[发明专利]卷曲变形的纤维素和木质纤维素材料及由其制造的组合物和复合物

说明书

本申请要求了1999年6月22日提交的题为“卷曲变形的纤维素和木质纤维素材料及由此制造的组合物和复合物”的USSN 09/337,580的优先权，该申请为1997年10月31提交的题为“纤维素纤维复合物”的USSN 08/961,863的部分连续申请；并要求了1999年6月22日提交的题为“得自涂覆有聚合物的纸的卷曲变形的纤维材料及由此制造的组合物和复合物”的USSN 09/338,209的优先权，该申请为1997年9月2日提交的题为“涂覆有聚合物的纸的复合物”的USSN08/921,807的部分连续申请。发明背景

本发明涉及卷曲变形的纤维素或木质纤维素材料(例如，卷曲变形的涂覆有聚合物的纸)及由这样的卷曲变形的材料制造的组合物和复合物。

纤维素和木质纤维素材料在许多应用中大量生产、加工和使用。例如，用聚合物涂覆的纸(即涂覆有聚合物的纸)用于制造多种食品容器，包括单份量大小的果汁纸板盒和冷冻食品盒。一旦用完，这些纤维素和木质纤维素材料通常被扔掉。因此，废纤维素和木质纤维素材料的量不断增加。

发明概述

概括地说，本发明的特征是卷曲变形的纤维素或木质纤维素材料(例如卷曲变形的涂覆有聚合物的纸)及由其制造的组合物和复合物。

在一个实施方案中，本发明的特征是制备卷曲变形的纤维材料的方法。该方法包括将具有内部纤维的纤维素或木质纤维素材料(例如亚麻、大麻、棉花、黄麻、碎布、成品纸和未成品的纸、涂覆有聚合物的纸、纸制品或造纸副产品如纸浆板、或合成纤维素或木质纤维素材料如人造纤维)剪切到其内部纤维被实质性暴露的程度，得到卷曲变形的纤维材料。纤维素或木质纤维素材料可以是，例如织物如纺织品，或非织物如纸或草纸。卷曲变形的纤维材料被暴露的纤维的长度/直径(L/D)比至少为约5(例如，至少约5、10、25、50或以上)。例如，至少约50％的纤维可以具有此数量级的L/D比。

在另一个实施方案中，本发明的特征为包括具有内部纤维的纤维素或木质纤维素材料(例如涂覆有聚合物的纸)的卷曲变形的纤维材料，其中纤维素或木质纤维素材料被剪切到该内部纤维被实质性暴露的程度。

该卷曲变形的纤维材料可以，例如，被合入(例如，相关联、混合、相邻、被包围或在其中)一种结构或一种载体(例如网、薄膜、浮选装置、袋子、壳体或可生物降解的物质)中。该结构或载体其本身可以选择性地由卷曲变形的纤维材料(例如，本发明的卷曲变形的纤维材料)制造，或由卷曲变形的纤维材料的组合物或复合物制造。

该卷曲变形的纤维材料的体密度可以小于约0.5克每立方厘米(g/cm³)，或甚至可以小于约0.2g/cm³。

与包含该卷曲变形的纤维材料及其它液体或固体成分(例如，微粒状、粉状或颗粒状固体如植物种子、食品或细菌)的组合物一样，包含上述卷曲变形的纤维材料的组合物与一种化学品或化学制剂(例如，一种药物如选择性地与一种赋形剂一起的抗生素或避孕药；农业化合物如肥料、除草剂或杀虫剂；或包含酶的制剂)的组合物也在本发明的范围内。

包含热塑性树脂和该卷曲变形的纤维材料的复合物也在考虑之列。树脂可以是，例如，聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚丁烯、热塑性聚酯、聚醚、热塑性聚氨酯、聚氯乙烯或聚酰胺，或两种或多种树脂的结合物。

在某些情况下，包含在复合物中的纤维材料的至少约5重量％(例如，5％、10％、25％、50％、75％、90％、95％、99％或约100％)被卷曲变形。

本发明的卷曲变形的纤维材料的性能使其适用于多种用途。例如，该卷曲变形的纤维材料具有吸收性能，这种性能例如可以应用于污染控制。该纤维一般为可生物降解的，这使得该纤维适用于例如药物或化学品输送(例如，在人类治疗、动物治疗或农业应用中)。该卷曲变形的纤维材料也可以用于增强聚合树脂。

包含卷曲变形纤维材料和树脂的那些复合物坚实、重量轻且便宜。用来制造这些复合物的原材料为未用过的或回收的材料；例如它们可以包括由树脂构成的废弃容器，以及废的纤维素或木质纤维素纤维(例如，由涂覆有聚合物的纸构成的废弃容器)。

涂覆有聚合物的纸由于纸与聚合物层通常不能分离而难以回收。在本发明中，纸和聚合物部分都被利用，因此不需要将两者分离。同样可以使用包括一层或多层铝层的涂覆有聚合物的纸。本发明因此有助于回收废弃的使用后容器，而同时制造有用的产品。

从以下的详细描述和权利要求中，本发明的其它特征和优点将变得显而易见。

附图的简要说明