基于纤维素纤维的物品的制造方法及由此制造的基于纤维素纤维的物品

本发明涉及基于纤维素纤维的物品，特别是三维物品的制造。更具体地说，本发明涉及一种基于纤维素纤维的物品的制造方法以及由此制造的基于纤维素纤维的物品。

背景技术：

1、面对环境问题和塑料包装废弃物的泛滥，全球范围内正在针对一次性包装出台新的法规，特别是在欧洲，2018年关于该主题的欧洲指令已开始实施。

2、因此，需要寻找新的解决方案来替代塑料，且这些解决方案不仅需具备同等效率，还应可回收、源自生物质且可生物降解。唯有纤维素兼具这三项特性。然而，在纤维素材料的成型与性能方面仍需取得进展。以复杂的封盖、餐具或容器为例，目前这些产品均采用塑料注塑工艺制造，本发明旨在提供一种基于纤维素纤维的替代方案。

3、纤维素纤维在包装领域得到广泛应用。除纸张和纸板外， 一种已存在多年的湿模制纤维素工艺用高度稀释的纤维悬浮液（0.1-1wt%），该工艺需要经过压缩/抽吸步骤以去除纤维垫层中部分水分。此外，近年来还出现了一种干模制工艺，其可以通过气流成网的方式，从一卷纸制得简单的三维物品。然而，就像模制纤维素工艺一样，需要直角或封闭角或实心物品的复杂形状，基于纤维素通过这些工艺也无法实现。此外，使用干模制纤维素生产的物品目前深度不能超过3cm。

4、nissha®或paperfoam®等公司提供纤维素注塑解决方案，其实质上是纤维素复合材料，其中纤维素含量在20%至60%之间，此外还包含淀粉或聚乙烯醇（pvoh）等聚合物基体以及多种添加剂。

5、亟需提供基于纤维素纤维的包装产品，这些产品应可回收且回收利用的、生物来源且可生物降解，且其制造过程本身应更加环境友好。本发明旨在至少部分满足这一需求。

技术实现思路

1、为实现这一目标，根据本发明的第一个方面，提供了一种基于纤维素纤维的物品的制造方法，包括以下步骤：

2、- 将干物质与水混合，该干物质包含至少介于80%至99%之间、优选介于90%至99%之间的纤维素纤维，以及介于1%至20%之间、优选介于1%至10%之间的水溶性聚合物（优选天然且冷溶性的，更优选长分子链的）或保水聚合物，以获得基于纤维素纤维的浆料，其干物质浓度以重量计基本上介于10%至70%之间，优选介于20%至50%之间，更优选介于20%至30%之间；

3、- 在不进行干燥的情况下，将浆料在待制造物品的模具中成型为2d或3d形状，

4、- 通过热压缩对模具中成型的浆料进行干燥。

5、根据本发明的第二方面，提供了一种基于纤维素纤维的物品，其包含或由以下成分组成：

6、- 干物质浓度以重量计介于80%至99%之间、优选介于90%至99%之间的纤维素纤维，以及

7、- 干物质浓度以重量计介于1%至20%之间、优选介于1%至10%之间的水溶性聚合物（优选为天然且冷溶性，更优选为长分子链）或保水聚合物和/或添加剂。

8、根据本发明第二方面的物品构成，例如三维包装。其有利地不含淀粉和/或聚乙烯醇（pvoh）。

1.一种基于纤维素纤维的物品（1）的制造方法（10），包括以下步骤：

2.根据前一权利要求所述的制造方法（10），其中所述混合（12）在双螺杆挤出机中进行。

3.根据前述任一项权利要求所述的制造方法（10），其中浆料的成型步骤（14）在室温下进行。

4.根据前述任一项权利要求所述的制造方法（10），其中待混合（12）的所述干物质还包含浓度按干物质重量计介于0.01%至50%之间、优选1%至20%之间的纤维素纳米晶、纳米原纤或微原纤。

5.根据前述任一项权利要求所述的制造方法（10），其中待混合（12）的所述干物质还包含浓度按干物质重量计介于0.01%至10%之间的表面活性剂型的至少一种发泡剂。

6.根据前述任一项权利要求所述的制造方法（10），其中浆料的成型步骤（14）通过注塑进行。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的制造方法（10），其中浆料的成型步骤（14）通过传递模塑进行。

8.根据前述任一项权利要求所述的制造方法（10），其中待混合的纤维素纤维（12）源自纸浆。

9.根据前述任一项权利要求所述的制造方法（10），其中所述水溶性聚合物为天然且具有保水性。

10.根据前一权利要求所述的制造方法（10），其中所述优选为天然的水溶性聚合物或保水添加剂可选自：

11. 根据前述任一项权利要求所述的制造方法（10），其中热压缩干燥步骤（16）在基本上介于100至200℃之间、优选基于上介于120至180℃之间的温度下进行，和/或在基本上介于1至40 mpa之间的压力下进行。

12.根据前述任一项权利要求所述的制造方法（10），其中热压缩干燥步骤（16）是使用热压机进行，通过至少一次的打开热压机再将其关闭进行，以使水以水蒸气的形式排出。

13.根据前述任一项权利要求所述的制造方法（10），其中，热压缩干燥步骤（16）通过使用具有至少一个穿孔的元件的热压机进行，以使水以蒸汽形式通过至少一个所述元件的穿孔排出。

14. 基于纤维素纤维的物品（1），其包含或由以下成分组成：

15.根据前一权利要求所述的物品（1），构成三维包装。