KR102661577B1 - 다층 기재를 제조하기 위한 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다기능성 코팅을 포함하는 다층 기재를 제조하기 위한 방법, 및 이 방법에 의해 제조된 기재의 사용에 관한 것이다.
Description
본 발명은, 다기능성 코팅 (multifunctional coating) 을 포함하는 다층 기재를 제조하기 위한 방법, 및 이 방법에 의해 제조된 기재의 사용에 관한 것이다.
모든 종류의 상품에 대한 유통 경로로서의 인터넷은 최근에 점점 중요해지고 있다. 의류, 전자제품, 컴퓨터들 및 신발이 인터넷에서 판매되는 상품의 가장 큰 비중을 차지하지만, 가정 용품, 가구 및 인테리어 가구 뿐만 아니라 식품, 약국 물품 및 애견 용품과 같은 일상 용품도 점점 인터넷을 통해 구매되고 있다. 상품이 고객에게 도달하게 하기 위해, 복합 물류 (complex logistics) 뿐만 아니라, 민감하거나 또는 깨지기 쉬운 상품이 손상 없이 고객에게 도달하도록 하는 안전한 운송 (safe transport) 도 요구된다.
예를 들어, 적합한 패키징 재료의 도움으로 상품의 안전한 패키징이 달성될 수 있으며, 패키징 재료는 일반적으로 운송될 상품이 보호되는 일 타입의 패딩 (padding) 을 갖는다. 그러한 패키징 재료의 전형적인 예는 에어 쿠션 필름, 다시 말해서 공기로 채워진 포켓들을 갖는 플라스틱 필름이며, 그것에 의해 기계적 진동들이 완충 (cushioning) 될 수 있다. 그러나, 이러한 버블 랩 필름들은, 그들이 보통 석유계 플라스틱으로 제조되고 그들의 생산 및 폐기가 중대한 생태학적 간섭 (ecological interventions) 을 수반한다는 단점을 갖는다. 이 문제는 지속가능성에 대한 요망의 증가 및 필요성의 증가 때문에 악화된다. 따라서, 동일한 특성들을 갖지만 더 우수한 환경 호환성을 보이는 대안의 패키징 재료들이 필요하다.
WO 2014/051876 은 패키징 재료들을 제조하기 위해 사용되는 접착제 조성물을 설명하며, 그 접착제 조성물은 절연 효과를 갖는 미세구체들 (microspheres) 을 갖는다.
DE 20 2011109 020 은 건조된 접착제 층에 완전히 본딩되는, 천연 섬유로 제조된 캐리어 기재 및 플렉서블 필름-형상 기재로 제조된 적어도 하나의 본딩된 기재 층으로 구성된 복합체를 설명하며, 접착제 층은 수성 폼 접착제 (aqueous foamed adhesive) 로부터 제조된다.
WO 2010/129493 은 팽창가능 (inflatable) 라이너 및 그 라이너가 팽창될 수 있는 커넥터를 갖는 팽창가능 메일링 백을 개시한다.
종래 기술에서 설명된 재료들은 일반적으로 오직 복잡한 제조 프로세스들을 통해 입수가능하며, 그 결과 제조될 수 있는 양이 한정된다. 더욱이, 종래의 재료들은, 쿠션 층이 도입되어 볼륨이 커서, 특히, 재료가 운송 및 보관될 때, 높은 비용을 야기할 수 있다는 단점을 갖는다.
따라서, 본 발명의 목적은 기계적 충격을 흡수할 수 있고 용이하게 보관 및 운송될 수 있는 패캐징 재료의 제조를 허용하는 방법을 제공하는 것이다.
놀랍게도 이러한 목적은 다기능성 코팅을 갖는 다층 기재를 제조하기 위한 방법에 의해 달성되는 것으로 밝혀졌다.
따라서, 본 발명의 제 1 목적은 다음의 단계들을 포함하는 다층 기재를 제조하기 위한 방법이다:
a) 적어도 하나의 에지 영역 및 그 에지 영역에 의해 둘러싸인 적어도 하나의 내부 영역을 가진 제 1 표면을 갖는 제 1 재료를 제공하는 단계;
b) 제 1 표면의 내부 영역에 코팅 재료를 도포 (applying) 하는 단계로서, 코팅 재료는 팽창성 (expandable) 미세입자들을 포함하는, 상기 코팅 재료를 도포하는 단계;
c) 코팅 재료를 건조시키는 단계;
d) 제 1 재료의 제 1 표면을 제 2 재료의 표면과 접촉시켜, 코팅 재료가 제 1 재료와 제 2 재료 사이에 있도록 다층 기재를 형성하는 단계.
놀랍게도 볼륨이 작은 기재는 이러한 방식으로 입수가능한 것으로 밝혀졌다. 본 발명에 따른 방법은 또한, 기재가 대량으로 제조될 수 있게 하고 사용되는 디바이스에 복잡한 수정의 필요 없이도 수행될 수 있는 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시형태에서, 제 1 재료는 1 초과의 내부 영역을 갖는다.
코팅 재료는 바람직하게는 전체 표면에 걸쳐 도포된다. 본 발명의 목적들을 위해, 이것은 전체 내부 영역이 코팅 재료로 커버되는 방식으로의 도포를 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 비용 및 재료를 절약하기 위하여, 내부 영역이 완전히 커버되지 않도록, 간헐적으로 또는 오직 부분적으로만 코팅 재료를 도포하는 것이 유리할 수 있다. 따라서 코팅 재료가 내부 영역에 부분적으로 도포되는 대안의 실시형태가 바람직하다.
바람직한 실시형태에서, 제 1 및 제 2 재료의 접촉은 접착제를 사용하여 일어난다. 접착제는 바람직하게는 제 1 및 제 2 재료의 접촉 전에 제 1 표면의 에지 영역에 도포된다. 접착제는 특히 바람직하게는, 에지 영역이 접착제로 완전히 커버되도록 제 1 표면의 에지 영역에 균일하게 또는 연속적으로 도포된다. 놀랍게도, 코팅 재료의 성능이 손상되지 않고 이러한 방식으로 기재에서의 재료들의 복합 접착 (composite adhesion) 이 개선될 수 있는 것으로 밝혀졌다. 본 발명에 따른 방법의 장점들은 내부 영역에 접착제가 닿지 않음이 보장될 때 완전한 발전에 이른다.
본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시형태에서, 제 1 및 제 2 재료는 연속 웹들의 형태로 제공된다. 대안의 바람직한 실시형태에서, 제 1 재료는 코팅 재료의 도포 전 또는 후에, 에지 영역 및 그 에지 영역에 의해 둘러싸인 내부 영역을 갖는 개별 유닛들로 분할된다. 대안의 바람직한 실시형태에서, 제 1 재료의 분할 및 내부 영역으로의 코팅 재료의 도포는 동시에 일어난다. 프로세스 기술의 관점에서, 커팅 (cutting) 은 코팅 재료의 도포와 결합되고 바람직하게는 결합된 단계에서 수행된다.
바람직한 실시형태에서, 제 1 재료는 셀룰로오스, 플라스틱 및 금속에 기초한 재료로 구성된 그룹으로부터 선택된다. 제 1 재료는 예를 들어, 재료의 안정성을 증가시키기 위하여, 합성 섬유를 가질 수 있다.
제 1 재료는 특히 바람직하게는 셀룰로오스에 기초한 재료이다. 특히, 제 1 재료는 종이, 판지 및 코팅지로 구성된 그룹으로부터 선택된다.
바람직한 실시형태에서, 제 2 재료는 셀룰로오스, 플라스틱 및 금속에 기초한 재료로 구성된 그룹으로부터 선택된다. 제 2 재료는 예를 들어, 재료의 안정성을 증가시키기 위하여, 합성 섬유를 가질 수 있다.
제 2 재료는 특히 바람직하게는 셀룰로오스에 기초한 재료이다. 특히, 제 2 재료는 종이, 판지 및 코팅지로 구성된 그룹으로부터 선택된다.
바람직한 실시형태에서, 제 1 및 제 2 재료들은 종이이다. 제 2 재료는 특히 바람직하게는 연속 웹의 형태로 존재한다.
본 발명에 따른 방법은 그 고속 프로세스 제어에 의해 구별되며, 이는 대량의 다층 기재가 단시간에 제조될 수 있게 한다. 이는 다른 것들 중에서도, 사용되는 재료들의 특성들을 신중히 조정함으로써 달성된다. 따라서, 코팅 재료의 건조가 80 ℃ 이하의 온도에서, 바람직하게는 40 ℃ 내지 75 ℃ 의 온도에서 수행되는 본 발명의 일 실시형태가 바람직하다. 놀랍게도, 코팅 재료의 성능이 손상되지 않고 이들 온도에서 고속 건조가 달성되며, 그 결과 프로세스 스루풋이 개선되는 것으로 밝혀졌다.
프로세스 스루풋의 관점에서의 최상의 결과들은 폴리머계 코팅 재료가 사용되었을 때 달성되었다. 따라서, 코팅 재료가 각각의 경우에 코팅 재료의 총 중량에 기초하여, 10 내지 40 wt.%, 바람직하게는 15 내지 35 wt.% 의 팽창성 미세입자들을 갖는 폴리머계 코팅 재료인 일 실시형태가 바람직하다. 놀랍게도, 그러한 코팅 재료는 고속으로 도포될 수 있지만, 동시에 도포 후 흐르지 않도록 충분한 안정성을 갖는 것으로 밝혀졌다.
본 발명에 따른 방법에서 사용되는 코팅 재료는 팽창성 미세입자들을 갖는다. 미세입자들은 바람직하게는 미팽창된 상태에서 5 내지 18 ㎛, 바람직하게는 10 내지 17 ㎛ 의 D50 값으로서 표현되는, 입자 사이즈를 갖는다.
팽창성 미세입자들은 바람직하게는 열 팽창성 미세입자들이고, 이는 바람직하게는 구체들의 형상을 갖는다.
본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시형태에서, 다층 기재는 추가 단계에서 패키징으로 변환된다. 이 구현은, 예를 들어, 다층 기재의 커팅 및 폴딩 (folding) 에 의해 일어날 수 있다. 패키징은 바람직하게는 봉투 (envelope), 메일링 백, 백, 캐리어 백, 파우치 또는 상자 (carton) 이고, 그 포맷 및 사이즈는 가변적이다. 특히 바람직한 실시형태에서, 패키징은 메일링 백이다.
바람직한 실시형태에서, 본 발명에 따른 방법은, 다층 기재에, 팽창성 미세입자들을 팽창시키기 위한 처리가 실시되는 추가 단계를 포함한다.
바람직한 실시형태에서, 열 처리 단계 다음에는 본 발명에 따른 방법의 단계 d) 가 후속된다.
본 발명에 따른 방법은 그 볼륨이 열 처리에 의해 증가될 수 있는 기재의 제조를 허용하며, 여기서 이 열 처리는 제조 방법과 독립적으로 수행될 수 있다. 바람직한 실시형태에서, 열 처리는 시간 및/또는 위치의 관점에서 다른 방법 단계들과 별도로 수행된다. 이러한 방식으로 기재를 작은 볼륨의 상태로 운송 및 보관하는 것이 가능하다. 기재는 코팅 재료의 미세입자들을 팽창시키는 열 처리의 결과로서 그 최종 볼륨에 이른다. 본 발명에 따른 방법은 오직 기재가 사용되기 직전에만 열 처리를 수행하는 것을 가능하게 하며, 이는 종래 기술에서 설명된 종래의 방법들로는 가능하지 않았다. 예를 들어, 기재는 또한, 볼륨이 작고 두께가 작기 때문에 거의 공간을 차지하지 않는 메일링 백으로 프로세싱될 수 있다. 메일링 백이 사용되기 전에, 그 메일링 백에는 열 처리가 실시될 수 있으며, 그것에 의해 미세입자들이 팽창되고 메일링 백이 그 원하는 완충 효과를 전개시킨다. 이러한 방식으로, 값비싼 보관 및 운송 용량이 본 발명에 따른 방법에 의해 절약될 수 있다.
열 처리는 바람직하게는 85 ℃ 내지 150 ℃, 바람직하게는 90 내지 140 ℃ 의 온도에서 수행된다. 이는 미세입자들이 손상되지 않고 그리고 그들의 충격-흡수 효과를 잃지 않고 완전히 팽창하는 것을 보장한다.
기계적 영향의 최적의 흡수를 달성하기 위하여, 팽창된 상태의 미세입자들이 20 ㎛ 내지 200 ㎛ 의 범위의 입자 사이즈를 갖는지가 유리한 것으로 입증되었다. 따라서 팽창된 상태의 미세입자들이 20 ㎛ 내지 200 ㎛, 바람직하게는 20 내지 150 ㎛ 의, D50 값으로서 표현되는, 입자 사이즈를 갖는 일 실시형태가 바람직하다.
열 처리는 바람직하게는 종래의 열 소스들을 사용하여 수행된다. 열 처리는 특히 바람직하게는 적외선 방사 (infrared radiation) 및/또는 온풍 (warm air) 을 사용하여 수행된다.
본 발명에 따른 방법에 의해 제조된 다층 기재는 그 플렉서블 볼륨에 의해 구별된다. 따라서 본 발명의 다른 목적은 본 발명에 따른 방법에 의해 얻을 수 있는 다층 기재이다. 본 발명에 따른 기재는 바람직하게는 연속 웹의 형태이다. 대안의 바람직한 실시형태에서, 본 발명에 따른 기재는 패키징의 형태, 바람직하게는 봉투, 메일링 백, 백, 캐리어 백, 파우치 또는 상자의 형태이고, 그 포맷 및 사이즈는 가변적이다.
본 발명에 따른 기재는 패키징으로 용이하게 프로세싱될 수 있다. 따라서 다른 목적은 본 발명에 따른 방법에 의해 제조된 다층 기재를 사용하여 패키지를 제조하기 위한 방법이며, 다층 기재는 커팅 및 폴딩에 의해 패키지로 형성된다.
본 발명의 다른 목적은 본 발명의 방법에 따라 얻을 수 있는 패키지이다. 패키징은 바람직하게는 봉투, 메일링 백, 백, 캐리어 백, 파우치 또는 상자이고, 그 포맷 및 사이즈는 가변적이다.
본 발명은 다음의 실시예를 참조하여 더 상세히 설명되어야 하며, 결코 본 발명의 개념의 제한으로 이해되어서는 안된다.
적합한 코팅 재료는 30 내지 70 wt.% 의 VAE 코폴리머 분산액 (Vinamul® 3928), 5 내지 15 wt.% 의 파라핀 분산액 (Michemlube® 743 PE), 15 내지 30 wt.% 의 미세입자들 (Expancel® 031 WUF 40), 5 내지 10 wt.% 의 글리세롤 및 옵션으로 최대 일 wt.% 의 하이드록시에틸셀룰로오스 (MEHC, Natrosol® 250LR) 를 함유할 수 있고, 여기서 중량 백분율은 코팅 재료의 총 중량을 지칭하고 합계가 100 wt.% 가 된다.
도 1 은 연속 웹의 형태의 제 1 재료를 개략적으로 도시하며, 여기서 (1) 은 에지 영역을 나타내고 (2) 는 내부 영역을 나타낸다.
도 2 는 단일 유닛의 형태의 제 1 재료를 개략적으로 도시하며, 여기서 (1) 은 에지 영역을 나타내고 (2) 는 내부 영역을 나타낸다.
Claims (15)
- 다층 기재를 제조하는 방법으로서,
다음의 단계들:
a) 적어도 하나의 에지 영역 및 상기 에지 영역에 의해 둘러싸인 적어도 하나의 내부 영역을 가진 제 1 표면을 갖는 제 1 재료를 제공하는 단계;
b) 상기 제 1 표면의 상기 내부 영역의 일부 부분들에 코팅 재료를 도포하는 단계로서, 상기 코팅 재료는 팽창성 미세입자들을 포함하는, 상기 코팅 재료를 도포하는 단계;
c) 상기 코팅 재료를 건조시키는 단계; 및
d) 상기 제 1 재료의 상기 제 1 표면을 제 2 재료의 표면과 접촉시켜 상기 코팅 재료가 상기 제 1 재료와 상기 제 2 재료 사이에 있도록 상기 다층 기재를 형성하는 단계를 포함하고,
상기 내부 영역은 접착제를 포함하지 않고,
상기 코팅 재료는:
(i) 30 내지 70 wt.% 의 VAE 코폴리머 분산액;
(ii) 5 내지 15 wt.% 의 파라핀 분산액;
(iii) 15 내지 30 wt.% 의 미세입자들;
(iv) 5 내지 10 wt.% 의 글리세롤; 및
(v) 하이드록시에틸셀룰로오스로 이루어지고,
상기 코팅 재료의 총 중량은 100 wt.% 인, 다층 기재를 제조하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
단계 d) 에서의 상기 접촉은 접착제를 사용하여 수행되고, 상기 접착제는 상기 제 1 재료의 상기 에지 영역에 연속적으로 도포되는 것을 특징으로 하는 다층 기재를 제조하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 코팅 재료는 80 ℃ 이하의 온도에서 건조되는 것을 특징으로 하는 다층 기재를 제조하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 코팅 재료는 상기 코팅 재료의 총 중량에 기초하여, 10 내지 40 wt.% 의 팽창성 미세입자들을 갖는 폴리머계 코팅 재료인 것을 특징으로 하는 다층 기재를 제조하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 팽창성 미세입자들은 열 팽창성 미세입자들인 것을 특징으로 하는 다층 기재를 제조하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 다층 기재는 추가 단계에서 패키징으로 변환되는 것을 특징으로 하는 다층 기재를 제조하는 방법. - 제 6 항에 있어서,
상기 패키징은 봉투, 메일링 백, 백, 캐리어 백, 파우치 또는 상자인 것을 특징으로 하는 다층 기재를 제조하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 다층 기재를 제조하는 방법은, 상기 다층 기재에, 상기 팽창성 미세입자들을 팽창시키기 위한 처리가 실시되는 추가 단계 e) 를 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 기재를 제조하는 방법. - 제 8 항에 있어서,
상기 처리는 85 ℃ 내지 150 ℃ 의 온도에서 수행되는 열 처리인 것을 특징으로 하는 다층 기재를 제조하는 방법. - 제 8 항에 있어서,
상기 처리는 시간 또는 위치의 관점에서 다른 방법 단계들과 별도로 수행되는 것을 특징으로 하는 다층 기재를 제조하는 방법. - 제 8 항에 있어서,
상기 처리는 열 처리이며, 상기 열 처리는 종래의 열 소스들을 사용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 다층 기재를 제조하는 방법. - 삭제
- 삭제
- 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 기재된 다층 기재를 제조하는 방법에 의해 제조된 다층 기재를 사용하여 패키지를 제조하는 방법으로서,
상기 다층 기재는 커팅 (cutting) 및 폴딩 (folding) 에 의해 상기 패키지로 형성되는, 패키지를 제조하는 방법. - 삭제
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