DE102007026719A1 - Polymer composition, useful e.g. to manufacture molded body and as an adhesive foil, comprises natural polymer e.g. polysaccharide or synthetic polymer e.g. polyester amide, polyethylene oxide and further auxiliary materials and additives - Google Patents
Polymer composition, useful e.g. to manufacture molded body and as an adhesive foil, comprises natural polymer e.g. polysaccharide or synthetic polymer e.g. polyester amide, polyethylene oxide and further auxiliary materials and additives Download PDFInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine biologisch abbaubare polymere Zusammensetzung aus natürlichen oder synthetischen Polymeren, Polyethylenoxid sowie Hilfs- und Zusatzstoffen, ihre Herstellung, Weiterverarbeitung und Verwendung und hieraus hergestellte Erzeugnisse.The The present invention relates to a biodegradable polymeric Composition of natural or synthetic polymers, Polyethylene oxide and auxiliaries and additives, their preparation, Further processing and use and products made thereof.
Stand der TechnikState of the art
Die
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Die vorgenannten wasserlöslichen Polymere und Compounds wie Polyvinylalkohol, thermoplastische Cellulosederivate und modifizierte Stärke weisen schlechte mechanische Festigkeiten auf, sind hygroskopisch und problematisch in der Verarbeitung. Daher müssen in der Regel Weichmacher mit eingesetzt werden, die dann sowohl bei der Compoundierung wie auch bei der Folienherstellung zum Teil wieder entweichen. Hierdurch kommt es einerseits zu Qualitätsunterschieden bei den Erzeugnissen, andererseits verunreinigen die austretenden Weichmacher die Produktionsanlagen.The aforementioned water-soluble polymers and compounds such Polyvinyl alcohol, thermoplastic cellulose derivatives and modified Starches have poor mechanical strengths hygroscopic and problematic in processing. Therefore, must Usually plasticizers are used with, which then both in the compounding as well as in the film production in part escape again. This leads on the one hand to quality differences on the other hand, the leaking ones contaminate the products Plasticizer the production equipment.
Bekannte thermoplastische Kunststoffe, die zur Herstellung von Folien in Frage kämen, scheiden dann für die Anwendung als biologisch abbaubares und wasserlösliches Produkt aus, da sie primär auf hohe Festigkeit abstellen. So sind Polyethylen, Polyproylene, Polystyrol, Polyethylenterephthalat und Polyvinylchlorid weder biologisch abbaubar noch hinreichend in Wasser zersetzlich. Polylactid ist relativ spröde und ebenfalls zu stabil in wässrigem Milieu, Polyvinylacetat und Polyesteramide weisen ein unanehmes Hautgefühl auf. Schließlich zeigen Folien auf Basis von Stärkecompounds bei den erforderlichen mechanischen Kennwerten eine zu geringe Löslichkeit.Known thermoplastics used in the manufacture of films in Question then divorce for the application as biodegradable and water-soluble product, because they are primarily geared to high strength. So are polyethylene, Polyproylene, polystyrene, polyethylene terephthalate and polyvinyl chloride neither Biodegradable still sufficiently decomposable in water. polylactide is relatively brittle and also too stable in watery Milieu, polyvinyl acetate and polyester amides have an unfriendly Skin sensation on. Finally, slides show up Base of starch compounds in the required mechanical Characteristics too low solubility.
Aufgabenstellungtask
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zusammensetzung aus 2 Polymerkomponenten und ggf. üblichen Hilfs- und Zusatzstoffen bereitzustellen.Of the present invention is based on the object, a composition from 2 polymer components and possibly conventional auxiliaries and additives provide.
Diese Aufgabe wird durch die in speziellen Mengen eingesetzten Komponenten i) bis ii) bzw. i) bis iii) gelöst.These The task is performed by the components used in special quantities i) to ii) or i) to iii).
Die Erfindung betrifft somit eine polymere Zusammensetzung, enthaltend
- (i) 0,1 Gew.-% bis 99,9 Gew.-%, mindestens eines natürlichen oder synthetischen Polymers, wobei das natürliche Polymer ausgewählt ist aus Polysacchariden oder Proteinen und das synthetische Polymer ausgewählt ist aus Polyvinylalkoholen, aus Ethylen-Vinylalkohol-Copolymeren, aus Polyvinylpyrolidon oder aus wasserunlöslichen biologisch abbaubaren Polymeren sowie aus Mischungen dieser natürlichen oder synthetischen Polymere,
- (ii) 0,1 Gew.-% bis 99,9 Gew.-% mindestens eines Polyethylenoxids
- (iii) darüber hinaus 0 Gew.-% bis 80 Gew.-% bezogen auf die Gesamtmenge der Komponenten i) bis ii), üblicher Hilfs- und Zusatzstoffe.
- (i) from 0.1% to 99.9% by weight of at least one natural or synthetic polymer, wherein the natural polymer is selected from polysaccharides or proteins and the synthetic polymer is selected from polyvinyl alcohols, from ethylene-vinyl alcohol Copolymers, of polyvinyl pyrrolidone or of water-insoluble biodegradable polymers and of mixtures of these natural or synthetic polymers,
- (ii) from 0.1% to 99.9% by weight of at least one polyethylene oxide
- (iii) in addition 0 wt .-% to 80 wt .-% based on the total amount of components i) to ii), conventional auxiliaries and additives.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung kann so zu Erzeugnissen verarbeitet werden, die sowohl wasserlöslich als auch biologisch abbaubar sind, die typische Folieneigenschaften von Polyethylen niederer Dichte aufweisen. Die Besonderheit dieser Materialien liegt im Vergleich zu anderen wasserlöslichen Biomaterialien in der Einstellung der Löslichkeit je nach Gebrauchsdauer. Es kann rezepturabhängig auf Weichmacher verzichtet werden, so dass aufwendige Reinigungsarbeiten an den Verarbeitungsanlagen entfallen. Das Compound selbst kann ohne Modifikation auf gängigen Extrudern gefertigt werden. Die Herstellung der Folien und anderer Erzeugnisse ist ebenfalls auf herkömmlichen Anlagen ohne Veränderung der Technik möglich. Ein problemloses Konfektionieren, also Verschweißen, Versiegeln, Stanzen oder Verkleben, ist damit gewährleistet.The Composition according to the invention can thus become products be processed, both water-soluble and biological degradable, the typical film properties of polyethylene have low density. The peculiarity of these materials lies compared to other water-soluble biomaterials in the setting of the solubility depending on the service life. Depending on the formulation, plasticizer can be dispensed with, so that elaborate cleaning work on the processing plants omitted. The compound itself can be used without modification Extruders are manufactured. The production of the films and others Products are also on conventional systems without Change in technology possible. A problem-free Assembly, ie welding, sealing, punching or sticking, is guaranteed.
Die
erfindungsgemäße Zusammensetzung und die hieraus
hergestellten Erzeugnisse weisen folgende Besonderheiten auf:
Eine
biologische Abbaubarkeit, eine Teilwasserlöslichkeit und
toxikologische Unbedenklichkeit,
Eigenschaften wie der anerkannte
Kunststoff Polyethylen niederer Dichte,
kein Einsatz von Weichmachern,
eine
Temperaturbeständigkeit zwischen –20°C
und 80°C;
eine Weiterverarbeitbarkeit auf gängigen
Kunststoffverarbeitungsmaschinen in Verbindung mit einer angenehmen
Haptik, also einem angenehmen Hautgefühl,
eine Lagerfähigkeit
von wenigstens 6 Monaten.The composition according to the invention and the products produced therefrom have the following special features:
Biodegradability, partial water solubility and toxicological safety,
Properties such as the recognized low-density polyethylene,
no use of plasticizers,
a temperature resistance between -20 ° C and 80 ° C;
a further processing on common plastic processing machines in conjunction with a pleasant feel, so a pleasant skin feel,
a shelf life of at least 6 months.
Bevorzugt besteht die erfindungsgemäße Zusammensetzung aus 25 Gew.-% bis 90 Gew.-%, vorzugsweise 30 Gew.-% bis 70 Gew.-% Komponente i), 10 Gew.-% bis 75 Gew.-%, vorzugsweise 30 Gew.-% bis 70 Gew.-% Komponente ii) und 10 Gew.-% bis 60 Gew.-% Komponente iii).The composition according to the invention preferably consists of 25% by weight to 90% by weight, preferably 30% by weight to 70% by weight of component i), 10% by weight to 75% by weight, preferably 30% by weight. -% to 70 Wt .-% component ii) and 10 wt .-% to 60 wt .-% component iii).
Komponente i)Component i)
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist die Komponente i) in der vorliegenden Erfindung ein biologisch abbaubares natürliches Polysaccharid, welches ausgewählt ist aus Polymeren aus Landpflanzen wie Stärke und Stärkeprodukten, einschließlich physikalisch oder chemisch modifizierter Stärkeprodukte, Galaktomannanen, beispielsweise Johannisbrotkernmehl, Taragummi oder Guargummi, Pektinstoffen, beispielsweise Pektinamid, Exsudat-Gummi, beispielsweise Gummi Arabicum, Trangant, Cellulose und Cellulosederivaten, wie nativer Cellulose, Celluloseethern, z. B. Methylhydroxyethylcellulose, Methylhydroxypropylcellulose, Hydroxyethylcellulose oder Celluloseestern, z. B. Celluloseacetat, Cellulosediacetat Polymeren aus Meerespflanzen wie Alginaten, Agar, beispielsweise Agar-Agar oder Gelose, Carrageenane, z. B. Carrageenin, British Agar, Dänischer Agar, oder Irish Moos Extrakt, Polymeren aus Mikroorganismen wie Dextran und Xanthan (Kelzan®, Hersteller Kelco Industrial Biopolymers, San Diego, USA) und Polymere aus Proteinen wie Gelatine, Kollagen, Casein.In a preferred embodiment, component i) in the present invention is a biodegradable natural polysaccharide selected from polymers of terrestrial plants such as starch and starch products, including physically or chemically modified starch products, galactomannans, for example locust bean gum, tara gum or guar gum, pectin, for example Pectinamide, exudate gum, for example gum arabic, trangant, cellulose and cellulose derivatives, such as native cellulose, cellulose ethers, e.g. Methylhydroxyethylcellulose, methylhydroxypropylcellulose, hydroxyethylcellulose or cellulose esters, e.g. Cellulose acetate, cellulose diacetate, polymers from marine plants such as alginates, agar, for example agar-agar or gelose, carrageenans, e.g. B. carrageenin, British agar, Danish agar, or Irish moss extract, polymers from microorganisms such as dextran and xanthan (Kelzan ®, manufacturer Kelco Industrial Biopolymers, San Diego, USA), and polymers of proteins such as gelatin, collagen, casein.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das synthetische Polymere ausgewählt aus Polyvinylalkohol (PVOH), seinen Teil- und Vollhydrolysaten, Copolymeren von PVOH mit Vinylacetat, aus Ethylen-Vinylalkohol-Copolymeren (EVAL), Polyesteramiden und/oder aus Polyvinylpyrrolidon.To Another preferred embodiment is the synthetic one Polymers selected from polyvinyl alcohol (PVOH), its Partial and full hydrolysates, copolymers of PVOH with vinyl acetate, from ethylene-vinyl alcohol copolymers (EVAL), polyester amides and / or from polyvinylpyrrolidone.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Komponente i) ein wasserunlösliches biologisch abbaubares Polymer, das ausgewählt ist aus Copolyestern aus (cyclo)aliphatischen Diolen mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen mit Adipinsäure und/oder deren esterbildenden Derivaten und/oder Tephthalsäuren und/oder deren esterbildenden Derivaten und/oder deren Mischungen in Gegenwart einer sulfonsäurehaltigen Verbindung, Polyester vom Hydroxysäure-Typ, insbesondere Poly(3-hydroxybutyrat), Copolymere mit 3-Hydroxyvaleriat, Polylactid und Compounds aus Polylactid mit teilaromatischen Copolyestern.To Another preferred embodiment is the component i) a water-insoluble biodegradable polymer, which is selected from copolyesters of (cyclo) aliphatic Diols having 2 to 10 carbon atoms with adipic acid and / or their ester-forming derivatives and / or tephthalic acids and / or their ester-forming derivatives and / or mixtures thereof in the presence a sulfonic acid-containing compound, hydroxy acid type polyesters, in particular poly (3-hydroxybutyrate), copolymers with 3-hydroxyvalerate, Polylactide and compounds of polylactide with partly aromatic copolyesters.
Die
biologisch abbaubaren Komponenten sind zunächst Copolyester
aus (cyclo)aliphatischen Diolen mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen mit
45 bis 80 mol.-% Adipinsäure oder deren esterbildenden
Derivaten oder Mischungen davon und/oder 20 mol.-% bis 55 mol.-%
Terephthalsäure und deren esterbildenden Derivaten oder
Mischungen davon und 0 mol.-% bis 5 mol.-% einer sulfonatgruppenhaltigen
Verbindung, wobei das Molverhältnis der Säurekomponente
zur Diolkomponente im Bereich zwischen 0,4 bis 1,5:1 liegt. Diese
Produkte sind Gegenstand des
Als Diolkomponente werden im Allgemeinen verzweigte oder lineare Alkandiole mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen, bevorzugt 4 bis 6 Kohlenstoffatomen, oder Cycloalkandiole mit 5 bis 10 Kohlenstoffatomen ausgewählt.When Diol component will generally be branched or linear alkanediols having 2 to 6 carbon atoms, preferably 4 to 6 carbon atoms, or cycloalkanediols having 5 to 10 carbon atoms.
Beispiele geeigneter Alkandiole sind Ethylenglykol, 1,2-Propandiol, 1,3-Propandiol, 1,2-Butandiol, 1,4-Butandiol, 1,5-Pentandiol, 2,2-Dimethyl-1,3-propandiol, insbesondere Ethylenglykol, 1,3-Propandiol, 1,4-Butandiol und 2,2-Dimethyl-1,3-propandiol (Neopentylglykol); Cyclopentandiol, 1,4-Cyclohexandiol, 1,2-Cyclohexandimethanol, 1,3-Cyclohexandimethanol, 1,4-Cyclohexandimethanol oder 2,2,4,4-Tetramethyl-1,3-cyclobutandiol. Es können auch Mischungen unterschiedlicher Alkandiole verwendet werden.Examples suitable alkanediols are ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,2-butanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 2,2-dimethyl-1,3-propanediol, in particular ethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol and 2,2-dimethyl-1,3-propanediol (Neopentyl glycol); Cyclopentanediol, 1,4-cyclohexanediol, 1,2-cyclohexanedimethanol, 1,3-cyclohexanedimethanol, 1,4-cyclohexanedimethanol or 2,2,4,4-tetramethyl-1,3-cyclobutanediol. It is also possible to use mixtures of different alkanediols be used.
Als esterbildende Derivate von Adipinsäure setzt man die Di-C1-C6 Alkylester wie Dimethyl-, Diethyl-, Di-n-propyl-, Di-isopropyl-, Di-n-butyl-, Di-iso-butyl-, Di-t-butyl-, Di-n-pentyl-, Di-iso-pentyl- oder Di-n-hexyladipat oder deren Mischungen ein. Bevorzugt ist Adipinsäure und/oder Dimethyladipat.The ester-forming derivatives of adipic acid are the di - C 1 -C 6 -alkyl esters such as dimethyl, diethyl, di-n-propyl, di-isopropyl, di-n-butyl, di-iso-butyl, di-t butyl, di-n-pentyl, di-iso-pentyl or di-n-hexyl adipate or mixtures thereof. Adipic acid and / or dimethyl adipate is preferred.
Als esterbildende Derivate von Terephthalsäure setzt man die Di-C1-C6 Alkylester wie Dimethyl-, Diethyl-, Di-n-propyl-, Di-isopropyl-, Di-n-butyl-, Di-iso-butyl-, Di-t-butyl-, Di-n-pentyl-, Di-iso-pentyl- oder Di-n-hexylterephthalat oder deren Mischungen ein. Bevorzugt ist Terephthalsäure und/oder Dimethylterephthalat.The ester-forming derivatives of terephthalic acid are the di - C 1 -C 6 -alkyl esters such as dimethyl, diethyl, di-n-propyl, di-isopropyl, di-n-butyl, di-iso-butyl, di-t butyl, di-n-pentyl, di-iso-pentyl or di-n-hexyl terephthalate or mixtures thereof. Preference is given to terephthalic acid and / or dimethyl terephthalate.
Als sulfonatgruppenhaltige Verbindung setzt man üblicherweise ein Alkali- oder Erdalkalimetallsalz einer sulfonatgruppenhaltigen Dicarbonsäure oder deren esterbildende Derivate ein, bevorzugt Alkalimetallsalze der 5-Sulphoisophthalsäure oder deren Mischungen, besonders bevorzugt das Natriumsalz.When Sulfonate group-containing compound is usually used an alkali or alkaline earth metal salt of a sulfonate group-containing Dicarboxylic acid or its ester-forming derivatives, preferred Alkali metal salts of 5-sulphoisophthalic acid or their Mixtures, more preferably the sodium salt.
Besonders bevorzugt ist es, als teilaromatischen Copolyester das Handelsprodukt ECOFLEX, Hersteller BASF AG, einzusetzen, beispielsweise das ECOFLEX FBX 7011, ein Polybutylenadipat-co-terephthalat.Especially It is preferred as a partially aromatic copolyester, the commercial product ECOFLEX, manufacturer BASF AG, for example the ECOFLEX FBX 7011, a polybutylene adipate-co-terephthalate.
Weiter können als biologisch abbaubare Polymere Polyester vom Hydroxysäure-Typ, insbesondere Poly(3-hydroxybutyrat), Copolymere mit 3-Hydroxyvaleriat, Polylactid eingesetzt werden. Diese sind erhältlich als Polylactid (z. B. NatureWorks® Hersteller: NatureWorks LLC, USA) sowie eine Mischung aus 3-Polyhydroxybuttersäure und Polyhydroxyvaleriansäure (Biopol®, Hersteller: Metabolix Inc, USA).Further, as biodegradable polymers, polyesters of the hydroxy acid type, in particular Poly (3-hydroxybutyrate), copolymers with 3-hydroxyvalerate, polylactide can be used. These are available as polylactide (for example, NatureWorks ®. Manufacturer: NatureWorks LLC, USA) and a mixture of 3-polyhydroxybutyric and polyhydroxyvaleric (Biopol ®, manufactured by Metabolix Inc, USA).
Schließlich werden als biologisch abbaubare Polymere Compounds/Mischungen aus den teilaromatischen Copolyester mit den vorgenannten Polyester vom Hydroxysäure-Typ eingesetzt. Ein Beispiel hierfür ist Bio-Flex® 219F. Hersteller: FKuR Kunststoff GmbH, Willich.Finally, compounds / mixtures of the partly aromatic copolyesters with the abovementioned polyesters of the hydroxy acid type are used as biodegradable polymers. One example is Bio-Flex ® 219F. Manufacturer: FKuR Kunststoff GmbH, Willich.
Komponente ii)Component ii)
Komponente
ii), Polyethylenoxid, Kunststoffkurzzeichen PEOX, mit der Struktureinheit
-(O-CH2-CH2)n- weist in der Regel ein mittleres Molekulargewicht
von > 25.000 bis 7.000.000
g/mol, insbesondere 100.000 bis 1.000.000 g/mol auf. Es besitzt
einen Schmelzpunkt von mehr als 65°C auf und ist z. B.
erhältlich bei der Dow Deutschland GmbH & Co KG, Schwalbach,
unter der Bezeichnung POLYOX oder bei Carl Roth GmbH unter der Bezeichnung
Carbowachs®. Wir verweisen auf
Komponente iii)Component iii)
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können Hilfs- und Zusatzstoffe iii) enthalten, die man während des Vorganges in irgendeine Stufe oder nachträglich, beispielsweise in eine Schmelze der Polyester, oder zusammen mit der Einarbeitung der Komponente i) und ii) einarbeiten kann. Beispielhaft werden Stabilisatoren, Neutralisationsmittel, Gleit- und Trennmittel, Antiblockmittel, Farbstoffe, Weichmacher, Flammschutzadditive oder Füllstoffe genannt.The Compositions according to the invention can Auxiliaries and additives iii) which are obtained during the process in any stage or subsequently, for example in a melt of the polyester, or together with the incorporation component i) and ii) can work. Become an example Stabilizers, neutralizing agents, lubricants and release agents, antiblocking agents, Dyes, plasticizers, flame retardants or fillers called.
Bezogen
auf die Komponenten i) bis ii) kann man von 0 Gew.-% bis 80 Gew.-%,
bevorzugt 10 Gew.-% bis 45 Gew.-% Zusatzstoffe zusetzen. Geeignete
Zusatzstoffe sind beispielsweise Füllstoffe, Stabilisatoren, Weichmacher,
Flammschutzadditive oder Gleit- und Formtrennmittel. Solche Zusatzstoffe
sind z.B. in
Beispiele für Füllstoffe sind zum Einen anorganische teilchenförmige natürlich gewonnene oder synthetische hergestellte Substanzen wie Aluminiumverbindungen, Siliziumverbindungen, beispielsweise SiO2, Talkum, Calciumverbindungen, z. B. Calciumcarbonat, Calciumsulfat, Tonmineralien, Bariumverbindungen, z. B. Bariumsulfat, Titandioxid, Russ, Eisenoxid, die auch als farbgebende Bestandteile wirken können, sowie organische Materialien, z. B. Lignin-, Zellulosepulver, Schalen und Kernmehl. Diese dienen z. T. nicht nur zur Kunststoffeinsparung, sondern auch zur Verbesserung der Verarbeitbarkeit und zur Verbesserung mechanischer Eigenschaften.Examples of fillers are on the one hand inorganic particulate naturally derived or synthetically produced substances such as aluminum compounds, silicon compounds, for example SiO 2 , talc, calcium compounds, for. Calcium carbonate, calcium sulfate, clay minerals, barium compounds, e.g. As barium sulfate, titanium dioxide, carbon black, iron oxide, which may also act as coloring ingredients, as well as organic materials, eg. As lignin, cellulose powder, peel and core flour. These serve z. Not only to save plastic, but also to improve the processability and improve mechanical properties.
Stabilisatoren sind z. B. Tocopherol (Vitamin E), organische Phosphorverbindungen, Mono-, Di- und Polyphenole, Hydrochinone, Diarylamine, Thioether, Melamin oder Harnstoff.stabilizers are z. As tocopherol (vitamin E), organic phosphorus compounds, Mono-, di- and polyphenols, hydroquinones, diarylamines, thioethers, Melamine or urea.
Beispiele für Weichmacher, die erfindungsgemäß zugesetzt werden können, um die Flexibilität, Verarbeitbarkeit und Dehnbarkeit der aus der Zusammensetzung hergestellten Erzeugnisse zu verbessern, sind dem Fachmann auf diesem Gebiete bekannt, z. B. ein niedermolekulares PEG.Examples for plasticizers added according to the invention can be to the flexibility, workability and extensibility of the products made from the composition are known to those skilled in the art, for. B. a low molecular weight PEG.
Beispiele für Flammschutzadditive, die erfindungsgemäß zugesetzt werden können, um die aus der Zusammensetzung hergestellten Erzeugnisse schwerentflammbar zu machen, sind neben anorganischen Flammschutzadditiven, z. B. Aluminiumhydroxid, Ammoniumphosphate wie Ammoniumpolyphosphat, Ammoniumdihydrogenphosphat, Diammoniumhydrogenphopshat, auch Phosphororgano-Flammschutzadditive wie z. B. Diphenylkresylphosphat, Triethylphosphat, Dimethylpropylphosphonat.Examples for flame retardant additives added according to the invention can be made to those made from the composition Make products flame retardant, in addition to inorganic flame retardant additives, z. As aluminum hydroxide, ammonium phosphates such as ammonium polyphosphate, Ammonium dihydrogen phosphate, Diammoniumhydrogenphopshat, also Phosphororgano flame retardant additives such as Diphenyl cresyl phosphate, triethyl phosphate, dimethyl propyl phosphonate.
Als Antiblockmittel kommen z. B. Talkum, Kreide, Glimmer oder Siliziumoxide in Betracht. Gleit- und Formtrennmittel sind in der Regel Substanzen auf Basis von Kohlenwasserstoffen, Fettalkoholen, höheren Carbonsäuren, Metallsalzen höherer Carbonsäuren wie Calcium- oder Zinkstearat, Fettsäureamide wie Erucasäureamid und Wachstypen, z. B. Paraffinwachse, Bienenwachs, Montanwachse und dergleichen. Bevorzugte Trennmittel sind Erucasäureamid und/oder Wachstypen und besonders bevorzugt Kombinationen dieser beiden Trennmittelarten. Bevorzugte Wachstypen sind Bienenwachse und Esterwachse, insbesondere Glycerinmonostearat.When Antiblocking come z. As talc, chalk, mica or silicon oxides into consideration. Lubricants and mold release agents are usually substances based on hydrocarbons, fatty alcohols, higher carboxylic acids, Metal salts of higher carboxylic acids such as calcium or zinc stearate, fatty acid amides such as erucic acid amide and wax types, e.g. B. paraffin waxes, beeswax, montan waxes and the same. Preferred release agents are erucic acid amide and / or wax types and more preferably combinations of these two Release agent types. Preferred wax types are beeswaxes and ester waxes, in particular glycerol monostearate.
Formkörpermoldings
Der vorliegenden Erfindung liegt weiter die Aufgabe zugrunde, Formkörper bereitzustellen.Of the The present invention is further based on the object moldings provide.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 9 gelöst.These The object is solved by the characterizing features of claim 9.
Die vorliegende Erfindung betrifft daher einen Formkörper, der hergestellt aus oder unter Verwendung einer vorbeschriebenen Zusammensetzung ist.The The present invention therefore relates to a molding, manufactured from or using a pre-described Composition is.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird der erfindungsgemäße Formkörper hergestellt in an sich bekannter Weise, vorzugsweise mit Hilfe eines Spritzgussverfahrens als Ein- bzw. Mehrkomponente, durch Blasfolienextrusion als Mono- oder Multilager, Castfilmextrusion als Mono- oder Multilager, Tafelextrusion als Mono- oder Multilayer, oder durch Tiefziehen.To a preferred embodiment of the inventive Shaped body produced in a conventional manner, preferably by means of an injection molding process as a single or multiple component, by Blown film extrusion as mono or multilayer, Castfilmextrusion as mono or multilayer, panel extrusion as mono- or multilayer, or by deep drawing.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform liegt der Formkörper in Form von Elends, Agglomerat, Granulat, Mikropulver, Formteilen, Folien, Profilen, Spinnvliese oder Fasern oder hieraus hergestellten Erzeugnissen, vor.To In another preferred embodiment, the shaped body is located in the form of misery, agglomerate, granules, micropowder, moldings, Films, profiles, spunbonded nonwovens or fibers or products made thereof, in front.
Der erfindungsgemäße Formkörper weist eine Temperaturbeständigkeit von –20°C bis 95°C auf.Of the Shaped body according to the invention has a Temperature resistance from -20 ° C to 95 ° C on.
Der
erfindungsgemäße Formkörper erreicht
einen biologischen Abbaugrad von 90% nach
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform verbleiben nach Einwirkung von Wasser im Formkörper nur die Komponente i) oder Komponenten i) und ggf. iii).To Another preferred embodiment remains after Influence of water in the molding only the component i) or components i) and, if necessary, iii).
Weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Formkörper mit Träger, der eine Schicht einer vorbeschriebenen Zusammensetzung, auf wenigstens einem Teil der Oberfläche des Trägers, enthält.Another The subject of the present invention is a shaped article with a carrier comprising a layer of a prescribed composition, on at least part of the surface of the carrier, contains.
Besonders bevorzugt ist es, dass der Träger einen anorganischen oder organischen Werkstoff enthält.Especially it is preferred that the carrier is an inorganic or contains organic material.
Beispiele für anorganische Werkstoffe sind Metall, Glas, Keramik, künstliches Gestein wie Beton, Ziegel, Fliesen, Fassaden, Putz, Kompositmaterialien wie glasfaser-verstärkter Kunststoff und/oder Metall-Kunststoff-Gewebe. Beispiele für organische Werkstoffe sind Papier, Pappe, Karton, Kunststoffe, Wolle, Baumwolle (Cellulose), Textilien, Naturschwamm, Kunstschwamm, Leder, Holz und Kunststoffe, Verpackungen, wie Kartonagen auf Papier- und Pappebasis, wie auch auf Basis von Textilien und Geweben unterschiedlichster Art.Examples for inorganic materials are metal, glass, ceramics, artificial rock such as concrete, bricks, tiles, facades, Plaster, composite materials such as glass-fiber reinforced plastic and / or metal-plastic fabric. Examples of organic Materials are paper, cardboard, cardboard, plastics, wool, cotton (cellulose), Textiles, natural sponge, artificial sponge, leather, wood and plastics, Packaging, such as paper and paperboard cartons, as well based on textiles and fabrics of various kinds.
Weiter bevorzugt ist es, dass die Schicht der Zusammensetzung auf dem Träger eine Dicke von 10 μm bis 200 μm, vorzugsweise 15 μm bis 70 μm, aufweist.Further it is preferred that the layer of the composition on the support a thickness of 10 .mu.m to 200 .mu.m, preferably 15 microns to 70 microns, has.
Weiter bevorzugt ist es, die Beschichtung des Trägers durch Laminieren, Koextrudieren, Kaschieren, Pressen, Sprühen etc. sowie Aufkleben herzustellen. Das Aufkleben kann sowohl unter Verwendung eines handelsüblichen Klebers oder Leims aber auch durch Befeuchten eines Teil der als Folie vorliegenden Zusammensetzung mit Wasser oder einem hydrophilen Lösemittel erfolgen mit anschließendem Trocknen in Kontakt mit/auf dem Träger.Further it is preferred to coat the carrier by lamination, Coextrusion, laminating, pressing, spraying etc. as well Gluing produce. The gluing can be done using both a commercial adhesive or glue but also by Moistening part of the film composition with water or a hydrophilic solvent with subsequent drying in contact with / on the support.
Bei den so erhaltenen Verbundwerkstoffen zeigt die Zusammensetzung auf dem Träger ein gutes Haftvermögen. Je nach Anwendungszweck ist die Schälfestigkeit bzw. der Peeleffekt einstellbar. Auf porösen Oberflächen wie z. B. Holz und auf weniger porösen Materialien wie Papier, Kunststoff, Metall etc. wird mit einer mittels Befeuchtung/Auftrocknung aufgebrachten Folie eine einstellbare Schälfestigkeit erreicht.at The composites thus obtained show the composition the wearer a good adhesion. Depending on the application the peel strength or peel effect is adjustable. On porous surfaces such. Wood and on less porous materials such as paper, plastic, metal etc. is applied with a moistening / drying Film achieved an adjustable peel strength.
Herstellungmanufacturing
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen erfolgt in an sich bekannter Weise, indem die Komponenten i), ii) sowie gegebenenfalls iii) miteinander in Kontakt gebracht, insbesondere gemischt werden und bei der Schmelztemperatur des Gemisches der polymeren Zusammensetzung extrudiert und dann zu entsprechenden Formkörpern weiter verarbeitet werden. Unter Formkörpern im Sinne der vorliegenden Erfindung versteht man sowohl die entsprechenden Elends, wie auch Agglomerate, Granulate, Mikropulver, Formteile, Folien, Profile, Spinnvliese, Monofilamente, Multifilamente aber auch hieraus hergestellte Erzeugnisse. Die erfindungsgemäße Zusammensetzung wird zu den Formkörpern mit Hilfe üblicher Verfahren der Kunststofftechnik, wie dem Spritzguss, der Compoundierung, der Extrusion insbesondere der Blasfolienextrusion, der Castfilmextrusion, der Tafelextrusion oder durch Tiefziehen hergestellt. Alle vorgenannten Extrusionsverfahren können als Monolager oder als Multilager ausgeführt werden.The compositions according to the invention are prepared in a manner known per se by contacting the components i), ii) and optionally iii) with one another, in particular by mixing them and extruding them at the melting temperature of the mixture of the polymeric composition and then further processing them into corresponding shaped bodies , For the purposes of the present invention, shaped bodies are understood as meaning both the corresponding blends, as well as agglomerates, granules, micropowders, moldings, films, profiles, spunbonded nonwovens, monofilaments, multifilaments, and also products produced therefrom nisse. The composition according to the invention is produced into the moldings by means of conventional methods of plastics technology, such as injection molding, compounding, extrusion, in particular blown film extrusion, cast film extrusion, sheet extrusion or deep drawing. All of the aforementioned extrusion processes can be carried out as monolayers or as multilayers.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erfolgt das Verfahren zur Herstellung in der Weise, dass die Mischung aus den Komponenten i) und ii) und ggf. Komponente iii) in einen Extruder dosiert wird. Bevorzugt ist der hierzu eingesetzte Extruder ein Vielwellenextruder oder ein gleichlaufender Doppelschneckenextruder. Nach einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Herstellung in der Weise, dass die erzeugte Zusammensetzung im Strang granuliert wird.To a preferred embodiment of the present invention the process of preparation is carried out in such a way that the mixture from the components i) and ii) and optionally component iii) in an extruder is dosed. Preferably, the extruder used for this purpose is a Multi-screw extruder or a co-rotating twin-screw extruder. According to a preferred embodiment, the production takes place in such a way that granulates the produced composition in the strand becomes.
Verwendunguse
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen sind besonders zur Herstellung von Elends, Agglomerat, Granulat, Mikropulver, Formteilen, Folien, Profilen, Spinnvliese oder Fasern oder hieraus hergestellten Erzeugnissen, geeignet.The Compositions of the invention are particular for the preparation of blends, agglomerate, granules, micropowder, moldings, Films, profiles, spunbonded nonwovens or fibers or produced from these Products, suitable.
Besonders bevorzugt sind Folienanwendungen.Especially preferred are film applications.
Ein besonderes Anwendungsgebiet der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen betrifft die Verwendung als kompostierbare Folie, beispielsweise als Mulchfolie, oder einer kompostierbaren Beschichtung, z. B. für Papier oder Karton.One special field of application of the invention Compositions relates to use as a compostable film, for example as a mulch film, or a compostable coating, z. For paper or cardboard.
Ein weiteres bevorzugtes Anwendungsgebiet der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen betrifft den Einsatz in Toilettensystemen, z. B. auf Baustellen oder in Luft-, Land- oder Wasserfahrzeugen.One Another preferred field of application of the invention Compositions relates to use in toilet systems, e.g. B. on construction sites or in air, land or water vehicles.
Weitere Anwendungsgebiete betreffen beispielsweise die Verwendung der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen in landwirtschaftlichen Mulchfolienanwendungen, Verpackungsmaterial für Saatgut und Nährstoffe, Substrat in Klebefolien, Babyhöschen, Taschen, Betttücher, Flaschen, Kartons, Staubbeutel, Etiketten, Kissenbezüge, Schutzkleidung, Hygieneartikel, Taschentücher, Spielzeug und Wischer.Further Fields of application relate, for example, to the use of the invention Compositions in agricultural mulch film applications, Packaging material for seeds and nutrients, Substrate in adhesive films, baby pants, bags, sheets, Bottles, boxes, dust bags, labels, pillowcases, Protective clothing, toiletries, handkerchiefs, toys and wipers.
Eine
weitere Verwendung der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen
betrifft die Herstellung von Schäumen, wobei man im Allgemeinen
nach an sich bekannten Methoden vorgeht (siehe
Als eine weitere bevorzugte Ausführungsform können die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen in Form der hieraus erzeugten Formteile auch als Folien mit definierter Auflösungscharakteristik zum Einsatz in Toilettensystem, insbesondere wasserlosen und hygienesicheren Toilettensystemen, wie sie in Verkehrssystemen, wie Flugzeugen, Schiffen oder sonstigen Fahrzeugen Einsatz finden, eingesetzt werden. Hierzu muss diese Folie zunächst auf herkömmlichen Kunststoffverarbeitungsmaschinen produziert und konfektioniert werden.When Another preferred embodiment the compositions of the invention in the form the molded parts produced from this also as films with defined Dissolution characteristics for use in toilet system, especially waterless and hygienic toilet systems, as in transport systems, such as airplanes, ships or other Vehicles are used, be used. For this must this Foil first on conventional plastic processing machines produced and assembled.
Weiterhin weisen die aus der erfindungsgemäßen Zusammensetzung hergestellten Folien eine ausreichende mechanische Festigkeit auf, die der Festigkeit von Polyethylen niederer Dichte entspricht.Farther have those from the composition of the invention produced films sufficient mechanical strength, which corresponds to the strength of low-density polyethylene.
Die aus der erfindungsgemäßen Zusammensetzung hergestellten Folien sind weiterhin schweißbar, aufwickelbar und ohne Wulstbildung faltbar und können so zu Beuteln konfektioniert werden. Speziell für den Einsatzzweck in Toilettensystemen wurde gefunden, dass die aus der erfindungsgemäßen Zusammensetzung hergestellten Folien auch ausreichende Slipeigenschaft aufweisen und insofern in entsprechenden Toilettensystemen eine gute Rohrgängigkeit zeigen.The produced from the composition according to the invention Films are still weldable, windable and without Foldable bulge and can be made into bags become. Especially for use in toilet systems was found that from the invention Composition produced films also sufficient Slipe property and thus in corresponding toilet systems a show good pipe handling.
Aufgrund des Körperkontakts bei einer Toilettenbenutzung auf der Toilettenbrille sollten die aus der erfindungsgemäßen Zusammensetzung erzeugten Folien auch hautverträglich sein und sich angenehm anfühlen. Die aus der erfindungsgemäßen Zusammensetzung hergestellten Folien haben ein seidiges Feeling, allergene Eigenschaften sind ausgeschlossen, da sämtliche Ausgangsstoffe aus gesundheitlich unbedenklichen Rohstoffen erzeugt werden. Auch eine Vorratslagerfähigkeit ist gegeben.by virtue of of body contact when using a toilet on the Toilet goggles should be from the invention Composition produced films also be tolerated by the skin and feel comfortable. The from the invention Composition produced films have a silky feel, allergenic properties are excluded because all Starting materials produced from harmless raw materials become. A stock storage capability is given.
Ausführungsbeispieleembodiments
Die vorliegende Erfindung wird durch ein Ausführungsbeispiel in Form einer Figur näher erläutert.The The present invention is achieved by an embodiment explained in more detail in the form of a figure.
Es zeigt Fig. die Auflösungscharakteristik der Folie unter Wassereinwirkung.It Fig. Shows the resolution characteristic of the film below Exposure to water.
In Fig. ist die Auflösungscharakteristik der gemäß Beispiel 5 hergestellten Folie nach einem Wasserkontakt von 10 Minuten in einem konventionellen Toilettensystem. Dies wird nachstehend im Abschnitt, Verhalten der gemäß Beispielen 5–16 hergestellten Folien im Toilettensystem beschrieben.In Fig. Is the resolution characteristic of the example 5 produced film after a water contact of 10 minutes in a conventional toilet system. This will be explained below Section Behavior of Examples 5-16 produced films described in the toilet system.
Die vorliegende Erfindung wird durch Ausführungsbeispiele in Form von Herstellbeispielen, Anwendungsbeispielen und Vergleichsbeispielen näher erläutert: The The present invention is described by embodiments in FIG Form of Preparation Examples, Application Examples and Comparative Examples explained in more detail:
Eingesetzte Prüfmethoden und DefinitionenUsed test methods and definitions
Das
Zugspannungs-Dehnungs-Verhalten der Werkstoffe (Zugversuch) wird
nach
Der
Weiterreißwiderstand wird nach
Für die Prüfung der Haptik wurde die taktische Wahrnehmung durch Probanten eingesetzt, also eine subjektive Aussage, in wie weit die Qualität auf der Haut klebt oder schmiert oder raue, glatte oder spröde Oberflächenbeschaffenheit aufweist.For The tactile perception was the test of feel used by test subjects, so a subjective statement in how far the quality on the skin sticks or lubricates or rough, smooth or brittle surface texture having.
Die Prüfung der Wasserlöslichkeit bzw. der Pumpbarkeit, also der Abbaubarkeit bis zu einer gelartigen Konsistenz, erfolgt in einem offenen Behälter, der mit Leitungswasser von 18°C gefüllt ist. Hierzu wird das Probematerial für 24 Stunden in Wasser getaucht und nach 20 Minuten, 1 Stunde und 24 Stunden der Abbau bzw. die Wasserlöslichkeit der Folie visuell beurteilt. Ist die Folie zu einer breiartigen Masse abgebaut, wird diese als „pumpfähig" eingestuft, sind die Bestandteile der Folie in Wasser vollständig gelöst, so wird die Folie als „wasserlöslich" bezeichnet.The Testing of water solubility or pumpability, ie the degradability to a gelatinous consistency occurs in an open container, with tap water of 18 ° C is filled. For this purpose, the sample material for Dipped in water for 24 hours and after 20 minutes, 1 hour and 24 hours of degradation or water solubility of the film assessed visually. Is the film degraded to a mushy mass, if these are classified as "pumpable", they are Components of the film completely dissolved in water, so the film is called "water-soluble".
Die
Folie ist mit üblichen Folienschweißgeräten
schweißbar (Trennschweißen, Doppelschrumpfnaht, Heizdrahtschweißen).
Die Prüfung der Schweißnahtfestigkeit erfolgte
nach
Eingesetzte GeräteUsed devices
Die nachfolgenden Versuche wurden auf einem vollautomatischen Computer-Walzwerk LRM SCR-110/3E mit Wendeeinrichtung der Labtech Engineering durchgeführt. Für die Pressversuche wurde eine hydraulische Plattenpresse Typ LP-S-20 der gleichen Firma eingesetzt. Für die Extrudierung wurde ein gleichläufiger Doppelschneckenextruder Typ EMP 26-40 der TSA Industriale S. r. I., Italien, mit einem Schneckendurchmesser von 26 mm und einer Schneckenlänge von 40D (1040 mm) eingesetzt. Als Granulator wurde ein Noris Stranggranulator Typ 100 der Noris Plastik GmbH & Co. KG aus Altdorf eingesetzt. Dieser besitzt eine Schneidewalze mit axial angeordneten Schneidemessern, mit der ein runder Kunststoffstrang auf eine Zylinderlänge von ca. 5 mm zerkleinert werden kann.The subsequent attempts were made on a fully automated computer mill LRM SCR-110 / 3E with turning device from Labtech Engineering. For the press trials was a hydraulic plate press Type LP-S-20 used by the same company. For the extrusion was a co-rotating twin-screw extruder type EMP 26-40 of TSA Industriale S. r. I., Italy, with a screw diameter of 26 mm and a screw length of 40D (1040 mm) used. The granulator used was a Noris strand granulator type 100 of the Noris Plastic GmbH & Co. KG from Altdorf used. This has a cutting roller with axially arranged cutting knives, with a round plastic strand be shredded to a cylinder length of about 5 mm can.
Als Extruder diente ein Einwellenextruder Typ LE25 der bereits genannten Firma Labtech Engineering.When Extruder served a single-screw extruder type LE25 of the already mentioned Company Labtech Engineering.
Die Folie wurde auf einer Flachfolienanlage Typ LCR300 der bereits genannten Firma Labtech Engineering mit einer Breitschlitzdüse von 200 mm und einer Spaltweite von 0,3 mm–2 mm ausgetragen.The Film was on a flat film line type LCR300 already mentioned Company Labtech Engineering with a slot die of 200 mm and a gap width of 0.3 mm-2 mm discharged.
Die Blasfolienherstellung erfolgte ebenfalls auf dem bereits genannten Einwellen-Laborextruder, der über einen C-Flansch an die Folienblaseinrichtung der gleichen Firma angeschlossen war. Der Austrag der Schmelze erfolgt über eine Düse bei einem Durchmesser von 50 mm.The Blown film production also took place on the already mentioned Single-shaft laboratory extruder connected to the Foil blowing device of the same company was connected. Of the Discharge of the melt takes place via a nozzle a diameter of 50 mm.
Eingesetzte MaterialienUsed materials
Als biologisch abbaubares Polymer wurde das Ecoflex FBX 7014 Granulat der Firma BASF AG eingesetzt, bei dem es sich um ein Polybutylenadipat-co-terephthalat handelt.When biodegradable polymer was the Ecoflex FBX 7014 granules used by the company BASF AG, which is a polybutylene adipate-co-terephthalate is.
Als Polyox WSR N10 wurde ein von der Firma Dow Deutschland vertriebenes Polyethylenglykol mit einem Polyethylenglykolgehalt von mehr als 95% und einem Siliziumdioxidgehalt von weniger als 3% eingesetzt, wobei es sich um ein Pulver mit einem Schmelzpunkt zwischen 62°C und 67°C handelt.When Polyox WSR N10 was sold by Dow Germany Polyethylene glycol with a polyethylene glycol content of more than 95% and a silicon dioxide content of less than 3%, which is a powder with a melting point between 62 ° C and 67 ° C.
Unter der Bezeichnung Polyox WSR N750 wurde ein ebensolches Polyethylenglykol mit gleichen physikalischen Eigenschaften gemäß technischem Datenblatt eingesetzt.Under the name Polyox WSR N750 was just such a polyethylene glycol with the same physical properties according to technical Datasheet used.
Als Kreide können sowohl natürlich gewonnene als auch synthetisch erzeugte Kreidearten eingesetzt werden.When Chalk can be won both naturally as well synthetically produced chalk types are used.
Als Talkum werden natürlich gewonnene Produktqualitäten verwandt, wie sie von verschiedenen Herstellern bezogen werden können, beispielsweise von der Firma Mondo Minerals OY, Helsinki unter der Bezeichnung FINNTALC M05SL.When Talcum will naturally be won product qualities related as they can be sourced from different manufacturers, For example, from the company Mondo Minerals OY, Helsinki under the Designation FINNTALC M05SL.
Als Trennmittel wird bei einem Teil der Rezepturen das über die Firma Cognis zu beziehende Loxiol P728 eingesetzt, bei dem es sich um einen Fettsäureester handelt.When Release agent is the part of the recipes over the company used Cognis Loxiol P728, in which it is a fatty acid ester.
Beispiele 1–4 (Zusammensetzung aus gleichen Teilen des biologisch abbaubaren Copolyesters Ecoflex und des Polyethylenoxids Polyox zusammen mit Kreide).Examples 1-4 (Composition from equal parts of the biodegradable copolyester Ecoflex and the polyethylene oxide Polyox together with chalk).
In
den folgenden Beispielen 1–4 werden gemäß nachstehender
Tabelle das biologisch abbaubare Polymer Ecoflex zusammen mit einem
Polyethylenoxid und Kreide hergestellt.
Vor der Flach- bzw. Blasfolienherstellung, erfolgt die Compoundierung auf dem oben beschriebenen Doppelschneckenextruder. Pro Versuch werden 5 kg Compound hergestellt. Der Laborextruder wird mit einer Einzugstemperatur von 170°C, einer Drehzahl von 150 rpm, bei einer Leistungsaufnahme von 40% und einer Dosierdrehzahl von 25 rpm–33 rpm (dies entspricht einem Durchsatz von 5–6 kg/h) gefahren. Die Kunststoffstränge werden anschließend bei einer Strangeinzugsgeschwindigkeit von 15–21 m/min granuliert und bei 60°C auf eine Restfeuchte von max. 0,2 Gew.-% getrocknet.In front the flat or blown film production, the compounding takes place on the twin-screw extruder described above. Pro trial 5 kg of compound are produced. The laboratory extruder comes with a drawing-in temperature of 170 ° C, a speed of 150 rpm, at a power consumption of 40% and a metering speed of 25 rpm-33 rpm (this corresponds to a throughput of 5-6 kg / h). The Plastic strands are then at a Granulation speed of 15-21 m / min and at 60 ° C to a residual moisture content of max. 0.2 wt .-% dried.
Das getrocknete Compound wird anschließend auf der Flach- bzw. Blasfolienanlage verstreckt. Die Flachfolienanlage bzw. die Folienblasanlage wird hierzu an den Einwellen-Laborextruder angeschlossen. Anschließend erfolgt die Materialprüfung der Folien (Haptik, mechanische Kennwerte, Wasserlöslichkeit).The dried compound is then on the flat or Blown film line stretched. The flat film system or the Folienblasanlage is connected to the single-shaft laboratory extruder. Subsequently Material testing of the films (haptics, mechanical Characteristic values, water solubility).
Die
Maschinenparameter der Flach- und der Blasfolienanlage sind nachstehend
wiedergegeben. Maschinenparameter der Flachfolienanlage
Auswertung
der aus der erfindungsgemäßen Zusammensetzung
erhaltenen Folien:
- +++ sehr gut
- ++ gut
- + befriedigend (pumpfähig)
- – schlecht
- * etwas brüchig
- +++ very good
- ++ good
- + satisfactory (pumpable)
- - bad
- * a bit brittle
Die Anforderungen an Haptik und Folieneigenschaften werden von allen Folien erfüllt. Nach dem Kontakt mit Wasser bzw. Desinfektionsmittel, löst sich der wasserlösliche Polymeranteil, die Pumpbarkeit ist dadurch gegeben. Das Auflösen der wasserlöslichen Bestandteile der Folien erfolgt bei der Flachfolie von 50 μm weniger schlechter als bei der Blasfolie von 25 μm.The Haptic and film properties are required by all Foils met. After contact with water or disinfectant, dissolves the water-soluble polymer content, the Pumpability is given by. Dissolving the water-soluble In the case of the flat film, the components of the films are 50 μm less worse than the blown film of 25 microns.
Im
Einzelnen wurde im Rahmen der Materialprüfung folgendes
gefunden:
In dem Zug- und Weiterreißversuch werden
die mechanischen Eigenschaften der Flach- und Blasfolien ermittelt,
wobei die Bio-Flex 219F-Blasfolie als Referenzfolie eingesetzt wird.Specifically, the following was found during the material check:
In the tensile and tear tests, the mechanical properties of the flat and blown films are determined using the Bio-Flex 219F blown film as a reference film.
Bio-Flex
Folie weist eine Zugfestigkeit längs von 16,28 N/mm2 und eine Zugfestigkeit quer von 12,86 N/mm2 auf bei einer prozentualen Längsdehnung
bei Zugfestigkeit von 244% und einer Querdehnung bei Zugfestigkeit
von 17,68% (gemessen nach
Materialprüfung der Flachfolien:Material testing of flat films:
Aus den Messergebnissen der Materialprüfung ergibt sich für die Referenzfolie ein höherer E-Modul, der darauf schließen lässt, dass die Flachfolien aus den Beispielen 1a–4a (28% Polyox, 28% Ecoflex und 44% Kreide) weicher sind. Die hergestellten Folien und die Folie aus Bio-Flex 219F haben die gleiche Bruchspannung und Zugfestigkeit sowie in etwa vergleichbare Stabilität in Querrichtung, insbesondere bei den Folien 1a und 4a. In Längsrichtung sind die Folien aus den Versuchen weniger stabil.Out the results of the material testing results for the reference foil has a higher modulus of elasticity, which is close to it leaves that the flat films of Examples 1a-4a (28% polyox, 28% ecoflex and 44% chalk) are softer. The manufactured Films and the Bio-Flex 219F film have the same breaking stress and tensile strength and about comparable stability in the transverse direction, in particular in the films 1a and 4a. Longitudinal the films from the experiments are less stable.
Absatz: Polyox WSR N750 hat ein um 200.000 höheres Molekulargewicht als Polyox WSR N10 und somit einen höheren Polymerisationsgrad. Folglich weisen die Folien mit Polyox WSR N750 gegenüber den Folien mit Polyox WSR N10 höhere mechanische Kennwerte auf (die Werte für die Bruchspannung, Bruchdehnung, Zugfestigkeit, Dehnung bei Zugfestigkeit und Weiterreißfestigkeit steigen).Paragraph: Polyox WSR N750 has a 200,000 molecular weight increase as Polyox WSR N10 and thus a higher degree of polymerization. Consequently, the films with Polyox WSR face N750 the films with Polyox WSR N10 have higher mechanical properties (the values for the breaking stress, breaking elongation, tensile strength, Elongation at tensile strength and tear strength increase).
Die Flachfolien aus den Beispielen 1a und 4a haben die dem Anforderungsprofil entsprechenden mechanischen Eigenschaften, d. h. die mechanischen Kennwerte sind mit der Bio-Flex 219F-Folie vergleichbar.The Flat films from Examples 1a and 4a have the requirement profile corresponding mechanical properties, d. H. the mechanical Characteristics are comparable to the Bio-Flex 219F film.
Die Ergebnisse aus der Materialprüfung lassen erkennen, dass die Proben mit höherem Polymeranteil (3a/b–4a/b 60% Polymer und 40% Kreide) einen mit Bio-Flex 219F vergleichbaren E-Modul besitzen.The Results from the material testing indicate that the samples with higher polymer content (3a / b-4a / b 60% polymer and 40% chalk) comparable to Bio-Flex 219F Own E modulus.
Bei Bruchdehnung und Dehnung bei Zugfestigkeit weisen die Folien aus Polyox WSR N750 (2a/b und 4a/b) höhere Werte auf, wobei auch hier die Messergebnisse bei der Blasfolie mit 60% Polymergehalt im Gegensatz zu der Folie mit nur 55,56% Polymergehalt wesentlich höher sind und mit der Referenzprobe Bio-Flex 219F gleich gestellt werden können.at Elongation at break and elongation at tensile strength show the films Polyox WSR N750 (2a / b and 4a / b) higher values, where Here, too, the measurement results for the blown film with 60% polymer content in contrast to the film with only 55.56% polymer content substantially higher and equal to the reference Bio-Flex 219F can be made.
Die Zugfestigkeit und die Bruchspannung haben bei allen Proben in etwa die gleichen Werte und sind um ca. 6 MPa bzw. 9 MPa niedriger als bei Bio-Flex 219F.The Tensile strength and breaking stress are approximately the same for all samples the same values and are about 6 MPa and 9 MPa lower than at Bio-Flex 219F.
Aus den Messwerten des Weiterreißwiderstandes in Längsrichtung lässt sich ersehen, dass die Folien aus Polyox WSR N750 dem Weiterreißen einen um ca. 118 N/mm höheren Widerstand entgegensetzen als die Polyox WSR N10. In Bezug auf die Referenzprobe hat der Widerstand in Längs- und in Querrichtung bei allen Blasfolien einen geringeren Wert, wobei der Weiterreißwiderstand in Längsrichtung bei den Versuchen 1a/b und 4a/b aus Polyox WSR N750 nur um 38 N/mm abweicht und somit mit der Bio-Flex 219F vergleichbar ist.Out the measured values of the tear propagation resistance in the longitudinal direction can be seen that the films made of Polyox WSR N750 the tearing further by about 118 N / mm higher Oppose resistance than the Polyox WSR N10. Regarding the Reference sample has the resistance in the longitudinal and in the transverse direction for all blown films a lower value, wherein the tear propagation resistance in the longitudinal direction in the experiments 1a / b and 4a / b of polyox WSR N750 deviates only by 38 N / mm and thus with the Bio-Flex 219F is comparable.
Schlussfolgernd kann gesagt werden, dass die Blasfolien aus Polyox WSR N750 aufgrund des hohen Polymerisationsgrades in längs und quer eine höhere Stabilität aufweisen.In conclusion can be said that the blown film made of Polyox WSR N750 due of high degree of polymerization in longitudinal and transverse one have higher stability.
Der E-Modul in die Längs- und Querrichtung ist bei allen Proben mit Ausnahme von Beispiel 1b-längs vergleichbar, d. h. der Widerstand, den die Folien der Verformung entgegensetzten, hat in beide Richtungen den gleichen Wert.Of the Modulus of elasticity in the longitudinal and transverse direction is with all samples with the exception of Example 1b longitudinal comparable, d. H. the resistance that the foils opposed to deformation has in both directions the same value.
Zugfestigkeit und Bruchspannung in Querrichtung weichen nur gering von den Ergebnissen in Längsrichtung ab. Die Bruchdehnung und die Dehnung bei Zugfestigkeit sind nur bei den Blasfolien aus Polyox WSR N10 in beiden Richtungen etwa gleich, bei den Proben aus Polyox WSR N750 sind die Werte in Längsrichtung wesentlich höher, d. h. hier kann bei einer Zugbeanspruchung in Längsrichtung eine höhere maximale Spannung erreicht werden. Die Blasfolien aus Polyox WSR N750 weisen in beiden Richtungen eine höhere Bruchdehnung sowie eine höhere Dehnung bei Zugfestigkeit auf als die Folien auf Basis von Polyox WSR N10.tensile strenght and breaking stress in the transverse direction deviate only slightly from the results in the longitudinal direction. The elongation at break and the elongation at Tensile strength is only available with Polyox WSR N10 blown films in approximately equal in both directions, on the samples of Polyox WSR N750 the values are much higher in the longitudinal direction, d. H. Here can at a tensile stress in the longitudinal direction a higher maximum voltage can be achieved. The blown films polyox WSR N750 have a higher in both directions Elongation at break and higher elongation at tensile strength on as the films based on Polyox WSR N10.
Beispiele 5–16 (Zusammensetzung aus unterschiedlichen Anteilen des biologisch abbaubaren Polyesters Ecoflex und zwei unterschiedlicher Polyethlenoxide Polyox zusammen mit Kreide, Talkum und einem Trennmittel)Examples 5-16 (Composition from different proportions of the biodegradable polyester Ecoflex and two different polyoxides Polyox together with chalk, Talc and a release agent)
Zur
Herstellung der Compounds werden jeweils 5 kg Mischungen aus den
Polymeren PEG und Ecoflex, den Füllstoffen Kreide und Talkum
und einem äußeren Trennmittel Loxiol P728 gemäß nachstehenden
Tabellen hergestellt. Die Compounds werden mit dem gleichläufigen
Doppelschneckenextruder TSA 26D40 über eine Zweilochdüse
extrudiert. Die Maschinenparameter sind nachfolgenden den Tabellen
zu entnehmen.
Die Stränge werden nach der Düse mit einem Walzenabzug abgezogen und nach dem Abkühlen im Granulator zerkleinert. Um eine problemlose Dosierung an der Folienblaseinrichtung zu gewährleisten, wird das Granulat in einer Mühle vermahlen.The Strands are after the nozzle with a roller draw removed and comminuted after cooling in the granulator. To ensure a trouble-free dosage of the film blowing device, The granules are ground in a mill.
Die Compounds werden in einem Lufttrockner bei 60°C getrocknet, bis zu einer Restfeuchte unter 0,2%, um ein problemloses Verblasen der Folie zu gewährleisten. Die getrockneten Compounds werden auf der Folienblaseinrichtung zu Folie verarbeitet.The Compounds are dried in an air dryer at 60 ° C, to a residual moisture below 0.2%, to a trouble blowing to ensure the film. The dried compounds are processed on the blown film to film.
Beim
Folienblasen wird die Abzugsgeschwindigkeit variiert, um eine unterschiedliche
Verstreckung zu erreichen. Parameter der Folienblaseinrichtung
Die Breite der Folien beträgt ca. 200 mm, die Dicken der Folien variieren zwischen 20 und 30 μm.The Width of the films is about 200 mm, the thicknesses of the films vary between 20 and 30 microns.
Die so hergestellten Folien weisen E-Module, Spannungswerte und andere mechanische Eigenschaften auf, die vergleichbar mit dem handelsüblichen Bio-Flex 219F sind.The so produced films have e-modules, voltage values and others mechanical properties comparable to the commercial one Bio-Flex 219F are.
Überprüfung der Maschinengängigkeit und Schweißbarkeit von Folien der Beispiele 5–16Checking the machinability and weldability of films of Examples 5-16
Die Überprüfung der Maschinengängigkeit bei der Konfektionierung und der Schweißbarkeit von Folien der Beispiele 5–11 und Beispiele 12–16 erfolgt auf einer Prototypanlage der Firma Lemo. Die Anlage ist ein Halbautomat: das Einlegen der Folien erfolgt per Hand, das Schweißen, das Entfernen der Folienreste und der Transport aus der Anlage erfolgen automatisch nach einem definierten Programm. Für die Versuche werden Schlauchfolien der Beispiele 5, 11 und 14 verwendet. Die Schweißtemperatur beträgt 230°C.The verification the machinability in the packaging and the Weldability of films of Examples 5-11 and Examples 12-16 are done on a prototype plant of the company Lemo. The system is a semi-automatic: the insertion of the foils takes place by hand, welding, removing the film residues and the transport from the plant are automatically made after one defined program. For the experiments are tubular films Examples 5, 11 and 14 used. The welding temperature is 230 ° C.
Die Beispiele 5 und 11 zeigen eine gute Verschweißbarkeit, die Naht reißt nicht bei Belastung, es gibt keine Anhaftung an den Werkzeugen und die Folienreste lassen sich ohne Probleme absaugen. Die Folien auf Basis der niedermolekularen Polyox-Variante (PEG) gemäß Beispiel 14 zeigen im Vergleich hierzu eine schlechtere Schweißbarkeit. Es bleiben ebenfalls keine Anhaftungen an den Werkzeugen und die Folienreste lassen sich problemlos mittels Absaugung vom Werkzeug entfernen.The Examples 5 and 11 show a good weldability, the seam does not tear under load, there is no adhesion on the tools and the film residues can be without problems aspirate. The films based on the low-molecular polyox variant (PEG) according to Example 14 show in comparison to this a worse weldability. There are also no Adhesion to the tools and the film residues can be easily Remove it from the tool by means of suction.
Als Ergebnis ist festzustellen, dass sich die Folien aus den Beispielen 5–11 gut verschweißen lassen, die Schweißnaht ist stabil. Eine Maschinengängigkeit ist gewährleistet.When Result is to determine that the slides from the examples 5-11 weld well, the weld is stable. A machinability is guaranteed.
Die Folie gemäß Beispiel 14 ist mit PEG Polyox N10 in der Matrix ausgestattet, dies beeinflusst die Schweißbarkeit negativ.The Film according to Example 14 is with PEG Polyox N10 equipped in the matrix, this affects the weldability negative.
Verhalten der gemäß Beispielen 5–16 hergestellten Folien im ToilettensystemBehavior of the examples 5-16 produced films in the toilet system
Zwischen der mechanischen Festigkeit und der Auflösungscharakteristik der Folie besteht ein Zielkonflikt: Einerseits muss die Folie während der Benutzung der Toilette zur Sicherstellung der Funktionsfähigkeit intakt bleiben. Eine Einwirkzeit von Feuchtigkeit (menschlicher Schweiß) von 5 bis 20 Minuten sollte ohne Auflösungserscheinungen gegeben sein. Andererseits soll sich die Folie im Tank möglichst rasch auflösen, zumindest soweit, dass das Abpumpen störungsfrei funktioniert.Between the mechanical strength and the dissolution characteristic The film has a conflict of objectives: On the one hand, the film must during the use of the toilet to ensure the functionality intact stay. A contact time of moisture (human sweat) from 5 to 20 minutes should be without any signs of dissolution be given. On the other hand, the film in the tank as possible quickly dissolve, at least to the extent that pumping out trouble-free works.
Erste Versuche haben gezeigt, dass insbesondere das Verhältnis PEG/Ecoflex und der Füllstoffanteil einen signifikanten Einfluss auf die Auflösungscharakteristik unter mechanischer Belastung haben. Ziel dieser Versuchsreihe ist es, den Einfluss der Polymerverhältnisse und der Füllstoffe auf das Verhalten unter Belastung zu untersuchen und das optimale Verhältnis zu ermitteln.First Experiments have shown that especially the ratio PEG / Ecoflex and the filler content a significant Influence on the resolution characteristic under mechanical Have load. The aim of this series of experiments is to influence the polymer ratios and the fillers to study the behavior under load and the optimal ratio to investigate.
Um das Verhalten der Folie unter annähernd realistischen Bedingungen zu testen, werden die Versuche an einer Toilettenanlage durchgeführt. Die Anlage besteht aus einer Toilette, einem Rohrleitungssystem und einem Sammeltank. Eine Vakuumpumpe erzeugt einen Unterdruck von –0,58 bar, an der Umlenkung beträgt der Unterdruck –0,48 bar, wodurch ein Absaugen der simulierten Fäkalien in den Sammeltank erfolgt.Around the behavior of the film under approximately realistic conditions To test, the experiments are carried out at a toilet facility. The system consists of a toilet, a piping system and a collection tank. A vacuum pump generates a negative pressure of -0.58 bar, at the deflection of the negative pressure is -0.48 bar, whereby a suction of the simulated feces in the Collection tank is done.
Für die Versuche werden jeweils 100 Probebeutel auf Basis der Beispiele 5–11 mit einem Haushaltsschweißgerät hergestellt. Der Folienschlauch wird zu Beuteln von ca. 30 cm Länge verschweißt. Die Dicke der Folie variiert zwischen 20 und 25 μm.For The experiments are each 100 test bags based on the examples 5-11 with a household welder produced. The film tube becomes bags of about 30 cm in length welded. The thickness of the film varies between 20 and 25 μm.
Die Beutel werden mit 400 ml gequollenem Hafer und 200 ml Wasser gefüllt und in die Toilette gegeben. Nach der Toilettenauslösung (Vakuum) werden die Folienreste sofort, nach 10 und nach 20 Minuten aus dem Tank entnommen und geprüft. Der Relativdruck bei der Toilettenauslösung betrug –0,42 bar.The Bags are filled with 400 ml of swollen oats and 200 ml of water and given to the toilet. After the toilet release (Vacuum), the film residues immediately, after 10 and after 20 minutes taken from the tank and tested. The relative pressure at the toilet release was -0.42 bar.
Die Versuche zeigen, dass auch die Folienstärke ein wichtiges Kriterium für das Auflöseverhalten im Tank ist. Die 20 μm dünnen Folien zersetzten sich besser als die 25 μm Folien. Das Beispiel 5 zeigt bei guten mechanischen Eigenschaften der Folie die Kriterien der Auflösungscharakteristik, wie in Fig. oben erläutert.The Tests show that the film thickness is also an important one Criterion for the dissolution behavior in the tank is. The 20 μm thin films decomposed better than the 25 μm films. Example 5 shows good mechanical Properties of the film the criteria of the dissolution characteristic, as explained in Fig. above.
Beispiel 17: (Verwendung der erfindungsgemäßen Folie im Agrarsektor, wo eine genau definierte Abbaubarkeit erforderlich ist)Example 17: (Use of the invention Film in the agricultural sector, where a well-defined degradability required is)
Eine gemäß Beispiel 4 hergestellte Folie wird als Schutzfolie an Stelle einer PE-Folie unter die Substratschicht bei der Champignonzucht eingesetzt. PE-Folien müssen nach dem Abernten wieder entnommen und gereinigt werden bevor sie recycelt werden. Herkömmliche biologisch abbaubare Folien, wie sie oben unter Stand der Technik beschreiben sind, zeigen bei dieser Anwendung eine zu geringe Abbaubarkeit, da das Substrat arm an Mikroorganismen ist. Die erfindungsgemäßen Folien mit wasserlöslichen Komponenten können nach dem Ernten zusammen mit dem Substrat kompostiert werden. Durch das Herauslösen der wasserlöslichen Komponenten wird die Oberfläche des verbleibenden biologisch abbaubaren Polymers vergrößert, der Abbau durch Mikroorganismen und Hydrolyse erfolgt schneller.A The film prepared according to Example 4 is used as a protective film in place of a PE film under the substrate layer in mushroom cultivation used. PE films must be removed again after harvesting and be cleaned before they are recycled. conventional Biodegradable films, as described above under the prior art describe in this application too low degradability, because the substrate is poor in microorganisms. The invention Films with water-soluble components can be composted after harvesting together with the substrate. By the dissolution of the water-soluble components will be the surface of the remaining biodegradable Polymers increased, the degradation by microorganisms and hydrolysis is faster.
Beispiel 18 (Verwendung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung als Steckschaum)Example 18 (Use of the invention Composition as floral foam)
Ein gemäß Beispiel 2 hergestelltes geschäumtes Formteil zeigt eine hohe Wasseraufnahme bei gleichzeitig guter Formstabilität. Die gespeicherte Feuchtigkeit wird an die Blumen abgegeben und kann jederzeit wieder erneuert werden. Nach Gebrauch können Pflanzen und Steckschaum dem Kompost zugeführt werden. Anders als handelsübliche Hartschäume für Frischblumen auf Basis von geschäumten Phenolharzen ist der erfindungsgemäße Formkörper in Form eines Steckschaums zusätzlich noch toxikologisch unbedenklich, biologisch abbaubar und teilwasserlöslich.One Foamed produced according to Example 2 Molded part shows a high water absorption at the same time good dimensional stability. The stored moisture is released to the flowers and can be renewed at any time. After use can Plants and floral foam are fed to the compost. Unlike commercially available rigid foams for Fresh flowers based on foamed phenolic resins is the Moldings according to the invention in the form of a Foam foam additionally toxicologically harmless, biological degradable and partially water-soluble.
Beispiel 19 (Verwendung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung als selbstklebende Folien)Example 19 (use of the invention Composition as self-adhesive films)
Eine
gemäß Beispiel 4 hergestellte Folie (Monolager
oder Multilager) eignet sich für Schutzfolien oder Trennfolien
für z. B. Papier, Keramik, Glas und Metall. Dabei kann
die Folie vor oder nach dem Aufbringen mit Wasser befeuchtet werden,
ebenso kann aber auch der zu beschichtende Artikel befeuchtet werden.
Die Folie haftet auf den Werkstoffen und kann problemlos ohne Beschädigung
der Oberflächen wieder abgezogen werden. Diese Schälfestigkeit
wird nach
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