生物分解復材耐熱成品之配方及其製程的製作方法
2023-06-13 23:47:41
專利名稱：生物分解復材耐熱成品之配方及其製程的製作方法
生物分解復材耐熱成品之配方及其製程技術領域
本發明有關於一種生物分解復材耐熱成品之配方及其製程，尤指一種至少一層之 生物分解複合材料發泡或不發泡之共擠壓技術。
背景技術：
一般使用聚乳酸(Polyactic Acid簡稱PLA)加工後製成各種生活上用品(如快餐 飯盒…等)的技術，已廣泛地被業界使用，然而由於聚乳酸結晶的速度緩慢，在製作成品過 程中，聚乳酸之結晶化亦不會充分發展，因此其成型物的耐熱性不佳，有業者乃在聚乳酸原 料中加入成核劑(nucleic agent)或結晶核劑，增加聚合物的結晶度，以提高聚乳酸樹脂產 品的熱變形溫度，參閱專利公報公開編號第200848M號「聚乳酸樹脂成型品之製造方法」 及公開編號第200900220號「聚乳酸樹脂成型品之製造方法及其製品」之專利前案，主要於 聚乳酸原料中加入成核劑成型為半成品與快速冷卻之後，再將該半成品移到他處再加熱並 再冷卻以獲得成型品；然而上述專利前案並無法改善一般聚乳酸結晶速度緩慢的缺點。
再者，參閱專利公報公開編號第200811240號「聚乳酸系耐熱片」之專利前案，該 前案提供一種適合成型加工之聚乳酸系耐熱片，以改善聚乳酸先天耐熱不足的缺點，然而 由於該耐熱片並非全部採用聚乳酸材質所製成，其加工過程同樣需短暫之後的結晶處理因 而有待改進者。
另，請參閱專利公報公開編號第200813155號「具有特定的熱特性之聚乳酸系組 成物所成形之成形品」，主要熔融混練聚左旋乳酸(PLLA)及聚右旋乳酸(PDLA)所得之聚乳 酸系立體絡合結構的組成物，然而該專利前案所使用之耐熱組成物系採用玻璃纖維的無機 填料所組成，不符合食品衛生安全的訴求，因而有待改進。
本發明人為解決上述課題有鑑於此聚乳酸結晶速度緩慢，而一般皆採用外加晶核 劑以促進聚乳酸結晶等技術，其晶核劑大都是無機粉體或奈米粉體或有機醣醇類的材料， 該材料常因晶核劑未作耦合處理或聚乳酸材料的後結晶製程條件控制不盡完善，致使聚乳 酸的耐熱穩定性呈現不良的現象，使其最終的成形品在使用上呈現耐熱不足的現象，這也 就是一般市售PLA製品無法使用在熱食民生用品上的主要原因。發明內容
本發明為解決上述課題，其主要目的在於改良習用PLA後結晶製程結晶速率之 方法，因而採用自然環保之單層及至少一層之共擠壓技術並使其發泡或不發泡，將同樣是 生物分解塑料之材料分別作為內含或外加之單層或至少一種以上之複合多層材料，利用單 層或一種以上之複合多層材料之不同材料的結晶率不同造成成品多層阻隔的效果，保有生 物可分解之特性又可達產品耐熱之訴求，拓展增加PLA產品的應用領域。
圖1 本發明較佳實施例的生產流程圖。
圖2 本發明實施例的耐熱測試圖表。
主要組件符號說明
(100)至少含一種以上生物分解復材發泡或不發泡的成型
(200)生物分解復材之間的最適配比
(300)製作生物分解復材的押出發泡或不發泡製程具體實施方式
本發明生物分解復材耐熱成品之配方及其製程，主要技術內容、特點及其功效，茲 配合以下圖式本發明較佳實施例之生產流程圖，詳細說明如下；
其中本發明生物分解復材耐熱成品之配方及其製程，參閱圖1所示，包括以下步 驟
一、步驟100為至少含一種以上生物分解復材發泡或不發泡的成型，主要提供成 型產品所使用的耐熱層，其中目前市售已商品化的材料有聚乳酸(PLA)、聚基丁酯與戊酯共 聚物(PHBV)、植物血凝素(PHA)、聚丁二酸乙二醇酯(PESU)、聚丁烯琥珀酸酯(PBQ、聚基丁 酯(PHB)、聚對苯二甲酸-己二酸丁二醇三元共聚酯(PBAT)及聚乙烯醇(PVOH)，上述生物 分解復材可分解與生質材料，如澱粉、木粉或纖維素經過適當改質製作而成的複合材料。
二、步驟200為生物分解復材之間的最適配比，其中上述生物分解復材之間的最 適配比主要依據表現在最終產品的耐熱程度來選擇，其最佳的適配比為0. 1 0.9，次佳 的適配比為0. 01 0. 99 ；而最終產品的耐熱程度，主要為至少攝氏60度以上。
三、步驟300為製作生物分解復材的押出發泡或不發泡製程，其中的押出製程指 的是製作成皮料的方法，該方法主要依據客戶端設計需求及原料成本為考慮，包括至少一 層為耐熱阻熱層，故可以為單層、雙層式三層以上，其最佳的PLA複合材料共擠壓技術為 A-B層或B-A層或C-B-A層，其中一層為成品之最內層，亦可以為A-B-A層或B-A-B層…等 多種組合型式。
請參閱圖2所示，為本發明實施例之耐熱測試圖表；
一、首先分別取市售 PLA、PHBV、PHA、PESU、PBS、PHB、PBAT、PVOH 各 250 公斤依表 中比例與PLA兩兩相混，利用不同摻混比例法(1/9 9/1)製作單層薄板，並製作水杯進行 耐熱測試。
二、其次分別將市售 PLA、PHBV、PBS、PESU、PHA、PHB、PBAT、PVOH 各 250 公斤與先 前較理想的耐熱層於共押出機進行共壓成型製作三層薄板，並製作水杯進行耐熱測試。
三、最後分別將市售PLA、PBAT、PBS、PESU、PHA、PHB、PHBV、PVOH 各 250 公斤與先 前較理想之耐熱層於共押出機進行共壓發泡成型，使貼合層發泡或不發泡分別置於內層或 外層，製作三層薄板，並製作水杯進行耐熱測試。
由此耐熱測試圖表中可顯現上述生物分解復材之貼合度與耐熱效果。
綜上所述，本發明生物分解復材耐熱成品之配方及其製程，跳脫習用後結晶製程 企圖改善PLA結晶速率之方法，而研發出一種以自然環保之單層及至少一層之共擠壓技術 並使其發泡或不發泡，將同樣是生物分解塑料之材料分別作為內含或外加之單層或至少一 種以上之複合多層材料，利用單層或一種以上之複合多層材料之不同材料的結晶率不同造 成成品多層阻隔的效果，保有生物可分解之特性又可達產品耐熱之訴求，拓展增加PLA產品的應用領域，因而具有產業上利用價值。
權利要求
1.一種生物分解復材耐熱成品之配方及其製程，包含以下步驟(1)至少含一種以上生物分解復材發泡或不發泡的成型；(2)生物分解復材之間的最適配比；(3)製作生物分解復材的押出發泡或不發泡製程。
2.如權利要求1所述的生物分解復材耐熱成品之配方及其製程，其中含一種以上的生 物分解復材包括已商品化的PLA、PBAT, PBS、PBSU、PHA, PHB、PHBV, PVOH等生物可分解與生 質材料，如澱粉、木粉或纖維素經適當改質製作而成的複合材料。
3.如權利要求1所述的生物分解復材耐熱成品之配方及其製程，其中生物分解復材圖 2製程為發泡或不發泡圖2製程。
4.如權利要求1所述的生物分解復材耐熱成品之配方及其製程，其中上述生物分解復 材之間的最適配比，主要是依據表現在最終產品的耐熱程度來選擇。
5.如權利要求4所述的生物分解復材耐熱成品之配方及其製程，其中最終產品的耐熱 程度為攝式60度以上。
6.如權利要求1所述的生物分解復材耐熱成品之配方及其製程，其中生物分解復材的 押出發泡或不發泡製程，指的是製作成皮料的方法，主要依據客戶端設計需求及原料成本 為考慮，可為單層、二層、或三層以上。
7.如權利要求1所述的生物分解復材耐熱成品之配方及其製程，其中上述生物分解復 材最佳材料為PLA、PBAT、PBS、PBSU、PHAs (含PHA、PHB、PHBv)；生質材料最佳為澱粉或纖維素。
8.如權利要求1所述的生物分解復材耐熱成品之配方及其製程，其中上述生物分解復 材之間的最適配比最佳為0. 1 0. 9 ；次佳為0. 01 0. 09。
9.如權利要求5所述的生物分解復材耐熱成品之配方及其製程，其中上述製作成皮料 的方法，最佳為A-B或B-A層或C-B-A層，其中一層為成品的最內層。
10.如權利要求1所述的生物分解復材耐熱成品之配方及其製程，其中製作生物分解 復材的押出製程包括至少一層為耐熱阻熱層。
全文摘要
本發明提供一種生物分解復材耐熱成品之配方及其製程，包含下列步驟至少含一種以上之生物分解復材發泡或不發泡之成型後，取上述生物分解復材之間的最適配比，再製作生物分解復材之押出發泡或不發泡製程，因而保有生物可分解之特性又可達到產品耐熱之訴求，以拓展增加聚乳酸(PLA)產品之應用領域。
文檔編號C08L1/02GK102030973SQ200910177859
公開日2011年4月27日 申請日期2009年9月28日 優先權日2009年9月28日
發明者吳易凡, 石國 申請人:安捷企業股份有限公司