KR102413339B1 - 내구성 및 안정성이 우수한 고성능 흡습제 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 흡습성이 우수한 동시에 내방출성도 뛰어난 고성능 흡습제 및 이를 포함하는 제품에 관한 것이다. 보다 구체적으로는 높은 흡습율을 가지면서도 동시에 내방출성이 우수한 고성능의 흡습제 및 이로부터 제조되는 제품에 관한 것이다.

Description

내구성 및 안정성이 우수한 고성능 흡습제{HIGH PERFORMANCE DESICCANT WITH EXCELLENT DURABILITY AND STABILITY}
본 발명은 흡습성 및 내방출성이 우수하며, 특히 수분 흡습열 또한 낮은 고성능 흡습제 및 이를 포함하는 제품에 관한 것이다. 보다 구체적으로는 흡습 후 내용물이 제품 밖으로 흘러나오는 것을 방지할 수 있으며, 또한 수분 흡습시 발생하는 흡습열이 낮은 고성능의 흡습제 및 이로부터 제조되는 제품에 관한 것이다.
흡습제는 용기에 내입되어 용기내의 수분을 흡습하여 용기 내에 있는 물체의 보관상태를 양호하게 유지하기 위해 사용되는 것이다. 종래에는 흡습제로 실리카겔이 많이 이용되고 있었는데, 실리카겔은 규산나트륨을 강산으로 분해시켜 제조하는 것이어서, 제조경비가 많이 들고, 폐기 시에는 쉽게 부패가 되지 않아 자연계에 잔류하면서 토양을 산성화시켜 심각한 환경오염을 일으키게 되는 약점이 있었다.
또한 흡습력이 강한 염화칼슘 또는 염화마그네슘만으로 구성된 흡습제의 경우에는 흡습성은 강하지만 흡습 후 액체 상태의 흡습액이 흘러 용기 내부에 있는 물체에 치명적인 문제를 야기 시킬 수 있다.
일반적으로 산업용 및 전자용 포장 사양으로 폴리스티렌 박스 내부에 흡습제를 투입하여 사용하며, 염화칼슘과 염화마그네슘으로 흡습 시 높은 발열로 인하여 폴리스티렌 폼의 변형과 손상을 야기한다. 또한 흡습에 따른 흡습제 내용물의 겔화 후 높은 온도와 내부 압력에 의해서 포장재 표면으로 전이 또는 용출되는 현상이 발생하며, 이러한 내용물이 용출 현상은 금속 등의 다양한 소재의 부식을 야기 시킨다.
따라서 기존 흡습제의 발열과 내용물의 용출 현상을 제어 또는 개선할 수 있는 새로운 기능의 흡습제가 요구되고 있다.
대한민국 등록특허 제10-1825698호(2018.01.30)
본 발명이 이루고자 하는 일 기술적 과제는 흡수능력 및 흡습 후 겔화된 내용물의 안정성이 우수한 흡습제를 제공하는 데 있다.
또한 본 발명은 흡습 시 발생하는 열을 내부물질로 흡열하여 폴리스티렌 폼 등의 포장소재의 변형과 손상을 개선 및 최소화하는 제품을 제공하며, 또한 흡습 후 내용물이 포장재 표면에 용출되는 문제를 개선 및 최소화하는 제품을 제공하는데 목적이 있다.
또한 본 발명은 흡습제가 수분 흡수에 의한 팽창으로 인해, 보관하는 포장지 및 용기가 파손되는 부분을 방지하는 목적이 있다.
또한 본 발명의 일 기술적 과제는 전자 또는 산업용 흡습제 및 이를 이용한 흡습제품을 제공하는 것에 있다.
본 발명은 염화마그네슘 및 염화칼슘으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 흡습물질(A),
전분 및 카복시메틸셀룰로오스로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 제1구조안정제(b-1); 및 금속 아크릴산 또는 이들의 공중합체 및 폴리아크릴아미드(Polyacryl amide) 또는 이들의 공중합체로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 제2구조안정제(b-2);로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 구조안정제(B),
카올린, 제올라이트 및 벤토나이트에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 경화성 물질(C) 및
폴리에틸렌 왁스, 폴리프로필렌 왁스, 폴리아미드 왁스, 카노바 왁스, 및 폴리테트라플루오로에틸렌 왁스로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 상전이제(D)를 포함하는 고성능 흡습제를 제공한다.
본 발명의 일 양태에 따른, 상기 고성능 흡습제는 흡습물질(A) 100 중량부에 대하여, 상기 구조안정제(B) 1 내지 100 중량부, 상기 경화성 물질(C) 1 내지 40 중량부 및 상기 상전이제 (D) 1 내지 10 중량부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따른, 상기 구조안정제(B)는 상기 제1구조안정제(b-1)과 제2구조안정제(b-2)의 혼합비율이 1: 0.3 내지 1 중량비인 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따른, 상기 흡습물질은 염화마그네슘과 염화칼슘의 혼합비율이 2:1 내지 5:1 중량비로 구성될 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따른, 상기 고성능 흡습제는 잔탄검, 로커스트빈검, 아라비아검, 카라야검, 트래거캔스검, 캐러브검 및 구아검으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 강화제(E)를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따른, 상기 고성능 흡습제는 고형화제(F)를 더 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따른, 상기 고성능 흡습제는 안정제(G)를 더 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따른, 상기 고성능 흡습제는 흡습율이 350% 이상, 내방출성이 90% 이상일 수 있다.
상기 본 발명의 일 양태로 구성된 고성능 흡습제는 흡습율이 350 % 이상으로 매우 높은 흡습성능을 가지면서도 흡습된 수분이 방출되는 것을 억제하여 내방출성을 획기적으로 향상시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 고성능 흡습제는 겔화 특성이 우수하여 흡습 후 분말상이 겔상으로 변하여 물리적인 안정성 및 내구성이 우수한 효과가 있다.
더욱이, 포장재 실링 부위 등 내용물이 유출될 위험이 있는 부분에서의 흡습액의 유출이 없어, 중요 내용물의 보관 시 흡습제에 의한 손상을 방지할 수 있으며, 과도한 팽창에 의해 포장재가 손상되는 것을 방지할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 흡습시 발생하는 흡습열이 외부로 발산되는 것을 효과적으로 차단하여, 온도에 민감한 제품 포장 및 용기 등에 사용하기에 적합한 장점이 있다.
이하 첨부된 도면들을 포함한 구체예 또는 실시예를 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 구체예 또는 실시예는 본 발명을 상세히 설명하기 위한 하나의 참조일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 여러 형태로 구현될 수 있다.
또한 달리 정의되지 않는 한, 모든 기술적 용어 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 당업자 중 하나에 의해 일반적으로 이해되는 의미와 동일한 의미를 갖는다. 본 발명에서 설명에 사용되는 용어는 단지 특정 구체예를 효과적으로 기술하기 위함이고 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다.
또한 명세서 및 첨부된 특허청구범위에서 사용되는 단수 형태는 문맥에서 특별한 지시가 없는 한 복수 형태도 포함하는 것으로 의도할 수 있다.
또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명은 높은 흡습율을 가지면서도 동시에 흡습 액체의 방출율이 낮은 고성능의 흡습제를 제공하는 것으로서,
본 발명의 일 양태는 염화마그네슘 및 염화칼슘으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 흡습물질(A),
전분 및 카복시메틸셀룰로오스로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 제1구조안정제(b-1); 및 금속 아크릴산 또는 이들의 공중합체 및 폴리아크릴아미드(Polyacryl amide) 또는 이들의 공중합체로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 제2구조안정제(b-2);로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 구조안정제(B),
카올린, 제올라이트 및 벤토나이트에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 경화성 물질(C) 및
폴리에틸렌 왁스, 폴리프로필렌 왁스, 폴리아미드 왁스, 카노바 왁스, 및 폴리테트라플루오로에틸렌 왁스로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 상전이제(D)를 포함하는 고성능 흡습제를 제공하는 것이다.
종래의 흡습력이 강한 성분만으로 구성된 흡습제는 흡습성은 강하지만 흡습 후 액체의 흡습액이 겉 포장재로 흘러나와 보존하고자하는 내용물에 손상을 줄 수 있다는 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결할 수 있는 고성능의 흡습제를 제공하고 있다. 본 발명의 고성능 흡습제는 흡습물질(A), 구조안정제(B), 경화성 물질(C) 및 상전이제(D)를 포함하는 구성이며, 본 발명의 고성능 흡습제가 갖는 효과로는 흡습율이 350 % 이상으로 예상치 못하게 향상되었으며 동시에 내방출성이 90 % 이상으로 우수하다는 점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 고성능 흡습제는 흡습 후 분말상이 겔상으로 변하는 겔화 특성이 우수하여 물리적인 안정성이 있으며, 내구성 또한 우수하다. 더욱이, 본 발명의 고성능 흡습제를 통기성 필름으로 포장한 흡습 구조체로 제조하여 사용하는 경우, 포장재 실링 부위 등 내용물이 유출될 위험이 있는 부분에서의 흡습액의 유출이 없어, 내용물의 장기 보관시에 흡습제에 의해 내용물이 변하는 것을 방지하고 흡습제가 흡습함에 따라 과도하게 팽창되어 포장재가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
또한 본 발명의 상기 고성능 흡습제는 폴리스티로폼 박스 안에 보관할 때, 열안정성이 우수하여 변형이 되지 않고, 용출안정성이 우수하면, 겔안정성 또한 우수한 흡습제를 제공한다.
본 발명의 일 양태에 따른, 상기 고성능 흡습제는 흡습물질(A) 100 중량부에 대하여, 상기 구조안정제(B) 1 내지 100 중량부, 상기 경화성 물질(C) 1 내지 40 중량부 및 상기 상전이제 (D) 1 내지 10 중량부를 포함할 수 있으며, 고성능 흡습제의 경우, 흡습율을 현저히 상승시킬 수 있으며 흡습제가 흡습한 액체가 방출되는 것을 최대한 막고 높은 겔화 안정성을 갖도록 하는 유리한 효과를 가질 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따라, 상기 흡습물질이 염화마그네슘과 염화칼슘이 혼합된 경우, 염화마그네슘과 염화칼슘의 중량비율이 2:1 내지 5:1 일 수 있으며, 상기 고성능 흡습제가 상기 비율을 가지는 상기 흡습물질을 포함할 경우, 흡습율을 현저히 상승시킬 수 있으며 흡습제가 흡습한 액체가 방출되는 것을 최대한 막고 높은 겔화 안정성을 갖도록 하는 유리한 효과를 가질 수 있다.
상기 흡습물질 성분은 염화마그네슘 및 염화칼륨이 단독으로 사용되거나 혼합해서 사용할 수 있다. 상기 흡습물질은 입경 크기에 크게 제한되는 것은 아니지만 10 내지 1,000㎛, 바람직하게는 50 내지 800㎛, 보다 바람직하게는 100 내지 600㎛인 것일 수 있다. 상기 범위에서 제조공정상 포장재에 내용물을 투입 시 흡습성분의 수분 흡수로 뭉쳐지거나 흐름성을 악화시키는 것을 방지하는 측면에서 효과적이다.
본 발명의 일 양태에 따른, 상기 구조안정제(B)는 제1구조안정제(b-1) 및 제2구조안정제(b-2)를 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 구조안정제(B)일 수 있다.
상기 제2구조안정제(b-1)는 전분 및 카복시메틸셀룰로오스로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 제1구조안정제(b-1)일 수 있으며, 상기 전분류는 특별히 제한되는 것은 아니지만, 예를 들면, 전분(starch), 가수분해전분(Hydrolyzed starch), 가교전분(Cross-linked starch) 등의 변성전분(Modified Starches)을 들 수 있으며, 셀룰로오스계 화합물은 카르복시메틸셀룰로오스(CMC), 히드록시프로필셀룰로오스, 에틸셀룰로오스, 메틸셀룰로오스, 나트륨 카복시메틸셀룰로오스, 셀룰로오스아세테이트 등을 들 수 있다. 상기 범위의 전분 및 셀룰로오스 화합물을 포함함으로써 전분이 흡습하는 경우, 목적으로 하는 물성을 구현할 수 있어 효과적이나, 이는 비한정적인 일 예일 뿐, 상기 수치범위에 제한받지 않는다.
또한, 상기 제2구조안정제(b-2)는 구체적으로 예를 들면, 폴리아크릴산 나트륨계인 2-프로펜산 나트륨 2-프로펜아마이드 중합체(SODIUM 2-PROPENOATE 2-PROPENAMIDE POLYMER), 폴리아크릴산 칼륨(Potassium Polyacrylate), 폴리아크릴산(Polyacrylic acid), 가교 결합된 폴리아크릴아미드, 소듐 폴리아크릴산, 소듐 폴리아크릴레이트 등의 금속 아크릴산 또는 이들의 공중합체 및 폴리아크릴아미드(Polyacryl amide) 등의 합성고분자를 예로 들 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 종류의 제2구조안정제(b-2)를 사용하는 경우, 흡습제가 흡습 후 팽창될 시 흡습제가 스폰지와 같은 연질의 특성을 갖도록 할 뿐만 아니라 흡습 후 조해성으로 인해 흡습제가 액화되는 것을 방지하는 측면에서 효과적이다.
또한, 상기 구조안정제(B)는 흡습물질 100 중량부에 대하여, 1 내지 100 중량부, 바람직하게는 10 내지 80 중량부, 보다 바람직하게는 15 내지 60 중량부가 포함될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 범위의 구조안정제(B)를 포함하는 경우, 흡습률, 내방출성이 더욱 우수해지며, 특히 상기 고성능 흡습제의 안정성이 더욱 증가하는 효과를 가질 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따른, 상기 구조안정제(B)는 상기 제1구조안정제(b-1)과 제2구조안정제(b-2)의 혼합비율이 1: 0.3 내지 1 중량비일 수 있으며, 바람직하게는 상기 혼합비율이 1: 0.5 내지 0.8 중량비일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 중량비로 혼합되었을 경우 상기 고성능 흡습제의 수분함량에 따른 내방출성 및 안정성이 우수하다.
또한, 상기 경화성 물질(C)은 평균입경이 1 내지 500㎛인 경화성 물질을 채택할 수 있으며, 좋게는 10 내지 300㎛인 경화성 무기물을 혼합한 것을 포함할 수 있다. 상기 범위 내의 평균입경을 갖는 경화성 물질을 포함함으로써, 흡습성 및 내방출성을 더욱 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 흡습에 따른 팽창률을 저감하여 흡습제품의 안정성을 확보하는데 더욱 효과적이다. 상기 경화성 물질(C)은 상기 흡습물질 100 중량부에 대하여 1 내지 40중량부, 바람직하게는 10 내지 30중량부 포함할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 10 내지 20 중량부가 포함될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기의 범위로 경화성 물질을 포함하는 경우, 흡습성능의 저하 없이 흡습제가 조해성으로 인해 액화되어 분리되는 것을 억제하는 면에서 효과적이나, 이는 비한정적인 일 예일 뿐, 상기 수치범위에 제한받지 않는다.
상기 상전이제(D)는 본 발명의 흡습제가 수분을 흡수 할 때, 발열반응이 많이 일어나므로, 그 열에 의해 보관용기인 외부의 폴리스티렌 폼이 변형을 일으킬 수 있는데, 이를 방지하고 상기 흡습제의 발열을 흡수하여 상 변환되면서 쿨링 효과를 부여할 수 있다. 이러한 쿨링 효과의 증대로 흡습제를 포장한 투과성 필름의 외부로 누출되는 수분의 함량을 최대한 억제하여 외부의 오염을 방지할 수 있어서 좋다.
상기 상전이제(D)는 상기 흡습물질 100 중량부에 대하여, 1 내지 10 중량부, 바람직하게는 2 내지 8 중량부, 더욱 바람직하게는 3 내지 6 중량부가 포함될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 함량의 범주에서, 흡습율을 장기적으로 흡습효과가 우수하도록 유지하며, 용출안정성에서도 우수하므로 더욱 선호되지만 반드시 이에 한정하는 것은 아니다.
본 발명의 일 양태에 따른, 상기 강화제(E)는 고성능 흡습제는 잔탄검, 로커스트빈검, 아라비아검, 카라야검, 트래거캔스검, 캐러브검 및 구아검으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 더 포함할 수 있으며, 바람직하게는 잔탄검, 로커스트빈검, 아라비아검 및 구아검을 더 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 상기 강화제는 상기 흡습물질 100 중량부에 대하여, 1 내지 40중량부, 바람직하게는 5 내지 30중량부, 더욱 바람직하게는 10 내지 25 중량부가 포함될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 함량의 범주에서, 흡습율 및 내방출성이 더욱 증가하며, 수분흡수로 인한 과도한 팽창을 억제하면서 동시에 흡습 후 조해성으로 인해 흡습제가 액화될 때, 상기 고성능 흡습제의 구조가 무너지지 않게 하는 효과를 갖는다.
또한 본 발명은 상기 흡습제가 흡습한 후, 수분에 의해 액화되는 것을 방지하기 위하여 산화마그네슘 및 산화칼슘으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나 이상을 포함하는 고형화제(F)를 포함한다. 본 발명의 상기 고형화제로 산화마그네슘의 경우, 상업화된 예로 KONOSHIMA CHEMICAL사의 STARMAG 50 등을 사용할 수 있다. 상기 고형화제는 상기 흡습제가 수분을 흡습함에 따라 경화되어 흡습제의 액상화를 지연하거나 방지하는 역할을 하는 것으로 본 발명에서는 매우 중요한 구성요소들이다.
본 발명의 상기 고성능 흡습제는 흡습물질 100 중량부에 대하여, 상기 고형화제(F) 1 내지 20 중량부, 바람직하게는 2 내지 15 중량부, 더욱 바람직하게는 3 내지 10중량부가 포함될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 고형화제(F)의 함량이 상기 범주의 것일 경우, 액상화를 방지하여 흡습제의 상분리를 억제하고, 조해성 흡습제의 분리를 억제할 수 있으며, 흡습 성능을 장기간 유지시키는 역할을 하므로 더욱 선호된다.
또한 본 발명의 흡습제는 안정제(G)로 금속 스테아린산을 더 포함할 수 있으며, 상기 금속 스테아린산은 마그네슘, 칼슘 등의 알카리토금속과 C6 내지 C20의 알킬에스테르 화합물이 결합된 화합물일 수 있으며, 바람직하게는 마그네슘 스테아레이트일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 상기 고성능 흡습제는 흡습물질 100 중량부에 대하여, 상기 안정제(G) 1 내지 20 중량부, 바람직하게는 2 내지 15 중량부, 더욱 바람직하게는 3 내지 10중량부가 포함될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 흡습에 의해 고화를 방지하는 것이며, 상기 본 발명의 내용출성 첨가제 및 경화성 무기물과 결합하여, 수분을 흡수하여도 고화를 방지하여, 지속적인 흡습효과를 유지할 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태로써, 상기 일 양태에 따라 제조된 고성능 흡습제를 통기성 필름으로 포장한 고성능 흡습 구조체로 제조할 수 있다. 상기 고성능 흡습제는 과립형 또는 분말형 일 수 있으며, 상기 고성능 흡습제 구조체는 형상이나 크기가 특별히 제한되지 않고 필요에 따라 최적의 설계가 가능하다. 상기 통기성 필름은 타이벡 필름 등인 것일 수 있다. 구체적으로 상업화된 예를 들면, Dupont사, 1056D 등을 사용할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 상기 고성능 흡습 구조체는 통기성 필름의 형상이나 크기가 특별히 제한되지 않고 필요에 따라 최적의 설계 가능하다. 일 예로, 상술한 통기성 필름 두 장을 대향시키고, 대향되어 마주보는 두 장의 통기성 필름 사이에 흡습제를 위치시킨 다음 열씰링(heat-sealing)을 통해 밀봉하여 제품으로 제조될 수 있다.
상기 통기성 필름은 폴리프로필렌(PP, polypropylene) 부직포, 고밀도 폴리에틸렌(HDPE, high-density polyethylene) 부직포, 고밀도 폴리에틸렌(HDPE, high-density polyethylene) 필름, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE, low-density polyethylene) 부직포, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE, low-density polyethylene) 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET, polyethylene terephthalate) 부직포, 종이, 및 천으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
바람직하게, 본 발명의 고성능 흡습 구조체에 포함되는 통기성 포장재의 포장필름은 폴리프로필렌(PP, polypropylene) 부직포, 고밀도 폴리에틸렌(HDPE, high-density polyethylene) 부직포, 고밀도 폴리에틸렌(HDPE, high-density polyethylene) 필름, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE, low-density polyethylene) 부직포, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE,low-density polyethylene) 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET, polyethylene terephthalate) 부직포, 종이 및 천으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 둘 이상을 포함하는 합지 형태일 수 있다.
보다 바람직하게, 본 발명의 고성능 흡습 구조체에 포함되는 통기성 포장재의 포장필름은 고밀도 폴리에틸렌(HDPE, highdensity polyethylene) 부직포, 고밀도 폴리에틸렌(HDPE, high-density polyethylene) 필름, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE, low-density polyethylene) 부직포, 및 저밀도 폴리에틸렌(LDPE, low-density polyethylene) 필름으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 둘 이상을 포함하는 열 합지 형태일 수 있다. 이에 따라 상기 선택된 적어도 둘 이상의 재질을 열 합지 후, 합지 형태의 재질에 천공을 형성하여 통기성 포장 필름을 제조할 수 있다.
상기 열 합지 형태의 통기성 포장 필름의 사용으로, 포장재의 우수한 내열성이 확보되며, 충전된 본 발명의 흡습제의 우수한 내방출성을 더욱 안정적으로 유지할 수 있는 장점이 있다.
상기 고밀도 폴리에틸렌 부직포의 경우, 상업화된 예로 Dupont사의 타이벡(tyvek) 등을 사용할 수 있다. 상기 저밀도 폴리에틸렌 부직포는 바람직하게 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE, Linear low-density polyethylene) 부직포일 수 있으며, 상기 저밀도 폴리에틸렌 필름은 바람직하게 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE, Linear lowdensity polyethylene) 필름일 수 있다.
상기 고성능 흡습제가 상기 물질들을 포함함에 따라, 우수한 흡습율을 가지면서 동시에 우수한 내방출성을 가질 수 있다.
구체적으로는 상기 고성능 흡습제는 흡습율이 350% 이상, 내방출성이 90% 이상일 수 있으며, 바람직하게는 흡습율이 380% 내지 900%, 내방출성이 95% 이상일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 흡습율이 400% 내지 800%, 내방출성이 98% 이상일수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 상기 고성능 흡습제는 열안정성 및 안정성이 우수하여, 전자 또는 산업용 흡습제 등에 사용하기에 적합하며, 특히 온도에 민감한 제품 포장 및 용기 등에 사용하기에 적합한 장점이 있다.
이하, 실시예 및 비교예를 바탕으로 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 실시예 및 비교예는 본 발명을 더욱 상세히 설명하기 위한 하나의 예시일 뿐, 본 발명이 하기 실시예 및 비교예에 의해 제한되는 것은 아니다.
[물성측정방법]
1. 흡습율: 40℃ 온도, 90% 상대습도의 항온항습 조건에서 중량 변화(24시간 기준)가 0.5% 미만일 때까지 흡습 시킨 후 최종 만습 시 무게를 측정하여 하기 식으로 흡습율을 계산하였다.
흡습율 = (최종 흡습제품 무게 - 최초 흡습제품의 무게)/최초 흡습제품의 무게×100
2. 안정성 : 흡습 과정에서 흡습제 내용물의 상분리, 누출, 포장지 손상 등의 제품 안정성을 육안으로 평가하였다.
(내용물의 상분리, 내용물 누출 및 포장지 손상이 전혀 없으면 안정성 우수 ○로 표기, 이중 어느 하나라도 있으면 ×로 표기함)
3. 내방출성 : 흡습제품을 40℃ 온도, 90% 상대습도 조건 하에서 만습 후, 50℃의 오븐에서 2시간 동안 건조 시킨 후 각각 초기 만습 및 건조 후의 흡습율을 측정한다. 초기 흡습을 진행하고 이후 건조를 거침으로서, 초기와 건조 후의 흡습율을 측정하며, 내방출성은 하기의 식으로 계산된다. 일 예로 내방출성 90%는 초기에 흡습한 수분의 90%가 건조 후에 잔류하는 것을 의미한다.
내방출성 = 건조 후 흡습율/초기 흡습율×100
4. 겔안정성 : 흡습제품을 40℃ 온도, 90% 상대습도 조건 하에서 만습 후, 겔화 정도를 육안으로 평가한다. 이때, 내용물이 겔화되지 않으면 X, 겔화되어 있으면 ○, 겔 안정성이 매우 우수한 경우 ◎로 표기한다.
5. 열변형안정성
3 ~ 6cm의 두께로 성형된 스티로폼 용기 내에 고성능 흡습제를 장착한 후, 60℃, 90% 상대습도의 항온항습기에서 흡습제품을 30일간 흡습한 후, 접촉된 스티로폼 용기의 외관 변형을 육안으로 평가한다.
○ : 흡습제와 접촉한 스티로폼 용기 표면의 변형이 발생하지 않은 경우, 열변형 안정성이 확보된 것으로 표기함.
X : 흡습제와 접촉한 스티로폼 용기 표면의 변형이 발생한 경우, 열변형 안정성이 확보되지 않은 것으로 표기함.
하기 실시예 및 비교예에 사용된 흡습제 재료의 제원은 하기 표 1과 같다.
[실시예 1 내지 10]
하기 표 1 과 같은 조성으로, 혼합기를 이용하여 균일하게 혼합하여 혼합 조성물을 형성 후, 혼합 조성물을 분쇄기로 분쇄함으로서 실시예 1, 2, 3 및 4 의 분말형 흡습제 50g을 제조하였다.
이어서, 통기성 필름을 두 장 사용하여 서로 대향하게 놓고 그 사이에 상기 실시예 1, 2, 3 및 4 에서 제조된 흡습제를 투입한 후, 열씰링기를 이용하여 120℃에서 가공하여 흡습제품을 제조하였다. 상기 통기성 필름은 타이벡 필름(Dupont사, 1056D)을 사용하고, 포장재의 씰링되는 부분은 길이, 100mm와 너비 100mm로 하였다. 상기 통기성 필름은 핫멜트 코팅액[주식회사 다경코팅: 아크릴 라텍스 점착제(투명 군집체) 25 중량%, 아크릴 라텍스(수지) 8 중량%, EVA를 포함한 핫멜트 접착제 8 중량%, 톨루엔 55 중량%, 경화제 4 중량%]을 타이벡 필름 상에 도포 건조한 이중막 구조(합성라텍스/타이벡:코팅층 두께 5㎛)로 제조한 것을 사용하였다. 상기 와 같은 방법으로 제조된 고성능 흡습 구조체의 물성을 측정하여 하기 표3에 그 결과를 나타내었다.
[비교예 1 내지 3]
하기 표 2와 같이 조성을 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여, 제조된 고성능 흡습 구조체의 물성을 측정하여 하기 표 3에 그 결과를 나타내었다.
구분 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 실시예6 실시예7 실시예8 실시예9 실시예10
MgCl2 100 75 50 25 83 100 100 100 100 100
CaCl2 - 25 50 75 17 - - - - -
제1구조안정제 26 26 26 26 26 26 26 26 26 -
상전이제 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5
경화성 물질 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15
제2구조안정제 18 18 18 18 18 18 18 18 - 18
강화제 - - - - - 15 15 - 15 15
고형화제 - - - - - 5 - 5 5 5
안정제 - - - - - 5 - 5 5 5
구분 비교예1 비교예2 비교예3
MgCl2 100 100 100
CaCl2 - - -
제1구조안정제 - 26 26
상전이제 4.5 - 4.5
경화성 물질 15 15 -
제2구조안정제 - 18 18
강화제 - - -
고형화제 - - -
안정제 - - -
MgCl2 : Aldrich, 순도 94%, 평균입경 250 ㎛
CaCl2 : Aldrich, 순도 94%, 평균입경 250 ㎛
제1구조안정제: 옥수수 전분, ㈜대상
상전이제: 폴리에틸렌(PE) 왁스, SFC사 LH1200, 연화점 109±3℃
경화성 물질: 카올린, 삼전화학, 순도 98%
제2구조안정제: 폴리아크릴아마이드-소듐 아크릴레이트 (Polyacrylamide - Sodium acrylate, 분자량 50,000 g/mol,비중 0.7)
강화제: 구아검, Haji dossana gum사
고형화제: MgO, KONOSHIMA CHEMICAL사, STARMAG 50, 평균입경 30 ㎛
안정제: Mg-스테아레이트, 신원화학
흡습율(%) 내방출성
(%)		 안정성 겔안정성 열 안정성
실시예 1 400 93.5 ○ ○ ○
실시예 2 450 100.1 ○ ○ ○
실시예 3 365 92.4 ○ ○ ○
실시예 4 375 90.8 ○ ○ ○
실시예 5 440 100.2 ○ ○ ○
실시예 6 511 100.6 ○ ◎ ○
실시예 7 430 100.5 ○ ◎ ○
실시예 8 440 96.5 ○ ◎ ○
실시예 9 430 100.3 ○ ○ ○
실시예 10 410 98.3 ○ ○ ○
비교예 1 82.9 52.1 X X X
비교예 2 72.4 65 X X X
비교예 3 134.8 49.2 X X X
이상과 같이 본 발명에서는 특정된 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (8)

  1. 염화마그네슘 및 염화칼슘으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 흡습물질(A),
    전분 및 카복시메틸셀룰로오스로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 제1구조안정제(b-1); 및 금속 아크릴산 또는 이들의 공중합체 및 폴리아크릴아미드(Polyacryl amide) 또는 이들의 공중합체로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 제2구조안정제(b-2);로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 구조안정제(B),
    카올린, 제올라이트 및 벤토나이트에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 경화성 물질(C) 및
    폴리에틸렌 왁스, 폴리프로필렌 왁스, 폴리아미드 왁스, 카노바 왁스, 및 폴리테트라플루오로에틸렌 왁스로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 상전이제(D) 를 포함하며,
    상기 구조안정제(B)는 상기 제1구조안정제(b-1)과 제2구조안정제(b-2)의 혼합비율이 1: 0.3 내지 1 중량비인 것인 고성능흡습제로서, 상기 고성능 흡습제는 흡습율이 350% 이상, 내방출성이 90% 이상인 고성능 흡습제.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 고성능 흡습제는 흡습물질(A) 100 중량부에 대하여, 상기 구조안정제(B) 1 내지 100 중량부, 상기 경화성 물질(C) 1 내지 40 중량부 및 상기 상전이제 (D) 1 내지 10 중량부 를 포함하는 고성능 흡습제.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 흡습물질은 염화마그네슘과 염화칼슘의 혼합비율이 2:1 내지 5:1 중량비로 구성된 고성능 흡습제.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 고성능 흡습제는 잔탄검, 로커스트빈검, 아라비아검, 카라야검, 트래거캔스검, 캐러브검 및 구아검으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 강화제(E)를 더 포함하는 것인 고성능 흡습제.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 고성능 흡습제는 고형화제(F)를 더 포함하는 것인 고성능 흡습제.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 고성능 흡습제는 안정제(G)를 더 포함하는 것인 고성능 흡습제.
  8. 삭제
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