KR20200019562A - 방청성 조절이 가능한 기화성 방청 코팅지 및 그 제조방법 - Google Patents
방청성 조절이 가능한 기화성 방청 코팅지 및 그 제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
철강 제품, 금속 기계류, 금속 부품 등의 포장 시 부식을 방지하기 위한 기화성 방청 포장재에 있어, 종래 방청지 형태 및 방청필름 형태 각각의 장점은 보유하고 단점은 배제하여 우수한 방청 성능을 구현하면서도 투습 방지 성능 및 흡유 방지 성능 등 방청 성능과 상반된 특성 또한 우수한 방청지가 개시된다. 본 발명은 방청제를 함유한 기재; 상기 기재의 일면에 접착되고 상기 방청제의 기화 통로를 제공하는 유로가 형성된 필름층; 및 상기 기재의 타면에 접착되는 보강재층;을 포함하는 방청 코팅지 및 그 제조방법을 제공한다.
Description
본 발명은 기화성 방청지 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 철강 코일 등의 철강 제품, 금속 기계류, 금속 부품 등의 포장 시 부식을 방지하기 위한 기화성 방청지 및 그 제조방법에 관한 것이다.
철강 제품, 금속 기계류, 금속 부품 등의 포장 시 부식을 방지하기 위한 기화성 방청 포장재가 개시되고 있다.
냉연 코일과 같은 철강 코일 제품 포장에 사용되는 방청 포장재의 경우 종래 기화성 방청제를 크라프트지와 같은 종이 소재에 함침시키거나 폴리에틸렌과 같은 합성수지 소재에 혼합하여 압출시키고, 기화성 방청제가 함침된 종이재 또는 합성수지재에 마대 등 보강재를 접착하여, 즉 방청지 형태 또는 방청필름 형태로 사용되어 왔다.
방청지 형태의 방청 포장재의 경우 셀룰로오스 섬유로 구성된 종이재 자체의 다공성 구조로 인해 양호한 방청제 함침성 및 기화 방청 성능 구현이 가능하다. 그러나, 크라프트지 등 종이재의 제조 과정에서는 염소 성분, 황산염 성분 등 금속 소재의 부식에 상당한 영향을 미칠 수 있는 물질이 사용되는데, 이러한 방청지가 철강 코일 등 제품에 부식 방지 및 가공성 향상을 위해 도포해 둔 도유 성분을 강하게 흡수하게 되어 오히려 제품의 품질을 저하시킬 수 있으며, 심한 경우 종이에 과량으로 포함된 수분과 함께 부식을 유발하는 경우도 있다.
이에 반하여, 방청필름 형태의 방청 포장재의 경우 자체적인 투습 방지 성능 및 흡유 방지 성능은 우수하나, 방청필름 제조 과정에서 고온의 압출 공정이 적용되어 방청 성능이 약화될 수 밖에 없다.
이와 같이, 종래 철강 제품 등의 방청 포장재 분야에서는 방청지 형태 및 방청필름 형태 중 어느 한 소재를 선택해야 함으로써 일부 특성은 양호하나 그와 상반된 특성은 희생할 수 밖에 없는 문제가 있었다.
한편, 일본 공개실용신안 실개평5-22369호는 금속 제품의 포장용 시트에 있어서 방청지 내층에 기밀 방수 필름을 라미네이트하여 방수 기능이 향상된 포장용 시트를 개시하고 있으나, 방청지로부터 기화되는 방청 성분이 내층의 방수 필름에 의해 차단되어 역시 방청 성능은 희생할 수 밖에 없는 문제가 있다.
따라서, 본 발명은 상기 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 철강 제품, 금속 기계류, 금속 부품 등의 포장 시 부식을 방지하기 위한 기화성 방청 포장재에 있어, 종래 방청지 형태 및 방청필름 형태 각각의 장점은 보유하고 단점은 배제하여 우수한 방청 성능을 구현하면서도 투습 방지 성능 및 흡유 방지 성능 등 방청 성능과 상반된 특성 또한 우수한 방청지를 제공하고자 한다.
또한, 우수한 방청 성능 및 이와 상반된 특성이 우수한 방청지로서 새로운 적층 구조의 방청지를 제조하는 최적의 방법을 제공하고자 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 방청제를 함유한 기재; 상기 기재의 일면에 접착되고 상기 방청제의 기화 통로를 제공하는 유로가 형성된 필름층; 및 상기 기재의 타면에 접착되는 보강재층;을 포함하는 방청 코팅지를 제공한다.
또한 상기 기재는 천연 소재 또는 합성 소재인 것을 특징으로 하는 방청 코팅지를 제공한다.
또한 상기 기재는 종이를 포함하는 것을 특징으로 하는 방청 코팅지를 제공한다.
또한 상기 종이는 크라프트지, 주름지 및 합성지로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 방청 코팅지를 제공한다.
또한 상기 방청제는 지방산 또는 그의 염, 트리아졸류, 알카리금속염 및 방향족산 또는 그의 염을 포함하는 것을 특징으로 하는 방청 코팅지를 제공한다.
또한 상기 필름층은 폴리올레핀계 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 방청 코팅지를 제공한다.
또한 상기 유로는 천공되어 형성된 것을 특징으로 하는 방청 코팅지를 제공한다.
또한 상기 유로는 직경이 1~2,000㎛이고, 기공 사이 간격이 0.1~40mm인 기공 형태인 것을 특징으로 하는 방청 코팅지를 제공한다.
또한 상기 유로는 필름 베이스 소재에 기공 형성 첨가제가 함유되어 형성된 것을 특징으로 하는 방청 코팅지를 제공한다.
또한 상기 첨가제는 탄산칼슘, 탈크, 실리카 및 발포제로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 방청 코팅지를 제공한다.
또한 상기 필름층은 방청 성분이 함유된 것을 특징으로 하는 방청 코팅지를 제공한다.
또한 상기 보강재층은 필름류, 마대, 부직포, 직물 또는 이들의 복합체인 것을 특징으로 하는 방청 코팅지를 제공한다.
상기 또 다른 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, (a) 필름을 천공하여 방청제의 기화 통로를 제공하는 유로가 형성된 필름층을 형성하는 단계; (b) 상기 유로가 형성된 필름층 및 방청제를 함유한 기재의 일면을 접착하는 단계; 및 (c) 상기 기재의 타면에 보강재층을 접착하는 단계;를 포함하는 방청 코팅지 제조방법을 제공한다.
또한 (a) 방청제를 함유한 기재의 일면에 필름층을 형성하는 단계; (b) 상기 필름층이 형성된 기재를 천공하여 방청제의 기화 통로를 제공하는 유로를 형성하는 단계; 및 (c) 상기 기재의 타면에 보강재층을 접착하는 단계;를 포함하는 방청 코팅지 제조방법을 제공한다.
또한 (a) 필름 베이스 소재에 기공 형성 첨가제를 첨가 및 가공하여 방청제의 기화 통로를 제공하는 유로가 형성된 필름층을 형성하는 단계; (b) 상기 유로가 형성된 필름층 및 방청제를 함유한 기재의 일면을 접착하는 단계; 및 (c) 상기 기재의 타면에 보강재층을 접착하는 단계;를 포함하는 방청 코팅지 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 방청제를 함유한 기재의 일면에 방청제의 기화 통로를 제공하는 유로가 형성된 필름층을 접착시킴으로써 종래 방청지 형태의 장점으로서 우수한 방청 성능은 보유하면서도 단점으로 지적되었던 투습 방지 성능 및 흡유 방지 성능 등 방청 성능과 상반된 특성 또한 우수하고, 더불어 필름층의 유로 형성 정도에 따라 방청성 조절이 가능한 방청지를 제공할 수 있다.
또한, 우수한 방청 성능 및 이와 상반된 특성이 우수한 새로운 적층 구조의 방청지를 제조하는 방법으로서, 방청제의 기화 통로를 제공하는 유로가 형성된 필름층을 다양한 방법으로 구현할 수 있는 최적의 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 방청 코팅지의 단면을 나타낸 모식도,
도 2 내지 도 4는 본 발명에 따른 방청 코팅지 제조 과정을 나타낸 순서도,
도 5는 실시예 1에 따라 제조된 방청 코팅지의 필름층 면을 나타낸 사진,
도 6 내지 도 9는 각각 기화 방청성, 접촉 방청성, 말림성 및 오일 흡유성 평가 결과를 나타낸 사진.
도 2 내지 도 4는 본 발명에 따른 방청 코팅지 제조 과정을 나타낸 순서도,
도 5는 실시예 1에 따라 제조된 방청 코팅지의 필름층 면을 나타낸 사진,
도 6 내지 도 9는 각각 기화 방청성, 접촉 방청성, 말림성 및 오일 흡유성 평가 결과를 나타낸 사진.
이하 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예의 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.
본 발명자들은 철강 제품, 금속 기계류, 금속 부품 등의 포장 시 부식을 방지하기 위한 기화성 방청 포장재에 있어, 종래 방청지 형태 및 방청필름 형태 각각의 장점은 보유하고 단점은 배제하여 우수한 방청 성능을 구현하면서도 투습 방지 성능 및 흡유 방지 성능 등 방청 성능과 상반된 특성 또한 우수한 방청지를 개발하고자 연구를 거듭한 결과, 방청제를 함유한 기재의 일면에 방청제의 기화 통로를 제공하는 유로가 형성된 필름층을 접착시킴으로써 종래 방청지 형태의 장점으로서 우수한 방청 성능은 보유하면서도 단점으로 지적되었던 투습 방지 성능 및 흡유 방지 성능 등 방청 성능과 상반된 특성 또한 우수하고, 더불어 필름층의 유로 형성 정도에 따라 방청성 조절이 가능한 사실을 발견하고 본 발명에 이르게 되었다.
도 1은 본 발명에 따른 방청 코팅지의 단면을 나타낸 모식도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명은 방청제를 함유한 기재(110); 상기 기재의 일면에 접착되고 상기 방청제의 기화 통로를 제공하는 유로가 형성된 필름층(120); 및 상기 기재의 타면에 접착되는 보강재층(130);을 포함하는 방청 코팅지(100)를 개시한다.
본 발명에서 '유로'란 기재에 함유된 방청제로부터 기화된 방청 성분이 기재에 접착된 필름층을 통과하여 코팅지 외부로 발산할 수 있도록 형성된 기체 상태 물질의 이동 통로, 즉 기화 통로를 의미하는 것으로, 후술하는 바와 같이 그 형상, 패턴 등은 다양할 수 있으며 본 발명에서 특별히 한정하는 것은 아니다.
본 발명에서 상기 기재(110)는 함침, 코팅 등의 방식으로 방청제를 함유하여 최종 방청지를 철강 코일 등의 제품에 포장 시 방청제가 기화되어 제품의 금속 표면에 얇은 부동태막을 형성시켜 수분 및 산소의 접촉을 차단시킴으로써 금속의 녹 및 부식을 방지하도록 하기 위한 것이다.
상기 기재(110)는 이러한 기화 방청 성능을 구현할 수 있는 소재라면 종이 등의 천연 소재나 부직포, 직물 등 합성 소재 등 그 종류에 특별히 제한되는 것은 아니나, 기화 성능이 우수한 종이를 포함하는 소재인 것이 바람직하며, 예컨대, 크라프트지, 주름지, 합성지 등이 바람직하게 사용될 수 있고, 더욱 바람직하게는 크라프트지가 사용될 수 있다.
본 발명에서 상기 방청제는 전술한 바와 같이, 기재(110)에 함유되어 제품에 포장 시 기화됨으로써 제품의 금속 표면에 얇은 부동태막을 형성시키는 조성물로서, 기화 방청 성분을 포함하는 조성물이라면 특별히 제한되는 것은 아니다.
다만, 기화성 및 서방성의 밸런싱과 기재(110), 특히 종이 기재에 함침 내지 코팅에 적합한 조성을 가질 필요가 있으며, 따라서 본 발명에서 상기 방청제는 기화성 방청제로서 예컨대, 지방산 또는 그의 염, 트리아졸류, 알카리금속염 및 방향족산 또는 그의 염을 포함할 수 있다.
상기 지방산으로는 탄소수 3 내지 20개의 지방산 중에서 선택되어 사용될 수 있고, 바람직하게는 부티르산(butyric acid), 카프로산(caproic acid), 카프릴산(caprylic acid), 카프릭산(capric acid), 라우르산(lauric acid), 스테아르산(stearic acid) 등이 선택되어 사용될 수 있다.
또한 상기 트리아졸류로는 예컨대, 1,2,3-벤조트리아졸, 톨리트리아졸, 5-클로로벤조트리아졸, 메르겝토벤조트리아졸, 3-아미노트리아졸 등이 선택되어 사용될 수 있다.
또한 상기 알카리금속염으로는 예컨대, 소듐카보네이트, 소듐벤조에이트, 소듐나이트리트, 칼륨나이트라이트, 칼륨나이트리트 등이 선택되어 사용될 수 있다.
또한 상기 방향족산으로는 예컨대, 살리실산, 벤조산 등이 선택되어 사용될 수 있다.
상기 기화성 방청제의 적합한 함량비로는 상기 지방산 또는 그의 염 5~30중량%, 상기 트리아졸류 1~30중량%, 상기 알카리금속염 1~20중량% 및 상기 방향족산 또는 그의 염 5~40중량%와, 나머지 성분을 물 또는 알코올로 하여 조성될 수 있다.
본 발명에서 상기 필름층(120)은 상기 기재(110)의 일면에 접착되어 상기 방청제의 기화 통로를 제공하는 유로가 형성된 층으로, 종래 방청지 형태의 장점으로서 우수한 방청 성능은 보유하면서도 단점으로 지적되었던 투습 방지 성능 및 흡유 방지 성능 등 방청 성능과 상반된 특성 또한 우수하고, 더불어 필름층의 유로 형성 정도에 따라 방청성 조절이 가능하도록 한다.
즉, 필름층(120)을 흡습성 내지 흡유성이 낮은 소재를 채택함으로써 기재와 제품의 금속 표면과의 직접적인 접촉을 방지하여 종래 종이 소재로 구성된 기재(110)의 단점을 극복하고, 기재(110)에 다수 형성된 유로를 통하여 기화성 방청 성분이 원활히 기화되도록 하여 기화 방청 성능이 충분히 발휘될 수 있도록 함으로써 기존 방청지와 동등한 수준의 방청성을 확보할 수 있도록 하며, 나아가, 필름층의 유로 형성 패턴, 형상 등을 다양하게 적용함으로써 방청 성능을 요구되는 정도에 따라 적절히 조절하는 것이 가능하도록 할 수 있다.
상기 필름층(120)을 구성하는 소재로는 종이재 이외의 흡습성 내지 흡유성이 낮은 소재라면 특별히 제한되는 것은 아니나, 상용의 폴리에틸렌계, 폴리프로필렌계 등 폴리올레핀계 수지가 바람직하게 사용될 수 있다.
상기 필름층(120)의 유로는 다양한 방식으로 형성될 수 있으며, 어떠한 방식으로든 기재에 함유된 방청 성분이 기화되어 방출 통로로서의 역할을 충분히 할 수 있도록 형성되는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니다.
일 예로, 상기 필름층(120)은 유로가 천공되어 형성된 필름층일 수 있다.
천공 방법은 특별히 제한되지 않고, 예컨대 핀롤, 레이저 등을 이용하여 천공된 필름이 사용될 수 있다. 이때, 코팅 방청지의 전체적인 기화성, 서방성, 응집성 등의 방청 밸런싱 측면에서 상기 천공으로 형성된 기공은 직경이 1~2,000㎛이고, 기공 사이 간격이 0.1~40mm가 되도록 형성된 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 상기 기공 직경이 30~1,000㎛, 기공 사이 간격이 0.5~25mm일 수 있고, 더욱 더 바람직하게는 상기 기공 직경이 50~800㎛, 기공 사이 간격이 0.8~10mm일 수 있다.
또 다른 예로서, 상기 필름층(120)은 유로가 필름 베이스 소재에 기공 형성 첨가제가 함유되어 형성된 필름층일 수 있다.
기공 형성 첨가제를 이용하여 필름층(120)에 유로를 형성시키는 방법은 예컨대, 필름 베이스 소재가 되는 폴리올레핀계 수지 등에 기공 형성 첨가제를 혼합 후 티다이(T-die) 방식, 인플레이션(circular-die) 방식 등 공지의 압출 및 필요에 따라 연신하여 필름층(120)을 제조함으로써 구현될 수 있다.
상기 기공 형성 첨가제로는 필름 가공 시 첨가되어 유로 형성능을 발휘할 수 있는 첨가제라면 특별히 제한되는 것은 아니나, 예컨대 탄산칼슘, 탈크, 실리카, 발포제 등이 사용될 수 있고, 바람직하게는 탄산칼슘이 사용될 수 있다.
한편, 상기 필름층(120)의 유로는 천공된 형상이 횡단면 기준으로(또는 코팅지 상면에서 볼 때), 일반적인 원형 뿐 아니라, 타원형, 다각형 등 다양한 형상일 수 있고, 일반적인 점 형태 이외에 다양한 문양(일자형, X자형, 유선형, 각종 도형, 글자 등) 형태로 형성될 수도 있음은 물론이다.
상기 필름층(120)은 제품의 금속 표면과 공간을 형성하거나 직접 접촉될 수 있는데, 이러한 필름층(120)은 본 발명에 따른 코팅 방청지의 기화성 방청 성분의 통로 역할을 하면서 또한 금속 접촉성 방청 기능을 보유하도록 할 수 있다. 접촉성 방청 성분은 자체 기화성은 없으나 접촉 시에는 표면층을 형성하여 금속의 부식을 방지하는 역할을 한다.
따라서, 본 발명에서 유로가 형성된 필름층(120)의 소재로서 일반적인 필름도 가능하나, 방청 효과를 극대화하기 위해, 본 발명의 일 예에 따르면 상기 필름층(120)은 접촉성 방청 성분 등의 방청 성분을 더욱 포함할 수 있다.
상기 방청 성분은 상기 필름층 제조 시 필름 베이스 소재 및 기공 형성 첨가제와 함께 방청 첨가제로서 더 첨가하여 필름층에 함유되도록 할 수 있다.
이러한 방청 첨가제로는 예컨대, 소듐나이트라이트, 암모늄포스페이트, 소듐카보네이트, 소듐벤조에이트, 암모늄벤조에이트, 1,2,3-벤조트리아졸, 톨리트리아졸, 5-클로로벤조트리아졸 및 3-아미노트리아졸로 이루어진 군에서 1종 이상이 선택되어 사용될 수 있다.
한편, 본 발명에서 상기 필름층(120)의 접착은 예컨대, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 열가소성 수지 소재를 적용할 경우 통상적인 코팅 방법을 이용하여 수행될 수 있고, 별도 필름 형태로 준비하여 통상적인 라미네이션법을 이용하여 수행될 수 있으며, 그 방식에 특별한 제한이 있는 것은 아니다.
본 발명에서 상기 보강재층(130)은 상기 기재(110)의 타면에 접착되어 방수성, 기밀성, 강도 등 기재 소재의 부족한 물성을 보완하기 위해 형성된 층으로, 요구되는 목적에 따라 다양한 물성, 다양한 종류의 소재가 적용될 수 있다.
이러한 보강재층(130) 소재로서 예컨대, 방수 기능 부여를 위한 OPP 필름, CPP 필름, 폴리에틸렌 필름 등의 필름류, 강도 향상을 위한 마대, 부직포, 직물 또는 이들의 복합체 형태 등 본 발명이 속한 기술분야에서 통상적으로 사용되는 소재들이 채택될 수 있으며, 본 발명에서는 특별히 제한되지 않는다.
보강재층(130) 소재로서 상기 마대 원단이 사용될 경우 목수(1인치당 사용되는 실의 개수)는 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 10×10목 또는 8×8목의 마대 원단이 사용될 수 있다.
상기 보강재층(130)의 접착에 있어 통상적인 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 열가소성 수지가 사용될 수 있으나, 핫멜트 등의 접착제가 사용될 수도 있음은 물론이다.
방청제를 함유한 기재(110)와 보강재층(130)을 이용한 방청 포장재는 철강 코일 등의 철강 제품을 포장하기 위해서 몇 가지 요구 조건을 만족해야 한다. 첫째, 방청성으로, 철강 제품을 포장 후 수송 및 보관 등에 의한 금속의 산화를 방지하여 금속 제품을 보호할 수 있어야 한다. 둘째, 강도로서, 중량물의 철강 코일을 포장하기 위해서는 일정한 인장 강도와 인열 강도 및 파열 강도가 필요하다. 셋째, 포장 적성으로서, 철강 코일을 포장할 때 자동 및 반자동 포장기에 의해 포장되고 있고, 또한 수작업으로 포장할 경우도 많은데, 이러한 경우에 포장재는 접힘성 및 유연성이 있어야 포장 작업이 용이해지고, 또한 중요한 요구사항으로서 말림(curl) 현상이 없어야 한다. 말림 현상이 발생되면 포장 작업의 능률이 저하되고 작업자의 피로도가 증가된다.
본 발명에 따른 코팅 방청지(100)는 상기 요구 조건들을 충분히 만족하면서도 방청지 형태 및 방청필름 형태의 방청 포장재에서의 각 단점들을 모두 배제할 수 있게 된다.
이하, 본 발명에 따른 방청 코팅지 제조방법에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 방청 코팅지 제조는 필름층 형성 방식에 따라 다양한 방법으로 수행될 수 있다.
도 2 내지 도 4는 본 발명에 따른 방청 코팅지 제조 과정을 나타낸 순서도이다.
먼저 도 2를 참조하면, 제1 제조예(S100)로서 본 발명에 따른 방청 코팅지 제조는 (a) 필름을 천공하여 방청제의 기화 통로를 제공하는 유로가 형성된 필름층을 형성하는 단계(S110); (b) 상기 유로가 형성된 필름층 및 방청제를 함유한 기재의 일면을 접착하는 단계(S120); 및 (c) 상기 기재의 타면에 보강재층을 접착하는 단계(S130);를 포함하여 수행될 수 있다.
상기 유로가 형성된 필름층은 전술한 바와 같이, 준비된 별도 필름에 핀롤, 레이저 등을 이용하여 소정 기공 직경 및 기공 사이 간격을 갖도록 천공하여 수행될 수 있다.
상기 방청제를 함유한 기재는 예컨대, 기화성 방청제를 기재에 그라비아, 스프레이, 나이프 등의 방식으로 함침 내지 코팅 후 열풍이나 히팅롤로 건조하여 제조될 수 있다. 이때 기화성 방청제의 도포량은 요구되는 기화 정도에 따라 상이할 수 있으나, 예컨대 5~100g/㎡ 범위에서 적절히 정해질 수 있다.
여기서, 상기 그라비아 방식을 이용한 방청제 코팅 과정을 예시적으로 설명한다. 먼저 방청제가 기재에 원하는 양 만큼 도포되도록, 방청제를 그라비아 코팅롤에 도포한다. 기재가 그라비아 코팅롤과 실리콘롤의 사이를 지나면서 방청제가 일 측면에서부터 코팅되어 타측면에까지 침투되어 진다. 이때, 그라비아 코팅롤과 실리콘롤의 간격은 기재에 방청제가 잘 침투될 수 있도록 하고, 원하는 방청제 도포량이 될 수 있도록 조절한다. 상기 코팅 시에는 기계적 장력을 조절하기 위하여 방청제 코팅기의 언 와인더(un-winder)부와 리 와인더(re-winder)부의 기계적 구동 속도를 PIV 무단변속기를 사용하여 언 와인더부와 리 와인더부 구동 속도를 대략 1.01~1.1 : 1의 비율로 제어함으로써 코팅 전후의 장력 발생을 최소화하여 작업을 행한다. 상기 언 와인더부는 기재를 감은 롤을 풀어주는 축이 되고, 상기 리 와인더부는 코팅되고 건조된 기재를 감아주는 축이 된다. 이후, 기화성 방청제가 코팅된 기재를 건조챔버에서 건조시켜 기화성 방청제를 기재에 결착시킨다. 상기 코팅된 기재가 건조챔버를 지나면서 건조되고, 건조챔버의 온도는 70~120℃일 수 있다. 이후, 필요에 따라서는 건조된 코팅 기재를 히팅롤을 이용하여 표면 열처리함으로써 재차 건조하는 과정이 수행될 수 있다. 건조챔버를 지난 기재는 대략 70~150℃ 정도의 온도로 설정된 히팅롤을 앞면 및 뒷면에 직접 접촉하여 기재의 섬유질 기공 사이에 침투한 방청제를 2차 건조함과 동시에 히팅롤에 기재 표면을 열 접촉시켜 기재가 압착됨으로써, 방청제가 완전히 건조되고, 매끈한 코팅 기재로 제작되도록 할 수 있다.
이후, 상기 방청제를 함유한 기재 일면에 유로가 형성된 필름층을 코팅 내지 라미네이팅하여 접착하고, 또한 기재 타면에 보강재층을 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 열가소성 수지나, 핫멜트 등의 접착제를 이용하여 접착시켜 최종 방청 코팅지를 제조할 수 있다.
다음으로 도 3을 참조하면, 제2 제조예(S200)로서 본 발명에 따른 방청 코팅지 제조는 (a) 방청제를 함유한 기재의 일면에 필름층을 형성하는 단계(S210); (b) 상기 필름층이 형성된 기재를 천공하여 방청제의 기화 통로를 제공하는 유로를 형성하는 단계(S220); 및 (c) 상기 기재의 타면에 보강재층을 접착하는 단계(S230);를 포함하여 수행될 수 있다.
상기 제2 제조예(S200)는 상기 제1 제조예와 달리 방청제를 함유한 기재에 필름층을 먼저 형성한 후, 필름층이 형성된 기재를 천공, 즉 필름층 뿐 아니라 기재를 동시에 천공하여 기재 및 필름층이 접착 형성되고, 이외의 구체적인 제조 과정은 상기 제1 제조예(S100)와 동일하다.
다만, 제2 제조예(S200)에서는 제1 제조예(S100)와 같이 별도 필름 형태로 준비하여 기재에 라미네이팅 후 천공할 수도 있으나, 열가소성 수지로 필름층을 형성시킬 경우에는 기재에 열가소성 수지를 코팅한 후 천공하여 수행될 수도 있다.
다음으로 도 4를 참조하면, 제3 제조예(S300)로서 본 발명에 따른 방청 코팅지 제조는 (a) 필름 베이스 소재에 기공 형성 첨가제를 첨가 및 가공하여 방청제의 기화 통로를 제공하는 유로가 형성된 필름층을 형성하는 단계(S310); (b) 상기 유로가 형성된 필름층 및 방청제를 함유한 기재의 일면을 접착하는 단계(S320); 및 (c) 상기 기재의 타면에 보강재층을 접착하는 단계(S330);를 포함하여 수행될 수 있다.
상기 제3 제조예(S300)는 상기 제1 제조예(S100)및 제2 제조예(S200)에서 필름층을 천공하여 유로를 형성시키는 것과 달리, 필름층 제조 과정에서 특정 첨가제에 의해 유로가 형성된 필름을 사용하는 것이 특징이다.
제3 제조예(S300)에서 유로가 형성된 필름층은 예컨대, 필름 베이스 소재에 기공 형성 첨가제를 혼합 후 압출 및 필요에 따라 연신하여 필름층을 제조함으로써 형성될 수 있으며, 상기 필름층 제조 후 구체적인 제조 과정은 상기 제1 제조예와 동일하다.
이하, 실시예를 들어 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
실시예
크라프트지(80g/㎡)에 기화성 방청제(카프릴산염 20~25중량%, 1,2,3-벤조트리아졸 5~10중량%, 소듐나이트리트 2~5중량%, 벤조산염 20~25중량% 및 물 45~50중량%) 20g/㎡을 그라비아 방식으로 함침하여 열풍 건조한 후 일면에 폴리에틸렌 필름을 라미네이팅하였다. 이후, 필름층이 형성된 크라프트지에 핀롤을 이용하여 수 차례 천공을 실시하여 기공(직경 400~800㎛, 기공 사이 간격 1.5~3.5mm)을 형성시키고, 크라프트지 타면에 폴리에틸렌 수지를 접착층으로 하여 T-die 방식으로 이축연신 필름(OPP film) 및 폴리에필렌 마대(8×8목)를 함께 코팅(OPP film, 마대 및 크라프트지 순서로 적층)하여 방청 코팅지를 제조하였다. 제조된 방청 코팅지의 필름층 면의 사진을 도 5에 나타내었다.
비교예 1
크라프트지(80g/㎡)에 기화성 방청제(카프릴산염 20~25중량%, 1,2,3-벤조트리아졸 5~10중량%, 소듐나이트리트 2~5중량%, 벤조산염 20~25중량% 및 물 45~50중량%) 20g/㎡을 그라비아 방식으로 함침하여 열풍 건조한 후 폴리에틸렌 수지를 접착층으로 하여 T-die 방식으로 이축연신 필름(OPP film)을 코팅하여 방청지를 제조하였다.
비교예 2
크라프트지(80g/㎡)에 기화성 방청제(카프릴산염 20~25중량%, 1,2,3-벤조트리아졸 5~10중량%, 소듐나이트리트 2~5중량%, 벤조산염 20~25중량% 및 물 45~50중량%) 20g/㎡을 그라비아 방식으로 함침하여 열풍 건조한 후 폴리에틸렌 수지를 접착층으로 하여 T-die 방식으로 이축연신 필름(OPP film) 및 폴리에틸렌 마대(8×8 목)를 함께 코팅하여 방청지를 제조하였다.
비교예 3
방청 마스터배치 15중량%와 폴리프로필렌 수지 85중량%를 혼합 및 T-die 방식으로 압출(220~260℃)하여 T-die 방식으로 폴리프로필렌 마대(9×9 목)를 함께 코팅하고, 그 반대면에 폴리프로필렌 수지를 T-die 방식으로 다시 코팅하여 방청필름을 제조하였다.
실험예
상기 제조된 방청지 및 방청필름에 대하여 하기 방법으로 물성을 측정 및 평가하고 그 결과를 하기 표 1 및 도 6 내지 도 9에 나타내었다.
[물성 측정 및 평가 방법]
(1) 기화 방청성 및 접촉 방청성
KS T 1086 규격에 의거하여 평가하였다.
(2) 투습도
KS T 1305 규격에 의거하여 측정하였다.
(3) 말림성
방청지 또는 방청필름을 약 0.5×0.5m 크기로 절단 및 전개하고 1시간 경과 후 말림 정도를 상대적으로 비교 평가하였다.
(4) 오일 흡유성
방청지 또는 방청필름을 110×150mm 크기로 절단 후 70×100mm 철 시편에 오일을 약 0.1g 도포한 후 방청지 또는 방청필름에 철 시편의 오일 도포면을 접촉시켜 오일이 방청지 또는 방청필름에 흡수되는 정도를 상대적으로 비교 평가하였다.
| 구분 | 실시예 | 비교예 1 | 비교예 2 | 비교예 3 |
| 기화 방청성 | 양호 | 양호 | 양호 | 녹 발생 |
| 접촉 방청성 | 양호 | 양호 | 양호 | 녹 발생 |
| 투습도(g/㎡/day) | 4 | 9 | 5 | 3 |
| 말림성 | 양호 | 말림 | 말림 | 양호 |
| 오일 흡유성 | 양호 | 불량 | 불량 | 양호 |
상기 표 1 및 도 6 내지 도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 방청제를 함유한 기재의 일면에 방청제의 기화 통로를 제공하는 유로가 형성된 필름층이 접착된 방청 코팅지의 경우 우수한 방청 성능, 투습성 및 오일 흡유성을 보유하면서도 종래 방청지의 단점으로 지적되었던 말림 현상도 현저히 개선된 것을 확인할 수 있다.
이에 대하여, 본 발명과 같은 필름층이 적용되지 않은 기존 방청지의 경우(비교예 1 및 2 참조) 방청 성능은 문제 없으나 종래 방청지의 단점으로 투습성, 말림성 및 오일 흡유성이 역시 좋지 않은 것을 알 수 있고, 기존 방청필름의 경우(비교예 3)에는 기존 방청지와 반대로 투습성 및 오일 흡유성은 문제 없으나 방청성이 현저히 저하되는 것을 알 수 있다.
이상으로 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참고하여 상세하게 설명하였다. 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미, 범위 및 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
110 : 기재
120 : 필름층
130 : 보강재층
130 : 보강재층
Claims (15)
- 방청제를 함유한 기재; 상기 기재의 일면에 접착되고 상기 방청제의 기화 통로를 제공하는 유로가 형성된 필름층; 및 상기 기재의 타면에 접착되는 보강재층;을 포함하는 방청 코팅지.
- 제1항에 있어서,
상기 기재는 천연 소재 또는 합성 소재인 것을 특징으로 하는 방청 코팅지. - 제1항에 있어서,
상기 기재는 종이를 포함하는 것을 특징으로 하는 방청 코팅지. - 제3항에 있어서,
상기 종이는 크라프트지, 주름지 및 합성지로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 방청 코팅지. - 제1항에 있어서,
상기 방청제는 지방산 또는 그의 염, 트리아졸류, 알카리금속염 및 방향족산 또는 그의 염을 포함하는 것을 특징으로 하는 방청 코팅지. - 제1항에 있어서,
상기 필름층은 폴리올레핀계 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 방청 코팅지. - 제1항에 있어서,
상기 유로는 천공되어 형성된 것을 특징으로 하는 방청 코팅지. - 제7항에 있어서,
상기 유로는 직경이 1~2,000㎛이고, 기공 사이 간격이 0.1~40mm인 기공 형태인 것을 특징으로 하는 방청 코팅지. - 제1항에 있어서,
상기 유로는 필름 베이스 소재에 기공 형성 첨가제가 함유되어 형성된 것을 특징으로 하는 방청 코팅지. - 제9항에 있어서,
상기 첨가제는 탄산칼슘, 탈크, 실리카 및 발포제로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 방청 코팅지. - 제1항에 있어서,
상기 필름층은 방청 성분이 함유된 것을 특징으로 하는 방청 코팅지. - 제1항에 있어서,
상기 보강재층은 필름류, 마대, 부직포, 직물 또는 이들의 복합체인 것을 특징으로 하는 방청 코팅지. - (a) 필름을 천공하여 방청제의 기화 통로를 제공하는 유로가 형성된 필름층을 형성하는 단계;
(b) 상기 유로가 형성된 필름층 및 방청제를 함유한 기재의 일면을 접착하는 단계; 및
(c) 상기 기재의 타면에 보강재층을 접착하는 단계;
를 포함하는 방청 코팅지 제조방법. - (a) 방청제를 함유한 기재의 일면에 필름층을 형성하는 단계;
(b) 상기 필름층이 형성된 기재를 천공하여 방청제의 기화 통로를 제공하는 유로를 형성하는 단계; 및
(c) 상기 기재의 타면에 보강재층을 접착하는 단계;
를 포함하는 방청 코팅지 제조방법. - (a) 필름 베이스 소재에 기공 형성 첨가제를 첨가 및 가공하여 방청제의 기화 통로를 제공하는 유로가 형성된 필름층을 형성하는 단계;
(b) 상기 유로가 형성된 필름층 및 방청제를 함유한 기재의 일면을 접착하는 단계; 및
(c) 상기 기재의 타면에 보강재층을 접착하는 단계;
를 포함하는 방청 코팅지 제조방법.
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