专利名称：环保发泡材料的制法的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种环保发泡材料的制法，其主要是为取代目前泛见的保丽龙及 塑胶发泡材料，以解决其所衍生的环保问题，利用可于自然环境中分解的聚乳酸与 淀粉为基材，并在其利用压出机熔融压出前注入高压气体，使其得以产生发泡作用， 据以得压制出具有发泡结构的环保发泡材料，可运用在各种防撞包装或容器的生产 制造。
背景技术：
目前，传统的食品包装及农、渔业产品包装等具有防撞需求所使用的包装资材， 主要是以保丽龙材料作为基材，利用保丽龙的材质特性，使其得以吸收外界的撞击 力量而形成缓冲效果，据以保护所填装物品的安全，或者亦得利用其轻量特性而采 保丽龙材料产制各种碗、盘、杯、盒等各式容器，其运用层面虽相当广泛，因保丽 龙本身材料并无法在自然环境中自行分解，而以焚烧方式处理又会产生有毒废气， 因此存在着极为棘手的环保问题，从而愈来愈多国家已明文禁止保丽龙材料的使 用。
从l 9 9 0年开始，国内已有少数的厂商意识到此一问题的严重性，因其无法 在自然环境中自行分解，经弃置后势必造成环境的负荷，成为环境污染的重要来源 之一，于是开始投入可分解性塑胶发泡产品的引进和生产研发，在初期，业者所研 发的方向都是以传统的塑胶发泡材料为改良标的，如聚乙烯(PE)、聚丙烯(P P)、聚苯乙烯(PS)或聚氯乙烯(PVC)等，掺配一定比例的淀粉所制造的 发泡产品，作为防撞包装资材藉以取代传统的保丽龙材料，然由于这类产品经弃置 于自然环境中后，仅能因化学反应或生物分解作用而碎裂成小的塑胶碎片，并不能 在自然环境中完全分解，且后续的污染散布更不容易掌握，因此并未受到各界接纳 与采用。
而随着科技的发展与环保意识的抬头，业界发现聚乳酸(学名PolyLactide Acid，简称PLA )是以有机酸乳酸为原料生产的新型聚酯材料，其性能胜于现有 塑胶聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等材料，被产业界定为新世纪最有发展前途的新型 环保材料，在未来更可望代替聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等材料运用于各类环保制 品，其应用前景与范围相当广泛。
此类聚乳酸得优点主要有以下几方面 (1 )生物可分解性良好聚乳酸使用后能被自然界中微生物完全分解，最终生成二氧化碳和水，不污染环境，对保护环境非常有利。
(2) 机械性能及物理性能良好聚乳酸适用于吹塑、热塑等各种加工方法， 加工方便，应用十分广泛，可用于加工从工业到民用的各种塑胶制品、食品包装容 器、免洗餐具、碗、盘、杯、盒类、卫生用品容器等等，市场前景十分看好。
(3) 相容性与可分解性良好聚乳酸在医药领域应用也非常广泛，如可生产 一次性输液用具、免拆型手术缝合线等，低分子聚乳酸作药物缓释包装剂等。
本发明的发明人在洞悉聚乳酸在各方面的运用上，均具有极佳的产业利用价 值，所以思考将之运用在包装材料及容器方面，期能取代传统保丽龙及塑胶发泡材 料的使用，使其在达成预期的防撞保护与轻量效能外，更能不致衍生环保废弃物问 题，而在此类聚乳酸材料的运用上，并不适用化学发泡剂或催化剂来帮助其产生发 泡作用，基于此，发明人乃尝试以不同的制法来实现此类聚乳酸材料运用于各种包 装材料及容器产制的可行性。
再者，因此类聚乳酸材料虽具有极高的环保价值，但却因其成本相当高昂，无 形中影响其产业利用价值，换言之，即纯聚乳酸材料制品在产业利用上绝不符经济
效益原则，所以在本发明的研发上必须就此一方面所衍生的成本问题同时加以考量改善。
发明内容
本发明的目的是提供一种环保发泡材料的制法。
本发明制法首要解决的问题，乃在于将聚乳酸材料运用于包装材料及容器产制 方面，藉以取代传统的保丽龙及塑胶发泡材料，藉聚乳酸材料可于自然环境中自行 分解的特性，使其在使用弃置后，并不会对环境造成不利影响，可符合环保意识与 潮流，成为一种主流的环保发泡材料。
上述环保发泡材料的制法，其主要包括
(1 )将预定比例的淀粉与聚乳酸(学名PolyLactide Acid,简称PLA)的 粒状或粉状料混合形成高分解聚合物复合材料；
(2) 将该高分解聚合物复合材料置入压出机进行熔融，在熔融过程中同时注 入一定剂量高压气体，使该高分解聚合物复合材料产生发泡；
(3) 经压出机依其模头型态或配合模具将该高分解聚合物复合材料压出，进 而压制出各种所需形状的环保发泡制品；
依此，利用上揭制法制成的环保发泡制品，特得以在自然环境中自行分解，使
其使用弃置后不致衍生环保废弃物问题。
其中该淀粉与聚乳酸的混合比例，概采占重量2 0 8 0%的淀粉与占重量2
0 8 0 %的聚乳酸混合而成高分解聚合物复合材料。其中该高分解聚合物复合材料的发泡倍数概为5 6 0倍，而其注入的高压空 气剂量是依其发泡倍数调整。
其中该高压空气可为二氧化碳、氮、瓦斯、空气或乙醚。
其乃得视其产制的发泡制品的用途与所需特性，于其高分解聚合物复合材料内 掺加适量的聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS)、聚对苯二甲酸乙 二醇酯(P E T )、聚乙酸脂(PC)或聚氯乙烯(P V C )。
其中该环保发泡制品外层乃得加覆薄膜或收縮膜，以提供表面印刷的实施。
其中该环保发泡制品乃得运用于各种包装资材。
其中该环保发泡制品乃得运用于各类容器的生产制造。
为了减降单纯以聚乳酸材料进行产制所衍生的成本问题，本发明乃尝试将适当 比例的淀粉与聚乳酸材料予以混合后，再进行发泡作业，如此将可有效地减省聚乳 酸的用量，达到减降成本以提升产业利用经济效益的目的。
鉴于聚乳酸材料无法采化学发泡剂或催化剂来达到促成其产生发泡作用的目 的，所以发明人在参阅相关领域技术及多次实验、试作后，终于发现在聚乳酸材料 于压出机内部熔融过程中，若适度注入高压气体，将可使其喷出压头的瞬间产生发 泡作用，进而达成其发泡结构的成型，据以成为本发明在环保发泡材料制作上的重 要技术手段，可解决其无法使用化学发泡剂或催化剂的问题，赋予极佳的产业利用 性与实用价值。
本发明的优点是将聚乳酸材料运用于包装材料及容器产制方面，以取代传统
的保丽龙及塑胶发泡材料，由于聚乳酸材料具有可于自然环境中自行分解的特性，
使其在使用弃置后，不会对环境造成不利影响。
图1是本发明制法一较佳实施例的流程示意图。
图2是本发明制法次一较佳实施例的流程示意图。 图3是本发明制法另一较佳实施例的流程示意图。 图4是本发明实施于包装材料之一较佳实施状态参考图。 图5是本发明实施于包装材料的另一较佳实施状态参考图。 图6是本发明实施于容器制品之一较佳实施状态参考图。 图7是本发明实施于容器制品的另一较佳实施状态参考图。 附图符号说明
U )淀粉 (2 )聚乳酸 (3 )高分解聚合物复合材料
(4 )高压气体 (5 )环保发泡制品 (5 ')发泡材
(6 )环保发泡制品 (10)压出机 (1 1 )模头(1 2 )模具 (13)热压模具
具体实施例方式
有关于本发明制法的实施、技术手段及达成的功效，谨配合图式再予举例进一
步具体说明于后
请参阅图1的流程示意图，是本发明制法之一较佳实施例，如图所示，本发明 在环保发泡材料的制法上，主要是采预定比例的淀粉1与聚乳酸2的粒状或粉状料 混合形成高分解聚合物复合材料3 ，而后将该高分解聚合物复合材料3置入压出机 1 0进行熔融，并在其熔融过程中同时注入一定剂量的高压气体4，使该高分解聚 合物复合材料3在压出机1 0熔融时因该高压气体4的注入而产生发泡作用，待将 该高分解聚合物复合材料3经压出机1 0的模头1 1喷出的瞬间，可快速产生发泡 效果而达成其发泡结构的成型，据以特能依其模头1 1的型态直接压制出各种所需 形状环保发泡制品5 ;
次，请参阅图2的流程示意图，是为本发明制法的次一较佳实施例，如图所示， 在其环保发泡材料的制法上，仍是采预定比例的淀粉1与聚乳酸2的粒状或粉状料 混合形成高分解聚合物复合材料3 ，而后将该高分解聚合物复合材料3置入压出机 1 O进行熔融，并在其熔融过程中同时注入一定剂量的高压气体4，使该高分解聚 合物复合材料3在压出机1 D熔融时因该高压气体4的注入而产生发泡作用，再将 该高分解聚合物复合材料3经压出机10的模头1l注入预制的模具l2内，使该 高分解聚合物复合材料3得在模具1 2内部空间进行发泡，藉以依模具1 2的设计 而制成各种预定型态的环保发泡制品5 ;
另，请参阅图3的流程示意图，是为本发明制法的另一较佳实施例，如图所示， 其在环保发泡材料的制法上，主要采预定比例的淀粉1与聚乳酸2的粒状或粉状料 混合形成高分解聚合物复合材料3 ，而后将该高分解聚合物复合材料3置入压出机 1 O进行熔融，并在其熔融过程中同时注入一定剂量的高压气体4，使该高分解聚 合物复合材料3在压出机1 0熔融时因该高压气体4的注入而产生发泡作用，再将 该高分解聚合物复合材料3经压出机1 0的模头1 l压制成平板状的发泡材5 '， 最后再利用热压模具1 3将之压制成预定型态的环保发泡制品5 ;
在上述实施例中的淀粉与聚乳酸的混合比例，概采占重量2 0 8 0 %的淀粉 与占重量2 0 8 0 %的聚乳酸混合而成高分解聚合物复合材料，并得视其制品的 用途与所需的特性，加入适量的聚丙烯(P P )、聚乙烯(P E )、聚苯乙烯(P S )、 聚对苯二甲酸乙二醇酯(P E T )、聚乙酸脂(P C )、聚氯乙烯(P V C )...等， 以制成各种不同特性的发泡制品，其高分解聚合物复合材料的发泡倍数可为5 6 0倍,并依其发泡的倍数调整其注入的高压气体的剂量,其高压气体可为二氧化碳、氮、瓦斯、空气、乙醚...等；
又，利用上揭制法制成的各类产品，更得视需要于其外层加覆薄膜或收縮膜， 可赋予表面印刷的实施，藉以可增进其产业及商业上的利用价值与市场多变需求;
而依上揭实施例制法，乃可将本发明的环保发泡材料的制造归纳出以下步骤: (1 )将预定比例的淀粉与聚乳酸的粒状料混合形成高分解聚合物复合材料; (2 )将该高分解聚合物复合材料置入压出机进行熔融，在熔融过程中同时注 入高压气体，使该高分解聚合物复合材料产生发泡；
(3 )经压出机依其模头型态或配合模具将该高分解聚合物复合材料压出，进 而压制出各种所需形状的环保发泡制品；
依此，利用该等环保发泡材料得以作为食品包装或农、渔、工业产品包装的资 材，而在其压制成型时，乃得将之制成不规则形状的填充材、网状的包覆材(如图 4所示)、容设固定的定位材(如图5所示)、包夹防撞的缓冲材...等各式各样的 包装资材型态，令其在运用于食品或浓、渔业产品的包装上，可完全取代传统的保 丽龙材料及较少见的塑胶发泡材料，甚至可延伸运用在各种产业制品的包装，使其 具备全方性包装材料的取代置换性，提供所预期的防撞保护功能，或者亦可利用此 类环保发泡材料的轻量性，使其可作为产制碗(如图6所示)、盘、杯(如图7所 示)、盒...等各式容器，取代禁用保丽龙制品后所面临的替代品问题，更重要的 是其可在自然环境中自行分解，因此在其制品使用后弃置上，无需特别处理，即可 在一段时间后自然分解，从而不致衍生环保废弃物问题；
艮P,经由以上说明，可知本发明在利用聚乳酸材料做为包装及容器等制品的产 制上，为赋予其发泡材料的防撞保护与轻量化效能，特于其混合预定比例淀粉在压 出机内部熔融时，注入了适量的高压气体，使其得以藉以产生发泡作用，解决此类 聚乳酸不适用化学发泡剂或催化剂所面临的产业利用问题，而据此制成的环保发泡 材料，不但可运用于食品或农、渔、工业产品包装上的包装资材，亦可将之制成碗、 盘、杯、盒...等各式容器，全面取代保丽龙及塑胶发泡裁料，填补禁用保丽龙材
料后的产业空缺，更重要的是其可于自然环境中自行分解，是以在使用弃置后并不 会衍生环保废弃物的问题，可符合环保意识与潮流，确深具产业利用性与环保实用 价值。
综上所述，本发明所揭示的环保发泡材料的制法，确能在聚乳酸材料运用在各 类环保包装或容器制品方面，达成其发泡结构的赋予，能有效取代传统保丽龙材料 与塑胶发泡材料，使其使用弃置后无环保废弃物问题的产生，整体而言，确具有极 佳的产业利用性与环保实用价值，诚不失为一优异、突出的创新设计，爰依法提出 专利申请。
权利要求
1、一种环保发泡材料的制法，其特征在于，它主要包括(1)将预定比例的淀粉与聚乳酸的粒状或粉状料混合形成高分解聚合物复合材料；(2)将该高分解聚合物复合材料置入压出机进行熔融，在熔融过程中同时注入一定剂量高压气体，使该高分解聚合物复合材料产生发泡；(3)经压出机依其模头型态或配合模具将该高分解聚合物复合材料压出，进而压制出各种所需形状的环保发泡制品。
2、 根据权利要求1所述的环保发泡材料的制法，其特征在于，其中该淀粉与 聚乳酸的混合比例，概采占重量2 0 8 0%的淀粉与占重量2 0 8 0%的聚乳 酸混合而成高分解聚合物复合材料。
3、 根据权利要求l所述的环保发泡材料的制法，其特征在于，其中该高分解 聚合物复合材料的发泡倍数概为5 6 0倍，而其注入的高压空气剂量是依其发泡 倍数调整。
4、 根据权利要求1所述的环保发泡材料的制法，其特征在于，其中该高压空 气可为二氧化碳、氮、瓦斯、空气或乙醚。
5、 根据权利要求l所述的环保发泡材料的制法，其特征在于，其乃得视其产 制的发泡制品的用途与所需特性，于其高分解聚合物复合材料内掺加适量的聚丙 烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙酸脂或聚氯乙烯。
6、 根据权利要求1所述的环保发泡材料的制法，其特征在于，其中该环保发 泡制品外层乃得加覆薄膜或收縮膜，以提供表面印刷的实施。
7、 根据权利要求l所述的环保发泡材料的制法，其特征在于，其中该环保发 泡制品乃得运用于各种包装资材。
8、 根据权利要求1所述的环保发泡材料的制法，其特征在于，其中该环保发 泡制品乃得运用于各类容器的生产制造。
全文摘要
本发明是提供一种环保发泡材料的制法，特别是运用于各种具防撞需求的包装或容器而设计的新颖环保资材，藉以取代传统保丽龙及塑胶发泡材料的使用，并藉其可在自然环境下自行分解的特性，使其使用弃置后不致衍生环保问题；其制造上，主要是将预定比例的淀粉与聚乳酸的粒状料混合形成高分解聚合物复合材料，经压出机熔融并同时注入高压气体，使该高分解聚合物复合材料产生发泡，再经压出机依模头型态或配合模具而压制出各种所需形状的环保发泡制品，可运用于食品或农、渔、工业产品的防撞包装资材，或得制成各式容器，且因其材料得以在自然环境中被逐渐分解，所以不致衍生环保废弃物的问题。
文档编号C08L25/06GK101440169SQ20071017802
公开日2009年5月27日 申请日期2007年11月23日 优先权日2007年11月23日
发明者张静文, 萧娜珍 申请人:杨启赞;晋溢生化科技股份有限公司