CN101787217A - 一种植物纤维发泡包装材料及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种植物纤维发泡缓冲包装材料及其制造方法，其以植物纤维、氧化淀粉、发泡剂、分散剂、填料、抗水剂为主要原料，将物料均匀混合后注模，通过特殊发泡剂的作用，浆料***发泡膨胀，脱模干燥即得一种可自然降解、成本低廉、缓冲性能优良的缓冲包装制品。本发明的配方简单，制品发泡倍率高，成型工艺简单，易操作。
Description
技术领域
本发明涉及一种植物纤维发泡缓冲包装材料，本发明还涉及该种植物纤维发泡包装材料的制造方法。
背景技术
随着工业的高速发展，对包装材料的需求量也越来越大，尤其是具有缓冲性能的包装材料。多年以来，家用电器、电子仪器、玻璃器皿等产品的缓冲包装一直采用泡沫塑料，特别是发泡聚苯乙烯(EPS)。泡沫塑料具有重量轻、易加工、保护性能好、适应性广、价廉物美等优势，但塑料发泡材料存在着体积大、回收困难、废弃物不能自然降解、再生费用高、焚烧处理会污染环境等弊病，给环境造成严重的“白色污染”；同时，在泡沫塑料的制造过程中，经常便用氯氟烃类物质作为发泡剂，而这种物质会破坏大气层中的臭氧。因此，发泡塑料已经被许多国家禁止使用，我国也将逐步禁止使用。
目前的主要替代品纸浆模塑材料，原料来源丰富，产品重量轻，并具有良好的可回收性。但制品过于致密，抗震耐冲击性能大大低于发泡塑料，而且受模具结构及加工的影响，发展受到很大的制约，只能制作小型包装衬垫。同时，成本高，也极大的限制了纸浆模塑制品的发展。
植物纤维发泡包装材料是以植物纤维为主要材料，包括农业废弃物秸秆、稻草、麦草、蔗渣、废纸等，经过特殊的处理而形成的具有多孔结构的缓冲制品。目前国内外均在加紧研制，以尽快产业化。国内现有的技术主要集中在使用添加发泡剂，即采用发泡剂产生气泡，从而形成多孔结构，所使用的物理发泡剂主要是低沸点的有机化合物、水，化学发泡剂主要是碳酸盐类、尿素、以及发泡塑料中使用的偶氮类、磺酰肼类、亚硝基类发泡剂。这类发泡剂要么发泡温度很高，不适合植物纤维的发泡工艺，因为植物纤维在高温下容易脆化、碳化，而像碳酸氢铵、碳酸氢钠、碳酸钠纸类的发泡剂虽然发气温度相对较低，但存在发气速度快，也不适合发泡材料的成型。而先前的植物纤维多是将秸秆直接粉碎成粉末来使用，或者切成一定长度的段，也有以秸秆芯部为原料，但这些方法得到的植物纤维原料失去了植物纤维本身的性质，如纤维间有效的结合力、交织力，缺乏对植物纤维原料本身的有效利用。
发明内容
本发明的目的是，针对现有技术的不足，进行改进，对植物纤维进行特殊处理，并采用轻质砖制作过程中普遍使用的发气剂，采用特殊的配方和工艺，制备出性能优异的新型发泡包装材料，以替代泡沫塑料制品。
本发明的技术解决方案是由下列主要原料及重量比制作而成：
植物纤维 5％～30％
氧化淀粉 2％～10％
发泡剂 0.1％～10％
分散剂 0.01％～0.5％
填料 0～10％
抗水剂 0～0.1％
水 40％～90％
以上各组份的含量百分数之和等于100％。
其特征在于所述发泡剂为铝粉与碱的组合物。
其特征在于，植物纤维为稻草、麦草、蔗渣、秸秆中的一种或几种物质的组合物。
其特征在于，分散剂为羧甲基纤维素钠、聚氧化乙烯中的一种。
其特征在于，填料为碳酸钠、滑石粉、碱石灰、瓷土中的一种或几种物质的组合物。
其特征在于，抗水剂为松香乳液、蜡乳液、聚酰胺聚脲中的一种或几种物质的组合物。
其特征在于其制造方法为如下步骤：
a)将植物纤维切成长5～7cm的段，于水中浸泡12h以上，然后热磨成机械浆，纤维长度为0.5～2cm；
b)配料，按比例分别将植物纤维、氧化淀粉、分散剂、填料、抗水剂、发泡剂中的一种组分、水加入混合装置中，混合均匀；
c)再加入发泡剂中的另一组分，搅拌混合，渐发泡膨胀；
d)将模具表面涂少量脱模剂，将混合好的浆料填充入模具内，置于100～120℃温度下继续发泡膨胀20min；
e)烘干，脱模，整饰即得成品。
本发明的优点在于：
1.本发明的原料组分简单，主要原料来源广泛、价格低廉、无毒无害，生产过程无污染、成本低，制品易于降解；
2.本发明的技术方法发泡倍率高，制品重量轻，缓冲性能好。
具体实施方式
结合实施例对本发明做进一步详细说明：
1.将稻草切除顶部的穗部分，杆部分切成5～7cm长的段，于水中浸泡12h以上，然后热磨成机械浆，浆料纤维长度为0.5～2cm，纤维含量为30％左右；
2.将木薯氧化淀粉在90℃以上的温度下糊化，浓度为6％；
3.称取上述纤维浆料1kg、糊化淀粉1kg、羧甲基纤维素水溶液(浓度2％)0.15kg、铝粉9g、蜡乳液(固含量50％)5g，与搅拌机中搅拌均匀；
4.再加入浓度为3.5％的氢氧化钠溶液0.4kg，边加入边搅拌，可观察到胶料慢慢气泡膨胀；
5.将模具壁表面涂少量脱模剂(如废弃机油、液体石蜡)，将混合好的浆料填充入模具内，置于100～120℃温度下继续发泡膨胀20min，可看到纤维原料继续膨胀到最大，发泡率在3倍以上；
6.在90℃下烘干后脱模，整饰即得成品，成品密度可达0.08g/cm3。
Claims (6)
1.一种植物纤维发泡包装材料，它是由下列主要原料及重量比制作而成：
植物纤维 5％～30％
氧化淀粉 2％～10％
发泡剂 0.1％～10％
分散剂 0.01％～0.5％
填料 0～10％
抗水剂 0～0.1％
水 40％～90％
以上各组份的含量百分数之和等于100％。
其特征在于所述发泡剂为铝粉与碱的组合物。
2.根据权利要求1所述的植物纤维发泡包装材料，其特征在于，植物纤维为稻草、麦草、蔗渣、秸秆中的一种或几种物质的组合物。
3.根据权利要求1所述的植物纤维发泡包装材料，其特征在于，分散剂为羧甲基纤维素钠、聚氧化乙烯中的一种。
4.根据权利要求1所述的植物纤维发泡包装材料，其特征在于，填料为碳酸钠、滑石粉、碱石灰、瓷土中的一种或几种物质的组合物。
5.根据权利要求1所述的植物纤维发泡包装材料，其特征在于，抗水剂为松香乳液、蜡乳液、聚酰胺聚脲中的一种或几种物质的组合物。
6.根据权利要求1所述的植物纤维发泡包装材料，其特征在于其制造方法为如下步骤：
a)将植物纤维切成长约5～7cm的段，于水中浸泡12h以上，然后热磨成机械浆，纤维长度为0.5～2cm；
b)配料，按比例分别将植物纤维、氧化淀粉、分散剂、填料、抗水剂、发泡剂中的一种组分、水加入混合装置中，混合均匀；
c)再加入发泡剂中的另一组分，搅拌混合，渐发泡膨胀；
d)将模具表面涂少量脱模剂，将混合好的浆料填充入模具内，置于100～120℃温度下继续发泡膨胀20min；
e)烘干，脱模，整饰即得成品。
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