KR102547726B1 - 열접착층이 포함된 친환경 종이포장재 - Google Patents

열접착층이 포함된 친환경 종이포장재 Download PDF

Info

Publication number
KR102547726B1
KR102547726B1 KR1020210049587A KR20210049587A KR102547726B1 KR 102547726 B1 KR102547726 B1 KR 102547726B1 KR 1020210049587 A KR1020210049587 A KR 1020210049587A KR 20210049587 A KR20210049587 A KR 20210049587A KR 102547726 B1 KR102547726 B1 KR 102547726B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
thermal bonding
bonding layer
fiber cutting
paper
eco
Prior art date
Application number
KR1020210049587A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20220143275A (ko
Inventor
유하경
우정희
Original Assignee
소프트팩(주)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 소프트팩(주) filed Critical 소프트팩(주)
Priority to KR1020210049587A priority Critical patent/KR102547726B1/ko
Publication of KR20220143275A publication Critical patent/KR20220143275A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102547726B1 publication Critical patent/KR102547726B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D65/00—Wrappers or flexible covers; Packaging materials of special type or form
    • B65D65/38—Packaging materials of special type or form
    • B65D65/46—Applications of disintegrable, dissolvable or edible materials
    • B65D65/466—Bio- or photodegradable packaging materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/06—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B27/10—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of paper or cardboard
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00—Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/04—Interconnection of layers
    • B32B7/12—Interconnection of layers using interposed adhesives or interposed materials with bonding properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D65/00—Wrappers or flexible covers; Packaging materials of special type or form
    • B65D65/02—Wrappers or flexible covers
    • B65D65/22—Details
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70—Other properties
    • B32B2307/716—Degradable
    • B32B2307/7163—Biodegradable
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02W90/10—Bio-packaging, e.g. packing containers made from renewable resources or bio-plastics

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Wrappers (AREA)

Abstract

종이기재와 생분해성 필름이 충분하게 접착되도록 하는 접착력을 확보하고, 재활용을 위하여 생분해성 필름을 종이기재로부터 쉽게 분리할 수 있는 열접착층이 포함된 친환경 종이포장재를 제시한다. 그 포장재는 섬유절단부를 포함하는 종이기재와, 섬유절단부를 포함하는 종이기재 상에 형성되며 열에 의해 접착성을 부여하는 열접착층 및 열접착층에 의해 종이기재에 접착되는 생분해성 필름을 포함하고, 섬유절단부는 종이기재를 구성하는 섬유를 절단하고 열접착층은 섬유절단부로 침투하여 종이기재와 결합된다.

Description

열접착층이 포함된 친환경 종이포장재{Eco-friendly packing member having heat sealing layer}
본 발명은 친환경 종이포장재에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열접착층의 결합력을 충분하게 확보하여 생분해성 필름과 종이포장재와의 접착이 제대로 이루어지고, 또한 쉽게 재활용할 수 있는 친환경 종이포장재에 관한 것이다.
종이포장재는 식품, 음료수, 기타 물질을 포장하는 포장재로 사용된다. 일반적으로, 종이포장재는 수분투과도가 극히 낮고 가격이 저렴한 폴리올레핀 수지를 종이에 적층되거나 코팅된 방수종이가 널리 사용된다. 그런데, 방수종이는 펄프로써 회수가 어려워 재활용이 불가능하며, 전량 소각 또는 매립되고 있는 실정이어서 심각한 환경문제를 유발한다. 이에 따라, 자연계에서 생분해되는 소재를 활용한 친환경 종이포장재가 요구된다. 국내등록특허 제10-1877703호, 국내공개특허 제2019-0094848호 등에서 생분해되는 소재인 폴리락트산(PolyLactic Acid, PLA), 전분 등이 이용된 포장재가 제시되어 있다. 특히, 폴리락트산은 생분해되고 수분저항성이 우수하며, 대량생산이 가능하고 저렴하여 포장재로 활용된다. 최근, 친환경소재인 종이와 생분해성 필름을 적층하여, 종이포장재를 재활용할 수 있는 가능성이 존재한다.
최근, 종이기재와 생분해성 필름을 열접착하는 친환경 종이포장재가 관심을 받고 있다. 그런데, 생분해성 필름은 접착력이 충분하지 않아서, 열접착층으로 열접착을 한다고 해도 종종 분리가 일어난다. 다시 말해, 종래의 열접착층은 종이기재와 생분해성 필름의 접착력을 충분하게 확보하기 어렵다. 또한, 열접착층의 접착력을 높이는 데에는 한계가 있어서, 상기 접착력을 높이면 상기 생분해성 필름을 종이기재로부터 분리하기가 어려워 재활용에 어려운 점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 종이기재와 생분해성 필름이 충분하게 접착되도록 하는 접착력을 확보하고, 재활용을 위하여 생분해성 필름을 종이기재로부터 쉽게 분리할 수 있는 열접착층이 포함된 친환경 종이포장재를 제공하는 데 있다.
본 발명의 과제를 해결하기 위한 열접착층이 포함된 친환경 종이포장재는 섬유절단부를 포함하는 종이기재와, 상기 섬유절단부를 포함하는 상기 종이기재 상에 형성되며, 열에 의해 접착성을 부여하는 열접착층 및 상기 열접착층에 의해 상기 종이기재에 접착되는 생분해성 필름을 포함한다. 이때, 상기 섬유절단부는 상기 종이기재를 구성하는 섬유를 절단하고, 상기 열접착층은 상기 섬유절단부로 침투하여 상기 종이기재와 결합된다.
본 발명의 포장재에 있어서, 상기 섬유절단부는 트렌치 형태, 홈 형태 또는 그들이 혼합된 형태일 수 있다. 상기 섬유절단부는 레이저 스크라이빙 또는 마이크로 니들 방식 중의 어느 하나로 형성될 수 있다. 상기 섬유절단부는 중첩되지 않고 독립적으로 존재한다. 상기 섬유절단부의 간격은 상기 열접착층의 접착력과 상기 섬유절단부에 의한 앵커 효과를 고려하여 결정될 수 있다. 상기 열접착층은 상기 종이기재 상에 패턴 형태로 존재하는 열접착 패턴일 수 있다. 상기 섬유절단부는 상기 열접착 패턴에 마련될 수 있다. 상기 섬유절단부의 간격은 상기 열접착 패턴의 접착력과 상기 섬유절단부에 의한 앵커 효과를 고려하여 결정될 수 있다.
본 발명의 바람직한 포장재에 있어서, 상기 종이기재에서 상기 섬유절단부 이외의 영역에는 상기 종이표면에 소수성을 부여하는 소수성 조절층을 포함할 수 있다. 상기 열접착층은 단백질, 탄수화물 및 로진을 포함할 수 있다. 상기 로진은 에스테르화 반응에 의해 생성된 로진 에스테르일 수 있다.
본 발명의 열접착층이 포함된 친환경 종이포장재에 의하면, 섬유절단부 및 로진을 활용함으로써, 종이기재와 생분해성 필름이 충분하게 접착되도록 하는 접착력을 확보하고, 재활용을 위하여 생분해성 필름을 종이기재로부터 쉽게 분리할 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 종이포장재를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 도 1의 종이기재 사례를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 1의 섬유절단부의 배열을 나타내는 도면들이다.
도 4는 도 1의 종이기재 다른 사례를 설명하기 위한 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다음에서 설명되는 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. 도면에서는 설명의 편의를 위하여 과장되게 표현하였다. 한편, 도면들에 있어서, 막(층, 패턴) 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장될 수 있다. 또한, 막(층, 패턴)이 다른 막(층, 패턴)의 상, 상부, 하부, 일면에 있다고 언급되는 경우에, 그것은 다른 막(층, 패턴)에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 다른 막(층, 패턴)이 개재될 수도 있다.
본 발명의 실시예는 섬유절단부 및 로진을 활용함으로써, 종이기재와 생분해성 필름이 충분하게 접착되도록 하는 접착력을 확보하고, 재활용을 위하여 생분해성 필름을 종이기재로부터 쉽게 분리할 수 있는 친환경 종이포장재를 제시한다. 이를 위해, 섬유절단부 및 로진이 함유된 종이포장재의 구조에 대하여 구체적으로 알아보고, 상기 구조에 따른 물성을 상세하게 설명하기로 한다. 본 발명의 실시예에 의한 종이포장재는 식품, 음료수, 기타 물질을 포장하는 포장재로 활용되고 있으며, 생분해가 일어나므로 친환경적이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 종이포장재(100)를 설명하기 위한 단면도이다. 다만, 엄밀한 의미의 도면을 표현한 것이 아니며, 설명의 편의를 위하여 도면에 나타나지 않은 구성요소가 있을 수 있다.
도 1에 의하면, 종이포장재(100)는 종이기재(10), 섬유절단부(11), 소수성 조절층(20), 열접착층(30) 및 생분해성 필름(40)을 포함한다. 이때, 소수성 조절층(20)은 열접착층(30)의 접착력을 고려하여 선택적으로 적용할 수 있다. 예를 들어, 섬유절단부(11)에 의한 열접착층(30)의 접착력, 열접착층(30)의 분율에 의한 분리 용이성 등을 고려할 때, 소수성 조절층(20)을 굳이 구비하지 않을 수 있다. 열접착층(30) 및 생분해성 필름(40)의 조합은 하나일 수도 있으며, 복수의 조합일 수 있다.
종이기재(10)는 나무 펄프 또는 섬유질 물질로부터 만드는 얇은 시트 모양의 물질로써, 장섬유(long filament) 및 단섬유(short filament) 재질의 종이가 있다. 상기 장섬유 재질의 종이는 대부분 순수 나무로만 제조되는 종이로서, 식물 등에서 추출해낸 섬유질의 길이가 유지되어 외부 변형에 대해 강성을 갖게 되므로 찢어짐이나 터짐 현상이 방지되거나 경감되므로, 포장재로 바람직하다. 종이기재(10)는 이에 제한되지 않으나, 화학펄프의 일종인 미표백 크라프트 펄프를 주원료로 하는 크라프트지일 수 있다. 상기 크라프트지는 인장강도, 인열강도, 신장도 등이 우수하여 종이포장재(100)가 쉽게 파손되지 않는다.
섬유절단부(11)는 종이기재(10)를 구성하는 섬유(filament)가 절단된 부분이다. 섬유절단부(11)는 종이기재(10)의 섬유를 절단하여, 열접착층(30)이 섬유절단부(11)로 침투하여 접착력을 높인다. 열접착층(30)이 섬유절단부(11)로 침투하면, 앵커 효과(anker effect)에 의해 열접착층(30)과 종이기재(10)의 결합력이 증대된다. 섬유절단부(11)는 트렌치(trench), 홈(groove) 또는 그들의 조합으로 이루어수 있다. 이에 대해서는, 이하에서 상세하게 설명하기로 한다. 섬유절단부(11)에 의해 종이기재(10)의 섬유가 절단되면, 절단된 부위의 소수성 조절층(20)도 함께 절단될 수 있다.
소수성 조절층(20)은 종이기재(10)의 표면에 소수성을 부여하여, 재활용할 때 종이의 분리가 쉽게 되도록 한다. 종이기재(10)는 재활용하는 과정에서 열접착층(30)으로 인하여 분리가 쉽지 않다. 종이포장재(100)에서 종이기재(10)를 분리하고, 세척 등의 과정을 거친 다음, 소수성 조절층(20)을 제거하면, 종이기재(10)를 쉽게 분리된다. 즉, 소수성 조절층(20)을 제거하면, 종이기재(10)와 나머지 부분(A)로 분리되어 종이기재(10)의 재활용이 용이하게 이루어진다. 본 발명의 실시예는 종이기재(10)는 재활용하고, 나머지 부분(A)은 생분해를 유도하는 방안으로 제시된다. 도면에서는 소수성 조절층(20)이 종이기재(10)의 일면에 형성된 것을 제시하였으나, 경우에 따라 종이기재(10)의 양면에 형성될 수도 있다. 이때, 나머지 부분(A)은 복수의 층으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시예에 의한 소수성 조절층(20)은 수분 또는 알칼리에 의해 용해되는 특성을 가진다. 상기 수분에 의해 용해되는 소수성 조절층(20)은 지방산 에스테르를 활용한 것이 바람직하다. 상기 지방산 에스테르는 지방산과 알코올의 조합으로부터 생성된 에스테르의 한 유형이다. 알코올 성분이 글리세롤일 때, 생성된 지방산 에스테르는 모노글리세리드, 디글리세리드 또는 트리글리세리드일 수 있다. 상기 지방산 에스테르는 폴리글리세린 모노스테아레이트, 솔비탄 모노라울레이트, 솔비탄 모노스테아레이트, 솔비탄모노레이트, 글리세롤 모노스테아레이트 등이 있다. 상기 지방산 에스테르는 수용성이므로, 수분에 의해 쉽게 제거되어 재활용이 간편하고 소요비용이 절감된다.
상기 지방산 에스테르는 가스 그라프팅(gas grafting)에 의해 종이기재(10)의 표면에 형성할 수 있다. 상기 가스 그라프팅은 고온으로 압착할 때 고압을 이용하며, 종이기재(10)의 주성분인 셀룰로오스의 소수성을 향상시킨다. 구체적으로, 수산기를 포함한 친수성 표면에 가스 상태의 식물성 지방산인 염화지방산을 반응시켜 지방산 에스테르를 형성하면, 종이기재(10)의 표면이 소수화된다. 상기 가스 그라프팅은 롤(roll)에 감겨진 펄프 시트의 표면을 대량으로 소수화할 수 있고, 상기 지방산 에스테르는 수용성으로 쉽게 제거되어 재활용이 간편하고 소요비용이 절감된다. 상기 가스 그라프팅은 본 발명의 목적인 종이기재(10)의 재활용에 부합하는 방식이다.
상기 알칼리에 의해 용해되는 소수성 조절층(20)은 알칼리에 용해되는 라텍스가 바람직하다. 상기 알칼리에 용해되는 라텍스는 일반적으로 모노에틸렌이 불포화된 카르복실산과, 모노에틸렌이 불포화된 카르복실산 및 소수성 부분과 알콕시화된 부분을 가지는 거대 단량체를 포함한다. 상기 거대단량체는 모노하이드릭(monohydric) 계면활성제와 모노에틸렌 불포화 모노이소시아네이트의 우레탄 반응 생성물인 우레탄 단량체가 많이 사용된다. 상기 모노하이드릭 계면활성제는 에틸록시 또는 프로필록시 지방족 알코올이나 알킬 페놀을 포함한다. 상기 알칼리 해리성의 소수성 조절층(20)은 알칼리에 의해 쉽게 용해되므로, 소수성 조절층(20)을 제거하면, 종이기재(10)와 나머지 부분(A)로 분리되어 종이기재(10)의 재활용이 쉽게 이루어진다.
열접착층(30)은 생분해성 필름(40)에 열접착 특성 및 배리어 특성을 부여한다. 왜냐하면, 생분해성 필름(40)은 기계적 특성, 배리어성이 좋지 않을 뿐 아니라, 특히 열접착성이 약하다는 단점이 있다. 열접착층(30)은 생분해성 필름(40)에 예컨대, 아크릴계, 우레탄계, 에폭시계, 실리콘계 또는 폴리비닐아세테이트계 물질 중에서 선택된 어느 하나 또는 그들의 혼합물로 구성된 코팅층으로 이루어진다. 열접착층(30)은 열접착강도가 100gf/inch 이상이고, 투습도가 200g/(㎡ㅇdayㅇatm) 이하의 배리어성을 나타낸다. 열접착강도가 100gf/inch 미만이고, 투습도가 200g/(㎡ㅇdayㅇatm)을 초과하면, 제품 포장 후 제품 외부와의 산소 및 수분을 효과적으로 차단하지 못한다. 한편, 열접착층(30)은 생분해성 필름(40)이 열접착 특성을 가지지 못하는 경우에 선택적으로 적용된다.
한편, 열접착층(30)에는 생분해성 및 배리어성을 높이기 위하여, 주성분으로 천연물을 포함할 수 있고, 상기 천연물은 단백질, 탄수화물이 혼합된 단백질 등이 있다. 상기 단백질은 천연물에서 유래되고, 유청 단백질, 농축 유청 단백질, 대두단백질(soy protein isolate, SPI), 쌀단백질(rice protein isolate, RPI), 오트단백질(oat protein isolate, OPI), 완두단백질(pea protein isolate, PPI), 카제인(casein), 카제인나트륨(Sodium caseinate), 옥수수단백질(corn zein), 젤라틴(gelatin), 밀 단백질(Gluten) 또는 그들의 조합일 수 있다. 상기 단백질은 상기 차단층 내에서 3차원의 망상구조(network structure)를 형성하여, 높은 수준의 산소 차단성, 수분 차단성 및 투명성을 제공할 수 있다.
상기 탄수화물은 단당류, 이당류 및 다당류 중에서 선택된 1종 이상의 화합물을 포함한다. 상기 탄수화물은 다당류를 포함할 수 있고, 예를 들어 풀루란(pullulan), 카라기난(carrageenan), 키토산(chitosan), 전분(starch), 우무(agar), 펙틴(pectin) 또는 그들의 조합을 더 포함할 수 있다. 상기 단백질에 탄수화물이 혼합되면, 상기 탄수화물이 열접착층(30) 내에 형성된 단백질의 3차원의 망상구조를 구조적으로 지지한다. 상기 탄수화물은 열접착층(30)의 산소 차단성, 수분 차단성 및 투명성이 보다 개선시킨다.
본 발명의 실시예의 열접착층(30)은 로진(rosin)을 포함할 수 있다. 상기 로진은 침엽수 및 소나무에서 얻어지는 것으로, 액상 수지를 가열해서 휘발성 액체인 테르펜을 증발시켜 얻은 고체 수지를 말한다. 상온에서 로진이 부서질 수 있으나 가열하면 로진은 용해된다. 로진은 아비에트산을 비롯한 수지산으로 구성된다. 상기 수지산에는 아비에트산 이외에 이중결합 2개의 위치가 서로 다른 네오아비에트산, 팔루스트르산, 레보피마르산 등이 있다. 상기 로진은 점막에 다수의 기공이 형성되어서 배리어층의 다른 성분을 담지하여, 앵커 효과에 의해 열접착층(30)의 강성을 높인다. 상기 접착성뿐 아니라 송진이 가지고 있는 피톤치드를 함유하고 있어서 항균작용, 냄새제거 등의 특성을 가진다.
상기 로진은 천연접착제로서 적용할 수 있다. 종래의 접착제는 인체에 유해한 휘발성유기화합물인 포름알데히드의 발산을 유발한다. 상기 로진을 천연접착제로 사용하면, 인체에 유해한 포름알데히드가 발생하지 않아서 친환경적이다. 천연접착제로서의 로진은 예컨대 에스테르화 반응을 통하여 얻어진 로진에스테르가 적용된다. 로진 접착제는 열접착층(30)을 구성하는 단백질, 탄수화물 등을 결합시켜 열접착층(30)의 지지력을 높인다.
생분해성 필름(40)은 생분해성 고분자를 포함하여 이루어진 필름이다. 상기 생분해성 고분자는 폴리락트산(PLA), 폴리부틸렌아디페이트테레프탈레이트(Poly(Butylene Adipate-co-Terephthalate), PBAT), 폴리부틸렌숙시네이트(Poly(Butylene Succinate), PBS), 폴리카프로락톤(PolyCaproLactone, PCL), 폴리포스페이트에스터(Polyphosphate ester) 등이 알려져 있다. 생분해성 필름(40)은 상기 생분해성 고분자에 전분, 석고, 셀룰로오스 아세테이트 등과 같은 기능성 물질을 혼합하여, 생분해성 필름(14)의 분해능력, 난연성, 지지력 등과 같은 물성을 조절할 수 있다.
도 2는 도 1의 종이기재(10) 사례를 설명하기 위한 도면이다. 이때, 종이포장재(100)는 도 1을 참조하기로 한다. 설명의 편의를 위하여, 종이기재(10) 내부의 섬유(F)를 개략적으로 표현하였다.
도 2에 의하면, 종이기재(10)에는 섬유절단부(11)를 포함한다. 섬유절단부(11)는 홈 형태의 제1 섬유절단부(11a) 및 트렌치 형태의 제2 섬유절단부(11b) 또는 그들의 혼합일 수 있다. 제1 섬유절단부(11a)는 규칙적으로 배치되거나 불규칙하게 배치될 수 있다. 제2 섬유절단부(11b)는 가로 또는 세로 중의 어느 하나의 방향 또는 그들이 혼합된 방향으로 배치될 수 있고, 상기 방향은 종이기재(10)의 모서리에 대하여 소정의 각도를 이룰 수 있다. 규칙적으로 배열하는 것은 제1 및 제2 섬유절단부(11a, 11b)가 열 또는 행을 이루는 것 등을 말한다.
섬유절단부(11)는 다양한 방식으로 제작할 수 있으며, 바람직하게는 레이저 스크라이빙(laser scribing) 또는 마이크로니들(micro needle) 방식을 활용하여 제작할 수 있다. 상기 레이저 스크라이빙 방식은 레이저를 종이기재(10)에 조사하고 냉각가스 등으로 종이기재(10)를 냉각하여 열응력을 발생시킴으로써, 종이기재(10)의 섬유(F)를 절단한다. 상기 레이저 스크라이빙 방식으로 섬유(F)를 절단하기 위하여, 레이저 파워, 레이저빔의 초점거리는 적절하게 조절된다. 상기 마이크로니들 방식은 원통형으로서 복수개의 마이크로니들이 형성된 롤러를 적용하는 것이 바람직하다. 상기 롤러를 회전시키면, 마이크로니들이 종이기재(10)를 파고들어 섬유(F)를 절단한다.
섬유절단부(11)에 의해 종이기재(10)의 섬유(F)가 절단되면, 열접착층(30)이 섬유절단부(11)로 침투하여 접착력을 높인다. 이때, 열접착층(30)이 섬유절단부(11)로 침투하면, 열접착층(30)과 종이기재(10)는 앵커 효과(anker effect)에 의해 결합력이 증대된다. 섬유절단부(11)에 의해 종이기재(10)의 섬유가 절단되면, 절단된 부위의 소수성 조절층(20)도 함께 절단될 수 있다. 소수성 조절층(20)이 절단된 부분은 전체 소수성 조절층(20)의 일부에 해당하므로, 추후에 소수성 조절층(20)은 수분 또는 알칼리에 용해되어 종이기재(10)를 분리하는 데에 어려움이 없다.
종이포장재(100)가 포장재로 사용되는 상황에서는 섬유절단부(11)의 앵커 효과에 의해 단단한 결합력을 유지하지만, 소수성 조절층(20)을 수분 또는 알칼리로 용해시키면 종이기재(10) 및 나머지 부분(A)으로 쉽게 분리된다. 소수성 조절층(20)이 제거된 종이기재(10)를 이용하여 펄프를 만든다. 상기 펄프를 만드는 과정은 이미 잘 알려져 있으므로, 공지의 방법으로 펄프를 제작할 수 있다. 나머지 부분(A)은 자연계에서 생분해되므로, 종이포장재(100)의 친환경 특성을 유지할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 섬유절단부(11)의 배열을 나타내는 도면들이다. 이때, 섬유절단부(11)에 대해서는 도 2를 참조하기로 한다.
도 3에 의하면, 섬유절단부(11)의 배열은 홈 형태의 제1 섬유절단부(11a)로 이루어진 제1 절단부(11, 3a), 트렌치 형태의 제2 섬유절단부(11b)로 이루어진 제2 절단부(11,3b) 및 제2 섬유절단부(11b)과 교차되어 중첩부(a)를 이루는 제3 절단부(11, 3c)가 존재한다. 제1 절단부(3a)의 제1 섬유절단부(11a)는 서로 중첩되지 않고 독립적으로 존재하며, x방향으로는 제1 간격(D1), y방향으로는 제2 간격(D2)을 가진다. 제2 절단부(3b)의 제2 섬유절단부(11b)는 서로 중첩되지 않고 독립적으로 존재하며, x방향으로는 연장되고 y방향으로는 제3 간격(D3)을 가진다. 제3 절단부(3c)의 제2 섬유절단부(11b)는 서로 교차되어 중첩부(a)가 존재하며, x방향으로는 제4 간격(D4), y방향으로는 제5 간격(D5)을 가진다.
제3 절단부(3c)의 중첩부(a)는 x방향으로 제2 섬유절단부(11b)를 형성하고, y축방향으로 제2 섬유절단부(11b)를 형성하는 과정에서 발생한다. 중첩부(a)는 2중으로 절단되어, 중첩부(a)는 종이기재(10)를 관통하여 관통홀(hole)이 형성될 수 있다. 중첩부(a)에 상기 관통홀(hole)이 만들어지면, 상기 관통홀(hole)에 열접착층(30)의 일부가 침투하여 외관이 훼손되고, 습기 등이 침투하는 통로가 될 수 있다. 다시 말해, 서로 교차되어 중첩부(a)가 존재하는 제3 절단부(3c)는 종이포장재(100)로 바람직하지 않다. 이에 따라, 본 발명의 실시예에 의한 종이포장재(100)는 제1 및 제2 섬유절단부(11a, 11b)가 중첩되지 않고 독립적으로 존재하는 제1 및 제2 절단부(3a, 3b)가 바람직하다.
한편, 제1 및 제2 절단부(3a, 3b) 각각의 제1 및 제2 섬유절단부(11a, 11b) 사이의 제1 내지 제3 간격(D1, D2, D3)은 열접착층(30)의 접착력에 영향을 준다. 제1 내지 제3 간격(D1, D2, D3)이 최소간격(Dmin)보다 작거나 최대간격(Dmax)보다 크면, 최소간격(Dmin) 이상이고 최대간격(Dmax) 이하인 경우보다 접착력이 크다. 최소간격(Dmin)보다 작으면 앵커 효과는 크지만 열접착층(30)이 차지하는 분율이 작아져서 접착력이 떨어지고, 최대간격(Dmax)보다 크면 열접착층(30)이 차지하는 분율을 크지만 앵커 효과가 작아져서 접착력이 떨어진다. 실질적으로, 나머지 부분(A)이 2층인 경우, 제1 내지 제3 간격(D1, D2, D3)이 10mm일 때의 인장강도(N/㎟)는 6.9367이었으나, 1mm일 때의 인장강도는 6.4993이었다. 즉, 제1 내지 제3 간격(D1, D2, D3)에 따라 접착력이 달라진다. 이와 같이, 제1 내지 제3 간격(D1, D2, D3)은 열접착층(30)이 차지하는 분율 및 앵커 효과를 고려하여 결정되며, 반복실험으로 얻어지는 것은 아니다.
도 4는 도 1의 종이기재 다른 사례를 설명하기 위한 도면이다. 이때, 상기 사례는 소수성 조절층(20)을 구비하지 않는 것을 제외하고 도 1에서 설명한 바와 같다.
도 4에 의하면, 열접착 패턴(30a)은 열접착층(30)이 종이기재(10) 상에 패턴 형태로 존재한다. 도면에서는 열접착 패턴(30a)이 모서리를 따라 존재하고, 내측에는 십자 형태로 존재하는 경우를 예시하였다. 이때, 섬유절단부(11)는 열접착 패턴(30a)이 있는 부분에 마련된다. 열접착 패턴(30a)은 종이기재(10)와 생분해성 필름(40) 사이에 열접착층(30)이 없는 부분(b)이 존재한다. 열접착층(30)이 없는 부분(b)은 접착이 이루어지지 않으므로, 종이기재(10)와 나머지 부분(A)이 쉽게 분리되어 종이기재(10)의 재활용을 용이하게 한다. 도면에서 제시한 열접착 패턴(30a)은 본 발명의 범주 내에서 다양하게 변형될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 섬유절단부(11a, 11b)의 간격은 도 3에서 설명한 바와 같이, 열접착 패턴(30a)이 차지하는 분율 및 앵커 효과를 고려하여 결정된다.
이상, 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
10; 종이기재 11; 섬유절단부
20; 소수성 조절층 30; 열접착층
30a; 열접착 패턴 40; 생분해성 필름
100; 종이포장재

Claims (11)

  1. 섬유절단부를 포함하는 종이기재;
    상기 섬유절단부를 포함하는 상기 종이기재 상에 형성되며, 열에 의해 접착성을 부여하는 열접착층; 및
    상기 열접착층에 의해 상기 종이기재에 접착되는 생분해성 필름을 포함하고,
    상기 섬유절단부는 상기 종이기재를 구성하는 섬유를 절단하고, 상기 열접착층은 상기 섬유절단부로 침투하여 상기 종이기재와 결합되고,
    상기 종이기재에서 상기 섬유절단부 이외의 영역에는 상기 종이기재 표면에 소수성을 부여하는 소수성 조절층을 포함하는 것을 특징으로 하는 열접착층이 포함된 친환경 종이포장재.
  2. 제1항에 있어서, 상기 섬유절단부는 트렌치 형태, 홈 형태 또는 그들이 혼합된 형태를 가지는 것을 특징으로 하는 열접착층이 포함된 친환경 종이포장재.
  3. 제1항에 있어서, 상기 섬유절단부는 레이저 스크라이빙 또는 마이크로 니들 방식 중의 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 열접착층이 포함된 친환경 종이포장재.
  4. 제1항에 있어서, 상기 섬유절단부는 중첩되지 않고 독립적으로 존재하는 것을 특징으로 하는 열접착층이 포함된 친환경 종이포장재.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서, 상기 열접착층은 상기 종이기재 상에 패턴 형태로 존재하는 열접착 패턴인 것을 특징으로 하는 열접착층이 포함된 친환경 종이포장재.
  7. 제6항에 있어서, 상기 섬유절단부는 상기 열접착 패턴에 마련되는 것을 특징으로 하는 열접착층이 포함된 친환경 종이포장재.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서, 상기 열접착층은 단백질, 탄수화물 및 로진을 포함하는 것을 특징으로 하는 열접착층이 포함된 친환경 종이포장재.
  11. 제10항에 있어서, 상기 로진은 에스테르화 반응에 의해 생성된 로진 에스테르인 것을 특징으로 하는 열접착층이 포함된 친환경 종이포장재.
KR1020210049587A 2021-04-16 2021-04-16 열접착층이 포함된 친환경 종이포장재 KR102547726B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210049587A KR102547726B1 (ko) 2021-04-16 2021-04-16 열접착층이 포함된 친환경 종이포장재

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210049587A KR102547726B1 (ko) 2021-04-16 2021-04-16 열접착층이 포함된 친환경 종이포장재

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220143275A KR20220143275A (ko) 2022-10-25
KR102547726B1 true KR102547726B1 (ko) 2023-06-26

Family

ID=83803636

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210049587A KR102547726B1 (ko) 2021-04-16 2021-04-16 열접착층이 포함된 친환경 종이포장재

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102547726B1 (ko)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013501835A (ja) * 2009-08-14 2013-01-17 ヘンケル・アクチェンゲゼルシャフト・ウント・コムパニー・コマンディットゲゼルシャフト・アウフ・アクチェン 湿潤接着性改良水性接着剤
JP6534961B2 (ja) * 2015-08-17 2019-06-26 住化加工紙株式会社 剥離紙の製造方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5326644A (en) * 1993-02-05 1994-07-05 Avery Dennison Corporation Repulpable pressure-sensitive adhesive compositions
JP4723508B2 (ja) * 2003-11-21 2011-07-13 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 構造的紙剥離ライナ、接着剤付き物品組み立て品およびその製造方法
KR101959632B1 (ko) * 2016-10-03 2019-03-18 김영수 탈부착 조절을 위한 미세돌기를 포함하는 디스플레이 장치 및 그 제조방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013501835A (ja) * 2009-08-14 2013-01-17 ヘンケル・アクチェンゲゼルシャフト・ウント・コムパニー・コマンディットゲゼルシャフト・アウフ・アクチェン 湿潤接着性改良水性接着剤
JP6534961B2 (ja) * 2015-08-17 2019-06-26 住化加工紙株式会社 剥離紙の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20220143275A (ko) 2022-10-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10906268B2 (en) Fiber sheets and structures comprising fiber sheets
US20220258932A1 (en) Lid
WO2009026256A4 (en) Composites for packaging articles and method of making same
KR102547726B1 (ko) 열접착층이 포함된 친환경 종이포장재
JP5993031B2 (ja) 水解紙の製造方法
JP2010046794A (ja) 有孔ラミネート
CN108025521A (zh) 包括折叠图案的含纤维纸张及生产该纸张的方法
JPH06500603A (ja) ポリヒドロキシ酸樹脂で結合されたセルロース系パルプ
KR102542929B1 (ko) 소수성 조절층이 포함된 친환경 종이포장재
JP5074462B2 (ja) 紙壁紙
KR102544912B1 (ko) 생분해성층이 합지된 친환경 포장재 및 그 제조방법
JPH0998671A (ja) 生分解性育苗ポット
EP3374173B1 (en) Laser induced structural modification of paperboards
JP4378218B2 (ja) 自動車用内装材
WO2022168923A1 (ja) ラベル付きパルプモールドおよび当該ラベル付きパルプモールドの製造方法
JP5421324B2 (ja) プリーツシート及びその製造方法
JP2000052306A (ja) 木製容器の製造方法
JP4763123B2 (ja) 育苗ポット
RU2777732C2 (ru) Способ получения волокнистого продукта и волокнистый продукт
US11584103B2 (en) Multi-layered product having an embossed interior layer and a method for making the product
RU2777732C9 (ru) Способ получения волокнистого продукта и волокнистый продукт
SE546049C2 (en) Foldable packaging insert comprising multiple cellulose-based substrates, and a packaging assembly comprising the packaging insert
SE546050C2 (en) Foldable packaging insert comprising multiple cellulose-based substrates, a method for producing the packaging insert, and a packaging assembly
JP2023074652A (ja) 衛生紙ロール包装体
JP2001341271A (ja) 紙製積層成型物及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant