用于修边机、灌木切除机等的具有改进组合物的切割长丝

摘要

本发明涉及一种用于如灌木切除机或修边机的植物切割装置的切割元件，特别地涉及一种切割长丝，其特征在于所述切割元件的至少一部分为至少聚酰胺和至少一种另一热塑性材料的混合物。本发明的另一目的涉及一种用于通过挤出/拉制或通过注入而制造切割元件的组合物，其特征在于该组合物由至少聚酰胺和至少一种另一热塑性材料的混合物制得。

说明书

技术领域

本发明总体上涉及用于切割植物的装置，如灌木切除机、修边机等，更特别地涉及用于这种装置的新型切割长丝。

背景技术

这种切割长丝通常装配有以高速(其可为约3000至12000rpm)旋转的内燃机或电动机、带有一个或多个切割线的旋转切割头。

这种切割长丝通常通过挤出/拉制聚酰胺制得，这些长丝的显著发展已知一些年。例如，已公开了用于降低噪音、改进切割效率等的合适形状，以及为了改进切割效率、改进生物降解能力以降低制造成本等的不同材料的股(strands)的规定。

最常用于制造切割线的原料为合成物质，更特别地为聚酰胺6、尤其是共聚酰胺6/66和共聚酰胺6/9或6/12。这些物质可极微小地进行改性或填充以改进它们的基本性质。这些物质最常以可具有不同直径和截面(特别是圆形截面，也可为多边形或星形侧面或截面)的单丝的形式挤出。

也已知由两种或两种以上组分制得的切割长丝。它们通常通过从两个不同材料的源共挤出的方法制得。

更特别地，已知包含得自聚酰胺的主体或核以及得自与核不同的材料的完全或部分包围所述核的如皮的第二部分的长丝。本文中“不同的材料”意指具有至少一种与核的材料不同的物理或化学性质的材料。

目前制得的切割线是令人满意的，但它们的性质、性能或其他品质仍然受限于用于制造它们的原料的性质。特别地，由于特别是原油的增加，原料越来越昂贵。而且，由聚酰胺制得的常规切割线通过氧降解、光降解或在使用后的环境中实际上是不可降解的。甚至紫外辐射如同包含于空气中的湿气和氧气一样也设法破坏这些线的外部表面，这些线的分解过程极度缓慢，从线的外部向其内部逐层传递。应注意光降解为由光子(特别是在阳光中可找到的那些波长，如红外辐射、可见光和紫外光)的吸收所引起的可光降解的分子的降解。然而，其他形式的电磁辐射可引起光降解。光降解包括光解，其为分子被光子分裂为较小的碎片。其也包括分子的形状变化以使其不可逆地改变(如蛋白质的变性)，以及其他原子或分子的加入。此外，氧降解为使用化学添加剂以随时间引发降解的多步过程。

而且，由聚酰胺制得的这种切割线的末端或端部趋于原纤化，即分裂为多个具有比最初的股小得多的截面和有效质量的小纤维。

由于可用于切割的能量在长丝尖端更大，长丝的截面积和有效质量的任何减小相应地降低了长丝切割其冲击的植物的能力。

目前还没有已知的自身适合在不会原纤化并保持其基本品质的切割线中使用的物质。

需要通过降低或消除切割线原纤化的趋势而具有改进效率，并任选地在环境中比已知长丝更快降解的不昂贵的切割线。

发明内容

因此，本发明的第一方面提供一种用于如灌木切除机或修边机的植物切割装置的切割元件，其特征在于所述切割元件的至少一部分为至少聚酰胺和至少一种另一热塑性材料的混合物。

所述其他热塑性材料选自以下组：丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、丙烯腈甲基丙烯酸甲酯(AMMA)、醋酸纤维素(CA)、乙烯/丙烯(E/P)、乙烯/四氟乙烯(ETFE)、乙烯-醋酸乙烯酯(EVAC)、乙烯-乙烯醇(EVOH)、甲基丙烯酸甲酯丁二烯苯乙烯(MABS)、面团模塑料(MC)、甲基丙烯酸甲酯丁二烯苯乙烯(MBS)、聚酰胺酰亚胺(PAI)、聚碳酸酯(PC)、聚乙烯(PE)、聚酯碳酸酯(PEC)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酯(PEEST)、聚醚酮(PEK)、聚萘二甲酸乙二酯聚酯(PEN)、聚醚砜(PESU)、聚对苯二甲酸乙二酯(PETP)、全氟烷氧基烯烃(PFA)、聚酰亚胺(PI)、聚酮(PK)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚甲基戊烯(PMP)、聚氧化亚甲基(乙缩醛)(POM)、聚苯醚(PPE)、聚苯撑氧化物(PPOX)、聚苯硫醚(PPS)、聚砜(PSU)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚醋酸乙烯酯(PVAC)、聚氯乙烯(PVC)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚氟乙烯(PVF)、苯乙烯/丁二烯(S/B)、苯乙烯马来酸酐(SMAH，SM/A，SMA)。

所述其他热塑性材料为线性聚乙烯(PE)。

优选地，所述其他热塑性材料为高度支化或超支化热塑性材料。

可替代地，所述其他热塑性材料为低密度聚乙烯(PELD)。

所述切割元件含有5至50％的所述其他热塑性材料。

而且，本发明的切割元件进一步包含至少一种增容剂。

所述增容剂为乙烯醋酸乙烯酯(EVA)。

所述切割元件包含第一核形成部分和至少部分包围所述核部分并限定至少一个用于进攻植物的区域的第二部分。

所述第二部分可完全包围切割元件的核。

两个切割元件部分均由至少聚酰胺和至少一种另一热塑性材料的混合物制得，所述第二部分由含有比第一部分更大比例的所述其他热塑性材料的混合物制得。有利地，所述其他热塑性材料为回收材料。

本发明进一步提供一种用于通过挤出/拉制或注入而制造如切割长丝的切割元件的组合物，其特征在于该组合物由至少聚酰胺和至少一种另一热塑性材料的混合物制得。

所述其他热塑性材料选自以下组：丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、丙烯腈甲基丙烯酸甲酯(AMMA)、醋酸纤维素(CA)、乙烯/丙烯(E/P)、乙烯/四氟乙烯(ETFE)、乙烯-醋酸乙烯酯(EVAC)、乙烯-乙烯醇(EVOH)、甲基丙烯酸甲酯丁二烯苯乙烯(MABS)、面团模塑料(MC)、甲基丙烯酸甲酯丁二烯苯乙烯(MBS)、聚酰胺酰亚胺(PAI)、聚碳酸酯(PC)、聚乙烯(PE)、聚酯碳酸酯(PEC)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酯(PEEST)、聚醚酮(PEK)、聚萘二甲酸乙二酯聚酯(PEN)、聚醚砜(PESU)、聚对苯二甲酸乙二酯(PETP)、全氟烷氧基烯烃(PFA)、聚酰亚胺(PI)、聚酮(PK)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚甲基戊烯(PMP)、聚氧化亚甲基(乙缩醛)(POM)、聚苯醚(PPE)、聚苯撑氧化物(PPOX)、聚苯硫醚(PPS)、聚砜(PSU)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚醋酸乙烯酯(PVAC)、聚氯乙烯(PVC)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚氟乙烯(PVF)、苯乙烯/丁二烯(S/B)、苯乙烯马来酸酐(SMAH，SM/A，SMA)。

所述其他热塑性材料为线性聚乙烯(PE)。

优选地，所述其他热塑性材料为高度支化或超支化热塑性材料。

可替代地，所述其他热塑性材料为低密度聚乙烯(PELD)。

本发明的组合物含有5至50％的所述其他热塑性材料。

而且，所述组合物进一步含有至少一种增容剂。

所述增容剂为乙烯醋酸乙烯酯(EVA)。

有利地，所述其他热塑性材料为回收材料。

具有不同范围的具体实施方案在本文描述。除了在该发明内容中描述的方面之外，另外的方面将通过参照附图和如下详细描述而变得显而易见。

附图说明

图1为具有本发明的第一结构的切割长丝的示意剖面透视图。

图2为具有本发明的第二结构的切割长丝的示意剖面透视图。

图3为具有本发明的第三结构的切割长丝的示意剖面透视图。

图4和5分别为由聚酰胺和由本发明的混合物制得的具有如图1所示的结构的用过的切割长丝的透视图。

具体实施方式

参照图1，说明了用于如修边机、灌木切除机等的电动植物切割装置的切割长丝，该切割长丝具有对称菱形截面1。

在第一具体实施方案中，所述切割长丝由至少聚酰胺和至少一种另一热塑性材料的混合物制得，所述热塑性材料选自如下所列：

丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、丙烯腈甲基丙烯酸甲酯(AMMA)、醋酸纤维素(CA)、乙烯/丙烯(E/P)、乙烯/四氟乙烯(ETFE)、乙烯-醋酸乙烯酯(EVAC)、乙烯-乙烯醇(EVOH)、甲基丙烯酸甲酯丁二烯苯乙烯(MABS)、面团模塑料(MC)、甲基丙烯酸甲酯丁二烯苯乙烯(MBS)、聚酰胺酰亚胺(PAI)、聚碳酸酯(PC)、聚乙烯(PE)、聚酯碳酸酯(PEC)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酯(PEEST)、聚醚酮(PEK)、聚萘二甲酸乙二酯聚酯(PEN)、聚醚砜(PESU)、聚对苯二甲酸乙二酯(PETP)、全氟烷氧基烯烃(PFA)、聚酰亚胺(PI)、聚酮(PK)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚甲基戊烯(PMP)、聚氧化亚甲基(乙缩醛)(POM)、聚苯醚(PPE)、聚苯撑氧化物(PPOX)、聚苯硫醚(PPS)、聚砜(PSU)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚醋酸乙烯酯(PVAC)、聚氯乙烯(PVC)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚氟乙烯(PVF)、苯乙烯/丁二烯(S/B)、苯乙烯马来酸酐(SMAH，SM/A，SMA)。

其他热塑性材料的优选比例为5至50重量％。在长丝组合物中其他热塑性材料的存在使得能够获得具有合适挠性和硬度，并进一步具有即使在广泛使用之后的有限的原纤化或无原纤化的性能的切割长丝。

所述切割长丝组合物可进一步含有至少一种增容剂，该增容剂优选包括乙烯醋酸乙烯酯(EVA)或用马来酸酐或类似物接枝的任何聚烯烃。

例如，增容剂为本身已知用于增容聚酰胺和聚乙烯的材料。可提及的实例为：

-聚乙烯、乙烯-丙烯共聚物和乙烯-丁烯共聚物，所有这些材料均用马来酸酐或用甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝，

-乙烯/(甲基)丙烯酸烷基酯/马来酸酐共聚物，其中马来酸酐被接枝或共聚，

-乙烯/醋酸乙烯酯/马来酸酐共聚物，其中马来酸酐被接枝或共聚，

-与聚酰胺或仅具有一个胺基端基的聚酰胺的低聚物缩合的上述两种共聚物，

-上述两种共聚物(乙烯/(甲基)丙烯酸烷基酯或乙烯/醋酸乙烯酯)，其中马来酸酐由甲基丙烯酸缩水甘油酯代替，

-乙烯/(甲基)丙烯酸共聚物和任选地它们的盐，

-聚乙烯、聚丙烯或乙烯-丙烯共聚物，其中这些聚合物用含有对胺基具有反应活性的位点的材料接枝；其中这些接枝共聚物随后与聚酰胺或仅具有一个胺基端基的聚酰胺的低聚物缩合。

所有这些材料描述于欧洲专利申请EP 0342066和美国专利US5,342,886中，其内容以引用方式并入本申请。

在不背离本发明的范围下可使用其他增容剂，如描述于美国专利US 3,963,799，国际专利申请WO96/30447或欧洲专利申请EP 1 057 870中的那些。

在本发明的一个特别优选的具体实施方案中，切割长丝由聚酰胺和低密度聚乙烯(LDPE)的混合物制得。

LDPE的优选比例为5至50重量％。

在本发明的另一优选形式中，所述其他热塑性材料为高度支化的聚合物材料，所谓的“超支化热塑性材料”。在本发明的上下文中“超支化”意指支化程度(DB)为10至99.9％，优选为20至99％，特别优选为20至95％。对于超支化聚合物的定义，也参见P.J.FLORY，J.AM.CHEM.SOC.，1952，74，2718，和H.FREY等人，CHEM.EUR.J.，2000，6，n°14，2499。

根据另一具体实施方案，切割长丝的组成为聚酰胺和线性聚乙烯(即高密度聚乙烯(HDPE)或线性低密度聚乙烯(LLDPE))的混合物。

这使得能够获得具有合适挠性和硬度，并进一步具有即使在广泛使用之后的有限的原纤化或无原纤化的性能的切割长丝。HDPE的优选比例为5至50重量％。

应注意在不背离本发明的范围下，所述切割长丝可具有任何截面形状。

图2说明了具有中心核1和皮2的本发明的长丝结构。在本实施例中，皮2完全包围核1，尽管其仅可部分包围核。

所述核具有简单或复杂形状的截面。在一个恰当的例子中，核1具有一般的圆形截面。

皮2可具有任何所需的截面。在本实施例中，皮2具有与核共轴的圆形截面2。

在该实施例中，核1由与图1中公开的整个长丝相同的材料，即聚酰胺和至少一种另一热塑性材料(优选选自上述所列的高度支化或超支化热塑性材料)的混合物制得。皮2由含有比用于核1的混合物更大比例的所述其他热塑性材料的混合物制得。

最后，图3说明了本发明的切割长丝的另一结构，其具有中心核1和两个彼此分离并进一步形成锯齿状或齿形切割区域Da和Db的翼3a、3b。

有利地，本发明的长丝通过常规的挤出/拉制法(在包含两种或两种以上材料的长丝的情况中为共挤出)或通过注入如上所述的组合物制得。本发明进一步涉及组合物本身。

而且，所述其他热塑性材料有利地为通过回收(例如从包装材料的回收)获得的材料。

这进一步使得长丝的制造成本降低。

这里应注意，本领域技术人员可将本发明与切割长丝领域通常已知的许多其他增强件(enhancements)组合(得自改进切割效率、降低操作噪音，提高生物可降解性，防止粘附现象等的具有特定形状和/或涂层的长丝或材料组合)。

该撰写说明书使用包括最佳方式的实施例公开本发明，并使得任何本领域技术人员进行和使用本发明。本文描述的主题的范围由权利要求书限定，并可包括本领域技术人员可想到的其他实施例。例如，其他热塑性材料可为茂金属聚乙烯、得自自由基聚合的LDPE、高密度聚乙烯(HDPE)，或中密度聚乙烯(MDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)，或极低密度聚乙烯(VLDPE)(其为乙烯与选自1-丁烯、甲基戊烯、1-己烯或1-辛烯的α-烯烃的共聚物)。

而且，在不背离本发明的范围下，本发明旨在用于如刀片的植物切割装置的任何切割元件，例如在美国专利US 4,406,065中所公开的。

若其他实施例具有与权利要求书的文字语言没有区别的结构元件，或者若它们包括与权利要求书的文字语言具有非实质性差别的等同结构元件，则这样的其他实施例旨在落入权利要求书的范围内。