KR20160089305A - Food Container Having Si-Incorporated Diamond Like Carbon Film and The Manufacturing Method Thereof - Google Patents
Food Container Having Si-Incorporated Diamond Like Carbon Film and The Manufacturing Method Thereof Download PDFInfo
- Publication number
- KR20160089305A KR20160089305A KR1020160088544A KR20160088544A KR20160089305A KR 20160089305 A KR20160089305 A KR 20160089305A KR 1020160088544 A KR1020160088544 A KR 1020160088544A KR 20160088544 A KR20160088544 A KR 20160088544A KR 20160089305 A KR20160089305 A KR 20160089305A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- thin film
- dlc
- container
- plasma
- food container
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Granted
Links
- 235000013305 food Nutrition 0.000 title claims abstract description 26
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 14
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 10
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 10
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 9
- 239000010432 diamond Substances 0.000 title claims abstract description 9
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims abstract description 19
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 95
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 40
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 40
- -1 polypropylene Polymers 0.000 claims description 20
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 17
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 12
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 claims description 7
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 claims description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 25
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 abstract description 25
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 abstract description 25
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 abstract 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 21
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 8
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 7
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- 238000000427 thin-film deposition Methods 0.000 description 6
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 239000004715 ethylene vinyl alcohol Substances 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- UQEAIHBTYFGYIE-UHFFFAOYSA-N hexamethyldisiloxane Chemical compound C[Si](C)(C)O[Si](C)(C)C UQEAIHBTYFGYIE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 239000005556 hormone Substances 0.000 description 1
- 229940088597 hormone Drugs 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012536 packaging technology Methods 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
- B65D25/00—Details of other kinds or types of rigid or semi-rigid containers
- B65D25/14—Linings or internal coatings
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B9/00—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/26—Deposition of carbon only
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Details Of Rigid Or Semi-Rigid Containers (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 Si-DLC 박막을 갖는 식품용기 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 표면에너지가 낮고 다공질인 플라스틱 재질의 용기에 Si-DLC 박막을 깨짐없이 안정적으로 증착할 수 있어, 높은 산소차단성 및 우수한 기계적 특성을 구현할 수 있는 Si-DLC 박막을 갖는 식품용기 및 그의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a food container having a Si-DLC thin film and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a method of manufacturing a food container having a Si-DLC thin film, To a food container having a Si-DLC thin film capable of exhibiting excellent heat resistance, barrier properties and excellent mechanical properties, and a method of manufacturing the same.
상하기 쉬운 식품들을 오래 보관하기 위하여, 식품용기에 산소차단능력을 갖게 하는 것은 매우 중요한 일이다. It is very important to have the ability to block oxygen in food containers for long-term storage of perishable foods.
플라스틱 재질의 식품용기는 저렴한 가격과 대량생산의 용이성이란 큰 장점을 가지고 있으나, 플라스틱 특유의 특징인 다공질 구조에 의해 산소차단성이 현격히 떨어지는 단점을 가지고 있다. Plastic containers have the advantage of low cost and ease of mass production, but they have the disadvantage that their oxygen barrier properties are significantly reduced by the porous structure, which is characteristic of plastics.
이를 해결하기 위해 플라즈마 방식을 이용하여 박막을 플라스틱 식품용기에 코팅하는 기술이 연구되어 왔다. To solve this problem, a technique of coating a thin film on a plastic food container using a plasma method has been studied.
이러한 박막 중에서 DLC(Diamond Like Carbon)는 높은 산소차단성을 가질 뿐 아니라 기계적 특성(마찰, 마모)이 우수하여, 이에 대한 연구가 오래전부터 진행되어 왔다. Among these thin films, DLC (Diamond Like Carbon) has not only high oxygen barrier properties but also excellent mechanical properties (friction, abrasion), and research has been conducted for a long time.
하지만 DLC 박막의 높은 응력 에너지는 DLC 박막이 코팅될 수 있는 소재를 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET)와 같은 비교적 표면에너지(0.031~0.047 N/m, Accu dyne test)가 높은 플라스틱에만 국한되도록 하였다. 다시 말해, 폴리프로필렌(polypropylene, PP)과 같이 표면에너지(0.023~0.038 N/m, Accu dyne test)가 낮은 플라스틱에서는 DLC 박막이 안정적으로 부착되어 있지 못하여 높은 산소차단성을 얻을 수 없게 된다. However, the high stress energy of the DLC thin film is limited only to the plastic with relatively high surface energy (0.031 to 0.047 N / m, Accu dyne test) such as polyethylene terephthalate (PET) . In other words, in a plastic having a low surface energy (0.023 to 0.038 N / m, Accu dyne test) such as polypropylene (PP), the DLC thin film is not stably adhered and high oxygen barrier properties can not be obtained.
이러한 점에는 PET 보다 더 다공성인 PP의 특징도 영향을 미친 것으로 알려져 있다. [참고문헌: N. Inagaki, et al., Journal of Applied Polymer Science 78 (2000) 2389-2397.] This is known to have also affected the characteristics of PP, which is more porous than PET. [References: N. Inagaki, et al., Journal of Applied Polymer Science 78 (2000) 2389-2397.]
결과적으로 PET에서는 표면 위에 증착되는 박막의 두께를 증가시킬수록 산소차단성이 증가되는 특징을 보이는 점에 반해, PP에서는 표면 위에 증착된 박막의 두께를 증가시켜도 산소차단성이 향상되지 않는 모습을 보여준다. [참고문헌: D.S. Finch, et al., Packaging Technology and Science 9 (1996) 73-85.] As a result, in the case of PET, the oxygen barrier property is increased as the thickness of the thin film deposited on the surface is increased, whereas the oxygen barrier property is not improved even when the thickness of the thin film deposited on the surface is increased . [Reference: D.S. Finch, et al., Packaging Technology and Science 9 (1996) 73-85.]
이것은 PP의 표면에 증착된 박막이 PP의 낮은 표면에너지와 다공질 구조에 의해 PP의 표면에 잘 붙어있지 못하여, 벗겨지거나 깨지게 되는 것을 의미한다. This means that the thin film deposited on the surface of the PP does not adhere well to the surface of the PP due to the low surface energy of the PP and the porous structure, resulting in peeling or breakage.
이러한 이유로 인하여, 플라즈마 방식에 의해 박막을 PP에 코팅하여 산소차단성을 부가한 제품은 나올 수 없었다. 하지만 PP는 PET 등과 같은 다른 플라스틱 소재에 비해 가격 경쟁력, 내열성, 환경호르몬에 대한 안정성과 같은 장점을 가지기에, 향상된 산소차단성을 구비하여 식품용기에 응용되었을 경우 큰 경제적 가치가 예상되는 소재이다. For this reason, it was not possible to produce a product having oxygen barrier properties by coating a thin film with PP by a plasma method. However, PP has advantages such as price competitiveness, heat resistance and stability against environmental hormones compared with other plastic materials such as PET, and it is expected to have great economic value when it is applied to food containers with improved oxygen barrier properties.
상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은 표면에너지가 낮고 다공질인 플라스틱 재질의 용기에 Si-DLC 박막을 깨짐없이 안정적으로 증착할 수 있어, 높은 산소차단성 및 우수한 기계적 특성을 구현할 수 있는 Si-DLC 박막을 갖는 식품용기 및 그의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.DISCLOSURE OF THE INVENTION An object of the present invention, which has been devised to solve the above-described problems, is to provide a method for depositing a Si-DLC thin film on a porous plastic substrate of low surface energy and porosity without breakage, And a method for producing the same.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명의 Si-DLC 박막을 갖는 식품용기는 플라스틱 재질의 용기, 상기 용기의 표면 상에 형성되는 중간박막 및 상기 중간박막 상에 형성되는 Si-DLC(Si-incorporated Diamond Like Carbon) 박막을 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a food container having a Si-DLC thin film, comprising: a plastic container; an intermediate thin film formed on the surface of the container; Si-incorporated Diamond Like Carbon (Si-DLC) thin film.
또한, 상기 용기의 표면은, 상기 중간박막과의 부착력 향상을 위해, 플라즈마 전처리된 것을 특징으로 한다.In addition, the surface of the container is characterized in that it is pretreated with plasma to improve adhesion with the intermediate thin film.
또한, 상기 용기는, 폴리프로필렌(PP)으로 형성된 것을 특징으로 한다.Further, the container is characterized by being formed of polypropylene (PP).
또한, 상기 중간박막은, 실리콘(Si)으로 형성된 것을 특징으로 한다.Further, the intermediate thin film is formed of silicon (Si).
본 발명의 Si-DLC 박막을 갖는 식품용기의 제조방법은 플라스틱 재질의 용기를 준비하는 단계, 상기 용기의 표면을 플라즈마 처리하는 단계, 상기 용기의 표면 상에 중간박막을 증착 형성하는 단계 및 상기 중간박막 상에 Si-DLC(Si-incorporated Diamond Like Carbon) 박막을 증착 형성하는 단계를 포함한다.A method of manufacturing a food container having a Si-DLC thin film of the present invention includes the steps of preparing a plastic container, plasma-treating the surface of the container, depositing an intermediate thin film on the surface of the container, And depositing a Si-incorporated Diamond Like Carbon (Si-DLC) thin film on the thin film.
또한, 상기 플라즈마 처리하는 단계는, 아르곤(Ar)을 이용하여 플라즈마 처리하는 것을 특징으로 한다.Further, the step of performing the plasma treatment is characterized by plasma treatment using argon (Ar).
또한, 상기 용기는, 폴리프로필렌(PP)으로 형성된 것을 특징으로 한다.Further, the container is characterized by being formed of polypropylene (PP).
또한, 상기 중간박막은, 실리콘(Si)으로 형성된 것을 특징으로 한다.Further, the intermediate thin film is formed of silicon (Si).
또한, 상기 중간박막을 증착 형성하는 단계와 상기 Si-DLC 박막을 형성하는 단계는, 플라즈마 화학 기상 증착법(Plasma Chemical Vapor Deposition)을 통해 진행되는 것을 특징으로 한다.Further, the step of forming the intermediate thin film and the step of forming the Si-DLC thin film may be performed by plasma chemical vapor deposition (Plasma Chemical Vapor Deposition).
이상 살펴본 바와 같은 본 발명에 따르면, 표면에너지가 낮고 다공질인 플라스틱 재질의 용기에 Si-DLC 박막을 깨짐없이 안정적으로 증착할 수 있어, 높은 산소차단성 및 우수한 기계적 특성을 구현할 수 있는 Si-DLC 박막을 갖는 식품용기 및 그의 제조방법을 제공할 수 있다.As described above, according to the present invention, a Si-DLC thin film can be stably deposited on a plastic container having a low surface energy and a porous material without breakage, and a high oxygen barrier property and excellent mechanical characteristics can be realized. And a method for producing the same.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 식품용기를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 식품용기의 제조방법을 나타낸 도면이다. 1 is a view showing a food container according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a method of manufacturing a food container according to an embodiment of the present invention.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.The details of other embodiments are included in the detailed description and drawings.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and the manner of achieving them, will be apparent from and elucidated with reference to the embodiments described hereinafter in conjunction with the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. To fully disclose the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.
이하, 본 발명의 실시예들 및 이를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명의 실시예에 의한 Si-DLC 박막을 갖는 식품용기 및 그의 제조방법에 대해 설명하도록 한다.Hereinafter, a food container having a Si-DLC thin film according to an embodiment of the present invention and a method of manufacturing the same will be described with reference to embodiments of the present invention and drawings for explaining the same.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 식품용기를 나타낸 도면이다. 특히, 도 1은 설명의 편의를 위하여 식품용기의 단면을 도시하였다. 1 is a view showing a food container according to an embodiment of the present invention. In particular, Fig. 1 shows a cross-section of a food container for convenience of explanation.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 Si-DLC 박막을 갖는 식품용기(1, 이하 '식품용기'로 지칭함)는 용기(10), 중간박막(20), Si-DLC(Si-incorporated Diamond Like Carbon) 박막(30)을 포함한다. 1, a food container 1 having a Si-DLC thin film according to an embodiment of the present invention includes a
용기(10)는 내부에 식품이 담기는 소정의 수용 공간을 구비할 수 있으며, 플라스틱 재질로 형성된다.The
이 때, 상기 용기(10)가 표면에너지가 낮고 다공질인 폴리프로필렌(polypropylene, PP)과 같은 소재로 형성되는 것이 본 발명의 취지에 부합하는 것이나, 폴리프로필렌(PP) 보다 표면에너지가 더 낮거나 다공질인 다른 플라스틱 소재로 형성될 수도 있으며, 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET)과 같은 표면에너지가 높은 플라스틱 소재로 형성될 수도 있다. In this case, it is preferable that the
중간박막(20)은 Si-DLC 박막(30)의 안정적인 부착을 위하여 용기(10)의 표면(12) 상에 형성된다. 따라서, 중간박막(20)은 용기(10)와 Si-DLC 박막(30) 사이에 위치할 수 있다. The intermediate
우수한 산소차단성을 구현하기 위해서는 폴리프로필렌(PP) 재질의 용기(10)에 바로 Si-DLC 박막(30)을 형성하는 것은 바람직하지 않은데, 이는 폴리프로필렌(PP)의 낮은 표면에너지와 다공질 구조에 의해 Si-DLC 박막(30)이 안정적으로 부착되지 못하여, 깨짐 현상 등이 발생하기 때문이다. It is not desirable to form the Si-DLC
또한, 중간박막(20)은 폴리프로필렌(PP)에 잘 부착되고 Si-DLC와 화학적 친화성이 뛰어난 실리콘(Si)으로 형성되는 것이 바람직하다. Further, it is preferable that the intermediate
플라즈마 중합된 헥사메틸디실록산(plasma polymerized HMDSO, pp-HMDSO) 등과 같은 다른 재질로 중간박막(20)이 형성되는 경우에는 Si-DLC 박막(30)과 화학적 친화성이 떨어져 Si-DLC 박막(30)이 쉽게 벗겨지거나 깨질 수 있고, 이에 따라 산소차단성이 낮아질 수 있기 때문이다.When the intermediate
이 때, 실리콘(Si) 재질의 중간박막(20)을 안정적으로 폴리프로필렌(PP) 재질의 용기(10)에 형성하기 위해서는, 플라즈마를 이용하여 용기(10)의 표면(12)을 화학적으로 변화시켜 주는 것이 바람직하다. At this time, in order to stably form the intermediate
Si-DLC 박막(30)은 중간박막(20) 상에 형성된다. 상기 Si-DLC 박막(30)은 높은 산소차단성과 마찰, 마모 등에 강한 기계적 특성을 보유한 Si-DLC로 형성된다. The Si-DLC
이 때, Si-DLC 박막(30)이 높은 산소차단성을 가지기 위해서는 실리콘(Si)의 함유량이 중요하다. At this time, in order for the Si-DLC
실리콘(Si) 함유량이 적절할 경우 실리콘(Si)이 Si-DLC 박막(30) 내에서 탄소(C)들을 잇는 역할을 하여 충밀한 박막을 형성하지만, 실리콘(Si) 함유량이 너무 높을 경우에는 이러한 효과가 발생하지 않기에 높은 산소차단성을 기대할 수 없기 때문이다. When the silicon (Si) content is appropriate, silicon (Si) plays a role of connecting the carbon (C) in the Si-DLC
또한, 실리콘(Si)의 함유없이 DLC(Diamond Like Carbon)만을 사용하는 경우에는 DLC의 높은 응력에너지에 의해 박막이 쉽게 벗겨질 수 있기 때문이다. Further, when only DLC (Diamond Like Carbon) is used without containing silicon (Si), the thin film can be easily peeled off by the high stress energy of the DLC.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 식품용기의 제조방법을 나타낸 도면이다. 2 is a view showing a method of manufacturing a food container according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 식품용기(1)의 제조방법은 용기 준비 단계(S100), 플라즈마 전처리 단계(S200), 중간박막 증착 단계(S300), Si-DLC 박막 증착 단계(S400)를 포함한다.2, a method of manufacturing a food container 1 according to an embodiment of the present invention includes a vessel preparation step S100, a plasma pretreatment step S200, an intermediate thin film deposition step S300, a Si-DLC thin film deposition step (S400).
먼저, 용기 준비 단계(S100)에서는 플라스틱 재질의 용기(10)를 준비한다.First, in the container preparation step (S100), a
이 때, 용기(10)는 표면에너지가 낮고, 다공질 특성이 커 Si-DLC 박막(30)의 직접 부착이 어려운 폴리프로필렌(PP)으로 형성된 것이 바람직하다.At this time, it is preferable that the
플라즈마 전처리 단계(S200)에서는 중간박막(20)을 증착하기 이전에 용기(10)의 표면에너지를 증가시키기 위해, 용기(10)의 표면(12)을 플라즈마 처리할 수 있다.In the plasma pretreatment step S200, the
구체적으로 플라즈마 전처리 단계(S200)를 살펴보면, 먼저 폴리프로필렌(PP) 재질의 용기(10)를 플라즈마 화학 기상 증착을 수행할 수 있는 RF-CVD(Radio Frequency-Chemical Vapor Deposition) 장비(미도시)의 챔버 내에 위치시키고, 펌프 등을 통하여 챔버 내 진공 상태를 형성해준다.Specifically, in the plasma pretreatment step (S200), an RF-CVD (Radio Frequency-Chemical Vapor Deposition) apparatus (not shown) capable of performing plasma chemical vapor deposition on the
그 후, 일정한 유량으로 아르곤(Ar) 기체를 챔버 내에 유입시키고, RF-power를 인가하여 플라즈마 상태를 형성시킴으로써 플라즈마 전처리 공정을 수행한다.Thereafter, argon (Ar) gas is introduced into the chamber at a constant flow rate, and plasma pretreatment is performed by applying RF-power to form a plasma state.
플라즈마 상태가 형성됨에 따라 챔버 내에 자체적인 전압 차이(self-bias voltage)가 발생하게 되고, 이에 따라 아르곤(Ar) 입자가 에너지를 가지고 용기(10)의 표면(12)과 반응하게 된다. 따라서, 아르곤(Ar) 입자의 높은 운동에너지가 용기 표면(12)에 전달된다. A self-bias voltage is generated in the chamber as the plasma state is formed, so that the argon (Ar) particles react with the
이에 용기 표면(12)의 에너지가 평형에너지보다 높은 상태로 되기 때문에, 용기 표면(12)은 다른 물질과 결함함으로써 에너지를 낮추고자 하는 상태(반응성이 높아진 상태)가 된다. Therefore, the energy of the
이 때, 플라즈마 전처리 단계(S200)에서는 통상적으로 플라스틱 표면 전처리에 사용되는 산소(O2) 기체가 아닌 아르곤(Ar) 기체가 사용되는 것이 바람직하다. At this time, in the plasma pretreatment step S200, it is preferable that argon (Ar) gas is used instead of oxygen (O 2 ) gas which is usually used for plastic surface pretreatment.
용기 표면(12)에는 Si-DLC 박막(30)과 화학적 친화성이 좋은 실리콘(Si) 재질의 중간박막(20)이 형성되는 것이 바람직한데, 산소 플라즈마 처리를 수행한 경우에 비하여 아르곤 플라즈마 처리를 수행한 경우가 실리콘(Si) 재질의 중간박막(20)이 더욱 안정적으로 부착되기 때문이다. It is preferable that an intermediate
따라서, 폴리프로필렌(PP) 재질의 용기(10)의 표면(12)을 아르곤 플라즈마 처리를 수행한 경우에는 높은 산소차단성을 갖는 반면에, 폴리프로필렌(PP) 재질의 용기(10)의 표면(12)을 산소 플라즈마 처리를 수행한 경우에는 중간박막(20)이 쉽게 벗겨지거나 깨질 수 있어 낮은 산소차단성을 갖게 된다. Therefore, the
중간박막 증착 단계(S300)에서는 플라즈마 처리된 용기(10)의 표면(12) 상에 중간박막(20)을 증착 형성할 수 있다.In the intermediate thin film deposition step S300, the intermediate
중간박막(20)은 플라스틱 용기(10)의 기계적 변형을 상기 중간박막(20) 상에 증착될 Si-DLC 박막(30)에 바로 전달하지 않고 흡수하는 역할을 수행할 수 있다. The intermediate
이 때, 중간박막(20)은 영률(Young's modulus)이 낮아 상대적으로 변형이 잘되며, 상기 중간박막(20) 상에 증착될 Si-DLC 박막(30)과 화학적 친화성이 높은 실리콘(Si)으로 형성되는 것이 바람직하다. At this time, the intermediate
플라즈마 중합된 헥사메틸디실록산(pp-HMDSO) 등과 같은 다른 재질로 중간박막(20)이 형성되는 경우에는 Si-DLC 박막(30)과 화학적 친화성이 떨어져 Si-DLC 박막(30)이 쉽게 벗겨지거나 깨질 수 있고, 이에 따라 산소차단성이 낮아지기 때문이다. When the intermediate
구체적으로 중간박막 증착 단계(S300)를 살펴보면, 플라즈마 전처리 단계(S200) 진행 후 반응성 기체(예를 들어, SiH4 등)를 RF-CVD 장비의 챔버 내에 투입시켜 플라즈마 상태를 형성한다.Specifically, look at the middle film deposition step (S300), and then proceeds plasma pre-treatment step (S200) to input a reactive gas (e.g., SiH 4, etc.) into the chamber of the RF-CVD equipment to form a plasma state.
SiH4와 같은 반응성 기체의 플라즈마 반응에 의하여, 용기(10)의 표면(12) 상에는 실리콘(Si) 재질의 중간박막(20)이 형성될 수 있다. An intermediate
Si-DLC 박막 증착 단계(S400)에서는 중간박막 증착 단계(S300)에서 형성된 중간박막(20) 상에 산소 차단 기능을 수행하는 Si-DLC 박막(30)을 증착 형성할 수 있다. In the Si-DLC thin film deposition step (S400), the Si-DLC thin film (30) performing the oxygen barrier function can be deposited on the intermediate thin film (20) formed in the intermediate thin film deposition step (S300).
구체적으로 Si-DLC 박막 증착 단계(S400)를 살펴보면, C6H6과 SiH4의 혼합 기체를 적절한 유량비(예를 들어, C6H6/SiH4=0.2~0.6)로 RF-CVD 장비의 챔버 내에 유입시킨 후, 플라즈마 반응을 진행함으로써 중간박막(20) 상에 산소 차단 기능을 수행하는 Si-DLC 박막(30)을 형성할 수 있다. Specifically, in the Si-DLC thin film deposition step (S400), a mixed gas of C 6 H 6 and SiH 4 is supplied to the RF-CVD equipment at a proper flow ratio (for example, C 6 H 6 / SiH 4 = 0.2 to 0.6) The Si-DLC
여기서는 반응성 기체로 C6H6과 SiH4를 일례로 기재하였으나, Si-DLC을 형성할 수 있는 여타 반응성 기체가 사용될 수 있음은 자명하다. Although C 6 H 6 and SiH 4 are described herein as reactive gases, it is apparent that other reactive gases capable of forming Si-DLC can be used.
이 때, Si-DLC 박막(30)이 높은 산소차단성을 가지기 위해서는 실리콘(Si)의 함유량이 중요하다.At this time, in order for the Si-DLC
실리콘(Si)이 전혀 함유되지 않았을 경우에는 DLC의 높은 응력에너지에 의하여 박막이 쉽게 박리될 수 있으며, 실리콘(Si)이 지나치게 많이 함유되어 있는 경우에는 박막의 밀도가 감소하여 높은 산소차단성을 가질 수 없기 때문이다. When silicon (Si) is not contained at all, the thin film can easily be peeled off due to the high stress energy of the DLC. When the silicon (Si) is contained in an excessively large amount, the density of the thin film is decreased, I can not.
결국, 상술한 공정을 통하여 지금까지 폴리프로필렌(PP) 재질의 용기(10)에 코팅되기 어려웠던 DLC 재질의 박막을 깨지거나 벗겨지는 현상이 발생하는 일없이 안정적으로 코팅할 수 있게 되었고, 이에 따라 높은 산소차단성을 구현할 수 있게 된다. As a result, it is possible to stably coat the thin film of the DLC material, which has been difficult to be coated on the
또한, 추가적으로 Si-DLC는 마찰, 마모 등에 강한 기계적 특성이 매우 우수하다고 알려진 소재이니만큼, 식품용기(1)의 기계적 안정도의 향상도 기대할 수 있다. In addition, since the Si-DLC is known to have excellent mechanical properties such as friction, abrasion and the like, the mechanical stability of the food container 1 can be expected to be improved.
기존에는 고가의 에틸렌비닐알코올(Ethylene Vinyl Alcohol, EVOH)을 폴리프로필렌(PP)에 혼합 또는 접착함으로써 산소차단성을 높이는 방식을 사용하였으나, 상술한 본 발명에서는 에틸렌비닐알코올(EVOH)을 사용하지 않음으로써 비용을 줄여 가격 경쟁력을 확보할 수 있다. Conventionally, a method of increasing the oxygen barrier property by mixing or bonding an expensive ethylene vinyl alcohol (EVOH) to polypropylene (PP) has been used. However, the present invention does not use ethylene vinyl alcohol (EVOH) As a result, it is possible to secure price competitiveness by reducing costs.
또한, 에틸렌비닐알코올(EVOH)을 이용하는 방식에서는 식품용기에 폴리프로필렌(PP) 이외의 물질이 다량 함유되어 있어 재활용에 어려움이 있으나, 플라즈마 방식을 활용한 본 발명은 재활용이 용이한 장점이 있다.In addition, in the method using ethylene vinyl alcohol (EVOH), there is a large amount of substances other than polypropylene (PP) in the food container, which makes it difficult to recycle. However, the present invention utilizing the plasma method has advantages of easy recycling.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.It will be understood by those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the foregoing detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and range of the claims and the equivalents thereof are included in the scope of the present invention Should be interpreted.
1: 식품용기 10: 용기
20: 중간박막 30: Si-DLC 박막1: food container 10: container
20: intermediate thin film 30: Si-DLC thin film
Claims (9)
상기 용기의 표면 상에 형성되는 중간박막; 및
상기 중간박막 상에 형성되는 Si-DLC(Si-incorporated Diamond Like Carbon) 박막; 을 포함하는 Si-DLC 박막을 갖는 식품용기. Plastic containers;
An intermediate thin film formed on the surface of the container; And
A Si-incorporated diamond like carbon (Si-DLC) thin film formed on the intermediate thin film; And a Si-DLC thin film containing the Si-DLC thin film.
상기 중간박막과의 부착력 향상을 위해, 플라즈마 전처리된 것을 특징으로 하는 Si-DLC 박막을 갖는 식품용기.The container according to claim 1,
Wherein the Si-DLC thin film is pretreated with plasma to improve adhesion with the intermediate thin film.
폴리프로필렌(PP)으로 형성된 것을 특징으로 하는 Si-DLC 박막을 갖는 식품용기.The container according to claim 1,
A food container having a Si-DLC thin film formed of polypropylene (PP).
실리콘(Si)으로 형성된 것을 특징으로 하는 Si-DLC 박막을 갖는 식품용기.The method as claimed in claim 1,
Wherein the Si-DLC thin film is formed of silicon (Si).
상기 용기의 표면을 플라즈마 처리하는 단계;
상기 용기의 표면 상에 중간박막을 증착 형성하는 단계; 및
상기 중간박막 상에 Si-DLC(Si-incorporated Diamond Like Carbon) 박막을 증착 형성하는 단계; 를 포함하는 Si-DLC 박막을 갖는 식품용기의 제조방법.Preparing a plastic material container;
Subjecting the surface of the vessel to plasma treatment;
Depositing an intermediate thin film on the surface of the vessel; And
Depositing a Si-incorporated diamond like carbon (Si-DLC) thin film on the intermediate thin film; Wherein the Si-DLC thin film comprises a Si-DLC thin film.
아르곤(Ar)을 이용하여 플라즈마 처리하는 것을 특징으로 하는 Si-DLC 박막을 갖는 식품용기의 제조방법.6. The method of claim 5,
A method for producing a food container having a Si-DLC thin film, wherein plasma treatment is performed using argon (Ar).
폴리프로필렌(PP)으로 형성된 것을 특징으로 하는 Si-DLC 박막을 갖는 식품용기의 제조방법.The container according to claim 5,
Wherein the Si-DLC thin film is formed of polypropylene (PP).
실리콘(Si)으로 형성된 것을 특징으로 하는 Si-DLC 박막을 갖는 식품용기의 제조방법.The method as claimed in claim 5,
Wherein the Si-DLC thin film is formed of silicon (Si).
플라즈마 화학 기상 증착법(Plasma Chemical Vapor Deposition)을 통해 진행되는 것을 특징으로 하는 Si-DLC 박막을 갖는 식품용기의 제조방법.6. The method of claim 5, wherein forming the intermediate thin film and forming the Si-
Wherein the step of forming the Si-DLC thin film is carried out by plasma chemical vapor deposition (CVD).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160088544A KR101741955B1 (en) | 2016-07-13 | 2016-07-13 | Food Container Having Si-Incorporated Diamond Like Carbon Film and The Manufacturing Method Thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160088544A KR101741955B1 (en) | 2016-07-13 | 2016-07-13 | Food Container Having Si-Incorporated Diamond Like Carbon Film and The Manufacturing Method Thereof |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020120025472A Division KR20130104189A (en) | 2012-03-13 | 2012-03-13 | Food container having si-incorporated diamond like carbon film and the manufacturing method thereof |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20160089305A true KR20160089305A (en) | 2016-07-27 |
| KR101741955B1 KR101741955B1 (en) | 2017-05-30 |
Family
ID=56617162
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020160088544A Active KR101741955B1 (en) | 2016-07-13 | 2016-07-13 | Food Container Having Si-Incorporated Diamond Like Carbon Film and The Manufacturing Method Thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101741955B1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190024259A (en) | 2017-08-31 | 2019-03-08 | 새한프라텍 주식회사 | Plastic container having excellent gas barrier property and manufacturing method thereof |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102041387B1 (en) | 2019-04-25 | 2019-11-07 | (주)씨에스메탈 | Dlc film-coated chopping board and method for fabricating the same |
| KR20240035222A (en) | 2022-09-08 | 2024-03-15 | 주식회사 담음 | System and method for providing packing container rental service |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006082816A (en) * | 2004-09-14 | 2006-03-30 | Dainippon Printing Co Ltd | Method for producing gas barrier plastic container |
| JP4936764B2 (en) * | 2006-03-28 | 2012-05-23 | 麒麟麦酒株式会社 | DLC film coated biodegradable plastic container or film and method for producing the same |
-
2016
- 2016-07-13 KR KR1020160088544A patent/KR101741955B1/en active Active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190024259A (en) | 2017-08-31 | 2019-03-08 | 새한프라텍 주식회사 | Plastic container having excellent gas barrier property and manufacturing method thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR101741955B1 (en) | 2017-05-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7399500B2 (en) | Rapid process for the production of multilayer barrier layers | |
| CN100381606C (en) | Fast way to produce multi-layer isolation layers | |
| CN101878322B (en) | Plasma-deposited barrier coating including at least three layers, method for obtaining one such coating and container coated with same | |
| KR101162377B1 (en) | Chemical vapor deposition film formed by plasma cvd process and method for forming same | |
| AU713728B2 (en) | Apparatus and method for plasma processing | |
| US20020006487A1 (en) | Transmission barrier layer for polymers and containers | |
| US6001429A (en) | Apparatus and method for plasma processing | |
| US8133562B2 (en) | Plastic formed articles having a vapor deposited film and method of producing the same | |
| US20070281108A1 (en) | Process for Plasma Coating | |
| KR101741955B1 (en) | Food Container Having Si-Incorporated Diamond Like Carbon Film and The Manufacturing Method Thereof | |
| EP2813360B1 (en) | Vapour deposition foam | |
| KR20130104189A (en) | Food container having si-incorporated diamond like carbon film and the manufacturing method thereof | |
| JP2000117881A (en) | Gas barrier plastic container | |
| Gilman et al. | Organosilicon-based hybrid materials produced using low temperature plasma | |
| JP6110409B2 (en) | Food container having improved oxygen barrier properties and method for producing the same | |
| CN103189202A (en) | Gas-barrier laminate film | |
| KR20140071307A (en) | Food container having improved oxygen barrier properties and the manufacturing method thereof | |
| MXPA04000931A (en) | Modified aminoplast crosslinkers and powder coating compositions containing such crosslinkers. | |
| JP4899471B2 (en) | Gas barrier plastic container and manufacturing method thereof | |
| Vandencasteele | Surface Treatment with Atmospheric Plasma | |
| CN101039993A (en) | Process for plasma coating |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A107 | Divisional application of patent | ||
| A201 | Request for examination | ||
| PA0107 | Divisional application |
Comment text: Divisional Application of Patent Patent event date: 20160713 Patent event code: PA01071R01D Filing date: 20120313 Application number text: 1020120025472 |
|
| PA0201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20160722 Patent event code: PE09021S01D |
|
| PG1501 | Laying open of application | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| PE0701 | Decision of registration |
Patent event code: PE07011S01D Comment text: Decision to Grant Registration Patent event date: 20170427 |
|
| GRNT | Written decision to grant | ||
| PR0701 | Registration of establishment |
Comment text: Registration of Establishment Patent event date: 20170524 Patent event code: PR07011E01D |
|
| PR1002 | Payment of registration fee |
Payment date: 20170524 End annual number: 3 Start annual number: 1 |
|
| PG1601 | Publication of registration | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20200225 Year of fee payment: 4 |
|
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20200225 Start annual number: 4 End annual number: 4 |
|
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20210222 Start annual number: 5 End annual number: 5 |
|
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20220223 Start annual number: 6 End annual number: 6 |
|
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20240222 Start annual number: 8 End annual number: 8 |
|
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20250224 Start annual number: 9 End annual number: 9 |