KR840000540B1 - 저압 저밀도 폴리에틸렌의 코어층을 갖는 3층 필름 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

저압 저밀도 폴리에틸렌의 코어층을 갖는 3층 필름

본 발명은 세개의 층을 가지며 폐물가방 같은 가방을 만드는데 이용되는 유연한 압출된 다층 필름에 관한 것이다. 어떤 플라스틱이나 특히 폴리올레핀의 용융물을 압출시키는 공정에서는 높은 조작속도에서 용융물 파쇄로 알려져 있는 현상이 일어날 수 있음은 이전의 기술에서 공지의 사실이다. 용융물의 온도가 비교적 낮을때는 좁은 형판을 간격과 비교적 높은 용융물의 점성 때문에 이 문제가 더욱 심각해진다.

저압·저밀도 폴리에틸렌은 통상의 압출조건 및 속도에서 용융물 파쇄현상을 나타냄이 밝혀졌다. 반대로 고압·저밀도 폴리에틸렌은 그 조건에서 용융물 파쇄현상을 보이지 않는다.

용융물 파쇄현상은 이 기술분야에서 "상어가죽"이라고도 알려져 있는 불규칙한 표면의 현상이다. 그것은 유동방향에 수직한 일련의 융기들로 특정지워진다. 어떤 경우에서는 용융물 파쇄의 결과로 매트모양이 되고 압출물은 표면의 광택을 손실시킨다. 극단적인 경우 용융물 파쇄로 물리적 성질이 악영향을 받을 수 있다.

저압·저밀도 폴리에틸렌에서의 용융물 파쇄는 통상의 압출필름과 연관되는 낮은 압출온도에서 특히 뚜렷하다. 고온을 쓰면 필름공정의 부분을 이루는 기포내의 불안정성을 낳게 되고 통상적인 공냉방식으로 압축물을 냉각시키는데 어려움을 초래한다. 저압·저밀도 폴리에틸렌의 용융물 압출에서 용융물파쇄를 제거시키는 것은 그러한 폴리에틸렌이 경제적으로 얻어질 수 있으며 폐물용기 같은 상업적인 제품을 만드는 데 적당한 유연한 필름형테로서의 물리적 성질이 훌륭하기 때문에 커다란 중요성을 가진다.

여기에서 이용되는 저압·저밀도 폴리에틸렌은 짧은 측쇄와 좁은 분자량 분포를 가진 선형 중합체에 해당되며, 그 유동속도비는 약 25에서 약 100까지를 보여준다. 이들 폴리에틸렌은 미국 특허 제4,011,382호에 나타난 것과 같은 저압공정으로 얻어진다.

여기에서 이용되는 저압×저밀도 폴리에틸렌은 약 50-100밀 범위의 형틀 간격과 약 350。F-470。F 범위의 용융물 온도공정에 대해 형틀 원주 1인치당, 그리고 1시간당 약 4-20파운드의 속도에서의 단일층필름의 용융물 필름압출중에 용융물 파쇄가 일어난다는 특징이 있다.

본 발명은 저압·저밀도 폴리에틸렌의 코어층과 고압×저밀도 폴리에틸렌의 외부층으로 구성되는 유연한 압출된 삼겹층 필름에 관한 것이다. 특히 본 발명의 필름이 통상의 생산속도로 통상의 방법에 의해 생산되어도 용융물 파쇄가 없다.

본 발명의 필름은 일반적으로 약350。F-470。F 범위의 용융물 온도공정에서 시간당 약 4-20파운드의 생산속도로 보통의 필름 공정에 의해 제조된다.

일반적으로 본 발명의 필름은 튜브형 압출에 의해 제조되며 한쪽을 터서 입구로 하고 그 반대편은 바닥부분으로 하여 옆가장자리는 가열봉합시킴으로써 용기나 백으로 형성된다.

예증을 위한 본 발명의 실제예들이 다음에 주어져 있다. 다른 수많은 보기들도 이에 포함된 원리와 원칙에서 즉시 나타날 수 있다. 여기에 주어진 실시예들은 본 발명을 구체적으로 설명해 주기 위한 것들이며 본 발명이 수행될 수 있는 방법을 제한시키려는 의도는 결코 아니다. 여기에서 언급된 퍼센트와 부부들은 달리 언급이 없으면 중량퍼센트와 중량부분을 나타낸다.

다음 사항들은 사용된 시험의 기준이다.

장력은 ASTMD 882 방법 A에 의해 측정되었다. 브레이크에서의 부하는 견본 너비 1인치당의 파운드로 재었다(Lbs/inch).

장력에너지는 ASTMD 882 방법 A에 의해 측정되었다. 견본을 파괴할 에너지는 부하-신장 곡선아래부분의 면적으로 표시된다.

측정단위는 인치-파운드(inch-Lbs)이며 측정되는 주어진 두께에 대해 1인치 너비의 견본에 해당되는 것이다.

최종신장은 ASTMD 882 방법 A에 의해 측정되었으며 이는 파괴견본의 % 신장의 측정이다.

엘멘도르프테어는 ASTMD 1992에 의해 측정되었으며 그램(gm)으로 표시된다.

스펜서충격은 ASTMD 3420-75 과정 B에 의해 측정되었으며 그램(gm)으로 표시된다.

구멍강도는 천공되는 필름의 상대적인 저항을 산출하는데 기원하는 시험이다. 여기에서 ASTM기준이 없다. 기본적으로는 3/4인치 둘레의 강철 플런저를 개량된 인스트론 시험기를 사용하여 분당 20인치의 속도로 고정된 필름 견본에 밀어넣는다. 견본필름의 구멍에 대한 부하는 파운드(Lbs)로 표시되며 천공에 대한 에너지는 부하-신장곡선 아래부분의 면적이고 인치-파운드(inch-Lbs)로 기록된다. 여기에 주어진 실시예들에 대해서는 외부층이 고압 ×저밀도 폴리에틸렌으로서 그 밀도는 1cm3당 약 0.918gm이고 용융지수는 분당 약2.1데시그램이다.

용융지수는 ASTM D-1238-조건 E에 의해 결정되었는데 190℃에서 측정되고 10분당 그램수로 표시되었다. 유동지수는 ASTM D-1238-조건 F에 의해 결정되었는데 용융지수에서 사용된 중량의 10배에서 측정되고 10분당의 그램수로 표시되었다.

용융유동비는 유동지수를 용융지수로 나눈 값으로 정의된다.

통상적인 실시와 함께 실시예에서는 다양한 공지의 첨가제들을 써서 수행되었따. 일반적으로 첨가제에는 슬립작용제, 착색제, 항블록제, 항산화제 등이 포함된다.

외부층은 약 0.18밀 정도로 얇을 수 있으면서 본 발명의 필름에서 용융물 파쇄의 생성을 억제시키는데 효과적이다. 외부층은 두께가 0.35밀 이상일 수도 있지만 경제적으로는 약 0.35밀 이하가 좋다.

본 발명의 필름의 강도는 일차적으로 코어층에서부터 유래된다.

실시예들에서 코어층으로 사용된 저압·저밀도 폴리에틸렌은 표 I에 나타나 있다.

일반적으로 코어층은 그 두께가 외부층의 약 3배이다. 삼겹층 필름의 총괄두께는 약 1.0-3.0밀이며 우선적으로는 1.5밀이다.

[실시예 1]

여러가지 저압·저밀도 폴리에틸렌의 단일층 필름에 대해 그의 용융파쇄의 시작을 생산속도, 용융물 공정온도, 그리고 형틀간격의 함수로 결정하기 위해서 시험을 수행하였다.

이 분야에 있어서 튜브형 압출시스템에 대해 형틀간격을 빠져나가는 단위시간당, 그리고 원주단위 길이당의 물질 유통속도를 말하는 것이 보통이다.

PE A(2.0dg/min)에 대해서는 약 470 °F의 용융공정온도에서 30밀의 형틀간격에 대해 원주 1인치당 그리고 한시간당 약 2.25파운드의 유통속도에서 용융물파쇄가 일어남이 밝혀졌다. 형틀간격이 더 좁고 온도가 더 낮으면 보다 낮은 유통속도에서도 용융물 파쇄현상이 시발됨이 밝혀졌다.

PE B(1.0dg/min)에 대해서는 형틀간격이 45밀이고 용융공정온도가 약 470°F인 경우에 외주길이 1인치당, 그리고 1시간당 약 2.0파운드의 생산속도에서 용융물파쇄가 시작됨을 알았다.

PE C(3.0dg/min)에 대해서는 형틀간격이 30밀이고 온도가 약 470°F인 경우에 외주길이 1인치당, 그리고 1시간당 약 3.5파운드의 생산속도에서 용융물 파쇄가 시작됨을 알았다.

이들 시험들은 상업적으로 최적인 생산속도에서도 용융물의 파쇄가 일어나기 때문에 통상적인 방법으로 단일층 필름을 생산하는데 있어서 저압×저밀도 폴리에틸렌이 경제적인 조작에 적합치 않음을 보여준다.

[실시예 2]

PE A의 코어층을 가지며 형틀간격이 30밀인 튜브형 형틀에 대해서 종래의 방법으로 두개의 삼겹층 필름을 제조하였다. 그중 하나는 외부층 두께가 0.18밀이고 코어층은 두께가 약 1.4밀이다. 생산속도는 외주길이 1인치당, 그리고 1시간당 5.3파운드이었다.

다른 필름은 외부층의 두께가 0.29밀이고 코어층은 약 0.86밀이었다. 생산속도는 외주길이 1인치당 약 6.5파운드이었다. 두 필름 모두에 있어서 용융물파쇄는 일어나지 않았다.

[실시예 3]

종래의 필름공정을 써서 삼겹층 필름을 제조하였다. 코어층은 PE B이며 그 두께는 약 0.98밀이었다.

외부층은 각각 두께가 약 0.26밀이었다. 형틀간격은 30밀이고 생산속도는 1시간당 외주길이 1인치당 약 3.5파운드이었다. 용융물 파쇄는 존재하지 않았다.

[실시예 4]

앞의 실시예들의 공정으로 본 발명의 세개의 다층필름을 제조하였다. 형틀간격은 30밀이었고 총괄 필름 두께는 약 1.5밀, 그리고 층두께는 비는 1 : 3 : 1이었다.

각각의 필름 A, B, C의 코어층은 PE A, PE B 그리고 PE C이었다. 비교를 위해서 코어층이 외부층들과 똑같은 삼겹층 필름을 제조하였다.

표 2에는 필름들의 측정된 성질들이 나타나 있다.

표 2로부터 본 발명의 삼겹층 필름에서 나타난 물리적 성질들이 매우 우수함을 알 수 있다. 이들 필름 중 어느 것도 용융물 파쇄를 보이지 않았다.

본 발명의 필름은 역방향(TD)에서 신장강도가 놀랄만큼 증가된 반면에 기계방향(MD)에서 장력강도는 보통 고압저밀도 폴리에틸렌의 경우의 두 방향보다 더욱 큰 것을 보여준다.

역방향의 강도는 개량된 폐물용기를 만드는데 유익한 방법으로 이용될 수 있다. 통상적인 실시에 따르면 용기는 튜브형 필름으로부터 만들 수 있는데 그 필름의 길이를 따라 터서 그 부분이 용기의 입구가 되게 하고 반대쪽 부분은 용기의 바닥이 되게 한다. 두 옆가장자리는 용기의 밑과 입구에 수직하게 열로 봉합시킨다.

이 용기에 대해서 TD 강도는 용기의 밑바닥에서 입구로 뻗는 방향에 있으므로 속이 꽉 찬 용기를 위해서 들어올릴 때 야기되는 손상에 대항하는 강도를 제공해 준다.

본 발명의 실시예 적합한 다른 필름 제조공정에는 슬로트 캐스팅이 있다. 용융공정온도가 약 400℉-600℉이고 형틀 1인치 및 1시간당 약 25파운드 정도의 높은 생산속도에서는 슬로트 캐스팅을 이용하는 것이 보통이다.

"필름"이란 말은 박지, 튜브, 대롱등을 포함하고 그에 제한시키는 뜻으로 사용된 것이 아님을 알아야 한다.

본 발명에서 보이고 설명된 구조의 자세한 세부사항들에 제약되는 것은 바람직하지 않은데 이 기술분야에 숙련된 사람이면 뚜렷한 개량이 이루어질 것이기 때문이다.

Claims (1)

1. 외부층이 고압×저밀도 폴리에틸렌, 코어층이 저압×저밀도 폴리에틸렌으로 구성되며 350℉-600℉(176.7℃~315.6℃)의 공정온도에서 형틀 1인치 및 1시간당 약 4-25파운드의 생산속도로 생산되어, 용융물 파쇄가 없는 것을 특징으로 하는 유연한 압출 3층 필름.