CN102219919A

CN102219919A - 植物纤维发泡材料的制作方法

Info

Publication number: CN102219919A
Application number: CN 201110076664
Authority: CN
Inventors: 刘宪政; 谢森芳
Original assignee: ZHONGSHAN CITY ZHONGJIAN PACKAGING CO Ltd
Current assignee: ZHONGSHAN CITY ZHONGJIAN PACKAGING CO Ltd
Priority date: 2011-03-29
Filing date: 2011-03-29
Publication date: 2011-10-19

Abstract

本发明公开了一种植物纤维发泡材料的制作方法，包括：将植物纤维、发泡剂、增黏剂、填充剂以及阻燃剂加入混合搅拌槽中，以进行混合处理，并形成黏稠状的均匀混合物；将均匀混合物浇灌或注入至成型容器或成型模具中；利用加压装置进行加压处理以施加预设压力；以及进行加热处理，使温度高于发泡剂的发泡温度而产生发泡作用，进而转变成具有多孔状发泡结构的植物纤维发泡材。本发明的制作方法可利用现有设备而容易实现，且植物纤维发泡材为天然的植物纤维而具有可自然分解的功能，不仅大幅减少农业废弃物的排放量，并且还能增进环境保护功能。

Description

植物纤维发泡材料的制作方法

技术领域

本发明涉及一种发泡材的制作方法，尤其涉及一种包含可自然分解的天然植物纤维的发泡材的制作方法。

背景技术

由于发泡材料具有质量轻以及防火或防撞功能，因而已被大量应用于各种领域，比如包装材料、填充物、容器或壳体。一般发泡材料是利用基质以及发泡剂而形成，尤其是利用加热而使发泡剂产生大量气体，同时使基质软化或熔化而塑造成所需形状，比如平板状、波浪板、开口瓶状或密封形状。常用的基质包括各种人造材料，比如热塑性塑料、热固性塑料或橡胶。此外，可很容易结合现有的射出成型、挤压成型、滚压成型或喷沫成型的加工制程，并配合适当的高温高压蒸气、高周波、超音波或红外线的加热方式而实现。

然而，上述现有技术的缺点在于针对不同材料必须选用特定的发泡技术以及适当的机械设备，造成实际制作上缺乏弹性，此外，基质的原材料价格昂贵而且本身不易分解，常常在使用后产生大量无法轻易处理的废弃物，衍生出相当棘手的环保问题。

因此，需要一种植物纤维发泡材的制作方法，利用可自然分解的植物纤维，以解决上述现有技术的问题。

发明内容

本发明的主要目的在提供一种植物纤维发泡材的制作方法，包括：

将植物纤维、发泡剂、增黏剂、填充剂以及阻燃剂加入混合搅拌槽中，以进行混合处理，并形成黏稠状的均匀混合物；

将均匀混合物浇灌或注入至成型容器或成型模具中；

利用加压装置进行加压处理以施加预设压力；以及

进行加热处理，使温度高于发泡剂的发泡温度而产生发泡作用，进而转变成具有多孔状发泡结构的发泡材。

上述的植物纤维可来自稻杆、稻壳、麦杆、玉米叶、甘蔗叶、椰子壳或牧草，或其组合物，尤其是植物纤维粒子(Fiber Particulate Composite，FPC)。增黏剂可包括淀粉，用以增加黏度，改善可加工性。阻燃剂可包括碳酸钙，用以阻碍或降低燃烧速率，改善防火效应。因此，本发明的制作方法可产生可自然分解的发泡材，并可减少农业废弃物排放量，以增进环境保护。

附图说明

图1为本发明植物纤维发泡材的制作方法的流程图。

图2为本发明另一实施例植物纤维发泡材的制作方法的流程图。

具体实施方式

以下配合说明书附图及组件符号对本发明的实施方式做更详细的说明，以使本技术领域的技术人员在研读本说明书后能据以实施。

参阅图1，为本发明植物纤维发泡材的制作方法的流程图。如图1所示，本发明的制作方法包括依序进行的混合处理S10、灌注处理S20、加压处理S30、加热处理S40，藉以制作具特定形状的植物纤维发泡材。

首先由混合处理S10开始，将植物纤维、发泡剂、增黏剂、填充剂以及阻燃剂加入混合槽中以搅拌方式进行混合，且混合时间至少维持约3小时，并形成黏稠状的均匀混合物，其中植物纤维的重量比约为10％～90％，且植物纤维可为植物纤维粒子(FPC)，或可选取自天然植物的茎部、叶片、果壳、果皮及根部的至少其中之一。例如，植物纤维可来自稻杆、稻壳、麦杆、玉米叶、甘蔗叶、亚麻叶、竹叶、甜菜、牧草、椰子壳、菠萝皮以及牛蒡的至少其中之一。

发泡剂可为乙烯醋酸乙烯(EVA)、聚乙烯珍珠棉(EPE)或聚乳酸(PolyLactic Acid，PLA)，且发泡剂具有发泡温度，比如200℃，因此可在温度高于发泡温度时，比如220℃，产生大量具化学惰性的气体，比如二氧化碳，用以造成多孔状的开放性或封闭性孔洞。

填充剂可包括石粉，而增黏剂可包括淀粉，用以增加黏度，改善可加工性。阻燃剂可为碳酸钙，用以阻碍或降低燃烧速率，改善防火效应。此外，阻燃剂也可包括环氧基黏剂以及活性碳阻燃剂，其中活性碳阻燃剂具有活性碳效果的阻燃剂，可在火灾发生时，除具有阻燃的特性外，更具有优异的吸附燃烧发烟、降低火场浓烟的特性，为目前世界上所知最具环保与安全的阻燃剂。活性碳阻燃剂一般以天然碳矿经特殊处理而制得，其特性为在常温至200℃时为稳定不变形状态，当受热而温度高于200℃时，其厚度会急剧膨胀数十乃至数百倍，变成体积蓬松的蠕虫状粉末，可在燃烧表面形成阻隔碳层，一方面隔绝热，一方面降低空气的流动，而达到防火的目的。

接着进行灌注处理S20，利用浇注或挤压的方式，将黏稠状的均匀混合物浇灌或注入至具特定形状的成型容器或成型模具中，再进行加压处理S30以加强致密性，比如利用加压装置施加压力，而加压装置可为油压机或高压空气唧筒。

最后进行加热处理S40，利用加热装置，使成型容器或成型模具中均匀混合物的温度高于发泡剂的发泡温度，比如220℃，且维持10至60秒，促使发泡剂产生发泡作用并使均匀混合物转变成具有多孔状发泡结构的植物纤维发泡材。加热装置可使用高温高压蒸气、高周波、超音波或红外线的加热方式。

因此，所制作的植物纤维发泡材可依据成型容器或成型模具而具有特定的形状，可直接用以包装特定商品而提供防潮、防火或防撞的保护功能。

参阅图2，为本发明另一实施例植物纤维发泡材的制作方法的流程图，其中本发明另一实施例的制作方法包括依序进行的混合处理S10、滚压处理S22、加热处理S40以及裁切处理S50，藉以制作平板状的植物纤维发泡材，而混合处理S10以及加热处理S40如同图1实施例所述，在此不再赘述。

在滚压处理S22中，利用滚压装置而将黏稠状的均匀混合物滚压成具有预设厚度的预成型平板，接着，进行加热处理S40，使发泡剂产生发泡作用，进而将预成型平板转换成平板状的植物纤维发泡材。此外，加热处理S40可同时进一步包括加压处理，比如利用热压机，藉以实现加压加热处理，可增加植物纤维发泡材的致密度。

最后进行裁切处理S50，利用裁切装置将植物纤维发泡材裁切成适当尺寸及形状。

本发明制作方法的特点在于可沿用现有机械设备进行发泡而实现，不需更换或增加额外的加工机具，可多元应用于各种植物纤维发泡材料的发泡成型，且所使用的材料可因实际需求调整而调降成本，尤其是制程的可塑性高，可客制化选择添加所需材料及发泡剂，因此，不仅整体制程简便且成型容易。

本发明制作方法的另一特点在于植物纤维发泡材所需的植物纤维可自然分解且取得容易，比如来自农业生产加工中所产生或残留的废弃物，因此，可改善环境保护及减少农业废弃物排放量。

以上所述者仅为用以解释本发明的较佳实施例，并非企图据以对本发明做任何形式上的限制，因此，凡有在相同的发明原理下所作有关本发明的任何修饰或变更，皆仍应包括在本发明意图保护的范畴。

Claims

1.一种植物纤维发泡材的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

一混合处理，将植物纤维、发泡剂、增黏剂、填充剂以及阻燃剂加入混合搅拌槽中，进行混合及搅拌，并形成一均匀混合物，该发泡剂具有一发泡温度；

一灌注处理，将该均匀混合物浇灌或注入至成型容器或成型模具中；

一加压处理，利用一加压装置施加预设压力；以及

一加热处理，利用一加热装置以加热至温度高于该发泡剂的发泡温度，而使该发泡剂产生发泡作用，产生大量气体，并使该均匀混合物转变成具有多孔状发泡结构的植物纤维发泡材。

2.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述植物纤维的重量比为10％～90％，且该植物纤维为植物纤维粒子，或选取自天然植物的茎部、叶片、果壳、果皮及根部的至少其中之一，而该植物纤维来自稻杆、稻壳、麦杆、玉米叶、甘蔗叶、亚麻叶、竹叶、甜菜、牧草、椰子壳、菠萝皮以及牛蒡的至少其中之一。

3.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述发泡剂包括乙烯醋酸乙烯、聚乙烯珍珠棉或聚乳酸，该填充剂至少包括石粉，而该增黏剂至少包括淀粉，用以增加黏度，该阻燃剂至少包括碳酸钙，用以阻碍或降低燃烧速率。

4.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述加热装置使用高温高压蒸气、高周波、超音波或红外线的加热方式。

5.一种植物纤维发泡材的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

一滚压处理，利用一滚压装置而将该均匀混合物滚压成具有预设厚度的一预成型平板；

一加热处理，利用一加热装置以加热该预成型平板至温度高于该发泡剂的发泡温度，而使该发泡剂产生发泡作用，产生大量气体，并使该预成型平板转变成具有多孔状发泡结构的平板状的植物纤维发泡材；以及

一裁切处理，利用一裁切装置而将该植物纤维发泡材裁切成适当尺寸及形状。

6.如权利要求5所述的制作方法，其特征在于，所述加热处理进一步同时包括一加压处理，以进行一加压处理。

7.如权利要求5所述的制作方法，其特征在于，所述植物纤维的重量比为10％～90％，且该植物纤维为植物纤维粒子，或选取自天然植物的茎部、叶片、果壳、果皮及根部的至少其中之一，而该植物纤维来自稻杆、稻壳、麦杆、玉米叶、甘蔗叶、亚麻叶、竹叶、甜菜、牧草、椰子壳、菠萝皮以及牛蒡的至少其中之一。

8.如权利要求5所述的制作方法，其特征在于，所述发泡剂包括乙烯醋酸乙烯、聚乙烯珍珠棉或聚乳酸，该填充剂至少包括石粉，而该增黏剂至少包括淀粉，用以增加黏度，该阻燃剂至少包括碳酸钙，用以阻碍或降低燃烧速率。

9.如权利要求5所述的制作方法，其特征在于，所述加热装置使用高温高压蒸气、高周波、超音波或红外线的加热方式。