TR201807194T4 - Polilaktik asit ürünleri ve bunların kullanımı. - Google Patents

Abstract

Buluş, polilaktik asit (PLA) içeren materyallere yöneliktir. Buluşa göre, PLA materyali en azından, 1:4 veya daha fazla toplam germe oranında makine yönünde gerilir. Bu materyaller, mükemmel biyolojik olarak parçalanabilirliğe sahiptir ve bahçecilikte, özellikle bitkiler veya bunların parçalarının bağlanmasında kullanım bulur.

Description

TARIFNAME POLILAKTIK ASIT ÜRÜNLERI VE BUNLARIN KULLANIMI Bulus, polilaktik asit (PLA) içeren materyallere yöneliktir.

Polilaktid asit, -[-C(CH3) -C(O) -O-],,- yapisal formülüne sahiptir. PLA°nin önemli özelliklerinden biri, biyolojik olarak parçalanabilir olmasidir, diger bir deyisle, zaman içinde enzimatik etkinin etkisi altinda kompost edildiginde parçalanabilir. Biyolojik olarak parçalanabilir polimerlerin gelisimi, çiftçilikte, Özellikle bahçecilikte özel ilgiye sahiptir. Örnegin, bitkileri ve benzerlerini baglamak üzere kullanilabilen biyolojik olarak parçalanabilen bir materyalden yapilmis bantlara (veya iplikler, teller ve benzerlerine) yönelik uzun süreli bir ihtiyaç mevcuttur. Mevcut durumda, bu bantlar, poliolefinler gibi parçalanainayan plastiklerden olusturulur. Sonuç olarak, mevcut bahçecilik isletmesinde üretilen organik atik (örnegin yapraklar, saplar veya bitkilerin tamami), tamamen biyolojik olarak parçalanabilir bir stok elde etmek üzere kompost edilmeden Önce bu parçalanamayan plastiklerden temizlenmelidir. Bu temizlik, genel olarak el ile yapilir ve bu nedenle masrafli ve zaman alicidir.

Tarim sanayiide, özellikle bahçecilikte, yukarida belirtilen amaca yönelik olarak kullanilabilecek biyolojik olarak parçalanabilir bantlara sahip olmak istenebilir.

Yukarida belirtilen amaçlara yönelik olarak, özellikle bitkileri veya bitkilerin parçalarini baglamak üzere bahçecilikte kullanima yönelik olarak PLA materyalleri saglamak, mevcut bulusun bir amacidir.

Geçmiste, yukarida geçen amaca yönelik PLA bantlari üretme girisimleri olmustur. Ancak bu girisimler, uygun özelliklere sahip ürünler üretmemistir. Bu amaca yönelik olarak uygun bantlarin üretilmesindeki önemli islemlerden birinin, fibrilasyon adimi oldugu ortaya çikmistir. Fibrilasyon adimi, bantlarin uzunlamasina yönünde bir veya daha fazla küçük kesik uygulanmasini içerir.

Tipik olarak, bir igneli silindir veya pimli silindir, bu amaca yönelik olarak 01984-P-0001 kullanilir. Bu yapilarak, bant daha esnek hale getirilir, bu, aslinda bir dügüm içine baglanabilen bir ürün elde etmek için gereklidir. Önceki teknikteki PLA materyalleri kullanilarak, uygun olmayan bir ürün elde edilerek bantin ikiye ayrilmasi veya kopmasina yol açacak olmasi nedeniyle fibrilasyon adiminin, basarili bir sekilde gerçeklestirilemeyecegi bulunmustur.

EP-A-l 514 902, spesifik bir plastiklestirici türü içeren çift eksenli olarak gerilmis PLA filmlerini açiklar. EP-A-l 514 9023ye ait filmler, 7 kat veya daha fazla bir alandaki büyütme oranina gerilir. Özellikle makine yönünde olmak üzere, 4,ün üzerinde oranlarda boylamasina gerdirme, bu dokümanda önerilmez veya açiklanmaz. Plastiklestiriciler, PLA matrisinin kirilma toklugunu arttirmak üzere ve böylece bantin kopmasini azaltarak EP-A-l 514 902'ye ait bilesimlere eklenir.

Bununla birlikte, bu solüsyon, materyallerin esneklik katsayisinin azalmasi etkisine sahiptir. Sonuç olarak, EP-A-l 514 902'de açiklanan materyallerin, nispeten düsük olan, genel olarak 1.5 GPasdan az bir E katsayisina sahip oldugu açiklanir. Ayni zamanda iç yaglayici maddeler olarak bilinen bazi plastiklestiricilerin eklenmesi, Baiardo v.d. (Journal of Applied Polymer Science, Tg°si üzerindeki etkiden kolayca gözlemlenebildiginden, artan akma oranlarina yol açacagi bilinir. Birçok durumda yüksek akma oranlari, özellikle mevcut bulus tarafindan öngörülen uygulamalara yönelik olarak kabul edilemez. Ayrica bu iç yaglayici maddeler, bazen filtre edilebilir veya sadece materyalin yüzeyine tasinabilir ve kirilir plastiklere, ipler veya iplikler üzerinde kaygan bir yüzeyden dolayi düsük dügümlenebilirlige ve/veya bitkiler ile uyusmazlik durumunda hastaliklara yol açabilir. karisimi içeren paketleme bantlarini açiklar. Bantlar, en azindan bir yüz üzerinde yüzey bozukluklari ile saglanir. Alifatik-aromatik kopoliesterler, genis ölçüde, PLA islenebilirligini gelistirmek üzere kullanilir ve üretilmis olan bantlar ve ipliklerde daha yüksek saglamliklar verebilir. Bununla birlikte, bu kopolimerlerin, 01984-P-0001 yetersiz derecede UV stabil oldugu ve materyalin, gün isigina maruz kalacagi uygulamalarda kullanmak amaciyla UV stabilizasyonu gerektirecegi bulunmustur.

Diger taraftan, akiskan bir polimer olarak (diger bir deyisle, agirlikça %953ten fazla, tercihen agirlikça %97”den fazla, daha çok tercih edildigi üzere agirlikça 1,den görülebildigi üzere, agirlikça %5 kadar düsük seviyelerdeki JP-A- hizlandirilmis degradasyona yol açmasi göz önünde bulunduruldugunda, oldukça iyi bir UV stabilitesi sundugu bulunmustur. bagli olarak PLA içeren çift eksenli olarak gerdirilen filmi açiklar. Çift eksenli gerdirrne, 0.9 ile 2.0 arasinda olan X/Ysde gerçeklestirilir, burada X, makine yönündeki gerdirme oranidir ve Y, enine yöndeki gerdirme oranidir. 4'ten fazla olan makine yönündeki toplam gerdirme oranlari, dokümanda açiklanmaz ve belirtilmez. Yanal yöndeki yirtilma dayanimi, açik bir sekilde film kesme özelliklerinin bir sorun olmasi nedeniyle 50 niNSden az olmak üzere oldukça düsüktür.

Mevcut bulusa ait PLA ürünleri, bir bant, film veya iplik veya benzer bir sekil biçimine sahiptir. Genel olarak, bunlar, kalinligindan önemli ölçüde uzun olan bir uzunluk ile karakterize edilir. Tipik olarak, ürün, kalinligindan 100 kat fazla olan bir uzunluga sahip sicim seklinde bir nesnedir. Örnegin, tipik bir makara, 0.1 mm veya daha az kalinliga sahip olan yaklasik olarak 5000 m bant içerebilir. Bant, ayrica bükülebilir, bu durumda tipik çap, yaklasik 2.5 mmldir. Bunun enine kesiti, herhangi bir biçimde olabilir. Tipik olarak, daire, kare veya dikdörtgendir. Ayrica ürün, birden çok ince telden olusabilir.

PLA ürünlerinin mekanik özelliklerini gelistirmek üzere, mevcut bulusçular, genis bir arastirma yapmistir ve özellikle bir veya daha fazla germe (veya çekme) adimi uygulanarak bu özellikleri gelistirme ihtimalini arastirmistir. Bu bakimdan, tüm 01984-P-0001 polimerik materyallerin, pratik anlamda “gerilebilir” olmadigi, diger bir deyisle, örnegin kilogram/dakika (örnegin 1 kg/dakika) veya daha fazlasi düzeyinde yüksek bir verimlilige sahip otomatiklestirilmis prosesler kullanilarak bir endüstriyel ölçekte gerilebilir olmadiginin dikkate alinmasi önemlidir. Birçok polimerik materyal, uygulamali bir ölçekte germe uygulamak üzere yetersiz olan bir dayanima sahiptir. Buna, polimerin fiziksel özellikleri ve/veya üründeki homoj ensizlikler neden olabilir.

Bu güne kadar, yukarida geçen türde PLA ürünlerinin (bantlar, filmler, iplikler, vb.), ürünlerin, kirilmaya karsi oldukça hassas olmasi nedeniyle endüstriyel ölçekte gerilemedigine inanilmistir. Bu tür bir PLA ürününün, örnegin sekil 1”de gösterilen türde bir endüstriyel gerine aparati üzerine sarildigi durumda, ürünün, herhangi bir ilgili germe tarafindan etkilenmeden önce kirilabilmesi nedeniyle kaydadeger miktarlarda plastiklestirici eklenmesi gibi özel ölçüler dikkate alinmaksizin, endüstriyel bir ölçüde herhangi bir islemin mümkün olmadigina inanilmistir.

Mevcut bulusçular, PLA baslangiç materyalini dikkatli bir sekilde seçerek, bu PLA,yi içeren bantlarin, filmlerin, ipliklerin ve benzerlerinin 1:4”ten daha büyük bir toplam çekme oraninda gerilmesinin inüinkün oldugunu bulmustur. Ayrica, bir gerdirme adiminda 1:4,ten fazla çekme oranina sahip olmanin her zaman mümkün olmadigi ve materyalin kirilmasina yol açabilecegi bulunmustur. Bu nedenle, tercihen toplam germe oranina gerdirme, birden fazla germe adiminda gerçeklestirilir, burada birinci germe adiminda, çekme orani, 1:4,ün altindadir ve ikinci veya diger germe adimi, 1:4”ten fazla, daha çok tercih edildigi üzere 1:5”ten fazla, daha da çok tercih edildigi üzere lz6°dan fazla toplam çekme orani ile gerçeklestirilir. Genel olarak, toplam çekme oranini, lzll'in altinda, tercihen 1:8”in altinda tutmak tercih edilir. Germe adimi gerçeklestirilerek, PLA materyalinin beyazlatilmasi gözlemlenir. Bu, artan dayanimin göstergesidir.

Birden fazla kademeli bir germe adiminda germe gerçeklestirilerek malzemenin özelliklerinin mükemmel kontrolü elde edilebilir. 01984-P-0001 yönelik olarak, ayrica es eksenli germe kullanilmistir. Bununla birlikte, es eksenli germenin bu bilinen kullanimi, açik bir sekilde bunlari, yüksek hizda kesme islemlerine uygun hale getirmek üzere filmlerin yirtilma dayanimini azaltmayi amaçlamistir. Bu sinirli es eksenli germe (2 veya daha az es eksenli germe orani açisi), materyalin halihazirda düsük olan kirilma toklugu üzerinde bir etkiye sahip degildir. Bu, asagida Örnek 67dan açik bir sekilde görülebilir. Gerilmemis PLA, basarisizlik ve saglamlikta oldukça düsük bir uzamaya sahiptir, bu, bu tür materyalden yapilan bir bantin zayif enerji absorpsiyonuna yansir. Germe sirasinda, PLA, moleküllerin sus kaynakli indüklenmesi nedeniyle camsidan yari kristalizeye bir geçis yapar. Bu, çatlamadan dolayi bantlar veya filmlerin renginde seffaftan beyaza dogru bir degisim ile yansitilir. Bu etki, sicakliga bagli olarak farkli esneme oranlarinda görüntülenir ve daha yüksek sicaklik gerilmesi bu etkiyi daha yüksek gerilme oranlarina tasir. Ariza ve enerji absorpsiyonundaki uzama, bant beyaza dönmeden hemen önce bir optimum seviyeye ulasir. Daha yüksek gerilme ile saglamlik büyümeye devam eder, ancak üretilen filmlerin veya bantlarin kirilma toklugu tekrar düser. Toplam 4 germe orani (SR) altinda tek veya çift eksenli olarak gerilme, nispeten zayif ve kullanimi zor olan filmler ve seritler üretecektir.

Böylece bir açida, mevcut bulus, en az 114 toplam germe oraninda çekilen PLA içeren bir bant, film veya iplik veya benzerine yöneliktir. Bulusçularin bilgisine göre, bu yüksek germe oranlarinda daha önce düzgün bir PLA banti çekilmemis oldugu belirtilir. Teknikte uzman kisinin farkinda oldugu üzere, ürünün gerilmesi araciligiyla, digerlerinin arasinda, moleküller (polimerik zincirler) yeniden düzenlendiginden dolayi, yapisal olarak degisir. Bu degistirilmis yapi, artan bir kopma dayanimi ve artan bir esneklik katsayisi (E katsayisi) ile yansitilir. Böylece kopma dayanimi ve/veya E katsayisi, aslinda ürün özellikleridir ve ürünü karakterize etmek üzere kullanilabilir. Bulusa göre, ürünler, 150 MPa veya daha fazla kopma dayanimina, tipik olarak %7-25“lik kopmada uzamaya ve 4.5 GPa veya daha fazla bir E katsayisina sahip olarak saglanabilir. Bir karsilastirma 01984-P-0001 olarak, gerilmemis PLA, tipik olarak, yaklasik 60 MPa kopma dayanimi, %1 kopmada uzama ve yaklasik 3 GPa E katsayisina sahiptir.

Burada kullanildigi üzere E katsayisi, teknikte bilinen yöntemler kullanilarak belirlenebilir. Aksi belirtilmedikçe, burada kullanilan tüm degerler, standart EN 10002 testine ait yöntem kullanilarak elde edilir.

Buluslara ait ürünler, tercihen dökme film ekstrüzyonu veya üfürme film ekstrüzyonu araciligiyla olusturulur. Burada kullanildigi üzere toplam germe orani, öncelikli olarak tek yönlü germeye, özellikle makine (boylamsal) yönde germeye refere eder. Bununla birlikte, birkaç enine germe, genel olarak, özellikle üfürme film ekstrüzyonu gerçeklestirildiginde engellenemeyebilir. Mevcut bulusa göre, filme (Y) ters yöndeki toplam germe oraninin, 1.5”ten az olmasi göz önünde bulunduruldugunda makine yönündeki (X) germe orani, 4,ten fazladir, böylece bu germe oranlarinin orani (X/Y, es eksenli germe orani açisi), 2.7 veya daha fazla, ancak tercihen 4 veya daha fazladir.

Gerilebilirlik üzerinde etkiye sahip oldugu bulunan parametrelerden biri, PLAinin cam geçis sicakligidir (Tg). Mevcut bulusa göre, materyalin, bir tekli germe adiminda gerilecek olmasi halinde, PLA, tercihen 60°C veya daha fazla, daha çok tercih edildigi üzere 60-75°C Tg”ye sahip olmalidir. Bu, tipik olarak yaklasik 50°C Tg”ye sahip olan en çok ticari olarak elde edilebilen PLAanin Tg'sinden daha yüksektir. 60 °C,den, örnegin 58°C,den daha düsük bir Tg”ye sahip olan PLA ürünlerinin, bir tekli germe adiminin uygulanmasi prosesine daha az uygun oldugu bulunmustur. Bununla birlikte, bir germe adimindan fazlasi uygulandiginda, bu materyaller ayrica kullanilabilir.

Tercihen PLA kullanilir, bu, tercihen majör enentiyomer olan L-enantiyomer ile, daha çok tercih edildigi üzere PLA”yi L-laktik asit haline getiren monomerik birimlerin agirlikça %85,inden daha fazla, daha da çok tercih edildigi üzere agirlikça %90”dan daha fazla, en çok tercih edildigi üzere agirlikça %96-98 01984-P-0001 arasinda zenginlestirilir. Bunun, bahçecilikte uygulamaya yönelik gereken islenebilirlik ve mekanik özellikleri gelistirdigi bulunmustur.

Gerilebilirlik üzerinde büyük bir etkiye sahip oldugu bulunan bir diger parametre, PLA°nin erime sicakligidir (Tm). Mevcut bulusa göre, materyalin, bir tekli germe adiminda gerilecek olmasi halinde, PLA, tercihen [60°C veya daha az, tercihen 130-160OC, daha çok tercih edildigi üzere yaklasik 150°C TmSye sahip olmalidir.

Bu, tipik olarak yaklasik 170-185°C Tm°ye sahip olan en çok ticari olarak elde edilebilen PLASnin Tm,sinden daha düsüktür. Bununla birlikte, birden fazla germe adimi uygulandiginda, 160°C7den yüksek bir Tmiye sahip olan PLA ürünleri ayrica kullanilabilir.

Bulusa ait PLA ürünleri, ayrica, islenebilirligi arttirmak ve optik özellikleri degistirmek üzere katki maddeleri içerebilir. Tercihen, ürün, plastiklestirici içermez veya temel olarak içermez (diger bir deyisle, tipik olarak agirlikça Bahçecilikte PLA kullaniminin önemli bir avantaji, bu nedenle genel olarak bir UV stabilizörünün eklenmesini gerektiren propilen gibi bu amaca yönelik olarak kullanilan diger materyallerin tersine, UV radyasyonu etkisi altinda çözünmemesi veya zor bir sekilde çözünmesidir. Mevcut bulusun ürünlerine herhangi bir UV stabilizörünün eklenmesi gerekmez. Bulusa ait bir düzenlemede, herhangi bir katki maddesi mevcut degildir ve ürün, temel olarak PLAsdan olusur, diger bir deyisle, ürünün agirlikça %951 PLAidir. Ürünün agirlikça %95'ten fazlasi, tercihen agirlikça %977den fazlasi, daha çok tercih edildigi üzere %997dan fazlasi PLAsdir.

Mevcut bulusa ait ürünler, fibrilasyonun neden oldugu yüksek bir spesifik yüzey alani saglayarak daha da güçlendirilebilen mükemmel kompost edilebilme sunar.

Böylece, bulusa ait materyaller tipik olarak, bitki materyali ile ayni veya karsilastirilabilir oranda veya daha hizli kompost edildiginde bozunur. 01984-P-0001 Tercih edilen bir düzenlemede, bantlar, sekil 1”de sematik olarak gösterildigi gibi bir plan kullanilarak üretilir.

Sekil l*e referans olarak, bulusa ait prosesin bir düzenlemesinde, genel olarak pelletler formundaki ham PLA materyali, bir ekstrüdere beslenir, burada boya (2) ile zorlanir. Sonradan, materyal, tipik olarak 15-45°C`1ik bir sicakliga sahip olan, bir su banyosuna yerlestirilen silindir (3) üzerinden beslenmesi araciligiyla sogutulur. Materyal, akabinde bantin iki veya daha fazla serit halinde kesildigi kesme aletine (4) beslenir. Bir birinci germe adimi, ilk olarak materyalin silindire (1), akabinde tipik olarak 75-95°C, tercihen 80-90°C,lik bir sicakliga isitilan bir birinci firina ve akabinde silindire (2) beslenmesi araciligiyla gerçeklestirilir.

Silindir (2) için silindir hizinin, silindir (1) için silindir hizindan daha yüksek seçilmesi araciligiyla, PLA materyali gerilir. Daha sonra, materyalin ilk olarak, tipik olarak 95-120°C, tercihen lOO-llO°C,lik bir sicakliga isitildigi ikinci bir firina ve akabinde silindir (3) için silindir hizinin, silindir (2) için silindir hizindan daha yüksek olarak seçildigi silindire (3) beslenmesi araciligiyla ikinci bir germe adimi gerçeklestirilir. Son olarak, ürün, makaralar üzerine sarilir.

Tercihen, gode silindirleri, silindirler (1-3) için kullanilir. Tercihen, film, ekstrüder boyasindan olusturulduktan sonra, tipik olarak 15-45°C, tercihen yaklasik 30-35°C”lik nispeten düsük bir sicakliktaki su dolu banyo olan bir sogutma banyosuna beslenir. Bu, filmi “dondurur” ve filmin daralmasini önler.

Tercihen, ekstrüder, en az 2, tercihen en az 5, örnegin yaklasik 8 erime akis indeksine sahip olan polietilen (PE) ile gerilmeden önce arindirilir.

Bulusa ait materyaller, ayrica üfüime film ekstrüzyonu (ayrica boru seklinde film ekstrüzyonu olarak bilinir) araciligiyla hazirlanabilir. Üfürme film ekstrüzyonu, basli basina bilinen bir prosestir. Proses, bir plastigin dairesel bir kaliptan ekstrüzyonunu, ardindan "kabarcik benzeri'I genislemeyi içerir. Bu sekilde, boru sistemi (hem düz hem kösebentli) tek bir islemde üretilebilir. Film genisligi ve 01984-P-0001 kalinligi, kabarcik içindeki havanin hacmi (hava akis orani), ekstrüderin çikisi ve çekme hizi gibi faktörler araciligiyla kontrol edilebilir. Filmin es eksenli dönüsü, tasima hizi ve hava akis orani araciligiyla kontrol edilebilir.

Mevcut bulusa ait ürünler, tipik olarak %7-20, tercihen yaklasik %10, mükemmel bir kopmada uzamaya sahiptir. Bu, kolay isleme ve baglanima olanak saglamasi nedeniyle yukarida belirtilen bahçecilikte kullanim için oldukça önemlidir.

Ayrica, bulusa ait ürünler, yükseltilmis sicaklikta mükemmel bir daralma ile karakterize edilir. Yaklasik 60°C”ye kadar sicakliklar için, daralma, Örnek 8'deki verilerden gözlemlenebildigi gibi %0 kadar düsük veya buna oldukça yakin olabilir.

Mevcut bulusa ait ürün, ayrica örnegin polipropilenden (PP) olusturulan sicim benzeri ürünler ile karsilastirildiginda nispeten düsük sürünmeye sahip olmasi ile karakterize edilir. Burada kullanildigi üzere sürünme, gerilim düzeylerine uzun süreli maruziyet altinda yavas bir sekilde hareket etme veya deforme etme egilimi olarak tanimlanir. Düsük sürünmeye sahip olan sicim benzeri ürünler, örnegin bitkiler veya bunlarin parçalarini baglamak üzere bahçecilikte kullanim için istenebilir. Sicim benzeri ürünler ile baglanan bitkiler, büyümede sicim benzeri ürünler üzerine gerilim uygulayacaktir. Bu tür gerilim, sicim benzeri ürünün deformasyonuna neden olabilir, bu, bitkinin sarkmasina ve sonuç olarak bitkiyi tekrar baglamanin gerekmesine neden olabilir. Mevcut durumda, bahçecilikte kullanilan sicim benzeri ürünler, baslica PP,den olusturulur, bu ürünler, yüksek sürünmeye sahiptir ve böylece yukaridaki dezavantajlari yasar. PPýnin ve bulusa ait ürünlerin sürünmesi arasindaki bir karsilastirma, asagida Örnek 7'de verilir. Bu sürünme testleri, %20 kopma yükü ve %40 kopma yükü olan yükler ile gerçeklestirilir. Mevcut bulus, PP ile karsilastirildiginda sürünme bakimindan daha iyi bir performans saglar. Mevcut bulusa ait ürün, bitkiler veya bunlarin parçalarinin baglanmasina yönelik olarak bahçecilikte kullanildiginda, bitkinin büyümesi üzerine bitkinin yeniden karistirilinasina gerek duyulmayan yeterince 01984-P-0001 düsük bir sürünmeye sahiptir. Böylece. sicimdeki, bitki büyümesi nedeniyle artan deformasyon önlenebilir. Önceki teknikte (EP-A-l 514 902) açiklandigi üzere plastiklestiricilerin kullanimi, bu tür katki maddelerinin, PLA materyalinin sürünme davranisini olumsuz olarak etkileyebilmesi nedeniyle bu bulusta kuvvetli bir sekilde desteklenir. sertligini arttirmak üzere film veya bantin bir veya her iki yüzeyi üzerinde kabartmaya sahip oldugu bilinir. Ürünlerin kabartma yapilmasi, bununla birlikte, yüzey üzerinde dalgalanma olusturarak daha kati ürünler üretir, bu, filmi dokunulmayaeak kadar sertlestirir ve bahçecilik uygulamalarinda asinma ile bitkilere zarar verebilir. Kabartma yapilan filmler ve bantlar ayrica, hem manuel hem makine destekli yüksek hizli islemlerde bu tür bantlarin dügümlenmesini, bükülmesini ve serbest akisini engelleyen daha yüksek ikinci bir moment alanina sahiptir. Mevcut bulusa ait materyaller, tercihen pürüzsüzdür. Bu bulusa ait ürünler, bir fibrilasyon silindiri (örnegin bir igneli silindir veya pimli silindir) kullanilarak oldukça iyi Iibrilasyona tabi tutulabilir. Fibrilasyona tabi tutulmayan ürün, saglam ve islemesi zordur. Fibrilasyona tabi tutulmayan ürün, bükülmeye zorlanacaktir ve rastgele çatlaklar olusturabilir. Bu çatlaklar, ürünün dayanimini düsürebilir ve ürünün bozulmasina dahi yol açabilir. Fibrilasyona tabi tutulan ürün, daha pürüzsüzdür ve kesikler üzerinde katlanacaktir. Bu, istenen esneklige sahip bir ürün ile sonuçlanir, böylece bant, yuvarlak bir iplik olusturarak kolay bir sekilde bükülebilir. Söz konusu esneklik, örnegin bitkileri veya bunlarin parçalarini baglamak üzere bahçecilikte kullanilacak olan ürün için gereklidir.

Fibrilasyon adiminin eklenen bir avantaji, dügümleme özelliklerini gelistiren, yüzey pürüzlülügünün arttirilmasidir.

Fibrilasyon silindiri, tipik olarak, sekil 2,de sematik olarak gösterildigi gibi mevcut bulusa ait ürünün, üzerinden beslendigi iki silindir arasina yerlestirilir.

Istenen esnekligi elde etmek üzere, fibrilasyon silindirinin (F) hizi, tercihen birinci 01984-P-0001 silindirlerin (Rl) hizindan daha yüksektir. Ikinci silindirin (R2) hizi, tipik olarak birinci silindirin (R1) hizindan hafif oranda daha yüksektir (örnegin 2 m/dakika daha yüksek). Ürünün, silindir üzerinden geçerken gerginligini korumak ve ürünün ignelerde sikismasini önlemek için bu gereklidir.

Fibrilatör silindirin hizi, normal olarak fibrilasyon oraninda (FR) ifade edilir, bu, fibrilasyon silindiri hizinin, birinci silindir hizina oranidir. FR, tercihen 1.2 ile 1.7 arasinda, daha çok tercih edildigi üzere 1.25 ile 1.35 arasindadir. 1.2°den düsük bir FR, oldukça kisa çizgiler verecektir. 1.6”dan yüksek bir FR, tüylü bir ürün verecektir. Ignelerin, fibrilasyon silindiri üzerinde düzenlenmesinin, mevcut bulusa ait ürün üzerinde önemli bir etkisi olmadigi bulunmustur. Örnegin, bir düzenleme, cm basina yaklasik 10 igne kullanabilir.

Tercih edilen bir düzenlemede, bir fibrilasyon silindiri, sarma adimindan sonra silindir (3) ile son silindir arasina sekil 1'de sematik olarak gösterilen proseste yerlestirilir.

Birçok durumda, ürünlerin fibrilasyonu gerekli degildir. Bunlarin örnekleri: katlama, egme veya bükmeye gerek olmayan küçük bantlar; kalin bantlardan dogal olarak daha pürüzsüz olan ince bantlar; ve bir profile sahip bantlardir, bu bantlar, çatlaklar olusturmak üzere profil kullanir, bu çatlaklar böylece kontrol Bulusa ait ürünler, filmler, bantlar, iplikler, çok filamentliler (bir tomar filament içerir) veya benzerleri gibi herhangi bir sicim seklinde forma sahip olabilir.

Bahçecilik için, kalinliklarindan dolayi bu tür ürünlerin, bitki materyalinin kesilmesi riskini minimize etmesi nedeniyle iplikler tercih edilir. Iplikler, birbiri etrafinda sarilan ve bükülen bir veya daha fazla banttan olusturulur. Bu tür bir ipligin enine kesiti, yuvarlaktir ve yaklasik 2-3 mm,lik bir kalinliga sahiptir.

Ipliklerde kullanilan bantlarin kalinligi, tipik olarak 0.1 mm”den az, tercihen 0.03- 0.09 mm, daha çok tercih edildigi üzere yaklasik 0.07 mm,dir. Bu tür bantlar, 01984-P-0001 diger bir deyisle, bu tür bir az kalinliga sahip olan bantlar, bitki materyaline zarar verme riskini minimize etmek üzere istenebilen ince bantlarin daha yumusak olmasi nedeniyle tercih edilir.

Bulusa ait ürünler, ayrica halatlardaki temel bilesen olarak kullanilabilir.

Tercihen, bu tür bir halat, halatin toplam agirligina göre mevcut bulusa göre ürünün agirlikça en az %80,ini, daha çok tercih edildigi üzere agirlikça en az Materyal Karsilastirma Örnegu Üç farkli materyal, PLA içeriginin, maruziyetten sonra kalan dayanim tarafindan yansitildigi üzere UV duyarliligi üzerindeki etkisini incelemek üzere test edilmistir.

Birinci numune, NatureWorksiten 2002D sinifi %100 PLA içerir.

Ikinci numune, agirlikça %5 alifatik-aromatik kopoliester (BASF`den EcoflexTM F Üçüncü numune, agirlikça %25 alifatik-aromatik kopoliester (BASF”den Üç numunenin tümü, 8 saatlik bir irradyasyon ve 4 saatlik yogunlastirma döngüsünde 800 saat boyunca bir QUV Atlas 2000 sisteminde UV'ye maruz birakilmistir. Kullanilan irradyasyon adimi, 60°C,lik bir sicaklikta standart UV-A 340 nm lambalar kullanilarak 0.77 W/m2 olmustur ve yogunlastirma adimi, 50°C°lik bir sicaklikta gerçeklestirilmistir. Dayanim, akabinde, maruziyetten sonra ölçülmüstür ve orijinal dayanim ile karsilastirilmistir.

Birinci ömek,%99”luk bir geri kalan güce, %83,lük ikinci numuneye ve %64,lük 01984-P-0001 üçüncü numuneye sahip olmustur, böylece yüksek PLA içerikli numunenin UV stabilitesi gösterilir.

Bir film, % ekstrüde edilmistir ve akabinde bantlar halinde kesilmistir. Bu bantlar, daha sonra 100°C7lik bir sicaklik kullanilarak tek bir germe adiminda 126 - 1:8.5 oraninda degisen bir oranda gerilmistir. Bu sekilde elde edilen bantlarin özellikleri, Tablo 1°de gösterilir.

Bütün dayanim ölçümleri, %100/dakikalik bir gerilme oranina sahip bir gerilme test cihazi ve ayarlanmis bir sicaklik odasinda 500 mmdik bir deney parçasi uzunlugu kullanilarak gerçeklestirilmistir.

Germe Uzunluk E katsayisi Dayanim Uzatma Kalinlik Orani (denye) (GPa) (MPa) (%) (mikron) Örnek 1, 80°C`lik bir germe sicakligi ve 1:7 germe orani kullanilarak tekrar edilmistir. Ortaya çikan bantlar, 10 pens/cm içeren bir fibrilasyon silindiri ve 1.6 FR kullanilarak fibrilasyona tabi tutulmustur. Bu sekilde elde edilen fibrilasyona tabi tutulmus bantlarin özellikleri, Tablo 2”de gösterilir. 01984-P-0001 Uzunluk E katsayisi Dayanim Uzatma Kalinlik (denye) (GPa) (MPa) (%) (mikron) Yukarida elde edilen fibrilasyona tabi tutulmus bantlardan ikisi, bir iplik olusturarak birbiri etrafinda bükülmüstür. Elde edilen ipligin özellikleri, Tablo 3 ,de gösterilir.

Uzunluk E katsayisi Dayanim Uzatma Kalinlik (deriye) (GPa) (MPa) (%) (mikron) Örnek3Bir film, % ekstrüde edilmistir ve akabinde bantlar halinde kesilmistir. Daha sonra, bu bantlar ilk olarak bir birinci germe adimi kullanilarak 123.6 germe oranina gerilmistir ve akabinde ikinci bir germe adimi kullanilarak 1:7.8 toplam germe oranina gerilmistir. Birinci ve ikinci germe adiminin germe sicakliklari, sirasiyla 80 ve lOO°C olmustur. Gerildikten sonra, ortaya çikan bantlar, 5 pens/cm içeren bir fibrilasyon silindiri ve 1.4 FR kullanilarak fibrilasyona tabi tutulmustur. Bu sekilde elde edilen fibrilasyona tabi tutulmus bantlardan biri, bir iplik içine bükülmüstür. Bükülmemis fibrilasyona tabi tutulmus bant ve ipligin özellikleri, Tablo 4lde gösterilir. 01984-P-0001 Uzunluk E katsayisi Dayanim Uzatma Kalinlik (denye) (GPa) (MPa) (%) (mikron) Iplikte ve ayni zamanda PP,den yapilan benzer bir standart iplik üzerinde bir sürünme testi gerçeklestirilmistir. Test, daha uzun bir süre için belirli bir iplik uzunlugu üzerinde kopmada %50 yük getirilerek yapilmistir. 100 saat sonra, PLA°nin sürünmesi %4.5 seviyesinde stabildir, burada PP üzerindeki sürünme anlamina gelir. içeren bir karisimdan ekstrüde edilmistir ve akabinde bantlar halinde kesilmistir.

Bu bantlar ilk olarak bir birinci germe adimi kullanilarak l:4 germe oranina gerilmistir ve akabinde ikinci bir germe adimi kullanilarak 1:10.2 toplam germe oranina gerilmistir. Birinci ve ikinci germe adiminin germe sicakliklari, sirasiyla 90°C ve 110°C olmustur. Gerildikten sonra, ortaya çikan bantlar, 5 pens/cm içeren bir fibrilasyon silindiii ve 1.9 FR kullanilarak fibrilasyona tabi tutulmustur. Bu sekilde elde edilen bantlarin özellikleri, Tablo 5'de gösterilir.

Uzunluk E katsayisi Dayanim Uzatma Kalinlik (denye) (GPa) (MPa) (%) (mikron) 01984-P-0001 ekstrüde edilmistir ve akabinde bantlar halinde kesilmistir. Film, 121.2 üIîirme oranina sahiptir. Bu bantlar ilk olarak bir birinci germe adimi kullanilarak 1:4 germe oranina gerilmistir ve akabinde ikinci bir germe adimi kullanilarak 1:10.2 toplam germe oranina gerilmistir. Birinci ve ikinci germe adiminin germe sicakliklari, sirasiyla 100°C ve 110°C olmustur. Gerildikten sonra, ortaya çikan bantlar, 20 pens/cm içeren bir fibrilasyon silindiri ve 1.6 FR kullanilarak fibrilasyona tabi tutulmustur. Bu sekilde elde edilen bantlarin özellikleri, Tablo 6,de gösterilir.

Uzunluk E katsayisi Dayanim Uzatma Kalinlik (denye) (GPa) (MPa) (%) (mikron) Bu örnek, germe rejiminin, saglamlik, kopmada uzama ve enerji absorpsiyonu gibi mekanik özellikler üzerindeki etkisini gösterir. gösterildigi üzere farkli germe dizilerine tabi tutulmustur. Saglamlik ve kopmada uzama, yukarida gösterilen yöntemler kullanilarak ölçülmüstür. Ayrica, karsilastirmali amaçlara yönelik olarak, enerji absorpsiyonu, gerilme-germe diyagrami egrisinin altindaki alan olarak tanimlanmistir. 01984-P-0001 1. Saglamlik Bozulmada uzama Enerji absorpsiyonu SR [gf/den] [%] [a.u.] 2.23 8.43 9.4 Bu örnek, bu bulusa ait materyallerin sürünmesini, polipropilene (referans) yönelik olarak elde edilen degerler ile karsilastirir. NatureWorkssten 2002D sinifi birakilmistir. Sürünme, uzun bir süre boyunca ölçülmüstür. Sonuçlar tablo 8”da lO verilir.

Sürünme gerinimi [%] Süre mevcut bulus mevcut bulus PP ölçütü PP ölçütü 1 1.2 2.2 2.8 6.9 01984-P-0001 Sürünme gerinimi [%] Süre mevcut bulus mevcut bulus PP ölçütü PP ölçütü Örnek 6ldan numunelerdeki serbest daralma, 2 dakikalik daralma süresi ve 88 mN°1ik bir kuvvet ile Testrite yöntemini kullanir.

Sicaklik [°C] Serbest daralma [%] 60 0.0 70 0.3 80 3.0 90 8.0 01984-P-0001 Eksrnider Sogutma Sdmdu 1 Firin 1 saw; 2 Fm 7 Siîmdix 3 Saw

Claims (1)

1. ISTEMLER . En az 124 toplam germe oraninda en azindan inakine yönünde çekilen, PLA içeren sicim benzeri ürün, özellikle bir bant, film veya ipliktir, burada söz konusu ürün, 2.7 ”lik minimum es eksenli germe orani açisi (X/Y) ile makine yönünde (X) en az 124 toplam germe oraninda ve makine yönünün (Y) tersine yönde 1:1.5 maksimum toplam gemie oraninda çekilir, burada ürünün agirlikça %95,inden fazlasi PLAldir. . Istem l”e göre 4 minimum es eksenli germe orani açisina (X/Y) sahip . Önceki istemlerden herhangi birine göre üründür, burada ürünün agirlikça . Önceki istemlerden herhangi birine göre üründür, burada söz konusu PLA, 16O°C7den daha az bir Tm”ye sahiptir. . Onceki istemlerden herhangi birine göre üründür, bu, uzunlugunun en azindan bir kismi ve/veya çevresinin en azindan bir kismina yönelik olarak fibrilasyona tabi tutulur. . Önceki istemlerden herhangi birine göre üründür, burada en az l:4 makine yönündeki (X) toplam germe orani, birden fazla germe adimi ile elde edilir, burada birinci germe adiminda, makine yönündeki çekme orani, 1:4,ün altindadir ve ikinci veya diger germe adimi, 1:4,ten fazla makine yönünde toplam çekme orani ile gerçeklestirilir. . Önceki istemlerden herhangi birine göre üründür, burada makine yönündeki (X) toplam germe orani, 115 ile 118 arasinda, daha çok tercih edildigi üzere 126 ile 128 arasindadir. Onceki istemlerden herhangi birine göre ürününün üretilmesine yönelik prosestir, asagidaki adimlari içerir: - agirlikça %95'ten fazlasinin PLA oldugu PLA materyalinin, bir ekstrüdere beslenmesi; - ekstrüde edilen PLA materyalinin, 15-45°C, tercihen ISO-35°C sicakliga sogutulmasi; - istege bagli olarak, sogutulan materyalin iki veya daha fazla serit halinde kesilmesi; - bir birinci germe adimi, burada materyal, bir birinci silindire, akabinde tipik olarak 75-95°C, tercihen 80-90°C,lik bir sicakliga isitildigi bir birinci firina ve daha sonra ikinci silindirin silindir hizinin, birinci silindirin silindir hizindan daha yüksek oldugu ikinci bir silindire beslenir. - ikinci bir germe adimi, burada materyal, üçüncü bir silindire, akabinde bir firina ve akabinde dördüncü bir silindire beslenir, burada dördüncü silindirin hizi, üçüncü silindirin hizindan yüksektir, burada toplam germe orani, makine yönünde (X) en az 1:4°tür ve maksimum toplam germe orani, 2.7,1ik bir minimum es eksenli germe orani açisi (X/Y) ile makine yönünün (Y) tersine yönde l:1.5,tir. lstem 8,e göre prosestir, bir üiürme film ekstrüzyon adimini içerir. Istemler 1-7lden herhangi birine göre bir ürünün, bahçecilikte kullanimidir. Istemler 1-7°den herhangi birine göre bir ürünün agirlikça en az %80°ini içeren iptir.