可生物降解的纸基杯子或包装物及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种可生物降解的层压材料（１０），其适合用于成形的纸基制品，例如用于液体或固体的、热的或冷的食物产品的容器，该层压材料包括纸基基材（１２），该基材具有沉积在基材（１２）的至少一个表面之上的第一和第二共聚酯层（１４，１６），在所述基材表面和沉积在基材表面上的共聚酯（１４，１６）之间基本上不存在插入的聚合物层。本发明专利技术还公开了由所述层压材料（１０）形成的可生物降解的成形制品和形成可生物降解的层压材料的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及可生物降解的纸基层压材料。用于一次性餐饮服务使用的纸杯典型地通过低密度聚乙烯(LDPE)或其它类似聚合物进行挤出涂覆，从而保存液体较长的时 间而不会泄漏或像100%纸杯通常那样变得软化。用于热饮例如咖啡 的杯子在内侧面具有LDPE层以防水。用于软饮等的冷饮杯常常在其 两面均涂覆有LDPE以防止在杯子的外测的形成冷凝软化杯子。 LDPE通常重0.5-1.5mils (7.2-21.6 lb/3000 ft2)。这些杯子使用一次或非常少的次数随后丢弃。纸基材典型地是可 降解的，而LDPE涂层不容易降解(和可堆肥的)，并且因此，杯子 可能在垃圾中保留很多年而不分解。需要一种或多种可生物降解的聚 合物来替代LDPE，以使得所用的杯子更加"环境友好"。除了杯子之外，其它涂覆的纸基产品例如山形盖顶纸盒、可折叠 纸盒、纸袋、多层包装物、纸板和碗、以及平板纸包装纸(ream wrap) 也可从本专利技术获益。
技术介绍
本专利技术的一个目的因此是提供一种可生物降解的层压材料，其适 用于覆盖一定形状的纸基制品例如容器，其克服了现有技术的这一大 类材料和方法的缺点，其在堆肥环境中是可生物降解的。本专利技术的另一目的是提供用来形成适用于覆盖一定形状的纸基 制品的可生物降解的层压材料的方法。本专利技术还有另外一个目的是提供包括可生物降解的层压材料的成形纸基制品。基于上述和其它目的，本专利技术提供了一种适合用于成形纸基制品 中的可生物降解的层压材料，所述纸基制品例如用于液体或固体、热 的或冷的食物产品的容器。所述可生物降解的层压材料包括具有两个 或更多表面的纸基基材，以及沉积在所述基材的至少一个表面上的至 少一层第一共聚酯和至少一层第二共聚酯，其中在所述基材表面和沉 积在基材表面的第一共聚酯层之间基本上不存在插入的聚合物层。第 一共聚酯层是提供对于纸基基材的粘合的内层，而第二共聚酯层是防 止冷却辊附着和粘结在辊中，并提供相对于所述第一层来说更大的热 稳定性的外层。所述第一共聚酯和第二共聚酯并不相同。本专利技术共聚酯材料是苯-l，4-二羧酸与脂族二元醇以及至少一种选自脂族二羧酸和环状二元醇的反应物的共聚产物。合适的二元醇包括1，4-丁二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇和乙二醇。合适的脂族二羧酸 包括1,6-己二酸、1，8-壬二酸、1，10-癸二酸和1,12-十二垸二酸。合适 的环状二元醇包括环己基-l，4-二甲醇、1,1,3,3-四甲基环丁烷-2,4-二醇 和1,4:3,6-二脱水-D-山梨醇。一种特别优选的第一共聚酯是苯-l,4-二羧酸与己二酸和1，4-丁二 醇的共聚产物。该产品可以商品名ECOFLEX和EASTAR BIO商业 获得。一种特别优选的第二共聚酯是苯-l，4-二羧酸与乙二醇和1,4:3,6-二脱水-D-山梨醇的共聚产物。该产品可以商品名BIOMAX商业获 得。沉积所述共聚酯层的一种特别优选的方式是通过共挤出，适合地 沉积到纸或纸板的移动网幅(web)上。本专利技术层压材料的共聚酯材料已经被鉴定为在堆肥环境中是可 生物降解的(按照ASTMD6400-99测试)，由此使得所述层压材料成 为用于形成在将其丢弃前通常只使用一次或很少次数的食物容器的高度理想材料。同样地，本专利技术层压材料的可生物降解性使得所述层 压材料可用于其它"一次性使用"的纸基产品如多层包装、平板纸包装纸(reamwrap)等等。在一个实施方案中，本专利技术层压材料可以在纸基基材的相对表面 提供有相同或其它共聚酯的共挤出层。根据本专利技术，还提供了可生物降解的成形纸基制品，例如由所述 可生物降解的层压材料形成的可生物降解的容器或者能够被成形为 容器的毛坯或半制成中间产品。此外，本专利技术还提供了用来形成适合用于成形纸基制品中的可生 物降解的层压材料的方法。其它被视作本专利技术特性的特征陈述于所附的权利要求中。尽管本专利技术在此处以可生物降解的纸基杯子或包装物进行了阐 明和描述，然而并非意图将本专利技术限制为所述详细公开，因为可以在 其中进行各种不偏离本专利技术要旨并且处于权利要求的等价范围和领 域内的各种修改和结构变化。然而，通过结合附图阅读下述对于具体实施方式的描述，本专利技术 的结构和操作方法及其另外的目的和优点将得到最好的理解。附图说明图1和2是表示体现本专利技术各种特征的层压材料的一个实施方案 的示意性透视图3是表示体现本专利技术各种特征的层压材料的第二个实施方案的 示意性图示；和图4用于形成本专利技术的层压材料的方法的示意图。具体实施例方式现在详细参考附图的图示，并首先特别地，参考其中的图1-3，其中显示了纸基的可生物降解的层压材料10，意味着层压材料的基材12包括纸，通常是被公知为SBS杯坯料(cupstock)或SUS (天 然的)牛皮纸可折叠纸箱板的纸基坯料，这些都是本领域所公知的。 本专利技术层压材料还分别包括共挤出到纸基基材的表面中的一个18上 的共聚酯的第一和第二层14和16。如图4所示的，本专利技术层压材料的形成包括从辊22进料SBS的 连续片材20或其它可接受的纸基基材，向前进入进料有第一共聚酯 26和第二共聚酯28的常规共挤出机24。所述第一和第二共聚酯被共 挤出到纸基基材的平坦表面18之上，并随后通过将完成的层压材料 30缠绕到心轴32或类似物之上而收集起来。此后，层压材料可以被 成形为杯子、小袋、山形盖顶纸盒或其它用于食物产品的容器，适当 地通过首先形成毛坯和中间产品，并将其转化为制成品。由此形成的 容器适用于容纳液体、固体或半固体食物产品，而无论所述食物产品 是冷的还是热的(在加热和冷却的食物产品的常规温度范围内)。热 的食物产品的一个实例是大约180。F的热咖啡。冷却食物产品的一个 实例是33-40。F的冰茶。在一个优选的实施方案中，本专利技术层压材料的纸基基材包括SBS 杯坯料(固态漂白硫酸盐)或SUS (固态未漂白硫酸盐)(天然牛皮 纸)可折叠纸箱板。板厚度的优选范围为大约100-3001b/3000ft2。可 接受的基础坯料(基材)的另一实例包括液体包装板、SBS可折叠纸 箱板、天然牛皮纸杯坯料、轻质牛皮纸或SBS纸、以及具有废弃资 源再生(post-consumer waste)("循环的")内容物的板或纸。所述 轻质纸被定义为小于100 lb/3000 ft2。液体包装板可以用于例如奶制 品之类的产品的山形盖顶纸盒。轻质纸的使用包括用于粉末或其它干 燥产品像麦片的小袋、快餐厅的多层包装和用于复印纸的平板纸包装 纸。根据图1和2所示的本专利技术的一个方面，向纸基基材的至少一种平坦表面施加共挤出的共聚酯的组合，g卩，由1，4-苯二羧酸(对苯二甲 酸)、1,4-丁二醇和己二酸以及扩链剂或支化剂的共聚生产的共聚酯 (可以名称ECOFLEX⑧从BASF获得，具有212-248°F的熔点(MP))， 或者由1,4-苯二羧酸(对苯二甲酸)、1,4-丁二醇和己二酸的共聚生产的 共聚酯(所得共聚酯为聚(己二酸-共-对苯二酸四甲基酯))(可以名称 Easter Bio⑧从Eastman Chemical/Novamont获得，具有226°F的MP)， 以及由1,4-苯二羧酸、乙二醇和1，4:3,6-二脱水-D-山梨醇的縮聚反应 生产的共聚酯(可以名称Biomax⑧从DuPont获得，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可生物降解的层压材料，其包括纸基基材，该基材具有层压到该基材上的至少一层第一共聚酯和至少一层第二共聚酯，所述层被沉积到所述基材的至少一个表面上，其中第一层为提供与纸基基材的附着力的内层，而第二层为防止冷却辊粘着和在辊中结块并提供相对于所述第一层来说更大的热稳定性的外层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯托弗斯科特克利夫兰，特里西娅苏珊赖格哈德，
申请(专利权)人：国际纸业公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]