[发明专利]具有提高的隔热性能的包装材料

说明书

优先权

本申请要求于2009年5月5日提交的申请序列号为61/175,569的美国临时专利申请和2009年12月18日提交的申请序列号为61/287,990的美国临时专利申请为优先权，它们的内容通过引用的方式并入本文中。

背景技术

纸板是包装领域中通常普遍存在的低成本材料。然而它的强度和隔热性质是有限的，而与其它材料的层压材料已被开发出来并广泛应用。例如，专利号为7,192,640和5,091,261的美国专利公开了用于制备泡罩包装的纸板/聚合物层压材料。这些专利没有公开所述层压材料用于制造纸杯或其它食品或饮料容器的用途。专利号为6,811,843的美国专利描述了由包含绝缘层和纸料层的层压材料制备的杯。所述绝缘层是由高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯或取向聚乙烯制备的热层压泡沫塑料。专利号为6,277,454的美国专利公开了用于储存热液体或冷液体的单壁容器，其包括层压至复合泡沫塑料外层的纸板内层。所述泡沫塑料中的含有空隙的颗粒改善了隔热性。所述复合泡沫塑料外层包含空隙结构和常规图案，例如线条和圆点，以改善隔热性。

已知单壁容器的强度有限和其对于泡沫的暴露图案的损坏具易损性。由于此类容器要用于容纳滚烫的液体，这些缺陷可引起产品瑕疵问题。双壁层压容器更坚固，但是所述双层状结构的柔性差。因此，采用标准的制杯机将所述两层结构制备成容器形状是相对困难的。

此外，针对包装材料的生物降解能力和回收利用的环境问题日益增加。合成泡沫塑料和热固性塑料既不是可生物降解的也不是可回收利用的，并且在多数情况下它们在焚烧时产生有毒的分解产物。因此，由纸板/聚合物层压材料制造的已知隔热包装材料和容器具有多种环境问题。

因此，需要可生物降解的包装材料，所述可生物降解的包装材料具有提高的隔热性能和强度，允许采用现有的造纸工艺来制造以及允许采用现有的转换工艺将其制备成包装容器，这样可实现单包装成本改善，并且可采用常规的包装机器温度、压力和停留时间以经济的高速度制备、填充和密封包装容器。

发明内容

本发明公开了具有提高的隔热性能的包装材料，其包括纸基衬底和位于所述衬底的至少一个表面上的隔热层。所述隔热层包含空隙结构并且由流体隔热组合物得到，以所述流体隔热组合物的总重量计，所述流体隔热组合物包括：20 wt%至70 wt%的填充剂；15 wt%至70 wt%的有机粘结剂；0.5 wt%至10 wt%的增塑剂；和10 wt%至15 wt%的水。在需要时，所述包装材料可进一步包括纸基顶层，使得所述隔热层位于所述纸基衬底和所述纸基顶层之间。所述包装材料可用于制备隔热容器例如食品碗和饮料杯，以及套筒组件，以赋予包装容器隔热性能。

附图说明

图1显示了所述具有提高的隔热性能的包装材料的所述制造方法的一个实施方式。

图2a显示了所述制造方法的一个实施方式，其中将所述隔热组合物作为基本上连续的蜿蜒线喷涂到所述纸基衬底上。

图2b显示了所述制造方法的一个实施方式，其中将所述隔热组合物以随机喷雾图案喷涂到所述纸基衬底上。

图3显示了本公开内容的一个实施方式，其中所述隔热包装材料用于制备杯；和

图4显示了本公开内容的一个实施方式，其中所述隔热包装材料用于制备用于容器的套筒，显示了所述容器和所述隔热套筒的横截面。

具体实施方式

尽管已参考示例性实施方式描述本公开内容，本领域技术人员将理解的是可进行各种变化且可用等同替代方式替代与其对应的元件而不偏离本公开内容的范围。此外，可进行多种修改以使特定的情况或材料适应于本发明的教导而不偏离本公开内容的实质范围。

本公开内容的包装材料，其包括：

(A)纸基衬底；和

(B)位于所述衬底的至少一个表面上的隔热层，所述隔热层包含空隙结构，且由流体隔热组合物得到，以所述流体隔热组合物的总重量计，所述流体隔热组合物包括：

(a)20 wt%至70 wt%的填充剂；

     (b)15 wt%至70 wt%的有机粘结剂；

     (c)0.5 wt%至10 wt%的增塑剂；和

     (d)10 wt%至15 wt%的水。

在本公开内容的一个实施方式中，以填充剂的总重量计，所述流体隔热组合物中所采用的填充剂包括：

(i)0 wt%至90 wt%的无机填充剂；和

      (ii)10 wt%至100 wt%的有机填充剂。