KR100457637B1

KR100457637B1 - 코팅필름및그제조방법

Info

Publication number: KR100457637B1
Application number: KR1019970002915A
Authority: KR
Inventors: 에이하쿠 시마무라; 지오리 이토; 아키라 시라쿠라
Original assignee: 기린비이루가부시끼가이샤
Priority date: 1996-02-09
Filing date: 1997-01-31
Publication date: 2005-04-06
Also published as: KR19980067060A; JPH09272567A; US6045916A; JP3176558B2

Abstract

투명성을 가지며 저분자유기화합물(향기성분)의 수착성(收着性)이 없고, 밀착성, 내(耐)알칼리성 및 가스배리어성에도 우수하고, 재사용이 용이하고, 또한 필름에 신장이 생긴 경우라도 그 가스배리어성 등이 손상될 우려가 없는 포장용의 필름 및 그 제조방법을 제공한다.

플라스틱필름(1)의 최소한 한쪽의 표면에 DLC막(2)이 형성되고, 이 DLC막(2)이, 탄소가 75∼55몰퍼센트이고, 수소가 25∼45몰퍼센트의 조성으로 되어 있고, 이 DLC막(2)은, 플라스틱필름(1)에 그 2축방향으로 인장력을 부하한 상태에서 플라즈마증착법에 의하여 형성된다.

Description

코팅필름 및 그 제조방법

본 발명은, 식품분야나 의약품분야 등에 있어서 사용되는 포장용 필름 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 식품이나 약품 등과 같은 습기나 산소에 의한 변질을 방지하거나 이분자(異分子)의 수착을 방지하거나 할 필요가 있는 것을 포장하는 포장재료에는, 알루미늄을 증착한 필름이 많이 사용되고 있다.

그러나, 이 알루미늄증착필름은, 증착된 알루미늄에 의하여 필름이 불투명하게 되어 버리므로, 내용물이 밖으로부터 보이도록 하고 싶은 경우 등에는 사용할 수 없어, 포장재료로서의 용도가 한정되어 버린다고 하는 결점을 가지고 있다.

그러므로, 투명한 포장재료로서, 플라스틱플림에 이산화규소 등의 무기산화물을 코팅한 포장용 필름도 제안되어 있지만, 이 무기산화물코팅필름은, 습기나 산소 등의 투과를 방지하는 가스배리어성에 있어서 상기 알루미늄증착필름보다 뒤떨어지고, 또한 근년 진행되고 있는 포장재료의 재사용을 행하는 데에는, 이산화규소가 혼입되어 버리므로 적합하지 않다.

또, 상기 알루미늄증착필름과 무기산화물코팅필름의 어느 쪽도, 그 사용시에, 필름에 인장력이 작용하여 신장이 생겨 버린 경우에는, 그 가스배리어성이 현저하게 저하하여 버린다고 하는 문제가 있다.

본원 발명은, 상기와 같은 종래의 식품이나 약품 등을 포장하는 포장용 필름이 가지고 있는 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것이다.

즉, 본원 발명은, 투명성을 가지고 있으며, 저분자유기화합물(향기성분)의 수착을 방지할 수 있고, 또한 밀착성, 내알칼리성 및 가스배리어성에도 우수하고 재사용이 용이하고, 또한 필름에 신장이 생긴 경우라도 그 가스배리어성이 손상될 우려가 없는 포장용 필름을 제공하는 것을 제1의 목적으로 하고 있다.

또한, 본원 발명은, 상기 포장용 필름의 제조를, 필름에 주름 등을 발생시키지 않고 행할 수 있는 제조방법을 제공하는 것을 제2의 목적으로 한다.

상기 제1의 목적을 달성하기 위하여, 제1의 발명에 의한 코팅필름은, 플라스틱필름의 최소한 한쪽의 표면에, 경질탄소에 의하여 코팅막이 형성되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

이 제1의 발명의 코팅필름은, 플라스틱필름의 최소한 한쪽의 표면에 코팅된 경질탄소막에 의하여, 플라스틱필름에 대한 산소나 이산화탄소와 같은 저분자무기가스의 투과도가 현저하게 감소되어 가스배리어성이 향상되고, 또한 냄새를 가지는 각종의 저분자유기화합물(향기성분)의 수착이 방지된다. 그리고, 이 경질탄소막은, 밀착성 및 내알칼리성이 우수하고, 또한 투명성을 가지고 있으므로 코팅에 의하여 플라스틱필름이 가지는 투명성을 손상시키는 일도 없고, 신장이 생겼을 때의 가스배리어성의 저하도 거의 없다.

따라서, 이 제1의 발명에 의한 코팅필름은, 식품이나 약품 등의 포장용의 필름에 최적이고, 또한 경질탄소막의 조성이 탄소와 수소이므로, 재사용도 용이하다.

상기 제1의 목적을 달성하기 위하여, 제2의 발명에 의한 코팅필름은, 제1의 발명에 있어서, 코팅막의 조성이, 탄소가 75∼55몰퍼센트이고, 수소가 25∼45몰퍼센트인 것을 특징으로 하고 있다.

이 제2의 발명의 코팅필름은 상기 조성을 가짐으로써, 상기 제1의 발명에 있어서, 특히, 가스배리어성, 저분자유기화합물의 수착방지성, 밀착성 및 내알칼리성을 향상시킬 수 있는 동시에, 신장이 생겼을 때의 가스배리어성의 저하를 방지할수 있다.

상기 제1의 목적을 달성하기 위하여, 제3의 발명에 의한 코팅필름은, 제1의 발명에 있어서, 코팅막의 조성이, 탄소가 75몰퍼센트이고, 수소가 25몰퍼센트인 것을 특징으로 하고 있다.

이 제3의 발명의 코팅필름은, 상기 조성을 가짐으로써, 특히 높은 내알칼리성을 가지고, 또한 저분자유기화합물(향기성분)의 수착을 완전히 방지할 수 있는 동시에, 필름에 신장이 생겼을 때에도 가스배리어성이 거의 변동하지 않고 양호한 가스배리어성을 유지할 수 있다.

상기 제2의 목적을 달성하기 위하여, 제4의 발명에 의한 코팅필름의 제조방법은, 플라스틱필름에 그 2축 방향으로 인장력을 부하한 상태에서, 이 플라스틱필름의 최소한 한쪽의 표면에 플라즈마증착법에 의하여 경질탄소코팅막을 형성하는 것을 특징으로 하고 있다.

이 제4의 발명에 의한 코팅필름의 제조방법은, 플라즈마증착법에 의하여 플라스틱필름의 표면에 경질탄소코팅막을 형성할 때에, 코팅의 기재(基材)인 플라스틱필름을 그 2축 방향으로 각각 인장하여 장력을 부여한 상태로 유지한다. 그리고, 원료가스가 공급된 진공실내에 있어서 이 플라스틱필름을 사이에 두어 배치된 1 쌍의 전극간에 전력을 투입하여 플라즈마를 발생시킴으로써, 플라스틱필름의 표면에 경질탄소코팅막을 형성한다.

이 플라즈마증착법에 의하여 플라스틱필름의 표면에 경질탄소코팅막을 형성할 때에는, 경질탄소코팅막이 분자역학상, 인장응력을 가지는 분자와 압축응력을 가지는 분자와의 집합이고, 그 형성과정에 있어서 이들의 분자에 의한 인장응력과 압축응력의 분포가 플라스틱필름에 결합할 때의 에너지상태 등의 제조건에 의하여다양하게 변화하므로, 응력분포에 불균일이 생기고, 이로써 얇은 플라스틱필름에 불규칙한 가늘은 주름이 형성될 우려가 있으며, 또 이 주름을 펴려고 하면 경질탄소코팅막에 균열이 생길 우려가 있지만, 상기 제4의 발명에 의한 코팅필름의 제조방법에 의하면, 경질탄소코팅막의 형성과정에 있어서 기재인 플라스틱필름에 2축 방향으로 인장력이 부하되어 있음로써, 이 인장력이, 코팅필름의 2축 방향에 있어서 경질탄소코팅막에 발생하는 압축응력과 밸런스시키기 위하여, 경질탄소코팅막의 형성과정에 있어서의 주름의 발생이 방지된다.

그리고, 이 주름의 발생의 방지에 의하여, 경질탄소코팅막의 형성 후에 코팅필름을 연신시킬 필요도 없으므로, 형성된 경질탄소코팅막에 균열을 발생시킬 우려도 없다.

상기 제2의 목적을 달성하기 위하여, 제5의 발명에 의한 코팅필름의 제조방법은, 상기 제4의 발명의 구성에 더하여, 플라스틱필름에 형성되는 경질탄소코팅막에 그 형성과정에 있어서 발생하는 압축응력의 크기를 미리 측정하여 두고, 이 압축응력의 측정치와 대략 같아지도록 상기 플라스틱필름의 2축 방향으로 부하되는 각각의 인장력의 크기를 설정하는 것을 특징으로 하고 있다.

이 제5의 발명에 의한 코팅필름의 제조방법은, 제4의 발명에 있어서, 플라스틱필름에 2축 방향으로 부하되는 인장력의 크기가, 미리 측정된 경질탄소코팅막의 형성시에 발생하는 압축응력의 측정치와 대략 같은 크기로 되도록 설정된다.

이로써, 코팅필름의 제조공정에 있어서, 경질탄소코팅막의 형성시에, 경질탄소코팅막에 발생하는 압축응력과 플라스틱필름의 2축 방향으로 각각 부하되는 인장력과를 완전히 밸런스시킬 수 있으므로, 경질탄소코팅막에 발생하는 압축응력에 의하여 플라스틱필름에 가늘은 불규칙한 주름이 발생하는 것이 완전히 방지된다.

다음에, 본 발명의 최선으로 생각되는 실시의 형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다.

도 1은, 본원 발명에 의한 코팅필름의 일예를 나타낸 단면도이고, 플라스틱필름(1)의 한쪽의 표면에 다이아몬드상(狀) 탄소로 이루어지는 경질탄소막 (이하, DLC(Diamond Like Carbon)막이라고 함)(2)이 형성되어 있다.

이 다이아몬드상 탄소로 이루어지는 경질탄소막이란, i카본 또는 수소화 아몰퍼스카본(a - C : H)으로 불리는 경질탄소에 의하여 탄소간의 SP³결합을 주체로 하여 형성된 아몰퍼스의 탄소막인 것을 말하며, 매우 강고하고 절연성이 우수하고, 또한 높은 굴절율을 가지는 매우 평활한 모폴로지를 가지고 있다.

기재인 플라스틱필름(1)을 형성하는 플라스틱재로서는, 폴리에틸렌수지, 폴리프로필렌수지, 폴리스티렌수지, 시클로올레핀코폴리머수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트수지, 폴리에틸렌나프탈레이트수지, 에틸렌 - 비닐알코올공중합수지, 폴리 - 4 - 메틸펜텐 - 1수지, 폴리메타크릴산메틸수지, 아크릴로니트릴수지, 폴리염화비닐수지, 폴리염화비닐리덴수지, 아크릴로니트릴·스티렌수지, 아크릴로니트릴·부타디엔 스티렌수지, 폴리아미드수지, 폴리아미드이미드수지, 폴리아세탈수지, 폴리카보네이트수지, 폴리부티렌테레프탈레이트수지, 아이오노머수지, 폴리술폰수지 및 4 불화에틸렌수지 등을 들 수 있다.

플라스틱필름(1)의 표면에 DLC막(2)을 형성하는 코팅방법으로서는, 감압식의 플라즈마증착법을 들 수 있다.

이 감압식의 플라즈마증착볍이란, 진공실내에 서로 대향하도록 배치되어 한쪽이 고주파전원에 접속되고, 다른 쪽이 어스된 1쌍의 전극간에, 코팅을 행하는 기재의 플라스틱필름을 두고, 진공실내를 진공으로 하여 원료가스를 공급한 후, 한쪽의 전극에 고주파전원으로부터 전력을 투입하여 1쌍의 전극간에 플라즈마를 발생시키고, 이 플라즈마중에 존재하는 탄소의 원료가스를 이온화하여 플라스틱필름의 표면에 충돌시킨 것이다. 그리고, 이 플라스틱필름의 표면에 충돌한 탄소이온이, 근접하는 것끼리 결합함으로써, 플라스틱필름의 표면에 매우 치밀한 DLC로 이루어지는 경질탄소막을 형성하는 것이다.

원료가스로서는, 상온에서 기체 또는 액체의 지방족(脂肪族) 탄화수소류, 방향족(芳香族) 탄화수소류, 함산소 탄화수소류, 함질소 탄화수소류 등이 사용된다. 특히, 이 원료가스에는, 탄소수가 6 이상의 벤젠, 톨루엔, o - 크실렌, m - 크실렌, p - 크실렌, 시클로헥산 등이 바람직하다.

이들의 원료는, 단독으로 사용해도 되지만, 2종 이상의 가스를 혼합하여 사용하도록 해도 된다. 또한, 이들의 가스를 아르곤이나 헬륨과 같은 회(希)가스로 희석하여 사용하도록 해도 된다.

상기와 같은 방법에 의하여 형성된 DLC막에 의하여, 필름의 산소나 이산화탄소와 같은 저분자무기가스에 대한 투과도를 현저하게 감소시킬 수 있을 뿐만 아니고, 냄새를 가지는 각종의 저분자유기화합물의 수착을 방지할 수 있다. 또, 이 DLC막의 형성에 의하여, 플라스틱필름이 가지는 투명성이 손상되는 것도 없다.

그리고, DLC막의 막두께 및 막질은, 고주파의 출력, 진공실내의 원료가스의 압력, 공급가스유량, 플라즈마발생시간, 전극에 발생하는 자체바이어스 및 원료가스의 종류 등에 의존하고, 고주파출력의 증가, 진공실내의 원료가스의 압력감소, 공급가스의 유량감소, 자체바이어스의 증가 및 원료의 탄소수의 저하 등은, 모두 DLC막의 경화, 치밀성의 향상, 압축응력의 증대 및 취약성에 큰 영향을 준다.

또, DLC막과 플라스틱필름과의 밀착성을 더욱 향상시키기 위하여, DLC막을 형성하기 전에, 아르곤이나 산소 등의 무기가스에 의하여 플라즈마처리를 행하여, 플라스틱필름의 표면을 활성화시키도록 하는 것이 바람직하다.

이 감압식 플라즈마증착법에 의하여 얇은 플라스틱필름에 DLC막을 형성할 때에는, 진공실내에 있어서 1쌍의 전극간에 놓여진 기재의 플라스틱필름의 2축 방향으로, 이 플라스틱필름에 형성되는 DLC막에 그 제막(製膜)시에 발생하는 압축응력에 상당하는 인장력을 부하한 상태에서, 플라즈마증착을 행한다.

도 2 및 3은, 상기와 같이 플라즈마증착을 행하는 플라스틱필름에, 그 2축 방향으로 인장력을 부하하는 방법의 일예를 나타낸 것이고, 진공실내에 배설된 캐소드전극(10)상에 놓여진 기재인 정방형의 플라스틱필름(1)의 4변에, 각각 필름의 에지부에 따라서 강성(剛性)을 가지는 내열테이프 T1∼T4가 붙여지고, 이 각 내열테이프 T1∼T4의 중앙부에 각각 내열테이프 T1'-T4'가 그 일단부를 연결하고 있다.

각 내열테이프 T1'∼T4'는 각각 내열테이프 T1∼T4에 대하여 직각으로 외측으로 연장되도록 배치되어 있고, 타단부가 캐소드전극(10)을 지지하는 절연판(11)의 에지로부터 아래쪽으로 늘어져 있으며, 이 늘어진 각 내열테이프 T1'∼T4'의 타단부에 연직하향으로 소요의 하중이 부하되도록 되어 있다.

이 각 내열테이프 T1'∼T4'에의 하중의 부하는, 스프링을 연결하거나 또는 도시한 바와 같이 분동 W을 매달거나 하는 등의 방법에 의하여 행할 수 있고, 스프링의 인장력을 가변으로 하거나 분동 W을 교환하거나 함으로써, 부하의 크기를 임의로 설정할 수 있다.

이와 같이, 플라스틱필름(1)에 그 2축 방향으로 인장력을 부하한 상태에서 DCL막의 형성을 행하는 것은, 플라즈마증착법에 의하여 형성되는 DLC막은, 도 4에 나타낸 바와 같이, 분자역학상, 압축응력을 가지는 분자 m1와 인장응력을 가지는 분자 m2의 결합이고, 이 DLC막의 형성과정에 있어서는, 분자 m1에 의한 압축응력과 분자 m2에 의한 인장응력과의 분포가, 이들의 분자가 가속되어 기재인 플라스틱필름(1)에 결합할 때의 에너지상태나 진공실내의 조건에 따라서 다양하게 변화하므로, 무부하상태의 플라스틱필름(1)에 DLC막을 형성하는 경우에는, 상기와 같은 형성중의 DLC막에 있어서의 응력분포의 불균일에 의하여, 플라스틱필름(1)에 불규칙한 가늘은 주름이 생겨 버리기 때문이다.

그리고, DLC막의 형성후에, 이 DLC막에 생긴 주름을 펴려고 하면, DLC막에 균열이 생겨 그 가스배리어성 등이 손상될 우려가 있기 때문이다.

상기와 같이, DLC막의 형성과정에 있어서 플라스틱필름(1)에 인장력을 부하하여 두고, DLC막에 발생하는 압축응력과 밸런스시키도록 함으로써, 플라스틱필름(1)에 불규칙한 가늘은 주름이 발생하는 것이 방지된다.

그리고, DLC막의 형성이 종료되면, 분자 m1와 m2의 2종류의 응력이 합성되어 응력분포의 불균일이 없어지므로, 가늘은 주름이 플라스틱필름(1)에 발생하는 일은 없다.

DLC막의 형성과정에 있어서 플라스틱필름(1)에 부하되는 인장력의 설정은, 주름이 형성될 우려가 없는 충분한 두께를 가지는 기판의 한쪽의 면에, 무부하상태에 있어서, 플라즈마증착법에 의하여 플라스틱필름(1)에 형성하는 DLC막과 동일 두께의 DLC막을 형성하고, 이 DLC막에 발생하는 압축응력을 미리 구하여 둠으로써 행해진다.

즉, 소요의 두께를 가지는 기판에 무부하상태에서 DLC막을 형성하여 가면, 이 DLC막에 발생하는 압축응력에 의하여 기판이 컬되므로, 이 컬된 기판의 곡률반경을 측정하여, 하기 식으로부터 DLC막에 발생한 압축응력을 산출하고, 이 산출된 압축응력과 같은 크기로 되도록 인장력을 설정한다.

S : 압축응력

Es : 기판의 영률

Vs : 기판의 프와송비(Poisson ratio)

D : 가판의 두께

R : DLC막의 형성에 의하여 컬된 기판의 곡률반경

감압식의 플라즈마증착법에 있어서, 고주파출력을 13.56MHz로 하고, 진공실내에 0.1torr의 헥산과 아르곤의 혼합증기를 가하여 플라스틱필름(1)에 증착한 것을 라만분광법에 의하여 평가함으로써, 플라스틱필름(1)의 표면에 형성된 막이 DLC막인 것을 확인할 수 있다.

도 5는, 상기 조건하에서, 원료가스의 조성을 변경하여 DLC막을 형성한 코팅필름에 대하여, DLC막의 밀도(비중) 및 막두께를 측정한 값을 나타낸 것이다.

도 6은, 도 5의 각 코팅필름에 대하여 밀착성 및 내알칼리성을 나타낸 것이다. 이 도 6에 있어서, 밀착성 1이란, 코팅필름상에 그려진 100의 눈금에 대하여 박리가 생기지 않은 눈금의 수를 나타낸 것이다.

도 7은, 도 5의 각 코팅필름에 대하여 저분자유기화합물(향기성분)의 수착성을 나타낸 것이다. 이 도 7에 있어서, 실험 No.7은, 코팅을 실시하지 않은 두께25미크론의 플라스틱필름의 수착성을 나타내고 있다.

도 8은, 도 5의 각 코팅필름에 대하여 가스투과계수(가스배리어성)와, 각 필름에 4퍼센트의 신장을 부여했을 때의 가스투과계수의 증가율을 나타내고 있다.

이 도 8에 있어서, 실험 No. 1 - A ∼ 7 - A가, 실험 No. 1 ∼ 7의 각 코팅필름에 각각 4퍼센트의 신장을 부여했을 때의 가스투과율을 나타낸 값이다. 그리고, 괄호내의 수치는, 각각의 가스투과계수의 증가율 (가스배리어성의 변동율), 즉 신장이 생겼을 때의 가스투과계수를 신장이 생기지 않을 때의 가스투과계수로 나눈 값을 나타내고 있다.

이 값이 1.00에 가까울 수록 가스배리어성에 변동이 없는 것을 나타내고 있으며, 값이 1.0∼1.5의 경우에는 거의 변화하지 않는다고 판단(◎)되고, 1.5∼2.0의 경우에는 다소 변화한다고 판단(○)되고, 2.0 이상의 경우에는 변화가 심하다고 판단(×)된다.

상기 각 도에 있어서의 평가는, 각각 다음의 방법에 의하여 행해지고 있다.

(1) DLC막을 구성하는 탄소와 수소의 몰조성비

RBS측정법 및 ERDA측정법 (J. Crank, "The Mathematics of Diffusion", Claredon Press(1956)의 방법)에 의하여 측정하였다.

(2) DLC의 막두께

미리 플라스틱필름의 표면에 매직잉크 등으로 마스킹을 행하여, DLC를 피복한 후, 디에틸에테르 등으로 마스킹을 제거하고, 베코(Vecco)사제, 표면형상측정기 DECTACK3에 의하여 막두께를 측정하였다.

(3) DLC의 밀도

성막전과 성막후의 중량차를 측정하고, (2)에서 구한 막두께로부터 밀도를 산출하였다.

(4) 밀착성 1

플라스틱필름의 코팅면에 대하여, JISK5400의 기반(基盤)눈금 테이프법에 준하여, 다음의 조건으로 행하였다.

· 상흔의 틈새간격 : 1mm

· 계량눈금의 수 : 100

(5) 밀착성 2

용기의 측벽부에 대하여, 신도가가쿠(新東科學)제, 연속가중식 인소(引搔)시험기 HEIDON22를 사용하여, 다음의 조건으로 행하였다. 밀착의 정도는, 막이 벗겨지기 시작했을 때의 인소침(引搔針)에 걸리는 수직가중으로 나타냈다.

· 인소침의 소재, 형상 : 다이아몬드, 50μR

· 가중속도 : 100g/min

· 테이블속도 : 1000mm/min

(6) 내알칼리성

수산화나트륨을 10 wt%로 되도록 첨가한 알칼리용액중에 DLC를 한면코팅한필름을 넣고, 75℃의 탕욕(湯浴)중에 24시간 침지하여, DLC의 형상변화, 박리의 유무를 확인하였다. 결과는 24시간 이상의 침지로 변화가 없는 것을 우(◎), 12시간 이상의 침지로 변화가 없는 것을 양(○)으로 하여 표시하였다.

(7) 저분자유기화합물(향기성분)의 수착성

환경재의 일종으로서 냄새를 가지는 저분자유기화합물(향기성분)을 사용하고, 마쓰이(松井) 외의 방법 (J. Agric. Food. Chem., 1992, 40, 1902-1905)을 참고로 하여 시험을 행하였다.

수순은 다음과 같다.

각종 향기성분(옥탄, 옥타날, 옥타놀, 에틸헥사노에이트, d-리모넨)을 각각 100ppm 첨가한 0.3% 슈거에스테르용액을 만들어, 모델플레이버용액으로 한다.

· 이 50ml의 모델플레이버용액중에 필름의 양면에 DLC를 코팅한 샘플을 넣고, 덮개를 한 후, 20℃에서 1개월간 보관한다.

· 1개월 후, 모델플레이버용액을 폐기하고, 60℃의 증류수로 샘플을 세정한 후, 건조시킨다.

· 50ml의 디에틸에테르중에 샘플을 넣고, 샘플에 수착한 향기성분을 추출한다.

· 디에틸에테르로부터 샘플을 꺼내고, 무수황산나트륨을 첨가하여 탈수한다.

· 아밀벤젠을 내표준(內標準)으로 하여 가스크로마토그라프에 의하여 정량분석을 행한다. 결과는, 1ppm의 향기성분이 존재하는 수용액중에 필름을 담근 경우의 필름에 수착하는 향기성분의 양을 μg로 표시한다. 따라서, 단위는 μg/ppm/㎤로 된다.

(8) 산소가스투과계수 및 이산화탄소가스투과계수

고진공법 기체투과측정장치를 사용하여 측정하였다.

도 6의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 실험 No. 1 ∼ 6의 어떤 코팅필름도, DLC의 밀착성 및 내알칼리성에 대해서는 문제가 없고, 특히 실험 No, 1의 코팅필름(탄소의 조성이 90mol%, 수소의 조성이 10mol%) 및 실험 No. 2의 코팅필름(탄소의 조성이 75mol%, 수소의 조성이 25mol%)의 내알칼리성이 우수하다.

또, 도 7의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 저분자유기화합물(향기성분)의 수착성에 대해서는, 실험 No. 1 ∼ 6의 어떤 코팅필름도, 실험 No. 7의 코팅을 실시하지 않은 필름에 비하여 각별히 저하하고 있으며, 특히 실험 No. 2의 코팅필름(탄소의 조성이 75mol%, 수소의 조성이 25mol%)은, 전혀 수착성을 가지고 있지않다.

또한, 도 8로부터 알 수 있는 바와 같이, 실험 No. 1의 코팅필름은 신장이 생긴 경우에 현저하게 그 가스배리어성이 저하하지만, 실험 No. 2 ∼ 6의 코팅필름은, 신장이 생겨도 그 가스배리어성이 거의 저하되지 않는다.

이상의 결과로부터, 실험 No. 2 ∼ 6의 코팅필름(탄소의 조성이 75-55mol%, 수소의 조성이 25∼45mol%)은, 저분자유기화합물(향기성분)의 수착성이 낮고, 밀착성, 내알칼리성 및 가스배리어성에도 우수하고, 또한 신장이 생겼을 때의 가스배리어성의 저하도 거의 없으므로, 식품이나 약품 등의 포장에 적합한 것이 판명되었다.

특히, 실험 No. 2의 코팅필름(탄소의 조성이 75mol%, 수소의 조성이 25mol%)은, 전혀 수착성을 가지고 있지 않으므로, 식품이나 약품 등의 포장에 가장 적합하다고 말할 수 있다.

그리고, DLC막을 형성한 코팅필름은, 그 투명성이 손상되는 것이 없고, 또한 그 성분이 탄소와 수소이므로, 포장재의 재사용시에 장해로 될 우려가 없다.

도 1은 본 발명에 의한 코팅필름의 일예를 나타낸 측단면도.

도 2는 본 발명에 의한 코팅필름의 제조방법의 일예를 나타낸 평면도.

도 3은 이 코팅필름의 제조방법을 나타낸 개략사시도.

도 4는 플라즈마증착법에 의한 DLC막의 형성상태를 나타낸 설명도.

도 5는 이 예에 있어서의 DLC막의 조성의 예와 각각의 DLC막의 비중 및 막두께를 나타낸 표.

도 6은 도 5의 DLC막의 밀착성 및 내(耐)알칼리성을 나타낸 표.

도 7은 도 5의 DLC막의 저분자유기화합물의 수착(收着)시험의 결과를 나타낸 표.

도 8은 도 5의 경질(硬賃)탄소막의 가스투과계수 및 필름에 신장이 생겼을때의 가스투과계수의 증가율을 나타낸 표.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 플라스틱필름, 2 : DLC막(코팅막), 10 : 캐소드전극, T1∼T4 : 내열(耐熱)테이프, T1'∼T4' : 내열테이프, W : 분동(分銅).

Claims

플라스틱 필름의 최소한 한쪽의 표면에 다이아몬드형(diamond-like) 탄소를 포함하는 경질 탄소층(hard carbon layer)이 형성되는 코팅 필름으로서,

상기 경질 탄소층이 상기 플라스틱 필름에 2축 방향으로 인장력을 부하한 상태에서 플라즈마 증착법에 의하여 형성되는

코팅 필름.
제1항에 있어서,

상기 경질 탄소층의 조성이 75∼55몰%의 탄소 및 25∼45몰%의 수소를 포함하는 코팅 필름.
제1항에 있어서,

상기 경질 탄소층의 조성이 75 몰%의 탄소 및 25 몰%의 수소를 포함하는 코팅 필름.
플라스틱 필름에 2축 방향으로 인장력을 부하한 상태에서 플라즈마 증착법에 의하여 상기 플라스틱 필름의 최소한 하나의 표면에 경질 탄소층이 형성되는 코팅필름의 제조 방법.
제4항에 있어서,

상기 플라스틱 필름 상에 상기 경질 탄소층을 형성하는 공정에서 발생되는 압축 응력의 크기를 미리 측정하여 두고, 상기 플라스틱 필름에 2축 방향으로 부하되는 인장력의 크기를 상기 압축 응력의 측정치와 대략 같아지도록 설정하는 코팅필름의 제조 방법.
제1항에 있어서,

상기 플라스틱 필름이 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지, 폴리스티렌 수지, 사이클로올레핀 코폴리머 수지, 폴리에틸렌 테트라프탈레이트 수지, 폴리에틸렌 나프탈레이트 수지, 에틸렌-비닐 알코올 코폴리머 수지, 폴리-4-메틸펜텐-1 수지, 폴리메틸 메타크릴레이트 수지, 아크릴로니트릴 수지, 폴리비닐 클로라이드 수지, 폴리비닐리덴 클로라이드 수지, 아크릴로니트릴-스티렌 수지, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 수지, 폴리아미드 수지, 폴리아미드-이미드 수지, 폴리아세탈 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지, 아이오노머 수지, 폴리설폰 수지 및 에틸렌 테트라플루오라이드 수지로 이루어지는 군으로부터 선택되는 기본 재료로 만들어지는 코팅 필름.
플라스틱 필름의 최소한 한쪽의 표면에 다이아몬드형 탄소를 포함하는 경질탄소층이 형성되는 코팅 필름으로서,

상기 경질 탄소층이 75∼55몰%의 탄소 및 25∼45몰%의 수소를 포함하는 코팅 필름.
플라스틱 필름의 최소한 한쪽의 표면에 다이아몬드형 탄소를 포함하는 경질탄소층이 형성되는 코팅 필름으로서,

상기 경질 탄소층이 75몰%의 탄소 및 25몰%의 수소를 포함하는

코팅 필름,
플라스틱 필름의 최소한 한쪽의 표면에 다이아몬드형 탄소를 포함하는 경질탄소층이 형성되는 코팅 필름으로서,

4%의 연신(elongation)이 적용되는 상기 코팅 필름의 산소 가스 투과계수(permeability coefficient)를, 연신이 적용되지 않는 상기 코팅 필름의 산소투과 계수로 나누어서 얻어지는 값이 1.21 이하인

코팅 필름.
플라스틱 필름의 최소한 한쪽의 표면에 다이아몬드형 탄소를 포함하는 경질 탄소층이 형성되는 코팅 필름으로서,

4%의 연신이 적용되는 상기 코팅 필름의 이산화탄소 가스 투과 계수를, 연신이 적용되지 않는 상기 코팅 필름의 이산화탄소 투과 계수로 나누어서 얻어지는 값이 1.10 이하인

코팅 필름.