維生素物質發泡的緩衝絕熱材料及其製造方法
2023-06-27 21:46:21 1
專利名稱：維生素物質發泡的緩衝絕熱材料及其製造方法
技術領域：
本發明涉及使用纖維素物質發泡的緩衝絕熱材料及其製造方法。
在商品包裝中，緩衝材料是為防止搬運及保存中商品破損及變形所必需使用的重要的附帶材料。
這些緩衝材料其本身必需具有彈性或吸收衝擊的性質。
以往作為這些緩衝材料是使用塑料物質發泡的，例如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、乙烯硝酸乙烯共聚物(EVA)、聚苯乙烯(PS)、改性EVA、軟質PVC、戊氧(パノキシ)樹脂、丁二烯樹脂等通用塑料物質發泡得到的發泡塑料物質；及利用天然橡膠、SBR系橡膠、苯乙烯-丁二烯系熱可塑性橡膠、丁二烯橡膠(BR)、異戊二烯橡膠(IR)、乙丙共聚橡膠(EMP)、聚氯丙烯橡膠(CR)、丁基橡膠(IIR)、氨酯橡膠、矽橡膠、丙烯酸橡膠、氯磺酸化苯乙烯橡膠、氯化聚乙烯橡膠、表氯醇橡膠、氧化丙烯橡膠、乙烯硝酸乙烯橡膠、熱可塑性橡膠等的彈性體本身或夾雜異物發泡得到的緩衝材料。
其中，大多使用價廉的聚乙烯發泡體和/或苯乙烯發泡體。
這些塑料物質和/或橡膠物質作為緩衝材料，其特性是優良的，但這些物質在自然環境下不易分解，引起環境公害，特別是這些物質在燃燒時產生有毒的氣體，所以在發達國家內已經禁止使用這些塑料發泡體和/或天然或合成橡膠的合成材料，將來在綠色環境下，在全世界不得不限制其使用。
另外，為了解決這些問題，也可將紙漿或纖維素物質等直接成形作成緩衝材料使用。
但是，這樣的緩衝材料，其衝擊吸收力低，不能成功地起到緩衝材料的作用，所以其使用受到了限制。
由這些纖維素物質作成的緩衝材料，有如下的專利。
US Patent No.5230943公開了可自由流動的襯墊包裝材料，它是由非平面的盤式形狀構成。
US Patent No.4937131公開了一種撓性、緩衝襯板，它是根據轉化機理，由卷片材料如生物降解紙而生產的。
US Patent No.5312665公開了一種鬆散的填充材料，它包括了多個獨立的包裝部件，每個包裝部件至少包括二個紙環，這些紙環分別連接在它們的外表面上。
US Patent No.5308677公開了一種包裝填料，它包括一個具有一個帶拱形的平底面或者是其截面的幾何形狀帶有倒拱形的突出面，該突出面連接到帶有一個缺口或許多缺口的底面上。
US Patent No.5173352公開了一種彈性包裝產品，它由很多狹窄細長的紙片製成；紙材料本身具有天然的彈性；並且每個紙片帶有許多相互對摺的部分，從而使其形成一種縱向可壓縮的自然彈性元件。
US Patent No.5151312公開了輕型的nin-套形包裝花生部件，它是由可回收的報紙模壓的中空成型物，其ghin壁殼是一個帶有凸緣和孔的杯形，並且是雙層套壁整體模壓成形。
US Patent No.5213867公開了由紙作成的四面體鬆散填充包裝產呂。
US Patent No.4566831公開了吸收震動的襯墊裝置，它是一個密封的外套，該外套含有已經過降溫處理的木質顆粒填料。
US Patent No.4109040公開了緩衝墊料產品，它是由相對緻密性質的片狀包裝材料(如紙)製成的捲筒而構成。
但是，用紙漿和/或廢紙(紙屑)樣的纖維素物質直接發泡製造的具有緩衝及絕熱效果的緩衝材料迄今還未開發出來。
本發明者們經過長時間反覆研究結果發現，將廢報紙和/或其他的廢紙，或紙漿類的纖維素物質與通常的發泡劑及通常的水溶性粘結劑一起進行溼式發泡然後乾燥時，可發泡到原來的纖維素物質體積的20-500％左右，由於這樣發泡的發泡纖維素其吸收衝擊能力極大，所以作為緩衝材料是極其有用的，而且由於內部形成無數氣孔，其絕熱效果也極佳，從而完成了本發明。
另外，利用這些纖維素物質製造的緩衝絕熱材料不僅具有極佳的緩衝及絕熱效果，而且由於在其內部形成無數氣孔，不僅在大自然中比通常的纖維素物質分解快得多，不會引起公害問題，而且可以通過廢資源的再生及利用而防止公害，這也適合於烏拉圭回合所提出的作為綠色製品(Green Product)的輸出商品的包裝輔助材料，而被廣泛地使用。
因此，本發明的目的在於提供將纖維素物質與粘合劑及發泡劑一起發泡成規定的適當容積，進行乾燥而得到的，利用纖維素物質製成的緩衝、絕熱材料。
本發明的另一個目的在於提供將纖維素物質與粘合劑及發泡劑一起發泡，乾燥後，利用纖維素物質製造緩衝、絕熱材料的方法。
作為本發明可以使用的纖維素物質是指紙漿、廢紙及其他通常的纖維素物質。
作為本發明使用的粘合劑，可以使用澱粉糊料、羧甲基纖維素鈉、乙基纖維素、甲基纖維素、藻朊酸鈉、酪朊、明膠、聚乙烯醇(PVA)、聚醋酸乙烯酯及其他通常的水溶性粘合劑1種或2種以上混合後進行使用。
這些粘合劑的使用量，可以按照粘合劑的種類、粘結力而不同，但通常可以使用0.1-20％(重量)。
在本發明中，使用通常的發泡劑發泡。作為發泡劑可使用偶氮二醯胺(Azodicarbonamide；ADCA)、偶氮二甲醯胺(Azobisfor-mamide；ABFA)、偶氮二異丁腈(Azobisisobutyronitrile；AIBN)、二硝基五亞甲基四胺(N、N-dinitroso Pentamethylene Te-tramine；DPT)，對甲苯磺醯肼(P-Toluenesulfonylhydrazide；TAH)、P、P′-氧雙(苯磺醯肼)；P、P′-oxybis(benzenesul-fonylbydrazide；OBSH)等類的有機發泡劑、碳酸銨、碳酸氫鈉等的無機發泡劑。
這些發泡劑的使用量，使用總重量的0.5-20％(重量)。纖維素物質可以直接使用，廢紙時，要除去雜質，將其固解後脫水使用。脫水後的水含量大致為30％左右。該廢約使用率為50-80％(重量)。
在製造工序中的水含量為10-30％(重量)。
以下說明名工序。
1.紙漿工序(使用廢紙時)將各種廢紙與水一起進行粉碎，製造紙漿工序。
使用紙漿時可直接使用，可以省略此工序。
2.過濾工序(使用廢紙時)從第一工序中製造的紙漿除去各種雜質(聚乙烯等的各種塑料物質、鐵粉、土或砂中的雜質)的工序、使用紙漿時，可省略該工序。
3.整定(Definer)工序將第2工序得到的紙漿製成更微細的纖維素的工序。根據使用的廢紙，也可省略該工序。
4.脫水工序將第2工序得到的(省略第3工序時)或在第3工序得到的物質用脫水機進行脫水，用通常的脫水機脫水到水含量為10-30％(重量)。
5.混合工序將第4工序得到的，或純粹的紙漿，與水溶性粘合劑、發泡劑或按照需要加入水後一起混合。
6.予熱工序將第5工序得到的混合物予熱到約30-90℃。(發泡劑使用碳酸銨時，在低溫下予熱、使用分解溫度較高的發泡劑時，在高溫下予熱)。
7.成形及2次發泡工序將第6工序得到的予熱的混合物放到規定的模型中，在約70-150℃下加熱，成形及發泡。使用分解溫度低的碳酸銨作為發泡劑時，使其在低溫下發泡。
8.乾燥工序將第7工序得到的成形或發泡的物質進行乾燥，製成發泡劑。
以下用實施例更詳細地說明本發明。
實施例1將1kg廢紙，加入到約600ml水中，使其固解。從固解了的廢紙中，除去各種雜質，進行脫水，使其水含一達到約30％(重量)。
另一方面，將明膠約20g溶解到約60℃水中，作成約30％(重量)的濃度。將約2g的羧甲基纖維素鈉(納CMC)溶解於水中，作成約3％(重量)的濃度。將明膠溶液與鈉CMC溶液進行混合，將其與作為發泡劑的偶氮二異丁腈(AIBN)約10g合併後，與固解的廢紙混合，將全體混合物加熱到約85℃。將加熱了的混合物加到規定的成形模型中，加熱到約120℃使其成形發泡。將發泡的物質在乾燥爐中乾燥，製造出發泡約150％(容積)的發泡製品。
實施例2將水加入到1kg的紙漿中，調節水分含量約為25％。另外，將藻朊酸鈉30g溶解在水中，調節成約20％(重量)濃度後，與紙漿混合，將3g的碳酸銨溶解在冷水中，調節成約10％(重量)後與紙漿均質地混合。將該混合物加熱到約40℃，加到成形的模型中後，加熱到約80℃，使其成形及發泡，進行乾燥，製成發泡為200％(容積)的發泡製品。
實施例3將1kg廢紙加入到約600ml水中，固解後除去各種雜質，進行脫水，調節成水分含量約為30％。另外，將30％澱粉加入到熱水100ml中煮沸後，除去糊料使其冷卻後，在其中作為發泡劑加入10g的偶氮二甲醯胺(ABFA)。將該混合物與紙漿混合。接著，在約90℃下加熱後，加入到成形模型中，加熱到約150℃後使其成形、發泡，發泡了的物質在乾燥爐中乾燥後，製成約為200％(容積)的發泡製品。
使用其他的發泡劑與粘合劑也可按實施例1-3的方法製造發泡的纖維素製品。
為製造堅硬的發泡體，可減少粘合劑的使用量或降低發泡度方法來製造，製造柔軟的發泡體時，可採用多加發泡劑，提高發泡度或減少粘合劑的使用量來製造。
這樣製造的纖維素物質發泡體不僅彈性好，而且很輕、絕熱效果也很好，可以作為各種緩衝材料及絕熱材料來使用。
另外，本發明的發泡體不僅使用對人體無害，可生物分解的纖維素物質，而且使用的粘合劑也對人體無害，使用的發泡劑也都可以完全轉換成無毒氣體所以對人體無害。
權利要求
1.緩衝絕熱材料，它是將纖維素物質固解、脫水後，在其中添加通常的水溶性粘合劑及通常的發泡劑，用溼式方法使其發泡成所規定的形態，進行乾燥後而製造的。
2.緩衝絕熱材料，它是將第1項的纖維素物質固解、脫水後，在其中添加通常的水溶性粘合劑及通常的發泡劑，使其在所規定的形態下，發泡至原來體積的20-500％，進行乾燥後而製造的。
3.緩衝絕熱材料，它是將第1項或第2項的纖維素物質固解、脫水後，在其中添加通常的水溶性粘合劑，如從澱粉糊料、羧甲基纖維素鈉、乙基纖維素、甲基纖維素、藻朊酸鈉、酪朊、明膠、聚乙烯醇(PVA)、聚醋酸乙烯酯(PVAC)中選出的1種以上的水溶性粘合劑以及作為通常的發泡劑，如從偶氮二醯胺(Azodicar-bonamide；ADCA)、偶氮二甲醯胺(Azobisformamide；ABFA)、偶氮二異丁腈(Azobisisobutyronitrile；AIBN)、二硝基五亞甲基四胺(N、N-dinitroso Pentamethylene Tetramine；DPT)，對甲苯磺醯肼(P-Toluenesulfonylhydrazide)、P、P′-氧雙(苯磺醯肼)；P、P′-oxybis(benzonesulfonylhydrazide；OBSH)、碳酸銨、碳酸氫鈉選出的1種以上的發泡劑，用溼式方法，使其發泡、進行乾燥製造的。
4.製造緩衝絕熱材料的方法，其中將纖維素物質固解、脫水後，在其中添加通常的水溶性粘合劑及通常的發泡劑，用溼式方法，使其發泡成規定的形狀，進行乾燥製造而製成的。
5.製造緩衝絕熱材料的方法，其中將第4項的纖維素物質固解、脫水後，在其中添加通常的水溶性粘合劑及通常的發泡劑，使其在所規定的形狀下，發泡至原來體積的20-500％，進行乾燥後而成。
6.製造緩衝絕熱材料的方法，其中將第4項或第5項中的(紙屑)固解、脫水後，向其中添加通常的水溶性粘合劑，如從澱粉糊料、羧甲基纖維素鈉、乙基纖維素、甲基纖維素、藻朊酸鈉、酪朊、明膠、聚乙烯醇(PVA)、聚醋酸乙烯酯(PVAC)中選擇1種以上的水溶性粘合劑以及作為通常的發泡劑，如從偶氮二醯胺(Azodi-carbonamide；ADCA)、偶氮二甲醯胺(Azobisformamide；ABFA)、偶氮二異丁腈(Azobisisobutyronitrile；AIBN)、二硝基五亞甲基四胺(N、N-dinitroso Pentamethylene Tetramine；DPT)，對甲苯磺醯肼(P-Toluenesulfonylhydrazide；TAH)、P、P′-氧雙(苯磺醯肼)；P、P′-oxybis(benzonesulfonylhydrazide；OBSH)、碳酸銨、碳酸氫鈉選出的通常的發泡劑，在規定的形態下，使其發泡至原來容積的20-500％而成。
全文摘要
本發明涉及纖維素物質發泡的緩衝絕熱材料及其製造方法，提供了使紙漿、廢紙及其他的纖維素物質，與通常發泡材料及通常的水溶性粘合劑一起用溼式方法發泡、乾燥使其發泡成原來纖維素物質容積的20-500％左右的緩衝絕熱材料及其製造方法。本發明的發泡緩衝絕熱材料，由於對衝擊的吸收力大，作為緩衝材料是非常有用的，由於在其內部形成無數氣孔，所以絕熱效果非常高，而且在自然環境中，比通常的纖維素物質分解得更快，不僅不引起公害問題，而且可以使廢資源再生及利用，防止公害，作為所謂的綠色製品(Green Product)的出口商品包裝輔助材料可以期待被廣泛利用。
文檔編號C08J9/00GK1143655SQ9511665
公開日1997年2月26日 申請日期1995年8月24日 優先權日1995年8月24日
發明者許邦旭, 樸裕秉 申請人:許邦旭, 樸裕秉