專利名稱：玻璃狀多糖磨粒的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及玻璃狀多糖，尤其涉及其作為磨粒的使用。
各種玻璃狀多糖在工藝上是已知的，包括在US3706598和AU74083/87中公開的那些玻璃狀多糖。按照這項澳大利亞專利，這樣的產(chǎn)品有三種基本用途，即快餐食品，早餐麥片，和速食制品。生產(chǎn)這樣的產(chǎn)品，目的是提供易于制成快餐食品或麥片粥的中間產(chǎn)品，或用以生產(chǎn)食品，如在烹調(diào)時可易于水合的(即，在加熱期間，水易于滲入其結(jié)構(gòu))可迅速供應食用的面糊。
該美國專利涉及其右旋當量在10至25之間的玻璃狀淀粉水解物的生產(chǎn)，它們可用于脫水食品中作為膨松劑/致濕劑，或作為湯料或沙司(調(diào)味漿)的添加劑，而且它們可易于分散在水中。
在這兩種情況下，所需要的性質(zhì)都同玻璃狀淀粉的生產(chǎn)方法有關，其中，該產(chǎn)品的內(nèi)部組織相當不完善，或有斷裂，從而使得水分既能被迅速吸收，又可被迅速釋放。
各種磨粒材料在很多種工藝領域中都是眾所周知的，而且在傳統(tǒng)上已作為噴砂磨料得到應用，最典型的例子是用于清洗建筑物外表，或清除鑄件表面的氧化物。其它應用實例包括在US3485671中所描述的那些實例，該專利涉及集中供氣管道和通風管道內(nèi)壁的擦洗。在此類用途中，對被處理的發(fā)面所造成的微小損傷通常是不能允許的。
雖然還有一些用途適合于使用磨粒，但在這些用途中不允許使用常規(guī)的硬粒材料，因為它們會造成工件的表面損傷。這些用途包括，例如，在US4659391中所公開的那些用途，該專利提出使用相當軟的磨粒材料，以低速氣流輸送，目的是清除翻砂型芯表面的飛邊，這種半成品的金屬鑄件型芯具有復雜的表面，如孔、凸臺、槽和/或其它無規(guī)形狀的表面，這樣的表面易受常見的噴砂介質(zhì)損傷。較好的顆粒是聚乙烯或聚碳酸酯柱狀顆粒，其長度和直徑尺寸范圍約為0.06英寸。
US4545155中描述了另一種涉及對敏感基質(zhì)的用途。在這項專利中，磨粒材料被用來清除模塑電子儀器罩的飛邊。在這種用途中，由于磨料能引起靜電，這也產(chǎn)生了一個問題。該項專利提出使用一種包含分散于含有表面活性劑的水中的合成樹脂漿狀物。磨料的實例包括熱固性樹脂，如環(huán)氧樹脂，尿素樹脂，不飽和聚酯樹脂，醇酸樹脂，或相對較硬的樹脂，如聚苯乙烯，聚碳酸酯或丙烯酸類樹脂。在這種用途中，希望磨粒硬度等于或接近于基質(zhì)硬度。這些磨粒優(yōu)于以前在這種用途中所使用的那些磨粒，例如氧化鋁、碳化硅或玻璃珠，或甚至優(yōu)于那些相對較軟的磨料，如胡桃殼粉，因為即使是這些磨料當中最軟的也比那些儀器罩基質(zhì)(典型的是環(huán)氧樹脂)硬得多，因而導致不可接受的表面損傷。
US3090166和US3142590都描述了磨料在希望得到優(yōu)異表面光潔度的各種拋光用途中的使用。一種特別敏感的用途實例是商用和軍用飛機工業(yè)，其中，飛機外表面的油漆必須定期清除而不允許造成底層表面或表面光潔度的損傷。
在飛機蒙皮用一層鋁包覆的情況下，問題變得尤其棘手。對于不足0.064英寸厚的蒙皮，鋁層一般不小于蒙皮厚度的4%，而對于超過0.064英寸厚的蒙皮，鋁層不大于蒙皮厚度的2%。對該包覆層的損傷，可能必須除掉整張飛機蒙皮，重新更換。
飛機的其它表面材料可以是陽極化材料或復合材料(即玻璃鋼)，這些也是精致的材料。
因此，直到最近，飛機工業(yè)一直使用二氯甲烷基化學除漆劑來剝除飛機油漆。更嚴格的環(huán)境立法和衛(wèi)生標準已使這種方法變得既不方便又非常昂貴。許多公司實際上已不得不推遲飛機外表面的維修計劃，而不是試圖對付與化學脫漆有關的法規(guī)和費用問題。
對許多使用非化學的、干法剝離此類油漆表面的備選方法，已經(jīng)有人做了嘗試。這些方法包括使用蔗糖及其它細小顆粒物質(zhì)。關于蔗糖的使用，經(jīng)驗已經(jīng)表明，正常市售形式的蔗糖的顆粒太細，以致于不能有效發(fā)揮作用。把市售結(jié)晶的蔗糖溶解在水中，然后將其重結(jié)晶以產(chǎn)生更大的晶體結(jié)構(gòu)，這樣也不能改善其性能。蔗糖晶體也很脆，因此，只能使用一次，這就大大增加了它在這種用途中的費用。
還有許多其它有機材料被用作磨粒。例如，US3424616描述了使用某些破碎的和粉碎的植物性材料、尤其纖維質(zhì)材料，如玉米芯屑、稻殼、大豆殼和木薯淀粉作磨粒。US2622047描述了使用一種密度至少為1.2、粒度范圍為12～40目的木質(zhì)素纖維材料作磨粒。已公開的適用材料包括堅果殼和果核，例如大胡桃殼，核桃殼，黑胡桃殼，英國胡桃殼，以及杏核、桃核、或橄欖核等。一般來說，脫去堅果肉后的果殼，雖然相對于較常見的磨粒來說是軟的，但US4545155認為它們對于環(huán)氧樹脂表面來說仍然太硬。此外，磨碎的胡桃殼碰到飛機表面時還會破碎，并因此產(chǎn)生細小粉塵，這樣就使這種材料基本上不能再用于該用途的任何一次后續(xù)回用。況且，這種粉塵具有不可接受的爆炸危險，因此，這些材料沒有獲得工業(yè)應用。上述這些問題基本上同CA1094332中所提到的問題一樣。
US2426072指出，已知有人使用諸如碎麥粒、三葉草籽及其它谷物顆粒等物質(zhì)。然而，這同一項專利也指出，這樣的磨粒，無論從哪一方面來說都不能令人滿意，而且有許多明顯的缺點。由于在這項專利中所羅列的原因，合成樹脂被認為具有大大優(yōu)于谷物顆粒的品質(zhì)。這是當今在該領域中仍然堅持的觀點，而且工程塑料材料繼續(xù)在工業(yè)上獲得應用，最明顯的是在飛機脫漆方面的應用。
盡管工程塑料有它的優(yōu)點，但要將其作為磨粒使用依照需要訓練有素的人員，因為這些磨粒的磨蝕力足以導致飛機蒙皮的永久性損傷，而且需要小心而熟練地操作。由于發(fā)生不可接受的表面磨蝕而引起的部件更換事件是屢見不鮮的。雖然事實上就使用過程中所產(chǎn)生的粉塵量而言，工程塑料磨粒比多數(shù)普通材料有所改善，但這些工程塑料磨粒的使用依然需要為干式脫漆操作安排設備，包括安裝大容量通風系統(tǒng)以避免因產(chǎn)生粉塵而造成的健康問題和爆炸問題。此外，由于使用塑料磨?？赡苁沟娩X層表面包覆層的一部分被除去和須對其余部分重新處理，可能形成一種不可拋光的表面，并且甚至可能導致增加飛機外表面上的表面積以及在飛機蒙皮內(nèi)部產(chǎn)生一種材料應力。
為了克服在使用工程塑料磨粒時所帶來的某些缺點曾有人進行過一些嘗試，包括在US4731125中所描述的那些試驗，該項專利涉及在低操作壓力下使用一種特別軟的磨粒的處理方法。按照這項專利，所述磨粒包含一種增強的復合材料，其中增強纖維被埋置于聚酯、聚亞胺酯、乙烯酯或環(huán)氧樹脂的基體之中。這種增強纖維可以從石墨、玻璃、Kevlar(商標)或其它類似的纖維形成。這些微粒的表觀硬度小于約3.5莫爾(moh)，操作時將這些顆粒載帶于一股約40磅/平方英寸壓力的流體中。按照這項專利，這種復合磨粒具有所需要的硬度，并且由于使用了增強纖維而使其具有足夠的完整性，因此能耐受重復使用的苛刻條件而不會形成大量粉塵。
在清理諸如大桶一類廢多氯聯(lián)苯(PCB)容器時，這種磨?？梢云鸬角謇碓撊萜鲀?nèi)壁的作用。
現(xiàn)在仍然需要一些不大依賴于石油儲備的而且最好是可生物降解的、不昂貴的磨粒。
按照本發(fā)明的一個方面，提供了一種用玻璃狀多糖顆粒物(如玻璃狀淀粉磨粒)來處理表面的方法。這樣的玻璃狀多糖是固體的，退火狀態(tài)的玻璃狀材料通常是透明(或半透明)的，在標準環(huán)境溫度和壓力條件下保持固態(tài)，而且其中所含的水分滯留于多糖分子基體的間隙之中。
這里的“退火狀態(tài)”系指將一種分散的多糖/水混合物通過加熱、隨后冷卻來形成分子基體組織，從而產(chǎn)生一種完整的且一般是均勻的玻璃狀材料。
按照本發(fā)明的這種方法進行的處理，包括表面硬化和磨蝕應用。例如，本方法包括諸如把這些顆粒物噴射到待處理的表面上這樣的用途，尤其包括這樣一種方法，即把這類顆粒物載入一股流體中并將其射向待處理的表面。除了不依賴于石油資源而且一般可進行生物降解這樣的優(yōu)點以外，這種玻璃狀多糖在噴射應用過程中僅產(chǎn)生少量靜電。
因此，按照本發(fā)明的一個方面，提供了這樣一種方法，該方法包括用顆粒物處理表面的步驟;例如，用一種含有玻璃狀多糖的顆粒物來磨蝕表面。其它表面處理包括使用顆粒物使一個表面，例如塑料的凝膠表面，特別是玻璃鋼表面發(fā)生表面硬化。本方法中顆粒物的使用可以按如下步驟進行使用已知設備，如噴射輪噴砂機，以機械法使這些顆粒物(尤其是磨粒)加速，并把它們射向待處理的表面。噴射式噴砂機利用一個其圓周邊以超音速轉(zhuǎn)動的輪子。其它類似設備包括離心式噴砂機，它也按照類似原理操作，但一般來說它的速度較低。在該顆粒物要被用作磨料的情況下，可以把磨粒固定在基質(zhì)上，將兩者一起使用，它的使用方法非常象普通砂紙或其它磨料紙或砂布一樣。
在本發(fā)明方法的一個方面，將玻璃狀多糖磨粒載帶于一股射流體中，以這種流體射向待磨蝕表面。這樣的表面可以包含一個涂層和一個底面基質(zhì)，在對這種表面進行處理的過程中，玻璃狀多糖磨粒借助該股射流所賦與的動量撞擊在涂覆表面上，依靠這種作用，可使基質(zhì)上的涂層除去。應予指出，如果一種表面含有一個相對較軟的涂層以及一個相對較硬的底層基質(zhì)，并需依靠玻璃狀多糖磨粒的磨蝕作用來除去所說涂層時，最好是采用一種其表觀硬度介于該涂層硬度和基質(zhì)硬度之間的玻璃狀多糖磨粒。
在本發(fā)明方法的這樣一些用途中，最好是將玻璃狀多糖磨粒載帶于一股由壓縮機用已知方法產(chǎn)生的空氣流中。
可用于本發(fā)明的玻璃狀多糖的例子有玻璃狀淀粉，例如在前面提到的US3706598和AU74083/87這些專利文件中所公開的那些玻璃狀淀粉。
這樣的產(chǎn)品是固體的、退火狀態(tài)的、玻璃狀材料(通常是透明的或半透明的)，在標準環(huán)境溫度和壓力條件下呈固態(tài)，而且，在該材料中所含的水分可置換地被限制在多糖分子基體的間隙之內(nèi)。為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，所說的材料最好是基本上不結(jié)晶的，并且其基體一般是無定形的。
雖然玻璃狀淀粉可用于本發(fā)明的方法，但這樣的玻璃狀淀粉缺乏在某些表面處理用途中所需要的硬度或顆粒的完整性，或兩者都缺乏。因此，這些玻璃狀多糖最好具有一種較完善的內(nèi)部組織，雖然增加這類玻璃狀多糖類的內(nèi)部組織這一措施與上面最后提到的兩篇專利文件的觀點正好相反，因為這兩篇參考文獻中任一篇所說的目的和效用都會由于內(nèi)部組織的任何增加而受到破壞。對于本發(fā)明方法所用的玻璃狀多糖來說，增加其內(nèi)部組織的一種方法是使這些多糖分子發(fā)生化學交聯(lián)。
因此，本發(fā)明也涉及交聯(lián)玻璃狀多糖的用途，并且還延伸到這樣的交聯(lián)多糖本身，以及這樣的交聯(lián)多糖的生產(chǎn)工藝。
所以，一方面，本發(fā)明涉及一種交聯(lián)的玻璃狀多糖。
本發(fā)明的另一個有關方面，提供了一種用于生產(chǎn)化學交聯(lián)的玻璃狀多糖的方法，該方法包括下列步驟a)將一種分散的多糖分子和化學交聯(lián)劑的均勻含水混合物加熱，然后在常溫下使該混合物退火，結(jié)果是該混合物變成了一種(通常是透明或半透明的)玻璃狀固體;
b)使一種化學交聯(lián)劑與至少一部分多糖分子反應，在這些多糖分子之間產(chǎn)生分子間化學交聯(lián)。
一般來說，增加該玻璃狀多糖內(nèi)部的交聯(lián)度，就使磨粒料之中的內(nèi)部組織量增加。
現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，可以增加適用于本發(fā)明方法的玻璃狀多糖類的有效內(nèi)部組織的另一種很有效的方法是，在本來就傾向于使內(nèi)部組織優(yōu)化的條件下處理這種多糖。例如，這種方法可以包括，為了避免多糖基體在其形成期間發(fā)生機械斷裂和避免分子本身斷裂，所采取的措施是避免多糖分子發(fā)生水解。照此看來，最好是使用一種通常未發(fā)生水解的多糖(例如具有相當?shù)陀倚斄康牡矸?作為起始原料。因此，本發(fā)明還提供了一種固體的、退火狀態(tài)的玻璃狀材料，它通常是透明或半透明的，在正常環(huán)境溫度和壓力條件下呈固態(tài)，在這種情況下，該材料中所含的水分基本上被封閉在多糖類分子基體內(nèi)的間隙中。在應用與生產(chǎn)“膨脹產(chǎn)品”(這是上述專利AU74083/87的目標產(chǎn)品)的方法有關的常規(guī)工業(yè)方法來生產(chǎn)所說玻璃狀產(chǎn)品時，只要使水分基本上封閉在玻璃狀產(chǎn)品中，就可使這些產(chǎn)品不發(fā)生膨脹。
此外，按照本發(fā)明，提供了一種用于生產(chǎn)此類其水分基本上被封閉的玻璃狀多糖類的工藝方法，該方法包括如下步驟把分散多糖類分子的均勻含水混合物加熱到足以使該混合物可在其冷卻時退火成一種基本上不結(jié)晶的玻璃狀固體，并且在這樣的多糖分子基體形成之后，基體內(nèi)的水分基本上不揮發(fā)，從而使該混合物中所含的水分基本上被封閉在多糖分子基體的內(nèi)部。
蔗糖和多糖是碳水化合物的兩個主要類別。如《有機化學》(OrganicChemistry，Vol.1;I.Finar;Longmans，GreenandCo.;3rdedition，1959)中所提到的，蔗糖包括單糖和低聚糖，后者又分二糖、三糖和四糖。另一方面，多糖是一類在化學上獨具特色的碳水化合物聚合物，它含有至少5個單糖，而且它們通常所含這樣的重復糖單元的數(shù)目非常大。戊聚糖就是一類多糖的實例，它以重復的戊糖單元為基礎所組成。更常用的解釋是，多糖類是一種聚合物形式的主要是具有較大數(shù)目重復糖單元的物質(zhì)，例如對于淀粉和纖維素的情況，這兩種糖都主要是具有重復已糖單元的物質(zhì)。
如同上面已經(jīng)提到的，蔗糖在工業(yè)上不適合于在本發(fā)明的方法中使用，這主要是由于它們的晶體結(jié)構(gòu)在碰撞時容易破碎，并且當磨粒的粒度一旦因此而變得太小時就再也不能重復使用。同蔗糖相比，適用于本發(fā)明方法的玻璃狀多糖所具有的機械性能可以導致生成完整的更大的磨粒。
更好的是，玻璃狀多糖基于一種淀粉多糖，如直鏈淀粉或支鏈淀粉或兩者的混合物。因此，本文所說的玻璃狀多糖包括用淀粉，如玉米、高粱、小麥、大麥、黑麥、土豆或其它淀粉生產(chǎn)出的那些玻璃狀多糖。較好的淀粉是小麥淀粉，上等或“A”等尤其好。淀粉的選擇和對它們所做的任何改性，都將影響這種玻璃狀材料的性質(zhì)。對任何給定的未改性淀粉來說，其聚合物鏈的長度和分支狀況，一般來說是根據(jù)遺傳而預定的和獨特的，這些淀粉聚合物鏈的長度和分支狀況或者是因?qū)υ摰矸鄣娜魏胃男远鸬拈L度和分支的變化，將對在上述玻璃狀多糖的形成過程中起一定作用的(例如)氫鍵的數(shù)量和(尤其)范德華引力的大小產(chǎn)生影響。因此，由已經(jīng)進行水解改性的淀粉所形成的玻璃狀材料，一般來說比由未水解淀粉所形成的玻璃狀材料更脆。所以，雖然本發(fā)明的方法擴展到使用由淀粉水解物生產(chǎn)的玻璃狀多糖，但較好的是這些淀粉具有25或更少的右旋當量。更好的是，這種淀粉的右旋當量小于10，最好的是基本上未水解的淀粉(即，其右旋當量約1或更小)。
玻璃狀多糖的水分含量影響該材料的表觀硬度和完整性。較好的是，淀粉基玻璃狀多糖的水分含量在約10%和70%之間，更好的是小于40%，其中最好的是在約20%至25%的范圍。一般來說，存在于玻璃狀多糖中的水越多，形成的材料的彈性就越大(表觀硬度較低)，基于這類材料的磨粒在(例如)從表面上清除涂層時的磨蝕力就越小。另一方面，水分含量越低，該材料可能就越脆，同時會造成顆粒的完整性變差，故顆粒的破裂速度增大，因而，用戶負擔的磨粒成本增高。此外，雖然低于約10%的水分含量是可能的，但此類產(chǎn)品的生產(chǎn)可能會導致該產(chǎn)品的熱水解，一般來說這是不希望出現(xiàn)的。
處于其原始狀態(tài)的淀粉顆粒具體各種不同的粒度和形狀，結(jié)合成這種顆粒結(jié)構(gòu)的淀粉分子，在制備玻璃狀淀粉的過程中首先必須分散于溶液中。進行這種分散的工藝方法，在淀粉行業(yè)中是眾所周知的，這種工藝被稱之為“膠凝”。一般來說，膠凝作用需要把淀粉顆粒的含水混合物加熱到能使這些顆粒破裂且單個淀粉分子分散成溶液的溫度。通常，這是在生產(chǎn)本發(fā)明所用的玻璃狀淀粉基材料的過程中進行的。
可用于本發(fā)明的材料的例子，包括在前面提到的US3706598和AU74083/87中所公開的那些例子，此處將這兩篇專利列出，以供參考。已知還有一些其它類似的玻璃狀淀粉，它們也適用于本發(fā)明方法的目的。這些均無需進行過多的實驗和研制，本領域的普通技術(shù)人員只需按照已知的工藝方法和參照本申請的說明書的公開內(nèi)容，即可制備出來。
如前所述，本發(fā)明涉及一種用以生產(chǎn)化學交聯(lián)的玻璃狀多糖的工藝方法，尤其涉及一種用以生產(chǎn)玻璃狀淀粉基材料的工藝方法，該方法包括下列步驟a)加熱一種由分散的淀粉分子和化學交聯(lián)劑所組成的均勻含水混合物，接著使該混合物緩冷退火，從而在正常的環(huán)境溫度下使該混合物生成一種(通常是透明或半透明的)玻璃狀固體;
b)使該化學交聯(lián)劑與至少一部分淀粉分子反應，以便在淀粉分子之間產(chǎn)生分子間的化學交聯(lián)。
這種由于交聯(lián)而形成的組織的增多一般都能增加該玻璃狀材料的表觀硬度，改善由它們所生產(chǎn)的磨粒的磨蝕性能。然而，有跡象表明，這類磨粒材料的完整性可能會相應減少，當使用擠壓工藝制備這種粒料時尤其如此。據(jù)信，這種情況之所以發(fā)生，是由于該含水混合物還在進行交聯(lián)，從而使粘度增加所致。在擠壓過程中，該玻璃狀多糖一般可以利用擠壓機中的機械剪切作用使加工的速度更快并允許加工溫度稍為降低。雖然擠壓加工有別的益處，但由于剪切作用對交聯(lián)多糖產(chǎn)生影響，隨著其粘度不斷增加，要增加剪切速度，從而進一步切斷基于聚合物間物理鍵合的分子結(jié)構(gòu)以及聚合物鏈本身，這一切都會使顆粒的完整性變差。在有交聯(lián)催化劑(如碳酸鈣)存在下，這個問題更加嚴重。
向不含交聯(lián)劑的混合物中加入氫氧化鈉或其它氫氧根離子源，有助于降低該含水混合物的粘度。然而，如向含有交聯(lián)劑的混合物中添加含氫氧根離子的試劑，就會引發(fā)交聯(lián)反應，這樣實際上會使該混合物的粘度增加。此外，苛性物的添加雖然減少了所使用的顆粒的破碎量，但也顯著減少這些顆粒的磨蝕性能力。
可以預期，這些由于對至少部分交聯(lián)的高粘度含水混合物進行擠壓而引起的問題，可以通過把交聯(lián)劑加入該混合物中而不使之活化的方法來減少到最低限度。用這種方法來使交聯(lián)反應推遲，最好將其推遲到這種玻璃狀多糖的加工過程在其他情況下會達到基本完成的時候。
較高的水分含量也有助于防止過高的粘度，特別是在將交聯(lián)玻璃狀多糖擠壓的情況下更是如此，淀粉基產(chǎn)品最好有大約25%的水分含量。
按照本發(fā)明的另一個方面，提供了一種包括如下步驟的工藝a)加熱一種由分散多糖分子和化學交聯(lián)劑所組成的均勻含水混合物，接著使該混合物緩冷退火，從而在正常的環(huán)境溫度下使該混合物形成一種玻璃狀固體;
b)使該化學交聯(lián)劑與至少一部分多糖分子反應，以便在該混合物形成玻璃狀固體之后在這些多糖分子之間產(chǎn)生分子間的化學交聯(lián)。
這一方法最好按如下步驟進行將所獲的固體研磨，將研磨產(chǎn)生的顆粒物與氣態(tài)氫氧根離子源接觸，進而由后者引發(fā)交聯(lián)反應。用這種方法，可使得從顆粒的表面直至氫氧根離子所能穿透的深度，都發(fā)生交聯(lián)反應。
按照本發(fā)明的另一個方面，提供了一種含有固體的、退火狀態(tài)的、化學交聯(lián)的玻璃狀多糖產(chǎn)品，這種產(chǎn)品最好是淀粉基的和基本上未結(jié)晶的(通常是透明或半透明的)、且在正常環(huán)境溫度和壓力條件下保持固體狀態(tài)。因此，提供的是一種含有最小有效量的化學交聯(lián)劑的玻璃狀多糖，例如，按淀粉干重計，這一有效量最多約為0.2%、而通常在0.01與0.2%之間、最好在0.033%至0.066%之間，這些交聯(lián)劑的例子有表氯醇、三聚磷酸鈉或三聚偏磷酸鈉。
以下的實例1、2和3，是對本發(fā)明的較佳淀粉基玻璃狀材料的說明。
實例1使用Werner&PfleidererC-37雙螺旋擠壓機，其螺旋直徑為37mm，加工筒長度約900mm，按照本實例制備了一種交聯(lián)的玻璃狀淀粉。該加工筒具有三個溫度控制區(qū)，它們分別為Z1，Z2和Z3。第一區(qū)是進料區(qū)，用于接受本實例中各種原料的干料和液料。第二區(qū)是混合區(qū)，用已知方式配置了兩對30度右旋攪拌板。第三區(qū)只包含輸送元件。使用一個低密度螺旋和一塊有2個4mm孔的口型板。當產(chǎn)品進入口型板時，其溫度保持在110℃以下，但口型板本身既不加熱也不冷卻。使用一把端面切刀，當擠出物從口型板出來時就被切刀切成約0.2～0.5cm長的小粒。
淀粉(由OgilvieMillsLimited以Whetstar-4商標銷售)、水、0.04%氫氧化鈉、0.04%三聚偏差磷酸鈉和0.04%碳酸鈣(全部以淀粉干重為基準計算)，分別通過干料口和液料口進入擠壓機，物料總通過量為8.6kg/小時，其中的水分含量為20%。螺旋速度保持在100轉(zhuǎn)/分，溫度靠通過對這三個區(qū)的加熱來控制，對各區(qū)控制的溫度如下Z1(150mm)10-15℃Z2(450mm)50℃Z3(300mm)80℃用下列擠壓條件來生產(chǎn)一種玻璃狀產(chǎn)品，所說條件為溫度103℃，口型板內(nèi)壓力為410磅/平方英寸。在幾分鐘時間內(nèi)就生產(chǎn)出一種不膨脹的、完全膠凝化的產(chǎn)品，它呈淺棕/黃色，在標準環(huán)境條件下放置一段時間即變成硬的和玻璃狀的。
實例2以下實例描述的工藝是采用批式間歇加工法來制備交聯(lián)的玻璃狀多糖。按如下步驟制備一種漿狀物把40%(重量)淀粉，連同0.04%表氯醇和0.04%氫氧化鈉(兩者都以淀粉干重為基準)一起分散于水中，然后煮至該淀粉完全膠凝化為止。把形成的凝膠倒入一個盤子中使之達到半英寸深，然后將其放在一個95℃的強制通風烘箱中干燥2小時。在頭半小時干燥之后，把產(chǎn)品從烘箱中取出，破碎成小塊，然后放回烘箱中以完成整個干燥階段。所形成的產(chǎn)品是不膨脹的，完全膠凝化的，呈淺棕黃色。
實例3重復實例2的工藝過程，用0.04%三聚磷酸鈉代替在上一實例中使用的表氯醇。所形成的產(chǎn)品也是不膨脹的、完全膠凝化的，呈淺棕黃色。
上述三個實例所獲產(chǎn)品除了都發(fā)生交聯(lián)以外，也都是固體的、退火狀態(tài)的、玻璃狀淀粉基的材料，它們通常是透明或半透明的，在正常環(huán)境溫度和壓力下呈固態(tài)，其中，在該材料內(nèi)所含的水分基本上封閉在淀粉分子基體的間隙之內(nèi)。
以下實例4至8中，介紹了不交聯(lián)的屬于此類玻璃狀淀粉基材料的實例。為方便起見，下文將按照下表來稱呼產(chǎn)品類型A型產(chǎn)品淀粉，水和氫氧化鈉B型產(chǎn)品淀粉和水C型產(chǎn)品淀粉，水，氫氧化鈉，碳酸鈣，和三聚偏磷酸鈉I型產(chǎn)品淀粉和水與硅膠摻合物實例4使用Werner&PfleidererC-37雙螺旋擠壓機，其螺旋直徑為37mm，加工筒長度約900mm，按照本實例制備了一種較好的B型玻璃狀淀粉。該加工筒具有三個溫度控制區(qū)，它們分別為Z1，Z2，和Z3。第一區(qū)是進料區(qū)，用于接受在本實例及隨后的雙螺旋擠壓機實例中使用的各種原料的干料和液料。第二區(qū)是混合區(qū)，用已知方法配置2對30度右旋攪拌板。第三區(qū)只包含輸送元件。使用一種低密度螺旋和一塊有2個4mm孔的口型板。當產(chǎn)品進入該口型板時，其溫度保持在110℃以下，但口型板本身既不加熱也不冷卻。使用一把端面切刀，當擠出物從口型板中出來時切被成近似0.2～0.5cm長度的小粒。
淀粉(由OgilvieMillsLimited制造，以Whetstar-4商標銷售)和水分別通過干料進口和液料進口加進擠壓機中，物料總通過量為8.6kg/小時，水分含量為22%。螺旋速度保持在100轉(zhuǎn)/分，借助于加熱各區(qū)將溫度控制如下Z1(150mm)10-15℃Z2(450mm)50℃Z3(300mm)80℃采用如下擠壓條件來制備一種玻璃狀產(chǎn)品，所用的溫度為103℃，口型板內(nèi)壓力為410磅/平方英寸。在幾分鐘內(nèi)就生產(chǎn)出一種非膨脹的、完全膠凝化的產(chǎn)品，該產(chǎn)品在正常環(huán)境條件下放置時就逐漸變硬和變成玻璃狀。
實例5以下實例解釋A型玻璃狀淀粉的生產(chǎn)過程，使用的擠壓機與上一個實例中所描述的相同。使用一種20%水分/淀粉混合物，其中包括0.04%氫氧化鈉(以淀粉干重為基準)。該混合物按照與上一實例中所設定的相同加工條件進行加工，結(jié)果形成了一種不膨脹的、完全膠凝化的、呈淺棕黃色的產(chǎn)品。
實例6以下是生產(chǎn)C型產(chǎn)品的實例。所用的擠壓機和加工步驟與前兩個實例相同。所用混合物與實例2相同，但另外還包括0.04%三聚偏磷酸鈉和0.04%碳酸鈣(兩者均以淀粉干重為準)。所得到的產(chǎn)品在外觀上類似于實例5中所述的A型產(chǎn)品。
實例7以下詳細介紹使用單螺旋擠壓機進行B型產(chǎn)品的生產(chǎn)，所用擠壓機的筒直徑為25.4mm，加工筒長625mm，分成三個等長的溫度控制區(qū)。這幾個區(qū)分別被加熱到50、100和100℃。該混合物含有23%水分(按總重量計)，以1.68kg/小時的速率擠壓，螺旋旋轉(zhuǎn)速度為50轉(zhuǎn)/分。所得產(chǎn)品在外觀上類似于實例4的產(chǎn)品。
實例8以下實例描述利用間歇加工法制作B型產(chǎn)品的方法。把40%(重量)淀粉分散于水中使之形成一種漿液，然后煮至該淀粉完全膠凝化為止。把所生成的凝膠倒入一個盤中使之達到半英寸深，然后將其置于95℃的強制通風烘箱中干燥2小時。在干燥半小時之后，把凝膠從烘箱中取出并將其破碎成小塊，然后放回烘箱中以完成該干燥階段。所生成的產(chǎn)品在外觀上類似于實例4的產(chǎn)品。
在應用與生產(chǎn)“半成品”(這是上述專利AU74083/87的目標產(chǎn)品)的方法有關的常規(guī)工業(yè)方法來生產(chǎn)所說玻璃狀產(chǎn)品時，只要把水分基本上封閉在玻璃狀淀粉材料內(nèi)部，就可使這些玻璃狀產(chǎn)品不發(fā)生膨脹。一般來說，玻璃狀淀粉產(chǎn)品在物理上區(qū)別于膨脹的和疏松的淀粉產(chǎn)品，因為玻璃狀產(chǎn)品內(nèi)部不具有顯著數(shù)量的氣孔。除不膨脹外，把水分基本上封閉于淀粉基體內(nèi)部的那些玻璃狀淀粉基材料耐膨脹。例如，本發(fā)明的產(chǎn)品，在用2450兆赫微波以720瓦功率照射5分鐘后，基本上不膨脹。水分被封閉起來這一特征使這樣的產(chǎn)品區(qū)別于以前技術(shù)上已知的那些玻璃狀淀粉基材料，包括US3706598和AU74083/87中公開的那些材料。按照該項澳大利亞專利，這樣的產(chǎn)品有三種基本用途，即快餐食品，早餐麥片，以及速食制品。這些以前已知的產(chǎn)品取決于如下事實它們的水分雖然留在玻璃狀淀粉基體中，但基本上沒有被封閉，當(例如)用微波照射時能揮發(fā)掉和釋放出來，從而產(chǎn)生一種疏松產(chǎn)品。該項美國專利涉及玻璃狀淀粉水解物的生產(chǎn)，該水解物的右旋當量在10和25之間，可用于脫水食品中作為膨松劑/濕潤劑或作為湯料或沙司的添加劑，在水中可易于分散。為了滿足這些可分散性/可溶性的要求，這些產(chǎn)品至少是部分地水解的，而且所采取的方式是包藏在基體中的水沒有被封閉，因此它的機械性能被削弱。在這兩種情況下，所希望的性質(zhì)同玻璃狀淀粉的生產(chǎn)有關，其中該產(chǎn)品的內(nèi)部組織沒有得到充分發(fā)育或者有斷裂，從而一方面使水能被迅速吸收，或者另一方面在加熱時使水能迅速釋放出來。
基本上封閉了水分的玻璃狀淀粉，最好是基于右旋當量小于10的淀粉。這些淀粉最好是基本上未水解的。
正如上述，本發(fā)明還提供了一種用以生產(chǎn)固體玻璃狀淀粉基材料的工藝方法，該方法包括如下步驟加熱分散的淀粉分子的均勻含水混合物，加熱的程度應足以使該混合物能在其冷卻時退火成這樣一種玻璃狀固體。使得在后續(xù)的由淀粉分子形成它們的基體時其中的水分基本上不會揮發(fā)掉，從而使得在該混合物中所含的水分基本上被封閉在淀粉分子基體內(nèi)部。
這種混合物可被加熱至40至150℃之間。凡是使用超過該混合物中水的沸點的溫度，該工藝過程就應當在壓力下進行，以防止該基體在從其開始形成后的任何時間發(fā)生損傷或破壞，直至該材料退火成玻璃狀固體的形式。一般來說，擠壓加工可通過加熱和機械做工來達到較高的產(chǎn)品溫度，這也加速了生產(chǎn)過程。此外，由擠壓工藝產(chǎn)生的產(chǎn)品一般比使用間歇加工生產(chǎn)的產(chǎn)品更均勻。
因此，按照本發(fā)明工藝方法的一個方面，提供了一種用于擠壓固體玻璃狀多糖的工藝方法，該方法包括下列步驟在擠壓機中加熱和剪切分散淀粉分子的均勻含水混合物，加熱的程度應足以使該合物在其冷卻時退火成這樣一種基本上是非結(jié)晶的玻璃狀固體，使得在后續(xù)的由淀粉分子形成它們的基體時水分基本上不會揮發(fā)掉，從而使得該混合物中所含的水分基本上被封閉在淀粉分子基體內(nèi)部。在這種實施方案中，該混合物一般只需加熱到80至110℃之間。擠壓機的使用允許使用獨立控制的加熱(和冷卻)區(qū)來進行受控加熱。例如，在一個實施方案中，這種加熱過程是在多個加熱區(qū)中進行的，如同在本文其它地方所描述的實例之一的情況下一樣，按照該實施方案，加熱在三個加熱區(qū)中進行，這三個區(qū)分別加熱到0～50，50～150，和50～150℃。產(chǎn)品的生產(chǎn)速率將影響從這些區(qū)傳至產(chǎn)品或由產(chǎn)品傳至這些區(qū)的熱交換量，而且還取決于所使用的擠壓機的大小。
對本發(fā)明的產(chǎn)品做過多的機械功，可能對該多糖基體把水分保持在基本上封閉狀態(tài)的能力產(chǎn)生有害影響。因此，在擠壓機加熱和剪切期間輸入該混合物的比機械能最好是在0.05至0.2kw/kg之間。
本發(fā)明的工藝方法的另一個區(qū)別特征還在于，在加熱和剪切之后，該混合物通過口型板上的孔擠出來，此時它膨脹至基本上不大于該口型板孔徑的兩倍。例如，實例4中所描述的口型板的孔是圓的，其直徑約為4mm。當將其用于本發(fā)明時，所說混合物通過口型板孔之后的直徑(6～8mm)基本上不大于該圓形口型板孔直徑的2倍。
本發(fā)明的玻璃狀多糖可用于磨粒用途。適合于用空氣流載帶的磨粒材料的粒度規(guī)格，在工業(yè)上已有定論。因此，磨粒材料是按照一定規(guī)格(如12/60粒度)訂貨的。這種規(guī)格意味著，這些顆粒將通過12號美國篩目，但將不通過60號美國篩目。一種不太昂貴的工業(yè)應用的等級規(guī)定為20/40粒度。這些規(guī)格所規(guī)定的最小粒度極限必須顧及如下事實一旦這些顆粒變得小于60號美國篩目，這種粒料就不能再用作磨料。以下實例解釋可用于本發(fā)明方法的粒料的生產(chǎn)。
實例9將以上實例中從非交聯(lián)的玻璃狀淀粉基材料制備的擠壓粒料研磨成磨粒料，繼而將其冷卻和固化至少24小時。然后，在一臺Raymond實驗室錘磨機中，以無篩操作加工這些已冷卻和固化的粒料。以約20磅/小時的速率把該粒料加進錘磨機中。讓這種材料通過12號美國篩目，第一次通過錘磨機時，約有總質(zhì)量30%的材料通過了篩。其余70%再第二次通過錘磨機，還有原始質(zhì)量35%的材料仍留在12號美國目篩上，然后把這部分材料再第三次通過錘磨機。經(jīng)過第三次錘磨之后，僅約有原始質(zhì)量1%的材料仍留在篩上，最后的粒度分布如下目數(shù)留在篩上的重量%121%2063%3018%4010%606%規(guī)格以下的2%實例10將一種與實例9中所使用的粒料相類似的擠壓粒料冷卻和固化至少24小時，繼而將其研磨成磨粒料。然后把這些已冷卻和固化的粒料放在Pallmann槳磨機中加工。把兩塊磨板保持不動，把磨板與槳板之間的間隙調(diào)到最大。把研磨速率調(diào)節(jié)到約200磅/小時，操作溫度約43℃。從槳磨機出來的產(chǎn)品，用一個14號美國目篩過篩，留在篩上的粒料再次通過槳磨機，直至最后粒度分布如下目數(shù)留在篩上的重量%120%3081.9%5016.4%規(guī)格以下的1.7%
實例11將實例1中所制備的擠壓粒度冷卻和固化至少24小時，繼而將其研磨成磨粒料。然后在Raymond實驗室錘磨機中以無篩操作加工這些已冷卻和固化的粒料。把粒料以約20磅/小時的速率加入該錘磨機。在第一輪錘磨之后僅約有原始質(zhì)量4%的材料仍留在篩上，總粒度分布如下目數(shù)留在篩上的重量%121%2051%3021%4013%6010%規(guī)格以下的4%照實例11那樣研磨一種交聯(lián)的玻璃狀淀粉基產(chǎn)品，將試驗結(jié)果同實例9和10的結(jié)果相比較，將有助于說明添加交聯(lián)劑的某些效應。
最大粒度規(guī)格可能同如下事實有關;工程塑料粒料的表觀硬度隨粒度增加而增加，而且，雖然這意味著這種顆粒有更大的磨蝕性，但這也增加了它對基質(zhì)引起的損傷。本發(fā)明的玻璃狀淀粉的粒度越大，這些顆粒就變得有更大的磨蝕性，但同工程塑料不一樣的是，玻璃狀淀粉粒料粒度的增加并不增加這種顆粒的表觀硬度，因而也不會導致對基質(zhì)損傷程度的任何增加。
較好的玻璃狀淀粉粒料的表觀硬度約為4.0莫爾(Moh)或更小，更好的是在2.5至3.5莫爾之間，最好的是在2.5至3.0莫爾之間。
顆粒完整性的測定方法是把12/60目的顆粒載入一股從位于離鋁基質(zhì)表面12至30英寸之間的一個噴嘴射出的氣流中、以9至35磅/平方英寸的噴嘴壓力噴出以使之與基質(zhì)接觸，并在此條件下測定在這些顆粒中其粒徑變得小于60目的顆粒所占的百分比。在本發(fā)明所用的顆粒中，較佳的是在經(jīng)過一次噴射后的破碎率為10%，最佳的是6%或更小。這同以PolyExtra商標銷售的工業(yè)用工程塑料的24%破碎率相比，是非常優(yōu)異的，而且也可與其它兩種市售工程塑料粒料的破碎率相比擬。
基于玻璃狀多糖的粒料和其它磨粒材料的摻合物，也屬于本發(fā)明的范圍。按照本發(fā)明的一個方面，這樣一種混合物包含硅膠和玻璃狀淀粉基粒料，當將它們組合起來使用時，其優(yōu)點是借助硅膠的能力把涂料層打開，以便讓玻璃狀淀粉基粒料更快地把涂料剝除而不會顯著增加對基質(zhì)所造成的損傷，這一點已通過實踐本發(fā)明的方法得到證明。
實例12以下是I型產(chǎn)品的實例，它是一種由B型磨粒為基料的摻合物，這種磨粒經(jīng)過與上述實例的擠壓和研磨基本上相同的方法處理，符合14/30美國目粒度。然后，將這種磨粒同具有12/20美國目粒度規(guī)格的硅膠混合，混合時淀粉粒與硅膠的重量比為9∶1。B型和I型磨粒的對比試驗表明，I型磨粒在實施本發(fā)明的方法時顯示出其磨蝕能力比B型產(chǎn)品的大4倍。
應予指出，在未觸及可用于本發(fā)明的粒料這一主題之前，即便淀粉行業(yè)在傳統(tǒng)上一直使用“淀粉?！?starchgrits)這一術(shù)語來描述一種非常特殊的淀粉產(chǎn)品，但該術(shù)語無論如何也不是指那些可以按任何方式作為磨粒使用的產(chǎn)品，不管是指一般意義上的磨粒，還是指在本發(fā)明意義上的磨粒皆是。這樣的“淀粉?！辈皇遣Ａ疃嗵?，其機械性能和物理性能也很差。為了進一步澄清起見，“淀粉?！边@一術(shù)語當用于淀粉行業(yè)時，涉及一種聚集的粉末狀材料，這種材料在水合時類似于原始淀粉產(chǎn)品，但干燥時不引起同常規(guī)淀粉有關的粉塵危險。US2929748涉及此類“淀粉?！钡纳a(chǎn)。這些產(chǎn)品本質(zhì)上是一般未膠凝化的淀粉顆粒的聚集物，它們由數(shù)量少得多的、起間隙膠體作用的、基本上膠凝化的淀粉粘合在一起。另一方面，可用于本發(fā)明的玻璃狀淀粉是基本上完全膠凝化的。雖然某些這樣的玻璃狀淀粉易溶于水，但它們不會形成、而且也不可能形成水合的淀粉顆粒水分散液，例如，象“淀粉?！彼蠒r按定義形成的那些分散液。
以上是可用于實施本發(fā)明方法的玻璃狀多糖粒料的實例。以下所述的是有關該方法使用的一系列實例。一般來說，適用于本發(fā)明方法的顆粒物可以利用已知設備加以使用，例如噴射輪噴砂機，這種噴砂機按一種機械原理使這些顆粒物加速，并把它們射向待處理的表面。噴射式噴砂機利用一個其圓周以超音速旋轉(zhuǎn)的輪子。其它類似設備包括離心式噴砂機，它按照類似的原理操作，但一般來說速度較低。在要使用該顆粒物作為磨料的情況下，可以把這種顆粒固定到一種基質(zhì)上，將兩者一起使用，其方式非常象普通的砂紙或磨紙或砂布。
然而，最好是，將這種多糖粒料載入一股空氣流中，并以約45～90度的夾角度噴射到該基質(zhì)表面。一般來說，這個角度約為70～90度，最好是約75度?？諝饬髯詈檬菑亩ㄎ挥陔x該基質(zhì)24和30英寸之間的一個噴嘴射出，噴嘴壓力約為40～約65磅/平方英寸，噴射速率為每分鐘在約0.03～3平方英尺的基質(zhì)表面積上噴射約1～2.5磅粒料。
實例13本實例涉及使用Pauli&GriffinPRAM31直接增壓塑料介質(zhì)噴射機來清除鋁鍍層表面上油漆的方法。
增壓噴射機的壓力箱裝入12/20規(guī)格B型玻璃狀淀粉基磨粒產(chǎn)品。使用一根3/4英寸直徑軟管和一個3/8英寸直徑噴嘴，把磨粒流量調(diào)節(jié)到1磅磨粒/分，噴嘴壓力為20磅/平方英寸。噴嘴保持在離試驗板30英寸的距離上，同該試驗板構(gòu)成約70度的夾角。該試驗板是2024t3鋁板，符合QQ-A-250-05F-T3規(guī)格，鋁鍍層厚度為0.050英寸。這種鋁板涂上一層環(huán)氧樹脂底漆和一層聚亞胺酯面漆(由DeSoto制造)。這種漆已先在室溫固化10天，再在45℃固化3天。
以噴射處理的速率約2～3平方英尺/分的射流來除掉面漆，但需要進行附加的噴射才能清除底漆。清除了底漆后，該試驗板失去了其原來的鏡面光潔度，但該裸露的金屬長時間曝露于射流中的結(jié)果表明這種噴射沒有造成可見的損傷。每次噴射后磨粒的破碎率約為6%。
實例14向一個專為使用工程塑料磨粒而設計的吸入式噴射機的磨粒容器中裝入12/20規(guī)格B型玻璃狀淀粉基磨粒產(chǎn)品。使用1根1英寸直徑軟管和1個1/2英寸噴嘴，調(diào)節(jié)用于控制磨粒進料速度的銳孔以獲得一股噴嘴壓力為60磅/平方英寸的連續(xù)非脈沖式氣流。噴嘴和基質(zhì)之間的距離保持在4至6英寸之間，其夾角度在70至80度之間。所用試樣基本上與上面實例13中所述的相同。這種噴射的結(jié)果與上面實例13所記載的一樣。
實例15往斑點式噴砂機的磨粒容器中裝入12/20規(guī)格B型玻璃狀淀粉基磨粒產(chǎn)品。使用一根1/4英寸直徑軟管和一個1/4英寸直徑噴嘴，調(diào)節(jié)銳孔的大小，以使入口處的噴射壓力達到65磅/平方英寸。噴嘴和基質(zhì)之間的距離保持為3英寸，夾角為90度。試樣按照與前面的實例一樣的方式制備。
當以每分鐘噴射處理約5平方英寸基質(zhì)表面的速率進行噴射時，試驗板上的面漆和底漆均被清除掉。清除的金屬表面基本上同上兩個實例中描述的一樣，即使在該裸露金屬長時間曝露于斑點式噴砂機射流的連續(xù)作用之后亦如此。
實例16以下實例解釋從鋁鍍層基質(zhì)上清除耐腐蝕漆的試驗。
使用與實例13中相同的一種噴砂機，再次用12/20規(guī)格B型玻璃狀淀粉基磨粒產(chǎn)品裝入壓力箱備用。把磨粒流量調(diào)節(jié)到2.5磅/分，噴嘴壓力為40磅/平方英寸。噴嘴保持在離試驗板表面約24英寸的距離上，與試驗板表面構(gòu)成約70度的夾角。
試驗板是2024t3鋁板，符合QQ-A-250-05F-T3規(guī)格，鋁板上的鋁鍍層厚度為0.050英寸。這種鋁板上美國油漆公司制造的環(huán)氧樹脂底漆和環(huán)氧樹脂面漆。然后，按照實例13中所描述的同一種方法使該試驗板的漆層固化。
以2～3平方英尺/分的處理速率進行噴射，借此使面漆脫除，但在試驗板表面上還殘存底漆的綠色痕跡。繼續(xù)噴射又清除掉殘余底漆，而且，盡管該鋁基質(zhì)的原來鏡面已受破壞，但連續(xù)噴射沒有對該金屬表面產(chǎn)生可由肉眼觀察到的有害影響。
實例17以下是本方法應用于從玻璃鋼基質(zhì)上清除油漆的實例。
象以前那樣準備好如實例13中所描述的噴砂機，使用12/20規(guī)格B型玻璃狀淀粉基磨粒產(chǎn)品，在噴嘴壓力約20磅/平方英寸的條件下，把磨粒的流量調(diào)節(jié)到約1磅/分。噴嘴保持在離試驗板18英寸的距離上，與該試驗板構(gòu)成約45度的夾角。
試驗板是玻璃鋼基質(zhì)，按實例15中所描述的方式涂漆和固化。
當以約1/2平方英尺/分的處理速率進行噴射時，油漆全部被從該玻璃鋼基質(zhì)上清除掉，然而該基質(zhì)卻沒有被這種射流磨蝕。但是，如把該基質(zhì)再繼續(xù)曝露于這種噴射下時，該玻璃鋼表面就會被磨蝕并使埋置于其中的纖維裸露出來。
實例18以下實例記錄了用兩種不同的磨粒尺寸規(guī)格來實施本發(fā)明的方法時所獲的結(jié)果。
準備好與實例13中所述相同的噴砂機，進行兩輪獨立的試驗，以便把12/20規(guī)格玻璃狀淀粉基磨粒產(chǎn)品的性能與12/60規(guī)格玻璃狀淀粉基磨粒產(chǎn)品的性能進行比較。
這兩種產(chǎn)品的粒度分布列于下表中
留在篩上的重量%目數(shù)12/20規(guī)格12/60規(guī)格1%1%1298%62%201%19%300%12%400%4%600%2%規(guī)格以下的12/60規(guī)格產(chǎn)品的平均(或有效)粒度小于12/20規(guī)格產(chǎn)品的平均粒度。當進行各自的噴砂試驗時，使用12/60規(guī)格產(chǎn)品所能達到的油漆脫除速率只有12/20規(guī)格產(chǎn)品所能達到的速率的一半，這兩者是在相同操作條件下進行比較的。
權(quán)利要求
1.一種包含用顆粒物處理表面的步驟的方法，其特征在于，所說的顆粒物為玻璃狀多糖顆粒物。
2.一種包含用磨粒磨蝕表面的步驟的方法，其特征在于，所說的磨粒包含玻璃狀多糖磨粒。
3.按照權(quán)利要求2的方法，其中所說玻璃狀多糖磨粒被載帶于一般噴射到待磨蝕表面上的流體中。
4.按照權(quán)利要求3的方法，其中所說表面包含一個涂層和一個處于該涂層底下的基質(zhì)，所說涂層的硬度小于所說基質(zhì)的硬度，該方法是依靠玻璃狀多糖磨粒的磨蝕作用來磨蝕掉基質(zhì)表面上的涂層。
5.按照權(quán)利要求4的方法，其中所說玻璃狀多糖磨粒的表觀硬度介于所說涂層的硬度和所說基質(zhì)的硬度之間。
6.按照權(quán)利要求5的方法，其中所說玻璃狀多糖磨粒被載帶于一股空氣流中。
7.按照權(quán)利要求6的方法，其中所說空氣流以和基質(zhì)平面構(gòu)成45～90度的夾角射向該基質(zhì)表面。
8.按照權(quán)利要求7的方法，其中所說氣流按與所說基質(zhì)構(gòu)成約70～90度的夾角射向該基質(zhì)。
9.按照權(quán)利要求8的方法，其中所說氣流按與所說基質(zhì)構(gòu)成的75度的夾角射向該基質(zhì)。
10.按照權(quán)利要求7的方法，其中所說空氣流從設置于離所說基質(zhì)表面4至48英寸之間的噴嘴、以約9至約65磅/平方英寸的噴嘴壓力射出。
11.按照權(quán)利要求10的方法，其中所說噴嘴設置于離該基質(zhì)24至30英寸之間，噴嘴壓力為約40至約65磅/平方英寸。
12.按照權(quán)利要求10的方法，其中所說磨料以每分鐘約1至2.5磅的速率噴射到所說基質(zhì)上，對基質(zhì)表面的處理速率約為每分鐘0.03至3平方英尺基質(zhì)表面。
13.按照權(quán)利要求2的方法，其中所說磨粒包含一種右旋當量小于10的玻璃狀淀粉。
14.按照權(quán)利要求13的方法，其中所說淀粉是基本上未水解的。
15.按照權(quán)利要求14的方法，其中所說磨粒中所包含的水分基本上被封閉在淀粉分子基體的間隙內(nèi)部。
16.按照權(quán)利要求15的方法，其中所說磨粒是基本上非結(jié)晶的，且該基體一般是無定形的。
17.按照權(quán)利要求16的方法，其中所說淀粉是小麥淀粉。
18.按照權(quán)利要求17的方法，其中所說磨粒粒度范圍一般在約12至60號美國篩目之間。
19.按照權(quán)利要求18的方法，其中所說磨粒粒度范圍一般在約12至40號美國篩目之間。
20.按照權(quán)利要求19的方法，其中所說磨粒粒度范圍一般在約12至20號美國篩目之間。
21.按照權(quán)利要求18的方法，其中所說磨粒的表觀硬度約為4.0莫爾(moh)或更小。
22.按照權(quán)利要求21的方法，其中所說磨粒的表觀硬度在2.5至3.5莫爾之間。
23.按照權(quán)利要求22的方法，其中所說磨粒的表觀硬度在2.5至3.0莫爾之間。
24.按照權(quán)利要求17的方法，其中所說水分含量在約10%至70%之間。
25.按照權(quán)利要求24的方法，其中所說水分含量小于40%。
26.按照權(quán)利要求25的方法，其中所說水分含量范圍約為20～25%。
27.按照權(quán)利要求26的方法，其中所說水分含量約為20%。
28.按照權(quán)利要求17的方法，其中所說磨粒的水分含量約為25%，且該磨粒另外還包含一種最小有效量的化學交聯(lián)劑。
29.按照權(quán)利要求28的方法，其中所說磨粒包括至多約為0.2%的交聯(lián)劑(按淀粉干重計)。
30.按照權(quán)利要求29的方法，其中所說磨粒含有0.01%至0.2%之間的所述交聯(lián)劑(按淀粉干重計)。
31.按照權(quán)利要求30的方法，其中所說磨粒含有0.03%至0.06%之間的所述交聯(lián)劑(按淀粉干重計)。
32.按照權(quán)利要求31的方法，其中所述交聯(lián)劑選自表氯醇、三聚磷酸鈉和三聚偏磷酸鈉這幾種化合物。
33.按照權(quán)利要求15的方法，其中所說磨粒完整性的定義是指每次噴射后在所用顆粒中其粒徑變得小于60目的顆粒所占的百分數(shù)，當使用一股從位于離鋁基質(zhì)表面3至30英寸之間的噴嘴處以約9至65磅/平方英寸的噴嘴壓力射出的、和該表面構(gòu)成約70度夾角的氣流進行測定時，所測得的磨粒完整性的數(shù)值為每次噴射約6%或更小。
34.一種從飛機外表面上脫除油漆的方法，包括下列步驟把玻璃狀多糖磨粒載帶于一股空氣流中;把該氣流射到飛機的外表面上，所述表面包含一個涂層和一個在該涂層下面的基質(zhì)，依靠該玻璃狀多糖磨粒的磨蝕作用將所說涂層從基質(zhì)上面磨蝕除去，其中所說涂層的硬度小于所說基質(zhì)的硬度，而所說玻璃狀多糖磨粒的表觀硬度介于該涂層的硬度和該基質(zhì)的硬度之間。
35.按照權(quán)利要求34的方法，其中所說磨粒是一種玻璃狀淀粉基磨粒。
36.按照權(quán)利要求35的方法，其中所說基質(zhì)包含一層鋁板。
37.按照權(quán)利要求36的方法，其中所說基質(zhì)還包括在所述鋁板表面上的一個鋁鍍層。
38.按照權(quán)利要求37的方法，其中所說涂層包含一層底漆和一層面漆。
39.按照權(quán)利要求38的方法，其中所說面漆是一種聚亞胺酯基漆。
40.按照權(quán)利要求38的方法，其中所說面漆是一種環(huán)氧樹脂基漆。
41.按照權(quán)利要求38的方法，其中所說底漆是一種環(huán)氧樹脂基底漆。
42.按照權(quán)利要求37的方法，其中所說鋁鍍層的厚度為0.05英寸。
43.一種用于刷凈盛放過多氯聯(lián)苯酚的容器的方法，包括下列步驟把玻璃狀多糖磨粒載帶于一股空氣流中;把該氣流射到所述容器的內(nèi)表面上;用氣流磨蝕該內(nèi)表面以便從所述表面上清除殘留的多氯聯(lián)苯酚;收集廢玻璃狀多糖磨粒以進行處置。
44.按照權(quán)利要求43的方法，其中所說磨粒是一種玻璃狀小麥淀粉基磨粒。
45.按照權(quán)利要求2的方法，其中所說玻璃狀多糖磨粒與另一種磨粒材料組合使用。
46.按照權(quán)利要求45的方法，其中所說玻璃狀多糖磨粒與硅膠磨粒組合使用。
47.按照權(quán)利要求46的方法，其中所說玻璃狀多糖和所說硅膠磨粒按9∶1份(重量)的比例混合。
48.一種用于生產(chǎn)化學交聯(lián)的玻璃狀多糖的工藝方法，包括下列步驟a)加熱分散的多糖分子和化學交聯(lián)劑的均勻含水混合物，以便使該混合物緩冷退火，從而在正常環(huán)境溫度下使該混合物形成一種玻璃狀固體;b)使該化學交聯(lián)劑與至少一部分多糖分子反應，以使得在多糖分子之間產(chǎn)生分子間化學交聯(lián)。
49.按照權(quán)利要求48的工藝方法，其中步驟b)是只在該混合物已形成該玻璃狀固體之后才進行。
50.按照權(quán)利要求49的工藝方法，其中所說玻璃狀固體被研磨形成顆粒物，然后用足夠的氫氧根離子源處理這些顆粒物，使所說交聯(lián)劑與至少一部分多糖分子反應。
51.按照權(quán)利要求48的工藝方法，其中所說磨粒包括按淀粉干重計至多約為0.2%的所述交聯(lián)劑。
52.按照權(quán)利要求51的方法，其中所說磨粒包含有按淀粉干重計為0.01%至0.2%之間的所述交聯(lián)劑。
53.按照權(quán)利要求52的工藝方法，其中所說磨粒含有按淀粉干重計為0.03%至0.06%之間的所述交聯(lián)劑。
54.按照權(quán)利要求53的工藝方法，其中所說交聯(lián)劑選自表氯醇、三聚磷酸鈉和三聚偏磷酸鈉這幾種化合物。
55.按照權(quán)利要求48的工藝方法，其中所說磨粒包含一種右旋當量小于10的玻璃狀淀粉。
56.按照權(quán)利要求55的工藝方法，其中所說淀粉是基本上未水解的。
57.按照權(quán)利要求56的工藝方法，其中在所說磨粒中所含的水分基本上被封閉在淀粉分子基體的間隙內(nèi)部。
58.按照權(quán)利要求57的工藝方法，其中所說磨粒是基本上未結(jié)晶的，且該基體一般是無定形的。
59.按照權(quán)利要求58的工藝方法，其中所說淀粉是小麥淀粉。
60.按照權(quán)利要求59的工藝方法，其中所說磨粒的粒度范圍一般在約12至60號美國篩目之間。
61.按照權(quán)利要求60的工藝方法，其中所說磨粒的粒度范圍一般在約12至40號美國篩目之間。
62.按照權(quán)利要求61的工藝方法，其中所說磨粒的粒度范圍一般在約12至20號美國篩目之間。
63.按照權(quán)利要求60的工藝方法，其中所說磨粒的表觀硬度是約4.0莫爾或更小。
64.按照權(quán)利要求63的工藝方法，其中所說磨粒的表觀硬度是在2.5至3.5莫爾之間。
65.按照權(quán)利要求64的工藝方法，其中所說磨粒的表觀硬度是在2.5至3.0莫爾之間。
66.按照權(quán)利要求59的工藝方法，其中所說水分含量是在約10%至70%之間。
67.按照權(quán)利要求66的工藝方法，其中所說水分含量小于40%。
68.按照權(quán)利要求67的工藝方法，其中所說水分含量范圍為約20～25%。
69.按照權(quán)利要求68的工藝方法，其中所說水分含量是約20%。
70.一種包含化學交聯(lián)的玻璃狀多糖產(chǎn)品。
71.按照權(quán)利要求70的產(chǎn)品，其中所說磨粒包含一種右旋當量小于10的玻璃狀淀粉。
72.按照權(quán)利要求71的產(chǎn)品，其中所說淀粉是基本上未水解的。
73.按照權(quán)利要求72的產(chǎn)品，其中所說淀粉是小麥淀粉。
74.按照權(quán)利要求70的產(chǎn)品，其中所說產(chǎn)品被研磨，以產(chǎn)生一種粒度范圍一般在約20至60號美國篩目之間的磨粒。
75.按照權(quán)利要求74的產(chǎn)品，其中所說磨粒的粒度范圍一般在約12至40號美國篩目之間。
76.按照權(quán)利要求75的產(chǎn)品，其中所說磨粒的粒度范圍一般在約12至20號美國篩目之間。
77.按照權(quán)利要求74的產(chǎn)品，其中所說磨粒的表觀硬度是約4.0莫爾或更小。
78.按照權(quán)利要求77的產(chǎn)品，其中所說磨粒的表觀硬度在2.5至3.5莫爾之間。
79.按照權(quán)利要求78的產(chǎn)品，其中所說磨粒的表觀硬度在2.5至3.0莫爾之間。
80.按照權(quán)利要求70的產(chǎn)品，其中所說水分含量在約10%至70%之間。
81.按照權(quán)利要求80的產(chǎn)品，其中所說水分含量小于40%。
82.按照權(quán)利要求81的產(chǎn)品，其中所說水分含量約為20%至25%。
83.按照權(quán)利要求82的產(chǎn)品，其中所說水分含量約為25%。
84.按照權(quán)利要求70的產(chǎn)品，其中還包含有另一種磨粒材料。
85.按照權(quán)利要求84的產(chǎn)品，其中包含有硅膠磨粒。
86.按照權(quán)利要求85的產(chǎn)品，其中所說玻璃狀多糖和所說硅膠磨粒以9∶1份(重量)的比例混合。
87.一種包含玻璃狀多糖材料的產(chǎn)品，其中在該材料中所含的水分基本上被封閉在多糖分子基體的間隙內(nèi)部。
88.一種用于生產(chǎn)一種將水分基本上封閉于其中的玻璃狀多糖的工藝方法，包括下列步驟把分散的多糖分子的均勻含水混合物加熱到能以冷卻法使該混合物緩冷退火成一種基本上不結(jié)晶的玻璃狀固體，且在多糖分子基體形成的過程中其中所含的水分基本上沒有揮發(fā)掉，從而使該混合物中所包含的水分基本上被封閉在該多糖分子基體內(nèi)部。
89.一種以玻璃狀多糖磨粒和另一種磨粒粒料的混合物為基料的磨粒產(chǎn)品。
90.按照權(quán)利要求89的產(chǎn)品，其中所述混合物包含硅膠和玻璃狀淀粉基磨粒。
91.按照權(quán)利要求90的產(chǎn)品，其中所說玻璃狀多糖和所說硅膠磨粒以9∶1份(重量)的比例混合。
全文摘要
本發(fā)明涉及利用玻璃狀多糖磨粒處理表面、具體說是磨蝕表面的方法。本發(fā)明也涉及新型玻璃狀多糖產(chǎn)品，尤其是新型玻璃狀淀粉，本發(fā)明還涉及上述產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝。此外，還公開了交聯(lián)多糖材料和具有基本上封閉水分的玻璃狀淀粉。也公開了這些各異的多糖磨粒同其它磨粒材料的組合物。
文檔編號C09K3/14GK1046915SQ9010259
公開日1990年11月14日 申請日期1990年5月2日 優(yōu)先權(quán)日1989年5月2日
發(fā)明者克里斯托弗·C·萊恩, 魯賓·P·蘭茨, 科斯塔·阿塔納·蘇里阿斯 申請人:奧格爾維碾磨有限公司