KR102589321B1 - 수분 및 산소차단성 종이 및 이의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 수분 및 산소차단성 종이 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 종이의 표면을 사이징하여 종이의 평활도 상승 및 배리어 물질의 종이 침투를 억제하고, 칼렌더링 공정을 통하여 종이의 평활도를 추가 상승 및 밀도를 높임으로써, 산소차단 특성을 나타내는 물질을 종이에 코팅할 수 있게 하고, 수분차단 특성을 나타내는 물질의 점도를 높임으로써 산소차단층 위에 직접 코팅할 수 있도록 하여, 환경규제물질을 사용하지 않더라도 저비용으로 낮은 산소투과도 및 수분투과도를 확보할 수 있는 수분 및 산소차단성 종이 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 수분 및 산소차단성 종이 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 종이의 표면을 사이징하여 종이의 평활도 상승 및 배리어 물질의 종이 침투를 억제하고, 칼렌더링 공정을 통하여 종이의 평활도를 추가 상승 및 밀도를 높임으로써, 산소차단 특성을 나타내는 물질을 종이에 코팅할 수 있게 하고, 수분차단 특성을 나타내는 물질의 점도를 높임으로써 산소차단층 위에 직접 코팅할 수 있도록 하여, 환경규제물질을 사용하지 않더라도 저비용으로 낮은 산소투과도 및 수분투과도를 확보할 수 있는 수분 및 산소차단성 종이 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
연포장에 사용되는 포장 재료는 내용물의 부패나 산패 억제 및 내용물의 기능과 외형을 유지하기 위해서 산소, 수분 및 그 외의 식품의 변형을 가져올 수 있는 기체의 투과를 차단하는 물성이 필요하다. 이 때문에 종래 포장 재료에는 산소차단성을 부여하기 위하여 고 차단성 필름, 알루미늄, PVDC 코팅 종이 등을 사용하고 있다. 그러나, 고 차단성 필름은 고가이며 알루미늄과 같은 금속 물질은 사용 후 폐기시에 불연물로서 처리할 필요가 있으며, PVDC는 소각시 유독물 발생 등 수많은 문제가 있다.
종이에 폴리에틸렌(Polyehtylene, PE)과 같은 고분자를 코팅한 종이가 다양한 범위의 일회용 용기 분야에 이용되고 있다. 일반적으로, 폴리에틸렌 코팅된 종이는 종이의 단면 또는 양면에 폴리에틸렌을 압출코팅(Extrusion coating)하여 제조되며, 그로 인하여 내용물의 유출과 수분의 흡수를 방지하는 역할을 하는 종이를 통칭하여 말한다.
폴리에틸렌이 코팅된 종이는 수분 차단성이 우수하여 습기로부터는 차단시켜주지만, 산소에 대한 차단성은 낮아 용기를 제조하였을 경우, 내용물이 산화되어 부패되는 단점이 있다. 따라서 산소와의 접촉으로 인한 음식물의 산화, 부패 등을 방지하고 장기보존을 위해서는 고가의 알루미늄, Nylon, EVOH 등의 코팅층을 도입하여 산소 차단성을 부여해야 한다.
폴리에틸렌은 대표적인 비극성수지로서 종이와의 접착성이 낮아 종이와의 접착성을 부여하기 위하여 300℃의 고온에서 폴리에틸렌을 압출하고 열산화(Thermal Oxidation) 시켜 용융(Melting) 표면에 극성기를 유도하여 종이에 코팅하여야 하는 어려움이 있다.
종이에 폴리염화비닐리덴(Polyvinylidene-chloride, PVDC)과 같은 고분자를 코팅한 종이는 플라스틱 필름을 대체할 소재로 각광받고 있다. 일반적으로 종이의 단면 또는 양면에 PVDC를 로드코팅(Rod coating)하여 제조되며, 그로 인하여 내용물의 유출과 수분과 산소의 흡수를 방지하는 역학을 하는 종이를 통칭하여 말한다.
PVDC가 코팅된 종이는 수분 및 산소 차단성이 우수하여 습기로부터의 내용물을 보호해 주고, 내용물이 산화되어 부패되는 것을 방지해준다. 그리고 수성 코팅액을 사용하여 종이 표면에 쉽게 코팅되는 장점이 있다. 그러나 PVDC 물질은 소각 시, 다이옥신 등의 유해물질 발생으로 종이 이외의 소재에는 환경규제물질로 분류되어 사용이 금지되고 있어, 근 시일에 종이 소재에도 적용이 불가하게 될 우려가 있다.
본 발명의 목적은, 종이의 표면을 사이징하여 종이의 평활도 상승 및 배리어 물질의 종이 침투를 억제하고, 칼렌더링 공정을 통하여 종이의 평활도를 추가 상승 및 밀도를 높임으로써, 산소차단 특성을 나타내는 물질을 종이에 코팅할 수 있게 하고, 수분차단 특성을 나타내는 물질의 점도를 높임으로써 산소차단층 위에 직접 코팅할 수 있도록 하여, 환경규제물질을 사용하지 않더라도 저비용으로 낮은 산소투과도 및 수분투과도를 확보할 수 있는 수분 및 산소차단성 종이 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.
상기한 기술적 과제를 해결하고자 본 발명은, 사이징 또는 코팅하여 표면처리되고 칼렌더링된 종이 기재; 폴리비닐알콜 또는 이의 공중합체를 포함하는 수성 코팅액이 상기 종이 기재 상에 도포되어 형성된 산소 차단층; 및 아크릴 고분자 및 왁스를 포함하는 수성 코팅액이 상기 산소 차단층 위에 도포되어 형성된 수분 차단층;을 포함하는, 고차단성 종이를 제공한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 스티렌-부타디엔 라텍스, 스티렌-아크릴레이트 라텍스 또는 이의 공중합체를 포함하는 고분자; 및 무기물;을 포함하는 표면 처리재를, 종이 기재의 단면 또는 양면으로 코팅하는 사이징 공정을 수행하는 단계; 종이 기재의 밀도를, 압력 20Mpa 이상, 히팅롤 온도를 30℃ 이상의 칼렌더 공정을 통해 높이는 단계; 상기 종이 기재 상에, 폴리비닐알콜 또는 이의 공중합체를 포함하는 수성 코팅액을 도포하여 산소 차단층을 형성하는 단계; 및 상기 종이 기재 상에, 아크릴 고분자 및 왁스를 포함하는 수성 코팅액을 도포하여 수분 차단층을 형성하는 단계;를 포함하는, 상기 본 발명의 고차단성 종이의 제조방법이 제공된다.
본 발명에 따르면, 종이의 표면을 사이징하여 종이의 평활도 상승 및 배리어 물질의 종이 침투를 억제하고, 칼렌더링 공정을 통하여 종이의 평활도를 추가 상승 및 밀도를 높임으로써, 산소차단 특성을 나타내는 물질을 종이에 코팅할 수 있게 하고, 수분차단 특성을 나타내는 물질의 점도를 높임으로써 산소차단층 위에 직접 코팅할 수 있도록 하여, 환경규제물질을 사용하지 않더라도 저비용으로 낮은 산소투과도 및 수분투과도를 확보할 수 있는 수분 및 산소차단성 종이를 제조할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 고차단성 종이 제조 공정의 흐름도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 고차단성 종이의 단면도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 고차단성 종이의 단면도이다.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
종래에 사용되던 수분 및 기체 차단성 포장 재료는 고차단성 필름 또는 PVDC 등이 사용되었는데, 고차단성 필름은 고가이어서 비용적인 문제가 있고, PVDC 등은 소각시 유독 물질이 발생하여 환경적인 측면에서 문제가 있었다.
이러한 종래의 문제를 해결하기 위해, 본 발명은, 스티렌-부타디엔 라텍스, 스티렌-아크릴레이트 라텍스 또는 이의 공중합체를 포함하는 고분자; 및 무기물;을 포함하는 표면 처리재를, 종이 기재의 단면 또는 양면으로 코팅하는 사이징 공정을 수행하는 단계; 종이 기재의 밀도를, 압력 20Mpa 이상, 히팅롤 온도를 30℃ 이상의 칼렌더 공정을 통해 높이는 단계; 상기 종이 기재 상에, 폴리비닐알콜 또는 이의 공중합체를 포함하는 수성 코팅액을 도포하여 산소 차단층을 형성하는 단계; 및 상기 종이 기재 상에, 아크릴 고분자 및 왁스를 포함하는 수성 코팅액을 도포하여 수분 차단층을 형성하는 단계;를 포함하는, 고차단성 종이의 제조방법을 제공한다.
도 1은 본 발명에 따른 고차단성 종이의 제조공정의 흐름도를 나타낸 것이다. 도 1을 참조하면, 스티렌-부타디엔 라텍스, 스티렌-아크릴레이트 라텍스 또는 이의 공중합체를 포함하는 고분자; 및 무기물;을 포함하는 표면 처리재를, 종이 기재의 단면 또는 양면으로 코팅하는 사이징 공정을 수행하여 종이의 코팅 물질의 종이 침투를 억제하고 평활도를 높이고, 종이를 열과 압력으로 압착하는 칼랜더(calendar) 공정(S2)을 진행하여 종이의 밀도 및 표면의 고르기를 향상시키고, 이후 산소 차단층 및 수분 차단층을 형성하는 단계를 수행하여 수분 및 산소 차단성이 높은 고차단성 종이를 제조할 수 있다. 도 2는 본 발명에 따른 제조방법으로 제조된 고차단성 종이의 단면도이다.
상기 종이 기재는 광엽수 표백 크라프트펄프(LBKP), 침엽수 표백 크라프트펄프(NBKP), 아황산 펄프(SP) 등의 화학펄프(chemical pulp), 스톤 그라인드 펄프(SGP), 열기계펄프(thermomechanical pulp)(TMP), 화학열기계펄프(CTMP) 등의 기계 펄프(mechanical pulp), 탈묵펄프(DIP), 케나프, 대나무, 삼 등에서 얻어진 비목재 섬유 등 이들의 조합물을 포함하는 것일 수 있다.
상기 종이 기재를 사이징 또는 코팅하는 표면처리재는 스티렌-부타디엔 라텍스, 스티렌-아크릴레이트 라텍스 또는 이의 공중합체를 포함하는 고분자; 및 무기물;을 포함할 수 있다.
상기 스티렌-부타디엔 라텍스, 스티렌-아크릴레이트 라텍스 또는 이의 공중합체를 포함하는 고분자는, pH 6 내지 8, 점도 100 내지 500cP, 표면장력 20 내지 60mN/m인 수성 코팅액의 형태이고, 상기 스티렌-부타디엔 라텍스, 스티렌-아크릴레이트 라텍스 또는 이의 공중합체는 평균입경(mean) 160 내지 200㎚, 분자량 50,000 내지 500,000g/mol, 유리전이온도(Tg) 5 내지 20℃인 것을 사용할 수 있다.
또한, 무기물은 pH 6 내지 8, 점도 80 내지 100cP인 수성 분산액의 형태이고, 상기 무기물은 중간입경(median)이 100 내지 300㎚ 인 것을 사용할 수 있으며, 예를 들면 정제된 클레이(Fine clay), Al2O3, SiO2, TiO2, 벤토나이트(Bentonite) 및 이들의 조합으로부터 선택된 것과 같이 수분산이 가능한 무기물을 사용할 수 있다.
상기 표면 처리재의 스티렌-부타디엔 라텍스, 스티렌-아크릴레이트 라텍스 또는 이의 공중합체를 포함하는 고분자; 및 무기물;의 고형분의 중량기준 비율이 30:70 내지 70:30 일 수 있다. 상기 고분자:무기물의 고형분의 중량기준 비율이 30:70 내지 70:30의 범위를 벗어나면 종이의 산소차단성 및 수분차단성이 떨어질 수 있다.
상기 사이징 공정의 표면 처리재의 도공량이, 건조 중량을 기준으로 5 내지 20g/㎡, 예를 들면 10 내지 20g/m2일 수 있다. 도공량이 5g/m2 보다 적을 경우에는 코팅층이 원지의 공극을 전부 메우기 어려워져 종이의 산소차단성 및 수분차단성이 떨어질 수 있고, 20g/m2 보다 많은 양을 도공할 경우에도 건조 불량 등으로 인하여 종이의 산소차단성 및/또는 수분차단성이 떨어질 수 있으며, 또한 제조원가의 과도한 상승을 유발할 수 있다.
본 발명에서 표면 처리재, 수성 코팅액 또는 수성 코팅액을 종이 기재상에 코팅하는 방법으로는 미터링 사이즈 프레스, 스프레이 코터, 에어나이프 코터, 블레이드 코터, 바 코터, 커튼 코터, 플렉소 코터 또는 그라비아 코터 중에서 선택되는 방식으로 코팅 될 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.
또한, 상기 표면 처리재, 수성 코팅액 또는 수성 코팅액을 double 혹은 triple 코팅하여 코팅층을 형성할 수 있으며, 코팅층은 3회 이상의 코팅공정을 수행하여 형성된 것일 수 있다.
본 발명은 사이징 공정 이후 차단성 코팅막을 코팅하는 공정 이전에 칼랜더링 공정을 수행함으로써, 종이의 밀도를 향상(즉, 벌크의 감소)시킬 수 있을 뿐만 아니라, 종이 기재상에 코팅되는 차단성 코팅층을 종이 표면에 보다 고르게 형성시킬 수 있어 수분 및 산소 차단성이 현저히 상승될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 칼렌더링 공정은 압력 20Mpa 이상, 히팅롤 온도를 30℃ 이상, 예를 들면 압력 20 내지 40MPa, 히팅롤 온도는 30 내지 50℃일 수 있다. 상기 칼렌더링 공정은 평활도 및 광택을 위해 1회 이상 반복적으로 수행될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 종이 기재의 벌크가 1.3 내지 1.8 cm3/g인 경우, 상기 사이징 또는 코팅하여 표면처리되고 칼렌더링된 종이 기재는, 벌크가 0.9 내지 1.4㎤/g 예를 들면 0.95 내지 1.2㎤/g, 평활도가 100초 내지 700초, 예를 들면 450초 내지 650초, 투기도가 25,000초 내지 50,000초, 예를 들면 30,000초 내지 45,000초일 수 있다. 이때, 종이의 벌크는 그 수치가 낮을수록 밀도가 높은 것을 의미하며, 즉 그 조직이 보다 조밀함을 의미한다.
또한, 칼렌더 공정 후 종이 기재의 표면은 보다 평평해질 수 있으며, 예를 들면, 종이 기재의 평활도는 10ml의 공기가 시료와 유리 사이를 통과하는데 걸리는 시간을 기준으로 평가될 수 있고, 종이 기재의 평활도가 10초 이상인 경우, 칼렌더 공정 후의 종이 기재의 평활도는 100초 내지 700초일 수 있다.
산소 차단층을 형성하는 단계에서는 상기 종이 기재 상에, 폴리비닐알콜 또는 이의 공중합체를 포함하는 수성 코팅액을 도포한다. 여기서 상기 폴리비닐알콜 또는 이의 공중합체는, 폴리비닐알콜; 또는 비닐 알콜, 비닐 아세테이트, 에틸렌 또는 이들의 조합으로부터 선택되는 어느 하나와 폴리비닐알콜의 공중합체로서, 중합도 100 내지 500인 고분자와 중합도 1,500 내지 2,000인 고분자의 중량비가 70:30 내지 90:10으로 혼합된 것일 수 있다.
상기 산소 차단층의 형성을 위한 수성 코팅액의 도공량이, 건조 중량을 기준으로 1 내지 10 g/㎡, 예를 들면 3 내지 8 g/㎡일 수 있다. 도공량이 1g/m2 보다 적을 경우에는 산소 차단 효과가 미미할 수 있고, 10 g/m2 보다 많은 양을 도공할 경우에는 건조 불량, 제조원가의 과도한 상승을 유발할 수 있다.
상기 수분 차단층을 형성하는 단계에서는 상기 종이 기재 상에, 아크릴 고분자 및 왁스를 포함하는 수성 코팅액을 도포할 수 있다. 상기 아크릴 고분자는 스티렌-알파메틸스티렌-아크릴산의 삼원공중합체 유화제를 포함하는 아크릴 에멀젼일 수 있고, pH 7 내지 9, 점도 100 내지 1,000cP 인 수성 코팅액의 형태이고, 상기 아크릴 고분자는 평균입경 50 내지 150㎚, 유리전이온도(Tg) -40 내지 -10℃, 예를 들면 -35 내지 5℃일 수 있다.
또한, 상기 왁스는 PE왁스, 실리콘왁스, 파라핀왁스 또는 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하며, pH 6 내지 8, 점도 10 내지 50cP 인 수분산 형태이고, 상기 왁스는 평균입경 50 내지 150㎚, 녹는온도(Tm) 40 내지 120℃ 일 수 있다.
상기 아크릴 고분자 및 왁스를 포함하는 수성 코팅액은, 아크릴 고분자 및 왁스의 고형분 중량 기준 비율은 90:10 내지 70:30, 예를 들면 85:15 내지 55:35 또는 80:20 내지 60:40일 수 있다.
상기 수분 차단층의 형성을 위한 수성 코팅액의 도공량이, 건조 중량을 기준으로 1 내지 30 g/㎡, 예를 들면 3 내지 25 g/㎡일 수 있다. 도공량이 1g/m2 보다 적을 경우에는 수분 차단 효과가 미미할 수 있고, 30 g/m2 보다 많은 양을 도공할 경우에는 건조 불량, 제조원가의 과도한 상승을 유발할 수 있다.
본 발명에 따라 제조된 고차단성 종이는 가스 차단성 및 수분 차단성이 매우 우수할 수 있으며, 일 실시예에 따르면, 상기 고차단성 종이는 산소투과도가 0.1 내지 10 ㏄/㎡ㆍday이고, 수분투과도가 0.1 내지 6 g/㎡ㆍday 일 수 있다.
본 발명에 따른 고차단성 종이는 폴리염화비닐리덴(Polyvinylidene-chloride, PVDC)와 같은 환경규제물질을 사용하지 않더라도 저비용으로 낮은 산소투과도 및 수분투과도를 확보할 수 있으며, 저습도 및 고습도 하에서 가스 배리어성이 뛰어나므로 제과, 커피, 베이커리, 분말식품과 같은 식품 포장재와 같은 연포장재로서의 적용이 가능하며, 단순히 기존 포장지를 대체하는 것을 넘어 필름 소재의 패키징을 친환경적인 종이소재의 패키징으로 변경할 수 있다.
본 발명에 따른 고차단성 종이의 친환경성에 대해 구체적으로 기술하면, 플라스틱 및 알루미늄과 같은 금속 소재 사용량을 약 45% 감소시킬 수 있으며, 이에 따라 탄소배출량이 기존 배리어 필름 패키징 대비 약 48% 감소될 수 있다.
또한, 무엇보다 기존의 합지공정에 의한 필름 패키징 적층에 의해 배리어 물질을 코팅하는 방법과 비교하여 본 발명은 종이에 직접 배리어 물질을 코팅을 함으로 인해 합지 공정을 감소시킬 수 있기 때문에 생산성이 보다 향상될 수 있으며, 이로 인한 공정비용을 절감할 수 있다.
또한, 기존 고분자 필름기재의 포장재를 종이 소재의 인쇄물로 변경함으로써 포장재의 종이 질감을 부여할 수 있으며, 기존 제품과의 차별화 및 종이 소재가 나타낼 수 있는 특유의 고급스러움을 부여할 수 있다.
이하, 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
사이징 및 칼렌더 공정
종이 기재상에 SB 라텍스와 클레이(Clay) 무기물이 혼합(SB 라텍스:무기물=100:35~65 (고형분 중량 기준))된 표면 처리재를 도포하여 사이징 처리한 후, 상기 종이 기재를 칼렌더링 함으로써 종이의 밀도를 향상시켰다. 칼렌더링은 압력 20 내지 40MPa이며, 이 때의 히팅롤 온도는 30 내지 50℃ 이다.
원지 및 사이징, 칼렌더링 공정 이후 종이의 평량, 두께, 벌크 및 평활도를 하기와 같이 측정하여 표 1에 나타내었다.
[표 1]
산소 차단층의 형성
<실시예 1-1 내지 1-4>
폴리비닐알콜(PVOH, polyvinyl alcohol)과, 비닐 알코올(vinyl alcohol), 비닐 아세테이트(vinyl acetate) 또는 에틸렌(ethylene)을 공중합하여 제조된 하기 구조의 고분자를, 표 2의 중합도에 따른 2종의 중량 혼합 비율을 달리하여 수성 코팅액을 제조하였다.
제조된 수성 코팅액을 상기 칼렌더링 공정에 의해 표면이 평평해진 종이 기재상에 코팅하였다.
<비교예 1-1 및 1-2>
중합도 100 내지 500인 고분자의 중량 비율이 100%인 비교예 1-1과, 중합도 1,500 내지 2,000인 고분자의 중량 비율이 100%인 비교예 1-2의 수성 코팅액을 제조하였다.
<비교예 1-3>
사이징 처리한 후, 칼렌더링을 통하여 밀도를 향상시킨 종이
[표 2]
상기와 같은 방법으로 코팅된 고차단성 종이의 산소차단 품질을 표 3에 정리하였다.
[표 3]
수분 차단층의 형성
<실시예 2-1 내지 2-7 및 비교예 2-1>
표 4에 나타낸 바와 같이 아크릴 고분자와 파라핀 왁스를 혼합 비율을 달리하여 수성코팅액을 제조하였다. 제조된 수성 코팅액을 산소차단층이 코팅된 실시예 1-1의 종이 기재상에 코팅하였다.
<비교예 2-2>
산소 차단층이 코팅된 실시예 1-1 (수분 차단층이 형성되지 않음)
[표 4]
상기와 같은 방법으로 코팅된 고차단성 종이의 산소차단 품질을 표 5에 정리하였다.
[표 5]
상기 표 5로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 방법으로 제조된 고차단성 종이는 산소투과도가 0.1 내지 10 ㏄/㎡ㆍday이고, 수분투과도가 0.1 내지 6 g/㎡ㆍday인 고차단성을 나타낼 수 있어서, 환경규제물질을 사용하지 않더라도 저비용으로 낮은 산소투과도 및 수분투과도를 확보할 수 있다.
한편, 본 발명의 보다 구체적인 구성요소 별로, 그 변화에 따른 산소투과도(OTR) 및 수분투과도(WVTR)의 변화를 하기 표들에 예시적으로 나타내었다.
[표면처리재 내의 라텍스와 무기물 중량비율 변화에 따른 OTR 및 WVTR 변화]
[사이징 도공량 변화에 따른 OTR 및 WVTR 변화]
[표면처리재 내 라텍스 고분자의 물성 변화에 따른 OTR 및 WVTR 변화]
[표면처리재 내 무기물의 중간입경 변화에 따른 OTR 및 WVTR 변화]
[왁스의 녹는온도 변화에 따른 OTR 및 WVTR 변화]
Claims (15)
- 사이징 또는 코팅하여 표면처리되고 칼렌더링된 종이 기재;
폴리비닐알콜 또는 이의 공중합체를 포함하는 수성 코팅액이 상기 종이 기재 상에 도포되어 형성된 산소 차단층; 및
아크릴 고분자 및 왁스를 포함하는 수성 코팅액이 상기 산소 차단층 위에 도포되어 형성된 수분 차단층;을 포함하고,
상기 종이 기재는 스티렌-부타디엔 라텍스, 스티렌-아크릴레이트 라텍스 또는 이의 공중합체를 포함하는 고분자; 및 무기물;을 포함하는 표면 처리재로 사이징 또는 코팅하여 표면처리된 것인,
고차단성 종이. - 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 사이징 또는 코팅하여 표면처리되고 칼렌더링된 종이 기재는, 벌크가 0.9 내지 1.4㎤/g, 평활도가 100초 내지 700초, 투기도가 25,000초 내지 50,000초인, 고차단성 종이.
- 제1항에 있어서, 산소투과도가 0.1 내지 10 ㏄/㎡ㆍday이고, 수분투과도가 0.1 내지 55 g/㎡ㆍday인, 고차단성 종이.
- 스티렌-부타디엔 라텍스, 스티렌-아크릴레이트 라텍스 또는 이의 공중합체를 포함하는 고분자; 및 무기물;을 포함하는 표면 처리재를, 종이 기재의 단면 또는 양면으로 코팅하는 사이징 공정을 수행하는 단계;
종이 기재의 밀도를, 압력 20Mpa 이상, 히팅롤 온도를 30℃ 이상의 칼렌더 공정을 통해 높이는 단계;
상기 종이 기재 상에, 폴리비닐알콜 또는 이의 공중합체를 포함하는 수성 코팅액을 도포하여 산소 차단층을 형성하는 단계; 및
상기 종이 기재 상에, 아크릴 고분자 및 왁스를 포함하는 수성 코팅액을 도포하여 수분 차단층을 형성하는 단계;를 포함하는,
고차단성 종이의 제조방법. - 제5항에 있어서, 상기 스티렌-부타디엔 라텍스, 스티렌-아크릴레이트 라텍스 또는 이의 공중합체를 포함하는 고분자는, pH 6 내지 8, 점도 100 내지 500 cP, 표면장력 20 내지 60 mN/m인 수성 코팅액의 형태이고, 상기 스티렌-부타디엔 라텍스, 스티렌-아크릴레이트 라텍스 또는 이의 공중합체는 평균입경(mean) 160 내지 200 ㎚, 분자량 50,000 내지 500,000 g/mol, 유리전이온도(Tg) 5 내지 20℃인 것을 사용하는, 고차단성 종이의 제조방법.
- 제5항에 있어서, 무기물은 pH 6 내지 8, 점도 80 내지 100cP인 수성 분산액의 형태이고, 상기 무기물은 중간입경(median)이 100 내지 300㎚ 인 것을 사용하는, 고차단성 종이의 제조방법.
- 제5항에 있어서, 상기 표면 처리재의 스티렌-부타디엔 라텍스, 스티렌-아크릴레이트 라텍스 또는 이의 공중합체를 포함하는 고분자; 및 무기물;의 고형분의 중량기준 비율이 30:70 내지 70:30 인, 고차단성 종이의 제조방법.
- 제5항에 있어서, 상기 폴리비닐알콜 또는 이의 공중합체는, 폴리비닐알콜; 또는 비닐 알콜, 비닐 아세테이트, 에틸렌 또는 이들의 조합으로부터 선택되는 어느 하나와 폴리비닐알콜의 공중합체;로서, 중합도 100 내지 500인 고분자와 중합도 1,500 내지 2,000인 고분자의 중량비가 70:30 내지 90:10으로 혼합된 것인, 고차단성 종이의 제조방법.
- 제5항에 있어서, 상기 아크릴 고분자는 스티렌-알파메틸스티렌-아크릴산의 삼원공중합체 유화제를 포함하는 아크릴 에멀젼이며, pH 7 내지 9, 점도 100 내지 1,000cP 인 수성 코팅액의 형태이고, 상기 아크릴 고분자는 평균입경 50 내지 150㎚, 유리전이온도(Tg) -40 내지 10℃인, 고차단성 종이의 제조방법.
- 제5항에 있어서, 상기 왁스는 PE왁스, 실리콘왁스, 파라핀왁스 또는 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하며, pH 6 내지 8, 점도 10 내지 50cP 인 수분산의 형태이고, 상기 왁스는 평균입경 50 내지 150㎚, 녹는온도(Tm) 40 내지 120℃ 인, 고차단성 종이의 제조방법.
- 제5항에 있어서, 상기 아크릴 고분자 및 왁스를 포함하는 수성 코팅액에서, 아크릴 고분자 및 왁스의 고형분 중량 기준 비율은 90:10 내지 70:30 인, 고차단성 종이의 제조방법.
- 제5항에 있어서, 상기 사이징 공정의 표면 처리재의 도공량이, 건조 중량을 기준으로 5 내지 20g/㎡ 인, 고차단성 종이 제조방법.
- 제5항에 있어서, 상기 산소 차단층의 형성을 위한 수성 코팅액의 도공량이, 건조 중량을 기준으로 1 내지 10 g/㎡ 인, 고차단성 종이 제조방법.
- 제5항에 있어서, 상기 수분 차단층의 형성을 위한 수성 코팅액의 도공량이, 건조 중량을 기준으로 1 내지 30 g/㎡ 인, 고차단성 종이 제조방법.
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