KR102054823B1 - 수분차단성 포장재 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자동차 헤드램프 내에 배치하여 내부의 수분을 흡수하고 또한 흡수된 수분이 다시 방출됨으로써 헤드램프 내부의 결로 발생을 억제하는 흡습제 포장용 수분차단성 포장재 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

Description

수분차단성 포장재 및 이의 제조방법{PACKING MATERIAL WITH MOISTURE BARRIER PROPERTY FOR PACKING MOISTURE ABSORBENT AGENT AND THE METHOD FOR PREPARING THE SAME}
본 발명은 자동차 헤드램프 내에 배치되어 내부의 수분을 흡수하고 또한 흡수된 수분을 다시 방출함으로써 헤드램프 내부의 결로 발생을 억제하는 흡습제 포장용 수분차단성 포장재 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
헤드램프는 시계를 안정적으로 확보하기 위하여 빛이 조사되는 램프가 내부에 형성되는데, 램프가 이물질에 의해 조사가 방해되지 않도록 외부로부터 유체 혹은 이물질이 유입되지 않아야 한다. 또한, 자동차와 같은 운송 수단에서의 헤드램프는 온도가 급격히 변하거나 기후 변화와 같은 외부 환경 요인에 따라 결로 현상이 발생할 수 있으므로 내부에 결로 현상을 방지할 수 있는 수단이 구비되어야 한다.
이러한 수단으로서, 헤드램프 내에 흡습제를 구비하거나 발생된 수분을 램프에 영향을 미치지 못하도록 설계되는 방법 등이 있다. 특허문헌 1(한국공개특허 제2015-0062567호)는 제습부가 구비된 차량용 헤드램프에 관한 것으로, 수분이 이동되는 유로를 형성하는 가이드로 상기 수분을 외부로 배출하는 드레인 홀이 개시되어 있다. 하지만, 헤드램프 내부의 수분을 제어하는 데 한계가 있고, 급격한 외부 환경으로 인한 결로 현상을 방지하는 효율이 좋지 않다.
흡습제는 간단한 방법으로 헤드램프 내 결로 현상을 효과적으로 제어할 수 있는 하나의 수단이기는 하나, 흡습제에 의해 흡습된 수분이 누적되는 경우 재방출이 쉽게 되며, 이로 인해 헤드램프 내부의 습도가 높아지고 결로 방지 효율이 저하될 수 있다. 이는 램프의 수명을 단축시키는 등의 문제점을 발생시킨다. 이에 흡습제의 조성 성분을 조절하여 흡습 용량을 늘리는 등의 방법이 모색되고 있지만 효율이 좋지 않고 용량을 늘리는 데 제한이 있어 수분을 제어하는 것이 여전히 어렵고, 한계 수분 함유량으로 인해 기술적인 한계가 있다.
다른 관점에서, 흡습제는 램프 내부에 포장되어 구비되기 때문에 포장 재료에 주목할 필요가 있다. 즉, 흡습제와 포장재의 상호작용에 의한 결로 현상을 방지하는 기술에 대한 연구개발이 필요한 실정이다.
한국공개특허 제2015-0062567호(2015.06.08)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 자동차 헤드램프 내에 구비되어 내부의 수분을 흡수하는 것과 동시에 흡수된 수분을 다시 방출함으로써 수분 제어를 용이하게 할 수 있어 헤드램프 내부의 결로 발생을 효율적으로 억제할 수 있는 흡습제 포장용 수분차단성 포장재를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 양태는 부직포 일면의 전체 면적에 패턴층이 2층 이상의 구조로 형성되는 포장재로, 상기 포장재는 두께방향으로 기공이 형성되는 것인 수분차단성 포장재에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 수분차단성 포장재에 있어서, 상기 패턴층은 선형, 곡선형, 타원형 및 도트형으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 패턴을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 수분차단성 포장재에 있어서, 상기 패턴층은 에틸렌비닐아세테이트를 함유한 코팅조성물로 형성하는 것을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 수분차단성 포장재에 있어서, 상기 패턴층은 복수의 단위 패턴층을 가지는 적층 구조로, 상기 단위 패턴층은 인접하는 다른 단위 패턴층과 서로 상이한 패턴 크기 또는 패턴 두께를 갖는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 수분차단성 포장재에 있어서, 상기 패턴층은 패턴의 직경이 0.01 내지 2.0mm인 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 양태는 부직포 공급롤, 가이드롤, 제1패턴층을 전사하는 제1전사롤, 제2패턴층을 전사하는 제2전사롤, 상기 제1전사롤 및 제2전사롤에서 전사된 패턴을 건조하는 제1건조장치 및 제2건조장치, 제1전사롤 및 제2전사롤이 접촉되어 전사롤의 패턴 홈에 수지 용액을 공급하는 제1패턴 용액저장조 및 제2패턴 용액저장조, 및 권취롤을 포함하는 수분차단성 포장재 제조장치에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 수분차단성 포장재 제조장치에 있어서, 상기 제1전사롤 및 제2전사롤의 패턴홈 이외의 수지 용액을 제거하는 상기 각 전사롤의 표면에 접촉되어 있는 나이프를 더 구비할 수 있다.
본 발명에 따른 수분차단성 포장재는 크게 제한되는 것은 아니지만, 일 적용예로 헤드램프 내부에 구비된 흡습제를 포장하는 용도로 사용될 수 있는 것으로, 흡습제가 헤드램프 내부의 수분을 잘 흡수할 수 있도록 하는 것과 동시에 흡습제 외부 환경의 변화에 따라 흡습제가 흡습한 수분을 다시 방출할 수 있도록 하는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 수분차단성 포장재는 헤드램프 내 수분 제어가 용이하여 결로 발생을 효율적으로 억제할 수 있고, 램프 내 장치의 안정성, 신뢰성, 장기수명특성에 더욱 유리한 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수분차단성 포장재 제조장치를 간략하게 도시한 것이다.
이하 본 발명의 따른 수분차단성 포장재 및 이의 제조방법을 상세히 설명한다. 다만 하기 구체예 또는 실시예는 본 발명을 상세하게 설명하기 위한 하나의 참조일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 형태로 구현될 수 있다.
또한, 달리 정의되지 않는 한, 모든 기술적 용어 및 과학적 용어는 본 발명의 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하고 있는 의미와 동일한 의미를 가지며, 설명에 사용된 용어는 단지 특정 구체예를 효과적으로 기술하기 위한 것으로 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다.
또한, 명세서 및 첨부된 특허청구범위에서 사용되는 단수 형태는 문맥에서 특별한 지시가 없는 한 복수 형태를 포함하는 것일 수 있으며, ‘포함한다’ 및/또는 ‘포함하는’은 언급된 구성요소 이외의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
본 발명에 따른 수분차단성 포장재의 일 양태는
부직포 일면의 전체 면적에 패턴층이 2층 이상 다층 구조로 형성되는 것으로, 두께 방향으로 기공이 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 부직포는 수분의 이동을 지연하기 위한 경로를 갖고 있는 것으로, 크게 제한되는 것은 아니지만, 플래쉬 방사 (flash spinnig) 부직포, 스펀레이스(hydro-entanglement) 부직포, 스티치(stitch) 부직포, 건식 적층(dry-laid) 부직포, 멜트 블로운(melt-blown) 부직포, 니들 펀치(needle-punched) 부직포, 수지 접착(resin-bonded) 부직포, 방적 접착(spun-bonded) 부직포, 열처리 접착(thermal bonded) 부직포, 습식 적층(wet-laid) 부직포 및 이들의 복합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다.
상기 부직포로는 폴리올레핀계 섬유, 폴리에스테르계 섬유 및 폴리아마이드계 섬유로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 섬유로 형성되는 열융착되어 형성되는 열처리 접착 부직포 또는 방적 접착 부직포일 수 있으며, 이때, 상기 폴리올레핀계 섬유는 폴리에틸렌 부직포 또는 폴리프로필렌 부직포 등일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다. 일 구체예로 폴리에틸렌 섬유를 방사하여 제조된 부직포 웹을 가열 압착시킨 폴리에틸렌 부직포나 섬유상 폴리올레핀 시트로부터 결합된 부직포 등을 들 수 있다.
상기 부직포는 버블포인트법에 따라 측정된 공극크기가 0.1 내지 10㎛, 바람직하게는 0.2 내지 5㎛인 것이 흡습제에 의한 제습 효과 또는 방출에 있어서 수분이 이동하는 데 용이할 수 있어 더욱 좋다.
본 발명에 따른 수분차단성 포장재는 부직포 일면의 전체 면적을 대상으로 상부에 패턴층을 형성한다. 상기 패턴층은 2층 이상의 다층이 적층된 것을 특징으로 한다.
상기 패턴층은 상기 부직포의 일면의 상부에 패턴층을 형성하기 위한 코팅조성물을 코팅하여 형성할 수 있다. 상기 코팅조성물은 에틸렌비닐아세테이트(thylene Vinyl Acetate(EVA), 이하 EVA와 병행하여 표기함)를 함유하는 것으로, 부직포와의 접착강도를 높일 수 있고, 외부 충격에 의해 다층 형성된 적층체가 손상되는 것을 최소화할 수 있으면서 동시에 외부로 수분을 방출하는 것을 방지할 수 있어 좋다.
상기 EVA는 에틸렌비닐아세테이트 에멀젼의 형태로 코팅조성물 내 포함될 수 있으며, 이때, 상기 에틸렌비닐아세테이트 에멀젼은 고형분 함량이 30 내지 55중량%, 바람직하게는 35 내지 45중량%일 수 있다. 상기 범위를 만족하는 경우 패턴층 형성 시 평활성이 좋고 형성된 패턴층의 접착강도, 수분 방출 제어에 용이하여 더욱 좋다.
상기 EVA는 코팅 조성물 내 함량이 45 내지 70중량%, 바람직하게는 50 내지 65중량%일 수 있다. 상기 범위를 만족하는 경우 패턴층의 접착강도, 유연성 등이 좋고 수분 방출 제어 측면에서 유리하다.
상기 코팅조성물은 상기 EVA를 유기용매에 분산시킨 것을 포함하는 것으로, 유기용매를 대체하여 물을 사용할 수도 있다. 물을 사용하는 경우 유기휘발물질 등과 같이 인체에 유해하지 않아 환경친화적인 공정을 실시할 수 있어 좋다. 상기 유기용매 또는 물은 코팅 조성물 내 함량이 20 내지 45중량%, 바람직하게는 25 내지 40중량%일 수 있다.
상기 코팅조성물은 EVA 이외에 합성라텍스를 더 포함할 수 있다. 상기 합성라텍스는 크게 제한되는 것은 아니지만, 바람직하게는 아크릴 라텍스 점착제 또는 아크릴 라텍스 수지를 사용할 수 있다. 상기 합성라텍스의 함량은 코팅 조성물 내 함량이 10내지 35중량%, 바람직하게는 20 내지 35중량%일 수 있다.
또한, 상기 코팅조성물은 코팅 형성을 보다 용이하게 하기 위하여 경화제, 예를 들어 아민계, 산무수물계, 페놀계 경화제 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 경화제를 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 코팅조성물은 필요에 따라 레벨링제, 소포제, 방부제, 점도조절제, 점착부여제, 가교제, 안정제 및 산화방지제로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 이때, 함량은 전체 조성물의 0.001 내지 5중량% 범위 내에서 적절하게 사용할 수 있다.
상기 패턴층은 복수의 단위 패턴층을 가지는 적층 구조로, 부직포 일면의 전체 면적을 대상으로 상기 단위 패턴층이 2층 이상 적층되는 다층 구조인 것을 특징으로 한다. 이러한 다층 구조를 갖는 패턴층은 단위 패턴층에 형성된 패턴에 의하여 두께 방향으로 기공이 형성하게 된다.
상기 기공은 부직포에 의한 수분 이동 속도를 낮추는 것과 대응되어 수분의 흡수 또는 방출 속도를 신속하게 조절할 수 있게 해준다. 또한, 상기 패턴층을 형성하는 성분으로 EVA를 사용하는 것과 조합하여 수분을 효과적으로 포장재 내부로 유입하는 것과 외부로 방출하는 것을 제어하는 것의 상승효과를 구현할 수 있다. 즉, 외부환경이 다습인 경우에는 포장재 내부의 흡습제가 흡습이 용이하게 할 수 있으면서 외부환경이 갑작스런 온도 또는 기후변화에 의해 건조하게 되는 경우 수분 방출이 용이하게 한다. 더구나, 포장재 내부에 흡습제가 많은 수분을 함유하여 포화 상태에 이르게 되는 경우에도 기공을 형성한 패턴층 사이 사이에 수분이 정체될 수 있도록 하여 내외부 온도차이를 줄이는 완충 역할을 할 수 있다. 이는 헤드램프 등 램프 주변에 김서림을 방지하여 광산란 현상을 일어나지 않도록 한다.
기공형성에 따른 수분차단성 포장재의 전체 밀도는 바람직하게는 0.70g/㎤ 내지 0.95g/㎤, 보다 바람직하게는 0.75g/㎤ 내지 0.94g/㎤인 것이 목적하는 효과 달성에 더욱 좋다.
상기 패턴층은 그 형태를 크게 제한하는 것은 아니지만, 바람직하게는 선형, 곡선형, 타원형 및 도트형으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 패턴을 포함할 수 있다. 보다 바람직하게는 선형 및 도트형 중에서 선택되는 어느 하나 이상으로 이루어진 것이 패턴 형성이 용이하고 흡습제가 머금고 있는 수분을 방출 속도를 높일 수 있어 더욱 좋다.
상기 패턴층은 단위 패턴층들이 2층 이상 적층되는 것으로, 단위 패턴층과 그 인접하는 다른 단위 패턴층이 서로 상이한 패턴 크기를 가질 수 있다.
상기 패턴층은 패턴의 크기가 0.01 내지 2.0㎜, 바람직하게는 0.04 내지 1.5㎜일 수 있다. 상기 범위를 벗어나면 수분의 흡수 또는 방출에 있어 제어가 용이하지 않게 되고, 흡습제에 흡습된 수분에 의해 외부 환경의 습도가 일정하게 유지되도록 방출하는 성능이 저하될 수 있다.
또한, 상기 단위 패턴층은 그 두께가 0.01㎛ 내지 5,000㎛, 바람직하게는 0.1㎛ 내지 1,000㎛, 보다 바람직하게는 1㎛ 내지 500㎛일 수 있다. 상기 범위를 만족하는 경우 두께 방향의 기공 형성에 따른 수분 제어가 용이하여 좋다.
상기 단위 패턴층은 인접하는 다른 단위 패턴층과 서로 두께를 상이하게 조절할 수 있다. 이 경우, 포장재 내부의 흡습제와의 조합으로 수분의 흡습, 방출 조절 성능을 향상시킬 수 있어 헤드램프 등과 같은 장치 내 일정한 습도를 유지시킬 수 있어 좋다. 보다 바람직하게는 서로 다른 인접하는 단위 패턴층을 각각 제1단위 패턴층 및 2제단위 패턴층이라고 하고, 상기 제1단위 패턴층이 부직포와 접하여 형성되는 경우, 상기 제1단위 패턴층의 두께가 상기 제2단위 패턴층의 두께보다 두꺼운 것이 흡습제가 흡습한 수분을 방출하는 데 용이하고 이로 인한 장치 내 일정한 습도 및 온도를 유지하는 데 더욱 좋다. 좋게는 제1단위 패턴층의 두께가 제2단위 패턴층의 두께보다 1.5배 미만인 경우가 더욱 좋다.
또한, 상기 패턴층은 도파민계 중합체를 이용하여 기공을 포함한 표면을 개질시킨 것일 수 있다. 상기 도파민계 중합체는 도파민계 단량체를 이용하여 형성되는 폴리도파민 또는 도파민계 공중합체인 것일 수 있으며, 카테콜기 또는 이의 유도체를 갖는 화합물을 포함할 수 있다. 이러한 도파민 중합체에 의한 패턴층 표면의 개질은 흡습제에 의한 흡습 속도 또는 수분 방출 속도를 증진시켜 일정 온도 및 습도를 유지시키는 성능을 더욱 향상시킬 수 있어 좋다. 상기 표면 개질의 일 구체예는 제조된 수분차단성 포장재를 아세톤 또는 증류수를 이용하여 세척하고 건조한 다음 도파민 하이드로클로라이드(dopamine hydrochloride) 수용액에 침지시켜 실시할 수 있다.
본 발명에서 흡습제는 헤드램프 내부에 구비되어 습기 발생을 억제할 수 있거나 70℃ 이상의 고온의 환경에서도 제습기능이 가능한 것이라면 크게 제한되지 않고 사용될 수 있다.
상기 흡습제는 벤토나이트계 흡습물질을 함유하는 기존의 흡습제를 사용하는 것도 가능하나, 좋게는 염화마그네슘, 염화칼슘 및 탄산나트륨으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나 이상을 포함하는 흡습물질과, 산화마그네슘 및 산화칼슘으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나 이상을 포함하는 경화성 무기물, 및 전분 및 2-프로펜산 나트륨 2-프로펜아마이드 중합체(sodium 2-propenoate 2-propenamide polymer) 중에서 선택된 적어도 하나 이상의 성분을 포함하여 이루어지는 것을 사용하는 것이 제습 기능을 향상시킬 수 있으며, 50℃ 이상의 높은 온도에서도 성능을 유지할 수 있어 더욱 좋다.
이때, 상기 흡습제는 성분 조성비를 적용 환경에 따라 조절할 수 있으나, 좋게는 흡습물질 10 중량% 내지 70 중량%, 경화성 무기물 10 중량% 내지 50 중량% 및 고분자 첨가제 5 중량% 내지 50 중량%으로 이루어진 것을 사용할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 상기 고분자 첨가제는 폴리에틸렌 왁스, 폴리프로필렌 왁스, 폴리아미드 왁스, 카노바 왁스, 파라핀 왁스 및 폴리테트라플루오로에틸렌 왁스로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나 이상인 고분자 왁스를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 수분차단성 포장재는 내부에 구비된 흡습제에 의한 흡습율이 뛰어나며 특히 상기 흡습제가 포화 상태로 수분을 함유하는 경우에도 외부로 쉽게 수분 방출되지 않고 점차적으로 수분 방출을 지연시킴으로써 항온항습 유지특성을 구현할 수 있도록 한다. 바람직하게는 100% 습도 조건하에서 48시간동안 흡습시킨 후 70℃ 오븐에서 12시간 방치하였을 때의 수분 방출량을 이용한 방출율(%)이 100%±5% 인 것일 수 있다. 상기 범위를 초과하는 경우 과도한 수분 방출로 인한 항온항습을 유지하기 어렵다.
본 발명에 따른 수분차단성 포장재는 일 적용예로, 광원, 렌즈, 리플렉터가 각각 적어도 하나 이상 구비되어 빛을 조사할 수 있는 램프에 사용될 수 있다.
또한, 본 발명은 부직포 공급롤, 가이드롤, 제1패턴층을 전사하는 제1전사롤, 제2패턴층을 전사하는 제2전사롤, 제1전사롤 및 제2전사롤에서 전사된 패턴을 건조하는 제1건조장치 및 제2건조장치, 제1전사롤 및 제2전사롤이 접촉되어 각 전사롤의 패턴홈에 수지 용액을 공급하는 제1패턴용액저장조 및 제2패턴용액저장조 및 권취롤을 포함하는 수분차단성 포장재 제조장치를 제공한다.
상기 수분차단성 포장재 제조장치는 일 실시예로 도 1에서 보이는 것과 같다. 이를 이용하여 수분차단성 포장재가 제조된다.
구체적으로, 부직포를 부직포 공급롤(11) 축에 걸고 가이드롤(12)를 통과하면서 패턴층을 형성할 수 있는 제1전사롤(13)로 이송시킨다. 상기 제1전사롤(13)은 패턴음각이 형성된 것으로 표면에 크롬 도금층이 형성된 금속제 드럼일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 제1전사롤(13)은 제1패턴용액저장조(18)에서 코팅액을 패턴음각, 즉 패턴홈에 제1코팅액을 채우고, 이를 이송되어 온 부직포의 일면 전체 면적에 패턴을 전사시킬 수 있도록 한다. 패턴이 전사된 부직포는 제1건조장치(13)으로 이송된 다음, 패턴을 경화시켜 제1단위 패턴층을 형성할 수 있도록 한다.
다음으로, 제1단위 패턴층이 형성된 부직포는 제2전사롤(15)로 이송시킨다. 상기 제2전사롤(15)의 재질은 상기 제1전사롤(13)과 동일한 것이며, 상기 제1전사롤(13)과 동일하거나 상이한 패턴음각이 형성될 수 있다. 상기 제2전사롤(15)은 제2패턴용액저장조(19)에서 코팅액을 패턴홈에 제2코팅액을 채우고, 이를 이송되어 온 제1단위 패턴층이 형성된 부직포의 상부면에 패턴을 전사시킨 후 제2건조장치(16)에서 건조 경화시켜 제2단위 패턴층을 형성하게 된다. 이로써, 부직포의 일면 전체 면적에 2층의 단위 패턴층을 갖는 수분차단성 포장재를 제조할 수 있다.
상기 수분차단성 포장재 제조장치는 상기 제1전사롤 및 제2전사롤의 패턴홈 이외의 수지 용액을 제거하는 상기 각 전사롤의 표면에 접촉되어 있는 나이프를 더 구비할 수 있다. 나이프를 더 구비하는 경우, 평활도를 높일 수 있어 패턴층 형성이 원활하고, 특히, 단위 패턴층과 인접하는 다른 단위 패턴층과의 조합에 따른 두께 방향의 기공 형성이 좋고, 장기적으로 상기 기공의 형태가 손상되는 것을 최소화하여 성능 안정성을 향상시킬 수 있어 더욱 좋다.
이하, 실시예를 통해 본 발명에 따른 수분차단성 포장재에 대하여 보다 상세히 설명한다. 다만 하기 실시예는 본 발명을 상세히 설명하기 위한 하나의 참조일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 여러 형태로 구현될 수 있다.
(평가)
(1) 흡습율
항온항습기를 이용하여 80℃ 및 95±5% 상대습도 조건 하에서 시편을 10일 동안 노출시킨 후 흡습율을 측정하였다.
흡습율(%) = (노출 후 중량 초기 중량) / 초기 중량
(2) 방출율
실시예 및 비교예에 따른 흡습제품을 100% 습도 조건하에서 48시간동안 흡습시킨 후 70℃ 오븐에서 12시간 방치하였을 때의 수분 방출량을 측정하여 방출율을 계산하였다.
방출율(%)=건조 후 흡습율(%)/초기 흡습율(%)
(3) 내열성
130℃의 오븐에서 240시간 노출시킨 후 포장재의 손상여부를 육안으로 평가하였다.
○ : 우수 (손상이 없는 경우)
△ : 보통 (일부 손상이 발견된 경우)
× : 나쁨 (손상이 매우 심한 경우)
(4) 성능안정성
실시예 및 비교예에 따른 흡습제품을 15cm/sec 속도로 좌우방향으로 움직이는 것을 100회 반복하여 제품 성능 안정성을 평가하였다.
○ : 우수 (손상이 없고 성능을 유지하는 경우)
△ : 보통 (일부 손상이 발견되고 성능이 5% 이내 저하된 경우)
× : 나쁨 (손상이 매우 심하고 성능이 5% 초과하여 저하된 경우)
(5) 항온항습 유지특성
실시예 및 비교예에 따른 흡습제품을 구비한 헤드램프를 대상으로 방치와 살수를 반복하여 실험을 실시하여 온도 및 상대습도의 변화를 측정하여 살수전후 온도차가 10℃ 초과하거나 습도차 20% 초과하는 경우를 ×, 그렇지 않은 경우를 ○로 표기하였다.
(실시예 1)
폴리에틸렌 부직포(남양부직포(주), 밀도 0.94g/㎤, 5,000㎛ 두께)를 부직포롤 축에 걸고 가이드롤을 지나 제1전사롤을 거쳐 상기 부직포의 일면 상부 전체 면적에 대하여 제1단위 패턴층을 250㎛ 두께가 되도록 코팅한 다음 제1건조장치(80℃)에서 30분 동안 건조 경화시켰다. 다음으로, 상기 제1단위 패턴층이 형성된 부직포를 제2전사롤을 거치도록 하여 제2단위 패턴층을 250㎛ 두께가 되도록 코팅한 다음 제2건조장치(100℃)에서 30분 동안 건조 경화시켜 수분차단성 포장재를 제조하였다. 이때, 상기 제1패턴층에 형성된 패턴은 도트형(dot type)이며, 크기는 직경이 1.0㎜인 것으로 하고, 상기 제1패턴층에 형성된 패턴은 도트형(dot type)이며, 크기는 직경이 1.5㎜인 것으로 조절하였다. 또한, 상기 제1단위 패턴층 및 제2단위 패턴층은 에틸렌비닐아세테이트 에멀젼(Air Product사, 에틸렌비닐아세테이트 고형분 함량 45중량%) 80중량% 및 물 20중량%로 이루어진 코팅액을 사용하여 형성하였다. 제조된 수분차단성 포장재는 두께방향으로 기공이 형성되었으며, 밀도가 0.82g/㎤이였다. 또한, 흡습제는 염화마그네슘 30중량%, 산화마그네슘 50중량% 및 폴리에틸렌왁스 20중량%를 균일하게 혼합시켜 제조된 것을 사용하였다. 제조된 흡습제 200g을 앞서 제조한 수분차단성 포장재에 넣고 열접착에 의해 밀봉하여 흡습제품을 제조하고, 이를 사용하여 흡습율, 방출율, 내열성, 성능안정성 및 항온합습 유지특성을 평가하였다.
(실시예 2)
폴리에틸렌 부직포(남양부직포(주), 밀도 0.94g/㎤, 5,000㎛ 두께)를 부직포롤 축에 걸고 가이드롤을 지나 제1전사롤을 거쳐 상기 부직포의 일면 상부 전체 면적에 대하여 제1단위 패턴층을 250㎛ 두께가 되도록 코팅한 다음 제1건조장치(80℃)에서 30분 동안 건조 경화시켰다. 다음으로, 상기 제1단위 패턴층이 형성된 부직포를 제2전사롤을 거치도록 하여 제2단위 패턴층을 200㎛ 두께가 되도록 코팅한 다음 제2건조장치(100℃)에서 30분 동안 건조 경화시켜 수분차단성 포장재를 제조하였다. 이때, 상기 제1패턴층에 형성된 패턴은 도트형(dot type)이며, 크기는 직경이 1.0㎜인 것으로 하고, 상기 제1패턴층에 형성된 패턴은 도트형(dot type)이며, 크기는 직경이 1.5㎜인 것으로 조절하였다. 또한, 상기 제1단위 패턴층 및 제2단위 패턴층은 에틸렌비닐아세테이트 에멀젼(Air Product사, 에틸렌비닐아세테이트 고형분 함량 45중량%) 80중량% 및 물 20중량%로 이루어진 코팅액을 사용하여 형성하였다. 제조된 수분차단성 포장재는 두께방향으로 기공이 형성되었으며, 밀도가 0.78g/㎤이였다. 또한, 실시예 1과 동일한 흡습제 200g을 사용하여 수분차단성 포장재에 넣고 열접착에 의해 밀봉하여 흡습제품을 제조하고, 이를 사용하여 흡습율, 방출율, 내열성, 성능안정성 및 항온합습 유지특성을 평가하였다.
(실시예 3)
폴리에틸렌 부직포(남양부직포(주), 밀도 0.94g/㎤, 5,000㎛ 두께)를 부직포롤 축에 걸고 가이드롤을 지나 제1전사롤을 거쳐 상기 부직포의 일면 상부 전체 면적에 대하여 제1단위 패턴층을 250㎛ 두께가 되도록 코팅한 다음 제1건조장치(80℃)에서 30분 동안 건조 경화시켰다. 다음으로, 상기 제1단위 패턴층이 형성된 부직포를 제2전사롤을 거치도록 하여 제2단위 패턴층을 250㎛ 두께가 되도록 코팅한 다음 제2건조장치(100℃)에서 30분 동안 건조 경화시켜 수분차단성 포장재를 제조하였다. 이때, 상기 제1패턴층에 형성된 패턴은 도트형(dot type)이며, 크기는 직경이 1.5㎜인 것으로 하고, 상기 제1패턴층에 형성된 패턴은 도트형(dot type)이며, 크기는 직경이 1.5㎜인 것으로 조절하였다. 또한, 상기 제1단위 패턴층 및 제2단위 패턴층은 에틸렌비닐아세테이트 에멀젼(Air Product사, 에틸렌비닐아세테이트 고형분 함량 45중량%) 80중량% 및 물 20중량%로 이루어진 코팅액을 사용하여 형성하였다. 제조된 수분차단성 포장재는 두께방향으로 기공이 형성되었으며, 밀도가 0.83g/㎤이였다. 또한, 실시예 1과 동일한 흡습제 200g을 사용하여 수분차단성 포장재에 넣고 열접착에 의해 밀봉하여 흡습제품을 제조하고, 이를 사용하여 흡습율, 방출율, 내열성, 성능안정성 및 항온합습 유지특성을 평가하였다.
(실시예 4)
폴리에틸렌 부직포(남양부직포(주), 밀도 0.94g/㎤, 5,000㎛ 두께)를 부직포롤 축에 걸고 가이드롤을 지나 제1전사롤을 거쳐 상기 부직포의 일면 상부 전체 면적에 대하여 제1단위 패턴층을 250㎛ 두께가 되도록 코팅한 다음 제1건조장치(80℃)에서 30분 동안 건조 경화시켰다. 다음으로, 상기 제1단위 패턴층이 형성된 부직포를 제2전사롤을 거치도록 하여 제2단위 패턴층을 250㎛ 두께가 되도록 코팅한 다음 제2건조장치(100℃)에서 30분 동안 건조 경화시켜 수분차단성 포장재를 제조하였다. 이때, 상기 제1패턴층에 형성된 패턴은 도트형(dot type)이며, 크기는 직경이 1.0㎜인 것으로 하고, 상기 제1패턴층에 형성된 패턴은 도트형(dot type)이며, 크기는 직경이 2.5㎜인 것으로 조절하였다. 또한, 상기 제1단위 패턴층 및 제2단위 패턴층은 에틸렌비닐아세테이트 에멀젼(Air Product사, 에틸렌비닐아세테이트 고형분 함량 45중량%) 80중량% 및 물 20중량%로 이루어진 코팅액을 사용하여 형성하였다. 제조된 수분차단성 포장재는 두께방향으로 기공이 형성되었으며, 밀도가 0.84g/㎤이였다. 또한, 실시예 1과 동일한 흡습제 200g을 사용하여 수분차단성 포장재에 넣고 열접착에 의해 밀봉하여 흡습제품을 제조하고, 이를 사용하여 흡습율, 방출율, 내열성, 성능안정성 및 항온합습 유지특성을 평가하였다.
(실시예 5)
폴리에틸렌 부직포(남양부직포(주), 밀도 0.94g/㎤, 5,000㎛ 두께)를 부직포롤 축에 걸고 가이드롤을 지나 제1전사롤을 거쳐 상기 부직포의 일면 상부 전체 면적에 대하여 제1단위 패턴층을 380㎛ 두께가 되도록 코팅한 다음 제1건조장치(80℃)에서 30분 동안 건조 경화시켰다. 다음으로, 상기 제1단위 패턴층이 형성된 부직포를 제2전사롤을 거치도록 하여 제2단위 패턴층을 250㎛ 두께가 되도록 코팅한 다음 제2건조장치(100℃)에서 30분 동안 건조 경화시켜 수분차단성 포장재를 제조하였다. 이때, 상기 제1패턴층에 형성된 패턴은 도트형(dot type)이며, 크기는 직경이 1.0㎜인 것으로 하고, 상기 제1패턴층에 형성된 패턴은 도트형(dot type)이며, 크기는 직경이 1.5㎜인 것으로 조절하였다. 또한, 상기 제1단위 패턴층 및 제2단위 패턴층은 에틸렌비닐아세테이트 에멀젼(Air Product사, 에틸렌비닐아세테이트 고형분 함량 45중량%) 80중량% 및 물 20중량%로 이루어진 코팅액을 사용하여 형성하였다. 제조된 수분차단성 포장재는 두께방향으로 기공이 형성되었으며, 밀도가 0.87g/㎤이였다. 실시예 1과 동일한 흡습제 200g을 사용하여 수분차단성 포장재에 넣고 열접착에 의해 밀봉하여 흡습제품을 제조하고, 이를 사용하여 흡습율, 방출율, 내열성, 성능안정성 및 항온합습 유지특성을 평가하였다.
(비교예 1)
폴리에틸렌 부직포(남양부직포(주), 밀도 0.94g/㎤, 5,000㎛ 두께)를 부직포롤 축에 걸고 가이드롤을 지나 제1전사롤을 거쳐 상기 부직포의 일면 상부 전체 면적에 대하여 에틸렌비닐아세테이트 에멀젼(Air Product사, 에틸렌비닐아세테이트 고형분 함량 45중량%) 80중량% 및 물 20중량%로 이루어진 코팅액을 사용하여 수분차단층을 형성하였다. 이를 제1건조장치(80℃)에서 30분 동안 건조 경화시켜 수분차단성 포장재를 제조하였다. 또한, 실시예 1과 동일한 흡습제 200g을 사용하여 수분차단성 포장재에 넣고 열접착에 의해 밀봉하여 흡습제품을 제조하고, 이를 사용하여 흡습율, 방출율, 내열성, 성능안정성 및 항온합습 유지특성을 평가하였다.
(비교예 2)
폴리에틸렌 부직포(남양부직포(주), 밀도 0.94g/㎤, 5,000㎛ 두께)를 부직포롤 축에 걸고 가이드롤을 지나 제1전사롤을 거쳐 상기 부직포의 일면 상부 전체 면적에 대하여 제1단위 패턴층을 250㎛ 두께가 되도록 코팅한 다음 제1건조장치(80℃)에서 30분 동안 건조 경화시켜 수분차단성 포장재를 제조하였다. 이때, 상기 제1패턴층에 형성된 패턴은 도트형(dot type)이며, 크기는 직경이 1.0㎜인 것으로 조절하였다. 상기 제1단위 패턴층은 에틸렌비닐아세테이트 에멀젼(Air Product사, 에틸렌비닐아세테이트 고형분 함량 45중량%) 80중량% 및 물 20중량%로 이루어진 코팅액을 사용하여 형성하였다. 제조된 수분차단성 포장재는 밀도가 0.89g/㎤이였다. 또한, 실시예 1과 동일한 흡습제 200g을 사용하여 수분차단성 포장재에 넣고 열접착에 의해 밀봉하여 흡습제품을 제조하고, 이를 사용하여 흡습율, 방출율, 내열성, 성능안정성 및 항온합습 유지특성을 평가하였다.
흡습율(%) 방출율(%) 내열성 성능안정성 항온항습
유지특성
50±2 ℃ 70±2 ℃
실시예 1 183.4 98.5 100.2
실시예 2 189.2 102.6 107.8
실시예 3 194.5 97.2 99.7
실시예 4 167.3 125.4 130.8
실시예 5 164.8 117.3 130.5
비교예 1 38.5 36.1 42.7 × ×
비교예 2 147.9 122.9 125.6 ×
상기 표 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 3은 흡습율이 뛰어나며 방출성에 있어서 제한적으로 수분을 방출하여 장치 내 항온항습 유지특성이 탁월함을 확인할 수 있었다. 또한, 내열성, 성능안정성이 뛰어났다. 한편, 실시예 4 및 5는 수분 방출이 실시예 1 내지 3에 비하여 많이 되어 흡습제가 수분을 포화하여 방출하게 되는 경우 장치 내 습도를 오히려 높일 수 있는 우려가 있다. 비교예 1은 패턴을 형성하지 않고 부직포의 상부면에 수분차단층을 형성하는 경우로, 흡습제를 이용한 흡습율이 떨어졌고, 수분 방출 효과도 거의 없었다. 또한, 성능안정성 및 항온항습 효과도 확인할 수 없었다. 비교예 2는 패턴층이 단층인 경우로, 수분 방출 제어가 용이하지 않고, 성능안정성이 다소 떨어지며, 항온항습 유지특성을 구현하지 못하였다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술되는 특허 청구 범위뿐 아니라 이 특허 청구 범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
11: 부직포롤, 12: 가이드롤
13: 제1전사롤 14: 제1건조장치
15: 제2전사롤 16: 제1건조장치
17: 권취롤 18: 제1코팅액 저장조
19: 제2코팅액 저장조

Claims (7)

  1. 부직포 일면의 전체 면적에 서로 상이한 패턴 크기 또는 두께를 갖는 복수의 단위 패턴층이 적층되며,
    인접하는 단위 패턴층에 형성된 패턴에 의해 두께 방향으로 기공이 형성되고,
    상기 단위 패턴층은 에틸렌비닐아세테이트 에멀젼을 함유한 코팅 조성물로 형성된 것인 수분제어가 가능한 흡습제 포장재.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 단위 패턴층은 선형, 곡선형, 원형 및 도트형 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 패턴을 포함하는 수분제어가 가능한 흡습제 포장재.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 단위 패턴층은 패턴의 크기가 0.01 내지 2.0㎜인 것을 포함하는 수분제어가 가능한 흡습제 포장재.

  6. 삭제
  7. 삭제
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