不含聚乳酸的生物可分解餐具的制作方法

1.本发明涉及一种生物可分解环保器具，特别是涉及一种由不含聚乳酸的生质材料所构成的生物可分解餐具。


背景技术：

2.现今社会大众的环保意识逐渐提高，由于石化加工品对于生态环境带来污染，人们开始有意识的选用由生物可分解材料所制成的绿色环保产品。
3.其中，因具有良好的加工性与机械性质，聚乳酸(polylactic acid，pla)被广泛地应用在例如：餐具、购物袋等替换性高的产品，然而，若欲丢弃这些含有聚乳酸成分的环保器具时，必须将所述环保餐具送至专门的工业掩埋场，且必须将外部环境控制在特定的温度、湿度，及菌种的条件下，才得以使聚乳酸完全分解，反而大幅提高处理废弃物的成本，且在聚乳酸分解的过程中会释出二氧化碳、水及甲烷，其中，甲烷获取热能的能力，造成温室效应的强度高于二氧化碳约25倍，且在室温中容易燃烧，亦会使掩埋场发生危险。此外，为了降低制作成本或提升产品加工性，仍有不少环保器具的组成中会添加少量石化加工的填充物，因此，在该环保餐具分解后，所述填充物仍会以细小碎片的形式残留在土壤中而产生污染。
4.因此，如何降低环保器具的后续处理成本，及再更进一步降低后续分解产物所造成的环境与安全问题，仍是相关领域研究的重点之一。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种不含聚乳酸的生物可分解餐具。
6.本发明的不含聚乳酸的生物可分解餐具包含握持部及接触部。
7.该握持部用以供使用者拿持或施力。
8.该接触部自该握持部延伸形成，以供与食物接触，该握持部与该接触部为一体成型，并由不含聚乳酸的生物可分解组成经过造粒及射出成型制得。该不含聚乳酸的生物可分解组成包括生物基聚合物、生物基粉体及助剂。
9.该生物基聚合物包括生物基聚丁二酸丁二醇酯(bio
‑
pbs)，及生物基辅助聚合物，该生物基辅助聚合物选自生物基聚丁二酸乙二醇酯(bio
‑
pes)及生物基聚羟基丁酸酯(bio
‑
phb)的其中至少一种。
10.该生物基粉体选自生物炭、植物性纤维、钙盐，及前述其中至少一组合。
11.该助剂包括油、脂、蜡的其中至少一种。
12.其中，以该不含聚乳酸的生物可分解组成的重量百分比为100wt％，该生物基聚合物的含量介于60wt％至80wt％，该生物基聚丁二酸丁二醇酯的含量介于20wt％至55wt％，该生物基粉体的含量介于16wt％至38wt％，该助剂的含量介于2wt％至4wt％。
13.优选地，本发明所述不含聚乳酸的生物可分解餐具，该生物基辅助聚合物占该生物可分解材料组成的含量介于15wt％至50wt％。
14.优选地，本发明所述不含聚乳酸的生物可分解餐具，该接触部自该握持部延伸并定义出可盛装食物的容置区。
15.优选地，本发明所述不含聚乳酸的生物可分解餐具，该接触部自该握持部延伸并具有至少二个彼此间隔，并成长条状的插设段。
16.优选地，本发明所述不含聚乳酸的生物可分解餐具，该接触部自该握持部延伸并具有可用来切割食物的刃部。
17.优选地，本发明所述不含聚乳酸的生物可分解餐具，该接触部自该握持部延伸并形成长棍状的夹取段。
18.优选地，本发明所述不含聚乳酸的生物可分解餐具，该握持部具有顶面，及自该顶面周缘向下延伸的延伸段，该接触部自该延伸段延伸，与该握持部共同定义出容置空间，并具有位于该容置空间的螺纹。
19.本发明的有益的效果在于：由于该生物可分解餐具的构成材料不含聚乳酸且选自生质材料，因此，在一般环境下即可分解，且分解后的产物仅为水、二氧化碳及少量来自该生物基粉体的碱性物质，不会残留石化填充物或产生甲烷，因此能进一步降低环保性废弃物的处理成本，以及改善在处理过程中产生的二次污染与安全问题。
附图说明
20.图1是一示意图，说明本发明不含聚乳酸的生物可分解餐具的一实施例；
21.图2至5是一示意图，说明本发明不含聚乳酸的生物可分解餐具的不同态样。
具体实施方式
22.下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。
23.在本发明被详细描述前，应当注意以下的说明内容中，类似的组件是以相同的编号来表示。
24.本发明就以下实施例作进一步说明，但应了解的是，实施例仅为例示说明之用，而不应被解释为本发明实施的限制。
25.参阅图1，本发明不含聚乳酸的生物可分解餐具的一实施例为汤匙100，包含一握持部1，及一自该握持部1延伸形成的接触部2，该接触部2自该握持部1延伸并定义出一可盛装食物的容置区21。
26.该握持部1用以供使用者拿取或施力，进而带动该接触部2来盛接或夹取食物。
27.参阅图2至4，本发明该生物可分解餐具还可以是叉子200、刀子300或筷子400。
28.参阅图2，当该不含聚乳酸的生物可分解餐具为叉子200，该握持部1为长柱状的握柄，该接触部2自该握持部1的其中一端延伸并具有至少二个彼此间隔，且成长条状的插设段22，以用来插取食物。
29.参阅图3，在另一些实施例中，当该不含聚乳酸的生物可分解餐具为刀子300时，该接触部2自该握持部1延伸形成，具有一成扁平状并具有多个锯齿，以用来切割食物的刃部23。
30.此外，参阅图4，于另一实施例中，该不含聚乳酸的生物可分解餐具可以为筷子400，该握持部1为两个彼此相配合的长棍状体，该接触部2自该握持部1的其中一端延伸形
成，并定义出一为长棍状的夹取段24，所述夹取段24可彼此配合地用来夹取食物。
31.参阅图5，于另一实施例中，该生物可分解餐具也可以是瓶盖500。当该生物可分解餐具为瓶盖500时，该握持部1具有一顶面11，一自该顶面11周缘直向延伸的延伸段12。该接触部2具有自该延伸段12延伸的延伸壁25，及形成于该延伸壁25的内表面的螺纹26，该接触部2与该握持部1共同定义出一容置空间27，且该螺纹26位于该容置空间27。该握持部1为中空的圆柱状体，可供使用者施力转动并利用该螺纹26与一瓶子(图未示)的螺纹相配合，用以封住一瓶子的瓶口。
32.在本实施例中，该握持部1及该接触部2为一体成型，且是经由一不含聚乳酸的生物可分解组成通过造粒、射出成型等加工制程而制得，该不含聚乳酸的生物可分解组成皆选自天然的绿色材料，不具有任何石化填充物，在本实施例中，该不含聚乳酸的生物可分解组成包含生物基聚合物、生物基粉体及助剂。
33.具体的说，该生物基聚合物包括生物基聚丁二酸丁二醇酯(bio
‑
pbs)，及生物基辅助聚合物。以该不含聚乳酸的生物可分解组成的重量百分比为100wt％，该生物基聚合物的总含量介于60wt％至80wt％，该生物基聚丁二酸丁二醇酯(bio
‑
pbs)的含量介于20wt％至55wt％，该生物基辅助聚合物的含量介于15wt％至50wt％，且该生物基辅助聚合物选自生物基聚丁二酸乙二醇酯(bio
‑
pes)及生物基聚羟基丁酸酯(bio
‑
phb)的其中至少一种。
34.该生物基聚合物选择bio
‑
pbs为主要组成，是由于在一般环境如常温常压下，bio
‑
pbs即可被厌氧菌分解，且分解后的产物仅为二氧化碳跟水，与bio
‑
pes相比，bio
‑
pbs的降解速度较慢，更有利于所制作餐具的性能以及质量的管控。该生物基辅助聚合物可用于进一步调整该生物可分解餐具的降解速度并可用于调整该生物可分解组成于熔融状态时的流动性，用以提升该生物可分解组成的可加工性以及最终产品的韧性强度。
35.该生物基粉体的含量介于16wt％至38wt％，并选自生物炭(biochar)、植物性纤维、钙盐，及前述其中至少一组合。该生物基粉体的添加可用于提高该生物可分解餐具的耐热性及可加工性，并增强该不含聚乳酸的生物可分解餐具的机械强度，且该生物基粉体分解后会产生碱性物质，可做为有机肥料以改善土壤酸化的问题。
36.该助剂可包含增韧剂，及增稠剂的其中至少一种，于本发明的实施例中，该助剂包括含量介于2wt％至4wt％的增韧剂，该增韧剂可选自油、脂、蜡的其中至少一种，以增强该不含聚乳酸的生物可分解餐具的韧性强度。
37.兹以下述具体例1至3说明以本发明该实施例，利用不同组成的该生物可分解组成，经由射出成型制得的具有不同颜色及态样的生物可分解餐具。
38.具体例1
39.具体例1的生物可分解餐具的制程如下：
40.首先准备该不含聚乳酸的生物可分解组成。以该不含聚乳酸的生物可分解组成的重量百分比为100wt％计，该不含聚乳酸的生物可分解组成包含20wt％的bio
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pbs、40wt％的bio
‑
pes、38wt％的贝壳粉末，及2wt％的环氧大豆油。在本具体例中，该bio
‑
pbs是以经由生质材料，例如玉米经过发酵、萃取合成而取得的生物可分解纤维树酯；该贝壳粉末是以取自例如牡蛎壳、扇贝壳或蚌壳等海洋性钙盐，并经由高温烧结后研磨取得为例，但不以此为限。
41.接着，将前述材料通过密炼机于126℃至132℃的条件熔炼并充分混合，形成一混
合物，再通过造粒制得预定大小的母粒，随后将所述母粒放入一射出机，并经由温度参数为160℃
‑
160℃
‑
150℃
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145℃的四段控温的热制程，用以依序进行预热、射出成型、冷却，及脱模等系列步骤，而得到预定形状的生物可分解餐具，且由于构成材料皆为白色或浅黄色，因此该不含聚乳酸的生物可分解餐具的外观呈现白色或浅黄色。且该不含聚乳酸的生物可分解餐具可为如图1至5所示的结构。
42.在此需要说明的是，造粒制程的相关条件参数，及射出成型的后续处理程序已为相关领域所知悉，故不多加赘述。
43.具体例2
44.与具体例1类似地，具体例2的生物可分解餐具的制程如下：
45.该具体例2是先准备用以构成该混合物的生物可分解组成，以该混合物的重量百分比为100wt％计，该混合物包含35wt％的bio
‑
pbs、35wt％的bio
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p3hb、27wt％的绿茶粉末，及3wt％的蒙旦蜡。
46.接着，将该混合物于122℃至125℃的条件下充分融炼混合，随后，经由造粒产生预定大小的母粒，再将所述母粒以155℃
‑
155℃
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142℃
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133℃四段控温的热制程进行射出成型加工而得到外观为深卡其色的生物可分解餐具，且该不含聚乳酸的生物可分解餐具的外观颜色是来自于该绿茶粉末及该蒙旦蜡，该不含聚乳酸的生物可分解餐具可为如图1至5所示的结构。
47.具体例3
48.类似于前述的具体例，该具体例3的生物可分解餐具的制程如下：
49.该具体例3是先准备该不含聚乳酸的生物可分解组成，且以整体的重量百分比为100wt％计，该生物可分解组成包含55wt％的bio
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pbs、25wt％的bio
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p4hb、10wt％的竹炭粉末、6wt％的菱角壳粉末，以及4wt％的荷荷芭油。
50.接着，将该生物可分解组成于126℃至134℃的条件下混合而形成混合物，再将该混合物经由造粒产生母粒，再将所述母粒以进行160℃
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155℃
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146℃
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135℃四段控温的热制程进行射出成型，而得到预定形状的生物可分解餐具，该不含聚乳酸的生物可分解餐具的外观为黑色，是来自于该菱角壳粉末与该竹炭粉末，且该不含聚乳酸的生物可分解餐具可如图1至5所示的结构。
51.在前述的具体例中，该混合物由不含聚乳酸的生物可分解材料所构成，将该混合物经由热处理成熔融状态并充分混合后再经过冷却、造粒等系列步骤，将该混合物制作成数个预定大小的母粒，并通过射出成型等加工方式将所述母粒依预定形状，而制成刀叉、筷子、瓶盖等不含聚乳酸的生物可分解餐具，然实际的餐具种类及加工方式并不以此为限。
52.相较于现有含有聚乳酸成分的环保器具必须处于外在温度58℃至70℃、相对湿度90％的特定条件的掩埋环境下该环保器具才会被微生物分解，且当所处环境的氧气含量不足时，该含有聚乳酸的环保器具反而会启动好氧分解机制而释出甲烷，不但造成强烈的温室效应，且该掩埋场有容易起火燃烧的危险。
53.通过使用本发明不含聚乳酸的生物可分解餐具，当使用后进行废弃物掩埋处理时，即可完全分解，因此能有效地降低分解所述废弃物的成本，且由于该不含聚乳酸的生物可分解餐具的构成材料皆为绿色生质材料，因此分解后的产物仅为水、二氧化碳，及来自该生物基粉体的碱性物质，不会残留石化填充物，亦不会有来自聚乳酸所分解的甲烷，因此能
更进一步改善由废弃物所造成的土质污染问题，以及减缓甲烷所造成的温室效应，以达到环保目的。此外，该碱性物质还可用于有机肥料，并调节土壤本身的酸碱值以提升土壤的肥沃度。
54.综上所述，由于该不含聚乳酸的生物可分解餐具于使用废弃后可完全分解，因此可降低处理废弃物的成本且更安全，此外，由于构成材料皆从自然界加工而来，因此分解后的产物仅为水、二氧化碳，以及碱性物质，而不会产生甲烷或残留石化填充物，因此能有效降低土质污染及掩埋场发生火灾的风险，故确实能达成本发明的目的，故确实能达成本发明的目的。
55.以上所述者，仅为本发明的实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即凡依本发明权利要求书及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明的范围。