알루미늄 증착필름의 증착 두께와 핀홀이 산소·수분 차단성에 미치는 영향
알루미늄 증착필름은 얇은 플라스틱 필름 위에 매우 얇은 금속층을 형성하여 차광성과 Barrier 성능을 부여하는 포장재다.
알루미늄박과 비슷해 보이지만 구조는 크게 다르다.
증착필름에서는 금속층이 극도로 얇기 때문에 알루미늄의 양뿐 아니라 금속층이 얼마나 연속적으로 형성됐는가가 차단 성능을 좌우할 수 있다.
증착층은 어떻게 만들어질까?
진공 증착에서는 알루미늄을 증발시킨 뒤 진공 상태에서 필름 표면에 응축시켜 얇은 금속층을 형성한다.
이 과정에서 기재필름의 표면상태, 증착조건, Web Speed 등이 최종 증착층의 균일성에 영향을 줄 수 있다.
금속층이 충분히 연속적이라면 산소와 수증기가 이동하기 어려운 장벽을 형성할 수 있다.
증착량을 늘리면 Barrier도 계속 좋아질까?
초기에는 금속층이 충분히 형성되지 않아 미세한 불연속 영역이 존재할 수 있다.
증착층이 형성되면서 이러한 경로가 감소하면 Barrier 성능이 향상될 수 있다.
하지만 일정 수준 이후에는 단순히 증착량을 계속 증가시키는 것만으로 동일한 비율의 성능 개선이 나타난다고 볼 수 없다.
결함과 균일성, 기재 표면 상태 등 다른 요소가 전체 성능을 제한할 수 있기 때문이다.
Optical Density가 사용되는 이유
알루미늄 증착필름에서는 Optical Density(OD)를 공정관리 지표로 사용하는 경우가 있다.
OD는 빛의 투과와 관련된 광학적 지표로 증착상태를 관리하는 데 유용하다.
하지만 OD가 동일하다고 해서 두 필름의 OTR이나 WVTR이 반드시 동일하다고 단정할 수는 없다.
Barrier 성능에는 금속층의 미세결함과 균일성도 관여하기 때문이다.
따라서 OD는 Barrier 측정 자체를 완전히 대체하는 값이라기보다 공정관리 지표로 이해하는 것이 적절하다.
핀홀이 특히 중요한 이유
완전한 금속층은 매우 높은 차단성을 제공할 수 있다.
그러나 미세한 핀홀이나 균열이 존재하면 그 부분이 산소와 수분의 우회경로가 될 수 있다.
고분자층 전체를 천천히 확산해야 했던 분자가 결함 부위에서는 훨씬 쉬운 경로를 이용할 가능성이 생기는 것이다.
따라서 고차단성 구조일수록 작은 결함의 상대적인 영향이 커질 수 있다.
증착 후 가공과정에서도 결함이 발생한다
증착 직후 Barrier가 좋았더라도 이후 공정을 거치면서 상태가 변할 수 있다.
- 라미네이션
- Slitting
- 인쇄
- 제대
- 반복 굴곡
- 제품 충전
- 운송
특히 증착층은 매우 얇기 때문에 기재필름이 크게 변형되면 금속층에 미세균열이 발생할 가능성이 있다.
따라서 최종 제품 성능을 평가하려면 원단 상태뿐 아니라 실제 가공 이후의 OTR과 WVTR을 확인하는 것이 유용하다.
알루미늄박과 증착필름은 동일하지 않다
두 소재 모두 알루미늄을 이용하지만 금속층의 두께와 구조가 다르다.
알루미늄박은 독립적인 foil 층을 사용하지만 증착필름은 고분자 기재 위에 매우 얇은 금속층을 형성한다.
따라서 비용, 유연성, 차광성, Barrier 성능, 굴곡 내구성 등을 목적에 따라 비교해야 한다.
증착필름을 평가할 때 함께 볼 항목
증착필름의 품질을 확인할 때는 하나의 지표에만 의존하지 않는 것이 좋다.
- Optical Density
- OTR
- WVTR
- 증착 균일성
- 기재필름 종류
- 굴곡 전후 Barrier 변화
- 라미네이션 후 성능
- 외관 결함
특히 고차단 포장에서는 평균적인 증착량보다 국부적인 결함이 존재하는가가 실제 성능에 더 큰 영향을 줄 수 있다.
따라서 알루미늄 증착필름은 “알루미늄이 얼마나 많이 올라갔는가”뿐 아니라 “얼마나 균일하고 결함 없이 연속적인 장벽을 형성했는가”를 함께 평가해야 한다.




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