DE102008016350A1 - Monofilament polymeric component, useful e.g. as binding wire in the field, horticulture and floristry, and for the production of flower arrangements, floral skeins and wreaths, comprises one or more aliphatic polyester - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft bioabbaubare Monofilamente und deren Verwendung im Feld- und Gartenbau sowie in der Floristik.The The present invention relates to biodegradable monofilaments and their Use in field and horticulture as well as in floristry.
In Gärtnereien finden Bindedrähte häufig Anwendung zur Herstellung von Blumenarrangements. Auch beim Anbau von Rank- und Spalierpflanzen werden mitunter Bindedrähte in Rankgittern verwendet.In Nurseries often find tie wires Application for the production of floral arrangements. Also when growing of trellis and trellis plants become sometimes binding wires used in trellis.
Diese werden meist in Form von Metalldrähten, die gegebenenfalls mit Kunststoff ummantelt sind, eingesetzt. Es sind auch Bindedrähte aus Natur- oder Synthesefasern bekannt, beispielsweise aus Sisal oder Hanf. Diese werden beispielsweise in Baumschulen verwendet, um Jungbäume mit Posten zu verbinden, und somit für geraden Wuchs zu sorgen.These are usually in the form of metal wires, if necessary are coated with plastic used. They are also binding wires made of natural or synthetic fibers known, for example, sisal or hemp. These are used, for example, in nurseries, to connect young trees with posts, and thus for straight growth.
Nach der Verwendung werden die Bindedrähte üblicherweise im Müll oder in Kompostern entsorgt. Nachteilig dabei ist, dass Metalldrähte nur langfristig abgebaut werden und dabei den Boden belasten können. Ferner haben Metalldrähte den Nachteil, dass diese eine lange Verrottungszeit aufweisen. Sieht man von der Bodenbelastung ab, so muss die Kompostmasse außerdem sorgfältig gesiebt werden, um Metallreste und gegebenenfalls andere Fremdstoffe vor dem Ausbringen des Komposts zu entfernen.To In use, the binding wires usually become disposed of in trash or in composters. The disadvantage is that metal wires are degraded only long term and thereby can burden the ground. Furthermore, have metal wires the disadvantage that they have a long rotting time. looks one from the soil load, so the compost mass must also carefully sieved to remove metal residues and if necessary remove other foreign matter before applying the compost.
Aufgrund dieser Nachteile von Metalldrähten hat es nicht an Versuchen gefehlt, diese durch Drähte aus anderen Materialien zu ersetzen.by virtue of These disadvantages of metal wires have not been tested lacking this through wires of other materials too replace.
So
werden in der
Andere
Ansätze der Substitution der Metalldrähte durch
Polymere haben sich bislang in der Praxis nicht durchgesetzt, beispielsweise
die in
Fäden
enthaltend Polymilchsäure als polymeren Bestandteil sind
aus anderen Dokumenten bereits bekannt, beispielsweise aus
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Monofilaments, das einfach hergestellt werden kann, das nach dem Einsatz gut biologisch abbaubar ist, und das Pflanzen oder Pflanzenteilen einen guten Halt bietet, so dass es sich hervorragend als Bindedraht eignet.task the present invention provides a monofilament, which can be easily prepared, which is well biological after use is degradable, and planting or planting a good stop offers, so that it is ideal as a binding wire.
Es wurde nun überraschend gefunden, dass Monofilamente aus ausgewählten Polymeren mit profilierten Oberflächen sich für diese Zwecke ausgezeichnet einsetzen lassen.It has now surprisingly been found that monofilaments selected polymers with profiled surfaces can be used excellently for these purposes.
Die Erfindung betrifft ein Monofilament dessen polymere Bestandteile zu mindestens 90 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 95 Gew.-%, bezogen auf das Monofilament, aus einem oder mehreren aliphatischen Polyestern bestehen und dessen Oberfläche eine eingeprägte periodische Struktur aufweist.The The invention relates to a monofilament whose polymeric constituents to at least 90 wt .-%, preferably at least 95 wt .-%, based on the monofilament, of one or more aliphatic polyesters exist and its surface an embossed has periodic structure.
Die Polymerkomponente des erfindungsgemäßen Monofilaments ist ein aliphatischer Polyester oder eine Mischung von aliphatischen Polyestern. Dabei handelt es sich um Polymere abgeleitet von einem aliphatischen Monomeren mit einer Carboxylgruppe oder einem polyesterbildendenden Derivat, wie einer Carbonsäureestergruppe, und einer Hydroxylgruppe oder einem polyesterbildenden Derivat, wie einer Ethergruppe, oder um Polymere abgeleitet von einer Kombination eines aliphatischen Monomeren mit zwei Carboxylgruppen oder polyesterbildenden Derviaten davon mit einem aliphatischen Diol oder polyesterbildenden Derivaten davon.The Polymer component of the monofilament according to the invention is an aliphatic polyester or a mixture of aliphatic Polyesters. These are polymers derived from a aliphatic monomers having a carboxyl group or a polyesterbildendenden Derivative, such as a carboxylic acid ester group, and a hydroxyl group or a polyester-forming derivative such as an ether group, or to polymers derived from a combination of an aliphatic Monomers with two carboxyl groups or polyester-forming Derviaten of which with an aliphatic diol or polyester-forming derivatives from that.
Der Begriff ”aliphatischer Polyester” umfasst neben ausschließlich aus aliphatischen und/oder cycloaliphatischen Monomeren aufgebauten Polyestern auch solche Polyester, die neben aliphatischen und/oder cylcoaliphatischen Struktureinheiten geringe Anteile aromatischer Struktureinheiten, solange dadurch die Bioabbaubarkeit dieser Polyesters nicht nachteilig beeinträchtigt wird.Of the The term "aliphatic polyester" also includes exclusively of aliphatic and / or cycloaliphatic Monomers of polyesters also include such polyesters, in addition aliphatic and / or cycloaliphatic structural units low Proportions of aromatic structural units, as long as their biodegradability this polyester is not adversely affected.
Polymere abgeleitet von aliphatischen Monomeren mit einer Carboxylgruppe und einer Hydroxylgruppe werden auch als Polyhydroxyalkanoate bezeichnet.polymers derived from aliphatic monomers having a carboxyl group and a hydroxyl group are also referred to as polyhydroxyalkanoates.
Beispiele für bevorzugte aliphatische Polyester dieses Typs sind Polyhydroxybutyrat, Poly-(hydroxybutyrat-co-hydroxyvalerat), Poly-(hydroxybutyrat-co-polyhydroxy-hexanoat), Polyglycolsäure, Poly-(epsilon-caprolacton) und besonders bevorzugt Polymilchsäure.Examples for preferred aliphatic polyesters of this type Polyhydroxybutyrate, poly (hydroxybutyrate-co-hydroxyvalerate), poly (hydroxybutyrate-co-polyhydroxyhexanoate), Polyglycolic acid, poly (epsilon-caprolactone) and especially preferably polylactic acid.
Beispiele für bevorzugte aliphatische Polyester, die sich von einer Kombination aliphatischer Dicarbonsäuren mit einem aliphatischen Dialkohol ableiten, sind Poly-(butylensuccinat), Poly-(ethylensuccinat), Poly-(butylenadipat), Poly(ethylenadipat), Poly-(tetramethylenadipat/terephthalat).Examples of preferred aliphatic polyes ter, which are derived from a combination of aliphatic dicarboxylic acids with an aliphatic dialcohol, are poly (butylene succinate), poly (ethylene succinate), poly (butylene adipate), poly (ethylene adipate), poly (tetramethylene adipate / terephthalate).
Bei den erfindungsgemäß eingesetzten aliphatischen Polyestern kann es sich um unterschiedliche Typen handeln. Solche Polymere sind thermoplastisch und sind dem Fachmann als bioabbaubare Polymere bekannt.at the aliphatic used in the invention Polyesters can be different types. Such Polymers are thermoplastic and are known to the skilled person as biodegradable polymers known.
Besonders bevorzugt eingesetzte aliphatische Polyester sind Homo- oder Copolymerisate abgeleitet von Milchsäure und gegebenenfalls damit copolymerisierbaren aliphatischen Comonomeren.Especially Preferably used aliphatic polyesters are homo- or copolymers derived from lactic acid and optionally copolymerizable therewith aliphatic comonomers.
Die Oberfläche des erfindungsgemäßen Monofilaments weist eine eingeprägte periodische Struktur auf. Diese kann im Herstellungsprozess durch Prägewalzen aufgebracht werden oder durch andere dafür geeignete Maßnahmen, beispielsweise durch partielles Erwärmen von ausgewählten Teilen der Oberfläche mittels eines Lasers.The Surface of the monofilament according to the invention has an impressed periodic structure. These Can be applied in the manufacturing process by embossing rollers or by other appropriate measures, for example by partial heating of selected ones Sharing the surface with a laser.
Beim Prägen mittels Prägewalzen kann das Monofilament nach der letzten Verstreckung im noch heißen Zustand zwischen Walzenpaaren abgezogen werden, wovon mindestens eine Walze eine strukturierte Oberfläche aufweist und somit kann eine regelmäßig strukturierte Oberfläche erzeugt werden.At the Embossing by means of embossing rolls can be the monofilament after the last stretching while still hot between Roll pairs are subtracted, of which at least one roller a has structured surface and thus can be a regular structured surface can be generated.
Die eingeprägte periodische Struktur weist vorzugsweise eine Periodizität in Längsrichtung auf. Der Abstand zwischen den einzelnen Prägepunkten beträgt vorzugsweise 0,2 bis 5 mm, insbesondere 0,5 bis 1,5 mm.The embossed periodic structure preferably has one Periodicity in the longitudinal direction. The distance between the individual embossing points is preferably 0.2 to 5 mm, in particular 0.5 to 1.5 mm.
Die Form der Prägemuster ist nicht kritisch. Es kann sich dabei um Punkte oder um einfache geometrische Muster, wie Linien, Kreise oder Rauten handeln. Linien können in Längs- oder Querrichtung zum Monofilament verlaufen oder eine gegebenenfalls unterbrochene Helixstruktur aufweisen. Die periodische Struktur kann die Oberfläche des Monofilaments ganz oder teilweise bedecken und weist in Längsrichtung des Monofilaments eine vorbestimmte Periodizität auf.The Shape of the embossed pattern is not critical. It can work around points or around simple geometric patterns, like lines, circles or diamonds act. Lines can be in longitudinal or Transverse to the monofilament or an optionally have interrupted helical structure. The periodic structure may be the surface of the monofilament in whole or in part cover and has in the longitudinal direction of the monofilament predetermined periodicity.
Das polymere Grundmaterial des erfindungsgemäßen Monofilaments kann durchsichtig oder optisch klar sein, vorzugsweise jedoch matt, um den Zutritt von elektromagnetischer Strahlung bei der Anwendung möglichst einzuschränken.The polymeric base material of the monofilament according to the invention may be transparent or optically clear, but preferably matt, to the admission of electromagnetic radiation in the application to restrict as much as possible.
In einer bevorzugten Ausführungsform enthält das erfindungsgemäße Monofilament UV-Stabilisatoren, um es vor dem Einfluß von elektromagnetischer Strahlung während des Einsatzes zu schützen. Die dafür einsetzbaren Verbindungsklassen sind dem Fachmann bekannt. Es sind aber auch Ausführungsformen ohne UV-Stabilisatoren möglich.In a preferred embodiment contains the Monofilament according to the invention UV stabilizers, to protect it from the influence of electromagnetic radiation to protect during use. The one for it usable classes of compounds are known in the art. There are but also embodiments without UV stabilizers possible.
Beispiele für besonders bevorzugte Verbindungsklassen von UV-Stabilisatoren sind Benzophenone, Phosphite, Triazine, Benzotriazole, sterisch gehinderte Amine (hindered amine light stabilizers „HALS”) oder Kombinationen von zwei oder mehreren dieser UV-Stabilisatoren.Examples for particularly preferred classes of UV stabilizer compounds are benzophenones, phosphites, triazines, benzotriazoles, sterically hindered Amines (hindered amine light stabilizers "HALS") or combinations of two or more of these UV stabilizers.
UV-Stabilisatoren können alleine oder als Gemische eingesetzt werden und werden üblicherweise bei der Herstellung des Monofilaments dem Ausgangspolymeren zugesetzt. Vorzugsweise werden die UV-Stabilisatoren in Form eines Masterbatches mit einem aliphatischen Polyester als Trägerpolymeren eingesetzt. Die UV-Stabilisatoren können auch nach der Herstellung des Monofilaments auf dessen Oberfläche aufgetragen werden.UV stabilizers, can be used alone or as mixtures and are commonly used in the manufacture of the monofilament added to the starting polymer. Preferably, the UV stabilizers in the form of a masterbatch with an aliphatic polyester as Carrier polymers used. The UV stabilizers can also after the production of the monofilament on its surface be applied.
Das Einbringen oder das Aufbringen des UV-Stabilisators in oder auf den aliphatischen Polyester kann nach verschiedenen im Stand der Technik beschriebenen Verfahren ausgeführt werden.The Introducing or applying the UV stabilizer in or on The aliphatic polyester can be prepared according to various in the state of Technique described procedure.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält das erfindungsgemässe Monofilament einen Farbstoff und/oder ein Pigment. Unter einem Farbstoff ist im Rahmen dieser Beschreibung eine färbende Verbindung zu verstehen, welche im aliphatischen Polyester gelöst vorliegt; unter einem Pigment ist im Rahmen dieser Beschreibung eine färbende Verbindung zu verstehen, welche im aliphatischen Polyester dispergiert vorliegt. Ein Pigment kann auch die Funktion eines Mattierungsmittels aufweisen.In a further preferred embodiment the inventive monofilament a dye and / or a pigment. Under a dye is in the context of this description to understand a coloring compound, which in the aliphatic Polyester is present dissolved; under a pigment is in the frame to understand this description as a coloring compound which is dispersed in the aliphatic polyester. A pigment can also have the function of a matting agent.
Beispiele für Pigmente sind organische Farbstoffpigmente oder Titandioxid.Examples for pigments are organic dye pigments or titanium dioxide.
Besonders bevorzugt werden den Lebensmittelbestimmungen entsprechende Farbstoffe oder Pigmente eingesetzt.Especially preferred are the food regulations corresponding dyes or pigments used.
Unter Monofilamenten werden im Rahmen dieser Beschreibung ganz allgemein einzelne Fasern mit Längen von mehr als einem Meter verstanden. Der Durchmesser dieser Monofilamente wird nach dem angestrebten Einsatzzweck ausgewählt. Um ausreichende Festigkeiten zu gewährleisten, beträgt der Durchmesser der Monofilamente typischerweise 0,1 bis 5,0 mm, vorzugsweise von 0,2 bis 4,0 mm und besonders bevorzugt 0,8 bis 2,5 mm.Under Monofilaments are quite general in the context of this description single fibers with lengths of more than one meter understood. Of the Diameter of these monofilaments is according to the intended purpose selected. To ensure sufficient strength, the diameter of the monofilaments is typically 0.1 to 5.0 mm, preferably from 0.2 to 4.0 mm and more preferably 0.8 to 2.5 mm.
Der Titer der erfindungsgemäßen Monofilamente kann in weiten Bereichen schwanken, beispielsweise von 100 bis 250.000 dtex, insbesondere 40.000 bis 160.000 dtex.Of the Titers of the monofilaments of the invention can vary widely, for example from 100 to 250,000 dtex, in particular 40,000 to 160,000 dtex.
Die Querschnittsform der erfindungsgemäßen Monofilamente kann beliebig sein, beispielsweise rund, oval oder n-eckig, wobei n größer gleich 3 ist.The cross-sectional shape of the invention Monofilaments may be arbitrary, for example round, oval or n-shaped, where n is greater than or equal to 3.
Besonders bevorzugt verwendet man nichtrunde Querschnitte, welche für den beabsichtigten Einsatzzweck einen sehr guten Halt vermitteln.Especially it is preferred to use non-circular cross-sections which are for give the intended purpose a very good grip.
Ganz besonders bevorzugt werden Monofilamente mit nichtrundem Querschnitt, wobei deren Querschnittsfläche der Querschnittsfläche eines runden Monofilaments mit einem Durchmessen von 0,2 bis 4,0 mm und besonders bevorzugt von 0,8 bis 2,5 mm entspricht.All particular preference is given to monofilaments of non-circular cross-section, wherein the cross-sectional area of the cross-sectional area a round monofilament with a diameter of 0.2 to 4.0 mm and more preferably from 0.8 to 2.5 mm.
Die durch die eingeprägte Oberflächenstruktur erzielte Oberflächenrauhigkeit der erfindungsgemäßen Monofilamente wirkt sich sehr günstig auf deren Funktion als Bindedrähte aus, insbesondere in Kombination mit nichtrunden Querschnitten.The achieved by the embossed surface structure Surface roughness of the invention Monofilaments has a very favorable effect on their function as binding wires, especially in combination with non-rounds Cross-sections.
Das erfindungsgemäße Monofilament besteht hauptsächlich aus dem aliphatischen Polyester. Der Anteil an Zusatzstoffen bewegt sich typischerweise im Bereich von weniger als 5 Gew.-%.The Monofilament according to the invention consists mainly from the aliphatic polyester. The proportion of additives moves typically in the range of less than 5% by weight.
Der Anteil des optional vorhandenen UV-Stabilisators wird vom Fachmann nach dem beabsichtigen Verwendungszweck und/oder der vorgesehenen Verarbeitung ausgewählt. Üblicherweise beträgt der Anteil an UV-Stabilisator(en) 0,0 bis 5,0 Gew.-%, vorzugsweise 0,5 bis 3,0 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse des Monofilaments.Of the Proportion of the optional UV stabilizer will be apparent to those skilled in the art according to the intended use and / or intended processing selected. Usually the proportion is UV stabilizer (s) 0.0 to 5.0 wt .-%, preferably 0.5 to 3.0 wt .-%, based on the total mass of the monofilament.
Die Menge des optional vorliegenden Farbstoffs und/oder Pigments im erfindungsgemäßen Monofilament wird vom Fachmann ebenfalls in Abhängigkeit des gewünschten Verwendungszweckes und/oder der vorgesehenen Verarbeitung ausgewählt. Üblicherweise beträgt die Menge dieser Komponente 0 bis 5,0 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse des Monofilaments.The Amount of optionally present dye and / or pigment in Monofilament according to the invention is from the expert also depending on the intended use and / or the intended processing selected. Usually the amount of this component is 0 to 5.0 wt .-%, based on the total mass of the monofilament.
Die zur Herstellung der erfindungsgemäßen Monofilamente benötigten Komponenten sind an sich bekannt, teilweise kommerziell erhältlich oder können nach an sich bekannten Verfahren hergestellt werden.The for producing the monofilaments according to the invention required components are known per se, in part commercially available or can by itself known methods are produced.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung des Monofilaments als Bindedraht im Feld- und Gartenbau sowie in der Floristik.One Another object of the invention is the use of the monofilament as a binding wire in field and horticulture as well as in floristry.
Besonders bevorzugt kommt der Bindedraht zur Herstellung von Gestecken, Blumengebinden oder Kränzen zum Einsatz.Especially Preferably, the binding wire for the production of floral arrangements, flower arrangements or Wreaths are used.
Daneben kann das erfindungsgemäße Monofilament beim Anbau von Bank- oder Spalierpflanzen sowie in Baumschulen zum Einsatz gelangen.Besides can the monofilament of the invention during cultivation of bank or trellis plants as well as in nurseries reach.
Bespiele für Rank- und Spalierpflanzen sind Spalierobst, wie Apfel, Birnen, Pfirsiche, Aprikosen, Quitten oder Kiwi, ferner Wein, Erbsen, Bohnen, Zierkürbis, Gurken oder Hopfen.examples for trellis and trellis plants are trellises, such as apple, Pears, peaches, apricots, quinces or kiwi, furthermore wine, peas, Beans, ornamental squash, cucumbers or hops.
Es wurde gefunden, dass die erfindungsgemäßen Bindedrähte ohne Probleme ein halbes bis zu einem Jahr halten, ohne einem nennenswerten Festigkeitsabbau zu unterliegen. Sobald durch direkten Bodenkontakt oder durch Einbringung in einen Komposter Bakterien das Material angreifen können, beginnt ein zügiger biologischer Abbau des Materials, der durch erhöhte Temperaturen noch begünstigt wird.It was found that the binding wires according to the invention without problems half a year to a year hold, without a significant Subject to degradation. Once through direct contact with the ground or by incorporation into a composter bacteria the material can attack a rapid biological begins Degradation of the material caused by elevated temperatures is favored.
Da die Monofilamente aus biologisch abbaubarem und rein organischem Material aufgebaut sind, wird jede Bodenbelastung vermieden und durch den vollständigen biologischen Abbau bleiben auch keine Reststoffe im Kompost zurück.There monofilaments of biodegradable and all-organic Material are built, any soil contamination is avoided and due to complete biodegradation, none remain Residues in the compost back.
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