CN112372912B - 将麻纤维碎屑转化为可用材料的成型方法、固化剂及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种将麻纤维碎屑转化为可用材料的成型方法、固化剂及方法，该成型方法包括以下步骤：步骤S1：用粉碎机将废弃的麻纤维打碎成细纤维状，形成麻类纤维碎屑；步骤S2：将固化材料用泡水后加热至融化，用量杯混合水和已融化好的固化材料，形成固化剂；步骤三S3：将步骤S2形成的固化剂与步骤S1打碎的细纤维搅均，混合成纤维糊状，均匀倒入模具，静置成型；所述固化材料为食用级可降解的纯植物固化材料。本发明提供成型方法采用食用级可降解的纯植物固化材料将纤维碎屑重新整合在一起，形成片状柔性材料、体块状硬性材料，新成型材料可实现完全降解并转化为肥料，在不增加环境消耗成本的基础上实现废弃材料的循环再生。

Description

将麻纤维碎屑转化为可用材料的成型方法、固化剂及方法

技术领域

本发明属于加工工程技术中的材料加工、纺织、造纸领域，涉及C03B制造、成型或辅助工艺，与D04H制造纺织品，以及MD06M对纤维、纱线、织物、羽毛等纤维制品进行的其他类目处理，尤其是涉及一种将麻纤维碎屑转化为可用材料的成型方法、固化剂及方法。

背景技术

在可持续发展与打好环保攻坚战的政策指导下，服饰所用材料更加倾向于使用生态化纤维与动植物纤维，比较常见的为纯棉、棉麻、亚麻、苎麻、丝绸等面料。这些材料在制成产品的过程中，以及被使用之后，也会产生大量的废弃边角料与纤维物，而这些废弃物依旧具有巨大的可再利用价值。

工业化方式对于这些纤维碎屑的处理基本上当作无用垃圾以掩埋、焚烧为主，很少对其进行收集并再造。

目前有研究以TPU等化合片状软性材料，以热熔双面粘合衬将碎屑热压在一起形成整体片材的方式。但此方式形成的新材料不易降解，仅能使废弃纤维再生使用一次，未能使其进入可循环再生系统。

另有将纤维碎屑与长绒纤维混纺成丝线，再进行织造的方式。此方式多见于针织物从线到物的一体成型，如袜子、帽子等，很少见到织造成布料的案例。究其原因在于纤维碎屑的短绒、极短绒无法承受织布机的拉扯力度，此方式其再造的一体成型产品也因短绒把合力不足而极易破损。

也有以化合固化剂将纤维碎屑制成硬质壳体的很多案例，多以改性芳胺、环氧树脂等化合材料为主材，其中加入纤维碎屑以增强其韧性和抗冲击性。但化合固化材料既不可降解，在制造过程中还会释放大量有毒有害物质，并不环保。

制作夏布、芭蕉布等植物面料时，也会将较短的纤维绩纱成长线，再进行手工织造，但其苎麻线、丝芭蕉线等植物纤维的过程中无法避免在丝线连接处打结，导致织成的面料亲肤感较差，皮肤体验不好。

发明内容

为了解决现有技术所存在的技术问题，本发明在此的目的在于提供一种将麻纤维碎屑转化为可用材料的成型方法，该方法成型的材料可实现完全降解并转换为肥料，在不增加环境消耗成本的基础上实现废弃材料的循环再生。

为实现本发明的目的，本发明提供的成型方法包括以下步骤：

步骤S1：用粉碎机将废弃的麻纤维打碎成细纤维状，形成麻类纤维碎屑；

步骤S2：将固化材料用泡水后加热至融化，用量杯混合水和已融化好的固化材料，形成固化剂；

步骤三S3：将步骤S2形成的固化剂与步骤S1打碎的细纤维搅均，混合成纤维糊状，均匀倒入模具，静置成型；

所述固化材料为食用级可降解的纯植物固化材料。

本发明提供成型方法采用食用级可降解的纯植物固化材料将纤维碎屑重新整合在一起，形成片状柔性材料、体块状硬性材料，新成型材料可实现完全降解并转化为肥料，在不增加环境消耗成本的基础上实现废弃材料的循环再生。在制作过程中出现的废弃材料均可以集合在一起再次加热后，形成新材料。

进一步的，所述固化剂还包括甘油。通过甘油提高了成型材料的回弹性与柔韧性度，从而改变成型材料的硬度。

进一步的，所述甘油与水和已融化好的固化材料之和的体积配比为1:2～1:4。当甘油与水和已融化好的固化材料之和的体积配比为1:2时，成型的材料回弹性与柔韧度较高，硬度较弱适合用于薄片状面料的制作，适合成型为1～1.5mm厚的面料代替皮革做包袋的里层或小包袋的表层使用；当甘油与水和已融化好的固化材料之和的体积配比为1:4时，成型的材料柔韧度与1:2比例相差无几，材料折叠后不易回弹，硬度变高，适合用于厚片状面料的制作，适合成型为1.8～3mm厚的面料代替皮革做大小包袋或箱体的表层使用。

进一步的，所述固化剂与打碎的细纤维的重量配比取从1:15到1:60区间值。固化剂与打碎的细纤维的重量配比取从1:15到1:60区间值，避免了固化剂过多容易折断，纤维过多不易成型的情况；此区间值中可调配出表面光滑度不同的材料，固化剂占比高则表面更为光滑，反光感更强。

进一步的，在固化剂与打碎的细纤维搅匀后的混合液体中滴入少许酸性物质。由于固化材料与水混合后易变质，因此在固化剂与打碎的细纤维搅匀后的混合液体中滴入少许酸性物质，能有效地防止这一现象。

进一步的，在进行所述步骤S2和/或所述步骤S3时，温度控制在80摄氏度～110摄氏度，保证了成型方法地有效进行。

本发明在此的第二个目的在于提供一种染色方法，该包括以下步骤：

步骤S11：用漂白剂将所述麻类纤维碎屑褪色至纯白色；

步骤S12：将矿物质色粉与亚麻油调和成膏状，与经步骤S11漂白后的麻类纤维碎屑混合在一起搅匀。

此种染色方式需要的所有原料均为原生态材料，非化学合成，加热至90摄氏度以上完全可融化成液态再生再造。

本发明提供的染色方法可以用于对本发明提供成型方法步骤S1形成麻类纤维碎屑进行染色，经染色步骤S11和步骤S12处理后与步骤S2形成的固化溶液充分融合搅拌，混合成纤维糊状，均匀倒入模具，静置成型。

进一步的，所述矿物质色粉与所述亚麻油的体积配比为3:1。

进一步的，所述矿物质色粉与所述亚麻油调和成的膏状与漂白后的麻类纤维碎屑的体积配比为1:1。

本发明的有益效果包括：

1)用食用级可降解的纯植物固化材料将植物纤维碎屑重新整合在一起，形成片状柔性材料与体块状硬性材料，新成型材料可实现完全降解并转化为肥料，在不增加环境消耗成本的基础上实现废弃材料的循环再生；在制作过程中出现的废弃材料均可以集合在一起再次加热后，形成新材料。

2)通过原料的不同配比，可形成不同的固化剂，进而与不同比例的纤维碎屑结合，使布料或壳体实现不同的韧度、硬度、回弹性能与抗冲击性能，使其可满足不用产品对材料的要求，拓宽了植物纤维的应用范围。

3)提高了植物纤维的可纺性，降低了苎麻线、丝芭蕉线等植物纤维织造成布的粗糙感，增加了润滑性与亲肤性，改善了其服用性能。

4)相比长短纤维混纺成线后再织造的布料，本发明提供的成型方法所形成的面料耐磨性更强，抗拉扯力度与把合力更强。

附图说明

图1为本发明记载的麻类纤维碎屑图；

图2为采用本发明记载的成型方法成型的薄片状材料小样图；

图3为采用本发明记载的成型方法成型的厚片状材料小样图；

图4为采用本发明记载的成型方法不同固化剂与纤维碎屑不同配比的材料成型图；

图5为采用本发明记载的成型方法成型的材料应用示例图；

图6为采用本发明记载的成型方法成型的壳体材料小样图；

图7为不同色系呈色效果图；

图8为染色小样图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例性实施例。然而，示例性实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本公开将全面和完整，并将示例性实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中，为了清晰，可能会夸大部分元件的尺寸或加以变形。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、元件等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、方法或者操作以避免模糊本公开的各方面。

下面将详细介绍根据本公开实施例的一种将麻纤维碎屑转化为可用材料的成型方法，通过该成型方法可以将麻纤维碎屑成型为2种厚度与硬度的片状材料，2种弹性与抗冲击性的体块状材料。其中，成型的2种厚度与硬度的片状材料可适用于包、袋等产品的制作，具体的成型方法与原料配比如下：

步骤SA1：用粉碎机将废弃的苎麻、亚麻、芭蕉布等麻纤维布料、下脚料打碎成细纤维状，形成麻类纤维碎屑如图1所示；

步骤SA2：将固化材料用泡水后加热至融化，用量杯混合水和已融化好的固化材料，水与固化材料比例为1:1，形成固化剂；

步骤SA3：将步骤SA2形成的固化剂与步骤SA1打碎的细纤维搅均，混合成纤维糊状，温度控制在80摄氏度～110摄氏度之间；固化剂与纤维碎屑的重量配比取从1:15到1:60区间值，固化剂过多容易折断，纤维过多不易成型。如图4所示，其中图4a为固化溶液与纤维碎屑的重量比为1：60，此时成型的材料硬度较低，容易折断，过于松散，不易成型，表面不光滑；图4b为固化溶液与纤维碎屑的重量比为1：45，此时成型的材料既有一定韧度，又有一定的透气性，表面不光滑，适合做薄片状材料；图4c为固化溶液与纤维碎屑的重量比为1：30，此时成型的材料硬度逐渐增高，韧度不变，透气性降低，表面逐渐光滑，适合做后片状材料；图4d为固化溶液与纤维碎屑的重量比为1：15，此时成型的材料硬度较高，支撑性好，不易变形，韧性交底，透气性较差，表面较为光滑，适合做客体材料。此区间值中可调配出表面光滑度不同的材料，固化剂占比高则表面更为光滑，反光感更强。将溶液均匀倒入相应厚度的模具，静置3小时，待表面流平并排出气泡后，顶面盖平整的塑料或金属板压平；

步骤SA4：静置约24小时后，待材料完全干透即可从模具取出使用，可制成不同形态的包袋(如图5)。

为了提高了成型材料的回弹性与柔韧性度，从而改变成型材料的硬度，在步骤SA2中形成的固化剂中还加入有甘油，温度控制在80摄氏度～110摄氏度之间。甘油与水和已融化好的固化材料之和的体积配比为1:2时，成型的材料回弹性与柔韧度较高，硬度较弱适合用于薄片状面料的制作，适合成型为1～1.5mm厚的面料代替皮革做包袋的里层或小包袋的表层使用(如图2)；甘油与水和已融化好的固化材料之和的体积配比为1:4时，成型的材料柔韧度与1:2比例相差无几，材料折叠后不易回弹，硬度变高，适合用于厚片状面料的制作，适合成型为1.8～3mm厚的面料代替皮革做大小包袋或箱体的表层使用(如图3)。

本文中的成型方法成型的2种弹性与抗冲击性的体块状材料可适用于配饰、家居用品等产品的壳体制作，具体的成型方法与原料配比如下：

步骤SB1：用粉碎机将废弃的苎麻、亚麻、芭蕉布等麻纤维布料、下脚料打碎成细纤维状，形成麻类纤维碎屑如图1所示；

步骤SB2：将固化材料用泡水后加热至融化，用量杯混合水和已融化好的固化材料，水与固化材料比例为1:4，形成固化剂；

步骤SB3：将步骤SB2形成的固化剂与步骤SB1打碎的细纤维搅均，混合成纤维糊状，温度控制在80摄氏度～110摄氏度之间；固化剂与纤维碎屑的重量配比取从1:15到1:20之间。如图4所示，其中图4e为固化溶液与纤维碎屑的重量比为1：15和1：20成型的壳体材料，1：15的壳体更为坚固，支撑力较好，可以成型的厚度更薄；1：20的壳体有一定的弹性，同等厚度下重量较轻。此区间值中可调配出表面光滑度不同的材料，固化剂占比高则表面更为光滑，反光感更强。将溶液均匀倒入一体成型的模具中，静置24小时，待材料完全干透即可从模具取出使用；如图6所示。

同理，为了提高了成型材料的回弹性与柔韧性度，从而改变成型材料的硬度，在步骤SB2中形成的固化剂中还加入有甘油，温度控制在80摄氏度～110摄氏度之间。甘油与水和已融化好的固化材料之和的体积配比为1:4时，可成型为带有一定弹性的体块状材料，有一定的柔韧性，相比上述片状材料可塑出挺立的立体形态，不易坍塌。水与固化材料比例为1:4，不加甘油时，可成型为不具弹性的体块状材料，柔韧性较差，不可弯折，可塑出十分清晰的立体形态，具有一定的抗冲击性。这两种配比形成的材料，均可用于旅行箱、电脑包、手机保护套等壳体零件的制作，以及身体与家居装饰物的塑形。

由于固化材料与水混合后易变质，而食用醋等酸性物质可有效防止这一现象，因此本文在固化剂与打碎的细纤维搅匀后的混合液体中滴入少许食用醋，经实验验证完全不会影响材料性能。

利用本文的成型方法生产的片状、体块状材料均由食品级原料制作完成，常温下无变化。超90摄氏度加热即可实现纤维与固化剂完全分离，便可重新添加纤维与固化剂以此步骤再生再造。

为了使利用本文提供的成型方法生产的材料能够满足不同颜色的需求，可以通过以下步骤进行染色：

步骤S11：用漂白剂将麻类纤维碎屑褪色至纯白色；

步骤S12：将矿物质色粉(油画用)与亚麻油以体积配比3：1调和成膏状，与经步骤S11漂白后的麻类纤维碎屑以体积配比1：1的比例混合在一起搅匀。

经上述步骤染色后的麻类纤维碎屑按照上述步骤SA3～SA4、步骤SB3处理即可得到染色后的片状、体块状材料。

麻类纤维碎屑在制作过程中，除原材料的本色有差异外，其他性能并没有十分明显的差异，本发明提供的染色方式对苎麻、亚麻、丝芭蕉纤维呈现出的状态也完全一致。因此可以在切碎时不用对麻类纤维进行更为细化的分类，完全可以混合在一起进行。所染色彩可根据色粉本身的成色不同，染出不同色系。受可降解的纯植物固化材料本色的影响，材料固化后的成色比色膏颜色略偏暖，干固后视觉感受略显鲜艳，如图7、图8所示。

本文中的食用级可降解的纯植物固化材料可以采用吉利丁、琼脂、海藻胶、糊精、石花胶和明胶中的一种或几种。

本文的成型方法具有以下优点：

1)将碎屑成型的方式，固化剂为纯生态材料调配，没有任何化学合成物，可实现完全降解，对环境毫无损害；

2)固化方式属于物理合成，没有形成新物质，在90摄氏度以上可融化，即可将各种厚度、硬度的废料融化在一起，再一次塑造成为新材料，实现“零浪费”；

3)食用级可降解的纯植物固化材料、甘油均为润滑效果极强的材料，将纤维碎屑裹附固化后，表面光滑，可有效避免麻类纤维对皮肤的刺激感；

4)短细的麻类纤维混合在一起的把合力与传统漉纸的物理合成原理与效果相似，在固化剂的包裹作用下更加坚固、耐磨、耐弯折。

本公开已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本公开的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本公开的范围。相反，在不脱离本公开的精神和范围内所作的变动与润饰，均属本公开的专利保护范围。

Claims (3)

1.一种将麻纤维碎屑转化为包、袋产品可用材料的成型方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤SA1：用粉碎机将废弃的麻纤维布料、下脚料打碎成细纤维状，形成麻类纤维碎屑；

步骤SA2：将固化材料用泡水后加热至融化，用量杯混合水和已融化好的固化材料，水与固化材料比例为1:1，形成固化剂；

步骤SA3：将步骤SA2形成的固化剂与步骤SA1打碎的细纤维按照重量配比取1:15到1:60区间值搅匀后滴入少许酸性物质以防止固化材料与水混合后易变质现象，混合成纤维糊状，均匀倒入模具，静置成型；

所述步骤SA2中形成的固化剂中还加入甘油，甘油与水和已融化好的固化材料之和的体积比为1:2，成型的片状材料用于做包袋的里层或小包袋的表层；或者，甘油与水和已融化好的固化材料之和的体积比为1:4，成型的片状材料用于做包袋或箱体的表层；

所述固化材料为食用级可降解的纯植物固化材料。

2.根据权利要求1所述的将麻纤维碎屑转化为包、袋产品可用材料的成型方法，其特征在于：在进行所述步骤S2和/或所述步骤S3时，温度控制在80摄氏度～110摄氏度。

3.根据权利要求1所述的将麻纤维碎屑转化为包、袋产品可用材料的成型方法，其特征在于：所述食用级可降解的纯植物固化材料包括吉利丁、琼脂、海藻胶、糊精、石花胶和明胶中的一种或几种。

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