KR102115386B1 - 힌지 중합체 - Google Patents

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Abstract

0.1 내지 5 중량%의 C4 -8 공단량체와 잔여량(balance)의 에틸렌을 함유하며, 이 조성물의 밀도가 ASTM D792에 따라 측정 시, 0.945 내지 0.965 g/㎤이고; 용융지수가 ASTM D1238(2.16kg, 190℃)에 따라 측정 시, 10 내지 20 g/10min이며; 중량평균분자량(Mw)가 45,000 내지 55,000 g/mol이고; 다분산도(polydispersity)가 2.5 내지 3.1이며; 길이가 13cm(5.11 인치)이고 총 두께가 50 내지 70 mil(1 내지 2mm)인 스트립(strip)으로 성형하고 4회 끝과 끝을 완전히 접어, 만곡(bending) 및 해리(releasing)에 의해 시험된 두께가 15 내지 30mil(0.3 내지 0.7mm)인 박막화 영역 또는 접은 자국을 만들었을 때, 모서리가 둥근 판(plate)에 대하여 180 내지 190°의 곡률 반경을 통해 변형된 스트립의 박막화 영역이 500회 이상 파괴 없이 견뎌내는, 박막 힌지(리빙 힌지)에 사용하기에 적합한 중합체.

Description

힌지 중합체{HINGE POLYMER}
본 발명은 강인한 성형가능(tough moldable) 폴리에틸렌에 관한 것이다. 많은 이용분야에서 얇은 성형된 폴리에틸렌 부품은 굽힘 균열(flex cracking)에 대하여 우수한 저항성을 필요로 한다. 즉, 이 부품은 파괴 없이 다수 회 굽혀지거나 또는 만곡될 수 있다. 하나의 예는 조미료, 향료, 비누, 샴푸, 오일 및 알약 등의 분배 용기용 뚜껑이다. 이 뚜껑들의 힌지(hinge)는 파손(예, 힌지 파괴) 전에 약 300회 이상 개폐하는 라이프 사이클을 보유해야 할 필요가 있다.
현재, 출원인이 아는 한, "스냅 탑(snap top)" 분배 뚜껑은 강인성(toughness) 때문에 폴리프로필렌으로 제조한다. 폴리에틸렌도 적합한 것으로 개시된 바 있으나, 이러한 이용분야에 사용되지는 않는다. 하지만, 재활용 관점에서 폴리프로필렌보다는 폴리에틸렌을 사용하는 것이 바람직하다.
미국 특허 4,047,495(O'Brian에게 1997.9.13 허여, 1997.9.13에 Polytop Corporation에게 양도됨)는 용기의 "스냅 탑" 아동보호용 뚜껑을 교시한다. 이 특허는 폴리프로필렌의 잘 알려진 리빙 힌지(living hinge) 성질 때문에 리빙 힌지는 폴리프로필렌으로부터 사출 성형하는 것이 바람직하다고 교시한다. 다른 올레핀 중합체들이 사용될 수는 있으나, 바람직하지 않다(컬럼 4, 41 내지 50줄). 이 특허는 다른 폴리올레핀, 예컨대 폴리에틸렌에 대한 교시는 없다.
미국 특허 4,638,916(1987.1.27, Beck et al.에게 허여되고 Owens-Illinois, Inc.에게 양도됨)은 스냅형 힌지 캡을 교시한다. 이 뚜껑의 구조적 요소는 개시되어 있으나, 뚜껑이 제조될 수 있는 재료에 대한 개시는 없다. 당업자라면 아마도 바람직한 물질로서 폴리프로필렌을 선택할 것이다.
미국 특허 5,148,912(1992.9.22, Nozawa et al.에게 허여되고 Yoshino Kogyosho Co., Ltd.에게 양도됨)는 2개의 분리된 힌지 또는 스트랩(strap)이 있는 약간 다른 스냅 탑 뚜껑을 교시한다. 역시, 이 구조적 요소도 분명하게 명시되어 있지만, 캡의 조성은 분명하게 명시된 것이 없다. 당업자라면 아마도 바람직한 물질로서 폴리프로필렌을 선택할 것이다.
미국 특허 6,041,477(2000.3.28, Rentsch et al.에게 허여됨)은 또한 선행 기술과 다른 스냅 탑 뚜껑의 구조적 요소를 교시한다. 이 특허는 사출 성형 플라스틱 물질에 역효과가 있는 스냅 탑 뚜껑의 잔류 응력에 대한 경고를 함유하지만(컬럼 3, 28 내지 35줄), 이 명세서에는 힌지를 제조하기에 적당한 물질에 대한 개시는 어디에도 없다.
미국 특허 6,766,926(2004.7.27, Elchert에게 허여되고, Owens-Illinois Closure Inc.에게 양도됨)은 오늘날 가장 흔히 볼수 있는 유형의 마개를 교시한다. 이 캡의 구조적 요소는 분명하게 개시하고 있다. 하지만, 역시 캡을 제조할 수 있는 물질에 대해서는 논의된 바가 없다.
본 발명은 반복된 굽힘 시 높은 균열 저항성을 나타내는 사출성형에 사용하기에 적합한 폴리에틸렌 조성물을 제공하기 위한 것이다.
가장 광범위한 양태로, 본 발명은 0.1 내지 5 중량%의 C4-8 공단량체와 잔여량(balance)의 에틸렌을 함유하는 폴리에틸렌 조성물을 제공하며, 이 조성물은 밀도가 ASTM D792에 따라 측정 시, 0.945 내지 0.965 g/㎤이고; 용융지수가 ASTM D1238(2.16kg, 190℃)에 따라 측정 시, 10 내지 20 g/10min이며; 중량평균분자량(Mw)이 45,000 내지 55,000 g/mol이고; 다분산도(polydispersity)가 2.5 내지 3.1이며; 길이가 13cm(5.11 인치)이고 총 두께가 50 내지 70 mil(1/1000 인치)(1 내지 2mm)인 스트립(strip)으로 성형하고 4회 끝과 끝을 접고 풀어, 두께가 15 내지 30mil(1/1000 인치)(0.3 내지 0.7mm)인 박막화 영역을 만들고, 모서리가 둥근 판(plate)에 대하여 180 내지 190°의 곡률 반경을 통해 상기 스트립의 상기 변형 박막화 영역을 만곡(bending) 및 해리(releasing)시켜 시험할 때, 상기 스트립이 200회 이상 파괴 없이, 바람직하게는 500회 이상 파괴 없이 견뎌낸다.
다른 양태에 따르면, 폴리에틸렌 조성물은 밀도가 ASTM D792에 따라 측정 시 0.950 내지 0.960 g/㎤이다.
또 다른 양태에 따르면, 폴리에틸렌 조성물은 용융 지수가 ASTM D1238(2.16kg 190℃)에 따라 측정 시, 13 내지 17 g/10min이다.
추가 양태에 따르면, 폴리에틸렌 조성물은 전술한 바와 같은 스트립으로 성형하고 전술한 바와 같이 시험했을 때 750회 이상 파괴없이 견뎌낸다.
추가 양태에 따르면, 폴리에틸렌 조성물은 고분자량 일수록 공단량체 함량이 더 낮다.
추가 양태에 따르면, 폴리에틸렌 조성물은 1종 이상의 용액 중합된 폴리에틸렌(들)으로부터 제조된다.
추가 양태에 따르면, 폴리에틸렌 조성물은 밀도가 0.945 g/㎤ 내지 0.950 g/㎤이고; 용융 지수가 ASTM D1238(2.16kg 190℃)에 따라 측정 시 15 내지 20 g/10min이며; 중량평균분자량(Mw)이 45,000 내지 55,000이고; 다분산도가 2.7 내지 3.0인 에틸렌과 1-부텐의 공중합체를 60 내지 90중량% 함유한다.
추가 양태에 따르면, 폴리에틸렌 조성물은 밀도가 0.955 g/㎤ 내지 0.965 g/㎤이고; 용융 지수가 ASTM D1238(2.16kg 190℃)에 따라 측정 시 10 내지 15 g/10min이며; 중량평균분자량(Mw)이 55,000 내지 65,000이고; 다분산도가 3.1 내지 3.3인 에틸렌 단독중합체를 40 내지 10중량% 함유한다.
추가 양태에 따르면, 폴리에틸렌 조성물은 밀도가 0.948 g/㎤ 내지 0.952 g/㎤이고; 용융 지수가 ASTM D1238(2.16kg 190℃)에 따라 측정 시 16 내지 18 g/10min이며; 중량평균분자량(Mw)이 48,000 내지 52,000이고; 다분산도가 2.80 내지 2.90인 에틸렌과 1-부텐의 공중합체 60 내지 80중량%와 밀도가 0.960 g/㎤ 내지 0.965 g/㎤이고; 용융 지수가 ASTM D1238(2.16kg 190℃)에 따라 측정 시 12 내지 14 g/10min이며; 중량평균분자량(Mw)이 55,000 내지 63,000이고; 다분산도가 3.15 내지 3.25인 에틸렌 단독중합체 40 내지 20중량%로 이루어진다.
추가 양태에 따르면, 폴리에틸렌 조성물은 900회 이상 파괴 없이 견뎌낸다.
도 1은 실시예 1에 따른 블렌드의 GPC(겔투과크로마토그래피)이다.
도 2는 실시예 1에 사용된 공중합체의 GPC이다.
도 3은 실시예 1에 사용된 공중합체의 A-TREF이다.
도 4는 실시예 1에 사용된 단독중합체의 GPC이다.
도 5는 실시예 1에 사용된 단독중합체의 A-TREF이다.
도 6은 실험들에 사용된 만곡 스트립 시험기의 전면도이다.
도 7은 실험들에 사용된 만곡 스트립 시험기의 측면도이다.
본 명세서에 범위가 사용된 경우, 이 범위는 종점들에 의해 국한되어 있는 모든 수 및 소수를 포함한다. 예를 들면, 범위 1 내지 5는 2, 3 및 4는 물론 소수 2.1, 2.2, 2.3, ....4.8, 4.9와 제시된 종점 사이(예, 4.99993, 4.99994) 및 제시된 소수 범위 내(2.29998, 2.29999 등)의 나머지 소수 단위를 포함한다.
스냅 탑 뚜껑은 일반적으로 사출성형 기술을 사용하여 제조한다. 이것은 중합체 과학자에게 여러 가지 상충물을 필요로 한다. 중합체는 부품(캡)이 최종 소비자에게 대량 운반될 때 변형하지 않도록 하기 위해 충분한 강성도(굽힘 탄성률)를 보유해야 한다. 이 중합체는 이 부품을 제조하는 주형에 빠르고 완전하게 충전될 수 있도록 하는 용융 지수를 보유해야 한다(부품 제조업자에게 적당한 사이클 시간을 주기 위해). 마지막으로, 폴리에틸렌은 충분한 굽힘 모멘트를 보유해야 한다. 즉, 이 중합체는 180 내지 190°의 곡률 반경(예컨대, 아래로 90°, 그 다음 위로 90°)을 통해 충분한 수의 사이클 동안 반복될 수 있어야 한다.
예를 들어, 강성도를 향상시키기 위해서는 더 고밀도 중합체를 찾을 것이다. 하지만, 이 중합체는 파손에 이르는 굽힘 사이클 수를 저하시킬 것이다. 중합체의 분자량을 증가시키는 것도 고려해도 좋으나, 이는 용융 지수에 좋지 않은 영향을 미칠 가능성이 있다.
본 발명에 유용한 폴리에틸렌 조성물은 0.1 내지 5중량%, 바람직하게는 0.2 내지 3중량%의 C4-8 공단량체, 바람직하게는 1-부텐과 잔여량의 에틸렌으로 이루어지며, 이 조성물은 밀도가 ASTM D792에 따라 측정 시, 0.945 내지 0.965 g/㎤, 바람직하게는 0.950 내지 0.960 g/㎤이고; 용융지수가 ASTM D1238(2.16kg, 190℃)에 따라 측정 시, 10 내지 20 g/10min, 바람직하게는 13 내지 17 g/10min이며; 중량평균분자량(Mw)이 45,000 내지 55,000 g/mol, 가장 바람직하게는 48,000 내지 53,000 g/mol, 적당하게는 50,000 내지 52,000 g/mol이고; 다분산도(polydispersity)가 2.5 내지 3.1, 바람직하게는 2.65 내지 2.75, 적당하게는 2.68 내지 2.71이며; 길이가 13cm이고 총 두께가 50 내지 70 mil(1 내지 2mm)인 스트립으로 성형하고 4회 끝과 끝을 완전히 접어(바람직하게는, 각 방향, 즉 전방향 및 후방향으로 2회씩) 두께가 15 내지 30mil(0.3 내지 0.7mm)인 박막화 영역 또는 접은 자국을 만들어, 모서리가 둥근 판에 대하여 180 내지 190°의 곡률 반경을 통해 상기 스트립의 상기 변형 박막화 영역을 만곡(bending) 및 해리(releasing)시켜 시험할 때, 상기 스트립이 200회 이상 파괴 없이, 바람직하게는 750회 넘게 파괴 없이, 가장 바람직하게는 900회 넘게 파괴 없이 견뎌낸다.
이 폴리에틸렌 조성물은 굽힘 탄성률이 ASTM D 790에 따라 측정 시, 1000 내지 1500 MPa(145,000 내지 220,000 psi), 바람직하게는 1200 내지 1400 MPa(175,000 내지 약 200,000 psi)일 수 있다. 폴리에틸렌 조성물은 항복 인장 강도(tensile strength at yield)가 ASTM D638(50mm/min)로 측정 시 약 20 내지 30MPa(3,000 내지 4,500 psi), 바람직하게는 24 내지 28 MPa(3,600 내지 4,200 psi)이고, 파단 연신율(elongation at break)이 ASTM D638(50mm/min)에 따라 측정 시 500 내지 900%, 전형적으로 600 내지 800%일 수 있다. 일반적으로, 연화점은 120℃ 내지 129℃, 전형적으로 124℃ 내지 127℃일 것이다.
조성물에서 공단량체 위치는 보통 평면에 대해 법선이다. 즉, 소량의 공단량체는 조성물의 고 분자량 분획에 혼입되어 있다.
폴리에틸렌은 2종 이상, 바람직하게는 2종의 에틸렌 중합체의 블렌드일 수 있고, 바람직하게는 용액 중합될 수 있다. 이 블렌드는 건식(예컨대, 텀블(tumble)) 블렌딩 및 이어서 압출과 같은 적당한 방식으로 제조할 수 있다.
한 양태에 따르면, 이러한 블렌드들은 0.1 내지 5중량%, 바람직하게는 3중량% 미만, 가장 바람직하게는 1.5중량% 미만의 1-부텐을 함유하고 밀도가 0.945 g/㎤ 내지 0.955 g/㎤, 바람직하게는 0.948 g/㎤ 내지 0.952 g/㎤이며; 용융 지수가 ASTM D1238(2.16kg 190℃)에 따라 측정 시 15 내지 20 g/10min, 바람직하게는 16 내지 18 g/10min이고; 중량 평균 분자량(Mw)이 45,000 내지 55,000, 바람직하게는 48,000 내지 52,000, 적당하게는 49,000 내지 51,000 g/mol이며; 다분산도가 2.7 내지 3.0, 바람직하게는 2.8 내지 2.9, 적당하게는 2.84 내지 2.88인 1-부텐 공중합체를 약 60 내지 90중량%, 전형적으로 60 내지 80중량%, 적당하게는 65 내지 75 중량% 함유할 수 있다.
이 공중합체는 굽힘 탄성률이 ASTM D790에 따라 측정 시 900 내지 1200 MPa(130,000 내지 175,000 psi), 바람직하게는 1000 내지 1100 MPa(145,000 내지 약 160,000 psi)일 수 있다.
이 공중합체는 항복 인장 강도가 ASTM D638(50mm/min)에 따라 측정 시 약 22 내지 24 MPa(3,300 내지 3,600 psi)이고, 파단 연신율이 ASTM D638(50mm/min)에 따라 측정 시 500 내지 550%, 전형적으로 520 내지 540%일 수 있다. 일반적으로, 연화점은 약 118℃ 내지 122℃, 전형적으로 119℃ 내지 121℃일 것이다.
추가 양태에 따르면, 폴리에틸렌 조성물은 밀도가 0.958 g/㎤ 내지 0.965 g/㎤, 바람직하게는 0.960 g/㎤ 내지 0.963 g/㎤이며; 용융 지수가 ASTM D1238(2.16kg 190℃)에 따라 측정 시 10 내지 15 g/10min, 바람직하게는 12 내지 14 g/10min이고; 중량 평균 분자량(Mw)이 55,000 내지 65,000, 바람직하게는 56,000 내지 63,000, 적당하게는 56,000 내지 58,000 g/mol이며; 다분산도가 3.1 내지 3.3, 바람직하게는 3.15 내지 3.25, 적당하게는 3.15 내지 3.20인 에틸렌 단독중합체를 40 내지 10중량%, 전형적으로 40 내지 20중량%, 바람직하게는 35 내지 25 중량% 함유한다.
이 단독중합체는 굽힘 탄성률이 ASTM D790에 따라 측정 시 1100 내지 1300 MPa(160,000 내지 190,000 psi), 바람직하게는 1200 내지 1300 MPa(175,000 내지 약 190,000 psi)일 수 있다.
이 단독중합체는 항복 인장 강도가 ASTM D638(50mm/min)에 따라 측정 시 약 28 내지 34 MPa(4,050 내지 4,900 psi), 바람직하게는 28 내지 32MPa(4,050 내지 4,600 psi)이고, 파단 연신율이 ASTM D638(50mm/min)에 따라 측정 시 700 내지 900%, 전형적으로 750 내지 850%일 수 있다. 일반적으로, 연화점은 약 128℃ 내지 131℃, 전형적으로 129℃ 내지 130℃일 것이다.
특히 바람직한 양태에 따르면, 폴리에틸렌 조성물은 상기 에틸렌, 1-부텐 공중합체 및 에틸렌 단독중합체의 블렌드를 함유한다. 이러한 블렌드는 60 내지 90중량%, 전형적으로 60 내지 80중량%, 적당하게는 65 내지 75중량%의 공중합체와 40 내지 10중량%, 전형적으로 40 내지 20중량%, 적당하게는 35 내지 25중량%의 에틸렌 단독중합체를 함유하는 것이 바람직하다.
본 발명에 사용하기에 적당한 폴리에틸렌 중합체는 통상의 중합 공정, 기상, 슬러리 및 바람직하게는 용액 중합 및 통상적인 촉매를 사용하여 제조할 수 있다. 통상적인 촉매의 비제한적 예로는 크롬계 촉매, 지글러-나타 촉매 및 단일 부위 촉매를 포함한다. 이러한 공정과 촉매는 당업자에게 잘 알려져 있다.
용액 중합 공정 및 슬러리 중합 공정은 당업계에 꽤 잘 알려져 있다. 이 공정들은 불활성 탄화수소 용매/희석제, 전형적으로 C1 -4 알킬 기로 치환되거나 비치환될 수 있는 C4 -12 탄화수소(예컨대, 부탄, 펜탄, 헥산, 헵탄, 옥탄, 사이클로헥산, 메틸사이클로헥산 또는 수소화된 나프타)의 존재 하에 수행한다. 대체 용매는 Isopar E(C8 -12 지방족 용매, Exxon Chemical Co.)이다. 단량체들은 용매/희석제에 용해된다.
중합은 약 20℃ 내지 약 250℃의 온도에서 수행할 수 있다. 제조되는 산물에 따라, 이 온도는 비교적 낮은, 예컨대 20℃ 내지 약 180℃, 전형적으로 약 80℃ 내지 150℃일 수 있고, 이 중합체는 액체 탄화수소 상(희석제)에 불용성이다(예, 슬러리 중합). 반응 온도는 약 180℃ 내지 250℃, 바람직하게는 약 180℃ 내지 230℃로 비교적 높을 수 있고, 이 중합체는 액체 탄화수소 상(용매)에 용해성이다(예, 용액 중합). 반응 압력은 구 고압 공정에서는 약 15,000 psig 정도로 높을 수 있고, 또는 약 15 내지 4,500 psig 범위일 수 있다.
중합은 유동층 또는 교반층 중 어느 하나인 기상 중합일 수 있다. 이 기상 중합에서 기체 혼합물은 0 내지 15몰%의 수소, 0 내지 30몰%의 1종 이상의 C3 -8 알파-올레핀, 15 내지 100 몰%의 에틸렌 및 0 내지 75 몰%의 불활성 기체를 함유하고, 온도는 50℃ 내지 120℃, 바람직하게는 75℃ 내지 약 110℃이며, 압력은 일반적으로 3447kPa(약 500 psi) 이하, 바람직하게는 2414 kPa(약 350 psi) 이하이다.
적당한 올레핀 단량체로는 에틸렌 및 C3 -8 알파 올레핀, 예컨대 1-부텐, 1-헥센 및 1-옥텐 중 1종 이상, 바람직하게는 1-부텐을 포함한다. 본 발명에 따라 제조된 중합체들은 분자량 분포(Mw/Mn 또는 다분산도)가 광범위할 수 있다. 분자량 분포는 약 2.5 내지 약 30으로 조절할 수 있다.
한 양태에 따르면, 중합체는 지글러-나타 촉매의 존재 하에 제조된 용액 중합체이다. 최종 조성물은 에틸렌과 1-부텐의 공중합체를 하나 이상 함유하는 것이 바람직하다.
최종 수지는 전형적으로 제조업자에 의해 조제되거나 또는 가공업자(예컨대, 수지 펠릿을 최종 산물로 변환시키는 회사)에 의해 조제될 수 있다. 조제된 중합체는 충전제, 안료 및 기타 첨가제를 함유할 수 있다. 전형적으로, 충전제는 점토, 탈크, TiO2 및 탄산 칼슘과 같은 불활성 첨가제로서, 폴리올레핀에 0중량% 내지 최대 약 50중량%, 바람직하게는 30중량% 미만의 양으로 첨가될 수 있다. 수지는 전형적인 양의 산화방지제, 및 열 안정제 및 광 안정제, 예컨대 1종 이상의 힌더드 페놀, 포스페이트, 포스파이트 및 포스포나이트의 배합물을 수지의 중량을 기준으로 전형적으로 0.5중량% 미만으로 함유할 수 있다. 또한, 안료도 수지에 소량으로 첨가될 수 있고; 안료의 비제한적 예로는 카본블랙, 프탈로시아닌 블루, 콩고 레드, 티타늄 옐로우 등을 포함한다.
폴리에틸렌 수지 블렌드는 핵형성제(nucleating agent)를 폴리올레핀의 중량을 기준으로 약 1,500 ppm(parts per million) 내지 약 10,000 ppm의 양으로 함유할 수 있다. 바람직하게는, 핵형성제는 폴리올레핀의 중량을 기준으로 2,000 ppm 내지 8,000 ppm, 가장 바람직하게는 2,000 ppm 내지 5,000 ppm의 양으로 사용된다.
핵형성제는 디벤질리덴 소르비톨, 디(p-메틸 벤질리덴) 소르비톨, 디(o-메틸 벤질리덴) 소르비톨, 디(p-에틸벤질리덴) 소르비톨, 비스(3,4-디메틸 벤질리덴) 소르비톨, 비스(3,4-디에틸벤질리덴) 소르비톨 및 비스(트리메틸-벤질리덴) 소르비톨로 이루어진 그룹 중에서 선택될 수 있다. 시중에서 입수할 수 있는 1가지 핵형성제는 비스(3,4-디메틸 벤질리덴) 소르비톨이다.
수지는 전형적으로 식품 접촉 용도용 캡에 사용되는 바, 첨가제 패키지는 적당한 식품 규제, 예컨대 미국의 FDA 규제를 충족시켜야 한다.
중합체는 두께가 50 내지 70mil(1 내지 2mm)이고 길이가 13cm인 스트립을 압축 성형하고, 끝과 끝을 완전히 구부리고 푸는 과정을 4회 반복하여 두께가 15 내지 30mil(0.3 내지 0.7mm)인 박막화 영역 또는 접은 자국을 만드는, 굽힘 및 해리 사이클 수로 시험했다. 이 스트립은 도 1에 도시한 바와 같은 장치에, 둥근 판의 모서리 위 또는 이 모서리 인접에 박막화 영역 또는 접은 자국이 있도록(경화 시험 시 스트립 절단을 피하기 위해) 탑재했다. 이 장치는 180°내지 190°(즉, 1회 사이클이 90°위로, 그 다음 90°아래로이다)의 곡률 반경을 통해 판의 모서리 위로 스트립을 구부린다. 시험 스트립이 파괴될 때까지의 사이클 수를 기록한다. 일반적으로, 동일 중합체당 10개의 스트립을 동시에 시험하고 결과는 파괴 시까지의 평균 값이다.
이하의 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것이지만, 이 실시예들이 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되지는 않아야 한다.
실시예
본 실시예에는 다음과 같은 수지, 즉 SCLAIR® 폴리에틸렌 수지 2710 및 2909를 사용했다. SCLAIR 2710은 에틸렌과 약 0.35wt%의 1-부텐의 공중합체이다. SCLAIR 2909는 에틸렌의 단독중합체이다.
표 1은 중합체 성질을 정리한 것이다.
Figure 112015097666149-pct00001
수지는 70wt% 공중합체와 30중량% 단독중합체를 함유하는 블렌드로 시험했다.
성형된 중합체 스트립 샘플은 전술한 바와 같이 제조했다.
시험은 도 6과 7에 도시된 기계에서 수행했다(같은 부품은 같은 번호로 표시했다). 일반적으로, (1)로 표시된 이 기계는 한 쌍의 피봇팅 디스크(2)와 이 사이에 둥근 모서리 또는 뚜껑(4)이 있는 평판(3)을 보유한다. 판의 상부에는 모서리 또는 뚜껑(4)에 인접한 일련의 클램프(5)가 있고, 이는 판(3)에 부착되어 있다. 시험 스트립(6)은 클램프(5)를 이용하여 판(3)에 탑재하고, 스트립의 한쪽 말단이 클램프에 의해 고정되도록 위치를 잡는다. 접은 자국 또는 박막화 영역은 모서리 또는 뚜껑(4) 위에 배치한다. 디스크(2) 사이에 탑재된 바(7)는 둥근 모서리 또는 뚜껑(4)의 내부에서 시험 스트립(6) 상부에 놓여 있다. 추가 쌍의 바(8 및 9)는 디스크(2) 사이에 이격시켜 탑재한다. 디스크(2)는 유압 피스톤(10 및 11)(도시되지 않음)에 의해 구동되어 이격된 바(8 및 9)를 판(3) 위 90°부터 판(3) 아래 90°까지인 곡률 반경을 통해 순환시킨다. 바는 시험 스트립(6)의 끝에 체결되어 각 순환 동안 바를 구부릴 수 있다. 시험 스트립이 파괴되는 순환 횟수를 기록한다. 전형적으로, 10개의 스트립을 동시에 시험하고 파괴 시까지의 평균 순환 횟수를 기록한다.
시험 결과는 이하 표 2에 제시했다.
Figure 112019136019712-pct00010
이상, 본 발명은 이의 구체적 양태들에 의해 특별하게 설명되었지만, 본 명세서를 통해 본 발명에 대한 다수의 변형이 가능하며, 이 역시 본 발명의 범위에 속한다는 것을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명은 광범위하게 해석되어야 하고 이하에 첨부되는 청구항의 범위 및 취지에 의해서만 제한되어야 한다.
산업상 이용가능성
본 발명은 스냅 탑 뚜껑을 위한 응력 하의 힌지에 사용되기에 충분하게 강건한 폴리에틸렌 수지 블렌드를 제공한다.
1: 시험 기계
2: 피봇팅 디스크
3: 평판
4: 둥근 모서리 또는 뚜껑
5: 클램프
6: 시험 스트립
7: 바(bar)
8 및 9: 추가 바

Claims (10)

  1. (i) 밀도가 ASTM D792에 따라 측정 시 0.948 g/㎤ 내지 0.952 g/㎤이고; 용융 지수가 ASTM D1238(2.16 kg 190℃)에 따라 측정 시 16 g/10min 내지 18 g/10min이며; 중량평균분자량(Mw)이 48,000 내지 52,000 g/mol이고; 다분산도가 2.7 내지 3.0인, 0.1 중량% 내지 5 중량%의 1-부텐 공단량체와 잔여량(balance)의 에틸렌으로 이루어진 공중합체 60 중량% 내지 80 중량%, 및
    (ii) 밀도가 ASTM D792에 따라 측정 시 0.960 g/㎤ 내지 0.965 g/㎤이고; 용융 지수가 ASTM D1238(2.16 kg 190℃)에 따라 측정 시 12 g/10min 내지 14 g/10min이며; 중량평균분자량(Mw)이 55,000 내지 63,000 g/mol이고; 다분산도가 3.1 내지 3.3인, 에틸렌 단독중합체 40 중량% 내지 20 중량%
    를 포함하는, 폴리에틸렌 조성물로서,
    상기 폴리에틸렌 조성물은, 밀도가 ASTM D792에 따라 측정 시 0.950 g/㎤ 내지 0.960 g/㎤이고; 항복 인장 강도(tensile strength at yield)가 ASTM D638(50 mm/min)로 측정 시 24 MPa 내지 28 MPa이고,
    상기 폴리에틸렌 조성물을 길이가 13 cm이고 총 두께가 50 mil 내지 70 mil (1 mm 내지 2 mm)인 스트립(strip)으로 성형하고 4회 끝과 끝을 완전히 접어 두께가 15 mil 내지 30 mil (0.3 mm 내지 0.7 mm)인 박막화 영역을 갖는 접은 자국이 있는 스트립을 만들고, 상기 접은 자국이 있는 스트립이 파괴될 때까지 모서리가 둥근 판(plate)에 대하여 180°내지 190°의 곡률 반경을 통해 상기 박막화 영역을 만곡(bending) 및 해리(releasing)시키는 만곡 및 해리 사이클에 의해 상기 접은 자국이 있는 스트립을 시험할 때, 상기 접은 자국이 있는 스트립이 650회 내지 2510회 동안 파괴 없이 견뎌내는 것인,
    폴리에틸렌 조성물.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 접은 자국이 있는 스트립이 750회 내지 2510회 동안 파괴 없이 견뎌내는 것인, 폴리에틸렌 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 분자량이 높을수록 상기 공단량체 함량은 더 낮은, 폴리에틸렌 조성물.
  6. 제1항에 있어서,상기 성분 (i)와 (ii)는 용액 중합된 것인, 폴리에틸렌 조성물.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서, 상기 접은 자국이 있는 스트립이 900회 내지 2510회 동안 파괴 없이 견뎌내는 것인, 폴리에틸렌 조성물.
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