全降解生物薄膜及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明是关于一种生物薄膜，尤其是一种适用于农业用覆盖膜、温室用大棚膜、保鲜袋、环保袋、环保轻便雨衣的全降解生物薄膜。
【背景技术】
[0002]长久以来，世界各国对环保议题十分重视，对于大量使用塑料材质袋膜所衍生出来的环境污染及处理成本问题束手无策。塑胶商品废弃后的处理问题相当棘手，置于户外掩埋场不易分解容易造成环境污染；若利用焚化炉燃烧则易产生废毒气问题；若采用回收则终将因为回收物的性质变化而仍产生无法分解的塑胶废弃物，以致于近年来许多相关业者纷纷朝向环保及绿能领域研究发展，来寻求上述问题的解决与突破。
[0003]现今生物薄膜多以各类淀粉作为基础原料，搭配诸如树酯、海洋生成物并添加碳酸钙及较低比例的塑料，通过成品原料中天然配方属性，使其接触土壤及环境中的微生物与细菌针对有机物部份进行分解碎裂，但部份塑料成份仍然需要相当长时间才能够完全分解，使裂解比例于60%?80%不等，以致于产生制造成本约为传统塑胶数倍、加工难度大、机械强度差、超过60°C时塑材会软化、无法大批量连续生产等缺点，以致于目前市面上多数的全降解生物薄膜产品在商品化推广及市场接受度方面仍属有限，究其主因在于原料取得不易、分解速度不易调控、产品耐用性低及单价过高使然。
【发明内容】
[0004]鉴于上述延宕已久的问题，发明人研发出一种以土壤为基质的全降解生物薄膜，以使其更加具有实用价值并可降低生产成本。
[0005]本发明提供一种全降解生物薄膜，具防水、透气、可调控分解速度，且使用涵盖范围大及成本低等优点，除可就地于土壤中分解、掩埋、裂解外，长期使用亦可有效改善现今土壤因为传统PE可塑剂所造成的酸化问题，提升农产品育成率以增进产值。
[0006]为达上述目的，本发明的全降解生物薄膜是由高密度土壤、生物淀粉以及增韧剂所组成，包括有重量百分比介于5 %?80 %的高密度土壤、重量百分比介于5 %?50 %的生物淀粉，以及重量百分比介于15%?45%的增韧剂。
[0007]较佳的是，该高密度土壤为伊利石、硅砂、蒙脱石、石英、云母、水辉石的任一种或其组合。
[0008]较佳的是，该高密度土壤是由二氧化硅、氧化铝、氧化钾、氧化铁、氧化钙、镁、钠、硫或钛中任一种或其组合的土壤萃取物所组成。
[0009]较佳的是，该增韧剂为脂肪类热塑性聚氨酯弹性体橡胶(TPU)。
[0010]较佳的是,该薄膜成品厚度介于0.01mm?0.08mm。
[0011]较佳的是，该薄膜增添有染色剂。
[0012]较佳的是，该生物薄膜成品的比重介于1.3?2.7之间。
[0013]较佳的是，该生物薄膜是用作农业覆盖膜、或温室用大棚膜、或保鲜袋、或环保袋、或环保轻便雨衣等。
[0014]如上所述的生物薄膜，其制作步骤为:准备重量百分比5%?80%的高密度土壤、重量百分比5 %?50 %的生物淀粉，及重量百分比15 %?45 %的增韧剂，将高密度土壤及生物淀粉进行干燥后，通过研磨机进行研磨。研磨后的高密度土壤、生物淀粉加入增韧剂以160°C?200°C的高温进行混炼，形成糊化的混合物。将混炼后的糊化混合物置入造粒机中制成条状物后裁切成粒状的原料母粒。将造粒后的原料母粒经除湿后，由吹膜机及分膜切割机依据使用目的制造出不同规格用途的薄膜。
[0015]如上所述的生物薄膜适用于农业用覆盖膜、温室用大棚膜、保鲜袋、环保袋、环保轻便雨衣，是一种具有优异的防水性、透气性、可调控分解速度，使用涵盖范围广且成本低廉的全降解生物薄膜，符合维护环境保护及持续发展的创新概念的应用。
【附图说明】
[0016]图1为本发明的制造方法流程示意图。
【具体实施方式】
[0017]本发明的全降解生物薄膜包含有重量百分比5%?80%的高密度土壤、重量百分比5%?50%的生物淀粉及重量百分比15%?45%的增韧剂。
[0018]该高密度土壤是由重量百分比5 %?80 %的伊利石、硅砂、蒙脱石、石英、云母或水辉石所组成，或为前项高密度土壤萃取物，是由5%?50%的二氧化硅、1%?5%的氧化铝、0.5%?2.5%的氧化钾、0.1%?1.5%的氧化铁、微量金属物质(镁、钠、硫或钛)或氧化物(氧化钙)所组成；该生物淀粉是由重量百分比5%?50%的谷物、玉米或根茎类植物淀粉所组成；该增韧剂为重量百分比15%?45%的脂肪类热塑性聚氨酯弹性体橡胶(TPU)。
[0019]一种全降解生物薄膜的制造方法，其步骤如下:
[0020]A备料:准备重量百分比5 %?80 %的高密度土壤、重量百分比5 %?50 %的生物淀粉，及重量百分比15%?45%的增韧剂；
[0021]B干燥研磨:将上述的高密度土壤及生物淀粉进行粉碎干燥后，通过研磨机进行研磨；
[0022]C混炼:可根据用途与分解速度的需求将上述干燥研磨后的高密度土壤、生物淀粉加入增韧剂以160°C?200°C的高温进行混炼，形成糊化的混合物；
[0023]D造粒:将混炼后的糊化混合物置入造粒机中制成条状物后裁切成粒状的原料母粒;
[0024]E吹膜:将上述造粒后的原料母粒经除湿后，由吹膜机及分膜切割机依据使用目的制造出不同规格用途的薄膜。
[0025]为使本发明的目的、特征及优点更浅显易懂，特举较佳实施例如下:
[0026]取重量百分比75%的高密度土壤及重量百分比5%的生物淀粉进行粉碎干燥后，置入研磨机进行研磨，加入重量百分比20%的增韧剂以200°C高温进行混炼，形成糊化混合物，将混炼后的糊化混合物置入造粒机中制成条状物后裁切成粒状的原料母粒并进行除湿，由吹膜机制膜后以分膜切割机制成农业覆盖膜；此农业覆盖膜经分解实验后，约120天可完全分解。
[0027]再者，取重量百分比75%的高密度土壤及重量百分比10%的生物淀粉进行粉碎干燥后，置入研磨机进行研磨，加入重量百分比15%的增韧剂以200°C高温进行混炼，形成糊化混合物，将混炼后的糊化混合物置入造粒机中制成条状物后裁切成粒状的原料母粒并进行除湿，由吹膜机制膜后以分膜切割机制成农业覆盖膜；此农业覆盖膜经分解实验后，约60天可完全分解。
[0028]本发明经多项试验委托台湾检验科技股份有限公司(SGS)于相对温度(23±2) °C、相对湿度(50±5) % RH的实验室环境中，得测试结果横向抗拉强度157.9kgf/cm2、伸长率178.0%，纵向抗拉强度145.lkgf/cm2、伸长率176.6% ;横向撕裂强度7.3kgf/mm、纵向撕裂强度8.4kgf/mm ;并委托财团法人食品工业发展研究所于OTR at25°C, dry的实验室环境中得透氧度为2963.3(cc/m2 *day)、WVTR at40°C,90% RH的实验室环境中得透湿度 496 (g/m2.day)。
[0029]根据上述较佳实施例分析，根据不同比例调配，可调整控制本发明的分解速度，特列举一比较例如下:
[0030]取重量百分比75%的高密度土壤进行粉碎干燥后，不加入生物淀粉，置入研磨机进行研磨后，加入重量百分比25%的增韧剂以200°C高温进行混炼，形成糊化混合物，将混炼后的糊化混合物置入造粒机中制成条状物后裁切成粒状的原料母粒并进行除湿，由吹膜机制膜后以分膜切割机制成农业覆盖膜，经实验分析结果，此农业覆盖膜经分解实验结果，需至少1年以上时程才可完全分解。
[0031]由高密度的天然环保材料制造的薄膜具有抗热、耐天候、透气及防水的特性，因此若用于农业覆盖膜的用途时，可铺设于农地表面以协助农作物栽植，待作物收成后经过紫外线的阳光曝晒，会自然局部的进行分解，或利用耕耘机进行翻土将碎解的薄膜翻搅入土中，将可更加速制成品的分解速度，经年累月使用本制成品后将有助于土壤酸化问题的改善；此外，运用前述生成原料配方及技术于制造保鲜袋时将有别于时下以PE材质为主的产品，除了因为其兼具透气性可延长蔬果保存期限及增加产量外，也可以用于农园整株果树栽种的完全包覆，除可延缓果实熟成速度增加水果在市面上的价格竞争力之外，亦可避免虫害侵扰及雨水侵蚀造成严重落果，增加农作的产值。
[0032]本发明可针对不同产业需求制作，并可降低PE塑料对于环境所造成的污染及损害。此薄膜成品不但兼具有透气、防水、耐天候、易保存、价格低的特点，同时基于高比例的无机物的有效利用，于自然环境分解后还可直接作为土壤改质的养分，长久持续使用后将能够增加农作物的育成率。
【主权项】
1.一种全降解生物薄膜，包含:高密度土壤、生物淀粉及增韧剂所组成，其特征在于，该高密度土壤重量百分比为5 %?80 %、该生物淀粉重量百分比为5 %?50 %，以及该增韧剂重量百分比为15%?45%。2.根据权利要求1所述的全降解生物薄膜，其特征在于，该高密度土壤是伊利石、硅砂、蒙脱石、石英、云母、水辉石的任一种或其组合。3.根据权利要求1所述的全降解生物薄膜，其特征在于，该高密度土壤是由二氧化硅、氧化铝、氧化钾、氧化铁、氧化钙、镁、钠、硫或钛中任一种或其组合的土壤萃取物所组成。4.根据权利要求1所述的全降解生物薄膜，其特征在于，该增韧剂为脂肪类热塑性聚氨酯弹性体橡胶(TPU)。5.根据权利要求1所述的全降解生物薄膜，其特征在于，该薄膜成品厚度介于0.01mm ?0.08mm。6.根据权利要求1所述的全降解生物薄膜，其特征在于，该薄膜增添有染色剂。7.根据权利要求1所述的全降解生物薄膜，其特征在于，该生物薄膜的比重介于1.3?2.7之间。8.根据权利要求1所述的全降解生物薄膜，其特征在于，该生物薄膜是用作农业覆盖膜、或温室用大棚膜、或保鲜袋、或环保袋、或环保轻便雨衣等。9.一种全降解生物薄膜的制造方法，其特征在于，包括如下步骤: (1).备料:系备有准备重量百分比5%?80%之的高密度土壤、重量百分比5%?50%之的生物淀粉，及重量百分比15%?45%之的增韧剂； (2)干燥研磨:系将上述的高密度土壤及生物淀粉进行干燥后，藉由通过研磨机进行研磨； (3)混炼:系将上述干燥研磨后的高密度土壤、生物淀粉加入增韧剂以160°C?200°C的高温进行混炼，形成糊化的混合物； (4)造粒:将混炼后的糊化混合物置入造粒机中制成条状物后裁切成粒状的原料母粒; (5)吹膜:将上述造粒后的原料母粒经除湿后，由吹膜机及分膜切割机依据使用目的制造出不同规格用途的薄膜。
【专利摘要】本发明涉及一种全降解生物薄膜及其制造方法，是由重量百分比5％～80％的高密度土壤、重量百分比5％～50％的生物淀粉及重量百分比15％～45％的增韧剂所组成，同时通过高比例的无机物的有效利用，于自然环境分解后更可直接作为土壤改质的养分，长久持续使用后将能够增加农作物的育成率，该薄膜制成品并兼具有透气、防水、耐天候、易保存、价格低的特点。
【IPC分类】C08L3/02, C08K3/22, C08K3/34, C08K3/36, C08L75/04
【公开号】CN105273241
【申请号】CN201410352363
【发明人】谢汶蓎, 戴志璁
【申请人】欧亚奈米科技有限公司
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2014年7月23日