책 소개
포장재료의 기체·증기의 투과성은 식품, 의약품 등 내용물의 품질 보존에 가장 중요한 성질로서 충분한 평가가 있어야 한다. 투과성은 기체·증기에 따라 다르기 때문에 선택 투과성이 있으며, 지금은 투과성을 포함하여 선택 투과성에 대하여도 포장설계자들이 깊은 관심을 기울이고 있다.
고분자 포장재료의 배리어성이라 함은 고분자 플라스틱 필름에 대하여 산소 등의 기체, 수증기 등의 증기, 향료 등의 휘발성 유기 화합물의 투과성이 낮은 성질을 의미한다. 식품, 의약품 등의 내용물을 보존, 보호하기 위해 물, 습도, 공기, 산소, 질소, 탄산가스, 자외선, 빛, 미생물, 열 등의 품질 보전에 장해가 되는 요인을 차단하는 성능을 가진 포장재료를 배리어성 포장재료라고 말한다.
이 중에서도 습도나 산소 등에 대한 가스 배리어성은 품질 보존과 선도 유지에 깊은 관계가 있다. 그러므로 고분자 재료의 가스투과성에 관한 과학적 이론과 특성을 이해할 필요가 있다.
더구나 최근의 세계적인 지구 환경 문제로 포장재료의 보호가능 뿐 아니라 환경친화적 소재를 요구하고, 소재 또한 물리적 강도나 배리어성, 보향성 등을 포함하여 안전성, 폐기처리성, 리사이클링성 등의 관점에서 소재 선택을 요구 받고 있다.
이러함에도 우리나라 현실에서는 관련된 과학기술서적을 찾아 볼 수 없어 안타까울 뿐이다. 이러한 배경에서 필자는 기체 투과성, 선택 투과성, 배리어성 등에 관한 이론적 특성과 배리어성 고분자 재료에 관하여 「월간포장」에 연재했던 내용을 바탕으로 쉽게 엮어 보고자 노력했다.
그리고 근래 PVDC 등 염소계 소재의 대체 재료로서 증착필름이 기체차단성, 광선차단성, 보향성, 방습성 재료로서 수요가 증가하고 있으므로 증착필름, 특히 투명 증착 필름에 관하여 하이배리어 재료로서 많은 설명을 하고자 했다.
목차
제1장 고분자 포장재료의 기체 투과 특성
1.1. 고분자 포장재료의 기체 투과 이론과 용해-확산
(1) 단일 막의 투과와 투과계수 … 12
(2) 복합다층막의 기체 투과식 … 25
(3) 확산계수 … 28
(4) 투과계수, 확산계수, 용해도계수와 기체분자의 관계 … 33
(5) 기체의 종류와 용해도, 용해도계수 … 38
(6) 온도와 투과계수, 확산계수, 용해도계수 … 39
1.2. 고분자 막의 기체 투과성에 미치는 영향인자 … 43
(1) 고분자의 물리적 화학적 구조와 기체 투과성 … 43
(2) 온도의 영향 … 77
(3) 수분(습도)의 영향 … 82
(4) 제 막법의 차이에 의한 영향 … 86
(5) 미다공 및 핀홀 존재의 영향 … 88
1.3. 수증기·유기증기·향기의 투과성 … 94
(1) 수증기의 투과성 … 94
(2) 유기증기의 투과성 … 99
(3) 냄새 성분의 투과성 … 104
1.4. 고분자 포장재료의 가스선택 투과성 … 135
(1) 고분자 막의 가스 선택과 메커니즘 … 135
(2) 식품용 포장재료의 가스 선택 투과성과 포장설계 … 140
(3) 투과성 고분자 막 … 142
제2장 고분자 막의 기체·증기의 투과성 측정 방법
(1) 개요 … 149
(2) 기체 투과도 시험 방법 … 150
(3) 수증기 투과도 시험 방법 (투습도 시험 방법) … 165
(4) 보향성 시험 방법 … 172
제3장 각종 플라스틱 필름의 배리어성
3.1. 각종 플라스틱 필름의 배리어성 … 181
(1) 각종 플라스틱 필름의 가스·수증기 배리어성 … 181
(2) 각종 플라스틱 필름의 수착성 … 192
(3) 각종 플라스틱 필름의 광선투과성 … 195
3.2. 배리어 플라스틱 필름의 개요 … 199
(1) PVDC 필름 … 199
(2) EVOH 필름 … 205
(3) PVA 필름 … 211
(4) PVDC코트 필름(K코트 필름) … 215
(5) PET필름과 PEN 필름 … 222
(6) PAN 필름 … 227
(7) 폴리아미드(PA) : 나일론(Ny) 필름 … 228
(8) 폴리글루타민산 필름 … 233
(9) 생분해성 폴리에스테르 필름 … 233
(10) 고분자 액정 필름 … 233
(11) 증착필름 … 240
(12) 나노콤포지트 재료 … 246
(13) 배리어재료의 기술 동향 … 251
3.3. 가스 배리어성으로 부터 식품의 셸프라이프 계산법 … 255
제4장 진공 증착기술
4.1. 박막 제조 기술의 분류 … 266
4.2. 박막을 만드는 방법 … 268
(1) 진공증착 … 268
(2) 스퍼터링법 … 269
(3) 이온 플레이팅법 … 270
4.3. 박막의 성장 … 272
4.4. 박막의 성질 … 274
4.5. 증발원 … 277
(1) 진공증착 … 278
(2) 스퍼터링 … 282
(3) 이온 플레이팅 … 284
(4) 플라즈마 CVD … 287
4.6. 플라스틱 베이스 기재 … 288
(1) 폴리에틸렌 … 288
(2) 폴리프로필렌 … 292
(3) 폴리에스테르 … 294
(4) 폴리아미드 (나일론) … 297
4.7. 공업적 진공 증착 장치 … 301
(1) 두루마리식 진공 증착 장치 … 302
(2) 연속신 진공 증착 장치 … 307
(3) 두루마리식 스퍼터링 장치 … 311
(4) 이온 플레이팅 장치 … 312
(5) 플라즈마 CVD 장치 … 313
4.8. 증착 필름의 특성 … 315
제5장 알루미늄 증착 필름
5.1. 알루미늄 증착 필름의 종류 … 319
(1) 증착 기재의 필요 조건 … 319
(2) 알루미늄 증착 필름의 종류 … 320
5.2. 알루미늄 증착 필름의 일반특성 … 323
(1) 막 두께 … 323
(2) 광택성 … 325
(3) 광선차단성 … 325
(4) 전자파 실드성 … 327
(5) 기재 필름의 배리어성 … 328
(6) 증착 막 두께와 배리어성 … 330
(7) 진공도와 배리어성 … 332
(8) 래미네이션과 배리어성 … 333
(9) 포장 후의 배리어성 … 334
(10) 증착 필름의 래미네이션 가공성 … 335
5.3. 알루미늄 증착 필름의 용도와 구성 … 337
(1) 용도별 구성의 예 … 338
(2) 증착 필름 기재별 구성의 예 … 341
5.4. 상업용 증착필름 … 343
5.5. 알루미늄 증착필름의 기술 개발 동향 … 345
(1) 연속식 진공 증착기에의한 기술 개발 … 345
(2) 배치식 진공 증착기에의한 기술 개발 … 352
제6장 투명증착 필름
6.1. 투명증착 필름의 일반특성 … 355
(1) 투명증착 필름의 제조와 물성 … 356
(2) 투명증착 필름의 특징 … 364
6.2. 투명증착 필름의 가공적성 … 367
6.3. 투명증착 필름의 용도 … 370
6.4. 투명증착 필름의 기술 동향 … 372
(1) 플라즈마 CVD … 372
(2) 2원 증착 … 376
(3) 시장 동향 … 381
○ SI 단위계 환산표 … 383
○ 주요 플라스틱 재료의 약자 … 384
○ 참고 인용 문헌 … 386
○ 찾 아 보 기 … 388
책 소개
포장재료의 기체·증기의 투과성은 식품, 의약품 등 내용물의 품질 보존에 가장 중요한 성질로서 충분한 평가가 있어야 한다. 투과성은 기체·증기에 따라 다르기 때문에 선택 투과성이 있으며, 지금은 투과성을 포함하여 선택 투과성에 대하여도 포장설계자들이 깊은 관심을 기울이고 있다.
고분자 포장재료의 배리어성이라 함은 고분자 플라스틱 필름에 대하여 산소 등의 기체, 수증기 등의 증기, 향료 등의 휘발성 유기 화합물의 투과성이 낮은 성질을 의미한다. 식품, 의약품 등의 내용물을 보존, 보호하기 위해 물, 습도, 공기, 산소, 질소, 탄산가스, 자외선, 빛, 미생물, 열 등의 품질 보전에 장해가 되는 요인을 차단하는 성능을 가진 포장재료를 배리어성 포장재료라고 말한다.
이 중에서도 습도나 산소 등에 대한 가스 배리어성은 품질 보존과 선도 유지에 깊은 관계가 있다. 그러므로 고분자 재료의 가스투과성에 관한 과학적 이론과 특성을 이해할 필요가 있다.
더구나 최근의 세계적인 지구 환경 문제로 포장재료의 보호가능 뿐 아니라 환경친화적 소재를 요구하고, 소재 또한 물리적 강도나 배리어성, 보향성 등을 포함하여 안전성, 폐기처리성, 리사이클링성 등의 관점에서 소재 선택을 요구 받고 있다.
이러함에도 우리나라 현실에서는 관련된 과학기술서적을 찾아 볼 수 없어 안타까울 뿐이다. 이러한 배경에서 필자는 기체 투과성, 선택 투과성, 배리어성 등에 관한 이론적 특성과 배리어성 고분자 재료에 관하여 「월간포장」에 연재했던 내용을 바탕으로 쉽게 엮어 보고자 노력했다.
그리고 근래 PVDC 등 염소계 소재의 대체 재료로서 증착필름이 기체차단성, 광선차단성, 보향성, 방습성 재료로서 수요가 증가하고 있으므로 증착필름, 특히 투명 증착 필름에 관하여 하이배리어 재료로서 많은 설명을 하고자 했다.
목차
제1장 고분자 포장재료의 기체 투과 특성
1.1. 고분자 포장재료의 기체 투과 이론과 용해-확산
(1) 단일 막의 투과와 투과계수 … 12
(2) 복합다층막의 기체 투과식 … 25
(3) 확산계수 … 28
(4) 투과계수, 확산계수, 용해도계수와 기체분자의 관계 … 33
(5) 기체의 종류와 용해도, 용해도계수 … 38
(6) 온도와 투과계수, 확산계수, 용해도계수 … 39
1.2. 고분자 막의 기체 투과성에 미치는 영향인자 … 43
(1) 고분자의 물리적 화학적 구조와 기체 투과성 … 43
(2) 온도의 영향 … 77
(3) 수분(습도)의 영향 … 82
(4) 제 막법의 차이에 의한 영향 … 86
(5) 미다공 및 핀홀 존재의 영향 … 88
1.3. 수증기·유기증기·향기의 투과성 … 94
(1) 수증기의 투과성 … 94
(2) 유기증기의 투과성 … 99
(3) 냄새 성분의 투과성 … 104
1.4. 고분자 포장재료의 가스선택 투과성 … 135
(1) 고분자 막의 가스 선택과 메커니즘 … 135
(2) 식품용 포장재료의 가스 선택 투과성과 포장설계 … 140
(3) 투과성 고분자 막 … 142
제2장 고분자 막의 기체·증기의 투과성 측정 방법
(1) 개요 … 149
(2) 기체 투과도 시험 방법 … 150
(3) 수증기 투과도 시험 방법 (투습도 시험 방법) … 165
(4) 보향성 시험 방법 … 172
제3장 각종 플라스틱 필름의 배리어성
3.1. 각종 플라스틱 필름의 배리어성 … 181
(1) 각종 플라스틱 필름의 가스·수증기 배리어성 … 181
(2) 각종 플라스틱 필름의 수착성 … 192
(3) 각종 플라스틱 필름의 광선투과성 … 195
3.2. 배리어 플라스틱 필름의 개요 … 199
(1) PVDC 필름 … 199
(2) EVOH 필름 … 205
(3) PVA 필름 … 211
(4) PVDC코트 필름(K코트 필름) … 215
(5) PET필름과 PEN 필름 … 222
(6) PAN 필름 … 227
(7) 폴리아미드(PA) : 나일론(Ny) 필름 … 228
(8) 폴리글루타민산 필름 … 233
(9) 생분해성 폴리에스테르 필름 … 233
(10) 고분자 액정 필름 … 233
(11) 증착필름 … 240
(12) 나노콤포지트 재료 … 246
(13) 배리어재료의 기술 동향 … 251
3.3. 가스 배리어성으로 부터 식품의 셸프라이프 계산법 … 255
제4장 진공 증착기술
4.1. 박막 제조 기술의 분류 … 266
4.2. 박막을 만드는 방법 … 268
(1) 진공증착 … 268
(2) 스퍼터링법 … 269
(3) 이온 플레이팅법 … 270
4.3. 박막의 성장 … 272
4.4. 박막의 성질 … 274
4.5. 증발원 … 277
(1) 진공증착 … 278
(2) 스퍼터링 … 282
(3) 이온 플레이팅 … 284
(4) 플라즈마 CVD … 287
4.6. 플라스틱 베이스 기재 … 288
(1) 폴리에틸렌 … 288
(2) 폴리프로필렌 … 292
(3) 폴리에스테르 … 294
(4) 폴리아미드 (나일론) … 297
4.7. 공업적 진공 증착 장치 … 301
(1) 두루마리식 진공 증착 장치 … 302
(2) 연속신 진공 증착 장치 … 307
(3) 두루마리식 스퍼터링 장치 … 311
(4) 이온 플레이팅 장치 … 312
(5) 플라즈마 CVD 장치 … 313
4.8. 증착 필름의 특성 … 315
제5장 알루미늄 증착 필름
5.1. 알루미늄 증착 필름의 종류 … 319
(1) 증착 기재의 필요 조건 … 319
(2) 알루미늄 증착 필름의 종류 … 320
5.2. 알루미늄 증착 필름의 일반특성 … 323
(1) 막 두께 … 323
(2) 광택성 … 325
(3) 광선차단성 … 325
(4) 전자파 실드성 … 327
(5) 기재 필름의 배리어성 … 328
(6) 증착 막 두께와 배리어성 … 330
(7) 진공도와 배리어성 … 332
(8) 래미네이션과 배리어성 … 333
(9) 포장 후의 배리어성 … 334
(10) 증착 필름의 래미네이션 가공성 … 335
5.3. 알루미늄 증착 필름의 용도와 구성 … 337
(1) 용도별 구성의 예 … 338
(2) 증착 필름 기재별 구성의 예 … 341
5.4. 상업용 증착필름 … 343
5.5. 알루미늄 증착필름의 기술 개발 동향 … 345
(1) 연속식 진공 증착기에의한 기술 개발 … 345
(2) 배치식 진공 증착기에의한 기술 개발 … 352
제6장 투명증착 필름
6.1. 투명증착 필름의 일반특성 … 355
(1) 투명증착 필름의 제조와 물성 … 356
(2) 투명증착 필름의 특징 … 364
6.2. 투명증착 필름의 가공적성 … 367
6.3. 투명증착 필름의 용도 … 370
6.4. 투명증착 필름의 기술 동향 … 372
(1) 플라즈마 CVD … 372
(2) 2원 증착 … 376
(3) 시장 동향 … 381
○ SI 단위계 환산표 … 383
○ 주요 플라스틱 재료의 약자 … 384
○ 참고 인용 문헌 … 386
○ 찾 아 보 기 … 388
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