用于生产回弹性纤维素泡沫的方法与流程

本发明涉及用于生产回弹性纤维素泡沫的方法、包含至少一个腔体的回弹性纤维素泡沫以及所述回弹性泡沫作为保护性包装插入件的用途。

背景技术：

1、实际上，所有消费品都需要保护性包装，以在储存和运输期间缓冲物品。已认识到，根据待保护的物品的物理性质以及与其应用有关的所需保护程度，存在用于包装和缓冲各种物品的众多解决方案。这些保护性包装材料的实例是用于包装的聚合物泡沫材料，例如聚氨酯泡沫（pu）、聚乙烯泡沫（pe）、膨胀聚苯乙烯（eps）或膨胀聚丙烯（epp）。用于此种类型的用途的多孔材料必须稳定、低重量且易于制造。由于人们越来越意识到需要使用可再生材料，因此以来自可再生资源的聚合物替代石油基聚合物具有很强的动力。

2、寻找来自可再生来源的泡沫材料存在许多挑战。与已建立的石油基来源的泡沫相比，许多生物基泡沫具有较高的生产成本和较低的机械性能。为了优先于石油基材料而成为首选，生物基保护性材料需要具有与石油基保护性材料相同的特性和性质。

3、生物基泡沫的低重量和良好的冲击吸收性是关键特性的实例。纤维素作为地球上最丰富的可再生天然聚合物，凭借其结晶结构以及在工业规模上用于制备大体积材料的方法的可用性，已显示出特殊的潜力。诸如wo2023119215a1中所述的纤维素基泡沫具有优异的缓冲性质，使其成为用于在保护性包装应用中使用的合适选择。

4、还重要的是，能够将保护性包装中的泡沫的形状和形式定制到待由保护性包装保护的物品的形状和形式。一些纤维素泡沫是刚性的，这意味着可难以获得围绕待保护的物品的紧密贴合。这继而意味着物品并不总是在保护性包装内保持在位置（in place），这增加可物品受损的风险。由于物体和泡沫之间的摩擦程度低，使具有光滑且易滑表面的物体保持在位置可特别地具有挑战性。

5、另外，例如在冲击时，刚性纤维素泡沫的高度可降低，从而导致泡沫的缓冲能力下降。高度的降低将影响泡沫在冲击之后继续提供保护的能力。

6、相比之下，由石油基材料制成的泡沫可被制成具有回弹性，从而围绕待保护的物品紧密贴合，并且还在冲击后恢复其原始形状。

7、因此，仍然需要一种保护性包装材料，其是天然的、生物基的且可再循环的并且其可围绕其所保护的物品紧密贴合并且能够在冲击之后恢复其高度。

技术实现思路

1、本发明的一个目的是提供一种回弹性纤维素泡沫，其是可再循环的并且由可再生来源制成，并且其消除或减轻现有技术材料的至少一些缺点。

2、本发明的进一步的目的是提供一种用于生产回弹性纤维素泡沫的方法，使得泡沫可用于如下包装应用中：在所述包装应用中，使待保护的物品在包装材料内保持在位置是至关重要的，和/或泡沫的厚度不因冲击而减小是重要的。

3、上述目的以及本领域技术人员根据本公开内容将认识到的其他目的通过本公开内容的各个方面来实现。

4、根据第一方面，本发明涉及一种用于生产回弹性纤维素泡沫的方法，所述方法包括以下步骤：

5、- 提供具有第一厚度的刚性纤维素泡沫；

6、- 将刚性纤维素泡沫压缩至第二厚度，其中第二厚度小于第一厚度，以便获得回弹性纤维素泡沫。

7、令人惊讶地发现，通过压缩刚性纤维素泡沫，泡沫的结构发生改变，使其变得更具回弹性。当泡沫在压缩期间变形时，刚性纤维素泡沫的开孔结构发生改变。压缩的泡沫具有回弹性性质，使得当其被进一步压缩时，其将在很大程度上恢复其（经压缩的）形状。这样的回弹性纤维素泡沫可用于包装应用，并且可提供有与待保护的物体的形状相对应的形状的腔体。回弹性泡沫将在冲击后恢复其高度并且还将围绕放置在泡沫内的腔体中的物体紧密贴合。必须将刚性纤维素泡沫充分压缩，以使结构发生改变并使泡沫获得回弹性性质。

8、在压缩之前，纤维素泡沫是刚性的或基本上刚性的，并且仅具有有限的回弹性性质或不具有回弹性性质，即，当被压缩至低于一定程度时，其不会膨胀恢复至其原始高度。

9、根据第二方面，本发明涉及一种回弹性纤维素泡沫，其包含从回弹性纤维素泡沫的第一表面延伸到泡沫中的至少一个腔体。根据第二方面的泡沫可通过根据第一方面的方法获得。

10、本发明的回弹性纤维素泡沫提供有用于容纳待保护的物体的至少一个腔体。泡沫的回弹性性质有助于使物体在腔体内保持在位置，即使当物体具有光滑且易滑的表面时。在优选实施方案中，腔体的尺寸另外被布置成略小于待保护的物体的相应尺寸，并且泡沫的回弹性性质与较小尺寸的组合将确保物体被紧密地保持在腔体内，并防止其例如在冲击期间或运输期间掉出。

11、回弹性纤维素泡沫由可再生资源制成，并且可重新分散在水中，因此在常规纸再循环流程中可再循环。

12、根据第三方面，本发明涉及根据第二方面的回弹性纤维素泡沫作为保护性包装插入件的用途，其中待保护的物体在回弹性纤维素泡沫的腔体中被保持在位置。由于泡沫的回弹性性质，物体在腔体内被紧密地保持在位置。因此，本发明的回弹性泡沫适合用于脆弱和/或易碎物体，在这种情况下，例如在运输期间使物体紧密地保持在位置是重要的。

1.用于生产回弹性纤维素泡沫的方法，所述方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其中所提供的刚性纤维素泡沫具有在10至80 kg/m3的范围内的密度。

3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述纤维素泡沫包含基于纤维素泡沫的总干重在71至95 wt%的范围内的纤维素纤维。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中纤维素泡沫包含基于纤维素泡沫的总干重在71至95 wt%的范围内的纤维素纤维、基于纤维素泡沫的总干重在4至24 wt%的范围内的水溶性增稠剂以及至少两种表面活性剂。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中第二厚度小于第一厚度的60%。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述方法包括以下另外的步骤：

7.根据权利要求6所述的方法，其中形成所述至少一个腔体的步骤涉及切割刚性纤维素泡沫或回弹性纤维素泡沫，以便获得所述至少一个腔体。

8.根据权利要求7所述的方法，其中沿垂直于纤维素泡沫的第一表面的方向进行切割，使得腔体的壁的至少一部分垂直于第一表面。

9.根据权利要求6或7中任一项所述的方法，其中相对于纤维素泡沫的第一表面成角度进行切割，使得腔体的壁的至少一部分是倾斜的。

10.根据权利要求9所述的方法，其中进行切割，使得腔体的宽度和/或腔体的长度在腔体的底部部分处大于在腔体的顶部部分处，并且其中腔体的顶部部分位于纤维素泡沫的第一表面处。

11.根据权利要求7-10中任一项所述的方法，其中选择腔体在宽度和/或长度方向上的至少一个尺寸，使得其小于待放置在腔体中的物体的相应尺寸。

12.回弹性纤维素泡沫，包含从回弹性纤维素泡沫的第一表面延伸到泡沫中的至少一个腔体。

13.根据权利要求12所述的回弹性纤维素泡沫，其中回弹性纤维素泡沫包含基于回弹性纤维素泡沫的总干重计在71至95 wt%的范围内的纤维素纤维。

14.根据权利要求12或13中任一项所述的回弹性纤维素泡沫，其中回弹性纤维素泡沫包含基于回弹性纤维素泡沫的总干重在71至95 wt%的范围内的纤维素纤维、基于回弹性纤维素泡沫的总干重在4至24 wt%的范围内的水溶性增稠剂以及至少两种表面活性剂。

15.根据权利要求12-14中任一项所述的回弹性纤维素泡沫，其中腔体的壁的至少一部分被布置成垂直于回弹性纤维素泡沫的第一表面。

16.根据权利要求12-15中任一项所述的回弹性纤维素泡沫，其中腔体的壁的至少一部分被布置成使得回弹性纤维素泡沫的第一表面和腔体的壁之间的角度小于90°。

17.根据权利要求16所述的回弹性纤维素泡沫，其中腔体的宽度和长度中的至少一个在腔体的底部部分处大于在腔体的顶部部分处，其中顶部部分位于回弹性泡沫的第一表面处。

18.根据权利要求12-17中任一项所述的回弹性纤维素泡沫，其中腔体在宽度和/或长度方向上的至少一个尺寸小于待放置在腔体中的物体的相应尺寸。

19.根据权利要求12-18中任一项所述的回弹性纤维素泡沫作为保护性包装插入件的用途，其中待保护的物体在回弹性纤维素泡沫的腔体中被保持在位置。