纖維複合材料和利用該材料的模塑包裝材料及其用途的製作方法
2023-06-22 03:03:41 1
專利名稱：纖維複合材料和利用該材料的模塑包裝材料及其用途的製作方法
技術領域：
本發明涉及包裝材料領域，尤其是具有緩衝、承重性能的纖維複合材料和利用該複合材料製成的模塑包裝材料及其用途。
背景技術：
目前，緩衝包裝材料大多採用聚苯乙烯發泡塑料。由於聚苯乙烯發泡塑料在自然環境中難以降解而形成「白色汙染」，且在發泡生產過程使用的氟利昂(CFC)破壞大氣臭氧層，嚴重影響全球環境。全世界已明確限制或禁止使用聚苯乙烯泡沫塑料。現在市場上已有紙漿模塑包裝材料作為替代聚苯乙烯發泡塑料的環保型產品，它的緩衝作用主要是由紙漿模塑件的空心殼狀結構決定的，但其承受重量較大的劇烈衝擊強度較差。因此，紙漿模塑包裝材料只能用於重量較輕的物品包裝，如小型電器產品及配件的包裝，簡稱為「輕型包裝」；而不能用於重量較重的物品包裝，如大型電器產品、電視機、電腦顯示器及洗衣機的包裝，簡稱為「重型包裝」，當今在全世界還沒有適宜的替代品。
發明內容
本發明的目的是提供一種具有緩衝、承重性能的環保型纖維複合材料，它既可用於重型包裝材料，又可大量利用農業廢棄纖維，成本低廉、可降解，具有社會經濟效益。
本發明的另一個目的是提供一種利用該纖維複合材料製成的膜塑包裝材料，該膜塑包裝材料可用作重型包裝材料，且具有環保、經濟的特點。
本發明的再一個目的是提供利用該纖維複合材料製成的膜塑包裝材料的用途。
本發明提供的具有緩衝、承重性能的纖維複合材料，主要由粗纖維、細纖維通過膠粘劑複合而成，其中粗纖維為長度3～60mm的管狀纖維，細纖維為10～60目的纖維粉，粗纖維與細纖維的重量比為5～100∶10。
其中粗纖維的長度優選5～40mm，細纖維優選20～40目。
粗纖維與細纖維的重量比優選10～60∶10。
膠粘劑可以是一般的膠粘劑，尤其是環保型膠粘劑，如水基合成膠、澱粉及其衍生物調配而成的膠料。膠粘劑一般佔材料總重的2～12％。
利用該纖維複合材料製成的膜塑包裝材料，主要包括外殼層、實心層和底板層，其中實心層採用本發明提供的具有緩衝、承重性能的纖維複合材料。
其中外殼層一般為紙漿纖維模塑層，它是根據被包裝物品的外形結構及防護要求而設計的殼層立體結構；實心層採用本發明提供的具有緩衝、承重性能的纖維複合材料；底板層一般採用紙漿纖維平板材料。
實心層的厚度可以任意調節，並且實心層的纖維複合材料均勻填充在外殼層與底板層包圍的全部空間內。
該膜塑包裝材料用於重型產品的包裝。
該膜塑包裝材料可採取二次模塑成型，根據包裝材料的具體應用，先將外殼層模塑成型，再將實心層模塑成型，然後以底板層覆蓋而成。
發明提供的纖維複合材料，具有緩衝、承重的性能，根據彈性鋼球衝擊實驗性能測試，該材料的能量吸收與傳統的合成材料基本相似，表明其具有良好的緩衝作用，而且實心層的厚度可以根據所需任意調節，以適應承載物品重量的需要。
本發明提供的具有緩衝、承重性能的纖維複合材料，可以大量利用農業廢棄纖維，因而成本低廉，由於纖維的可降解性，因而又是一種環保型材料，採用該材料製成的膜塑包裝材料可以適用我國加入WTO以後，國際上對出口產品包裝材料的嚴格要求，尤其可以緩解在重型材料包裝上的需求。
該膜塑包裝材料特別可作為「重型包裝」材料，專用於重型產品，如大型電器產品電視機、洗衣機等的包裝。
該材料結構如附圖1所示，圖1為該膜塑包裝材料的剖面圖，圖中標記說明如下1代表膜塑包裝材料的「外殼層」；2代表膜塑包裝材料的「實心層」；
3代表膜塑包裝材料的「覆蓋層」。
本發明提供的纖維複合模塑包裝材料由三大部分組成紙漿纖維模塑外殼層1，本發明提供的纖維複合材料填充實心層2，紙漿纖維平板材料作覆蓋層3。其中，外殼層1是根據被包裝物品的外形結構，設計並加工成相應的紙漿纖維複合模模塑件；實心層2採用本發明提供的纖維複合材料填充，以增加外殼層1抵抗強大外力的衝擊強度，其特徵是類似混凝土結構，粗纖維是將農業廢棄纖維(稻草，麥草，玉米秸稈等纖維)切斷成長度為3-60mm的管狀纖維，它保持了自身的天然結構具有較好的緩衝性能和支撐強度，形成具有一定彈性的結構，相當於「鋼筋骨架」，細纖維是將農業廢棄纖維粉碎成顆粒為10-60目的纖維粉，相當於「卵石和砂子」，膠粘劑相當於「水泥」；紙漿纖維平板覆蓋層3是纖維複合平板將實心層2覆蓋，並與外殼層1粘結成整體結構。
具體實施例方式
實施例1某儀器包裝模板如圖1所示，外形長50cm，寬50cm，高10cm，按照附圖1所示結構製作，外殼層1由外表面白色紙漿與纖維複合模塑件；纖維複合材料填充實心層2中，粗、細纖維的比例為1∶2，膠粘劑佔材料總重的3％，粗纖維長度為5-15mm，細纖維顆粒為20-30目，厚度根據製品的形狀變化；纖維複合平板覆蓋層3是灰底白面板紙，並與外殼層1粘結成整體結構。
實施例2某儀器包裝模板如圖1所示，外形長50cm，寬50cm，高10cm，按照附圖1所示結構製作，外殼層1由外表面白色紙漿與纖維複合模塑件；纖維複合材料填充實心層2中，粗、細纖維的比例為4∶1，膠粘劑佔材料總重的6％，粗纖維長度為10-20mm，細纖維顆粒為30-40目，厚度根據製品的形狀變化；纖維複合平板覆蓋層3是灰底白面板紙，並與外殼層1粘結成整體結構。
實施例3某儀器包裝模板如圖1所示，外形長50cm，寬50cm，高10cm，按照附圖1所示結構製作，外殼層1由外表面白色紙漿與纖維複合模塑件；纖維複合材料填充實心層2中，粗、細纖維的比例為2∶1，膠粘劑佔材料總重的10％，粗纖維長度為15-25mm，細纖維顆粒為40-50目，厚度根據製品的形狀變化；纖維複合平板覆蓋層3是灰底白面板紙。並與外殼層1粘結成整體結構。
權利要求
1.一種具有緩衝、承重性能的纖維複合材料，主要由粗纖維、細纖維通過膠粘劑複合而成，其中粗纖維為長度3～60mm的管狀纖維，細纖維為10～60目的纖維粉，粗纖維與細纖維的重量比為5～100∶10。
2.權利要求1所述的纖維複合材料，其中所述粗纖維的長度為5～40mm，細纖維為20～40目的纖維粉。
3.權利要求1或2所述的纖維複合材料，其中粗纖維與細纖維的重量比為10～60∶10。
4.一種膜塑包裝材料，主要包括外殼層、實心層和底板層，其中實心層採用權利要求1～3任何一種纖維複合材料。
5.權利要求4所述膜塑包裝材料，其中外殼層為紙漿纖維模塑層，底板層採用紙漿纖維平板材料。
6.權利要求4或5所述模塑包裝材料，其中實心層的厚度可以任意調節，並且實心層的纖維複合材料均勻填充在外殼層與底板層包圍的全部空間內。
7.權利要求4～6所述任一膜塑包裝材料用於重型產品的包裝。
全文摘要
本發明涉及包裝材料領域，提供的具有緩衝、承重性能的纖維複合材料，主要由粗纖維、細纖維通過膠粘劑複合而成，其中粗纖維為長度3～60mm的管狀纖維，細纖維為10～60目的纖維粉，粗纖維與細纖維的重量比為5～100∶10。同時提供利用該纖維複合材料製成的膜塑包裝材料，主要包括外殼層、實心層和底板層，其中實心層採用本發明提供的具有緩衝、承重性能的纖維複合材料。該膜塑包裝材料用於重型產品的包裝。本發明提供的膜塑包裝材料可以大量利用農業廢棄纖維，因而成本低廉，又是一種環保型材料，尤其可滿足重型出口產品包裝材料的需求。
文檔編號B65D65/46GK1403350SQ02134789
公開日2003年3月19日 申請日期2002年9月23日 優先權日2002年9月23日
發明者歐義芳 申請人:中國科學院廣州化學研究所