專利名稱：耐熱性聚乳酸元件的制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種聚乳酸元件的制造方法，特別是涉及一種利用熱模成型的耐熱性聚乳酸元件的制造方法。
背景技術：
隨著環(huán)保意識的提升，又為了解決塑料廢棄物的問題，業(yè)界積極研發(fā)各種生物可分解性材料，其中，尤以聚乳酸(polylactic acid ；簡稱為PLA)為備受重視的分解性材料， 因為聚乳酸可完全使用植物性物質作為原料，但是其存在有不耐熱的缺點，使其應用性大大受限。一般解決聚乳酸耐熱問題的方式是將聚乳酸置于適合的結晶溫度下進行長時間加熱，以讓其結晶度提升，使聚乳酸具備耐熱特性。但是，現今要將聚乳酸應用于制作包裝材料時，尚且無法輕易地利用現有商業(yè)化制程制作出具備耐熱特性的聚乳酸成形體，一方面是因為聚乳酸會因本身結晶速度慢，而導致成型周期(cycle time)過長，另一方面，若要使聚乳酸具備耐熱特性，則必需長時間加熱，使其結晶度提升，但是在加熱的同時，其成型周期時間又會加倍，導致加工時間必須拉長，相對地，制造成本也因而提高很多，而使聚乳酸無法被廣泛地使用，因此改善聚乳酸的成型周期長與其耐熱性，為業(yè)界一直努力改善的課題?，F有技術為解決聚乳酸結晶速度慢的問題，多半通過在用以制作聚乳酸元件的聚乳酸膠片中添加結晶成核劑，如滑石粉、云母或低分子量的塑化劑等，借此加速聚乳酸的結晶速度，但是成型周期仍有過長的問題，于是，更進一步地，有人在預熱軟化階段時，就先使該聚乳酸膠片產生較高的結晶度，進而縮短后續(xù)熱模成型階段的模內成型時間，例如美國專利US20090311511專利案就公開一種熱塑性元件的制造方法，其是將一含有100重量份的聚乳酸、0. 1-3重量份的有機成核劑及0. 1-7重量份的結晶加速劑的聚乳酸膠片，先以 600C -130°C之間的溫度進行加熱，使該聚乳酸膠片的結晶度提升至20% -50%之間，再進行后續(xù)的熱成型處理。然而，當膠片的結晶度太高時，其延伸性會變差，進而影響到成品良率，容易出現變形或是具有裂縫的成品。另，美國專利US20090186990公開一種以聚乳酸為主的耐熱性膠片，該膠片包含一聚乳酸及一以聚乳酸為主的共聚物，以及選擇性添加的胺類成核劑，該案中并未對結晶度做探討，只提到鑄模元件的結晶指針為20J/g-35J/g之間，不過從本案所公開的制程來看，此案也是朝向利用提高熱模成型前膠片的結晶度來縮短模內成型時間的方向做改良， 所以也會有上述成品質量不佳的問題產生。因此，仍有需要發(fā)展出一種能制備出兼具有成型周期短且耐熱性佳的特性的聚乳酸元件的制造方法。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種成型快且具備耐熱性的聚乳酸元件的制造方法。
本發(fā)明耐熱性聚乳酸元件的制造方法包含以下步驟(a)提供一結晶度為 0% -15%之間的聚乳酸膠片；(b)對該步驟(a)的聚乳酸膠片施予一預熱軟化處理，且在該處理過程中，該聚乳酸膠片的表面溫度被維持在95°C _105°C之間，并控制該聚乳酸膠片的結晶度小于20% ；及(c)將該步驟(b)的經預熱軟化的聚乳酸膠片置于一溫度為 950C -130°C之間的熱模中，進行熱模成型，以制得一結晶度為35% -45%之間的聚乳酸元件。本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明耐熱性聚乳酸元件的制造方法通過在預熱軟化階段時，控制聚乳酸膠片的表面溫度在95°C _105°C之間及結晶度小于20%，使該聚乳酸膠片進一步再進行一熱模成型步驟后，就成為一結晶度為35% -45%之間且能耐熱100°C的聚乳酸元件，所以確實能達成本發(fā)明的目的。
具體實施例方式本發(fā)明耐熱性聚乳酸元件的制造方法包含以下步驟(a)提供一結晶度為 0% -15%之間的聚乳酸膠片；(b)對該步驟(a)的聚乳酸膠片施予一預熱軟化處理，且在該處理過程中，該聚乳酸膠片的表面溫度被維持在95°C _105°C之間，并控制該聚乳酸膠片的結晶度小于20% ；及(c)將該步驟(b)的經預熱軟化的聚乳酸膠片置于一溫度為 950C -130°C之間的熱模中，進行熱模成型，以制得一結晶度為35% -45%之間的耐熱性聚乳酸元件。較佳地，該步驟(a)的聚乳酸膠片的結晶度為8% -14%之間。當聚乳酸膠片的結晶度大于20%時，其延伸性較差，會導致后續(xù)熱模成型時，成品因壁厚不均勻而易破裂。較佳地，該步驟(a)的聚乳酸膠片是通過將一聚乳酸組成物進行熔融混煉而制得，且以該聚乳酸組成物總重量計，該聚乳酸的含量不低于65wt %。更佳地，以該聚乳酸組成物總重量計，該聚乳酸的含量為65wt% -82wt%之間。在本發(fā)明中，由于要將聚乳酸組成物制成一預定大小的片材以進行后續(xù)制程和測試，所以發(fā)明人先將該聚乳酸組成物置于一單或雙螺桿擠壓機中進行熔融混煉并擠壓成束狀后，以一造粒機將其切割成顆粒狀，接著，再利用另一單或雙螺桿擠壓機將其擠壓成具有所欲尺寸的膠片。較佳地，該聚乳酸組成物還包含一聚乳酸改質劑。較佳地，該聚乳酸改質劑包含一軟質劑、一結晶成核劑，或其組合。較佳地，該軟質劑為脂肪族-芳香族共聚酯，更清楚地說，其是作為聚乳酸膠片的耐沖擊改質劑。更佳地，該脂肪族-芳香族共聚酯是由下述重復單元(I)與重復單元(II)所構成，且該重復單元(I)與該重復單元(II)的摩爾比例范圍為0. 1 99. 9 99. 9 0. 1
權利要求
1.一種耐熱性聚乳酸元件的制造方法，其特征在于包含以下步驟(a)提供一結晶度為0%-15%之間的聚乳酸膠片；(b)對該步驟(a)的聚乳酸膠片施予一預熱軟化處理，且在該處理過程中，該聚乳酸膠片的表面溫度被維持在95°C _105°C之間，并控制該聚乳酸膠片的結晶度小于20% ；(c)將該步驟(b)的經預熱軟化的聚乳酸膠片置于一溫度為95°C-130°C之間的熱模中，進行熱模成型，以制得一結晶度為35% -45%之間的聚乳酸元件。
2.根據權利要求1所述的耐熱性聚乳酸元件的制造方法，該步驟(a)中的聚乳酸膠片是借由將一聚乳酸組成物進行熔融混煉而制得，且以該聚乳酸組成物總重量計，該聚乳酸的含量不低于65wt%。
3.根據權利要求2所述的耐熱性聚乳酸元件的制造方法，以該聚乳酸組成物總重量計，該聚乳酸的含量為65wt% -82wt%之間。
4.根據權利要求2所述的耐熱性聚乳酸元件的制造方法，該聚乳酸組成物還包含一聚乳酸改質劑。
5.根據權利要求4所述的耐熱性聚乳酸元件的制造方法，該聚乳酸改質劑包含一軟質齊U、一結晶成核劑，或其組合。
6.根據權利要求5所述的耐熱性聚乳酸元件的制造方法，該軟質劑為脂肪族-芳香族共聚酯。
7.根據權利要求5所述的耐熱性聚乳酸元件的制造方法，以該聚乳酸組成物總重量計，該軟質劑含量為15wt% -25wt%之間。
8.根據權利要求5所述的耐熱性聚乳酸元件的制造方法，該結晶成核劑為無機鹽類。
9.根據權利要求5所述的耐熱性聚乳酸元件的制造方法，以該聚乳酸組成物總重量計，該結晶成核劑含量為3wt% -IOwt %之間。
10.根據權利要求1所述的耐熱性聚乳酸元件的制造方法，該步驟(b)中的預熱軟化處理是通過使用一非接觸式加熱器提供熱量給聚乳酸膠片而達成。
11.根據權利要求10所述的耐熱性聚乳酸元件的制造方法，該非接觸式加熱器是選自于烘箱、電熱盤或加熱板。
12.根據權利要求1所述的耐熱性聚乳酸元件的制造方法，該步驟(a)中的聚乳酸膠片的結晶度為8% -14%之間。
13.根據權利要求1所述的耐熱性聚乳酸元件的制造方法，該步驟(b)中的聚乳酸膠片的表面溫度被維持在97°C _103°C之間。
14.根據權利要求1所述的耐熱性聚乳酸元件的制造方法，該步驟(c)中的熱模溫度為 IOO0C _125°C之間。
全文摘要
一種耐熱性聚乳酸元件的制造方法包含以下步驟(a)提供一結晶度為0％-15％之間的聚乳酸膠片；(b)對該步驟(a)的聚乳酸膠片施予一預熱軟化處理，且在該處理過程中，該聚乳酸膠片的表面溫度被維持在95℃-105℃之間，并控制該聚乳酸膠片的結晶度小于20％；(c)將該步驟(b)的經預熱軟化的聚乳酸膠片置于一溫度為95℃-130℃之間的熱模中，進行熱模成型，以制得一結晶度為35％-45％之間的聚乳酸元件。本發(fā)明聚乳酸元件的制造方法成型快且能制備出耐熱的聚乳酸元件。
文檔編號C08L67/04GK102476444SQ201010565360
公開日2012年5月30日 申請日期2010年11月30日 優(yōu)先權日2010年11月30日
發(fā)明者吳汝瑜, 張莉苓, 邱麒維 申請人:遠東新世紀股份有限公司