KR100969416B1 - 알루미늄 산화물 증착 필름 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 알루미늄 산화물 증착 필름은, 기판 필름과, 젖은 상태에서 상기 기판 필름에 대한 박리 강도가 적어도 0.3 N/15mm인 알루미늄 산화물 증착층을 포함하고, 40㎖/㎡ㆍdayㆍMPa 이하의 산소 투과도와 4.0g/㎡ㆍday 이하의 수증기 투과도를 가진다. 산소의 공급없이 얻어진 알루미늄 증착 필름(2)의 형광 X-레이 강도 (B)kcps(알루미늄 Kα-레이)에 대한 알루미늄 산화물 증착 필름(1)의 형광 X-레이 강도 (A)kcps(알루미늄 Kα-레이)의 비(A/B)가 (A/B) ≤0.85이다.
알루미늄증착, 증착필름, 산화물 증착

Description

알루미늄 산화물 증착 필름 및 그 제조 방법 {Aluminum oxide deposited film and process for producing the same}
본 발명은 투과도가 양호하고 산소 및 수증기와 같은 가스에 대한 장벽 특성(barrier property)이 우수한 알루미늄 산화물 증착 필름 및 그 필름의 제조 방법에 관한 것이다.
최근에, 진공 증착법(vacuum deposition), 스퍼터링(sputtering), 이온 도금(ion plating), 화학적 기상 증착법(chemical vapor deposition) 등의 방법을 이용하여 실리콘 산화물(silicon oxide) 또는 알루미늄 산화물(aluminum oxide)과 같은 무기 산화물을 플라스틱 기판 표면에 증착시킴으로써 형성된 투명한 가스 장벽 필름이, 산소 및 수증기와 같은 가스에 대한 장벽 특성을 가진 재료로 주목받고 있다.
일반적으로 알루미늄 산화물 증착층을 가진 가스 장벽 필름을 제조하기 위해, 전자빔 등과 같은 수단으로 가열되어 증기화된 알루미늄에 산소 가스를 공급함으로써 알루미늄을 산화시키는 단계와, 플라스틱 기판에 알루미늄 산화물을 증착시키는 단계를 포함하는 방법이 채용되고 있다. 그러나, 열적으로 증기화된 알루미늄 은 산소와 매우 쉽게 반응한다. 그러므로, 공급되는 산소량을 증가시키면, 밀집층(dense layer)이 형성될 수 없다. 결과적으로, 우수한 가스 장벽 특성, 특히 우수한 수증기 장벽 특성을 가지는 필름을 얻을 수가 없다. 반면에, 공급되는 산소량을 감소시키면, 필름의 투명도가 낮아진다. 어느 경우에나, 안정된 품질과 우수한 가스 장벽 특성을 가진 필름을 얻기 위해서는 산소량(산소공급량)과 알루미늄 증기량(알루미늄 기화율)이 엄격하게 제어될 필요가 있다.
알루미늄 산화물의 증착량을 조절하는 방법으로서, 산소 가스의 공급량(mol/min)에 대한 알루미늄의 평균 증착량(mol/min)의 비(ratio)를 특정 범위 내로 유지시키는 방법이 알려져 있다(일본 특허공개공보 No.103359/1987 참조). 상기 문헌에 기술되어 있는 방법에 의하면, 필름에 부착되는 알루미늄의 양과 마스킹 보드(masking board) 등에 부착되어 손실을 야기하는 알루미늄의 양은 장치의 크기 및 증착 조건에 따라 달라지거나, 또는 알루미늄의 반응 상태가 알루미늄의 증착량에 따라 달라진다. 따라서, 상기 비(ratio)가 동일하더라도, 반드시 동일한 장벽 특성을 가지는 필름이 얻어지는 것은 아니며, 또한 가스 장벽 특성과 같은 성질이 안정적인 알루미늄 산화물 증착 필름을 얻지 못할 우려가 높다.
증착 공정시에 광투과도(light transmittance)를 제어하는 방법은 이미 알려져 있다(일본 특허공개공보 No. 81219/2001 참조). 그러나, 광투과도는 증착층의 알루미늄 산화상태 및 증착층의 두께, 이 두 가지 요인에 의해 결정된다. 그러므로, 단지 광투과도를 제어하는 것만으로는 가스 장벽 특성과 같은 성질이 안정된 알루미늄 산화물 증착 필름을 얻지 못할 우려가 있다.
나아가, AlOX 증착층에서 X를 제어하는 방법도 이미 알려져 있다(일본 특허공개공보 No. 170427/1999 참조). 그러나, 증착 장치 내에서 증착이 일어나는 동안 산소량을 측정하는 것에는 어려움이 있다. 만약 산소량 측정을 위해 증착층이 대기 중에 순간적으로 노출된다면, 증착층은 대기 중의 산소와 반응하여 X의 값이 변하게 되므로, 상기 방법들과 마찬가지로, 가스 장벽 특성과 같은 성질이 안정적인 알루미늄 산화물 증착 필름을 얻지 못할 가능성이 있다.
본 발명자들은, 공정속도와 같은 생산 조건이 변하더라도 가스 장벽 특성과 같은 성질이 안정적이고 우수한 내수성(water resistance)을 가진 알루미늄 산화물 증착층을 가진 알루미늄 산화물 증착 필름을 얻을 수 있는 알루미늄 산화물 증착 필름 제조 방법을 개발하기 위해 진지하게 연구해왔다. 그 결과, 본 발명자들은, 가스 장벽 특성과 같은 성질이 안정적이고, 우수한 내수성을 가진 알루미늄 산화물 증착층을 가진 알루미늄 산화물 증착 필름은, 산소 공급 없이 얻어지는 알루미늄 증착 필름(2)의 형광 X-레이의 강도 (B) kcps에 대한, 최종적으로 얻어진 알루미늄 산화물 증착 필름(1)의 형광 X-레이의 강도(A) kcps의 비(ratio)를 설정함으로써 얻어질 수 있다는 사실을 알아내었다. 본 발명은 이와 같은 사실에 기초하여 이루어졌다.
본 발명의 또 다른 목적은 알루미늄 산화물 증착 필름에 열봉합(heat-sealing)필름을 적층시켜서 얻어진 적층 필름(laminated film)을, 끓인 후에도 상 기와 같은 특성을 가지는 동시에 우수한 적층 강도(laminate strength)를 가지는 증착 필름을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 알루미늄 산화물 증착 필름은, 기판 필름과, 젖은 상태에서 상기 기판 필름에 대한 박리 강도가 적어도 0.3 N/15mm인 알루미늄 산화물 증착층을 포함한다.
본 발명에 있어서, 상기 특성에 더하여, 상기 알루미늄 산화물 증착 필름은, 40㎖/㎡ㆍdayㆍMPa 이하의 산소 투과도와 4.0g/㎡ㆍday 이하의 수증기 투과도를 가진다.
본 발명의 알루미늄 산화물 증착 필름에 대해서, 바람직하게 산소의 공급없이 얻어진 알루미늄 증착 필름(2)의 형광 X-레이 강도 (B)kcps(알루미늄 Kα-레이)에 대한 알루미늄 산화물 증착 필름(1)의 형광 X-레이 강도 (A)kcps(알루미늄 Kα-레이)의 비(A/B)가 (A/B) ≤0.85이 된다.
바람직하게, 본 발명은 산소의 공급없이 얻어진 알루미늄 증착 필름(2)의 형광 X-레이 강도 (B)kcps(알루미늄 Kα-레이)에 대한 알루미늄 산화물 증착 필름(1)의 형광 X-레이 강도 (A)kcps(알루미늄 Kα-레이)의 비(A/B)가 0.35 ≤(A/B) ≤0.85이 된다.
상기 알루미늄 산화물 증착 필름은 0.35 ≤(A/B) ≤0.65 조건을 만족하는 증착비(A/B)가 되도록 기판 필름의 표면에 알루미늄 산화물을 증착시킨 다음, 상기 알루미늄 산화물 증착층을 산화시킴으로써 얻어질 수도 있다.
상기 알루미늄 산화물 증착 필름(1)의 형광 X-레이 강도 (A)kcps가 0.5 ∼ 10 kcps가 된다.
이하에서, 본 발명의 알루미늄 산화물 증착 필름 및 그 제조 방법을 보다 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 알루미늄 산화물 증착 필름에 사용되는 기판은 통상적으로 열가소성 수지를 포함하는 시트나 필름 기판이다. 열가소성 수지로는, 지금까지 알려진 다양한 열가소성 수지를 채용할 수 있다. 상기 수지는, 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리-4-메틸-1-펜텐(poly-4-metyl-1-pentene) 및 폴리부텐(polybutene)과 같은 폴리올레핀(polyolefines); 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (polyethylene terephthalate), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(polybutylene terephthalate) 및 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate)와 같은 폴리에스테르(polyesters); 나일론-6(nylon-6), 나일론-66(nylon-66), 폴리메타실렌 아디파미드(polymetaxylene adipamide)와 같은 폴리아미드(polyamides); 폴리비닐클로라이드(polyvinyl chloride); 폴리스틸렌(polystyrene); 이오노머(ionomers); 및 이들의 혼합물(mixtures)을 포함한다. 이들 중에서, 특히 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 폴리아미드 등과 같이 투명성(transparency)과 신장성(stretchability)이 우수한 열가소성 수지가 바람직하다. 이러한 열가소성 수지로 만들어진 기판은 비신장 필름 또는 신장된 필름일 수 있다.
본 발명에서 신장된 필름을 사용할 경우에는, 바람직하게 이축성 배향 필름(biaxially oriented film)이 채용된다.
기판의 증착 표면은, 알루미늄 산화물의 점착성을 강화하기 위해 코로나 방전 처리(corona discharge treatment), 화염 처리(flame treatment), 플라스마 처리(plasma treatment) 또는 프라이머 코팅 처리(primer coating treatment)와 같은 표면 처리를 하는 것이 바람직하다.
기판은 한 종류의 수지를 사용한 단일층(single-layer) 필름이거나 또는 복합층(multi-layer) 필름일 수 있다.
일측 표면(적층 표면)을 폴리우레탄 수지(polyurethane resin)로 예비 코팅한 이축성 배향 필름을 복합층 필름으로 사용할 때, 알루미늄 산화물이 증착된 이축성 배향 필름의 폴리우레탄 예비 코팅 표면에 열봉합 필름을 적층시킴으로써 얻어진 증착 필름은 끓인 후에도 우수한 적층 강도를 가진다.
폴리우레탄 수지로는, 건식 적층 접착제(dry laminating adhesive), 수성 적층 접착제(aqueous laminating adhesive), 불용제 적층 접착제(solventless laminating adhesive) 또는 전자선 경화 적층 접착제(electron ray-curing laminating adhesive) 등과 같이 일반적인 필름 접착제로 사용되는 수지를 채용할 수 있다.
그러한 폴리우레탄 수지의 예에는 폴리에스테르계 폴리우레탄 수지 (polyester type polyurethane resins), 폴리에테르계 폴리우레탄 수지(polyether type polyurethane resins) 및 폴리우레탄-폴리우레아 수지(polyurethane-polyurea resins) 등이 포함된다. 비록 폴리우레탄 수지가 수분산형(aqueous dispersion type) 또는 용매형 수지(solvent type resin)가 모두 가능하다고 해도, 폴리우레 탄 수지층의 교차 결합 정도를 조절하는데 용이하다는 점과 생산 현장의 환경 문제 등의 관점에서, 수분산형 폴리우레탄 수지가 바람직하다. 수분산형 폴리우레탄 수지는 카르복실레이트기(carboxylate group)(예를 들어, -COONa) 또는 술포네이트기(sulfonate group)(예를 들어, -SO3Na)와 같이 친수성기(hydrophilic group)가 폴리우레탄 수지의 주사슬(main chain) 또는 부사슬(side chain)에 주입되어 있는 단독 유화형(self-emulsifiable) 폴리우레탄 수지가 바람직하다.
용매형 수지의 경우에는, 교차 결합제로 이소시아네이트 수지(isocyanate resin)를 사용함으로써 3차원 구조가 생성된다. 반면에, 수분산형 수지의 대부분은, 선형 폴리우레탄 구조 또는 폴리우레탄-폴리우레아 수지가 생성된다. 그러므로, 멜라민 수지(melamine resin), 에폭시 수지(epoxy resin) 또는 이민 수지(imine resin) 등과 같은 교차 결합제가 폴리우레탄 수지의 약 3 ∼ 10중량% 정도로 첨가되거나, 또는 경화 반응을 가속화시키기 위해 폴리우레탄 수지의 약 0.5 ∼ 1중량% 정도의 산성 촉매제(acid catalyst)를 첨가할 수 있다. 이러한 교차 결합제는 접착이 용이한 필름의 내수성 및 내용제성(solvent resistance)을 개선시킬 뿐만 아니라, 접착 특성을 강화시키는 데에도 기여한다.
수분산형 수지는 때때로 소포제(anti-foaming agent) 또는 유화제(emulsiflying agent)와 같은 계면활성제를 포함하고 있는데, 상기 소포제 또는 계면활성제는 후속 단계에서 문제를 야기시킬 수도 있다. 그러므로, 이러한 첨가제를 함유하고 있지 않은 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 만약 소포제가 존 재할 경우에는, 소포제로 인하여 외관에 있어서 결함이 나타날 수 있다. 만약 계면활성제가 존재할 경우에는, 이축성 배향 필름의 탈색과 같은 외관 결함 또는 증착 후 가스 장벽 특성에 있어서의 결함이 나타날 수 있다.
본 발명에서 사용되는 기판에는 미세한 무기 입자 또는 유기 입자들이 함유될 수 있다. 이러한 입자들을 첨가함으로써, 기판의 블로킹(blocking)이 방지될 수 있다.
바람직하게 본 발명에서 사용될 수 있는, 폴리우레탄 수지로 예비 코팅된 적층 표면을 가진 이축성 배향 기판 필름(이하, "이축성 배향 예비코팅 기판 필름"이라 함)은, 예비 코팅 배향법(precoating orienting method)에 의해 얻어진 이축성 배향 필름이다. 상기 예비 코팅 배향법은 필름 배향 전에 전술한 열가소성 수지 필름을 폴리우레탄 수지로 코팅하고, 폴리우레탄 수지로 코팅된 열가소성 수지 필름을 배향해서 열경화시키는 단계를 포함한다. 상기 이축성 배향 필름은 열가소성 수지 필름을 이축으로 배향한 후 폴리우레탄 수지로 필름을 코팅해 만든 필름과는 다른 것이다.
연속적으로 이축 배향된 필름의 경우에는, 압출 시트를 기계 방향으로 신장하기 전에 폴리우레탄 수지로 코팅하는 공정이 수행되거나, 또는 기계 방향으로 신장된 필름을 폴리우레탄 수지로 코팅한 다음에 교차방향으로 신장시킬 수 있다. 폴리우레탄 수지로 필름을 코팅하기 위해서, 에어 나이프 코팅(air knife coating) 및 바 코팅(bar coating) 과 같은 다양한 방법들이 채용가능하다.
이축성 배향 예비코팅 기판 필름을 제조하는 방법에 대한 일 실시예는, 폴리 에틸렌 테레프탈레이트, 폴리프로필렌 또는 폴리아미드 같은 열가소성 수지의 알갱이(pellets), 입자(particles) 또는 조각(chips) 등을 성형기(extruder)에 공급하는 단계; 열을 가하여 녹이는 단계; 용융된 수지를 T-다이에서 시트 형태로 압출하는 단계; 필요한 경우 정전기 주조(electrostatic casting) 등으로 필름을 만드는 동시에 냉각 드럼과 접촉시켜 급냉시키는 단계; 얻어진 비신장 시트 또는 기계 방향으로 신장된 필름을 폴리우레탄 수지로 코팅하는 단계; 및 연속적인 이축성 배향, 동시적인 이축성 배향 또는 교차 방향으로의 신장에 의해 필름을 신장하는 단계;를 포함한다. 이축성 배향 필름을 제조하기 위한 신장 조건, 예를 들어 신장 온도 및 신장율은 사용되는 열가소성 수지에 적합하도록 설정될 수 있다. 예를 들어, 폴리에틸렌 테레프탈레이트인 경우에는, 온도는 90 ∼ 145℃로 설정하고, 기계 및 교차 방향 각각에 대해 3.0 ∼ 5.0배의 신장율로 신장을 한 후, 210 ∼ 240℃에서 열경화시키는 것이 바람직하다. 이 방법에 의하면, 예비가열 단계, 신장 단계, 열경화 단계와 같은 복수의 가열 단계가 존재하게 되고, 이러한 가열 단계들에서 필름은 독립적으로 가열되고, 그로 인해 이축성 배향 필름의 기판에 대한 폴리우레탄 수지층의 부착이 향상된다.
후술하는 열봉합층(열봉합 필름)에 대한 폴리우레탄 수지층의 접착 및 필름 생산성 관점에서 볼 때, 폴리우레탄 수지층의 두께는 바람직하게 0.01 ∼ 0.5 g/㎡의 범위이고, 더욱 바람직하게는 0.03 ∼ 0.1 g/㎡이다. 폴리우레탄 수지층의 두께가 0.01 g/㎡보다 작다면, 접착이 불충분하기 쉽고, 만약 두께가 0.5 g/㎡보다 크다면, 필름 블로킹이 일어나는 경향이 있다.
본 발명에서 사용되는 이축성 배향 예비코팅 기판 필름은, 바람직하게 그 적층 표면이 폴리우레탄 수지로 예비 코팅되어 있는 것을 말한다. 폴리우레탄 수지로 예비코팅이 되어 있지 않은 나머지 타측 표면(비적층 표면)은 알루미늄 산화물이 증착되어 있다. 비록 폴리우레탄 수지층이 적층되어 있는 기판 필름의 표면(적층 표면)에 알루미늄 산화물이 증착되더라도, 비적층 표면에 알루미늄 산화물이 증착된 필름과 비교해 볼 때 그 만큼 산소 장벽 특성이 향상되지는 않는다.
그러므로, 본 발명에서는, 이축성 배향 예비코팅 기판 필름의 비적층 표면 위에 알루미늄 산화물이 증착된다. 이축성 배향 예비코팅 기판 필름의 비적층 표면은 코로나 방전 처리(corona discharge treatment), 화염 처리(flame treatment), 플라즈마 처리(plasma treatment) 또는 프라이머 코팅 처리(primer coating treatment)와 같은 표면 처리를 함으로써 알루미늄 산화물의 부착성을 향상시키는 것이 바람직하다.
본 발명에서는, 기판의 두께가 통상적으로 5 ∼ 50 ㎛ 이고, 바람직하게는 9 ∼ 30 ㎛ 이다.
본 발명의 알루미늄 산화물 증착 필름(A)은 특정 박리 강도(peel strength)를 가진 알루미늄 산화물 증착 필름(A-1)이고, 또한, 특정 산소 투과도(oxigen permeability) 등을 가진 알루미늄 산화물 증착 필름(A-2)이다. 상기 알루미늄 산화물 증착 필름(A-1)의 경우, 젖은 상태에서 기판 필름에 대한 알루미늄 산화물 증착층의 박리 강도는 0.3 ∼ 15 N/15mm 이고, 바람직하게는 0.5 ∼ 10 N/15mm 이고, 더욱 바람직하게는 1 ∼ 10 N/15mm 이다.
본 발명의 상기 알루미늄 산화물 증착 필름(A-2)은 40 ㎖/㎡·day·MPa 이하, 바람직하게는 30 ㎖/㎡·day·MPa 이하의 산소 투과도, 및 4.0 g/㎡·day 이하, 바람직하게는 3.0 g/㎡·day이하의 수증기 투과도를 나타내는 가스 장벽 특성을 가진다.
본 발명의 알루미늄 산화물 증착 필름에 있어서 기판 필름에 대한 알루미늄 산화물 증착층의 박리 강도 측정은, 알루미늄 산화물 증착층 자체가 매우 얇기 때문에 그 자체에 대한 박리 실험을 수행할 수가 없다. 그러므로, 본 발명의 알루미늄 산화물 증착 필름에 있어서 기판 필름에 대한 알루미늄 산화물 증착층의 박리 강도를 측정하기 위해서는, 알루미늄 산화물 증착층을 접착제로 코팅하고, 그 위에 다른 필름을 적층시킨 후 이 적층된 필름을 기판으로부터 박리시키는 것이 필요하다. 그러나 이 방법에 의하면, 기판 필름에 대한 알루미늄 산화물 증착층의 박리 강도는 적층을 위해 사용된 접착제와 다른 필름의 유형에 따라 필연적으로 영향을 받지 않을 수 없다.
따라서, 본 발명에서는, 젖은 상태에서의 기판 필름에 대한 알루미늄 산화물 증착층의 박리 강도를 이하의 방식으로 측정한다.
예를 들어, 미츠이 다케다 화학(Mitsui Takeda Chemicals Ltd.)에서 입수가능한, 다케락(Takelac)A310 : 다케네이트(Takenate)A3 = 12 : 1(중량비)로 혼합한 폴리우레탄 건식 적층 접착제로 알루미늄 산화물 증착층의 표면을 코팅 중량 3 g/㎡으로 도포한 다음, 그 위에 도세로(Tohcello Co. Ltd)에서 나온 TUX FCS와 같은 선형 저밀도 폴리에틸렌 필름을 두께 50 ㎛, 밀도 0.920 g/㎤가 되도록 적층하거 나, 또는 이축성 배향 폴리프로필렌 필름(OPP 필름, 도세로사에서 나온 상품명 ME-1)을 적층한다. 그리고, 50 ㎛의 두께를 가지는 이축성 배향 폴리프로필렌 필름 접착 테이프로 기판 필름을 보강하여 최종적으로 적층 필름을 완성한다. 상기 적층 필름은 폭 15 mm의 시편으로 절단되고, 기판 필름과 선형 저밀도 폴리에틸렌 필름(또는 OPP 필름)의 경계면에서 부분적으로 상호 분리시킨다. 분리된 표면에 물을 떨어뜨린 후에 300 mm/min의 박리 속도에서 180°-박리 강도를 측정하였는데, 본 발명에 따라 이것은 젖은 상태에서의 박리 강도로 취해진다.
박리 시험 후에, 알루미늄 산화물 증착층이 기판 필름으로부터 박리되었는지 여부는 기판의 표면을 형광 X-레이 측정함으로써 확인될 수 있다. 다시 말하면, 기판 필름의 표면에서 알루미늄 산화물이 검출되지 않는다면, 알루미늄 산화물 증착층과 기판 사이의 경계면 분리가 일어난 것이고, 이때 측정되는 박리 강도는 기판에 대한 알루미늄 산화물 증착층의 박리 강도가 된다. 반면에, 만약 모든 알루미늄 산화물이 기판에 잔존한다면, 이때 측정되는 박리 강도는 접착층에 대한 알루미늄 산화물 증착층의 박리 강도가 되는 것이며, 이것이 기판 필름에 대한 알루미늄 산화물 증착층의 박리 강도를 나타내는 것은 아니다. 기판에 남아있는 알루미늄 산화물의 일부는 박리될 때 알루미늄 산화물 증착층이 파괴되었다는 것을 의미하고, 이것은 또한 기판 필름에 대한 알루미늄 산화물 증착층의 박리 강도가 알루미늄 산화물 증착층의 파괴 강도(breaking strength)(측정치)보다 크다는 것을 의미한다.
본 발명에 따라 상기와 같이 특정한 박리 강도를 가진 알루미늄 산화물 증착 필름에 있어서, 산소 공급 없이 얻어진 알루미늄 증착 필름(2)의 형광 X-레이 강도(B) kcps에 대한 상기 알루미늄 산화물 증착 필름(1)의 형광 X-레이 강도(A) kcps 의 비(A/B)(이하 "증착비"라 함)는 바람직하게 (A/B) ≤0.85이다. 만약 증착비가 0.85보다 크면, 젖은 상태에서의 결합 강도(bond strength, 즉 박리 강도)가 향상되지 않을 우려가 있다. 본 발명에서, 증착비는 더욱 바람직하게는 0.35 ≤ (A/B) ≤0.85 이고, 특히 바람직하게는 0.45 ≤(A/B) ≤0.80 이다. 만약 증착비가 0.45 ≤(A/B) ≤0.80 이면, 상기 특정 박리 강도를 가질 뿐만 아니라, 낮은 산소 투과도와 낮은 수증기 투과도, 즉, 산소 침투와 수증기 침투에 대한 저항성(가스 장벽 특성)이 우수한 증착 필름이 얻어진다. 만약 증착비가 상기 범위의 하한값 보다 작으면, 얻어진 필름은 우수한 가스 장벽 특성을 가지지 못한다. 만약 증착비가 상기 범위의 상한값 보다 크면, 생산된 필름은 투명도가 좋지 못하다.
본 발명에서는, 알루미늄 산화물 증착 필름(1)의 형광 X-레이의 강도(A) kcps를 다음과 같은 방법으로 측정한다. 증착 장치에 주어진 양의 산소를 공급하고, 기화된 알루미늄의 양을, 공정 중에 광투과도가 미리 설정된 값이 되도록 조절함으로써 알루미늄 산화물 증착 필름을 얻는다. 또는, 미리 설정된 양만큼의 알루미늄이 증착될 수 있도록 조절되는 조건 하에서 주어진 양의 산소를 공급하여 알루미늄 산화물 증착 필름을 얻는다. 그런 다음, 알루미늄 산화물 증착 필름으로부터 얻어진 시편의 알루미늄 Kα-레이의 강도를 예를 들어, 리가쿠 공업(Rigaku Indestrial Co.)에서 생산되는 형광 X-레이 분석장치인 ZSX100s를 사용하여 측정하고, 이렇게 측정된 형광 X-레이의 강도를 (A) kcps 값으로 취한다.
산소 공급없이 얻어진 알루미늄 증착 필름(2)의 형광 X-레이의 강도(B) kcps 는 다음과 같은 방법으로 측정한다. 알루미늄의 증착이, 산소를 공급하지 않는 것을 제외하고는 상기 알루미늄 산화물 증착 필름 제조 과정에서 설명한 바와 동일한 방법에 의해 수행되어, 알루미늄 증착 필름을 얻는다. 그런 다음, 알루미늄 증착 필름으로부터 얻어진 시편의 알루미늄 Kα-레이의 강도를 예를 들어, 리가쿠 공업(Rigaku Indestrial Co.)에서 생산되는 형광 X-레이 분석장치인 ZSX100s를 사용하여 측정하고, 이렇게 측정된 형광 X-레이의 강도를 (B) kcps 값으로 취한다.
위에서 획득된 형광 X-레이 강도(A)kcps와 형광 X-레이 강도 (B)kcps로부터, 증착비 (A/B)가 계산된다.
본 발명에서, 알루미늄 산화물 증착 필름(1)의 형광 X-레이의 강도(A) kcps는 바람직하게 0.5 ∼ 10 kcps이고, 더 바람직하게는 0.5 ∼ 8 kcps이고, 보다 더 바람직하게는 0.5 ∼ 5 kcps이다. 알루미늄 산화물 증착 필름(1)의 형광 X-레이의 강도(A) kcps가 상기 범위 내에 있을 때, 투명성이 양호하고 가스 장벽 특성이 우수한 알루미늄 산화물 증착 필름을 얻을 수 있다.
알루미늄 산화물 증착층의 두께는 구체적으로 한정되지 않았으나, 통상적으로 15 ∼ 500Å의 범위, 바람직하게는 20 ∼ 450Å가 된다. 만약 두께가 15 Å보다 작으면, 우수한 가스 장벽 특성을 가지는 필름을 얻지 못할 가능성이 있다. 또한, 두께가 500Å보다 크면, 유연성이 현저히 떨어지는 필름을 얻게 된다.
본 발명의 알루미늄 산화물 증착 필름에 열봉합 특성을 부여하기 위해서 열봉합층이 기판 필름의 표면 및/또는 알루미늄 산화물 증착층 표면에 적층될 수 있다.
본 발명의 알루미늄 산화물 적층 필름을 제조하는 방법 중 하나는, 진공 상태(저압)에서 산소를 알루미늄 증기와 반응시킴으로써 기판 필름의 일 표면에, 산소 공급 없이 얻어진 알루미늄 증착 필름(2)의 형광 X-레이의 강도 (B) kcps에 대한 상기 알루미늄 산화물 증착 필름(1)의 형광 X-레이의 강도(A) kcps의 비(A/B)(증착비)가 0.35 ≤(A/B) ≤0.85, 바람직하게는 0.45 ≤(A/B) ≤0.80이 되도록 알루미늄 산화물을 증착시키는 단계를 포함한다. 얻어진 알루미늄 산화물 증착 필름(1)의 형광 X-레이의 강도(A) kcps는 산소의 공급량에 의존한다. 산소의 공급량(산화 정도)이 증가하면, 알루미늄의 증착량은 감소하고, 이로 인해 형광 X-레이의 강도(A)는 작아진다. 산소의 공급량(산화 정도)이 감소하면, 알루미늄의 증착량은 증가하고, 이로 인해 형광 X-레이의 강도(A)는 커진다. 산소가 전혀 공급되지 않을 때 얻어진 알루미늄의 증착량은 형광 X-레이 강도(B)로 나타내진다.
산화 알루미늄(금속 알루미늄)의 증착량은 기판 필름의 공정 속도(처리 속도), 기화된 알루미늄의 기판에 대한 증착 효율, 알루미늄의 기화율 등에 의해 결정된다.
알루미늄 산화물의 증착양과 증착 필름의 광투과도는 상관 관계가 있다. 만약 산화된 상태가 같다면 알루미늄 산화물의 양이 증가함에 따라 공정에 있어 증착 필름의 광투과도는 낮아진다.
본 발명의 알루미늄 산화물 증착 필름을 제조하는 장치에 형광 X-레이 측정장치를 설치함으로써 얻어진 알루미늄 산화물 증착 필름에서 알루미늄 산화물의 증착양은 직접적으로 측정될 수 있고 측정치에 근거하여 증착 조건은 직접 조절될 수 있다.
그러나, 비록 형광 X-레이 측정 장치가 장치 내에 설치되지 않은 경우라도, 가열 속도, 금속 알루미늄의 기화율, 산소 공급량 등을 달리하는 증착 필름이 증착 장치에서 먼저 제조되고, 그런 다음, 증착 필름들의 형광 X-레이 강도(A)와 X-레이 강도(B)를 측정한 후, 공정 속도, 금속 알루미늄의 기화율, 산소 공급량, 광투과도와 같은 조건들과 측정된 형광 X-레이 강도(A) 및 형광 X-레이 강도(B) 사이의 관계를 보여주는 눈금 곡선을 산출하는 것이 바람직하다.
예를 들어, 산소의 공급량과 알루미늄 증기의 양을 조절함으로써 증착비(A/B)가 전술한 범위 내로 설정될 수 있다. 산소 공급량은 질량 유량 제어기를 사용하여 소정값으로 설정될 수 있다. 산소 공급량은 공정 속도, 필름 두께 등에 따라 크게 달라지는데, 예를 들면 증착비 600 m/min, 광투과도 83% 조건 하에서 산소 공급량은 기판 필름 폭 1m를 기준으로 바람직하게 0.9 ∼ 4.6 liters/min, 더욱 바람직하게는 1.9 ∼ 4.2 liters/min 로 설정된다. 알루미늄 증기의 양은 산소 공급량이 일정한 값으로 설정될 때 350nm 파장을 갖는 빛의 광투과도 또는 주어진 알루미늄 산화물 증착층의 광투과도에 근거하여 제어될 수 있다.
증착 장치내에 광투과도 측정기를 설치함으로써 증착 공정 동안 알루미늄 산화물 증착 필름의 광투과도는 항상 관찰될 수 있다. 이 경우에 알루미늄 산화물 증착 필름의 광투과도는 바람직하게 70 ∼ 95%, 더욱 바람직하게는 75 ∼ 90% 범위로 설정함으로써 증착비(A/B)가 본 발명의 전술한 범위 내로 설정될 수 있다.
알루미늄 산화를 위해 산소를 공급하는 장치(공급노즐)는, 기판 필름이 풀리는 쪽(unwind side)의 마스킹 보드가 설치된 영역 내에 기판 필름과 마스킹 보드 사이에 기판 필름의 폭방향으로 구비된다. 또한, 이 장치는 바람직하게 산소가 알루미늄 증기를 향해 칠 롤(chill roll)의 회전방향으로 공급될 수 있도록 배치된다. 상기 장치가 위와 같은 위치에 마련되면, 산소가 마스킹 보드에 부착되는 알루미늄으로 공급되는 것이 아니라 기판 필름에 증착되는 알루미늄으로만 공급될 수 있고, 결과적으로, 과도한 산소의 공급으로 인해 야기되는 진공도(감압 정도)의 저하를 방지할 수 있다. 상기 공급된 산소는 바람직하게 알루미늄 증기와 접촉하여 반응하고, 결과물인 알루미늄 산화물은 기판 필름에 증착된다. 만약, 산소의 공급이 기판 필름이 풀리는 쪽이 아닌 기판 필름이 감기는 쪽에서 이루어지면, 젖은 상태에서의 박리 강도가 향상되지 않을 염려가 있다.
본 발명에 있어서, 기판 필름 위에 알루미늄 증착층을 형성하기 위한 진공상태(압력 감소 상태)에서 산소와 알루미늄 증기의 반응에 있어, 산소는 기판 필름이 풀리는 쪽에 설치되어 기판 필름으로부터 통상 1 ∼ 150 mm, 바람직하게는 1 ∼ 120 mm 이격되어 있는 산소 공급 노즐로부터 공급된다. 만약 산소 공급 노즐과 기판 필름 사이의 간격이 1 mm 보다 작으면, 설계에 있어서 산소 공급 노즐의 위치를 설정하는데 어려움이 있다. 만약, 산소 공급 노즐과 기판 필름 사이의 간격이 150 mm를 넘으면, 젖은 상태에서의 박리 강도가 향상되지 못할 우려가 있다.
알루미늄 가열을 위해 전자빔법(Electron beam method), 무선주파수 유도 가열법(radiofrequency-induction-heating method), 저항가열법(resistance heating method)과 같은 다양한 방법들이 채용될 수 있다. 본 발명에서는, 전자빔법에 의한 진공증착이 바람직한데, 그 이유는 열효율이 우수하고, 고속 증착이 가능하며, 균일한 필름 두께를 용이하게 얻을 수 있기 때문이다.
증착 속도는 장치가 허용하는 한도 내에서 가능한 빠른 것이 바람직하다. 생산적인 측면에서, 증착 속도는 바람직하게 10 ∼ 1,000 m/min, 더욱 바람직하게 50 ∼ 1,000 m/min이다. 증착속도가 이와 같은 범위에 있으면 본 발명의 알루미늄 산화물 증착 필름이 안정적으로 양산될 수 있다.
본 발명의 알루미늄 산화물 증착 필름은 전술한 바와 같이 증착비(A/B)가 특정한 범위내가 되도록 기판 필름의 표면에 알루미늄 산화물을 증착시킴으로써 얻어진다. 나아가, 본 발명에 있어서, 또한 알루미늄 산화물 증착 필름은, 증착비(A/B)가 특정한 범위가 되도록 기판 필름 위에 알루미늄 산화물을 증착한 다음, 상기 알루미늄 산화물 증착층을 후술하는 산소와 접촉시킴으로써 제조될 수도 있다.
다시 말해, 본 발명에 따라 알루미늄 산화물 증착 필름을 제조하는 또 다른 방법은, 진공(저압 상태)에서 산소를 알루미늄 증기와 반응시켜, 산소의 공급없이 얻어진 알루미늄 증착 필름(2)의 형광 X-레이 강도 (B) kcps에 대한 알루미늄 산화물 증착 필름(1)의 형광 X-레이 강도(A) kcps의 비(A/B)가 0.35 ≤(A/B) ≤0.65, 바람직하게 0.4 ≤(A/B) ≤0.65가 되도록 기판 필름 위에 알루미늄 산화물을 증착하고, 다음으로 알루미늄 산화물 증착층을 산소와 접촉시켜 상기 알루미늄 산화물 증착층을 더욱 산화시키고, 그에 따라 알루미늄 산화물 증착 필름을 제조하는 단계를 포함한다.
알루미늄 산화물 증착층을 산화시키는 한 가지 방법의 예는 증착을 완료한 후 필름을 대기 중에서 다시 권선하는 방법이다. 상기 알루미늄 산화물 증착 필름을 대기 중에서 재권선(rewinding)함으로써, 산소가 감겨진 증착 필름의 롤 속으로 유입되어 알루미늄 산화물을 더욱 산화시키고, 그로 인해 심지어 증착비가 낮은 영역에서도 안정된 가스 장벽 특성을 나타낼 수 있다. 상기 재권선하기 전의 지연시간은 짧은 것이 바람직하며, 상기 재권선은 비록 필름이 감기는 롤의 촘촘함(tightness) 정도 등에 따라 다르기는 하지만 증착이 완료된 후 가능한 빨리 수행되는 것이 바람직하다. 상기 재권선은 증착이 완료된 후 바람직하게 5일 내에, 더욱 바람직하게는 3일 내에, 더더욱 바람직하게는 2일 내에 이루어지도록 한다. 재권선이 이와 같은 범위에서 이루어질 경우, 가스 장벽 특성이나 수증기 장벽 특성의 저하없이 산화가 진행될 수 있다. 상기 알루미늄 산화물을 상기 재권선에 의해 유입되는 산소로 충분히 산화시키기 위해서 상기 필름은 재권선 후에 하루 이상 놓아두는 것이 바람직하다.
알루미늄 산화물 증착층을 산화시키는 또 다른 예는 증착 장치 내에서 알루미늄 산화물 증착 필름을 권선하기 전에 상기 알루미늄 산화물 증착층을 산소 및 산소 플라즈마와 접촉시키는 방법이며, 바람직하게는, 증착 장치 내에 구비된 하나 또는 복수의 플라즈마 방전 쳄버 내에서 상기 알루미늄 산화물 증착층을 산소 및 산소 플라즈마와 접촉시키는 방법이다. 상기 알루미늄 산화물 증착층을 증착 장치 내에 있는 플라즈마 방전 쳄버 내에서 산소 및 산소 플라즈마와 접촉시킴으로써, 산소와 산소 플라즈마는 장치 내에 플라즈마 방전 쳄버가 구비되지 않은 경우에 비해 덜 확산되게 되고, 따라서 산소와 산소 플라즈마는 고농도 상태로 상기 알루미 늄 산화물 증착층으로 유입될 수 있다. 더 나아가, 산소와 산소 플라즈마의 공급에도 불구하고 상기 증착 장치 내의 감압 정도는 거의 저하되지 않는다. 산소의 공급량은 알루미늄 산화물 증착 필름의 폭 1m에 대해 바람직하게 0.1 ∼ 3 liters/min, 더욱 바람직하게 0.1 ∼ 2 liters/min이다. 상기 플라즈마 방전 쳄버는 하나 또는 복수의 위치에 구비될 수 있다. 만약 쳄버의 수가 많으면 산화가 더욱 용이하게 그리고 더욱 안정적으로 수행될 수 있다.
본 발명에 있어서, 알루미늄 산화물의 증착 후에, 알루미늄 산화물 증착층은 산소와 접촉함으로써 후속 산화(post-oxidation)가 이루어지는데, 여기서 알루미늄 산화물을 증착하는 동안 산소의 공급량은 전술한 방법에서와 약간 차이가 있다. 산소의 공급량은 공정 속도, 알루미늄 산화물 두께 등에 따라 급격하게 변하는데, 예를 들어, 600 m/min의 증착속도와 83%의 광투과도 조건하에서 산소의 공급량은 알루미늄 산화물 증착 필름의 폭 1 m에 대해서 3.4 ∼ 6.5 liters/min, 바람직하게 3.4 ∼ 6.1 liters/min 범위이어야 한다. 알루미늄 증기의 양은 산소의 공급량이 일정할 때 350 nm의 파장을 가진 광의 광투과도 또는 주어진 알루미늄 산화물 증착층의 광투과도에 따라 조절될 수 있다.
상기의 경우에, 알루미늄 산화물 증착 필름의 광투과도를 바람직하게 70 ∼ 98%, 더욱 바람직하게 75 ∼ 96% 범위로 설정함으로써, 상기 증착비(A/B)는 본 발명에 따른 소정 범위 내에서 결정될 수 있다.
전술한 바와 같이 알루미늄 산화물 증착 필름이 형성된 후 상기 증착 필름이 산소와 접촉하는 방법에 있어서, 알루미늄을 산화시키기 위해 산소를 공급하는 장 치에 대한 구체적인 설치, 알루미늄을 가열하는 방법, 증착 속도, 기판 필름의 정전제거(electrostatic elimination)처리, 기판 필름의 표면처리 등은 전술한 바와 동일하다.
본 발명에 따라 알루미늄 산화물 증착 필름을 제조하는 방법에 있어서, 기판 필름의 표면에 알루미늄 산화물을 증착하기 위해 산소가 기판 필름이 풀리는 쪽으로부터 공급된 뒤, 형성된 알루미늄 산화물 증착층은 앞에서 상술한 바와 같은 방식으로 산소와 접촉할 수 있고, 그에 따라 알루미늄 산화물은 더욱 산화된다.
본 발명의 이점은 다음과 같다.
본 발명의 알루미늄 산화물 증착 필름은 종래의 알루미늄 산화물 증착 필름과 비교하여 산소 가스 장벽 특성과 수증기 장벽 특성과 같은 장벽 특성이 안정적이다. 나아가, 상기 알루미늄 산화물 증착 필름은 내수성(water resistance)(알루미늄 산화물 증착층과 기판 필름 사이의 접착강도)가 우수하며, 특히 젖은 상태에서의 내수성이 양호하다.
만약 폴리우레탄(polyurethane) 수지로 예비 코팅된 이축성 배향 필름이 기판 필름으로 사용되고, 상기 기판 필름의 비적층 표면(폴리우레탄 수지로 예비코팅되지 않은 표면)에 알루미늄 산화물이 증착되면, 산소 가스 장벽 특성, 수증기 장벽 특성, 내수성(특히, 젖은 상태에서 내수성) 등이 우수한 증착 필름을 얻을 수 있다. 더욱이, 만약 열봉합 필름(heat-sealing film)이 상기 이축성 배향 필름의 폴리우레탄 예비 코팅 표면 위에 적층되면, 적층 강도(laminate strength)가 우수한 필름을 얻을 수 있다.
본 발명에 따르면, 알루미늄 산화물의 증착 상태는 형광 X-레이 강도비인 증착비(A/B)를 사용하여 제어되고, 그에 따라 전술한 바와 같이 가스 장벽 특성이 안정적이고 내수성이 양호한 알루미늄 산화물 증착층을 가진 알루미늄 산화물 증착 필름이 얻어질 수 있다. 즉, 우수한 가스 장벽 특성과 수증기 장벽 특성을 가진 동시에, 내수성이 양호한 알루미늄 산화물 증착층을 가진 본 발명의 알루미늄 산화물 증착 필름은, 진공(저압)하에서 산소와 알루미늄 증기를 반응시켜, 기판 위에 증착 비(A/B)가 특정 범위 내가 되도록 알루미늄 산화물 증착층을 형성시키고, 그런 다음 필요하면, 상기 알루미늄 산화물 증착층을 산소와 반응시켜 산화를 촉진하는 방법에 의해 안정적으로 얻어질 수 있다. 증착비에 근거하여 알루미늄 산화물 증착 필름의 특성을 제어함으로써 다양한 증착 속도에 적합한 증착 조건을 찾아낼 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 증착비가 비교적 낮더라도, 안정된 산소 가스 장벽 특성과 우수한 수증기 장벽 특성 및 투명도를 가진 알루미늄 산화물 증착 필름이 얻어질 수 있다.
더 나아가, 기판 필름이 풀리는 쪽으로부터 공급되는 산소를 알루미늄 증기와 반응시켜 기판 필름의 표면에 알루미늄 산화물을 증착시킴으로써, 심지어 젖은 상태에서도 기판 필름과 알루미늄 산화물 증착층 사이에서 높은 접착강도를 나타내는 알루미늄 산화물 증착 필름을 얻을 수 있다.
본 발명의 알루미늄 산화물 증착 필름은 포장에 다양하게 채용될 수 있는데, 특히 액체나 축축한 음식의 포장, 끓이거나 가열 멸균처리되는 파우치 음식물처럼 가열해야 하는 음식물의 포장 등에 채용될 수 있다. 상기 알루미늄 산화물 증착 필름이 끓이거나 가열 멸균처리되는 파우치 음식물과 같이 가열할 음식물을 포장하는데 사용되면, 가열될 때 적층 필름으로부터의 분리가 없이도 편리하게 사용될 수 있다. 나아가, 만약 폴리우레탄 수지로 예비 코팅된 이축성 배향 필름이 기판 필름으로 사용되면, 알루미늄 산화물 증착 필름은 우수한 적층 강도(접착 강도)를 가지게 되어, 전술한 바와 같은 곳에 더욱 유용하게 적용될 수 있다.
더욱이, 본 발명의 증착 필름은 음식물 포장재로서만이 아니라 의약, 화장품 및 공업용 제품과 같은 다양한 분야의 포장재로 편리하게 사용될 수 있다.
실 시 예
본 발명은 이하의 실시예를 통해 더욱 상세하게 설명될 것이다. 다만, 본 발명이 그러한 실시예로만 한정되어 해석되어서는 안된다.
실시예와 비교예의 특성은 다음과 같은 방법에 의해 측정되었다.
(1) 산소 투과도 측정
필름의 산소 투과도는 20℃의 온도, 90%RH의 습도 하에서 산소 투과도 측정 장치(MOCON사에 의해 제조된 OXTRAN2/20)에 의해 측정되었다.
(2) 수증기 투과도 측정
필름을 사용하여 백을 만들고, 그 속에 염화칼슘을 넣은 후 백의 입구를 열봉합하여 0.01 ㎡의 표면적을 가지도록 하였다. 상기 백을 40℃의 온도와 90%RH의 습도에서 3일간 유지시킨 후, 백의 무게 변화를 측정하였다. 무게 변화에 근거하여 수증기 투과도가 계산되었다.
(3) 형광 X-레이 강도
형광 X-레이 분석기(Rigaku 공업에서 제조한 ZSX100s)를 사용하여 알루미늄의 Kα-레이가 측정되었다.
(4) 광투과도 및 알루미늄 증착량 제어
증착 장치 내에서 350 nm(PET의 광투과도:100%)에서 광투과도가 측정되었다. 또한, 알루미늄 증착량을 제어하기 위해서 상기 광투과도가 소정값을 가지도록 전자빔의 출력이 조절되었다.
(5) 잔량 퍼센트 측정
먼저, 알루미늄 산화물 증착 필름의 형광 X-레이 강도(A) kcps (알루미늄 Kα- 레이)가 측정되었다. 다음, 박리 강도를 측정한 후에 얻어진 알루미늄 산화물 증착 필름을 사용하여 기판 필름 위에 잔존하는 알루미늄 산화물의 형광 X-레이 강도 (C) kcps (알루미늄 Kα- 레이)가 측정되었다. (C)/(A)*100 값이 잔량 퍼센트로 구해졌다.
(6) 젖은 상태에서 박리 강도 측정
적층 필름을 절단하여 폭 15 mm의 시료를 제작한 후, 상기 기판 필름과 증착층에 접착된 LLDPE 필름 또는 OPP 필름을 그 경계지점에서 상호 부분적으로 분리하였다. 물을 상기 분리된 표면에 떨어뜨린 후, 처리된 시료의 180°-박리 강도가 300 mm/min의 박리 속도로 측정되었다. 측정된 값은 박리 강도로 나타내어 진다.
(7) 열봉합 강도
열봉합 강도 측정을 위해, 알루미늄 산화물 증착층/기판 필름/폴리우레탄 적층//접착제/LLDPE 필름의 구조를 가진 적층(적층 증착 필름)이 사용되었다.
<건조 상태에서의 열봉합 강도>
적층 증착 필름의 LLDPE 필름의 표면을 다른 적층 증착 필름의 LLDPE 필름과 마주하도록 하고, 이들을 130℃에서 2.0 kg/㎠의 압력으로 1초 동안 열봉합하였다. 그런 다음, 폭 15 mm의 테스트 시료를 만들어 300 mm/min의 속도로 열봉합 강도를 측정하였다.
<끓인 후의 열봉합 강도>
적층 증착 필름의 LLDPE 필름의 표면을 다른 적층 증착 필름의 LLDPE 필름과 마주하도록 하고, 이들을 130℃에서 2.0 kg/㎠의 압력으로 1초 동안 열봉합하였다. 그런 다음, 폭 15 mm의 테스트 시료를 만들어 끓는 물에서 1시간 동안 가열하였다. 이어서, 300 mm/min의 속도로 젖은 상태에서의 열봉합 강도를 측정하였다.
실시예 1
12 ㎛의 두께를 가진 이축성 배향 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate) 필름(PET 필름) 기판의 일 표면 위에, 전자빔 가열법에 의해 알루미늄이 가열 증기화되고 이때 산소의 공급량은 기판 필름의 폭 1m에 대해 3.7 liters/min였다. 이로써, 600 m/min의 증착 속도에서 77%의 광투과도를 가진 알루미늄 산화물 증착 필름이 제조되었다. 그런 다음, 증착 직후에 얻어진 필름의 증착 측면 표면에 두께 50 ㎛의 LLDPE 필름(밀도:0.920 g/㎤, MFR:3.8 g/10min)이 건식 적층되어 이중층의 필름이 제작되었다. 상기 이중층 필름의 특성이 표 1에 나타나 있다.
실시예 2
12 ㎛의 두께를 가진 이축성 배향 PET 필름 기판의 일 표면 위에, 전자빔 가열법에 의해 알루미늄이 가열 증기화되고 이때 산소의 공급량은 기판 필름의 폭 1m에 대해 3.4 liters/min였다. 이로써, 600 m/min의 증착 속도에서 80%의 광투과도를 가진 알루미늄 산화물 증착 필름이 준비되었다. 그런 다음, 상기 실시예 1에서와 동일한 방법으로 이중층 필름이 제작되었다. 상기 이중층 필름의 특성이 표1에 나타나 있다.
비교예 1
12 ㎛의 두께를 가진 이축성 배향 PET 필름 기판의 일 표면 위에, 산소의 공급 없이 전자빔 가열법에 의해 알루미늄이 가열 증기화되었다. 그런 다음, 600 m/min의 증착 속도에서 61%의 광투과도를 가진 알루미늄 산화물 증착 필름이 제조되었다. 그런 다음, 상기 실시예 1에서와 동일한 방법으로 이중층 필름이 제작되었다. 상기 이중층 필름의 특성이 표1에 나타나 있다.
산소공급량
liter/min
(1m 폭)		 광투과도
%		 A
kcps		 B
kcps		 증착비
A/B		 산소투과도
ml/㎡·day·Mpa		 수증기
투과도
g/㎡·day
실시예 1 3.7 77 1.16 1.74 0.67 9 0.9
실시예 2 3.4 80 0.99 1.47 0.67 9 1.2
비교예 1 0.0 61 1.95 1.95 1.00 50 8.6

실시예 3
12 ㎛의 두께를 가진 이축성 배향 PET 필름 기판의 일 표면 위에, 전자빔 가열법에 의해 알루미늄이 가열 증기화되고 이때 산소의 공급량은 기판 필름의 폭 1m에 대해 4.6 liters/min였다. 이로써, 600 m/min의 증착 속도에서 85%의 광투과도를 가진 알루미늄 산화물 증착 필름이 제조되었다.
그런 다음, 권선된 상기 증착 필름을 대기 중에서 풀고 다른 릴에 재권선하였다. 상기 증착 필름은 2일 동안 유지되었다. 다음으로, 실시예 1에서와 동일한 방법으로 이중층 필름이 제작되었다. 상기 이중층 필름의 특성이 표 2에 나타나 있다.
실시예 4
12 ㎛의 두께를 가진 이축성 배향 PET 필름 기판의 일 표면 위에, 전자빔 가열법에 의해 알루미늄이 가열 증기화되고 이때 산소의 공급량은 기판 필름의 폭 1m에 대해 4.6 liters/min였다. 이로써, 600 m/min의 증착 속도에서 85%의 광투과도를 가진 알루미늄 산화물 증착 필름이 준비되었다. 그 다음, 상기 알루미늄 산화물 증착 필름은 증착 장치에 구비된 세 개의 플라즈마 방전 쳄버 내에 연속적으로 투입되었다. 상기 플라즈마 방전 쳄버로 산소가 알루미늄 산화물 증착 필름의 폭 1 m에 대해 0.25 liters/min 비율로 공급되면서 플라즈마 방전을 수행하였다. 얻어진 증착 필름을 사용하여, 실시예 1에서와 동일한 방법으로 이중층 필름이 제작되었다. 상기 이중층 필름의 특성이 표 2에 나타나 있다.
참조예 1
12 ㎛의 두께를 가진 이축성 배향 PET 필름 기판의 일 표면 위에, 전자빔 가열법에 의해 알루미늄이 가열 증기화되고 이때 산소의 공급량은 기판 필름의 폭 1m에 대해 4.6 liters/min였다. 이로써, 600 m/min의 증착 속도에서 85%의 광투과도를 가진 알루미늄 산화물 증착 필름이 제작되었다. 그 다음, 증착 직후에 얻어진 증착 필름을 사용하여, 실시예 3에서와 동일한 방법으로 이중층 필름이 제작되었다. 상기 이중층 필름의 특성이 측정되어 표 2에 나타나 있다.
비교예 2
12 ㎛의 두께를 가진 이축성 배향 PET 필름 기판의 일 표면 위에, 전자빔 가 열법에 의해 알루미늄이 가열 증기화되고 이때 산소의 공급량은 기판 필름의 폭 1m에 대해 6.0 liters/min였다. 이로써, 600 m/min의 증착 속도에서 99%의 광투과도를 가진 알루미늄 산화물 증착 필름이 준비되었다.
그런 다음, 권선된 상기 증착 필름을 대기 중에서 풀고 다른 릴에 재권선하였다. 상기 증착 필름은 2일 동안 유지된 다음, 실시예 1에서와 동일한 방법으로 이중층 필름이 제작되었다. 상기 이중층 필름의 특성이 측정되어 표 2로 나타나 있다.
산소공급량
liter/min
(1m 폭)		 광투과도
%		 A
kcps		 B
kcps		 증착비
A/B		 산소투과도
ml/㎡·day·Mpa		 수증기
투과도
g/㎡·day
실시예 3 4.6 85 1.04 1.95 0.53 11 1.85
실시예 4 4.6 85 1.03 1.97 0.52 12 2.5
참조예 1 4.6 85 1.04 1.95 0.53 11 6.6
비교예 2 6.0 99 0.93 2.74 0.34 19 7.5

실시예 3과 참조예 1을 비교해 보면, 알루미늄 산화물 증착 후에 알루미늄 산화물 증착층을 산소와 접촉시켜 알루미늄 산화물을 산화시킴으로써 수증기 장벽 특성이 향상되었음을 알 수 있다. 또한, 비교예 2에서처럼, 증착비(A/B)가 0.35 보다 작으면, 재권선을 수행하더라도 수증기 장벽 특성이 향상되지 않았음을 알 수 있다.
실시예 5
12 ㎛의 두께를 가진 이축성 배향 폴리에스테르 필름(PET 필름)에 대해, 상기 기판 필름이 풀리는 쪽에, 마스킹 보드의 기판 필름 측에 설치되어 상기 기판 필름과 20 mm 이격되어 위치하는 산소 공급 노즐로부터 산소가 칠 롤(chill roll)의 회전방향으로 기판 필름의 폭 1m에 대해 3.2 liters/min의 비율로 공급되었고, 동시에 광투과도가 79%가 되도록 알루미늄의 증착량이 조절되었다. 이로써, 알루미늄 산화물 증착 필름이 제조되었다. 상기 알루미늄 산화물 증착 필름의 증착비(A/B)는 0.70 이었다.
상기 알루미늄 산화물 증착 필름의 증착층을 대기 하에서 산소와 완전히 접촉시킨 후에, 증착 필름의 증착 측면 표면 위에 두께 50 ㎛의 LLDPE 필름(밀도:0.920 g/㎤, MFR:3.8 g/10min)이 적층되어 이중층의 필름이 제작되었다. 젖은 상태에서 적층 강도(박리 강도)를 측정한 후에 상기 주어진 기판 필름의 표면에 있는 알루미늄의 잔존 퍼센트는 10%였다. 상기 알루미늄 산화물 증착 필름에 대해 측정된 특성이 표 3에 나타나 있다.
실시예 6
PET 필름에 대해, 상기 기판 필름이 풀리는 쪽과 마스킹 보드의 기판 필름 측에 설치된 산소 공급 노즐로부터 산소가 칠 롤(chill roll)의 회전 방향으로 기판 필름의 폭 1 m를 기준으로 4 liters/min의 비율로 공급되었고, 동시에 광투과도가 85%가 되도록 알루미늄의 증착량이 조절되었다. 이로써, 알루미늄 산화물 증착 필름이 제조되었다. 상기 알루미늄 산화물 증착 필름의 증착비(A/B)는 0.60 이었다.
상기 알루미늄 산화물 증착 필름의 증착층을 대기 하에서 산소와 완전히 접촉시킨 후에, 실시예 5에서와 동일한 방법으로 이중층 필름이 제작되었다. 젖은 상태에서 적층 강도(박리 강도)를 측정한 후에 상기 주어진 기판 필름의 표면에 있는 알루미늄의 잔존 퍼센트는 18%였다. 상기 알루미늄 산화물 증착 필름에 대해 측정된 특성이 표 3에 나타나 있다.
실시예7
PET 필름에 대해, 상기 기판 필름이 풀리는 쪽의, 마스킹 보드의 기판 필름 측에 설치된 산소 공급 노즐로부터 산소가 칠 롤(chill roll)의 회전 방향으로 기판 필름의 폭 1 m를 기준으로 4.5 liters/min의 비율로 공급되었고, 동시에 광투과도가 90%가 되도록 알루미늄의 증착량이 조절되었다. 이로써, 알루미늄 산화물 증착 필름이 제조되었다. 상기 알루미늄 산화물 증착 필름의 증착비(A/B)는 0.50 이었다.
상기 알루미늄 산화물 증착 필름의 증착층을 대기 하에서 산소와 완전히 접촉시킨 후에, 실시예 5에서와 동일한 방법으로 이중층 필름이 제작되었다. 젖은 상태에서 적층 강도(박리 강도)를 측정한 후에 상기 주어진 기판 필름의 표면에 있는 알루미늄의 잔존 퍼센트는 22%였다. 상기 알루미늄 산화물 증착 필름에 대해 측정된 특성이 표 3에 나타나 있다.
참조예 2
PET 필름에 대해, 상기 기판 필름이 풀리는 쪽과 마스킹 보드의 기판 필름 측에 설치된 산소 공급 노즐로부터 산소가 칠 롤(chill roll)의 회전 방향으로 기판 필름의 폭 1 m를 기준으로 6 liters/min의 비율로 공급되었고, 동시에 광투과도가 99%가 되도록 알루미늄의 증착량이 조절되었다. 이로써, 알루미늄 산화물 증착 필름이 제조되었다. 상기 알루미늄 산화물 증착 필름의 증착비(A/B)는 0.20 이었다.
상기 알루미늄 산화물 증착 필름의 증착층을 대기 하에서 산소와 완전히 접촉시킨 후에, 실시예 5에서와 동일한 방법으로 이중층 필름이 제작되었다. 젖은 상태에서 적층 강도(박리 강도)를 측정한 후에 상기 주어진 기판 필름의 표면에 있는 알루미늄의 잔존 퍼센트는 15%였다. 상기 알루미늄 산화물 증착 필름에 대해 측정된 특성이 표 3에 나타나 있다.
비교예 3
PET 필름에 대해, 상기 기판 필름이 풀리는 쪽과 마스킹 보드의 기판 필름 측에 설치된 산소 공급 노즐로부터 산소가 칠 롤(chill roll)의 회전 방향으로 기판 필름의 폭 1 m를 기준으로 1 liters/min의 비율로 공급되었고, 동시에 광투과도가 60%가 되도록 알루미늄의 증착량이 조절되었다. 이로써, 알루미늄 산화물 증착 필름이 제조되었다. 상기 알루미늄 산화물 증착 필름의 증착비(A/B)는 0.95 이었다.
상기 알루미늄 산화물 증착 필름의 증착층을 대기 하에서 산소와 완전히 접촉시킨 후에, 실시예 5에서와 동일한 방법으로 이중층 필름이 제작되었다. 젖은 상태에서 적층 강도(박리 강도)를 측정한 후에 상기 주어진 기판 필름의 표면에 있는 알루미늄의 잔존 퍼센트는 0 %였다. 상기 알루미늄 산화물 증착 필름에 대해 측정된 특성이 표 3에 나타나 있다.
참조예 3
PET 필름에 대해, 상기 기판 필름이 풀리는 쪽과 마스킹 보드의 외측면에 기판 필름으로부터 200mm 이격되어 설치된 산소 공급 노즐로부터 산소가 칠 롤(chill roll)의 회전 방향으로 기판 필름의 폭 1 m를 기준으로 4 liters/min의 비율로 공급되었고, 동시에 광투과도가 85%가 되도록 알루미늄의 증착량이 조절되었다. 이로써, 알루미늄 산화물 증착 필름이 제조되었다. 상기 알루미늄 산화물 증착 필름의 증착비(A/B)는 0.60 이었다.
상기 알루미늄 산화물 증착 필름의 증착층을 대기 하에서 산소와 완전히 접촉시킨 후에, 실시예 5에서와 동일한 방법으로 이중층 필름이 제작되었다. 젖은 상태에서 적층 강도(박리 강도)를 측정한 후에 상기 주어진 기판 필름의 표면에 있는 알루미늄의 잔존 퍼센트는 3 %였다. 상기 알루미늄 산화물 증착 필름에 대해 측정된 특성이 표 3에 나타나 있다.
참조예 4
상업적으로 이용가능한 알루미늄 산화물이 증착된 이축성 배향 폴리에스테르 필름[도요 메탈라이징(Toyo Metallizing Co., Ltd)에서 입수가능한 BARRIALOX 1011HG]의 젖은 상태에서의 박리강도는 0.1 N/15mm 이었다. 기판 필름 표면의 알루미늄 잔존퍼센트는 0% 였다.
형광X-레이강도
A/B		 증착비 산소투과도
ml/㎡·day·Mpa		 수증기투과도
g/㎡·day		 박리강도
젖음비
N/15mm
실시예 5 1.04/1.55 0.7 13 1.2 0.6
실시예 6 1.07/1.78 0.6 12 1.4 1.5
실시예 7 1.05/2.10 0.5 14 1.8 4.0
참조예 2 0.90/4.50 0.2 30 8.5 6.0
비교예 3 1.10/1.16 0.95 20 8.5 0.1
참조예 3 1.03/2.06 0.5 15 2.0 0.2
참조예 4 - - 15 1.3 0.1

표 3으로부터 명백한 바와 같이, 증착비가 0.5 ∼ 0.7 일 때 얻어진 알루미늄 산화물 증착 필름(실시예 5∼7)의 산소 투과도는 14.0 ㎖/㎡·day·Mpa 이하이고, 수증기 투과도는 2.0 g/㎡·day 이하가 되어, 산소 및 수증기 침투에 대한 내성이 매우 뛰어났다. 더욱이 상기 필름들에 있어서, 기판 필름에 대한 적층된 층의 젖은 상태에서의 박리 강도는 0.6 N/15mm 이상을 나타내어 젖은 상태에서의 결합 강도(bond strength) 또한 매우 뛰어났다.
반면에, 증착비가 0.2 일 때 얻어진 알루미늄 산화물 증착 필름(참조예 2)에서는, 비록 기판 필름에 대해 증착된 층의 젖은 상태에서의 박리 강도는 6.5 N/15mm 및 그 이상으로 높았지만 산소 침투와 수증기 침투에 대한 내성은 약간 떨어졌다.
증착비가 0.95 일 때 얻어진 알루미늄 산화물 증착 필름(비교예 3)에서는, 기판 필름에 대한 증착된 층의 젖은 상태에서의 박리 강도는 0.01 N/15mm 이하였다. 더욱이 산소 투과 및 수증기 투과에 대한 내성은 그다지 좋지 않았다.
실시예 8
12㎛의 두께를 가지고 그 적층 표면은 폴리우레탄 수지로 예비코팅되어 있고 비적층 표면(non-laminate)은 코로나 처리(Corona treatment)된 이축성 배향 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate) 필름의 비적층 표면으로, 상기 이축성 배향 기판 필름이 풀리는 쪽의, 마스킹 보드와 기판 필름 사이에 배치되고, 상기 이축성 배향 기판 필름으로부터 20 mm 이격되어 위치한 산소 공급 노즐로부터 산소가 칠 롤(chill roll)의 회전 방향으로 기판 필름의 폭 1 m 를 기준으로 4 liters/min 비율로 공급되었다. 이와 동시에 광투과도가 85 %가 되도록 알루미늄의 증착량이 조절되었다. 이로써, 알루미늄 산화물 증착 필름이 제조되었다. 상기 알루미늄 산화물 증착 필름의 증착비(A/B)는 0.60 이었다.
상기 알루미늄 산화물 증착 필름의 증착층을 대기 하에서 산소와 완전히 접촉시킨 후에, 알루미늄 산화물 증착 필름의 알루미늄 산화물 증착층의 표면에 20 ㎛의 두께를 갖는 이축성 배향 폴리프로필렌 필름(OPP 필름, 도세로사에서 입수가능한 상품명 ME-1)을, 미츠이 다케다 화학(Mitsui Takeda Chemicals Ltd.)에서 입수가능한, 상품명 다케락(Takelac)A310 : 상품명 다케네이트(Takenate)A3 = 12:1( 중량비)로 혼합한 폴리우레탄 건식 적층 접착제를 코팅 무게가 3g/㎡가 되도록 사용하여 적층하였다. 나아가, 알루미늄 산화물 증착 필름의 적층 표면 위에, 두께 50 ㎛의 LLDPE 필름(도세로사에서 입수가능한 상품명 TUX FCS, 밀도:0.920 g/㎤, MFR:3.8g/10min)으로 된 열봉합층(heal-sealing layer)이, 미츠이 다케다 화학에서 입수가능한, 상품명 다케락(Takelac)A310 : 상품명 다케네이트(Takenate)A3 = 12:2로 혼합한 폴리우레탄 건식 적층 접착제를 코팅 무게가 3g/㎡가 되도록 사용하여 적층하였다. 이로써, 적층된 증착 필름이 제조되었다.
상기 적층된 증착 필름에 대하여, 산소 투과도, 수증기 투과도, (건조 상태와 젖은 상태에서의) 비적층 표면의 박리 강도, 비적층 표면의 잔존 퍼센트, (건조 상태와 젖은 상태에서의 )적층 표면의 박리 강도 및 열봉합 강도(알루미늄 산화물 증착층/기판 필름/폴리우레탄 적층//접착제/LLDPE 필름의 구조를 갖는 적층물로서 건조상태에서와 끊인 후의 강도)를 측정하였다. 그 결과는 표 4 와 표 5에 나타나 있다.
참조예 5
실시예 8에서 사용된 것과 동일한 유형의 이축성 배향 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate) 필름에 대하여, 기판 필름이 풀리는 쪽의, 마스킹 보드와 기판 필름 사이에 배치되어 있는 산소 공급 노즐로부터 산소가 칠 롤(chill roll)의 회전 방향으로 기판 필름의 폭 1 m 를 기준으로 5.3 liters/min 비율로 공급되었다. 이와 동시에 광투과도가 97 %가 되도록 알루미늄의 증착량이 조절되었다. 이로써, 알루미늄 산화물 증착 필름이 제조되었다. 상기 알루미늄 산화물 증착 필름의 증착비(A/B)는 0.3 이었다.
상기 알루미늄 산화물 증착 필름을 사용하여 실시예 8에서와 동일한 방법으로 적층된 증착 필름이 준비되었다. 적층된 증착 필름의 특성은 표 4 와 표 5에 나타나 있다.
참조예 6
12㎛의 두께를 가지고 비적층 표면(non-laminate)은 코로나 처리(Corona treatment)되고 적층 표면은 폴리우레탄 수지로 예비코팅되어 있지 않은 이축성 배향 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate) 필름의 비적층 표면으로, 상기 이축성 배향 기판 필름이 풀리는 쪽의, 마스킹 보드와 기판 필름 사이에 배치되고, 상기 이축성 배향 기판 필름으로부터 20 mm 이격되어 위치한 산소 공급 노즐로부터 산소가 칠 롤(chill roll)의 회전 방향으로 기판 필름의 폭 1 m 를 기준으로 4 liters/min 비율로 공급되었다. 이와 동시에 광투과도가 85 %가 되도록 알루미늄의 증착량이 조절되었다. 이로써, 알루미늄 산화물 증착 필름이 제조되었다. 상기 알루미늄 산화물 증착 필름의 증착비(A/B)는 0.6 이었다.
상기 알루미늄 산화물 증착 필름을 사용하여 실시예 8에서와 동일한 방법으로 적층된 증착 필름이 준비되었다. 적층된 증착 필름의 특성은 표 4 와 표 5에 나타나 있다.
비교예 4
12㎛의 두께를 가지고 실시예 6에서 사용된 것과 같이, 비적층 표면(non-laminate)은 코로나 처리(Corona treatment)되고 적층 표면은 폴리우레탄 수지로 예비코팅되어 있지 않은 이축성 배향 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate) 필름의 비적층 표면으로, 상기 이축성 배향 기판 필름이 풀리는 쪽의, 마스킹 보드와 기판 필름 사이에 설치된 산소 공급 노즐로부터 산소가 칠롤(chill roll)의 회전 방향으로 기판 필름의 폭 1 m를 기준으로 1 liters/min 비율로 공급되었다. 이와 동시에 광투과도가 60 %가 되도록 알루미늄의 증착량이 조절되었다. 이로써, 알루미늄 산화물 증착 필름이 제조되었다. 상기 알루미늄 산화물 증착 필름의 증착비(A/B)는 0.95 이었다.
상기 알루미늄 산화물 증착 필름을 사용하여 실시예 8에서와 동일한 방법으로 적층된 증착 필름이 준비되었다. 적층된 증착 필름의 특성은 표 4 와 표 5에 나타나 있다.
참조예 7
12㎛의 두께를 가지고 실시예 6에서 사용된 것과 같이, 비적층 표면(non-laminate)은 코로나 처리(Corona treatment)되고 적층 표면은 폴리우레탄 수지로 예비코팅되어 있지 않은 이축성 배향 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate) 필름이 기판 필름으로 사용되었다.
상기 이축성 배향 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름의 비적층 표면 위에, 두 께 50 ㎛의 LLDPE 필름(도세로사에서 입수가능한 상품명 TUX FCS, 밀도:0.920 g/㎤, MFR:3.8g/10min)이, 미츠이 다케다 화학에서 입수가능한, 상품명 다케락(Takelac)A310 : 상품명 다케네이트(Takenate)A3 = 12:2로 혼합한 폴리우레탄 건식 적층 접착제를 코팅 무게가 3g/㎡가 되도록 사용하여 적층함으로써 이중층 필름을 제조하였다.
상기 이중층 필름에 대하여, 상기 이축성 배향 폴리에틸렌 테레프탈레이트와 LLDPE 필름 사이의 박리 강도와, 열봉합 강도가 실시예 8에서와 같은 방법으로 측정되었다.
그 결과들이 표 4 및 표 5에 나타나 있다.
참조예 8
실시예 8에서 사용된 것과 같은 유형의 이축성 배향 폴리에틸렌 테레프탈염산 필름의 폴리우레탄으로 코팅된 적층 표면에, 상기 이축성 배향 기판 필름이 풀리는 쪽의, 마스킹 보드와 기판 필름 사이에 배치되고, 상기 이축성 배향 기판 필름으로부터 20 mm 이격되어 위치한 산소 공급 노즐로부터 산소가 칠 롤(chill roll)의 회전 방향으로 기판 필름의 폭 1 m 를 기준으로 4 liters/min 비율로 공급되었다. 이와 동시에 광투과도가 85 %가 되도록 알루미늄의 증착량이 조절되었다. 이로써, 알루미늄 산화물 증착 필름이 제조되었다. 상기 알루미늄 산화물 증착 필름의 증착비(A/B)는 0.5 이었다.
상기 알루미늄 산화물 증착 필름의 증착층 표면 위에, 두께 50 ㎛의 LLDPE 필름(도세로사에서 입수가능한 상품명 TUX FCS, 밀도:0.920 g/㎤, MFR:3.8g/10min)으로 된 열봉합층이, 미츠이 다케다 화학에서 입수가능한, 상품명 다케락(Takelac)A310 : 상품명 다케네이트(Takenate)A3 = 12:1로 혼합한 폴리우레탄 건식 적층 접착제를 코팅 무게가 3g/㎡가 되도록 사용하여 실시예 8에서와 동일한 방법으로 적층되었다. 상기 적층된 필름에 대하여, 산소 투과도 및 수증기 투과도가 실시예 8과 동일한 방법으로 측정되었다.
그 결과는 표 4 와 표 5에 나타나 있다.
증착비 (A/B) 알루미늄
산화물
증착면		 알루미늄
산화물
비증착면		 산소투과도
ml/㎡·day·Mpa		 수증기
투과도
g/㎡·day
실시예 8 0.6 1.02/1.70 코로나 처리
(비적층표면)		 우레탄예비코팅
(적층표면)		 15 1.1
참조예 5 0.3 1.00/3.30 코로나 처리
(비적층표면)		 우레탄예비코팅
(적층표면)		 17 3.5
참조예 6 0.6 1.01/1.68 코로나 처리
(비적층표면)		 미처리됨 16 1.1
비교예 4 0.95 1.04/1.09 코로나 처리
(비적층표면)		 미처리됨 14 3.0
참조예 7 - - (알루미늄
산화물
비증착)		 코로나 처리
(비적층표면)		 - -
참조예 8 0.6 1.00/1.67 우레탄예비코팅
(적층표면)		 코로나 처리
(비적층표면)		 29 3.0

박리강도 N/15mm 열봉합 강도
N/15mm
알루미늄 산화물 증착면 알루미늄산화물
비증착면
건조상태 젖은상태 잔량 건조상태 젖은상태 건조상태 끊인 후
실시예 8 3.2 1.5 18 3.4 3.00 55 54
참조예 5 3.3 2.5 20 3.4 3.0 55 53
참조예 6 3.1 1.4 16 2.3 2.0 34 30
비교예 4 2.0 0.1 0 2.2 2.1 35 31
참조예 7 - - - 2.7 2.1 49 33
참조예 8 - - - - - - -

표 4 와 표 5 에서 명백한 바와 같이, 증착율이 0.6 일 때 얻어진 알루미늄 산화물 증착 필름(실시예 8)은 15㎖/㎡·day·Mpa 의 산소 투과도과 1.1 g/㎡·day 의 수증기 투과도를 가진다. 따라서 산소 침투 및 수증기 침투에 대한 내성은 모두 매우 우수하다. 더욱이 상기 필름들에 있어서, 이축성 배향 기판 필름과 알루미늄 산화물 증착층 사이의 박리 강도는 젖은 상태에서 1.5 N/15mm 이상을 나타내어 젖은 상태에서의 결합 강도(bond strength) 또한 매우 뛰어났다. 더욱이, 건조 상태와 젖은 상태에서 이축성 배향 기판 필름의 적층 표면과 열봉합층(열봉합 필름) 사이의 박리 강도 및 건조 상태와 끓인 뒤의 열봉합 강도가 매우 우수한 것으로 나타났다.
증착율이 0.3일 때 얻어진 알루미늄 산화물 증착 필름(참조예 5)은 산소 침투 및 수증기 침투의 내성에 있어서 실시예 8에서 얻어진 알루미늄 산화물 증착 필름보다 효과가 떨어지는 경향이 있었다. 그러나, 젖은 상태에서 이축성 배향 기판 필름의 비적층 표면과 알루미늄 산화물 증착층 사이의 박리 강도는 2.5 N/15mm로서, 젖은 상태에서의 결합 강도는 더 양호한 것으로 나타났다. 이축성 배향 기판 필름의 적층 표면과 열봉합층(열봉합 필름) 사이의 박리강도와 열봉합 강도에 대해서는, 본 알루미늄 산화물 증착 필름과 실시예 8 에서 얻어진 알루미늄 산화물 증착 필름이 동등하다.
한편, 적층 표면이 폴리우레탄 수지로 예비코팅되지 않은 이축성 배향 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름을 사용하여 얻어진 알루미늄 산화물 증착 필름(참조예 6)은, 산소 침투 및 수증기 침투에 대한 내성이 우수하고, 알루미늄 산화물 증착층과 이축성 배향 기판 필름의 비적층 표면 사이의 박리 강도가 우수한 반면, 이축성 배향 기판 필름의 적층 표면과 열봉합층 사이의 박리 강도 및 열봉합 강도는 떨어진다.
증착율이 0.95 일 때 얻어진 알루미늄 산화물 증착 필름(비교예 4)은, 기판 필름의 비적층 표면의 젖은 상태의 박리 강도는 0.1 N/15mm로서 불충분하다. 게다가, 수증기 침투 내성이 그렇게 좋지는 않다.
폴리우레탄으로 예비코팅되어 있는 이축성 배향 폴리에틸렌 테레프탈염산 필름의 적층 표면에 알루미늄 산화물을 증착함으로써 얻어지는 참조예 8의 증착 필름(실시예 8과는 반대 표면에 증착층을 갖는 실시예, 알루미늄 산화물 증착비: 0.6)은 산소 침투 및 수증기 침투에 대한 내성에 있어서 실시예 8에서 얻어진 증착 필름에 비해 열등하다.
본 발명에 따르면 투과도가 양호하고 산소 및 수증기와 같은 가스에 대한 장벽 특성(barrier property)이 우수한 알루미늄 산화 증착 필름을 얻을 수 있다.

Claims (23)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 기판 필름 및 상기 기판 필름 상에 증착된 알루미늄 산화물 증착층을 포함하는 알루미늄 산화물 증착 필름에 있어서,
    산소의 공급없이 얻어진 알루미늄 증착 필름(2)의 형광 X-레이 강도 (B)kcps(알루미늄 Kα-레이)에 대한, 얻어진 알루미늄 산화물 증착 필름(1)의 형광 X-레이 강도 (A)kcps(알루미늄 Kα-레이)의 비(A/B)가, 0.35≤(A/B)≤0.85가 되도록, 진공 하에서 산소를 알루미늄 증기와 반응시켜 상기 기판 필름 위에 알루미늄 산화물을 증착함으로써 얻어진 것을 특징으로 하는 알루미늄 산화물 증착 필름.
  4. 삭제
  5. 제3항에 있어서,
    상기 비(A/B)가 0.35≤(A/B)≤0.65가 되도록 알루미늄 산화물을 증착시킨 다음, 상기 알루미늄 산화물 증착층을 산화시킴으로써 얻어지는 것을 특징으로 하는 알루미늄 산화물 증착 필름.
  6. 제3항 또는 제5항에 있어서,
    상기 알루미늄 산화물 증착 필름(1)의 형광 X-레이 강도 (A)kcps가 0.5 ∼ 10 kcps인 알루미늄 산화물 증착 필름.
  7. 제3항 또는 제5항에 있어서,
    상기 기판 필름은 이축성 배향 기판 필름인 것을 특징으로 하는 알루미늄 산화물 증착 필름.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 이축성 배향 기판 필름의 적층 표면은 폴리우레탄 수지층으로 예비 코팅되고, 알루미늄 산화물은 상기 이축성 배향 기판 필름의 비적층 표면에 증착되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 산화물 증착 필름.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 이축성 배향 기판 필름은 이축성 배향 폴리에스테르 기판 필름인 것을 특징으로 하는 알루미늄 산화물 증착 필름.
  10. 제3항 또는 제5항에 있어서,
    상기 알루미늄 산화물 증착 필름의 알루미늄 산화물 증착층 표면 또는 상기 기판 필름의 표면 위에 열봉합층이 적층된 것을 특징으로 하는 알루미늄 산화물 증착 필름.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 알루미늄 산화물 증착 필름의 상기 폴리우레탄 수지층의 표면 위에 열봉합층이 적층된 것을 특징으로 하는 알루미늄 산화물 증착 필름.
  12. 삭제
  13. 알루미늄 산화물 증착 필름의 제조 방법에 있어서,
    진공 하에서 산소를 알루미늄 증기와 반응시켜 기판 필름 위에 알루미늄 산화물을 증착시키되, 산소의 공급없이 얻어진 알루미늄 증착 필름(2)의 형광 X-레이 강도 (B)kcps(알루미늄 Kα-레이)에 대한, 얻어진 알루미늄 산화물 증착 필름(1)의 형광 X-레이 강도 (A)kcps(알루미늄 Kα-레이)의 비(A/B)가, 0.45≤(A/B)≤0.85가 되도록 알루미늄 산화물을 증착시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 산화물 증착 필름 제조 방법.
  14. 알루미늄 산화물 증착 필름의 제조 방법에 있어서,
    진공 하에서 산소를 알루미늄 증기와 반응시켜 기판 필름 위에 알루미늄 산화물을 증착시키되, 산소의 공급없이 얻어진 알루미늄 증착 필름(2)의 형광 X-레이 강도 (B)kcps(알루미늄 Kα-레이)에 대한, 얻어진 알루미늄 산화물 증착 필름(1)의 형광 X-레이 강도 (A)kcps(알루미늄 Kα-레이)의 비(A/B)가, 0.35≤(A/B)≤0.65가 되도록 알루미늄 산화물을 증착시키는 단계와,
    그런 다음 상기 알루미늄 산화물 증착층을 산소와 접촉시켜 상기 알루미늄 산화물 증착층을 산화시키는 단계를 포함하는 알루미늄 산화물 증착 필름 제조 방법.
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서,
    상기 알루미늄 산화물 증착 필름(1)의 형광 X-레이 강도 (A)kcps가 0.5 ∼ 10 kcps인 것을 특징으로 하는 알루미늄 산화물 증착 필름 제조 방법.
  16. 제13항 또는 제14항에 있어서,
    상기 산소와 알루미늄 증기의 반응은, 공급 노즐로부터 상기 알루미늄 증기에 대해 칠 롤(chilled roll)의 회전방향으로 산소를 공급함으로써 수행되고, 상기 공급 노즐은 상기 기판 필름이 풀리는 쪽에 마스킹 보드의 폭 방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 산화물 증착 필름 제조 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 공급 노즐은 상기 기판 필름으로부터 1 ∼ 150 mm 이격되어 위치하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 산화물 증착 필름 제조 방법.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 증착 완료 후에, 상기 알루미늄 산화물 증착 필름을 대기 중에서 재권선함으로써 상기 알루미늄 산화물 증착층이 산소와 접촉하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 산화물 증착 필름 제조 방법.
  19. 제14항에 있어서,
    상기 증착 후, 상기 알루미늄 산화물 증착 필름을 권선하기 전에, 증착 장치 내에서 상기 알루미늄 증착층이 산소 및 산소 플라즈마와 접촉하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 산화물 증착 필름 제조 방법.
  20. 제14항에 있어서,
    상기 알루미늄 산화물 증착층이 증착 장치 내에 구비된 적어도 하나의 플라즈마 방전 쳄버 내에서 산소 및 산소 플라즈마와 접촉하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 산화물 증착 필름 제조 방법.
  21. 제13항 또는 제14항에 있어서,
    상기 기판 필름은 이축성 배향 기판 필름인 것을 특징으로 하는 알루미늄 산화물 증착 필름 제조 방법.
  22. 제21항에 있어서,
    알루미늄 산화물은 상기 이축성 배향 기판 필름의 비적층 표면에 증착되며, 상기 기판 필름의 적층 표면은 폴리우레탄 수지층으로 예비 코팅된 것을 특징으로 하는 알루미늄 산화물 증착 필름 제조 방법.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 알루미늄 산화물 증착 필름의 적층 표면에 열봉합층이 직접 또는 접착층에 의해 적층되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 산화물 증착 필름 제조 방법.
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