CN102015841A - 高强度环保波状制品 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种波状压模制品，包括大豆基树脂和植物基薄片，其中，所述制品采用以下步骤制备：用大豆基树脂浸润所述薄片；预塑薄片，移除水分以形成预塑制品，其中，所述预塑制品的至少有一个区域被至少一个额外的浸润大豆基树脂层增强；压制波状预塑制品形成一波状模塑制品，其中，所述波状模塑制品具有大于20MPa的抗弯强度。

Description

高强度环保波状制品
相关申请
本申请要求申请号为61/014,209、申请日为2007年12月17日的美国临时专利申请的优先权，通过引用合并在本申请中。
技术领域
本发明涉及可生物降解且不含甲醛的波状制品，具体涉及一种具有大豆基树脂体系的波状制品。
背景技术
脲醛树脂(UF)被广泛用作粘合剂，用在定向拼合板和刨花板上。这些甲醛基树脂是无色的，价格低廉，能够快速固化形成一刚性的聚合物。虽然UF树脂有效，但刨花板和定向拼合板常常是出名的质量差。包括质量在内，担心的是这些复合材料暴露在水或热和潮湿条件下的降解速率。
另一个UF树脂粘合木制品的不足之处在于，它们慢慢地将甲醛释放到周围的环境内。甲醛是一已知致癌物质，是挥发性有机化合物(VOCs)中的一种。由于甲醛从木制品中排放相关的环境、健康、监管问题，有持续的需要选择无甲醛粘合剂。在一个或多个州内，最近的立法已经禁止或严重限制在家具和建筑材料上使用甲醛。
一系列无甲醛成分组合物已经被开发用作粘合剂用于制造木制品。美国专利No.4,395,504公开了由环脲和乙二醛反应制备的无甲醛粘合系统的使用，用于制造刨花板。然而，该系统固化相当慢，且需要酸性环境下(低pH)固化。
美国专利No.5,059,488表明当用于与环脲反应时，戊二醛比乙二醛具有优势。专利公开了戊二醛-乙烯脲树脂在木板制造上的使用。结果表明：该树脂比乙二醛-乙烯脲树脂固化快，且可以在一个较高的pH值条件下固化。然而，戊二醛基的数脂在经济上不可行。
美国专利No.4,692,478描述了无甲醛粘结剂，用于由碳水化合物原材料制备的刨花板和胶合板，如乳清蛋白、低蛋白乳清、淀粉和糖。过程包括碳水化合物被无机酸水解，然后由氨中和树脂。尽管原材料是廉价的、可再生的，但是反应必须在0.5左右实施。pH使处理过程困难，危险，且成本高。
美国专利No6,822,042还披露了碳水化合物材料(玉米糖浆)在制备价廉的木材粘合剂上的应用。这种粘合剂的优点包括强烈的粘合力、低成本、以及可再生原材料。然而，这种粘合剂需要使用异氰酸酯作为交联剂来合成。异氰酸酯是有毒的，用于替代甲醛是不受欢迎的。
美国专利No.6,599,455描述了一种无甲醛粘结剂用于生产刨花板，刨花板包含可固化的热塑性共聚物和交联剂，交联剂选自环氧基树脂、异氰酸酯、N-羟甲基和碳酸乙烯酯化合物。当固化后，该组合物提供很好的强度和耐水性。由于材料成本高，环氧基树脂经济上不可行。
美国专利No.6,348,530描述了无甲醛粘结剂用作生产成型木制品，包含羟基烷基化聚胺和多羧酸的混合物。粘合剂的制备需要艰难的步骤得到产品，导致经济上不可行的。
一种已有的甲醛产品替代产品为
Figure BPA00001184279900021
专有制造系统
Figure BPA00001184279900022
用于硬木、胶合板和刨花板。但是，已被证实
Figure BPA00001184279900023
包括其它有毒的化学物质，如环氧氯丙烷。虽然
Figure BPA00001184279900024
是对现有技术的改善，但它最终并不能从它的配方中消除所有危险的或存在潜在危险的化合物。见http://www.columbiaforestproducts.com/products/prodpb.aspx。美国专利No7,252,735和美国专利No7,345,136(中心地带资源技术)也被认为是与H2H专利产品，
Figure BPA00001184279900025
相关。被认为是在树脂形式中包括大豆蛋白，但是并不排除使用致癌粘合剂，与大豆蛋白结合。
因此，在大量尝试解决尿素甲醛粘合剂的问题后，需要建立一个真正的无毒的高强度树脂或复合体系，不含任何甲醛成分或其他的致癌物质，是地球友好和非常强劲的。
木材、植物或其它木质纤维素材料的另一个不足之处在于，它们在商业上可接受用于制作面板，但是它们不能有效用于塑形波状制品。
Flexform技术有限公司(www.flexformtech.com)生产无纺布天然纤维如麻，或亚麻，与聚丙烯一起生产粘合剂。正在出售的垫子是以未压缩状态出售的。它也被压制形成汽车门板，中、高密度板。然而，尽管垫子是有效的，但是它们不是可生物降解的。因此，仍需要易形成波状制品的可完全生物降解的复合材料。
现有技术就是要找到一个甲醛树脂的有效替代物。然而，需要的是提供一木板，在强度上超过现有技术的刨花板。如果这种材料是可生物降解，实质上，如果不是全部来自可再生能源，是环境友好的，将会是更有利的。如果材料适合用于塑形制品，可压成波形，且塑形完成时既刚又强，那将是有利的。希望这种可固化的组合物含有高含量不挥发物、且同时是稳定的、可快速固化的，在固化期间和固化后不挥发任何有毒的气味。期望产品被堆放在填埋场时对环境是无害的。本发明公开了一个或多个这些和其他的需要。
发明内容
本发明包括一波状压模制品。波状压模制品包括大豆基树脂和植物基薄片。制品的制备过程包括将薄片用大豆基树脂浸润的步骤。制备过程还包括预塑薄片，移除水分以形成预塑制品的步骤。预塑制品的至少有一个区域被至少一个额外的浸润大豆基树脂层增强以给予更大的强度和刚度。接着预塑制品被压制成一波状模塑制品，其中，波状模塑制品具有大于20Mpa的抗弯强度，相对于制品的其他部分，所述制品的区域具有较大的强度和硬度。
在一实例中，制造波状制品的过程包括用大豆基树脂浸润植物基薄片的步骤，浸润薄片被预塑，移去水分，形成一预塑制品。波状预塑制品的区域被至少一个额外的层所增强。制造过程还包括将预塑制品压制成波状模塑制品的步骤、波状模塑制品具有三维的外形，其中，预塑制品具有大于20Mpa的抗弯强度，所述区域具有较大的强度和/或硬度。
在一实例中，区域在波状制品内限定一弯曲。在另一实例中，区域在波状制品内限定了一期望的较大弯曲磨损的区域。
本发明的一额外的优势在于，在一实例中，制品分解时不危害环境。
在另一实例中，制备过程进一步包括将模塑制品切成所需形状的步骤。典型地，制备过程还包括加工模塑制品的边缘的步骤。
仍在另一实例中，制备过程还包括使用分解时不会危害环境的防水剂涂覆所述制品的步骤。
仍在另一实例中，涂覆步骤得到所需的颜色和外观的涂层。
仍在另一实例中，预塑步骤还包括在一波状预模中预塑形成一预塑制品，其中，波状预模是模塑制品的常规外形。
仍在另一实例中，树脂还包括含羧基多糖共聚物。在另一实例中，树脂实质上不含淀粉。
在一实例中，制品是交通工具如汽车、火车、轮船或飞机的门板、仪表板、壁板、天花板。在另一实例中，制品是椅子、沙发、桌子、架子或橱柜。在一优选例中，制品是门板，所述区域临近门把手。在另一优选例中，制品是椅子或沙发，所述区域是连接座椅和背部的点。
仍在另一实例中，制备过程包括使用分解时不会危害环境的防水剂涂覆所述制品的额外的步骤。
在一实例中，预塑步骤进一步包括在一预模内预塑形成预塑薄片，其中，预模是模塑制品的常规外形。
在另一实例中，制品的表面积大于约3ft2，优选的约4ft2，更优选的约5ft2，更加优选的6ft2。
在另一实例中，制品由两个或多个均匀厚度的薄片压制成，薄片分别浸染均匀厚度的涂层，其中，树脂和薄片的重量比最小为1∶1。
附图说明
图1为本发明的一实施例的一塑形凹被椅的透视图。
图2为塑形前模具和浸润纤维薄片的透视图。
图3为本发明的一实施例的具有波形桌面的桌子的侧面视图。
图4为图3的桌子的底部视图。
图5为沿图4中5-5线的桌子的剖面图。
图6为形成图3的桌面的一个模具。
图7为本发明的一实施例的具有一个核的滑雪板的所有层的分解视图。
具体实施方式
定义
术语“生物可降解的”用在此处是指随时间推移被大自然(例如堆肥)中的水、微生物和/或酶降解，且不危害环境。严格认为可生物降解的是指材料在ASTMD790限定的堆肥条件下180天内降解至少60％。
术语“可生物降解树脂”和“可生物降解复合材料”用于此是指树脂和复合材料是可持续的，在它们使用寿命的最后时期可以被处理掉或被堆肥，不伤害环境，且实际上有助于环境。
术语“波状”用于此是指一种形状，不是严格的平面形状。
术语“在最大载荷的应力”是指在拉伸测试时，由应力-应变曲线测试得到的加载到断裂前的应力。
术语“断裂应力”是指在拉伸试验时，由应力-应变曲线测定的断裂时的应力。
术语“断裂应变”是指在拉伸试验时，由应力-应变曲线测定的断裂时的应变(位移)。
术语“模量”意味着刚度，在拉伸试验时，由应力-应变曲线的初始斜率测定。
术语“韧性”是指应力应变曲线下的面积测定的用于断裂材料的能量。
术语“拉伸试验”是指使用Instron或类似的测试装置根据ASTM No.882的步骤对树脂层实施的以及根据D3039对复合材料实施的测试。测试在材料置于21℃、65％相对湿度条件下3天后被实施。
术语“增强剂”用于此描述了一种材料，包含在本发明的可生物降解的聚合复合物中，导致了由复合物固化形成的固体制品的“在最大载荷的应力”“断裂应力”“断裂应变”“模量”和“韧性”的提高，与缺乏增强剂的相似成分得到的固化制品的相应特征相比。
术语“固化”用于此描述本发明的组合物承受温度条件和有效形成一具有水分含量，优选的小于约0.5wt％的固体制品。
短语“没有甲醛的”或“无甲醛的”是指使用的材料不含甲醛或化合物在加工过程或在产品的有效生命中不会释放甲醛。
纤维垫子或薄片
根据本发明，大豆浸润的纤维垫子层是由可生物降解的纤维垫子或薄片和包括大豆蛋白的可生物降解的高分子树脂制成。优选的，垫子和薄片是生物可降解的，由可再生的自然资源制成。
在一个实施例中，垫子或薄片是可纺的或无纺的织物，由可生物降解的材料制成，材料具有纤维，利于制备织物、绳索或线。在一实施例中，可生物降解的纤维是由棉、蚕丝、蜘蛛丝、麻、苎麻、洋麻、粗麻布、亚麻、剑麻、高粱、木棉、香蕉、菠萝棉、头发或皮、黄麻、聚乳酸、粘胶人造丝、莱赛尔、或混合物制成。
在一个实施例中，优选的，纤维织物是麻、苎麻、高粱、洋麻、粗麻布、黄麻、亚麻、剑麻、木棉、香蕉或凤梨纤维。
在一个实施例中，纤维是纱线、织物的、无纺的、针织的或编织的。优选的，垫子具有均匀的厚度和吸水能力利于大豆基树脂的渗入。在一个实施例中，垫子是无纺的，其单位面积质量最小约为100g/m2，约200g/m2或约300g/m2和/或最大为500g/m2，约为600g/m2或约为800g/m2。
在一个优选实施例中，垫子是无纺的，是由天然纤维(如洋麻纤维)制成，与粘结纤维共混，在温度和压力条件下与天然纤维粘结。粘结纤维的一实例是聚乳酸。聚乳酸纤维与天然纤维混合。混合后的纤维被热挤压。聚乳酸在热压阶段容易融化与洋麻纤维粘结在一起。能够粘结天然纤维形成一种可使用的垫子的可降解的纤维包括羊毛、粘胶人造丝、莱赛尔纤维、聚乳酸和它们的混合物。
在一个实施例中，无纺布垫包括，在浸润之前，粘结纤维，其量最小约1wt.％，约2wt.％，约5wt.％，约7wt.％，和/或最高约20wt.％，约17wt.％，约15wt.％，约12wt.％或约10wt.％。选择性地，无纺布垫包括，在浸润之前，天然纤维最小量约80wt.％，约82wt.％，约85wt.％，约87wt.％或约90wt.％。
树脂
在一个实施例中，树脂包括大豆蛋白和可溶性增强剂(如，在pH值约7.0或更高时在水中大体可溶)。在一个实施例中，可溶性增强剂是一种多糖。优选的，多糖是含羧基多糖。在一个优选的实施例中，可溶性增强剂选自洋菜粉，琼脂，结冷胶和它们的混合物。
大豆蛋白是本发明的树脂的基础。大豆蛋白可以从大豆蛋白粉、大豆蛋白浓缩物和大豆分离蛋白中得到。每一种来源已增加大豆蛋白的浓度。优选的，权衡成本和大豆蛋白的浓度，使用大豆蛋白浓缩物。
加入到纤维垫、纤维织物、或纱线中的大豆蛋白的量导致复合板具有基于成品板最终重量的最少约30wt.％大豆蛋白，约35wt.％大豆蛋白，约40wt.％大豆蛋白、约50wt.％大豆蛋白和/或最大约70wt.％大豆蛋白，约65wt.％大豆蛋白，约60wt.％大豆蛋白，约55wt.％大豆蛋白或约50wt.％大豆蛋白。
大豆蛋白在过去已经以各种不同的方式被修饰且作为树脂，如，举例来说，Netravali，A.N.and Chabba，S.，Materials Today，pp.22-29，April 2003；Lodha，P.andNetravali，A.N.，Indus.Crops and Prod.2005，21，49；Chabba，S.and Netravali，A.N.，J.Mater.Sci.2005，40，6263；Chabba，S.and Netravali，A.N.，J.Mater.Sci.2005，40，6275；以及Huang，X.and Netravali，A.N.，Biomacromolecules，2006，7，2783.所描述的。
大豆蛋白包含约20种不同的氨基酸，包括那些含有活性基团如：-NH2、-COOH和-OH的氨基酸。一旦被加工，大豆蛋白本身可以形成交联，通过半胱氨酸的-SH以及由丙氨酸失去β-碳原子以外的侧链而形成的脱氢丙氨酸(DHA)残留物。DHA能分别通过形成赖氨酸丙氨酸和硫化双丙氨酸交联与赖氨酸、半胱氨酸发生反应。天冬氨酸与赖氨酸也可以反应形成酰胺型交联物。所有这些反应都能在大豆蛋白固化过程所用较高的温度和压力下发生。
除了大豆蛋白本身的交联，活性基团能被用于进一步修饰大豆蛋白得到期望的机械和物理性能。最常见的大豆蛋白修饰包括：交联剂和内部增塑剂的加入、与其它树脂共混、与其他交联体系形成互穿网络(IPN)。未被局限于某一特定的反应机理，这些修饰被认为是提高了大豆树脂的机械物理性能。
通过加入纳米黏土粒子以及微-和纳米纤维状(MFC，NFC)的纤维素，可以进一步提高大豆树脂的(机械的和热的)性能。如，举例来说，Huang，X.andNetravali，A.N.，″Characterization of flax yanr and flax fabric reinforced nano-claymodified soy protein resin composites，″Compos.Sci.and Technol.，in press，2007；和Netravali，A.N.；Huang，X.；and Mizuta，K.，″Advanced green Composites，″AdvancedComposite Materials，submitted，2007.中所描述的。
树脂可以包含额外的不溶性天然增强剂，可以为粒状物料，纤维，或混合物。不溶性增强剂为，举个例子，液晶(LC)纤维素纳米黏土，微纤维素化纤维素，纳纤维素化纤维素。
进一步根据本发明，含有琼脂，结冷胶或洋菜粉和大豆蛋白的组合物可以选择性地与天然的和高强度液晶(LC)纤维素纤维一起使用形成可生物降解的复合材料。LC纤维素纤维由将纤维素溶解在高浓度磷酸溶液中形成纤维素的LC溶液而制得，如Borstoel，H.，″Liquid crystalline solutions of cellulose in phosphoric acid，″Ph.D.Thesis，Rijksuniversiteit，Groningen，Netherlands，(1998)中所描述的。使用气隙-湿纺技术将得到的LC溶液纺丝，得到高度定向和高度结晶的纤维素纤维，强度在1700MPa范围内。
树脂可以包含额外的不溶性天然增强剂，可以为粒状物料，纤维，或混合物。不溶性增强剂为，举个例子，液晶(LC)纤维素纳米黏土，微纤维素化纤维素，纳纤维素化纤维素。
结冷胶，一线性四糖，含有葡糖醛酸、葡萄糖和鼠李糖单元，已知是通过在葡糖醛酸位置利用天然存在于大多数植物组织和培养介质中的二价阳离子离子交联形成凝胶。在缺乏二价阳离子时，高浓度的结冷也已知通过氢键结合形成强胶。结冷胶和大豆分离蛋白的结合已被证明会导致力学性能的改善。见，举例来说，Huang，X.and Netravali，A.N.，Biomacromolecules，2006，7，2783和Lodha，P.and Netravali，A.N.，Polymer Composites，2005，26，647.
商业上可用的结冷胶是Sigma-Aldrich生物技术的PhytagelTM。它是由细菌发酵生成、由葡糖醛酸、葡萄糖和鼠李糖组成，通常用作电泳胶凝剂。根据其化学性能，固化的PhytagelTM完全降解。在制备本发明的复合物中，固化的结冷胶是唯一增强剂，取决于浓度，PhytagelTM溶于水形成溶液或弱凝胶。得到的溶液或凝胶被添加到最初的大豆分离蛋白粉悬液中，混有或没有增塑剂如丙三醇，在有效条件下使所有成分溶解形成一均一的组合物。
优选的，本发明的树脂中大豆蛋白与增强剂的重量比最小约20∶1，约15∶1，约10∶1，约8∶1，约4∶1，约3∶1和/或最大约1∶1，约2∶1，约2.5∶1，约3∶1和约4∶1。
组合物还包括增塑剂。本发明的增塑剂包括丙三醇、山梨醇、甘露醇、丙二醇以及任何油或脂肪酸。增塑剂在现有技术中是已知的。优选的，增塑剂是可生物降解的，源自可再生资源且无毒。增塑剂在树脂(包括水)中的重量百分比最小约为5wt％，约为8wt％，约为10wt％，约为12wt％或约15wt％和/或最大约为20wt％，约为18wt％，约为15wt％，约为12wt％或约为10wt％。
本发明优选的可生物降解的聚合物基本上不含淀粉添加剂成分。可生物降解的聚合物基本上无附加的交联剂如，举例来说，酸酐，异腈和环氧化合物。
树脂制备方法
本发明的可生物降解树脂通过以下步骤制备：
在一混合容器中，在70～85℃，加入50～150份水，1～5份丙三醇，10份大豆蛋白浓缩物或大豆分离蛋白，和1～3份结冷胶、洋菜粉、琼脂或它们的混合物。强力搅拌混合物，加入充足量的氢氧化钠溶液将混合物的pH调节到约11。得到的混合物搅拌10～30min，接着过滤除去残留的粒子。可选择地，粘土纳米粒子和/或纤维素纳米纤维，纳米原纤维(NFC)或微米原纤维(MFC)作为额外的增强剂加入到树脂溶液中。
模塑制品的制备方法
树脂溶液被用于浸润、涂覆一个或多个纤维垫或织物薄片。垫子包括，举例来说，洋麻、粗麻布、高粱、亚麻、苎麻、剑麻、木棉、香蕉、菠萝、大麻纤维或组合物。在一实施例中，优选的织物薄片是亚麻。优选的垫子是黄麻或洋麻。
以每15g纤维约50～100ml树脂溶液的量将树脂溶液用于纤维垫或薄片，以致能完全渗润垫或薄片且涂在它们表面。经处理的垫子或薄片在一干燥箱内在约35～70℃预塑化形成被称为是半固化片或预塑制品。在一实施例中，半固化片或预塑制品在最大压力为0.9atm的压力下下干燥。低气压助于快速从浸润薄片中移去水分。根据需要，半固化片经第二次浸润，根据一个或多个以上描述的条件进行干燥。
半固化垫子被排列成具有足够的尺寸(厚度)的片，排列在彼此之上。在一个实施例中，第一组半固化垫子和第二组半固化垫子需要最少约两个半固化片，约三个半固化片，约四个半固化片，约五个半固化片和/或最大约十个半固化片，约八个半固化片，约七个半固化片，约六个半固化片。当堆放多个半固化片时，需要注意的是防止片折叠。
半固化片依尺寸在长度和宽度上超过所需物品的推荐尺寸最小1cm。通过实验已经发现，制造尺寸大于约4英尺长2英尺宽的具有均匀厚度的复合板需要组装尺寸稍大的片。否则，复合板的边缘不能被制作成建筑物内所需要的平均厚度。
在一个实施例中，半固化板在波状预塑形框架或预塑形模具内固化。波状预塑形框架是一三维形状，三维形状是模具的一般形状。当用树脂渗润时，片或垫子是湿的，更易于拉伸或保持期望的形状。织物片被切成期望的形状确保当被挤压时全部的制品具有期望的厚度和形状。通过加入织物片，部分织物可以被增强，织物的厚度通过在预塑形框内形成可被减轻。部分三维半固化片具有多余的可切割、成形和分层堆积的材料以致最终产品不具备褶皱、皱纹或过厚的部分。成捆织物的折叠或皱褶被认为是导致最终模塑产品劣势的原因。此外，，制品厚度从面板部分到另一部分的大量的变化在某些应用中在审美上是不受欢迎的。意味着是一个当被塑形能够在最终的塑形过程中阻止织物折叠或皱褶的形状。
在一个实施例中，一个预塑形框架被描述形成一个波状制品如一凹被椅10，如图1所示。凹被椅10有一个圆形靠背部分12，和一弯曲的就座部分14，轮廓符合使用椅子10的人的背部和大腿的轮廓。此外，一弯边16环绕椅子外周以提高舒适度、增加强度。椅子10被涉及安装在长凳或单椅支柱上(未显示)。凹被椅的边18和20被提高以支持靠背12。
当模塑该制品时，大豆基树脂组合物的平板预塑片可变形，打摺和折叠，产生物体的较弱和较厚部分。参照图2，一波状预塑形框架30用作凹被椅。框架30不是一个模子，而是一种预塑形模具，接收湿的、织物的或无纺的浸润垫子34(固化前显示)，在某种程度上更可塑，更易形成所需要的形状，与预塑成平板形状的浸润垫子相比。框架30是由线32制成，允许干燥的空气流动通过一个或多个浸润垫子34。潮湿的浸润垫34位于预塑形框架30上。
继续参考图2，描述预塑形框架形成一凹被椅的实施例。形成的座椅表面36是预塑形框架30的一侧。形成的背部表面38通常在预塑形框架30的另一侧。在一实施例中，预塑形框架30不是一简单的平角构件，而是在表面36和38上形成最终产品轮廓的至少一部分。边缘40在预塑形框架30上形成，围绕将要形成凹被椅处的外部边缘。边缘40包含过多的浸润纤维，后续需要被修剪成形。
当常规形状足够复杂以致难以塑造时，一顶架42可选择地用来帮助塑形构件塑造常规形状。在此实施例中，顶架42是一个线，围绕边缘确保边缘充分预成型。一个或多个浸润片34在湿的状态被放置在模具上。在本实施例中，湿渗透片34的重力有望足以形成期望的凹被椅的常规形状。根据需要，强化片(未显示)可以被添加到被视为需要结构加固的就座部分和靠背部分，。强化片被放置在需要提高强度和硬度的区域的上方。
不期望预塑垫子34正确符合用于压模固化的压模(未显示)的形状。但是由于在热压过程中打摺或折叠，优选的，当片被塑形时，浸润垫子34在一定程度上预塑成热压模具的常规形状，能够被无缺陷完成。
参考图3-5，本发明的一实施例制造了一桌面100，根据一个或更多的本发明的实施例制造。桌面100有一常规的平整表面102，在桌子的各面具有下折的边缘104、106、108和110。下折的边是压模物，举个例子，如是一个圆边，当铣刀上的圆被用于使坚实的桌子表面锐化时产生。下折的边缘106、104、108和110被设计用来加强桌子100的强度，通过抵抗桌子上表面102在下折边缘104、106、108和110方向上的弯曲。桌子设在一桌腿框架112上。
图4显示了图3的桌面的底部视图。底部视图更好地展示了桌子的轮廓和下折边缘104、106、108和110。桌腿框架也在视图内。图5显示了沿图4的线5-5的剖面图。下折边缘104、106显示在视图内。
图6显示用于制造上述图3-5的桌子的半固化片的预塑形框架200的一个实施例。底部框架201由数根线202制成，形成了一线框202。线202有一般平面支持部分204，沿着边缘206、207和208下折，与上面描述的桌子上期望的下折边缘相同或相似。当湿的大豆树脂浸润片(未显示)被放置在框架上，它们一般会形成所期望的桌子的形状。
线框202让空气流通到干燥的浸润垫子(未显示)。当湿浸润垫子(未显示)被放置在底部框架201上时，它们采用底部框架204的常规形式。但是，可选择性地，一顶部框架205可以用来提供额外的重量协助干燥的浸润片(未显示)的下折边缘的塑造。
当预塑片在预塑步骤期间被干燥后，形成平面或波状外形的预塑片被取出放置在模具内。在一个实施例中，波状预塑形框架内的半固化片被分层堆积在模具内以产生期望的厚度。在另一个实施例中，半固化片被分层堆积在预塑形框架上以便一单一的半固化片被放置在模具内。
此后，一种或更多的半固化片被以上述描述的方式被堆放，经历高压和高温，进行固化。通过实例，堆在约80℃、05-1MPa被热压2-10min。约5分钟休眠期后，堆在约120-130℃、2-10MPa被热压5-15min，然后移出。得到的塑形制品具有凹被椅的外形，厚度约5mm，具有需要增强的微厚部分。然后，塑形热固性制品的外周，典型地，被切成所需的尺寸。一般情况下，边缘被砂磨和抛光。
也依据本发明，通过将上述可生物降解的高分子成分经历有效温度和压力条件形成热固性塑形聚合物制品，获得可生物降解的塑形热固性聚合物制品，。优选的有效的温度和压力条件包括温度，最小约35℃，最大约130℃，以及压力，最小约0.1MPa，最大约20MPa，更优选的，温度最小约80℃，最大约120℃，以及压力，最小约2MPa，最大约20MPa。
在一个优选的实施例中，塑形热固性聚合物制品包括一波状的半固化物体，可以形成一波状的塑形热固性可生物降解的物体。
优选的，可生物降解的压型热固性聚合物制品以至少约20MPa的最大载荷的应力和/或至少约300MPa的模量被表征。
在一个实施例中，塑形制品具有优异的钉子和螺丝固定性能，能有效地被装饰且强劲。它们能够被裁减或钻孔，不磨损边缘，在整个表面积在宽度上一致。在另一个实施中，塑形制品用作交通工具的零件，如汽车。典型地，塑形制品包括，但不限于车的侧板、车身顶盖、仪表板、车门、形成后车厢的板。
在一个实施例中，塑形制品被涂上一层防水剂。优选的，防水剂是生物可降解的、无毒和/或不危害环境的。该产品易于被涂上任何颜色的涂层、乳液、聚氨酯或油性漆。物体可以被涂上油，如亚麻籽油、桐油、虫胶和其它天然涂料。
在本发明的一个实施例中，波状制品的一个或两个表面是用饰面层压或涂层来改善耐水性能。饰面可以改善瓦楞纸板的外表以及耐水性能。一个饰面的实施例是一薄木片或印刷纸板。饰面可以被层压或涂层产生一种防水处理。根据现有技术已知的配方，涂层的一优选的实施例包含天然乳清成份以改善其地球友好的性质。在另一个实施例中，涂层不是一个可生物降解的涂层。比如聚氨酯或环氧涂料被用来遮盖瓦楞纸板的表面。在另一个实施例中，防火胶木层压为外层。虽然可以理解从生态的角度讲，非生物降解的材料较少被期望，但是对于家具或者其他物体，在外层上使用石油产品通常是值得的，产生一种持久耐用的产品，产品的大部分是由可再生和可生物降解材料制成。
实施例：使用大豆复合物核心的滑雪板的制备
通常采用薄木板核心夹在多层玻璃纤维中构建滑雪板。滑雪板的底部或者“基底”通常是由各种不同构造的塑料如聚乙烯或聚丙烯制成，被一薄钢带环绕，被称为“边缘”。顶层，印刷图形通常位于此处，通常由丙烯酸制成。从前端到板面再到尾部，木板核心在硬度上是不同。选择不同密度的木板和沿着滑雪板长度的相对位置决定了沿着滑雪板长度在特定的点的柔韧性。选择一个轻质木板会导致高弹性。选择一个硬木将导致更大的强度和刚度。期望的一个应用是在滑雪板的板面具有较大的硬度，在前端和尾部具有较好的柔韧性。
参照图7讨论本发明的一个实施例，图7显示一个滑雪板300的分解视图。滑雪板300包括一底层302，典型地由挤压或烧结聚乙烯制造。它被预塑成底层302需要的形状。底层302的上方是一设计印刷层304。通过底层302，设计印刷层304是可见的。设计印刷层304上是底部玻璃纤维层306。优选地，底部玻璃纤维层306有一至四层玻璃纤维层。更优选地，玻璃纤维层306具有两层玻璃纤维层。
核308被直接放置在底部玻璃纤维层上。沿板长度的不同位置，核308限定了相对的弯曲度或硬度。本实施例的核308是由多层编织或无纺布织物垫或片制成，浸润有大豆蛋白树脂，根据本发明的一个实施例预塑成一薄片。沿滑雪板长度、期望有较好的柔韧性的部位，相对较少的浸润、预塑垫子和片是必需的。沿滑雪板长度、期望有较大的硬度的部位，要使用相对较多层的浸润垫子。现有技术中本领域技术人员可知，多层垫子的定位是现有技术或公知常识。
在本实施例中，滑雪板300的长度被分为五个区域标记为A-E。区域A是前端区域。区域B是中前区域。区域C是板面，捆绑被加快。区域D是中后区域。区域E是尾部。
第一层310是半固化垫子，由在本应用中概述的无纺植物基纤维制成。优选的，洋麻、大麻、黄麻或者高粱纤维被选择用作垫子。第一层310是无纺垫。在压制之前，垫子大约3-5mm厚。第一层310延伸了板的长度。第二层312同样延伸了滑雪板300长度，由类似的材料制成。第三和第四层314、316分别延伸前端、中后部分和板面的长度。
第五层318和第六层320延伸板面的长度。安排的目的是在前端和尾部提供可观的柔韧性，在板面部分提供硬度。对于其它材料，如玻璃纤维，大豆蛋白树脂具有优良的粘结性能。但是，可以理解如果任何层需要额外的粘合剂，在本领域技术人员的能力范围内可从众多粘合剂中选择。
一个顶部玻璃纤维层322，由两玻璃纤维层构成，放置在核之上，从前端到尾部延伸了板300的长度。一最终插图层324放置在玻璃纤维层上。顶层是丙烯酸(未显示)。它是在其它层压在一起后被应用。它提供了滑雪板300的强度和光泽。
滑雪板300通过堆叠层压装配。压制被配置来压缩核以致由于提供的核层数量的不同，板面的压迫大于板的前端和尾部的压迫。板被压制成可接受的波状外形。举例，具有一上翻的前端和尾部，在板面区域具有弧度。一旦滑雪板300被压制完，它被切成所需的形状，且配备一个边缘，通常是钢做的。
虽然已参考不同的具体实施方式描述本发明，但应理解，在本发明的精神和范围内可作出多种变化。因此，应当认识到，本发明不局限于所描述的实施例。

Claims (20)

1.一种波状压模制品，包括：大豆基树脂和植物基薄片，其中，所述制品的制备过程包括以下步骤：
将所述薄片用大豆基树脂浸润；
预塑所述薄片，移除水分以形成预塑制品，其中，所述预塑制品的至少有一个区域被至少一个额外的浸润大豆基树脂层增强以便为所述区域提供更大的强度或硬度；
压制所述波状预塑制品形成波状模塑制品，其中，所述波状模塑制品具有大于20Mpa的抗弯强度。
2.如权利要求1所述的制品，其特征在于，预塑是塑造外形，制得一波状的预塑制品，所述区域还在所述波状制品内限定一弯曲。
3.如权利要求1所述的制品，其特征在于，所述区域在成品内限定了一期望的较大弯曲磨损的区域。
4.如权利要求1所述的制品，其特征在于，所述制品分解时不危害环境。
5.如权利要求1所述的制品，其特征在于，还包括将模塑制品切成所需形状的步骤。
6.如权利要求1所述的制品，其特征在于，还包括加工模塑制品的边缘的步骤。
7.如权利要求1所述的制品，其特征在于，还包括使用分解时不会危害环境的防水剂涂覆所述制品的步骤。
8.如权利要求7所述的制品，其特征在于，所述涂覆步骤得到所需颜色和外观的涂层。
9.如权利要求1所述的制品，其特征在于，所述预塑步骤还包括在一波状预模中预塑形成一预塑制品，其中，所述波状预模是模塑制品的常规形状。
10.如权利要求1所述的制品，其特征在于，所述树脂还包括含羧基多糖共聚物。
11.如权利要求1所述的制品，其特征在于，所述制品是交通工具的门板、仪表板、壁板、天花板。
12.如权利要求1所述的制品，其特征在于，所述制品纳入到椅子、沙发、桌子、架子或橱柜。
13.如权利要求11所述的制品，其特征在于，所述制品是门板，所述区域临近门把手。
14.如权利要求12所述的制品，其特征在于，所述制品是椅子或沙发，所述区域是最大承重区域。
15.一种制造波状压塑制品的方法，其特征在于，包括：
将植物基薄片用大豆基树脂浸润；
预塑薄片，移除水分以形成预塑制品，其中，所述预塑制品的一个区域被至少一层增强以给予所述区域更大的强度或硬度；
压制所述预塑制品形成一波状模塑制品，所述波状模塑制品具有三维外形，其中，所述预塑制品具有大于20Mpa的抗弯强度。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述制品分解时不危害环境。
17.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述预塑是塑造外形以制得一波状的预塑制品，所述区域还在所述波状制品内限定一弯曲。
18.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述区域在成品内限定了一期望的较大弯曲磨损的区域。
19.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述树脂还包括含羧基多糖共聚物。
20.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述树脂实质上不含淀粉。
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