专利名称：利用天然材料制造塑料代替品的方法
技术领域：
本发明涉及用天然材料制造塑料代替品的方法。具体涉及采用天然材料制造塑料代替品，在此方法中，将农业副产品和林业副产品，例如稻壳、稻秸秆、玉米秸秆、豆秸秆、小麦秸秆、锯屑等、以及由酒精厂提供的经洗涤和干燥后的淤渣，进行粉碎至特定的粒径，而后和天然粘合剂(例如玉米淀粉、马铃薯淀粉等)混合，再用松脂或天然树脂包覆，在成型机中加压成型，从而得到塑料替代产品。
有各种各样的日常用品是塑料制造，其外形和用途也多种多样，并且仍在不断的开发中。然而，塑料材料很易燃烧，因此遇到火灾时会迅速燃尽，以至没有时间来灭火。而且，当塑料燃烧时，会释放出有毒的气体危及人类的生命。而被丢弃时，塑料又不会分解，结果使自然环境受到污染。
本发明的目的是要克服使用这种传统材料的上述缺点。
因此，本发明的一个目标是提供一种用天然材料来制造塑料代替品的方法，该方法是从农业副产品和林业副产品中选择一种或更多的天然材料，例如稻壳、稻秸秆、玉米秸秆、豆秸秆、小麦秸秆、锯屑等、由酒精厂获得的经干燥的淤渣，经过洗涤、分选和干燥，然后和天然粘合剂(例如玉米淀粉、马铃薯淀粉等)混合，干燥并压碎后，和某种包覆材料如松脂或天然树脂混合，然后在成型机中加压成型。
农业副产品和林业副产品可以选择性地使用，而稻壳、稻秸秆和其他的植物副产品可以混合使用。
天然粘合剂可用玉米淀粉和马铃薯淀粉，但亦可用其他的谷类粉末来达到相同的效果。首选玉米淀粉和马铃薯淀粉是因为价格低廉。代替材料的触感和颜色是天然的，因此可染色。
松脂是从松树树脂中除去松结油制造的，因此是阻燃的。此外，通过加热可以增加它的强度，且具有抗湿性。
另外，在成型制造本发明产品的时候，由于松脂的存在，产品易于和成型模具脱离，因此松脂是本发明使用的一个重要材料。在本发明中，成型的条件是在100-350摄氏度，内部适宜压力为5公斤／平方厘米，成型速度为每件产品30-80秒。
农业副产品、林业副产品，以及其他的植物副产品大多都是废料，因此易于获得。然而，它们的可获得性受季节影响，因此可选择性使用该季节最易获得的材料。
上述目的和本发明的其他优点通过参考附图来描述本发明的较佳实施例可进一步清楚。其中
图1是说明本发明生产过程的流程图本发明的材料的组成包括一种或多种材料，选自农业副产品例如稻壳、稻秸秆、玉米秸秆、豆秸秆、小麦秸秆等，或林业副产品如锯屑及类似物；由酒精厂制造的经洗涤和干燥后的淤渣；天然粘合剂如玉米淀粉、马铃薯淀粉等；包覆材料如松脂或天然树脂等。
本发明运用天然材料来生产塑料代替品的过程包括材料洗涤步骤；经洗涤后的材料的干燥步骤；将材料浸入粘合剂的步骤；浸入粘合剂后材料的干燥步骤；干燥后材料的粉碎步骤；将粉碎粉末和包覆材料混合的步骤；混合材料的成型步骤。
本发明的材料的化学组成将在下面详细分析。
在1999年6月18日由本申请人提交的题为“由天然材料制成的食品容器”专利申请中，是由韩国科学技术学院分析其化学组成。本发明材料的化学组成和上述专利申请相似。
因此，可参见由韩国科学技术学院提供的数据。
表1和表2分析了构成稻壳制容器的成分物质；并分析了当燃烧该容器后产生的物质。
&#60实验1&#62表1．构成容器的物质组成分析
在上表中，对人体有害的重金属进行了分类，只有二氧化硅占10．8％(重量)，铅(Pb)占0．0005％(重量)或更少，镉(Cd)占0．00005％(重量)或更少，砷(As)占0．0005％(重量)或更少，汞(Hg)占0．000005％(重量)或更少，铜(Cu)占0．0011％(重量)或更少。可见重金属含量低于标准值，因此不会对人体有害。二氧化硅是对应于石英砂，所以无论在何种情况下都不会对人体有害。因此，从上述表1可见，本发明所述材料的组成成分对人体无害。
下面的表2显示了由春永环境有限公司(Chungyong Environment Co．Ltd．)提供的环境污染物质的测量结果。从而可见燃烧稻壳所制容器所产生物质的环境污染程度。
&#60实验2&#62表2．燃烧时所产生环境污染物质的测量结果
*燃烧效率为81．5％。
从上述表2可见，由于容器具有高密度，因此一氧化碳(CO)在燃烧时只有轻微产生。
然而，其产生量远低于标准污染值，因而从上述表1和表2来看，该容器是一种无污染的材料，从表1和表2的比较来看，本发明的材料也是无污染的。
现在将以一些实施例详述本发明用天然材料制造塑料代替品的方法。
&#60实施例1&#62先将稻壳清洗至洁净状态，然后干燥至98％干度。
同时，将20％(重量)的淀粉和80％(重量)的水混合。搅拌该混合物，使淀粉和水均匀混合。
确认搅拌完成后，通过缓慢加热混合物至100摄氏度内，同时防止混合物燃烧，来进行陈化。当淀粉和水的该混合物被加热后，会变成胶液。
确保胶液不凝聚，从而保证其所要求的粘度。
将干燥好的稻壳和胶液混合，同时搅拌使混合完全。
当确认稻壳和胶液充分混合后，将混合物干燥至98％干度。在此，淀粉胶液的比例是20％(重量)，而稻壳是80％(重量)。混合物干燥后，将它粉碎成粒径为0．01毫米-0．1毫米的粉末。
将70％(重量)的稻壳-淀粉混合物与15％(重量)的水，以及15％(重量)的松脂或其它天然树脂混合。然后将该最终混合物在100-300摄氏度，5公斤／平方厘米的压力下，用成型机成型，成型速率为30-80秒。
&#60实施例2&#62将稻秸秆切割成一定长度(3-5厘米)。洗净切割好的稻秸秆，将其干燥至98％干度。
同时，将20％(重量)的淀粉和80％(重量)的水混合。搅拌该混合物，使淀粉和水均匀混合。
确认搅拌完成后，通过缓慢加热混合物至100摄氏度内，同时防止混合物燃烧，来进行陈化。当淀粉和水的该混合物被加热后，会变成胶液。
确保胶液不凝聚，从而保证其所要求的粘度。
将干燥好的稻秸秆和胶液混合，同时搅拌使混合完全。
当确认稻秸秆和胶液充分混合后，将混合物干燥至98％干度。此时，淀粉胶液的比例是20％(重量)，而稻秸秆是80％(重量)。混合物干燥后，将它粉碎成粒径为0．01毫米-0．1毫米的粉末。
将70％(重量)的稻秸秆-淀粉混合物与15％(重量)的水，以及15％(重量)的松脂或其它天然树脂混合。然后将该最终混合物在100-350摄氏度，5公斤／平方厘米的压力下，用成型机成型，成型速率为每产品30-80秒。
&#60实施例3&#62洗净锯屑，将其干燥至98％干度。
同时，将20％(重量)的淀粉和80％(重量)的水混合。搅拌该混合物，使淀粉和水均匀混合。
确认搅拌完成后，通过缓慢加热混合物至100摄氏度内，同时防止混合物燃烧，来进行陈化。当淀粉和水的该混合物被加热后，会变成胶液。
确保胶液不凝聚，从而保证其所要求的粘度。
将干燥好的锯屑和胶液混合，同时搅拌使混合完全。
当确认锯屑和胶液充分混合后，将混合物干燥至98％干度。此时，淀粉胶液的比例是20％(重量)，而锯屑是80％(重量)。混合物干燥后，将它粉碎成粒径为0．01毫米-0．1毫米的粉末。
将70％(重量)的锯屑-淀粉混合物与15％(重量)的水，以及15％(重量)的松脂或其它天然树脂混合。然后将该最终混合物在100-350摄氏度，5公斤／平方厘米的压力下，用成型机成型，成型速率为每产品30-80秒。
&#60实施例4&#62将玉米秸秆切割成一定长度(3-5厘米)。洗净切割好的玉米秸杆，再将其干燥至98％干度。
同时，将20％(重量)的淀粉和80％(重量)的水混合。搅拌该混合物，使淀粉和水均匀混合。
确认搅拌完成后，通过缓慢加热混合物至100摄氏度内，同时防止混合物燃烧，来进行陈化。当淀粉和水的该混合物被加热后，会变成胶液。
确保胶液不凝聚，从而保证其所要求的粘度。
将干燥好的玉米秸秆和胶液混合，同时搅拌使混合完全。
当确认玉米秸秆和胶液充分混合后，将混合物干燥至98％干度。此时，淀粉胶液的比例是20％(重量)，而玉米秸秆是80％(重量)。混合物干燥后，将它粉碎成粒径为0．01毫米-0．1毫米的粉末。
将70％(重量)的玉米秸秆-淀粉混合物与15％(重量)的水，以及15％(重量)的松脂或其它天然树脂混合。然后将该最终混合物在100-350摄氏度，5公斤／平方厘米的压力下，用成型机成型，成型速率为每产品30-80秒。
&#60实施例5&#62将小麦秸秆切割成一定长度(3-5厘米)。洗净切割好的小麦秸秆，将其干燥至98％干度。
同时，将20％(重量)的淀粉和80％(重量)的水混合。搅拌该混合物，使淀粉和水均匀混合。
确认搅拌完成后，通过缓慢加热混合物至100摄氏度内，同时防止混合物燃烧，来进行陈化。当淀粉和水的该混合物被加热后，会变成胶液。
确保胶液不凝聚，从而保证其所要求的粘度。
将干燥好的小麦秸秆和胶液混合，同时搅拌使混合完全。
当确认小麦秸秆和胶液充分混合后，将混合物干燥至98％干度。此时，淀粉胶液的比例是20％(重量)，而小麦秸秆是80％(重量)。混合物干燥后，将它粉碎成粒径为0．01毫米-0．1毫米的粉末。
将70％(重量)的小麦秸秆-淀粉混合物与15％(重量)的水，以及15％(重量)的松脂或其它天然树脂混合。然后将该最终混合物在100-350摄氏度，5公斤／平方厘米的压力下，用成型机成型，成型速率为每产品30-80秒。
&#60实施例6&#62将豆秸秆切割成一定长度(3-5厘米)。洗净切割好的豆秸秆，将其干燥至98％干度。
同时，将20％(重量)的淀粉和80％(重量)的水混合。搅拌该混合物，使淀粉和水均匀混合。
确认搅拌完成后，通过缓慢加热混合物至100摄氏度内，同时防止混合物燃烧，来进行陈化。当淀粉和水的该混合物被加热后，会变成胶液。
确保胶液不凝聚，从而保证其所要求的粘度。
将干燥好的豆秸秆和胶液混合，同时搅拌使其混合完全。
当确认豆秸秆和胶液充分混合后，将混合物干燥至98％干度。此时，淀粉胶液的比例是20％(重量)，而豆秸秆是80％(重量)。混合物干燥后，将它粉碎成粒径为0．01毫米-0．1毫米的粉末。
将70％(重量)的豆秸秆-淀粉混合物与15％(重量)的水，以及15％(重量)的松脂或其它天然树脂混合。然后将该最终混合物在100-350摄氏度，5公斤／平方厘米的压力下，用成型机成型，成型速率为每产品30-80秒。
&#60实施例7&#62酒精厂在提取酒精后产生的淤渣中包含了大麦壳和一些其它物质。这种淤渣未经处理，会污染环境。适当处理后，可提取其中的大麦壳在本发明中利用。
将从淤渣里提取的大麦壳洗净，干燥至98％干度。
同时，将20％(重量)的淀粉和80％(重量)的水混合，同时进行搅拌，使淀粉和水均匀混合，在搅拌时目测混合的程度。
确认搅拌完成后，通过缓慢加热混合物至100摄氏度内，同时防止混合物燃烧，来进行陈化。当淀粉和水的该混合物被加热后，会变成胶液。
确保胶液不凝聚，从而保证其所要求的粘度。
将干燥好的大麦壳和胶液混合，同时搅拌使混合完全。
当确认大麦壳和胶液充分混合后，将混合物干燥至98％干度。此时，淀粉胶液的比例是20％(重量)，而大麦壳是80％(重量)。混合物干燥后，将它粉碎成粒径为0．01毫米-0．1毫米的粉末。
将70％(重量)的大麦壳-淀粉混合物与15％(重量)的水，以及15％(重量)的松脂或其它天然树脂混合。然后将该最终混合物在100-350摄氏度，5公斤／平方厘米的压力下，用成型机成型，成型速率为每产品30-80秒。
上文中，来自农业副产品，例如稻壳、锯屑、大麦壳、稻秸秆、玉米秸秆、小麦秸秆、豆秸秆，大麦壳等的粉碎粒径，可能会是小于0．01毫米或大于0．1毫米。如果原料是一种植物，任何种类均有可能。另外，稻壳、锯屑、稻秸秆、玉米秸秆、小麦秸秆、豆秸秆，大麦壳等可按照需要或用途组合使用。
按照上面描述的发明，原材料是很容易取得的，因此，替代效果十分巨大。
另外，原材料本身虽然大多可燃，但由于成型时的很大压力，产品不轻易燃烧。就算本发明的产品被点燃，也不会生成有毒气体，且火焰是低温型的。因此，在发生火灾时，本发明的产品不会使灾祸恶化。
权利要求
1．一种用天然材料制造塑料代替品的方法，其特征在于，包括步骤将20％(重量)的淀粉和80％(重量)的水混合，加热该混合物，制成胶液；将稻壳洗净，然后干燥至98％干度；将胶液和稻壳混合，形成由胶液和稻壳组成的混合物，将其干燥至98％干度，粉碎成粒径在0．01-0．1毫米之间的粉末；将70％(重量)的胶液和稻壳的混合物，15％(重量)的水，以及15％(重量)的松脂混合成为最终混合物；将最终混合物用成型机在100-350摄氏度，5公斤／平方厘米压力条件下，以30-80秒每件产品的生产速率加压成型。
2．一种用天然材料制造塑料代替品的方法，其特征在于，包括步骤将20％(重量)的淀粉和80％(重量)的水混合，加热该混合物，制成胶液；将稻秸秆切割成3-5厘米长，洗净，然后干燥至98％干度；将胶液和稻秸秆混合，形成由胶液和稻秸秆组成的混合物，将其干燥至98％干度，粉碎成粒径在0．01-0．1毫米之间的粉末；将70％(重量)的胶液和稻秸秆的混合物，15％(重量)的水，以及15％(重量)的松脂混合成为最终混合物；将最终混合物用成型机在100-350摄氏度，5公斤／平方厘米压力条件下，以30-80秒每件产品的生产速率加压成型。
3．一种用天然材料制造塑料代替品的方法，其特征在于，包括步骤将20％(重量)的淀粉和80％(重量)的水混合，加热该混合物，制成胶液；将锯屑洗净，然后干燥至98％干度；将胶液和锯屑混合，形成由胶液和锯屑组成的混合物，将其干燥至98％干度，粉碎成粒径在0．01-0．1毫米之间的粉末；将70％(重量)的胶液和锯屑的混合物，15％(重量)的水，以及15％(重量)的松脂混合成为最终混合物；将最终混合物用成型机在100-350摄氏度，5公斤／平方厘米压力条件下，以30-80秒每件产品的生产速率加压成型。
4．一种用天然材料制造塑料代替品的方法，其特征在于，包括步骤将20％(重量)的淀粉和80％(重量)的水混合，加热该混合物，制成胶液；将玉米秸秆切割成3-5厘米长，洗净，然后干燥至98％干度；将胶液和玉米秸秆混合，形成由胶液和玉米秸秆组成的混合物，将其干燥至98％干度，粉碎成粒径在0．01-0．1毫米之间的粉末；将70％(重量)的胶液和玉米秸秆的混合物，15％(重量)的水，以及15％(重量)的松脂混合成为最终混合物；将最终混合物用成型机在100-350摄氏度，5公斤／平方厘米压力条件下，以30-80秒每件产品的生产速率加压成型。
5．一种用天然材料制造塑料代替品的方法，其特征在于，包括步骤将20％(重量)的淀粉和80％(重量)的水混合，加热该混合物，制成胶液；将小麦秸秆切割成3-5厘米长，洗净，然后干燥至98％干度；将胶液和小麦秸秆混合，形成由胶液和小麦秸秆组成的混合物，将其干燥至98％干度，粉碎成粒径在0．01-0．1毫米之间的粉末；将70％(重量)的胶液和小麦秸秆的混合物，15％(重量)的水，以及15％(重量)的松脂混合成为最终混合物；将最终混合物用成型机在100-350摄氏度，5公斤／平方厘米压力条件下，以30-80秒每件产品的生产速率加压成型。
6．一种用天然材料制造塑料代替品的方法，其特征在于，包括步骤将20％(重量)的淀粉和80％(重量)的水混合，加热该混合物，制成胶液；将豆秸秆切割成3-5厘米长，洗净，然后干燥至98％干度；将胶液和豆秸秆混合，形成由胶液和豆秸秆组成的混合物，将其干燥至98％干度，粉碎成粒径在0．01-0．1毫米之间的粉末；将70％(重量)的胶液和豆秸秆的混合物，15％(重量)的水，以及15％(重量)的松脂混合成为最终混合物；将最终混合物用成型机在100-350摄氏度，5公斤／平方厘米压力条件下，以30-80秒每件产品的生产速率加压成型。
7．一种用天然材料制造塑料代替品的方法，其特征在于，包括步骤将20％(重量)的淀粉和80％(重量)的水混合，加热该混合物，制成胶液；从酒精厂生产的，经清洗的淤渣提取出大麦壳，将大麦壳洗净，然后干燥至98％干度；将胶液和大麦壳混合，形成由胶液和大麦壳组成的混合物，将其干燥至98％干度，粉碎成粒径在0．01-0．1毫米之间的粉末；将70％(重量)的胶液和大麦壳的混合物，15％(重量)的水，以及15％(重量)的松脂混合成为最终混合物；将最终混合物用成型机在100-350摄氏度，5公斤／平方厘米压力条件下，以30-80秒每件产品的生产速率加压成型。
全文摘要
本发明涉及一种用天然材料来制造塑料代替品的方法。将农业副产品和林业副产品,例如稻壳、稻秸秆、玉米秸秆、豆秸秆、小麦秸秆、锯屑等,以及由酒精厂获得的经清洗和干燥的淤渣,粉碎成一定粒径,然后将粉碎粉末和天然粘合剂(例如玉米淀粉、马铃薯淀粉等)混合,用松脂或天然树脂包覆,在成型机中加压成型,制造出塑料代替品。本发明的原料是从乡村地区容易获得的材料。加压成型在100—300摄氏度进行。
文档编号C08J5/00GK1281864SQ0012192
公开日2001年1月31日 申请日期2000年7月18日 优先权日1999年7月21日
发明者金永福, 金明子 申请人:金永福, 金明子