KR20140008014A - Ｓｃ 마닐라 판지 및 판지용 코팅 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 높은 백색도 및 불투명도를 가지면서 우수한 인쇄 적성을 가진 SC 마닐라 판지와, 높은 백색도 및 불투명도를 부여하면서 우수한 인쇄 적성을 부여할 수 있는 판지용 코팅 조성물에 대한 것이다.

Description

ＳＣ 마닐라 판지 및 판지용 코팅 조성물{SUPER COATED MANILA BOARD AND COATING COMPOSITION FOR PAPER BOARD}

본 발명은 높은 백색도 및 불투명도를 가지면서 우수한 인쇄 적성을 가진 SC 마닐라 판지와, 높은 백색도 및 불투명도를 부여하면서 우수한 인쇄 적성을 부여할 수 있는 판지용 코팅 조성물에 관한 것이다.

SC 마닐라 판지(super coated manila board)는 백판지의 일종으로, 표면이 코팅되어 있고, 백상고지(white ledger)를 지료(紙料)로 한 표면층 아래 폐 신문지, 폐 골판지 등과 같은 각종 폐지를 지료로 한 지층이 여러 겹 겹쳐서 생산된 다층 판지 제품이다. 이는 인쇄 적성이 우수하여 외부 포장 용지로 주로 사용되고 있다.

SC 마닐라 판지는 통상적으로 중질 탄산칼슘을 포함하는 코팅층, 백상고지(white ledger)로부터 얻은 펄프를 포함하는 표면층, 폐 골판지로부터 얻은 펄프를 포함하는 심면층 및 폐 신문지로부터 얻은 펄프를 포함하는 후면층을 포함하고, 상기 후면층 상에 심면층, 표면층, 코팅층이 순차적으로 적층되어 있다.

이러한 SC 마닐라 판지는 백상고지, 폐 신문지, 폐 골판지 등으로부터 얻은 펄프(이하, '폐지 펄프')를 사용하기 때문에, 친환경적이며, 값비싼 화학펄프를 이용하는 경우에 비해 제조 비용이 절감될 수 있다.

다만, 폐지 펄프로 이루어진 지층은 탈잉크를 하였더라도 비(非) 페지 펄프(virgin pulp)(예컨대, 화학펄프)로 된 지층에 비해 백색도가 낮다. 특히, 폐 골판지로부터 얻은 펄프로 이루어진 지층은 다른 폐지 펄프(예컨대, 백상 고지 펄프, 폐 신문지 펄프)로 이루어진 지층에 비해 색이 누렇거나 반점이 있어, 백색도가 가장 낮다. 게다가, 표면층은 제조시 표면 전체적으로 펄프량을 동일하게 조절하더라도, 펄프량이 적은 부분(이 경우, 상대적으로 투명성이 높음)과 펄프량이 많은 부분(이 경우, 상대적으로 투명성이 낮음)이 존재하며, 이로 인해 펄프량이 적은 부분을 통해 심면층의 색이나 반점이 비치고, 특히 표면층과 심면층의 백색도 차이가 클수록 표면층의 펄프량이 적은 부분을 통해 보이는 심면층의 표면이 백색 얼룩으로 보여 미적인 효과가 저하될 수 있다.

따라서, 종래에는 심면층의 색이나 이물감을 은폐시키기 위해 표면층의 두께를 두껍게 하거나, 또는 표면층과 심면층 사이에 폐 신문지로부터 얻은 펄프를 포함하는 지층(이하, '서브층')을 개재(介在)시킨 경우가 있었다.

그러나, 현재 SC 마닐라 판지의 제조에 사용되는 백상고지의 수급이 어려워지고 백상고지로부터 얻은 펄프의 회수율이 저하되어 백상고지 펄프의 가격이 상승하고 있다. 이로 인해, 표면층의 두께를 두껍게 할 경우, SC 마닐라 판지의 생산 단가가 상승하여 업계 경쟁에 있어 효과적이지 못하다. 한편, 표면층과 심면층 사이에 서브층을 개재시키더라도, 표면층과 서브층의 백색도 차이로 인해서 서브층의 표면이 백색 얼룩으로 보이기 때문에, 미적인 측면에 있어 큰 효과를 얻지 못하고 있다.

본 발명의 목적은 제조 단가가 낮으면서, 백색도 및 불투명도가 높고, 인쇄적성이 우수한 SC 마닐라 판지를 제공하는 것이다.

또, 본 발명의 또 다른 목적은 경제적으로 판지의 백색도 및 불투명도를 높이면서, 인쇄적성을 향상시킬 수 있는 판지용 코팅 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명은 중질 탄산칼슘 및 바인더를 포함하는 탑 코팅용 조성물로 형성된 탑 코팅층(top coating layer); 중질 탄산칼슘, 침강성 탄산칼슘 및 바인더를 포함하되, 상기 침강성 탄산칼슘의 평균 입경이 1 내지 5 ㎛인 언더 코팅용 조성물로 형성된 언더 코팅층(under coating layer); 백상고지(white ledger) 펄프를 포함하는 표면층; 접지 펄프, 폐 책지 펄프 및 폐 골판지 펄프로 이루어진 군에서 선택된 것을 포함하는 심면층; 및 폐 신문지 펄프를 포함하는 후면층을 포함하며, 상기 후면층 상에 심면층, 표면층, 언더 코팅층 및 탑코팅층이 순차적으로 적층되어 있는 SC 마닐라 판지를 제공한다.

또, 본 발명은 중질 탄산칼슘, 침강성 탄산칼슘, 라텍스 및 첨가제를 포함하되, 상기 침강성 탄산칼슘의 평균 입경이 1 내지 5 ㎛인 판지용 코팅 조성물을 제공한다.

본 발명에 따른 SC 마닐라 판지는 평균 입경이 약 1 내지 5 ㎛인 침강성 탄산칼슘을 포함하는 언더 코팅용 조성물로 형성된 언더 코팅층을 포함함으로써, 경제적으로 백색도 및 불투명도가 증진되고, 인쇄적성이 향상될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 판지용 코팅 조성물은 평균 입경이 약 1 내지 5 ㎛인 침강성 탄산칼슘을 포함함으로써, 경제적으로 판지의 백색도 및 불투명도를 증진시키면서, 인쇄적성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일례에 따른 SC 마닐라 판지의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 일례에 따른 SC 마닐라 판지의 단면도이다.

이하, 본 발명에 대하여 설명한다.

본 발명은 백판지의 일종인 SC 마닐라 판지에 관한 것으로서, 평균 입경이 약 1 내지 5 ㎛인 침강성 탄산칼슘을 언더 코팅용 조성물의 일 성분으로 이용하여 언더 코팅층(under coating layer)을 형성하는 것을 특징으로 한다. 상기 언더 코팅층에 의해서 심면층의 색이나 반점이 은폐되기 때문에, 본 발명의 SC 마닐라 판지는 경제적으로 백색도(whiteness) 및 불투명도(opacity)가 증진되면서, 인쇄적성이 향상될 수 있다.

본 발명은 평균 입경이 약 1 내지 5 ㎛인 침강성 탄산칼슘을 언더 코팅용 조성물의 일 성분으로 이용한다. 상기 침강성 탄산칼슘은 빛을 산란시키며, 이로 인해 SC 마닐라 판지의 불투명도 및 백색도가 증진될 수 있다. 또한, 상기 침강성 탄산칼슘은 언더 코팅층의 공극 특성을 변화시키며, 이로 인해 SC 마닐라 판지의 인쇄 적성이 향상될 수 있다. 뿐만 아니라, 언더 코팅층의 형성시, 평균 입경이 1 ㎛ 미만인 침강성 탄산칼슘과 달리 상기 침강성 탄산칼슘이 언더 코팅용 조성물의 유동성을 저하시키지 않기 때문에, 작업성이 향상될 수 있다. 한편, 평균 입경이 5 ㎛ 초과인 침강성 탄산칼슘은 제조하기 어렵고, 제조가 되더라도 코팅용 조성물의 성분으로 사용시 입자가 깨어지는 현상으로 인해 입자의 형상 및 입경을 유지하기가 어렵고, 이로 인해 언더 코팅용 조성물의 유동성을 저하시키며, 또한 빛의 산란이 제대로 일어나지 않아 백색도나 불투명도가 향상되지 않는다.

아울러, 평균 입경이 약 1 내지 5 ㎛인 침강성 탄산칼슘을 일 성분으로 포함하는 언더 코팅용 조성물을 이용하여 형성된 언더 코팅층은 불투명도 및 백색도가 높기 때문에, 은폐 효과가 뛰어나다. 이로 인해, 본 발명의 SC 마닐라 판지는 종래 SC 마닐라 판지와 달리, 폐 골판지 펄프를 포함하는 심면층의 색이나 반점 등을 은폐시키기 위해 표면층의 두께를 두껍게 할 필요가 없으며, 또 표면층과 심면층 사이에 폐 신문지로부터 얻은 펄프를 포함하는 서브층을 개재시킬 필요도 없다. 따라서, 본 발명의 SC 마닐라 판지는 종래 마닐라 판지에 비해 표면층 및/또는 서브층의 평량을 감소시거나, 또는 서브층을 포함하지 않을 수 있다. 이때, 본 발명은 당 업계에서 요구하는 대로 SC 마닐라 판지의 평량을 맞추기 위해서, 감소된 서브층 및/또는 표면층의 평량 만큼, 폐 골판지 펄프, 폐 책지 펄프, 접지 펄프 등의 값싼 저급 폐지 펄프를 포함하는 심면층(제1 심면층 및/또는 제2 심면층)의 평량을 증가시킬 수 있다. 이와 같이, 본 발명은 종래 SC 마닐라 판지에 비해 값비싼 백상 고지 펄프량이 감소하고, 대신 값싼 폐 골판지 펄프량이 증가하기 때문에, 판지의 생산 단가를 절감할 수 있다.

본 발명의 일례에 따른 SC 마닐라 판지는 도 1에 도시된 바와 같이, 중질 탄산칼슘 및 바인더를 포함하는 탑 코팅용 조성물로 형성된 탑 코팅층(top coating layer)(42); 중질 탄산칼슘, 침강성 탄산칼슘 및 바인더를 포함하되, 상기 침강성 탄산칼슘의 평균 입경이 1 내지 5 ㎛인 언더 코팅용 조성물로 형성된 언더 코팅층(under coating layer)(41); 백상고지(white ledger) 펄프를 포함하는 표면층(10); 접지 펄프, 폐 책지 펄프 및 폐 골판지 펄프로 이루어진 군에서 선택된 것을 포함하는 심면층(20); 및 폐 신문지 펄프를 포함하는 후면층(30)을 포함하며, 이때 상기 후면층(30) 상에 심면층(20), 표면층(10), 언더 코팅층(41) 및 탑 코팅층(42)이 순차적으로 적층되어 있다. 여기서, 상기 심면층(20)은 1층 또는 2층 이상의 다층 구조일 수 있는데, 예를 들어 도 2에 도시된 바와 같이, 접지 펄프, 폐 책지 펄프 및 폐 골판지 펄프를 포함하는 제1 심면층(21)과 폐 골판지 펄프를 포함하는 제2 심면층(22)을 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 일례에 따른 SC 마닐라 판지는 도 2에 도시된 바와 같이, 중질 탄산칼슘 및 바인더를 포함하는 탑 코팅용 조성물로 형성된 탑 코팅층(top coating layer)(42); 중질 탄산칼슘, 침강성 탄산칼슘 및 바인더를 포함하되, 상기 침강성 탄산칼슘의 평균 입경이 1 내지 5 ㎛인 언더 코팅용 조성물로 형성된 언더 코팅층(under coating layer)(41); 백상고지(white ledger) 펄프를 포함하는 표면층(10); 접지 펄프, 폐 책지 펄프 및 폐 골판지 펄프로 이루어진 군에서 선택된 것을 포함하는 심면층(20); 폐 신문지 펄프를 포함하는 서브층(50); 및 폐 신문지 펄프를 포함하는 후면층(30)을 포함하며, 이때 상기 후면층(30) 상에 심면층(20), 표면층(10), 언더 코팅층(41), 서브층(50) 및 탑 코팅층(42)이 순차적으로 적층되어 있다. 여기서, 상기 심면층(20)은 1층 또는 2층 이상의 다층 구조일 수 있는데, 예를 들어 도 2에 도시된 바와 같이, 접지 펄프, 폐 책지 펄프 및 폐 골판지 펄프를 포함하는 제1 심면층(21)과 폐 골판지 펄프를 포함하는 제2 심면층(22)을 포함할 수 있다.

(1) 표면층

본 발명의 SC 마닐라 판지는 도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 백색고지 펄프를 포함하는 표면층(10)을 포함한다.

상기 표면층(10)은 SC 마닐라 판지의 강도 및 백색도에 영향을 미치는 지층으로서, 백색고지(white ledger) 펄프를 지료(紙料)로 포함한다.

이러한 표면층의 평량은 특별히 제한되지 않으며, 당 업계에 알려진 SC 마닐라 판지의 표면층 평량 정도일 수 있다. 다만, 본 발명의 경우, 하기 언더 코팅층의 은폐력으로 인해서 판지의 백색도 및 불투명도가 향상될 수 있기 때문에, 상기 표면층(11)의 평량은 종래 SC 마닐라 판지의 표면층 평량보다 적게 조절할 수 있다. 예컨대, SC 마닐라 판지의 평량 300 g/㎡ 기준으로 상기 표면층의 평량을 약 10 내지 30 g/㎡ 정도로 조절할 수 있다.

상기 백상고지 펄프는 백상고지를 원료로 하여 얻은 펄프로서, 잉크를 제거한 것이다.

또, 상기 표면층(10)은 지료로서 상기 백상고지 펄프 이외 비(非) 폐지 펄프(virgin pulp), 예컨대 L-BKP와 같은 화학펄프를 포함할 수 있다. 이때, 상기 비 폐지 펄프의 함량은 특별히 제한되지 않으나, 펄프의 전체 중량을 기준으로 약 10 내지 50 중량% 정도로 포함할 경우, 표면층의 강도를 더 향상시킬 수 있다.

(2) 언더 코팅층

본 발명의 SC 마닐라 판지는 도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 전술한 표면층(10)의 일면에 언더 코팅층(under coating layer)(41)이 형성되어 있다. 상기 언더 코팅층(41)은 침강성 탄산칼슘, 중질 탄산칼슘 및 바인더를 포함하는 언더 코팅용 조성물로 형성된다. 이러한 언더 코팅층을 포함함으로써, 본 발명의 SC 마닐라 판지는 경제적으로 백색도, 불투명도 및 인쇄적성을 향상시킬 수 있다.

일반적으로 침강성 탄산칼슘(precipitated calcium carbonate, PCC)은 석회석을 화학적 처리하여 제조된 것으로서, 제조 조건에 따라 다양한 입경, 형상, 입도 분포 등을 가진다. 다만, 본 발명에서는 종래 SC 마닐라 판지에 비해 경제적으로 백색도, 불투명도 및 인쇄적성을 향상시키기 위해서, 평균 입경이 약 1 내지 5 ㎛인 침강성 탄산칼슘을 하기 중질 탄산칼슘과 혼합하여 안료(pigment)로 사용한다. 만약, 상기 침강성 탄산칼슘의 평균 입경이 약 1 ㎛ 미만이면, 빛이 제대로 산란되지 않아 백색도나 불투명도가 향상되지 않아 심면층의 색 등을 제대로 은폐시키지 못할 수 있고, 인쇄적성도 저하될 수 있으며, 언더 코팅용 조성물의 유동성이 저하되어 작업성이 저하될 수 있다. 한편, 상기 침강성 탄산칼슘의 평균 입경이 약 5 ㎛ 초과하면, 코팅용 조성물의 성분으로 사용시 입자가 깨어지는 현상으로 인해 입자의 형상 및 입경(크기)을 유지하기 어렵고, 이로 인해 언더 코팅용 조성물의 유동성을 저하시키며, 또한 빛의 산란이 제대로 일어나지 않아 백색도나 불투명도가 향상되지 않는다.

이와 같이 침강성 탄산칼슘을 이용하여 형성된 언더 코팅층(41)은 심면층의 색 등을 효과적으로 은폐시킬 수 있고, 따라서 본 발명의 SC 마닐라 판지는 하기 탑 코팅층(42) 단독 또는 하기 탑 코팅층(42)이 더블인 종래 SC 마닐라 판지에 비해서 백색도 및 불투명도가 더 향상될 수 있다. 또한, 평균 입경이 약 1 내지 5 ㎛인 침강성 탄산칼슘으로 인해서 언더 코팅층의 공극 특성이 변화되어 SC 마닐라 판지의 인쇄적성도 더 향상될 수 있다.

상기 침강성 탄산칼슘의 형상은 특별히 제한되지 않으나, 침상형, 다각형 등과 같은 비원형, 비타원형일 경우, 빛의 난반사가 잘 일어나 빛이 더 잘 산란되기 때문에 불투명도 및 백색도를 더 증진시킬 수 있다.

상기 언더 코팅용 조성물은 안료(pigment)로서 전술한 침강성 탄산칼슘 이외 중질 탄산칼슘(ground calcium carbonate, GCC)을 포함한다. 상기 중질 탄산칼슘은 백색도가 높은 결정질 석회석을 물리적으로 직접 파쇄/분쇄한 후 분급하여 제조된 것으로서, 백색 안료이다. 이러한 중질 탄산칼슘은 SC 마닐라 판지의 불투명도 및 백색도를 향상시켜 줄 뿐만 아니라, SC 마닐라 판지의 표면층에 존재하는 기공(펄프와 펄프가 결속되어 웨브(web) 형성시 형성된 기공) 부위나 표면층의 펄프량이 적은 부위를 충진하여 표면층의 표면 특성을 개선시키기 때문에, 인쇄 적성이 향상될 수 있다.

상기 언더 코팅용 조성물에서 침강성 탄산칼슘과 중질 탄산칼슘의 혼합 비율은 특별히 한정되지 않는다. 다만, 상기 침강성 탄산칼슘과 중질 탄산칼슘을 10 ~ 50 : 50 ~ 90 중량 비율로 포함할 경우, 인쇄적성, 백색도 등의 표면 특성이 최적화될 수 있다.

상기 언더 코팅용 조성물은 바인더(binder)를 포함한다. 상기 바인더는 안료인 탄산칼슘 상호간의 접착성뿐만 아니라, 표면층과 탄산칼슘 간의 접착성을 부여하고, 우수한 인쇄적성을 부여할 수 있다.

본 발명에서 사용 가능한 바인더로는 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 지방족 공액 디엔계 단량체, 방향족 비닐단량체 및 에틸렌계 불포화 카르복시산 단량체와 그 외 공중합 가능한 단량체를 공중합하여 얻어진 스티렌-부타디엔계 카르복시 변성공중합체 라텍스, 아크릴레이트계 라텍스, 비닐 아세테이트계 라텍스 등이 있으며, 전분, 카제인 등이 보조 바인더로서 사용될 수 있다. 특히, 바인더로서 스티렌-부타디엔계 카르복시 변성공중합체 라텍스를 이용할 경우, SC 마닐라 판지의 내수성과 인쇄적성을 향상시킬 수 있다.

상기 바인더의 함량은 특별히 한정되지 않으나, 침강성 탄산칼슘 및 중질 탄산칼슘의 혼합물 100 중량부를 기준으로 약 5 내지 15 중량부, 바람직하게는 약 8 내지 12 중량부일 경우, 탄산칼슘 상호간의 접착성, 탄산칼슘과 표면층 간의 접착성을 더 향상시키고, SC 마닐라 판지의 인쇄적성을 더 향상시킬 수 있다.

상기 언더 코팅용 조성물은 염료, 윤활제(lubricant), 내수화제(insolubilizer), 방부제, 가성소다(NaOH), 유동성 조절제, 분산제, 증점제 등의 첨가제를 필요에 따라 1종 이상 포함할 수 있다.

상기 첨가제의 함량은 특별히 제한되지 않으며, 첨가제의 종류에 따라 각각 적절하게 조절하며, 예를 들어 침강성 탄산칼슘과 중질 탄산칼슘의 혼합물 100 중량부를 기준으로 약 0.01 내지 10 중량부 범위일 수 있다.

이와 같은 언더 코팅층과 하기 탑 코팅층의 총 평량은 특별히 한정되지 않으나, 약 22 내지 36 g/㎡일 경우, 백색도 및 불투명도를 향상시켜 인쇄 적성을 개선시킬 수 있다. 이때, 상기 언더 코팅층과 탑 코팅층의 두께 비율은 특별히 한정되지 않으나, 1 ~ 2 : 2 ~ 1일 경우, 심면층의 색이나 반점 등을 보다 더 효과적으로 은폐시켜 인쇄 적성이 더 향상될 수 있다.

(3) 탑 코팅층

본 발명의 SC 마닐라 판지는 전술한 언더 코팅층(41) 위에 탑 코팅층(42)이 형성되어 있다. 상기 탑 코팅층(42)은 중질 탄산칼슘 및 바인더를 포함하는 탑 코팅용 조성물로 된 탑 코팅층(42)를 포함한다. 이러한 탑 코팅층(42)을 포함함으로써, 본 발명의 SC 마닐라 판지는 백색도, 불투명도 및 인쇄적성이 더 향상될 수 있다.

상기 탑 코팅용 조성물에는 전술한 언더 코팅용 조성물에서 사용된 중질 탄산칼슘 및 바인더와 동일한 중질 탄산칼슘 및 바인더를 사용한다. 다만, 상기 탑 코팅용 조성물에서, 상기 바인더의 함량은 특별히 제한되지 않으나, 중질 탄산칼슘의 100 중량부를 기준으로 약 5 내지 15 중량부, 바람직하게는 약 8 내지 12 중량부일 경우, 탄산칼슘 상호간의 접착성, 탄산칼슘과 표면층 간의 접착성을 더 향상시키고, SC 마닐라 판지의 인쇄적성을 더 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 탑 코팅용 조성물도 필요에 따라 염료, 윤활제(lubricant), 내수화제(insolubilizer), 방부제, 가성소다(NaOH), 유동성 조절제, 분산제, 증점제 등의 첨가제를 1종 이상 포함할 수 있다. 상기 첨가제의 함량은 특별히 제한되지 않으며, 첨가제의 종류에 따라 각각 적절하게 조절하며, 예를 들어 중질 탄산칼슘 100 중량부를 기준으로 약 0.01 내지 10 중량부 범위일 수 있다.

(4) 심면층

본 발명의 SC 마닐라 판지는 도 1에 도시된 바와 같이, 전술한 표면층(10)의 다른 일면에 심면층(20)이 형성되어 있다. 상기 심면층(20)은 판지의 두께를 확보하기 위한 층이므로, 불순물을 제거하는 정선 공정을 거친 후에 얻은 저급 폐지 펄프를 포함한다. 즉, 상기 심면층에 사용되는 저급 폐지 펄프는 잉크를 제거한 펄프는 물론, 잉크를 제거하지 않은 펄프를 사용할 수 있다.

이러한 심면층(20)은 접지 펄프, 폐 책지 펄프 및 폐 골판지 펄프로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 폐지 펄프를 포함하는 지층이다. 여기서, 접지 펄프는 접지를 원료로 한 펄프이고, 폐 골판지 펄프는 폐 골판지를 원료로 한 펄프이며, 폐 책지 펄프는 폐 책지를 원료로 한 펄프로서, 이들 폐지 펄프는 잉크를 제거한 것뿐만 아니라 잉크를 제거하지 않은 것도 포함한다.

상기 심면층(20)은 판지 제조 설비에 따라 단일층 또는 2층, 3층의 다층으로 구성될 수 있으며, 1층이든 다층이든 그 역할은 전술한 바와 같이 판지의 두께를 확보하는 것이다.

예를 들어, 상기 심면층(20)은 도 2에 도시된 바와 같이 제1 심면층(21)과 제2 심면층(22)을 포함할 수 있다. 상기 제1 심면층(21)은 접지 펄프, 폐 책지 펄프 및 폐 골판지 펄프로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 폐지 펄프를 포함하는 지층이고, 상기 제2 심면층은 폐 골판지 펄프를 포함하는 지층이다.

상기 심면층(20)의 평량은 특별히 한정되지 않으며, 당 업계에 알려진 SC 마닐라 판지의 심면층 평량 정도일 수 있다. 다만, 본 발명의 경우, 상기 언더 코팅층(41)으로 인해서 판지의 백색도 및 불투명도가 종래보다 더 향상될 수 있다. 그렇기 때문에, 본 발명의 경우, 심면층(특히, 제1 심면층) 내 폐지 펄프량, 특히 백색도가 가장 낮은 폐 골판지 펄프량을 종래보다 더 증가시켜 심면층의 색이나 반점 등이 표면층에 보이더라도, 상기 언더 코팅층에 의해서 상기 심면층의 색이나 반점 등이 효과적으로 은폐될 수 있기 때문에, 판지의 백색도나 불투명도가 저하되지 않을 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 생산 단가의 절감을 위해 전술한 표면층의 평량 및/또는 서브층의 평량을 감소시키거나, 또는 서브층을 포함하지 않을 경우, 감소된 표면층 및/또는 서브층의 평량 만큼, 심면층의 평량을 증가시켜 당 업계에서 요구하는 대로 SC 마닐라 판지의 평량을 맞출 수 있으며, 또한 생산 단가도 절감할 수 있다. 예를 들어, 심면층의 평량은 SC 마닐라 판지의 평량 300 g/㎡ 기준으로 약 210 내지 230 g/㎡일 수 있고, 이때 표면층의 평량은 약 10 내지 30 g/㎡일 수 있고, 또 서브층의 평량은 약 10 내지 30 g/㎡ 이거나, 또는 서브층을 포함하지 않을 수 있다.

(5) 후면층

본 발명의 SC 마닐라 판지는 도 1에 도시된 바와 같이, 전술한 심면층(22)의 다른 면에 후면층(30)이 순차적으로 형성되어 있다.

상기 후면층(30)은 폐 신문지 펄프를 포함하는 지층이다. 상기 폐 신문지 펄프는 폐 신문지(old news paper, ONP)를 원료로 한 펄프로서, 잉크를 제거한 것이다. 상기 폐 신문지 펄프의 강도나 백색도는 원료인 폐 신문지의 품질에 따라 다양하다. 특히, 상기 폐 신문지 펄프의 백색도는 백상고지 펄프와 폐 저급 폐지 펄프(예컨대, 폐 골판지 펄프) 사이이다. 이러한 폐 신문지 펄프를 포함하는 후면층은 심면층(특히, 제2 심면층)의 색이나 반점을 은폐시킬 수 있고, 따라서 SC 마닐라 판지를 포장 상자의 원지 등으로 사용하였을 경우 소비자가 포장 상자를 열었을 때 이물질이 섞여있는 느낌이 덜 할 수 있다. 또한, 최근 SC 마닐라 판지로 된 포장 상자의 내측 면에 인쇄를 하는 경우가 있는데, 폐 신문지 펄프를 포함하는 지층을 후면층으로 사용함으로써, 평활도가 개선되어 인쇄 작업도 수월할 수 있다.

다만, 상기 후면층(30)은 선택적으로 상기 폐 신문지 펄프 이외 폐 골판지 펄프 및/또는 비(非) 폐지 펄프(virgin pulp)(예컨대, BKP) 등을 포함할 수 있다. 이와 같이 폐 신문지 펄프 이외 다른 펄프를 혼합함으로써, 평활도를 조절하면서, 후면층의 색상을 다갈색에서 회색에 이르기까지 다양하게 조절할 수 있다. 상기 폐 신문지 펄프를 폐 골판지 펄프 및/또는 비 폐지 펄프와 혼합하는 비율은 원하는 색상 및 평활도를 고려하여 적절하게 조절한다.

상기 후면층(30)의 평량은 특별히 한정되지 않으며, 당 업계에 알려진 SC 마닐라 판지의 후면층 평량 정도일 수 있다. 예를 들어, 후면층의 평량은 SC 마닐라 판지의 평량 300 g/㎡를 기준으로 25 내지 35 g/㎡ 정도일 수 있다.

(6) 서브층

본 발명의 SC 마닐라 판지는 도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 상기 표면층(10)과 심면층(20)[또는 표면층(20)과 제1 심면층(21)] 사이에 서브층(50)이 개재(介在)되어 있을 수 있다.

상기 서브층(50)은 표면층(10)과 심면층(20)[또는 제1 심면층(21)] 사이에 형성됨으로써, 표면층(10)의 투명한 부분(백상고지 펄프량이 적은 부분)을 통해 보이는 심면층의 색, 반점 등을 1차적으로 은폐시키는 역할을 한다. 또한, 상기 서브층(50)은 상기 표면층(10)과 심면층(20)[또는 표면층(10)과 제1 심면층(21)] 상호 간의 백색도 차이나 강도 차이를 완화시키는 역할을 한다. 이에, 상기 서브층(50)은 백상고지 펄프와 폐 저급 폐지 펄프(예컨대, 폐 골판지 펄프) 사이의 백색도를 갖는 폐 신문지 펄프를 지료로 포함한다.

이와 같은 서브층(20)은 심면층의 색, 반점 등을 은폐시키기 위해서, 종래 SC 마닐라 판지에 필수적으로 포함되었다. 다만, 본 발명의 경우, 서브층을 포함하지 않더라도 언더 코팅층(41)으로 인해 심면층의 색, 반점 등을 효과적으로 은폐시킬 수 있기 때문에, 상기 서브층(20)을 선택적으로 포함할 수 있다.

상기 서브층(50)의 평량은 특별히 한정되지 않으며, 당 업계에 알려진 SC 마닐라 판지의 서브층 평량 정도일 수 있다. 다만, 본 발명에서는 상기 언더 코팅층(41) 내 특정 입경의 침강성 탄산칼슘에 의해서 심면층의 색, 반점 등이 효과적으로 은폐될 수 있기 때문에, 종래 SC 마닐라 판지와 달리 서브층(50)의 평량을 약 10 내지 30 g/㎡ 정도로(SC 마닐라 판지의 평량 300 g/㎡ 기준) 감소시킬 수 있으며, 나아가 서브층(50)을 포함하지 않을 수 있다.

본 발명의 SC 마닐라 판지는 당 업계에서 알려진 판지 제조방법에 따라 제조될 수 있다.

예를 들어, 상기 SC 마닐라 판지는 표면층, 심면층 및 후면층과, 선택적으로 서브층 각각의 지료(stuff)를 형성하는 단계; 상기 각 층의 지료를 사출 탈수하여 지필(sheet)를 각각 형성하는 단계; 상기 지필들을 순차적으로 상호 겹뜨기하여 후면층 상에 심면층 및 표면층(또는 후면층 상에 심면층, 서브층, 표면층)이 순차적으로 적층된 다층 시트를 얻는 단계; 프레스(press)를 이용하여 상기 다층 시트를 강제 탈수한 다음, 60 ~ 180 ℃의 열을 가하여 건조하는 단계; 상기 건조된 다층 시트를 칼렌다(calendar)를 이용하여 지필의 두께를 조절하면서 표면을 편평화하는 단계; 상기 표면층에 중질 탄산칼슘 및 바인더를 포함하는 탑 코팅용 조성물을 도포하여 탑 코팅층을 형성하는 단계; 및 상기 탑 코팅층에 중질 탄산칼슘, 침강성 탄산칼슘 및 바인더를 포함하되, 상기 침강성 탄산칼슘의 평균 입경이 1 내지 5 ㎛인 언더 코팅용 조성물을 도포하여 언더 코팅층(under coating layer)을 형성하는 단계를 포함하는 방법을 통해 제조될 수 있다.

상기 각각의 지료 형성 단계는 각종 폐지(waste paper)를 당 업계에 알려진 일정 조건하에서 개개의 섬유로 풀어 분리하는 해리 단계; 클린너(cleaner) 및 스크린(screen)을 이용하여 상기 해리 단계에서 얻은 폐지 펄프에서 오물 및 이물질을 제거하는 정선 단계; 상기 정선 단계를 통해 얻은 폐지 펄프에 당 업계에 알려진 잉크 제거제를 첨가하여 잉크를 제거하는 탈묵 단계; 상기 탈묵 단계를 통해 잉크가 제거된 폐지 펄프를 기계적으로 절단하거나 물리적, 화학적으로 섬유로 찢는 피브릴화(fibrillation)하는 고해 단계를 포함한다. 이러한 지료 형성 단계를 통해 각 층의 지료로 사용될 수 있는 백상고지 펄프, 접지 펄프, 폐 책지 펄프, 폐 골판지 펄프, 폐 신문지 펄프를 얻을 수 있다.

한편, 본 발명은 중질 탄산칼슘, 침강성 탄산칼슘 및 바인더를 포함하되, 상기 침강성 탄산칼슘의 평균 입경이 1 내지 5 ㎛인 판지용 코팅 조성물을 제공한다. 상기 판지용 코팅 조성물은 평균 입경이 약 1 내지 5 ㎛인 침강성 탄산칼슘을 포함함으로써, 경제적으로 판지의 백색도 및 불투명도를 증진시키면서, 인쇄적성을 향상시킬 수 있다.

이때, 상기 판지용 코팅 조성물의 각 성분과 상기 성분의 함량, 입경 등은 상기 언더 코팅용 조성물에서 전술한 바와 동일하다.

이하 본 발명을 실시예를 통하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

<실시예 1>

1-1. 언더 코팅용 조성물의 제조

침강성 탄산칼슘(평균 입경: 약 3 ㎛)와 중질 탄산칼슘을 10 : 90 중량 비율로 혼합하였다. 이러한 탄산칼슘 혼합물 100 중량부에, LATEX 703 10 중량부, 가성소다(NaOH 50 %) 0.03 중량부, 방부제로서 Slacon 0.03, 유동성 조절제로서 Sterocol 0.12 중량부, blue 염료 0.0075 중량부 및 염료 Violet 염료 0.007 중량부를 첨가하여 언더 코팅용 조성물을 제조하였다.

1-2. 탑 코팅용 조성물의 제조

중질 탄산칼슘 100 중량부와, LATEX 706 10 중량부, 윤활제로서 Nopcote155 0.3 중량부, 내수화제로서 Parez 825 0.2 중량부, 가성소다(NaoH 50 %) 0.15 중량부, 방부제로서 Slacon 0.03 중량부, 유동성 조절제로서 Sterocol 0.05 중량부, Blue 염료 0.0075 중량부 및 Violet 염료 0.014 중량부를 첨가하여 탑 코팅용 조성물을 제조하였다.

1-3. SC 마닐라 판지의 제조

백상 고지 펄프를 사용하여 표면층(평량: 약 17.3 g/㎡)을 형성하였고, 접지 펄프, 폐 책지 펄프 및 폐 골판지 펄프를 사용하여 심면층(평량: 약 218.5 g/㎡)을 형성하였으며, 폐 신문지 펄프를 사용하여 후면층(평량: 약 30 g/㎡)을 형성하였다. 이후, 상기 후면층 위에, 심면층 및 표면층이 적층되도록 겹뜨기를 한 다음, 프레스(press)를 이용하여 강제 탈수한 후, 약 60 ~ 180 ℃에서 건조하고, 칼렌다를 이용하여 지필의 두께를 조절하고 표면을 편평하게 하였다. 이어서, 상기 표면층에 준비된 언더 코팅층 조성물을 도포하여 언더 코팅층을 형성한 후, 상기 언더 코팅층 상에 준비된 탑 코팅층 조성물을 도포하여 탑 코팅층을 형성함으로써 SC 마닐라 판지를 제조하였다.

<비교예 1>

실시예 1-1에서 언더 코팅용 조성물을 제조시 사용된 침강성 탄산칼슘과 중질 탄산칼슘의 혼합물 100 중량부를 사용하는 대신에 중질 탄산칼슘 100 중량부를 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 수행하여 SC 마닐라 판지를 제조하였다.

<실험예 1> - SC 마닐라 판지의 물성 평가

실시예 1 및 비교예 1에서 각각 제조된 SC 마닐라 판지의 물성을 하기와 같이 평가하였고, 이의 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

(1) 시편의 평량 측정

실시예 1 및 비교예 1에서 각각 제조된 SC 마닐라 판지를 전폭으로 길이 1 m 이상으로 절단한 후, 400 mm Ⅹ 250 mm의 크기로 잘라 시편 1 및 대조 시편 1을 얻었다. 이후, 각 시편의 중량을 전자 저울로 측정한 다음, 하기 수학식에 따라 평량을 계산하였다(하기 식에서, 가로 및 세로의 단위는 m임).

평량의 측정 결과, 시편 1의 실평량은 300.1 g/㎡이었고, 대조 시편의 실평량은 300 g/㎡이었다.

(2) 시편의 두께 측정

상기에서 준비된 시편 1 및 대조 시편 1을 두께 게이지를 이용하여 측정한 결과, 시편 1의 두께는 375 ㎛이었고, 대조 시편의 두께는 368 ㎛이었다.

(3) 함수율: 시험법 KSMISO287 (전건법)에 따라 함수율을 측정하였다.

(4) 백색도: 시험법 KSM 7026에 따라 백색도를 측정하였다.

(5) 광택도: 시험법 KSMISO8254-1에 따라 광택도를 측정하였다.

(6) Bekk 평활도: 시험법 KSM7028에 따라 평활도를 측정하였다.

(7) 흡수도: 시험법 KSM7054에 따라 흡수도를 측정하였다.

(8) 인쇄 층 분리: 시험법 KSM7066에 따라 층 분리 물성을 측정하였다.

(9) 모틀링(mottling)

시편 1 및 대조 시편 1을 각각 3장씩 준비하였다. 인쇄기의 잉크롤에 잉크(노락색 : 파란색 = 7 : 1 부피 비율)를 전이시킨 후, 약 5 ~ 10분간 잉크를을 회전시켰다. 이후, 첫 번째 시편 1에 왕복하여 인쇄를 하였고, 두번째 시편 1 및 세번째 시편 1에 동일한 방법으로 인쇄를 하였다. 이후, 인쇄된 각 시편의 잉크 흡습 상태를 당 업게에서 판매되고 있는 SC-마닐라 판지(이하, '기준 시편')와 비교하여 하기와 같이 5점법으로 평가하였다. 평가 결과는 하기 표 1에 나타내었다.

- 기준 시편보다 우수한 수준: 5점

- 기준 시편보다 양호한 수준: 4점

- 기준 시편 수준: 3점

- 기준 시편보다 저조한 수준: 2점

- 불량: 1점

(10) curl 높이: 시험법 KSA1050에 따라 Curl 물성을 측정하였다.

	실시예 1	비교예 1	기준치
함수율(%)	5.5	5.9	6.5
표면 백색도(%)	79.2	80.3	76 이상
광택도(%)	57	58	55 이상
표면의 PPS 평활도(㎛)	2.5	2.3	2.5 이하
흡수도(g/m2)	66	61	60 이하
인쇄 층분리(Times)	27	28	20 이상
모틀링(5점법)	3	3.5	3.0 이상
Curl 높이(mm)	cn12	cn10	15 이하

상기 표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1에서 제조된 SC 마닐라 판지는 비교예 1에서 제조된 SC 마닐라 판지와 물성이 유사하였고, 특히 표면 백색도 및 평활도가 당 업계에서 요구하는 수치를 만족하였다.

이로부터 본 발명에 따른 SC 마닐라 판지는 표면층의 평량을 감소시키고, 나아가 서브층을 포함하지 않거나 서브층의 평량을 감소시키더라도 백색도 및 평활도가 우수하여 경제적으로 인쇄적성이 우수하다는 것을 확인할 수 있었다.

<실험예 2> - SC 마닐라 판지의 강도 측정

실시예 1 및 비교예 1에서 각각 제조된 SC 마닐라 판지의 강도를 하기와 같이 평가하였고, 이의 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

(1) 내절도: KSM7065-MIT 시험기를 이용하여 내절도를 측정하였다.

(2) 강성(Stiffness): 시험법 KSMISO5629에 따라 강성을 측정하였다.

(3) 인열 강도: 시험법 KSMISO1974에 따라 인열강도를 측정하였다.

		실시예 1	비교예 1	기준치
내절도 Times(1Kg)	MD	9	15	-
	CD	9	12	-
강성(Stiffness) (gf.cm)	MD	105	113	-
	CD	55	47	-
인열강도(kg/cm)		0.7	0.8	0.7 이상

상기 표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1에서 제조된 SC 마닐라 판지는 비교예 1에서 제조된 SC 마닐라 판지와 강도가 유사하였다.

이로부터 본 발명에 따른 SC 마닐라 판지는 표면층의 평량을 감소시키고, 나아가 서브층을 포함하지 않거나 서브층의 평량을 감소시키더라도 판지의 강도가 저하되지 않는다는 것을 확인할 수 있었다.

<실험예 3> - SC 마닐라 판지의 반점 검사

실시예 1 및 비교예 1에서 각각 제조된 SC 마닐라 판지의 반점을 하기와 같이 평가하였고, 이의 결과를 하기 표 3에 나타내었다.

(1) 색 반점

실시예 1에서 제조된 SC 마닐라 판지를 1 m Ⅹ 1 m 크기로 잘라 시편 2를 준비하였다. 이후, 준비된 시편 2를 물에 완전히 담근 후, 시편 1로부터 40 ㎝ 떨어진 지점에서 육안으로 시편 2의 후면에 보이는 반점(크기: 5 ㎟ 이상)의 개수를 카운팅하였고, 결과를 하기 표 3에 나타내었다. 이때, 대조 시편 2로서 비교예 1에서 제조된 SC 마닐라 판지를 사용하였다.

(2) 표면 반점

실시예 1에서 제조된 SC 마닐라 판지를 1 m Ⅹ 1 m 크기로 잘라 시편 3을 준비하였다. 이후, 시편 1로부터 40 ㎝ 떨어진 지점에서 육안으로 시편 3의 표면에 보이는 반점(크기: 1 ㎟ 이상)의 개수를 카운팅하였고, 결과를 하기 표 3에 나타내었다. 이때, 대조 시편 3으로서 비교예 1에서 제조된 SC 마닐라 판지를 사용하였다.

(3) 기름 반점

실시예 1에서 제조된 SC 마닐라 판지를 1 m Ⅹ 1 m 크기로 잘라 시편 4를 준비하였다. 이후, 준비된 시편 4의 후면을 휘발유에 적신 후, 시편 1로부터 40 ㎝ 떨어진 지점에서 육안으로 시편 4의 후면에 보이는 반점(크기: 5 ㎟ 이상)의 개수를 카운팅하였고, 결과를 하기 표 3에 나타내었다. 이때, 대조 시편 4로서 비교예 1에서 제조된 SC 마닐라 판지를 사용하였다.

	실시예 1	비교예 1	기준치
색 반점	6	6	10 이하
노란 반점	0	0	0 이하
기름 반점	9	7	10 이하

상기 표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1에서 제조된 SC 마닐라 판지는 비교예 1에서 제조된 SC 마닐라 판지와 유사하게 심면층의 색이나 반점을 은폐시켰다.

이로부터 본 발명에 따른 SC 마닐라 판지는 표면층의 평량을 감소시키고, 나아가 서브층을 포함하지 않거나 서브층의 평량을 감소시키더라도 서브층의 색이나 반점을 효과적으로 은폐시킬 수 있다는 것을 확인할 수 있었다.

<실험예 4> - SC 마닐라 판지의 관능 평가

실시예 1 및 비교예 1에서 각각 제조된 SC 마닐라 판지의 냄새 여부에 대하여 하기와 같이 평가하였다.

평가 결과, 실시예 1 및 비교예 1의 SC 마닐라 판지 모두 무취였다.

10: 표면층, 20: 심면층,
21: 제1 심면층, 22: 제2 심면층,
30: 후면층, 41: 언더 코팅층,
42: 탑 코팅층, 50: 서브층

Claims (9)

1. 중질 탄산칼슘 및 바인더를 포함하는 탑 코팅용 조성물로 형성된 탑 코팅층(top coating layer);
   중질 탄산칼슘, 침강성 탄산칼슘 및 바인더를 포함하되, 상기 침강성 탄산칼슘의 평균 입경이 1 내지 5 ㎛인 언더 코팅용 조성물로 형성된 언더 코팅층(under coating layer);
   백상고지(white ledger) 펄프를 포함하는 표면층;
   접지 펄프, 폐 책지 펄프 및 폐 골판지 펄프로 이루어진 군에서 선택된 것을 포함하는 심면층; 및
   폐 신문지 펄프를 포함하는 후면층
   을 포함하며, 상기 후면층 상에 심면층, 표면층, 언더 코팅층 및 탑코팅층이 순차적으로 적층되어 있는 SC 마닐라 판지.
2. 제1항에 있어서,
   상기 표면층과 심면층 사이에, 폐 신문지 펄프를 포함하는 서브층을 더 포함하는 것이 특징인 SC 마닐라 판지.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 심면층은
   접지 펄프, 폐 책지 펄프 및 폐 골판지 펄프를 포함하는 제1 심면층; 및
   폐 골판지 펄프를 포함하는 제2 심면층;
   을 포함하는 것이 특징인 SC 마닐라 판지.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 침강성 탄산칼슘의 형상은 침상형 또는 다각형인 것이 특징인 SC 마닐라 판지.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 언더 코팅용 조성물은 중질 탄산칼슘과 침강성 탄산칼슘을 50 ~ 90 : 50 ~ 10 중량 비율로 포함하는 것이 특징인 SC 마닐라 판지.
6. 제1항에 있어서, 마닐라 판지의 평량 300 g/㎡를 기준으로
   상기 탑 코팅층 및 언더 코팅층의 총 평량은 22 내지 36 g/㎡이고,
   상기 표면층의 평량은 10 내지 30 g/㎡이며,
   상기 심면층의 평량은 210 내지 230 g/㎡인 것이 특징인 SC 마닐라 판지.
7. 제2항에 있어서, 상기 서브층의 평량은 마닐라 판지의 평량 300 g/㎡를 기준으로 10 내지 30 g/㎡인 것이 특징인 SC 마닐라 판지.
8. 중질 탄산칼슘, 침강성 탄산칼슘 및 바인더를 포함하되, 상기 침강성 탄산칼슘의 평균 입경이 1 내지 5 ㎛인 판지용 코팅 조성물.
9. 제8항에 있어서, 상기 중질 탄산칼슘과 침강성 탄산칼슘은 50 ~ 90 : 50 ~ 10 중량 비율로 포함되는 것이 특징인 판지용 코팅 조성물.

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