【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种适用于制造模制品(molded part)的可再循环材料、用于由该可再循环材料制造模制品的方法以及一种由其制造的模制品。
技术介绍
1、在2017年全世界生产了约3.48亿吨的石油基塑料。这种廉价且多用途的材料中的大约一半被加工成仅使用一次的物品，例如袋子、吸管或一次性瓶子。就用于制造它们所需的所有能源、劳动力和原材料而言，其益处往往是寿命短暂的。这些一次性物品中的许多都没有得到正确处理，最终会出现在环境中(特别是在海洋中)，由于它们降解性低，因此它们会在环境中存在数十年。此外，一些对环境有害的化学物质(特别是增塑剂)有时会被冲掉，这会导致水和土壤污染。在正确处置的塑料物品中，大多数仍在垃圾填埋场被焚烧或处置。
2、另一问题是塑料产品的制造需要石油、大量能源和淡水。因此，石油基塑料的能源和环境平衡差。
3、因此，近年来，由可再生天然原材料制成的塑料越来越多地被使用，特别是用于制造一次性物品。问题在于：这些塑料中的许多主要是基于同样用作食品的原材料，例如马铃薯、大米或玉米。
4、许多可再循环材料(可以用于制造一次性物品，例如纸或硬纸板(cardboard))无法像塑料材料那样容易成型，这使得它们不适合用于批量生产。
5、因此，如果一种可再循环材料(该可再循环材料由不与食品竞争的天然原材料构成或者仅在有限程度上与食品竞争的天然原材料构成，并且可以像石油基塑料一样容易地以多种方式进行加工)是可获得的话，则将是有利的。
技术实现思路p>
1、本专利技术的目的在于提供一种适合于成型不同模制品的可再循环材料，所述材料易于形成不同形状，并且在使用后以对环境友好的方式(尤其是通过堆肥)可再循环或可任意处理。
2、所述目的通过如权利要求1所述的特征来解决。根据本专利技术，一种可再循环材料包含30-97重量％的纤维素材料、2-45重量％的至少一种蛋白质粘合剂、1-20重量％的至少一种醇或酯以及0-45重量％的至少一种添加剂。
3、该材料完全由天然原料组成，因此是对环境友好的。由于纤维素材料含量高，因此该材料或由该材料制成的模制品可以被送入纸、硬纸板(cardboard)或纸板(paperboard)回收循环中，因此可以容易且重复地再循环。此外，该材料可以完全堆肥，即使在家庭堆肥中，也可以实现环保处理。通过使用蛋白质粘合剂，该材料也可以像热塑性塑料一样容易成型。
4、在本申请中，可再循环材料被理解为是指可加工的材料，在这种情况下其主要成分纤维素材料然后可以用作制造新材料(在这种情况下为纸、硬纸板或纸板)的起始材料。
5、根据本专利技术的可再循环材料或由其形成的模制品可以被溶解在水中(例如，在碎浆机中)，由此然后可以将纤维素材料分离并且进一步加工成纸、硬纸板或纸板。可再循环材料中存在的其它组分优选完全可生物降解或以其不成问题的少量存在，以使得该材料可以容易地以环境友好的方式处理，尤其是通过废水处理。此外，蛋白质粘合剂和可再循环材料中的任意其它组分也可通过使用合适的加工方法来进行分离和再利用。
6、已经表明，使用根据本专利技术的可再循环材料，可以将高比例的纤维素材料送入回收循环中。申请人进行的系列测试表明：纤维素材料的可再循环性值超过95％。
7、如果可再循环材料或由其制成的模制品不能再循环，则其可以在堆肥中完全分解。根据din/en 13432：2000的标准，所使用的材料可以在家庭堆肥和工业堆肥中完全降解。此外，根据iso 16221：2001的规范，可再循环材料或由其制成的模制品在自然界中和在水中可无害降解。
8、可再循环材料在加工过程中显示出热塑性(特别是当添加溶剂例如水或当暴露于热时)，并且因此可以使用聚合物加工中已知的方法，例如通过注射成型、挤出、压制、铸造、滚塑成型或真空成形来加工成模制品。该材料还可使用烧结或3d打印机加工成模制品。
9、因此，根据本专利技术的可再循环材料提供环境友好的对石油基塑料的可替代品。
10、纤维素材料优选呈纤维或粉末的形式。如果纤维素材料以粉末形式存在，则粉末的平均粒径为100-1000μm，优选为150-250μm。
11、在可再循环材料中，纤维素材料优选以30-97重量％，特别优选为40-90重量％，尤其优选为51-85重量％，最优选为60-80重量％的量存在。
12、在本专利技术中，蛋白质粘合剂被理解为是指具有粘合剂性质并且可硬化的蛋白质或蛋白质混合物。当进行加热和/或添加水时，蛋白质粘合剂可以软化，因此可以对可再循环材料进行重塑。因此，通过使用至少一种蛋白质粘合剂，可以实现根据本专利技术的可再循环材料的热塑性行为。
13、在可再循环材料中，至少一种蛋白质粘合剂优选以2-45wt％，更优选为10-30wt％，特别优选为15-25wt％的浓度存在。
14、至少一种醇和/或至少一种酯改善根据本专利技术的可再循环材料的流动性，这有助于将可再循环材料加工成模制品。
15、可再循环材料包含1-20wt％，优选3-17wt％，特别优选6-15wt％的至少一种醇和/或酯。
16、根据应用，根据本专利技术的可再循环材料可包含至少一种添加剂。可以使用至少一种添加剂，以将附加的物理、光学、触觉或化学特性赋予再循环材料，或者具体改变这样的特性。例如，可以用染料或颜料对可再生材料进行着色。至少一种添加剂优选为可生物降解的和/或可再循环的。
17、优选地，至少一种着色剂或至少一种着色颜料用作添加剂，特别是木炭、植物着色剂，优选地来自蔬菜或水果，例如甜菜或胡萝卜。
18、根据本专利技术的可再循环材料可以用于制造任何模制品，特别是包装、填充材料、家具部件、日常用品、装饰制品、餐具、板、袋子等。
19、纤维素材料优选包含纤维素、纤维素衍生物、木质素、纸或硬纸板或其混合物。
20、因此，使用过的纸和/或硬纸板也可以用于根据本专利技术的可再循环材料。结果是，可以将可再循环材料或由其制成的模制品集成到纸和硬纸板的回收循环中，从而能够特别节省资源和环境友好地生产。优选地，源自根据本专利技术的可再循环材料或由此制得的模制品的纤维素材料(已经溶解在水中)也可用作纤维素材料。因此，根据本专利技术的可再循环材料的纤维素材料也可再用于制造根据本专利技术的新的可再循环材料。
21、优选地，甲基纤维素或羟甲基纤维素用作纤维素衍生物。所述纤维素可呈纤维素纤维、微纤维素或半纤维素的形式。
22、优选地，至少一种蛋白质粘合剂包含植物蛋白质粘合剂，尤其是来自谷物、大豆、杏仁、豌豆、羽扇豆、南瓜、木薯、向日葵或其混合物。
23、谷物优选为小麦、黑麦、大麦、燕麦、稻、玉米、粟或其混合物。
24、优选地，蛋白质粘合剂包含至少一种动物蛋白质粘合剂，尤其是明胶蛋白胶(glutine glue)、明胶、胶原蛋白、角蛋白、酪蛋白、白蛋白或其混合物。
25、明胶蛋白胶优选为骨胶、本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.适用于模制的可再循环材料，包含：
2.根据权利要求1所述的可再循环材料，其特征在于，纤维素材料包括纤维素、纤维素衍生物、木质素、纸或硬纸板或它们的混合物。
3.根据权利要求1或2所述的可再循环材料，其特征在于，至少一种蛋白质粘合剂包含植物蛋白质粘合剂，尤其是来自谷物、大豆、杏仁、豌豆、羽扇豆、南瓜、木薯、向日葵或它们的混合物的植物蛋白质粘合剂。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的可再循环材料，其特征在于，蛋白质粘合剂包含至少一种动物蛋白质粘合剂，尤其是明胶蛋白胶、明胶、胶原蛋白、角蛋白、酪蛋白、白蛋白或它们的混合物。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的可再循环材料，其特征在于，至少一种醇具有1-50个碳原子。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的可再循环材料，其特征在于，可再循环材料包含淀粉、至少一种单糖、至少一种寡糖或至少一种多糖或它们的混合物作为添加剂。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的可再循环材料，其特征在于，可再循环材料包含尿素和/或尿囊素作为添加剂。
8.根据权利要求1～7中
9.根据权利要求1～8中任一项所述的可再循环材料，其特征在于，可再循环材料包含至少一种动物脂肪或植物脂肪作为添加剂。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的可再循环材料，其特征在于，可再循环材料包含至少一种天然蜡，尤其是巴西棕榈蜡、小烛树蜡、甘蔗蜡、蜂蜡或硬脂精或它们的混合物作为添加剂。
11.根据权利要求1～10中任一项所述的可再循环材料，其特征在于，可再循环材料含有至少一种矿物，尤其是云母、硅灰石、氧化铁、膨润土、水菱镁矿、白垩、石膏、锌钡白、碳酸钙镁石、滑石、氧化镁、碳酸镁、高岭土、碳酸钙、蛭石、硅酸盐、珍珠岩或它们的混合物作为添加剂。
12.由可再循环材料、尤其是权利要求1～11中任一项所述的可再循环材料制造模制品的方法，包括以下步骤：
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，在混合之后将可再循环材料挤出成线材，随后由可再循环材料的线材形成模制品，并将模制品进行干燥。
14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，在混合之后将可再循环材料挤出成线材，将线材压碎成颗粒，随后由颗粒形成模制品，并将模制品进行干燥。
15.根据权利要求13或14所述的方法，其特征在于，挤出在40-180巴、优选60-140巴、特别优选80-120巴的压力下进行。
16.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，在混合之后将可再循环材料进行干燥并粉碎成粉末，优选粒径小于0.10mm、尤其优选小于0.05mm，然后由粉末形成模制品。
17.根据权利要求12～16中任一项所述的方法，其特征在于，模制品通过压制、铸造、挤出、滚塑成型、真空成型、注射成型、烧结或3D打印形成。
18.模制品，由权利要求1～11中任一项所述的可再循环材料制成。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.适用于模制的可再循环材料，包含：
2.根据权利要求1所述的可再循环材料，其特征在于，纤维素材料包括纤维素、纤维素衍生物、木质素、纸或硬纸板或它们的混合物。
3.根据权利要求1或2所述的可再循环材料，其特征在于，至少一种蛋白质粘合剂包含植物蛋白质粘合剂，尤其是来自谷物、大豆、杏仁、豌豆、羽扇豆、南瓜、木薯、向日葵或它们的混合物的植物蛋白质粘合剂。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的可再循环材料，其特征在于，蛋白质粘合剂包含至少一种动物蛋白质粘合剂，尤其是明胶蛋白胶、明胶、胶原蛋白、角蛋白、酪蛋白、白蛋白或它们的混合物。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的可再循环材料，其特征在于，至少一种醇具有1-50个碳原子。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的可再循环材料，其特征在于，可再循环材料包含淀粉、至少一种单糖、至少一种寡糖或至少一种多糖或它们的混合物作为添加剂。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的可再循环材料，其特征在于，可再循环材料包含尿素和/或尿囊素作为添加剂。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的可再循环材料，其特征在于，可再循环材料包含防腐剂作为添加剂。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的可再循环材料，其特征在于，可再循环材料包含至少一种动物脂肪或植物脂肪作为添加剂。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的可再循环材料，其特征在于，可再循环材料包含至少一种天然蜡，尤其是巴西...
【专利技术属性】
技术研发人员：B·卡勒，A·济斯，F·坦奇尼，
申请(专利权)人：流体固体股份公司，
类型：发明
国别省市：
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