KR20230081956A - 흡습제용 포장재 및 이를 포함하는 흡습제품 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 흡습제용 포장재 및 이를 포함하는 흡습제품을 제공하는 것이며, 구체적으로 폴리에스테르 부직포 층, 폴리올레핀 통기성 층, 폴리올레핀계 천공필름층을 포함하는 흡습제용 포장재로서,상기 각 층은 폴리우레탄계 접착제 층을 더 포함하는 것인, 흡습제용 포장재를 제공 및 이를 포함하는 흡습제품을 제공하는 것이다.

Description

흡습제용 포장재 및 이를 포함하는 흡습제품 {Packaging material for desiccant and moisture absorption product containing same}
본 발명은 흡습제용 포장재 및 이를 포함하는 흡습제품을 제공하는 것이며, 구체적으로, 투습도 및 걸리투과도가 우수하고 흡습속도 조절이 용이하면서 동시에 인장강도 또한 우수한 흡습제용 포장재를 제공하는 것이다.
일반적으로 흡습제품은 제품의 포장 또는 운송 시 습기로부터 제품을 보호하기 위하여 포장용 박스 내에 투입되어 널리 사용되고 있으며, 종래에는 자동차 램프, 전자기 제품 등의 습도제어가 필요한 제품에도 널리 사용되고 있다.
상기 흡습제품은 파우치에 흡습제를 투입된 형태의 제품이 주로 사용되며, 특수 용도로는 더스트 커버 용기 내부에 흡습제를 포함하고 이를 통기성 필름으로 덮힌 제품(등록번호 10-2245735 B1)등이 사용되고 있다.
상기 흡습제품에 들어가는 통기성 필름은 외부의 습기를 효과적으로 흡수할 수 있게 통기성은 우수하면서, 동시에 흡습속도는 제어하여, 상기 흡습제품이 장기간 동안 주변 습기를 흡습할 수 있는 효과적인 기능이 요구된다.
또한, 상기 통기성 필름의 경우 자동차의 진동 및 운송에 따른 물리적인 충격에도 견딜 수 있는 물리적 강도 또한 우수한 재질을 사용해야 한다.
종래기술은 흡습제를 충진하는 흡습제품의 포장재로 PP 또는 PE 통기성 필름(부직포)에 EVA, polyurethane 등의 코팅을 하여 흡습속도를 조절하고 이 코팅제부분이 접합을 하여 파우치 형태로 만들어 접합강도(0.05kgf/mm)가 상대적으로 낮은 문제점이 있다. 또한, PP 또는 PE 통기성 필름(부직포) 자체의 모든 부분이 투습도가 일정하지 않아 일정 수준 이상의 투습도를 보증할 수 없는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허공보 제 10-1760302호 (2017.07.17.)
상기 안출된 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 일정한 흡습속도를 가지며, 접합강도 또한 우수한 흡습제용 포장재를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 통기성 필름에 추가적인 수지 코팅 없이도 접착이 용이한 흡습제용 포장재를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 자동차 진동 또는 외부의 물리적인 충격 등에도 견딜 수 있는 흡습제용 포장재를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 상기 흡습제품용 포장제품을 사용한 흡습제 파우치를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 상기 흡습제품용 포장제품을 사용한 더스트 커버 용기 내부에 흡습제를 포함하고 이를 통기성 필름으로 덮힌 제품을 제공하고자 한다.
상기 안출된 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명은 폴리에스테르 부직포 층, 폴리올레핀 통기성 층, 폴리올레핀계 천공필름층을 포함하는 흡습제용 포장재으로서, 상기 각 층은 폴리우레탄계 접착제 층을 더 포함하는 것인, 흡습제용 포장재를 제공한다.
본 발명의 일 양태에 따른, 상기 흡습제용 포장재의 걸리투과도는 500 내지 1500 초이고, 투습도는 500 내지 1,500 g/m2인 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따른, 상기 폴리 올레핀계 천공필름은 1 내지 500 개/cm2의 천공이 형성된 폴리 올레핀계 천공필름인 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따른, 상기 폴리 올레핀계 천공필름은 8 내지 30 개/cm2의 천공이 형성된 폴리 올레핀계 천공필름인 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따른, 상기 폴리 올레핀계 천공필름은 천공의 평균 직경이 0.01 내지 2.0 mm일 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따른, 상기 폴리 올레핀계 천공필름은 천공율이 0.1 내지 50%일 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따른, 상기 흡습제용 포장재의 걸리투과도는 500 내지 800 초이고, 투습도가 1,000 내지 1,500 g/m2인 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따른, 상기 흡습제용 포장재의 걸리투과도는 800 내지 1,400 초이고, 투습도가 600 내지 800 g/m2인 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따른, 상기 폴리우레탄계 접착제는 폴리에스테르계 폴리올과 폴리에테르계 폴리올로부터 유래된 폴리우레탄 접착제인 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따른, 상기 폴리우레탄계 접착제는 스크린 인쇄, 돗트(DOT)인쇄, 스프레이 인쇄 및 패터닝(patterning) 도포에 의해 코팅하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따른, 상기 흡습제용 포장재를 일면 또는 양면으로 하여 흡습제를 포장한 흡습제품을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따른, 상기 흡습제는 (A) 염화마그네슘, 염화칼슘 및 탄산나트륨으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나 또는 둘 이상의 흡습물질; (B) 산화마그네슘 및 산화칼슘으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나 이상을 포함하는 경화성 무기물을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따른, 상기 흡습제는 (A) 흡습물질 10 내지 50 중량% 및 (B) 경화성 무기물 50 내지 90 중량%인 것을 포함하는 흡습제품일 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따른, 상기 흡습제는 고분자 왁스를 더 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따른, 상기 흡습제는 알칼리 금속 인산염을 더 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따른, 상기 흡습제품은 흡습율이 100% 이상인, 흡습속도가 1 내지 10 %/2시간 인 것일 수 있다.
흡습제품의 포장재로 본 발명의 흡습제용 포장재를 사용함으로써, 상기 흡습제품의 흡습속도를 효과적으로 제어할 수 있다.
또한, 상기 흡습제용 포장재에 추가적인 수지 코팅 없이도 접착이 용이하여 흡습제품의 제조공정이 단순화되는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 흡습제용 포장재는 인장강도 및 신율이 우수하여, 외부의 충격 등에도 터지거나 찢어지지 않아, 내부의 흡습제가 외부로 토출되는 것을 막을 수 있다.
이하 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.
종래의 흡습제 파우치에 사용되는 통기성 필름(ex:Tyvek)은 흡습속도를 조절하기가 불가능해 이를 위하여 통기성 제어를 위해 EVA와 같은 수지를 코팅하여 해결하였으며, 이로 인한 공정 증가와 비용 상승을 초래하였다. 또한 상기 통기성 필름을 파우치 형태로 제공하기 위해서는 EVA 수지가 열접착에 의해 접합되는데 이는 상대적으로 낮은 접합강도를 나타내었다.
이에 본 발명은 폴리에스테르 부직포 층, 폴리올레핀 통기성 층, 폴리올레핀계 천공필름 층을 포함하는 흡습제용 포장재로서, 상기 각 층은 폴리우레탄계 접착제 층을 더 포함하는 것인 흡습제용 포장재를 제공함으로써, 흡습제용 포장재로 제조된 흡습제품의 흡습속도를 효과적으로 제어할 수 있으며, 특히 추가적인 고분자 수지 코팅 없이도 열접착이 가능하여 공정이 단순화되고 추가 비용이 절감되는 장점이 있다.
또한, 상기 폴리에스테르 부직포 층과 폴리올레핀 통기성 층 사이에 폴리우레탄계 접착제를 사용함으로써, 종래의 핫멜트를 이용한 열접착 또는 에폭시 접착제 등보다 더욱 단단하게 결합시킬 수 있다. 또한, 상기 폴리우레탄계 접착제는 내수성 또한 우수하여, 상기 폴리에스테르계 부직포와 폴리올레핀 통기성 층 사이에 결합되어 통기성이 우수한 장점이 있다.
또한 상기 폴리올레핀 통기성 층과 폴리올레핀계 천공필름층이 폴리우레탄계 접착제에 의해 고정됨에 따라 상기 3층의 흡습제용 포장재의 통기성은 우수하면서 내구성 및 투습성 또한 우수한 장점이 있다.
본 발명의 일 양태에 따른, 상기 흡습제용 포장재의 걸리투과도(150ml 공기량)는 500 내지 1,500 초이고, 투습도는 500 내지 1,500 g/m2인 것일 수 있으며, 구체적으로, 상기 흡습제용 포장재의 걸리투과도(150ml 공기량)는 500 내지 800 초이고, 투습도가 1,000 내지 1,500 g/m2인 것일 수 있으며, 구체적으로, 상기 흡습제용 포장재의 걸리투과도는 800 내지 1,400 초이고, 투습도가 600 내지 800 g/m2인 것일 수 있다.
상기 흡습제용 포장재가 상기 걸리투과도 및 투습도를 만족함에 따라, 추가적으로 하기 후술할 흡습제와의 결합 시 흡습속도를 적절히 유지하여 장기간 동안 주변 습기를 흡습할 수 있는 장점이 있다.
상기 폴리에스테르 부직포 층은 폴리에스테르계 부직포를 포함하는 것일 수 있다.
상기 폴리에스테르계 부직포는 폴리에스테르계 단독 섬유 또는 천연섬유 또는 합성 섬유와 폴리에스테르계 섬유의 혼방으로 직조된 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 천연섬유로는 면, 모, 견, 대마 등일 수 있으며, 상기 합성 섬유로는 폴리아미드 섬유, 폴리에스테르 섬유 등과 같은 합성섬유일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 상기 폴리에스테르계 부직포는 포는 니들 펀칭 (needle punching), 열본딩 (thermal bonding), 스펀 본딩 (spun bondiong), 용융 블로잉 (melt blowing) 또는 스펀 편철 (spun lacing)과 같은 방식으로 제조되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 상기 폴리에스테르계 부직포는 평량이 10 내지 60 g/m2일 수 있으며, 구체적으로, 15 내지 50 g/m2일 수 있으며, 구체적으로, 20 내지 40 g/m2일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 흡습제용 포장재가 상기 평량을 만족하는 폴리에스테르 부직포를 포함함에 따라 통기성이 더욱 증가하는 효과를 가질 수 있다.
상기 폴리올레핀 통기성 필름층은 폴리올레핀 통기성 필름을 포함하는 것일 수 있다. 상기 폴리올레핀 통기성 필름의 재질은 저밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 선형저밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 폴리부틸렌 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한 상기 폴리올레핀 통기성 필름은 상기 폴리올레핀 수지에 무기충전제를 포함하여 제조된 것일 수 있다. 상기 폴리올레핀 통기성 필름은 폴리올레핀수지에 무기충전제를 첨가하여 압출시트를 제조한 후, 연신하여 제조하는 것일 수 있으나, 상기 제조방법에 제한되는 것은 아니다.
상기 무기충전제는 탄산칼슘, 탈크, 클레이, 카올린, 실리카 및 규조토로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 사용할 수 있다. 상기 무기충전제의 평균입경은 발명의 목적에 따라 선택하여 사용할 수 있으며, 투습도, 통기성 및 기계적 강도를 위하여 제한되지 않으나 바람직하게는 0.5~30 ㎛인 것을 사용하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
그 함량은 휨강도, 탄성 및 유연성의 향상을 위하여 상기 폴리에틸렌 수지 100 중량부에 대하여 20~40 중량부를 사용하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 폴리올레핀 통기성 필름은 쉽게 찢어지지 않고, 투습, 방수능력 및 통기도를 유지하기 위하여 평량이 10~50 g/㎡인 것이 바람직하며, 또한, 상기 폴리올레핀 통기성 필름은 투습도가 100~10,000 g/㎡·24hr, 통기도가 10~5,000 sec 및 내수압이 50~100 ㎝/H2O인 물성을 갖는 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 양태에 따른, 상기 폴리 올레핀계 천공필름은 폴리올레핀계 필름에 1 내지 500 개/cm2의 천공이 형성된 필름인 것일 수 있으며, 구체적으로 8 내지 30 개/cm2의 천공이 형성된 필름인 것일 수 있으며, 구체적으로 8 내지 10 개/cm2의 천공이 형성된 필름인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 폴리올레핀계 천공필름의 천공개수가 상기 조건을 만족함에 따라, 상기 흡습제용 포장재를 포함하는 흡습제의 흡습 속도를 효과적으로 제어할 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따른, 상기 폴리 올레핀계 천공필름은 천공의 평균 직경이 0.01 내지 2.0 mm인 것일 수 있으며, 구체적으로 0.05 내지 1.5 mm일 수 있으며, 구체적으로 0.1 내지 1.0mm일 수 있으며, 구체적으로 0.3 내지 0.5 mm일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 양태에 따른, 상기 폴리 올레핀계 천공필름은 천공율이 0.1 내지 50%인 것 일 수 있으며, 구체적으로, 0.3 내지 40% 일 수 있으며, 구체적으로, 0.4 내지 30% 일 수 있으며, 구체적으로, 0.4 내지 20%일 수 있으며, 구체적으로,0.5 내지 10% 일 수 있으며, 구체적으로, 0.5 내지 5 %일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이때, 천공율은 단위면적에 대한 천공 면적 전체 합의 백분율을 의미한다. 상기 천공율 범위는 상기 천공의 평균직경 범위에서 조절되는 것이며, 이들 조합에 따라 흡습속도를 더욱 효과적으로 제어할 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따른, 상기 폴리우레탄계 접착제는 폴리에스테르계 폴리올과 폴리에테르계 폴리올로부터 유래된 폴리우레탄 접착제인 것일 수 있다.
상기 폴리우레탄계 접착제는 폴리에테르 폴리올, 폴리에스테르 폴리올 및 이소시아네이트계 경화제, 촉진제 및 용매를 포함하며, 상기 구성으로 제조된 폴리우레탄계 접착제는 일반 접착제와는 달리 통기성이 우수한 효과를 가지고 있다.
상기 폴리에스테르 폴리올은 다염기산 및 다가알콜류가 반응하여 제조된다. 상기 다염기산으로는 방향족 다염기산으로 프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산, 디카르복실산이 있으며 지방족으로는 숙신산, 아디프산, 아젤라인산, 세바식산 등을 사용할 수 있다.
또한, 상기 다가알콜류로는 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 1.4부탄디올, 1.3부탄디올, 네오펜틸글리콜, 펜타메틸렌글리콜, 헥사메틸렌글리콜, 헵타메틸렌글리콜 등을 사용할 수 있다.
상기 다염기산과 다가알코올을 200 내지 250℃에서 축중합시킴으로서 상기의 폴리에스테르폴리올을 제조할 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 폴리에스테르폴리올은 폴리프로필렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 폴리카프로락톤글리콜, 폴리테트라메틸렌글리콜, 폴리카르보네이트글리콜류로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.
이들 폴리올들은 폴리올 분자당 하이드록시 작용기가 3개 이하인 것을 사용하며 주로 2개인 것을 위주로 하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 상기 폴리올은 수평균분자량 400 내지 6,000 g/mol인 것을 사용하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 1,000 내지 4,000 g/mol사이 분자량을 갖는 폴리올을 주로 사용할 수 있으며, 이들 폴리올의 공중합체 또는 이들의 혼합물로 조성될 수도 있다.
본 발명에 따르면, 상기 수지조성물을 구성하는 이소시아네이트계 경화제는 상기 폴리올에 부가반응시키기 위한 것으로, 종류로는 방향족 이소시아네이트화합물, 지방족 또는 지환족 이소시아네이트화합물 등이 있다.
상기 지방족 이소시아네이트 화합물로는 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 이소프로필렌 디이소시아네이트, 메틸렌 디이소시아네이트, 크실렌 디이소시아네이트로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상을 사용할 수 있으며, 상기 지환족 이소시아네이트로는 이소포론 디이소시아네이트, 메틸시클로헥산 디이소시아네이트, 시클로헥산-1.4-디이소시아네이트로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다. 또한, 상기 방향족 이소시아네이트로서는 톨릴렌 디이소시아네이트, 1.5-나프틸렌 디시소시아네이트, 4.4-디페닐메탄 디이소시사네이트, 1.3-페닐렌 디이소시아네이트로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상을 사용할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 양태에 따른, 상기 폴리우레탄계 접착제는 폴리에테르 폴리올과 폴리에스테르 폴리올이 1: 1 내지 4의 중량비로 혼합된 폴리우레탄 접착제 수지 100 중량부에 대하여, 이소시아네이트계 경화제가 5 내지 40 중량부와 반응하여 제조된 폴리우레탄 접착제를 포함하는 것일 수 있다.
상기 3단 구성의 흡습제용 포장재를 상기 폴리우레탄계 접착제를 사용하여 접착함에 따라, 통기성은 우수하면서 투습도는 제어할 수 있는 효과를 가질 수 있으며, 특히 내구성 및 인장강도와 같은 물리적 강도가 우수해지는 장점이 있다.
본 발명의 일 양태에 따른, 상기 폴리우레탄계 접착제는 스크린 인쇄, 돗트(DOT)인쇄, 스프레이 인쇄 및 패터닝(patterning) 도포 등에 의해 코팅하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 패터닝 도포는 메쉬형태의 그라비아 인쇄나 또는 메쉬 롤 인쇄방법을 사용하여 메쉬형태로 도포하는 방식으로 제조될 수 있으며, 상기 스프레이 도포는 상기 폴리우레탄계 접착제를 전체적으로 도포할 수 있으면, 방법에는 제한되지 않는다.
상기 스프레이 도포를 통해 상기 각 층의 사이에 닷 형태로 도포됨에 따라, 전반적인 접착제 도포방식 보다 통기성이 더욱 우수해지는 장점이 존재한다.
본 발명의 일 양태에 따른, 상기 흡습제용 포장재를 일면 또는 양면으로 하여 흡습제를 포장한 흡습제품을 제공할 수 있다.
상기 흡습제품은 상기 흡습제용 포장재에 흡습제를 포함하는 흡습제 파우치 형태일 수 있으며, 더스트 커버 용기 내부에 흡습제를 포함하고 이를 상기 흡습제 통기성 필름으로 덮힌 제품일 수도 있으나, 상기 사용방식은 제한되지 않는다.
본 발명의 일 양태에 따른, 상기 흡습제에 대하여 자세하게 설명한다.
상기 흡습제는 분말형 및 과립형일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 흡습제의 구성은
(A) 염화마그네슘, 염화칼슘 및 탄산나트륨으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나 또는 둘 이상의 흡습물질;
(B) 산화마그네슘 및 산화칼슘으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나 이상을 포함하는 경화성 무기물을 포함하는 것일 수 있다.
또한 , 본 발명의 일 양태에 따른, 상기 흡습제는 (A) 흡습물질 : (B) 경화성 무기물의 중량비가 1 : 0.1 내지 2 인 비율일 수 있으며, 바람직하게는 1: 0.2 내지 1.5 인 비율일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 0.4 내지 1.5 인 비율일 수 있다.
상기 (A) 흡습물질과 상기 (B) 경화성 무기물을 상기 중량비로 포함한 흡습제는 흡습효과는 우수하면서 동시에 낮은 방출율을 가지는 현저한 효과를 발휘할 수 있다.
상기 흡습제에 있어서, 흡습성을 부여하기 위하여 (A) 염화마그네슘, 염화칼슘 및 탄산나트륨으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나 이상을 포함하는 흡습물질을 포함하며, 이외에도 본 발명의 기술분야에서 공지된 생석회 등의 흡습물질을 추가로 포함하여 사용할 수도 있다. (A) 상기 흡습물질에 있어서는, 우수한 흡습성과 낮은 방출율의 측면에서 염화마그네슘을 사용하는 것이 보다 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 염화마그네슘은 흡습제 내용물 전체 중량에 대하여 10 내지 50중량%, 바람직하게는 20 내지 45중량%, 보다 바람직하게는 25 내지 40 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 우수한 흡습율을 구현할 뿐만 아니라, 습기를 흡수하는 속도를 최적화함으로, 과도한 흡습에 의한 흡습 지속성이 떨어지거나 흡습된 습기가 재방출되는 것을 효율적으로 억제하는 측면에서 효과적이다.
또한, 상기 흡습제가 습기를 흡습하면서 경화되도록 하여 조해성으로 인해 액화되는 것을 방지하기 위하여, (B) 산화마그네슘 및 산화칼슘으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나 이상을 포함하는 경화성 무기물을 포함한다.
더욱이, 상기 경화성 무기물이 비중이 상이한 2종의 산화마그네슘을 포함함으로써, 램프 내부 습기의 흡습 속도를 최적화하고 장기간 지속적인 흡습성능을 구현할 뿐만 아니라, 외기 또는 자동차 엔진열에 의하여 급격히 상승된 온도에서 흡습된 수분이 재방출되지 않도록 하는 현저한 효과를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 비중이 상이한 2종의 산화마그네슘은 상기 자동차 램프용 흡습제 내용물 전체 중량에 대하여 50 내지 90 중량%로 포함될 수 있고, 바람직하게는 55 내지 70 중량%로 포함될 수 있다.
상기 비중이 상이한 2종의 산화마그네슘은 고비중 산화마그네슘과 저비중 산화마그네슘으로 이루어질 수 있다. 이때, 본 발명의 고비중, 저비중은 겉보기 비중을 측정하여 상대적인 값을 기준으로 구분된 것을 의미한다. 구체적으로 상기 고비중 산화마그네슘은 비중이 3 내지 8, 바람직하게는 4 내지 7일 수 있고 상기 저비중 산화마그네슘은 비중이 0.1 내지 0.9, 바람직하게는 0.3 내지 0.7인 것일 수 있다.
상기 비중이 상이한 2종의 산화마그네슘은 고비중 산화마그네슘과 저비중 산화마그네슘의 비중 비율(저비중/고비중)은 0.01 내지 0.3, 구체적으로 0.05 내지 0.2인 것일 수 있다. 상기 범위에서 흡습성능, 내방출성이 더욱 향상될 수 있고, 그에 따라 수명 증대, 흡습으로 인한 팽창 억제 측면에서 더욱 효과적이다.
상기 비중이 상이한 2종의 산화마그네슘은 상술한 비중 범위를 갖는 고비중 산화마그네슘과 저비중 산화마그네슘의 혼합 조성비는 크게 제한되지는 않으나, 구체적인 일예로 1 : 0.5 내지 2, 바람직하게는 1 : 0.7 내지 1.5, 보다 바람직하게는 1 : 1 내지 1.4의 혼합비율로 혼합한 것을 사용할 수 있다. 상기 범위에서 흡습성능, 내방출성, 수명 증대, 흡습으로 인한 팽창 억제 측면에서 더욱 효과적이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 흡습제는 흡습에 의하여 경화 시, 물 분자가 산화마그네슘의 결정구조에 참여하여, 침상형의 결정구조로 변화하면서, 수분을 흡수하고, 또한 침상구조의 공간에 수분입자가 들어가게 되어, 흡습성이 더욱 향상될 수 있다.
또한 상기 고비중 산화마그네슘과 저비중 산화마그네슘의 수화반응 속도를 이용하여, 장기간에 걸쳐 흡습율이 일정하게 지속될 수 있고, 내방출성 효과가 더욱 향상될 수 있어 바람직하다. 또한, 부피팽창을 억제하여, 통기성 포장재 등의 포장재 손상을 방지하는 효과를 가질 수 있다.
또한 본 발명의 또 다른 양태로, 상기 흡습제는 (A) 흡습물질; (B) 경화성 무기물; 및 (C) 고분자 왁스;를 포함하여 완성할 수 있다.
본 발명의 상기 흡습제는 (A) 흡습물질; (B) 경화성 무기물; 및 (C) 고분자 왁스;를 포함함으로서, 흡습율이 우수할 뿐만 아니라, 고온 저습의 환경 조건에서 흡습된 수분의 재방출을 최소화하며 또한 계속적인 흡습성을 확보할 수 있다.
상기 (C) 고분자 왁스를 더 포함함으로써, 상기 흡습제가 흡습 팽창 후 스폰지와 같은 연질의 특성을 부가할 수 있다.
상기 고분자 왁스는 폴리에틸렌 왁스, 폴리프로필렌 왁스, 폴리아미드 왁스, 카노바 왁스, 파라핀 왁스 및 폴리테트라플루오로에틸렌 왁스로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나 이상인 고분자 왁스를 추가적으로 포함할 수 있다. 상기 고분자 왁스로 폴리에틸렌 왁스의 경우, 상업화된 예로 SFC사의 LH 1200 등을 사용할 수 있다. 상기 고분자 왁스는, 예를 들어 자동차 램프 내부의 온도가증가하는 경우와 같이 상기 흡습제의 환경 온도가 증가하는 경우, 고점도의 액상으로 변화하여 흡습된 수분의 방출을 억제하는 기능을 하며 또한 제품의 흡습율을 조절하는 기능을 병행한다.
본 발명의 일 양태에 있어서, 상기 흡습제는 (A) 흡습물질 10 중량% 내지 70 중량%, (B) 경화성 무기물 10 중량% 내지 50 중량%; 및 (C) 고분자 왁스 5 중량% 내지 50 중량%를 포함하는 것일 수 있다.
상기 흡습제의 함량이 상기 함량일 때, 흡습효과가 우수하며, 수분 재방출량이 저하될 수 있다.
상기 함량에 따른 효과에 대하여 구체적으로 설명한다.
상기 흡습제에 대하여 (A) 흡습물질은 10 중량% 내지 70 중량%을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 15 중량% 내지 65% 중량을 포함할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 20 중량 % 내지 60% 중량을 포함할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 (A) 흡습물질의 함량이 상기 범위일 때 흡습제의 흡습효과가 우수하며, 과도한 수분 흡습을 인하여 제조된 흡습제가 액상화 되는 현상을 억제할 수 있어 제품의 안정성을 높일 수 있다.
상기 흡습제에 대하여 (B) 경화성 무기물은 10 중량% 내지 50 중량%을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 15 중량% 내지 45% 중량을 포함할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 10 중량% 내지 40 중량%을 포함할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 (B) 경화성 무기물의 함량이 상기 범위일 때 조해성 흡습제의 분리를 억제할 수 있으면서 동시에 상기 흡습제가 우수한 흡습율을 유지할 수 있는 장점이 있다.
상기 흡습제에 대하여 (C) 고분자 왁스는 바람직하게 5 중량% 내지 40 중량%으로 포함할 수 있으며, 바람직하게는 10 중량% 내지 35중량 %를 포함할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 15 중량% 내지 30중량%를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 (C) 고분자 왁스의 함량이 상기 범위일 때 흡습제에 흡습된 수분의 방출율을 억제 할 수 있는 상기 흡습제의 우수한 흡습율 및 흡습 속도를 가질 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따른, 상기 흡습제는 알칼리 금속 인산염을 더 포함하는 것일 수 있다.
상기 알칼리 금속 인산염은 리튬, 소듐 및 포타슘 등으로부터 선택되는 알칼리 금속이온을 포함할 수 있다.
바람직하게는 소듐 금속이온을 포함하는 알칼리 금속 인산염을 포함할 수 있다. 구체적인 예를 들어, 상기 알칼리 금속 인산염은 모노소듐 포스페이트(monosodium phosphate), 다이소듐 포스페이트(disodium phosphate) 및 트리소듐 포스페이트(trisodium phosphate)등으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 알칼리 금속 인산염을 포함할 경우, 상기 흡습물질, 상기 경화성 무기물 및 상기 고분자 왁스와 함께 혼합하였을 때, 수분을 흡습함으로 인해 발생되는 팽창을 효율적으로 억제할 수 있을 뿐만 아니라, 고습도의 조건에서 습도 제어성능이 탁월하여 흡습효과를 오랫동안 구현할 수 있는 장기 내구성을 확보할 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따라, 상기 알칼리 금속 인산염은 상기 흡습제 100 중량에 대하여, 1 내지 30중량부가 포함될 수 있으며, 바람직하게는 2 내지 25중량부, 더 바람직하게는 5 내지 25중량부가 포함될 수 있다. 상기와 같은 함량으로 포함할 경우, 흡습 시 팽창률을 더욱 향상시킬 수 있고, 이로써 흡습제품의 파손 및 내용물 누출 등을 방지하는 측면에서 더욱 효과적이다.
본 발명의 일 양태에 따라, 상기 흡습제는 (A)흡습물질, (B)경화성 무기물, (C)고분자 왁스 및 알칼리 금속 인산염을 모두 포함함으로써, 향상된 흡습율뿐만 아니라, 습도 조절이 요구되는 환경, 특히 극한의 다습한 조건에서도 탁월한 습도 제어성능을 구현하며, 지속적인 흡습성능을 확보할 수 있다. 나아가, 흡습에 따른 팽창으로 인한 추가적인 손상이 발생을 방지하는 안정성을 확보할 수 있는 면에서 더욱 효과적이다.
본 발명의 일 양태에 따라, 상기 흡습제는 고분자 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 고분자 첨가제는 카르복실기 및 수산화기 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 기능기를 갖는 음이온성 고분자일 수 있다. 일 구체예로, 알긴산, 알지네이트, 카라기난, 젤라틴, 히알루론산, 폴리아크릴산, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴산, 폴리메타크릴레이트, 전분, 산화전분, 셀룰로오스 및 카르복실메틸셀룰로오스 등으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 고분자 첨가제를 더 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, A101, NAP701 등과 같은 응집제를 더 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 양태에 따라, 상기 고분자 첨가제는 흡습제 100중량부에 대하여, 0.1 내지 10중량부 포함될 수 있다. 바람직하게는 0.01 내지 5중량부 포함될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기와 같은 함량으로 포함될 경우, 본 발명의 목적으로 하는 흡습성능은 물론 흡습 후 내부 물질의 안정적인 고화와 동시에 팽창 억제 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
앞서 서술한 흡습제 포장 필름에 상기 흡습제를 포장하여 흡습제품을 제조함에 따라, 상기 흡습제품의 흡습속도를 효과적으로 제어할 수 있다. 또한, 상기 흡습제품이 우수한 내구성을 가질 수 있어, 운송 및 보관 등에 있어서 외부 충격으로 인한 흡습제가 외부로 토출되는 현상을 억제할 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따른, 상기 흡습제품은 흡습율이 100% 이상일 수 있으며, 구체적으로 120%일 수 있으며, 구체적으로 150%일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 양태에 따른, 상기 흡습제품의 흡습속도는 흡습속도가 1 내지 10 %/2시간 일 수 있으며, 구체적으로 1 내지 8 %/2시간 일 수 있으며, 구체적으로 1 내지 6 %/2시간 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
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.
<흡습필름 성능 평가>
1. 걸리 투과도
공기 150ml가 투과되는 시간을 걸리 밀도계(Gurley densometer, KP-M4350, 기배이앤티사)를 사용하여 측정하였다.
2. 인장강도
상기 인장강도는 ISO 1924-2에 따라 측정한 값이다.
<흡습제품 성능 평가>
3. 흡습율
상기 흡습율은 항온항습기를 이용하여 50±2 ℃ 온도 및 95±5 % 상대습도 하에의 만습조건에서 시편의 흡습율을 측정하며, 흡습율은 하기의 식 1과 같이 계산하였다.
[식 1]
Figure pat00001
4. 흡습속도
항온항습기를 이용하여 50±2 ℃ 온도 및 95±5 % 상대습도 하에서 시편을 2시간 동안 노출시킨 후 흡습속도를 측정하였으며, 흡습속도는 하기 식 2 으로 산출하였다.
[식 2]
Figure pat00002
5. 방출률
열풍건조기를 이용하여 80±2 ℃ 온도 하에서 만습된 시편을 2시간, 24시간 동안 노출시킨 후 방출률을 측정하였으며, 방출률은 하기 식 3 으로 산출하였다.
[식 3]
Figure pat00003
<흡습제 제조예>
혼합기를 이용하여 흡습물질로 염화마그네슘(Aldrich, 순도 94%) 40 중량%, 경화성 무기물로 산화마그네슘(KONOSHIMA CHEMICAL사, STARMAG 50, 입도 30 ㎛) 40 중량% 및 폴리에틸렌 왁스(SFC사, LH1200, 연화점 109±3℃) 20 중량%를 균일하게 혼합하여, 흡습제 35g를 제조하였다.
<실시예 1>
폴리에스터 스펀본드 부직포(평량 30g/m2, CAS No. 25038-59-9)의 일면 상에 폴리우레탄 접착제를 도포하고, 상기 도포된 접착제 상에 폴리프로필렌 필름(CAS No. 9003-07-0)을 접착하였다. 이후, 상기 폴리프로필렌 필름 상에 폴리우레탄 접착제를 도포하고, 상기 도포된 접착제 상에 평균 20개/cm2의 천공을 가지는 폴리프로필렌 천공필름(CAS No. 9003-07-0, 주조 PP 필름, 두께 25 um)를 접착하여 3중 무지 필름을 제조하였다. 상기 3중 무지 필름제조는 건식라미네이션 공정으로 제조되었다.
<실시예 2>
실시예 1에서 상기 20 내지 25개/cm2의 천공을 가지는 폴리프로필렌 천공필름 대신에 8 내지 10개/cm2의 천공을 가지는 폴리프로필렌 천공필름(CAS No. 9003-07-0, 주조 PP 필름, 두께 25 um)을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
<실시예 3>
길이 130㎜와 너비 100㎜의 실시예 1의 통기성 포장재에 상기 흡습제를 투입한 후, 열씰링기를 이용하여 160 ℃ 이상 온도에서 가공하여 흡습제 파우치를 제조하였다.
<실시예 4>
길이 130㎜와 너비 100㎜의 실시예 2의 통기성 포장재에 상기 흡습제를 투입한 후, 열씰링기를 이용하여 160 ℃ 이상 온도에서 가공하여 흡습제 파우치를 제조하였다.
<비교예 1>
타이벡(Dupont 제공 원단) 필름을 사용하였다.
<비교예 2>
상기 비교예 1에서 타이벡 필름을 EVA로 코팅한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
<비교예 3>
길이 130㎜와 너비 100㎜의 비교예 1의 통기성 포장재에 상기 흡습제를 투입한 후, 열씰링기를 이용하여 120℃의 온도에서 가공하여 흡습제 파우치를 제조하였다.
<비교예 4>
길이 130㎜와 너비 100㎜의 비교예 2의 통기성 포장재에 상기 흡습제를 투입한 후, 열씰링기를 이용하여 120℃ 내외의 온도에서 가공하여 흡습제 파우치를 제조하였다.
하기 표 1은 실시예 1 내지 2 및 비교예 1 내지 2의 3중 무지 필름의 최대하중, 인장강도, 최대변위 및 연신율을 나타낸 표이며, 하기 표2는 투습도 및 걸리 투과도를 나타낸 표이다. 또한 하기 표 3은 실시예 3, 실시예 4 및 비교예 4의 흡수율을 나타낸 표이며, 표 4는 흡습속도, 표 5는 방출률을 나타낸 표이다.
최대하중(kgf) 인장강도(kgf/mm2) 최대변위(mm) 연신율(%)
실시예 1 TD 2.59 1.62 14.5 1448.2
실시예 2 TD 2.48 1.55 19.71 1971.4
비교예 1 TD 5.56 3.47 8.01 801.2
실시예 1 MD 6.50 4.06 11.03 1103.4
실시예 2 MD 5.63 3.52 9.24 923.6
비교예 1 MD 5.74 3.59 5.81 580.8
투습도(g/m2·day) 걸리 투과도(sec)
실시예 1 1,222.9 665.6
실시예 2 645.4 1086.3
비교예 1 5,250.0 42.6
비교예 2 1,920.0 428.0
실시예 3 실시예 4 비교예 4
흡습율(%) 175.01 174.56 178.95
흡습속도(%/2hr) 실시예 3 실시예 4 비교예 4
2hr 4.90 1.92 10.78
방출률(%) 실시예 3 실시예 4 비교예 4
2hr 3.77 2.62 4.04
24hr 34.28 20.12 40.81
실시예 1 내지 2는 비교예 1보다 기계적 강도뿐만 아니라 연신율이 매우 우수한 것을 확인할 수 있다. 또한, 실시예 1 내지 2에서는 투습률 및 걸리투과도가 매우 적절한 것을 확인할 수 있다.
이어서, 상기 실시예 1, 2 및 비교예 1의 흡습필름을 포함하는 흡습제품을 제조하여 흡습률, 흡습속도 및 방출율을 관찰하였다.
실시예 3, 4의 경우 비교예 4와 흡습율은 비슷하였으나, 흡습속도는 비교예 4보다 낮은 것으로 확인되었다. 또한, 상기 흡습제품이 만습 상태까지 걸리는 흡습기간은 실시예3은 24일, 실시예4는 49일, 비교예4는 15일 정도로 확인되었다. 이는 동일한 흡습제를 포함하더라도 흡습제용 포장재의 종류에 따라 흡습속도를 제어하여 장기간 동안 흡습효과를 유지할 수 있음을 확인할 수 있었다.
이는 상기 흡습제품이 자주 교체하기 곤란하여 장기간 동안 흡습효과를 유지해야 되는 자동차 램프 내부, 선박 또는 창고 등에 사용하기에 매우 적절한 것을 알 수 있다.
비교예 2의 흡습필름으로는 열접착이 잘 안되어서 흡습제품을 제조할 수 없었다.
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 (12)

  1. 폴리에스테르 부직포 층,
    폴리올레핀 통기성 층,
    폴리올레핀계 천공필름 층을 포함하는 흡습제용 포장재로서,
    상기 각 층은 폴리우레탄계 접착제 층을 더 포함하는 것이며,
    상기 폴리 올레핀계 천공필름은 복수의 천공을 가지며,
    상기 흡습제용 포장재의 걸리투과도는 500 내지 800 미만 초이며,
    상기 흡습제용 포장재의 투습도는 500 내지 1500 g/m2.day인, 흡습제용 포장재.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 폴리 올레핀계 천공필름은 1 내지 500 개/cm2의 천공이 형성된 폴리 올레핀계 천공필름인 것인, 흡습제용 포장재.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 폴리 올레핀계 천공필름은 8 내지 30 개/cm2의 천공이 형성된 폴리 올레핀계 천공필름인 것인, 흡습제용 포장재.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 폴리 올레핀계 천공필름은 천공율이 0.1 내지 50%인, 흡습제용 포장재.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 폴리우레탄계 접착제는 폴리에스테르계 폴리올과 폴리에테르계 폴리올로부터 유래된 폴리우레탄 접착제인 것인, 흡습제용 포장재.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 폴리우레탄계 접착제는 스크린 인쇄, 돗트(DOT)인쇄, 스프레이 인쇄 및 패터닝(patterning) 도포에 의해 코팅하는 것인, 흡습제용 포장재.
  7. 제 1항 내지 제6항에서 선택되는 어느 한 항의 흡습제용 포장재를 일면 또는 양면으로 하여 흡습제를 포장한 흡습제품.
  8. 제 7항 있어서,
    상기 흡습제는
    (A) 염화마그네슘, 염화칼슘 및 탄산나트륨으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나 또는 둘 이상의 흡습물질;
    (B) 산화마그네슘 및 산화칼슘으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나 이상을 포함하는 경화성 무기물을 포함하는 것인 흡습제품.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 흡습제는 (A) 흡습물질 10 내지 50 중량% 및 (B) 경화성 무기물 50 내지 90 중량%인 것을 포함하는 흡습제품.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 흡습제는 고분자 왁스를 더 포함하는 것인 흡습제품.
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 흡습제는 알칼리 금속 인산염을 더 포함하는 것인 흡습제품.
  12. 제 8항에 있어서,
    상기 흡습제품은 흡습율이 100% 이상인, 흡습속도가 1 내지 10 %/2시간 인 흡습제품.
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