專利名稱：利用天然材料制造塑料代替品的方法
技術領域：
本發明涉及用天然材料制造塑料代替品的方法。具體涉及采用天然材料制造塑料代替品，在此方法中，將農業副產品和林業副產品，例如稻殼、稻秸稈、玉米秸稈、豆秸稈、小麥秸稈、鋸屑等、以及由酒精廠提供的經洗滌和干燥后的淤渣，進行粉碎至特定的粒徑，而后和天然粘合劑(例如玉米淀粉、馬鈴薯淀粉等)混合，再用松脂或天然樹脂包覆，在成型機中加壓成型，從而得到塑料替代產品。
有各種各樣的日常用品是塑料制造，其外形和用途也多種多樣，并且仍在不斷的開發中。然而，塑料材料很易燃燒，因此遇到火災時會迅速燃盡，以至沒有時間來滅火。而且，當塑料燃燒時，會釋放出有毒的氣體危及人類的生命。而被丟棄時，塑料又不會分解，結果使自然環境受到污染。
本發明的目的是要克服使用這種傳統材料的上述缺點。
因此，本發明的一個目標是提供一種用天然材料來制造塑料代替品的方法，該方法是從農業副產品和林業副產品中選擇一種或更多的天然材料，例如稻殼、稻秸稈、玉米秸稈、豆秸稈、小麥秸稈、鋸屑等、由酒精廠獲得的經干燥的淤渣，經過洗滌、分選和干燥，然后和天然粘合劑(例如玉米淀粉、馬鈴薯淀粉等)混合，干燥并壓碎后，和某種包覆材料如松脂或天然樹脂混合，然后在成型機中加壓成型。
農業副產品和林業副產品可以選擇性地使用，而稻殼、稻秸稈和其他的植物副產品可以混合使用。
天然粘合劑可用玉米淀粉和馬鈴薯淀粉，但亦可用其他的谷類粉末來達到相同的效果。首選玉米淀粉和馬鈴薯淀粉是因為價格低廉。代替材料的觸感和顏色是天然的，因此可染色。
松脂是從松樹樹脂中除去松結油制造的，因此是阻燃的。此外，通過加熱可以增加它的強度，且具有抗濕性。
另外，在成型制造本發明產品的時候，由于松脂的存在，產品易于和成型模具脫離，因此松脂是本發明使用的一個重要材料。在本發明中，成型的條件是在100-350攝氏度，內部適宜壓力為5公斤／平方厘米，成型速度為每件產品30-80秒。
農業副產品、林業副產品，以及其他的植物副產品大多都是廢料，因此易于獲得。然而，它們的可獲得性受季節影響，因此可選擇性使用該季節最易獲得的材料。
上述目的和本發明的其他優點通過參考附圖來描述本發明的較佳實施例可進一步清楚。其中
圖1是說明本發明生產過程的流程圖本發明的材料的組成包括一種或多種材料，選自農業副產品例如稻殼、稻秸稈、玉米秸稈、豆秸稈、小麥秸稈等，或林業副產品如鋸屑及類似物；由酒精廠制造的經洗滌和干燥后的淤渣；天然粘合劑如玉米淀粉、馬鈴薯淀粉等；包覆材料如松脂或天然樹脂等。
本發明運用天然材料來生產塑料代替品的過程包括材料洗滌步驟；經洗滌后的材料的干燥步驟；將材料浸入粘合劑的步驟；浸入粘合劑后材料的干燥步驟；干燥后材料的粉碎步驟；將粉碎粉末和包覆材料混合的步驟；混合材料的成型步驟。
本發明的材料的化學組成將在下面詳細分析。
在1999年6月18日由本申請人提交的題為“由天然材料制成的食品容器”專利申請中，是由韓國科學技術學院分析其化學組成。本發明材料的化學組成和上述專利申請相似。
因此，可參見由韓國科學技術學院提供的數據。
表1和表2分析了構成稻殼制容器的成分物質；并分析了當燃燒該容器后產生的物質。
&#60實驗1&#62表1．構成容器的物質組成分析
在上表中，對人體有害的重金屬進行了分類，只有二氧化硅占10．8％(重量)，鉛(Pb)占0．0005％(重量)或更少，鎘(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，銅(Cu)占0．0011％(重量)或更少。可見重金屬含量低于標準值，因此不會對人體有害。二氧化硅是對應于石英砂，所以無論在何種情況下都不會對人體有害。因此，從上述表1可見，本發明所述材料的組成成分對人體無害。
下面的表2顯示了由春永環境有限公司(Chungyong Environment Co．Ltd．)提供的環境污染物質的測量結果。從而可見燃燒稻殼所制容器所產生物質的環境污染程度。
&#60實驗2&#62表2．燃燒時所產生環境污染物質的測量結果
*燃燒效率為81．5％。
從上述表2可見，由于容器具有高密度，因此一氧化碳(CO)在燃燒時只有輕微產生。
然而，其產生量遠低于標準污染值，因而從上述表1和表2來看，該容器是一種無污染的材料，從表1和表2的比較來看，本發明的材料也是無污染的。
現在將以一些實施例詳述本發明用天然材料制造塑料代替品的方法。
&#60實施例1&#62先將稻殼清洗至潔凈狀態，然后干燥至98％干度。
同時，將20％(重量)的淀粉和80％(重量)的水混合。攪拌該混合物，使淀粉和水均勻混合。
確認攪拌完成后，通過緩慢加熱混合物至100攝氏度內，同時防止混合物燃燒，來進行陳化。當淀粉和水的該混合物被加熱后，會變成膠液。
確保膠液不凝聚，從而保證其所要求的粘度。
將干燥好的稻殼和膠液混合，同時攪拌使混合完全。
當確認稻殼和膠液充分混合后，將混合物干燥至98％干度。在此，淀粉膠液的比例是20％(重量)，而稻殼是80％(重量)。混合物干燥后，將它粉碎成粒徑為0．01毫米-0．1毫米的粉末。
將70％(重量)的稻殼-淀粉混合物與15％(重量)的水，以及15％(重量)的松脂或其它天然樹脂混合。然后將該最終混合物在100-300攝氏度，5公斤／平方厘米的壓力下，用成型機成型，成型速率為30-80秒。
&#60實施例2&#62將稻秸稈切割成一定長度(3-5厘米)。洗凈切割好的稻秸稈，將其干燥至98％干度。
同時，將20％(重量)的淀粉和80％(重量)的水混合。攪拌該混合物，使淀粉和水均勻混合。
確認攪拌完成后，通過緩慢加熱混合物至100攝氏度內，同時防止混合物燃燒，來進行陳化。當淀粉和水的該混合物被加熱后，會變成膠液。
確保膠液不凝聚，從而保證其所要求的粘度。
將干燥好的稻秸稈和膠液混合，同時攪拌使混合完全。
當確認稻秸稈和膠液充分混合后，將混合物干燥至98％干度。此時，淀粉膠液的比例是20％(重量)，而稻秸稈是80％(重量)。混合物干燥后，將它粉碎成粒徑為0．01毫米-0．1毫米的粉末。
將70％(重量)的稻秸稈-淀粉混合物與15％(重量)的水，以及15％(重量)的松脂或其它天然樹脂混合。然后將該最終混合物在100-350攝氏度，5公斤／平方厘米的壓力下，用成型機成型，成型速率為每產品30-80秒。
&#60實施例3&#62洗凈鋸屑，將其干燥至98％干度。
同時，將20％(重量)的淀粉和80％(重量)的水混合。攪拌該混合物，使淀粉和水均勻混合。
確認攪拌完成后，通過緩慢加熱混合物至100攝氏度內，同時防止混合物燃燒，來進行陳化。當淀粉和水的該混合物被加熱后，會變成膠液。
確保膠液不凝聚，從而保證其所要求的粘度。
將干燥好的鋸屑和膠液混合，同時攪拌使混合完全。
當確認鋸屑和膠液充分混合后，將混合物干燥至98％干度。此時，淀粉膠液的比例是20％(重量)，而鋸屑是80％(重量)。混合物干燥后，將它粉碎成粒徑為0．01毫米-0．1毫米的粉末。
將70％(重量)的鋸屑-淀粉混合物與15％(重量)的水，以及15％(重量)的松脂或其它天然樹脂混合。然后將該最終混合物在100-350攝氏度，5公斤／平方厘米的壓力下，用成型機成型，成型速率為每產品30-80秒。
&#60實施例4&#62將玉米秸稈切割成一定長度(3-5厘米)。洗凈切割好的玉米秸桿，再將其干燥至98％干度。
同時，將20％(重量)的淀粉和80％(重量)的水混合。攪拌該混合物，使淀粉和水均勻混合。
確認攪拌完成后，通過緩慢加熱混合物至100攝氏度內，同時防止混合物燃燒，來進行陳化。當淀粉和水的該混合物被加熱后，會變成膠液。
確保膠液不凝聚，從而保證其所要求的粘度。
將干燥好的玉米秸稈和膠液混合，同時攪拌使混合完全。
當確認玉米秸稈和膠液充分混合后，將混合物干燥至98％干度。此時，淀粉膠液的比例是20％(重量)，而玉米秸稈是80％(重量)。混合物干燥后，將它粉碎成粒徑為0．01毫米-0．1毫米的粉末。
將70％(重量)的玉米秸稈-淀粉混合物與15％(重量)的水，以及15％(重量)的松脂或其它天然樹脂混合。然后將該最終混合物在100-350攝氏度，5公斤／平方厘米的壓力下，用成型機成型，成型速率為每產品30-80秒。
&#60實施例5&#62將小麥秸稈切割成一定長度(3-5厘米)。洗凈切割好的小麥秸稈，將其干燥至98％干度。
同時，將20％(重量)的淀粉和80％(重量)的水混合。攪拌該混合物，使淀粉和水均勻混合。
確認攪拌完成后，通過緩慢加熱混合物至100攝氏度內，同時防止混合物燃燒，來進行陳化。當淀粉和水的該混合物被加熱后，會變成膠液。
確保膠液不凝聚，從而保證其所要求的粘度。
將干燥好的小麥秸稈和膠液混合，同時攪拌使混合完全。
當確認小麥秸稈和膠液充分混合后，將混合物干燥至98％干度。此時，淀粉膠液的比例是20％(重量)，而小麥秸稈是80％(重量)。混合物干燥后，將它粉碎成粒徑為0．01毫米-0．1毫米的粉末。
將70％(重量)的小麥秸稈-淀粉混合物與15％(重量)的水，以及15％(重量)的松脂或其它天然樹脂混合。然后將該最終混合物在100-350攝氏度，5公斤／平方厘米的壓力下，用成型機成型，成型速率為每產品30-80秒。
&#60實施例6&#62將豆秸稈切割成一定長度(3-5厘米)。洗凈切割好的豆秸稈，將其干燥至98％干度。
同時，將20％(重量)的淀粉和80％(重量)的水混合。攪拌該混合物，使淀粉和水均勻混合。
確認攪拌完成后，通過緩慢加熱混合物至100攝氏度內，同時防止混合物燃燒，來進行陳化。當淀粉和水的該混合物被加熱后，會變成膠液。
確保膠液不凝聚，從而保證其所要求的粘度。
將干燥好的豆秸稈和膠液混合，同時攪拌使其混合完全。
當確認豆秸稈和膠液充分混合后，將混合物干燥至98％干度。此時，淀粉膠液的比例是20％(重量)，而豆秸稈是80％(重量)。混合物干燥后，將它粉碎成粒徑為0．01毫米-0．1毫米的粉末。
將70％(重量)的豆秸稈-淀粉混合物與15％(重量)的水，以及15％(重量)的松脂或其它天然樹脂混合。然后將該最終混合物在100-350攝氏度，5公斤／平方厘米的壓力下，用成型機成型，成型速率為每產品30-80秒。
&#60實施例7&#62酒精廠在提取酒精后產生的淤渣中包含了大麥殼和一些其它物質。這種淤渣未經處理，會污染環境。適當處理后，可提取其中的大麥殼在本發明中利用。
將從淤渣里提取的大麥殼洗凈，干燥至98％干度。
同時，將20％(重量)的淀粉和80％(重量)的水混合，同時進行攪拌，使淀粉和水均勻混合，在攪拌時目測混合的程度。
確認攪拌完成后，通過緩慢加熱混合物至100攝氏度內，同時防止混合物燃燒，來進行陳化。當淀粉和水的該混合物被加熱后，會變成膠液。
確保膠液不凝聚，從而保證其所要求的粘度。
將干燥好的大麥殼和膠液混合，同時攪拌使混合完全。
當確認大麥殼和膠液充分混合后，將混合物干燥至98％干度。此時，淀粉膠液的比例是20％(重量)，而大麥殼是80％(重量)。混合物干燥后，將它粉碎成粒徑為0．01毫米-0．1毫米的粉末。
將70％(重量)的大麥殼-淀粉混合物與15％(重量)的水，以及15％(重量)的松脂或其它天然樹脂混合。然后將該最終混合物在100-350攝氏度，5公斤／平方厘米的壓力下，用成型機成型，成型速率為每產品30-80秒。
上文中，來自農業副產品，例如稻殼、鋸屑、大麥殼、稻秸稈、玉米秸稈、小麥秸稈、豆秸稈，大麥殼等的粉碎粒徑，可能會是小于0．01毫米或大于0．1毫米。如果原料是一種植物，任何種類均有可能。另外，稻殼、鋸屑、稻秸稈、玉米秸稈、小麥秸稈、豆秸稈，大麥殼等可按照需要或用途組合使用。
按照上面描述的發明，原材料是很容易取得的，因此，替代效果十分巨大。
另外，原材料本身雖然大多可燃，但由于成型時的很大壓力，產品不輕易燃燒。就算本發明的產品被點燃，也不會生成有毒氣體，且火焰是低溫型的。因此，在發生火災時，本發明的產品不會使災禍惡化。
權利要求
1．一種用天然材料制造塑料代替品的方法，其特征在于，包括步驟將20％(重量)的淀粉和80％(重量)的水混合，加熱該混合物，制成膠液；將稻殼洗凈，然后干燥至98％干度；將膠液和稻殼混合，形成由膠液和稻殼組成的混合物，將其干燥至98％干度，粉碎成粒徑在0．01-0．1毫米之間的粉末；將70％(重量)的膠液和稻殼的混合物，15％(重量)的水，以及15％(重量)的松脂混合成為最終混合物；將最終混合物用成型機在100-350攝氏度，5公斤／平方厘米壓力條件下，以30-80秒每件產品的生產速率加壓成型。
2．一種用天然材料制造塑料代替品的方法，其特征在于，包括步驟將20％(重量)的淀粉和80％(重量)的水混合，加熱該混合物，制成膠液；將稻秸稈切割成3-5厘米長，洗凈，然后干燥至98％干度；將膠液和稻秸稈混合，形成由膠液和稻秸稈組成的混合物，將其干燥至98％干度，粉碎成粒徑在0．01-0．1毫米之間的粉末；將70％(重量)的膠液和稻秸稈的混合物，15％(重量)的水，以及15％(重量)的松脂混合成為最終混合物；將最終混合物用成型機在100-350攝氏度，5公斤／平方厘米壓力條件下，以30-80秒每件產品的生產速率加壓成型。
3．一種用天然材料制造塑料代替品的方法，其特征在于，包括步驟將20％(重量)的淀粉和80％(重量)的水混合，加熱該混合物，制成膠液；將鋸屑洗凈，然后干燥至98％干度；將膠液和鋸屑混合，形成由膠液和鋸屑組成的混合物，將其干燥至98％干度，粉碎成粒徑在0．01-0．1毫米之間的粉末；將70％(重量)的膠液和鋸屑的混合物，15％(重量)的水，以及15％(重量)的松脂混合成為最終混合物；將最終混合物用成型機在100-350攝氏度，5公斤／平方厘米壓力條件下，以30-80秒每件產品的生產速率加壓成型。
4．一種用天然材料制造塑料代替品的方法，其特征在于，包括步驟將20％(重量)的淀粉和80％(重量)的水混合，加熱該混合物，制成膠液；將玉米秸稈切割成3-5厘米長，洗凈，然后干燥至98％干度；將膠液和玉米秸稈混合，形成由膠液和玉米秸稈組成的混合物，將其干燥至98％干度，粉碎成粒徑在0．01-0．1毫米之間的粉末；將70％(重量)的膠液和玉米秸稈的混合物，15％(重量)的水，以及15％(重量)的松脂混合成為最終混合物；將最終混合物用成型機在100-350攝氏度，5公斤／平方厘米壓力條件下，以30-80秒每件產品的生產速率加壓成型。
5．一種用天然材料制造塑料代替品的方法，其特征在于，包括步驟將20％(重量)的淀粉和80％(重量)的水混合，加熱該混合物，制成膠液；將小麥秸稈切割成3-5厘米長，洗凈，然后干燥至98％干度；將膠液和小麥秸稈混合，形成由膠液和小麥秸稈組成的混合物，將其干燥至98％干度，粉碎成粒徑在0．01-0．1毫米之間的粉末；將70％(重量)的膠液和小麥秸稈的混合物，15％(重量)的水，以及15％(重量)的松脂混合成為最終混合物；將最終混合物用成型機在100-350攝氏度，5公斤／平方厘米壓力條件下，以30-80秒每件產品的生產速率加壓成型。
6．一種用天然材料制造塑料代替品的方法，其特征在于，包括步驟將20％(重量)的淀粉和80％(重量)的水混合，加熱該混合物，制成膠液；將豆秸稈切割成3-5厘米長，洗凈，然后干燥至98％干度；將膠液和豆秸稈混合，形成由膠液和豆秸稈組成的混合物，將其干燥至98％干度，粉碎成粒徑在0．01-0．1毫米之間的粉末；將70％(重量)的膠液和豆秸稈的混合物，15％(重量)的水，以及15％(重量)的松脂混合成為最終混合物；將最終混合物用成型機在100-350攝氏度，5公斤／平方厘米壓力條件下，以30-80秒每件產品的生產速率加壓成型。
7．一種用天然材料制造塑料代替品的方法，其特征在于，包括步驟將20％(重量)的淀粉和80％(重量)的水混合，加熱該混合物，制成膠液；從酒精廠生產的，經清洗的淤渣提取出大麥殼，將大麥殼洗凈，然后干燥至98％干度；將膠液和大麥殼混合，形成由膠液和大麥殼組成的混合物，將其干燥至98％干度，粉碎成粒徑在0．01-0．1毫米之間的粉末；將70％(重量)的膠液和大麥殼的混合物，15％(重量)的水，以及15％(重量)的松脂混合成為最終混合物；將最終混合物用成型機在100-350攝氏度，5公斤／平方厘米壓力條件下，以30-80秒每件產品的生產速率加壓成型。
全文摘要
本發明涉及一種用天然材料來制造塑料代替品的方法。將農業副產品和林業副產品,例如稻殼、稻秸稈、玉米秸稈、豆秸稈、小麥秸稈、鋸屑等,以及由酒精廠獲得的經清洗和干燥的淤渣,粉碎成一定粒徑,然后將粉碎粉末和天然粘合劑(例如玉米淀粉、馬鈴薯淀粉等)混合,用松脂或天然樹脂包覆,在成型機中加壓成型,制造出塑料代替品。本發明的原料是從鄉村地區容易獲得的材料。加壓成型在100—300攝氏度進行。
文檔編號C08J5/00GK1281864SQ0012192
公開日2001年1月31日 申請日期2000年7月18日 優先權日1999年7月21日
發明者金永福, 金明子 申請人:金永福, 金明子