KR20120009378A - 파래를 이용한 티백용지 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 파래를 이용한 티백용지 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 천연섬유인 닥펄프 및 마닐라 마펄프를 주원료로 하여 제조함으로써 티백용지에 다공성을 부여하고, 파래 추출물을 습윤지력증강제(paper strength agent)로 사용하여 습윤/건조 인장강도를 향상시킨 파래를 이용한 친환경적인 티백용지 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 파래를 이용한 티백용지는 (1)닥펄프 1?10w/v% 및 마닐라 마펄프 90?99wt%를 배합한 혼합펄프를 고해(叩解) 처리하는 제1공정, (2)상기 혼합펄프 100 중량부에 대해 파래 추출물을 1 내지 10 중량부 및 지료분산제 0.05 내지 3 중량부를 혼합하여 지료(紙料)를 조성하는 제2공정, (3)상기 지료를 초지기(paper machine)에 투입하여 섬유들끼리 얽히게 하여 종이층을 형성한 후 압착과 건조를 통해 수분을 제거하고, 캘린더(calender)를 통과시켜 표면을 평활하게 함과 동시에 균일한 두께가 유지하도록 하는 제3공정, (4)상기 종이를 원하는 규격대로 재단하여 제품화하는 제4공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

파래를 이용한 티백용지 및 그 제조방법{Paper for tea bag using green laver and manufacturing method thereof}
본 발명은 파래를 이용한 티백용지 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 천연섬유인 닥펄프 및 마닐라 마펄프를 주원료로 하여 제조함으로써 티백용지에 다공성을 부여하고, 파래 추출물을 습윤지력증강제(paper strength agent)로 사용하여 습윤/건조 인장강도를 향상시킨 파래를 이용한 친환경적인 티백용지 및 그 제조방법에 관한 것이다.
현재 녹차, 둥글레차, 메밀차, 허브차, 보리차, 옥수수차 등과 같은 다양한 티백 제품에 사용하는 티백용지는 일반적으로 장시간 뜨거운 물에 담가도 변형이 없도록 하기 위해 펄프에 폴리에틸렌(PE) 합성수지를 혼합하여 제조하고 있다. 실제 동서식품社의 ‘현미녹차’의 여과지 포장재질은 폴리에틸렌 코팅 용지를 사용하고 있으며, 아모레퍼시픽社의 ‘한라’와 ‘설록 현미녹차’, ‘메밀차’의 경우 폴리에틸렌 코팅 용지를 사용하고 있다.
이와같이 폴리에틸렌 코팅 용지 이외에도 나일론 합성수지를 사용한 제품도 있는데, 아모레퍼시픽社의 ‘설록 깔끔한 순수녹차’및 유니레버코리아의 ‘립톤 펄쟈스민’의 경우가 그 예이며, 이는 나일론 합성수지가 첨가된 티백용지의 경우 일반 티백용지와 달리 내용물이 잘 보이는 특징이 있어 일부 제품에 사용되기도 한다.
또한 이외에도 동서식품社의 ‘순보리차’, ‘옥수수차’및 ‘유아용 순보리차’는 폴리프로필렌(PP) 합성수지가 첨가된 여과지 포장재질을 사용하고 있으며, 샘표社의 ‘유기농 고소한 메밀차’또한 폴리프로필렌 합성수지가 혼합된 천연펄프를 티백용지로 사용하고 있다.
상기한 바와 같이 일반적으로 티백용지는 100% 천연재질을 사용하는 것이 아닌, 합성수지가 혼합된 펄프로 제조된 용지를 사용함으로써 환경호르몬이 검출될 수 있는 여지가 많을 뿐 아니라 티백용지 제조시 사용되는 펄프에서 작은 먼지들이 탈락되어 인체에 유해한 문제점이 있다.
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명에서는 천연섬유인 닥펄프와 마닐라 마펄프로 주원료로 하여 티백용지에 다공성을 부여하고, 파래로부터 분리한 추출액을 습윤지력증강제로 사용함으로써 습윤/건조 인장강도를 향상시킨 인체에 전혀 무해한 친환경적인 티백용지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 (1)닥펄프 1?10wt% 및 마닐라 마펄프 90?99wt%를 배합한 혼합펄프를 고해(叩解) 처리하는 제1공정, (2)상기 혼합펄프 100 중량부에 대해 습윤지력증강제로 파래 추출물을 1 내지 10 중량부 및 지료분산제 0.05 내지 3 중량부를 혼합하여 지료(紙料)를 조성하는 제2공정, (3)상기 지료를 초지기(paper machine)에 투입하여 섬유들끼리 얽히게 하여 종이층을 형성한 후 압착과 건조를 통해 수분을 제거하고, 캘린더(calender)를 통과시켜 표면을 평활하게 함과 동시에 균일한 두께가 유지하도록 하는 제3공정, (4)상기 종이를 원하는 규격대로 재단하여 제품화하는 제4공정을 포함하여 이루어진다.
상기 제1공정에서 배합되는 닥펄프 및 마닐라 마펄프는 셀룰로오스섬유계로 섬유의 단면 배열이 규칙적이고 다른 목재펄프에 비해 길이가 길며 섬유의 결합도 강하여 티백용지로서 적합하다. 특히 닥펄프의 경우 다공성이 아주 우수한데, 마닐라 마펄프와 배합시 닥펄프의 함량이 10wt%를 초과할 경우 습윤인장강도가 증가하나 섬유간의 세공이 많아져 티백용지 안의 소립자가 액 중에 그대로 빠져나오는 문제점이 있다. 따라서 닥펄프는 1 내지 10wt% 범위 내에서 마닐라 마펄프와 배합하는 것이 바람직하다.
상기 제2공정에서는 습윤지력증강제로 파래 추출물을 단독으로 첨가할 수 있으나 녹차, 옥수수잎, 보리, 둥글레, 허브, 비타민나무로부터 얻어지는 추출물 중 어느 하나를 선택하여 사용할 수 있다.
상기 파래 추출물은 에탄올 또는 메탄올 100 중량부에 대해 아세트산수용액(10w/v%) 0.5?0.7 중량부를 첨가하여 혼합한 알칼리수용액을 제조하여, 분쇄한 파래를 투입한 후 4시간 동안 방치하여 여과한 후 여과액을 감압농축하여 추출액을 얻을 수 있으며, 이외에 녹차, 옥수수잎, 보리, 둥글레, 허브, 비타민나무의 추출물 역시 상기 파래 추출물 제조방법과 동일하게 수득할 수 있다.
통상적으로 습윤지력증강제로 폴리아미드계수지(polyamide resin), 멜라민수지(melamine resin), PAAE(polyamidoamine-epichlorohydrin), 우레아-포름알데하이드계수지(urea-and formaldehyde-based resin), 폴리에틸렌이민(polyethyleneimine) 등을 사용하나, 본 발명에서는 천연물질인 파래 추출물을 습윤지력증강제로 사용함으로써 동일한 효과를 얻었다.
또한, 지료분산제로는 PEO(Polyethylene oxide), CMC(Carboxymethyl cellulose), Cation-ic starch, Acethyl starch 중에서 1종을 선택하여 사용할 수 있으나 PEO(Polyethylene oxide)를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 지료분산제의 경우 섬유간의 응집을 방지하기 위해 첨가하는데, 닥펄프와 마닐라 마펄프가 혼합된 혼합펄프 100 중량부에 대해 0.05 내지 3 중량부를 혼합하되 3 중량부를 초과할 경우 오히려 결속섬유가 발생하여 지합이 저해되는 현상이 생길 수 있으므로 상기 비율을 지키는 것이 바람직하다.
상기 제3공정은 초지(抄紙)공정으로, 본 발명에서 사용하는 초지기(paper machine)는 대형드라이어를 1개 가지고 있으며, 지층 구성부분이 환망으로 되어 있어 환망 양키머신(Cylinder Yankee Machine) 시스템을 기본으로 하고 있다. 이 시스템은 헤드박스(head box)와 쿠치롤(couch roll)이 일반 장망초지기와 정반대에 위치하고 있어 시설면적이 적게 소요되고, 쿠치롤(couch roll)에서 지필이 펠트에 부착되어 유도되기 때문에 습지의 절단율이 적은 장점이 있으며 얇은 종이를 생산하는데 유용한 시스템이다.
상기한 초지기(paper machine)에 지료를 투입하여 섬유들끼리 얽히게 하여 종이층을 형성한 후 압착과 건조를 통해 수분을 제거하는데, 이때 초지기의 금망부(wire part)에서 금망을 40 내지 50메쉬(mesh)로 조절하여 종이의 공극(pore) 크기를 조절한다. 초지기의 드라이어를 통과하여 건조된 종이는 캘린더(calender)를 통과하면서 압력과 마찰을 받아 표면이 평활하게 되면서 두께가 조절되는데, 이때 종이의 평량이 10 내지 20g/m2 이 유지되도록 조절한다.
마지막 공정인 제4공정에서는 티백의 종류와 모양에 따라 원하는 규격대로 재단하는 공정으로 크기와 폭은 제품에 따라 달라질 수 있다.
본 발명에 따른 파래를 이용한 티백용지는 파래로부터 분리한 추출액을 습윤지력증강제로 사용하여 티백용지의 습윤 및 건조 인장강도를 향상시키는 효과를 제공하며, 인체에 전혀 무해한 천연섬유 및 천연 습윤지력증강제를 사용함으로써 친환경적인 티백용지를 제공하는 효과가 있다.
또한 본 발명에 쓰이는 파래의 경우 현재 우리나라 해안에서 대량으로 번식하여 다른 수산업에 악영향을 끼침으로써 거대한 양을 수거하여 식품으로 공급하고도 대부분 폐기되는 실정이라 앞으로 파래를 이용한 티백용지를 새로운 기능성 부가가치산업으로 활용할 수 있는 효과가 있다.
이하 본 발명에 대한 이해를 돕기 위해 실시예를 제시하나, 하기 실시예에 한정되는 것은 아니며 통상적인 당업자 수준에서의 응용 또한 본 발명의 범위에 포함된다.
[실시예]
실시예1
실시단계1-1
수세하여 건조한 파래를 평균 25mesh 입도의 크기로 분쇄하고, 에탄올 10L에 아세트산수용액(10w/v%) 60mL를 혼합하여 알칼리수용액을 제조하였다. 상기 알칼리수용액에 분쇄한 파래 1kg을 넣고 4시간 동안 방치하여 여과 후 감압농축하여 파래 추출액 100g을 수득하였다.
실시단계1-2
마닐라 마펄프 900g 및 닥펄프 100g를 혼합하여 기계적으로 고해처리한 후, 상기 [실시단계1-1]에서 수득한 파래 추출액 10g 및 polyethylene oxide 1g을 혼합하여 지료를 제조하였다. 상기 지료를 초지기(paper machine)에 투입하여 평량 15g/m2의 종이를 생산하여 5 x 5 cm 크기의 티백용지로 재단하였다.
실시예2
실시단계2-1
[실시단계1-1]과 동일한 방법으로 실시하였다.
실시단계2-2
마닐라 마펄프는 950g 및 닥펄프는 50g을 혼합하여, [실시단계1-2]와 동일한 방법으로 실시하였다.
실시예3
실시단계3-1
[실시단계1-1]과 동일한 방법으로 실시하였다.
실시단계3-2
마닐라 마펄프는 990g 및 닥펄프는 10g을 혼합하여, [실시단계1-2]와 동일한 방법으로 실시하였다.
[실험예]
실험예1 : 인장강도 비교
상기 실시예들의 인장강도를 비교하기 위해 종이의 인장강도 표시방법 중의 하나인 열단장(breaking length) 및 습열단장을 측정하여 하기 [표1]에 나타내었다.
열단장(kg/15mm) 습윤 열단장(kg/15mm)
실시예1
실시예2
실시예3
D사 티백용지		 7.5
7.5
7.6
7.2		 1.4
1.5
1.6
0.6

실험예2 : 평활도(smoothness) 비교
상기 실시예들에 대한 표면의 판판하고 매끄러운 정도를 측정하기 위해 벡크 평활도시험기로 측정하여 초(sec)로 표시하여 하기 [표2]에 나타내었다.
실시예1 실시예2 실시예3 D사 티백용지
평활도(sec) 9.1 10.1 14.5 5.0

실험예3 : 식품포장지로서의 인체 유해성 시험
식품과 직접 접촉되어 사용되는 종이 재질의 기구 및 용기/포장에 대해서는 식품공전 제7호 기구 및 용기/포장의 재질 기준규격에 따라 폴리염화비페닐(PCBs), 비소, 중금속, 증발잔류물, 포름알테히드, 형광증백제에 대해 시험한 결과 하기 [표3]에서와 같이 파래를 이용한 티백용지는 통상의 사용조건에서 안전성에 전혀 문제가 없으며 인체에 전혀 무해함을 확인할 수 있다.
실시예1 실시예2 실시예3
PCBs
비소
중금속
증발잔류물
포름알데히드
형광증백제		 불검출
불검출
적합
적합
적합
불검출		 불검출
불검출
적합
적합
적합
불검출		 불검출
불검출
적합
적합
적합
불검출

Claims (6)

  1. (1)닥펄프 1?10wt% 및 마닐라 마펄프 90?99wt%를 배합한 혼합펄프를 고해(叩解) 처리하는 제1공정,
    (2)상기 혼합펄프 100 중량부에 대해 습윤지력증강제로 파래 추출물 단독 또는 녹차, 옥수수잎, 보리, 둥글레, 허브, 비타민나무 중 1종을 선택하여 얻어지는 추출물을 1 내지 10 중량부 및 지료분산제 0.05 내지 3 중량부를 혼합하여 지료(紙料)를 조성하는 제2공정,
    (3)상기 지료를 초지기(paper machine)에 투입하여 압착과 건조를 실시하고, 캘린더(calender)를 통과시켜 종이의 평량이 10 내지 20g/m2이 유지하도록 하는 제3공정 및
    (4)상기 종이를 원하는 규격대로 재단하여 제품화하는 제4공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 티백용지의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 습윤지력증강제는 파래 추출물을 사용하는 것을 특징으로 하는 티백용지의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 습윤지력증강제는 에탄올 또는 메탄올 100 중량부에 대해 아세트산수용액(10w/v%) 0.5?0.7 중량부를 첨가하여 혼합한 알칼리수용액에 투입한 후 4시간 동안 방치하여 여과한 여과액을 감압농축하여 얻어지는 것을 특징으로 하는 티백용지의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서, 지료분산제는 PEO(Polyethylene oxide), CMC(Carboxymethyl cellulose), Cationic starch, Acethyl starch 중에서 1종을 선택하여 사용하는 것을 특징으로 하는 티백용지의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서, 초지기는 환망 양키머신(Cylinder Yankee Machine) 시스템을 기본으로 하고 있는 초지기를 사용하는 것을 특징으로 하는 티백용지의 제조방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 방법으로 제조되는 것을 특징으로 하는 티백용지.
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