KR20200095915A - 폴리에틸렌 수지 조성물 및 이를 이용하여 제조되는 블로운 필름 - Google Patents

폴리에틸렌 수지 조성물 및 이를 이용하여 제조되는 블로운 필름 Download PDF

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Abstract

본 발명은 액상물 충전 및 포장재로 사용시 내용물의 pH 저하를 최소화하는 폴리에틸렌 수지 조성물 및 이를 이용하여 제조되는 블로운 필름을 제공한다.

Description

폴리에틸렌 수지 조성물 및 이를 이용하여 제조되는 블로운 필름 {POLYETHYLENE RESIN COMPOSITION AND blown film PREPARED BY USING THE SAME}
본 발명은 액상물 충전 및 포장재로 사용시 내용물의 pH 저하를 최소화하는 폴리에틸렌 수지 조성물 및 이를 이용하여 제조되는 블로운 필름에 관한 것이다.
폴리에틸렌 수지는 열 가소성 합성 수지의 일종으로, 경도, 기계적 강도, 내열성, 및 내한성 등 우수한 성질을 갖는 수지로 각종 용기, 절연 재료, 포장 재료, 호스, 파이프, 로프 등 압출성형품 등에 사용된다.
특히, 저밀도 폴리에틸렌 수지는 식음료용 용기 및 의료포장 용기 등에 널리 사용된다. 그러나, 저밀도 폴리에틸렌 수지로 필름 및 용기를 만들어 액체를 보관시 시간이 경과함에 따라 액상 내용물의 pH 가 저하되는 현상이 발생한다. 이러한 pH 저하 현상은 온도가 높을수록 그 폭이 크게 나타난다.
이러한 액상 내용물의 pH 저하 원인은, 외부 이산화탄소가 저밀도 폴리에틸렌층을 통해 내용물로 침투하여 용해되는 경우와, 저밀도 폴리에틸렌 내부에서 산성을 유발하는 물질이 내용물로 전이되는 현상에 의한 것으로 판단된다.
이에 따라, 저밀도 폴리에틸렌 수지를 이용하여 액체 포장용 용기를 제조함에 있어서, 액상 내용물의 pH 저하를 최소화할 수 있는 폴리에틸렌 수지 조성물 및 이를 이용하여 제조되는 블로운 필름 기술의 개발이 계속적으로 요구되고 있다.
본 발명은 액상물 충전 및 포장재로 사용시 내용물의 pH 저하(drop)를 최소화하는 폴리에틸렌 수지 조성물 및 이를 이용하여 제조되는 블로운 필름을 제공하고자 한다.
발명의 일 구현예에 따르면, 폴리에틸렌 수지 100 중량부와, 하이드로탈사이트(hydrotalcite) 0.07 중량부 내지 0.18 중량부, 및 폴리알킬렌 글리콜 0.001 중량부 내지 0.035 중량부를 포함하는, 폴리에틸렌 수지 조성물이 제공된다.
또한, 본 발명은 상기 폴리에틸렌 수지 조성물로부터 제조되는, 액체 포장용 블로운 필름을 제공한다.
본 발명은 액상물 충전 및 포장재로 사용시 내용물의 pH 저하를 최소화하는 폴리에틸렌 수지 조성물과 및 이를 이용하여 제조되는 블로운 필름을 제공한다.
본 발명에서, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용되며, 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 예시적인 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 구성 요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 구성 요소, 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 예시하고 하기에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
발명의 일 구현예에 따르면, 저밀도 폴리에틸렌 수지를 이용하여 블로운 필름으로 액체 포장용 용기를 제조시 액체 접촉면에서의 산염기 중화 반응 및 이온교환 반응을 통한 액상 내용물의 pH 저하(drop)를 최소화할 수 있는 폴리에틸렌 수지 조성물이 제공된다.
상기 폴리에틸렌 수지 조성물은, 폴리에틸렌 수지 100 중량부와, 하이드로탈사이트(hydrotalcite) 0.07 중량부 내지 0.18 중량부, 및 폴리알킬렌 글리콜 0.001 중량부 내지 0.035 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 저밀도 폴리에틸렌 수지 자체로는 극복하기 어려운 액상 내용물의 pH 저하(Drop) 현상을, 기능성 첨가제로 알려진 하이드로탈사이트와 폴리알킬렌 글리콜을 소정의 범위로 최적화하여 도입함으로써 현저히 개선할 수 있다. 특히, 하이드로탈사이트계 화합물은 FDA 및 유럽 약전 등의 사용이 허가된, 안정성이 확인된 바 있는 성분이지만, 과량으로 사용시에는 폴리에틸렌 성분과 상이한 무기물 함량이 증가되어 필름 내 겔을 발생시키고 물성을 저하시키는 요인으로 작용할 수 있다. 또한, 폴리에틸렌 수지를 제조하는 고온, 고압 공정 내 사용되는 콤프레서 오일(Compressor Oil)로 사용하는 폴리알킬렌 글리콜은 윤활제 역할을 하는 성분으로, 상기 폴리아킬렌 글리콜을 80 ℃ 이상의 고온에서 과량으로 사용시에는 포름산(formic acid)로 변화되어 액상 내용물의 pH를 떨어뜨리게 된다. 이에 따라, 본 발명은 액상물 충전 및 포장재로 사용하기 위한 폴리에틸렌 수지 조성물에 하이드로탈사이트와 폴리알킬렌 글리콜을 동시에 최적 범위로 혼합하여, 고온에서 장시간 보관시에도 액상 내용물의 pH 강하(drop) 폭을 현저히 개선할 수 있다.
본 발명에서, 상기 폴리에틸렌 수지는 별도의 공중합체를 포함하지 않는 에틸렌 호모 중합체일 수 있다.
상기 폴리에틸렌 수지는, 일 예로 ASTM D 1238의 방법으로 190 ℃, 2.16 kg 하중 조건 하에서 측정한 용융지수(MI2.16)가 약 0.1 g/10min 내지 약 10 g/10min, 또는 약 0.2 g/10min 내지 약 0.5 g/10min일 수 있다. 이는 블로운 필름을 안정적으로 제조할 수 있는 높은 버블안정성을 가지기 위해 폴리에틸렌 수지의 용융 강도(Melt strength)가 높은 특징을 갖는다. 여기서, 상기 폴리에틸렌 수지의 용융지수 MI2. 16는 ASTM D 1238의 방법으로 온도 190 ℃에서 하중 2.16 kg의 조건 하에서 측정한 값으로, 10분 동안 용융되어 나온 수지의 무게(g)로 나타낸다.
또한, 상기 폴리에틸렌 수지는 저밀도 폴리에틸렌 수지일 수 있다. 일 예로, 상기 저밀도 폴리에틸렌 수지는, ASTM D 792의 방법으로 측정한 밀도가 약 0.915 g/cm3 내지 약 0.935 g/cm3, 또는 약 0.92 g/cm3 내지 약 0.93 g/cm3일 수 있다. 이는 폴리에틸렌 수지의 밀도가 높아 외부 이산화탄소 유입이 저감되어 pH 강하 현상이 적게 나타나며, 또한 고결정성으로 필름 제품의 내열성이 높은 특징을 갖는다.
상기 폴리에틸렌 수지는, 일 예로 중량 평균 분자량이 약 90000 g/mol 내지 약 200000 g/mol 이며, 혹은 약 100000 g/mol 내지 약 190000 g/mol일 수 있다. 또한, 상기 폴리에틸렌 수지는, 일 예로 분자량분포(MWD)가 약 5.5 내지 약 10, 또는 약 6.5 내지 약 8일 수 있다.
여기서, 상기 폴리에틸렌 수지의 분자량분포(MWD, polydispersity index)는 일 예로, 겔 투과 크로마토그래피(GPC, gel permeation chromatography, Water사 제조)를 이용하여 상기 폴리에틸렌 수지의 중량 평균 분자량(Mw)과 수 평균 분자량(Mn)을 측정하고, 중량 평균 분자량을 수 평균 분자량으로 나누어 분자량 분포(MWD)를 계산할 수 있다.
구체적으로, 겔투과 크로마토그래피(GPC) 장치로는 Polymer Laboratories PLgel MIX-B 300mm 길이 칼럼을 이용하여 Waters PL-GPC220 기기를 이용할 수 있으며, Polymer Laboratories PLgel MIX-B 300mm 길이 칼럼을 사용하여 측정할 수 있다. 예컨대, 측정 온도는 160 ℃이며, 1,2,4-트리클로로벤젠(1,2,4-Trichlorobenzene)을 용매로서 사용하며, 유속은 1 mL/min로 하여 측정할 수 있다. 폴리에틸렌 수지의 샘플은 각각 GPC 분석 기기 (PL-GP220)을 이용하여 BHT 0.0125% 포함된 트리클로로벤젠(1,2,4-Trichlorobenzene)에서 160 ℃, 10시간 동안 녹여 전처리하고, 10 mg/10mL의 농도로 조제한 다음, 200 μL의 양으로 공급하여 측정할 수 있다. 이 때, 폴리스티렌 표준 시편을 이용하여 형성된 검정 곡선을 이용하여 Mw 및 Mn의 값을 유도할 수 있다. 폴리스티렌 표준 시편의 중량 평균 분자량은 2000 g/mol, 10000 g/mol, 30000 g/mol, 70000 g/mol, 200000 g/mol, 700000 g/mol, 2000000 g/mol, 4000000 g/mol, 10000000 g/mol의 9종을 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 폴리에틸렌 수지 조성물은 상술한 바와 같은 폴리에틸렌 수지에 대하여 하이드로탈사이트(hydrotalcite)계 화합물을 약 0.07 중량부 내지 약 0.18 중량부, 또는 약 0.1 중량부 내지 약 0.15 중량부로 포함한다.
일반적으로 하이드로탈사이트계 화합물은, 산수용 기능(acid acceptor)을 갖는 것으로, 산 제거제 내지 중화제로서의 역할을 할 수 있다. 그러나, 중화제로서 하이드로탈사이트계 화합물을 폴리에틸렌 수지 100 중량부 기준으로 약 0.18 중량부를 초과하여 포함할 경우, 포화되어 pH 강하(drop) 효과가 없고 오히려 폴리알킬렌 성분과 상이한 무기물 함량이 증가되어 필름 내 겔을 발생시키고 물성을 저하시키는 요인으로 작용한다. 또한, 상기 하이드로탈사이트계 화합물을 약 0.07 중량부 미만으로 포함할 경우, pH 강하 효과가 미비하게 나타난다.
상기 하이드로탈사이트계 화합물은, 마그네슘 알루미늄 하이드록사이드 카보네이트 하이드레이트(magnesium aluminum hydroxide carbonate hydrate)계 화합물일 수 있다. 이러한 하이드로탈사이트계 화합물은 마그네슘 알루미늄 하이드록시카보네이트(magnesium aluminum hydroxycarbonate)계 화합물로 지칭되기도 한다.
일 예로, 상기 하이드로탈사이트계 화합물은, 하기 화학식 1로 표시될 수 있는 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것일 수 있다.
[화학식 1]
MgxAl2(OH)2x +4(CO3)ㆍmH2O
상기 화학식 1에서, 4.0 < x ≤ 6.5이고, m은 1 내지 5의 유리수이다.
구체적으로, 상기 화학식 1에서 x는 4.2 < x ≤ 6.3이거나, 4.4 < x ≤ 6일수 있다.
구체적으로, 상기 화학식 1에서 m은 1.5 내지 4.5, 또는 2 내지 4의 유리수이다.
좀더 구체적으로, 상기 화학식 1은 Mg4 . 5Al2(OH)13(CO3)ㆍ3.5H2O 또는 Mg6Al2(CO3)(OH)16ㆍ4H2O 일 수 있다.
한편, 상술한 하이드로탈사이트계 화합물은, 마그네슘(Mg) 함량이 약 25% 내지 약 45%, 또는 약 30% 내지 약 40%일 수 있고, 알루미늄(Al) 함량의 경우 약 10% 내지 약 30%, 또는 약 15% 내지 약 25% 수준일 수 있다. 특히, 음이온 교환 효율을 증가시켜 pH 강하(drop) 효과를 최대화하기 위해 음이온 교환 능력이 가장 큰 -CO3(탄산) 치환기가 포함된 카보네이트계 화합물일 수 있다. 특히 레이저 회절 산란법으로 측정한 하이드로탈사이트의 입자 크기는 약 100 nm 내지 약 3000 nm, 또는 약 200 nm 내지 약 2500 nm, 또는 약 200 nm 내지 약 2000 nm 수준이 바람직하다. 상기 입자 크기가 약 100 nm 미만인 경우에는 분산성의 문제가 발생 될 수 있으며, 약 3000 nm를 초과하는 경우에는 투명성 저하로 상업적 사용에 제한이 있을 수 있다.
또한, 본 발명의 폴리에틸렌 수지 조성물은, 상술한 바와 같은 폴리에틸렌 수지 및 하이드로탈사이트(hydrotalcite)와 함께 폴리알킬렌 글리콜을 약 0.001 중량부 내지 약 0.035 중량부, 또는 약 0.001 중량부 내지 0.03 중량부로 포함할 수 있다.
일반적으로 폴리알킬렌 글리콜은 콤프레서 오일(Compressor Oil)로서 고온, 고압 공정 내 윤활제의 역할을 할 수 있으며, 원활한 공정 진행을 위하여 폴리에틸렌 수지 100 중량부 기준으로 약 0.001 중량부 이상이 포함된다. 그러나, 상기 폴리알킬렌 글리콜을 폴리에틸렌 수지 100 중량부 기준으로 약 0.035 중량부를 초과하여 과량으로 포함할 경우 포름산(Formic Acid) 로 변화되어 액상 내용물의 pH를 떨어뜨리게 된다.
상기 폴리알킬렌 글리콜은, 몰질량 (g/mol)이 약 5000 g/mol 내지 약 70000 g/mol, 또는 약 7000 g/mol 내지 약 60000 g/mol, 또는 약 10000 g/mol 내지 약 50000 g/mol일 수 있다. 이는 폴리알킬렌 글리콜이 고온에서 우수한 점성특성과 낮은 마찰특성을 갖는다는 것을 의미하며, 이는 고온고압 공정에서 콤프레서 오일로서 우수한 윤활제 역할을 수행 가능한 특징을 갖는다.
일 예로, 상기 폴리알킬렌 글리콜의 몰질량(g/mol)은 겔 투과 크로마토그래피(GPC, gel permeation chromatography, Water사 제조)를 이용하여 측정할 수 있으며, 구체적으로는 폴리에틸렌 수지의 분자량 측정 관련하여 전술한 바와 같은 GPC 장치와 방법을 적용할 수 있다.
상술한 폴리알킬렌 글리콜은 폴리에틸렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜 및 에틸렌-프로필렌 글리콜 공중합체로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다. 이 중에서, 적용 대상이 폴리에틸렌 수지임인 측면에서, 폴리에틸렌 글리콜을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 폴리에틸렌 수지 조성물은 상술한 바와 같은 폴리에틸렌 수지, 하이드로탈사이트(hydrotalcite), 및 폴리알킬렌 글리콜 이외에 페놀계 산화방지제 또는 인계 산화방지제 등의 산화방지제를 전혀 포함하지 않는 것을 특징으로 한다. 특히, 이러한 산화방지제를 추가로 포함할 경우에는, 하이드로탈사이트계 화합물에 흡착되어 음이온 교환 작용을 억제시킴으로써 오히려 액상 내용물의 pH 강하(drop) 폭을 증가시키게 된다.
본 발명의 수지 조성물은 상술한 성분 외에도, 본 발명이 속한 기술분야에서 일반적으로 사용되는 대전방지제, 계면활성제, 무적제, 표면윤활제, 자외선(UV)차단제 등을 추가로 포함할 수 있다.
한편, 발명의 다른 일 구현예에 따르면, 상술한 바와 같은 폴리에틸렌 수지 조성물을 이용하여 제조되는, 액체 포장용 블로운 필름이 제공된다.
상술한 블로운 필름은, 본 발명의 폴리에틸렌 수지 조성물을 사용하는 것을 제외하고는, 본 발명이 속한 기술 분야에서 일반적으로 사용되는 폴리에틸렌 가공 방법에 의할 수 있으며, 예를 들어, 본 발명의 수지 조성물을 원통형 관 구조물에 의해 압출시키고, 치수를 팽창시키기 위해 용융된 수지 조성물 관 내부에서 내부 공기압을 이용하여 연신시키는 과정을 포함할 수 있다. 좀더 구체적으로는, 폴리에틸렌 수지 조성물의 펠렛을 압출기에 투입하여 약 10 ㎛ 내지 약 100 ㎛ 정도, 바람직하게는 약 50 ㎛ 내지 약 60 ㎛ 정도의 두께가 되도록 인플레이션 성형하는 방법에 따라 제조되나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에 따른 블로운 필름은, 상기 폴리에틸렌 수지 조성물 외에도 필요에 따라 기타의 첨가제를 포함할 수 있다. 구체적으로 이러한 첨가제로는, 열 안정제, 산화 방지제, UV 흡수제, 광 안정화제, 금속 불활성제, 충전제, 강화제, 가소제, 윤활제, 유화제, 안료, 광학 표백제, 난연제, 대전 방지제, 발포제 등이 있다. 상기 첨가제의 종류는 특별히 제한되는 것은 아니고, 본 발명이 속하는 기술분야에 알려진 일반적인 첨가제를 사용할 수 있다.
특히, 상술한 블로운 필름은, 상술한 바와 같이 폴리에틸렌 수지에, 하이드로탈사이트(hydrotalcite), 및 폴리알킬렌 글리콜를 소정의 함량으로 첨가한 폴리에틸렌 수지 조성물을 사용하여 제조함으로써, 고온에서 장시간 보관시에도 pH 강하(drop) 폭을 약 0.3 이내 또는 약 0 내지 약 0.3 수준으로, 혹은 약 0.26 이내 또는 약 0 내지 약 0.26 수준으로 최소화할 수 있다.
일 예로, 상기 블로운 필름으로 이루어진 용기에, 정제수 1 L에 염화나트륨 3 g 의 농도로 pH 5~7 범위에 있는 평가용액을 담고, 약 109 ℃에서 약 1 시간 동안 오븐에 방치한 후 pH 값(pH-1)을 측정하고, 약 85 ℃에서 약 7일간 오븐에 방치한 후 pH 값(pH-2)을 측정하여, 상기 pH-1로부터 상기 pH-2까지의 pH 변화 폭을 산측하였을 때, 상기 pH 변화 폭은 약 0.3 이내, 약 0 내지 약 0.3, 혹은 약 0.26 이내, 약 0 내지 약 0.26, 또는 약 2 내지 약 0.26 정도가 될 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
하기 표 1에 나타낸 바와 같은 조성으로, 하이드로탈사이트계 화합물로 마그네슘 알루미늄 하이드록사이드 카보네이트 하이드레이트계 화합물(Mg4.5Al2(OH)13(CO3)ㆍ3.5H2O, 상품명: DHT-4A, 제조사: 일본교화), 및 폴리알킬렌 글리콜로 몰질량이 35,000 g/mol인 폴리에틸렌 글리콜(품명: PEG-35000, 제조사: Clariant)가 섞여 있는 농축 혼합물을 160 ℃의 혼련기 내에서 제조하고, 190 ℃의 압출기에서 밀도(density) 0.925 g/cm3, 용융지수(MI2.16, 190 ℃, 2.16 kg) 0.3 g/10min인 저밀도 폴리에틸렌 수지와 혼합하여 폴리에틸렌 수지 조성물 펠렛을 제조하였다.
실시예 2
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하되, 상기 저밀도 폴리에틸렌 수지 100 중량부에 대하여 마그네슘 알루미늄 하이드록사이드 카보네이트 하이드레이트계 화합물 0.15 중량부 및 폴리에틸렌 글리콜 0.03 중량부로 혼합하여, 폴리에틸렌 수지 조성물 펠렛을 제조하였다.
비교예 1
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하되, 상기 저밀도 폴리에틸렌 수지 100 중량부에 대하여 마그네슘 알루미늄 하이드록사이드 카보네이트 하이드레이트계 화합물 0.05 중량부 및 폴리에틸렌 글리콜 0.02 중량부로 혼합하여, 폴리에틸렌 수지 조성물 펠렛을 제조하였다.
비교예 2
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하되, 마그네슘 알루미늄 하이드록사이드 카보네이트 하이드레이트계 화합물을 첨가하지 않으며 페놀계 산화방지제인 옥타데실 3-(3',5'-디-t-부틸-4'-히드록시페닐)프로피오네이트 [Octadecyl-3-(3',5'-di-tert-butyl-4'-hydroxyphenyl)-propionate]을 상기 저밀도 폴리에틸렌 수지 100 중량부 기준으로 0.05 중량부 함량으로 혼합하여, 폴리에틸렌 수지 조성물 펠렛을 제조하였다.
비교예 3 및 4
상기 비교예 2와 동일한 방법으로 제조하되, 페놀계 산화방지제의 함량을 각각 0.1 중량부 및 0.15 중량부로 달리하여, 폴리에틸렌 수지 조성물 펠렛을 제조하였다.
비교예 5
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하되, 마그네슘 알루미늄 하이드록사이드 카보네이트 하이드레이트계 화합물을 첨가하지 않으며, 폴리에틸렌 수지 조성물 펠렛을 제조하였다.
비교예 6
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하되, 마그네슘 알루미늄 하이드록사이드 카보네이트 하이드레이트계 화합물 및 폴리에틸렌 글리콜을 모두 첨가하지 않으며, 폴리에틸렌 수지 조성물 펠렛을 제조하였다.
비교예 7
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하되, 상기 저밀도 폴리에틸렌 수지 100 중량부에 대하여 마그네슘 알루미늄 하이드록사이드 카보네이트 하이드레이트계 화합물 0.2 중량부 및 폴리에틸렌 글리콜 0.02 중량부로 혼합하여, 폴리에틸렌 수지 조성물 펠렛을 제조하였다.
비교예 8
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하되, 상기 저밀도 폴리에틸렌 수지 100 중량부에 대하여 마그네슘 알루미늄 하이드록사이드 카보네이트 하이드레이트계 화합물 0.1 중량부 및 폴리에틸렌 글리콜 0.04 중량부로 혼합하여, 폴리에틸렌 수지 조성물 펠렛을 제조하였다.
비교예 9
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하되, 상기 저밀도 폴리에틸렌 수지 100 중량부에 대하여 마그네슘 알루미늄 하이드록사이드 카보네이트 하이드레이트계 화합물 0.15 중량부 및 폴리에틸렌 글리콜 0.05 중량부로 혼합하여, 폴리에틸렌 수지 조성물 펠렛을 제조하였다.
실시예 1 내지 2 및 비교예 1 내지 9의 폴리에틸렌 수지 조성물에 대한 구체적인 조성은 하기 표 1에 나타낸 바와 같다.
　 저밀도 폴리에틸렌 수지(중량부) 하이드로탈사이트
(중량부)		 폴리에틸렌 글리콜
(중량부)		 산화방지제
(중량부)
실시예 1 100 0.1 0.02 -
실시예 2 100 0.15 0.03 -
비교예 1 100 0.05 0.02 -
비교예 2 100 - 0.02 0.05
비교예 3 100 - 0.02 0.1
비교예 4 100 - 0.02 0.15
비교예 5 100 - 0.02 -
비교예 6 100 - - -
비교예 7 100 0.2 0.02 -
비교예 8 100 0.1 0.04 -
비교예 9 100 0.15 0.05 -
상기 표 1에서, 하이드로탈사이트, 폴리에틸렌 글리콜, 및 산화방지제의 함량은 저밀도 폴리에틸렌 수지 100 중량부를 기준으로 한 값이다.
제조예 1 내지 2 및 비교제조예 1 내지 9
실시예 1 내지 2 및 비교예 1 내지 9의 폴리에틸렌 수지 조성물 펠렛을 사용하여 액체 포장용 블로운 필름을 제조하고, 이에 대해 하기와 같은 방법으로 pH 강하(drop) 여부에 대한 물성 평가를 수행하였다. 이렇게 측정된 물성 평가 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
먼저, 실시예 1 내지 1 및 비교예 1 내지 9의 폴리에틸렌 수지 조성물 펠렛을 사용하여, 단축압출기(신화공업 Single Screw Extruder, Blown Film M/C, 50 파이, L/D=20)를 이용하고 압출온도 130 ℃ 내지 170 ℃에서 0.06 mm의 두께가 되도록 인플레이션 성형하여 액체 포장용 블로운 필름을 제조하였다. 이때 다이갭(Die Gap)은 2.0mm, 팽창비(Blown-Up Ratio)는 2.3으로 하였다.
상기 블로운 필름으로 이루어진 용기에, 정제수 1 L에 염화나트륨3 g의 농도로 pH 5~7 범위에 있는 평가용액을 담고 약 109 ℃에서 약 1 시간 동안 오븐에 방치한 후 pH 값(pH-1)을 측정하고, 약 85 ℃에서 약 7일간 오븐에 방치한 후 pH 값(pH-2)을 측정하였다. 상기 pH-1로부터 상기 pH-2까지의 pH 변화 폭을, pH-1의 측정값에서 pH-2의 측정값을 뺄셈하여 pH가 낮아진 정도를 산측하여, pH 변화 폭으로 나타내었다.
　 초기 pH (pH-1) 최종 pH (pH-2) pH 변화폭
제조예 1 5.68 5.48 0.2
제조예 2 5.83 5.57 0.26
비교제조예 1 5.61 4.48 1.13
비교제조예 2 4.15 3.32 0.83
비교제조예 3 4.55 3.36 1.19
비교제조예 4 5.32 3.38 1.94
비교제조예 5 5.68 3.77 1.91
비교제조예 6 4.88 4.53 0.35
비교제조예 7 5.85 5.50 0.35
비교제조예 8 5.51 5.09 0.42
비교제조예 9 5.2 4.7 0.5
상기 표 2 에 나타난 바와 같이, 비교예와 대비하여 실시예들은 저밀도 폴리에틸렌 수지에 하이드로탈사이트계 화합물과 폴리에틸렌 글리콜을 최적화하여 혼합함으로써, 고온에서 장시간 보관시에도 액상 내용물의 pH 강하(drop) 폭이 0.2 내지 0.26으로 매우 적게 나타남을 알 수 있다.

Claims (12)

  1. 폴리에틸렌 수지 100 중량부와,
    하이드로탈사이트계 화합물 0.07 중량부 내지 0.18 중량부, 및
    폴리알킬렌 글리콜 0.001 중량부 내지 0.035 중량부를 포함하는,
    폴리에틸렌 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 폴리에틸렌 수지는, 에틸렌 호모 중합체인 것을 특징으로 하는,
    폴리에틸렌 수지 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 폴리에틸렌 수지는, ASTM D 1238의 방법으로 190 ℃, 2.16 kg 하중 조건 하에서 측정한 용융지수(MI2.16)가 0.1 g/10min 내지 10 g/10min인 것을 특징으로 하는,
    폴리에틸렌 수지 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 폴리에틸렌 수지는, ASTM D 792의 방법으로 측정한 밀도가 0.915 g/cm3 내지 0.935 g/cm3인 것을 특징으로 하는,
    폴리에틸렌 수지 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 폴리에틸렌 수지는, 중량 평균 분자량이 90000 g/mol 내지 200000 g/mol인 것을 특징으로 하는,
    폴리에틸렌 수지 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 폴리에틸렌 수지는, 분자량 분포(MWD, Mw/Mn)가 5.5 내지 10인 것을 특징으로 하는,
    폴리에틸렌 수지 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 하이드로탈사이트계 화합물은, 마그네슘 알루미늄 하이드록사이드 카보네이트 하이드레이트계 화합물인 것을 특징으로 하는,
    폴리에틸렌 수지 조성물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 하이드로탈사이트계 화합물은, 하기 화학식 1로 표시될 수 있는 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    폴리에틸렌 수지 조성물:
    [화학식 1]
    MgxAl2(OH)2x +4(CO3)ㆍmH2O
    상기 화학식 1에서,
    4.0 < x ≤ 6.5이고,
    m은 1 내지 5의 유리수이다.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 폴리알킬렌 글리콜은, 몰질량이 5000 g/mol 내지 70000 g/mol인 것을 특징으로 하는,
    폴리에틸렌 수지 조성물.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 폴리알킬렌 글리콜은 폴리에틸렌 글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 및 에틸렌-프로필렌 글리콜 공중합체로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    폴리에틸렌 수지 조성물.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 수지 조성물은 페놀계 산화방지제 및 인계 산화방지제를 포함하지 않는 것을 특징으로 하는,
    폴리에틸렌 수지 조성물.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 폴리에틸렌 수지 조성물로부터 제조되는, 액체 포장용 블로운 필름.
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