基于木材的物品的制作方法

本发明总体上涉及制造基于木材的物品(wood-based object)的方法以及用于制造该基于木材的物品的组合物。

背景技术：

0、发明背景

1、木制品由于其耐用性、可重复使用性和环境友好性而被认为是一些最好的建筑材料。它们具有两个主要的不同性质—热阻性和声学性质，这可以用有限数量的合成材料或复合材料获得。近年来，已经以利用木材用于室内和室外使用的方式实现了改变。虽然工程化木制品诸如层压单板木材(laminated veneer lumber)、胶合层压木材(gluedlaminated timber)、指接木材(finger jointed lumber)、东方刨花板(oriental strandboard)及其他木制品构成建筑中使用的木制品的很大一部分，但很少制造和使用仅基于天然材料且不利用层压或其他胶粘剂(adhesive)的木制品。

2、国际专利公布wo2019/135245公开了用于制造全天然木制品的包含木材材料以及纤维素纳米材料的组合物。

3、背景出版物

4、[1]wo2019/135245

5、一般描述

6、本文公开的技术的发明人已经开发了一种基于木材的材料，该基于木材的材料在其视觉外观、粗糙度和机械性质方面类似于来源于天然木材来源的未加工的木材。本发明的基于木材的产品由全天然组合物制造，该全天然组合物在一些配置中是可流动的，其可以被模制/挤出以提供具有独特轮廓和不规则形状的平面外(out-of-plane)3d产品；该全天然组合物可以另外地仅通过木材原木/面板的机械成型(其通常需要将面板粘合在一起的步骤)或者通过3d打印来形成。

7、如将在下文所例示的，本发明的基于木材的产品由粉末状木材构成，并通过利用以前从未用于制造这样的产品的创新天然材料形成最终实体产品。用于制造基于木材的物品的现有方法，例如[1]，涉及在不含甲醛、合成树脂和/或环氧基材料的组合物中使用木材材料、纤维素纳米材料和半纤维素和/或木质素和/或淀粉。本发明的组合物与这样的组合物相比是不同的和改进的，利用天然组分诸如多糖和蛋白质以及基于木材的组分，它们一起表现出有效的结合性质和流动性质。

8、因此，在第一方面中，提供了一种全天然组合物，该全天然组合物包含至少一种填料、至少一种天然粘合剂(binder)和水，其中至少一种填料是基于植物的填料和/或天然无机填料。

9、本发明还提供了一种全天然组合物，该全天然组合物由至少一种填料、至少一种天然粘合剂和任选地至少一种液体诸如水组成，其中至少一种填料是基于植物的填料和/或天然无机填料。

10、本发明还提供了一种模制组合物(即能够被模制或用于模制工艺的组合物)，该模制组合物包含至少一种填料、至少一种天然粘合剂和水，或者由至少一种填料、至少一种天然粘合剂和水组成，其中至少一种填料是基于植物的填料或天然无机填料。

11、还提供了一种基于木材的物品，该基于木材的物品由包含至少一种填料和至少一种天然粘合剂的组合物或者由至少一种填料和至少一种天然粘合剂组成的组合物形成，其中至少一种填料是基于植物的填料或天然无机填料。

12、本发明的所有组合物都是天然来源的，并且因此被认为是“全天然的”。换句话说，本发明的组合物利用天然产物并且大体上不含基于石油的组分。虽然本发明的组合物中使用的一些组分已经被加工成适合于根据本发明使用的期望形式，但是这样的加工是机械的并且不引入可能对组合物和由此产生的最终产品具有影响的化学物质或加工剂。然而，当废材料用于制造本发明的基于木材的材料时，这样的废材料仍然可能包括一定量的污染物，这些污染物可能来源于多种来源。这样的污染物可能来源于木材来源或所使用的废木材。污染物的量通常不超过10wt％。在一些实施方案中，污染物的量小于1wt％。换句话说，非天然污染物可以以0wt％和10wt％之间的量存在。

13、可以用作根据本发明的组合物的组分的经加工的废料产品诸如废木制品可以包含多种工业添加剂，这些添加剂不是天然来源的，而是合成的或部分合成的。这样的添加剂虽然存在于废料中，但对组合物或由其制成的本发明的产品的性质没有任何影响，并且可以以如本文所指示的污染量存在。污染物可以是多种胶粘剂、多种聚合物材料、颜料、溶剂、增溶剂以及其他。污染物的非限制性实例包括胶粘剂、pvc、环氧树脂、pva、甲醛、异氰酸酯以及其他。

14、本发明的组合物还适合于模制。换句话说，它们以可流动形式提供，该可流动形式可以在模具内流动并提供3d物品，该3d物品是平面物品或平面外物品(非平面的)或不规则形状的物品，其中物品的形状和尺寸取决于模具结构。本发明的组合物在模具中流动和填充缝隙、凹陷或其他结构变形的能力使得能够生产多种形状的物品，这些物品没有气穴和其他可能对产品的耐用性、其机械性质和其再现性具有影响的缺陷。

15、本发明的组合物是油灰样材料(putty-like material)，该油灰样材料可以被定制以适应不同的流动性和粘度。在最一般意义上，以其油灰样形式的本发明的组合物可以通过以下项中的一种或更多种来表征：

16、-粘度高于5kcp但低于300mcp，在下表中提供了示例性粘度：

17、

18、-在<500吨的压力下填充平面外模具的能力，

19、-自干燥，

20、-在螺杆挤出机中流动，

21、-在离心力下成形，

22、-以及其他。

23、因此，在本发明的另一个方面中，提供了一种全天然组合物或用于模制的组合物，如所定义的，其包含至少一种填料、至少一种天然粘合剂和水，其中至少一种填料是基于植物的填料和/或天然无机填料并且具有在100kcp和300mcp之间的粘度。在一些实施方案中，粘度在100kcp和100mcp之间。

24、还提供了一种全天然组合物或用于模制的组合物，如所定义的，其包含至少一种填料、至少一种天然粘合剂和水，其中至少一种填料是基于植物的填料和/或天然无机填料，并且其中组合物具有准许在低于500吨的压力模制的粘度。在一些实施方案中，组合物的粘度在100kcp和300mcp之间。在一些实施方案中，粘度在100kcp和100mcp之间。

25、在一些实施方案中，组合物具有油灰样稠度(即料团样稠度)，具有在5kcp和300mcp之间的粘度。

26、取决于所使用的特定方法和模具的尺寸，本发明的这些组合物可以通过调节例如降低或增加水含量或浓度、通过改变木材颗粒与粘合剂的比例、通过改变干燥方法或通过改变模制工艺来改变。

27、在本发明的组合物中使用的至少一种“基于植物的填料”通常是从磨碎的树木材料、磨碎的干树叶或磨碎的天然木材废料获得的粉末。粉末可以包含来自单一来源或多种来源的磨碎的材料。与填料的来源无关，粉末作为具有在从1μm至1cm的范围内的尺寸的颗粒提供。

28、本发明的组合物中的填料的量可以为至少20wt％。

29、在一些实施方案中，组合物中的填料的量在20wt％和60wt％之间。在一些实施方案中，填料的量在20wt％和60wt％之间、在20wt％和55wt％之间、在20wt％和50wt％之间、在20wt％和45wt％之间、在20wt％和40wt％之间、在20wt％和35wt％之间、在20wt％和30wt％之间、在20wt％和25wt％之间、在25wt％和60wt％之间、在25wt％和55wt％之间、在25wt％和50wt％之间、在25wt％和45wt％之间、在25wt％和40wt％之间、在25wt％和35wt％之间、在25wt％和30wt％之间、在30wt％和60wt％之间、在30wt％和55wt％之间、在30wt％和50wt％之间、在30wt％和45wt％之间、在30wt％和40wt％之间、在30wt％和35wt％之间、在40wt％和60wt％之间、在40wt％和55wt％之间、在40wt％和50wt％之间或在50wt％和60wt％之间。

30、在一些实施方案中，本发明的组合物中的填料的量在30wt％和60wt％之间、或在30wt％和50wt％之间、或在20wt％和40wt％之间、或在30wt％和40wt％之间。

31、在一些实施方案中，由本发明的组合物形成的最终干燥物品中的填料的量可以为至少40wt％。

32、在一些实施方案中，由本文公开的组合物形成的干燥物品中的填料的量在40wt％和95wt％之间。在一些实施方案中，填料的量在40wt％和90wt％之间、在40wt％和85wt％之间、在40wt％和80wt％之间、在40wt％和75wt％之间、在40wt％和70wt％之间、在40wt％和65wt％之间、在40wt％和60wt％之间、在40wt％和55wt％之间、在40wt％和50wt％之间、在45wt％和95wt％之间、在45wt％和85wt％之间、在45wt％和80wt％之间、在45wt％和75wt％之间、在45wt％和60wt％之间、在45wt％和55wt％之间、在45wt％和50wt％之间、在50wt％和90wt％之间、在50wt％和75wt％之间、在50wt％和60wt％之间或在50wt％和55wt％之间。

33、在一些实施方案中，由本发明的组合物形成的干燥物品中的填料的量在50wt％和90wt％之间、或在50wt％和80wt％之间、或在40wt％和80wt％之间、或在40wt％和70wt％之间。

34、上文指示的量与本文公开的任何填料相关，每种填料构成本发明的独立的实施方案。

35、磨碎的材料可以来源于树木或灌木的任何部分，包括茎或枝、树干或树皮以及树叶。树木或灌木可以选自被称为硬木树木或灌木或者软木树木或灌木的那些。

36、在一些实施方案中，树木或灌木选自白蜡树、椴木、山毛榉、桦木、桉树、胡桃树(walnut)、美洲山核桃树(pecan)、雪松、樱桃树、榆树、胶树、山核桃树(hickory)、柳安木(lauan)、桃花心木(mahogany)、枫树、橡树、松树、白杨、红杉、红木(rosewood)、缎木、悬铃木(sycamore)、柚木、桤木、苹果树、山杨、栗树、杨木、柏树、冷杉、朴树、铁杉、冬青、寇阿相思树(koa)、月桂(laurel)、槐木、木兰、梨木、云杉、蓝果树(tupelo)和柳树。

37、在一些情况下，磨碎的材料是磨碎的干树叶，该磨碎的干树叶可以是自然干燥的落叶或有意干燥的树叶。树叶可以是如上文选择的任何树木或灌木的树叶。

38、填料可以来源于或获自废材料。如本文使用的，“废材料”是任何这样的材料：其是大体上非合成的，也不包含合成组分或半合成组分。废料可以是城市废料、工业废料或农业废料，前提是其由如本文公开的可以被磨碎成粉末的天然组分组成或者基本上由如本文公开的可以被磨碎成粉末的天然组分组成(即包含至多1wt％或至多10wt％的非天然污染物)。在一些实施方案中，废材料是花园废料和基于植物或树木的废料。废材料可以分成两组：第一组—全天然(包含少于1wt％污染物)木材废料，其通常获自大型木材工业诸如锯木厂或城市废料，以及第二组—受污染的木材废料，其可以包括在1％和10％之间的污染物诸如家具制造中发现的污染物。利用任一组，本文提及的工艺和组合物导致相似的机械性质和加工性质。

39、本发明的组合物和最终产品中的废材料的量可以变化。在一些实施方案中，组合物和由其形成的最终产品不含废材料。在一些实施方案中，组合物和由此形成的最终产品包含一定量的废材料，其性质、组成、纯度(就包含或不包含非天然组分而言)和量可以基于废材料的来源而变化。

40、废材料可以来源于多种来源，可以按原样使用，或者可以预加工以去除非天然组分、稀释或最小化或减少非天然组分的量或者用一种或更多种添加剂或材料来富集废材料。材料的来源和在本文公开的步骤之前的任何预加工步骤都在本发明的范围之外。

41、在使用废材料的一些情况下，本发明的组合物中使用的填料和粘合剂两者可以来源于废材料。因此，组合物和由其衍生的产品可以仅包含或大体上仅包含废材料。通常，并且如所提到的，废材料来源于如本文公开的天然材料和任选地一定量的污染物、或者是如本文公开的天然材料和任选地一定量的污染物、或者由如本文公开的天然材料和任选地一定量的污染物组成。

42、因此，本发明的组合物中使用的废材料的量可以达到99wt％、98wt％、97wt％、96wt％、95wt％、94wt％、93wt％、92wt％、91wt％或90wt％的最大量。在一些实施方案中，废材料可以构成本发明的组合物的重量的1wt％或更多。换句话说，所使用的废材料的量可以在从1wt％至99wt％的范围内，前提是如所定义和选择的填料组分和粘合剂组分两者存在于所使用的废材料中或来源于所使用的废材料。

43、在一些实施方案中，本发明的组合物可以包含其重量的至少60wt％的废材料。在一些实施方案中，由本发明的组合物形成的最终干燥物品可以包含至少60wt％的废材料。

44、在一些实施方案中，组合物中的废材料的量在60wt％和99wt％之间。在一些实施方案中，填料的量在60wt％和99wt％之间、在60wt％和98wt％之间、在60wt％和97wt％之间、在60wt％和96wt％之间、在60wt％和95wt％之间、在60wt％和94wt％之间、在60wt％和93wt％之间、在60wt％和92wt％之间、在60wt％和91wt％之间、在60wt％和90wt％之间、在70wt％和99wt％之间、在75wt％和99wt％之间、在80wt％和99wt％之间、在85wt％和99wt％之间、在90wt％和99wt％之间、在60wt％和70wt％之间、在60wt％和80wt％之间、在70wt％和99wt％之间、在70wt％和98wt％之间、在70wt％和97wt％之间、在70wt％和96wt％之间、在70wt％和95wt％之间、在70wt％和90wt％之间、在70wt％和85wt％之间或在70wt％和80wt％之间。

45、在一些实施方案中，本发明的组合物中的废材料的量在60wt％和99wt％之间、或在60wt％和80wt％之间、或在70wt％和99wt％之间、或在70wt％和80wt％之间。

46、因此，由本发明的组合物制造的干燥物品中使用的废材料的量可以达到99wt％、98wt％、97wt％、96wt％、95wt％、94wt％、93wt％、92wt％、91wt％或90wt％的最大量。在一些实施方案中，废材料可以构成本发明的组合物的重量的至少60wt％和由本发明的组合物形成的最终干燥物品的重量的至少60wt％。

47、在一些实施方案中，由组合物制造的干燥物品中的废材料的量在60wt％和99wt％之间。在一些实施方案中，填料的量在60wt％和99wt％之间、在60wt％和98wt％之间、在60wt％和97wt％之间、在60wt％和96wt％之间、在60wt％和95wt％之间、在60wt％和94wt％之间、在60wt％和93wt％之间、在60wt％和92wt％之间、在60wt％和91wt％之间、在60wt％和90wt％之间、在70wt％和99wt％之间、在75wt％和99wt％之间、在80wt％和99wt％之间、在85wt％和99wt％之间、在90wt％和99wt％之间、在60wt％和70wt％之间、在60wt％和80wt％之间、在70wt％和99wt％之间、在70wt％和98wt％之间、在70wt％和97wt％之间、在70wt％和96wt％之间、在70wt％和95wt％之间、在70wt％和90wt％之间、在70wt％和85wt％之间或在70wt％和80wt％之间。

48、在一些实施方案中，由本发明的组合物制造的干燥物品中的废材料的量在60wt％和99wt％之间、或在60wt％和80wt％之间、或在70wt％和99wt％之间、或70wt％和80wt％之间。

49、如上文提到的，木材废料可以包含意外的、随机的和未选择的污染物，诸如多种胶粘剂、多种聚合物材料、颜料、溶剂、增溶剂以及其他。污染物的非限制性实例包括胶粘剂、pvc、环氧树脂、pva、甲醛、异氰酸酯以及其他。这样的污染物的最大量为1wt％或至多10wt％。

50、在一些配置中，本发明的组合物和产品不包括非天然的胶粘剂、聚合物材料、颜料、溶剂、增溶剂以及其他，并且另外或可选择地不包括胶粘剂、pvc、环氧树脂、pva、甲醛、异氰酸酯以及其他。

51、可选择地或另外地，填料是无机填料。虽然无机材料是天然材料，但它不需要从植物来源提供。无机材料通常不含碳或含有少量的含碳材料。这样的无机材料的非限制性实例包括碳酸钙、木炭、粘土、白垩、高岭土、二氧化硅、天然金属硅酸盐、金属氧化物和陶瓷矿物。无机填料的添加允许密度增加以及不同外观和物理性质的定制。在一些情况下，金属氧化物可以是选择的添加剂。

52、在一些实施方案中，填料可以包含如本文定义和选择的两种或更多种填料的组合，每种填料是相同或不同的类型。例如，在填料是基于木材的填料的情况下，它可以包含来自不同来源的两种或更多种木材填料。或者，在填料是木材填料的情况下，它可以与如所公开的无机填料组合提供。本文定义和公开的任何填料的任何组合都在本发明的组合物和产品的范围内。

53、至少一种天然粘合剂是能够将组合物的组分胶粘地结合成单一连续的、均匀的和整体形式的材料。粘合剂不是合成的胶粘剂。通常，粘合剂是树胶、聚合物材料、无机材料或生物材料(即，在活的植物或动物中具有生物功能)，其产生存在于木材颗粒和粘合剂材料上的官能团的化学缔合(chemical association)。不希望受理论的束缚，由于在木材颗粒和粘合剂材料之间形成共价键和/或离子键或其他化学缔合，这样的缔合提供了强相互作用。这些官能团可以变化，并且可以涉及羧酸、羟基基团以及其他。这些相互作用可能是优异的加工(流动)能力以及由组合物衍生的产品的高机械性质和独特物理性质(阻燃性和防止水吸收)的原因。

54、本发明的组合物中的粘合剂的量可以根据所使用的粘合剂和/或构成该组合物的组分而变化。通常，本发明的组合物中的粘合剂的量为至少2wt％。在一些实施方案中，粘合剂的量不超过30wt％。

55、在一些实施方案中，本发明的组合物中的粘合剂的量在2wt％和30wt％之间。在一些实施方案中，组合物中的粘合剂的量在2wt％和30wt％之间、在5wt％和30wt％之间、在10wt％和30wt％之间、在15wt％和30wt％之间、在20wt％和30wt％之间、在2wt％和25wt％之间、在2wt％和20wt％之间、在2wt％和15wt％之间、在2wt％和10wt％之间、在2wt％和5wt％之间、在5wt％和30wt％之间、在5wt％和25wt％之间、在5wt％和20wt％之间、在5wt％和15wt％之间、在5wt％和10wt％之间、在10wt％和30wt％之间、在10wt％和25wt％之间或在10wt％和20wt％之间。

56、在一些实施方案中，由本发明的组合物制成的干燥物品中的粘合剂的量在5wt％和50wt％之间。在一些实施方案中，由组合物形成的物品中的粘合剂的量在5wt％和50wt％之间、在5wt％和45wt％之间、在5wt％和40wt％之间、在5wt％和35wt％之间、在5wt％和30wt％之间、在5wt％和25wt％之间、在5wt％和20wt％之间、在5wt％和15wt％之间、在5wt％和10wt％之间、在10wt％和50wt％之间、在10wt％和45wt％之间、在10wt％和40wt％之间、在10wt％和35wt％之间、在10wt％和30wt％之间、在10wt％和25wt％之间、在10wt％和20wt％之间、在10wt％和15wt％之间、在20wt％和50wt％之间、在25wt％和45wt％之间、在30wt％和50wt％之间、在40wt％和50wt％之间或在25wt％和50wt％之间。

57、粘合剂可以是树胶、聚合物材料、无机材料或生物材料。

58、在一些实施方案中，根据本发明的粘合剂是以下项、包含以下项、由以下项组成、或包括以下项：微晶纤维素(mcc)、羧甲基纤维素(cmc)、淀粉、黄原胶、瓜尔胶、阿拉伯胶、基于谷物的粘合剂、木质素及木质素衍生物、肉桂粉、转谷氨酰胺酶、氧化锌、熟石灰、氢氧化钠、硼砂、基于蛋白质的粘合剂和麸质粉(gluten powder)。

59、在一些实施方案中，根据本发明的粘合剂是以下项、包含以下项、由以下项组成、或包括以下项：淀粉、黄原胶、瓜尔胶、阿拉伯胶、木质素、肉桂粉、转谷氨酰胺酶、氧化锌、熟石灰、氢氧化钠、硼砂、基于蛋白质的粘合剂或麸质粉。

60、在一些实施方案中，根据本发明的粘合剂是以下项、包含以下项、由以下项组成、或包括以下项：诸如蛋白质的生物材料、碳水化合物、糖、生物聚合物、纤维材料以及其他。

61、在一些实施方案中，根据本发明的粘合剂是蛋白质、包含蛋白质、由蛋白质组成、或包括蛋白质。因此，粘合剂可以被认为是基于蛋白质的粘合剂。

62、在一些实施方案中，粘合剂是基于蛋白质的粘合剂，该基于蛋白质的粘合剂选自基于植物的蛋白质诸如基于大豆的蛋白质、基于玉米的蛋白质、基于小麦的蛋白质、瓜尔豆蛋白质、基于豆科植物的蛋白质、基于豌豆的蛋白质和基于大麦的蛋白质产品。

63、在一些实施方案中，基于蛋白质的蛋白质选自基于动物的蛋白质。

64、在一些实施方案中，本发明的组合物包含如本文定义的至少一种填料、至少一种基于蛋白质的粘合剂和水。

65、在一些实施方案中，组合物由水、至少一种填料和至少一种粘合剂组成，各自如本文定义的，该至少一种粘合剂任选地但不一定是基于蛋白质的粘合剂。

66、在一些实施方案中，组合物由诸如水的液体介质、至少一种填料和至少一种粘合剂组成，各自如本文定义的，该至少一种粘合剂任选地但不一定是基于蛋白质的粘合剂。

67、填料和粘合剂中的每一种构成本发明的单独和独立的实施方案。

68、在一些实施方案中，本发明的组合物包含至少一种基于植物的填料和至少一种基于蛋白质的粘合剂。

69、在一些实施方案中，本发明的组合物由至少一种基于植物的填料和至少一种基于蛋白质的粘合剂以及任选地至少一种液体介质诸如水组成。

70、在一些实施方案中，基于蛋白质的粘合剂是选自以下项的蛋白质：肌动蛋白、胶原蛋白、肌营养不良蛋白(dystrophin)、弹性蛋白、纤维蛋白、角蛋白、肌球蛋白、伴肌动蛋白、皮卡丘蛋白(pikachurin)、肌联蛋白、原肌球蛋白、微管蛋白、酪蛋白、铁蛋白、麦醇溶蛋白(gliadin)、高粱醇溶蛋白、水稻素(oryzin)、玉米醇溶蛋白、乳清蛋白以及其他。上文提及的蛋白质中的每一种构成单独和独立的实施方案。因此，蛋白质可以是肌动蛋白、胶原蛋白、肌营养不良蛋白、弹性蛋白、纤维蛋白、角蛋白、肌球蛋白、伴肌动蛋白、皮卡丘蛋白、肌联蛋白、原肌球蛋白、微管蛋白、酪蛋白、铁蛋白、麦醇溶蛋白、高粱醇溶蛋白、水稻素、玉米醇溶蛋白、乳清蛋白以及其他中的任何一种或更多种。

71、在一些实施方案中，基于蛋白质的粘合剂来源于蛋类、乳和乳制品、坚果类、豆科植物和豆类。

72、在一些实施方案中，基于蛋白质的粘合剂来源于乳和乳制品、坚果类、豆科植物和豆类。

73、在一些实施方案中，基于蛋白质的粘合剂来源于乳和乳制品或者来源于坚果类或者来源于豆科植物和豆类。

74、在一些实施方案中，基于蛋白质的粘合剂是乳蛋白或大豆蛋白。

75、在一些实施方案中，本发明的组合物包含如本文定义的至少一种填料和至少一种基于蛋白质的粘合剂，该至少一种基于蛋白质的粘合剂选自乳来源的蛋白质。

76、在一些实施方案中，本发明的组合物包含如所定义的至少一种填料和至少一种蛋白质，该至少一种蛋白质选自肌动蛋白、胶原蛋白、肌营养不良蛋白、弹性蛋白、纤维蛋白、角蛋白、肌球蛋白、伴肌动蛋白、皮卡丘蛋白、肌联蛋白、原肌球蛋白、微管蛋白、酪蛋白、铁蛋白、麦醇溶蛋白、高粱醇溶蛋白、水稻素、玉米醇溶蛋白和乳清蛋白。

77、在一些实施方案中，本发明的组合物由以下项组成：如所定义的至少一种填料和至少一种蛋白质，该至少一种蛋白质选自肌动蛋白、胶原蛋白、肌营养不良蛋白、弹性蛋白、纤维蛋白、角蛋白、肌球蛋白、伴肌动蛋白、皮卡丘蛋白、肌联蛋白、原肌球蛋白、微管蛋白、酪蛋白、铁蛋白、麦醇溶蛋白、高粱醇溶蛋白、水稻素、玉米醇溶蛋白和乳清蛋白；以及水。

78、在一些实施方案中，本发明的组合物包含如所定义的至少一种填料和至少一种蛋白质，该至少一种蛋白质选自肌动蛋白、胶原蛋白、肌营养不良蛋白、弹性蛋白、纤维蛋白、角蛋白、肌球蛋白、伴肌动蛋白、皮卡丘蛋白和肌联蛋白。

79、在一些实施方案中，本发明的组合物由以下项组成：如所定义的至少一种填料和至少一种蛋白质，该至少一种蛋白质选自肌动蛋白、胶原蛋白、肌营养不良蛋白、弹性蛋白、纤维蛋白、角蛋白、肌球蛋白、伴肌动蛋白、皮卡丘蛋白和肌联蛋白；以及水。

80、在一些实施方案中，本发明的组合物包含如所定义的至少一种填料和至少一种蛋白质，该至少一种蛋白质选自原肌球蛋白、微管蛋白、酪蛋白、铁蛋白、麦醇溶蛋白、高粱醇溶蛋白、水稻素、玉米醇溶蛋白和乳清蛋白。

81、在一些实施方案中，本发明的组合物由以下项组成：如所定义的至少一种填料和至少一种蛋白质，该至少一种蛋白质选自原肌球蛋白、微管蛋白、酪蛋白、铁蛋白、麦醇溶蛋白、高粱醇溶蛋白、水稻素、玉米醇溶蛋白和乳清蛋白；以及水。

82、在一些实施方案中，本发明的组合物包含如所定义的至少一种填料和至少一种蛋白质，该至少一种蛋白质选自酪蛋白、铁蛋白、麦醇溶蛋白、高粱醇溶蛋白、水稻素和玉米醇溶蛋白。

83、在一些实施方案中，本发明的组合物由以下项组成：如所定义的至少一种填料和至少一种蛋白质，该至少一种蛋白质选自酪蛋白、铁蛋白、麦醇溶蛋白、高粱醇溶蛋白、水稻素和玉米醇溶蛋白；以及水。

84、在一些实施方案中，本发明的组合物包含如所定义的至少一种填料和至少一种蛋白质，该至少一种蛋白质选自酪蛋白、铁蛋白和麦醇溶蛋白。

85、在一些实施方案中，本发明的组合物包含如所定义的至少一种填料以及酪蛋白或铁蛋白或麦醇溶蛋白。

86、在一些实施方案中，本发明的组合物由以下项组成：如所定义的至少一种填料和酪蛋白或铁蛋白或麦醇溶蛋白；以及水。

87、在一些实施方案中，上文提及的粘合剂中的每一种，例如酪蛋白或铁蛋白或麦醇溶蛋白或其他，可以以盐形式存在，其中盐是衍生自单价或二价阳离子诸如钠、锂、钾、钙、锌以及其他阳离子的单价盐或二价盐。

88、在一些实施方案中，基于蛋白质的粘合剂不同于植物来源的蛋白质，即选自动物来源的蛋白质。

89、在一些实施方案中，动物来源的蛋白质可以是乳清蛋白、水解乳清蛋白、乳蛋白、酪蛋白、水解酪蛋白、卵蛋白、水解卵蛋白、胶原蛋白、水解胶原蛋白、角蛋白以及其他。

90、在一些实施方案中，动物来源的蛋白质是乳蛋白、酪蛋白、水解酪蛋白、卵蛋白、水解卵蛋白、胶原蛋白或水解胶原蛋白。

91、在一些实施方案中，动物来源的蛋白质是乳蛋白、酪蛋白或胶原蛋白。

92、在一些实施方案中，动物来源的蛋白质是酪蛋白或胶原蛋白。

93、在一些实施方案中，基于动物的蛋白质是水解胶原蛋白诸如明胶。

94、本文公开并根据本发明使用的任何粘合剂可以以其天然形式、以其离子形式(即作为盐形式)、作为衍生形式(例如，作为被取代的酸或碱形式)或以适合于实现其所述目的的任何其他形式使用。

95、本发明的组合物中的粘合剂的量可以变化。通常，粘合剂，例如至少一种基于蛋白质的粘合剂或蛋白质，可以在1％w/w和15％w/w之间。在一些实施方案中，粘合剂的量在1wt％和15wt％之间、在1wt％和14wt％之间、在1wt％和13wt％之间、在1wt％和12wt％之间、在1wt％和11wt％之间、在1wt％和10wt％之间、在1wt％和9wt％之间、在1wt％和8wt％之间、在1wt％和7wt％之间、在1wt％和6wt％之间、在1wt％和5wt％之间、在2wt％和15wt％之间、在2wt％和14wt％之间、在2wt％和13wt％之间、在2wt％和12wt％之间、在2wt％和10wt％之间、在2wt％和9wt％之间或在2wt％和8wt％之间。

96、本发明还提供了包含酪蛋白和如本文公开的至少一种木材填料或者由酪蛋白和如本文公开的至少一种木材填料组成的组合物。在一些实施方案中，组合物包含水。

97、还提供了包含胶原蛋白或水解胶原蛋白以及至少一种木材填料或者由胶原蛋白或水解胶原蛋白以及至少一种木材填料组成的组合物。在一些实施方案中，组合物包含水。在一些实施方案中，水解胶原蛋白是明胶。

98、还提供了由酪蛋白、至少一种木材填料和任选地液体载体组成的组合物。

99、还提供了由胶原蛋白或水解胶原蛋白(诸如明胶)、至少一种木材填料和任选地至少一种液体载体组成的组合物。

100、除了填料和粘合剂之外，对于一些应用，组合物还可以包含选择的添加剂。这些添加剂可以是功能性或活性添加剂或非活性添加剂。活性添加剂可以选自表面活性剂、交联剂、抗真菌剂、抗氧化剂、保护剂以及其他。非活性添加剂可以选自颜料、油、润滑剂、芳香材料以及其他。

101、在一些实施方案中，添加剂是交联剂。交联剂可以用于通过增加组合物的组分上存在的官能团之间的交联来实现产品的固化。例如，化学键合可以在金属离子和oh基团之间实现或在任何其他官能团之间实现。不希望受机械描述的束缚，键合可以经由离子键合或共价键合。

102、本发明的组合物中的任何添加剂的量取决于添加剂的类型、其意图实现的功能以及如从业者已知的任何其他参数。通常，添加剂的量不应超过10wt％。因此，在本发明的组合物中，该量可以为1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％、6wt％、7wt％、8wt％、9wt％或10wt％。

103、由本发明的组合物制成的最终干燥物品中的添加剂的量也应保持在最低限度。在干燥物品中并且取决于在形成物品的组合物中使用的量，添加剂的量将在2wt％和15wt％之间。该量可以在2wt％和15wt％之间、在2wt％和10wt％之间、在2wt％和5wt％之间、在5wt％和15wt％之间、在5wt％和10wt％之间或在3wt％和8wt％之间。

104、交联可以是自发地、通过热、通过暴露于特定波长的光或光源、通过自由基聚合或通过其任何组合实现的。因此，交联剂可以变化。非限制性实例包括硼酸及其衍生物、酒石酸及其衍生物、柠檬酸及其衍生物、单宁酸及其衍生物、乙酸及其衍生物、磷酸及其衍生物、硫酸及其衍生物、氯化钙、氢氧化钙、氧化钙、氧化镁、氧化铝、硫酸铝、氧化铁、氧化铜、氢氧化铜、氢氧化钠、木质素及其衍生物以及氢氧化镁。

105、在一些实施方案中，交联剂不存在于本发明的组合物中。在存在的情况下，本发明的组合物中的交联剂的量应保持尽可能低。通常，该量不超过组合物的总重量的5wt％。

106、在一些实施方案中，交联剂的量在1wt％和5wt％之间。在一些实施方案中，该量为1wt％、2wt％、3wt％、4wt％或5wt％。

107、在一些实施方案中，添加剂是抗真菌剂，用于防止真菌随时间生长或用于根除真菌污染的木材或废料组分中的真菌。抗真菌剂可以选自苯甲酸钠、丙酸钙、山梨酸钾、氧化锌、硼酸及其衍生物、肉桂、罗勒、牛至、生姜、丁香、百里香、柠檬草、桉树叶、迷迭香和八角茴香。所有草药添加剂都可以以粉末形式或其等效精油掺入。

108、还可以添加天然颜料以用于颜色改变。天然颜料和着色剂包括有机材料和无机材料，诸如靛蓝粉、红紫草根、姜黄、漆树、辣椒粉、木质素及其衍生物、天然金属氧化物粉末、干甜菜粉以及其他。

109、通常，本发明的组合物被配置并因此适合于通过模制或通过任何其他成型技术制造木制品。

110、如本领域已知的，模制涉及通过使用固定框架或模具来使可延展的原材料成型。模具通常是空腔容器，其可以由多种材料诸如金属、陶瓷、聚合物或玻璃制成，并且其形状源自最终期望的物品的初始图案或模板。

111、此外，本发明的组合物可以通过3d打印或通过包括以下项或由以下项组成的方法形成：模制、挤出、3d打印压注模制成多种形状和几何形状。挤出机可以是带加热或不带加热的并具有最终期望形状的特定喷嘴的单螺杆或双螺杆挤出机。液压机(hydraulicpress)可以在多种压力中在透气或密封的模具内部的材料上使用，该模具可以在真空和/或空气压力下加热、冷却或处理。注射模制可以用于将材料填充到预期的模具中。

112、在最一般意义上，根据本发明的用于制造基于木材的物品的工艺包括将组合物引入到模具腔中，以及准许所述组合物干燥以提供物品，使得物品的形状和尺寸由模具腔的尺寸和形状决定。模制技术在本领域技术人员已知的技术范围内。

113、在一些实施方案中，允许组合物填充模具腔，例如通过将组合物压实或压制到模具腔中。

114、在一些实施方案中，该工艺还包括获得本发明的组合物。在一些实施方案中，组合物通过在形成均匀混合物的条件下混合其组分来形成。在一些实施方案中，利用混合工具来混合组分，该混合工具选自行星式混合器、捏合机、sigma混合器、双轴离心混合器、螺旋混合器、对流混合器、均质器、顶置式搅拌器(overhead stirrer)、化学反应器、研钵和研杵、挤出机。

115、在一些实施方案中，混合包括在没有水的情况下对组合物的组分进行粉末混合，以获得干燥的共混物。因此，本发明的组合物可以呈干燥的共混物或含水的形式。为了获得基于水的组合物，将干燥的共混物与水混合，例如有时手动地和剧烈地混合，直到实现完全均匀性和良好的机械强度。在一些情况下，如所定义和选择的粘合剂可以呈液体形式。在这样的情况下，可能不需要水。因此，本发明的组合物中的水的量可以在0wt％和30wt％之间的范围内。

116、在一些实施方案中，该工艺因此包括：

117、-获得本发明的组合物；

118、-将组合物引入到模具中并允许所述组合物填充所述模具，以及

119、-准许所述组合物干燥以提供物品。

120、在一些实施方案中，当在模具中时，组合物被压制或热处理或在真空下处理。

121、在一些实施方案中，组合物通过挤出被引入到模具中，例如利用带加热或不带加热的单螺杆或双螺杆挤出机。这可以包括在挤出期间是静态的或可变的模具(die)。

122、在一些实施方案中，材料的3d打印可以用于产生最终形状。

123、在一些实施方案中，注射模制用于将组合物引入到模具中。

124、在一些实施方案中，分配器(dispenser)用于将组合物引入到模具中。

125、在一些实施方案中，干燥可以在环境(在室温，23℃-35℃)实现。在一些实施方案中，干燥可以是通过当在模具中时将组合物暴露于多种环境条件，诸如干燥/潮湿和热/冷条件和/或使用不同的辐射源诸如热辐射、对流加热、微波辐射、红外辐射以及其他可实现的。

126、本发明还提供了由本发明的组合物形成的木材物品。

127、本发明还提供了根据本发明的工艺制造的木材物品。

128、本发明还提供了采用根据本发明的工艺由本发明的组合物形成的木材物品。

129、木材物品通常是“干燥物品”，即基本上不含水或不含任何流体的物品。如本文公开的，水或溶剂从木材物品中的这样的排除允许优异的机械性质。术语“干燥”是指其水含量在0wt％和10wt％之间的物品。换句话说，绝对不含水的物品或者包含不能去除的夹带水(entrapped water)或水合水的物品，这样的水可以构成不超过10wt％。在一些实施方案中，干燥物品的水含量为0wt％、1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％、6wt％、7wt％、8wt％、9wt％或10wt％。

130、本发明的木材物品可以被表征为具有以下机械性质：

131、-强度>15mpa，

132、-冲击>2kj/m2或高于3kj/m2，如下表所例示的：

133、

134、-耐水性类似于/优于mdf的耐水性，例如，层压mdf和非层压mdf两者表现出超过130％(w/w)的吸水率，而由本发明的产品表现出的吸水率在107％(w/w)和124％(w/w)之间。参见下表中例示的数据：

135、

136、-表面硬度高于60d，下表提供了不同材料与本发明的材料的比较：

137、

138、

139、-阻燃性质(在不添加基于溴化的fr(brominated-based fr)的情况下)，结果在下文例示：

140、·测试方法cs/jar/far 25.853-点火垂直测试

141、·样品尺寸-300×100mm×3个样品

142、

143、-可以像天然木材一样抛光，

144、-可以钻孔和钉入。

145、在一些实施方案中，物品可以包含来自不同材料(金属材料/塑料材料/陶瓷材料/磁性材料)的插入物(在模制期间或在与物品一起模制中嵌入)，以用于物品的进一步使用(诸如安装/悬挂)。

146、本发明的物品可以具有任何尺寸和形状。它们可以被定制为构造元件、装饰物品、多种组件的构建模块等。由于组合物是足够可流动的以满足任何模具形状并流入不规则形状的模具中的任何裂缝中，因此该技术独特地能够提供以其他方式难以制造的平面外产品以及平面或规则形状的物品。这些物品可以是甲板、地板、面板、家居物品、玩具、厨房用具、园艺用具、装饰物品以及其他。

147、物品可以按原样使用，或者可以被进一步处理以赋予另外的视觉性质、机械性质和其他性质。在物品已经被干燥之后，它可以通过常规方法被后加工成最终产品。后处理方法可以包括砂磨、抛光、锯切、胶合、表面化学改性(经由例如交联)、激光雕刻和切割、热压花和雕刻、机械雕刻、铣削以及其他。为了实现耐水性和不同的表面光滑度和光泽度，物品外表面可以用以下处理：装饰材料，诸如基于油的涂料—干性油(亚麻籽油、桐油)、矿物油、菜籽油、蓖麻油、摩洛哥坚果油(argan oil)、蜂蜡、大豆蜡及其组合；基于溶剂的涂料、丙酮，具有或不具有玉米醇溶蛋白、虫胶、蜂蜡、大豆蜡、亚麻籽油、矿物油、桐油，或基于水的涂料、甘油、蛋白质(如本文中对于基于蛋白质的粘合剂所定义的)、甘油三酯、甘油单酯、甘油二酯、gms(单硬脂酸甘油酯)、柠檬酸甘油酯、十六醇、柠檬酸盐20、吐温80(聚山梨醇酯钠)、脂肪酸(诸如硬脂酸、油酸、月桂酸、癸酸、棕榈酸、亚麻酸及其衍生物)、卵磷脂、mcc(微晶纤维素)。

148、可以将另外的交联溶液施加到表面上以增加耐水性。这些包括例如柠檬酸、酒石酸、己二酸、硼酸、乙酸、磷酸、次磷酸及其衍生物；氢氧化钙、氯化钙、氢氧化镁、氢氧化铜或它们的金属氧化物。

149、在一些实施方案中，由本发明的组合物形成的物品是工具夹持器(toolholder)。工具夹持器是通常与意图用于展示或销售的小物品结合的附加构件。通常由聚合物材料制成的工具夹持器是一次性物品，该一次性物品在物品已经被销售之后或以其他方式从物品分离之后不再使用。典型的工具夹持器可以具有用于呈现产品信息和价格的平坦区域，并且通常还具有用于将产品悬挂在展示架中的装置，诸如穿孔或孔。每个工具夹持器在尺寸和形状方面可以不同。平均而言，塑料工具夹持器的重量可能在3克至10克之间。由于绝大多数工具夹持器与单个物品结合，一些工具夹持器可以与若干个或一系列或一组物品结合，因此每年丢弃的塑料或其他聚合物材料的量是巨大的，这是环境污染物的又一个来源。

150、在图1中例示了根据现有技术使用的示例性工具夹持器。

151、基于本发明的组合物和共混物的本发明的工具夹持器是环境友好的、可生物降解的、单件易碎的工具夹持器，其是完全可回收的，其是重量轻的，生产成本低，并且其消除了与废弃塑料相关的许多环境风险。与已知的工具夹持器一样，本发明的工具夹持器可以被定制用作标签放置元件，但也可以用作保护元件，为敏感部件或工具提供机械和热损伤保护。

152、如本文所展示的，本发明的工具夹持器是单件式元件，该单件式元件被形成为通过该单件式元件的至少一个表面区域紧密地保持如本文定义的工具。工具夹持器不是将工具容纳或保持在其空腔内的包装元件或容器的形式。在一些配置中，工具夹持器与工具的表面区域可逆结合，使得它可以被清楚地呈现以用于销售并且可以在使用之前容易从工具释放。

153、因此，在该方面的另一个方面中，提供了一种工具夹持器，该工具夹持器被配置成牢固地且可逆地与工具的表面区域结合，其中工具夹持器由如本文公开的本发明的天然组合物形成，或者由如本文定义的基于纤维素的组合物形成。

154、本发明还提供了一种工具，该工具设置有牢固结合的工具夹持器，所述结合允许将工具夹持器与工具分离，从而能够使用工具，其中工具夹持器由如本文定义的材料组合物形成。

155、另外预期了一种工具包(tool kit)，该工具包包括与工具夹持器可逆结合的工具，工具夹持器由如本文定义的材料组合物形成。

156、如本文使用的，术语“工具夹持器”是指可以安全地附接或固定至待被展示以用于销售的工具并且可以在首次使用之前与工具分离的元件。本发明的工具夹持器包括表面，该表面可以根据需要成型并且该表面可以包含嵌入的断裂线(fracture line)或断裂表面，有时是可见的断裂线，限定了截断线(breaking line)，允许工具夹持器的容易截断(通过手，不需要任何工具)和工具的释放。表面可以设置有空腔或构件，工具夹持器通过该空腔或构件与工具结合，该空腔或构件通常是被配置成紧密地保持工具的表面区域的保持构件结构。工具夹持器的表面也可以被配置和设定尺寸以提供关于工具、价格、制造商的身份等的信息。为了展示，工具夹持器的表面也可以设置有用于悬挂工具夹持器-工具对以用于展示或销售的孔。

157、本发明的工具夹持器可以形成为与工具的区域固定结合，任选地通过吞没(engulf)所述区域以紧密结合。这种结合绝不是化学的。它可以涉及通过压力来结合，其通过例如压制模制可实现。围绕工具的区域吞没虽然任选地通过施加压力可实现，但也可以涉及构成工具夹持器的材料组合物中的热或压力引起的化学变化和/或机械变化。在一些配置中，工具夹持器被配置成不仅为了展示或销售的目的而与工具的区域固定结合，而且还保护工具的某些区域或部件或元件免受任何损坏。

158、工具夹持器通常不是透明的，并且因此可以用于保护工具的光敏感区域或热敏感区域不暴露于光或热。

159、工具夹持器可以由材料的复合物或共混物形成。一般来说，工具夹持器可以由如本文公开的木材填料和天然粘合剂的组合物形成，该组合物被加工以提供具有期望的形状、尺寸、纹理、颜色和特定机械属性或化学属性的固体工具夹持器。

160、因此，本发明还提供了一种工具夹持器，该工具夹持器被配置成牢固地且可逆地与工具的表面区域结合，其中工具夹持器由如本文公开的包含天然来源的材料的材料组合物形成。

161、在一些实施方案中，天然来源的材料是选定量的木材填料和天然粘合剂，如本文公开的。

162、在一些实施方案中，根据本发明的工具夹持器由包含木材填料和天然粘合剂的材料组合物形成。

163、如上文公开的，至少一种“木材填料”通常是从磨碎的树木材料、磨碎的干树叶、磨碎的天然木材废料或包括纸浆、纸制品(纸、纸板等)或受污染的木材材料的含纤维素的废料获得的粉末，诸如源自mdf、osb或家具的粉末。粉末可以包含来自单一来源或多种来源的磨碎的材料。与填料的来源无关，粉末作为具有在从1μm至1cm的范围内的尺寸的颗粒提供。

164、磨碎的材料可以来源于树木或灌木的任何部分，包括茎或枝、树干或树皮以及树叶。树木或灌木可以选自被称为硬木树木或灌木或者软木树木或灌木的那些。

165、在一些实施方案中，树木或灌木选自白蜡树、椴木、山毛榉、桦木、桉树、胡桃树、美洲山核桃树、雪松、樱桃树、榆树、胶树、山核桃树、柳安木、桃花心木、枫树、橡树、松树、白杨、红杉、红木、缎木、悬铃木、柚木、桤木、苹果树、山杨、栗树、杨木、柏树、冷杉、朴树、铁杉、冬青、寇阿相思树、月桂、槐木、木兰、梨木、云杉、蓝果树和柳树。

166、在一些情况下，磨碎的材料是磨碎的干树叶，该磨碎的干树叶可以是自然干燥的落叶或有意干燥的树叶。树叶可以是如上文选择的任何树木或灌木的树叶。

167、如本文进一步公开的，使用的“天然粘合剂”可以是能够将组合物的组分胶粘地结合成单一连续的、均匀的和整体形式的任何材料。通常，粘合剂是树胶、聚合物材料或无机材料。

168、根据本发明的粘合剂的非限制性实例包括微晶纤维素(mcc)、羧甲基纤维素(cmc)、淀粉、黄原胶、瓜尔胶、阿拉伯胶、基于谷物的粘合剂、木质素及木质素衍生物、肉桂粉、转谷氨酰胺酶、氧化锌、熟石灰、氢氧化钠、碳酸氢钠、碳酸钠、硼砂、基于蛋白质的粘合剂和麸质粉。

169、在一些实施方案中，基于蛋白质的粘合剂是来源于瘦肉、家禽、鱼和海鲜、蛋类、乳和乳制品、坚果类、豆科植物和豆类以及其他的蛋白质。

170、在一些实施方案中，基于蛋白质的粘合剂是选自以下项的蛋白质：肌动蛋白、胶原蛋白、肌营养不良蛋白、弹性蛋白、纤维蛋白、角蛋白、肌球蛋白、伴肌动蛋白、皮卡丘蛋白、肌联蛋白、原肌球蛋白、微管蛋白、酪蛋白、铁蛋白、麦醇溶蛋白、高粱醇溶蛋白、水稻素、玉米醇溶蛋白、乳清蛋白以及其他。上文提及的蛋白质中的每一种构成单独和独立的实施方案。因此，蛋白质可以是肌动蛋白、胶原蛋白、肌营养不良蛋白、弹性蛋白、纤维蛋白、角蛋白、肌球蛋白、伴肌动蛋白、皮卡丘蛋白、肌联蛋白、原肌球蛋白、微管蛋白、酪蛋白、铁蛋白、麦醇溶蛋白、高粱醇溶蛋白、水稻素、玉米醇溶蛋白、乳清蛋白以及其他中的任何一种或更多种。

171、在一些实施方案中，基于蛋白质的蛋白质来源于蛋类、乳和乳制品、坚果类、豆科植物和豆类。

172、在一些实施方案中，基于蛋白质的蛋白质来源于乳和乳制品、坚果类、豆科植物和豆类。

173、在一些实施方案中，基于蛋白质的蛋白质来源于乳和乳制品或者来源于坚果类或者来源于豆科植物和豆类。

174、在一些实施方案中，基于蛋白质的粘合剂是乳蛋白和大豆蛋白。

175、在一些实施方案中，组合物由水、至少一种填料和至少一种粘合剂组成，每一种如本文定义的。

176、在一些实施方案中，组合物由液体介质诸如水、至少一种填料和至少一种粘合剂组成，每一种如本文定义的。

177、填料和粘合剂中的每一种构成本发明的单独和独立的实施方案。

178、在一些实施方案中，本发明的组合物包含至少一种基于植物的填料和至少一种基于蛋白质的粘合剂。

179、在一些实施方案中，本发明的组合物由至少一种基于植物的填料和至少一种基于蛋白质的粘合剂以及任选地至少一种液体介质诸如水组成。

180、在一些实施方案中，基于蛋白质的粘合剂不同于植物来源的蛋白质，即选自动物来源的蛋白质。

181、在一些实施方案中，动物来源的蛋白质可以是乳清蛋白、水解乳清蛋白、乳蛋白、酪蛋白、水解酪蛋白、卵蛋白、水解卵蛋白、胶原蛋白、水解胶原蛋白、角蛋白以及其他。

182、在一些实施方案中，动物来源的蛋白质是乳蛋白、酪蛋白、水解酪蛋白、卵蛋白、水解卵蛋白、胶原蛋白或水解胶原蛋白。

183、在一些实施方案中，动物来源的蛋白质是乳蛋白、酪蛋白或胶原蛋白。

184、在一些实施方案中，动物来源的蛋白质是酪蛋白或胶原蛋白。

185、在一些实施方案中，基于动物的蛋白质是水解胶原蛋白诸如明胶。

186、本文公开并根据本发明使用的任何粘合剂可以以其天然形式、以其离子形式(即作为盐形式)、作为衍生形式(例如，作为被取代的酸或碱形式)或以适合于实现其所述目的的任何其他形式使用。

187、除了木材填料和天然粘合剂之外，对于一些应用，形成工具夹持器的共混物还可以包含选择的添加剂。这些添加剂可以是功能性或活性添加剂或非活性添加剂。活性添加剂可以选自表面活性剂、交联剂、抗真菌剂、抗氧化剂、保护剂以及其他。非活性添加剂可以选自颜料、油、润滑剂、芳香材料以及其他。

188、在一些实施方案中，添加剂是交联剂。交联剂可以用于通过增加组合物的组分上存在的官能团之间的交联来实现产品的固化。例如，化学键合可以在金属离子诸如ca和mg与oh基团之间实现或在任何其他官能团之间实现。不希望受机械描述的束缚，键合可以经由离子键合或共价键合。

189、交联可以是自发地、通过热、通过暴露于特定波长的光或光源、通过自由基聚合或通过其任何组合实现的。因此，交联剂可以变化。非限制性实例包括硼酸及其衍生物、酒石酸及其衍生物、柠檬酸及其衍生物、单宁酸及其衍生物、乙酸及其衍生物、磷酸及其衍生物、硫酸及其衍生物、氯化钙、氢氧化钙、氧化钙、氧化镁、氧化铝、氧化铁、氧化铜、氢氧化铜、氢氧化钠、木质素及其衍生物以及氢氧化镁。

190、在一些实施方案中，添加剂是抗真菌剂，用于防止真菌随时间生长或用于根除真菌污染的木材或废料组分中的真菌。抗真菌剂可以选自苯甲酸钠、丙酸钙、山梨酸钾、氧化锌、硼酸及其衍生物、肉桂、罗勒、牛至、生姜、丁香、百里香、柠檬草、桉树叶、迷迭香和八角茴香。所有草药添加剂都可以以粉末形式或其等效精油掺入。

191、还可以添加天然颜料以用于颜色改变。天然颜料和着色剂包括有机材料和无机材料，诸如靛蓝粉、红紫草根、姜黄、漆树、辣椒粉、木质素及其衍生物、天然金属氧化物粉末、干甜菜粉以及其他。

192、在一些实施方案中，木材填料以颗粒物质的形式提供。在一些实施方案中，颗粒物质具有在200μm和500μm之间的范围内的粒度(平均直径)。

193、在一些实施方案中，工具夹持器可以由共混物形成，该共混物包含松树或城市废木材的磨碎的粉末(磨碎的粉末是具有如所定义的或约400μm的平均直径的颗粒的颗粒粉末)和天然粘合剂的混合物，所述天然粘合剂诸如结晶纳米或微米纤维素、淀粉、基于蛋白质的粘合剂诸如乳蛋白及其衍生物、小麦粉蛋白及其衍生物或大豆蛋白分离物及其衍生物。

194、在一些实施方案中，可以存在其他或另外的粘合剂，这些粘合剂包括羧甲基纤维素(cmc)。

195、在一些实施方案中，可以存在其他或另外的无机添加剂，这些无机添加剂包括氧化锌、硼砂、碳酸钙、碳酸盐例如碳酸钠或碳酸氢钠、氢氧化钙、氢氧化钠和氢氧化镁。

196、本发明还提供了如所定义的由基于纤维素的组合物形成的工具夹持器。在一些实施方案中，基于纤维素的组合物可以包含：水；如本文定义的至少一种木材材料或木材填料，任选地选自木粉、木碎(wood chop)、微晶纤维素(cmc)和木屑(wood chip)；以及至少一种纤维素纳米材料，任选地选自纤维素纳米晶体(cnc)、纳米原纤化纤维素(nfc)和细菌纳米纤维素(bnc)。

197、在一些实施方案中，基于纤维素的组合物包含在50wt％和99wt％之间的纤维素材料，如本文所选择的。

198、在一些实施方案中，纤维素材料(其是例如微晶纤维素(cmc)和木屑中的一种或更多种)和至少一种纤维素纳米材料(任选地选自纤维素纳米晶体(cnc)、纳米原纤化纤维素(nfc)和细菌纳米纤维素(bnc))的量可以在50wt％和99wt％之间、在50wt％和95wt％之间、在50wt％和90wt％之间、在50wt％和85wt％之间、在50wt％和80wt％之间、在50wt％和75wt％之间、在50wt％和70wt％之间、在50wt％和65wt％之间、在50wt％和60wt％之间、在50wt％和55wt％之间、在60wt％和95wt％之间、在60wt％和90wt％之间、在60wt％和80wt％之间、在60wt％和70wt％之间、在70wt％和90wt％之间、在80wt％和90wt％之间、在70wt％和95wt％之间、在60wt％和99wt％之间或在70wt％和99wt％之间。

199、基于纤维素的组合物可以组合地使用或可选择地使用如本文定义的本发明的天然组合物。

200、在一些实施方案中，在用于制造物品诸如工具夹持器的本发明的组合物中，组合物可以包含如本文所选择的至少一种纳米纤维素。

201、在一些实施方案中，纳米纤维素是cnc。

202、工具夹持器可以通过在固定框架或模具中使可延展的共混材料成型，由本文公开的任何材料组合物形成，该固定框架或模具具有内腔，该内腔具有期望的形状、尺寸和形式，并且该内腔设置有围绕其形成工具夹持器的工具。通过将一定量的材料共混物压入模具内并围绕该工具的区域，从而提供紧密固定在模制的工具夹持器内的工具来形成工具夹持器。因此，本发明还提供了用于制造根据本发明的工具夹持器的简易工业过程的设置。

203、模具通常是空腔容器，其可以由多种材料诸如金属、陶瓷、聚合物或玻璃制成，并且其形状来源于最终期望的工具夹持器的初始图案或模板。

204、用于形成模具的材料共混物可以被模制、挤出、压注模制成多种形状和几何形状。挤出机可以是带加热或不带加热的并具有最终期望形状的特定喷嘴的单螺杆或双螺杆挤出机。液压机可以以多种压力在透气或密封的模具内部的材料上使用，该模具可以在真空和/或空气压力下加热、冷却或处理。注射模制可以用于将材料填充到预期的模具中。

205、在最一般意义上，根据本发明的用于制造工具夹持器的工艺包括将如本文定义的材料共混物引入到模具中并允许所述共混物填充所述模具，以及准许所述共混物干燥并提供工具夹持器。

206、在一些实施方案中，该工艺还包括获得材料共混物。在一些实施方案中，共混物通过在形成均匀混合物的条件下混合其组分来形成。在一些实施方案中，利用混合工具混合组分，该混合工具选自行星式混合器、捏合机、sigma混合器、双轴离心混合器、螺旋混合器、对流混合器、均质器、顶置式搅拌器、化学反应器、研钵和研杵、挤出机。

207、在一些实施方案中，混合包括在没有水的情况下对共混物的组分进行粉末混合，以获得干燥的共混物。然后可以通过任何手段诸如机械混合或手动混合，将干燥的共混物与水混合，直到实现完全均匀性和期望的机械强度。

208、在一些实施方案中，工艺因此包括：

209、-获得材料共混物；

210、-将该共混物引入到模具中并允许所述共混物填充所述模具，以及

211、-准许所述共混物干燥以提供工具夹持器。

212、在一些实施方案中，该工艺包括将待与工具夹持器固定结合的工具放置(在引入材料共混物之前)在模具中的步骤。

213、在一些实施方案中，当在模具中时，共混物被压制或热处理或在真空下处理，以便与工具固定结合。

214、在一些实施方案中，共混物通过挤出被引入到模具中，例如利用带加热或不带加热的单螺杆或双螺杆挤出机。这可以包括在挤出期间是静态或可变的模具。

215、在一些实施方案中，注射模制用于将共混物引入到模具中。

216、在一些实施方案中，分配器用于将共混物引入到模具中。

217、在一些实施方案中，干燥可以在环境(在室温，23℃-35℃)实现。在一些实施方案中，干燥可以通过当在模具中时将共混物暴露于多种环境条件，诸如干燥/潮湿和热/冷条件和/或使用不同的辐射源诸如热辐射、对流加热、微波辐射、红外辐射以及其他可实现。

218、与根据本发明的工具夹持器结合的“工具”可以是可用于执行特定动作的任何商业物品。工具可以是由金属材料、聚合物材料或任何其他固体材料制成的工具。工具可以选自刀片、刀子、镰刀(sickle)、长柄大镰刀(scythe)、短柄小斧、斧头、凿子、钻头、螺丝刀、锤子、螺母和螺栓、扳手、标尺、玻璃制品(glass)、传感器、模具、钻模、泥铲、焊机、烙铁、铆钉枪、钉枪或胶枪。

219、工具可以是一个或多于一个或一组这样的工具，它们被包装在一起或作为一组被包装并共享根据本发明的单个工具夹持器。这样的工具组是钻头组。

220、本发明的组合物还可以用于制造工具夹持器或者任何机械工具的可替换部件。工具夹持器可以是被设计成与任何工具一起使用的工具手柄，或者可以形成工具的整体部件。工具手柄或工具部件可以通过任何机械手段可附接至工具的主体，包括通过压力附接、通过钉子或螺钉附接等。

221、如本文和整个说明书所使用的，提及由重量％的量(wt％)表示的任何量是指材料相对于与其相关的组合物或产品的总量的量。例如，以5wt％的量存在于组合物中的组分意指它以相对于组合物的总重量的5wt％的量存在于组合物中。同样适用于关于最终产品表示的量。

222、此外，本发明的组合物和产品中的成分的总量应达到100％。

223、此外如可以理解的，对本发明的组合物或产品的“一种(a)”组分的任何提及涵盖一种或多于一种这样的组分。例如，对“粘合剂(a binder)”的任何提及同样是指“至少一种粘合剂”。类似地，对“包含”一种或更多种组分或成分的组合、组合物、共混物、产品、工艺等的任何提及同样涵盖“由相同的一种或更多种组分或成分组成”。

技术实现思路