고차단 필름에 대해 알아보세요!

최근 OLED 디스플레이의 지속적인 발효로 OLED 소재가 대중화되고 있으며,고차단 필름자본산업의 표적이 되었습니다. 그렇다면 고차단 필름이란 정확히 무엇일까요? "높은 장벽"은 의심할 여지 없이 매우 바람직한 특성이며 많은 폴리머 포장재에서 요구되는 특성 중 하나입니다. 전문적인 용어로, 높은 장벽은 가스 및 유기 화합물과 같은 저분자량 화학 물질에 대한 투과성이 매우 낮다는 것을 의미합니다.

고차단 포장재는 제품의 원래 성능을 효과적으로 유지하고 수명을 연장할 수 있습니다.

일반적인 고차단 재료

현재 고분자 재료에서 일반적으로 사용되는 장벽 재료는 주로 다음과 같습니다.

1. 폴리염화비닐리덴(PVDC)

PVDC는 산소와 수증기에 대한 차단성이 뛰어납니다.

PVDC의 높은 결정성, 높은 밀도 및 소수성 그룹의 존재로 인해 산소 투과성과 수증기 투과성이 매우 낮아 PVDC가 탁월한 가스 차단 특성을 가지며 다른 재료에 비해 포장 품목의 유효 기간을 더 잘 연장할 수 있습니다. 또한, 인쇄 적성이 좋고 열봉합이 용이하여 식품 및 의약품 포장 분야에 널리 사용되고 있습니다.

2. 에틸렌-비닐알코올 공중합체(EVOH)

EVOH는 매우 우수한 차단 특성을 지닌 에틸렌과 비닐알코올의 공중합체입니다. 이는 EVOH의 분자사슬에 수산기가 포함되어 있어 분자사슬상의 수산기 사이에 수소결합이 쉽게 형성되어 분자간 힘이 강화되고 분자사슬이 서로 촘촘하게 겹겹이 쌓이게 되어 EVOH의 결정성이 높아져 차단성이 우수하기 때문이다. . 성능. 그러나 Coating Online은 EVOH 구조에 친수성 수산기가 많이 포함되어 있어 EVOH가 수분을 쉽게 흡수하여 차단 성능이 크게 저하된다는 사실을 알게 되었습니다. 또한 분자 내부와 분자 사이의 응집력이 크고 결정성이 높기 때문에 열 밀봉 성능이 떨어집니다.

3. 폴리아미드(PA)

일반적으로 나일론은 가스 차단성이 우수하지만 수증기 차단성이 낮고 수분 흡수력이 강합니다. 수분 흡수가 증가함에 따라 부풀어 오르므로 가스 및 수분 차단 특성이 급격히 떨어집니다. 강도와 포장 크기는 다양합니다. 안정성에도 영향을 미칩니다.

또한 나일론은 기계적 성질이 우수하고 강하고 내마모성이 좋으며 내한성, 내열성이 좋고 화학적 안정성이 좋으며 가공이 용이하고 인쇄성이 좋지만 열봉합성이 좋지 않습니다.

PA 수지는 일정한 차단 특성을 가지고 있지만 수분 흡수율이 높으면 차단 특성에 영향을 미치므로 일반적으로 외층으로 사용할 수 없습니다.

4. 폴리에스테르(PET, PEN)

폴리에스터 중 가장 일반적이고 널리 사용되는 차단재는 PET입니다. PET는 대칭적인 화학 구조, 우수한 분자 사슬 평면성, 긴밀한 분자 사슬 스택 및 쉬운 결정화 방향을 가지고 있습니다. 이러한 특성으로 인해 우수한 차단 특성을 갖습니다.

최근에는 내가수분해성, 내화학성, 내자외선성이 우수한 PEN의 응용이 급속히 발전하고 있습니다. PEN의 구조는 PET의 구조와 유사합니다. 차이점은 PET의 주쇄에는 벤젠 고리가 포함되어 있고 PEN의 주쇄에는 나프탈렌 고리가 포함되어 있다는 것입니다.

나프탈렌 고리는 벤젠 고리보다 접합 효과가 크고 분자 사슬이 더 단단하고 구조가 더 평면적이므로 PEN은 PET보다 전반적인 특성이 더 좋습니다. 고차단재의 배리어 기술 배리어재의 배리어성을 향상시키기 위해 일반적으로 다음과 같은 기술적 수단이 사용된다.

1. 다층 복합재

다층적층이란 차단성이 서로 다른 2개 이상의 필름을 특정 공정을 통해 적층하는 것을 말한다. 이러한 방식으로 투과 분자는 여러 층의 멤브레인을 통과하여 포장 내부에 도달해야 하며, 이는 투과 경로를 크게 연장시켜 차단 성능을 향상시킵니다. 이 방법은 다양한 멤브레인의 장점을 결합하여 종합 성능이 뛰어난 복합 필름을 제조하고 공정이 간단합니다.

그러나 이 방법으로 제조된 필름은 본질적인 고차단 소재에 비해 두꺼워서 기포나 주름 균열 등의 문제가 발생하기 쉬우며 차단 특성에 영향을 미칩니다. 장비 요구 사항은 상대적으로 복잡하고 비용이 높습니다.

2. 표면코팅

표면 코팅에는 물리 기상 증착(PVD), 화학 기상 증착(CVD), 원자층 증착(ALD), 분자층 증착(MLD), 층별 자기 조립(LBL) 또는 마그네트론 스퍼터링 증착이 중합에 사용됩니다. 금속 산화물이나 질화물 등의 물질을 대상물 표면에 증착하여 필름 표면에 우수한 차단성을 지닌 치밀한 코팅을 형성합니다. 그러나 이들 방법은 시간이 많이 소요되는 공정, 고가의 장비, 복잡한 공정 등의 문제점이 있으며, 코팅 시 서비스 중 핀홀, 크랙 등의 불량이 발생할 수 있다.

3. 나노복합체

나노복합체는 큰 종횡비를 갖는 불침투성 시트형 나노입자를 이용하여 인터칼레이션 복합법, 현장 중합법 또는 졸-겔법으로 제조된 나노복합체이다. 박편형 나노입자를 첨가하면 시스템 내 고분자 매트릭스의 부피 분율을 줄여 침투 분자의 용해도를 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 침투 분자의 침투 경로를 확장하고 침투 분자의 확산 속도를 감소시키며 차단 특성을 향상시킬 수 있습니다. .

4. 표면개질

폴리머 표면은 외부 환경과 자주 접촉하기 때문에 폴리머의 표면 흡착, 차단 특성 및 인쇄에 영향을 미치기 쉽습니다.

폴리머가 일상생활에서 더 잘 활용될 수 있도록 폴리머의 표면을 처리하는 것이 일반적이다. 주로 표면 화학 처리, 표면 이식 변형 및 플라즈마 표면 처리가 포함됩니다.

이러한 유형의 방법은 기술적 요구 사항을 충족하기 쉽고 장비가 상대적으로 간단하며 일회성 투자 비용이 낮지만 장기적으로 안정적인 효과를 얻을 수 없습니다. 표면이 손상되면 차단 성능이 심각하게 영향을 받습니다.

5. 양방향 스트레칭

이축 연신을 통해 고분자 필름을 세로 방향과 가로 방향 모두로 배향할 수 있으므로 분자 사슬 배열의 순서가 향상되고 적층이 더 촘촘해지기 때문에 작은 분자가 통과하기 어려워져 장벽 특성이 향상됩니다. . 이 방법은 필름을 만든다. 일반적인 고차단성 고분자 필름의 제조 공정은 복잡하고, 차단성을 획기적으로 향상시키기 어렵다.

높은 장벽 재료의 응용:

실제로 하이베리어 필름은 일상생활에 등장한 지 꽤 오래되었습니다. 현재 고분자 고차단 소재는 주로 식품 및 의약품 포장, 전자기기 포장, 태양전지 포장, OLED 포장 등에 사용된다.

식품 및 의약품 포장:

EVOH 7층 공압출 고차단 필름

식품 및 의약품 포장은 현재 고차단 재료가 가장 널리 사용되는 분야입니다. 주된 목적은 공기 중의 산소와 수증기가 포장재 안으로 유입되어 식품이나 의약품의 변질을 초래하여 유통기한을 크게 단축시키는 것입니다.

Coating Online에 따르면 식품 및 의약품 포장에 대한 장벽 요구 사항은 일반적으로 특별히 높지 않습니다. 차단재의 수증기 투과율(WVTR)과 산소 투과율(OTR)은 각각 10g/m2/일 및 10g/m2/일 미만이어야 합니다. 100cm3/m2/일.

전자 장치 포장:

현대 전자 정보의 급속한 발전으로 사람들은 전자 부품에 대한 더 높은 요구 사항을 제시하고 휴대성과 다기능을 향해 발전하고 있습니다. 이는 전자 장치 포장재에 대한 더 높은 요구 사항을 제시합니다. 단열성이 좋아야 하고, 외부 산소와 수증기에 의한 부식으로부터 보호해야 하며, 일정한 강도를 가져야 하며, 이를 위해서는 폴리머 차단재를 사용해야 합니다.

일반적으로 전자기기에 요구되는 포장재의 차단성은 수증기투과율(WVTR)과 산소투과율(OTR)이 각각 10-1g/m2/일, 1cm3/m2/일보다 낮아야 한다는 것입니다.

태양전지 포장:

태양에너지는 일년 내내 공기에 노출되기 때문에 공기 중의 산소와 수증기가 태양전지 외부의 금속층을 쉽게 부식시켜 태양전지의 사용에 심각한 영향을 미칠 수 있습니다. 따라서 태양전지 부품을 고차단성 재료로 캡슐화하는 것이 필요하며, 이는 태양전지의 수명을 보장할 뿐만 아니라 전지의 저항 강도도 향상시킵니다.

코팅온라인에 따르면 포장재용 태양전지의 차단성은 수증기투과율(WVTR)과 산소투과율(OTR)이 각각 10-2g/m2/일, 10-1cm3/m2/일보다 낮아야 한다고 한다. .

OLED 패키지:

OLED는 개발 초기부터 차세대 디스플레이의 중요한 과제를 맡겨왔지만, 짧은 수명이 늘 상용화에 걸림돌이 되어왔다. OLED의 수명에 영향을 미치는 주된 이유는 전극재료와 발광재료가 산소, 수분, 불순물에 유해하기 때문이다. 모두 매우 민감하고 쉽게 오염될 수 있어 장치 성능이 저하되어 발광 효율이 감소하고 서비스 수명이 단축됩니다.

제품의 발광 효율을 보장하고 서비스 수명을 연장하려면 장치를 포장할 때 산소와 물로부터 격리되어야 합니다. 유연한 OLED 디스플레이의 수명을 10,000시간 이상 보장하려면 차단재의 수증기 투과율(WVTR)과 산소 투과율(OTR)이 10-6g/m2/일보다 낮아야 하며 10-6g/m2/일보다 낮아야 합니다. 각각 5cm3/입니다. m2/일 기준은 유기 광전지, 태양 전지 패키징, 식품, 의약품 및 전자 장치 패키징 기술 분야의 차단 성능 요구 사항보다 훨씬 높습니다. 따라서 소자 패키징에는 차단성이 뛰어난 유연한 기판 소재를 사용해야 합니다. , 제품 수명의 엄격한 요구 사항을 충족하기 위해.