KR20200059271A - 단일축으로-배향된 중합체 필름, 및 이들로부터 제조된 물품 - Google Patents

단일축으로-배향된 중합체 필름, 및 이들로부터 제조된 물품 Download PDF

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Abstract

하기의 각 특성을 나타내는 선형 저밀도 폴리에틸렌을, 적어도 하나의 층에 존재하는 물질의 총량을 기준으로, 적어도 65 wt.%를 포함하는 적어도 하나의 층을 갖는 단일축으로-배향된 에틸렌계 중합체 필름: 적어도 60%의 CDBI; ASTM D 1238(2.16 kg @190℃)에 따라 측정된 1.8 g/10분 내지 10 g/10분의 용융 지수, I2; 0.910 g/cc 내지 0.940 g/cc의 밀도; 및 3.0 미만의 Mw/Mn.

Description

단일축으로-배향된 중합체 필름, 및 이들로부터 제조된 물품
본 개시내용의 실시형태는 일반적으로 단일축으로-배향된 필름 및 물품, 예컨대, 예를 들어, 위생 물품을 제조하기 위해 상기 단일축으로-배향된 필름의 적용에 관한 것이다.
비-통기성 백시트는 위생 흡수제 제품, 예컨대, 예를 들어, 기저귀, 성인 실금 제품, 및 여성 위생 물품에 사용하기에 점점 더 바람직해지고 있다. 비-통기성 백시트는 부직포 기재 및 함께 적층된 필름을 포함할 수 있고, 여기서 그 주요 목적은 양호한 장벽 특성(주로 유체를 함유하기 위함), 불투명, 인장 특성, 통기성(또는 이의 결핍), 및/또는 촉지(예를 들어, 유연도)를 제공하기 위해 각각의 물질의 주요 속성을 결합하기 위한 것이다. 종래의 비-통기성 백시트는 캐스트 필름 공정을 사용하여 제작될 수 있고 충분한 필름 강성도를 제공하기 위해 더 두껍게 되는 경향이 있다. 그러나, 필름 특성에 부정적으로 영향을 미치지 않으면서 더 얇은 비-통기성 백시트가 바람직해지고 있다.
따라서, 양호한 필름 특성(예를 들어, 모듈러스, 천공력, 인장 강도)을 가지고 그것의 성능을 유지하면서 필름의 다운게이징을 허용하는 대안적인 필름이 바람직할 수 있다.
단일축으로-배향된 에틸렌계 중합체 필름이 본원 실시형태에 개시된다. 단일축으로-배향된 에틸렌계 중합체 필름은 하기의 각 특성을 나타내는 선형 저밀도 폴리에틸렌을, 적어도 하나의 층에 존재하는 물질의 총량을 기준으로, 적어도 65 wt.%를 포함하는 적어도 하나의 층을 갖는다: 적어도 60%의 공단량체 분포 폭 지수(CDBI: Comonomer Distribution Breadth Index); ASTM D 1238(2.16 kg @190℃)에 따라 측정된 1.8 g/10분 내지 10 g/10분의 용융 지수, I2; 0.910 g/cc 내지 0.940 g/cc의 밀도; 및 3.0 미만의 Mw/Mn.
단일축으로-배향된 에틸렌계 중합체 필름을 제조하는 방법이 또한 본원 실시형태에 개시된다. 본 방법은 하기 단계를 포함한다: (1) 하기의 각 특성을 나타내는 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)을, 적어도 하나의 층에 존재하는 물질의 총량을 기준으로, 적어도 65 wt.%를 포함하는 적어도 하나의 층을 갖는 에틸렌계 중합체 필름을 제공하는 단계: 적어도 60%의 공단량체 분포 폭 지수(CDBI); ASTM D 1238(2.16 kg @190℃)에 따라 측정된 1.8 g/10분 내지 10 g/10분의 용융 지수, I2; 0.910 g/cc 내지 0.940 g/cc의 밀도; 및 3.0 미만의 Mw/Mn; 및 (2) 필름을 기계 방향으로 스트레칭하여 단일축으로-배향된 에틸렌계 중합체 필름을 형성하는 단계로, 여기서 스트레칭은 선형 저밀도 폴리에틸렌의 피크 용융 온도, Tm 보다 20℃ 내지 50℃ 낮은 연신 온도, Td에서 2.5 내지 5의 연신비로 수행되고, 여기서 상기 연신비는
Figure pct00001
인 단계.
복합체가 추가로 본원 실시형태에 개시된다. 상기 복합체는 부직포에 적층된 단일축으로-배향된 에틸렌계 중합체 필름을 포함한다. 상기 필름은 하기의 각 특성을 나타내는 선형 저밀도 폴리에틸렌을, 적어도 하나의 층에 존재하는 물질의 총량을 기준으로, 적어도 65 wt.%를 포함하는 적어도 하나의 층을 갖는다: 적어도 60%의 공단량체 분포 폭 지수(CDBI); ASTM D 1238(2.16 kg @190℃)에 따라 측정된 1.8 g/10분 내지 10 g/10분의 용융 지수, I2; 0.910 g/cc 내지 0.940 g/cc의 밀도; 및 3.0 미만의 Mw/Mn.
위생 물품이 더 추가로 본원 실시형태에 개시된다. 상기 위생 물품은 복합체를 포함한다. 상기 복합체는 부직포에 적층된 단일축으로-배향된 에틸렌계 중합체 필름을 포함한다. 상기 필름은 하기의 각 특성을 나타내는 선형 저밀도 폴리에틸렌을, 적어도 하나의 층에 존재하는 물질의 총량을 기준으로, 적어도 65 wt.%를 포함하는 적어도 하나의 층을 갖는다: 적어도 60%의 공단량체 분포 폭 지수(CDBI); ASTM D 1238(2.16 kg @190℃)에 따라 측정된 1.8 g/10분 내지 10 g/10분의 용융 지수, I2; 0.910 g/cc 내지 0.940 g/cc의 밀도; 및 3.0 미만의 Mw/Mn.
위생 물품이 더 추가로 본원 실시형태에 개시된다. 상기 위생 물품은 부직포에 적층된 단일축으로-배향된 에틸렌계 중합체 필름을 포함한다. 상기 필름은 하기의 각 특성을 나타내는 선형 저밀도 폴리에틸렌을, 적어도 하나의 층에 존재하는 물질의 총량을 기준으로, 적어도 65 wt.%를 포함하는 적어도 하나의 층을 갖는다: 적어도 60%의 공단량체 분포 폭 지수(CDBI); ASTM D 1238(2.16 kg @190℃)에 따라 측정된 1.8 g/10분 내지 10 g/10분의 용융 지수, I2; 0.910 g/cc 내지 0.940 g/cc의 밀도; 및 3.0 미만의 Mw/Mn.
실시형태의 추가의 특징 및 이점은 다음의 상세한 설명에 제시될 것이며, 부분적으로 그 상세한 설명으로부터 당해 분야의 숙련가에게 쉽게 명백하거나 상세한 설명 및 실시예를 포함하여 본원에 기재된 실시형태들을 실시함으로써 인식될 것이다. 전술한 설명 및 하기의 설명 모두는 다양한 실시형태들을 설명하고 청구된 기술 요지의 본질 및 특성을 이해하기 위한 개요 또는 틀을 제공하도록 의도된 것으로 이해되어야 한다.
이제 단일축으로-배향된 필름, 단일축으로-배향된 필름을 포함하는 복합체, 및 단일축으로-배향된 필름을 포함하는 위생 물품의 실시형태에 대해 상세히 참조할 것이며, 그것의 예는 상세한 설명에 추가로 기재된다. 단일축으로-배향된 필름은 기저귀, 요실금 브리프, 트레이닝 바지, 여성 위생 제품, 및 다른 유사한 항목에서 사용될 수 있는 비통기성 백시트를 생산하는데 사용될 수 있다. 그러나, 이는 단지 본원에 개시된 실시형태들의 예시적인 구현일 뿐이라는 것에 유의한다. 상기 실시형태들은 상술한 것과 유사한 문제점에 영향받기 쉬운 다른 기술에도 적용 가능하다. 예를 들어, 단일축으로-배향된 필름은 또한, 분명히 본 실시형태의 범위 내에 있는, 와이프, 안면 마스크, 조직, 붕대, 상처 드레싱, 및 의복, 예컨대, 외과적 가운을 생산하는데 사용될 수 있다. 본원에서 사용된 바와 같이, "단일축으로-배향된 필름"은 단일 방향으로 (예를 들어, 단지 기계 방향으로 또는 단지 가로-방향으로) 신장된 필름을 지칭한다. 일부 실시형태에서, 본 필름은 기계 방향에서 단일축으로-배향된 필름이다.
본원 실시형태에서, 본 단일축으로-배향된 필름은 에틸렌계이다. 단일축으로-배향된 필름에 관련하여 본원에서 사용된 바와 같이, "에틸렌계"는 단일축으로-배향된 필름이 단일축으로-배향된 필름의 총 중량으로, 50% 초과의 에틸렌계 수지로 구성된다는 것을 의미한다. "에틸렌계 수지"는 에틸렌의 단일중합체 또는 에틸렌으로부터 유래된 대다수의 그것의 중합체 단위를 갖는 하나 이상의 공단량체와 에틸렌의 공중합체를 지칭한다. 이것은, 예를 들어, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 중간 밀도 폴리에틸렌(MDPE), 또는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)을 포함할 수 있다. 본 단일축으로-배향된 필름을 포함하는 복합체 또는 위생 물품이 또한 본원 개시된다. 일부 실시형태에서, 본 단일축으로-배향된 에틸렌계 중합체 필름은 단일층 필름이다. 다른 실시형태에서, 본 단일축으로-배향된 에틸렌계 중합체 필름은 다층 필름이다.
본 단일축으로-배향된 에틸렌계 중합체 필름은 적어도 하나의 층에 존재하는 물질의 총량을 기준으로 적어도 65 wt.%의 선형 저밀도 폴리에틸렌("LLDPE")을 포함하는 적어도 하나의 층을 갖는다. 일부 실시형태에서, 본 단일축으로-배향된 에틸렌계 중합체 필름은 적어도 하나의 층에 존재하는 물질의 총량을 기준으로 적어도 70 wt.%의 선형 저밀도 폴리에틸렌을 포함한다. 다른 실시형태에서, 본 단일축으로-배향된 에틸렌계 중합체 필름은 적어도 하나의 층에 존재하는 물질의 총량을 기준으로 적어도 75 wt.%의 선형 저밀도 폴리에틸렌을 포함한다. 추가 실시형태에서, 본 단일축으로-배향된 에틸렌계 중합체 필름은 적어도 하나의 층에 존재하는 물질의 총량을 기준으로, 적어도 80 wt.%, 85 wt.%, 90 wt.%, 95 wt.%, 97 wt.% 99 wt.%, 또는 100 wt.%의 선형 저밀도 폴리에틸렌을 포함한다.
LLDPE
LLDPE는 에틸렌 단량체 및 하나 이상의 알파-올레핀 공단량체의 공중합에 의해 생산된 선형 또는 실질적으로 선형 폴리에틸렌 중합체를 포함한다. LLDPE는 중량으로 50% 초과의, 에틸렌 단량체로부터 유래된 그것의 단위, 예를 들어, 중량으로 적어도 60%, 적어도 70%, 적어도 80%, 적어도 90%, 적어도 92%, 적어도 95%, 적어도 97%의 에틸렌 단량체로부터 유래된 단위; 및 중량으로 30% 미만, 예를 들어, 25% 미만, 20% 미만, 15% 미만, 10% 미만, 5% 미만, 3% 미만의 하나 이상의 알파-올레핀 공단량체로부터 유래된 단위를 포함한다. 공단량체 함량은 임의의 적합한 기술, 예를 들어, 핵 자기 공명 ("NMR") 분광학에 기초한 기술, 및 예를 들어, 미국 특허 제7,498,282호 (원용에 의해 본원에 편입됨)에 기술된 13C NMR 분석에 의해 측정될 수 있다.
적합한 알파-올레핀 공단량체는 C4-C20 알파-올레핀, C4-C12 알파-올레핀, C3-C10 알파-올레핀, C3-C8 알파-올레핀, C4-C8 알파-올레핀, 또는 C6-C8 알파-올레핀을 포함한다. 일부 실시형태에서, 알파-올레핀은 프로필렌, 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 4-메틸-1-펜텐, 1-헵텐, 1-옥텐, 1-노넨 및 1-데센으로 구성된 군으로부터 선택된다. 다른 실시형태에서, 알파-올레핀은 프로필렌, 1-부텐, 1-헥센, 및 1-옥텐으로 구성된 군으로부터 선택된다. 추가 실시형태에서, 알파-올레핀은 1-헥센 및 1-옥텐으로 구성된 군으로부터 선택된다. 더욱 추가의 실시형태에서, 에틸렌계 중합체는 에틸렌/α-올레핀 공중합체이고, 여기서 알파-올레핀은 1-옥텐이다.
임의의 종래의 에틸렌 (공)중합화 용액 단일 반응기 반응 공정이 LLDPE를 생산하기 위해 이용될 수 있다. 본원에 개시된 LLDPE를 제조하는 하나의 방법은 미국 특허 제5,977,251호에 상세히 기재되어 있고, 그것의 개시내용은 전체적으로 참고로 본원에 편입된다.
일 실시형태에서, LLDPE는 단일 용액상 루프식 반응기 시스템에서 중합 방법에 의해 제조되며, 여기서 촉매계는 하기 화학식 (I)의 금속-리간드 착물을 포함한다:
Figure pct00002
(I)
화학식 (I)에서, M은 티타늄, 지르코늄, 또는 하프늄으로부터 선택된 금속이고, 상기 금속은 +2, +3, 또는 +4의 형식적 산화 상태이며; n은 0, 1, 또는 2이고; n이 1인 경우, X는 한자리 리간드 또는 두자리 리간드이고; n이 2인 경우, 각각의 X는 한자리 리간드이고 동일 또는 상이하며; 상기 금속-리간드 착물은 총 전하-중성이고; O는 O(산소 원자)이고; 각각의 Z는 -O-, -S-, -N(RN)-, 또는 -P(RP)-로부터 독립적으로 선택되고; L은 (C1-C40)하이드로카르빌렌 또는 (C1-C40)헤테로하이드로카르빌렌이고, 여기서 (C1-C40)하이드로카르빌렌은 (L이 결합된) 화학식 (I)에서 2개의 Z 기를 연결하는 1-탄소 원자 내지 10-탄소 원자 링커 골격을 포함하는 부분을 가지거나 또는 (C1-C40)헤테로하이드로카르빌렌은 화학식 (I)에서 2개의 Z 기를 연결하는 1-원자 내지 10-원자 링커 골격을 포함하는 부분을 가지며, 여기서 (C1-C40)헤테로하이드로카르빌렌의 1-원자 내지 10-원자 링커 골격의 각각의 1 내지 10 원자는 독립적으로 탄소 원자 또는 헤테로원자이고, 여기서 각각의 헤테로원자는 독립적으로 O, S, S(O), S(O)2, Si(RC)2, Ge(RC)2, P(RC), 또는 N(RC)이고, 여기서 독립적으로 각각의 RC는 (C1-C30)하이드로카르빌 또는 (C1-C30) 헤테로하이드로카르빌이고; R1 및 R8은 -H, (C1-C40)하이드로카르빌, (C1-C40)헤테로하이드로카르빌, -Si(RC)3, -Ge(RC)3, -P(RP)2, -N(RN)2, -ORC, -SRC, -NO2, -CN, -CF3, RCS(O)-, RCS(O)2-, (RC)2C=N-, RCC(O)O-, RCOC(O)-, RCC(O)N(RN)-, (RN)2NC(O)-, 할로겐, 및 화학식 (II), 화학식 (III), 또는 화학식 (IV)를 갖는 라디칼로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택된다:
Figure pct00003
(II)
Figure pct00004
(III)
Figure pct00005
(IV)
화학식 (II), (III), 및 (IV)에서, 각각의 R31-35, R41-48, 또는 R51-59는 (C1-C40)하이드로카르빌, (C1-C40)헤테로하이드로카르빌, -Si(RC)3, -Ge(RC)3, -P(RP)2, -N(RN)2, -N=CHRC, -ORC, -SRC, -NO2, -CN, -CF3, RCS(O)-, RCS(O)2-, (RC)2C=N-, RCC(O)O-, RCOC(O)-, RCC(O)N(RN)-, (RN)2NC(O)-, 할로겐, 또는 -H로부터 독립적으로 선택되고, 단 R1 또는 R8 중 적어도 하나는 화학식 (II), 화학식 (III), 또는 화학식 (IV)를 갖는 라디칼이다.
화학식 (I)에서, 각각의 R2-4, R5-7, 및 R9-16은 (C1-C40)하이드로카르빌, (C1-C40)헤테로하이드로카르빌, -Si(RC)3, -Ge(RC)3, -P(RP)2, -N(RN)2, -N=CHRC, -ORC, -SRC, -NO2, -CN, -CF3, RCS(O)-, RCS(O)2-, (RC)2C=N-, RCC(O)O-, RCOC(O)-, RCC(O)N(RN)-, (RC)2NC(O)-, 할로겐, 및 -H로부터 독립적으로 선택된다.
이제부터는 촉매 시스템의 특정 실시형태들이 기재된다. 본 개시내용의 촉매 시스템은 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 본 개시내용에 기재된 특정 실시형태에 제한되는 것으로 해석되어서는 안 된다는 것을 이해해야 한다. 오히려, 실시형태들은 본 개시내용이 완전하고 완벽하도록 제공되며, 당업자에게 본 기술 요지의 범위를 충분히 전달하도록 제공된다.
용어 "독립적으로 선택되는"은, 본원에서 R1, R2, R3, R4 및 R5와 같은 R기가 동일하거나 상이할 수 있다는 것을 나타내기 위해 사용된다(예를 들어, R1, R2, R3, R4 및 R5는 모두 치환된 알킬일 수 있거나, 또는 R1 및 R2는 치환된 알킬일 수 있고, R3은 아릴 등일 수 있음). 단수의 사용은 복수의 사용을 포함하며, 그 반대도 마찬가지이다(예를 들어, 헥산 용매는 헥산류를 포함함). 명명된 R기는 일반적으로 그러한 명칭을 갖는 R기에 상응하는 것으로 당업계에서 인식되는 구조를 가질 것이다. 이러한 정의는 당업자에게 공지된 정의를 배제하는 것이 아니라, 보완 및 예시하기 위한 것으로 의도된다.
용어 "전구촉매"는, 활성자와 조합될 때 촉매 활성을 갖는 화합물을 나타낸다. 용어 "활성화제"는, 전구촉매를 촉매적으로 활성인 촉매로 전환시키는 방식으로 전구촉매와 화학적으로 반응하는 화합물을 나타낸다. 본원에 사용된 바, 용어 "조촉매"와 "활성자"는 상호교환 가능한 용어이다.
특정 탄소 원자-함유 화학기를 기재하기 위해 사용될 때, "(Cx-Cy)" 형태를 갖는 삽입구 표현은, 비치환 형태의 화학기가 x개의 탄소 원자 내지 y개의 탄소 원자(x 및 y포함)를 갖는다는 것을 의미한다. 예를 들어, (C1-C40)알킬은 1 내지 40개의 탄소 원자를 갖는 비치환된 형태의 알킬기이다. 일부 실시형태 및 일반 구조에서, 특정 화학기는 RS와 같은 하나 이상의 치환기로 치환될 수 있다. "(Cx-Cy)" 삽입구를 사용하여 정의된 화학기의 RS 치환된 버전은 임의의 RS 기의 정체성에 따라, y개 초과의 탄소 원자를 함유할 수 있다. 예를 들어, "RS가 페닐(-C6H5)인, 정확하게 1개의 RS로 치환된 (C1-C40)알킬"은 7 내지 46개의 탄소 원자를 함유할 수 있다. 따라서, 일반적으로, "(Cx-Cy)" 삽입구를 사용하여 정의된 화학기가 하나 이상의 탄소 원자-함유 치환기 RS로 치환되는 경우, 화학기의 최소 및 최대 총 탄소 원자 수는, x 및 y 모두에 모든 탄소 원자-함유 치환기 RS로부터의 탄소 원자 수의 조합된 합을 더함으로써 결정된다.
일부 실시형태에서, 화학식 (I)의 금속-리간드 착물의 각각의 화학기 (예를 들어, X, R, 등)는 비치환될 수 있어 RS 치환체를 갖지 않는다. 다른 실시형태에서, 화학식 (I)의 금속-리간드 착물의 화학기 중 적어도 하나는 독립적으로 하나 이상의 RS를 함유할 수 있다. 일부 실시형태에서, 화학식 (I)의 금속-리간드 착물의 화학기에서 RS의 총계는 20을 초과하지 않는다. 다른 실시형태에서, 화학기에서 RS의 총계는 10을 초과하지 않는다. 예를 들어, 각각의 R1-5가 2개의 RS로 치환된 경우, X 및 Z는 RS로 치환될 수 없다. 또 다른 실시형태에서, 화학식 (I)의 금속-리간드 착물의 화학기에서 RS의 총계는 5 RS를 초과하지 않을 수 있다. 2 또는 2 초과의 RS가 화학식 (I)의 금속-리간드 착물의 동일한 화학기에 결합된 경우, 각각의 RS는 독립적으로 동일 또는 상이한 탄소 원자 또는 헤테로원자에 결합되고 화학기의 과잉치환을 포함할 수 있다.
용어 "치환"은 상응하는 비치환된 화합물 또는 관능기의 탄소 원자 또는 헤테로원자에 결합된 적어도 하나의 수소 원자(-H)가 치환체(예를 들어 RS)에 의해 대체된다는 것을 의미한다. 용어 "과치환"은 상응하는 비치환 화합물 또는 관능기의 탄소 원자 또는 헤테로원자에 결합된 모든 수소 원자(H)가 치환기(예를 들어 RS)로 대체된 것을 의미한다. 용어 "다치환"은 상응하는 비치 환 화합물 또는 관능기의 탄소 원자 또는 헤테로 원자에 결합된 적어도 2개이지만, 모두 미만의 수소 원자가 치환기로 대체된 것을 의미한다.
용어 "-H"는 또 다른 원자에 공유 결합된 수소 또는 수소 라디칼을 의미한다. "수소" 및 "-H"는 상호교환 가능하며, 명백하게 명시되지 않는 한 동일한 것을 의미한다.
용어 "(C1-C40)하이드로카르빌"은 1 내지 40 탄소 원자의 탄화수소 라디칼을 의미하고 용어 "(C1-C40)하이드로카르빌렌"은 1 내지 40 탄소 원자의 탄화수소 디라디칼을 의미하고, 여기서 각각의 탄화수소 라디칼 및 각각의 탄화수소 디라디칼은 방향족 또는 비-방향족, 포화 또는 불포화된, 직쇄 또는 분지쇄, 시클릭 (모노- 및 폴리-시클릭, 융합 및 비-융합된, 바이시클릭을 포함한 폴리시클릭; 3 탄소 원자 또는 그 초과를 포함함) 또는 비환형이고 비치환되거나 하나 이상의 RS에 의해 치환된다.
본 개시내용에서, (C1-C40)하이드로카르빌은 비치환되거나 치환된 (C1-C40)알킬, (C3-C40)사이클로알킬, (C3-C20)사이클로알킬-(C1-C20)알킬렌, (C6-C40)아릴, 또는 (C6-C20)아릴-(C1-C20)알킬렌일 수 있다. 일부 실시형태에서, 각각의 상기 언급된 (C1-C40)하이드로카르빌 기는 최대 20개의 탄소 원자 (즉, (C1-C20)하이드로카르빌) 및 다른 실시형태로, 최대 12개의 탄소 원자를 가진다.
용어들 "(C1-C40)알킬" 및 "(C1-C18)알킬"은, 비치환되거나 하나 이상의 RS에 의해 치환된, 각각 1 내지 40 탄소 원자 또는 1 내지 18 탄소 원자의 포화된 직쇄 또는 분지쇄 탄화수소 라디칼을 의미한다. 비치환된 (C1-C40)알킬의 예는 비치환된 (C1-C20)알킬; 비치환된 (C1-C10)알킬; 비치환된 (C1-C5)알킬; 메틸; 에틸; 1-프로필; 2-프로필; 1-부틸; 2-부틸; 2-메틸프로필; 1,1-디메틸에틸; 1-펜틸; 1-헥실; 1-헵틸; 1-노닐; 및 1-데실이다. 치환된 (C1-C40)알킬의 예는, 치환된 (C1-C20)알킬, 치환된 (C1-C10)알킬, 트리플루오로메틸 및 [C45]알킬이다. 용어 "[C45]알킬" (대괄호를 가짐)은 치환체를 포함하여, 라디칼에 최대 45개의 탄소 원자가 있고, 그리고, 예를 들어, 각각 (C1-C5)알킬인, 하나의 RS에 의해 치환된 (C27-C40)알킬이 있다는 것을 의미한다. 각각의 (C1-C5)알킬은 메틸, 트리플루오로메틸, 에틸, 1-프로필, 1-메틸에틸 또는 1,1-디메틸에틸일 수 있다.
용어 "(C6-C40)아릴"은 6 내지 40개의 탄소 원자의 비치환되거나 (하나 이상의 RS에 의해) 치환된 모노-, 바이- 또는 트리시클릭 방향족 탄화수소 라디칼을 의미하고, 그 중 적어도 6 내지 14개의 탄소 원자는 방향족 고리 탄소 원자이고, 모노-, 바이- 또는 트리시클릭 라디칼은 각각 1, 2, 또는 3 고리를 포함하고; 여기서 1 고리는 방향족이고 2 또는 3 고리는 독립적으로 융합되거나 또는 비-융합되고, 그리고 2 또는 3 고리 중 적어도 하나는 방향족이다. 비치환된 (C6-C40)아릴의 예는, 비치환된 (C6-C20)아릴; 비치환된 (C6-C18)아릴; 2-(C1-C5)알킬-페닐; 2,4-비스(C1-C5)알킬-페닐; 페닐; 플루오레닐; 테트라히드로플루오레닐; 인다세닐; 헥사히드로인다세닐; 인데닐; 디히드로인데닐; 나프틸; 테트라히드로나프틸 및 페난트렌이다. 치환된 (C6-C40)아릴의 예는, 치환된 (C1-C20)아릴; 치환된 (C6-C18)아릴; 2,4-비스[(C20)알킬]-페닐; 폴리플루오로페닐; 펜타플루오로페닐 및 플루오렌-9-온-1-일이다.
용어 "(C3-C40)시클로알킬"은, 비치환되거나 하나 이상의 RS로 치환된, 3 내지 40개의 탄소 원자를 갖는 포화된 시클릭 탄화수소 라디칼을 의미한다. 다른 시클로알킬기(예를 들어 (Cx-Cy)시클로알킬)는, x 내지 y개의 탄소 원자를 가지며 비치환되거나 또는 하나 이상의 RS로 치환된 것으로서 유사한 방식으로 정의된다. 비치환 (C3-C40)시클로알킬의 예는, 비치환 (C3-C20)시클로알킬, 비치환 (C3-C10)시클로알킬, 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 시클로헥실, 시클로헵틸, 시클로옥틸, 시클로노닐 및 시클로데실이다. 치환된 (C3-C40)시클로알킬의 예는, 치환된 (C3-C20)시클로알킬, 치환된 (C3-C10)시클로알킬, 시클로펜타논-2-일 및 1-플루오로시클로헥실이다.
(C1-C40)하이드로카르빌렌의 예는 비치환되거나 치환된 (C6-C40)아릴렌, (C3-C40)사이클로알킬렌, 및 (C1-C40)알킬렌 (예를 들어, (C1-C20)알킬렌)을 포함한다. 일부 실시형태에서, 디라디칼은 동일한 탄소 원자(예를 들어, -CH2-) 또는 인접한 탄소 원자(즉, 1,2- 디라디칼) 상에 존재하거나, 1, 2 또는 2개 초과의 개재 탄소 원자에 의해 이격되어 있다(예를 들어, 각각 1,3-디라디칼, 1,4-디라디칼 등). 일부 디라디칼에는 α,ω-디라디칼이 포함된다. α,ω-디라디칼은 라디칼 탄소 사이에 최대 탄소 백본 간격을 갖는 디라디칼이다. (C2-C20)알킬렌 α,ω-디라디칼의 일부 예는, 에탄-1,2-디일(즉, -CH2CH2-), 프로판-1,3-디일(즉, -CH2CH2CH2-), 2-메틸프로판-1,3-디일(즉, -CH2CH(CH3)CH2-)을 포함한다. (C6-C50)아릴렌 α,ω-디라디칼의 일부 예는, 페닐-1,4-디일, 나프탈렌-2,6-디일 또는 나프탈렌-3,7-디일을 포함한다.
용어 "(C1-C40)알킬렌"은 비치환되거나 하나 이상의 RS에 의해 치환된 1 내지 40개 탄소 원자의 포화된 직쇄 또는 분지쇄 디라디칼(즉, 라디칼은 고리 원자 상에 있지 않음)을 의미한다. 비치환 (C1-C50)알킬렌의 예는, 비치환 -CH2CH2-, -(CH2)3-, -(CH2)4-, -(CH2)5-, -(CH2)6-, -(CH2)7-, -(CH2)8-, -CH2C*HCH3 및 -(CH2)4C*(H)(CH3)을 포함하는 비치환 (C1-C20)알킬렌이며, 여기서 "C*"는 수소 원자가 제거되어 2차 또는 3차 알킬 라디칼을 형성하는 탄소 원자를 나타낸다. 치환된 (C1-C50)알킬렌의 예는, 치환된 (C1-C20)알킬렌, -CF2-, -C(O)- 및 -(CH2)14C(CH3)2(CH2)5- (즉, 6,6-디메틸 치환된 노르말-1,20-에이코실렌)이다. 상기 언급된 바와 같이 2개의 RS가 함께 취해져 (C1-C18)알킬렌을 형성할 수 있기 때문에, 치환된 (C1-C50)알킬렌의 예에는, 또한 1,2-비스(메틸렌)시클로펜탄, 1,2-비스(메틸렌)시클로헥산, 2,3-비스(메틸렌)-7,7-디메틸-바이시클로[2.2.1]헵탄 및 2,3-비스(메틸렌)바이시클로[2.2.2]옥탄이 포함된다.
용어 "(C3-C40)시클로알킬렌"은, 비치환되거나 하나 이상의 RS로 치환된, 3 내지 40개의 탄소 원자를 갖는 시클릭 디라디칼 (즉, 라디칼이 고리 원자 상에 존재함)을 의미한다.
용어 "헤테로원자"는, 수소 또는 탄소 이외의 원자를 나타낸다. 헤테로원자의 예는 O, S, S(O), S(O)2, Si(RC)2, P(RP), N(RN), -N=C(RC)2, -Ge(RC)2-, 또는 -Si(RC)-를 포함하며, 여기서 각각의 RC, 각각의 RN, 및 각각의 RP는 비치환된 (C1-C18)하이드로카르빌 또는 -H이다. 용어 "헤테로탄화수소"는, 하나 이상의 탄소 원자가 헤테로원자로 대체된, 분자 또는 분자 골격을 나타낸다. 용어 "(C1-C40)헤테로하이드로카르빌"은 1 내지 40개 탄소 원자의 헤테로탄화수소 라디칼을 의미하고 용어 "(C1-C40)헤테로하이드로카르빌렌"은 1 내지 40개 탄소 원자의 헤테로탄화수소 디라디칼을 의미하고, 각각의 헤테로탄화수소는 하나 이상의 헤테로원자를 갖는다. 헤테로하이드로카르빌의 라디칼은 탄소 원자 또는 헤테로원자 상에 있고, 헤테로하이드로카르빌의 디라디칼은: (1) 1 또는 2개의 탄소 원자, (2) 1 또는 2개의 헤테로원자, 또는 (3) 탄소 원자 및 헤테로원자 상에 있을 수 있다. (C1-C50)헤테로히드로카르빌 및 (C1-C50)헤테로히드로카르빌렌은 각각, 비치환 또는 (하나 이상의 RS로) 치환된, 방향족 또는 비방향족, 포화 또는 불포화, 직쇄 또는 분지쇄, 환형 (모노시클릭 및 폴리시클릭, 융합된 및 비융합된 폴리시클릭 포함) 또는 비환형일 수 있다.
(C1-C40)헤테로하이드로카르빌은 비치환되거나 치환된 (C1-C40)헤테로알킬, (C1-C40)하이드로카르빌-O-, (C1-C40)하이드로카르빌-S-, (C1-C40)하이드로카르빌-S(O)-, (C1-C40)하이드로카르빌-S(O)2-, (C1-C40)하이드로카르빌-Si(RC)2-, (C1-C40)하이드로카르빌-N(RN)-, (C1-C40)하이드로카르빌-P(RP)-, (C2-C40)헤테로사이클로알킬, (C2-C19)헤테로사이클로알킬-(C1-C20)알킬렌, (C3-C20)사이클로알킬-(C1-C19)헤테로알킬렌, (C2-C19)헤테로사이클로알킬-(C1-C20)헤테로알킬렌, (C1-C40)헤테로아릴, (C1-C19)헤테로아릴-(C1-C20)알킬렌, (C6-C20)아릴-(C1-C19)헤테로알킬렌, 또는 (C1-C19)헤테로아릴-(C1-C20)헤테로알킬렌일 수 있다.
용어 "(C4-C40)헤테로아릴"은 4 내지 40개 총 탄소 원자 및 1 내지 10개 헤테로원자의 비치환되거나 (하나 이상의 RS에 의해) 치환된 모노-, 바이- 또는 트리시클릭 헤테로방향족 탄화수소 라디칼을 의미하고, 모노-, 바이- 또는 트리시클릭 라디칼은 각각 1, 2 또는 3 고리를 포함하고, 여기서 2 또는 3 고리는 독립적으로 융합되거나 또는 비-융합되고 2 또는 3 고리 중 적어도 하나는 헤테로방향족이다. 다른 헤테로아릴기(예를 들어, 일반적으로 (C4-C12)헤테로아릴과 같은 (Cx-Cy)헤테로아릴)은 x 내지 y개의 탄소 원자(예컨대, 4 내지 12개의 탄소 원자)를 갖고, 비치환되거나 하나 또는 하나 초과의 RS로 치환되는 것과 같은 유사한 방식으로 정의된다. 상기 모노시클릭 헤테로방향족 탄화수소 라디칼은 5-원 또는 6-원 고리이다. 5-원 고리는 5 - h 탄소 원자를 가지고, 여기서 h는 헤테로원자의 수이고 1, 2, 또는 3일 수 있고; 그리고 각각의 헤테로원자는 O, S, N, 또는 P일 수 있다. 5-원 고리 헤테로방향족 탄화수소 라디칼의 예는, 피롤-1-일; 피롤-2-일; 푸란-3-일; 티오펜-2-일; 피라졸-1-일; 이속사졸-2-일; 이소티아졸-5-일; 이미다졸-2-일; 옥사졸-4-일; 티아졸-2-일; 1,2,4-트리아졸-1-일; 1,3,4-옥사디아졸-2-일; 1,3,4-티아디아졸-2-일; 테트라졸-1-일; 테트라졸-2-일 및 테트라졸-5-일이다. 6-원 고리는 6 - h개의 탄소 원자를 갖고, 여기서 h는 1 또는 2일 수 있는 헤테로원자의 수이며, 헤테로원자는 N 또는 P일 수 있다. 6-원 고리 헤테로방향족 탄화수소 라디칼의 예는, 피리딘-2-일; 피리미딘-2-일 및 피라진-2-일이다. 바이시클릭 헤테로방향족 탄화수소 라디칼은 융합된 5,6- 또는 6,6-고리계일 수 있다. 융합된 5,6-고리계 바이시클릭 헤테로방향족 탄화수소 라디칼의 예는, 인돌-1-일 및 벤즈이미다졸-1-일이다. 융합된 6,6-고리계 바이시클릭 헤테로방향족 탄화수소 라디칼의 예는, 퀴놀린-2-일 및 이소퀴놀린-1-일이다. 트리시클릭 헤테로방향족 탄화수소 라디칼은 융합된 5,6,5-; 5,6,6-; 6,5,6- 또는 6,6,6-고리계일 수 있다. 융합된 5,6,5-고리계의 예는 1,7-디히드로피롤로[3,2-f]인돌-1-일이다. 융합된 5,6,6-고리계의 예는 1H-벤조[f] 인돌-1-일이다. 융합된 6,5,6-고리계의 예는 9H-카르바졸-9-일이다. 융합된 6,5,6-고리계의 예는 9H-카르바졸-9-일이다. 융합된 6,6,6-고리계의 예는 아크리딘-9-일이다.
상기 언급된 헤테로알킬은 (C1-C50)개의 탄소 원자, 또는 보다 적은 탄소 원자 및 하나 이상의 헤테로원자를 함유하는 포화된 직쇄 또는 분지쇄 라디칼일 수 있다. 마찬가지로, 헤테로알킬렌은 1 내지 50개의 탄소 원자, 및 하나 또는 하나 초과의 헤테로원자를 함유하는 포화된 직쇄 또는 분지쇄 디라디칼일 수 있다. 헤테로원자는, 상기 정의된 바와 같이, Si(RC)3, Ge(RC)3, Si(RC)2, Ge(RC)2, P(RP)2, P(RP), N(RN)2, N(RN), N, O, ORC, S, SRC, S(O) 및 S(O)2를 포함할 수 있으며, 여기서 헤테로알킬 및 헤테로알킬렌기는 각각 비치환되거나 하나 이상의 RS로 치환된다.
비치환된 (C2-C40)헤테로시클로알킬의 예는, 비치환된 (C2-C20)헤테로시클로알킬, 비치환된 (C2-C10)헤테로시클로알킬, 아지리딘-1-일, 옥세탄-2-일, 테트라히드로푸란-3-일, 피롤리딘-1-일, 테트라히드로티오펜-S,S-디옥시드-2-일, 모르폴린-4-일, 1,4-디옥산-2-일, 헥사히드로아제핀-4-일, 3-옥사-시클로옥틸, 5-티오-시클로노닐 및 2-아자-시클로데실이다.
용어 "할로겐 원자" 또는 "할로겐"은 플루오린 원자(F), 염소 원자(Cl), 브롬 원자(Br) 또는 요오드 원자(I)의 라디칼을 의미한다. 용어 "할라이드"는 할로겐 원자의 음이온성 형태: 플루오라이드(F-), 클로라이드(Cl-), 브로마이드(Br-), 또는 아이오다이드(I-)를 의미한다.
용어 "포화된"은 탄소-탄소 이중 결합, 탄소-탄소 삼중 결합, 및 (헤테로원자-함유 기에서) 탄소-질소, 탄소-인, 및 탄소- 실리콘 이중 결합이 없는 것을 의미한다. 포화된 화학기가 하나 이상의 치환기 RS로 치환되는 경우, 하나 이상의 이중 및/또는 삼중 결합은 선택적으로 치환기 RS에 존재할 수도 존재하지 않을 수도 있다. 용어 "불포화된"은 하나 또는 그 초과 개의 탄소-탄소 이중 결합, 탄소-탄소 삼중 결합, 및 (헤테로원자-함유 기에서) 탄소-질소, 탄소-인, 및 탄소-실리콘 이중 결합을 함유하는 것을 의미하며, 있다면 치환체 RS, 또는 있다면 (헤테로) 방향족 고리에 존재할 수 있는 임의의 이와 같은 이중 결합을 포함하지 않는다.
조촉매 성분
화학식 (I)의 금속-리간드 착물을 포함하는 촉매 시스템은 올레핀 중합 반응의 금속계 촉매를 활성화시키기 위한 당업계에 공지된 임의의 기술에 의해 촉매적으로 활성이 될 수 있다. 예를 들어, 화학식 (I)의 금속-리간드 착물을 포함하는 것은 상기 착물을 활성화 조촉매에 접촉시키거나, 또는 상기 착물을 이와 조합시킴에 의해 촉매적 활성이 부여될 수 있다. 본원에서 사용하기에 적합한 활성화 조촉매에는, 알킬 알루미늄; 중합체성 또는 올리고머성 알루미녹산(알루미녹산으로 알려져 있기도 함); 중성 루이스산; 및 비중합체성, 비배위성의 이온-형성 화합물(산화 조건 하에서의 이러한 화합물의 사용을 포함)이 포함된다. 적합한 활성화 기술은 벌크 전기분해이다. 상기 활성화 조촉매 및 기술 중 하나 이상의 조합이 또한 고려된다. 용어 "알킬 알루미늄"은, 모노알킬 알루미늄 디히드라이드 또는 모노알킬알루미늄 디할라이드, 디알킬 알루미늄 히드라이드 또는 디알킬 알루미늄 할라이드 또는 트리알킬알루미늄을 의미한다. 중합체성 또는 올리고머성 알루미녹산의 예에는, 메틸알루미녹산, 트리이소부틸알루미늄-개질된 메틸알루미녹산 및 이소부틸알루미녹산이 포함된다.
루이스 산 활성자(조촉매)는 본원에 기재된 바와 같은 1 내지 3개의 (C1-C20)히드로카르빌 치환기를 함유하는 13족 금속 화합물을 포함한다. 일 실시형태에서, 13 족 금속 화합물은 트리((C1-C20)하이드로카르빌)-치환된-알루미늄 또는 트리((C1-C20)하이드로카르빌)-붕소 화합물이다. 다른 실시형태에서, 13족 금속 화합물은 트리(히드로카르빌)-치환된-알루미늄, 트리((C1-C20)히드로카르빌)-보론 화합물, 트리((C1-C10)알킬)알루미늄, 트리((C6-C18)아릴)보론 화합물 및 이들의 할로겐화된(과할로겐화된 것 포함) 유도체이다. 추가의 실시형태에서, 13족 금속 화합물은 트리스(플루오로-치환된 페닐)보란, 트리스(펜타플루오로페닐)보란이다. 일부 실시형태에서, 활성화 조촉매는 트리스((C1-C20)히드로카르빌 보레이트(예를 들어 트리틸 테트라플루오로보레이트) 또는 트리((C1-C20)히드로카르빌)암모늄 테트라((C1-C20)히드로카르빌)보란(예를 들어 비스(옥타데실)메틸암모늄 테트라키스(펜타플루오로페닐)보란)이다. 본원에 사용된 바, 용어 "암모늄"은, ((C1-C20)히드로카르빌)4N+, ((C1-C20)히드로카르빌)3N(H)+, ((C1-C20)히드로카르빌)2N(H)2 +, (C1-C20)히드로카르빌N(H)3 + 또는 N(H)4 + 인 질소 양이온을 의미하고, 여기서 각각의 (C1-C20)히드로카르빌은, 2개 이상이 존재하는 경우, 동일하거나 상이할 수 있다.
중성 루이스 산 활성자 (조촉매)의 조합은, 트리((C1-C4)알킬)알루미늄 및 할로겐화 트리((C6-C18)아릴)보론 화합물, 특히 트리스(펜타플루오로페닐)보란의 조합을 포함하는 혼합물을 포함한다. 다른 실시형태는, 이러한 중성 루이스산 혼합물과 중합체성 또는 올리고머성 알루미녹산의 조합, 및 단일 중성 루이스산, 특히 트리스(펜타플루오로페닐)보란과 중합체성 또는 올리고머성 알루미녹산의 조합이다. (금속-리간드 착화합물):(트리스(펜타플루오로-페닐보란):(알루목산)[예를 들어, (4족 금속-리간드 착화합물):(트리스(펜타플루오로-페닐보란):(알루목산)]의 몰수의 비는 1:1:1 내지 1:10:30이며, 다른 실시형태에서 1:1:1.5 내지 1:5:10이다.
화학식 (I)의 금속-리간드 착물을 포함하는 촉매계는 하나 이상의 조촉매, 예를 들어, 양이온 형성 조촉매, 강한 루이스산, 또는 이들의 조합과 조합에 의해 활성 촉매 조성물을 형성하도록 활성화될 수 있다. 적합한 활성화 조촉매에는, 중합체성 또는 올리고머성 알루미녹산, 특히 메틸 알루미녹산뿐만 아니라, 불활성, 상용성, 비배위성의 이온 형성 화합물이 포함된다. 예시적인 적합한 조촉매는, 비제한적으로: 변형된 메틸 알루미녹산(MMAO), 비스(수소첨가된 탈로우 알킬)메틸, 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트(1-) 아민, 및 이들의 조합을 포함한다.
일부 실시형태에서, 전술한 활성화 조촉매 중 하나 이상이 서로 조합하여 사용된다. 특히 바람직한 조합은 올리고머성 또는 중합체성 알루목산 화합물과 트리((C1-C4)하이드로카르빌)알루미늄, 트리((C1-C4)하이드로카르빌)보란, 또는 암모늄 보레이트의 혼합물이다. 하나 이상의 화학식 (I)의 금속-리간드 착물의 총 몰수 대 하나 이상의 활성화 조촉매의 총 몰수의 비는, 1:10,000 내지 100:1이다. 일부 실시형태에서, 상기 비는 적어도 1:5000이고, 일부 다른 실시형태에서는 적어도 1:1000; 및 10:1 또는 그 미만이며, 일부 다른 실시형태에서는 1:1 또는 그 미만이다. 활성화 조촉매로서 알루미녹산이 단독으로 사용되는 경우, 바람직하게는 이용되는 알루미녹산의 몰수는 화학식 (I)의 금속-리간드 착물의 몰수의 적어도 100배이다. 활성화 조촉매로서 트리스(펜타플루오로페닐)보란이 단독으로 사용되는 경우, 일부 다른 실시형태에서, 이용되는 트리스(펜타플루오로페닐)보란의 몰수 대 하나 이상의 화학식 (I)의 금속-리간드 착물의 총 몰수는, 0.5:1 내지 10:1, 1:1 내지 6:1 또는 1:1 내지 5:1이다. 나머지 활성화 조촉매는 일반적으로 화학식 (I)의 하나 이상의 금속-리간드 착물의 총 몰량에 대략 동등한 몰량으로 이용된다.
본원 실시형태에서, LLDPE는 약 0.910 내지 0.940 g/cc의 범위인 밀도를 갖는다. 0.910 내지 0.940 g/cc의 모든 개별 값 및 하위범위가 본원에 포함되고 개시된다. 예를 들어, 일부 실시형태에서, LLDPE는 0.910 내지 0.935 g/cc의 밀도를 갖는다. 다른 실시형태에서, LLDPE는 0.910 내지 0.930g/cc의 밀도를 갖는다. 추가 실시형태에서, LLDPE는 0.912 내지 0.925 g/cc의 밀도를 갖는다. 본원에 개시된 밀도는 ASTM D-792에 따라 결정된다.
본원 실시형태에서, LLDPE는 약 1.8-10.0 g/10분의 용융 지수를 갖는다. 1.8 내지 10.0 g/10분의 모든 개별 값 및 하위범위가 본원에 포함되고 개시된다. 예를 들어, 일부 실시형태에서, LLDPE는 2.0 내지 8.0 또는 2.0 내지 6.0 g/10분의 용융 지수를 갖는다. 다른 실시형태에서, LLDPE는 2.0 내지 5.0 g/10분의 용융 지수를 갖는다. 에틸렌계 중합체에 대한 용융 지수, 또는 I2는 190℃, 2.16 kg에서 ASTM D1238에 따라 결정된다.
본원 실시형태에서, LLDPE는 3.0 미만의 분자량 분포 (Mw/Mn)를 갖는다. 3.0 미만의 모든 개별 값 및 하위범위가 본원에 포함되고 개시된다. 예를 들어, 일부 실시형태에서, LLDPE는 1.5 내지 3.0, 2.0 내지 2.8, 또는 2.0 내지 2.6의 분자량 분포 (Mw/Mn)를 가질 수 있다. 다른 실시형태에서, LLDPE는 2.0 내지 2.4의 분자량 분포 (Mw/Mn)를 가질 수 있다. Mw는 중량 평균 분자량이고 Mn은 수 평균 분자량이고, 이 둘 모두는 겔 투과 크로마토그래피(GPC)를 사용하여 측정될 수 있다.
본원 실시형태에서, LLDPE는 60% 초과의 조성 분포 폭 지수 (CDBI)를 갖는다. 60% 초과의 모든 개별 값 및 하위범위가 본원에 포함되고 개시된다. 예를 들어, 일부 실시형태에서, LLDPE는 65%, 77%, 또는 80% 초과의 CDBI를 가질 수 있다. 다른 실시형태에서, LLDPE는 60% 내지 95%, 65% 내지 95%, 77% 내지 90%, 또는 80% 내지 90%의 CDBI를 가질 수 있다.
일부 실시형태에서 본원, LLDPE는 총 결정화 용출 분별화 (CEF: crystallization elution fractionation) 분획 중 80% 이상의 70℃ 내지 90℃에서의 CEF 분획을 가질 수 있다.
본 필름은 선택적으로 하나 이상의 첨가제를 포함할 수 있다. 이와 같은 첨가제는, 비제한적으로, 산화방지제(예를 들어, 힌더드 페놀성물질, 예컨대, Ciba Geigy에 의해 공급된 IRGANOX® 1010 또는 IRGANOX® 1076), 포스파이트(예를 들어, 또한 Ciba Geigy에 의해 공급된 IRGAFOS® 168), 클링 첨가제(예를 들어, PIB(폴리이소부틸렌)), Standostab PEPQ™(Sandoz에 의해 공급됨), 안료, 착색제, 충전제(예를 들어, 탈산칼슘, 탈크, 마이카, 카올린, 펄라이트, 규조토, 백운석, 탄산마그네슘, 황산칼슘, 바륨 설페이트, 유리 구슬, 중합체 비드, 세라믹 비드, 천연 및 합성 실리카, 삼수산화알루미늄, 마그네슘 삼수산화물, 규회석, 위스커, 목분, 리그닌, 전분), TiO2, 항-정전 첨가제, 난연제, 살생물제, 항미생물제, 및 청징제/핵생성제(예를 들어, Milliken Chemical로부터 입수가능한 HYPERFORM™ HPN-20E, MILLAD™ 3988, MILLAD™ NX 8000)를 포함할 수 있다. 하나 이상의 첨가제가 그것의 원하는 목적을 달성하기 위해 당업계에서 전형적으로 사용된 수준으로 LLDPE에 포함될 수 있다. 일부 예에서, 하나 이상의 첨가제는 LLDPE 중 0-10 wt.%, LLDPE 중 0-5 wt.%, LLDPE 중 0.001-5 wt.%, LLDPE 중 0.001-3 wt.%, LLDPE 중 0.05-3 wt.%, 또는 LLDPE 중 0.05-2 wt.%의 범위인 양으로 포함된다.
필름
본원에 기재된 필름은 다양한 적용에 사용될 수 있다. 일부 실시형태에서, 본 필름은 위생 적용, 예컨대 기저귀, 트레이닝 바지, 및 성인 실금 물품, 또는 다른 유사한 흡수제 의복 적용에 사용될 수 있다. 다른 실시형태에서, 본 필름은 의료 응용, 예컨대 의료 드레이프, 가운, 및 외과적 슈트, 또는 다른 유사한 직물(직포 또는 부직포) 적용에 사용될 수 있다.
본원에 기재된 필름은 캐스트 기계 방향 배향을 포함한 임의의 수의 공정을 통해 제조될 수 있고 여기서 LLDPE는 평평한 다이를 통해 압출되어 평평한 고체 필름을 형성하고 그 다음 상승된 온도, 예컨대, LLDPE의 용융점보다 20℃ 내지 50℃ 낮은 온도에서 기계 방향으로 단일축으로-배향된다. 본원에 기재된 필름은 또한 취입 기계 방향 배향을 사용하여 제조될 수 있고 그것에 의하여 LLDPE는 환상 다이를 통해 압출되고 고체 평평한 필름을 생성하도록 슬릿될 수 있는 필름의 튜브를 생성하고 그 다음 상승된 온도, 예컨대, LLDPE의 용융점보다 20℃ 내지 50℃ 낮은 온도에서 기계 방향으로 단일축으로-배향된다.
전형적인 압출 설비는 공정 업스트림에 호퍼와 공정 다운스트림에 다이를 갖는 것으로 구성된다. 호퍼는 LLDPE를, 스크류를 함유하는 압출기의 배럴 안으로 공급한다. 스크류는 3개 섹션, 즉, 공급 섹션, 압축 섹션, 및 계량 섹션으로 전형적으로 분할될 수 있다. 압출기의 배럴을 따라, 후면에서 전면으로 다수의 가열 영역이 있을 것이다. 스크류는 압출기의 배럴 내부에서 중합체 용융물을 동시에 용융 및 압축시키면서 LLDPE를 전방으로 이송한다. 스크류의 압축 비는 전형적으로 2.5 내지 3.5이다. 이와 같은 압출기 설비에 대한 배럴의 길이 대 직경 비는 16:1 내지 30:1이다. 압출 공정은 160 내지 270 섭씨 온도의 범위인 온도에서 일어날 수 있다. 스크류와 다이 사이인, 다운스트림 말단에 있는 배럴의 말단에는 브레이커 플레이트 및 스크린 팩이 있다.
일부 실시형태에서, 본원에 기재된 필름은 아래와 같이 제조될 수 있다: 하기의 각 특성을 나타내는 선형 저밀도 폴리에틸렌을, 적어도 하나의 층에 존재하는 물질의 총량을 기준으로, 적어도 65 wt.%를 포함하는 적어도 하나의 층을 갖는 에틸렌계 중합체 필름을 제공하는 단계: 적어도 60%의 CDBI; ASTM D 1238(2.16 kg @190℃)에 따라 측정된 1.8 g/10분 내지 10 g/10분의 용융 지수, I2; 0.910 g/cc 내지 0.940 g/cc의 밀도; 및 3.0 미만의 Mw/Mn; 및 필름을 기계 방향으로 스트레칭하여 단일축으로-배향된 에틸렌계 중합체 필름을 형성하는 단계로, 여기서 스트레칭은 2.5 내지 5의 연신비, 및 선형 저밀도 폴리에틸렌의 피크 용융 온도, Tm 보다 20℃ 내지 50℃ 낮은 연신 온도, Td에서 수행되고, 여기서 상기 연신비는
Figure pct00006
인 단계.
본원 실시형태에서, 본원에 기재된 필름은 14 gsm 미만의 두께를 가질 수 있다. 14 gsm 미만의 모든 개별 값 및 하위범위가 본원에 포함되고 개시된다. 예를 들어, 일부 실시형태에서, 본 필름은 6 내지 13 gsm 또는 8 내지 13 gsm의 두께를 가질 수 있다. 다른 실시형태에서, 본 필름은 10 내지 13 gsm의 두께를 가질 수 있다. GSM은 제곱 미터당 그램이고 필름의 제곱 미터당 중량이다.
본원 실시형태에서, 필름의 적어도 하나의 층은 하기를 나타낼 수 있다:
Figure pct00007
식 중 연신비는
Figure pct00008
이고 2.5 내지 5의 범위이고; 여기서 연신비는 선형 저밀도 폴리에틸렌의 피크 용융 온도, Tm보다 20℃ 내지 50℃ 낮은 연신 온도, Td에서 수행된다.
일부 실시형태에서, 필름의 적어도 하나의 층은 하기를 나타낼 수 있다:
Figure pct00009
식 중 연신비는
Figure pct00010
이고 2.5 내지 5의 범위이고; 여기서 연신비는 선형 저밀도 폴리에틸렌의 피크 용융 온도, Tm보다 20℃ 내지 50℃ 낮은 연신 온도, Td에서 수행된다.
복합체/물품
일부 실시형태에서 본원은 부직포에 적층된 본원에서 기재된 바와 같은 필름을 포함하는 복합체이다. 일부 실시형태에서 본원은 복합체를 포함하는 위생 물품이다. 일부 실시형태에서 본원은 본원에서 기재된 바와 같을 필름을 포함하는 위생 물품이다. "부직포"는 부직웹, 부직포, 및 개별 섬유 또는 사가 삽입되어 있지만 규칙적이거나 반복적인 방식이 아닌 임의의 부직 구조를 포함한다. 본원에 기재된 부직포는 다양한 공정, 예컨대, 예를 들어, 에어 레잉 공정, 멜트블로잉 공정, 스펀본딩 공정 및 결합된 카딩된 웹 공정을 포함한 카딩 공정에 의해 형성될 수 있다.
시험 방법
밀도
본원에 개시된 밀도는 ASTM D-792에 따라 결정될 수 있다.
용융 지수
용융 지수, 또는 I2는 190℃, 2.16 kg에서 ASTM D1238에 따라 결정될 수 있다. 용융 지수, 또는 I10은 190℃, 10.0 kg에서 ASTM D1238에 따라 결정될 수 있다.
고온 겔 투과 크로마토그래피
겔 투과 크로마토그래피(GPC) 시스템은 온-보드 시차 굴절계(RI) (다른 적합한 농도 검출기는 Polymer ChAR(스페인 발렌시아 소재)로부터의 IR4 적외선 검출기를 포함할 수 있음)가 장착된 Waters(매사추세츠주 밀포드 소재) 150C 고온 크로마토그래프(다른 적합한 고온 GPC 기기는 Polymer Laboratories(영국 슈롭셔 소재) 모델 210 및 모델 220을 포함함)로 구성된다. 데이터 수집은 Viscotek TriSEC 소프트웨어, 버전 3 및 4-채널 Viscotek 데이터 매니저 DM400을 사용하여 수행된다. 본 시스템에는 또한 Polymer Laboratories(영국 슈롭셔 소재)로부터의 온라인 용매 탈가스 디바이스가 장착된다.
30 cm 길이의 Shodex HT803 13 미크론 컬럼 4개 또는 20 미크론 혼합-기공 크기 패킹의 30 cm Polymer Labs 컬럼(MixA LS, Polymer Labs) 4개와 같이 적합한 고온 GPC 컬럼이 사용될 수 있다. 샘플 캐로우젤 구획은 140℃에서 작동되고 칼럼 구획은 150℃에서 작동된다. 샘플은 50 밀리리터의 용매 중 0.1 그램의 중합체 농도로 제조된다. 크로마토그래피 용매 및 샘플 제조 용매는 200 ppm의 트리클로로벤젠(TCB)을 함유한다. 두 용매 모두 질소로 살포된다. 폴리에틸렌 샘플은 160℃에서 4시간 동안 온화하게 교반된다. 주입 부피는 200 마이크로리터이다. GPC를 통과하는 유속은 1 ml/분으로 설정된다.
GPC 칼럼 세트는 21 좁은 분자량 분포 폴리스티렌 표준을 흘려줌에 의해 보정된다. 표준의 분자량 (MW)은 580 내지 8,400,000의 범위이고, 그리고 표준은 6개 "칵테일" 혼합물에 함유된다. 각각의 표준 혼합물은 개별 분자량 사이에서 적어도 10단계의 분리를 갖는다. 표준 혼합물은 Polymer Laboratories로부터 구매된다. 폴리스티렌 표준은 1,000,000 이상의 분자량에 대해서 50 mL의 용매에서 0.025 g으로 제조되고 1,000,000 미만인 분자량에 대해서 50 mL의 용매에서 0.05 g으로 제조된다. 폴리스티렌 표준은 80℃에서 30분 동안 온화한 진탕으로 용해되었다. 좁은 표준 샘플 혼합물을 먼저 진행하고, 가장 높은 분자량 성분을 줄여가는 순서로 진행하여, 분해를 최소화한다. 폴리스티렌 표준 피크 분자량은 하기 방정식을 사용하여 폴리에틸렌 분자량으로 전환된다 (문헌 [Williams and Ward, J. Polym. Sci., Polym. Letters, 6, 621 (1968)]에 기재된 바와 같음): M폴리에틸렌 = A x (M폴리스티렌)B,
식 중 M은 (마킹된 바와 같은) 폴리에틸렌 또는 폴리스티렌 분자량이고, B는 1.0이다. A는 약 0.38 내지 약 0.44의 범위 내일 수 있고 넓은 폴리에틸렌 표준을 사용하여 보정 시에 결정된다는 것이 당해 분야의 숙련가에게 알려져 있다. 분자량 값, 예컨대 분자량 분포(MWD 또는 Mw/Mn), 및 관련된 통계(일반적으로 통상적인 GPC 또는 cc-GPC 결과를 지칭함)를 얻기 위해 이 폴리에틸렌 보정 방법의 사용은 문헌 [Williams and Ward]의 변형된 방법으로 여기서 정의된다.
DSC
넓은 온도 범위에서 중합체의 용융 및 결정화 거동을 측정하기 위해 시차 주사 열량계(DSC)가 사용될 수 있다. 예를 들어, RCS(냉장 냉각 시스템) 및 오토샘플러가 장착된 TA Instruments Q1000 DSC가 이러한 분석을 수행하는데 사용된다. 시험 동안, 50 ml/분의 질소 퍼지 가스 흐름이 사용된다. 각각의 샘플은 약 175℃에서 박막 안으로 용융 가압되고; 용융된 샘플은 그 다음 실온(약 25℃)으로 공랭된다. 3-10 mg, 6 mm 직경 샘플이 냉각된 중합체로부터 추출되고, 칭량되고, 경량 알루미늄 팬(약 50 mg)에 배치되고, 그리고 주름잡힌 뚜껑을 닫는다. 그런 다음 열 특성을 결정하기 위해 분석이 수행된다.
샘플의 열 거동은 샘플 온도를 위아래로 올려 열 흐름과 온도 프로파일을 생성함으로써 결정된다. 먼저, 열 이력을 제거하기 위해 샘플을 180℃로 빠르게 가열하고 3 분간 등온 상태로 유지한다. 다음으로, 샘플은 10℃ /분 냉각 속도로 -40℃로 냉각되고 -40℃에서 3분 동안 등온 유지된다. 샘플은 그 다음 10℃ /분 가열 속도로 150℃(이것은 "제2 가열" 램프임)로 가열된다. 냉각 및 두 번째 가열 곡선이 기록된다. 냉각 곡선은 결정화의 시작점에서 -20℃로 기준선 끝점을 설정하여 분석된다. 기준선 끝점을 -20℃에서 용융물 끝까지 설정하여 열 곡선을 분석한다. 결정된 값은, 용융점으로도 알려져 있는, 피크 용융 온도(Tm)이다. 피크 용융 온도는 제2 가열 곡선으로부터 보고된다. 다수의 피크가 관측된 경우, 최고 온도를 갖는 피크가 Tm을 결정하기 위해 사용된다.
결정화 용출 분별화 (CEF)
공단량체 분포 분석(일반적으로 단쇄 분지 분포(SCBD: short chain branching distribution)로도 지칭됨)은 IR-4 검출기(PolymerChar, 스페인) 및 2-각 광산란 검출기 모델 2040(Precision Detectors, 현재 Agilent Technologies)이 장착된 Crystallization Elution Fractionation (CEF)(PolymerChar, 스페인) (본원에 참고로 포함된, 문헌 [Monrabal et al, Macromol. Symp. 257, 71-79 (2007)])을 사용하여 측정된다. IR-4 또는 IR-5 검출기를 사용한다. 검출기 오븐에서 IR-4 검출기 또는 IR-5 검출기 바로 앞에 50X4.6 mm(PolymerLab, 현재 Agilent Technologies)의 10 또는 20 마이크론 가드 컬럼이 설치된다. 시그마-알드리치(Sigma-Aldrich) 사의 오르토-디클로로벤젠(ODCB, 99% 무수 등급) 및 2,5-디-3차-부틸-4-메틸페놀("BHT", 카탈로그 번호 B1378-500G, 배치 번호 098K0686)을 입수한다. ODCB는 사용 전에 증류된다. EMD Chemicals로부터 실리카 겔 40 (입자 크기 0.2 내지 0.5 mm, 카탈로그 번호 10181-3)도 입수된다. 실리카 겔은 사용하기 전에 약 2시간 동안 160 ℃의 진공 오븐에서 건조된다. 8백 밀리그램의 BHT 및 5 그램의 실리카겔이 2 리터의 ODCB에 첨가되어 ODCB를 건조시킨다. ODCB는 또한 실리카 겔이 충전된 컬럼 또는 컬럼들에 통과시킴으로써 건조될 수 있다. N2 퍼지하는 능력을 갖는 자동시료주입기가 장착된 CEF 기기의 경우, 실리카겔 40이 2개의 300 x 7.5 mm GPC 크기 스테인레스강 칼럼 안으로 충진되고 상기 실리카겔 40 칼럼은 CEF 기기의 펌프의 유입구에 설치되어 ODCB를 건조시키고; BHT는 이동상에 첨가되지 않는다. 이 "BHT와 실리카 겔을 함유한 ODCB" 또는 실리카 겔 40으로 건조된 ODCB는 이제부터 "ODCB"라고 칭한다. 이러한 ODCB는 사용하기 전에 1시간 동안, 건조 질소 (N2)로 살포된다. 건조 질소는 CaCO3 및 5 Å 분자체 상에 90 psig 미만으로 질소를 통과시킴으로써 수득된다. 생성된 질소는 대략 -73℃의 이슬점을 가져야 한다. 샘플 제조는 (달리 명시되지 않는 한) 160℃에서 2 시간 동안 교반하면서 4 mg/ml의 오토샘플러로 실행된다. 주입 부피는 300 μl이다. CEF의 온도 프로파일은: 안정화 온도 110℃, 110℃로부터 30℃로 3℃/분에서 결정화, 30℃에서 5분 동안 열 평형(2분으로 설정된 가용성 분획 용출 시간을 포함함), 30℃로부터 140℃로 3℃/분에서 용출이다. 결정화 중의 유량은 0.052 ml/분이다. 냉각 단계 중의 유량은 0.052 ml/분이다. 용리 중의 유량은 0.50 ml/분이다. 데이터는 1 데이터 포인트/초로 수집된다. CEF 컬럼은 미국 특허 제8,372,931호 (참고로 본원에 통합됨)에 따라 1/8 인치 스테인리스 튜브를 사용하여 125 μm ±6%의 유리 비드 (MO-SCI Specialty Products)로 충진된다. 컬럼 외경 (OD)은 1/8 인치이다. 이 방법을 재현하는데 필요했던 중요한 파라미터는 컬럼 내경 (ID), 및 컬럼 길이 (L)을 포함한다. ID와 L의 선택은 125 μm 직경 유리 비드로 충진될 때 액체 내부 부피가 2.1 내지 2.3 mL이 되도록 되어야 한다. L이 152 cm인 경우, ID는 0.206 cm이고 벽 두께는 0.056 cm이어야 한다. 유리 비드 직경이 125 μm이고 내부 액체 부피가 2.1 내지 2.3 mL 사이인 한 L과 ID에 대해 상이한 값이 사용될 수 있다. 컬럼 온도 보정은 ODCB에서 NIST 표준 참조 물질 선형 폴리에틸렌 1475a(1.0 mg/ml) 및 에이코산(2 mg/ml)의 혼합물을 사용함에 의해 수행된다. CEF 온도 보정은 다음 4 단계로 구성된다: (1) 에이코산의 측정된 최대 용리 온도에서 30.00℃를 뺀 것 사이의 온도 오프셋으로 정의된 지연 부피를 계산하는 단계; (2) CEF 미가공 온도 데이터로부터 용리 온도의 온도 오프셋을 차감하는 단계, 이러한 온도 오프셋은 용리 온도, 용리 유속 등과 같은 실험 조건의 함수임을 유의해야 한다; (3) NIST 선형 폴리에틸렌 1475a의 피크 온도가 101.0℃이고 에이코산의 피크 온도가 30.0℃가 되도록 30.00℃ 내지 140.00℃의 범위에서 용리 온도를 변형시키는 선형 보정 선을 생성하는 단계; (4) 30℃에서 등온적으로 측정된 가용성 분획의 경우, 용리 온도는 3℃/분의 용리 가열 속도를 사용하여 선형적으로 외삽된다. 보고된 용리 피크 온도는 관찰된 공단량체 함량 검정 곡선이 미국 특허 제8,372,931호(참고로 본원에 통합됨)에 이미 보고된 것과 일치하도록 얻어진다. CEF 데이터는 GPCOne 소프트웨어 (PolymerChar, 스페인)에 의해 가공된다.
공단량체 분포 폭 지수 (CDBI)
CDBI는 평균 총 공단량체 몰 함량의 50% 이내의 공단량체 함량을 갖는 중합체 분자의 중량%로 정의된다 (WO 93/03093에 보고된 바와 같으며, 이 문헌은 참고로 본원에 통합됨). 폴리올레핀의 CDBI는 당업계에 공지된 기술, 예를 들어, 문헌 [Wild, et al., Journal of Polymer Science, Poly. Phys. Ed., Vol. 20, 441 (1982)]; [L. D. Cady, "The Role of Comonomer Type and Distribution in LLDPE Product Performance," SPE Regional Technical Conference, Quaker Square Hilton, Akron, OH, 107-119 (Oct. 1-2, 1985)]; 또는 미국 특허 제4,798,081호(Hazlitt 등) 및 미국 특허 제5,008,204호(Stehling)에 기술된 바와 같은 승온 용리 분별(TREF: temperature rising elution fractionation)로 얻은 단쇄 분지 분포 (SCBD) 데이터로부터 편리하게 계산될 수 있으며, 이들 문헌 모두는 참고로 본원에 통합된다.
여기서, CDBI는 CEF에 의해 측정된 SCBD를 사용하여 하기 단계에 따라 계산된다:
(A) 방정식
Figure pct00011
에 따라 CEF로부터 0.2℃의 온도 단계 증가로, 20.0℃로부터 119.9℃까지 각각의 온도(T)에서 중량 분율(wT(T))을 획득하는 단계
(B) 가용성 분획을 포함한 0.500(50%)의 누적 중량 분율에 있는, 중앙 온도(T중앙값)를 계산하는 단계. 전체 용출 온도 범위(일반적으로 20.0 내지 120.0℃)에 대한 누적 중량 분율은 1.00으로 정규화된다.
(C) 공단량체 함량 보정 대 용출 온도를 사용함에 의해 중앙 온도 (T중앙값)에서 몰 %에 상응하는 중앙 총 공단량체 함량(C중앙값 )을 계산하는 단계.
(D) 공지된 양의 공단량체 함량을 갖는 일련의 기준 물질(에틸렌-옥텐 공중합체들), 즉, 좁은 공단량체 분포 (35.0 내지 119.0℃의 CEF에서 단봉형 공단량체 분포), 및 CEF 실험 섹션에 명시된 바와 동일한 실험 조건에서 CEF로 분석된 0.0 몰% 내지 7.0 몰% 범위의 공단량체 함량에서 35,000 내지 115,000(통상적 GPC에 의해 측정됨)의 중량 평균 Mw (통상적 GPC에 의함)를 갖는 11개의 기준 물질을 사용하여 공단량체 함량 보정 곡선을 구축하는 단계. 상기 기준 물질들의 공단량체 함량은 예를 들어, 미국 특허 제5,292,845호(Kawasaki 등) 및 문헌 [J. C. Randall in Rev. Macromol. Chem. Phys., C29, 201-317] (이들 문헌은 참고로 본원에 통합됨)에 기재된 기술에 따라 13C NMR 분석을 사용하여 측정된다.
(E) 각각의 참조 물질 및 그것의 공단량체 함량의 피크 온도(Tp)를 사용함에 의해 공단량체 함량 보정을 구축하는 단계; 공단량체 함량 보정 대 용출 온도의 보정은 방정식 (1)에서 나타낸 바와 같고 식 중: R2 는 상관관계 상수이고; T(℃)는 CEF에 의해 측정된 SCBD의 용출 온도이다.
식 중
Figure pct00012
(F) 0.5*C중앙값 내지 1.5*C중앙값 범위의 공단량체 함량을 갖는 총 중량 퍼센트로서의 CDBI를 계산한다. 중합체의 밀도가 0.94를 초과하는 경우, CDBI는 100%로 정의된다(WO1993003093 A1 (참고로 본원에 통합됨) 참조).
70℃ 내지 90℃에서 결정화 용출 분별화(CEF) 분획
70℃ 내지 90℃에서 결정화 용출 분별화(CEF) 분획은 CEF로부터
Figure pct00013
과 같이 계산된다.
필름 테스트 방법
인장 시험
기계 방향(MD) 및 가로 방향(CD) 둘 모두에서 인장 특성은 20 인치/분의 크로스헤드 속도에서 ASTM D882에 따라 결정된다. 시료의 폭은 1인치이고 초기 파지 분리는 2인치이다. 5% 연신율에서의 힘(뉴턴 단위)은 5% 변형률에서 하중에 의해 결정된다. 파단 응력은 인장 강도로 기록된다.
인열 테스트
기계 방향(MD) 및 가로 방향(CD) 둘 모두에서 엘멘도르프 인열 시험은 ASTM D1922, 유형 B - 일정한 반경에 따라 수행되었다.
천공력
천공 테스트는 ASTM D 5748을 사용하지만, 0.5인치 직경 스테인레스강 프로브로 수행된다. 필름 시료는 주위 온도에서 4인치 직경 개구를 갖는 공압 클램프에 유지된다. 충격 속도는 10인치/분이다. 필름을 파괴하는 힘이 천공력으로 기록된다.
실시예
본원에 기술된 실시형태들은 하기 비-제한적인 실시예들에 의해 더욱 예시될 수 있다.
수지 1
수지 1은 하기 화학식에 의해 제시된 전구촉매를 포함하는 촉매계의 존재에서 미국 특허 제5,977,251호에서 기재된 바와 같은 단일 루프식 반응기 시스템에서 용액 중합을 통해 제조된다:
Figure pct00014
.
수지 1에 대한 중합 조건은 표 1 및 2에 보고되어 있다. 표 1 및 2를 참고하면, TEA는 트리에틸알루미늄이고 PETROSOL D 100/120은 CEPSA(Compania Espanola de Petroleos, S.A.U., 스페인 마드리드 소재)로부터 상업적으로 입수가능한 용매이다. 수지 1 및 비교 수지의 특성은 표 3a-3c에 보고되어 있다.
Figure pct00015
Figure pct00016
수지 특성
Figure pct00017
Figure pct00018
필름
단일층, 기계 방향-배향된 (MDO) 필름은 표 3a 및 3b에서 나타낸 바와 같은 다양한 수지를 사용하여 Collin 캐스트 MDO 라인 상에서 생산되었다. 필름 구조는 표 4에 설명되어 있다.
MDO 필름은 Dr. Collin 캐스트 MDO 라인을 사용하여 제작되었다. Dr. Collin 캐스트 MDO 라인에는 캐스트 필름 유닛 및 온라인 MDO 유닛이 장착된다. 캐스트 필름 유닛은 3개 압출기(25/30/25mm) 및 슬롯 다이(0.7mm 다이 갭)를 갖는다. 단일층 캐스트 필름은 먼저 2 kg/h의 처리량 속도에서 캐스트 필름 유닛으로 생산된다. 필름은 온라인 MDO 유닛으로 유입되기 전에 캐스트 필름 유닛에서 칠 롤(칠 롤 온도 = 20℃) 상에서 켄칭된다. 온라인 MDO 유닛에서, 캐스트 필름은 표 4에 나타낸 바와 같이 다양한 온도에서 연신되었다. 온라인 MDO 유닛에서 예열 롤 온도는 연신 온도(또는 스트레칭 온도)보다 15℃ 낮은 온도로 설정된다. MDO 필름의 연신비(또는 스트레칭 비)는 또한 다양하고 표 4에 도시되어 있다. 연신비는 MDO 공정 전후의 두께 감소로 정의된다. 예를 들어, 3.5의 연신비는 MDO 후 최종 두께에 대해 온라인 MDO 유닛으로 유입하기 전의 캐스트 필름 두께의 비가 3.5이다는 것을 의미한다. 최종 필름 두께(MDO 후)는 13마이크론으로 고정되고 상응하는 기본 중량은 상이한 연신비가 사용될 때 캐스트 필름 두께를 다양화함에 의해, 제곱미터당 12그램(gsm)이다. 예를 들어, 필름 2에 대해, 초기 캐스트 필름 두께는 45.5마이크론으로 설정된다. 기본 중량은 1제곱미터의 면적을 갖는 필름의 중량으로 정의된다.
필름 1, 8 및 15, 통상적인 캐스트 필름은 MDO 없이 13마이크론(기본 중량은 12 gsm임)으로 제조되었다. 캐스트 필름은 온라인 MDO 유닛을 거침이 없이 수집된다. 필름 2-7, 9-14, 및 16-21 모두는 13마이크론(기본 중량은 12 gsm임)의 MDO 후 최종 필름 두께를 갖는다.
필름 특성은 하기 표 5a 및 5b에 도시되어 있다.
필름 구조
Figure pct00019
결과
Figure pct00020
Figure pct00021
본 발명 필름은 본 필름으로부터 제작된 물품의 원하는 성능을 유지하면서 필름의 다운게이징을 허용하는, 탁월한 필름 특성(예를 들어, MD 인장 강도, MD 인열, 천공 저항성, 모듈러스)를 갖는다.
본원에 개시된 치수 및 값은 열거된 정확한 수치에 엄격하게 한정되는 것으로 이해되지 않아야 한다. 대신, 달리 명시되지 않는 한, 각각의 치수는 열거된 값과 그 값을 둘러싼 기능적으로 동등한 범위 모두를 의미하고자 한다. 예를 들어, "13마이크론"으로 개시된 치수는 "약 13마이크론"을 의미하는 것으로 의도된다.
존재하는 경우, 상호 참조 또는 관련 특허 또는 출원 및 본 출원이 우선권 또는 이익을 주장하는 임의의 특허 출원 또는 특허를 비롯한, 본원에 인용된 모든 문서는, 명시적으로 제외되거나 달리 제한되지 않는 한, 그 전체가 참고로 본원에 통합된다. 임의의 문서의 인용은, 그것이 본원에 개시 또는 청구된 임의의 발명에 관한 선행 기술이거나 또는 그것이 단독으로 또는 임의의 다른 참고 문헌 또는 참고 문헌들과의 임의의 조합으로 임의의 그러한 발명을 교시, 제안하거나 개시한다고 인정하는 것은 아니다. 또한 이 문서에서의 용어의 임의의 의미 또는 정의가 원용에 의해 포함된 문서에서의 동일한 용어의 임의의 의미 또는 정의와 상충되는 한도 내에서, 이 문서의 해당 용어에 지정된 의미 또는 정의가 적용된다.
본 발명의 특정 실시형태들이 도시되고 설명되었지만, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 다른 변형 및 수정이 이루어질 수 있음은 당업자에게 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 범위 내에 있는 이러한 모든 변형 및 수정을 첨부된 청구범위에 포함하고자 한다.

Claims (15)

  1. 하기의 각 특성을 나타내는 선형 저밀도 폴리에틸렌을, 적어도 하나의 층에 존재하는 물질의 총량을 기준으로, 적어도 65 wt.%를 포함하는 적어도 하나의 층을 갖는 단일축으로-배향된 에틸렌계 중합체 필름:
    적어도 60%의 공단량체 분포 폭 지수(CDBI: comonomer distribution breadth index);
    ASTM D 1238(2.16 kg @190℃)에 따라 측정된 1.8 g/10분 내지 10 g/10분의 용융 지수, I2;
    0.910 g/cc 내지 0.940 g/cc의 밀도; 및
    3.0 미만의 Mw/Mn.
  2. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 층은 하기 특징을 나타내는, 필름:
    Figure pct00022

    식 중 연신비는
    Figure pct00023
    이고 2.5 내지 5의 범위이고; 상기 연신비는 선형 저밀도 폴리에틸렌의 피크 용융 온도, Tm보다 20℃ 내지 50℃ 낮은 연신 온도, Td에서 수행됨.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 적어도 하나의 층은 하기 특징을 나타내는, 필름:
    Figure pct00024

    식 중 연신비는
    Figure pct00025
    이고 2.5 내지 5의 범위이고; 상기 연신비는 선형 저밀도 폴리에틸렌의 피크 용융 온도, Tm보다 20℃ 내지 50℃ 낮은 연신 온도, Td에서 수행됨.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 LLDPE는 총 결정화 용출 분별화 (CEF) 분획 중 80% 이상의 70℃ 내지 90℃에서의 CEF 분획을 갖는, 필름.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 LLDPE는 77% 초과 또는, 대안적으로, 80% 초과의 CDBI를 갖는, 필름.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 필름은 14 gsm 미만의 전체적인 두께를 갖는, 필름.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 필름은 단일층 필름인, 필름.
  8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 필름은 다층 필름인, 필름.
  9. 부직포에 적층된 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 필름을 포함하는 복합체.
  10. 제9항의 복합체를 포함하는 위생 물품.
  11. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 필름을 포함하는 위생 물품.
  12. 필름을 제조하는 방법으로서, 하기 단계를 포함하는, 방법:
    하기의 각 특성을 나타내는 선형 저밀도 폴리에틸렌을, 적어도 하나의 층에 존재하는 물질의 총량을 기준으로, 적어도 65 wt.%를 포함하는 적어도 하나의 층을 갖는 에틸렌계 중합체 필름을 제공하는 단계:
    적어도 60%의 공단량체 분포 폭 지수(CDBI);
    ASTM D 1238(2.16 kg @190℃)에 따라 측정된 1.8 g/10분 내지 10 g/10분의 용융 지수, I2;
    0.910 g/cc 내지 0.940 g/cc의 밀도; 및
    3.0 미만의 Mw/Mn; 및
    필름을 기계 방향으로 스트레칭하여 단일축으로-배향된 에틸렌계 중합체 필름을 형성하는 단계로서, 여기서 스트레칭은 2.5 내지 5의 연신비, 및 선형 저밀도 폴리에틸렌의 피크 용융 온도, Tm 보다 20℃ 내지 50℃ 낮은 연신 온도, Td에서 수행되고, 상기 연신비는
    Figure pct00026
    인 단계.
  13. 제12항에 있어서, 상기 적어도 하나의 층은 하기 특징을 나타내는, 방법:
    Figure pct00027
  14. 제12항 및 제13항에 있어서, 상기 적어도 하나의 층은 하기 특징을 나타내는, 방법:
    Figure pct00028
  15. 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 필름은 14 gsm 미만의 전체적인 두께를 갖는, 방법.
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