KR20220044056A - Method for predicting injection molding troubleshooting of polyethylene resin - Google Patents

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Abstract

Provided in the present invention is a novel prediction method capable of easily predicting an injection molding failure rate in a short time by using variable material properties of a polyethylene resin.

Description

폴리에틸렌 수지의 사출 성형 불량 예측 방법{METHOD FOR PREDICTING INJECTION MOLDING TROUBLESHOOTING OF POLYETHYLENE RESIN}Method for predicting injection molding failure of polyethylene resin

본 발명은 폴리에틸렌 수지의 사출 성형 불량 예측 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for predicting injection molding failure of a polyethylene resin.

폴리에틸렌 수지는 강성, 내충격성, 내환경 응력 균열성(ESCR), 신장 특성 등의 기계적 성질이 우수하고, 또한 내약품성, 내부식성, 전기적 성질도 우수하기 때문에, 필름, 시트, 파이프, 음식 용기, 내압 병 등 다양한 분야에서 넓게 사용되고 있다. Polyethylene resin has excellent mechanical properties such as rigidity, impact resistance, environmental stress cracking resistance (ESCR) and elongation properties, and also has excellent chemical resistance, corrosion resistance, and electrical properties, so films, sheets, pipes, food containers, It is widely used in various fields such as pressure-resistant bottles.

각 용도에 따라 다양한 방법으로 성형하여 제품화되는데, 사출 성형(Injection Molding)은 비드, 펠렛 혹은 칩의 형태로 준비된 폴리에틸렌 수지를 사출 성형기에 넣고, 사출하여 원하는 형태로 가공하는 방법으로, 가장 널리 이용되고 있다. 그러나, 사출 성형시, 사출 환경, 폴리에틸렌 수지의 물성 등 다양한 요인에 의해 성형 불량이 발생된다. It is molded and commercialized in various ways according to each use. Injection molding is a method of putting polyethylene resin prepared in the form of beads, pellets or chips into an injection molding machine, injecting it and processing it into a desired shape. there is. However, during injection molding, molding defects occur due to various factors such as the injection environment and the physical properties of the polyethylene resin.

Hair는 폴리에틸렌 수지를 이용한 캡 사출 성형시, 캡의 Gate 영역에서 아직 덜 굳은 수지가 늘어나면서 발생하는 성형 불량 중 하나이다. Hair의 발생 메커니즘은 크게 두 단계, 초기 Hair가 생성되는 제1단계와, 생성된 Hair가 늘어나는 제2단계로 나눌 수 있으며, 각 단계에 영향을 미치는 인자는 상이하다. 구체적으로 초기 Hair 생성에 영향을 미치는 인자에는 고화 온도, Tc 분포, 금형 디자인 등이 있고, Hair가 늘어나는데 영향을 미치는 인자에는 점도, 신장점도 등이 있다. Hair is one of the molding defects that occurs when the resin that has not yet hardened is stretched in the gate area of the cap during cap injection molding using polyethylene resin. The hair generation mechanism can be divided into two stages, a first stage in which initial hair is generated, and a second stage in which the generated hair is increased, and factors affecting each stage are different. Specifically, factors affecting initial hair generation include solidification temperature, Tc distribution, and mold design, and factors affecting hair growth include viscosity and elongational viscosity.

Hair 발생은 폴리에틸렌 수지의 물성 외에 금형의 특성에도 영향을 받는다. 예를 들면 한 금형에서는 Hair가 발생하지 않더라도 다른 종류의 금형에서는 Hair가 발생할 수 있다. 이에 따라 Hair 불량을 정확히 평가하기 위해서는 다양한 금형에서 실험이 수행될 필요가 있다. 그러나 이 경우, 사용되는 수지 양이 많아지고, 평가 시간 또한 길어지는 문제가 있다. Hair generation is affected not only by the physical properties of the polyethylene resin, but also by the characteristics of the mold. For example, even if hair does not occur in one mold, hair may occur in another type of mold. Accordingly, in order to accurately evaluate hair defects, it is necessary to conduct experiments in various molds. However, in this case, there is a problem in that the amount of the resin to be used increases and the evaluation time also increases.

이에, 수지의 분자 구조 또는 기본적인 물성 정보만으로, 사출 성형시의 Hair 불량을 용이하게 예측할 수 있는 방법의 개발이 필요하다.Accordingly, it is necessary to develop a method for easily predicting hair failure during injection molding based only on the molecular structure or basic physical property information of the resin.

본 발명은 수지의 유변 물성을 이용하여 단시간 내 용이하게 사출 성형 불량, 특히 Hair 불량을 예측할 수 있는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a method for easily predicting injection molding defects, particularly hair defects, within a short time by using the rheological properties of the resin.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 폴리에틸렌 수지에 대해, ARES 레오미터를 이용하여 230℃ 및 전단 속도 0.05 내지 500 s-1에서의 전단 점도, 및 ARES 레오미터에 부착된 신장 점도 측정 장치를 이용하여 190℃, 헨키 변형율 0.1 s-1, 및 30초 연신의 조건에서의 신장 점도를 각각 측정하는 단계; 및 상기 폴리에틸렌 수지의 전단 점도 중 전단 속도 40 s-1에서의 전단 점도, 및 상기 신장 점도를 이용하여, 폴리에틸렌 수지를 이용한 사출 성형시 Hair 발생율의 값을 계산하는 단계;를 포함하는, 폴리에틸렌 수지의 사출 성형 불량을 예측하는 방법을 제공한다.According to one embodiment of the present invention, for a polyethylene resin, using an ARES rheometer, shear viscosity at 230° C. and a shear rate of 0.05 to 500 s −1 , and an extensional viscosity measuring device attached to the ARES rheometer. Measuring the elongational viscosity under the conditions of 190 ° C., Henkey strain 0.1 s -1 , and stretching for 30 seconds, respectively; And using the shear viscosity at a shear rate of 40 s -1 among the shear viscosities of the polyethylene resin, and the elongational viscosity, calculating the value of the hair generation rate during injection molding using the polyethylene resin; A method for predicting injection molding failures is provided.

본 발명에 따른 방법으로, 폴리에틸렌 수지의 사출 성형시 성형 불량, 특히 Hair 발생을 단시간내 용이하게 예측할 수 있다. 또 이를 이용하여, 사출 성형, 특히 보틀 캡 사출 성형시 Hair 발생의 우려가 없는 폴리에틸렌 수지를 용이하게 선별할 수 있다.With the method according to the present invention, it is possible to easily predict molding defects, particularly hair, in a short time during injection molding of polyethylene resin. Also, by using this, it is possible to easily select a polyethylene resin that does not cause hair during injection molding, particularly bottle cap injection molding.

도 1은 폴리에틸렌 수지의 전단 점도의 개형을 관찰한 그래프이다.
도 2는 폴리에틸렌 수지의 전단 점도와 신장 점도 간의 관계를 보여주는 그래프이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is the graph which observed the shape change of the shear viscosity of a polyethylene resin.
2 is a graph showing the relationship between the shear viscosity and the elongational viscosity of a polyethylene resin.

본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 예시적인 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 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, 단계, 구성 요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 단계, 구성 요소, 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is used to describe exemplary embodiments only, and is not intended to limit the invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as "comprises", "comprising" or "have" are intended to designate the presence of an embodied feature, step, element, or a combination thereof, but one or more other features or steps; It should be understood that the possibility of the presence or addition of components, or combinations thereof, is not precluded in advance.

발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 예시하고 하기에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the invention may have various changes and may have various forms, specific embodiments will be illustrated and described in detail below. However, this is not intended to limit the invention to the specific disclosed form, it should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the invention.

본 명세서 전체에서, '폴리에틸렌' 또는 '에틸렌 (공)중합체'라 함은, 에틸렌 호모 중합체 및/또는 에틸렌과 알파-올레핀의 공중합체를 모두 포함하는 개념이다.Throughout this specification, 'polyethylene' or 'ethylene (co)polymer' is a concept including both ethylene homopolymer and/or a copolymer of ethylene and alpha-olefin.

또한, 본 명세서 전체에서 '폴리에틸렌 수지'라 함은, 상기 에틸렌(공)중합체를 포함하는 수지 또는 수지 조성물을 의미하며, 이러한 호모 중합체 또는 공중합체에, 일반적으로 본 발명이 속하는 기술 분야에서 속하는 첨가제 등이 더 추가될 수도 있는 수지 조성물을 모두 포함하는 개념이다.In addition, in the present specification, the term 'polyethylene resin' refers to a resin or resin composition including the ethylene (co)polymer, and an additive belonging to the art to which the present invention belongs in general to such a homopolymer or copolymer. It is a concept including all the resin compositions that may be further added.

또한, 본 발명에 있어서, 데이터 혹은 그래프의 해석 시에는, 이를 도시화하여 직접 육안으로 확인하여 해석할 수도 있고, 전산 프로그램을 이용하여 Fitting 하는 방법에 의해 확인하고 해석할 수도 있다. 이 때 사용되는 전산 프로그램은, Excel, Origin, Matlab, Mathematica, 또는 Igor Pro 등 본 발명이 속한 기술 분야에서 일반적으로 널리 알려진 상용 프로그램을 사용할 수 있다. In addition, in the present invention, when analyzing data or graphs, it is possible to visually confirm and analyze the data or graphs directly, or confirm and analyze the data or graphs by a fitting method using a computer program. The computer program used at this time may use a commercial program widely known in the technical field to which the present invention belongs, such as Excel, Origin, Matlab, Mathematica, or Igor Pro.

또한, 본 발명에 있어서 각 수학 계산식에 사용된 계수 값, 절편 값, 지수 값 등은, 미리 실험적으로 결정된 값일 수 있으며, 이는 측정 혹은 예측이 되는 수지의 특성에 따라 달라질 수 있는 바, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.In addition, the coefficient value, the intercept value, the index value, etc. used in each mathematical formula in the present invention may be values determined experimentally in advance, which may vary depending on the characteristics of the resin to be measured or predicted. It is not necessarily limited to this.

이하, 발명의 구체적인 구현예에 따른 폴리에틸렌 수지의 사출 성형 불량 예측 방법, 및 이를 이용하여 우수한 사출 성형성을 갖는 폴리에틸렌 선별방법 등에 대해 설명하기로 한다. Hereinafter, a method for predicting injection molding failure of a polyethylene resin according to a specific embodiment of the present invention, and a method for selecting polyethylene having excellent injection moldability using the same will be described.

폴리에틸렌 수지를 이용한 사출 성형 후 사출 성형품을 몰드로부터 분리할 때, 사출 성형 공정 중 냉각 공정 동안에 충분히 고화되지 않은 폴리에틸렌 수지 부분, 특히 hot runner와 닿아있는 부분이 늘어나면서 Hair가 발생되게 된다.When an injection-molded product is separated from the mold after injection molding using a polyethylene resin, the polyethylene resin part that is not sufficiently solidified during the cooling process during the injection molding process, especially the part in contact with the hot runner, is stretched and hair is generated.

도 1은 폴리에틸렌 수지의 전단 점도 개형을 관찰한 그래프이고, 도 2는 폴리에틸렌 수지의 전단 점도와 신장 점도 간의 관계를 보여주는 그래프이다.1 is a graph observing the shape of the shear viscosity of a polyethylene resin, and FIG. 2 is a graph showing the relationship between the shear viscosity and the elongational viscosity of the polyethylene resin.

도 1 및 도 2를 참고하여 설명하면, 도 1에서의 검정색 곡선을 기준으로, 사출 가공시 온도를 낮출 경우 빨간색 점선과 같이 개형을 유지하면서 전단 점도가 전반적인 범위에서 증가하게 된다. 이 경우 Hair 발생율에 중요한 영향을 미치는 40 s-1 (또는 40 /s) 에서의 전단 점도도 증가하기 때문에, Hair 불량 감소 면에서는 유리하다. 그러나, 사출 가공 시 발생하는 1000 s-1 이상의 강한 전단 속도에서의 전단 점도 또한 증가하기 때문에 사출가공 부하가 발생하게 된다. 한편 파란색 점선과 같이 Newtonian fluid-like한 점도 개형의 경우, 낮은 전단 속도에서는 전단 점도가 기준 대비 크게 낮아질 수 있으므로, Hair 발생 감소 면에서 더욱 유리해진다.Referring to FIGS. 1 and 2 , based on the black curve in FIG. 1 , when the temperature is lowered during injection processing, the shear viscosity increases in the overall range while maintaining the shape as shown in the red dotted line. In this case, 40 s -1 (or Since the shear viscosity at 40 /s) also increases, it is advantageous in terms of reducing hair defects. However, since the shear viscosity at a strong shear rate of 1000 s -1 or more generated during injection processing also increases, an injection processing load is generated. On the other hand, in the case of a Newtonian fluid-like viscosity remodeling type like the blue dotted line, the shear viscosity can be significantly lowered compared to the reference at a low shear rate, which is more advantageous in terms of hair generation reduction.

한편, 도 2는 전단점도와 신장점도를 비교한 것으로, 일반적으로 낮은 전단 속도 및 신장 속도에서는 Truton's rule이 적용되어 신장 점도가 전단 점도의 3배 값을 갖기 때문에 신장 점도를 측정하는 것이 불필요하다. 그러나 전단 속도 및 신장 속도가 증가하게 될 경우 이 법칙은 더 이상 성립하지 않으며, 그로 인해 Hair 발생율을 예측함에 있어 전단 점도와 신장 점도를 모두 활용하는 것이 필요하다.On the other hand, Figure 2 is a comparison of the shear viscosity and the elongational viscosity. In general, at a low shear rate and elongation rate, Truton's rule is applied. However, when the shear rate and elongation rate increase, this law no longer holds, and therefore it is necessary to utilize both the shear viscosity and the elongation viscosity in predicting the rate of hair generation.

이에, 본 발명자들은 폴리에틸렌 수지의 전단 점도와 인장 점도가 Hair 발생에 미치는 영향을 연구하였으며, 다양한 조건에서의 반복된 실험을 통해, 사출 성형품을 몰드로 분리할 때 폴리에틸렌 수지의 전단 점도가 일정 수준 이상으로 크면, 고화되지 않은 부분이 늘어나다가 끊어짐으로써 Hair가 발생되지 않고, 또 폴리에틸렌 수지의 전단 점도가 일정 수준 이하로 작으면 늘어난 수지가 회복됨으로써 Hair가 발생되지 않음을 확인하였다. 또 발생 후기에는 폴리에틸렌 수지의 신장 점도가 높을수록 늘어짐이 작기 때문에 Hair 발생율이 감소하게 됨을 확인하였다. 즉, 폴리에틸렌 수지의 전단 점도가 일정 수준 미만이거나, 또는 일정 수준 초과인 경우, 그리고 신장 점도가 일정 수준 초과인 경우에는 Hair가 발생하지 않았다.Therefore, the present inventors studied the effect of the shear viscosity and tensile viscosity of the polyethylene resin on hair generation. Through repeated experiments under various conditions, the shear viscosity of the polyethylene resin was higher than a certain level when the injection molded product was separated into a mold. It was confirmed that hair does not occur because the non-solidified part is stretched and broken, and when the shear viscosity of the polyethylene resin is small below a certain level, the stretched resin is recovered and no hair is generated. In addition, it was confirmed that the higher the elongational viscosity of the polyethylene resin, the smaller the sagging, so the hair generation rate decreased. That is, when the shear viscosity of the polyethylene resin was less than a certain level or exceeded a certain level, and when the elongational viscosity was greater than a certain level, no hair was generated.

또, 상기한 실험 결과로부터 수집한 폴리에틸렌 수지의 전단 점도와 인장 점도, 그리고 사출 성형시의 Hair 발생율 값을, 컴퓨터 프로그램을 이용하여 함수 형태로 회귀 분석하여, 전단 점도와 Hair 발생율의 관계식을 도출하였으며, 이를 이용하여 폴리에틸렌 수지의 사출 성형 불량, 특히 Hair 발생율을 산출하였다.In addition, the shear viscosity and tensile viscosity of the polyethylene resin collected from the above experimental results, and the hair generation rate values during injection molding were regression-analyzed in the form of a function using a computer program, and a relational expression between the shear viscosity and the hair generation rate was derived. , was used to calculate the injection molding defect of the polyethylene resin, especially the hair generation rate.

구체적으로, 발명의 일 구현예에 따른 폴리에틸렌 수지의 사출 성형 불량 예측 방법은, Specifically, the injection molding failure prediction method of the polyethylene resin according to an embodiment of the present invention,

폴리에틸렌 수지에 대해, ARES 레오미터를 이용하여 230℃ 및 전단 속도 0.05 내지 500 s-1에서의 전단 점도, 및 ARES 레오미터에 부착된 신장 점도 측정 장치를 이용하여 190℃, 헨키 변형율 0.1 s-1 및 30초 연신의 조건에서의 신장 점도를 각각 측정하는 단계(단계 1); 및For the polyethylene resin, shear viscosity at 230°C and shear rate 0.05 to 500 s −1 using an ARES rheometer, and 190° C., Henkey strain 0.1 s −1 using an elongational viscometer attached to the ARES rheometer and measuring the elongational viscosity under the conditions of stretching for 30 seconds (step 1); and

상기 폴리에틸렌 수지의 전단 점도 중 전단 속도 40 s-1에서의 전단 점도, 및 상기 신장 점도를 이용하여, 폴리에틸렌 수지를 이용한 사출 성형시 Hair 발생율의 값을 계산하는 단계(단계 2);를 포함한다.Using the shear viscosity at a shear rate of 40 s -1 among the shear viscosities of the polyethylene resin, and the elongational viscosity, calculating the value of the hair generation rate during injection molding using the polyethylene resin (step 2); includes.

한편, 본 발명에 있어서 'Hair'란, 사출 성형의 과정에서 발생하는 가공 불량의 한 종류로, 사출 성형 시 gate 부근에서 사출 성형된 수지가 길게 늘어나는 현상을 의미한다. 본 발명에서는, 폴리에틸렌 수지 1.6 내지 2.4 g을 이용하여 보압 300 내지 1000bar, 보압 시간 0.5 내지 2.0초, 냉각시간 0.5 내지 3.0초, 사출 온도 190 내지 250℃, 사출 속도 50 내지 100 mm/s, 개량 6 내지 25mm 및 배압 5 내지 100 bar의 조건으로 사출 성형시, 늘어난 폴리에틸렌 수지의 길이가 2.5mm 이상인 경우를 Hair로, 2.5mm 미만인 경우를 high gate 현상으로 정의한다.Meanwhile, in the present invention, 'Hair' is a type of processing defect that occurs in the process of injection molding, and refers to a phenomenon in which the injection-molded resin is elongated near the gate during injection molding. In the present invention, using 1.6 to 2.4 g of polyethylene resin, holding pressure 300 to 1000 bar, holding pressure time 0.5 to 2.0 seconds, cooling time 0.5 to 3.0 seconds, injection temperature 190 to 250 ° C., injection speed 50 to 100 mm / s, improvement 6 When injection molding is performed under the conditions of 25 mm to 25 mm and a back pressure of 5 to 100 bar, a case in which the length of the stretched polyethylene resin is 2.5 mm or more is defined as hair, and a case less than 2.5 mm is defined as a high gate phenomenon.

또한 본 발명에 있어서 'Hair 발생율'이란, 보압 300 내지 1000bar, 보압 시간 0.5 내지 2.0초, 냉각시간 0.5 내지 3.0초, 사출 온도 190 내지 250℃, 사출 속도 50 내지 100 mm/s, 개량 6 내지 25mm 및 배압 5 내지 100 bar의 사출 성형 조건 하에서 폴리에틸렌 수지를 사출 성형할 경우, 구체적으로는 20 kg의 폴리에틸렌 수지를 PC01881 규격의 보틀 캡(Top plate 두께 1.0mm)으로 성형 시, 제조된 사출 성형품의 총 개수에 대하여, Hair가 발생한 사출 성형품의 개수의 비를 백분율로 나타낸 것이다.In addition, in the present invention, 'Hair generation rate' refers to a holding pressure of 300 to 1000 bar, a holding pressure of 0.5 to 2.0 seconds, a cooling time of 0.5 to 3.0 seconds, an injection temperature of 190 to 250° C., an injection speed of 50 to 100 mm/s, and an improvement of 6 to 25 mm. And when the polyethylene resin is injection molded under injection molding conditions of 5 to 100 bar back pressure, specifically, when 20 kg of polyethylene resin is molded into a PC01881 standard bottle cap (top plate thickness 1.0 mm) , the total The ratio of the number of injection-molded products in which hair is generated to the number is expressed as a percentage.

구체적으로 상기 Hair 발생율은 하기 수학식 1에 의해 정의 및 계산될 수 있다:Specifically, the hair generation rate can be defined and calculated by Equation 1 below:

[수학식 1][Equation 1]

Hair 발생율(%)= [ B / A ] ⅹ100Hair generation rate (%)= [ B / A ] ⅹ100

상기 수학식 1에서, A는 보압 300 내지 1000bar, 보압 시간 0.5 내지 2.0초, 냉각시간 0.5 내지 3.0초, 사출 온도 190 내지 250℃, 사출 속도 50 내지 100 mm/s, 개량 6 내지 25mm 및 배압 5 내지 100 bar의 사출 성형 조건 하에서 폴리에틸렌 수지를 성형시, 구체적으로는 20 kg의 폴리에틸렌 수지를 PC01881 규격의 보틀 캡(Top plate 두께 1.0mm) 성형 시, 제조되는 사출 성형품의 총 개수를 의미하고, In Equation 1, A is a holding pressure of 300 to 1000 bar, a holding pressure of 0.5 to 2.0 seconds, a cooling time of 0.5 to 3.0 seconds, an injection temperature of 190 to 250° C., an injection speed of 50 to 100 mm/s, an improvement of 6 to 25 mm, and a back pressure of 5 When a polyethylene resin is molded under injection molding conditions of to 100 bar, specifically, when a 20 kg polyethylene resin is molded with a PC01881 standard bottle cap (top plate thickness 1.0 mm), it means the total number of injection-molded products manufactured,

B는 상기 조건으로 사출 성형하여 제조한 사출 성형품에서 Hair가 발생한 사출 성형품의 개수를 의미한다.B denotes the number of injection-molded products in which hair is generated in injection-molded products manufactured by injection molding under the above conditions.

이하 각 단계별로 상세히 설명한다.Hereinafter, each step will be described in detail.

먼저, 발명의 일 구현예에 따른 예측 방법에 있어서, 단계 1은 폴리에틸렌 수지에 대해 전단 점도 및 인장 점도를 각각 측정하는 단계이다. First, in the prediction method according to an embodiment of the present invention, step 1 is a step of measuring the shear viscosity and the tensile viscosity of the polyethylene resin, respectively.

상기 폴리에틸렌 수지는, 폴리에틸렌, 및 선택적으로 폴리에틸렌 수지의 용도에 따른 통상의 첨가제를 포함할 수 있다.The polyethylene resin may include polyethylene, and optionally conventional additives according to the use of the polyethylene resin.

또, 상기 폴리에틸렌은 에틸렌 단량체로부터 유래되는 에틸렌 반복 단위만으로 이루어진 에틸렌 호모 중합체;이거나, 또는 상기 에틸렌 반복 단위와 함께 알파 올레핀 단량체로부터 유래되는 알파 올레핀 반복단위를 포함하는 에틸렌/알파-올레핀의 공중합체;일 수 있으며, 상기 폴리에틸렌 수지는 상기 에틸렌 호모 중합체와 에틸렌/알파-올레핀 공중합체를 혼합하여 포함할 수 있다. In addition, the polyethylene is an ethylene homopolymer consisting only of ethylene repeating units derived from an ethylene monomer; or an ethylene/alpha-olefin copolymer comprising an alpha olefin repeating unit derived from an alpha olefin monomer together with the ethylene repeating unit; may be, and the polyethylene resin may include a mixture of the ethylene homopolymer and the ethylene/alpha-olefin copolymer.

상기 알파-올레핀 단량체의 구체적인 예로는 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, 1-에이코센 등이 있으며, 이들을 2종 이상 사용할 수도 있다.Specific examples of the alpha-olefin monomer include propylene, 1-butene, 1-pentene, 4-methyl-1-pentene, 1-hexene, 1-heptene, 1-octene, 1-decene, 1-undecene, 1- There exist dodecene, 1-tetradecene, 1-hexadecene, 1-eicocene, etc., and 2 or more types of these can also be used.

상기 폴리에틸렌은 물성 등이 특별히 한정되지는 않으나, 종래 보틀 캡(bottle cap)의 제조에 사용되는 것, 또는 보틀 캡 제조에 요구되는 물성 요건을 충족하는 것이라면 바람직하다. Although the physical properties of the polyethylene are not particularly limited, it is preferable as long as it satisfies the physical property requirements required for manufacturing a conventional bottle cap or for manufacturing a bottle cap.

상기한 폴리에틸렌 수지에 대한 전단 점도 측정은, ARES 레오미터를 이용하여 측정할 수 있으며, 구체적으로는 ARES 회전형 레오미터를 이용하고, 지오미터리로서 Parallel plate를 이용하여 230℃ 및 전단 속도 0.05 내지 500 s-1에서 전단 점도를 측정하고, 측정한 전단 점도 중 전단 속도 40 s-1에서의 전단 점도를 carreau-Yasuda model을 이용하여 내삽하여 구할 수 있다. 이때 상기 Parallel plate에서의 plate 간 갭(gap)은 0.5 내지 2mm이며, 보다 구체적으로는 0.7 내지 1.5mm 일 수 있다.The shear viscosity of the polyethylene resin can be measured using an ARES rheometer, specifically, using an ARES rotational rheometer, and using a parallel plate as a geometry, at 230° C. and a shear rate of 0.05 to The shear viscosity is measured at 500 s −1 , and the shear viscosity at a shear rate of 40 s −1 among the measured shear viscosities can be obtained by interpolation using the carreau-Yasuda model. In this case, the gap between the plates in the parallel plate may be 0.5 to 2 mm, and more specifically, 0.7 to 1.5 mm.

또, 상기 폴리에틸렌 수지에 대한 신장 점도 측정은, 구체적으로, ARES-G2 레오미터(TA insturments 사제)에 부착된 신장 점도 측정 장치(Elognation viscosity fixture; EVF)를 이용하여, 190℃, 헨키 변형율(Hencky rate) 0.1 s-1, 및 30초 연신의 조건에서 수행될 수 있다.In addition, the measurement of the elongational viscosity of the polyethylene resin is, specifically, using an elongation viscosity fixture (EVF) attached to an ARES-G2 rheometer (manufactured by TA Instruments) at 190° C., Hencky strain (Hencky). rate) 0.1 s -1 , and may be performed under the conditions of stretching for 30 seconds.

다음으로 상기 단계 1에서 측정한 전단 점도 및 신장 점도를 이용하여 Hair 발생율의 값을 계산한다.Next, the value of the hair generation rate is calculated using the shear viscosity and the elongational viscosity measured in step 1.

구체적으로, 상기 Hair 발생율의 값은 상기 폴리에틸렌 수지의 신장 점도를 기준으로 하기 수학식 2-1 또는 2-2에 따라 계산될 수 있다:Specifically, the value of the hair generation rate may be calculated according to the following Equation 2-1 or 2-2 based on the elongational viscosity of the polyethylene resin:

[수학식 2-1][Equation 2-1]

Hair 발생율의 값 = -0.0022ηshear 2 + 6.44 ηshear - 4652 (상기 폴리에틸렌 수지의 신장 점도가 14,000Pa·S 이상인 경우)Value of hair generation rate = -0.0022η shear 2 + 6.44 η shear - 4652 (when the elongational viscosity of the polyethylene resin is 14,000 Pa·S or more)

[수학식 2-2] [Equation 2-2]

Hair 발생율의 값= 20(ηshear/700) - 5(ηshear/700)2 (상기 폴리에틸렌 수지의 신장 점도가 14,000Pa·S 미만인 경우)Value of hair generation rate = 20 (η shear /700) - 5 (η shear /700) 2 (when the elongational viscosity of the polyethylene resin is less than 14,000 Pa S)

상기 수학식 2-1 및 2-2에서 ηshear는 전술한 바와 같이 ARES 회전형 레오미터를 이용하고, 지오미터리로서 Parallel plate를 이용하여 230℃ 및 전단 속도 0.05 내지 500 s-1에서의 전단 점도를 측정하고, 측정한 전단 점도 중 shear rate 40 s-1에서의 전단 점도를 Carreau-Yasuda model을 이용하여 내삽하여 구한 폴리에틸렌 수지의 전단 점도 값이다. In Equations 2-1 and 2-2, η shear is measured using an ARES rotational rheometer as described above, and using a parallel plate as a geometry to measure the shear viscosity at 230°C and a shear rate of 0.05 to 500 s −1 , and shear among the measured shear viscosity It is the shear viscosity value of the polyethylene resin obtained by interpolating the shear viscosity at a rate of 40 s -1 using the Carreau-Yasuda model.

한편, 상기 수학식 2-1 및 2-2는, 다양한 물성의 폴리에틸렌 수지에 대한 전단 점도 및 신장 점도 값, 그리고 상기한 폴리에틸렌 수지의 사출 성형시 확인된 Hair 발생율 값을 수집하고, 이들 데이터를 컴퓨터 프로그램, 구체적으로는 오리진 프로그램을 이용하여 함수 형태로 회귀 분석함으로써 도출될 수 있다.On the other hand, in Equations 2-1 and 2-2, shear viscosity and elongation viscosity values for polyethylene resins of various physical properties, and hair generation rate values confirmed during injection molding of the polyethylene resins, are collected, and these data are computerized. It can be derived by regression analysis in the form of a function using a program, specifically, an origin program.

구체적으로, 전술한 방법에 따라 측정한 상기 폴리에틸렌 수지의 신장 점도가 14,000 Pa.S 이상인 경우, 높은 신장 점도로 인해 게이트 주변에서 늘어나는 현상이 생기지 않는다. 일반적으로, Hair를 결정하는 요소는 사출 몰드에서 사출형이 떨어질 때의 초기 high gate 발생 여부가 된다. 전단 점도가 높을수록 폴리에틸렌 수지의 점탄성이 높기 때문에, 사출 몰드에서 사출형이 떨어질 때 수지가 늘어나지 않고 끊어져 헤어 불량에 있어 유리해지는 특성을 보인다. 상기 수학식 2-1에서 음수항은 폴리에틸렌 수지의 높은 전단 점도가 헤어 불량률에 미치는 영향을 반영한 것이다.Specifically, when the elongational viscosity of the polyethylene resin measured according to the above-described method is 14,000 Pa.S or more, the phenomenon of stretching around the gate does not occur due to the high elongational viscosity. In general, the factor that determines hair is whether or not an initial high gate occurs when the injection mold is removed from the injection mold. Since the higher the shear viscosity, the higher the viscoelasticity of the polyethylene resin, so that when the injection mold is removed from the injection mold, the resin does not stretch but breaks, which is advantageous in terms of hair failure. In Equation 2-1, a negative term reflects the effect of the high shear viscosity of the polyethylene resin on the hair defect rate.

또, 상기 폴리에틸렌 수지의 신장 점도가 14,000Pa.S 미만인 경우, 낮은 신장 점도로 인해 사출 몰드에서 사출형이 떨어질 때, 수지가 늘어나게 되면 헤어가 발생하게 되므로, 초반에 수지가 늘어나지 않는 것이 중요하다. 이때 전단 점도가 작으면 늘어난 수지가 다시 원복되는 시간이 빨라지므로, 헤어 불량에 있어 유리해지는 특성을 보인다. 상기 수학식 2-2에서 음수항은 폴리에틸렌 수지의 낮은 전단점도가 헤어 불량률에 미치는 영향을 반영한 것이다.In addition, when the elongational viscosity of the polyethylene resin is less than 14,000 Pa.S, when the injection mold falls from the injection mold due to the low elongational viscosity, hair occurs when the resin is stretched, so it is important not to stretch the resin at the beginning. At this time, if the shear viscosity is small, the time for the stretched resin to recover is quicker, so it shows advantageous properties in terms of hair failure. A negative term in Equation 2-2 reflects the effect of the low shear viscosity of the polyethylene resin on the hair defect rate.

이하 실시예에 의해 뒷받침되듯이, 상기 수학식 2-1 또는 2-2에 따라 계산되는 폴리에틸렌 수지의 Hair 불량률 값은, 실제 측정한 Hair 발생율과 0.950 이상의 매우 높은 상관 계수 (R2) 값을 나타낸다. 그 결과, 상기에서 도출된 수학식에 의해 폴리에틸렌 수지의 Hair 발생률, 또는 사출 성형 불량을 매우 높은 신뢰도로 예측할 수 있다.As supported by the examples below, the hair defect rate value of the polyethylene resin calculated according to Equation 2-1 or 2-2 shows a very high correlation coefficient (R 2 ) value of 0.950 or more with the actually measured hair generation rate. . As a result, the hair generation rate of the polyethylene resin or the injection molding failure can be predicted with very high reliability by the formula derived above.

한편, 상기한 방법에 의해, 낮은 Hair 발생율을 갖거나, 또는 사출 성형 불량이 개선된 것으로 예측되는 폴리에틸렌 수지는, 전단 점도가 1,300Pa·S 미만이거나 1,600Pa·S 초과인 것일 수 있다.On the other hand, the polyethylene resin having a low hair generation rate or predicted to have improved injection molding defects by the above method may have a shear viscosity of less than 1,300 Pa·S or greater than 1,600 Pa·S.

상기 폴리에틸렌 수지의 전단 점도는, 전술한 바와 같이 ARES 회전형 레오미터를 이용하고, 지오미터리로서 Parallel plate를 이용하여 230℃ 및 전단 속도 0.05 내지 500 s-1에서의 전단 점도를 측정하고, 측정한 전단 점도 중 shear rate 40 s-1에서의 전단 점도를 Carreau-Yasuda model을 이용하여 내삽하여 구할 수 있다. The shear viscosity of the polyethylene resin is measured using an ARES rotational rheometer as described above, and using a parallel plate as a geometry to measure the shear viscosity at 230°C and a shear rate of 0.05 to 500 s -1 Among the shear viscosities, the shear viscosity at a shear rate of 40 s -1 can be obtained by interpolation using the Carreau-Yasuda model.

또, 상기 폴리에틸렌 수지는 신장 점도가 14,000Pa·S 초과인 것일 수 있다.In addition, the polyethylene resin may have an elongational viscosity of more than 14,000 Pa·S.

상기 폴리에틸렌 수지의 신장 점도는, 전술한 바와 같이 구체적으로, ARES-G2 레오미터(TA insturments 사제)에 부착된 신장 점도 측정 장치(Elognation viscosity fixture; EVF)를 이용하여, 190℃, 헨키 변형율(Hencky rate) 0.1 s-1, 및 30초 연신의 조건에서 측정하여 구할 수 있다. As described above, the elongational viscosity of the polyethylene resin was specifically measured at 190° C., Hencky strain using an elongation viscosity fixture (EVF) attached to an ARES-G2 rheometer (manufactured by TA Instruments). rate) 0.1 s -1 , and can be obtained by measuring under the conditions of stretching for 30 seconds.

또, 상기 폴리에틸렌 수지는 하기 1) 내지 3)의 조건 중 하나 이상, 또는 둘 이상, 또는 셋 모두를 충족하는 폴리에틸렌을 포함하는 것일 수 있다:In addition, the polyethylene resin may include polyethylene satisfying one or more, two or more, or all three of the following conditions 1) to 3):

1) 용융지수(ASTM D 1238 기준에 따라 190 ℃의 온도 조건에서 2.16 kg 하중 하에 측정): 0.6 내지 2 g/10min;1) Melt index (measured under a load of 2.16 kg at a temperature of 190 °C according to ASTM D 1238 standard): 0.6 to 2 g/10min;

2) 용융유동율비(MI5/MI2.16): 2.8 내지 4.2; 및2) melt flow rate ratio (MI 5 /MI 2.16 ): 2.8 to 4.2; and

3) 밀도(ASTM D1505 기준에 따라 측정): 0.950 내지 0.960g/cm3.3) Density (measured according to ASTM D1505 standards): 0.950 to 0.960 g/cm 3 .

구체적으로 상기 폴리에틸렌은, ASTM D1505에 따라 측정한 밀도가 0.950 g/cm3인 이상이고, 0.960 g/cm3 이하, 보다 구체적으로는 0.950 g/cm3인 이상, 또는 0.951 g/cm3 이상이고, 0.960 g/cm3 이하 또는 0.956 g/cm3 이하인 것일 수 있다. 상기 범위의 밀도를 가짐으로써, 우수한 내압 특성 및 치수 안정성을 나타낼 수 있다.Specifically, the polyethylene has a density of 0.950 g/cm 3 or more, measured according to ASTM D1505, and 0.960 g/cm 3 or less, more specifically 0.950 g/cm 3 or more, or 0.951 g/cm 3 greater than or equal to 0.960 g/cm 3 or less or 0.956 g/cm 3 or less. By having a density within the above range, excellent pressure resistance characteristics and dimensional stability may be exhibited.

또, 상기 폴리에틸렌은 0.6 내지 2 g/10min의 용융지수(MI2.16)을 갖는 것일 수 있다. 폴리에틸렌의 용융지수는 사출 성형시 가공성에 영향을 미친다. MI2.16가 0.6 g/10min 미만이면 가공 압력이 상승하여 가공성이 저하될 우려가 있고, 2 g/10min를 초과하면 고유동성으로 인해 치수 안정성이 저하될 수 있다. 본 발명에서의 폴리에틸렌은 상기한 범위 내의 용융지수를 가짐으로써, 우수한 치수안정성과 가공성을 발란스 좋게 나타낼 수 있다. In addition, the polyethylene may have a melt index (MI 2.16 ) of 0.6 to 2 g/10 min. The melt index of polyethylene affects processability during injection molding. If MI 2.16 is less than 0.6 g/10min, there is a risk that the processing pressure may increase and processability may decrease, and if MI 2.16 exceeds 2 g/10min, dimensional stability may decrease due to high fluidity. The polyethylene in the present invention can exhibit excellent dimensional stability and workability in a well-balanced manner by having a melt index within the above range.

한편, 본 발명에 있어서 폴리에틸렌의 용융지수는, 미국재료시험학회(ASTM, American society for testing and materials) 규격 ASTM D 1238에 따라 190℃에서 2.16kg 하중 하에서 측정할 수 있으며, 10분 동안 용융되어 중합체의 무게(g)로 나타낸다.On the other hand, in the present invention, the melt index of polyethylene can be measured under a load of 2.16 kg at 190° C. according to ASTM D 1238, and melted for 10 minutes according to ASTM D 1238, and the polymer is melted for 10 minutes. is expressed as the weight (g) of

또, 상기 폴리에틸렌은 2.8 내지 4.2의 용융유동율비(MFRR, MI5/MI2.16)를 나타낼 수 있다. 상기한 범위 내의 용융유동율비를 가짐으로써 우수한 가공성을 나타낼 수 있다. In addition, the polyethylene may exhibit a melt flow rate ratio (MFRR, MI 5 /MI 2.16 ) of 2.8 to 4.2. Excellent workability can be exhibited by having a melt flow rate ratio within the above range.

본 발명에 있어서, 폴리에틸렌의 MFRR은 ASTM 1238에 따라 190℃, 5kg 하중 조건에서 측정한 용융 지수(MI5) 값을, ASTM 1238에 따라 190℃, 2.16kg 하중 조건에서 측정한 용융 지수(MI2.16) 값으로 나눈 값이다.In the present invention, the MFRR of polyethylene is the melt index (MI 5 ) value measured at 190 ° C., 5 kg load condition according to ASTM 1238, and the melt index (MI 2.16 ) measured at 190 ° C., 2.16 kg load condition according to ASTM 1238 ) divided by the value.

상기한 바와 같이, 발명의 일 구현예에 따른 방법은 폴리에틸렌 수지의 유변 물성만을 이용하기 때문에, 단시간 내 용이하게 사출 성형 불량, 특히 Hair 발생을 예측할 수 있다. 또한 이를 이용하여 사출 성형시 우수한 사출 성형성 또는 사출 성형 불량 개선 효과를 나타낼 수 있는 폴리에틸렌 수지를 용이하게 선별할 수 있다.As described above, since the method according to one embodiment of the present invention uses only the rheological properties of the polyethylene resin, it is possible to easily predict injection molding failure, particularly hair, within a short time. In addition, by using this, it is possible to easily select a polyethylene resin capable of exhibiting excellent injection moldability or an effect of improving injection molding defects during injection molding.

이하, 발명의 구체적인 실시예를 통해, 발명의 작용 및 효과를 보다 상술하기로 한다. 다만, 이러한 실시예는 발명의 예시로 제시된 것에 불과하며, 이에 의해 발명의 권리범위가 정해지는 것은 아니다.Hereinafter, through specific examples of the invention, the operation and effect of the invention will be described in more detail. However, these embodiments are merely presented as an example of the invention, and the scope of the invention is not defined thereby.

<실시예><Example>

다음 표 1에 정리된 바와 같은 특징을 가진 상용의 폴리에틸렌 수지를 입수하여 준비하였다. A commercially available polyethylene resin having the characteristics as summarized in Table 1 was obtained and prepared.

1) 용융지수(MI2.16): ASTM D 1238 기준에 따라 190 ℃의 온도 조건에서 2.16 kg 하중 하에 측정하였다. 1) Melt index (MI 2.16 ): It was measured under a load of 2.16 kg under a temperature condition of 190 ° C according to ASTM D 1238 standard.

2) 용융유동율비(MFRR, MI5/MI2.16): ASTM D 1238 기준에 따라 190 ℃의 온도 조건에서 5 kg 하중 하에 측정한 값(MI5)을 상기 MI2.16값으로 나누어 구하였다. 2) Melt flow rate ratio (MFRR, MI 5 /MI 2.16 ): According to ASTM D 1238, a value measured under a 5 kg load at a temperature of 190 ° C. (MI 5 ) was obtained by dividing by the MI 2.16 value.

3) 밀도: ASTM D1505 기준에 따라 23℃에서 측정하였다. 3) Density: Measured at 23°C according to ASTM D1505 standard.

4) 전단 점도 (40 s-1 shear viscosity)4) Shear viscosity (40 s -1 shear viscosity)

ARES 회전형 레오미터를 이용하고, 지오미터리로서 Parallel plate를 이용하여 230℃ 및 전단 속도 0.05 내지 500 s-1에서 전단 점도를 측정하고, 측정한 전단 점도 중 shear rate 40 s-1에서의 전단 점도를 Carreau-Yasuda model을 이용하여 내삽하여 구하였다. 이때 상기 Parallel plate에서의 plate 간 갭은 1.0mm로 하였다.ARES rotational rheometer was used and the shear viscosity was measured at 230°C and a shear rate of 0.05 to 500 s −1 using a parallel plate as a geometry, and among the measured shear viscosities, shear at a shear rate of 40 s −1 The viscosity was obtained by interpolation using the Carreau-Yasuda model. At this time, the gap between the plates in the parallel plate was set to 1.0 mm.

5) 신장 점도(Enlogational viscosity)5) Enlogational viscosity

ARES-G2 레오미터(TA insturments 사제)에 부착된 신장 점도 측정 장치(EVF)를 이용하여, 190℃, 헨키 변형율 0.1 s-1, 및 30초 연신의 조건에서 측정하였다.Using an extensional viscosity measuring device (EVF) attached to an ARES-G2 rheometer (manufactured by TA Instruments), it was measured under the conditions of 190°C, Henkey's strain rate of 0.1 s -1 , and stretching for 30 seconds.

측정 결과를 하기 표 1에 나타내었다. The measurement results are shown in Table 1 below.

MI2.16
(g/10min)
MI 2.16
(g/10min)
MFRRMFRR 밀도
(g/cm3)
density
(g/cm 3 )
40 s-1 shear viscosity
(Pa·S)
40 s -1 shear viscosity
(Pa S)
Enlogational viscosity
(Pa·S)
Enlogational viscosity
(Pa S)
실시예 1Example 1 1.251.25 4.204.20 0.9520.952 1126.11126.1 12172.612172.6 실시예 2Example 2 0.880.88 4.014.01 0.9520.952 1368.41368.4 13625.013625.0 실시예 3Example 3 1.061.06 4.114.11 0.9530.953 1563.21563.2 12943.812943.8 실시예 4Example 4 1.141.14 3.983.98 0.9510.951 1324.11324.1 15227.215227.2 실시예 5Example 5 0.880.88 4.014.01 0.9520.952 1861.31861.3 19237.219237.2 실시예 6Example 6 0.610.61 3.753.75 0.9520.952 1745.11745.1 15632.815632.8 실시예 7Example 7 0.800.80 3.653.65 0.9560.956 1628.81628.8 17663.917663.9 실시예 8Example 8 2.002.00 2.822.82 0.9520.952 1292.81292.8 14938.714938.7

상기 폴리에틸렌 수지에 대하여, 하기 표 2 및 3에서와 같은 조건 하에서 Top plate 두께 1.0mm의 몰드를 이용하여 사출 성형을 진행하여, 외경이 28mm, Top plate 두께가 1mm, gate 모양이 star shape인 것을 제외하고는 PCO1881 규격에 따른 cold fill 용 보틀 캡을 제조하였다.With respect to the polyethylene resin, injection molding was performed using a mold with a top plate thickness of 1.0 mm under the same conditions as in Tables 2 and 3 below, except that the outer diameter was 28 mm, the top plate thickness was 1 mm, and the gate shape was a star shape. And manufactured a bottle cap for cold fill according to PCO1881 standard.

폴리에틸렌 수지 사용량
(g)
Polyethylene resin usage
(g)
보압
(bar)
hold pressure
(bar)
보압 시간
(s)
hold time
(s)
냉각 시간
(s)
cooling time
(s)
사출 온도
(℃)
injection temperature
(℃)
사출 속도
(mm/s)
injection speed
(mm/s)
개량
(mm)
improvement
(mm)
배압
(bar)
back pressure
(bar)
1.6 ~ 2.41.6 to 2.4 300~1000300~1000 0.5 ~ 2.00.5 to 2.0 0.5 ~ 3.00.5 to 3.0 190 ~ 250190 to 250 50 ~ 10050 to 100 6 ~ 256 to 25 5 ~ 1005 to 100

상기 폴리에틸렌 수지 20 kg을 이용하여 상기와 동일한 방법으로 cold fill 용 보틀 캡을 사출 성형하고, 제조된 bottle cap 총 개수에 대하여, Hair 불량이 발생한 bottle cap의 개수의 비를 산출하였다.A bottle cap for cold fill was injection-molded in the same manner as above using 20 kg of the polyethylene resin, and the ratio of the number of bottle caps having hair defects to the total number of manufactured bottle caps was calculated.

상기한 실험들로부터 폴리에틸렌 수지의 전단 점도와 신장 점도, 그리고 이를 이용하여 제조한 bottle cap에서의 Hair 발생률 값을 수집하고, 이들 데이터를 함수 형태로 회귀 분석하여 하기와 같은 수학식을 도출하였다.From the above experiments, the shear viscosity and elongational viscosity of the polyethylene resin, and the hair generation rate value in the bottle cap prepared using the same were collected, and these data were regression-analyzed in the form of a function to derive the following equation.

[수학식 2-1][Equation 2-1]

Hair 발생율의 값 = -0.0022ηshear 2 + 6.44 ηshear - 4652 Value of hair generation rate = -0.0022η shear 2 + 6.44 η shear - 4652

[수학식 2-2] [Equation 2-2]

Hair 발생율의 값 = 20(ηshear/700) - 5 (ηshear / 700)2 Value of hair generation rate = 20 (η shear /700) - 5 (η shear / 700) 2

상기 수학식 2-1 및 2-2에서 ηshear는 전술한 방법으로 측정한 폴리에틸렌 수지의 전단 점도 값이다.In Equations 2-1 and 2-2, η shear is the shear viscosity value of the polyethylene resin measured by the method described above.

도출된 수학식을 이용하여, 상기 실시예 1 내지 12에 따른 폴리에틸렌 수지의 사출 성형 불량율, 즉 Hair 발생률을 계산, 예측하였다. 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다. Using the derived formula, the injection molding defect rate of the polyethylene resin according to Examples 1 to 12, that is, the hair generation rate, was calculated and predicted. The results are shown in Table 3 below.

사출 온도
(℃)
injection temperature
(℃)
Hair 발생율(%)Hair generation rate (%)
실측값measured value 예측값predicted value 실시예 1Example 1 230230 10.010.0 11.411.4 실시예 2Example 2 230230 2.52.5 1.71.7 실시예 3Example 3 230230 30.030.0 39.139.1 실시예 4Example 4 230230 20.020.0 18.118.1 실시예 5Example 5 190190 00 00 실시예 6Example 6 230230 00 00 실시예 7Example 7 230230 00 00 실시예 8Example 8 230230 00 00

상기 표 3을 참고하면, 실제 측정한 Hair 발생율과, 수학식에 의해 예측된 에측값 사이에 상관 계수 (R2) 값이 약 0.950로, 매우 높은 값을 보이는 것을 확인할 수 있으며, 이에 따라, 실시예에서 도출된 수학식으로 폴리에틸렌 수지의 Hair 발생률, 또는 사출 성형 불량을 매우 높은 신뢰도로 예측할 수 있음을 확인할 수 있다. Referring to Table 3, it can be seen that the correlation coefficient (R 2 ) value between the actually measured hair generation rate and the predicted value predicted by the equation is about 0.950, showing a very high value. It can be confirmed that the hair generation rate of the polyethylene resin or the injection molding defect can be predicted with very high reliability by the equation derived from the example.

Claims (6)

폴리에틸렌 수지에 대해, ARES 레오미터를 이용하여 230℃ 및 전단 속도 0.05 내지 500 s-1에서의 전단 점도, 및 ARES 레오미터에 부착된 신장 점도 측정 장치를 이용하여 190℃, 헨키 변형율 0.1 s-1, 및 30초 연신의 조건에서의 신장 점도를 각각 측정하는 단계; 및
상기 폴리에틸렌 수지의 전단 점도 중 전단 속도 40 s-1에서의 전단 점도, 및 상기 신장 점도를 이용하여, 폴리에틸렌 수지를 이용한 사출 성형시 Hair 발생율의 값을 계산하는 단계;를 포함하는,
폴리에틸렌 수지의 사출 성형 불량 예측 방법.
For the polyethylene resin, shear viscosity at 230°C and shear rate 0.05 to 500 s −1 using an ARES rheometer, and 190° C., Henkey strain 0.1 s −1 using an elongational viscometer attached to the ARES rheometer , and measuring the elongational viscosity under the conditions of stretching for 30 seconds, respectively; and
Using the shear viscosity at a shear rate of 40 s -1 among the shear viscosities of the polyethylene resin, and the elongational viscosity, calculating the value of the hair generation rate during injection molding using the polyethylene resin;
A method for predicting injection molding failure of polyethylene resin.
제1항에 있어서,
상기 Hair는, 폴리에틸렌 수지 1.6 내지 2.4 g을 이용하여 보압 300 내지 1000bar, 보압 시간 0.5 내지 2.0초, 냉각시간 0.5 내지 3.0초, 사출 온도 190 내지 250℃, 사출 속도 50 내지 100 mm/s, 개량 6 내지 25mm 및 배압 5 내지 100 bar의 조건으로 사출 성형시, 늘어난 폴리에틸렌 수지의 길이가 2.5mm 이상인, 예측방법.
According to claim 1,
The hair is, using 1.6 to 2.4 g of polyethylene resin, holding pressure 300 to 1000 bar, holding pressure 0.5 to 2.0 seconds, cooling time 0.5 to 3.0 seconds, injection temperature 190 to 250° C., injection speed 50 to 100 mm/s, improvement 6 At the time of injection molding under the conditions of 25 mm to 25 mm and a back pressure of 5 to 100 bar, the length of the stretched polyethylene resin is 2.5 mm or more, a prediction method.
제1항에 있어서,
상기 Hair 발생율은, 보압 300 내지 1000bar, 보압 시간 0.5 내지 2.0초, 냉각시간 0.5 내지 3.0초, 사출 온도 190 내지 250℃, 사출 속도 50 내지 100 mm/s, 개량 6 내지 25mm 및 배압 5 내지 100 bar의 사출 성형 조건 하에서 폴리에틸렌 수지를 사출 성형할 경우, 제조한 사출 성형품 총 개수에 대하여 Hair가 발생한 사출 성형품의 개수의 비를 백분율로 나타낸 것인, 예측방법.
According to claim 1,
The hair generation rate is, holding pressure 300 to 1000 bar, holding pressure 0.5 to 2.0 seconds, cooling time 0.5 to 3.0 seconds, injection temperature 190 to 250° C., injection speed 50 to 100 mm/s, improvement 6 to 25 mm, and back pressure 5 to 100 bar In the case of injection molding a polyethylene resin under the injection molding conditions of , a prediction method that represents the ratio of the number of injection-molded products with hair to the total number of manufactured injection-molded products as a percentage.
제1항에 있어서,
상기 Hair 발생율의 값은, 상기 폴리에틸렌 수지의 신장 점도를 기준으로 하기 수학식 2-1 또는 2-2에 따라 계산되는, 예측 방법:
[수학식 2-1]
Hair 발생율의 값 = -0.0022ηshear 2 + 6.44 ηshear - 4652 (상기 폴리에틸렌 수지의 신장 점도가 14,000Pa·S 이상인 경우)
[수학식 2-2]
Hair 발생율의 값 = 20(ηshear/700) - 5(ηshear/700)2 (상기 폴리에틸렌 수지의 신장 점도가 14,000Pa·S 미만인 경우)
상기 수학식 2-1 및 2-2에서 ηshear는 ARES 회전형 레오미터를 이용하고, 지오미터리로서 Parallel plate를 이용하여 230℃ 및 전단 속도 0.05 내지 500 s-1에서의 전단 점도를 측정하고, 측정한 전단 점도 중 전단 속도 40 s-1에서의 전단 점도를 carreau-Yasuda model을 이용하여 내삽하여 구한 폴리에틸렌 수지의 전단 점도 값이다.
According to claim 1,
The value of the hair generation rate is calculated according to the following Equation 2-1 or 2-2 based on the elongational viscosity of the polyethylene resin, a prediction method:
[Equation 2-1]
Value of hair generation rate = -0.0022η shear 2 + 6.44 η shear - 4652 (when the elongational viscosity of the polyethylene resin is 14,000 Pa·S or more)
[Equation 2-2]
Value of hair generation rate = 20 (η shear /700) - 5 (η shear /700) 2 (when the elongational viscosity of the polyethylene resin is less than 14,000 Pa·S)
In Equations 2-1 and 2-2, η shear is measured using an ARES rotary rheometer and using a parallel plate as a geometry to measure the shear viscosity at 230°C and a shear rate of 0.05 to 500 s −1 , and among the measured shear viscosities, a shear rate of 40 s This is the shear viscosity value of the polyethylene resin obtained by interpolating the shear viscosity at 1 using the carreau-Yasuda model.
제1항에 있어서,
상기 폴리에틸렌 수지는, 전단 점도가 1300Pa·S 미만이거나, 또는 1600Pa·S 초과인, 예측방법.
According to claim 1,
The polyethylene resin, the shear viscosity is less than 1300 Pa · S, or more than 1600 Pa · S, the prediction method.
제1항에 있어서,
상기 폴리에틸렌 수지는, 하기 1) 내지 3)의 조건 중 하나 이상을 충족하는 폴리에틸렌을 포함하는, 예측방법:
1) 용융지수(ASTM D 1238 기준에 따라 190 ℃의 온도 조건에서 2.16 kg 하중 하에 측정): 0.6 내지 2 g/10min
2) 용융유동율비(MI5/MI2.16): 2.8 내지 4.2; 및
3) 밀도(ASTM D1505 기준에 따라 측정): 0.950 내지 0.960g/cm3.
According to claim 1,
The polyethylene resin, including polyethylene satisfying one or more of the following conditions 1) to 3), prediction method:
1) Melt index (measured under a load of 2.16 kg at a temperature of 190 °C according to ASTM D 1238 standard): 0.6 to 2 g/10min
2) melt flow rate ratio (MI 5 /MI 2.16 ): 2.8 to 4.2; and
3) Density (measured according to ASTM D1505 standards): 0.950 to 0.960 g/cm 3 .
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