[发明专利]来自气流成网坯件的可再循环利用3D成形产品

说明书

3D成形产品(20)通过对气流成网坯件(10)热压而形成，该气流成网坯件(10)包含浓度为按气流成网坯件的重量计至少70％的天然纤维以及浓度在按气流成网坯件的重量计2.5至多至30％的区间内选择的热塑性聚合物粘合剂。3D成形产品(20)在再制浆工艺中是可再循环利用的。热塑性聚合物粘合剂的至少一部分在再制浆工艺的再制浆温度下是水溶性的。3D成形产品(20)是由发泡聚合物制成的塑料3D成形产品的环境友好的替代品，并且可在现有的再循环利用方案中再循环利用。

技术领域

本发明实施方案一般地涉及三维(3D)成形产品，并且特别是可在再制浆工艺中再循环利用的3D成形产品，以及用于生产此类3D成形产品的方法和气流成网坯件。

背景技术

随着对环境和人为诱发的气候变化的意识不断增长，一次性使用塑料物品和产品的使用已经越来越受到质疑。然而，尽管有这种担忧，随着过去十年的生活方式和消费者习惯的新趋势，这些物品和产品的使用已经大幅增长。对此的原因之一是越来越多的货物运输到世界各地，并且这些货物需要抵御冲击或震动和/或极端温度。保护货物的常见方式是包括缓冲和/或隔离元件或产品，如包装中合适形式的插入物(inserts，嵌件)。这些可由不同的材料制成，但典型地由发泡聚合物制成，其中膨胀聚苯乙烯(EPS)是迄今为止最便宜且最常见的。在一些情况下，整个包装可由EPS制成。一个实例是用于必须在规定温度区间内保存的食品(如冷食，例如鱼，或热食，例如即食餐)的运输箱。然而，EPS是最受质疑的塑料材料之一，并且许多品牌所有者正在为这些包装应用寻求更加可持续的解决方案。许多国家也已经开始针对一次性使用的塑料物品和产品采取立法行为，这增加了寻求替代解决方案的压力。

现今存在聚合物产品的更为可持续的替代品，如通过称为浆(pulp，纸浆)模塑的工艺所制造的插入物，其中将纤维悬浮液通过真空抽吸到丝网模具(wire mold)上。用于形成这样的插入物和针对不同类型的一次性使用塑料物品和产品的其他替换品的另一种技术在美国专利申请No.2010/0190020、欧洲专利No.1 446 286和国际申请No.2014/142714中有所描述，该技术涉及将通过称作气流成网的工艺所生产的多孔纤维垫采用匹配的刚性模具或者通过膜模塑热压成3D结构。

美国专利申请No.2010/0190020、欧洲专利No.1 446 286和国际申请No.2014/142714中所描述的方法中的粘合剂的存在从再循环利用角度提出了若干挑战。粘合剂被制备成对气流成网坯件中的纤维素和/或木质纤维素纤维具有极好的附着。它们在水中也具有极低的溶解度。因此，当在再制浆工艺中在水中剪切时，粘合剂阻止3D结构有效崩解成单一浆纤维。此外，粘合剂可能在再制浆工艺中留下发粘杂质，通常称为“胶粘物(stickies)”，这严重限制了从再制浆工艺获取的再循环利用浆的可用性。

发明内容

一个目的是提供可再循环利用的3D成形产品以及用于制造这种3D成形产品的方法。

一个特定目的是提供可在再制浆工艺中再循环利用的这种3D成形产品。

这些和其它目的通过本发明的实施方案得到满足。

本发明在独立权利要求中进行限定。本发明的其他实施方案在从属权利要求中进行限定。

本发明的一个方面涉及一种3D成形产品。3D成形产品通过对气流成网坯件热压形成，该气流成网坯件包含浓度为按气流成网坯件的重量计至少70％的天然纤维以及浓度在按气流成网坯件的重量计2.5至多至30％的区间内选择的热塑性聚合物粘合剂。3D成形产品在再制浆工艺中是可再循环利用的。热塑性聚合物粘合剂的至少一部分在再制浆工艺的再制浆温度下是水溶性的。