CN1904204B

CN1904204B - 卷曲变形的纤维素和木质纤维素材料及由其制造的组合物和复合物

Info

Publication number: CN1904204B
Application number: CN2006100997010A
Authority: CN
Inventors: 马歇尔·麦道夫; 阿瑟·拉加斯
Original assignee: Xyleco Inc
Current assignee: Xyleco Inc
Priority date: 1999-06-22
Filing date: 2000-06-22
Publication date: 2013-07-24
Anticipated expiration: 2020-06-22
Also published as: ES2294759T3; CN1904204A; CN1356867A; EP1849359B1; EP1207740A4; DE60036427D1; EP1207740A1; DE60041212D1; ES2320260T3; DK1849359T3; ZA200200476B; DK1762145T3; EP1779725B1; RU2002101320A; ATE347262T1; EP1849359A1; EP2025227B1; DE60032241T2; ES2281348T3; ATE456300T1

Abstract

公开了卷曲变形的纤维素或木质纤维素材料(例如，卷曲变形的涂覆有聚合物的纸)，及由其制造的组合物和复合物。

Description

卷曲变形的纤维素和木质纤维素材料及由其制造的组合物和复合物

本申请是申请日为2000年6月22日，申请号为200410092691.9，发明名称为“卷曲变形的纤维素和木质纤维素材料及由其制造的组合物和复合物”的专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求了1999年6月22日提交的题为“卷曲变形的纤维素和木质纤维素材料及由此制造的组合物和复合物”的USSN 09/337,580的优先权，该申请为1997年10月31提交的题为“纤维素纤维复合物”的USSN 08/961,863的部分连续申请；并要求了1999年6月22日提交的题为“得自涂覆有聚合物的纸的卷曲变形的纤维材料及由此制造的组合物和复合物”的USSN 09/338,209的优先权，该申请为1997年9月2日提交的题为“涂覆有聚合物的纸的复合物”的USSN 08/921,807的部分连续申请。

发明背景

本发明涉及卷曲变形的纤维素或木质纤维素材料(例如，卷曲变形的涂覆有聚合物的纸)及由这样的卷曲变形的材料制造的组合物和复合物。

纤维素和木质纤维素材料在许多应用中大量生产、加工和使用。例如，用聚合物涂覆的纸(即涂覆有聚合物的纸)用于制造多种食品容器，包括单份量大小的果汁纸板盒和冷冻食品盒。一旦用完，这些纤维素和木质纤维素材料通常被扔掉。因此，废纤维素和木质纤维素材料的量不断增加。

发明概述

本发明提供一种复合

物，其含有(a)包含具有内部纤维的纤维素或木质纤维素材料的卷曲变形的纤维材料，(b)热塑性树脂和(c)无机添加剂，其中所述的纤维素或木质纤维素材料被剪切至其内部纤维基本上被暴露的程度。

如本发明的第一方面的复合物，其中所述纤维素材料包括涂覆有聚合物的纸。

如本发明的第二方面的复合物，其中所述涂覆有聚合物的纸包含聚乙烯和纸。

如本发明的第三方面的复合物，其中所述涂覆有聚合物的纸还包含一层或多层铝。

如本发明的第一方面的复合物，其中所说的纤维素或木质纤维素材料选自亚麻、大麻、棉花、黄麻、碎布、纸、纸制品和造纸的副产物。

如本发明的第一方面的复合物，其中所述纤维素或木质纤维素材料为纸浆板。

如本发明的第一方面的复合物，其中所述纤维素或木质纤维素材料为合成材料。

如本发明的第一方面的复合物，其中所述纤维素或木质纤维素材料为非机织材料。

如本发明的第一方面的复合物，其中至少50％的纤维的长度/直径比为至少为25。

如本发明的第一方面的复合物，其中至少50％的长度/直径比至少约50。

如本发明的第一方面的复合物，其中所说的复合物为丸粒的形式。

如本发明的第十一方面的复合物，其中所说的丸粒为注塑成形。

如本发明的第一方面的复合物，其中所说的复合物为选自如下的形成制品：管子、板、壳体、杆、带、围栏、门、百叶窗、遮篷、光罩、标示牌、框架、瓦片、铁道枕木、浅盘、工具把手、畜栏、垫层、给料器、包裹、手提袋、桶、盒子、篮子、船台、支架、夹子、屏风、墙壁、室内和室外毡层、地毯、席子、书架、雕塑、椅子、桌子、玩具、锭盘、码头、小船、船桅、化粪池、地面上和地面下的电线套、野餐桌、帐篷、掩体、便盆、线、布、衣架、托盘、水池、首饰盒、书籍封面和拐杖。

如本发明的第一方面的复合物，其中所说的复合物为纤维、细丝或薄膜的形式。

概括地说，本发明的特征是卷曲变形的纤维素或木质纤维素材料(例如卷曲变形的涂覆有聚合物的纸)及由其制造的组合物和复合物。

在一个实施方案中，本发明的特征是制备卷曲变形的纤维材料的方法。该方法包括将具有内部纤维的纤维素或木质纤维素材料(例如亚麻、大麻、棉花、黄麻、碎布、成品纸和未成品的纸、涂覆有聚合物的纸、纸制品或造纸副产品如纸浆板、或合成纤维素或木质纤维素材料如人造纤维)剪切到其内部纤维被实质性暴露的程度，得到卷曲变形的纤维材料。纤维素或木质纤维素材料可以是，例如织物如纺织品，或非织物如纸或草纸。卷曲变形的纤维材料被暴露的纤维的长度/直径(L/D)比至少为约5(例如，至少约5、10、25、50或以上)。例如，至少约50％的纤维可以具有此数量级的L/D比。

在另一个实施方案中，本发明的特征为包括具有内部纤维的纤维素或木质纤维素材料(例如涂覆有聚合物的纸)的卷曲变形的纤维材料，其中纤维素或木质纤维素材料被剪切到该内部纤维被实质性暴露的程度。

该卷曲变形的纤维材料可以，例如，被合入(例如，相关联、混合、相邻、被包围或在其中)一种结构或一种载体(例如网、薄膜、浮选装置、袋子、壳体或可生物降解的物质)中。该结构或载体其本身可以选择性地由卷曲变形的纤维材料(例如，本发明的卷曲变形的纤维材料)制造，或由卷曲变形的纤维材料的组合物或复合物制造。

该卷曲变形的纤维材料的体密度可以小于约0.5克每立方厘米(g/cm³)，或甚至可以小于约0.2g/cm³。

与包含该卷曲变形的纤维材料及其它液体或固体成分(例如，微粒状、粉状或颗粒状固体如植物种子、食品或细菌)的组合物一样，包含上述卷曲变形的纤维材料的组合物与一种化学品或化学制剂(例如，一种药物如选择性地与一种赋形剂一起的抗生素或避孕药；农业化合物如肥料、除草剂或杀虫剂；或包含酶的制剂)的组合物也在本发明的范围内。

包含热塑性树脂和该卷曲变形的纤维材料的复合物也在考虑之列。树脂可以是，例如，聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚丁烯、热塑性聚酯、聚醚、热塑性聚氨酯、聚氯乙烯或聚酰胺，或两种或多种树脂的结合物。

在某些情况下，包含在复合物中的纤维材料的至少约5重量％(例如，5％、10％、25％、50％、75％、90％、95％、99％或约100％)被卷曲变形。

复合物也可包括例如约30重量％-约70重量％的树脂和约30重量％-约70重量％的卷曲变形纤维材料，尽管也可使用超出这些范围的比例。复合物非常坚硬，在有些情况下，复合物的抗弯强度至少为约6,000-10,000psi。

复合物也可包括无机添加剂，如碳酸钙、石墨、石棉、硅灰石、云母、玻璃、纤维玻璃、白垩、滑石粉、硅石、陶瓷、地面建筑废料、轮胎橡胶粉、碳纤维或金属纤维(如不锈钢或铝)。

无机添加剂可以占复合物总重量的约0.5％-约20％。

复合物可以为以下形式，例如丸粒(例如注塑成形丸粒)、管子、仪器板、桥面板材料、板、壳体、薄板、杆、带、围栏、构件、门、百叶窗、遮篷、光罩、标示牌、框架、窗框、后挡板、墙板、地板、瓦片、铁道枕木、模型、浅盘、工具把手、畜栏、垫层、给料器、桶板、薄膜、包裹、手提袋、桶、盒子、包装材料、篮子、带子、船台、支架、罩壳、夹子、屏风、墙壁、室内和室外毡层、地毯、机织物、和席子、框架、书架、雕塑、椅子、桌子、书桌、艺术品、玩具、游戏用具、锭盘、码头、小船、船桅、污染控制产品、化粪池、汽车面板、基层、计算机壳体、地面上和地面下的电线套、家具、野餐桌、帐篷、运动场、长椅、掩体、体育用品、床、便盆、线、细丝、布、饰板、浅盘、衣架、托盘、水池、绝缘材料、首饰盒、书籍封面、服装、扶杖、拐杖、和其它建筑、农业、材料搬运、运输、汽车、工业、环境、海洋、电气、电子、娱乐、医学、纺织和消费产品。复合物也可为纤维、细丝或薄膜的形式。

本文使用的术语“卷曲变形纤维素或木质纤维素材料”和“卷曲变形纤维材料”是指纤维素或木质纤维素材料被剪切到其内部纤维被实质性暴露的程度。至少约50％，更优选至少约70％的这些纤维的长度/直径(L/D)比至少约为5，更优选至少25或至少50。卷曲变形纤维素材料(即卷曲变形的新闻纸)的实例如图1所示。卷曲变形的涂覆有聚合物的纸的实例如图2所示。

本发明的卷曲变形的纤维材料的性能使其适用于多种用途。例如，该卷曲变形的纤维材料具有吸收性能，这种性能例如可以应用于污染控制。该纤维一般为可生物降解的，这使得该纤维适用于例如药物或化学品输送(例如，在人类治疗、动物治疗或农业应用中)。该卷曲变形的纤维材料也可以用于增强聚合树脂。

包含卷曲变形纤维材料和树脂的那些复合物坚实、重量轻且便宜。用来制造这些复合物的原材料为未用过的或回收的材料；例如它们可以包括由树脂构成的废弃容器，以及废的纤维素或木质纤维素纤维(例如，由涂覆有聚合物的纸构成的废弃容器)。

涂覆有聚合物的纸由于纸与聚合物层通常不能分离而难以回收。在本发明中，纸和聚合物部分都被利用，因此不需要将两者分离。同样可以使用包括一层或多层铝层的涂覆有聚合物的纸。本发明因此有助于回收废弃的使用后容器，而同时制造有用的产品。

从以下的详细描述和权利要求中，本发明的其它特征和优点将变得显而易见。

附图的简要说明

图1为放大50倍的卷曲变形的报纸的照片；

图2为放大50倍的卷曲变形的涂覆有聚合物的纸的照片；

图3为半加仑聚合物纸板果汁纸板盒的照片；

图4为被切碎的半加仑聚合物纸板果汁纸板盒的照片；

图5为通过剪切图4的被粉碎的半加仑聚合物纸板果汁纸板盒制备的卷曲变形纤维材料的照片。

本发明的详细说明

纤维素原材料的例子包括纸和纸制品如新闻用纸和造纸废弃物，以及涂覆有聚合物的纸。木质纤维素原材料的例子包括木材、木纤维及与木材有关的材料，以及从洋麻、草、稻壳、甘蔗渣、棉花、黄麻、其它茎状植物(例如，大麻、亚麻、竹子；韧皮纤维和心纤维)，叶类植物(如剑麻、马尼拉麻)和农业纤维(例如谷草、玉米棒子、稻壳和椰子毛)。除了未用过的原材料外，使用后的废料、工业废料(例如碎屑)和加工废料(如废液)也可以用作纤维源。

涂覆有聚合物的纸可以多种形式获得。例如，整张的未用过的涂覆有聚合物的纸可以从International Paper，New York买到。作为选择，未用过的废弃的涂覆有聚合物的纸(例如，修边废料、残料和印刷错误的存货)可以从International Paper或其它造纸商获得。废弃的食品或饮料容器形式的用过的涂覆有聚合物的纸可以从多种渠道收集，包括废品和回收途径。涂覆有聚合物的纸可由聚合物(例如聚乙烯)和纸以及在某些情况下的一层或多层铝制造。包含一层或多层铝箔的涂覆有聚合物的纸通常用于气密性液体储存。用过的涂覆有聚合物的纸、废弃的涂覆有聚合物的纸或涂覆有聚合物的纸屑(例如，使用后的废料、工业碎屑)也可以从这些材料的中间商处购买。

卷曲变形纤维材料的制备

如果使用纤维素或木质纤维素材料碎屑，应该清洁并干燥这些碎屑。可以使用多种机械方法的任一种或其结合将原材料卷曲变形。一种卷曲变形的方法包括先将纤维素或木质纤维素材料切成1/4-1/2英寸的片，如果需要，使用标准切割装置。也可以使用反向旋转螺纹粉碎机和分段式旋转螺纹粉碎机如由Munson(Utica，NY)制造的那些，与在许多办公室里可以发现的标准文件粉碎机一样。

然后按照《派氏化工手册》(Perry’s Chem.Eng.Handbook)，第6版，8-29页(1984)中的描述，使用旋转切割机，如Sprout，WaldronCompanies制造的切割机，将纤维素或木质纤维素材料切碎。尽管可以使用其它的设定，但旋转切割机的旋转刀与固定刀的间距通常设定为0.020英寸或以下，并且刀片的转速设为750转/分(rpm)或以上。在该过程中，例如可以使用水套将旋转切割机冷却至100℃或更低温度。

将被卷曲变形的材料通过一个排出筛。在大规模生产中可以使用更大的筛(例如最高达6毫米)。通常使该纤维素或木质纤维素给料与旋转切割机的刀片保持接触直到纤维被扯断；更小的筛(例如，2毫米网眼)提供更长的保留时间以及更完全的卷曲变形，但能够导致更低的长度/直径(L/D)长径比。可以将一个真空拔取器连接到筛上以使纤维的长度/直径长径比最大化并保持该长径比。

卷曲变形的纤维材料可以直接储存在密封的袋子中或可以紧接在使用之前，在大约105℃下干燥4-18小时(例如直到湿含量小于约0.5％)。图1为卷曲变形的报纸的SEM照片。

卷曲变形的纤维材料的用途

可以制备卷曲变形的纤维材料以及这种纤维与其它的化学品和化学制剂的组合物和复合物以利用该材料的性能。该材料可用来吸收化学品，例如可能吸收自身重量的许多倍。因此，该材料可以，例如，用来吸收溢油，或用于清除例如水中、空气中或陆地上的环境污染物。同样地，该材料的吸收性能与其生物降解性一起，使其可用于化学品或化学制剂的输送。例如，该材料可以用酶或药物如抗生素、营养素或避孕药以及任何必须的赋形剂的溶液处理，用于药物输送(例如用于治疗人或动物，或作为动物饲料和/或垫层使用或用在动物饲料或垫层中)，以及用肥料、除草剂或杀虫剂的溶液处理。该材料可以选择性进行化学处理以增强单位吸收性能。例如，可以用硅烷处理该材料以使其具有亲脂性。

也可以制备包含结合了液体或微粒、粉末或颗粒状固体的卷曲变形材料的组合物。例如，卷曲变形的纤维材料可以与种子(即用或不用肥料、杀虫剂等的溶液处理)、食品或细菌(例如，消化毒素的细菌)混合。纤维材料与组合物的其它组分的比将依据该组分的本质，并且容易地调节到满足于特定的产品用途。

在某些情况下，将卷曲变形的纤维材料或这些材料的组合物或复合物与一种结构或载体如网、薄膜、浮选装置、袋子、壳体或可生物降解的物质联合可能是有利的。该结构或载体本身可以选择性地由卷曲变形的纤维材料(例如，本发明的材料)或卷曲变形纤维材料的组合物或复合物制成。

卷曲变形的纤维材料与树脂的复合物

卷曲变形的纤维材料也可以与树脂结合以形成坚实的、重量轻的复合物。同样，如上所述用化学品或化学制剂处理过的材料可以与可生物降解的或非生物降解的树脂结合，以形成复合物，将例如亲水性物质引入到另外的憎水聚合物基质中。作为选择，包含卷曲变形的纤维材料和树脂的复合物可以用化学品或化学制剂处理。

卷曲变形的纤维素或木质纤维素材料为复合物提供了强度。该复合物可以包括约10重量％-约90重量％，例如约30重量％-约70重量％的卷曲变形的纤维素或木质纤维素材料。也可以使用卷曲变形的纤维材料的结合物(例如，卷曲变形的涂覆有聚合物的纸与卷曲变形的与木材有关的材料或其它纤维素或木质纤维素纤维混合)。

在复合物中，树脂将卷曲变形的纤维素或木质纤维素材料包封起来，有助于控制复合物的形状。树脂还把外部负荷转移到纤维材料上，使纤维免受环境和结构破坏。复合物可以包括，例如约10重量％-约90重量％，更优选约30％-约70重量％的树脂。

适于与卷曲变形的纤维结合的树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、热塑性聚酯(例如PET)、聚醚、热塑性聚氨酯、PVC、聚酰胺(例如尼龙)和其它树脂。优选树脂具有低的熔体流动指数。优选的树脂包括熔体流动指数小于3克/10分钟，更优选小于1克/10分钟的聚乙烯和聚丙烯。

树脂可以是购买的未用过的材料，或是获得的废料，并且可以丸状或颗粒形式购买。废树脂的一个来源是用过的聚乙烯奶瓶。但是如果在丸状或颗粒状树脂上有表面水份，则在使用前应该将树脂干燥。

复合物也可以包含偶联剂。该偶联剂有助于使亲水性纤维与憎水性树脂结合。偶联剂的例子包括马来酸酐改性的聚乙烯，如FUSABOND(可从DuPont，Delaware获得)和POLYBOND(可从Uniroyal Chemical，Connecticut获得)系列。一种合适的偶联剂为马来酸酐改性的高密度聚乙烯如FUSABONDMB 100D。

复合物还可以包含在复合领域的技术人员已知的添加剂，如增塑剂、润滑剂、抗氧剂、遮光剂、热稳定剂、着色剂、阻燃剂、杀生物剂、抗冲改性剂、光稳定剂和抗静电剂。

复合物还可以包含无机添加剂如碳酸钙、石墨、石棉、硅灰石、云母、玻璃、纤维玻璃、白垩、硅石、滑石粉、陶瓷、地面建筑废料、轮胎橡胶粉、碳纤维或金属纤维(例如，铝、不锈钢)。当包含这样的添加剂时，其典型的存在量为从约0.5重量％最高至约20-30重量％。例如，可以向卷曲变形纤维材料和树脂的复合物中加入亚微细粒的碳酸钙以改进抗冲击修饰特性或增强复合物强度。

组合物的制备

可以例如在各种浸没装置、喷洒装置或混合装置中，制备包含卷曲变形的纤维素或木质纤维素材料和化学品、化学制剂或其它固体的组合物，混合装置包括但不限于带式混合器、锥形混合器、双锥形混合器和Patterson-Kelly“V”混合器。

例如，可以在一台锥形混合器中制备含有90重量％卷曲变形纤维素或木质纤维素材料和10重量％磷酸铵或碳酸氢钠的组合物，产生吸收油用的阻燃材料。

卷曲变形纤维与树脂的复合物的制备

可以按照下述方法制备卷曲变形纤维材料与树脂的复合物。将一台标准橡胶/塑料混合式二辊辗压机加热至325-400。将树脂(通常为丸状或颗粒形式)加入被加热的辊式辗压机中。大约5-10分钟后，将偶联剂加入辊式辗压机中。再过5分钟后，将卷曲变形的纤维素或木质纤维素材料加入熔融的树脂/偶联剂混合物中。加入卷曲变形材料的过程大约持续10分钟。

从辊式辗压机中移出复合物，将其切成片并冷却至室温。然后使用标准压塑技术将其压塑成板。

作为选择，将组分装到一台混合机如Banbury内混机中。保持温度低于约190℃时将组分混合。然后将混合物压塑。

在另一个实施方案中，可以在一台挤出式混合机如装配有同步旋转螺杆的双螺杆挤出机中混合组分。在挤出机的进料喉处将树脂和偶联剂引入；在沿挤出机的长度约1/3处将卷曲变形的纤维素或木质纤维素材料引入到熔融的树脂中。挤出机的内部温度保持低于约190℃。在出口处，可以例如通过冷线料切粒将复合物造粒。

作为选择，可以首先在一台混合机中制备混合物，然后将混合物转移至挤出机中。

在另一个实施方案中，复合物可以形成针织、整经、机织、编结用或制造非织物过程中用的细丝。在一个进一步的实施方案中，复合物可被制成薄膜。

卷曲变形纤维材料与树脂的复合物的性能

所得到的复合物包括一个包封在树脂基质中的纤维网。该纤维形成格式网络，提供给复合物强度。由于纤维素或木质纤维素材料被卷曲变形，因此与用未卷曲变形的纤维素或木质纤维素材料制备的复合物相比，其可用来与树脂结合的表面积增大。树脂结合至外露的纤维的表面上，产生纤维网络与树脂基质的紧密混和。纤维与树脂基质的紧密混合进一步增强了复合物。

卷曲变形纤维材料与树脂的复合物的用途

该树脂/纤维材料复合物可以用于多种用途。该复合物结实且重量轻；它们可以用作例如木材替代物。树脂包被使复合物耐水，因此其可以用于室外用途。例如，该复合物可以用来制造经常置于室外很长时间的托台、葡萄酒桶板、划艇、家具、雪橇和浆。也考虑其它的用途，包括仪器板、管子、桥面板材料、板、壳体、薄板、杆、带、围栏、构件、门、百叶窗、遮篷、光罩、标示牌、框架、窗框、后挡板、墙板、地板、瓦片、铁道枕木、模型、浅盘、工具把手、畜栏、垫层、给料器、桶板、薄膜、包裹、手提袋、桶、盒子、包装材料、篮子、带子、船台、支架、罩壳、夹子、屏风、墙壁、室内和室外毡层、地毯、机织物、和席子、框架、书架、雕塑、椅子、桌子、书桌、艺术品、玩具、游戏用具、锭盘、码头、小船、船桅、污染控制产品、化粪池、汽车面板、基层、计算机壳体、地面上和地面下的电线套、家具、野餐桌、帐篷、运动场、长椅、掩体、体育用品、床、便盆、线、细丝、布、饰板、浅盘、衣架、托盘、水池、绝缘材料、首饰盒、书籍封面、服装、扶杖、拐杖、和其它建筑、农业、材料搬运、运输、汽车、工业、环境、海洋、电气、电子、娱乐、医学、纺织和消费产品。也展望大量的其它应用。该复合物可以用作，例如饰面品的底层或构架。另外，该复合物可以，例如被表面处理、开槽、碾磨、定形、刻印、卷曲变形、压缩、冲孔或着色。该复合物的表面可以是光滑的或粗糙的。

以下的实施例用于说明本发明的某些实施方案和方面，不是作为对本发明范围的限制。

实施例

实施例1

从International Paper获得1500磅未用过的、由涂覆有聚合物的白色牛皮纸制的半加仑果汁纸板盒材料。图3示出了一个这样的纸板盒。每个纸板盒都被折平。

将纸板盒进料到3马力(hp)Flinch Baugh粉碎机中，进料速度大约为15-20磅/小时。粉碎机上装配了两个每个宽12英寸的旋转刀片、两个固定刀片和一个0.3英寸的排出筛。旋转刀片与固定刀片的间距为0.10英寸。

如图4所示，从粉碎机的出口处得到的样品主要由五彩纸屑样的碎片组成，宽约0.1英寸-0.5英寸，长约0.25-1英寸。粉碎机的出料进到Thomas Wiley Mill Model 2D5旋转切割机中。该旋转切割机有4个旋转刀片、4个固定刀片和一个2毫米的排出筛。每个刀片长约2英寸。刀片间隙设为0.020英寸。

旋转切割机在刀口上切割五彩纸屑样的碎片，将碎片撕碎并以大约1磅/小时的速度排出细致卷曲变形的纤维。该纤维的平均最小L/D比在5-100之间或以上。卷曲变形的纤维的体密度约为0.1克/立方厘米(g/cc)。图5示出了卷曲变形纤维的一个正常放大率的样品，图2为放大50倍的样品。

实施例2

按照如下方法制备卷曲变形纤维与树脂的复合物。将一台标准橡胶/塑料浊混合二辊辗压机加热到325-400

。将树脂(通常为丸状或颗粒形式)加到被加热的辗压机中。约5-10分钟后，树脂包到辊子上(即树脂在辊子上熔融并熔化)。然后将偶联剂加到辊式辗压机中。再过5分钟后，将卷曲变形的纤维素或木质纤维素材料加到熔融的树脂/偶联剂混合物中。纤维素或木质纤维素纤维的加料过程持续约10分钟。

然后从辊式辗压机中移出复合物，将其切成片并冷却至室温。使用标准压塑技术，将每批约80g压塑成6英寸×6英寸×1/8英寸的板。

一个复合物包含以下成分：

1号组成

成分量(g)

高密度聚乙烯¹ 160

旧报纸² 240

偶联剂³ 8

¹Marlex 16007

²使用2毫米网眼的旋转切割机卷曲变形

³FUSABOND

100D

将板加工成合适的试件并按照指定方法中概括的程序进行试验。对每种性能试验三块不同的试件，并计算每次试验的平均值。1号组成的性能如下所示：

抗弯强度(10³psi(磅/平方英寸)) 9.81(ASTM D790)

弯曲模量(10⁵psi) 6.27(ASTM D790)

第二个复合物包含如下成分：

2号组成

成分量(g)

高密度聚乙烯¹ 160

旧杂志² 240

偶联剂³ 8

¹Marlex 16007

²使用2毫米网眼的旋转切割机卷曲变形

³FUSABOND

100D

2号组成的性能如下所示：

抗弯强度(10³psi) 9.06(ASTM D790)

弯曲模量(10⁵psi) 6.78(ASTM D790)

第三个复合物含有如下成分：

3号组成

成分量(g)

HDPE¹ 160

纤维纸² 240

3.1mm卷曲变形的洋麻纤维 24

偶联剂³ 8

¹Marlex 16007

²使用2毫米网眼的旋转切割机卷曲变形

³FUSABOND

100D

3号组成的性能如下所示：

抗弯强度(10³psi) 11.4(ASTM D790)

弯曲模量(10⁵psi) 6.41(ASTM D790)

第四个复合物含有如下成分：

4号组成

成分量(g)

SUPERFLEXCaCO₃ 33

纤维^2，4 67

HDPE(重量/3％增容剂)^1，3 100

¹Marlex 16007

²使用2毫米网眼的旋转切割机卷曲变形

³FUSABOND100D

⁴未用过的涂覆有聚合物的奶盒

4号组成的性能如下所示：

抗弯强度(10⁵psi) 8.29(ASTM D790)

极限延伸率(％) ＜5(ASTM D638)

弯曲模量(10⁵psi) 10.1(ASTM D790)

埃佐切口试验(Notch Izod)(英尺磅/英寸) 1.39(ASTM D256-97)

第五个复合物含有如下成分：

5号组成

成分量(g)

SUPERFLEXCaCO₃ 22

纤维^2，4 67

HDPE(重量/3％增容剂)^1，3 100

¹Marlex 16007

²使用2毫米网眼的旋转切割机卷曲变形

³FUSABOND100D

⁴未用过的涂覆有聚合物的奶盒

5号组成的性能如下所示：

抗弯强度(10⁵psi) 8.38(ASTM D790)

极限延伸率(％) ＜5(ASTM D638)

弯曲模量(10⁵psi) 9.86(ASTM D790)

埃佐切口试验(Notch Izod)(英尺磅/英寸)1.37(ASTM D256-97)

第六个复合物含有如下成分：

6号组成

成分量(g)

ULTRAFLEXCaCO₃ 33

纤维^2，4 67

HDPE/增容剂^1，3 100

¹Marlex16007

²使用2毫米网眼的旋转切割机卷曲变形

³FUSABOND

100D

⁴未用过的涂覆有聚合物的奶盒

6号组成的性能如下所示：

抗弯强度(10⁵psi) 7.43(ASTM D790)

极限延伸率(％) ＜5(ASTM D638)

弯曲模量(10⁵psi) 11.6(ASTM D790)

埃佐切口试验(Notch Izod)(英尺磅/英寸)1.27(ASTM D256-97)

第七个复合物含有如下成分：

7号组成

成分量(g)

HDPE(重量/3％增容剂)^3，5 60

牛皮纸板² 40

¹Marlex16007

²使用2毫米网眼的旋转切割机卷曲变形

³FUSABOND

100D

⁴未用过的涂覆有聚合物的奶盒

⁵熔体流动指数＜1的HDPE

7号组成的性能如下所示：

抗弯强度(10⁵psi) 7.79(ASTM D790)

极限延伸率(％) ＜5(ASTM D638)

弯曲模量(10⁵psi) 7.19(ASTM D790)

第八个复合物含有如下成分：

8号组成

成分量(g)

高密度聚乙烯¹ 160

涂覆有聚合物的纸² 240

偶联剂³ 8

¹Marlex 6007，熔体流动指数0.65克/10分钟，可从Philips购得

²使用2毫米网眼的旋转切割机卷曲变形

³POLYBOND3009，可从Uniroyal Chemical购得

8号组成的性能如下所示：

抗拉模量(10⁵psi) 8.63(ASTM D638)

断裂抗拉强度(psi) 6820(ASTM D638)

极限延伸率(％) ＜5(ASTM D638)

抗弯强度(psi) 12,200(ASTM D790)

弯曲模量(10⁵psi) 6.61(ASTM D790)

第九个复合物含有如下成分：

9号组成

成分量(g)

高密度聚乙烯¹ 160

涂覆有聚合物的纸² 240

偶联剂³ 8

¹废弃牛奶壶，熔体流动指数为0.8克/10分钟，

²使用2毫米网眼的旋转切割机卷曲变形

³pOLYBOND3009

9号组成的性能如下所示：

抗拉模量(10⁵psi) 7.38(ASTM D638)

断裂抗拉强度(psi) 6500(ASTM D638)

极限延伸率(％) ＜5(ASTM D638)

抗弯强度(psi) 11,900(ASTM D790)

弯曲模量(10⁵psi) 6.50(ASTM D790)

第十个复合物含有如下成分：

10号组成

成分量(g)

高密度聚乙烯¹ 160

涂覆有聚合物的纸² 240

偶联剂³ 8

¹废弃的牛奶壶，熔体流动指数为0.8克/10分钟

²使用2毫米网眼的旋转切割机卷曲变形

³FUSABONDMB100D，可从DuPont购得

10号组成的性能如下所示：

抗拉模量(10⁵psi) 7.08(ASTM D638)

断裂抗拉强度(psi) 6480(ASTM D638)

极限延伸率(％) ＜5(ASTM D638)

抗弯强度(psi) 10,200(ASTM D790)

弯曲模量(10⁵psi) 5.73(ASTM D790)

第十一个复合物含有如下成分：

11号组成

成分量(g)

高密度聚乙烯¹ 160

涂覆有聚合物的纸² 240

偶联剂³ 8

¹Marlex6007，熔体流动指数为0.65克/10分钟

²使用2毫米网眼的旋转切割机卷曲变形

³FUSABONDMB 100D

11号组成的性能如下所示：

抗拉模量(10⁵psi) 7.17(ASTM D638)

断裂抗拉强度(psi) 6860(ASTM D638)

极限延伸率(％) ＜5(ASTM D638)

抗弯强度(psi) 12,200(ASTM D790)

弯曲模量(10⁵psi) 7.50(ASTM D790)

其它实施方案在权利要求中。

Claims

1.一种组合物，包括含有被剪切到其内部纤维被实质性暴露的程度的纤维素或木质纤维素材料的卷曲变形的纤维材料；与化学品或化学制剂，所述化学品或化学制剂选自药物、肥料、除草剂、杀虫剂和包含酶的制剂中的一种。

2.权利要求1的组合物，其中纤维素或木质纤维素材料选自：纸、木材、木纤维、与木材有关的材料、洋麻、草、稻壳、甘蔗渣、棉花、黄麻、大麻、亚麻、竹、韧皮纤维、心纤维、茎状植物、叶类植物、剑麻、马尼拉麻、农用纤维、谷草、玉米棒子、稻壳、椰子毛、碎屑、使用后的废料、工业废料和加工废料。

3.权利要求2的组合物，其中纸是涂覆有聚合物的纸或新闻纸。

4.权利要求1的组合物，其中纤维素或木质纤维素材料为纸浆板。

5.权利要求1的组合物，其中纤维素或木质纤维素材料为合成材料。

6.权利要求1的组合物，其中至少50％的纤维的长度/直径比为至少5。

7.权利要求1的组合物，其中至少50％的纤维的长度/直径比为至少10。

8.权利要求1的组合物，其中至少50％的纤维的长度/直径比为至少25。

9.权利要求1的组合物，其中至少50％的纤维的长度/直径比为至少50。

10.权利要求1的组合物，其中所述组合物与结构或载体联合。

11.权利要求10的组合物，其中所述结构或载体选自薄膜、网、浮旋装置、袋子和壳体。

12.权利要求10的组合物，其中所述结构或载体包括可生物降解的物质。

13.权利要求10的组合物，其中所述结构或载体由卷曲变形的纤维材料形成。

14.权利要求1的组合物，其中卷曲变形的纤维材料的体密度小于0.5g/cm³。

15.权利要求1的组合物，其中卷曲变形的纤维材料的体密度小于0.2g/cm³。