착하며 접착제에 의해 부착할 수도 있다.

상기 나노합지필름(400)의 형상은 후술할 슬리팅이 용이하고 재료의 낭비를 최소화할 수 있도록 사각형으로 제단되어 있다.

이때, 나노합지필름(400)의 나노멤브레인(410)이 내측을 향하는 방향으로 부착하는 것이 바람직하다.

왜냐하면, 나노멤브레인(410)은 외부의 충격이나 외력에 비교적 약하기 때문에 거센 비바람이나 새, 곤충에 의한 물리적 외력이 작용하면 쉽게 파손될 우려가 있고, 나노멤브레인(410)이 부분적으로라도 파손되면 통기성이나 방수성에 영향을 줄 수 있기 때문이다.

나노멤브레인(410)의 일면에 강도보강용 부직포(420)이 라미네이팅되는 구조뿐만 아니고, 양면에 라미네이팅된 구조도 가능하며, 강도보강용 부직포(420)의 양면에 나노멤브레인(410)이 라미네이팅된 구조도 가능하다.

이하, 본 발명의 과수용 과일봉지(1)에 사용되는 나노합지필름(400)의 제조방법을 설명한다.

본 발명의 과수용 과일봉지(1)에 채용되는 상기 나노합지필름(400)은 본 출원인이 대량생산하고 있는 제품이며, 이 나노합지필름(400)이 과수용 과일봉지(1)에 채용되면 기존의 과일봉지로서는 도저히 예측할 수 없는 특유의 효과가 있음을 인식하고 본 발명에 이르게 된 것이다.

1. 나노멤브레인(410)의 제조

폴리머가 용해된 전기 방사용액(용매에 폴리머를 중량비로 1:1인 용액)을 전기방사장치를 이용하여 방사부와 적층부 간의 거리를 10~30 cm로 이격하고, 적용전압을 10~55 kV로 조절한 상태에서 전기 방사 용액의 유속을 0.02~0.05 ml/min으로 조절하여 상온조건 하에서 전기방사함으로써 나노멤브레인을 제조한다.

나노섬유의 원료가 되는 폴리머로는, 폴리우레탄(PU), 폴리아크릴로니트릴(PAN), 폴리비닐알코올(PVA), 나일론, 폴리비닐리덴플푸오라이드(PVdF), 폴리하이드록시부티레이트(PHB), 폴리에테르설폰(PES), 폴리에테르이미드(PEI), 폴리카프로락톤(PCL), 폴리라틱산(PLA), 폴리-L-라틱산(PLLA) 또는 이들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 조합이다.

또한, 전기방사를 위해 위 폴리머를 용해시키기 위한 용매로는, DMA(dimethyl acetamide), DMF(N,N-dimethylformamide), NMP(N-methyl-2-pyrrolidinone), DMSO(dimethyl sulfoxide), THF(tetra-hydrofuran), DMAc(di-methylacetamide), EC(ethylene carbonate), DEC(diethyl carbonate), DMC(dimethyl carbonate), EMC(ethyl methyl carbonate), PC(propylene carbonate), 물, 초산(acetic acid), 개미산(formic acid), 클로로포름(Chloroform), 디클로로메탄(dichloromethane), 아세톤, 에탄올 또는 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 조합이다.

2. 강도보강용 부직포(420)의 제조

본 발명의 과수용 과일봉지(1)에 사용하는 나노합지필름(400)은 위에서 설명한 나노멤브레인(410)의 일측에 강도보강용 부직포(420)를 라미네이팅하여 얻어진다.

이 강도보강용 부직포(420)는 위 나노멤브레인(410)이 액체는 투과하지 못하고 공기만 투과하도록 하는 본연의 기능을 수행하는데 있어서, 찢김에 취약한 측면이 있어 이를 보강하기 위한 구성이다.

이 강도보강용 부직포(420)의 원료로는, PP, PE, PET 등이 사용된다.

본 실시예에서는 폴리프로필렌(PP)를 사용하여 나노합지필름(400)에 사용되는 강도보강용 부직포(420)를 스펀 본드법에 따라 제조하였다.

즉, PP팔렛을 물통에 넣은 다음 호퍼에 넣고 스크류 압출기에 넣는다.

압출기 슬리브 파티션 가열, 연속 프리 필터로 용융 후 압출기에서 슬라이스 한 다음 회전 상자에 넣는다.

계량 펌프의 정확한 측정, 방사 구금에 대한 용융 정량 투입, 노즐 구멍을 통해 분사되어 연속 용융 흐름, 즉 원료 섬유를 형성한다.

원료 섬유는 단량체에 의한 흡수, 차가운 공기에 의해 냉각 및 공기에 드래프트, 그리고 마지막으로 필라멘트로 형성. 필라멘트는 진자 롤러를 통해 균일하게 천공되고, 양 및 음의 압력의 공기 흐름은 컨베이어 커튼에 의해 열간 압연기로 보내지고 열간 압연기에 의해 열 접착되어 방사성 스티키를 형성하는 네트 커튼 상에 균일하게 놓여진다.

3. 접착제

본 발명의 실시예에 따른 나노멤브레인(410)과 강도보강용 부직포(420)는 접착제에 의해 라미네이팅되어 있다.

핫멜트 접착제는 열을 가하면 액상으로 변하는 열가소성이고, 습도가 80％ 이상에서 경화되는 특징을 갖는 접착제로서, 아크릴 수지가 사용된다.

고체상태의 접착제를 가열하여 액상으로 만들고, 조각롤러의 표면에 도포하여 강도보강용 부직포(220)의 일측 표면에 도포되도록 한다.

핫멜트 접착제는 위 강도보강용 부직포(220)의 일측에 도트형태 또는 라인형태로 도포되고, 위 나노멤브레인(210)을 합지하고 가압함으로써 라미네이팅된다.

핫멜트 접착제를 강도보강용 부직포의 표면에 도포하는 방법으로서는, 스프레이법, 로울러법 및 블랑켓 트랜스법 등이 있으나, 접착 후 나노멤브레인의 본연의 기능을 해하지 않는 한 특별한 제한이 있는 것은 아니다.

여기서, 상기 부직포에 전이되는 접착제의 중량은 부직포의 종류에 따라서 다양한 형태로 이루어지는데, 바람직하게는 부직포의 표면이 평탄한 것은 약 4~10g/㎡ 정도이고, 상기 부직포의 표면이 거친 것은 약 16g/㎡ 정도까지 사용할 수 있다.

즉, 상기 부직포에 도포되는 핫멜트 접착제의 중량은 4~16 g/㎡ 범위 내에서 이루어진다.

핫멜트 접착제의 중량이 4 g/㎡보다 작으면 나노멤브레인(210)과 강도보강용 부직포(220)의 접착력이 떨어져 분리될 가능성이 있고, 16를 넘으면 공기투과도에 영향을 미쳐 통기투과도를 저하시킬 수 있을 뿐만 아니라, 나노합지필름의 전체 중량이 커지고 접착제가 새어나올 수 있으므로 위 수치범위를 벗어나지 않도록 해야 하는 것이 중요하다.

4. 라미네이팅

나노멤브레인(410)이 와인딩되어 있는 제1롤러와, 위 강도보강용 부직포(420)가 와인딩되어 있는 제2롤러 및, 제2롤러와 접하여 회전하는 조각롤러를 각각 연동하여 회전시키고 가압함으로써 나노합지필름(400)이 제조된다.

우선, 접착제를 압출기 내에서 190도 정도의 온도로 용융시킨 다음, 상기 접착제를 블레이드를 사용해 조각롤러의 표면에 균일한 두께로 도포시킨다.

이후, 상기 조각롤러와 제2롤러 사이로 강도보강용 부직포(420)가 진입하게 되면, 상기 조각롤러에 도포된 접착제는 강도보강용 부직포(420)의 표면에 전이되며, 상기 접착제가 도포된 부직포는 제1롤러로부터 진입하는 나노멤브레인(410)과 합지되어 가압롤러를 통과하면서 라미네이팅된다.

이때 상기 조각롤러는 3~5 kg/㎠의 압력으로 강도보강용 부직포(420)를 가압하게 되고, 상기 조각롤러의 표면은 190도의 온도를 유지하게 된다.

5. 나노합지필름(400)의 제조

도 3은 과수용 과일봉지(1)에 형성될 개구부(300)의 크기에 따라 나노합지필름(400)을 위 개구부(300)의 크기에 대응하도록 슬리팅(절단)하는 장치의 모식도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 제1롤러(R1)(제단공정에 한하여 롤러의 번호를 순차적으로 다시 매김)에 감겨진 나노합지필름(400)의 폭방향을 따라 일정한 간격으로 배치된 다수개의 나이프를 이용하여 길이방향으로의 슬리팅을 하면서 제2롤러(R2)에 감고, 상기 제2롤러(R2)를 언와인딩하면서 폭방향으로 절단하여 사각형의 나노합지필름(400)을 제조한다.

이때에는 필요한 크기의 나노합지필름(400)을 제단하기 위해 제2롤러의 언와인딩 속도와 폭방향으로의 절단속도를 조절하여 일정한 간격으로 나노합지필름(400)이 배열될 수 있게 한다.

본 출원인에 의한 장기간에 걸친 연구결과에 의하면, 나노멤브레인(410)의 통기도는 125Pa의 분위기에서 0.6 CFM 미만이면 과실로부터 발산하는 수분이 봉지 내에 남아 있기 때문에 미생물의 번식에 의한 상품성의 저하를 초래하므로 최소한 0.6 cfm 이상의 통기성이 확보되어야 한다는 것을 알게 되었다.

또한, 나노멤브레인(410)의 통기성에 대한 상한은 의미가 없지만, 100cfm 이상이면 외부로부터 수분이 들어오기 쉬워서 과수에 직접적으로 빗물이 닿아 과수가 짖무를 정도의 수준이며, 이 정도의 통기성은 전기방사에 의한 나노멤브레인이라고 할 수 없을 정도이다.

위와 같이, 통기도를 125pa 상황에서 0.6cfm이라는 하한값을 맞추기 위해 두께를 두껍게 하게 되면, 오히려 과수봉지 자체의 중량이 올라가 과수가 성장함에 따라 낙과 될 우려가 있으며, 개구부 쪽으로 무게 중심이 이동하여 나무 줄기에 무리를 줄 수 있어 중량을 2.0 g/㎡ 내지 6.0 g/㎡ 로 조절해야 한다는 사실을 알게 되었으며, 그 외에 두께가 15㎛ 이상이 되면 통기가 원할하지 않고, 3.0 ㎛ 이하이면 인장강도가 많이 약해져 작업성이 저하되므로 두께를 3.0 ㎛ 내지 15.0 ㎛로 조절해야 함을 밝혔다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예로서, 과수용 과일봉지(1)의 내피(100)와 외피(200)가 각기 별개로 제조되어 접합된 구조이고, 상기 내피(100)와 상기 외피(200) 사이에 나노합지필름(400)을 개재한 상태로 내피(100)와 외피(200)를 접합한 구조를 보여주는 전개사시도이다.

전개도 상에서 중간부분의 점선은 봉지로 접을 때의 가상의 접히는 부분을 표시한 것이다.

본 실시예에 따른 구조는, 내피(100)와 외피(200)를 별개로 제작하는 단점은 있지만, 나노합지필름(400)을 내피(100)와 외피(200) 사이에 개구부(300)의 위치에 놓아 둔 상태로 내피(100)와 외피(200)를 접합시키는 것에 의해 나노합지필름(400)이 부착되기 때문에 공정의 수를 줄일 수 있고, 나노합지필름(400)의 부착 후 잔여스크랩이 내측이나 외측 어디에도 보이지 않기 때문에 외관상 매우 깔끔해 진다.

또한, 나노합지필름(400)의 부착부위가 내외부에 모두 노출되지 않기 때문에 불순물이 끼거나 수분이 고이는 현상이 원천적으로 차단된다.

그 뿐만 아니라, 내피(100)와 외피(200)를 별개로 제작하는 경우에는 필요에 따라 내피(100)와 외피(200)의 재질을 서로 달리할 수 있고, 전술한 펄프재질의 내피(l00)에 발수코팅을 수행하는 것이 더욱 용이해지며, 외피(200)의 외면을 인쇄성이 뛰어난 부직포로 구성하더라도 나노합지필름(400)의 높은 공기투과성과 방수성으로 인해 본 발명의 과수용 과일봉지(1)의 본질적인 효과를 그대로 유지할 수 있는 것이다.

또한, 외피(200)의 외측면에는 햇빛에 의한 영향을 고려하여 과일마다의 특성에 따라 채색을 함으로써 생산성과 고품질의 과일생산이 가능해진다.

도 5는 내피(100)와 외피(200)가 동일재질로서 단일층으로 된 실시예에 의한 과일봉지를 제조하는 공정을 보여주는 사시도이다.

도 5에 도시된 제조방법은 외피(200)의 외면에 각종 정보를 인쇄한 것이고, 내면에는 발수코팅을 해 놓은 상태의 전개도 상에서 지름이 10㎝ 정도의 개구부(300)를 형성해 놓은 상태이다.

앞서 설명한 방법에 의해 제조되어 한변의 길이가 약10㎝인 정사각형으로 제단된 나노합지필름(400)을 내측면에서 위 개구부(300)의 전면을 커버하도록 접착제를 사용해 부착시키고 봉지로 접음으로써 완성된다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 과수용 과일봉지의 제조방법은, 도4에 도시된 바와 같이, 내피(100)와 외피(200)의 동일한 위치에 펀칭으로 개구부(300)를 형성한 것이고, 내피(100)와 외피(200) 사이에 위에서 설명한 것과 같이 제단된 나노합지필름(400)을 개재한 상태로 안치시킨 후에 내피(100)와 외피(200)를 접합하고 봉지를 접음으로써 완성된다.

물론, 이 경우에도 외피(200)의 외측면에는 각종 정보가 인쇄되고, 내피(100)는 발수코팅이 된 상태이나, 인쇄, 발수코팅, 개구부(300)의 형성 등에 관한 순서는 얼마든지 변경할 수 있는 것이다.

본 발명의 특징부인 나노합지필름은, 부직포와 나노멤브레인을 라미네이팅된 구조이기 때문에 인장강도가 높을 뿐만 아니라 착색이 필요한 과수봉지에도 충분히 적용할 수 있다.

즉, 백색도에 따라 과수 당도 수치가 상이해진다는 연구결과에 근거하여, 과수에 따라 선호 색채가 있으며, 나노멤브레인 자체는 흰색을 나타내고 있기 때문에 강도 보강용 부직포에 채색을 할 수 있으므로 이러한 채색의 효과를 충분히 발휘할 수 있다.

이상, 본 발명의 과수용 과일봉지(1)를 바람직한 실시예에 따라 설명하였지만, 이는 본 발명의 이해를 돕고자 하는 것이지 본 발명의 기술적 범위를 한정하고자 함이 아니다.

본 발명의 기술적 범위를 벗어나지 않고도 다양한 설계의 변경이나 개조 및 변형이 가능함은 물론일 것이다.

예를 들어, 개구부(300) 및/또는 나노합지필름(400)의 형상이나 개수, 크기 등은 다양하게 변경할 수 있고, 과일봉투의 전체적인 형상이나 크기, 개구부와 나노합지필름을 제외한 구조 등의 변형은 가능할 것이고, 내피와 외피를 이종 재질로 합지하는 구조인 경우에 있어서 개구부를 합지한 상태로 펀칭하는 경우가 있는가 하면 합지 전에 개별적으로 펀칭해 개구부를 형성할 수도 있을 것이다.

또한, 나노합지필름(400)을 내피(100)에 부착하는 방식으로는 기계적인 방법으로서 실이나 끈으로 묶는 방법이 될 수도 있으며, 열가소성 필름의 용융현상을 이용한 열접착일 수도 있고, 접착제를 사용하는 접합일 수도 있으며, 고주파 전기장을 이용하는 고주파 접착, 또는 초음파를 통한 진동에너지를 이용하는 초음파 접착 등 다양한 방법이 적용될 수 있는 것이다.

1: 과수용 과일봉지 100: 내피
200: 외피 300: 개구부
400: 나노합지필름 410: 나노멤브레인
420: 강도보강용 부직포

Claims

과일을 감싸는 부분으로서 내측면을 형성하는 내피(100)와, 외부로 노출되는 외측면을 형성하는 외피(200)로 된 과수용 과일봉지(1)에 있어서,
상기 내피(100) 상기 외피(200)의 동일한 위치에 소정의 크기로 형성된 적어도 하나의 개구부(300)와;
나노섬유의 원료가 되는 폴리머용액을 전기방사하여 생성된 나노멤브레인(410)과, 상기 나노멤브레인(410)의 일면 또는 양면에 라미네이팅된 강도보강용 부직포(420)로 구성되어 상기 개구부(300)의 전면(全面)을 커버하는 나노합지필름(400);을 포함하여 구성되며,
상기 나노합지필름(400)의 상기 나노멤브레인(410)의 중량은 2.0 g/㎡ 내지 6.0 g/㎡이고, 두께는 3.0 ㎛ 내지 15.0 ㎛ 이며, 통기도는 125Pa의 분위기에서 0.6 CFM 이상인 것을 특징으로 하는 과수용 과일봉지.
삭제
제1항에 있어서,
상기 나노멤브레인(410)과 상기 강도보강용 부직포(420)는 2.5 내지 10 g/㎡의 핫멜트 접착제가 도포되어 라미네이팅된 것을 특징으로 하는 과수용 과일봉지.
삭제
제1항에 있어서,
상기 나노합지필름(400)의 형상은 슬리팅이 용이하고 재료의 낭비를 최소화할 수 있도록 사각형인 것을 특징으로 하는 과수용 과일봉지.
제1항에 있어서,
상기 개구부(300)의 형상은 펀칭이 용이한 원형인 것을 특징으로 하는 과수용 과일봉지.
제1항에 있어서,
상기 나노합지필름(400)은 상기 내피(100)의 내측면에서 접합된 것을 특징으로 하는 과수용 과일봉지.
제1항에 있어서,
상기 내피(100)와 상기 외피(200)는 각기 별개로 제조되어 접합된 구조이고, 상기 내피(100)와 상기 외피(200) 사이의 계면에 나노합지필름(400)이 개재되어 접합된 것을 특징으로 하는 과수용 과일봉지.
제1항에 있어서,
상기 외피(200)는 홍보문구, 제품분류 및 정보를 인쇄하거나 채색하기 용이하도록 부직포로 된 것을 특징으로 하는 과수용 과일봉지.
제7항 또는 제9항에 있어서,
상기 내피(100)와 상기 외피(200)는 동일재질로 된 단일층으로서, 상기 내피(100)의 내측면은 투습을 방지하기 위한 발수코팅이 된 것을 특징으로 하는 과수용 과일봉지.
과일을 감싸는 내측면을 형성하는 내피(100)와, 외측면을 형성하는 외피(200)를 가지는 과수용 과일봉지(1)의 제조방법에 있어서,
상기 내피(100)와 상기 외피(200)의 동일한 위치에 펀칭하여 소정 크기의 개구부(300)를 형성하는 단계와;
나노섬유의 원료인 폴리머용액을 전기방사하여 나노멤브레인(410)을 제조하고, 상기 나노멤브레인(410)의 일측면 또는 양측면에 강도보강용 부직포(420)를 라미네이팅하여 제조되는 나노합지필름(400)을 상기 개구부(300)의 전면을 커버하도록 절단하여 부착하는 단계와;
과일을 충분히 감싸도록 하는 내부의 공간이 형성되게 봉투형상으로 제조하는 단계;를 포함하며,
상기 나노합지필름(400)의 상기 나노멤브레인(410)의 중량은 2.0 g/㎡ 내지 6.0 g/㎡이고, 두께는 3.0 ㎛ 내지 15.0 ㎛ 이며, 통기도는 125Pa의 분위기에서 0.6 CFM 이상인 것을 특징으로 하는 과수용 과일봉지의 제조방법.
삭제
제11항에 있어서,
상기 나노멤브레인(410)과 상기 강도보강용 부직포(420)는 2.5 내지 10 g/㎡의 핫멜트 접착제를 도포하여 라미네이팅하는 것을 특징으로 하는 과수용 과일봉지의 제조방법.
삭제
제11항에 있어서,
과일을 감싸는 부분으로서 내측면을 형성하는 내피(100)와, 외부에 노출되는 부분으로서 외측면을 형성하는 외피(200)를 각각 별개로 제조하고, 상기 내피(100)와 상기 외피(200)의 동일한 부분에 각각 소정의 크기로 펀칭하여 개구부(300)를 형성하고,
상기 개구부(300)의 전면(全面)을 커버하도록 절단된 나노합지필름(400)을 상기 내피(100)와 상기 외피(200) 사이에 개재하여 부착시킨 상태에서 상기 내피(100)와 상기 외피(200)를 접합하는 것을 특징으로 하는 과수용 과일봉지의 제조방법.
제11항에 있어서,
상기 내피(100)와 상기 외피(200)에 형성되는 상기 개구부(300)는 펀칭이 용이한 원형으로 제조하고, 상기 나노합지필름(400)은 슬리팅의 용이성과 재료의 낭비를 최소화하기 위해 사각형으로 절단하는 것을 특징으로 하는 과수용 과일봉지의 제조방법.
제11항에 있어서,
상기 나노합지필름(400)의 절단은,
제1롤(R1)에 감겨진 나노합지필름의 폭방향을 따라 일정한 간격으로 배치된 다수개의 나이프를 이용하여 길이방향으로의 절단을 하면서 제2롤(R2)에 감고, 상기 제2롤(R2)을 언와인딩하면서 폭방향으로 절단하는 것을 특징으로 하는 과수용 과일봉지의 제조방법.
제11항에 있어서,
상기 외피(200)는 인쇄가 가능하도록 부직포로 제조하고, 그 겉면에 각종 홍보문구, 제품정보 또는 사용정보 등을 인쇄하는 것을 특징으로 하는 과수용 과일봉지의 제조방법.
제18항에 있어서,
상기 내피(100)의 내측면에 투습방지용 발수코팅을 하는 것을 특징으로 하는 과수용 과일봉지의 제조방법.
제11항에 있어서,
상기 나노합지필름(400)을 상기 내피(100)의 내측면에 부착하는 것을 특징으로 하는 과수용 과일봉지의 제조방법.
제11항에 있어서,
상기 내피(100)와 상기 외피(200)는 동일한 재질의 단일층으로 제조되며,
상기 내피(100)의 내측면에 발수코팅을 하고, 상기 외피(200)의 외측면에 인쇄를 하며,
상기 개구부(300)를 형성한 후에 상기 내피(100)의 내측면에 상기 나노합지필름(400)을 부착하는 것을 특징으로 하는 과수용 과일봉지의 제조방법.