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高分子材料の製造方法、並びにその方法に用いる装置

国内特許コード P140010904
整理番号 3674
掲載日 2014年8月19日
出願番号 特願2001-006660
公開番号 特開2002-212437
登録番号 特許第3742821号
出願日 平成13年1月15日(2001.1.15)
公開日 平成14年7月31日(2002.7.31)
登録日 平成17年11月25日(2005.11.25)
発明者
  • 西田 幸次
  • 梶 慶輔
  • 金谷 利治
出願人
  • 国立大学法人京都大学
発明の名称 高分子材料の製造方法、並びにその方法に用いる装置
発明の概要 【課題】規則的な微細組織を有する高分子材料を提供する。
【解決手段】1つの化学種からなり、平均密度または結晶化度の異なる2つ以上の領域が共連続し、各領域はいずれも結晶相、非晶相およびそれらの中間相のうちから選ばれる1つ以上の相からなっていることを特徴とする。
従来技術、競合技術の概要



一般に高分子材料は、基本的にはポリエチレン(PE)、ポリスチレン(PS)、ポリエチレンテレフタレート(PET)などの各化学種に固有の材料特性を示す。そして、同じ化学種(分子量分布、分岐度なども同じ)であれば、結晶性高分子は非晶性高分子よりも機械的強度に優る。

しかし、高分子特有の絡み合いのために全体にわたって均質な単結晶材料を得ることができず、一般には結晶相と非晶相と中間相とが複雑に混じり合った組織構造を示す。すなわち、高分子の結晶化では溶融体マトリクス中に球晶が成長するが、最終的には球晶どうしが衝突した組織構造を形成する。ここで、球晶はリボン状の薄い結晶(折りたたみ鎖ラメラ)が中心から半径方向に成長したものであり、結晶間は非晶相または中間相によって埋められている。結晶性高分子材料の機械的性質は、このような球晶のサイズおよび分布に大きく依存する。したがって、このような組織構造を制御することは高分子材料の高性能化にとって重要な問題であり、これまで種々の制御技術が開発されてきた。そして、その殆どは球晶成長のための核剤を利用するものである。

産業上の利用分野



この発明は、新規な組織構造を有する高分子材料の製造方法、並びにその方法に用いる製造装置に属する。

特許請求の範囲 【請求項1】
1つの化学種からなる高分子融体を、下記のスピノーダル臨界温度Tsより低くガラス転移温度Tgより高い温度にまで瞬時に冷却し、その温度で少なくともスピノーダルパターンが生じる時間が経過するまで保持した後、更に急冷して固化させることにより、高分子材料を製造する方法において、
スピノーダルパターンが生じる温度をTxとするとき、各温度Txで出現するスピノーダルパターンを2次元フーリエ変換したときのピーク位置に基づいて、予めTxとTsとスピノーダルパターンの特性波長Λとの関係を求めておき、その関係に基づいて特性波長に応じて製造時の保持温度Txを定めることを特徴とする高分子材料の製造方法。
Ts:それより高い温度ではスピノーダルパターンが生じない限界の温度。

【請求項2】
1つの化学種からなる高分子ガラスを、下記のスピノーダル臨界温度Tsより低くガラス転移温度Tgより高い温度にまで瞬時に加熱し、その温度で少なくともスピノーダルパターンが生じる時間が経過するまで保持した後、急冷して固化させることにより、高分子材料を製造する方法において、
スピノーダルパターンが生じる温度をTxとするとき、各温度Txで出現するスピノーダルパターンを2次元フーリエ変換したときのピーク位置に基づいて、予めTxとTsとスピノーダルパターンの特性波長Λとの関係を求めておき、その関係に基づいて特性波長に応じて製造時の保持温度Txを定めることを特徴とする高分子材料の製造方法。
Ts:それより高い温度ではスピノーダルパターンが生じない限界の温度。

【請求項3】
高分子融体を収容可能な平たい薄肉の保持部材と、
この保持部材が通過する程度に狭い通路を内部に有する第1の熱媒ブロックと、
第1熱媒ブロックの通路と同軸状で保持部材が通過する程度に狭い通路を内部に有し、第1熱媒ブロックとの間に熱的遮断ギャップを空けて配置された第2の熱媒ブロックと、
第2熱媒ブロックの通路の出口付近に配置されたガラス転移温度以下の冷媒浴と
を備えることを特徴とする、請求項1に記載の方法に用いる高分子材料の製造装置。

【請求項4】
高分子ガラスを収容可能な平たい薄肉の保持部材と、
この保持部材が通過する程度に狭い通路を内部に有する第1の熱媒ブロックと、
第1熱媒ブロックの通路と同軸状で保持部材が通過する程度に狭い通路を内部に有し、第1熱媒ブロックとの間に熱的遮断ギャップを空けて配置された第2の熱媒ブロックと、
第2熱媒ブロックの通路の出口付近に配置されたガラス転移温度以下の冷媒浴と
を備えることを特徴とする、請求項2に記載の方法に用いる高分子材料の製造装置。

【請求項5】
前記保持部材が光学ガラスからなり、
前記第2熱媒ブロックが、光学顕微鏡のステージに搭載可能又は光学顕微鏡のステージと兼用可能なものであって、その通路の途中に中心が光軸と一致する観察孔を有することを特徴とする、請求項3に記載の製造装置。

【請求項6】
前記保持部材が光学ガラスからなり、
前記第2熱媒ブロックが、光学顕微鏡のステージに搭載可能又は光学顕微鏡のステージと兼用可能なものであって、その通路の途中に中心が光軸と一致する観察孔を有することを特徴とする、請求項4に記載の製造装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2001006660thum.jpg
出願権利状態 登録
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