高分子制品及高分子制品的制造方法

专利名称：高分子制品及高分子制品的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种高分子制品，其是利用高分子材料的加热及压缩而形成的，并且 为高分子原材料或高分子成形体，更详细而言，涉及一种机械强度、韧性和拉伸性、以及进 一步优选耐热性优异的高分子制品及该高分子制品的制造方法。
背景技术：
聚乙烯和聚丙烯被称为通用塑料。聚乙烯和聚丙烯非常廉价，成形性良好，比重为 1.0以下、质量轻。因此，通用塑料被广泛用于家电制品、个人电脑等信息设备及OA设备等 的框体以及汽车的内装品等。
但是，通用塑料的机械强度低、韧性低或拉伸性低。因此，例如将通用塑料用作金 属材料的代替材料通常是困难的。
作为提高通用塑料的韧性及拉伸性的方法，一般是在通用塑料中配合橡胶材料的 方法。但是，该方法存在机械强度明显降低的问题。另外，也存在难以在通用塑料中配合橡 胶类材料并使其充分分散的问题。
另一方面，为了提高通用塑料的机械强度等特性而用作金属材料的代替材料，可 考虑使通用塑料的分子发生取向或提高结晶的比例。
为了提高通用塑料的机械强度，在下述专利文献I中公开了一种高分子取向结晶 物的制造方法，该方法具有下述工序取向熔融液化工序，以临界拉伸应变速度以上的应 变速度对聚乙烯及聚丙烯等的高分子熔融液进行拉伸，使高分子熔融液成为取向熔融液状 态；骤冷结晶化工序，在保持高分子熔融液的取向熔融液状态下进行冷却结晶化。在此，为 了得到高分子熔融液，将高分子加热至该高分子的熔点以上的温度。根据该制造方法，可以 使高分子的结晶度较高。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:W02007/026832A1 发明内容
发明要解决的课题
对于专利文献I中记载的制造方法而言，得到的高分子取向结晶物的结晶度较 高，结果，得到的高分子取向晶体的机械强度变高。另一方面，根据高分子取向结晶物的用 途，有时不仅希望其机械强度高，而且希望其韧性、拉伸性、耐热性也优异。
近年来，对于新型通用塑料材料的开发进行了研究。不仅机械强度高，而且韧性、 拉伸性、耐热性也优异的通用塑料的开发提高了通用塑料的便利性，而且使通用塑料的用 途扩大。
本发明的目的在于，提供一种韧性和拉伸性优异的高分子制品及该高分子制品的 制造方法。
本发明的另一目的在于，提供一种韧性、拉伸性及耐热性优异的高分子制品及其 制造方法。
解决问题的方法
根据本发明的宽泛方面，提供一种高分子制品，其是高分子原材料或高分子成形 体，且通过对高分子材料进行加热及压缩而形成，该高分子制品的结晶度为50%以上且低 于90%、断裂时的拉伸应变为60%以上。
根据本发明的某一特定方面，所述高分子制品的熔点为所述高分子材料的熔点 +5°C以上。因此，可提供耐热性优异的高分子制品。
对于本发明的高分子制品的其它特定方面而言，高分子制品是聚烯烃原材料或聚 烯烃成形体，并且由聚烯烃树脂形成。
对于本发明的高分子制品的其它特定方面而言，高分子制品为聚丙烯原材料或聚 丙烯成形体，并且由聚丙烯树脂形成。
另外，根据本发明的其它的宽泛方面，提供一种高分子制品的制造方法，其是使用 高分子材料来制造作为高分子原材料或高分子成形体的高分子制品的方法，该方法具备如 下工序
加热工序，在将所述高分子材料的熔点(°C)设为Tm时，将所述高分子材料加热至 (Tm-70) V以上且低于(Tm) V的温度；以及
压缩工序，对通过所述加热工序加热后的上述高分子材料进行冷却，在冷却过程 中对该高分子材料进行压缩，由此得到结晶度为50%以上且低于90%、断裂时的拉伸应变为 60%以上的高分子制品。
对于本发明的高分子制品的制造方法的某一特定方面而言，在所述加热工序中， 将所述高分子材料加热至(Tm — 15) °C以上且低于(Tm — 5) °C的温度，从而在所述压缩工 序中，得到结晶度为50%以上且低于90%、断裂时的拉伸应变为60%以上且熔点为所述高分 子材料的熔点+5°C以上的高分子制品。因此，可以提供一种不仅机械强度、韧性、拉伸性优 异，而且耐热性也优异的高分子制品。
对于本发明的高分子制品的制造方法的某一特定方面而言，使用聚烯烃树脂作为 所述高分子材料来制造高分子制品，所述高分子制品是聚烯烃原材料或聚烯烃成形体。
对于本发明的高分子制品的制造方法的其它特定方面而言，使用聚丙烯树脂作为 所述高分子材料来制造高分子制品，该高分子制品是聚丙烯原材料或聚丙烯成形体。
对于本发明涉及的高分子制品的制造方法的其它特定方面而言，在所述压缩工序 中，对所述高分子材料进行压缩，使得压缩前的所述高分子材料的厚度Tl (mm)与压缩后 得到的高分子制品的厚度T2(mm)之差相对于压缩前的所述高分子材料的厚度Tl的比值 ((Tl - T2) /Tl)(压缩率)为O. 5以上且O. 98以下。
对于本发明的高分子制品的制造方法的另一特定方面而言，在所述压缩工序中的 冷却过程中，在110°C以上的温度对所述高分子材料进行压缩。由此，可以进一步提高机械 强度、韧性及拉伸性。
另外，对于本发明的高分子制品的制造方法的另一特定方面而言，作为所述高分 子材料，准备由高分子材料构成的带突出部的片材，该带突出部的片材具有片材主体和形 成在片材主体的一面上的突出部,在所述加热工序中,对所述带突出部的片材进行加热后,在所述压缩工序中以所述突出部被压碎且延展而形成平坦的片材层部分的方式对所述带突出部的片材进行压延，得到作为所述高分子制品的高分子片材。此时，在准备了上述带突出部的片材后，可仅通过加热、压延而得到平坦的高分子片材。而且，对该高分子片材而言， 可比原本的高分子材料更有效地提高结晶度和熔点，因此，可容易且廉价地提供结晶性及耐热性优异的高分子片材。此外，在压延工序中压碎突出部并使其延展。因此，通过流入间隙，可以得到平坦的高分子片材。因此，未产生凸块。由此，可以稳定地得到厚度均匀且宽度宽的高分子片材。
在使用上述带突出部的片材得到高分子片材的情况下，将所述高分子材料的熔点设为Tm时，优选在所述加热工序中将所述带突出部的片材加热至(Tm - 200C广Tm(°C )范围内的温度，并且，在所述压延时，在(Tm — 25°C广(Tm — 10°C )范围内的温度下进行压延。 此时，可更有效地提闻闻分子片材的结晶度和溶点。
作为所述带突出部的片材，优选使用如下的带突出部的片材，该带突出部的片材形成多个突起作为突出部，并且在将该突起距片材主体表面的高度设为H、将该突起的与突出方向正交(直行)的方向的尺寸设为D时，长宽比D/Η在O. 5 2的范围内。此时，在压延工序中，可以将突起压碎并使其在突起和突起的间隙延展。因此，可以更切实地得到平坦的高分子片材。
优选所述突起具有圆柱状的形状，所述D为上述圆柱状形状的直径。此时，在压延工序中，容易在突起的外侧均匀地进行延展。因此，可以更切实地形成平坦的片材层部分。
本发明的高分子制品优选为通过所述高分子制品的制造方法而得到的高 分子制品。本发明的高分子制品更优选为通过所述高分子制品的制造方法而得到的高分子制品， 并且使用聚烯烃树脂作为所述高分子材料，所述高分子制品为聚烯烃原材料或聚烯烃成形体。作为所述聚烯烃树脂，可使用聚丙烯树脂，且所述高分子制品为聚丙烯原材料或聚丙烯成形体。
发明的效果
本发明的高分子制品及通过本发明的高分子制品的制造方法得到的高分子制品由高分子材料形成，其结晶度为50%以上且低于90%，断裂时的拉伸应变为60%以上，因此， 机械强度、韧性及拉伸性优异。
另外，在所述高分子制品的熔点为高分子材料的熔点+5°C以上的情况下，还可以提闻闻分子制品的耐热性。


图1是用于说明本发明的一个实施方式所涉及的高分子制品的制造方法中的经过时间与高分子材料的温度之间的关系的图。
图2是用于说明使用压制成形装置对高分子制品进行压缩的工序的示意性立体图。
图3(a)是实施例5中准备的高分子片材的俯视图，图3 (b)是用于说明该带突出部的片材的形状的示意性主视图。
图4是示出本发明中使用的带突出部的片材的变形例的立体图。
图5是示出本发明中使用的带突出部的片材的另一变形例的立体图。
符号说明
I…压制成形装置
2…第一模具
2a…下表面
3…第二模具
3a…上表面
11…高分子材料
21…带突起的片材
21a…片材主体
2 Ib…突起
22…带突起的片材
22a…片材主体
22b…棱部
23…带突起的片材
23a…片材主体
23b…突出部分
23bl …开口部具体实施方式
下面，对本发明的详细情况进行说明。
(高分子制品)
本发明的高分子制品是通过对高分子材料进行加热及压缩而形成的。本发明的高分子制品为高分子原材料或高分子成形体。该高分子原材料例如可以用作用于得到高分子成形体的材料。
本发明的闻分子制品的结晶度为50%以上且低于90%。从进一步提闻闻分子制品的机械强度的观点考虑，上述结晶度优选为60%以上且优选为88%以下。结晶度越高，高分子的机械强度越高。
结晶度可依据JIS K7122进行测定。具体而言，将高分子制品放入热流束差示扫描量热测定装置的容器中，将高分子制品加热至200°C，求出DSC曲线的峰面积，通过用峰面积除以209mJ/mg并乘100来算出该结晶度。作为结晶度的测定装置，可使用SII Nano Technology 公司制造的 “DSC6220” 等。
本发明的高分子制品在23°C下的断裂时的拉伸应变为60%以上。从进一步提高高分子制品的韧性和拉伸性的观点考虑，上述断裂时的拉伸应变优选为65%以上且优选为 300%以下，更优选为250%以下。拉伸应变越高，高分子制品的韧性和拉伸性越高。上述拉伸应变为拉伸后的高分子制品在拉伸方向的尺寸P2与拉伸前的拉伸方向的长度Pl之差相对于拉伸前的拉伸方向的长度Pl的比值(P2 - PI)/Pl X 100。
断裂时的拉伸应变可依据JIS K7113进行测定。具体而言，通过在23°C以夹具的试验速度为50mm/分对高分子制品进行拉伸试验来测定断裂时的拉伸应变。作为拉伸应变的测定装置，可使用I&D公司制造的“万能拉力试验机RTC系列”等。
从进一步提闻闻分子制品的刚性的观点考虑，本发明的闻分子制品在23°C下的拉伸弹性模量优选为HOOMPa以上且优选为20000MPa以下。从更进一步提高高分子制品的韧性的观点考虑，上述拉伸弹性模量更优选为1500MPa以上且更优选为15000MPa以下。
(高分子材料)·
如上所述，本发明的高分子制品是通过对高分子材料进行加热及压缩而得到的。 这样的高分子材料的形态没有特别限定，可以为片状、各种形状的成形品、粒子状等具有任意形状的材料。但是，为了可通过加热及压缩提高结晶度和熔点、并提高机械强度，优选使用与目标高分子制品的形状对应的形状的高分子材料。例如，在得到片状的本发明的高分子制品的情况下，优选使用片状的高分子材料。
但是，在本发明中，在得到高分子片材时，也可以与最终的高分子片材同样地使用片状的高分子材料，但优选使用以下所述的带突出部的片材。
上述带突出部的片材具有平坦的片材主体和形成在片材主体的一面上的突出部。
上述片材主体的厚度没有特别限定。根据最终要得到的高分子片材的厚度选择片材主体的厚度即可。但是，在压延工序中，为了在一对辊间进行压延，优选片材主体的厚度为5mm以下左右。另外，片材主体的厚度过薄时,有可能在压延时片材主体破损。因此,优选片材主体的厚度为O. 05mm以上。
上述突出部的形状没有特别限定。优选如图3(a)和(b)所示那样，使用具有多个突起21b的带突起的片材21。在带突起的片材21中，在平坦的片材主体21a的一面分散配置有多个突起21b。突起可以具有圆柱状、棱柱状、圆锥台状、棱锥台状等各种各样的形状。优选与突起的突出方向正交的方向沿突起的突出方向不发生变化的例如圆柱状或棱柱状的突起。由此，在压延工序中，在使多个突起延展时，可更切实地进行延展的部分彼此的脱附，从而可以更切实地形成平坦的片材层部分。更优选突起具有圆柱状的形状。在该情况下，在与辊接触被压碎时，在俯视时突起容易沿外周方向均匀地延展。因此，可更切实地形成平坦的片材层。
将上述突起距片材主体表面的高度设为H、将与突起的该高度方向正交的方向的尺寸设为D时，长宽比D/Η需要在O. 5^2的范围内。长宽比D/Η比小于O. 5时，结晶度不会提高，长宽比D/Η超过2时，在压延时，突起难以被均匀地压碎，从而造成物性不均。
在片材主体的一面设置有多个上述突起，所设置的该多个突起在压延时，多个突起被压碎并延展，形成平坦的片材层部分。因此，优选在片材主体的一面均匀地分散配置有多个突起。但是，对于多个突起的间距及多个突起的数量而言，根据构成突起的高分子材料在压延工序中的压碎容易程度、在压延工序时的加热温度、突起的形状及尺寸而不同，以在压延工序中被压碎而形成平坦的片材层的方式选择间距及数量即可。
另外，作为上述多个突起，可以使用如图4所示那样互相隔开间隔而配置的多根棱部22b。对图4所示的带突起的片材22而言，在平坦的片材主体22a的一面上平行地配置了多根棱部22b。另外，棱部22b的横截面形状在图4中为矩形，但可变形为三角形、梯形、棱部的顶点为块状(局面状)的形状等各种形状。另外，不必一定要互相平行地配置多根棱部。
在设有多根棱部22b的结构中，在将棱部的宽度设为D，高度设为H时，优选将长宽比D/Η设为O. 5^2的范围。
此外，在本发明中，作为上述带突出部的片材的突出部，并不限定于上述的突起， 也可以使用具有在与片材主体侧的相反侧的面上打开的多个开口部的突出部。对图5所示的带突出部的片材23而言，在平坦的片材主体23a的一面设置有突出部23b。该突出部23 具有多个开口部23bl。开口部23bl具有矩形的开口形状，以从突出部23b的上表面达到片材主体23a的上表面的方式进行设置。另外，开口部23bl的平面形状并不限定于矩形，也可以为其它形状。因此，可以设置具有多个开口部的蜂窝状的突出部，所述开口部具有例如六边形的开口形状。对设有突出部23b的结构而言，在压延工序中，周围的突出部部分在开口部23bl内进行延展，形成平坦的片材部分。此时，在将包围上述多个开口部23bl的突出部壁的厚度设为D、高度设为H时，优选将长宽比D/Η设为O. 5^2的范围。
本发明的高分子制品优选具有所述高分子材料的熔点+ 5°C以上的熔点。该熔点可以通过读取上述DSC曲线的峰温度来求出。对于本发明的高分子制品而言，优选熔点为上述高分子材料的熔点+ 5°C以上，由此，还可以提高高分子制品的耐热性。
用于形成上述高分子制品的上述高分子材料优选为热塑性树脂。上述高分子材料具有熔点。上述高分子材料的重均分子量通常为5000以上，优选为10000以上。
作为上述高分子材料的具体例子，可以举出聚丙烯树脂、聚乙烯树脂、聚苯乙烯树脂、聚氯乙烯树脂、聚酰胺树脂、聚碳酸酯树脂、饱和聚酯树脂及聚甲基丙烯酸酯树脂等。 高分子材料可以仅使用一种，也可以组合两种以上使用。由于聚烯烃树脂的轻质性、再循环性及低成本的平衡优异，故优选，更优选聚丙烯树脂或聚乙烯树脂，进一步优选聚丙烯树脂。特别是通过使用聚丙烯树脂，得到的高分子制品的机械强度、韧性、拉伸性及耐热性变得非常良好。
本发明的高分子制品优选为聚烯烃原材料或聚烯烃成形体，其由聚烯烃树脂形成。本发明的高分子制 品更优选为聚乙烯原材料、聚乙烯成形体、聚丙烯原材料或聚丙烯成形体，其由聚丙烯树脂或聚乙烯树脂形成。本发明的高分子制品进一步优选为聚丙烯原材料或聚丙烯成形体，其由聚丙烯树脂形成。
作为上述聚乙烯树脂，可优选使用低密度聚乙烯。上述聚乙烯树脂优选为长链分支状低密度聚乙烯。上述聚乙烯树脂优选在100(Γ4000气压及20(T30(TC的环境下通过自由基聚合而得到的长链分支状低密度聚乙烯。长链分支状低密度聚乙烯的密度为 0.918、.923g/cm3左右。最优选为长链分支状的聚乙烯，因为其质量轻，且成形性优异。聚乙烯树脂可以仅使用I种，也可以组合两种以上使用。
作为上述聚乙烯树脂，可以举出均聚乙烯及乙烯与其它单体形成的共聚物等。 在乙烯与其它单体形成的共聚物的情况下，使用乙烯作为主要成分，例如在用于得到乙烯-α -烯烃共聚物的单体的总计100重量％中使用50重量％以上的乙烯。其中，优选使用无规聚乙烯。
作为上述乙烯与其它单体形成的共聚物，可以举出例如乙烯-α-烯烃共聚物等。 乙烯与其它单体形成的共聚物的共聚形态没有特别限定。乙烯与其它单体形成的共聚物可以为嵌段共聚物、无规共聚物及无规嵌段共聚物等中的任意形态。
作为上述聚丙烯树脂，可以举出均聚丙烯及丙烯与其它单体形成的共聚物。 在丙烯与其它单体形成的共聚物的情况下，使用丙烯作为主要成分，例如在用于得到丙烯- α -烯烃共聚物的单体的合计100重量％中使用50重量％以上的丙烯。其中，优选使用无规聚丙烯。聚丙烯树脂可以仅使用I种，也可以组合两种以上使用。
作为上述丙烯与其它单体形成的共聚物，可以举出例如丙烯-α -烯烃共聚物等。 丙烯与其它单体形成的共聚物的共聚形态没有特别限定。丙烯与其它单体形成的共聚物可以为嵌段共聚物、无规共聚物、无规嵌段共聚物等中的任意形态。
作为上述乙烯-α -烯烃共聚物及上述丙烯-α -烯烃共聚物中的α -烯烃，例如可以举出乙烯、1- 丁烯、1-戍烯、1-己烯、4-甲基-1-戍烯、1-庚烯及1-辛烯等。用于得到上述乙烯-α -烯烃共聚物及上述丙烯-α -烯烃共聚物的单体的总计100重量％中， α -烯烃的含量优选为I重量％以上，更优选为2重量％以上，且优选为8重量％以下，更优选为5重量％以下。α-烯烃的含量为上述上限以下时，可以使高分子制品的外观更加良好。α -烯烃的含量为上述下限以上时，高分子制品的机械强度及韧性进一步提高。
(高分子制品的制造方法)
用于得到本发明的高分子制品的制造方法没有特别限定。作为该制造方法，可使用例如注塑成形法、挤出成形后的辊法、压延法及压制法中的任意方法。
本发明的高分子制品的制造方法是使用上述高分子材料来制造作为高分子原材料或高分子成形体的高分子制品的方法。本发明的高分子制品的制造方法具备如下工序 加热工序，在将上述高分子材料的熔点Ce)设为Tm时，将上述高分子材料加热至(Tm — 70) °C以上且低于Tm的温度；压缩工序，对通过上述加热工序加热后的上述高分子材料进行冷却，在冷却过程中对该高分子材料进行压缩，由此得到结晶度为50%以上且低于90%、 断裂时的拉伸应变为60%以上的高分子制品。
优选在上述加热工序中将高分子材料加热至(Tm - 15) V以上且低于(Tm — 5) V 的温度。由此，可以通过压缩工序得到结晶度为50%以上且低于90%，断裂时的拉伸应变为 60%以上、熔点为上述高分子材料的熔点+ 5°C以上的高分子制品。因此，还可以提高所得到的高分子制品的耐热性。
图1示出得到高分子制品的各工序中的经过时间和高分子材料的温度之间的关系。首先，将图1所示的温度Tl Ce)的高分子材料如箭头Al所示加热至图1所示的温度 T2(°C )(加热工序)。温度Tl通常为常温、为23°C左右。温度T2为(Tm — 70) °C以上且低于Tm，优选为(Tm — 15) °C以上且低于(Tm — 5) °C。加热速度没有特别限定，为l(Tl20°C / 分左右。
接着，如箭头A2所示，可以将加热后的高分子材料在温度T2保持一定时间。作为将加热后的高分子材料保持在温度T2的温度的时间的大致标准，为30秒 15分左右。但是，也可以在加热后迅速地对经加热的高分子材料进行冷却。例如可以在加热后经过30秒钟之前对高分子材料进行冷却。
然后，将加热至温度T2 (°C )的高分子材料如箭头A3所示冷却至图1所示的温度 T3(°C)。温度T3通常为常温、为23°C左右。冷却速度没有特别限定，为5 100°C/分左右。 在该冷却过程中，即图1所示的由虚线包围的区域X的范围内，对上述加热至特定温度的高分子材料进行压缩(压缩工序)。通过压缩，高分子材料的取向一致，结晶度变高。被压缩的高分子材料发生压缩变形。
在上述压缩工序中，优选对经加热的高分子材料进行冷却，在冷却过程中在110°C 以上的温度对该高分子材料进行压缩。由此，可以得到机械强度、韧性及拉伸性更加优异的高分子制品。压缩时的高分子材料的温度优选为(Tm-5)°C以下，更优选为(Tm-7.5)°C以 下。
上述高分子材料的压缩条件没有特别限定。优选在压机的液压的压力下对该高分 子材料进行压缩。压缩可以仅进行一次，也可以分成多次进行。需要说明的是，在本发明中， 在冷却过程中进行压缩的情况下，也包括暂且停止冷却进行压缩的情况。即，可以暂时停止 冷却进行压缩，然后再开始冷却。
从进一步提高高分子制品的机械强度、韧性及拉伸性的观点考虑，压缩前的高分 子材料厚度Tl (mm)与压缩后高分子制品的厚度T2 (mm)之差相对于压缩前的高分子材料厚 度Tl (mm)的比值((Tl 一 T2)/T1)(以下，也称为压缩率)优选为O. 5以上且O. 98以下。 在压缩工序中，优选对经加热的高分子材料进行压缩使得上述压缩率为O. 5以上且O. 98以 下。从进一步提高高分子制品的机械强度、韧性及拉伸性的观点考虑，上述压缩率更优选为 O. 66以上且O. 95以下。
本发明的高分子制品的制造方法的主要特征在于，将高分子材料加热至(Tm — 70) V以上且低于Tm，优选加热至(Tm — 15) V以上且低于(Tm — 5) V的温度，以及在冷却 过程中对经加热的高分子材料进行压缩。由此，可以得到结晶度为50%以上且低于90%、断 裂时的拉伸应变为60%以上且优选熔点为该高分子材料的熔点+ 5°C以上的高分子制品。 另外，得到的高分子制品的机械强度、韧性、拉伸性变得良好。
另外，在上述加热工序中，若在加热温度为(Tm — 15) °C以上且低于(Tm —5)°C的 优选的温度范围下进行加热，则可以提供如上所述的耐热性也优异的高分子制品。
此外，得到的高分子制品的透明度也变高。另外，对于通过本发明的高分子制品的 制造方法得到的该高分子制品而言，对该高分子制品进行弯折并恢复原样时，即使折弯的 部分变成白色也容易恢复到透明。
作为用于得到本发明的高分子制品的制造方法的一个例子，具体可举出以下的制造方法。
在使用注塑成形法的情况下，对高分子材料进行加热，将经加热的高分子材料向 具有固定模和相对于该固定模可接近及分离的移动模的模具内注射并填充。经过给定的时 间后，对经加热的高分子材料进行冷却。在冷却过程中对该高分子材料进行压缩，然后，充 分地进行冷却，使高分子材料固化，得到高分子制品。
在使用压制法的情况下，对高分子材料进行加热，经过给定的时间后，对经加热的 高分子材料进行冷却。在冷却过程中，使用压制成形装置对该高分子材料进行压缩。然后， 充分地进行冷却，使高分子材料固化，得到高分子制品。
压制法中例如可以使用图2所示的压制成形装置。图2所示的压制成形装置I具 有上侧的第一模具2和下侧的第二模具3。可以利用第一模具2的下面2a和第二模具3的 上表面3a对经加热的高分子材料进行压缩。在压制成形装置I中，使第二模具3上升，对 经加热的高分子材料11进行压缩，使高分子材料11成为给定的厚度。另外，在压制成形装 置I中，可以任意地设定对高分子材料11进行压缩时的压力。
需要说明的是，可以使用在高分子材料中添加了例如得到高分子制品时以往使用 的其它成分的组合物来得到高分子制品。
(使用带突出部的片材的高分子片材的制造方法)
I)预热工序
在将上述的带突出部的片材用作高分子材料的高分子片材的制造方法中，在对上 述带突出部的片材进行压延之前，进行加热。即，作为加热工序，在压延前进行预热。对于该 加热温度，在将上述高分子材料的熔点设为Tm时，优选加热至Tm(°C)以下的温度。加热至 超过Tm的温度时，高分子材料发生熔融，难以保持突出部的形状，无法得到期望的结晶度。 另外，加热工序中的加热温度过低时，在压延时，有时无法切实地压碎多个突起而形成平坦 的片材层。因此，优选加热温度为(Tm — 20°C)以上。
需要说明的是，在本说明书中，高分子材料及高分子片材的熔点及结晶度是基于 通过DSC测定而得到的峰温度而求出的值。
对于上述加热的方法没有特别限定，可以使用使带突出部的片材与加热辊一边进 行接触一边输送的方法、在压延前使带突出部的片材通过加热装置的方法、吹入高温气体 的方法等适宜的方法。
另外，加热工序中的上述预热温度是指在压延时要与后述的辊接触之前的温度。 即，以将供于压延工序之前的带突起的片材的温度设为上述特定的温度范围内的方式进行 加热即可。
2)压延工序
接着上述加热工序，作为压缩工序，对带突出部的片材进行压延，得到高分子片 材。进行压延使得突起被压碎并延展而形成平坦的片材层部分。具体而言，预先使一对辊 间的间隙比所供给的带突出部的片材的包括上述突出部的厚度狭窄，将带突出部的片材预 先供给一对压延辊间进行压延。
片材主体的厚度比一对压延辊间的间隙小即可。即，在本发明的制造方法中，压延 工序不是减薄上述片材主体本身的厚度的工序，而是为了压碎突起而形成平坦的片材层部 分而进行的。因此，上述压延辊间的间隙可以比片材主体的厚度大。
另外，上述间隙的大小与压碎突出部而形成平坦的片材层部分时的平坦的片材层 部分与上述片材主体的厚度之和相等或比其和略小即可。由此，能够切实地形成平坦的片 材层部分，因此，可以得到平坦的高分子片材。这样的间隙的大小可以考虑突出部的形状、 尺寸及例如多个突起的间距、数量等而进行设定。即，将片材主体的单位面积设为Stl、将存 在于上述单位面积Stl附近的突出部的体积总和设为V时，虽然也依赖于压缩倍率，但最大 可形成t=v/s厚度的片材层部分。因此，将片材主体的厚度设为h时，上述间隙为与h + t相等的大小、或比h + t稍小的大小即可。
上述压延时的温度只要是不使上述带突出部的片材熔融的温度即可，因此，在Tm 以下即可。优选在(Tm - 250C广(Tm — 10°C )范围内的温度下进行压延。通过在该范围 内的温度下进行压延，可以使上述突出部切实地软化而被压碎，从而可以更切实地形成平 坦的片材层部分
上述压延工序可通过采用众所周知的高分子树脂片材的压延方法将上述带突起 的片材供给到一对压延辊间来进行。在本发明中，不是使熔融树脂与辊接触，而是如上所述 使预热后的、即未熔融的带突出部的片材与辊接触。因此，未产生凸块。因此，即使要得到 宽度宽的高分子片材的情况下也可以切实且稳定地得到厚度均匀且宽度宽的片材。
而且，根据本发明，如后述的实施例所明确的那样，由于具有通过将上述突出部在压延工序中压碎并延展而形成的平坦的片材层部分，因此，可以将得到的高分子片材的结 晶度及熔点比原本的高分子材料的结晶度及熔点大幅提高。因此，可以使用廉价的通用的 树脂提供结晶性及耐热性优异的高分子片材。
另外，在使用上述的带突出部的片材制造高分子片材时，可以使用一张带突出部 的片材，也可以叠层多张带突出部的片材。即，可以对多张带突出部的片材进行加热后进行 压延，由此得到高分子片材。在该情况下，可以稳定地得到厚度厚且平坦的高分子片材。
3)高分子片材
如上所述，通过在压延工序中将突出部压碎并延展而形成了平坦的片材层部分。 因此，对于得到的高分子片材而言，将熔点及结晶度提高至比原本的高分子材料(即带突 起的片材)高。因此，作为在高温下使用的用途或在安装时暴露于高温的电子部件用树脂 材料，可优选使用本发明的高分子片材。
如上得到的高分子制品没有特别限定，例如可以用于个人电脑等信息设备、家电 或者OA设备等的框体及汽车的内装品等。也可以将高分子制品用于这些以外的用途。
实施例
以下，举出实施例及比较例对本发明具体地进行说明。本发明并不仅限定于以下 的实施例。
(实施例1)
将聚丙烯树脂(日本聚丙烯株式会社制造的聚丙烯树脂品级MA3H、熔点170°C ) 注塑成形为纵8. OmmX横12. OmmX厚度Tl :3. Omm的大小,得到了作为高分子材料的成形品O
将得到的成形品在烘箱内从常温(23°C)加热至150°C，置于图2所示的压制成 形装置I的第二模具3的上表面3a上。然后，一边将加热至150°C的高分子制品以降温 速度10°C /分进行冷却，一边在高分子制品的温度为145°C时使第二模具3上升，用第一 模具的下表面和第二模具的上表面将压缩前的高分子制品以液压的压力压缩至厚度T2为 O. 8mm(比值(Tl 一 T2)/Tl (压缩率)=0. 73)，冷却至常温(23°C )，得到了高分子制品。
(实施例2)
除将压缩前的成形品压缩至厚度T2为0.6mm (比值(Tl 一 T2)/Tl (压缩率)=0. 8) 以外，与实施例1同样地得到了高分子制品。
(实施例3)
将聚丙烯树脂(日本聚丙烯株式会社制造的聚丙烯树脂品级MA3H、熔点170°C )， 注塑成形为纵8. OmmX横12. OmmX厚Tl :3. Omm的大小,得到了作为高分子材料的成形品。
将得到的成形品在烘箱内从常温(23°C )加热至160°C，置于图2所示的压制成形 装置I的第二模具3的上表面3a上。然后，一边将加热至160°C的高分子制品以降温速度 IO0C /分进行冷却，一边在高分子制品的温度为155°C时使第二模具3上升，用第一模具的 下面和第二模具的上表面将压缩前的高分子制品以液压的压力压缩至厚度T2为O. 6mm(比 值(Tl 一 T2)/Tl (压缩率)=0. 8)，冷却至常温(23°C )，得到了高分子制品。
将聚丙烯树脂(日本聚丙烯株式会社制造的聚丙烯树脂品级MA3H、熔点170°C ) 注塑成形为纵8. OmmX横12. OmmX厚度O. 75mm的大小,得到了高分子制品。
(实施例4)
以液压的压力压缩至T2为O. 8mm(比值(Tl — T2) /Tl (压缩率)=0. 73)，冷却到常温(23°C )，其它条件与实施例3相同，得到了高分子制品。
比较例I
将聚丙烯树脂(日本聚丙烯株式会社制造的聚丙烯树脂品级MA3H、熔点170°C ) 注塑成形为纵8. OmmX宽12. OmmX厚度O. 75mm的大小，得到了高分子制品。
(评价)
(I)结晶度、熔点
结晶度可依据JIS K7122进行测定。具体而言，将高分子制品放入到热流束差示扫描量热测定装置的容器中，将高分子制品加热至200°C，求出DSC曲线的峰面积，通过用峰面积除以209mJ/mg并乘以100来算出结晶度。作为结晶度的测定装置，可使用SII Nano Technology公司制造的“DSC6220”等。热塑性树脂的熔点是通过利用DSC(差示扫描量热法)测得的熔融峰而求出的值
(2)断裂时的拉伸应变
依据JIS K7113，将得到的高分子制品在23°C以试验速度50mm/分 进行拉伸试验， 由此测定了高分子制品断裂时的拉伸应变。作为拉伸应变的测定装置，使用了 I&D公司制造的“万能拉力试验机RTC系列”。
(3)拉伸弹性模量
将得到的高分子制品在23°C以试验速度50mm/分进行拉伸试验，由此测定了拉伸弹性模量。作为拉伸弹性模量的测定装置，使用了 I&D公司制造的“万能拉力试验机RTC系列”。
[表 I]
实施例1实施例2实施例3实施例4比较例I压缩率O. 73O. 8O. 8O. 73结晶度(%)5756615647断裂时的拉伸应变(%)71180696027拉伸弹性模量(MPa)16061613159615231052熔点(°c)170169177177168
需要说明的是，与实施例1的评价的结晶度及熔点测定方法同样地求出了以下的实施例5、6及比较例2 8得到的高分子片材的结晶度及熔点。
[使用带突起的片材的实施例5、6和比较例2 8]
(实施例5)
使用聚丙烯(日本聚丙烯株式会社制造的聚丙烯、品级MA3H、熔点170°C )，利用压制成形得到图3所示的带突起的片材11。需要说明的是，在该带突起的片材11中，片材主体Ila的厚度为O. 1mm。另外，如图3(b)所示，突起Ilb的高度H为5mm、直径D为4臟、长宽比D/Η为O. 8。另外，多个突起Ilb的间距为31. 1mm。
将上述带突起的片材夹持于厚度为O. 05mm的一对聚酰亚胺膜之间，将预热温度设为160°C，供给到一对压缩辊间进行压延，压延温度为150°C，线速度为20m/分。如上得到了厚度O. 5mm、宽度300mm的高分子片材。
厚度精度为±2.7%。
结晶度为58%、熔点为176. (TC。
(实施例6)
除了使预热温度为155°C以外，与实施例5同样地得到了厚度O. 5mm、宽度300mm 的高分子片材。
厚度精度为±2.4%。
结晶度为56%、熔点为174. (TC。
(比较例2)
通过注塑成形对实施例5中使用的聚丙烯(日本聚丙烯株式会社制造的聚丙烯、 品级MA3H、熔点170°C )进行片成形，得到了厚度5mm的高分子片材。
结晶度为47. 7%、熔点为167. 7V。
(比较例3)
除高度H为1mm、直径D为4mm、长宽比D/Η为O. 25以外，与实施例5同样地进行片材化，得到了厚度为O. 18mm的片材。其结晶度为48. 5%、熔点为168. 3°C。
(比较例4)
除高度H为10mm、直径D为4mm、长宽比D/Η为2. 5以外，与实施例5同样地进行片材化，得到了厚度为O. 9mm的透明性不均匀的片材。对透明度不同的2点进行评价的结果，结晶度为50. 0%、熔点为167. 1°C，以及结晶度为56. 0%、熔点为173. 5°C。
(比较例5)
除了使预热温度为140°C以外，与实施例5同样地进行了试制，但突起被不均匀地压碎，无法形成均匀的片材。
(比较例6)
使预热温度为175°C，与实施例5同样地进行了试制。其结晶度为49%，熔点为167.7V。
(比较例7)
除了使压延温度为135°C以外，与实施例5同样地进行了试制，但突起被不均匀地压碎，无法形成均匀的片材。
比较例8
使压延温度为175°C，与实施例5同样地进行了试制，其结晶度为49%，熔点为168.7V。
根据实施例5及实施例6可知，与比较例21的熔点及结晶度，即原本的聚丙烯的溶点和结晶度相比，可大幅提闻溶点和结晶度。
权利要求
1.一种高分子制品，其为高分子原材料或高分子成形体，且通过对高分子材料进行加热和压缩而形成，其中， 该高分子制品的结晶度为50%以上且低于90%，断裂时的拉伸应变为60%以上。
2.如权利要求1所述的高分子制品，其中，所述高分子制品的熔点为所述高分子材料的熔点+5°C以上。
3.如权利要求1或2所述的高分子制品，其为聚烯烃原材料或聚烯烃成形体，且由聚烯烃树脂形成。
4.如权利要求3所述的高分子制品，其为聚丙烯原材料或聚丙烯成形体，且由聚丙烯树脂形成。
5.一种高分子制品的制造方法，其使用高分子材料制造高分子制品，所述高分子制品为高分子原材料或高分子成形体，该方法包括 加热工序，将所述高分子材料的熔点(V )设为Tm时，将所述高分子材料加热至(Tm-70) V以上且低于(Tm) V的温度； 压缩工序，对经所述加热工序加热后的上述高分子材料进行冷却，在冷却过程中，对该高分子材料进行压缩，由此得到结晶度为50%以上且低于90%、断裂时的拉伸应变为60%以上的闻分子制品。
6.如权利要求5所述的高分子制品的制造方法，其中，在所述加热工序中，将所述高分子材料加热至(Tm-15)°C以上且低于(Tm-5)°C的温度，并通过所述压缩工序，得到结晶度为50%以上且低于90%、断裂时的拉伸应变为60%以上且熔点为所述高分子材料的熔点+5°C以上的高分子制品。
7.如权利要求5或6所述的高分子制品的制造方法，其中，在所述压缩工序中，对所述高分子材料进行压缩，使得压缩前的所述高分子材料的厚度与压缩后得到的高分子制品的厚度之差相对于压缩前的所述高分子材料的厚度的比值为0.5以上且O. 98以下。
8.如权利要求5 7中任一项所述的高分子制品的制造方法，其中，在所述压缩工序中的所述冷却过程中，在110°C以上的温度下对该高分子材料进行压缩。
9.如权利要求5所述的高分子制品的制造方法,其中，准备由高分子材料制成的带突出部的片材作为所述高分子材料，该带突出部的片材具有片材主体和形成在片材主体的一个面上的突出部分， 在所述加热工序中，对所述带突出部的片材进行加热，然后，在所述该压缩工序中，对所述带突出部的片材进行压延，使得所述突出部被压坏并延展而形成平坦的片材层部分，得到作为所述高分子制品的高分子片材。
10.如权利要求9所述的高分子制品的制造方法，其中，将所述高分子材料的熔点设为Tm时，在所述加热工序中，将所述带突出部的片材加热至预热温度(1'111-201广1'111(°0范围内的温度，在所述压延时，在(Tm-25°C (Tm-1O0C )范围内的温度进行压延。
11.如权利要求9或10所述的高分子制品的制造方法，其中，所述突出部为多个突起，在将该突起距片材主体表面的高度设为H、将该突起的与突出方向正交的方向上的尺寸设为D时，长宽比D/Η为O. 5^2范围。
12.如权利要求911中任一项所述的高分子制品的制造方法，其中，所述突起具有圆柱状的形状，所述D为所述圆柱状形状的直径。
13.如权利要求5 12所述的高分子制品的制造方法，其中，使用聚烯烃树脂作为所述高分子材料，制造高分子制品，所述高分子制品为高分子原材料或高分子成形体。
14.如权利要求13所述的高分子制品的制造方法，其中，使用聚丙烯树脂作为所述高分子材料，制造高分子制品，所述高分子制品为高分子原材料或高分子成形体。
15.一种高分子制品，其通过权利要求5 14中任一项所述的高分子制品的制造方法而得到。
16.如权利要求15所述的高分子制品，该高分子制品是聚丙烯原材料或聚丙烯成形体，其中使用聚丙烯树脂作为所述高分子材料。
全文摘要
本发明提供一种机械强度、韧性、拉伸性优异的高分子制品及其制造方法。所述高分子制品由高分子材料形成，且为高分子原材料或高分子成形体。所述高分子制品的结晶度为50%以上且低于90%，断裂时的拉伸应变为60%以上。本发明涉及的高分子制品的制造方法具备下述工序加热工序，在将所述高分子材料的熔点(℃)设为Tm时，将所述高分子材料加热至(Tm－70)℃以上且低于(Tm)℃的温度；压缩工序，对通过该加热工序加热后的上述高分子材料进行冷却，在冷却过程中对其进行压缩，由此得到结晶度为50%以上且低于90%、断裂时的拉伸应变为60%以上的高分子制品。
文档编号B29C43/02GK103003056SQ20118003479
公开日2013年3月27日 申请日期2011年5月24日 优先权日2010年7月16日
发明者田畑博则, 平野博之, 内田一穗, 中寿贺章 申请人:积水化学工业株式会社