TWI247676B - Process for manufacturing a composite - Google Patents

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1247676 A 7 ------- 五、發明説明（1 ) 爱A背景 本發明係有關於多層塗料紙及樹脂之複合物。 塗有聚合物之紙（多層塗料紙）可用於許多用途。例如， 多層塗料紙可用於製造各種食物容器，包括個人飲用量之 果汁包及冷凍食物盒。 樹脂也可用於多種用途，例如，用於食物包裝。由多層 塗料紙或樹脂製成之食物容器一般只用一次便丟棄。因 此’廢多層塗料紙及樹脂之量愈來愈多。 發明概述 一般而言，本發明之特徵爲經變形之多層塗料紙及樹脂 之複合物。 本發明之特徵爲一種複合物，包括至少約2重量％，更 佳至少約5重量％之經變形多層塗料紙及樹脂，如熱塑性 樹脂。複合物也可包括纖維素或木質纖維素纖維。 本發明又一特徵爲一種複合物，其包括聚乙烯及至少約 5 〇重量％之經變形多層塗料紙。 本發明再一特徵爲包括多層塗料紙及樹脂之複合物，其 撓曲強度爲至少約3,000 psi或抗張強度爲至少約3,〇〇〇 psi 0 經濟部中央標隼扁員二消费合作社印¾ 此外，本發明之特徵爲一種製造複合物之方法；該方法 包括將多層塗料紙剪切成變形多層塗料紙，然後將變形多 層塗料紙與樹脂混合。較佳方法包括用轉動刀裁切機剪切 夕層塗竹紙。本發明又一特徵爲一種製造複合物之方法， 該方法包括將多層塗料紙剪切並將多層塗紙與樹脂混 -4- 本紙伕尺度適用中國國家榡準（CNS ) Λ4現烙（210a 37公(》 1247676 五 、發明説明（ 2 經濟部中央標準貝工消费含作社印¾ 如此處所用，"變形多層塗料紙"一詞意指紙已被前 内邵纖維實質暴露之程度。i少約5〇%、更佳至二至 (這些纖維，以及外部聚合物纖維具有長度/:。 爲至少1〇、更佳至少25或至少50。變形多層 ^ 例顯示於圖i。 2村、..氏 < 實 本發明之複合物堅固、輕量及價廉。用以製造複人 ㈣輕易可獲得；❹，彼等可包含丟棄之樹脂所ς = 器’及丟棄之多層塗料紙所構成容器。 心 多層塗料紙可能難以回收，因爲對許多用途而+ 聚合物層必須分離。在本發明中，紙和聚合物兩；份都： 利用，故《需將兩者分離。本發明因此幫助回收丟 消費者谷器’同時製造有用之材料。 本發明之其他特徵及優點，自其較佳具體例之 清專利範圍，將很明白。 要說明 圖1爲變形多層塗料紙放大50倍之具體例之圖片。 .較佳具體例々説明 較佳複合物包括變形多層塗料紙及樹脂。 變形多層塗料紙提供複合物強度。複合物可包括約1 至約9〇%、更佳約50至約7〇%(以重量計）之變形 塗^ 紙。多層塗料紙之實例包括具多層聚合物及紙之物料，及 具多層聚合物，紙及鋁之物料。較佳多層塗料紙一 多層聚合物及紙者。 、’ ·.、一裡丹 - 本纸杀尺度適用中国S家標準（CNS ) Λ4^格 -5- 210 λ ：97 ;Λ^

1247676 A” --___ ____ 一 B7 五、發明説明（3 ) 多層塗料紙可有各種形式。例如，整張之處女多層塗料 、氏可自International紙公司（New York)購得。或者，可自 IlUernatlonal紙公司或其他紙製造廠購得多層塗料紙之廢 料。用過的多層塗料紙-丟棄食物及飲料容器之形式-可自 各種來源收集，包括垃圾桶。用過之多層塗料紙也可自該 物料之經紀商購得。若複合物中包括多層塗料紙，則應在 使用前澈底清洗。廢多層塗料紙爲較佳，因其較全張爲低 廉。 、 樹脂會將變形多層塗紙包膠並幫助控制複合物之形狀。 樹脂也會將外部負荷傳送至多層塗料紙並保護多層塗料紙 不受環境及結構破壞。較佳複合物包括約2 〇至6 〇重量 %、更佳約3 0至約5 〇重量％之樹脂。 樹脂之實例包括聚乙烯（包括，例如、低密度聚乙烯及 南密度聚乙烯）、聚丙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚丁 烯、熱塱性聚酯、聚醚、熱塑性聚氨基甲酸酯、pvc、耐 綸及其他掛脂。樹脂較佳具低熔體流動指數。較佳樹脂包 括具熔體流動指數爲小於3克/ ；! 〇分、更佳小於i克/丨〇分 之聚乙細及聚丙缔。 經濟部中央標準局員工消费合作社印¾ 樹脂可以處女物料購得，或以碎料或廢料獲得，且通常 以粒狀形式獲得。樹脂較佳以碎料或廢料獲得，因此等物 料較爲低廉。較佳樹脂爲用過之聚乙晞牛乳瓶。 複合物也包括偶合劑。偶合劑將幫助多層塗料紙之親水 性纖維黏合於疏水性樹脂。偶合-之實包“經馬來酸酐 改質之聚乙缔、如FUSAB0ND^·(可自杜邦公司，⑽請心 -6 - CNS ) ( 210X 297,:,vT7 經濟部中央標準局員工消费合作社印裝 1247676 Α7 __ B7 " 一-. — 一— ____ __ 五、發明説明（4 ) 購得）及POLYBOND®(可自 Uniroyal化學公司，Connecticut 購得）系列。較佳偶合劑爲經馬來酸酐改質之鬲密度聚乙 晞，如 FUSABOND® MB 100D。 袓合物也包括纖維素或木質纖維素纖維。這些纖維提供 複合物之額外強度。併入複合物之纖維之量可視所要成品 之物理及機械性質而異。較佳複合物含有約5至5〇重量 °/〇，更佳約1 〇至約3 〇重量％之纖維素或木質纖維素纖 維。此等纖維之實例包括紙及紙產品，木材，木林纖維、 及與木材相關之材料，以及由洋麻、草、稻殼、蔗逢、 棉、黃麻及其他纖維素或木質纖維素物質所衍生之物料。 較佳纖維包括黃麻及洋麻。纖維可具有，例如，L/d比爲 至少10，或至少25或50。 複古物句可含有调合技藝所知的添加劑，如增塑劑、潤 滑劑、·抗氧化劑、濁化劑、熱穩定劑、色料、撞擊修改 劑、光穩定劑、阻燃劑、殺菌劑及抗靜電劑。 1料之製備 若使用廢多層塗料紙，則應加以清淨並烘乾。然後，在 和樹脂混合前，必須將多層塗料紙變形。多層塗料紙可使 用多種機械裝置之任何一種，或其組合予以變形。在變形 過程中’將聚合物層與紙層剪離，以使紙纖維暴露。較佳 之變形方法包括使用裁紙裝置先將多層塗料紙切成1/4_1/2 对]片。然後用轉動裁切機，如perry之Chem Eng Handbook(第6版，第8-29頁，ί98—斗）所述者（可自Spr〇ut，

Waldron公司購得），剪切這些小片。然後使變形之物料通 (請先閱讀背面之注意事項寫本頁) -裝· 、1Τ 本紙汝尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ>4堤格 〇χ π?公々） 1247676

Α7 IT 太 '發明説明（5 過2毫米篩網。變形多層塗料紙可貯存於密封袋中。使用 則遞在iO) C下將其烘乾4-18小時（直至含水量+於約 〇·5%)。圖式爲變形多層塗料紙之SEM圖片。 。 樹脂可以小粒或粗粒狀形式購得，且不必經進一步純化 或乾燥即可供用。然而，若小粒或粗粒樹脂表面存有水 份，則應在使用前予以乾燥。 若使用纖維素或木質纖維素纖維，則彼等可用上述方法 予以變形。 1合物之製借 複合物可如下製備。將標準橡膠/塑膠調合2_輥軋製機 加熱至325-40(TC。將樹脂（通常爲小粒或粗粒形式）如至終 加熱之軋製機中。約10分鐘後，將偶合劑加至軋製機 再過5分鐘後^將變形之多層塗料紙加至熔融樹脂/偶合劍 混合物中。變形多層塗料紙係於約1〇分鐘内加入。 自軋製機取出複合物，將其切成小片，其令其冷卻至室 溫。然後使用模壓成型技術，將其模要 槐或广將各原料加入-機，如班伯=咖混合 蛵濟部中央標準局員工消费合作杜印¾ 機内。將各原料混合，同時將溫度維持於低於約19〇r。 然後可將混合物壓製成型。 、广具體例中，可在擠壓混合機’如裝配共轉動螺旋 〈MARIS(Tunn)顶85擠壓機中，將各原料混合。樹脂及 :=在擠壓機進料喉加入；多層塗料紙(及纖維素或 貝纖，准m ^用時）則在擠壓機長度後段之約ι/3 ㈣樹脂中。擠壓機之内部溫係維持於低於約190 ^ 8 1247676

\Q 五、發明説明（ 出口處，複合物冷股切(cold St—)造转。 ^者’混合物可先在混合機中製備，然 供進行擠壓及切粒步驟。 於璣κ 钟^另具缸例中，複合物可形成纖維以供針織，整經， '、曰、^及編織，及製造不钭榀 、二 可製成薄膜。織^在進—步具體例中’複合來 极合物之性暂 所得複合物包括包膠於樹脂基質内之纖維網構。 ::形：格子網構，而提供複合物強度。由於多層塗紙經 文/ ’ 4可供黏合於樹脂之表面積之量增加，而以未變形 夕層塗料紙製備I複合物則不然。樹脂將黏結於暴露纖續 <表面，而產生纖維網構與樹脂基質之密切掺合物。纖結 與樹脂基質（密切掺合將進_步加強複合物。纖維素咬木 質纖維素纖維也可加入以進一步加強複合物。 〃 / 用途 經濟部中央標準局負工消贽合作讧印製 多層塗料紙/樹脂複合物可用於若干用途。複合物很堅 固又輕量；彼等可用作^，例如，木材代替品。樹脂塗層 可使複合物防水，故彼等可用於室外用途。例如，複合物 可用於製造棧板，長時間放置於室外。複合物也可用作 爲，例如，合板產品之基底或骨架。而且，複合物據發現 可表面處理，控溝槽、軋製、成形、壓印、變形、壓縮、 打孔、考色等等。表面可作成平滑或粗縫。 以下實例係如下製亨。將標準橡膠/塑膠調合2 _輥軋製 -9- Μ0Χ297 公筇、 Μ氏乐尺度適用中國國家標準（CNS ) 1247676 A B* 五、發明説明 機加熱至325_4〇〇’C。將樹脂（通常爲小粒或粗粒形式）加至 經加熱之輕軋機。約1 〇分鐘後，樹脂連結慕（vl··即迄化並 熔合於輥）。然後將偶合劑加至輥軋機。再過5分鐘後， 將多層塗料紙加至熔融樹脂/偶合劑混合物中。多層塗料 紙係在約1 0分鐘内加入。 然後自輥軋機取出複合物，將其切成小片，並令其冷卻 至室溫。使用標準壓製成型技術，將每批約8 〇克之批料 壓製成型爲6" Χ6Π XI/8"薄片。 一組合物含有以下各原料： 用量（克） 160 240 8 組合物1號 原料 高密度聚乙烯1 多層塗料紙2 偶合劑3 1 Marlex 6007，熔點流動指數〇 65克/1〇分，市面上可自 Phillips公司購得。 2使用具2毫米篩網之轉動裁切機變形。 3 POLYBOND® 3009，市面上可自 Unir〇yal Chemical公司購 得。 · · 經濟部中央標準局.ί 一消费合；作杜印¾ 將薄片加工成適當試片，並根據指定方法所摘述之程序 測試。使用三種不同試片測試每一種性質，並計算每一試 驗之平均値。 組合物1號之性質如下： 抗張模量（105PS1) 8.63 (ASTM D638) -10- M氏乐尺度適用中a國家標準（CNS )八4規格 (：Ι〇Λ 1247676 五 '發明説明（δ 經濟部中央標準局〕貝工消资合作杜印製 耐裂抗張強度（psi) 最終伸長率（％) 撓曲強度（psi) 撓曲模量（105 psi)另一組合物含有以下原料· 鱼合物2號 亟料 高密度聚乙晞1 多層塗料紙2 偶合劑3 1廢牛乳瓶、熔體流動指數約〇.8克71〇分 2使用具2毫米篩網之轉動裁切機變形。 3 POLYBOND® 3009 組合物2號之性質如下： 抗張模量（105 psi) 斷裂抗張強度（psi) 最終伸長率（％) 挽曲強度（psi) 繞曲模量（105 psi). 第三組合物爲如下 組合物3號 原料 高密度聚乙烯1 多層塗料紙 偶合劑3 2 -11 本紙沬尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4故诂（210X29,公筇 6820 (ASTM D638) <5 (ASTivl D638) 12,200 (ASTM D790) 6.61 (ASTM D790) 用量（克） 160 240 8 7.38 (ASTM D638) 6500 (ASTM D638) <5 (ASTM D638) 11,900 (ASTM D790) 6.50 (ASTM D790) 用量（克） 160 240 8 (請先閲讀背面之注意事項寫本頁) 裝· 1247676 Λ" Β7 五、發明説明（9 ) 1廢牛乳瓶、熔體流動指數約0.8克/10分。 一使用吳2笔术鄭網义轉勤戟切機變形n 3 FUSABOND® MD 100D，市面上可自杜邦公司購得。 組合物3號之性質如下： 7.08 (ASTM D638) 6480 (ASTM D638) <5 (ASTM D638) 10,200 (ASTM D790) 5.73 (ASTM D790) 抗張模量（105 psi) 斷裂抗張強度（psi) 最終伸長率（％) 撓曲強度（psi) 撓曲模量（1〇5 psi) 第四組合物含有以下原料 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 組合物4號 原料 用量（克） 高密度聚乙烯1 160 多層塗料紙2 240 偶合劑3 8 1 Marlex 6007，熔體流動指數約0.65克/10分 2使用具2毫米篩網之轉動裁切機變形 3 FUSABOND® MD 100D 组合物4號之性質如下： 抗張模量（1〇5 psi) 7.17 (ASTM D638) 斷裂抗張強度（psi) 6860 (ASTM D638) 最終伸長率（％) <5 (ASTM D638) 撓曲強度（psi) 12,200 (ASTM D790) 撓曲模量（1 〇5 psi) 7.50 (ASTM D790) 其他具體例都在申請專利範圍.之内 0 -12- 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4ML格ί 210χ ）

Claims (1)