CN113045869A - 生物可分解的绿色生物质环保吸管 - Google Patents

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Abstract

一种生物可分解的绿色生物质环保吸管，包含吸管本体及穿孔。该吸管本体由混合物经造粒、挤出及成型而得。该穿孔沿着该吸管本体的中心线延伸并贯穿该吸管本体。其中，该混合物包括生物基聚合物、生物无机粉体及脂质，该生物基聚合物包括生物基聚琥珀酸丁二醇酯，该生物无机粉体是选自于含钙无机粉体或生物炭粉体。本发明生物可分解的绿色生物质环保吸管完全不含石化工业产品，不仅可被生物分解，且分解只产生二氧化碳及水而不产生甲烷，并可提升土壤的肥沃力、修复受污染土壤环境及优化土质，符合全球绿色环保的严格要求。

Description

生物可分解的绿色生物质环保吸管
技术领域
本发明涉及一种环保吸管，特别是涉及一种生物可分解的绿色生物质环保吸管。
背景技术
目前日常生活中使用到的吸管，其材料以石化工业的塑料对人体及环境的危害最为严重，塑料吸管大多采用聚乙烯(PE)及聚丙烯(PP)等较廉价的原料制成，这些原料皆是由石化工业提炼而得。使用于非常温的冷热饮品时，塑料吸管掺混的塑化剂、填充物等极易溶释出有毒物质，会直接对人体造成伤害。另外，由于塑料吸管不易分解，使用后丢弃而产生的大量垃圾不仅造成环境的污染与破坏，进而荼毒地球的自然生态平衡。
为了降低上述危害，聚乳酸(polylactic acid,PLA)是目前最热门的一种吸管原料，它也是众多生物质(biomass)材料中的一种。而由生物基塑料(聚乳酸混掺石化工业产物)制成的环保吸管，仍然需要通过专门的工业将其掩埋于特定温度、湿度、菌种的环境中才得以降解，但其中的石化工业产物仍残留于土壤内；而且聚孔酸降解过程会释出二氧化碳(CO2)、水(H2O)及甲烷(CH4)，曾有掩埋地意外燃烧而造成二次公害，深受国际环保团体诟病，进而针对此类制品设置更严苛的环保规范与绿色技术壁垒。
发明内容
本发明的目的在于提供一种生物可分解的绿色生物质环保吸管，可以克服上述背景技术的缺点。
本发明的生物可分解的绿色生物质环保吸管包含吸管本体及穿孔。该吸管本体由混合物经造粒、挤出及成型而得。该穿孔沿着该吸管本体的中心线延伸并贯穿该吸管本体。其中，该混合物包括生物基聚合物(biobased polymer)、生物无机粉体及脂质(lipid)，该生物基聚合物包括生物基聚琥珀酸丁二醇酯[biobased poly(butylene succinate),Bio-PBS]，该生物无机粉体是选自于含钙无机粉体或生物炭(biochar)粉体。
本发明的有益效果在于：本发明生物可分解的绿色生物质环保吸管完全不含石化工业产品，不仅可被生物分解，且分解只产生二氧化碳及水而不产生甲烷，并可提升土壤的肥沃力、修复受污染土壤环境及优化土质，符合全球绿色环保的严格要求。
以下将就本发明内容进行详细说明：
优选地，该混合物不含聚乳酸。
优选地，该生物基聚合物还包括辅助聚合物，以调节该混合物的熔流指数(meltflow index,MFI)及其他相关物理性质，该辅助聚合物是选自于生物基聚羟基烷酸酯(biobased polyhydroxyalkanoate,Bio-PHA)、生物基聚琥珀酸乙二醇酯[biobased poly(ethylene succinate),Bio-PES]或其组合。可选择地，该生物基聚羟基烷酸酯是选自于生物基聚3-羟基丁酸酯[biobased poly(3-hydroxybutyrate),Bio-P3HB]、生物基聚4-羟基丁酸酯[biobased poly(4-hydroxybutyrate),Bio-P4HB]或其组合。在本发明中，该生物基聚合物是由生物质经发酵及萃取而得的纤维，可购自于日本三菱化学株式会社。
优选地，该含钙无机粉体是由软体动物的外壳经高温烧结而得的粉末，该软体动物的外壳是海洋生物贝壳类的外壳。更优选地，该软体动物的外壳是选自于蛤蜊壳、扇贝壳、牡蛎壳、蚌壳或其组合。该含钙无机粉体具有高碱值，溶解混入土壤时可调节土壤的酸碱值(pH值)进而提升土壤的肥沃力。
优选地，该生物炭粉体是由植物纤维经热裂解而得的粉末，该植物纤维是选自于木材、木屑、竹茎、花生壳、菱角壳或其组合。因该生物炭粉体对于土壤中的有机污染物及重金属有迁移转化作用，可修复受污染土壤环境并优化土质。
该脂质可提供润滑及增加该混合物中各组分的相容性。优选地，该脂质是选自于天然植物蜡、蜂蜡、天然植物油、天然植物油的衍生物或其组合。可选择地，该天然植物蜡是选自于蔗蜡、棕榈蜡、小烛树蜡(candelilla wax)、蒙旦蜡(montan wax)或其组合。可选择地，该天然植物油是选自于木蜡油、大豆油、荷荷芭油(jojoba oil)或其组合。可选择地，该天然植物油的衍生物是环氧大豆油(epoxidized soybean oil,ESO)。
优选地，以该混合物总重为100wt％，该生物基聚琥珀酸丁二醇酯的含量比例为15-65wt％。
附图说明
本发明的其他的特征及功效，将于参照附图的实施方式中清楚地呈现，其中：
图1是本发明生物可分解的绿色生物质环保吸管的实施例的立体示意图；及
图2是本发明生物可分解的绿色生物质环保吸管的实施例的局部放大组成示意图。
具体实施方式
在本发明被详细描述前，应当注意在以下的说明内容中，类似的元件是以相同的编号来表示。
本发明将就以下实施例来作进一步说明，但应了解的是，所述实施例仅为例示说明用，而不应被解释为本发明实施的限制。
参阅图1，本发明的生物可分解的绿色生物质环保吸管1的实施例包含吸管本体11及穿孔12。该吸管本体11由混合物经造粒、挤出及成型而得。该穿孔12沿着该吸管本体11的中心线延伸并贯穿该吸管本体11。
[实施例一]
实施例一的生物可分解的绿色生物质环保吸管(如图2所示)的工艺如下：
取生物基聚琥珀酸丁二醇酯(Bio-PBS)44wt％与生物基聚琥珀酸乙二醇酯(Bio-PES)15wt％两者混合作为生物基聚合物21；取蛤蜊壳经1000℃以上高温烧结而得的蛤蜊壳粉40wt％作为白色的生物无机粉体22；把热融的蒙旦蜡0.2wt％与荷荷巴油0.8wt％两者混合作为脂质23倒入生物无机粉体22内充分搅拌均匀。
将上述各成分依序加入密炼机中加热至125-142℃混匀为天然的多成分似面团混合物后，经造粒机模口挤出预定直径和数目的条状软质体，再过冷水槽冷却，烘干和切粒成设定大小的初始原料粒。
将吸管挤出机预热，四段控温依序为160℃、160℃、155℃、150℃，将上述原料粒倒入挤出机进料漏斗，逐渐加热挤出成热融膏条状物，同步调控模具内的吹出气压为0.01-0.20MPa表压力及进料速率为8-30kg/h，吹制出无过度悬垂性的喇叭状中空管，并穿引过导孔环，浸没在控温10-20℃臭氧杀菌处理过的开放式循环水冷槽中定型后浮出水面进行红外线控温烘干；再导入切割机切断成长度为210mm且外径为8mm的生物可分解的绿色生物质环保吸管1。
[实施例二]
类似于实施例一，实施例二的生物可分解的绿色生物质环保吸管(如图2所示)的工艺如下：
取生物基聚琥珀酸丁二醇酯(Bio-PBS)48wt％与生物基聚3-羟基丁酸酯(Bio-P3HB)13.5wt％两者混合作为生物基聚合物21；取牡蛎壳经1000℃以上高温烧结而得的牡蛎壳粉(5000目)37wt％作为白色的生物无机粉体22；把环氧大豆油1.5wt％作为脂质23倒入生物无机粉体22内充分搅拌均匀。
实施例二的初始原料粒的造粒步骤与实施例一相同。
将吸管挤出机预热，四段控温依序为125℃、115℃、110℃、120℃，将上述原料粒倒入挤出机进料漏斗，逐渐加热挤出成热融膏条状物，同步调控模具内的吹出气压为0.01-0.015MPa表压力及进料速率为10-40kg/h，吹制出无过度悬垂性的喇叭状中空管，并穿引过导孔环，浸没在控温10-20℃臭氧杀菌处理过的开放式循环水冷槽中定型后浮出水面进行红外线控温烘干；再导入切割机切断成长度为200mm且外径为10mm的生物可分解的绿色生物质环保吸管1。
[实施例三]
类似于实施例一，实施例三的生物可分解的绿色生物质环保吸管(如图2所示)的工艺如下：
取生物基聚琥珀酸丁二醇酯(Bio-PBS)50wt％作为生物基聚合物21；取木炭、菱角壳与花生壳三者经热裂解而得的粉末混合共47wt％作为黑色的生物无机粉体22；把环氧大豆油3wt％作为脂质23倒入生物无机粉体22内充分搅拌均匀。
将上述各成分依序加入密炼机中加热至115-138℃混匀为天然的多成分似面团混合物后，经造粒机模口挤出预定直径和数目的条状软质体，再过冷水槽冷却，烘干和切粒成设定大小的初始原料粒。
将吸管挤出机预热，四段控温依序为145℃、143℃、130℃、120℃，将上述原料粒倒入挤出机进料漏斗，逐渐加热挤出成热融膏条状物，同步调控模具内的吹出气压为0.02-0.06MPa表压力及进料速率为12-35kg/h，吹制出无过度悬垂性的喇叭状中空管，并穿引过导孔环，浸没在控温10-20℃臭氧杀菌处理过的开放式循环水冷槽中定型后浮出水面进行红外线控温烘干；再导入切割机切断成长度为210mm且外径为6mm的生物可分解的绿色生物质环保吸管1。
[实施例四]
类似于实施例三，实施例四的生物可分解的绿色生物质环保吸管(如图2所示)的工艺如下：
取生物基聚琥珀酸丁二醇酯(Bio-PBS)15wt％与生物基聚羟基烷酸酯(Bio-PHA)38wt％两者混合作为生物基聚合物21；取木炭与菱角壳两者经热裂解而得的粉末混合共45wt％作为黑色的生物无机粉体22；把热融的蜂蜡与环氧大豆油两者混合共2wt％作为脂质23倒入生物无机粉体22内充分搅拌均匀。
实施例四的初始原料粒的造粒步骤与实施例三相同。
将吸管挤出机预热，四段控温依序为160℃、152℃、140℃、130℃，将上述原料粒倒入挤出机进料漏斗，逐渐加热挤出成热融膏条状物，同步调控模具内的吹出气压为0.012-0.028MPa表压力及进料速率为25-55kg/h，吹制出无过度悬垂性的喇叭状中空管，并穿引过导孔环，浸没在控温10-20℃臭氧杀菌处理过的开放式循环水冷槽中定型后浮出水面进行红外线控温烘干；再导入切割机切断成长度为210mm且外径为8mm的生物可分解的绿色生物质环保吸管1。
综上所述，本发明生物可分解的绿色生物质环保吸管完全不含石化工业产品(其中含钙无机粉体吸管已于2019年11月22日取得德国
Figure BDA0002669280250000051
-Rheinland无塑5P认证，证书号为238112349a001；生物炭粉体吸管已于2019年11月27日取得德国
Figure BDA0002669280250000052
-Rheinland无塑5P认证，证书号为238112491a001)，不仅可被生物分解，且分解只产生二氧化碳及水而不产生甲烷，并可提升土壤的肥沃力、修复受污染土壤环境及优化土质，符合全球永续发展及绿色环保的严格要求，所以确实能达成本发明的目的。
以上所述，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。

Claims (10)

1.一种生物可分解的绿色生物质环保吸管，其特征在于，其包含：
吸管本体，由混合物经造粒、挤出及成型而得；及
穿孔，沿着该吸管本体的中心线延伸并贯穿该吸管本体；
其中，该混合物包括生物基聚合物、生物无机粉体及脂质，该生物基聚合物包括生物基聚琥珀酸丁二醇酯，该生物无机粉体是选自于含钙无机粉体或生物炭粉体。
2.根据权利要求1所述的生物可分解的绿色生物质环保吸管，其特征在于：该混合物不含聚乳酸。
3.根据权利要求1所述的生物可分解的绿色生物质环保吸管，其特征在于：该生物基聚合物还包括辅助聚合物，该辅助聚合物是选自于生物基聚羟基烷酸酯、生物基聚琥珀酸乙二醇酯或其组合。
4.根据权利要求3所述的生物可分解的绿色生物质环保吸管，其特征在于：该生物基聚羟基烷酸酯是选自于生物基聚3-羟基丁酸酯、生物基聚4-羟基丁酸酯或其组合。
5.根据权利要求1所述的生物可分解的绿色生物质环保吸管，其特征在于：该含钙无机粉体是由软体动物的外壳经高温烧结而得的粉末，该软体动物的外壳是选自于蛤蜊壳、扇贝壳、牡蛎壳、蚌壳或其组合。
6.根据权利要求1所述的生物可分解的绿色生物质环保吸管，其特征在于：该生物炭粉体是由植物纤维经热裂解而得的粉末，该植物纤维是选自于木材、木屑、竹茎、花生壳、菱角壳或其组合。
7.根据权利要求1所述的生物可分解的绿色生物质环保吸管，其特征在于：该脂质是选自于天然植物蜡、蜂蜡、天然植物油、天然植物油的衍生物或其组合。
8.根据权利要求7所述的生物可分解的绿色生物质环保吸管，其特征在于：该天然植物蜡是选自于蔗蜡、棕榈蜡、小烛树蜡、蒙旦蜡或其组合。
9.根据权利要求7所述的生物可分解的绿色生物质环保吸管，其特征在于：该天然植物油是选自于木蜡油、大豆油、荷荷芭油或其组合，该天然植物油的衍生物是环氧大豆油。
10.根据权利要求1所述的生物可分解的绿色生物质环保吸管，其特征在于：以该混合物总重为100wt％，该生物基聚琥珀酸丁二醇酯的含量比例为15-65wt％。
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TWM567058U (zh) * 2018-06-15 2018-09-21 黃千鐘 環保吸管

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