专利名称：一种植物纤维发泡包装材料及其制造方法
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 填料 抗水剂 水
0. 01% 0. 5%
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，然后热磨成机械桨，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、分散齐U、填料、抗水齐IJ、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 12(TC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。
具体实施例方式
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9(TC以上的温度下糊化，浓度为6% ; 3.称取上述纤维浆料lkg、糊化淀粉lkg、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 12(TC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9(TC下烘干后脱模，整饰即得成品，成品密度可达0.08g/cm3。
权利要求
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 12(TC温度下 继续发泡膨胀20min ;e) 烘干，脱模，整饰即得成品。
全文摘要
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，浆料系统发泡膨胀，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。
文档编号C08J9/06GK101787217SQ20101001931
公开日2010年7月28日 申请日期2010年1月13日 优先权日2010年1月13日
发明者李倩钰, 杨桂珍, 江锋, 陈慧文, 陈新泉 申请人:广东省造纸研究所