KR20100132170A - 인쇄용 발포 코팅 조성물 및 이를 이용한 발포 코팅 용기. - Google Patents
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Abstract
본 발명은 인쇄용 발포 코팅 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 발포후 표면 평활성이 우수하여, 발포 코팅 후 발포 코팅면에 인쇄가 가능한 새로운 코팅 조성물에 관한 것이다. 본 발명에 따른 발포 코팅 조성물은 기재 수지, 발포제, 충진제, 및 바인더를 포함하고, 기재에 코팅시 표면 평활성이 우수하여 인쇄가 가능하게 된다.
평활도, 발포 코팅
Description
본 발명은 인쇄용 발포 코팅 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 발포후 표면 평활성이 우수하여, 발포 코팅 후 발포 코팅면에 인쇄가 가능한 새로운 코팅 조성물에 관한 것이다.
컵라면 용기의 경우 라면을 익히기 위해서 뜨거운 물을 사용하기 때문에 적절한 단열이 요구된다. 이에 따라, 컵라면 용기들은 단열 특성이 우수한 발포성 폴리스틸렌 용기를 이용하여 제조된다. 그러나, 발포성 폴리스티렌의 경우 인쇄 적성이 낮아, 종이로 만들어진 뚜껑에만 브렌드 등이 인쇄된 상태로 판매된다.
이에 반해, 종이컵의 경우 인쇄는 가능하나 단열성이 매우 낮아 뜨거운 물이나 커피등을 담은 상태로 컵을 잡기가 쉽지 않다. 더구나, 최근에 커피 전문점에서 하는 커피는 용량이 많아, 종이컵에 담아 사용하기가 쉽지 않다. 이에 따라, 컵에 끼워서 사용할 수 있는 원통형 종이를 나눠주기도 한다.
이에 따라, 단열 특성이 우수하면서도 인쇄적성이 좋은 새로운 컵에 대한 요구가 계속되고 있다.
본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 단열 특성이 우수하면서, 인쇄적성이 좋은 새로운 용기를 제공하는 것이다.
본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 컵의 표면에 발포 코팅되어 단열 특성이 우수하면서도 인쇄적성이 우수한 컵을 제조할 수 있는 새로운 발포 코팅 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명에서 해결하고자 하는 다른 과제는 인쇄가능한 발포 코팅면을 형성할 수 있는 새로운 코팅 조성물을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
상기와 같은 문제를 해결하기 위해서, 기재층, 상기 기재층에 바인더 수지, 충진제, 및 열팽창형 미소구체를 포함하는 인쇄가능한 발포 코팅층, 및 상기 발포 코팅층에 인쇄된 인쇄층으로 이루어진 다층 시트로 이루어진다.
본 발명에 있어서, 상기 기재층은 발포되는 바인더 수지의 점착성에 의해서 발포층이 접착될 수 있는 기재층이며, 바람직하게는 종이 또는 필름으로 이루어진다.
본 발명에 있어서, 상기 바인더 수지는 별도의 접착제 또는 접착과정이 필요없이 기재층에 접착되는 발포코팅층을 형성하는 수지이며, 바람직하게는 Tg가 0-40 ℃, 가장 바람직하게는 10-30 ℃의 범위로 이루어지는 것이 좋다.
본 발명의 실시에 있어서, 상기 바인더 수지는 0-40 ℃의 범위를 가지는 바 인더수지를 이용하거나, 또는 저온의 Tg를 가지는 수지와 고온의 Tg를 가지는 수지를 혼합하여 평균 0-40 ℃의 Tg를 가지도록 구성할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 바인더는 수지는 본 발명에 있어서, 상기 바인더 수지는 폴리우레탄, 폴리에틸렌비닐알코올, 폴리아크릴계 바인더 수지를 주성분으로 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 바인더 수지는 유기 용매의 사용을 제한할 수 있도록 수계 바인더 수지를 사용하는 것이 좋고, 발포층의 경도를 유지할 수 있는 한 바람직하게는 수용성 폴리우레탄, 에틸렌비닐알코올 에멀젼, 아크릴 에멀젼등을 사용할 수 있다. 본 발명의 실시에 있어서, 상기 수분산 폴리우레탄은 켐나인사의 수분산 폴리우레탄 CWP-878, 에틸렌비닐알코올 에멀젼은 Airproduct사의 이브에이에멀젼, 아크릴에멀젼은 BASF의 HRC1661을 사용할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 폴리우레탄, 폴리에틸렌비닐알코올, 폴리아크릴계 바인더 수지를 70% 이상 사용하는 것이 좋고, 발포층의 경도를 조절하기 위해서, 바람직하게는 높이기 위해서, 폴리비닐알코올, 폴리비닐부치랄, 밀크카제인 수용액, 셀룰로즈등의 수지를 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 바인더 수지들의 분자량은 발포체의 경도나 접착력에 따라 조절될 수 있으며, 바람직하게는 Mw 1,000 - 1,000,000 의 제품을 사용할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 충진제는 상기 충진제는 발포층의 발포셀을 고르게 하여 인쇄적성을 높이는 평활제로서의 역할을 하게되며, 또한 발포층의 경도를 보 완할 수 있도록 사용된다. 바람직하게는 무기계 충진제를 사용하는 것이 좋다. 본 발명의 실시에 있어서, 상기 무기계 충진제는 탄산칼슘, 티타늄디옥사이드, 실리카, 금속분말, 알루미늄실리케이트 등을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 열팽창형 미소구체는 열가소성 수지에 발포제가 봉입된 구조를 가지는 미소구체이며, 열가소성 수지로는 염화비닐리덴계 공중합체, 아크릴로니트릴계 공중합체, 아크릴계 공중합체 등이 사용될 수 있으며, 발포제는 이소부탄, 이소펜탄 등의 탄화수소가 주로 사용된다. 상기 열팽창형 미소구체는 열팽창 후 중공 미소구체를 이루며, 자세한 내용은 미국 특허 제3615972호, 일본 공개 특허 소59-53290, 국제 공개 2005/049698호, 대한민국 공개 10-2008-0059205호등의 참고 문헌에 기재되어 있다. 상기 열팽창형 미소구체는 상업적으로 구입하여 이용할 수 있으며, 마쓰모토유시세야쿠사의 F-36, F-48, F-30, F-1300, F-30, F30VS, F-36, F-50, F-793, F-80F, F-100, F-105, MFL시리즈, 100CA, ONE,80GCA, 80GTA, F-30E, F-50E, F-80E, F-80D등을 사용할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 발포 코팅층에서 바인더 수지, 충진제, 및 열팽창형 미소구체의 함량은 발포코팅층에 이루어지는 인쇄강도, 인쇄 적성에 따라 조절될 수 있으며, 바람직하게는 바인더 수지 100 중량부에 1-30 중량부, 바람직하게는 5-20 중량부의 범위의 충진제와 1-40 중량부, 바람직하게는 10-35 중량부, 가장 바람직하게는 10-30 중량부의 열팽창형 미소구체로 이루어지는 것이 좋다.
본 발명에 있어서, 상기 발포 코팅층은 0.1-5 mm 범위의 두께로 종이나 필름과 같은 기재위에 형성될 수 있으며, 바람직하게는 0.5 내지 2 mm 내외의 두께가 좋다.
본 발명에 있어서, 상기 발포 코팅층은 인쇄과정에서 발포층이 찌그러지는 것을 방지할 수 있도록 인쇄시 발포 코팅층에 가해지는 인쇄압을 견딜 수 있는 경도를 가진는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 인쇄층은 옵셋인쇄, 그라비아 인쇄등의 종래 인쇄방법을 이용하여 인쇄될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 인쇄 가능한 발포 코팅층은 소포제, 습윤제, 윤활제, 알코올, 내오염 방지제, 대전방지제, 슬립제, 흐름성 개선제, 수용성 유기용제 등의 첨가제를 필요에 따라 첨가할 수 있다.
본 발명은 일 측면에서, 다층시트가 기재층, 상기 기재층에 바인더 수지 100 중량부와 열팽창된 중공 미소구체 1-40 중량부를 포함하는 발포 코팅층, 및 상기 발포 코팅층에 인쇄된 인쇄층으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명은 일 측면에서, 인쇄가능한 발포시트의 제조 방법이 기재층에 열팽창형 미소구체를 이용하여 발포된 폴리우레탄을 코팅층을 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 일 측면에서, 일회용 용기의 제조 공정이 종이 또는 필름 기재층, 상기 종이 또는 필름 기재층에 형성된 인쇄가능한 발포 코팅층, 및 상기 발포코팅층에 인쇄층이 형성된 롤을 제조하는 단계; 및 상기 롤을 재단하여 일회용 용기를 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 일 측면에서, 발포 코팅 조성물이 Tg 0 내지 40 ℃의 바인더 수지 100 중량부, 열팽창형 미소구체 1-40 중량부, 및 무기 충진제 1-30 중량부로 이루어지며, 상기 바인더 수지는 수분산 폴리우레탄를 포함하는 바인더이며, 발포코팅면이 평활하여 인쇄가 가능한 것을 특징으로 한다.
본 발명은 일 측면에서, 종이 또는 필름으로 이루어진 상하 기저층 사이에 열팽창형 미소구체로 발포된 바인더 수지층이 형성된 것을 특징으로 하며, 바인더 수지층이 상하 기저층을 접착하고, 열팽창형 미소구체의 발포에 의해, 발포층이 형성되게 된다.
본 발명에 따른 발포 코팅 다층 시트는 발포 코팅층에 인쇄가 이루어질 수 있어, 발포층 외면에 직접 광고가 가능하다. 본 발명은 또한 평활도가 높고, 인쇄압에 견딜 수 있는 경도를 가지며, 접착력이 좋은 발포 코팅 조성물을 제공함으로서 인쇄가 가능한 발포 코팅 조성물이 제공된다.
발포 코팅 조성물의 제조
실시예 1
2 Kg 용량의 비이커와 교반기 받침대등을 준비하여 켐나인사의 수분산 폴리우레탄 바인더 CWP-878를 520 g, 마쓰모토유시세야쿠사의 발포제 F-48를 120 g, Airproduct 사의 레벨링제 Surfynol #465 를 15 g, Tego 사의 소포제 Tego 815N 을 50 g, Tego 사의 슬립조절제 Tego 410을 42 g, Munzing 점도조절제 Pur-40을 23 g, 케이에프텍(주)의 티타늄디옥사이드 분산액 R-960분산액(50 중량%)를 105 g, 및 물 125g 을 순차적으로 투입 교반하면서 중속의 RPM으로 3시간 교반을 실시한후 24 시간동안 상온 숙성 후 외관 유백색, 점도 2.320 cps, pH 7.5 고형분 50.8%의 코팅액을 제조하였다.
실시예 2
2 Kg용량의 비이커와 교반기 받침대등을 준비하여 Airproduct 사의 이브에이에멀젼 Airex 706을 520 g, 마쓰모토유시세야쿠사의 발포제 F-48이 120 g, Airproduct 사의 레벨링제 Surfynol#465를 15 g, Tego 사의 소포제 Tego 815N 을 50 g, Tego 사의 슬립조절제 Tego 410을 42 g, Munzing 점도조절제 Pur-40을 28 g, 케이에프텍(주)의 티타늄디옥사이드 분산액 R-960분산액(50중량%) 105 g, 물 120을 순차적으로 투입 교반하면서 중속의 RPM으로 3시간 교반을 실시한후 24hrs 상온 숙성후 외관 유백색. 점도 1980 cps, pH 7.1 고형분 58.8%의 코팅액을 제조하였다.
실시예 3
2 Kg용량의 비이커와 교반기 받침대등을 준비하여 Airproduct 사의 이브에이에멀젼 Airex 706을 260 g, BASF사의 아크릴에멀젼 HRC 1661을 260 g, 마쓰모토유시세야쿠사의 발포제 F-80D가 120 g, Airproduct 사의 레벨링제 Surfynol#465를 15 g, Tego 사의 소포제 Tego 815N 을 50 g, Tego 사의 슬립조절제 Tego 410을 42 g, Munzing 점도조절제 Pur-40을 22 g, 케이에프텍(주)의 티타늄디옥사이드 분산액 R-960분산액(50중량%) 105 g, 물 126을 순차적으로 투입 교반하면서 중속의 RPM으로 3시간 교반을 실시한후 24hrs 상온 숙성후 외관 유백색. 점도 2230 cps, pH 7.6 고형분 51.5%의 코팅액을 제조하였다.
실시예 4
2 Kg 용량의 비이커와 교반기 받침대등을 준비하여 켐나인사의 수분산 폴리우레탄 바인더 CWP-878를 470 g, 데쿠사의 실리카 OK-412를 35 g, 마쓰모토유시세야쿠사의 발포제 F-48를 98 g, Airproduct 사의 레벨링제 Surfynol #465 를 15 g, Tego 사의 소포제 Tego 815N 을 50 g, Tego 사의 슬립조절제 Tego 410을 42 g, Munzing 점도조절제 Pur-40을 23 g, 케이에프텍(주)의 티타늄디옥사이드 분산액 R-960분산액(50 중량%)를 105 g, 및 물 162g 을 순차적으로 투입 교반하면서 중속의 RPM으로 3시간 교반을 실시한후 24 시간동안 상온 숙성 후 외관 유백색, 점도 1,870 cps, pH 7.5 고형분 50.8%의 코팅액을 제조하였다.
실시예 5
2 Kg용량의 비이커와 교반기 받침대등을 준비하여 케이에프텍(주)의 15% 카세인 용액 80 g, BASF사의 아크릴에멀젼 HRC 1661을 420 g, 마쓰모토유시세야쿠사의 발포제 F-80D가 120 g, Airproduct 사의 레벨링제 Surfynol#465를 15 g, Tego 사의 소포제 Tego 815N 을 50 g, Tego 사의 슬립조절제 Tego 410을 42 g, Munzing 점도조절제 Pur-40을 32 g, 케이에프텍(주)의 티타늄디옥사이드 분산액 R-960분산액(50중량%) 105 g, 물 136을 순차적으로 투입 교반하면서 중속의 RPM으로 3시간 교반을 실시한후 24hrs 상온 숙성후 외관 유백색. 점도 1930 cps, pH 7.8 고형분 52.3%의 코팅액을 제조하였다.
비교실시예
2 Kg 용량의 비이커와 교반기 받침대등을 준비하여 켐나인사의 수분산 폴리우레탄 바인더 CWP-878를 490 g, 마쓰모토유시세야쿠사의 발포제 F-48를 280 g, Airproduct 사의 레벨링제 Surfynol #465 를 15 g, Tego 사의 소포제 Tego 815N 을 50 g, Tego 사의 슬립조절제 Tego 410을 42 g, Munzing 점도조절제 Pur-40을 52 g 및 물 71 g 을 순차적으로 투입 교반하면서 중속의 RPM으로 3시간 교반을 실시한후 24 시간동안 상온 숙성 후 외관 유백색, 점도 2,670 cps, pH 7.7 고형분 63.5 %의 코팅액을 제조하였다.
발포 코팅 공정
모조지 평량120 g의 모조지에 Bar Cota #32 방식으로 상기 실시예 1내지 실시예 5, 및 비교실시예 1에서 제조된 발포 코팅 조성물을 1회 코팅하였다. 코팅 후, 140 ℃에서 5 min간 건조하여 발포시켰다.
발포 상태를 발포 후 육안으로 고찰하였으며, 표면 평활도도 육안으로 고찰하였다. 인쇄적성은 발포된 표면에 그라비어 인쇄 코팅후 인쇄성을 육안고찰하였다. 코팅면의 미끄럼 상태는 손으로 만져서 미끄러짐 정도로 측정하였으며, 접착력은 셀로테이프를 붙였다 떼어내는 방식으로 이루어진다. 결과를 하기 표 1에 나타 내었다.
| 항 목 | 실시예1 | 실시예2 | 실시예3 | 실시예4 | 실시예5 | 비교실시예1 |
| 발포도상태 | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ○ |
| 발포후표면평활도 | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ⅹ |
| 인쇄적성(그라비어) | ◎ | ○ | ○ | ○ | ○ | ⅹ |
| 표면미끄러짐상태 | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ |
| 접착력 | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | △ |
|
◎는 양호, ○보통, △ 약간 나쁨, ⅹ사용불가 |
||||||
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 발포 코팅층의 표면 사진이다.
Claims (12)
- 기재층,상기 기재층에 바인더 수지, 충진제, 및 열팽창형 미소구체를 포함하는 인쇄가능한 발포 코팅층, 및상기 발포 코팅층에 인쇄된 인쇄층으로 이루어진 다층 시트.
- 제1항에 있어서, 상기 바인더 수지는 폴리우레탄, 폴리에틸렌비닐알코올, 폴리아크릴계, 또는 이들의 2 이상의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 다층시트.
- 제1항에 있어서, 상기 바인더 수지는 0-40 ℃의 범위의 Tg를 이루는 것을 특징으로 하는 다층 시트.
- 제1항에 있어서, 상기 바인더 수지는 수용성 폴리우레탄 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 다층시트.
- 제1항에 있어서, 상기 충진제는 탄산칼슘, 티타늄디옥사이드, 실리카, 금속분말, 알루미늄실리케이트 또는 이들의 2이상의 혼합물을 포함하는 무기계 충진제 인것을 특징으로 하는 다층시트.
- 기재층,상기 기재층에 바인더 수지 100 중량부와 열팽창된 중공 미소구체 1-40 중량부를 포함하는 발포 코팅층, 및상기 발포 코팅층에 인쇄된 인쇄층으로 이루어진 다층 시트.
- 기재층에 열팽창형 미소구체를 이용하여 발포된 폴리우레탄을 코팅층을 형성하는 것을 특징으로 하는 인쇄가능한 발포시트 제조 방법.
- 제7항에 있어서, 상기 폴리우레탄 코팅층은 열팽창형 미소구체를 폴리우레탄수지와 혼합하여 코팅한 후 발포시킨 인쇄가능한 발포시트 제조 방법.
- 종이 또는 필름 기재층, 상기 종이 또는 필름 기재층에 형성된 인쇄가능한 발포 코팅층, 및 상기 발포코팅층에 인쇄층이 형성된 롤을 제조하는 단계; 및상기 롤을 재단하여 일회용 용기를 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 일회용 용기 제조 방법.
- Tg 0 내지 40 ℃의 바인더 수지 100 중량부, 열팽창형 미소구체 1-40 중량 부, 및 무기 충진제 1-30 중량부로 이루어진 발포 코팅 조성물.
- 제10항에 있어서, 상기 바인더 수지는 수분산 폴리우레탄 바인더인 것을 특징으로 하는 인쇄용 발포 코팅 조성물.
- 종이 또는 필름으로 이루어진 상하 기저층 사이에 열팽창형 미소구체로 발포된 바인더 수지층이 형성된 것을 특징으로 하는 다층 시트.
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