生物可降解发泡材及其制品制造技术

本发明专利技术提供生物可降解发泡材及其制品，其降解率至少达90wt％，其包含：一聚烯烃材料20～70wt％；含70～80wt％淀粉或纤维粉的一塑料母粒20～70wt％；一酵素调控型助剂1～10wt％；一功能助剂0～20wt％；以及该功能性助剂包含滑剂0.5～3wt％，抗氧化剂0.2～2wt％，成核剂0.1～2wt％，发泡剂2～10wt％、发泡助剂0.2～2wt％。

Biodegradable foamed material and its products

The present invention provides biodegradable foamed material and its products, the degradation rate of at least 90wt%, which comprises a polyolefin material containing 70 ~ 20 ~ 70wt%; a plastic masterbatch 80wt% starch fiber powder 20 ~ 70wt%; enzyme regulation type additives 1 ~ 10wt%; a functional agent 0 ~ 20wt%; and the functional additives contains a slip agent 0.5 ~ 3wt%, 0.2 ~ 2wt% antioxidant, nucleating agent and foaming agent is 0.1 ~ 2wt%, 2 ~ 10wt%, 0.2 ~ 2wt% foaming agent.

【技术实现步骤摘要】
生物可降解发泡材及其制品
本专利技术涉及一种发泡材，尤其涉及一种生物可高度降解或全降解的发泡材。
技术介绍
随着网络时代来临，网络购物大大改变新世代人们的购物习惯，在家里不必出门即可轻轻松松购买日常生活所需的用品，但是方便的背后代表着货物运输量增加，为了保护货物在运输途中不致碰撞损坏，发泡缓冲材料的使用量因而大增，目前这些发泡缓冲材主要是依赖石化来源的塑料材料所制成，但石油原料逐渐减少，温室效应的增强以及石化塑料材料无法分解所造成的环境污染等议题的发酵，减少石化塑料材料的使用或是发展生物可降解塑料成为一新兴的塑料发展趋势。生物可降解塑料中有一种淀粉基塑料，因部份含有来自于可再生资源的淀粉成分，因此具有可降解、可崩解及价格低廉的特性，因此逐渐受到业界注意并进行相关开发。目前淀粉基塑料可分为全降解型与部分降解型，全降解型的成本较高且耐用性较低，因此市面上多以部份降解型淀粉基材料来开发为发泡材。部分降解型淀粉基塑料是经由淀粉与石化塑料如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)或乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)共混而得，市面上已有许多该类淀粉基塑料贩卖，由该部分降解型淀粉基塑料所制得的相关发泡产品，虽然制程较简单且价格较低，但其中所含的石化塑料成分依然存在着无法分解的问题，因此仍会对环境造成冲击。且目前针对淀粉基塑料并未有周全的回收标志、分类等回收机制，使得淀粉基塑料与一般塑料一起回收时，因加工温度的不同，淀粉基塑料中所含的淀粉会产生焦化，使回收塑料物性变差，进而影响回收商回收的意愿，导致淀粉基塑料被任意弃置而产生塑料无法被环境分解的污染问题。由于环保意识造成石化塑料有生物可分解的需求，因此生物降解助剂应运而生，这类助剂可以协助石化塑料加速老化、崩解甚至降解，生物可分解助剂目前可分为二种，EPI公司、Symphony公司所开发的TDPA、d2w光氧降解助剂及EarthECMBioFilms、Bio-TecEnsoPlastics、IQONEcozyme…等的酵素控制型助剂，，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。光氧降解助剂的缺点是内含重金属成分，且无法通过可堆肥测试，因此部分地区或国家已开始禁用，故酵素控制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。酵素调控型助剂主要含有特殊蛋白质酵素可与塑料反应，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透过天然成分使塑料分解，但目前若单独使用在石化塑料如聚乙烯或聚丙烯中，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酵素调控型助剂的多少，因该类助剂价格较高，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
为了解决上述淀粉基塑料无法全分解造成的环境污染、不易回收，或是添加酵素调控型助剂后的石化塑料降解速度过慢及成本较高的问题，本专利技术提供一种生物可降解发泡材，其降解率至少达90wt％，其包含：一聚烯烃材料20～70wt％；含70～80wt％淀粉或纤维粉的一塑料母粒20～70wt％；一酵素调控型助剂1～10wt％；一功能助剂0～20wt％；以及该功能性助剂包含滑剂0.5～3wt％，抗氧化剂0.2～2wt％，成核剂0.1～2wt％，发泡剂2～10wt％、发泡助剂0.2～2wt％。其中，该聚烯烃材料包含石化来源或植物来源的聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物或聚氯乙烯；该塑料母粒进一步包含聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物或聚氯乙烯；该纤维粉为竹粉、木粉、米糠粉、秸秆粉、咖啡粉的一种或多种混合物；该生物可降解发泡材进一步包含色料、填充剂、增韧剂或加工助剂；及该酵素调控型助剂含有蛋白质酵素、微生物及微生物的营养来源。其中，该填充剂包含碳酸钙或滑石等无机物填充剂；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或橡胶；及该加工助剂包含脂肪酸、脂肪族酰胺类、酯类、石蜡类的分散剂。其中，该发泡剂包含偶氮苯二甲酰胺发泡剂或小苏打，该发泡助剂包含氧化锌。其中，该发泡剂包含甲烷、乙烷或丙烷，该发泡助剂包含氧化锌。其中，该发泡剂为该塑料母粒的淀粉或纤维粉所内含的水份。本专利技术进一步提供一种发泡包装缓冲材及一种发泡鞋材，其由上述的生物可降解发泡材所制成。通过上述说明可知，本专利技术透过添加塑料母粒及酵素调控型助剂，不仅可减少无法分解的聚烯烃材料使用量外，更因发泡过后成品含有一定数量微孔，使塑料母粒和酵素调控型助剂与环境中微生物、细菌的接触面积变大，因此有助于塑料母粒中的基础塑料及聚烯烃材料的高度或完全分解。本专利技术所添加的含淀粉或纤维粉的塑料母粒，可进一步提供微生物更多的营养源，使得微生物快速的增生，加速聚烯烃材料崩解及降解速率，且淀粉或纤维粉本身就具备良好且快速的降解特性，淀粉或纤维粉先分解后，更有助于增加酵素调控型助剂中所含酵素作用的表面积，再次加速整体材料的分解速率。本专利技术透过添加如淀粉或植物纤维等成本较低的塑料母粒，除了可直接减少酵素调控型助剂的使用量，又可因聚烯烃材料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，也可同时降低无法分解的聚烯烃材料使用量，再通过本专利技术表1、表3的降解速率比较表证实，添加塑料母粒确实可进一步加快聚烯烃材料的分解速率。具体实施方式一种生物可降解发泡材，其包含一聚烯烃材料20～70wt％、含70～80wt％淀粉或纤维粉的一塑料母粒20～70wt％、一酵素调控型助剂1～10wt％及一功能助剂0～20wt％，该功能性助剂包含滑剂0.5～3wt％、架桥剂0.1～3wt％、抗氧化剂0.2～2wt％、成核剂0.1～2wt％、发泡剂2～10wt％及发泡助剂0.2～2wt％。本专利技术所述的生物可降解是指其中所含的聚烯烃材料于特定的自然环境中可高度降解或甚至是全降解，所谓的高度降解或全分解是可达到至少90％的降解率。该聚烯烃材料为石化来源或植物来源的聚烯烃材料，例如聚乙烯(Polyethylene,PE)、聚丙烯(Polypropylene,PP)、聚苯乙烯(Polystyrene,PE)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(Polyethylene-co-vinylacetate,EVA)或聚氯乙烯(Polyvinylchloride,PVC)等，该聚烯烃材料在未添加任何协助降解的成分前，无法自行于环境中降解。该塑料母粒中除了含有70～80wt％淀粉或纤维粉外，另外含有一基础塑料20～30wt％，该基础塑料包含聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物或聚氯乙烯等，所述的该纤维粉包含竹粉、木粉、米糠粉、秸秆粉、咖啡粉等植物纤维粉的一种或多种混合物。该塑料母粒本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物可降解发泡材，其特征在于，其降解率至少达90wt％，其包含：一聚烯烃材料20～70wt％；含70～80wt％淀粉或纤维粉的一塑料母粒20～70wt％；一酵素调控型助剂1～10wt％；一功能性助剂0～20wt％；以及所述功能性助剂包含滑剂0.5～3wt％、抗氧化剂0.2～2wt％、成核剂0.1～2wt％、架桥剂0.1～3wt％、发泡剂2～10wt％及发泡助剂0.2～2wt％。

【技术特征摘要】
1.一种生物可降解发泡材，其特征在于，其降解率至少达90wt％，其包含：一聚烯烃材料20～70wt％；含70～80wt％淀粉或纤维粉的一塑料母粒20～70wt％；一酵素调控型助剂1～10wt％；一功能性助剂0～20wt％；以及所述功能性助剂包含滑剂0.5～3wt％、抗氧化剂0.2～2wt％、成核剂0.1～2wt％、架桥剂0.1～3wt％、发泡剂2～10wt％及发泡助剂0.2～2wt％。2.如权利要求1所述的生物可降解发泡材，其特征在于，其中：所述聚烯烃材料包含石化来源或植物来源的聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物或聚氯乙烯；所述塑料母粒包含聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物或聚氯乙烯；所述纤维粉为竹粉、木粉、米糠粉、秸秆粉、咖啡粉的一种或多种混合物；所述功能性助剂中的所述滑剂包含聚乙烯蜡、石蜡、硬脂酸盐或脂肪酸类，所述抗氧化剂包含1010抗氧化剂或168抗氧化剂，所述成核剂包含碳酸钙、滑石、蒙托土、氮化硼或二氧化钛，所述架桥剂包含DCP架桥剂；该生物可降解发泡材进一步包含色料、填充剂、增韧剂或加工助剂；及所述酵素调控型助剂含有蛋白质酵素...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨华鸿，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