新型低碳可降解片材及其制品制造技术

本发明专利技术公开了一种新型低碳可降解片材，厚度介于0.01～0.15mm之间，由一塑料材料20～80wt％、一生物基材料10～70wt％及一生物降解助剂1～10wt％所组成；其中，该塑料材料为石化或植物来源的塑料材料；该生物基材料包含淀粉、植物纤维粉体或其组合；该生物降解助剂包含聚烯烃树脂、酵素或微生物以及相关营养成分；及该新型低碳可降解的片材降解率至少为90％。

A new type of low carbon degradable sheet and its products

The invention discloses a novel biodegradable low carbon sheet between the thickness of between 0.01 ~ 0.15mm, which is composed of a plastic material is 20 ~ 80wt%, 10 ~ 70wt% bio based materials and biodegradable additives of 1 ~ 10wt%; among them, the plastic material for the petrochemical or plant sources of plastic materials; the bio based materials contains starch, plant fiber powder or a combination thereof; the biodegradable additives containing polyolefin resin, enzyme or microorganism and related nutrients; and the degradation of the new low carbon sheet degradable rate of at least 90%.

【技术实现步骤摘要】
新型低碳可降解片材及其制品
本专利技术涉及一种可降解片材，尤其涉及一种降解后产碳量低的可降解片材。
技术介绍
石化来源的塑料材料虽广泛应用于日常生活用品，但随着石油原料逐渐减少、温室效应的增强以及塑料材料无法分解所造成的环境污染等议题的发酵，减少石化塑料的使用或是发展可降解塑料成为一新兴的塑料发展趋势，生物塑料也应运而生。目前生物塑料可分为两大类，一类是含生物基塑料，另一类是生物可降解塑料，该含生物基塑料是指塑料有部分或全部成分是由可再生的生物源取得，其目的为取代或减少石化来源塑料的使用，并降低二氧化碳(CO2)的产生，而生物可降分解塑料是指由玉米淀粉、豌豆淀粉等非石化来源的生物可分解、降解的材料，其目的是可以减少塑料垃圾的污染。另外，生物可分解塑料因为可分解，所以在放置一段时间后，其机械强度衰减得很快，一般膜袋产品建议一年内使用，因此开始有厂商转向开发可促使石化塑料分解的生物可分解助剂，使石化塑料可符合生物可降解目标，目前市售的生物可分解助剂有光氧降解助剂以及新型的酵素调控型助剂，光氧降解助剂的厂商例如：EPI公司的TDPA以及Symphony公司的d2w…等，是目前主流的添加助剂，但由于内含重金属成分，且无法通过可堆肥测试，因此部分地区或国家已开始禁用。而新型的酵素调控型助剂因无重金属残留问题，未来将会有相当程度的发展性，目前主要厂商如EarthNurture(additive),ECMBioFilms,Bio-TecEnvironmentalEnsoPlastics,IQONEcozyme…等，该酵素控制型助剂之公开信息如以下网址：http://agbio.coa.gov.tw/information_detail.aspx？dno＝34347&ito＝87；http://technews.tw/2016/03/13/bacteria-eat-plastic/；http://www.bioindustry.cn/info/view/26856。酵素调控型助剂因内含特殊的酵素可与塑料反应，可降低塑料分子间碳-碳键(C-C)和碳-氢键(C-H)的键能，促使微生物较容易分解该石化塑料，更有机会可作为作物堆肥使用。酵素调控型助剂虽然是以天然的方式分解塑料，但目前若单独使用在石化塑料如聚乙烯(Polyethylene,PE)或聚丙烯(Polypropylene,PP)中，其缺点是分解速度过慢，初期甚至只能稍微降低材料的机械强度，与一般认知的可分解仍有距离。另外，其促使石化塑料降解的速度及能力取决于添加剂的多少，因该类添加剂加格较高，这点将会反映在产品最终成本上，造成推广不易。
技术实现思路
为了解决目前石化塑料的石油来源越趋减少及无法分解所造成的环境污染，以及既有酵素调控型助剂成本较高等种种问题，本专利技术提供一种新型低碳可降解片材，厚度介于0.01～0.15mm之间，比重介于0.6～1之间，其包含一塑料材料20～80wt％、一生物基材料10～70wt％及一酵素调控型助剂1～10wt％，其中：该塑料材料为石化来源的塑料材料；该生物基材料包含淀粉、植物纤维粉体或淀粉、植物纤维粉体的组合；该酵素调控型助剂包含聚烯烃树脂、酵素、微生物及营养源；该新型低碳可降解的片材的降解率至少为90％。其中，该塑料材料包含聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物或聚乙烯对苯二甲酸酯；该聚烯烃树脂是聚乙烯、聚丙烯或乙烯-醋酸乙烯共聚物；以及生物基材料进一步包含聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物或聚乙烯对苯二甲酸酯。其中，该植物纤维粉体包含竹粉、米糠粉、秸秆粉、木粉或咖啡粉。其中，其进一步包含色料、填充剂、增韧剂、加工助剂或奈米无机物的功能性添加材料1～20wt％。其中，该增韧剂包含热塑性聚烯烃、热塑性弹性体、加硫型热塑性聚烯烃系弹性体类弹性体，该加工助剂包含分散剂、滑剂等石蜡、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、脂肪酸类或脂肪酰胺；以及该奈米无机物包含奈米级滑石、云母、高领土。其中，其以压出或吹塑的方法制造而成。本专利技术进一步提供以该新型低碳可降解片材所制成的盛装容器、袋类产品及瓶子。本专利技术将含植物源粉末的生物基材料搭配目前既有的酵素调控型助剂后经压出或吹塑成型制程，制成膜、袋、板、片材等产品，其优点在于：1.含植物源粉末的生物基材料内含的微量水分于制造过程中产生发泡效果，在无需添加发泡剂的情况下可得到比重在0.6～1的膜、袋、板、片材等产品，造成产品中含有一定数量微孔，使得产品有轻量化效果，也因微孔的产生因此淀粉和酵素与细菌的接触面积变大，因此有助于淀粉或塑料材料的分解。且植物源粉末除了本身就具备良好且快速的降解特性，可提供微生物更多的营养源，使得微生物快速的增生，加速石化塑料的崩解及降解速率外，植物源粉末先分解后，更有助于增加酵素调控型助剂中酵素的作用表面积，再次加速整体材料的分解速率。2.本专利技术有可高度降解或全分解的优点，可以通过ISO14855、EN13432等堆肥测试。3.由塑料材料的化学式，例如聚乙烯为(CH2)n，生物基材料的化学式，如淀粉为(C6H12O5)n，两者降解或燃烧后所产生的二氧化碳以塑料所产生的量较多，故本专利技术含大量可再生的生物基材料，取代了塑料材料的添加量，可大量减少降解或焚烧后产生的二氧化碳排放量，以符合本专利技术所称的低碳功效。本专利技术透过添加如淀粉或植物纤维等成本较低的植物源粉末生物基材料，除了可直接减少酵素调控型助剂的使用量，又可因比重降低间接减少酵素调控型助剂的使用量，达到降低成本又维持高度分解或全分解的效果外，也可同时降低石化来源的塑料使用量，更可不受限制地复合其他种类的塑料材料，并使其分解；再通过本专利技术表1的降解速率比较表证实，添加生物基材料可进一步加快石化塑料的分解速率。表2为聚乙烯塑料膜、生物基塑料膜与生物基酵素可分解膜的物性比较表，可以发现加了酵素调控型助剂的薄膜，相对于未添加或仅添加酵素调控型助剂的对照组，物性影响不大。生物基塑料与酵素调控型助剂中的生物质粉末、蛋白质与细菌成分，容易因为氢键与凡得瓦力等吸引力造成团聚，团聚现象易造成产品强度弱化及印刷性不佳等问题产生，因此这些生物基材料在塑料中的分散与细化将影响产品的质量。另外，不论是生物基材料或是酵素调控型助剂中的酵素与菌种，皆会因温度过高而影响产品功能及机械强度，因此在产品生产过程中降低制程温度也至关重要。本专利技术透过添加加工助剂与奈米无机物并搭配合适的设备规划，增加生物基材料在塑料中的分散性，生产出产品强度或印刷性都较佳的高质量片材。加工助剂包含分散剂或滑剂等石蜡、PE蜡、OPE蜡、脂肪酸类或脂肪酰胺。奈米无机物包含奈米级的硅酸盐类，例如滑石、云母、高领土等。本专利技术含有植物源粉末的生物基材料及酵素助剂可通过该奈米无机物与加工助剂的协助下，于螺杆中均匀分散，机台的螺杆需要长径比大于25，且有一定的剪切力设计。具体实施方式一种新型低碳可降解片材，厚度介于0.01～0.15mm之间，比重在0.6～1之间，其包含一塑料材料20～80wt％、一生物基材料10～70wt％以及一酵素调控型助剂1～10wt％，该新型低碳可降解的片材的生物降解率至少为90％。本专利技术所述的片材就一般而言，依据本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型低碳可降解片材，其特征在于，厚度介于0.01～0.15mm之间，比重介于0.6～1之间，其包含一塑料材料20～80wt％、一生物基材料10～70wt％及一酵素调控型助剂1～10wt％，其中：所述塑料材料为石化来源的塑料材料；所述生物基材料包含淀粉、植物纤维粉体或淀粉、植物纤维粉体的组合；所述酵素调控型助剂包含聚烯烃树脂、酵素、微生物及营养源；该新型低碳可降解的片材的降解率至少为90％。

【技术特征摘要】
1.一种新型低碳可降解片材，其特征在于，厚度介于0.01～0.15mm之间，比重介于0.6～1之间，其包含一塑料材料20～80wt％、一生物基材料10～70wt％及一酵素调控型助剂1～10wt％，其中：所述塑料材料为石化来源的塑料材料；所述生物基材料包含淀粉、植物纤维粉体或淀粉、植物纤维粉体的组合；所述酵素调控型助剂包含聚烯烃树脂、酵素、微生物及营养源；该新型低碳可降解的片材的降解率至少为90％。2.如权利要求1所述的新型低碳可降解片材，其特征在于，其中：所述塑料材料包含聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物或聚乙烯对苯二甲酸酯；所述聚烯烃树脂是聚乙烯、聚丙烯或乙烯-醋酸乙烯共聚物；以及所述生物基材料进一步包含聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物或聚乙烯对苯二甲酸酯。3.如权利要求1所述的新型低碳可降解片材，其特征在于，所述植物纤维粉体包含竹粉、米糠粉、秸...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨华鸿，金国轴，林建成，
申请(专利权)人：鸿明环保科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71