專(zhuān)利名稱(chēng)：生物降解性成型物及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種作為在自然環(huán)境中利用微生物的作用，最終可降解成土壤的資源材料(農(nóng)業(yè)用資源材料、園藝用資源材料、綠化用資源材料等等)并起到一定作用的生物降解性成型物。更具體地說(shuō)，是涉及一種能有效地利用動(dòng)物的排泄物(家禽的排泄物物等)、食品廢棄物(生鮮垃圾等)、廢棄的植物纖維質(zhì)成分(廢紙等)等等有機(jī)的環(huán)境負(fù)擔(dān)物的生物降解性成型物及其制造方法。
隨著化學(xué)工業(yè)的發(fā)展迎來(lái)了塑料的誕生。由于其具有輕便、結(jié)實(shí)、不會(huì)腐爛等優(yōu)點(diǎn)，因此在各個(gè)領(lǐng)域被廣泛地應(yīng)用于制造各種各樣的產(chǎn)品。當(dāng)然，在制造用于農(nóng)業(yè)、園藝、綠化的成型物(薄膜狀的覆蓋材料、缽、育苗盆、植物栽培容器等等)時(shí)，使用塑料也非常盛行。
可是，塑料等自然界本不存在的石油化工產(chǎn)品，給地球帶來(lái)了各種各樣的危害。環(huán)境激素的產(chǎn)生、燃燒有害氣體(氯化氫、二噁英等有毒氣體、造成地球溫室效應(yīng)的二氧化碳等等)的產(chǎn)生、填拓造地造成的地下污染、以及向海洋和山林的不法投棄等等都引起了很大的社會(huì)公害問(wèn)題。在日本，每年大約有700萬(wàn)噸的塑料被廢棄，而被回收利用的只是其中極小的一部分，大部分都被填埋或加以焚燒處理。
作為解決上述問(wèn)題的方法，更加促進(jìn)塑料的回收利用固然重要，近年來(lái)，適合回收利用的材料開(kāi)發(fā)具有生物降解性的塑料的開(kāi)發(fā)也非常盛行。可是，目前若用具有生物降解性的塑料來(lái)代替通用的塑料，在物性、成形加工性、耐水性、分解速度、成本等方面還存在著很多的困難。
特別是作為用于農(nóng)業(yè)、園藝、以及綠化的成型物來(lái)使用，在通氣性、透水性、保濕性、吸水性、耐水性等方面存在許多有待解決的課題。關(guān)于上述的成型物，最重要的是希望此成型物在使用后能還原成土壤，并不給周?chē)h(huán)境帶來(lái)壞影響。
用于農(nóng)業(yè)的成型物，例如日本專(zhuān)利公開(kāi)公報(bào)特開(kāi)平9-205901號(hào)所刊登的、以纖維素漿為主要成分的紙張型多用途薄膜含有腐殖酸及腐殖酸鹽。日本專(zhuān)利公報(bào)特開(kāi)平10-120020號(hào)所刊登的、利用含有腐殖酸及腐殖酸衍生物的紙張來(lái)包裝農(nóng)業(yè)用資源材料的包裝袋?？墒沁@些成型物被用于農(nóng)業(yè)用途時(shí)，需長(zhǎng)時(shí)間暴露在潮濕環(huán)境之中，但其潮濕拉伸強(qiáng)度卻很低。而且，若使用這些方法經(jīng)過(guò)抄紙加工的紙張只是通過(guò)干燥被加工成薄膜或袋。換言之，在上述干燥條件下水分蒸發(fā)時(shí)的薄膜溫度在100℃以下，且干燥時(shí)間也較短。
另外，日本專(zhuān)利公開(kāi)公報(bào)特開(kāi)平8-090522號(hào)所刊登的方法是，將植物纖維類(lèi)的廢棄物(廢紙、木材的邊角料等)進(jìn)行纖維分解，并與腐殖酸混練·成形后，在常溫下經(jīng)過(guò)干燥被制成成型物。可是，由此方法得到的成型物，其潮濕拉伸強(qiáng)度也非常低。
本發(fā)明著眼于上述事實(shí)，其目的在于提供一種生物降解性?xún)?yōu)越、潮濕拉伸強(qiáng)度高的成型物以及此成型物的制造方法。
本發(fā)明的另一目的是提供一種無(wú)需實(shí)質(zhì)性地使用塑料等化學(xué)產(chǎn)品，而是通過(guò)苦于廢棄處理的天然有機(jī)物(動(dòng)物的排泄物、生鮮垃圾等食品廢棄物等)、廢棄植物纖維(廢紙等)的回收利用，可以得到的成型物以及此成型物的制造方法。
本發(fā)明的發(fā)明者通過(guò)銳意的研究發(fā)現(xiàn)將(1)植物纖維(廢紙等)和、(2)含有來(lái)自天然有機(jī)物的非纖維質(zhì)成分的材料(動(dòng)物的排泄物、生鮮垃圾等)以及/或者纖維分解物(草炭等)加以混合、成形后，通過(guò)熱處理，植物纖維中的羥基(例如，纖維素的羥基)和非纖維質(zhì)成分中或者纖維分解物中的羧基(例如，草炭腐殖酸中的羧基、蛋白質(zhì)末端的羧基等)能夠形成脫水縮合的網(wǎng)形結(jié)構(gòu)，且使用不同于單干燥的處理加工，從而提高了成型物的潮濕拉伸強(qiáng)度，由此得到的成型物還擁有生物降解性，因此，本發(fā)明得到了成功。
換言之，本發(fā)明的特點(diǎn)是，本發(fā)明的生物降解性成型物(容器、薄膜等)，其植物纖維(木才纖維、種子毛纖維、韌皮纖維、莖類(lèi)纖維等)之間散布著來(lái)自天然有機(jī)物(動(dòng)物的排泄物、食品類(lèi)等)的非纖維質(zhì)成分。上述成型物的密度(D)和潮濕拉伸強(qiáng)度(S)存在下式(1)所規(guī)定的關(guān)系
S≥3.8×D-1.2………………………(1)式中，S為潮濕拉伸強(qiáng)度(MPa),D為成型物的密度(g/cm3)。
上述成型物被浸于水中或埋入土中時(shí)，若能維持原型1個(gè)月以上，并在1年以?xún)?nèi)分解則最為理想。上述成型物也可含有纖維分解物(草炭等)、尿素、腐殖酸、磷酸。
本發(fā)明還包括，將(1)植物纖維、(2)來(lái)自天然有機(jī)物的非纖維質(zhì)成分以及/或者纖維分解物加以混合，以規(guī)定的形狀成型后，用熱處理來(lái)提高成型物的潮濕拉伸強(qiáng)度的生物生物降解性成型物的制造方法。上述植物纖維以及非纖維質(zhì)成分，若能利用廢棄物則最為理想。熱處理的最高溫度在80-270℃之間。
另外，本說(shuō)明書(shū)中提及的“薄膜”，不考慮其厚度，也包括那些較厚的薄膜或薄片。
下面對(duì)附圖進(jìn)行簡(jiǎn)要說(shuō)明。


圖1是本發(fā)明的生物降解性成型物的制造流程方框圖。
圖2是示意將實(shí)施例15中，在溫度120℃、經(jīng)過(guò)16小時(shí)加熱后得到的薄膜(潮濕拉伸強(qiáng)度1.2MPa)鋪于土壤之上，經(jīng)過(guò)1個(gè)月后防草效果及生物降解性的觀(guān)察照片。
圖3是示意在上述圖2的薄膜鋪于土壤之上，經(jīng)過(guò)3個(gè)月后防草效果及生物降解性的觀(guān)察照片。
圖4是示意將實(shí)施例15中，在溫度150℃、經(jīng)過(guò)8小時(shí)加熱后得到的薄膜(潮濕拉伸強(qiáng)度1.8MPa)鋪于土壤之上，經(jīng)過(guò)1個(gè)月后防草效果及生物降解性的觀(guān)察照片。
圖5是示意在上述圖4的薄膜鋪于土壤之上，經(jīng)過(guò)3個(gè)月后防草效果及生物降解性的觀(guān)察照片。
圖6是示意在上述圖4的薄膜鋪于土壤之上，經(jīng)過(guò)5個(gè)月后防草效果及生物降解性的觀(guān)察照片。
圖7是示意在上述圖4的薄膜鋪于土壤之上，經(jīng)過(guò)9個(gè)月后防草效果及生物降解性的觀(guān)察照片。
圖8是示意將實(shí)施例15中，在溫度180℃、經(jīng)過(guò)2小時(shí)加熱后得到的薄膜(潮濕拉伸強(qiáng)度2.5MPa)鋪于土壤之上，經(jīng)過(guò)1個(gè)月后防草效果及生物降解性的觀(guān)察照片。
圖9是示意在上述圖8的薄膜鋪于土壤之上，經(jīng)過(guò)3個(gè)月后防草效果及生物降解性的觀(guān)察照片。
圖10是示意在上述圖8的薄膜鋪于土壤之上，經(jīng)過(guò)5個(gè)月后防草效果及生物降解性的觀(guān)察照片。
圖11是示意在上述圖8的薄膜鋪于土壤之上，經(jīng)過(guò)9個(gè)月后防草效果及生物降解性的觀(guān)察照片。
圖12是示意在上述圖22-24以及參考例9、10的成型物的潮濕拉伸強(qiáng)度S與密度D的關(guān)系的圖表。
本發(fā)明的成型物由(1)植物纖維和(2)來(lái)源于天然有機(jī)物的粘合劑(非纖維質(zhì)成分、纖維分解物等)經(jīng)過(guò)混合，以規(guī)定的形狀成形后，通過(guò)熱處理制造而成。由于上述植物纖維以及粘合劑(非纖維質(zhì)成分、纖維分解物等)都來(lái)自天然有機(jī)物，即使使用成型物亦可維持高度的生物降解性。另外，若只用粘合劑(非纖維質(zhì)成分、纖維分解物等)來(lái)制造成型物則成型物的強(qiáng)度不夠。而本發(fā)明是利用纖維質(zhì)和粘合劑來(lái)制造成型物，通過(guò)后述的熱處理加工，成型物強(qiáng)度(潮濕拉伸強(qiáng)度)的提高得以實(shí)現(xiàn)。但是，若只以提高成型物潮濕強(qiáng)度為目的的話(huà)，在使用上述來(lái)自天然物的成分(植物纖維以及/或者粘合劑)的同時(shí)，還可使用用于制造樹(shù)脂或合成樹(shù)脂的單體(石油類(lèi)的單體等)，并加以后述的熱處理加工。但上述的用于樹(shù)脂或合成樹(shù)脂制造的單體會(huì)對(duì)環(huán)境造成極其惡劣的影響，以不使用為好。以下參照附圖1，并按照制造流程來(lái)對(duì)本發(fā)明加以詳細(xì)他說(shuō)明。
(原料)關(guān)于植物纖維，可使用各種各樣的植物纖維不需要特別限定纖維的長(zhǎng)度，短纖維、長(zhǎng)纖維都能使用。木材纖維(報(bào)紙、紙張、廣告紙、瓦楞紙板、紙漿等紙張類(lèi))、種子毛纖維(棉等)、韌皮纖維(麻等)、莖類(lèi)纖維(稻草等)都是較理想的植物纖維特別是木材纖維、種子毛纖維、韌皮纖維最為理想。由于廢棄植物纖維(廢紙、廢紙漿、舊衣(舊布)等)中含有大量的上述纖維，因此這些廢棄物可被有效地利用。若將廢紙作為植物纖維來(lái)使用(例如，植物纖維中的廢紙比例在80％以上，90％以上較為理想，接近于100％最為理想)，雖然成型物的拉伸強(qiáng)度有減弱的趨向，但本發(fā)明使用了后述的熱處理加工，能提高成型物的潮濕拉伸強(qiáng)度。
上述植物纖維原料，可單獨(dú)或2種以上混合在一起使用。其中較理想的是2種以上的紙張類(lèi)原料混合在一起使用。2種以上的紙張類(lèi)混合使用與單獨(dú)使用相比較，成型物強(qiáng)度雖有減弱的傾向，但本發(fā)明通過(guò)后述的熱處理加工可以提高成型物的強(qiáng)度，即使是2種以上的木材纖維的混合使用也能維持成型物的高強(qiáng)度。所以，廢紙不用進(jìn)行分類(lèi)，混雜狀態(tài)下就能作為原料來(lái)使用。
另外，植物纖維的纖維成分被切碎的越不細(xì)碎，則成型物的強(qiáng)度越高。例如，若使用棉、麻等原料，可比使用紙類(lèi)原料提高成型物的強(qiáng)度。因此，在使用了沒(méi)有分類(lèi)的紙類(lèi)(廢紙)原料而造成成型物強(qiáng)度過(guò)低時(shí)，若能同時(shí)使用棉、麻等原料，則較為理想。
關(guān)于由粘合劑組成的非纖維質(zhì)成分只要是來(lái)源于天然有機(jī)物即可，沒(méi)有其他的特別限制。但若能使用動(dòng)物的排泄物(馬、牛、豬等等的排泄物、特別是它們的糞)、食品類(lèi)(食品或者食品廢棄物)、等等的材料則較為理想。另外，纖維分解物可使用草炭(亦稱(chēng)為泥炭)等物質(zhì)。這些粘合劑含有大量的羥基、氨基、羧基等對(duì)脫水縮合反應(yīng)具有活性的官能團(tuán)。所以，通過(guò)后述的熱處理加工，粘合劑和植物纖維之間以及/或者粘合劑之間由于脫水形成了化學(xué)鍵，成型物的潮濕拉伸強(qiáng)度可提高到非常高的位置。粘合劑的組合沒(méi)有特別的限定，但考慮到成本的問(wèn)題，家畜的排泄物(蓄類(lèi)等等)、食品(蛋白質(zhì)、淀粉等等、特別是蛋白質(zhì))、食品廢棄物[生鮮垃圾、例如超市、便利商店、飯店等處所廢棄的生鮮垃圾；較為理想的是含有蛋白質(zhì)、淀粉(特別是蛋白質(zhì))的生鮮垃圾]、草炭等作為粘合劑來(lái)使用則較為理想。而且，畜糞、食品廢棄物、草炭很容易得到，也很便宜。另外，從成型物潮濕拉伸強(qiáng)度的觀(guān)點(diǎn)出發(fā)，含有蛋白質(zhì)或者淀粉(蛋白質(zhì)較為理，特別是在水中不易溶解，或能在水中維持固體狀的蛋白質(zhì))的食品類(lèi)作為粘合劑來(lái)使用則較為理想。含有蛋白質(zhì)或淀粉的食品類(lèi)可顯著提高成型物的潮濕拉伸強(qiáng)度。從有效利用垃圾的觀(guān)點(diǎn)出發(fā)，畜糞以及食品廢棄物，至少選擇其一作為作為粘合劑來(lái)使用則較為理想。且使用畜糞或食品廢棄物，可以有效地利用苦于廢棄處雙的原料。從提高成型物生物分解性的觀(guān)點(diǎn)出發(fā)，非纖維質(zhì)成分作為粘合劑來(lái)使用則較為理想。根據(jù)后述，由于纖維分解物(草炭芽)的生物降解性低，按照需要可通過(guò)調(diào)節(jié)非纖維質(zhì)成分與纖維分解物的比例，達(dá)到調(diào)節(jié)生物降解性的目的。
以下，對(duì)作為粘合劑使用的畜糞、食品類(lèi)、草炭號(hào)原料作詳細(xì)的說(shuō)明。
在上述的畜糞中，可攙入用于家畜飼養(yǎng)的敷料(稻皮、鋸屑、樹(shù)皮等、)也可攙入尿的成分。
上述的動(dòng)物排泄物以及食品類(lèi)可以加以發(fā)酵處理。例如，動(dòng)物的排泄物加以需氧發(fā)酵(例如，加以堆肥化等腐熟處理)，通過(guò)微生物不但能消除臭氣，還能提高成型物的潮濕拉伸強(qiáng)度。而對(duì)食品類(lèi)加以厭氧發(fā)酵也可提高成型物的潮濕拉伸強(qiáng)度。通過(guò)厭氧發(fā)酵能提高潮濕拉伸強(qiáng)度，可以推定是因?yàn)槔冒l(fā)酵生成了有機(jī)酸(乳酸聚合體)、與植物纖維混合后通過(guò)加熱處理，此有機(jī)酸與植物纖維(纖維素)反應(yīng)生成了化學(xué)鍵。
另一方面，可以對(duì)食品類(lèi)原料加以防腐處理。換言之，食品類(lèi)原料若沒(méi)有及時(shí)使用可能會(huì)因?yàn)楦癄€而發(fā)出惡臭，因此可以采用可行的防腐和防臭儲(chǔ)藏方法。上述儲(chǔ)存方法包括切斷與空氣接觸的方法以及低溫(0--30℃)保存的方法。采用切斷與空氣接觸的方法時(shí)，若能在調(diào)節(jié)水分的同時(shí)通過(guò)粉碎機(jī)將食品類(lèi)原料加以粉碎，制成糨糊狀物質(zhì)，則比較理想。單是糨糊狀，既能切斷與空氣的接觸很容易地達(dá)到防腐、防臭的效果。上述糨糊狀物質(zhì)如需長(zhǎng)期保存可使用低溫(例如10℃以下、10℃至-30℃最為理想)保存的方法。
草炭是一種具有生物降解性的物質(zhì)，但與上述的非纖維質(zhì)成分(動(dòng)物的排泄物、食品類(lèi)等等)相比生物降解速度較慢。為此，通過(guò)調(diào)節(jié)草炭的比例可以控制成型物的生物降解速度。另外，草炭除了具有上述的控制成型物生物降解速度的特點(diǎn)之外，還包括許多其他的優(yōu)點(diǎn)。第1，可將成型物染成褐色甚至黑色。根據(jù)后述的內(nèi)容，當(dāng)成型物作為防草薄膜使用時(shí)，黑褐色的程度越高防止雜草生育的能力越強(qiáng)。因此，草炭的比例越高越好。第2，草炭具有吸收性，與動(dòng)物的排泄物及腐爛食品一起使用時(shí)，可達(dá)到除去惡臭的效果。第3，草炭具有抑制腐爛的作用。因此，若與食品類(lèi)原料一起使用可抑制食品類(lèi)原料的腐爛。
上述的草炭是指在寒冷的沼澤、潮濕地帶、蘆葦、蓑衣草、不蘚等等隨著生長(zhǎng)、枯死，在缺氧的條件下經(jīng)過(guò)數(shù)百年甚至數(shù)萬(wàn)年的漫長(zhǎng)歲月，以不完全降解的狀態(tài)堆積在一起而形成的物質(zhì)。由此形成的草炭含有大量(例如20-50質(zhì)量％)的來(lái)自于植物遺體厭氧性氧化而產(chǎn)生的天然有機(jī)酸(腐殖酸、或者腐殖酸鹽等等)。草炭中的腐殖酸比例越高在成本和作用效果方面則更加有利。雖然上述腐殖酸的化學(xué)結(jié)構(gòu)還沒(méi)有被完全解明，但大致的元素結(jié)構(gòu)為碳45-60質(zhì)量％、氫4-6質(zhì)量％、氮0.5-5質(zhì)量％，其余的為氧。另外，分子量從數(shù)百到數(shù)十萬(wàn)分布廣泛。腐殖酸中更含有大量的羧基、酚羥基。上述的羧基、酚羥基(活性官能團(tuán))可以進(jìn)行離子交換，也可形成螯合物，所以含有這些活性官能團(tuán)的腐殖酸，根據(jù)收集場(chǎng)所的不同會(huì)形成各種各樣的鹽(鈉鹽、鉀鹽、鈣鹽、鐵鹽等等)。草炭中還含有來(lái)自于植物遺體的纖維素、木質(zhì)素。采掘來(lái)的草炭中，雖含有來(lái)自于上述纖維素的纖維狀成分且可用肉眼觀(guān)察到，但是，草炭中的纖維成分經(jīng)過(guò)長(zhǎng)年的厭氧分解強(qiáng)度變得非常低下，通過(guò)機(jī)械粉碎容易加工成粉末狀。換言之，實(shí)質(zhì)上不具備纖維質(zhì)應(yīng)有的強(qiáng)度，在本發(fā)明中視為纖維分解物。
雖然，采掘來(lái)的草炭即可使用，但先與上述植物纖維的混合或者在與纖維混合后加以化學(xué)處理，則較為理想。此化學(xué)處理可以是，將草炭(或者草炭與植物纖維的混合物)和堿性水溶液混合，在草炭稍微溶解之后與酸混合，將草炭中的腐殖酸析出。通過(guò)此法的處理，與使用采集狀態(tài)的草炭相比，成型物的潮濕拉伸強(qiáng)度有了顯著的提高。上述堿性水溶液以含鉀水溶液(氫氧化鉀、碳酸氫鈣、碳酸鉀)較為理想。上述的酸以含磷的酸(磷酸、亞磷酸等等)較為理想。這些含鉀水溶液、含磷的酸、不但對(duì)土壤沒(méi)有污染更可作為肥料成分起到一定的作用。
植物纖維和粘合劑的比例沒(méi)有特別的限定，但較為理想的植物纖維含量(以干燥狀態(tài)的質(zhì)量為基準(zhǔn))是、植物纖維與粘合劑的總量(100質(zhì)量份)的5質(zhì)量份以上(10質(zhì)量份以上較為理想、15質(zhì)量份以上最為理想)95質(zhì)量份以下(90質(zhì)量份以下較為理想、85質(zhì)量份以下最為理想)。不管植物纖維的比例是多是少都會(huì)降低成型物的潮濕拉伸強(qiáng)度(耐水性)。另外，由于成型物的用途不同潮濕拉伸強(qiáng)度的要求也不同。根據(jù)不同的用途，可以調(diào)整植物纖維的量(針對(duì)植物纖維與粘合劑的總量(100質(zhì)量份)而言)。例如，作為薄膜(后述的防止雜草生育的薄膜等等)使用時(shí)，植物纖維的量為50-85質(zhì)量份，作為容器(后述的植物栽培容器等等)使用時(shí)，植物纖維的量為10-95質(zhì)量份。
通過(guò)調(diào)節(jié)植物纖維與粘合劑的比例可以調(diào)節(jié)成型物的通氣性、透水性、保水性。
粘合劑的各種成分(動(dòng)物的排泄物、食品類(lèi)等非纖維質(zhì)成分、草炭等纖維分解物)的比例沒(méi)有特別的限定。與各成分單獨(dú)使用時(shí)相比混合使用能提高成型物的潮濕拉伸強(qiáng)度。特別是同時(shí)使用含有蛋白質(zhì)的食品類(lèi)與草炭，與單獨(dú)使用各成分相比成型物的潮濕拉伸強(qiáng)度可有顯著的提高。
粘合劑(動(dòng)物的排泄物、食品類(lèi)等非纖維質(zhì)成分、草炭等纖維分解物)中，草炭的比例以干燥狀態(tài)標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量為基準(zhǔn)，含量可為0～100％、若在20～70％則較為理想、若在30～50％則更為理想。
(混合處理)上述的植物纖維和粘合劑，在混合時(shí)應(yīng)注意各成分的分布均勻。如果組成部分的分布(或者是分布狀態(tài))有偏重可能會(huì)影響成型物的潮濕拉伸強(qiáng)度使之低下。
在混合時(shí)，為了提高混合程度，可加以粉碎(或者切斷)處理。換言之，粘合劑若使用發(fā)酵成分，則塊狀成分大體上消失無(wú)需粉碎，若不使用發(fā)酵成分，則塊狀成分大量殘留加以粉碎處理較為理想。另外，為了提高植物纖維的混合程度，加以粉碎(或者切斷)處理也比較理想。
粉碎物(植物纖維粉碎物、粘合劑粉碎物、或者是植物纖維與粘合劑的混合粉碎物)的平均顆粒直徑?jīng)]有特別的限定，例如，0.5μm～5000μm之間、直徑為50μm～2000μm時(shí)較為理想。
混合與粉碎的組合以及使用順序沒(méi)有特別的限定，如圖1所示，①可只進(jìn)行混合處理；②可在植物纖維與粘合劑混合時(shí)，或混合后加以粉碎處理；③植物纖維以及/或者粘合劑可預(yù)先粉碎，然后加以混合(無(wú)圖示)。
上述混合粉碎處理濕法與干法都可適用，但使用濕法較多。特別是粉碎處理使用濕法最為理想。植物纖維(特別是紙張類(lèi))在干燥狀態(tài)下通過(guò)氨鍵被強(qiáng)烈地結(jié)合在一起，若粉碎處理使用干法將消耗大量的能源，而使用濕法的粉碎處理則可以節(jié)省能源。另外，紙張類(lèi)在其制造過(guò)程中已將纖維切斷，若將作為原料的紙張廢棄物再加以干法的粉碎處處，纖維可能會(huì)被切斷得更加細(xì)碎。如使用濕法的粉碎處理可減少纖維被切斷，并在維持原料纖維長(zhǎng)度的狀態(tài)下分解各個(gè)纖維。而且，粘合劑(特別是動(dòng)物的排泄物、食品類(lèi)、草炭等等)本身就含有大量的水分，使用濕法的粉碎處理則比較簡(jiǎn)便。
混合或者粉碎處理若使用濕法，混合以及粉碎過(guò)程中的含水量可根據(jù)各過(guò)程的組合以及以后的成形方法(后述的抄紙成形、鑄模成形、塑性成形等等)作適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)。換言之，若混合后加以粉碎處理(上述②之所示方法。參照?qǐng)D1的方法A)，則采用將混合過(guò)程以及粉碎過(guò)程的含水量同時(shí)增多提高粉碎工程效率的方法比較理想。若成形過(guò)程采用塑性成形時(shí)，在粉碎結(jié)束之后塑性成形之前，除去適量的水分(榨絞、過(guò)濾、蒸發(fā)等等)，降低含水量，在加以混捏(混練)處理居多。通過(guò)混捏處理，可增加混合物的粘著性，有利于提高成型性。
若混合后不加以粉碎處理(上述①、③的所示方法。參照?qǐng)D1的方法B)，可減少混合過(guò)程中的含水量，然后進(jìn)行混合(混捏、混練)，也可在混合過(guò)程中加入較多的水分，混合后除去適當(dāng)?shù)乃?，降低含水量，然后進(jìn)行混捏(混練)。混捏(混練)的方法有利用于成型過(guò)程中的塑性成型。若在混合過(guò)程中加入較多的水分，混合后不減少含水量，直接進(jìn)行成型加工(抄紙成型、鑄模成型等等)也可。
(成型加工)關(guān)于成型加工的方法，沒(méi)有特別的規(guī)定。慣用的成型方法，例如，抄紙成型(抄紙法)、鑄模成型(使用吸水性或者透水性鑄模的成型法等等)、塑性成型等等都可使用。上述的塑性成型是指利用混合物(或者混練)的塑性變形性的成型方法。例如，使用滾輪、壓榨成型機(jī)、絞車(chē)等等的成型方法。此外，使用抄紙法預(yù)備成型之后，也可使用塑性成型。
抄紙法有利于薄膜狀(或者袋裝)成型物的成型。而混練成型法則有利于容器狀成型物的成型。
(熱處理加工)上述成型物通過(guò)熱處理加工可提高成型物的整體性(潮濕拉伸強(qiáng)度等等)。成型物的整體性之所以得到提高可以推測(cè)是由于存在下述理由。
在植物纖維中含有纖維素，在動(dòng)物的排泄物(特別是經(jīng)過(guò)發(fā)酵的動(dòng)物排泄物)、食品類(lèi)、草炭等粘合劑中，根據(jù)原料的種類(lèi)，也含有各種各樣樣的成分[尿素、淀粉(或者淀粉的發(fā)酵生成物)、蛋白質(zhì)(或者蛋白質(zhì)的發(fā)酵生成物)、腐殖酸等等]。上述的纖維素、尿素、淀粉(或者淀粉的發(fā)酵生成物)、蛋白質(zhì)(或者蛋白質(zhì)的發(fā)酵生成物)、腐殖酸等等，含有許多相互能夠反應(yīng)的活性官能團(tuán)，如羥基、氨基、羧基等等，含有這些活性官團(tuán)的成分在熱處理時(shí)分子之間通過(guò)脫水作用(脫水縮合反應(yīng))，相互產(chǎn)生結(jié)合，從而植物纖維一粘合劑之間、粘合劑-粘合劑之間形成了化學(xué)鍵。因此，成型物中形成了網(wǎng)形結(jié)構(gòu)、提高了成型物的整體性(潮濕拉伸強(qiáng)度等等)。
熱處理的條件(溫度、時(shí)間)會(huì)給成型物的潮濕拉伸強(qiáng)度(耐水性)以及生物降解性帶來(lái)很大的影響。換言之，熱處理溫度低或熱處理時(shí)間短的時(shí)候，分子間的脫水縮合反應(yīng)比較困難，成型物的潮濕拉伸強(qiáng)度(耐水性)不容易提高，但可維持高度的生物降解性。而熱處理溫度高，熱處理時(shí)間長(zhǎng)時(shí)，分子間的脫水縮合反應(yīng)比較容易，成型物的粘著性(結(jié)合性)高，潮濕拉伸強(qiáng)度(耐水性)得到提高，但生物降解性降低。如果熱處理溫度過(guò)高，熱處理時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，成型物的粘著性(結(jié)合性)反而會(huì)降低。因此，熱處理?xiàng)l件應(yīng)根據(jù)成型物的特性(潮濕拉伸強(qiáng)度、生物降解性)作適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)。
熱處理溫度(熱處理的最高到達(dá)溫度)可根據(jù)熱處理時(shí)間作適當(dāng)選擇。一般在80℃以上(100℃以上較為理想、120℃以上更為理想、特別是150℃以上)270℃以下(250℃以下較為理想，230℃以下更為理想)。在制造耐水性低的成型物時(shí)，最高到達(dá)溫度(上限溫度)多設(shè)定在80～120℃；在制造耐水性中等的成型物時(shí)，最高到達(dá)溫度(上限溫度)多設(shè)定在120～180℃；在制造耐水性高的成型物時(shí)，最高到達(dá)溫度(上限溫度)多設(shè)定在180℃-270℃。
熱處理時(shí)間(上述最高到達(dá)溫度的持續(xù)時(shí)間)可根據(jù)熱處理溫度作相應(yīng)的選擇。一般可根據(jù)下面的規(guī)定。
(1)最高到達(dá)溫度為80～120℃，熱處理時(shí)間一般為50小時(shí)以上(100小時(shí)以上較為理想)。
(2)最高到達(dá)溫度為120～150℃時(shí)，熱處理時(shí)間一般為1小時(shí)以上(4小時(shí)以上較為理想、8小時(shí)以上更為理想)，100小時(shí)以下(80小時(shí)以下較為理想、60小時(shí)以下更為理想)。
(3)最高到達(dá)溫度為150～180℃時(shí)，熱處理時(shí)間一般為30分鐘以上(45分鐘以上較為理想、60分鐘以上更為理想)，50小時(shí)以下(30小時(shí)以下較為理想、15小時(shí)以下更為理想)。
(4)最高到達(dá)溫度為180～200℃時(shí)，熱處理時(shí)間一般為1分鐘以上(3分鐘以上效為理想、5分鐘以上更為理想)，10小時(shí)以下(5小時(shí)以下較為理想、3小時(shí)以下更為理想)。
(5)最高到達(dá)溫度為200～230℃時(shí)，熱處理時(shí)間一般為30秒鐘以上(60秒鐘以上較為理想、90秒鐘以上更為理想)，5小時(shí)以下(3小時(shí)以下較為理想、1小時(shí)以下更為理想)。
(6)最高到達(dá)溫度為230～270℃時(shí)，熱處理時(shí)間一般為10秒鐘以上(20秒鐘以上較為理想、30秒鐘以上更為理想)，1小時(shí)以下(30分鐘以下鉸為理想、15分鐘以下更為理想)。
在到達(dá)上述最高到達(dá)溫度之前，成型物必須預(yù)熱，預(yù)熱的開(kāi)始溫度一般為室溫(大約25℃)。
熱處理加工可使用輻射熱、傳導(dǎo)熱。利用輻射熱時(shí)，采用放置于恒溫空間的方法(例如、放置于電熱式恒溫箱中)比較理想。利用傳導(dǎo)熱時(shí)，采用與熱源接觸的方法比較理想。例如、將薄膜狀的成型物放在熱滾輪中加壓加熱。
另外，就熱處理加工而言干法經(jīng)濕法更為理想。若使用濕法加熱(如水蒸氣加熱)，由于高壓水蒸氣和成型物直接接觸，從化學(xué)平衡論的觀(guān)點(diǎn)出發(fā)，可能會(huì)使脫水縮合反應(yīng)難以進(jìn)行。
(添加劑)
在本發(fā)明中，可在熱處理前添加添加劑。添加劑可在混合、粉碎以及混捏的任何一道加工程序中添加。上述的添加劑可在適量的溶劑(最好是水)中溶解或懸浮之后、使其浸滲到成型物(熱處理之前的成型物)之中。
較理想的添加劑為，尿素、腐殖酸或者腐殖酸鹽、磷酸或者磷酸鹽。上述的鹽可包括堿金屬鹽(鈉鹽、鉀鹽等)、堿土金屬鹽、銨鹽等等，特別是鉀鹽較為理想。這些添加劑由于含有氨基、羧基、磷酸根官能團(tuán)，所以能使成型物成為網(wǎng)形結(jié)構(gòu)，提高成型物的潮濕拉伸強(qiáng)度。此外，這些成分都能作為肥料來(lái)使用對(duì)土壤環(huán)境不會(huì)產(chǎn)生任何惡劣影響。
上述添加劑可單獨(dú)或2種以上混合使用。特別是腐殖酸鹽(鈉鹽、鉀鹽、銨鹽等)作為添加劑使用時(shí)，若能同時(shí)使用磷酸以及/或者尿素則較為理想。同時(shí)使用磷酸以及/或者尿素、比單獨(dú)使用腐殖酸鹽更能提高成型物的潮濕拉伸強(qiáng)度。
腐殖酸或者腐殖酸鹽作為添加劑使用時(shí)，將含有腐殖酸或者腐殖酸鹽的液體(上述腐殖酸或者腐殖酸鹽在水中途解或分散之后的液體、或者是含有上述植物纖維以及/或者粘合劑的液體等等)加以化學(xué)處理則較為理想。此化學(xué)處理可包括，上述含有腐殖酸或者腐殖酸鹽的液體中腐殖酸只略微溶解時(shí)，將此液體與酸混合，析出腐殖酸的方法。與腐殖酸或者腐殖酸鹽不使用化學(xué)處理相比，使用上述方法能顯著的提高成型物的潮濕拉伸強(qiáng)度。若含有腐殖酸或者腐殖酸鹽的液體中腐殖酸或者腐殖酸鹽沒(méi)有被溶解時(shí)，可加入堿(或其水溶液)將腐殖酸或者腐殖酸鹽溶解。上述的酸以含磷的酸(磷酸、亞磷酸等)較為理想。上述的堿以含鉀化合物(氫氧化鉀、碳酸氫鉀、碳酸鉀)較為理想。
腐殖酸或者腐殖酸鹽作為添加劑使用時(shí)，使用含蛋白質(zhì)的食品類(lèi)作為粘合劑較為理想。同時(shí)使用蛋白質(zhì)和腐殖酸或者腐殖酸鹽，比單獨(dú)使用蛋白質(zhì)更能提高成型物的潮濕拉伸強(qiáng)度。
添加劑的添加量(以干燥狀態(tài)的質(zhì)量為基準(zhǔn))無(wú)特別限定。上述植物纖維以及粘合劑的總量以100質(zhì)量份計(jì)算、添加劑一般在0-30質(zhì)量份、以及0.5-10質(zhì)量份較為理想、以1-5質(zhì)量份最為理想。
在本發(fā)明中，可在熱處理前對(duì)成型物進(jìn)行加壓處理。通過(guò)加壓處理，可在提高熱處理后的成型物密度的同時(shí)提高成型物的潮濕拉伸強(qiáng)度。加壓的壓力可在0.5MPa以上(通常為1MPa以上)100MPa以下(通常為80MPa以下)。
本發(fā)明的成型物，由于各個(gè)原料都來(lái)源于天然有機(jī)物，所以生物降解性高，且加熱處理加工，所以潮濕拉伸強(qiáng)度也高。潮濕拉伸強(qiáng)度隨著成型物的密度(D)而相應(yīng)地變化。而本發(fā)明的成型物的潮濕拉伸強(qiáng)度(S)可根據(jù)下式(1)來(lái)計(jì)算。
S≥3.8×D-1.2……………………(1)式中，S為潮濕拉伸強(qiáng)度(MPa),D為成型物的密度(g/cm3)。
較理想的潮濕拉伸強(qiáng)度(S)的范圍可根據(jù)下式(2)來(lái)計(jì)算。更為理想的潮濕拉伸強(qiáng)度(S)的范圍可根據(jù)下式(3)來(lái)計(jì)算。
S≥5×D-1………………………(2)S≥7×D-1………………………(3)(式中的S、D與式1的相同)潮濕拉伸強(qiáng)度的上限無(wú)特別規(guī)定。一般存在下式(4)的關(guān)系，下式(5)的關(guān)系較為普遍，下式(6)的關(guān)系更為普遍。
S≤35×D-5……………………(4)S≤30×D-4……………………(5)S≤25×D-3……………………(6)成型物(經(jīng)過(guò)熱處理的成型物)的密度(體積密度)無(wú)特別限定。若不使用上述加壓處理(例如，0.5MPa以上的加壓)，成型物密度在0.4g/cm3以上(通常為0.42g/cm3以上)0.6g/cm3以下(通常為0.5g/cm3以下)。若使用上述加壓處理(例如，0.5MPa以上的加壓)成型物密度在0.5g/cm3以上(通常為0.6g/cm3以上)1.3g/cm3以下(通常為1.1g/cm3以下)。
另外，本發(fā)明的成型物浸于水中或放置于土壤等自然環(huán)境中，能維持原形10天以上(1個(gè)月以上較為理想，2個(gè)月以上更為理想)2年以?xún)?nèi)(1年以?xún)?nèi)較為理想、10個(gè)月以?xún)?nèi)更為理想)質(zhì)量總量的80％以上(質(zhì)量總量的100％較為理想)被分解。
由于本發(fā)明的成型物最終能降解成土壤，能作為用于農(nóng)業(yè)用途、園藝用途以及綠化用途的多用途薄膜來(lái)使用。上述的多用途薄膜包括防草薄膜、保溫薄膜、保水薄膜、植樹(shù)用(或者種草用)薄膜、防蟲(chóng)薄膜、改良土壤薄膜等等。
另外，容器狀的成型物也可作為培育植物的容器(缽、育苗盆、植物栽培容器等等)使用。若使用此容器來(lái)培育植物，等植物發(fā)育后，將容器連同植物一起埋于土中(農(nóng)田、花壇等)，不但植物的移植簡(jiǎn)單易行且移植后不用除去容器。因?yàn)?，此容器通過(guò)生物降解放潰爛，最終變成土壤，可作為肥料來(lái)使用。
實(shí)施例以下通過(guò)通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體說(shuō)明。但是，本發(fā)明不受以下實(shí)施例的限制。當(dāng)然，在適合上述或者后述的范圍內(nèi)加以適當(dāng)?shù)淖兏賹?shí)施也是可行的。這些內(nèi)容都包括在本發(fā)明的技術(shù)范圍之內(nèi)。
此外，在實(shí)施例以及參考例中使用的廢紙、牛烘、生鮮垃圾、草炭、蛋白質(zhì)、以及淀粉的質(zhì)量都是干燥狀態(tài)的質(zhì)量。
在實(shí)施例以及參考例中使用的生鮮垃圾由以下的食品組成。
生鮮垃圾(盒飯的廢棄物)魚(yú)26g白肉魚(yú)炸餅27g油炸魚(yú)15g油炸蔬菜 18g雞肉 20g煎雞蛋10g魚(yú)糕 9g油炸豆腐塊14g蒟蒻 11g蔬菜以及醬菜 33g米飯 224g實(shí)施例1將廢紙(以廢紙全體的質(zhì)量為基準(zhǔn)，報(bào)紙1/2，復(fù)印紙1/2)以及牛糞按質(zhì)量比(廢紙∶牛糞)80∶20、60∶40、40∶60、或者20∶80混合，并以質(zhì)量總量10g取稱(chēng)。然后，連同500ml的水一起放入粉碎機(jī)進(jìn)行10分鐘的粉碎處理，將分散溶液均勻地分布于平底篩上[篩眼數(shù)大約80目(180μm)、直徑19cm]，除去水分的同時(shí)制成薄膜。將此預(yù)備成形薄膜鋪在鍍鉻平板上，用滾輪榨出水分后，放入150℃的恒溫度箱中加熱30分鐘。
實(shí)施例2除將廢紙(以廢紙全體的質(zhì)量為基準(zhǔn)，報(bào)紙1/2，復(fù)印紙1/2)、牛糞按以及生鮮垃圾，按質(zhì)量比(廢紙∶牛糞∶生鮮垃圾)60∶20∶20、40∶40∶20或者20∶60∶20混合，并以質(zhì)量總量10g取稱(chēng)以外，其余與實(shí)施例1完全相同。
實(shí)施例3除將廢紙(以廢紙全體的質(zhì)量為基準(zhǔn)，報(bào)紙1/2，復(fù)印紙1/2)以及生鮮垃圾，按質(zhì)量比(廢紙∶生鮮垃圾)80∶20混合，并以質(zhì)量總量10g取稱(chēng)以外，其余與實(shí)施例1完全相同。
參考例1除使用廢紙10g，不使用牛糞(換言之廢紙占總質(zhì)量的100％)以外，其余與實(shí)施例1完全相同。
將實(shí)施例1-3以及參考例1所得到各種薄膜，每種制成實(shí)驗(yàn)片10片(寬15mm、長(zhǎng)150mm)。在水中浸泡24小時(shí)后，按照J(rèn)IS標(biāo)準(zhǔn)P8113以及P8135測(cè)定其潮濕抗拉負(fù)荷(樣本被拉斷時(shí)的負(fù)荷)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)片的剖面面積計(jì)算出潮濕拉伸強(qiáng)度。各種薄膜的潮濕拉伸強(qiáng)度是10次測(cè)定的平均值。結(jié)果如表1所示。
表1
由表1可以清楚地發(fā)現(xiàn)，牛糞以及生鮮垃圾只使用其一與廢紙混合時(shí)(實(shí)施例1、實(shí)施例3)與只使用廢紙的參考例1相比，潮濕拉伸強(qiáng)度大約增加到2倍。牛糞以及生鮮垃圾同時(shí)與廢紙混合時(shí)(實(shí)施例2)與只使用廢紙的參考例1相比，潮濕拉伸強(qiáng)度大約增加到3倍。
實(shí)施例4除將廢紙(以廢紙全體的質(zhì)量為基準(zhǔn)，報(bào)紙1/2，復(fù)印紙1/2)以及生鮮垃圾，按質(zhì)量比(廢紙∶生鮮垃圾)80∶20混合，并以質(zhì)量總量10g取稱(chēng)后進(jìn)行熱處理加工，熱處理溫度為100℃、150℃或者180℃以外，其余與實(shí)施例1完全相同。由此得到的薄膜的潮濕拉伸強(qiáng)度如表2所示。
表2
由表2可以清楚地發(fā)現(xiàn)，隨著熱處理溫度的增高潮濕拉伸強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)。由此，可以得出結(jié)論通過(guò)控制熱處理溫度可以控制成型物的耐水性。
實(shí)施例5對(duì)上述實(shí)施例1得到的薄膜(廢紙與牛糞的比例為廢紙∶牛糞=40∶60)進(jìn)行破壞性實(shí)驗(yàn)。在破壞性實(shí)驗(yàn)中，使用3組與測(cè)試潮濕拉伸強(qiáng)度完全相同的實(shí)驗(yàn)片。將各組實(shí)驗(yàn)片分別浸于水中1個(gè)月、2個(gè)月、6個(gè)月。確認(rèn)浸泡處理后的實(shí)驗(yàn)片是否被生物降解。將浸泡處理后的試驗(yàn)片栽剪到10mm×10mm大小，同500ml的水一起放入燒杯，用攪拌機(jī)攪拌(100rpm)，并用肉眼來(lái)觀(guān)測(cè)實(shí)驗(yàn)片的損壞狀況。
實(shí)施例6從上述實(shí)施例2得到的薄膜中選擇廢紙、牛糞、生鮮垃圾的比例為廢紙∶牛糞∶生鮮垃圾=40∶40∶20的薄膜，按照實(shí)施例5進(jìn)行同樣的破壞性實(shí)驗(yàn)。
實(shí)施例7使用由上述實(shí)施例3得到的薄膜，按照實(shí)施例5進(jìn)行同樣的破壞性實(shí)驗(yàn)。
破壞性實(shí)驗(yàn)的結(jié)果如表3所示。表3
由表3可以清楚地發(fā)現(xiàn)，用于實(shí)施例的薄膜浸泡于水中能維持原形1個(gè)月-2個(gè)月，但6個(gè)月后卻被完全分解。
實(shí)施例8將廢紙(以廢紙全體的質(zhì)量為基準(zhǔn)，報(bào)紙1/2，復(fù)印紙1/2)、草炭、牛糞、以及生鮮垃圾按質(zhì)量比(廢紙∶草炭∶牛糞∶生鮮垃圾)60∶10∶20∶10或者40∶10∶40∶10混合，并以質(zhì)量總量10g取稱(chēng)。然后，連同500ml的水一起放入粉碎機(jī)進(jìn)行10分鐘的粉碎處理，將分散溶液均勻地分布于平底篩上[篩眼數(shù)大約80目(180μm)、直徑19cm]，除去水分的同時(shí)制成薄膜。將此預(yù)備成形薄膜鋪在鍍鉻平板上，用滾輪榨出水分后，放入150℃的恒溫度箱中加熱30分鐘。
實(shí)施例9除將廢紙(以廢紙全體的質(zhì)量為基準(zhǔn)，報(bào)紙1/2，復(fù)印紙1/2)、草炭以及牛糞按質(zhì)量比(廢紙∶草炭∶牛糞)40∶40∶20混合并以質(zhì)量總量10g取稱(chēng)以外，其余與實(shí)施例8完全相同。
實(shí)施例10除將廢紙(以廢紙全體的質(zhì)量為基準(zhǔn)，報(bào)紙1/2，復(fù)印紙1/2)、草炭以及生鮮垃圾按質(zhì)量比(廢紙∶草炭∶生鮮垃圾)40∶40∶20混合并以質(zhì)量總量10g取稱(chēng)以外，其余與實(shí)施例8完全相同。
參考例2除不用草炭、牛糞、生鮮垃圾，只使用10g的廢紙(換言之，廢紙占質(zhì)量總量的100％)以外。其余與實(shí)施例8完全相同。
參考例3除將廢紙(以廢紙全體的質(zhì)量為基準(zhǔn)，報(bào)紙1/2，復(fù)印紙1/2)以及牛糞按質(zhì)量比(廢紙∶牛糞)80∶20、60∶40、50∶50或者20∶80混合并以質(zhì)量總量10g取稱(chēng)以外，其余與實(shí)施例8完全相同。
參考例4除將廢紙(以廢紙全體的質(zhì)量為基準(zhǔn)，報(bào)紙1/2，復(fù)印紙1/2)以及生鮮垃圾按質(zhì)量比(廢紙∶生鮮垃圾)80∶20混合并以質(zhì)量總量10g取稱(chēng)以外，其余與實(shí)施例8完全相同。
對(duì)實(shí)施例8-10以及參考例2-4所得到的薄膜進(jìn)行潮濕拉伸強(qiáng)度的計(jì)算。結(jié)果如表4所示。
表4
由表4可以清楚地發(fā)現(xiàn)，廢紙、草炭、牛糞以及生鮮垃圾按質(zhì)量比60∶10∶20∶10或者40∶10∶40∶10進(jìn)行組合的實(shí)施例8的潮濕拉伸強(qiáng)度是只使用廢紙的參考例2的大約3.5倍，是廢紙與牛糞或者生鮮垃圾混合的參考例3和4的大約1.5～2倍。廢紙、草炭、以及牛糞按質(zhì)量比40∶40∶20組合的實(shí)施例9的潮濕拉伸強(qiáng)度是上述參考例2的大約4倍，是上述參考例3和4的大約2倍。廢紙、草炭、以及生鮮垃圾按質(zhì)量比40∶40∶20組合的實(shí)施例10的潮濕拉伸強(qiáng)度是上述參考例2的大約7倍，是上述參考例3和4的3～4倍。綜上所述，添加草炭可以提高潮濕拉伸強(qiáng)度。改變各組成成分的比例也可提高潮濕拉伸強(qiáng)度。
實(shí)施例11除將廢紙(以廢紙全體的質(zhì)量為基準(zhǔn)，報(bào)紙1/2，復(fù)印紙1/2)、草炭、以及生鮮垃圾按質(zhì)量比(廢紙∶草炭∶生鮮垃圾)40∶40∶20混合并以質(zhì)量總量10g取稱(chēng)，進(jìn)行熱處理加工，熱處理溫度為100℃、150℃或180℃以外，其余與實(shí)施例8完全相同。
參考例5除不使用草炭、牛糞、生鮮垃圾，而只使用10g的廢紙(換言之，廢紙占質(zhì)量總量的100％)并進(jìn)行熱處理加工，熱處理溫度為100℃、150℃或者180℃以外。其余與實(shí)施例8完全相同。
由實(shí)施例11以及參考例5得到的薄膜的潮濕拉伸強(qiáng)度如表5所示。
表5
由表5可以清楚地發(fā)現(xiàn)，在廢紙中添加草炭和生鮮垃圾(實(shí)施例11)并提高熱處理的溫度，可以顯著地提高潮濕拉伸強(qiáng)度。當(dāng)熱處理溫度為180℃時(shí)，潮濕拉伸強(qiáng)度達(dá)到了2.26MPa這一非常大的數(shù)值。只使用廢紙時(shí)(參考例5)，雖然通過(guò)提高熱處理溫度可以提高潮濕抗拉強(qiáng)，但與實(shí)施例11相比潮濕拉伸強(qiáng)度的增幅即非常小。由此可以證明，提高熱處理溫度可以大大地提高成型物的潮濕拉伸強(qiáng)度。
由上述實(shí)施例8-11的結(jié)果也可清楚地發(fā)現(xiàn)，不使用合成樹(shù)脂或其單體等物質(zhì)，只使用植物纖維(植物纖維廢棄物等)和粘合劑(動(dòng)物的排泄物、食品類(lèi)、草炭魯)來(lái)制造成型物，通過(guò)熱處理，也能得到高耐水性的成型物，并通過(guò)控制熱處理溫度可以非常容易地制成耐水性不同的成型物。
實(shí)施例12從上述實(shí)施例8得到的薄膜中選擇廢紙、草炭、牛糞以及生鮮垃圾按比例廢紙∶草炭∶牛糞∶生鮮垃圾=40∶10∶40∶10組成的薄膜進(jìn)行破壞性實(shí)驗(yàn)。
實(shí)施例13對(duì)上述實(shí)施例9得到的薄膜進(jìn)行破壞性實(shí)驗(yàn)。
實(shí)施例14對(duì)上述實(shí)施例10得到的薄膜進(jìn)行破壞性實(shí)驗(yàn)。
實(shí)施例12-14的破壞性實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表6所示。
表6
由表6可以清楚地發(fā)現(xiàn)，用于實(shí)施例的薄膜浸泡于水中能維持原形1個(gè)月-2個(gè)月，6個(gè)月以后質(zhì)量總量的40-60％被分解(部分破壞)，10個(gè)月后被完全分解。
實(shí)施例15將廢紙(以廢紙全體的質(zhì)量為基準(zhǔn)，報(bào)紙1/3，復(fù)印紙1/3，廣告紙1/3)、草炭、牛糞、以及生鮮垃圾按質(zhì)量比(廢紙∶草炭∶牛糞∶生鮮垃圾)3∶1∶1∶1混合，并以質(zhì)量總量4g取稱(chēng)。然后，連同500ml的水一起放入粉碎機(jī)進(jìn)行10分鐘的粉碎處理，將分散溶液均勻地分布于平底篩上(篩眼數(shù)大約80目(180μm)、直徑19cm)，除去水分的同時(shí)制成薄膜。將此預(yù)備成形薄膜鋪在鍍鉻平板上，用滾輪榨出水分后，放入恒溫度箱中加熱，將加熱溫度(最高到達(dá)溫度)以及加熱時(shí)間加以各種變化，對(duì)成型物的潮濕拉伸強(qiáng)度進(jìn)行觀(guān)察，其結(jié)果如表7所示。
表7
表中的數(shù)據(jù)是表示潮濕拉伸強(qiáng)度(MPa)。(-)是表示沒(méi)有測(cè)定潮濕拉伸強(qiáng)度。
由表7可以清楚地發(fā)現(xiàn)，即使溫度較低，若加以長(zhǎng)時(shí)間的熱處理也能制成潮濕拉伸強(qiáng)度的成型物。而在溫度較高時(shí)，若縮短熱處理時(shí)間也能制成高潮濕拉伸強(qiáng)度的成型物。但是，溫度較高時(shí)，若熱處理時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而造成加熱過(guò)渡，成型物反而會(huì)被氧化分解使潮濕拉伸強(qiáng)度低下。
從實(shí)施例15得到的成型物(薄膜)中，選擇按溫度120℃、時(shí)間16小時(shí)的加熱條件制成的薄膜(薄膜a潮濕拉伸強(qiáng)度1.2MPa)，按溫度150℃、時(shí)間8小時(shí)的加熱條件制成的薄膜(薄膜b潮濕拉伸強(qiáng)度1.8MPa)，按溫度180℃、時(shí)間2小時(shí)的加熱條件制成的薄膜(薄膜c潮濕拉伸強(qiáng)度2.5MPa)作為用于防止雜草生育的薄膜作用。其防草效果以及生物降解性通過(guò)目測(cè)得到了確認(rèn)。
換言之，將上述的薄膜a、薄膜b、薄膜c鋪設(shè)在混有草根的土培之上，并放置于戶(hù)外9個(gè)月。結(jié)果如圖2-圖11所示。更具體地說(shuō)，圖2-圖3是示意使用薄膜a的觀(guān)察結(jié)果的照片，圖2是實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了1個(gè)月時(shí)的照片、圖3是實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了3個(gè)月時(shí)的照片。圖4-圖7是示意使用薄膜b的觀(guān)察結(jié)果的照片，圖4、圖5、圖6、圖7分別示意了實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了1個(gè)月、3個(gè)月、5個(gè)月、9個(gè)月的照片。圖8-圖11是示意使用薄膜c的觀(guān)察結(jié)果的照片，圖8、圖9、圖10、圖11分別示意了實(shí)驗(yàn)進(jìn)行1個(gè)月、3個(gè)月、5個(gè)月、9個(gè)月的照片。
由上述圖2-圖11可以清楚地發(fā)現(xiàn)，鋪有薄膜a-c的部分不存在雜草，而沒(méi)有鋪設(shè)薄膜的部分卻雜草叢生。由此結(jié)果可以證明，使用薄膜a-c可以抑制雜草的生長(zhǎng)。另外，薄膜a(加熱條件120℃、16小時(shí)、潮濕拉伸強(qiáng)度1.2MPa)大約經(jīng)過(guò)3個(gè)月被降解成土壤(圖3參照)，薄膜b(加熱條件150℃、8小時(shí)、潮濕拉伸強(qiáng)度1.8MPa)大約經(jīng)過(guò)5個(gè)月被降解成土壤(圖6參照)，薄膜c(加熱條件180℃、2小時(shí)、潮濕拉伸強(qiáng)度2.5MPa)大約經(jīng)過(guò)9個(gè)月被降解成土壤(圖3參照)。由上述結(jié)果可以證明，通過(guò)抑制加熱溫度以及/或者加熱時(shí)間可以調(diào)整生物降解性。
實(shí)施例16生鮮垃圾與水按質(zhì)量比1∶1混合后，用攪拌機(jī)攪拌成糊狀。將此糊狀物裝入聚乙烯廣口瓶，密封后放置于室溫中1天-7個(gè)月，進(jìn)行厭氧發(fā)酵。
將廢紙(以廢紙全體的質(zhì)量為基準(zhǔn)，報(bào)紙1/3，復(fù)印紙1/3，廣告紙1/3)、草炭、牛糞、以及生鮮垃圾按質(zhì)量比(廢紙∶草炭∶牛糞∶生鮮垃圾)3∶1∶1∶1混合，并以質(zhì)量總量4g取稱(chēng)。然后，連同500ml的水一起放入粉碎機(jī)進(jìn)行10分鐘的粉碎處理，將分散溶液均勻地分布于平底篩上[篩眼數(shù)大約80目(180μm)、直徑19cm]，除去水分的同時(shí)制成薄膜。將此預(yù)備成形薄膜鋪在鍍鉻平板上，用滾輪榨出水分后，放入100℃、150℃或者200℃的恒溫度箱中加熱0.5小時(shí)。測(cè)定所得到的成型物的潮濕拉伸強(qiáng)度并觀(guān)察與生鮮垃圾發(fā)酵時(shí)間的關(guān)系。結(jié)果如表8所示。
表8
表中的數(shù)據(jù)是表示潮濕拉伸強(qiáng)度(MPa)由表8可以清楚地發(fā)現(xiàn)，生鮮垃圾進(jìn)行厭氧發(fā)酵可以提高成型物的潮濕拉伸強(qiáng)度。但是，發(fā)酵時(shí)間超過(guò)1個(gè)月成型物的潮濕拉伸強(qiáng)度沒(méi)有提高。
由上述結(jié)果可以證明，在厭氧發(fā)酵的條件下，生鮮垃圾經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期保存也不會(huì)使成型物的潮濕拉伸強(qiáng)度低下，反而可以提高成型物的潮濕拉伸強(qiáng)度。
實(shí)施例17在上述處理?xiàng)l件下使用以下(1)-(3)所記載的牛糞。
(1)潮濕狀態(tài)(水分占質(zhì)量總量的53％)的牛糞。
(2)把上述(1)的牛糞放置于空氣中在溫度105℃的條件下，干燥一整晚。
(3)用攪拌機(jī)將上述(2)的干燥牛糞粉碎，用50目的篩子除去牛糞中的粗雜物(來(lái)源于牛糞中的敷料的未腐熟成分)。
將廢紙(以廢紙全體的質(zhì)量為基準(zhǔn)，報(bào)紙1/3，復(fù)印紙1/3，廣告紙1/3)、草炭、預(yù)備處理后的牛糞以及生鮮垃圾按質(zhì)量比(廢紙∶草炭∶預(yù)備處理后的牛糞∶生鮮垃圾)3∶1∶1∶1混合，并以質(zhì)量總量4g取稱(chēng)。然后，連同500ml的水一起放入粉碎機(jī)進(jìn)行10分鐘的粉碎處理，將分散溶液均勻地分布于平底篩上[篩眼數(shù)大約80目(180μm)、直徑19cm]，除去水分的同時(shí)制成薄膜。將此預(yù)備成形薄膜鋪在鍍鉻平板上，用滾輪榨出水分后，放入100℃、150℃或者200℃的恒溫度箱中加熱0.5小時(shí)。測(cè)定所得到的成型物的潮濕拉伸強(qiáng)度并觀(guān)察與牛糞預(yù)備處理的關(guān)系。結(jié)果如表9所示表9
表中的數(shù)據(jù)是表示潮濕拉伸強(qiáng)度(MPa)。
由表9可以清楚地發(fā)現(xiàn)，牛糞的預(yù)備處理(干燥、除去粗雜物等)可以提高成型物的潮濕拉伸強(qiáng)度。
實(shí)施例18將廢紙(以廢紙全體的質(zhì)量為基準(zhǔn)，報(bào)紙1/3，復(fù)印紙1/3，廣告紙1/3)、草炭、牛糞、以及生鮮垃圾按質(zhì)量比(廢紙∶草炭∶牛糞∶生鮮垃圾)3∶1∶1∶1混合，并以質(zhì)量總量4g取稱(chēng)。然后，連同500ml的水一起放入粉碎機(jī)進(jìn)行10分鐘的粉碎處理，將分散溶液均勻地分布于平底篩上[篩眼數(shù)大約80目(180μm)、直徑19cm]，除去水分的同時(shí)制成薄膜。將此預(yù)備成形薄膜浸泡于如表10所示的尿素水溶液后，鋪在鍍鉻平板上用滾輪榨出水分后，放入150℃或者200℃的恒溫度箱中加熱0.5小時(shí)。測(cè)定所得到的成型物的潮濕拉伸強(qiáng)度。結(jié)果如表10所示。
表10
表中的數(shù)據(jù)是表示潮濕拉伸強(qiáng)度(MPa)。
由表10可以清楚地發(fā)現(xiàn)，添加尿素可以提高成型物的潮濕拉伸強(qiáng)度。但尿素添加到一定程度后，添加效果呈飽和狀態(tài)。
實(shí)施例19以及參考例6取廢紙(以廢紙全體的質(zhì)量為基準(zhǔn)，報(bào)紙1/3，復(fù)印紙1/3，廣告紙1/3)2g、草炭0.67g、牛糞0.67g以及生鮮垃圾0.67g取稱(chēng)。然后，連同500ml的水一起放入粉碎機(jī)進(jìn)行10分鐘的粉碎處理，將分散溶液均勻地分布于平底篩上[篩眼數(shù)大約80目(180μm)、直徑19cm]，除去水分的同時(shí)制成薄膜。將此預(yù)備成形薄膜浸泡于如表11所示濃度的含有腐殖酸鈉、磷酸以及尿素的水溶液后，鋪在鍍鉻平板上，用滾輪榨出水分后，放入150℃、180℃、200℃或者230℃的恒溫度箱中加熱3分鐘或者30分鐘。測(cè)定所得到的成型物的潮濕拉伸強(qiáng)度，結(jié)果如表11所示。
表11
表中的數(shù)據(jù)是表示潮濕拉伸強(qiáng)度(MPa)。
由表11可以清楚地發(fā)現(xiàn)，添加添加劑可以提高成型物的潮濕拉伸強(qiáng)度。特別是使用含有腐殖酸鈉的添加劑時(shí)并同時(shí)使用磷酸和尿素，可以提高潮濕拉伸強(qiáng)度。
實(shí)施例20以及參考例7將廢紙(以廢紙全體的質(zhì)量為基準(zhǔn)，報(bào)紙1/3，復(fù)印紙1/3，廣告紙1/3)2g、粘合劑[蛋白質(zhì)(雞脯肉、蛋白、黃肌金槍魚(yú)、明膠、或者酪朊)、淀粉(玉米淀粉)或者草炭]和不一起放入攪拌機(jī)進(jìn)行10分鐘的粉碎處理。
粘合劑中，①使用生鮮狀態(tài)的雞脯肉、蛋白、黃肌金槍魚(yú)。②明膠、酪朊、玉米淀粉用熱水拌成糊狀使用。③草炭在采集狀態(tài)下與KOH水溶液(濃度0.5％)100ml混合并在草炭略微溶解后，加入H3PO4將此溶液的pH調(diào)整整4-5之間使用。
放入攪拌機(jī)中的上述水分的量根據(jù)上述各粘合劑的預(yù)備處理方法作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整使所使用的水分的總量為500ml。
將經(jīng)過(guò)攪拌機(jī)粉碎處理的分散溶液均勻地分布于平底篩上[篩眼數(shù)大約80目(180μm)、直徑19cm]，除去水分的同時(shí)制成薄膜。將此預(yù)備成形薄膜鋪在鍍鉻平板上，用滾輪榨出水分后，放入150℃或者180℃的恒溫度箱中加熱30分鐘。測(cè)定所得到的成型物的潮濕拉伸強(qiáng)度。結(jié)果如表12所示。
表12
由表12可以清楚地發(fā)現(xiàn)，使用淀粉與不使用粘合劑相比可提高潮濕拉伸強(qiáng)度。
由表12還可清楚地發(fā)現(xiàn)，使用蛋白質(zhì)可比使用淀粉更能提高潮濕拉伸強(qiáng)度。特別是與蛋白、明膠、酪朊等較易溶于水的蛋白質(zhì)相比，雞脯肉、黃肌金槍魚(yú)等較難溶于水的蛋白質(zhì)更能顯著地提高成型物的潮濕拉伸強(qiáng)度。
由表12也可清楚地發(fā)現(xiàn)，使用草炭與不使用粘合劑相比，可提高潮濕拉伸強(qiáng)度。特別是，使用KOH以及H3PO4對(duì)草炭加以預(yù)備處理比不做預(yù)備處理更能提高潮濕拉伸強(qiáng)度。
實(shí)施例21以及參考例8取廢紙(以廢紙全體的質(zhì)量為基準(zhǔn)，報(bào)紙1/3，復(fù)印紙1/3，廣告紙1/3)2g、蛋白質(zhì)(蛋白或者黃肌金槍魚(yú))0.67g、腐殖酸鈉0.67g取稱(chēng)。然后，連同500ml的水一起放入粉碎機(jī)進(jìn)行10分鐘的粉碎處理，用磷酸調(diào)整pH至4-5之間或不做調(diào)整，然后，將分散溶液均勻地分布于平底篩上[篩眼數(shù)大約80目(180μm)、直徑19cm]，除去水分的同時(shí)制成薄膜。將此預(yù)備成形薄膜鋪在鍍鉻平板上，用滾輪榨出水分后，放入150℃或者180℃的恒溫度箱中加熱30分鐘。測(cè)定所得到的成型物的潮濕拉伸強(qiáng)度，結(jié)果如表13所示。
表13
由表13可以清楚地發(fā)現(xiàn)，蛋白質(zhì)成分(例如，蛋白、黃肌金槍魚(yú)等)作為粘合劑時(shí)，并同時(shí)使用腐殖酸或腐殖酸鹽(例如，腐殖酸鈉的水溶液中加入磷酸后得到的腐殖酸沉淀物)作為添加劑，比單獨(dú)使用蛋白質(zhì)或者腐殖酸或腐殖酸鹽更能提高成型物的潮濕拉伸強(qiáng)度。
實(shí)施例22-24按下表14所示質(zhì)量的廢紙、蛋白質(zhì)(以蛋白質(zhì)全體的質(zhì)量為基準(zhǔn)，黃肌金槍魚(yú)1/2、雞脯肉1/2)、草炭以及腐殖酸取稱(chēng)后，連同500ml的水一起放入粉碎機(jī)進(jìn)行10分鐘的粉碎處理。不加磷酸(實(shí)施例22-23)，或者加入磷酸調(diào)整pH至大約4(實(shí)施例24)，然后，將分散溶液均勻地分布于平底篩上[篩眼數(shù)大約80目(180μm)、直徑19cm]，除去水分的同時(shí)制成薄膜。將此預(yù)備成形薄膜鋪在鍍鉻平板上，按下表14所示壓力，邊加壓邊榨出水分，按下表14所示條件加熱。測(cè)定所得到的成型物的密度以及潮濕拉伸強(qiáng)度。此結(jié)果以及后述參考例9-10的結(jié)果，如表14以及圖12所示。
參考例9-10使用按下表14所示質(zhì)量的廢紙，采用與實(shí)施例22-23同樣的方法制造成型物，而后測(cè)定所得到的成型物的密度以及潮濕拉伸強(qiáng)度(參考例19)。并且，測(cè)定一般出售的紙張(報(bào)紙、復(fù)印紙、廣告紙)的密度以及潮濕拉伸強(qiáng)度(參考例10)。結(jié)果如表14以及圖12所示。
表14
由表14以及圖12可以清楚地發(fā)現(xiàn)，成型物的潮濕拉伸強(qiáng)度S與密度D略成正比。而且根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例22-24可以證實(shí)，使用粘合劑(蛋白質(zhì))可提高成型物的潮濕拉伸強(qiáng)度。
根據(jù)本發(fā)明，由于使用了來(lái)源于天然有機(jī)物的成分[植物纖維(特別是植物纖維廢棄物)、粘合劑(特別是動(dòng)物的排泄物、生鮮垃圾等食品廢棄物、草炭)]，則可以得到生物分解性非常優(yōu)越的成型物。并且，上述成型物經(jīng)過(guò)了熱處理，潮濕拉伸強(qiáng)度(耐水性)也非常優(yōu)越。
另外，使用植物纖維和非纖維質(zhì)成分(動(dòng)物的排泄物、食品類(lèi)等)進(jìn)行成型物成型時(shí)，比使用植物纖維和草炭更能提高生物降解性。
由于本發(fā)明的成型物能降解成土壤并且不會(huì)使環(huán)境惡化。
通過(guò)本發(fā)明的制造方法，根據(jù)原料的配合比例、熱處理溫度可調(diào)節(jié)成型物的物性(生物降解性、潮濕拉伸強(qiáng)度等)，因此，根據(jù)用途可自由地控制成型物的物性。
本發(fā)明在較理想的狀態(tài)下可以達(dá)到以下的效果。
(a)家畜的排泄物(例如牛的排泄物等)、生鮮垃圾(例如被超市、便利商店、餐廳等廢棄的生鮮垃圾)、植物纖維廢棄物(例如廢紙等)、全都被大量地廢棄且供給也非常低價(jià)、安定。若使用這些廢棄物的原料，比其他的生物降解性高分子原料(例如，能作為乳酸高分子的原料來(lái)使用的玉米、小麥等食糧)能更加廉價(jià)地得到。并且，也可以制造比通用塑料廉價(jià)的成型物。
而且若上述廢棄物作為原料使用，可以使廢棄物能夠資源再利用。
(b)即使是使用草炭，由于自然界中草炭的埋藏量非常豐富，所以，既可廉價(jià)地得到，也可廉價(jià)地制造成型物。
(c)來(lái)源于天然有機(jī)物的成分(植物纖維、粘合劑)可不加以復(fù)雜的精制處理。此時(shí)，可簡(jiǎn)便地制造成型物。
(d)本發(fā)明也可使用能成為肥料的原料或添中劑[家畜的排泄物、食品類(lèi)、草炭、尿素、腐殖酸或腐殖酸鹽(特別是鉀鹽)、磷酸或者磷酸鹽(特別是鉀鹽)]。由此，成型物可降解成土壤改良效果優(yōu)質(zhì)的土壤。
權(quán)利要求
1．一種生物降解性成型物，包括植物纖維可分布于植物纖維之間的來(lái)源于天然有機(jī)物的非纖維質(zhì)成分，其特征在于所述成型物的密度(D)和潮濕拉伸強(qiáng)度(S)之間存在下式(1)所規(guī)定的關(guān)系S≥3.8×D-1.2………………………(1)上式中，S為潮濕拉伸強(qiáng)度(MPa),D為成型物的密度(g/cm3)。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物降解性成型物，其特征在于所述的成型物當(dāng)浸泡于水中時(shí)，維持原形1個(gè)月以上并在1年以?xún)?nèi)分解。
3．根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的生物降解性成型物，其特征在于所述的成型物當(dāng)埋于土中時(shí)，維持原形1個(gè)月以上并在1年以?xún)?nèi)分解。
4．根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物降解性成型物，其特征在于所述植物纖維至少包括1種選自木材纖維、種子毛纖維、韌皮纖維以及莖類(lèi)纖維的纖維。
5．根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物降解性成型物，其特征在于所述非纖維質(zhì)成分至少包括1種選自動(dòng)物的排泄物以及食品類(lèi)中選擇的成分。
6．根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物降解性成型物，其特征在于還包括纖維分解物。
7．根據(jù)權(quán)利要求6所述的生物降解性成型物，其特征在于所述所述纖維分解物為草炭。
8．根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物降解性成型物，其特征在于還包括一種選自尿素、腐殖酸及腐殖酸鹽以及磷酸及磷酸鹽的成分。
9．根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物降解性成型物，其特征在于所述成型物是容器或者薄膜。
10．根據(jù)權(quán)利要求9所述的生物降解性成型物，其特征在于所述容器是用于培育植物的容器。
11．根據(jù)權(quán)利要求9所述的生物降解性成型物，其特征在于所述薄膜是能夠用于農(nóng)業(yè)、園藝以及綠化用途的薄膜。
12．一種生物降解性成型物的制造方法，其特征在于將植物纖維和來(lái)源于天然有機(jī)物的非纖維質(zhì)成分以及纖維分解物中的至少一種相混合，按規(guī)定形狀成形后，加以熱處理加工，以便提高成型物的潮濕拉伸強(qiáng)度。
13．根據(jù)權(quán)利要求12所述的生物降解性成型物的制造方法，其特征在于所述植物纖維至少包括一種選自木材纖維、種子毛纖維、韌皮纖維以及莖類(lèi)纖維的廢棄物。
14．根據(jù)權(quán)利要求12所述的生物降解性成型物的制造方法，其特征在于所述非纖維成分至少包括一種選自動(dòng)物排泄物以及食品廢棄物的成分。
15．根據(jù)權(quán)利要求12所述的生物降解性成型物的制造方法，其特征在于所述纖維分解物為草炭。
16．根據(jù)權(quán)利要求12所述的生物降解性成型物的制造方法，其特征在于同時(shí)使用作為上述非纖維質(zhì)成分的含有蛋白質(zhì)的食品或者食品廢棄物和作為上述纖維分解物的草炭。
17．根據(jù)權(quán)利要求15所述的生物降解性成型物的制造方法，其特征在于使用草炭作為上述的纖維分解物，將草炭、或者草炭與植物纖維的混合物與含鉀堿性水溶液相混合并在此混合液中加入磷酸。
18．根據(jù)權(quán)利要求12至17中任意一項(xiàng)所述的生物降解性成型物的制造方法，其特征在于在所述熱處理加工之前，從尿素、腐殖酸以及腐殖酸鹽、磷酸以及磷酸鹽中至少選擇一種作為添加劑加以添加。
19．根據(jù)權(quán)利要求18所述的生物降解性成型物的制造方法，其特征在于使用有蛋白質(zhì)的食品或者食品廢棄物作為所述的非纖維質(zhì)成分并使用腐殖酸或者腐殖酸鹽作為所述的添加劑。
20．根據(jù)權(quán)利要求18所述的生物降解性成型物的制造方法，其特征在于使用腐殖酸或者腐殖酸鹽作為所述的添加劑，使腐殖酸或者腐殖酸鹽在水中略微溶解后，將磷酸系的酸加入此混合液。
21．根據(jù)權(quán)利要求12至20中任意一項(xiàng)所述的生物降解性成型物的制造方法，其特征在于熱處理的上限溫度是80-270℃。
全文摘要
一種生物降解性成型物是在植物纖維(木材纖維、種子毛纖維、韌皮纖維、莖類(lèi)纖維等)之間分布來(lái)源于天然有機(jī)物的非纖維質(zhì)成分(動(dòng)物的排泄物、食品類(lèi)等)得到成型物。上述成型物通過(guò)熱處理加工,可以增大潮濕拉伸強(qiáng)度。此成型物的密度(D)和潮濕拉伸強(qiáng)度(S)之間存在下式(1)所規(guī)定的關(guān)系,S≥3.8×D－1.2…(1)式中,S為潮濕拉伸強(qiáng)度(MPa)、D為成型物的密度(g/cm
文檔編號(hào)C08L97/00GK1323856SQ01115899
公開(kāi)日2001年11月28日 申請(qǐng)日期2001年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月13日
發(fā)明者松永興哲, 中村國(guó)司 申請(qǐng)人:株式會(huì)社大地興園