KR102538962B1 - 친환경 내수내유제를 사용한 강화 페이퍼몰드 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 친환경 내수내유제를 포함하는 페이퍼몰드를 제공한다.

Description

친환경 내수내유제를 사용한 강화 페이퍼몰드{Enhancement paper mold using eco-friendly water and oil resistant agent}
본 발명은 내수성 및 내유성을 가지는 친환경 코팅제를 사용한 강화 페이퍼몰드에 관한 것이다.
편리한 생활용품에 큰 가치를 부여하는 현대사회에서 플라스틱의 의존성은 대단히 높으며, 플라스틱은 특유의 가볍고 강한 물성 때문에 여전히 다양한 분야에서 선호되는 산업재료로 선택되고 있다. 대량생산과 대량소비의 편리성과 경제성 덕분에, 환경적 염려에도 불구하고 석유유래 플라스틱의 사용량은 증가하고 있으며 일회용 식품용기 시장에도 적극적으로 적용되고 있다.
이들 합성수지류의 생활폐기물들은 소각 시에는 다량의 유독가스성분을 방출하여 대기오염을 유발하고, 매립 시에는 수백 년 간 분해되지 않은 채 토양과 해양오염을 유발하고 있어 이 같은 재앙을 조금이라도 피해보고자, 이전부터 각종 방법의 친환경적 대체재료들의 개발이 있어 왔다.
수분과 유분을 함유한 식품이나 음료분야에서는 기본적으로 내수성과 내유성의 기능을 갖는 포장재를 사용한다. 종이류는 이러한 물성이 부족하여, 열가소성 합성수지인 폴리에틸렌(PE)를 코팅하거나 라미네이팅 하는 방법으로 기본물성을 보강하여 널리 사용하고 있다. 더욱이 열봉합성이 좋아서, 종이컵이나 종이용기에서 경쟁대안 없이 압도적으로 사용되고 있다.
문제는, 이 폴리에틸렌이 친환경적이지 않다는 점이다. 사용 후, 제지원료로 재활용되기는 하지만 폴리에틸렌의 제거과정에서 종이의 펄프섬유가 손상되어, 제한된 수준에서만 재활용이 된다. 순수폐지가 아니므로 선별 및 분류에 따른 비용의 발생도 적지 않다.
특허문헌 1: 대한민국공개특허 10-2010-0137850
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 내수성 및 내유성이 우수한 내수내유제를 포함하는 페이퍼몰드를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은
친환경 내수내유제를 포함하는 페이퍼몰드를 제공한다.
또한, 상기 페이퍼몰드는,
펄프원료 80-84 중량부, 하기 화학식 1로 표시되는 실리콘계 화합물 2-6 중량부, 하기 화학식 2로 표시되는 실리콘계 화합물 0.5-4 중량부, 일라이트 0.5-4 중량부, 팽창흑연 0.5-4 중량부, 게르마늄 0.5-4 중량부, 황토 0.5-4 중량부, 하이드록시프로필메틸셀룰로오즈(HPMC) 0.5-4 중량부 및 아크릴레이트-아크릴아미드 공중합체 0.5-4 중량부를 포함하는 펄프원료 조성물로 형성된 본체층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
<화학식 1>
Figure 112023024969650-pat00001
(상기 화학식 1에서 p는 1-20이고, q는 1-5이고, r은 1-10이다.)
<화학식 2>
Figure 112023024969650-pat00002
또한, 상기 페이퍼몰드는 본체층; 및 상기 본체층 양면에 각각 형성되는 보강층;을 포함하고,
상기 본체층은 펄프원료 80-84 중량부, 하기 화학식 1로 표시되는 실리콘계 화합물 2-6 중량부, 하기 화학식 2로 표시되는 실리콘계 화합물 0.5-4 중량부, 일라이트 0.5-4 중량부, 팽창흑연 0.5-4 중량부, 게르마늄 0.5-4 중량부, 황토 0.5-4 중량부, 하이드록시프로필메틸셀룰로오즈(HPMC) 0.5-4 중량부 및 아크릴레이트-아크릴아미드 공중합체 0.5-4 중량부를 포함하는 펄프원료 조성물로 형성되고,
<화학식 1>
Figure 112023024969650-pat00003
(상기 화학식 1에서 p는 1-20이고, q는 1-5이고, r은 1-10이다),
<화학식 2>
Figure 112023024969650-pat00004
,
상기 보강층은 상기 본체층 일면에 형성된 접착층, 상기 접착층 일면에 형성된 기재층 및 상기 기재층 일면에 형성된 코팅층을 포함하고,
상기 접착층은 (a) 중량평균분자량이 30,000-60,000인 메타크릴산-2-에톡시에틸에스테르 및 n-부틸아크릴레이트의 블록공중합체, (b) 비관능성 아크릴 단량체, 하이드록시기를 포함하는 아크릴 단량체 및 에폭시기를 포함하는 아크릴 단량체를 포함하는 단량체화합물, (c) 중합개시제, (d) 아지리딘 가교제, (e) 실록산으로 표면개질된 나노 실리카졸, (f) 로진 에스테르계 점착부여제, (g) 폴리프로필렌글리콜, (h) 옥소린산(5-Ethyl-8-oxo-5,8-dihydro-1,3-dioxolo[4,5-g]quinoline-7-carboxylate; Oxolinic Acid) 및 (i) 항산화제를 포함하는 접착층 형성용 조성물로 제조되고,
상기 기재층은 실리콘 고무로 이루어진 복수 개의 허니컴 코어를 포함하는 허니컴 구조체이고, 상기 허니컴 코어 내부는 폴리우레탄 폼(foam)으로 충진되고,
상기 코팅층은 아크릴 에멀젼, 상기 화학식 1로 표시되는 실리콘계 화합물, 상기 화학식 2로 표시되는 실리콘계 화합물 및 물을 포함하는 코팅층 형성용 조성물로 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 페이퍼몰드는 내수성 및 내유성이 우수한 친환경적인 첨가제를 포함하여 내수성 및 내유성을 확보할 수 있다.
이하에서는 다양한 실시예를 보다 상세하게 설명한다. 본 명세서에 기재된 실시예는 다양하게 변형될 수 있다. 특정한 실시예가 묘사되고 상세한 설명에서 자세하게 설명될 수 있다. 그러나 개시된 특정한 실시 예는 다양한 실시예를 쉽게 이해하도록 하기 위한 것일 뿐이다. 따라서 개시된 특정 실시예에 의해 기술적 사상이 제한되는 것은 아니며, 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 균등물 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
1차, 2차, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성요소들은 상술한 용어에 의해 한정되지는 않는다. 상술한 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 명세서에서, '포함한다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결되어' 있다거나 '접속되어' 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '직접 연결되어' 있다거나 '직접 접속되어' 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
그 밖에도, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그에 대한 상세한 설명은 축약하거나 생략한다.
본 발명은
친환경 내수내유제를 포함하는 페이퍼몰드를 제공한다.
이하, 본 발명에 따른 페이퍼몰드에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 페이퍼몰드는 종이 재질을 기반으로 하는 친환경 소재로서, 플라스틱 포장재의 대체 소재로 적용할 수 있다.
또한, 내수성 및 내유성이 우수한 친환경적인 첨가제를 포함하여 내수성 및 내유성을 확보할 수 있다.
상기 페이퍼몰드는 펄프원료 80-84 중량부, 하기 화학식 1로 표시되는 실리콘계 화합물 2-6 중량부, 하기 화학식 2로 표시되는 실리콘계 화합물 0.5-4 중량부, 일라이트 0.5-4 중량부, 팽창흑연 0.5-4 중량부, 게르마늄 0.5-4 중량부, 황토 0.5-4 중량부, 하이드록시프로필메틸셀룰로오즈(HPMC) 0.5-4 중량부 및 아크릴레이트-아크릴아미드 공중합체 0.5-4 중량부를 포함하는 펄프원료 조성물로 형성된 본체층을 포함한다. 상기 펄프원료 조성물은 펄프원료 81-83 중량부, 하기 화학식 1로 표시되는 실리콘계 화합물 3-5 중량부, 하기 화학식 2로 표시되는 실리콘계 화합물 1-3 중량부, 일라이트 1-3 중량부, 팽창흑연 1-3 중량부, 게르마늄 1-3 중량부, 황토 1-3 중량부, 하이드록시프로필메틸셀룰로오즈(HPMC) 1-3 중량부 및 아크릴레이트-아크릴아미드 공중합체 1-3 중량부를 포함하는 것이 더욱 바람직하다.
<화학식 1>
Figure 112023024969650-pat00005
(상기 화학식 1에서 p는 1-20이고, q는 1-5이고, r은 1-10이다.)
<화학식 2>
Figure 112023024969650-pat00006
상기 펄프원료는 사탕수수 펄프와 대나무 펄프가 물리적인 짜임새 구조를 형성한 것을 특징으로 한다. 이러한 구조를 통해 플라스틱 강도의 친환경 페이퍼몰드를 형성할 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 실리콘계 화합물은 상기 화학식 1로 표시되는 폴리실록산으로, 상기 화학식 1에서 p는 5-15이고, q는 2-4이고, r은 3-7인 것이 더욱 바람직하다. 상기 화학식 1로 표시되는 실리콘계 화합물을 포함하여 우수한 내수성 및 내유성을 확보할 수 있다.
상기 화학식 2로 표시되는 실리콘계 화합물은 상기 화학식 2로 표시되는 실리콘메타크릴레이트로, 실리콘메타크릴레이트를 포함하여 조성물의 각 성분과의 접착력을 높여주고, 내구성과 더불어 내수성 및 내유성을 더 높여줄 수 있다.
상기 펄프원료 조성물은 일라이트, 팽창흑연, 게르마늄 및 황토를 포함한다.
상기 일라이트, 팽창흑연, 게르마늄 및 황토는 불연성 원료로 적용되어 페이퍼몰드에 불연성을 부여한다. 또한, 일라이트, 게르마늄 및 황토를 통해 항균 기능성을 부여할 수 있다. 이때, 상기 함량 범위를 벗어나는 경우 내구성이 저하되는 문제가 있다.
상기 펄프원료 조성물은 하이드록시프로필메틸셀룰로오즈(HPMC)를 포함하한다. 상기 하이드록시프로필메틸셀룰로오즈는 수용성 바인더로 펄프 입자 상호간을 결합시켜 지지력을 보강한다.
상기 펄프원료 조성물은 아크릴레이트계 공중합체를 포함하며, 바람직하게는 아크릴레이트-아크릴아미드 공중합체를 포함한다. 상기 아크릴레이트-아크릴아미드 공중합체는 3차원적인 가교구조적인 특성상 네트워크형 결합구조를 지녀 일라이트 등의 첨가 성분의 분산성, 분산의 지속성을 향상시켜 고르게 분포시킬 수 있다.
상기 페이퍼몰드는 성형 단계, 건조 단계 및 정형 단계를 포함하는 페이퍼몰드의 제조방법을 통해 제조될 수 있다.
상기 성형 단계에서는 펄프원료 조성물을 금형 내에 주입하여 성형품을 만들 수 있다. 상기 금형은, 하형과, 상기 하형의 상측에 배치되어 상기 하형과 합형되는 상형을 포함할 수 있다. 상기 하형의 상면과 상기 상형의 하면에는 성형품의 형상에 대응되는 캐버티(Civity)가 형성될 수 있다. 상기 상형 및 상기 하형이 합형된 상태에서, 상기 상형에 상기 캐버티와 연통되게 형성된 주입구를 통해 상기 펄프원료 조성물을 주입하여 상기 캐버티에서 상기 성형품이 포밍될 수 있다.
상기 건조 단계에서는 상기 성형 단계에서 성형된 상기 성형품을 상온에서 건조하여 건조품을 만들 수 있다.
상기 정형 단계에서는 상기 건조 단계에서 건조된 상기 건조품을 프레스 압착하여 정형품을 만들 수 있다. 여기서, 상기 정형품은 이상이 없는 경우 본 발명의 실시예에 의한 페이퍼몰드가 될 수 있다. 상기 프레스는, 하측 베이스부와, 상기 하측 베이스부의 상측에 배치되어 상기 하측 베이스부 위에 놓인 상기 건조품을 압착하는 상측 프레스부를 포함할 수 있다. 상기 하측 베이스부의 상면과 상기 상측 프레스부의 하면에는 성형품의 형상에 대응되는 캐버티(Civity)가 형성될 수 있다. 상기 프레스에 형성된 캐버티는 상기 금형에 형성된 캐버티보다 상하 폭이 좁게 형성되어서, 상기 상측 프레스부가 상기 하측 베이스부 위에 놓인 상기 건조품을 프레스하면 상기 프레스에 형성된 상기 캐버티에서 상기 건조품이 압착되어 상기 정형품이 만들어질 수 있다.
또한, 상기 페이퍼몰드는 본체층; 및 상기 본체층 양면에 각각 형성되는 보강층;을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 본체층은 상기 펄프원료 조성물로 제조된 것으로 동일하다.
상기 보강층은 상기 본체층 양면에 형성되는 것으로, 상기 페이퍼몰드는 본체층과, 상기 본체층의 일면에 형성되는 제1 보강층 및 상기 본체층의 타면에 형성되는 제2 보강층을 포함한다. 상기 제1 보강층 및 상기 제2 보강층은 동일한 층으로 본체층 양면에 형성되며, 이를 보강층으로 명명하여 자세히 설명한다.
상기 보강층은 상기 본체층 일면에 형성된 접착층, 상기 접착층 일면에 형성된 기재층 및 상기 기재층 일면에 형성된 코팅층을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 접착층은 (a) 중량평균분자량이 30,000-60,000인 메타크릴산-2-에톡시에틸에스테르 및 n-부틸아크릴레이트의 블록공중합체, (b) 비관능성 아크릴 단량체, 하이드록시기를 포함하는 아크릴 단량체 및 에폭시기를 포함하는 아크릴 단량체를 포함하는 단량체화합물, (c) 중합개시제, (d) 아지리딘 가교제, (e) 실록산으로 표면개질된 나노 실리카졸, (f) 로진 에스테르계 점착부여제, (g) 폴리프로필렌글리콜, (h) 옥소린산(5-Ethyl-8-oxo-5,8-dihydro-1,3-dioxolo[4,5-g]quinoline-7-carboxylate; Oxolinic Acid) 및 (i) 항산화제를 포함하는 접착층 형성용 조성물로 제조되는 것이 바람직하다.
상기 접착층 형성용 조성물은 (a) 중량평균분자량이 30,000-60,000인 메타크릴산-2-에톡시에틸에스테르 및 n-부틸아크릴레이트의 블록공중합체 23-33 중량부를 포함하는 것이 바람직하고, 27-29 중량부를 포함하는 것이 더욱 바람직하고, 28 중량부를 포함하는 것이 가장 바람직하다. 상기 메타크릴산-2-에톡시에틸에스테르 단위를 포함하여 접착력, 유지력 및 내구력을 확보할 수 있고, n-부틸아크릴레이트 단위를 포함하여 물성에 문제없이 점도 조절이 가능하다.
상기 접착층 형성용 조성물은 (b) 비관능성 아크릴 단량체, 하이드록시기를 포함하는 아크릴 단량체 및 에폭시기를 포함하는 아크릴 단량체를 포함하는 단량체화합물 34-44 중량부를 포함하는 것이 바람직하고, 38-40 중량부를 포함하는 것이 더욱 바람직하고, 39 중량부를 포함하는 것이 가장 바람직하다. 상기 비관능성 아크릴 단량체 75-85 : 하이드록시기를 포함하는 아크릴 단량체 7-17 : 에폭시기를 포함하는 아크릴 단량체 3-13 중량비율로 포함된다. 상기 비관능성 아크릴 단량체, 하이드록시기를 포함하는 아크릴 단량체 및 에폭시기를 포함하는 아크릴 단량체를 상기 비율로 혼합된 단량체 화합물을 적용함으로써 우수한 접착성 및 경화특성을 확보할 수 있다.
상기 접착층 형성용 조성물은 (c) 중합개시제 0.1-1 중량부를 포함하는 것이 바람직하고, 0.1-0.5 중량부를 포함하는 것이 더욱 바람직하고, 0.1 중량부를 포함하는 것이 가장 바람직하다. 상기 중합개시제는 각 조성물을 중합반응시키는 매개체로써 그 함량이 0.05 중량부 미만일 경우 반응속도가 느려 생산성이 저하되고, 미반응 단량체가 조성물 내에 잔류할 우려가 있다. 반면, 3.0 중량부를 초과할 경우 급격한 온도상승으로 인해 반응속도를 제어하기 어렵고, 중합도 및 분자량이 낮아져 접착제의 응집력을 저하시킬 우려가 있어 0.1 중량부를 사용하는 것이 가장 바람직하다. 상기 중합개시제로는 퍼옥사이드(peroxide)계 중합개시제 및 아조(azo)계를 사용할 수 있으며, 구체적으로 퍼옥사이드계 중합개시제로는 벤조일퍼옥사이드(benzoyl peroxide), 아세틸퍼옥사이드(acetyl peroxide), 디라우릴퍼옥사이드(dilauryl peroxide), 디-터트-부틸퍼옥사이드(di-tert-butyl peroxide), 큐밀하이드로퍼옥사이드(cumyl hydroperoxide), 하이드로겐퍼옥사이드(hydrogen peroxide)를 사용할 수 있다. 아울러 상기 중합개시제 이외에도 이미 공지된 아세탈(acetal)계, 헤미아세탈(hemiacetal)계, 리독스(redox)계 중합개시제를 사용할 수 있고, 아조계 중합개시제로는 아조비스이소부티로니트릴(Azobisisobutyronitrile), 아조니트릴(azonitrile), 아조에스터(azo ester), 아조아미드(azo amide), 아조아미딘(azo amidine) 또는 아조이미다졸린(azoimidazoline)을 사용할 수 있다. 아울러 상기 중합개시제 이외에도 이미 공지된 아세탈(acetal)계, 헤미아세탈(hemiacetal)계, 리독스(redox)계 중합개시제를 사용할 수 있으며, 상기 나열한 물질에 한정되는 것은 아니고 이미 공지된 다양한 중합개시제의 사용이 가능하다.
상기 접착층 형성용 조성물은 (d) 아지리딘 가교제 1-5 중량부를 포함하는 것이 바람직하고, 2-4 중량부를 포함하는 것이 더욱 바람직하고, 3 중량부를 포함하는 것이 가장 바람직하다. 상기 가교제는 극성 작용기와 가교제 간의 상호 화학적 작용에 의해 탁월한 가교 네트워크를 형성시키기 위해 첨가되는 것으로, 접착력 및 응집력을 향상시킬 수 있으며, 펜타에리스톨-트리스-(베타-(N-아지리디닐)프로피오네이트일 수 있다.
상기 접착층 형성용 조성물은 (e) 실록산으로 표면개질된 나노 실리카졸 11-21 중량부를 포함하는 것이 바람직하고, 15-17 중량부를 포함하는 것이 더욱 바람직하고, 16 중량부를 포함하는 것이 가장 바람직하다.
상기 접착층 형성용 조성물은 (f) 로진 에스테르계 점착부여제 4-8 중량부를 포함하는 것이 바람직하고, 5-7 중량부를 포함하는 것이 더욱 바람직하고, 6 중량부를 포함하는 것이 가장 바람직하다. 접착력 향상을 위해 첨가되는 것으로, 그 함량이 4 중량부 미만일 경우 접착력 향상 효과가 미비해질 우려가 있으며, 8 중량부를 초과할 경우 비경제적일 우려가 있다.
상기 접착층 형성용 조성물은 (g) 폴리프로필렌글리콜 2-6 중량부를 포함하는 것이 바람직하고, 3-5 중량부를 포함하는 것이 더욱 바람직하고, 4 중량부를 포함하는 것이 가장 바람직하다. 상기 폴리프로필렌글리콜은 희석제 성분으로 사용된다.
상기 접착층 형성용 조성물은 (h) 옥소린산(5-Ethyl-8-oxo-5,8-dihydro-1,3-dioxolo[4,5-g]quinoline-7-carboxylate; Oxolinic Acid) 1-5 중량부를 포함하는 것이 바람직하고, 2-4 중량부를 포함하는 것이 더욱 바람직하고, 3 중량부를 포함하는 것이 가장 바람직하다. 상기 옥소린산은 항균 활성을 나타내는 유기계 항균제로, 임의의 염으로 적용할 수 있고, 바람직하게는 옥소린산의 나트륨염을 적용한다.
상기 접착층 형성용 조성물은 (i) 항산화제 0.1-5 중량부를 포함하는 것이 바람직하고, 0.5-2 중량부를 포함하는 것이 더욱 바람직하고, 0.9 중량부를 포함하는 것이 가장 바람직하다.
상기 기재층은 실리콘 고무로 이루어지고, 상기 기재층은 허니컴 구조체이다. 상기 허니컴 구조체는 허니컴 코어를 복수 개 반복하여 구성된 것이다. 또한, 상기 기재층의 허니컴 코어 내부는 폴리우레탄 폼(foam)으로 충진된 것이 바람직하다. 상기 기재층은 실리콘 고무로 이루어져 신축성을 가지며 폴리우레탄 폼을 포함하여 내구성을 극대화시킨다. 상기 폴리우레탄 폼은 폼 형태를 가지는 폴리우레탄으로 원기둥 형태인 것이 바람직하다. 원기둥 형태의 폴리우레탄 폼은 높이가 기재층의 높이와 동일하다.
상기 코팅층은 아크릴 에멀젼, 상기 화학식 1로 표시되는 실리콘계 화합물, 상기 화학식 2로 표시되는 실리콘계 화합물 및 물을 포함하는 코팅층 형성용 조성물로 형성된 것이 바람직하다.
상기 아크릴 에멀젼은,
제1 아크릴계 단량체 혼합물, 이온교환수 및 유화제를 포함하는 제1 프리에멀젼을 제조하는 단계; 제2 아크릴계 단량체 혼합물, 이온교환수 및 유화제를 포함하는 제2 프리에멀젼을 제조하는 단계; 개시제 및 이온교환수를 포함하는 개시제 용액을 제조하는 단계; pH 조절제 및 이온교환수를 포함하는 pH 조절 용액을 제조하는 단계; 반응기에 이온교환수, 유화제 및 완충제를 투입하여 교반하는 단계; 상기 반응기에 상기 제1 프리에멀젼 20-30 중량부를 투입하고, 80-84℃의 온도로 가열하고, 상기 개시제 용액 1-7 중량부를 투입한 후, 5-15분 동안 교반하여 에멀젼시드를 제조하는 단계; 상기 반응기에 상기 제1 프리에멀젼 200-250 중량부 및 상기 개시제 용액 4-12 중량부를 투입하되 120-180분에 걸쳐 투입하고, 80-100분 동안 교반하여 제1 반응물을 제조하는 단계; 상기 반응기의 온도를 75-79℃로 조절하고, 상기 반응기에 상기 제2 프리에멀젼 250-350 중량부 및 상기 개시제 용액 11-19 중량부를 투입하되 60-120분에 걸쳐 투입하고, 80-100분 동안 교반하여 제2 반응물을 제조하는 단계; 상기 반응기를 50-60℃의 온도로 냉각하고, 상기 반응기에 산화제 1-9 중량부 및 환원제 1-9 중량부를 투입하여 산화환원반응시켜 미반응 물질을 제거하는 단계; 및 상기 반응기를 20-30℃의 온도로 냉각하고, 상기 pH 조절 용액을 투입하여 pH를 8-9로 조절하는 단계;를 포함하는 공정을 수행하여 제조되는 것을 사용할 수 있다.
상기 제1 아크릴계 단량체 혼합물은, 메틸메타크릴레이트(methyl methacrylate, MMA) 47-57 중량부, 2-에틸헥실아크릴레이트(2-ethylhexylacrylate, 2-EHA) 37-47 중량부, 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트(2-hydroxyethyl methacrylate, HEMA) 2-6 중량부 및 메타크릴산(methacrylic acid, MAA) 0.5-4 중량부를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 제2 아크릴계 단량체 혼합물은, 메틸메타크릴레이트(methyl methacrylate, MMA) 44-54 중량부, 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트(2-hydroxyethyl methacrylate, HEMA) 33-43 중량부, 우레탄다이메타크릴레이트(urethane dimethacrylate, UDMA) 6-14 중량부 및 아크릴산(acrylic acid, AA) 1-5 중량부를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 유화제는 음이온성 유화제인 것이 바람직하고, 상기 유화제는 암모늄 폴리옥시에틸렌 알킬 설페이트(Ammonium polyoxyethlene alkyl ether sulfate), 상기 알킬은 라우릴이다.
상기 개시제는 암모늄퍼설페이트(ammonium persulfate)를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 완충제는 소듐설페이트인 것이 바람직하다.
상기 pH 조절제는 소듐 오소실리케이트(sodium orthosilicate, Na4SiO4)인 것이 바람직하다.
상기 코팅층 형성용 조성물은 상기 아크릴 에멀젼 28-32 중량부, 상기 화학식 1로 표시되는 실리콘계 화합물 28-32 중량부, 상기 화학식 2로 표시되는 실리콘계 화합물 8-12 중량부 및 물 28-32 중량부를 포함하는 것이 바람직하고, 상기 아크릴 에멀젼 29-31 중량부, 상기 화학식 1로 표시되는 실리콘계 화합물 29-31 중량부, 상기 화학식 2로 표시되는 실리콘계 화합물 9-11 중량부 및 물 29-31 중량부를 포함하는 것이 더욱 바람직하다. 상기 코팅층 형성용 조성물로 코팅된 코팅층은 내수성 및 내유성이 우수하다.
이하, 본 발명을 하기의 실시예에 의해 보다 상세하게 설명한다.
단, 하기 실시예는 본 발명의 내용을 예시하는 것일 뿐 발명의 범위가 실시예 및 실험예에 의해 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1> 페이퍼몰드의 제조-1
사탕수수 펄프와 대나무 펄프를 포함하는 펄프원료 82 중량부, 하기 화학식 3으로 표시되는 실리콘계 화합물 4 중량부, 하기 화학식 2로 표시되는 실리콘계 화합물 2 중량부, 일라이트 2 중량부, 팽창흑연 2 중량부, 게르마늄 2 중량부, 황토 2 중량부, 하이드록시프로필메틸셀룰로오즈(HPMC) 2중량부 및 아크릴레이트-아크릴아미드 공중합체 2 중량부를 혼합하여 펄프원료 조성물을 제조하였다.
<화학식 3>
Figure 112023024969650-pat00007
(상기 화학식 1에서 p는 10이고, q는 3이고, r은 5이다.)
<화학식 2>
Figure 112023024969650-pat00008
.
상기 펄프원료 조성물을 교반하고, 도포한 후 건조시켜 페이퍼몰드를 제조하였다.
<실시예 2> 페이퍼몰드의 제조-2
상기 실시예 2에서 제조된 페이퍼몰드의 양면에 보강층을 형성하였다.
구체적으로, 페이퍼몰드 양면에 접착층 형성용 조성물을 이용하여 접착층을 형성하고, 상기 접착층 상에 기재층을 위치시키고, 상기 기재층 상에 코팅층 형성용 조성물을 도포하여 코팅층을 형성한 후 압착하여 페이퍼몰드를 제조하였다.
<실험예 1> 페이퍼몰드의 특성 분석-1
상기 실시예 1 및 실시예 2에서 제조된 페이퍼몰드 상에 헤어왁스(고체)를 올려두고, 45℃의 온도를 가지는 오븐에 5분 동안 보관하여 젖었는지 여부를 확인하였다.
상기 실시예 1 및 실시예 2에서 제조된 페이퍼몰드는 모두 젖지 않았음을 확인하였다.
<실험예 2> 페이퍼몰드의 특성 분석-2
상기 실시예 1 및 실시예 2에서 제조된 페이퍼몰드를 이용하여 내유성 및 내수성 테스트를 수행하였으며 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
내유성은 미국제지펄프기술협회 시험법(TAPPIT559cm-02)으로 시험하였고, 내수성은 제지산업의 통상적인 방법 중 하나인 일명 Cobb size 시험방법(TAPPI T441)을 준용하였다.
항목 측정법 실시예 1 실시예 2
내유성 (Kit#) TAPPI T559cm-02 5 4
내수성 (g/m2/2분) Cobb Size TAPPI T441 8.8 8.2
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 페이퍼몰드는 우수한 내유성 및 내수성을 가짐을 확인할 수 있었다.

Claims (3)

  1. 펄프원료 80-84 중량부, 하기 화학식 1로 표시되는 실리콘계 화합물 2-6 중량부, 하기 화학식 2로 표시되는 실리콘계 화합물 0.5-4 중량부, 일라이트 0.5-4 중량부, 팽창흑연 0.5-4 중량부, 게르마늄 0.5-4 중량부, 황토 0.5-4 중량부, 하이드록시프로필메틸셀룰로오즈(HPMC) 0.5-4 중량부 및 아크릴레이트-아크릴아미드 공중합체 0.5-4 중량부를 포함하는 펄프원료 조성물로 형성된 본체층을 포함하는 것을 특징으로 하는 페이퍼몰드:
    <화학식 1>
    Figure 112023040840915-pat00009

    (상기 화학식 1에서 p는 1-20이고, q는 1-5이고, r은 1-10이다),
    <화학식 2>
    Figure 112023040840915-pat00010
    .
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 페이퍼몰드는 본체층; 및 상기 본체층 양면에 각각 형성되는 보강층;을 포함하고,
    상기 보강층은 상기 본체층 일면에 형성된 접착층, 상기 접착층 일면에 형성된 기재층 및 상기 기재층 일면에 형성된 코팅층을 포함하고,
    상기 접착층은 (a) 중량평균분자량이 30,000-60,000인 메타크릴산-2-에톡시에틸에스테르 및 n-부틸아크릴레이트의 블록공중합체, (b) 비관능성 아크릴 단량체, 하이드록시기를 포함하는 아크릴 단량체 및 에폭시기를 포함하는 아크릴 단량체를 포함하는 단량체화합물, (c) 중합개시제, (d) 아지리딘 가교제, (e) 실록산으로 표면개질된 나노 실리카졸, (f) 로진 에스테르계 점착부여제, (g) 폴리프로필렌글리콜, (h) 옥소린산(5-Ethyl-8-oxo-5,8-dihydro-1,3-dioxolo[4,5-g]quinoline-7-carboxylate; Oxolinic Acid) 및 (i) 항산화제를 포함하는 접착층 형성용 조성물로 제조되고,
    상기 기재층은 실리콘 고무로 이루어진 복수 개의 허니컴 코어를 포함하는 허니컴 구조체이고, 상기 허니컴 코어 내부는 폴리우레탄 폼(foam)으로 충진되고,
    상기 코팅층은 아크릴 에멀젼, 상기 화학식 1로 표시되는 실리콘계 화합물, 상기 화학식 2로 표시되는 실리콘계 화합물 및 물을 포함하는 코팅층 형성용 조성물로 형성된 것을 특징으로 하는 페이퍼몰드.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2019119938A (ja) * 2017-12-28 2019-07-22 ダイキン工業株式会社 パルプモールド製品およびその製造方法

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