[发明专利]聚合物涂覆纸复合材料

说明书

发明背景

本发明涉及一种聚合物涂覆纸和树脂组成的复合材料。

经聚合物涂覆的纸(poly-coated paper)用途广泛。例如，利用聚合物涂覆纸制成各种食品包装容器，包括单包装的果汁纸盒和适用于冷冻食品的纸盒。

树脂的用途也非常广泛，例如用于食品包装。由聚合物涂覆纸或树脂制成的食品容器一旦被使用后，通常被丢弃。这样，废旧聚合物涂覆纸和废旧树脂的量日渐增多。

发明概述

总的来说，本发明涉及一种织构化(texturized)的聚合物涂覆纸和树脂组成的复合材料。

本发明涉及一种具有至少约2％重量、优选至少约5％重量的织构化的聚合物涂覆纸和树脂(如热塑性树脂)组成的复合材料。该复合材料也可含有纤维素质的或木质纤维素质的纤维。

本发明涉及一种包含聚乙烯和至少约50％重量织构化的聚合物涂覆纸的复合材料。

本发明涉及一种包含聚合物涂覆纸和树脂的复合材料，该复合材料的挠曲强度至少为3000磅/平方英寸或其抗拉强度至少为3000磅/平方英寸。

此外，本发明涉及一种制造复合材料的方法，该方法包括如下步骤：将聚合物涂覆纸剪切成织构化的聚合物涂覆纸，然后将织构化的聚合物涂覆纸与树脂复合。一种优选的制造方法包括使用旋转切割机剪切聚合物涂覆纸的步骤。本发明还涉及一种制造复合材料的方法，该方法包括如下步骤：剪切聚合物涂覆纸，再将其与树脂复合。

本文中使用的术语“织构化的聚合物涂覆纸”是指纸被剪切至其内部纤维基本裸露的程度。至少约50％、优选至少约70％的内部纤维以及外部聚合物纤维的长度/直径比(L/D)至少为10，优选至少为25，更优选至少为50。图1是织构化的聚合物涂覆纸的一个实例。

本发明的复合材料具有强度大、质量轻、价格便宜的特点。用于制造该复合材料的原材料易于获得，例如，它们可以是废弃的由树脂组成的容器和废弃的由聚合物涂覆纸组成的容器。

由于在许多情况下纸与聚合物层必须经分离后分别回收利用，因此聚合物涂覆纸的回收利用难度较大。而在本发明中，纸和聚合物均可利用，这样无需将二者分离。因此本发明在生产实用材料的同时，也可以回收利用废弃的消费后容器。

本发明的其他特征和优点将在优选的实施方案和权利要求书中进一步得以体现。

附图简述

图1是织构化的聚合物涂覆纸一个实施方案的照片(放大50倍)。

优选实施方案详述

优选的复合材料包含织构化的聚合物涂覆纸和树脂。

织构化的聚合物涂覆纸为复合材料提供强度。复合材料可包括约30-90％、优选50％-70％重量的织构化的聚合物涂覆纸。聚合物涂覆纸的实例包括：具有聚合物层和纸层的材料，以及具有聚合物层、纸层和铝层的材料。优选的聚合物涂覆纸为具有聚合物层和纸层的材料。

聚合物涂覆纸可以各种形式获得。例如，从International Paper，New York公司直接购买整张新的聚合物涂覆纸。同样，聚合物涂覆纸废料也可从International Paper，New York公司或其他纸生产厂家购得后用于本发明。废弃的食品和饮料容器形式的聚合物涂覆纸可以从垃圾箱等来源中收集获得。废旧的聚合物涂覆纸也可从这些材料的中间商处购买获得。如果将废旧的聚合物涂覆纸应用于本发明的复合材料中，在使用前应对其进行彻底洗涤。聚合物涂覆纸废料因价格低于整张新纸而优选使用。

树脂将织构化的聚合物涂覆纸包于其中，并有利于复合材料的成型。树脂也将外压负载转移至聚合物涂覆纸上，以保护聚合物涂覆纸免受来自环境和结构上的损坏。优选的复合材料包括约20％-60％、优选约30％-50％重量的树脂。

树脂的实施例包括：聚乙烯(如低密度聚乙烯和高密度聚乙烯)，聚丙烯，聚苯乙烯，聚碳酸酯，聚丁烯，热塑性聚酯，聚醚，热塑性聚氨酯，聚氯乙烯，聚酰胺，以及其它树脂。熔体流动指数低的树脂优选。优选的树脂包括：熔体流动指数小于3克/10分钟、优选小于1克/10分钟的聚乙烯和聚丙烯。

树脂可以以新料购得或通过废旧材料获得，且通常以粒料形式购买。树脂优选通过废旧树脂获得，这样获得的材料成本较低。优选的树脂来源是旧的聚乙烯牛奶瓶。