KR19990056699A

KR19990056699A - 무독성 형광색지의 제조방법

Info

Publication number: KR19990056699A
Application number: KR1019970076709A
Authority: KR
Inventors: 정동원; 윤철; 안혜정
Original assignee: 차동천; 한솔제지 주식회사
Priority date: 1997-12-29
Filing date: 1997-12-29
Publication date: 1999-07-15
Also published as: KR100260834B1

Abstract

본 발명은 무독성 형광색지의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 포름알데히드가 전혀 포함되지 않은 폴리아크릴계 수지를 주성분으로 하는 수분산 무독성 형광색안료를 물을 주용매로 사용하는 수도공 방식으로 원지상에 코팅처리하여 형광색지를 제조함으로써 인체에 대한 유해성을 크게 감소시키고, 광도, 광택도가 우수함은 물론, 내광성, 내후성이 우수하여 수명이 길고 옥외 전시용으로의 사용이 가능한 무독성 형광색지의 제조방법에 관한 것이다.

Description

무독성 형광색지의 제조방법

현재 국내에서 유통 판매되고 있는 형광제품들로는 형광색지, 형광스티커, 형광메모지 등이 있다. 이러한 종래의 형광제품들은 유기용매에 분산된 포름알데히드 등을 포함하는 형광색안료를 알콜계, 톨루엔계 등의 유기용매를 주용매로 하여 종이 위에 코팅하거나 플라스틱으로 폴리비닐클로라이드(PVC) 사출하는 방법으로 제조된다.

그런데, 상기 형광색지에 사용되는 형광색안료는 우레아-포름알데히드, 멜라민-톨루엔 술폰아미드 포름알데히드 및 구아나민-포름알데히드 등의 포름알데히드를 주성분으로 하고 있기 때문에, 가열시 포르말린 가스의 방출은 물론, 완제품이 생산된 후에 잔류 유기용매가 발생하는 문제점이 있다. 또한, 그 결과로 내광성, 내후성이 일반 색지에 비해 현저히 떨어지는 단점이 있어 옥외용으로 사용하기에는 부적합한 문제점이 있다. 더구나, 이들을 함유한 형광제품들은 광택을 내는데 한계가 있어서 고광택 제품을 얻기 위해서는 그위에 다시 폴리에틸렌(PE) 라미네이팅 등을 해야 하는 번거로움이 있다. 특히, 상기 형광제품들은 사용자와 직접적으로 접촉하여 사용되므로 인체에 크게 유해한 문제가 있다.

본 발명에서는 상기와 같은 종래의 형광색지가 가지는 문제점을 해결하기 위하여, 폴리아크릴계 수지를 주성분으로 하는 수분산 무독성 형광색안료를 물을 주용매로 사용하는 수도공 방식으로 원지상에 코팅처리하여 형광색지를 제조함으로써 인체에 대한 유해성을 크게 감소시키고, 광도, 광택도가 우수함은 물론, 내광성, 내후성이 우수하여 수명이 길고 옥외전시용으로의 사용이 가능한 무독성 형광색지의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 천연펄프, 탄산칼슘, 산화전분, 강도지력제 및 염료로 이루어진 원지 기재상에 형광도공액을 코팅처리하여 형광색지를 제조하는 방법에 있어서, 폴리아크릴계 형광색안료가 주성분으로 함유된 형광도공액을 수도공 방식에 의해 원지상에 표면 코팅처리하는 것을 그 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

일반적으로 형광색지는 원지 기재상에 형광색안료가 포함된 형광도공액을 코팅처리하여 제조하고 있다. 본 발명은 형광도공액에 포함되는 주성분으로서 종래에 일반적으로 사용되어온 포름알데히드계 형광안료 대신에 수분산능이 우수하며 인체에 전혀 무해한 폴리아크릴계 형광안료를 선택하여 물을 주용매로 사용하는 수도공식을 적용하고 있어 그 제조공정이 용이하고 제조된 형광색지가 무독성이라는 점에서 그 우수성이 있다.

본 발명의 형광색지 제조시 사용되는 원지는 천연펄프 70 ∼ 95 중량%, 탄산칼슘 5 ∼ 20 중량%, 산화전분 0.1 ∼ 5 중량%로 구성된 지료를 사용하여 초지기에서 평량 60 ∼ 150 g/㎡로 제조된 것이다. 원지의 지합은 형광색상의 균일성을 발현하는데 있어서 매우 중요한 바, 원지의 지합은 최대한 양호하여야 한다. 그 밖에 원지에 요구되는 물성으로는 평활도는 25 ∼ 60 sec, 불투명도 70 ∼ 80 % 정도, 사이즈는 30 ∼ 60 sec, 밀도는 0.85 ∼ 0.95 g/㎤, 백색도는 85 ∼ 95 %GE 정도이다.

상기와 같은 물성을 가지는 원지상에 형광도공액을 코팅하는데, 형광도공액은 폴리아크릴계 형광색안료, 염료, 충전제, 합성 바인더 및 내수제를 포함한다.

형광도공액의 주성분으로 함유되는 형광색안료는 수분산능이 우수한 무독성의 폴리아크릴계 수지를 사용한다. 폴리아크릴계 수지는 수분산성을 고려하여 그 입도가 1 ∼ 3 ㎛ 인 것을 사용하는 것이 바람직하며, 전체 형광도공액중에는 30 ∼ 70 중량% 범위내에서 함유된다.

염료로는 형광성을 증가시키기 위한 형광염료 또는 색상의 다양성을 위하여 첨가되는 유기색염료를 사용한다. 이때, 상기 형광염료 또는 유기색염료는 전체 형광도공액중에 0.3 ∼ 1.0 중량% 범위로 사용한다.

충전제로는 탄산칼슘 또는 클레이를 사용하며, 이는 유기염료와 같이 다양한 색상을 표현하는데 사용될 뿐만 아니라 인쇄적성을 향상시키고 고가의 형광색안료를 어느 정도 대체하여 원가절감을 위하여 사용된다. 충전제는 입도가 0.5 ∼ 2 ㎛인 것을 전체 형광도공액중에 10 ∼ 60 중량% 범위로 사용한다.

합성 바인더로는 스티렌-부타디엔계 라텍스와 폴리비닐알콜이 사용된다. 이러한 바인더 성분은 전체 형광도공액중에 20 ∼ 40 중량% 범위로 사용한다.

또한, 형광도공액에는 내수제가 함유되는데, 본 발명이 물을 주용매로 사용하는 수도공 방식을 채택하고 있어 형광색지에의 내수성을 높이는 것은 중요하다. 그러한 이유로, 본 발명에서는 형광도공액중에 내수제로서 멜라민계, 지르코네이트계를 혼합 사용한다. 특히, 지르코네이트계의 경우, 그 함량이 과량이면 오히려 역효과를 일으켜 내수성을 떨어뜨리게 된다. 바람직하기로는 전체 형광도공액중에 내수제가 3 ∼ 8 중량% 범위로 함유되는 것이다.

또한, 기타 물성을 위하여 상기 형광도공액에는 윤활제, 소포제 등을 첨가제로 사용할 수도 있다.

상기와 같은 조성으로 이루어진 형광도공액은 블레이드 코타, 에어나이프 코타, 롤 코타, 그라비아 코타 등을 사용하여 코팅한다. 바람직하기로는 물 용매하에서 에어나이프 코타를 사용하여 도공량 4 ∼ 8 g/㎡로 도공하는 것이다. 다만, 도공량은 표면 색상의 균일성을 기준으로 하여 정한다.

그 이외에도, 고광택, 고평활성을 갖는 형광색지 제조시에는 위 방법에 통상적으로 사용되는 슈퍼칼렌더링 처리를 추가하여 원하는 광택도, 평활도를 얻는다. 반면에, 부드러운 색감을 갖는 무광택 형광색지를 제조하기 위해서는 슈퍼칼렌더링 처리를 하지 않는다.

이와 같은 본 발명을 실시예에 의거하여 상세하게 설명하겠는 바, 본 발명이 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1 ∼ 3

표백 크라프트펄프(LBKP)를 여수도 460㎖ CSF 로 고해한 후 89 중량%로 하여 투입하고, 탄산칼슘을 10 중량%로 하여 투입하고 혼합한 후에 다시 산화전분을 1 중량%로 첨가하여 평량이 140 g/㎡인 원지를 제조하였다.

상기 제조된 원지위에 다음 표 1과 같은 조성을 갖는 형광도공액을 제조하고, 여기에 물을 첨가하여 도공액의 농도가 35 ∼ 38% 되도록 하였다. 그리고, 에어나이프 코타를 이용하여 4 ∼ 8 g/㎡로 균일하게 코팅하여 형광색지를 제조하였다. 제조된 형광색지의 형광성, 광도, 내수성, 내광성 및 광택도를 측정하였고, 그 결과는 다음 표 1에 나타내었다.

이때, 형광성 및 광도는 테크니다인(Technidyne) 회사제품 브라이트니스(BRIGHTNESS) MICRO S-5로 측정하였고, 내수성은 물방울을 떨어뜨리고 곧 손으로 문질러 보아 손에 묻어나는 정도로 측정하였고, 내광성은 4일간 자연광으로 일광시킨 후 색상변화를 측정하였고, 광택도는 테크니다인(Technidyne) 회사제품 그로스미터(GLOSSMETER) T480A로 측정하였다.

실시예 4

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 하되, 제조공정의 마지막 부분에 슈퍼칼렌더링 처리를 추가하여 평활도를 180 sec로 맞추어 형광색지를 제조하였다.

제조된 형광색지의 형광성, 광도, 내수성, 내광성 및 광택도를 측정하였고, 그 결과는 다음 표 1에 나타내었다.

구 분	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4
원지 평량 (g/㎡)	140	140	60	140
형광도공액의 조성(중량%)	수분산 형광안료¹⁾	46.2	68.5	46.2	46.2
	탄산칼슘²⁾	19.7	-	19.7	19.7
	스티렌-부타디엔라텍스	26.3	20.5	26.3	26.3
	폴리비닐알코올	-	6.9	-	-
	내수제	멜라민계	3.9	-	3.9	3.9
	내수제	지르코네이트계	3.9	4.1	3.9	3.9
물을 첨가하여 조절된 형광도공액 농도(%)	35	38	35	35
물성 테스트	형광성 (%)	0.06	0.05	0.05	0.04
	광도 (%GE)	8.93	4.25	6.26	5.11
	내수성	5	4	5	5
	내광성 (ΔE)	1.78	1.95	1.86	3.45
	광택도 (%)	15.8	18.4	12.6	39.0
	평활도 (sec)	32	38	29	180
(주)1) 신로이 SP 계열의 수분산 형광안료2) 별도 분산 후 65%를 첨가함

상술한 바와 같이, 본 발명의 형광색지는 포름알데히드를 포함하지 않는 폴리아크릴계 형광안료를 사용하고 물을 주용매로 하는 코팅방식을 이용하여 형광색지를 제조함으로써, 제품의 인체 유해성을 크게 감소시키며, 내광성, 내후성이 뛰어나 제품의 수명이 길고, 옥외 전시용으로도 충분히 사용할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

Claims

천연펄프, 탄산칼슘, 산화전분, 강도지력제 및 염료로 이루어진 원지 기재상에 형광도공액을 코팅처리하여 형광색지를 제조하는 방법에 있어서, 폴리아크릴계 형광색안료가 주성분으로 함유된 형광도공액을 수도공 방식에 의해 원지상에 표면 코팅처리하는 것을 특징으로 하는 무독성 형광색지 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 형광도공액에는 폴리아크릴계 형광색안료 30 ∼ 70 중량%, 형광염료 및 유기색염료 중에서 선택된 염료 0.3 ∼ 1.0 중량%, 탄산칼슘 및 클레이 중에서 선택된 충전제 10 ∼ 60 중량%, 스티렌-부타디엔계 라텍스 20 ∼ 40 중량% 및 멜라민계 및 지르코네이트계 중에서 선택된 내수제 3 ∼ 8 중량%가 함유된 것을 특징으로 하는 무독성 형광색지 제조방법.