专利名称：可被生物性分解的环保器具及其制法的制作方法
技术领域：
本发明是和环保器具有关，特别是关于一种可被生物性分解的环保器具及其制法。
近来产业界正积极研发不致破坏环境的取代物品，其中较受瞩目的，即是将低利用价值的植物纤维原料(一般为谷壳)搅碎成粉粒状，再予加热加压而成型为预定形状的物品(例如碗、盘、盆…等)，其最大优点在于原料取得容易，且成品可被生物性分解，不会造成环保问题。然而，目前此方面的实务技术还不成熟，仍存有许多尚待克服及改良之处，比如像成品的强度、耐水性，以及制程的简化、优化，成本的进一步降低等等。
例如日本特许公开2000-355008(P2000-355008A)专利案所提供的制法，是将稻壳为主的植物原料粉末以及含粘合剂的生物分解性物质混合成混合材料，接着将该混合材料加热加压成中间成型体，再于该中间成型体表面配置织布、不织布而成为成型体，最后再将该成型体加热加压成预定形状。或者，使该混合材料成为泥浆状，再涂布至织布、不织布上并干燥制成片材，于该片材上再积层泥浆状的该混合材料，最后再予加热加压而成型为预定形状。在上述制法中，添加织布、不织布的用意在于补足植物粉末的结合强度，使成型品的坚固性达到实用程度，惟如此使得该制法的程序较为繁琐、生产成本较高，因而缺乏市场竞争性，无法实务量产。
类似地，目前此领域中几乎所有现有制法所制出的成品，在实用性(即强度、耐水性、热安定性…等)、环保性(即容易分解与否)及生产成本等三方面，均未达到可被产业界及市场同时接受的最佳平衡点。简单举例而言，在现有制法之下，若要有较强的成品强度，则其中所含的树脂成份即较多，例如中国第97107979号案所提供的制法中包含5-20％的热熔胶、中国第98121944号案所提供的制法中包含10-35％的脲醛树脂，而该等树脂成份均无法被生物性分解，故成品的环保性未达理想。相反的，不少现有制法是由加入水溶性树脂或淀粉使植物粉粒黏结，如此制出的成品虽较易分解，但此等方法所能发挥的结合强度不高，故制出的成品在强度、耐水性、耐油性、耐酸性、耐酒性及热安定性等各方面的表现均不佳。
为达成前揭目的，本发明提供的可被生物性分解的环保器具的制法，包含有下列步骤a.预先准备以植物纤维原料所粉碎而成的植物粉粒，以及含有黏结剂成份的液态配料；b.将该植物粉粒及该液态配料以预定比例充份搅拌混合，成为混合材料；c.烘干该混合材料，使其含水率在预定值以下，成为成型用料；d.以加热模对该成型用料加热加压，成型出预定形状的器具本体；压模过程中是有进行排气动作，使材料中的水份、气体得以排出；e.在该器具本体表面覆布防水层；f.对覆布有该防水层的器具本体进行烘烤，冷却之后即完成前述环保器具。
其中在步骤a中，该植物粉粒的植物纤维原料，可以是稻壳、麦壳、竹、花生壳、甘蔗渣、稻草、纸浆…其中的一种，或其中至少二种的混合。
其中在步骤a中，该植物粉粒的粒径为50-200目。
其中在步骤a中，该液态配料的主要戊份为合成树脂、溶剂及硬化剂。
其中该液态配料中的合成树脂可以是环氧树脂、硅化合物、合成橡胶、石油树脂、EVA、PVA、PVAc…其中的一种，或其中至少二种的混合。
其中该液态配料中的溶剂可以是甲苯、二甲苯、乙醇…其中的一种，或其中至少二种的混合。
其中在步骤b中，该植物粉粒占70-98％，而该液态配料占2-30％。
其中在步骤b中，是利用高速混合机进行搅拌混合，时间为30-100秒。
其中在步骤c中，该成型用料的含水率为10％以下，而且该成型用料中的可分解物质占86.5-99.1％。
其中在步骤d中，该加热模的模具温度为50-180℃，压力为25、85kg/cm2，压模时间为5-50秒。
其中在步骤d中，压模成型出的该器具本体，厚度在0.5-10mm。
其中在步骤d及步骤c之间，另外再对该器具本体进行烘烤。
其中在步骤c中，是以喷涂防水漆的方式在该器具本体表面覆布该防水层。
其中在步骤c中，是以沾浸防水漆的方式在该器具本体表面覆布该防水层。
其中在步骤c中，该防水层的厚度为5-30μm。
其中在步骤e中，仅在该器具本体的表面局部覆布该防水层。
其中在步骤f中，是以80-150℃烘烤5-20分钟。
其中在步骤f之后，再以高温烘烤方式对该器具进行杀菌作业。
其中在步骤f之后，再由红外线或紫外线对该器具进行杀菌作业。
本发明一种可被生物性分解的环保器具，是以权利要求1至19中其中任何一项所述的制法所制出，其特征在于，其本体是由植物粉末混合含有黏结剂的液态配料，经加热加压而压模成型，且其表面覆布有防水层。
兹举一较佳实施例对本发明做进一步说明。
关于该液态配料的调制方法，举例而言，可先将固态的环氧树脂加入溶剂，并加温至100℃左右，搅拌使其完全溶解成液态，最后再加入硬化剂。
步骤二以该植物粉粒占70-98％，该液态配料占2-30％的比例，将二者充份搅拌混合，使植物粉粒的表面均匀覆布该液态配料(注利用高速混合机需30-100秒)，成为粘稠状的“混合材料”。
步骤三对该混合材料进行干燥，使其含水率降到10％以下，成为“成型用料”。而且，经过此干燥程序后所得的该成型用料，其中的固成份树脂仅有0.9-13.5％，换言之，可分解物质(即植物原料)高达86.5-99.1％。
步骤四取该成型用料作为压模用料，以加热模对其加热加压，即进行压模成型作业。依成型品的形状、厚度或成品的物性需求，此压模作业的模温、压力及时间可适当调整，一般而言，模具温度为50-180℃，压力为25-85kg/cm2，而时间为5-50秒。而且，压模过程中是有进行排气动作，让材料中的气体(含水蒸汽等气体)得以排出，使成型品的质地较佳、强度较高。本实施例所采用的排气方式，是先以较小压力使原料大致定型，再适度开模以让原料中的水份、气体挥发排出，接着再以较大压力进一步压实(注依成品不同，亦有需要进行第二次开模排气)，而成型出预定形状的“器具本体”，如碗、盘、汤匙……等，而其厚度可为0.5-10nm。
步骤五依前述各步骤的环境条件，此时可选择性地将该器具本体进行一次烘烤动作(温度为100℃)，以使材料内部的水份、气体确实挥发散尽。当然，若前置步骤处理妥善，此烘烤作业亦可适当省略。
步骤六以喷涂或沾浸防水漆的方式，在该器具本体的表面覆布一防水层，该防水层的厚度在5-30μm。依据成品用途，可选用油性或水性防水漆，其中，油性防水漆例如可用环氧树脂加硬化剂，其具有架桥作用，可强化材料的键结强度，另外亦可选择加入碳酸钙(CaCo3)，以改变涂漆表面的光泽度；而水性防水漆可用压克力乳化树脂，其具有较易分解的优点。此外，依据成品用途，亦可仅在表面局部作涂布，例如仅在碗盘内面涂上防水层。
步骤七接着以80-150℃的温度，对覆布有防水层的器具本体进行烘烤，时间为5-20分钟，使该防水层干燥成型而确实附着。
步骤八待该器具自然冷却，即完成一可被生物性分解的环保器具。
附带说明，若是制作餐具类的器具，则还要进行一道杀菌作业，并在杀菌之后立即进行隔菌包装，以确保餐具的卫生。当然，若是制作餐具、卫生器材之外的其它器具(例如花盆、烟灰缸等)，此杀菌作业即不需要。又，前述杀菌作业是可依据成品的性质，选择采用高温烘烤杀菌(可由步骤七的烘烤作业同时达成)，或者是利用红外线或紫外线进行杀菌。
应用上述制法，可制出碗、盘、盆、汤匙…等环保餐具，以及花盆、花托盆、育苗盆等栽植用具，或是诸如烟灰缸、板材、高尔夫的球座(teepeg)…等器具，应用领域极为广泛。由于本发明的制程并不复杂，而且主原料(即该植物纤维原料)的取得极为容易，又多是农业上无利用价值的植物皮壳，故成本极低(约与一般的纸制餐具相当)，极具市场价值。再者，因原料的取得无须砍伐林木，而成品又可被自然界所生物性分解，所以不会产生环保问题。
此外，本发明是以含有黏结剂的该液态配料与该植物粉粒充份混合，让粉粒表面均匀覆布液料，使得调合而成的该混合材料，以及烘干水份后的该成型用料，粉粒之间具有极佳的凝聚力；再加上压模过程中有进行排气动作，使得粉粒间的水份、气体可挥发排出，不致封存于材料内部(注水份、气体若留存于材料内部，将会影响内部分子的聚合强度，使得制出的成品过于脆弱而容易裂折，此亦为多数现有产品实用性不佳的一大主因)。由此，本发明所压模成型出的器具，结构十分致密坚实，所以经过实际测试后证实，相较于现有的可被生物性分解的器具，本发明所制出的环保器具确实具有更佳的强度、耐水性、耐油性、耐酸性、耐酒性及热安定性。
最后附加说明以本发明的上述制法所制出的环保器具，在溶出试验(extraction test)的蒸发残渣(Dried residue)以及残留溶剂(solventrssidues)方面的几项重要测试数据在蒸发残渣方面，水为214ppm，4％醋酸(4％CH3CCOH)为3.5ppm，20％乙醇(20％Alcohol)为6.0PPm，正庚烷(n-Heptane)则未能检出；在残留溶剂方面，二甲苯(Xylene)为0.71ppm。以上数据均符合“食品器具、容器、包装卫生标准”。
权利要求
1.一种可被生物性分解的环保器具的制法，其特征在于，其包含有下列步骤a.预先准备以植物纤维原料所粉碎而成的植物粉粒，以及含有黏结剂成份的液态配料；b.将该植物粉粒及该液态配料以预定比例充份搅拌混合，成为混合材料；c.烘干该混合材料，使其含水率在预定值以下，成为成型用料；d.以加热模对该成型用料加热加压，成型出预定形状的器具本体；压模过程中是有进行排气动作，使材料中的水份、气体得以排出；e.在该器具本体表面覆布防水层；f.对覆布有该防水层的器具本体进行烘烤，冷却之后即完成前述环保器具。
2.依据权利要求1所述的可被生物性分解的环保器具的制法，其特征在于，其中在步骤a中，该植物粉粒的植物纤维原料，可以是稻壳、麦壳、竹、花生壳、甘蔗渣、稻草、纸浆…其中的一种，或其中至少二种的混合。
3.依据权利要求1所述的可被生物性分解的环保器具的制法，其特征在于，其中在步骤a中，该植物粉粒的粒径为50-200目。
4.依据权利要求1所述的可被生物性分解的环保器具的制法，其特征在于，其中在步骤a中，该液态配料的主要戊份为合成树脂、溶剂及硬化剂。
5.依据权利要求4所述的可被生物性分解的环保器具的制法，其特征在于，其中该液态配料中的合成树脂可以是环氧树脂、硅化合物、合成橡胶、石油树脂、EVA、PVA、PVAc…其中的一种，或其中至少二种的混合。
6.依据权利要求4所述的可被生物性分解的环保器具的制法，其特征在于，其中该液态配料中的溶剂可以是甲苯、二甲苯、乙醇…其中的一种，或其中至少二种的混合。
7.依据权利要求1所述的可被生物性分解的环保器具的制法，其特征在于，其中在步骤b中，该植物粉粒占70-98％，而该液态配料占2-30％。
8.依据权利要求1所述的可被生物性分解的环保器具的制法，其特征在于，其中在步骤b中，是利用高速混合机进行搅拌混合，时间为30-100秒。
9.依据权利要求1所述的可被生物性分解的环保器具的制法，其特征在于，其中在步骤c中，该成型用料的含水率为10％以下，而且该成型用料中的可分解物质占86.5-99.1％。
10.依据权利要求1所述的可被生物性分解的环保器具的制法，其特征在于，其中在步骤d中，该加热模的模具温度为50-180℃，压力为25、85kg/cm2，压模时间为5-50秒。
11.依据权利要求1所述的可被生物性分解的环保器具的制法，其特征在于，其中在步骤d中，压模成型出的该器具本体，厚度在0.5-10mm。
12.依据权利要求1所述的可被生物性分解的环保器具的制法，其特征在于，其中在步骤d及步骤c之间，另外再对该器具本体进行烘烤。
13.依据权利要求1所述的可被生物性分解的环保器具的制法，其特征在于，其中在步骤c中，是以喷涂防水漆的方式在该器具本体表面覆布该防水层。
14.依据权利要求1所述的可被生物性分解的环保器具的制法，其特征在于，其中在步骤c中，是以沾浸防水漆的方式在该器具本体表面覆布该防水层。
15.依据权利要求1所述的可被生物性分解的环保器具的制法，其特征在于，其中在步骤c中，该防水层的厚度为5-30μm。
16.依据权利要求1所述的可被生物性分解的环保器具的制法，其特征在于，其中在步骤e中，仅在该器具本体的表面局部覆布该防水层。
17.依据权利要求1所述的可被生物性分解的环保器具的制法，其特征在于，其中在步骤f中，是以80-150℃烘烤5-20分钟。
18.依据权利要求1所述的可被生物性分解的环保器具的制法，其特征在于，其中在步骤f之后，再以高温烘烤方式对该器具进行杀菌作业。
19.依据权利要求1所述的可被生物性分解的环保器具的制法，其特征在于，其中在步骤f之后，再由红外线或紫外线对该器具进行杀菌作业。
20.一种可被生物性分解的环保器具，是以权利要求1至19中其中任何一项所述的制法所制出，其特征在于，其本体是由植物粉末混合含有黏结剂的液态配料，经加热加压而压模成型，且其表面覆布有防水层。
全文摘要
一种可被生物性分解的环保器具及其制法，是先准备由植物纤维原料所粉碎而成的植物粉粒，以及含有黏结剂成份的液态配料，并将该植物粉粒及该液态配料混合成混合材料，接着将该混合材料烘干成型用料，再以加热模对该成型用料加热加压，且压模过程中有进行排气动作，而成型出预定形状的器具本体，之后在该器具本体表面覆布防水层，并进行烘烤作业，即完成前述环保器具。
文档编号B27N5/00GK1443631SQ0210703
公开日2003年9月24日 申请日期2002年3月8日 优先权日2002年3月8日
发明者林融祥 申请人:林融详