专利名称：平面构型物的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种平面构型物。
背景技术：
由可生物降解的材料制成的平面构型物已众所周知。例如，在EP1418201中提出了一种可生物降解的人造/合成组合物，其形式可以为非织造织物、薄膜或薄片。然而，已知的平面构型物的一个缺点在于，平面构型物在其整个延伸方向上设计为一件式的且看起来具有相同的特征。例如，根据现有技术的一种可生物降解的平面构型物具有一致的稳定性。由DE4320041已知一种单丝纱，其用于制造纺织织物。在此，单丝纱由可生物降解的聚合物制成。然而，根据该文献的单丝纱的缺点在于，单丝纱由于其大的直径而特别僵硬且重，由该单丝制成的衬底材料不适合用作用于柔软且轻质的物品的衬底材料。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种平面构型物，其在强度高的同时具有特别小的单位面积重量，且足够柔软，从而也能够适应物品。该目的通过具有权利要求1所述的特征的平面构型物实现。通过使用具有至少40cN/tex强度(根据DIN EN ISO 2062或ASTM D885测得)的复丝纱构造衬底层可以有利地实现衬底层的高稳定性并同时在衬底层中每厘米使用少的线数。通过每厘米少的线数可以有利地减小衬底层的单位面积重量，且同时简化并加速制造工艺。使用复丝纱能够制造柔软的衬底层，因此能够适应物品。例如，衬底层由于复丝纱而更容易弯曲，从而在不折断或损坏衬底层的情况下施加或提供可见层。在使用通常具有厚的横截面的单丝以构造衬底层时，严重降低了衬底层在不发生损坏的情况下的易弯曲性。此外，由于根据本发明的平面构型物的多层结构，可以使平面构型物更好地适应平面构型物的各种使用目的。例如，根据使用目的，可以把衬底层的织物机织、针织或无交织地织造(gelegt)为不同的紧密度，从而用针对可见层的相同的薄膜可以形成稳定度不同的平面构型物。此外，可见层可以设计为美观性不同，由此在使用相同的衬底层而美观性不同的可见层时能够产生不同的平面构型物。这种“积木原理(Baukastenprinzips) ”尤其有利地用于在保证可生物降解的平面构型物的设计方面高的变化可能性的同时减小库存成本。衬底层优选设计为足够稳定，使其可以例如在未折弯的情况下支承可见层。例如在薄膜作为可见层的情况下，衬底层如此稳定，使当薄膜和衬底层之间存在连接的情况下如此形成的平面构型物本身不发生卷曲。衬底层优选为工业衬底层。工业衬底层主要且优选完全由工业纱形成。与纺织纱相比，工业纱具有较高的强度。根据DIN EN ISO 2062 (ASTM D885)测得的工业纱的强度高
3于 40cN/tex。衬底层的复丝纱优选具有大于45cN/tex的强度，且更尤其优选具有大于50cN/tex的强度。此外，衬底层的复丝纱优选是在210根单丝时具有llOOdtex的纱。断裂力优选为54. IN且断裂强度(也仅称为强度)优选为47. 5cN/tex0此外，在两分钟内当温度为130°C、预加应力为lmN/tex时测得的断裂伸长率优选为35%而收缩率优选为3. 5%。根据DIN EN ISO 2062测得断裂力、断裂伸长率和断裂强度。用于制造衬底层的复丝纱尤其优选为纱线Diolen 150BT，1100dtexf210。这种纱由聚乳酸形成且由Polyamid&Polyester High Performance公司销售。衬底层同样可以优选由至少一种纱形成，这种纱的纤维优选由NatureWorks LLC公司的聚合物4032D和/或6400D制成。可见层优选是平面构型物的可由观察者看到的或应该看到的层。例如，招贴画的印刷表面为可见层。可见层优选仅由已提到的薄膜构成，因此在下文中可见层和薄膜用作同义词。在优选的实施方式中，衬底层仅由织物形成。例如，衬底层的织物可以是机织物(Gewebe)、针织物(Gewirke)、无交织的平面结构(Gelege)或编织物(Gestrick，单向或多向)或非织造物(Vlies)。衬底层和/或可见层尤其优选完全由可生物降解的聚合物构成，因此可见层和/或衬底层可生物降解。可生物降解的可见层和/或衬底层应理解为，可见层和/或衬底层基本上完全由可生物降解的材料制成。当可见层和/或衬底层的至少70%、优选至少80%、尤其优选至少90%、更尤其优选100%由可生物降解的材料构成时，可见层和衬底层基本上完全由可生物降解的材料构成。可生物降解的材料应理解为所有在大的堆肥设备中根据DIN标准13432 =2000-12的准则通过微生物、发酵酶或水解作用在约6至10周内能降解的材料。例如，可生物降解的材料为由可再生的原材料制成的生物合成材料、经添加的聚烯烃薄膜，像聚乙烯，以及以石油为基础的材料，例如像BASF公司的Ecoflex。可见层和/或衬底层尤其优选完全由NatureWorks公司的PLA (聚乳酸)聚合物4032D或NatureWorks公司的PLA聚合物6400D或上述两种聚合物的混合物制成。同样尤其优选的是，通过熔化PLA聚合物6400D颗粒并把该熔化物纺成纱来制造衬底层。更尤其优选的是，通过熔化PLA聚合物4032D颗粒并把该熔化物加工为薄膜来制造可见层。由于可以由可生物降解的织物和可生物降解的可见层构造平面构型物，所以在下文中也介绍了可生物降解的平面构型物。在此，不言而喻的是，可生物降解的平面构型物也可以包含并非根据上述定义可生物降解的层或材料。衬底层优选具有由可生物降解的聚乳酸形成的纱构成的织物。在此，衬底层尤其优选完全由该织物形成，其中该织物完全由聚乳酸形成的纱构成。使用聚乳酸是特别有利的，因为已经很好地研究了聚乳酸的制造和加工，且聚乳酸是本发明意义上的可生物降解的材料。例如，针织物、非织造织物、机织物或无交织的平面结构可以用作用于形成衬底层的织物。机织物和无交织的平面结构是网格结构(Gitterstruktur)的实施方式并被一起称为网格。
优选使用亚麻织物作为机织物。该亚麻织物优选可以沿经向具有7Fd/cm(每厘米纱线数)而沿纬向具有7Fd/cm(7/7经向/纬向)，且单位面积重量为约170g/m2。优选使用线密度为llOOdtex且强度为475mN/teX的复丝纱用于制造机织物。针织物优选可以沿经向和纬向具有7. 1纱线数/cm(或沿经向/纬向为18英寸/18英寸(18纱线数/英寸))且单位面积重量为约170g/m2。优选使用线密度为IlOOdtex且强度为475mN/teX的复丝纱用于制造针织物。此外，使用线密度为SOdtex的接结纱，其与用于经线和纬线的纱具有相同的收缩特征。无交织的平面结构优选可以具有4. 9纱线数/cm且单位面积重量为约110g/m2。同样优选使用线密度为IlOOdtex且强度为475mN/tex的复丝纱用于制造无交织的平面结构。此外，可见层的薄膜优选具有聚乳酸。在此，例如薄膜可以由聚乳酸颗粒或粉末在用于薄膜的热变形过程中制成。在此尤其优选的是，制成的薄膜完全由聚乳酸构成和/或由琥珀酸与1，4 丁二醇形成的聚酯(一种脂族的可生物降解的聚酯)构成。例如，薄膜具有30μπι至Imm的厚度。应该明确，为了制造可生物降解的平面构型物，把已经制成的薄膜作为可视层铺放在已经制成的衬底层上。为了说明使用各自独立的层用于形成可生物降解的平面构型物，还使用了名称“单独的薄膜”或“单独的可见层”。借助于吹塑薄膜挤出或薄膜吹塑工艺制造合适的薄膜。这种工艺对本领域技术人员来说是已知的。为了吹制薄膜，在挤出机下游连接环形喷嘴。塑化的塑料块被压制为软管，利用空气使该软管膨胀至原始直径的多倍，并利用增大的速度向上拉伸。薄膜厚度既取决于沿纵向和横向的拉伸，也取决于冷却的时间点。然后，软管在叠置成管状薄膜的情况下或者在经侧向切割作为平的薄膜的情况下被卷起。使用薄膜吹塑挤出机大量制造基于淀粉的薄膜。优选通过层压、胶合或压延在可生物降解的平面构型物的衬底层上施加可见层的单独的薄膜。尤其优选通过热胶合进行可见层和衬底层的连接。在此，在压力和热的作用下通过使可见层和衬底层表面中的至少一个熔化并用作所述层之间的粘合剂来使所述层彼此结合。因此在热胶合时，不需要额外的粘合剂。然而此外还可以设想，可见层和衬底层通过层压过程彼此连接。在层压过程中使用了额外的粘合剂，其中粘合剂在层压过程中被加热且因此变得发粘(热层压)，或已经是粘性的(冷层压)。在热层压的情况下，可见层和/或衬底层优选具有带有粘合剂的额外的粘合剂层，其与可见层和/或衬底层(在层压过程之前)接触。相比之下，在压延时，熔化物被引导通过由多个彼此重叠布置的被加热的钢辊构成的系统。由此形成25-1000 μ m的薄膜厚度。可见层的薄膜(即薄膜)优选具有可印刷的表面。薄膜的表面可以专门加工，从而能更好地接纳印刷颜料。例如，薄膜可以具有特殊的涂层/油漆层，因此薄膜适合用于喷墨打印机。在另一个例子中，可以使薄膜的其中一个表面变得粗糙，从而能借助于丝网印刷或绘图印刷实现对薄膜的后续处理。可以设想，当薄膜被放置在衬底层上以形成可生物降解的平面构型物时薄膜已经被印刷，或者可生物降解的平面构型物在其制造后才被印刷。为了保护印刷痕迹，例如可以在印刷痕迹上方(也可以在印刷痕迹下方)设置保护层，其保护印刷痕迹不被损坏——例如在制造可见层和衬底层的连接期间。例如，可以在可见层和衬底层的连接建立之后或在把可生物降解的平面构型物安置在其特定地点之后把这种保护层从薄膜取下，或在建立连接时例如通过熔化或蒸发使保护层自动脱落。衬底层和可见层可以由相同的材料构造和/或具有相同的熔点。在这种情况下，在热胶合时，当均勻地加热可见层和衬底层时，可见层和衬底层都发生表面熔化，由此由可见层和衬底层的熔化物形成所述层之间的连接。当然也可以设想，仅其中一层被加热并表面熔化，从而建立所述层之间的连接。然而，可见层优选具有与衬底层不同的熔点。例如，衬底层可以由一种可生物降解的聚合物构成，这种可生物降解的聚合物具有比可见层的可生物降解的聚合物更高的熔点。因此，可见层在衬底层尚未熔化的温度下已发生熔化。在对这种可见层和这种衬底层进行热胶合时，可见层被放置在衬底层上，两个层在高于可见层的熔点的温度下在受到压力的情况下在一段短暂的时间内被压制在一起。通过所选的温度使可见层仅表面熔化(通过选择仅加热很短的时间)，而衬底层未熔化或表面熔化。产生的可见层的熔化物用作可见层和衬底层之间的粘合剂。可以设想，衬底层由熔点比可见层更低的可生物降解的聚合物构成。在这种情况下，在热胶合时可以使衬底层至少表面熔化(而可见层未熔化)，由此衬底层的熔化物用作用于建立可见层和衬底层之间的连接的粘合剂。不论在胶合、层压还是在压延时都可以设想，仅其中一层(可见层或衬底层)被加热，相反另一层未被加热。例如，为了制造可生物降解的平面构型物，衬底层可被放置在可加热的第一压力机上，而可见层可被放置在不可加热或甚至可冷却的第二压力机上。为了建立所述层的连接，第一和第二压力机彼此挤压。在所有用于建立连接的提到的方法中，可见层和衬底层之间的连接是牢固的，因此可见层和衬底层不可能在没有作用力的情况下彼此分开(以及损坏至少一个层)。本发明的另一个主题是用于制造这种前述的可生物降解的平面构型物的方法，其中该方法具有根据权利要求8所述的特征。为了制造可生物降解的平面构型物，优选在第一步骤中由可生物降解的聚合物形成的纱制造作为衬底材料的织物。可以以一步或两步工艺由聚乳酸制成所述纱。用于制造纱的一步制造工艺可以描述如下在一步工艺中，优选形成线密度为llOOdtex且具有210根单丝的纱。所使用的聚乳酸(NatureWorks的聚合物4032D或6400D)在210°C下熔化，随后被挤出的纱以1 4. 3的比例被拉伸。如此制成的纱的缠绕速度为每分钟1618米，而松弛率为1 0.92。如此制成的纱具有43.6(^八以的强度和37.6%的伸长率。在150°C时的收缩率(热空气收缩率)为 19. 2%。用于制造纱的两步制造工艺可以描述如下在两步工艺中，优选形成线密度为llOOdtex且具有210根单丝的纱。所使用的聚乳酸(NatureWorks的聚合物4032D或6400D)在210°C下熔化，随后被挤出的纱以1 4. 2的比例被拉伸。如此制成的纱的缠绕速度为每分钟800米，而松弛率为1 0.93。如此制成的纱具有47.5cN/tex的强度和35%的伸长率。在150°C时的收缩率(热空气收缩率)为15%。在拉伸率为1 5. 35且松弛率为1 0.93时，由两步制造工艺得到的纱具有52. 3cN/tex的强度和33. 的伸长率。在这种情况下，在150°C时的收缩率(热空气收缩率)为4.6%。此外，优选在第二步骤中由可生物降解的材料制造形式为薄膜的可见层。在第三步骤中，可见层和衬底层相互叠置并彼此连接。上述可能性适用于衬底层的织物和可见层的薄膜的设计。如下可生物降解的聚合物薄膜可用作可见层Ecoflex (BASF，熔点 115°C，薄膜厚度 50 μ m 至 100 μ m)；PLA薄膜(熔点1700C )，例如PLA聚合物4032D ；Bionolle, Showa 高聚物(熔点 115°C )；Mater-Bi (熔点 115°C )优选通过所述层(衬底层和可见层)的胶合、层压或压延进行可见层和衬底层彼此的连接。为了胶合、层压或压延所述层，优选加热衬底层和/或可见层。当热胶合时，尤其优选至少部分地表面熔化所述层之一，而另一层未熔化。在一个实施方式中，加热可见层以建立连接。在此(像已经描述地)也可以仅加热可见层或加热可见层和衬底层，其中仅可见层表面熔化或(可见层的)粘合剂层熔化。在该实施方式中，衬底层未熔化，也就是说，衬底层也未表面熔融。在另一个实施方式中，仅衬底层被加热或者衬底层和可见层被加热，其中仅衬底层(或衬底层的粘合剂层)熔化或表面熔融。在再一个实施方式中，为了胶合、层压或压延，可见层和衬底层都被加热，使可见层和衬底层都至少部分表面熔化。可见层的熔化物和衬底层的熔化物在热胶合时作为粘合剂起作用。在层压时，可见层和衬底层都可以具有额外的粘合剂层，在加热两个层时，该粘合剂层熔化，同时所述两个层本身不熔化。优选在与衬底层连接之后，对可见层的对于可生物降解的平面构型物的观察者来说可见的表面进行处理。然而也可以设想，在可见层与衬底层连接之前使可见层接受处理。例如，这种处理可以是印刷可见层的可见的表面，或是用于印刷的准备以及随后印刷可见层，和/或对可见层的可见的表面的加封保护层。在该申请中描述的可生物降解的平面构型物优选用作用于印刷工艺例如喷墨打印机的衬底材料。例如，可以把制成的可生物降解的平面构型物插入印刷装置中并被该印刷装置印刷。因为在这种情况下可生物降解的平面构型物是印刷痕迹的衬底，所以本文也介绍了用于印刷工艺的衬底材料。印刷颜料同样优选为可生物降解的。例如，可生物降解的颜料是从矿物、植物和/或动物获取的颜料，例如像靛蓝、紫色或洋红。具有(上)印刷痕迹的可生物降解的平面构型物优选可以用作广告的、信息的、或装饰性的表面或物体。例如，印刷的可生物降解的平面构型物可用作体育场的场边广告。此外，可生物降解的平面构型物还可以用作广告墙、广告柱或临时屏障物的广告。然而，本发明意义上的可生物降解的平面构型物也可以是印制的餐巾、台布、屏风或覆盖物(篷布
寸乂 O可生物降解的平面构型物可以有利地应用在期望尽可能小的清理费用的仅短期使用平面构型物的任何场合。对场边广告或招贴画广告来说，仅需要在短的时间段内传递广告消息或信息(例如直至赛季结束或音乐会结束)。在该时间段结束之后，不再使用该平面构型物，因此期望简单且环保的清理。对根据本发明的平面构型物来说，可以简单且容易地用该平面构型物堆肥，其中可生物降解的平面构型物的腐化仅持续少许几周。可以有利地避免花费大且成本高的清理步骤。
下面根据附图进一步描述本发明。图1示出了不同的纱的强度；图2示出了不同的纱基于伸长率的强度；图3示出了不同的纱基于温度的收缩率。
具体实施例方式图1示出了不同的纱基于伸长率的强度。利用附图标记1标示出HT聚酯纱(HT=高韧性)的曲线。附图标记2标示出Lyocell纱的曲线，3表示棉纱的曲线，4表示黏胶纱的曲线，5表示由聚乳酸形成的纱的曲线，以及6表示羊毛纱的曲线。所有在图1中示出的纱是所谓的纺织纱。纺织纱和工业纱的区别在于，纺织纱具有比工业纱更小的强度和更大的断裂伸长率。图2示出工业纱与非工业(即纺织)聚乳酸纱相比的断裂伸长率。具有附图标记7的曲线属于标准的迪奥纶Diolen⑧纱(聚对苯二甲酸乙二酯纱，不是聚乳酸纱)，该Diolen 纱的编号是174ST且在210根单丝时具有llOOdtex。具有附图标记8的曲线同样属于标准的迪奥纶Diolen⑧纱(聚对苯二甲酸乙二酯纱，不是聚乳酸纱)，该Diolen⑧纱的编号是170ST且在210根单丝时具有llOOdtex。利用附图标记9标示出一种纱的曲线，该纱由聚乳酸制成且可以称为工业纱。这种纱是Diolen 150BT纱，在210根单丝时具有llOOdtex。与上述工业纱7、8和9的曲线相比，还示出了纺织纱的曲线10。该纺织纱是纺织的聚乳酸纱。图3示出工业聚乳酸纱0丨01611@15( 1的收缩率，该纱在210根单丝时具有llOOdtex。曲线11表示在lmN/tex的预加应力下纱的收缩率，而曲线12表示在5mN/tex的预加应力下的收缩率。
权利要求
1.平面构型物，具有衬底层和可见层，其中所述衬底层具有织物，所述织物由可生物降解的聚合物形成的纱制成，所述可见层具有可生物降解的薄膜且作为单独的层施加在所述衬底层上，其特征在于，所述织物的所述纱是复丝纱，且具有根据DIN EN ISO 2062测得的大于40cN/tex的强度。
2.根据权利要求1所述的平面构型物，其特征在于，所述衬底层的所述织物由可生物降解的聚乳酸形成的复丝纱制成，所述复丝纱具有根据DIN EN ISO 2062测得的大于40cN/tex的强度。
3.根据权利要求1或2所述的平面构型物，其特征在于，所述可见层的所述薄膜由聚乳酸制成。
4.根据上述权利要求中的至少一项所述的平面构型物，其特征在于，所述衬底层的所述织物是机织物、针织物、无交织的平面结构、编织物或非织造物。
5.根据上述权利要求中的至少一项所述的平面构型物，其特征在于，所述可见层的所述薄膜被层压、胶合或压延在所述衬底层上。
6.根据上述权利要求中的至少一项所述的平面构型物，其特征在于，所述可见层的所述薄膜具有可印刷的表面或者被印刷。
7.根据上述权利要求中的至少一项所述的平面构型物，其特征在于，所述衬底层具有比所述可见层更高或更低的熔点。
8.用于制造平面构型物的方法，其中，通过由可生物降解的聚合物形成的纱制造作为衬底材料的织物，制造由可生物降解的薄膜形成的可见层，以及随后将制成的可见层与制成的衬底层连接，其特征在于，用强度为根据DIN EN ISO 2062测得的40cN/tex的纱制造所述衬底材料。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，通过胶合、层压或压延进行所述衬底层和所述可见层的连接。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，为了进行胶合、压延或层压，对所述衬底层进行加热。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，为了进行胶合、压延或层压，对所述可见层进行加热。
12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，为了进行胶合、压延或层压，既加热所述可见层也加热所述衬底层。
13.根据上述权利要求8至12中的至少一项所述的方法，其特征在于，在胶合、压延或层压之后处理所述可见层的表面，或在胶合、压延或层压之前处理所述可见层的表面。
14.使用根据上述权利要求1至7中的至少一项所述的可生物降解的平面构型物作为用于印刷工艺的衬底材料的用途。
15.使用根据上述权利要求1至7中的至少一项所述的可生物降解的平面构型物作为广告的、信息的或装饰性的表面或物体的用途。
全文摘要
本发明涉及一种平面构型物，其具有衬底层和可见层，其中衬底层具有织物，该织物包含由可生物降解的聚合物制成的纱。可见层具有可生物降解的薄膜且作为单独的层施加在衬底层上。织物的纱具有根据DIN ENISO 2062测得的大于40cN/tex的强度。此外，本发明还涉及一种用于制造平面构型物的方法。
文档编号B32B27/12GK102574373SQ201080048023
公开日2012年7月11日 申请日期2010年8月25日 优先权日2009年8月31日
发明者A·科诺皮克, C·维埃特, R·科森戴伊 申请人:高性能聚酯有限公司