KR102526639B1 - 종이코팅 조성물 및 이를 이용하여 항균방수 코팅된 종이 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 친환경 및 항균성을 갖는 종이코팅 조성물 및 이를 적용한 항균방수 코팅된 종이에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명의 일 양태는 종이의 일면 또는 양면에 코팅하는 코팅층용 종이코팅 조성물로서, 상기 조성물은 폴리에틸렌계 수지, 알킬비닐실리콘계 수지, 나노탄산칼슘 및 항바이러스 마스터배치를 포함하는 종이코팅 조성물에 관한 것이다.
Description
본 발명은 친환경 및 항균성을 갖는 종이코팅 조성물 및 이를 적용한 항균방수 코팅된 종이에 관한 것이다.
종이는 친환경 포장재로 사용이 되지만, 물에 쉽게 젖는 성질이 있어서 방수성을 부여하기 위해서는 고분자로 코팅을 하여 사용하고 있다.
최근 코로나 19 등의 이유에 따라 일회용품의 사용량이 증가하고, 포장재의 사용량이 증가하였으며, 플라스틱의 사용을 자제하기 위하여 코팅된 종이를 사용하는 추세에 있다. 이에 따라 다양한 기능성이 부여된 코팅된 종이가 요구되고 있으며, 재생이 가능한 코팅 종이에 대한 요구가 있다.
본 발명자들은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 포장재, 1회용품 및 종이컵 등의 종이를 코팅하기에 적합한 종이코팅 조성물을 제공하고자 한다. 구체적으로 항균성, 방수성, 방유성 및 열봉합성을 가지며, 종이에 코팅하기 위하여 압출하는 경우 종이의 표면에 더욱 치밀하게 코팅되어 우수한 방수성, 방유성 및 장시간 방수 유지성을 나타내는 종이코팅 조성물 및 이를 이용하여 항균방수 코팅된 종이를 제공하고자 한다.
또한, 폐기 후 종이를 재생하는 과정에서 코팅층이 물에 의해 해리되어 깨끗하게 박리되는 수해리성이 우수하여, 종이를 회수하는 공정이 더욱 향상되는 종이코팅 조성물 및 이를 이용하여 항균방수 코팅된 종이를 제공하고자 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 양태는 종이의 일면 또는 양면에 코팅하는 코팅층용 종이코팅 조성물로서, 상기 조성물은 폴리에틸렌계 수지, 알킬비닐실리콘계 수지, 나노탄산칼슘 및 항바이러스 마스터배치를 포함하는 종이코팅 조성물을 제공한다.
본 발명의 또 다른 양태는 상기 일 양태에 따른 종이코팅 조성물이 코팅된 종이를 제공한다.
본 발명의 또 다른 양태는 상기 일 양태에 따른 종이코팅 조성물을 압출하여 종이의 일면 또는 양면에 압출코팅하는 항균방수 코팅된 종이의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 종이코팅 조성물은 항바이러스성을 가지며, 종이에 코팅하기 위하여 압출하는 경우, 알킬비닐실리콘계 수지가 기름저항성을 발현함에 따라 방유성이 우수하며, 더불어 압출 시 고온에서 비닐기가 가교되어 코팅층을 더욱 치밀하게 하여 방수성을 현저히 향상시킬 수 있다. 또한 물 등의 액체를 장시간 담아두어는 경우 종이가 흐물거리는 등의 문제점을 해결할 수 있는, 즉, 방수성을 장시간 유지할 수 있는 효과가 있다.
더불어, 본 발명에 따른 종이코팅 조성물로 코팅된 종이는 재생 시 물에 해리될 때 코팅층이 깨끗하게 탈리되는 수해리성 효과가 있어서, 종이를 회수하는 공정이 더욱 향상되는 장점이 있다.
이하 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 구체예 또는 실시예는 본 발명을 상세히 설명하기 위한 하나의 참조일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 여러 형태로 구현될 수 있다.
또한 달리 정의되지 않는 한, 모든 기술적 용어 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 당업자 중 하나에 의해 일반적으로 이해되는 의미와 동일한 의미를 갖는다. 본 발명에서 설명에 사용되는 용어는 단지 특정 구체예를 효과적으로 기술하기 위함이고 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다.
또한 명세서 및 첨부된 특허청구범위에서 사용되는 단수 형태는 문맥에서 특별한 지시가 없는 한 복수 형태도 포함하는 것으로 의도할 수 있다.
또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한 본 발명에서 특별한 정의가 없는 한, 어떤 층 또는 부재가 다른 층 또는 부재와“상에”위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 층 또는 부재가 다른 층 또는 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 층 또는 두 부재 사이에 또 다른 층 또는 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
또한 용어 “약”, “실질적으로” 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위하여 사용된다.
본 발명의 일 양태는 종이에 코팅 시 더욱 치밀하게 코팅이 가능하고, 항균성 및 방수성이 우수하고, 방수 유지성이 우수하며 재활용 시 코팅층의 박리가 용이하여 재활용이 가능한 방수코팅 종이 및 이에 사용되는 종이코팅 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 일 양태는 종이의 일면 또는 양면에 코팅하는 코팅층용 종이코팅 조성물로서, 상기 조성물은 폴리에틸렌계 수지, 알킬비닐실리콘계 수지, 나노탄산칼슘 및 항바이러스 마스터배치를 포함하는 종이코팅 조성물을 제공한다.
일 양태로, 상기 폴리에틸렌계 수지는 저밀도폴리에틸렌, 선형저밀도폴리에틸렌, 메탈로센-선형저밀도폴리에틸렌, 중밀도폴리에틸렌 및 고밀도폴리에틸렌에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 것일 수 있다.
일 양태로, 상기 알킬비닐실리콘계 수지는 하기 화학식 1로 표시되는 것일 수 있다. 하기 화학식 1은 편의 상 표시한 것으로서, 하기의 중합체의 각단위를 포함하면 되는 것으로서, 테이퍼드 공중합체, 블록공중합체 또는 랜텀 중합체일 수 있다.
[화학식 1]
상기 화학식1에서 R1은 독립적으로 C1 내지 C5의 알킬기 및 비닐기(-CH=CH2)에서 선택되는 어느 하나이며, R2는 C1 내지 C5의 알킬기 및 비닐기(-CH=CH2)에서 선택되는 어느 하나이고, 상기 화학식 1의 중합체는 1개 이상의 비닐기를 포함하며, 상기 x 및 y는 각각 1 내지 500,000에서 선택되는 정수이다.
구체적으로, 상기 화학식 1에서 R1은 모두 비닐기이고, R2는 메틸인 것일 수 있다. 또는 상기 화학식 1에서 R1 및 R2는 모두 비닐기인 것일 수 있다.
일 양태로, 상기 알킬비닐실리콘계 수지는 중량평균분자량이 5만 내지 100만 g/mol인 것일 수 있으며, 좋게는 30만 내지 80만g/mol의 고분자량의 실리콘 검(GUM)인 것일 수 있다.
일 양태로, 상기 나노탄산칼슘은 입자의 사이즈가 10 내지 900 nm인 것일 수 있다.
일 양태로, 상기 종이코팅 조성물은 폴리에틸렌계 수지 30 내지 80 중량%, 알킬비닐실리콘계 수지 0.1 내지 5 중량%, 나노탄산칼슘 10 내지 60 중량% 및 항바이러스 마스터배치 0.5 내지 5 중량%를 포함하는 것일 수 있다.
일 양태로, 상기 항바이러스 마스터배치는 유기항균제 및 무기항균제를 다공성 담체에 담지한 항균입자를 바인더 수지에 분산시킨 것일 수 있다.
일 양태로, 상기 항바이러스 마스터배치는 바인더수지 60 내지 95 중량%와 항균입자 5 내지 40 중량%를 포함하며, 상기 항균입자는 다공성 담체 100 중량부에 대하여, 유기항균제 0.1 내지 10 중량부, 무기항균제 0.1 내지 5 중량부를 포함하는 것일 수 있지만 반드시 이에 한정하는 것은 아니다.
본 발명의 또 다른 양태는 상기 일 양태의 종이코팅 조성물이 코팅된 항균방수 코팅층을 갖는 종이, 즉, 항균방수 코팅 종이를 제공한다.
본 발명의 일 양태에서 상기 항균방수 코팅층은 본 발명을 달성하는 한에서는 제한하지 않지만 평량이 예를 들면 20 내지 500 g/㎡으로 형성된 것일 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태는 상기 일 양태의 종이코팅 조성물을 압출하여 종이의 일면 또는 양면에 압출코팅하여 항균방수 코팅층을 형성하는 단계를 포함하는 항균방수 코팅된 종이의 제조방법을 제공한다.
이하 본 발명의 각 구성을 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 코팅층용 종이코팅 조성물은 폴리에틸렌계 수지, 알킬비닐실리콘계 수지, 나노탄산칼슘 및 항바이러스 마스터배치를 조합하여 사용함에 따라 본 발명에서 목적으로 하는 효과를 동시에 달성할 수 있다.
먼저, 폴리에틸렌계 수지에 대하여 설명한다.
일 양태로 상기 폴리에틸렌계 수지는 저밀도폴리에틸렌, 선형저밀도폴리에틸렌, 메탈로센-선형저밀도폴리에틸렌, 중밀도폴리에틸렌 및 고밀도폴리에틸렌에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 것일 수 있다. 그 함량은 조성물 중 30 내지 80 중량%를 사용할 수 있으며, 더욱 구체적으로 50 내지 80 중량%, 더욱 구체적으로 55 내지 70 중량%를 사용할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
일 양태로 상기 알킬비닐실리콘계 수지를 첨가함에 따라 본 발명의 조성물은 종이에 대한 밀착성 및 코팅성이 더욱 향상되고, 방수성이 우수하며, 재활용 시 물에 의해 해리될 때 코팅층이 깨끗하게 박리되도록 한다.
구체적으로 상기 알킬비닐실리콘계 수지는 하기 화학식 1로 표시되는 것일 수 있다.
[화학식 1]
상기 화학식1에서 R1은 독립적으로 C1 내지 C5의 알킬기 및 비닐기(-CH=CH2)에서 선택되는 어느 하나이며, R2는 C1 내지 C5의 알킬기 및 비닐기(-CH=CH2)에서 선택되는 어느 하나이고, 상기 화학식 1은 1개 이상의 비닐기를 포함하며, 상기 x 및 y는 각각 1 내지 500,000에서 선택되는 정수이다.
일 양태로, 상기 화학식 1에서 상기 R1은 각각 비닐기이고, R2는 메틸인 것일 수 있다.
일 양태로 상기 화학식 1에서 R1 및 R2는 모두 비닐기인 것일 수 있으며, 즉, 메틸비닐실리콘계 수지인 것일 수 있다. 이를 사용함으로써 종이에 코팅하기 위하여 조성물을 압출하는 과정에서 실록산의 친유성과 더불어 압출 시 고온에서 비닐기가 가교되어 코팅층을 더욱 치밀하게 하여 방수성을 현저히 향상시키는 효과를 발현할 수 있다. 더불어, 재생 시 물에 의해 해리될 때, 코팅층이 깨끗하게 탈리되는 효과가 있어서 종이를 재생 및 회수하는 공정이 더욱 향상되는 장점이 있다.
상기 알킬비닐실리콘계 수지는 중량평균분자량이 5만 내지 100만 g/mol, 10만 내지 80만g/mol, 30만 내지 80만 g/mol일 수 있다. 상기 중량평균분자량은 당업계에 잘 알려진 방법에 의해 측정할 수 있으며, 예를 들어 GPC(gel permeation chromatograph)로 분석되는 폴리스티렌 환산 분자량이다. 중량평균분자량이 상기 범위에서 코팅성이 우수하고 방수성이 더욱 우수하며, 재활용 시 박리가 용이하므로 더욱 선호될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 상업화된 예로는 KCC사의 SF3902M 등을 사용할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 알킬비닐실리콘계 수지의 함량은 조성물 내 0.1 내지 5 중량%, 더욱 구체적으로 0.5 내지 4 중량%, 더욱 구체적으로 1 내지 3 중량%를 사용할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
일 양태로 상기 나노탄산칼슘은 입자의 사이즈가 10 내지 900 nm인 것을 사용할 수 있으며, 상기 범위에서 접촉 표면적이 넓어서 수해리성이 증가될 수 있어서 선호되지만 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 나노탄산칼슘의 함량은 조성물 내 10 내지 60 중량%, 더욱 구체적으로 20 내지 55 중량%, 더욱 구체적으로 30 내지 50 중량%를 사용할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
일 양태로 상기 항바이러스 마스터배치는 항균성을 부여하기 위하여 사용되는 것으로, 기재수지인 폴리에틸렌계 수지와의 분산성을 더욱 향상시키기 위하여 마스터배치로 제조하여 사용될 수 있다. 구체적으로 상기 항바이러스 마스터배치는 유기항균제 및 무기항균제를 다공성 담체에 담지한 항균입자를 바인더 수지에 분산시킨 것일 수 있다. 더욱 구체적으로, 상기 항바이러스 마스터배치는 바인더수지 60 내지 95 중량%와 항균입자 5 내지 40 중량%를 포함하는 것일 수 있으며, 상기 항균입자는 다공성 담체 100 중량부에 대하여, 유기항균제 0.1 내지 10 중량부, 무기항균제 0.1 내지 5 중량부를 포함하는 것일 수 있지만 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 함량은 최적화된 효과를 발현하는 범위이며, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 항바이러스 마스터배치는 조성물 내 0.5 내지 5 중량%, 더욱 구체적으로 1 내지 4 중량%, 더욱 구체적으로 1 내지 3 중량%를 사용하는 것일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니지만 상기 범위에서 경제적이면서도 충분한 항균성을 발현할 수 있으므로 바람직하다.
상기 유기항균제는 통상적으로 해당 분야에서 사용되는 유기항균제 성분이라면 제한되지 않고 사용될 수 있지만 본 발명에서는 더욱 구체적으로 노송나무 정유 정제 성분인 히노키티올(Hinokitiol)을 사용하는 것일 수 있다. 상기 “항균”이란 미생물 집단, 특히 대장균, 그람양성균, 그람음성균 등의 살균 활성 또는 미생물 성장 저해를 의미한다. 상기 히노키티올은 β-카프린(β-caprin)을 함유하며 세균류, 효모 등의 진균류, 포자형성 세균 등과 같은 다양한 미생물에 대한 강한 항균작용을 나타낼 수 있다. 그러나 본 발명에서 종이에 코팅하는 공정에서 고온에서 용융압출하는 경우 그 효과가 저하되거나 상실될 수 있으므로 상기 다공성 담체에 담지하여 사용하는 것이 바람직하다.
상기 무기항균제는 상기 유기항균제와 혼합하여 사용함으로써 항균성을 더욱 향상시킬 수 있으며, 냄새 흡착, 원적외선 방출 등의 효과를 제공할 수 있다. 통상적으로 해당 분야에서 사용되는 무기항균제 성분이라면 제한되지 않고 사용될 수 있지만 본 발명에서는 더욱 구체적으로 고령토, 규조토, 맥반석, 몬모릴로나이트, 밀러라이트, 백운모, 붕산석, 석영, 연옥, 운기석, 장석, 질석, 카펠레나이트, 펜틀란다이트, 해부석 및 활석에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 사용할 수 있다. 상기 무기항균제는 구성 성분으로 Si, Fe, Ni, Al, B, K, Ca, Na 및 Mg 등을 포함할 수 있다. 상기 무기항균제는 분말 크기가 1 내지 10 ㎛의 평균입경인 것일 수 있지만 이에 제한되지 않는다.
상기 다공성 담체는 상기 유기항균제 및 무기항균제를 담지할 수 있는 다공성 물질이라면 제한되지 않고 사용될 수 있다. 더욱 좋게는 다공성 담체인 퍼미스(Pumice)인 것일 수 있다. 본 발명에서 일 양태로 히노키티올을 사용하는 경우 퍼미스에 담지하는 것이 더욱 항균성이 우수하면서도 종이에 코팅 시 코팅성이 우수하고, 항균성을 유지할 수 있는 효과가 우수하므로 바람직하다. 구체적인 일 양태로 상기 다공성 담체인 퍼미스(Pumice)는 내부에 미세한 기공을 포함하고 있으며, 기공의 크기는 조절 가능하므로 제한되지 않는다. 일 양태로 상기 유기항균제 및 무기항균제는 상기 다공성 담체의 기공 내부에 존재하거나 또는 상기 다공성 담체의 표면에 부착되어 존재할 수 있다. 또한, 상기 퍼미스 제조 시 상기 유기항균제 및 무기항균제를 퍼미스 원료와 함께 혼련하여 제조하는 것도 가능하다.
구체적으로 일 예를 들면, 유기항균제 및 무기항균제를 다공성 담체인 퍼미스에 담지하기 위하여 습식법이 적용될 수 있다. 즉, 유기항균제 및 무기항균제를 다공성 담체와 혼합함으로써 항균 물질이 다공성 입자로 침투되도록 할 수 있다. 또는 초음파 처리를 병행하여 담지량을 증가시키는 것 또한 가능하다.
상기 다공성 담체인 퍼미스는 다공성이 극대화된 광물이며, 기공율이 45 내지 90%, 더욱 좋게는 80 내지 90%인 것일 수 있다. 또한, 경도(모스 굳기)가 5.5 내지 6.0이고, 상대밀도가 0.1393 내지 0.1717 g/cm3 인 것일 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
상기 퍼미스를 이루는 구성 성분은 이산화규소, 산화알루미늄, 산화철, 산화칼슘, 산화마그네슘, 산화나트륨, 산화칼륨 및 삼산화황 등인 것일 수 있다.
상기 마스터배치 제조 시 사용되는 바인더 수지는 올레핀계수지라면 제한되지 않고 사용될 수 있으나, 종이 코팅 조성물에 사용되는 폴리에틸렌계 수지와 동일한 것을 사용하는 것이 더욱 바람직하다. 구체적으로 예를 들면, 저밀도폴리에틸렌, 선형저밀도폴리에틸렌, 메탈로센-선형저밀도폴리에틸렌, 중밀도폴리에틸렌 및 고밀도폴리에틸렌에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 것일 수 있다.
상기 특성을 가지는 항균성 마스터 배치의 상업화된 예로는 도일에코텍사, Anti-bac 등이 있지만 반드시 이에 한정하는 것은 아니다.
본 발명의 일 양태로 항균방수 코팅층이 형성된 항균방수 코팅 종이는 압출코팅 방법으로 코팅된 것일 수 있다.
상기 압출코팅방법은 구체적으로, 상기 종이코팅 조성물을 헨셀믹서 또는 수퍼믹서 등의 믹서기에 적정 함량으로 투입하여 균일하게 혼합한 후, 단축압출기, 이축압출기, 니더 등 통상의 압출기를 사용하여 150 내지 300 ℃, 더욱 좋게는 160 내지 280 ℃, 더욱 좋게는 160 내지 250 ℃, 더욱 좋게는 200 내지 250 ℃의 온도로 압출하여 항균방수 코팅층을 형성하기 위한 펠렛을 제조한다. 이어서 통상의 압출코팅기를 사용하여 200 내지 350 ℃, 더욱 좋게는 250 내지 350 ℃, 더욱 좋게는 280 내지 330 ℃의 온도 조건에서 상기 펠렛을 용융시켜 종이의 일면 또는 양면에 초박막으로 코팅층을 형성하여 합지한다.
본 발명의 또 다른 양태는 상기 항균방수 코팅층을 갖는 항균방수 코팅 종이를 제공하며, 이때 상기 항균방수 코팅층은 평량 5 내지 500 g/㎡, 더욱 구체적으로 20 내지 500 g/㎡으로 형성된 것일 수 있다. 상기 범위에서 내수성, 내유성을 만족하면서도 재활용 시 해리공정에서 해리 시간이 오래 걸리지 않고 깨끗하게 박리가 가능할 수 있어서 선호되지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 양태에 따른 항균방수 코팅층을 갖는 항균방수 코팅 종이는 다른 기재 상에 열봉합하여 적층되어 항균성을 부여하는 것일 수 있다.
이하 실시예 및 비교예를 바탕으로 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 실시예 및 비교예는 본 발명을 더욱 상세히 설명하기 위한 하나의 예시일 뿐, 본 발명이 하기 실시예 및 비교예에 의해 제한되는 것은 아니다.
이하 물성은 다음과 같이 측정하였다.
1. 수해리성
폐기 후 종이를 재생하는 과정에서 코팅층이 물에 의해 해리되어 깨끗하게 박리되는지를 평가하였다.
국제표준 UL2485에 의거하여 평가하였고, 2 단계로 구분 평가 하였다(◎ 합격, X 불합격).
구체적으로 다음과 같다.
1) 해리기를 사용하여 코팅된 종이 시편을 물리적으로 해리를 시킨다.
2) 해리된 펄프 슬러리를 스크린 선별기에 투입하여 물과 혼합한다.
3. 물과 혼합된 펄프 슬러리를 스크린을 통과시키며 분해되지 못한 플레이크를 걸러낸다.
4) 스크린을 통과하지 못한 플레이크를 건조하여 무게를 측정한다.
5) 4)번의 결과 값과 테스트 이전 시편의 무게를 측정하여 미해리 플레이크의 양이 15 중량% 미만인 경우 국제표준 UL2485에서 합격으로 한다.
2. 수분흡수성
TAPPI T 441 (Water Cobb Size Test)에 따라 수분 흡수 정도, 즉, 방수성을 평가하였다.
1) 원형 틀에 맞게 시편을 제단하고 수분 흡수 하기 전의 시편의 무게를 측정한다.
2) 원형 틀에 물을 담는다.
3) 무게를 측정한 시편을 필름 면이 물과 닿을 수 있는 방향으로 얹은 뒤 덮개를 위에 올린 뒤 고정한다.
4) 덮개로 고정된 원형 틀을 시편의 필름 면과 물이 접촉할 수 있게 뒤집어 높는다.
5) 일정시간 물에 노출시킨 뒤 다시 뒤집어 물과 접촉을 제거한다.
6) 덮개를 제거하고 시편은 회수하여 스퀴즈 롤러로 1~2번 정도 눌러준 뒤 과도한 수분을 제거한다.
7) 일정 수분을 제거한 시편의 무게를 측정하여 테스트 이전의 시편의 무게를 차감하여 수분의 양을 측정한다.
3. 기름저항성
TAPPI T 441 (KIT TEST)에 따라 기름저항성을 평가하였다.
1부터 12까지 일련의 번호가 매겨진 시약을 검체표면에 얹어놓고 표면에 이염의 유무로 테스트를 기록한다. 이염이 되지 않은 가장 높은 번호로 결과를 도출한다. 시약 번호가 높을수록 방유성이 높은 것으로 본다.
4. 항바이러스성
KS M ISO 22196에 따라 평가하였다.
[실시예 1 내지 3]
폴리에틸렌계 수지로서 용융지수(190℃, 2.16 Kg) 7.7 g/10 min, 밀도 0.919 g/cm3의 저밀도폴리에틸렌 수지(한화케미칼, HANWHA LDPE 955), 알킬비닐실리콘계 수지로서 메틸비닐실리콘계 수지(KCC사, SF3902M), 나노탄산칼슘으로 입자사이즈가 50 nm인 탄산칼슘 분말(Ningyang Globalbas Co.Ltd., 평균입경 50 nm), 항바이러스 마스터배치(도일에코텍사, Anti-bac, 폴리에틸렌수지 95 중량%, 히노티키올의 유기항균제와 Si, Fe, Al, Mg의 무기 이온항균제가 다공성 담체 Pumice에 담지된 항균입자 5 중량%)을 준비하였다.
상기 성분들을 하기 표 1과 같은 함량(중량%)으로 배합하여 헨셀믹서에 투입하여 혼합한 뒤, 스크류 직경이 90 mm의 이축압출기에 호퍼를 사용하여 투입하고 230℃에서 압출하여 코팅층용 펠렛을 제조하였다. 제조된 펠렛은 압출코팅기를 사용하여 300 ℃의 압출온도 조건에서 평량 300 g/㎡의 종이의 단면에 압출코팅하여 평량 20 g/㎡인 항균방수 코팅층을 형성하였다. 이때 종이에 코팅된 코팅층의 두께는 20 ㎛이었다.
상기와 같이 항균방수 코팅층이 형성된 항균방수 코팅 종이를 이용하여 물성을 평가하였다.
[비교예 1]
상기 실시예 1에서 나노탄산칼슘 대신 입자사이즈가 평균입경 2㎛인 탄산칼슘 분말을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제조하였다.
[비교예 2]
상기 실시예 1에서 알킬비닐실리콘계 수지를 사용하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제조하였다.
[비교예 3]
상기 실시예 1에서 항바이러스 마스터배치를 사용하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제조하였다.
| 실시예1 | 실시예2 | 실시예3 | 비교예1 | 비교예2 | 비교예3 | |
| 폴리에틸렌계수지 | 67 | 50 | 80 | 67 | 68 | 69 |
| 알킬비닐실리콘계수지 | 1 | 2 | 1 | 1 | - | 1 |
| 탄산칼슘 (평균입경 50 nm) |
30 | 45 | 17 | - | 30 | 30 |
| 탄산칼슘 (평균입경 2 ㎛) |
- | - | - | 30 | - | - |
| 항바이러스 마스터배치 | 2 | 3 | 2 | 2 | 2 | - |
| 합계(중량%) | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| 수해리성 (%) |
12.1 | 10.2 | 13.9 | 19.5 | 17.3 | 14.9 |
| 기름저항성 (Index) |
12 | 12 | 12 | 12 | 11 | 12 |
| 수분흡수성 (g/㎡*15min) |
0.45 | 0.46 | 0.43 | 0.7 | 0.6 | 0.65 |
| 항바이러스성 (%) | 99.99 | 99.99 | 99.99 | 99.99 | 99.99 | 0 |
상기 표 1에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예들은 우수한 수해리성, 방수성, 기름저항성(방유성), 항바이러스성 및 재활용성을 나타내었다.
비교예 1의 경우는 나노사이즈가 아닌 일반 사이즈의 탄산칼슘을 사용함에 따라 수해리성이 저하되는 것을 확인하였다.
비교예 2의 경우는 알킬비닐실리콘계 수지를 사용하지 않은 경우로, 방유성이 저하되고, 수해리성이 저하됨을 확인하였다.
비교예 3의 경우는 항바이러스 마스터배치를 포함하지 않는 경우로, 항바이러스 성능을 나타내지 않았으며, 수해리성 역시 저하되는 효과를 나타내었다.
이상과 같이 본 발명에서는 특정된 사항들과 한정된 실시예에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
Claims (11)
- 종이의 일면 또는 양면에 코팅하는 코팅층용 종이코팅 조성물로서,
상기 조성물은 폴리에틸렌계 수지, 알킬비닐실리콘계 수지, 나노탄산칼슘 및 항바이러스 마스터배치를 포함하며,
상기 알킬비닐실리콘계 수지는 하기 화학식 1로 표시되는 것인 종이코팅 조성물.
[화학식 1]
상기 화학식1에서 R1 및 R2는 비닐기(-CH=CH2)이고, 상기 x 및 y는 각각 1 내지 500,000에서 선택되는 정수이다. - 제 1항에 있어서,
상기 폴리에틸렌계 수지는 저밀도폴리에틸렌, 선형저밀도폴리에틸렌, 메탈로센-선형저밀도폴리에틸렌, 중밀도폴리에틸렌 및 고밀도폴리에틸렌에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 종이코팅 조성물. - 삭제
- 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 나노탄산칼슘은 입자의 사이즈가 10 내지 900 nm인 것인 종이코팅 조성물. - 제 1항에 있어서,
상기 종이코팅 조성물은 폴리에틸렌계 수지 30 내지 80 중량%, 알킬비닐실리콘계 수지 0.1 내지 5 중량%, 나노탄산칼슘 10 내지 60 중량% 및 항바이러스 마스터배치 0.5 내지 5 중량%를 포함하는 것인 종이코팅 조성물. - 제 1항에 있어서,
상기 항바이러스 마스터배치는 유기항균제 및 무기항균제를 다공성 담체에 담지한 항균입자를 바인더 수지에 분산시킨 것인 종이코팅 조성물. - 제 7항에 있어서,
상기 항바이러스 마스터배치는 바인더수지 60 내지 95 중량%와 항균입자 5 내지 40 중량%를 포함하며,
상기 항균입자는 다공성 담체 100 중량부에 대하여, 유기항균제 0.1 내지 10 중량부, 무기항균제 0.1 내지 5 중량부를 포함하는 것인 종이코팅 조성물. - 제 1항, 제 2항, 제 5항 내지 제 8항에서 선택되는 어느 한 항의 종이코팅 조성물이 코팅된 항균방수 코팅층을 갖는 항균방수 코팅 종이.
- 제 9항에 있어서,
상기 항균방수 코팅층은 평량 5 내지 500 g/㎡으로 형성된 것인 항균방수 코팅 종이. - 제 1항, 제 2항, 제 5항 내지 제 8항에서 선택되는 어느 한 항의 종이코팅 조성물을 종이의 일면 또는 양면에 압출코팅하여 항균방수 코팅층을 형성하는 단계를 포함하는 항균방수 코팅된 종이의 제조방법.
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2022
- 2022-10-17 KR KR1020220132875A patent/KR102526639B1/ko active IP Right Grant
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