来自再生塑料的生态矿物纸及其生产方法
阅读说明：本技术 来自再生塑料的生态矿物纸及其生产方法 (Ecological mineral paper from recycled plastics and method for producing same ) 是由 兰加纳特·K·沙斯特里 埃德·阿德里安·纳瓦·马丁内斯 宝琳娜·马里亚纳·卡巴莱罗·古迪尔雷兹 于 2018-04-03 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种作为纤维素纸的替代品提供的合成矿物纸以及其生产方法。(The present invention relates to a synthetic mineral paper provided as a substitute for cellulose paper and a method for producing the same.)
技术领域
本发明涉及用于环境保护的再生材料领域。具体地，本发明涉及一种由再生塑料制成的合成矿物纸。
背景技术
矿物纸或石头纸不同于常规的纤维素纸并且区别在于矿物纸或石头纸掺入了高矿物含量，其中矿物典型地是CaCO3、滑石、二氧化硅等。
在大多数情况下，它们是基于聚合物基质，通常是原始聚烯烃树脂，如PE或PP。
中国香港格林天使科技有限公司(Hong Kong Green Angel Technology Ltd.)的专利申请WO 2014/169454 A1描述了一种具有2或3个基于PVC的层的共挤出结构，其由以下项组成：树脂混合物和TiO2的一个或多个表层、以及由具有CaCO3的树脂混合物制成的占厚度的90％的中间层，该结构旨在用作家具用平板纸。
中国香港格林天使科技有限公司的专利申请WO 2014/169448 A1涉及一种生态石头纸及其生产方法，该生态石头纸的形式为三个聚烯烃树脂(LDPE、HDPE、LLDPE或PP)的基层的共挤出结构，该共挤出结构由树脂混合物和TiO2的一个或多个表层和占厚度的90％的中间层组成，该中间层是由具有长度为10-15mm的纤维的树脂混合物制成的。
中国台湾的瑞晶应用材料科技股份有限公司(Real Green Material TechnologyCorporation of Taiwan)的美国专利申请2014/0135423 A1是指一种不含CaCO3的生态友好的书写石头纸及其生产方法以及获得良好油墨吸收性的表面处理，该石头纸是通过挤出由石粉、尺寸范围为10-6至10-9m的二氧化硅粉末和聚烯烃树脂(PE和PP)的混合物产生的粒料制成的。
转让给中国台湾原子能委员会-核能研究所(Atomic Energy Council-Instituteof Nuclear Energy Research of Taiwn)的美国专利7,938,933B2描述了使用湿造纸机通过将30％至50％耐火矿物纤维和PVA树脂的溶液与50％至70％聚乙烯纤维和PVA树脂的溶液混合制造耐火矿物纤维纸的方法。
专利申请WO 2013/185392 A1描述了用于制造石头纸的方法，该方法在纵向方向上取向2-7次以使石粉在一个方向上对齐，从而允许使用光滑的直刃刀片自由撕开。
创斯普公司(Trespaphan GmbH)的专利申请WO 01/38425 A2描述了一种由树脂如聚烯烃、聚酰胺、聚酯或PVC和呈至少一层的天然或矿物纤维制成的双轴向取向的多层膜。
理论上，矿物纸不需要包括聚合物基质。转让给新千禧有限责任公司(NewMillenium LLC)的美国专利9,200,411B2描述了一种通过在149℃至221℃的加工范围内挤出由50％至70％直径为0.05mm至0.08mm的磨碎岩石、30％至50％的硅酸钠溶液和2％至5％的添加剂(包括维生素)的混合物形成的粒料用于制造矿物纸的方法，该矿物纸的密度为0.5g/cc，相比之下，基于纤维素浆的纸的密度为0.7g/cc至0.9g/cc。
文献DE 2710996 A1描述了一种纸，其含有矿物纤维、羊毛纤维、粘合剂和具有羧基的树脂。该纸用作制造防护服的过滤材料。
文献CN 101851365描述了一种矿物纸，其包含聚乙烯、热熔粘合剂、二氧化钛、碳酸钙、硅烷偶联剂、硬脂酸、环氧增塑剂和聚乙烯蜡。
文献CN 102910859描述了一种制造包含CaO的矿物纸的方法，该CaO通过一系列步骤被转化为低密度碳酸钙，从而产生矿物纸。
文献GB 1127973描述了一种聚合物纸，其包含除PET之外的聚合物和固体物质。
发明目的
本发明的一个目的是提供一种合成矿物纸。
本发明的另一个目的是提供一种制造合成矿物纸的方法。
具体实施方式
本发明涉及一种使用再生塑料的环境友好的合成矿物纸，但该再生塑料不限于PET瓶的残留物，该纸进一步包含天然可获得的矿物。
还设想了生产合成纸的方法。
作为技术优点，本发明的合成纸提供了水分不渗透性、可折叠性、耐撕裂性、耐刮擦性、抗真菌和抗微生物特征、耐化学性和耐油脂性、高于200℃的耐高温性、可降解性。它还允许用任何类型的打印机(例如激光、胶印或数字打印机)在其表面上进行打印，并且可以适配作为常规纤维素纸的替代品用于包装、标签、标志或地图。
在本发明的一个实施例中，生态矿物纸的组成由以下各项组成：
1.33％至78％的聚合物基质，主要是PET瓶废物(软饮料、水、果汁等)，
2.20％至60％的天然矿物，主要是碳酸钙，CaCO3，
3.1％至2％的分散剂，主要是聚合物分散剂，如SOLPLUS，以及
4.1％至5％的增容剂，尤其是在PE中与矿物母料。
聚合物基质不仅限于再生的PET，并且它包括再生的非发泡PE或PP产品。
以同样的方式，矿物不限于CaCO3，并且包括滑石、云母、大理石、TiO2等。
在图1的优选实施例中，本发明的方法包括在研磨机10中研磨PET瓶废物01以获得PET薄片11，使用机械混合装置20以预定的比例在聚合物基质如PE中将这些PET薄片与浓缩的矿物母料02如碳酸钙或滑石或云母与适当的增容剂04混合，持续将确保均匀混合物21的预定的时间段。使用片材挤出系统30将获得的均匀混合物21挤出成所希望厚度的生态矿物纸46，然后使用卷绕机50将该生态矿物纸卷绕成卷以生产生态矿物纸卷51。
在本发明的另一个替代实施例中。图2，该方法包括在研磨机10中研磨PET瓶废物01以获得PET薄片11，使用机械混合装置20以预定的比例将这些PET薄片与矿物粉末03如碳酸钙或滑石或云母与分散剂05混合，持续将确保均匀混合物的预定的时间段。使用片材挤出系统30将获得的均匀混合物21挤出成所希望厚度的生态矿物纸46，使用卷绕机50将该生态矿物纸卷绕成卷以生产生态矿物纸卷51。
与这些将组分预混合的选择不同，该方法的替代实施例包括：
i.在研磨机10中研磨PET瓶废物01以获得PET薄片11，使用片材挤出系统30将这些PET薄片挤出成所希望厚度的PET片材32。使用机械混合装置20以预定的比例在聚合物基质如PE中将浓缩的矿物母料02如钙的碳酸盐或滑石或云母单独地与适当的增容剂04混合，持续将确保均匀混合物的预定的时间段。使用另一种平膜挤出系统35将获得的均匀矿物混合物22挤出成宽度与PET片材32的宽度相同的矿物膜37，然后使用层压装置40将该矿物膜层压在PET片材32的两侧上以形成生态矿物纸46，然后使用卷绕机50将该生态矿物纸卷绕成卷以生产生态矿物纸卷51。
另一个可能的替代方案如图4中示出，描述如下：
ii.在研磨机10中研磨PET瓶废物01以获得PET薄片11，然后使用片材挤出系统30将这些PET薄片挤出成所希望厚度的PET片材32。使用机械混合装置20以预定的比例将矿物粉末03如碳酸钙或滑石或云母单独地与分散剂05混合，持续将确保均匀混合物的预定的时间段。使用另一种平膜挤出系统35将获得的均匀矿物混合物22挤出成宽度与PET片材32的宽度相同的矿物膜37，使用层压装置40将该矿物膜层压在PET片材32的两侧上以形成生态矿物纸46，使用卷绕机50将该生态矿物纸卷绕成卷以生产有机矿物纸卷51。
此外，该方法的另一个替代实施例包括(图5)：
iii.在研磨机10中研磨PET瓶废物01以获得PET薄片11，然后使用片材挤出系统30将这些PET薄片挤出成所希望厚度的PET片材32。使用机械混合装置20以预定的比例在聚合物基质如PE中将浓缩的矿物母料02单独地与适当的增容剂04混合，持续将确保均匀混合物的预定的时间段。将获得的均匀矿物混合物22在熔化装置25中熔化以产生矿物糊38，然后使用涂覆装置45将该矿物糊嵌入PET片材32的两侧以形成生态矿物纸46，使用卷绕机50将该生态矿物纸卷绕成卷以生产生态矿物纸卷51。
图6示出了获得生态矿物纸的方法的另一个实施例：
iv.在研磨机10中研磨PET瓶废物01以获得PET薄片11，然后使用片材挤出系统30将这些PET薄片挤出成所希望厚度的PET片材32。使用机械混合装置20以预定的比例将矿物粉末03单独地与分散剂05混合，持续将确保均匀混合物的预定的时间段。将获得的均匀矿物混合物22在熔化装置25中熔化以产生矿物糊38，使用涂覆装置45将该矿物糊嵌入PET片材32的两侧以形成生态矿物纸46，使用卷绕机50将该生态矿物纸卷绕成卷以生产生态矿物纸卷51。
此外，该方法的另一个替代实施例(图7)包括：
v.在研磨机10中研磨PET瓶废物01以获得PET薄片11，使用非织造片材挤出系统15将这些PET薄片挤出成所希望厚度的非织造PET片材33。使用机械混合装置20以预定的比例在聚合物基质如PE中将浓缩的矿物母料02单独地与适当的增容剂04混合，持续将确保均匀混合物的预定的时间段。将获得的均匀矿物混合物22在熔化装置25中熔化以产生矿物糊38，使用涂覆装置45将该矿物糊以涂层施加到非织造PET片材33的两侧上以形成生态矿物纸46，使用卷绕机50将该生态矿物纸卷绕成卷以生产生态矿物纸卷51。
图8中示出了另一个制造替代方案，并且其描述如下：
vi.在研磨机10中研磨PET瓶废物01以获得PET薄片11，使用非织造片材挤出系统15将这些PET薄片挤出成所希望厚度的非织造PET片材33。使用机械混合装置20以预定的比例将矿物粉末03单独地与分散剂05混合，持续将确保均匀混合物的预定的时间段。将获得的均匀矿物混合物22在熔化装置25中熔化以获得矿物糊38，使用涂覆装置45将该矿物糊以涂层施加到非织造PET片材33的两侧上以形成生态矿物纸46，使用卷绕机50将该生态矿物纸卷绕成卷以生产生态矿物纸卷51。
在这些实施例的每一个中，产品的形状不仅限于片材形式，它还包括通过吹塑挤出生产的被切成扁平形状的膜。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种合成矿物纸，其特征在于，该合成矿物纸包含：
均匀混合物(21)，其包含：
(1)33％至78％的量的由磨碎的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)薄片(11)形成的聚合物基质；
(2)20％至60％的量的在聚乙烯(PE)聚合物基质中的浓缩的天然矿物母料(02)，特别是碳酸钙(CaCO3)、滑石、或云母；以及
(3)1％至5％的量的增容剂(04)；
其中该均匀混合物(21)被挤出成形成矿物纸(46)的片材形状，并且其中该矿物纸(46)被卷绕成矿物纸卷(51)。
2.一种制造如权利要求1所述的合成矿物纸的方法，其特征在于，该方法包括：
在研磨机(10)中研磨聚对苯二甲酸乙二酯(PET)废物(01)以获得磨碎的PET薄片(11)；
使用机械混合装置(20)将33％至78％的量的这些磨碎的PET薄片(11)与20％至60％的量的在聚乙烯(PE)聚合物基质中的浓缩的天然矿物母料(02)，特别是碳酸钙(CaCO3)、滑石、或云母，以及1％至5％的量的增容剂(04)混合，持续直至形成均匀混合物(21)的预定时间段；
使用片材挤出系统(30)将该获得的均匀混合物(21)挤出以形成所希望厚度的矿物纸(46)；以及
使用卷绕机(50)卷绕该矿物纸(46)以生产矿物纸卷(51)。
3.一种合成矿物纸，其特征在于，该合成矿物纸包含：
均匀混合物(21)，其包含：
(1)33％至78％的量的由磨碎的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)薄片(11)形成的聚合物基质；
(2)20％至60％的量的矿物粉末(03)，特别是碳酸钙(CaCO3)、滑石、或云母的矿物粉末；以及
(3)1％至2％的量的分散剂(05)，特别是SOLPLUS；
其中该均匀混合物(21)被挤出成形成矿物纸(46)的片材形状，并且其中该矿物纸(46)被卷绕成矿物纸卷(51)。
4.一种制造如权利要求3所述的合成矿物纸的方法，其特征在于，该方法包括：
在研磨机(10)中研磨33％至78％的量的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)废物(01)，以获得磨碎的PET薄片(11)；
使用机械混合装置(20)将33％至78％的量的这些磨碎的PET薄片(11)与20％至60％的量的矿物粉末(03)，特别是碳酸钙(CaCO3)、滑石、或云母的矿物粉末，以及1％至2％的量的分散剂(05)，特别是SOLPLUS混合，持续直至形成均匀混合物(21)的预定时间段；
使用片材挤出系统(30)将该均匀混合物(21)挤出以形成所希望厚度的矿物纸(46)；以及
使用卷绕机(50)卷绕该矿物纸(46)以生产矿物纸卷(51)。
5.一种合成矿物纸，其特征在于，该合成矿物纸包含：
挤出的片材(32)，其由磨碎的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)薄片(11)形成，以及
挤出的矿物膜(37)，其由在聚乙烯(PE)聚合物基质中的浓缩的矿物母料(02)，特别是碳酸钙(CaCO3)、滑石、或云母，和增容剂(04)的均匀矿物混合物(22)形成；
其中该挤出的片材(32)和该挤出的矿物膜(37)被层压在一起以形成矿物纸(46)并且被卷绕成矿物纸卷(51)。
6.一种制造如权利要求5所述的合成矿物纸的方法，其特征在于，该方法包括：
在研磨机(10)中研磨聚对苯二甲酸乙二酯(PET)废物(01)以获得磨碎的PET薄片(11)，
使用片材挤出系统(30)将这些磨碎的PET薄片(11)挤出以形成所希望厚度的挤出的PET片材(32)；
使用机械混合装置(20)单独地将在聚乙烯(PE)聚合物基质中的浓缩的矿物母料(02)，特别是碳酸钙(CaCO3)、滑石、或云母，和增容剂(04)混合，持续直至形成均匀混合物(22)的预定时间段；
使用平膜挤出系统(35)将该均匀混合物(22)挤出以形成厚度与该挤出的PET片材(32)的厚度相同的挤出的矿物膜(37)；
通过层压装置(40)将该挤出的PET片材(32)的两侧与矿物膜(37)进行层压以形成矿物纸(46)；以及
使用卷绕机(50)卷绕该矿物纸(46)以生产矿物纸卷(51)。
7.一种合成矿物纸，其特征在于，该合成矿物纸包含：
挤出的片材(32)，其由磨碎的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)薄片(11)形成，以及
挤出的矿物膜(37)，其由矿物粉末(03)，特别是碳酸钙(CaCO3)、滑石、或云母，和分散剂(05)，特别是SOLPLUS的均匀混合物(22)形成；
其中该挤出的片材(32)和该挤出的矿物膜(37)被层压在一起以形成矿物纸(46)并且被卷绕成矿物纸卷(51)。
8.一种制造如权利要求7所述的合成矿物纸的方法，其特征在于，该方法包括：
在研磨机(10)中研磨聚对苯二甲酸乙二酯(PET)废物(01)以获得磨碎的PET薄片(11)，
使用片材挤出系统(30)将这些磨碎的PET薄片(11)挤出以形成所希望厚度的挤出的PET片材(32)；
使用机械混合装置(20)单独地将矿物粉末(03)，特别是碳酸钙(CaCO3)、滑石、或云母，和分散剂(05)，特别是SOLPLUS混合，持续直至形成均匀混合物(22)的预定时间段；
使用平膜挤出系统(35)将该均匀混合物(22)挤出以形成厚度与该挤出的PET片材(32)的厚度相同的矿物膜(37)；
使用层压装置(40)将该挤出的PET片材(32)的两侧与矿物膜(37)进行层压以形成矿物纸(46)；
使用卷绕机(50)卷绕该矿物纸(46)以生产矿物纸卷(51)。
9.一种合成矿物纸，其特征在于，该合成矿物纸包含：
挤出的片材(32)，其由磨碎的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)薄片(11)形成，以及
熔化的矿物糊(38)，其由在聚乙烯(PE)聚合物基质中的浓缩的矿物母料(02)，特别是碳酸钙(CaCO3)、滑石、或云母，和增容剂(04)的均匀混合物(22)形成；
其中该熔化的矿物糊(38)被嵌入该挤出的片材(32)的两侧以形成矿物纸(46)，该矿物纸被卷绕成矿物纸卷(51)。
10.一种制造如权利要求9所述的合成矿物纸的方法，其特征在于，该方法包括：
在研磨机(10)中研磨聚对苯二甲酸乙二酯(PET)废物以获得磨碎的PET薄片(11)，
使用片材挤出系统(30)将这些磨碎的PET薄片(11)挤出以形成所希望厚度的挤出的PET片材(32)；
使用机械混合装置(20)单独地将在聚乙烯(PE)聚合物基质中的浓缩的矿物母料(02)，特别是碳酸钙(CaCO3)、滑石、或云母，和增容剂(04)混合，持续直至形成均匀矿物混合物(22)的预定时间段；
将该均匀矿物混合物(22)在熔化装置(25)中熔化以获得矿物糊(38)；
通过涂覆装置(45)将该矿物糊(38)嵌入该挤出的PET片材(32)的两侧以形成矿物纸(46)；
使用卷绕机(50)卷绕该矿物纸(46)以生产生态矿物纸卷(51)。
11.一种合成矿物纸，其特征在于，该合成矿物纸包含：
挤出的片材(32)，其由磨碎的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)薄片(11)形成，以及
熔化的矿物糊(38)，其由矿物粉末(03)，特别是碳酸钙(CaCO3)、滑石、或云母，和分散剂(05)，特别是SOLPLUS的均匀矿物混合物(22)形成；
其中该熔化的矿物糊(38)被嵌入该挤出的片材(32)的两侧以形成矿物纸(46)，该矿物纸被卷绕成矿物纸卷(51)。
12.一种制造如权利要求11所述的合成矿物纸的方法，其特征在于，该方法包括：
在研磨机(10)中研磨聚对苯二甲酸乙二酯(PET)废物以获得磨碎的PET薄片(11)；
使用片材挤出系统(30)将这些磨碎的PET薄片(11)挤出以形成所希望厚度的挤出的PET片材(32)；
使用机械混合装置(20)单独地将矿物粉末(03)，特别是碳酸钙(CaCO3)、滑石、或云母，和分散剂(05)，特别是SOLPLUS混合，持续直至形成均匀矿物混合物(22)的预定时间段；
将该均匀矿物混合物(22)在熔化装置(25)中熔化以获得矿物糊(38)；
通过涂覆装置(45)将该矿物糊(38)嵌入该挤出的PET片材(32)的两侧以形成矿物纸(46)；
使用卷绕机(50)卷绕该矿物纸(46)以生产矿物纸卷(51)。
13.一种合成矿物纸，其特征在于，该合成矿物纸包含：
挤出的非织造片材(33)，其由磨碎的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)薄片(11)形成，以及
熔化的矿物糊(38)，其由在聚乙烯(PE)聚合物基质中的浓缩的矿物母料(02)，特别是碳酸钙(CaCO3)、滑石、或云母，和增容剂(04)的均匀混合物形成；
其中该熔化的矿物糊(38)被嵌入该挤出的非织造片材(33)的两侧以形成矿物纸(46)，该矿物纸被卷绕成矿物纸卷(51)。
14.一种制造如权利要求13所述的合成矿物纸的方法，其特征在于，该方法包括：
在研磨机(10)中研磨聚对苯二甲酸乙二酯(PET)废物以获得磨碎的PET薄片(11)，
使用非织造片材挤出系统(15)将这些磨碎的PET薄片(11)挤出以形成所希望厚度的挤出的非织造PET片材(33)；
使用机械混合装置(20)单独地将在聚乙烯(PE)聚合物基质中的浓缩的矿物母料(02)，特别是碳酸钙(CaCO3)、滑石、或云母，和增容剂(04)混合，持续直至形成均匀矿物混合物(22)的预定时间段；
将该均匀矿物混合物(22)在熔化装置(25)中熔化以获得矿物糊(38)；
通过涂覆装置(45)将该矿物糊(38)以涂层施加到该挤出的非织造PET片材(33)的两侧上以形成矿物纸(46)；
使用卷绕机(50)卷绕该矿物纸(46)以生产矿物纸卷(51)。
15.一种合成矿物纸，其特征在于，该合成矿物纸包含：
挤出的非织造片材(33)，其由磨碎的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)薄片(11)形成，以及
熔化的矿物糊(38)，其由矿物粉末(03)，特别是碳酸钙(CaCO3)、滑石、或云母，和分散剂(05)，特别是SOLPLUS的均匀混合物(22)形成；
其中将该熔化的矿物糊(38)以涂层施加到该挤出的非织造片材(33)的两侧上以形成矿物纸(46)，该矿物纸被卷绕成矿物纸卷(51)。
16.一种制造如权利要求15所述的合成矿物纸的方法，其特征在于，该方法包括：
在研磨机(10)中研磨聚对苯二甲酸乙二酯(PET)废物以获得磨碎的PET薄片(11)，
使用非织造片材挤出系统(15)将这些磨碎的PET薄片(11)挤出以形成所希望厚度的挤出的非织造PET片材(33)；
使用机械混合装置(20)单独地将矿物粉末(03)，特别是碳酸钙(CaCO3)、滑石、或云母，和分散剂(05)，特别是SOLPLUS混合，持续直至形成均匀矿物混合物(22)的预定时间段；
将该均匀矿物混合物(22)在熔化装置(25)中熔化以获得矿物糊(38)；
通过涂覆装置(45)将该矿物糊(38)以涂层施加到该挤出的非织造PET片材(33)的两侧上以形成矿物纸(46)；
使用卷绕机(50)卷绕该矿物纸(46)以生产矿物纸卷(51)。
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