[发明专利]可生物降解的层状复合材料

说明书

本发明提供可生物降解的层状复合材料，该可生物降解的层状复合材料包括具有第一主表面和第二主表面的第一非织造可生物降解层，该第一非织造可生物降解层包含可生物降解的聚合物熔喷纤维和网结在可生物降解的聚合物熔喷纤维中的多个活性炭粒子。本文所述的可生物降解的层状复合材料可用作例如农业排水中悬浮营养物质的多孔捕集介质。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年4月19日提交的美国临时专利申请62/659851的权益，该专利申请的公开内容全文以引用方式并入本文。

背景技术

膜诸如聚乙烯膜常用于农业应用诸如蔬菜生产中以控制杂草生长和水分。然而，对石油基塑料处置的担忧使一些种植者寻求可持续的替代方案。生物塑料膜和纺粘非织造生物织物在蔬菜生产田间试验中显示出作为覆盖物的潜力(参见例如园艺科学，第193卷，第209-217页，2015年(Scientia Horticulturae,193,209–217(2015))和园艺技术，第26卷，第2期，第148-155页，2016年4月(HortTechnology,26(2),148-155,April 2016)。遗憾的是，这些生物覆盖物可为相对昂贵的。

发明内容

鉴于上述情况，我们认识到本领域需要用于控制杂草生长和水分的较便宜的生物基替代物。

在一个方面，本公开描述了一种可生物降解的层状复合材料，该可生物降解的层状复合材料包括：

第一非织造可生物降解层，该第一非织造可生物降解层具有第一主表面和第二主表面，该第一非织造可生物降解层包含：

可生物降解的聚合物熔喷纤维，以及

多个活性炭粒子，该多个活性炭粒子网结在可生物降解的聚合物熔喷纤维中。任选地，可降解的层状复合材料还包括第二非织造可生物降解层，该第二非织造可生物降解层具有第一主表面和第二主表面。任选的第二非织造可生物降解层包含纺粘纤维，该纺粘纤维位于第一非织造可生物降解层的第一主表面上。任选地，可降解的层状复合材料还包括第三非织造可生物降解层，该第三非织造可生物降解层具有第一主表面和第二主表面。任选的第三非织造可生物降解层包含纺粘纤维，该纺粘纤维位于第一非织造可生物降解层的第二主表面上。

如本文所用，“可生物降解的层状复合材料”是指主要(即，基于可生物降解的层状复合材料的总重量计，至少50重量％)由可再生植物源制成的层状复合材料。

如本文所用，“可生物降解的”是指满足ASTM D6400-12(2012)要求的材料或产品，ASTM D6400-12(2012)是用于确立材料或产品是否满足标记为“在市政和工业堆肥设施中可堆肥(compostable in municipal and industrial composting facilities)”的要求的标准。

如本文所用，“网结”是指分散并物理地保持在非织造可降解层的纤维中的粒子。

如本文所用，“熔喷”是指通过将热塑性聚合物挤出通过具有至少一个孔的模具来制备细小纤维。当纤维从模具中脱出时，它们通过空气流而被细化。

如本文所用，“粒子”是指小片或单个部分。在本文所述的可生物降解的层状复合材料的实施方案中使用的粒子可保持分离，或者可结团、物理上互相交织、静电地结合或以其他方式结合以形成颗粒。

本文所述的可生物降解的层状复合材料可用作例如控制杂草生长和水分的生物覆盖物。可生物降解的层状复合材料的可生物降解性解决了与聚乙烯膜覆盖物移除和处置相关联的环境影响问题。此外，作物种植者可减少与移除和处置相关联的时间和劳力。在可生物降解的层状复合材料中包含粒子降低了生物织物型材料的总体成本。在一些实施方案中，粒子可提供附加的有益效果，诸如附加的水分保留、土壤富集和施肥。在一些实施方案中，粒子可提高可生物降解的层状复合材料的总体生物降解速率。