CN116601357A - 两种纤维材料之间的增强粘合和密封 - Google Patents

两种纤维材料之间的增强粘合和密封 Download PDF

Info

Publication number
CN116601357A
CN116601357A CN202180063485.7A CN202180063485A CN116601357A CN 116601357 A CN116601357 A CN 116601357A CN 202180063485 A CN202180063485 A CN 202180063485A CN 116601357 A CN116601357 A CN 116601357A
Authority
CN
China
Prior art keywords
carrier
dry tensile
composite material
cellulose
fibrillated cellulose
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202180063485.7A
Other languages
English (en)
Inventor
张又文
陈大仁
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of CN116601357A publication Critical patent/CN116601357A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C9/00—After-treatment of cellulose pulp, e.g. of wood pulp, or cotton linters ; Treatment of dilute or dewatered pulp or process improvement taking place after obtaining the raw cellulosic material and not provided for elsewhere
    • D21C9/001—Modification of pulp properties
    • D21C9/007—Modification of pulp properties by mechanical or physical means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D77/00—Packages formed by enclosing articles or materials in preformed containers, e.g. boxes, cartons, sacks or bags
    • B65D77/10—Container closures formed after filling
    • B65D77/20—Container closures formed after filling by applying separate lids or covers, i.e. flexible membrane or foil-like covers
    • B65D77/2024—Container closures formed after filling by applying separate lids or covers, i.e. flexible membrane or foil-like covers the cover being welded or adhered to the container
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D65/00—Wrappers or flexible covers; Packaging materials of special type or form
    • B65D65/38—Packaging materials of special type or form
    • B65D65/46—Applications of disintegrable, dissolvable or edible materials
    • B65D65/466—Bio- or photodegradable packaging materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D77/00—Packages formed by enclosing articles or materials in preformed containers, e.g. boxes, cartons, sacks or bags
    • B65D77/10—Container closures formed after filling
    • B65D77/20—Container closures formed after filling by applying separate lids or covers, i.e. flexible membrane or foil-like covers
    • B65D77/2004—Container closures formed after filling by applying separate lids or covers, i.e. flexible membrane or foil-like covers the cover being maintained on the container by mechanical means, e.g. crimping, clamping, riveting
    • B65D77/2016—Container closures formed after filling by applying separate lids or covers, i.e. flexible membrane or foil-like covers the cover being maintained on the container by mechanical means, e.g. crimping, clamping, riveting the cover being maintained by projections or recesses on the container
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L1/00—Compositions of cellulose, modified cellulose or cellulose derivatives
    • C08L1/02—Cellulose; Modified cellulose
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L5/00—Compositions of polysaccharides or of their derivatives not provided for in groups C08L1/00 or C08L3/00
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J103/00—Adhesives based on starch, amylose or amylopectin or on their derivatives or degradation products
    • C09J103/02—Starch; Degradation products thereof, e.g. dextrin
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J189/00—Adhesives based on proteins; Adhesives based on derivatives thereof
    • C09J189/04—Products derived from waste materials, e.g. horn, hoof or hair
    • C09J189/06—Products derived from waste materials, e.g. horn, hoof or hair derived from leather or skin
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H11/00—Pulp or paper, comprising cellulose or lignocellulose fibres of natural origin only
    • D21H11/12—Pulp from non-woody plants or crops, e.g. cotton, flax, straw, bagasse
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H11/00—Pulp or paper, comprising cellulose or lignocellulose fibres of natural origin only
    • D21H11/14—Secondary fibres
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H11/00—Pulp or paper, comprising cellulose or lignocellulose fibres of natural origin only
    • D21H11/16—Pulp or paper, comprising cellulose or lignocellulose fibres of natural origin only modified by a particular after-treatment
    • D21H11/18—Highly hydrated, swollen or fibrillatable fibres
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02W90/10—Bio-packaging, e.g. packing containers made from renewable resources or bio-plastics

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Wrappers (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Sealing Material Composition (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

本公开提供了一种用于粘合两种可生物降解的材料的方法，该方法包括配置载体(1006)，所述载体(1006)包含具有原纤化纤维素的复合材料，所述原纤化纤维素具有独立衍生的植物纤维，所述复合材料总体上不含有毒化学添加剂，所述化学添加剂适于改善干态拉伸强度，增强阻油性、不透气性和/或不透液性，并提高干态拉伸模量或干态拉伸指数；其中所述载体(1006)包括在一端连接至基部的用于限定腔体的壁，所述载体(1006)还包括从所述壁的另一端延伸的唇缘(1008)；配置遮盖物(1020)，使其一部分在接合区(1118)与载体(1006)的唇缘(1008)接合；以及在接合区(1118)注入填料(1022)以封闭由载体(1006)限定的腔体。

Description

两种纤维材料之间的增强粘合和密封
相关申请引用
本申请要求于2020年8月7日提交的第63/063,210号美国临时专利申请的优先权，该专利申请的公开内容通过引用整体并入本文。
技术领域
本发明各方面总体上涉及可再生和可回收材料。更具体地说，本发明的实施例涉及一种为消费品制造的原纤化纤维素材料。
背景技术
对环境危机—塑料废物污染—的日益关注引发了对可持续和可再生材料的广泛研究。在努力避开石油衍生聚合物(一种天然生物聚合物)的过程中，植物基纤维素纤维为材料研究界提供了替代材料。纤维素纤维因其无处不在的来源、可持续和可再生的特点而受到关注，更重要的是，它提供了在自然界中100％可生物降解的最终产品。
但是，许多现有的基于纤维素纤维的可生物降解产品达不到预期。例如，生产这些纤维素纤维产品的成本在经济上不利于大规模生产。此外，由于需要耐水性、耐油性或不粘特性，许多纤维素纤维产品严重依赖合成化学组合物来实现这些特性或效果。例如，许多现有产品需要在与食品或饮料接触的表面上涂覆碳氟化合物涂层。此外，一些基于碳氟化合物的化学物质(例如全氟辛酸(PFOA或C8))会对健康和环境造成长期的负面影响。
此外，目前的做法不能产生两层或多层原纤化纤维素材料。相反，现有的做法仅仅试图从纤维素浆料产生单层材料。
发明内容
本发明的实施例通过注入原纤化形式的纳米纤维素来增强纤维素浆的特性，从而克服了现有技术的缺点。这些特性例如可能包括机械和阻隔特性(即，拉伸强度)、不透液和不透气性(例如氧气、二氧化碳和油)，它们能够得到显著改善。
本发明的另一个实施例还提供了一种原纤化纤维素复合材料，其包括原纤化纤维素的层或混合物，以产生作为强度增强剂、低聚物、羧酸、增塑剂、抗菌剂、防水剂、防油剂和/或透明复合材料的特性。该复合材料通常还可以不含用于增强上述特性的化学添加剂。在另一个实施例中，所述复合材料还可以包括基质(例如浆料)和另一层(例如原纤化纤维素)。
在另一个实施例中，本发明各方面在最终产品的两个分立单元(例如盖子和胶囊)之间产生牢固的结合，使得容纳在其中的物品可以被保存，而不需要添加不可回收的物品，例如铝盖或塑料盖。
附图说明
本领域普通技术人员可以理解，图中的元件是为了简单和清楚而示出的，因此没有示出所有的连接和选项。例如，通常可能未描绘在商业上可行的实施例中有用或必要的常见但众所周知的元件，以减少对本公开的这些不同实施例的视图的妨碍。还可以理解，某些动作和/或步骤可以按特定的发生顺序来描述或描绘，而本领域的技术人员可以理解，实际上并不需要关于顺序的这种特定性。还可以理解，在本文中使用的术语和表述可以相对于它们相应的各自调研领域来定义，除非在本文中已经阐述了特定的含义。
图1A至1D示出了一个实施例的纤维素纤维水悬浮液的材料。
图2是一个实施例的具有原纤化纤维素(3重量％)的材料的扫描电镜(SEM)图像。
图3A至3D是一个实施例的半处理的纤维素纤维的扫描电镜(SEM)图像，其中a-b是Y纤维素纤维的SEM图像，c-d是B纤维素纤维的SEM图像。
图4A至4D是一个实施例的机械研磨的半处理纤维的SEM图像，其中a-b是Y纤维素纤维，c-d是B纤维素纤维。
图5示出了一个实施例的由原纤化纤维素L28b、L29b、L30b和Y制成的容器的图像，这些容器能够容纳油10天。
图6A是示出一个实施例的在材料中用沸水煮了大约5分钟的食品的图像。
图6B是示出一个实施例的带有沸水并在微波下以800瓦功率加热2分钟的食品的图像。
图7是一个实施例的用于食品容器的原纤化纤维素结构的材料的另一个SEM图像。
图8是一个实施例的用于产生材料的方法的流程图。
图9示出了一个实施例的薄膜的三个图像。
图10A和10B示出了一个实施例的第一复合材料与第二复合材料之间的结合。
图11A至11C示出了一个实施例的结合的另一些特征。
具体实施方式
现在参照附图更全面地说明实施例，附图构成本说明书的一部分，并且通过图示的方式示出了可以实施的特定示例性实施例。这些图示和示例性实施例可以在理解本公开是一个或更多个实施例的原理的范例的前提下呈现，并且并非意图限制所示的任何一个实施例。实施例可以按许多不同的形式实施，并且不应被解释为限于在本文中阐述的实施例；相反，提供这些实施例是为了使本公开变得全面和完整，并且可以向本领域技术人员充分传达实施例的范围。因此，以下详细说明不应被理解为限制性的。
本发明的实施例包括一种可以包含作为芯材的原纤化纤维素但不包含任何其它材料的材料，例如Green Composite MaterialTM(GCMTM)。在一个实施例中，所述复合材料可以包括浆料和原纤化纤维素。在另一个实施例中，所述复合材料通常不含化学添加剂或试剂。在另一个实施例中，所述复合材料可以是独立衍生的植物纤维。在一个实施例中，所述化学添加剂或试剂可以是天然的或无毒的。在另一个实施例中，所述化学添加剂或试剂可以是由实验室产生的。在一些实施例中，这些植物纤维可源自甘蔗渣、竹子、蕉麻、剑麻、大麻、亚麻、蛇麻、黄麻、洋麻、棕榈、椰壳纤维、玉米、棉花、木材、以及它们的任何组合。在其它实施例中，所述植物纤维可以是预处理或半处理的纤维素。在其它实施例中，具有原纤化纤维素的绿色复合材料可以通过精制过程(例如高压均化器或精制机)处理植物纤维来获得。在另一些实施例中，具有原纤化纤维素的复合材料(不含产生纤维素的微生物)是通过细菌菌株获得的。在替代实施例中，具有原纤化纤维素的材料可以从海洋来源获得。
在一个实施例中，纤维素的形状和尺寸可以取决于纤维或纤维组合的来源及其制造过程。不过，如下文所述，原纤化纤维素通常具有直径和长度。在一个实施例中，所述原纤化纤维素可以具有大约1-5000纳米的直径。在另一个实施例中，所述原纤化纤维素可以具有大约5-150纳米或大约100-1000纳米的直径。在另一个实施例中，所述原纤化纤维素可以具有大约5000-10000纳米的直径。
在另一个实施例中，所述材料可以具有提高、增强或改善各种性能的增强特性，而不使用有毒化学添加剂或试剂。在另一个实施例中，所述材料具有适于承载通常不含化学添加剂或试剂的食品或液体物品的各种特性。例如，如现有技术所示，各种有毒的化学添加剂或试剂在制造过程中被添加到材料中或被涂覆在材料上，以提供所需的拉伸强度(无论是干态拉伸强度还是湿态拉伸强度)、增强的阻油性、不透气性和/或不透液性。本发明的各个方面，包括通常不含这些添加剂或试剂的具有原纤化纤维素的复合材料，而不是向材料中添加各种有毒化学添加剂或试剂。
例如，所述原纤化纤维素可以具有大约0.1-1000微米、大约10-500微米、大约1-25微米或大约0.2-100微米的长度。在一些实施例中，材料具有不同直径的原纤化纤维素，例如其重量比为1:100。在另一个实施例中，所述原纤化纤维素的重量比为1:50。在另一个实施例中，具有混合原纤化纤维素的材料可以提供诸如改善干态或湿态拉伸强度、增强阻油性、不透气性和/或不透液性、以及节约成本等优点。
在一些实施例中，具有原纤化纤维素的材料可以具有大约8000立方厘米/(平方米·24小时)或更低的氧气透过率的特性。在另一个实施例中，氧气透过率为大约5000立方厘米/(平方米·24小时)或更低。在另一个实施例中，氧气透过率为大约1000立方厘米/(平方米·24小时)或更低。
此外，在另一些实施例中，所述材料可具有大约3000克/(平方米·24小时)或更低的水蒸气透过率的特性。此外，对于另一个实施例，水蒸气透过率可以为大约1500克/(平方米·24小时)或更低。
在一些实施例中，所述材料可以具有大约30兆帕或更高的干态拉伸强度的特性。在另一个实施例中，干态拉伸强度可以是大约70兆帕。在另一个实施例中，干态拉伸强度可以是大约100兆帕或更高。在一些实施例中，所述材料可具有大约4吉帕或更高的干态拉伸模量的特性。在另一个实施例中，干态拉伸模量为大约6吉帕或更高。
在一些实施例中，所述材料可具有大约45牛·米/克或更高的干态拉伸指数的特性。在另一个实施例中，该特性可以是大约80牛·米/克或更高。
在一些实施例中，所述材料可以具有大约5兆帕或更高的湿态拉伸强度的特性。在另一个实施例中，湿态拉伸强度可以是大约20兆帕或更高。
在一些实施例中，所述材料可具有大约0.4兆帕或更高的湿态拉伸模量的特性。在另一个实施例中，湿态拉伸模量可以为大约1.0兆帕或更高。
在一些实施例中，所述材料可具有大约5牛·米/克或更高的湿态拉伸指数的特性。在另一个实施例中，湿态拉伸指数可以为大约20牛·米/克或更高。
在一个替代实施例中，所述材料可以包含粘合剂以增强干态和/或湿态强度。在一个实施例中，所述粘合剂可以包含聚合物。在其它实施例中，所述粘合剂可以包含金属盐。在另一个实施例中，所述粘合剂可以包含低聚物。在另一个实施例中，所述粘合剂可以包含羧酸。在另一个替代实施例中，所述粘合剂可以包含增塑剂。在一些实施例中，本发明中的原纤化纤维素与粘合剂的重量比可以是大约33:1至1:1。
例如，所述聚合物可以包括聚酯、明胶、聚乳酸、几丁质、海藻酸钠、热塑性淀粉、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、壳聚糖、几丁质-葡聚糖、聚乙烯醇或聚丙烯。在一个实施例中，所述聚合物可以包括可以应用于本发明各方面的复合材料的化学添加剂。例如，所述化学添加剂可以嵌入在材料本身中，或者可以喷涂或涂覆在材料上。
在另一个实施例中，所述粘合剂可以包含水溶性树脂。例如，改性聚胺、聚酰胺环氧氯丙烷、聚酰胺聚胺环氧氯丙烷、己二酸-二亚乙基三胺-环氧氯丙烷。在一些实施例中，本发明中的原纤化纤维素与粘合剂的重量比可以是99:1至1:1。
在另一个实施例中，所述粘合剂可以包含金属盐。例如，该金属盐可以包括碳酸锆钾、硫酸铝钾、碳酸钙和磷酸钙。在一些实施例中，本发明中的原纤化纤维素与粘合剂的重量比可以是大约99:1至1:1。
在另一个实施例中，所述粘合剂可以包含寡聚物。在一个实例中，该寡聚物可以包括寡核苷酸、寡肽和聚乙二醇。在一些实施例中，本发明中的原纤化纤维素与粘合剂的重量比可以是大约99:1至1:1。
在另一个实施例中，所述粘合剂可以包含羧酸。例如，该羧酸可以包括柠檬酸、己二酸和戊二酸。在一些实施例中，本发明中的原纤化纤维素与粘合剂的重量比可以是大约33:1至1:1。
在一个实施例中，具有增塑剂的粘合剂可以降低粘合复合材料的脆性和透气性。在一些实施例中，该增塑剂可以包括多元醇。在一个实施例中，所述多元醇可以包括甘油。在一个实施例中，所述多元醇可以包括山梨醇。在一个实施例中，所述多元醇可以包括季戊四醇。在一些实施例中，所述多元醇可以包括聚乙二醇。在一些实施例中，增塑剂、复合材料和粘合剂的重量比为大约5:99:1至大约1:1:1。
在另一个实施例中，所述增塑剂可以包含支链多糖、蜡、脂肪酸、脂肪和油。
本发明各方面还可以包括作为化学添加剂的防水剂，以排斥气态和/或液态水。在一些实施例中，所述防水剂包括动物基蜡、动物基油或动物基脂肪。在一个实施例中，所述防水剂包括石油衍生蜡或石油基蜡。在其它实施例中，所述防水剂包括植物基蜡、植物基油或植物基脂肪。
在一些实施例中，所述动物基防水剂可以包括蜂蜡、虫胶和鲸油。
在一些实施例中，所述石油基蜡防水剂可以包括石蜡、石蜡油和矿物油。
在一些实施例中，所述植物基防水剂可以包括巴西棕榈蜡、大豆油、棕榈油、棕榈蜡、巴西棕榈蜡和椰子油。
在一些实施例中，防水剂可以包含粘合剂，例如碳酸锆钾、硫酸铝钾、碳酸钙和磷酸钙、烷基烯酮二聚物、丙烯酸聚合物和氟基聚合物。
在另一个实施例中，所述材料可以包含原纤化纤维素，还可以可选地包含抗微生物剂。在一些实施例中，所述抗微生物剂可以包括茶多酚。在一些实施例中，所述抗微生物剂可以包括吡啶硫酮盐、苯甲酸酯、苯甲酸酯盐、季铵盐、咪唑鎓、苯甲酸、山梨酸和山梨酸钾。
在另一个实施例中，本发明各方面可以包括具有原纤化纤维素的材料，该材料可以涂覆或混合有非氟化物耐油、耐水和耐热聚合物。例如，所述非氟化物聚合物可以在浸渍过程中与原纤化纤维素混合。在另一个实施例中，所述非氟化物聚合物可以喷涂或涂覆在原纤化纤维素上。
此外，本发明的另一个实施例可以包括具有原纤化纤维素的材料，该材料还可选地包括透明复合材料，以增加波长为大约300-800纳米的光的透射。在一些实施例中，所述材料可以包括分支多糖。在一些实施例中，所述材料与透明复合材料的重量比的范围可以变化，这可能取决于所需的透明度，例如其范围可以是大约99:1至大约1:99。
在一些实施例中，分支多糖可以包括淀粉、葡聚糖、黄原胶和半乳甘露聚糖。这些分支多糖的来源包括但不限于玉米、豆类、芦笋、球芽甘蓝、豆荚、燕麦、亚麻子、双子叶植物、草类、咖啡渣和咖啡皮。
在一些实施例中，葡聚糖可以包括琼脂糖、支链淀粉和凝胶多糖。
在本发明的另一个方面中，可以包含作为化学添加剂的斥油剂以排斥油。在一些实施例中，所述斥油剂包括水基乳液、水基氟乳液。
在一些方面中，本文提供了由本文公开的材料制成并且容易形成指定的形状(例如二维或三维形状)的产品的制造方法。例如，二维的实例可以是平面片材，其中该平面片材可以用于分解以形成最终产品。在另一个实例中，所述材料可以在准备好形成最终产品的溶液中。在另一个实施例中，三维的实例可以是最终产品。
在一个方面中，所述最终产品可以包括用于可消化或可食用物品的容器，例如图5至图7中所示的容器。例如，体现本申请中所述的材料的最终产品可以包括食品容器或包装。作为非限制的实例，所述食品容器或包装可以包括飞机或航空餐食容器、一次性杯子、即食食品容器、胶囊、冰淇淋盒或容器、以及巧克力容器。在一些实施例中，产品可以包括速食容器，该速食容器可以进一步包含调味品，例如速食杯面、速食汤等。在这样的实例中，为了消费者消化或食用包含在体现本发明各方面的容器中的可消化或可食用的物品，可以使容器经受高温水或液体，例如大约100摄氏度。
在另一个实施例中，所述产品是可以用在飞机餐食和饮料容器上的产品。目前，飞机餐食容器由各种形式的塑料制成，以获得轻质、坚硬、耐油等特性。此外，现有的塑料容器可以通过烤箱进行加热。加热可能会将致癌物质从塑料容器中释放到可消化或可食用物品中。因此，这种效果是不希望有的。本发明的实施例以及上述特性可以表现出防水、高耐热性、耐油性等特性，而不释放致癌物质。
在另一个实施例中，胶囊的实例可以是用于热饮料机的胶囊。例如，所述胶囊可以包含咖啡、茶、草药或其它饮料。例如，所述胶囊可以是一次性胶囊。在另一个实例中，所述胶囊可以是一次性咖啡袋或小袋。在这样的实例中，电动饮料机可以将高温或高压水沉积或注入胶囊中，从而可以开始饮料制作过程，并且咖啡可以从胶囊或小袋滴到消费者的杯子中。由于胶囊或小袋包含具有如上所述的一种或更多种特性的可生物降解且可持续的材料，因此胶囊或小袋很容易回收，而不会对环境造成负担。
在一个实施例中，所述胶囊可以具有厚度大约为500微米的侧壁。在一个实施例中，所述胶囊可以包括厚度大约为500微米的顶部或盖子。在另一个实施例中，所述胶囊可以包括大约300微米的底部厚度。在另一个实施例中，所述胶囊可以由成形机(将在下文中论述)一次形成/制造，并且顶部、侧壁和底部的厚度可以不同。
在一些实施例中，产品可以包括过滤器，用于永久地、半渗透地或轻度不渗透地隔离流体中的微粒或分子。例如，所述产品可以包括具有固-液分离、液-液分离或气-液分离效果的面罩或滤膜等。
在一些实施例中，产品可以包括化妆品或护肤容器产品、医疗产品，例如粉盒、调色板、防护玻璃或医疗级一次性物品。在一些实施例中，产品可以包括医疗设备、汽车、电子设备和建筑材料(作为增强材料)的一部分。
总的来说，在一个实施例中，包含本发明的材料的容器可以是容器、平板、托盘、板、卷轴、厚板或薄膜的形式。在这样的实施例中，材料的宽度或长度可以在大约0.01毫米至10000毫米或以上的范围内。在一个实施例中，宽度或长度可以在大约0.01毫米至1000毫米的范围内。在一个实施例中，所述薄膜可以是厚度大约为0.01-3.0毫米的薄层膜。在一个实施例中，所述厚度可以是大约0.02-0.20毫米。在另外的实施例中，所述产品可以包括包含大约100:1至大约1:100的油与水重量比的食品包装。
在另一个实施例中，本发明各方面可以提供一种制造、产生或创造包含具有上述特性的原纤化纤维素的材料的方法。
例1
除了上面提供的材料，本发明各方面还可以包括纤维素原纤化过程或方法。
现在请参考图8，其中的流程图示出了一个实施例的用于产生这样的材料的方法。在一个实施例中，下文中所示的实例通常不含有毒的化学添加剂，以改善复合材料的机械特性。例如，纤维素纸板(大约3.0重量％)被撕成A4大小的纸的碎片。切碎的碎片被投入到制浆机中(在图8中未示出)。制浆过程可能需要大约20分钟。接下来，例如可以使用精制机802来开始该过程。例如，精制机802可以是均化器、研磨机、化学精制室/浴、机械和化学纤维精制装置的组合等。在一个实施例中，在研磨机的实例中，精制机802可以包括两块彼此面对的磨石。两块磨石之间的间隔或距离可以根据期望的最终产品进行调整。在另一个实施例中，可以根据期望的最终产品来调整表面凹槽或图案。这样，浆料悬浮液806随后被供入精制机中，可选地进行大约1-10遍。在其它情况下，可以将浆料悬浮液806供入一个精制机(未示出，例如是胶体磨、双盘研磨机)中，以在进入精制机802之前进一步精制纤维素浆。
在一个实施例中，图1a至1d示出了随着遍数的增加原纤化纤维素的状况。例如，图1a可以表示经过0次循环或0遍处理的纤维素纤维水悬浮液。换句话说，在如图1a所示的浆料悬浮液806的内容物中，浆料未经过用于实现本发明方面的质量和特性的原纤化。
在一个实施例中，图1b示出了精制后产物808，其中浆料悬浮液806已经在精制机802中通过1遍。例如，精制后产物808现在可能包含原纤化纤维素纤维水悬浮液。在另一个实例中，图1c示出了已经在精制机802中通过2遍或2次循环的精制后产物808的图像。在一个实例中，精制后产物808中的原纤化纤维素纤维比图1b中所示的更细。图1d示出了经过3次循环/遍之后的精制后产物808的图像。在这样的实施例中，精制后产物808可能包含比图1c中的更细的原纤化纤维素纤维。
在一个实施例中，评估并测试了不同的纤维素起始浓度。例如，精制后产物808可能包含原纤化纤维素纤维和水，测试并使用了大约2.5重量％纤维素(和97.5重量％水)、大约3.0重量％纤维素，大约3.6重量％纤维素和大约4.0重量％纤维素的原纤化纤维素浓度。
例如，对于大约2.5重量％纤维素的纤维素浓度，发现精制不充分，并且未测试其性能。换句话说，大约2.5重量％的原纤化纤维素纤维浓度或甚至常规的浆料悬浮液不足以实现本发明的特性。具有大约3.0重量％、大约3.6重量％和大约4.0重量％的原纤化纤维素的精制后产物808在图5中分别被称为L028、L029和L030。
在一个实施例中，测试了原纤化纤维素的各种特性。例如，在表1中示出了机械特性、水蒸气透过性和气体透过性。
表1
在一个实施例中，图2示出了大约3重量％浓度的原纤化纤维素的SEM图像。
例2
在一个实例中，可以从市场来源获得半处理的纤维素纤维，而不是如上面的例1所述地直接使用浆料来产生精制后产物808。这样，将半处理的纤维素纤维(例如大约3重量％)送入胶体磨中研磨大约1分钟。可选地，可以在精制机802中进一步处理原纤化纤维素纤维。
在一个实例中，图3示出了在胶体研磨1分钟后半处理的纤维的SEM图像。例如，表2示出了来自不同来源的不同原纤化纤维素的特性。
表2
例如，在图3中，a-b是表2中的Y纤维素纤维的SEM图像，c-d是B纤维素纤维的SEM图像。
在另一个实施例中，图4示出了在机械研磨1次循环/遍后的半处理的纤维的SEM图像。例如，图4中的a-b示出Y纤维素纤维，图4中的c-d示出了B纤维素纤维。
在一个方面中，混合器804可以提供纤维素浆在水中的浆料悬浮液806，其中包含纤维素浆在水中的混合物，其中纤维素与水的重量比是大约0.01至100。在另一个实施例中，该重量比可以是大约0.03至0.10。在一些实施例中，来自精制机802的精制后产物808如果能够被精制机802再次研磨，那么可以将其保留。例如，如上文所述，精制后产物808在精制机802中通过的遍数可以是1-100次。在另一个实施例中，可以将遍数或循环次数进一步限制为1-10次。
在另一个实施例中，原纤化纤维素与水的重量比和/或通过精制机802的遍数可以是最终产品的期望特性的函数。例如，如果最终产品需要低水蒸气透过率和低氧气透过率，那么精制后产物808可以具有更接近大约0.03-0.04(3-4％)的纤维素与水的重量比(如L28b-L30b所示)，和/或可以增加遍数。在另一个实施例中，较低水蒸气透过率和较低氧气透过率可能表明较长的保存期限，而较高水蒸气透过率和较高氧气透过率可能表明较短的保存期限。
在一个实施例中，精制后产物808可以由成形机810处理。例如，成形机810可以基于精制后产物808生成中间产物818，以得到具有原纤化纤维素的所需材料。例如，中间产物818的原纤化纤维素与液体(例如水)的重量比为大约0.001至99。在另一个实施例中，该比值可以是大约0.001至0.10。在一个实施例中，成形机810可以包括网状或纤维网络。例如，成形机810可以包括负压和/或正压、或者它们的任何组合。在一个实施例中，成形机810可以施加压力以将精制后产物808中的原纤化纤维素从液体中分离出来，从而形成中间产物818。由于原纤化纤维素纤维具有原纤化性质并且是通过精制机802的工艺处理的，因此具有不同长度的纤维可以形成中间产物818，如图2-4和图7中的各种SEM图像所示。
在另一个实施例中，基层812可以与精制后产物808结合使用，以形成中间产物818。在一个实施例中，本发明各方面的GCM可以包含具有浆料的基质层(例如基层812)和原纤化纤维素层(例如来自精制后产物808)的复合材料。例如，成形机810可使基层812通过网、模具或框架，以形成中间产物818的构造。例如，基层812可以首先是水和浆料材料的溶液或浆的形式。所述浆可以在罐中，所述网也可以在罐中。可以通过负压(例如真空)去除或减少来自水箱的水，使得基层812形成在网上。
随后，在一个实施例中，成形机810可以包括喷雾器或涂覆器，用于将精制后产物808喷涂或涂覆到基层812上，以形成中间产物818。由于基层812和精制后产物808之间的纤维尺寸不同，因此精制后产物808被基层812浸渍。在一个实施例中，可以将精制后产物808施加或喷涂在承载可食用物品的中间产物818的表面上。例如，假设最终产品是碗，那么可以将精制后产物808施加或喷涂到最终产品的内表面上。
在一个实施例中，中间产物818可以在其外表面上呈现网状或纤维网络的图案，如502或504所示。
在另一个实施例中，成形机810可以将中间产物818铺展在平坦表面上，以通过自然过程干燥或成形。
在另一个实施例中，还可以提供干燥器814对中间产物818进行干燥或除湿。在一个实施例中，干燥器814可以提供30摄氏度至200摄氏度的干燥条件。在另一个实施例中，干燥器814可以包括加热表面，例如红外加热。在另一个实施例中，可以使用微波加热或空气加热，这不会脱离实施例的思想和范围。在另一个实施例中，干燥器814也可以辅有负压和/或正压。
例3
在可以体现本发明的各个方面的最终产品的一个实例中，通过采用前述材料和方法的组合，成功地生产了基于纤维素的碗。在一个实施例中，此实例中的基于纤维素的食品容器的功能可以用于证明将典型的烹饪油填充到容器中，如图5所示。在这个实例中，可以通过微波以800瓦功率对烹饪油和基于纤维素的食品容器加热4分钟，并观察了10天，如图5所示。在这样的图示中，图5中的容器可以代表由原纤化纤维素L28b、L29b、L30b和Y制成的容器。在一个实施例中，图5中的每一个容器都能够保持油大约10天。
在另一个实施例中，还通过将方便面(在加入热水烹饪后)填充到包含一个实施例的复合材料的容器中进行了另一组测试。在第二天记录了观察结果。图6A示出了容器(例如食品容器)中的原纤化纤维素结构的实例。例如，图6A示出了填充有沸水并静置大约5分钟的原纤化纤维素的一系列图像。
在另一个实施例中，图6B示出了填充有沸水并在800瓦功率下被微波加热大约2分钟的原纤化纤维素的一系列图像。
图7中的图像示出了一个实施例的图6A和6B中的食品容器中的原纤化纤维素的结构的SEM图像。
例4
现在请参考图9a至9c，其中的图像示出了一个实施例的实例4的薄膜。
在一个实施例中，本发明各方面的复合材料可以是基于原纤化纤维素的透明复合薄膜。在一个实例中，可以通过将原纤化纤维素和支链淀粉粉末分别溶解在水中来产生含有大约1重量％的溶质的溶液的薄膜。在支链淀粉粉末溶解物中，可以逐渐向其中加入粉末，并且可以通过800瓦功率的微波对溶液加热1分钟。在一个实施例中，该过程可以重复大约4-5次，直到形成清澈的溶液。
在一个实施例中，为了产生复合薄膜，原纤化纤维素(例如精制后产物808)与支链淀粉的比例可以是大约1:1，例如，大约250克的精制后产物808(例如大约1％的原纤化纤维素)可以与大约250克的支链淀粉溶液混合，以产生具有大约0.5％的溶质的溶液。然后，将大约100克混合溶液倒在疏水表面(例如硅树脂表面)上，并在室温下干燥。
在另一个实施例中，原纤化纤维素与支链淀粉的比例为2:1，可以将250克精制后产物(例如大约2％的原纤化纤维素)与大约250克支链淀粉溶液混合，以产生具有大约1％的溶质的溶液。然后，将大约100克混合溶液倒在疏水表面(例如硅树脂表面)上，并在50℃下干燥12小时。
如图所示，图9a至9c示出了基于纤维素的薄膜的图像，其中原纤化纤维素与支链淀粉的比例为a.)0:1；b.)1:1；c.)2:1。
在一个实施例中，支链淀粉的添加可以增强成膜过程以使薄膜的表面平滑，其中由原纤化纤维素(例如精制后产物808)制成的薄膜(在下文中称为L41b)皱巴巴的。而含有支链淀粉的其它薄膜提供较光滑且平坦的表面。在一个实施例中，具有原纤化纤维素和支链淀粉的复合材料的薄膜总体上没有不平坦的表面。
在另一个实施例中，透明复合薄膜的机械特性如下文所示，其中原纤化纤维素以L41b表示，支链淀粉以B表示。
表3.添加了支链淀粉的原纤化纤维素薄膜的特性
例5
具有防水剂的原纤化纤维素
在一个实施例中，本发明各方面可以包括具有防水剂的原纤化纤维素。在一个实例中，所述混合物可以包括正确比例的纤维素和防水剂，并使用机械搅拌机搅拌3分钟。还可以将该混合物稀释到4000毫升，并倾倒在成形机810上。在一个方面中，成形机810可以施加负压和/或正压，以产生干燥度为25-35％的湿预制品。混合物的机械和阻隔特性如表4所示。
表4示出了具有不同防水剂的原纤化纤维素薄膜的特性。
总体而言，本发明各方面克服了添加有毒化学品(例如含氟聚合物及其衍生物)的现有方法的缺点。本发明各方面还克服了使用浆料作为基层或层的现有方法的缺点。应理解，浆料纤维的直径在10至50微米的范围内。而本发明各方面在尺寸上更小，例如在1微米以下的范围内。
粘合和密封
在另一个实施例中，对于上述公开内容和实例的最终产品，本发明各方面还可以包括将一种具有上述组成/结构的复合材料与另一种具有上述组成/结构的复合材料粘合、密封或固定。在另一个实施例中，所述粘合、密封或固定可以使用不是从上述公开内容得到的另一种复合材料。
例如，假设第一种复合材料可以是载体、容器主体，例如碗、杯、胶囊、托盘等，如图10A-10B和11A-11C所示。第二种复合材料可以是遮盖物、盖子、护帽、膜片或薄膜。在一个实例中，为了将第一种复合材料与第二种复合材料粘合，可以使用粘合剂来粘合、固定或密封第一种复合材料与第二种复合材料之间的空间。在另一个实施例中，纤维素容器产品可以包括主体和遮盖物，其中所述遮盖物可以是盖子、托盘、膜片或薄膜的形式。例如，在所述遮盖物是膜片或薄膜时，可能需要另外的粘合剂来将该遮盖物密封到容器主体上。胶水的来源广泛，可能是以下例子之一。在一个实例中，所述粘合剂可以是食品级胶水或者来源很广泛的胶水，并且可以是以下例子之一：
1.淀粉胶-植物基淀粉，例如木薯、小麦、马铃薯、甘薯、玉米。化学改性淀粉，例如阳离子淀粉、无机盐淀粉；
2.液体胶-水基胶，包括聚醋酸乙烯酯(PVA)、醋酸乙烯酯乙烯(VAE)和醋酸乙烯酯丙烯酸酯(VAA)；
3.糊精胶-可以包含水(大约55-60％)、来自马铃薯淀粉的糊精(大约35-40％)、乙二醇单丙烯(大约1.46％)、甘油(大约0.88％)；
4.热熔胶-乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)热熔胶、茂金属热熔胶、短效热熔胶和聚氨酯反应性(PUR)热熔胶、聚乙烯醇(PVOH)或部分水解的聚醋酸乙烯酯(PVA)热熔胶/其它热熔胶。
5.生物基热熔胶-PLA、PHA；
6.生物基环氧树脂；
7.动物胶-包括明胶、水、硫酸镁、玉米糖、甘油和蛋白质(例如为粘合潜力提供胶强度的软骨胶、以及为粘性或硬度提供胶凝强度的面筋)；
6.大豆胶-例如聚丙烯酸酯环氧化大豆油；
7.硅酮密封胶；
8.蜡-天然蜡(例如蜂蜡、棕榈蜡)和合成蜡；
9.酚醛树脂、脲醛树脂；
10.氰基丙烯酸酯；
11.多糖(琼脂糖)；以及
12.茂金属。
除了上面提供的粘合材料之外，本发明各方面可以包括粘合过程。在一个实例中，第一种复合材料与第二种复合材料的粘合过程可以通过将粘合剂施加到第一种复合材料或第二种复合材料上来完成。粘合剂还可以经历干燥或加热过程，例如从室温加热到200摄氏度，这可能取决于所选择的粘合剂的类型。在其它实施例中，也可以通过向第一种复合材料或第二种复合材料施加负压和/或正压来辅助粘合过程。在另一个实施例中，粘合剂的干燥可以通过超声波、红外线、微波、空气、热压、以及它们的任何组合来完成。
在其它实施例中，第二种复合材料可以包括基于纤维素的膜片或薄膜，这些基于纤维素的膜片或薄膜向第一种复合材料上的粘合可以通过添加水分和施加正压或负压或者它们的任何组合来完成。例如，所述膜片或薄膜可以是机械处理的纤维素，该纤维素可以包括来自植物的纤维素、微米原纤化纤维素和纳米原纤化纤维素。在其它实施例中，所述膜片可以包含化学改性的纤维素(例如羧甲基纤维素、甲基纤维素、羟乙基纤维素)。
在另一个实施例中，第一种复合材料和第二种复合材料之间的结合可以在没有粘合剂的情况下完成。例如，假设第二种复合材料可以是盖子或托盘的形式，那么密封、固定或结合可以用机械互锁设计来完成。例如，容器主体可以包括延伸构造，而第二种复合材料可以包括匹配的孔，该匹配的孔可以与容器主体的延伸部分互锁。现在请参考图10A，其中示出了诸如例如碗或胶囊等载体或第一种复合材料1006的俯视图。在这个实施例中，第一种复合材料1006可以包括延伸构造1008，例如第一种复合材料1006的较宽的唇缘或周缘或圆周。例如，这样的延伸构造1008可以增加第一种复合材料与第二种复合材料之间的结合、密封或固定的表面积。在一个实施例中，该延伸构造1008可以包括一个或更多个孔，例如1002。第二种复合材料(例如图10B中的1020)可以包括一个或更多个突起或凸舌，该突起或凸舌的尺寸可以与孔1002摩擦配合，从而需要在第二种复合材料1020上施加向下的力，以将第二种复合材料1020在第一种复合材料1006上卡合就位。
在另一个实施例中，在相反的结构中，所述一个或更多个突起或凸舌可以设置在第一种复合材料1006的延伸构造1008上，而所述孔1002可以设置在第二种复合材料1020上。
在另一个实施例中，为了进一步提高机械结合的有效性，延伸构造1008的补片或一部分1004可以具有不平坦的表面，而延伸构造1008的其它部分或多个部分可以具有较光滑或平坦的表面。
这样，在向第一种复合材料1006或第二种复合材料1020上施加进一步的压力时，第一种复合材料和第二种复合材料可以互锁。
在另一个实施例中，第一种复合材料1006和第二种复合材料1020的结合、密封或固定还可以由一个或更多个柱或填料1022辅助进行。如图10B所示，第二种复合材料1020可以通过一种或更多种填料1022与延伸构造固定，例如图10A中的延伸构造1008。在一个实例中，所述一种或更多种填料1022可以包括纳米原纤化纤维素或原纤化纤维素。在另一个实施例中，所述一种或更多种填料1022可以包括粘合剂。
在其它实施例中，容器的密封可以用粘合剂来辅助进行。例如，请参考图11A，可以向接合区1118上施加粘合剂1102。在一个实施例中，接合区1118可以是第一种复合材料的延伸构造1108与第二种复合材料1108的一部分接合或接触的区域。在另一个实施例中，可以使用在接合区1118上施加负压和/或正压。因此，密封是由粘合剂以及容器和遮盖物的物理紧密性提供的。
在另一个实例中，第一种复合材料的延伸构造1108的端部和第二种复合材料的端部可以在1110中向上倾斜大约0至大约90度。在另一个实施例中，第一种复合材料的延伸构造1108的端部和第二种复合材料的端部可以在1112中向下弯转或弯曲大约0至大约90度。
现在请参考图11B和11C，可以在第一种复合材料和第二种复合材料的匹配侧上设置凹槽1114、通道1116或波纹，从而尤其是在施加粘合剂时，能够进一步增强结合、密封或固定。
本发明各方面可以应用于源自植物基纤维素、微米原纤化纤维素和/或纳米原纤化纤维素的容器主体和遮盖物。
1.在其它实施例中，所述容器和遮盖物可以包含聚合物，例如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚乙烯醇(PVOH)、聚乳酸(PLA)、聚羟基脂肪酸酯(PHA)。
2.在一个实施例中，所述容器主体和遮盖物还可以包含另外的聚合物以及它们的任何组合。
3.在其它实施例中，所述容器主体可以包含聚合物层压纤维素层，其中该聚合物包括PE、PP、PVOH、PLA、PHA。
在一个方面中，所述第一种复合材料可以用于一系列目的，例如它可以用于容纳可食用的物品。例如，它可以包含粉末、颗粒、薄片或液体形式的干燥食物或调味品，以及它们的任何组合。在其它实施例中，它可以用于容纳不可食用的物品，例如化妆品、医疗产品和电子产品。
在其它实施例中，通过在相应的温度下熔化聚合物(例如PE、PP、PVOH、PLA、PHA)并注射到容器或遮盖物上并在低于相应聚合物熔点的温度下固化，可以向容器主体或遮盖物或这两者上施加热熔聚合物。在容器主体的填充过程之后，将遮盖物置于容器主体上，并且通过超声波、红外线、微波、空气、热压以及它们的任何组合在负压或正压下进行粘合过程。
以上说明是示例性的，而不是限制性的。通过阅读本公开，实施例的许多变化对于本领域技术人员来说是显而易见的。因此，实施例的范围不应参照以上说明来确定，而应参照未决权利要求及其全部范围或等同内容来确定。
任何实施例的一个或更多个特征可以与任何其它实施例的一个或更多个特征相结合，而不会脱离实施例的范围。“一”、“一个”或“所述”的表述意在表示“一个或更多个”，除非另行具体说明。“和/或”的表述旨在表示该术语最广泛的含义，除非另有具体说明。
虽然本公开可以按许多不同的形式实施，但是附图和论述是在理解本公开是一个或更多个发明的原理的范例的基础上呈现的，并且并非意图将任何一个实施例限制于所示的实施例。
本公开提供了对上述长期需求的一种解决方案。具体而言，本发明各方面克服了依赖于使用化学式来为纤维素材料提供增强特性的现有做法的难题。
本领域技术人员很容易想到上述系统和方法的进一步优点和修改。
因此，在其更广泛的方面中，本公开不限于具体的细节、代表性系统和方法、以及上面示出和说明的示例性实例。能够对上述说明进行各种修改和变化，而不会脱离本公开的范围或精神，并且本公开意图涵盖所有这样的修改和变化，只要它们落入所附权利要求及其等同内容的范围之内。

Claims (11)

1.一种用于粘合两种可生物降解的材料的方法，包括：
配置载体，所述载体包含具有原纤化纤维素的复合材料，所述原纤化纤维素具有独立衍生的植物纤维，所述复合材料总体上不含有毒化学添加剂，所述化学添加剂适于改善干态拉伸强度，增强阻油性、不透气性和/或不透液性，并提高干态拉伸模量或干态拉伸指数；
其中所述复合材料包括以下特性：
大约8000立方厘米/(平方米·24小时)或更低的氧气透过率，
3000克/(平方米·24小时)或更低的水蒸汽透过率，
大约30兆帕或更高的干态拉伸强度，
大约4吉帕或更高的干态拉伸模量，以及
大约45牛·米/克或更高的干态拉伸指数；
其中所述载体包括在一端连接至基部的用于限定腔体的壁，所述载体还包括从所述壁的另一端延伸的唇缘；
配置遮盖物，使其一部分在接合区与载体的唇缘接合；以及
在接合区注入填料以封闭由载体限定的腔体。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述载体包括碗、胶囊、杯子或托盘。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述遮盖物包括盖子、护帽、膜片或薄膜。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述填料包含原纤化纤维素。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述填料包含粘合剂。
6.如权利要求1所述的方法，还包括向接合区施加负压或正压。
7.如权利要求1所述的方法，其中所述遮盖物的所述部分包括用于配装到载体的唇缘上的一个或更多个孔中的一个或更多个突起。
8.如权利要求1所述的方法，其中所述载体的唇缘包括用于配装到所述遮盖物的所述部分的一个或更多个孔中的一个或更多个突起。
9.如权利要求1所述的方法，还包括在接合区注入填料以封闭由所述载体限定的腔体之前将可食用物品插入到所述载体的腔体中。
10.一种用于粘合两种可生物降解的材料的方法，包括：
配置载体，所述载体包含具有原纤化纤维素的复合材料，所述原纤化纤维素具有独立衍生的植物纤维，所述复合材料总体上不含有毒化学添加剂，所述化学添加剂适于改善干态拉伸强度，增强阻油性、不透气性和/或不透液性，并提高干态拉伸模量或干态拉伸指数；
其中所述复合材料包括以下特性：
大约8000立方厘米/(平方米·24小时)或更低的氧气透过率，
3000克/(平方米·24小时)或更低的水蒸汽透过率，
大约30兆帕或更高的干态拉伸强度，
大约4吉帕或更高的干态拉伸模量，以及
大约45牛·米/克或更高的干态拉伸指数；
其中所述载体包括在一端连接至基部的用于限定腔体的壁，所述载体还包括从所述壁的另一端延伸的唇缘；
配置遮盖物，使其一部分在接合区与载体的唇缘接合；以及
在接合区注入填料以封闭由载体限定的腔体，其中所述填料包括下列物质之一：
植物基淀粉胶；化学改性的淀粉胶；水基胶，包括聚醋酸乙烯酯(PVA)、醋酸乙烯酯乙烯(VAE)和醋酸乙烯酯丙烯酸酯(VAA)；糊精胶；乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)热熔胶、茂金属热熔胶、短效热熔胶和聚氨酯反应性(PUR)热熔胶、聚乙烯醇(PVOH)或部分水解的聚醋酸乙烯酯(PVA)热熔胶；PLA；PHA；环氧树脂；明胶、水、硫酸镁、玉米糖、甘油和蛋白质；聚丙烯酸酯环氧化大豆油；硅酮密封胶；天然蜡；合成蜡；酚醛树脂；脲醛树脂；氰基丙烯酸酯；多糖(琼脂糖)；或茂金属。
11.如权利要求10所述的方法，其中，按重量计，所述糊精胶包含大约55-60％的水、大约35-40％的马铃薯淀粉、大约1.46％的乙二醇单丙烯和大约0.88％的甘油。
CN202180063485.7A 2020-08-07 2021-08-09 两种纤维材料之间的增强粘合和密封 Pending CN116601357A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202063063210P 2020-08-07 2020-08-07
US63/063,210 2020-08-07
PCT/IB2021/057307 WO2022029735A1 (en) 2020-08-07 2021-08-09 Enhanced bonding and sealing between two fibrous materials

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116601357A true CN116601357A (zh) 2023-08-15

Family

ID=80117291

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202180063485.7A Pending CN116601357A (zh) 2020-08-07 2021-08-09 两种纤维材料之间的增强粘合和密封

Country Status (9)

Country Link
US (1) US20230272579A1 (zh)
EP (1) EP4192261A1 (zh)
JP (1) JP2023537381A (zh)
KR (1) KR20230050373A (zh)
CN (1) CN116601357A (zh)
AU (1) AU2021321500A1 (zh)
CA (1) CA3191008A1 (zh)
TW (1) TW202218879A (zh)
WO (1) WO2022029735A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023180633A1 (en) * 2022-03-24 2023-09-28 Betulium Oy Plant-based wax composition

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009086141A2 (en) * 2007-12-20 2009-07-09 University Of Tennessee Research Foundation Wood adhesives containing reinforced additives for structural engineering products
ES2884833T3 (es) * 2015-01-14 2021-12-13 Ruffa Gabriele Método y aparato para la construcción de recipientes de precursores de productos alimenticios líquidos y recipientes correspondientes
EP3286373B1 (en) * 2015-04-23 2023-06-07 University of Maine System Board of Trustees Methods for the production of high solids nanocellulose
JP2018527447A (ja) * 2015-09-17 2018-09-20 エイピーアイ インテレクチュアル プロパティー ホールディングス，リミテッド ライアビリティー カンパニーＡＰＩ Ｉｎｔｅｌｌｅｃｔｕａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｙ Ｈｏｌｄｉｎｇｓ，ＬＬＣ ポリマー−ナノセルロース複合材料用の相溶化剤
EP3419437A4 (en) * 2016-02-24 2019-08-28 Ecoinno (H.K.) Limited CELLULOSE MATERIALS AND METHOD FOR THE PRODUCTION AND USE THEREOF
CN209965986U (zh) * 2019-05-31 2020-01-21 浙江鼎运生物科技有限公司 聚乳酸pla耐热开关杯盖

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022029735A1 (en) 2022-02-10
TW202218879A (zh) 2022-05-16
US20230272579A1 (en) 2023-08-31
CA3191008A1 (en) 2022-02-10
JP2023537381A (ja) 2023-08-31
AU2021321500A1 (en) 2023-04-06
EP4192261A1 (en) 2023-06-14
KR20230050373A (ko) 2023-04-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7249016B2 (ja) セルロース材料およびそれを作製および使用する方法
CN108778726A (zh) 氧气阻隔膜和层压材料及其制造方法
TWI816115B (zh) 纖維化奈米纖維素材料的方法、設備與系統
CA3089434A1 (en) Heat-sealable barrier paper
EP3953269B1 (en) Sealed package comprising parchment paper and a polysaccharide-based coating
CN116601357A (zh) 两种纤维材料之间的增强粘合和密封
CN113518698B (zh) 多元醇脂肪酸酯载体组合物
TWI831008B (zh) 可生物分解的材料及可生物分解的食品材料
US20230183924A1 (en) Method, apparatus, and system of a fibrillated nanocellulose material
CN109056424A (zh) 一种可降解食品包装用防油纸的制备方法
CN114901464B (zh) 用于密封饮料胶囊或饮料粉囊包的可堆肥的盖子以及用其密封的胶囊和粉囊包
JP2024506754A (ja) ポリマーとブレンドしたフィブリル化セルロース複合材料の方法及びシステム
CN116005489B (zh) 一种茶渣模塑包装纸及其制备方法
WO2024084378A1 (en) Advanced method, apparatus, and system of a fibrillated nanocellulose material
EP4229237A1 (en) A method for preparing modified pulp

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
REG Reference to a national code

Ref country code: HK

Ref legal event code: DE

Ref document number: 40098772

Country of ref document: HK