KR20220154946A - 제습용 컴파운드 조성물 및 그 제조방법과 이를 이용한 제습용 제품의 제조방법 - Google Patents

제습용 컴파운드 조성물 및 그 제조방법과 이를 이용한 제습용 제품의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 실리카겔을 대체할 수 있는 제습용 컴파운드 조성물 및 그 제조방법과 이를 이용한 제습용 제품의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 제습용 컴파운드 조성물은 베이스 플라스틱 수지: 35 ~ 55wt%; 제올라이트(zeolite): 35 ~ 65wt%; 및 기능성 첨가제: 5 ~ 15wt%를 포함한다.

Description

제습용 컴파운드 조성물 및 그 제조방법과 이를 이용한 제습용 제품의 제조방법{Compound composition for dehumidification and Method for manufacturing the same, and Method for manufacturing products for dehumidification using the same}
본 발명은 제습용 컴파운드 조성물 및 그 제조방법과 이를 이용한 제습용 제품의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 실리카겔을 대체할 수 있는 제습용 컴파운드 조성물 및 그 제조방법과 이를 이용한 제습용 제품의 제조방법에 관한 것이다.
산업이 발전하면서 각종 제품의 다양화와 상품성이 중요시되고 있으며, 제품의 생산, 저장, 유통 및 판매를 위한 포장에 있어서 제품의 품질 보존 등에 대한 소비자의 요구가 점차 증가하고 있다.
특히 수분에 민감한 식품, 의약품 및 전자 제품의 경우에는 제품의 물성 변화, 산패 발생, 영양적 손실, 금속 표면의 산화 부식 등을 방지하기 위하여 생산 시점부터 판매 및 사용을 하는 시점까지 건조한 상태를 유지시킬 필요가 있다.
건조한 상태를 유지하기 위하여 사용되는 것이 건조제인데, 일반적으로 건조제로는 황산과 규산나트륨의 반응에 의해 만들어지는 튼튼한 그물조직의 규산입자인 실리카겔(sillica gel)이 사용되고 있다.
그래서, 건조제인 실리카겔을 작은 파우치에 담은 다음 제품이 포장된 포장재의 내부에 함께 포함시키고 있다.
하지만, 실리카겔이 담긴 파우치가 손상되거나 결함이 있는 경우에는 종종 건조제가 제품 내부로 혼입되는 현상이 발생하여 제품이 오염되고 상품성이 저하되는 문제점이 있었다.
특히, 식품 및 의약품이 포장된 포장재의 내부에서 실리카겔이 담긴 파우치가 손상되거나 결함이 발생하게 되면, 실리카겔이 식품 및 의약품에 섞이게 되면서 식품 및 의약품의 상품성이 없어지거나 사용자가 섭취하는 문제가 발생할 수 있었다.
상기의 배경기술로서 설명된 내용은 본 발명에 대한 배경을 이해하기 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
미국등록공보 제5,911,937호 (1999.06.15)
본 발명은 실리카겔을 대체할 수 있는 제습용 컴파운드 조성물 및 그 제조방법과 이를 이용한 제습용 제품의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 제습용 컴파운드 조성물은 베이스 플라스틱 수지: 35 ~ 55wt%; 제올라이트(zeolite): 35 ~ 65wt%; 및 기능성 첨가제: 5 ~ 15wt%를 포함한다.
상기 베이스 플라스틱 수지는 PP(polypropylene) 또는 PLA(Poly Lactic Acid)인 것을 특징으로 한다.
상기 제올라이트는 천연 제올라이트 또는 합성 제올라이트인 것을 특징으로 한다.
상기 제올라이트는 입도가 10㎛ 이하인 것을 특징으로 한다.
상기 기능성 첨가제는 폴리에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 글리세린 및 천연 미네랄 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 일 실시형태에 따른 제습용 컴파운드의 제조방법은 베이스 플라스틱 수지: 35 ~ 55wt%, 제올라이트(zeolite): 35 ~ 65wt% 및 기능성 첨가제: 5 ~ 15wt%를 편량하여 준비하는 준비단계와; 준비된 베이스 플라스틱 수지, 제올라이트 및 기능성 첨가제를 혼합하여 혼합물을 준비하는 혼합단계를 포함한다.
상기 준비단계에서 베이스 플라스틱 수지는 펠렛 형태로 준비하고, 상기 제올라이트는 분말 형태로 준비하며, 상기 혼합단계에서 상기 펠렛 형태의 베이스 플라스틱 수지를 가열하여 용융시킨 상태에서 상기 분말 형태의 제올라이트를 혼합하는 것을 특징으로 한다.
상기 준비단계에서, 상기 베이스 플라스틱 수지는 PP(polypropylene) 또는 PLA(Poly Lactic Acid)이고, 상기 제올라이트는 천연 제올라이트 또는 합성 제올라이트인 것을 특징으로 한다.
상기 혼합단계에서 혼합된 혼합물에 진동을 부여하여 베이스 플라스틱 수지, 제올라이트 및 기능성 첨가제가 교반된 교반물을 준비하는 교반단계를 더 포함한다.
상기 교반단계에서는 혼합물에 Z축 방향의 진동을 부여하는 것을 특징으로 한다.
상기 교반물을 성형하여 펠렛화시키는 펠렛단계를 더 포함한다.
상기 혼합단계, 교반단계 및 펠렛단계는 순차적으로 이어서 실시되는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 일 실시형태에 따른 제습용 제품의 제조방법은 베이스 플라스틱 수지: 35 ~ 55wt%, 제올라이트(zeolite): 35 ~ 65wt% 및 기능성 첨가제: 5 ~ 15wt%를 편량하여 준비하는 준비단계와; 준비된 베이스 플라스틱 수지, 제올라이트 및 기능성 첨가제를 혼합하여 혼합물을 준비하는 혼합단계와; 혼합물에 진동을 가하여 베이스 플라스틱 수지, 제올라이트 및 기능성 첨가제가 교반된 교반물을 준비하는 교반단계와; 교반물을 사출하여 소정 형상의 제품으로 성형하는 성형단계를 포함한다.
상기 성형단계는, 교반물을 펠렛화시키는 펠렛과정과; 펠렛화된 교반물을 가열하여 반용융시킨 다음 소정 형상으로 사출하는 사출과정을 포함한다.
상기 준비단계에서 베이스 플라스틱 수지는 펠렛 형태로 준비하고, 상기 제올라이트는 분말 형태로 준비하며, 상기 혼합단계에서 펠렛 형태의 베이스 플라스틱 수지를 가열하여 용융시킨 상태에서 분말 형태의 제올라이트를 혼합하며, 상기 교반단계에서 혼합물에는 Z축 방향의 진동을 부여하고, 상기 사출과정에서 펠렛화된 교반물을 가열하는 온도는 상기 혼합단계에서 베이스 플라스틱 수지를 가열하는 온도보다 낮은 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 아래와 같은 효과를 달성할 수 있다.
첫째, 종래에 일반적인 제습제로 사용되는 실리카겔을 대체하면서 제습 및 방습의 효과를 향상시킬 수 있는 제습용 컴파운드를 제조할 수 있다.
둘째, 제습용 컴파운드를 이용하여 다양한 제습용 제품을 제조할 수 있다. 예를 들어, 종래의 알갱이형 제습제의 한계를 벗어나 제습용 컴파운드를 사용하여 사출성형에 의해 다양한 형태의 제습용 제품을 제조할 수 있다.
셋째, 제습 및 방습이 필요한 다양한 제품군에 적용이 가능하다. 예를 들어 약품이나 식품을 보관 및 포장하는 제품군에서부터 의료분야, 장비, 원료 등 건조상태의 유지가 필수적인 제품군에 폭넓게 사용할 수 있다.
넷째, 열을 가하면 다시 표면에 흡착되었던 수분이 증발하면서 다시 건조상태로 복귀하기 때문에 재사용이 가능하여 반영구적으로 사용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 제습용 컴파운드 조성물을 펠렛화시킨 중간 제품의 사진이고,
도 2는 실시예 1과 비교예 1에 따른 밀폐 용기의 시간 경과에 따른 습도 및 온도의 변화를 측정한 결과 그래프이며,
도 3은 실시예 2, 비교예 2 및 대조군에 따른 용기의 시간 경과에 따른 상대습도를 측정한 결과 그래프이고,
도 4a는 실시예 3에 의해 제작된 용기에 대한 제올라이트의 편석 분포도를 관찰한 사진이며,
도 4b는 실시예 4에 의해 제작된 용기에 대한 제올라이트의 편석 분포도를 관찰한 사진이고,
도 4c는 비교예 3에 의해 제작된 용기에 대한 제올라이트의 편석 분포도를 관찰한 사진이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
본 발명에 따른 제습용 컴파운드 조성물은 제습용 제품을 제조하는데 사용되는 소재로서, 플라스틱 수지를 베이스로 하여 제올라이트를 혼합하여 수분을 흡착하는 소재이다.
이러한 제습용 컴파운드 조성물은 제습 및 방습용 용기, 제습판 등과 같은 제품을 제조하는데 사용될 수 있다.
구체적으로, 본 발명에 따른 제습용 컴파운드 조성물은 제습용 컴파운드 조성물은 베이스 플라스틱 수지: 35 ~ 55wt%; 제올라이트(zeolite): 35 ~ 65wt%; 및 기능성 첨가제: 5 ~ 15wt%를 포함한다.
본 발명에서 사용되는 성분 및 그 조성범위를 한정하는 이유는 아래와 같다. 이하, 특별한 언급이 없는 한 조성범위의 단위로 기재되는 5%는 wt%를 의미한다.
베이스 플라스틱 수지: 35 ~ 55wt%
베이스 플라스틱 수지는 컴파운드를 조성하는 매트릭스(matrix) 소재로서, 본 실시예에서는 제품의 품질, 성형성 및 작업성의 향상시키기 위하여 베이스 플라스틱 수수로 열가소성 플라스틱 수지를 적용한다.
예를 들어 베이스 플라스틱 수지로는 PP(polypropylene) 또는 PLA(Poly Lactic Acid)가 적용될 수 있다. 특히, 바이오 플라스틱인 PLA(Poly Lactic Acid)와 같은 친환경 수지를 적용함으로써 친환경 제습용 제품을 제조할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
특히, PP(polypropylene)는 녹는점이 160 ~ 165℃ 정도이고, PLA(Poly Lactic Acid)은 녹는점이 180 ~ 230℃ 정도이기 때문에, PP(polypropylene) 또는 PLA(Poly Lactic Acid)를 베이스 플라스틱 수지로 사용하는 제습용 컴파운드 조성물을 이용하여 제습용 제품을 제조하는 경우에는 수분이 흡착되었더라도 열을 가하면 흡착되었더 수분이 증발하면서 다시 건조상태로 복귀하기 때문에 재사용이 가능하다는 장점이 있다.
베이스 플라스틱 수지는 35 ~ 55wt%의 범위로 혼합되는 것이 바람직하다. 베이스 플라스틱 수지의 함량은 제올라이트의 함량과 트레이드오프(trade off) 관계에 있는 값으로서, 베이스 플라스틱 수지의 함량이 35wt% 미만인 경우에는 제습용 컴파운드 조성물을 이용하여 제조되는 제품의 품질, 성형성 및 작업성을 보장할 수 없고, 베이스 플라스틱 수지의 함량이 55wt% 초과인 경우에는 상대적으로 제올라이트의 함량이 적어지면서 제습용 컴파운드 조성물의 제습 및 방습의 효과가 저하되는 문제가 발생된다.
제올라이트(zeolite): 35 ~ 65wt%
제올라이트는 컴파운드의 주요 기능인 제습 및 방습 효과를 달성하기 위하여 혼합되는 소재로서, 제올라이트는 미세 다공성 알루미늄 규산염 광물이다.
이러한 제올라이트는 표면에 나노 크기의 수많은 공극이 형성되기 때문에 상대적으로 작은 분자인 물(H2O)이나 가스(GAS) 등을 흡착하여 보관하고 있다가 일정 온도 이상이 되면 배출하면서 수증기를 발생시킨다. 특히, 일정한 크기의 미세 공극을 갖고 있어 이보다 작은 분자를 선택적으로 통과시켜 흡착한다. 그리고 결정 구조 내에 있는 양이온의 작용으로 인해 불포화 탄화수소와 극성 물질을 강하게 흡착하는 성질이 있다.
본 실시예에서 제올라이트는 천연 제올라이트 또는 합성 제올라이트가 적용될 수 있다.
제올라이트는 35 ~ 65wt%의 범위로 혼합되는 것이 바람직하다. 제올라이트의 함량은 베이스 플라스틱 수지의 함량과 트레이드오프(trade off) 관계에 있는 값으로서, 제올라이트의 함량이 35wt% 미만인 경우에는 제습용 컴파운드 조성물의 제습 및 방습의 효과를 원하는 수준으로 달성할 수 없는 문제가 발생되고, 제올라이트의 함량이 65wt% 초과인 경우에는 상대적으로 베이스 플라스틱 수지의 함량이 적어지면서 제습용 컴파운드 조성물을 이용하여 제조되는 제품의 품질, 성형성 및 작업성을 보장할 수 없는 문제가 발생된다.
한편, 제올라이트의 입도는 10㎛ 이하인 것이 바람직하다. 만약 제올라이트의 입도가 10㎛를 초과하는 경우에는 베이스 플라스틱 수지와 혼합될 때 제올라이트가 균일하게 혼합되지 않는 문제가 발생할 수 있다. 특히 제올라이트 편석이 발생될 수 있고, 이렇게 제올라이트 편석이 발생되는 경우에는 컴파운드 조성물을 이용하여 제습용 제품을 제조하는 경우에 제올라이트 편석이 육안으로 식별되어 제습용 제품의 상품성을 저하시키는 문제가 발생될 수 있다.
그리고, 제올라이트의 표면에 형성되는 기공은 원하는 수준의 수분 흡착을 위하여 크기가 3 옹스트롬(Å) 이상인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 제올라이트의 표면에 형성되는 기공의 크기는 10 옹스트롬(Å) 이상인 것이 좋다. 만약 제올라이트의 표면에 형성되는 기공의 크기가 제시된 크기보다 작은 경우에는 원하는 수준의 수분 흡착력이 발휘되기 어렵다.
또한, 제올라이트의 함량이 제시된 범위보다 많거나 제올라이트의 입도가 제시된 범위보다 큰 경우에는 제습용 컴파운드 조성물을 펠렛화 시키거나 최종 제품으로 사출하는 과정에서 사출기의 스크류에 제올라이트가 뭉치는 현상이 발생하기도 하였다.
기능성 첨가제: 5 ~ 15wt%
기능성 첨가제는 제습용 컴파운드 조성물에 부가적인 기능성을 부여하는 소재로서, 다양한 기능성 첨가제가 적용될 수 있다.
기능성 첨가제로는 성형성을 향상시키는 첨가제, 기계적인 물성을 향상시키는 첨가제, 향균기능을 갖는 첨가제 및 변질되는 것을 방지하는 첨가제와 같은 다양한 기능성 첨가제가 적용될 수 있다.
구체적으로 기능성 첨가제로는 윤활제, 연화제, 안료, 강화제, 항균제 및 UV안정제 등이 선택적으로 적용될 수 있다. 예를 들어 본 실시예에서는 폴리에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 글리세린 및 천연 미네랄 중 어느 하나 이상을 선택하여 적용할 수 있다.
한편, 기능성 첨가제는 5 ~ 15wt%의 범위로 혼합되는 것이 바람직하다. 기능성 첨가제의 함량은 베이스 플라스틱 수지 및 제올라이트의 함량과 트레이드오프(trade off) 관계에 있는 값으로서, 기능성 첨가제의 5wt% 미만인 경우에는 기능성 첨가제의 첨가로 인해 달성하고자 하는 효과를 원하는 수준으로 달성할 수 없는 문제가 발생되고, 기능성 첨가제의 함량이 15wt% 초과인 경우에는 상대적으로 베이스 플라스틱 수지 및 제올라이트의 함량이 적어지면서 제습용 컴파운드 조성물을 이용하여 제조되는 제품의 품질, 성형성 및 작업성을 보장할 수 없는 문제가 발생된다.
다음으로 상기와 같이 조성되는 제습용 컴파운드 조성물을 제조하는 방법에 대하여 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제습용 컴파운드 조성물의 제조방법은 베이스 플라스틱 수지, 제올라이트 및 기능성 첨가제를 각각 편량하여 준비하는 준비단계와; 준비된 베이스 플라스틱 수지, 제올라이트 및 기능성 첨가제를 혼합하여 혼합물을 준비하는 혼합단계를 포함한다. 그리고, 베이스 플라스틱 수지, 제올라이트 및 기능성 첨가제가 보다 균일하게 혼합하기 위하여 베이스 플라스틱 수지, 제올라이트 및 기능성 첨가제가 혼합된 혼합물에 진동을 부여하면서 교반하는 교반단계와 교반물을 펠렛화시키는 펠렛단계를 더 포함한다.
준비단계는 제습용 컴파운드 조성물을 조성하는 소재들을 원하는 함량으로 편량하는 단계로서, 전술된 바와 같이 베이스 플라스틱 수지: 35 ~ 55wt%, 제올라이트(zeolite): 35 ~ 65wt%, 기능성 첨가제: 5 ~ 15wt%를 각각 편량하여 준비한다.
이때 베이스 플라스틱 수지는 펠렛 형태로 준비하고, 제올라이트는 분말 형태로 준비한다. 그리고, 기능성 첨가제는 첨가되는 성분에 따라 펠렛 형태 또는 분말 형태로 적절히 준비하는 것이 바람직하다.
혼합단계는 각각 원하는 함량으로 편량된 베이스 플라스틱 수지, 제올라이트 및 기능성 첨가제를 균일하게 혼합하는 단계이다.
특히, 베이스 플라스틱 수지와 제올라이트의 균일한 혼합을 위하여 펠렛 형태의 베이스 플라스틱 수지를 가열하여 용융시킨 상태에서 분말 형태의 제올라이트를 혼합하는 것이 바람직하다. 이때 펠렛 형태로 혼합되는 기능성 첨가제는 베이스 플라스틱 수지와 함께 용융시키고, 분말 형태로 준비되는 기능성 첨가제는 제올라이트와 함께 혼합되는 것이 바람직하다.
교반단계는 혼합단계에서 혼합된 혼합물이 보다 균일하게 혼합되도록 교반하는 단계로서, 본 실시예에서는 혼합물에 진동을 부여하는 것으로 실시된다.
혼합단계에서 혼합된 혼합물은 서로 다른 비중을 갖는 소재가 혼합된 것이기 때문에 소재 간 비중 차이에 따라 균일한 혼합이 원하는 수준으로 달성되지 않는다.
예를 들어 베이스 플라스틱 수지로 사용되는 PP(polypropylene) 또는 PLA(Poly Lactic Acid)는 비중이 1.0 ~ 1.5 수준이고, 제올라이트는 비중이 2.0 ~ 2.3 수준이기 때문에 혼합되는 동안 베이스 플라스틱 수지와 제올라이트의 비중 차이에 따라 용융상태의 베이스 플라스틱 수지에 분말 형태의 제올라이트가 가라앉아서 분포되는 문제가 발생된다.
그래서, 본 실시예에서는 교반단계에서 혼합물에 진동을 부여하되, Z축 방향의 진동을 부여하여 비중 차이에 따라 용융상태의 베이스 플라스틱 수지에 분말 형태의 제올라이트가 균일하게 분포되도록 유도한다. 이렇게 분말 형태의 제올라이트가 z축 방향의 진동에 의해 균일하게 분포되면 제올라이트에 의해 발생되는 편석의 발생도 억제할 수 있다.
또한, 교반단계는 혼합단계 이후에 대기 시간 없이 이어서 바로 실시되는 것이 바람직하다. 그 이유는 전술된 바와 같이 베이스 플라스틱 수지와 제올라이트는 비중 차이가 있기 때문에 혼합단계 이후에 대기 시간이 주어지는 경우에 제올라이트가 비중에 의해 가라앉으면서 용융상태의 베이스 플라스틱 수지 중 하부 영역에 주로 분포되는 문제가 발생될 수 있기 때문이다.
펠렛단계는 교반단계에서 교반된 교반물을 성형하여 펠렛화시키는 단계이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 제습용 컴파운드 조성물을 펠렛화시킨 중간 제품의 사진이다.
펠렛단계는 교반물을 이용하여 바로 제습용 제품을 제조하는 않는 경우에, 제습용 제품을 제조하기 위하여 도 1과 같이 중간 제품을 준비하는 것이다.
전술된 바와 같이 베이스 플라스틱 수지와 제올라이트는 비중에 차이가 있고, 베이스 플라스틱 수지는 용융상태이기 때문에 교반물 상태에서 시간이 지체되는 경우에는 소재 간 비중 차이에 의해 제올라이트의 편석이 발생할 수 있다.
그래서, 베이스 플라스틱 수지에 제올라이트 및 기능성 첨가제가 균일하게 분포된 상태에서 펠렛 형태로 성형한 다음 경화시킴으로써 각 소재가 균일하게 분포된 상태를 유지할 수 있는 것이다.
이를 위하여 펠렛단계는 교반단계 이후에 대기 시간 없이 이어서 바로 실시되는 것이 바람직하다.
다음으로 상기와 같이 조성되는 제습용 컴파운드 조성물을 이용하여 제습용 제품을 제조하는 방법에 대하여 설명한다.
본 발명이 일 실시예에 따른 제습용 제품의 제조방법은 베이스 플라스틱 수지, 제올라이트 및 기능성 첨가제를 각각 편량하여 준비하는 준비단계와; 준비된 베이스 플라스틱 수지, 제올라이트 및 기능성 첨가제를 혼합하여 혼합물을 준비하는 혼합단계와; 혼합물에 진동을 부여하면서 교반하는 교반단계와; 교반물을 사출하여 소정 형상이 제품으로 성형하는 성형단계를 포함한다.
이때 준비단계, 혼합단계 및 교반단계는 전술된 제습용 컴파운드 조성물의 제조방법과 동일한 단계로서, 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
성형단계는 교반단계에서 균일하게 교반된 교반물을 이용하여 최종 사용하고자 하는 제품으로 성형하는 단계이다.
예를 들어 교반단계에서 교반된 교반물은 용융상태의 베이스 플라스틱 수지에 분말 상태의 제올라이트 및 기능성 첨가제가 균일하게 교반된 상태이고, 이를 이용하여 사출성형을 이용하여 제품을 제조하는 것이다.
이때 성형단계는 용융상태의 베이스 플라스틱 수지에 분말 상태의 제올라이트 및 기능성 첨가제가 균일하게 교반된 상태인 교반물을 이용하여 직접 최종 제품을 제조할 수 있다. 이를 위하여 융용상태의 교반물을 사출기에 장입하여 그대로 사출 성형을 실시할 수 있다.
그래서 사출 성형에 의해 성형되는 최종 제품은 다양한 규격의 제습용 용기, 제습판 등이 될 수 있다. 이러한 제습용 용기 및 제습판은 그 자체에서 제습 및 방습 효과가 달성되기 때문에 종래와 같이 파우치에 담긴 별도의 제습제를 추가로 생산하여 포장할 필요가 없게 되는 것이다.
그리고, 성형단계는 용융상태인 교반물을 이용하여 직접 제품을 제조하지 않고, 중간 제품인 제습용 컴파운드 펠렛을 제조한 다음 이를 이용하여 최종 제품을 제조할 수 있다.
그래서 성형단계는 교반물을 펠렛화시키는 펠렛과정과; 펠렛화된 교반물을 가열하여 반용융시킨 다음 소정 형상으로 사출하는 사출과정을 포함할 수 있다.
이때 사출과정에서 펠렛화된 교반물을 가열하는 온도는 혼합단계에서 베이스 플라스틱 수지를 가열하는 온도보다 낮은 온도로 가열하는 것이 바람직하다. 만약 사출과정에서 펠렛화된 교반물을 가열하는 온도를 혼합단계에서 베이스 플라스틱 수지를 가열하는 온도보다 높게 하는 경우에는 베이스 플라스틱 수지가 완전한 용융상태가 되면서 이에 혼합된 분말 형태의 제올라이트 및 기능성 첨가제가 다시 불균일하게 분포될 수 있기 때문이다.
이하, 비교예 및 실시예를 사용하여 본 발명을 설명한다.
먼저, 본 발명에 따른 실시예의 제습 효과에 대하여 알아보는 실험을 실시하였다.
실시예 1로는 베이스 플라스틱 수지로 PLA(Poly Lactic Acid)를 40wt% 혼합하고, 합성 제올라이트를 55wt% 혼합하고, 기능성 첨가제로 폴리에틸렌 글리콜을 5wt% 혼합한 제습용 컴파운드 조성물을 사용하여 밀폐 용기를 제작하였다.
그리고, 비교예 1로는 일반적인 제습기능이 없는 밀폐 용기를 사용하였다.
그래서, 실시예 1와 비교예 1에 따른 밀폐 용기의 내부에 소정의 습도를 조성하기 위하여 수분을 공급한 다음 시간 경과에 따른 습도 및 온도의 변화를 측정하였고, 그 결과를 도 2에 나타내었다.
도 2는 실시예 1과 비교예 1에 따른 밀폐 용기의 시간 경과에 따른 습도 및 온도의 변화를 측정한 결과 그래프이다.
도 2에서 알 수 있듯이, 밀폐 용기에 수분을 공급한 이후 4 ~ 5 시간 경과 후에는 수분의 증발에 의해 비교예 1 및 실시예 1에 따른 밀폐 용기 내부의 습도가 서서히 상승하는 것을 알 수 있다. 하지만, 비교예 1에 비하여 실시예 1에서 습도의 상승량이 작은 것을 확인할 수 있었다.
또한, 4~ 5 시간 경과 이후에도 비교예 1에 따른 밀폐 용기의 내부는 습도가 계속하여 상승하는 것이 확인되었지만, 실시예 1에 따른 밀폐 용기의 내부는 습도가 급격하게 저하되는 것을 확인할 수 있었다. 이는 비교예 1에 따른 밀폐 용기는 제습 기능이 없기 때문에 밀폐 용기 내부로 공급된 수분에 의해 습도가 상승한 다음 그 습도가 유지되는 것에 반하여 실시예 1에 따른 밀폐 용기는 용기 자체에서 제습 기능이 발현되기 대문에 밀폐 용기 내부로 공급된 수분에 의해 초기에는 습도가 상승하지만 소정의 시간 경과 후부터는 용기에 수분이 흡착되면서 습도가 급격하게 저하되는 것으로 유추할 수 있다.
이때 비교예 1와 실시예 1의 내부에는 시간의 경과에 따라 온도 변화가 없는 것으로 확인되었고, 이는 온도에 따른 습도 변화의 요인은 없는 것을 확인시켜 주었다.
다음으로, 종래의 실리카겔과 비교하여 본 발명에 따른 실시예의 제습 효과에 대하여 알아보는 실험을 실시하였다.
실시예 2로는 베이스 플라스틱 수지로 PLA(Poly Lactic Acid)를 35wt% 혼합하고, 합성 제올라이트를 60wt% 혼합하고, 기능성 첨가제로 폴리에틸렌 글리콜을 5wt% 혼합한 제습용 컴파운드 조성물을 사용하여 용기를 제작하였다.
비교예 2로는 실시예 2와 동일한 사이즈 및 형태로 제작되고 제습 기능이 없는 용기에 종래의 실리카 겔을 파우치에 담아 용기에 넣었다. 이때 실리카 겔의 양은 실시예에 혼합된 합성 제올라이트의 함량과 동일하게 하였다.
그리고, 대조군으로는 실시예 2와 동일한 사이즈 및 형태로 제작되고 제습 기능이 없는 용기를 그대로 사용하였다.
그래서, 실시예 2, 비교예 2 및 대조군에 따른 용기의 내부에 소정의 습도를 조성하기 위하여 수분을 공급한 다음 시간 경과에 따른 상대습도를 측정하였고, 그 결과를 도 3에 나타내었다.
도 3은 실시예 2, 비교예 2 및 대조군에 따른 용기의 시간 경과에 따른 상대습도를 측정한 결과 그래프이다.
도 3에서 알 수 있듯이, 앞선 측정과 유사하게 용기에 수분을 공급한 이후 4 ~ 5 시간 경과 후에는 수분의 증발에 의해 대조군, 비교예 2 및 실시예 2에 따른 용기 내부의 습도가 서서히 상승하는 것을 알 수 있다. 하지만, 비교예 2에 비하여 실시예 2에서 상대습도가 적은 것을 확인할 수 있었다.
또한, 4~ 5 시간 경과 이후에도 꾸준하게 비교예 2에 비하여 실시예 2의 상대습도가 적은 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과에 따라 본 발명에 따른 제습용 컴파운드 조성물을 이용하여 제작된 실시예 2가 동일한 양의 실리카 겔을 사용한 비교예 2에 비하여 제습 기능이 우수하다는 것을 확인할 수 있었다.
다음으로, 제습용 컴파운드 조성물을 이용하여 중간 제품 또는 최종 제품을 제조하는 경우에 제올라이트의 입도 크기에 대한 영향 및 교반단계에서 부여되는 진동에 대한 효과를 알아보는 실험을 실시하였다.
실시예 3은 베이스 플라스틱 수지로 PLA(Poly Lactic Acid)를 35wt% 혼합하고, 합성 제올라이트를 60wt% 혼합하고, 기능성 첨가제로 폴리에틸렌 글리콜을 5wt% 혼합한 제습용 컴파운드 조성물을 사용하여 용기를 제작하였다. 이때 합성 제올라이트의 입도는 10㎛ 이하인 것을 사용하였다.
그리고, 제습용 컴파운드 조성물을 이용하여 용기를 사출하기 전에 z축 방향의 진동을 부여하는 교반단계를 실시하였다.
실시예 4는 실시예 3과 마찬가지로 베이스 플라스틱 수지로 PLA(Poly Lactic Acid)를 35wt% 혼합하고, 합성 제올라이트를 60wt% 혼합하고, 기능성 첨가제로 폴리에틸렌 글리콜을 5wt% 혼합한 제습용 컴파운드 조성물을 사용하여 용기를 제작하였다. 그리고, 합성 제올라이트의 입도도 10㎛ 이하인 것을 사용하였다.
다만, 실시예 4는 z축 방향의 진동을 부여하는 교반단계를 실시하지 않았다.
비교예 3은 실시예 3 및 실시예 4와 마찬가지로 베이스 플라스틱 수지로 PLA(Poly Lactic Acid)를 35wt% 혼합하고, 합성 제올라이트를 60wt% 혼합하고, 기능성 첨가제로 폴리에틸렌 글리콜을 5wt% 혼합한 제습용 컴파운드 조성물을 사용하여 용기를 제작하였다. 다만, 합성 제올라이트의 입도는 20㎛ 정도인 것을 사용하였다.
그리고, 비교예 3도 실시예 4와 마찬가지로 z축 방향의 진동을 부여하는 교반단계를 실시하지 않았다.
이렇게 실시예 3, 실시예 4 및 비교예 3에 따라 제작된 용기에 분포된 합성 제올라이트의 편석 분포도를 알아보기 위하여 제작된 용기에 조명을 직접 조사하면서 제올라이트의 편석 분포도를 알아보았다. 그리고, 도 4a 내지 도 4c에 그 결과 사진을 나타내었다.
이때 도 4a는 실시예 3에 의해 제작된 용기에 대한 제올라이트의 편석 분포도를 관찰한 사진이고, 도 4b는 실시예 4에 의해 제작된 용기에 대한 제올라이트의 편석 분포도를 관찰한 사진이며, 도 4c는 비교예 3에 의해 제작된 용기에 대한 제올라이트의 편석 분포도를 관찰한 사진이다.
도 4a에서 확인할 수 있듯이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제작된 용기에서는 제올라이트의 편석이 관찰되지 않는 것을 확인할 수 있었다.
그리고, 도 4b에서 확인할 수 있듯이, 본 발명의 실시예에 따라 제작된 용기이지만 z축 방향의 진동을 부여하는 교반단계를 실시하지 않는 경우에는 제올라이트의 편석이 일부 발생하는 것을 확인할 수 있었다. 하지만, 실시예 4의 경우에는 조명을 직접 조사하지 않는 경우에는 육안으로 제올라이트의 편석이 거의 식별되지 않았다.
하지만, 도 4c에서 확인할 수 있듯이, 본 발명에서 제시된 제올라이트의 입도 크기를 벗어나고, z축 방향의 진동을 부여하는 교반단계를 실시하지 않는 경우에는 제올라이트의 편석이 상당히 많이 발생하는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 비교예 3의 경우에는 조명을 직접 조사하지 않는 경우에도 육안으로 제올라이트의 편석이 식별되는 것을 확인할 수 있었다.
본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.

Claims (16)

  1. 베이스 플라스틱 수지: 35 ~ 55wt%;
    제올라이트(zeolite): 35 ~ 65wt%; 및
    기능성 첨가제: 5 ~ 15wt%를 포함하는 제습용 컴파운드 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 베이스 플라스틱 수지는 PP(polypropylene) 또는 PLA(Poly Lactic Acid)인 것을 특징으로 하는 제습용 컴파운드 조성물.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제올라이트는 천연 제올라이트 또는 합성 제올라이트인 것을 특징으로 하는 제습용 컴파운드 조성물.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제올라이트는 입도가 10㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 제습용 컴파운드 조성물.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 기능성 첨가제는 폴리에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 글리세린 및 천연 미네랄 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 제습용 컴파운드 조성물.
  6. 베이스 플라스틱 수지: 35 ~ 55wt%, 제올라이트(zeolite): 35 ~ 65wt% 및 기능성 첨가제: 5 ~ 15wt%를 편량하여 준비하는 준비단계와;
    준비된 베이스 플라스틱 수지, 제올라이트 및 기능성 첨가제를 혼합하여 혼합물을 준비하는 혼합단계를 포함하는 제습용 컴파운드의 제조방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 준비단계에서 베이스 플라스틱 수지는 펠렛 형태로 준비하고, 상기 제올라이트는 분말 형태로 준비하며,
    상기 혼합단계에서 상기 펠렛 형태의 베이스 플라스틱 수지를 가열하여 용융시킨 상태에서 상기 분말 형태의 제올라이트를 혼합하는 것을 특징으로 하는 제습용 컴파운드의 제조방법.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 준비단계에서,
    상기 베이스 플라스틱 수지는 PP(polypropylene) 또는 PLA(Poly Lactic Acid)이고,
    상기 제올라이트는 천연 제올라이트 또는 합성 제올라이트인 것을 특징으로 하는 제습용 컴파운드의 제조방법.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 혼합단계에서 혼합된 혼합물에 진동을 부여하여 베이스 플라스틱 수지, 제올라이트 및 기능성 첨가제가 교반된 교반물을 준비하는 교반단계를 더 포함하는 제습용 컴파운드의 제조방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 교반단계에서는 혼합물에 Z축 방향의 진동을 부여하는 것을 특징으로 하는 제습용 컴파운드의 제조방법.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 교반물을 성형하여 펠렛화시키는 펠렛단계를 더 포함하는 제습용 컴파운드의 제조방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 혼합단계, 교반단계 및 펠렛단계는 순차적으로 이어서 실시되는 것을 특징으로 하는 제습용 컴파운드의 제조방법.


  13. 베이스 플라스틱 수지: 35 ~ 55wt%, 제올라이트(zeolite): 35 ~ 65wt% 및 기능성 첨가제: 5 ~ 15wt%를 편량하여 준비하는 준비단계와;
    준비된 베이스 플라스틱 수지, 제올라이트 및 기능성 첨가제를 혼합하여 혼합물을 준비하는 혼합단계와;
    혼합물에 진동을 가하여 베이스 플라스틱 수지, 제올라이트 및 기능성 첨가제가 교반된 교반물을 준비하는 교반단계와;
    교반물을 사출하여 소정 형상의 제품으로 성형하는 성형단계를 포함하는 제습용 제품의 제조방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 성형단계는,
    교반물을 펠렛화시키는 펠렛과정과;
    펠렛화된 교반물을 가열하여 반용융시킨 다음 소정 형상으로 사출하는 사출과정을 포함하는 제습용 제품의 제조방법.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 준비단계에서 베이스 플라스틱 수지는 펠렛 형태로 준비하고, 상기 제올라이트는 분말 형태로 준비하며,
    상기 혼합단계에서 펠렛 형태의 베이스 플라스틱 수지를 가열하여 용융시킨 상태에서 분말 형태의 제올라이트를 혼합하며,
    상기 교반단계에서 혼합물에는 Z축 방향의 진동을 부여하고,
    상기 사출과정에서 펠렛화된 교반물을 가열하는 온도는 상기 혼합단계에서 베이스 플라스틱 수지를 가열하는 온도보다 낮은 것을 특징으로 하는 제습용 제품의 제조방법.
  16. 청구항 13에 의해 제조되는 제습용 제품.
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