本發(fā)明涉及具有改善的性質(zhì)(例如熱穩(wěn)定性、結(jié)晶度、柔軟度和透明度)的生物基的膜,及其作為用于壓敏膠粘劑片材產(chǎn)品(例如電纜帶和電纜包裹帶)的載體的用途。本發(fā)明進(jìn)一步涉及各自包括至少一種基于乳酸的聚合物、至少一種增塑劑和至少一種成核劑的配制物(制劑,formulierung)a和配制物b,以及由配制物a和/或b中的至少一種制備本發(fā)明的膜的方法。
已存在許多已知的具有聚乳酸(pla)的配方(rezepturen)和基于包括聚乳酸的聚酯的膜。然而,由該配方制備的膜或已知的膜欠缺熱穩(wěn)定性,熱穩(wěn)定性尤其對(duì)于用膠粘劑進(jìn)行涂布以及作為載體在用于汽車(chē)領(lǐng)域的膠帶或電纜包裹帶中的應(yīng)用是非常重要的。已知的配方中欠缺柔軟度常常通過(guò)與可生物降解的聚酯(例如聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(pet))共混來(lái)補(bǔ)償。
尤其是在現(xiàn)有技術(shù)(de102007038473a1)中,通過(guò)混合長(zhǎng)鏈增塑劑例如聚二醇來(lái)實(shí)現(xiàn)基于聚乳酸(pla)的膜的柔軟度,并由此減少增塑劑的遷移?;诰廴樗岬钠渌M合物(us2009/0311511a1)包括作為成核劑的有機(jī)化合物例如具有至少一個(gè)酰胺鍵的脂族羧酰胺,優(yōu)選地亞乙基雙甲酰胺,以實(shí)現(xiàn)可由其制備的三維模制品的熱穩(wěn)定性。
當(dāng)使用乳酸及其衍生物作為制備聚酯的初始材料時(shí),另一相關(guān)的點(diǎn)在于,這種組合物中的聚乳酸的結(jié)晶化的提高。因此,us2012/0184672a1描述了具有增塑劑(特別地羧酸酯)的pla樹(shù)脂組合物和作為添加劑的蠟或礦物填料(例如滑石粉),其中所述組合物基本不含有機(jī)成核劑。
使用基于pla的這種組合物來(lái)制備達(dá)到10j/g的熔化焓(熔化熱)的膜(us2006/093791a1)。然而,與這些非生物基材料的共混不僅丟失一部分生物基特性,而且還丟失一部分透明度。
此外,在現(xiàn)有技術(shù)中,迄今為止不能充分實(shí)現(xiàn)基于pla的組合物和由其可獲得的模制品(例如載體、膜和膠帶)的熱穩(wěn)定性。特別地,對(duì)于汽車(chē)領(lǐng)域中的所述模制品的應(yīng)用以及對(duì)于使用膠粘劑、特別地壓敏膠粘劑的應(yīng)用是不足夠的。此外,仍然發(fā)生包含在模制品中的增塑劑的遷移,并且片材產(chǎn)品形式的可實(shí)現(xiàn)的模制品、特別地膜的柔性仍不令人滿(mǎn)意,除非同時(shí)接受在各種其它性質(zhì)(例如透明度)方面的限制。
因此,本發(fā)明目的在于提供具有非常良好的光學(xué)和機(jī)械性質(zhì)的生物基的膜。本發(fā)明的主要目的在于提供具有改善的性質(zhì)(例如結(jié)晶度、熱穩(wěn)定性、柔軟度和透明度)的膜。本發(fā)明的另一目的在于提供具有非常好的光學(xué)和機(jī)械性能的膜,并且其中不存在所包含的增塑劑的遷移,特別地沒(méi)有向外的擴(kuò)散。本發(fā)明的又一目的在于提供由其可制備所述膜的配制物,而不受任何機(jī)械和光學(xué)性質(zhì)(特別地結(jié)晶度、熱穩(wěn)定性、柔軟度和透明度)方面的限制。本發(fā)明的另一目的在于提供用于制備配制物、以及膜的方法。
在組分的特定加工期間,添加至少一種增塑劑和至少一種成核劑可消除所產(chǎn)生的材料、特別地膜的脆性,以及改善熱穩(wěn)定性,并同時(shí)保留所需的透明度。
使用增塑劑和成核劑提供了協(xié)同效應(yīng),其一方面消除了膜的剛性和脆性,以及另一方面,憑借特定的工藝過(guò)程,可改善膜的熱穩(wěn)定性。同時(shí)避免了例如在bo-pla膜的情況下已知的成問(wèn)題的裂紋。
在本發(fā)明的基于聚乳酸的組合物中使用增塑劑降低了玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(tg),其最終效果為消除本發(fā)明的配制物和膜的脆性和剛性。所述膜顯示出相對(duì)高的伸長(zhǎng)率(拉伸應(yīng)變拉伸率,dehnung)和相對(duì)低的力吸收(kraftaufnahme)。通過(guò)根據(jù)本發(fā)明組合使用成核劑和增塑劑,本發(fā)明解決了通常具有低分子量的增塑劑分子向表面遷移的問(wèn)題,所述遷移例如顯著地削弱(損害)膠粘劑的錨固。因此,結(jié)晶溫度升高至更高的溫度,從而導(dǎo)致本發(fā)明的配制物的更大的結(jié)晶度和更高的熱穩(wěn)定性,并且同時(shí)防止增塑劑的遷移。
按適當(dāng)比例的增塑劑和成核劑的本發(fā)明的這種組合,以及本發(fā)明的膜的熱處理、特別地通過(guò)熱軋和/或拉伸(取向)產(chǎn)生特定的協(xié)同效應(yīng)。所觀察到的結(jié)晶度可高于單獨(dú)地用各種(單種)添加劑的結(jié)晶度。此外,結(jié)晶度可達(dá)到比各自的值的和更高的值。此外,不僅防止了遷移,而且還同時(shí)保留了透明度。
所述目的由獨(dú)立權(quán)利要求的主題來(lái)實(shí)現(xiàn),并且此外具體的實(shí)施方案呈現(xiàn)于從屬權(quán)利要求中并詳細(xì)呈現(xiàn)于說(shuō)明書(shū)中。
本發(fā)明的第一主題在于提供包括基于聚乳酸的組合物的生物基的膜,所述組合物包括下列組分
(a)基于至少一種乳酸衍生物、特別地乳酸的單體和/或二聚體的至少一種生物基的(共)聚合物、特別地(共)聚酯,
(b)至少一種增塑劑,其包括至少一種包含酯基的化合物,不包括乳酸的二聚和聚合酯,和
(c)至少一種成核劑,特別地具有小于或等于2μm的平均粒徑,和
(d)任選地添加劑。
本發(fā)明的進(jìn)一步的主題是根據(jù)本發(fā)明的膜,其包括下列具有相應(yīng)含量(比例)的組分,基于組合物的總含量(相加得100重量%),
(a)大于或等于75重量%至小于或等于98.9重量%、大于或等于80重量%至小于或等于97重量%、優(yōu)選地大于或等于85重量%至小于或等于95重量%、特別優(yōu)選地大于或等于87重量%至小于或等于90重量%的至少一種生物基的(共)聚合物、特別地(共)聚酯,基于至少一種乳酸衍生物、特別地乳酸的單體和/或二聚體,
(b)大于或等于1重量%至小于或等于20重量%、大于或等于5重量%至小于或等于15重量%、優(yōu)選地大于或等于11重量%至小于或等于13重量%、特別優(yōu)選地12重量%的至少一種增塑劑和
(c)大于或等于0.1重量%至小于或等于5重量%、優(yōu)選地0.5重量%至3重量%、特別優(yōu)選地大于或等于0.5重量%至小于或等于1.5重量%的至少一種成核劑,特別地具有大于或等于0.5μm至小于或等于5μm、優(yōu)選地小于或等于2μm、大于或等于0.5μm至小于或等于3μm、大于或等于0.7μm至小于或等于2.5μm、特別優(yōu)選地大于或等于1.0μm至小于或等于2μm的平均粒徑,和
(d)大于或等于0重量%至小于或等于20重量%、優(yōu)選地大于或等于0重量%至小于或等于15重量%、特別優(yōu)選地大于或等于0.5重量%至小于或等于10重量%的添加劑。
特別地,本發(fā)明的膜具有小于或等于120℃、優(yōu)選地小于或等于110℃的tg。
此外,本發(fā)明的膜具有大于或等于3%至小于或等于300%的作為斷裂拉伸率測(cè)量(根據(jù)iso527)的柔軟度。柔軟度是膜的變形能力。材料的變形能力可依據(jù)其強(qiáng)度、可塑性和彈性來(lái)描述。具有3%或300%的斷裂拉伸率的膜相應(yīng)顯示出3%或300%的膜的長(zhǎng)度的增加(膜的伸長(zhǎng)),基于其初始長(zhǎng)度,其中該長(zhǎng)度的增加在樣品發(fā)生斷裂之后依然保留。本發(fā)明的膜的斷裂拉伸率優(yōu)選地為大于或等于30%至小于或等于300%、大于或等于50%至小于或等于280%、優(yōu)選地大于或等于100%至小于或等于250%。
本發(fā)明的膜的斷裂拉伸率的數(shù)據(jù)可涉及經(jīng)拉伸(經(jīng)取向)的膜。因此,例如大于或等于30%至小于或等于300%、大于或等于50%至小于或等于280%、優(yōu)選地大于或等于100%至小于或等于250%的斷裂拉伸率可涉及經(jīng)取向的膜或涉及未經(jīng)取向的膜。因此,本發(fā)明的另一主題為如下的膜,其在高于tg的溫度下、特別合適地在大于或等于90℃至小于或等于120℃下、甚至更優(yōu)選地在大于或等于90℃至小于或等于110℃下,特別地在縱向方向上被拉伸因數(shù)λ,該因數(shù)λ為大于或等于1至小于或等于7、特別地大于或等于2至小于或等于6、優(yōu)選地大于或等于5至小于或等于6。
1:6的拉伸比意為例如長(zhǎng)度為1m的膜的片段產(chǎn)生長(zhǎng)度為6m的經(jīng)拉伸的膜的片段。所述拉伸比也經(jīng)常被描述為取向前的線速度與取向后的線速度的商。以下所使用的數(shù)值數(shù)據(jù)基于拉伸過(guò)程。所述拉伸過(guò)程僅減小膜的厚度,而不顯著降低原始膜的寬度。
特別地,作為收縮率(根據(jù)din53377)測(cè)量的膜的熱穩(wěn)定性為大于或等于0%至小于或等于5%、優(yōu)選地大于或等于0%至小于或等于3%、特別優(yōu)選地大于或等于1%至小于或等于4%。
優(yōu)選地,作為熔化焓(根據(jù)dineniso11357-3)測(cè)量的膜的結(jié)晶度為大于或等于30j/g至小于或等于50j/g、優(yōu)選地大于或等于35j/g至小于或等于50j/g、特別優(yōu)選地大于或等于40j/g至小于或等于50j/g。
特別地,本發(fā)明的膜中存在的化合物不發(fā)生遷移,特別地如下的增塑劑不發(fā)生遷移,其包括在至少一個(gè)酯基上具有至少一個(gè)選自以下的烷基基團(tuán)的二-和/或三羧酸的酯:包括甲基、乙基、丙基、丁基、己基、壬基、十二烷基和十八烷基基團(tuán)的c1至c20-烷基,優(yōu)選地包括檸檬酸和己二酸的酯,特別優(yōu)選地檸檬酸烷基酯例如檸檬酸三丁酯、檸檬酸三乙酯和乙酰檸檬酸三丁酯和/或乙二酸酯例如己二酸二乙基己酯(己二酸二辛酯)。
特別優(yōu)選地,包括配制物a、優(yōu)選地由配制物b制備的以因數(shù)λ=1取向的膜具有大于或等于250%的高的斷裂拉伸率。該類(lèi)型的膜還優(yōu)選地具有高的熱穩(wěn)定性,在120℃下作為收縮率測(cè)量為小于或等于5%。特別地,在以大于或等于5至小于或等于6的因數(shù)λ取向時(shí)實(shí)現(xiàn)高的強(qiáng)度。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面,本發(fā)明的膜具有大于或等于80%至小于或等于100%、優(yōu)選地大于或等于85%至小于或等于98%、優(yōu)選地大于或等于90%至小于或等于97%的高的透明度,通過(guò)透射率在大于或等于400nm至小于或等于800nm、優(yōu)選地大于或等于600nm至小于或等于800nm的波長(zhǎng)下測(cè)量。另外,這些膜中存在的化合物、特別地增塑劑不發(fā)生遷移。
如以下更詳細(xì)解釋地,實(shí)現(xiàn)了這種高的透明度,因?yàn)樗褂玫脑鏊軇┗旧蠟槎?和/或三羧酸的酯。
本發(fā)明的膜的層厚度可為大于或等于5μm至小于或等于500μm、優(yōu)選地大于或等于5μm至小于或等于50μm,大于等等于10μm至小于或等于40μm、特別優(yōu)選地大于或等于15μm至小于或等于30μm。多個(gè)層厚度不同的膜可以多個(gè)層的形式被重疊地布置。因此,對(duì)于本發(fā)明的膜的穩(wěn)定性和/或柔性有利的是,可將由至少兩個(gè)層組成的層厚度不同(例如5μm、10μm、15μm、20μm、30μm和40μm)的膜層組合成膜。特別地,可組合具有不同取向程度的層厚度不同的膜。因此,膜可具有大于或等于10μm、大于或等于15μm、大于或等于20μm、大于或等于25μm至小于或等于30μm、大于或等于35μm、小于或等于40μm的層厚度,以及具有大于或等于1、2、3、4、5、6至小于或等于7的因數(shù)λ的取向程度。
本發(fā)明的進(jìn)一步的主題為包括聚乳酸的配制物a,特別地配制物b,其包括下列組分
(a)基于至少一種乳酸衍生物、特別地乳酸的單體和/或二聚體的至少一種生物基的(共)聚合物、特別地(共)聚酯,
(b)至少一種增塑劑,其包括至少一種包含酯基的化合物,不包括乳酸的二聚和聚合酯,和
(c)至少一種成核劑,特別地具有小于或等于2μm的平均粒徑,和
(d)任選地添加劑。
優(yōu)選地,本發(fā)明的配制物a、特別地本發(fā)明的配制物b的組分各自以如下的含量存在,基于組合物的總含量(相加得100重量%),
(a)大于或等于75重量%至小于或等于98.9重量%、大于或等于80重量%至小于或等于97重量%、優(yōu)選地大于或等于85重量%至小于或等于95重量%、特別優(yōu)選地大于或等于87重量%至小于或等于90重量%的基于至少一種乳酸衍生物、特別地乳酸的單體和/或二聚體的至少一種生物基的(共)聚合物、特別地(共)聚酯,
(b)大于或等于1重量%至小于或等于20重量%、大于或等于5重量%至小于或等于15重量%、優(yōu)選地大于或等于11重量%至小于或等于13重量%、特別優(yōu)選地12重量%的至少一種增塑劑,
(c)大于或等于0.1重量%至小于或等于5重量%、優(yōu)選地0.5重量%至3重量%、特別優(yōu)選地大于或等于0.5重量%至小于或等于1.5重量%的至少一種成核劑,特別地具有大于或等于0.5μm至小于或等于5μm、優(yōu)選地小于或等于2μm、大于或等于0.5μm至小于或等于3μm、大于或等于0.7μm至小于或等于2.5μm、特別優(yōu)選地大于或等于1.0μm至小于或等于2μm的平均粒徑,和
(d)大于或等于0重量%至小于或等于15重量%的添加劑。
在配制物a、特別地配制物b的特別的實(shí)施方案中,組分各自以如下的含量存在,基于組合物的總含量(相加得100重量%),
(a)大于或等于86重量%至小于或等于88.5重量%的基于至少一種乳酸衍生物、特別地乳酸的單體和/或二聚體的至少一種生物基的(共)聚合物、特別地(共)聚酯,
(b)大于或等于11重量%至小于或等于13重量%的至少一種增塑劑,
(c)大于或等于0.5重量%至小于或等于1.5重量%的至少一種成核劑,和
(d)大于或等于0重量%至小于或等于15重量%、優(yōu)選地小于或等于10重量%的添加劑。
當(dāng)(a)基于乳酸的本發(fā)明的至少一種聚酯以小于或等于87重量%的含量,增塑劑與12重量%的含量,和成核劑以1重量%(基于組合物的總含量)存在時(shí),已發(fā)現(xiàn)在配制物a、特別地在配制物b中、和由此在本發(fā)明的膜中存在的組分的特別的協(xié)同效應(yīng)。如果需要,可添加添加劑,并且在這種情況下,(a)至少一種聚酯的含量相應(yīng)地降低。在一種或多種另外的聚酯組合的情況下,相應(yīng)地調(diào)節(jié)(a)基于乳酸的至少一種聚合物。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面,配制物a和配制物b、特別地由配制物a可獲得的本發(fā)明的膜包括(a)至少一種生物基的(共)聚合物、特別地聚酯,其包括選自如下的至少一種單體和/或二聚體形式的至少一種乳酸衍生物:l(s)-乳酸、d(r)-乳酸、(s,s)-丙交酯、(r,r)-丙交酯和(內(nèi)消旋)丙交酯和至少兩種所提及的化合物的混合物。特別地,優(yōu)選的聚合物例如聚(l)-丙交酯和共聚物例如聚(d,l)-丙交酯和聚(l)-丙交酯-共-(d,l)-丙交酯。
乳酸為具有羧基和羥基的羥基羧酸。其可以不同的異構(gòu)體的形式:l(s)-乳酸和d(r)-乳酸存在,其為在本發(fā)明的意義上理解為單體。d-乳酸被描述為左旋乳酸,以及l(fā)-乳酸被描述為右旋乳酸。r與d同義,并且s與l同義。外消旋物(外消旋體)是比例為1:1的兩種異構(gòu)體的混合物。
丙交酯為乳酸的環(huán)狀二酯,并且在本發(fā)明的意義上理解為乳酸的二聚體。與單體相類(lèi)似地,二聚體同樣可以不同的異構(gòu)體的形式:(s,s)-丙交酯、(r,r)-丙交酯和(內(nèi)消旋)-丙交酯存在。l-乳酸(同義為(s)-乳酸)的丙交酯具有(s,s)構(gòu)型,因此為(s,s)-丙交酯,并且d-乳酸(同義為(r)-乳酸)的丙交酯具有(r,r)構(gòu)型,因此為(r,r)-丙交酯。(內(nèi)消旋)-丙交酯由l-和d-乳酸組成,并且因此為(r,s)-丙交酯并具有兩個(gè)具有相反構(gòu)型r和s的非對(duì)稱(chēng)中心。
在本發(fā)明的意義上,用于膜和配制物a和b二者中的聚合物優(yōu)選地為聚酯并且包括以上所提及的乳酸衍生物中的一種的均聚物和所提及的乳酸衍生物中的至少兩種的共聚物或所述均聚物和所述共聚物的混合物。基于乳酸的均聚物的實(shí)例為l-乳酸的聚酯例如聚(l)-丙交酯和外消旋d,l-乳酸的聚酯例如聚(d,l)-丙交酯。共聚物的實(shí)例為l-丙交酯與d-丙交酯的聚酯例如聚(l)-丙交酯-共-(d)-丙交酯、或l-丙交酯與d,l-丙交酯的聚酯例如聚(l)-丙交酯-共(d,l)-丙交酯。特別地,作為基于乳酸的聚合物,優(yōu)選化合物例如聚(l)-丙交酯和共聚物例如聚(d,l)-丙交酯和聚(l)-丙交酯-共-(d,l)-丙交酯。共聚物中至少兩種單體彼此之間的比例可在30:1至1:30之間變化。
在配制物a和b中使用乳酸衍生物實(shí)現(xiàn)了優(yōu)選地根據(jù)dinen13432可生物降解的生物基的膜。在本發(fā)明的意義上,生物基的意為,被稱(chēng)為生物基的化合物是基于可再生原料的,并且僅由其制備而成。因此,生物基的原料例如單體、二聚體、聚合物、增塑劑和成核劑為非基于石油的化合物。因此,衍生自裂解石油(其任選地隨后經(jīng)過(guò)發(fā)酵)的單體不被認(rèn)為是生物基的。
在特別的實(shí)施方案中,乳酸的共聚物可包括選自包括以下的組的化合物作為(b)第二單體:(i)脂族和芳族單/二羧酸,例如戊酸(丁基羧酸)、琥珀酸(丁二酸)、蘋(píng)果酸、己二酸、馬來(lái)酸、α-和β-羥基酸、對(duì)苯二甲酸、乳酸、乙醇酸、丁酸(β)、羥基戊酸、甲羥戊酸和/或(ii)包含烷基的α-、ω-二醇,其包括含乙基、丙基或丁基的1,2-、1,3-或1,4-烷基醇,優(yōu)選地1,4-丁二醇、1,3-丙二醇,和所述化合物的至少兩種的混合物。
舉例而言,可能的乳酸的共聚物包括聚(l)-丙交酯-共-乙交酯和聚(d,l)-丙交酯-共-乙交酯。因?yàn)橐掖妓釡p緩聚酯的降解,所以可通過(guò)使乳酸與乙醇酸丙交酯共聚來(lái)控制膜中聚酯的降解時(shí)間。通過(guò)兩種酸或其內(nèi)酯的混合比例可適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)膜以及以下所描述的用于制備本發(fā)明的膜的配制物b的所需的降解或壽命。
特別優(yōu)選的是包括生物基的單體和/或根據(jù)dinen13432為可生物降解的聚酯。多種這樣的聚酯的混合物當(dāng)然也是合適的。
優(yōu)選地,本發(fā)明的膜、特別地相應(yīng)的配制物a和b包括以聚乳酸(pla)的均聚物形式的至少一種生物基的聚酯。實(shí)例為得自cereplast的
如果需要,可與基于聚乳酸的聚酯一起使用一種或多種另外的聚合物??赡艿木酆衔锇ň蹖?duì)苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯(ptt)、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(pbt)、聚酰胺(pa)、聚氨酯(pu)、聚琥珀酸丁酯(pbs)、聚羥基鏈烷酸酯、聚乳酸(pla)及其共聚物、scpla、ppla、聚己內(nèi)酯和淀粉。
本發(fā)明的配制物a和本發(fā)明的膜包括(b)至少一種增塑劑作為第二組分,其包括至少一種包含酯基的化合物,不包括乳酸的二聚和聚合酯。
因此,本發(fā)明的另外的方面為配制物a、特別地配制物b,其中(b)至少一種增塑劑為二-或三羧酸的酯,其包括(i)脂族飽和或不飽和的以及(ii)芳族飽和或不飽和的二-和三羧酸酯。優(yōu)選地,使用基于羧酸酯的生物基的增塑劑。使用本發(fā)明的增塑劑、特別地羧酸的酯改善增塑劑在聚酯中、優(yōu)選地在聚乳酸中的整合。增塑劑的分子量mw特別優(yōu)選地為100至10000、100至1000、或200至800、優(yōu)選地250至500。增塑劑優(yōu)選地為短鏈增塑劑。這些增塑劑恰好可提供所描述的在增塑劑和成核劑之間的協(xié)同效應(yīng),由此實(shí)現(xiàn)改善的熱穩(wěn)定性和良好的透明度并且同時(shí)防止增塑劑的遷移。
在本發(fā)明的意義上的二-和三羧酸包括具有兩個(gè)或三個(gè)cooh基團(tuán)和具有大于或等于2至小于或等于40個(gè)碳原子、優(yōu)選地大于或等于2至小于或等于20個(gè)碳原子、特別優(yōu)選地大于或等于2至小于或等于12個(gè)碳原子的烴基團(tuán)的酸。這些可為支化且飽和的、非支化且飽和的、以及支化且不飽和的或非支化且不飽和的。非支化的飽和的二羧酸的實(shí)例包括草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸和壬二酸。三羧酸的實(shí)例為脂族檸檬酸和均苯三酸和芳族偏苯三酸以及芳族連苯三酸。
相應(yīng)的酸的酯由具有大于或等于2至小于或等于40個(gè)碳原子、優(yōu)選地具有大于或等于2至小于或等于20個(gè)碳原子、特別優(yōu)選地大于或等于2至小于或等于6個(gè)碳原子的一-、二-或三元脂族飽和醇形成。
二-和/或三羧酸的酯優(yōu)選地在至少一個(gè)酯基上包括至少一個(gè)選自以下的烷基基團(tuán):包括甲基、乙基、丙基、丁基、己基、壬基、十二烷基和十八烷基基團(tuán)的c1至c20-烷基。
優(yōu)選地,使用檸檬酸和己二酸的酯、優(yōu)選地檸檬酸烷基酯例如檸檬酸三丁酯、檸檬酸三乙酯和乙酰檸檬酸三丁酯和/或乙二酸酯例如己二酸二乙基己酯(己二酸二辛酯)。這些增塑劑對(duì)于膜的透明度沒(méi)有不利影響。特別地,這些增塑劑不會(huì)擴(kuò)散到本發(fā)明的膜和/或配制物b之外。
優(yōu)選地,使用對(duì)配制物a和由其可獲得的本發(fā)明的膜的可生物降解性沒(méi)有不利影響的增塑劑。優(yōu)選地,根據(jù)dinen13432,配制物a的至少一種增塑劑單獨(dú)、或與(a)至少一種聚合物、(c)至少一種成核劑和/或任選地添加劑的組合為可生物降解的。
本發(fā)明的配制物a包括(c)至少一種成核劑(其同時(shí)為成核促進(jìn)劑)作為第三組分,其包括特別地天然、生物基和/或合成的蠟、礦物填料和生物基的填料。
可選擇的成核劑為滑石粉、白堊、炭黑、石墨、硬脂酸鈣或硬脂酸鋅、聚-d-乳酸、n,n'-乙烯-雙-12-羥基硬脂酰胺、聚乙醇酸、苯基次膦酸鈉、氧化鋁、二氧化硅、以及優(yōu)選地滑石粉。
所有的蠟包括含酯基的化合物例如采用長(zhǎng)鏈脂族醇和長(zhǎng)鏈脂族羧酸的脂肪酸酯和脂肪醇(脂肪酸和脂肪醇的酯)、游離或未鍵合的酮、游離或未鍵合的醇、游離或未鍵合的脂肪酸以及飽和和不飽和烴化合物,以及包含酰胺基團(tuán)的化合物。
天然蠟包括可從天然來(lái)源獲得的那些蠟,其包括植物和動(dòng)物蠟。動(dòng)物蠟的實(shí)例為鯨蠟和蜂蠟,以及植物蠟的實(shí)例為甘蔗蠟和蠟棕櫚的巴西棕櫚蠟。特別地,作為硬脂酸和棕櫚酸的混合物的硬脂主要地得自植物棕櫚油或動(dòng)物脂肪。硬脂及其衍生物、優(yōu)選地包含酰胺基團(tuán)的硬脂衍生物例如亞乙基雙硬脂酰胺是優(yōu)選的,因?yàn)橛仓强缮锝到獾?。荷荷芭油為液體蠟的實(shí)例。天然蠟還包括所謂的礦物蠟,實(shí)例為基本上由烴組成的地蠟。
生物基的蠟是通過(guò)本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方法合成制備的蠟,但是在本發(fā)明的意義上,使用生物基的初始材料。舉例而言,聚乙烯及其共聚物可完全由生物基單體來(lái)合成。作為合成的蠟,還包括來(lái)自天然來(lái)源但為使用而進(jìn)行化學(xué)修飾的蠟。舉例而言,大豆蠟可通過(guò)大豆的氫化制備。
可提及的礦物填料特別為二氧化硅(球形、針狀或不規(guī)則形狀,實(shí)例為熱解二氧化硅)、碳酸鈣、氧化鋅、二氧化鈦、氧化鋁、氫氧化鋁和氧化鋁氫氧化物、氫氧化鎂、氧化鎂、氧化鋅和氧化鈣、和包括白堊、白云石、重晶石的碳酸鹽/硫酸鹽;氧化物/氫氧化物例如粉末狀石英和包括粘土、壤土、滑石、云母、高嶺土、neuburg硅質(zhì)土的硅酸鹽。
可使用的生物基或有機(jī)填料特別為植物和動(dòng)物原料,任選地彼此組合。有機(jī)填料非常優(yōu)選地以精細(xì)分散的形式(細(xì)顆粒形式)存在,特別地以纖維、粗顆粒材料、粉塵或粉末的形式。優(yōu)選的植物有機(jī)填料選自可再生的原料(可再生的有機(jī)材料),特別地木材、生石灰、大麻、亞麻、草、蘆葦、稻草、干草、谷物、玉米、堅(jiān)果或以上材料的成分例如殼(例如堅(jiān)果殼)、仁、芒等。特別地可使用木材粉末、軟木粉末、谷物粉末、玉米粉末和/或馬鈴薯粉末,但該列表無(wú)意對(duì)本發(fā)明的教導(dǎo)作任何不必要的限制。有利地使用的并且特別地以精細(xì)分散(經(jīng)研磨的)形式使用的動(dòng)物有機(jī)填料為骨、殼質(zhì)(例如甲殼類(lèi)殼、昆蟲(chóng)甲殼)、毛發(fā)、鬃毛和角。優(yōu)選地用作填料的材料為纖維素粉末例如木材粉末、用增塑劑例如甘油或山梨糖醇增塑的淀粉,或未增塑的淀粉衍生物、谷物和/或纖維素衍生物。
優(yōu)選的成核劑為得自蠟的組的亞乙基雙硬脂酰胺和得自礦物填料的組的滑石粉。
本發(fā)明的配制物a優(yōu)選地包括含蠟和/或礦物填料的(c)至少一種成核劑,其具有大于或等于0.5μm至小于或等于5μm、優(yōu)選地小于或等于2μm、優(yōu)選地大于或等于0.5μm至小于或等于3μm,或大于或等于0.7μm至小于或等于2.5μm、特別優(yōu)選地大于或等于1.0μm至小于或等于2μm的平均粒徑。
成核劑也影響由配制物a和/或b可獲得的膜的透明度。如果需要高的透明度,平均粒徑應(yīng)為0.05μm至2μm、優(yōu)選地0.05μm至0.2μm。
必要時(shí),本發(fā)明的膜可包括添加劑,和/或(d)添加劑可被添加至配制物a和/或配制物b中。添加劑包括防粘連劑、染料、熒光增白劑、抗靜電劑、防霧劑、潤(rùn)滑劑、uv吸收劑、填料、與剝離和/或密封相關(guān)的添加劑、抗氧化劑和/或加工助劑。各種添加劑可已經(jīng)在配制物a中,或只摻入配制物b中。此外,至少一種添加劑可存在于本發(fā)明的膜結(jié)構(gòu)中的一個(gè)或多個(gè)膜層或膜中。
可能的添加劑通過(guò)以下實(shí)例列出,其中各種添加劑的選擇和功能,以及對(duì)膜的性質(zhì)的影響是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的。
(1)提高耐水解性的酸清除劑。該程序尤其對(duì)于具有高初始酸值的聚酯是優(yōu)選的。優(yōu)選的酸清除劑特別地選自由二
(2)潤(rùn)滑劑,例如優(yōu)選地長(zhǎng)鏈脂肪酸(例如硬脂酸或山萮酸)、其鹽(例如硬脂酸鈣或硬脂酸鋅)或褐煤蠟(具有28至32個(gè)碳原子的直鏈、飽和羧酸的混合物)或其與堿金屬或與堿土金屬的鹽(優(yōu)選地褐煤酸鈣和/或褐煤酸鈉)以及低分子量的聚乙烯蠟和聚丙烯蠟,
(3)填料,例如玻璃纖維,
(4)uv穩(wěn)定劑例如各種取代的間苯二酚、水楊酸酯、苯并三唑和二苯甲酮,優(yōu)選地有機(jī)的亞膦酸酯例如四-(2,4-二-叔丁基苯基)雙亞苯基二亞膦酸酯和/或
(5)染色劑如染料和無(wú)機(jī)顏料例如群青藍(lán)、氧化鐵、硫化鋅和/或二氧化鈦,此外可使用有機(jī)顏料例如酞菁、喹吖啶酮、苝,以及染料例如蒽醌。
用于制備本發(fā)明的膜的本發(fā)明的配制物a、特別地本發(fā)明的配制物b的優(yōu)選的實(shí)施方案包括:
配制物a-1(組合物的總含量為100重量%)
(a)包括聚(l)-丙交酯、聚(d,l)-丙交酯和/或聚(l)-丙交酯-共-(d)-丙交酯、優(yōu)選地聚(l-)丙交酯和/或聚(l)-丙交酯-共-(d)-丙交酯的pla,含量為大于或等于75重量%、任選地60重量%至小于或等于98.9重量%、大于或等于80重量%至小于或等于97重量%、優(yōu)選地大于或等于85重量%至小于或等于95重量%、特別優(yōu)選地大于或等于87重量%至小于或等于90重量%,
(b)作為增塑劑,檸檬酸酯、優(yōu)選地檸檬酸三丁酯、檸檬酸三乙酯和/或乙酰檸檬酸三丁酯,含量為大于或等于1重量%至小于或等于20重量%、大于或等于5重量%至小于或等于15重量%、優(yōu)選地大于或等于11重量%至小于或等于13重量%、特別優(yōu)選地12重量%,
(c)作為成核劑,根據(jù)第一備選:亞乙基-雙-硬脂酰胺中、或根據(jù)第二備選:滑石,在各自的情況下含量為大于或等于0.1重量%至小于或等于5重量%、優(yōu)選地大于或等于0.5重量%至小于或等于3重量%、特別優(yōu)選地大于或等于0.5重量%至小于或等于1.5重量%,
配制物a-2(組合物的總含量為100重量%)
(a)包括聚(l)-丙交酯、聚(d,l)-丙交酯和/或聚(l)-丙交酯-共-(d)-丙交酯、優(yōu)選地聚(l-)丙交酯和/或聚(l)-丙交酯-共-(d)-丙交酯的pla,含量為大于或等于75重量%、任選地60重量%至小于或等于98.9重量%、大于或等于80重量%至小于或等于97重量%、優(yōu)選地大于或等于85重量%至小于或等于95重量%、特別優(yōu)選地大于或等于87重量%至小于或等于90重量%,
(b)作為增塑劑,檸檬酸酯、優(yōu)選地檸檬酸三丁酯、檸檬酸三乙酯和/或乙酰檸檬酸三丁酯,含量為大于或等于1重量%至小于或等于20重量%、大于或等于5重量%至小于或等于15重量%、優(yōu)選地大于或等于11重量%至小于或等于13重量%、特別優(yōu)選地12重量%,
(c)作為成核劑,根據(jù)第一備選:亞乙基-雙-硬脂酰胺中、或根據(jù)第二備選:滑石,尺寸為大于或等于0.5μm至小于或等于5μm、優(yōu)選地小于或等于2μm、優(yōu)選地大于或等于0.5μm至小于或等于3μm、大于或等于0.7μm至小于或等于2.5μm、特別優(yōu)選地大于或等于1.0μm至小于或等于2μm,并且含量為大于或等于0.1重量%至小于或等于5重量%、優(yōu)選地大于或等于0.5重量%至小于或等于3重量%、特別優(yōu)選地大于或等于0.5重量%至小于或等于1.5重量%,
配制物a-3(組合物的總含量為100重量%)
(a)包括聚(l)-丙交酯、聚(d,l)-丙交酯和/或聚(l)-丙交酯-共-(d)-丙交酯、優(yōu)選地聚(l-)丙交酯和/或聚(l)-丙交酯-共-(d)-丙交酯的pla,含量為大于或等于77重量%、任選地65重量%至小于或等于98.5重量%、大于或等于80重量%至小于或等于97重量%、優(yōu)選地大于或等于85重量%至小于或等于95重量%、特別優(yōu)選地大于或等于87重量%至小于或等于90重量%,
(b)作為增塑劑,檸檬酸酯、優(yōu)選地檸檬酸三丁酯、檸檬酸三乙酯和/或乙酰檸檬酸三丁酯,含量為大于或等于1重量%至小于或等于20重量%、大于或等于5重量%至小于或等于15重量%、優(yōu)選地大于或等于11重量%至小于或等于13重量%、特別優(yōu)選地12重量%,
(c)作為成核劑,根據(jù)第一備選:亞乙基-雙-硬脂酰胺中、或根據(jù)第二備選:滑石,尺寸為小于或等于2μm、優(yōu)選地大于或等于0.5μm至小于或等于3μm、大于或等于0.7μm至小于或等于2.5μm,并且含量為大于或等于0.5重量%至小于或等于3重量%、特別優(yōu)選地大于或等于0.5重量%至小于或等于1.5重量%,
配制物a-4(組合物的總含量為100重量%)
(a)包括聚(l)-丙交酯、聚(d,l)-丙交酯和/或聚(l)-丙交酯-共-(d)-丙交酯、優(yōu)選地聚(l-)丙交酯和/或聚(l)-丙交酯-共-(d)-丙交酯的pla,含量為大于或等于80重量%、任選地65重量%至小于或等于94.9重量%、大于或等于80重量%至小于或等于97重量%、優(yōu)選地大于或等于85重量%至小于或等于95重量%、特別優(yōu)選地大于或等于87重量%至小于或等于90重量%,
(b)作為增塑劑,檸檬酸酯、優(yōu)選地檸檬酸三丁酯、檸檬酸三乙酯和/或乙酰檸檬酸三丁酯,含量為大于或等于5重量%至小于或等于15重量%、優(yōu)選地大于或等于11重量%至小于或等于13重量%、特別優(yōu)選地12重量%,
(c)作為成核劑,根據(jù)第一備選:亞乙基-雙-硬脂酰胺中、或根據(jù)第二備選:滑石,在各自的情況下具有大于或等于0.5μm至5μm、優(yōu)選地小于或等于2μm、優(yōu)選地大于或等于0.5μm至小于或等于3μm、大于或等于0.7μm至小于或等于2.5μm、特別優(yōu)選地大于或等于1.0μm至小于或等于2μm的粒徑,并且含量為大于或等于0.1重量%至小于或等于5重量%、優(yōu)選地大于或等于0.5重量%至小于或等于3重量%、特別優(yōu)選地大于或等于0.5重量%至小于或等于1.5重量%,
配制物a-5(組合物的總含量為100重量%)
(a)包括聚(l)-丙交酯、聚(d,l)-丙交酯和/或聚(l)-丙交酯-共-(d)-丙交酯、優(yōu)選地聚(l-)丙交酯和/或聚(l)-丙交酯-共-(d)-丙交酯的pla,含量為大于或等于82重量%、任選地67重量%至小于或等于88.9重量%、大于或等于80重量%至小于或等于97重量%、優(yōu)選地大于或等于85重量%至小于或等于95重量%、特別優(yōu)選地大于或等于87重量%至小于或等于90重量%,
(b)作為增塑劑,檸檬酸酯、優(yōu)選地檸檬酸三丁酯、檸檬酸三乙酯和/或乙酰檸檬酸三丁酯,含量為大于或等于11重量%至小于或等于13重量%、特別優(yōu)選地12重量%,
(c)作為成核劑,根據(jù)第一備選:亞乙基-雙-硬脂酰胺中、或根據(jù)第二備選:滑石,在各自的情況下具有大于或等于0.5μm至小于或等于5μm、優(yōu)選地小于或等于2μm、優(yōu)選地大于或等于0.5μm至小于或等于3μm、大于或等于0.7μm至小于或等于2.5μm、特別優(yōu)選地大于或等于1.0μm至小于或等于2μm的粒徑,并且含量為大于或等于0.1重量%至小于或等于5重量%、優(yōu)選地大于或等于0.5重量%至小于或等于3重量%、特別優(yōu)選地大于或等于0.5重量%至小于或等于1.5重量%,
配制物a-6(組合物的總含量為100重量%)
(a)pla,優(yōu)選地聚(d,l)-丙交酯和/或聚(l)-丙交酯-共-(d)-丙交酯,含量為大于或等于85.5重量%、任選地70.5重量%至小于或等于88.5重量%,
(b)作為增塑劑,檸檬酸酯、優(yōu)選地檸檬酸三丁酯、檸檬酸三乙酯和/或乙酰檸檬酸三丁酯,含量為大于或等于11重量%至小于或等于13重量%、特別優(yōu)選地12重量%,
(c)作為成核劑,根據(jù)第一備選:亞乙基-雙-硬脂酰胺中、或根據(jù)第二備選:滑石,在各自的情況下具有小于或等于2μm的粒徑,并且含量為大于或等于0.5重量%至小于或等于1.5重量%。
這些配制物a-1至a-6的組合物不包括與任選的添加劑有關(guān)的數(shù)據(jù),因?yàn)檫@些僅在必要時(shí)以大于或等于0重量%至小于15重量%的所需的量添加。如果添加了添加劑,則(a)至少一種生物基的聚合物在各配制物中的含量相應(yīng)地降低。與配制物a-1至a-6相關(guān)的數(shù)據(jù)相應(yīng)地適用于配制物b-1、b-2、b-3、b-4、b-5和b-6。
成核劑的功能在于減少游離表面能以利于成核,并因此在冷卻后/在冷卻期間的較高溫度下引發(fā)結(jié)晶。因此,使用本發(fā)明的成核劑、優(yōu)選地亞乙基-雙-硬脂酰胺或滑石導(dǎo)致成核率增加5至10倍、并且結(jié)晶度增加2倍至6倍。增塑劑的功能在于增加聚合物鏈的遷移率,并由此通過(guò)降低在結(jié)晶期間折疊聚合物鏈所需的能量來(lái)提高結(jié)晶速率。本發(fā)明的成核劑和增塑劑的組合導(dǎo)致效果不僅僅是相加的,而是具有效果協(xié)同作用。
滑石單獨(dú)地不導(dǎo)致pla的結(jié)晶度的任何顯著的增加。然而,如果將滑石或亞乙基-雙-硬脂酰胺與增塑劑、優(yōu)選地檸檬酸三丁酯、檸檬酸三乙酯和/或乙酰檸檬酸三丁酯組合使用,則pla的結(jié)晶度明顯地提高。
同時(shí),通過(guò)該協(xié)同效應(yīng),所使用的增塑劑牢固地錨定在配制物b中和/或本發(fā)明的膜中,特別地經(jīng)由增塑劑的酯基和至少一種(a)聚合物的酯基、以及優(yōu)選地(c)至少一種成核劑的至少一個(gè)酰胺基和/或羥基之間的大量的氫鍵。
同樣地,本發(fā)明的主題是用于制備本發(fā)明的膜的方法,以及根據(jù)所述方法獲得的膜,其中
-在第一步驟中,通過(guò)混合以下制備配制物a,特別地為獲得配制物中增塑劑的均勻分布,
(a)基于至少一種乳酸衍生物、特別地乳酸的單體和/或二聚體的至少一種生物基的、優(yōu)選地還是可生物降解的(共)聚合物、特別地(共)聚酯,
(b)至少一種增塑劑,其包括至少一種包含酯基的化合物,不包括乳酸的二聚和聚合酯,和
(c)至少一種成核劑,和
(d)任選地添加劑,
其中混合的順序不重要。(a)聚合物,或另一以上所述的化合物可用作初始進(jìn)料,并且其它組分可混合于其中,
-在進(jìn)一步的步驟中,通過(guò)引入熱、優(yōu)選地在最高達(dá)大于或等于170℃至小于或等于190℃、特別優(yōu)選地180℃的加工溫度下制備配制物b,特別地在擠出機(jī)(優(yōu)選地雙螺桿擠出機(jī))中熔化,優(yōu)選地具有在配制物a中均勻分布的增塑劑,任選地添加至少一種添加劑和
-在隨后的步驟中,將膜成型,特別地通過(guò)擠出、優(yōu)選地通過(guò)單螺桿擠出機(jī)。
根據(jù)本發(fā)明的另一主題,在本發(fā)明的方法中
-在進(jìn)一步的步驟中,配制物b經(jīng)由熔化配制物a獲得,特別地在雙螺桿擠出機(jī)中,和任選地添加至少一種添加劑,
-在下一步驟中,任選地將所得到的配制物b冷卻,特別地在水浴中,和
-在隨后的步驟中,將膜成型。
在優(yōu)選的實(shí)施方案中,在本發(fā)明的方法中
-在進(jìn)一步的步驟中,將熔化的配制物b、和任選地經(jīng)冷卻的配制物b?;?,任選地在冷卻之前或之后添加至少一種添加劑,和
-在隨后的步驟中將由配制物b的顆粒制成的膜成型:優(yōu)選地通過(guò)(a)引入熱、優(yōu)選地在最高達(dá)170℃至190℃、特別優(yōu)選地180℃的加工溫度下,特別地在擠出機(jī)(尤其是單螺桿擠出機(jī))中熔化,和任選地添加至少一種添加劑,(b)擠出經(jīng)加熱的配制物b、特別地借助于狹縫模頭擠出熔體,(c)成型膜和任選地(d)冷卻,特別地在冷卻輥上、優(yōu)選地在大于或等于20℃至小于或等于60℃、優(yōu)選地40℃的溫度下。
本發(fā)明的又一主題是根據(jù)所描述的方法制備的膜。優(yōu)選地,該膜另外地被拉伸(取向),如下文所解釋的那樣。
優(yōu)選地,在本發(fā)明的方法中,在隨后的步驟中,由配制物a和/或b獲得的本發(fā)明的膜在高于tg的溫度下、特別適合地在大于或等于90℃至小于或等于120℃、甚至更優(yōu)選地在大于或等于90℃至小于或等于110℃下,特別地在拉伸裝置中,在縱向方向上被拉伸因數(shù)λ,該因數(shù)λ為大于或等于1至小于或等于7、特別適合地大于或等于1至小于或等于6、優(yōu)選地大于或等于5至小于或等于6。
本發(fā)明的另一主題是根據(jù)本發(fā)明的方法可獲得的配制物b,其中配制物b的作為收縮率(根據(jù)din53377)測(cè)量的熱穩(wěn)定性為大于或等于0%至小于或等于5%。配制物b的收縮率優(yōu)選地為大于或等于0%至小于或等于3%、特別優(yōu)選地大于或等于1%至小于或等于3%。特別地,包括配制物b和由配制物b制成的膜具有作為收縮率(根據(jù)din53377)測(cè)量的同樣為大于或等于0%至小于或等于5%、優(yōu)選地大于或等于0%至小于或等于3%、特別優(yōu)選地大于或等于1%至小于或等于3%的熱穩(wěn)定性。
本發(fā)明的配制物b的作為熔化焓(根據(jù)dineniso11357-3)測(cè)量的結(jié)晶度為大于或等于30j/g至小于或等于50j/g、優(yōu)選地大于或等于35j/g至小于或等于50j/g、特別優(yōu)選地大于或等于40j/g至小于或等于50j/g。特別地,包括配制物b和由配制物b制成的膜具有作為熔化焓(根據(jù)dineniso11357-3)測(cè)量的同樣為大于或等于30j/g至小于或等于50j/g、優(yōu)選地大于或等于35j/g至小于或等于50j/g、特別優(yōu)選地大于或等于40j/g至小于或等于50j/g的結(jié)晶度。
在本發(fā)明的配制物b的另一個(gè)實(shí)施方案中,所包含的化合物、特別地增塑劑不發(fā)生遷移。特別地,在包括配制物b和由配制物b制備的膜中,所包含的化合物、特別地如下的增塑劑不發(fā)生遷移,所述增塑劑包括在至少一個(gè)酯基上具有至少一個(gè)選自以下的烷基基團(tuán)的二-和/或三羧酸的酯:包括甲基、乙基、丙基、丁基、己基、壬基、十二烷基和十八烷基基團(tuán)的c1至c20-烷基,優(yōu)選地檸檬酸和己二酸的酯,特別優(yōu)選地檸檬酸烷基酯例如檸檬酸三丁酯、檸檬酸三乙酯和乙酰檸檬酸三丁酯和/或乙二酸酯例如己二酸二乙基己酯(己二酸二辛酯)。
本發(fā)明進(jìn)一步提供配制物b用于制備以下形式的載體的用途,所述配制物b包括散裝的形式(可流動(dòng)的固體材料的形式)或帶卷、材料股、按米(碼)供應(yīng)的產(chǎn)品(meterware)、塊、圓柱體和/或片材的形式,所述可流動(dòng)的固體材料的形式包括型煤、粒料、擠出物、丸料、顆粒和粉末,
(a)片材狀元件,其包括通過(guò)紡絲、織造和/或熔化制造的片材狀元件,例如非織造物、膜、織物、稀松布、網(wǎng)、紡織品和紡織帶,和/或
(b)纖維結(jié)構(gòu),其包括通過(guò)紡絲、織造和/或熔化制造的纖維、紗線、織帶、編織物和細(xì)絲,和
包括纖維結(jié)構(gòu)的如上所述的片材狀元件。
本發(fā)明的另一主題是包括本發(fā)明的膜和至少一種至少一個(gè)層形式的膠粘劑、優(yōu)選地生物基的(還優(yōu)選地可生物降解的)壓敏膠粘劑的壓敏膠粘劑片材。
合適的膠粘劑描述于wo2013/060624a1、wo2012/126773a1、ep2647682a1或wo2014/154479a1中。
“生物基的”意為由可再生的原料制備而成。
可生物降解的聚合物是針對(duì)具有塑料狀性質(zhì)(缺口沖擊強(qiáng)度、可熱塑化能力)的天然和合成聚合物的表述,但是與常規(guī)的塑料相比,在生物活性的環(huán)境(堆肥、污泥、土壤、廢水)中被多種微生物降解;這不一定發(fā)生在常規(guī)的家庭條件(園藝堆肥)下??缮锝到庑缘亩x見(jiàn)于歐洲標(biāo)準(zhǔn)dinen13432(包裝的生物降解)和dinen14995(塑料的可堆肥性)中。
任何已知的膠粘劑體系均可用于由膜制備膠帶??墒褂玫哪z粘劑不僅為基于天然或合成橡膠的膠粘劑,而且特別地為有機(jī)硅膠粘劑,以及聚丙烯酸酯膠粘劑,優(yōu)選地丙烯酸酯熱熔壓敏膠粘劑。如de19807752a1和de10011788a1中更詳細(xì)地描述的那樣,不含溶劑的熱熔體丙烯酸酯組合物是優(yōu)選的,因?yàn)樵诓黄痨F的性能以及與pvc和不含pvc的電線絕緣的出色的兼容性(相容性)方面其特別適合作為用于汽車(chē)電纜束的包裹帶的膠粘劑。施用重量?jī)?yōu)選地在15至200g/m2、更優(yōu)選地30至120g/m2的范圍內(nèi)(對(duì)應(yīng)于約15至200μm、更優(yōu)選地30至120μm的厚度)。
優(yōu)選地,膠粘劑為壓敏膠粘劑,即,即使當(dāng)施用的壓力相對(duì)弱時(shí),也容許與幾乎所有的基底的耐久粘結(jié),并且在使用之后可基本上物殘留地從基底上再次剝離。壓敏膠粘劑在室溫下具有永久的壓敏膠粘劑性質(zhì),即具有足夠低的粘度和高的初始粘性(接觸粘性),從而即使當(dāng)施用的壓力小時(shí),它們也潤(rùn)濕相應(yīng)基底的表面。膠粘劑的粘結(jié)能力源自其膠粘性質(zhì),并且可再次剝離性源自其內(nèi)聚性質(zhì)。
合適的膠粘劑具有至少20、特別地大于30的k值(在各自的情況下,在25℃下在甲苯中的1重量%的溶液中測(cè)量)的基于丙烯酸酯熱熔體的膠粘劑,其可通過(guò)將這種類(lèi)型的組合物的溶液濃縮成作為熱熔體可加工的體系來(lái)獲得。
k值(根據(jù)fikentscher)為針對(duì)高度聚合的材料的平均分子尺寸的量度。聚合物的粘度根據(jù)dineniso1628-1:2009通過(guò)毛細(xì)管粘度計(jì)測(cè)定。
為了進(jìn)行測(cè)量,在25℃下制備1%(1g/100ml)的聚合物的甲苯溶液,并且使用相應(yīng)的dinubbelohde粘度計(jì)根據(jù)iso3105:1994,表b.9進(jìn)行。
所述濃縮過(guò)程可在適當(dāng)裝配的罐或擠出機(jī)中進(jìn)行,特別地當(dāng)需要伴隨的脫氣時(shí),優(yōu)選脫氣式擠出機(jī)。
de4313008c2描述了該類(lèi)型的膠粘劑。在中間步驟中,從如此制備的丙烯酸酯組合物中完全除去溶劑。
在此,也除去其它揮發(fā)性組分。在從熔體涂布之后,這些組合物僅保留少量的揮發(fā)性組分。因此,可采用以上引用的專(zhuān)利中要求保護(hù)的任何單體/配制物。
組合物的溶液可包括5至80重量%、特別地30至70重量%的溶劑。
優(yōu)選地,使用可商購(gòu)得到的溶劑,特別地低沸點(diǎn)的烴、酮、醇和/或酯。
進(jìn)一步優(yōu)選地,使用具有一個(gè)或特別地兩個(gè)或更多個(gè)脫氣單元的單螺桿、雙螺桿或多螺桿擠出機(jī)。
基于丙烯酸酯熱熔體的膠粘劑可包括共聚的安息香衍生物,例如安息香丙烯酸酯或安息香甲基丙烯酸酯、或丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。該類(lèi)型的安息香衍生物描述于ep0578151a中。
基于丙烯酸酯熱熔體的膠粘劑可為uv交聯(lián)的。然而,其它類(lèi)型的交聯(lián)也是可能的,實(shí)例為電子束交聯(lián)。
在另一優(yōu)選的實(shí)施方案中,使用以下的共聚物作為自膠粘組合物:具有1至25個(gè)碳原子的(甲基)丙烯酸及其酯、馬來(lái)酸、富馬酸和/或衣康酸和/或其酯、取代的(甲基)丙烯酰胺、馬來(lái)酸酐和其它乙烯基化合物例如乙烯基酯、特別地乙酸乙烯酯、乙烯基醇和/或乙烯基醚。
殘留的溶劑含量應(yīng)小于1重量%。
發(fā)現(xiàn)特別合適的膠粘劑為由basf作為acresin、特別地acresina260uv銷(xiāo)售的丙烯酸酯熱熔壓敏膠粘劑。這種具有低的k值的膠粘劑通過(guò)最終的輻射化學(xué)誘導(dǎo)的交聯(lián)獲得其應(yīng)用取向性質(zhì)。
優(yōu)選地,膠粘劑被施用至載體的整個(gè)面積上。
可以比膠帶的載體材料的寬度更窄的條的形式在膠帶的縱向上施用膠粘劑。
在有利的實(shí)施方案中,所述條的寬度為載體材料的寬度的10至80%。特別優(yōu)選地,使用具有載體材料的寬度的20至50%的涂層的條。
根據(jù)不同的施用情況,也可將多個(gè)平行的膠粘劑條涂覆在載體材料上。
可自由地選擇條在載體上的位置,其中優(yōu)選的是直接布置在載體的一個(gè)邊緣處。
此外,可設(shè)置兩個(gè)膠粘劑條,并且具體地一個(gè)膠粘劑條在載體材料的上側(cè)上,以及一個(gè)膠粘劑條在載體材料的下側(cè)上,其中所述兩個(gè)膠帶優(yōu)選地被布置在相對(duì)的縱向邊緣處。在一個(gè)變型中,將兩個(gè)膠粘劑條布置在一個(gè)相同的縱向邊緣處。
優(yōu)選地,膠粘劑條的邊緣與載體材料的縱向邊緣齊平。
在載體的膠粘劑涂層上,可提供至少一個(gè)覆蓋材料的條,其沿著膠帶的縱向方向延伸并且其覆蓋膠粘劑涂層的20%至90%。
優(yōu)選地,所述條總共覆蓋膠粘劑涂層的50%至80%。
根據(jù)應(yīng)用和電纜線束的直徑來(lái)選擇覆蓋程度。
給出的百分比值是指覆蓋材料的條的寬度相對(duì)于載體的寬度。
在本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方案中,在膠粘劑涂層上恰好存在覆蓋材料的一個(gè)條。
條在膠粘劑涂層上的位置可自由選擇,其中優(yōu)選的是直接布置在載體的一個(gè)縱向邊緣上。因此,獲得了沿膠帶的縱向方向延伸并在載體的其它縱向邊緣處結(jié)束的膠粘劑條。
如果通過(guò)使膠帶圍繞電纜線束以螺旋運(yùn)動(dòng)的方式用膠帶纏繞電纜線束,可以這樣的方式進(jìn)行電纜線束的包裹,使得膠帶的膠粘劑僅在膠帶自身上粘結(jié),而目標(biāo)材料不與任何膠粘劑接觸。
經(jīng)如此包裹的電纜束具有非常高的柔性,因?yàn)椴淮嬖诠潭娎|的膠粘劑。這在安裝過(guò)程中,特別地甚至在窄的通道或急轉(zhuǎn)彎中,顯著增加了線束的可彎曲性。
如果需要膠粘劑在目標(biāo)材料上的某種程度的固定,則包裹方法可以這樣的方式進(jìn)行,使得膠粘劑條的一部分粘結(jié)在膠帶自身上,并且將其另一部分粘結(jié)在目標(biāo)材料上。
在另一有利的實(shí)施方案中,將條施用至膠粘劑涂層的中心,使得兩個(gè)膠粘劑條在膠帶的縱向方向上沿載體的縱向邊緣延伸。
對(duì)于以圍繞電纜線束的所述螺旋運(yùn)動(dòng)來(lái)可靠且成本有益地施加膠帶,以及抑制得到的保護(hù)性包裹的打滑(滑動(dòng)),分別存在于膠帶的縱向邊緣處的兩個(gè)膠粘劑條是有利的,特別地在將一個(gè)通常比第二條窄的條用作固定輔助件的情況下,以及在將第二較寬的條用作密封件的情況下。因此,膠帶如此粘結(jié)在電纜上,使得電纜線束被固定以對(duì)抗打滑但仍是柔性的。
此外,存在其它實(shí)施方案,其中將多于一個(gè)的覆蓋材料的條涂覆至膠粘劑涂層。當(dāng)僅提及一個(gè)條時(shí),本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解,完全也可將多個(gè)條同時(shí)覆蓋在膠粘劑涂層上。
膠粘劑的生產(chǎn)和加工可從溶液或分散體、以及從熔體進(jìn)行。優(yōu)選的制備和加工方法從溶液以及從熔體進(jìn)行。特別優(yōu)選地,由熔體進(jìn)行膠粘劑的制造,其中特別地可使用批量方法或連續(xù)方法。借助擠出機(jī)連續(xù)制造壓敏膠粘劑是特別有利的。
然后,可施用眾所周知的方法將如此得到的膠粘劑施用至載體。在熔體加工的情況下,這里的施用方法可使用模具或壓延機(jī)。
對(duì)于從溶液的方法,已知的涂覆為使用刮刀、刀片或噴嘴的那些,僅舉幾個(gè)例子而言。
另一可能性在于將膠粘劑從防粘背襯或剝離襯墊轉(zhuǎn)移至載體復(fù)合材料。
最后,膠帶可具有覆蓋材料,在使用前用其來(lái)覆蓋一個(gè)或兩個(gè)膠粘劑層。另外,以上詳細(xì)列出的任何材料都適合作為覆蓋材料。
然而,優(yōu)選的是不起絨的材料,例如塑料膜或尺寸適中的長(zhǎng)纖維紙。
可將背面漆施用至膠帶的背側(cè)以有利地影響卷繞成阿基米德螺旋的膠帶的解卷性質(zhì)。這種背面漆為此可裝配有有機(jī)硅化合物或氟有機(jī)硅化合物、或聚乙烯基硬脂?;被姿狨?、聚乙烯亞胺硬脂?;被姿狨セ蜃鳛榭拐澄镔|(zhì)的氟有機(jī)化合物。任選地,在背面漆下方,或替代地在膠帶的背側(cè)存在泡沫體涂層。
可以固定長(zhǎng)度提供本發(fā)明的膠帶,例如作為按米供應(yīng)的產(chǎn)品,或作為成卷的連續(xù)產(chǎn)品(阿基米德螺旋)。在后者的情況下,可使用刀具、切割器或分配器等提供各種使用長(zhǎng)度,或者可無(wú)輔助地手動(dòng)處理材料。
此外,膠帶可在基本上與運(yùn)行方向成直角處具有一個(gè)或多個(gè)易撕線,使得膠帶是易于手撕的。
為了使用戶(hù)能夠特別簡(jiǎn)便地使用,易撕線的取向與膠帶的運(yùn)行方向成直角,和/或等間隔地布置。
如果易撕線采取穿孔的形式,則膠帶的分離是特別容易的。
以這種方式,可實(shí)現(xiàn)如下的在獨(dú)立的部分(部段)之間的邊緣,其是非常不易起絨的,因而避免了不期望的磨損。
通過(guò)使用平面沖床(flachstanzen)或交叉運(yùn)行的穿孔輪,以及連續(xù)地通過(guò)使用旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)(例如齒輥或沖壓輥)可特別有利地分批制造易撕線,任選地使用反向輥(vulkollan輥),其在切割過(guò)程中形成反向輪(gegenrad)。
通過(guò)使用受控地間歇操作的切割技術(shù)提供其它可能性,例如激光、超聲波、高壓水射流等的應(yīng)用。如果在激光切割或超聲波切割的情況下,將一部分能量以熱的形式引入中載體材料中,可熔化切割區(qū)域中的纖維,從而在很大程度上避免了破壞性磨損,并且獲得清潔的(鋒利的)切割邊緣。后一種方法也適于實(shí)現(xiàn)特定的切割邊緣幾何形狀,例如凹形或凸形的切割邊緣。
沖壓輥上的尖峰或刀片的高度優(yōu)選地為膠帶厚度的150%。
在穿孔的情況下,孔至圓角比(loch-steg-
圓角寬度優(yōu)選地為約2mm,并且圓角之間的切割寬度為約10mm,即即寬度為2mm的圓角與10mm的切口交替。因此,孔對(duì)圓角比優(yōu)選地為2:10。
材料的這種削弱容許實(shí)現(xiàn)足夠低的撕裂力。如果需要所述膠帶的低可燃性,則可通過(guò)向載體和/或膠粘劑中添加阻燃劑來(lái)實(shí)現(xiàn)。這些可為有機(jī)溴化合物,如果需要,使用協(xié)同劑例如三氧化銻,但是考慮到膠帶中不存在鹵素,優(yōu)選使用紅磷、或有機(jī)磷、或礦物或膨脹的化合物,例如單獨(dú)地多磷酸銨或與協(xié)同劑的組合。
在優(yōu)選的實(shí)施方案中,膠帶的寬度為9至38mm。
在本發(fā)明的意義上,一般表述“膠帶”包括所有片材產(chǎn)品,例如二維延伸的膜或膜片段、具有延伸的長(zhǎng)度和有限的寬度的帶、帶片段等,以及最后也包括沖孔產(chǎn)品或標(biāo)簽。
此外,其有利地適于細(xì)長(zhǎng)的目標(biāo)材料(gut)的包裹,例如特別地機(jī)動(dòng)車(chē)輛中的電纜線束,其中膠帶圍繞細(xì)長(zhǎng)的目標(biāo)材料以螺旋線的方式引導(dǎo),或細(xì)長(zhǎng)的目標(biāo)材料可在軸向方向上被帶包裹。
最后,本發(fā)明的構(gòu)思也包括用本發(fā)明的膠帶包裹的細(xì)長(zhǎng)的目標(biāo)材料。所述細(xì)長(zhǎng)的目標(biāo)材料優(yōu)選地為電纜線束。
由于膠帶的出色的適用性,其可用于由覆蓋材料組成的護(hù)套中,其中至少在覆蓋材料的邊緣區(qū)域中存在自粘膠帶,其這種方式粘結(jié)在覆蓋材料上,使得膠帶在覆蓋材料的一個(gè)縱向邊緣上延伸,并且具體地,優(yōu)選地在比覆蓋材料的寬度窄的邊緣區(qū)域中延伸。
ep1312097a1公開(kāi)了這種類(lèi)型的產(chǎn)品,以及經(jīng)優(yōu)化的相同的實(shí)施方案。ep1300452a2、de10229527a1和wo2006108871a1描述了本發(fā)明的膠帶同樣非常好地適用的擴(kuò)展。本發(fā)明的膠帶可同樣用于如ep1367608a2所公開(kāi)的方法中。
最后,ep1315781a1和de10329994a1描述了也可用于發(fā)明的膠帶的膠帶的實(shí)施方案。
最后,本發(fā)明的構(gòu)思還包括用本發(fā)明的膠帶包裹的細(xì)長(zhǎng)的目標(biāo)材料。細(xì)長(zhǎng)的目標(biāo)材料優(yōu)選地為電纜線束,更優(yōu)選地在汽車(chē)中。
此外,本發(fā)明的主題為本發(fā)明的膜作為載體、膠帶和/或電纜包裹帶中的載體、根據(jù)lv312的電纜帶中的載體、用于膠粘劑的載體、用于壓敏膠粘劑的載體、用于物品和組件的識(shí)別標(biāo)記的制品中的載體(特別地在車(chē)輛中)、和用于電氣設(shè)備的識(shí)別標(biāo)記的制品中的載體、多層標(biāo)簽和模切件中或多層激光可刻印標(biāo)簽和模切件中的載體,或作為轉(zhuǎn)移材料、轉(zhuǎn)移膜或剝離襯墊或oled,或在膠帶中作為覆蓋材料(外部材料)、覆蓋膜(外部膜)、轉(zhuǎn)移材料和/或剝離襯墊的用途。
在本發(fā)明的用途中,優(yōu)選的是使用具有高柔軟度、高熱穩(wěn)定性和優(yōu)異結(jié)晶度的載體,并且其中不發(fā)生所包含的化合物、特別地增塑劑的遷移。在本發(fā)明用途中優(yōu)選地使用包含配制物a并且根據(jù)本發(fā)明的方法可獲得的載體。
本發(fā)明的特別的主題為本發(fā)明的膜對(duì)于膠粘劑和壓敏膠粘劑的優(yōu)異適用性,特別地本發(fā)明的膜與如上提及的生物基的壓敏膠粘劑的組合。
本發(fā)明的進(jìn)一步的主題是膜結(jié)構(gòu)或包括根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)膜的膜布置。優(yōu)選地,通過(guò)本發(fā)明的方法由配制物a和/或b制備至少一種膜。各個(gè)膜在其性質(zhì)上可在本文定義的范圍內(nèi)在結(jié)晶度,熱穩(wěn)定性和柔軟度方面發(fā)生改變。此外,組合膜可具有大于或等于5μm至小于或等于500μm、優(yōu)選地大于或等于5μm至小于或等于50μm、或大于或等于10μm至小于或等于40μm、特別優(yōu)選地大于或等于15μm至小于或等于30μm的不同的層厚度。可存在以多個(gè)相互重疊的層的形式布置的多個(gè)層厚度不同的膜。因此,對(duì)本發(fā)明的膜布置的穩(wěn)定性和/或柔性有利的是,組合層厚度不同的膜(例如5μm、10μm、15μm、20μm、30μm和/或40μm)。特別地,具有不同的取向度的層厚度不同的膜可被組合在一起。因此,膜可具有大于或等于10μm、大于或等于15μm、大于或等于20μm、大于或等于25μm至小于或等于30μm、小于或等于35μm、小于或等于40μm的層厚度,以及具有大于或等于1、2、3、4、5、6至小于或等于7的因數(shù)λ的取向度,并且可提供例如2、3、4或5個(gè)膜層的膜布置。
因此,可存在具有多個(gè)層,特別地3、4或5個(gè)層的膜布置,其中暴露的(布置在外部的)層中的至少一個(gè)具有相對(duì)較高的熱穩(wěn)定性,而位于內(nèi)部的層具有較低的熱穩(wěn)定性。同樣可能的是,一個(gè)或兩個(gè)暴露的層具有相對(duì)較低的柔軟度(較低含量的增塑劑),但相比而言位于內(nèi)部的膜層具有相對(duì)高的柔軟度(較高含量的增塑劑)以得到更好的柔性??赏ㄟ^(guò)改變成核劑的含量來(lái)制備可組合進(jìn)膜布置中的結(jié)晶度不同的膜。
實(shí)施例
玻璃化轉(zhuǎn)變溫度tg
使用下列參數(shù)通過(guò)動(dòng)態(tài)機(jī)械分析(dma)測(cè)定玻璃化轉(zhuǎn)變溫度tg;在此選擇以下方法:玻璃化轉(zhuǎn)變溫度通過(guò)溫度掃描測(cè)定。本文中的所有數(shù)據(jù)均基于這些測(cè)量結(jié)果,除非在特定情況下另有說(shuō)明。dma使用了這樣的事實(shí):經(jīng)受正弦機(jī)械應(yīng)力的粘彈性材料的性質(zhì)取決于應(yīng)力的頻率(即時(shí)間)以及溫度。
所有dma工藝參數(shù):
測(cè)量設(shè)備:scientificrdaiii流變儀;測(cè)量頭:用標(biāo)準(zhǔn)力安裝的彈簧;溫度控制:加熱室;測(cè)量幾何結(jié)構(gòu):平行板布置,樣品厚度1(±0.1)mm;樣品直徑25mm(通過(guò)將待測(cè)膠帶的五個(gè)層(各自為200μm)彼此層疊來(lái)制造1mm厚的樣品;pet載體對(duì)于流變性質(zhì)沒(méi)有顯著貢獻(xiàn),并且因此其存在可被忽略。
以這種方式制備的膜不僅具有高的透明度,而且還顯示沒(méi)有遷移并具有高含量的可再生的原材料(最高達(dá)99%)。因此,它們可實(shí)現(xiàn)高的伸長(zhǎng)率(>250%,在λ=1時(shí)),高強(qiáng)度(在λ=5至6時(shí))和高的熱穩(wěn)定性(在120℃下收縮率≤5%)。
分子量mw
平均分子量mw和多分散性d通過(guò)凝膠滲透色譜法(gpc)測(cè)定。使用具有0.1體積%的三氟乙酸的thf作為洗脫劑。測(cè)量溫度為25℃。使用的預(yù)柱為pss-sdv,5μm,
在此,平均分子量mw通過(guò)凝膠滲透色譜法(gpc)測(cè)定。使用具有0.1體積%的三氟乙酸的thf作為洗脫劑。測(cè)量溫度為25℃。使用的預(yù)柱為pss-sdv,5μ,
用于制備配制物b的方法的實(shí)施例:
在雙螺桿擠出機(jī)中在180℃的溫度下將得自natureworks的ingeo4032d型pla顆粒熔化。在此,將濃度為1重量%至20重量%、特別地11重量%至13重量%、具體地12重量%的增塑劑檸檬酸三乙酯(來(lái)自jungsbunzlauer的citrofolal),和濃度為0.1重量%至5重量%、特別地0.5重量%至3重量%、具體地2重量%的成核劑摻入pla中。在水浴中將所得到的材料的股(配制物b)冷卻并?;?配制物b)。
用于制備本發(fā)明的膜的方法的實(shí)施例:
在單螺桿擠出機(jī)中在170至190℃下(特別地并且此處選擇180℃的溫度)將配制物b熔化,并且借助于狹縫式模頭成型,并且在20至60℃下(特別合適地并且此處選擇40℃的溫度)在冷卻輥上冷卻。然后,在拉伸單元中在高于tg、特別合適地90至120℃、更優(yōu)選地并且此處選擇110℃的溫度下將膜在縱向上拉伸如下的因數(shù):λ=1至λ=7、特別地λ=1或λ=5至6(這里選擇5.5)。
本發(fā)明的膜的性質(zhì)