KR20160122097A - 친환경적 종이 포장재 코팅용 조성물 및 이를 이용한 종이 포장재 - Google Patents

친환경적 종이 포장재 코팅용 조성물 및 이를 이용한 종이 포장재 Download PDF

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Abstract

본 발명은 친환경적 종이 포장재 코팅용 조성물 및 이를 이용한 종이 포장재에 관한 것으로서, 본 발명의 여러 구현예에 따르면, 본 발명의 종이 포장재 코팅용 조성물은 종래 종이 포장재에서 문제가 되고 있는 환경호르몬 등의 유해물질을 흡착 및 산화 분해시키는 효과가 있으므로, 내유성, 열접착성 등이 우수하면서도 환경호르몬 등 유해물질이 제거된 친환경적인 종이 포장재로서, 종이컵과 컵라면 용기, 치킨박스 용기, 도시락 용기 등 모든 식품 포장용 성형물로 제조하여 유용하게 사용될 수 있다.

Description

친환경적 종이 포장재 코팅용 조성물 및 이를 이용한 종이 포장재{Coating agent for environment-friendly packing paper and packing paper using the same}
본 발명은 친환경적 종이 포장재 코팅용 조성물 및 이를 이용한 종이 포장재에 관한 것이다.
일반적으로 식품은 비닐봉지나 알루미늄 호일 또는 플라스틱 포장지 등을 이용하여 포장되고 있으나, 환경문제의 심각성에 따라 대체할 수 있는 친환경 포장지의 개발이 시급한 상황이다. 이에, 상기 고형물들은 종이류의 포장지를 이용하여 포장하는 방법이 널리 사용되고 있다.
한편, 종이는 시료 초기 펄프의 공정 자체에서의 유해 물질과 색상을 내기 위한 칼라 내지는 흑백, 칼라 잉크 사용으로 인한 형광증백제, 포름알데히드, 벤젠, 톨루렌, 크실렌, 자일렌 등이 생성되어 근본적으로 특유의 유해 물질이 근본적으로 존재하는 문제점이 있다.
뿐만 아니라, 종이를 이용하여 식품 포장용 성형물로 제조 시, 사용되는 수지는 내수, 내유성이 우수하고 열접착기능이 있는 폴리에틸렌을 코팅하여 사용하고 있다. 특히 종이컵을 비롯한 종이 용기와 같은 종이 성형물은 폴리에틸렌 칩에 고온의 열을 가해 용해시킨 후, 원지에 열융착 하는 방법으로 제조되는데, 이때 폴리에틸렌 칩의 용해공정에서 발암물질로 추정되는 휘발성 유기용제가 발생되고 이는 대기오염을 수반하는 문제가 있다.
또한 기존 식품공전상 포장재 또는 종이 포장재로 개발하고, 아크릴 수지, 메틸메타크릴레이트, 아크릴로니트릴부타디엔스티렌 등 합성수지 고분자로 코팅한 종이 용기가 사용되고 있으나, 이와 같은 종이 성형물은 환경호르몬인 형광증백제 등의 독성물질이 검출되는 문제점이 있다.
식품의 포장 및 포장재로서 사용되는 종이 포장재는 시각적으로 좋은 효과를 발휘할 수 있으나, 종이 식품 포장재는 강한 알칼리 성분으로 구성되어 있어 장기간 유독성 물질을 방출하는 특성이 있고, 이러한 유독성 물질 즉 형광증백제, 톨루엔, 크실렌, 자일렌 등은 인체에 매우 유해하다.
또한 종이 식품 포장재 내부에는 항상 상온 수준이 유지되는 경우가 있으며, 적당한 수분이 함유된 상태로 코팅, 도포되어 있기 때문에 그 내부에 각종 세균이나 항곰팡이균, 포도상구균 등이 발생할 수 있어 비위생적이며 인체에 유해하다. 이뿐만 아니라 PCBs, 비소, 납, 카드뮴, 형광증백제, 포름알데히드 등의 환경물질이 방출되기 때문에, 유해물질을 방출하지 않는 안전한 종이 식품 포장재의 개발이 필요한 실정이다.
대한민국 등록특허 10-1447246
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 종래 종이 포장재에 존재하는 형광증백제 등의 환경 호르몬, PCBs, 비소, 납, 카드뮴, 포름알데히드 등의 유해물질을 흡착 및 산화 분해시킬 수 있는 친환경 종이 포장재 코팅용 조성물과 이를 이용하여 제조된 종이 포장재를 제공하는 것이다.
본 발명의 대표적인 일 측면에 따르면, 천연 불석(천연 제올라이트) 15~30 중량부; 무기 항균제 5~6 중량부; 벤토나이트 5~10 중량부; 활성탄 5~10 중량부; 및 (+)이온수 50~60 중량부를 포함하는, 유해물질 흡착 및 분해기능을 갖는 종이 포장재 코팅용 조성물을 제공한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 종이 포장재 코팅용 조성물의 제조방법으로서,
(1) 천연 불석(천연 제올라이트) 15~20 중량부; 무기 항균제 5~6 중량부; 벤토나이트 5~10 중량부; 활성탄 5~10 중량부; 및 (+)이온수 50~60 중량부를 혼합하여 교반하는 단계; 및
(2) 상기 혼합물을 50~75℃의 온도에서 12~48시간 동안 숙성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 종이 포장재 코팅용 조성물로 코팅된, 종이 포장재를 제공한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 종이 포장재의 제조방법으로서,
아크릴 수지 또는 폴리에틸렌 수지가 코팅된 종이 포장재에, 상기 종이 포장재 코팅용 조성물의 제조방법에 따라 제조된 종이 포장재 코팅용 조성물을 그라비아 코팅방법으로 도포하는 단계를 포함한다.
본 발명의 여러 구현예에 따르면, 본 발명의 종이 포장재 코팅용 조성물은 종래 종이 포장재에서 문제가 되고 있는 환경호르몬 등의 유해물질을 흡착 및 산화 분해시키는 효과가 있으므로, 내유성, 열접착성 등이 우수하면서도 환경호르몬 등 유해물질이 제거된 친환경적인 종이 포장재로서, 종이컵과 컵라면 용기, 치킨박스 용기, 도시락 용기 등 모든 식품 포장용 성형물로 제조하여 유용하게 사용될 수 있다.
또한 본 발명에 따른 종이 코팅용 조성물은 유해물질을 흡착 및 산화분해시킴으로써 아크릴 수지, 아크릴로니트릴부타디엔스티렌 등 합성수지로 코팅한 종이 식품 포장재에서 검출되는 잔류 PCBs, 잔류 납, 잔류 카드뮴, 잔류 수은, 잔류 6가 크롬, 용출 납, 용출 비소, 용출 포름알데히드 및 용출 형광증백제가 검출되지 않도록 하여 친환경적인 종이 식품 포장재를 제공할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 종이 코팅용 조성물을 사용하여 종이 또는 종이 식품 포장재의 그라비아 공전 시 망점, 박막 코팅과정에서 유해물질이 흡착, 산화 분해되어 제거됨으로써 인체에 무해한 종이 또는 종이 식품 포장재를 제공할 수 있다.
또한 (+)이온수를 사용함으로써 형광증백제, 6가 크롬, 포름알데히드, 벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠 등과 같은 유해 용매를 원천적으로 흡착 및 차단할 수 있으며, 망점, 박막 코팅 시 열처리함으로써 친환경적이며, 인체에 유익한 양, 음 이온 교환 작용으로 사용자의 건강을 향상시킬 수 있는 효과를 제공할 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 아크릴수지의 망점 박막 코팅 시, 사용된 그라비아 롤러를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 종이의 시험 성적서이다.
도 3은 본 발명의 일 구현예에 따른 속지에 아크릴 수지가 코팅된 종이의 시험성적서이다.
도 4는 본 발명의 일 구현예에 따른 속지에 폴리에틸렌 수지가 코팅된 종이의 시험성적서이다.
이하에서, 본 발명의 여러 측면 및 다양한 구현예에 대해 더욱 구체적으로 살펴보도록 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 종이 포장재 코팅용 조성물은 천연 불석 15~30 중량부; 무기 항균제 5~6 중량부; 벤토나이트 5~10 중량부; 활성탄 5~10 중량부; 및 (+)이온수 50~60 중량부를 포함한다.
우선, 본 발명의 일실시예에서, 상기 천연 불석은 종이 포장재 코팅용 조성물 총 중량에 대하여 15 내지 30 중량부로 포함될 수 있다.
상기 천연 불석은 또한 천연 제올라이트를 의미한다.
상기 천연 불석(천연 제올라이트)은 종이 포장재 코팅용 조성물 총 중량에 대하여 15 중량부 미만으로 포함되는 경우, 중금속에 대한 흡착력과 탈취력이 저하되는 문제점이 있을 수 있고, 종이 포장재 코팅용 조성물 총 중량에 대하여 30 중량부를 초과하여 포함되는 경우, 흡착력과 탈취력은 우수하나, 천연 불석의 과다 사용으로 인해 이온수에 완전히 녹지 않아 오히려 종이에 코팅 시, 불순물로 작용하는 문제점이 있을 수 있다.
한편, 상기 천연 불석(천연 제올라이트)의 평균입경이 1 내지 500 μm, 보다 구체적으로 2 내지 400 μm일 수 있고, 상기 천연 불석(천연 제올라이트)은 모오데나이트를 포함할 수 있다.
상기 천연 불석(천연 제올라이트)은 포름알데히드를 방출하는 합성불석과는 다르게 오히려 포름알데히드를 제거하는 효과를 나타낼 수 있다.
뿐만 아니라, 종래 천연 불석(천연 제올라이트)을 이용한 중금속 흡착률 변화를 확인한 결과, 입자크기에 따른 중금속 흡착률 변화는 거의 없는 것으로 알려진 반면에, 본 발명에서는 반드시 상기 천연 불석의 평균 입경이 1 내지 500 μm, 보다 구체적으로 2 내지 400 μm이어야 하는데, 이는 상기 평균 입경을 갖는 경우 본 발명에 따른 천연 불석 내의 모오데나이트가 (+)이온수 내에서 Ca2 +으로 이온화됨에 따라, 크롬, 납과 같은 중금속 흡착효율을 증진시킬 수 있고, 소취, 탈취 효과를 나타낼 수 있기 때문이다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 무기 항균제는 종이 포장재 코팅용 조성물 총 중량에 대하여 5 내지 6 중량부로 포함될 수 있다.
상기 무기 항균제가 종이 포장재 코팅용 조성물 총 중량에 대하여 5 중량부 미만으로 포함되는 경우, 항균력이 저하되고, 종이 포장재 코팅용 조성물 총 중량에 대하여 6 중량부를 초과하는 경우, 항균력은 우수하나, 종이 원지와의 접착력이 불량한 문제점이 있을 수 있다.
한편, 상기 무기 항균제는 물 및 알코올이 1 : 1 내지 3 중량비로 혼합된 용매 100 중량부 및 구연산은(silver citrate)은 10 내지 15 중량부의 혼합물일 수 있다.
상기 물과 알코올이 혼합된 용매 100 중량부에 대하여 구연산은이 10 중량부 미만으로 포함되는 경우, 앞에서 살펴본 바와 같이, 항균력과 탈취력이 부족한 문제점이 있고, 상기 구연산은이 15 중량부를 초과하여 포함되는 경우에는 구연산은이 용매에 완전히 용해되지 않는 문제점이 있고, 제조 원가가 상승하는 문제점이 있다.
이때, 상기 알코올은 메탄올, 에탄올, 프로판올 및 부탄올 중에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
한편, 상기 무기 항균제는 은 나노입자 및 용매 혼합물을 콜로이드화한 것으로서, 은 함유량이 99.9% 순도 이상의 순수한 은(Ag)을 나노 사이즈(Nano Size, 5~10nm)로 분쇄하여 미립자를 형성한 후, 상기 은 나노입자를 (+)이온수와 암모니아수에 용융한 후, 산 처리하여 녹여 콜로이드화 시키면, 물리적이나 화학적으로 안전하며 부패, 변색 없이 사용할 수 있다. 또한 상기 콜로이드형태의 은 나노입자는 접착력이 매우 강력하기 때문에, 오랜 시일이 경과해도 도포된 종이 등으로부터 은 나노입자가 쉽게 탈리되지 않는다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 벤토나이트(Bentonite)는 칼슘, 철, 마그네슘, 포타슘, 망간, 게르마늄, 셀레늄, 규소 등 나노 수준의 미세한 극 미립자 64가지의 풍부한 미네랄, 벤토나이트의 특성인 양이온 교환성(중금속 흡착반응), 흡착성, 팽윤성을 가진 광물로서, 상기 벤토나이트는 물에 첨가되었을 때, 물 분자가 점토 사이의 판 사이에 들어가서 그 판들을 떼어 놓고, 팽윤 시키며, 상기 판들은 표면에서는 음전하를 지니고 모서리부분에서는 양전하를 지니기 때문에, 입자들이 스스로 음전하에서 양전하로 움직여 겔을 형성하며, 만약 용액을 휘젓게 되면, 전기 결합이 깨어지고, 용액은 액체 형태로 돌아갈 수 있다.
상기 벤토나이트는 종이 포장재 코팅용 조성물 총 중량에 대하여 5 내지 10 중량부로 포함될 수 있는데, 상기 벤토나이트가 종이 포장재 코팅용 조성물 총 중량에 대하여 5 중량부 미만으로 포함되는 경우, 양이온 교환력 및 흡착력이 떨어지는 문제점이 있을 수 있고, 상기 벤토나이트가 종이 포장재 코팅용 조성물 총 중량에 대하여 10 중량부를 초과하여 포함되는 경우, 종이 원자와의 접착력이 불량해지는 문제점이 있을 수 있다.
한편, 상기 벤토나이트는 나트륨 벤토나이트, 칼슘 벤토나이트, 마그네슘 벤토나이트 및 칼륨 벤토나이트로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있고, 바람직하게는 나트륨 벤토나이트일 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 활성탄은 흡착성이 강하고, 대부분의 구성물질이 탄소질로 이루어진 물질로서, 흡착제로 기체나 습기를 흡수시키는데, 또는 탈색제로 사용되며, 목재나 갈탄 등을 염화아연 등의 약품으로 처리, 건조시켜 제조할 수 있다.
특히, 종이 식품 포장재 내부에 항상 상온 기운이 감돌고 있으며, 적당한 수분이 함유된 상태로 코팅 도포되어 있기 때문에, 그 내부에 각종 세균이나 곰팡이, 포도상구균 등이 발생할 수 있어서 비위생적인데, 본 발명의 활성탄을 제올라이트와 무기 항균제와 함께 사용하게 되면, 각종 세균이나 곰팡이 등이 증식할 수 있는 수분을 제거함과 동시에, 각종 유기물 화합물의 제거, 색도, 탁도의 개선 등의 효과가 있으며, 맛, 색, 냄새를 유발하는 유기물을 흡착 제거하는데 탁월한 효과를 나타내어 암모니아, 질산염, 염소, 페놀, 탄닌 등의 흡착 및 제거효과를 증진시킬 수 있다.
상기 활성탄은 상기 종이 포장재 코팅용 조성물 총 중량에 대하여 5 내지 10 중량부로 포함될 수 있다. 상기 종이 포장재 코팅용 조성물 총 중량에 대하여 상기 활성탄이 5 중량부 미만으로 포함되는 경우, 수분이나 유기물 제거가 어려운 문제점이 있을 수 있고, 상기 종이 포장재 코팅용 조성물 총 중량에 대하여 활성탄이 10 중량부를 초과하여 포함되는 경우, 오히려 불순물로 작용하는 문제점이 있을 수 있다.
한편, 상기 활성탄은 야자수 나무 열매, 껍질과 같은 목재류, 톱밥 및 왕겨를 탄화시킨 것이나, 갈탄, 무연탄, 역청탄 및 이통탄 등과 같은 탄소 집합체로서, 분자형태의 내부에 세공이 형성되어 큰 표면적을 갖는 흡착력이 우수한 여과제 역할을 한다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 (+)이온수는 상기 종이 포장재 코팅용 조성물 총 중량에 대하여 50 내지 55 중량부로 포함될 수 있다. 상기 (+)이온수가 50 중량부 미만으로 포함되는 경우, 이온교환력 및 방향성분의 방출 효과가 미비해지고, 60 중량부를 초과하는 경우, 분산성이 불량해지고, 종이 원지와의 접착력이 떨어지는 문제점이 있다.
상기 (+)이온수는 수용성 미네랄 성분인 Ca, Si, Na, Mg, Zn, K 및 Mn을 (+)이온수에 용해시킨, pH 6~7의 이온화 미네랄 용액일 수 있고, 상기 (+)이온수는 상기 미네랄 성분을 포화상태로 만들어 제조될 수 있고, 이때, 화학식은 (Ca, Si, Na, Mg, Zn, K, Mn)nㅇxH2O(n=1~5)일 수 있다.
한편, (+)이온수 대신에 (-)이온수를 사용하게 되면, 종이에 포함되어 있는 독성물질이 제거되지 않을 뿐만 아니라, 오히려 새로운 독성물질이 생성될 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 종이 포장재 코팅용 조성물은 피톤치드 10~20 중량부를 추가로 함유할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 종이 포장재 코팅용 조성물은 분산제, 발포제 및 소포제로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1종 이상의 첨가제를 1~2.5 중량부 양으로 추가로 함유할 수 있다.
한편, 상기 분산제의 경우, 1 내지 2.5 중량부 범위를 초과하는 경우, 분산 효율이 떨어져 오히려 본 발명의 종이 포장재 코팅용 조성물의 완성도를 떨어뜨릴 수 있다.
또한, 상기 발포제는 1 내지 2.5 중량부로 포함될 수 있는데, 상기 발포제를 1 중량부 미만으로 사용하면 경도 및 비중이 매우 높아지고, 2.5 중량부를 초과하여 과량 사용하면 과도한 발포에 의해 안정한 셀 구조의 발포체를 얻을 수 없어서 발포체의 기계적 물성이 급격히 저하되는 단점이 있다.
또한, 상기 소포제의 첨가 범위를 벗어나게 되면, 종이 포장재 코팅용 조성물 제조시, 발생한 기포가 제거가 되지 않는 문제점이 있다.
상기 분산제는 플루오로카본, 칼슘 스테아레이트(stearate) 및 알루미늄 스테아레이트(stearate)일 수 있다.
상기 발포제는 아조디카본아미드, N,N'-디니트로소펜타메틸렌테트라민, p-톨루엔술포닐히드라지드, p,p'-옥시비스(벤젠술포닐히드라지드), p-톨루엔술포닐 세미카바지드, 아조비스이소부티로니트릴 또는 디아조아미노아조벤젠일 수 있다.
상기 소포제는 옥틸 알코올, 시클로 헥산올, 기타 고급 에탄올, 에틸렌글리콜 또는 소르비탄지방산에스테르일 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 종이 포장재 코팅용 조성물의 제조방법으로서, (1) 천연 불석 15~20 중량부; 무기 항균제 5~6 중량부; 벤토나이트 5~10 중량부; 활성탄 5~10 중량부; 및 (+)이온수 50~60 중량부를 혼합하여 교반하는 단계; 및 (2) 상기 혼합물을 50~75℃의 온도에서 12~48시간 동안 숙성하는 단계를 포함한다.
상기 과정은 본 발명에서 매우 중요한 공정으로, 반드시 상기 온도 및 시간 범위 내에서 숙성과정이 수행되는 것이 바람직하다.
상기 종이 포장재 코팅용 조성물을 50 ℃ 미만의 온도에서 숙성시키게 되면, 상기 종이 포장재 코팅용 조성물의 반응성이 낮아져 유해물질과 형광증백제 등이 제거되지 않는 문제점이 있을 수 있고, 상기 종이 포장재 코팅용 조성물을 75 ℃ 초과의 온도에서 숙성시키게 되면, 유해물질과 종이 포장재 코팅용 조성물이 반응을 방해하기 때문에 상기 종이 포장재 코팅용 조성물들끼리 반응이 일어나는 문제점이 있을 수 있다.
또한, 상기 종이 포장재 코팅용 조성물 숙성 시, 12 시간미만으로 숙성시키는 경우, 환경호르몬 등의 유해물질이 제거되지 않는 문제점이 있을 수 있고, 상기 종이 포장재 코팅용 조성물을 48 시간을 초과하여 숙성시키는 경우, 식품 포장용 성형물 제조 시, 오히려 열접착성이 낮아지는 문제점이 있을 수 있다.
본 발명의 일실시예에서 상기 종이 포장재 코팅용 조성물로 코팅된 종이 포장재일 수 있다.
상기 종이 포장재의 용도는 물, 탄산음료, 커피, 맥주 등을 담기 위한 용도로 사용되는 종이컵과 컵라면, 치킨박스, 도시락 용기 등 내수성, 내유성, 열접착성 등이 우수하면서도 환경호르몬 등 독성물질이 제거된 친환경적인 모든 식품포장 용기로 제조하여 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 종이 포장재 코팅용 조성물의 종이 코팅 방법으로는 아크릴수지 또는 폴리에틸렌 수지가 코팅된 종이 포장재에, 상기 종이 포장재 코팅용 조성물을 그라비아 코팅방법으로 도포하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 종이 또는 종이 포장재의 재질, 요구 조건 또는 면적 등에 따라 선택적으로 사용할 수 있으며, 그 코팅 두께를 조절할 수 있다.
이때, 건조 온도는 특별히 제한되지 않지만 생산성 등의 측면을 감안하여 통상적으로 열처리 챔버를 이용하여 240 내지 250 ℃에서 고온에서 수행될 수 있다. 또한 원하는 도안을 인쇄하고 권취할 수 있다.
다만, 250 ℃를 초과하는 온도에서 열처리를 하게 되면, TVOC(total volatile organic compounds)와 같은 휘발성 유기화합물이 생성될 수도 있다.
본 발명의 일실시예에서 본 발명의 종이 포장재 코팅용 조성물이 적용된 종이 포장재에 대해, 종래 아크릴수지, 아크릴로니트릴부타디엔스티렌 등 합성수지로 코팅한 종이 포장재에서 검출되었던 환경물질 등이 식품공전기구 용기 포장의 기준 규격에 부합하는 것으로 확인되었다(실험예 1 참조).
이하에서 실시예 등을 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 하며, 다만 이하에 실시예 등에 의해 본 발명의 범위와 내용이 축소되거나 제한되어 해석될 수 없다. 또한, 이하의 실시예를 포함한 본 발명의 개시 내용에 기초한다면, 구체적으로 실험 결과가 제시되지 않은 본 발명을 통상의 기술자가 용이하게 실시할 수 있음은 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연하다.
실시예 1: 종이 포장재 코팅용 조성물의 제조
제올라이트 17 중량부, 구연산은(silver citrate) 5 중량부, 나트륨 벤토나이트 7 중량부 및 갈탄 7 중량부를 알칼리 이온수 64 중량부를 혼합 및 교반한 후, 62 ℃의 온도에서 17 시간 동안 숙성하여 종이 포장재 코팅용 조성물을 제조하였다.
상기 구연산은(silver citrate)은 60% 에탄올 수용액에 용매 총 중량에 대하여 13 중량부로 분산시켜 사용하였다.
실시예 2: 친환경 종이의 제조
상기 실시예 1에서 제조된 종이 포장재 코팅용 조성물을 종이에 그라비아 스틸롤라 코팅방법을 이용하여 도포한 후, 240 ℃에서 건조시켜 친환경 종이를 제조하였다.
실시예 3: 친환경 종이 포장재의 제조-1
상기 실시예 1에서 제조된 종이 포장재 코팅용 조성물을, 속지에 아크릴 수지가 코팅된 종이에 그라비아 스틸롤라 코팅방법을 이용하여 도포한 후, 240 ℃에서 건조시켜 친환경 종이 포장재를 제조하였다.
실시예 3: 친환경 종이 포장재의 제조-2
상기 실시예 1에서 제조된 종이 포장재 코팅용 조성물을, 속지에 폴리에틸렌 수지가 코팅된 종이에 그라비아 스틸롤라 코팅방법을 이용하여 도포한 후, 240 ℃에서 건조시켜 친환경 종이 포장재를 제조하였다.
실험예 1: 유해물질 검출 측정
상기 실시예 2, 실시예 3 및 실시예 4에서 제조된 종이 포장재에 대한 유해물질 검출 여부를 확인하였다.
2회에 걸친 시험은 각각 (재)한국건설생활환경시험연구원에 의뢰하여 수행하였고, 시험 방법은 식품용 기구 및 용기포장 공전에 따라서 시험하였다. 그 결과를 하기 표 1 내지 3에 나타내었다.
종이재의 시험성적서
시험항목 기준치 시험결과 시험방법 시험환경
잔류(PCBs)(mg/kg) 5 이하 불검출 식품용 기구 및 용기포장 공전 19±5 ℃,
38±15
% R.H.
잔류 납(Pb)(mg/kg) 100 이하 0
잔류 카드뮴(Cd)(mg/kg) 100 이하 0
잔류 수은(Hg)(mg/kg) 100 이하 0
잔류 6가크롬(Cr16)(mg/kg) 100 이하 불검출
용출 납(Pb)(mg/L) 1 이하 불검출
용출 비소(AS2O3)(mg/L) 0.1 이하 0.0
용출 포름 알데히드(mg/L) 4 이하 불검출
용출 형광증백제 불검출 불검출
가공지제(아크릴수지)의 시험성적서
시험항목(mg/L) 기준치 시험결과 시험방법 시험환경
용출 납(Pb) 1 이하 불검출 식품용 기구 및 용기포장 공전 19±5 ℃,
38±15
% R.H.
용출 과망간산칼륨소비량 10 이하 1
용출 증발잔류물 4% 초산 30 이하 16
용출 증발잔류물 물 30 이하 2
용출 증발잔류물 n－헵탄 30 이하 20
용출 증발잔류물 20%에탄올 30 이하 10
용출 메틸메타크릴레이트 6 이하 불검출
가공지제(폴리에틸렌)의 시험성적서
시험항목(mg/L) 기준치 시험결과 시험방법 시험환경
용출 납(Pb) 1 이하 불검출 식품용 기구 및 용기포장 공전 19±5 ℃,
38±15
% R.H.
용출 과망간산칼륨소비량 10 이하 1
용출 증발잔류물 4% 초산 30 이하 12
용출 증발잔류물 물 30 이하 4
용출 증발잔류물 n－헵탄 150 이하 8
용출 증발잔류물 50% 에탄올 30 이하 10
용출 1-헥센 4% 초산 3 이하 불검출
용출 1-헥센 물 3 이하 불검출
용출 1-헥센 n-헵탄 3 이하 불검출
용출 1-헥센 50% 에탄올 3 이하 불검출
용출 1-옥텐 4% 초산 15 이하 불검출
용출 1-옥텐 물 15 이하 불검출
용출 1-옥텐 n-헵탄 15 이하 불검출
용출 1-옥텐 50% 에탄올 15 이하 불검출
상기 표 1 내지 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 종이 포장재 코팅용 조성물이 코팅된 종이 및 종이 포장재는 용출 납(Pb), 용출 과망간산칼륨소비량, 용출 증발잔류물 4% 초산, 용출 증발잔류물 물, 용출 증발잔류물 n－헵탄, 용출 메틸메타크릴레이트의 함량 등 식품공전 기구 용기 포장의 기준 규격을 만족시키는 것으로 확인되었고, 또한, 잔류 PCBs, 잔류 납(Pb), 잔류카드뮴(Cd), 잔류 수은(Hg), 잔류 6가 크롬(Cr16), 용출 납(Pb), 용출 비소(AS203), 용출 포름알데히드(HCHO) 및 용출 형광증백제의 함량이 식품공전 기구 용기 포장의 기준에 만족하는 것으로 확인되었다.
이에, 본 발명의 종이 포장재 코팅용 조성물을 종이에 코팅하게 되면, 식품 포장용 용기로서 내수성, 내유성, 열접착성 등이 우수하면서도 환경호르몬 등 독성물질이 제거된 친환경적인 종이 성형물로 제조할 수 있으므로, 종이컵과 컵라면, 치킨박스, 도시락 용기 등 모든 식품포장 용기로 제조하여 사용될 수 있다.

Claims (10)

  1. 평균입경이 1 내지 500 μm인 천연 불석(천연 제올라이트) 15~30 중량부;
    무기 항균제 5~6 중량부;
    벤토나이트 5~10 중량부;
    활성탄 5~10 중량부; 및
    (+)이온수 50~60 중량부를 포함하는, 유해물질 흡착 및 분해기능을 갖는 종이 포장재 코팅용 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 천연 불석은 모오데나이트인 것을 특징으로 하는 종이 포장재 코팅용 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 무기 항균제는, 물 및 알코올이 1 : 1 내지 3 중량비로 혼합된 용매 100 중량부 및 구연산은(silver citrate) 10 내지 15 중량부의 혼합물인 것을 특징으로 하는, 유해물질 흡착 및 분해기능을 갖는 종이 포장재 코팅용 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 무기 항균제는 은 나노입자 및 용매 혼합물을 콜로이드화한 것을 특징으로 하는, 유해물질 흡착 및 분해기능을 갖는 종이 포장재 코팅용 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 (+)이온수는 수용성 미네랄 성분인 Ca, Si, Na, Mg, Zn, K 및 Mn을 (+)이온수에 용해시킨, pH 6~7의 이온화 미네랄 용액인 것을 특징으로 하는, 유해물질 흡착 및 분해기능을 갖는 종이 포장재 코팅용 조성물.
  6. 제 1 항에 있어서,
    피톤치드 10~20 중량부를 추가로 함유하는 것을 특징으로 하는, 유해물질 흡착 및 분해기능을 갖는 종이 포장재 코팅용 조성물.
  7. 제 1 항에 있어서,
    분산제, 발포제 및 소포제로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1종 이상의 첨가제를 1~2.5 중량부 양으로 추가로 함유하는 것을 특징으로 하는, 유해물질 흡착 및 분해기능을 갖는 종이 포장재 코팅용 조성물.
  8. (1) 평균입경이 1 내지 500 μm인 천연 불석 15~20 중량부; 무기 항균제 5~6 중량부; 벤토나이트 5~10 중량부; 활성탄 5~10 중량부; 및 (+)이온수 50~60 중량부를 혼합하여 교반하는 단계; 및
    (2) 상기 혼합물을 50~75℃의 온도에서 12~48시간 동안 숙성하는 단계를 포함하는, 유해물질 흡착 및 분해기능을 갖는 종이 포장재 코팅용 조성물의 제조방법.
  9. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 종이 포장재 코팅용 조성물로 코팅된, 종이 포장재.
  10. 아크릴수지 또는 폴리에틸렌 수지가 코팅된 종이 포장재에,
    상기 제 9 항의 제조방법에 따라 제조된 종이 포장재 코팅용 조성물을 그라비아 코팅방법으로 도포하는 단계를 포함하는, 종이 포장재의 제조방법.
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KR101447246B1 (ko) 2013-03-20 2014-10-08 이병석 에틸렌-(메타)아크릴산 중합체의 수분산성 수지를 이용한 친환경 종이 코팅제의 제조방법 및 그 용도

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