KR20060061301A - 바이오폴리머 구조체 및 성분 - Google Patents

바이오폴리머 구조체 및 성분 Download PDF

Info

Publication number
KR20060061301A
KR20060061301A KR1020057023983A KR20057023983A KR20060061301A KR 20060061301 A KR20060061301 A KR 20060061301A KR 1020057023983 A KR1020057023983 A KR 1020057023983A KR 20057023983 A KR20057023983 A KR 20057023983A KR 20060061301 A KR20060061301 A KR 20060061301A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
article
biopolymer
berth
thermally active
active material
Prior art date
Application number
KR1020057023983A
Other languages
English (en)
Inventor
마이클 제이. 리벨
밀튼 제이. 리벨
Original Assignee
아그리-폴리머릭스 엘엘씨
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 아그리-폴리머릭스 엘엘씨 filed Critical 아그리-폴리머릭스 엘엘씨
Publication of KR20060061301A publication Critical patent/KR20060061301A/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L89/00—Compositions of proteins; Compositions of derivatives thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/395—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders
    • B29C48/40—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders using two or more parallel screws or at least two parallel non-intermeshing screws, e.g. twin screw extruders
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/395—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders
    • B29C48/40—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders using two or more parallel screws or at least two parallel non-intermeshing screws, e.g. twin screw extruders
    • B29C48/405—Intermeshing co-rotating screws
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/395—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders
    • B29C48/40—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders using two or more parallel screws or at least two parallel non-intermeshing screws, e.g. twin screw extruders
    • B29C48/41—Intermeshing counter-rotating screws
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/50—Details of extruders
    • B29C48/76—Venting, drying means; Degassing means
    • B29C48/765—Venting, drying means; Degassing means in the extruder apparatus
    • B29C48/766—Venting, drying means; Degassing means in the extruder apparatus in screw extruders
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/10—Homopolymers or copolymers of propene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L3/00—Compositions of starch, amylose or amylopectin or of their derivatives or degradation products
    • C08L3/02—Starch; Degradation products thereof, e.g. dextrin
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L97/00—Compositions of lignin-containing materials
    • C08L97/02—Lignocellulosic material, e.g. wood, straw or bagasse
    • 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
    • C09J123/00—Adhesives based on homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Adhesives based on derivatives of such polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12F—RECOVERY OF BY-PRODUCTS OF FERMENTED SOLUTIONS; DENATURED ALCOHOL; PREPARATION THEREOF
    • C12F3/00—Recovery of by-products
    • C12F3/10—Recovery of by-products from distillery slops
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04F—FINISHING WORK ON BUILDINGS, e.g. STAIRS, FLOORS
    • E04F11/00—Stairways, ramps, or like structures; Balustrades; Handrails
    • E04F11/18—Balustrades; Handrails
    • E04F11/181—Balustrades
    • E04F11/1842—Balusters; Grille-type elements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L51/00—Compositions of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L51/06—Compositions of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers grafted on to homopolymers or copolymers of aliphatic hydrocarbons containing only one carbon-to-carbon double bond
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L93/00—Compositions of natural resins; Compositions of derivatives thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L97/00—Compositions of lignin-containing materials
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04F—FINISHING WORK ON BUILDINGS, e.g. STAIRS, FLOORS
    • E04F11/00—Stairways, ramps, or like structures; Balustrades; Handrails
    • E04F11/18—Balustrades; Handrails
    • E04F2011/1885—Handrails or balusters characterized by the use of specific materials
    • E04F2011/1897—Handrails or balusters characterized by the use of specific materials mainly of organic plastics with or without reinforcements or filling materials
    • 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/249921—Web or sheet containing structurally defined element or component
    • Y10T428/249953—Composite having voids in a component [e.g., porous, cellular, etc.]
    • 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/28—Web or sheet containing structurally defined element or component and having an adhesive outermost layer

Abstract

본 발명은 발효 고체 및 열활성재를 포함하는, 바이오폴리머로 불릴 수 있는 조성물에 관한 것이다. 본 발명에는 또한 발효 고체 및 열활성재의 배합을 포함할 수 있는, 바이오폴리머의 제조 방법이 포함된다. 본 발명의 바이오폴리머는 제조 물품으로 형성될 수 있다. 상기 제조 물품의 제조 방법에는, 예를 들어 발효 고체 및 열활성재의 압출, 사출 성형, 또는 배합이 포함된다. 바이오폴리머로부터 형성되는 구조체에는 판재 대체물, 창 성분, 문 성분, 외벽 조립체, 및 다른 구조체가 포함될 수 있다.

Description

바이오폴리머 구조체 및 성분{BIOPOLYMER STRUCTURES AND COMPONENTS}
AGRI-PLYMERIX, LLC, 미국 유한책임회사 및 거주자, Michael J. RIEBEL 및 Milton J. RIEBEL, 미국시민이고 거주자는 전부 2003 년 6 월 13 일 출원된 미국 가출원 60/478,247; 60/278,248 및 60/478,601 에 우선권을 주장하면서 모든 나라를 지정하는 PCT 출원으로서 본 출원을 출원한다.
본 발명은 바이오폴리머로 칭할 수 있으며, 발효 고체 및 열활성재를 포함하는 조성물에 관한 것이다. 본 발명은 발효 고체 및 열활성재의 배합을 포함할 수 있는 바이오폴리머의 제조 방법을 또한 포함한다. 본 발명의 바이오폴리머는 제조 물품으로 형성될 수 있다. 그러한 제조 물품의 제조 방법은, 예를 들어 발효 고체 및 열활성재의 배합, 압출 또는 사출 성형을 포함한다. 바이오폴리머로부터 형성된 구조체는 판재 대체물 (lumber replacements), 창 성분 (window components), 문 성분 (door components), 외벽 조립체 (siding assemblies), 및 기타 구조체를 포함할 수 있다.
충전 플라스틱으로부터 다양한 산물을 형성할 수 있다. 예를 들어 플라스틱은 판재 대체물, 창 및 문 조립체 성분, 또는 건물 구조용 외벽으로 형성될 수 있다.
충전제는 플라스틱 산업에서 거의 90 년간 사용되어 오고 있다. 대부분 제조자들이 충전 플라스틱을 사용하는 이유는 목분 (wood flour), 활석, 운모 및 섬유유리 등 저가의 충전제로 고가의 폴리프로필렌 및 기타 플라스틱의 비용을 절감하기 위해서이다. 섬유유리로 플라스틱을 충전한다면 보다 높은 열 안정성과 보다 높은 휨 및 파열 강도를 생성함으로써 그 특성을 개선할 수 있다. 그러나 목분과 같은 저가의 충전제는 플라스틱의 질을 어느 정도 떨어뜨려 가공하기 어렵게 할 수 있다. 활석 및 운모는 플라스틱에 강도를 어느 정도 증가시키지만 중량을 또한 증가시키며, 마모에 의해 압출기의 수명을 감소시킨다. 섬유유리는 산물의 강도를 상당히 더하지만 상당한 비용이 소요된다.
목재나 짚 등 식물 재료로 충전된 기존의 플라스틱과 관련되는 많은 단점이 있다. 그러한 플라스틱의 압출 및 사출과 관련되는 주된 문제점은 상기 공정에 사용되는 식물 재료의 입자 크기가 매우 작고, 주로 분쇄 목재라는 점이다. 또는 상기 혼합물의 점도가 너무 높아서 효율적으로 압출되거나 성형되기 어렵다. 더욱이 사용할 수 있는 플라스틱에 대한 목재 등 충전 재료의 비율에 의해 압출이나 사출 공정이 더욱 제한된다. 이는 생산할 수 있는 산물에 바람직하지 않은 제약을 두게 한다. 목재 플라스틱 복합재는 단순 플라스틱과 혼합된 30% 내지 65% 의 목분이나 미세 목재 톱밥을 전형적으로 사용한다. 이보다 비율이 높을 경우 수분 흡수, 부패, 분해, 수분 안정성 등의 부문에서 가공 문제 및 전체적 수행의 저하 모두를 초래한다.
비용 및 열활성재의 소비를 절감할 수 있고, 창 및 문 조립체, 판재 대체물, 건물용 외벽, 및 기타 제품 등의 산물용 충전제보다 성능이 더 좋은, 저렴하고 생물학적으로 유래한 재료에 대한 필요성이 남아 있다.
본 발명은 바이오폴리머로 칭할 수 있으며, 발효 고체 및 열활성재를 포함하는 조성물에 관한 것이다. 본 발명은 발효 고체 및 열활성재의 배합을 포함할 수 있는 바이오폴리머의 제조 방법을 또한 포함한다. 본 발명의 바이오폴리머는 제조 물품으로 형성될 수 있다.
본 발명은 발효 고체 및 열활성재를 포함하는 조성물에 관한 것이다. 상기 조성물은 이러한 성분들을 광범위한 양으로 포함할 수 있다. 예를 들어, 한 구현예에 있어서, 상기 조성물은 약 5 내지 약 95 중량% 의 발효 고체 및 약 1 내지 약 95 중량% 의 열활성재를 포함할 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 상기 발효 고체는 곡물 (예컨대 옥수수) 와 같은 식물 재료의 발효로부터 유래할 수 있는 주정박 (distiller's dried grain) 또는 가용분을 갖는 주정박 (distiller's dried grain with solubles) 을 포함할 수 있다. 상기 열활성재는, 예를 들어 열가소재, 열경화재 및 수지 및 접착성 폴리머 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 본 조성물은 다양한 물품 중 어느 것에도 채용될 수 있다. 상기 물품은 발효 고체 및 열활성재를 포함하는 조성물을 포함할 수 있다.
본 발명은 발효 고체 및 열활성재를 포함하는 조성물의 제조 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 발효 고체 및 열활성재를 포함하지만 이에 한정되지 않는 조성물 성분의 배합을 포함한다. 배합은 열 동역학적 (thermal kinetic) 배합을 포함할 수 있다. 상기 조성물은 발포된 조성물로 제조될 수 있다. 발포된 조성물의 제조는 발효 고체 및 열활성재를 포함하는 재료의 압출을 포함할 수 있는데, 상기 발포된 재료가 취입제 또는 발포제를 포함할 필요는 없다.
본 발명의 조성물은 물품 제조 방법에 채용될 수 있다. 상기 방법은 발효 고체 및 열활성재를 포함하는 조성물로부터의 물품 형성을 포함할 수 있다.
구조체는 바이오폴리머로 부를 수 있고, 발효 고체 및 열활성재를 포함하는 조성물로부터 형성할 수 있다. 바이오폴리머 산물의 제조 방법은, 예를 들어 압출, 사출 성형, 또는 발효 고체 및 열활성재의 배합을 포함한다. 바이오폴리머로부터 형성된 구조체는 판재 대체물, 창 성분, 문 성분, 외벽 조립체, 및 기타 구조체를 포함할 수 있다.
하나의 구현예에 있어서, 물품은 열활성재 및 발효 고체를 포함하는 바이오폴리머 물질을 포함한다. 하나의 구현예에 있어서, 상기 바이오폴리머는 약 5 내지 약 95 중량% 의 발효 고체 및 약 1 내지 약 95 중량% 의 열활성재를 포함할 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 상기 발효 고체는 주정박, 전분성 뿌리 작물 주정박 (distiller's dried starchy root crop), 덩이줄기 주정박 (distiller's dried tuber), 및 뿌리 주정박 (distiller's dried root) 중에서 하나 이상을 포함한다.
하나의 구현예에 있어서, 상기 발효 고체는 곡류 주정박 (distiller's dried cereal grain) 및 콩류 주정박 (distiller's dried legume) 중에서 하나 이상을 포함한다. 하나의 구현예에 있어서, 상기 발효 고체는 옥수수 주정박 (distiller's dried corn), 사탕수수 (마일로) 주정박 (distiller's dried sorghum (milo)), 보리 주정박 (distiller's dried barley), 밀 주정박 (distiller's dried wheat), 호밀 주정박 (distiller's dried rye), 쌀 주정박 (distiller's dried rice), 기장 주정박 (distiller's dried millet), 귀리 주정박 (distiller's dried oats), 및 대두 주정박 (distiller's dried soybean) 을 포함한다.
하나의 구현예에 있어서, 바이오폴리머를 포함하는 물품은 창의 일부, 문의 일부, 가구의 일부로서 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 물품은 하나 이상의 창 조립체, 문 조립체, 및 가구 조립체로의 조립을 위해 형성될 수 있다.
하나의 구현예에 있어서, 바이오폴리머를 포함하는 물품은 판재 대체 부재로서 형성될 수 있다. 상기 판재 대체 부재는 고체 외형 및 발포된 코어를 포함할 수 있다. 상기 판재 대체 부재는 고체 외형 상에 텍스쳐화된 표면을 또한 포함할 수 있다.
또다른 구현예에 있어서, 바이오폴리머를 포함하는 물품은 장식품으로 형성될 수 있다.
하나의 구현예에 있어서, 바이오폴리머를 포함하는 물품은 발포된 코어를 포함할 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 바이오폴리머를 포함하는 물품은 열 용접을 통해 또다른 물품과 조립되도록 형성될 수 있다.
하나의 구현예에 있어서, 바이오폴리머를 포함하는 물품은 공동을 규정하는 내면, 상기 공동으로 연장되는 받침대 (strut), 및 상기 공동으로 연장되는 고정부를 포함하도록 형성될 수 있으며, 상기 앵커부는 패스너를 수용하도록 형성된다.
하나의 구현예에 있어서, 바이오폴리머를 포함하는 물품은 압축 성형 물품, 압출 물품, 및 사출 성형 물품 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
하나의 구현예에 있어서, 바이오폴리머를 포함하는 물품은 바이오폴리머상에 제 2 재료층을 포함할 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 상기 제 2 재료층은 날인으로 형성된 특징, 공압출된 재료, 또는 분말 코팅을 포함할 수 있다.
하나의 구현예에 있어서, 바이오폴리머를 포함하는 물품은 건물용 외벽 조립체의 성분로서 형성될 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 상기 건물용 외벽 조립체의 성분은 제 1 및 제 2 말단 사이에 연장되는 세로형 몸체를 갖는 세로형 부재를 포함할 수 있으며, 상기 세로형 부재는 바이오폴리머 재료를 포함하고, 제 1 및 제 2 말단 중 하나 이상이 외벽 조립체의 제 2 성분에 커플링되도록 형성된다. 하나의 구현예에 있어서, 상기 제 2 성분은 바이오폴리머 재료를 포함하고, 열 용접에 의해 세로형 부재의 말단 중 하나에 커플링되도록 형성된다. 하나의 구현예에 있어서, 상기 세로형 부재는 변형된 외관을 갖는 변형된 표면을 포함하며, 상기 변형된 표면은 분말화된 코팅, 텍스쳐화된 표면, 인쇄된 표면 중 하나 이상을 포함한다. 하나의 구현예에 있어서, 외벽 산물은 중공부, 발포부, 직조부, 또는 이의 조합을 포함할 수 있다.
하나의 구현예에 있어서, 상기 발효 고체는 발효된 단백질 고체를 포함한다. 하나의 구현예에 있어서, 상기 발효 고체는 주정박을 포함한다. 하나의 구현예에 있어서, 상기 주정박은 가용성 주정박-200 및/또는 옥수수 주정박을 더 포함한다.
하나의 구현예에 있어서, 바이오폴리머를 포함하는 물품은 약 50 내지 약 70 중량% 의 발효 고체; 및 약 20 내지 약 50 중량% 의 열활성재를 포함한다.
하나의 구현예에 있어서, 바이오폴리머를 포함하는 물품은 열가소재, 열경화재, 및 수지, 접착성 폴리머, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐 클로라이드, 에폭시 재료 멜라민, 폴리에스테르, 페놀계 폴리머, 및 요소 함유 폴리머 중 하나 이상을 포함하는 열활성재를 포함한다.
하나의 구현예에 있어서, 바이오폴리머를 포함하는 물품은 통합형 바이오폴리머 (integral biopolymer), 복합형 바이오폴리머 (composite biopolymer), 또는 집합형 바이오폴리머 (aggregate biopolymer) 의 형태이다.
하나의 구현예에 있어서, 바이오폴리머를 포함하는 물품은 복합형 바이오폴리머의 형태이며, 상기 복합형 바이오폴리머는 화강암 (granite)-유사 외관을 갖는다.
하나의 구현예에 있어서, 바이오폴리머를 포함하는 물품은 염료, 안료, 가수분해제, 가소제, 충전제, 보존제, 항산화제, 기핵제, 대전방지제, 살생제 (biocide), 살진균제, 방화재, 내연재, 열 안정화제, 광 안정화제, 전도재, 물, 오일, 윤활제, 충격 개질제, 커플링제, 가교제, 취입제 또는 발포제, 및 재생 또는 재활용 플라스틱 중 하나 이상을 포함한다.
하나의 구현예에 있어서, 바이오폴리머를 포함하는 물품은 가소제, 광 안정화제, 및 커플링제 중 하나 이상을 포함한다.
물품 제조 방법 중 하나는 약 5 내지 약 95 중량% 의 발효 고체; 및 약 0.1 내지 약 95 중량% 의 열활성재를 포함하는 조성물로부터의 물품 형성을 포함한다. 방법은 압출 성형, 사출 성형, 취입 성형, 압축 성형, 전사 성형, 열형성, 주조, 캘린더링, 저압 성형, 고압 적층, 반응 사출 성형, 발포 성형, 및 코팅 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
바이오폴리머 판재 대체 물품, 창 또는 문 성분, 또는 외벽 성분의 제작 방법은 바이오폴리머를 가열; 상기 가열된 바이오폴리머에 가압; 상기 가열된 바이오폴리머를 형상화; 및 상기 바이오폴리머를 냉각하여 물품의 형태를 보존하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 상기 물품에 표면 텍스쳐를 적용하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 바이오폴리머를 형상화하는 단계는 다이를 통해 상기 바이오폴리머를 사출 성형, 압출하여 압출체를 제조하거나 또는 기타 공정을 포함할 수 있다. 적용은 상기 물품을 프레스하는 것을 포함할 수 있는데, 이는 상기 바이오폴리머로부터의 물 추출을 포함할 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 상기 방법은 상기 판재 대체 물품, 창, 문, 외벽 성분 내 중공 및/또는 발포부에서의 형성을 포함할 수 있으며, 상기 중공 또는 발포부는 상기 물품 또는 성분의 R 값을 증가시키는 작용을 한다.
용어의 정의
본원에서 사용하는 "바이오폴리머" 란 용어는 열활성재 및 발효 고체를 포함하는 재료를 말한다.
본원에서 사용하는 "발효 고체" 란 용어는 알코올 (예컨대 에탄올) 생산과 같은 발효 공정에서 회수된 고체 재료를 말한다.
본원에서 사용하는 "발효된 단백질 고체" 란 용어는 단백질을 포함하는 재료를 발효시켜 회수된 발효 고체를 말한다. 상기 발효된 단백질 고체는 단백질도 포함한다.
본원에서 사용하는 "주정박 (DDG)" 이란 용어는 곡류 (예컨대 옥수수) 내 전분이 선택된 효모 및 효소로 발효되어 에탄올 및 이산화탄소를 포함하는 산물을 생산한 후 남는 건조된 잔류물을 말한다. DDG는 잔류량, 예컨대 약 2 중량% 의 가용분을 포함할 수 있다. 주정박은 맥주박 (brewer's grain) 및 다 소비된 고체로 알려져 있는 조성물을 포함한다.
본원에서 사용하는 "가용분을 갖는 주정박 (DDGS)" 이란 용어는 곡물 (예컨대 옥수수) 내 전분이 발효된 후 남는 미정제 재료 (coarse material) 를 건조시킨 것에 발효 후 남는 잔류물의 증발에 의해 축합되어 가용분을 생산하는 가용분을 더한 것을 말한다. 상기 가용분은 DDG 에 더해져 DDGS 를 형성할 수 있다.
본원에서 사용하는 "습윤 케이크 (wet cake)" 또는 "습윤 주정박 (wet distiller's grain)" 이란 용어는 곡류(예컨대 옥수수) 내 전분이 선택된 효모 및 효소로 발효되어 에탄올 및 이산화탄소를 포함하는 산물을 생산한 후 남는 미정제 습윤 잔류물을 말한다.
본원에서 사용하는 "용매 세척된 습윤 케이크" 란 용어는 물, 알코올, 또는 헥산과 같은 용매로 세척된 습윤 케이크를 말한다.
본원에서 사용하는 "글루텐 밀 (gluten meal)" 이란 용어는 전분용 식물 재료 (예컨대 옥수수, 밀, 또는 감자) 의 습윤 제분 부산물을 말한다. 옥수수 글루텐 밀은 건조 제분 옥수수의 전체 또는 다양한 분획내 전분의 옥수수 시럽으로의 전환 부산물일 수도 있다. 글루텐 밀은 프롤라민 단백질 및 글루텐 (대부분의 곡물류에서 발생하는 수불용성 단백질의 혼합물) 과 소량의 지방 및 섬유를 또한 포함한다.
본원에서 사용하는 "식물 재료" 란 용어는 임의 식물 (예컨대 곡물류), 전형적으로 전분을 포함하는 재료의 전부 또는 일부를 말한다. 적합한 식물 재료로는 메이즈 (옥수수, 예컨대, 통으로 분쇄한 옥수수), 사탕수수 (마일로), 보리, 밀, 호밀, 쌀, 기장, 귀리, 대두, 및 기타 곡류 또는 콩류 곡물; 및 전분성 뿌리 작물, 덩이줄기 또는 고구마 및 카싸바와 같은 뿌리 등의 곡물을 포함한다. 상기 식물 재료는, 예컨대 옥수수 섬유, 옥수수속, 여물, 또는 목재나 식물 잔류물 등 기타 셀룰로스 및 헤미셀룰로스 등을 함유하는 재료와 같은 재료의 혼합물 및 그러한 재료의 부산물일 수 있다. 바람직한 식물 재료로는 일반 옥수수 또는 찰옥수수 중 어느 하나인 옥수수를 포함한다. 바람직한 식물 재료는 발효되어 발효 고체를 생산할 수 있다.
본원에서 사용하는 "프롤라민" 이란 용어는 곡류와 같이 식물에서 발견되는 임의의 구형 단백질 군을 말한다. 프롤라민 단백질은 일반적으로 70-80 퍼센트 알코올에는 가용성이지만 물 및 무수 알코올에는 불용성이다. 상기 단백질은 글루탐산 및 프롤린을 다량 함유한다. 적합한 프롤라민 단백질은 글리아딘 (gliadin) (밀 및 호밀), 제인 (zein) (옥수수), 및 카피린 (kafirin) (사탕수수 및 기장) 을 포함한다. 적합한 글리아딘 단백질은 α-, β-, γ-, 및 ω-글리아딘을 포함한다.
본원에서 사용하는 "제인" 이란 용어는 옥수수 내에서 발견되며 분자량은 약 40,000 (예컨대 38,000) 이고 트립토판과 라이신을 포함하지 않는 프롤라민 단백질을 말한다.
본원에서 사용하는 "유리 전이점" 또는 "Tg" 란 용어는 재료 (예컨대 발효 고체 또는 열활성재) 의 입자가 "연화점" 에 도달하여 점탄성을 가지며 보다 쉽게 조밀해질 수 있는 온도를 말한다. Tg 아래에서는 재료가 "유리 상" 에 있게 되며, 단순 압력하에 쉽게 변형될 수 없는 형태를 갖는다. 본원에서 사용하는 "용융점" 또는 "Tm" 이란 용어는 재료 (예컨대 발효 고체 또는 열활성재) 가 용융하여 유동하기 시작하는 온도를 말한다. 이러한 온도들을 측정하기 위한 적합한 방법은 주사시차열량계측 (differential scanning calorimetry (DSC)), 동적 기계적 열분석 (dynamic mechanical thermal analysis (DTMA)), 및 열적 기계적 분석 (thermal mechanical analysis (TMA)) 를 포함한다.
본원에서 사용하는 중량% (wt-%), 중량 퍼센트, 중량에 의한 % 등은 물질의 중량으로서의 그 물질의 농도를 조성물의 중량으로 나누고 100 을 곱한 것을 말하는 동의어이다. 달리 특정되지 않는다면, 성분의 양은 활성 성분의 양을 말한다.
본원에서 사용하는 임의 양을 수식하는 "약" 이란 용어는, 예컨대 실험실, 시험공장 (pilot plant), 또는 생산 설비 같이 폴리머나 복합 재료 등의 재료를 생산하는 실제 세계의 조건에서 접하는 양의 편차를 말한다. 예를 들어 혼합물 내 채용되는 성분량이 "약" 으로 수식될 경우, 재료나 폴리머를 생산하는 실험실 또는 공장에서 측정될 시 통상적으로 기울이는 정도의 주의와 편차를 포함한다. 예를 들어 산물의 성분량이 "약" 으로 수식될 경우, 실험실이나 공장 내 배치간의 편차 및 분석 방법에 고유한 편차를 포함한다. "약" 으로 수식되든 안되든, 양은 그러한 양의 등가량을 포함한다. 본원에서 기술되고 "약" 으로 수식된 양은 어느 것이라도 본 발명에서 또한 "약" 으로 수식되지 않은 양으로서 채용될 수 있다.
바이오폴리머
본 발명은 하나 이상의 발효 고체 및 하나 이상의 열활성재를 포함하는 바이오폴리머에 관한 것이다. 본 발명의 바이오폴리머는 플라스틱 재료의 전형적인 특성, 종래의 플라스틱 재료에 비하여 유리한 특성, 및/또는 플라스틱 및 예컨대 나무나 셀룰로스성 재료를 포함하는 집합체에 비하여 유리한 특성을 나타낼 수 있다. 플라스틱으로부터 물건을 형성하는 다양한 종래의 방법 중 어느 것을 사용하여 본 발명의 바이오폴리머를 유용한 물품으로 형성할 수 있다. 본 발명의 바이오폴리머는 다양한 형태 중 어느 것이라도 취할 수 있다.
하나의 구현예에 있어서, 본 발명의 바이오폴리머는 열활성재와 통합된 발효 고체를 포함한다. 열활성재와 통합된 발효 고체를 포함하는 바이오폴리머는 본원에서 "통합형 바이오폴리머" 로 불린다. 통합형 바이오폴리머는 열활성재와 발효 고체간 공유 결합을 포함할 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 통합형 바이오폴리머는 발효 고체가 열활성재로 블렌드된 균일한 덩어리를 형성한다.
하나의 구현예에 있어서, 본 발명의 바이오폴리머는 잔류 발효 고체의 가시 입자를 포함한다. 잔류 발효 고체의 가시 입자를 포함하는 바이오폴리머는 본원에서 "복합형 바이오폴리머" 로 불린다. 복합체 바이오폴리머는 제 2 외관을 갖는 발효 고체 입자를 둘러싸는 제 1 외관을 갖는 열활성재의 매트릭스인 화강암 같은 외관을 가질 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 복합형 바이오폴리머에서도, 발효 고체 중 상당한 분획이 열활성재로 블렌드 및/또는 결합될 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 화강암의 외관을 갖는 복합형 바이오폴리머는 발효 고체 입자가 제거될 수 없는 단일 물질을 형성할 수 있다.
또다른 구현예에 있어서, 본 발명의 바이오폴리머는 열활성재로 둘러싸이거나 열활성재 내에 매립된 분리된 입자로 존재하는 상당분의 발효 고체를 포함한다. 열활성재로 둘러싸이거나 열활성재 내에 매립된 발효 고체의 분리된 입자를 포함하는 바이오폴리머는 본원에서 "집합형 바이오폴리머" 로 불린다. 그러한 집합형 바이오폴리머에서, 분리된 입자로 존재하는 상당분의 발효 고체는 증량제나 충전제로 간주될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 소량의 발효 고체는 열활성재로 블렌드 및/또는 결합될 수 있다.
하나의 구현예에 있어서, 배합된 발효 고체 및 열활성재 (즉, 연성 또는 미가공 바이오폴리머) 는 경화 전에 대략 균일할 수 있는 반죽의 형태를 취한다. 본원에서 사용하는 "대략 균일한" 반죽은 발효 고체의 대부분이 열활성재로 블렌드되어 더 이상 분리된 입자로 보이지 않는 제빵 반죽 (예컨대 빵이나 쿠키 반죽) 과 유사한 굳기를 갖는 재료를 말한다. 하나의 구현예에 있어서, 연성 또는 미가공의 바이오폴리머는 검출할 수 있을 정도의 발효 고체 입자를 포함하지 않는데, 예컨대 균일한 반죽이다. 하나의 구현예에 있어서, 연성 또는 미가공의 바이오폴리머는 95 중량% 이하 (예컨대 90 중량%) 의 발효 고체를 포함하여, 대략 균일하거나 균일한 반죽의 형태를 취할 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 연성 또는 미가공의 바이오폴리머는 약 50 내지 약 70 중량% 의 발효 고체를 포함하며, 대략 균일하거나 균일한 반죽의 형태를 취할 수 있다.
하나의 구현예에 있어서, 상기 연성 또는 미가공의 바이오폴리머는 가시량의 발효 고체를 포함한다. 본원에서 사용하는 가시량의 발효 고체란 나안으로 확연히 볼 수 있고 경화된 바이오폴리머에 대해 화강암 유사의 외관을 제공하는 입자를 말한다. 그러한 가시 발효 고체는 경화된 바이오폴리머에서 장식적 효과를 위해 착색될 수 있다. 상기 화강암 유사 외관은 균일하거나 대략 균일한 반죽을 생산하기 위해 사용되는 것보다 큰 발효 고체 입자를 채용함으로써 생산할 수 있다.
특정 구현예에 있어서, 본 발명의 바이오폴리머는 약 0.01 내지 약 95 중량%, 약 1 내지 약 95 중량%, 약 5 내지 약 95 중량%, 약 5 내지 약 80 중량%, 약 5 내지 약 70 중량%, 약 5 내지 약 20 중량%, 약 50 내지 약 95 중량%, 약 50 내지 약 80 중량%, 약 50 내지 약 70 중량%, 약 50 내지 약 60 중량%, 약 60 내지 약 80 중량%, 또는 약 60 내지 약 70 중량% 의 발효 고체를 포함할 수 있다. 특정 구현예에 있어서, 바이오폴리머는 약 5 중량%, 약 10 중량%, 약 20 중량%, 약 50 중량%, 약 60 중량%, 약 70 중량%, 또는 약 75 중량% 의 발효 고체를 포함할 수 있다. 본 발명의 바이오폴리머는 "약" 으로 수식되지 않은 이러한 양 또는 범위의 어느 것이든 포함할 수 있다.
특정 구현예에 있어서, 상기 바이오폴리머는 약 0.01 내지 약 95 중량%, 약 1 내지 약 95 중량%, 약 5 내지 약 30 중량%, 약 5 내지 약 40 중량%, 약 5 내지 약 50 중량%, 약 5 내지 약 85 중량%, 약 5 내지 약 95 중량%, 약 10 내지 약 30 중량%, 약 10 내지 약 40 중량%, 약 10 내지 약 50 중량%, 또는 약 10 내지 약 95 중량% 의 열활성재를 포함할 수 있다. 특정 구현예에 있어서, 바이오폴리머는 약 95 중량%, 약 75 중량%, 약 50 중량%, 약 45 중량%, 약 40 중량%, 약 35 중량%, 약 30 중량%, 약 25 중량%, 약 20 중량%, 약 15 중량%, 약 10 중량%, 또는 약 5 중량% 의 열활성재를 포함할 수 있다. 본 발명의 바이오폴리머는 "약" 으로 수식되지 않은 이러한 양 또는 범위의 어느 것이든 포함할 수 있다.
특정 구현예에 있어서, 본 발명의 바이오폴리머는 약 5 내지 약 95 중량% 의 발효 고체 및 약 5 내지 약 95 중량% 의 열활성재를 포함할 수 있고, 약 50 내지 약 70 중량% 의 발효 고체 및 약 30 내지 약 70 중량% 의 열활성재를 포함할 수 있고, 약 50 내지 약 70 중량% 의 발효 고체 및 약 20 내지 약 70 중량% 의 열활성재를 포함할 수 있고, 약 50 내지 약 60 중량% 의 발효 고체 및 약 30 내지 약 50 중량% 의 열활성재를 포함할 수 있고, 또는 약 60 내지 약 70 중량% 의 발효 고체 및 약 20 내지 약 40 중량% 의 열활성재를 포함할 수 있다. 특정 구현예에 있어서, 바이오폴리머는 약 5 중량% 의 발효 고체 및 약 70 내지 약 95 중량% 의 열활성재, 약 10 중량% 의 발효 고체 및 약 70 내지 약 90 중량% 의 열활성재, 약 50 중량% 의 발효 고체 및 약 30 내지 약 50 중량% 의 열활성재, 약 55 중량% 의 발효 고체 및 약 30 내지 약 45 중량% 의 열활성재, 약 60 중량% 의 발효 고체 및 약 20 내지 약 40 중량% 의 열활성재, 약 65 중량% 의 발효 고체 및 약 20 내지 약 40 중량% 의 열활성재, 약 70 중량% 의 발효 고체 및 약 10 내지 약 30 중량% 의 열활성재, 약 90 중량% 의 발효 고체 및 약 5 내지 약 10 중량% 의 열활성재를 포함할 수 있다. 본 발명의 바이오폴리머는 "약" 으로 수식되지 않은 이러한 양 또는 범위의 어느 것이든 포함할 수 있다.
바이오폴리머의 구현예
하나의 구현예에 있어서, 본 발명의 바이오폴리머는 종래의 열가소재보다 더 높은 열전도도를 가질 수 있다. 예를 들어, 하나의 구현예에 있어서 본 발명의 바이오폴리머는 발효 고체가 없는 열활성재보다 더 빨리 냉각 또는 가열될 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 본 발명의 바이오폴리머는 그것을 형성하는 장치가 작동하는 만큼 급속히 냉각될 수 있다. 본 발명에 한정되는 것은 아니지만, 그렇게 증가된 열 전도도는 발효 고체의 성질에 기인한 것일 수 있다고 믿어진다. 예를 들어, 증가된 열 전도도는 발효 고체를 열활성재에 통합시킨 때문일 것이다. 예를 들어, 발효된 단백질 고체를 채용하여 증가된 열 전도도는 열활성재를 갖는 단백질의 상호작용에 기인한 것일 수 있다.
하나의 구현예에 있어서, 본 발명의 바이오폴리머는 화강암 유사 외관을 갖는다. 화강암 유사 외관을 갖는 바이오폴리머는 통합된 바이오폴리머보다 더 큰 발효 고체 입자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 약 2 내지 약 10 메쉬 크기의 발효 고체를 채용하여 화강암 유사의 외관을 갖는 바이오폴리머를 형성할 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 그와 같이 큰 발효 고체를 포함하는 바이오폴리머는 유동 특성으로서 배합 및 형성에 적합하거나 나아가 유리하다. 하나의 구현예에 있어서, 그와 같이 큰 발효 고체를 포함하는 바이오폴리머는 복합형 바이오폴리머의 형태를 취한다.
발효 고체
본 발명의 바이오폴리머는 다양한 발효 고체 중 어느 것이라도 포함할 수 있다. 발효 고체는 알코올 (예컨대 에탄올) 생산과 같은 다양한 발효 공정 중 어느 것으로부터도 회수할 수 있다. 발효 고체는 예컨대 식물 재료의 발효로부터 회수할 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 발효 고체는 곡물 (예컨대 곡류 또는 콩류), 전분성 뿌리 작물, 덩이줄기, 또는 뿌리와 같이 전분을 함유하는 식물 재료의 발효로부터 회수할 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 발효 고체 (예컨대 발효된 단백질 고체) 는 곡류 (예컨대 곡류 또는 콩류), 전분성 뿌리 작물, 덩이줄기, 또는 뿌리와 같이 전분 및 단백질을 함유하는 식물 재료의 발효로부터 회수할 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 발효 고체는 곡물의 발효로부터 회수된다. 예를 들어, "주정박" 으로 알려진 발효 고체는 곡물을 에탄올로 전환시키는 발효 공정으로부터 회수할 수 있다.
발효는 식물 재료 중에서 전분 등의 탄수화물을 소비하며, 식물 재료에 비해 감소된 전분 수준을 갖는 재료를 제공할 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 발효 고체는 발효에 사용되는 식물 재료에 비해 감소된 중량% 의 전분을 포함한다. 특정 구현예에 있어서, 발효 고체는 약 10 중량% 이하의 탄수화물을, 약 5 중량% 이하의 탄수화물을, 또는 약 2 중량% 이하의 탄수화물을 포함한다. 10 중량% 초과의 탄수화물을 갖는 발효 고체도 본 발명의 바이오폴리머에 채용될 수 있다.
다양한 발효 고체는 주로 동물 사료로서 특성이 밝혀져 왔다. 특성이 밝혀진 발효 고체는 주정박 (DDG), 가용분을 갖는 주정박 (DDGS), 습윤 케이크 (WC), 용매 세척 습윤 케이크 (WWC), 분획화된 주정박 (FDDG), 및 글루텐 밀로 알려진 것들을 포함한다. 발효 고체는, 예를 들어 단백질, 섬유, 및 선택적으로 지방을 포함할 수 있다. 발효 고체는 잔류 전분을 또한 포함할 수 있다.
예를 들어, 옥수수의 건조 제분 발효로부터 회수된 가용분을 갖는 발효 고체 주정박은 30 중량% 이상의 단백질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 옥수수의 종래의 건조 제분 발효로부터 회수된 가용분을 갖는 발효 고체 주정박은 약 30 내지 약 35 중량% 의 단백질, 약 10 내지 약 15 중량% 의 지방, 약 5 내지 약 10 중량% 의 섬유, 및 약 5 내지 약 10 중량% 의 재를 포함할 수 있다. 예를 들어, 옥수수의 종래의 건조 제분 발효로부터 회수된 가용분을 갖는 발효 고체 주정박은 약 5 중량% 의 전분, 약 35 중량% 의 단백질, 약 15 중량% 의 지방, 약 25 중량% 의 섬유, 및 약 5 중량% 의 재를 포함할 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 상기 발효 고체는 약 30-38중량% 의 단백질, 약 11-19중량% 의 지방, 및 약 25-37중량% 의 섬유를 포함하거나 이를 포함하는 DDGS 이다. 하나의 구현예에 있어서, 상기 발효 고체는 약 10 중량% 의 전분, 약 35 중량% 의 단백질, 약 15 중량% 의 지방, 약 30 중량% 의 섬유, 및 약 5 중량% 의 재를 포함하거나 이를 포함하는 DDGS 이다. 그러한 DDGS 는 옥수수의 미가공 전분 발효에 의해 생산할 수 있다. 본 발명의 발효 고체는 "약" 으로 수식되지 않은 이러한 양 또는 범위의 어느 것이든 포함할 수 있다.
주정박 또는 기타 식물 재료 주정박은 다양한 농작물의 어느 것으로부터도 유래할 수 있다. 본원에서 사용하는, 식물의 이름이나 식물 유형 뒤에 붙는 "주정박 (distiller's dried)" 이란 그 식물이나 식물 유형의 발효로부터 유래한 발효 고체를 말한다. 예를 들어 주정박은 곡물의 발효로부터 유래한 발효 고체를 말한다. 보다 구체적인 예로서, 옥수수 주정박은 옥수수의 발효로부터 유래한 발효 고체를 말한다. 사탕수수 주정박은 사탕수수 (마일로) 의 발효로부터 유래한 발효 고체를 말한다. 밀 주정박은 밀의 발효로부터 유래한 발효 고체를 말한다. 식물 재료 주정박은 반드시 거론된 식물 재료로부터만 유래할 필요는 없다. 거론된 식물 재료는 주된 식물 재료이거나 상기 발효 고체에서 유일한 식물 재료일뿐이다.
본 발명의 바이오폴리머는 예컨대 주정박, 전분성 뿌리 작물 주정박, 덩이줄기 주정박, 뿌리 주정박을 포함하는 다양한 발효 고체 중 어느 것이라도 포함할 수 있다. 적합한 주정박에는 곡류 주정박 및 콩류 주정박을 포함한다. 적합한 주정박에는 메이즈 주정박 (옥수수 주정박, 예컨대, 통으로 빻은 옥수수 주정박 또는 분획화된 옥수수 주정박), 사탕수수 (마일로) 주정박, 보리 주정박, 밀 주정박, 호밀 주정박, 쌀 주정박, 기장 주정박, 귀리 주정박, 대두 주정박을 포함한다. 적합한 뿌리 주정박에는 고구마 주정박 및 카싸바 주정박을 포함한다. 적합한 덩이줄기 주정박에는 감자 주정박을 포함한다.
식물 재료는 식물의 전체 또는 식물의 일부를 포함할 수 있다. 대안적으로, 식물이나 식물의 일부를 분획화할 수 있다. 분획화된 식물 재료로부터 유래한 발효 고체는 본원에서 분획화된 식물 재료 주정박, 예컨대 분획화 곡류 주정박이라 불린다. 본 발명의 바이오폴리머는 다양한 분획화 발효 고체 중 어느 것이라도 포함할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 바이오폴리머는 분획화된 옥수수 주정박을 포함할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 바이오폴리머는 옥수수 배아 주정박 및/또는 옥수수 배젖 주정박을 포함할 수 있다.
주정박 또는 기타의 식물 재료 주정박은 다양한 발효 공정 중 어느 것으로부터도 유래할 수 있다. 상기 어구가 제시하는 바와 같이, 식물 재료 주정박은 건조되었다. 건조는 발효 공장이나 장치 내에서 상승된 온도에서 수행할 수 있다. 건조는 1,000 내지 1,500℉ 의 온도일 수 있는 공기에 습윤 증류 식물 재료를 노출시키는 것을 포함할 수 있다. 뜨거운 공기와 혼합되더라도 증류 식물 재료는 뜨거운 공기 만큼 뜨거운 온도에 이르지 않는다. 상기 증류 식물 재료는 뜨거운 공기와 함께 전복되거나 순환될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 1,000 내지 1,500℉ 의 온도에서 공기에 노출된 후, 상기 식물 재료 주정박은 (예컨대 건조 장치의 출구에서) 단지 약 200℉ 의 온도에 이를 수 있다.
특정 구현예에 있어서, 본 발명의 발효 고체 (예컨대 발효된 단백질 단리물) 는 (예컨대 건조기의 출구에서) 약 500℉, 약 400℉, 약 300℉, 약 250℉, 약 200℉, 또는 약 180℉ 이하의 온도에 도달한다. 하나의 구현예에 있어서, 본 발명의 발효 고체 (예컨대 발효된 단백질 단리물) 는 (예컨대 건조기의 출구에서) 약 500℉ 이하의 온도에 도달한다. 하나의 구현예에 있어서, 본 발명의 발효 고체 (예컨대 발효된 단백질 단리물) 는 (예컨대 건조기의 출구에서) 약 400℉ 이하의 온도에 도달한다. 하나의 구현예에 있어서, 본 발명의 발효 고체 (예컨대 발효된 단백질 단리물) 는 (예컨대 건조기의 출구에서) 약 300℉ 이하의 온도에 도달한다. 하나의 구현예에 있어서, 본 발명의 발효 고체 (예컨대 발효된 단백질 단리물) 는 (예컨대 건조기의 출구에서) 약 250℉ 이하의 온도에 도달한다. 하나의 구현예에 있어서, 본 발명의 발효 고체 (예컨대 발효된 단백질 단리물) 는 (예컨대 건조기의 출구에서) 약 200℉ 이하의 온도에 도달한다. 하나의 구현예에 있어서, 본 발명의 발효 고체 (예컨대 발효된 단백질 단리물) 는 (예컨대 건조기의 출구에서) 약 180℉ 이하의 온도에 도달한다. 본 발명의 발효 고체는 "약" 으로 수식되지 않은 이러한 온도의 어느 것이든 포함할 수 있다.
본원에서 사용하는, 번호가 그 뒤에 붙는 "주정박" 이란 그 온도 이하의 온도 (예컨대 건조기의 출구에서) 에 도달한 발효 고체를 말한다. 예를 들어, 주정박-200 은 200℉ 이하의 온도 (예컨대 건조기의 출구에서) 에 도달한 주정박을 말한다. 특정 증류 공정에서는 식물 재료를 분쇄할 수도 있다. 분쇄는 식물 재료를 승온시킬 수 있다. 본원에서 사용하는, 접미사 "gd" 와 함께 번호가 그 뒤에 붙는 "주정박" 이란 그 온도 이하 온도 (예컨대 건조기의 출구에서) 에 도달한 분쇄 건조된 발효 고체를 말한다. 예를 들어, 주정박-200gd 는 200℉ 이하의 온도 (예컨대 건조기의 출구에서) 에 도달한 분쇄 건조된 주정박을 말한다. 저온 분쇄 및/또는 건조를 채용함으로써 제조된 발효 고체는 본원에서 "온화하게 가공된 발효 고체" 로 불린다. 저온 분쇄 및/또는 건조를 채용함으로써 제조된 발효된 단백질 고체는 본원에서 "단백질성 발효 고체" 로 불린다. 온화하게 가공된 적합한 발효 고체로는 온화하게 가공된 DDG 및 온화하게 가공된 DDGS 를 포함한다. 온화하게 가공된 발효 고체는 조리 단계가 없는 발효 공정에서 유래한 것들을 포함한다.
본 발명의 바이오폴리머에 적합한 발효 고체는 넓은 범위의 함수량을 가질 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 함수량은 약 15 중량% 이하, 예컨대 약 1 내지 약 15 중량% 이어도 된다. 하나의 구현예에 있어서, 함수량은 약 5 내지 약 15 중량% 이어도 된다. 하나의 구현예에 있어서, 함수량은 약 5 내지 약 10 (예컨대, 12) 중량% 이어도 된다. 하나의 구현예에 있어서, 함수량은 약 5 (예컨대, 6) 중량% 이어도 된다.
본 발명의 바이오폴리머는 넓은 범위의 크기 중에서 임의의 크기를 갖는 발효 고체를 포함하거나 또는 그것으로부터 제조될 수 있다. 특정 구현예에 있어서, 바이오폴리머에 사용된 발효 고체는 약 2 메쉬 내지 약 1 마이크론 미만 (예컨대, 약 0.1 또는 약 0.01 마이크론까지), 약 2 내지 약 10 메쉬, 약 12 내지 약 500 메쉬, 약 60 메쉬 내지 약 1 마이크론 미만, 약 60 메쉬 내지 약 1 마이크론, 약 60 내지 약 500 메쉬의 입자 크기를 가진다. 약 1 마이크론 미만 (예컨대, 약 0.1 또는 약 0.01 마이크론까지) 의 입자 크기를 갖는 발효 고체를 포함하는 바이오폴리머는 나노재료, 또는 특정 경우에는 나노-복합체라고 간주될 수 있다.
특정 구현예에 있어서, 바이오폴리머에 사용된 발효 고체는 배합 전에 착색, 분쇄 및 선별 (예컨대, 일정한 범위의 크기까지) 에 의해, 또는 열활성재와 혼합하기 이전에 농업 재료를 처리하기 위한 공지된 임의의 각종 공정으로 처리될 수 있거나, 처리되어 왔다.
특정 구현예에 있어서, 바이오폴리머는 약 0.01 내지 약 95 중량%, 약 1 내지 약 95 중량%, 약 5 내지 약 95 중량%, 약 5 내지 약 80 중량%, 약 5 내지 약 70 중량%, 약 50 내지 약 95 중량%, 약 50 내지 약 80 중량%, 약 50 내지 약 70 중량%, 약 50 내지 약 60 중량%, 약 60 내지 약 80 중량%, 또는 약 60 내지 약 70 중량% 의 발효 고체를 포함할 수 있다. 특정 구현예에 있어서, 바이오폴리머는 약 5 중량%, 약 10 중량%, 약 50 중량%, 약 60 중량%, 약 70 중량%, 또는 약 75 중량% 의 발효 고체를 포함할 수 있다. 본 발명의 바이오폴리머는 "약" 으로 한정되지 않은 임의의 상기 양 또는 범위를 포함할 수 있다.
본 발명의 바이오폴리머에 적합한 발효 고체는 "미가공 전분" 공정으로 알려진 건식 제분 공정에서 유래하는 것들을 포함한다. 적합한 발효 고체를 생산하는 미가공 전분 공정은 각각 2004 년 3 월 10 일 출원된 "METHOD FOR PRODUCING ETHANOL USING RAW STARCH" 표제의 미국특허출원 No. 10/798,226 및 미국특허가출원 No. 60/552,108 에 설명된 것들을 포함한다. 이들 각각의 출원은 본원에 참조로 도입된다.
발효 고체의 구현예
본 발명에 한정되는 것은 아니지만, 특정 구현예에 있어서 본 발명의 발효 고체 (예컨대, 발효된 단백질 고체) 는 바이오폴리머 형성에 상당히 적합할 수 있다고 생각된다. 예컨대, 하나의 구현예에 있어서, 본 발명의 발효 고체 (예컨대, 발효된 단백질 고체) 는 유리 전이점 (Tg) 및/또는 용융점 (Tm) 을 갖거나 그것으로 특성화될 수 있다. 예컨대, 하나의 구현예에 있어서, 본 발명의 발효 고체 (예컨대, 발효된 단백질 고체) 는 통합형 바이오폴리머를 형성할 수 있다. 본 발명에 한정되는 것은 아니지만, 통합형 바이오폴리머의 구현예는 발효 고체 (예컨대, 발효된 단백질 고체) 및 열활성재 사이에 공유 결합을 포함할 수 있다고 생각된다. 추가적인 예로서, 하나의 구현예에 있어서 본 발명의 발효 고체 (예컨대, 발효된 단백질 고체) 는 바이오폴리머에 바람직한 열 전도도 (예컨대, 유리한 급속 가열 및 냉각) 를 부여한다고 생각된다.
본 발명에 한정되는 것은 아니지만, 특정 구현예에 있어서 본 발명의 발효 고체 (예컨대, DDG 또는 DDGS 등의 발효된 단백질 고체) 는 두 온도, 즉 유리 전이점 (Tg) 및 용융점 (Tm) 을 참조하여 특성화될 수 있다고 생각된다. 하나의 구현예에 있어서, 발효 고체는 예컨대, Tg 및 Tm 사이의 점탄성 성질을 나타내는 온도에서 배합될 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 발효 고체는 용융되었거나 용융될 수 있는 온도, 예컨대 Tm 이상에서 배합될 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 바이오폴리머는 발효 고체의 Tg 근방보다 낮은 용융점을 갖는 열활성재를 포함한다. 하나의 구현예에 있어서, 바이오폴리머는 발효 고체의 Tm 근방보다 낮은 용융점을 갖는 열활성재를 포함한다. 하나의 구현예에 있어서, 발효 고체는 상기 폴리머의 Tm 과 대략 동일한 Tm 을 가질 수 있다.
본 발명에 한정되는 것은 아니지만, 발효 고체의 Tg 미만 및/또는 Tm 미만의 온도에서 발효 고체와 열활성재를 배합하면 통합형 바이오폴리머 또는 연성 또는 미가공 바이오폴리머를 반죽 형태로 제조할 수 없다고 생각된다. 미가공 전분 가수분해 에탄올 공정에서 유래한 DDG 는 약 150℃ 의 Tm 을 갖는다고 생각된다.
발효 고체 (예컨대, DDG 또는 DDGS 등의 발효된 단백질 고체) 의 Tm 은 식물 재료 또는 다른 첨가제로부터의 오일 또는 시럽 (예컨대, 가용분) 의 함량과 연관될 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 발효 고체 (예컨대, DDG 또는 DDGS 등의 발효된 단백질 고체) 의 Tm 은 상기 재료에서의 오일 또는 시럽 (예컨대, 가용분) 의 양을 조절함으로써 선택할 수 있다. 예컨대, 오일 또는 시럽 (예컨대, 가용분) 의 함량이 높을수록 Tm 및 Tg 를 감소시키고, 오일 또는 시럽 (예컨대, 가용분) 의 함량이 낮을수록 Tm 을 증가시킨다고 생각된다.
발효 고체 (DDG 또는 DDGS 등의 발효된 단백질 고체) 의 Tm 은 가소제 (예컨대, 물, 액체 폴리머, 액체 열가소재, 지방산 등) 의 함량과 연관될 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 발효 고체 (예컨대, DDG 또는 DDGS 등의 발효된 단백질 고체) 의 Tm 은 상기 물질에서의 가소제의 양을 조절함으로써 선택할 수 있다. 예컨대, 가소제의 함량이 높을수록 Tm 및 Tg 를 감소시키고, 가소제의 함량이 낮을수록 Tm 을 증가시킨다고 생각된다.
본 발명에 한정되는 것은 아니지만, 발효 고체의 Tg 및 Tm 사이의 온도에서 본 발명의 바이오폴리머를 배합하면 열활성재와 발효 고체 사이의 유리한 상호작용이 유발되어서, 유리한 성질을 갖는 바이오폴리머가 생성될 수 있다고 생각된다. 하나의 구현예에 있어서, 선택된 온도는 또한 열활성재의 용융점 초과이고, 열활성재와의 배합에 적합한 온도이어도 된다. 특정 구현예에 있어서, 발효 고체의 Tg 및 Tm 은 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET), 폴리카보네이트, 및 다른 엔지니어링 플라스틱과 같은 상대적으로 높은 용융점을 갖는 폴리머와의 배합을 가능하게 한다.
본 발명에 한정되는 것은 아니지만, 본 발명의 발효 고체 (예컨대, DDG 또는 DDGS 등의 발효된 단백질 고체) 는 적절히 가공된 식물 재료를 포함할 수 있다고 생각된다. 식물 재료를 발효하면 상당분의 전분 및 탄수화물을 제거할 수 있다. 발효는 단백질을 가수분해할 수 있다고 생각된다. 단백질을 가수분해하면 열활성재와의 공유 결합적 상호작용을 형성할 수 있는 작용기가 제공되어서, 수득되는 바이오폴리머에 유리한 특성이 유발될 수 있다고 생각된다. 또한, 특정 구현예에 있어서, 발효는 단백질의 수용성을 저하시킬 수 있다고 생각된다.
본 발명에 한정되는 것은 아니지만, 특정 구현예에 있어서 본 발명의 바이오폴리머는 곡물류에서 발견되는 적절히 높은 수준의 프롤라민 단백질을 포함하는 발효 고체 (예컨대, DDG 또는 DDGS 등의 발효된 단백질 고체) 를 포함할 수 있다고 생각된다. 이러한 프롤라민 단백질들은 제인 (예컨대, 옥수수 제인) 및 카피린 (예컨대, 사탕수수 카피린) 을 포함한다.
본 발명에 한정되는 것은 아니지만, 특정 구현예에 있어서 본 발명의 바이오폴리머는 상기 재료가 상대적으로 높은 농도의 알코올 존재 하인 발효 공정으로부터 회수된 발효 고체를 포함할 수 있다고 생각된다. 예컨대, 하나의 구현예에 있어서 본 발명의 발효 고체는 비어 웰 (beer well) 에서의 알코올의 농도가 약 60 중량%에 도달하거나 초과하는 발효 공정으로부터 회수될 수 있다. 예컨대, 하나의 구현예에 있어서 본 발명의 발효 고체는 발효기에서의 알코올의 농도가 약 19, 약 20, 또는 약 21 부피% 에 도달하거나 초과하는 발효 공정으로부터 회수될 수 있다. 본 발명에 한정되는 것은 아니지만, 그러한 높은 알코올 농도는 증가된 수준의 프롤라민 단백질을 포함하는 발효 고체를 제조할 수 있다고 생각된다.
하나의 구현예에 있어서, 본 발명의 바이오폴리머는 감소된 수준의 발효가능 재료, 예컨대 전분을 포함하는 발효 고체를 포함할 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 발효 고체는 분획화된 식물 재료를 발효함으로써 제조될 수 있다. 예컨대, 발효 전에 왕겨 (bran) 및/또는 배아 분획을 제거하면 식물 재료에서의 프롤라민 단백질 (예컨대, 제인) 및 수득되는 발효 고체를 농축시킬 수 있다. 옥수수 배젖은 제인을 포함한다. 본 발명에 한정되는 것은 아니지만, 옥수수 배젖을 발효하면 발효 고체에서 증가된 수준의 제인을 얻을 수 있다고 생각된다.
하나의 구현예에 있어서, 본 발명의 바이오폴리머는 단순한 열가소재에 비하여 적합한 유동 특성을 가질 수 있다. 용융 유동 지수는 플라스틱 재료가 유동할 수 있는 능력을 나타낸다. 용융 유동 지수가 높으면 물질은 소정 온도에서 유동하기 더 쉽다. 용융 유동 지수는 MFR 또는 MFI 등의 표준 시험에 의하여 측정될 수 있다.
간단히 말하면, 상기 시험은 정밀한 중량에 의하여 유발된 특정의 힘을 가하면서 소정의 온도에서 고정된 크기의 원통형 다이를 통하여 가열된 플라스틱 재료를 압출하는 것을 포함한다. 10 분 내에 압출된 열활성재의 양을 MFR 이라고 부른다. 이러한 시험은 표준 플라스틱 시험 방법 ASTM D 3364 에 의하여 정의되어 있다.
대부분의 올레핀 열가소재는 230℃ 의 온도에서 시험한다. 본 발명의 바이오폴리머는 보다 낮은 온도에서만 균일한 열활성재의 용융 지수에 도달할 수 있다. 예컨대, 230℃ 에서 용융 지수 10 을 갖는 플라스틱을 생각할 때, 상기 플라스틱은 본 발명의 바이오폴리머에서 겨우 약 30 중량% 열활성재 및 약 70 중량% 의 발효 고체 (예컨대, DDG 또는 DDGS 등의 발효된 단백질 고체) 의 수준으로 열활성재로서 사용될 수 있다. 수득되는 바이오폴리머는 230℃ 보다 아주 낮은 온도인 약 160℃ 에서만 용융 지수 10 을 가질 것이다. 유사하게, 수득되는 바이오폴리머는 230℃ 에서 10 보다 아주 낮은 용융 유동 지수를 가질 것이다. 그러한 유리한 유동 특성은 보다 낮은 온도에서 본 발명의 바이오폴리머의 가공을 가능하게 할 수 있다. 보다 낮은 온도에서 가공을 하면 에너지를 절약할 수 있고 보다 급속히 냉각할 수 있다.
이에 대하여, 목재/플라스틱, 섬유 충전 플라스틱, 미네랄 충전 플라스틱 및 그외의 불활성 충전제 등의 충전된 플라스틱은 전형적으로 열활성재의 용융 지수를 감소시켜서, 유동을 감소시키거나 유동을 유발하는데 더 큰 힘을 필요하게 한다. 따라서, 이러한 종래의 충전된 플라스틱은 순수 플라스틱에 비하여 가공하기 더 곤란하고, 가공하고 용융 유동 지수를 유지하기 위해서는 보다 높은 온도를 필요로 할 수 있다.
열활성재
본 발명의 바이오폴리머는 임의의 각종 열활성재를 포함할 수 있다. 예컨대, 바이오폴리머는 발효 고체가 매립될 수 있는 임의의 열활성재를 포함할 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 열활성재는 발효 고체를 포함하여 균질하거나 대략 균일한 반죽을 형성할 수 있는 능력에 대하여 선택될 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 열활성재는 발효 고체와 공유 결합할 수 있는 능력에 대하여 선택될 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 열활성재는 발효 고체와 혼합되거나 배합될 때 유동할 수 있는 능력에 대하여 선택될 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 열활성재는 형성된 후에 굳어질 수 있다. 그러한 많은 열활성재가 시판되고 있다.
적합한 열활성재는 열가소재, 열경화재, 수지 및 접착성 폴리머 등을 포함한다. 본원에서 사용된 바와 같이, "열가소재" 라는 용어는 일단 경화된 후에도 용융되고 다시 굳어질 수 있는 플라스틱을 가리킨다. 본원에서 사용된 바와 같이, "열경화성" 재료라는 용어는 일단 경화된 후에는 쉽게 용융되고 다시 굳어질 수 없는 물질 (예컨대, 플라스틱) 을 가리킨다. 본원에서 사용된 바와 같이, "수지 및 접착성 폴리머" 의 어구는 열가소재 및 열경화재보다 반응성이 크거나 또는 보다 더 극성인 폴리머를 가리킨다.
적합한 열가소재는 폴리아미드, 폴리올레핀 (예컨대, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리(에틸렌-코프로필렌), 폴리(에틸렌-코알파올레핀), 폴리부텐, 폴리비닐 클로라이드, 아크릴레이트, 아세테이트 등), 폴리스티렌류 (예컨대, 폴리스티렌 단독중합체, 폴리스티렌 공중합체, 폴리스티렌 삼원공중합체, 및 스티렌 아크릴로니트릴 (SAN) 폴리머), 폴리설폰, 할로겐화 폴리머 (예컨대, 폴리비닐 클로라이드, 폴리비닐리덴 클로라이드), 폴리카보네이트 등과, 이들 물질의 공중합체 및 혼합물 등을 포함한다. 적합한 비닐 폴리머는 단독중합, 공중합, 삼원중합 등의 방법에 의하여 제조된 것들을 포함한다. 적합한 단독중합체는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리-1-부텐 등의 폴리올레핀, 폴리비닐 클로라이드, 폴리아크릴레이트, 치환 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 이들 물질의 공중합체 및 혼합물 등을 포함한다. 알파-올레핀의 적합한 공중합체는 에틸렌-프로필렌 공중합체, 에틸렌-헥실렌 공중합체, 에틸렌-메타크릴레이트 공중합체, 에틸렌-메타크릴레이트 공중합체, 이들 물질의 공중합체 및 혼합물 등을 포함한다. 특정 구현예에 있어서, 적합한 열가소재는 폴리프로필렌 (PP), 폴리에틸렌 (PE), 및 폴리비닐 클로라이드 (PVC), 이들 물질의 공중합체 및 혼합물 등을 포함한다. 특정 구현예에 있어서, 적합한 열가소재는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐 클로라이드 (PVC), 저밀도 폴리에틸렌 (LDPE), 코폴리-에틸렌-비닐 아세테이트, 이들 물질의 공중합체 및 혼합물 등을 포함한다.
적합한 열경화재는 에폭시 물질, 멜라민 물질, 이들 물질의 공중합체 및 혼합물 등을 포함한다. 특정 구현예에 있어서, 적합한 열경화재는 에폭시 물질 및 멜라민 물질을 포함한다. 특정 구현예에 있어서, 적합한 열경화재는 에피클로로히드린, 비스페놀 A, 1,4-부탄디올의 디글리시딜 에테르, 네오펜틸 글리콜의 디글리시딜 에테르, 시클로헥산디메탄올의 디글리시딜 에테르, 트리에틸렌테트라아민, 에틸렌디아민, N-코코알킬트리메틸렌디아민, 이소포론디아민, 디에틸톨루엔디아민, 트리스(디메틸아미노메틸페놀) 등의 지방족; 방향족 아민 경화제; 메틸테트라히드로프탈산 무수물, 헥사히드로프탈산 무수물, 말레산 무수물, 폴리아젤라산 다가 무수물 및 프탈산 무수물과 같은 카르복실산 무수물, 이들 물질의 혼합물 등을 포함한다.
적합한 수지 및 접착성 폴리머 물질은 축합 폴리머 물질, 비닐 폴리머 물질, 및 이들의 합금과 같은 수지를 포함한다. 적합한 수지 및 접착성 폴리머 물질은 폴리에스테르 (예컨대, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 등), 메틸 디이소시아네이트 (우레탄 또는 MDI), 유기 이소시아니드, 방향족 이소시아니드, 페놀계 폴리머, 요소계 폴리머, 이들 물질의 공중합체 및 혼합물 등을 포함한다. 적합한 수지 물질은 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 (ABS), 폴리아세틸 수지, 폴리아크릴 수지, 불화탄소 수지, 나일론, 페녹시 수지, 폴리부틸렌 수지, 폴리페닐에테르 등의 폴리아릴에테르, 폴리페닐설파이드 물질, 폴리카보네이트 물질, 염소화 폴리에테르 수지, 폴리에테르설폰 수지, 폴리페닐렌 옥시드 수지, 폴리설폰 수지, 폴리이미드 수지, 열가소성 우레탄 엘라스토머, 이들 물질의 공중합체 및 혼합물 등을 포함한다. 특정 구현예에 있어서, 적합한 수지 및 접착성 폴리머 물질은 폴리에스테르, 메틸디이소시아네이트 (우레탄 또는 MDI), 페놀계 폴리머, 요소계 폴리머 등을 포함한다.
적합한 열활성재는 폴리락트산 (PLA) 및 폴리히드록시알카노에이트 (PHA)로서 알려진 폴리머 부류를 포함하는 폴리머와 같이 재생가능한 자원에서 유래한 폴리머를 포함한다. PHA 폴리머는 폴리히드록시부티레이트 (PHB), 폴리히드록시발레레이트 (PHV), 및 폴리히드록시부티레이트-히드록시발레레이트 공중합체 (PHBV), 폴리카프로락톤 (PCL) (즉, TONE), 폴리에스테르아미드 (즉, BAK), 변형 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET) (즉, BIOMAX), 및 "지방족-방향족" 공중합체 (즉, ECOFLEX 및 EASTAR BIO), 이들 물질의 혼합물 등을 포함한다.
특정 구현예에 있어서, 바이오폴리머는 약 0.01 내지 약 95 중량%, 약 1 내지 약 95 중량%, 약 5 내지 약 30 중량%, 약 5 내지 약 40 중량%, 약 5 내지 약 50 중량%, 약 5 내지 약 85 중량%, 약 5 내지 약 95 중량%, 약 10 내지 약 30 중량%, 약 10 내지 약 40 중량%, 약 10 내지 약 50 중량%, 또는 약 10 내지 약 95 중량% 의 열활성재를 포함할 수 있다. 특정 구현예에 있어서, 바이오폴리머는 약 95 중량%, 약 75 중량%, 약 50 중량%, 약 45 중량%, 약 40 중량%, 약 35 중량%, 약 30 중량%, 약 25 중량%, 약 20 중량%, 약 15 중량%, 약 10 중량%, 또는 약 5 중량% 의 열활성재를 포함할 수 있다. 본 발명의 바이오폴리머는 "약" 으로 한정되지 않은 임의의 상기 양 또는 범위를 포함할 수 있다.
열활성재의 구현예
하나의 구현예에 있어서, 본 발명의 바이오폴리머는 액체로서 공급된 열활성재 (예컨대, MDI) 를 포함한다. 액체 열활성재는 바이오폴리머에 유리한 특성을 제공할 수 있다. MDI, 유기 이소시아니드, 방향족 이소시아니드, 페놀, 멜라민, 및 요소계 폴리머 등은 압출에 유리할 수 있는 함수량이 높은 폴리머로 여겨질 수 있다. 그러한 열활성재는 저중량 용도의 발포 압출체를 발생시키는데 사용될 수 있다.
첨가제
본 발명의 바이오폴리머는 하나 이상의 첨가제를 포함할 수도 있다. 적합한 첨가제는 염료, 안료, 그외의 착색제, 가수분해제, 가소제, 충전제, 증량제, 보존제, 항산화제, 기핵제, 대전방지제, 살생제, 살진균제, 방화재, 내연재, 열 안정화제, 광 안정화제, 전도재, 물, 오일, 윤활제, 충격 개질제, 커플링제, 가교제, 취입제 또는 발포제, 재생 또는 재활용 플라스틱 등이나 이것의 혼합물 중 하나 이상을 포함한다. 적합한 첨가제는 가소제, 광 안정화제, 커플링제 등이나 이것의 혼합물을 포함한다. 특정 구현예에 있어서, 첨가제는 본 발명의 바이오폴리머의 성질을 최종 용도에 맞출 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 본 발명의 바이오폴리머는 선택적으로 약 1 내지 약 20 중량% 의 첨가제를 포함할 수 있다.
가수분해제
발효 고체의 가수분해는 무기 또는 유기 강염기 등의 알칼리성 분산제를 함유하는 매우 알칼리성인 수용액으로 수행될 수 있다. 상기 염기는 KOH, NaOH, CaOH, NH40H, 수화된 석회 또는 그 조합 등의 무기 강염기이어도 된다. 가수분해는 열 및 압력의 기계적 방법에 의해 수행될 수 있다. 가수분해는 혼합물의 pH 를 감소시킴으로서 수행될 수 있다. 말레산 또는 말레산화 폴리프로필렌 등의 화학적 화합물이 발효 고체에 첨가될 수 있다. Eastman chemicals 제조의 G-3003 및 G-3015 와 같은 말레산화 폴리프로필렌은 가수분해 및/또는 커플링 물질의 예이다. 발효 고체 및 열활성재는 가수분해 공정 및 몰딩 공정 조건 (고압 및 고온) 을 통해서 가교할 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 본 발명의 바이오폴리머는 선택적으로 약 0.01 내지 약 20 중량% 의 가수분해제를 포함할 수 있다.
가소제
종래의 가소제를 본 발명의 바이오폴리머에 사용할 수 있다. 가소제는 예컨대, 보다 유연하게 만들고/만들거나 유동 특성을 변화시킴으로써 바이오폴리머의 성능을 개질시킬 수 있다. 본 발명의 바이오폴리머는 종래의 플라스틱에 사용된 양의 가소제를 포함할 수 있다. 적합한 가소제는 폴리에틸렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 폴리에틸렌-프로필렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 에틸렌 글리콜, 글리세롤, 글리세롤 모노아세테이트, 디글리세롤, 글리세롤 디아세테이트 또는 트리아세테이트, 1,4-부탄디올, 디아세틴 소르비톨, 소르비탄, 만니톨, 말티톨, 폴리비닐 알코올, 소듐 셀룰로스 글리콜레이트, 요소, 셀룰로스 메틸 에테르, 소듐 알기네이트, 올레산, 락트산, 시트르산, 소듐 디에틸숙시네이트, 트리에틸 시트레이트, 소듐 디에틸숙시네이트, 1,2,6-헥산트리올, 트리에탄올아민, 폴리에틸렌 글리콜 지방산 에스테르, 오일, 에폭시화 오일, 천연 고무, 그외의 공지된 가소제, 그 혼합물 또는 조합물 등의 하나 이상과 같은 천연 또는 합성 화합물을 포함한다. 특정 구현예에 있어서, 본 발명의 바이오폴리머는 선택적으로 약 1 내지 약 15 중량% 의 가소제, 약 1 내지 약 30 중량% 의 가소제, 또는 약 1 내지 약 50 중량% 의 가소제를 포함할 수 있다.
가교제
가교제는 플라스틱 복합 산물에서 관찰되는 크리프(creep)를 감소시키고/시키거나 내수성을 개질하는 것으로 나타났다. 가교제는 또한 본 발명의 바이오폴리머의 기계적 및 물리적 성능을 증대시키는 능력을 갖는다. 본원에서 사용된 바와 같이, 가교는 열활성재 및 발효 고체를 연결하는 것을 가리킨다. 가교는 플라스틱 물질 간의 결합을 형성하는 커플링과 구별될 수 있다. 적합한 가교제는 금속염 (예컨대, NaCl 또는 암염) 및 염 수화물 (기계적 성질을 개선할 수 있음), 포름알데히드, 요소 포름알데히드, 페놀 및 페놀계 수지, 멜라민, 메틸 디이소시아니드 (MDI), 다른 접착제 또는 수지의 계, 그 혼합물 또는 조합물 등의 하나 이상을 포함한다. 하나의 구현예에 있어서, 본 발명의 바이오폴리머는 선택적으로 약 1 내지 약 20 중량% 의 가교제를 포함할 수 있다.
윤활제
하나의 구현예에 있어서, 본 발명의 바이오폴리머는 윤활제를 포함할 수 있다. 윤활제는 배합, 압출, 또는 사출 성형 공정에서 유동점 (fluxing point) (융점) 을 변경하여서 원하는 가공 특성 및 물리적 성질을 달성할 수 있다.
윤활제는 외부, 내부, 및 외부/내부로 분류할 수 있다. 이들 분류는 하기와 같이 가소화 스크류 또는 열 동역학적 배합 장치에서 용융물에 대한 윤활제의 효과를 기준으로 한 것이다. 외부 윤활제는 금속 표면으로부터 양호한 박리를 제공할 수 있고, 개개의 입자 또는 입자 표면 및 가공 장치의 금속부 사이를 윤활할 수 있다. 내부 윤활제는 조성물 내부에, 예컨대 수지 입자 사이에 윤활을 제공할 수 있고, 용융 점도를 감소시킬 수 있다. 내부/외부 윤활제는 외부 및 내부 윤활을 모두 제공할 수 있다.
적합한 외부 윤활제는 파라핀 왁스, 미네랄 오일, 폴리에틸렌, 그 혼합물 또는 조합물 등의 하나 이상과 같은 비극성 분자 또는 알칸을 포함한다. 그러한 윤활제는 본 발명의 바이오폴리머 (예컨대, PVC 를 포함하는 것들) 가 다이, 배럴 (barrel), 및 스크류의 고온 용융 표면에 달라붙지 않고 미끄러지는 것을 도울 수 있고, 최종 산물 표면에 광택을 부여할 수 있다. 또한, 외부 윤활제는 전단점을 유지할 수 있고, 바이오폴리머의 과열을 감소시킬 수 있다.
적합한 내부 윤활제는 지방산, 지방산 에스테르, 지방산의 금속 에스테르, 그 혼합물 또는 조합물 등의 하나 이상과 같은 극성 분자를 포함한다. 내부 윤활제는 올레핀, PVC, 및 그외의 열적 활성재와 같은 열활성재, 및 발효 고체와 상용이어도 된다. 이들 윤활제는 용융 점도를 낮출 수 있고, 내부 마찰 및 내부 마찰에 연관된 열을 감소시킬 수 있으며, 융합을 촉진할 수 있다.
특정 윤활제는 또한 천연 가소제일 수 있다. 적합한 천연 가소제 윤활제는 올레산, 리놀레산, 폴리에틸렌 글리콜, 글리세롤, 스테아르산, 팔미트산, 락트산, 소르비톨, 왁스, 에폭시화 오일 (예컨대, 대두), 열 합체 (embodied) 오일, 그 혼합물 또는 조합물 등의 하나 이상을 포함한다.
하나의 구현예에 있어서, 본 발명의 바이오폴리머는 선택적으로 약 1 내지 약 10 중량% 의 윤활제를 포함할 수 있다.
가공 보조제
특정 구현예에 있어서, 본 발명의 바이오폴리머는 가공 보조제를 포함한다. 적합한 가공 보조제는 아크릴 폴리머 및 알파 메틸스티렌을 포함한다. 이들 가공 보조제는 PVC 폴리머와 사용될 수 있다. 가공 보조제는 용융 점도를 감소시키거나 증가시킬 수 있고, 불균일한 다이 플로우를 감소시킬 수 있다. 열활성재에서, 가공 보조제는 유동을 촉진하고 내부 윤활제처럼 작용한다. 가공 보조제의 수준을 증가시키면 보통 보다 낮은 배합, 압출, 사출 성형 가공 온도가 가능하게 된다. 하나의 구현예에 있어서, 본 발명의 바이오폴리머는 선택적으로 약 1 내지 약 10 중량% 의 가공 보조제를 포함할 수 있다.
충격 개질제
하나의 구현예에 있어서, 본 발명의 바이오폴리머는 충격 보강제를 포함한다. 특정 용도에서는 단순한 플라스틱보다 높은 충격 강도가 요구된다. 적합한 충격 보강제는 아크릴, 염소화 폴리에틸렌 (CPE), 메타크릴레이트-부타디엔-스티렌 (MBS) 등을 포함한다. 이들 충격 보강제는 PVC 열활성재와 사용될 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 본 발명의 바이오폴리머는 선택적으로 약 1 내지 약 10 중량% 의 충격 보강제를 포함할 수 있다.
충전제
본 발명의 바이오폴리머는 필수적이지는 않지만 충전제를 포함할 수 있다. 충전제는 재료의 비용을 감소시킬 수 있고, 특정 구현예에서는 경도, 강성도, 및 충격 강도 등의 특성을 향상시킬 수 있다. 충전제는, 예컨대 열 안정성을 증가시키고, 가요성 또는 휨성을 증가시키고, 파열 강도를 향상시킴으로써 바이오폴리머의 특성을 향상시킬 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 본 발명의 바이오폴리머는 불활성 충전제 (예컨대, 목재, 섬유, 유리섬유 등) 를 석유계 열활성재와 결합시킬 수 있는 응집성 물질의 형태이어도 된다. 목분과 같은 충전제는 충전된 플라스틱 또는 바이오폴리머의 질을 특별히 향상시키지 않는다. 활석 및 운모와 같은 종래의 충전제는 본 발명의 바이오폴리머의 충격 내성을 증가시키지만, 중량을 증가시키고 압출기의 수명을 감소시킨다. 충전제로서 유리섬유는 산물의 강도를 상당히 증가시키지만, 상대적으로 비용이 높다. 하나의 구현예에 있어서, 본 발명의 바이오폴리머는 선택적으로 약 1 내지 약 50 중량% 의 충전제를 포함할 수 있다.
플라스틱에서 사용되는 목분 및 일부 다른 충전제는 열적으로 안정하지 않다. 목분은 플라스틱과 혼합되거나 가교되지 않으며, 개개의 플라스틱은 열 및 압력 조건 하에서 플라스틱에 둘러싸여 있다. 미네랄, 유리섬유, 및 목분은 플라스틱과 가교되거나 결합할 수 없는 사실 때문에 "불활성" 충전제라고 불린다. 또한, 목재계 또는 셀룰로스계 충전제는 대부분의 플라스틱 공정 (예컨대, 압출 및 사출 성형) 의 열 요건을 조절할 수 없다. 또한, 목분 충전재는 분해되고, 수분을 보유한다.
섬유
본 발명의 바이오폴리머는 섬유 첨가제를 포함할 수 있다. 적합한 섬유는 목재; 아마, 대마, 케넙, 밀, 대두, 개밀, 또는 목초를 포함하는 농업 섬유; 유리섬유, 케블라 (Kevlar), 탄소 섬유, 나일론을 포함하는 합성 섬유; 그 혼합물 또는 조합물 등의 하나 이상과 같은 임의의 각종 천연 및 합성 섬유를 포함한다. 섬유는 바이오폴리머의 성능을 개질시킬 수 있다. 예컨대, 보다 긴 섬유는 바이오폴리머 구조 부재에 첨가되어 보다 높은 굴곡 및 파열 계수를 부여할 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 본 발명의 바이오폴리머는 약 1 내지 약 20 중량% 의 섬유를 포함할 수 있다.
취입제
본 발명의 바이오폴리머 조성물은, 발포체 형태로 제조되는 경우에도, 취입제를 포함하거나 사용할 필요가 없다. 그러나, 발포체 형태의 조성물을 제조하기 위한 특정 용도에서는 바이오폴리머가 취입제를 포함하거나 공정에서 취입제를 사용할 수 있다. 적합한 취입제는 펜탄, 이산화탄소, 메틸 이소부틸 케톤 (MIBK), 아세톤 등의 하나 이상을 포함한다.
바이오폴리머의 제조 방법
본 발명의 바이오폴리머는 열활성재 및 발효 고체를 혼합할 수 있는 임의의 각종 방법에 의해 제조될 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 열활성재 및 발효 고체는 배합된다. 본원에서 사용된 "배합하다" 라는 동사는 부분들을 함께 투입하여 전체를 형성하고/하거나 부분들 (예컨대, 열활성재 및 발효 고체) 을 조합하는 것을 가리킨다. 발효 고체는 열경화재 및 열가소재 등의 임의의 각종 열활성재와 배합될 수 있다. 임의의 각종 첨가제 또는 그외의 적합한 물질을 발효 고체 및 열활성재와 혼합하거나 배합하여 본 발명의 바이오폴리머를 제조할 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 발효 고체 및 열활성재를 배합하면 상기에서 설명된 반죽-유사 물질이 제조된다.
배합은 발효 고체 및 열활성재의 가열, 발효 고체 및 열활성재의 혼합 (예컨대, 혼련), 및 발효 고체 및 열활성재의 가교 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 배합은 열 동역학적 배합, 압출, 고전단 혼합 배합 등을 포함할 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 발효 고체 및 열활성재는 가수분해제의 존재 하에서 배합된다.
바이오폴리머 또는 바이오폴리머 반죽은 발효 고체 및 열활성재를 함께 용융시킴으로써 형성될 수 있다. 이에 대하여, 목재 입자 및 열활성재의 열 동역학적 배합은 목재 입자가 플라스틱 매트릭스 내에 현탁된 개개의 입자로서 또는 플라스틱으로 피복된 목재 입자로서 용이하게 확인되는 재료를 형성한다. 바람직하게는, 배합된 발효 고체 및 열활성재는 균일하거나 또는 거의 균일한 통합된 덩어리일 수 있다.
배합된 미가공 또는 연성 바이오폴리머는 직접 이용되거나, 펠릿, 과립, 또는 성형 또는 그외의 공정에 의해 물품으로 전환되기에 편리한 또다른 형태로서 형성될 수 있다.
열 동역학적 배합
열 동역학적 배합 ("TKC") 은 고속의 열 동역학적 원리를 사용하여 혼합 및 배합할 수 있다. 열 동역학적 배합은 임펠러를 이용한 높은 전단 속도에서 둘 이상의 성분을 혼합하는 것을 포함한다. 적합한 열 동역학적 배합 장치로, 예컨대 Gelimat Gl (Draiswerke Company) 가 시판되고 있다. 그러한 시스템은 컴퓨터로 조절되는 계량 및 중량 배치 (batch) 시스템을 포함할 수 있다.
열 동역학적 배합 장치의 구현예는 수평으로 배치된 믹서 및 중심 회전축을 갖는 배합 챔버를 포함한다. 수 개의 엇갈린 (staggered) 혼합 요소는 상이한 각도에서 축에 장착되어 있다. 혼합 블레이드의 구체적인 개수 및 위치는 챔버의 크기에 따라서 달라진다. 열활성재 및 발효 고체의 미리 측정된 배치는, 예컨대 회전축의 일부일 수 있는 통합 스크류를 통해서 배합기에 공급될 수 있다. 대안적으로, 열활성재 및 발효 고체는 믹서 몸체에 위치한 슬라이드 도어를 통하여 공급될 수 있다. 상기 장치는 배합 챔버의 하부에서 자동으로 작동되는 배출 도어를 포함할 수 있다.
배합 챔버에서, 열활성재 및 발효 고체는 혼합 요소의 높은 말단-속도(tip-speed) 때문에 극히 높은 난류에 노출된다. 열활성재 및 발효 고체는 잘 혼합되고 챔버 벽, 혼합 블레이드, 및 상기 물질의 입자 자체에 대한 충격으로부터 온도가 증가된다. 이동하는 입자에서의 마찰은 온도를 급속하게 증가시키고 수분을 제거할 수 있다.
챔버의 내부에 충돌하는 열활성재 및 발효 고체의 혼합물은 상기 물질을 가열한다. 예컨대, 상기 물질은 약 5 내지 약 30 초의 짧은 시간 내에 약 140℃ 내지 약 250℃ 까지 가열될 수 있다. 공정 사이클은 마이크로프로세서로 제어될 수 있다. 마이크로프로세서는 에너지, 유입, 온도, 및/또는 시간 등의 파라미터를 모니터할 수 있다. 마이크로프로세서가 공정이 완료되었다고 결정하면, 상기 장치는 배출 도어를 열어서 배합된 열활성재 및 발효 고체 (바이오폴리머) 를 배출할 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 배출되는 배합된 열활성재 및 발효 고체는 균일하게 블렌드되고 유동화된 배합물로서, 즉시 가공될 수 있다.
상기에서 확인된 시판되는 열 동역학적 배합 장치를 사용하면 블렌딩, 분산, 및 유동화에 의해서 소비되는 에너지는 산물의 파운드 당 약 0.04 킬로와트일 수 있고, 그것은 바람직하게 표준 트윈-스크류 배합 시스템에 의해 제조된 산물의 파운드 당 0.06-0.12 킬로와트에 비해 더 유리한 것으로 대조된다.
이어서, 배합된 열활성재 및 발효 고체, 즉 바이오폴리머는 재분쇄 공정을 통과하여 균질한 과립상 물질이 제조될 수 있다. 그러한 재분쇄는 스크린을 이용한 표준 나이프 분쇄 시스템을 사용할 수 있는데, 그것은 유사한 크기 및 형태를 갖는 보다 작고 균질한 입자들을 발생시킬 수 있다. 그러한 과립상 물질은, 예컨대 압출, 사출 성형, 및 그외의 플라스틱 가공에 사용될 수 있다.
하나의 구현예에 있어서, TKC 공정은 열활성재 및 발효 고체를 짧거나 단축된 시간 동안만 고온 및 전단 응력에 노출시킨다. TKC의 기간은 열 분해를 방지하거나 감소시키기 위해서 선택될 수 있다.
하나의 구현예에 있어서, 열 동역학적 배합은 10 중량% 정도의 적은 열활성재 및 90 중량% 정도의 많은 발효 고체의 혼합물에 작용한다. 그러한 대부분의 발효 고체는 종래의 트윈-스크류 배합 시스템으로 배합하기 어렵다. 하나의 구현예에 있어서, 열 동역학적 배합을 사용하면 산물의 제형은 다소 급속히 변화될 수 있다. 발효 고체 및 열활성재를 배합할 때 상기 장치의 챔버는 깨끗하게 유지될 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 장시간의 광범위한 운전정지 및 세척 공정이 필요한 표준 배합 시스템에 비하여 열 동역학적 배합 장치에서는 신속한 운전개시 및 운전정지 절차가 가능하다.
본 발명에 한정되는 것은 아니지만, 열 동역학적 배합은 발효 고체를 포함하는 상기 물질의 온도를 물의 기화가 온도 상승을 둔화시키는 물의 끓는점까지 급속히 상승시킬 수 있다. 일단 배합 챔버에서 상기 물질의 함수량이 십분의 수 퍼센트 미만으로 감소하면, 열활성재 및 발효 고체의 혼합물의 Tm 점에 도달할 때까지 급속한 온도 상승이 일어날 수 있다. 챔버에서의 체류 시간은 약 10 내지 약 30 초일 수 있다. 체류 시간은 입자의 확산 불변 시간 (diffusion constant time), 초기 함수량 등과 같은 변수들에 근거하여 선택될 수 있다.
발효 고체 및 열활성재의 열 동역학적 배합은 다양한 가공 파라미터를 사용하여 원하는 바이오폴리머를 제조할 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 상기 물질(들)이 그들의 Tm 점에 도달하거나 초과할 때까지 배합이 지속된다.
하나의 구현예에 있어서, 발효 고체 및 열활성재의 열 동역학적 배합은 반죽 형태이고 대략 균일할 수 있는 연성 또는 미가공 바이오폴리머를 제조한다. 예컨대, 열 동역학적 배합은 발효 고체의 대부분이 열활성재에 블렌드되어 있고 더이상 별개의 입자로서 나타나지 않는 제빵 반죽 (예컨대, 빵 또는 쿠키 반죽) 과 유사한 굳기를 갖는 물질을 제조할 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 열 동역학적 배합은 반죽으로 균일화된 발효 고체가 70-90 중량% 이상인 연성 또는 미가공 바이오폴리머를 제조할 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 열 동역학적 배합은 검출가능한 발효 고체 입자를 포함하지 않는 연성 또는 미가공 바이오폴리머를 제조할 수 있다.
하나의 구현예에 있어서, 열 동역학적 배합은 발효 고체 및 열활성재를 함께 용융시킬 수 있다. 대조적으로, 목재 입자 및 열활성재의 열 동역학적 배합은 목재 입자가 플라스틱 매트릭스에 현탁된 개개의 입자로서 또는 플라스틱으로 피복된 목재 입자로서 용이하게 확인되는 물질을 제조한다. 바람직하게, 하나의 구현예에 있어서, 열 동역학적 배합은 발효 고체 및 열활성재를 배합하여 균일하거나 거의 균일한 통합된 덩어리를 형성할 수 있다.
하나의 구현예에 있어서, 열 동역학적 배합은 가시량의 발효 고체를 포함하는 미가공 또는 연성 바이오폴리머를 제조할 수 있다. 그러한 배합은 약 2 내지 약 20 메쉬 크기의 발효 고체의 입자를 사용할 수 있다.
열 동역학적 배합은 상기 장치에 적합한 배치 크기로 만든 발효 고체 및 열활성재의 상기 열거된 양 또는 농도를 배합하는 것을 포함할 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 열 동역학적 배합은 소량의 열활성재 (예컨대, 약 5 내지 약 10 중량% 의 열활성재) 를 갖는 발효 고체를 효과적으로 배합할 수 있고, 미가공 또는 연성 바이오폴리머를 제조할 수 있다. 그러한 열활성재의 양은 목재와 같은 식물 재료와 열활성재를 배합하는 종래의 공정에 사용되는 양에 비하여 적은 것이다.
압출에 의한 배합
본 발명의 바이오폴리머는 발효 고체 및 열활성재를 혼합 또는 배합하는 데 적합한 임의의 각종 압출 공정에 의해서 형성될 수 있다. 예컨대, 트윈 스크류 배합과 같은 종래의 압출 공정은 본 발명의 바이오폴리머를 제조하는 데에 사용될 수 있다. 압출에 의한 배합은 보다 높은 압출기 내부 온도를 제공할 수 있고, 발효 고체와 열가소재의 상호작용을 촉진시킬 수 있다. 트윈 스크류 배합은 공회전 또는 역회전 스크류를 사용할 수 있다. 압출기는 배합되는 혼합물에서 수분 또는 휘발성 물질이 빠져나가도록 하는 통풍구를 포함할 수 있다. 압출기 상의 다이를 사용하면 바이오폴리머를 배합 및 형성할 수 있다.
물 및 다른 물질의 제거
재료를 가공하여 바이오폴리머를 제조하는 동안 물 또는 다른 물질 (기체, 액체 또는 고체) 들을 제거하도록 처리 장치 (예를 들어, 압출기) 를 형성할 수 있다. 물은, 예를 들어 트윈 스크루 압출 공정이나 열 동역학적 배합 공정에서 추출할 수 있다. 명확히 하기 위해서, 이하에서는 물 추출이라고 기재하지만 이는 불순물, 분해 산물, 기체 상태의 부산물 등 다른 액체, 기체 또는 고체도 추출될 수 있는 것으로 이해된다.
하나의 구현예에 있어서, 물을 기계적으로 추출할 수 있다. 예를 들어, 압출 공정에서 압축력을 가하여 재료로부터 물을 짜낼 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 압출하는 동안 재료를 압축하여 재료 내부에 형성될 수 있는 내부 셀로부터 물이나 다른 액체 또는 기체를 짜낼 수 있다.
물의 추출 및/또는 재료의 건조에 열을 사용할 수도 있다. 하나의 구현예에 있어서, 압출 공정 또는 다른 기계적 물-추출 공정에서 열을 적용할 수 있다. 또다른 구현예에 있어서, 압출 또는 압축 성형 공정 후 바이오폴리머를 마이크로파 또는 열풍 건조 시스템으로 즉시 처리하여 수분 균형을 재료의 평형점이 되도록 제거할 수 있다. 이는 전형적으로 3-8% 수분함량이다. 열활성재의 첨가 비율을 높게 할 경우 평형점이 더 늦아지는 경향이 있으며, 나아가 화학 결합 효율을 증가시켜 내수성 및 기계적 강도가 높아진다.
바이오폴리머로부터 물 뿐만 아니라 다른 불순물이나 기체를 추출하기 위해서는 진공 또는 흡입 기술도 사용할 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 바이오폴리머로부터 물 및 다른 물질을 추출하기 위해, 열, 진공 및 기계적 기술을 함께 사용할 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 열, 압축, 및 진공 흡입 중 하나 이상을 사용하여 폐쇄된 세포를 파열시킬 수 있다.
폴리머 재료로부터 물을 추출하는 기술은 미국특허 No. 6,280,667 에 더 기재되어 있으며, 이는 본원에 참조로 도입된다. 이 특허는 목재 충전제로 플라스틱을 가공하기 위한 방법 및 장치에 대하여 개시하고 있다. 이 방법 및 장치를 본 발명의 바이오폴리머의 구현예를 가공하고 형성하는데도 사용할 수 있다.
바이오폴리머의 산물로의 형성
본 발명은 발효 고체 및 열활성재를 포함하는 바이오폴리머로부터 제조하거나 이들을 포함하는 물품에 관한 것이다. 본 발명의 바이오폴리머는 전형적인 플라스틱 재료의 성질, 종래 플라스틱 재료에 비해 유리한 성질, 및/또는 플라스틱 및 예를 들어 목재 또는 셀룰로스계 재료를 포함하는 골재에 비해 유리한 성질을 나타낼 수 있다. 본 발명의 바이오폴리머는 플라스틱으로부터 물건을 형성하는 임의의 다양한 종래 방법을 사용하여 유용한 물품을 성형할 수 있다. 본 발명의 바이오폴리머는 임의의 다양한 형태를 취할 수 있다.
바이오폴리머 재료는 다양한 물건 및 구조로 형성할 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 미가공 바이오폴리머를 펠릿으로 형성하여 사출 성형, 압출, 또는 달리 형성하거나 바이오폴리머를 가공하도록 형성된 기계에 투입한다. 하나의 구현예에 있어서, 먼저 폴리머 및 발효 고체를 다이로 밀어 넣음으로써 선형 압출체를 제조하고 이 압출체를 펠릿 모양으로 절단하여 펠릿을 만들 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 펠릿이 실질적으로 균질한 크기 및 형태를 갖는다. 펠릿의 단면은 압출다이의 형태에 따라서 사각형, 원형, 타원형, 직사각형, 오각형, 육각형 등과 같이 임의의 다양한 형태가 될 수 있다. 전형적으로는 수 밀리미터 반경 및 반경의 약 2 내지 4 배의 길이를 갖는 원형 단면인 것은 여러 용도에서 바람직하다.
이하는 특정 바이오폴리머 산물에 대해서 기재하고 있으나, 다른 산물도 가능하다. 예를 들어, 바이오폴리머는 보트 선체, 놀이기구 (playground) 세트, 저장 용기, 크라운 성형 등에 사용할 수 있다.
바이오폴리머의 사출 성형
본 발명의 바이오폴리머의 구현예는 사출 성형될 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 배합된 바이오폴리머를 분쇄하여 사출 성형 공정에 사용하기 위한 균질한 펠릿을 만들 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 본 발명의 폴리머를 종래의 열가소재보다 파운드당 적은 에너지를 사용하여 가공할 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 본 발명의 바이오폴리머는 종래 열가소재에 비하여 사출 성형에서 더 신속한 가열 및 냉각 시간을 나타낼 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 본 발명의 바이오폴리머는 플라스틱의 용융 지수를 유지하여 고속 사출 성형이 가능한 유동 특성을 갖는다. 예를 들어, 발효 고체 및 폴리프로필렌을 포함하는 바이오폴리머가 순수 폴리프로필렌보다 더 높은 열전도성을 갖는 것으로 관찰되었다. 더 높은 열전도성은 더 신속한 가열 및/또는 냉각을 제공하여, 사출 성형과 같은 공정을 신속화할 수 있게 해준다.
사출 성형 기술은 당업자에게 공지되어 있다. 하나의 구현예에 있어서, 바이오폴리머를 원하는 형태로 사출 성형하도록 장비를 형성할 수 있다. 주형을 특정 형태로 규정하고 그 안에 열활성재를 사출한다. 이어서 재료를 냉각시켜 순차적으로 주형으로부터 분리한다.
바이오폴리머의 압출
본 발명의 바이오폴리머를 압출하여 임의의 여러 종래 압출 공정을 사용하여 제조 물품을 만들 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 바이오폴리머는 건식 압출 공정으로 압출시킬 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 바이오폴리머는 임의의 다양한 종래 다이 디자인을 사용하여 압출시킬 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 본 발명의 바이오폴리머를 압출시켜 물품을 만드는 것은 바이오폴리머를 재료 제조 오거 (auger) 에 공급하고 압출에 적합한 크기로 변환시키는 것을 포함할 수 있다. 압출에는 임의의 다양한 종래 다이 및 임의의 다양한 종래 온도를 사용할 수 있다. 압출에 의한 배합은 압출기 내에 높은 내부 온도를 제공하여, 열가소재와 발효 고체의 상호작용을 촉진시킬 수 있다.
하나 이상의 다이를 갖는 압출기를 바이오폴리머를 특정 모양으로 형성하도록 형성할 수 있다. 바이오폴리머를 다이를 통해 추진시켜 원하는 단면을 제조할 수 있다. 이어서 압출된 바이오폴리머를 필요에 따라 원하는 길이로 절단할 수 있다. 바이오폴리머는 또한 경화시키거나 단면 형태를 유지하도록 양생시킬 수 있다. 압출된 바이오폴리머는 나중에 원하는 대로 더 짧은 길이로 절단할 수 있다.
하나의 구현예에 있어서, 바이오폴리머 재료를 용융점 초과로 가열할 수 있다. 이어서 바이오폴리머를 가열시킨 수렴 다이 (converging die) 로 이동시켜 벽 근처에서 바이오폴리머의 전단 응력을 감소시킨 다음 형성 섹션으로 이송시켜 원하는 단면을 만들 수 있다. 이어서 하나의 구현예에 있어서, 바이오폴리머를 형성 섹션의 단면과 동일하거나 유사한 단면을 갖는 미가열된 또는 열적으로 절연된 저마찰 섹션을 통과시켜 폴리머에 단면 메모리를 만들고, 압출후 팽윤을 감소시킬 수 있다. 그 다음으로 바이오폴리머 재료를 켄칭하여 용융점 미만에서 외형을 만들 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 외형은 실질적으로 원하는 형태로 바이오폴리머를 유지할 수 있다.
또다른 실시예에 있어서, 바이오폴리머를 이송 다이 (transition die) 로 이동시킨 다음 스트랜딩 다이 (stranding die) 를 통해 이동시켜 바이오폴리머 스트랜드가 제조되도록 장비를 형성할 수 있다. 장비는 추가로 이 스트랜드를 성형 다이 (molding die) 를 통과시켜 스트랜드들을 소정의 압출체로 병합시키도록 형성될 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 상기 스트랜드화 및 재결합 공정을 통해 나무결과 유사한 구조 및/또는 외관을 갖는 산물을 제공할 수 있다.
바이오폴리머와 재료의 공압출
바이오폴리머는 추가 재료와 공압출시킬 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 한 층 또는 한 장의 다른 재료 (예를 들어 코팅재 또는 열활성재) 를 바이오폴리머와 공압출시킬 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 공압출된 층 또는 시이트가 소정의 표면 특성, 구조적 특성, 및/또는 외관을 제공할 수 있다.
바이오폴리머의 발포
하나의 구현예에 있어서, 본 발명의 바이오폴리머는 연성 미가공 형태로부터 또는 발포제 또는 취입제를 첨가하지 않고 용융시켜 발포시킬 수 있다. 놀랍게도 본 발명의 바이오폴리머는 발포제 없이도 압출시에 발포를 형성하여 단단하고 강하게 경화된 발포체를 형성할 수 있다. 본 발명에 한정되는 것은 아니나 본 발명의 발포체는 발효 고체 중의 단백질의 발포에서 비롯될 수 있다.
딱딱하거나 고상의 발포체는 종래의 발포된 플라스틱에 비하여 동일한 밀도에서 더 큰 강도 (예를 들어, 굴곡 계수) 를 나타낼 수 있다. 종래의 플라스틱은 발포되면 강도가 감소한다. 본 발명에 한정되는 것은 아니나 본 발명의 바이오폴리머 발포체는 열활성재와 상호작용하는 변성 단백질을 포함하여 바람직하게 강한 바이오폴리머 발포체를 만들 수 있다.
본 발명의 바이오폴리머 (예를 들어 펠릿 형태) 는 플라스틱을 형성하는데 사용하는 사출 성형, 압출 등의 방법으로 바이오폴리머 발포체로 전환될 수 있다. 본 발명에 한정되는 것은 아니나 이들 공정에서 혼합 스크류 등으로 적용되는 열 및 역학 에너지가 본 발명의 바이오폴리머를 발포하기 위해서 충분하다고 생각된다. 사출 성형에서는 주형을 일부 충전하여 바이오폴리머의 발포 작용에 의해 공동을 채우도록 할 수 있다. 이렇게 해서 화학 발포제나 취입제를 사용하지 않고 성형 물품의 밀도를 감소시킬 수 있다. 또한, 압출을 이용해 본 발명의 바이오폴리머를 발포시킬 수도 있다. 압출에 사용되는 다이로 발포된 바이오폴리머를 만들 수 있다.
하나의 구현예에 있어서, 발포제와 발효 고체 및 열활성재를 혼합하여 발포된 바이오폴리머를 제조할 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 발효 고체 및 열활성재를 분말화 발포제와 혼합하고, 이 혼합물을 가열 및 배합한 다음, 바이오폴리머를 압출함으로써 펠릿으로 미리 만들지 않고도 바이오폴리머를 발포시킬 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 증기를 제거하기 위해 진공을 사용할 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 단면의 주변보다 압출된 단면의 중심에서 더 큰 팽창이 일어나, 압출된 산물이 내부보다 외부 근처에서 밀도가 더 커진다.
바이오폴리머 성분을 미세 미립자로 가공하여 발포기 효율적으로 되도록 하는 것이 바람직할 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 성분을 먼저 바이오폴리머 산물로 가공한 다음, 바이오폴리머를 미세 입자로 재분쇄하여 발포된 산물 형태로의 발포를 촉진할 수 있다.
하나의 구현예에 있어서, 바이오폴리머 물질이 불연속성 (discontinuities) 을 갖도록 함으로써 발포된 바이오폴리머를 만들 수 있다. 불연속성이 팽창되면 바이오폴리머를 냉각 또는 가교에 의해 안정화시켜 불연속성을 유지한다. 하나의 구현예에 있어서, 불활성 기체 (예, 질소나 이산화탄소, 탄화수소, 염화탄화수소, 염화불화탄소) 와 같은 발포제 또는 액체 형태로 바이오폴리머 내에 용해 또는 분산되어 상승된 온도에서 불활성 기체로 분해되는 분해성 화학 발포제를 사용하여 바이오폴리머를 만들 수 있다. 발포제 또는 분해성 화학 발포제와 관련된 팽창은 셀 구조의 팽창을 유발하여 발포된 바이오폴리머를 형성시킨다. 발포 공정은 압출 온도 및 다른 파라미터를 제어함으로써 조절될 수 있다.
발포된 성분의 구현예는 고형 외부층이나 외형 및 발포된 바이오폴리머로 형성된 내부를 포함한다. 발포된 바이오폴리머 성분은 고체 성분 보다 비교적 낮은 중량 및 높은 강성도를 제공하도록 만들 수 있다. 발포된 바이오폴리머는 예를 들어 소정 크기의 판재, 지주, 빔 (beam), 트림 (trim), 형상화 구조 부재, 가구 보드, 및 트림 성분과 같은 성분으로 만들 수 있다. 성분이 물에 뜨도록 물보다 낮은 비중을 갖거나 목재 판재의 밀도와 유사하게 성분을 형성하는 것이 바람직하다. 창이나 문 성분은 발포된 바이오폴리머로도 만들 수 있다. 중공 및 발포된 코어를 조합한 성분 역시 가능하다.
가공 파라미터 및 구조 파라미터
하나의 구현예에 있어서, 열활성재와 함께 건조 섬유를 사용하는 전형적인 혼합물에 비하여 바이오폴리머 혼합물에 유동성이 높거나 점도가 낮게 만들 수 있다. 이는 압출이나 사출 성형 중에 현저히 낮은 압력으로 처리할 수 있도록 한다. 예를 들어, 종래의 섬유/폴리머 재료의 압축 성형 압력은 통상 500-1000 psi 범위에 속할 수 있다. 반대로, 하나의 구현예에 있어서, 본 발명의 바이오폴리머는 150 psi 미만에서 최대 밀도에 도달할 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 본 발명의 바이오폴리머를 처리하기 위한 모터 부하를 종래의 폴리머에 대한 50% 에서 본 발명의 폴리머에 대한 10% 로 줄일 수 있다.
본 발명의 바이오폴리머의 구현예의 저압축 압력 요건은 바이오폴리머의 가공 및 프레싱 또는 압출 장비의 구조에 현저한 변화를 줄 수 있으며 그러한 장비의 가격을 낮출 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 바이오폴리머 가공 장치는 더 낮은 가공 온도를 갖도록 형성할 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 가공 온도는 종래 폴리머에 대한 화씨 400 도에서 본 발명의 바이오폴리머의 구현예에 대한 화씨 320 도로 낮출 수 있다.
판재 대체물 (또는 다른 구조체) 에 대한 기계적 특성은 다양한 파라미터로 정량하고 시험할 수 있다. 바이오폴리머 성분 및 제작 공정은 원하는 특성의 조합을 얻도록 조작할 수 있다. 고려될 수 있는 특성에는 밀도, 표면 강도, 전단 강도 및 휨 특성, 보존력 (못, 나사 또는 다른 패스너를 유지시키는 보존력), 스트립아웃 특성 (strip-out property), 열팽창 계수, 및 영 계수 (Young's modulus) 를 포함한다. 하나의 구현예에 있어서, 구조적 파라미터는 바이오폴리머에서 발효 고체의 백분율을 변경시킴으로써 조작할 수 있다.
예시된 구현예
바이오폴리머로부터 만들 수 있는 구조적 구현예의 예를 도 1-8 에 도시하였다.
시이트 제품
본 발명의 바이오폴리머는 시이트로 만들 수 있다. 도 7 은 시이트 산물 (700) 의 구현예를 보여준다. 시이트 산물의 구현예는 텍스쳐화 및/또는 인쇄되어 다른 재료를 모방할 수 있다.
구조 부재
하나의 구현예에 있어서, 바이오폴리머로 구조 부재를 만들 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 구조 부재는 다른 재료의 특성 및/또는 외관을 복제하도록 제작할 수 있다. 예를 들어, 하나의 구현예에 있어서, 바이오폴리머를 사용하여, 종래 목재, 플라스틱, 또는 금속으로 만든 도 1 및 2 에 도시된 것과 같은 조립체의 구조 부재를 제작할 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 바이오폴리머는 도 6 에 도시된 부재 (600) 와 같은 판재 대체 부재로 만들 수 있다. 부재 (600) 의 코어 (610) 는 고체 바이오폴리머, 발포된 바이오폴리머, 중공 공간 (hollow void), 받침대, 웹, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 판재 대체 부재는 통상의 산업 파라미터에 따라, 예를 들어 2×4, 2×2, 2×6 등의 크기가 될 수 있다.
판재 대체 시이트 역시 바이오폴리머로 만들 수 있다. 예를 들어, 바이오폴리머는 표준 합판을 대체하기 위해 4×8 시이트로 만들 수 있다. 다른 유형의 시이트도 만들 수 있다.
바이오폴리머는 더 특화된 판재 대체 부재나 더 복잡한 형태를 갖는 부재를 포함하는 다른 구조 부재로 만들 수 있다. 예시적인 시이트를 도 7 에 도시하였다.
창 및 문 조립체의 성분
하나의 구현예에 있어서, 본 발명의 바이오폴리머는 문 및 창의 성분을 만들 수 있다. 도 1 은 창 조립체를 도시한 것으로서, 그 성분을 바이오폴리머로 만들 수 있다. 창 조립체 (100) 는 프레임 (25) 을 포함하며, 이는 헤더 (30), 창턱 (35), 및 옆기둥 (jamb) (40) 으로 만들어질 수 있고, 이들은 모두 바이오폴리머 재료로 만들 수 있다. 샤시 (45) 는 레일 (rail) (50) 및 스타일 (stile) (55) 로 만들 수 있다. 레일 (50) 및 스타일 (55) 역시 바이오폴리머로 만들 수 있다. 뮨틴스 (muntins) (60), 케이싱 (65) 및 트림 성분 (70) (도 2 참조) 도 바이오폴리머로 만들 수 있다. 도 1 은 이중창을 도시한 것이며, 다른 유형의 창 조립체도 바이오폴리머로 만들 수 있으며, 여기에는 비제한적으로 여닫이창, 차일창, 고정 프레임 및 원형 헤드창 (circle head window), 채광창 (transom window), 천장 채광창, 활공창 (gliding window), 경사창 (tilt-in window), 활모양의 창 (bowed window) 및 퇴창 (bay window) 이 포함된다.
하나의 구현예에 있어서, 바이오폴리머 창 또는 문 성분이 서로 맞고 유리, 트림 또는 다른 성분과 맞도록 하기 위해서 특별히 설계된 단면 모양으로 만들 수 있다. 복잡한 형태를 갖는 부재의 예를 도 5 에 도시하였다. 하나의 구현예에 있어서, 바이오폴리머 성분은 성분을 가열하여 함께 융합시키는 열 용접 공정으로 조립할 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 열 용접으로 목재 부재로 만든 전형적인 조립체보다 더 강하고 견고한 용접 접합부를 만들 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 용접된 부분을 균일한 전이부 (trnasition) 및/또는 보기 좋은 외관을 갖도록 하는 도구를 사용하여 마무리할 수 있다. 이 도구는 예를 들어, 나이프, 발송 도구 (routing tool), 또는 다른 날카로운 도구 (sharper tool) 일 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 도구를 가열하여 바이오폴리머를 일부 용융시켜 깨끗하고 보기좋은 용접을 만들 수 있다.
도 2 는 창의 단면도를 도시하고 있다. 고체 성분 (80), 중공 부분 (85), 및 시이트 성분 (90) 모두를 바이오폴리머로 만들 수 있다. 일부 구현예에 있어서는 성분이 중공 단면과 하나 이상의 구조적 웹 부재를 갖도록 형성되어 경량 및 일상적 용도로 사용하기에 충분한 강도와 내구성을 제공한다. 창 조립체의 구현예는 발포된 성분을 포함할 수 있다. 도 3 에 도시된 발포된 성분의 구현예는 발포된 코어 (100) 와 고체 외형 (95) 을 갖는다. 도 3 에 도시된 코어 (97) 는 다른 변형으로는 중공 또는 웹 구조일 수 있다.
도 4 는 문 조립체를 도시하고 있다. 표준 문, 프렌치 문, 활주형 파티오 문 및 다른 형태의 문의 성분을 바이오폴리머로 만들 수 있다. 도 4 의 문 조립체는 헤더 (110), 도어 옆기둥 (115) 및 문턱 (120) 을 포함하는 프레임 (105) 을 포함한다. 문은 패널 (125), 샤시 (130), 및 뮨틴스 (135) 를 포함한다. 이들 성분 모두를 바이오폴리머 재료로 만들 수 있다. 비구조적 트림 요소 및 주형 역시도 바이오폴리머로 만들 수 있다.
바이오폴리머 성분은 중공 또는 반-중공 형상으로 만들 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 바이오폴리머로 만든 성분은 외형 또는 벽 및 하나 이상의 내부 지지체를 포함한다. 도 5 는 바이오폴리머 재료로 만들 수 있는 반-중공 성분을 예시한 것이다. 이 성분은 내면 (205) 와 외면 (210) 을 갖는 외벽 (200) 을 포함한다. 홈 (215) 및 다른 사전성형된 경로나 특징이 관련 성분의 계면을 수용하도록 외면에 형성될 수 있다. 하나 이상의 내부 받침대 (220) 가 제공될 수 있다. 하나 이상의 고정부 (225) 도 제공될 수 있다. 고정부는 나사나 볼트와 같은 패스너를 수용할 수 있도록 형성될 수 있다. 결합 표면 (230) 역시 바이오폴리머 성분을 다른 열활성재 또는 바이오폴리머 성분에 열 용접할 수 있도록 제공될 수 있다.
외벽 산물
건물 구조체용 외벽 산물도 바이오폴리머로 만들 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 외벽 산물을 시이트 형태로 제공할 수 있다. 외벽 산물은, 예를 들어 돌이나 대리석을 복제할 수 있다.
또다른 구현예에 있어서, 외벽 산물은 목재, 알루미늄, 또는 비닐 외벽과 유사한 슬레이트 형태로 제공될 수 있다. 도 8 은 예를 들어 세로형 부재 (800) 를 포함하는 외벽 산물을 도시한 것이다. 도 9 및 10 역시 외벽 부재 (900, 1000) 를 도시한 것이다. 하나의 구현예에 있어서, 바이오폴리머는 인접 부재가 연결될 수 있도록 짝을 이루는 구조를 갖는 세로형 부재를 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 및 이하와 같은 유사 부재에 세로형 부재를 연결시키기 위해서 돌출부 (tongue) (810) 및 홈 (820) 배열을 사용할 수 있다. 세로형 부재의 구현예는 도 9 에 도시된 바와 같이 강성도를 추가하기 위해 보강 받침대 (930) 또는 지지 웹 (940) 을 포함할 수 있다.
외벽 부재의 구현예는 발포되거나 중공 부분을 포함할 수 있다. 도 10 은 발포된 또는 중공 내부 (1010) 를 갖는 구현예 (1000) 를 도시한 것이다. 중공부를 갖는 구현예는 또한, 예를 들어 도 8 에 도시된 것과 같이 구조적 지지체 웹을 포함할 수 있다. 발포된 또는 중공 부분의 구현예는 외벽의 R 값을 증가시킬 수 있다. 발포된 또는 중공 부분을 갖는 구현예는 외벽 부재를 보다 단단하게 하며 크리프를 더 적게 할 수 있다. 구현예는 또한 두 개 이상의 발포부, 중공부, 및 웹상 부분의 조합을 포함할 수 있다.
외벽 조립체의 구현예는 열 용접에 의해 말단과 말단이 연결될 수 있는 외벽 부재를 포함할 수 있다. 외벽 부재의 노출된 표면은 후술하는 바와 같이 내후성 및/또는 외관을 개선시키기 위해 인쇄, 코팅, 도포 또는 다른 가공을 할 수 있다.
칼럼 및 레일 시스템
바이오폴리머 재료를 포함하는 구조 부재의 구현예는 기둥, 레일, 및 데킹 시스템 (decking system) 을 포함하는 다양한 구조체를 세우는데 사용할 수 있으며, 포치 (porch), 파티오, 입구, 정원, 잔디를 포함하는 다양한 장소, 또는 강조로서 사용할 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 기둥 및 레일이 데킹 시스템의 성분으로 사용될 수 있다.
칼럼 및 레일 시스템의 바람직한 구현예에 있어서, 기둥은 기반 (base), 모서리, 패널, 및 상부 캡으로 만들어진다. 하나의 구현예에 있어서, 기반은 지면이나 다른 구조체에 커플링되거나 고정된 지주 (post) 를 활주하도록 만들어질 수 있다. 지주가 필요한 것은 아니나, 지주는 구조적 지지체의 장점을 제공할 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 기둥을 형성하기 위해 복수의 모서리로 복수의 패널이 상호연결될 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 직사각형 기둥을 만들기 위해 4 개의 패널과 4 개의 기둥을 사용할 수 있다. 다른 구현예에 있어서, 삼각형, 오각형, 육각형, 칠각형, 팔각형 등의 다른 기둥 형태를 만들 수 있다. 불규칙한 기둥 역시 가능하다: 기둥을 만들기 위해 패널이나 모서리가 동일한 크기일 필요는 없다.
하나의 구현예에 있어서, 기둥은 지주 위를 활주하거나 지주에 커플링되도록 형성될 수 있다. 기둥은 또한 기반에 커플링될 수도 있다. 또 다르게는, 기둥이 지주에 고정되거나 기반이 지주에 고정될 수도 있다. 이어서 상부 캡이 지주 및/또는 기둥에 장착되거나 커플링될 수 있다. 상부 캡은 기능적 또는 미적으로 좋은 형태를 포함하는 다양한 형태일 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 상부 캡은 내부 몸체부 및 제 1 및 제 2 외부 말단을 갖는 일반적으로 수평인 부재 및 이 수평인 부재의 상기 제 1 및 제 2 말단부로부터 공간적으로 떨어져서 안쪽으로 배치된 제 1 및 제 2 의 일반적으로 수직인 부재로서 형상화된다.
칼럼은 속이 비거나 채워져 있거나, 일부 채워지거나, 또는 내부 발포될 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 칼럼은 중공 내부를 가질 수 있다. 또다른 구현예에 있어서, 칼럼은 지주가 상부 캡에 고정되어 있지만 하나 이상의 패널과 지주 사이에 거리 또는 공간이 있는 것과 같이 내부가 일부 채워져 있을 수 있다. 제 3 구현예에 있어서, 칼럼은 지주가 상부 캡에 고정되어 있고 패널에도 닿아있는 것과 같이 내부가 완전히 채워져 있을 수 있다. 다른 구현예에 있어서, 칼럼은 단단한 외형 및 발포되거나 웹상, 또는 받침대로 받쳐지는 내부 (strutted interior), 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 본 발명은 이들 가능한 구현예에 제한되는 것은 아니다.
패널은 원하는 색, 재료, 텍스쳐 등을 갖는 장식적 요소일 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 패널은 착색 유리나 인쇄 유리 또는 착색 유리의 외관을 갖는 플라스틱 재료와 같은 투명 또는 반투명 재료일 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 광원이 기둥 또는 칼럼안에 배치되어 투명 또는 반투명 패널을 비추도록 형성될 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 광원을 기둥과 지주 사이의 공간에 배치한다. 하나의 구현예에 있어서, 모서리 성분이 장식 패널용 프레임을 형성할 수 있다.
바람직하나의 구현예에 있어서, 난간 (railing) 은 난간동자 (baluster) 와 레일로부터 만들어질 수 있다. 복수의 난간동자를 상부 레일과 하부 레일 사이에 놓은 다음 상부 및 하부 레일에 고정시킨다. 이어서 레일 커버를 상부 레일에 고정시켜 난간을 만든다.
구조 부재는 바이오폴리머, 목재, 유리, 및 복합재를 포함하는 다양한 재료로 전부 또는 일부 만들 수 있으며, 특이한 외형과 스타일을 위해 놋쇠, 청동, 크롬 또는 청동으로 금속을 입힐 (metalize) 수 있다. 상부 캡은 또한 유리 또는 다른 투명 또는 반투명 재료 만들어 안에서 빛이 나오도록 할 수 있다. 다른 조명 배열도 가능하다. 구조 부재는 다양한 모양을 가질 수 있다. 예를 들어, 구조 부재는 가장자리를 둥글게 하거나 날카롭게 할 수 있으며, 원형 또는 다각형일 수 있다. 구조 부재는 사출 성형 또는 압출을 포함하는 다양한 방법으로 만들 수 있다. 구조 부재는 또한 나사나 못을 박거나, 접착제로 붙이거나, 걸쇄를 걸거나 또는 조이는 것을 포함하는 다양한 방법으로 고정시킬 수 있다. 바이오폴리머 성분은 함께 열 용접시킬 수 있다. 열 용접은 나이프, 발송기 (router) 또는 외관을 보기 좋게 하는 다른 도구로 매끄럽게 하거나 특징을 갖도록 만들 수 있다.
칼럼 및 레일 시스템의 예시된 구현예
도 13 - 26 은 본 발명의 바이오폴리머로부터 또는 이를 포함시켜 만들 수 있는 구조적 구현예를 도시한 것이다.
도 13 은 모서리 (1), 패널 (2), 난간동자 (3), 레일 (4), 레일 커버 (5), 기반 (6), 및 상부 캡 (7) 으로 만들 수 있는 데킹 시스템 (decking system) 구현예의 정면 투시도이다. 기둥은 모서리 (1), 패널 (2), 기반 (6), 및 상부 캡 (7) 을 포함할 수 있으며, 도 13 에 도시되어 있는 것과 같이 난간동자 (3), 레일 (4), 및 레일 커버 (5) 로 구성된 난간에 고정될 수 있다.
도 14 는 기반 (6) 이 지주 (8) 를 활주할 수 있는 기반 성분의 정면도이다. 나사 (9) 와 같은 패스너가 기반 (6) 을 지주 (8) 에 고정시킬 수 있다. 복수의 패널 (2) 은 복수의 모서리 (1) 에 상호 연결되어 직사각형 기둥을 형성할 수 있다. 기둥은 지주 (8) 위를 활주할 수 있으며, 도 15 에 도시된 바와 같이 기반 (6) 에 장착될 수 있다. 도 16 에 도시된 바와 같이 상부 캡 (7) 은 지주 (8) 에 장착되어 기둥을 만들 수 있다.
도 17 은 난간 조립체의 정면도이다. 복수의 난간동자 (3) 를 도 5 에 도시된 바와 같은 상부 레일 (4) 및 하부 레일 (4) 사이에 놓을 수 있다. 난간동자 (3) 는 도 18 에 도시된 바와 같이 예를 들어, 나사 (10) 로 상부 레일 (4) 및 하부 레일 (4) 에 연결될 수 있다. 레일 커버 (5) 는 조립 난간의 상부 레일 (4) 에 장착되어 도 19 에 도시된 바와 같이 난간을 만들 수 있다.
도 13 - 19 의 구조체를 만드는 데 사용할 수 있는 구조 성분의 구현예를 도 20 - 26 에 도시하였다. 도 20 은 기반 (6) 의 투시도이다. 도 21 은 패널 성분 (2) 의 평면도이다. 도 22 는 모서리 (1) 의 단면도이다. 도 23 은 상부 캡 (7) 의 투시도이다. 도 24 는 난간동자 (3) 의 평면도이다. 도 25 는 하부 레일 (4) 의 측면도이다. 도 26 은 레일 커버 (5) 의 측면도이다.
코팅, 텍스쳐 및 외관
바이오폴리머는 성형 도중 또는 이후 외관을 위해 처리할 수 있다. 예를 들어, 성형에 사용되는 다이나 다른 표면은 바이오폴리머 물품에 텍스쳐화 표면을 만들 수 있다. 압출시 바이오폴리머 코어와 폴리머 또는 다른 재료의 외관층을 공압출시킬 수 있다. 형성 후, 형성된 바이오폴리머를 멀티롤러 인쇄 공정으로 처리하여 실제 목재나 다른 원하는 인쇄 텍스쳐 또는 색의 외형을 부여할 수 있다. 형성 후, 형성된 바이오폴리머는 열경화성 분말로 처리할 수 있다. 열경화성 분말은, 예를 들어 무색, 반투명, 또는 완전 착색된 것일 수 있다. 분말을 열 경화시켜 내부 또는 외부 용도에 적합한 코팅을 만들 수 있다. 분말은 또한 예를 들어 천연 목재 모양 및 텍스쳐를 제공하도록 텍스쳐화할 수 있다.
하나의 구현예에 있어서, 바이오폴리머 산물을 분말 코팅, 엠보싱 및/또는 인쇄하여 내후성 및 UV-저항성과 같은 원하는 표면 특성 및/또는 나무결 색상 및 텍스쳐와 같은 표면 효과를 제공할 수 있다.
하나의 구현예에 있어서, 바이오폴리머 산물이 보호층을 갖도록 만들 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 바이오폴리머 산물을 열경화성 분말로 코팅하여 분말이 고성능 코팅으로 경화되도록 베이킹할 수 있다. 분말은 예를 들어 폴리에스테르, 에폭시, 아크릴레이트, 또는 다른 폴리머 또는 열활성재, 또는 이들의 조합일 수 있다. 코팅은 무색, 반투명, 또는 완전 착색된 것일 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 분말 코팅된 바이오폴리머 산물은 적외선 또는 IR/UV 오븐에서 베이킹될 수 있다. 이렇게 코팅된 산물은 내부 및 외부 용도 모두에 적합할 수 있다.
하나의 구현예에 있어서, 박층의 수지나 다른 재료를 표면에 추가할 수 있다. 외벽 재료의 구현예는 예를 들어, 보호 수지 층으로 가공하여 내후성을 높일 수 있다. 표면층의 부가는 예를 들어 세정제에 노출될 수 있는 실내용 (예를 들어, 세면대나 샤워실 영역), 및 건물 트림, 셔터, 잔디 및 정원 설비, 장식 패널 및 간판, 또는 파티오 가구와 같은 실외용을 포함하는 다른 용도로도 유용할 수 있다.
하나의 구현예에 있어서, 바이오폴리머 산물을 비닐로 포장하거나 금속으로 포장할 수 있다.
바이오폴리머 산물은 엠보싱이나 인쇄와 같은 가공을 거치거나, 외층을 바이오폴리머와 공압출함으로써 목재 외관 및/또는 텍스쳐 (또는 다른 텍스쳐/외관) 를 갖도록 할 수 있다. 예를 들어, 외벽 조립체는 나무결 외관 또는 텍스쳐를 갖도록 패턴화할 수 있다. 시이트 산물도 나무결 외관 또는 다른 외관을 갖도록 패턴화 및 코팅할 수 있다. 다른 목재-대체 산물을 텍스쳐나 색상에서 특정 목재 (또는 착색된 목재) 를 모방하도록 유사하게 가공할 수 있다.
하나의 구현예에 있어서, 바이오폴리머 산물은 실제 목재의 외형이나 치장벽토 (stucco), 콘크리트, 벽돌, 돌, 타일, 점토 또는 금속과 같은 다른 원하는 인쇄 텍스쳐 또는 색상을 부여하도록 멀리롤러 인쇄 공정을 거치게 할 수 있다. 다른 구현예에 있어서, 그라비어 인쇄 공정이나 엠보싱 휠을 사용하여 압출시 직접 인쇄할 수 있다. 색상과 텍스쳐를 조합하여 천연 목재 외형 및 느낌을 만들어 낼 수 있다. 직접적 컴퓨터 영상을 포함하는 다른 인쇄 공정도 사용할 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 인쇄 또는 다른 방법으로 단풍나무, 떡갈나무, 벚나무, 삼목 또는 다른 원하는 인쇄 및 텍스쳐와 같은 실제 목재의 텍스쳐를 갖도록 만들 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 경화 공정 중에 바이오폴리머 재료를 열판 프레스 (thermal plated press) 에 놓아서 더 빠르게 경화시키고 최종 산물의 표면에 텍스쳐를 날인할 수 있다.
하나의 구현예에 있어서, 발효 고체를 외부 산물용 분말 코팅과 함께 사용하여 외부 산물을 만들 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 외부 산물을 원하는 외관으로 인쇄하고/하거나 텍스쳐 플레이트로 프레스에서 텍스쳐화하여, 외장 등급의 텍스쳐화 표면을 만들 수 있다. 또다른 구현예에 있어서, 야외 서비스 (rough-service) 산물을 만들기 위해 유사한 공정을 사용할 수 있다.
또다른 구현예에 있어서, 바이오폴리머를 인쇄한 다음, 코팅하여 인쇄된 표면을 보호할 수 있다. 바이오폴리머는 예를 들어 디지탈 인쇄하여 체리나무와 같은 특정 나무결과 같은 원하는 외관을 갖게 할 수 있다. 이어서 바이오폴리머를 분말 코팅하여 인쇄된 표면을 보호할 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 바이오폴리머를 투명층으로 분말 코팅하여 인쇄된 표면이 보이도록 할 수 있다.
또다른 구현예에 있어서, 제품에 외부층을 적용한다. 예를 들어 외부층은 베니어, 나무결 피복, 유색 피복, 또는 또다른 유형의 공압출층일 수 있다. 외부층은 원하는 색상, 외관, 텍스쳐, 내후성, 또는 다른 특성을 제공할 수 있다.
또다른 구현예에 있어서, 바이오폴리머를 화강암과 같은 외형을 갖도록 만들 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 바이오폴리머가 잔류 발효 고체의 가시 입자를 포함할 수 있다. 이러한 복합형 바이오폴리머는 하나의 외관을 다른 외관을 갖는 입자가 둘러싸는 매트릭스를 형성하여 화강암의 외관을 만들 수 있다. 이러한 복합형 바이오폴리머에서는 상당량의 발효 고체를 열활성재와 블렌딩 및/또는 결합시킬 수 있다.
또다른 구현예에 있어서, 미립자 물질을 바이오폴리머에 첨가할 수 있다. 미립자 물질을 포함하는 구현예는 화강암 또는 다른 석재, 또는 마디 목재와 같이 천연 나무결의 외관을 흉내내게 만들 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 예를 들어 압출 성형 또는 압축 성형 중에 미립자와 혼합함으로써 미립자를 바이오폴리머 산물과 융합시킬 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 미립자가 폴리머에 녹지 않고 별개로 남아서, 미립자 물질을 나안으로 볼 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 미립자를 폴리머 중에 조합시켜 원하는 집합형 외관을 갖도록 할 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 집합된 물질을 갖는 바이오폴리머를 기계처리, 절단, 천공 또는 달리 가공할 수 있다.
도 11 은 물품의 제조 공정을 도시한 흐름도 (1100) 이다. (1110) 단계에서는 약 5 내지 약 95 중량% 의 발효 고체 및 약 0.1 내지 약 95 중량% 의 열활성재를 포함하는 조성물을 만든다. 이 조성물을 성형, 사출 성형, 취입 성형, 압축 성형, 전사 성형, 열성형, 주조, 캘린더링, 저압 성형, 고압 적층, 반응 사출 성형, 발포 성형 및/또는 코팅에 의해 물품을 제조한다 (1120). 하나의 구현예에 있어서, 물품을 형성한 다음 코팅을 할 수 있다 (1130).
도 12 는 본 발명의 바이오폴리머를 판재 대체 물품, 창 또는 문 성분 또는 외벽 성분으로 만들 수 있는 공정을 도시한 흐름도 (1200) 이다. 바이오폴리머를 가열한다 (1210). 가열된 바이오폴리머에 압력을 가한다 (1220). 하나의 구현예에 있어서, 가열 및 압력을 동시에 가하거나 압력을 먼저 가할 수 있다. 가열된 바이오폴리머를 물품이나 성분으로 형상화한다 (1230). 하나의 구현예에 있어서, 바이오폴리머를 압출 또는 사출 성형하여 형상화할 수 있다 (1240). 하나의 구현예에 있어서, 물품 또는 성분을 프레스하여 물품을 프레스할 수 있다 (1260). 하나의 구현예에 있어서, 바이오폴리머를 프레스하여 바이오폴리머로부터 물을 추출한다 (1270). 예를 들어, 프레스를 통해 시이트 산물 또는 다른 산물을 만들거나 후속 압출 또는 사출 성형을 위해 바이오폴리머를 만들 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 형상화 도중 또는 이후에, 예를 들어 추가 형상화, 절단, 기계처리, 또는 표면처리를 포함하는 추가 가공을 할 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 물품 또는 성분에 표면 텍스쳐를 적용할 수 있다 (1250). 표면 텍스쳐는 예를 들어 공압출 또는 다이로 표면을 날인하여 적용할 수 있다. 표면 텍스쳐를 만드는 다른 기술도 사용할 수 있다. 바이오폴리머를 냉각시켜 성분 또는 물품의 형태를 보존한다 (1280).
도 1 은 창 조립체를 나타낸다.
도 2 는 창 조립체의 단면을 나타낸다.
도 3 은 발포된 압출 산물을 나타낸다.
도 4 는 문 조립체를 나타낸다.
도 5 는 부분 중공 압출체를 나타낸다.
도 6 은 목재-유사 외관을 갖는 판재 대체 부재를 나타낸다.
도 7 은 시이트 산물을 나타낸다.
도 8 은 건물 구조용 외벽 산물을 나타낸다.
도 9 는 도 8 의 외벽 산물의 후면 투시도를 나타낸다.
도 10 은 발포되거나 중공일 수 있는 내부 영역을 포함하는 외벽 산물을 나 타낸다.
도 11 은 바이오폴리머 조성물의 처리 방법을 도시한다.
도 12 는 바이오폴리머로부터 물품을 형성하는 방법을 도시한다.
도 13 은 데킹 시스템의 전면 투시도이다.
도 14 는 기반 성분 및 지주의 전면 투시도이다.
도 15 는 기둥 및 기저 성분의 전면 투시도이다.
도 16 은 기둥, 기저 성분, 및 상부 캡의 전면 투시도이다.
도 17 은 난간 조립체 성분의 전면 투시도이다.
도 18 은 난간 조립체 성분의 측면도이다.
도 19 는 난간 커버를 갖는 난간 조립체의 측면도이다.
도 20 은 기저부의 투시도이다.
도 21 은 패널 성분의 평면도이다.
도 22 는 모서리의 단면도이다.
도 23 은 상부 캡의 투시도이다.
도 24 는 난간동자의 평면도이다.
도 25 는 하부 레일의 측면도이다.
도 26 은 레일 커버의 측면도이다.
실시예 1-열 동역학적 (Thermal Kinetic) 배합에 의한 바이오폴리머의 제조
본 실시예는 발효 고체 (예컨대 DDG, 입자상 발효 단백질 고체), 폴리프로필 렌, 및 말레인산을 포함하는, 본 발명에 따른 바이오폴리머의 제조를 설명한다. 예를 들어, 이들 성분을 60/38/2 의 비로 취해서, 젤리메이트 (Gelimate) G1 열 동역학적 배합기를 이용해 배합했다. 표에 열거된 다른 비들도 동일한 절차에 따라 배합했다. 배합은 4400 RPM 에서 수행되었고; 재료는 190℃ 온도에서 배합기로부터 배출되었다. 폴리프로필렌은 SB 642 로 명명된 시판 제품으로, Basell Corporation 에서 공급되었다. 바이오폴리머는 빵 반죽과 닮은 반죽 유사 물질로 배합기에 남아 있었다 (연성 또는 미가공 바이오폴리머). 연성 또는 미가공 바이오폴리머를 종래 나이프 분쇄 시스템에서 제립하여, 펠릿을 생성하였다.
본 발명의 바이오폴리머의 펠릿을 세 구역 모두 320℉ 온도에서 도시바 전기 사출 성형 프레스 (Toshiba Electric Injection molding press) 상의 표준 "도그본 (dogbone)" 주형 내에서 사출 성형하였다. 대조군으로서, 시판 폴리프로필렌만을 또한 동일 절차로 성형하였다.
생성 도그본을 인장 강도, 굴곡 계수, 파열 계수에 대한 플라스틱용 ASTM 시험 표준에 따라 시험하여, 기계 강도를 결정하였다. 하기 결과가 얻어졌다:
중합체 인장 강도 (Ibf, ASTM) 굴곡 강도 (psi, ASTM) 변위 (신장) 인장 시험 (인치, ASTM)
100% 폴리프로필렌 130 61,000 0.22
바이오폴리머 구현예 1 (50 중량% 발효 단백질 고체 및 50 중량% 폴리프로필렌) 140 140,000 0.11
바이오폴리머 구현예 2 (70 중량% 발효 단백질 고체 및 30 중량% 폴리프로필렌) 130 210,000 0.061
바이오폴리머 구현예 3 (60 중량% 발효 단백질 고체, 38 중량% 폴리프로필렌, 2 중량% 말레인산 폴리프로필렌) 140 220,000 0.071
놀랍게도, 플라스틱으로의 발효 고체 (예컨대 발효된 단백질 고체) 첨가는 플라스틱의 강도를 증가시켰다. 본 발명의 바이오폴리머는 그 원료인 열활성재보다 더 강했다. 이 결과는 각각의 폴리머에 대한 세 가지 강도 측정 각각에서 나타난다.
본 발명의 바이오폴리머는 플라스틱 대조군에 비해 더 큰 인장 강도를 나타내었다. 이는 놀라운 것이었다. 종래 충전 플라스틱재 (예를 들어 불활성 충전제가 충전된 플라스틱재) 는 전형적으로 그 원료인 플라스틱재보다 더 작은 인장 강도를 갖는다. 특히, 50 중량% 또는 70 중량% 정도의 불활성 충전제가 충전된 종래 플라스틱재는 그 원료인 플라스틱보다 더 작은 인장 강도를 가질 것이다. 본 실시예에서, 각각 50 중량% 또는 70 중량% 발효 고체 (예컨대 발효된 단백질 고체) 를 갖는 바이오폴리머는 플라스틱 대조군보다 더 큰 인장 강도를 나타내었다. 본 실시예에서, 본 발명의 바이오폴리머는 가교제 첨가 시 추가 인장 강도를 획득하였다.
본 발명의 바이오폴리머는 플라스틱 대조군보다 더 큰 굴곡 계수를 나타내었다. 본 실시예에서, 각각 50 중량% 또는 70 중량% 발효 고체 (예컨대 발효된 단백질 고체) 를 갖는 바이오폴리머는 플라스틱 대조군보다 더 큰 굴곡 계수를 나타내었다. 본 실시예에서, 본 발명의 바이오폴리머는 가교제 첨가 시 추가 굴곡 계수를 획득하였다.
본 발명의 바이오폴리머는 플라스틱 대조군에 비해 감소된 변위 (더 작은 "신장") 를 나타내었다. 본 실시예에서, 각각 50 중량% 또는 70 중량% 발효 고체 (예컨대 발효된 단백질 고체) 를 갖는 바이오폴리머는 플라스틱 대조군에 비해 감소 된 변위를 나타내었다. 일반적으로, 감소된 신장은 증가된 열, 공정 및 구조 안정성과 관련되는 것으로 간주될 수 있다.
실시예 2-압출에 의한 바이오폴리머의 제조
본 발명에 따른 바이오폴리머의 제조를 위해 하기 압출 파라미터를 사용하였다.
Figure 112005072879271-PCT00001
코니칼 카운터 회전 압출기
Figure 112005072879271-PCT00002
RT (수지 온도) 178℃
Figure 112005072879271-PCT00003
RP (수지 압력) 11.9
Figure 112005072879271-PCT00004
메인 모터 (%) 32.3%
Figure 112005072879271-PCT00005
RPM 3.7
Figure 112005072879271-PCT00006
D2 (다이 온도 구역 2) 163
Figure 112005072879271-PCT00007
D1 (다이 온도 구역 1) 180
Figure 112005072879271-PCT00008
AD (다이) 180
Figure 112005072879271-PCT00009
C4 (배럴 가열 구역 4) 177
Figure 112005072879271-PCT00010
C3 181
Figure 112005072879271-PCT00011
C2 194
Figure 112005072879271-PCT00012
C1 208
Figure 112005072879271-PCT00013
스크류 온도 149
(온도는 섭씨 온도)
(장비는 TC85 밀리크론 CCRE)
15% 폴리프로필렌 ("PP") 및 85% DDG 와 배합된 7% MC 의 혼합물을 고전단 배합 시스템을 이용해 배합한 후, 중공 다이 시스템을 통해 상기 가공 파라미터에서 압출하였다. DDG 는 단백질, 섬유, 지방 및 재 성분을 포함하고 있다. 제 2 시험에서는 정확히 동일한 상기 공정, 장비 및 가공 파라미터로, 대조로서 15% PP 및 85% 셀룰로스 섬유 (밀) 를 사용하였다.
상기 구현예 시험의 초기 대조에서는, 대조되는 섬유/PP 압출체와 본 발명의 바이오폴리머 압출체 구현예 사이에는 많은 차이가 있었다. 섬유/PP 압출체는 현재 최근의 목재 플라스틱 섬유 기술 및 전체적 성능을 유사하게 흉내낸다. 섬유/PP 압출체는 전체적으로 매우 어두운 색상을 갖는 것에 부가하여, 개별 섬유 및 입자를 나타내는 매우 다른 색상을 가졌다. 이러한 종래 재료는 또한 불량한 기계 강도 특징 및 취성 (brittleness) 을 나타내는 반면, 바이오폴리머는 전체적 파열 및 강성 정도가 더 높다.
본 발명의 바이오폴리머의 구현예는 그 밝은 색상을 유지하였고, 외관이 매우 균일하였다. 이는 본 발명의 바이오폴리머가 사용된 압출기 조건 하에 상호 맞물리거나 용융됨을 시사한다.
본 명세서 및 첨부된 특허청구범위에서 사용되는 바와 같은 단수형은 문맥상 뚜렷이 달리 나타내지 않는다면 복수 참조물을 포함하는 것임이 주지되어야 한다. 즉, 예를 들어 "화합물" 을 포함하는 조성물에 대한 참조는 둘 이상의 화합물들의 혼합물을 포함한다. 또한 "또는" 이라는 용어는 문맥상 뚜렷이 달리 나타내지 않는다면 일반적으로 그 의미가 "및/또는" 을 포함하는 것으로 사용됨이 주지되어야 한 다.
또한 본 명세서 및 첨부된 특허청구범위에서 사용되는 바와 같은 문구 "채용 및 형성된" 은 특정 기능을 수행하거나 특정 배치를 채용하도록 구축 또는 형성된 시스템, 장치 또는 다른 구조체를 설명하는 것임이 주지되어야 한다. 문구 "채용 및 형성된" 은 배열 및 형성된, 구축 및 배열된, 채용된, 구축된, 제조 및 배열된 등과 같은 다른 유사 문구와 서로 교환되어 사용될 수 있다.
본 발명은 다양하고 바람직한 특정 구현예 및 기술을 참조하여 설명되었다. 그러나, 본 발명의 요지 및 범위 내에서 여러 변형 및 변경이 수행될 수 있음이 이해되어야 한다.

Claims (147)

  1. 약 5 내지 약 95 중량% 의 발효 고체; 및 약 1 내지 약 95 중량% 의 열활성재를 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    발효 고체가 발효된 단백질 고체를 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  3. 제 2 항에 있어서,
    발효 고체가 주정박 (distiller's dried grain) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  4. 제 2 항에 있어서,
    주정박이 가용분을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  5. 제 2 항에 있어서,
    주정박이 주정박-200 을 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  6. 제 2 항에 있어서,
    주정박이 옥수수 주정박을 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  7. 제 6 항에 있어서,
    주정박이 분획 옥수수 주정박을 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  8. 제 1 항에 있어서,
    발효 고체가 주정박, 가용분을 갖는 주정박, 습윤 케이크 및 용매 세척 습윤 케이크 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  9. 제 1 항에 있어서,
    발효 고체가 주정박, 전분성 뿌리 작물 주정박, 덩이줄기 주정박 및 뿌리 주정박 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  10. 제 9 항에 있어서,
    발효 고체가 곡류 주정박 및 콩류 주정박 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  11. 제 10 항에 있어서,
    발효 고체가 옥수수 주정박, 사탕수수 (마일로) 주정박, 보리 주정박, 밀 주정박, 호밀 주정박, 쌀 주정박, 기장 주정박, 귀리 주정박, 및 대두 주정박을 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  12. 제 9 항에 있어서,
    발효 고체가 뿌리 주정박을 포함하며, 상기 뿌리 주정박이 고구마 주정박, 참마 주정박, 및 카싸바 (cassava) 주정박 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  13. 제 9 항에 있어서,
    발효 고체가 덩이줄기 주정박을 포함하며, 상기 덩이줄기 주정박이 감자 주정박을 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  14. 제 1 항에 있어서,
    약 50 내지 약 70 중량% 의 발효 고체; 및 약 20 내지 약 50 중량% 의 열활성재를 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  15. 제 1 항에 있어서,
    열활성재가 열가소재, 열경화재, 및 수지 및 접착성 폴리머 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  16. 제 1 항에 있어서,
    열활성재가 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 및 폴리비닐 클로라이드 중 하나 이 상을 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  17. 제 1 항에 있어서,
    열활성재가 에폭시 재료 및 멜라민 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  18. 제 1 항에 있어서,
    열활성재가 폴리에스테르, 페놀계 폴리머, 및 요소 함유 폴리머 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  19. 제 1 항에 있어서,
    조성물이 통합형 바이오폴리머, 복합형 바이오폴리머, 또는 집합형 바이오폴리머의 형태인 것을 특징으로 하는 조성물.
  20. 제 1 항에 있어서,
    조성물이 복합형 바이오폴리머의 형태이며, 상기 복합형 바이오폴리머가 화강암 유사 외관을 갖는 것을 특징으로 하는 조성물.
  21. 제 1 항에 있어서,
    조성물이 펠릿, 과립, 압출된 고체, 사출 성형된 고체, 경성 발포체, 시이 트, 반죽 또는 이들의 조합의 형태인 것을 특징으로 하는 조성물.
  22. 제 1 항에 있어서,
    조성물이 거시적으로 균일한 것을 특징으로 하는 조성물.
  23. 제 1 항에 있어서,
    발효 고체의 열활성재로의 공유 결합을 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  24. 제 1 항에 있어서,
    발효 고체 및 열활성재의 용융물을 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  25. 제 1 항에 있어서,
    염료, 안료, 가수분해제, 가소제, 충전제, 보존제, 항산화제, 기핵제, 대전방지제, 살생제, 살진균제, 방화재, 내연재, 열 안정화제, 광 안정화제, 전도재, 물, 오일, 윤활제, 충격 개질제, 커플링제, 가교제, 취입제 또는 발포제, 및 재생 또는 재활용 플라스틱 중 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  26. 제 1 항에 있어서,
    가소제, 광 안정화제, 및 커플링제 중 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으 로 하는 조성물.
  27. 약 5 내지 약 95 중량% 의 발효 고체; 및 약 1 내지 약 95 중량% 의 열활성재를 포함하는 조성물을 포함하는 것을 특징으로 하는 물품.
  28. 발효 고체 및 열활성재를 포함하는 재료의 배합을 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물의 제조 방법.
  29. 제 28 항에 있어서,
    배합이 열 동역학적 배합을 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  30. 제 28 항에 있어서,
    배합이 이축 스크류 압출을 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  31. 제 30 항에 있어서,
    이축 스크류 압출이 조성물의 발포를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  32. 제 28 항에 있어서,
    조성물의 경화를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  33. 제 32 항에 있어서,
    경화된 조성물의 분쇄를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  34. 제 33 항에 있어서,
    조성물을 분쇄하여 과립을 형성하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  35. 제 32 항에 있어서,
    조성물을 펠릿으로 형성하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  36. 제 32 항에 있어서,
    조성물을 시이트로 형성하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  37. 제 28 항에 있어서,
    약 5 내지 약 95 중량% 의 발효 고체; 및 약 0.1 내지 약 95 중량% 의 열활성재를 포함하는 혼합물의 배합을 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  38. 제 37 항에 있어서,
    약 50 내지 약 70 중량% 의 발효 고체; 및 약 20 내지 약 50 중량% 의 열활성재를 포함하는 혼합물의 배합을 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  39. 제 28 항에 있어서,
    주정박 및 열활성재의 배합을 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  40. 제 39 항에 있어서,
    옥수수 주정박 및 열활성재의 배합을 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  41. 제 28 항에 있어서,
    열활성재 및 주정박, 전분성 뿌리 작물 주정박, 덩이줄기 주정박, 및 뿌리 주정박 중 하나 이상의 배합을 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  42. 제 28 항에 있어서, 열활성재 및 옥수수 주정박, 사탕수수 (마일로) 주정박, 보리 주정박, 밀 주정박, 호밀 주정박, 쌀 주정박, 기장 주정박, 귀리 주정박, 대두 주정박, 고구마 주정박, 참마 주정박, 카싸바 주정박, 및 감자 주정박 중 하나 이상의 배합을 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  43. 제 28 항에 있어서,
    발효 고체 및 열가소재, 열경화재, 및 수지 및 접착성 폴리머 중 하나 이상의 배합을 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  44. 제 28 항에 있어서,
    발효 고체 및 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐 클로라이드, 에폭시 재료, 멜라민, 폴리에스테르, 페놀계 폴리머, 및 요소 함유 폴리머 중 하나 이상의 배합을 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  45. 제 28 항에 있어서,
    배합으로 거시적으로 균일한 조성물이 생성되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  46. 제 28 항에 있어서,
    배합으로 발효 고체의 열활성재로의 공유 결합이 유도되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  47. 제 28 항에 있어서,
    배합으로 발효 고체의 온도가 발효 고체의 Tg 초과 온도로 승온되는 것을 특 징으로 하는 제조 방법.
  48. 제 28 항에 있어서,
    배합으로 발효 고체의 온도가 발효 고체의 Tm 초과 온도로 승온되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  49. 제 28 항에 있어서,
    배합된 조성물의 코팅을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  50. 발효 고체 및 열활성재를 포함하는 재료의 압출; 및 발효 고체 및 열활성재를 포함하는 발포된 조성물의 제조를 포함하는 것을 특징으로 하는 발포된 조성물의 제조 방법.
  51. 제 50 항에 있어서,
    발포제 또는 취입제를 첨가하지 않은 조성물의 압출을 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  52. 약 5 내지 약 95 중량% 의 발효 고체; 및 약 0.1 내지 약 95 중량% 의 열활성재를 포함하는 조성물로부터의 물품 형성을 포함하는 것을 특징으로 하는 물품의 제조 방법.
  53. 제 52 항에 있어서,
    형성이 압출 성형, 사출 성형, 취입 성형, 압축 성형, 전사 성형, 열형성, 주조, 캘린더링, 저압 성형, 고압 적층, 반응 사출 성형, 발포 성형 및 코팅 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  54. 제 52 항에 있어서,
    물품의 코팅을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  55. 제 1 항에 있어서,
    주정박 및 폴리프로필렌을 포함하고, 말레인산화 폴리프로필렌을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  56. 열활성재 및 발효 고체를 포함하는 바이오폴리머 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 물품.
  57. 제 56 항에 있어서,
    바이오폴리머가 약 5 내지 약 95 중량% 의 발효 고체; 및 약 1 내지 약 95 중량% 의 열활성재를 포함하는 것을 특징으로 하는 물품.
  58. 제 56 항에 있어서,
    발효 고체가 주정박, 전분성 뿌리 작물 주정박, 덩이줄기 주정박, 및 뿌리 주정박 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 물품.
  59. 제 58 항에 있어서,
    발효 고체가 곡류 주정박 및 콩류 주정박 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 물품.
  60. 제 59 항에 있어서,
    발효 고체가 옥수수 주정박, 사탕수수 (마일로) 주정박, 보리 주정박, 밀 주정박, 호밀 주정박, 쌀 주정박, 기장 주정박, 귀리 주정박, 및 대두 주정박을 포함하는 것을 특징으로 하는 물품.
  61. 제 56 항에 있어서,
    물품이 창의 일부, 문의 일부, 가구의 일부인 것을 특징으로 하는 물품.
  62. 제 56 항에 있어서,
    물품이 판재 대체물 부재로 형성된 것을 특징으로 하는 물품.
  63. 제 62 항에 있어서,
    고체 외형 및 발포된 코어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 물품.
  64. 제 63 항에 있어서,
    고체 외형 상에 텍스쳐화 표면을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 물품.
  65. 제 56 항에 있어서,
    물품이 장식품으로 형성된 것을 특징으로 하는 물품.
  66. 제 56 항에 있어서,
    물품의 적어도 일부가 발포된 코어를 포함하는 것을 특징으로 하는 물품.
  67. 제 56 항에 있어서,
    열 용접을 통해 또다른 물품과 조립되도록 형성된 것을 특징으로 하는 물품.
  68. 제 56 항에 있어서,
    창 조립체, 문 조립체, 및 가구 조립체 중 하나 이상으로의 조립을 위해 형성된 것을 특징으로 하는 물품.
  69. 제 56 항에 있어서,
    공동을 규정하는 내면, 상기 공동 내로 연장되는 받침대 및 상기 공동 내로 연장되는 고정부를 더 포함하고, 상기 고정부는 패스너 (fastner) 를 수용하도록 형성된 것을 특징으로 하는 물품.
  70. 제 56 항에 있어서,
    압축 성형 물품, 압출 물품, 및 사출 성형 물품 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 물품.
  71. 제 56 항에 있어서,
    바이오폴리머 상에 제 2 재료층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 물품.
  72. 제 71 항에 있어서,
    제 2 재료층이 날인 (impression) 으로 형성된 특징을 포함하는 것을 특징으로 하는 물품.
  73. 제 71 항에 있어서, 제 2 재료층이 공압출된 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 물품.
  74. 제 71 항에 있어서,
    제 2 재료층이 분말 코팅을 포함하는 것을 특징으로 하는 물품.
  75. 제 56 항에 있어서,
    물품이 빌딩용 외벽 조립체 성분으로 형성된 것을 특징으로 하는 물품.
  76. 제 75 항에 있어서,
    빌딩용 외벽 조립체 성분이 제 1 및 제 2 말단 사이에 연장되는 세로형 몸체를 갖는 세로형 부재; 바이오폴리머 재료를 포함하는 세로형 부재를 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 말단 중 하나 이상은 외벽 조립체의 제 2 성분에 커플링하도록 형성된 것을 특징으로 하는 물품.
  77. 제 76 항에 있어서,
    제 2 성분이 바이오폴리머 재료를 포함하며, 상기 제 2 성분은 열 용접에 의해 세로형 부재의 말단 중 하나에 커플링하도록 형성된 것을 특징으로 하는 물품.
  78. 제 76 항에 있어서,
    세로형 부재가 변형된 외관을 갖는 변형된 표면을 포함하며, 상기 변형된 표면은 분말화된 코팅, 텍스쳐화된 표면, 인쇄된 표면 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 물품.
  79. 제 56 항에 있어서,
    발효 고체가 발효된 단백질 고체를 포함하는 것을 특징으로 하는 물품.
  80. 제 79 항에 있어서,
    발효 고체가 주정박을 포함하는 것을 특징으로 하는 물품.
  81. 제 80 항에 있어서,
    주정박이 가용분을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 물품.
  82. 제 80 항에 있어서,
    주정박이 주정박-200 을 포함하는 것을 특징으로 하는 물품.
  83. 제 80 항에 있어서,
    주정박이 옥수수 주정박을 포함하는 것을 특징으로 하는 물품.
  84. 제 56 항에 있어서,
    약 50 내지 약 70 중량% 의 발효 고체; 및 약 20 내지 약 50 중량% 의 열활성재를 포함하는 것을 특징으로 하는 물품.
  85. 제 56 항에 있어서,
    열활성재가 열가소재, 열경화재, 및 수지 및 접착성 폴리머 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 물품.
  86. 제 56 항에 있어서,
    열활성재가 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 및 폴리비닐 클로라이드 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 물품.
  87. 제 56 항에 있어서,
    열활성재가 에폭시 재료 및 멜라민 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 물품.
  88. 제 56 항에 있어서,
    열활성재가 폴리에스테르, 페놀계 폴리머, 및 요소 함유 폴리머 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 물품.
  89. 제 56 항에 있어서,
    물품이 통합형 바이오폴리머, 복합형 바이오폴리머, 또는 집합형 바이오폴리머의 형태인 것을 특징으로 하는 물품.
  90. 제 56 항에 있어서,
    물품이 복합형 바이오폴리머의 형태이며, 복합형 바이오폴리머가 화강암 유 사 외관을 갖는 것을 특징으로 하는 물품.
  91. 제 56 항에 있어서,
    염료, 안료, 가수분해제, 가소제, 충전제, 보존제, 항산화제, 기핵제, 대전방지제, 살생제, 살진균제, 방화재, 내연재, 열 안정화제, 광 안정화제, 전도재, 물, 오일, 윤활제, 충격 개질제, 커플링제, 가교제, 취입제 또는 발포제, 및 재생 또는 재활용 플라스틱 중 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 물품.
  92. 제 56 항에 있어서,
    가소제, 광 안정화제, 및 커플링제 중 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 물품.
  93. 바이오폴리머의 가열; 가열된 바이오폴리머로의 가압; 가열된 바이오폴리머의의 형상화; 및 바이오폴리머를 냉각하여 물품 형태를 보존하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는, 바이오폴리머 판재 대체물 물품, 창 또는 문 성분, 또는 외벽 성분의 제작 방법.
  94. 제 93 항에 있어서,
    바이오폴리머의 형상화가 다이를 통해 바이오폴리머를 압출하여 압출체를 생성하는 것을 특징으로 하는 제작 방법.
  95. 제 93 항에 있어서,
    물품 또는 성분으로의 표면 텍스쳐 적용을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제작 방법.
  96. 제 95 항에 있어서,
    적용이 물품 또는 성분의 프레스를 포함하는 것을 특징으로 하는 제작 방법.
  97. 제 96 항에 있어서,
    물품 또는 성분의 프레스가 바이오폴리머로부터 물의 추출을 촉진하는 것을 특징으로 하는 제작 방법.
  98. 제 93 항에 있어서,
    발포부 또는 중공부 중 하나 이상을 창, 문, 또는 외벽 성분으로 형성하는 것을 더 포함하며, 이때 발포부 또는 중공부의 존재가 성분의 R 값을 상승시키는 것을 특징으로 하는 제작 방법.
  99. 열활성재 및 발효 고체를 포함하는 바이오폴리머 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 고온 용융 접착제.
  100. 제 99 항에 있어서,
    발효 고체가 발효된 단백질 고체를 포함하는 것을 특징으로 하는 고온 용융 접착제.
  101. 제 99 항에 있어서,
    발효 고체가 주정박을 포함하는 것을 특징으로 하는 고온 용융 접착제.
  102. 열활성재 및 발효 고체를 포함하는 바이오폴리머를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 물품.
  103. 제 102 항에 있어서,
    바이오폴리머가 약 5 내지 약 95 중량% 의 발효 고체; 및 약 1 내지 약 95 중량% 의 열활성재를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 물품.
  104. 제 102 항에 있어서,
    발효 고체가 주정박, 전분성 뿌리 작물 주정박, 덩이줄기 주정박, 및 뿌리 주정박 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 물품.
  105. 제 104 항에 있어서,
    발효 고체가 곡류 주정박 및 콩류 주정박 중 하나 이상을 포함하는 것을 특 징으로 하는 제조 물품.
  106. 제 105 항에 있어서,
    발효 고체가 옥수수 주정박, 사탕수수 (마일로) 주정박, 보리 주정박, 밀 주정박, 호밀 주정박, 쌀 주정박, 기장 주정박, 귀리 주정박, 및 대두 주정박을 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 물품.
  107. 제 102 항에 있어서,
    물품이 목재 구조 부재를 위한 대체물로 사용하도록 형성된 것을 특징으로 하는 제조 물품.
  108. 제 102 항에 있어서,
    물품이 판자 (board) 를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 물품.
  109. 제 102 항에 있어서,
    물품이 갑판 널빤지 (deck plank) 를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 물품.
  110. 제 102 항에 있어서,
    물품이 기저 (base); 기저에 커플링되고, 복수의 모서리 및 복수의 패널을 포함하는 기둥 (각 패널은 각 측면에서 모서리에 커플링된다); 및 기둥에 커플링된 상부 캡을 포함하는 칼럼으로 형성되고;
    여기서 기저, 모서리, 패널, 및 상부 캡 중 하나 이상은 바이오폴리머를 포함하는 물품을 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 물품.
  111. 제 102 항에 있어서,
    물품이 지주 (post); 지주에 커플링된 기저; 기저, 지주 또는 둘 다에 커플링되고, 복수의 모서리 및 복수의 패널을 포함하는 기둥 (패널은 기둥을 형성하는 모서리에 커플링된다); 및 기둥, 지주 또는 둘 다에 커플링된 상부 캡을 포함하는 칼럼으로 형성되고;
    여기서 기저, 모서리, 패널, 및 상부 캡 중 하나 이상은 바이오폴리머를 포함하는 물품을 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 물품.
  112. 제 102 항에 있어서,
    물품은 각각 상부 말단 및 하부 말단을 포함하는 복수의 난간동자 (baluster); 난간동자의 상부 말단에 커플링된 상부 레일; 난간동자의 하부 말단에 커플링된 하부 레일; 및 상부 레일에 커플링된 레일 커버를 포함하는 레일 시스템으로 형성되고;
    여기서 난간동자, 상부 레일, 하부 레일, 기저, 모서리, 패널 및 상부 캡 중 하나 이상은 바이오폴리머를 포함하는 물품을 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 물품.
  113. 제 102 항에 있어서,
    물품은 각각 지주; 지주에 커플링된 기저; 기저, 지주 또는 둘 다에 커플링되고, 복수의 모서리 및 복수의 패널을 포함하는 기둥 (패널은 기둥을 형성하는 모서리에 커플링된다); 및 기둥, 지주 또는 둘 다에 커플링된 상부 캡을 포함하는 복수의 칼럼; 및
    각각 상부 말단 및 하부 말단을 포함하는 하나 이상의 난간동자; 하나 이상의 난간동자 상부 말단에 커플링된 상부 레일; 하나 이상의 난간동자 하부 말단에 커플링된 하부 레일; 및 상부 레일에 커플링된 레일 커버를 포함하며, 두 칼럼 사이에 연장되는 난간 절편을 포함하는 칼럼 및 레일 시스템으로 형성되고,
    여기서 난간동자, 상부 레일, 하부 레일, 기저, 모서리, 패널 및 상부 캡 중 하나 이상은 바이오폴리머를 포함하는 물품을 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 물품.
  114. 제 102 항에 있어서,
    물품이 칼럼 및 레일 시스템의 성분으로 형성된 모서리를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 물품.
  115. 제 102 항에 있어서,
    물품이 칼럼 및 레일 시스템의 성분으로 형성된 패널을 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 물품.
  116. 제 102 항에 있어서,
    물품이 칼럼 및 레일 시스템의 성분으로 형성된 칼럼을 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 물품.
  117. 제 102 항에 있어서,
    물품이 칼럼 및 레일 시스템의 성분으로 형성된 난간동자를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 물품.
  118. 제 102 항에 있어서,
    물품이 칼럼 및 레일 시스템의 성분으로 형성된 레일을 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 물품.
  119. 제 102 항에 있어서,
    물품이 칼럼 및 레일 시스템의 성분으로 형성된 레일 커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 물품.
  120. 제 102 항에 있어서,
    물품이 칼럼 및 레일 시스템의 성분으로 형성된 기저를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 물품.
  121. 제 102 항에 있어서,
    물품이 칼럼 및 레일 시스템의 성분으로 형성된 상부 캡을 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 물품.
  122. 제 102 항에 있어서,
    물품이 칼럼 및 레일 시스템의 성분으로 형성된 장식 캡을 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 물품.
  123. 제 102 항에 있어서,
    바이오폴리머 상에 제 2 재료층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 물품.
  124. 제 123 항에 있어서,
    제 2 재료층이 날인으로 형성된 특징을 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 물품.
  125. 제 123 항에 있어서,
    제 2 재료층이 공압출된 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 물품.
  126. 제 123 항에 있어서,
    제 2 재료층이 분말 코팅을 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 물품.
  127. 제 102 항에 있어서,
    발효 고체가 발효된 단백질 고체를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 물품.
  128. 제 127 항에 있어서,
    발효 고체가 주정박을 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 물품.
  129. 제 128 항에 있어서,
    주정박이 가용분을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 물품.
  130. 제 128 항에 있어서,
    주정박이 주정박-200 을 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 물품.
  131. 제 128 항에 있어서,
    주정박이 옥수수 주정박을 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 물품.
  132. 제 102 항에 있어서,
    바이오폴리머가 약 50 내지 약 70 중량% 의 발효 고체; 및 약 20 내지 약 50 중량% 의 열활성재를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 물품.
  133. 제 102 항에 있어서,
    열활성재가 열가소재, 열경화재, 및 수지 및 접착성 폴리머 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 물품.
  134. 제 102 항에 있어서,
    열활성재가 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 및 폴리비닐 클로라이드 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 물품.
  135. 제 102 항에 있어서,
    열활성재가 에폭시 재료 및 멜라민 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 물품.
  136. 제 102 항에 있어서,
    열활성재가 폴리에스테르, 페놀계 폴리머, 및 요소 함유 폴리머 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 물품.
  137. 제 102 항에 있어서,
    물품이 통합형 바이오폴리머, 복합형 바이오폴리머, 또는 집합형 바이오폴리머의 형태인 것을 특징으로 하는 제조 물품.
  138. 제 102 항에 있어서,
    물품이 복합형 바이오폴리머의 형태이며, 상기 복합형 바이오폴리머가 화강암 유사 외관을 가지는 것을 특징으로 하는 제조 물품.
  139. 제 102 항에 있어서,
    염료, 안료, 가수분해제, 가소제, 충전제, 보존제, 항산화제, 기핵제, 대전방지제, 살생제, 살진균제, 방화재, 내연재, 열 안정화제, 광 안정화제, 전도재, 물, 오일, 윤활제, 충격 개질제, 커플링제, 가교제, 취입제 또는 발포제, 및 재생 또는 재활용 플라스틱 중 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 물품.
  140. 제 102 항에 있어서,
    가소제, 광 안정화제, 및 커플링제 중 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 물품.
  141. 약 5 내지 약 95 중량% 의 발효 고체; 및 약 0.1 내지 약 95 중량% 의 열활성재를 포함하는 조성물로부터의 물품 형성을 포함하는 것을 특징으로 하는 물품의 제조 방법.
  142. 제 141 항에 있어서,
    형성이 압출 성형, 사출 성형, 취입 성형, 압축 성형, 전사 성형, 열형성, 주조, 캘린더링, 저압 성형, 고압 적층, 반응 사출 성형, 발포 성형 및 코팅 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  143. 제 141 항에 있어서,
    물품의 코팅을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  144. 제 141 항에 있어서,
    조성물의 형성이 다이를 통해 바이오폴리머를 압출하여 압출체를 생성하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  145. 제 144 항에 있어서,
    물품에 표면 텍스쳐를 적용하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  146. 제 145 항에 있어서,
    적용이 물품의 프레스를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  147. 제 146 항에 있어서,
    물품의 프레스가 혼합물로부터 물의 추출을 촉진하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
KR1020057023983A 2003-06-13 2004-06-14 바이오폴리머 구조체 및 성분 KR20060061301A (ko)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US47824803P 2003-06-13 2003-06-13
US47860103P 2003-06-13 2003-06-13
US47824703P 2003-06-13 2003-06-13
US60/478,601 2003-06-13
US60/478,247 2003-06-13
US60/478,248 2003-06-13

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20060061301A true KR20060061301A (ko) 2006-06-07

Family

ID=33545329

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020057023983A KR20060061301A (ko) 2003-06-13 2004-06-14 바이오폴리머 구조체 및 성분

Country Status (9)

Country Link
US (3) US7332119B2 (ko)
EP (1) EP1639040A1 (ko)
JP (1) JP2007517078A (ko)
KR (1) KR20060061301A (ko)
AU (1) AU2004249706A1 (ko)
BR (1) BRPI0411323A (ko)
CA (1) CA2528936A1 (ko)
MX (1) MXPA05013451A (ko)
WO (1) WO2004113435A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8829097B2 (en) 2012-02-17 2014-09-09 Andersen Corporation PLA-containing material

Families Citing this family (92)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7753908B2 (en) * 2002-02-19 2010-07-13 Endoscopic Technologies, Inc. (Estech) Apparatus for securing an electrophysiology probe to a clamp
US7785324B2 (en) * 2005-02-25 2010-08-31 Endoscopic Technologies, Inc. (Estech) Clamp based lesion formation apparatus and methods configured to protect non-target tissue
US6932816B2 (en) * 2002-02-19 2005-08-23 Boston Scientific Scimed, Inc. Apparatus for converting a clamp into an electrophysiology device
EP1639040A1 (en) 2003-06-13 2006-03-29 Agri-Polymerix, LLC Biopolymer structures and components
US8002770B2 (en) * 2003-12-02 2011-08-23 Endoscopic Technologies, Inc. (Estech) Clamp based methods and apparatus for forming lesions in tissue and confirming whether a therapeutic lesion has been formed
US20050119653A1 (en) * 2003-12-02 2005-06-02 Swanson David K. Surgical methods and apparatus for forming lesions in tissue and confirming whether a therapeutic lesion has been formed
US8055357B2 (en) * 2003-12-02 2011-11-08 Boston Scientific Scimed, Inc. Self-anchoring surgical methods and apparatus for stimulating tissue
US8052676B2 (en) * 2003-12-02 2011-11-08 Boston Scientific Scimed, Inc. Surgical methods and apparatus for stimulating tissue
US20050215672A1 (en) * 2004-02-11 2005-09-29 Board Of Trustees Of Michigan State University Anhydride functionalized polyhydroxyalkanoates, preparation and use thereof
US7371233B2 (en) * 2004-02-19 2008-05-13 Boston Scientific Scimed, Inc. Cooled probes and apparatus for maintaining contact between cooled probes and tissue
US20060147582A1 (en) * 2004-06-14 2006-07-06 Riebel Michael J Biopolymer and methods of making it
US20100301254A1 (en) * 2004-06-23 2010-12-02 University Of Maine System Board Of Trustees Barrier compositions and articles produced with the compositions
US7737200B2 (en) * 2004-06-23 2010-06-15 University Of Maine System Board Of Trustees Barrier compositions and articles produced with the compositions
US7549988B2 (en) 2004-08-30 2009-06-23 Boston Scientific Scimed, Inc. Hybrid lesion formation apparatus, systems and methods
US20060096203A1 (en) * 2004-11-08 2006-05-11 Weinstein Gary M Two-part composite molding and trim with raceway
US8293821B1 (en) 2004-12-08 2012-10-23 Ply-Bond Chemicals & Mill Supplies, Inc. Composite wood adhesive
WO2006066041A1 (en) * 2004-12-13 2006-06-22 Agri-Polymerix, Llc Biopolymer and methods of making it
US8802754B2 (en) * 2005-01-25 2014-08-12 Mgpi Processing, Inc. Starch-plastic composite resins and profiles made by extrusion
JP2006248046A (ja) * 2005-03-10 2006-09-21 Itoki Corp パネル体
US8016822B2 (en) * 2005-05-28 2011-09-13 Boston Scientific Scimed, Inc. Fluid injecting devices and methods and apparatus for maintaining contact between fluid injecting devices and tissue
US7803855B2 (en) * 2005-06-03 2010-09-28 Hexion Specialty Chemicals, Inc. Wood composites, methods of production, and methods of manufacture thereof
JP4688584B2 (ja) * 2005-06-21 2011-05-25 株式会社日立製作所 ストレージ装置
US8945151B2 (en) * 2005-07-13 2015-02-03 Atricure, Inc. Surgical clip applicator and apparatus including the same
TWI440658B (zh) * 2005-08-31 2014-06-11 Gala Inc 用於水中粒化具減低含水量的聚合體生物材料複合物之方法及裝置
WO2007050560A2 (en) * 2005-10-24 2007-05-03 Mgp Ingredients, Inc. Thermotolerant starch-polyester composites and methods of making same
CA2630744C (en) 2005-11-22 2011-05-03 Aromagen Corporation Glycerol levulinate ketals and their use
US20070135536A1 (en) * 2005-12-14 2007-06-14 Board Of Trustees Of Michigan State University Biobased compositions from distillers' dried grains with solubles and methods of making those
US7736560B2 (en) * 2006-11-02 2010-06-15 Diaserve, Inc. Biological polymeric compositions and methods related thereto
TWM321371U (en) * 2006-12-22 2007-11-01 Chun-Chih Lai Flaky texture for polylactic acid and thin wood sheet
US9157268B2 (en) * 2007-02-06 2015-10-13 Masonite Corporation Composite capped stile, door and method
FR2916203B1 (fr) * 2007-05-14 2012-07-20 Arkema Liants de coextrusion sur base renouvelable/biodegradable
US20080311246A1 (en) * 2007-06-18 2008-12-18 Byproduct Feed Technologies Llc Method of producing ruminant-edible feed products
US7695747B2 (en) * 2007-09-17 2010-04-13 Russell Meier Method of producing dried distillers grain agglomerated particles
US20100207497A1 (en) * 2007-09-27 2010-08-19 Fujifilm Corporation Injection-molded article of an organic fiber-reinforced polylactic acid resin
US8449986B2 (en) 2008-03-05 2013-05-28 Scout Materials Llc Multifunctional biocomposite additive compositions and methods
US8389107B2 (en) 2008-03-24 2013-03-05 Biovation, Llc Cellulosic biolaminate composite assembly and related methods
US20110123809A1 (en) * 2008-03-24 2011-05-26 Biovation, Llc Biolaminate composite assembly and related methods
CN102099186A (zh) 2008-03-24 2011-06-15 拜奥维森有限责任公司 生物层压复合组件和相关方法
JP2011523685A (ja) * 2008-04-30 2011-08-18 アームストロング ワールド インダストリーズ インコーポレーテッド バイオベースの弾性フロアタイル
US20100030052A1 (en) * 2008-07-31 2010-02-04 Bommakanti Balasubrahmanya S Analyte sensors comprising plasticizers
US9061987B2 (en) * 2008-09-10 2015-06-23 Poet Research, Inc. Oil composition and method for producing the same
US8702819B2 (en) * 2008-09-10 2014-04-22 Poet Research, Inc. Oil composition and method of recovering the same
EP2367811A1 (en) 2008-09-25 2011-09-28 Segetis, Inc. Ketal ester derivatives
CA2669440C (en) 2009-06-18 2019-01-08 Vision Extrusions Limited Picket fence
JP2010121039A (ja) * 2008-11-19 2010-06-03 National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology 樹脂用充填材組成物及びそれを含む樹脂成形体の製造方法
CN102307485B (zh) * 2008-12-23 2013-11-06 波伊特研究股份有限公司 用于生产乙醇及共同产品的系统
JP2012514459A (ja) 2008-12-31 2012-06-28 ポエト・リサーチ・インコーポレイテッド ゼイン組成物
JP2010260638A (ja) * 2009-04-08 2010-11-18 Konica Minolta Business Technologies Inc トナー容器およびその製造方法
US8663524B2 (en) 2009-05-12 2014-03-04 Miller Waste Mills Controlled geometry composite micro pellets for use in compression molding
US10273388B1 (en) 2009-06-16 2019-04-30 Ply-Bond Chemicals & Mill Supplies, Inc. Composite wood adhesive
JP5882204B2 (ja) 2009-06-22 2016-03-09 サジティス・インコーポレイテッド ケタール化合物およびそれらの使用
NZ578113A (en) * 2009-07-01 2010-07-30 Lignotech Developments Ltd Processing of lignocellulosic and related materials
CN102481712A (zh) * 2009-08-28 2012-05-30 国际密封系统公司 由泡沫聚合物材料压缩成型塑料盖的方法
KR20110035215A (ko) * 2009-09-30 2011-04-06 성균관대학교산학협력단 셀룰로오스 유도체 및 표면 처리된 천연섬유를 포함하는 생분해성 수지 조성물
NZ713100A (en) * 2009-10-14 2017-05-26 Xyleco Inc Producing edible residues from ethanol production
US8519729B2 (en) * 2010-02-10 2013-08-27 Sunpower Corporation Chucks for supporting solar cell in hot spot testing
US20120220697A2 (en) * 2010-03-16 2012-08-30 Andersen Corporation Sustainable compositions, related methods, and members formed therefrom
US9040597B2 (en) * 2010-07-19 2015-05-26 Green Materials, Llc Conversion of corn gluten meal into a solid article through the use of a non-toxic additive
US9156209B2 (en) * 2010-07-22 2015-10-13 Green Bubble Technologies Llc Biooptical and biofunctional properties, applications and methods of polylactic acid films
US8507581B2 (en) 2010-09-21 2013-08-13 Green Folks & Macleod, Llc Stone based copolymer substrate
US9062190B2 (en) 2010-09-21 2015-06-23 Icast Plastics, Llc Stone based copolymer substrate
US20120291377A1 (en) * 2011-04-26 2012-11-22 Michael Riebel Fire retardant biolaminate composite and related assembly
RU2602897C2 (ru) * 2011-10-17 2016-11-20 Зульцер Микспэк Аг Картридж, способ его изготовления, а также многокомпонентный картридж
CA2864732A1 (en) 2012-02-15 2013-08-22 Gs Cleantech Corporation Apparatus and low temperature process for producing dried distillers solubles
CN104271330A (zh) 2012-04-02 2015-01-07 绿色材料有限责任公司 用天然材料制造的注射模制物件和其制造方法
US8617691B2 (en) 2012-04-12 2013-12-31 Steelscape, Llc Stone-effect articles and methods for making same
WO2015023750A1 (en) * 2013-08-15 2015-02-19 Gs Cleantech Corporation Thermoplastic compositions containing biobased materials and processes for forming an article therewith
DE102013223147A1 (de) * 2013-11-13 2015-05-13 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Polymerblend auf Basis von Elastomeren mit Proteinhydrolysat, Verfahren zur Herstellung, vom Körper sowie Verwendung eines Proteinhydrolysats
EP2894136B1 (en) 2014-01-08 2019-12-04 The Boeing Company Improved method of making fire resistant sustainable aircraft interior panels
US9683139B1 (en) 2014-05-20 2017-06-20 Ply-Bond Chemical and Mill Supplies, Inc. Composite wood adhesive filler
US20170253805A1 (en) * 2014-08-04 2017-09-07 Genarex Fd Llc Method for modifying biobased materials and the resulting compositions
US9180463B1 (en) 2014-08-29 2015-11-10 Joseph R. Fitzgerald Method for fractionation of dry material using accelerators
USD800192S1 (en) * 2016-05-25 2017-10-17 ZAPADO{grave over (C)}ESKA UNIVERZITA V PLZNI Linear guideway
USD800925S1 (en) * 2016-05-25 2017-10-24 Zapadoceska Univerzita V Plzni Linear guideway
USD800191S1 (en) * 2016-05-25 2017-10-17 Zapadoceska Univerzita V Plzni Linear guideway with a drive
USD800809S1 (en) * 2016-05-25 2017-10-24 Zapadoceska Univerzita V Plzni Linear guideway
USD798925S1 (en) * 2016-05-25 2017-10-03 Zapadoceka Univerzita V Plzni Linear guideway
USD800190S1 (en) * 2016-05-25 2017-10-17 Zapadoc̄Eská Univerzita V Plzni Linear guideway
USD800189S1 (en) * 2016-05-25 2017-10-17 Zapadoceska Univerzita V Plzni Linear guideway
USD798926S1 (en) * 2016-05-25 2017-10-03 Zapadoceska Univerzita V Plzni Linear guideway
USD800810S1 (en) * 2016-05-25 2017-10-24 Zapadoceska Univerzita V Plzni Linear guideway
USD800812S1 (en) * 2016-05-25 2017-10-24 ZA{grave over (P)}ADOC̅ESKA UNIVERZITA V PLZNI Linear guideway
USD800811S1 (en) * 2016-05-25 2017-10-24 Zapadoceska Univerzita V Plzni Linear guideway
CA3023636A1 (en) 2017-11-14 2019-05-14 Vision Extrusions Group Limited Fence panel system
US11268284B2 (en) 2017-11-14 2022-03-08 Vision Extrusions Group Limited Railing system
IT201800004669A1 (it) * 2018-04-18 2019-10-18 Infisso
CA3132511A1 (en) * 2019-04-19 2020-10-22 Coors Brewing Company Packaging and products made using spent grains
NL2026594B1 (en) * 2020-09-30 2022-06-01 Coda Intellectual Property B V Polymer composite comprising spent grains
WO2022071800A1 (en) 2020-09-30 2022-04-07 Coda Intellectual Property B.V. Polymer composite comprising spent grains and/or grape pomace
WO2023278523A1 (en) * 2021-06-30 2023-01-05 Kansas State University Research Foundation Biodegradable films from ddgs
WO2023189509A1 (ja) * 2022-03-31 2023-10-05 日本ゼオン株式会社 塩化ビニル樹脂組成物、塩化ビニル樹脂成形体および積層体
WO2023214952A1 (en) 2022-05-05 2023-11-09 Sabanci Üniversitesi Polymer-based composite material with improved mechanical properties

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH503576A (de) 1969-02-06 1971-02-28 Jetzer Raimund Verfahren zur Herstellung von Presslingen aus Haushalt-, land- und forstwirtschaftlichen Abfällen
JPS5159953A (ja) * 1974-11-22 1976-05-25 Sumitomo Bakelite Co Tanpakushitsukeiseikeizairyososeibutsu
US4284652A (en) 1977-01-24 1981-08-18 The Quaker Oats Company Matrix, product therewith, and process
US4466889A (en) 1981-08-20 1984-08-21 Pfizer Inc. Polyvalent metal ion chelating agents for xanthan solutions
NL8105881A (nl) * 1981-12-29 1983-07-18 Unilever Nv Gefermenteerd melkprodukt, dat melkzuur-bacterien bevat en werkwijze ter bereiding daarvan.
US5593625A (en) 1992-08-11 1997-01-14 Phenix Biocomposites, Inc. Biocomposite material and method of making
CA2100319C (en) * 1992-08-31 2003-10-07 Michael J. Deaner Advanced polymer/wood composite structural member
US5406768A (en) * 1992-09-01 1995-04-18 Andersen Corporation Advanced polymer and wood fiber composite structural component
US5441801A (en) * 1993-02-12 1995-08-15 Andersen Corporation Advanced polymer/wood composite pellet process
US5397834A (en) * 1993-09-03 1995-03-14 Iowa State University Research Foundation, Inc. Biodegradable thermoplastic composition of aldehyde starch and protein
US5516472A (en) * 1993-11-12 1996-05-14 Strandex Corporation Extruded synthetic wood composition and method for making same
CA2135267C (en) * 1994-02-10 2008-02-26 Sadao Nishibori Synthetic wood meal, method and apparatus for manufacturing the same; synthetic wood board including the synthetic wood meal, method and apparatus of extrusion molding therefor
US5596080A (en) * 1994-10-03 1997-01-21 E. I. Du Pont De Nemours And Company Crosslinking processes/agents for zein
US5746958A (en) 1995-03-30 1998-05-05 Trex Company, L.L.C. Method of producing a wood-thermoplastic composite material
US5851469A (en) * 1995-12-27 1998-12-22 Trex Company, L.L.C. Process for making a wood-thermoplastic composite
US5948524A (en) 1996-01-08 1999-09-07 Andersen Corporation Advanced engineering resin and wood fiber composite
WO1998015620A1 (en) 1996-10-10 1998-04-16 Biotechnology Research And Development Corporation Polymer-protein composites and methods for their preparation and use
JPH10145055A (ja) * 1996-11-08 1998-05-29 Daiko:Kk 食材廃棄物等からなる携帯電話等の通信機器用ボディ及びその製造方法
US5739015A (en) 1997-03-10 1998-04-14 Board Of Supervisors Of Louisiana State University And Agricultural And Mechanical College Biotransformation of chitin to chitosan
US6122877A (en) * 1997-05-30 2000-09-26 Andersen Corporation Fiber-polymeric composite siding unit and method of manufacture
DE19729269C2 (de) 1997-07-09 2000-07-27 Aventis Res & Tech Gmbh & Co Dialdehydstärke und natürliche Polymere enthaltende thermoplastische Mischungen, Verfahren und Verwendung
DE19729273C2 (de) * 1997-07-09 2000-08-17 Aventis Res & Tech Gmbh & Co Thermoplastische Mischung auf 1,4-alpha-D-Polyglucanbasis, Verfahren zu deren Herstellung und Verwendung
US6054207A (en) * 1998-01-21 2000-04-25 Andersen Corporation Foamed thermoplastic polymer and wood fiber profile and member
JP4509328B2 (ja) * 2000-08-07 2010-07-21 紀伊産業株式会社 化粧品容器用樹脂成形品
US7241832B2 (en) * 2002-03-01 2007-07-10 bio-tec Biologische Naturverpackungen GmbH & Co., KG Biodegradable polymer blends for use in making films, sheets and other articles of manufacture
US6593625B2 (en) * 2001-06-12 2003-07-15 International Business Machines Corporation Relaxed SiGe layers on Si or silicon-on-insulator substrates by ion implantation and thermal annealing
PT102888B (pt) * 2002-12-23 2005-04-29 Filipe Manuel Rodrigues Aguiar Processo industrial de producao de acido polilactico (pla) obtido por esterificacao e polimerizacao de acido lactico purificado, sendo o referido acido produzido atraves de um processo fermentativo
EP1639040A1 (en) 2003-06-13 2006-03-29 Agri-Polymerix, LLC Biopolymer structures and components

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8829097B2 (en) 2012-02-17 2014-09-09 Andersen Corporation PLA-containing material
US9512303B2 (en) 2012-02-17 2016-12-06 Andersen Corporation PLA-containing material

Also Published As

Publication number Publication date
US20050075423A1 (en) 2005-04-07
US7625961B2 (en) 2009-12-01
BRPI0411323A (pt) 2006-07-25
WO2004113435A1 (en) 2004-12-29
JP2007517078A (ja) 2007-06-28
US20050101700A1 (en) 2005-05-12
US20050019545A1 (en) 2005-01-27
CA2528936A1 (en) 2004-12-29
EP1639040A1 (en) 2006-03-29
US7332119B2 (en) 2008-02-19
AU2004249706A1 (en) 2004-12-29
MXPA05013451A (es) 2006-06-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20060061301A (ko) 바이오폴리머 구조체 및 성분
US20060155012A1 (en) Biopolymer including prolamin and methods of making it
US20060147582A1 (en) Biopolymer and methods of making it
US6590004B1 (en) Foam composite wood replacement material
US6780359B1 (en) Synthetic wood composite material and method for molding
US6971211B1 (en) Cellulosic/polymer composite material
US6180257B1 (en) Compression molding of synthetic wood material
CN100406511C (zh) 塑料木化板材及其制备方法
US20070259584A1 (en) Biodegradable polymer composites and related methods
CN1236700A (zh) 发泡热塑性聚合物和木纤维型材和构件
US8716371B2 (en) Reed composite, manufacturing method thereof and building material using the same
JP2002539980A (ja) 耐候性建材
US7743567B1 (en) Fiberglass/cellulosic composite and method for molding
CN104558969B (zh) 一种防虫木塑室内套装门及其制备方法
US20030087994A1 (en) Flax-filled composite
KR101669951B1 (ko) 피톤치드가 함유된 인조목재 조성물 및 그 조성물을 이용한 인조목재 제조 방법
CN1230288C (zh) 可生物降解的组合物以及由其制备的产品
ZA200510128B (en) Biopolymer structures and components
WO2006066041A1 (en) Biopolymer and methods of making it
CN106046830A (zh) 一种天然杜仲木塑复合材料的制备方法
KR101871278B1 (ko) 목재 플라스틱 복합재 및 이의 제조방법
CN110643190A (zh) 组合物、基材及制备方法和木塑复合装饰线条
CN108822633A (zh) 一种商用亮点橡塑地板及其制作方法
KR101989299B1 (ko) 목분 프리프레그를 이용한 합성목재의 제조방법 및 그로부터 성형된 합성목재
CN106832637A (zh) 一种生物质改性ps仿木发泡材料及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid