KR20150019278A - 습도 표시 기능을 갖는 제습제 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제습제에 관한 것으로서, 상기 제습제의 한 특징은 제습 부재를 내장한 파우치, 그리고 상기 파우치의 외부면에 위치하고 상기 제습 부재의 상태가 포화 상태인 경우 색상이 변하는 습도 표시부를 포함하고, 상기 습도 표시부는 25~50중량%의 브롬화코발트나 브롬화구리, 25~50중량%의 폴리프로필렌글리콜, 그리고 10~30중량%의 글리세린을 함유한다. 이로 인해, 환경 규제 대상 물질이 포함되지 않은 습도 표시부는, 인체에 무해하며, 또한, 사용자가 제습제의 포장지에 부착된 습도 표시부의 색상을 이용해 제습제의 함습 상태와 교체 시기를 판정할 수 있으므로, 제습제의 불필요한 사용을 줄이고 사용자의 편의성이 향상된다.

Description

습도 표시 기능을 갖는 제습제 및 그 제조방법{DESICCANT HAVING HUMIDITY INDICATING FUNCTION AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 습도 표시 기능을 갖는 제습제 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 제습제는 제습 부재를 이용해 대기 중의 수분을 흡수하여 주변의 습도를 낮춘다.

습도에 민감한 제품을 습도로부터 보호하기 위해, 국제 반도체 표준 협회(JEDEC, Joint Electron Device Engineering Council)는 반도체나 인쇄회로기판(PCB)과 같은 습도에 민감한 제품을 포장할 경우, 포장물의 내부에 제습제와 포장물 내부의 습도 정보를 나타내는 습도 표시기(humidity indicator)를 동봉하도록 규정하고 있다.

대한민국 등록특허 제10-0949815호에 개시되어 있는 제습제는 포장지의 외부에 습도 표시부를 부착하여, 제습제의 교체 시기를 판정하도록 하였다.

대한민국 등록특허 제10-0949815호에 기재된 습도 표시부는 염화코발트(cobalt chloride), 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol), 점토(clay), 아교(glue) 등을 함유하고 있고, 제습제의 수분 흡수 상태에 따라, 염화코발트는 수분을 흡수하지 않았을 때는 청색(blue)을 나타내다가 수분을 흡수하면 분홍색(pink)으로 변화하는 성질이 있다.

따라서, 염화코발트의 색상을 이용하여 제습제의 함습(含濕) 정도를 파악하여 제습제의 교체 시기를 사용자가 알 수 있도록 한다.

그러나 1998년에 유럽연합에서는 유럽연합관보(European Council Directive) 67/548/EEC의 25번째 기술규정인 유럽연합문서(European Commission Directive) 98/98/EC에서, 염화코발트를 Carcinogenic Category Ⅱ(잠재적 발암유발물질: 인체에 대한 데이터는 없지만 동물의 흡입 후 발암 기록이 있는 물질을 의미하며, 제품 내 염화코발트의 함량이 0.01% 이상일 경우 이를 'R49'로 표기해야 한다.)로 분류하였다.

또한, 유럽화학청(ECHA, European Chemicals Agency)에서 REACH(Registration, Evaluation and Authorisation of Chemicals) 법규 [Regulation (EC) No.1907/2006]에서 규정하고 있는 SVHC(Substances of Very High Concern, 고위험물) 물질 리스트는 2012년 12월 19일 현재 138종으로 향후 계속 추가될 예정이며, 여기에 염화코발트가 포함되어 있어 막강한 규제의 근거를 가지므로 염화코발트를 사용한 제품에 대한 수출입이 규제되고 있다.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 인체에 무해한 성분을 사용하여 습도 상태를 파악할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명의 한 특징에 따른 습도 표시 기능을 갖는 제습제는 제습 부재를 내장한 파우치, 그리고 상기 파우치의 외부면에 위치하고 상기 제습 부재의 상태가 포화 상태인 경우 색상이 변하는 습도 표시부를 포함하고, 상기 습도 표시부는 25~50중량%의 브롬화코발트나 브롬화구리, 25~50중량%의 폴리프로필렌글리콜, 그리고 10~30중량%의 글리세린을 포함한다.

본 발명의 한 특징에 따른 습도 표시 기능을 갖는 제습제 제조 방법은 50~80중량%의 에탄올에 5~25중량%의 브롬화코발트나 브롬화구리를 용해시켜 표시액을 만드는 단계, 상기 표시액에 10~25중량%의 폴리프로필렌글리콜과 5~10중량%의 글리세린을 첨가하고 용해시켜서 습도 표시 잉크를 제조하는 단계, 상기 습도 표시 잉크를 파우치 부재에 도포하는 단계, 상기 파우치 부재에 도포된 상기 습도 표시 잉크를 건조시키는 단계, 상기 습도 표시 잉크가 도포된 상기 파우치 부재를 밀봉하여 일부분이 개방된 파우치 개방체를 형성하는 단계, 개방된 상기 일부분을 통해 상기 파우치 개방체의 내부에 제습 부재를 내장하는 단계, 그리고 개방된 상기 파우치 개방체의 상기 일부분을 밀봉해서 파우치를 완성하는 단계를 포함한다.

상기 습도 표시 잉크는 그라비어 인쇄법을 통해 상기 파우치 부재의 외부면에 도포될 수 있다.

이러한 특징에 따르면, 환경 규제 대상 물질인 염화코발트를 사용하지 않는 대신 브롬화코발트나 브롬화구리를 이용하여 주변 습도를 파악하는 습도 표시부를 제조하므로, 사용자의 안전성이 향상된다.

또한, 사용자가 제습제의 포장지에 부착된 습도 표시부의 색상을 이용해 제습제의 함습 상태와 교체 시기를 판정할 수 있으므로, 제습제의 불필요한 사용을 줄이고 사용자의 편의성을 향상시킨다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 습도 표시 기능을 갖는 제습제의 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시한 습도 표시 기능을 갖는 제습제를 II-II선을 따라서 절단한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 습도 표시 기능을 갖는 제습제의 제조 방법을 나타내는 순서도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

그러면, 도면을 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 습도 표시 기능을 갖는 제습제 및 그 제조방법에 대하여 상세히 설명한다.

아래의 설명에서, 습도 표시 기능을 갖는 제습제는 제습제로 기재하도록 한다.

도 1 및 도 2를 참고로 하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 제습제(1)는 내부에 제습 부재(10)가 내장되는 공간을 구비한 파우치(20)와 파우치(20)의 외부면에 부착된 습도 표시부(30)를 구비한다.

제습 부재(10)는 규조토(diatomite), 실리카겔(silica gel) 및 벤토나이트(bentonite) 중의 하나 이상의 물질로 이루어져 있고, 수분을 흡수한다.

본 예에서, 제습 부재(10)가 수분을 흡수할 수 있는 한계에 이르러 더 이상 수분을 흡수 할 수 없는 상태를 포화 상태라 한다.

파우치(20)는 종이, 부직포, 폴리프로필렌(PP, polypropylene) 및 폴리에틸렌(PE, polyethylene) 중의 하나 이상으로 이루어져 있다.

이러한 파우치(20)는 통기성이 우수하여 대기 중의 수분이 파우치(20)의 내의 제습 부재(10)로 흡수되도록 한다.

따라서, 파우치(20)가 폴리프로필렌이나 폴리에틸렌으로 이루어질 경우, 파우치(20)는 복수의 기공을 구비할 수 있고, 이로 인해 외부의 수분은 이 기공을 통해 제습 부재(10)로 흡수된다.

습도 표시부(30)는 브롬화코발트(cobalt bromide)나 브롬화구리(copper bromide), 폴리프로필렌글리콜(polypropylene glycol) 및 글리세린(glycerin)으로 이루어져 있다.

이때, 브롬화코발트나 브롬화구리는 25~50중량%를 갖고, 폴리프로필렌글리콜은 25~50중량%를 갖고 있으며, 글리세린은 10~30중량%를 갖는다.

브롬화코발트 또는 브롬화구리는 수분을 흡수하면 색상이 초기 색상에서 정해진 색상으로 변색되는 성질을 갖고 있다.

이러한 브롬화코발트 또는 브롬화구리는 제습 부재(10)가 수분을 흡수하는 상태에는 대기 중의 수분을 흡수하지 않아서 초기 색상을 나타내다가, 제습 부재(10)가 더 이상 수분을 흡수할 수 없는 포화 상태에는 대기 중의 수분을 흡수하여 변색되므로, 제습 부재(10)의 함습 상태를 표시하는 습도 표시제로 이용된다.

즉, 브롬화코발트는 제습 부재(10)의 상태가 포화 상태 미만인 경우 청색의 초기 색상을 나타내고, 제습 부재(10)의 상태가 포화 상태인 경우 수분을 흡수하여 분홍색으로 변한다.

또한 브롬화구리는 제습 부재(10)의 상태가 포화 상태 미만인 경우 갈색의 초기 색상을 나타내고, 제습 부재(10)의 상태가 포화 상태인 경우 수분을 흡수하여 녹색으로 변한다.

이로 인해, 습도 표시부(30)는 제습 부재(10)의 상태가 포화 상태인 경우 수분을 흡수하여 초기 색상에서 각 설정 색상(예, 분홍색이나 녹색)으로 변하게 된다.

이러한 브롬화코발트나 브롬화구리를 비롯하여, 나머지 재료인 폴리프로필렌글리콜과 글리세린 역시 환경 규제 대상 물질이 아니므로, 이들 물질로 이루어진 습도 표시부(30)는 인체에 무해한 환경 친화적인(eco-friendly) 습도 표시부가 되어 사용자의 안정성이 향상된다.

폴리프로필렌글리콜은 고분자화합물의 친환경 친수성 증점제로서, 그라비어 인쇄법을 실시하여 파우치(20)의 외부면에 습도 표시부(30)를 인쇄할 때, 파우치(20)의 외부면과의 접착력을 유지하여 안정적으로 파우치(20) 외부면에 습도 표시부(30)가 부착되도록 한다.

글리세린은 친수성 흡습 물질로 주변의 수분을 흡수하는 성질을 갖고 있고, 글리세린이 수분을 흡수하는 속도는 습도 표시제(즉, 브롬화코발트나 브롬화구리)가 수분을 흡수하는 속도보다 빠르므로, 글리세린을 첨가하여 습도 표시제가 수분을 흡수하는 속도를 높인다.

따라서, 글리세린의 함량을 조절하여 습도 표시부(30)가 수분에 반응하는 속도 및 범위를 조절한다.

본 예에서, 제습 부재(10)가 더 이상 수분을 흡수 할 수 없는 포화 상태인 경우 습도 표시부(30)가 용이하게 대기 중의 수분을 흡수하여 변색되도록 글리세린의 함량을 조정하게 된다.

이로 인해, 제습 부재(10)가 수분을 흡수할 때에는 제습 부재(10) 바로 위에 위치한 습도 표시부(30)의 수분까지 흡수하므로 습도 표시부(30)는 건조한 상태를 유지하다가, 제습 부재(10)의 상태가 더 이상의 습도 흡수가 행해지지 않는 포화 상태일 때, 습도 표시부(30)는 대기 중의 수분을 흡수하게 되어 초기 색상에서 색상이 변하게 된다.

이러한 습도 표시부(30)는 그라비아 인쇄법(gravure printing)을 통해 파우치(20) 외부면에 인쇄된다.

이와 같이, 파우치(20)에 부착된 습도 표시부(30)의 색상을 이용하여 제습 부재(10)의 함습 정도를 파악하므로, 사용자는 정확하게 제습제(1)의 교체 시기를 판정하여 불필요한 교체로 인한 제습제(1)의 낭비가 방지된다.

도 3을 참고로 하여, 이러한 제습제(1)의 제조 방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 15℃ 내지 25℃의 온도에서 50~80중량%의 에탄올에 5~25중량%의 브롬화코발트나 브롬화구리를 용해시켜 표시액을 만든다.

다음, 이 표시액에 10~25중량%의 폴리프로필렌글리콜과 5~10중량%의 글리세린을 첨가한 후 용해시켜 습도 표시 잉크를 제조한다(100).

이미 설명한 것처럼, 폴리프로필렌글리콜은 증점제로서, 습도 표시 잉크가 도포되는 표면과의 접착력을 증가시키기 위한 것이다.

폴리프로필렌글리콜이 10중량% 이상인 경우, 습도 표시 잉크의 부착력이 안정적으로 유지되어 습도 표시 잉크가 원하는 표면에 안정적으로 도포되어 표면으로부터 떨어지지 않게 되고, 폴리프로필렌글리콜이 25중량% 이하인 경우, 습도 표시 잉크는 안정적인 인쇄 동작이 행해지는 점도를 갖게 된다.

글리세린은 친수성 흡습 물질로서, 습도 표시부(30)의 변색을 위한 수분 흡수량을 조정하며, 또한, 계면 활성제로서 습도 표시 잉크의 구성 성분들이 서로 섞이게 한다.

글리세린의 함량이 5중량% 이상인 경우, 제습 부재(10)의 상태가 포화 상태에 도달하게 되면 습도 표시부(30)가 수분에 반응하여 기초 색상에서 변색이 일어나기 시작하고, 글리세린의 함량이 10중량% 이하인 경우, 습도 표시부(30)의 변색이 안정적으로 진행되어 설정 색상이 나타나게 된다.

에탄올은 친수성 용제로서, 브롬화코발트 또는 브롬화구리, 폴리프로필렌글리콜, 글리세린 등의 성분들을 용해시켜 잉크를 균일하게 해주는 용매가 되며, 휘발성을 갖고 있어서 그라비어 인쇄 후 건조를 쉽게 할 수 있게 한다.

이러한 에탄올이 50중량% 이상인 경우, 습도 표시제나 첨가제들이 완전 용해되어 잉크가 균일하게 되므로 인쇄 품질이 좋아지고, 에탄올이 80중량% 이하인 경우, 습도 표시부의 색상이 또렷하여 색상 변화의 확인이 용이하게 된다.

다음, 제조된 습도 표시 잉크를 파우치 부재의 외부면 일부에 그라비어 인쇄법으로 도포한다(200).

그런 다음, 파우치 부재의 외부면에 도포된 습도 표시 잉크를 건조시켜 초기 색상이 발현되도록 한다(300).

이때, 건조 온도가 15℃ 내지 25℃ 온도일 때 건조 시간은 10분일 수 있거나, 건조 온도가 50℃ 내지 60℃일 때 건조 시간은 5분일 수 있다.

접착제나 열처리 등을 이용하여 파우치 부재로 일측이 개방된 파우치 개방체를 형성한다(400).

본 예에서, 파우치 개방체는, 습도 표시부(30)가 도포되어 있지 않은 제1 파우치 부재와 위에 기재된 방법에 따라 습도 표시부(30)가 도포되어 외부면에 습도 표시부(30)가 도포된 제2 파우치 부재를 이용하여 제조된다.

즉, 습도 표시부(30)가 외부로 노출되도록 제1 및 제2 파우치 부재를 서로 맞닿게 위치시킨 후, 3방 열접착(3-way heat-sealed)과 같은 방법에 의하여 어느 한 가장자리 부분을 제외한 나머지 모든 가장자리 부분을 밀봉하여 제습 부재(10)가 내장되는 공간을 구비한 파우치 개방체를 제조한다.

이때, 제1 및 제2 파우치 부재는 서로 동일한 형상과 크기를 갖고 있고, 습도 표시부(30)가 외부로 노출되도록 제1 및 제2 파우치 부재를 밀봉한다.

또한, 밀봉되지 않고 개방되어 있는 가장자리 부분은 제습 부재(10)가 주입되는 주입구가 된다.

이와는 달리, 파우치 개방체는, 습도 표시부(30)가 도포되어 있는 하나의 파우치 부재만을 이용하여 제조될 수 있다.

즉, 습도 표시부(30)가 외부로 노출되도록 한 장의 파우치 부재를 대략 반으로 접어서 서로 맞닿아 있는 가장자리 부분을 어느 한 부분만 개방되게 밀봉하여, 제습 부재(10)가 내장되는 공간을 갖는 파우치 개방체가 제조된다.

이와 같이 형성된 파우치 개방체의 내부 공간에 제습 부재(10)를 내장한 후(500), 개방된 파우치 개방체의 일측을 열접착 방식이나 접착제 등을 이용해 내부의 제습 부재(10)가 외부로 새어나오지 못하도록 밀봉해서 파우치(20)를 형성하여 제습제를 완성한다(600).

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

1: 제습제 10: 제습 부재
20: 파우치 30: 습도 표시부

Claims (3)

1. 제습 부재를 내장한 파우치, 그리고
   상기 파우치의 외부면에 위치하고 상기 제습 부재의 상태가 포화 상태인 경우 색상이 변하는 습도 표시부
   를 포함하고,
   상기 습도 표시부는 25~50중량%의 브롬화코발트나 브롬화구리, 25~50중량%의 폴리프로필렌글리콜, 그리고 10~30중량%의 글리세린
   을 포함하는 습도 표시 기능을 갖는 제습제.
2. 50~80중량%의 에탄올에 5~25중량%의 브롬화코발트나 브롬화구리를 용해시켜 표시액을 만드는 단계,
   상기 표시액에 10~25중량%의 폴리프로필렌글리콜과 5~10중량%의 글리세린을 첨가하고 용해시켜서 습도 표시 잉크를 제조하는 단계,
   상기 습도 표시 잉크를 파우치 부재에 도포하는 단계,
   상기 파우치 부재에 도포된 상기 습도 표시 잉크를 건조시키는 단계,
   상기 습도 표시 잉크가 도포된 상기 파우치 부재를 밀봉하여 일부분이 개방된 파우치 개방체를 형성하는 단계,
   개방된 상기 일부분을 통해 상기 파우치 개방체의 내부에 제습 부재를 내장하는 단계, 그리고
   개방된 상기 파우치 개방체의 상기 일부분을 밀봉해서 파우치를 완성하는 단계
   를 포함하는 습도 표시 기능을 갖는 제습제 제조 방법.
3. 제2항에서,
   상기 습도 표시 잉크는 그라비어 인쇄법을 통해 상기 파우치 부재의 외부면에 도포되는 습도 표시 기능을 갖는 제습제 제조 방법.

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