KR20020061685A

KR20020061685A - 통기성이 우수한 과수봉지 제조용 합지 필름 및 이의제조방법

Info

Publication number: KR20020061685A
Application number: KR1020010002590A
Authority: KR
Inventors: 이영근; 김영욱; 김태준; 조병천
Original assignee: 에스케이 주식회사
Priority date: 2001-01-17
Filing date: 2001-01-17
Publication date: 2002-07-25

Abstract

본 발명은 과수봉지 제조용 합지 필름에 관한 것으로, 무기질 필러 30∼70 중량% 및 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 매트릭스 성분 70∼30 중량%를 포함하는 통기성 필름; 및 폴리프로필렌 또는 폴리 에스테르 재질의 합성수지계의 부직포가 합지된 것을 특징으로 한다. 본 발명의 합지필름으로 제조된 과수봉지는 종래에 사용된 종이봉지와 비교할 때 동등 이상의 통기성을 나타내고, 종이봉지가 갖는 내수성의 문제를 해결할 수 있으며 조류 피해를 현저히 줄일 수 있다. 또한, 이와 함께 봉지의 뻣뻣함을 유지하여 과피에 손상을 줄 위험성을 줄이면서 다양한 색상을 표현할 수 있는 장점을 갖는다.

Description

통기성이 우수한 과수봉지 제조용 합지 필름 및 이의 제조방법{Laminated Film for Fruit Bag with Excellent Air Permeability}

본 발명은 통기성이 우수한 과수봉지 제조용 합지필름 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 무기질 필러 및 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌으로이루어진 통기성 필름과 합성수지계의 부직포가 합지된 합지 필름, 이의 제조 방법 및 상기 합지필름으로 제조된 통기성이 우수한 과수 봉지에 관한 것이다.

과실에 봉지를 씌워 재배하는 봉지 재배 방법은 농약의 발달이 미미하던 시대에 여름철의 긴 장마로 병해충의 피해가 많은 우리나라와 일본에서 주로 사용되었고, 그의 주목적은 병해충로 인한 피해 방지였다. 이후 농약이 널리 보급되고, 산업화와 더불어 농촌 노동력이 감소함에 따라 봉지 재배 대신에 무대재배(無袋栽培)가 일반화되고 있는 실정이다. 그러나, 봉지 재배를 할 경우 최근에도 문제가 되고 있는 부패병, 탄저병, 및 동녹(銅綠)발생 등을 예방할 수 있다. 또한, 최근들어 배, 사과 등의 해외 수출량이 급증함에 따라 과실외관의 중요성이 크게 강조되고 있어 봉지 재배가 증가하고 있는 추세이고, 특히 과실의 수출시 검역상 문제가 되는 병해충의 방제를 위하여 봉지 재배의 필요성이 증가되고 있는 추세이다.

현재까지 사용되어온 과수 봉지는 수입 신문지로 만든 신문 봉지가 대부분이나, 신문 봉지의 경우 흡습율이 높아 동녹 발생 등의 가능성이 높은 문제점을 안고 있다. 이에, 봉지 내 습도를 낮출 수 있도록 속봉지를 파라핀 왁스 처리하여 사용하였으나 여름철 장마철에는 그 효과가 미미하여 크게 개선되지는 못하였다. 최근에는 이 밖에도 봉지 재배의 효과를 높이기 위하여 봉지의 차광성을 높이거나, 봉지 자체에 방균, 방충 약제를 처리한 이중 착색 봉지를 사용하는 등의 다양한 시도들이 이루어지고 있다.

과수 봉지의 개선을 위한 다양한 시도 중 형태를 새롭게 디자인하여 그 효용성을 높이기 위한 방법들이 다수 알려져 있다. 대한민국 특허공개번호 제97-50567호에서는 종이 또는 비닐 종이 두 장을 상부를 제외한 나머지 부분을 접착하여 과실이 삽입되는 삽입부 만을 개방시킨 형태에 대해 기술하고 있다. 대한민국 특허공개번호 제98-69호에서는 개구부를 통한 수납 공간의 벌림이 용이하도록 하여 수납공간의 확개가 쉽고 확개된 봉투의 수납 공간이 보다 확장될 수 있도록 한 형태를 개시하고 있다. 또한, 대한민국 특허공개번호 제96-13179호에서는 과일 보호용 이중 봉지로서, 외피를 흑색으로 착색하고 외피와 내피를 상단부의 전후면이 접착되도록 한 봉지가 개시되어 있다. 그러나, 전술한 선행기술들은 과수 봉지 자체의 형태를 새롭게 디자인한 것으로서, 재질의 효용성을 증가시킨 기술에 대하여는 언급하고 있지 않다.

한편, 대한민국 특허공개번호 제97-61059호에서는 폴리에스텔사(絲)인 인조 섬유의 피복체를 재질로 사용하는 과수봉지 제조 기술에 대하여 기술하고 있다.그러나, 제조 공정이 매우 복잡할 뿐만 아니라 재질 자체의 통기도(通氣度)가 좋지 않아 과수봉지 내부의 생성 수분을 발산하기 어려운 단점을 갖고 있다.

전술한 종래의 종이 봉지가 갖는 취약한 내수성을 해결하고, 비닐 봉지 재질의 과수봉지가 갖는 한계인 통기도의 문제점을 효과적으로 극복하기 위하여 다양한 통기성 필름을 사용한 기술이 제안되어왔다.

이러한 통기성 필름은 크게 2가지 방법에 따라 제조된다. 즉, 무기 충전제(inorganic filler)를 첨가하여 통기성 필름을 제조하는 방법으로서 유럽특허 제0066672호(1982), 유럽특허 제0307116호(1988), 유럽특허 제0459142호(1991), 대한민국 특허공개번호 제96-8583호 등에서 개시되어 있다. 또 다른 방법으로는 필름의 후가공상에서 엠보 처리와 같은 특정 기술을 사용하여 통기성 필름의 기계적강도를 조절하거나(유럽특허 제0232060호(1987)), 투습도를 증가시키고 인열강도를 향상시키는(미국특허 제4777073호(1988)) 방법이다.

상기의 기술들로 제조된 통기성 필름의 경우 통기도에 있어서는 종이 재질과 동등하거나 또는 그 이상의 수준을 나타내고는 있으나, 그 자체를 과수봉지로 사용하기에는 재질 자체가 너무 부드러워 작업성이 매우 떨어지고 봉지를 씌운 후에도 과실에 부착되어 과피의 손상의 위험성이 있는 단점이 있다. 또한, 특정 과실에 따라 착색된 봉지를 사용해야 하는데 전술한 통기성 필름의 경우 착색에 어려움이 있다.

이에 본 발명자들은 광범위한 연구를 수행한 결과, 폴리에틸렌 수지에 탄산칼슘, 황산바륨, 크레이 등의 무기물을 혼합한 합성 수지로 필름을 성형하고, 성형된 필름을 1축연신하거나 2축연신하여 다공성 구조의 통기성 필름을 제조한 후 이를 합성 수지계의 부직포(폴리프로필렌 부직포, 폴리에스테르 부직포)와 접착시켜 제조한 합지 필름을 과수봉지로 사용할 경우 종래의 종이 봉지와 동등 이상의 통기도를 나타내고, 봉지의 뻣뻣함을 유지할 수 있으며, 그리고 부직포의 색상 조절에 따라 봉지의 색상을 다양하게 조절할 수 있다는 점을 발견하였으며, 본 발명은 이에 기초하여 완성되었다.

따라서, 본 발명의 목적은 우수한 내수성 및 통기성을 나타냄과 동시에, 봉지의 뻣뻣함을 유지하고, 다양한 색상을 표현할 수 있는 과수 봉지 제조용 합지 필름을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 과수봉지 제조용 합지 필름의 제조방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 과수 봉지제조용 합지필름은 무기질 필러 30∼70 중량% 및 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 매트릭스 성분 70∼30 중량%를 포함하는 통기성 필름; 및 폴리 프로필렌 또는 폴리 에스테르 재질의 합성수지계의 부직포가 합지된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 목적을 달성하기 위한 과수 봉지 제조용 합지필름의 제조방법은 무기질 필러 30∼70중량% 및 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 매트릭스 성분 70∼30 중량%를 포함하는 조성물로부터 필름을 형성시키는 단계; 통기성을 부여하기 위하여 상기 필름을 1축연신하거나 2축연신하는 단계; 및 상기 연신된 필름과 폴리 프로필렌 또는 폴리 에스테르 재질의 합성수지계의 부직포를 합지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명은 하기의 설명에 의하여 모두 달성될 수 있다.

본 발명의 과수 봉지제조용 필름은 통기성 필름 및 합성수지계의 부직포의 합지구조를 갖는다.

상기 통기성 필름은 무기질 필러 30∼70 중량% 및 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 매트릭스 성분 70∼30 중량%를 포함하는 조성물로부터 필름을 형성시킨 후에 1축연신 또는 2축연신 과정을 통하여 제조된다. 이때 사용되는 무기질 필러로는 탄산칼슘, 황산바륨, 크레이, 탈크 등이 있으며, 평균입자크기는 0.5∼10 ㎛의 범위를 갖는 것이 바람직하다. 상기 무기질 필러는 차후의 연신과정을 통하여 다공성 필름을 형성시킴으로써 제조된 필름에 통기성을 부여하기 위하여 첨가되는 것으로, 평균 입자크기가 0.5 ㎛ 미만인 경우에는 무기질 필러의 분산상 어려운 문제가 있으며, 10 ㎛를 초과하는 경우에는 필름 성형시 구멍 발생 등의 문제가 있다. 또한, 무기질 필러의 함량이 30 중량% 미만인 경우에는 기공형성이 불충분 하여 원하는 통기성을 갖기 곤란한 반면, 70 중량%를 초과할 경우에는 필름의 물리적 성질 및 가공성이 저하되는 문제점을 갖는다. 상기 매트릭스 성분으로 사용되는 폴리에틸렌으로는 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 또는 이들의 혼합물이 사용되며, 0.910∼0.970 g/㎤의 밀도 및 ASTM D-1238에 따라 측정된 용융지수(MI)가 0.01∼20 g/10 min의 범위를 갖는 것이 바람직하다. 본 발명에 있어서, 상기 무기질 필러 및 매트릭스 성분으로부터 필름을 형성하는 방법은 특정한 방법에 한정되지 않으나, 당해 분야에서 통상적으로 알려진 바와 같이 예를 들면, 벤버리 믹서, 혼합 롤, 이축 압출기 등을 이용하여 혼합하고, 캐스팅 성형법, 칼렌더링 성형법, 블로운 성형법 등에 따라 필름으로 성형하는데, 바람직하게는 T-다이를 사용한 캐스팅 성형법이 이용된다. 본 발명에서는 과수봉지에 빛 차단성을 향상시키기 위하여 이산화티타늄을 전체 조성물의 중량 기준으로 약 0.1∼15 중량% 첨가할 수도 있다. 이외에도 산화방지제, 활제 등 일반적으로 첨가가능한 성분을 더 포함할 수 있다. 상기와 같이 혼합, 형성된 필름은 다공성을 부여하기 위하여 상기 필름의 연화점 이하의 온도에서 1축 또는 2축 연신된다. 바람직한 연신비는 1.3∼4.0이며, 연신된 필름의 두께는 10∼60 g/㎡인 범위가 바람직하다. 특히, 과수봉지 제조에 적합하도록 통기성은 JIS Z0208 약 1,000∼20,000 g/㎡·24hr를 갖는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명에 있어서 통기성 필름과 합지되는 합성수지계의 부직포(non-woven fabric)는 통기성 및 강도 보강의 기능을 갖는 것으로서 무색 또는 유색의 폴리프로필렌 또는 폴리에스테르를 사용하여 제조되는데, 이때 부직포의 색상을 다양하게 변화시킴으로써 본 발명에 따른 과수 봉지의 색상을 다양하게 변화시킬 수 있다. 상기 부직포는 10∼100 g/㎡의 두께를 갖는 것을 사용한다.

전술한 통기성 필름과 부직포를 합지하는 방법으로는 열합지 방식, 핫멜트합지방식, 접착제 합지방식 등이 사용될 수 있다. 열합지 방식은 단지 열만을 가열하는 방식으로서, 이때 가열온도는 110∼160℃의 범위가 바람직하고, 핫멜트 방식은 핫멜트를 1∼5 ㎛ 두께로 도포하여 접착하는 방식이다. 또한, 접착제 합지방식은 폴리우레탄계 접착제를 사용하는 방식이다.

본 발명에 있어서, 전술한 통기성 필름 및 합성수지계의 부직포가 합지된 필름에 일반적인 폴리올레핀 필름이 더 합지시킨 다층 필름을 형성할 수 있다. 상기와 같이 제조된 다층필름을 과수봉지 제조용으로 사용할 경우 한 면은 상기 통기성 필름과 부직포로 이루어지는 합지필름으로 이루어지고, 다른 면은 상기 폴리올레핀 필름으로 이루어진다. 상기 폴리올레핀 필름은 포도와 같이 특정 과일용 과수봉지에 적합하도록 광량을 조절하면서 통기성 기능을 부여하기 위한 것으로서, 저밀도폴리에틸렌, 고밀도폴리에틸렌, 선형저밀도폴리에틸렌, 호모폴리프로필렌, 랜덤폴리프로필렌, 및 임팩트폴리프로필렌 등의 재질을 사용하여 블로운(blown) 필름성형법, 캐스팅 필름 성형법 등에 의하여 제조된다. 상기 폴리올레핀 필름을 더 부착하는 방법으로는 열봉합방법, 접착제를 사용한 접착 방법 등이 이용된다.

본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 명확히 이해될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명의 예시 목적에 불과하며 발명의 영역을 제한하고자 하는 것은 아니다.

비교실시예 1

현재 농가에서 사용하고 있는 종이 재질의 과수봉지(농협 아그로사)를 배 재배시 사용한 후 봉지색상, 투기도, 투습도, 투광율, 봉지내 온도, 봉지내 상대습도, 평균과중, 당도, 병충해 발생율, 과피 색택, 및 까치 피해율을 평가하였으며, 그 결과는 하기 표 1에 나타내었다.

비교실시예 2

일반적인 선형저밀도 폴리에틸렌(MI=2.8, 밀도=0.919g/㎤)을 사용하여 캐스팅 성형법으로 필름 두께가 18 g/㎡가 되도록 비통기성 캐스팅 필름을 제조하였다. 합지기를 이용하여 상기와 같이 제조된 비통기성 필름과 18 g/㎡ 폴리프로필렌 부직포(새한사)를 핫멜트(폴리스타치사)를 사용하여 합지시킨 후 과수봉지를 제조하였다. 상기와 같이 제조된 과수 봉지는 상기 비교실시예 1과 동일한 항목으로 테스트하였으며, 그 결과는 하기 표 1에 나타내었다.

실시예 1

평균입자크기 1.2 ㎛의 탄산 칼슘 50 중량% 및 선형 저밀도 폴리에틸렌과 저밀도 폴리에틸렌의 혼합 조성으로 이루어진 50 중량%의 매트릭스 수지로 이루어진 통기성 컴파운드 수지(SK(주) BRESPOL AT810)를 사용하여 캐스팅 성형법에 의하여 통기성 필름을 성형하고, 60℃의 가열조건에서 연신롤을 이용하여 상기 필름을 2.5배 연신시켜 통기도가 10,000 g/㎡·24hr(JIS Z0208 방법)이고 두께가 18 g/㎡인 통기성 필름을 제조하였다. 제조된 필름과 18g/㎡ 폴리프로필렌 부직포를 상기 비교실시예 2와 동일한 방법으로 합지한 후 과수봉지를 제작하였다. 제조된 과수 봉지는 상기 비교실시예 1과 동일한 항목으로 테스트하였으며, 그 결과는 하기 표 1에 나타내었다.

실시예 2

실시예 1에서 사용된 통기성 컴파운드 수지에 과일의 색택을 양호하게 하기 위하여 빛 차단성이 우수한 이산화티타늄 마스터배치(60% TiO₂) 10 중량%를 첨가한 후에, 캐스팅 성형법으로 필름을 성형하였다. 연신롤을 이용하여 성형된 필름을 2.7배 연신시켜 JIS Z0208에 따라 측정된 통기도가 10,000g/㎡·24hr이고 두께가 18 g/㎡인 통기성 필름을 제조한 다음 제조된 필름과 18g/㎡ 폴리프로필렌 부직포를 상기 비교실시예 2와 동일한 방법으로 합지한 후 과수봉지를 제작하였다.

제조된 과수 봉지는 상기 비교실시예 1과 동일한 항목으로 테스트하였으며, 그 결과는 하기 표 1에 나타내었다.

실시예 3

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 통기성 필름을 제조한 다음, 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 청색으로 착색된 18g/㎡ 두께의 폴리에스테르 부직포와 합지한 후에 과수봉지를 제작하였다.

실시예 4

먼저, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 통기성 필름과 폴리프로필렌 부직포가 합지된 필름을 제조하였다. 그 다음, 선형저밀도 폴리에틸렌 (MI=1.0, 밀도=0.919g/㎤)을 원료로 하여 블로운 필름 성형법으로 두께 30㎛의 일반 폴리에틸렌 필름을 제조하였다. 상기에서 제조된 두 종류의 필름을 사용하여 한 면은 통기성 합지 필름이, 다른 한 면은 일반 폴리에틸렌 필름이 되도록 열봉합하여 포도와 같은 특정 과일에 사용될 수 있는 과수봉지를 제조하였다.

과수봉지의 배 생육 특성 평가 결과

항목	비교실시예	실시예
항목	1	2	1	2	3
봉지색상	노랑	백색	백색	백색	청색
투기도(초/100cc)	18.6	1228.6	322.0	349.5	297.3
투습도(g/㎡·24hr)	1553.3	측정불가	1718.8	1675.2	1809.6
투광율(%)	47.8	65.3	49.2	38.5	47.4
봉지내 온도(℃)	30.5	29.2	29.6	28.7	30.7
봉지내 상대습도(%)	73.8	81.1	75.6	75.8	74.3
평균과중(g)	427	456	413	425	418
당도(Bx)	11.7	12.0	12.7	12.3	12.5
병충해 발생율(%)	1.6	6.3	1.9	1.7	1.5
과피 색택	양호	탁색	양호	양호	양호
까치 피해율(%)	6.7	1.2	1.1	1.3	0.9

상기 표에서 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 합지 필름으로 제조된 과수봉지를 종이 재질의 과수봉지와 비교하였을 때 특히 투습도 측면에서 동등하며, 까치 피해율도 현저히 감소시킬 수 있음을 확인할 수 있었다. 또한, 본 발명에 따른 합지 필름으로 제조된 과수봉지를 비통기성 캐스팅 필름 재질의 과수봉지와 비교한 경우에는 병충해 발생율은 약 80% 까지 낮아졌으며, 상품 가치에 직접적인 영향을 주는 과피 색택 면에서도 월등히 우수함을 확인하였다.

본 발명의 합지필름을 사용하여 제조된 과수봉지는 종래에 사용된 종이봉지와 비교할 때 동등 이상의 통기성을 나타내고, 종이봉지가 갖는 내수성의 문제를 해결할 수 있으며 조류 피해를 현저히 줄일 수 있다. 또한, 이와 함께 봉지의 뻣뻣함을 유지하여 과피에 손상을 줄 위험성을 줄이면서 다양한 색상을 표현할 수 있는 장점을 갖는다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

Claims

무기질 필러 30∼70 중량% 및 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 매트릭스 성분 70∼30 중량%를 포함하는 통기성 필름; 및 폴리프로필렌 또는 폴리 에스테르 재질의 합성수지계의 부직포가 합지된 것을 특징으로 하는 과수봉지 제조용 합지 필름.
제1항에 있어서, 상기 무기질 필러는 탄산칼슘, 황산바륨, 크레이, 탈크로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 과수봉지 제조용 합지 필름.
제2항에 있어서, 상기 무기질 필러의 입자크기가 0.5∼10 ㎛인 것을 특징으로 하는 과수봉지 제조용 합지 필름.
제1항에 있어서, 상기 폴리에틸렌이 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되고, 0.910∼0.970 g/㎤의 밀도 및 0.01∼20 g/10 min의 용융지수를 갖는 것을 특징으로 하는 과수봉지 제조용 합지 필름.
제1항에 있어서, 빛 차단성을 향상시키기 위하여 상기 통기성 필름에 이산화티탄 0.1∼15중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 과수봉지 제조용 합지 필름.
제1항에서 있어서, 폴리올레핀 필름이 더 부착되는 것을 특징으로 하는 과수봉지 제조용 합지 필름.
제6항에 있어서, 상기 폴리올레핀은 저밀도폴리에틸렌, 고밀도폴리에틸렌, 선형저밀도폴리에틸렌, 호모폴리프로필렌, 랜덤폴리프로필렌, 및 임팩트폴리프로필렌으로 이루어지는 군으로 부터 선택되는 것을 특징으로 하는 과수봉지 제조용 합지 필름.
제1항 내지 제7항의 합지 필름으로 제조된 과수봉지.
무기질 필러 30∼70중량% 및 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 매트릭스 성분 70∼30 중량%를 포함하는 조성물로부터 필름을 형성시키는 단계;

통기성을 부여하기 위하여 상기 필름을 1축연신하거나 2축연신하는 단계; 및

상기 연신된 필름과 폴리 프로필렌 또는 폴리 에스테르 재질의 합성수지계 부직포를 합지하는 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 과수봉지 제조용 합지 필름을 제조하는 방법.
제9항에 있어서, 상기 합지방법이 열합지 방식, 핫멜트합지방식 또는 접착제 합지방식인 것을 특징으로 하는 과수봉지 제조용 합지 필름을 제조하는 방법.