[发明专利]用于塑料制品的着色生物纤维

说明书

优先权要求

本申请要求于2007年7月26日提交的美国临时专利申请序列第 60/951,996号(代理机构案卷号12007005)的优先权，其通过参考结合于此。

技术领域

本发明涉及使用着色组合物来涂覆塑料制品中使用的生物纤维以模拟天 然木质制品的外观。

背景技术

在许多工业中，塑料已经替代了其它材料。在包装工业中，塑料已经替 代玻璃，从而最大程度地减少了破损，减轻了重量，并且降低了制造和运输 中消耗的能量。在其它工业中，塑料已经替代了金属，从而最大程度地减少 了腐蚀，减轻了重量，并且提供了整体带色的产品。近来，兴起了一种称为 “木质聚合物复合材料”(WPC)的工业。

木质聚合物复合材料基于以下前提：使用生物纤维如木纤维和其他天然 生成的微粒作为热塑性复合物的添加剂可模拟木质外观，同时提供塑料的耐 久性。户外装饰性和结构性木质建筑材料如桥面、栏杆、窗户等是由WPC材 料制成的。

WPC材料模拟天然木材的外观，包括其表面质地和木材纹理的能力是 WPC成功替代天然木材本身的关键。而且，使用一般的木纤维如松木来模拟 外来木材是环境友好的。

本领域尝试提供WPC材料的持久着色但未获得成功。不可避免地，加入 着色剂作为热塑成形化合过程的一部分，但这种着色剂的颜料或染料与木纤 维的缔合充其量不过是附属的。

美国专利公开2004/0076847(Saunders Jr.等)(审查期间已放弃权利)公开了 一种尝试，用包含增稠剂、表面活性剂等辅料的市售颜料分散体或染料溶液 来着色木纤维。美国专利6,207,228(Hundt等)公开了一方面使用要粘结的经 浸渍的废弃木材来制备塑料木质产品，另一方面用颜料或染料加填充剂或膨 胀剂的颜色浸渍剂来着色木材。

发明内容

本领域需要一种组合物以持久着色生物纤维如木纤维或木粉，使得这种 着色生物纤维可用于热塑性复合物，以模拟天然木材的外观。

本发明通过使用液体着色剂组合物，来用着色剂持久涂覆生物纤维，从 而解决了本发明的问题。

本发明的一方面是用于生物纤维的着色剂组合物，其包含：(a)载体；(b) 粘合剂；(c)着色剂；和(d)表面活性剂，以及任选的(e)至少一种功能添加剂如 pH调节剂和消泡剂。

在本发明的另一方面是一种着色生物纤维的方法，该方法包括以下步 骤：(a)制备上述着色剂组合物，和(b)在高温下，将该着色剂组合物与生物纤 维混合足够的时间，以去除载体，并使所述着色剂组合物的其他成分在所述 生物纤维的至少一部分上形成着色涂层。

本发明的另一方面是采用上述着色剂组合物制备的经涂覆的着色生物纤 维。

本发明的另一方面涉及热塑性树脂和上述经涂覆的着色生物纤维的复合 物。

本发明的一个特征在于，在后续的生物纤维与热塑性复合成分的复合过 程中，所述生物纤维上涂覆的着色剂持久保持在所述生物纤维上。

本发明的另一特征在于，通过用UV吸收剂和光稳定剂涂覆生物纤维， 来改善着色生物纤维的耐久性。

本发明的另一方面是通过用无机粘合剂如硅酸钠涂覆生物纤维，来改善 着色生物纤维的耐久性。

结合附图，通过本发明实施方式的描述可以清楚地了解其它特征。

附图说明

图1是本发明复合物和对照样品的一组比较照片。

图2是本发明复合物和对照样品的另一组比较照片。

具体实施方式

着色剂组合物

载体

载体可以是在小于约100℃的温度下具有一定蒸气压的任何液体，以在 着色剂组合物与生物纤维的混合期间快速蒸发。有机液体是可以接受的，但 因为水的环境友好性质而优选水。

粘合剂