KR102155614B1

KR102155614B1 - 우수한 강도를 가진 방습 또는 방수용 종이 코팅용 조성물 및 이를 적용한 종이

Info

Publication number: KR102155614B1
Application number: KR1020200043406A
Authority: KR
Inventors: 하호
Original assignee: 하호
Priority date: 2020-04-06
Filing date: 2020-04-09
Publication date: 2020-09-14

Abstract

본 발명은 우수한 강도를 가진 방습 또는 방수용 종이 코팅용 조성물 및 이를 적용한 종이에 관한 것으로서, 폴리카프로락톤 용액, 아크릴로부타디엔스티렌 용액 및 폴리스티렌 용액을 일정한 조성비로 포함하는 코팅제 조성물을 종이, 골판지 또는 섬유에 코팅하여 탁월한 방습/방수 기능과 강도를 가진 종이, 골판지 포장재, 물품 운반용 팰릿을 얻을 수 있다.

Description

우수한 강도를 가진 방습 또는 방수용 종이 코팅용 조성물 및 이를 적용한 종이{Composition for Coating Moisture-proof or Waterproof Paper Having Excellent Strength and Paper Applied with the Same}

본 발명은 우수한 강도를 가진 방습 또는 방수용 종이 코팅용 조성물 및 이를 적용한 종이에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 폴리카프로락톤 용액, 아크릴로니트릴부타디엔스티렌 용액 및 폴리스티렌 용액으로 구성된 군에서 1종 이상 선택된 종이 코팅용 조성물을 종이에 코팅시켜 종이의 방습/방수 기능을 완벽하게 하고, 강도까지 탁월하게 높이는 가격이 저렴한 종이 코팅용 조성물 및 이를 적용한 종이에 관한 것이다.

골판지는 중앙부에 요철형으로 절곡 형성된 골심지(corrugating medium)의 일측면 또는 양측면에 원판지(표면지와 이면지)를 접착시켜 형성한 것을 말한다(도 7). 종래의 골판지는 요철형상으로 반복 절곡된 골심지와 표면지의 접착력만으로 강도를 유지시키고, 변형을 방지해야 하는 것이므로 이중 양면 골판지를 주로 사용한다. 골판지는 우기철 및 비닐하우스를 이용한 농작물이나 바닷가의 수산물 포장을 위해 보관하는 도중에 그대로 노출된 상태를 유지하고 있게 되므로 쉽게 골이 무너지게 되어서 강도를 유지할 수 없는 결점을 갖고 있으며, 원지를 그대로 사용함으로 잘 파손되어 포장한 골판지 박스가 무너져 상하는 등 큰 손실이 반복되거나, 골판지로의 사용이 부적합하고 원자재의 보관에 많은 문제점이 있었다.

이와 같이 골판지 박스는 습기와 수분을 접하면, 강도가 약해지거나 쉽게 찢어지고 흐물흐물해지기 때문에, 운반과정과 적재 과정(옥내적재)에서 주의를 요하게 되는 불편함이 있고, 무엇보다 물품을 포장하여 운반하는 과정에서 포장파손과 물품파손을 종종 야기시켜 번거로운 일을 발생시킨다. 또한, 운반 시 포장박스의 강도 때문에, 박스 안에 내용물을 담는 양(무게)과 운반 시 박스를 적재시키는 하중에 한계가 있어 운송비를 절감할 수 없다.

한편, 선진국에서는 향후 플라스틱 팰릿 사용규제에 대비하여 골판지로 팰릿을 만드는 연구를 오래전부터 해 오고 있고, 이미 산업에서는 기존 골판지로 만든 팰릿을 일부 사용하고 있다. 그러나 현재의 골판지 팰릿은 습기와 수분에 약하고 강도가 떨어져, 적재시킬 수 있는 무게가 대부분 750kg 이하로 제한되고, 그 사용영역도 옥내로만 한정되어 사용되고 있는 실정이다. 만약 적재량을 늘리면, 골판지 장수가 더 들어가 제조비용이 크게 증가되어 그 또한 어려운 실정이다.

이에, 본 발명자는 습기와 물에 취약하고 강도가 약한 단점으로 인해 야기되는 기존 종이 제품들의 사용상의 불편함을 해결하기 위하여 노력한 결과, 폴리카프로락톤 용액, 아크릴로니트릴부타디엔스티렌 용액 및 폴리스티렌 용액을 일정한 조성비로 포함하는 코팅제 조성물을 종이, 골판지 또는 섬유에 코팅시켜, 기존 종이 제품들의 사용상의 불편함을 해결함과 동시에 종이의 방습/방수 기능을 완벽하게 하고 높은 강도를 가질 수 있게 하였으며, 종이와 골판지 및 섬유 및 MDF(Medium Density Fiberboard)에 이르기까지 용도에 맞은 제품을 경제적으로 제조할 수 있는 것을 확인하고, 본 발명을 완성하게 되었다.

대한민국 공개특허 제10-2007-0026365호 대한민국 등록특허 제10-0869273호 대한민국 공개특허 제10-2011-0093868호 대한민국 등록특허 제10-2006945호

본 발명의 목적은 습기와 물에 취약하고 강도가 약한 단점으로 인해 야기되는 기존 종이 제품들의 사용상의 불편함을 해결함과 동시에 종이의 방습/방수 기능을 완벽하게 하고 높은 강도를 갖는 종이와 골판지에 이르기까지의 제품을 용도에 맞게 경제적으로 제조할 수 있는 방습 또는 방수용 코팅제 조성물 및 이를 적용한 종이, 골판지 및 섬유를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 코팅제를 코팅시켜 방습/방수 기능이 완벽하고 강도가 높은 종이 제품을 만들어서 제품을 오래 사용할 수 있게 하여, 종이, 나무, MDF, 플라스틱 사용량을 획기적으로 줄일 수 있는 상기 코팅제 조성물을 종이 또는 골판지에 코팅하는 방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 폴리카프로락톤(polycaprolactone, PCL) 용액, 아크릴로니트릴부타디엔스티렌(acrylonitrile butadiene styrene, ABS) 용액 및 폴리스티렌(polystyrene, PS) 용액으로 구성된 군에서 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 코팅제 조성물을 제공한다.

본 발명에 있어서, 바람직하게는 상기 PCL 용액의 용매는 메틸렌 클로라이드(methylene chloride), 디메틸포름아미드(dimethyl formamide) 및 클로로포름(chloroform)으로 구성된 군에서 1종 이상 선택될 수 있다.

본 발명에 있어서, 바람직하게는 상기 ABS 용액의 용매는 메틸렌 클로라이드(methylene chloride), 카본 테트라클로라이드(carbon tetrachloride), 에틸렌 디클로라이드(ethylene dichloride), 톨루엔(toluene), 케톤(ketone), 트리클로로메탄(trichloromethane), 에스테르(ester) 및 알데하이드(aldehyde)로 구성된 군에서 1종 이상 선택될 수 있다.

본 발명에 있어서, 바람직하게는 상기 PS 용액의 용매는 방향족 화합물(aromatic compound), 염소화 탄화수소(chlorinated hydrocarbon), 케톤(ketone), 메틸렌 클로라이드(methylene chloride) 및 에스테르(ester)로 구성된 군에서 1종 이상 선택될 수 있다.

본 발명에 있어서, 바람직하게는 상기 PCL 용액과 상기 ABS 용액을 포함하고, 부피비(PCL:ABS)가 25~92 : 75~8일 수 있다.

본 발명에 있어서, 바람직하게는 상기 PCL 용액과 상기 PS 용액을 포함하고, 부피비(PCL:PS)가 28~85 : 72~15일 수 있다.

본 발명에 있어서, 바람직하게는 상기 ABS 용액과 상기 PS 용액을 포함하고, 부피비(ABS:PS)가 30~95 : 70~5일 수 있다.

본 발명에 있어서, 바람직하게는 상기 PCL 용액, ABS 용액 및 PS 용액을 포함하고, 부피비(PCL:ABS:PS)가 25~60 : 25~55 : 15:50일 수 있다.

본 발명은 또한, 종이 표면에 폴리카프로락톤, 아크릴로니트릴부타디엔스티렌 및 폴리스티렌으로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상의 중합체가 피막형태로 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 종이를 제공한다.

본 발명은 또한, 종이 표면에 폴리카프로락톤, 아크릴로니트릴부타디엔스티렌 및 폴리스티렌으로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상의 중합체가 피막형태로 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 골판지를 제공한다.

본 발명은 또한, 섬유 표면에 폴리카프로락톤, 아크릴로니트릴부타디엔스티렌 및 폴리스티렌으로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상의 중합체가 피막형태로 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 섬유를 제공한다.

본 발명은 또한, 종이 표면에 상기 코팅제 조성물을 코팅하는 단계를 포함하는 종이의 코팅방법을 제공한다.

본 발명에 있어서, 바람직하게는 롤에 권취된 종이를 권출시키면서 코팅제 조성물에 침적시킨 다음, 건조시키고 다시 롤에 권취시키거나; 롤에 권취된 종이를 권출시키고 상기 코팅제 조성물을 종이 양면에 분무시켜 도포시키고 난 다음, 전조시키고 다시 롤에 권취시키거나; 또는 롤에 권취된 종이를 권출시키고 페인팅 롤러를 이용하여 종이 양면에 상기 코팅제 조성물을 도포시키고 난 다음, 건조시키고 다시 롤에 권취시킬 수 있다.

본 발명은 또한, 골판지 표면에 상기 코팅제 조성물을 코팅하는 단계를 포함하는 골판지의 코팅방법을 제공한다.

본 발명에 있어서, 바람직하게는 골판지를 조성물에 침적시킨 다음, 건조시키거나; 골판지의 표면에 상기 코팅제 조성물을 분무시켜 도포시키고 난 다음, 건조시키거나; 또는 골판지의 표면에 상기 코팅제 조성물을 도포시키고 난 다음, 건조시킬 수 있다.

본 발명에 따른 코팅제를 코팅시킨 제품들은 완벽하게 방습/방수가 되기 때문에, 기존 종이 제품들이 습기와 물을 접했을 때, 강도가 약해지거나 쉽게 찢어지고 흐물흐물해지는 단점을 해결할 수 있어 옥내뿐 아니라 옥외에서도 사용할 수 있다. 뿐만 아니라, 본 코팅제를 코팅시킨 종이는 코팅 전보다 종이의 강도가 훨씬 강해져 그 적용분야를 크게 확장시킬 수 있다.

현재 많이 사용되고 있는 습기나 수분에 약한 종이 포장재의 약점을 보완시킬 수 있음은 물론, 종이의 강도를 높임으로써 물동량 처리비용도 대폭적으로 절감시킬 수 있다.

가격이 저렴하고, 제조가 간단하고, 코팅공정도 간편하여, 본 코팅제를 코팅시킨 종이로 골판지를 만들고, 이 골판지를 이용하여 용도에 맞는 골판지 응용제품을 만들면, 기존에 사용되고 있는 골판지 제품(박스)들의 단점을 보완시킬 수 있다. 또한, 비용도 절감시킬 수 있을 뿐 아니라, 기존에 사용되고 있는 플라스틱 박스까지도 상당량을 대체시킬 수 있고, 본 코팅제로 코팅한 종이로 만든 골판지 표면에 원하는 디자인의 무늬 지(紙)를 입히거나 원하는 칼라로 도장(塗裝)을 하면, 운반용 팰릿(pallet), 책상, 책꽂이, 테이블, 수납장, 방문, 각종 가구재, 인테리어재, 천장재, 건축 내장재 등의 제품을 가볍고 경제적인 가격으로 만들 수 있어 기존의 MDF, 석고, 플라스틱 제품들의 사용량 또한 크게 줄일 수 있고, 제품의 적용 및 응용 영역도 크게 확대시킬 수 있다.

홈쇼핑 물품 배송과 식품/생필품의 배달문화 발달로 골판지 박스 사용량이 많이 증가한 현실에서 종이 사용량을 대폭적으로 줄임으로써 쓰레기 처리량과 재활용 사용량도 크게 줄일 수 있어 산림보호와 환경보호에도 크게 이바지할 수 있다.

세계적으로 플라스틱의 심각성과 환경보호 및 산림보호에 대한 인식이 크게 대두되고 있고, 플라스틱 사용을 줄이려는 추세에서, 본 발명의 코팅제를 적용시켜 여러 용도의 제품을 만들면 기존에 사용되고 있는 나무, MDF, 석고, 플라스틱 제품들의 사용량을 획기적으로 줄일 수 있다.

본 코팅제로 코팅된 종이로 골판지를 만들고 이를 이용하여 물품 운반용 팰릿(pallet)을 제조할 경우 적재량도 크게 증가시킬 수 있고, 옥내뿐 아니라 옥외에서도 사용 가능한 팰릿을 만들 수 있어, 기존 플라스틱 팰릿을 대체할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅제 조성물이 들어있는 병의 사진이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅 전 롤에 감긴 종이를 나타낸 사진이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 딥핑 코팅기를 이용하여 종이에 코팅하는 공정을 나타낸 사진이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅제 조성물로 코팅된 종이를 나타낸 사진이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅제 조성물로 코팅된 골판지를 나타낸 사진이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅제 조성물로 코팅된 종이에 물방울을 떨어뜨려 종이의 방수 효과를 측정한 사진이다. 도 6(a)는 코팅 전(오른쪽) 및 후(왼쪽)의 종이에 물방울을 떨어뜨려 방수 효과를 비교한 사진이고, 도 6(b)는 코팅 전(오른쪽) 및 후(왼쪽)의 종이에 물방울을 떨어뜨리고 10초 후에 닦아 방수 효과를 비교한 사진이다.
도 7는 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅제 조성물을 적용할 수 있는 골판지의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅제 조성물을 적용할 수 있는 편면골판지(a), 양면골판지(b), 이중 양면골판지(c) 및 삼중 양면골판지(d)를 도시한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅제 조성물을 적용한 건축 내장재를 나타낸 사진이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅제 조성물을 적용한 천장재(a) 및 건축용 인테리어재(b)를 나타낸 사진이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅제 조성물을 적용한 수납장 및 각종 가구재를 나타낸 사진이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅제 조성물을 적용할 수 있는 기존 골판지 팰릿을 나타낸 사진이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅제 조성물을 적용할 수 있는 기존 골판지 책상(a), 간이의자(b), 골판지 포장재(c) 및 골판지 가구재(d)를 나타낸 사진이다.

다른 식으로 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 숙련된 전문가에 의해서 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 일반적으로, 본 명세서에서 사용된 명명법은 본 기술 분야에서 잘 알려져 있고 통상적으로 사용되는 것이다.

본 발명에 따른 폴리카프로락톤 용액, 아크릴로니트릴부타디엔스티렌 용액 및 폴리스티렌 용액을 일정한 조성비로 포함하는 코팅제 조성물을 종이, 골판지 또는 섬유에 코팅하여 사용할 경우, 기존 종이 제품들의 사용상의 불편함을 해결함과 동시에 방습/방수 기능 및 강도가 향상되어 종이와 골판지 및 섬유 및 MDF 제품과 같은 다양한 용도의 제품으로 활용할 수 있는 것을 확인하였다.

따라서, 본 발명은 일 관점에서 폴리카프로락톤(polycaprolactone, PCL) 용액, 아크릴로니트릴부타디엔스티렌(acrylonitrile butadiene styrene, ABS) 용액 및 폴리스티렌(polystyrene, PS) 용액으로 구성된 군에서 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 코팅제 조성물에 관한 것이다.

본 발명에 따른 코팅제 조성물을 도 1에 나타내었다.

본 발명에 따른 코팅제 조성물을 구성하는 구성성분에 대하여 상세하게 설명한다.

폴리카프로락톤(polycaprolactone, PCL)

폴리카프로락톤은 생분해성, 내수성 및 내유성의 성질을 가지고 있다.

본 발명에 있어서, 상기 PCL 용액의 용매는 메틸렌 클로라이드(methylene chloride), 디메틸포름아미드(dimethyl formamide) 및 클로로포름(chloroform)으로 구성된 군에서 1종 이상 선택될 수 있다.

아크릴로니트릴부타디엔스티렌(acrylonitrile butadiene styrene, ABS)

아크릴로니트릴부타디엔스티렌은 광택성, 성형성, 인장강도 및 강성, 내약품성, 내열성, 내충격성, 내유성 및 내후성의 성질을 가지고 있다.

본 발명에 있어서, 상기 ABS 용액의 용매는 아세톤(acetone) 등과 같은 케톤(ketone), 메틸렌 클로라이드(methylene chloride), 카본 테트라클로라이드(carbon tetrachloride), 에틸렌 디클로라이드(ethylene dichloride), 톨루엔(toluene), 트리클로로메탄(trichloromethane), 에틸아세테이트(ethyl acetate) 등과 같은 에스테르(ester) 및 알데하이드(aldehyde)로 구성된 군에서 1종 이상 선택될 수 있다.

폴리스티렌(polystyrene, PS)

폴리스티렌은 투과성, 가공성, 내산성 및 내알카리성을 가지고 있다.

본 발명에 있어서, 상기 PS 용액의 용매는 방향족 화합물(aromatic compound), 염소화 탄화수소(chlorinated hydrocarbon), 아세톤(acetone) 등과 같은 케톤(ketone), 메틸렌 클로라이드(methylene chloride) 및 에스테르(ester)로 구성된 군에서 1종 이상 선택될 수 있다.

본 발명에 사용된 용매는 거의 다 비점이 낮기 때문에, 건조공정은 간단한 열풍에도 쉽게 완전히 증발되어 완제품의 종이에는 용매가 전혀 존재하지 않는다.

본 발명의 코팅제 조성물에 있어서, 각 고분자의 용질/용매 비율과 각 고분자 용액의 혼합비는 제품의 사용용도와 원하는 제품특성에 따라 적절하게 용해시키고 혼합할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 PCL 용액과 상기 ABS 용액을 포함하고, 부피비(PCL:ABS)가 25~92 : 75~8일 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 PCL 용액과 상기 PS 용액을 포함하고, 부피비(PCL:PS)가 28~85 : 72~15일 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 ABS 용액과 상기 PS 용액을 포함하고, 부피비(ABS:PS)가 30~95 : 70~5일 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 PCL 용액, ABS 용액 및 PS 용액을 포함하고, 부피비(PCL:ABS:PS)가 25~60 : 25~55 : 15:50일 수 있다.

전술한 바와 같이 만든 용액은 방습/방수를 요하는 종이(벽지), 천(섬유), MDF(Medium Density Fiberboard)를 코팅시키는데 적용할 수 있다.

본 발명에 있어서, 본 발명에 의한 코팅제 조성물을 코팅시킨 제품들은 완벽하게 방습/방수가 되기 때문에, 기존 종이 제품들이 습기와 물을 접했을 때, 강도가 약해지거나 쉽게 찢어지고 흐물흐물해지는 단점을 완벽하게 해결할 수 있고, 더욱이 본 코팅제를 코팅시킨 종이는 코팅 전보다 종이의 강도가 훨씬 강해져 그 적용분야를 골판지 및 섬유 등에까지 폭넓게 확장시킬 수 있는 것을 확인하였다.

따라서, 본 발명의 다른 관점에서 종이 표면에 폴리카프로락톤, 아크릴로니트릴부타디엔스티렌 및 폴리스티렌으로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상의 중합체가 피막형태로 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 종이에 관한 것이다.

본 발명의 다른 관점에서 종이 표면에 폴리카프로락톤, 아크릴로니트릴부타디엔스티렌 및 폴리스티렌으로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상의 중합체가 피막형태로 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 골판지에 관한 것이다.

본 발명의 또 다른 관점에서 섬유 표면에 폴리카프로락톤, 아크릴로니트릴부타디엔스티렌 및 폴리스티렌으로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상의 중합체가 피막형태로 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 섬유에 관한 것이다.

본 발명의 또 다른 관점에서 종이 표면에 상기 코팅제 조성물을 코팅하는 단계를 포함하는 종이의 코팅방법에 관한 것이다.

본 발명의 또 다른 관점에서 골판지 표면에 상기 코팅제 조성물을 코팅하는 단계를 포함하는 골판지의 코팅방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 코팅방법에 있어서, 하기 방법에 따라 코팅할 수 있다.

1. 종이의 코팅

종이 표면에 본 발명에 따른 코팅제 조성물을 하기 방법에 따라 코팅할 수 있다.

(1) 디핑(deeping)법

도 3에 도시된 바와 같은 디핑 코팅기를 이용하여 롤(roll)에 권취(winding)된 종이(도 2)를 권출(unwinding)시키면서 코팅제 조성물에 침적시킨 다음, 건조시키고 다시 롤에 권취시켜 코팅된 종이(도 4)를 수득한다.

(2) 스프레잉(spraying)법

롤에 권취된 종이를 권출시키고 상기 코팅제 조성물을 종이 양면에 분무시켜 도포시키고 난 다음, 전조시키고 다시 롤에 권취시켜 코팅된 종이를 수득한다.

(3) 페인팅(painting)법

롤에 권취된 종이를 권출시키고 브러쉬(brush) 등과 같은 페인팅 롤러(painting roller)를 이용하여 종이 양면에 상기 코팅제 조성물을 도포시키고 난 다음, 건조시키고 다시 롤에 권취시켜 코팅된 종이를 수득한다.

전술한 바와 같이 코팅된 종이는, 골판지를 만들 때 대량으로 사용될 것으로 예상되고, 이외에도 방습/방수 기능과 강도가 높은 특성을 요하는 종이나 천(섬유) 제품을 만들 때 적용시킬 수 있다.

2. 골판지의 코팅

도 7에 도시된 바와 같은 골판지의 표면에 본 발명에 따른 코팅제 조성물을 하기 방법에 따라 코팅할 수 있다.

먼저, 종이를 코팅시켜 코팅된 종이를 수득하고, 이를 사용하여 골판지를 제조할 수 있다. 또한, 이미 제조된 골판지를 코팅시켜 제품을 만들 수도 있다.

(1) 디핑(deeping)법

골판지를 조성물에 침적시킨 다음, 건조시켜 코팅된 골판지를 수득한다. 이때, 골판지의 내부까지 코팅하는 것이 가능하다.

(2) 스프레잉(spraying)법

골판지의 표면에 상기 코팅제 조성물을 분무시켜 도포시키고 난 다음, 건조시켜 코팅된 골판지를 수득한다. 이때, 골판지의 겉 표면만 코팅하는 것이 가능하다.

(3) 페인팅(painting)법

골판지의 표면에 브러쉬(brush) 등과 같은 페인팅 롤러(painting roller)를 이용하여 상기 코팅제 조성물을 도포시키고 난 다음, 건조시켜 코팅된 골판지를 수득한다. 이 때, 골판지의 겉 표면만 코팅하는 것이 가능하다.

전술한 바와 같이 코팅된 골판지는 골판지 포장재, 물품 운반용 팰릿(pallet) 제조에 사용될 수 있고, 이 골판지 표면에, 무늬 지(紙)를 입히거나 도장(塗裝)을 하면, 책상, 책꽂이, 테이블, 수납장, 방문, 각종 가구재, 인테리어 재, 천장재(텍스타일), 건축 내장재 등 많은 제품들을 가볍고 간단하게 저렴한 가격으로 제조할 수 있다(도 9 내지 도 13 참조).

뿐만 아니라, 기존에 2개의 골(도 8(c)), 3개의 골(도 8(d))의 골판지로 만들어 사용하던 골판지 박스를 1개의 골(도 8(b)), 2개의 골(도8(c))로 낮춰 사용할 수 있고, 박스를 오랫동안 사용할 수 있어, 비용을 크게 절감시킬 수 있고, 종이의 사용량도 대폭적으로 줄일 수 있다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.

[실시예]

실시예: 코팅제 조성물의 제조 및 코팅 종이의 방수 성능 평가

본 발명의 코팅제 조성물 용액은 표 1에 나타낸 바와 같이 제조하였다.

용질	용매	용액
① Polycaprolactone(PCL)	ⓐ; Methylene chloride, Chloroform, Dimethyl form amide	A
② Acrylonitrile Butadiene Styrene(ABS)	ⓑ; Kotone(acetone), Aldehyde, Trichloromethane, Carbon tetrachloride, Ethylene dichloride, Methylene chloride, Ester(ethylacetate), Toluene	B
③ Polystyrene(PS)	ⓒ; Aromatic compounds, Chlorinated hydrocarbon, Ketone(acetone), Methylene chloride, Ester	C

용액	[용질(g)/용매(ℓ)]	혼합비(부피비)	실시예
용액	[용질(g)/용매(ℓ)]	혼합비(부피비)	용질(g)/용매(ℓ)	혼합비(부피비)
A	15~200g	-	80g	-
B	10~200g	-	95g	-
C	5~180g	-	90g	-
A+B	-	(25~92):(75~8)	-	65:35
A+C	-	(28~85):(72~15)	-	60:40
B+C	-	(30~95):(70~5)	-	70:30
A+B+C	-	(25~60):(25~55):(15~50)	-	45:30:25

(1) A 용액은 <표 1>의 ⓐ 용매 중 한 용매를 택하여, 용매 1ℓ에 ① 용질 80g을 녹여 만든 것으로, 이 코팅 용액으로 코팅한 종이는, 방습/방수, 강도, 내유성, 평탄도(코팅 후, 종이가 울지 않고 평평하게 되는 것) 모두 아주 좋으나, 온도가 70℃ 가까운 고온에서는 코팅된 종이에서 약간의 끈적임이 발생하였다.

(2) B 용액은 <표 1>의 ⓑ 용매 중 한 용매를 택하여, 용매 1ℓ에 ② 용질 95g을 녹여 만든 것으로, 이 코팅 용액으로 코팅한 종이는, 방습/방수, 강도, 광택성, 평탄도 모두 좋으나, A 용액으로 코팅한 종이보다 평탄도가 약간(약 10~15%) 떨어졌다.

(3) C 용액은 <표 1>의 ⓒ 용매 중 한 용매를 택하여, 용매 1ℓ에 ③ 용질 90g을 녹여 만든 것으로, 이 코팅 용액으로 코팅한 종이는, 방습/방수, 강도, 투과성, 평탄도 모두 좋으나, 평탄도가 A 용액으로 코팅한 종이보다 다소 떨어지는(약 10%) 경향이 있다.

(4) <표 1>에서 용질/용매의 비율은 ⓐ 용매 1ℓ에 ① 용질 15~200g, ⓑ 용매 1ℓ에 ② 용질 10~200g, ⓒ 용매 1ℓ에 ③ 용질 5~180g이 적절하나, 제품의 사용용도와 원하는 제품특성에 따라 이 범위를 벗어날 수 있다.

<표 2>의 실시예를 기준으로 해서, A, B, C 3가지 용액 모두, 용질의 비율이 증가되면, 코팅된 종이의 방습/ 방수도 완벽하고 강도도 증가한다. 반면에, 용질의 비율이 감소되면, 방습/방수는 완벽하나, 강도는 감소한다.

용액	[용질(g)/용매(ℓ)]		결과
용액	최소량	최대량	최소량	최대량
A	15g	200g	방습/방수, 내유성, 평탄도 괜찮으나, 강도가 약하고, 약 70℃ 고온에서 코팅된 종이 표면에서 끈적임 발생	방습/방수, 내유성, 평탄도, 강도 아주 좋으나, 약 70℃ 고온에서 코팅된 종이 표면에서 끈적임 발생, 코팅 시, 상당한 주의를 요함
B	10g	200g	방습/방수, 광택성, 평탄도 괜찮으나, 강도가 약함	방습/방수, 광택성, 평탄도, 강도 좋으나, 종이를 균일한 두께로 코팅하는 것이 어려움
C	5g	180g	방습/방수 괜찮으나, 강도, 투과성, 평탄도 약함	방습/방수, 강도, 투과성, 평탄도 좋으나, 광택성이 떨어짐

표 3은 적절한 범위 내에서, 용매 1ℓ에 용질을 최소, 최대량을 녹여 만든 A, B, C 용액으로, 종이를 코팅시킨 결과이다.

(5) A+B, A+C, B+C, A+B+C, 이 4가지 혼합 용액의 혼합비는 부피비로 A+B는 A:B가 (25~92):(75~8), A+C는 A:C가 (28~85):(72~15), B+C는 B:C가 (30~95):(70~5), A+B+C는 A:B:C가 (25~60):(25~55):(15~50)가 적절하나, 이 또한, 제품의 사용용도와 원하는 제품특성에 따라 이 범위를 벗어날 수 있다.

(6) A+B, A+C, B+C, A+B+C 이 4가지 혼합 용액은 표 1의 특성과 제품의 용도에 따라 그에 맞게 정해서 혼합하는데, <표 2>의 대표적 실시 예를 기준으로 해서, 혼합 용액 중 A의 비율이 증가하면, 코팅된 종이의 방습/방수, 강도, 내유성, 평탄도 모두 좋으나, A 용액이 다른 용액보다 용액의 점도가 다소 높아, ①의 용질을 상대적으로 많이 녹인 A 용액을 혼합하여 혼합용액을 만들 경우에는, 코팅 공정에서 주의를 기울여야 한다.

(7) B의 비율이 증가하면, 코팅된 종이의 방습/방수, 강도, 광택성, 평탄도 모두 좋으나, 평탄도가 (6)보다 상대적으로 약 10% 정도 떨어진다.

(8) C의 비율이 증가하면, 방습/방수, 강도, 투과성, 평탄도 모두 좋으나, 평탄도는 (6)보다 상대적으로 약 7~8% 정도 떨어진다.

(9) 전술한 바와 같이 A, B, C, A+B, A+C, B+C, A+B+C, 이 7가지 용액을 만들 때, 사용되는 용매는, 용매의 종류와는 관계없이, 코팅된 종이의 특성은 앞에서 서술한 바와 같다.

용액	실시예 [용질(g)/용매(ℓ)]	결과
용액	실시예 [용질(g)/용매(ℓ)]	장점	단점
A	80g	방습/방수, 강도, 내유성, 평탄도, 아주 좋음	약 70℃ 이상 고온에서 코팅된 종이 표면에서 끈적임 발생, 사용온도(70℃ 이하)에 제약을 받음
B	95g	방습/방수, 강도, 광택성, 평탄도 좋음	종이가 부분적으로 다소 균일하게 코팅되지 않는 경향이 종종 발생
C	90g	방습/방수, 강도, 투과성, 평탄도 좋음	광택성이 떨어짐

용액	대표적 실시 예 (부피 비)	결과
A+B	65:35	방습/방수, 내유성, 평탄도, 강도 아주 좋음, 고온(약 70℃)에서 코팅된 종이 표면에서 끈적임 발생 없음
A+C	60:40	방습/방수, 내유성, 광택성, 평탄도, 강도 좋음
B+C	70:30	방습/방수, 광택성, 투과성, 평탄도, 강도 좋음
A+B+C	45:30:25	방습/방수, 투과성, 평탄도, 강도 좋음

(10) A+B 용액은, A 용액만으로 코팅된 종이가, 약 70℃까지 올라가는 고온에서는, 코팅된 종이 표면에서 끈적임이 발생하여 사용하기 어렵다. 이에, A 용액과 B 용액을 혼합한 혼합용액을 만들어, 고온(약 70℃)에서 코팅된 종이 표면에서 끈적임이 발생하는 단점을 없애고, 표 4의 A, B 용액의 장점은 그대로 유지되게 하고 코팅된 종이의 광택성을 좋게 한 용액이다.

(11) A+C 용액도, A 용액만으로 코팅된 종이가, 약 70℃까지 올라가는 고온에서는, 코팅된 종이 표면에서 끈적임이 발생하여 이 온도 이상에서는 사용하기 어렵다. 이에, A 용액과 C 용액을 혼합한 혼합용액을 만들어, 고온(약 70℃)에서 코팅된 종이 표면에서 끈적임이 발생하는 단점을 없애고, 표 4의 A, C 용액의 장점은 그대로 유지되게 하고 코팅된 종이의 투과성을 좋게 한 용액이다.

(12) B+C 용액은, ②의 용질을 많이 녹인, 농도가 높은 B 용액만으로 종이에 코팅할 때, 코팅 두께를 균일하게 코팅시키는데 다소 어려움이 있기 때문에, B 용액에 C 용액을 혼합함으로써, 이러한 단점을 없앤 것이다. 그리고 표 4의 B, C 용액의 장점은 그대로 유지되게 하고 코팅된 종이의 투과성을 좋게 한 것이다.

(13) A+B+C 용액은, 약 70℃까지 올라가는 고온에서 코팅된 종이 표면에서 끈적임이 발생하는 A 용액의 단점과, ②의 용질을 많이 녹인, 농도가 높은 B 용액만으로 종이에 코팅할 때, 코팅 두께를 균일하게 코팅시키기가 어려운 B 용액의 단점과, C 용액만으로 종이에 코팅할 때, 광택성이 떨어지는 C 용액의 단점을 없애고, 표 4의 A, B, C 용액의 장점은 그대로 유지되게 한 용액이다.

(14) 이러한 A+B, A+C, B+C, A+B+C 혼합용액을 만들지 않고, 이들 용액들을 따로따로 코팅할 경우는 아래와 같다. 즉,

(a) A+B 용액의 경우; A, B 용액 중, 한 용액을 먼저 코팅하고 이어 나머지 용액을 코팅할 경우

(b) A+C 용액의 경우; A, C 용액 중, 한 용액을 먼저 코팅하고 이어 나머지 용액을 코팅할 경우

(C) B+C 용액의 경우; B, C 용액 중, 한 용액을 먼저 코팅하고 이어 나머지 용액을 코팅할 경우

(d) A+B+C 용액의 경우; A, B, C 용액을 한 용액씩 코팅할 경우

(a), (b)의 경우는, B, C 용액을 먼저 코팅하고, A 용액을 나중에 코팅을 하면, 코팅된 종이 바깥쪽 표면에 A 용액의 용질 ①이 최종적으로 코팅되어, 약 70℃까지 올라가는 고온에서는 코팅된 종이 표면에서 끈적임이 발생한다. A를 먼저 코팅하고, B, C 용액을 나중에 코팅해도, 이런 현상은 어느 정도 없앨 수 있는 있으나, 완벽하게 없앨 수는 없다. 그리고 이와 같이 따로 코팅을 하면, 코팅과 건조(drying) 공정을 2번씩 해야 하기 때문에 공정비가 증가되는 단점이 있다.

(c)의 경우는, B, C 용액 중 어느 것을 먼저 코팅해도 무방하지만, 표의 B+C 혼합용액으로 코팅했을 때보다 장점이 약간(약 15%) 떨어지는 단점이 있고, 이 또한, 코팅과 Drying 공정을 2번씩 해야 하기 때문에 공정비가 증가되는 단점이 있다.

(d)의 경우는, A 용액을 먼저 코팅하고, B, C 용액을 나중에 코팅하면, 고온(약 70℃ 이상)에서 종이 표면이 끈적이는 현상을 없앨 수는 있으나, 표 5의 A+B+C 혼합용액을 코팅했을 때보다 장점이 다소(약 10%) 떨어지는 경향이 있고, 이 또한, 코팅과 Drying 공정을 3번씩 해야 하기 때문에 공정비가 증가되는 단점이 있다.

이와 같이 본 발명은 건조 후, 용질이 종이 표면에서 단단하게 피막형태로 코팅되고, 건조 과정에서도 용매가 쉽게 완전히 증발되고 완벽한 방습/방수 기능(물속에 3개월 동안 담가도 전혀 이상이 없었음)을 갖는 강도(832~836 g/㎡ (23℃, 습도 80%); 기존 골판지의 약 2~3배)가 뛰어난 종이를 빠르게 생산할 수 있다(도 6 참조).

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims

폴리카프로락톤(polycaprolactone, PCL) 용액, 아크릴로니트릴부타디엔스티렌(acrylonitrile butadiene styrene, ABS) 용액 및 폴리스티렌(polystyrene, PS) 용액으로 구성된 군에서 1종 이상 선택하되,
부피비(PCL:ABS)가 25~92 : 75~8인 PCL 용액과 ABS 용액의 혼합용액;
부피비(PCL:PS)가 28~85 : 72~15인 PCL 용액과 PS 용액의 혼합용액;
부피비(ABS:PS)가 30~95 : 70~5인 ABS 용액과 PS 용액의 혼합용액; 또는
부피비(PCL:ABS:PS)가 25~60 : 25~55 : 15:50인 PCL 용액, ABS 용액 및 PS 용액의 혼합용액인 것을 특징으로 하는 코팅제 조성물.
제1항에 있어서, 상기 PCL 용액의 용매는 메틸렌 클로라이드(methylene chloride), 디메틸포름아미드(dimethyl formamide) 및 클로로포름(chloroform)으로 구성된 군에서 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 코팅제 조성물.
제1항에 있어서, 상기 ABS 용액의 용매는 메틸렌 클로라이드(methylene chloride), 카본 테트라클로라이드(carbon tetrachloride), 에틸렌 디클로라이드(ethylene dichloride), 톨루엔(toluene), 케톤(ketone), 트리클로로메탄(trichloromethane), 에스테르(ester) 및 알데하이드(aldehyde)로 구성된 군에서 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 코팅제 조성물.
제1항에 있어서, 상기 PS 용액의 용매는 방향족 화합물(aromatic compound), 염소화 탄화수소(chlorinated hydrocarbon), 케톤(ketone), 메틸렌 클로라이드(methylene chloride) 및 에스테르(ester)로 구성된 군에서 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 코팅제 조성물.
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종이 표면에 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 코팅제 조성물을 코팅하는 단계를 포함하는 종이의 코팅방법.
제12항에 있어서, 롤에 권취된 종이를 권출시키면서 코팅제 조성물에 침적시킨 다음, 건조시키고 다시 롤에 권취시키거나;
롤에 권취된 종이를 권출시키고 상기 코팅제 조성물을 종이 양면에 분무시켜 도포시키고 난 다음, 건조시키고 다시 롤에 권취시키거나; 또는
롤에 권취된 종이를 권출시키고 페인팅 롤러를 이용하여 종이 양면에 상기 코팅제 조성물을 도포시키고 난 다음, 건조시키고 다시 롤에 권취시키는 것을 특징으로 하는 종이의 코팅방법.
골판지 표면에 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 코팅제 조성물을 코팅하는 단계를 포함하는 골판지의 코팅방법.
제14항에 있어서, 골판지를 조성물에 침적시킨 다음, 건조시키거나;
골판지의 표면에 상기 코팅제 조성물을 분무시켜 도포시키고 난 다음, 건조시키거나; 또는
골판지의 표면에 상기 코팅제 조성물을 도포시키고 난 다음, 건조시키는 것을 특징으로 하는 골판지의 코팅방법.