CN101838449B - 聚乳酸发泡组合物 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种聚乳酸发泡组合物，至少包含聚乳酸、乳化剂、发泡粉与溶剂。利用此聚乳酸组合物所制成的发泡体，可隔热、保温、防水与防油。废弃的发泡体具有完全生物可降解性。

Description

聚乳酸发泡组合物

技术领域

本发明是涉及一种发泡组合物，且特别是涉及一种含有聚乳酸的发泡组合物。

背景技术

一般纸制或塑料制的一次性使用的食品容器，如杯、碗、盘等，于盛装热饮、热汤等热食时，由于食品容器本身不具有隔热效果，热食的热气除了会直接由开口散出之外，更会全面地传导至食品容器整体并往外发散。因此，当使用者以手握持食品容器时，与食品容器接触的部位便会容易地被热气烫伤。

再者，一般用以盛装热食的食品容器，除了必须要具有良好的防漏、隔热特性，防止使用者受伤以外，也需要具有保温的功能，以减缓内容物与外界温度进行热交换而变冷，提升内容物的尝味期。

目前，坊间常见的一次性食品保温容器仍然以保丽龙材质为多数。主要因为保丽龙材质具隔热与保温作用。再者，保丽龙由聚苯乙烯或是聚氯乙烯发泡成型，其发泡后的体积可以膨胀至原材料的三到六十倍，不仅质轻且价廉。然而，由于聚苯乙烯、聚氯乙烯并无法自行降解，且废弃后燃烧，会产生大量的有毒气体，对自然生态环境造成极大的危害。

发明内容

因此，本发明的一方面是在提供一种聚乳酸发泡组合物，供制成具有隔热与保温效果的发泡体。且其所制成的发泡体为完全的生物可降解性，减少对环境的污染。

依据本发明一实施方式，一种聚乳酸发泡组合物，至少包含聚乳酸、乳化剂、发泡粉与溶剂。乳化剂为帮助增加聚乳酸的亲水值。聚乳酸的重量百分比为15％～55％，乳化剂的重量百分比为2％～14％，发泡剂的重量百分比为1％～18％，而溶剂则为余量。

本发明的另一方面是在提供一种聚乳酸发泡纸材，本身为生物可降解性，不需经过处理即可于环境中自然降解。

依据本发明另一实施方式，一种聚乳酸发泡纸材，至少包含纸层与聚乳酸发泡体。聚乳酸发泡体位于纸层上，且聚乳酸发泡体包含聚乳酸发泡组合物。其中聚乳酸发泡组合物包含聚乳酸、乳化剂、发泡粉与溶剂。乳化剂为帮助增加聚乳酸的亲水值，且聚乳酸的重量百分比为15％～55％，乳化剂的重量百分比为2％～14％，发泡粉的重量百分比为1％～18％，而溶剂则为余量。

依据本发明又一实施方式，一种食品容器，至少包含前述的聚乳酸发泡纸材。

应用本发明的聚乳酸发泡组合物，由于聚乳酸为完全的生物可降解性，因此于适当温度、湿度的非密闭空间中，聚乳酸发泡组合物所制成的发泡体可被降解为水与二氧化碳。而水与二氧化碳可回归于环境中，供生物再循环利用。此外，以聚乳酸取代传统塑料发泡材料，所形成的发泡体仍具有良好的隔热及保温效果。

具体实施方式

由于保丽龙材料无法在自然环境中自行降解，经弃置后势必对环境造成极大的危害，而成为环境污染的重要因素。目前市面上已有可降解性塑料发泡产品的引进和生产研发。然而多是以传统的塑料发泡材料为改良标的，掺配一定比例的淀粉所制造的发泡产品。传统的塑料发泡材料例如聚乙烯(polyethylene，PE)、聚丙烯(polypropylene，，PP)、聚苯乙烯(Polystyrene，PS)或聚氯乙烯(Polyvinylchloride，PVC)等。此类塑料发泡材料的改良也应用于一次性使用的碗、盘、杯、盒等食品容器的生产，以取代传统的保丽龙材料的使用。

然而这类产品经弃置于自然环境中后，由于并非完全由生物可降解材料所制成，仍含有部份不可降解的塑料材料。因此仅能因化学反应或生物降解作用而碎裂成小的塑料碎片，并不能在自然环境中完全降解。

由于上述问题，在本发明的一实施方式中提出一种聚乳酸发泡组合物，用以制成完全的生物可降解性的发泡体。此聚乳酸发泡组合物包含聚乳酸、乳化剂、发泡粉与溶剂。

聚乳酸为发泡组合物中的主要成份，并且完全取代以往发泡反应中的传统塑料，而以聚乳酸作为发泡反应的主要反应物。由于聚乳酸为完全的生物可降解性，因此以聚乳酸发泡组合物制成的发泡体也为完全生物可降解性。于此实施方式中，聚乳酸发泡组合物中含有重量百分比为15％～55％的聚乳酸。根据另一实施方式，聚乳酸发泡组合物中含有重量百分比为18％～45％的聚乳酸。

乳化剂用以增加聚乳酸的亲水值，使聚乳酸分散于水溶液中。因此，聚乳酸组合物可依后续使用需求以水溶液调配为不同浓稠度的混合物。于此实施方式中，乳化剂为天然动物性乳化剂或植物性乳化剂。而乳化剂的亲水亲油平衡值(hydrophilic-lipophilic balance，HLB)为6～18。聚乳酸发泡组合物中含有重量百分比为2％～14％的乳化剂。

发泡粉用以帮助聚乳酸进行发泡反应，发泡粉的添加量决定后续聚乳酸组合物的发泡程度。于此实施方式中，发泡粉的发泡温度为70～160℃。添加发泡粉后的聚乳酸的发泡程度达10倍发泡。因此，视所需的发泡程度，聚乳酸发泡组合物中含有重量百分比为1％～18％的发泡粉。根据另一实施方式，聚乳酸发泡组合物中含有重量百分比为2％～17％的发泡粉。

依照本发明的一实施方式，聚乳酸发泡组合物中也可添加其它添加剂，以增加发泡后的发泡体中的介质成分，降低热传导率。添加剂可为木质粉或中空玻璃珠粉末。所添加的添加剂除增加隔热效果外，也影响发泡体的软硬程度。当添加的木质粉或中空玻璃珠粉末越多，则聚乳酸发泡组合物发泡后的发泡体的硬度越高；反之，当添加的木质粉或中空玻璃珠粉末越少，则聚乳酸发泡组合物发泡后的发泡体的硬度越低，即发泡体较为柔软。当聚乳酸发泡组合物中具有添加剂时，添加剂的重量百分比为1％～3％。视产品硬度需求，调整添加剂的重量百分比。

上述聚乳酸发泡组合物的成分都需分散于溶剂中。于此实施方式中，溶剂为水。聚乳酸发泡组合物的溶剂添加量为补足上述各成份添加后不足重量百分比100％的余量。

根据本发明的另一实施例，一种聚乳酸发泡纸材包含纸层与聚乳酸发泡体，其中聚乳酸发泡体位于纸层上。聚乳酸发泡体是由将上述的聚乳酸发泡组合物涂布于纸层上，经过后续加热制备工艺直接于纸层上形成。

前述聚乳酸发泡组合物利用喷涂、滚涂或刷涂的方式涂布于纸层上。因此聚乳酸发泡组合物可依照聚乳酸发泡纸材的制备工艺需求，调配为不同浓稠度。例如，利用喷涂时聚乳酸发泡组合物若太粘稠，则聚乳酸发泡组合物无法由喷嘴中喷出。当聚乳酸发泡组合物涂布于纸层上后，经过70℃的烘烤以及100℃的热压膜热压后，聚乳酸发泡组合物即会受热发泡，直接于纸层上形成完全可降解的聚乳酸发泡体。

上述的聚乳酸发泡纸材可用于各种食品容器的制造。如水杯、咖啡杯、餐盘类或碗类容器等一次性使用的食品容器。

本发明的聚乳酸发泡组合物中以乳化剂增加聚乳酸的亲水值，使得聚乳酸可依照后续制备工艺需求调配为不同浓稠度的组合物。而应用本发明的聚乳酸发泡组合物所制成的纸材与食品容器于使用废弃后，可几近完全被降解为水与二氧化碳。而水与二氧化碳可回归于环境中，供生物再利用，减少环境污染。此外，以聚乳酸发泡纸材制成的食品容器仍具有隔热、保温、防水、防油的作用。再者，利用聚乳酸发泡纸材制成的食品容器使用后，即使利用焚化方式处理，产生的热能也较一般塑料材质低，可延长焚化炉的使用寿命。

虽然本发明已以实施方式公开如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种聚乳酸发泡组合物，至少包含：

一聚乳酸，重量百分比为15％～55％；

一乳化剂，重量百分比为2％～14％，其中所述乳化剂的亲水疏水平衡值为10～18，所述乳化剂帮助增加所述聚乳酸的亲水值；

一发泡粉，重量百分比为1％～18％，其中所述发泡粉的发泡温度为70℃～160℃；以及

一溶剂，余量。

2.根据权利要求1所述的聚乳酸发泡组合物，其中所述乳化剂为天然性乳化剂。

3.根据权利要求1所述的聚乳酸发泡组合物，其中所述乳化剂为动物性乳化剂或植物性乳化剂。

4.根据权利要求1所述的聚乳酸发泡组合物，还包含一添加剂。

5.根据权利要求4所述的聚乳酸发泡组合物，其中所述添加剂为一木质粉。

6.根据权利要求4所述的聚乳酸发泡组合物，其中所述添加剂为一中空玻璃粉末。

7.根据权利要求1所述的聚乳酸发泡组合物，其中所述溶剂为水。

8.一种聚乳酸发泡纸材，至少包含：

一纸层；以及

一聚乳酸发泡体，位于所述纸层上，且所述聚乳酸发泡体具有一聚乳酸发 泡组合物，其中所述聚乳酸发泡组合物包含：

一聚乳酸，重量百分比为15％～55％；

一乳化剂，重量百分比为2％～14％，其中所述乳化剂的亲水疏水平衡值为10～18，所述乳化剂帮助增加所述聚乳酸的亲水值；

一发泡粉，重量百分比为1％～18％，其中所述发泡粉的发泡温度为70℃～160℃；以及

一溶剂，余量。

9.根据权利要求8所述的聚乳酸发泡纸材，其中所述聚乳酸发泡组合物以喷涂、滚涂或刷涂方式涂布于所述纸层上，并于加热烘烤后形成聚乳酸发泡体。

10.一种食品容器，至少包含根据权利要求8所述的聚乳酸发泡纸材。