CN102991063A - 一种纸浆模塑制品与塑料的复合材料及制备方法 - Google Patents

Abstract

一种纸浆模塑制品与塑料的复合材料及制备方法，属于包装制品技术领域。至少包含了一层纸浆模塑层及与该纸浆模塑层复合在一起的塑料层；使用时，塑料层作为内层，纸浆模塑层作为外层。制备时采用塑料热成型工艺，在热成型机上，将塑料薄膜或片材放置在热成型机的上模具或下模具上进行加热，塑料受热软化；然后，将嵌有纸浆模塑制品的下模具或上模具与之紧压，塑料与纸浆模塑制品复合在一起；最后，对上下模具进行冷却，形成纸浆模塑制品与塑料的复合材料，且与纸浆模塑制品的形状一致。本发明改善了纸浆模塑制品的阻隔性能，使内包装液态产品的泄漏不至于破坏外包装及污染外包装及环境。

Description

一种纸浆模塑制品与塑料的复合材料及制备方法

技术领域

本发明涉及一种基于纸浆模塑制品的复合材料及制备方法，尤其涉及纸浆模塑制品与塑料的复合材料及制备方法，属于包装制品技术领域。

背景技术

瓦楞纸板及瓦楞纸箱是常用的缓冲包装材料及包装制品，在水果、饮料、酒类、奶制品等液态产品的外包装及其他产品的防护包装中得到广泛应用。随着环境保护越来越深得人心，以及环境的恶化，可再生资源用于产品的包装以及纸浆模塑制品的开发应用受到广泛的重视，并取代部分瓦楞纸板及瓦楞纸箱用于饮料、奶制品、高档酒类等液态产品的外包装及其他产品的防护包装。

纸浆模塑制品是以植物纤维为主要原料、添加化学助剂，采用湿法成型的方法进行成型，然后脱水干燥成为成品。传统的纸浆模塑制品因为使用纸浆纤维为原料，纸浆纤维表面粗糙、易吸收水分等性能使得该产品存在一定的局限性。例如，饮料、牛奶、红酒等液态产品的泄漏会污染纸浆模塑制品，并使纸浆模塑制品的性能下降，从而使其失去了对被包装对象的缓冲包装作用，大大影响到了纸浆模塑制品的保护功能发挥，甚至还会影响到产品的销售。

众所周知，塑料材料及制品具有防水防潮的阻隔性能。不同种类的塑料材料及制品的性能虽然不同，但在防水防潮的阻隔性能方面，明显的优于植物纤维类产品。纸张、纸板及纸浆模塑制品是典型的植物纤维类产品。为了发挥不同材料及制品的性能，人们成功的开发了纸板与塑料的复合材料，并取得了在液态产品包装上的成功应用，获得了较好的经济效益。

但是，因为纸浆模塑属于立体造纸技术的产品，具有三维立体尺寸的特点，但是若采用与目前纸板与塑料复合的方法来进行纸浆模塑与塑料的符合是不可行的。目前，纸浆模塑制品没有涉及到与塑料进行复合形成纸浆模塑与塑料的复合材料及制品及制备方法及应用。本发明的纸浆模塑制品与塑料的复合材料及制品，克服了传统纸浆模塑制品无阻隔液态产品的性能，达到了对液态产品的阻隔性能，能够防止液态产品内包装的破损造成的泄漏，污染纸浆模塑制品，影响纸浆模塑制品的保护功能。同时，本发明的纸浆模塑制品与塑料的复合材料及制品的防潮防水的阻隔性能，也使得其可满足对防水防潮有要求产品的包装，扩大了纸浆模塑制品的应用范围。

发明内容

本发明的目的是提供一种纸浆模塑制品与塑料的复合材料及制备方法，该纸浆模塑制品与塑料的复合材料具有阻隔性能，能防止液态产品的泄露对纸浆模塑制品的污染及影响纸浆模塑制品的保护功能及销售功能。

本发明结合塑料热成型技术与材料复合加工技术，将其用于纸浆模塑制品，改善纸浆模塑制品的阻隔性能，提高纸浆模塑制品的附加值。

将纸浆模塑品与塑料复合的复合材料及制品，具有比较高的阻隔性即防止了外包装的泄漏，改善纸浆模塑制品作为液态产品的外包装性能，具有新颖性及实用性。

本发明的具有阻隔性的纸浆模塑制品与塑料的复合材料，其特征在于，该复合材料由多层复合而成，至少包含了一层纸浆模塑层及与该浆模塑层复合在一起的塑料层；使用时，塑料层作为内层，纸浆模塑层作为外层，内层塑料层起着对液态产品的阻隔性能及防污染性能，外层纸浆模塑层起着缓冲保护功能及骨架作用。

上述内层塑料层的厚度为0.025mm-0.25mm，外层纸浆模塑层的厚度为1.5mm-4mm。

更进一步，该复合材料，包括三层，包含内层塑料层、中间层纸浆模塑层及外层塑料层。

上述内层塑料层的厚度为0.025mm-0.25mm，中间层纸浆模塑层的厚度为1.5mm-4mm，外述内层塑料层的厚度为0.025mm-0.25mm。

本发明所述的纸浆模塑制品与塑料的复合材料的制作方法，包括以下步骤：

（1）纸浆模塑的制作

根据对纸浆模塑的要求，选择纸浆纤维为外层纸浆模塑的原料，将选好的纸浆纤维，用自来水将其进行稀释成质量浓度为0.8%-1.2%的纸浆，在纸浆模塑成型机上成型、压榨脱水、干燥、热定型，成型纸浆模塑制品，得到的纸浆模塑制品干度为90%-95%（即纸浆模塑制品的含水量为5wt-10wt%）。

根据成型模具的不同，可以成型具有不同形状的纸浆模塑制品。

或者，从市场上购买符合要求的纸浆模塑产品。

（2）塑料薄膜或片材的制作

选择热塑性树脂为塑料的原料，将选好一种热塑性树脂，在塑料成型用挤出机上挤出成薄膜或片材。

或者，选择几种热塑性树脂，在塑料成型用挤出机上共挤出成薄膜或片材，此共挤出形成的塑料复合材料的薄膜或片材同样适用于本发明。

或者，从市场上购买塑料薄膜、片材。

（3）内层塑料与外层纸浆模塑的复合

采用塑料热成型工艺，在热成型机上，将步骤（2）的薄膜或片材放置在热成型机的下模具上进行加热，塑料受热软化；然后，将嵌有纸浆模塑制品的上模具往下移动，与下模具紧压，塑料与纸浆模塑制品复合在一起；最后，对上下模具进行冷却，形成纸浆模塑制品与塑料的复合材料，且与纸浆模塑制品的形状一致。

或者，采用塑料热成型工艺，在热成型机上，将步骤（2）薄膜或片材放置在热成型机的上模具上进行加热，塑料受热软化；然后，将嵌有纸浆模塑制品的下模具往上移动，与上模具紧压，纸浆模塑制品与塑料复合在一起；最后，对上下模具进行冷却，形成内层纸浆模塑制品与外层塑料的复合材料，与纸浆模塑的形状一致。

上述制备方法还包括步骤（4）：基于上述步骤（3）相同的原理，在热成型机上，将塑料薄膜放置在热成型机的下模具上进行加热，塑料受热软化；然后，将步骤（3）得到的外层纸浆模塑制品与内层塑料的复合材料嵌在上模具上，将上模具往下移动，与下模具紧压，使下模具的塑料与上模具的纸浆模塑制品复合在一起；最后，对上下模具进行冷却，形成具有内层塑料-中间层纸浆模塑-外层塑料三层结构的复合材料，且与纸浆模塑制品的形状一致。

或者步骤（4）为：基于上述步骤（3）相同的原理，在热成型机上，将塑料薄膜放置在上模具上进行加热，塑料受热软化；然后将步骤（3）得到的外层纸浆模塑制品与内层塑料的复合材料嵌在下模具上，将下模具往上移动，与上模具紧压，形成具有内层塑料-中间层纸浆模塑-外层塑料三层结构的复合材料，且与纸浆模塑制品的形状一致。

此形成塑料-纸浆模塑-塑料的三层结构复合材料，会进一步提高复合材料及制品的性能，扩大应用范围。

按照以上方法制备的纸浆模塑制品与塑料的复合材料可以制备成各种制品，或者根据需要选择适合要求的塑料原料和纸浆模塑制品原料进行复合，均能实现目的。

相对于传统纸浆模塑制品，本发明具有如下优点和有益效果：

本发明结合了塑料热成型技术和材料复合加工技术，将其应用于纸浆模塑制品，改善了纸浆模塑制品的阻隔性能，使内包装液态产品的泄漏不至于破坏外包装及污染外包装及环境。塑料在纸浆模塑与塑料的复合材料及制品的作用是发挥阻隔性能，纸浆模塑制品的作用是发挥骨架作用，支撑塑料层。纸浆模塑与塑料的复合材料及制品能够节约塑料用量，使得污染环境的“塑料白色污染”降低，有利于环境保护。本发明的方法得到的纸浆模塑与塑料的复合材料及制品，与植物纤维纸浆模塑相比，具有较好的阻隔性、较好的平滑表面与较好的印刷性能，使得产品更为美观，提高了产品的应用范围及附加值，产品既可以有效阻隔内包装液态产品的泄漏及污染，又可以作为防潮产品的包装，也可以用于精美礼品的包装。

附图说明

图1为具有阻隔性能的纸浆模塑与塑料的复合材料及制品示意图，1为内层塑料，2为纸浆模塑制品。

图2为具有阻隔性能的塑料-纸浆模塑-塑料的三层结构复合材料及制品示意图，1为内层塑料，2为中间层纸浆模塑层，3为外层塑料。

具体实施方式

通过以下具体的实施例及应用实例对本发明作进一步说明。以下的具体描述是为了便于理解本发明，并不用来限制本发明的保护范围。

实施例1

（1）用自来水将漂白针叶木浆纤维稀释到质量浓度为1%，在纸浆模塑成型机上，经过脱水，脱水时间30秒，成型水分含量为55%半湿态的纸浆模塑，然后干燥、热压定型，制得干度为92%的纸浆模塑，厚度为3mm。

（2）以高密度聚乙烯为原料，在挤出机上挤出成型厚度为0.15mm聚乙烯塑料。

（3）在热成型机上，将高密度聚乙烯塑料薄膜放置在热成型机的下模具上进行加热，塑料受热软化后，将嵌有纸浆模塑制品的上模具往下移动，与下模具紧压3-5秒后冷却，得到纸浆模塑与高密度聚乙烯塑料的复合材料及制品。得到的纸浆模塑与高密度聚乙烯塑料的复合材料及制品，厚度为2.8mm，内层塑料表面平滑度为135秒，内层高密度聚乙烯塑料与外层纸浆模塑的结合强度为1.7kg/cm。

实施例2

（1）以70%漂白阔叶木纸浆与30%漂白针叶木纸浆为原料，用自来水稀释成质量浓度为1.2%，在纸浆模塑成型机上，经过脱水，脱水时间25秒，成型水分含量57%，然后干燥、热压定型，得到干度95%的纸浆模塑制品，厚度2mm。

（2）以聚丙烯为原料，在挤出机上挤出成型厚度为0.25mm聚丙烯塑料。

（3）在热成型机上，将聚丙烯塑料薄膜放置在热成型机的下模具上进行加热，塑料受热软化后，将嵌有纸浆模塑制品的上模具往下移动，与下模具紧压3-5秒后冷却，得到纸浆模塑与聚丙烯塑料的复合材料及制品。得到的纸浆模塑与聚丙烯塑料的复合材料及制品，厚度为2.15mm，内层塑料表面平滑度为145秒，内层聚丙烯塑料与外层纸浆模塑的结合强度为2.2kg/cm。

如上所述得到纸浆模塑与塑料的复合材料及制品，可完全发挥塑料的阻隔性能以及纸浆模塑的骨架作用，达到防止内包装的泄漏造成的污染，又可以达到具有防潮作用而保护内装产品，可较好实现本发明的目的。

实施例3

（1）以70%漂白麦草纸浆和30%针叶木纸浆为原料，用自来水稀释成质量浓度为1.0%，在纸浆模塑成型机上，经过脱水，脱水时间30秒，成型水分含量58%，然后干燥、热压定型，得到干度95%的纸浆模塑制品，厚度3mm。

（2）以聚丙烯为原料，在挤出机上挤出成型厚度为0.15mm聚丙烯塑料或市场购买厚度为0.15mm的聚对苯二甲酸乙二醇酯片材。

（3）在热成型机上，将聚丙烯塑料薄膜放置在热成型机的下模具上进行加热，聚丙烯塑料受热软化后，将嵌有纸浆模塑制品的上模具往下移动，与下模具紧压3-5秒后冷却，得到纸浆模塑与聚丙烯塑料的复合材料及制品。然后，在另一热成型机上，将上述的纸浆模塑与聚丙烯的复合材料及制品嵌在热成型机的上模具上，此时的聚丙烯塑料层与上模具接触而纸浆模塑层背着上模具。将聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜放置在热成型机下模具上进行加热，据对苯二甲酸乙二醇酯塑料受热软化后，下模具向上移动，与上模具紧压3-5秒钟后冷却，则得到聚丙烯塑料层-纸浆模塑层-聚对苯二甲酸乙二醇酯塑料层的三层结构的复合材料及制品，厚度为3.2mm，聚丙烯塑料层与纸浆模塑层的结合强度为2.2kg/cm，纸浆模塑层与聚对苯二甲酸乙二醇酯塑料层的结合强度为2.3kg/cm，聚丙烯塑料层外侧的平滑度为145秒，聚对苯二甲酸乙二醇酯层外侧的平滑度为140秒。

实施例3与实施例1、实施例2相比，塑料-纸浆模塑-塑料三层结构的复合材料及制品比塑料-纸浆模塑二层结构的复合材料及制品的优势在于，充分发挥了塑料的阻隔性，既能够更好的保护内装物，也对纸浆模塑的骨架作用也起到了很好的保护。更重要的是，外侧塑料层赋予了复合材料的平整外表面，能够进行印刷，克服了传统纸浆模塑表面粗燥的缺陷。

Claims (6)

1.一种纸浆模塑制品与塑料的复合材料，其特征在于，该复合材料由多层复合而成，至少包含了一层纸浆模塑层及与该纸浆模塑层复合在一起的塑料层；使用时，塑料层作为内层，纸浆模塑层作为外层，内层塑料层起着对液态产品的阻隔性能及防污染性能，外层纸浆模塑层起着缓冲保护功能及骨架作用。

2.按照权利要求1的复合材料，其特征在于，内层塑料层的厚度为0.025mm-0.25mm，外层纸浆模塑层的厚度为1.5mm-4mm。

3.按照权利要求1的复合材料，其特征在于，该复合材料，包括三层，包含内层塑料层、中间层纸浆模塑层及外层塑料层。

4.按照权利要求3的复合材料，其特征在于，内层塑料层的厚度为0.025mm-0.15mm，中间层纸浆模塑层的厚度为1.5mm-4mm，外述内层塑料层的厚度为0.025mm-0.25mm。

5.制备权利要求1的复合材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）纸浆模塑的制作

根据对纸浆模塑的要求，选择纸浆纤维为外层纸浆模塑的原料，将选好的纸浆纤维，用自来水将其进行稀释成质量浓度为0.8%-1.2%的纸浆，在纸浆模塑成型机上成型、压榨脱水、干燥、热定型，成型纸浆模塑制品，得到的纸浆模塑制品干度为90%-95%；

或者，从市场上购买符合要求的纸浆模塑产品；

（2）塑料薄膜或片材的制作

选择热塑性树脂为塑料的原料，将选好一种热塑性树脂，在塑料成型用挤出机上挤出成薄膜或片材；

或者，选择几种热塑性树脂，在塑料成型用挤出机上共挤出成薄膜或片材；

或者，从市场上购买塑料薄膜、片材。

（3）内层塑料与外层纸浆模塑的复合

采用塑料热成型工艺，在热成型机上，将步骤（2）的薄膜或片材放置在热成型机的下模具上进行加热，塑料受热软化；然后，将嵌有纸浆模塑制品的上模具往下移动，与下模具紧压，塑料与纸浆模塑制品复合在一起；最后，对上下模具进行冷却，形成纸浆模塑制品与塑料的复合材料，且与纸浆模塑制品的形状一致。

或者，采用塑料热成型工艺，在热成型机上，将步骤（2）的薄膜放置在热成型机的上模具上进行加热，塑料受热软化；然后，将嵌有纸浆模塑制品的下模具往上移动，与上模具紧压，纸浆模塑制品与塑料复合在一起；最后，对上下模具进行冷却，形成纸浆模塑制品与塑料的复合材料，与纸浆模塑的形状一致。

6.按照权利要求4的方法，其特征在于，还包括步骤（4）：基于上述步骤（3）相同的原理，在热成型机上，将塑料薄膜放置在热成型机的下模具上进行加热，塑料受热软化；然后，将步骤（3）得到的纸浆模塑制品与塑料的复合材料嵌在上模具上，将上模具往下移动，与下模具紧压，使下模具的塑料与上模具的纸浆模塑制品复合在一起；最后，对上下模具进行冷却，形成具有塑料-纸浆模塑-塑料三层结构的复合材料，且与纸浆模塑制品的形状一致。

或者包括步骤（4）：基于上述步骤（3）相同的原理，在热成型机上，将塑料薄膜放置在上模具上进行加热，塑料受热软化；然后将步骤（3）得到的外层纸浆模塑制品与内层塑料的复合材料嵌在下模具上，将下模具往上移动，与上模具紧压，形成具有内层塑料-中间层纸浆模塑-外层塑料三层结构的复合材料，且与纸浆模塑制品的形状一致。

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