[发明专利]制造成型部件的方法

说明书

与优先权申请的交叉引用

本申请要求2012年2月14日提交的题为“制造成型部件的方法”(PROCESS FOR MAKING A MOLDED PART)的美国临时专利申请系列号61/598,880的优先权利益，所述临时专利申请的内容通过参考并入本文。

技术领域

本发明涉及通过对具有化学木浆纤维的聚合物基体进行熔体加工而得到的聚合物复合材料。

附图说明

图1–5是用于制造聚合物复合材料的粒子的示意图。

图6是混合机的示意图。

图7和8是造粒机的示意图。

图9是可用于制造本发明的球粒的单螺杆挤出机的示意图。

图10是用于制造化学木浆纤维含量为50重量％或更低的聚合物复合材料的装置和方法的实施方案的示意图。

图11是第一双螺杆混合机的开放面的横截面视图。

图12是第一双螺杆混合机的限流器的侧视图。

图13是第一双螺杆混合机的限流器的前视图。

图14是制造化学木浆纤维含量为50重量％或更低的聚合物复合材料的装置和方法的另一种实施方案的示意图。

图15是水下造粒系统的示意图。

详细描述

本发明涉及提供生产包含木浆纤维和热塑性聚合物的复合聚合物材料的经济的手段。在一种实施方案中，所述木浆纤维是化学木浆纤维。在一种实施方案中，所述木浆纤维是硫酸盐化学木浆纤维。在一种实施方案中，所述木浆纤维是漂白的木浆纤维。在一种实施方案中，所述木浆纤维是漂白的化学木浆纤维。为简单起见，使用术语“木浆纤维”，但应该指出，漂白的化学木浆纤维具有某些其他纤维所不具有的属性。

本发明可以利用大量树种作为浆粕纤维的来源。可以使用针叶和阔叶树种以及它们的混合物。它们也被称为软木和硬木。典型的软木树种是各种云杉(例如西加云杉)、冷杉(道格拉斯冷杉)、各种铁杉(西部铁杉)、美洲落叶松、落叶松、各种松(南方松、白松和加勒比松)、柏和红杉及其混合物。典型的硬木树种是白蜡树、白杨、棉白杨、椴树、桦树、山毛榉、栗树、胶树、榆树、桉树、枫树、橡树、杨树和悬铃木或其混合物。

软木或硬木树种的使用可能部分取决于所需的纤维长度。硬木或阔叶树种具有1-2mm的纤维长度。软木或针叶树种具有3.5至7mm的纤维长度。道格拉斯冷杉、大冷杉、西部铁杉、西部落叶松和南方松具有4至6mm范围内的纤维长度。制浆和漂白以及切割可能由于纤维断裂而降低平均长度。

由于已经除去木质素并除去一些半纤维素，纤维素木浆纤维与木纤维不同。这些材料仍属于木纤维。木浆纤维中残留的材料的量取决于制造它的方法。

在机械浆粕中，通过机械手段例如研磨来分离纤维，并且方法可以包括蒸汽加工和使用亚硫酸钠的预化学加工。将木质素软化以允许纤维分开。许多木质素和半纤维素以及纤维素随纤维保留。制浆后残留的材料的得率、百分率高。纤维可以用过氧化物漂白，但是这一过程不除去许多材料。

在化学制浆中，木质素在碎木屑与制浆化学品之间的化学反应期间被去除。半纤维素也可以在所述反应期间被去除。被去除的材料的量取决于在制浆过程中使用的化学品。硫酸盐法与亚硫酸盐法或带有预水解阶段的硫酸盐法相比，去除较少的材料。在硫酸盐法中，与亚硫酸盐法或带有预水解的硫酸盐法中相比，得率较高。后两种方法获得纤维素百分率高并且半纤维素或木质素很少的产物。

对化学木浆进行漂白，除去更多的木质素和半纤维素。

在浆粕的制造中，将木质材料在化学制浆过程中分解成纤维。然后可以任选地将纤维漂白。然后将纤维在贮浆池中与水合并以形成浆液。然后将浆液通过流浆箱，然后置于网上，脱水并干燥，以形成浆板。添加剂可以在贮浆池、流浆箱或两者中与纤维合并。也可以在脱水和干燥之前、期间或之后，将材料喷洒在浆板上。在木浆制造中通常使用硫酸盐制浆法。

在木纤维与木浆纤维之间存在差异。木纤维是由木质素保持在一起的一组木纤维。在干燥过程中，木浆纤维的空腔塌陷。干燥的化学木浆纤维是平坦的。木纤维束中木纤维各自的空腔保持开放。平坦的木浆纤维比木纤维更加柔性。

纤维素木浆纤维可以采取商品化纤维素木浆的形式。浆粕通常以卷或捆的形式递送。浆板具有两个相反的实质上平行的面，这些面之间的距离是粒子的厚度。典型的浆板可以为0.1mm至4mm厚。在某些实施方案中，厚度可以为0.5mm至4mm。

木浆板被形成为易于计量并与热塑性聚合物合并的粒子。