[发明专利]热塑性纤维材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种用于制造热塑性纤维材料的方法，包括：形成至少一种包括水和至少一种发泡剂的泡沫液体；通过将包括长纤维的纤维分散在所述至少一种包括水和至少一种发泡剂的泡沫液体中而形成分散体；将所述分散体与包括至少一种热塑性聚合物的可发泡液体或分散体混合；形成至少一种泡沫分散体；以及将所述泡沫分散体或分散体输送至多孔载体并通过多孔载体排出液体以形成幅材或片材，以获得热塑性纤维材料。本发明还涉及可通过该方法获得的材料和制品及与其相关的用途。

技术领域

本发明涉及热塑性纤维材料或制品、制造热塑性纤维材料的方法以及所述热塑性纤维材料用于制造热塑性纤维制品的用途。此外，本发明涉及长纤维用于改善热塑性纤维材料的伸长率的用途。可以获得适于深拉应用的热塑性纤维材料或幅材(web)、纸幅或纸板幅材、或纸张或纸板等。

背景技术

纤维，特别是木纤维在制造可模制热塑性幅材中的应用受到限制，因为通常认为纤维类幅材缺乏可模制性能。特别地，这种纤维材料的伸长率不足。来自木纤维的纤维网的伸长率通常非常低(2％-4％)。对于通过使用深拉法将幅材变成3D对象的应用来说，这种伸长率水平太低。

可模制的纤维制品例如可模制的纸浆材料通常用作包括装蛋箱、小型机床包装、育苗盆、小型电子装置用包装等的小包装的包装材料。由这种可模制纸浆材料形成的模制制品通过如下制造：将通常由诸如报纸的废纸制成的可模制纸浆涂布到多孔模具或具有筛网的模具中，然后分几个阶段将可模制纸浆的涂布层进行脱水、压制和干燥。这些模制制品的可视外观通常是朴素的，例如因为它们不被制成幅材形式，因此他们缺乏具有高品质多色印刷装饰品的可行性。此外，添加高性能阻挡层的可行性受到限制。这例如在食品包装应用中将非常重要。

US5785817A描述了一种制造模制纸浆制品的方法，包括以下步骤：将包括主要的纸浆成分、淀粉粘合剂和可热膨胀中空颗粒的可模制纸浆材料与有效使淀粉粘合剂糊化的水混合；将与水混合的可模制纸浆材料填充在模具组件中并在模具组件中压缩可模制纸浆材料；并且将压缩的可模制纸浆材料加热到至少使淀粉粘合剂糊化的糊化温度，由此使淀粉粘合剂糊化以制备可模制纸浆材料的模制纸浆制品。

在本领域中已经提出了几种其它的方法和试剂(例如酶)以改进纤维制品、特别是纤维幅材的性能例如可模制性能。湿幅材可以比干幅材更易拉伸和成形，然而，通常，制品的强度低且表面性能差。

FI 20061049描述了一种用于制造可模制纤维幅材的方法，其中将纤维幅材用化学改性聚合物例如淀粉衍生物、聚合木质素衍生物等的分散体或溶液浸渍。

WO 2014080084描述了包括泡沫成形纤维材料、浸渍在幅材中的至少一种聚合物的可模制纤维制品及其制备方法。在形成幅材或片材之后浸渍聚合物。

JP 2012041657描述了一种增强片材，通过对含有天然纤维和可选的热塑性合成纤维和/或非热塑性化学纤维的组合物进行造纸而得到。

US 5308663描述了可生物降解的非织造纤维素织物模制容器和过滤器。将包括纤维素结构的纤维幅材用作为纤维间粘合剂的细纤维素-壳聚糖复合材料或用物理粘结装置缠结的纤维进行处理。

JP 2000136478描述了通过如下制成的可生物降解的非织造织物：将具有不同熔点的两种聚合物熔融纺丝在一起以形成鞘-芯双组分纤维，将纤维固化，抽吸纤维并将纤维开孔以形成纤维幅材，将幅材热处理以得到具有纤维-纤维熔融粘合部的分散形式的幅材。

热成形塑料材料广泛用于包装用途，特别是在改性气氛包装应用中。在药品包装中，利用由PVC和铝箔制成的泡罩包装。然而，这些不能被焚烧，并且它们不是可生物降解的。还提出了由纤维和塑料制成的具有高的塑料含量的复合制品。

存在与根据现有技术的可模制制品相关的实质性缺点。更具体地，在与纤维材料的纸或纸板相关的领域中。例如，由于低伸长率，与相应的塑料膜相比，所制成的形状的设计和几何形状非常有限，从而限制了成品部分。