KR101848385B1 - 흡습바 및 이를 갖는 진공복층유리 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 흡습바는 원료 투입, 분쇄/분급, 포집, 집진, 중간 검사, 이송, 저장, 자동 포장, 운반 및 포장 과정을 통해 제조된 흡습제를 포함하고, 상기 흡습제는, Calcium Oxide, Polyethylene, Low Polymer Wax, Calcium Stearate, Zinc Stearate 및 Dispersing Agent 를 포함하며, 상기 calcium Oxide의 배합비는 50% 내지 60% 의 범위이다.

Description

흡습바 및 이를 갖는 진공복층유리{Stick type of Moisture absorbent and vacuum dual layer glass having the same}
본 발명은 흡습바 및 이를 갖는 진공복층유리에 관한 것으로서, 특히 건물 유리창을 이루는 진공복층유리 내에 부가된 상태에서 상기 진공복층유리를 이루는 복수의 유리 간에 발생할 수 있는 수분을 최소화시킬 수 있는 흡습바 및 이를 갖는 진공복층유리에 관한 것이다.
일반적으로 건물을 시공할 때 함께 시공되는 창호는 건물의 열손실이 제일 많아 단열 효과가 떨어지는 부분이며, 외부로부터의 방음 효과가 현저히 떨어지는 부분이므로 요즈음 시공되는 유리창은 단열과 방음 효과를 높이기 위해 진공유리 또는 복층유리를 사용하는 창호가 많이 시공되고 있다.
상기 진공유리는 복수의 판유리를 이용하되 테두리에 설치되는 스페이서에 의해 내부 공간이 유지되는 두장의 유리판 사이는 진공상태로 만들고, 그 일측의 간봉으로 간격 유지되는 유리판과의 사이 내부로는 단열가스를 주입하여 단열과 방음 성능을 높인 것이 주류를 이루고 있다.
상기와 같은 복층유리를 통해 겨울철 집안을 난방하게 되면 실내쪽 유리판은 집안의 더운 난방열을 받고, 외부쪽 유리판은 외부의 영하 온도에 영향을 받는 심한 온도 편차가 발생하게 되는데, 이때 간봉 내부의 흡습제는 수분을 흡수하고 있는 상태이므로 그 수분에 의해 복층유리 내부의 결로 현상이 발생되어 유리가 잘 보이지 않게 되는 문제점이 발생된다.
상기의 복층유리 상에 발생할 수 있는 수분을 제거하기 위한 방안으로는 흡습제를 주입하는 방안이 있을 수 있다.
흡습제는 산화칼슘(Calcium oxide)이 주성분이며, 이를 분쇄, 코팅처리, 계량, 포장공정을 거쳐 제조된 고무, 플라스틱용 첨가제이다.
흡습제는 말 그대로 수분을 흡습 내지 흡수하는 작용을 하는 것으로, 고무-플라스틱 제품을 압출, 성형하는 공정에서 수분이 열 내지 온도를 받아 수증기로 변하여 기포를 발생하는 것을 방지하기 위한 목적으로 사용된다. 영문 표기는 Moisture absorbents가 맞는 편이나, 간혹 Antifoaming agents 로도 사용한다.
종래의 흡습제는 주로 실리카겔 등의 다공성 물질과 염화칼슘 또는 염화마그네슘 등의 염화물계가 주로 사용되었으며, 실리카겔은 인체에 무해하고 사후에도 흡습제에 열을 가해줌으로써 흡습제의 재생이 가능한 장점이 있으나, 가격이 고가 이며 낮은 습도에서는 흡습량이 그다지 크지 않기 때문에 사용범위가 제한되는 단점이 있고, 또한 염화칼슘 등의 염화물 계 흡습제는 강한 조해성을 가짐으로 흡습량은 아주 크다는 장점이 있는 반면에 과량 흡수된 수분에 의해 흡습제가 녹게 되어, 과잉의 수분이 외부로 누출되는 문제점이 있었다.
진공복층유리의 제조장치에 관한 종래의 문헌을 보면, 등록특허공보 제10-1606857호를 들 수 있는데, 두겹으로 부착된 유리판과 유리판 사이의 수분 제거와 진공을 이루어 단열 및 방음 효과를 높이면서도 결로 현상이 방지되는 진공 복층유리를 간편하게 제조하는 진공 복층유리의 제조방안에 관한 내용을 제시한다.
대한민국 등록특허 제10-1606857
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 건물 유리창을 이루는 진공복층유리 내에 부가된 상태에서 상기 진공복층유리를 이루는 복수의 유리 간에 발생할 수 있는 수분을 최소화시킬 수 있는 흡습바 및 이를 갖는 진공복층유리를 제공하는 데에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 원료 투입, 분쇄/분급, 포집, 집진, 중간 검사, 이송, 저장, 자동 포장, 운반 및 포장 과정을 통해 제조된 흡습제를 갖는 흡습바에 있어서, 상기 흡습제는, 산화칼슘(Calcium Oxide), 폴리에틸렌(Polyethylene), 폴리머왁스(Polymer Wax), 스테아린산 칼슘(Calcium Stearate), 스테아린산 아연(Zinc Stearate) 및 분산제(Dispersing Agent)를 포함하며, 상기 산화 칼슘의 배합비는 중량비로 50% 이상 60% 미만의 범위이다.
상기 산화칼슘, 폴리에틸렌, 폴리머왁스, 스테아린산 칼슘, 스테아린산 아연 및 분산제의 함유율은 각각 중량비로, 30~47.5%, 1~8%, 0.5~2%, 0.5~3%, 0.5~5% 이다.
상기 산화 칼슘의 순도는 중량비를 기준으로 75 내지 95% 이다.
삭제
상기 흡습바를 갖는 진공복층유리에 있어서, 상기 진공복층유리를 이루는 이격된 한쌍의 판유리 사이에 상기 흡습제가 삽입된 상태이다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 흡습바는 건물 유리창을 이루는 진공복층유리 내에 부가된 상태에서 상기 진공복층유리를 이루는 복수의 유리 간에 발생할 수 있는 수분을 최소화시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 흡습바를 구성하는 흡습제의 제조 과정을 보이는 공정도이다.
도 2는 본 발명에 따른 흡습바의 제조 공정을 보이는 블럭도이다..
이하에서는, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명의 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.
또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 도 1을 참조하여 본 발명에 따른 흡습바를 이루는 흡습제의 제조 과정을 설명한다.
흡습제의 제조 공정은 원료 투입, 분쇄/분급, 포집, 집진, 중간 검사, 이송, 저장, 자동 포장, 운반 및 포장(적재) 과정을 거치게 된다.
원료 투입 과정은 호이스트 크레인(1)을 통해 원료인 산화칼슘이 담긴 원료 주머니(2)를 호퍼(3) 상에 위치하게 한다. 상기 상태에서 원료 주머니(2)에서 호퍼(3) 내부로 산화 칼슘을 공급하게 한다.
원료 투입은 제품 생산에 필요한 원재료를 입고하고 수작업으로 검사한다.
입고되는 원료의 배합비는 다음의 표 1과 같다. 단위는 중량비이다.
본 발명에서는 특별한 언급이 없는 한 배합비는 중량비를 기준으로 한다.
원료명 배합비
Calcium Oxide(순도 75 내지 95%) 40 - 70%
Polyethylene 20 - 55%
Polymer Wax 1 - 8%
Calcium Stearate 0.5 - 2%
Zinc StearateStabilizer , Dispersing Agent 0.5 - 3%
0.5 - 5%
입고되는 원료 중 calcium Oxide의 배합비를 보면, 60%를 초과하거나 또는 50%미만의 경우는 흡습력이 현저히 떨어져 복층 유리 내의 수분 흡수력 효과가 저하되는 경향이 있는바, 이에 의해 calcium Oxide의 배합비는 중량비로 50% 이상 60% 미만의 범위를 갖는 것이 바람직할 수 있다. calcium Oxide의 순도는 중량비를 기준으로 한다.
폴리머 왁스는 저중량의 폴리머 왁스일 수 있다.
Polyethylene, Polymer Wax, Calcium Stearate, Zinc Stearate 및 Dispersing Agent의 함유율은 각각 중량비로, 30~47.5%, 1~8%, 0.5~2%, 0.5~3%, 0.5~5% 일 수 있다. 폴리에틸렌의 함량비의 최대치는, 산화 칼슘의 중량비를 최소인 50%로 하고, 나머지 성분의 최소치인 1%, 0.5%, 0.5%, 0.5%를 가정한 경우 100중량비를 기준으로 도출되는 최대값(100 - 52.5)인 47.5중량비로 정할 수 있음을 당업자는 이해할 수 있을 것이다.
다음으로, 분쇄/분급 과정은 피더(4)를 거쳐 산화 칼슘을 밀(5)로 공급한다. 밀(5)로 공급된 산화칼슘은 분급기(6)를 통해 가루로 분쇄되어진다.
상기 분쇄/분급 과정을 통해 미세 입자화된 산화칼슘은 포집 과정이 이루어진다, 상기 포집은 사이클론(9)에서의 원심력을 이용한 공정을 통해서 수행되고 상기 사이클론(9)에서 분리 포집되는 산화칼슘 미세입자는 하부 방향을 통해 진동체(10)로 이동하고, 다른 한편으로 산화칼슘 미세입자 중 기설정된 범위의 기준 입도를 만족시키지 못하는 산화칼슘 미세입자 또는 분진은 집진기(8) 및 송풍기(7)를 통해 다시 밀(5) 및 분급기(6)를 통해 재차 가루로 분쇄되는 과정을 갖는다.
즉, 사이클론(9)에서 포집되는 산화칼슘 미세입자 중 기준 입도인 30~50mm 의 범위를 만족하는 산화칼슘 미세입자 만을 진동체(10)로 이동하게 하고, 기준 입도를 만족하지 못하는 산화칼슘 미세입자는 다시 순환하게 하는 중간 검사 과정을 거치게 한다.
진동체(10)는 그 측면에 배치된 코팅액 공급부(14)를 통해 계면 활성제, 오일, 지방산 등을 공급한다. 즉, 진동체(10)로 유입되는 산화칼슘 미세입자 상에 스테린산 등을 포함한 지방산을 분사하여 코팅하는 작업을 수행한다.
상기 코팅 작업이 이루어진 산화칼슘 입자는 디스크 컨베이어(11)를 통해 저장탱크(12)로 이송된다. 상기 저장탱크(12)에서는 지방산이 코팅된 산화칼슘 입자가 다소 촉촉한 상태로 반죽 형상을 이루게 된다.
저장탱크(12)에 저장된 내용물은 이송 스크류(13)를 통해 자동 포장기(16)로 이송된다. 자동 포장기(16)에서 포장되는 흡습제 제품은 검사과정을 통해 컨베이어벨트(17)를 거쳐 작업대에서 적재되는 과정을 거친다.
본 발명은 산화칼슘(Calcium Oxide)에 지방산 등으로 코팅을 통해 흡습제 무게의 30% 이상의 수분을 흡수할 수 있고, 고무/플라스틱 배합물에 함유되어 있는 수분과 에어를 흡수하여 기포가 없고 밀도가 균일한 제품을 얻을 수 있다. 이때 산화칼슘은 수산화 칼슘(Calcium Hydroxide)으로 변화되어 충전제 역할을 한다.
본 발명에 따른 흡습제에 의해 흡수된 수분은 500℃ 이상에서 가역 반응으로 산화칼슘으로 변화하며, 연속 압출의 가황 온도인 200~250℃ 범위의 온도에서는 재 방출되지 않고 고무 또는 플라스틱 내에 수산화 칼슘으로 존재한다.
산화칼슘이 수산화 칼슘으로 변화하는 과정은 하기와 같다.
CaO + H2O → Ca(OH)2 + 15.1 Kcal/mol
본 발명에 따른 흡습제는 고무 배합제 중에서 산화아연, 산화마그네슘과 같은 산화금속 화합물이기 때문에 가류조제의 역할도 한다. 예를 들어, 네오프렌(CR) 등의 합성고무에는 가류조제로서 산화마그네슘이 종래에 사용되어 왔지만, 이를 본 발명에 따른 흡습제로 바꾸어 사용하여도 그 효과는 다르지 않다.
본 발명에 따른 흡습제는 CR, PVC 등 염소기를 가진 폴리머의 배합제 내에서 가공 공정 중 유리되는 염소기의 수용체로 작용하여 염화수소에 의해 발생되는 여러 가지 부작용을 방지하는 효과가 있다.
한편, 본 발명에 따른 흡습제는 수분을 흡수하기 위한 고무/플라스틱용 첨가약품으로 사용된다.
일반적으로, 자동차, 기차, 전동차, 선박, 알미늄 샤시에는 많은 고무부품이나 플라스틱부품(Packing, Gasket, weatherstrip)이 사용되고 있다. 이러한 부품은 압출 또는 사출 작업으로 제조된다. 압출되기 전의 배합물에는 수분과 공기가 포함되어 있으며, 압출작업 시에는 수분의 영향으로 설정된 일정한 모양/형상/단면이 이루어지지 않는 문제를 가지고 있다. 이에 본 발명에 따른 흡습제를 적정량 첨가하는 경우에는, 수분이나 공기를 완전히 제거하여 기포가 없고 형상이 일정한 제품을 얻을 수 있다. 본 발명에 따른 흡습제는 기포방지제 기능도 수행한다. 한편, 압출물 상에 본 발명에 따른 흡습제를 사용하면 형상 조절이 용이하고, 압출성이 향상되며, 표면개선 및 가황물성 등의 품질이 개선된다. 또한, Cost-Down, 불량감소 등의 효과가 우수하다. 또한, 고무/플라스틱의 이형 압출 제품에는 필수 약품으로 사용 가능하다.
이하, 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 흡습바의 제조 과정을 설명한다.
흡습바의 제조 장치는 원료 배합기, 원료 배합기에서 배합된 재료에 대한 압출 공정을 진행하는 압출기, 압출기를 통과한 재료에 대한 수냉 방식의 냉각을 수행하는 냉각기, 냉각기를 통과한 압출물에 대해 일정한 크기의 규격별로 재단하는 커팅기 및 커팅기를 통한 제품을 중량 단위로 포장하는 포장기를 포함한다.
흡습바의 제조 과정은 원료 입고, 원료 배합기에서의 배합, 압출기를 통한 압출, 냉각, 커팅, 포장 및 검사/출하 과정이 일련의 과정을 통해 발생한다.
제조된 흡습바의 단면 형상은 원형, 삼각형, 사각형을 포함한 형상 중 어느 하나의 형상을 채용하는 것이 가능하다. 한편, 일 실시예로서 직경 3mm 의 원형 단면 제품 또는 6mm, 9mm 직경을 갖는 제품은 땅콩 형상으로 제품 생산이 가능하다.
먼저, 원료 투입은 제품 생산에 필요한 원재료를 입고하고 수작업으로 검사한다.
원료의 배합은 여과집진시설에서 이루어지는데, 구체적으로 140㎥/분의 처리 용량으로 진행된다.
원료의 배합은 혼합시설인 원료 배합기를 이용하여 원료 등을 혼합시킨다. 예를 들어, 원료 배합기는 50HP×1기의 처리 용량으로 진행된다.
압출은 배합된 원재료를 압출기(2)를 이용하여 압출하는데, 예를 들어 50HP×1기의 용량으로 진행한다.
압출기 내부를 구성하는 실린더의 압출 온도는 하기의 표 2에 개시된다.
1실 2실 3실 4실 5실 다이스
160~180℃ 170~190℃ 160~180℃ 110~130℃ 140~160℃ 150~170℃
한편, 압출기의 스크류 속도는 1200 내지 1600RPM 이다.
냉각은 냉각기 내에서 압출된 반제품을 수조를 이용하여 15 - 30℃ 상태에서 냉각을 수행한다. 수조는 0.9㎥ 체적의 단일 수조에서 진행된다.
컷팅은 커팅 시설인 커팅기를 이용하여 압출물을 일정한 크기의 규격별로 컷팅한다. 컷팅은 3HP×1기의 처리 용량으로 진행된다.
포장은 포장기에서 요구에 맞게 중량 단위로 포장한다.
검사/출하 과정은 제반 품질검사 및 완제품은 거래처로 납품한다.
이하, 본 발명에 따른 흡습바와 종래의 흡습제를 비교 설명한다.
먼저, 본 발명에 따른 스틱형 흡습제인 흡습바 및 종래의 그래뉼형(제오라이트 or 실리카겔)을 각각 20g을 0.0001g까지 계량한다.
밀폐 용기 안에 도가니에 물을 받아서 넣는다.
계량한 스틱형 흡습바 및 그래뉼형 각각 밀폐 용기에 넣는다.
밀폐 용기를 5일 동안 햇빛이 드는 옥외에서 6일 정도의 시험 기간을 정해 방치해 둔다.
시료를 꺼내 0.0001g까지 계량하여 흡수율을 계산한다.
흡수율을 테스트한 결과는 하기 표 3과 같다.
흡습바 그래뉼형
무게(g) 20.0332 20.0812
증가된 무게(g) 22.9711 20.3619
흡수력(%) 14.7 1.4
본 발명에 따른 흡습바의 장점은 하기와 같다.
복층 유리의 내부 온도가 올라가도 수분 방출을 하지 않는다.
종래의 그래뉼형(제오라이트등)은 60C 이상이 되면 수분을 다시 공기 중으로 방출하나, 스틱형 제품은 500C이상이 되어야 수분방출함으로 일반 기상으로는 방출 불가하다.
복층 유리에 아르곤 가스 주입시 가스를 흡수하지 않는다.
종래의 그래뉼타입(제오라이트 등)은 제품의 다공성으로 인하여 복층유리에 주입한 아르곤 가스를 흡착하여 주입한 가스의 30%이상을 흡수하여 아르곤가스의 주요 기능을 저하시키지만,
본 발명에 따른 스틱형 흡습바에서 아르곤 가스는 비활성 기체임으로 스틱형제품과는 전혀 반응하지 않아 가스를 흡수, 흡착하지 않아 아르곤 가스의 기능을 유지시킨다.
이상에서와 같은 기술적 구성에 의해 본 발명의 기술적 과제가 달성되는 것이며, 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나 여기에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 극히 용이하게 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능한 것임은 물론이다.

Claims (5)

  1. 원료 투입, 분쇄, 분급, 포집, 집진, 중간 검사, 이송, 저장, 자동 포장, 운반 및 포장 과정을 통해 제조된 흡습제를 갖는 흡습바에 있어서,
    상기 흡습제는,
    산화칼슘(Calcium Oxide), 폴리에틸렌(Polyethylene), 폴리머왁스(Polymer Wax), 스테아린산 칼슘(Calcium Stearate), 스테아린산 아연(Zinc Stearate) 및 분산제( Dispersing Agent)를 포함하며,
    다공성의 실리카겔을 포함하지 않으며
    상기 산화 칼슘의 배합비는 50% 이상 60% 미만의 중량비이며,
    상기 폴리에틸렌, 폴리머 왁스, 스테아린산 칼슘, 스테아린산 아연 및 분산제의 함유율은 각각 중량비로,
    30~47.5%, 1~8%, 0.5~2%, 0.5~3%, 0.5~5% 인
    건물 유리창을 이루는 유리 사이에 부가되는 흡습바.

  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 산화칼슘의 순도는 중량비를 기준으로 75 내지 95% 인,
    흡습바.

  4. 삭제
  5. 제 1 항에 따른 흡습바를 갖는 진공복층유리에 있어서,
    상기 진공복층유리를 이루는 이격된 한쌍의 판유리 사이에 상기 흡습제가 삽입된 상태의 진공복층유리.
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