KR102574787B1 - 허니컴 구조를 활용한 친환경 종이 포장 완충재 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 종이로 이루어지고, 복수 개의 허니컴 코어를 포함하는 허니컴 구조체 및 상기 허니컴 구조체 양면에 접착되는 골판지를 포함하는 완충재를 제공한다.

Description

허니컴 구조를 활용한 친환경 종이 포장 완충재{Eco-friendly paper packaging cushioning material using honeycomb structure}
본 발명은 허니컴 구조를 활용한 친환경 종이 포장 완충재에 관한 것이다.
유통기술의 발전에 따라 먼 거리까지 물품을 운반하거나 운송하는 택배산업등이 발전하였다. 최근 인터넷, 모바일, TV홈쇼핑을 통한 전자상거래가 활발해 지면서 다양한 물품에 대해 운반하거나 운송하는 운송산업은 더욱 증대되고 있다.
또한, 노트북 컴퓨터, 캠코더, 소형 음향기기, 디지털 카메라, PDA, 게임기, 전자사전, 휴대폰 및 감시카메라 등과 같은 전자제품은 내충격성이 취약하므로 이들 전자제품을 포장하기 위해서는 포장상자 내에 전달되는 충격을 완충시켜 주기 위한 완충재의 사용이 필수적이다.
포장용 완충재로 사용되는 대표적인 것으로는, 일명 스티로폼이라 불리우는 발포 폴리스티렌(EPS:Expended Poly Stylene)이 있다. 그러나, 캠코더, 소형 음향기기, 디지털 카메라, 감시카메라, 게임기, 휴대폰 등과 같이 제품이 비교적 소형이고, 본체 이외의 여러 부속품(케이블 등의 악세사리)을 포함하는 경우, 상기 발포 폴리스티렌 완충재는 불필요하게 포장 공간을 많이 차지함으로써 포장 부피를 증가시키는 요인이 되고 있다. 더욱이, 발포 폴리스티렌은 환경 오염 및 사용 후 처리가 어렵다는 이유로 최근 들어 그 사용이 줄어들고 있으며, 나라에 따라서는 발포 폴리스티렌의 사용을 엄격하게 규제하고 있는 경우도 있다.
그리고, 재활용이 불가능 함은 물론 그 분리작업이 번거로우며, 폐기할 때에는 공해유발과 함께 자연 생태계를 파괴하는 등 환경오염물질로 인식되어 각국으로 부터 생산 및 사용축소를 권고받고 있는 규제 대상물이며, 이들 완충재를 대신하여 환경친화성이 우수한 종이 골판지로 점차 대체되고 있는 실정이다.
특허문헌 1: 대한민국공개특허 10-2004-0098544
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 내구성이 우수하고 불연성을 나타내는 포장 완충재를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은
종이로 이루어지고, 복수 개의 허니컴 코어를 포함하는 허니컴 구조체 및
상기 허니컴 구조체 양면에 접착되는 골판지를 포함하는 완충재를 제공한다.
또한, 본 발명은
복수 개의 허니컴 코어를 포함하는 허니컴 구조체인 제1층;
복수 개의 허니컴 코어를 포함하는 허니컴 구조체인 제2층;
복수 개의 허니컴 코어를 포함하는 허니컴 구조체인 제3층; 및
상기 제1층 외면, 상기 제1층 및 제2층 사이, 상기 제2층 및 제3창 사이 및 제3층 외면에 형성되고 골판지로 이루어진 골판지층;을 포함하고,
상기 제1층 및 제3층은 펄프원료 88-92 중량부, 팽창흑연 4-8 중량부, 게르마늄 0.5-4 중량부 및 황토 0.5-4 중량부를 포함하는 원료 조성물을 사용하여 제조된 것이고,
상기 제1층 및 제3층은 제1 코팅층 및 발수코팅층의 이중층을 포함하고,
상기 제1 코팅층은 (A) 메틸메타크릴레이트 단량체 단위 30-40 중량%, 에틸메타크릴레이트 단량체 단위 30-40 중량%, 아크릴산 단량체 단위 10-20 중량% 및 3,4-에폭시시클로헥실메틸 메타크릴레이트 단량체 단위 10-20 중량%를 포함하는 아크릴계 공중합체 60-70 중량부, (B) 폴리올, 하이드록시기 및 음이온성기를 포함하는 친수성 화합물 및 이소시아네이트 화합물을 반응시켜 프리폴리머를 제조하고, 상기 프리폴리머에 염기성 화합물을 가하여 중화시킨 후, 사슬 연장제와 반응시켜 얻어지는 우레탄계 고분자 10-20 중량부, (C) 폴리디메틸실록산 3-7 중량부, (D) 과불소부틸에틸에테르(ethyl perfluorobutyl ether) 1-5 중량부, (E) 하이드로퀴놀 비스(2,6-디메틸페닐)포스페이트 0.5-4 중량부, (F) 테트라브로모비스페놀A 0.5-4 중량부, (G) 옥소린산 0.1-3 중량부, (H) 입자크기가 10-20 nm인 은 나노입자 0.1-3 중량부, (I) 입자크기가 40-50 nm인 산화아연 나노입자 0.1-3 중량부, (J) 3-머캅토프로필트리메톡시실란 0.1-3 중량부, (K) 티타니아 0.1-3 중량부 및 (L) 알루미나 0.1-3 중량부를 포함하는 제1 코팅층 형성용 조성물을 사용하여 형성된 것이고,
상기 발수코팅층은 아크릴 에멀젼 및 소듐실리케이트를 포함하는 아크릴계발수제 및 실리콘 오일, 유화제 및 물을 포함하는 실리콘계발수제를 1:1로 혼합한 발수코팅층 형성용 조성물을 사용하여 형성된 것이고,
상기 제2층은 실리콘 고무로 이루어지고,
상기 제2층의 허니컴 코어 내부는 폴리우레탄 폼(faom)으로 충진되고,
상기 제1층 및 제2층 사이와 상기 제2층 및 제3층 사이에 형성되는 골판지층은 제2 코팅층이 형성되고,
상기 제2 코팅층은 (a) 중량평균분자량이 30,000-60,000인 메타크릴산-2-에톡시에틸에스테르 및 n-부틸아크릴레이트의 블록공중합체 23-33 중량부, (b) 비관능성 아크릴 단량체, 하이드록시기를 포함하는 아크릴 단량체 및 에폭시기를 포함하는 아크릴 단량체를 포함하는 단량체화합물 34-44 중량부, (c) 중합개시제 0.1-1 중량부, (d) 아지리딘 가교제 1-5 중량부, (e) 실록산으로 표면개질된 나노 실리카졸 11-21 중량부, (f) 로진 에스테르계 점착부여제 4-8 중량부, (g) 폴리프로필렌글리콜 2-6 중량부, (h) 옥소린산(5-Ethyl-8-oxo-5,8-dihydro-1,3-dioxolo[4,5-g]quinoline-7-carboxylate; Oxolinic Acid) 1-5 중량부 및 (i) 항산화제 0.1-5 중량부를 포함하는 제2 코팅층 형성용 조성물로 형성된 것을 특징으로 하는 완충재를 제공한다.
또한, 상기 제1층 및 제3층은 두께가 6-7 cm이고,
상기 제2층은 두께가 1-2 cm이고,
상기 제1층 및 제3층의 허니컴 코어를 이루는 육각형상의 한 변의 길이는 10-12 mm이고,
상기 제2층의 허니컴 코어를 이루는 육각형상의 한 변의 길이는 16-18 mm인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 완충재는 내구성이 우수하고 불연성을 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 종이 완충재를 모식도로 나타낸 것이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 다양한 실시예를 보다 상세하게 설명한다. 본 명세서에 기재된 실시예는 다양하게 변형될 수 있다. 특정한 실시예가 도면에서 묘사되고 상세한 설명에서 자세하게 설명될 수 있다. 그러나 첨부된 도면에 개시된 특정한 실시 예는 다양한 실시예를 쉽게 이해하도록 하기 위한 것일 뿐이다. 따라서 첨부된 도면에 개시된 특정 실시예에 의해 기술적 사상이 제한되는 것은 아니며, 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 균등물 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
1차, 2차, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성요소들은 상술한 용어에 의해 한정되지는 않는다. 상술한 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 명세서에서, '포함한다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결되어' 있다거나 '접속되어' 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '직접 연결되어' 있다거나 '직접 접속되어' 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
그 밖에도, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그에 대한 상세한 설명은 축약하거나 생략한다.
본 발명은
종이로 이루어지고, 복수 개의 허니컴 코어를 포함하는 허니컴 구조체 및
상기 허니컴 구조체 양면에 접착되는 골판지를 포함하는 완충재를 제공한다.
이때, 도 1에 본 발명에 따른 완충재를 모식도로 나타내었으며, 이하, 본 발명에 따른 완충재에 대하여 상세히 설명한다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 완충재는 복수 개의 허니컴 코어를 포함하는 허니컴 구조체를 포함한다. 상기 허니컴 구조체는 종이 재질로 이루어진다.
상기 허니컴 구조체 양면에 종이로 이루어진 골판지가 형성된다. 허니컴 구조체 양면에 형성되는 골판지를 통해 완충재의 내구성과 완충성이 향상된다.
또한, 본 발명은
복수 개의 허니컴 코어를 포함하는 허니컴 구조체인 제1층;
복수 개의 허니컴 코어를 포함하는 허니컴 구조체인 제2층;
복수 개의 허니컴 코어를 포함하는 허니컴 구조체인 제3층; 및
상기 제1층 외면, 상기 제1층 및 제2층 사이, 상기 제2층 및 제3창 사이 및 제3층 외면에 형성되고 골판지로 이루어진 골판지층;을 포함하고,
상기 제1층 및 제3층은 펄프원료 88-92 중량부, 팽창흑연 4-8 중량부, 게르마늄 0.5-4 중량부 및 황토 0.5-4 중량부를 포함하는 원료 조성물을 사용하여 제조된 것이고,
상기 제1층 및 제3층은 제1 코팅층 및 발수코팅층의 이중층을 포함하고,
상기 제1 코팅층은 (A) 메틸메타크릴레이트 단량체 단위 30-40%, 에틸메타크릴레이트 단량체 단위 30-40 중량%, 아크릴산 단량체 단위 10-20 중량% 및 3,4-에폭시시클로헥실메틸 메타크릴레이트 단량체 단위 10-20 중량%를 포함하는 아크릴계 공중합체 60-70 중량부, (B) 폴리올, 하이드록시기 및 음이온성기를 포함하는 친수성 화합물 및 이소시아네이트 화합물을 반응시켜 프리폴리머를 제조하고, 상기 프리폴리머에 염기성 화합물을 가하여 중화시킨 후, 사슬 연장제와 반응시켜 얻어지는 우레탄계 고분자 10-20 중량부, (C) 폴리디메틸실록산 3-7 중량부, (D) 과불소부틸에틸에테르(ethyl perfluorobutyl ether) 1-5 중량부, (E) 하이드로퀴놀 비스(2,6-디메틸페닐)포스페이트 0.5-4 중량부, (F) 테트라브로모비스페놀A 0.5-4 중량부, (G) 옥소린산 0.1-3 중량부, (H) 입자크기가 10-20 nm인 은 나노입자 0.1-3 중량부, (I) 입자크기가 40-50 nm인 산화아연 나노입자 0.1-3 중량부, (J) 3-머캅토프로필트리메톡시실란 0.1-3 중량부, (K) 티타니아 0.1-3 중량부 및 (L) 알루미나 0.1-3 중량부를 포함하는 제1 코팅층 형성용 조성물을 사용하여 형성된 것이고,
상기 발수코팅층은 아크릴 에멀젼 및 소듐실리케이트를 포함하는 아크릴계발수제 및 실리콘 오일, 유화제 및 물을 포함하는 실리콘계발수제를 1:1로 혼합한 발수코팅층 형성용 조성물을 사용하여 형성된 것이고,
상기 제2층은 실리콘 고무로 이루어지고,
상기 제2층의 허니컴 코어 내부는 폴리우레탄 폼(faom)으로 충진되고,
상기 제1층 및 제2층 사이와 상기 제2층 및 제3층 사이에 형성되는 골판지층은 제2 코팅층이 형성되고,
상기 제2 코팅층은 (a) 중량평균분자량이 30,000-60,000인 메타크릴산-2-에톡시에틸에스테르 및 n-부틸아크릴레이트의 블록공중합체 23-33 중량부, (b) 비관능성 아크릴 단량체, 하이드록시기를 포함하는 아크릴 단량체 및 에폭시기를 포함하는 아크릴 단량체를 포함하는 단량체화합물 34-44 중량부, (c) 중합개시제 0.1-1 중량부, (d) 아지리딘 가교제 1-5 중량부, (e) 실록산으로 표면개질된 나노 실리카졸 11-21 중량부, (f) 로진 에스테르계 점착부여제 4-8 중량부, (g) 폴리프로필렌글리콜 2-6 중량부, (h) 옥소린산(5-Ethyl-8-oxo-5,8-dihydro-1,3-dioxolo[4,5-g]quinoline-7-carboxylate; Oxolinic Acid) 1-5 중량부 및 (i) 항산화제 0.1-5 중량부를 포함하는 제2 코팅층 형성용 조성물로 형성된 것을 특징으로 하는 종이 완충재를 제공한다.
이하, 본 발명에 따른 완충재에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 완충재는 복수 개의 허니컴 코어를 포함하는 허니컴 구조체인 제1층; 복수 개의 허니컴 코어를 포함하는 허니컴 구조체인 제2층; 및 복수 개의 허니컴 코어를 포함하는 허니컴 구조체인 제3층;을 포함한다.
상기 제1층 및 제3층은 펄프원료 88-92 중량부, 팽창흑연 4-8 중량부, 게르마늄 0.5-4 중량부 및 황토 0.5-4 중량부를 포함하는 원료 조성물을 사용하여 성형하여 제조된 것을 사용한다. 더욱 바람직하게는 상기 원료 조성물은 펄프원료 89-91 중량부, 팽창흑연 5-7 중량부, 게르마늄 1-3 중량부 및 황토 1-3 중량부를 포함하고, 펄프원료 90 중량부, 팽창흑연 6 중량부, 게르마늄 2 중량부 및 황토 2 중량부를 포함한다. 상기 펄프원료와 함께 사용되는 팽창흑연, 게르마늄 및 황토는 불연성 원료로 적용되어 종이 소재의 허니컴 구조체인 제1층 및 제3층에 불연성을 부여한다. 또한, 게르마늄 및 황토를 통해 항균 기능성을 부여할 수 있다. 이때, 상기 함량 범위를 벗어나는 경우 내구성이 저하되는 문제가 있다.
또한, 상기 제1층 및 제3층은 제1 코팅층 및 발수코팅층의 이중층을 포함한다. 상기 제1층 및 제3층은 각각 제1 코팅층이 형성되고, 이후 제1 코팅층 상에 발수코팅층이 형성되어 생성되는 이중층을 포함한다.
상기 제1 코팅층은 (A) 메틸메타크릴레이트 단량체 단위 30-40 중량%, 에틸메타크릴레이트 단량체 단위 30-40 중량%, 아크릴산 단량체 단위 10-20 중량% 및 3,4-에폭시시클로헥실메틸 메타크릴레이트 단량체 단위 10-20 중량%를 포함하는 아크릴계 공중합체 60-70 중량부, (B) 폴리올, 하이드록시기 및 음이온성기를 포함하는 친수성 화합물 및 이소시아네이트 화합물을 반응시켜 프리폴리머를 제조하고, 상기 프리폴리머에 염기성 화합물을 가하여 중화시킨 후, 사슬 연장제와 반응시켜 얻어지는 우레탄계 고분자 10-20 중량부, (C) 폴리디메틸실록산 3-7 중량부, (D) 과불소부틸에틸에테르(ethyl perfluorobutyl ether) 1-5 중량부, (E) 하이드로퀴놀 비스(2,6-디메틸페닐)포스페이트 0.5-4 중량부, (F) 테트라브로모비스페놀A 0.5-4 중량부, (G) 옥소린산 0.1-3 중량부, (H) 입자크기가 10-20 nm인 은 나노입자 0.1-3 중량부, (I) 입자크기가 40-50 nm인 산화아연 나노입자 0.1-3 중량부, (J) 3-머캅토프로필트리메톡시실란 0.1-3 중량부, (K) 티타니아 0.1-3 중량부 및 (L) 알루미나 0.1-3 중량부를 포함하는 제1 코팅층 형성용 조성물을 사용하여 형성된 것이 바람직하다.
상기 제1 코팅층 형성용 조성물은 (A) 메틸메타크릴레이트 단량체 단위 30-40 중량%, 에틸메타크릴레이트 단량체 단위 30-40 중량%, 아크릴산 단량체 단위 10-20 중량% 및 3,4-에폭시시클로헥실메틸 메타크릴레이트 단량체 단위 10-20 중량%를 포함하는 아크릴계 공중합체 60-70 중량부를 포함하는 것이 바람직하고, 64-66 중량부를 포함하는 것이 더욱 바람직하고, 65 중량부를 포함하는 것이 가장 바람직하다. 상기 아크릴계 공중합체로 메틸메타크릴레이트 단량체 단위 30-40 중량%, 에틸메타크릴레이트 단량체 단위 30-40 중량%, 아크릴산 단량체 단위 10-20 중량% 및 3,4-에폭시시클로헥실메틸 메타크릴레이트 단량체 단위 10-20 중량%를 포함하는 것을 적용하여 상기 제1층 및 제3층 표면에 내구성을 높여준다.
상기 제1 코팅층 형성용 조성물은 (B) 폴리올, 하이드록시기 및 음이온성기를 포함하는 친수성 화합물 및 이소시아네이트 화합물을 반응시켜 프리폴리머를 제조하고, 상기 프리폴리머에 염기성 화합물을 가하여 중화시킨 후, 사슬 연장제와 반응시켜 얻어지는 우레탄계 고분자 10-20 중량부를 포함하는 것이 바람직하고, 14-16 중량부를 포함하는 것이 더욱 바람직하고, 15 중량부를 포함하는 것이 가장 바람직하다.
상기 폴리올은 폴리에스테르 폴리올을 사용하는 것이 바람직하고, 상기 폴리에스테르 폴리올은 탄소수 2-8인 디올과 ε-카프로락톤을 축중합하여 얻어지며, 수평균분자량이 500 이상인 폴리카프로락톤 폴리올 및 탄소수 6-10인 선형구조로 이루어진 디카르복실산과 탄소수 2-8인 선형구조로 이루어진 디올로 축중합된 폴리에스테르 폴리올을 포함한다. 상기 탄소수 2-8인 디올은, 에탄디올, 프로판디올, 부탄디올, 펜탄디올, 헥산디올, 시클로헥산디올, 네오펜틸글리콜 및 그 유도체 등일 수 있고, 상기 탄소수 6-10인 선형구조로 이루어진 디카르복실산은 아디프산(adipic acid), 아젤라익산(azelaic acid) 및 세바식산(sebacic acid) 등일 수 있다.
상기 하이드록시기 및 음이온성기를 갖는 친수성 화합물은 상기 우레탄계 고분자에 친수성 음이온성기를 도입한다. 상기 하이드록시기는 이소시아네이트기와 반응할 수 있다. 상기 친수성 화합물은 2개의 하이드록시기 및 1개의 음이온성기를 가지는 것이 바람직하고, 상기 음이온기는 카르복실기, 포스폰기 또는 인산기일 수 있고, 포스폰기 또는 인산기인 것이 바람직하다.
상기 이소시아네이트 화합물은 2개 이상의 이소시아네이트기를 포함하는 것이 바람직하고, 바람직하게는 1,4-테트라메틸렌디이소시아네이트, 1,6-헥사메틸렌디이소시아네이트, 1,12-도데카 메틸렌디이소시아네이트, 시클로헥산 1,3- 또는 1,4-디이소시아네이트, 1-이소시아나토-3-이소시아나토메틸-3,5,5-트리메틸시클로헥산(이소포론디이소시아네이트, IPDI), 비스-(4-이소시아나토시클로헥실)메탄, 2- 또는 4-이소시아나토시클로헥실-2'-이소시아나토시클로헥실 메탄, 1,3- 또는 1,4-비스(이소시아나토메틸)-시클로헥산, 비스-(4-이소시아나토-3-메틸시클로헥실)메탄, 1,3- 또는 1,4-α,α,α',α'-테트라메틸크실렌디이소시아네이트, 2,4- 또는 2,6-톨루엔디이소시아네이트, 2,2'-, 2,4'- 또는 4,4'-디이소시아나토디페닐메탄(MDI), 4,4-디이소시아나토디시클로헥실메탄(H12MDI), 1,5-나프탈렌디이소시아네이트, p- 또는 m-페닐렌디이소시아네이트, 크실렌디이소시아네이트 및 디페닐-4,4'-디이소시아네이트 등을 사용할 수 있고, 가장 바람직하게는 크실렌디이소시아네이트를 사용한다.
상기 제1 코팅층 형성용 조성물은 (C) 폴리디메틸실록산 3-7 중량부를 포함하는 것이 바람직하고, 4-6 중량부를 포함하는 것이 더욱 바람직하고, 5 중량부를 포함하는 것이 가장 바람직하다. 상기 폴리디메틸실록산은 내마모성을 높여주어 완충재의 수명 감소를 방지한다.
상기 제1 코팅층 형성용 조성물은 (D) 과불소부틸에틸에테르(ethyl perfluorobutyl ether) 1-5 중량부를 포함하는 것이 바람직하고, 2-4 중량부를 포함하는 것이 더욱 바람직하고, 3 중량부를 포함하는 것이 가장 바람직하다. 상기 과불소부틸에틸에테르(ethyl perfluorobutyl ether)를 적용하여 이염성을 나타낼 수 있다.
상기 제1 코팅층 형성용 조성물은 (E) 하이드로퀴놀 비스(2,6-디메틸페닐)포스페이트 0.5-4 중량부 및 (F) 테트라브로모비스페놀A 0.5-4 중량부를 포함하는 것이 바람직하고, 각각 1-3 중량부를 포함하는 것이 더욱 바람직하고, 각각 2 중량부를 포함하는 것이 가장 바람직하다. 상기 하이드로퀴놀 비스(2,6-디메틸페닐)포스페이트 및 테트라브로모비스페놀A는 난연제로 적용되며, 우수한 내열성을 확보할 수 있다.
상기 제1 코팅층 형성용 조성물은 (G) 옥소린산 0.1-3 중량부, (H) 입자크기가 10-20 nm인 은 나노입자 0.1-3 중량부 및 (I) 입자크기가 40-50 nm인 산화아연 나노입자 0.1-3 중량부를 포함하는 것이 바람직하고, 각각 0.5-2 중량부를 포함하는 것이 더욱 바람직하고, 각각 1 중량부를 포함하는 것이 가장 바람직하다. 상기 옥소린산은 항균 활성을 나타내는 유기계 항균제로, 임의의 염으로 적용할 수 있고, 바람직하게는 옥소린산의 나트륨염을 적용한다. 상기 은 나노입자 및 산화아연 나노입자는 항균 활성을 나타내는 무기계 항균제로, 유기계 항균제인 옥소린산과 함께 적용되어 항균 활성을 더욱 극대화시킨다.
상기 제1 코팅층 형성용 조성물은 (J) 3-머캅토프로필트리메톡시실란 0.1-3 중량부를 포함하는 것이 바람직하고, 0.5-2 중량부를 포함하는 것이 더욱 바람직하고, 1 중량부를 포함하는 것이 가장 바람직하다. 상기 3-머캅토프로필트리메톡시실란은 제1 코팅층을 형성하기 위한 조성과 제1층 또는 제3층 표면 간의 밀착성 및 부착성을 높여 내구성을 더욱 높여줄 수 있다.
상기 제1 코팅층 형성용 조성물은 (K) 티타니아 0.1-3 중량부 및 (L) 알루미나 0.1-3 중량부를 포함하는 것이 바람직하고, 각각 0.5-2 중량부를 포함하는 것이 더욱 바람직하고, 각각 1 중량부를 포함하는 것이 가장 바람직하다. 상기 티타니아 및 알루미나는 자외선 차단제로 적용될 수 있고, 특히 내열성이 높아 완충재의 수명 감소를 방지한다. 또한, 방충성을 가지고 있어 항균 성능을 보조해준다.
상기 발수코팅층은 아크릴 에멀젼 및 소듐실리케이트를 포함하는 아크릴계발수제 및 실리콘 오일, 유화제 및 물을 포함하는 실리콘계발수제를 1:1로 혼합한 발수코팅층 형성용 조성물을 사용하여 형성된 것을 사용한다.
상기 아크릴 에멀젼은,
제1 아크릴계 단량체 혼합물, 이온교환수 및 유화제를 포함하는 제1 프리에멀젼을 제조하는 단계; 제2 아크릴계 단량체 혼합물, 이온교환수 및 유화제를 포함하는 제2 프리에멀젼을 제조하는 단계; 개시제 및 이온교환수를 포함하는 개시제 용액을 제조하는 단계; pH 조절제 및 이온교환수를 포함하는 pH 조절 용액을 제조하는 단계; 반응기에 이온교환수, 유화제 및 완충제를 투입하여 교반하는 단계; 상기 반응기에 상기 제1 프리에멀젼 20-30 중량부를 투입하고, 80-84℃의 온도로 가열하고, 상기 개시제 용액 1-7 중량부를 투입한 후, 5-15분 동안 교반하여 에멀젼시드를 제조하는 단계; 상기 반응기에 상기 제1 프리에멀젼 200-250 중량부 및 상기 개시제 용액 4-12 중량부를 투입하되 120-180분에 걸쳐 투입하고, 80-100분 동안 교반하여 제1 반응물을 제조하는 단계; 상기 반응기의 온도를 75-79℃로 조절하고, 상기 반응기에 상기 제2 프리에멀젼 250-350 중량부 및 상기 개시제 용액 11-19 중량부를 투입하되 60-120분에 걸쳐 투입하고, 80-100분 동안 교반하여 제2 반응물을 제조하는 단계; 상기 반응기를 50-60℃의 온도로 냉각하고, 상기 반응기에 산화제 1-9 중량부 및 환원제 1-9 중량부를 투입하여 산화환원반응시켜 미반응 물질을 제거하는 단계; 및 상기 반응기를 20-30℃의 온도로 냉각하고, 상기 pH 조절 용액을 투입하여 pH를 8-9로 조절하는 단계;를 포함하는 공정을 수행하여 제조되는 것을 사용할 수 있다.
상기 제1 아크릴계 단량체 혼합물은, 메틸메타크릴레이트(methyl methacrylate, MMA) 47-57 중량부, 2-에틸헥실아크릴레이트(2-ethylhexylacrylate, 2-EHA) 37-47 중량부, 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트(2-hydroxyethyl methacrylate, HEMA) 2-6 중량부 및 메타크릴산(methacrylic acid, MAA) 0.5-4 중량부를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 제2 아크릴계 단량체 혼합물은, 메틸메타크릴레이트(methyl methacrylate, MMA) 44-54 중량부, 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트(2-hydroxyethyl methacrylate, HEMA) 33-43 중량부, 우레탄다이메타크릴레이트(urethane dimethacrylate, UDMA) 6-14 중량부 및 아크릴산(acrylic acid, AA) 1-5 중량부를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 유화제는 음이온성 유화제인 것이 바람직하고, 상기 유화제는 암모늄 폴리옥시에틸렌 알킬 설페이트(Ammonium polyoxyethlene alkyl ether sulfate), 상기 알킬은 라우릴이다.
상기 개시제는 암모늄퍼설페이트(ammonium persulfate)를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 완충제는 소듐설페이트인 것이 바람직하다.
상기 pH 조절제는 소듐 오소실리케이트(sodium orthosilicate, Na4SiO4)인 것이 바람직하다.
상기 제2층은 실리콘 고무로 이루어지고, 상기 제2층의 허니컴 코어 내부는 폴리우레탄 폼(faom)으로 충진된 것이 바람직하다. 상기 제2층은 실리콘 고무로 이루어져 신축성을 가지며 제1층과 제3층 사이에 위치하여 완충재의 내구성을 극대화시킨다. 상기 제2층의 허니컴 코어 내부는 폼 형태의 폴리우레탄으로 충진되며, 상기 폼 형태의 폴리우레탄은 원기둥 형태인 것이 바람직하다. 원기둥 형태의 폴리우레탄 폼은 높이가 제2층의 높이와 동일하다.
상기 제1층 및 제3층은 두께가 6-7 cm이고, 상기 제2층은 두께가 1-2 cm이고, 상기 제1층 및 제3층의 허니컴 코어를 이루는 육각형상의 한 변의 길이는 10-12 mm이고, 상기 제2층의 허니컴 코어를 이루는 육각형상의 한 변의 길이는 16-18 mm인 것이 바람직하다. 상기 범위의 두께를 가짐으로써 전체 완충재의 내구도를 향상시킬 수 있다. 특히, 제1층과 제3층의 길이는 제2층에 비해 약 3배 이상 길어 두껍다. 더불어, 육각형상을 나타내는 허니컴 코어의 한 변의 길이가, 제1층 및 제3층은 10-12 mm이고, 제2층은 16-18 mm로, 제2층의 허니컴 코어가 제1층 및 제3층의 허니컴 코어에 비해 약 1.6배 이상 크기가 커 상기 제2층은 더욱 플렉서블한 움직임을 나타내어 신축성이 높아 전체 완충재의 내구도를 높여줄 수 있다. 더욱이 상기 제2층의 허니컴 코어 내부는 폴리우레탄 폼으로 충진되어 파손 위험이 더욱 낮아진다.
본 발명에 따른 완충재는 상기 제1층 외면, 상기 제1층 및 제2층 사이, 상기 제2층 및 제3창 사이 및 제3층 외면에 형성되고 골판지로 이루어진 골판지층;을 포함한다.
상기 제1층 외면 및 상기 제3층 외면은 각각 제1층, 제2층 및 제3층으로 적층된 구조를 가지는 완충재에 있어서 제1층의 외부 표면과 제3층의 외부 표면을 의미한다.
상기 제1층 및 제2층 사이와 상기 제2층 및 제3층 사이에 형성되는 골판지층은 제2 코팅층이 형성되는 것이 바람직하다.
상기 제2 코팅층은 (a) 중량평균분자량이 30,000-60,000인 메타크릴산-2-에톡시에틸에스테르 및 n-부틸아크릴레이트의 블록공중합체, (b) 비관능성 아크릴 단량체, 하이드록시기를 포함하는 아크릴 단량체 및 에폭시기를 포함하는 아크릴 단량체를 포함하는 단량체화합물, (c) 중합개시제, (d) 아지리딘 가교제, (e) 실록산으로 표면개질된 나노 실리카졸, (f) 로진 에스테르계 점착부여제, (g) 폴리프로필렌글리콜, (h) 옥소린산(5-Ethyl-8-oxo-5,8-dihydro-1,3-dioxolo[4,5-g]quinoline-7-carboxylate; Oxolinic Acid) 및 (i) 항산화제를 포함하는 제2 코팅층 형성용 조성물로 형성된 것이 바람직하다.
상기 제2 코팅층 형성용 조성물은 (a) 중량평균분자량이 30,000-60,000인 메타크릴산-2-에톡시에틸에스테르 및 n-부틸아크릴레이트의 블록공중합체 23-33 중량부를 포함하는 것이 바람직하고, 27-29 중량부를 포함하는 것이 더욱 바람직하고, 28 중량부를 포함하는 것이 가장 바람직하다. 상기 메타크릴산-2-에톡시에틸에스테르 단위를 포함하여 접착력, 유지력 및 내구력을 확보할 수 있고, n-부틸아크릴레이트 단위를 포함하여 물성에 문제없이 점도 조절이 가능하다.
상기 제2 코팅층 형성용 조성물은 (b) 비관능성 아크릴 단량체, 하이드록시기를 포함하는 아크릴 단량체 및 에폭시기를 포함하는 아크릴 단량체를 포함하는 단량체화합물 34-44 중량부를 포함하는 것이 바람직하고, 38-40 중량부를 포함하는 것이 더욱 바람직하고, 39 중량부를 포함하는 것이 가장 바람직하다. 상기 비관능성 아크릴 단량체 75-85 : 하이드록시기를 포함하는 아크릴 단량체 7-17 : 에폭시기를 포함하는 아크릴 단량체 3-13 중량비율로 포함된다. 상기 비관능성 아크릴 단량체, 하이드록시기를 포함하는 아크릴 단량체 및 에폭시기를 포함하는 아크릴 단량체를 상기 비율로 혼합된 단량체 화합물을 적용함으로써 우수한 접착성 및 경화특성을 확보할 수 있다.
상기 제2 코팅층 형성용 조성물은 (c) 중합개시제 0.1-1 중량부를 포함하는 것이 바람직하고, 0.1-0.5 중량부를 포함하는 것이 더욱 바람직하고, 0.1 중량부를 포함하는 것이 가장 바람직하다. 상기 중합개시제는 각 조성물을 중합반응시키는 매개체로써 그 함량이 0.05 중량부 미만일 경우 반응속도가 느려 생산성이 저하되고, 미반응 단량체가 조성물 내에 잔류할 우려가 있다. 반면, 3.0 중량부를 초과할 경우 급격한 온도상승으로 인해 반응속도를 제어하기 어렵고, 중합도 및 분자량이 낮아져 접착제의 응집력을 저하시킬 우려가 있어 0.1 중량부를 사용하는 것이 가장 바람직하다. 상기 중합개시제로는 퍼옥사이드(peroxide)계 중합개시제 및 아조(azo)계를 사용할 수 있으며, 구체적으로 퍼옥사이드계 중합개시제로는 벤조일퍼옥사이드(benzoyl peroxide), 아세틸퍼옥사이드(acetyl peroxide), 디라우릴퍼옥사이드(dilauryl peroxide), 디-터트-부틸퍼옥사이드(di-tert-butyl peroxide), 큐밀하이드로퍼옥사이드(cumyl hydroperoxide), 하이드로겐퍼옥사이드(hydrogen peroxide)를 사용할 수 있다. 아울러 상기 중합개시제 이외에도 이미 공지된 아세탈(acetal)계, 헤미아세탈(hemiacetal)계, 리독스(redox)계 중합개시제를 사용할 수 있고, 아조계 중합개시제로는 아조비스이소부티로니트릴(Azobisisobutyronitrile), 아조니트릴(azonitrile), 아조에스터(azo ester), 아조아미드(azo amide), 아조아미딘(azo amidine) 또는 아조이미다졸린(azoimidazoline)을 사용할 수 있다. 아울러 상기 중합개시제 이외에도 이미 공지된 아세탈(acetal)계, 헤미아세탈(hemiacetal)계, 리독스(redox)계 중합개시제를 사용할 수 있으며, 상기 나열한 물질에 한정되는 것은 아니고 이미 공지된 다양한 중합개시제의 사용이 가능하다.
상기 제2 코팅층 형성용 조성물은 (d) 아지리딘 가교제 1-5 중량부를 포함하는 것이 바람직하고, 2-4 중량부를 포함하는 것이 더욱 바람직하고, 3 중량부를 포함하는 것이 가장 바람직하다. 상기 가교제는 극성 작용기와 가교제 간의 상호 화학적 작용에 의해 탁월한 가교 네트워크를 형성시키기 위해 첨가되는 것으로, 접착력 및 응집력을 향상시킬 수 있으며, 펜타에리스톨-트리스-(베타-(N-아지리디닐)프로피오네이트일 수 있다.
상기 제2 코팅층 형성용 조성물은 (e) 실록산으로 표면개질된 나노 실리카졸 11-21 중량부를 포함하는 것이 바람직하고, 15-17 중량부를 포함하는 것이 더욱 바람직하고, 16 중량부를 포함하는 것이 가장 바람직하다.
상기 제2 코팅층 형성용 조성물은 (f) 로진 에스테르계 점착부여제 4-8 중량부를 포함하는 것이 바람직하고, 5-7 중량부를 포함하는 것이 더욱 바람직하고, 6 중량부를 포함하는 것이 가장 바람직하다. 접착력 향상을 위해 첨가되는 것으로, 그 함량이 4 중량부 미만일 경우 접착력 향상 효과가 미비해질 우려가 있으며, 8 중량부를 초과할 경우 비경제적일 우려가 있다.
상기 제2 코팅층 형성용 조성물은 (g) 폴리프로필렌글리콜 2-6 중량부를 포함하는 것이 바람직하고, 3-5 중량부를 포함하는 것이 더욱 바람직하고, 4 중량부를 포함하는 것이 가장 바람직하다. 상기 폴리프로필렌글리콜은 희석제 성분으로 사용된다.
상기 제2 코팅층 형성용 조성물은 (h) 옥소린산(5-Ethyl-8-oxo-5,8-dihydro-1,3-dioxolo[4,5-g]quinoline-7-carboxylate; Oxolinic Acid) 1-5 중량부를 포함하는 것이 바람직하고, 2-4 중량부를 포함하는 것이 더욱 바람직하고, 3 중량부를 포함하는 것이 가장 바람직하다. 상기 옥소린산은 항균 활성을 나타내는 유기계 항균제로, 임의의 염으로 적용할 수 있고, 바람직하게는 옥소린산의 나트륨염을 적용한다.
상기 제2 코팅층 형성용 조성물은 (i) 항산화제 0.1-5 중량부를 포함하는 것이 바람직하고, 0.5-2 중량부를 포함하는 것이 더욱 바람직하고, 0.9 중량부를 포함하는 것이 가장 바람직하다.
상기 제1층 및 제2층 사이에 형성된 골판지층과, 상기 제2층 및 제3층 사이에 형성되는 골판지층이 상기와 같은 제2 코팅층 형성용 조성물로 형성되는 제2 코팅층이 형성되어 제1층, 제2층 및 제3층을 더욱 높은 결합력으로 결합하여 전체 완충재의 내구도를 높여준다.
이상, 본 발명의 구체적인 실시예에 대해 상세히 설명하였으나, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 창조적인 작업 없이도 본 발명의 구상에 따라 많은 수정 및 변경이 가능함을 이해하여야 한다. 따라서, 본 기술분야의 기술자가 본 발명의 구상에 따라 종래 기술에 기초하여 논리적 분석, 추론 또는 제한된 실험을 통해 얻을 수 있는 모든 기술방안은 특허청구범위에 의해 결정되는 보호 범위에 속하여야 한다.

Claims (5)

  1. 복수 개의 허니컴 코어를 포함하는 허니컴 구조체인 제1층;
    복수 개의 허니컴 코어를 포함하는 허니컴 구조체인 제2층;
    복수 개의 허니컴 코어를 포함하는 허니컴 구조체인 제3층; 및
    상기 제1층 외면, 상기 제1층 및 제2층 사이, 상기 제2층 및 제3층 사이 및 제3층 외면에 형성되고 골판지로 이루어진 골판지층;을 포함하고,
    상기 제1층 및 제3층은 펄프원료 88-92 중량부, 팽창흑연 4-8 중량부, 게르마늄 0.5-4 중량부 및 황토 0.5-4 중량부를 포함하는 원료 조성물을 사용하여 제조된 것이고,
    상기 제1층 및 제3층은 제1 코팅층 및 발수코팅층의 이중층을 포함하고,
    상기 제1 코팅층은 (A) 메틸메타크릴레이트 단량체 단위 30-40 중량%, 에틸메타크릴레이트 단량체 단위 30-40 중량%, 아크릴산 단량체 단위 10-20 중량% 및 3,4-에폭시시클로헥실메틸 메타크릴레이트 단량체 단위 10-20 중량%를 포함하는 아크릴계 공중합체 60-70 중량부, (B) 폴리올, 하이드록시기 및 음이온성기를 포함하는 친수성 화합물 및 이소시아네이트 화합물을 반응시켜 프리폴리머를 제조하고, 상기 프리폴리머에 염기성 화합물을 가하여 중화시킨 후, 사슬 연장제와 반응시켜 얻어지는 우레탄계 고분자 10-20 중량부, (C) 폴리디메틸실록산 3-7 중량부, (D) 과불소부틸에틸에테르(ethyl perfluorobutyl ether) 1-5 중량부, (E) 하이드로퀴놀 비스(2,6-디메틸페닐)포스페이트 0.5-4 중량부, (F) 테트라브로모비스페놀A 0.5-4 중량부, (G) 옥소린산 0.1-3 중량부, (H) 입자크기가 10-20 nm인 은 나노입자 0.1-3 중량부, (I) 입자크기가 40-50 nm인 산화아연 나노입자 0.1-3 중량부, (J) 3-머캅토프로필트리메톡시실란 0.1-3 중량부, (K) 티타니아 0.1-3 중량부 및 (L) 알루미나 0.1-3 중량부를 포함하는 제1 코팅층 형성용 조성물을 사용하여 형성된 것이고,
    상기 발수코팅층은 아크릴 에멀젼 및 소듐실리케이트를 포함하는 아크릴계발수제 및 실리콘 오일, 유화제 및 물을 포함하는 실리콘계발수제를 1:1로 혼합한 발수코팅층 형성용 조성물을 사용하여 형성된 것이고,
    상기 제2층은 실리콘 고무로 이루어지고,
    상기 제2층의 허니컴 코어 내부는 폴리우레탄 폼(faom)으로 충진되고,
    상기 제1층 및 제2층 사이와 상기 제2층 및 제3층 사이에 형성되는 골판지층은 제2 코팅층이 형성되고,
    상기 제2 코팅층은 (a) 중량평균분자량이 30,000-60,000인 메타크릴산-2-에톡시에틸에스테르 및 n-부틸아크릴레이트의 블록공중합체 23-33 중량부, (b) 비관능성 아크릴 단량체, 하이드록시기를 포함하는 아크릴 단량체 및 에폭시기를 포함하는 아크릴 단량체를 포함하는 단량체화합물 34-44 중량부, (c) 중합개시제 0.1-1 중량부, (d) 아지리딘 가교제 1-5 중량부, (e) 실록산으로 표면개질된 나노 실리카졸 11-21 중량부, (f) 로진 에스테르계 점착부여제 4-8 중량부, (g) 폴리프로필렌글리콜 2-6 중량부, (h) 옥소린산(5-Ethyl-8-oxo-5,8-dihydro-1,3-dioxolo[4,5-g]quinoline-7-carboxylate; Oxolinic Acid) 1-5 중량부 및 (i) 항산화제 0.1-5 중량부를 포함하는 제2 코팅층 형성용 조성물로 형성된 것을 특징으로 하는 완충재.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0627628U (ja) * 1992-09-01 1994-04-12 三愛家具株式会社 包装用緩衝材
KR200219811Y1 (ko) * 1995-01-25 2001-04-16 정경수 골판지 하니컴시트
KR20040098544A (ko) 2004-05-11 2004-11-20 심규열 포장용 종이 완충재

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