[发明专利]来自富含木素的大直径天然纤维的非织造织物复合材料无效

专利信息
申请号: 200980148712.5 申请日: 2009-10-06
公开(公告)号: CN102239284A 公开(公告)日: 2011-11-09
发明(设计)人: 沃尔特.布拉德利;戴维.S.格里尔 申请(专利权)人: 贝勒大学
主分类号: D04H1/42 分类号: D04H1/42;D04H1/54
代理公司: 北京市柳沈律师事务所 11105 代理人: 刘蕾;沙捷
地址: 美国德*** 国省代码: 美国;US
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摘要:
搜索关键词: 来自 富含 直径 天然纤维 织造 织物 复合材料
【说明书】:

优先权声明

本发明要求于2008年10月6日提出的美国临时专利申请序列号第61/103,173号和于2009年5月7日提出的美国临时专利申请序列号第61/176,422号的优先权,这两项临时专利申请的全部内容因此通过参考并入。

发明领域

本发明涉及一种非织造织物复合材料、其制造方法及其用途。更具体而言,其涉及以下非织造织物复合材料:所述非织造织物复合材料含有富含木素的大直径天然纤维(包括但不限于椰皮纤维(coir fibers))与由热塑性聚合物制造的纤维的组合,所述非织造织物复合材料诸如聚丙烯并包括由可生物降解的聚合物制造的纤维。

授予Mieck和Reussmann的德国专利DE 19711247描述了一种从混纺带(hybrid band)生产长纤维颗粒的方法。该方法包括将亚麻和大麻混纺带移动经过200℃预热区,并将材料牵引经过加热喷嘴,随后冷却。

授予Michels和Meister的德国专利DE 4440246描述了一种至少使用热塑性聚合物作为基质材料和纤维素纤维或单纤维作为增强材料来生产纤维增强复合材料的方法。

授予Tanabe美国专利5,948,712描述了一种包含硬纤维和热塑性纤维的织物。该织物通过以下方式制造:在环境压力下加热硬纤维和热塑性纤维,随后在环境温度下进行压模。得到的织物在任何相当大的力下撕裂,但是生产该织物的两步法是昂贵的。

授予Bayer和Koine的德国专利DE 19934377描述了一种生产聚酯加强型聚丙烯化合物的方法,并且涉及含天然材料诸如黄麻、亚麻、大麻或再生纤维素的聚丙烯材料。

授予Kitsayama和Yoshinori的德国专利DE 10052693描述了具有天然纤维含量的层压材料和材料,其集中在汽车内部。描述了以下方法,该方法包括将重量为150g/cm2的材料与黄麻纤维和丙烯纤维混合,随后进行针刺,并将所得材料于180℃进行烘烤。然而,该方法昂贵而且产生热塑性材料中心而不是材料均匀分布。

美国专利公布2006/0099393描述了一种包括天然纤维的复合热塑性片材,其中所述片材材料包含用热塑性树脂粘合的不连续纤维。

授予Mueller等的德国专利DE 10151761描述了一种制造用于高载荷结构材料的半成品纤维加强型热塑性塑料的方法。描述了一种制造热塑性材料的方法,其中将含热塑性基质和长纤维的材料牵引经过罐(pot)以使基质内的纤维定向。随后用红外辐射加热该材料。

美国专利公布2007/0116923描述了一种纤维增强型热塑性树脂模制物,其中所述纤维含有纺成纱线的亚麻纤维。

Wittig和Retzlaff的德国专利公布DE 102004054228描述了将一组部分粘合/成形的天然纤维材料制造成人造材料的方法和制品。该公布描述了一种将天然纤维形成单独的人造功能片的改进方法,所述方法使用胶和在每片中特别设计的通路(opening)。

在赤道20°内的国家中,椰子是一种丰富的可再生资源。椰子或椰子实在壳层内生长,壳层为果实提供保护。椰子广泛用于从白色椰肉(称为干椰子肉,如在图1所见)生产椰子油。壳层中约50%的生物质为纤维形式,其通常被称为椰皮纤维(coir或coir fiber)。壳层经常作为废物被丢弃并焚烧,以温室气体和其它污染物污染大气。用天然纤维如来自椰壳的椰皮纤维代替石油基纤维而不是烧掉这些壳使得本新发明对环境非常友好。

当前发明的非织造织物复合材料的最大应用之一是用于汽车部件。通过将具有较高粘流温度(viscous flow temperature)的纤维如聚酯与具有较低粘流温度的纤维如聚丙烯结合,目前制造了用于后备箱垫、地垫、门板、仪表板及其它汽车部件的非织造织物复合材料。这两种纤维均得自石油。本发明涉及用较廉价的富含木素的天然纤维如椰皮纤维代替非织造织物复合材料中具有较高粘流温度的一些或全部石油基纤维,使得该复合材料更可持续且环境友好,并且提供适当的且在一些情况下优于现在正在使用的PP:PET复合材料的物理和机械性能。使用目前用于制造汽车部件的相同模具和加工设备(与目前用于PP:PET毡化材料大致相同的温度和压力),通过将富含木素的大直径天然纤维如椰皮纤维与由热塑性塑料(诸如聚丙烯或聚乙烯)制成的纤维组合制造的非织造织物复合毡化材料可被压缩模塑成汽车部件,这使得有可能使用本文所述的发明而无缝无障碍地进入用于汽车部件的非织造织物复合材料市场。对于可使用本发明的很多其它行业,这也应当是可行的。

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