專利名稱:絕熱紙板的制作方法
發(fā)明領(lǐng)域本申請(qǐng)涉及絕熱紙板，更具體而言涉及包含交聯(lián)型纖維素纖維和加工型纖維素纖維的絕熱紙板。
發(fā)明背景熱食物，特別是熱的液體，通常在一次性容器中供用和消耗。這些容器由各種不同的材料制備，所述材料包括紙板和泡沫型聚合片狀材料。紙板材料最便宜的來源之一是纖維素纖維。纖維素纖維用于生產(chǎn)極好的紙板用于制造熱杯、面杯、模壓紙板盤和碗，以及其它食物和飲料容器。然而，由纖維素纖維制造的傳統(tǒng)紙板是相對(duì)密實(shí)的并因此與例如泡沫型聚合材料相比更易于導(dǎo)熱。因此熱的液體經(jīng)常在傳統(tǒng)紙板的雙杯或者在帶有套筒的杯子中供用。
希望有由具有良好絕熱特性的纖維素材料生產(chǎn)的絕熱紙板，其允許使用者在品嘗該容器中溫的或熱的食物的同時(shí)，允許所述容器中的食物或飲料的消費(fèi)者可長(zhǎng)時(shí)間拿著該容器而不會(huì)感覺到過熱的溫度。進(jìn)一步希望提供絕熱紙板，其可以被制作成提供各種不同的絕熱特性，以致穿過該紙板的溫度下降可以被調(diào)節(jié)以適用于具體的最終用途。
當(dāng)與附圖結(jié)合時(shí)，通過參考如下詳細(xì)說明可以使本申請(qǐng)更加易于理解和明白，其中圖1為可根據(jù)本申請(qǐng)構(gòu)建的雙層紙板的橫斷面視圖的示意圖；圖2為由類似于圖1所示紙板制成的熱杯的等距視圖，其中杯子被切掉一部分；和圖3為用于制備圖2所示熱杯的紙板的部分放大的橫斷面視圖。

發(fā)明內(nèi)容參照?qǐng)D1，用于本申請(qǐng)絕熱紙板12的襯底10以常規(guī)方式由易于得到的纖維，例如纖維素纖維制備。本申請(qǐng)的紙板可如所需制成一層、雙層結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)。
本申請(qǐng)突出的特點(diǎn)為所述絕熱紙板的至少一個(gè)層14，無論是單層還是多層結(jié)構(gòu)，除了化學(xué)紙漿纖維外，還包含交聯(lián)型纖維素纖維和加工型纖維素纖維的混合物。交聯(lián)型纖維素纖維和加工型纖維素纖維的混合物增加了所述板的絕熱性質(zhì)。如本文中所定義的，可用于本申請(qǐng)中的化學(xué)紙漿纖維主要得自木質(zhì)紙漿并可以被精制。還可以使用例如得自洋麻和草紙漿等其它來源。用于本申請(qǐng)的合適的木質(zhì)紙漿纖維可得自公知的化學(xué)工藝，例如硫酸鹽法和亞硫酸鹽法，進(jìn)行或不進(jìn)行隨后的漂白?？梢允褂密浤竞陀材尽１绢I(lǐng)域技術(shù)人員公知木質(zhì)紙漿纖維的選擇細(xì)節(jié)。例如，可用于本申請(qǐng)的由南方松(Southern pine)生產(chǎn)的合適的纖維素纖維(化學(xué)紙漿纖維)可得自包括Weyerhaeuser Company的很多公司，商品名為C-Pine，Chinook，CF416、FR416和NB416。所有生產(chǎn)自Weyerhaeuser的漂白的牛皮濕疊紙漿(Kraft wet lap pulp)，KTT，Prince Albert軟木和Grande Prairie軟木，都是可用的北方軟木的例子。如本文中所用的，加工型纖維素纖維包括這樣的纖維，其1)被化學(xué)處理以改變纖維素，從纖維素1轉(zhuǎn)變?yōu)槔w維素11，例如絲光處理的纖維和絲光處理的急驟干燥的纖維，其中所述的絲光處理作為在漂白過程中的一個(gè)階段而實(shí)施。絲光處理的纖維，例如HPZ，和絲光處理的急驟干燥的纖維，例如HPZ III，都由Buckeye Technologies，Memphis TN制造，和得自Rayonier Performance Fibers Division，Jessup，GA的Porosinier-J-HP都適合用于本申請(qǐng)中。這些絲光處理的軟木質(zhì)紙漿具有純度為95％或更高的α-纖維素并且是硬纖維。加工型纖維還包括2)機(jī)械和化學(xué)機(jī)械處理的纖維，例如化學(xué)熱磨機(jī)械紙漿纖維(CTMP)、漂白的化學(xué)熱磨機(jī)械紙漿纖維(BCTMP)、熱磨機(jī)械紙漿纖維(TMP)、磨漿機(jī)磨木紙漿纖維和磨木紙漿纖維。這些紙漿的例子為由Bowater，Greenville，S.C.制造的TMP(熱磨機(jī)械紙漿)，由Weyerhaeuser，F(xiàn)ederal Way，WA制造的TMP(熱磨機(jī)械紙漿)，其將木屑經(jīng)過雙重磨漿機(jī)的三個(gè)階段而制備；和得自NORPAC，Longview，WA，以CTMP NORPAC Newsprint Grade出售的CTMP(化學(xué)熱磨機(jī)械紙漿)；其亮度為53-75。其它加工型纖維包括由Weyerhaeuser Company用描述于2004年8月20日提交的美國(guó)申請(qǐng)10/923,447中的方法而生產(chǎn)的噴射干燥纖維素纖維和處理的噴射干燥纖維素纖維。在這個(gè)方法中，將紙漿纖維的漿液脫水至稠度為約34％，并然后將其穿過噴射干燥機(jī)，該干燥機(jī)的入口溫度為約190℃-400℃，出口溫度為約50℃-205℃，料流壓力為約1082kPa(157psig)。這些纖維為扭曲的、糾結(jié)的和卷曲的。另外的加工型纖維包括描述于U.S.6,837,970中的急驟干燥纖維和處理的急驟干燥纖維。還可以使用加工型纖維與交聯(lián)型纖維素纖維的混合物。
優(yōu)選的用于本發(fā)明中的膨松纖維為交聯(lián)型纖維素纖維。許多交聯(lián)劑和交聯(lián)催化劑中的任何一種，如果必要，可被用于提供待包含于所述層中的交聯(lián)型纖維。下文中為可用的交聯(lián)劑和交聯(lián)催化劑的典型列舉。
合適的交聯(lián)劑包括羧酸交聯(lián)劑，例如聚羧酸。聚羧酸交聯(lián)劑(例如，檸檬酸、丙烷三羧酸和丁烷四羧酸)和催化劑都描述于美國(guó)專利3,526,048、4,820,307、4,936,865、4,975,209和5,221,285中。包含至少三個(gè)羧基的C2-C8聚羧酸(例如，檸檬酸和氧基二琥珀酸)作為交聯(lián)劑的應(yīng)用描述于美國(guó)專利5,137,537、5,138,707、5,190,563、5,562,740和5,873,979中。
聚合型聚羧酸也是合適的交聯(lián)劑。合適的聚合型聚羧酸交聯(lián)劑描述于美國(guó)專利4,391,878、4,420,368、4,431,481、5,049,235、5,160,789、5,442,899、5,698,074、5,496,476、5,496,477、5,728,771、5,705,475和5,981,739中。作為交聯(lián)劑的聚丙烯酸和相關(guān)的共聚物描述于美國(guó)專利5,549,791和5,998,511中。聚馬來酸交聯(lián)劑描述于美國(guó)專利5,998,511和美國(guó)專利6,582,553中。
適合的具體的交聯(lián)劑包括聚羧酸交聯(lián)劑，例如檸檬酸、酒石酸、蘋果酸、琥珀酸、戊二酸、檸康酸、衣康酸、酒石酸單琥珀酸、馬來酸、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚馬來酸、聚甲基乙烯醚共馬來酸酯共聚物、聚甲基乙烯醚共衣康酸酯共聚物、丙烯酸的共聚物和馬來酸的共聚物。其它合適的交聯(lián)劑描述于美國(guó)專利5,225,047、5,366,591、5,556,976和5,536,369中。
合適的交聯(lián)催化劑可以包含酸式鹽，例如氯化銨、硫酸銨、氯化鋁、氯化鎂、硝酸鎂和含磷的酸的堿金屬鹽。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述的交聯(lián)催化劑為次磷酸鈉。
當(dāng)纖維素纖維的生產(chǎn)達(dá)到足夠使纖維間交聯(lián)的量時(shí)，將交聯(lián)劑應(yīng)用到所述纖維素纖維中。應(yīng)用到纖維素纖維的量可以是基于纖維總重的約1重量％至約25重量％。在一個(gè)實(shí)施方案中，交聯(lián)劑的量為基于纖維總重的約4重量％至約6重量％。還可以使用交聯(lián)劑和催化劑的混合物或摻混物。
除了纖維材料，本發(fā)明的紙板還任選包括粘合劑。合適的粘合劑可在水中溶解、分散或形成懸浮液。合適的粘合劑包括通常用于造紙業(yè)中的那些使這種產(chǎn)品具有濕的和干的抗張強(qiáng)度和抗撕裂強(qiáng)度的試劑。合適的濕強(qiáng)劑包括陽(yáng)離子修飾的具有含氮基團(tuán)(例如氨基)的淀粉，例如得自National Starch and Chemical Corp.，Bridgewater，NJ的那些淀粉；膠乳；濕強(qiáng)樹脂，例如聚酰胺-表氯醇樹脂(例如KYMENE557LX，Hercules，Inc.，Wilmington，DE)和聚丙烯酰胺樹脂(參見，例如美國(guó)專利3,556,932和可商購(gòu)的，由American Cyanamid Co.，Stanford，CT銷售，商品名為PAREZ 631 NC的聚丙烯酰胺)；尿素甲醛和三聚氰胺甲醛樹脂；以及聚乙烯亞胺樹脂。對(duì)于應(yīng)用于造紙領(lǐng)域中并通常可用于本發(fā)明中的濕強(qiáng)樹脂的一般性討論可在TAPPI專題著作叢書29號(hào)，“Wet Strength in Paper and Paperboard”，TechnicalAssociation of the Pulp and Paper Industry(New York，1965)中找到。
其它合適的粘合劑包括淀粉、改性淀粉、聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯/丙烯酸共聚物、丙烯酸聚合物、聚丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、聚胺、瓜爾膠、氧化聚乙烯、聚氯乙烯、聚氯乙烯/丙烯酸共聚物、丙烯腈/丁二烯/苯乙烯共聚物和聚丙烯腈。很多這些粘合劑將形成膠乳聚合物用于分散或懸浮于水中。
本申請(qǐng)的紙板可具有很多組特性，例如，在一個(gè)實(shí)施方案中，其基重可以為約200gsm至約500gsm，在另一個(gè)實(shí)施方案中，所述基重為250gsm至400gsm。在又一個(gè)實(shí)施方案中，所述紙板的基重等于或大于約350gsm。在一個(gè)實(shí)施案中，所述的絕熱紙板的密度為小于0.5g/cc，在另一個(gè)實(shí)施方案中，所述的密度為約0.3g/cc至約0.45g/cc，和在另一個(gè)實(shí)施方案中，所述的密度為0.35g/cc至0.40g/cc。
當(dāng)所述紙板的至少一層包含本發(fā)明的交聯(lián)型纖維素纖維和加工型纖維素纖維的混合物時(shí)，可獲得有利的溫度下降特性。這些溫度下降特性可通過如下方式獲得改變引入到所述紙板中的這兩種纖維的量，通過調(diào)整該紙板的基重，在產(chǎn)生紙板之后通過使紙板運(yùn)行，例如經(jīng)過壓送輥，而調(diào)整該紙板的厚度，以及當(dāng)然，通過使合并到所述紙板結(jié)構(gòu)中附加層的數(shù)量和厚度變化。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述的紙板具有大于或等于0.5mm的厚度、等于或大于200gsm的基重和小于0.5g/cc的密度。絕熱紙板的性質(zhì)在表1中給出。
表1絕熱紙板的性質(zhì)
注釋包括樣品1-9在內(nèi)，在與交聯(lián)型纖維的混合物中包含作為加工型纖維的CTMP纖維，和樣品10-18在與交聯(lián)型纖維的混合物中包含作為加工纖維的TMP纖維。所有的樣品包含占纖維總干重的5％的、精煉至50CSF的黑松(Lodgepole Pine)。
在另一個(gè)實(shí)施方案中，所述紙板在厚度為0.5mm時(shí)顯示出至少3.6℃的ΔT。在另一個(gè)實(shí)施方案中，所述紙板在厚度至少為1.15mm時(shí)顯示出至少9.8℃的ΔT。ΔT(如下所定義的)對(duì)厚度的關(guān)系，在厚度為0.5mm-1.15mm之間是線性關(guān)系，并在厚度下降低于0.5mm或在上升高于1.15mm時(shí)仍保持線性。
這些溫度數(shù)值基于厚度對(duì)ΔT的線性回歸方程而得，該方程利用在表1中樣品1-9的厚度和ΔT的數(shù)值。置信上限和置信下限可對(duì)得自在表1中給出的數(shù)據(jù)的回歸線上的每個(gè)點(diǎn)而計(jì)算出來。統(tǒng)計(jì)學(xué)參數(shù)示于表2中。
表2回歸統(tǒng)計(jì)學(xué)
*置信限度利用上表2中建立的系數(shù)，包括樣品1-9在內(nèi)，對(duì)于其不同厚度水平上的ΔT，表3中的下述關(guān)系可被建立。
表3基于回歸線在不同厚度水平的ΔT
LCL，95％置信下限UCL，95％置信上限表4表示對(duì)于樣品10-18的回歸統(tǒng)計(jì)學(xué)，其中在與交聯(lián)型纖維的混合物中使用TMP，而表5表示利用在表4中建立的系數(shù)和置信限度得出的在不同厚度水平的ΔT值。
表4回歸統(tǒng)計(jì)學(xué)
*置信限度表5基于回歸線在不同厚度水平的ΔT
LCL，95％置信下限UCL，95％置信上限本申請(qǐng)的紙板可以是單層產(chǎn)品。當(dāng)采用單層產(chǎn)品時(shí)，本申請(qǐng)的紙板的低密度特性使得可在合理的基重下生產(chǎn)較厚的紙板。利用本申請(qǐng)的交聯(lián)型纖維素纖維和加工型纖維素纖維的混合物，可以制造具有與普通紙板相同基重的絕熱紙板。這可有效地使絕熱紙板在具有較小改進(jìn)及在生產(chǎn)率上損失較小的現(xiàn)有紙板機(jī)器上生產(chǎn)。另外，一層紙板的優(yōu)點(diǎn)是整個(gè)結(jié)構(gòu)處于低密度下?；蛘?，本申請(qǐng)的紙板可以是多層產(chǎn)品，并包含兩層、三層或更多層。包含多于一層的紙板可通過在干燥之前或之后使所述層組合而制備。多層紙板可通過按序安排于濕成型工藝中的多個(gè)流漿箱而制備，或者通過具有接受能力和之后鋪設(shè)多紙漿配比(multiple pulp furnishes)能力的隔板型流漿箱而制備。多層產(chǎn)品的每個(gè)層可以是相同的或不同的。
本申請(qǐng)的紙板可利用常規(guī)的造紙機(jī)器成形，所述機(jī)器包括例如，Rotoformer、Fourdrinier、斜網(wǎng)Delta成型機(jī)和雙網(wǎng)成形機(jī)器。
在一個(gè)實(shí)施方案中，當(dāng)根據(jù)本申請(qǐng)使用單層紙板時(shí)，在組合物中它是均勻的。然而，單層可按組成成層，并具有富含交聯(lián)型纖維素纖維和加工型纖維素纖維的一層和富含纖維素纖維(化學(xué)紙漿纖維)的另一層以提供光滑的、密實(shí)的、少孔的表面。
最經(jīng)濟(jì)的是生產(chǎn)均勻的組合紙板，其中交聯(lián)型纖維素纖維和加工型纖維素纖維與纖維素纖維均勻地混合。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述交聯(lián)型纖維素纖維和加工型纖維素纖維以纖維素纖維總干重的約35％至約60％的量存在于絕熱層中。在另一個(gè)實(shí)施方案中，它們以纖維素纖維總干重的約45％至約55％的量存在。在雙層結(jié)構(gòu)中，例如第一層可包含100％的纖維素纖維，而第二層可含有25％至70％的交聯(lián)型纖維素纖維和加工型纖維素纖維。在另一個(gè)實(shí)施方案中，所述第二層可包含35％至60％的交聯(lián)型纖維素纖維和加工型纖維素纖維。在一個(gè)實(shí)施方案中，在三層的層中，底層和頂層和包含100％的纖維素纖維，而中間層可包含約25％至約70％的交聯(lián)型纖維素纖維和加工型纖維素纖維。在另一個(gè)實(shí)施方案中，在三層的層中，中間層可包含約35％至約60％的交聯(lián)型纖維素纖維和加工型纖維素纖維。
本申請(qǐng)的紙板具有很多組強(qiáng)度性質(zhì)。例如，在一個(gè)實(shí)施方案中，所述Taber硬度為約90g-cm至約1000g-cm。在另一個(gè)實(shí)施方案中，Taber硬度為約150g-cm至約500g-cm，在又一個(gè)實(shí)施方案中，Taber硬度為約200g-cm至約400g-cm。Taber硬度由TAPPI T-489測(cè)量。
在將常規(guī)紙板轉(zhuǎn)化為杯子的操作中，最小Z-向張力(ZDT)對(duì)于適當(dāng)?shù)倪吘壔蝽敳烤磉叺男纬墒潜仨毜?，因此在加工過程中不會(huì)發(fā)生分層。在一個(gè)實(shí)施方案中，ZDT的范圍是約180kPa至450kPa，在另一個(gè)實(shí)施方案中，ZDT的范圍是約300kPa至400kPa。ZDT通過TAPPIT-541測(cè)定。
片的容積由TAPPI T-441測(cè)定。
本申請(qǐng)的紙板可用于制成希望具有絕熱特性的各種結(jié)構(gòu)，特別是容器。參照?qǐng)D2，這些容器中最普通的一種為用于熱飲料例如咖啡、茶等的普遍存在熱杯。可以得益于改進(jìn)的絕熱性質(zhì)的其它食物服務(wù)項(xiàng)目，例如面杯和模壓的盤和碗也可結(jié)合本申請(qǐng)的紙板。同樣，通常由紙板或泡沫材料制成的外帶打包容器也可使用本申請(qǐng)的紙板。如圖2和3所示，根據(jù)本申請(qǐng)生產(chǎn)的熱杯型容器可包含一層或多層22和24，其中之一，在這個(gè)例子中是24，包含交聯(lián)型纖維素纖維和加工型纖維素纖維。在這個(gè)實(shí)施方案中，所述的交聯(lián)型纖維素纖維和加工型纖維素纖維處于內(nèi)層24中。液體防滲背襯26優(yōu)選層壓至內(nèi)層上。該背襯可包含例如，很多熱塑性材料，例如聚乙烯。用在該杯子底部的紙板優(yōu)選不包含交聯(lián)型纖維素纖維或加工型纖維素纖維。
ΔT測(cè)試步驟紙板的熱性能在測(cè)試裝置中測(cè)試，該測(cè)試裝置模擬穿過紙杯的熱傳遞。樹脂玻璃盒的內(nèi)部尺寸為10×10×10cm，其在一邊有一個(gè)8.2cm×8.2cm的樣品開口。橡皮拉力器(surgical tubing)的墊連接在盒子上，圍繞著所述的8.2cm×8.2cm開口的周邊。將10cm×10cm的紙板樣品層壓到具有10cm寬的3M Tartan 3765包裝帶的一個(gè)表面上。或者，可以將聚乙烯擠出到該板的表面上。將所述紙板樣品安放于所述裝置上，覆蓋在樣品開口上，其中密封面面向內(nèi)側(cè)。將另一片樹脂玻璃(具有與盒子相同的外部尺寸并切掉8.2cm×8.2cm的孔)夾在紙板樣品的上面并將其靠著盒子緊密固定。通過在盒子頂上的小開口使盒子充滿溫度為96.1℃(205)的熱水，從而水與樣品完全接觸。將小攪拌棒插入到所述盒子中并將該組裝物放在攪拌盤上，以使得在測(cè)量過程中攪拌。通過在盒子頂部的小開口將K型熱電偶插入熱水中，并且將紅外溫度計(jì)IRCON Inc.Modline Series 3400輻射溫度計(jì)設(shè)定于0.96發(fā)射率測(cè)量，在29.7cm遠(yuǎn)處瞄準(zhǔn)紙板樣品的外部中心，然后測(cè)量紅外輻射。數(shù)據(jù)記錄器(HP34970Data Acquisition/Switch Unit采集來自輻射溫度計(jì)的mVdc響應(yīng)，所述輻射溫度計(jì)調(diào)節(jié)為增益30.0和偏移100，以及來自熱電偶的mVdc響應(yīng)但不調(diào)節(jié)它)記錄內(nèi)部的水的溫度(得自于插入水中的熱電偶)和樣品外表面的溫度(得自于紅外輻射溫度計(jì)槍)，由此可計(jì)算出溫度降(ΔT)。當(dāng)水溫達(dá)到85℃(185)時(shí)，停止數(shù)據(jù)采集。對(duì)于每個(gè)通過數(shù)據(jù)記錄器采集的數(shù)據(jù)點(diǎn)，計(jì)算內(nèi)部水的溫度和外部紙板的溫度間的差別。對(duì)于ΔT(內(nèi)部水的溫度減去外壁溫度)對(duì)內(nèi)部水的溫度的數(shù)據(jù)進(jìn)行線性回歸分析，并且從回歸中，測(cè)定在87.8℃(190)的ΔT。由最大外壁溫度的點(diǎn)到相應(yīng)于85℃(185)的內(nèi)部水溫的曲線上的點(diǎn)進(jìn)行線性回歸分析。ΔT是在87.8℃(190)的水溫和測(cè)試裝置上紙板的相應(yīng)外壁溫度之間的差異。
示于表1中絕熱紙板，其具有不同的交聯(lián)型纖維和加工型纖維素纖維的組成、基重和其它性質(zhì)，采用類似于表述在實(shí)施例1和2中的方法，通過替換合適的纖維和添加劑的量而制備。
實(shí)施例1該方法為制備350gsm紙板的代表，其中所述纖維混合物總干重的60％由50/50摻混的交聯(lián)型纖維和Bowater TMP纖維組成。在所有的情況下，纖維的干重指將該纖維在105℃下干燥一小時(shí)后的重量。其它紙板，如表1所示，具有不同基重和不同交聯(lián)型纖維水平和加工纖維水平，其可以通過將纖維和其它添加劑調(diào)整至合適的量和重量而制備。在示于表1中的所有樣品中，將漂白的花旗松(Douglas Fir)組分精制到510CSF；將黑松(精制到50CSF)以總纖維干重5％的水平加到所有樣品中。所有的樣品具有加入的基于總纖維干重的10重量％的PVOH。其它添加劑水平在本實(shí)施例和實(shí)施例2中給出。
TMP(得自Bowater)、19.43g纖維(43.2％稠度)、57.7g精制到510CSF的花旗松(29.1％稠度)、9.03交聯(lián)型纖維(90.3％稠度)、70.7g精制到50CSF的黑松(2.5％稠度)和3.54g聚乙烯醇(Celvol165SF PVOH，得自Celanese，Dallas TX)，100％固體，將它們?cè)贐ritish粉碎機(jī)中粉碎5分鐘。將該混合物用去離子水稀釋到4L并用NaHCO3調(diào)節(jié)pH到7.2-7.4。將等量的1g/kg(2lb/T)的Kymene和0.13g/kg(0.26lb/T)的Perform-PC8138(均得自Hercules，Wilmington，DE)各自以1％的溶液加入，并混合2分鐘。將在2g/kg(4lb/T)和4.25g/kg(8.5lb/T)淀粉(Sta-Lok 300，得自Tate-Lyle，Decature IL)下的AKD(烷基乙烯酮二聚體，得自Hercules，Inc.，Wilmington，DE)分別加入并將該混合物攪拌2分鐘。31.75×31.75cm成型網(wǎng)(155目)放置于Noble & Wood的12.5”×12.5”的手抄片模具(handsheet mold)的底中，將所述漿液倒入所述片模具中，用去離子水沖稀到35升并用活塞混合。然后將所述漿液排干，通過具有偶數(shù)手壓的吸墨紙脫水直到該片達(dá)到約20％的稠度。將該片從篩網(wǎng)移開并進(jìn)一步吸干至約30％固體。將吸墨紙放置在樣品的每片個(gè)面上，將樣品放置于濕氈子(dampfelts)之間并然后通過137.8kPa(20psi)的壓力以使樣品進(jìn)一步脫水。這時(shí)的固含量為約40％。將形成的片放置于轉(zhuǎn)筒式干燥機(jī)上，(表面溫度為121℃)，在兩個(gè)干燥吸墨紙之間并使其干燥10分鐘。然后將樣品顛倒并使其繼續(xù)干燥10分鐘。在測(cè)試前將樣品適應(yīng)于50％相對(duì)濕度房間中最少4小時(shí)。
實(shí)施例2該方法為制備200gsm板的代表，其中纖維混合物總干重的60％由42％的交聯(lián)型纖維和18％的Bowater TMP纖維的摻混物組成。其它紙板，如表1所示，具有不同基重和加工型纖維水平，其可以通過將纖維和其它添加劑調(diào)整至合適的量和重量而制備。在表1所示的所有樣品中，將漂白的花旗松組分精制到510CSF；將精制到50CSF的黑松以總干燥纖維的5重量％的水平加到所有樣品中。所有的樣品具有加入的基于總纖維干重的10重量％的PVOH。
CTMP、8.35g纖維(43.5％稠度)、24.3g精制到510CSF的花旗松(29.1％稠度)、9.1g交聯(lián)型纖維(90.3％稠度)、40.5g精制到50CSF的黑松(2.5％稠度)和2.02g聚乙烯醇(Celvol 165SF PVOH，得自Celanese，Dallas TX)，100％固體，將它們?cè)贐ritish粉碎機(jī)中粉碎5分鐘。將該混合物用去離子水稀釋到4L并用NaHCO3調(diào)節(jié)pH至7.2-7.4。將等量的1g/kg(2lb/T)的Kymene和0.13g/kg(0.26lb/T)的Perform-PC 8138(均得自Hercules，Wilmington，DE)各自以1％的溶液加入，并混合2分鐘。將在2g/kg(4lb/T)和4.25g/kg(8.5lb/T)淀粉(Sta-Lok 300，得自Tate-Lyle，Decature IL)下的AKD(烷基乙烯酮二聚體，得自Hercules，Inc.，Wilmington，DE)分別加入并將該混合物攪拌2分鐘。31.75×31.75cm成型網(wǎng)(155目)放置于Noble &Wood的12.5”×12.5”的手抄片模具的底中，將所述漿液倒入所述片模具中，用去離子水沖稀到35升并用活塞混合。然后將漿液排干，用具有偶數(shù)手壓的吸墨紙脫水直到該片達(dá)到約20％的稠度。將該片從篩網(wǎng)移開并進(jìn)一步吸干至約30％固體。將吸墨紙放置在樣品的每個(gè)面上，而樣品放置于濕氈子之間并然后通過137.8kPa(20psi)的壓力以使樣品進(jìn)一步脫水。這時(shí)的固含量為約40％。將形成的片放置于轉(zhuǎn)筒式干燥機(jī)上，(表面溫度為121℃)，在兩個(gè)干燥吸墨紙之間并使其干燥10分鐘。然后將樣品顛倒并使其繼續(xù)干燥10分鐘。在測(cè)試前將樣品適應(yīng)于50％相對(duì)濕度房間中最少4小時(shí)。
與優(yōu)選的實(shí)施方案及其各種變化和改變相結(jié)合描述了上面的申請(qǐng)。普通技術(shù)人員在不背離本文中所賦予的概念的情況下將能夠替換在公開申請(qǐng)中的等同物。因此意于將本發(fā)明僅由包含于所附權(quán)利要求
中的定義限制。
權(quán)利要求
1.絕熱紙板，其包含包含交聯(lián)型纖維和加工型纖維素纖維的至少一個(gè)層，所述交聯(lián)型纖維素纖維和所述加工型纖維以所述至少一個(gè)層的纖維的總干重的35-60％的量存在于所述混合物中，和其中所述的紙板足夠絕熱以提供穿過所述紙板在厚度為0.5mm時(shí)的ΔT為至少3.6℃，所述紙板的密度小于0.5g/cc，并且基重為200gsm-500gsm，和所述紙板的所述厚度大于或等于0.5mm。
2.權(quán)利要求
1的交聯(lián)型纖維，其中所述的交聯(lián)型纖維以所述混合物的總干重的30-70％的量存在，而加工型纖維以所述混合物的總干重的70-30％的量存在。
3.權(quán)利要求
2的加工型纖維，其中所述的加工型纖維選自化學(xué)加工的纖維、絲光處理的纖維、機(jī)械加工的纖維、化學(xué)機(jī)械加工的纖維、噴射干燥的纖維、急驟干燥的纖維及其混合物。
4.權(quán)利要求
3的纖維，其中所述的加工型纖維為CTMP纖維。
5.權(quán)利要求
3的纖維，其中所述的加工型纖維為TMP纖維。
6.權(quán)利要求
1的交聯(lián)型纖維，其中所述的纖維選自檸檬酸交聯(lián)型纖維、聚丙烯酸交聯(lián)型纖維和聚馬來酸交聯(lián)型纖維。
7.權(quán)利要求
6的交聯(lián)型纖維，其中所述的交聯(lián)型纖維為聚丙烯酸交聯(lián)型纖維。
8.權(quán)利要求
6的交聯(lián)型纖維，其中所述的交聯(lián)型纖維為檸檬酸交聯(lián)型纖維。
9.權(quán)利要求
1的絕熱紙板，其中所述紙板的基重為250gsm至450gsm。
10.權(quán)利要求
1的絕熱紙板，其中所述的紙板具有在厚度為0.5mm時(shí)至少3.6℃的ΔT和在厚度為1.15mm時(shí)至少9.8℃的ΔT，所述的ΔT相對(duì)于厚度，從低于3.6℃的ΔT至高于9.8℃的ΔT之間，基本上是線性級(jí)數(shù)。
11.權(quán)利要求
10的絕熱紙板，其中所述的線性級(jí)數(shù)從3.6℃的ΔT擴(kuò)展至9.8℃的ΔT。
12.權(quán)利要求
1的紙板，其中所述的Taber硬度為至少150g-cm。
13.權(quán)利要求
1的紙板，其中所述的ZDT為至少180kPa。
14.權(quán)利要求
1的絕熱紙板，其中所述的紙板為至少2層板，所述的至少一個(gè)層包含所述的交聯(lián)型纖維素纖維和加工型纖維素纖維。
專利摘要
本發(fā)明涉及包含至少一層纖維素纖維的絕熱紙板。所述的這一層至少部分由交聯(lián)型纖維和加工型纖維素纖維組成。本發(fā)明的紙板提供足夠的絕熱性從而穿過該紙板的ΔT在0.5mm為至少3.6℃。由該絕熱紙板可制造熱杯。
文檔編號(hào)D21H27/30GK1990951SQ200610172087
公開日2007年7月4日 申請(qǐng)日期2006年12月29日
發(fā)明者唐納德·D·哈拉比斯凱 申請(qǐng)人:韋爾豪澤公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan