KR101335324B1 - 융착식 포장지용 조성물 및 이에 의한 포장지 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 포장지 내로 습기가 유입되지 않고 열에 의해 융해되는 융착식 포장지용 조성물 및 이에 의한 포장지에 관한 것이다.
본 발명의 포장지는 습기가 침투하지 않아 도료의 내마모성, 빠른 작업성 및 기타 물리적 물성들을 그대로 유지하면서도 열에 의해 녹아 도료로 사용될 수 있으므로 포장지 폐기물이 발생하지 않는다. 또한, 본 발명의 포장지는 종래 멜팅 백 포장지에 비해 인장강도, 신율, 인열강도가 증가하여 쉽게 찢어지는 현상을 방지할 수 있다.

Description

융착식 포장지용 조성물 및 이에 의한 포장지{Composition for Hot-Melt type Unit Pack and the Pack using the same}
본 발명은 융착식 포장지용 조성물 및 이에 의한 포장지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 포장지 내로 습기가 유입되지 않아 융착식 노면표지용 도료의 내마모성, 빠른 작업성 및 기타 물리적 물성들을 그대로 유지하면서도 열에 의해 녹아 도료로 사용될 수 있으므로 포장지 폐기물이 발생하지 않는 융착식 포장지용 조성물 및 이에 의한 포장지에 관한 것이다.
교통수단의 발달, 특히 자동차의 발달과 보급으로 인하여 도로는 보다 많아지고, 더 복잡해짐에 따라 도로에 대한 보다 많은 정보를 운전자에게 정확히 전달하여야 할 필요성 또한 높아지고 있다.
도로에 관한 정보, 즉 진행방향에서의 목적지에 관한 정보, 현재 도로가 지나고 있는 지역에 관한 정보, 도로 주변에서 도로의 횡단에 관련된 정보 및 제한속도 등에 관한 정보들을 운전자에게 전달하기 위한 수단으로서 도로에 관한 정보들을 기재한 도로표지판이 일반적으로 널리 사용되고 있다.
또한 제한속도와 진행방향에 대한 목적지의 정보 등이 도로의 노면 상에 직접 도포되어 글자나 도형으로 표시되기도 하는데, 이러한 노면 상의 정보들은 주로 노면에 노면표지용 도료를 도포하여 글자나 도형으로 표시되고, 여기에 사용되는 노면표지용 도료들이 여러 가지의 종류로 개발되어 사용되고 있다.
일반적으로 노면표지용 도료로는 (1) 유성 노면표지용 도료, (2) 수성 노면표지용 도료 및 (3) 융착식 노면표지용 도료들로 대별될 수 있다.
상기 모든 노면표지용 도료는 제조 시 철, 플라스틱, 비닐직물 등 일정한 용기에 포장을 하게 되는데 이중 융착식 노면표지용 도료는 분말형태로 되어있기 때문에 비닐직물로 된 포대에 포장되어 미싱으로 밀봉하거나 지퍼를 달아서 밀봉하여 보관하는데 취급 보관 중 우천 등에 의해 습기유입이 쉬워 시공시 하자의 원인을 제공하기도 하고, 사용 후에는 포대를 폐기하기 위해 이를 회수하여야 하는 번거러움이 있으며 또한 포장지 폐기물이 발생한다는 점에서 환경적 유해성이 높으며 폐기비용이 발생한다는 단점이 있다. 최근에는 이러한 도료 포장용 포대를 그대로 로에 넣어서 사용하는 포장지가 출시되고 있으나 이러한 포장지는 인장강도가 약하여 제품을 사용하기 전에 사람의 손으로 움직이는 경우 조심하지 않으면 포장지가 찢어지는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 종래기술의 문제를 극복하기 위한 것으로, 본 발명의 하나의 목적은 열에 의해 융해되어 노면표지용 도료에 분산 및 혼화될 수 있는 포장지용 조성물 및 이에 의한 포장지를 제공하는 것이다.
본 발명은 포장지의 인장강도를 높여 찢어짐을 방지하여 내구성이 증가된 포장지를 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 양상은
에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체(EVA)와 스티렌 부타디엔 스티렌 블록 공중합체(SBS) 합계 100 중량부 대비
경탄 30~60 중량부
마스터배치 4~10 중량부 및
저밀도 폴리에틸렌 10~35 중량부
를 포함하되, 상기 마스터배치가 에틸렌-비닐 아세테이트, 이산화티타늄, 안티블록킹제 및 PE 왁스가 혼합된 융착식 포장지용 조성물에 관계한다.
다른 양상에서 본 발명의 하나의 양상은 상기 조성물에 의해 형성되는 포장지에 관계한다.
본 발명에 의한 조성물에 의한 포장지는 융착식 노면표지용 도료와 일체로 융해되어 사용될 수 있으므로 포장지 내로 습기가 유입되지 않아 융착식 노면표지용 도료의 내마모성, 빠른 작업성 및 기타 물리적 물성들을 그대로 유지할 수 있으며, 또한 포장지의 폐기물이 발생하지 않아 폐기비용을 절감할 수 있다.
본 발명의 포장지는 종래 멜팅 백 포장지에 비해 인장강도, 신율, 인열강도가 증가하여 쉽게 찢어지는 현상을 방지할 수 있다.
이하에서 본 발명에 대해 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명의 융착식 포장지용 조성물은 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체(EVA)와 스티렌 부타디엔 스티렌 블록 공중 합체(SBS) 합계 100중량부 대비 경탄 30~60 중량부, 마스터배치 4~10 중량부 및 저밀도 폴리에틸렌 10~35 중량부를 포함하되, 상기 마스터배치가 에틸렌-비닐 아세테이트, 이산화티타늄, 안티블록킹제 및 PE 왁스가 혼합된다.
본 발명에서 상기 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체(EVA)와 스티렌 부타디엔 스티렌 블록 공중 합체(SBS)는 융착식 포장지용 조성물의 바인더 수지로서 사용된다.
상기 에틸렌비닐아세테이트 공중합체 수지는 투명성, 유연성 저온취성 등이 우수하고 알루미늄 코팅, PET 코팅 및 BOPP 코팅 등의 코팅용으로서 용해온도(melting point : 91℃)가 다른 원료에 비해서 낮기 때문에 빨리 녹으며 페인트 원료와 같이 녹였을 때 흐름성에 중요한 영향을 미친다.
본 발명에 사용될 수 있는 EVA는 비닐아세테이트 함유율이 19~33%이고, 녹는점이 80~150℃가 되는 것이 바람직하다. 상기 에틸렌-비닐 아세테이트는 용융지수가 1.8~25g/10min범위인 것을 사용할 수 있다.
상기 스티렌 부타디엔 스티렌 블록 공중 합체수지(SBS)는 폴리스티렌사슬에 이어 중간에 폴리부타디엔 사슬이 마지막으로 다시 폴리스티렌 사슬이 연결된 구조이다. 폴리스티렌 사슬은 강하고 딱딱한 플라스틱으로 내구성을 증진시키는 역할을 한다. 따라서, 인장강도, 신율, 인열강도가 증가할 수 있다.
본 발명에 사용될 수 있는 SBS는 부타이엔과 스티렌을 유기용매 내에서 중합한 block 공중합체로서 Linear 혹은 Radial 구조를 갖고 있으며 제품구조상 가황공정 없이도 고탄성이면서 변형회복성이 우수한 열가소성 탄성체로 스티렌 함량이 31~46%이고, 밀도는 0.94g/㎤이고 경도는(Shore-A) 61~91인 것이 바람직하다.
상기 바인더는 상기 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체(EVA)와 10~90중량부, 상기 스티렌 부타디엔 스티렌 블록 공중 합체(SBS) 90~10 중량부를 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명에서 사용하는 경탄안료는 내열온도 300℃에서 황변이 없고 원료 분자고리를 와해시키는 작용에 필요한 원료이며 입도 크기는 1.2㎛인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 탄산칼슘(CaCO3)을 사용하는 것이 좋다.
상기 경탄안료는 상기 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체(EVA)와 스티렌 부타디엔 스티렌 블록 공중 합체(SBS) 합계 100중량부 대비 30~60중량부, 바람직하게는 36~56중량부를 사용할 수 있다.
상기 경탄안료는 본 발명의 포장지에서 충진제 및 보강제의 기능을 한다.
상기 30 중량부 미만인 경우는 용융시 과도한 흐름성으로 도막형성을 하는데 문제가 있고, 상기 60 중량부 초과시에는 멜팅 백 인장강도가 현저하게 떨어져서 이동시 찢어지거나 터지므로 기능을 다하지 못한다.
본 발명에서 사용되는 저밀도 폴리에틸렌은 폴리에틸렌보다 충격 강도와 투명도가 높아 포장지의 인장강도, 신율, 인열강도를 증가시킬 수 있다. 상기 저밀도 폴리에틸렌은 밀도가 0.910~0.925 g/㎤이고, 중량 평균 분자량이 10,000~1,000,000인 것이 바람직하다.
상기 저밀도 폴리에틸렌은 상기 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체(EVA)와 스티렌 부타디엔 스티렌 블록 공중 합체(SBS) 합계 100중량부에 대해 10-35중량부, 바람직하게는 15~32 중량부를 사용할 수 있다. 상기 10 중량부 미만인 경우는 인장강도, 신율, 인열강도의 증가가 거의 미비하여 기존에 제품과 차이점이 없고, 상기 35 중량부 초과시에는 인장강도가 향상되고 신율이 떨어지는 문제가 있다.
본 발명의 조성물은 작업의 용이, 제품의 균일성을 확보하기 위해 마스터배치를 제조하여 사용한다. 상기 마스터배치는 에틸렌-비닐 아세테이트, 이산화티타늄, 안티블록킹제 및 PE 왁스를 혼합하여 제조한다.
상기 마스터배치에 사용되는 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체 수지는 앞에서 상술한 EVA를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 공지된 제품번호 EVA 1316을 사용할 수 있다.
본 발명의 조성물에 사용되는 이산화티탄(TiO2)은 포장되는 융착식 노면표지용 도료의 자외선에 의한 변질을 차단하는 기능을 하고 공지된 것을 사용할 수 있다.
상기 산화티타늄은 에틸렌-비닐 아세테이트 100중량부 대비 40~60 중량부를 사용할 수 있다. 상기 40중량부 미만인 경우는 산화티탄늄이 가지고 있는 고유의 색상이 나타나지 않는 문제가 있고, 상기 60중량부 초과시에는 특별한 문제가 없으나 일부 점도가 상승할 수 있다.
본 발명에 사용되는 안티블록킹제로 공지된 Micronized PTFE modified polyethylene wax를 사용할 수 있다.
상기 안티블록킹제의 성분은 미립자분말 형태의 고체 왁스가 분산된 형태이며 파우더 형태의 페인트 및 용제형 페인트에 사용하고 특히 최적의 마찰저항, anti-blocking, 그리고 미끄러짐 특성이 있어서, 액체 프린트 잉크, 페인트, 코팅등에 사용할 수 있다. 폴리에틸렌으로 개질된 마이크론화 된 폴리테트라 플루오로에틸렌 왁스의 장점은 특히 다른 왁스용액에서 주로 나타나는 floating 이나 defoamer kickout 이 발생하지 않는다. 상기 안티블록킹제는 왁스의 성분이 포함되어 있어 포장지의 끈적임을 없애 포장 제조시 또는 제품 실링시 포장지간의 점착으로 인한 불량 발생요인을 없앨 수 있다.
상기 안티블록킹제는 에틸렌-비닐 아세테이트 100중량부 대비 10~25 중량부를 사용할 수 있다. 상기 10중량부 미만인 경우는 효과를 볼수 없으며, 25중량부 초과시에는 실링시 서로 붙었다 떨어지는 문제가 있을 수 있다.
본 발명에 사용되는 폴리에틸렌 왁스는 연화점이 107± 3℃이고 흐름성이 350± 50이며, 밀도가 0.92이고, 내열온도가 250℃인 것을 사용하며, 보다 바람직하게는 폴리에틸렌을 열분해시켜서 제조한 에틸렌왁스를 사용한다. 상기 폴리올레핀 왁스는 주원료인 에틸렌비닐아세테이트 공중합체 수지, 이산화티탄, 안티블록킹제가 골고루 섞일 수 있도록 윤활제 역할을 한다.
본 발명에서는 EVA 100중량부 대비 상기 폴리에틸렌 왁스를 5~15 중량부를 사용할 수 있다. 상기 5 중량부 미만인 경우는 원료가 잘 섞이지 않을 뿐만 아니라 착색력에 문제가 있고, 상기 15중량부 초과시에는 미끄럼을 발생하면서 변색이 일어날 수도 있으며 이는 왁스 및 슬립제의 성분이 많이 분포되면 실링작업시 서로 붙지 않는 문제가 있다.
다른 양상에서 본 발명은 상기 조성물에 의한 융착식 포장지에 관계한다. 상기 조성물에 의해 형성된 융착식 포장지는 포장지의 두께가 0.1mm 내지 0.5mm이고, 인장강도 100~200 Kgf/cm2, 신장율 100~500%, 및 인열강도 10~100 Kgf/cm2를 만족하는 것이 바람직하다.
상기 융착식 포장지의 두께가 0.1mm미만이면 열압착 포장시 또는 포장완료제품 취급시 찢어짐 등의 파손문제가 생길 수 있고 0.5mm 초과하면 제품 용해시 잘 용해가 되지 않아 이물질로 남을 수 있는 문제가 있다. 상기 범위 내의 인장강도, 신장율 및 인열강도를 가져야 포장지의 파손방지 및 도막의 유연성 및 강도향상의 기능을 할 수 있다.
상기 융착식 포장지는 열에 의해 융해되어 노면표지용 도료의 하나의 구성성분으로 사용될 수 있다. 상기 포장지는 열에 의해 전량 융해되어 융착식 노면표지용 도료에 분산 혼화되고, 융해된 도료 및 포장지가 경화된 후에는 도막에 유연성을 부여하여 도막이 도로의 표면에 긴밀하게 접착되도록 하고, 및 겨울철 도막이 딱딱해지는 것을 방지하여 크랙이 발생되는 것을 감소시킬 수 있으므로, 도료의 내크랙성을 향상시키는 개질재의 기능을 한다.
또 다른 양상에서 본원발명의 일체포장형 융착식 노면표지용 도료는 융착식 노면표지용 도료 ; 및 본 발명의 조성물에 의해 형성된 융착식 포장지를 포함하고, 상기 도료가 상기 포장지에 열접착 방식으로 압착 밀봉하여 포장된 것을 특징으로 한다.
상기 융착식 노면표지용 도료 및 상기 융착식 포장지가 열에 의해 일체로 융해되어 노면 표지용 도료로서 사용될 수 있다.
상기 융착용 노면표지용 도료를 구성하는 성분은 일반적으로 석유화학수지(C5수지), CaCO3, SiO2, 유리알, Oil, 착색안료 및 기타 첨가제로 이루어져 있으나, 상기 융착식 포장지가 융해되어 노면표지용 도료에 분산 및 혼화될 수 있는 것이라면 이에 한정되지 않는다.
상기 융착식 노면표지용 도료로는 통상적으로 사용되는 것을 사용할 수 있으며, 구체적으로 KSM6080 4종, KSM5333, 융착식 노면표지용 도료, 써머플라스틱 도로 표시 페인트(Thermoplastic Road Marking Paint), 고성능 융착식 노면표지용 도료, 및 스프레이식 융착식 노면표지용 도료를 사용할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
본원발명에 의한 융착식 포장지에 파우더 형태의 융착식 노면표지용 도료를 20~25kg 담고 열접착 방법으로 순간적인 열로 압착 밀봉하는 방법으로 포장하여 파렛트에 적재하여 현장에서 사용할 수 있는데, 상기 일체포장형 융착식 노면로표지용 도료는 도료와 포장지를 분리할 필요가 없이 일체로 열에 의해 융해되고, 융해된 포장지가 도료에 혼화되어 개질제의 기능을 할 수 있게 된다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 하나, 하기의 실시 예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로서 본 발명의 권리범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.
실시예 1
에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체(EVA-1533)12g, 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체(EVA-1316) 16.5g, 스티렌 부타디엔 스티렌 블록 공중 합체(금호석유 화학 KTR-201) 28.5g, 경탄 26g, 저밀도 폴리에틸렌 14g, 마스터 배치(듀퐁사)(안티블록킹제(BYK CERAFLOUR 988) 1g 포함) 4g 사용함.
먼저 에틸렌 비닐 아세테이트 EVA를 용해 Kettle에 먼저 투입하여 220℃로 가열 후 완전 용해시킨 후 스티렌 부타디엔 스티렌 블록 공중 합체 SBS를 투입 후 200℃로 가열하여 완전 용해시킨다. 용해시 온도가 유지된 상태에서 250~300rpm으로 교반하며 경탄을 서서히 투입 후 30분간 완전 혼합 및 용해하고 이후 마스터 배치, 저밀도 폴리에틸렌 LDPE를 서서히 투입후 30분 이상 완전 용해한다. 완전용해가 되면 이형처리가 된 로울러 틀에 부어 균일한 두께러 필름을 뽑은 다음 필름 2장을 마주치게 한 후 양 모서리를 열압착으로 밀봉하는 방법으로 포장지를 제조 후 포장지 면에 일정량의 군청안료를 사용한 잉크로 제품표기사항을 스크린 인쇄하는 방법으로 융착식 포장지를 제조하였다
상기 융착식 포장지에 파우더 타입의 융착식 노면표지용 도료((주)아해, KSM 6080 4종)20kg, 25kg, 30kg 중량을 담고 열접착 방법으로 순간적인 열로 압착 밀봉하는 방법으로 포장하여 일체포장형 융착식 노면표지용 도료를 얻었다
비교예 1
에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체(EVA-E167L) 11.1g, 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체(EVA-E120A) 36.8g, 마스터 배치 22.1g, 폴리프로필렌 30g을 혼합하여 실시예 1과 동일한 방법으로 포장지를 제조하였다.
실시예 1과 비교예 1에서 수득한 포장지의 물성을 하기 표1에 나타내었다
　 시험규격 비교예 1 실시예1
두께(㎜) 0.185±0.05 0.19 0.18
인장강도(kgf/㎠) 110이상 181.1 210.3
신율(%) 550이상 619 670
인열강도(kgf/㎝) 55이상 79.8 85.3
표 1을 참고하면, 비교예 1보다 실시예 1이 인장강도, 신율, 인열강도에서 훨씬 우수함을 확인할 수 있다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로, 본 발명의 구체적인 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

Claims (6)

  1. 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체(EVA)와 스티렌 부타디엔 스티렌 블록 공중합체(SBS) 합계 100 중량부 대비
    경탄 30~60 중량부
    마스터배치 4~10 중량부 및
    저밀도 폴리에틸렌 10~35 중량부
    를 포함하되, 상기 마스터배치가 에틸렌-비닐 아세테이트, 이산화티타늄, 안티블록킹제 및 폴리에틸렌 왁스가 혼합된 것을 특징으로 하는 융착식 포장지용 조성물.
  2. 제 1항에 있어서, 마스터 배치는 에틸렌-비닐 아세테이트 100 중량부 대비
    이산화티타늄 40~60 중량부,
    안티블록킹제 10~25 중량부, 및
    폴리에틸렌 왁스 5~15 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 융착식 포장지용 조성물.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서, 상기 저밀도 폴리에틸렌은 밀도가 0.910~0.925 g/㎤이고, 중량 평균분자량이 10,000~1,000,000인 것을 특징으로 하는 융착식 포장지용 조성물.
  5. 삭제
  6. 제 1항, 제2항 및 제4항 중 어느 한 항의 조성물에 의해 형성되는 융착식 포장지.
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