模型復(fù)合物及其制備和使用的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明描述了模型復(fù)合物及其制備方法。在一些實(shí)施方案中，所述模型復(fù)合物包含約20重量％至約40重量％的淀粉基粘合劑和分散于所述復(fù)合物中的約0.15重量％至約1.2重量％的微球體。在一些實(shí)施方案中，所述模型復(fù)合物還包含乙烯吡咯烷酮聚合物。
【專(zhuān)利說(shuō)明】模型復(fù)合物及其制備和使用的方法
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)
[0002] 本申請(qǐng)要求于2012年4月13日提交的序列號(hào)為13/446,413的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)和 于2013年4月12日提交的序列號(hào)為XX/XXX，XXX的名稱(chēng)為"模型復(fù)合物及制備和使用方 法（Modeling Compounds and Methods of Making and Using the Same)，'、代理人案號(hào)為 117000-010301/CIP的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，每個(gè)專(zhuān)利申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容在此通過(guò)引用的 方式納入本說(shuō)明書(shū)。

【背景技術(shù)】
[0003] 1.摶術(shù)領(lǐng)域
[0004] 本專(zhuān)利申請(qǐng)涉及組合物、制備模型復(fù)合物的方法和使用模型復(fù)合物的方法。更具 體而言，本專(zhuān)利申請(qǐng)涉及組合物、制備含有微球體的淀粉基模型復(fù)合物的方法和使用含有 微球體的淀粉基模型復(fù)合物的方法。
[0005] 2.背景摶術(shù)
[0006] 基于淀粉和水的面團(tuán)在兒童和藝術(shù)家使用時(shí)具有若干缺點(diǎn)?；诘矸酆退拿鎴F(tuán) 通常表現(xiàn)出較差的可塑性和干燥時(shí)的大幅收縮性。其他缺點(diǎn)包括較差的可擠出性，這使得 擠出工具和可創(chuàng)作出的模型受到限制。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本公開(kāi)的方面涉及一種模型組合物，其包含淀粉基粘合劑、水、回生抑制劑和微球 體。根據(jù)一些實(shí)施方案，所述模型組合物還包含表面活性劑。根據(jù)一些實(shí)施方案，所述模型 組合物還包含潤(rùn)滑劑、鹽和防腐劑。
[0008] 根據(jù)本公開(kāi)的一些方面，所述模型組合物可包含約30重量％至約60重量％的水、 約20重量％至約40重量％的淀粉基粘合劑、約2. 0重量％至約5. 0重量％的潤(rùn)滑劑、約 0. 5重量％至約4. 0重量％的表面活性劑、約5重量％至約20重量％的鹽、約0. 1重量％ 至約1重量％的防腐劑、約0. 5重量％至約5重量％的回生抑制劑、0重量％至約1重量％ 的硬化劑、約〇. 15重量％至約1. 2重量％的微球體、0重量％至約10重量％的潤(rùn)濕劑、0重 量％至約0. 5重量％的香料和0重量％至約5重量％的著色劑。
[0009] 在本公開(kāi)的其他方面中，所述模型組合物可包含約30重量％至約60重量％的水、 約20重量％至約40重量％的淀粉基粘合劑、約2. 0重量％至約8. 0重量％的潤(rùn)滑劑、約0. 5 重量％至約4. 0重量％的表面活性劑、約5重量％至約20重量％的鹽、約0. 1重量％至約 1重量％的防腐劑、約0. 5重量％至約10重量％的回生抑制劑、約0. 15重量％至約1. 2重 量％的微球體、約0. 5重量％至約8重量％的乙烯吡咯烷酮聚合物、0重量％至約15重量％ 的多元醇、0重量％至約1重量％的硬化劑、0重量％至約0. 5重量％的香料和0重量％至 約5重量％的著色劑。
[0010] 根據(jù)一些實(shí)施方案，所述微球體可選自預(yù)脹微球體、玻璃微球體或它們的某些結(jié) 合中的一種。所述微球體可以是中空微球體、實(shí)心微球體或它們的某些結(jié)合。所述微球體 的尺寸范圍可為約20微米至約130微米。
[0011] 根據(jù)一些實(shí)施方案，淀粉基粘合劑可包含糊化淀粉。根據(jù)一些實(shí)施方案，所述淀粉 基粘合劑可選自小麥粉、黑麥粉、米粉、木薯粉或它們的某些結(jié)合中的一種。
[0012] 根據(jù)一些實(shí)施方案，鹽可選自氯化鈉、氯化鈣、氯化鉀或它們的某些結(jié)合中的一 種。
[0013] 根據(jù)一些實(shí)施方案，潤(rùn)滑劑可選自礦物油、植物油、植物脂肪、甘油三酯或它們的 某些結(jié)合中的一種。
[0014] 根據(jù)一些實(shí)施方案，回生抑制劑可包含支鏈淀粉。例如，所述回生抑制劑可選自蠟 質(zhì)玉米淀粉、蠟質(zhì)米淀粉、蠟質(zhì)馬鈴薯淀粉或它們的某些結(jié)合中的一種。根據(jù)一些實(shí)施方 案，回生抑制劑可以是交聯(lián)淀粉、改性淀粉、改性交聯(lián)淀粉或它們的某些結(jié)合。例如，回生抑 制劑可以是交聯(lián)蠟質(zhì)玉米淀粉、改性蠟質(zhì)玉米淀粉、改性交聯(lián)蠟質(zhì)玉米淀粉或它們的某些 結(jié)合。在一些實(shí)施方案中，模型組合物可包含最高達(dá)8重量％的回生抑制劑，所述回生抑制 劑例如交聯(lián)淀粉、改性淀粉、改性交聯(lián)淀粉。
[0015] 根據(jù)一些實(shí)施方案，所述表面活性劑可選自油酸的聚乙二醇酯、硬脂酸的聚乙二 醇酯、棕櫚酸的聚乙二醇酯、十二烷酸的聚乙二醇酯、乙氧基化醇、環(huán)氧乙烷的嵌段共聚物、 環(huán)氧丙烷的嵌段共聚物、環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷的嵌段共聚物或它們的某些結(jié)合中的一種。
[0016] 根據(jù)一些實(shí)施方案，所述防腐劑選自丙酸鈣、苯甲酸鈉、山梨酸鉀、尼泊金甲酯、尼 泊金乙酯、尼泊金丁酯或它們的某些結(jié)合中的一種。
[0017] 根據(jù)一些實(shí)施方案，所述硬化劑可選自硫酸鋁鈉、硫酸鋁鉀、硫酸鋁銨、硫酸鋁、硫 酸鐵銨或它們的某些結(jié)合中的一種。
[0018] 根據(jù)一些實(shí)施方案，所述酸化劑可選自檸檬酸、明礬、硫酸二氫鉀或它們的某些結(jié) 合中的一種。
[0019] 本公開(kāi)的方面涉及一種制備淀粉基模型復(fù)合物的方法。根據(jù)一些實(shí)施方案，所述 方法包括提供一種混合器，向所述混合器中加入并攪拌下列組分：約30重量％至約60重 量％的水、約20重量％至約40重量％的淀粉基粘合劑、約2. 0重量％至約5. 0重量％的潤(rùn) 滑劑、約〇. 5重量％至約4. 0重量％的表面活性劑、約5重量％至約20重量％的鹽、約0. 1 重量％至約1重量％的防腐劑、約0. 5重量％至約5重量％的回生抑制劑、0重量％至約1 重量％的硬化劑、約〇. 15重量％至約1. 2重量％的微球體、0重量％至約10重量％的潤(rùn)濕 劑、0重量％至約0. 5重量％的香料和0重量％至約5重量％的著色劑。
[0020] 根據(jù)一些實(shí)施方案，在加入水之前，可混合所述組分以形成第一混合物，并且所述 水在加入至第一混合物之前可進(jìn)行加熱。
[0021] 根據(jù)一些實(shí)施方法，所述方法包括提供一種混合器，將下列組分加入至所述混合 器中并混合：約20重量％至約40重量％的淀粉基粘合劑、約5重量％至約20重量％的鹽、 約0. 1重量％至約1重量％的防腐劑、約0. 5重量％至約8重量％的回生抑制劑、0重量％ 至約1重量％的硬化劑，加入下列組分并混合：約2. 0重量％至約8. 0重量％的潤(rùn)滑劑、約 0. 5重量％至約4. 0重量％的表面活性劑，加入下列組分并混合：約30重量％至約60重 量％的水、約0. 15重量％至約1. 2重量％的微球體，加入下列組分并混合：0重量％至約15 重量％的多元醇；并且任選地加入下列組分并混合：重量％至約〇. 5重量％的香料和0重 量％至約5重量％的著色劑，以形成淀粉基模型復(fù)合物。
[0022] 從以下結(jié)合附圖的詳細(xì)說(shuō)明中，將更容易理解其他特征和優(yōu)勢(shì)。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023] 將通過(guò)非限制性的示例性實(shí)施方案的實(shí)施例，參照所附的多幅附圖，進(jìn)一步更加 詳細(xì)地描述本公開(kāi)，其中：
[0024] 圖1示出一些實(shí)施方案的粘度曲線(xiàn)；
[0025] 圖2示出一些實(shí)施方案的粘度曲線(xiàn)；并且
[0026] 圖3示出一些實(shí)施方案的模塑物品。
[0027] 圖4A、4B、4C和4D示出存在于一個(gè)實(shí)施方案的模型復(fù)合物中的丙三醇的量和模型 復(fù)合物的收縮率在環(huán)境條件（正方形）、120° F(三角形）下或40%的相對(duì)濕度（菱形） 下的關(guān)系。圖4A示出在不存在丙三醇的情況下所述模型復(fù)合物的收縮率對(duì)時(shí)間（天）的 函數(shù)。圖4B示出在5%的丙三醇的存在下所述模型復(fù)合物的收縮率對(duì)時(shí)間（天）的函數(shù)。 圖4C示出在10%的丙三醇的存在下所述模型復(fù)合物的收縮率對(duì)時(shí)間（天）的函數(shù)。圖4D 示出在15%的丙三醇的存在下所述模型復(fù)合物的收縮率對(duì)時(shí)間（天）的函數(shù)。
[0028] 圖5A、5B和5C示出使用一些實(shí)施方案的模型復(fù)合物在基板上創(chuàng)作的藝術(shù)品。圖 5A示出一些實(shí)施方案的圖案化基板。圖5B示出在施用一些實(shí)施方案的模型復(fù)合物之后的 圖案化基板。圖5C示出使用一些實(shí)施方案的模型復(fù)合物在基板上創(chuàng)作的藝術(shù)品。
[0029] 圖6A、6B和6C示出使用一些實(shí)施方案的模型復(fù)合物而創(chuàng)作的藝術(shù)品。圖6A示出 一些實(shí)施方案的待組裝的未組裝的鳥(niǎo)巢的不同部分。圖6B示出使用一些實(shí)施方案的模型 復(fù)合物組裝的鳥(niǎo)巢。圖6C示出使用一些實(shí)施方案的模型復(fù)合物的裝飾的鳥(niǎo)巢。
[0030] 圖7示出粘度（Eta)對(duì)剪切速率（D)的函數(shù)和剪切應(yīng)力（Tau)對(duì)剪切速率（D)的 函數(shù)。
[0031] 盡管上述附圖示出現(xiàn)已公開(kāi)的實(shí)施方案中，但是，如討論中所說(shuō)明的，也考慮其他 實(shí)施方案。本公開(kāi)通過(guò)描述給出示例性的實(shí)施方案，但該實(shí)施方案并非限制性的。本領(lǐng)域 技術(shù)人員能夠得到落入現(xiàn)已公開(kāi)的實(shí)施方案的精神原則和范圍內(nèi)的大量其他變型和實(shí)施 方案。

【具體實(shí)施方式】
[0032] 以下說(shuō)明書(shū)僅提供示例性的實(shí)施方案，且并非旨在限制本公開(kāi)的范圍、應(yīng)用或配 置。以下示例性實(shí)施方案中的描述將為本領(lǐng)域技術(shù)人員提供實(shí)施一個(gè)或多個(gè)示例性實(shí)施方 案的可行性描述。應(yīng)理解，在不偏離所附權(quán)利要求中提出的本發(fā)明的精神和范圍的前提下， 可在要素的功能和配置方面作出各種改變。
[0033] 下面的描述中給出具體細(xì)節(jié)，以提供實(shí)施方案的全面理解。然而，本領(lǐng)域普通技術(shù) 人員應(yīng)理解，所述實(shí)施方案可無(wú)需這些具體細(xì)節(jié)而實(shí)施。例如，本發(fā)明中的體系、過(guò)程和其 他的要素可認(rèn)為是模塊圖形式中的組成部分，從而不會(huì)以不必要的細(xì)節(jié)來(lái)混淆所述實(shí)施方 案。在其他情況中，已知的方法、結(jié)構(gòu)和技術(shù)可不必詳細(xì)給出，以避免與實(shí)施方案混淆。此 夕卜，各個(gè)附圖中的相同的參考編號(hào)和設(shè)計(jì)標(biāo)示相同的要素。
[0034] 同樣值得注意的是，各個(gè)實(shí)施方案可作為一種過(guò)程進(jìn)行描述，所述過(guò)程可描繪成 流程圖、流程示意圖、數(shù)據(jù)流程圖、結(jié)構(gòu)圖或模塊圖。盡管流程表可將操作描述成一個(gè)持續(xù) 的過(guò)程，但是所述操作的很多方面可以平行或并行的方式進(jìn)行。此外，所述操作的順序可以 重新排列。當(dāng)一個(gè)過(guò)程操作完成后可終止，但是可實(shí)施在圖中未討論或未包含的其他步驟。 此外，并非在任何具體描述的過(guò)程中的所有的操作均在所有實(shí)施方案中實(shí)施。一個(gè)過(guò)程可 相當(dāng)于一種方法、一個(gè)函數(shù)、一個(gè)步驟、一個(gè)子路線(xiàn)、一個(gè)子程序等。當(dāng)一個(gè)過(guò)程相當(dāng)于一種 函數(shù)時(shí)，其終止相當(dāng)于所述函數(shù)返回至調(diào)用函數(shù)或主函數(shù)中。
[0035] 此外，本發(fā)明的實(shí)施方案可至少部分人工實(shí)施或自動(dòng)實(shí)施。人工實(shí)施或自動(dòng)實(shí)施 可通過(guò)使用機(jī)器、硬件、軟件、固件、中間件、微碼、硬件描述語(yǔ)言或其任意結(jié)合來(lái)完成或至 少借助其來(lái)完成。當(dāng)在硬件、固件、中間件或微碼中實(shí)施時(shí)，用于實(shí)施必要任務(wù)的程序代碼 或代碼段可在機(jī)器可讀介質(zhì)上存儲(chǔ)。一個(gè)處理程序可執(zhí)行必要的任務(wù)。
[0036] 本公開(kāi)的方面涉及淀粉基模型復(fù)合物和制備淀粉基模型復(fù)合物的方法。本公開(kāi)的 其他方面涉及使用模型復(fù)合物的方法。本文中使用的術(shù)語(yǔ)"模型復(fù)合物"和"模型面團(tuán)"可 互換使用。
[0037] 定義模型復(fù)合物基體的淀粉或淀粉基粘合劑可選自例如小麥粉、黑麥粉、米粉、木 薯粉等及其結(jié)合。淀粉是谷物中儲(chǔ)存能量的主要來(lái)源。淀粉主要由直鏈淀粉和/或支鏈淀 粉組成，所述直鏈淀粉為相對(duì)低分子量的直鏈碳水化合物，所述支鏈淀粉為具有較高分子 量且在溶液中具有較高粘度的支鏈碳水化合物。例如，小麥淀粉包含約25%的直鏈淀粉和 約75%的支鏈淀粉；并且木薯淀粉包含約17%的直鏈淀粉和約83%的支鏈淀粉。（除非另 有說(shuō)明，本文中的百分比指重量百分比）。蠟質(zhì)淀粉包含至少約90%的支鏈淀粉。例如，蠟 質(zhì)玉米淀粉包含少于約1 %的直鏈淀粉和大于約99%的支鏈淀粉。
[0038] 直鏈淀粉和支鏈淀粉在自然界中并非以游離狀態(tài)存在，而是作為松散的 (discrete)稱(chēng)為半結(jié)晶聚集體的淀粉顆粒的部分存在。結(jié)晶區(qū)域賦予淀粉顆粒的結(jié)構(gòu)并有 助于鑒別生淀粉。
[0039] 淀粉中大量羥基基團(tuán)的存在使得淀粉通過(guò)氫鍵發(fā)生水合作用。例如，高直鏈淀粉 可通過(guò)在140°C下蒸汽噴射蒸煮凝膠化。在熱的存在下，所述水合過(guò)程使淀粉顆粒結(jié)構(gòu)發(fā) 生變化。淀粉-淀粉分子的相互作用被破壞，代之以淀粉-水的相互作用。當(dāng)加熱淀粉的 水分散體時(shí)，發(fā)生凝膠化，在這其間淀粉顆粒的晶體結(jié)構(gòu)被破壞，并且所述淀粉顆粒吸收水 并水合，生成粘性水膠體溶液。本文中使用的術(shù)語(yǔ)"凝膠化"是指破壞淀粉顆粒內(nèi)的分子序 列，體現(xiàn)在特性如顆粒溶脹、原生微晶烙融（native crystallite melting)、雙折射損失和 淀粉溶解的改變。淀粉凝膠化通常是指在水和熱量的存在下破壞淀粉分子結(jié)合的過(guò)程。吸 水（水作為塑化劑）和與水形成的氫鍵降低了淀粉顆粒結(jié)晶區(qū)域的數(shù)目和尺寸。
[0040] 在一些實(shí)施方案中，淀粉基模型面團(tuán)包括凝膠化的淀粉。淀粉基模型復(fù)合物應(yīng)具 有柔軟、有彈性的質(zhì)地、低粘度，且隨著時(shí)間而抗回生和抗硬化。
[0041] 直鏈部分一冷卻便通過(guò)氫鍵或回生而形成晶體聚集體?；厣且环N涉及淀粉分子 再結(jié)合的過(guò)程，其在新制備的淀粉凝膠冷卻之后發(fā)生。在回生過(guò)程中，穩(wěn)定的氫鍵在直鏈淀 粉的線(xiàn)性部分之間形成，從而生成取決于產(chǎn)物中直鏈淀粉的濃度的聚集體或凝膠網(wǎng)絡(luò)。 [0042] 支鏈淀粉已知為抗回生的。但是，當(dāng)支鏈淀粉和水混合并加熱時(shí)，其易于形成粘 性質(zhì)地而非柔軟凝膠的糊狀物，柔軟凝膠是模型復(fù)合物所需的。模型復(fù)合物的粘性質(zhì)地可 使得模型復(fù)合物對(duì)使用者而言太臟而無(wú)法操作，這是因?yàn)樗鰪?fù)合物更易粘在手、模具、玩 具、家具和地毯上。然而，在一些實(shí)施方案中，模型復(fù)配組合物設(shè)計(jì)為粘附于基板而能創(chuàng)作 藝術(shù)品。
[0043] 凝膠和回生過(guò)程影響含淀粉產(chǎn)物（例如淀粉基模型復(fù)合物）的性質(zhì)。在制造淀粉 基模型復(fù)合物的過(guò)程中，會(huì)發(fā)生凝膠作用，由于其質(zhì)地柔軟且粘度低，因而形成柔軟且易于 操作和成形的模型復(fù)合物。然而，回生在制備之后立刻發(fā)生，并且通常僅在48小時(shí)內(nèi)良好 發(fā)展?；厣鷮?dǎo)致淀粉基模型復(fù)合物顯著硬化且粘度增加。模型復(fù)合物的硬化和粘度的增加 是不希望的，這是由于硬化的復(fù)合物更難操作和成形，特別是對(duì)幼兒而言。
[0044] 因此，本公開(kāi)的一些方面涉及柔軟、有彈性且可擠出并具有低粘度且不發(fā)粘的淀 粉基模型復(fù)合物。但是，本公開(kāi)的其他方面涉及柔軟、有彈性并且易擠出的并具有低粘度和 粘性的淀粉基模型復(fù)合物。
[0045] 在一些實(shí)施方案中，模型復(fù)合物包含約20重量％至約50重量％的淀粉基粘合劑。 在一些實(shí)施方案中，淀粉基粘合劑包含凝膠化淀粉。例如，淀粉基粘合劑可包含至少50%， 至少75 %或至少95 %的凝膠化淀粉。
[0046] 在一些實(shí)施方案中，淀粉基模型復(fù)合物包含回生抑制劑。例如，所述模型復(fù)合物可 包含最高達(dá)5重量％或最高達(dá)10重量％的回生抑制劑。在一些實(shí)施方案中，淀粉基模型復(fù) 合物包含0.5重量％至7. 5重量％的回生抑制劑。所述回生抑制劑可包含支鏈淀粉。所述 回生抑制劑可包含蠟質(zhì)淀粉。例如，所述回生抑制劑可選自蠟質(zhì)玉米淀粉、蠟質(zhì)米淀粉、蠟 質(zhì)馬鈴薯淀粉、交聯(lián)淀粉、改性淀粉及其結(jié)合。在一些實(shí)施方案中，回生抑制劑可包含最高 達(dá)8重量％的交聯(lián)玉米淀粉或改性交聯(lián)玉米淀粉。任何能改善粘合性、在低pH(例如pH小 于4)下不會(huì)水解且在高溫下（例如70°C至80°C)具有穩(wěn)定粘度的交聯(lián)淀粉均可使用。例 如，所述回生抑制劑可包含交聯(lián)蠟質(zhì)玉米淀粉、穩(wěn)定化的且交聯(lián)的蠟質(zhì)玉米淀粉、穩(wěn)定化的 且低至中度交聯(lián)的蠟質(zhì)玉米淀粉、穩(wěn)定化的且高度交聯(lián)的蠟質(zhì)玉米淀粉或其結(jié)合。本領(lǐng)域 技術(shù)人員應(yīng)理解，加入交聯(lián)淀粉可改善粘合性以形成均勻的面團(tuán)、可提供增稠作用、可在低 PH和增加的熱條件下提供穩(wěn)定的粘度、可提供高剪切耐受性、可增加模型復(fù)合物的穩(wěn)定性。 因此，所述模型復(fù)合物可具有改善的質(zhì)地。在一些實(shí)施方案中，所述回生抑制劑可包含蠟質(zhì) 玉米淀粉、蠟質(zhì)玉米淀粉、蠟質(zhì)米淀粉、蠟質(zhì)馬鈴薯淀粉、交聯(lián)淀粉、交聯(lián)蠟質(zhì)玉米淀粉、穩(wěn) 定化的和交聯(lián)的蠟質(zhì)玉米淀粉、穩(wěn)定化的和高度交聯(lián)的蠟質(zhì)玉米淀粉、支鏈淀粉或其結(jié)合。
[0047] -般而言，風(fēng)干的淀粉基模型復(fù)合物一干燥便易于破裂、剝落、破碎和收縮。在面 團(tuán)的潮濕階段，由于水含量相對(duì)較高，一干燥水分便會(huì)流失，這導(dǎo)致最終模塑制品中相應(yīng)體 積的損失。此外，由于潮濕的淀粉基模型復(fù)合物具有相對(duì)低的可塑性和相對(duì)高的流變值，對(duì) 于用戶(hù)而言，其較難擠出，并且使得用戶(hù)在設(shè)計(jì)、可創(chuàng)作的形狀范圍內(nèi)受限。
[0048] 本公開(kāi)的方面涉及一種淀粉基模型復(fù)合物，其在潮濕時(shí)具有高度的可塑性、延展 性和可擠出性，且在干燥時(shí)不易破裂且體積收縮有限。所述模型復(fù)合物通?？晒┬『⒑驮O(shè) 計(jì)師使用。在一些實(shí)施方案中，本文中公開(kāi)的模型復(fù)合物可通過(guò)使用擠出設(shè)備用于形成各 種形狀、制品或藝術(shù)品，例如基板上的圖案。
[0049] 本文中使用的術(shù)語(yǔ)"粘度"是指流體內(nèi)摩擦力的量度，即當(dāng)流體的一層相對(duì)另一層 移動(dòng)時(shí)的流體內(nèi)摩擦力。摩擦力越大，需要引起這種運(yùn)動(dòng)（本文中也稱(chēng)為剪切）的作用力 就越大。當(dāng)流體通過(guò)傾倒、延展、混合等物理移動(dòng)時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生剪切作用。一般而言，粘度與 需要引起物質(zhì)流動(dòng)的力成正比。
[0050] 應(yīng)理解，本文中公開(kāi)的模型復(fù)合物可具有假塑性特性。因此，本文中描述的模型復(fù) 合物隨著剪切速率的改變可具有改變表觀粘度的能力。例如，當(dāng)剪切速率降低時(shí)，本文中描 述的模型復(fù)合物粘度增加，反之亦然。
[0051] 同樣應(yīng)理解的是，本文中描述的模型復(fù)合物可以是觸變性的，即當(dāng)剪切速率恒定 時(shí)，模型復(fù)合物的粘度可降低。
[0052] 可通過(guò)改變淀粉粘合劑、填料、回生抑制劑、表面活性劑、水和其他的組分或相關(guān) 添加劑及其相應(yīng)的比例實(shí)現(xiàn)模型復(fù)合物的流變特性。模型復(fù)合物希望的流變特性尤其包括 柔韌性、可擠出性和降低的粘度。例如，水含量和制備溫度可對(duì)模型復(fù)合物的粘度具有顯著 的影響。加入微球體、回生抑制劑、表面活性劑和任何前述的任何結(jié)合物也對(duì)模型復(fù)合物的 粘度和可擠出性具有顯著的影響。
[0053] 模型復(fù)合物的其他希望的特性包括但不限于例如顏色穩(wěn)定性、長(zhǎng)使用時(shí)間和儲(chǔ)存 穩(wěn)定性。
[0054] 微球體
[0055] 根據(jù)一些實(shí)施方案，模型復(fù)合物包含微球體。所述微球體可以是實(shí)心的或中空的。 例如，所述模型復(fù)合物包含中空微球體，所述中空微球體可作為填料分散于含有淀粉作為 基體的模型復(fù)合物中。在一些實(shí)施方案中，所述模型組合物包含約〇. 15重量％至約1. 2 重量％的微球體。本文中使用的術(shù)語(yǔ)"微球體"涉及球形或基本上呈現(xiàn)球形且直徑范圍為 約1微米至約100微米、或約1至約500微米、或約1至約1，000微米的無(wú)毒顆粒。在一 些實(shí)施方案中，組合物中使用的微球體具有約30微米至約60微米、約30微米至約100微 米、約30微米至約150微米、約90微米至約130微米的粒徑。根據(jù)模型復(fù)合物的所需稠度 (consi stency)，可使用具有較大直徑的微球體。
[0056] 微球體的實(shí)例包括但不限于陶瓷微球體、硅鋁合金微球體、塑料微球體、玻璃微球 體及其結(jié)合。玻璃微球體的實(shí)例可包括由鈉鈣硅酸硼玻璃所制備的那些等，例如購(gòu)自3M公 司的Scotchlite? K型或S型，如K-25。陶瓷微球體的實(shí)例可包括粉煤灰微球體等，例如購(gòu) 自3M公司的Zeospheres。熱塑性微球體的實(shí)例包括購(gòu)自Akzo-Nobel的由丙烯腈/偏二氯 乙烯共聚物制備的那些，例如Exapancel? DE微球體（如Exapancel? 92〇DET4〇d25); 和購(gòu)自Matsumoto的丙烯腈共聚物微球體（如MicropearP F-80DE)。在一些實(shí)施方案 中，可使用玻璃、陶瓷、熱塑性塑料和熱固性塑料的微球體中多于一種的混合物，以獲得一 種或多種希望的機(jī)械特性。
[0057] 中空塑料微球體可由多種材料制備，并且直徑在10至1000微米尺寸范圍內(nèi)且密 度在0. 022至0. 2g/cc范圍內(nèi)的中空塑料微球體通常是市售可得的。為了實(shí)現(xiàn)特性的特定 結(jié)合的目的，可使用這些材料中的任意一種或所述材料的結(jié)合。
[0058] 在一些實(shí)施方案中，使用具有丙烯腈共聚物殼封裝揮發(fā)性烴的預(yù)脹微球體。所述 共聚物殼可包含選自但不限于聚偏二氯乙烯、丙烯腈和丙烯酸酯的各種共聚物。所述微球 體可具有約20至約200微米的尺寸和0. 022的絕對(duì)比重。
[0059] 中空微球體的低密度可降低含有中空微球體的面團(tuán)的總密度，這是由于水和剩余 的組分具有更高的密度。微球體在制備過(guò)程中保持完整，這是因?yàn)榛旌虾捅迷O(shè)備不會(huì)施加 足夠的力來(lái)使其破裂。
[0060] 在一些實(shí)施方案中，模型復(fù)配組合物具有濃度為約0. 15重量％至約1. 2重量％的 微球體。在一些實(shí)施方案中，具有最商達(dá)2重量％，最商達(dá)3重量％，最商達(dá)4重量％，最商 達(dá)5重量％，最高達(dá)6重量％的微球體。在一些實(shí)施方案中，中空微球體的重量含量可根據(jù) 模型復(fù)合物需要的特性來(lái)最優(yōu)化，所述特性例如易于成型、易于擠出、粘性、保形性等。根據(jù) 一些實(shí)施方案，由于水的實(shí)際部分體積（actual partial volume)小，所述微球體可構(gòu)成模 型復(fù)合物的約20體積％至約25體積％。盡管模型復(fù)合物中水的重量分?jǐn)?shù)可以是高的（例 如約30%至約60% )，然而由于水的相對(duì)高密度（I. Og/cc)和微球體的低密度，使得水的實(shí) 際部分體積相對(duì)較低。例如，所述微球體可占據(jù)模型復(fù)合物體積的約22%。因此，在干燥步 驟中，水一蒸發(fā)，用微球體制備的模型面團(tuán)比沒(méi)有用微球體制備的模型面團(tuán)收縮更少，從而 使得模塑形狀具有改善的保形性和尺寸穩(wěn)定性。
[0061] 在一些實(shí)施方案中，含有微球體的模型組合物可改變其機(jī)械性質(zhì)，從而使得淀粉 基模型復(fù)合物更柔軟、更具彈性、更易擠出和具有低粘度。例如，與常規(guī)的包含回生抑制劑 但不包含微球體的淀粉基復(fù)合物--其可具有例如約1，300帕·秒至約1，500帕·秒的粘 度--相比，一些實(shí)施方案中的含有微球體和回生抑制劑的淀粉基模型復(fù)合物可具有例如 約250帕·秒至約500帕?秒的粘度（參見(jiàn)圖1)。
[0062] 由于微球體的形狀和尺寸，所述微球體可提供滾珠軸承效應(yīng)（bal 1-bearing effect)，并且不被微球體所占據(jù)的空間可容納水和模型復(fù)配混合物的其他組分，從而可在 模塑過(guò)程中移動(dòng)。
[0063] 此外，所述組合物使得模型復(fù)合物更易使用。例如，當(dāng)使用擠出裝置時(shí)，可顯著降 低需要用戶(hù)施加的擠出力。所述模型復(fù)合物可用于形成各種形狀（例如幾何和非幾何形 狀，線(xiàn)性和非線(xiàn)性形狀等）、制品或藝術(shù)品。所述模型復(fù)合物可使用工具、用手、用模具或使 用擠出裝置模塑以形成上述提及的各種形狀、制品或藝術(shù)品。藝術(shù)家可使用擠出裝置以將 模型復(fù)合物成型為各種需要的形狀如動(dòng)物、花以及藝術(shù)品，或形成奇特的圖案等。工具的實(shí) 例包括但不限于裝修用的槍、帶狀擠出機(jī)工具、手持式食品擠出機(jī)等，用于創(chuàng)作圖案和裝飾 如蛋糕裝飾。此外，模型復(fù)合物可在筆式裝置或能夠?qū)⒛Ｐ蛷?fù)合物施用至基板如紙上的任 何裝置中使用，以產(chǎn)生藝術(shù)效果。
[0064] 在一些實(shí)施方案中，微球體呈現(xiàn)白色以至于不會(huì)干擾模型復(fù)合物的著色。
[0065] 模型復(fù)配組合物
[0066] 根據(jù)一些實(shí)施方案，所述淀粉基模型復(fù)合物可包含（1)約30重量％至約60重 量％的水；（2)約5重量％至約20重量％的鹽；（3)約2. 0重量％至約5重量％的潤(rùn)滑劑； (4)0. 5重量％至約4. 0重量％的表面活性劑；（5)約20重量％至約40重量％的淀粉基粘 合劑；（6) 0.5重量％至約5重量％的回生抑制劑；（7)0. 1重量％至約1重量％的防腐劑和 (8)約0. 15重量％至約1. 2重量％的微球體。
[0067] 根據(jù)其他實(shí)施方案，所述淀粉基模型復(fù)合物可包含（1)約30重量％至約60重 量％的水，（2)約5重量％至約20重量％的鹽，（3)約2. 0重量％至約8重量％的潤(rùn)滑劑， (4)0. 5重量％至約4. 0重量％的表面活性劑，（5)約20重量％至約40重量％的淀粉基粘 合劑，（6)0. 5重量％至約10重量％的回生抑制劑，（7)0. 1重量％至約1重量％的防腐劑和 (8)約0. 15重量％至約1. 2重量％的微球體。
[0068] 在一些實(shí)施方案中，所述組合物可包含最高達(dá)約1重量％的硬化劑。在一些實(shí)施 方案中，所述組合物可包含最高達(dá)約10重量％或最高達(dá)約15重量％的潤(rùn)濕劑。在一些實(shí) 施方案中，所述組合物可包含最高達(dá)約0. 5重量％的香料。在一些實(shí)施方案中，所述組合物 可包含最高達(dá)約3. 5重量％的著色劑。
[0069] 所述水通常滿(mǎn)足國(guó)家一級(jí)飲用水標(biāo)準(zhǔn)。在一些實(shí)施方案中，所述模型復(fù)合物包含 約30重量％至約60重量％的水。水可作為一種塑化劑來(lái)增強(qiáng)所述模型復(fù)合物的可塑性。
[0070] 所述鹽可選自例如氯化鈉、氯化鈣和氯化鉀。鹽的存在可降低淀粉水合所需的水 量。在一些實(shí)施方案中，所述鹽可為模型復(fù)合物提供抗微生物特性。在一些實(shí)施方案中，所 述模型復(fù)合物包含約5重量％至約20重量％的鹽。
[0071] 也可添加防腐劑以增加所述模型復(fù)合物的保存期。所述防腐劑可選自例如丙酸 鈣、苯甲酸鈉、山梨酸鉀、尼泊金甲酯、尼泊金乙酯、尼泊金丁酯及其結(jié)合。所述防腐劑也可 是本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的任何其他合適的防腐劑，例如在小于約4. 5的pH下抑制霉菌生長(zhǎng) 的一種或多種防腐劑化合物，其可單獨(dú)或結(jié)合使用。應(yīng)理解。鹽的存在也可抑制微生物的 生長(zhǎng)。
[0072] 潤(rùn)滑劑可選自例如礦油精、礦物油、植物油、植物脂肪及其結(jié)合。所述礦物油可以 是源自植物油的甘油三酸酯或辛酸/癸酸的甘油三酸酯。在一些實(shí)施方案中，所述潤(rùn)滑劑 是礦物油和甘油三酸酯的結(jié)合物。根據(jù)一些實(shí)施方案，所述潤(rùn)滑劑結(jié)合物提供一種少油膩 的模型復(fù)合物。所述潤(rùn)滑劑可防止面團(tuán)變粘，并且可賦予面團(tuán)柔軟性和平滑性。這種組分 的另一個(gè)功能是有助于從用于模塑的工具中分離模塑制品。在一些實(shí)施方案中，所述模型 復(fù)合物包含約2重量％至約5重量％的潤(rùn)滑劑或約2重量％至約8重量％的潤(rùn)滑劑。
[0073] 所述表面活性劑可選自例如油酸的聚乙二醇酯（例如吐溫80)、硬脂酸的聚乙二 醇酯（例如吐溫60)、棕櫚酸的聚乙二醇酯（例如吐溫40)、月桂酸的聚乙二醇酯（例如吐 溫20)、乙氧基化醇（例如，Neodol 23-6. 5，Shell Chemicals)、環(huán)氧乙燒或環(huán)氧丙燒的嵌 段共聚物。在一些實(shí)施方案中，所述表面活性劑具有約12至20的親水親油平衡值（HLB)。 在一些實(shí)施方案中，所述表面活性劑可以是能夠潤(rùn)濕微球體和親水的任意的雙官能嵌段共 聚物表面活性劑。例如，所述表面活性劑可以是具有約1至約7的HLB的雙官能嵌段共聚 物表面活性劑。這種特性可以使模型復(fù)合物塑化，并且有助于微球體保持嵌入至模型復(fù)合 物中。在一些實(shí)施方案中，所述模型復(fù)合物包含最高達(dá)1重量％、最高達(dá)2重量％、最高達(dá) 3重量％或最高達(dá)約4重量％的表面活性劑。例如，所述模型復(fù)合物可包含1. 2%的雙官能 嵌段共聚物表面活性劑。在一些實(shí)施方案中，表面活性劑的存在可降低所述模型復(fù)合物的 粘度。例如，含有表面活性劑（例如，1.2%的雙官能嵌段共聚物表面活性劑）的模型復(fù)合 物的粘度可為不包含表面活性劑的相同復(fù)合物的粘度的一半（圖2)。此外，表面活性劑可 有助于模型復(fù)合物的擠出。
[0074] 在一些實(shí)施方案中，潤(rùn)滑劑和表面活性劑的結(jié)合可降低淀粉基模型復(fù)合物的粘 性。在一些實(shí)施方案中，所述潤(rùn)滑劑具有足夠低的粘度使得所述模型復(fù)合物不會(huì)有令人不 快的油膩感。
[0075] 在一些實(shí)施方案中，所述模型復(fù)合物可包含硬化劑。例如，所述模型復(fù)合物可包含 最高達(dá)1重量％的硬化劑。所述硬化劑可選自例如硫酸鋁鈉、硫酸鋁鉀、硫酸鋁銨、硫酸鋁 和硫酸鐵按等。
[0076] 在一些實(shí)施方案中，所述模型復(fù)合物還可包含酸化劑。所述酸化劑可選自例如檸 檬酸、明礬、硫酸二氫鉀或它們的某種結(jié)合。但是，也可使用任何已知的非毒性酸。所述模 型復(fù)合物可具有約3. 5至約4. 5的pH。所述模型復(fù)合物可具有約3. 8至約4. 2的pH。
[0077] 在一些實(shí)施方案中，所述模型復(fù)合物可包含潤(rùn)濕劑或吸濕添加劑。吸濕添加劑通 過(guò)吸收或吸附作用而能夠吸引和保留水分子，由此增加模型復(fù)合物的粘合物理特性。在一 些實(shí)施方案中，模型復(fù)合物可包含多元醇。例如，所述模型復(fù)合物可包含丙三醇、山梨醇、丙 二醇或任何其他的多元醇或其結(jié)合。潤(rùn)濕劑也可降低干燥面團(tuán)的脆性，降低藝術(shù)品的收縮 率和減速干燥以增加操作時(shí)間。一些潤(rùn)濕劑也可作為塑化劑來(lái)增加模型復(fù)合物的可塑性。
[0078] 香料可以是例如任何水分散性或油分散性的非毒性香料，其中所述香料對(duì)人類(lèi)嗅 覺(jué)而言，可以是令人愉悅的（例如花、食物等）或令人不愉悅的（例如苦味等）。
[0079] 所述模型復(fù)合物可包含著色劑。所述著色劑可包括例如任何非毒性染料、顏料、磷 光顏料或大尺寸的顆粒如閃光或珠光材料。
[0080] 在一些方面，模型復(fù)合物的某些需要的特性包括足以用手持式擠出機(jī)進(jìn)行擠出的 流動(dòng)性和柔韌性、足以施用于基板上以形成三維圖案的濕軌跡（wet track)和對(duì)基板的足 夠的粘附性。在一些實(shí)施方案中，所述模型復(fù)合物具有足夠的抗流掛性，從而使得通過(guò)擠 出模型復(fù)合物而獲得的施用的三維藝術(shù)品不會(huì)流掛。在一些實(shí)施方案中，所述模型復(fù)合物 具有足夠的可擠出性，以致其可均勻擠出而在基板或表面上形成均勻的三維圖案（線(xiàn)、珠 等）。
[0081] 在一些實(shí)施方案中，模型復(fù)合物可具有粘合特性和抗流動(dòng)特性，使得所述模型復(fù) 合物在施用之后可保持在原處和/或能夠在垂直基板上施用所述模型復(fù)合物。在一些實(shí) 施方案中，所述模型復(fù)合物可包括使其可作為粘合劑的添加劑，尤其當(dāng)創(chuàng)作三維藝術(shù)品時(shí) (參見(jiàn)圖5B、圖5C、圖6A和圖6B)。
[0082] 一些添加劑可用于提供所述模型復(fù)合物需要的粘合特性。在一些實(shí)施方案中，所 述模型復(fù)合物可包括水溶性的乙烯吡咯烷酮聚合物、水溶性的乙烯吡咯烷酮共聚物或其結(jié) 合。在一些實(shí)施方案中，所述乙烯吡咯烷酮聚合物可以是乙烯吡咯烷酮均聚物、乙烯吡咯烷 酮共聚物及它們的某種結(jié)合。可使用分子量為40, 000至3, 000, 000的乙烯吡咯烷酮聚合 物。在一些實(shí)施方案中，可使用分子量為約900, 000和1，500, 000的乙烯吡咯烷酮聚合物。 乙烯吡咯烷酮聚合物和/或共聚物具有粘合力和結(jié)合力、增稠特性和對(duì)親水和疏水表面的 吸引力。在一些實(shí)施方案中，所述模型復(fù)合物包括多元醇和乙烯吡咯烷酮聚合物和/或共 聚物的結(jié)合物。例如，所述模型復(fù)合物可包含丙三醇、山梨醇、丙二醇或任何其他多元醇或 其結(jié)合。在一些實(shí)施方案中，所述模型復(fù)合物可包括丙三醇、乙烯吡咯烷酮聚合物和/或共 聚物或其結(jié)合。不囿于某一理論，現(xiàn)認(rèn)為多元醇的結(jié)合物如丙三醇和乙烯吡咯烷酮聚合物 和/或共聚物有助于所述模型復(fù)合物的抗流變和所述模型復(fù)合物對(duì)基板的粘合性。向模型 復(fù)合物中添加多元醇如丙三醇被認(rèn)為是可增強(qiáng)含有乙烯吡咯烷酮聚合物和/或共聚物的 復(fù)合物對(duì)基板的粘合特性，并且可降低干燥圖案的收縮率。此外，模型復(fù)合物中丙三醇的存 在可通過(guò)保持模型復(fù)合物的水含量而增強(qiáng)模型復(fù)合物在干燥條件下例如當(dāng)在室內(nèi)使用時(shí) 的功能。
[0083] 在一些方面，含有丙三醇和乙烯吡咯烷酮聚合物和/或共聚物的結(jié)合物的模型復(fù) 合物具有粘合特性，從而使得所述模型復(fù)合物能夠粘附于各種基板上。例如，在一些實(shí)施方 案中，所述模型復(fù)合物可包含約30重量％至約60重量％的水、約20重量％至約40重量％ 的淀粉基粘合劑、約2. 0重量％至約8. 0重量％的潤(rùn)滑劑、約0. 5重量％至約4. 0重量％的 表面活性劑、約5重量％至約20重量％的鹽、約0. 1重量％至約1重量％的防腐劑、約0. 5 重量％至約10重量％的回生抑制劑、約0. 15重量％至約1. 2重量％的微球體、約0. 5重 量％至約8重量％的乙烯吡咯烷酮聚合物、0%至約15%的多元醇、0重量％至約1重量％ 的硬化劑、〇重量％至約〇. 5重量％的香料和0重量％至約5重量％的著色劑。所述基板可 以是例如紙、硬紙板、塑料、玻璃、木材、橡膠、織物等。所述粘合特性允許用戶(hù)裝飾各種物品 或在繪制有預(yù)定條目（例如花、動(dòng)物等）的印制圖案上沉積所述模型復(fù)合物（參見(jiàn)圖5A、圖 5B和圖6C)。在一些實(shí)施方案中，所述模型復(fù)合物無(wú)需使用其他的粘合劑或膠水就可創(chuàng)作 三維藝術(shù)品（參見(jiàn)圖6B和圖6C)。
[0084] 制備方法
[0085] 根據(jù)本公開(kāi)的一些方面，制備淀粉基模型復(fù)合物的方法包括下列步驟：(a)提供 一種混合器；和（b)向所述混合器中添加下列組分：（1)約30重量％至約60重量％的水、 (2)約5重量％至約20重量％的鹽、（3)約2. 0重量％至約5重量％的潤(rùn)滑劑、（4)約0. 5 重量％至約4. 0重量％的表面活性劑、（5)約20重量％至約40重量％的淀粉基粘合劑、（6) 約0.5重量％至約5重量％的回生抑制劑、（7)約0. 1重量％至約1重量％的防腐劑和（8) 約0. 15重量％至約1. 2重量％的微球體；和（c)混合所述組分。
[0086] 在一些實(shí)施方案中，所述組分也可任選地包含最高達(dá)約1重量％的硬化劑；最高 達(dá)約10重量％的潤(rùn)濕劑；最商達(dá)約0. 5重量％的香料；和最商達(dá)約5重量％的著色劑。 [0087] 在一些實(shí)施方案中，可混合鹽、潤(rùn)滑劑、表面活性劑、淀粉基粘合劑、防腐劑、回生 抑制劑、微球體和任選的香料、著色劑、硬化劑和潤(rùn)濕劑，以形成第一混合物。水在加入至第 一混合物之前，可將其加熱，以使淀粉充分凝膠化，從而形成第二混合物。之后，可將溫度冷 卻至室溫。
[0088] 可使用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何合適的混合器，例如常規(guī)的面包店和面機(jī)或任 何合適的不銹鋼混合器。
[0089] 根據(jù)本公開(kāi)的其他方面，制備淀粉基模型復(fù)合物的方法包括下列步驟：(a)提供 一種混合器；和（b)向所述混合器中添加下列組分：（1)約30重量％至約60重量％的水、 (2)約5重量％至約20重量％的鹽、（3)約2. 0重量％至約8重量％的潤(rùn)滑劑、（4)約0. 5 重量％至約4. 0重量％的表面活性劑、（5)約20重量％至約40重量％的淀粉基粘合劑、（6) 約0. 5重量％至約10重量％的回生抑制劑、（7)約0. 1重量％至約1重量％的防腐劑、（8) 約0. 15重量％至約1. 2重量％的微球體、（9)約0. 5%至約8%的乙烯吡咯烷酮聚合物或 共聚物、（10)最高達(dá)約15%的多元醇和（11)最高達(dá)約1重量％的硬化劑；和（c)混合所述 組分。
[0090] 在一些實(shí)施方案中，所述組分也可任選地包含最高達(dá)約0. 5重量％的香料；和最 高達(dá)約5重量％的著色劑。
[0091] 在一些實(shí)施方案中，可混合鹽、淀粉基粘合劑、防腐劑、回生抑制劑、微球體和任選 的硬化劑以及乙烯吡咯烷酮聚合物和/或共聚物，以形成第一混合物。隨后，可加入嵌段共 聚物表面活性劑和潤(rùn)滑劑，以形成第二混合物。之后可向第二混合物中加入微球體，以形成 第三混合物。在水加入至第三混合物形成第四混合物之前，可將其加熱。之后可向第四混 合物中加入多元醇?？墒褂帽绢I(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何合適的混合器，例如常規(guī)的面包店 和面機(jī)或任何合適的不銹鋼混合器。
[0092] 根據(jù)本公開(kāi)的其他方面，制備淀粉基模型復(fù)合物的方法包括下列步驟：(a)提供 一種混合器，（b)向所述混合器中添加下列組分：鹽、硬化劑、防腐劑、淀粉基粘合劑、回生 抑制劑、乙烯吡咯烷酮聚合物和/或共聚物，（C)混合所述組分，（d)添加嵌段共聚物表面活 性劑和潤(rùn)滑劑，（e)混合所述組分，（f)加入微球體，（g)加入水，（h)混合所述組分，（i)加 入丙三醇，（j)混合所述組分，和（k)任選地加入香料并混合。在一些實(shí)施方案中，在加入 所述組分之前，所述混合器可預(yù)熱至例如70°C。在一些實(shí)施方案中，在加入至混合物之前， 水可在例如80°C下加熱。在一些實(shí)施方案中，所述組分可在步驟（c)和步驟（e)時(shí)混合3 分鐘，在步驟（h)時(shí)混合4分鐘，并且在步驟（j)和（k)混合1分鐘。
[0093] 使用方法
[0094] 應(yīng)理解，本公開(kāi)內(nèi)容的化合物的組合物使得所述模型復(fù)合物更易使用。例如，當(dāng)使 用擠出設(shè)備時(shí)，需要通過(guò)用戶(hù)施加的擠出壓力可顯著降低，這使得其更易被兒童和藝術(shù)家 使用。所述模型復(fù)合物可用于形成各種形狀（例如幾何和非幾何形狀、線(xiàn)性和非線(xiàn)性形狀 等）、制品或藝術(shù)品。如上所述，這些模型復(fù)合物可使用工具、用手、用模具或使用擠出裝置 進(jìn)行模塑，以形成各種形狀、制品或藝術(shù)品。藝術(shù)家可使用擠出設(shè)備將模型復(fù)合物做成各種 需要的形狀，例如動(dòng)物、花和藝術(shù)品，或形成奇特的圖案等。工具的實(shí)例包括但不限于修飾 槍、帶狀擠出工具、手持式食品擠出機(jī)等，以創(chuàng)作圖案和裝飾品，如蛋糕裝飾品。此外，所述 模型復(fù)合物可用于筆式裝置或能將模型復(fù)合物施用于某一表面（如紙）之上的任何裝置中 以產(chǎn)生藝術(shù)效果。
[0095] 在一些實(shí)施方案中，所述模型復(fù)合物可沉積在基板上，并且在合適的一段時(shí)間內(nèi) 未受干擾，從而使得所述模型復(fù)合物干燥并粘附于基板上。在一些實(shí)施方案中，所述模型復(fù) 合物可作為粘合劑。在一些方面，所述模型復(fù)合物具有粘合特性，使得所述模型復(fù)合物能夠 粘附于各種基板上或膠合在一起以形成三維藝術(shù)品。所述基板可以是例如紙、硬紙板、塑 料、玻璃、木材、橡膠、織物等。所述粘合特性允許用戶(hù)裝飾各種物品或在繪制有預(yù)定條目 (例如花、動(dòng)物等）的印制圖案上沉積所述模型復(fù)合物（圖5A)。在一些實(shí)施方案中，所述 模型復(fù)合物可作為粘合劑或膠水使用以接合藝術(shù)品的不同部分而形成三維藝術(shù)品（圖6A 和圖6B)。
[0096] 在一些方面，所述模型復(fù)合物可使用涂膠機(jī)進(jìn)行操作，所述涂膠機(jī)例如壓模（例 如用于將印制圖案壓至復(fù)合物中）、輥切機(jī)、雕塑工具、壓滾刮掃器（例如用于將復(fù)合物壓 滾刮至凹/凸的圖案中，或僅僅從表面清除復(fù)合物）、壓花磨（例如用于將圖案輥壓至復(fù)合 物中）或筆式裝置。在一些方面，所述模型復(fù)合物可使用擠出機(jī)、捻縫槍式擠出機(jī)（例如泵 作用的擠出機(jī)）或半模壓擠出機(jī)（例如用于在表面上擠出和模塑花、蝴蝶、心、飾品等）而 進(jìn)行擠出。
[0097] 在一些實(shí)施方案中，模型復(fù)合物可用于形成三維藝術(shù)品。在一些實(shí)施方案中，如果 所述化合物是氖，則所述模型復(fù)合物可用于形成一個(gè)可在LED光下發(fā)光的黑光藝術(shù)品顯示 器。
[0098] 實(shí)施例
[0099] 將參考以下實(shí)施例描述本公開(kāi)，但是，本公開(kāi)不限于這些實(shí)施例。
[0100] 實(shí)施例1 :模型復(fù)合物的示例性配方
[0101] 下面的表1至表5提供本公開(kāi)第一方面的淀粉基模型復(fù)合物以總復(fù)合物的重量百 分?jǐn)?shù)計(jì)的示例性配方。
[0102] 表1提供即配淀粉基模型復(fù)合物以總復(fù)合物的重量百分?jǐn)?shù)計(jì)的示例性配方，所述 淀粉基模型復(fù)合物包含淀粉基粘合劑、回生抑制劑如蠟質(zhì)玉米淀粉、雙官能嵌段共聚物表 面活性劑和預(yù)脹微球體。
[0103] 表1 :模型復(fù)合物1的配方

【權(quán)利要求】
1. 一種模型組合物，其包含淀粉基粘合劑、水、回生抑制劑和微球體。
2. 權(quán)利要求1的模型組合物，其還包含表面活性劑。
3. 權(quán)利要求2的模型組合物，其還包含潤(rùn)滑劑、鹽和防腐劑。
4. 一種模型組合物，其包含： (a) 約30重量％至約60重量％的水； (b) 約20重量％至約40重量％的淀粉基粘合劑； (c) 約2. 0重量％至約5. 0重量％的潤(rùn)滑劑； (d) 約0. 5重量％至約4. 0重量％的表面活性劑； (e) 約5重量％至約20重量％的鹽； (f) 約0. 1重量％至約1重量％的防腐劑； (g) 約0. 5重量％至約5重量％的回生抑制劑； (h) 0重量％至約1重量％的硬化劑； (i) 約0. 15重量％至約1. 2重量％的微球體； (j) 0重量％至約10重量％的潤(rùn)濕劑； (k) 0重量％至約0. 5重量％的香料；和 (l) 0重量％至約5重量％的著色劑。
5. 權(quán)利要求4的模型組合物，其中所述微球體選自預(yù)脹微球體、玻璃微球體及其結(jié)合。
6. 權(quán)利要求4的模型組合物，其中所述微球體是中空微球體、實(shí)心微球體或其結(jié)合。
7. 權(quán)利要求5的模型組合物，其中所述微球體具有約20微米至約130微米的尺寸。
8. 權(quán)利要求4的模型組合物，其中所述淀粉基粘合劑包含糊化淀粉。
9. 權(quán)利要求4的模型組合物，其中所述鹽選自氯化鈉、氯化鈣、氯化鉀及其結(jié)合。
10. 權(quán)利要求4的模型組合物，其中所述潤(rùn)滑劑選自礦物油、植物油、植物脂肪、甘油三 酯及其結(jié)合。
11. 權(quán)利要求4的模型組合物，其中所述回生抑制劑包含支鏈淀粉。
12. 權(quán)利要求4的模型組合物，其中所述回生抑制劑選自蠟質(zhì)玉米淀粉、蠟質(zhì)米淀粉、 蠟質(zhì)馬鈴薯淀粉及其結(jié)合。
13. 權(quán)利要求4的模型組合物，其中所述表面活性劑選自油酸的聚乙二醇酯、硬脂酸的 聚乙二醇酯、棕櫚酸的聚乙二醇酯、十二烷酸的聚乙二醇酯、乙氧基化醇、環(huán)氧乙烷的嵌段 共聚物、環(huán)氧丙烷的嵌段共聚物、環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷的嵌段共聚物及其結(jié)合。
14. 權(quán)利要求4的模型組合物，其中所述淀粉基粘合劑選自小麥粉、黑麥粉、米粉、木薯 粉及其結(jié)合。
15. 權(quán)利要求4的模型組合物，其中所述防腐劑選自丙酸鈣、苯甲酸鈉、山梨酸鉀及其 結(jié)合。
16. 權(quán)利要求4的模型組合物，其中所述硬化劑選自硫酸鋁鈉、硫酸鋁鉀、硫酸鋁銨、硫 酸鋁、硫酸鐵銨及其結(jié)合。
17. 權(quán)利要求4的模型組合物，其中所述酸化劑選自檸檬酸、明礬、硫酸二氫鉀及其結(jié) 合。
18. -種制備淀粉基模型復(fù)合物的方法，包括： (a)提供一種混合器； (b) 向所述混合器中加入下列組分： (1) 約30重量％至約60重量％的水； (2) 約20重量％至約40重量％的淀粉基粘合劑； (3) 約2. 0重量％至約5. 0重量％的潤(rùn)滑劑； (4) 約0. 5重量％至約4. 0重量％的表面活性劑； (5) 約5重量％至約20重量％的鹽； (6) 約0. 1重量％至約1重量％的防腐劑； (7) 約0. 5重量％至約5重量％的回生抑制劑； (8) 0重量％至約1重量％的硬化劑； (9) 約0. 15重量％至約1. 2重量％的微球體； (10) 0重量％至約10重量％的潤(rùn)濕劑； (11) 0重量％至約0. 5重量％的香料；和 (12) 0重量％至約5重量％的著色劑；和 (c) 混合所述組分，以形成淀粉基模型復(fù)合物。
19. 權(quán)利要求18的方法，其中將所述組分在加入水之前先混合以形成第一混合物；并 且，水在其加入至所述第一混合物之前先進(jìn)行加熱。
20. -種模型組合物，其包含： (a) 約30重量％至約60重量％的水； (b) 約20重量％至約40重量％的淀粉基粘合劑； (c) 約2. 0重量％至約8. 0重量％的潤(rùn)滑劑； (d) 約0. 5重量％至約4. 0重量％的表面活性劑； (e) 約5重量％至約20重量％的鹽； (f) 約0. 1重量％至約1重量％的防腐劑； (g) 約0. 5重量％至約10重量％的回生抑制劑； (h) 約0. 15重量％至約1. 2重量％的微球體； (i) 約0. 5重量％至約8重量％的乙烯吡咯烷酮聚合物； (j) 0重量％至約15重量％的多元醇； (k) 0重量％至約1重量％的硬化劑； (l) 0重量％至約0. 5重量％的香料；和 (m) 0重量％至約5重量％的著色劑。
21. 權(quán)利要求20的模型組合物，其中所述多元醇選自丙三醇、山梨醇、丙二醇及其結(jié) 合。
22. 權(quán)利要求20的模型組合物，其中所述微球體選自預(yù)脹微球體、玻璃微球體及其結(jié) 合。
23. 權(quán)利要求20的模型組合物，其中所述微球體是中空微球體、實(shí)心微球體或其結(jié)合。
24. 權(quán)利要求20的模型組合物，其中所述微球體具有約20微米至約130微米的尺寸。
25. 權(quán)利要求20的模型組合物，其中所述鹽選自氯化鈉、氯化鈣、氯化鉀及其結(jié)合。
26. 權(quán)利要求20的模型組合物，其中所述潤(rùn)滑劑選自礦物油、植物油、植物脂肪、甘油 三酯及其結(jié)合。
27. 權(quán)利要求20的模型組合物，其中所述回生抑制劑選自交聯(lián)淀粉、改性淀粉、改性交 聯(lián)淀粉、淀粉或其結(jié)合。
28. 權(quán)利要求20的模型組合物，其中所述回生抑制劑選自交聯(lián)蠟質(zhì)玉米淀粉、改性蠟 質(zhì)玉米淀粉、改性交聯(lián)蠟質(zhì)玉米淀粉、蠟質(zhì)玉米淀粉、蠟質(zhì)米淀粉、蠟質(zhì)馬鈴薯淀粉及其結(jié) 合。
29. 權(quán)利要求20的模型組合物，其中所述表面活性劑選自油酸的聚乙二醇酯、硬脂酸 的聚乙二醇酯、棕櫚酸的聚乙二醇酯、十二烷酸的聚乙二醇酯、乙氧基化醇、環(huán)氧乙烷的嵌 段共聚物、環(huán)氧丙烷的嵌段共聚物、環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷的嵌段共聚物及其結(jié)合。
30. 權(quán)利要求20的模型組合物，其中所述淀粉基粘合劑選自小麥粉、黑麥粉、米粉、木 薯粉及其結(jié)合。
31. 權(quán)利要求20的模型組合物，其中所述防腐劑選自丙酸鈣、苯甲酸鈉、山梨酸鉀及其 結(jié)合。
32. 權(quán)利要求20的模型組合物，其中所述硬化劑選自硫酸鋁鈉、硫酸鋁鉀、硫酸鋁銨、 硫酸鋁、硫酸鐵銨及其結(jié)合。
33. 權(quán)利要求20的模型組合物，其中所述酸化劑選自檸檬酸、明礬、硫酸二氫鉀及其結(jié) 合。
34. 權(quán)利要求20的模型組合物，其中所述乙烯吡咯烷酮聚合物選自乙烯吡咯烷酮均聚 物、乙烯吡咯烷酮共聚物及其結(jié)合。
35. 權(quán)利要求20的模型組合物，其中所述多元醇是丙三醇96%。
36. 權(quán)利要求27的模型組合物，其中所述回生抑制劑包含最高達(dá)8重量％的交聯(lián)蠟質(zhì) 玉米淀粉、改性蠟質(zhì)玉米淀粉、改性交聯(lián)蠟質(zhì)玉米淀粉或其結(jié)合。
37. -種制備淀粉基模型復(fù)合物的方法，包括： (a) 提供一種混合器； (b) 向所述混合器中加入下列組分并混合： (1) 約20重量％至約40重量％的淀粉基粘合劑； (2) 約5重量％至約20重量％的鹽； (3) 約0. 1重量％至約1重量％的防腐劑； (4) 約0. 5重量％至約8重量％的回生抑制劑； (5) 0重量％至約1重量％的硬化劑； (c) 加入下列組分并混合： (6) 約2. 0重量％至約8. 0重量％的潤(rùn)滑劑； (7) 約0. 5重量％至約4. 0重量％的表面活性劑； (d) 加入下列組分并混合： (8) 約30重量％至約60重量％的水； (9) 約0. 15重量％至約1. 2重量％的微球體； (e) 加入0%至約15%的多元醇并混合； (f) 任選地加入下列組分并混合，以形成淀粉基模型復(fù)合物： (10) 0重量％至約0. 5重量％的香料；和 (11) 0重量％至約5重量％的著色劑。
38. 權(quán)利要求37的模型組合物，其中所述多元醇是丙三醇96%。
39. 權(quán)利要求37的模型組合物，其中所述回生抑制劑包含最高達(dá)8重量％的交聯(lián)蠟質(zhì) 玉米淀粉、改性蠟質(zhì)玉米淀粉、改性交聯(lián)蠟質(zhì)玉米淀粉或其結(jié)合。
【文檔編號(hào)】B44C3/04GK104349909SQ201380031171
【公開(kāi)日】2015年2月11日 申請(qǐng)日期:2013年4月12日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月13日
【發(fā)明者】小林伍德·E·多恩, 列弗·茨姆博格, 塔尼亞·霍爾 申請(qǐng)人:孩之寶公司