KR102545683B1 - 자동차 램프용 습기 제어 모듈 - Google Patents

자동차 램프용 습기 제어 모듈 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 자동차 램프용 습기 제어 모듈은 수용부 내부에 흡습조성물을 포함하고, 이를 통기성의 통기성필름과 커버로 밀봉함으로써 파우치 형태의 흡습제에 비해 장착 시간과 공간, 비용을 절감할 수 있으며, 자동화 공정 적용이 가능한 장점을 가진다.
또한 장기간 흡습 성능이 지속되며, 온도 변화에 따라 내부에 결로가 생기기 쉬운 밀폐된 장치, 특히 자동차 램프에 사용 시 내부 습도를 낮게 유지시켜 내부에 안개 결로가 발생되지 않으면서도 동시에 흡습조성물의 팽창에 따른 포장재의 파손 등을 방지하는 효과를 가진다.

Description

자동차 램프용 습기 제어 모듈{A Moisture control module for automotive lamps}
본 발명은 자동차 램프용 습기 제어 모듈에 관한 것으로, 특히 차량의 램프에 장착되어 램프 내부의 습기를 제거하기 위한 흡습 구조체에 관한 것이다.
일반적으로, 차량은 야간 주행 시에 차량 주변에 위치한 대상물을 용이하게 확인하기 위한 조명 기능 및 다른 차량이나 도로 이용자들에게 차량의 주행 상태를 알리기 위한 신호 기능을 가지는 다양한 종류의 램프를 구비하고 있다. 예를 들어, 주로 조명 기능을 목적으로 하는 헤드라이트(headlight) 등을 구비하고 있다.
이러한 자동차 램프는 빛을 비추는 일반적인 기능 이외에 디자인 측면에서 소비자의 감성을 향상시킬 수 있는 중요한 부품이다. 소비자의 차별화된 높은 수준의 디자인이 요구되는 가운데, LED와 같은 광원의 등장은 디자인의 자유도를 높이고, 램프 구조가 더욱 복잡해지고 있다. 협소해진 내부 공간은 성능 만족을 위한 다양한 공학적인 과제를 만들고 있다.
자동차의 운송 혹은 보관 시, 헤드램프, 리어램프, 포그램프 및 DRL(Daytime Running Light) 등과 같은 램프 내부에는 유입되는 습기로 인하여 결로 현상이 발생된다. 이는 배광 성능의 저하뿐만 아니라 실장된 전자 디바이스의 손상을 야기할 수 있다. 더구나, 심미적인 측면에서 소비자의 불만을 증대시키고, 클레임에 따른 램프 교체 등으로 인한 산업적 손실이 크다.
차량용 램프는 내부에 마련되는 광원이 점등 또는 소등됨에 따라 램프의 내부 온도가 변화된다. 즉, 광원이 점등되면 광원의 발열에 의해 램프 내부 온도가 상승하게 됨에 따라 램프 내부의 공기가 열팽창을 이루게 된다. 따라서, 광원의 점등 시 램프의 내부 공기를 외부로 배출시키고 반대로 광원의 소등 시 외부의 공기가 램프 내부로 유입되도록 램프의 일측에는 벤트 홀(Vent hole)이 마련된다.
벤트 홀을 통한 램프의 내부공기 배출 시점은 광원이 점등되어 램프 내부의 온도가 상승됨에 따라 내부공기가 열팽창을 이루는 경우이고, 벤트 홀을 통한 외부공기의 흡입 시점은 광원이 소등되어 램프 내부의 온도가 저하되어 외부 온도와 유사하게 되는 경우이다.
그런데, 차량용 램프는 광원의 점등과 소등이 반복되는 과정에서, 벤트 홀을 통하여 외부 공기가 램프 내부로 유입되면서, 외부 공기에 포함된 습기 또한 램프의 내부로 유입된다. 이러한 습기가 배출되지 않고 수분으로 변하여 렌즈 면에 결로가 생성된다.
이와 같이 램프 내부에 결로가 생성되는 경우, 전등에서 조사되는 광이 산란, 반사될 수 있으며, 이에 따라 차량용 램프의 조명 기능 및/또는 신호 기능을 저하시킬 뿐만 아니라, 전자 부품 누전 발생 등의 안전사고가 발생될 위험이 높아지는 문제점이 있다.
종래에는 차량용 램프 내부로 유입된 습기를 제습하기 위해, 흡습제가 담겨있는 포 형태의 흡습포를 램프의 후면에 위치한 더스트 커버에 삽입하거나 램프 하우징 내부에 장착한다.
이러한 경우, 포 형태의 흡습포가 더스트 커버 또는 램프 하우징에 삽입되는 과정에서, 제한된 장착공간에 사각포 형상의 흡습포를 구겨서 넣거나, 접어서 삽입한다. 부직포 형태의 흡습포 제품의 형상을 구겨서 넣기 때문에, 구겨진 부분에 내구성이 떨어진다. 따라서, 차량 운행 시 진동 및 환경 변화에 따른 내구성 저하로 접합 부위가 터지거나 외피가 손상되는 문제가 발생한다. 또한, 포 형태의 흡습포는 내부의 흡습제가 습기를 제습하여 부풀어 오름에 따라 터지는 문제가 발생한다.
여기에 포 형태의 흡습제를 브라켓 등의 수용용기에 장착하는 경우 상기 브라켓은 구겨진 파우치 형태의 흡습제를 누르면서 고정하는데, 압력으로 인해 상기 흡습제가 흡습한 수분이 다시 방출되는 문제를 야기한다. 또한, 상기 파우치 형태의 흡습제를 더스트 커버에 적용하는 공정에서 잘못된 볼트 체결과정에서 흡습제를 파손시킬 수 있으며, 내용물이 외부로 분출되는 불량이 발생되는 위험이 있다. 또한, 수작업으로 공정을 진행하므로 생산성이 떨어지는 문제점이 있다.
대한민국 공개특허 제10-2019-0091991호 (2019년 08월 07일)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 상세하게는 장기간 흡습 성능이 지속되며, 온도 변화에 따라 내부에 결로가 생기기 쉬운 밀폐된 장치, 특히 자동차 램프에 사용 시 내부 습도를 낮게 유지시켜 내부에 안개 결로가 발생되지 않도록 하는 습기 제어 기능이 탁월한 자동차 램프용 습기 제어 모듈를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 기존의 파우치 타입의 제습제가 가지는 단점인 흡습에 따른 팽창으로 인한 제품 손상, 누액 용출과, 이로 인해 제습제가 구비된 램프 내부에 실장된 부품 등의 부식을 촉진시키거나 불량을 야기하고 내구성을 저하시키는 문제를 해결한 자동차 램프용 습기 제어 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 자동차 램프용 습기 제어 모듈에 관한 것이다.
본 발명의 일 양태는,
상면이 개방되고 흡습조성물을 수용하는 내부공간을 가지는 수용부;
상기 수용부의 상부에 체결되며, 일면에 외부와 통기가 가능하도록 개방된 개방영역 및 팽창에 의한 커버 손상을 방지하기 위해 폐쇄된 폐쇄영역이 형성되고, 내측에 융착된 통기성필름을 포함하는 커버; 및
상기 수용부에 수용되는 흡습조성물;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 램프용 습기 제어 모듈에 관한 것이다.
본 발명에서 상기 통기성필름은 통기성 재질로 구비되는 것을 특징으로 하며, 구체적으로, 상기 통기성필름은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 및 폴리트리메틸렌테레프탈레이트에서 선택되는 어느 하나 또는 복수의 합성섬유로 형성된 부직포로 제조될 수 있으며,
추가로 상기 통기성필름은 상기 부직포의 일면 또는 양면에 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리아미드 및 폴리아크릴에서 선택되는 어느 하나 또는 복수의 필름층이 더 적층될 수 있다.
또한 상기 통기성필름은 KS K 0594 규격에 의거한 투습도가 400 내지 6,000 g/㎡·24hr인 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 수용부는 내부에 격벽을 더 구비할 수 있으며, 상기 격벽은 격자형, 방사형, 평행형 및 어골형에서 선택되는 어느 하나의 배열 형태를 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 흡습 조성물은 금속염화물, 금속산화물, 금속수산화물 및 증점제를 포함하는 것일 수 있다. 또한, 상기 흡습 조성물은 충전재를 더 포함할 수 있다. 상기 금속염화물은 염화마그네슘, 염화칼슘 또는 이들의 혼합물이며, 상기 금속산화물은 산화마그네슘일 수 있으며, 상기 산화마그네슘은 경소 마그네슘 및 경소 마그네슘을 포함하는 2종 이상의 물성이 상이한 성분을 사용할 수 있다. 또한, 상기 충전재는 펄라이트, 백토와 수산화알루미늄을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명에 따른 자동차 램프용 습기 제어 모듈은 파우치 형태의 흡습제에 비교하여 장착 시간과 공간, 비용을 절감할 수 있으며, 자동화 공정 적용이 가능한 장점을 가진다.
또한 장기간 흡습 성능이 지속되며, 온도 변화에 따라 내부에 결로가 생기기 쉬운 밀폐된 장치, 특히 자동차 램프에 사용 시 내부 습도를 낮게 유지시켜 내부에 안개 결로가 발생되지 않으면서도 동시에 팽창에 따른 포장재의 파손과 내용물의 누출, 용출 및 이에 따른 자동차 내부 부품의 오작동이나 부식 등을 방지하는 효과를 가진다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 자동차 램프용 습기 제어 모듈의 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 수용부의 상면도 및 단면도이다.
이하, 실시예 및 비교예를 들어 본 발명에 따른 자동차 램프용 습기 제어 모듈을 더욱 상세히 설명한다. 다만 다음에 소개되는 구체예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다.
따라서 본 발명은 이하 제시되는 구체예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있으며, 이하 제시되는 구체예들은 본 발명의 사상을 명확히 하기 위해 기재된 것일 뿐, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
또한 명세서 및 첨부된 특허청구범위에서 사용되는 단수 형태는 문맥에서 특별한 지시가 없는 한 복수 형태도 포함하는 것으로 의도할 수 있다.
또한 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있으며, 이하 제시되는 도면들은 본 발명의 사상을 명확히 하기 위해 과장되어 도시될 수 있다. 또한 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
또한 명세서 및 첨부된 특허청구범위에서 사용되는 단수 형태는 문맥에서 특별한 지시가 없는 한 복수 형태도 포함하는 것으로 의도할 수 있다.
기존의 자동차 램프용 흡습제는 램프 하우징에 장착되어 램프 내부와 외부의 온도차에 의해 생성되는 습기를 제거하는 것으로, 흡습성분을 파우치 형태로 포장재 내부에 수용하여 구비된다. 램프 하우징에 장착되는 것은 파우치 타입의 흡습제가 직접 하우징에 부착되어 장착되는 것은 진동이나 오염 등으로 인해 어렵고, 하우징 후면에 구비되는 더스트커버의 공간 내에 상기 파우치 입의 흡습제를 구겨서 투입하게 된다. 투입 후 커버 상단에는 브라켓이 구비되어 흡습제가 유동하는 것을 억제한다.
이때, 흡습성분들은 흡습에 의해 팽창되어 제품이 파손될 수 있고, 구겨져 투입된 파우치 타입의 흡습제가 더스트커버의 브라켓을 손상시켜 손상된 브라켓이 인접한 램프 내부 실장부품에 물리적 손상을 야기하는 문제점이 발생된다. 또한, 흡습된 성분이 용출되는 조해성을 가지기 때문에 포장재의 일부분이 찢어지는 등 손상이 일어날 수 있고, 흡습성분이나 수분이 밖으로 누출되어 내부에 실장된 전기전자부품을 부식을 촉진시킬 수 있다. 이는 램프의 오작동, 불량을 야기하고 내구성을 현저히 저하시키는 원인이 된다. 상기와 같은 현상 이외에 습도 조절 능력이 훨씬 떨어지는 문제점을 가지고 있다.
나아가 기존의 파우치형 흡습제는 보관 상태나 작업 환경, 작업자 등에 따라 포장재의 상태가 다를뿐더러 작업 과정에서 포장재가 뚫리거나 찢기는 손상이 초래되기도 한다.
본 발명자는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 예의 연구를 거듭하던 중, 상면이 개방되고 흡습조성물을 수용하는 내부공간을 가지는 수용부, 상기 수용부의 상부에 체결되며, 일면에 외부와 통기가 가능하도록 개방된 개방영역 및 팽창에 의한 커버 손상을 방지하기 위해 폐쇄된 폐쇄영역이 형성되고, 내측에 융착된 통기성필름을 포함하는 커버 등이 구비된 구조체 내에 흡습제를 위치시킴으로써 흡습에 따른 팽창에도 그 형태를 유지할 수 있어 흡습제가 방출되거나 수분이 용출되는 것을 방지할 수 있으며, 제조가 용이하고 불량을 줄일 수 있어 생산성 및 품질을 향상시킬 수 있는 점을 발견하여 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명에 따른 자동차 램프용 습기 제어 모듈은 도 1과 같이, 상면이 개방되고 흡습조성물을 수용하는 내부공간을 가지는 수용부(100); 상기 수용부의 상부에 체결되며, 일면에 외부와 통기가 가능하도록 개방된 개방영역 및 팽창에 의한 커버 손상을 방지하기 위해 폐쇄된 폐쇄영역이 형성되고, 내측에 융착된 통기성필름(200)을 포함하는 커버(300); 및 상기 수용부에 입자 형태로 수용되는 흡습조성물(400);을 포함하는 것을 특징으로 한다.
도면을 통해 이를 더욱 상세히 설명하면, 본 발명에서 상기 수용부(100)는 도 1 내지 3과 같이 흡습조성물을 수용하는 공간을 제공하는 것으로, 내부에 수용공간을 가지며 상면이 개방된 형태이다.
상기 수용부는 재질을 한정하지 않는다. 일예로, 상기 수용부는 상기 흡습조성물의 흡습 후 팽창에도 형태의 변형이 발생하지 않을 정도로 기계적 물성을 확보할 수 있는 물질로 제조되는 것이 바람직하며, 구체적으로 폴리에틸렌, 폴리에스테르, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리프로필렌과 같은 고분자 수지; 알루미늄, 철 등의 금속;으로 제조될 수 있다. 또한, 램프에 적용되기 위하여 탈크 또는 유리섬유와 같은 보강재를 더 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 통기성필름(200)은 수용부 내부의 흡습조성물이 충격 등에 의해 수용부 밖으로 새어나오는 것을 방지하기 위해 구비되는 것일 수 있다. 또한, 유입된 습기를 흡습한 내용물은 과도한 흡습에 의해 표면에 물이 축적되는데, 이러한 물이 배어 나오지 않으며, 뾰족한 것에 찔리더라도 쉽게 파열되거나 터지지 않는 것일 수 있다.
특히 일반적으로 흡습제는 흡습 후 팽창, 경화하는 특성을 갖고 있으며, 흡습에 따른 조해성을 발현하는 경우가 많기 때문에 물리적 팽창에 의해서 제한된 공간을 갖는 램프의 더스트 커버를 파손하거나 변형할 수 있다. 또한 팽창 시 흡습제 제품의 포장재의 파손에 의해서 내용물이 외부로 누출될 가능성이 있다. 이 경우 흡습제의 수명이 크게 줄어드는 점은 차치하더라도 램프 내부에 응결이 발생하거나 심지어 내용물의 누출로 인해 내부 부식이 발생함에 따라 자동차 램프 모듈에 대한 교체 비용이 발생하고, 기능적 품질과 소비자 품질의 저하가 발생할 수 있기 때문에 통기성필름을 구비하는 것이 중요하다.
더욱 상세하게 상기 통기성필름은 한 층의 시트로 이루어지거나 다층의 시트가 적층된 형태로, 상기 시트는 다공성을 갖는 필름 또는 부직포이며, 각각 고분자를 원료로 하는 필름 또는 부직포를 포함할 수 있으며, 구체적으로 통기성 부직포층에 고분자 재질의 필름층이 적어도 한층 이상 적층된 구조일 수 있다.
본 발명에서 상기 통기성 부직포층은 통기성필름의 베이스층으로 통기성을 가짐과 동시에 인장강도, 파열강도 등을 확보할 수 있도록 다층의 부직포 및 필름이 순차적으로 적층된 구조를 가질 수 있다.
상기 부직포층의 재질로 예를 들면 폴리에틸렌이나 폴리에틸렌테레프탈레이트와 같이 기계적 물성이 우수한 고분자 섬유인 것이 좋으며, 상기 필름의 예를 들면 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌과 같이 기계적 물성과 화학적 안정성을 가진 물질을 포함하는 것일 수 있다.
특히 상기 폴리프로필렌 단섬유는 다른 천연 또는 합성 섬유에 비하여 특유의 낮은 비중, 탁월한 내화학성, 가격의 저렴성 등의 장점을 가지며, 다양한 형태의 부직포로 제조 가능하다. 여기에 폴리프로필렌 특유의 낮은 융점(약 165℃)은 열을 이용하여 섬유 웹(web)을 결합하는 서멀 본딩(thermal bonding) 공법을 이용하거나 단섬유의 니들펀칭(needle punching) 가공을 통해 펠트로 제조할 경우, 통기성과 기계적 물성을 동시에 확보할 수 있는 장점을 가진다.
또한 상기 통기성필름은 통기성을 조절하기 위해 제조된 필름층의 표면에 하나 이상의 고분자 성분을 포함하는 코팅층을 더 형성할 수 있다.
상기 코팅층은 당업계에서 통상적으로 사용되는 것이라면 종류에 한정하지 않으며, 바람직하게는 합성라텍스, 더욱 바람직하게 아크릴 라텍스 점착제 및/또는 아크릴 라텍스 수지를 포함할 수 있다.
보다 구체적으로 상기 아크릴 라텍스로 에틸렌비닐아세테이트(EVA)를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 코팅층을 형성하기 위한 EVA 물질은 바람직하게 EVA를 포함한 핫멜트 접착제에 해당하며, 상기 성분의 코팅 정도를 조절함으로써 통기성 필름의 투습도와 이에 따른 제품의 수명을 조절할 수 있다.
상기 코팅층을 형성하기 위한 코팅액의 성분으로 기타 물질은 경화제, 무기필러 및/또는 첨가제 수지이며, 경화제로는 예시적으로 아민계 경화제, 산 무수물계 경화제, 페놀계 경화제 및 디시안 디아미드계 경화제로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나 이상일 수 있으며, 무기필러로는 예시적으로 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 탈크, 운모, 고령토, 흑연 및 실리카로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나 이상일 수 있으며, 첨가제 수지로는 예시적으로 테르펜 페놀수지, 수첨 로진, 석유수지, 크실렌수지 및 쿠마론수지로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나 이상일 수 있다. 상기 코팅층을 형성하기 위한 코팅액의 성분으로 용매는 예시적으로 톨루엔, 아세톤 및 메틸에틸케톤으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나 이상일 수 있다.
상기 코팅층의 두께는 본 발명에서 한정하지 않으나 바람직하게 1 ㎛ 내지 50 ㎛, 보다 바람직하게는 5 ㎛ 내지 10 ㎛인 것이 바람직하다.
본 발명에서 상기 통기성필름은 평량이나 투습도를 한정하는 것은 아니나 평량은 50 내지 150 g/㎡, 좋게는 60 내지 140 g/㎡, 더욱 좋게는 70 내지 130 g/㎡ 인 것일 수 있다. 또한, 투습도는 KS K 0594 규격에 의거 400 내지 6,000 g/㎡·24hr, 좋게는 500 내지 5,000 g/㎡·24hr, 더욱 좋게는 600 내지 4,000 g/㎡·24hr인 것일 수 있다. 상기 범위를 만족하는 경우, 통기성이 우수하면서 내부의 흡습제가 자중의 200% 이상의 수분을 흡습하여도 부직포층의 표면에 수분이 배어나오지 않으며, 우수한 인장강도를 확보할 수 있다.
상기 통기성필름은 흡습된 수분이 누출되는 것을 방지할 수 있으며, 동시에 흡습된 조성물의 팽창에 의해 재질이 손상되지 않는 화학적으로 안정한 재질로 이루어진 것일 수 있다.
구체적으로 상기 통기성필름은 두 층 이상의 필름이 적층된 구조를 가질 수 있으며, 폴리프로필렌, 고밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 고분자 물질을 포함하는 것일 수 있다. 바람직하게는 폴리에틸렌테레프탈레이트 및 폴리에틸렌 중에서 선택된 어느 하나 이상인 것일 수 있다.
상기 통기성필름은 상술한 바와 같이 상기 수용부 내의 흡습조성물이 수용부 외부로 유출되지 않도록 상기 커버의 내부에 접합됨으로써 모듈에 밀폐성을 부여하는 것이 바람직하다. 이때 밀폐성을 부여하는 방법은 열융착, 고주파, 초음파 또는 접착제 등을 이용하는 방법이 있으며, 이외에도 통기성필름을 온전히 밀폐할 수 있다면 따로 제한하지 않는다.
더욱 바람직하게는 상기 통기성필름과 커버는 열융착으로 접합하는 것이 바람직하다. 상술한 바와 같이 상기 통기성필름은 폴리프로필렌을 주성분으로 하는 바, 상기 폴리프로필렌은 열가소성수지이기 때문에 열접착에 의해 커버와 일체로 접착하여 밀봉할 수 있으며, 접착 후에도 열을 제거하면 자연스럽게 경화하기 때문에 특별한 가공을 가하지 않고도 일정 이상의 접착강도를 발현하는 장점을 가진다.
상기 커버(300)는 상기 수용부의 흡습조성물이나 통기성필름을 외부의 충격으로부터 보호하고, 흡습조성물의 팽창에 의한 수용부의 변형을 방지하기 위한 것으로, 상기 수용부의 개방된 일면 쪽에 체결될 수 있다.
상기 커버는 도 1 및 2와 같이 수용부의 개방된 부분을 차단하도록 함과 동시에 수용부 내부로 습기가 드나들 수 있도록 일면에 외부와 통기가 가능하도록 개방된 개방영역(310) 및 팽창에 의한 커버 손상을 방지하기 위해 폐쇄된 폐쇄영역(320)이 형성될 수 있다.
상기 커버는 상기 수용부와의 체결방법을 한정하지 않는다. 예를 들어 도 1 및 2와 같이 상기 커버와 수용부는 접하는 면에 하나 이상의 요철 또는 나사선이 형성되어 끼움 결합되거나 회전에 의해 결합될 수 있으며, 결합공이 대면하여 형성되어 상기 결합공에 결합핀이 삽입되어 결합될 수도 있다.
또는 상기 커버의 외주면이나 상기 수용부의 내주면 또는 이들 모두에는 요철이나 나사선 대신에 하나 이상의 오링(o-ring)이 구비될 수 있다. 상기와 같이 오링이 형성된 경우, 오링이 형성된 커버나 수용부의 외주면 또는 내주면에는 오링이 커버의 삽입에 의해 원래 위치를 이탈하지 않도록 오링을 수용할 수 있는 수용홈이 내측 방향으로 형성될 수 있다.
또한 상기 커버는 수용부에 삽입되는 외측면에 돌출되어 형성되는 돌기부(330)를 포함할 수 있다. 상기 돌기부는 탄성력을 가질 수 있으며, 수용부의 내면에도 돌기부를 고정할 수 있도록 한 쌍의 돌출부(120)가 내주면에 구비될 수 있다. 이후 커버가 삽입되면, 상기 돌기부는 상기 수용부의 돌출부 사이에 위치되어 고정되기 때문에 서로 고정될 수 있다.
다른 양태로 커버의 일측면과 수용부의 맞닿는 일측면은 용착되어 커버 및 수용부가 결착될 수 있다. 용착 방법은 마찰열을 이용할 수 있으며, 이에 제한되지 않는다. 일예로, 상기 돌기부는 수용부의 내면 돌기부와 용착되어 결착될 수 있다.
예를 들어 상기 커버는 도 3과 같이 수용부의 삽입되는 외측면 끝단을 따라 돌기부(330)가 돌출 형성될 수 있다. 특히 상기 돌기부는 상기 커버가 삽입되는 방향으로 굴곡되어 연장된 상기 커버의 끝단 부분에 돌출 형성될 수 있다.
이와는 별개로 상기 수용부에는 내주면을 따라 수용부의 중심 방향으로 돌출되는 돌출부(120)가 구비되되, 상기 돌출부는 상기 커버가 삽입되는 방향으로 형성된 돌기부의 면과 직접 맞닿을 수 있는 외주면을 갖도록 형성된다.
상기와 같이 돌기부의 외주면과 돌출부의 외주면은 후술할 용착에 의해 돌기부의 외주면과 돌출부의 외주면 일부가 용융되어 결합될 수 있다. 일예로, 상기 커버를 수용부에 삽입하여 돌기부의 외주면과 돌출부의 외주면이 직접 맞닿도록 한다. 그 상태에서 커버나 수용부를 누르고 회전시키면 돌기부의 외주면과 돌출부의 외주면이 마찰열에 의해 일부 용융되며, 이 상태에서 회전을 멈추면 용융된 성분이 자연스럽겨 경화 용착된 용착부(P)를 형성함으로써 내부 흡습제의 팽창에도 커버나 수용부가 분리되지 않고 형태를 유지할 수 있다.
또한 상기 커버는 재질을 한정하지 않는다. 구체적으로 상기 커버는 상기 수용부와 동일 또는 상이한 재질로 형성될 수 있으며, 예를 들어 상술한 고분자 수지나 금속들 중 어느 하나 이상으로 형성될 수 있다. 다만, 상기 커버는 내측에 안착되는 통기성 필름과의 열융착 등의 공정을 통한 접합을 고려하여 통기성 필름과의 재질이 동일한 것이 상용성 측면에서 바람직하다.
또한 도 2 등과 같이 상기 수용부는 내부에 격벽(110)을 더 구비할 수 있다. 상기 격벽은 수용부의 내부 수용공간에 하나 또는 복수 개가 서로 이격되어 배치될 수 있다.
일반적으로 본 발명에 따른 자동차 램프용 습기 제어 모듈은 밀폐형 장치, 특히 차량의 램프에 장착될 경우 수직하게 세워진 상태로 장착된다. 이때 내부의 흡습 조성물은 구조체가 세워진 상태에서 당연히 중력에 의해 하측으로 쏠리는 현상이 발생하며, 이에 의해 흡습조성물이 외기와 접촉하는 면적이 감소하게 된다.
이러한 현상을 방지하기 위해 상기 흡습 구조체는 수용부의 내부에 하나 이상의 격벽을 구비하여 수용부의 수용공간을 분할할 수 있다. 이 경우, 격벽에 의해 수용공간이 다수 생성되게 되므로 흡습조성물이 분할된 각 공간마다 수용될 수 있으며, 흡습제의 쏠림 현상을 완화하여 흡습조성물과 외기의 접촉면적 또한 증가할 수 있다.
상기 격벽은 형태를 한정하지 않는다. 일예로 상기 격벽은 상기 격벽은 격자형, 방사형, 평행형 및 어골형에서 선택되는 어느 하나의 배열 형태를 가질 수 있다.
예를 들어 상기 격벽은 십자형 또는 방사형 격벽으로 수용부의 공간이 동일한 부피 크기로 분할될 수 있다. 따라서 후술할 흡습조성물이 분말, 과립형뿐만 아니라 파우치 형태와 같이 부피가 큰 흡습조성물도 쉽게 수용하도록 할 수 있다.
이때 상기 평행형 격벽으로 수용부의 공간을 다른 형태의 격벽에 비해 다수 개 구비할 필요가 있을 때 형성될 수 있다. 이 경우 분말형 또는 과립형과 같이 흡습조성물이 미세 입자로 구비되며, 흡습조성물이 보다 큰 노출면적을 갖도록 하여 흡습성을 증대시키는 경우에 사용될 수 있다.
상기 격벽은 재질이나 크기 등을 한정하지 않는다. 재질의 경우 상기 수용부 또는 커버와 동일하게 하나 이상의 금속이나 고분자 수지로 형성될 수 있으며, 크기의 경우, 상기 수용부 내측면과 내면과 맞닿아 수용공간을 완전히 분할하는 것이 바람직하다. 또한 상술한 바와 같이 상기 격벽의 상측면은 상기 통기성필름과 밀폐되도록 접합하는 것이 바람직하다.
여기에 상기 격벽은 통기성을 더욱 높이기 위해 수용공간을 향하는 방향으로 관통하여 기공이 더 형성될 수 있다. 상기 기공은 형태나 크기, 개수를 한정하지 않으며, 예를 들어 기공의 직경은 상기 흡습조성물의 직경보다 더 작도록 형성하여 하나의 수용공간에 흡습조성물이 쏠리는 것을 방지하는 것이 좋으며, 개수는 하나 또는 복수여도 좋으며 이에 제한되지 않는다.
본 발명에서 상기 흡습조성물(400)은 도 1 등과 같이 흡습성을 가지는 다수의 성분들이 혼합되어 상기 수용부의 내부 공간에 구비되는 것으로, 제조 형태에 따라 직경이 작은 분말이나 직경이 비교적 큰 과립형, 겔형 등으로 구비될 수 있으며, 이들을 통기성 필름에 수용한 파우치 형태로도 구비될 수 있다.
상세하게 상기 흡습조성물은 금속염화물, 금속산화물, 금속수산화물, 증점제 및 충전재에서 선택되는 어느 하나 또는 복수를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 금속염화물은 높은 조해성을 바탕으로 대기 중의 수분을 흡수하는 것으로, 경우에 따라서 방청성을 향상시킬 수 있으며, 주로 알칼리금속 또는 알칼리토금속의 염화물을 들 수 있다.
상기 금속염화물의 예를 들면 염화마그네슘, 염화나트륨, 염화칼슘, 염화리튬, 염화스트론튬, 염화이트륨 및 염화구리 등을 들 수 있으며, 이들은 단독으로 또는 둘 이상 혼합하여 사용하여도 무방하다.
본 발명에서 상기 금속염화물로 더욱 바람직하게는 염화마그네슘을 포함할 수 있다. 상기 염화마그네슘(MgCl2)은 다른 금속염화물에 비해 최대 1.5배 이상 흡습율이 높아 가장 우수한 흡습성을 가지며, 무수물 이외에 2, 4, 6, 8, 10, 12 수화물 등이 있다.
상기 염화마그네슘은 해수에서 소금을 채취한 후의 부산물인 간수의 주성분으로 비교적 수득하기 쉬우며, 우수한 조해성을 가지므로 본 발명에 따른 흡습제 조성물에 가장 바람직하다.
또한 상기 금속염화물로 더욱 바람직하게는 염화칼슘을 포함할 수 있다. 상기 염화칼슘(CaCl2)은 일반적으로 무수물 또는 2수화물 형태로 존재하며, 물과 만나면 반응열을 내는 특성을 가진다. 또한 다른 금속염화물에 비해 우수한 조해성을 가지므로 본 발명에 따른 흡습제 조성물로 바람직하다.
본 발명에서 상기 금속염화물은 제조방법을 한정하지 않는다. 다만 상기 금속염화물이 조해성을 갖기 위해서는 반드시 건조된 상태에서 사용되어야 하므로, 이를 위해 제조공정 중에 건조과정이 필수적으로 포함되어야 한다. 이때 상기 건조공정의 상세 조건은 본 발명에서 한정하지 않으며, 150℃ 이상의 온도로 설정된 오븐에서 건조시키거나 진공건조, 동결건도 등을 이용하는 것이 좋다.
본 발명에서 상기 금속염화물은 제조공정을 한정하지 않는다. 일예로, 염화알루미늄의 경우 제들릭카(Hans Jedlicka)의 "루트너(Ruthner)-HCI-제조법에 의한 마그네시아(+99% MgO)의 제조"(Andritz-Ruthner Industrianlagen Aktiengesellschaft, Aichholzgasse 51-53, A-1120 비엔나, 페이지 5-7) 등에 기재된 방법과 같이 먼저 고토석을 염화수소산으로 수 회 침출시킨 후, 여러 불순물을 여과함으로써 수득할 수 있다.
또한 상기 금속염화물은 규소화합물을 더 혼합하여도 좋다. 상기 규소화합물은 금속염화물의 흡습 과정에서 생성되는 금속이온, 염소이온 등의 부식 생성물을 고정화할 수 있기 때문에 방청효과를 크게 높일 수 있다.
본 발명에서 상기 규소화합물은 종류를 한정하지 않으나, 바람직하게는 제올라이트를 사용하는 것이 좋다. 상기 제올라이트는 결정질 알루미늄 규산염광물로, 결정구조 내에 있는 양이온의 작용에 따라 극성물질을 강하게 흡착하는 성질을 가지므로 부식 생성물뿐만 아니라 수분도 함께 흡착하며, 일정 크기의 미세기공으로 인해 상기 미세기공보다 작은 분자를 선택적으로 통과시켜 흡착할 수 있다.
본 발명에서 상기 규소화합물은 먼저 금속염화물을 물에 용해시켜 용액을 제조한 후, 여기에 다공성 제올라이트를 혼합하고 이를 분사시켜 소정의 평균입경을 갖는 액적 형태로 형성한 뒤, 이를 건조시켜 금속염화물-규소화합물의 혼합 수분흡착성분으로 제조할 수 있다.
본 발명에서 상기 규소화합물은 금속염화물 100 중량부 대비 100 내지 500 중량부 첨가하는 것이 바람직하다. 상기 범위에서 안정적인 수분흡착능을 발현할 수 있으며 방청성능이 크게 향상될 수 있다.
또한 상기 금속염화물은 전체 조성물 100 중량% 중 10 내지 65 중량% 포함되는 것이 바람직하다. 상기 금속염화물이 상기 범위 미만 첨가되는 경우 수분의 흡착성능이 크게 떨어질 수 있으며, 상기 범위를 초과 첨가하는 경우 과도한 조해성 증가로 인해 액상화된 부식 생성물이 방출될 수 있다.
본 발명에서 상기 금속산화물은 수화반응으로 인해 발생할 수 있는 금속염화물의 초기 액화현상을 방지하며, 겔 안정성을 확보하는 효과를 가진다.
상기 금속산화물의 예를 들면, 산화칼슘, 산화바륨, 산화마그네슘, 산화스트론튬, 산화나트륨 및 산화칼륨에서 선택되는 어느 하나 또는 복수를 포함하며, 이들은 단독으로 또는 둘 이상 혼합하여 사용하여도 무방하다.
상기 금속산화물로 더욱 바람직하게는 산화마그네슘을 포함할 수 있다. 상기 산화마그네슘은 바늘 형상의 수화생성물을 형성시켜 초기에 액화된 금속염화물을 흡수시켜 고체 형상을 유지하게 한다. 또한 상기 산화마그네슘은 상기 금속염화물, 더욱 상세하게는 염화마그네슘과 반응하여 고체화 반응을 진행하게 된다.
이를 더욱 상세히 설명하면, 금속염화물, 특히 염화마그네슘은 높은 조해성으로 인해 습기가 조금만 있어도 흡습하는 성질이 있어 높은 흡습기능을 부여할 수 있다. 다만 상기 염화마그네슘은 조해현상으로 인해 흡습과 동시에 액화현상이 진행되는데, 상기 액화현상을 통해 생성되는 수용액은 부식생성물로 작용하여 방청성을 크게 떨어뜨리게 된다. 그러나 산화마그네슘이 혼합되면 상기 염화마그네슘의 수용액이 산화마그네슘과 마그네시아 시멘트를 형성하여 고체가 되는 수화반응이 진행됨으로써 초기 금속염화물의 조해성을 억제시켜 액화현상을 방지할 수 있다. 이러한 마그네시아 시멘트를 형성하기 위해 조성물은 물을 더욱 더 흡수하게 되며, 그 이후 금속염화물의 조해현상은 정지하게 된다. 따라서 이러한 메커니즘으로 인해 기존의 금속염화물 또는 실리카겔과는 달리 흡수했던 수분을 재방출하는 부작용을 억제할 수 있으며, 방청성 또한 향상되게 되며, 경화된 조성물의 강도를 향상시켜 균열이 발생하거나 재분말화하는 것을 방지할 수 있다.
본 발명에서 상기 산화마그네슘으로 더욱 바람직하게는 경소 산화마그네슘, 중소 산화마그네슘 또는 이들의 혼합물을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 상기 경소 산화마그네슘은 소성 온도 1,000℃ 내외의 온도에서 소성한 화학적 반응성이 살아있는 산화마그네슘이며, 중소 산화마그네슘은 1,450℃이상 소성온도에서 마그네사이트를 소성하여 반응성이 극히 낮게 형성되는 산화마그네슘으로, 사소 산화마그네슘으로도 불린다.
이를 좀 더 상세히 설명하면, 일반적으로 소성한 산화마그네슘은 마그네사이트를 파쇄하고 불순물을 제거한 후, 이를 소성하여 제조할 수 있다. 이때 소성 과정에서 마그네사이트 내의 탄산마그네슘(MgCO3)이 산화마그네슘(MgO)으로 전환되면서 이산화탄소(CO2)가 빠져나가게 되며, 마그네사이트 내부로부터 이산화탄소가 빠져나가면서 수많은 공극이 생성되게 된다.
즉, 산화마그네슘은 소성의 온도나 시간에 따라 비표면적이 증가하게 되고, 상대적으로 염화마그네슘과의 반응성이 저하된다. 따라서 소성의 정도가 다른 산화마그네슘을 혼합하거나 선택적으로 사용하게 되면 경화된 조성물의 강도를 향상시킴과 동시에 흡습성을 더욱 증가시킬 수 있다.
본 발명에서 상기 산화마그네슘은 경소 산화마그네슘, 중소 산화마그네슘 또는 이들의 혼합물을 포함하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 경소 산화마그네슘 또는 경소 산화마그네슘과 중소 산화마그네슘의 혼합물을 포함하는 것이 바람직하다. 중소 산화마그네슘을 단독으로 사용하는 경우, 경소 산화마그네슘보다 염화마그네슘과의 반응성이 떨어지기 때문에 조성물의 조해성을 제어하기 어려울 수 있다.
상기 산화마그네슘으로 경소 산화마그네슘과 중소 산화마그네슘의 혼합물을 사용하는 경우 각각 1 내지 6 : 4 내지 9 중량비로 혼합하는 것이 바람직하다. 조성비가 상기 범위를 벗어나는 경우 조성물의 조해성을 제어하기 어렵거나 흡습성의 상승폭이 떨어질 수 있다.
또한 상기 금속산화물은 전체 조성물 100 중량% 중 10 내지 55 중량% 포함하는 것이 바람직하다. 금속산화물이 상기 범위 미만 첨가하는 경우 금속염화물의 높은 조해성을 제어하기 어려워 방청효과가 크게 저하될 수 있으며, 상기 범위를 초과하여 첨가하는 경우 급격한 마그네시아 반응으로 인한 고결현상(caking effect)으로 인해 흡습성이 떨어질 수 있다.
본 발명에서 상기 충전재는 그 자체로도 다공성을 가져 수분의 흡착률을 높이며, 동시에 조성물의 각 성분간에 바인더 역할을 하여 수분의 용출 억제효과를 가진다.
본 발명에서 상기 충전재로 예를 들면 펄라이트, 카올린(백토), 무수석고, 반수석고, 수산화알루미늄, 이산화티타늄 및 벤토나이트 등이 있으며, 이들 이외에도 규조토, 백토, 황토, 차점토, 알로펜, 패분, 이산화규소, 버미큘라이트, 세피올라이트, 제올라이트, 포졸란 및 마크로시멘트 등과 같은 다공질의 분상체를 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 충전재로 더욱 바람직하게는 펄라이트, 카올린(백토)와 수산화알루미늄의 혼합물을 들 수 있다. 상기 카올린은 중국의 유명한 점토 산지인 장시성 징더전의 가오링(高嶺, Gaoling)에서 처음 백색 점토가 발견되어 이 지역 이름을 딴 것으로, 화학 성분은 Al2Si2O5(OH)4에 납석이 포함된다. 촉감은 미끌미끌하며 고온에 잘 견뎌 이 성분이 많을수록 도자기의 재료가 된다. 상기 카올린은 다공질의 미세입자로 구성되어 뛰어난 습도조절기능을 가지는 천연 광물이다. 특히 염화마그네슘과의 반응성이 우수하여 염화마그네슘의 조해성을 줄이면서도 흡습성을 높일 수 있는 물질이다.
상기 펄라이트(perlite)는 화산 작용으로 생긴 진주암을 850 내지 1,200℃로 가열, 팽창하여 제조한 인공토양으로, 내부의 수분이 제거됨과 동시에 부피가 팽창하여 미세한 기공을 형성할 수 있다. 따라서 상기 금속염화물이나 금속산화물, 금속수산화물과 함께 혼합 시 조성물의 흡습성을 더욱 높일 수 있으며, 동시에 과도한 흡습으로 인해 제품의 수명이 다한 상태에서도 상기 펄라이트는 흡착된 수분을 다시 공기 중으로 방출하기 때문에 제품의 수명이나 리사이클성을 크게 증가시킬 수 있다.
상기 수산화알루미늄(Al2O3)은 상기 백토와 마찬가지로 다공질의 미세입자로 구성되어 흡습성이 우수하며, 특히 염화칼슘과의 반응성이 우수하여 염화칼슘의 조해성을 줄이면서도 흡습성을 높일 수 있다.
상기 백토와 수산화알루미늄은 전체 조성물 100 중량% 중 각각 0.1 내지 10 중량% 포함하는 것이 바람직하다. 각 물질의 첨가량이 0.1 중량% 미만인 경우 조해성이 발현됨에 따라 조성물의 수용액이 누출될 수 있으며 상대적으로 흡습성이 하락할 수 있다. 또한 첨가량이 상기 범위를 초과하는 경우 다른 조성물과의 혼화성이 떨어져 성형성이나 흡습성이 하락할 수 있다.
본 발명에서 상기 충전재는 전체 조성물 100 중량% 중 0.1 내지 20 중량% 포함하는 것이 바람직하다. 충전재가 상기 범위 미만인 경우 흡습성이 저하될 수 있으며, 상기 범위를 초과하는 경우 조해된 부식 생성물이 유출될 수 있다.
본 발명에서 상기 증점제는 조성물이 흡습 후에도 조성물이 겔 상태를 유지하며, 특히 수분이 제거된 후에도 금속염화물 또는 금속염화물 미립자끼리 접촉시킨 상태로 고정시키는 역할을 수행한다.
상기 증점제로 예를 들면 전분, 카르복시메틸셀룰로스, 메틸셀룰로스, 히드록시에틸셀룰로스, 카제인, 카제인산나트륨, 카제인산암모늄, 폴리비닐알콜, 폴리비닐피롤리돈, 구아검, 잔탄검, 아라비아검, 가티검, 로커스트빈검, 담마검, 젤란검, 송진검, 카라야검, 코팔검, 타라검, 타마린드검, 트라가칸스검, 비변성전분, 변성전분, 폴리N-비닐아세트아마이드, 폴리아크릴아마이드, N-비닐아세트아마이드-아크릴산 나트륨 공중합체, 폴리아크릴아마이드-아크릴산 나트륨 공중합체 및 폴리테트라플루오로에틸렌 등이 있으며, 이들 이외에도 테트라플루오로에틸렌-폴리불화프로필렌 공중합체, 테트라플루오로에틸렌-폴리플루오로알킬비닐에테르 공중합체, 폴리불화비닐, 폴리불화비닐리덴, 스타이렌-뷰타다이엔 공중합체, 폴리비닐피리딘, 비닐피리딘-메타크릴산 메틸 공중합체로부터 선택되는 고분자 화합물 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 둘 이상 혼합하여 사용하여도 무방하다.
상기 증점제는 입자크기를 특정 범위로 가져가는 것이 바람직하다. 이는 조성물의 흡습에 따라 증점제가 용해될 때 입자 간의 엉김 현상이 발생함에 따라 용해시간이 지연되고 용해성이 악화됨에 따라 겔 형성에 악영향을 주기 때문이다. 특히 증점제는 무기물질과 혼합 시 수분의 존재 하에서 요변성과 의가소성이 증가시키는 요인으로 작용하는데, 외력이 없을 경우에 점도가 증가하여 수분을 붙잡아 두는 역할을 한다. 이러한 요변성과 의가소성은 증점제의 비표면적에 의해 결정될 수 있다.
구체적으로 상기 증점제는 입가 크기가 150㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 100 내지 150㎛인 것이 바람직하다. 증점제의 입자 크기가 150㎛를 초과하는 경우 비표면적 저하로 인해 흡습 후 겔안정성이 크게 저하될 수 있으며 장기 흡습율에도 악영향을 줄 수 있다.
상기 증점제는 전체 조성물 100 중량% 중 10 내지 40 중량% 포함하는 것이 바람직하다. 증점제가 상기 범위 미만으로 첨가되는 경우 흡습 후에도 겔 형성이 미비하여 조해된 부식 생성물이 유출될 수 있으며, 상기 범위를 초과하는 경우 주 흡습성분의 첨가량 하락으로 흡습성이 떨어질 수 있다.
이외에도 상기 조성물은 흡습제의 흡습성능 및 고결에 따른 흡습성 약화 방지, 수화열을 저감시키는 등의 효과를 부여하기 위한 첨가제를 더 포함하여도 무방하며, 이러한 첨가제의 예로는 증점보조제, 수화열저감제, 고결방지제, 촉매, 표면-활성 첨가제, 유화제, 반응 지연제, 안료, 염료, 난연제, 노화방지제, 상전이물질, 스코치 억제제(scorch inhibitor), 가소제 및 항균제 등을 들 수 있다. 이러한 첨가제는 본 발명의 목적을 해치지 않는 범위 내에서 첨가량 및 첨가 종류 등을 한정하지 않는다.
본 발명에서 상기 흡습조성물은 금속염화물의 종류에 따라 조성을 다르게 가져갈 수 있다. 예를 들어 금속염화물로 염화마그네슘을 사용한 경우, 염화마그네슘과의 반응성이 우수한 산화마그네슘과 함께 백토, 카르복시메틸셀룰로스 등을 혼합하는 것이 바람직하며, 염화칼슘을 사용한 경우, 수산화알루미늄과 함께 전분 등을 혼합하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 상기 흡습조성물은 분말형, 환형, 디스크형, 과립형 등 다양한 형태로 성형이 가능하며, 그 제조방법 또한 한정하지 않는다. 일예로, 상기 흡습조성물은 금속염화물, 금속산화물, 증점제, 충전재 등의 성분들을 교반 및 건조하여 배합물을 수득한 후, 이를 압출하여 원하는 형태로 성형할 수 있다.
이하, 실시예 및 비교예를 들어 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 제한되는 것은 아니다.
(실시예 1 내지 10 및 비교예 1, 2)
상기 표 1에 기재된 조성비로 균일하게 혼합하여 흡습제를 제조하였다. 이때 각 성분은 염화마그네슘(순도 94%, Aldrich사), 염화칼슘(STARMAG 50), 산화마그네슘-1(light burn, bulk density 0.55g/mL, 평균입경 75 ㎛, 순도 98%), 산화마그네슘-2(dead burn, bulk density 0.77g/mL, 평균입경220㎛, 순도 99%), 증점제(카르복시메틸셀룰로스, CAS 9004-32-4, 신원상사)와 폴리에틸렌 왁스(라이온켐텍), 전분(옥수수전분, 큐원사) 및 수산화알루미늄(Aldrich사)이다.
도 2에서 보이는 바와 같은 일체형 흡습제를 제조하기 위하여, 수용부에 실시예 1에 따른 조성의 내용물 35g을 투입한 후, 안쪽에 통기성 필름이 융착된 커버를 수용부와 체결하여 봉인하였다. 이때, 수용부는 높이가 29mm, 직경이 78mm인 것을 사용하였고, 통기성 필름은 3중 구조로 PET 부직포층이 어느 일면 이상 포함되고, 두께 150㎛, 평량 78g/㎡, 투습도 4,000g/㎡·24hr인 것을 사용하였다.
[표 1]
Figure 112021140980313-pat00001
하기 실시예 및 비교예를 통해 제조된 시편의 물성을 다음과 같이 측정하였다.
(흡습율)
실시예 및 비교예를 통해 제조된 모듈을 23℃, 상대습도 50%의 항온항습기와 50℃, 상대습도 95%의 항온항습기 각각에 투입하여 습기 조건에 3주 동안 노출시켰다. 노출 1일 후, 3일 후, 7일 후, 14일 후, 21일 후에 시료의 무게를 측정하고 하기 식 1에 대입하여 최초 시료와의 비율을 계산하였다.
[식 1]
흡습률(%) = {(흡습 후 최종 중량 - 초기 중량) / 초기 중량} × 100
[표 2]
Figure 112021140980313-pat00002
[표 3]
Figure 112021140980313-pat00003
(방출율)
실시예 및 비교예를 통해 제조된 자동차 램프용 습기 제어 모듈 시편을 40℃, 상대습도 90%의 항온항습기에서 100% 흡습시킨 후, 80℃, 상대습도 30%의 항온항습기에 24시간 동안 방치하여 중량을 측정하고 하기 식 2에 대입하여 방출률을 확인하였다.
[식 2]
방출률 = {(초기 중량 - 건조 후 중량) / 초기 중량} × 100
[표 4]
Figure 112021140980313-pat00004
(팽창성)
실시예 및 비교예를 통해 제조된 자동차 램프용 습기 제어 모듈 시편을 35℃, 상대습도 90%의 항온항습기에 20일 동안 방치하여 흡습량 및 팽창성을 확인하였다. 팽창성은 수용부에 장착된 커버의 위치에서 벗어나는 정도의 길이를 측정하였다.
[표 5]
Figure 112021140980313-pat00005
상기 표 2 내지 5와 같이 본 발명에 따라 제조된 자동차 램프용 습기 제어 모듈은 우수한 흡습율, 낮은 내방출성을 보이면서도 팽창성이 낮아 수용부와 커버를 파손시키지 않는 것을 확인하였다. 특히 조성물에 백토와 수산화알루미늄을 첨가한 실시예 5, 6은 가장 우수한 흡습율, 낮은 내방출성과 팽창성을 보이고 있다.
이와는 대조적으로 수산화알루미늄의 첨가량이 지나치게 높은 실시예 7, 8은 조성물의 흡습 후 급격한 팽창으로 인해 커버와 수용부가 파손되었으며, 낮은 흡습율과 함께 높은 방출율을 기록하였다. 이는 다공성의 흡습제인 백토와 수산화알루미늄 이외에도 흡습된 성분들을 고정할 수 있는 전분이나 카르복시메틸셀룰로스를 포함하여야 조성물의 방출성을 유지할 수 있는 것으로 확인된다.
또한 증점제로 폴리에틸렌 왁스를 사용한 비교예 1, 2는 흡습성과 방출성이 좋지 않은 결과를 보였으며, 팽창높이는 다른 실시예에 비해 그다지 높지 않았으나, 조해성이 높아 흡습된 성분이 대부분 조해액으로 누출되어 팽창높이가 상대적으로 줄어든 것으로 보인다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 범위는 상기와 같은 특정 실시 예에만 한정되지 않으며, 해당분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허청구범위 내에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경이 가능할 것이다.
100 : 수용부
110 : 격벽
120 : 돌출부
200 : 통기성필름
300 : 커버
310 : 개방영역
320 : 폐쇄영역
330 : 돌기부
400 : 흡습조성물
P : 용착부

Claims (8)

  1. 상면이 개방되고 흡습조성물을 수용하는 내부공간을 가지는 수용부;
    상기 수용부의 상부에 체결되며, 일면에 외부와 통기가 가능하도록 개방된 개방영역 및 팽창에 의한 커버 손상을 방지하기 위해 폐쇄된 폐쇄영역이 형성되고, 내측에 융착된 통기성필름을 포함하는 커버; 및
    상기 수용부에 수용되며, 염화마그네슘, 산화마그네슘, 충전재 및 증점제를 포함하는 흡습조성물;
    을 포함하며,
    상기 수용부와 커버는 동일한 재질로 형성되되 각각 내주면을 따라 중심 방향으로 돌출되는 돌출부 및 수용부의 삽입되는 외측면 끝단을 따라 돌출 형성된 돌기부를 구비하며, 돌출부와 돌기부는 동심의 원형 단면으로 형성되고,
    상기 수용부와 커버는 상기 돌기부와 돌출부의 일부가 커버 또는 수용부를 일방향으로 회전시키거나, 커버 및 수용부 모두를 상대적으로 반대방향으로 회전시켜 발생하는 마찰에 의해 돌출부의 끝단이 용착되어 일체화되는 것을 특징으로 하는 자동차 램프용 습기 제어 모듈.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 통기성필름은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 및 폴리트리메틸렌테레프탈레이트에서 선택되는 어느 하나 또는 복수의 합성섬유로 형성된 부직포로 제조한 것을 특징으로 하는 자동차 램프용 습기 제어 모듈.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 통기성필름은 상기 부직포의 일면 또는 양면에 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리아미드 및 폴리아크릴에서 선택되는 어느 하나 또는 복수의 필름층이 더 적층된 것을 특징으로 하는 자동차 램프용 습기 제어 모듈.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 통기성필름은 투습도가 400 내지 6,000 g/㎡·24hr인 것을 특징으로 하는 자동차 램프용 습기 제어 모듈.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 수용부는 내부에 격벽을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 자동차 램프용 습기 제어 모듈.
  6. 삭제
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 충전재는 펄라이트, 백토와 수산화알루미늄을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 램프용 습기 제어 모듈.
  8. 삭제
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