專利名稱：制造可模塑產(chǎn)品的模塑混合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制造可模塑產(chǎn)品的模塑混合物。更具體地說，本發(fā)明涉及從植物纖維制造產(chǎn)品的模塑混合物。
盡管如下的討論涉及模塑混合物適合于模塑產(chǎn)品例如容器、防護(hù)包裝和減震包裝，應(yīng)理解同樣的原則適合于根據(jù)本發(fā)明從植物材料制造的任何產(chǎn)品包括桌布、杯子、外帶食品容器、隔離物、填充材料、高爾夫球座及含有平面件或容器的所有產(chǎn)品。使用本發(fā)明的模塑混合物形成的產(chǎn)品可以是任何方便的形狀及可以任選地包括隔離物或突出物。
目前使用的許多產(chǎn)品由塑料、石油基衍生物或天然木材制造。塑料材料不能降解，而且不能被有效地處理。這樣的材料可以收集并通常進(jìn)行回收。但是，回收不能完全解決由許多塑料制品引起的環(huán)境問題，因?yàn)檫@些化合物的分解將有害氣體釋放到大氣中。不能回收的塑料制品導(dǎo)致土地和水的污染引起對環(huán)境不可恢復(fù)的破壞。木材基產(chǎn)品例如紙箱和紙漿包裝導(dǎo)致采伐森林。盡管處理紙產(chǎn)品對環(huán)境沒有直接的有害影響，但是由于制造紙產(chǎn)品需要木材片的采伐森林引起臭氧層的耗盡，其同樣對環(huán)境是有害的。重新造林至少需要15年的時(shí)間，在恢復(fù)期間損害的生態(tài)影響得不到補(bǔ)償，甚至是在很長的時(shí)間內(nèi)。而且，一些紙產(chǎn)品例如紙杯含有非生物降解的涂層，其可引起進(jìn)一步的生態(tài)破壞。
這些不利的環(huán)境和生態(tài)影響是由處理大量的廢物引起的，從而產(chǎn)生一種用替代材料生產(chǎn)這些產(chǎn)品的需求，優(yōu)選使用從生物可降解和/或容易再生的原料得到的材料制造。盡管生物可降解材料可以得到，但是以前熟知的材料不能作為一些塑料產(chǎn)品的替代物。
已經(jīng)熟知的方法是通過將松散的材料結(jié)合在一起形成產(chǎn)品。例如，紙板或刨花板是通過壓縮和粘合的方法制造的。但是，從紙板制造有形狀的制品不太方便。
有一種使用可降解材料例如植物纖維通過熱發(fā)泡形成產(chǎn)品的方法。在該方法中，使用蒸汽加熱原料，主要是淀粉，這樣淀粉膨脹與相鄰的淀粉分子結(jié)合到一起。當(dāng)?shù)矸墼谟兴执嬖谙录訜釙r(shí)，其膨脹并在產(chǎn)品中產(chǎn)生許多小的氣穴。該產(chǎn)品主要由淀粉組成，因此當(dāng)其與液體例如水接觸時(shí)產(chǎn)品可非常快地降解或崩解。結(jié)果，由于其一旦與液體接觸即開始降解，該產(chǎn)品不能用防水材料涂布。
現(xiàn)有技術(shù)的熱發(fā)泡依賴于材料形成泡沫從而使材料進(jìn)入容器中成型。這樣的成型產(chǎn)品是柔軟的而且呈“墊狀”，因此不耐用，沒有足夠的強(qiáng)度抵抗硬碰。因此，通過這樣的方法制造的產(chǎn)品受到了限制。該方法的另一個(gè)問題產(chǎn)品的成本。使用的方法非常昂貴，有限的應(yīng)用不能形成批量生產(chǎn)以使生產(chǎn)線具有成本效益性。
我們注意到一系列現(xiàn)有技術(shù)美國專利，Andersen和Hodson發(fā)明的并轉(zhuǎn)讓給E.Khashoggi Industries，LLC的US 5,662,731；5,783,126；5,868,824和6,030,673(Khashoggi專利)，這些美國專利全部涉及制造模塑制品。但是，所有Khashoggi專利教導(dǎo)加入至少10wt％的淀粉，通常使用的范圍為10～80wt％。例如，Khashoggi US專利5,783,126教導(dǎo)優(yōu)選的淀粉含量為30～70％，由于淀粉基粘合劑的成本相對高導(dǎo)致一些問題，而且需要額外的時(shí)間和能量用以除去溶劑。Khashoggi因此教導(dǎo)加入無機(jī)填充劑或凝聚劑。Khashoggi專利也教導(dǎo)加入相對高含量的無機(jī)填充劑，通常的無機(jī)凝聚劑含量大于20wt％。
本發(fā)明發(fā)現(xiàn)如Khashoggi專利教導(dǎo)加入高含量的淀粉和無機(jī)凝聚劑時(shí)導(dǎo)致高成本，而且易于在模塑產(chǎn)品中形成許多小空穴。空穴的形成也易造成結(jié)構(gòu)強(qiáng)度很低的“墊狀”結(jié)構(gòu)。本申請已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，與Khashoggi專利教導(dǎo)相反，在低的淀粉含量或甚至在不需加入淀粉或不加入無機(jī)凝聚劑的情況下，可以制造滿意的具有明顯結(jié)構(gòu)整體性的模塑產(chǎn)品。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供用于模塑產(chǎn)品的模塑混合物，包括(i)40～60wt％的植物纖維片，任選地與0～2wt％加入的淀粉結(jié)合；及(ii)10～55wt％的水和3～10wt％的一種或多種水溶性結(jié)合劑或粘合劑。
根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，提供用于模塑產(chǎn)品的模塑混合物，包括(i)40～60wt％的植物纖維片，任選地與2～10wt％加入的淀粉結(jié)合；及(ii)10～55wt％的水和3～10wt％的一種或多種水溶性結(jié)合劑或粘合劑。
根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，提供用于模塑產(chǎn)品的模塑混合物，包括(i)40～60wt％的植物纖維片，任選地與約2～10wt％加入的淀粉結(jié)合；及(ii)10～55wt％的水和3～10wt％的一種或多種水溶性和生物可降解的結(jié)合劑或粘合劑。
本發(fā)明的模塑混合物適合于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員熟知的大量的模塑方法。也發(fā)現(xiàn)模塑混合物適合于如下新穎的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員不熟悉的模塑方法，該方法包括如下步驟(a)制備本發(fā)明的模塑混合物；(b)將混合物倒入模中，所述的模的溫度為至少60℃；(c)將模中的混合物在15～60℃的溫度和1000～7000PSI的壓力下處理一段時(shí)間，這樣混合物中的部分水轉(zhuǎn)化為蒸汽，使混合物保持在可塑狀態(tài)下填充到模中；(d)降低壓力這樣蒸汽繼續(xù)在模中形成而不引起爆炸，同時(shí)將混合物保持在可塑的狀態(tài)；(e)提高溫度和壓力到100～200℃和500～1500PSI；(f)移去蒸汽或使蒸汽逃逸直到模塑的產(chǎn)品基本上干燥；(g)從模中移去基本上干燥的模塑產(chǎn)品。
該新穎的方法適合于本發(fā)明的模塑混合物，進(jìn)一步包括如下步驟(h)用一種或多種粘合劑至少部分涂布模塑產(chǎn)品；及(i)加熱涂布的模塑產(chǎn)品以基本上干燥和固化涂層。
通常蒸汽的作用迫使混合物在整個(gè)模中分布。于是任何多余的固體材料將由于蒸汽的作用被迫離開模。一旦蒸汽作用使混合物鋪敷在整個(gè)模中，蒸汽將移去或通過間隙或閥逃逸。沒有蒸汽的作用，混合物中的固體不能鋪敷到整個(gè)模中，而且最后在模底部被壓縮，在上述情況下，混合物不再在處于容易可塑的狀態(tài)。
優(yōu)選上述的新穎方法進(jìn)一步包括在步驟(h)中涂布產(chǎn)品前修整產(chǎn)品邊緣的步驟。通常，使用修邊機(jī)進(jìn)行這樣的修整。在本發(fā)明的范圍內(nèi)也可以使用其他修整方法包括磨光和/或砂磨產(chǎn)品的邊緣。
由于混合物中的主要組分是植物纖維，所述的纖維通過粘合劑結(jié)合在一起，所述的粘合劑當(dāng)其固化時(shí)變硬，一經(jīng)接觸液體固化的產(chǎn)品不會立即崩解。根據(jù)產(chǎn)品的密度(和因此產(chǎn)品的孔隙率)，產(chǎn)品經(jīng)最短的10分鐘，之后開始崩解，可能持續(xù)長達(dá)一小時(shí)。產(chǎn)品的密度取決于在產(chǎn)品形成期間施加的壓力。因此，產(chǎn)品具有足夠的耐液體性以抵抗用防水劑或裝飾材料的處理。
由模塑混合物形成的固化產(chǎn)品可用防水材料或裝飾材料進(jìn)一步處理。
植物纖維可來自任何來源。例如，適合的植物纖維選自稻桿、麥桿、甘蔗、玉米葉、香蕉葉、谷類作物、根、草、花、回收紙或其組合。
纖維的尺寸影響成品的質(zhì)地。成品的必要條件表明了所需要纖維的尺寸。例如，桌布需要強(qiáng)度和平坦，這樣可使用比在較小或曲線物品例如杯使用的纖維片更大更長的纖維片。優(yōu)選在組合物和方法中使用的植物纖維片為0.1mm～5mm。更優(yōu)選，長度為1mm～2mm。但是可以使用磨碎的小于1mm例如粉末的植物纖維。
用于結(jié)合纖維的結(jié)合劑或粘合劑是水溶性的，而且優(yōu)選是環(huán)境友好的。優(yōu)選，不使用非生物降解塑料或合成聚合物，這樣該方法可提供可生物降解的產(chǎn)品，盡管應(yīng)理解在最終的產(chǎn)品不需要生物降解的情況下，結(jié)合劑或粘合劑的生物可降解性是不必要的。優(yōu)選，使用水基可生物降解粘合劑這樣最終產(chǎn)品是可生物降解的。優(yōu)選，乳膠型粘合劑例如氯丁乳膠可用于本發(fā)明中。
優(yōu)選，本發(fā)明使用的任何添加的淀粉選自木薯粉、磨碎的甘薯或任何其他的根粉、玉米淀粉、面粉及其組合物。盡管玉米淀粉和面粉適合用作本發(fā)明添加的淀粉，但是結(jié)果不如使用其他淀粉源時(shí)的結(jié)果好。不需要在加工前改性加入的淀粉。
纖維和面粉或其它加入的淀粉在起始的步驟(a)(i)中一起混合以制造均勻的混合物。而且，在面粉均勻混合前如果液體成分與面粉接觸，則面粉會形成塊，這樣會在該過程中當(dāng)移去淀粉時(shí)在產(chǎn)品中形成空穴。一旦所有成分在步驟(a)(ii)中結(jié)合，則將混合物貯存在密封的容器中直到需要進(jìn)行步驟(b)以防止混合物干透。優(yōu)選使用前將混合物貯存于室溫下以防止變硬?；旌衔锏馁A存溫度為從混合物的凝固點(diǎn)到約25℃。優(yōu)選，混合物貯存在15～25℃。而且，在較高的溫度下，由于水和有機(jī)混合物的結(jié)合可能形成模。優(yōu)選，步驟(a)在25℃或以下進(jìn)行。
使用的水可以是任意質(zhì)量。選擇水的質(zhì)量取決于產(chǎn)品擬使用的用途。例如，可以使用非飲用水例如海水及通常使用的水。但是，擬用于接觸食品的產(chǎn)品必須由飲用質(zhì)量水制造。在制造過程中水轉(zhuǎn)變?yōu)樗羝＿@有助于混合物在模中的均勻鋪敷。因?yàn)閴毫煞乐够旌衔锱蛎洠虼嘶旌衔锊话l(fā)泡，蒸汽的作用是將混合物鋪敷整個(gè)模。一旦鋪敷完成，移去蒸汽使產(chǎn)品干燥。
施加到模的壓力影響成品的密度。產(chǎn)品的密度越大，其硬度越大。因此，如果需要更有彈性的產(chǎn)品，那么應(yīng)使用更低的壓力。當(dāng)將壓力施加到模時(shí)，任何多余的物料將被擠壓出模。優(yōu)選，壓力為約4000PSI。
使用模塑混合物制造的產(chǎn)品的強(qiáng)度取決于以下四個(gè)因素1、纖維片。纖維片越細(xì)，密度越大，因此產(chǎn)品的強(qiáng)度越高。
2、粘合劑的類型包括粘合劑的結(jié)晶速度和粘度。不同類型和等級的粘合劑對產(chǎn)品強(qiáng)度的貢獻(xiàn)不同。不同粘合劑的不同結(jié)晶速度和粘度導(dǎo)致不同的產(chǎn)品。結(jié)晶決定了起始強(qiáng)度形成的速度。結(jié)晶的速度越快，強(qiáng)度形成的速度越快。粘度影響粘合劑膜的固有強(qiáng)度、溶液粘度和固體含量。聚合物的粘度越大，或分子量越大，膜的強(qiáng)度越高，粘合劑的粘度越高，或在給定粘合劑粘度下固體更少。
3、膜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要能增強(qiáng)整個(gè)產(chǎn)品的強(qiáng)度。例如，加肋的盒子比沒有加肋的強(qiáng)度更高。
4、纖維的類型。例如，甘蔗纖維可提供這樣的模塑產(chǎn)品，該產(chǎn)品固有特性是彈性而不是脆性的。相反，稻皮傾向于提供硬的但相對脆的產(chǎn)品。
由本發(fā)明的模塑混合物制造的產(chǎn)品回收時(shí)有最少的原料損失，而且沒有有害的副產(chǎn)品。用其他的話說，可回收產(chǎn)品以制造幾乎相同的產(chǎn)品。
當(dāng)處理時(shí)，由本發(fā)明模塑混合物制造的產(chǎn)品可分解和崩解形成對環(huán)境無害的物質(zhì)。這是由于使用的所有材料是無毒的，而且大多數(shù)是天然和可食用的。如果在處理后收集產(chǎn)品并使之分解，得到的肥料可以作為肥料使用，因?yàn)楫a(chǎn)品的主要組分是植物纖維。
而且，從作物不需要的部分例如稻桿、甘蔗漿或任何其它不直接消費(fèi)的纖維中得到植物纖維。這有助于從收獲地、工廠等處理這樣的廢物，否則利用焚燒處理因此引起空氣污染。使用這樣的原料有助于減少這樣的空氣污染。
而且，在本發(fā)明的過程中，由于使用高溫因此殺菌。
本發(fā)明涉及生物可降解及非生物可降解的材料。由于從生物可降解材料制造產(chǎn)品需要蒸汽能夠從模中逃逸，使用生物可降解材料以得到大的物品例如桌布是不現(xiàn)實(shí)的，因?yàn)閷τ谶@樣大的物品需要很長的干燥時(shí)間。
本發(fā)明的模塑混合物可用于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員熟知的許多模。模塑混合物也適用于新穎的模，該模包括在模的頂部和/或底部的頂端和/或底端有一個(gè)或多個(gè)閥，以使蒸汽移出，其中當(dāng)混合物置于模中時(shí)操作閥關(guān)閉，然后當(dāng)蒸汽需要移出時(shí)閥打開。
通常該新穎的模由至少兩部分組成，頂部和底部通常由金屬制造。但是，也可能使用有三個(gè)或多個(gè)部分的模，只要仍有一個(gè)頂部和底部。在使用中，優(yōu)選模被垂直壓縮，即，以向下和向上的方式這樣頂部相對底部進(jìn)行壓縮。
閥可使蒸汽從模中移去，這樣產(chǎn)品會更快干透。而且，將蒸汽更迅速地移開，這樣產(chǎn)品更不可能被灼燒。
本發(fā)明的模塑混合物可加工特定的混合物以形成各種形狀和大小的產(chǎn)品適合于防護(hù)性包裝例如盒子和容器和電子物品的包覆材料，用于精密和易碎電子和計(jì)算系統(tǒng)和部件的緩沖包裝、食品和飲料容器例如杯子、盤子、飯盒等、建筑材料和預(yù)制板例如分割板、蓋板和其它形狀產(chǎn)品例如衣服架、熱帶植物和農(nóng)業(yè)種植棚和花盆及可處理的高爾夫球座。本發(fā)明說明書中所有組分以重量計(jì)算。
圖2是

圖1中過程總的示意圖；圖3是適合于本發(fā)明模塑混合物使用的敞口模的透視圖；圖4是填滿混合物的圖3模的透視圖；圖5是在壓力下閥關(guān)閉的圖4封閉模的透視圖；圖6是圖5模在閥打開時(shí)的透視圖；圖7是產(chǎn)品移去的圖6敞開模的透視圖；圖8是用于本發(fā)明模塑混合物的另一種模的橫截面圖。
結(jié)合如下優(yōu)選的模塑混合物組合物的實(shí)施例描述模塑產(chǎn)品的模塑混合物的應(yīng)用。優(yōu)選的組合物制備具有本發(fā)明組成的模塑混合物。實(shí)施例1～40混合物中各組分的比例列于下表中實(shí)施 面粉/淀 纖維 碳酸鈣 總量粘合劑(gm) 水(gm) ％淀粉例粉(gm) (gm) (gm)(gm)乳膠水基(可木薯粉自來水甘蔗漿降解)1 6.010.030.0 40.0 0.086.0 7.0％2 6.08.0 30.0 40.0 0.084.0 7.1％3 4.08.0 28.0 40.0 0.080.0 5.0％4 1.58.0 28.0 40.0 0.077.5 1.9％5 1.28.0 28.0 40.0 0.077.2 1.6％6 1.08.0 28.0 40.0 0.077.0 1.3％7 0.08.0 28.0 40.0 0.076.0 0.0％8 0.08.0 28.0 40.0 10.0 86.0 0.0％乳膠溶劑型9 6.010.030.0 40.0 0.086.0 7.0％106.08.0 30.0 40.0 0.084.0 7.1％114.08.0 28.0 40.0 0.080.0 5.0％121.58.0 28.0 40.0 0.077.5 1.9％131.28.0 28.0 40.0 0.077.2 1.6％141.08.0 28.0 40.0 0.077.0 1.3％150.08.0 28.0 40.0 0.076.0 0.0％160.08.0 28.0 40.0 10.0 86.0 0.0％
水基含蠟粘合劑176.010.0 30.0 40.00.086.07.0％186.08.030.0 40.00.084.07.1％194.08.028.0 40.00.080.05.0％201.58.028.0 40.00.077.51.9％211.28.028.0 40.00.077.21.6％221.08.028.0 40.00.077.01.3％230.08.028.0 40.00.076.00.0％240.08.028.0 40.010.0 86.00.0％溶劑型含蠟粘合劑256.010.0 30.0 40.00.086.07.0％266.08.030.0 40.00.084.07.1％274.08.028.0 40.00.080.05.0％281.58.028.0 40.00.077.51.9％291.28.028.0 40.00.077.21.6％301.08.028.0 40.00.077.01.3％310.08.028.0 40.00.076.00.0％320.08.028.0 40.010.0 86.00.0％溶劑型乙烯粘合劑336.010.0 30.0 40.00.086.07.0％346.08.030.0 40.00.084.07.1％354.08.028.0 40.00.080.05.0％361.58.028.0 40.00.077.51.9％371.28.028.0 40.00.077.21.6％381.08.028.0 40.00.077.01.3％390.08.028.0 40.00.076.00.0％400.08.028.0 40.010.0 86.00.0％根據(jù)本發(fā)明的模塑過程，實(shí)施例1～40的模塑混合物用于制造高爾夫球座。高爾夫球座具有良好的質(zhì)量及適于預(yù)期的應(yīng)用。而且，制備類似實(shí)施例1～40組成的模塑混合物，不同之處為作為纖維源加入的甘蔗漿用選自如下的材料取代麥桿、茶葉、稻桿、稻皮與稻桿的混合物、包括葉子的玉米棒及焚燒椰子殼的含碳?xì)堄辔铩?br> 根據(jù)本發(fā)明的模塑方法，使用含有每一種列出纖維源的模塑混合物制造高爾夫球座。含有每一種不同纖維類型的高爾夫球座可與含有甘蔗漿的上述高爾夫球座相比。盡管由于使用的纖維類型不同，高爾夫球座的質(zhì)量有差別，但是這些差別沒有對高爾夫球座的性能產(chǎn)生明顯的影響。
在上述的纖維源中，僅有稻皮含有一些固有的淀粉含量。其余列出的纖維源沒有固有淀粉含量，因此對模塑混合物淀粉含量沒有貢獻(xiàn)。因此，當(dāng)使用稻皮制造實(shí)施例1～40的模塑混合物時(shí)，淀粉的比例要略微大于上述表中列出的量。
注意到對于含有給定纖維類型的實(shí)施例，改變粘合劑的性質(zhì)不影響本發(fā)明生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量。但是，基于環(huán)境方面的考慮，優(yōu)選水溶性粘合劑用于模塑混合物中，因?yàn)樗鼈兪强缮锝到獾?，而在非水溶劑中可溶解的粘合劑通常不能生物降解?；旌衔锏闹苽涫褂名湕U或稻桿或甘蔗漿或玉米葉與玉米漿的組合物制備各個(gè)混合物。將混合物通過研磨機(jī)研磨到尺寸為0.1mm～5.0mm。在混合器(具有如刀片狀的扇旋轉(zhuǎn)速度為500～700rpm的容器)內(nèi)研磨的纖維與木薯粉、甘薯粉和玉米粉淀粉徹底結(jié)合以形成模塑混合物。小心操作以保證當(dāng)加入液體成分時(shí)淀粉不形成塊。任何形成的塊應(yīng)打碎。因?yàn)楫?dāng)水形成蒸汽時(shí)，這樣的淀粉塊會被煮熟而且發(fā)泡，引起模塑產(chǎn)品中的氣穴或氣孔。含有乳膠基的水溶性粘合劑然后與水一起混合，該混合物進(jìn)一步攪拌直到所有的混合物被均勻混合。使用該混合物制造杯子、盒子或碟子。模子圖中示意的模20具有模頂部分21和模底部分22。模頂部分21在其上表面24安置有一個(gè)閥23。模底部分有一個(gè)腔體25以容納混合物26。當(dāng)模20封閉時(shí)，在模頂部分21與模底部分22之間有約1mm的間隙27。一旦封閉，即給上表面24施加壓力。通過控制器(未示意)或者人工或者自動操作閥23。通常，當(dāng)模20的溫度為約110℃時(shí)，閥23開啟(見圖6)。一旦制品28干燥，模20打開將制品28取出。由混合物制造制品在圖1的流程示意圖中，過程從A開始將模從20℃預(yù)熱到70℃。僅在第一次使用模20時(shí)需要這樣的預(yù)熱，因?yàn)樵谶B續(xù)的過程中模20從形成最后制品28的約140℃事實(shí)上被冷卻到在B的70℃。在C中一旦制品28形成，即從模20中取出進(jìn)行希望的修整、密封和進(jìn)一步的處理。
一旦模20的溫度到約70℃，打開模20(見圖2的D)，并用混合物26充滿溢出(見E)。理想的混合物保持在環(huán)境溫度(約25℃)或至少在15～40℃的范圍。有意將模20充滿溢出以保證有足夠的混合物均勻而完全地填充模20。不能將模20放置冷卻，因?yàn)楫?dāng)混合物26在壓力下壓縮，混合物中的固體受壓并被壓縮到模的底部，水從混合物中分離出來通過間隙或排氣孔被擠出。如果溫度高于100℃，水分會過快地轉(zhuǎn)化為水蒸汽引起爆炸。但是，當(dāng)模20熱(70～100℃)時(shí)壓縮物料，水分會立刻轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝⒓磳ふ铱臻g或間隙逃逸。這種作用使混合物中的固體移入到模20中的敞開空間中，而多余的混合物滲出模20。該作用一般進(jìn)行5～10秒。
然后封閉模20(見圖2的F)。當(dāng)封閉時(shí)，模的頂部21和底部22之間的間隙27通常為約1mm，蒸汽和多余的混合物通過該間隙逃逸。一旦封閉模20，約4000PSI的壓力施加到模20的頂部(見G)約3～10秒，直到多余的混合物從模部分21和22之間的間隙27開始離開。多余物料的出現(xiàn)表明混合物26已均勻地鋪敷在整個(gè)模20中—在產(chǎn)品不是平的情況下，混合物需要向上移動到模20側(cè)面，這一點(diǎn)特別重要。壓力也可保證保持產(chǎn)品的形狀(即沒有發(fā)泡)，并控制產(chǎn)品希望的密度/孔隙率。
一旦觀察到混合物停止從模20中溢出，即降低壓力到大氣壓，然后再將壓力返回到500～1500PSI的范圍。在實(shí)施例中，使用的壓力為約1000PSI。然后，將溫度升高到約140℃。降低壓力以防止由于水過快轉(zhuǎn)變?yōu)樗羝l(fā)生爆炸。
此刻，蒸汽通過所有的開孔沖出，蒸汽逃逸地越快，產(chǎn)品固化地越快，因此這體現(xiàn)了操作閥23使蒸汽逃逸的重要性。一旦溫度達(dá)到約110℃，閥23打開以增加蒸汽的逃逸速度(見H)。
在140℃下大約1到5分鐘后(根據(jù)使用閥的數(shù)目)，當(dāng)觀察到蒸汽逃逸事實(shí)上停止時(shí)，打開模20將基本上干燥的制品28取出(見I)。當(dāng)有溢出時(shí)，制品的邊緣必須使用修邊機(jī)或手工進(jìn)行修整(見J)。
任選地制品然后用另外的粘合劑通過噴霧或浸漬(見K)進(jìn)行涂布，在100℃～140℃下加熱約10秒～10分鐘以固化粘合劑。在實(shí)施例中，使用的溫度為約130℃，時(shí)間約為8分鐘。
制品可進(jìn)一步用氯丁乳膠涂布以進(jìn)一步增強(qiáng)其防水性(見L)。通常在每平方英尺的產(chǎn)品上使用約3g氯丁乳膠。通過噴霧或浸漬進(jìn)行涂布。另外，在產(chǎn)品的表面上可添加裝飾性的涂層或印刷物。
通過上述的方法制備以下混合物，通過應(yīng)用上述的方法評價(jià)模塑的適宜性。
混合物A BC面粉 3％ 10％ 6％粘合劑2％ 10％ 4.7％纖維 52％ 40％ 47.6％水43％ 40％ 41.7％
混合物B提供可加工的產(chǎn)品。混合物C用于重產(chǎn)品的包裝例如電視機(jī)，或桌布或作為特殊的具有更大孔隙率的專用襯墊。混合物A是經(jīng)濟(jì)的，適合于不需要高密度的產(chǎn)品例如杯子、碗狀物及電器的工業(yè)包裝。
圖8顯示了含有模部分(101)及閥(102)的模(100)的頂部。閥(102)位于模部分(101)互補(bǔ)形狀的空穴(103)中，相對于模(101)部分可自由移動。當(dāng)閥(102)在其關(guān)閉的位置時(shí)(未示意)，釋放孔(104)中的空穴(103)端部和閥端部(105)適于密封釋放孔(104)。通過給頂端(106)施加壓力將閥(102)關(guān)閉。當(dāng)閥(102)處于其如圖8示意的打開位置時(shí)，蒸汽從模(100)中逃逸。本發(fā)明說明書和權(quán)利要求書的詞“包括”及該詞的其它形式不限制要求的本發(fā)明排除任何的變化和添加。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，對本發(fā)明的修飾和改進(jìn)是極其顯而易見的。這些修飾和改進(jìn)意欲包含在本發(fā)明的范圍中。
權(quán)利要求
1.用于模塑產(chǎn)品的模塑混合物，包括(i)40～60wt％的植物纖維片，任選地與約0～10wt％的淀粉結(jié)合；及(ii)10～55wt％的水和3～10wt％的一種或多種水溶性結(jié)合劑或粘合劑。
2.如權(quán)利要求1的模塑混合物，其中植物纖維片的長度為1～5mm。
3.如權(quán)利要求1的模塑混合物，其中粘合劑的含量為2～5wt％。
4.如權(quán)利要求3的模塑混合物，其中粘合劑的含量為約4.7wt％。
5.如權(quán)利要求1的模塑混合物，其中纖維含量為45～55wt％。
6.如權(quán)利要求5的模塑混合物，其中纖維含量為約52wt％。
7.如權(quán)利要求1的模塑混合物，其中水含量為40～45wt％。
8.如權(quán)利要求7的模塑混合物，其中水含量為約43wt％。
9.如權(quán)利要求1的模塑混合物，其中所有的組分是生物可降解的。
10.用于模塑產(chǎn)品的模塑混合物，包括(i)40～60wt％的植物纖維片，任選地與約0～2wt％的淀粉結(jié)合；及(ii)10～55wt％的水和3～10wt％的一種或多種水溶性結(jié)合劑或粘合劑。
11.如權(quán)利要求10的模塑混合物，其中植物纖維片的長度為1～5mm。
12.如權(quán)利要求10的模塑混合物，其中粘合劑含量為2～5wt％。
13.如權(quán)利要求12的模塑混合物，其中粘合劑的含量為約4.7wt％。
14.如權(quán)利要求10的模塑混合物，其中纖維含量為45～55wt％。
15.如權(quán)利要求14的模塑混合物，其中纖維含量為約52wt％。
16.如權(quán)利要求10的模塑混合物，其中水含量為40～45wt％。
17.如權(quán)利要求16的模塑混合物，其中水含量為約43wt％。
18.如權(quán)利要求10的模塑混合物，其中所有的組分是生物可降解的。
19.用于模塑產(chǎn)品的模塑混合物，包括(i)40～60wt％的植物纖維片，任選地與約2～10wt％的淀粉結(jié)合；及(ii)10～55wt％的水和3～10wt％的一種或多種水溶性結(jié)合劑或粘合劑。
20.用于模塑產(chǎn)品的模塑混合物，包括(i)40～60wt％的植物纖維片，任選地與約2～10wt％的淀粉結(jié)合；及(ii)20～55wt％的水和3～10wt％的一種或多種水溶性和生物可降解的結(jié)合劑或粘合劑。
21.如權(quán)利要求19或20的模塑混合物，其中植物纖維片的長度為1～5mm。
22.如權(quán)利要求19的模塑混合物，其中粘合劑含量為2～5wt％。
23.如權(quán)利要求22的模塑混合物，其中粘合劑的含量為約4.7wt％。
24.如權(quán)利要求19或20的模塑混合物，其中纖維含量為45～55wt％。
25.如權(quán)利要求24的模塑混合物，其中纖維含量為約52wt％。
26.如權(quán)利要求19或20的模塑混合物，其中水含量為40～45wt％。
27.如權(quán)利要求26的模塑混合物，其中水含量為約43wt％。
28.如權(quán)利要求19或20的模塑混合物，其中所有的組分是生物可降解的。
29.如權(quán)利要求1、9、19或20任一項(xiàng)權(quán)利要求的模塑混合物，包括甘蔗漿、木薯粉、自來水、碳酸鈣，和選自乳膠水基粘合劑、乳膠溶劑型粘合劑、水基含蠟粘合劑、溶劑型含蠟粘合劑和溶劑型乙烯基粘合劑中的粘合劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及制造模塑產(chǎn)品的模塑混合物。該混合物包括(i)40～60wt％的植物纖維片，及任選地與加入的淀粉結(jié)合；及(ii)10～55wt％的水和3～10wt％的一種或多種水溶性的結(jié)合劑或粘合劑；加入的淀粉量為0～10wt％，優(yōu)選為0～2wt％或2～10wt％。
文檔編號B27N3/08GK1469907SQ01817240
公開日2004年1月21日 申請日期2001年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月9日
發(fā)明者朱添華 申請人:朱添華