KR101953732B1 - layered film for gas barrier having organic film layer containing nanoporous materials, and preparation method and use thereof - Google Patents

layered film for gas barrier having organic film layer containing nanoporous materials, and preparation method and use thereof Download PDF

Info

Publication number
KR101953732B1
KR101953732B1 KR1020160041065A KR20160041065A KR101953732B1 KR 101953732 B1 KR101953732 B1 KR 101953732B1 KR 1020160041065 A KR1020160041065 A KR 1020160041065A KR 20160041065 A KR20160041065 A KR 20160041065A KR 101953732 B1 KR101953732 B1 KR 101953732B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gas
film layer
film
organic
inorganic
Prior art date
Application number
KR1020160041065A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20170114382A (en
Inventor
조성근
이재흥
조태연
이상진
최우진
함동석
황영규
장종산
이우황
Original Assignee
한국화학연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국화학연구원 filed Critical 한국화학연구원
Priority to KR1020160041065A priority Critical patent/KR101953732B1/en
Publication of KR20170114382A publication Critical patent/KR20170114382A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101953732B1 publication Critical patent/KR101953732B1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B37/00Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
    • B32B37/02Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by a sequence of laminating steps, e.g. by adding new layers at consecutive laminating stations
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/18Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B9/00Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00
    • B32B9/04Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00 comprising such particular substance as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B9/045Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00 comprising such particular substance as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70Other properties
    • B32B2307/724Permeability to gases, adsorption
    • B32B2307/7242Non-permeable
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2439/00Containers; Receptacles
    • B32B2439/70Food packaging
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2439/00Containers; Receptacles
    • B32B2439/80Medical packaging
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2553/00Packaging equipment or accessories not otherwise provided for

Abstract

본 발명은 적용 대상 물품 맞춤형 기체 차단용 적층 필름의 제조방법에 관한 것으로, 상기 차단하고자 하는 기체를 흡착할 수 있고, 기체 차단용 적층 필름을 물품에 적용할 때의 온도 및/또는 압력에서 흡착되어 있는 흡착물이 70% 이상 제거될 수 있는 나노 세공체를 선정하는 제1단계; 및 차단하고자 하는 기체에 노출되는 제1면과 물품에 인접되는 제2면을 가진 기체 차단용 적층 필름을 제1면 측부터, 상기 기체의 투과를 차단하는 치밀 구조의 무기 필름층; 및 상기 무기 필름층에서 차단되지 아니하고 투과된 기체를 흡착할 수 있는, 제1단계에서 선정된 나노 세공체 및 바인더 수지를 함유하는 유기 필름층의 순서로 적층시키되, 유기 필름층의 제2면에는 상기 기체의 투과를 차단하는 치밀 구조의 무기 필름층 없이 제조하는 제2단계를 포함하는 것이 특징이다.The present invention relates to a process for producing an article-tailored gas barrier laminate film to be applied, which is capable of adsorbing the gas to be intercepted and adsorbed at a temperature and / or pressure when the gas barrier laminate film is applied to an article A first step of selecting a nanoporous material capable of removing 70% or more of the adsorbed material; And an inorganic film layer of dense structure blocking the permeation of the gas from the first surface side to the gas barrier film laminated film having the first surface exposed to the gas to be cut and the second surface adjacent to the article, And an organic film layer containing a nano-porous body selected in the first step and a binder resin capable of adsorbing the permeated gas without being blocked in the inorganic film layer, And a second step of producing the substrate without the dense inorganic film layer blocking the permeation of the gas.

Description

나노 세공체 함유 유기 필름층을 갖는 기체 차단용 적층 필름, 이의 제조방법 및 용도{layered film for gas barrier having organic film layer containing nanoporous materials, and preparation method and use thereof}[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a multilayer film for gas barrier film having a nano-porous body containing organic film layer, a method for producing the same,

본 발명은 기체 차단용 적층 필름을 물품에 적용할 때의 온도 및/또는 압력에서 흡착되어 있는 흡착물이 70% 이상 제거될 수 있는 나노 세공체 함유 유기 필름층을 갖는 기체 차단용 적층 필름, 이의 제조방법 및 용도에 관한 것이다.The present invention relates to a gas barrier film laminated film having a nano-porous body containing organic film layer which can remove at least 70% of an adsorbate adsorbed at a temperature and / or a pressure when applying a gas barrier laminate film to an article, And a method for producing the same.

포장 재료로서 플라스틱 필름이 많이 사용되고 있다. 최근 유통과 비용 면에서 보존 가능 기간(shelf life)을 될 수 있는 한 연장하려는 요구가 있으며, 포장 식품에서 맛의 보존과 안전성이 요구되고 있는 상황에서 필름 포장 재료에 고도의 특성이 요구되고 있다. Plastic films are widely used as packaging materials. Recently, there is a demand to extend the shelf life in terms of distribution and cost as much as possible, and in order to preserve the taste and safety of packaged foods, high quality of the film packaging material is required.

기체 차단용 필름, 즉 가스 배리어 필름 등의 기능성 필름은 식품용 포장 재료로서의 용도가 많지만, 공업용 재료로서의 용도도 증가하고 있다. 공업용 기능성 필름으로서는 PET 필름에 전도성 무기 재료를 코팅한 투명 도전성 필름이 투명 터치 패널 등에 많이 적용되고 있다. 태양 전지와 유기 EL 백 시트의 수증기 배리어 필름의 수요도 높아지고 있다.A gas barrier film, that is, a functional film such as a gas barrier film has many uses as a food packaging material, but its use as an industrial material is also increasing. As industrial functional films, transparent conductive films coated with a conductive inorganic material on a PET film have been widely applied to transparent touch panels and the like. Demand for water vapor barrier films for solar cells and organic EL backsheets is also rising.

최근 유기 EL, 태양전지, LCD 등은 판유리 대신 플라스틱 필름을 기판으로 하는 플렉서블 디바이스의 본격적인 개발과 함께 훨씬 높은 수준의 하이배리어 성능과 광투과도를 요구받고 있다. 따라서, 투명성과 기체 차단성 모두를 향상시키기 위해 다양한 방법으로 꾸준한 기술 개발이 이루어져 왔다. In recent years, organic EL, solar cell, and LCD have been demanding a higher level of high barrier performance and light transmittance along with the full-scale development of flexible devices using a plastic film as a substrate instead of a plate glass. Therefore, various techniques have been developed to improve both transparency and gas barrier properties.

그 중 기재필름 위에 유, 무기 박막을 교대로 적층하는 방법이 가장 많이 응용되고 있다. 산화알루미늄이나 산화실리콘, 질화실리콘 등 치밀한 구조의 무기 박막이 기체를 차단하는데 중요한 재료로서 주로 사용되고 있다. 한편, 무기 박막의 단측 또는 양측에 유기층을 형성시켜서 이러한 무기 박막을 보호하는 역할과 함께, 핀홀을 막아주거나 그 자체로서 가스 배리어 성능을 일부 향상시키고 있다.Among them, a method of alternately laminating oil and inorganic thin films on a base film is most widely used. An inorganic thin film of dense structure such as aluminum oxide, silicon oxide, or silicon nitride is mainly used as an important material for shielding the gas. On the other hand, an organic layer is formed on one side or both sides of the inorganic thin film to protect the inorganic thin film, and the pinhole is blocked or the gas barrier performance is improved as a whole.

하지만 기존의 유기층은 유기물의 구조적 문제로 인해 미시적으로 볼 때 내부에 기체가 통과할 수 있는 충분한 크기의 공간이 존재할 수 밖에 없다. 이로 인해 기체 차단 능력을 크게 향상시키기에는 한계가 있다. 또한, 치밀한 막 구조를 형성시키기 위해 유무기 하이브리드 시스템을 도입하는 경우에도 무기층이 과량 도입될 경우 건조 및 경화 후 크랙과 같은 결함이 발생하기 쉬워서 안정적인 가스 배리어 필름을 구현하는데 장애요인으로 작용하고 있다.However, due to the structural problems of the organic materials, the existing organic layer has a sufficient size to allow the gas to pass therethrough microscopically. Therefore, there is a limit to greatly improve the gas shutoff capability. Further, even when an organic hybrid system is introduced to form a dense film structure, defects such as cracks after drying and curing are likely to occur when an inorganic layer is excessively introduced, thus obstructing the realization of a stable gas barrier film .

본 발명의 목적은 기체 차단 성능이 우수하면서 투명성도 우수한 적용 대상 물품 맞춤형 기체 차단용 적층 필름, 이의 제조방법 및 용도를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide an object-oriented product-tailored gas barrier laminate film excellent in gas barrier performance and excellent in transparency, a method for producing the same, and its use.

본 발명의 제1양태는 적용 대상 물품 맞춤형 기체 차단용 적층 필름의 제조방법에 있어서, 상기 차단하고자 하는 기체를 흡착할 수 있고, 기체 차단용 적층 필름을 물품에 적용할 때의 온도 및 압력에서 흡착되어 있는 흡착물이 70% 이상 제거될 수 있는 나노 세공체를 선정하는 제1단계; 및 차단하고자 하는 기체에 노출되는 제1면과 물품에 인접되는 제2면을 가진 기체 차단용 적층 필름을 제1면 측부터, 상기 기체의 투과를 차단하는 치밀 구조의 무기 필름층; 및 상기 무기 필름층에서 차단되지 아니하고 투과된 기체를 흡착할 수 있는, 제1단계에서 선정된 나노 세공체 및 바인더 수지를 함유하는 유기 필름층의 순서로 적층시키되, 유기 필름층의 제2면에는 상기 기체의 투과를 차단하는 치밀 구조의 무기 필름층 없이 제조하는 제2단계를 포함하는 것이 특징인 적용 대상 물품 맞춤형 기체 차단용 적층 필름의 제조방법을 제공한다.According to a first aspect of the present invention, there is provided a process for producing an article-tailored gas barrier film laminate film to be applied, comprising the steps of: adsorbing a gas to be intercepted and adsorbing the gas barrier laminate film at a temperature and a pressure A first step of selecting a nanoporous material capable of removing 70% or more of the adsorbed material; And an inorganic film layer of dense structure blocking the permeation of the gas from the first surface side to the gas barrier film laminated film having the first surface exposed to the gas to be cut and the second surface adjacent to the article, And an organic film layer containing a nano-porous body selected in the first step and a binder resin capable of adsorbing the permeated gas without being blocked in the inorganic film layer, And a second step of producing the gas-barrier laminate film without the dense inorganic film layer blocking the permeation of the gas.

본 발명의 제2양태는 차단하고자 하는 기체에 노출되는 제1면과 물품에 인접되는 제2면을 가진 적용 대상 물품 맞춤형 기체 차단용 적층 필름에 있어서, 제1면 측부터, 상기 기체의 투과를 차단하는 치밀 구조의 무기 필름층; 및 상기 무기 필름층에서 차단되지 아니하고 투과된 기체를 흡착할 수 있으며, 기체 차단용 적층 필름을 물품에 적용할 때의 온도 및 압력에서 흡착되어 있는 흡착물이 70% 이상 제거될 수 있는 나노 세공체 및 바인더 수지를 함유하는 유기 필름층의 순서로 적층된 것으로, 상기 유기 필름층의 제2면에는 상기 기체의 투과를 차단하는 치밀 구조의 무기 필름층이 없는 것이 특징인 적용 대상 물품 맞춤형 기체 차단용 적층 필름을 제공한다.The second aspect of the present invention is a laminated film for gas-shielding an object-to-be-applied product having a first surface exposed to a gas to be shielded and a second surface adjacent to the article, wherein the gas- A dense structure of an inorganic film layer for intercepting; And a nano-pore structure capable of adsorbing the permeated gas without being blocked by the inorganic film layer and capable of removing 70% or more of the adsorbed adsorbed at a temperature and a pressure at the time of applying the gas- And an organic film layer containing a binder resin, wherein the organic film layer has no dense inorganic film layer blocking the permeation of the gas on the second surface thereof. Thereby providing a laminated film.

본 발명의 제3양태는 상기 본 발명의 제2양태에 따른 적용 대상 물품 맞춤형 기체 차단용 적층 필름의 제2면을, 나노 세공체에 흡착되어 있는 흡착물을 제거할 수 감압 또는 가온 조건하에, 물품에 적용하는 단계를 포함하는 것이 특징인 기체 차단용 적층 필름이 적용된 물품의 제조 방법을 제공한다.In a third aspect of the present invention, there is provided a gas-barrier laminate film for gas-shielding according to the second aspect of the present invention, wherein the second surface of the laminate film is gas- And a step of applying the gas barrier film laminate film to the article.

이하, 본 발명을 자세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 명세서에서 “흡착 (adsorption)”는 협의의 흡착 뿐만아니라, 흡수(absorption), 수착 (sorption) 을 모두 포함하는 개념이다. As used herein, the term " adsorption " is a concept that includes both adsorption as well as adsorption and sorption.

종래 가스 배리어 필름은 유, 무기 필름층이 교대로 적층된 다층 박막 구조를 갖는다. 상기 유기 필름층은 무기 필름층을 보호하면서 핀홀을 막아주거나 그 자체로서 가스 배리어층으로서의 역할을 할 수 있다. 상기 유기 필름층은 수지 기질로 이루어지며 이로 인해 기질 내에 기체가 통과할 수 있는 충분한 기공 크기를 구조적으로 가질 수 밖에 없어 기체 차단 능력에 있어 한계를 가진다. The conventional gas barrier film has a multilayer thin film structure in which oil and inorganic film layers are alternately laminated. The organic film layer can protect the inorganic film layer while blocking the pinhole, or can function as a gas barrier layer as such. The organic film layer is made of a resin substrate, which has a structural pore size sufficient to allow gas to pass through the substrate, and thus has a limitation in gas barrier ability.

한편, 무기 박막층을 가지는 가스 차단성 필름의 적어도 일면에 흡착층 및 가스 차단층이 순서대로 적층된 가스 차단성 필름이 있으나, 별도의 가스 차단층으로 인해 가스 차단성 필름의 두께가 두꺼워져 투명도 및 유연성이 낮아지는 문제가 있다. 이 경우 투명도 및/또는 유연성을 높이기 위해 가스 차단성 필름의 두께를 얇게 하는 경우 가스 차단도가 낮아지는 문제가 있다. On the other hand, there is a gas barrier film in which an adsorption layer and a gas barrier layer are sequentially laminated on at least one surface of a gas barrier film having an inorganic thin film layer, but the thickness of the gas barrier film becomes thick due to a separate gas barrier layer, There is a problem that flexibility is lowered. In this case, when the thickness of the gas barrier film is reduced in order to improve transparency and / or flexibility, there is a problem that the degree of gas barrier is lowered.

반면, 흡착층의 적어도 한면에 가스 차단층이 없으면, 가스 차단성 필름을 물품에 적용할 때 또는 물품에 적용하기 전 주변 환경에 흡착층이 노출되어 흡착물을 흡착하여 더 이상 제기능을 발휘하지 못하고 실활하는 문제점이 있다.On the other hand, if the gas barrier layer is not present on at least one side of the adsorption layer, the adsorption layer is exposed to the surrounding environment before application of the gas barrier film to the article or before application to the article, There is a problem that it can not be inactivated.

따라서, 본 발명은 구조단순화로 인한 제조원가 감소를 위해 흡착층의 한쪽 면에서 투명도 및/또는 유연성에 악영향을 주는 가스 차단층을 적용하지 않되, 이로 인해 흡착층이 제기능을 발휘 못하는 상기 문제점을 해결하기 위해, 기체 차단용 필름을 물품에 적용시 온도/압력 조건에서, 흡착되어 있는 흡착물이 70% 이상, 바람직하게는 80% 이상, 더욱 바람직하게는 90% ~ 99.9% 제거될 수 있는 나노 세공체를 먼저 선별한 후, 선별된 나노 세공체들을 흡착용 유기층에 적용하고, 나노 세공체에 흡착되어 있는 흡착물을 제거할 수 있는 가온 및/또는 감압 조건하에, 적층된 무기 박막층 및 흡착용 유기층 중 무기 박막층은 노출면을 향하고 흡착용 유기층은 물품을 향하도록 가스 차단용 적층 필름을 물품에 적용시키는 것이 특징이다. 또한, 흡착용 유기층에 나노 스케일의 흡착용 세공체를 적용함으로써, 가스 차단용 적층 필름의 투명도를 크게 감소시키지 아니하면서 가스 차단 성능을 2배 ~ 1000배까지 향상시킬 수 있는 것이 특징이다.Therefore, the present invention solves the above-mentioned problem that the gas barrier layer which does not adversely affect transparency and / or flexibility on one side of the adsorbent layer is not applied to reduce the manufacturing cost due to simplification of the structure, The adsorbed adsorbed material can be removed in an amount of 70% or more, preferably 80% or more, more preferably 90% to 99.9%, in the temperature / pressure condition when the gas barrier film is applied to articles. The nanoporous materials are selectively applied to the adsorption organic layer and the adsorbed material adsorbed on the nanoporous material can be removed under heating and / or reduced pressure conditions to form the laminated inorganic thin film layer and the adsorption organic layer Characterized in that the gas barrier layer film is applied to the article such that the inorganic thin film layer is directed to the exposed surface and the adsorption organic layer is directed to the article. Further, by applying the nano-scale adsorbing porous body to the adsorption organic layer, the gas barrier performance can be improved to 2 to 1000 times without significantly decreasing the transparency of the gas barrier laminate film.

나아가, 적용 대상 물품을 기준으로 물품과 인접한 측면을 기체 차단용 적층 필름의 내측(또는 제2면), 그 반대 측면을 기체 차단용 적층 필름의 외측(또는 제1면)으로 지칭할 때, 기체 차단용 적층 필름의 외측(또는 제1면)부터, 상기 기체 투과를 차단하는 치밀 구조의 무기 필름층; 및 상기 무기 필름층에서 차단되지 아니한 투과된 기체를 흡착할 수 있는 나노 세공체 및 바인더 수지를 함유하는 유기 필름층의 순서로 적층되면, 무기 필름층이 유기 필름층 보다 먼저 차단하고자 하는 기체에 노출되어, 무기 필름층의 차단 성능이, 실활되지 아니한 나노 세공체 함유 유기 필름층에 의해 2 ~ 1,000 배 높여 동일한 차단 성능의 기체 차단용 적층 필름 대비 무기 필름층의 두께를 1.1 ~ 3 배 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 기체 차단용 적층 필름의 투명도를 유지할 수 있다. 또한, 무기 필름층이 두꺼워지면서 발생하기 쉬운 핀홀과 크랙의 발생위험을 비약적으로 줄이는게 가능하다.Further, when the inner side (or the second side) of the gas barrier film laminate film and the opposite side face thereof are referred to as the outer side (or the first side) of the gas barrier laminating film, An inorganic film layer of dense structure blocking the gas permeation from the outside (or the first side) of the barrier laminate film; And an organic film layer containing a nano-porous body and a binder resin capable of adsorbing permeated gas not blocked in the inorganic film layer are stacked in this order, the inorganic film layer is exposed to a gas which is intended to be blocked earlier than the organic film layer The blocking performance of the inorganic film layer can be increased by 2 to 1,000 times by the nano-pores-containing organic film layer which has not been inactivated, so that the thickness of the inorganic film layer can be reduced by 1.1 to 3 times As well as the transparency of the gas barrier laminate film can be maintained. In addition, it is possible to drastically reduce the risk of occurrence of pinholes and cracks, which are likely to occur as the inorganic film layer becomes thick.

특히, 본 발명에서는 상기 나노 세공체로서 유무기 하이브리드 나노 세공체(organic-inorganic hybrid nanoporous materials)를 함유하는 경우, 유무기 하이브리드 나노 세공체가 응집없이 1차 입자 상태로 수지에 잘 분산되어 있음을 발견하였다. 이러한 유무기 하이브리드 나노 세공체의 높은 분산성으로 인해, 빛의 투과율을 높여 전체 필름의 투명도가 우수하며 유무기 하이브리드 나노 세공체의 기체 흡착 특성 발휘가 용이하여 실질적으로 유무기 하이브리드 나노 세공체가 분산되지 않은 유기 필름층과 무기 필름층이 적층된 기존의 가스 배리어 필름에 비해 가스 차단 능력이 5배 이상 증가함을 확인하였다.Particularly, in the present invention, when organic-inorganic hybrid nanoporous materials are contained as the nanoporous material, it is found that the organic hybrid nanoparticles are well dispersed in the resin in the primary particle state without aggregation Respectively. Due to the high dispersibility of the organic / inorganic hybrid nanoporous material, the transparency of the entire film can be increased by increasing the light transmittance, and the gas adsorption characteristics of the organic hybrid nanoporous material can be easily exhibited to substantially disperse the organic / inorganic hybrid nanoporous material It is confirmed that the gas barrier ability is increased 5 times or more as compared with the conventional gas barrier film in which the organic film layer and the inorganic film layer are laminated.

따라서, 본 발명에 따라 차단하고자 하는 기체에 노출되는 제1면과 물품에 인접되는 제2면을 가진 적용 대상 물품 맞춤형 기체 차단용 적층 필름은 제1면 측부터, Therefore, according to the present invention, an object-gas-barrier laminate film for application to an object to be applied having a first surface exposed to a gas to be shielded and a second surface adjacent to the article,

상기 기체의 투과를 차단하는 치밀 구조의 무기 필름층; 및 An inorganic film layer of dense structure for blocking permeation of the gas; And

상기 무기 필름층에서 차단되지 아니하고 투과된 기체를 흡착할 수 있으며, 기체 차단용 적층 필름을 물품에 적용할 때의 온도 또는 압력에서 흡착되어 있는 흡착물이 70% 이상, 바람직하게는 80% 이상, 더욱 바람직하게는 90% ~ 99.9% 제거될 수 있는 나노 세공체 및 바인더 수지를 함유하는 유기 필름층의 순서로 적층된 것으로, The adsorbent adsorbed at the temperature or pressure when the gas barrier film laminate film is applied to the article is not less than 70%, preferably not less than 80%, more preferably not less than 80% More preferably 90% to 99.9%, and an organic film layer containing a binder resin,

상기 유기 필름층의 제2면에는 상기 기체의 투과를 차단하는 치밀 구조의 무기 필름층이 없는 것이 특징이다.And the second surface of the organic film layer does not have a dense inorganic film layer blocking the permeation of the gas.

종래 수분의 흡착제로 제올라이트, 메조포러스 및 클레이 등의 무기계 다공성소재가 주로 보고되어 있다.Conventionally, inorganic porous materials such as zeolite, mesoporous and clay have been reported as adsorbents for moisture.

다공성소재의 수분흡착특성은 수분(H2O)의 등온선에서 상대습도에 따른 흡착량 변화에 따라 4종류로 나뉠 수 있다. 먼저, 물을 강하게 흡착하는 흡착제의 경우, 상대습도(p/p0) 0.1 이하에서 수분흡착량이 급격하게 올라가며(대표적 세공체는 미세세공을 갖는 제올라이트), 중간 정도의 세기의 수분흡착력을 갖고 있는 흡착제의 경우, 상대습도(p/p0) 0.1 내지 0.3 정도에서 급격하게 수분흡착량이 증가한다. 한편, 중간보다 조금 낮은 수분흡착 특성을 갖는 흡착제는 상대습도(p/p0) 0.3 내지 0.6 범위에서 급격한 수분흡착량 증가를 보이고, 마지막으로 활성탄과 같이 수분에 대해서 약한 흡착력을 갖고 있는 물질은 상대습도(p/p0) 0.7 이상에서 수분흡착량이 급격하게 증가한다.The moisture adsorption characteristics of the porous material can be divided into four types depending on the amount of adsorption depending on the relative humidity at the isotherm of water (H 2 O). First, in the case of an adsorbent strongly adsorbing water, the adsorption amount of water increases sharply at a relative humidity (p / p 0 ) of 0.1 or lower (representative pores are zeolites having fine pores) In the case of the adsorbent, the amount of moisture adsorption increases rapidly at a relative humidity (p / p 0 ) of about 0.1 to 0.3. On the other hand, an adsorbent having a moisture adsorption characteristic slightly lower than the middle exhibits an abrupt increase in moisture adsorption amount in the range of relative humidity (p / p 0 ) 0.3 to 0.6, and finally, At a humidity (p / p 0 ) of 0.7 or more, the amount of moisture adsorption increases sharply.

반면, 수분의 탈착 특성은 수분에 대한 흡착 특성과 반대의 경향을 보인다. 구체적으로, 제올라이트와 같이 수분에 대한 흡착력이 강할 경우 200℃ 이상의 고온에서 탈착이 되고, 유무기 하이브리드 나노세공체와 같이 흡착력이 중간 내지 이보다 조금 낮은 정도인 경우 150℃ 이하에서 탈착이 될 수 있다. 또한, 이때 탈착의 정도는 유무기 하이브리드 나노세공체의 종류에 따른 흡착 특성에 따라 달라질 수 있다.On the other hand, the desorption characteristics of water tend to be opposite to the adsorption characteristics to moisture. Specifically, when the adsorbing force against moisture is strong, such as zeolite, desorption occurs at a high temperature of 200 ° C or higher, and when the adsorption force is somewhat lower than that of the hybrid nanoporous organic material, it may be desorbed at 150 ° C or lower. In addition, the degree of desorption can be varied depending on the adsorption characteristics depending on the type of the organic hybrid nanoporous material.

본 발명에서 사용되는 상기 나노 세공체는 제올라이트 또는 유무기 하이브리드 나노 세공체일 수 있다.The nanoporous material used in the present invention may be a zeolite or an organic hybrid nanoporous material.

제올라이트는 결정성 알루미노실리케이트 (crystalline aluminosilicate) 를 총칭한다. 제올라이트의 골격 구조를 이루는 원소들인 실리콘(Si)과 알루미늄(Al) 대신에 여러 가지 다른 원소로 실리콘이나 알루미늄의 일부 또는 전체를 대체시킨 다양한 유사체들(zeotype molecular sieves)들이 알려져 있다. 예를 들어, 알루미늄을 완전히 제거시킨 다공성 실리카라이트(silicalite)와 실리콘을 인(P)으로 대체시킨 알포(AlPO4)계 제올라이트 유사체, 그리고 이러한 제올라이트 및 제올라이트 유사체의 골격에 Ti, Mn, Co, Fe 및 Zn 등 다양한 금속 원소를 일부 치환시켜 얻은 제올라이트 유사체들이 알려져 있다. 한편, MFI구조의 제올라이트 또는 이의 유사체의 예로는 ZSM-5, 실리카라이트-1, TS-1, AZ-1, Bor-C, 보라라이트 C, 엔시라이트, FZ-1, LZ-105, 모노클리닉H-ZSM-5, 뮤티나이트, NU-4, NU-5, TSZ, TSZ-Ⅲ, TZ-01, USC-4, USI-108, ZBH,ZKQ-1B 등이 있다. 여기서, ZSM-5는 실리콘과 알루미늄이 일정 비율로 형성된 MFI 구조의 제올라이트이고, 실리카라이트-1는 실리카(SiO2)로만 이루어진 구조의 제올라이트이고, TS-1는 알루미늄 자리 일부에 티타늄(Ti)이 있는 MFI 구조의 제올라이트이다. 전술한 바와 같이, 흡착과 탈착 성질이 서로 반대되어 제올라이트의 경우 흡착은 잘되어서 좋은 장점은 있지만 기체 차단용 적층 필름을 상기 물품에 적용하는 공정에서 쉽게 탈착이 되기 어렵고 고온 조건에서 탈착이 용이한 성질이 있어 상기 물품의 특성상 고온 열처리가 어려운 경우 제올라이트를 활용할 수 없다.Zeolites are generically referred to as crystalline aluminosilicates. Various zeotype molecular sieves have been known in which silicon or aluminum is replaced with various other elements in place of silicon (Si) and aluminum (Al), which constitute the skeletal structure of zeolite. For example, there have been proposed alumina (AlPO 4 ) -based zeolite analogues in which aluminum is completely removed from porous silicalite and silicon is replaced by phosphorus, and Ti, Mn, Co, Fe And zeolite analogs obtained by partially substituting various metal elements such as Zn are known. Examples of the MFI-structured zeolite or analogue thereof include ZSM-5, silicalite-1, TS-1, AZ-1, Bor-C, Boralite C, Nucilite, FZ-1, LZ- H-ZSM-5, mucinite, NU-4, NU-5, TSZ, TSZ-III, TZ-01, USC-4, USI-108, ZBH and ZKQ-1B. ZSM-5 is a zeolite having an MFI structure in which silicon and aluminum are formed in a certain ratio. Silicalite-1 is a zeolite having only silica (SiO 2 ) structure. TS- Zeolite of the MFI structure. As described above, although the adsorption and desorption properties are opposite to each other and zeolite has a good adsorption property, it is difficult to desorb easily in the process of applying the gas barrier laminate film to the article, and the property of easy desorption at high temperature The zeolite can not be utilized in the case where the high-temperature heat treatment is difficult due to the characteristics of the article.

유무기 하이브리드 나노 세공체는 일반적으로 "다공성 배위고분자 (porous coordination polymers)" 라고도 하며[Angew. Chem. Intl. Ed., 43, 2334. 2004], 또는 "금속-유기 골격체 (metal-organic frameworks, MOF)" 라고도 한다.Organic hybrid nanoporous materials are generally referred to as " porous coordination polymers " (Angew. Chem. Intl. Ed., 43, 2334. 2004], or "metal-organic frameworks" (MOF).

유무기 하이브리드 나노 세공체는 분자배위결합을 통해 중심금속 이온이 유기 리간드와 결합하여 형성된 다공성의 유무기 고분자 화합물이며, 골격 구조내에 유기물과 무기물을 모두 포함하고 분자크기 또는 나노크기의 세공구조를 갖는 결정성 화합물이다. 결정성 골격에 극성의 금속이온 및 카르복실산 산소 음이온을 함유하는 동시에 비극성의 방향족 화합물 그룹이 공존하는 유무기 하이브리드 나노 세공체는 친수성과 소수성을 동시에 지닐 수 있다.The organic / inorganic hybrid nanoporous material is a porous organic / inorganic polymer compound formed by bonding a central metal ion to an organic ligand through molecular coordination and contains both organic and inorganic materials in the skeleton structure and has a molecular size or nano-sized pore structure Crystalline compound. The organic / inorganic hybrid nanoporous material containing a polar metal ion and a carboxylic acid oxygen anion in the crystalline skeleton and coexisting with a non-polar aromatic compound group may have both hydrophilicity and hydrophobicity.

상기 유무기 하이브리드 나노 세공체는 고표면적과 분자크기 또는 나노크기의 세공을 가지므로, 세공크기보다 작은 게스트 분자를 포집하거나 세공을 이용하여 분자들의 크기에 따라 분자들을 분리하는데 사용될 수 있다. 이때, 리간드의 길이 및/또는 종류를 조절하여 유무기 하이브리드 나노세공체의 세공 크기를 조절할 수 있다. Since the organic / inorganic hybrid nanoporous material has high surface area and molecular size or nano-sized pores, it can be used to collect guest molecules smaller than the pore size or to separate molecules according to the size of molecules using pores. At this time, the pore size of the organic / inorganic hybrid nanoporous material can be controlled by controlling the length and / or the type of the ligand.

유무기 하이브리드 나노세공체는 리간드로서 헤테로사이클릭 고리의 디카르복실산 음이온을 갖는 것일 수 있다. 바람직하기로, 상기 리간드는 테레프탈레이트산 음이온, 퓨란디카르복실산 음이온, 피리딘디카르복실산 음이온, 벤젠트리카르복실산, 티오펜디카르복실산 음이온 및 피라졸디카르복실산 음이온으로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있다.The organic or inorganic hybrid nanoporous material may have a dicarboxylic acid anion of a heterocyclic ring as a ligand. Preferably, the ligand is selected from the group consisting of terephthalate anion, furan dicarboxylic acid anion, pyridine dicarboxylic acid anion, benzenetricarboxylic acid, thiopendicarboxylic acid anion and pyrazole dicarboxylic acid anion It can be one or more selected.

또한, 상기 유무기 하이브리드 나노세공체는 골격, 표면 또는 세공 내 불포화 금속 배위자리를 갖는 유무기 하이브리드 나노세공체일 수 있다. 상기 유무기 하이브리드 나노세공체는 중심 금속 이온으로서 크롬 이온, 철 이온, 니켈 이온, 코발트 이온, 몰리브데늄 이온, 망간 이온, 구리 이온, 마그네슘 및 아연 이온 및 지르코늄 이온으로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상의 금속 이온을 포함할 수 있다.In addition, the organic / inorganic hybrid nanoporous material may be an organic or inorganic hybrid nanoporous material having a skeleton, a surface or an unsaturated metal coordination site in the pores. Wherein the organic or inorganic hybrid nanoporous material has at least one selected from the group consisting of chromium ion, iron ion, nickel ion, cobalt ion, molybdenum ion, manganese ion, copper ion, magnesium and zinc ion and zirconium ion Metal ions.

불포화 금속 배위자리는 골격에 형성될 수도 있고, 유무기 하이브리드 나노세공체의 표면이나 세공 내에 존재하는 금속 이온이나 유기금속 화합물에 형성될 수도 있다. 불포화 금속 배위자리란 유무기 하이브리드 나노세공체의 금속 이온에 배위되어 있는 리간드, 대표적으로 물 또는 유기용매 등이 제거된 금속의 배위 가능 자리로서 다른 리간드가 다시 배위결합을 형성할 수 있는 위치를 의미한다. 상기 불포화 금속 배위자리는 유무기 하이브리드 나노세공체에 포함된 물, 물 이외의 용매 분자 또는 리간드의 일부 또는 전부가 제거되어 형성된 것일 수 있다. 유무기 하이브리드 나노세공체의 불포화 금속 배위자리를 확보하기 위하여, 불포화 금속 배위자리에 결합된 물 또는 용매성분을 제거하는 전처리 단계를 진행하는 것이 바람직할 수 있다.The unsaturated metal coordination site may be formed in the skeleton or may be formed in a metal ion or an organic metal compound existing in the surface or pores of the organic hybrid nanoporous material. The unsaturated metal coordination site is a ligand coordinated to the metal ion of the organic or inorganic hybrid nanoporous material, typically, a coordination site of a metal from which water or an organic solvent has been removed, and means a position where another ligand can form a coordination bond again do. The unsaturated metal coordination site may be formed by removing water or a solvent molecule or ligand other than water contained in the organic hybrid nanoporous material. In order to secure an unsaturated metal coordination site of the organic / inorganic hybrid nanoporous material, it may be preferable to proceed with a pretreatment step of removing water or solvent components bound to the unsaturated metal coordination site.

상기 전처리는 유무기 하이브리드 나노세공체의 변형을 유발하지 않고 물 또는 용매성분을 제거할 수 있으면 어떠한 방법도 사용가능하며, 예컨대, 감압 하에 100℃ 이상의 온도로 가열하여 달성할 수 있으며, 바람직하게는 150℃ 이상의 온도로 가열하여 달성할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 또는 당업계에 공지된 용매 제거 방법인 진공처리, 용매교환, 초음파 처리 등의 방법을 제한 없이 이용하여 수행될 수 있다. 위와 같이, 열처리를 통해 불포화 금속 자리가 확보될 수 있는 유무기 하이브리드 나노세공체의 대표적인 예로는 MIL-100, MIL-101, MOF-74, Cu-BTC, MIL-127, CPO-27 등이 있다.The pretreatment can be carried out by any method as long as it can remove water or a solvent component without causing deformation of the organic hybrid nanoporous material. For example, the pretreatment can be achieved by heating at a temperature of 100 ° C or higher under reduced pressure, But it is not limited thereto. Or a method of removing a solvent known in the art, such as vacuum treatment, solvent exchange, ultrasonic treatment and the like. MIL-100, MIL-101, MOF-74, Cu-BTC, MIL-127, CPO-27 and the like are typical examples of the organic hybrid nanoporous material which can secure an unsaturated metal site through heat treatment as described above .

또한, 상기 유무기 하이브리드 나노세공체는 세공 내에 중심 금속 이온 1몰 당 0.5 내지 3몰의 비율로 친수성 히드록시기(OH) 또는 수산화 음이온(OH-)기 리간드를 함유하는 유무기 하이브리드 나노세공체일 수 있다. 상기 유무기 하이브리드 나노세공체는 수분에 대해 유무기 하이브리드 나노세공체 1 그램 또는 1 밀리리터당 0.15 그램 이상의 흡착능을 갖는다. 구체적으로, 유무기 하이브리드 나노세공체의 대표적인 예로는 알루미늄 푸마레이트, 지르코늄 푸마레이트, CAU-10, MIL-160, MIL-53, UiO-66 및 이의 유사체 등이 있다.The organic or inorganic hybrid nanoporous material may be an organic hybrid nanoporous material containing a hydrophilic hydroxyl group (OH) or hydroxide anion (OH - ) group ligand in a proportion of 0.5 to 3 moles per mole of the central metal ion in the pores . The organic or inorganic hybrid nanoporous material has an adsorption capacity of 1 g of the organic hybrid nanocomposite or 0.15 g or more per milliliter with respect to moisture. Specifically, representative examples of the organic hybrid nanoporous material include aluminum fumarate, zirconium fumarate, CAU-10, MIL-160, MIL-53, UiO-66, and analogues thereof.

골격 내에 불포화배위 금속이온 자리보다는 약하지만 친수성의 OH기 리간드를 함유하는 유무기 하이브리드 나노세공체는 물과 같은 극성 분자와 아주 강하지 않은 상호작용을 나타내기 때문에 수분 흡착제로 효과가 있을 뿐만 아니라, 저온에서 수분의 탈착이 이루어져 재생이 가능한 장점을 갖는다.The organic / inorganic hybrid nanoporous material containing a hydrophilic OH group ligand, which is weaker than the unsaturated coordination metal ion site in the skeleton, exhibits a very weak interaction with polar molecules such as water, so that it is effective as a moisture adsorbent, So that water can be desorbed and regenerated.

유무기 하이브리드 나노세공체에서 친수성 히드록시기(OH) 또는 수산화 음이온(OH-)기의 함량이 중심 금속 이온 1몰 당 0.5몰 미만일 경우 친수성이 약해서 낮은 상대습도에서의 수분 흡착량이 높지 않고, 1몰 당 3몰 초과일 경우 친수성이 너무 강해서 수분의 탈착이 용이하지 않아 재생온도가 높아질 수 있다.When the content of the hydrophilic hydroxyl group (OH) or hydroxyl anion (OH - ) group in the organic or inorganic hybrid nanoporous material is less than 0.5 mole per 1 mole of the central metal ion, the hydrophilicity is weak and the amount of moisture adsorption at low relative humidity is not high, When the amount is more than 3 moles, the hydrophilic property is too strong, so that desorption of moisture is not easy and the regeneration temperature may be high.

유무기 하이브리드 나노세공체의 수분 흡착량 측면에서 리간드는 중요하지 않으며, 중심 금속 이온은 알루미늄 이온, 칼슘, 갈륨, 인듐, 마그네슘 이온 및 지르코늄 이온으로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것이 바람직하다. The ligand is not critical in terms of the moisture adsorption amount of the organic / inorganic hybrid nanoporous material, and the central metal ion is preferably at least one selected from the group consisting of aluminum ion, calcium, gallium, indium, magnesium ion and zirconium ion.

한편, 물품의 용도, 부위 및 소재에 따라 요구되는 가스 차단도가 상이할 뿐만아니라, 그 허용 온도 및/또는 압력 범위도 물품의 소재 및/또는 제조방법에 따라 다르다.On the other hand, not only is the desired degree of gas blocking depending on the use, part and material of the article, but also the permissible temperature and / or pressure range varies depending on the material and / or the manufacturing method of the article.

본 발명에 따른 기체 차단용 적층 필름은 나노 세공체가 적용 대상 물품 맞춤형으로 선별되어 사용된다. 즉, 물품에 따라, 기체 차단용 적층 필름을 물품에 적용할 때 물품의 본연의 성능에 악영향을 주지 아니하는 허용 온도 및/또는 압력이 다르다. 또한, 나노 세공체 종류마다 흡착되어 있는 흡착물이 70% 이상 제거될 수 있는 온도 및/또는 압력이 다르다. 따라서, 본 발명은 기체 차단용 적층 필름을 물품에 적용할 때 온도 및 압력이 정해지면, 이에 맞는, 흡착되어 있는 흡착물이 70% 이상 제거될 수 있는 나노 세공체를 선별한다. 예컨대, 물품의 유기층 상에 기체 차단용 적층 필름을 적용하는 경우, 유기층의 유리전이온도 또는 분해온도 보다 낮은 온도에서 기체 차단용 적층 필름을 물품상에 적용하여야 하므로, 상기 온도 조건에서, 흡착되어 있는 흡착물이 70% 이상 제거될 수 있는 나노 세공체를 선별한다. In the gas barrier laminate film according to the present invention, the nanoporous material is selected and used in a product-customized manner. That is, depending on the article, when the gas barrier laminate film is applied to an article, the permissible temperature and / or pressure which does not adversely affect the original performance of the article are different. In addition, the temperature and / or pressure at which more than 70% of the adsorbed material adsorbed per nano-pore-forming material type can be removed are different. Accordingly, the present invention selects nanoporous materials capable of removing 70% or more of the adsorbed adsorbed material when the temperature and pressure are determined when the gas barrier laminate film is applied to an article. For example, when a gas barrier laminate film is applied on an organic layer of an article, the gas barrier laminate film must be applied on the article at a temperature lower than the glass transition temperature or decomposition temperature of the organic layer, Select nanoporous materials that can remove 70% or more of adsorbate.

나노 세공체가 유무기 하이브리드 나노 세공체인 경우는 중심금속 이온에 따라, 유기 리간드에 따라, 불포화 금속 배위자리의 농도에 따라 흡착되어 있는 흡착물이 70% 이상 제거될 수 있는 온도 및/또는 압력이 상이할 수 있다. 제올라이트의 경우도 마찬가지로 이를 구성하는 원소, 기공 크기 및 종류에 따라 상이할 수 있다. In the case where the nanoporous material is an organic hybrid nanopore, depending on the central metal ion, depending on the organic ligand, the temperature and / or pressure at which more than 70% of the adsorbed material adsorbed depending on the concentration of the unsaturated metal coordination site can be removed can do. The zeolite can also be different depending on the constituent elements, pore size and type thereof.

본 발명에 따른 기체 차단용 적층 필름은 무기 필름층의 상기 제1면 측에 플라스틱 기재를 추가로 더 포함할 수 있다.The gas barrier film laminated film according to the present invention may further comprise a plastic substrate on the first surface side of the inorganic film layer.

바람직하기로, 본 발명에 따른 기체 차단용 적층 필름은 상기 플라스틱 기재와 무기 필름층 사이에 언더 코팅층(under coat)를 더 포함할 수 있다.Preferably, the gas barrier laminate film according to the present invention may further comprise an undercoat layer between the plastic substrate and the inorganic film layer.

일 구현예로서, 도 1과 같이 본 발명에 따른 기체 차단용 적층 필름은, 차단하고자 하는 기체의 흐름이 기체 차단용 적층 필름의 외측(또는 제1면)에서 기체 차단용 적층 필름의 내측(또는 제2면)으로의 방향일 때, 외측(또는 제1면)부터, 1, the gas barrier laminate film according to the present invention is characterized in that a flow of the gas to be intercepted is formed on the outer side (or the first side) of the gas barrier laminating film to the inner side of the gas barrier laminating film Second surface), from the outside (or the first surface)

플라스틱 기재; 언더 코팅층; 상기 기체 투과를 차단하는 치밀 구조의 무기 필름층; 및 상기 무기 필름층에서 차단되지 아니한 투과된 기체를 흡착할 수 있는 나노 세공체 및 바인더 수지를 함유하는 유기 필름층의 순서로 적층되어,Plastic substrates; An undercoat layer; An inorganic film layer of a dense structure blocking the gas permeation; And an organic film layer containing a nano-porous body and a binder resin capable of adsorbing the permeated gas not blocked in the inorganic film layer,

무기 필름층이 유기 필름층 보다 먼저 차단하고자 하는 기체에 노출될 수 있다.The inorganic film layer may be exposed to the gas to be blocked earlier than the organic film layer.

일 구현예로서, 도 2와 같이 본 발명에 따른 기체 차단용 적층 필름은 외측(또는 제1면)부터, As an embodiment, the gas barrier film laminated film according to the present invention may have an outer side (or a first side)

플라스틱 기재; 상기 기체 투과를 차단하는 치밀 구조의 무기 필름층; 및 상기 무기 필름층에서 차단되지 아니한 투과된 기체를 흡착할 수 있는 나노 세공체 및 바인더 수지를 함유하는 유기 필름층의 순서로 적층되어,Plastic substrates; An inorganic film layer of a dense structure blocking the gas permeation; And an organic film layer containing a nano-porous body and a binder resin capable of adsorbing the permeated gas not blocked in the inorganic film layer,

무기 필름층이 유기 필름층 보다 먼저 차단하고자 하는 기체에 노출될 수 있다.The inorganic film layer may be exposed to the gas to be blocked earlier than the organic film layer.

바람직한 구현예로서, 본 발명에 따른 기체 차단용 적층 필름은 상기 무기 필름층 및 상기 유기 필름층을 포함하는 하나의 세트가 2세트 이상 순차적으로 적층되어 있는 것일 수 있다.As a preferred embodiment, the gas barrier film laminate film according to the present invention may be one in which two sets or more of one set including the inorganic film layer and the organic film layer are sequentially laminated.

바람직한 구현예로서, 본 발명에 따른 기체 차단용 적층 필름에서 상기 무기 필름층은 기체 투과를 차단하는 치밀 구조의 무기 필름층 2개 사이에 상기 나노 세공체를 함유하지 아니한 유기 필름층을 포함하는 것일 수 있다.In a preferred embodiment, in the gas barrier film laminate film according to the present invention, the inorganic film layer includes an organic film layer not containing the nano-porous body between two inorganic film layers of dense structure blocking gas permeation .

나노 세공체의 경우에는 수분을 포함한 기체를 흡수할 수 있는 능력이 일정 수준으로 한계가 있기 때문에 초기에 흡수하고자 하는 과량의 기체에 노출이 될 경우 나노 세공체의 평균 흡착량 대비하여 비교적 짧은 시간에 성능을 잃어버릴 수 밖에 없다. 본 발명에서는 차단하고자 하는 기체의 흐름이 제1면에서 제2면으로의 방향일 때, 제1면 측부터, 무기 필름층이 먼저 적층되고 이후에 유기 필름층이 적층되는 순서로 인해, 1차적으로 무기 필름층에서 대부분의 기체를 차단한 뒤 차단되지 않고 투과된 잔여 기체를 유기 필름층에서 흡착하도록 함으로써 필름의 기체 차단 성능을 오래 유지시킬 뿐만 아니라 필름의 기체 차단 성능 자체도 비약적으로 향상시킬 수 있다(도 3).In the case of nanoporous materials, the capability of absorbing gases including moisture is limited to a certain level. Therefore, when the nanoporous material is exposed to an excessive amount of gas to be initially absorbed, the amount of adsorbed nanoporous material I can not help but lose performance. In the present invention, when the flow of the gas to be intercepted is from the first surface to the second surface, from the first surface side, due to the order in which the inorganic film layers are laminated first and then the organic film layers are laminated, It is possible to maintain the gas blocking performance of the film for a long time and to improve the gas blocking performance of the film by itself by preventing most of the gas in the inorganic film layer and then adsorbing the remaining residual gas without blocking in the organic film layer (Fig. 3).

본 발명에서 "유기 필름층"은 유기물을 함유하는 박막 형태의 구조물을 의미할 수 있다. 상기 유기 필름층은 주성분으로서 유기물을 함유하는 필름층 뿐만 아니라 일부 소량의 유기물을 함유하는 필름층도 포함하는 개념일 수 있다. 상기 유기 필름층의 유기물은 바인더 수지로부터 기인한 것이거나 또는 유무기 하이브리드 나노 세공체(MOF) 구조 내에 함유되어 있는 유기 리간드로부터 기인한 것일 수 있다. 상기 유기 필름층은 습식 코팅 방법에 의해 형성될 수 있다. The " organic film layer " in the present invention may mean a thin film-like structure containing an organic substance. The organic film layer may be a concept including not only a film layer containing an organic substance as a main component but also a film layer containing a small amount of organic matter. The organic material of the organic film layer may be derived from a binder resin or may be derived from an organic ligand contained in an organic hybrid nanoporous material (MOF) structure. The organic film layer may be formed by a wet coating method.

본 발명에서, 유기 필름층은 상기 무기 필름층에서 차단되지 않고 투과된 기체를 흡착할 수 있는 나노 세공체 및 바인더 수지를 함유할 수 있다. 일 구현예로서, 상기 유기 필름층은 유기 바인더 수지 및 상기 수지에 분산된 유무기 하이브리드 나노 세공체를 함유하는 것일 수 있다.In the present invention, the organic film layer may contain a nano-porous body and a binder resin capable of adsorbing the permeated gas without being blocked in the inorganic film layer. In one embodiment, the organic film layer may contain an organic binder resin and an organic or inorganic hybrid nanoporous material dispersed in the resin.

상기 바인더 수지는 유기 바인더 수지, 무기 바인더 수지 또는 유무기 바인더 수지일 수 있다.The binder resin may be an organic binder resin, an inorganic binder resin, or an organic binder resin.

상기 유기 바인더 수지는 바인더 역할을 하는 수지이면서 이와 동시에 가스 배리어성 수지이거나 기체(예, 수분) 흡착성 수지일 수도 있다. 상기 가스 배리어성 수지는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀계 수지(PO); 사이클로펜타디엔, 디사이클로펜타디엔 또는 노르보르나디엔(norbornadiene) 등의 환상 폴리올레핀 등의 비정질 폴리올레핀 수지(COP); 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌 2,6-나프탈레이트(PEN) 등의 폴리에스테르계 수지; 나일론 6, 나일론 12 등의 폴리아미드계 수지; 폴리비닐알코올 수지(PVA); 폴리이미드 수지(PI); 폴리에테르이미드 수지(PEI); 폴리술폰 수지(PS); 폴리에테르술폰 수지(PES); 폴리에테르에테르케톤 수지(PEEK); 폴리카보네이트 수지(PC); 폴리비닐부티레이트 수지(PVB); 폴리아릴레이트 수지(PAR); 폴리테트라플루오로에틸렌 수지(PTFE); 불화 비닐리덴 수지(PVDF); 불화 비닐 수지(PVF); 폴리염화비닐 수지(PVC); 폴리염화비닐리덴 수지(PVDC) 등일 수 있다. 상기 수분 흡착성 수지는 폴리아크릴산류(폴리아크릴산, 폴리메타크릴산 등), 폴리알킬렌 옥사이드류(폴리에틸렌옥사이드, 폴리프로필렌글리콜, 폴리프로필렌 옥사이드 등), 셀룰로오스류(메틸셀룰로오스, 에틸셀룰로오스, 하이드록시 에틸셀룰로오스, 하이드록시프로필 셀룰로오스, 카복시메틸 셀룰로오스 등), 전분류(카복시메틸 전분, 디알데히드 전분, 옥수수 전분, 밀전분, 덱스트린 등의 가용성 전분 등), 폴리아크릴산아미드류(폴리아크릴아미드, 폴리메타크릴아미드 등), 젤라틴류(젤라틴, 프탈화 젤라틴 등), 알긴산류(알긴산, 알긴산나트륨 등), 비닐 알코올류(폴리비닐알코올, 에틸렌-비닐 알코올 공중합체), 폴리2-히드록시에틸메타크릴레이트, 폴리비닐 피롤리돈, 폴리비닐이미다졸, 폴리옥사졸린, 아이소부틸렌 무수말레산 공중합체, 세피올라이트, 실리카 겔, 캐라지난, 아가로스, 카올린, 폴리스티렌 술폰산, 한천, 잔탄검 등으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다. 예를 들어, 상기 유기 바인더 수지는 중량 평균 분자량이 30,000~1,500,000인 폴리알킬렌 옥사이드일 수 있다.The organic binder resin may be a resin serving as a binder, a gas barrier resin, or a gas (e.g., moisture) adsorbing resin. Examples of the gas barrier resin include polyolefin resin (PO) such as polyethylene and polypropylene; Amorphous polyolefin resins (COP) such as cyclic polyolefins such as cyclopentadiene, dicyclopentadiene or norbornadiene; Polyester resins such as polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene 2,6-naphthalate (PEN); Polyamide based resins such as nylon 6 and nylon 12; Polyvinyl alcohol resin (PVA); Polyimide resin (PI); Polyetherimide resin (PEI); Polysulfone resin (PS); Polyethersulfone resin (PES); Polyetheretherketone resin (PEEK); Polycarbonate resin (PC); Polyvinyl butyrate resin (PVB); Polyarylate resins (PAR); Polytetrafluoroethylene resins (PTFE); Vinylidene fluoride resin (PVDF); Vinyl fluoride resin (PVF); Polyvinyl chloride resin (PVC); Polyvinylidene chloride resin (PVDC) or the like. The water-absorbent resin may be selected from the group consisting of polyacrylic acids (polyacrylic acid and polymethacrylic acid), polyalkylene oxides (polyethylene oxide, polypropylene glycol and polypropylene oxide), celluloses (methylcellulose, ethylcellulose, hydroxyethyl Cellulose starch, starch, starch, soluble starch such as dextrin), polyacrylic acid amides (such as polyacrylamide, polymethacrylic acid, Amide), gelatin (gelatin, phthalated gelatin, etc.), alginic acid (alginic acid, sodium alginate, etc.), vinyl alcohols (polyvinyl alcohol, ethylene-vinyl alcohol copolymer), poly 2- , Polyvinyl pyrrolidone, polyvinylimidazole, polyoxazoline, isobutylene maleic anhydride copolymer, One member selected from light, silica gel, Kara past, agarose, kaolin, polystyrene sulfonic acid, agar, xanthan gum or the like can be greater. For example, the organic binder resin may be a polyalkylene oxide having a weight average molecular weight of 30,000 to 1,500,000.

상기 무기 바인더 수지로는 폴리디메틸실록산 등의 폴리실록산, 폴리실란 등을 예로 들 수 있다.Examples of the inorganic binder resin include polysiloxane such as polydimethylsiloxane, and polysilane.

또한, 유무기 바인더 수지로는 콜로이드 무기입자 100중량부에 대해 유기 바인더 수지 0.1~150중량부를 혼합한 것을 예로 들 수 있다. 상기 콜로이드 무기입자는, 실리카, 알루미나, 산화마그네슘, 티타니아, 지르코니아, 산화주석, 산화아연, 바륨타이타네이트, 지르코늄타이타네이트 및 스트론튬타이타네이트 중 어느 하나 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 상기 유기 바인더 수지는 상기에서 설명한 유기 바인더 수지와 동일할 수 있다.As the organic binder resin, 0.1 to 150 parts by weight of an organic binder resin may be mixed with 100 parts by weight of colloidal inorganic particles. The colloidal inorganic particles may be any one of silica, alumina, magnesium oxide, titania, zirconia, tin oxide, zinc oxide, barium titanate, zirconium titanate, and strontium titanate or a mixture thereof. The organic binder resin may be the same as the organic binder resin described above.

본 발명에 따른 기체 차단용 적층 필름은 바인더 수지 및 상기 수지에 분산된 나노 세공체를 함유하되, 나노 세공체가 바인더 수지 내 응집없이 1차 입자 상태로 분산되어 투명한 유기 필름층을 제공할 수 있다.The gas barrier film laminate film according to the present invention may contain a binder resin and a nanoporous material dispersed in the resin, wherein the nanoporous material is dispersed in the primary particle state without aggregation in the binder resin to provide a transparent organic film layer.

본 발명에 따른 기체 차단용 적층 필름은, 유기 필름층에 사용되는 바인더 수지는 필름 형성시 내부에 기체가 통과할 수 있는 크기의 공간이 존재하는 것으로, 상기 공간에 수용될 수 있는 입자 크기의 나노 세공체를 선택하여 상기 바인더 수지 내 분산시킴으로써, 치밀한 막구조의 유기 필름층이 형성된 것일 수 있다.The binder resin used for the organic film layer in the gas barrier film laminate film according to the present invention is characterized in that there is a space that allows gas to pass through when forming the film, A porous body may be selected and dispersed in the binder resin so that an organic film layer having a dense film structure is formed.

본 발명에서, 나노 세공체는 세공의 크기가 2nm 이하의 미세 세공체(예, 제올라이트), 2~50nm 수준의 메조 세공체 (예, 메조포러스 카본 및 나노실리카), 양쪽 세공 크기 영역을 모두 가지는 초다공성인 하이브리드 나노 세공체일 수 있다.In the present invention, the nanoporous material is a microporous material having a pore size of 2 nm or less (e.g., zeolite), a mesoporous material having a size of 2 to 50 nm (e.g., mesoporous carbon and nanosilica) And may be a hybrid nanoporous material having a super porous property.

상기 나노 세공체의 1차 입자의 평균 입경은 10nm~1,000nm일 수 있으며, 나노 세공체의 종류에 따라 달라질 수 있다.The average particle size of the primary particles of the nanoporous material may be 10 nm to 1,000 nm, and may be varied depending on the type of the nanoporous material.

본 발명에서, 유기 필름층은 막두께가 1㎛ 내지 300㎛, 바람직하기로 2㎛~30㎛일 수 있다. 유기 필름층은 상기 두께 범위에서 나노 세공체가 분산될 수 있는 기질(matrix) 역할을 하면서 가스 배리어 역할과 동시에 무기 필름층에 대한 보호막 역할을 수행할 수 있다.In the present invention, the organic film layer may have a film thickness of 1 탆 to 300 탆, preferably 2 탆 to 30 탆. The organic film layer serves as a gas barrier and a protective film for the inorganic film layer while serving as a matrix in which the nanoporous material can be dispersed in the thickness range.

기체 차단용 적층 필름을 물품에 적용할 때의 온도 및 압력에서 유기 필름층 내 나노 세공체에 흡착되어 있는 흡착물이 70% 이상 제거될 수 있도록, 유기 필름층의 두께를 조절할 수 있으며, 유기 필름층의 두께가 두꺼워질수록 나노 세공체에서 흡착물 제거능은 높은 것이 바람직하다.The thickness of the organic film layer can be adjusted so that 70% or more of the adsorbed matter adsorbed in the nano-porous body in the organic film layer can be removed at the temperature and pressure when the gas barrier laminate film is applied to the article, As the thickness of the layer becomes thicker, it is preferable that the adsorbent removal ability is high in the nanoporous material.

본 발명에서 무기 필름층은 무기물이 주성분인 박막 형태의 구조물을 의미할 수 있다. 상기 무기 필름층은 기체의 투과를 차단하는 치밀 구조의 무기 필름층 2개 사이에 상기 나노 세공체를 함유하지 아니한 유기 필름층을 포함할 수 있다.In the present invention, the inorganic film layer may mean a thin film-like structure in which an inorganic material is a main component. The inorganic film layer may include an organic film layer that does not contain the nanoporous material between two inorganic film layers of a dense structure blocking permeation of gas.

상기 무기 필름층은 건식 코팅 방법에 의해서 형성될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 상기 무기 필름층은 물리적 기상 성장법(진공 증착법, 이온화 증착법, 스퍼터링법, 이온 빔법 등)이나 화학적 기상 성장법(플라스마 CVD법, 열CVD법, 광 CVD법, 레이저 CVD, 유기 금속 CVD법(가스소스 CVD) 등)에 의하여 형성될 수 있다.The inorganic film layer may be formed by a dry coating method, but is not limited thereto. For example, the inorganic film layer may be formed by physical vapor deposition (vacuum deposition, ionization deposition, sputtering, ion beam deposition, etc.) or chemical vapor deposition (plasma CVD, thermal CVD, CVD method (gas source CVD) or the like).

진공 증착법으로서는, 저항 가열 방식, 고주파 유도 가열 방식, 전자빔 가열 방식, 아크 방전 방식, 레이저 어블레이션 방식, 분자선 에피택시 방식을 들 수 있다. 또, 이온화 증착법으로서는, DC이온 도금 방식, RF이온 도금 방식(플라스마 중합 방식), 활성화 반응성 증착 방식, 클러스터 이온 빔 방식을 들 수 있다. 또, 스퍼터링법으로서는, DC마그네트론 방식, AC마그네트론 방식, Dual 마그네트론 방식, 이온 빔 스퍼터링 방식, ECR 스퍼터링 방식을 들 수 있다. 또, 이온 빔법으로서는, 이온 빔 증착 방식, 이온 빔 어시스트 방식, 이온 빔 스퍼터링 방식을 들 수 있다.Examples of the vacuum deposition method include a resistance heating method, a high frequency induction heating method, an electron beam heating method, an arc discharge method, a laser ablation method, and a molecular beam epitaxy method. Examples of the ionization deposition method include a DC ion plating method, an RF ion plating method (plasma polymerization method), an activation reactive deposition method, and a cluster ion beam method. Examples of the sputtering method include a DC magnetron method, an AC magnetron method, a dual magnetron method, an ion beam sputtering method, and an ECR sputtering method. Examples of the ion beam method include an ion beam deposition method, an ion beam assist method, and an ion beam sputtering method.

상기 무기 필름층은 투명하고 가스 배리어성을 가지는 것이면 특히 제한은 없고, 예를 들어, 무기산화물(MOx), 무기 질화물(MNy), 무기산화 질화물(MOxNy), 무기산화 탄화물(MOxCz), 무기 질화탄화물(MNyCz), 무기산화 질화 탄화물(MOxNyCz)을 들 수 있다. 여기서 O는 산소 원자, N는 질소 원자, C는 탄소 원자, M는 금속 원소를 나타내고 있다. 구체적인 금속 원소 M로서는, 규소(Si), 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 칼륨(K), 주석(Sn), 나트륨(Na), 붕소(B), 티탄(Ti), 납(Pb), 지르코늄(Zr), 이트륨(Y) 등을 들 수 있다. 또한, 본 발명에서, 무기산화물, 무기 질화물, 무기산화 질화물, 무기산화 탄화물, 무기 질화 탄화물, 무기산화 질화 탄화물은 x, y, z의 값이 소정의 화학 당량 미만의 것도 포함한다. 투명성과 가스 배리어성의 관점에서 무기 필름층으로서는, 규소(Si)와 알루미늄(Al)과 티탄(Ti)의 금속 원소 M로 구성되는 무기산화물(MOx), 무기 질화물(MNy) 또는 무기산화 질화물(MOxNy)이 바람직하고, 그 중에서 특히 산화 규소와 산화 알루미늄이 바람직하다.The inorganic film layer is not particularly limited as long as it is transparent and has gas barrier properties. Examples of the inorganic film include inorganic oxides (MOx), inorganic nitrides (MNy), inorganic oxynitride (MOxNy), inorganic oxide carbides (MOxCz) Carbide (MNyCz), and inorganic oxide nitrified carbide (MOxNyCz). Wherein O represents an oxygen atom, N represents a nitrogen atom, C represents a carbon atom, and M represents a metal element. Specific examples of the metal element M include silicon (Si), aluminum (Al), magnesium (Mg), calcium (Ca), potassium (K), tin (Sn), sodium (Na), boron (B) , Lead (Pb), zirconium (Zr), and yttrium (Y). In the present invention, the inorganic oxides, inorganic nitrides, inorganic oxides nitrides, inorganic oxides carbides, inorganic nitrides carbides and inorganic oxides nitrides include those having x, y and z values less than a predetermined chemical equivalent. From the viewpoints of transparency and gas barrier properties, the inorganic film layer is preferably an inorganic oxide (MOx), an inorganic nitride (MNy) or an inorganic oxynitride (MOxNy) composed of silicon (Si) and a metallic element M of aluminum (Al) ). Of these, silicon oxide and aluminum oxide are particularly preferable.

본 발명에서, 무기 필름층은 막두께가 30nm~1,000nm일 수 있다. 무기 필름층이 상기 범위의 비교적 얇은 두께를 가짐으로써 투명한 무기 필름층을 제공할 수 있다.In the present invention, the inorganic film layer may have a film thickness of 30 nm to 1,000 nm. By having the inorganic film layer have a relatively thin thickness in the above range, it is possible to provide a transparent inorganic film layer.

본 발명에서, 상기 플라스틱 기재는 투명하고 성막이 가능한 플라스틱 기재일 수 있다. 구체적으로, 상기 플라스틱 기재는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 또는 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 등의 에스테르계 고분자; 디아세틸셀룰로오스 또는 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 고분자; 폴리카보네이트(PC) 등의 카보네이트계 고분자; 폴리(메틸)메타크릴레이트 등의 아크릴계 고분자; 방향족 고리를 가지는 아크릴 수지 또는 락톤 변성 아크릴 수지 등의 아크릴계 수지; 폴리스티렌 또는 아크릴로니트릴·스티렌 공중합체 등의 스티렌계 고분자; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 사이클로 올레핀계 고분자(cyclo-olefin polymer, COP) 또는 에틸렌·프로필렌 공중합체 등의 올레핀계 고분자; 염화 비닐계 고분자; 나일론 또는 방향족 폴리아미드 등의 아미드계 고분자; 이미드계 고분자; 설폰계 고분자; 폴리에테르술폰계 고분자; 폴리에테르에테르케톤계 고분자; 폴리페닐렌설파이드계 고분자; 비닐 알코올계 고분자; 염화비닐리덴계 고분자; 비닐부틸알데히드계 고분자; 아릴레이트계 고분자; 폴리옥시메틸렌계 고분자; 에폭시계 고분자; 또는 이들을 혼합한 블렌드 고분자 등을 들 수 있다. 바람직하게는, 투명 필름으로서 가격적으로 유리한 폴리에틸렌테레프탈레이트, 또는 내광성이나 내후성에 유리한 폴리(메틸)메타크릴레이트나 트리아세틸셀룰로오스 등을 원료로서 성막한 필름이 이용될 수 있다.In the present invention, the plastic substrate may be a plastic substrate which is transparent and can be formed into a film. Specifically, the plastic substrate may be an ester-based polymer such as polyethylene terephthalate (PET) or polyethylene naphthalate (PEN); Cellulosic polymers such as diacetylcellulose or triacetylcellulose; Carbonate-based polymers such as polycarbonate (PC); Acrylic polymers such as poly (methyl) methacrylate; An acrylic resin such as an acrylic resin having an aromatic ring or a lactone modified acrylic resin; Styrenic polymers such as polystyrene or acrylonitrile-styrene copolymer; Olefin-based polymers such as polyethylene, polypropylene, cyclo-olefin polymer (COP) or ethylene-propylene copolymer; Vinyl chloride type polymers; Amide-based polymers such as nylon or aromatic polyamide; Imide polymers; Sulfonic polymers; Polyether sulfone type polymers; Polyether ether ketone type polymers; Polyphenylene sulfide type polymers; Vinyl alcohol type polymers; Vinylidene chloride polymers; Vinyl butyl aldehyde type polymers; An arylate-based polymer; Polyoxymethylene polymers; Epoxy-based polymers; Or blend polymers obtained by blending them. Preferably, polyethylene terephthalate, which is advantageous as a transparent film at a price, or a film formed from poly (methyl) methacrylate or triacetyl cellulose, which is advantageous in light resistance and weather resistance, as a raw material can be used.

본 발명에서, 상기 언더 코팅층은 플라스틱 기재와 무기 필름층 사이에서 이들 층간의 결합력을 향상시키고 기재 표면을 평탄화하며 전체적인 필름의 강도를 향상시키고 광투과도를 향상시키는 역할을 할 수 있다. 구체적으로, 상기 언더 코팅층은 폴리에스테르계 수지, 폴리아마이드계 수지, 폴리우레탄계 수지, 에폭시계 수지, 페놀계 수지, (메타)아크릴계 수지, 폴리아세트산비닐계 수지, 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀계 수지, 또는 그 공중합체 내지 변성 수지, 셀룰로오스계 수지 등을 비히클(vehicle)의 주성분으로 하는 수지 조성물을 사용할 수 있다.In the present invention, the undercoat layer can improve the bonding force between the plastic substrate and the inorganic film layer, flatten the substrate surface, improve the overall strength of the film, and improve the light transmittance. Specifically, the undercoat layer may be formed of a resin such as a polyester resin, a polyamide resin, a polyurethane resin, an epoxy resin, a phenol resin, a (meth) acrylic resin, a polyvinyl acetate resin, a polyolefin resin such as polyethylene or polypropylene , Or a resin composition containing the copolymer as a main component of a vehicle, a modified resin, a cellulose-based resin, or the like.

바람직한 구현예로서, 본 발명에 따른 기체 차단용 적층 필름은 차단하고자 하는 기체가 수분, 산소, 질소, 이산화탄소, 및/또는 HF 등일 수 있다.As a preferred embodiment, the gas barrier laminate film according to the present invention may be moisture, oxygen, nitrogen, carbon dioxide, HF, or the like.

바람직한 구현예로서, 본 발명에 따른 기체 차단용 적층 필름은 유연성이 있는 것일 수 있다.In a preferred embodiment, the gas barrier laminate film according to the present invention may be flexible.

바람직한 구현예로서, 본 발명에 따른 기체 차단용 적층 필름은 포장용, 패키지용 또는 봉지용일 수 있다. 바람직한 구현예로서, 본 발명에 따른 기체 차단용 적층 필름은 식품 포장, 약품 포장, 유기 소자, 전기전자소자를 포장, 패키징 또는 밀봉하기 위한 것일 수 있다.As a preferred embodiment, the gas barrier laminate film according to the present invention may be used for packaging, packaging or sealing. As a preferred embodiment, the gas barrier laminate film according to the present invention may be for packaging, packaging or sealing food packaging, drug packaging, organic devices, and electric / electronic devices.

본 발명에 따른 적용 대상 물품 맞춤형 기체 차단용 적층 필름의 제조방법은The method for producing an article-customized gas barrier laminate film to be applied according to the present invention comprises

상기 차단하고자 하는 기체를 흡착할 수 있고, 기체 차단용 적층 필름을 물품에 적용할 때의 온도 및/또는 압력에서 흡착되어 있는 흡착물이 70% 이상 제거될 수 있는 나노 세공체를 선정하는 제1단계; 및A first step of selecting a nano-porous body capable of adsorbing the gas to be intercepted and capable of removing 70% or more of the adsorbed material adsorbed at a temperature and / or a pressure at the time of applying the gas- step; And

차단하고자 하는 기체에 노출되는 제1면과 물품에 인접되는 제2면을 가진 기체 차단용 적층 필름을 제1면 측부터, 상기 기체의 투과를 차단하는 치밀 구조의 무기 필름층; 및 상기 무기 필름층에서 차단되지 아니하고 투과된 기체를 흡착할 수 있는, 제1단계에서 선정된 나노 세공체 및 바인더 수지를 함유하는 유기 필름층의 순서로 적층시키되, 유기 필름층의 제2면에는 상기 기체의 투과를 차단하는 치밀 구조의 무기 필름층 없이 제조하는 제2단계An inorganic film layer of dense structure blocking the permeation of the gas from the first surface side to the gas barrier film laminated film having the first surface exposed to the gas to be shielded and the second surface adjacent to the article; And an organic film layer containing a nano-porous body selected in the first step and a binder resin capable of adsorbing the permeated gas without being blocked in the inorganic film layer, A second step of manufacturing without a dense inorganic film layer blocking the permeation of the gas

를 포함한다..

상기 제2단계에서 유기 필름층은 무기 필름층의 제2면에 나노 세공체 함유 코팅액을 코팅하여 형성할 수 있다.In the second step, the organic film layer may be formed by coating a nano-porous body-containing coating liquid on the second surface of the inorganic film layer.

투명한 유기 필름층 형성을 위해 본 발명에 따른 기체 차단용 적층 필름의 제조공정 중 나노 세공체가 1차 입자 크기로 분산되어 있는 상태를 유지시키는 것이 바람직하다.In order to form a transparent organic film layer, it is preferable to maintain a state in which the nano-impregnated body is dispersed in the primary particle size during the manufacturing process of the gas barrier film laminated film according to the present invention.

유기 필름층 형성은 나노 세공체가 유기용매 또는 바인더 수지의 모노머, 올리고머, 또는 폴리머에 균일하게 분산된 코팅액을 도포하여 수행할 수 있다. 이때, 바인더 수지의 모노머 또는 올리고머는 UV 경화형일 수 있으며, 코팅 후 UV 조사를 통한 경화 공정을 거처 필름화될 수 있다.The formation of the organic film layer can be performed by applying a coating liquid in which the nano-particles are uniformly dispersed in an organic solvent or a monomer, an oligomer, or a polymer of a binder resin. At this time, the monomer or oligomer of the binder resin may be UV-curable, and may be film-formed after curing by UV irradiation.

유기 필름층 형성 시 코팅은 롤(Roll) 코팅, 슬롯다이(Slot die) 코팅, 바(Bar) 코팅, 딥(Dip) 코팅, 또는 스핀(Spin) 코팅의 방식으로 수행할 수 있다.In forming the organic film layer, the coating may be performed by a roll coating, a slot die coating, a bar coating, a dip coating, or a spin coating.

또한, 본 발명은 전술한 바와 같이 본 발명에 따른 기체 차단용 적층 필름의 제2면을, 나노 세공체에 흡착되어 있는 흡착물을 제거할 수 있는 조건하에, 물품에 적용하는 단계(단계 a)를 포함하는 기체 차단용 적층 필름이 적용된 물품의 제조 방법을 제공할 수 있다.The present invention also provides a method of manufacturing a gas barrier film, comprising the steps of: (a) applying a second surface of a gas barrier film laminated film according to the present invention to an article under conditions capable of removing adsorbed matter adsorbed on the nano- And a method of producing an article to which a gas barrier film laminated film is applied.

또한, 본 발명은 전술한 바와 같이 본 발명에 따른 적용 대상 물품 맞춤형 기체 차단용 적층 필름의 제2면을, 나노 세공체에 흡착되어 있는 흡착물을 제거할 수 있는 감압 또는 가온 조건하에, 물품에 적용하는 방식으로 기체 차단용 적층 필름이 적용된 물품을 제공할 수 있다.The present invention also provides a method for producing a gas-barrier laminate film for a gas-shielding laminate, comprising the steps of: applying a gas-barrier laminate film to a substrate, It is possible to provide an article to which a gas barrier laminate film is applied in a manner to be applied.

상기 물품은 기체 차단용 적층 필름이 물품의 형태에 대응하여 유연성이 있게 적용된 것일 수 있다.The article may be one in which the gas barrier laminate film is applied flexibly in correspondence with the shape of the article.

본 발명에서, 상기 물품은 식품, 약품, 유기소자 또는 전기전자소자일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.In the present invention, the article may be a food, a medicine, an organic element or an electric and electronic element, but is not limited thereto.

물품의 용도, 부위 및 소재에 따라 요구되는 가스 차단도 및/또는 투명도가 상이하다.The gas barrier degree and / or the transparency required depending on the use, the site and the material of the article are different.

유기 EL과 태양전지 등의 기판에 플렉시블한 플라스틱 필름이 사용되면서 배리어성이 요구되고 있다. 일렉트로닉스 분야에서 필요로 하는 배리어성은 식품 포장 분야에서 요구되는 배리어성보다 여러 오더 수준 더 엄격하다.BACKGROUND ART Flexible plastic films are used for substrates such as organic EL and solar cells, and barrier properties are required. The barrier properties required in the electronics field are more stringent than the barrier properties required in the food packaging sector by several orders of magnitude.

태양전지, 유기 EL 등의 장수명화를 위해서는 모듈의 내구성 향상이 과제이고 그 해결 방법의 하나로, 사용 자재의 수증기와 산소 배리어성 향상이 있다.In order to increase the longevity of solar cells, organic EL, etc., improvement of durability of module is a problem, and there is improvement of water vapor and oxygen barrier property of used materials.

표 1에는 각종 태양전지에 대한 배리어성 레벨이 표시되어 있다.Table 1 shows the barrier levels for various solar cells.

[표 1][Table 1]

Figure 112016032342106-pat00001
Figure 112016032342106-pat00001

유기 EL에 허용 수증기 투과도는 10-5~10-6g/㎡/day이고 산소투과도는 10-4~ 10-6cc/㎡/day/atm이라 보고되고 있다.The permissible water vapor permeability of the organic EL is 10 -5 to 10 -6 g / m 2 / day and the oxygen permeability is reported to be 10 -4 to 10 -6 cc / m 2 / day / atm.

유기 EL용 배리어막은 도 4에 나타낸 바와 같이 기판 측과 봉지 측으로 분류될 수 있다. 기판 측은 유리를 사용하는 경우 배리어막은 불필요하지만 플라스틱 기판을 사용하는 경우 필수이다. 또한 봉지 측은 유리 봉지와 메탈 봉지가 검토되어 왔지만 유리와 메탈의 봉지는 부피가 크고 유연성의 부족, 투명성의 부족 등의 원인으로 플렉시블화에 대응할 수 없는 문제가 있다. 따라서, 봉지에서도 본 발명에 따른 기체 차단용 적층 필름이 해결책으로 적용될 수 있다. The barrier film for organic EL can be classified into a substrate side and a sealing side as shown in Fig. A barrier film is not required for the substrate side when glass is used, but it is necessary when a plastic substrate is used. Glass bags and metal bags have been studied for the bag side, but glass and metal bags are bulky, lacking in flexibility and lack of transparency There is a problem that it can not cope with the flexibility. Therefore, the gas barrier laminate film according to the present invention can be applied to the solution even in the encapsulation.

LCD에서는 액정층으로의 수분 및 기체의 침입에 의해 기포가 들어가는 경우에, 표시 결함(블랙 스팟) 발생과 구동 전압의 변동이 발생되기 때문에 유리 기판으로부터 필름 기판으로 변경하는 경우는 가스 배리어층이 필요하게 된다. 그 때문에 필요한 가스 배리어성은 WVTR=10-2~10-1g/㎡/day, OTR=10-2~10-1cc/㎡/day/atm의 범위인 것이 보고되고 있고, 식품 포장에 비해 대략 1 오더 높은 레벨의 가스 배리어 필름이 필요하게 된다. In the case of switching from a glass substrate to a film substrate, since a display defect (black spot) occurs and a driving voltage fluctuates when bubbles enter the liquid crystal layer due to intrusion of moisture and gas into the liquid crystal layer, a gas barrier layer is required . Therefore, it has been reported that the required gas barrier property is in the range of WVTR = 10 -2 to 10 -1 g / m 2 / day and OTR = 10 -2 to 10 -1 cc / m 2 / day / atm, Order high gas barrier film is required.

또한, TFT가 형성된 경우는 TFT의 구성 층인 전극 층이 수증기와 산소에 의해 열화되기 쉽기 때문에 WVTR=10-3~10-2g/㎡/day, OTR=10-3~ 10-2cc/㎡/day/atm과 TFT없는 구성에 비해 추가적으로 1오더 높은 배리어성이 필요하다.When the TFT is formed, since the electrode layer which is a constituent layer of the TFT is easily deteriorated by water vapor and oxygen, WVTR = 10 -3 to 10 -2 g / m 2 / day, OTR = 10 -3 to 10 -2 cc / / day / atm and an additional 1 order higher barrier property than the TFT-free configuration.

따라서, 본 발명은 기체 투과를 차단하는 치밀 구조의 무기 필름층의 가스 차단도를 나노 세공체 함유 유기 필름층의 흡착능에 의해 2~1000배 높임으로써, 물품의 용도, 부위 및 소재에 따라 요구되는 다양한 가스 차단도를 가지는 기체 차단용 적층 필름 제조시 무기 필름층 자체의 가스 차단도 및 두께를 감소시킬 수 있고, 이로 인해 기체 차단용 적층 필름에 향상된 유연성 및 투명성을 제공할 수 있다.Therefore, the present invention can provide a nano-porous organic-inorganic hybrid film which is required to have a dense structure of inorganic film layers blocking the gas permeation by a factor of 2 to 1000, It is possible to reduce the degree of gas blocking and thickness of the inorganic film layer itself in the production of the gas barrier laminate film having various gas barrier properties, thereby providing improved flexibility and transparency to the gas barrier laminate film.

본 발명에 따른 기체 차단용 적층 필름은 적용대상 물품에 따른 특정 온도 및 압력에서 흡착물을 70% 이상 제거할 수 있는 나노 세공체를 선별하고, 적층된 무기 박막층 및 나노 세공체 함유 흡착용 유기층 중 무기 박막층은 노출면을 향하고 흡착용 유기층은 물품을 향하도록 가스 차단용 적층 필름을 물품에 적용시킴으로써, 가스 차단용 무기 필름층이 흡착용 유기 필름층 보다 먼저 차단하고자 하는 기체에 노출되도록 구성함으로써 기체를 효과적으로 차단할 수 있을 뿐만 아니라, 흡착용 유기 필름층의 한쪽에 가스 차단층이 없어도 흡착층이 제기능을 발휘할 수 있으므로, 구조단순화로 인한 제조원가를 감소할 수 있고 가스 차단용 적층 필름의 투명성 및/또는 유연성을 향상시킬 수 있다. The gas barrier film laminate film according to the present invention is characterized in that a nanoporous material capable of removing 70% or more of adsorbed material at a specific temperature and pressure according to an object to be applied is selected, and an inorganic thin film layer and a nano- The inorganic film layer for gas shielding is exposed to the gas to be blocked earlier than the organic film layer for adsorption by applying the gas barrier laminate film to the article so that the inorganic thin film layer faces the exposed surface and the adsorption organic layer faces the article, The adsorption layer can exhibit its function even if there is no gas barrier layer on one side of the adsorption organic film layer. Therefore, the manufacturing cost due to the simplification of the structure can be reduced and the transparency and / Or flexibility can be improved.

도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 기체 차단용 적층 필름의 단면 구조를 개략적으로 나타낸 개념도이다.
도 2은 본 발명의 다른 일 구현예에 따른 기체 차단용 적층 필름의 단면 구조를 개략적으로 나타낸 개념도이다.
도 3은 본 발명의 기체 차단용 적층 필름에 대한 노출 가스의 도입 방향에 따른 각 필름층의 가스 노출 순서를 개략적으로 나타낸 개념도이다.
도 4는 유기 EL의 다양한 배리어막을 도시한 것이다.
도 5 및 6은 실시예 1과 비교예 1 내지 2에서 제조된 기체 차단용 적층 필름의 기체 차단 성능을 조사한 결과이다.
도 7은 실시예 1 및 2에서 제조된 기체 차단용 적층 필름의 기체 차단 성능을 조사한 결과이다.
1 is a conceptual view schematically showing a sectional structure of a gas barrier film laminated film according to an embodiment of the present invention.
2 is a conceptual view schematically showing a sectional structure of a gas barrier film laminated film according to another embodiment of the present invention.
3 is a conceptual diagram schematically showing a gas exposure sequence of each film layer according to the introduction direction of the exposure gas to the gas barrier film laminate film of the present invention.
4 shows various barrier films of organic EL.
FIGS. 5 and 6 are the results of examining the gas barrier properties of the gas barrier laminate films produced in Example 1 and Comparative Examples 1 and 2. FIG.
Fig. 7 shows the gas barrier properties of the gas barrier laminate films prepared in Examples 1 and 2. Fig.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. These embodiments are only for describing the present invention more specifically, and the scope of the present invention is not limited by these examples.

실시예Example 1: MOF 함유 유기  1: MOF containing organic 필름층을The film layer 갖는 기체 차단용 적층 필름의 제조 Production of gas barrier film

기재인 투명 플라스틱 필름으로는 100㎛ 두께의 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET) 필름(SKC(주), 한국)을 사용하고 필름의 편면에 범용 아크릴레이트 자외선 경화형 수지를 사용하여 롤투롤 습식코팅 장비를 이용하여 언더 코팅층을 형성하였다. 이때 코팅에 적용된 헤드로 마이크로 그라비아 방식을 적용하였다.As a transparent plastic film used, a polyethylene terephthalate (PET) film (SKC Co., Ltd., Korea) having a thickness of 100 μm was used, and a general-purpose acrylate ultraviolet curable resin was used on one side of the film, To form an undercoat layer. At this time, microgravure method was applied to the head applied to the coating.

상기 플라스틱 기재의 언더 코팅층 상에 하기와 같이 무기 필름층으로 SiNx 박막을 120nm 두께로 형성시켰다. On the undercoat layer of the plastic substrate, an SiNx thin film was formed to a thickness of 120 nm as an inorganic film layer as described below.

전자 사이클로트론 공명(Electron Cyclotron Resonance) 기술과 플라즈마 화학기상 증착 기술이 결합된 ECR PE-CVD법을 이용하였으며, 10-5 Torr 이하의 초기 진공도 조건에서 1500W의 파워로 2.45GHz 마이크로웨이브파를 사용하여 플라즈마를 형성시키고, 박막 성장 반응 가스로 SiH4, NH3 가스를 혼합하여 사용하였으며, 희석용 가스로는 Ar 가스를 사용하였다.The ECR PE-CVD method, which combines electron cyclotron resonance (ECC) and plasma chemical vapor deposition (CVD) techniques, was used. A 2.45 GHz microwave wave was generated at a power of 1500 W under an initial vacuum of 10 -5 Torr SiH 4 and NH 3 gas were mixed as a thin film growth reaction gas, and Ar gas was used as a diluting gas.

기공 내 흡착된 수분이 40℃ 진공 조건 하에서 80% 이상 제거될 수 있는 나노 세공체로, MOF의 일종인 MIL-100(Fe)를 선정하였다. MIL-100 (Fe), a kind of MOF, was selected as a nanoporous material which can be removed by 80% or more under 40 ° C vacuum condition.

PGME (Propylene Glycol Methyl Ether)와 Toluene의 혼합용제를 사용하고, MIL-100(Fe) 을 전체 코팅액의 중량 기준으로 3 중량%의 함량으로 첨가하고, 유기 바인더 수지로서 사이클로알리파틱 에폭시 수지와 아크릴레이트 수지를 전체 코팅액의 중량 기준으로 45 중량%의 함량으로 첨가하여 균일하게 혼합하여 유기 필름층 코팅액을 준비하였다. 상기 무기 필름층 상에 상기와 같이 준비된 유기 필름층 코팅액을 메이어바 코팅 방법으로 코팅한 후 이동식 드라이 오븐을 이용하여 100℃의 조건에서 10분 간 건조시켜 유기 필름층을 성막하였다.MIL-100 (Fe) was added in an amount of 3% by weight based on the weight of the total coating solution, and a mixed solution of cycloaliphatic epoxy resin and acrylate as the organic binder resin was prepared by using a mixed solvent of PGME (Propylene Glycol Methyl Ether) and Toluene, The resin was added in an amount of 45% by weight based on the weight of the total coating liquid and uniformly mixed to prepare an organic film layer coating liquid. The organic film layer coating liquid prepared as described above was coated on the inorganic film layer by a Meyer bar coating method and dried at 100 ° C for 10 minutes using a movable dry oven to form an organic film layer.

상기와 같이 제조된 기체 차단용 적층 필름의 무기 필름층 두께는 120㎚이고, 유기 필름층 두께는 7㎛이었다.The thickness of the inorganic film layer was 120 nm and the thickness of the organic film layer was 7 占 퐉 in the gas barrier film laminate film prepared as described above.

실시예Example 2: 제올라이트 함유 유기  2: zeolite-containing organic 필름층을The film layer 갖는 기체 차단용 적층 필름의 제조 Production of gas barrier film

유기 필름층 코팅액에 MOF 대신, LTA 구조로서 비표면적은 300~400 m2/g 수준이고, 미세 기공의 크기는 4Å 정도인 4A 제올라이트를 첨가한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 기체 차단용 적층 필름을 제조하였다.Except that 4A zeolite having a specific surface area of 300-400 m 2 / g was used as the LTA structure instead of MOF in the organic film layer coating liquid and the size of the fine pores was 4 Å. A laminated film for use was produced.

비교예Comparative Example 1: MOF를 함유하지 않은 유기  1: MOF free organic 필름층을The film layer 갖는 기체 차단용 적층 필름의 제조 Production of gas barrier film

유기 필름층 코팅액에 MOF를 첨가하지 않는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 기체 차단용 적층 필름을 제조하였다.A gas barrier laminate film was prepared in the same manner as in Example 1, except that MOF was not added to the organic film layer coating liquid.

비교예Comparative Example 2:  2: 유기필름층을The organic film layer 갖지 않는 기체 차단용 적층 필름의 제조 Production of gas barrier film

100㎛ 두께의 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET) 필름 위에 언더코팅층과 SiNx 무기필름층까지만 형성하고, 유기 필름층을 형성하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 기체 차단용 적층 필름을 제조하였다.Except that only an undercoat layer and an SiNx inorganic film layer were formed on a polyethylene terephthalate (PET) film having a thickness of 100 탆, and an organic film layer was not formed. Respectively.

비교예Comparative Example 3:  3: 유기필름층이The organic film layer 무기필름층의The inorganic film layer 반대면에On the opposite side 형성된 기체 차단용 적층 필름의 제조 Production of the formed gas barrier laminate film

유기 필름층이 무기 필름층의 반대면인 투명 기재필름 위에 형성된 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 기체 차단용 적층 필름을 제조하였다.A gas barrier laminate film was prepared in the same manner as in Example 1, except that the organic film layer was formed on the transparent substrate film opposite to the inorganic film layer.

실험예Experimental Example 1: 유기  1: Organic 필름층Film layer 내 MOF의 분산성 조사  Dispersion of MOF

실시예 1의 기체 차단용 적층 필름에서 유기 필름층 내 MOF의 분산성을 조사한 결과, 유무기 하이브리드 나노 세공체가 1차 입자 상태로 수지에 잘 분산되어 있음을 확인하였다. 또한, MOF의 분산도가 좋을수록 헤이즈가 낮고, 가스 차단성이 좋았다.As a result of examination of the dispersibility of MOF in the organic film layer in the gas barrier film laminated film of Example 1, it was confirmed that the organic hybrid nanocomposite was well dispersed in the resin in the primary particle state. Further, the better the dispersion degree of MOF, the lower the haze and the better the gas barrier property.

실험예Experimental Example 2: 본 발명의 기체 차단용 적층 필름의 전광선 투명도 조사 2: All-light transparency of the gas barrier film laminated film of the present invention

상기 실시예 1과 비교예 1에서 제조된 기체 차단용 적층 필름의 투명도를 하기와 같이 각각 조사하였다. The transparency of the gas barrier laminate film produced in Example 1 and Comparative Example 1 was examined as follows.

일본 '히타찌 하이테크놀로지'사의 U4100 모델을 사용하고, 광원으로는 텅스텐 필라멘트와 중수소 램프를 사용하여, 240 ~ 2,600나노미터까지의 측정파장대 범위에서 투명도를 측정하였다.The U4100 model of Hitachi High-Technologies in Japan was used, and the transparency was measured at a measurement wavelength range of 240 to 2,600 nanometers using a tungsten filament and deuterium lamp as the light source.

실시예 1의 기체 차단용 적층 필름은 투명도가 88.0% 이고, 비교예 1의 기체 차단용 적층 필름은 투명도가 88.9%임을 확인하였다. 상기 투명도 결과로 볼 때, MOF와 같은 나노 세공체를 잘 분산된 상태에서 유기필름층에 포함시킬 경우 시감 투과율에 미치는 영향이 미비하고, 우수한 광학특성을 유지하는 것을 확인할 수 있다. 전광선 투과율이 85% 수준이면 디스플레이 등 광학용으로도 사용 가능한 수준이다. 투과율 50% 수준이면 식품 포장용 투명 재료로도 충분히 사용 가능하다. The gas barrier film of Example 1 had a transparency of 88.0%, and the gas barrier film of Comparative Example 1 had a transparency of 88.9%. From the above transparency results, it can be confirmed that when the nanoporous material such as MOF is included in the organic film layer in a well dispersed state, the influence on the luminous transmittance is small and the excellent optical characteristics are maintained. If the total light transmittance is 85%, it can be used for optical applications such as displays. If the transmittance is 50%, it can be used as a transparent material for food packaging.

실험예Experimental Example 3: 본 발명의 기체 차단용 적층 필름의 기체 차단 성능 조사 3: Gas blocking performance of the gas barrier laminate film of the present invention

상기 실시예 1 및 2와 비교예 1 내지 2에서 제조된 기체 차단용 적층 필름의 수분 (H2O) 가스 차단 성능을 각각 조사하였다.(H 2 O) gas barrier properties of the gas barrier laminate films produced in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 were examined.

영국 '테크놀록스'사에서 제작된 'Delta Perm' 장비를 사용하고, 측정의 정확도를 높이기 위해 측정 전에 측정샘플을 장비 안에서 위치시킨 후 40℃ 진공 조건 하에 필름 시편을 2시간 동안 방치하여 표면에 묻어있을 수 있는 수분가스들을 우선 탈착시키는 아웃개싱 공정을 거친 후 온도 40℃, 상대습도 90%의 조건 하에서 기체 차단용 적층 필름의 일면에만 수분가스를 균일하게 공급하면서 기체 차단율 (WVTR: Water Vapor Transmission Rate)을 측정하였다. 그 결과를 도 5, 도 6 및 도 7에 나타내었다.Using the 'Delta Perm' equipment manufactured by Technolox, UK, to increase the accuracy of the measurement, the measurement sample was placed in the equipment before the measurement, and the film sample was left under the vacuum condition of 40 ° C. for 2 hours, (WVTR: Water Vapor Transmission (WVTR)) was applied to only one side of the laminated film for gas barrier under the condition of temperature 40 ℃ and relative humidity 90% after outgassing process, Rate) was measured. The results are shown in Figs. 5, 6 and 7. Fig.

도 5를 통해, 실시예 1의 기체 차단용 적층 필름이 실질적으로 유무기 하이브리드 나노 세공체가 분산되지 않은 유기 필름층과 무기 필름층이 적층된 기존의 가스 배리어 필름에 해당하는 비교예 1의 기체 차단용 적층 필름에 비해 기체 차단 능력이 5배 이상 증가함을 알 수 있다. 또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 유기 필름층을 먼저 수분 가스 공급부에 위치시킬 경우 나노 세공체가 기체 차단 능력 향상에 거의 기여하지 않음을 알 수 있다. 이는 과량의 가스 공급이 치밀한 구조인 무기필름층을 먼저 투과하지 않고, 나노 세공체가 있는 유기필름층으로 먼저 입사될 경우 나노 세공체에서 수분 가스를 제어할 수 있는 능력이 단시간에 포화상태에 이르기 때문에 나노 세공체가 포함된 유기 필름층이 기체차단에 미치는 효과가 사라짐을 알 수 있다. 5, the gas barrier film laminate film of Example 1 was fabricated in the same manner as in Comparative Example 1, which corresponds to the existing gas barrier film in which the organic film layer and the inorganic film layer in which the organic hybrid nano- It can be seen that the gas barrier ability is increased by 5 times or more as compared with the laminated film for use in the present invention. Also, as shown in FIG. 6, it can be seen that when the organic film layer is first placed in the moisture gas supply portion, the nanoporous material hardly contributes to the improvement of gas barrier capability. This is because if the excessive gas supply does not first penetrate the inorganic film layer having a dense structure but enters the organic film layer having the nanoporous material first, the ability to control the moisture gas in the nanoporous material is saturated in a short time It can be seen that the effect of the organic film layer including the nanoporous material on the gas shutoff disappears.

한편, 도 7에 도시된 바와 같이, 기체 차단용 적층 필름에 기체 흡착용 나노 세공체로 제올라이트를 사용한 경우(실시예 2)에 비해 MOF(MIL-100)을 사용한 경우(실시예 1) 40℃ 진공하 아웃개싱을 통해 수분탈착이 우수하여, 기체 차단 능력이 4배 정도 우수함을 알 수 있다.On the other hand, when MOF (MIL-100) was used (Example 1) as compared with the case where zeolite was used as the gas-adsorbing nano-porous body in the gas barrier layered film (Example 2) It can be seen that water desorption is excellent through the take-out gas, and the gas blocking ability is about 4 times better.

Claims (21)

적용 대상 물품 맞춤형 기체 차단용 적층 필름의 제조방법에 있어서,
상기 차단하고자 하는 기체를 흡착할 수 있고, 기체 차단용 적층 필름을 물품에 적용할 때의 온도 및 압력에서 흡착되어 있는 흡착물이 70% 이상 제거될 수 있는 나노 세공체를 선정하는 제1단계; 및
차단하고자 하는 기체에 노출되는 제1면과 물품에 인접되는 제2면을 가진 기체 차단용 적층 필름을 제1면 측부터, 상기 기체의 투과를 차단하는 치밀 구조의 무기 필름층; 및 상기 무기 필름층에서 차단되지 아니하고 투과된 기체를 흡착할 수 있는, 제1단계에서 선정된 나노 세공체 및 바인더 수지를 함유하는 유기 필름층의 순서로 적층시키되, 유기 필름층의 제2면에는 상기 기체의 투과를 차단하는 치밀 구조의 무기 필름층 없이 제조하는 제2단계
를 포함하고, 상기 나노 세공체는 유무기 하이브리드 나노 세공체인 것이 특징인 적용 대상 물품 맞춤형 기체 차단용 적층 필름의 제조방법.
1. A method for producing a gas-barrier laminate film for an object-to-be-
A first step of selecting a nanoporous material capable of adsorbing the gas to be intercepted and capable of removing 70% or more of adsorbed adsorbed at a temperature and a pressure at the time of applying the gas barrier laminate film to an article; And
An inorganic film layer of dense structure blocking the permeation of the gas from the first surface side to the gas barrier film laminated film having the first surface exposed to the gas to be shielded and the second surface adjacent to the article; And an organic film layer containing a nano-porous body selected in the first step and a binder resin capable of adsorbing the permeated gas without being blocked in the inorganic film layer, A second step of manufacturing without a dense inorganic film layer blocking the permeation of the gas
Wherein the nano-impregnated body is an organic hybrid nanocomposite.
삭제delete 제1항에 있어서, 투명한 유기 필름층 형성을 위해 제조공정 중 나노 세공체가 1차 입자 크기로 분산되어 있는 상태를 유지시키는 것이 특징인 제조방법.The method of claim 1, wherein the nanoporous material is maintained in a state of being dispersed in a primary particle size during a manufacturing process for forming a transparent organic film layer. 제1항에 있어서, 제2단계는 무기 필름층의 제2면에 나노 세공체 함유 코팅액을 코팅하여 유기 필름층을 형성하는 것이 특징인 제조방법.The manufacturing method according to claim 1, wherein in the second step, a coating liquid containing a nano-porous body is coated on a second surface of the inorganic film layer to form an organic film layer. 제4항에 있어서, 나노 세공체가 유기용매 또는 바인더 수지의 모노머, 올리고머, 또는 폴리머에 균일하게 분산된 코팅액을 도포하는 것이 특징인 제조방법.The production method according to claim 4, wherein the nanoporous material is applied to a coating solution uniformly dispersed in an organic solvent or a monomer, oligomer or polymer of the binder resin. 차단하고자 하는 기체에 노출되는 제1면과 물품에 인접되는 제2면을 가진 적용 대상 물품 맞춤형 기체 차단용 적층 필름에 있어서,
제1면 측부터,
상기 기체의 투과를 차단하는 치밀 구조의 무기 필름층; 및
상기 무기 필름층에서 차단되지 아니하고 투과된 기체를 흡착할 수 있으며, 기체 차단용 적층 필름을 물품에 적용할 때의 온도 및 압력에서 흡착되어 있는 흡착물이 70% 이상 제거될 수 있는 나노 세공체 및 바인더 수지를 함유하는 유기 필름층의 순서로 적층된 것으로,
상기 유기 필름층의 제2면에는 상기 기체의 투과를 차단하는 치밀 구조의 무기 필름층이 없고, 상기 나노 세공체는 유무기 하이브리드 나노 세공체인 것이 특징인 적용 대상 물품 맞춤형 기체 차단용 적층 필름.
1. A gas-shielding laminated film for gas-shielding an object to be applied, the gas-shielding laminate film having a first side exposed to a gas to be cut and a second side adjacent to the article,
From the first side,
An inorganic film layer of dense structure for blocking permeation of the gas; And
A nano-porous body capable of adsorbing permeated gas without being blocked by the inorganic film layer and capable of removing 70% or more of the adsorbed adsorbed at a temperature and pressure when applying the gas barrier film laminated film to an article, and And an organic film layer containing a binder resin,
Characterized in that the second surface of the organic film layer has no dense inorganic film layer blocking the permeation of the gas, and the nano-porous body is an organic / inorganic hybrid nanocomposite.
삭제delete 제6항에 있어서, 유기 필름층은 바인더 수지 및 상기 수지에 분산된 나노 세공체를 함유하되,
나노 세공체가 바인더 수지 내 응집없이 1차 입자 상태로 분산되어 투명한 유기 필름층을 제공하는 것이 특징인 적용 대상 물품 맞춤형 기체 차단용 적층 필름.
The organic film layer according to claim 6, wherein the organic film layer contains a binder resin and a nanoporous material dispersed in the resin,
Characterized in that the nanoporous material is dispersed in a primary particle state without aggregation in the binder resin to provide a transparent organic film layer.
제6항에 있어서, 유기 필름층에 사용되는 바인더 수지는 필름 형성 시 내부에 기체가 통과할 수 있는 크기의 공간이 존재하는 것으로, 상기 공간에 수용될 수 있는 입자 크기의 나노 세공체를 선택하여 상기 바인더 수지 내 분산시킴으로써, 치밀한 막 구조의 유기 필름층이 형성된 것이 특징인 적용 대상 물품 맞춤형 기체 차단용 적층 필름.[7] The method of claim 6, wherein the binder resin used in the organic film layer has a size enough to allow gas to pass through when the film is formed, and a nanoporous material having a particle size capable of being accommodated in the space is selected And an organic film layer having a dense film structure is formed by being dispersed in the binder resin. 제6항에 있어서, 무기 필름층은 막두께가 30nm~1,000nm인 것이 특징인 적용 대상 물품 맞춤형 기체 차단용 적층 필름.The laminated film for gas-shielding according to claim 6, wherein the inorganic film layer has a film thickness of 30 nm to 1,000 nm. 제6항에 있어서, 무기 필름층의 상기 제1면 측에 플라스틱 기재를 추가로 더 포함하는 것이 특징인 적용 대상 물품 맞춤형 기체 차단용 적층 필름.The laminated film for gas-shielding according to claim 6, further comprising a plastic substrate on the first surface side of the inorganic film layer. 제11항에 있어서, 플라스틱 기재와 무기 필름층 사이에 언더 코팅층(under coat)를 더 포함하는 것이 특징인 적용 대상 물품 맞춤형 기체 차단용 적층 필름.The laminate film for gas-shielding according to claim 11, further comprising an undercoat layer between the plastic substrate and the inorganic film layer. 제6항 및 제8항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 무기 필름층 및 상기 유기 필름층을 포함하는 하나의 세트가 2세트 이상 순차적으로 적층되어 있는 것이 특징인 적용 대상 물품 맞춤형 기체 차단용 적층 필름.13. An object-to-be-applied substrate according to any one of claims 6 and 8 to 12, characterized in that two sets or more of one set including the inorganic film layer and the organic film layer are sequentially laminated Laminated film for blocking. 제6항 및 제8항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 무기 필름층은 기체의 투과를 차단하는 치밀 구조의 무기 필름층 2개 사이에 상기 나노 세공체를 함유하지 아니한 유기 필름층을 포함하는 것이 특징인 적용 대상 물품 맞춤형 기체 차단용 적층 필름.The organic film layer according to any one of claims 6 and 8 to 12, wherein the inorganic film layer is an organic film layer containing no nanoporous material between two inorganic film layers of dense structure for blocking permeation of gas Wherein the gas-barrier laminate film is a laminate film. 제6항 및 제8항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 차단하고자 하는 기체는 수분, 산소, 질소, 이산화탄소, HF 또는 이들의 조합인 것이 특징인 적용 대상 물품 맞춤형 기체 차단용 적층 필름.The laminated film for gas-shielding according to any one of claims 6 to 9, wherein the gas to be cut is moisture, oxygen, nitrogen, carbon dioxide, HF or a combination thereof. 제6항 및 제8항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 유연성(flexibility)이 있는 것이 특징인 적용 대상 물품 맞춤형 기체 차단용 적층 필름.The laminated film for gas-shielding according to any one of claims 6 to 9, which is flexible. 제6항 및 제8항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 포장용, 패키지용 또는 봉지용인 것이 특징인 적용 대상 물품 맞춤형 기체 차단용 적층 필름.13. The gas-shielding laminate film according to any one of claims 6 and 8 to 12, which is packaged, packaged or sealed. 제6항 및 제8항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 기체의 투과를 차단하는 치밀 구조의 무기 필름층의 차단 성능을 유무기 하이브리드 나노 세공체 함유 유기 필름층에 의해 유무기 하이브리드 나노 세공체가 분산되지 않은 유기 필름층과 무기 필름층이 적층된 기존의 가스 배리어 필름에 비해 5~1000배 높여 동일한 차단 성능의 기체 차단용 적층 필름 대비 무기 필름층의 두께를 1.1 ~ 3배 감소시킨 것이 특징인 적용 대상 물품 맞춤형 기체 차단용 적층 필름.13. The method according to any one of claims 6 and 8 to 12, wherein the blocking performance of the dense inorganic film layer blocking the permeation of gas is measured by the organic hybrid layer containing nanohybrid nano- The thickness of the inorganic film layer is 1.1 to 3 times smaller than that of the conventional gas barrier film in which the porous body is not dispersed and the inorganic film layer is 5 to 1000 times higher than that of the conventional gas barrier film The laminated film for gas-shielding, which is customized for the application subject to the characteristic. 제6항 및 제8항 내지 제12항 중 어느 한 항에 기재된 적용 대상 물품 맞춤형 기체 차단용 적층 필름의 제2면을, 나노 세공체에 흡착되어 있는 흡착물을 제거할 수 있는 감압 또는 가온 조건하에, 물품에 적용하는 단계를 포함하는 것이 특징인 기체 차단용 적층 필름이 적용된 물품의 제조 방법.The second surface of the laminate film for gas-shielding according to any one of claims 6 and 8 to 12, wherein the second surface of the laminate film for gas-shielding for application is a pressure-reduced or warmed condition capable of removing adsorbed matter adsorbed on the nanoporous material Wherein the gas barrier laminate film is applied to an article. 제19항에 있어서, 상기 물품은 식품, 약품, 유기소자 또는 전기전자소자인 것이 특징인 물품의 제조 방법.20. The method of claim 19, wherein the article is a food, a medicine, an organic device, or an electrical or electronic device. 제20항에 있어서, 상기 기체 차단용 적층 필름은 물품의 형태에 대응하여 유연성이 있게 적용되어 있는 것이 특징인 물품의 제조 방법.
21. The method of manufacturing an article according to claim 20, wherein the gas barrier film laminate film is applied with flexibility in accordance with the shape of the article.
KR1020160041065A 2016-04-04 2016-04-04 layered film for gas barrier having organic film layer containing nanoporous materials, and preparation method and use thereof KR101953732B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160041065A KR101953732B1 (en) 2016-04-04 2016-04-04 layered film for gas barrier having organic film layer containing nanoporous materials, and preparation method and use thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160041065A KR101953732B1 (en) 2016-04-04 2016-04-04 layered film for gas barrier having organic film layer containing nanoporous materials, and preparation method and use thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170114382A KR20170114382A (en) 2017-10-16
KR101953732B1 true KR101953732B1 (en) 2019-03-04

Family

ID=60296084

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160041065A KR101953732B1 (en) 2016-04-04 2016-04-04 layered film for gas barrier having organic film layer containing nanoporous materials, and preparation method and use thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101953732B1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111565817B (en) 2018-08-16 2023-08-08 联邦科学与工业研究组织 Water capture device based on metal organic framework
KR102328878B1 (en) * 2019-12-27 2021-11-19 한국화학연구원 Gas barrier film and preparation method thereof

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001080003A (en) 1999-09-10 2001-03-27 Toppan Printing Co Ltd Gas barrier plastic film laminate
KR100907907B1 (en) 2007-07-16 2009-07-16 주식회사 인실리코텍 Coordination Polymer Compounds Having Porous Metal-Organic Skeletal Structures and Their Solvent Containments
JP5263849B2 (en) * 2008-04-09 2013-08-14 エージェンシー フォー サイエンス,テクノロジー アンド リサーチ Multilayer film for encapsulating oxygen and / or moisture sensitive electronic devices
JP2015525148A (en) * 2012-05-31 2015-09-03 エルジー・ケム・リミテッド Gas barrier film and manufacturing method thereof

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001080003A (en) 1999-09-10 2001-03-27 Toppan Printing Co Ltd Gas barrier plastic film laminate
KR100907907B1 (en) 2007-07-16 2009-07-16 주식회사 인실리코텍 Coordination Polymer Compounds Having Porous Metal-Organic Skeletal Structures and Their Solvent Containments
JP5263849B2 (en) * 2008-04-09 2013-08-14 エージェンシー フォー サイエンス,テクノロジー アンド リサーチ Multilayer film for encapsulating oxygen and / or moisture sensitive electronic devices
JP2015525148A (en) * 2012-05-31 2015-09-03 エルジー・ケム・リミテッド Gas barrier film and manufacturing method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
KR20170114382A (en) 2017-10-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5559542B2 (en) Nanoparticle-encapsulated barrier stack
Tzeng et al. Polymer–graphene oxide quadlayer thin-film assemblies with improved gas barrier
WO2015133441A1 (en) Gas barrier laminate
EP2955017B1 (en) Gas barrier laminate having excellent moisture barrier properties
US20040053037A1 (en) Layer by layer assembled nanocomposite barrier coatings
WO2015053340A1 (en) Gas barrier laminate having good moisture barrier properties
JP6251937B2 (en) LAMINATE, GAS BARRIER FILM, AND METHOD FOR PRODUCING THEM
JP6657651B2 (en) Moisture barrier resin laminate
JP5407888B2 (en) Laminate for vacuum heat insulating material and vacuum heat insulating material
KR101953732B1 (en) layered film for gas barrier having organic film layer containing nanoporous materials, and preparation method and use thereof
KR101878572B1 (en) Adhesive-less multi-layered flexible film having moisture and gas barrier properties and their preparation method
WO2016017857A1 (en) Film comprising graphene oxide and clay, preparation method therefor, and use thereof as oxygen barrier film
Eum et al. All-nanoporous hybrid membranes: incorporating zeolite nanoparticles and nanosheets with zeolitic imidazolate framework matrices
JP2007326339A (en) Laminate for vacuum heat insulation material, and vacuum heat insulation material
JP2015178231A (en) Gas-barrier laminated structure
JP2011143693A (en) Laminate for vacuum heat insulating material and vacuum heat insulating material
KR101662231B1 (en) Membrane comprising graphene oxide and clay, preparation method thereof and use thereof as oxygen barrier film
JP6287289B2 (en) Gas barrier laminate
KR102328878B1 (en) Gas barrier film and preparation method thereof
Adams et al. Mixed‐Matrix Membranes
KR20190064121A (en) Transparent substrate with water barrier property and preparing method thereof
JP5994221B2 (en) Laminated body having deodorizing performance and packaging body using the same
CN115926234B (en) Barrier film for food packaging and method for producing the same
JP5292992B2 (en) Method for producing gas barrier film
JP2016190454A (en) Laminated film and production method therefor

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant