Композиційний матеріал на основі паперу з полімерним покриттям та спосіб його виробництва

1 Композиційний матеріал, що містить полімер, посилений принаймні приблизно 2 % паперу з полімерним покриттям, текстурованого до такої міри, щоб внутрішні волокна по суті були відкритими 2 Композиційний матеріал за п 1, який відрізняється тим, що принаймні близько 5 % мас паперу з полімерним покриттям текстуровано 3 Композиційний матеріал за п 1, який відрізняється тим, що папір з полімерним покриттям містить поліетилен та папір 4 Композиційний матеріал за п 3, який відрізняється тим, що папір з полімерним покриттям додатково містить алюміній 5 Композиційний матеріал за п 1, який відрізняється тим, що полімер є термопластичним полімером 6 Композиційний матеріал за п 5, який відрізняється тим, що термопластичний полімер є поліетиленом 7 Композиційний матеріал за п 5, який відрізняється тим, що термопластичний полімер є поліпропіленом 8 Композиційний матеріал за п 1, який відрізняється тим, що містить від приблизно 50 % до приблизно 70 % мас паперу з полімерним покриттям та від приблизно ЗО % до приблизно 50 % мас полімеру 9 Композиційний матеріал за п 1, який відрізняється тим, що додатково містить лігноцелюлозне волокно 10 Композиційний матеріал за п 1, який відрізняється тим, що додатково містить целюлозне волок но 11 Композиційний матеріал, що містить поліетилен, посилений принаймні приблизно 2 % паперу з полімерним покриттям, в якому принаймні близько 50 % мас паперу з полімерним покриттям текстуровано до такої міри, щоб внутрішні волокна по суті були відкритими 12 Композиційний матеріал, що містить полімер, посилений принаймні приблизно 2 % паперу з полімерним покриттям, в якому папір з полімерним покриттям текстурований до такої міри, щоб внутрішні волокна по суті були відкритими, причому композиційний матеріал має МІЦНІСТЬ на згин принаймні 210,9 кг/см 2 13 Композиційний матеріал за п 12, який відрізняється тим, що композиційний матеріал має МІЦНІСТЬ на згин принаймні 421,8 кг/см 2 14 Композиційний матеріал за п 12, який відрізняється тим, що композиційний матеріал має МІЦНІСТЬ на згин принаймні 730 кг/см 2 15 Композиційний матеріал, що містить полімер, посилений принаймні приблизно 2 % паперу з полімерним покриттям, в якому папір з полімерним покриттям текстурований до такої міри, щоб внутрішні волокна по суті були відкритими, причому композиційний матеріал має границю МІЦНОСТІ при розтягу2 ванні принаймні 210,9 кг/см 16 Композиційний матеріал за п 15, який відрізняється тим, що композиційний матеріал має границю МІЦНОСТІ при розтягуванні принаймні 351,5 кг/см 2 17 Композиційний матеріал за п 15, який відрізняється тим, що композиційний матеріал має границю МІЦНОСТІ при розтягуванні принаймні 421,8 кг/см 2 18 Спосіб виробництва композиційного матеріалу, який включає текстурування паперу з полімерним покриттям до такої міри, щоб внутрішні волокна по суті були відкритими для утворення текстурованого паперу з полімерним покриттям та поєднання паперу з полімерним покриттям з полімером 19 Спосіб за п 18, який відрізняється тим, що використовують полімер, який є термопластичним полімером 20 Спосіб за п 18, який відрізняється тим, що стадія нарізання паперу з полімерним покриттям включає текстурування обертовими циркулярними ножами 21 Спосіб виготовлення текстурованого волокнисто О (О 61972 го матеріалу, який включає текстурування паперу з полімерним покриттям, що має внутрішні волокна, до такої міри, щоб внутрішні волокна по суті були відкритими для отримання текстурованого волокнистого матеріалу 22 Спосіб за будь-яким з пп 18-21, який відрізняється тим, що використовують папір з полімерним покриттям, який містить поліетилен та папір 23 Спосіб за п 22, який відрізняється тим, що використовують папір з полімерним покриттям, який містить один або більше шарів алюмінію 24 Спосіб за будь-яким з пп 18-23, який відрізняється тим, що принаймні близько 50 % волокон мають відношення довжина/діаметр принаймні близько 10 25 Спосіб за будь-яким з пп 18-23, який відрізняється тим, що принаймні близько 50 % волокон мають відношення довжина/діаметр принаймні близько 25 26 Спосіб згідно з будь-яким з пп 18-23, який відрізняється тим, що принаймні близько 50 % волокон мають відношення довжина/діаметр принаймні близько 50 27 Текстурований волокнистий матеріал, який містить папір з полімерним покриттям, що має внутрішні волокна, де вказаний папір з полімерним покриттям текстурований до такої міри, щоб внутрішні волокна по суті були відкритими 28 Композиційний матеріал за будь-яким з пп 1-5 та 8-17, який відрізняється тим, що полімер вибрано з групи, яка складається з поліетилену, поліпропілену, полістиролу, полікарбонату, полібутилену, термопластичних складних поліефірів, простих поліефірів, термопластичного поліуретану, полівінілхлориду та поліамідів 29 Композиційний матеріал згідно з будь-яким з пп 1-17 та 28, який відрізняється тим, що принаймні близько 50 % внутрішніх волокон, що виходять на поверхню, мають відношення довжина/діаметр принаймні 10 30 Композиційний матеріал згідно з будь-яким з пп 1-17 та 28, який відрізняється тим, що принаймні близько 50 % внутрішніх волокон, що виходять на поверхню, мають відношення довжина/діаметр принаймні 25 31 Композиційний матеріал згідно з будь-яким з пп 1-17 та 28, який відрізняється тим, що принаймні близько 50 % внутрішніх волокон, що виходять на поверхню, мають відношення довжина/діаметр принаймні 50 32 Композиційний матеріал згідно з будь-яким з пп 1-17 та 28, який відрізняється тим, що принаймні близько 70 % внутрішніх волокон, що виходять на поверхню, мають відношення довжина/діаметр принаймні 50 Даний винахід стосується композиційного матеріалу на основі паперу з полімерним покриттям та полімеру Папір, який покритий полімером (папір з полімерним покриттям) має численні застосування Наприклад, папір з полімерним покриттям можна застосовувати для виготовлення різноманітних упаковок для продуктів харчування, в тому числі картонних коробок для соків індивідуального використання та коробок для заморожених продуктів Полімери також мають численні застосування, наприклад, для харчових упаковок Упаковки для харчових продуктів, які виготовлені з паперу з полімерним покриттям або полімерів, звичайно використовують одноразово, а потім викидають В результаті утворюється КІЛЬКІСТЬ ВІДХОДІВ паперу з полімерним покриттям та полімерів, яка постійно збільшується В цілому винахід пропонує КОМПОЗИЦІЙНІ матеріали з текстурованого паперу з полімерним покриттям та полімерів Даний винахід пропонує КОМПОЗИЦІЙНІ матеріли, які містять принаймні близько 2% за вагою, більш переважно принаймні 5% за вагою, текстурованого паперу з полімерним покриттям та полімер, такий як термопластичний полімер Композиційний матеріал може також містити целюлозні або лігноцелюлозні волокна та полімер, та які мають МІЦНІСТЬ на згин принаймні близько 210,9кг/см 2 або границю МІЦНОСТІ при розтягуванні принаймні близько 210,9кг/см Крім того, даний винахід пропонує спосіб виробництва композиційного матеріалу, спосіб передбачає нарізання паперу з полімерним покриттям з утворенням текстурованого паперу з полімерним покриттям з подальшим поєднанням текстурованого паперу з полімерним покриттям з полімером Найкращий спосіб передбачає нарізання паперу з полімерним покриттям за допомогою різального станку з циркулярними ножами Даний винахід пропонує також спосіб виробництва композиційного матеріалу, спосіб передбачає нарізання спосіб передбачає нарізання паперу з полімерним покриттям та поєднанням текстурованого паперу з полімерним покриттям з полімером Даний винахід також пропонує композиційний матеріал, який містить поліетилен та принаймні близько 50% за вагою текстурованого паперу з полімерним покриттям Даний винахід додатково пропонує КОМПОЗИЦІЙНІ матеріали, які містять папір з полімерним покриттям КОМПОЗИЦІЙНІ матеріали даного винаходу являються міцними, легкими за вагою та недорогими Сировинні матеріали, використані для виготовлення цих композиційних матеріалів, легко доступні, наприклад, вони можуть являтися викинутими упаковками з полімерів або викинутими упаковками з паперу з Термін 'текстурований папір з полімерним покриттям", як його використовують тут, означає, що папір порізаний до такого стану, щоб внутрішні волокна по суті були відкритими Принаймні 50%, більш переважно принаймні 70% цих волокон, також як і ЗОВНІШНІ полімерні волокна, мають відношення довжина/діаметр (L/D) принаймні 10, більш переважно принаймні 25 або принаймні 50 Приклад текстурованого паперу з полімерним покриттям показано на фіг 61972 та більш переважно - менше, ніж 1г/10 хвилин полімерним покриттям Полімери можуть бути купленими у вигляді сиМоже бути важко повторно використовувати парих матеріалів або отримані у вигляді обривків або пір з полімерним покриттям через велику КІЛЬКІСТЬ ВІДХОДІВ та звичайно купують у таблетованому вивикористань, папір та полімерні шари мають бути гляді Переважно, полімери отримують у вигляді оброзділені В даному винаході використовують як паривків або ВІДХОДІВ, та ці матеріали менше коштують пір, так і полімерний компонент, отже, немає необПереважним джерелом полімерів являється поліхідності розділяти їх Даний винахід таким чином етиленові молочні пакети допомагає повторно використовувати викинуті використані споживачами упаковки з одночасним виробКОМПОЗИЦІЙНІ матеріали містять речовини, що ництвом корисних матеріалів зв'язують Речовини, що зв'язують, допомагають з'єднувати гідрофільні волокна паперу з полімерним Інші особливості та переваги даного винаходу покриттям та гідрофобні полімери можуть бути очевидні з опису переважних варіантів здійснення винаходу та з формули винаходу Фігура Прикладами речовин, що зв'язують, являються являється фотографією прикладу здійснення текступоліетилени, модифіковані малеїновим ангідридом, рованого паперу з полімерним покриттям, збільшетакі як різновиди FUSABOND® (доступний з Dupont, ного в 50 разів Delaware) та POLYBOND® (доступні з Uniroyal Chemical, Connecticut) Переважною речовиною, що Переважний композиційний матеріал містить тезв'язує, являється поліетилен з високою густиною, кстурований папір з полімерним покриттям та полімодифікований малеїновим ангідридом, такий як мер FUSABOND® MB 100D Текстурований папір з полімерним покриттям надає композиційному матеріалу МІЦНІСТЬ КОМПОЗИКОМПОЗИЦІЙНІ матеріали можуть також містити ЦІЙНИЙ матеріал може містити від приблизно 30% до целюлозні або лігноцелюлозні волокна, ці волокна приблизно 90% більш переважно від приблизно 50% надають підвищену МІЦНІСТЬ композиційному матерідо приблизно 70% текстурованого паперу з полімералу КІЛЬКІСТЬ волокна, яку вводять до композиційноним покриттям за вагою Прикладами паперу з поліго матеріалу, може бути різною, залежно від потрібмерним покриттям являються матеріли, які мають них фізичних та механічних властивостей кінцевих шари полімеру та паперу, та матеріали, які мають продуктів Переважні КОМПОЗИЦІЙНІ матеріали містять шари полімеру, паперу та алюмінію Переважним від приблизно 5% до приблизно 50%, більш перевапапером з полімерним покриттям являється папір, жно від приблизно 10% до приблизно 30% за вагою який має шари полімерута паперу целюлозного або л і гно целюлозного волокна Прикладами таких волокон являються папір та паперові Папір з полімерним покриттям доступний в різпродукти, деревина, деревні волокна та родинні дених формах Наприклад, аркуші необробленого паревинні матеріали, а також матеріли, які являються перу з полімерним покриттям можна закупити в похідними кенафу, трав, рисового лушпиння, жому International Paper, New York Як альтернатива, обріцукрової тростини, бавовни, джуту та інших целюлозки паперу з полімерним покриттям можна отримати зних або л і гно целюлоз них матеріалів Переважними в International Paper або інших паперових виробництволокнами являються джут та кенаф Ці волокна вах Використаний папір з полімерним покриттям у можуть мати, наприклад, відношення L/D принаймні вигляді викинутої упаковки їжі або напоїв може бути 10 або принаймні 25 або 50 зібраним з різних джерел, включаючи СМІТТЄВІ ВІДХОДИ Використаний папір з полімерним покриттям моЦі КОМПОЗИЦІЙНІ матеріали можуть також містити же бути також закуплений у брокерів таких матеріадобавки відомих в техніці комбінацій, такі як пластилів Якщо до композиційних матеріалів вводять фікатори, змащувальні речовини, антиоксиданти, використаний папір з полімерним покриттям, його речовини, що надають непрозорості, тер мостабіл і занеобхідно ретельно промити перед використанням тори, барвники, еластифікатори, фотостабіл і затори, Переважними є обрізки паперу з полімерним покритречовини, що уповільнюють спалахування, бюциди тям, оскільки вони менше коштують, ніж ЦІЛІ аркуші та антистатики Полімери капсулюють текстурований папір з полімерним покриттям та допомагають регулювати форму композиційного матеріалу Полімери також переносять зовнішнє навантаження на папір з полімерним покриттям та захищають папір з полімерним покриттям від впливу зовнішнього середовища та конструктивних пошкоджень Переважні КОМПОЗИЦІЙНІ матеріали містять від приблизно 20% до приблизно 60%, більш переважно від приблизно 30% до приблизно 50% за вагою полімерів Прикладами полімерів являються поліетилен (включаючи, наприклад, поліетилен з низькою густиною та поліетилен з високою густиною), поліпропілен, полістирол, полікарбонат, полібутилен, термопластичні складні поліефіри, прості поліефіри, термопластичний поліуретан, полівінілхлорид, найцлон та ІНШІ полімери Переважно, щоб полімери мали низький індекс в'язкості розплаву Переважними полімерами являються поліетилен та поліпропілен з індексом в'язкості розплаву менше, ніж Зг/10 хвилин, Якщо використані обривки паперу з полімерним покриттям, вони повинні бути очищені та висушені Папір з полімерним покриттям має бути після цього текстурований перед поєднанням його з полімером Папір з полімерним покриттям може бути текстурований із застосуванням будь-якої КІЛЬКОСТІ механічних засобів або їх комбінації В процесі текстурування полімерні шари зрізають з шарів паперу і таким чином піддають впливу паперові волокна Переважний спосіб текстурування передбачає спочатку нарізання паперу з полімерним покриттям на шматки від 0,635см до 1,27см із застосуванням стандартних паперорізальних машин Ці шматки потім ріжуть дисковими ножами, такими як (доступними з Sprout, Waldron Companies), описані Perry's Chem Eng Handbook, 6-е видання crop 8-29 (1984) Текстурований матеріал потім пропускають крізь сито з 2мм отворами Текстурований папір з полімерним покриттям може бути потім складований у запечатані мішки Він може бути висушений приблизно при 105°С 61972 8 протягом 4-18 годин (до вмісту вологи менше, ніж суміш волокон та полімерної матриці Тісне змішуприблизно 0,5%) безпосередньо перед застосуванвання волокон та полімерної матриці надає додатконям На фіг показано фотографію текстурованого ву МІЦНІСТЬ композиційним матеріалам Целюлозні та паперу з полімерним покриттям, яку отримали на лігноцелюлозні волокна також можуть бути додані скануючому електронному мікроскопі для додаткового зміцнення композиційного матеріалу Полімер можна купити в таблетованій або гранульованій формі та використати без подальшої КОМПОЗИЦІЙНІ матеріали на основі паперу з поліочистки або сушки Однак, якщо на поверхні таблемерним покриттям та полімеру можуть мати численні тованого або гранульованого полімеру присутня возастосування Ці КОМПОЗИЦІЙНІ матеріали МІЦНІ та лога, його потрібно висушити перед використанням легкі за вагою, вони можуть бути використані, наприклад, як деревна підструктура Полімерне покриття Якщо використовують целюлозні або лігноцелюнадає композиційним матеріалам ВОДОСТІЙКОСТІ, отлозні волокна, вони можуть бути текстуровані згідно же, вони можуть бути використані і на відкритому до описаного вище способу повітрі Наприклад, ці КОМПОЗИЦІЙНІ матеріали можуть Композитні матеріали можуть бути отримані табути використані для виготовлення ПІДДОНІВ, які знаким чином Стандартний 2-валковий млин для зміходяться на відкритому повггрі протягом тривалого шування резин/пластмас нагрівають до 325-400°С часу Ці КОМПОЗИЦІЙНІ матеріали можуть також бути Полімер (звичайно у формі таблеток або гранул) використані, наприклад, як основа або каркас лицюзавантажують до нагрггого валкового млина Привальних матеріалів Більш того, ці КОМПОЗИЦІЙНІ маблизно через 10 хвилин до валкового млина додатеріали, якщо вони лежать в основі, можуть бути ють речовину, що зв'язує Ще через п'ять хвилин до оброблені з поверхні, в них можуть бути зроблені розплавленої суміші полімер/речовина, що зв'язує канавки, вони можуть бути розмолоті, розрізані, віддодають текстурований папір з полімерним покритдруковані, текстуровані, ущільнені, відштамповані, тям Текстурований папір з полімерним покриттям пофарбовані і т д Поверхня може бути зроблена додають протягом приблизно 10 хвилин гладкою або шорсткою Композиційний матеріал виймають з валкового млина, ріжуть на пластини та залишають остигати до Приклади кімнатної температури Потім їх відформовують пряНаступні приклади були підготовані наступним мим пресуванням у бляшки, використовуючи станчином Стандартний 2-валковий млин для змішувандартну технологію прямого пресування ня резин/пластмас нагрівали до 325-400°С Полімер (звичайно у формі таблеток або гранул) завантажуЯк альтернатива, змішувач, такий як закритий вали до нагрггого валкового млина Приблизно через змішувач Бенбері, завантажують інгредієнтами Інг10 хвилин полімер осадився на валки (тобто він розредієнти перемішують, піднімаючи температуру меплавився та приплавився до валків) Потім до валконше, ніж до приблизно 190°С Суміш потім може бути вого млина додали речовину, що зв'язує Ще через відформована прямим пресуванням п'ять хвилин до розплавленої суміші поліВ іншому варіанті здійсненням винаходу, інгредімер/речовина, що зв'язує додали папір з полімерним єнти можуть бути змішані у змішувачі з екструдером, покриттям Папір з полімерним покриттям додавали такому як екструдер MARIS (Turin) TM 85, обладнапротягом приблизно 10 хвилин ний шнеками, які обертаються спільно Полімер та речовину, що зв'язує, вводять до живильного отвору Композитний матеріал потім вивантажували з екструдера, папір з полімерним покриттям (та целювалкового млина, розрізали на смуги та залишали лозні або лігноцелюлозні волокна, якщо вони викоостигати до кімнатної температури Порції по 80 г ристовуються) подають приблизно на 1/3 шляху довідформовували пресуванням у бляшки розміром вжини екструдера у розплавлений полімер 15,24см х 15,24см х 0,32см із застосуванням стандаВнутрішню температуру екструдера підтримують ртних технологій прямого пресування нижче приблизно 190°С Біля виходу композиційний Одна композиція містить такі інгредієнти матеріал таблетують шляхом різання холодних пучКомпозиція №1 ків Інгредієнти КІЛЬКІСТЬ (Г) Як альтернатива, суміш спочатку може бути приПоліетилен з високою густиготована у змішувачі, потім перенесена до екструденою1 160 ра для екструдирування та стадії нарізання таблеток 240 Папір з полімерним покриття В іншому варіанті здійснення винаходу, компоРечовина, що зв'язує33 8 1 зиційний матеріал може бути відформований у нитки МагІех 607, індекс в'язкості розплаву 0,65г/10 для в'язання, коробления, ткацтва та плетіння та для хвилин, комерційно доступний з Phillips 2 виготовлення нетканих матеріалів В іншому варіанті Текстурований із застосуванням дискового ножа композиційний матеріал може бути зроблений у виз 2мм отворами 3 гляді плівки POLYBOND® 3009, комерційно доступний з Отримані КОМПОЗИЦІЙНІ матеріали представляють Uniroual Chemical собою сггку волокон, енкапсульованих всередині Бляшки були перероблені у ВІДПОВІДНІ тестові полімерної матриці Оброблені волокна утворюють зразки згідно із способами, які наведено у певних сггкову структуру, яка надає МІЦНОСТІ композиційному методиках Для кожної властивості було випробуваматеріалу Оскільки папір з полімерним покриттям но по три різні зразки, та для кожного дослідження текстурований, площа поверхні, яка здатна з'єднувабуло обчислено середнє значення тися з полімером, збільшена відносно композиційноВластивості Композиції № 1 такі го матеріалу, отриманого з нетекстурованого паперу 606,69 АСМД(Амеv Модуль пружності при з полімерним покриттям Полімер з'єднаний з повер/иг.5 , 2, риканськии стандаррозтягуванні (10 г/см ) ^ ^ хнею волокон, що обробляються, створюючи тісну тнии метод дослі 61972 Границя МІЦНОСТІ при 2 розриві (кг/см ) Відносне видовження при розриві (%) МІЦНІСТЬ на згин D638) < 5 (АСМД D638) (кг/см ) 857,66 (АСМД D790) Модуль пружності при 5 2 згині (10 г/см ) 464,68 (АСМД D790) Інші композиції містили такі інгредієнти Композиція № 2 Інгредієнти КІЛЬКІСТЬ (Г) Поліетилен з високою густиною 160 2 Папір з полімерним покриттям 240 3 Речовина, що зв'язує 8 1 Подрібнені молочні упаковки, індекс в'язкості розплаву приблизно 0,8г/10 хвилин 2 Текстурований із застосуванням дискового ножа з 2мм отворами 3 POLYBOND® 3009 Властивості композиції № 2 наступні 518,81 (АСМД(АмеМодуль пружності при риканськии стандаррозтягуванні (10 г/см ) тний метод дослідження) D638) Границя МІЦНОСТІ при розриві (кг/см2) Відносне видовження при розриві (%) МІЦНІСТЬ на згин 456,95 (АСМД D638) < 5 (АСМД D638) (кг/см ) 836,57 (АСМД D790) Модуль пружності при згині (105г/см2) 456,95 (АСМД D790) Третя композиція наступна Композиція №3 Інгредієнти КІЛЬКІСТЬ (Г) Поліетилен з високою густиною1 160 Папір з полімерним покриття 240 3 Речовина, що зв'язує3 8 1 Подрібнені молочні упаковки, індекс в'язкості розплаву приблизно 0,8г/10 хвилин Комп'ютерна верстка О Воробей 10 Текстурований із застосуванням дискового ножа з 2мм отворами 3 FUSABOND® MD 100D, комеційно доступний з DuPont Властивості композиції №3 наступні Модуль пружності при розтя- 497,72 (АСМД 2 гуванні (10 г/см ) D638) Границя МІЦНОСТІ при розриві 455,544 (кг/см') (АСМД D638) < 5 (АСМД Відносне видовження при D638) розриві (%) 2 дження) D638 479,446 (АСМД 717,06 (АСМД D790) Модуль пружності при згині 402,82 (АСМД 2 (1(Гг/см ) D790) Четверта композиція містить наступні інгредієнМІЦНІСТЬ на згин (кг/см ) ти Композиція № 4 Інгредієнти КІЛЬКІСТЬ (Г) Поліетилен з високою густиною 160 240 Папір з полімерним покриттям 3 Речовина, що зв'язує 3 8 1 Мапех 607, індекс в'язкості розплаву 0,65г/10 хвилин 2 Текстурований із застосуванням дискового ножа з 2мм отворами 3 FUSABOND®MD100D Властивості композиції № 4 наступні Модуль пружності при розтя504,05 (АСМД D638) гуванні (10 г/см2) Границя МІЦНОСТІ при розриві 482,258 (кг/см2) (АСМД D638) Відносне видовження при < 5 (АСМД розриві (%) D638) 857,66 (АСМД D790) Модуль пружності при згині 527,25 (АСМД (1(Гг/см2) D790) Інші варіанти здійснення винаходу містяться у пунктах формули винаходу МІЦНІСТЬ на згин (кг/см ) Підписне Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119