KR20130129349A

KR20130129349A - 고분자품 및 고분자품의 제조 방법

Info

Publication number: KR20130129349A
Application number: KR1020137001022A
Authority: KR
Inventors: 히로노리 다바따; 히로유끼 히라노; 가즈호 우찌다; 아끼라 나까스가
Original assignee: 세키스이가가쿠 고교가부시키가이샤
Priority date: 2010-07-16
Filing date: 2011-05-24
Publication date: 2013-11-28
Also published as: EP2594387A1; US20130041124A1; CN103003056A; JP4874432B1; US8986590B2; CN103003056B; WO2012008223A1; EP2594387A4; JPWO2012008223A1; JP2012140590A

Abstract

본 발명은 기계적 강도, 인성 및 연신성이 우수한 고분자품, 및 상기 고분자품의 제조 방법을 제공한다. 본 발명에 따른 고분자품은 고분자 재료에 의해 형성되어 있으며, 고분자 소재 또는 고분자 성형체이다. 본 발명에 따른 고분자품은 결정화도가 50％ 이상 90％ 미만이고, 파단시의 인장 변형이 60％ 이상이다. 본 발명에 따른 고분자품의 제조 방법은, 상기 고분자 재료의 융점(℃)을 Tm으로 했을 때에, 상기 고분자 재료를 (Tm-70)℃ 이상 Tm℃ 미만의 온도로 가열하는 가열 공정과, 상기 가열 공정에 의해 가열된 상기 고분자 재료를 냉각하고, 냉각 과정에서 상기 고분자 재료를 압축함으로써, 결정화도가 50％ 이상 90％ 미만이고, 파단시의 인장 변형이 60％ 이상인 고분자품을 얻는 압축 공정을 구비한다.

Description

고분자품 및 고분자품의 제조 방법 {POLYMER ARTICLE AND METHOD FOR PRODUCING POLYMER ARTICLE}

본 발명은 고분자 재료의 가열 및 압축에 의해 형성되어 있으며, 고분자 소재 또는 고분자 성형체인 고분자품에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기계적 강도, 인성 및 연신성, 및 더욱 바람직하게는 내열성이 우수한 고분자품, 및 상기 고분자품의 제조 방법에 관한 것이다.

폴리에틸렌 및 폴리프로필렌은 범용 플라스틱이라 불리고 있다. 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌은 매우 저렴하며, 성형성이 양호하고, 비중이 1.0 이하이며 경량이다. 이 때문에, 범용 플라스틱은 가전 제품, 개인용 컴퓨터 등의 정보 기기 및 OA 기기 등의 케이스 및 자동차의 내장품 등에 널리 이용되고 있다.

그러나 범용 플라스틱은 기계적 강도가 낮거나, 인성이 낮거나, 연신성이 낮다. 이 때문에, 예를 들면 범용 플라스틱을 금속 재료의 대체 재료로서 이용하는 것은 일반적으로 곤란하다.

범용 플라스틱의 인성 및 연신성을 높이는 방법으로는, 범용 플라스틱에 고무 재료를 배합하는 방법이 일반적이다. 그러나 이 방법으로는, 기계적 강도가 현저히 저하된다는 문제가 있다. 또한, 범용 플라스틱에 고무계 재료를 배합하고, 충분히 분산시키는 것이 곤란하다는 문제도 있다.

한편, 범용 플라스틱의 기계적 강도 등의 특성을 높여 금속 재료의 대체 재료로서 이용하기 위해서는, 범용 플라스틱의 분자를 배향시키거나, 결정의 비율을 높이는 것이 고려된다.

하기의 특허문헌 1에는, 범용 플라스틱의 기계적 강도를 높이기 위해 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌 등의 고분자 용융액을 임계 신장 변형 속도 이상의 변형 속도로 신장하여 고분자 용융액을 배향 용융액 상태로 하는 배향 용융액화 공정과, 고분자 용융액의 배향 용융액 상태를 유지하면서 냉각 결정화하는 급냉 결정화 공정을 구비하는 고분자 배향 결정체의 제조 방법이 개시되어 있다. 여기서는 고분자 용융액을 얻기 위해, 고분자를 상기 고분자의 융점 이상의 온도로 가열하고 있다. 이 제조 방법에 따르면, 고분자의 결정화도를 비교적 높게 할 수 있다.

WO 2007/026832 A1

특허문헌 1에 기재된 제조 방법에서는, 얻어지는 고분자 배향 결정체의 결정화도가 비교적 높아지는 결과, 얻어지는 고분자 배향 결정체의 기계적 강도가 높아진다. 한편, 고분자 배향 결정체의 용도에는 기계적 강도가 높을뿐만 아니라, 인성, 연신성 및 내열성도 우수한 것이 요구되는 경우가 있다.

최근 신규 범용 플라스틱 재료의 개발이 검토되고 있다. 기계적 강도가 높을뿐만 아니라, 인성, 연신성 및 내열성도 우수한 범용 플라스틱의 개발은 범용 플라스틱의 편리성을 높여, 범용 플라스틱의 용도를 더욱 확대시킨다.

본 발명의 목적은 인성 및 연신성이 우수한 고분자품 및 상기 고분자품의 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 인성, 연신성 및 내열성이 우수한 고분자품 및 그의 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 넓은 국면에 따르면, 고분자 재료를 가열 및 압축함으로써 형성되어 있으며, 고분자 소재 또는 고분자 성형체인 고분자품으로서, 결정화도가 50％ 이상 90％ 미만이고, 파단시의 인장 변형이 60％ 이상인 고분자품이 제공된다.

본 발명의 어느 특정한 국면에 따르면, 상기 고분자품의 융점은 상기 고분자 재료의 융점＋5℃ 이상이다. 따라서, 내열성이 우수한 고분자품을 제공할 수 있다.

본 발명에 따른 고분자품의 다른 특정한 국면에서는, 고분자품은 폴리올레핀 수지에 의해 형성되어 있으며, 폴리올레핀 소재 또는 폴리올레핀 성형체이다.

본 발명에 따른 고분자품의 다른 특정한 국면에서는, 고분자품은 폴리프로필렌 수지에 의해 형성되어 있으며, 폴리프로필렌 소재 또는 폴리프로필렌 성형체이다.

또한, 본 발명의 다른 넓은 국면에 따르면, 고분자 재료를 이용하여 고분자 소재 또는 고분자 성형체인 고분자품을 제조하는 방법으로서, 상기 고분자 재료의 융점(℃)을 Tm으로 했을 때에, 상기 고분자 재료를 (Tm-70)℃ 이상 (Tm)℃ 미만의 온도로 가열하는 가열 공정과, 상기 가열 공정에 의해 가열된 상기 고분자 재료를 냉각하고, 냉각 과정에서 상기 고분자 재료를 압축함으로써, 결정화도가 50％ 이상 90％ 미만이고, 파단시의 인장 변형이 60％ 이상인 고분자품을 얻는 압축 공정을 구비하는 고분자품의 제조 방법이 제공된다.

본 발명의 고분자품의 제조 방법의 어느 특정한 국면에서는, 상기 가열 공정에서 상기 고분자 재료를 (Tm-15)℃ 이상 (Tm-5)℃ 미만의 온도로 가열하고, 상기 압축 공정에서 결정화도가 50％ 이상 90％ 미만이고, 파단시의 인장 변형이 60％ 이상, 융점이 상기 고분자 재료의 융점＋5℃ 이상인 고분자품을 얻는다. 따라서, 기계적 강도, 인성, 연신성뿐만 아니라 내열성이 우수한 고분자품을 제공할 수 있다.

본 발명에 따른 고분자품의 제조 방법의 어느 특정한 국면에서는, 상기 고분자 재료로서, 폴리올레핀 수지를 이용하여 폴리올레핀 소재 또는 폴리올레핀 성형체인 고분자품을 제조한다.

본 발명에 따른 고분자품의 제조 방법의 다른 특정한 국면에서는, 상기 고분자 재료로서, 폴리프로필렌 수지를 이용하여 폴리프로필렌 소재 또는 폴리프로필렌 성형체인 고분자품을 제조한다.

본 발명에 따른 고분자품의 제조 방법의 또 다른 특정한 국면에서는, 상기 압축 공정에서 압축 전의 상기 고분자 재료의 두께 T1(mm)에 대한 압축 후에 얻어지는 고분자품의 두께 T2(mm)의 차의 비((T1-T2)/T1)(압축률)가 0.5 이상 0.98 이하가 되도록 상기 고분자 재료가 압축된다.

본 발명에 따른 고분자품의 또 다른 특정한 국면에서는, 상기 압축 공정 중 냉각 과정에서 110℃ 이상의 온도에서 상기 고분자 재료를 압축한다. 그에 따라 기계적 강도, 인성 및 연신성을 보다 한층 높일 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 고분자품의 또 다른 특정한 국면에 따르면, 상기 고분자 재료로서 고분자 재료로 이루어지는 돌출부 부착 시트를 준비하며, 상기 돌출부 부착 시트는 시트 본체와, 시트 본체의 한쪽면에 형성된 돌출부를 갖고, 상기 가열 공정에서 상기 돌출부 부착 시트를 가열한 후에 상기 상기 압축 공정에서 상기 돌출부가 파괴되며 전연되어 평탄한 시트층 부분을 형성하도록, 상기 돌출부 부착 시트를 압연하여 상기 고분자품으로서 고분자 시트를 얻는다. 이 경우에는, 상기 돌출부 부착 시트를 준비한 후에 가열하고, 압연하는 것만으로 평탄한 고분자 시트를 얻을 수 있다. 게다가, 상기 고분자 시트에서 결정화도 및 융점을 원래의 고분자 재료보다 효과적으로 높일 수 있다. 따라서, 결정성 및 내열성이 우수한 고분자 시트를 용이하게 또한 염가로 제공할 수 있다. 추가로, 압연 공정에서 돌출부를 파괴하고 전연시킨다. 이 때문에, 간극에 유입됨으로써, 평탄한 고분자 시트가 형성된다. 따라서, 뱅크가 생기지 않는다. 그에 따라, 균일한 두께의 폭이 넓은 고분자 시트를 안정적으로 얻을 수 있다.

상기 돌출부 부착 시트를 이용하여 고분자 시트를 얻는 경우, 바람직하게는 상기 고분자 재료의 융점을 Tm으로 했을 때에, 상기 가열 공정에서 (Tm-20℃) 내지 Tm(℃)의 범위 내의 온도로 상기 돌기 부착 시트를 가열하고, 상기 압연시에 (Tm-25℃) 내지 (Tm-10℃)의 범위 내의 온도에서 압연을 행한다. 이 경우에는, 고분자 시트의 결정화도 및 융점을 보다 효과적으로 높일 수 있다.

상기 돌출부 부착 시트로는, 바람직하게는 돌출부로서 복수의 돌기가 형성되어 있고, 상기 돌기의 시트 본체 표면에서부터의 높이를 H, 상기 돌기의 돌출 방향과 직행하는 방향의 치수를 D로 했을 때에, 종횡비 D/H가 0.5 내지 2의 범위에 있는 돌출부 부착 시트를 이용한다. 이 경우에는, 압연 공정에서 돌기를 파괴하여, 돌기와 돌기의 간극에 전연시킬 수 있다. 따라서, 평탄한 고분자 시트를 보다 한층 확실하게 얻을 수 있다.

바람직하게는, 상기 돌기가 원주상의 형상을 가지며, 상기 D가 상기 원주상의 형상의 직경이다. 이 경우에는, 압연 공정에서 돌기의 외측에 균일하게 전연되기 쉽다. 이 때문에, 평탄한 시트층 부분을 보다 확실하게 형성할 수 있다.

본 발명에 따른 고분자품은, 바람직하게는 상기 고분자품의 제조 방법에 의해 얻어진 고분자품이다. 본 발명에 따른 고분자품은, 보다 바람직하게는 상기 고분자품의 제조 방법에 의해 얻어진 고분자품이고, 상기 고분자 재료로서 폴리올레핀 수지가 이용되고 있으며, 폴리올레핀 소재 또는 폴리올레핀 성형체이다. 상기 폴리올레핀 수지로는 폴리프로필렌 수지가 이용되고 있으며, 폴리프로필렌 소재 또는 폴리프로필렌 성형체이다.

본 발명에 따른 고분자품 및 본 발명에 따른 고분자품의 제조 방법에 의해 얻어지는 고분자품은 고분자 재료에 의해 형성되어 있으며, 결정화도가 50％ 이상 90％ 미만이고, 파단시의 인장 변형이 60％ 이상이기 때문에, 기계적 강도, 인성, 및 연신성이 우수하다.

또한, 상기 고분자품의 융점이 고분자 재료의 융점＋5℃ 이상인 경우에는 고분자품의 내열성도 높일 수 있다.

[도 1] 도 1은 본 발명의 한 실시 형태에 따른 고분자품의 제조 방법에 있어서의 경과 시간과 고분자 재료의 온도와의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
[도 2] 도 2는 프레스 성형 장치를 이용하여 고분자품을 압축하는 공정을 설명하기 위한 모식적인 사시도이다.
[도 3] 도 3의 (a)는 실시예 5에서 준비한 고분자 시트의 평면도이고, (b)는 상기 돌출부 부착 시트의 형상을 설명하기 위한 모식적 정면도이다.
[도 4] 도 4는 본 발명에서 이용되는 돌출부 부착 시트의 변형예를 도시하는 사시도이다.
[도 5] 도 5는 본 발명에서 이용되는 돌출부 부착 시트의 다른 변형예를 도시하는 사시도이다.

이하, 본 발명의 상세를 설명한다.

(고분자품)

본 발명에 따른 고분자품은 고분자 재료를 가열 및 압축함으로써 형성되어 있는 것이다. 본 발명에 따른 고분자품은, 고분자 소재 또는 고분자 성형체이다. 상기 고분자 소재는, 예를 들면 고분자 성형체를 얻기 위한 재료로서 사용할 수 있다.

본 발명에 따른 고분자품의 결정화도는 50％ 이상 90％ 미만이다. 고분자품의 기계적 강도를 보다 한층 높이는 관점에서는, 상기 결정화도는 바람직하게는 60％ 이상, 바람직하게는 88％ 이하이다. 결정화도가 높을수록 고분자품의 기계적 강도가 높아진다.

결정화도는 JIS K 7122에 준거하여 측정된다. 상기 결정화도는, 구체적으로는 고분자품을 열류속 시차 주사 열량 측정 장치의 용기에 넣고, 고분자품을 200℃까지 가열하고, DSC 곡선의 피크 면적을 구하여 209 mJ/mg으로 나누고, 100을 곱함으로써 산출된다. 결정화도의 측정 장치로서 SII 나노테크놀로지사 제조 「DSC6220」 등이 이용된다.

본 발명에 따른 고분자품의 23℃에서의 파단시의 인장 변형은 60％ 이상이다. 고분자품의 인성 및 연신성을 보다 한층 높이는 관점에서는, 상기 파단시의 인장 변형은, 바람직하게는 65％ 이상, 바람직하게는 300％ 이하, 보다 바람직하게는 250％ 이하이다. 인장 변형이 높을수록, 고분자품의 인성 및 연신성이 높아진다. 상기 인장 변형은 인장하기 전 고분자품이 인장하는 방향의 치수 P1에 대한 인장한 후 고분자품이 인장한 방향의 치수의 차 P2-P1의 비((P2-P1)/P1×100)이다.

파단시의 인장 변형은 JIS K 7113에 준거하여 측정된다. 파단시의 인장 변형은, 구체적으로는 고분자품을 23℃에서, 고정척(clamping jaw)의 시험 속도가 50 mm/분으로 인장 시험함으로써 측정된다. 인장 변형의 측정 장치로서 A&D사 제조 「텐실론 만능 시험기 RTC 시리즈」 등이 이용된다.

고분자품의 강성을 보다 한층 높이는 관점에서는, 본 발명에 따른 고분자품의 23℃에서의 인장 탄성률은, 바람직하게는 1400 MPa 이상, 바람직하게는 20000 MPa 이하이다. 고분자품의 인성을 더욱 한층 높이는 관점에서는, 상기 인장 탄성률은, 보다 바람직하게는 1500 MPa 이상, 보다 바람직하게는 15000 MPa 이하이다.

(고분자 재료)

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 고분자품은 고분자 재료를 가열 및 압축함으로써 얻어진다. 이러한 고분자 재료의 형태는 특별히 한정되지 않으며, 시트상, 다양한 형상의 성형품, 입자상 등 임의의 형상을 갖는 것일 수도 있다. 그 중에서도, 가열 및 압축에 의해 결정화도 및 융점을 높여 기계적 강도를 높일 수 있는 것이기 때문에, 목적으로 하는 고분자품의 형상에 따른 형상의 고분자 재료를 이용하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 시트상의 본 발명에 따른 고분자품을 얻는 경우, 시트상의 고분자 재료를 이용하는 것이 바람직하다.

그 중에서도, 본 발명에서는 고분자 시트를 얻음에 있어서, 최종적인 고분자 시트와 마찬가지로 시트상의 고분자 재료를 이용할 수도 있지만, 이하에 서술하는 돌출부 부착 시트를 이용하는 것도 바람직하다.

상기 돌출부 부착 시트는 평탄한 시트 본체와, 시트 본체의 한쪽면에 형성된 돌출부를 갖는다.

이 상기 시트 본체의 두께는 특별히 한정되는 것은 아니다. 최종적으로 얻고자 하는 고분자 시트의 두께에 따라 시트 본체의 두께를 선택할 수 있다. 그 중에서도, 압연 공정에서 한쌍의 롤 사이에서 압연하기 위해서는, 시트 본체의 두께는 5 mm 이하 정도인 것이 바람직하다. 또한, 시트 본체의 두께가 너무 얇으면, 압연시에 시트 본체가 파손될 우려가 있다. 따라서, 시트 본체의 두께는 0.05 mm 이상인 것이 바람직하다.

상기 돌출부의 형상은 특별히 한정되지 않는다. 바람직하게는, 도 3의 (a) 및 (b)에 도시한 바와 같이, 복수의 돌기 (21b)를 갖는 돌기 부착 시트 (21)이 이용된다. 돌기 부착 시트 (21)에서는 평탄한 시트 본체 (21a)의 한쪽면에 복수의 돌기 (21b)가 분산 배치되어 있다. 돌기는 원주상, 각기둥상, 원추대상, 각추대상 등의 다양한 형상을 가질 수도 있다. 바람직하게는, 돌기의 돌출 방향을 따라 돌기의 돌출 방향과 직교하는 방향이 변화하지 않는, 예를 들면 원주상 또는 각주상의 돌기가 바람직하다. 그에 따라, 압연 공정에서 복수의 돌기를 전연시켰을 때에, 전연된 부분끼리의 탈착이 보다 확실하게 행해져 평탄한 시트층 부분을 보다 확실하게 형성할 수 있다. 보다 바람직하게는, 돌기는 원주상의 형상을 갖는다. 그 경우에는, 롤에 접촉되어 파괴되었을 때에, 돌기가 평면에서 볼 때 외주 방향으로 균일하게 전연되기 쉽다. 따라서, 평탄한 시트층을 보다 확실하게 형성할 수 있다.

상기 돌기의 시트 본체 표면에서부터의 높이를 H, 돌기의 상기 높이 방향과 직교하는 방향의 치수를 D로 했을 때에, 종횡비 D/H는 0.5 내지 2의 범위에 있는 것이 필요하다. 종횡비 D/H가 0.5보다 작으면, 결정화도가 상승하지 않는다. 2를 초과하면, 압연시에 돌기가 균일하게 파괴되기 어려워져 물성이 변동되어 버린다.

상기 돌기는 시트 본체의 한쪽면에 복수 설치되어 있지만, 이 복수의 돌기는 압연시에 복수의 돌기가 파괴되며 전연되어 평탄한 시트층 부분을 형성하도록 설치되어 있다. 따라서, 복수의 돌기는 시트 본체의 한쪽면에서 균일하게 분산 배치되어 있는 것이 바람직하다. 그 중에서도, 복수의 돌기의 피치 및 복수의 돌기의 수에 대해서는 돌기를 구성하고 있는 고분자 재료의 압연 공정에서의 파괴되기 쉬움, 압연 공정시의 가열 온도, 돌기의 형상 및 치수에 따라서도 다르기 때문에, 압연 공정에서 파괴되어 평탄한 시트층을 형성하도록 피치 및 수를 선택할 수 있다.

또한, 상기 복수의 돌기로는 도 4에 나타낸 바와 같이 서로 간격을 두고 배치되어 있는 복수개의 리브 (22b)를 이용할 수도 있다. 도 4에 나타내는 돌기 부착 시트 (22)에서는 평탄한 시트 본체 (22a)의 한쪽면에 복수개의 리브 (22b)가 평행하게 배치되어 있다. 또한, 리브 (22b)의 횡단면 형상은 도 4에서는 직사각형이지만, 삼각형, 사다리꼴, 리브의 정점이 국면상의 형상 등의 다양한 형상으로 변형될 수 있다. 또한, 복수개의 리브는 반드시 서로 평행하게 배치될 필요는 없다.

복수개의 리브 (22b)를 설치한 구조에 있어서도, 리브의 폭을 D, 높이를 H로 했을 때, 종횡비 D/H를 0.5 내지 2의 범위로 하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에서 상기 돌출부 부착 시트의 돌출부로는 상술한 돌기에 한정되지 않으며, 시트 본체측과는 반대측의 면에 개방된 복수의 개구부를 갖는 돌출부를 이용할 수도 있다. 도 5에 나타내는 돌출부 부착 시트 (23)에서는 평탄한 시트 본체 (23a)의 한쪽면에 돌출부 (23b)가 설치되어 있다. 이 돌출부 (23)은 복수의 개구부 (23b1)을 갖는다. 개구부 (23b1)은 직사각형의 개구 형상을 갖고, 돌출부 (23b)의 상면으로부터 시트 본체 (23a)의 상면에 이르도록 설치되어 있다. 그 중에서도, 개구부 (23b1)의 평면 형상은 직사각형으로 한정되지 않으며, 다른 형상일 수도 있다. 따라서, 예를 들면 육각형의 개구 형상을 갖는 복수의 개구부를 갖는 벌집형 형상의 돌출부를 설치할 수도 있다. 돌출부 (23b)를 설치한 구조에서는, 압연 공정에서 개구부 (23b1) 내에 주위의 돌출부 부분이 전연하여, 평탄한 시트 부분을 형성하게 된다. 이 경우 바람직하게는, 상기 복수의 개구부 (23b1)을 둘러싸고 있는 돌출부벽의 두께를 D, 높이를 H로 했을 때, 종횡비 D/H를 0.5 내지 2의 범위로 하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 고분자품은, 바람직하게는 상기 고분자 재료의 융점＋5℃ 이상의 융점을 갖는다. 이 융점은 상술한 DSC 곡선의 피크 온도를 판독함으로써 구할 수 있다. 본 발명에 따른 고분자품에서는 융점이 상기 고분자 재료의 융점＋5℃ 이상인 것이 바람직하고, 그에 따라 고분자품의 내열성도 높이는 것이 가능해진다.

상기 고분자를 형성하기 위해서 이용되는 상기 고분자 재료는 열가소성 수지인 것이 바람직하다. 상기 고분자 재료는 융점을 갖는다. 상기 고분자 재료의 중량 평균 분자량은 일반적으로 5000 이상이고, 바람직하게는 10000 이상이다.

상기 고분자 재료의 구체예로는 폴리프로필렌 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리염화비닐 수지, 폴리아미드 수지, 폴리카르보네이트 수지, 포화 폴리에스테르 수지 및 폴리메타크릴산에스테르 수지 등을 들 수 있다. 고분자 재료는 1종만이 이용될 수도 있고, 2종 이상이 병용될 수도 있다. 경량성, 리사이클성 및 저비용의 균형이 우수하기 때문에, 폴리올레핀 수지가 바람직하고, 폴리프로필렌 수지 또는 폴리에틸렌 수지가 보다 바람직하고, 폴리프로필렌 수지가 보다 바람직하다. 특히, 폴리프로필렌 수지의 사용에 의해 얻어지는 고분자품의 기계적 강도, 인성, 연신성 및 내열성이 매우 양호해진다.

본 발명에 따른 고분자품은 폴리올레핀 수지에 의해 형성되어 있으며, 폴리올레핀 소재 또는 폴리올레핀 성형체인 것이 바람직하다. 본 발명에 따른 고분자품은 폴리프로필렌 수지 또는 폴리에틸렌 수지에 의해 형성되어 있고, 폴리에틸렌 소재, 폴리에틸렌 성형체, 폴리프로필렌 소재 또는 폴리프로필렌 성형체인 것이 보다 바람직하다. 본 발명에 따른 고분자품은 폴리프로필렌 수지에 의해 형성되어 있으며, 폴리프로필렌 소재 또는 폴리프로필렌 성형체인 것이 더욱 바람직하다.

상기 폴리에틸렌 수지로는 저밀도 폴리에틸렌이 바람직하게 이용된다. 상기 폴리에틸렌 수지는 장쇄 분지상 저밀도 폴리에틸렌인 것이 바람직하다. 상기 폴리에틸렌 수지는 1000 내지 4000기압 및 200 내지 300℃의 환경하에서, 라디칼 중합에 의해 얻어지는 장쇄 분지상 저밀도 폴리에틸렌인 것이 바람직하다. 장쇄 분지상 저밀도 폴리에틸렌의 밀도는 0.918 내지 0.923 g/cm³ 정도이다. 경량이며 성형성이 우수하기 때문에, 장쇄 분지상인 폴리에틸렌계 수지가 가장 바람직하다. 폴리에틸렌 수지는 1종만이 이용될 수도 있고, 2종 이상이 병용될 수도 있다.

상기 폴리에틸렌 수지로는 호모 폴리에틸렌 및 에틸렌과 다른 단량체와의 공중합체 등을 들 수 있다. 에틸렌과 다른 단량체와의 공중합체의 경우에는 에틸렌이 주성분으로서 이용되며, 예를 들면 에틸렌-α-올레핀 공중합체를 얻기 위한 단량체의 합계 100 중량％ 중에 에틸렌이 50 중량％ 이상 이용된다. 그 중에서도, 랜덤 폴리에틸렌이 바람직하게 이용된다.

상기 에틸렌과 다른 단량체와의 공중합체로는, 예를 들면 에틸렌-α-올레핀 공중합체 등을 들 수 있다. 에틸렌과 다른 단량체와의 공중합체의 공중합의 형태는 특별히 한정되지 않는다. 에틸렌과 다른 단량체와의 공중합체는 블록 공중합체, 랜덤 공중합체 및 랜덤 블록 공중합체 등 중 어느 하나일 수도 있다.

상기 폴리프로필렌 수지로는 호모 폴리프로필렌 및 프로필렌과 다른 단량체와의 공중합체 등을 들 수 있다. 프로필렌과 다른 단량체와의 공중합체의 경우에는 프로필렌이 주성분으로서 이용되며, 예를 들면 프로필렌-α-올레핀 공중합체를 얻기 위한 단량체의 합계 100 중량％ 중에 프로필렌이 50 중량％ 이상 이용된다. 그 중에서도, 랜덤 폴리프로필렌이 바람직하게 이용된다. 폴리프로필렌 수지는 1종만이 이용될 수도 있고 2종 이상이 병용될 수도 있다.

상기 프로필렌과 다른 단량체와의 공중합체로는, 예를 들면 프로필렌-α-올레핀 공중합체 등을 들 수 있다. 프로필렌과 다른 단량체와의 공중합체의 공중합의 형태는 특별히 한정되지 않는다. 프로필렌과 다른 단량체와의 공중합체는 블록 공중합체, 랜덤 공중합체 및 랜덤 블록 공중합체 등 중 어느 하나일 수도 있다.

상기 에틸렌-α-올레핀 공중합체 및 상기 프로필렌-α-올레핀 공중합체에 있어서의 α-올레핀으로는, 예를 들면 에틸렌, 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 4-메틸-1-펜텐, 1-헵텐 및 1-옥텐 등을 들 수 있다. 상기 에틸렌-α-올레핀 공중합체 및 상기 프로필렌-α-올레핀 공중합체를 얻기 위한 단량체의 합계 100 중량％ 중 α-올레핀의 함유량은, 바람직하게는 1 중량％ 이상, 보다 바람직하게는 2 중량％ 이상, 바람직하게는 8 중량％ 이하, 보다 바람직하게는 5 중량％ 이하이다. α-올레핀의 함유량이 상기 상한 이하이면, 고분자품의 외관을 보다 한층 양호하게 할 수 있다. α-올레핀의 함유량이 상기 하한 이상이면, 고분자품의 기계적 강도 및 인성이 보다 한층 높아진다.

(고분자품의 제조 방법)

본 발명에 따른 고분자품을 얻기 위한 제조 방법은 특별히 한정되지 않는다. 이 제조 방법으로서, 예를 들면 사출 성형법, 압출 성형 후의 롤법, 압연법 및 프레스법이 모두 적용 가능하다.

본 발명에 따른 고분자품의 제조 방법은 상술한 고분자 재료를 이용하여 고분자 소재 또는 고분자 성형체인 고분자품을 제조하는 방법이다. 본 발명에 따른 고분자품의 제조 방법은 상기 고분자 재료의 융점(℃)을 Tm으로 했을 때에, 상기 고분자 재료를 (Tm-70)℃ 이상, Tm 미만의 온도로 가열하는 가열 공정과, 상기 가열 공정에 의해 가열된 상기 고분자 재료를 냉각하고, 냉각 과정에서 상기 고분자 재료를 압축함으로써, 결정화도가 50％ 이상 90％ 미만이고, 파단시의 인장 변형이 60％ 이상인 고분자품을 얻는 압축 공정을 구비한다.

바람직하게는 상기 가열 공정에서 고분자 재료를 (Tm-15)℃ 이상 (Tm-5)℃ 미만의 온도로 가열한다. 그에 따라, 압축 공정에 의해 결정화도가 50％ 이상 90％ 미만이고, 파단시의 인장 변형이 60％ 이상이고, 융점이 상기 고분자 재료의 융점＋5℃ 이상인 고분자품을 얻을 수 있다. 따라서, 얻어지는 고분자품의 내열성도 높일 수 있다.

도 1에 고분자품을 얻는 각 공정에서의 경과 시간과 고분자 재료의 온도와의 관계의 일례를 나타낸다. 우선, 도 1에 나타내는 온도 T1(℃)의 고분자 재료를 화살표 A1로 나타낸 바와 같이, 도 1에 나타내는 온도 T2(℃)까지 가열한다(가열 공정). 온도 T1은 일반적으로 상온이고, 23℃ 정도이다. 온도 T2는 (Tm-70)℃ 이상 Tm 미만, 바람직하게는 (Tm-15)℃ 이상 (Tm-5)℃ 미만이다. 가열 속도는 특별히 한정되지 않지만, 10 내지 120℃/분 정도이다.

다음으로, 화살표 A2로 나타낸 바와 같이, 가열된 고분자 재료를 온도 T2로 일정 시간 유지할 수도 있다. 가열된 고분자 재료를 온도 T2의 온도로 유지하는 시간의 기준으로는 30초 내지 15분 정도이다. 다만, 가열 후에 빠르게, 가열된 고분자 재료를 냉각할 수도 있다. 예를 들면, 가열 후 30초 경과하기 전에 고분자 재료를 냉각할 수도 있다.

그 후, 온도 T2(℃)로 가열된 고분자 재료를 화살표 A3으로 나타낸 바와 같이, 도 1에 나타내는 온도 T3(℃)까지 냉각한다. 온도 T3은 일반적으로 상온이고, 23℃ 정도이다. 냉각 속도는 특별히 한정되지 않지만, 5 내지 100℃/분 정도이다. 이 냉각 과정에서, 즉 도 1에 나타내는 파선으로 둘러싸인 영역 X의 범위 내에서, 상기 특정한 온도로 가열된 고분자 재료를 압축한다(압축 공정). 압축에 의해, 고분자 재료의 배향이 가지런해져 결정화도가 높아진다. 압축된 고분자 재료는 압축 변형된다.

상기 압축 공정에서 가열된 고분자 재료를 냉각하고, 냉각 과정에서 110℃ 이상에서 상기 고분자 재료를 압축하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 기계적 강도, 인성 및 연신성에 의해 한층 우수한 고분자품을 얻을 수 있다. 압축시 고분자 재료의 온도는, 바람직하게는 (Tm-5)℃ 이하, 보다 바람직하게는 (Tm-7.5)℃ 이하이다.

상기 고분자 재료의 압축 조건은 특별히 한정되지 않는다. 상기 고분자 재료를 프레스기의 유압의 압력으로 압축하는 것이 바람직하다. 압축은 1회 행해질 수도 있고, 복수회로 나눠서 행해질 수도 있다. 또한, 본 발명에서 냉각 과정에서 압축하는 경우에는, 냉각을 일단 중지하고 압축하는 경우도 포함된다. 즉, 냉각을 일단 중지하고 압축하고, 그 후 냉각을 재개할 수도 있다.

고분자품의 기계적 강도, 인성 및 연신성을 보다 한층 높이는 관점에서는, 압축 전 고분자 재료의 두께 T1(mm)에 대한 압축 후 고분자품의 두께 T2(mm)의 차의 비((T2-T1)/T1)(이하, 압축률이라고도 함)는, 바람직하게는 0.5 이상, 바람직하게는 0.98 이하이다. 압축 공정에서 상기 압축률이 0.5 이상 0.98 이하가 되도록, 가열된 고분자 재료를 압축하는 것이 바람직하다. 고분자품의 기계적 강도, 인성 및 연신성을 더욱 한층 높이는 관점에서는, 상기 압축률은 보다 바람직하게는 0.66 이상, 보다 바람직하게는 0.95 이하이다.

본 발명에 따른 고분자품의 제조 방법의 주된 특징은 고분자 재료를 (Tm-70)℃ 이상 Tm 미만, 바람직하게는 (Tm-15)℃ 이상 (Tm-5)℃ 미만의 온도로 가열하는 것, 및 냉각 과정에서 가열된 고분자 재료를 압축하는 것이다. 그에 따라 결정화도가 50％ 이상 90％ 미만이고, 파단시의 인장 변형이 60％ 이상, 바람직하게는 융점이 상기 고분자 재료의 융점＋5℃ 이상인 고분자품을 얻을 수 있다. 또한, 얻어지는 고분자품의 기계적 강도, 인성, 연신성이 양호해진다.

또한, 상기 가열 공정에서 가열 온도가 (Tm-15)℃ 이상 (Tm-5)℃ 미만인 바람직한 온도 범위로 가열하면, 상기한 바와 같이 내열성도 우수한 고분자품을 제공할 수 있다.

또한, 얻어진 고분자품의 투명성도 높아진다. 또한, 본 발명에 따른 고분자품의 제조 방법에 의해 얻어지는 고분자품은 상기 고분자품을 구부려 원래대로 되돌렸을 때에, 구부려져 있던 부분이 백색화되더라도 투명하게 되돌아가기 쉽다.

본 발명에 따른 고분자품을 얻기 위한 제조 방법의 일례로는, 구체적으로는 이하의 제조 방법을 들 수 있다.

사출 성형법을 이용하는 경우에는, 고분자 재료를 가열하고, 가열된 고분자 재료를 고정형과 상기 고정형에 대하여 근접 및 이격하는 것이 가능한 가동형을 갖는 금형 내에 사출하고 충전한다. 소정의 시간이 경과된 후, 가열된 고분자 재료를 냉각한다. 냉각 과정에서 상기 고분자 재료를 압축한다. 그 후, 충분히 냉각하고, 고분자 재료를 고화시켜 고분자품을 얻는다.

프레스법을 이용하는 경우에는, 고분자 재료를 가열하고, 소정의 시간이 경과된 후, 가열된 고분자 재료를 냉각한다. 냉각 과정에서, 상기 고분자 재료는 프레스 성형 장치를 이용하여 압축된다. 그 후, 충분히 냉각하고, 고분자 재료를 고화시켜 고분자품을 얻는다.

프레스법에는, 예를 들면 도 2에 나타내는 프레스 성형 장치를 사용할 수 있다. 도 2에 나타내는 프레스 성형 장치 (1)은 상측의 제1 금형 (2)와, 하측의 제2 금형 (3)을 구비한다. 제1 금형 (2)의 하면 (2a)와, 제2 금형 (3)의 상면 (3a)에 의해 가열된 고분자 재료 (11)을 압축할 수 있다. 프레스 성형 장치 (1)에서는 제2 금형 (3)을 상승시키고, 가열된 고분자 재료 (11)을 압축하여 고분자 재료 (11)을 소정의 두께로 할 수 있다. 또한, 프레스 성형 장치 (1)에서는 고분자 재료 (11)을 압축할 때의 압력을 임의로 설정할 수 있다.

또한, 고분자 재료에, 예를 들면 고분자품을 얻을 때에 종래 이용되고 있는 다른 성분이 첨가된 조성물을 이용하여 고분자품을 얻을 수도 있다.

(돌출부 부착 시트를 이용한 고분자 시트의 제조 방법)

1) 예열 공정

상술한 돌출부 부착 시트를 고분자 재료로서 이용한 고분자 시트의 제조 방법으로는, 상기 돌출부 부착 시트를 압연하기에 앞서서 가열한다. 즉, 가열 공정으로서, 압연에 앞서서 예열한다. 이 가열 온도에 대해서는, 상기 고분자 재료의 융점을 Tm으로 했을 때에, Tm(℃) 이하의 온도로 가열하는 것이 바람직하다. Tm을 초과하는 온도까지 가열하면, 고분자 재료가 용융하여, 돌출부의 형상 유지가 곤란해져 원하는 결정화도가 얻어지지 않는다. 또한, 가열 공정에서의 가열 온도가 너무 낮으면, 압연시에 복수의 돌기를 확실하게 파괴하여, 평탄한 시트층을 형성할 수 없게 되는 경우가 있다. 따라서, 가열 온도는 (Tm-20℃) 이상인 것이 바람직하다.

또한, 본 명세서에서 고분자 재료 및 고분자 시트의 융점 및 결정화도는 DSC 측정에 의해 얻어진 피크 온도에 기초하여 구해진 값이다.

상기 가열의 방법에 대해서는 특별히 한정되지 않으며, 돌출부 부착 시트를 가열 롤에 접촉시키면서 반송하는 방법, 압연에 앞서서 돌출부 부착 시트를 가열 장치 내를 통과시키는 방법, 고온의 기체를 분무하는 방법 등의 적절한 방법을 사용할 수 있다.

또한, 가열 공정에서의 상기 예열 온도는 압연시에 후술하는 롤에 접촉되기 직전의 온도를 말하는 것이다. 즉, 압연 공정에 제공되기 직전의 돌기 부착 시트의 온도를 상기 특정한 가열 온도 범위 내로 하도록 가열할 수 있다.

2) 압연 공정

상기 가열 공정에 계속해서 압축 공정으로서 돌출부 부착 시트를 압연하여 고분자 시트를 얻는다. 이 압연은 돌출부가 파괴되며 전연되어 평탄한 시트층 부분을 형성하도록 행한다. 구체적으로는, 한쌍의 롤 사이의 클리어런스를, 공급되는 돌출부 부착 시트의 상기 돌출부를 포함하는 두께보다도 좁게 해놓고, 돌출부 부착 시트를 한쌍의 압연 롤 사이에 공급해놓고 압연한다.

시트 본체의 두께는 한쌍의 압연 롤 사이의 클리어런스보다도 작을 수도 있다. 즉, 본 발명의 제조 방법에서는 압연 공정은 상기 시트 본체 자체의 두께를 얇게 하는 것이 아닌, 돌출부를 파괴하고, 평탄한 시트층 부분을 형성하기 위해서 행한다. 따라서, 상기 압연 롤 사이의 클리어런스는 시트 본체의 두께보다도 커도 된다.

또한, 상기 클리어런스의 크기는 돌출부가 파괴되어 평탄한 시트층 부분을 형성한 경우의 평탄한 시트층 부분과, 상기 시트 본체의 두께와의 합과 동등 또는 상기 합보다도 약간 작게 할 수 있다. 그에 따라, 평탄한 시트층 부분을 확실하게 형성할 수 있고, 따라서 평탄한 고분자 시트를 얻을 수 있다. 이러한 클리어런스의 크기는 돌출부의 형상, 치수 및 예를 들면 복수 돌기의 피치, 수 등을 고려하여 설정할 수 있다. 즉, 시트 본체의 단위 면적을 S₀, 상기 단위 면적 S₀ 부근에 존재하는 돌출부의 부피의 합계를 V로 했을 때, 압연 배율에 따라서도 다르지만 최대 t=V/S₀ 두께의 시트층 부분이 형성된다. 따라서, 시트 본체의 두께를 t₀으로 하면, 상기 클리어런스는 t₀+t와 동등한 크기, 또는 t₀+t보다도 약간 작은 크기로 할 수 있다.

상기 압연시의 온도는 상기 돌출부 부착 시트가 용융되지 않을 온도이면 되고, 따라서 Tm 이하이면 된다. 바람직하게는 (Tm-25℃) 내지 (Tm-10℃)의 범위 내의 온도에서 압연을 행하는 것이 바람직하다. 이 범위 내의 온도에서 압연을 행함으로써, 상기 돌출부를 확실하게 연화시켜 파괴할 수 있고, 평탄한 시트층 부분을 보다 한층 확실하게 형성할 수 있다.

상기 압연 공정은 주지의 고분자 수지 시트의 압연 방법에 따라, 한쌍의 압연 롤 사이에 상기 돌기 부착 시트를 공급함으로써 행할 수 있다. 본 발명에서는 용융 수지를 롤에 접촉시키는 것이 아닌, 상기한 바와 같이 예열된, 즉 용융하지 않은 돌출부 부착 시트를 롤에 접촉시킨다. 따라서, 뱅크가 생기지 않는다. 따라서, 폭이 넓은 고분자 시트를 얻고자 하는 경우에도, 균일한 두께의 폭이 넓은 시트를 확실하고 안정적으로 얻을 수 있다.

게다가 본 발명에 따르면, 후술하는 실험예에서 명백한 바와 같이, 상기 돌출부를 압연 공정에서 파괴하고, 전연함으로써 형성된 평탄한 시트층 부분을 갖기 때문에, 얻어진 고분자 시트의 결정화도 및 융점을 원래의 고분자 재료의 결정화도 및 융점보다도 대폭 높이는 것이 가능해진다. 따라서, 결정성 및 내열성이 우수한 고분자 시트를 염가인 범용의 수지를 이용하여 제공하는 것이 가능해진다.

또한, 상기 돌출부 부착 시트를 이용하여 고분자 시트를 제조할 때에는 1매의 돌출부 부착 시트를 이용할 수도 있지만, 복수매의 돌출부 부착 시트를 적층할 수도 있다. 즉, 복수매의 돌출부 부착 적층 시트를 가열한 후 압연함으로써 고분자 시트를 얻을 수도 있다. 그 경우에는, 두께가 두꺼운 평탄한 고분자 시트를 안정적으로 얻을 수 있다.

3) 고분자 시트

상기한 바와 같이, 돌출부가 압연 공정에서 파괴되고 전연됨으로써 평탄한 시트층 부분이 형성되어 있다. 따라서, 얻어진 고분자 시트에서는 융점 및 결정화도가 원래의 고분자 재료인 돌기 부착 시트보다도 높아져 있다. 따라서, 고온에서 사용되는 용도나 실장시에 고온에 노출되는 전자 부품용 수지 재료로서, 본 발명의 고분자 시트를 바람직하게 사용할 수 있다.

상기한 바와 같이 하여 얻어진 고분자품은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 개인용 컴퓨터 등의 정보 기기, 가전 또는 OA 기기 등의 케이스 및 자동차의 내장품 등에 이용된다. 이들 이외의 용도에 고분자품을 이용할 수도 있다.

이하, 본 발명에 대해서 실시예 및 비교예를 들어 구체적으로 설명한다. 본 발명이 이하의 실시예만으로 한정되지 않는다.

(실시예 1)

폴리프로필렌 수지(닛본 폴리프로필렌사 제조 폴리프로필렌 수지 등급 MA3H, 융점 170℃)를 세로 8.0 mm×가로 12.0 mm×두께 T1: 3.0 mm의 크기로 사출 성형하여 고분자 재료로서 성형품을 얻었다.

얻어진 성형품을 오븐 내에서 상온(23℃)으로부터 150℃로 가열하여, 도 2에 나타내는 프레스 성형 장치 (1)의 제2 금형 (3)의 상면 (3a)에 두었다. 그 후, 150℃로 가열된 고분자품을 강온 속도 10℃/분으로 냉각하면서, 고분자품의 온도가 145℃일 때, 제2 금형 (3)을 상승시키고, 제1 금형의 하면과 제2 금형의 상면에서 압축 전의 고분자품을 두께 T2가 0.8 mm(비(T1-T2)/T1)(압축률)=0.73)가 될 때까지 유압의 압력으로 압축하고, 상온(23℃)까지 냉각하여 고분자품을 얻었다.

(실시예 2)

압축 전의 성형품을 두께 T2가 0.6 mm(비(T1-T2)/T1)(압축률)=0.8)가 될 때까지 압축한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 고분자품을 얻었다.

(실시예 3)

폴리프로필렌 수지(닛본 폴리프로필렌사 제조 폴리프로필렌 수지 등급 MA3H, 융점 170℃)를 세로 8.0 mm×가로 12.0 mm×두께 T2: 3.0 mm의 크기로 사출 성형하고, 고분자 재료로서 성형품을 얻었다.

얻어진 성형품을 오븐 내에서 상온(23℃)으로부터 160℃로 가열하여, 도 2에 나타내는 프레스 성형 장치 (1)의 제2 금형 (3)의 상면 (3a)에 두었다. 그 후, 160℃로 가열된 고분자품을 강온 속도 10℃/분으로 냉각하면서, 고분자품의 온도가 155℃일 때에 제2 금형 (3)을 상승시키고, 제1 금형의 하면과 제2 금형의 상면에서 압축 전의 고분자품을 두께 T1이 0.6 mm(비(T2-T1)/T1(압축률)=0.8)가 될 때까지 유압의 압력으로 압축하고, 상온(23℃)까지 냉각하여 고분자품을 얻었다.

폴리프로필렌 수지(닛본 폴리프로필렌사 제조 폴리프로필렌 수지 등급 MA3H, 융점 170℃)를 세로 8.0 mm×가로 12.0 mm×두께 0.75 mm의 크기로 사출 성형하여 고분자품을 얻었다.

(실시예 4)

T1이 0.8 mm(비(T2-T1)/T1(압축률)=0.73)가 될 때까지 유압의 압력으로 압축하여 상온(23℃)까지 냉각하고, 그 밖의 조건은 실시예 3과 마찬가지로 고분자품을 얻었다.

(비교예 1)

(평가)

(1) 결정화도, 융점

결정화도는 JIS K 7122에 준거하여 측정된다. 상기 결정화도는, 구체적으로는 고분자품을 열류속 시차 주사 열량 측정 장치의 용기에 넣고, 고분자품을 200℃까지 가열하고, DSC 곡선의 피크 면적을 구하여 209 mJ/mg으로 나누고, 100을 곱함으로써 산출된다. 결정화도의 측정 장치로서 SII 나노테크놀로지사 제조 「DSC6220」 등이 이용된다. 열가소성 수지의 융점은 DSC(시차 주사 열량 분석)에 의해 측정된 융해 피크에 의해 구해진 융해점이다.

(2) 파단시의 인장 변형

JIS K 7113에 준거하여 얻어진 고분자품을 23℃에서 시험 속도가 50 mm/분으로 인장 시험함으로써, 고분자품이 파단했을 때의 인장 변형을 측정하였다. 인장 변형의 측정 장치로서 A&D사 제조 「텐실론 만능 시험기 RTC 시리즈」를 이용하였다.

(3) 인장 탄성률

얻어진 고분자품을 23℃에서 시험 속도가 50 mm/분으로 인장 시험함으로써, 인장 탄성률을 측정하였다. 인장 탄성률의 측정 장치로서 A&D사 제조 「텐실론 만능 시험기 RTC 시리즈」를 이용하였다.

또한, 이하의 실시예 5, 6 및 비교예 2 내지 8에서 얻은 고분자 시트의 결정화도 및 융점에 대해서는, 실시예 1의 평가의 결정화도 및 융점 측정 방법과 동일하게 하여 구하였다.

[돌기 부착 시트를 이용한 실시예 5, 6과, 비교예 2 내지 8]

(실시예 5)

폴리프로필렌(닛본 폴리프로필렌사 제조, 폴리프로필렌, 등급 MA3H, 융점 170℃)을 이용하여, 프레스 성형에 의해 도 3(a)에 나타내는 돌기 부착 시트 (11)을 얻었다. 또한, 이 돌기 부착 시트 (11)에 있어서, 시트 본체 (11a)의 두께는 0.1 mm로 하였다. 또한, 도 3(b)에 나타낸 바와 같이, 돌기 (11b)의 높이 H는 5 mm, 직경 D는 4 mm, 종횡비 D/H는 0.8로 하였다. 또한, 복수의 돌기 (11b)의 피치는 31.1 mm로 하였다.

상기 돌기 부착 시트를 두께 0.05 mm의 한쌍의 폴리이미드 필름 사이에 끼우고, 예열 온도를 160℃로 하고, 한쌍의 압연 롤 사이에 공급하고 압연하였다. 압연 온도는 150℃, 라인 속도는 20 m/분으로 하였다. 상기한 바와 같이 하여 두께 0.5 mm, 폭 300 mm의 고분자 시트를 얻었다.

두께 정밀도는 ± 2.7％였다.

결정화도는 58％, 융점은 176.0℃였다.

(실시예 6)

예열 온도를 155℃로 한 것을 제외하고는, 실시예 5와 동일하게 하여 두께 0.5 mm, 폭 300 mm의 고분자 시트를 얻었다.

두께 정밀도는 ± 2.4％였다.

결정화도는 56％, 융점은 174.0℃였다.

(비교예 2)

실시예 5에서 이용한 폴리프로필렌(닛본 폴리프로필렌사 제조, 폴리프로필렌, 등급 MA3H, 융점 170℃)을 사출 성형에 의해 시트 성형하여, 두께 5 mm의 고분자 시트를 얻었다.

결정화도는 47.7％. 융점은 167.7℃였다.

(비교예 3)

높이 H는 1 mm, 직경 D는 4 mm, 종횡비 D/H는 0.25로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 시트화하여 두께 0.18 mm의 시트를 얻었다. 결정화도는 48.5％. 융점은 168.3℃였다.

(비교예 4)

높이 H는 10 mm, 직경 D는 4 mm, 종횡비 D/H는 2.5로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 시트화하고, 두께 0.9 mm의 투명성이 불균일한 시트를 얻었다. 투명도가 상이한 2점의 평가를 행한 결과, 결정화도는 50.0％, 융점은 167.1℃와 결정화도는 56.0％, 융점은 173.5℃였다.

(비교예 5)

예열 온도를 140℃로 한 것 이외에는 실시예 5와 동일하게 하여 시험 제작을 행했지만, 돌기가 불균일하게 파괴되어 균일한 시트가 되지 않았다.

(비교예 6)

예열 온도를 175℃로 하여 실시예 5와 마찬가지로 시험 제작을 행하였다. 결정화도는 49％, 융점은 167.7℃였다.

(비교예 7)

압연 온도를 135℃로 한 것 이외에는 실시예 5와 동일하게 하여 시험 제작을 행했지만, 돌기가 불균일하게 파괴되어 균일한 시트가 되지 않았다.

(비교예 8)

압연 온도를 175℃로 하여 실시예 5와 마찬가지로 시험 제작을 행하였다. 결정화도는 49％, 융점은 168.7℃였다.

실시예 5 및 실시예 6에 따르면, 비교예 2 내지 8의 융점 및 결정화도 즉 원래의 폴리프로필렌의 융점 및 결정화도에 비하여 융점 및 결정화도를 대폭 높일 수 있음을 알 수 있다.

1… 프레스 성형 장치
2… 제1 금형
2a… 하면
3… 제2 금형
3a… 상면
11… 고분자 재료
21… 돌기 부착 시트
21a… 시트 본체
21b… 돌기
22… 돌기 부착 시트
22a… 시트 본체
22b… 리브
23… 돌출부 부착 시트
23a… 시트 본체
23b… 돌출부
23b1… 개구부

Claims

고분자 재료를 가열 및 압축함으로써 형성되어 있으며, 고분자 소재 또는 고분자 성형체인 고분자품으로서,
결정화도가 50％ 이상 90％ 미만이고, 파단시의 인장 변형이 60％ 이상인 고분자품.
제1항에 있어서, 상기 고분자품의 융점이 상기 고분자 재료의 융점＋5℃ 이상인 고분자품.
제1항 또는 제2항에 있어서, 폴리올레핀 수지에 의해 형성되어 있으며, 폴리올레핀 소재 또는 폴리올레핀 성형체인 고분자품.
제3항에 있어서, 폴리프로필렌 수지에 의해 형성되어 있으며, 폴리프로필렌 소재 또는 폴리프로필렌 성형체인 고분자품.
고분자 재료를 이용하여 고분자 소재 또는 고분자 성형체인 고분자품을 제조하는 방법으로서,
상기 고분자 재료의 융점(℃)을 Tm으로 했을 때에, 상기 고분자 재료를 (Tm-70)℃ 이상 (Tm)℃ 미만의 온도로 가열하는 가열 공정과,
상기 가열 공정에 의해 가열된 상기 고분자 재료를 냉각하고, 냉각 과정에서 상기 고분자 재료를 압축함으로써, 결정화도가 50％ 이상 90％ 미만이고, 파단시의 인장 변형이 60％ 이상인 고분자품을 얻는 압축 공정을 구비하는, 고분자품의 제조 방법.
제5항에 있어서, 상기 가열 공정에서 상기 고분자 재료를 (Tm-15)℃ 이상 (Tm-5)℃ 미만의 온도로 가열하고, 상기 압축 공정에 의해 결정화도가 50％ 이상 90％ 미만이고, 파단시의 인장 변형이 60％ 이상이고, 융점이 상기 고분자 재료의 융점＋5℃ 이상인 고분자품을 얻는, 고분자품의 제조 방법.
제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 압축 공정에서 압축 전의 상기 고분자 재료의 두께에 대한 압축 후에 얻어지는 고분자품의 두께의 차의 비가 0.5 이상 0.98 이하가 되도록 상기 고분자 재료를 압축하는, 고분자품의 제조 방법.
제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 압축 공정 중 상기 냉각 과정에서 110℃ 이상의 온도에서 상기 고분자 재료를 압축하는, 고분자품의 제조 방법.
제5항에 있어서, 상기 고분자 재료로서 고분자 재료로 이루어지는 돌출부 부착 시트를 준비하며, 상기 돌출부 부착 시트는 시트 본체와, 시트 본체의 한쪽면에 형성된 돌출부를 갖고,
상기 가열 공정에서 상기 돌출부 부착 시트를 가열한 후에 상기 해당 압축 공정에서 상기 돌출부가 파괴되며 전연되어 평탄한 시트층 부분을 형성하도록, 상기 돌출부 부착 시트를 압연하여 상기 고분자품으로서 고분자 시트를 얻는, 고분자품의 제조 방법.
제9항에 있어서, 상기 고분자 재료의 융점을 Tm으로 했을 때에, 상기 가열 공정에서 예열 온도 (Tm-20℃) 내지 Tm(℃)의 범위 내의 온도로 상기 돌출부 부착 시트를 가열하고, 상기 압연시 (Tm-25℃) 내지 (Tm-10℃)의 범위 내의 온도에서 압연을 행하는, 고분자품의 제조 방법.
제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 돌출부가 복수의 돌기이며, 상기 돌기의 시트 본체 표면에서부터의 높이 H, 상기 돌기의 돌출 방향과 직행하는 방향의 치수를 D로 했을 때에, 종횡비 D/H가 0.5 내지 2의 범위에 있는, 고분자품의 제조 방법.
제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 돌기가 원주상의 형상을 가지며, 상기 D가 상기 원주상의 형상의 직경인, 고분자품의 제조 방법.
제5항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고분자 재료로서 폴리올레핀 수지를 이용하여, 폴리올레핀 소재 또는 폴리올레핀 성형체인 고분자품을 제조하는, 고분자품의 제조 방법.
제13항에 있어서, 상기 고분자 재료로서 폴리프로필렌 수지를 이용하여 폴리프로필렌 소재 또는 폴리프로필렌 성형체인 고분자품을 제조하는, 고분자품의 제조 방법.
제5항 내지 제14항 중 어느 한 항에 기재된 고분자품의 제조 방법에 의해 얻어진 고분자품.
제15항에 있어서, 상기 고분자 재료로서 폴리프로필렌 수지가 이용되고 있으며, 폴리프로필렌 소재 또는 폴리프로필렌 성형체인 고분자품.