[发明专利]通过延伸而制备的非记忆性冷可变形塑料物品

说明书

本发明是关于一种失去弹性恢复能力的非记忆性塑料，特别是指一种具有可任意扭曲、可塌陷及折叠的塑料材料。

塑料高分子在不同比例的混合之下，会改变其本身的性质，例如Monsanto公司美国专利4797313号、Bedford公司美国5607748号、5827461号、5989683号，即以PC与ABS合金或PC与PBT合金来制备非金属性的应用于包装的捆绑线(Twist Tie)，来替代市面上用于包装捆绑用途的包覆软铁丝。

J.M.Schultz在1974年的Polymer Materials Science书的第71-72页中描述了有关半结晶性(Semi-crystalline)的聚合物在外力拉长之下，应力与应变的关系。在起初阶段由于塑料物质为符合虎克定律的弹性物质，因此该塑料物质具有弹性恢复的能力。若持续增加拉力，将造成该塑料物质弹性疲乏，无法恢复其先前的形状。当所施加拉力超过该塑料物质的降服点(Yield point)时，该塑料物质开始局部变细。若持续施加拉力，该塑料物质局部细化的范围越来越多，一直到细化的极限。此时，该塑料物质若再受力则发生断裂。若以相态(morphology)变化来看，该塑料物质在拉力持续增加下其无定形区(amorphous area)的分子渐渐被拉长，而趋于较前更有秩序的排列。聚合物倘若不受外力而晶化时，将无理想的晶体定向或分子的定向(orientation)。聚合物在外力负荷下，实行延伸(drawing)，则晶体或分子开始定向排列。聚合物如果是高度结晶体，则延伸不会影响它的结晶度(degree of crystallinity)。但聚合物如果是低结晶性，则延伸相对于未延伸者会增加结晶的百分比。

将排列没有规则的高分子加以定向延伸，可使分子成有规则的排列，而增加其机械强度。例如合成纤维或胶膜在熔融温度以下作定温延伸时，在延伸方向呈较规则排列，即增加结晶的百分比，而令其机械强度增大。如果仅作单方向的延伸，在其延伸方向的强度有显著的增加，但顺此方向则容易被撕裂。如作双方向延伸，则在纵横方向都会增加机械强度。聚丙烯膜即为双向延伸(bi-orientation)的典型例子，其具有提升的拉伸强度并保持柔软性。目前应用延伸技术的成品仍保有弹性。

本发明是以外力改变物质能阶，利用能阶改变其物性来达到新的应用目的。塑料物质在加热热融后具有的热能，被急速冷却固化，于是将此部份的热能转为结晶能，提升物质的能阶，再利用本发明的冷延伸加工，以机械力提高塑料物质的结晶性，使塑料物质失去弹性恢复能力，成为可任意扭曲、可塌陷及折叠的非记忆性塑料材料。

本发明涉及一种通过延伸而制备的非记忆性冷可变形塑料物品，其可以使用单一塑料材料而制备。

较佳的，该非记忆性冷可变形塑料物品为一用于捆绑的可弯折及可扭曲的线(Wire)或带(Tape)，一用于包装的可塌的空心管，或一用于支撑的可弯折的细条状物(例如人造花的花梗)。

本发明也涉及一种非记忆性冷可变形塑料物品的制造方法，包含将一半结晶性或结晶性热塑性塑料半成品于低于该半成品熔点的温度加予延伸至使该半成品原具有的弹性实质上消失，于是成为非记忆性冷可变形塑料物品。

本发明也涉及一种捆绑物品的方法，包含以一具适当长度的本发明的非记忆性冷可变形线(Wire)或带(Tape)卷挠欲被捆绑的物品；及使该适当长度的线或带的两末端靠近并捻成一股。

较佳的，该半成品在室温下被延伸至原来长度的1.5至50倍，更佳的，5至30倍。

较佳的，该半成品以一介于10mm/分至5000mm/分，更佳的介于50mm/分至1000mm/分，最佳的介于100mm/分至500mm/分的速度被延伸。

较佳的，该半结晶性或结晶性热塑性塑料半成品包含一乙烯不饱和单体的均聚物(homopolymer of an ehtylenically unsaturatemonomer)，例如聚乙烯，聚丙烯，或聚氯乙烯。

较佳的，该半结晶性或结晶性热塑性塑料半成品包含由二或多种乙烯不饱合单体共聚合所形成的一共聚合物或三聚合物(terpolymer)。

较佳的，该半结晶性或结晶性热塑性塑料半成品包含一选自聚醯胺，聚碳酸酯(polycarbonate)，聚对苯二甲酸次乙酯(polyethyleneterephthalate，简称PET)及聚对苯二甲酸次丁酯(polybutyleneterephthalate，简称PBT)所组成族群的聚合物。