環保紙容器的製作方法

2023-10-09 23:26:49 1

專利名稱：環保紙容器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種紙容器，特別是涉及一種表面披覆有一層耐水耐熱的防護層的環 保紙容器。
背景技術：
目前市面上常見的免洗杯主要有塑膠製與紙制二種，隨著環保意識日益高漲，不 容易在自然環境中分解的塑膠杯逐漸遭到淘汰，並以生物降解性材質或紙質所製成的免洗 杯為主。其中，由於紙製品能在自然環境中分解，又容易回收再制，使免洗紙杯廣泛地被一 般餐飲店、茶店或咖啡店作為外帶杯使用。請參閱圖1所示，是一說明現有的一個紙杯的結構剖視示意圖，現有的一紙杯1， 具有一杯體11，以及一層披覆在該杯體11 一內表面111的防護層12。該防護層12是藉由 將熔融的低密度聚乙烯(low densitypolyethylene，簡稱為LDPE)塗布至該杯體11的內 表面111而形成，由於LDPE的軟化點為80°C 101°C，且其熔點為108°C 110°C，又有耐 酸、鹼腐蝕的特性，因此適合作為該杯體11與液體間的防護層11，可有效阻隔紙質的杯體 11受液體影響。藉此，當該紙杯1內盛裝液體時，可藉由該防護層12防止杯內液體浸溼整 個杯體11，導致該杯體11鬆軟變形，由於該防護層12熔點較高，使該紙杯1也能用於盛裝 熱飲。雖然該紙杯1能藉由在該杯體11的內表面111披覆該防護層12達到盛裝液體時 不易被浸溼變形或破損的效果，但由於該防護層12是由LDPE所製成，LDPE雖然有較佳的 防水耐熱效果，但屬於不易在自然環境中分解的塑膠材質，因此，以LDPE為該防護層12所 製成的紙杯1仍具有使用上較不環保的缺失。有鑑於此，現有的另一種紙杯同樣具有一杯體及一層披覆在該杯體內表面的防護 層，且該防護層改由聚乳酸(polylactic acid，簡稱為PLA，亦稱為聚丙交酯)製成，雖然聚 乳酸是能在自然環境分解的生物降解性材料，相對不易造成環保上的問題，但由於聚乳酸 的軟化點(glass transition，亦稱為玻璃轉移溫度)是約為58°C 60°C，耐熱性不佳，當 以該紙杯盛裝熱飲時，會造成該防護層脫膠，導致紙質的杯體直接接觸到液體而浸溼變形， 甚至破損而無法使用，使該聚乳酸材質的防護層相對具有防護效果較差的缺失。此外，現有製造紙杯的方式多是將防護層塗在一紙質板體上，再將已塗布有該防 護層的紙質板體進一步加工成型為該紙杯，當以PLA為該防護層材質，並將PLA塗覆在該 紙質板體上時，由於PLA在常溫下質地較硬，且附著力不佳，極容易在加工成型的過程中剝 落，導致該紙杯的製造優良率極差，反而會增加製造成本。為了改善PLA附著力不佳的缺點，現有另一種製造方式是先在該杯體表面塗布一 界面活性劑層，再披覆上PLA材質的該防護層，以通過該界面活性劑層增加該防護層與該 杯體結合的附著力，雖然可通過這種方式減少該防護層自該杯體剝落的情形發生，但由於 界面活性劑多為有毒物質，當以該紙杯盛裝液體時，界面活性劑中的毒素可能穿過該防護 層滲出並釋放到杯內液體中，而具有容易危害人體健康的缺失。
由此可見，上述現有的紙容器在結構與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待 加以進一步改進。為了解決上述存在的問題，相關廠商莫不費盡心思來謀求解決之道，但長 久以來一直未見適用的設計被發展完成，而一般產品又沒有適切結構能夠解決上述問題， 此顯然是相關業者急欲解決的問題。因此如何能創設一種新型結構的環保紙容器，實屬當 前重要研發課題之一，亦成為當前業界極需改進的目標。

發明內容
本發明的目的在於，克服現有的紙容器存在的缺陷，而提供一種新型結構的環保 紙容器，所要解決的技術問題是提供一種符合環保需求，且仍然能夠提供預定的防水與耐 熱效果的環保紙容器，非常適於實用。本發明的目的及解決其技術問題是採用以下技術方案來實現的。依據本發明提出 的一種環保紙容器，包含一個容器本體及一層結合在該容器本體上的內防護層，該容器本 體是由紙質所製成，包括一個界定出一個容裝空間，並形成有一個使該容裝空間與外界相 連通的開口的內表面，及一個與該內表面相間隔的外表面，其中該內防護層是披覆並結合 在該容器本體的內表面，且是由一個熔融並沿該內表面塗布的生物降解性組份而形成，該 生物降解性組份包括一個主原料，且該主原料是選自於聚丁二酸-1、4- 丁二醇酯。本發明的目的及解決其技術問題還可採用以下技術措施進一步實現。較佳地，前述的環保紙容器，其中所述的生物降解性組份還包括一個與該主原料 相混合的副原料，且以該生物降解性組份的總重計，該主原料的含量為90 100wt%，該副 原料的含量為0 IOwt%。較佳地，前述的環保紙容器，其中所述的生物降解性組份的副原料是選自於聚對
苯二甲酸/己二酸/ 丁二酯、聚乳酸，及此等的一組合。較佳地，前述的環保紙容器，其中該環保紙容器還包含一層披覆並結合在該容器 本體的外表面的外防護層，且該外防護層是由一個熔融並沿該外表面塗布的生物降解性組 份所形成，該生物降解性組份包括一個主原料，且該主原料是選自於聚丁二酸-1、4- 丁二醇酯。較佳地，前述的環保紙容器，其中所述的塗布在該容器本體的外表面的生物降解 性組份還包括一個與該主原料相混合的副原料，並且以該生物降解性組份的總重計，該主 原料的含量為90 IOOwt%，該副原料的含量為0 IOwt%。較佳地，前述的環保紙容器，其中所述的生物降解性組份的副原料是選自於聚對
苯二甲酸/己二酸/ 丁二酯、聚乳酸，及此等的一組合。本發明與現有技術相比具有明顯的優點和有益效果。由以上可知，為了達到上述 目的，本發明的環保紙容器，包含一個容器本體及一層結合在該容器本體上的內防護層。該 容器本體是由紙質所製成，包括一個界定出一個容裝空間，並形成有一個使該容裝空間與 外界相連通的開口的內表面，及一個與該內表面相間隔的外表面。該內防護層是披覆並結合在該容器本體的內表面，且是由一個熔融並沿該內表面塗布的生物降解性組份而形成，該生物降解性組份包括一個主原料，且該主原料是選自於 聚丁二酸-1、4-丁二醇酯(polybutylene-l、4-succinate，簡稱為 PBS)。藉由上述技術方案，本發明環保紙容器至少具有下列的優點及有益效果本發明以聚丁二酸-1、4-丁二醇酯形成該內防護層，除了可利用PBS作為高分子聚合物的防水性 達到阻隔紙質製成的容器本體與該容裝空間內的液體直接接觸，可以有效防止該容器本體 被浸溼受損外，由於PBS的熱變形溫度高達90°C左右而有較佳的耐熱性，即使以該杯子裝 熱飲時，該防護層仍不容易被破壞，而能繼續提供有效的阻隔與防護。此外，當丟棄該杯子 時，由於PBS的生物降解性，使該防護層與該容器本體都能在自然環境中分解，使本發明具 有環保且實用的效果。本發明提供一種符合環保需求，且仍然能夠提供預定的防水與耐熱 效果的環保紙容器，其在技術上有顯著的進步，並具有明顯的積極效果，誠為一新穎、進步、 實用的新設計。上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段， 而可依照說明書的內容予以實施，並且為了讓本發明的上述和其他目的、特徵和優點能夠 更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，並配合附圖，詳細說明如下。


圖1是一說明現有的一個紙杯的剖視示意圖。圖2是一說明本發明環保紙容器一第一較佳實施例的剖視示意圖。圖3是一說明本發明環保紙容器一第二較佳實施例的剖視示意圖。
具體實施例方式為更進一步闡述本發明為達成預定發明目的所採取的技術手段及功效，以下結合附圖及較佳實施例，對依據本發明提出的環保紙容器其具體實施方式
、結構、特徵及其功 效，詳細說明如後。有關本發明的前述及其他技術內容、特點及功效，在以下配合參考圖式的較佳實 施例的詳細說明中將可清楚呈現。通過具體實施方式
的說明，當可對本發明為達成預定目 的所採取的技術手段及功效得一更加深入且具體的了解，然而所附圖式僅是提供參考與說 明之用，並非用來對本發明加以限制。請參閱圖2所示，是一說明本發明環保紙容器一第一較佳實施例的剖視示意圖。 本發明的一個第一較佳實施例的環保紙容器2，包含一個容器本體21，以及一層結合在該 容器本體21上的內防護層22。在此是以紙杯型式的紙容器2進行說明，但該紙容器2的 型式並不限於紙杯，該紙容器2可以是各種能用於盛裝液體101或食物的杯、盒、碗、碟等容
ο該容器本體21，是由紙質所製成，包括一個界定出一個容裝空間210，並形成有一 個使該容裝空間210與外界相連通的開口 212的內表面211，及一個與該內表面211相間隔 的外表面213。該內防護層22，是披覆並結合在該容器本體21的內表面211，且是由一個熔融並 沿該內表面211塗布的生物降解性組份而形成，該生物降解性組份包括一個主原料，且該 主原料是選自於聚丁二酸-1、4-丁二醇酯(polybutylene-l、4-succinate，簡稱為PBS)。將該生物降解性組份塗布至該容器本體21的內表面211形成該內防護層22的方 式，與現有的將PE塗布至紙杯杯體的技術相同，在此不再贅述。值得說明的是，該生物降解性組份可以只包括PBS的主原料，並直接以該主原料塗布至該容器本體21的內表面211達到阻隔該容器本體21與杯內液體101直接接觸 的阻隔與防護效果。此外，該生物降解性組份也可以再包括一個與該主原料相混合的副 原料，且該副原料是選自於聚對苯二甲酸/己二酸/ 丁二酯(poly(butylene adipate/ terephthalate,簡稱為PBAT)、聚乳酸，及此等的一組合。且以該生物降解性組份的總重計， 該主原料的含量為90 IOOwt %，該副原料的含量為0 IOwt %。藉由在PBS中添加少量 的PBAT能夠調整該生物降解性組份的流動性或熔融指數(meltingindex)，藉此可使所形 成的內防護層22的粘彈性增加，進而增加該內防護層22對該容器本體21的附著力。添加 PLA則可以增加該內防護層22的剛性，具有協助該容器本體21維持尺寸安定的效果。其 中，該主原料與該副原料的使用比例，可依實際使用需求進行調整。由於PBS的力學性能相當接近聚丙烯與丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(acrylon itrile-butadiene-styrene，簡稱為ABS)，顯示相較於其他生物降解性材料，PBS的力學性 能優異，且其熱變形溫度(heat deflectiontemperature，簡稱為HDT)可達90°C左右，且還 保有高分子聚合物的防水性。因此，使用PBS為主原料的生物降解性組份形成該內防護層 22時，能夠通過該內防護層22的防水性阻隔杯內液體101直接接觸該容器本體21，而能夠 有效防止該容器本體21被浸溼破損，即使該紙容器2盛裝熱飲或熱食時，由於該防護層22 的耐熱性佳，相對不容易被破壞受損，而仍然能夠提供有效的阻隔與防護效果。此外，當該 紙容器2廢棄不用時，該防護層22與該容器本體21都能在自然環境分解，而能符合環保需 求。其中，該容器本體21與該內防護層22的結合方式不應受限，可直接制出具有預定形狀的容器本體21，再將該生物降解性組份塗布至該容器本體21的內表面211形成該內 防護層22，也可以先將生物降解性組份塗布至一片狀的紙板的其中一表面形成該內防護層 22，再將已結合有該內防護層22的紙板直接製成該紙容器2。請參閱圖3所示，是一說明本發明環保紙容器一第二較佳實施例的剖視示意圖。 本發明第二較佳實施例的環保紙容器3，與上述第一較佳實施例的主要差別在於該環保 紙容器3除了包含一個容器本體31及一層結合在該容器本體31的內表面311的內防護層 32夕卜，還包含一層披覆並結合在該容器本體31的外表面312的外防護層33。該內防護層32與該容器本體31的結合方式及其材質與上述第一較佳實施例相 同，故在此不再贅述。該外防護層33同樣是由一個熔融並沿該外表面312塗布的生物降 解性組份而形成，該生物降解性組份包括一個主原料，且該主原料是選自於聚丁二酸-1、 4_ 丁二醇酯。與該內防護層32相同地，形成該外防護層33的生物降解性組份可以只包括 PBS的主原料，並直接以該主原料塗布至該容器本體31的外表面312達到保護該容器本 體31免於受外界液體浸溼的阻隔與防護效果。此外，該生物降解性組份也可以再包括 一個與該主原料相混合的副原料，且該副原料是選自於聚對苯二甲酸/己二酸/ 丁二酯 (poly(butyleneadipate/ter印hthalate，簡稱為PBAT)、聚乳酸，及此等的一組合。並同樣 能藉由在PBS中添加少量的PBAT而調整該生物降解性組份的流動性或熔融指數(melting index)，藉以使所形成的外防護層33的粘彈性增加，進而增加該外防護層33對該容器本體 21的附著力。添加PLA則能增加該外防護層33的剛性，而具有能夠協助該容器本體31維 持尺寸安定的效果。
當以該容器本體31盛裝溫度低於室溫的液體102或食物時，則易在該容器本體31 的外表面312產生許多凝結的水珠103，因此，藉由分別在該容器本體31的內、外表面311、 312設置該內、外防護層32、33，除了仍可藉由該內防護層32防止液體102自該內表面311 侵入並浸溼該容器本體31外，還可利用該外防護層33阻隔水珠103與該外表面312直接 接觸，而能有效防護該容器本體31內、外都免於受液體浸溼，導致變形或破損的結果。製造時，可以先制出具有預定形狀的容器本體31，再分別在該容器本體31的內、 外表面311、312塗布生物降解性組份而形成該內、外防護層32、33，也可以先在一片狀紙板 的上、下表面分別塗布生物降解性組份形成該內、外防護層32、33，再將已結合有該內、外防 護層32、33的紙板直接製成該紙容器3。需要補充說明的是，作為該生物降解性組份中的主原料的PBS是採用日本三菱化 學株式會社生產的PBS產品，且所用的PBS規格是選自該公司商品名GS pla、AZ91、AZ71、 AZ61的PBS產品，以及其等的組合。以包括100襯％的PBS的生物降解性組份塗布至該容器本體的內表面形成該內防 護層，並且以據此所製成的紙容器盛裝95°C的熱咖啡，靜置24小時，發現該紙容器未出現 滲漏的情形，據此可看出該紙容器盛裝熱飲時，該紙容器的防護層並未損壞，顯示本發明環 保紙容器確實具有符合實用需求的防水性與耐熱性。(1)測試方法根據ASTM D4541的標準方法進行測試。分別在數片裁切為 1. 5cmX IOcm的紙質板體上塗布一層由IOOwt %的PBS所形成的防護層作為試件A，及在另 一同樣大小的數片紙質板體上塗布一層由IOOwt %的PLA所形成的防護層作為試件B，分別 以300mm/min的速度拉伸試件A與試件B，直到試件A與試件B上的防護層發生剝離為止， 量測發生剝離時所施加的拉伸作用力。測試結果顯示試件A在65g/cm 120g/cm開始出現該防護層剝離，試件B在30g/ cm 40g/cm開始出現該防護層剝離，顯示相較於PLA，PBS具有較強的附著力。由以上說明可知，本發明環保紙容器2、3可以獲致下述的功效及其優點，所以確 實能夠達到本發明的目的一、以PBS作為該生物降解性組份的主原料，再將該生物降解性組份塗布至該容 器本體21的內表面211形成該內防護層22，或該容器本體31的內、外表面311、312形成 該內、外防護層32、33，除了仍然能夠利用PBS的防水性防護該容器本體21、31免於直接與 液體或水珠接觸，導致被浸溼或受損的結果外，還能利用PBS的生物降解性，使該紙容器2、 3廢棄時，該容器本體21、31、內防護層22、32及外防護層33都能夠在自然環境中分解，而 具有實用且符合環保需求的優點。二、由於PBS本身的熱變形溫度高，當以其為主原料形成該內、外防護層22、32、33 時，該內、外防護層22、32、33的熱變形溫度也被提高，當以該紙容器2、3盛裝熱飲或熱食 時，該內、外防護層22、32、33相對不易受到破壞，而仍能提供有效的防水與阻隔效果，使本 發明具有耐熱性較佳與實用性較高的特性與優點。三、本發明藉由同時在該容器本體31的內、外表面311、312分別形成該內、外防護 層32、33，當盛裝冷飲或冷食時，還能通過該外防護層33阻隔空氣中凝結的水珠直接與該容器本體31的外表面312接觸而浸溼該容器本體31，藉此，能夠提供更完整的防水效果。
以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明作任何形式上的限制，雖 然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本發明，任何熟悉本專業的技術人 員，在不脫離本發明技術方案範圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾 為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質 對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明技術方案的範圍內。
權利要求
一種環保紙容器，包含一個容器本體及一層結合在該容器本體上的內防護層，該容器本體是由紙質所製成，包括一個界定出一個容裝空間，並形成有一個使該容裝空間與外界相連通的開口的內表面，及一個與該內表面相間隔的外表面，其特徵在於該內防護層是披覆並結合在該容器本體的內表面，且是由一個熔融並沿該內表面塗布的生物降解性組份而形成，該生物降解性組份包括一個主原料，且該主原料是選自於聚丁二酸-1、4-丁二醇酯。
2.如權利要求1所述的環保紙容器，其特徵在於其中所述的生物降解性組份還包括一 個與該主原料相混合的副原料，且以該生物降解性組份的總重計，該主原料的含量為90 IOOwt%，該副原料的含量為0 IOwt%。
3.如權利要求2所述的環保紙容器，其特徵在於其中所述的生物降解性組份的副原料 是選自於聚對苯二甲酸/己二酸/ 丁二酯、聚乳酸，及此等的一組合。
4.如權利要求3所述的環保紙容器，其特徵在於該環保紙容器還包含一層披覆並結合 在該容器本體的外表面的外防護層，且該外防護層是由一個熔融並沿該外表面塗布的生物 降解性組份所形成，該生物降解性組份包括一個主原料，且該主原料是選自於聚丁二酸-1、 4_ 丁二醇酯。
5.如權利要求4所述的環保紙容器，其特徵在於其中所述的塗布在該容器本體的外表 面的生物降解性組份還包括一個與該主原料相混合的副原料，且以該生物降解性組份的總 重計，該主原料的含量為90 IOOwt%，該副原料的含量為0 IOwt%。
6.如權利要求5所述的環保紙容器，其特徵在於其中所述的生物降解性組份的副原料是選自於聚對苯二甲酸/己二酸/ 丁二酯、聚乳酸，及此等的一組合。
全文摘要
本發明是有關於一種環保紙容器，包含一個容器本體及一層結合在該容器本體的內防護層。該容器本體是由紙質製成，包括一個界定出一容裝空間的內表面。該內防護層是結合在該容器本體的內表面，且是由一沿該內表面塗布的生物降解性組分而形成，該生物降解性組分包括一個選自於聚丁二酸-1、4-丁二醇酯的主原料。藉此，可以利用PBS的防水性、高達90℃左右的熱變形溫度以及生物降解性，達到以該防護層阻隔容器本體與杯內液體直接接觸以防止該容器本體被浸溼，盛裝熱飲時，通過該防護層也能有效防止該容器本體受到破壞，並且由於該防護層能在自然環境中分解，使本發明既環保又實用。
文檔編號B65D3/00GK101798000SQ200910006269
公開日2010年8月11日 申請日期2009年2月10日 優先權日2009年2月10日
發明者黃建銘 申請人:銘安科技有限公司