KR20220036512A

KR20220036512A - 항균 기능을 갖는 종이 포장지

Info

Publication number: KR20220036512A
Application number: KR1020200118821A
Authority: KR
Inventors: 차윤석
Original assignee: 주식회사 한창제지
Priority date: 2020-09-16
Filing date: 2020-09-16
Publication date: 2022-03-23

Abstract

본 발명은 항균 기능을 갖는 종이 포장지에 관한 것으로서 지속적인 항균 효과와 안전성 및 내변색성을 갖는 항균 기능을 갖는 종이 포장지에 관한 것이다.

Description

항균 기능을 갖는 종이 포장지 {Wrap paper having antibiosis}

2003년 사스(SARS, 중증급성호흡기증후군), 2012년 메르스(MERS-CoV, 중동호흡기 증후군) 그리고 최근에는 코로나19(COVID-19, 코로나바이러스감염증-19) 등의 전염병이 세계적으로 유행하고 있다.

따라서, 현대 사회에서 손 씻기, 기침 예절, 소독, 환기 등 개개인의 위생관리와 마스크 착용 등의 보호조치가 강조되고 있다.

또한, 병원과 같은 높은 수준의 위생 및 청결이 요구되는 곳에서 사용하는 유니폼, 수술복, 병원 침대시트, 환자의 의류 및 이불보 등과 가정에서 사용되는 침구류에서도 각종 균으로 인한 질환이 보고 되고 있다.

따라서 생활에서 널리 사용되는 종이에 항균성이 부여된 종이의 제공이 절실히 요구되고 있는 실정이다.

한편, 식품, 농수산물, 의약품 또는 의료기기, 전자기기의 포장용지에 있어서도 이러한 항균성이 부여된 종이의 제공이 필요하다.

항균성이 부여된 종이의 제조방법에 대하여는, 소금을 850~1,000℃의 고온으로 용융시켜 불순물을 제거시킨 후 냉각시켜 파쇄하여 용융소금 분말을 얻는 제1단계 공정; 수용성 아크릴계 바인더 100 중량부에 용융소금 분말 25~100 중량부를 혼합 용해시켜 소금점착액을 얻고, 소금점착액의 점도를 조절하기 위해 포타슘 실리케이트 5~20 중량부를 추가시켜 혼합하는 제2단계 공정; 섬유나 합성수지나 종이 중에서 선택되는 소재에 소금점착액을 함침 또는 도포시키는 제3단계 공정;을 거쳐 유해균 차단기능을 갖는 항균시트를 얻는 것을 특징으로 하는 항균시트 제조방법에 대한 특허(대한민국 등록특허 1,005,291호)와,

연잎 추출물 50∼80중량%, 지부자 추출물 10∼40중량% 및 지골피 추출물 10∼40중량%로 구성되는 항균조성물을 1∼10% 농도의 폴리비닐알코올 수용액, 01∼15%농도의 전분 수용액 또는 3∼12% 농도의 젤라틴 수용액에 05∼15중량% 첨가하여 교반한 용액을 표면 사이징 코팅방법으로 종이의 적어도 일면 이상에 도포하여 제조함을 특징으로 하는 항균지의 제조방법에 대한 특허(대한민국 등록특허 865,786호)와,

천연 섬유(natural fiber)의 직물 또는 인공 화학 섬유(artificial fiber)의 직물과 또는 종이, 합성수지, 플라스틱 중 어느 한 소재로 형성된 피지나 지방, 인체 분비물 제거시 사용하는 기름 종이에 있어서, 은 나노 용액 또는 분말을 001 ~ 20중량%로 향기 제 액체나 분말을 중량비 001 ~10중량%로 투입하여 상기 기름종이의 몸체에 배합된 것이 특징인 기름 종이에 관한 실용신안(대한민국 등록실용신안 390,886호)와

1) 천연펄프 100 중량%에 주성분이 로진인 에멀젼 로진 사이즈제를 20∼40 중량%를 가하여 초지(抄紙)를 제조하는 공정, 2) 상기 초지를 적층 압착하여 원지(原紙)를 제조하는 공정, 3) 상기 원지의 양면에 호화전분과 유효성분이 스티렌/아크릴레이트(Styrene/Acrylate) 수용성 공중합체인 외첨사이즈제의 혼합물을 30∼35 g/㎡ 도포하는 공정, 및 4) 상기 3) 공정의 원지의 일면에는 피그먼트(pigment) 코팅을 수행하고, 이와는 다른 일면에는 호화된 산화전분과 변성 아크릴이 주성분인 내유제의 혼합물에 10∼30 ppm 농도의 은나노 입자를 포함하는 항균 용액을 15∼25 g/㎡ 도포하여 건조하는 공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 항균성 식품 포장용 종이의 제조방법에 관한 특허(대한민국 등록특허 666,528호) 등이 존재한다.

그러나 상기 방법들은 공정이 복잡하거나, 사용되는 원료의 값이 고가여서 제조단가가 상승한다는 단점이 있고, 충분한 항균성이 유지되지 못하거나, 안전성에 문제가 나타날 수 있어 바람직하지 않다.

문헌 1. 대한민국특허청 등록특허공보 제10-1005291호 문헌 2. 대한민국특허청 등록특허공보 제10-0865786호 문헌 3. 대한민국특허청 등록실용신안공보 제20-0390886호 문헌 4. 대한민국특허청 등록특허공보 제10-0666528호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 제조단가를 낮추어 생산비용을 절감할 수 있고, 오랫동안 충분한 항균성이 유지되며, 인체에 대해 안전성이 확보되는 항균 기능을 갖는 종이를 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 항균 기능을 갖는 종이는 나트륨 피리티온(Sodium Pyrithione) 10~30wt%와, 탈이온수 70~90wt%가 혼합되어 구성된 항균약품을 코팅액에 혼합하고, 항균약품이 혼합된 코팅액이 지류에 코팅되어 항균성을 발현하도록 구성된다.

이때, 상기 코팅액은 코팅칼라, 물, 산화전분호화액 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 항균약품은 코팅액의 중량 대비 1~3%가 혼합된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 산화전분호화액은 점도가 5~15cps인 것을 특징으로 하는 항균 기능을 갖는 종이 포장지.

상기와 같이 구성된 본 발명은 정균 감소율이 99.9%로서 항균성능이 우수하고, 특수한 용도로 사용하기보다 식품을 포함한 일반적인 제품 포장에 전반적으로 사용이 가능하고, 개인 위생용품의 포장용으로 사용할 수 있다.

또한, 항균약품의 후첨으로도 항균기능을 발현하므로 생산시 로스(Loss)가 적은 장점이 있고, 항균지를 일반적인 용도의 종이로도 충분하게 활용할 수 있다.

도 1은 제지공정을 도시한 공정도
도 2는 코팅칼라나 산화전분호화액을 초지공정에서 코팅할 때의 과정을 축약하여 도시한 공정도.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예 및 첨부하는 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하되, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭함을 전제하여 설명하기로 한다.

발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에서 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 당해 구성요소만으로 이루어지는 것으로 한정되어 해석되지 아니하며, 다른 구성요소들을 더 포함할 수 있는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명은 항균 기능을 갖는 종이 포장지에 관한 것으로서 특히 도공공정에서 항균약품을 혼합한 도공액을 코팅함으로써 항균 기능이 발현되도록 구성된다.

일반적으로 종이를 만드는 제지 공정은 도 1과 같이 조성공정, 초지공정, 도공공정 및 완정공정으로 구성된다.

조성공정은 초지기에 지료를 보내주기 전에 종이를 만들기 위한 원료를 조성하는 공정으로서, 펄프를 물과 혼합하여 해리시키는 해리과정과, 스크린이나 클리너 등의 설비를 이용하여 해리된 펄프에 포함된 이물질을 걸러내고 씻어내는 정선과정과, 해리된 펄프를 피브릴화 하는 고해과정과, 종이에 요구되는 특성에 맞추어 약품을 혼합하는 배합과정으로 구성되어 종이의 기본적인 품질 특성을 결정하는 중요한 공정이다.

초지공정은 초조과정, 압착과정, 건조과정, 광택과정 및 권취로 구성되어 상기 조성과정을 거친 지료를 탈수, 건조하여 종이를 초조하는 공정이다.

도공공정은 종이의 인쇄적성 및 화상 재현성을 향상시키기 위하여 종이 표면에 도료를 도피하는 공정으로서 블레이드나 로드 등으로 도피 면을 균일하게 하는 과정을 거쳐 조약(Color) 과정과 도공(Coating) 과정을 거치며, 건조과정에서 건조되어 초광택 과정을 통해 광택을 부여한다.

완정공정은 재권취 과정, 재단 과정, 포장 과정을 통해 종이를 수요자의 요구에 따라 롤 똔느 평판 형태로 재단한 다음 수요자에게 공급한다.

본 발명은 소성공정, 초지공정, 도공공정 및 완정공정으로 이루어진 종이 제조 공정에서 도공공정에서 종이에 항균 기능을 부여하도록 구성된 발명이다.

본 발명은 항균약품을 코팅칼라, 코팅액 또는 물에 혼합하여 지료에 조약(Color)하거나 도공(Coating)하도록 구성된 것이다.

항균약품은 나트륨 피리티온(Sodium Pyrithione) 10~30 중량%와, 탈이온수가 70~90 중량%가 혼합되어 구성된다.

나트륨 피리티온(Sodium Pyrithione)은 텅스텐 산의 촉매 작용에 의해 나트륨 염을 과산화수소와 반응시켜 산화 나트륨 염을 얻는다. 그리고 산화 나트륨 염을 염산과 반응시켜 설프 하이드릴 화합물의 고체 형태를 형성하며, 황산 5 수화물 용액과 반응시킨 다음 원심 분리하고 건조시켜 나트륨 피리티온(Sodium Pyrithione)이 얻어진다.

상기 나트륨 피리티온(Sodium Pyrithione)은 다양한 종류의 균과 곰팡이에 대한 항균성을 갖는다.

탈이온수(Deionnised water)는 물속의 칼슘, 마그네슘, 나트륨, 염화물, 황산염, 질산염 및 퉁탄산염과 같은 무기물 및 염 이온 대부분을 이온교환수지 필터를 통하여 제거한 제정제수이다.

상기 나트륨 피리티온(Sodium Pyrithione) 10~30 중량%와, 탈이온수 70~90 중량%가 혼합되어 항균약품이 구성되는데, 나트륨 피리티온(Sodium Pyrithione)이 30 중량% 미만으로 혼합되면 나트륨 피리티온(Sodium Pyrithione)의 항균력 효과가 발현되기 힘들고, 나트륨 피리티온(Sodium Pyrithione)이 30 중량%를 초과하여 혼합되면 자외선에 의한 광분해로 변색이 발생할 수 있으므로 나트륨 피리티온(Sodium Pyrithione)은 10~30 중량%를 혼합하는 것이 바람직하다.

도공공정에서 상기 항균약품을 코팅칼라, 코팅액 또는 물과 혼합하여 도공공정을 실시한다.

도공공정에서 항균약품을 코팅칼라, 코팅액 또는 물의 중량 대비 1~3%를 혼합함으로써, 적용되는 약품의 코팅액 대비 농도는 0.3~0.9% 정도가 되도록 한다.

항균약품과 혼합되는 코팅칼라는 크게 3가지로 구성된다.

첫 번째로는 색을 발현하는 안료(Pigment)로서 클레이(Kaolin Clay), 중질탄산칼슘(Ground calcium carbonate), 경질탄산칼슘(Precipiated calcium carbonate), 이산화티탄, 탈크(Talc), 플라스틱 피그먼트 등이 있고, 두 번째로는 안료와 종이를 접착시켜주는 바인더(Binder)로서, 일반적으로 S/B(Styrene Butadiene) latex, S/A(Styrene Acrylate) latex, PVAc(Poly vinyl acetate), 전분 등이 있으며, 세 번째로는 pH조절제, 분산제, 유동성개량제, 윤활제, 내수화제 등의 첨가제이다.

항균약품과 혼합되는 코팅액으로는 산화전분호화액을 사용한다.

전분으로 질감 개량제나 반죽 가루로 사용되는 식품용과는 달리, 제지산업에서는 종이의 강도 향상제 또는 접착제로서 널리 사용되고 있다.

일반 전분은 낮은 농도에서도 강한 점성과 접착성을 가지기 때문에 코팅제로 적합하지 않기 때문에 본 발명에서는 코팅용으로 전분을 개량한 산화전분호화액을 사용한다.

산화전분호화액은 하이포아염소산용액 속에 전분을 담구어 산화시킨 산화전분(oxidized starch)을 점도 증가, 수용성 증가, 부피 증가 등의 성질을 가지는 쪽으로 젤라틴화시킨 것이다.

상기 산화전분이 호화시에 10%의 농도에서 점도가 5~15cps 정도로 코팅하기 적당한 점성이 된다.

상기 산화전분호화액을 코팅하면 원지의 표면강도를 향상시키고, A컬, B컬, 웨이브, 트위스트컬 등의 제품 변형을 완화시키며, 코팅칼라의 원지 침투를 균일하게 제어하도 도공품질을 우수하게 하는 역할을 한다.

본 발명에 의한 항균지의 항균 성능을 다음과 같이 시험하였다.

- BV지 : 원료로 펄프를 100% 사용하고, 표면에는 코팅칼라를 도공하고, 후면에는 산화전분호화액을 도공한 지종.

- KB지 : 표면에 UKP(Unbleached Kraft Pulp)를 표면에 사용하고, 나머지는 고지(Waste paper)를 사용한 지종

- KB : 산화전분 코팅액 중량대비 항균약품 1% 혼합 후 KRK 매엽코타로 코팅

- BV 전면 : Top 코팅칼라 중량대비 항균약품 1% 혼합 후 KRK 매엽코타로 코팅

- BV 후면 : 물 중량대비 항균약품 1% 혼합 후 KRK 매엽코타로 코팅

- 항균약품 : 나트륨 피리티온(Sodium Pyrithione) 20wt%와 탈이온수 80wt%가 혼합.

- 시험방법 : 시료를 고온고압멸균기에서 멸균치리 후 균을 접종하고 18시간 배양한 뒤 표준면포와 비교하여 정균 감소율을 계산함(KS K 0693:2016)

1) BV 전면

2) BV 후면

3) KB

상기와 같이 항균약품 혼합된 도공된 KB지와, 항균약품이 혼합된 코팅칼라 및 산화전분호화액이 도공된 BV지에서 정균 감소율이 99.9%로서 항균지에 대한 성능을 확인할 수 있다.

상기와 같은 항균성능을 갖는 항균지는 특수한 용도로 사용하기 보다 식품을 포함한 일반적인 제품 포장에 전반적으로 사용이 가능하고, 개인 위생용품의 포장용으로 사용하는 것이 바람직하다.

일반적으로 코팅칼라나 산화전분호화액을 초지공정엣 코팅하려고 하면 여러 가지 과정을 거치게 되는데 이러한 과정은 도 2에 도시한 바와 같다.

보통의 경우 분산조에서 설계된 배합으로 코팅칼라, 산화전분호화액 등의 코팅액을 제조하는데, 공장 규모에 따라 규모가 다르지만 일반적인 제지회사의 경우 코팅칼라는 최소 조제단위가 2톤이며 최대는 10톤 정도를 한번에 만든다.

만약 분산조에서 항균약품을 투입할 경우 투입되어야 하는 양이 200kg에서 1톤이 필요하게 된다. 항균지 코팅에 필요한 코팅칼라가 만약 500kg이라고 한다면 1.5톤은 항균지 이외에 다른 지종의 생산에 사용되어야 한다.

또한, 저장소에서 서비스탱크까지의 공급라인 전체를 바꾸어야지만이 항균지를 생산할 수 있다.

그러나 서비스탱크에 투입시에는 이러한 로스(Loss)가 줄게 되며, 항균지의 생산이 종료되는 시점에서 약품 투입을 중지하게 되면 바로 일반지로 변경이 가능하다.

이상 상술한 실시예를 통해 본 발명의 기술적 사상을 살펴보았다.

본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기재사항으로부터 상기 살펴본 실시예를 다양하게 변형하거나 변경할 수 있음은 자명하다.

또한, 비록 명시적으로 도시되거나 설명되지 아니하였다 하여도 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기재사항으로부터 본 바명에 의한 기술적 사상을 포함하는 다양한 형태의 변형을 할 수 있음은 자명하며, 이는 여전히 본 발명의 권리범위에 속한다.

첨부하는 도면을 참조하여 설명된 상기의 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 목적으로 기술된 것이며 본 발명의 권리범위는 이러한 실시 예에 국한되지 아니한다.

Claims

나트륨 피리티온(Sodium Pyrithione) 10~30wt%와, 탈이온수 70~90wt%가 혼합되어 구성된 항균약품을 코팅액에 혼합하고, 항균약품이 혼합된 코팅액이 지류에 코팅된 것을 특징으로 하는 항균 기능을 갖는 종이 포장지.
제1항에 있어서,
상기 코팅액은 코팅칼라, 물, 산화전분호화액 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 항균 기능을 갖는 종이 포장지.
제1항에 있어서,
상기 항균약품은 코팅액의 중량 대비 1~3%가 혼합된 것을 특징으로 하는 항균 기능을 갖는 종이 포장지.
제2항에 있어서,
상기 산화전분호화액은 점도가 5~15cps인 것을 특징으로 하는 항균 기능을 갖는 종이 포장지.