專利名稱：纖維材料和組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及纖維材料，并涉及組合物。
背景技術(shù)：
在許多應(yīng)用中大量制造、加工并使用纖維材料，例如纖維素材料 和木質(zhì)纖維材料。通常，這類纖維材料使用一次，然后作為廢物拋棄。
在美國專利6,448，307、6,258,876、6,207,729、5,973,035和5,952,105
中已經(jīng)描述了各種纖維材料、它們的用途和應(yīng)用。本段中的每篇專利 的完整內(nèi)容引入到本文中作為參考。

發(fā)明內(nèi)容
一般，本發(fā)明涉及纖維材料、制造纖維材料的方法、包含纖維材 料的組合物(例如，包含所述纖維材料和樹脂的復(fù)合材料，或者包含纖 維材料及細菌和/或酶的組合物)，以及涉及所述物質(zhì)的用途。例如，所 述組合物可以用于制造乙醇或者副產(chǎn)品如蛋白質(zhì)或木素，或者應(yīng)用于 作為絕緣的結(jié)構(gòu)。
在本文中公開的任何纖維材料可以與在美國專利6,448,307、 6,258,876、 6,207,729、 5,973,035和5,952,105中公開的任何纖維材料、 樹脂、添加劑或其它成分組合使用。反過來，這些纖維材料和/或成分 可以用于這些專利的任何一篇或本申請中公開的任何應(yīng)用、產(chǎn)品、步驟等中。
所述纖維材料或包含所述纖維材料的組合物可以例如與結(jié)構(gòu)或載
體(例如，網(wǎng)織品、膜、浮動裝置(flotation device)、袋子、外殼(shdl)
或生物可降解物質(zhì))締合、混合、相鄰、被所述結(jié)構(gòu)或載體環(huán)繞或者在 其內(nèi)部。任選地，所述結(jié)構(gòu)或載體自身可由纖維材料制成，或者由包 含纖維材料的組合物制成。在某些實施方案中，所述纖維材料與提高 纖維材料生物降解速率的材料如質(zhì)子酸相結(jié)合。在某些實施方案中， 所述纖維材料與減緩纖維材料降解的材料如緩沖劑相結(jié)合。
組合物中纖維材料與其它成分的比例將取決于所述成分的性質(zhì)， 且可以方便地調(diào)節(jié)以用于具體的產(chǎn)品應(yīng)用。
包括由在本文中所述的任何方法制成的任何纖維材料的在本文中 所述的所有纖維材料例如可以用于與樹脂形成復(fù)合材料，或者可以與 細菌和/或一種或多種酶結(jié)合以制造有價值的產(chǎn)品如燃料(例如，乙醇、 烴或氫)。
在一個方面，本發(fā)明的特征在于制造纖維材料的方法。所述方法
包括對纖維源進行剪切以提供第一纖維材料，及將所述第一纖維材
料穿過具有1.59 mm(1/16英寸、0.0625英寸)以下平均開孔尺寸的第一 篩網(wǎng)以提供第二纖維材料。在剪切之前，可以將所述纖維源，例如切 割成類似于五彩紙屑材料的片或帶。
在某些實施方案中，第一篩網(wǎng)的平均開孔尺寸小于0.79 mm (1/32 英寸，0.03125英寸)，例如，小于0.40 mm (1/64英寸，0.015625英寸)、 小于0.20 mm (1/128英寸，0.0078125英寸)或者甚至小于0.10 mm (1/256英寸、0.003卯625英寸)。
在具體的實施方式中，用旋轉(zhuǎn)切割機進行所述剪切。如果需要，當所述纖維源干燥(例如，吸收的水小于0.25wt%)、含水時，或者甚至 當所述纖維源部分或完全浸沒液體如水或異丙醇中時，也可以進行所 述剪切。
第二纖維材料可以例如收集在具有的壓力低于標準大氣壓
(nominal atmospheric pressure),例如低于標準大氣壓至少10%、低于標 準大氣壓至少50%或低于標準大氣壓至少75%的儲存斗中。
所述第二纖維可以例如剪切一次或多次例如兩次、三次，或更多 次例如十次。剪切可以"打開"所述纖維材料和/或?qū)λ隼w維材料"加 應(yīng)力(stress)"，使得所述材料更易于分散在例如溶液或樹脂中。
可以對所述第二纖維材料例如進行剪切，并將所得到的纖維材料 穿過第一篩網(wǎng)。
可以對所述第二纖維材料進行剪切，并將所得到的纖維材料穿過 第二篩網(wǎng)以提供第三纖維材料，所述第二篩網(wǎng)具有的平均開孔尺寸小 于所述第一篩網(wǎng)的平均開孔尺寸。
所述第二纖維材料的平均長徑比與所述第三纖維材料的平均長徑 比的比值可以例如小于1.5、小于1.4、小于1.25或者甚至小于1.1。
例如，可以將所述第二纖維穿過第二篩網(wǎng)，所述第二篩網(wǎng)具有的 平均開孔尺寸小于第一篩網(wǎng)的平均開孔尺寸。
剪切和穿過(passing)可以例如同時進行。
第二纖維材料可以具有例如大于10/1、大于25/1或者甚至大于 50/1的平均長徑比。例如，所述第二纖維材料的平均長度可以為0.5 mm至2.5 mm， 例如為0.75mm至l.Omm。例如，所述第二纖維材料的平均寬度可以 為5 jam至50 |im，例如為10 pm至30 ^m。
所述第二纖維材料長度的標準偏差可以小于所述第二纖維材料平 均長度的60%，例如小于所述第二纖維材料平均長度的50%。
在某些實施方案中，所述第二纖維材料的BET表面積大于0.5 m2/g，例如大于1.0 m2/g、大于1.5 m2/g、大于1.75 m2/g、大于2.5 m2/g、 大于10.0 m2/g、大于25.0 m2/g、大于50.0 m2/g或者甚至大于100.0 m2/g。
在某些實施方案中，所述第二纖維材料的孔隙率大于25%,例如 大于50%、大于75%、大于85%、大于90%、大于92%、大于95%或 者甚至大于99%。
在具體的實施方案中，通過交織單絲來形成所述篩網(wǎng)。
所述纖維源可以包括例如纖維素材料、木質(zhì)纖維材料。
在某些實施方案中，所述纖維源包括纖維的共混物，纖維例如為 源于紙張來源的纖維和源于紡織品來源例如棉花的纖維。
在另一方面中，本發(fā)明的特征在于制造纖維材料的方法，所述方 法包括對纖維源進行剪切以提供第一纖維材料；及將所述纖維材料穿 過第一篩網(wǎng)以提供第二纖維材料。所述第一纖維材料的平均長徑比與 所述第二纖維材料的平均長徑比的比值小于1.5。
在另一方面中，本發(fā)明的特征在于制造纖維材料的方法，所述方 法包括對纖維源進行剪切以提供第一纖維材料；將所述纖維材料穿 過第一篩網(wǎng)以提供第二纖維材料；然后，對第二纖維材料再次進行剪切以提供第三纖維材料。
在另一方面中，本發(fā)明的特征在于由在本文中描述的任何一種纖 維材料制成的復(fù)合材料或組合物。例如，組合物可以包含在本文中描 述的任何一種纖維材料及細菌和/或酶。包含在本文中描述的任何一種 纖維材料及細菌和/或酶的組合物可以為干燥狀態(tài)，或它們可以包含液 體如水。
例如，所述復(fù)合材料可以為如下形式梯凳(stepping stool)、管、
面板、裝飾材料、板材、外殼、薄片、塊狀體、磚、桿、柵欄、構(gòu)件、 門、百葉窗、遮蓬、遮光物、標志、框架、窗框、底板、地板、瓷磚、
鐵路枕木、塔板、工具手柄、貨攤(stalls)、薄膜、包裝物、帶、箱子、
籃子、架子、套、粘合劑、兩腳規(guī)、墻、墊子、框架、書柜、雕刻品、 椅子、桌子、書桌、玩具、游戲器具、托盤、錠盤、橋墩、艇、桅桿、 化糞池、自動面板、計算機外殼、地上和地下電套管、家具、餐桌、
工作臺、護罩、塔板、吊桿、盆(servers)、匣子(caskets)、圖書封面、 手杖和腋杖。
在另一方面，本發(fā)明的特征在于平均長徑比大于5且纖維長度的 標準偏差小于平均纖維長度60%的纖維材料。
例如，平均長徑比可以大于10/1，例如大于15/1、大于25/1、大 于35/1、大于45/1或者甚至大于50/1。
例如，平均長度可以為0.5 mm至2.5 mm。
在另一方面，本發(fā)明的特征在于制備纖維材料的方法，所述方法在另一方面，本發(fā)明的特征在于制造有用材料如燃料的方法。所 述方法包括對纖維源進行剪切以提供第一纖維材料；將所述第一纖
維材料穿過平均開孔尺寸約1.59mm(l/16英寸，0.0625英寸)以下的第 一篩網(wǎng)以提供第二纖維材料；及將所述第二纖維材料與細菌和/或酶結(jié) 合，所述細菌和/或酶利用所述第二纖維材料制造燃料，所述燃料包括 氫、醇、有機酸和/或烴。
所述醇可以為例如甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、乙二醇、 丙二醇、1,4-丁二醇、丙三醇或這些醇的混合物；所述有機酸可以為例 如丙二酸、丁二酸、戊二酸、油酸、亞油酸、羥基乙酸、乳酸、"羥基 丁酸或這些酸的混合物；且所述烴可以為例如甲烷、乙烷、丙垸、異 丁烯、戊烷、正己烷或這些烴的混合物。
在與細菌和/或酶結(jié)合以前，在本文中描述的任何一種纖維材料可 以被水解以將較高分子量碳水化合物分解成較低分子量碳水化合物。
在另一方面，本發(fā)明的特征在于制造有用材料如燃料的方法，所 述方法包括對纖維源或纖維材料進行剪切，然后將其與細菌和/或酶結(jié) 合。例如，纖維源可以剪切一次以提供纖維材料，然后將所述纖維材 料與細菌和/或酶結(jié)合以制備有用材料。
在另一方面，本發(fā)明的特征在于增加纖維組合物密度的方法。所 述方法包括對纖維源進行剪切以提供纖維材料；將所述纖維材料與 細菌和/或酶結(jié)合以提供纖維材料組合物；將所述組合物封裝在基本不 透氣的材料中；及從封裝的組合物中除去夾帶氣體以增加組合物密度。 例如，所述不透氣材料可以為袋狀，且通過從袋中排空空氣，然后密 封所述袋，能夠增加所述組合物密度。
在另一方面，本發(fā)明的特征在于包含纖維材料、樹脂和染料的復(fù) 合材料。例如，所述纖維材料可以具有大于5的平均長徑比，及小于平均 纖維長度60%的纖維長度的標準偏差。
在某些實施方案中，所述復(fù)合材料還包含顏料。
在某些實施方式中，染料浸透到纖維中或鋪展在纖維表面上。
在另一方面，本發(fā)明的特征在于制造復(fù)合材料的方法，所述方法 包括對纖維材料染色；將所述纖維材料與樹脂結(jié)合；及由所述組合 形成復(fù)合材料。
在另一方面，本發(fā)明的特征在于制造復(fù)合材料的方法，所述方法 包括向樹脂中添加染料以提供染料/樹脂組合；將染料/樹脂組合與纖 維材料結(jié)合；并由染料/樹脂組合和纖維材料形成復(fù)合材料。
在本文中使用的術(shù)語"纖維材料"為包含大量松散、不連續(xù)且可 分離的纖維的材料。例如，可以由多涂層紙(polycoatedpaper)或漂白了 的牛皮紙纖維源，通過例如使用旋轉(zhuǎn)切割機進行剪切來制備纖維材料。
在本文中使用的術(shù)語"篩網(wǎng)"是指能夠按照尺寸篩分材料的元件， 例如，穿孔的板、圓筒等，或者金屬絲網(wǎng)或布織物(clothfabric)。
實施方案和/或方面可以具有如下優(yōu)點的任何一種或其組合。纖維 材料被打開和/或加應(yīng)力，使得所述材料更易于分散在例如溶液或樹脂 中，并使得它們更易于受到化學(xué)藥品、酶或生物攻擊。所述纖維材料 可以具有例如比較窄的長度和/或長徑比分布，以便始終如一地限定它 們的性能。例如，當纖維材料的纖維與熔融的樹脂或溶液共混時，其 可以以一致且可預(yù)測的方式改變?nèi)廴诘臉渲蛉芤旱牧髯冃?，例如結(jié) 果產(chǎn)生例如更加易于模制和擠出的樹脂/纖維材料組合。例如，所述纖維材料可以容易地穿過如那些在注塑模具中發(fā)現(xiàn)或與注塑模具相關(guān)的
微小開孔或通道，例如澆口(gate)或熱流道。由這類纖維材料模制的零
件可以展示良好的表面光潔，例如大顆粒和/或團聚顆粒具有很少的可 見斑點。
在本文中提及的所有公布、專利申請、專利和其它參考文獻，關(guān) 于它們所包含的所有內(nèi)容整體引入到本文中作為參考。
本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將通過下面的具體實施方式
和權(quán)利要求 書而變得顯而易見。


圖1為顯示將纖維源轉(zhuǎn)化成第一和第二纖維材料的方塊圖。
圖2為旋轉(zhuǎn)切割機的剖視圖。
圖3-8為由單絲制成的各種篩網(wǎng)的俯視圖。
圖9為顯示將纖維源轉(zhuǎn)化成第一、第二和第三纖維材料的方塊圖。
圖IOA和IOB為纖維源的照片；圖IOA為多涂層紙容器的照片； 圖IOB為未漂白牛皮紙輥的照片。
圖11和12分別為由多涂層紙制造的纖維材料25倍放大和1000 倍放大的掃描電子顯微照片。利用具有1/8英寸開孔的篩網(wǎng)在旋轉(zhuǎn)切割 機上制造所述纖維材料。
圖13和14分別為由漂白了的牛皮紙板紙制造的纖維材料25倍放 大和1000倍放大的掃描電子顯微照片。利用具有1/8英寸開孔的篩網(wǎng) 在旋轉(zhuǎn)切割機上制造所述纖維材料。
圖15和16分別為由漂白了的牛皮紙板紙制造的纖維材料25倍放 大和1000倍放大的掃描電子顯微照片。在每次剪切期間，利用具有1/16 英寸開孔的篩網(wǎng)在旋轉(zhuǎn)切割機上對所述纖維材料剪切兩次。
圖17和18分別為由漂白了的牛皮紙板紙制造的纖維材料25倍放 大和IOOO倍放大的掃描電子顯微照片。在旋轉(zhuǎn)切割機上對所述纖維材 料剪切三次。在第一次剪切期間，使用1/8英寸的篩網(wǎng)；在第二次剪切期間，使用1/16英寸的篩網(wǎng)；及在第三次剪切期間，使用1/32英寸的 篩網(wǎng)。
圖19為顯示纖維材料組合物的可逆的堆密度增加的方塊圖。
具體實施例方式
參考圖1，例如在旋轉(zhuǎn)切割機中剪切纖維源10以提供第一纖維材
料12。將所述第一纖維材料12穿過平均開孔尺寸為1.59 mm(l/16英寸， 0.0625英寸)以下的第一篩網(wǎng)16以提供第二纖維材料14。如果需要， 纖維源10在剪切之前，可以例如用切碎機進行切割。例如，當將紙用 作纖維源10時，可以使用切碎機將紙首先切割成例如1/4至1/2英寸 寬的條，所述切碎機例如為反向旋轉(zhuǎn)螺桿切碎機，如由Munson (Utica， N.Y.)制造的切碎機。作為切碎的替代方法，使用閘刀式切紙機通過切 割至所需的尺寸可以將紙的尺寸降低。例如，可以使用所述閘刀式切 紙機將紙切割成例如10英寸寬"2英寸長的片。
在某些實施方案中，對纖維源10的剪切和將所得到的第一纖維材 料12穿過第一篩網(wǎng)16同時進行。所述剪切和穿過還能以間歇式的方 法進行。
例如，可以將旋轉(zhuǎn)切割機同時用于剪切纖維源IO和篩分所述第一 纖維材料12。參考圖2，旋轉(zhuǎn)切割機20包括加料斗22，所述加料斗可 以裝載有通過對纖維源10進行切碎而制備的切碎的纖維源10'。將切 碎的纖維源10'在靜止刀片24和旋轉(zhuǎn)刀片26之間進行剪切以提供第一 纖維材料12。將第一纖維材料12穿過具有上述尺寸的篩網(wǎng)16，并將 所得到的第二纖維材料14收集在儲存斗30中。為了便于收集所述第 二纖維材料14，儲存斗30可以具有低于標準大氣壓的壓力，例如低于 標準大氣壓至少10%，例如低于標準大氣壓至少25%、低于標準大氣 壓至少50%或者低于標準大氣壓至少75%。在某些實施方案中，利用 真空源50(圖2)保持儲存斗低于標準大氣壓。剪切可以有利于"打開"所述纖維材料和對所述纖維材料"加應(yīng) 力"，使得上述材料更易于分散在例如溶液或樹脂中，并使得它們更 易于被化學(xué)藥品、酶或生物攻擊。不希望受到任何具體理論束縛，至 少在某些實施方案中相信剪切可以使得纖維表面具有官能團如羥基或 羧酸基，所述官能團可以例如幫助將所述纖維分散在熔融的樹脂中， 或者提高化學(xué)藥品或生物攻擊。
所述纖維源可以在干燥狀態(tài)、含水狀態(tài)(例如，具有高達iowty。的
吸收水)或濕狀態(tài)(例如，具有約10wt。/。至約75wt。/。的水)下剪切。所述 纖維源甚至可以在部分或全部浸沒到液體如水、乙醇、異丙醇下時被 剪切。
還可以在氣體(如除空氣以外的氣體的氣流或氣氛)，例如氧氣或氮 氣或水蒸氣中剪切所述纖維源。
制造纖維材料的其它方法包括石材研磨(stone grinding)、機械裂開 或撕裂、針磨(pin grinding)或空氣損耗研磨(air attrition milling)。
如果需要，根據(jù)所述纖維材料的長度、寬度、密度、材料類型或 這些屬性的一些組合，可以連續(xù)或間歇地將所述纖維材料分離復(fù)數(shù)份。 例如，為了形成復(fù)合材料，通常需要具有較窄的纖維長度分布。另外， 例如當制造包含細菌和/或酶的組合物時，通常希望使用基本上單一的 材料作為進料。
例如，將包含鐵質(zhì)材料的纖維材料穿過磁鐵例如電磁鐵，然后將 所得到的纖維材料穿過每種篩網(wǎng)具有不同尺寸開孔的一系列篩網(wǎng)，可 以將鐵質(zhì)材料從任何纖維材料中分離出去。
所述纖維材料也可以例如通過使用高速氣體例如空氣分離。在這 種方法中，通過抽取不同部分而將所述纖維材料進行分離，如果需要，可以對各部分進行光子學(xué)表征。在Lindsey等人的美國專利6,883,667 中討論了這類分離設(shè)備，其全部公開整體引入到本文中作為參考。
在它們制備好以后，可以立即使用所述纖維材料，或可以對它們 進行干燥，例如在約105'C下干燥4至18小時，使得在使用之前水分 含量例如低于約0.5%。
如果需要，可以從含木素的任何纖維材料如木質(zhì)纖維材料中除去 木素。另外，如果需要，可以對所述纖維材料進行殺菌以殺死可能存 在于所述纖維材料上的任何微生物。例如，通過將纖維材料暴露于輻 射如紅外輻射、紫外輻射或電離輻射如伽馬輻射，可以對纖維材料進 行殺菌。通過調(diào)節(jié)溫度例如在一定條件下對纖維材料進行加熱或冷卻 足夠時間以殺死任何微生物，或者通過使用化學(xué)殺菌劑如漂白粉(例如， 次氯酸鈉)、雙氯苯雙胍己垸或環(huán)氧乙垸，也可以對纖維材料進行殺菌。 通過使用競爭性生物如抗細菌酵母(yeast against bacteria),也可以對纖 維材料進行殺菌。
參考圖3-8，在某些實施方案中，第一篩網(wǎng)16的平均開孔尺寸小 于0.79 mm(1/32英寸，0.03125英寸)，例如小于0.51 mm (1/50英寸， 0.02000英寸)、小于0.40 mm (1/64英寸，0.015625英寸)、小于0.23mm (0.009英寸)、小于0.20 mm (1/128英寸，0.0078125英寸)、小于0.18 mm (0.007英寸)、小于0.13 mm (0.005英寸)或者甚至小于0.10 mm (1/256英寸，0.00390625英寸)。通過交織具有適當直徑的單絲52以提 供所需的開孔尺寸來制備篩網(wǎng)16。例如，所述單絲可以由金屬例如不 銹鋼制成。隨著開孔尺寸越小，對單絲的結(jié)構(gòu)性要求可能會越高。例 如，對于小于0.40mm的開孔尺寸，由除了不銹鋼以外的材料例如鈦、 鈦合金、無定形金屬、鎳、鴇、銠、錸、陶瓷或玻璃制成的單絲制造 所述篩網(wǎng)可以是有利的。在某些實施方案中，所述篩網(wǎng)由具有使用激 光插入所述板中的孔的板例如金屬板制成。在某些實施方案中，對第二纖維14進行剪切并將其穿過所述第一 篩網(wǎng)16，或者不同尺寸的篩網(wǎng)。在某些實施方案中，將所述第二纖維 材料14穿過平均開孔尺寸等于或小于第一篩網(wǎng)16的第二篩網(wǎng)。
參考圖9，通過對所述第二纖維材料14進行剪切并將所得到的材 料穿過平均開孔尺寸小于第一篩網(wǎng)16的第二篩網(wǎng)60，可以由所述第二 纖維材料14制備第三纖維材料62。
纖維源包含纖維素纖維源，所述纖維素纖維源包括類似于圖 IOA(多涂層紙)和IOB(牛皮紙)中所示的那些的紙和紙產(chǎn)品；以及木質(zhì) 纖維的纖維源，所述木質(zhì)纖維的纖維源包括木材和木材相關(guān)材料例如 碎料板。其它合適的纖維源包括天然纖維源，例如草、稻殼、甘蔗渣、 棉花、黃麻、大麻、亞麻、竹子、劍麻、蕉麻、稻草、玉米棒子、稻 殼、椰子絨毛(coconuthair); a-纖維素含量高的纖維源，例如棉花；合 成的纖維源，例如擠出紗線(定向紗線或未定向紗線)或碳纖維源；無機 纖維源；及金屬纖維源。天然或合成纖維源可以由原始廢料織物材料 例如殘余物獲得，或者它們可以為消費后廢料例如碎布。當將紙產(chǎn)品 用作纖維源時，它們可以為原始材料，例如廢料原始材料，或者它們 可以為消費后廢料。除了原始原材料以外，消費后的、工業(yè)的(例如， 廢棄物)和生產(chǎn)廢料(例如，來自紙張加工的流出物)也可以用作纖維源。 同樣，所述纖維源可以從人類(例如，污水)、動物或工廠廢料獲得或得 到。另外的纖維源已經(jīng)在美國專利6,448,307、 6,258,876、 6,207,729、 5,973,035和5,952,105中進行了描述，上述每篇專利都整體引入到本文 中作為參考。
可以使用任何上面纖維源的共混物。
通常，所述纖維材料的纖維可以具有比較大的平均長徑比(例如， 大于20比1)，即使它們已經(jīng)被剪切過多次。另外，在本文中描述的纖 維材料的纖維可以具有比較窄的長度和/或長徑比分布。不希望受到任何具體理論束縛，目前相信比較大的平均長徑比及比較窄的長度和/或 長徑比分布至少部分地使得易于將所述纖維材料分散在樹脂例如熔融 的熱塑性樹脂中。還相信比較大的平均長徑比及比較窄的長度和/或長 徑比分布至少部分地使得纖維材料的性能始終如一；纖維材料賦予樹 脂可預(yù)知的流變性調(diào)節(jié)；纖維材料和樹脂的組合易于澆鑄、擠出和注 模；纖維材料易于穿過微小、通常曲折的通道和孔口；以及就模制的 零件而言可能展示優(yōu)異的表面光潔，例如光滑的光潔和/或基本不含可 見斑點的光潔。
如在本文中使用的，平均纖維寬度(即，直徑)為通過視覺隨機選取 大約5000根纖維測定的寬度。平均纖維長度為修正過的長度加權(quán)長度。 BET(Brunauer、 Emmet和Teller)表面積為多點表面積，且孔隙率為由 水銀孔隙度計測定的孔隙率。
第二纖維材料14的平均長徑比可以為，例如大于8/1，例如大于 10/1、大于15/1、大于20/1、大于25/1或者大于50/1。第二纖維材料 14的平均長度可以為例如約0.5 mm至2.5 mm，例如約0.75 mm至1.0 mm，且第二纖維材料14的平均寬度(g卩，直徑)可以為例如約5 )Lim至 50 pm，例如約10 )im至30 pm。
在某些實施方案中，第二纖維材料14的長度的標準偏差小于第二 纖維材料14的平均長度的60%，例如小于平均長度的50%、小于平均 長度的40%、小于平均長度的25%、小于平均長度的10%、小于平均 長度的5%或者甚至小于平均長度的1%。
在某些實施方案中，所述第二纖維材料14的BET表面積大于0.1 m2/g,例如大于0.25 m2/g、大于0.5 m2/g、大于1.0 m2/g、大于1.5 m2/g、 大于1.75 m2/g、大于5.0 m2/g、大于10 m2/g、大于25 m2/g、大于35 m2/g、 大于50m2/g、大于60 m2/g、大于75 m2/g、大于100 m2/g、大于150 m2/g、 大于200 m2/g或者甚至大于250 m2/g。所述第二纖維材料14的孔隙率可以為例如大于20%、大于25%、大于35%、大于50%、大于60%、 大于70%、例如大于80%、大于85%、大于90%、大于92%、大于94%、 大于95%、大于97.5%、大于99%或者甚至大于99.5%。
在某些實施方案中，第一纖維材料12的平均長徑比與第二纖維材 料14的平均長徑比的比值例如小于1.5,例如小于1.4、小于1.25、小 于l.l、小于1.075、小于1.05、小于1.025或者甚至基本等于1。
在具體實施方案中，所述第二纖維材料14被再次剪切且將所得到 的纖維材料穿過平均開孔尺寸小于第一篩網(wǎng)的第二篩網(wǎng)以提供第三纖 維材料62。在此情況下，第二纖維材料14的平均長徑比與第三纖維材 料62的平均長徑比的比值可以例如小于1.5，例如小于1.4、小于1.25 或者甚至小于1.1。
在某些實施方案中，將所述第三纖維材料62穿過第三篩網(wǎng)以制造 第四纖維材料。可以將所述第四纖維材料例如穿過第四篩網(wǎng)以制造第 五材料。可以按需重復(fù)類似的篩分步驟許多次以制造所需的具有所需 性能的纖維材料。
在某些實施方案中，所需的纖維材料包括平均長徑比大于5且纖 維長度的標準偏差小于平均長度60%的纖維。例如，所述平均長徑比 可以大于10/1，例如大于25/1或大于50/1，且平均長度可以為約0.5 mm 至2.5 mm，例如約0.75 mm至1.0 mm。纖維材料的平均寬度可以為約 5 pm至50 |im，例如約10 pm至30 |im。例如，所述標準偏差可以小 于平均長度的50%，例如小于40%、小于30%、小于25%、小于20%、 小于10%、小于5%或者甚至小于平均長度的1%。所需的纖維材料的 BET表面積可以例如大于0.5 m2/g，例如大于1.0m2/g、大于1.5 m2/g、 大于1.75m2/g、大于5m2/g、大于10 m2/g、大于25.0 m2/g、大于50.0 m2/g、大于75.0 m"g或者甚至大于100.0 m2/g。所需的材料的孔隙率 可以例如大于70%，例如大于80%、大于87.5%、大于90%、大于92.5%、大于95%、大于97.5%或者甚至大于99%。特別優(yōu)選的實施方案具有 大于1.25 m2/g的BET表面積和大于85%的孔隙率。
纖維材料/樹脂復(fù)合材料
通過將所需的纖維材料和所需的樹脂結(jié)合，可以制備包含在本文 中描述的任何纖維材料或任何纖維材料的共混物(包含在美國專利 6448307、 6258876、 6207729、 5973035和5952105中公開的任何纖維 材料)和樹脂的復(fù)合材料，所述纖維材料例如為所述第一纖維材料12 或第二纖維材料14，且所述樹脂例如為熱塑性樹脂或熱固性樹脂。例 如，通過將纖維材料和樹脂在擠出機或其它混合器中進行混合，可以 將所需的纖維材料與所需的樹脂結(jié)合。為了形成復(fù)合材料，可以將纖 維材料以纖維材料本身或者以可以在結(jié)合期間重新打開的密度增加的 纖維材料的形式與樹脂結(jié)合。在2006年3月23日提交的國際申請 PCT/US2006/010648中討論了這種密度增加的材料，其公開內(nèi)容整體引 入到本文中作為參考。
熱塑性樹脂的例子包括剛性和彈性熱塑性塑料。剛性熱塑性塑料 包括聚烯烴(例如，聚乙烯、聚丙烯或聚烯烴共聚物)、聚酯(例如聚對 苯二甲酸二乙酯)、聚酰胺(例如，尼龍6、 6/12或6/10)以及聚乙烯亞胺。 彈性熱塑性樹脂的例子包括彈性苯乙烯共聚物(例如，苯乙烯-乙烯-丁 烯-苯乙烯共聚物)、聚酰胺彈性體(例如，聚醚-聚酰胺共聚物)和乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。
在某些實施方案中，熱塑性樹脂的熔體流動速率為10g/10分鐘至 60 g/10分鐘，例如20 g/10分鐘至50 g/10分鐘或30 g/10分鐘至45 g/10 分鐘，所述熔體流動速率使用ASTM 1238測得。
在某些實施方案中，可以使用上面任何熱塑性樹脂的相容性共混物。在某些實施方案中，熱塑性樹脂的多分散指數(shù)(PDI)，即重均分子
量與數(shù)均分子量的比值大于1.5，例如大于2.0、大于2.5、大于5.0、 大于7.5或者甚至大于10.0。
在具體實施方案中，可以將聚烯烴或聚烯烴的共混物用作熱塑性 樹脂。
熱固性樹脂的例子包括天然橡膠、丁二烯橡膠和聚氨酯。
除了所需的纖維材料和樹脂以外，還可以向纖維材料和樹脂的組 合中添加例如固體或液體形式的添加劑。例如，合適的添加劑包括填 料如碳酸鈣、石墨、硅灰石、云母、玻璃、玻璃纖維、二氧化硅和滑 石；無機阻燃劑如三水合氧化鋁或氫氧化鎂；有機阻燃劑如氯代或溴 代有機化合物；磨碎的建筑廢料；磨碎的輪胎橡膠；碳纖維；或者金 屬纖維或粉末(例如，鋁、不銹鋼)。這些添加劑可以增強、擴展或改變 電、機械或相容性性能。其它添加劑包括香料；偶聯(lián)劑；增容劑， 例如馬來酸聚丙烯(maleated polypropylene);加工助劑；潤滑劑，例如 氟化聚乙烯；增塑劑；抗氧化劑；遮光劑；熱穩(wěn)定劑；著色劑；發(fā)泡 劑；抗沖改性劑；聚合物，例如可降解聚合物；光穩(wěn)定劑；抗微生物 劑；抗靜電劑，例如硬脂酸酯或乙氧基化的脂肪酸胺。合適的抗靜電 化合物包括導(dǎo)電炭黑；碳纖維；金屬填料；陽離子化合物，例如季 銨化合物例如氯化N-(3-氯-2-羥丙基)-三甲基銨、鏈烷醇酰胺和胺。代 表性的可降解聚合物包括多羥基酸，例如聚丙交酯、聚乙交酯及乳 酸和羥基乙酸的共聚物、聚(羥基丁酸)、聚(羥基戊酸)、聚[丙交酯-共-(e-己內(nèi)酯)]、聚[乙交酯-共-(e-己內(nèi)酯)]、聚碳酸酯、聚(氨基酸)、聚(羥基 鏈垸酸酯)、聚酸酐、聚原酸酯以及這些聚合物的共混物。
在某些實施方案中，在與樹脂結(jié)合以前，先對纖維材料進行殺菌 以殺死可能存在于纖維材料上的任何微生物。例如，通過將所述纖維 材料暴露于輻射；通過在一定條件下對纖維材料進行加熱足夠時間以殺死任何微生物，例如在標準大氣壓下沸騰；或者通過使用化學(xué)殺菌 劑，可以對纖維材料進行殺菌。
使得復(fù)合材料的氣味和/或外觀接近于天然木材例如杉木可以是 有利的。例如，可以將香料如天然木材香料復(fù)合到用于制備復(fù)合材料 的樹脂中。在某些實施方式中，將香料以油的形式直接復(fù)合到樹脂中。 例如，使用輥式破碎機例如8&1^1 7@混合器或擠出機，例如具有反向 旋轉(zhuǎn)螺桿的雙螺桿擠出機，可以將所述油復(fù)合到樹脂中。8肌1)1 7@混合 器的一個例子為由Farrel制造的F-系列Banbury⑧混合器。雙螺桿擠出 機的例子為由Krupp Werner & Pfleiderer制造的WP ZSK 50 MEGAcompimder 。在復(fù)合以后，可以將有香味的樹脂添加至纖維材 料中并擠出或模制。作為選擇，填充香料的樹脂的母料(master batches) 可在商業(yè)上以商品名Polylff 得自于國際香料公司(International Flavors and Fragrances)或得自于RTP公司。在某些實施方案中，復(fù)合 材料中香料的量為約0.005wty。至約10wt%，例如約0.1%至約5%或者 0.25%至約2.5%。
其它天然木材香料包括常青樹或紅杉。其它香料包括薄荷、櫻 桃、草莓、桃子、酸橙、荷蘭薄荷、肉桂、茴香、羅勒、香檸檬、黑
胡椒、樟腦、甘菊、香茅、桉樹、松樹、冷杉、老鸛草、生姜、柚子、
茉莉、刺柏子(jimiperberry)、薰衣草、檸檬、中國柑桔、甘牛至草、麝 香、myrhh、桔子、天竺薄荷、玫瑰、迷迭香、鼠尾草、檀香木、茶樹、 百里香、鹿蹄草、衣蘭香精(ylangylang)、香草、newcar或這些香料的 混合物。在某些實施方案中，纖維材料-香料組合中香料的量為約 0.005wt。/o至約20wt%，例如約0.1%至約5%或者0.25%至約2.5%。于 2005年6月7日提交的美國臨時申請60/688,002號中描述的其它香料 和方法，其全部公開引入到本文中作為參考。
可以使用上述任何纖維材料如第一纖維材料12或第二纖維材料 14與樹脂，形成制品如管、面板、裝飾材料、板材、外殼、薄片、塊狀體、磚、桿、柵欄、構(gòu)件、門、百葉窗、遮蓬、遮光物、標志、框 架、窗框、底板、地板、瓷磚、鐵路枕木、塔板、工具手柄、貨攤、 薄膜、包裝物、帶、箱子、籃子、架子、套、粘合劑、兩腳規(guī)、墻、 墊子、框架、書柜、雕刻品、椅子、桌子、書桌、玩具、游戲器具、 托盤、錠盤、橋墩、艇、桅桿、化糞池、自動面板、計算機外殼、地 上和地下電套管、家具、餐桌、工作臺、護罩、塔板、吊桿、盆、匣 子、圖書封面、手杖、腋杖、絕緣體、絲線、布、新產(chǎn)品、家用品和 房屋結(jié)構(gòu)。
在與樹脂結(jié)合且復(fù)合以形成上述復(fù)合材料以前，可以對纖維材料 染色。在某些實施方案中，這種染色可以有助于掩蔽或隱藏纖維材料， 尤其是在模制或擠出零件中大塊的纖維材料。當這類大塊存在的濃度 比較高時，可以在模制或擠出零件中顯示為斑點。
例如，可以使用酸性染料、直接染料或活性染料對所需要的纖維
材料進行染色。這類染料得自于Spectra Dyes、 Kearny、 NJ或Keystone Aniline Corporation, Chicago, IL。染料的具體例子包括SPECTRA" LIGHT YELLOW 2G、 SPECTRACID YELLOW 4GL CONC 200、 SPECTRANYL RHODAMINE 8、 SPECTRANYL NEUTRAL RED B 、 SPECTRAMINE BENZOPERPURINE 、 SPECTRADIAZO BLACK OB 、 SPECTRAMINE TURQUOISE G、禾口 SPECTRAMINE GREY LVL 200%,每種染料均得自于Spectra Dyes。
在某些實施方案中，將包含顏料的樹脂濃色母料(resin color concentrate)與染料共混。當這類共混物然后與所需要的纖維材料復(fù)合 時，所述纖維材料可在復(fù)合期間被就地染色。濃色母料得自于Clariant。
實施例
在JEOL 65000場發(fā)射掃描電子顯微鏡上獲得了掃描電子顯微照 片。通過Integrated Paper Services, Inc., Appleton， WI使用自動分析儀(TAPPIT271)測定了纖維長度和寬度(g卩，直徑)。通過微晶學(xué)分析設(shè)施 (Micromeritics Analytical Service)測定了 BET表面積，如孔隙率和堆密
度一樣。
實施例1-由多涂層紙制備纖維材料
從國際紙業(yè)(International Paper)獲得1500磅運物車(skid)的由堆密 度為20 lb/ftS的未印刷多涂層白色牛皮紙板制成的原始、半加侖果汁硬 紙盒。使用閘刀式切紙機將所述材料切割成8.25英寸xll英寸的片， 并向Munson旋轉(zhuǎn)切割機Model SC30進料。Model SC30裝配有四個旋 轉(zhuǎn)刀片、四個固定刀片和具有1/8英寸開孔的排放篩網(wǎng)。將旋轉(zhuǎn)刀片和 固定刀片之間的縫隙設(shè)定為約0.020英寸。所述旋轉(zhuǎn)切割機剪切經(jīng)過刀 口的類似于五彩紙屑的片，撕開所述片并以約每小時一磅的速率釋放 纖維材料。纖維材料的BET表面積為0.9748 m2/g±0.0167 m2/g，孔隙 率為89.0437%且0.53磅/平方英寸下的堆密度為0.1260 g/mL。纖維的 平均長度為1.141 mm，纖維的平均寬度為0.027 mm，給出的平均L/D 為42:1。將纖維材料25倍放大和1000倍放大的掃描電子顯微照片分 別示于圖11和12中。
實施例2-由漂白了的牛皮紙板制備纖維材料
從國際紙業(yè)獲得1500磅運物車的堆密度為30 1b/ftS的原始漂白的 白色牛皮紙板板。使用閘刀式切紙機將所述材料切割成8.25英寸xll 英寸的片并向Munson旋轉(zhuǎn)切割機Model SC30進料。排放篩網(wǎng)具有1/8 英寸的開孔。將旋轉(zhuǎn)刀片和固定刀片之間的縫隙設(shè)定為約0.020英寸。 所述旋轉(zhuǎn)切割機剪切類似于五彩紙屑的片，以約每小時一磅的速率釋 放纖維材料。纖維材料的BET表面積為1.1316 m2/g±0.0103 m2/g，孔 隙率為88.3285%且0.53磅/平方英寸下的堆密度為0.1497 g/mL。纖維 的平均長度為1.063 mm，纖維的平均寬度為0.0245 mm，給出的平均 L/D為43:1。將纖維材料25倍放大和1000倍放大的掃描電子顯微照片 分別示于圖13和14中。實施例3-由漂白了的牛皮紙板制備二次剪切的纖維材料
從國際紙業(yè)獲得1500磅運物車的堆密度為30 lb/ftS的原始漂白的 白色牛皮紙板。使用閘刀式切紙機將所述材料切割成8.25英寸xll英 寸的片并向Munson旋轉(zhuǎn)切割機Model SC30進料。排放篩網(wǎng)具有1/16 英寸的開孔。將旋轉(zhuǎn)刀片和固定刀片之間的縫隙設(shè)定為約0.020英寸。 所述旋轉(zhuǎn)切割機剪切類似于五彩紙屑的片，以約每小時一磅的速率釋 放纖維材料。將由第一次剪切所得到的材料進料回到上述相同設(shè)備中 并再次剪切。所得到的纖維材料的BET表面積為1.4408 m2/g±0.0156 m2/g，孔隙率為90.8998%且0.53磅/平方英寸下的堆密度為0.1298 g/mL。纖維的平均長度為0.891 mm，纖維的平均寬度為0.026 mm，給 出的平均L/D為34:1。將纖維材料25倍放大和1000倍放大的掃描電 子顯微照片分別示于圖15和16中。
實施例4-由漂白了的牛皮紙板制備三次剪切的纖維材料 從國際紙業(yè)獲得1500磅運物車的堆密度為30 lb/f一的原始漂白的 白色牛皮紙板。使用閘刀式切紙機將所述材料切割成8.25英寸xll英 寸的片并向Munson旋轉(zhuǎn)切割機Model SC30進料。排放篩網(wǎng)具有1/8 英寸的開孔。將旋轉(zhuǎn)刀片和固定刀片之間的縫隙設(shè)定為約0.020英寸。 所述旋轉(zhuǎn)切割機剪切經(jīng)過刀口的類似于五彩紙屑的片。將由第一次剪 切所得到的材料進料回到上述相同設(shè)備并將篩網(wǎng)更換為1/16英寸的篩 網(wǎng)。對該材料進行剪切。將由第二次剪切所得到的材料進料回到上述 相同設(shè)備并將篩網(wǎng)更換為1/32英寸的篩網(wǎng)。對該材料進行剪切。所得 到的纖維材料的BET表面積為1.6897 m2/g±0.0155 m2/g，孔隙率為 87.7163%且0.53磅/平方英寸下的堆密度為0.1448 g/mL。纖維的平均 長度為0.824 mm，纖維的平均寬度為0.0262 mm，給出的平均L/D為 32:1。將纖維材料25倍放大和1000倍放大的掃描電子顯微照片分別示 于圖17禾口 18中。
其它組合物和所述纖維材料的用途
可以制備這樣的組合物，所述組合物包含在本文中描述的任何纖維材料，所述纖維材料包括美國專利6448307、 6258876、 6207729、 5973035和5952105中公開的任何纖維材料、樹脂、添加劑或其它成分。 例如，在本文中描述的任何纖維材料可以與固體、液體或氣體，例如， 化學(xué)藥品或化學(xué)制劑(固態(tài)或液態(tài))如藥物(例如，抗生素)、農(nóng)業(yè)材料(例 如，植物種子、肥料、除草劑或殺蟲劑)或者酶或包含酶的制劑結(jié)合。 另外可以制備包含一種或多種細菌或者與一種或多種酶組合的細菌的 組合物。
這類組合物可以利用纖維材料的期望性能。例如，可以使用任何 纖維材料來吸收化學(xué)藥品，可能吸收它們自身重量的許多倍。例如， 可以將纖維材料用于吸收溢出的油或其它化學(xué)藥品。將這些纖維材料 與可以代謝油或化學(xué)藥品的微生物如細菌結(jié)合可以有助于清潔。例如， 可以將所述纖維材料與酶溶液結(jié)合、干燥、然后用于寵物寢具中，或 者將其與藥物結(jié)合并用于傳遞治療劑如藥品。如果需要，可以將所述
纖維材料與可降解聚合物，例如聚羥基乙酸、聚乳酸、以及羥基乙酸 和乳酸的共聚物結(jié)合。其它可以使用的可降解材料已經(jīng)在上面討論過 了。
可以在例如各種浸漬、噴霧或共混設(shè)備中制備包含纖維材料如纖 維素或木質(zhì)纖維材料與例如固態(tài)、液態(tài)或氣態(tài)的化學(xué)藥品或化學(xué)制劑 的組合物。例如，使用帶式混合機、錐形混合機、雙錐體混合機和 Patterson-Kelly "V"式混合機，可以制備所述組合物。
如果需要，可以將木素從含木素的任何纖維材料如木素纖維材料 中除去。另外，如果需要，可以對纖維材料進行殺菌以殺死可能存在 于纖維材料上的任何微生物。例如，通過將纖維材料暴露于輻射如紅 外輻射、紫外輻射或電離輻射如伽馬輻射下，可以對纖維材料進行殺 菌。通過在一定條件下對纖維材料加熱足夠時間以殺死任何微生物， 或者通過使用化學(xué)殺菌劑如漂白劑(例如，次氯酸鈉)、雙氯苯雙胍己垸 或環(huán)氧乙烷，也可以對纖維材料進行殺菌?？梢岳缡褂靡后w如水對任何纖維材料進行清洗以除去任何所不 需要的雜質(zhì)和/或污染物。
在具體應(yīng)用中，可以將所述纖維材料用作用于各種微生物如酵母 和細菌的進料，所述微生物可以對纖維材料產(chǎn)生發(fā)酵或其它作用以制 造有用材料如燃料，所述燃料例如為醇、有機酸、烴或氫或者蛋白質(zhì)。
制造的醇可以為一元醇如乙醇或者多元醇如乙二醇或丙三醇?？?以制造的醇的例子包括甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、乙二醇、 丙二醇、1,4-丁二醇、丙三醇或這些醇的混合物。制造的有機酸可以為 一元羧酸或多元羧酸。有機酸的例子包括甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、 戊酸、己酸、棕櫚酸、硬脂酸、草酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、油 酸、亞油酸、羥基乙酸、乳酸、Y-羥基丁酸或這些酸的混合物。制造的 烴可以為例如烷烴或烯烴?？梢灾圃斓臒N的例子包括甲烷、乙烷、丙 烷、異丁烯、戊垸、正己烷或這些烴的混合物。
在具體實施方案中，對包括纖維素纖維和/或木質(zhì)纖維的纖維源進 行剪切以提供第一纖維材料。然后將所述第一纖維材料穿過平均開孔
尺寸為約1.59mm(l/16英寸，0.0625英寸)以下的第一篩網(wǎng)以提供第二 纖維材料。將所述第二纖維材料與細菌和/或酶結(jié)合。在該具體實施方 案中，細菌和/或酶可以直接利用所述第二纖維材料而不用預(yù)處理以制 造燃料，所述燃料包括氫、醇、有機酸和/或烴。
在某些實施方案中，在結(jié)合細菌和/或酶之前，對所述纖維材料進 行殺菌以殺死可能存在于纖維材料上的任何微生物。例如，通過將纖 維材料暴露于輻射如紅外輻射、紫外輻射或電離輻射如伽馬輻射下， 可以對所述纖維材料進行殺菌。另外，使用化學(xué)殺菌劑如漂白劑(例如， 次氯酸鈉)、雙氯苯雙胍己烷或環(huán)氧乙烷也可以殺死微生物。在具體實施方案中，首先將纖維材料的纖維素和/或木質(zhì)纖維材料 分解成低分子量的糖，然后將其添加至使所述低分子量的糖發(fā)酵的酵 母和/或細菌的溶液中以制造乙醇。使用化學(xué)藥品如酸或堿，通過酶或
二者的組合，可以分解纖維素和/或木質(zhì)纖維材料。Bjerre在Biotechnol. Bioeng., 49:568 (1996)中禾口 Kim在Biotechnol. Prog., 18:489 (2002)中描
述了纖維素材料的化學(xué)水解，這兩篇文章全部引入到本文中作為參考。
DiPardo在Journal of Outlook for Biomass Ethanol Production and Demand (EIA Forecasts)(生物質(zhì)乙醇的生產(chǎn)和需求展望雜志(EIA預(yù)測)), 2002中；Sheehan在Biotechnology Progress(生物技術(shù)進展)，15:8179, 1999中；Martin在Enzyme Microbes Technology(酶微生物技術(shù))，31:274, 2002中；Greer在BioCycle(生物循環(huán))，61-65, 2005年4月中；Lynd在 Microbiology and Molecular Biology Reviews(微生物學(xué)和分子生物學(xué)綜 述)，66:3, 506-577, 2002中;Ljungdahl等在美國專利4292406中;及 Bellamy在美國專利4094742中討論了生物乙醇策略，這些文章全部引 入到本文中作為參考。
現(xiàn)在參考圖19，具有低堆密度的纖維材料可以與微生物如冷凍干 燥的酵母或細菌和/或酶結(jié)合，然后可逆地使其密度增加成具有更高堆 密度的纖維材料組合物。例如，通過將纖維材料密封在相對不透氣的 結(jié)構(gòu)如由聚乙烯制成的袋子或由聚乙烯和尼龍交替的層制成的袋子 中，然后從所述結(jié)構(gòu)中排空夾帶氣體如空氣，可以增加堆密度為0.05 g/ cmS的纖維材料組合物的密度。在從所述結(jié)構(gòu)中排空空氣以后，所述纖 維材料的堆密度可以例如大于0.3 g/cm3，例如0.5 g/cm3、 0.6 g/cm3、 0.7g/cn^以上，例如0.85 g/cm3。當需要將纖維材料運輸?shù)搅硪粋€位置 如遙遠的制造工廠時，這可以是有利的，其中可以將所述纖維材料組 合物添加至溶液中，例如來制造乙醇。在刺破基本上不透氣的結(jié)構(gòu)以 后，密度增加的纖維材料回復(fù)至接近于其初始堆密度，例如大于其初 始堆密度的60%，例如70%、 80%、 85%以上，例如其初始堆密度的 95%。為了減少纖維材料中的靜電，可以向纖維材料中添加抗靜電劑。例如，可以向所述纖維材料中添加化學(xué)抗靜電化合物，例如陽離子化 合物如季銨化合物。
在某些實施方案中，所述結(jié)構(gòu)如袋子是由溶于液體如水中的材料 形成的。例如，所述結(jié)構(gòu)能夠由聚乙烯醇形成以便當其與水基系統(tǒng)接 觸時溶解。這類實施方案允許密度增加的結(jié)構(gòu)直接添加至例如包含微 生物的溶液中，而不用通過例如切割首先釋放所述結(jié)構(gòu)的內(nèi)容物。
其它實施方案
盡管已經(jīng)描述了某些實施方案，但是其它實施方案也是可行的。
盡管某些實施方案使用篩網(wǎng)來提供所需的纖維材料，但在某些實 施方案中，不使用篩網(wǎng)來制造所需的纖維。例如，在某些實施方案中， 在限定第一間隙的第一對刀片之間剪切纖維源，得到第一纖維材料。 然后在限定第二間隙的第二對刀片之間剪切所述第一纖維材料，得到 第二纖維材料，所述第二間隙小于第一間隙?？梢詫㈩愃频暮Y分步驟 按需要重復(fù)多次以制造具有需要性能的所需的纖維材料。
在某些實施方案中，第一纖維材料的平均長徑比與第二纖維材料 的平均長徑比的比值小于1.5。
另外其它的實施方案在所附的權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種制造燃料的方法，所述方法包括對纖維源進行剪切以提供第一纖維材料；將所述第一纖維材料穿過平均開孔尺寸為約1.59mm(1/16英寸，0.0625英寸)以下的第一篩網(wǎng)以提供第二纖維材料；以及將所述第二纖維材料與細菌和/或酶結(jié)合，所述細菌和/或酶利用所述第二纖維材料制造燃料，所述燃料包括氫、醇、有機酸和/或烴。
2. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中所述醇選自甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、丙三醇及它們的混 合物。
3. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中所述有機酸選自甲酸、乙酸、 丙酸、丁酸、戊酸、己酸、棕櫚酸、硬脂酸、草酸、丙二酸、丁二酸、 戊二酸、油酸、亞油酸、羥基乙酸、乳酸、，羥基丁酸及它們的混合物。
4. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中所述烴選自甲烷、乙垸、丙 垸、異丁烯、戊垸、正己垸及它們的混合物。
5. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第二纖維材料的BET表面 積大于約0.25 m2/g。
6. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第二纖維材料的BET表面 積大于約1.25 m2/g。
7. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中所述第二纖維材料的孔隙率大 于約85%。
8. —種制造燃料的方法，所述方法包括對纖維源進行剪切以提供第一纖維材料；將所述第一纖維材料穿過平均開孔尺寸為約1.59 mm(1/16英寸，`0.0625英寸)以下的第一篩網(wǎng)以提供第二纖維材料；將所述第二纖維材料進行水解以提供水解物質(zhì)；以及 將所述水解物質(zhì)與細菌和/或酶結(jié)合，所述細菌和/或酶利用所述水解物質(zhì)制造燃料，所述燃料包括氫、醇、有機酸和/或烴。
9. 一種增加纖維組合物的密度的方法，所述方法包括 對纖維源進行剪切以提供纖維材料；將所述纖維材料與細菌和/或酶結(jié)合以提供纖維材料組合物； 將所述組合物封裝在基本不透氣的材料中；以及 從所述封裝的組合物中除去夾帶氣體以增加所述組合物的密度。
10. 如權(quán)利要求9所述的方法， 于水。
11. 如權(quán)利要求IO所述的方法，狀。
12. 如權(quán)利要求9所述的方法， 纖維材料的堆密度大于約0.6 g/cm3。其中所述基本不透氣的材料能溶其中所述基本不透氣的材料為袋其中在除去夾帶氣體以后，所述
全文摘要
本發(fā)明涉及纖維材料，制造纖維材料的方法，包含纖維材料和樹脂的組合物，或包含纖維材料以及細菌和/或酶的組合物。另外，本發(fā)明公開了纖維材料組合物的用途。例如，能夠通過微生物對所述纖維材料發(fā)揮作用以制造燃料，所述燃料包括氫、醇如乙醇、有機酸和/或烴。
文檔編號B02C19/00GK101541432SQ200780028905
公開日2009年9月23日 申請日期2007年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月15日
發(fā)明者馬歇爾·梅多夫 申請人:希樂克公司