專利名稱：纖維素和木素纖維素材料與樹脂的組合物和復(fù)合材料、和制造它們的方法
相關(guān)申請的交叉參考本申請是2003年1月6日提交的美國專利申請序列號10/336,972的部分繼續(xù)，申請10/336,972是2002年3月21日提交的美國專利申請序列號10/104,414的部分繼續(xù)申請，申請10/104,414是2001年1月30日提交的美國專利申請序列號09/772,593的部分繼續(xù)申請，申請09/772,593是(a)1999年6月22日提交的美國專利申請序列號09/337,580、現(xiàn)在公布為美國專利號6,207,729的部分繼續(xù)申請，申請09/337,580是1997年10月31日提交的美國專利申請序列號08/961,863、現(xiàn)在公布為美國專利號5,973,035的部分繼續(xù)申請；(b)1999年6月22日提交的美國專利申請序列號09/338,209的部分繼續(xù)申請，申請09/338,209是1997年9月2日提交的美國專利申請序列號08/921,807、現(xiàn)在公布為美國專利號5,952,105的部分繼續(xù)申請，和(c)1999年4月9日提交的美國專利申請序列號09/290,031、現(xiàn)在公布為美國專利號6,258,876的部分繼續(xù)申請，申請09/290,031為1997年10月31日提交的美國專利申請?zhí)?8/961,863、現(xiàn)在公布為美國專利號5,973,035的分案；和(2)2000年6月13日提交的美國專利申請序列號09/593,627的部分繼續(xù)申請，申請09/593,627是美國專利申請序列號09/337,580和09/338,209的部分繼續(xù)申請。所有上述申請和專利都全文引入本文以供參考。
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及膨松的(texturized)纖維素材料或木素纖維素材料以及由這種膨松材料制造的組合物和復(fù)合材料。
在眾多應(yīng)用中都大量生產(chǎn)、加工和使用纖維素和木素纖維素材料。一旦這些材料被用過，它們就通常被丟棄。因此，廢纖維素和木素纖維素材料的數(shù)量不斷增加。
發(fā)明概述本發(fā)明大體上涉及膨松纖維素材料或木素纖維素材料和由它們制造的組合物和復(fù)合材料。
在一個實施方案中，本發(fā)明涉及制造復(fù)合材料的方法。該方法包括以下步驟 (a)剪切纖維素纖維或木素纖維素纖維到其內(nèi)部纖維充分暴露形成膨松纖維素纖維或木素纖維素纖維的程度，和(b)使纖維素纖維或木素纖維素纖維與樹脂結(jié)合?？梢匀我忭樞?即(a)然后(b)，或(b)然后(a))或同時(即在大約同一時間內(nèi))實施這些步驟。樹脂可為例如熱塑性樹脂、熱固性樹脂、彈性體、焦油、瀝青或木素。具體的例子包括聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚丁烯、熱塑性聚酯、聚醚、熱塑性聚氨酯、PVC、尼龍、醇酸樹脂、鄰苯二甲酸二烯丙酯、環(huán)氧樹脂、三聚氰胺、酚醛樹脂、硅樹脂、脲、熱固性聚酯、天然橡膠、異戊二烯橡膠、苯乙烯-丁二烯共聚物、氯丁橡膠、丁腈橡膠、丁基橡膠、乙烯丙烯共聚物(即“EPM”)、三元乙丙共聚物(即“EPDM”)、海帕倫(hypalon)、丙烯酸類橡膠、聚硫橡膠、硅樹脂、氨基甲酸乙酯、含氟彈性體、丁二烯或表氯醇橡膠。
纖維可為例如黃麻、洋麻、亞麻、大麻、棉、碎布、紙、紙制品或造紙副產(chǎn)品。具體的例子包括紙漿板、新聞紙、雜志紙、多涂層(poly-coated)紙和漂白的牛皮紙板。纖維可為天然的或合成的纖維素材料或木素纖維素材料，并可為織物材料或非織造材料。
在與樹脂結(jié)合前，可使用旋轉(zhuǎn)切斷機(jī)或其它機(jī)械方法進(jìn)行剪切步驟，或可在混合機(jī)或擠出機(jī)內(nèi)原地進(jìn)行剪切步驟。在一些情況下，在混合機(jī)或擠出機(jī)內(nèi)的螺桿能有效地剪切材料。
在某些實施方案中，該方法還可包括在步驟(a)后但在步驟(b)前使膨松纖維致密化。致密化步驟提高了膨松材料的堆密度，通常增加到至少2或3倍。在一些情況下，堆密度可增加到5至10倍或更多。致密化膨松纖維的堆密度的優(yōu)選范圍為約5-25磅/立方英尺。更優(yōu)選的范圍為約8-15磅/立方英尺。致密化步驟能將膨松纖維壓縮成任意形狀或大小的丸粒。
利用上述方法制造的復(fù)合材料也是本發(fā)明的一個方面。在本發(fā)明的一種典型復(fù)合材料中，至少約50％的纖維具有至少約5(如5、10、15、25、30、35、40、50或更高)的長度/直徑比。
包括這種復(fù)合材料以及化學(xué)物質(zhì)或化學(xué)制劑的組合物也是本發(fā)明的一個方面。這類化學(xué)制劑的例子包括能在其它不相容材料如親水纖維和疏水樹脂之間提供混合、鍵合、粘合、分相和/或連接界面的增容劑如FUSABOND。
在另一實施方案中，本發(fā)明涉及制備膨松纖維材料的方法。該方法包括剪切具有內(nèi)部纖維的纖維素材料或木素纖維素材料(如亞麻；大麻；棉；黃麻；碎布；成品紙或非成品紙、紙制品，包括多涂層紙或造紙副產(chǎn)品如紙漿板；或合成纖維素材料或木素纖維素材料如人造纖維)到內(nèi)部纖維充分暴露并產(chǎn)生膨松纖維材料的程度。纖維素材料或木素纖維素材料可為織物材料如機(jī)織物，或非織造材料如紙或草紙。膨松纖維材料的暴露纖維可具有至少約5(至少約5、10、25、50或更高)的長度/直徑(L/D)比。例如，至少約50％的纖維可具有這種量級的L/D比。
在另一實施方案中，本發(fā)明涉及包括具有內(nèi)部纖維的纖維素材料或木素纖維素材料的膨松纖維材料，其中剪切纖維素材料或木素纖維素材料到內(nèi)部纖維充分暴露的長度。
膨松纖維材料可例如被包括(如聯(lián)合、摻合、靠近、被環(huán)繞或在內(nèi)部)到結(jié)構(gòu)或載體(如網(wǎng)、膜、浮選設(shè)備、袋、殼或可生物降解物質(zhì))內(nèi)。任選地，結(jié)構(gòu)或載體本身可由膨松纖維材料(如本發(fā)明的膨松纖維材料)制成，或由膨松纖維材料的組合物或復(fù)合材料制成。
膨松纖維材料可具有小于約0.5克/立方厘米、或甚至小于約0.2g/cm3的堆密度。
包括上述膨松纖維材料和化學(xué)物質(zhì)或化學(xué)制劑(例如藥物如抗生素或避孕藥與任選的賦形劑；農(nóng)業(yè)化合物如肥料、除草劑或殺蟲劑；或包括酶的制劑)的組合物也在本發(fā)明的范圍內(nèi)，包括膨松纖維材料和其它液體或固體成分(例如微粒狀、粉末狀或顆粒狀固體如植物種子、食品或細(xì)菌)的組合物也在本發(fā)明范圍內(nèi)。
還考慮了包括熱塑性樹脂和膨松纖維材料的復(fù)合材料。樹脂可為例如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚丁烯、熱塑性聚酯、聚醚、熱塑性聚氨酯、聚氯乙烯或聚酰胺，或兩種或多種樹脂的組合。
在一些情況下，復(fù)合材料中包括的纖維材料的至少約5wt％(如5％、10％、25％、50％、75％、90％、95％、99％或約100％)是膨松的。
復(fù)合材料可包括例如約30wt％至約70wt％的樹脂和約30wt％至約70wt％的膨松纖維材料，盡管也可使用這些范圍以外的比例。復(fù)合材料可相當(dāng)堅固，在一些情況下具有至少約6000至10000psi的抗彎強(qiáng)度。
在另一實施方案中，本發(fā)明涉及包括樹脂如熱塑性樹脂和至少約2wt％、更優(yōu)選至少約5wt％的膨松纖維素纖維或木素纖維素纖維的復(fù)合材料。本發(fā)明還涉及包括聚乙烯和至少約50wt％的膨松纖維素纖維或木素纖維素纖維的復(fù)合材料。
本發(fā)明還涉及包括樹脂和纖維素纖維或木素纖維素纖維、抗彎強(qiáng)度為至少約3000psi或抗拉強(qiáng)度為至少約3000psi的復(fù)合材料。
另外，本發(fā)明涉及制造復(fù)合材料的方法；該方法包括剪切纖維素纖維或木素纖維素纖維以形成膨松纖維素纖維或木素纖維素纖維，然后使膨松纖維與樹脂結(jié)合。一種優(yōu)選的方法包括用轉(zhuǎn)刀切斷機(jī)剪切纖維。本發(fā)明還涉及制造復(fù)合材料的方法，該方法包括剪切纖維素纖維或木素纖維素纖維并使纖維與樹脂結(jié)合。
本發(fā)明還涉及一種方法，該方法包括剪切纖維素纖維或木素纖維素纖維到其內(nèi)部纖維充分暴露形成膨松纖維素纖維或木素纖維素纖維的程度，和致密化膨松纖維素纖維或木素纖維素纖維。在致密化之前或之后可處理膨松纖維素纖維或木素纖維素纖維，或另外將其與其它物質(zhì)結(jié)合。可用例如能有助于致密化纖維的致密化和/或隨后重開啟(reopening)的物質(zhì)處理膨松纖維素纖維或木素纖維素纖維。
本發(fā)明還涉及致密化的膨松纖維素纖維或木素纖維素纖維。
上述復(fù)合材料還可包括無機(jī)添加劑如碳酸鈣、石墨、石棉、硅灰石、云母、玻璃、纖維玻璃、白堊、滑石、硅石、陶瓷、地面建筑廢棄物、輪胎用橡膠粉末、碳纖維或金屬纖維(如不銹鋼或鋁)。這類無機(jī)添加劑可占例如復(fù)合材料總重量的約0.5％至約20％。
復(fù)合材料可為例如以下形式墊襯(pallet)(如注射成型墊襯)、管、面板、鋪面材料、板、外殼、薄片、棒、帶、柵欄、構(gòu)件、門、百葉窗、遮陽篷、簾、牌子、框架、窗子擋板(windown casing)、底板、墻板、地板、瓷磚、鐵路枕木、模板、支架、工具把手、棚、基床、分配器、桶板(stave)、薄膜、外衣、大手提包(tote)、桶、箱、填料、籃、帶、窄條、架、套、結(jié)合件、間隔物、墻、室內(nèi)和室外地毯、墊子、織物，和席子、框架、書架、雕刻品、椅、桌、書桌、藝術(shù)品、玩具、比賽用具、錠盤、橋墩、舟、桅桿、污染控制產(chǎn)品、化糞池、汽車面板、基底、計算機(jī)外殼、地面上的和地面下的電保護(hù)性外套、家具、野餐用桌子、帳篷、運(yùn)動場、長椅、掩體、體育用品、床、便盆、線、單絲、布、裝飾板、支架、衣架、托盤、水池、絕緣體、小箱、圖書封面、衣服、棍(cane)、拐杖、和其它建筑、農(nóng)業(yè)、材料處理、運(yùn)輸、汽車、工業(yè)、環(huán)境、海軍、電氣、電子、娛樂、醫(yī)療、織物和消費產(chǎn)品。復(fù)合材料還可為纖維、單絲或薄膜的形式。
本文使用的術(shù)語“膨松的纖維素材料或木素纖維素材料”和“膨松的纖維材料”是指纖維素材料或木素纖維素材料已被剪切到其內(nèi)部纖維充分暴露的程度。這些纖維的至少約50％、更優(yōu)選至少約70％具有至少5、更優(yōu)選至少25、或至少50的長度/直徑(L/D)比。


圖1中示出了膨松的纖維素材料的一個例子。
本發(fā)明的膨松纖維素材料具有能使它們用于各種用途的性能。例如，膨松的纖維素材料具有吸收性能，這可被開發(fā)用于例如污染控制。纖維通常是可生物降解的，這使它們適用于例如藥物或化學(xué)物質(zhì)遞送(如在人類、動物的治療中，或在農(nóng)業(yè)應(yīng)用中)。還可使用膨松的纖維材料增強(qiáng)聚合樹脂。
本文中使用的術(shù)語“熱固性樹脂”是指能固化、凝固或硬化為永久形狀的塑料(如有機(jī)聚合物)。固化為不可逆化學(xué)反應(yīng)，典型地涉及利用熱或輻射(如UV輻射)的分子交聯(lián)?？稍诶缡覝鼗蚋邷叵乱l(fā)或完成熱固性材料的固化。固化反應(yīng)中發(fā)生的交聯(lián)由兩個線性高聚物之間或穿過這兩個線性高聚物的原子的連接引起，產(chǎn)生三維硬化化學(xué)結(jié)構(gòu)。
熱固性樹脂的例子包括但不限于硅樹脂、醇酸樹脂、鄰苯二甲酸二烯丙酯(烯丙基樹脂)、環(huán)氧樹脂、三聚氰胺、酚醛樹脂、某些聚酯、硅樹脂、脲、聚氨酯、聚烯烴基熱固性樹脂如TELENETM(BFGoodrich)和METTONTM(Hercules)。
本文使用的術(shù)語“彈性體”是指在變形并接著釋放之后能迅速恢復(fù)到接近其初始尺寸和形狀的大分子材料。
彈性體的例子包括但不限于天然橡膠、異戊二烯橡膠、苯乙烯-丁二烯共聚物、氯丁橡膠、丁腈橡膠、丁基橡膠、乙烯丙烯共聚物(即“EPM”)和三元乙丙共聚物(即“EPDM”)、海帕倫、丙烯酸類橡膠、聚硫橡膠、硅樹脂、氨基甲酸乙酯、含氟彈性體、丁二烯或表氯醇橡膠。
本文使用的術(shù)語“焦油”是指通過蒸餾木材、泥煤、煤、頁巖或其它植物或礦物材料得到的烴類及其衍生物的典型地為深褐色到黑色的液體混合物。一個例子是煤焦油，其通過煙煤或原油(例如包含萘、甲苯、喹啉、苯胺和甲酚)的分解蒸餾制得。
本文使用的術(shù)語“木素”是指從木材、植物、再循環(huán)木材或植物制品中分離出的無定形物質(zhì)、混合物或粉末，或為造紙副產(chǎn)品。在性質(zhì)上，木素和纖維素一起形成植物的木質(zhì)細(xì)胞壁和在它們之間的粘結(jié)材料。它們一般為聚合的，并可通過以下因素與纖維素區(qū)分開(1)比纖維素高的碳含量，和(2)包含丙基-苯單元、甲氧基和/或羥基。它們一般不會被酸水解，但可溶于熱堿和亞硫酸氫鹽中，并可被容易地氧化?？蓮闹圃炖w維素紙漿的硫酸鹽法或蘇打法得到的液體中或從亞硫酸鹽廢液中回收木素。因此術(shù)語“木素”包括亞硫酸鹽木素或木素-磺酸鹽。
本文使用的術(shù)語“瀝青(asphalt)”是指例如通過氧氣作用由高沸點礦物油產(chǎn)生的烴、黑褐色瀝青(pitch)或瀝青(bitument)的無定形固體或半固體混合物。瀝青既包括瀝青質(zhì)，又包括碳置瀝青。瀝青通常用于鋪路、蓋屋頂和防水材料。
新型組合物具有能使它們用于各種用途的性能。包括膨松纖維材料和基質(zhì)的組合物為例如堅固、輕質(zhì)和便宜的。
膨松纖維提供的其它優(yōu)點包括(1)基質(zhì)材料如彈性體和熱固性樹脂的密度降低。
(2)由于基質(zhì)和膨松纖維間的界面面積增加和當(dāng)膨松纖維與基質(zhì)分層時吸收的能量增加而使抗沖擊性增加。
(3)表面摩擦降低。
(4)高潤滑性表面。
(5)基質(zhì)中的疏水和親水組分的耐受性和增容作用增強(qiáng)。
(6)定制組合物的性質(zhì)用于特定需求的能力提高。
用于制造組合物的原料可為新料或再循環(huán)料；例如，它們可包括由樹脂組成的廢棄容器、和廢纖維素纖維或木素纖維素纖維。
本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在以下詳細(xì)描述和權(quán)利要求書中變得顯而易見。
附圖簡述
圖1為放大50倍的膨松新聞紙的照片；圖2為放大50倍的膨松多涂層紙的照片；圖3為半加侖聚合板(polyboard)果汁紙盒的照片；圖4為粉碎的半加侖聚合板果汁紙盒的照片；和圖5為通過剪切圖4的粉碎的半加侖聚合板果汁紙盒制備的膨松纖維材料的照片。
發(fā)明詳述纖維素原料的例子包括紙和紙制品如新聞紙、多涂層紙和造紙得到的廢水；木素纖維素原料的例子包括木材、木質(zhì)纖維和與木材有關(guān)的材料，以及得自洋麻、草、稻殼、甘蔗渣、棉、黃麻、其它莖類植物(如大麻、亞麻、竹；韌皮纖維和包芯纖維)、葉類植物(如劍麻、蕉麻)和農(nóng)業(yè)纖維(如谷草、玉米穗軸、稻殼和椰子毛)的材料。除了新料外，消費后物品(post-consumer)、工業(yè)品(如廢物)和生產(chǎn)廢料(如廢水)也可用作纖維源。
膨松纖維材料的制備如果使用廢纖維素材料或木素纖維素材料，則它們應(yīng)優(yōu)選是清潔和干燥的，盡管也可在用水、溶劑、增容劑或樹脂潤濕后剪切材料?？墒褂么罅繖C(jī)械手段中的任意一種或其組合來膨松化原料。一種膨松化方法包括首先將纖維素材料或木素纖維素材料切成1/4至1/2英寸的片，如果需要，使用標(biāo)準(zhǔn)切割裝置來切割。也可使用反向旋轉(zhuǎn)螺桿粉碎機(jī)和分段旋轉(zhuǎn)螺桿粉碎機(jī)如Munson(Utica，NY)制造的那些，也可使用在許多辦公室中可找到的標(biāo)準(zhǔn)的文件粉碎機(jī)。
然后可用旋轉(zhuǎn)切斷機(jī)如Sprout，Waldron Companies制造的那種機(jī)器剪切纖維素材料或木素纖維素材料，這在Perry的Chem.Eng.Handbook，第6版第8-29頁(1984)上有描述。盡管可使用其它設(shè)置值，但旋轉(zhuǎn)切斷機(jī)的轉(zhuǎn)刀和底刀之間的間距一般被設(shè)置到0.020″或更小，刀片旋轉(zhuǎn)被設(shè)置到750rpm或更高。在加工過程中可使用例如水夾套將旋轉(zhuǎn)切斷機(jī)冷卻至100℃或更低。
使膨松材料通過卸料篩。在大規(guī)模生產(chǎn)中可使用較大的篩(如大至6mm)。通常保持纖維素或木素纖維素給料與旋轉(zhuǎn)切斷機(jī)的刀片接觸直到纖維被撕開；較小的篩(如2mm篩目)能提供較長的停留時間和更完全的膨松化，但會導(dǎo)致較低的長度/直徑(L/D)縱橫比。可將真空抽吸器連接到篩上以最大化并保持纖維長度/直徑縱橫比。
膨松的纖維材料可直接儲存在密封袋中，或可在使用前立即在大約105℃下干燥4-18小時(如直到水分含量小于約0.5％)。
圖1為膨松的新聞紙的SEM照片。
替代的膨松化方法包括石磨、機(jī)械撕裂或撕開、和將材料內(nèi)部纖維暴露的其它方法(如針磨、空氣磨碎)。這些其它方法的例子還可包括在用于混合纖維和樹脂的混合機(jī)內(nèi)或在擠出機(jī)內(nèi)原地剪切。例如可在加入樹脂之前、之后或同時加入纖維材料，而不管樹脂為固體形式(如粉狀或粒狀)還是液體形式(如熔體或在溶液中)。
在材料被膨松化后，可任選地將其“致密化”或壓縮，以有利于運(yùn)輸、儲存、處理、加工和/或給料到混合或擠出設(shè)備中。例如可使用軋制機(jī)(其能形成丸?；蚱渌螤?或造粒機(jī)進(jìn)行致密化。可使用或改造在農(nóng)業(yè)、制藥業(yè)(如“造丸”機(jī))、冶金和其它工業(yè)領(lǐng)域中使用的造粒機(jī)用于致密化膨松纖維。造粒機(jī)可從例如California Pellet Mill(Model Lab Mill)得到。
在致密化過程中，提高了膨松材料的堆密度。例如，盡管新多涂層紙可能具有例如60-90磅/立方英尺的堆密度，而膨松的多涂層紙可能具有約2-6磅/立方英尺(即約0.03-0.1g/cc)的堆密度，由其得到的致密化材料可具有例如10-50磅/立方英尺、或15-35磅/立方英尺、或20-30磅/立方英尺如25磅/立方英尺的堆密度。優(yōu)選地，致密化纖維的堆密度不會超過起始未致密化材料的堆密度。上述范圍內(nèi)的堆密度允許在擠出過程中有相對高的進(jìn)料速度(即比堆密度為2.8的材料的進(jìn)料速度大將近10倍)而不破壞膨松纖維的完整性。在許多應(yīng)用中可用致密化膨松纖維代替非致密化膨松纖維，因為即使致密化膨松纖維具有相對高的堆密度，但一旦致密化纖維被送入混合、擠出或其它加工設(shè)備中，纖維就可容易地重“開啟”以重新暴露纖維。
任選地，可在致密化前向膨松材料中加入有助于致密化的物質(zhì)。這些物質(zhì)的例子包括抗靜電劑、潤濕劑、硬化劑、增容劑、加工助劑、穩(wěn)定劑和粘合劑。另外，還可加入有助于致密化材料的重開啟的物質(zhì)；可在致密化前將這些物質(zhì)加入到膨松材料中，或可以將它們直接加入到致密化材料中。
膨松纖維材料的應(yīng)用可制備膨松纖維材料和這類纖維與其它化學(xué)物質(zhì)和化學(xué)制劑的組合物和復(fù)合材料以利用材料性能?？墒褂眠@些材料吸收化學(xué)物質(zhì)，例如，潛在地吸收其自身重量的很多倍。可在這些應(yīng)用中以其未致密化形式或致密化形式使用這些膨松纖維材料。因此，這些材料能用于例如吸收溢出的油、或清除如水中、空氣中或陸地上的環(huán)境污染。同樣，材料的吸收性能及其可生物降解性還使它們用于化學(xué)物質(zhì)或化學(xué)制劑的遞送。例如，可用酶或藥物如抗生素、營養(yǎng)素或避孕藥以及任何必需的賦形劑的溶液處理這些材料用于藥物遞送(如人類或動物的治療，或在動物飼料和/或動物草墊中使用)，以及用肥料、殺草劑或殺蟲劑的溶液處理?？扇芜x地化學(xué)處理這些材料以提高吸收率性質(zhì)。例如，可用硅烷處理材料以為它們提供親油性。膨松纖維材料可任選地與化學(xué)物質(zhì)或化學(xué)制劑結(jié)合，或另外進(jìn)行處理，然后致密化。另外，致密化膨松纖維材料可任選地與化學(xué)物質(zhì)或化學(xué)制劑結(jié)合，或另外進(jìn)行處理。
也可制備包括膨松材料與液體或微粒狀、粉狀或顆粒狀固體結(jié)合的組合物。例如，可將膨松材料與種子(即用肥料、殺蟲劑等的溶液處理或沒有處理的)、食品或細(xì)菌(如消化毒素的細(xì)菌)混合。纖維材料與組合物其它組分的比取決于組分的性質(zhì)，并可被容易地調(diào)整用于特定產(chǎn)品應(yīng)用。任選地，膨松材料可與其它組分結(jié)合，并致密化結(jié)合物。另外，膨松材料可在致密化后與其它組分結(jié)合。
在一些情況下，使膨松纖維材料或這類材料的組合物或復(fù)合材料與結(jié)構(gòu)或載體如網(wǎng)、膜、浮選設(shè)備、袋、殼或可生物降解物質(zhì)聯(lián)合可能是有利的。任選地，載體結(jié)構(gòu)本身可由膨松纖維材料(如本發(fā)明的材料)或其組合物或復(fù)合材料制成。
膨松纖維材料和樹脂的復(fù)合材料膨松纖維材料(任選地為致密化形式)還可與樹脂結(jié)合形成堅固輕質(zhì)的復(fù)合材料。如上所述，已用化學(xué)物質(zhì)或化學(xué)制劑處理的材料可同樣與可生物降解或不可生物降解樹脂結(jié)合，從而形成復(fù)合材料，并允許引入例如親水物質(zhì)到另外的疏水聚合物基質(zhì)內(nèi)?；蛘?，可用化學(xué)物質(zhì)或化學(xué)制劑處理包括膨松纖維材料和樹脂的復(fù)合材料。
膨松纖維素材料或木素纖維素材料為復(fù)合材料提供強(qiáng)度。復(fù)合材料可包括約10wt％至約90wt％、例如約30wt％至約70wt％的膨松纖維素材料或木素纖維素材料。
樹脂在復(fù)合材料中封裝膨松纖維素材料或木素纖維素材料，并幫助控制復(fù)合材料的形狀。樹脂還轉(zhuǎn)移外部負(fù)荷到纖維材料，并保護(hù)纖維不受環(huán)境和結(jié)構(gòu)損害。復(fù)合材料可包括例如約10wt％至約90wt％、更優(yōu)選約30wt％至約70wt％的樹脂。
在各種應(yīng)用例如在食品包裝中使用樹脂。由樹脂制成的食品容器一般使用一次，然后丟棄。適于與膨松纖維結(jié)合的樹脂的例子包括聚乙烯(包括例如低密度聚乙烯和高密度聚乙烯)、聚丙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚丁烯、熱塑性聚酯(如PET)、聚醚、熱塑性聚氨酯、PVC、聚酰胺(如尼龍)和其它樹脂。優(yōu)選樹脂具有低熔體流動指數(shù)。優(yōu)選的樹脂包括熔體流動指數(shù)小于3g/10min、更優(yōu)選小于1g/10min的聚乙烯和聚丙烯。
可購買樹脂作為新料，或以廢料形式獲得樹脂，并可購買丸粒或顆粒形式。一種廢樹脂源是使用過的聚乙烯牛奶瓶。但是，如果在丸粒或顆粒樹脂上存在表面水分，則應(yīng)在使用前干燥。
復(fù)合材料還可包括偶聯(lián)劑。偶聯(lián)劑有助于將親水纖維鍵合到疏水樹脂上。偶聯(lián)劑的例子包括馬來酸酐改性的聚乙烯，如FUSABOND(得自Dupont，Delaware)和POLYBOND(得自Uniroyal Chemical，Connecticut)系列中的那些。一種合適的偶聯(lián)劑為馬來酸酐改性的高密度聚乙烯如FUSABONDMB 100D。
復(fù)合材料還可包含混合領(lǐng)域中那些技術(shù)人員已知的添加劑，如增塑劑、潤滑劑、抗氧化劑、遮光劑、熱穩(wěn)定劑、著色劑、阻燃劑、抗微生物劑、抗沖改性劑、光穩(wěn)定劑和抗靜電劑。
復(fù)合材料還可包括無機(jī)添加劑如碳酸鈣、石墨、石棉、硅灰石、云母、玻璃、纖維玻璃、白堊、硅石、滑石、陶瓷、地面建筑廢棄物、輪胎用橡膠粉末、碳纖維或金屬纖維(如鋁、不銹鋼)。當(dāng)包括這類添加劑時，它們的存在量一般為約0.5wt％直到約20-30wt％。例如，可向纖維和樹脂的復(fù)合材料中加入亞微碳酸鈣以提高抗沖改性特性或提高復(fù)合材料強(qiáng)度。
上述樹脂、偶聯(lián)劑和其它添加劑可與膨松材料結(jié)合，并可任選地致密化得到的復(fù)合材料。
組合物的制備可制備包含膨松纖維素材料或木素纖維素材料和化學(xué)物質(zhì)、化學(xué)制劑或其它固體的組合物，例如在各種浸涂、噴涂或混合裝置中，所述裝置包括但不限于螺條混合器、單錐鼓式攪拌機(jī)、雙錐鼓式攪拌機(jī)和Patterson-Kelly“V”型混合器。
例如，可在單錐鼓式攪拌機(jī)中制備包含90wt％的膨松纖維素材料或木素纖維素材料和10wt％的磷酸銨或碳酸氫鈉的組合物以制造用于吸收油的阻燃材料。
膨松纖維和樹脂的復(fù)合材料的制備可按如下方法制備膨松纖維材料和樹脂的復(fù)合材料。將標(biāo)準(zhǔn)的混合橡膠/塑料的2輥軋制機(jī)加熱到325-400°F。將樹脂(通常為丸粒或顆粒的形式)加入到加熱的軋制機(jī)中。約5-10分鐘后，向軋制機(jī)中加入偶聯(lián)劑。再過5分鐘后，將膨松纖維素材料或木素纖維素材料加入到熔融的樹脂/偶聯(lián)劑混合物中。在約10分鐘的時段內(nèi)加入膨松材料。
從軋制機(jī)中移出復(fù)合材料，切成片并冷卻至室溫。然后使用標(biāo)準(zhǔn)壓模技術(shù)將其壓模成薄板(plaque)。
或者，在混合器如Banbury封閉式混合器中裝入成分。在優(yōu)選地保持溫度不小于約190℃下混合成分。然后可壓?；旌衔铩?br> 在另一實施方案中，可在擠出機(jī)混合器如裝有同步旋轉(zhuǎn)螺桿的雙螺桿擠出機(jī)內(nèi)混合成分。在擠出機(jī)進(jìn)料喉處引入樹脂和偶聯(lián)劑；在沿擠出機(jī)長度向下路徑約1/3處將膨松纖維素材料或木素纖維素材料引入到熔融樹脂內(nèi)。擠出機(jī)內(nèi)部溫度優(yōu)選保持在小于約190℃，但是在某些剖面的擠出過程中可能會遇到較高的溫度(如270℃)。在出口處，例如可通過冷絞線切割(cold strand cutting)來使復(fù)合材料成為粒子。
或者，可首先在混合器內(nèi)制備混合物，然后轉(zhuǎn)移到擠出機(jī)中。
在另一實施方案中，可使用本領(lǐng)域那些技術(shù)人員已知的纖維形成技術(shù)將復(fù)合材料形成為纖維，或形成為用于針織、整經(jīng)、機(jī)織、編織或制作非織造織物的單絲。在又一實施方案中，可將復(fù)合材料制成膜。
膨松纖維材料和樹脂的復(fù)合材料的性質(zhì)得到的復(fù)合材料包括密封在樹脂基質(zhì)內(nèi)的纖維網(wǎng)絡(luò)。纖維形成晶格網(wǎng)絡(luò)，其能為復(fù)合材料提供強(qiáng)度。由于纖維素材料或木素纖維素材料是膨松的，因此與用非膨松纖維素材料或木素纖維素材料制備的復(fù)合材料相比，可用于與樹脂粘合的表面積的量增加。樹脂粘合到暴露纖維的表面上，造成纖維網(wǎng)絡(luò)與樹脂基質(zhì)的緊密混合。纖維與樹脂基質(zhì)的緊密混合進(jìn)一步加強(qiáng)了復(fù)合材料。
這些組合物還可包括無機(jī)添加劑如碳酸鈣、石墨、石棉、硅灰石、云母、玻璃、纖維玻璃、白堊、硅石、滑石、阻燃劑如三水合氧化鋁或氫氧化鎂、地面建筑廢棄物、輪胎用橡膠粉末、碳纖維或金屬纖維(如鋁、不銹鋼)。這些添加劑可增強(qiáng)、擴(kuò)展、改變電性能或機(jī)械性能或相容性，并可提供其它的益處。當(dāng)包括這類添加劑時，它們的裝填量可為低于1wt％至高達(dá)80wt％。典型的裝填量范圍為0.5wt％至50wt％。
聚合的彈性組合物還可包括偶聯(lián)劑。偶聯(lián)劑有助于將膨松纖維材料的親水纖維粘合到樹脂上。
具有熱固性或彈性體基質(zhì)的組合物還可包含混合領(lǐng)域中那些技術(shù)人員已知的添加劑，如增塑劑、潤滑劑、抗氧化劑、遮光劑、熱穩(wěn)定劑、著色劑、抗沖改性劑、光穩(wěn)定劑、抗微生物劑、抗靜電劑、有機(jī)或無機(jī)阻燃劑、生物降解劑和分散劑。當(dāng)特殊的配方需要特殊的性能改進(jìn)時，可使用特殊的纖維表面處理和添加劑。
下面是組合物的非限制性實施例。
熱固性樹脂可制備膨松纖維材料和熱固性樹脂的組合物作為整體模塑成型料(bulk molding compound)(BMC)、片狀模塑成型料(sheetmolding compound)(SMC)或其它制劑。
通過在揉面機(jī)中混合樹脂和碎纖維，然后混合直到纖維充分潤濕，并且材料具有制模用粘土的稠度，從而制得整體模塑成型料(BMC)。多數(shù)BMC基于聚酯，但有時使用乙烯基酯和環(huán)氧樹脂。將預(yù)稱重量的化合物放在壓模內(nèi)，然后密閉壓模并在壓力下加熱以交聯(lián)熱固性聚合物。許多電子部件使用BMC化合物和加工制得。其它應(yīng)用包括微波天線、桌面和電絕緣箱。
通過混合聚酯樹脂和填充劑、顏料、催化劑、脫模劑和/或能與聚合物反應(yīng)以大大提高粘度的特定增稠劑，制得片狀模塑成型料(SMC)。將樹脂混合物鋪展到移動的尼龍膜上面。樹脂在分散膨松纖維的進(jìn)料器下通過。在頂部放置第二層膜，將化合物夾在里面。然后材料穿過能幫助樹脂潤濕纖維的輥，并卷起材料。使用前，除去尼龍膜并模塑化合物。
可使用其它技術(shù)和制備方法制備和固化熱固性體系。
彈性體可通過已知的方法制備膨松纖維材料和彈性體的組合物。在一種方法中，例如，將彈性體加入到混合橡膠/塑料的2輥軋制機(jī)中。幾分鐘后，把其它組分(包括硫化劑)加入到軋制機(jī)中。一旦使彈性體混合，就將膨松纖維材料加入到軋制機(jī)中。在約10分鐘的時段內(nèi)加入膨松纖維材料。從軋制機(jī)中移出混合的材料并切成片。然后使用標(biāo)準(zhǔn)壓模方法將其壓模成所需的形狀。
或者，可使用混合器如Banbury封閉式混合器或合適的雙螺桿或單螺桿混合機(jī)。如果使用Banbury混合器，則例如可將配制的混合物卸出并落到軋制機(jī)上用于壓片。單螺桿或雙螺桿混合機(jī)產(chǎn)生片作為擠出物。然后可壓?；旌衔?。同樣地，單螺桿或雙螺桿混合機(jī)可擠出能被直接硫化的型材。組合物能被模塑、擠出、壓縮、切割或磨碎。
膨松纖維材料和樹脂的復(fù)合材料的應(yīng)用可在大量應(yīng)用中使用樹脂/纖維材料復(fù)合材料。復(fù)合材料堅固輕質(zhì)；它們可用作例如木材替代品。樹脂涂層使復(fù)合材料耐水，因此可在戶外應(yīng)用中使用它們。例如，復(fù)合材料可用于制造墊襯(其經(jīng)常被長期存放在戶外)、酒桶板、小船、家具、滑雪橇和槳?？紤]許多其它應(yīng)用，包括面板、管、鋪面材料、板、外殼、薄片、棒、帶、柵欄、構(gòu)件、門、百葉窗、遮陽篷、簾、牌子、框架、窗子擋板、底板、墻板、地板、瓷磚、鐵路枕木、模板、支架、工具把手、棚、基座、分配器、桶板、薄膜、外衣、大手提包、桶、箱、填料、籃、帶、窄條、架、套、結(jié)合件、間隔物、墻、室內(nèi)和室外地毯、墊子、織物，和席子、框架、書架、雕刻品、椅、桌、書桌、藝術(shù)品、玩具、比賽用具、錠盤、橋墩、舟、桅桿、污染控制產(chǎn)品、化糞池、汽車面板、基底、計算機(jī)外殼、地面上的和地面下的電保護(hù)性外套、家具、野餐用桌子、帳篷、運(yùn)動場、長椅、掩體、體育用品、床、便盆、線、單絲、布、裝飾板、支架、衣架、托盤、水池、絕緣體、小箱、圖書封面、衣服、棍、拐杖、和其它建筑、農(nóng)業(yè)、材料處理、運(yùn)輸、汽車、工業(yè)、環(huán)境、海軍、電氣、電子、娛樂、醫(yī)療、織物和消費產(chǎn)品。還可以想象到大量其它應(yīng)用。還可使用復(fù)合材料例如作為鑲邊制品的底座或構(gòu)架，或夾在紙或其它材料層之間。此外，復(fù)合材料可被例如表面處理、開槽、磨碎、成型、壓印、變形、壓縮、沖孔或著色。
下面的實施例描述了本發(fā)明的某些實施方案和方面，但并不能被視為限制本發(fā)明的范圍。
實施例實施例1從International Paper得到由多涂層白牛皮紙板制成的1500磅新半加侖果汁紙盒的墊板(skid)。圖3中示出了一個這樣的紙盒。每個紙盒被展平。
將紙盒以大約15-20磅/小時的速度送入3馬力的Flinch Baugh粉碎機(jī)。粉碎機(jī)裝有兩個旋轉(zhuǎn)刀片，每個12″長，兩個固定刀片，和0.3″卸料篩。旋轉(zhuǎn)刀片和固定刀片間的間隙為0.10″。
圖4中示出了粉碎機(jī)輸出物的一個樣品，其主要由寬約0.1″-0.5″、長約0.25″-1″的碎花紙狀片組成。將粉碎機(jī)輸出物送到Thomas WileyMill Model 2D5旋轉(zhuǎn)切斷機(jī)內(nèi)。旋轉(zhuǎn)切斷機(jī)具有四個旋轉(zhuǎn)刀片、四個固定刀片和2mm的卸料篩。每個刀片大約2″長。設(shè)定刀片間隙為0.020″。
旋轉(zhuǎn)切斷機(jī)剪切碎花紙狀片橫過刀口，撕開紙片，并以約1磅/小時的速度釋放出細(xì)微的膨松纖維。纖維具有在5至100之間或更高的平均最小L/D比。膨松纖維的堆密度為約0.1g/cc。圖5中示出了正常放大倍數(shù)的一個膨松纖維樣品，圖2中則為50倍放大倍數(shù)的膨松纖維樣品。
實施例2按如下方法制備膨松纖維和樹脂的復(fù)合材料。將標(biāo)準(zhǔn)的混合橡膠/塑料的2輥軋制機(jī)加熱到325-400°F。將樹脂(通常為丸粒或顆粒形式)加入到加熱的軋制機(jī)中。約5-10分鐘后，樹脂結(jié)合到輥上(即其熔融和熔化到輥上)。然后向軋制機(jī)中加入偶聯(lián)劑。再過5分鐘后，將膨松纖維素材料或木素纖維素材料加入到熔融的樹脂/偶聯(lián)劑混合物中。在約10分鐘的時段內(nèi)加入纖維素纖維或木素纖維素纖維。
然后從軋制機(jī)中移出復(fù)合材料，切成片并冷卻至室溫。使用標(biāo)準(zhǔn)壓模方法將每批約80g的批料壓模成6″×6″×1/8″的薄板。
一種組合物包含以下成分1號組合物成分量(g)高密度聚乙烯1160舊新聞紙2240偶聯(lián)劑38
1Marlex 160072使用2mm篩目的旋轉(zhuǎn)切斷機(jī)膨松化3FUSABOND100D將薄板機(jī)加工成合適的試樣，并根據(jù)指定方法中描述的步驟測試。測試三種不同試樣的各種性能，計算每次測試的平均值。
1號組合物的性能如下抗彎強(qiáng)度(103psi)9.81(ASTM D790)抗彎模量(105psi)6.27(ASTM D790)第二種組合物包含以下成分2號組合物成分量(g)高密度聚乙烯1160舊雜志2240偶聯(lián)劑382號組合物的性能如下抗彎強(qiáng)度(103psi) 9.06(ASTM D790)抗彎模量(105psi) 6.78(ASTM D790)第三種組合物包含以下成分3號組合物成分量(g)HDPE1160纖維紙22163.1mm膨松洋麻 24偶聯(lián)劑38
3號組合物的性能如下抗彎強(qiáng)度(103psi) 11.4(ASTM D790)抗彎模量(105psi) 6.41(ASTM D790)第四種組合物包含以下成分4號組合物成分量(g)SUPERFLEXCaCO333纖維2，467HDPE(w/3％增容劑)1，31004新的多涂層牛奶紙盒4號組合物的性能如下抗彎強(qiáng)度(105psi) 8.29(ASTM D790)極限伸長(％) ＜5(ASTM D638)抗彎模量(105psi) 10.1(ASTM D790)Izod切口(ft-lb/in) 1.39(ASTM D256-97)第五種組合物包含以下成分5號組合物成分量(份數(shù))SUPERFLEXCaCO322纖維2，467HDPE(w/3％增容劑)1，31005號組合物的性能如下
抗彎強(qiáng)度(105psi) 8.38(ASTM D790)極限伸長(％)＜5(ASTM D638)抗彎模量(105psi) 9.86(ASTM D790)Izod切口(ft-lb/in) 1.37(ASTM D256-97)第六種組合物包含以下成分6號組合物成分量(份數(shù))ULTRAFLEXCaCO333纖維2，467HDPE/增容劑1，31006號組合物的性能如下抗彎強(qiáng)度(105psi) 7.43(ASTM D790)極限伸長(％)＜5(ASTM D638)抗彎模量(105psi) 11.6(ASTM D790)Izod切口(ft-lb/in) 1.27(ASTM D256-97)第七種組合物包含以下成分7號組合物成分量(pbw)HDPE(w/3％增容劑)3，560牛皮紙板2405HDPE熔體流動指數(shù)＜17號組合物的性能如下抗彎強(qiáng)度(105psi)7.79(ASTM D790)極限伸長(％) ＜5(ASTM D638)抗彎模量(105psi)7.19(ASTM D790)
實施例3在需要極好的耐水性和高溫性能的熱絕緣應(yīng)用中使用泡沫環(huán)氧樹脂?？捎酶鶕?jù)實施例3的方法制備的膨松纖維增強(qiáng)這類環(huán)氧樹脂?？扇芜x地使用填充劑如碳酸鈣以獲得一些成本降低。但是，用填充劑過量裝填會削弱泡沫泡孔壁的強(qiáng)度，尤其是當(dāng)泡沫密度為5磅/立方英尺或更低的范圍內(nèi)時，因為這種低泡沫密度會在泡沫內(nèi)產(chǎn)生薄的易碎壁。填充劑裝填量一般為4-5磅/100重量(phr)樹脂。用膨松纖維增強(qiáng)還能提供降低的重量和成本。另外，由于膨松纖維的高的長度/直徑(L/D)比，從而能實現(xiàn)提高的強(qiáng)度。使用直到30phr的纖維是合理的。
典型的配方包括成分 份數(shù)DGEBA(雙酚A的縮水甘油醚) 100MPDA(間苯二胺) 10Celogen(p，p-氧雙苯磺酰肼) 10(Uniroyal Chemical Company)表面活性劑 0.15氧化苯乙烯 5膨松纖維 30使用標(biāo)準(zhǔn)環(huán)氧樹脂混合技術(shù)混合該配方。它在120℃的固化溫度下產(chǎn)生非常高的放熱量，并產(chǎn)生約7磅/立方英尺的泡沫密度。
其它實施方案在權(quán)利要求內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種制造復(fù)合材料的方法，該方法包括以任意順序或同時進(jìn)行的下列步驟(a)剪切纖維素纖維或木素纖維素纖維到其內(nèi)部纖維充分暴露以形成膨松纖維素纖維或木素纖維素纖維的程度，(b)致密化膨松纖維，和(c)使纖維素纖維或木素纖維素纖維與樹脂結(jié)合。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中樹脂為熱塑性樹脂。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中樹脂選自聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚丁烯、熱塑性聚酯、聚醚、熱塑性聚氨酯、PVC和尼龍。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中樹脂選自熱固性樹脂、彈性體、焦油、瀝青和木素。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中樹脂選自醇酸樹脂、鄰苯二甲酸二烯丙酯、環(huán)氧樹脂、三聚氰胺、酚醛樹脂、硅樹脂、脲、熱固性聚酯、天然橡膠、異戊二烯橡膠、苯乙烯-丁二烯共聚物、氯丁橡膠、丁腈橡膠、丁基橡膠、乙烯丙烯共聚物、三元乙丙共聚物、海帕倫、丙烯酸類橡膠、聚硫橡膠、硅樹脂、氨基甲酸乙酯、含氟彈性體、丁二烯或表氯醇橡膠。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中纖維選自黃麻、洋麻、亞麻、大麻、棉、碎布、紙、紙制品和造紙副產(chǎn)品。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中纖維素材料或木素纖維素材料為紙漿板。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其中紙選自新聞紙、雜志紙、多涂層紙和漂白的牛皮紙板。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中纖維素材料或木素纖維素材料為合成材料。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中纖維素材料或木素纖維素材料為非織造材料。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其中剪切纖維素纖維或木素纖維素纖維的步驟包括在混合機(jī)或擠出機(jī)內(nèi)用螺桿剪切。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其中復(fù)合材料包括約30wt％至約70wt％的樹脂和約30wt％至約70wt％的纖維。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其中致密化步驟包括將至少一些膨松纖維壓縮成丸粒。
14.一種通過權(quán)利要求1的方法制造的復(fù)合材料。
15.如權(quán)利要求14所述的復(fù)合材料，其中至少約50％的纖維具有至少約5的長度/直徑比。
16.如權(quán)利要求14所述的復(fù)合材料，其中至少約50％的纖維具有至少約25的長度/直徑比。
17.如權(quán)利要求14所述的復(fù)合材料，其中至少約50％的纖維具有至少約50的長度/直徑比。
18.一種組合物，該組合物包括權(quán)利要求14的復(fù)合材料和化學(xué)物質(zhì)或化學(xué)制劑。
19.如權(quán)利要求18所述的組合物，其中化學(xué)制劑包括增容劑。
20.如權(quán)利要求14所述的復(fù)合材料，該復(fù)合材料還包括無機(jī)添加劑。
21.如權(quán)利要求20所述的復(fù)合材料，其中無機(jī)添加劑選自碳酸鈣、石墨、石棉、硅灰石、云母、玻璃、纖維玻璃、白堊、滑石、硅石、陶瓷、地面建筑廢棄物、輪胎用橡膠粉末、碳纖維和金屬纖維。
22.如權(quán)利要求20所述的復(fù)合材料，其中無機(jī)添加劑占復(fù)合材料總重量的約0.5％至約20％。
23.如權(quán)利要求14所述的復(fù)合材料，其中所述復(fù)合材料為墊襯形式。
24.如權(quán)利要求14所述的復(fù)合材料，其中所述復(fù)合材料為選自以下制品的形式面板、管、鋪面材料、板、外殼、薄片、棒、帶、柵欄、構(gòu)件、門、百葉窗、遮陽篷、簾、牌子、框架、窗子擋板、底板、墻板、地板、瓷磚、鐵路枕木、模板、支架、工具把手、棚、基座、分配器、桶板、薄膜、外衣、大手提包、桶、箱、填料、籃、帶、窄條、架、套、結(jié)合件、間隔物、墻、室內(nèi)和室外地毯、墊子、織物，和席子、框架、書架、雕刻品、椅、桌、書桌、藝術(shù)品、玩具、比賽用具、錠盤、橋墩、舟、桅桿、污染控制產(chǎn)品、化糞池、汽車面板、基底、計算機(jī)外殼、地面上的和地面下的電保護(hù)性外套、家具、野餐用桌子、帳篷、運(yùn)動場、長椅、掩體、體育用品、床、便盆、線、單絲、布、裝飾板、支架、衣架、托盤、水池、絕緣體、小箱、圖書封面、衣服、棍、拐杖、和其它建筑、農(nóng)業(yè)、材料處理、運(yùn)輸、汽車、工業(yè)、環(huán)境、海軍、電氣、電子、娛樂、醫(yī)療、織物和消費產(chǎn)品。
25.如權(quán)利要求14所述的復(fù)合材料，其中所述復(fù)合材料為纖維、單絲或薄膜的形式。
26.一種方法，該方法包括(a)剪切纖維素纖維或木素纖維素纖維到其內(nèi)部纖維充分暴露以形成膨松纖維素纖維或木素纖維素纖維的程度，和(b)致密化膨松的纖維素纖維或木素纖維素纖維。
27.如權(quán)利要求26所述的方法，其中致密化步驟包括將至少一些膨松纖維壓縮成丸粒。
28.如權(quán)利要求26所述的方法，該方法還包括在致密化步驟前使膨松的纖維素纖維或木素纖維素纖維與有助于致密化的物質(zhì)結(jié)合。
29.如權(quán)利要求26所述的方法，該方法還包括在致密化步驟前使膨松的纖維素纖維或木素纖維素纖維與樹脂結(jié)合。
30.如權(quán)利要求26所述的方法，該方法還包括在致密化前使膨松的纖維素纖維或木素纖維素纖維與另一種物質(zhì)結(jié)合。
31.如權(quán)利要求30所述的方法，其中結(jié)合步驟包括膨松的纖維素纖維或木素纖維素纖維與酶或藥物的溶液結(jié)合。
32.如權(quán)利要求30所述的方法，其中結(jié)合步驟包括將膨松的纖維素纖維或木素纖維素纖維與固體摻合。
33.一種通過權(quán)利要求34的方法制造的復(fù)合材料。
34.致密化的膨松纖維素纖維或木素纖維素纖維。
35.如權(quán)利要求34所述的致密化纖維，其中該致密化纖維具有10-50磅/立方英尺的堆密度。
36.如權(quán)利要求34所述的致密化纖維，其中該致密化纖維具有20-30磅/立方英尺的堆密度。
37.如權(quán)利要求34所述的致密化纖維，該致密化纖維為丸粒的形式。
全文摘要
本發(fā)明公開了纖維素材料或木素纖維素材料、和由它們制得的組合物和復(fù)合材料。
文檔編號A01N25/34GK1642409SQ03806636
公開日2005年7月20日 申請日期2003年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月21日
發(fā)明者馬歇爾·梅多夫, 亞瑟·P·拉加斯 申請人:希樂克公司