[发明专利]耐热性聚乳酸元件的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚乳酸元件的制造方法，特别是涉及一种利用热模成型的耐热性聚乳酸元件的制造方法。

背景技术

随着环保意识的提升，又为了解决塑料废弃物的问题，业界积极研发各种生物可分解性材料，其中，尤以聚乳酸(polylactic acid；简称为PLA)为备受重视的分解性材料，因为聚乳酸可完全使用植物性物质作为原料，但是其存在有不耐热的缺点，使其应用性大大受限。

一般解决聚乳酸耐热问题的方式是将聚乳酸置于适合的结晶温度下进行长时间加热，以让其结晶度提升，使聚乳酸具备耐热特性。但是，现今要将聚乳酸应用于制作包装材料时，尚且无法轻易地利用现有商业化制程制作出具备耐热特性的聚乳酸成形体，一方面是因为聚乳酸会因本身结晶速度慢，而导致成型周期(cycle time)过长，另一方面，若要使聚乳酸具备耐热特性，则必需长时间加热，使其结晶度提升，但是在加热的同时，其成型周期时间又会加倍，导致加工时间必须拉长，相对地，制造成本也因而提高很多，而使聚乳酸无法被广泛地使用，因此改善聚乳酸的成型周期长与其耐热性，为业界一直努力改善的课题。

现有技术为解决聚乳酸结晶速度慢的问题，多半通过在用以制作聚乳酸元件的聚乳酸胶片中添加结晶成核剂，如滑石粉、云母或低分子量的塑化剂等，借此加速聚乳酸的结晶速度，但是成型周期仍有过长的问题，于是，更进一步地，有人在预热软化阶段时，就先使该聚乳酸胶片产生较高的结晶度，进而缩短后续热模成型阶段的模内成型时间，例如美国专利US20090311511专利案就公开一种热塑性元件的制造方法，其是将一含有100重量份的聚乳酸、0.1-3重量份的有机成核剂及0.1-7重量份的结晶加速剂的聚乳酸胶片，先以60℃-130℃之间的温度进行加热，使该聚乳酸胶片的结晶度提升至20％-50％之间，再进行后续的热成型处理。然而，当胶片的结晶度太高时，其延伸性会变差，进而影响到成品良率，容易出现变形或是具有裂缝的成品。

另，美国专利US20090186990公开一种以聚乳酸为主的耐热性胶片，该胶片包含一聚乳酸及一以聚乳酸为主的共聚物，以及选择性添加的胺类成核剂，该案中并未对结晶度做探讨，只提到铸模元件的结晶指针为20J/g-35J/g之间，不过从本案所公开的制程来看，此案也是朝向利用提高热模成型前胶片的结晶度来缩短模内成型时间的方向做改良，所以也会有上述成品质量不佳的问题产生。

因此，仍有需要发展出一种能制备出兼具有成型周期短且耐热性佳的特性的聚乳酸元件的制造方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种成型快且具备耐热性的聚乳酸元件的制造方法。

本发明耐热性聚乳酸元件的制造方法包含以下步骤：(a)提供一结晶度为0％-15％之间的聚乳酸胶片；(b)对该步骤(a)的聚乳酸胶片施予一预热软化处理，且在该处理过程中，该聚乳酸胶片的表面温度被维持在95℃-105℃之间，并控制该聚乳酸胶片的结晶度小于20％；及(c)将该步骤(b)的经预热软化的聚乳酸胶片置于一温度为95℃-130℃之间的热模中，进行热模成型，以制得一结晶度为35％-45％之间的聚乳酸元件。

本发明的有益效果在于：本发明耐热性聚乳酸元件的制造方法通过在预热软化阶段时，控制聚乳酸胶片的表面温度在95℃-105℃之间及结晶度小于20％，使该聚乳酸胶片进一步再进行一热模成型步骤后，就成为一结晶度为35％-45％之间且能耐热100℃的聚乳酸元件，所以确实能达成本发明的目的。

具体实施方式

本发明耐热性聚乳酸元件的制造方法包含以下步骤：(a)提供一结晶度为0％-15％之间的聚乳酸胶片；(b)对该步骤(a)的聚乳酸胶片施予一预热软化处理，且在该处理过程中，该聚乳酸胶片的表面温度被维持在95℃-105℃之间，并控制该聚乳酸胶片的结晶度小于20％；及(c)将该步骤(b)的经预热软化的聚乳酸胶片置于一温度为95℃-130℃之间的热模中，进行热模成型，以制得一结晶度为35％-45％之间的耐热性聚乳酸元件。

较佳地，该步骤(a)的聚乳酸胶片的结晶度为8％-14％之间。当聚乳酸胶片的结晶度大于20％时，其延伸性较差，会导致后续热模成型时，成品因壁厚不均匀而易破裂。

较佳地，该步骤(a)的聚乳酸胶片是通过将一聚乳酸组成物进行熔融混炼而制得，且以该聚乳酸组成物总重量计，该聚乳酸的含量不低于65wt％。

更佳地，以该聚乳酸组成物总重量计，该聚乳酸的含量为65wt％-82wt％之间。