DE19857067B4

DE19857067B4 - Verschlußelement aus biologisch abbaubarem Kunststoff

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Publication number: DE19857067B4
Application number: DE19857067A
Authority: DE
Inventors: Akira Toyama Ishibashi; Mamoru Shimoniikawa Tanaka; Mutsuo Shimoniikawa Hirota; Yoshifumi Kurobe Miyajima
Original assignee: YKK Corp
Current assignee: YKK Corp
Priority date: 1997-12-15
Filing date: 1998-12-10
Publication date: 2005-07-28
Anticipated expiration: 2018-12-11
Also published as: DE19857067A1; GB2332204B; GB9827498D0; CN1161418C; TW506894B; CN1224737A; HK1019887A1; GB2332204A; US20010003761A1

Abstract

Verschlußelement aus einem biologisch abbaubaren Kunststoffmaterial mit einer kontinuierlichen Phase aus einem aliphatischen Polyester, nämlich Polybutylensuccinat und/oder Polyethylenadipat, und einer dispergierten Phase aus Milchsäure, wobei die aliphatische Polyester-Komponente einen Anteil von zumindest 50 Gew.-% des Materials ausmacht und die Poly-Milchsäure in der Form von Partikeln in dem aliphatischen Polyester dispergiert ist, wobei das Verschlußelement ein Reißverschluß, ein männliches Befestigungselement einer auftrennbaren Befestigungseinrichtung, ein weibliches Befestigungselement einer auftrennbaren Befestigungseinrichtung oder ein Klettverschluß ist.

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf Verschlußelemente aus einem biologisch abbaubaren Kunststoffmaterial mit einem aliphatischen Polyester, etwa Polybutylensuccinat oder Polyethylenadipat, und Poly-Milchsäure, wobei das Verschlußelement ein Reißverschluß, ein männliches Befestigungselement einer auftrennbaren Befestigungseinrichtung, ein weibliches Befestigungselement einer auftrennbaren Befestigungseinrichtung oder ein Klettverschluß ist. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf Verschlußelemente, die durch Spritzguß oder Extrusion hergestellt werden.
Heutzutage verwendete Erzeugnisse aus Kunststoffen sind wegen ihrer hervorragenden Eigenschaften, etwa ihrem geringen Gewicht, ihren geringen Kosten und ihrer leichten Bearbeitbarkeit, in jeden Bereich des täglichen Lebens eingedrungen und bilden unverzichtbare Ausgangsprodukte für das moderne Wirtschaftssystem. Verschlußelemente sind dabei keine Ausnahme. Kunststoffverschlußelemente werden bei verschiedenen Erzeugnissen verwendet, die von den Eigenschaften von Kunststoffen vorteilhaften Gebrauch machen. Kunststoffprodukte sind jedoch mit die Allgemeinheit störenden Problemen verbunden, z. B. der Verschmutzung und Zerstörung der natürlichen Umwelt, wenn sie weggeworfen werden, weil sie in unzersetztem Zustand fortbestehen und sich in der natürlichen Umwelt ansammeln.
Unter diesen Umständen ist die Idee aufgekommen, Kunststofferzeugnisse in den Stoffkreislauf der Natur einzubeziehen, nämlich Kunststofferzeugnisse unter Verwendung von Mikroorganismen, die in der Natur anwesend sind, vollständig in Wasser und Kohlendioxid zu zersetzen. Daher werden verschiedene biologisch abbaubare Kunststoffe entwikkelt, die als neuartige Materialien eine biologische Abbaubarkeit aufweisen. Derartige biologisch abbaubare Kunststoffe sind beispielsweise in der EP 0 765 959 A1 , EP 0 688 806 A2 , US 3,883,901 und der US 5,349,047 bekannt.
Biologisch abbaubare Kunststoffe, auf die in dieser Beschreibung Bezug genommen wird, nämlich Polybutylensuccinat und Polyethylenadipat, sind Typen aliphatischer Polyester, die chemisch hauptsächlich aus Glykol und aliphatischer Dikarbonsäure synthetisiert werden. Als chemische Strukturformeln geschrieben, las sen sie sich im wesentlichen durch die folgenden allgemeinen Formeln (1) und (2) ausdrücken.
Was das Polybutylensuccinat betrifft, so ist ein biologisch abbaubarer Kunststoff unter Verwendung dieser Verbindung als Hauptbestandteil bereits vermarktet worden unter der Handelsnamensbezeichnung „Bionolle". Das von Showa Highpolymer Co., Ltd., dem Hersteller dieses biologisch abbaubaren Kunststoffs, herausgegebene „TECHNICAL DATA SHEET (Technisches Datenblatt) Bionolle, biologisch abbaubarer Kunststoff (1996)" gibt Informationen zu seinen Haupteigenschaften und seiner Struktur.
Poly-Milchsäure wird chemisch synthetisiert unter Verwendung von L-Milchsäure als Monomer. Die chemische Hauptstrukturformel der Poly-Milchsäure läßt sich durch die folgende allgemeine Formel (3) darstellen:
Was die Poly-Milchsäure angeht, ist der biologisch abbaubare Kunststoff "LACT" unter Verwendung von Poly-Milchsäure als Hauptbestandteil bereits vermarktet worden. Der von Shimadzu Seisakusho K. K, dem Hersteller dieses biologisch ab baubaren Kunststoffs, herausgegebene „SHIMADZU LACT Report – Lactic Acid Type Biodegradable Plastic No. 1 LACT" („Shimadzu Bericht über LACT- biologisch abbaubarer Kunststoff vom Milchsäuretyp Nr. 1: LACT") bietet Informationen zu seiner Struktur, seinen Kennzeichen und seinen mechanischen Eigenschaften.
Während diese biologisch abbaubaren Kunststoffe an Luft stabil sind, wie Holz oder Papier, werden sie biologisch abgebaut in Kompost, nassem Boden, aktiviertem Schlamm, Frischwasser und Meerwasser, und führen schließlich zu einer Zersetzung in Wasser und Kohlendioxid.
Obwohl die Fälle einer erfolgreichen Anwendung dieser biologisch abbaubaren Kunststoffe bei praktischen Verwendungen immer noch wenige sind, beginnen sich Erzeugnisse mit solchen biologisch abbaubaren Kunststoffen wegen ihrer geringen Belastung der natürlichen Umgebung als Alternativen für die bestehenden Kunststofferzeugnisse herauszustellen.
Die Verwendung solcher biologisch abbaubarer Kunststoffe bei Verschlußelementen führt jedoch zu erheblichen Problemen bezüglich der Festigkeit und der Formbarkeit, die noch gelöst werden müssen. Nachteiligerweise erfüllt keiner der bislang im Markt erhältlichen biologisch abbaubaren Kunststoffe all diese Anforderungen.
Daher ist es Aufgabe dieser Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Verschlußelementes in Form eines Reißverschlusses, eines männlichen oder weiblichen Befestigungselementes einer auftrennbaren Befestigungseinrichtung oder eines Klettverschlusses aus biologisch abbaubarem Kunststoff anzugeben, das dem biologisch abbaubaren Kunststoff eine solche Festigkeit verleiht, daß eine sinnvolle Verwendung des Kunststoffs bei Befestigungs- oder Verschlußelementen möglich wird, und den Kunststoff ferner mit einer verbesserten Formbarkeit bei der Herstellung ausstattet, wodurch ein Verschlußelement aus biologisch abbaubarem Kunststoff zur Verfügung gestellt wird, das praktisch ausreichende mechanische Eigenschaften zeigt und es erlaubt, ihn nach Gebrauch wegzuwerfen, ohne damit ein öffentliches Ärgernis zu sein und zu einer Zerstörung bzw. Verschmutzung der natürlichen Umwelt zu führen.
Um diese Aufgabe zu lösen, sieht die Erfindung ein Verschlußelement in Form eines Reißverschlusses, eines männlichen oder weiblichen Befestigungselementes einer auftrennbaren Befestigungseinrichtung oder eines Klettverschlusses aus einem biologisch abbaubaren Kunststoffmaterial mit einer kontinuierlichen Phase aus einem aliphatischen Polyester, nämlich Polybutylensuccinat und/oder Polyethylenadipat, und einer dispergierten Phase aus Milchsäure vor, wobei die aliphatische Polyester-Komponente einen Anteil von zumindest 50 Gew.-% des Materials ausmacht und die Poly-Milchsäure in der Form von Partikeln in dem aliphatischen Polyester dispergiert ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verschlußelementes aus biologisch abbaubarem Kunststoff enthält die kontinuierliche Phase aus aliphatischem Polyester ein anorganisches Füllmaterial. Vorzugsweise ist das in der kontinuierlichen Phase enthaltene anorganische Füllmaterial Talk oder Kalziumkarbonat. In diesem Fall beträgt der Anteil der Poly-Milchsäure-Komponente vorzugsweise zwischen 5 und 45 Gew.-% des Materials.
Weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden, sich auf die Zeichnungen beziehenden Beschreibung deutlich, wobei:
1 ein die in einem Dehnungstest von einem Kunststoff mit variierendem Polybutylensuccinat/Poly-Milchsäure-Mischverhältnis gezeigte Elongation zeigendes Diagramm ist;
2 eine die Schnittextur eines aus einem Kunststoff mit einem Polybutylensuccinat/Poly-Milchsäure-Mischverhältnis von 50/50 (Gewichtsverhältnis) darstellende polarisierte mikroskopische Fotoaufnahme ist;
3 ein die Beziehung zwischen der Zugfestigkeit und dem Milchsäurepartikeldurchmesser eines aus Polybutylensuccinat und Poly-Milchsäure geformten Kunststoffs darstellendes Diagramm ist;
4 ein die in einem Dehnungstest von einem Kunststoffmaterial mit einem variierenden Mischungsverhältnis von anorganischem Füllmaterial enthaltenden Polybutylensuccinat zu Poly-Milchsäure gezeigte Elongation darstellendes Diagramm ist;
5 eine die Schnittextur eines aus einem Kunststoff mit einem Talk enthaltenden Polybutylensuccinat/Poly-Milchsäure-Mischverhältnis von 50/50 (Gewichtsverhältnis) darstellende polarisierte mikroskopische Fotoaufnahme ist;
6 eine Draufsicht auf einen Reißverschluß aus einem biologisch abbaubaren Kunststoff als Ausführungsbeispiel ist;
7 eine Draufsicht auf einen weiteren Reißverschluß aus einem biologisch abbaubaren Kunststoff als Ausführungsbeispiel ist;
8 eine Draufsicht auf noch einen anderen Reißverschluß aus biologisch abbaubarem Kunststoff als Ausführungsbeispiel ist;
9 eine teils aufgeschnittene Draufsicht auf einen Reißverschluß aus biologisch abbaubarem Kunststoff nach einem weiteren Ausführungsbeispiel ist;
10 eine perspektivische Teilansicht eines ersten Ausführungsbeispiels für ein männliches Befestigungselement einer auftrennbaren Befestigungseinrichtung aus biologisch abbaubarem Kunststoff ist;
11 eine teils geschnittene Ansicht des Eingriffszustands zwischen dem in 10 gezeigten männlichen Befestigungselement und einem weiblichen Befestigungselement ist, die jeweils aus einem biologisch abbaubaren Kunststoff bestehen, wobei das männliche Befestigungselement in seinem Querschnitt entlang der Linie XI-XI in 10 dargestellt ist;
12 eine perspektivische Teilansicht des zweiten Ausführungsbeispiels für ein männliches Befestigungselement aus biologisch abbaubarem Kunststoff ist;
13 eine teils geschnittene Darstellung des Eingriffszustands zwischen dem in 12 gezeigten männlichen Befestigungselement und einem weiblichen Befestigungselement ist, die jeweils aus biologisch, abbaubarem Kunststoff bestehen, wobei das männliche Befestigungselement in einem in 12 entlang der Linie XIII-XIII genommenen Schnitt dargestellt ist;
14 eine perspektivische Ansicht des dritten Ausführungsbeispiels einer auftrennbaren Befestigungseinrichtung aus biologisch abbaubarem Kunststoff ist;
15 eine teils geschnittene Ansicht ist, die die Art des Eingriffs bei der biologisch abbaubaren auftrennbaren Befestigungseinrichtung aus 14 darstellt;
16 eine teils geschnittene Ansicht des vierten Ausführungsbeispiels eines weiblichen Befestigungselements aus biologisch abbaubarem Kunststoff ist;
17 eine teils geschnittene Ansicht des vierten Ausführungsbeispiels für ein männliches Befestigungselement aus biologisch abbaubarem Kunststoff ist;
18 eine teils geschnittene Ansicht der Schichtstruktur eines wasserlöslichen Kunststoffs auf der Rückseite eines männlichen Befestigungselements aus biologisch abbaubarem Kunststoff nach dem fünften erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel ist;
19 eine teils geschnittene Ansicht des fünften Ausführungsbeispiels für das männliche Befestigungselement aus einem biologisch abbaubaren Kunststoff ist;
20 eine teils geschnittene Ansicht des sechsten Ausführungsbeispiel eines männlichen Befestigungselements aus einem biologisch abbaubaren Kunststoff ist; und
21 ein schematisches Diagramm zur Erläuterung des Verfahrens zur Bestimmung der lateralen Zugfestigkeit bei den Beispielen 1 und 2 ist.
Mit dem Ziel, einem biologisch abbaubaren Kunststoff eine solche Festigkeit zu verleihen, daß er eine sinnvolle Verwendung z. B. bei Befestigungseinrichtungen vollständig ermöglicht, und gleichzeitig dem Kunststoff eine für Herstellungsprozesse wichtige Formbarkeit zu verleihen, besteht die Erfindung darin, zwei verschiedene Arten von biologisch abbaubaren Kunststoffmaterialien zu verbinden, um dadurch in mehrfacher Hinsicht eine Kompensation zwischen diesen biologisch abbaubaren Kunststoffen hinsichtlich ihrer Nachteile zu erreichen und aus den physikalischen Eigenschaften der einzelnen Kunststoffmaterialien gute Merkmale abzuleiten. Bei konventionellen Kunststoffen wird dieser Ansatz im allgemeinen bezeichnet als „polymer blend technique" (Polymer-Mischungs- bzw. -kompositionstechnik). Diese Technik ist im einzelnen z. B. beschrieben in Saburo Akiyama et al „Polymer Blend", veröffentlicht von CMG Press (1981).
Nach einer gründlichen Untersuchung der Festigkeit biologisch abbaubarer Kunststoffe, die einen sehr wesentlichen Punkt bei der Nutzbarmachung biologisch abbaubarer Kunststoffe, etwa bei Befestigungseinrichtungen, darstellt, haben die Erfinder den Dispersionszustand biologisch abbaubarer Kunststoffe untersucht und in der Konsequenz entdeckt, daß eine Steuerung dieses Dispersionszustands eine erhebliche Auswirkung auf die Materialfestigkeit zeigt, und ferner, daß der Partikeldurchmesser der die dispergierte Phase des biologisch abbaubaren Kunststoffs bildenden Komponente und die Materialfestigkeit stark korrelieren und die Materialfestigkeit durch Einschränken des Partikeldurchmessers auf einen Bereich unter einer bestimmten Größe erheblich erhöht wird.
Wenn bei Polymermaterialien allgemein zwei Komponenten gemischt werden, bildet eine davon eine dispergierte und die andere eine kontinuierliche Phase. Diese Phasen werden zusammen als Meer-und-Insel-Struktur bezeichnet und beeinflussen die Materialfestigkeit erheblich. Diese Erscheinung ist bezüglich Mehrkomponentensystemen bei etablierten Kunststoffen detailliert untersucht worden, und die Ergebnisse sind im einzelnen in dem von Kobunshi Gakkai zusammengestellten Buch beschrieben mit dem Titel „Polymer Alloy – Base and Applications", veröffentlicht von Tokyo Kagaku Dojin (1981).
Tatsächlich ist bei Verschlußelementen aus einem biologisch abbaubaren Kunststoff aus einem aliphatischen Polyester vom Polybutylensuccinattyp und/oder Polyethylenadipattyp (im Folgenden einfach als aliphatischer Polyester bezeichnet, wenn kollektiv darauf Bezug genommen wird) und einer Poly-Milchsäure eine der Komponenten dazu bestimmt, eine dispergierte Phase zu bilden, und die andere dazu, eine kontinuierliche Phase zu bilden. Die physikalischen Eigenschaften des Verschlußelementes variieren erheblich, und zwar abhängig davon, welche der beiden Kunststoffkomponenten die dispergierte Phase bildet. Dies entscheidet sich durch das Mischungsverhältnis der beiden biologisch abbaubaren Kunststoffe.
Bei Herstellung von Kunststoffen mit Polybutylensuccinat und Poly-Milchsäure in verschiedenen Mischungsverhältnissen und Untersuchung ihrer physikalischen Eigenschaften stellte es sich heraus, daß die Elongation bei dem Dehnungstest erheblich von dem Dispersionszustand der beiden Kunststoffe abhängt.
1 zeigt die Elongation bei dem Dehnungstest im Bezug zu dem Mischungsverhältnis der beiden Kunststoffe in einer Probe. In dem Diagramm aus 1 ist die horizontale Achse die Skala des Anteils der Poly-Milchsäure an der Gesamtmenge der gemischten Kunststoffe ausgedrückt in Gew.-% und die vertikale Achse die Skala der Elongation ausgedrückt in Prozent Dehnung. Der von gestrichelten Linien eingeschlossene schraffierte Bereich in dem Diagramm (mit 10-45 Gew.-% Poly-Milchsäure-Anteil und über 200% Dehnung) stellt einen bevorzugten Bereich dar. Der Abstand zweier Eichmarkierungen an einem bei der Messung der Elongation verwendeten Teststück betrug 50 mm.
Aus den in 1 dargestellten Resultaten ergibt sich, daß die Elongation erheblich zunimmt, wenn der Anteil der Polybutylensuccinat-Komponente 50 Gew.-% übersteigt, und daß die prozentuale Dehnung 200% übersteigt und die Elongation ein Maximum erreicht, wenn der Anteil der Polybutylensuccinat-Komponente in dem Bereich von etwa 55-90 Gew.-% liegt. Die Elongation nimmt mit zunehmen dem Polybutylensuccinat-Anteil zu. Daraus ergibt sich ohne weiteres, daß das hierfür verantwortliche Polybutylensuccinat die kontinuierliche Phase bildet. Wenn die Mischkunststoffe mit Mischverhältnissen in dem obigen Bereich mit einem optischen Mikroskop hinsichtlich ihres Dispersionszustandes untersucht werden, stellt sich tatsächlich heraus, daß die Poly-Milchsäure die dispergierte Phase und das Polybutylensuccinat die kontinuierliche Phase bildet (2). 2 ist eine polarisierte mikroskopische Fotografie des Querschnitts eines Monofilaments mit einem Polybutylensuccinat/Poly-Milchsäure-Mischungsverhältnis von 50/50 (in Gewichtsteilen). Der Querschnitt wurde fotografiert unter Verwendung einer Viertelwellenlängenplatte unter Nicol-Kreuz-Bedingungen. Der Matrixteil der Abbildung stellt die Polybutylensuccinat-Komponente und der gesprenkelte Teil die Poly-Milchsäure-Komponente dar.
Die obigen Resultate ergeben, daß durch Verwenden von Poly-Milchsäure für die dispergierte Phase und Polybutylensuccinat für die kontinuierliche Phase, d. h. durch Herstellen einer Zweiphasenstruktur mit in einer Polybutylensuccinat-Matrix dispergierten Poly-Milchsäure-Partikeln, und ferner durch Verwenden der Polybutylensuccinat-Komponente in einem Anteil von über 50 Gew.-%, vorzugsweise in dem Bereich von 55-90 Gew.-%, die Herstellung eines binären Kunststofferzeugnisses zu einer erheblichen Verbesserung der Elongation führt.
Zu dieser Verbesserung der Elongation, die hinsichtlich der mechanischen Eigenschaften eines Materials wesentlich ist, richtet sich die Erfindung in Anbetracht der obigen Resultate auf ein Verschlußelement aus biologisch abbaubarem Kunststoff beinhaltend einen Teil, der aufgebaut ist aus den beiden Komponenten aliphatischer Polyester und Poly-Milchsäure, wobei die aliphatische Polyesterkomponente einen Anteil von zumindest 50 Gew.-% ausmacht und Poly-Milchsäure-Partikel in der Matrix des aliphatischen Polyesters in einer Zweiphasenstruktur dispergiert sind.
Um das obige Verschlußelement aus biologisch abbaubarem Kunststoff herzustellen, reicht es aus, beim Mischen des aliphatischen Polyesters mit der Poly-Milchsäure den aliphatischen Polyester in einem größeren Anteil als die Poly-Milchsäure zu verwenden. Insbesondere soll zur Ausbildung der kontinuierlichen Phase im binären Kunststoff aus aliphatischem Polyester/Poly-Milchsäure durch den aliphatischen Polyester der Anteil des aliphatischen Polyesters beim Mischen der beiden biologisch abbaubaren Kunststoffe nicht weniger als 50 Gew.-% auf der Basis des Gesamtgewichts der Kunststoffe ausmachen. Da das dieser Vorschrift entsprechende Kunststoffmaterial die oben erwähnte große Elongation zeigt, erlaubt es die Herstellung von Verschlußelementen mit guter Formbarkeit.
Nach weiteren Untersuchungen durch die Erfinder hat sich herausgestellt, daß bei einem den oben beschriebenen Anforderungen genügenden Verschlußelement, nämlich der Zweiphasenstruktur aus in der aliphatischen Polyestermatrix dispergierten Poly-Milchsäure-Partikeln, die Materialfestigkeit stark von dem Durchmesser der Partikel der Poly-Milchsäure in der Struktur abhängt.
Ganz allgemein hat der Durchmesser von eine dispergierte Phase bildenden Partikeln in Mehrkomponenten-Polymermaterialien eine große Auswirkung auf die Materialfestigkeit. Die Materialfestigkeit steigt mit abnehmendem Durchmesser der Partikel in der dispergierten Phase. Bei dem obigen binären Kunststoff, in dem Polybutylensuccinat die kontinuierliche Phase und Poly-Milchsäure die dispergierte Phase bildet, läßt sich die tatsächliche Beziehung zwischen dem Poly-Milchsäure-Partikeldurchmesser der dispergierten Phase und der Materialfestigkeit experimentell ermitteln. Diese Beziehung wird bestimmt durch Herstellen einer Zahl von Proben mit Poly-Milchsäure-Partikeln verschiedener Durchmesser, Messen der Poly-Milchsäure-Partikeldurchmesser in jeder Probe, Ermitteln der Festigkeit der Probe durch einen Dehnungstest und in Beziehung Setzen der resultierenden Daten zu den Partikeldurchmessern und Festigkeiten. Die Resultate dieses Experiments sind in 3 gezeigt. Das Mischungsverhältnis Polybutylensuccinat/Poly-Milchsäure in den Proben dieses Experiments betrug 75/25 (in Gewichtsteilen).
Aus 3 ergibt sich eindeutig, daß die Materialfestigkeit deutlich zunahm, wenn der Durchmesser der Poly-Milchsäure-Partikel nicht über 9 μm lag. Insbesondere ergab sich bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, nämlich einem Verschlußelement aus biologisch abbaubarem Kunststoff in einer Zweiphasenstruktur mit in einer aliphatischen Polyestermatrix dispergierten Poly-Milchsäure-Partikeln eine erhebliche Festigkeitssteigerung durch Einschränken der Durchmesser der Poly-Milchsäure-Partikel auf nicht mehr als 9 μm. Zur Verbesserung der Festigkeit des Kunststoffmaterials sollte die Poly-Milchsäure-Komponente möglichst kleine Partikeldurchmesser zeigen.
Es ergibt sich, daß die Poly-Milchsäure-Partikel die kleinsten Durchmesser annehmen und das Kunststoffmaterial die höchste Festigkeit zeigt, wenn das Polybutylensuccinat und die Poly-Milchsäure in einem gegenseitig mischbaren Zustand sind. Während diese gegenseitige Mischbarkeit der beiden Kunststoffe theoretisch möglich ist, ist sie aus Kostenerwägungen heraus nicht durchführbar, weil sie eine spezielle Ausstattung und Technik bei der tatsächlichen Vermischung erfordert. Die Erfinder haben dieses Vermischen mit einer konventionellen Knetvorrichtung unter Standardbedingungen untersucht, um kleinste Durchmesser der Poly-Milchsäure-Partikel von 2 μm zu finden. Daraus ergibt sich, daß die Poly-Milchsäure-Partikel der dispergierten Phase vorzugsweise Durchmesser in einem praktischen Bereich von 2 μm oder mehr haben sollten.
Die biologisch abbaubaren Kunststoffe bei dieser Erfindung, d. h. das Polybutylensuccinat und/oder der aliphatische Polyester vom Polyethylenadipattyp und die Poly-Milchsäure, können mit bekannten Verfahren hergestellt und ohne besondere Einschränkungen eingesetzt werden.
Nach einer weiteren gründlichen Untersuchung der Festigkeit von biologisch abbaubarem Kunststoff, die hinsichtlich der Verwendung des Kunststoffs in Befestigungs- oder Verschlußelementen den problematischen Punkt darstellt, haben die Erfinder die unerwartete Tatsache festgestellt, daß ein Temärsystem, das erhalten wird durch der kontinuierlichen Phase des biologisch abbaubaren Kunststoffes Zusetzen eines anorganischen Füllmaterials, so daß darin eine kleine Menge eines weiteren biologisch abbaubaren Kunststoffs eine dispergierte Phase bildet, die Elongation weiter verbessert und damit die mechanische Festigkeit des Materials erheblich beeinflußt. Genauer gesagt liegt ein zweiter Aspekt der Erfindung darin, ein Verschlußelement aus biologisch abbaubarem Kunststoff mit hervorragender Festigkeit herzustellen, indem ein sehr dehnbares biologisch abbaubares Kunststoffmaterial in der oben erwähnten Weise hergestellt und dieses Kunststoffmaterial als Ausgangsmaterial verwendet wird.
Die oben erwähnten Vorgänge werden nun für den Fall beschrieben, daß Talk (oder Kalziumkarbonat) mit Polybutylensuccinat als kontinuierliche Phase eines ein anorganisches Füllmaterial enthaltenden biologisch abbaubaren Kunststoffs einerseits und andererseits Poly-Milchsäure als biologisch abbaubarer Kunststoff für die dispergierte Phase verwendet werden.
Wenn das Talk enthaltende Polybutylensuccinat und die Poly-Milchsäure unabhängig voneinander verwendet werden, zeigen sie beide nur geringe Elongationen, wie sich daran zeigt, daß die Elongation von Polybutylensuccinat mit 30 Gew.-% Talk 6,4 % beträgt und die von Poly-Milchsäure 1,0 %.
Tatsächlich kann durch Verwenden eines Talk enthaltenden Polybutylensuccinats für die kontinuierliche Phase und gleichzeitiges Verwenden von Poly-Milchsäure für die dispergierte Phase und dann Verkneten dieser beiden Komponenten ein Verschlußelement aus biologisch abbaubarem Kunststoff hergestellt werden, das eine nahe an 300 % heranreichende Elongation zeigt. Dieses Ergebnis wird im Folgenden auf der Basis eines tatsächlichen Tests erklärt.
4 zeigt die Bruchelongationsdaten bei einem mit Proben durchgeführten Dehnungstest, die aus einem Kunststoffmaterial mit Polybutylensuccinat, das 30 Gew.-% eines anorganischen Füllmaterials (Talk oder Kalziumkarbonat) enthält, und Poly-Milchsäure in verschiedenen Mischungsverhältnissen bestehen. In 4 ist die Abszisse die Skala des Gew.-%-Anteils der Poly-Milchsäure am Gesamtgewicht des gemischten Kunststoffmaterials mit dem anorganischen Füllmaterial und die Ordinate die Skala der Elongation in Dehnungsprozent. Der in der Darstellung durch die gestrichelte Linie eingeschlossene Bereich (mit einem Poly-Milchsäure-Anteil zwischen 10 und 45 Gew.-%) stellt einen bevorzugten Bereich dar. Der Abstand zwischen den beiden Meßmarkierungen auf einem bei der Elongationsmessung verwendeten Teststück betrug 50 mm.
Es ergibt sich deutlich aus den in 4 gezeigten Resultaten, daß die Elongation bei dem Dehnungstest erheblich von dem Mischungsverhältnis der beiden Kunststoffe abhängt, nämlich zwischen dem Talk enthaltenden Polybutylensuccinat und der Poly-Milchsäure. Grundsätzlich ist für Mehrkomponenten-Polymermaterialien bekannt, daß bei Mischung der Materialkomponenten die Komponente mit der größten Menge eine kontinuierliche Phase und die Komponente mit der kleinsten Menge eine dispergierte Phase bildet. Auch die erwähnten Testergebnisse weisen darauf hin, daß bei einem Mischungsverhältnis (einem Poly-Milchsäure-Anteil im Bereich von 5-45 Gew.-%), bei dem die größte Elongation beobachtet wird, das Talk enthaltende Polybutylensuccinat die kontinuierliche Phase und die Poly-Milchsäure die dispergierte Phase bildet. Dementsprechend zeigen Proben von Kunststoffmaterial mit Mischungsverhältnissen im obigen Bereich bei einer tatsächlichen Beobachtung unter einem optischen Mikroskop im Hinblick auf den Dispersionszustand, daß das Talk enthaltende Polybutylensuccinat die kontinuierliche Phase und die Poly-Milchsäure die dispergierte Phase bildet (5). 5 ist eine polarisierte mikroskopische Fotografie des Querschnitts eines Monofilaments mit einem Mischungsverhältnis von Talk enthaltendem Polybutylensuccinat/Poly-Milchsäure von 75/25 (in Gewichtsteilen). Der Querschnitt wurde fotografiert unter Verwendung einer Viertelwellenplatte unter Nicol-Kreuz-Bedingungen. In der Abbildung stellt die Matrixzahl die Polybutylensuccinat-Komponente dar, die weißen chipartigen Teile die Poly-Milchsäure-Komponente und die schwarzen chipartigen Teile den Talk.
Die obigen Resultate zeigen daß bei Verwendung von Talk enthaltendem Poly-butylensuccinat für die kontinuierliche Phase und Poly-Milchsäure für die dispergierte Phase, d. h. mit einer Dreiphasenstruktur mit in Talk enthaltendem Polybutylensuccinat dispergierten Poly-Milchsäure-Partikeln, eine sehr gute Elongation der resultierenden biologisch abbaubaren Kunststoffmaterialien erzielt werden kann. Aus den in 4 dargestellten Resultaten ergibt sich ferner, daß zugunsten einer guten Elongation des Kunststoffmaterials der die dispergierte Phase bildende biologisch abbaubare Kunststoff vorzugsweise einen Anteil im Bereich von 5-45 Gew.-% auf der Basis des Gesamtgewichts des Kunststoffmaterials haben sollte.
Die gleiche Wirkung kann erzielt werden, wenn Kalziumkarbonat als anorganisches Füllmaterial der kontinuierlichen Phase ausgewählt wird. Ein Beispiel für Testresultate mit Kalziumkarbonat ist zusätzlich in 4 gezeigt.
Das Verschlußelement kann hinsichtlich Elongation und Festigkeit verbessert werden durch Verwendung der Dreiphasenstruktur mit den beiden verschiedenen Typen biologisch abbaubarer Kunststoffe und dem anorganischen Füllmaterial, und zwar in der oben erwähnten Weise und in diesen Anteilen vermischt. Da dieses komplexe Kunststoffmaterial die obige hohe Elongation zeigt, erlaubt es die Herstellung von Verschlußelementen mit guter Formbarkeit.
Die im einzelnen oben beschriebene Erfindung bezieht sich auf die Herstellung eines Verschlußelementes aus einem biologisch abbaubaren Kunststoff mit einer Dreiphasenstruktur unter Verwendung von Polybutylensuccinat für die kontinuierliche Phase, Poly-Milchsäure für die dispergierte Phase und Talk und Kalziumkarbonat als anorganisches Füllmaterial. Diese Kombination der Komponenten stellt eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dar und ist nicht einschränkend.
Obwohl, wie oben erwähnt, Talk und Kalziumkarbonat als anorganisches Füllmaterial geeignet sind, ist dieses nicht darauf eingeschränkt. Konkrete Beispiele für sinnvoll verwendbare anorganische Füllmaterialien sind verschiedene bekannte und weit verbreitet verwendete Füllmaterialien wie Ton, Kaolin, Kohlenstoff, Glimmer, Siliziumoxid, Aluminiumoxid, Aluminiumhydroxid, Magnesiumkarbonat, Magnesiumoxid, Magnesiumhydroxid und Bariumsulfat. Besonders dann, wenn als anorganisches Füllmaterial eine in der Natur vorkommende anorganische Verbindung ausgewählt wird und in dem Verschlußelement aus biologisch abbaubarem Kunststoff enthalten ist, wird die beim Wegwerfen des Verschlußelementes nach Gebrauch entstehende Auswirkung auf die Natur durch das anorganische Füllmaterial als äußerst klein betrachtet. Ein in den gewöhnlichen quantitativen Anteilen enthaltenes anorganisches Füllmaterial reicht für den beabsichtigten Zweck aus. Im allgemeinen liegt diese Menge nicht unter 5 Gewichtsteilen und nicht über 100 Gewichtsteilen, vorzugsweise zwischen 10 und 50 Gewichtsteilen und zwar auf der Basis von 100 Gewichtsteilen des die kontinuierliche Phase bildenden biologisch abbaubaren Kunststoffs.
Das erfindungsgemäße Verschlußelement macht keine Unterschiede hinsichtlich des besonderen Herstellungsverfahrens. Das typischste Herstellungsverfahren beinhaltet zunächst das Kneten eines aliphatischen Polyesters und Poly-Milchsäure in einem Gewichtsverhältnis von dem aliphatischen Polyester in einem Hauptanteil bei ungefähr 190°C mit einer Knetvorrichtung und dann Formen des durch das Kneten entstandenen Kunststoffs mit Hilfe einer Spritzgußeinrichtung, um dadurch leicht und mit guter Reproduzierbarkeit einen Spritzgußgegenstand aus einem biologisch abbaubaren Kunststoff und mit guter Festigkeit zu gewinnen, der dadurch ausgezeichnet ist, daß er eine Zweiphasenstruktur mit in der aliphatischen Polyestermatrix dispergierten Poly-Milchsäure-Partikeln beinhaltet. Die zweite Ausführungsform der Erfindung beinhaltet das vorab Einbringen eines anorganischen Füllmaterials, das durch eine Oberflächenbehandlung kompatibel gemacht worden ist, in einen biologisch abbaubaren Kunststoff, der die kontinuierliche Phase bilden soll, und zwar aliphatischer Polyester vom Polybutylensuccinat-Typ und/oder Polyethylenadipat-Typ, gründlich Kneten der beiden Komponenten miteinander, dann Vermischen des Kneterzeugnisses mit Poly-Milchsäure in der festgestellten Zusammensetzung, vorzugsweise in dem Bereich von ungefähr 5 bis ungefähr 45 Gew.-% auf der Basis des Gewichts der gesamten Mischung, daraufhin Durchkneten der verbundenen Komponenten bei ungefähr 190°C unter Verwendung einer Knetvorrichtung und dann Spritzen des resultierenden Kunststoffs mit einer Spritzgußeinrichtung, um dadurch leicht und mit guter Reproduzierbarkeit einen Spritzgußgegenstand aus biologisch abbaubarem Kunststoff mit guter Festigkeit zu erzielen, der sich dadurch auszeichnet, daß er eine Dreiphasenstruktur mit in der Matrix aus aliphatischem Polyester mit Talk, z. B., dispergierter Poly-Milchsäure als dispergierter Phase aufweist.
Die Knettemperatur muß nicht die obige Höhe haben. Eine Knettemperatur über den Schmelzpunkten der beteiligten Kunststoffe reicht aus. Optional kann das Kneten der beiden Kunststoffe auch durch ein Verfahren ohne Kneteinrichtung durchgeführt werden, nämlich durch ein Verfahren, bei dem die beiden Kunststoffe jeweils in der Form von Pillen vor dem Spritzen vermischt werden.
Im Folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung bei verschiedenen Reißverschlüssen anhand der Zeichnungen näher beschrieben.
6 zeigt einen Reißverschluß 1, der zum Öffnen und Schließen der Öffnung in einem Kleidungsstück oder einer Tasche verwendet wird, und zeigt die Form eines Erzeugnisses mit weggeschnittenen oberen und unteren Enden lateral im Paar vorliegender Reißverschlußstreifen 2. Die Reißverschlußstreifen 2 sind aufgebaut aus Reißverschlußbändern 3 aus biologisch abbaubarem Kunststoff und einer Reihe Kopplungselemente (gewundene Kopplungselemente) 4 aus biologisch abbaubarem Kunststoff, die an den gegenüberliegenden Längskanten der Reißverschlußbänder 3 fest aneinander befestigt sind. Die Reißverschlußbänder 3 sind hergestellt durch Weben und/oder Strikken bzw. Wirken von biologisch abbaubaren Kunststoffasern, aus nichtgewebtem Textil oder aus einer Schicht aus biologisch abbaubarem Kunststoff. Die Kopplungselemente 4 sind in verschiedenen Formen bekannt, etwa als einzeln spritzgegossene und dabei gleichzeitig an den Kanten der Reißverschlußbänder befestigte Kopplungselemente, als kontinuierliche Kopplungselemente, etwa gewundene Kopplungselemente, die durch Aufwinden eines Monofilaments aus biologisch abbaubarem Kunststoff in der Form einer Schraubenlinie gewunden sind, und als sogenannte Zickzack-Kopplungselemente, die durch abwechselndes vertikales Verbinden der in der Form des Buchstabens U in der lateralen Richtung in einer Ebene gebogenen Abschnitte in einem Zickzackmuster in der Längsrichtung hergestellt werden, und als spritzgegossene Kopplungselemente, die durch Befestigen der gegenüberliegenden Endabschnitte der einzelnen Kopplungselemente durch Spritzgießen an den beiden getrennten Verbindungsschnüren (Kernschnüren), die parallel zueinander in der Längsrichtung liegen, wodurch ein einer Leiter ähnelnder Aufbau gebildet ist, und Biegen des Aufbaus in der Form eines U um die Längsmittenlinie herge stellt sind. Wenn z. B. die gewickelten Kopplungselemente bei einem Reißverschluß verwendet werden, weist er ferner eine Kernschnur und einen Nähfaden als Bestandteile auf. Die Bezugsziffer 5 bezeichnet einen Schieber, der entlang der gegenüberliegenden Reihen Kopplungselemente zur Herstellung und zum Aufheben des Eingriffs der Kopplungselemente verschiebbar ist.
Der in 7 dargestellte Reißverschluß 1a hat eine Form, bei dem die oberen Enden der beiden Reißverschlußstreifen 2 weggeschnitten sind. Er unterscheidet sich von dem in 6 dargestellten Reißverschluß darin, daß durch Verschmelzen bestimmter unterer Abschnitte der in Eingriff befindlichen Reihen aus Kopplungselementen 4 ein unteres Stoppteil 6 gebildet ist.
Der in 8 dargestellte Reißverschluß 1b unterscheidet sich von dem in 6 dargestellten Reißverschluß dadurch, daß an den oberen Enden der Reihen aus Kopplungselementen 4b, die fest an Reißverschlußbändern 3b von Reißverschlußstreifen 2b befestigt sind, jeweils obere Stoppelemente 7 befestigt sind, und an ihren unteren Enden ein unteres Stoppelement 8 befestigt ist.
9 zeigt einen Reißverschluß 1c vom offenen Verbindungstyp. An den unteren Endabschnitten der Reißverschlußbänder 3c der Reißverschlußstreifen 2c sind durch Vermittlung einer Klebstoffschicht (nicht gezeigt) verstärkende schichtartige Elemente (Taft) 9 angebracht. Ein Aufnahmeelement 11 (box member) einer Stift-Aufnahme-Trenneinrichtung 10 ist an der Innenkante eines der gegenüberliegenden schichtartigen Verstärkungselemente 9 angebracht, und ein Schmetterlingsstab oder -stift 17 ist an der Innenkante des anderen schichtartigen Verstärkungselements 9 angebracht. Das Aufnahmeelement 11 ist einstückig ausgebildet mit einem an das Aufnahmeelement 11 und eine Aufnahmeelementstange 12 anschließenden vorstehenden Führungsteil 13, und zwischen der Aufnahmeelementstange 12 und dem vorstehenden Führungsteil 13 ist eine Rille 14 gebildet, um darin den unteren Endteil des Schiebers 5 gleitend aufzunehmen. In ähnlicher Weise ist zwischen der Schmetterlingsstange 17 und einer einstückig mit der anschließenden Schmetterlingsstange 17 ausgebildeten Führungsleiste 18 eine Führungsrille 19 ausgebildet. Ein Schmetterlingsstangeneinführloch 15 ist in vertikaler Richtung in dem linken Seitenabschnitt des Aufnahmeelements 11 ein geformt, und an der Außenwand des Schmetterlingsstangenaufnahmelochs 15 ist eine laterale Rille 16 gebildet. Wenn die Schmetterlingsstange 17 in das Schmetterlingsstangenaufnahmeloch 15 des Aufnahmeelements 11 eingeführt wird, kann dies daher leicht und gleichmäßig geschehen, weil die Innenseite des unteren Endes der Führungsleiste 18 an der Kante der lateralen Rille 16 des Aufnahmeelements 11 entlang gleitet, um die Schmetterlingsstange 17 zu führen.
In 9 bezeichnet die Bezugsziffer 20 eine Kernschnur, die in der Längsrichtung durch den freien Raum innerhalb der Spiralen der gewickelten Kopplungselemente 4c geführt ist und die Bezugsziffer 21 bezeichnet einen die Kernschnur 20 und das gewickelte Kopplungselement 4c entlang der Längskante des Reißverschlußbandes 3c vernähenden Nähfaden.
Die Stift-Aufnahme-Auftrenneinrichtung ist nicht eingeschränkt auf die Darstellung in 9. Als eine Version ist z. B. der sogenannte umgekehrte offene Verbindungstyp bekannt, der das gleiche Aufnahmeelement wie bei der Konstruktion des Schiebers 5 verwendet und ein in Eingriff und ein außer Eingriff Kommen der gegenüberliegenden Reihen von Kopplungselementen des Reißverschlusses am unteren Ende zuläßt.
Ferner verwendet das in der Abbildung dargestellte Ausführungsbeispiel schichtartige Verstärkungselemente, die von der Stift-Aufnahme-Auftrenneinrichtung separat ausgebildet und an dem unteren Endabschnitt jedes der Reißverschlußbänder angebracht sind. Die schichtartigen Verstärkungselemente sind nicht auf diese besondere Konstruktion eingeschränkt. Die Verstärkungselemente können einstückig mit der Stift-Aufnahme-Auftrenneinrichtung gebildet sein, wie z. B. bei einer Konstruktion der Fall, die ein durch Spritzgießen eines biologisch abbaubaren Kunststoffmaterials einstückig mit einem Aufnahmeelement oder einer Schmetterlingsstange gebildeten schichtartigen Abschnitt, der an der gesamten Länge des Reißverschlußbandes befestigt ist, aufweist, oder bei einer Konstruktion, die in einen schichtartigen Abschnitt eingefügte Schlitze eines beliebig wählbaren Musters aufweist, um dadurch für Flexibilität zu sorgen.
Die Erfindung erlaubt die Herstellung aller Bauteile eines Reißverschlusses, etwa von Reißverschlußbändern, Kopplungselementen, eines Schiebers, oberer und unterer Stoppelemente, eines Nähfadens, einer Kernschnur, einer Stift-Aufnahme-Auftrenneinrichtung und von schichtartigen Verstärkungselementen, aus dem erfindungsgemäßen biologisch abbaubaren Kunststoff. Ein Teil der Bauteile kann auch aus einem anderen biologisch abbaubaren Kunststoff oder einem allgemeinen synthetischen Kunststoff hergestellt sein.
Bei der Herstellung eines Reißverschlusses aus Kunststoff wird die Frage nach dem geeigneten Kunststoffmaterial abhängig von der Form des Reißverschlusses als Erzeugnis und den Konstruktionen der einzelnen Bauteile beantwortet. In manchen Fällen sollte z. B. der Schieber selbst aus einem anderen Kunststoff oder aus Metall hergestellt werden, und zwar abhängig von der erforderlichen Funktion oder Konstruktion. In solchen Fällen kann der Schieber aus dem erforderlichen Material hergestellt werden.
Der erfindungsgemäße biologisch abbaubare Kunststoff kann neben den oben erwähnten Reißverschlüssen auch bei anderen Typen von Befestigungs- oder Verschließvorrichtungen verwendet werden, z. B. bei den Vorrichtungen vom Schienentyp (railtype fastener).
Andererseits ist aus Funktionsgründen bei einer aus einem biologisch abbaubaren Kunststoff hergestellten lösbaren Verschlußeinrichtung oder Befestigungseinrichtung (im Folgenden kurz: Befestigungseinrichtung) eine ausreichende Dauerhaftigkeit zur Sicherstellung guter Verbindungskräfte trotz wiederholtem Gebrauch notwendig. Da die Eingriffselemente der auftrennbaren Befestigungs- und Verschlußeinrichtungen klein und schlank sind, werden sie von Mikroorganismen relativ schnell biologisch angegriffen. Andererseits wird das Basisteil nicht so leicht biologisch angegriffen, weil es eine erhebliche Dicke aufweist. Wenn das Basisteil mit einer kleineren Dicke ausgeführt ist, wird es durch Mikroorganismen auch leichter angegriffen und somit ebenfalls hinsichtlich Dauerhaftigkeit und Festigkeit verschlechtert werden.
Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist zumindest der Basisteil der auftrennbaren Befestigungseinrichtung mit einer solchen Querschnittsform versehen, daß die spezifische Oberfläche erhöht ist. Zu diesem Zweck werden zumindest in dem Basisteil Rillen und/oder Löcher gebildet oder z. B. von der Rückseite des Basisteils durch das Innere der Eingriffselemente Löcher erstreckt. Der in dieser Beschreibung verwendete Begriff „Loch" umfaßt dabei sowohl Durchgangslöcher als auch Sacklöcher (oder Ausnehmungen). Bei einem Basisteil mit der Form einer flachen Platte ist die Herstellung einer rauhen Oberfläche darauf eine wirksame Möglichkeit zum Erhöhen der spezifischen Oberfläche.
Durch Erhöhen der spezifischen Oberfläche des Basisteils der auftrennbaren Befestigungseinrichtung, wie oben beschrieben, kann die auftrennbare Befestigungseinrichtung dauerhaft und fest sein und gleichzeitig den Abbau des Basisteils durch Einwirkung von Mikroorganismen fördern. Durch Ausbilden von Rillen und/oder Löchern in dem Basisteil ist eine Flexibilität des Basisteils möglich, und durch einfache Verformung des Basisteils ein schneller Eingriff zwischen den Eingriffselementen und eine Verbesserung der Eingriffskraft, wie es erwartet wurde.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen auftrennbaren Befestigungseinrichtung kann durch ein beliebiges der verschiedenen bekannten Verfahren durchgeführt werden, außer daß die zu verwendenden Materialien die oben erwähnten biologisch abbaubaren Kunststoffe sind. Die auftrennbare Befestigungseinrichtung ist hinsichtlich ihrer Form nicht eingeschränkt. Das männliche Befestigungselement der auftrennbaren Befestigungseinrichtung kann zum Beispiel hergestellt sein aus einem biologisch abbaubaren Kunststoff durch einstückiges Formen des Basisteils mit in verschiedener Weise geformten Eingriffselementen, etwa hakenförmigen Eingriffselementen, Eingriffselementen mit halbkugelförmigen Kopfteilen und Eingriffselementen mit konischen Kopfteilen, die sich von dem Basisteil aus erheben. Es kann andererseits auch durch Herstellen eines durch Weben oder Stricken bzw. Wirken biologisch abbaubarer Kunststoffasern erzeugten Basistextils mit sich von dem Basistextil aus erhebenden Schlaufen und Schneiden der Schlaufen zu Umwandlung in Haken hergestellt werden. Die Struktur der männlichen Befestigungselemente ist nicht besonders eingeschränkt. Das weibliche Befestigungselement der auftrennbaren Befestigungseinrichtung kann hergestellt werden durch Erzeugen eines tuchgewebten (pile woven) und/oder gestrickten bzw. gewirkten Textils mit Schlaufen durch biologisch abbaubare Kunststoffasern oder eines gewebten oder gewirkten bzw. gestrickten Textils, bei dem eine Mehrzahl Schlaufen auf seiner Oberfläche durch Anheben ausgebildet sind, aus diesen Fasern oder eines anderen nichtgewebten Textils daraus. Ein beliebiger Typ weiblicher Befestigungselemente kann eingesetzt werden, solange sich die Möglichkeit eines Eingriffs mit den männlichen Befestigungselementen ergibt. Ferner kann durch Ausbilden der Kopfteile der Eingriffselemente als in entgegengesetzte Seiten oder in zahlreiche Richtungen vorstehende Hakenteile ein gegenseitiger Eingriff der Hakenteile und eine gleichzeitige Funktion als männliches und weibliches Element erzeugt werden.
Im Folgenden wird anhand der in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele eine Beschreibung der verschiedenen Formen von biologisch abbaubaren auftrennbaren Befestigungseinrichtungen, insbesondere Klettverschlüssen, gemäß dieser Erfindung gegeben.
Die 10 und 11 zeigen eine auftrennbare Befestigungseinrichtung aus biologisch abbaubarem Kunststoff als erstes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel; 10 zeigt eine perspektivische Ansicht eines männlichen Befestigungselements 30 und 11 den Eingriff zwischen dem männlichen Befestigungselement 30 und einem weiblichen Befestigungselement 40.
Das männliche Befestigungselement 30 wird hergestellt durch einstückiges Formen eines Basisteils 31 und einer Mehrzahl hakenartiger Eingriffselemente 32, die von dem Basisteil abstehen, aus einem oben erwähnten biologisch abbaubaren Kunststoff. Die Eingriffselemente 32 sind auf den Verstärkungsrippen 33 gebildet, die in vorbestimmten Intervallen in der Längsrichtung des Basisteils ausgebildet sind. An der Rückseite des Basisteils 31 sind Rillen 34 in der Längsrichtung gestreckt ausgebildet, um den Abbau des Befestigungselements durch Einwirkung von Mikroorganismen zu erleichtern und außerdem eine geeignete Flexibilität und Festigkeit sicherzustellen. Die Rillen 34 bilden zwischen sich Längsrippen 35.
Dieses männliche Befestigungselement 30 und das weibliche Befestigungselement 40, das eine Mehrzahl von von der Vorderseite eines Basisteils 41, das durch Weben oder Stricken bzw. Wirken biologisch abbaubarer Kunststoffasern hergestellt ist, vorstehenden schlaufenförmigen Eingriffselementen 42 aufweist, sind durch die Tatsache in festen Eingriff miteinander gebracht, daß die hakenförmigen Eingriffselemente 32 in den schlaufenförmigen Eingriffselementen 42 gefangen sind, wie in 11 gezeigt.
Die 12 und 13 zeigen das zweite Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße auftrennbare Befestigungseinrichtung aus biologisch abbaubarem Kunststoff; 12 zeigt eine perspektivische Ansicht des männlichen Befestigungselements 30a und 13 den Eingriffszustand zwischen dem männlichen Befestigungselement 30a und dem weiblichen Befestigungselement 40.
Das männliche Befestigungselement 30a dieses Ausführungsbeispiels unterscheidet sich von dem des ersten obigen Ausführungsbeispiels dadurch, daß die jeweils aus einem Paar benachbarter Hakenstücke 36 und 37 gebildeten Eingriffselemente 32a, die in in Bezug zueinander entgegengesetzte Richtungen weisende hakenförmige Vorderenden aufweisen, sich von dem Basisteil 31a erheben, daß die Verstärkungsrippen 33a ausschließlich an den Basisteilen der entsprechenden Eingriffselemente 32a in intermittierender Weise gebildet sind, und daß die Rillen 34a in der Breitenrichtung an der Rückseite des Basisteils 31a zum Zweck einer Biegefähigkeit in der Breitenrichtung gebildet sind.
Das weibliche Befestigungselement 40 hat die gleiche Struktur wie bei dem obigen ersten Ausführungsbeispiel.
Die obigen männlichen Befestigungselemente aus biologisch abbaubarem Kunststoff können hergestellt werden mit einer Formvorrichtung bzw. Spritzgußvorrichtung gemäß dem US-Patent Nr. 3,312,583 oder der veröffentlichten japanischen Patentanmeldung KOKAI (frühe Veröffentlichung) Nr. 6-38811, als Beispiel, und geeignet modifiziert werden, wie z. B. durch Ausbildung von Rillen bildenden Rippen in einem Formwerkzeug oder durch zusätzliche Verwendung einer Rillenherstellwalze.
Die 14 und 15 zeigen das dritte Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße auftrennbare Befestigungseinrichtung aus biologisch abbaubarem Kunststoff, nämlich eine bandartige auftrennbare Befestigungseinrichtung 30b, die aus identischen männlichen und weiblichen Befestigungselementen aufgebaut ist.
Obwohl sich die auftrennbare Befestigungseinrichtung 30b von den obigen Ausführungsbeispielen hinsichtlich der einstückigen Ausbildung des Basisteils 31b und der Mehrzahl von Eingriffselementen 32b aus biologisch abbaubarem Kunststoff nicht unterscheidet, unterscheidet sie sich jedoch davon dadurch, daß die Eingriffselemente 32b jeweils mit einem aus einem Paar Hakenstücke 36b und 37b, die in einer bogenförmigen Weise nach entgegengesetzten Seiten vorstehen, gebildeten Kopfteil versehen sind, das in der Längsrichtung an der oberen Seite des Basisteils 31b an den Positionen, an denen die Eingriffselemente 32b sitzen, eine Mehrzahl von Rillen 34b gebildet ist, und daß in den Rillen 34b an den entgegengesetzten Seiten der Eingriffselemente 32b Löcher 38b gebildet sind. Die Ausbildung der Rillen 34b und der Löcher 38b in dem Basisteil 31b der auftrennbaren Befestigungseinrichtung 30b kann den biologischen Abbau durch Mikroorganismen erleichtern und gleichzeitig der auftrennbaren Befestigungseinrichtung eine geeignete Flexibilität und Festigkeit verleihen. Da diese auftrennbare Befestigungseinrichtung 30b mit einer Mehrzahl von Eingriffselementen 32b ausgebildet ist, die jeweils aus einem Paar Hakenstücken 36b und 37b aufgebaut sind, die nach entgegengesetzten Seiten vorstehen, können die Hakenstücke eines Befestigungselements die Hakenstücke des anderen Befestigungselements greifen, wenn diese beiden Befestigungselemente in solcher Weise aufeinander gelegt werden, daß ihre Eingriffselemente einander zugewandt sind.
Die auftrennbare Befestigungseinrichtung 30b gemäß diesem Ausführungsbeispiel kann durch Einspritzen des biologisch abbaubaren Kunststoffs in einen durch ein oberes und ein unteres Formwerkzeug mit Hohlräumen vorbestimmter Form definierten Hohlraum spritzgegossen werden. Die auftrennbare Befestigungseinrichtung 30b gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist, im Gegensatz zu den obigen Ausführungsbeispielen, in Form eines Bandes (einstückiges Erzeugnis) mit einer vorbestimmten Fläche spritzgegossen.
Wenn bei der Befestigung eine große Fläche abgedeckt werden muß, wird dementsprechend eine einander benachbart aufgereihte Mehrzahl solcher auftrennbarer Befestigungseinrichtungen 30b verwendet.
Die 16 und 17 illustrieren das vierte Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße auftrennbare Befestigungseinrichtung aus biologisch abbaubarem Kunststoff, nämlich eine durch Herstellen von Monofilamenten oder Multifilamenten (Einfachfäden bzw. Mehrfachfäden) aus dem biologisch abbaubaren Kunststoff und Verweben dieser hergestellten auftrennbaren Befestigungseinrichtung.
Bei einem in 16 gezeigten weiblichen Befestigungselement 40a sind aus biologisch abbaubaren Kunststoffilamenten gebildete Florgarne in einem Flormuster zu einem Basisteil (Basistextil) 41a verwebt, das durch Flachweben biologisch abbaubarer Kunststoffilamente erzeugt ist, und zwar so, daß schlaufenförmige weibliche Eingriffselemente 42a, die sich von der Vorderseite des Basisteils 41a erheben, gebildet sind. Ein in 17 gezeigtes männliches Befestigungselement 30c ist in der Struktur identisch mit dem oben erwähnten weiblichen Befestigungselement 40a, außer daß die Schlaufen teilweise aufgeschnitten sind, um hakenförmige Eingriffselemente 32c zu bilden. Übrigens kann die in 17 dargestellte auftrennbare Befestigungseinrichtung auch als identisches männliches und weibliches Befestigungselement verwendet werden.
Eine Rückseitenbeschichtung 45 aus entweder einem wasserlöslichen Kunststoff oder einem biologisch abbaubaren Kunststoff, die ein Ausfasern der gewebten Garne verhindern soll, ist auf die Rückseite des weiblichen Befestigungselements 40a und des männlichen Befestigungselements 30c aufgebracht. Wenn die Rückseitenbeschichtung 45 mit einem wasserlöslichen Kunststoff hergestellt ist, kann sie bei Befeuchtung mit Wasser als Klebstoffschicht dienen. Wenn die, wie oben beschrieben, aufgebauten auftrennbaren Befestigungseinrichtungen 30c und 40a weggeworfen werden, stellen sie kein Umweltverschmutzungsproblem dar, weil die Teile (31c, 32c, 41a und 42a) aus dem biologisch abbaubaren Kunststoff durch Einwirkung von Mikroorganismen zersetzt werden und die Rückseitenbeschichtung 45 aus dem wasserlöslichen Kunststoff vollständig durch Regenwasser aufgelöst wird. Wenn die Rückseitenbeschichtung aus dem wasserlöslichen Kunststoff vollständig aufgelöst ist, verwandeln sich die Basisteile 31c und 41a darüber hinaus in ungeschützte gewebte Textilstücke aus biologisch abbaubaren Kunststoffilamenten mit einer großen Zahl von Lücken und Zwischenräumen, die sehr schnell eine durch die Mikroorganismen hervorgerufene biologische Zersetzung zeigen.
Die 18 und 19 zeigen das fünfte Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße auftrennbare Befestigungseinrichtung aus dem biologisch abbaubaren Kunststoff, und zwar ein Beispiel für das Verfahren zur Herstellung von Löchern und Rillen in dem Basisteil der auftrennbaren Befestigungseinrichtung durch die Auflösung des wasserlöslichen Kunststoffs in einem Lösungsmittel. Die Eingriffselemente 32d eines männlichen Befestigungselements 30d sind in der Form mit denjenigen des in 12 dargestellten Ausführungsbeispiels identisch.
In diesem Fall erhält man ein männliches Befestigungselement 30d mit Löchern 38d und Rillen 34d, die in dem Basisteil 31d ausgebildet sind, wie in 19 dargestellt, indem die Eingriffselemente 32d und ein Teil des Basisteils 31d des männlichen Befestigungselements 30d hergestellt werden mit dem biologisch abbaubaren Kunststoff und die Teile des Basisteils, die die Löcher und die Rillen bilden sollen, mit dem wasserlöslichen Kunststoff 46 hergestellt werden, und dann das hergestellte Erzeugnis in ein Lösungsmittel, etwa Wasser oder eine wäßrige Alkohollösung, getaucht wird, wodurch ein Auflösen des wasserlöslichen Kunststoffs 46 erfolgt.
Das männliche Befestigungselement 30d mit dem an der Rückseite des Basisteils 31d überlagerten wasserlöslichen Kunststoffs 46, wie in 18 dargestellt, kann in unverändertem Zustand eingesetzt werden. In diesem Fall dient der wasserlösliche Kunststoff 46 bei Anfeuchtung mit Wasser als Klebstoffschicht. Wenn das, wie oben beschrieben aufgebaute männliche Befestigungselement 30d weggeworfen wird, schreitet sein biologischer Abbau durch Mikroorganismen schnell voran, weil sich der wasserlösliche Kunststoff 46 vollständig durch Regenwasser auflöst und sich daher in dem männlichen Befestigungselement 30d aus dem biologisch abbaubaren Kunststoff die Löcher 38d und die Rillen 34d bilden.
Ein, wie in 18 dargestellt, aufgebautes männliches Befestigungselement 30d kann hergestellt werden durch Erzeugen eines wasserlöslichen Kunststoffilms, auf dem zuvor vorstehende Teile oder Rippen gebildet worden sind, die zu den Löchern und den Rillen passen, und durch festes Andrücken des wasserlöslichen Kunststoffilms gegen die Rückseite des männlichen Befestigungselements aus dem biologisch abbaubaren Kunststoff, das sich noch in einem teilgeschmolzenen Zustand befindet.
20 zeigt das sechste Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes männliches Befestigungselement aus dem biologisch abbaubaren Kunststoff. Das männliche Befestigungselement 30e bei diesem Ausführungsbeispiel ist versehen mit sich von einem Basisteil 31e aus durch Eingriffselemente 32e erstreckende Löcher 38e, so daß es folglich noch flexibler ist und einen beschleunigten biologischen Abbau durch Mikroorganismen zeigt. Die Herstellung dieser Löcher 38e kann z. B. ausgeführt werden durch Herstellen eines wasserlöslichen Kunststoffilms mit darauf ausgebildeten spitzen vorstehenden Teilen, die in der Form zu den oben erwähnten Löchern 38e passen, Andrücken des wasserlöslichen Kunststoffilms in einen fest anhaftenden Zustand an dem männlichen Befestigungselement 30e, das frisch hergestellt und sich noch in einem teilgeschmolzenen oder erweichten Zustand befindet, und zwar in solcher Weise, daß die vorstehenden Teile darin eingebettet werden, dann Abkühlen und Erstarrenlassen des männlichen Befestigungselements und danach Auflösen des wasserlöslichen Kunststoffilms in einem geeigneten Lösungsmittel.
Als weiteres Beispiel für das Verfahren zur Herstellung solcher Löcher und/oder Rillen, wie oben beschrieben, kommt in Betracht: Herstellen eines wasserlöslichen Kunststoffilms mit darauf solchermaßen ausgebildeten vorstehenden Teilen und/oder Rippen, daß sie den Löchern und/oder den Rillen entsprechen, Anordnen des wasserlöslichen Kunststofffilms in einem Hohlraum eines unteren Formwerkzeugs und Formen bzw. Spritzgießen der Befestigungseinrichtung mit dem biologisch abbaubaren Kunststoff unter Verwendung des wasserlöslichen Kunststoffilms als Hohlraumseite des unteren Formwerkzeugs.
Als wasserlöslicher Kunststoff für die Herstellung der Rillen und/oder Löcher in der auftrennbaren Befestigungseinrichtung oder als Klebstoffschicht kann ein beliebiger Kunststoff verwendet werden, solange er eine hydrophile Gruppe aufweist, etwa eine Hydroxylgruppe, eine Karboxylgruppe oder eine Sulfogruppe, Wasserlöslichkeit zeigt und formbar bzw. spritzgießbar ist. Als konkrete Materialbeispiele sind zu nennen Polyvinylalkohol, modifizierter Polyvinylalkohol, Polyacrylsäure, Polyethylenoxid, CMC (Carboxy-Methyl-Zellulose) und Gummi. Unter den oben aufgezählten Materialien ist besonders vorteilhaft der modifizierte Polyvinylalkohol (etwa das durch Aufpfropfen von Polyoxyalkylen an ein Vinylalkohol-Allyl-Alkoholkopolymer erzeugte GRAFT-Polymer, hergestellt von Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd. und erhältlich unter der Handelsbezeichnung „Ecomaty AX").
Als in Kombination mit dem erfindungsgemäßen biologisch abbaubaren Kunststoff optional verwendbarer weiterer biologisch abbaubarer Kunststoff kann ein beliebiger biologisch abbaubarer Kunststoff verwendet werden, solange er formbar bzw. spritzgießbar ist und eine geeignete Flexibilität und Härte zeigt und von Mikroorganismen zersetzt werden kann. Konkrete Beispiele für den Kunststoff sind Kunststoffe aus einem mikrobiologischen Fermentationsproduktionsprozeß, etwa ein Kopolymer von Hydroxybuttersäure mit Hydroxyvaleriansäure (hergestellt von Zeneka KK und erhältlich unter der Handelsbezeichnung „Biopol"), natürliche makromolekulare (Stärke-)Kunststoffe, etwa eine Mischung von Stärke mit modifiziertem Polyvinylalkohol (hergestellt von Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd. und erhältlich unter der Handelsbezeichnung „Mater-Bi") sowie eine Mischung von Stärke mit einem biologisch abbaubaren synthetischen Polymer (hergestellt von Werner Lambert Corp., USA, und erhältlich unter der Handelsbezeichnung „Novon") und chemische synthetische Kunststoffe, etwa Polycaprolacton (hergestellt von Daicel Chemical Industry K. K. und erhältlich unter der Handelsbezeichnung „Praccel").
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Arbeitsbeispielen beschrieben, die die erfindungsgemäße Wirkung im einzelnen demonstrieren.
Beispiel 1
Als Ausgangsmaterialien wurden hierbei kommerziell erhältliche, biologisch abbaubare Kunststoffe verwendet. Bei diesem Beispiel wurde der biologisch abbaubare Kunststoff vom aliphatischen Polyestertyp von Showa Highpolymer Co., Ltd., verkauft unter der Handelsbezeichnung „Bionolle" #1020, als Polybutylensuccinat eingesetzt und der biologisch abbaubare Kunststoff vom Poly-Milchsäure-Typ von Shimatzu Seisakusho K. K., verkauft unter der Handelsbezeichnung „LACT" als Poly-Milchsäure eingesetzt. Zunächst wurden diese Produkte in der Form von Pillen bei vermindertem Druck und 80°C für vier Stunden getrocknet. Die in solchen Mengen abgewogenen Kunststoffe, daß sich ein Bionolle/LACT-Gewichtsverhältnis von 75/25 ergibt, wurden in eine Knetvorrichtung geworfen. Sie wurden bei 170°C Knettemperatur, 60 U/Min Mischerumlaufgeschwindigkeit und 5 Minuten Knetzeit geknetet, um den Kunststoff a mit den in Tabelle 1 dargestellten Eigenschaften zu erhalten. Entsprechend wurde der Kunststoff b mit 190°C Knettemperatur, 60 U/Min. Mischerumlaufgeschwindigkeit und 5 Minuten Knetzeit und der Kunststoff c mit 210°C Knettemperatur, 60 Umdrehungen/Minute Mischerumlaufgeschwindigkeit und 5 Minuten Knetzeit erhalten.
Die durch die oben beschriebene Prozedur hergestellten Kunststoffe a-c wurden getrennt in der Form von Monofilamenten extrudiert und bezüglich der Zugfestigkeit durch eine Dehnungstesteinrichtung untersucht. Ein Schnitt durch die Monofilamente aus dem Kunststoff a, b und c wurde untersucht, um die Durchmesser der Partikel von LACT als Poly-Milchsäure-Komponente zu messen. Die entsprechenden Zugfestigkeitsdaten und die Daten der LACT-Partikeldurchmesser sind zusammen in Tabelle 1 dargestellt. Aus den Resultaten in Tabelle 1 ergibt sich deutlich, daß die LACT-Partikel in allen Kunststoffen Durchmesser von nicht über 9 μm hatten und die Festigkeit des gekneteten Kunststoffes mit abnehmendem Partikeldurchmesser zunahm.
Die Kunststoffe a, b und c wurden getrennt mit einer Spritzgußvorrichtung verarbeitet, um spritzgegossene Reißverschlüsse A, B und C nach der Spezifikation 5VS zu erhalten und diese Reißverschlüsse wurden hinsichtlich der lateralen Zugfestigkeit getestet. Die Testresultate sind zusammen mit den Durchmessern der LACT-Partikel in Tabelle 1 gezeigt.
Die laterale Zugfestigkeit wurde gemessen wie in 21 dargestellt. Die Reißverschlußstreifen 2d wurden so gehalten, daß die Kopplungselemente 4d in verkoppeltem Zustand waren, und die Reißverschlußbänder 3d wurden unter Verwendung einer Zugfestigkeitstesteinrichtung mit einer festen Rate (300 mm/Minute) in der Eingriffsrichtung der Streifen gezogen, wie in 21 dargestellt, um die Zugfestigkeit zu testen. Die bei dem Test verwendeten Halterungen 50 hatten eine Breite von 25 mm.
Tabelle 1
Aus den Resultaten in Tabelle 1 ergibt sich deutlich, daß die laterale Zugfestigkeit des Reißverschlusses mit abnehmendem LACT-Partikeldurchmesser im Verhältnis stieg. Alle Spritzgußgegenstände zeigten laterale Zugfestigkeiten über dem Standard von 25 kgf/25 mm der Spezifikation 5VS gemäß den JIS (Japanese Industrial Standard = japanische Industrienorm). Die Resultate zeigen die Verbesserung der Festigkeit durch Durchmesser der LACT-Partikel von nicht über 9 μm.
Beispiel 2
Als Ausgangsmaterialien wurden hier kommerziell erhältliche biologisch abbaubare Kunststoffe verwendet. Bei diesem Beispiel wurde die Talk enthaltende (30%) Variante des biologisch abbaubaren Kunststoffs vom aliphatischen Polyestertyp von Showa High Polymer Co., Ltd, verkauft unter der Handelsbezeichnung „Bionolle" #1020, als Talk enthaltendes Polybutylensuccinat eingesetzt und der biologisch abbaubare Kunststoff vom Poly-Milchsäure-Typ von Shimadzu Seisakusho K. K., erhältlich unter der Handelsbezeichnung „LACT" #2010, als Poly- Milchsäure. Zunächst wurden diese Produkte in der Form von Pillen bei verringertem Druck und 80°C vier Stunden getrocknet. Die getrockneten Kunststoffe wurden getrennt nach dem Trockenmischverfahren verarbeitet unter Verwendung einer Spritzgußvorrichtung, um spritzgegossene Reißverschlüsse zu erhalten, nämlich den Reißverschluß A, der ausschließlich aus der 30 % Talk enthaltenden Variante von Bionolle gebildet war, und den Reißverschluß B, der aus der 30 % Talk enthaltenden Variante von Bionolle und LACT in einem Mischungsverhältnis von 80120 (Gew.-%) oder Bionolle/Talk/LACT in einem Mischungsverhältnis von 56/24/20 (Gew.-%) gebildet war.
Die resultierenden Gegenstände A und B wurden getrennt hinsichtlich der lateralen Zugfestigkeit getestet. Die Testresultate sind in Tabelle 2 gezeigt.
Tabelle 2
Bei Vergleich der Probe aus ausschließlich Talk enthaltendem Bionolle (Spritzgußgegenstand A) und der Probe aus Talk enthaltendem Bionolle als kontinuierliche Phase und LACT als dispergierte Phase (Spritzgußgegenstand B) nach Tabelle 2 ergibt sich, daß der Reißverschluß B mit LACT für die dispergierte Phase eine höhere laterale Zugfestigkeit zeigte. Die Testresultate zeigen den Festigkeitsgewinn durch eine Dreiphasenstruktur aus einer kontinuierlichen Phase eines biologisch abbaubaren und einen anorganischen Füllstoff enthaltenden Kunststoffs und der dispergierten Phase aus dem biologisch abbaubaren Kunststoff.
Die erfindungsgemäßen Verschlußelemente aus biologisch abbaubarem Kunststoff können die Umwelt nicht schädigen oder ein öffentliches Ärgernis bilden, wenn sie weggeworfen werden, weil sie aus einem biologisch abbaubarem Kunststoff bestehen, der durch Mikroorganismen im Boden oder im Wasser zersetzt wird, wenn sie nach Gebrauch weggeworfen werden, und ferner optional aus einem anorga nischen Füllmaterial, das aus einer in der Natur auftretenden anorganischen Verbindung besteht. Da die Erzeugnisse aus den biologisch abbaubaren Kunststoffen ferner auf dem Boden zu Kompost werden, können sie nicht zu verstreuten Teilen werden, wie bei gewöhnlichen Kunststofferzeugnissen, und können wilde Tiere nicht verletzen. Die Tatsache, daß diese Erzeugnisse bei der Zersetzung an Volumen verlieren, führt zu einer längeren aktiven Zeit einer Müllkippe bzw. stabilisiert den Zustand der Müllkippe. Wenn diese Erzeugnisse durch Verbrennung beseitigt werden, wird die Möglichkeit einer Beschädigung des Verbrennungsofens verringert, weil der biologisch abbaubare Kunststoff beim Verbrennen eine geringe Wärmemenge erzeugt. Die biologisch abbaubare auftrennbare Verschlußeinrichtung als Ausführungsform der Erfindung kann in vorteilhafter Weise eingesetzt werden zum Verbinden von Teilen bei verschiedenen Wegwerfprodukten, etwa Bändern zum Schnüren, Saatabdeckungen, Pilzzuchtabdeckungen und Windeln, die aus einem biologisch abbaubaren Kunststoff oder einem wasserlöslichen Kunststoff hergestellt sind.

Claims

Verschlußelement aus einem biologisch abbaubaren Kunststoffmaterial mit einer kontinuierlichen Phase aus einem aliphatischen Polyester, nämlich Polybutylensuccinat und/oder Polyethylenadipat, und einer dispergierten Phase aus Milchsäure, wobei die aliphatische Polyester-Komponente einen Anteil von zumindest 50 Gew.-% des Materials ausmacht und die Poly-Milchsäure in der Form von Partikeln in dem aliphatischen Polyester dispergiert ist, wobei das Verschlußelement ein Reißverschluß, ein männliches Befestigungselement einer auftrennbaren Befestigungseinrichtung, ein weibliches Befestigungselement einer auftrennbaren Befestigungseinrichtung oder ein Klettverschluß ist.
Verschlußelement nach Anspruch 1, bei dem die aliphatische Polyester-Komponente einen Anteil im Bereich von 55-90 Gew.-% des Materials ausmacht.
Verschlußelement nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die kontinuierliche Phase gebildet ist aus einem ein anorganisches Füllmaterial enthaltenden aliphatischen Polyester.
Verschlußelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die dispergierte Phase einen Anteil im Bereich von 5-45 Gew.-% des Materials ausmacht.
Verschlußelement nach Anspruch 3, auch in Verbindung mit 4, bei dem das anorganische Füllmaterial zumindest ein Element ist aus der Gruppe aus Talk, Kalziumkarbonat, Ton, Kaolin, Kohlenstoff, Glimmer, Siliziumoxid, Aluminiumoxid, Aluminiumhydroxid, Magnesiumkarbonat, Magnesiumoxid, Magnesiumhydroxid und Bariumsulfat.
Verschlußelement nach Anspruch 3, auch in Verbindung mit Anspruch 4 oder 5, bei dem das in der kontinuierlichen Phase vorliegende anorganische Füllmaterial in einer Menge von 5-100 Gewichtsteilen auf der Basis von 100 Gewichtsteilen des aliphatischen Polyesters vorliegt.
Verschlußelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der Durchmesser der Partikel der Polymilchsäure nicht mehr als 9 μm beträgt.