專利名稱：環(huán)保發(fā)泡材料的制法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種環(huán)保發(fā)泡材料的制法，其主要是為取代目前泛見的保麗龍及 塑膠發(fā)泡材料，以解決其所衍生的環(huán)保問題，利用可于自然環(huán)境中分解的聚乳酸與 淀粉為基材，并在其利用壓出機(jī)熔融壓出前注入高壓氣體，使其得以產(chǎn)生發(fā)泡作用， 據(jù)以得壓制出具有發(fā)泡結(jié)構(gòu)的環(huán)保發(fā)泡材料，可運(yùn)用在各種防撞包裝或容器的生產(chǎn) 制造。
背景技術(shù)：
目前，傳統(tǒng)的食品包裝及農(nóng)、漁業(yè)產(chǎn)品包裝等具有防撞需求所使用的包裝資材， 主要是以保麗龍材料作為基材，利用保麗龍的材質(zhì)特性，使其得以吸收外界的撞擊 力量而形成緩沖效果，據(jù)以保護(hù)所填裝物品的安全，或者亦得利用其輕量特性而采 保麗龍材料產(chǎn)制各種碗、盤、杯、盒等各式容器，其運(yùn)用層面雖相當(dāng)廣泛，因保麗 龍本身材料并無法在自然環(huán)境中自行分解，而以焚燒方式處理又會(huì)產(chǎn)生有毒廢氣， 因此存在著極為棘手的環(huán)保問題，從而愈來愈多國(guó)家已明文禁止保麗龍材料的使 用。
從l 9 9 0年開始，國(guó)內(nèi)已有少數(shù)的廠商意識(shí)到此一問題的嚴(yán)重性，因其無法 在自然環(huán)境中自行分解，經(jīng)棄置后勢(shì)必造成環(huán)境的負(fù)荷，成為環(huán)境污染的重要來源 之一，于是開始投入可分解性塑膠發(fā)泡產(chǎn)品的引進(jìn)和生產(chǎn)研發(fā)，在初期，業(yè)者所研 發(fā)的方向都是以傳統(tǒng)的塑膠發(fā)泡材料為改良標(biāo)的，如聚乙烯(PE)、聚丙烯(P P)、聚苯乙烯(PS)或聚氯乙烯(PVC)等，摻配一定比例的淀粉所制造的 發(fā)泡產(chǎn)品，作為防撞包裝資材藉以取代傳統(tǒng)的保麗龍材料，然由于這類產(chǎn)品經(jīng)棄置 于自然環(huán)境中后，僅能因化學(xué)反應(yīng)或生物分解作用而碎裂成小的塑膠碎片，并不能 在自然環(huán)境中完全分解，且后續(xù)的污染散布更不容易掌握，因此并未受到各界接納 與采用。
而隨著科技的發(fā)展與環(huán)保意識(shí)的抬頭，業(yè)界發(fā)現(xiàn)聚乳酸(學(xué)名PolyLactide Acid，簡(jiǎn)稱PLA )是以有機(jī)酸乳酸為原料生產(chǎn)的新型聚酯材料，其性能勝于現(xiàn)有 塑膠聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等材料，被產(chǎn)業(yè)界定為新世紀(jì)最有發(fā)展前途的新型 環(huán)保材料，在未來更可望代替聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等材料運(yùn)用于各類環(huán)保制 品，其應(yīng)用前景與范圍相當(dāng)廣泛。
此類聚乳酸得優(yōu)點(diǎn)主要有以下幾方面 (1 )生物可分解性良好聚乳酸使用后能被自然界中微生物完全分解，最終生成二氧化碳和水，不污染環(huán)境，對(duì)保護(hù)環(huán)境非常有利。
(2) 機(jī)械性能及物理性能良好聚乳酸適用于吹塑、熱塑等各種加工方法， 加工方便，應(yīng)用十分廣泛，可用于加工從工業(yè)到民用的各種塑膠制品、食品包裝容 器、免洗餐具、碗、盤、杯、盒類、衛(wèi)生用品容器等等，市場(chǎng)前景十分看好。
(3) 相容性與可分解性良好聚乳酸在醫(yī)藥領(lǐng)域應(yīng)用也非常廣泛，如可生產(chǎn) 一次性輸液用具、免拆型手術(shù)縫合線等，低分子聚乳酸作藥物緩釋包裝劑等。
本發(fā)明的發(fā)明人在洞悉聚乳酸在各方面的運(yùn)用上，均具有極佳的產(chǎn)業(yè)利用價(jià) 值，所以思考將之運(yùn)用在包裝材料及容器方面，期能取代傳統(tǒng)保麗龍及塑膠發(fā)泡材 料的使用，使其在達(dá)成預(yù)期的防撞保護(hù)與輕量效能外，更能不致衍生環(huán)保廢棄物問 題，而在此類聚乳酸材料的運(yùn)用上，并不適用化學(xué)發(fā)泡劑或催化劑來幫助其產(chǎn)生發(fā) 泡作用，基于此，發(fā)明人乃嘗試以不同的制法來實(shí)現(xiàn)此類聚乳酸材料運(yùn)用于各種包 裝材料及容器產(chǎn)制的可行性。
再者，因此類聚乳酸材料雖具有極高的環(huán)保價(jià)值，但卻因其成本相當(dāng)高昂，無 形中影響其產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值，換言之，即純聚乳酸材料制品在產(chǎn)業(yè)利用上絕不符經(jīng)濟(jì)
效益原則，所以在本發(fā)明的研發(fā)上必須就此一方面所衍生的成本問題同時(shí)加以考量改善。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種環(huán)保發(fā)泡材料的制法。
本發(fā)明制法首要解決的問題，乃在于將聚乳酸材料運(yùn)用于包裝材料及容器產(chǎn)制 方面，藉以取代傳統(tǒng)的保麗龍及塑膠發(fā)泡材料，藉聚乳酸材料可于自然環(huán)境中自行 分解的特性，使其在使用棄置后，并不會(huì)對(duì)環(huán)境造成不利影響，可符合環(huán)保意識(shí)與 潮流，成為一種主流的環(huán)保發(fā)泡材料。
上述環(huán)保發(fā)泡材料的制法，其主要包括
(1 )將預(yù)定比例的淀粉與聚乳酸(學(xué)名PolyLactide Acid,簡(jiǎn)稱PLA)的 粒狀或粉狀料混合形成高分解聚合物復(fù)合材料；
(2) 將該高分解聚合物復(fù)合材料置入壓出機(jī)進(jìn)行熔融，在熔融過程中同時(shí)注 入一定劑量高壓氣體，使該高分解聚合物復(fù)合材料產(chǎn)生發(fā)泡；
(3) 經(jīng)壓出機(jī)依其模頭型態(tài)或配合模具將該高分解聚合物復(fù)合材料壓出，進(jìn) 而壓制出各種所需形狀的環(huán)保發(fā)泡制品；
依此，利用上揭制法制成的環(huán)保發(fā)泡制品，特得以在自然環(huán)境中自行分解，使
其使用棄置后不致衍生環(huán)保廢棄物問題。
其中該淀粉與聚乳酸的混合比例，概采占重量2 0 8 0%的淀粉與占重量2
0 8 0 %的聚乳酸混合而成高分解聚合物復(fù)合材料。其中該高分解聚合物復(fù)合材料的發(fā)泡倍數(shù)概為5 6 0倍，而其注入的高壓空 氣劑量是依其發(fā)泡倍數(shù)調(diào)整。
其中該高壓空氣可為二氧化碳、氮、瓦斯、空氣或乙醚。
其乃得視其產(chǎn)制的發(fā)泡制品的用途與所需特性，于其高分解聚合物復(fù)合材料內(nèi) 摻加適量的聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS)、聚對(duì)苯二甲酸乙 二醇酯(P E T )、聚乙酸脂(PC)或聚氯乙烯(P V C )。
其中該環(huán)保發(fā)泡制品外層乃得加覆薄膜或收縮膜，以提供表面印刷的實(shí)施。
其中該環(huán)保發(fā)泡制品乃得運(yùn)用于各種包裝資材。
其中該環(huán)保發(fā)泡制品乃得運(yùn)用于各類容器的生產(chǎn)制造。
為了減降單純以聚乳酸材料進(jìn)行產(chǎn)制所衍生的成本問題，本發(fā)明乃嘗試將適當(dāng) 比例的淀粉與聚乳酸材料予以混合后，再進(jìn)行發(fā)泡作業(yè)，如此將可有效地減省聚乳 酸的用量，達(dá)到減降成本以提升產(chǎn)業(yè)利用經(jīng)濟(jì)效益的目的。
鑒于聚乳酸材料無法采化學(xué)發(fā)泡劑或催化劑來達(dá)到促成其產(chǎn)生發(fā)泡作用的目 的，所以發(fā)明人在參閱相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)及多次實(shí)驗(yàn)、試作后，終于發(fā)現(xiàn)在聚乳酸材料 于壓出機(jī)內(nèi)部熔融過程中，若適度注入高壓氣體，將可使其噴出壓頭的瞬間產(chǎn)生發(fā) 泡作用，進(jìn)而達(dá)成其發(fā)泡結(jié)構(gòu)的成型，據(jù)以成為本發(fā)明在環(huán)保發(fā)泡材料制作上的重 要技術(shù)手段，可解決其無法使用化學(xué)發(fā)泡劑或催化劑的問題，賦予極佳的產(chǎn)業(yè)利用 性與實(shí)用價(jià)值。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是將聚乳酸材料運(yùn)用于包裝材料及容器產(chǎn)制方面，以取代傳統(tǒng)
的保麗龍及塑膠發(fā)泡材料，由于聚乳酸材料具有可于自然環(huán)境中自行分解的特性，
使其在使用棄置后，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成不利影響。


圖1是本發(fā)明制法一較佳實(shí)施例的流程示意圖。
圖2是本發(fā)明制法次一較佳實(shí)施例的流程示意圖。 圖3是本發(fā)明制法另一較佳實(shí)施例的流程示意圖。 圖4是本發(fā)明實(shí)施于包裝材料之一較佳實(shí)施狀態(tài)參考圖。 圖5是本發(fā)明實(shí)施于包裝材料的另一較佳實(shí)施狀態(tài)參考圖。 圖6是本發(fā)明實(shí)施于容器制品之一較佳實(shí)施狀態(tài)參考圖。 圖7是本發(fā)明實(shí)施于容器制品的另一較佳實(shí)施狀態(tài)參考圖。 附圖符號(hào)說明
U )淀粉 (2 )聚乳酸 (3 )高分解聚合物復(fù)合材料
(4 )高壓氣體 (5 )環(huán)保發(fā)泡制品 (5 ')發(fā)泡材
(6 )環(huán)保發(fā)泡制品 (10)壓出機(jī) (1 1 )模頭(1 2 )模具 (13)熱壓模具
具體實(shí)施例方式
有關(guān)于本發(fā)明制法的實(shí)施、技術(shù)手段及達(dá)成的功效，謹(jǐn)配合圖式再予舉例進(jìn)一
步具體說明于后
請(qǐng)參閱圖1的流程示意圖，是本發(fā)明制法之一較佳實(shí)施例，如圖所示，本發(fā)明 在環(huán)保發(fā)泡材料的制法上，主要是采預(yù)定比例的淀粉1與聚乳酸2的粒狀或粉狀料 混合形成高分解聚合物復(fù)合材料3 ，而后將該高分解聚合物復(fù)合材料3置入壓出機(jī) 1 0進(jìn)行熔融，并在其熔融過程中同時(shí)注入一定劑量的高壓氣體4，使該高分解聚 合物復(fù)合材料3在壓出機(jī)1 0熔融時(shí)因該高壓氣體4的注入而產(chǎn)生發(fā)泡作用，待將 該高分解聚合物復(fù)合材料3經(jīng)壓出機(jī)1 0的模頭1 1噴出的瞬間，可快速產(chǎn)生發(fā)泡 效果而達(dá)成其發(fā)泡結(jié)構(gòu)的成型，據(jù)以特能依其模頭1 1的型態(tài)直接壓制出各種所需 形狀環(huán)保發(fā)泡制品5 ;
次，請(qǐng)參閱圖2的流程示意圖，是為本發(fā)明制法的次一較佳實(shí)施例，如圖所示， 在其環(huán)保發(fā)泡材料的制法上，仍是采預(yù)定比例的淀粉1與聚乳酸2的粒狀或粉狀料 混合形成高分解聚合物復(fù)合材料3 ，而后將該高分解聚合物復(fù)合材料3置入壓出機(jī) 1 O進(jìn)行熔融，并在其熔融過程中同時(shí)注入一定劑量的高壓氣體4，使該高分解聚 合物復(fù)合材料3在壓出機(jī)1 D熔融時(shí)因該高壓氣體4的注入而產(chǎn)生發(fā)泡作用，再將 該高分解聚合物復(fù)合材料3經(jīng)壓出機(jī)10的模頭1l注入預(yù)制的模具l2內(nèi)，使該 高分解聚合物復(fù)合材料3得在模具1 2內(nèi)部空間進(jìn)行發(fā)泡，藉以依模具1 2的設(shè)計(jì) 而制成各種預(yù)定型態(tài)的環(huán)保發(fā)泡制品5 ;
另，請(qǐng)參閱圖3的流程示意圖，是為本發(fā)明制法的另一較佳實(shí)施例，如圖所示， 其在環(huán)保發(fā)泡材料的制法上，主要采預(yù)定比例的淀粉1與聚乳酸2的粒狀或粉狀料 混合形成高分解聚合物復(fù)合材料3 ，而后將該高分解聚合物復(fù)合材料3置入壓出機(jī) 1 O進(jìn)行熔融，并在其熔融過程中同時(shí)注入一定劑量的高壓氣體4，使該高分解聚 合物復(fù)合材料3在壓出機(jī)1 0熔融時(shí)因該高壓氣體4的注入而產(chǎn)生發(fā)泡作用，再將 該高分解聚合物復(fù)合材料3經(jīng)壓出機(jī)1 0的模頭1 l壓制成平板狀的發(fā)泡材5 '， 最后再利用熱壓模具1 3將之壓制成預(yù)定型態(tài)的環(huán)保發(fā)泡制品5 ;
在上述實(shí)施例中的淀粉與聚乳酸的混合比例，概采占重量2 0 8 0 %的淀粉 與占重量2 0 8 0 %的聚乳酸混合而成高分解聚合物復(fù)合材料，并得視其制品的 用途與所需的特性，加入適量的聚丙烯(P P )、聚乙烯(P E )、聚苯乙烯(P S )、 聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(P E T )、聚乙酸脂(P C )、聚氯乙烯(P V C )...等， 以制成各種不同特性的發(fā)泡制品，其高分解聚合物復(fù)合材料的發(fā)泡倍數(shù)可為5 6 0倍,并依其發(fā)泡的倍數(shù)調(diào)整其注入的高壓氣體的劑量,其高壓氣體可為二氧化碳、氮、瓦斯、空氣、乙醚...等；
又，利用上揭制法制成的各類產(chǎn)品，更得視需要于其外層加覆薄膜或收縮膜， 可賦予表面印刷的實(shí)施，藉以可增進(jìn)其產(chǎn)業(yè)及商業(yè)上的利用價(jià)值與市場(chǎng)多變需求;
而依上揭實(shí)施例制法，乃可將本發(fā)明的環(huán)保發(fā)泡材料的制造歸納出以下步驟: (1 )將預(yù)定比例的淀粉與聚乳酸的粒狀料混合形成高分解聚合物復(fù)合材料; (2 )將該高分解聚合物復(fù)合材料置入壓出機(jī)進(jìn)行熔融，在熔融過程中同時(shí)注 入高壓氣體，使該高分解聚合物復(fù)合材料產(chǎn)生發(fā)泡；
(3 )經(jīng)壓出機(jī)依其模頭型態(tài)或配合模具將該高分解聚合物復(fù)合材料壓出，進(jìn) 而壓制出各種所需形狀的環(huán)保發(fā)泡制品；
依此，利用該等環(huán)保發(fā)泡材料得以作為食品包裝或農(nóng)、漁、工業(yè)產(chǎn)品包裝的資 材，而在其壓制成型時(shí)，乃得將之制成不規(guī)則形狀的填充材、網(wǎng)狀的包覆材(如圖 4所示)、容設(shè)固定的定位材(如圖5所示)、包夾防撞的緩沖材...等各式各樣的 包裝資材型態(tài)，令其在運(yùn)用于食品或濃、漁業(yè)產(chǎn)品的包裝上，可完全取代傳統(tǒng)的保 麗龍材料及較少見的塑膠發(fā)泡材料，甚至可延伸運(yùn)用在各種產(chǎn)業(yè)制品的包裝，使其 具備全方性包裝材料的取代置換性，提供所預(yù)期的防撞保護(hù)功能，或者亦可利用此 類環(huán)保發(fā)泡材料的輕量性，使其可作為產(chǎn)制碗(如圖6所示)、盤、杯(如圖7所 示)、盒...等各式容器，取代禁用保麗龍制品后所面臨的替代品問題，更重要的 是其可在自然環(huán)境中自行分解，因此在其制品使用后棄置上，無需特別處理，即可 在一段時(shí)間后自然分解，從而不致衍生環(huán)保廢棄物問題；
艮P,經(jīng)由以上說明，可知本發(fā)明在利用聚乳酸材料做為包裝及容器等制品的產(chǎn) 制上，為賦予其發(fā)泡材料的防撞保護(hù)與輕量化效能，特于其混合預(yù)定比例淀粉在壓 出機(jī)內(nèi)部熔融時(shí)，注入了適量的高壓氣體，使其得以藉以產(chǎn)生發(fā)泡作用，解決此類 聚乳酸不適用化學(xué)發(fā)泡劑或催化劑所面臨的產(chǎn)業(yè)利用問題，而據(jù)此制成的環(huán)保發(fā)泡 材料，不但可運(yùn)用于食品或農(nóng)、漁、工業(yè)產(chǎn)品包裝上的包裝資材，亦可將之制成碗、 盤、杯、盒...等各式容器，全面取代保麗龍及塑膠發(fā)泡裁料，填補(bǔ)禁用保麗龍材
料后的產(chǎn)業(yè)空缺，更重要的是其可于自然環(huán)境中自行分解，是以在使用棄置后并不 會(huì)衍生環(huán)保廢棄物的問題，可符合環(huán)保意識(shí)與潮流，確深具產(chǎn)業(yè)利用性與環(huán)保實(shí)用 價(jià)值。
綜上所述，本發(fā)明所揭示的環(huán)保發(fā)泡材料的制法，確能在聚乳酸材料運(yùn)用在各 類環(huán)保包裝或容器制品方面，達(dá)成其發(fā)泡結(jié)構(gòu)的賦予，能有效取代傳統(tǒng)保麗龍材料 與塑膠發(fā)泡材料，使其使用棄置后無環(huán)保廢棄物問題的產(chǎn)生，整體而言，確具有極 佳的產(chǎn)業(yè)利用性與環(huán)保實(shí)用價(jià)值，誠(chéng)不失為一優(yōu)異、突出的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，爰依法提出 專利申請(qǐng)。
權(quán)利要求
1、一種環(huán)保發(fā)泡材料的制法，其特征在于，它主要包括(1)將預(yù)定比例的淀粉與聚乳酸的粒狀或粉狀料混合形成高分解聚合物復(fù)合材料；(2)將該高分解聚合物復(fù)合材料置入壓出機(jī)進(jìn)行熔融，在熔融過程中同時(shí)注入一定劑量高壓氣體，使該高分解聚合物復(fù)合材料產(chǎn)生發(fā)泡；(3)經(jīng)壓出機(jī)依其模頭型態(tài)或配合模具將該高分解聚合物復(fù)合材料壓出，進(jìn)而壓制出各種所需形狀的環(huán)保發(fā)泡制品。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保發(fā)泡材料的制法，其特征在于，其中該淀粉與 聚乳酸的混合比例，概采占重量2 0 8 0%的淀粉與占重量2 0 8 0%的聚乳 酸混合而成高分解聚合物復(fù)合材料。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的環(huán)保發(fā)泡材料的制法，其特征在于，其中該高分解 聚合物復(fù)合材料的發(fā)泡倍數(shù)概為5 6 0倍，而其注入的高壓空氣劑量是依其發(fā)泡 倍數(shù)調(diào)整。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保發(fā)泡材料的制法，其特征在于，其中該高壓空 氣可為二氧化碳、氮、瓦斯、空氣或乙醚。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的環(huán)保發(fā)泡材料的制法，其特征在于，其乃得視其產(chǎn) 制的發(fā)泡制品的用途與所需特性，于其高分解聚合物復(fù)合材料內(nèi)摻加適量的聚丙 烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚乙酸脂或聚氯乙烯。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保發(fā)泡材料的制法，其特征在于，其中該環(huán)保發(fā) 泡制品外層乃得加覆薄膜或收縮膜，以提供表面印刷的實(shí)施。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的環(huán)保發(fā)泡材料的制法，其特征在于，其中該環(huán)保發(fā) 泡制品乃得運(yùn)用于各種包裝資材。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保發(fā)泡材料的制法，其特征在于，其中該環(huán)保發(fā) 泡制品乃得運(yùn)用于各類容器的生產(chǎn)制造。
全文摘要
本發(fā)明是提供一種環(huán)保發(fā)泡材料的制法，特別是運(yùn)用于各種具防撞需求的包裝或容器而設(shè)計(jì)的新穎環(huán)保資材，藉以取代傳統(tǒng)保麗龍及塑膠發(fā)泡材料的使用，并藉其可在自然環(huán)境下自行分解的特性，使其使用棄置后不致衍生環(huán)保問題；其制造上，主要是將預(yù)定比例的淀粉與聚乳酸的粒狀料混合形成高分解聚合物復(fù)合材料，經(jīng)壓出機(jī)熔融并同時(shí)注入高壓氣體，使該高分解聚合物復(fù)合材料產(chǎn)生發(fā)泡，再經(jīng)壓出機(jī)依模頭型態(tài)或配合模具而壓制出各種所需形狀的環(huán)保發(fā)泡制品，可運(yùn)用于食品或農(nóng)、漁、工業(yè)產(chǎn)品的防撞包裝資材，或得制成各式容器，且因其材料得以在自然環(huán)境中被逐漸分解，所以不致衍生環(huán)保廢棄物的問題。
文檔編號(hào)C08L25/06GK101440169SQ20071017802
公開日2009年5月27日 申請(qǐng)日期2007年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月23日
發(fā)明者張靜文, 蕭娜珍 申請(qǐng)人:楊啟贊;晉溢生化科技股份有限公司