KR20170115450A - Uv led를 포함한 투명 아크릴 재질을 적용한 가습기 - Google Patents

Uv led를 포함한 투명 아크릴 재질을 적용한 가습기 Download PDF

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KR20170115450A
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장경아
나상업
변희일
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엘지엠엠에이 주식회사
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Abstract

본 발명은 UV LED를 이용하여 살균 기능이 부여되면서도 취급 및 사용에 있어 안전성이 우수한 자외선 차단 투명 하우징에 관한 것이다.

Description

UV LED를 포함한 투명 아크릴 재질을 적용한 가습기{Humidification device including UV LED applying transparent acrylic matter}
본 발명은 UV LED를 이용하여 살균 기능이 부여되면서도 취급 및 사용에 있어 안전성이 우수한 자외선 차단 투명 하우징 및 이를 이용한 살균 가습기에 관한 것이다.
가습기는 건조한 환경에서 인위적으로 습기를 발생시켜 습도를 높이기 위하여 사용된다. 이러한 가습기는 가습 방식에 따라 크게 초음파 가습기, 가열식 가습기 또는 이들을 혼합한 복합식 가습기로 나눌 수 있으며, 이들 모두 가습기 내에 물을 저장하는 수조를 포함하고 있다. 수조는 오랜 시간동안 물을 저장하고 있어 각종 세균들이 서식하기에 좋은 공간이 된다. 이들 세균들은 물 입자를 타고 인체 내부에 들어가 폐렴 또는 알레르기성 질환을 일으킬 수 있으므로, 수조 내 세균을 제거하는 수단이 요구된다.
일반적인 가습기는 수조 내의 물을 완벽하게 살균처리 할 수 없어 자외선 조사 기능을 통한 살균기능을 강화하는 기술이 개발되고 있으나, 이들은 수은 등을 이용한 자외선 램프를 이용하여 수명이 짧고 보수 및 관리 유지가 어려울 뿐만 아니라 환경 친화적이지 못한 문제점이 있다. 이에 UV LED를 이용한 살균 가습기가 선보이고 있다.
그러나, UV LED 모듈로부터 조사되는 자외선은 인체에 유해하므로, 자외선에 노출되지 않는 구조를 갖는 살균 가습기의 개발이 필요하다.
또한, 이러한 살균 가습기에 제한되지 않고 자외선을 통해 살균 기능을 부여하면서도 취급 사용에 있어서 인체에 유해하지 않고, UV LED를 이용하여 투명한 내부에 대한 시야 확보, 조명 기능 등을 부여함으로써 다양한 분야에 폭넓게 활용될 수 있는 자외선 차단 투명 하우징에 대한 연구 개발이 요구된다.
한국공개특허 제10-2012-0012080호(2012.02.09) 한국공개특허 제10-2012-0040513호(2012.04.27)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, UV LED의 작동 여부 및 제품 내부의 시야를 확보할 수 있을 정도의 우수한 투명성을 가지며, 특히 자외선으로부터 우수한 살균 성능과 동시에 방출되는 자외선이 인체에 영향을 미치지 않도록 하는 자외선 차단 성능이 탁월한 투명 하우징을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 내스크래치성 및 충격강도가 우수하며, 장시간 UV에 노출되어도 물성이 저하되지 않는 자외선 차단용 투명 하우징을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 자외선 영역에서는 우수한 차단 성능을 가지면서 동시에 가시광선 영역에서는 탁월한 투명성을 구현할 수 있도록 하는 아크릴 수지 조성물로부터 제조되는 자외선 차단용 투명 하우징을 제공한다.
구체적으로, 본 발명의 일 양태는 메틸메타크릴레이트, 사이클로알킬(메타)아크릴레이트계 단량체, 스티렌계 단량체 및 불포화 이미드계 단량체를 함유하는 아크릴계 수지 및 자외선 흡수제를 포함하는 아크릴 수지 조성물로부터 제조되는 자외선 차단용 투명 하우징에 관한 것이다.
또한, 본 발명의 다른 양태는 상기의 자외선 차단용 투명 하우징 및 UV LED를 포함하는 가습기에 관한 것이다.
본 발명은 종래 살균이 취약한 가습기에 UV LED를 도입한 살균 가습기를 제공하는 것으로, 살균 기능을 향상시키면서 동시에 투명한 수조 또는 하우징을 구비함으로써 다양한 디자인을 적용하거나 조명 기능을 부여할 수 있는 이점이 있다. 특히, 본 발명은 인체에 자외선이 노출되는 것을 방지할 수 있으며, 오랜 시간 자외선에 노출되어도 변색되거나 물성이 저하되지 않고 우수한 내스크래치성 및 충격강도를 가지고 있어 제품 신뢰성을 확보할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명은 상기의 가습기에 적용되는 것에 제한되지 않고, 살균 기능이 부여되면서도 취급 사용 안정성이 좋아, UV LED를 통한 제품 내부에 대한 시야를 확보할 수 있고, 조명 기능으로 심미적 기능도 부여할 수 있는 자외선 차단용 투명 하우징을 제공할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 UV LED를 구비하는 살균 가습기를 개략적으로 도시한 것이다.
이하, 본 발명의 자외선 차단용 투명 하우징에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명은 하기의 구체예에 의해 보다 더 잘 이해될 수 있으며, 하기의 구체예 또는 실시예는 본 발명을 상세히 설명하기 위한 참조일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 형태로 구현될 수 있다.
또한, 달리 정의되지 않은 한, 모든 기술적 용어 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 당업자 중 하나에 의해 일반적으로 이해되는 의미와 동일한 의미를 갖는다. 본원에서 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 형태를 포함하는 것일 수 있으며, ‘포함한다’ 및/또는 ‘포함하는’은 언급된 구성요소 이외의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
본 발명에서 단량체를 함유하는 공중합체 수지라는 것은 단량체가 중합되어 공중합체 수지 내에서 반복단위로서 포함되는 것은 의미한다. 또한, 아크릴계 수지는 공중합체로서 블록공중합체, 랜덤공중합체 또는 그라프트공중합체일 수 있으나, 공중합 형태가 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에서 ‘(메타)아크릴레이트’는 아크릴레이트 및 메타크릴레이트를 통칭하는 의미로 사용된다.
종래 살균 가습기는 내부에 살균이 가능한 UV 램프를 포함하는데, 상기 UV 램프로부터 방출되는 자외선은 인체에 유해하기 때문에 UV 램프를 보이지 않도록 하거나 불투명한 재질로 덮는 구조를 갖도록 하였다. 하지만, 이러한 구조는 UV 램프의 작동 여부가 확인되기 어렵고, 다양한 디자인을 적용하는데 한계가 있다. 이러한 문제를 해결하고자 본 발명의 발명자는 다양한 방법의 연구 결과, 특정 단량체 조합으로부터 유도되는 아크릴계 수지 및 자외선 흡수제를 포함하는 아크릴 수지 조성물을 이용하여 놀랍게도 자외선 차단 성능을 향상시키면서도 투명성, 내스크래치성 및 충격강도를 확보할 수 있음을 발견하여 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명의 일 양태는 메틸메타크릴레이트, 사이클로알킬(메타)아크릴레이트계 단량체, 스티렌계 단량체 및 불포화 이미드계 단량체를 함유하는 아크릴계 수지 및 자외선 흡수제를 포함하는 아크릴 수지 조성물로부터 제조되는 자외선 차단용 투명 하우징이다.
상기 자외선 차단용 투명 하우징은 기존 가습기와 같은 제품의 내외장재에 적용되던 폴리메틸메타크릴레이트나 폴리카보네이트를 대체하여 가시광선 영역에서의 높은 투명도를 구현할 수 있으면서도 자외선을 차단하는 성능이 탁월하다. 이와 동시에, 폴리메틸메타크릴레이트의 기계적 물성에 크게 떨어지지 않은 범위 내에서 우수한 내스크래치성 및 충격강도를 구현할 뿐만 아니라 장기간 자외선에 노출되어도 변색되거나 물성이 저하되지 않아 제품 신뢰성을 확보할 수 있어 좋다.
본 발명에서 상기 아크릴계 수지는 메틸메타크릴레이트, 사이클로알킬(메타)아크릴레이트계 단량체, 스티렌계 단량체 및 불포화 이미드계 단량체를 함유하는 단량체 혼합물로부터 유도되는 공중합체로, 4원 공중합체일 수 있다.
상기 아크릴계 수지는 상기의 단량체 조합을 함유하는 단량체 혼합물의 공중합체인 것으로, 자외선 차단과 동시에 가시광선 영역에서의 탁월한 투명성을 구현할 수 있을 뿐만 아니라 하우징용으로 적용함에 있어 우수한 내스크래치성 및 충격강도 효과를 달성할 수 있다. 특히, 이러한 단량체 조합은 자외선 흡수제와의 상용성을 향상시킬 수 있어 상기 광학적 특성과 기계적특성의 상승효과를 구현할 수 있다.
상기 아크릴계 수지에 있어서, 상기 단량체 혼합물 내 함유되는 단량체 성분 함량은 본 발명의 목적을 달성하는 범위 내에서 크게 제한되는 것은 아니지만, 바람직하게는 메틸메타크릴레이트 100중량부에 대하여 사이클로알킬(메타)아크릴레이트계 단량체 0.1 내지 5중량부, 스티렌계 단량체 0.1 내지 30중량부 및 불포화 이미드계 단량체 0.1 내지 5중량부를 포함할 수 있다. 상기 범위를 만족하는 경우 가시광선 투명성 확보에도 자외선 차단 효과가 뛰어나다.
상기 아크릴계 수지에 있어서, 상기 사이클로알킬(메타)아크릴레이트계 단량체는 사이클로펜틸메타크릴레이트, 사이클로헥실메타크릴레이트, 사이클로헥실아크릴레이트, 3,3,5-트리메틸사이클로헥실메타크릴레이트, 4-t-부틸사이클로헥실메타크릴레이트 및 3-사이클로헥실프로필메타크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다. 바람직하게는 사이클로헥실메타크릴레이트 또는 사이클로헥실아크릴레이트를 사용하는 것이 좋다.
상기 사이클로알킬(메타)아크릴레이트계 단량체는 그 함량에 있어 크게 제한되는 것은 아니지만, 메틸메타크릴레이트 100중량부에 대하여 0.1 내지 5중량부, 바람직하게는 0.5 내지 4중량부 포함되며, 상기 범위를 만족하는 경우 다른 단량체 성분과의 조합으로 투명성을 확보할 수 있고, 내스크래치성, 충격강도 등의 기계적 강도 및 내구성에 더욱 효과적이다.
상기 아크릴계 수지에 있어서, 상기 스티렌계 단량체는 스티렌, α-메틸스티렌, 3-메틸스티렌, 4-메틸스티렌,2,4-디메틸스티렌, 2,5-디메틸스티렌, 2-메틸-4-클로로스티렌, 2,4,6-트리메틸스티렌, 4-메틸- α-메틸스티렌, 4-플루오로-α-메틸스티렌, 4-클로로-α-메틸스티렌, 4-브로모-α-메틸스티렌, 4-t-부틸스티렌, 2-플루오로스티렌, 3-플루오로스티렌, 4-플루오로스티렌, 2,4-디플루오로스티렌, 2,3,4,5,6-펜타플루오로스티렌, 2-클로로스티렌, 3-클로로스티렌, 4-클로로스티렌, 2,4-디클로로스티렌, 2-브로모스티렌, 3-브로모스티렌, 4-브로모스티렌, 2,4-디브로모스티렌 및 2-하이드록시스티렌으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다. 바람직하게는 α-메틸스티렌을 사용하는 것이 좋다.
상기 스티렌계 단량체는 그 함량에 있어 크게 제한되는 것은 아니지만, 메틸메타크릴레이트 100중량부에 대하여 0.1 내지 30중량부, 바람직하게는 0.2 내지 15중량부 포함되며, 상기 범위를 만족하는 경우 다른 단량체 성분과의 조합으로 우수한 충격강도를 구현하며, 나아가 아크릴 수지 조성물 내 자외선 흡수제와의 조합으로 자외선 차단 측면에서 효과적이다.
상기 아크릴계 수지에 있어서, 상기 불포화 이미드(imide)계 단량체는 말레이미드, N-에틸말레이미드, N-부틸말레이미드, N-메틸페닐말레이미드, N-메틸페닐말레이미드 및 N-사이클로헥실말레이미드로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다. 바람직하게는 N-사이클로헥실말레이미드를 사용하는 것이 좋다.
상기 불포화 이미드계 단량체는 그 함량에 있어 크게 제한되는 것은 아니지만, 메틸메타크릴레이트 100중량부에 대하여 0.1 내지 5중량부, 바람직하게는 0.2 내지 3중량부 포함되며, 상기 범위를 만족하는 경우 다른 단량체 성분과의 조합으로 내구성 및 장기간 자외선 노출에도 변색되거나 물성이 저하되는 것을 방지하는데 더욱 효과적이다.
나아가, 상기 아크릴계 수지는 가교제를 더 포함함으로써 하우징 적용시 우려되는 내스크래치성, 충격강도 등의 기계적 강도는 물론 내열성, 내후성, 내화학성을 증진시킬 수 있다.
상기 가교제로는 아크릴계 수지 내 단량체들의 가교 목적을 달성하는 것이라면 그 종류가 크게 제한되는 것은 아니지만, 1,2-에탄디올디메타크릴레이트, 1,3-프로판디올디메타크릴레이트, 1,4-부탄디올디메타크릴레이트, 1,5-펜탄디올디메타크릴레이트, 1,6-헥산디올디메타크릴레이트, 디비닐벤젠, 에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 프로필렌글리콜디메타크릴레이트, 부틸렌글리콜디메타크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜디메타크릴레이트 및 폴리부틸렌글리콜디메타크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 들 수 있다. 이는 메틸메타크릴레이트를 주성분으로 하는 단량체 혼합물 내 성분과의 조합에 따른 효과 측면에서 더욱 좋다.
상기 가교제는 그 함량이 본 발명의 목적을 해하지 않는 범위 내에서 조절될 수 있으며, 바람직하게는 메틸메타크릴레이트 100중량부에 대하여 0.01 내지 4중량부, 보다 바람직하게는 0.05 내지 2중량부 포함될 수 있다.
상기 아크릴계 수지는 본 발명의 목적을 달성하는 범위, 특히 자외선 차단 및 기계적 강도를 높이는 측면에서 중량평균분자량을 조절할 수 있으며, 바람직하게는 100,000g/mol 내지 5,000,000g/mol, 보다 바람직하게는 200,000g/mol 내지 1,000,000g/mol일 수 있다. 상기 중량평균분자량은 겔 침투 크로마토그래프를 이용하여 측정된 값으로, Agilent Technologies사의 1260 Infinity를 이용한 것이다. 표준시료는 폴리스티렌(Polystyrene)을 사용하고, 칼럼(Column)은 PL gel Olexis를 사용한 것이다.
또한, 상기 아크릴계 수지는 그 형태가 크게 제한되는 것은 아니지만, 입자형일 수 있으며, 구형, 아령형, 타원형 등의 형태를 가질 수 있다. 또한, 입자의 크기는 본 발명의 목적을 달성하는 범위 내에서 조절이 가능하며, 바람직하게는 10㎛ 내지 1,000㎛, 보다 바람직하게는 20㎛ 내지 500㎛인 것이 좋다. 상기 범위를 만족하는 경우 가공성이 좋고 균일성을 높일 수 있어 좋다.
본 발명에서 아크릴 수지 조성물의 일 양태는 상기의 아크릴계 수지 및 자외선 흡수제를 포함하는 것이다. 이때, 자외선 흡수제는 자외선을 효율적으로 차단하는 범위 내에서 그 종류가 크게 제한되지 않으나, 바람직하게는 벤조트리아졸계 및 트리아진계 중에서 선택되는 어느 하나 이상을 사용할 수 있다. 보다 바람직하게는 벤조트리아졸계를 사용하는 것이 자외선 차단 효율면에서 좋다.
상기 벤조트리아졸계 자외선 흡수제는 일구체예로, 2,2′-메틸렌비스[6-(2H-벤조트리아졸-2-일)-4-(1,1,3,3-테트라메틸부틸)페놀](2,2′-methylenebis[6-(2H-benzotriazol-2-yl)-4-(1,1,3,3-tetramethylbutyl)phenol]), 2-(2H-벤조트리아졸-2-일)-4,6-비스(1-메틸-1-페닐에틸)페놀(2-(2H-benzotriazol-2-yl)-4,6-bis(1-methyl-1-phenylethyl)phenol), 2-[2-히드록시-3,5-디(1,1-디메틸벤질)페닐]2H-벤조트리아졸(2-[2-hydroxy-3,5-di(1,1-dimethylbenzyl)phenyl]2H-benzotriazol) 및 에틸 2-시아노-3,3-디페닐아크릴레이트(ethyl 2-cyano-3,3-diphenylacrylate)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 들 수 있으며, 이에 제한되지 않는다. 보다 바람직하게는 2,2′-메틸렌비스[6-(2H-벤조트리아졸-2-일)-4-(1,1,3,3-테트라메틸부틸)페놀]를 사용하는 것이 자외선 차단 효율 및 투명성 확보에 더욱 좋다.
상기 트리아진계 자외선 흡수제로는 2,4-디([1,1′-비페닐]-4-일)-6-(4-((2-에틸헥실)옥시)-2-메틸페닐-1,3,5-트리아진, 6,6′-(6-4-메톡시페닐)-1,3,5-트리아진-2,4-디일)비스(3-(3-에틸헥실)옥시)페놀 등의 2,4,6-트리페닐-1,3,5-트리아진 골격을 갖는 화합물을 사용할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에서 상기 아크릴 수지 조성물의 다른 양태는 상기의 아크릴계 수지, 폴리테트라플루오로에틸렌 및 자외선 흡수제를 포함하는 것이다.
상기 아크릴계 수지와 폴리테트라플루오로에틸렌(Polytetrafluoroethylene, PTFE)를 동시에 사용함으로써 투명성 확보는 물론 자외선 차단 성능을 더욱 향상시킬 수 있으며, 특히 아크릴계 수지와 폴리테트라플루오로에틸렌의 향상된 상용성으로 내스크래치성 및 충격강도의 상승을 구현할 수 있다. 또한, 장기간 자외선 노출에 대한 물성 저하를 효과적으로 방지할 수 있어 더욱 좋다.
상기 폴리테트라플루오로에틸렌은 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위 내에서 분자량 범위가 크게 제한되는 것은 아니며, 바람직하게는 수평균분자량으로 50만 내지 500만의 범위인 것을 사용할 수 있다. 또한, 상기 폴리테트라플루오로에틸렌의 평균입경은 본 발명의 목적을 해하지 않는 범위 내에서 제한은 없지만, 바람직하게는 100 내지 500㎛의 평균입경을 갖는 것이 바람직하다.
상기 아크릴 수지 조성물에 있어서, 상기 폴리테트라플루오로에틸렌의 함량은 크게 제한되는 것은 아니지만, 바람직하게는 상기 아크릴계 수지 100중량부에 대하여 0.1 내지 5중량부, 보다 바람직하게는 0.2 내지 3중량부 포함될 수 있다.
본 발명에서 상기 아크릴 수지 조성물은 앞서 상술한 성분들을 용융 혼합하여 블랜딩함으로써 제조되며, 상기의 성분들의 용융 혼합은 압출기를 이용하여 실시할 수 있다.
또한, 상기 아크릴 수지 조성물은 본 발명의 목적을 달성하는 범위 내에서 윤활제, 산화방지제, 자외선안정제, 열안정제 등의 첨가제를 더 포함할 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
본 발명에 따른 하우징은 통상의 방법으로 성형품인 하우징을 제조할 수 있으며, 구체적으로 압출 성형법을 이용할 수 있다. 일예로, 상기 수지 조성물을 진공 건조하여 수분 및 용존 산소를 제거한 후, 압출기를 이용하여 원료 펠렛을 수득하고, 상기 펠렛을 진공 건조하고 압출 또는 사출하여 하우징을 제조할 수 있다.
본 발명에 따른 하우징은 그 적용대상에 따라 파장에 따른 투과율, 기계적 강도 등의 물성이 조절될 수 있으나, 바람직하게는 ASTM D7027의 규정에 의거 30N의 하중에서 100mm/s 조건에서 측정한 스크래치 하드니스(Hs)가 100 이상이며, 380nm 파장에서 광투과율이 0.01% 내지 5%이고, 500nm 파장에서 광투과율이 80% 내지 99%인 것일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 하우징은 내스크래치성이 우수하여 별도의 코팅층을 구비하지 않아도 된다. 또한, 장기간 사용에도 변색되거나 물성이 저하되지 않아 내구성이 우수하다.
이에, 상기의 성분을 포함하는 아크릴 수지 조성물은 UV LED를 포함하여 자외선을 조사할 수 있는 UV LED를 구비하는 제품에 적용될 수 있으며, 자외선 차단 특성 및 투명성을 구현할 수 있는 것과 동시에 내스크래치성, 충격강도 등의 기계적 강도 및 내구성을 확보할 수 있다.
본 발명은 일 양태로서, 상기의 자외선 차단용 투명 하우징 및 UV LED를 구비하는 살균 가습기를 제공한다.
도 1은 UV LED를 구비하는 살균 가습기를 개략적으로 도시한 것이다.
구체적으로, 상기 UV LED를 구비하는 살균 가습기는 자외선을 조사할 수 있는 UV LED(10), 물을 저장하는 저수조(11), 상기 저수조에서 물을 공급받는 가습수조(12), 가습수조의 물을 연무화시키는 진동자(13), 상기 진동자에 의해 연무화된 물을 외부로 배출하는 배출구(14)를 포함한다. 상기의 살균 가습기를 이용하여 저장되는 물은 상기 UV LED(10)를 통해 살균되며, UV LED(10)는 저수조(10), 가습수조(12), 배출구(14) 및 연무배출라인(15) 중에서 선택되는 어느 하나 이상에 설치될 수 있으며, 그에 따라 가습기 내부에 대한 시야를 확보할 수 있고, 조명 기능으로 심미적 효과를 부여할 수 있다. 이때, 본 발명에 따른 하우징은 상기 저수조(10), 가습수조(12), 배출구(14) 및 연무배출라인(15)을 포함하여 제품 내외장재로 적용될 수 있으며, 투명성을 통해 제품 내부의 오염 여부, UV LED 작동 여부 등을 확인할 수 있으며, 나아가, 자외선을 효과적으로 차단할 수 있어 인체에 유해하지 않은 이점이 있다. 또한, 하우징으로서 내스크래치성 및 충격강도가 탁월함은 물론 장기 내구성이 뛰어나다.
본 발명에 따른 하우징은 상기의 UV LED를 구비하는 살균 가습기에 적용되는 것에 제한되지 않고, 자외선을 조사하는 램프를 구비하면서 투명성을 요구하는 하우징에 적용될 수 있어 그 응용범위가 넓다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
(평가)
(1) 광투과율
Spectrophotometer(U-3310, Hitachi)를 이용하여 시편 두께 1.5mm로 하여, 500nm 및 380nm에서의 광투과율을 측정하였다.
(2) 내스크래치성
ASTM D7027의 규정에 의거하여 시편에 30N의 하중을 가하고 100mm/s의 속도로 긁은 후 스크래치 하드니스 Hs)를 측정하고 표면을 관찰하였다.
(3) 내충격성
ASTM D256의 규정에 의거하여 1/4″두께 시편에 대하여 노치(notched)조건으로 측정하였다.
(실시예 1)
메틸메타크릴레이트 100중량부에 대하여 사이클로헥실메타크릴레이트 4중량부, α-메틸스티렌 5중량부 및 N-시클로헥실말레이미드 2중량부를 혼합한 단량체 혼합물 1,500g을 증류수 2L가 담긴 반응기에 넣고, 폴리비닐알콜(POVALPVA217, Kuraray) 4g, 노말옥틸메르캅탄 3.5g 및 2,2′-아조비스 이소부티로니트릴 1g를 첨가하여 교반하면서 수상에 분산시킨 후 80℃에서 60분 동안 현탁중합을 실시하여 중합체를 수득한 다음 탈수 및 건조시켜 아크릴 수지를 얻었다. 상기 아크릴 수지(1) 100중량부에 대하여 2,2′-메틸렌비스[6-(2H-벤조트리아졸-2-일)-4-(1,1,3,3-테트라메틸부틸)페놀] 4중량부를 혼합한 아크릴 수지 조성물을 L/D=46, Φ=38mm인 이축 압출기를 이용하여 250~280℃에서 압출한 후, 압출물을 펠렛 형태로 제조하였다. 제조된 펠렛을 10oz 사출기에서 사출 온도 260℃의 플랫 프로파일 조건으로 사출하여 두께 1.5mm인 시편을 제조하였다.
(실시예 2)
실시예 1에서, 아크릴 수지 제조 시 가교제로 에틸렌글리콜디메타크릴레이트를 메틸메타크릴레이트 100중량부에 대하여 2중량부 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 시편을 제조하였다.
(실시예 3)
실시예 1에서, 아크릴 수지 조성물에 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE, 평균직경 500㎛, DF-130, 솔베이)를 아크릴 수지 100중량부에 대하여 5중량부 더 포함한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 시편을 제조하였다.
(실시예 4)
실시예 2에서, 아크릴 수지 조성물에 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE, 평균직경 500㎛, DF-130, 솔베이)를 아크릴 수지 100중량부에 대하여 5중량부 더 포함한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 시편을 제조하였다.
(실시예 5)
실시예 1에서, 아크릴 수지 조성물 내 2,2′-메틸렌비스[6-(2H-벤조트리아졸-2-일)-4-(1,1,3,3-테트라메틸부틸)페놀] 대신에 2,4-디([1,1′-비페닐]-4-일)-6-(4-((2-에틸헥실)옥시)-2-메틸페닐-1,3,5-트리아진을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 시편을 제조하였다.
(실시예 6)
실시예 1에서, 아크릴 수지 내 단량체 함량 중 사이클로헥실메타크릴레이트 함량을 6중량부로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 시편을 제조하였다.
(실시예 7)
실시예 1에서, 아크릴 수지 내 단량체 함량 중 α-메틸스티렌 함량을 35중량부로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 시편을 제조하였다.
(실시예 8)
실시예 1에서, 아크릴 수지 내 단량체 함량 중 불포화 이미드계 단량체 함량을 6중량부로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 시편을 제조하였다.
(비교예 1)
실시예 1에서, 아크릴 수지 제조 시 단량체로 N-사이클로헥실메타크릴레이트를 사용하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 시편을 제조하였다.
(비교예 2)
실시예 1에서, 아크릴 수지 제조 시 단량체로 α-메틸스티렌을 사용하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 시편을 제조하였다.
(비교예 3)
실시예 1에서, 아크릴 수지 제조 시 단량체로 N-사이클로헥실말레이미드를 사용하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 시편을 제조하였다.
[표 1]
Figure pat00001
상기 표 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 8은 가시광선 파장 범위인 500nm에서는 투과율이 양호하거나 우수하게 나타났음에도 불구하고 자외선 파장 범위인 380nm에서는 투과율이 4.9% 이하의 자외선 차단성을 보였다. 이와 동시에 내스크래치성 및 충격강도가 우수하게 나타나 본 발명의 실시예에 따른 수지 조성물을 이용하여 제조된 하우징의 경우 UV LED에 대한 자외선 차단성능은 물론 투명성이 탁월하여 제품 내부의 LED의 작동 여부를 확인할 수 있고, 동시에 조명기능을 부여할 수 있어 유용함을 확인하였다. 반면, 비교예 1 내지 3은 투명성이 저하되었고, 자외선 차단 성능도 크게 떨어져 UV LED가 포함된 제품의 하우징에 적용이 어렵고, 내스크래치성 및 충격강도가 좋지 않아 하우징으로서 기능이 어려울 것으로 확인하였다.
이상과 같이 본 발명에서는 한정된 실시예에 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.
10: UV LED 모듈
11: 저수조
12: 가습수조
13: 진동자
14: 배출구
15: 연무배출라인

Claims (10)

  1. 메틸메타크릴레이트, 사이클로알킬(메타)아크릴레이트계 단량체, 스티렌계 단량체 및 불포화 이미드계 단량체를 함유하는 아크릴계 수지 및 자외선 흡수제를 포함하는 아크릴 수지 조성물로부터 제조되는 자외선 차단용 투명 하우징.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 아크릴 수지 조성물은 폴리테트라플루오로에틸렌을 더 포함하는 자외선 차단용 투명 하우징.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 아크릴계 수지는 1,2-에탄디올디메타크릴레이트, 1,3-프로판디올디메타크릴레이트, 1,4-부탄디올디메타크릴레이트, 1,5-펜탄디올디메타크릴레이트, 1,6-헥산디올디메타크릴레이트, 디비닐벤젠, 에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 프로필렌글리콜디메타크릴레이트, 부틸렌글리콜디메타크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜디메타크릴레이트 및 폴리부틸렌글리콜디메타크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 가교제를 더 포함하여 제조되는 것인 자외선 차단용 투명 하우징.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 아크릴계 수지는 메틸메타크릴레이트 100중량부에 대하여 사이클로알킬(메타)아크릴레이트계 단량체 0.1 내지 5중량부, 스티렌계 단량체 0.1 내지 30중량부 및 불포화 이미드계 단량체 0.1 내지 5중량부를 포함하는 단량체 혼합물로부터 유도되는 공중합체인 자외선 차단용 투명 하우징.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 사이클로알킬(메타)아크릴레이트계 단량체는 사이클로펜틸메타크릴레이트, 사이클로헥실메타크릴레이트, 사이클로헥실아크릴레이트, 3,3,5-트리메틸사이클로헥실메타크릴레이트, 4-t-부틸사이클로헥실메타크릴레이트 및 3-사이클로헥실프로필메타크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 자외선 차단용 투명 하우징.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 스티렌계 단량체는 스티렌, α-메틸스티렌, 3-메틸스티렌, 4-메틸스티렌,2,4-디메틸스티렌, 2,5-디메틸스티렌, 2-메틸-4-클로로스티렌, 2,4,6-트리메틸스티렌, 4-메틸- α-메틸스티렌, 4-플루오로-α-메틸스티렌, 4-클로로-α-메틸스티렌, 4-브로모-α-메틸스티렌, 4-t-부틸스티렌, 2-플루오로스티렌, 3-플루오로스티렌, 4-플루오로스티렌, 2,4-디플루오로스티렌, 2,3,4,5,6-펜타플루오로스티렌, 2-클로로스티렌, 3-클로로스티렌, 4-클로로스티렌, 2,4-디클로로스티렌, 2-브로모스티렌, 3-브로모스티렌, 4-브로모스티렌, 2,4-디브로모스티렌 및 2-하이드록시스티렌으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 자외선 차단용 투명 하우징.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 불포화 이미드계 단량체는 말레이미드, N-에틸말레이미드, N-부틸말레이미드, N-메틸페닐말레이미드, N-메틸페닐말레이미드 및 N-사이클로헥실말레이미드로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 자외선 차단용 투명 하우징.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 자외선 흡수제는 벤조트리아졸계 및 트리아진계 중에서 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 자외선 차단용 투명 하우징.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 하우징은 ASTM D7027의 규정에 의거 30N의 하중에서 100mm/s 조건에서 측정한 스크래치 하드니스(Hs)가 100 이상이며, 380nm 파장에서 광투과율이 0.01% 내지 5%이고, 500nm 파장에서 광투과율이 80% 내지 99%인 자외선 차단용 투명 하우징.
  10. 제1항 내지 제9항 중에서 선택되는 자외선 차단용 투명 하우징 및 UV LED를 포함하는 가습기.
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