KR102351569B1 - 폴리에틸렌 수지 필름 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 우수한 가공성 및 기계적 물성을 나타내면서도, 보다 향상된 투명성을 나타내는 폴리에틸렌 수지 필름에 관한 것이다. 상기 폴리에틸렌 수지 필름은 0.910 g/cm3 내지 0.930 g/cm3의 밀도를 가지며, ISO 1133에 따라 230℃의 온도 및 21.6kg의 하중 하에서 측정된 용융 유동률(MFR21.6)을 ISO 1133에 따라 230℃의 온도 및 2.16kg의 하중 하에서 측정된 용융 유동률(MFR2.16)로 나눈 MFRR(21.6/2.16)이 서로 다른 값을 나타내는 제 1 및 제 2 폴리에틸렌 수지를 상기 제 1 폴리에틸렌 수지 : 상기 제 2 폴리에틸렌 수지의 중량비가 6 : 4 내지 8 : 2로 되게 포함하고, 상기 제 1 폴리올레핀 수지는 MFRR(21.6/2.16)이 27 내지 40이고, 제 2 폴리올레핀 수지는 수지는 MFRR(21.6/2.16)이 15 내지 23이며, 90 내지 110㎛의 두께에서, 10% 이하의 헤이즈를 나타내는 것이다.

Description

폴리에틸렌 수지 필름{POLYETHLENE RESIN FILM}
관련 출원(들)과의 상호 인용
본 출원은 2017년 12월 18일자 한국 특허 출원 제 10-2017-0174514호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
본 발명은 우수한 가공성 및 기계적 물성을 나타내면서도, 보다 향상된 투명성을 나타내는 폴리에틸렌 수지 필름에 관한 것이다.
기존 LLDPE(linear low-density polyethylene)는 기계적 물성이 우수하지만 기포 안정성(bubble stability) 등이 열악하여 멜트 블로운(melt blown) 공법 등에 의해 가공할 때 안정적으로 필름을 형성하기 어려운 문제가 있었다. 또한, 이러한 필름은 헤이즈가 매우 크고, 투명성이 열악한 단점 또한 가지고 있었다.
이러한 문제를 해결하기 위해, LLDPE를 LDPE(low-density polyethylene)와 배합하여 사용하는 방법이 소개되었다. LLDPE에 LDPE를 첨가하는 방법을 이용하면 기포 안정성이 개선되어 멜트 블로운 공법 등에 의해 안정적으로 블로운 필름을 형성할 수 있었다. 하지만, 상기 LLDPE에 LDPE를 첨가하는 방법은 LDPE를 매우 소량 첨가하더라도 기존의 LLDPE의 기계적 물성을 현저하게 저하시키는 문제를 초래하였다. 또한, 이러한 방법에 있어서도, 필름의 두께가 커질수록 그 투명도가 크게 저하되는 것으로 확인되었다.
한편, 상술한 LLDPE가 갖는 열악한 가공성, 기포 안정성 등을 해결한 새로운 폴리에틸렌 수지가 최근에 개발된 바 있다(공개 특허 공보 제 2017-0099694 호 등 참조). 그러나, 이러한 신규한 폴리에틸렌 수지를 사용하여 필름을 제조한 경우에도, 헤이즈가 비교적 크게 나타나고 투명성이 충분치 못한 단점이 있었던 것이 사실이다.
이에 본 발명은 우수한 가공성 및 기계적 물성을 나타내면서도, 보다 향상된 투명성을 나타내는 폴리에틸렌 수지 필름을 제공하는 것이다.
본 발명은 0.910 g/cm3 내지 0.930 g/cm3의 밀도를 가지며,
ISO 1133에 따라 230℃의 온도 및 21.6kg의 하중 하에서 측정된 용융 유동률(MFR21.6)을 ISO 1133에 따라 230℃의 온도 및 2.16kg의 하중 하에서 측정된 용융 유동률(MFR2.16)로 나눈 MFRR(21.6/2.16)이 서로 다른 값을 나타내는 제 1 및 제 2 폴리에틸렌 수지를 상기 제 1 폴리에틸렌 수지 : 상기 제 2 폴리에틸렌 수지의 중량비가 6 : 4 내지 8 : 2로 되게 포함하고,
상기 제 1 폴리올레핀 수지는 MFRR(21.6/2.16)이 27 내지 40이고, 제 2 폴리올레핀 수지는 수지는 MFRR(21.6/2.16)이 15 내지 23이며,
90 내지 110㎛의 두께에서, 10% 이하의 헤이즈를 나타내는 폴리에틸렌 수지 필름을 제공한다.
본 발명에 따르면, 우수한 기계적 물성, 가공성 및 기포 안정성 등을 나타내면서도, 보다 향상된 투명성을 나타내는 폴리에틸렌 수지 필름이 제공될 수 있다.
도 1 은 비교예 2의 폴리에틸렌 수지 필름의 광학 현미경 사진이고,
도 2는 비교예 3의 폴리에틸렌 수지 필름의 광학 현미경 사진이며,
도 3은 실시예 1의 폴리에틸렌 수지 필름의 광학 현미경 사진이다.
이하 발명의 구체적인 구현예에 따른 폴리에틸렌 수지 필름 등에 대해 설명하기로 한다.
발명의 일 구현예에 따르면, 0.910 g/cm3 내지 0.930 g/cm3의 밀도를 가지며,
ISO 1133에 따라 230℃의 온도 및 21.6kg의 하중 하에서 측정된 용융 유동률(MFR21.6)을 ISO 1133에 따라 230℃의 온도 및 2.16kg의 하중 하에서 측정된 용융 유동률(MFR2.16)로 나눈 MFRR(21.6/2.16)이 서로 다른 값을 나타내는 제 1 및 제 2 폴리에틸렌 수지를 상기 제 1 폴리에틸렌 수지 : 상기 제 2 폴리에틸렌 수지의 중량비가 6 : 4 내지 8 : 2로 되게 포함하고,
상기 제 1 폴리올레핀 수지는 MFRR(21.6/2.16)이 27 내지 40이고, 제 2 폴리올레핀 수지는 수지는 MFRR(21.6/2.16)이 15 내지 23이며,
90 내지 110㎛의 두께에서, 10% 이하의 헤이즈를 나타내는 폴리에틸렌 수지 필름이 제공된다.
상술한 바와 같이, 기존 LLDPE(linear low-density polyethylene)는 기계적 물성이 우수하지만 기포 안정성(bubble stability) 등이 열악하여 멜트 블로운(melt blown) 공법 등에 의해 가공할 때 안정적으로 필름을 형성하기 어려운 문제가 있었다. 이러한 문제를 해결하기 위해, LLDPE와 LDPE(low-density polyethylene)를 배합하여 사용하는 방법이 소개되었다. 이러한 방법을 이용하면 기포 안정성이 개선되어 멜트 블로운 공법 등에 의해 안정적으로 블로운 필름을 형성할 수 있었다. 하지만, 상기 방법은 기존의 LLDPE에 LDPE를 매우 소량 첨가하더라도 기존의 LLDPE의 기계적 물성을 현저하게 저하시키는 문제를 초래하였으며, 필름의 두께가 커질수록 그 투명도 역시 저하되는 것으로 확인되었다.
이에 본 발명자들은 LLDPE에 LCB(long chain branch)를 도입하여 기존의 LLDPE와 동등하거나 또는 보다 우수한 수준의 기계적 물성을 나타내면서 기포 안정성이 개선된 새로운 폴리에틸렌 수지를 개발한 바 있으며, 이러한 폴리에틸렌 수지는 공개 특허 공보 제 2017-0099694 호에 개시되어 있다.
그러나, 이러한 폴리에틸렌 수지 역시 필름 상태에서 헤이즈가 비교적 크게 나타나고 투명성이 충분치 못한 단점을 갖는 것으로 확인되었다.
이에 본 발명자들의 계속적인 연구 결과, 상기 공개 특허 공보 제 2017-0099694 호 등에 공지된 방법으로 얻어진 제 1 폴리에틸렌 수지와, 상기 제 1 폴리에틸렌 수지와, 동등한 밀도 및 서로 상이한 MFRR(21.6/2.16) 값을 나타내는 제 2 폴리에틸렌 수지를 혼합하여 필름을 제조함에 따라, 상기 제 1 폴리에틸렌 수지가 갖는 우수한 기계적 물성, 가공성 및 기포 안정성을 유지하면서도, 보다 향상된 투명성, 즉, 10% 이하의 낮은 헤이즈를 나타내는 폴리에틸렌 수지 필름이 제공될 수 있음을 밝혀내고 발명을 완성하였다.
이는 MFRR(21.6/2.16) 값이 각각 상술한 범위를 나타내어 서로 상이하게 된 상기 제 1 및 제 2 폴리에틸렌 수지가 소정의 중량비, 예를 들어, 6 : 4 내지 8 : 2, 혹은 7 : 3 내지 8 : 2의 중량비로 혼합되어 필름으로 제막됨에 따라, 도 3에서 확인되는 바와 같이, 폴리에틸렌 수지의 보다 작은 결정 구조를 생성할 수 있기 때문으로 보인다, 이와 같이, 제 1 및 제 2 폴리에틸렌 수지가 혼합되어 이들 수지 각각 보다도 작은 결정 구조가 형성되는 것은 제 1 폴리에틸렌 수지의 수지 구조 중에 존재하는 LCB(Long Chain Branch)가 구정(Spherulite)의 생성을 억제할 수 있고, 더 나아가 제 1 및 제 2 폴리에틸렌 수지가 서로 물리적으로 상호작용하기 때문으로 예측된다.
결국, 일 구현예에 따른 폴리에틸렌 수지 필름은 이전에 알려진 어떠한 폴리에틸렌 수지 필름보다도 향상된 투명성을 나타낼 수 있으며, 이전의 필름과 동등 수준 이상의 기계적 물성, 가공성 및 기포 안정성을 나타냄에 따라, 다양한 분야에 매우 바람직하게 적용될 수 있다.
이하, 일 구현예의 폴리에틸렌 수지 필름을 각 성분별로 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
일 구현예의 필름에 포함되는 제 1 및 제 2 폴리에틸렌 수지는 서로 동등한 밀도, 수평균분자량, 중량평균분자량 및 용융 지수 등을 나타낼 수 있다. 이로서, 제 1 및 제 2 폴리에틸렌 수지가 서로 우수한 상용성을 나타낼 수 있으며, 일 구현예의 필름이 보다 우수한 투명성 등의 제반 물성을 나타낼 수 있다.
일 예로, 상기 제 1 및 제 2 폴리에틸렌 수지는 밀도가 0.910 g/cm3 내지 0.930 g/cm3, 혹은 0.915 g/cm3 내지 0.925 g/cm3, 혹은 0.918 g/cm3 내지 0.923 g/cm3일 수 있다. 또한, 상기 제 1 및 제 2 폴리에틸렌 수지는 수평균분자량이 20,000 내지 50,000 g/mol, 혹은 30,000 내지 48,000 g/mol, 혹은 35,000 내지 47,000 g/mol이고, 중량평균분자량이 100,000 내지 160,000 g/mol, 혹은 110,000 내지 150,000 g/mol, 혹은 113,000 내지 130,000 g/mol 일 수 있다. 그리고, 상기 제 1 및 제 2 폴리에틸렌 수지는 ASTM D1238 규격에 따라 190℃의 온도 및 2.16 kg의 하중 하에서 측정된 용융 지수가 0.5 g/10min 내지 3 g/10min, 혹은 0.7 g/10min 내지 2 g/10min , 혹은 0.8 g/10min 내지 1.5 g/10min 일 수 있다.
다만, 상기 상기 제 1 및 제 2 폴리에틸렌 수지는 ISO 1133에 따라 230℃의 온도 및 21.6kg의 하중 하에서 측정된 용융 유동률(MFR21 . 6)을 ISO 1133에 따라 230℃의 온도 및 2.16kg의 하중 하에서 측정된 용융 유동률(MFR2 . 16)로 나눈 MFRR(21.6/2.16) 값과, 용융 강도(Melt Strength)에 의해 서로 구분될 수 있다.
일 예로서, 상기 제 1 폴리올레핀 수지는 MFRR(21.6/2.16)이 27 내지 40, 혹은 27 내지 35, 혹은 28 내지 32일 수 있고, 제 2 폴리올레핀 수지는 수지는 MFRR(21.6/2.16)이 15 내지 23, 혹은 18 내지 23, 혹은 19 내지 22.5일 수 있다. 또, 상기 제 1 폴리올레핀 수지는 용융 강도가 60mN 이상, 혹은 60 내지 100mN, 혹은 80 내지 98mN일 수 있고, 상기 제 2 폴리올레핀 수지는 용융 강도가 50mN 이하, 혹은 20 내지 50mN, 혹은 30 내지 40mN일 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 폴리에틸렌 수지가 이러한 MFRR(21.6/2.16) 및 용융 강도 범위를 가짐에 따라, 이들 수지의 상용성이 보다 향상될 수 있고, 일 구현예의 필름에서 결정 구조의 크기가 보다 줄어들어 향상된 투명성과, 보다 우수한 제반 물성을 나타낼 수 있다. 반대로, 상기 제 1 및 제 2 폴리에틸렌 수지 중 하나라도, 상기 MFRR(21.6/2.16) 범위 등을 벗어나거나, 이러한 MFRR(21.6/2.16) 범위 등을 벗어나는 폴리에틸렌 수지가 첨가되는 경우, 일 구현예의 필름은 상대적으로 열악한 투명성을 나타냄이 확인되었다.
한편, 상술한 제 1 폴리에틸렌 수지는, 예를 들어, 공개 특허 공보 제 2017-0099694 호 등에 공지된 방법에 따라, 상술한 물성을 갖도록 제조 및 제공될 수 있으며, 혹은 제품명 SE1020NX, SE1020A, SE1020LX 등의 제품명으로 상업적으로 입수 가능한 수지 중 상술한 물성을 충족하는 수지를 선택하여 사용할 수 있다. 또, 상술한 제 2 폴리에틸렌 수지는 일반적으로 알려지거나, 상업적으로 입수 가능한 LLDPE 제품 중 상술한 물성을 충족하는 수지를 선택하여 사용할 수 있다.
그리고, 상기 제 1 및 제 2 폴리에틸렌 수지는, 예를 들면, 에틸렌과 알파올레핀의 공중합체일 수 있다. 이때, 상기 알파올레핀은 프로필렌, 1-부텐, 1-펜텐, 4-메틸-1-펜텐, 1-헥센, 1-헵텐, 1-옥텐, 1-데센, 1-운데센, 1-도데센, 1-테트라데센, 1-헥사데센 및 이들의 혼합물을 포함하는 것일 수 있다. 이 중에서도 상기 올레핀 중합체로는 에틸렌과 1-헥센의 공중합체일 수 있다.
또, 이미 상술한 바와 같이, 일 구현혜의 필름은 상술한 제 1 및 제 2 폴리에틸렌 수지를, 예를 들어, 6 : 4 내지 8 : 2, 혹은 7 : 3 내지 8 : 2의 중량비로 포함할 수 있다. 이로서, 일 구현예의 필름이 보다 향상된 투명성과, 우수한 제반 물성을 나타낼 수 있음은 이미 상술한 바와 같다. 이러한 제 1 및 제 2 폴리에틸렌 수지의 중량비가 상술한 범위를 벗어나는 경우, 일 구현예의 필름의 헤이즈가 증가하여 투명성이 열악해 지거나, 기계적 물성 등 제반 물성이 저하될 수 있다.
그리고, 일 구현예의 필름은 상술한 중량비 범위로 제 1 및 제 2 폴리에틸렌 수지를 혼합한 후, 통상적인 멜트 블로운 공법 등에 필름으로서 제조될 수 있다. 다만, 필름의 제조 방법이 이에 한정되지 않으며, 통상적인 필름 제조 공정을 별다른 제한 없이 적용할 수 있으므로, 이에 관한 추가적인 설명은 생략하기로 한다.
상술한 방법으로 얻어진 일 구현예의 폴리에틸렌 수지 필름은, 예를 들어, 90 내지 110㎛의 두께를 갖는 최종 필름 상태에서, 10% 이하의 헤이즈, 보다 구체적으로, 1 내지 10%, 혹은 3 내지 9%의 헤이즈로 정의되는 우수한 투명성을 나타낼 수 있다.
특히, 제 1 폴리에틸렌 수지는 동일 두께를 갖는 최종 필름 상태에서, 10 내지 30%의 헤이즈는 나타내며, 제 2 폴리에틸렌 수지는 동일 두께를 갖는 최종 필름 상태에서, 30%를 초과하는 헤이즈를 나타내지만, 이들을 소정 중량비로 혼합한 일 구현예의 필름은 놀랍게도 10% 이하의 매우 낮은 헤이즈 및 크게 향상된 투명성을 나타낼 수 있다. 이는 이미 상술한 바와 같이, 제 1 및 제 2 폴리에틸렌 수지가 서로 상호작용하여 결정 구조의 크기를 줄이고, 구정의 발생을 억제할 수 있기 때문으로 보인다.
한편, 일 구현예의 필름은 상술한 투명성 외에, 상술한 제 1 및 제 2 폴리에틸렌 수지와 동등한 밀도, 분자량 및 용융 지수를 나타낼 수 있다.
일 예로, 상기 일 구현예의 필름은 최종 필름 상태에서, 밀도가 0.910 g/cm3 내지 0.930 g/cm3, 혹은 0.915 g/cm3 내지 0.925 g/cm3, 혹은 0.918 g/cm3 내지 0.923 g/cm3일 수 있다. 또한, 상기 일 구현예의 필름은 최종 필름 상태에서 측정한 수평균분자량이 20,000 내지 50,000 g/mol, 혹은 30,000 내지 48,000 g/mol, 혹은 40,000 내지 45,000 g/mol 이고, 중량평균분자량이 100,000 내지 160,000 g/mol, 혹은 110,000 내지 150,000 g/mol, 혹은 115,000 내지 120,000 g/mol 일 수 있다. 그리고, 상기 상기 일 구현예의 필름은 최종 필름 상태에서, 190℃의 온도 및 2.16 kg의 하중 하에 측정된 용융 지수가 0.5 g/10min 내지 3 g/10min, 혹은 0.7 g/10min 내지 2 g/10min , 혹은 0.8 g/10min 내지 1.5 g/10min일 수 있다.
그리고, 상기 일 구현예의 필름은 최종 필름 상태에서 측정한 MFRR(21.6/2.16)이 23 내지 27, 혹은 25 내지 26.8일 수 있다. 또, 상기 일 구현예의 필름은 용융 강도가 50mN 이상, 혹은 50 내지 90mN, 혹은 60 내지 85mN일 수 있다.
이와 같이, 일 구현예의 필름은 크게 향상된 투명성(낮은 헤이즈)과 함께, 우수한 용융 가공성, 기계적 물성 등을 나타낼 수 있으므로, 다양한 분야/용도에 매우 바람직하게 적용될 수 있다.
이하 발명의 구체적인 실시예를 통해 발명의 작용, 효과를 보다 구체적으로 설명하기로 한다. 다만, 이는 발명의 예시로서 제시된 것으로 이에 의해 발명의 권리범위가 어떠한 의미로든 한정되는 것은 아니다.
비교예 1: 폴리에틸렌 수지 필름
엘지화학 사제 제품명: SE1020LX를 폴리에틸렌 수지로 사용하였다. 이러한 폴리에틸렌 수지를 사용하여 하기 제막 조건을 적용한 멜트 블로운 공법으로 100㎛ 두께를 갖는 비교예 1의 폴리에틸렌 수지 필름을 얻었다.
* 필름 제막 조건: Screw rpm - 30rpm, 가공 온도 170℃, Die gap 3mm, Dies 100mm; BUR 3.0, Temp 170℃
비교예 2: 폴리에틸렌 수지 필름
폴리에틸렌 수지로서 엘지화학 사제 제품명: SP312의 LLDPE를 사용한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 방법으로 폴리에틸렌 수지 필름을 얻었다.
비교예 3: 폴리에틸렌 수지 필름
폴리에틸렌 수지로서 한화케미칼 사제 제품명: HY4200의 LLDPE 및 LDPE의 혼합물을 사용한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 방법으로 폴리에틸렌 수지 필름을 얻었다.
비교예 4: 폴리에틸렌 수지 필름
폴리에틸렌 수지로서 롯데케미칼 사제 제품명: UL912를 사용한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 방법으로 폴리에틸렌 수지 필름을 얻었다.
실시예 1: 폴리에틸렌 수지 필름
비교예 1의 폴리에틸렌 수지를 제 1 폴리에틸렌 수지로 사용하고, 비교예 2의 폴리에틸렌 수지를 제 2 폴리에틸렌 수지로 사용하였다. 이들 제 1 및 제 2 폴리에틸렌 수지를 7 : 3의 중량비로 혼합하였다. 이에 대해, 비교예 1과 동일한 방법으로 폴리에틸렌 수지 필름을 얻었다.
실시예 2: 폴리에틸렌 수지 필름
비교예 1의 폴리에틸렌 수지를 제 1 폴리에틸렌 수지로 사용하고, 비교예 2의 폴리에틸렌 수지를 제 2 폴리에틸렌 수지로 사용하였다. 이들 제 1 및 제 2 폴리에틸렌 수지를 8 : 2의 중량비로 혼합하였다. 이에 대해, 비교예 1과 동일한 방법으로 폴리에틸렌 수지 필름을 얻었다.
실시예 3: 폴리에틸렌 수지 필름
비교예 1의 폴리에틸렌 수지를 제 1 폴리에틸렌 수지로 사용하고, 비교예 2의 폴리에틸렌 수지를 제 2 폴리에틸렌 수지로 사용하였다. 이들 제 1 및 제 2 폴리에틸렌 수지를 6 : 4의 중량비로 혼합하였다. 이에 대해, 비교예 1과 동일한 방법으로 폴리에틸렌 수지 필름을 얻었다.
비교예 5: 폴리에틸렌 수지 필름
실시예 1에서 얻어진 제 1 및 제 2 폴리에틸렌 수지의 7 : 3 중량비의 혼합물에 더하여, 비교예 4의 폴리에틸렌 수지를 추가 혼합하였다. 상기 실시예 1의 혼합물과, 비교예 4의 폴리에틸렌 수지는 5: 5의 중량비로 혼합하였다. 이에 대해, 비교예 1과 동일한 방법으로 폴리에틸렌 수지 필름을 얻었다.
비교예 6: 폴리에틸렌 수지 필름
비교예 1의 폴리에틸렌 수지를 제 1 폴리에틸렌 수지로 사용하고, 비교예 2의 폴리에틸렌 수지를 제 2 폴리에틸렌 수지로 사용하였다. 이들 제 1 및 제 2 폴리에틸렌 수지를 5 : 5의 중량비로 혼합하였다. 이에 대해, 비교예 1과 동일한 방법으로 폴리에틸렌 수지 필름을 얻었다.
시험예: 폴리에틸렌 수지 필름의 물성 평가
실시예 및 비교예에서 제조한 필름의 물성을 다음 방법으로 평가하였다. 참고로, 각 실시예 및 비교예에서 원료로 사용된 폴리에틸렌 수지와, 이의 필름 물성은 동등한 것임을 확인하였다.
(1) 밀도(g/cm3): 밀도는 ASTM D792 규격에 따라 측정하였다.
(2) 분자량 측정(Mw, Mn): 겔 투과 크로마토그래피(GPC, gel permeation chromatography, Water사 제조)를 이용하여 중량평균분자량(Mw)과 수평균 분자량(Mn)을 측정하였다. Polymer Laboratories PLgel MIX-B 300mm 길이 칼럼을 이용하여 Waters PL-GPC220 기기를 이용하여 평가하였다. 평가 온도는 160℃로 하였고, 1,2,4-트리클로로벤젠을 용매로서 사용하였으며 유속은 1mL/min의 속도로 측정하였다. 샘플은 10mg/10mL의 농도로 조제한 다음, 200 μL 의 양으로 공급하였다. 폴리스티렌 표준을 이용하여 형성된 검정 곡선을 이용하여 Mw 및 Mn 의 값을 유도하였다. 폴리스티렌 표준품의 분자량은 2,000 / 10,000 / 30,000 / 70,000 / 200,000 / 700,000 / 2,000,000 / 4,000,000 / 10,000,000의 9종을 사용하였다.
(3) MI2.16 및 MFRR (21.6/2.16): Melt Index (MI2. 16)는 ASTM D1238 (조건 E, 190℃, 2.16kg 하중) 규격에 따라 측정하였다. Melt Flow Rate Ratio (MFRR (21.6/2.16))는 MFR21 .6을 MFR2 .16으로 나누어 계산하였으며, MFR21 .6은 ISO 1133에 따라 230℃의 온도 및 21.6kg의 하중 하에서 측정하고, MFR2 .16은 ISO 1133에 따라 230℃의 온도 및 2.16kg의 하중 하에서 측정하였다.
(4) Melt Strength: 용융강도는 모델 3211 인스트론 capillary 레오미터가 부착된 고에트페르트 레오텐(Goettfert Rheotens) 71.97을 이용하여 측정하였다. 폴리에틸렌 수지 필름 용융물은 직경(diameter: D)에 대한 길이(length: L)의 비율(L/D)이 15인 capillary 다이(평면 다이, 180도 각도)를 통해 배출되었다. 10 분 동안 190℃에서 샘플을 평형화시킨후, 피스톤을 1 인치/분(2.54 cm/분)의 속도로 움직였다. 표준 시험 온도는 190℃이었다. 샘플을 1.2 mm/s2의 가속으로 다이 100 mm 아래 위치한 가속 닙(nip)의 세트로 단축으로 잡아당겼다. 장력은 닙 롤의 잡아당김 속도의 함수로서 기록되었다. 용융강도는 스트랜드가 파단되기 전 플라토 힘(mN)으로서 규정되었다. 용융강도 측정에 하기 조건들이 이용되었다.
플렁거 속도: 0.423 mm/s
Capillary die L/D: 15
전단속도: 72 /s
휠 초기 속도: 18 mm/s
휠 가속도: 12 mm/s2
배렐 직경: 9.52mm
Shear rate: 100~150 평균값
(5) 헤이즈 (Haze, %): 헤이즈는 ISO 13468기준에 따라 측정하였다. 이때 필름 시편의 두께는 90~110㎛로 하고, 한 시편당 10회 측정하여 그 평균값을 취하였다.
위와 같이 측정된 각 물성을 하기 표 1에 정리하여 나타내었다. 또한, 비교예 2 및 3과, 실시예 1에서 제조된 폴리에틸렌 수지 필름의 광학 현미경 사진을 각각 도 1 내지 3에 도시하였다.
단위 실시예1 실시예2 실시예3 비교예1 비교예2 비교예3 비교예4 비교예5 비교예6
Mn - 41,000 40,000 43,000 38,000 47,000 26,000 32,000 36,000 45,000
Mw - 118,000 116,000 119,500 114,000 122,000 88,000 110,000 114,000 120,000
MI2.16 g/10min 0.96 0.94 0.99 0.93 1.01 0.96 1.07 1.01 1.0
MFRR(21.6/2.16) - 25.5 26.3 23.8 28.9 22.2 34.1 26.9 26.3 23.5
Density g/cm3 0.919 0.920 0.919 0.920 0.918 0.920 0.920 0.920 0.919
MeltStrength 82 86 76 96 34 101 87 84 69
Haze 100㎛ % 7.2 7.0 9.3 12.3 36.5 17.3 15.7 11.6 14.6
상기 도 1을 참고하면, 실시예 1 내지 3의 필름은 제 1 및 제 2 폴리에틸렌 수지가 소정 비율로 혼합/제조됨에 따라, 낮은 헤이즈 및 우수한 기계적 물성(분자량 등) 및 가공성(용융 지수 등)을 나타내는 것으로 확인되었다.
이에 비해, 제 1 폴리에틸렌 수지로만 제조된 비교예 1 및 제 2 폴리에틸렌 수지로만 제조된 비교예 2나, 제 1 및 제 2 폴리에틸렌 수지와 MFRR 값이 다른 별도의 폴리에틸렌 수지로만 제조된 비교예 4는 모두 실시예에 비해 열악한 투명성(높은 헤이즈)을 나타내는 것으로 확인되었다.
또, 일반적인 LLDPE 및 LDPE가 혼합되어 제조된 비교예 3이나, 실시예 1의 조성물과, 비교예 4의 폴리에틸렌 수지가 더 혼합되어 제조된 비교예 5, 또한, 제 1 및 제 2 폴리에틸렌 수지의 중량비가 6 : 4에 못미치는 비교예 6 또한, 실시예에 비해 열악한 투명성을 나타내는 것으로 확인되었다.
이는 도 1 내지 도 3의 광학 현미경 사진에서 확인되는 바와 같이, 제 1 및 제 2 폴리에틸렌 수지가 최적 중량비로 혼합됨에 따라, 결정 구조의 크기를 줄일 수 있기 때문으로 보인다.

Claims (10)

  1. 0.910 g/cm3 내지 0.930 g/cm3의 밀도를 가지며,
    ISO 1133에 따라 230℃의 온도 및 21.6kg의 하중 하에서 측정된 용융 유동률(MFR21.6)을 ISO 1133에 따라 230℃의 온도 및 2.16kg의 하중 하에서 측정된 용융 유동률(MFR2.16)로 나눈 MFRR(21.6/2.16)이 서로 다른 값을 나타내는 제 1 및 제 2 폴리에틸렌 수지를 상기 제 1 폴리에틸렌 수지 : 상기 제 2 폴리에틸렌 수지의 중량비가 6 : 4 내지 8 : 2로 되게 포함하고,
    상기 제 1 폴리올레핀 수지는 MFRR(21.6/2.16)이 27 내지 40이고, 제 2 폴리올레핀 수지는 수지는 MFRR(21.6/2.16)이 15 내지 23이며,
    필름 상태에서, 23 내지 27의 MFRR(21.6/2.16)을 나타내고, 90 내지 110㎛의 두께에서, 10% 이하의 헤이즈를 나타내는 폴리에틸렌 수지 필름.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 폴리올레핀 수지는 용융 강도가 60mN 이상이고, 상기 제 2 폴리올레핀 수지는 용융 강도가 50mN 이하인 폴리에틸렌 수지 필름.
  3. 제 1 항에 있어서, 제 1 및 제 2 폴리에틸렌 수지는 수평균분자량이 20,000 내지 50,000 g/mol이고, 중량평균분자량이 100,000 내지 160,000 g/mol인 폴리에틸렌 수지 필름.
  4. 제 1 항에 있어서, 제 1 및 제 2 폴리에틸렌 수지는 ASTM D1238 규격에 따라 190℃의 온도 및 2.16 kg의 하중 하에서 측정된 용융 지수가 0.5 g/10min 이상 3 g/10min 미만인 폴리에틸렌 수지 필름.
  5. 제 1 항에 있어서, 제 1 및 제 2 폴리에틸렌 수지는 에틸렌과 알파올레핀의 공중합체인 폴리에틸렌 수지 필름.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 알파올레핀은 1-헥센인 폴리에틸렌 수지 필름.
  7. 제 1 항에 있어서, 필름 상태에서, 수평균분자량이 20,000 내지 50,000 g/mol이고, 중량평균분자량이 100,000 내지 160,000 g/mol인 폴리에틸렌 수지 필름.
  8. 삭제
  9. 제 1 항에 있어서, 필름 상태에서, 50mN 이상의 용융 강도를 나타내는 폴리에틸렌 수지 필름.
  10. 제 1 항에 있어서, 필름 상태에서, 190℃의 온도 및 2.16 kg의 하중 하에 측정된 용융 지수가 0.5 g/10min 내지 3 g/10min인 폴리에틸렌 수지 필름.
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