利用纖維素的可生物降解性組合物及其制造方法及利用所述組合物的防水劑及成型品的制作方法
【專利說明】利用纖維素的可生物降解性組合物及其制造方法及利用所述 組合物的防水劑及成型品 【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及包含纖維素(CELLULOSE)的可生物降解性組合物及其制造方法及利用 所述組合物制造的防水性和強度優(yōu)秀的防水劑及成型品。 【【背景技術(shù)】】
[0002] 以往，在企業(yè)或服務行業(yè)以多樣的方法制造、使用一次性用品（例如，紙杯，紙尿 褲，塑料袋，飯盒等），但這樣的一次性用品由于主要將作為化學化合物的塑料(Plastic)作 為原料使用，在使用后廢棄處理時發(fā)生環(huán)境污染等多種問題。
[0003] 為了解決這樣的問題，使用如玉米淀粉的天然材料開發(fā)了使用后生物分解的可生 物降解性物質(zhì)(例如，聚乳酸(PO I y I act i c ac i d: PLA ))，但這樣的可生物降解性物質(zhì)有在制 造時消耗過多的費用，不適宜于產(chǎn)業(yè)上大量生產(chǎn)的問題，僅適用于部分有限的領(lǐng)域，不能活 用是實情。
[0004] 對此，要求開發(fā)出不僅具有可生物降解性，維持一定期間優(yōu)秀的防水性，強度強的 替代物質(zhì)。 【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0005] 【發(fā)明要解決的技術(shù)課題】
[0006] 本發(fā)明為解決如所述的以往技術(shù)的問題，旨在提供使用作為地球上最多的量的有 機物的纖維素(CELLULOSE)而減少原料費，使用后廢棄時生物分解而不毀損自然環(huán)境，且具 有優(yōu)秀的防水性和強度，不僅作為防水劑有用，可替代紙或塑料等的以往的原材料的可生 物降解性組合物及其制造方法及利用所述組合物的防水劑及成型品。
[0007] 【解決課題的技術(shù)方案】
[0008] 為達成所述目的的本發(fā)明的可生物降解性組合物是以包含具有300μπι~Inm尺寸 的直徑的纖維素 (CELLULOSE )、紙漿(PULP)及水(WATER )，所述纖維素和紙漿的含量比以纖 維素:紙漿的重量比是1:99~99:1，所述水(WATER)的含量以全體組合物的重量為基準是50 ~99重量％作為特征的利用纖維素的可生物降解性組合物，從而完成本發(fā)明。
[0009] 其中，以所述纖維素(CELLULOSE)可在具有300μπι~Inm尺寸的直徑的纖維素中混 合尺寸互相不同的一種以上的纖維素作為特征。
[0010]另外，以可在纖維素（CELLULOSE)中還追加選自果膠、藻酸、瓜爾膠及瓊脂的別的 水溶性纖維質(zhì)或植物性纖維質(zhì)作為特征。
[0011] 以所述纖維素(CELLULOSE)及紙漿(PULP)是可漂白或染色的纖維素作為特征。
[0012] 根據(jù)所述方法的可生物降解性組合物的制造方法是
[0013] 準備粉碎(分離)的纖維素(CELLULOSE)的第1階段；
[0014]準備紙漿(PULP)的第2階段；
[0015] 準備水(WATER)的第3階段;及
[0016]將通過所述第1階段~第3階段準備的纖維素、紙漿及水一起混合而制造組合物的 方法，從而完成本發(fā)明。
[0017]其中，以所述第1階段是將纖維素(CELLULOSE)粉碎為具有300μπι~Inm尺寸的直徑 而準備作為特征。
[0018] 以所述第1階段可在具有300μπι~Inm尺寸的直徑的纖維素(CELLULOSE)中混合一 種以上尺寸互相不同的纖維素作為特征。
[0019] 以所述第1階段及第2階段可將纖維素(CELLULOSE)及紙漿(PULP)各自漂白或染色 作為特征。
[0020] 以所述第1階段可在纖維素（CELLULOSE)中還追加選自果膠、藻酸、瓜爾膠及瓊脂 的別的水溶性纖維質(zhì)或植物性纖維質(zhì)作為特征。
[0021] 以通過所述第1階段~第4階段混合的組合物[混合分離為納米(Nano)尺寸的纖維 素、紙漿和水的組合物]被涂覆或包被于對象物體相后干燥（1次以上）時，可作為可形成防 水效果優(yōu)秀的包被膜的防水劑使用作為特征。
[0022] 以使通過所述第1階段~第4階段混合的組合物成型、干燥，則可制造紙、一次性用 品或塑料替代品，越是使用尺寸小的纖維素(CELLULOSE)制造組合物，越是使組成的混合物 密度高地成型，完成的產(chǎn)品的防水時間和強度增強作為特征。
[0023]【發(fā)明效果】
[0024] 由于由本發(fā)明的可生物降解性組合物不使用粘合劑，利用作為天然素材的纖維素 (CELLULOSE)和紙漿(PULP)制造成，從而有對人體無害，產(chǎn)品制造后可具有一定時間防水效 果，可在實際生活中多樣地使用，可再適用，廢棄時生物分解而容易自然還原，可根據(jù)粉碎 的纖維素尺寸和完成的產(chǎn)品的密度調(diào)節(jié)防水時間和強度及生物分解的時間而制造的優(yōu)點。
[0025] 另外，由于本發(fā)明的組合物防水效果出色，不僅可作為防水劑有用地使用，由于由 本發(fā)明的組合物制造的成型品使用作為地球上最多的有機物質(zhì)的纖維素制造，還有可以比 塑料或利用玉米淀粉的PLA更低廉的費用制造的優(yōu)點。 【【附圖說明】】
[0026] 圖1是由本發(fā)明的組合物制造的試片的拉伸強度試驗結(jié)果。
[0027]圖2是由以往的塑料[高密度聚乙烯(HDPE)]制造的試片的拉伸強度試驗結(jié)果。 [0028]【實施方式】
[0029]本發(fā)明的可生物降解性組合物包含纖維素 （C E L L U L 0 S E )、紙漿（P U L P )及水 (WATER)。
[0030] 本發(fā)明的可生物降解性組合物可還包含一種以上的如果膠（PECTIN)、藻酸 (ALGINIC ACID)、瓜爾膠(GUAR GUM)、瓊脂(AGAR)等的別的水溶性纖維質(zhì)或植物性纖維質(zhì)。
[0031] 在本發(fā)明的可生物降解性組合物中，所述纖維素(CELLULOSE)和紙漿(PULP)可根 據(jù)最終產(chǎn)品的用途，漂白而使用，或者染色而使用。
[0032]在本發(fā)明的可生物降解性組合物中，所述纖維素(CELLULOSE)和紙漿(PULP)的含 量比以纖維素（或者纖維素和與纖維素不同的纖維質(zhì)的總計）：紙漿的重量比是1:99~99: 1，優(yōu)選而言是10 : 90~90 :10，更優(yōu)選而言是30 : 70~70 : 30，最優(yōu)選而言是50 : 50，所述水 (WATER)的含量以全體組合物的重量為基準是50~99重量％，優(yōu)選而言是60~90重量％。
[0033]在本發(fā)明中，所述纖維素(CELLULOSE)是構(gòu)成植物或海藻類等的進行光合成的生 物的身體的主要的物質(zhì)，在本發(fā)明中，可根據(jù)最終產(chǎn)品的用途調(diào)節(jié)組合物制造時使用的纖 維素(CELLULOSE)的尺寸而使用，例如，纖維素的尺寸優(yōu)選是直徑300μπι~lnm，或者是100μπι ~5nm〇
[0034]在本發(fā)明的可生物降解性組合物中，所述在具有300μπι~Inm尺寸的直徑的纖維素 (CELLULOSE)中可混合一種以上尺寸互相不同的纖維素。
[0035]制造如所述的本發(fā)明的可生物降解性組合物的方法以包括以下的階段作為特征： [0036]準備粉碎(分離)的纖維素(CELLULOSE)的第1階段；
[0037]準備紙漿(PULP)的第2階段；
[0038] 準備水(WATER)的第3階段;及
[0039] 將通過所述第1階段~第3階段準備的纖維素、紙漿及水一起混合而制造組合物的 第4階段。
[0040] 以下，依階段詳細地說明本發(fā)明的可生物降解性塑料替代材組合物的制造方法。
[0041] 【第1階段:粉碎(分離)的纖維素(CELLULOSE)準備階段】
[0042] 在本發(fā)明的可生物降解性塑料替代材組合物的制造方法中，在所述第1階段準備 粉碎（分離）的纖維素，優(yōu)選而言將纖維素粉碎(分離）為具有300M1~Inm尺寸的直徑而準 備。
[0043] 所述纖維素(CELLULOSE)也可根據(jù)最終產(chǎn)品的用途而漂白而使用，或者染色而使 用。
[0044]另外，纖維素(CELLULOSE)中也可還混合一種以上如果膠，藻酸，瓜爾膠，瓊脂等的 別的水溶性纖維質(zhì)而準備。
[0045] 在所述具有300μπι~Inm尺寸的直徑的纖維素(CELLULOSE)中，可混合一種以上尺 寸互相不同的纖維素。
[0046]在本階段，在纖維素（CELLULOSE)的粉碎方法中無特別的限制，例如，可適用利用 如粉碎機或勻化器(H0M0GENIZER)的機械的機械性方法，或者，利用如硫酸，鹽酸，磷酸等的 酸的酸水解等的化學性方法。
[0047] 通過將在本發(fā)明的組合物中使用的分離為300μπι~Inm尺寸的纖維素(CELLULOSE) 適宜地調(diào)節(jié)，或?qū)⒒ハ嗖煌某叽绲睦w維素適宜地混合而使用，可容易調(diào)節(jié)纖維素分散到 水中的時間及使用所述組合物制造的完成產(chǎn)品的防水時間、強度等，使用的纖維素的尺寸 越小，完成的產(chǎn)品的防水時間和強度越增強。
[0048] 從而，可根據(jù)完成產(chǎn)品的使用用途，調(diào)節(jié)組合物制造時使用的纖維素的尺寸而使 用。
[0049] 例如，在制造防水用產(chǎn)品或輕量結(jié)構(gòu)材料等的半永久性的產(chǎn)品時，優(yōu)選使用粉碎 為納米（I OOnm~I nm)尺寸的纖維素 (CELLULOSE )，在制造應在比較快的時間內(nèi)分解的產(chǎn)品 時，適合使用300μπι~Ιμπι尺寸的纖維素(CELLULOSE)，可在具有300μπι~Inm尺寸的直徑的纖 維素中混合一種以上尺寸互相不同的纖維素而適宜地調(diào)節(jié)必要的防水時間和強度而制造 廣品。
[0050] 【第2階段:紙漿(PULP)準備階段】
[0051]紙漿(PULP)是從木材或其他的纖維植物由機械性和/或化學性方法得到的纖維素 的集合體，是造紙時使用的主原料，主要使用如針葉樹或闊葉樹的木材制造，也有非木材紙 漿，但本發(fā)明中使用的紙漿的種類無特別的限制，可使用全部種類的紙漿，在制造需要產(chǎn)品 的彈性或拉伸強度的產(chǎn)品時，優(yōu)選使用紙漿的長度長、拉伸力強的，在制造成型難的產(chǎn)品 時，優(yōu)選使用紙漿的長度短的。
[0052]另外，所述紙漿(PULP)也可根據(jù)最終產(chǎn)品的用途，漂白而使用，或者染色而使用。 [0053]【第3階段:水(WATER)準備階段】
[0054] 在本發(fā)明中，水(WATER)是形成纖維素（CELLULOSE)纖維分子間氫鍵（HYDROGEN BOND)