CN114085506A - 一次性卵壳环保材料及制造方法 - Google Patents

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Abstract

一次性卵壳环保材料及制造方法，其中，该一次性卵壳环保材料是以体积比为50％～80％锻烧卵壳粉、10％～48％生物可降解聚合物、1％～5％天然降解剂及1％～5％天然黏合剂分别依各该比例经过混合搅拌步骤后，再进行造粒步骤以先制备成数个一次性卵壳环保材料颗粒，再将该一次性卵壳环保材料颗粒经过如吹膜、押出、吸塑、吹瓶、射出或拉丝等其中任一种方式成型制作步骤，而得到具人体饮食无毒接触、防水性、抗菌、快速降解与一次性使用弃置掩埋降解、土壤堆肥滋养的一次性卵壳环保材料成品，以构成一具废弃卵壳循环利用与一次性使用产品弃置自然降解、环保再利用的一次性卵壳环保材料及制造方法。

Description

一次性卵壳环保材料及制造方法
技术领域
本发明是关于一次性卵壳环保材料及制造方法，特别是应用于减塑环保替代材料，以及含有经锻烧的废弃卵壳粉、生物可降解聚合物，以制成可取代一次性塑料产品及废弃后可自然降解、循环再生利用的一次性抗菌卵壳环保材料及制造方法。
背景技术
现有一次性的塑料产品，如随身梳洗的抛弃式牙刷、梳子或医疗用的牙医一次抛弃式的镜子、牙钩、镊子，抑或是防疫使用的医疗口罩、N95口罩，或更大宗使用的抛弃式筷子、刀子、叉子、汤匙及吸管等餐饮器具，则需耗费大量的塑料原料制成，除了不符合全球均在减塑或降塑使用的环保规定，对于上述众多及大量的一次性塑料产品于使用后若未进行回收而遭作为大量垃圾弃置，因该一次性塑料产品有鉴于制造成本与一次性使用，皆未考虑自然降解或分解功能，即使有降解功能，也因塑料本身仍占用大量比例，除了材料成本偏高外，也无法达到有效的降解维护土地环保的效果，并且，该现有一次性塑料产品于大量废弃作为垃圾堆积时，需占用大量土地使用资源外，该大量废弃塑料对土地酸碱值、环境卫生与土质本身的破坏，亦是无可挽回的浩劫，如考虑大量焚毁方式，更容易造成大量有毒及二氧化碳气体产生，而需增加焚化炉的空污处理设备，致使焚化炉设备的成本偏高，同时焚化炉所产生的有毒气体亦会侵蚀锅炉管壁造成焚化炉寿命大幅缩短，而为该焚化炉过早报废的主因，而不符合产业利用的经济效益，实是目前一次性塑料产品于实际应用上所极待解决的课题。
除此之外，现有可食用卵蛋为供给人类丰富蛋白质的来源，诸如家禽类的鸡蛋、鸭蛋或鹅蛋，为供应人们食用的大宗，然而，上述现有可食用卵蛋在经打破食用其内容蛋黄及蛋白后，或者另一些现有非供食用的驼鸟蛋、鳄鱼蛋的已孵化遭废弃蛋壳，剩余的蛋壳则被大量弃置形成垃圾与蚊蝇或虫争食弃置卵壳内所剩余的如蛋白液或蛋膜等残余物，而致使蚊虫大量滋生严重影响环境卫生问题，并且，造成更大量垃圾清运及堆积的环保问题。
此外，在相关的先前专利技术文献方面，如美国发明专利公开号US20140323616号「EGGSHELL POWDER COMPOSITIONS AND METHODS OF PRODUCING EGGSHELL POWDERCOMPOSITIONS(蛋壳粉组合物和生产蛋壳粉组合物的方法)」发明公开案，则揭示一种以蛋壳粉与聚合物混合的组合物的技术，但该蛋壳粉与该聚合物混合，如该专利前案的申请专利说明书段落[0011]～[0012]所示，选择在低温及高速气流环境下，粉碎蛋壳以至所需的粒径并从蛋壳上去除内膜，但为了确保蛋壳粉的卫生及灭菌，必需在事先对该蛋壳本身进行繁复的消毒灭菌程序，而使该组合物的制造成序相当复杂及使该成本增加，而不符产业利用的经济效益；另外，该蛋壳一旦在先前的消毒灭菌程序或步骤执行有所偏差或不确实时，将造成该蛋壳粉产制过程或蛋壳粉与聚合物混合后，仍然可能具有蛋壳本身原本就可能存在的如大肠杆菌或甚至禽流感病毒等病菌，而致使污染如射出成型操作的机器，导致该蛋壳粉与聚合物混合的组成物所制成的产品会有污染带菌的情形产生，而并不适合应用在要求灭菌严格的如上述现有一次性抛弃式的随身梳洗的抛弃式牙刷、梳子或医疗用的牙医一次抛弃式的镜子、牙钩、镊子，抑或是防疫使用的医疗口罩、N95口罩，或更大宗使用的抛弃式筷子、刀子、叉子、汤匙及吸管等餐饮器具场合，因而大幅局限其产品的应用范畴及降低其产业利用价值。
另外，再如日本国特许公报公告号3085554号「成形物」发明专利案，则揭示类似的在该组合物中添加以卵壳辅助材料以增强成品强度，诸如该日本专利前案的说明书段落[0010]的此外，为了提高成型品的强度，在取出上述食品和饮料的主要部分和/或其原料的有效成分后的残留物中，例如谷物粉、纤维素、不溶性矿物质、调味料、盐、骨粉、贝类、蛋壳等辅助材料混合，也可以得到本发明的成型品等说明揭示下，亦如同上述美国专利前案一样，该蛋壳直接在常温或低温下直接加入该蛋壳辅助材料，除了上述的消毒灭菌成本增加与完全消毒灭菌不易外，该成型的成形物产品同样也存在着上述在先前的消毒灭菌程序或步骤执行有所偏差或不确实时，将造成该蛋壳粉产制过程或蛋壳粉与聚合物混合后，仍然可能具使有蛋壳本身原本就可能存在的如大肠杆菌或甚至禽流感病毒等病菌，而致使污染如射出成型操作的机器，导致该蛋壳粉与聚合物混合的组成物所制成的产品会有污染带菌的情形产生，而并不适合应用在要求灭菌严格的如上述现有一次性抛弃式的随身梳洗的抛弃式牙刷、梳子或医疗用的牙医一次抛弃式的镜子、牙钩、镊子，抑或是防疫使用的医疗口罩、N95口罩，或更大宗使用的抛弃式筷子、刀子、叉子、汤匙及吸管等餐饮器具场合，因而大幅局限其产品的应用范畴及降低其产业利用价值等问题与缺点。
又中国专利公报第CN101209112B号「蛋壳氧化钙粉、其制备方法及应用」发明专利案，则揭示一种以蛋壳粉的产生方法与应用在如对抗农药残留与食材应用的杀菌、防腐、保鲜的功效，诸如该中国专利前案的申请专利说明书段落[0006]揭露：「本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种蛋壳氧化钙粉，该蛋壳氧化钙粉具杀菌、防腐、保鲜的功效，此外还可去除蔬果表面的残留农药，不会产生危害人体的毒性残留。」，以及，段落[0053]～[0054]均有揭示类似的叙述，以及，段落[0061]～[0062]对于食材杀菌及病菌的抑制应用上有所著墨，但该中国专利前案并没有揭示关于如上述现有一次性抛弃式的随身梳洗的抛弃式牙刷、梳子或医疗用的牙医一次抛弃式的镜子、牙钩、镊子，抑或是防疫使用的医疗口罩、N95口罩，或更大宗使用的抛弃式筷子、刀子、叉子、汤匙及吸管等餐饮器具应用与技术，并且，如考虑要将该中国专利前案中组织绵密粒径小的粉末状蛋壳粉与市售热塑性塑料材料结合应用，亦非容易或亦非可由熟习该项技术人士结合其他专利前案可轻易达成，该中国专利前案并没有解决上述一次性抛弃式的随身梳洗的抛弃式牙刷、梳子或医疗用的牙医一次抛弃式的镜子、牙钩、镊子，抑或是防疫使用的医疗口罩、N95口罩，或更大宗使用的抛弃式筷子、刀子、叉子、汤匙及吸管等餐饮器具于实际应用上所易于产生的环保卫生问题与缺点。
除此之外，诸如中国台湾专利公报公告号M592699号「生物可分解的绿色生物质环保吸管」新型专利案，虽揭示如吸管的一次性环保吸管的结构，但该组成材料是以如蛤蜊壳、扇贝壳、牡蛎壳、蚌壳或其组合的海洋生物无机粉体再加上如生物基聚合物所组成的可分解的绿色生物质环保吸管，但该如蛤蜊壳、扇贝壳、牡蛎壳、蚌壳或其组合的海洋生物无机粉体，因源头的蛤蜊壳、扇贝壳、牡蛎壳、蚌壳或其组合的数量取得并非相当容易，需视该海洋生物的成长速率及成长季节而定，并非随时可大量取得，数量有限，且取得后清洗处理程序不易，由于需经过彻底清洗与灭菌,且该海洋生物壳类硬度高，研磨加工时间久、需耗费资源能量偏高，因而造成处理成本过高而致使该海洋生物无机粉体的制作成本亦偏高，而不符产业利用的经济效益。并且，该中国台湾新型专利前案为了大量捕捞该蛤蜊壳、扇贝壳、牡蛎壳、蚌壳来源的海洋生物，亦极易造成海洋生物资源破坏，也会因此而严重破坏海洋的生态与环境，并不符产业利价值。
发明内容
为解决上述现有一次性抛弃式的随身梳洗的抛弃式牙刷、梳子或医疗用的牙医一次抛弃式的镜子、牙钩、镊子，抑或是防疫使用的医疗口罩、N95口罩，或更大宗使用的抛弃式筷子、刀子、叉子、汤匙及吸管等餐饮器具与各专利前案，分别存在有大量塑料垃圾堆积，以及，对土地所造成的环境或生态破坏问题的问题，本发明提供一种一次性卵壳环保材料及制造方法，其具备天然无添加消毒剂的抗菌功效，亦可加快自动降解成绝大部分为有机碳酸钙粉的对土壤肥沃有利的天然有机肥料，可以使土地环境不被污染破坏外，更可进一步让土地得到滋养帮助，减少垃圾堆积及维护环保，并且，该锻烧卵壳粉原料也可以混合清水形成天然的杀菌清洗液，以清洗该废弃卵壳，并作为该卵壳消毒抗菌用，可以省去化学消毒剂的使用；并且，该制成的产品防水性颇佳。
一种一次性卵壳环保材料，是以体积比为50％～80％锻烧卵壳粉、10％～48％生物可降解聚合物、1％～5％天然降解剂及1％～5％天然黏合剂分别依各该比例经过混合搅拌步骤后，再进行造粒步骤以先制备成数个一次性卵壳环保材料颗粒，再将该一次性卵壳环保材料颗粒经过吹膜、押出、吸塑、吹瓶、射出或拉丝等其中任一种方式成型制作步骤，而得到具人体饮食无毒接触、防水性、抗菌、快速降解与一次性使用弃置掩埋降解的土壤堆肥滋养的一次性卵壳环保材料成品。
进一步，所述锻烧卵壳粉选自经过以通过氮气流量控制在100～300ml/min(毫升/分钟)、800℃～1000℃的加热式旋窑以30分钟至60分钟高温锻烧过、目数通过400目及粉体粒径平均落于5.236μm及最大粒径低于35.316μm的卵壳粉。
所述生物可降解聚合物选自聚乳酸(PLA)、聚丁二酸丁二醇酯(Poly-ButyleneSuccinate，PBS)、聚丁二酸丁二酯共聚物(Poly-Butylene Succinate Adipate，PBSA)、聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)、聚乳酸-脂肪族聚酯的异量分子聚合物(CPLA，Polylactide Aliphatic Polyester Copolymers)、聚己内酯(PCL，polycaprolactone)、聚羟基羧酸酯(PHA，Polyhydroxyalkanoates)、淀粉基聚合物(Starch-based Polymers)、醋酸纤维(Cellulose Acetate)、聚醋酸乙烯酯(PVA,Polyvinyl acetate)、聚乙烯醇(PVOH，Polyvinyl alcohol)、脂肪族-芳香族聚酯的异量分子聚合物(Aliphatic-AromaticPolyester Copolymers)、脂肪族聚酯(Aliphatic Polyesters)中的任一种或其中任两种至三种的组合。
所述天然降解剂选自蛋壳膜。
所述天然降解剂的蛋壳膜含有20％水分、70％蛋白质及10％灰分(ash)成份。
所述天然降解剂的蛋壳膜的蛋白质主要成分为包含约70～75％的膜蛋白(membrane protein)，其结构为由线状结构经离胺酸(lysine)连结而成，以及，其它残余的蛋白质为10％胶原蛋白(collagen)与15％～20％的醣蛋白(glycoprotein)所构成。
所述天然降解剂的蛋壳膜取自废弃蛋壳经过水解、萃取后的干燥蛋壳膜粉，除了可全循环回收蛋壳废弃物外，亦可有效利用蛋壳粉膜的天然蛋白质的促降解性加速生物降解速率。
所述天然黏合剂选自洋菜胶(agarose)、鹿角菜胶(卡拉胶，carrageenan)、海藻胶(seaweed gum)、阿拉伯胶(Arabic gum)、关华豆胶(Guar gum)或蒟蒻胶(Konjac gum)的其中任一种或其中至少任两种的组合，辅助该锻烧卵壳粉与生物可降解聚合物间的黏合。
所述天然黏合剂为植物类胶体，能辅助该锻烧卵壳粉与生物可降解聚合物间进行融合。
所述天然黏合剂为干燥粉体，能辅助该锻烧卵壳粉与生物可降解聚合物间进行融合。
一种一次性卵壳环保材料制造方法，其步骤包含：
(A)材料混合、搅拌，以体积比为50％～80％锻烧卵壳粉、10％～48％生物可降解聚合物、1％～5％天然降解剂及1％～5％天然黏合剂混合搅拌均匀；
(B)造粒制备，将步骤(A)经材料混合、搅拌的材料，以挤压造粒处理，以制备数个一次性卵壳环保材料颗粒；
(C)成型制作，将步骤(B)制备所得的一次性卵壳环保材料颗粒，以110℃～180℃温度进行吹膜、押出、吸塑、吹瓶、射出或拉丝的任一种方式成型处理；以及
(D)一次性卵壳环保材料成形，经步骤(C)的成型制作步骤处理后，即成形为一次性卵壳环保材料成品。
进一步，上述本发明的一次性卵壳环保材料制造方法，其中，该步骤(A)的锻烧卵壳粉选自以通过氮气流量控制在100～300ml/min、800℃～1000℃的加热式旋窑以30分钟至60分钟高温锻烧过、目数通过400目及粉体粒径平均落于5.236μm及最大粒径低于35.316μm的卵壳粉。
所述步骤(A)的生物可降解聚合物选自聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、聚丁二酸丁二酯共聚物、聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯、聚乳酸-脂肪族聚酯的异量分子聚合物、聚己内酯、聚羟基羧酸酯、淀粉基聚合物、醋酸纤维、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇、脂肪族-芳香族聚酯的异量分子聚合物、脂肪族聚酯中的任一种或其中任两种至三种的组合。
所述步骤(A)的天然降解剂选自蛋壳膜。
所述步骤(A)的天然降解剂的蛋壳膜含有20％水分、70％蛋白质及10％灰分成份。
所述步骤(A)的天然降解剂的蛋壳膜的蛋白质主要成分为包含约70～75％的膜蛋白，其结构为由线状结构经离胺酸链接而成，以及，其它残余的蛋白质由10％胶原蛋白与15％～20％的醣蛋白所构成。
所述步骤(A)的天然降解剂的蛋壳膜取自废弃蛋壳经过水解、萃取后的干燥蛋壳膜粉。
所述步骤(A)的天然黏合剂选自洋菜胶、鹿角菜胶、海藻胶、阿拉伯胶、关华豆胶或蒟蒻胶的其中任一种或其中至少任两种的组合。
所述步骤(A)的天然黏合剂为植物类胶体。
所述步骤(A)的天然黏合剂为干燥粉体。
所述步骤(A)中的锻烧卵壳粉的制备步骤，包含：
(A1)卵壳水洗、杀菌，将选自废弃的卵壳外表及内部进行水洗清洗与杀菌处理；
(A2)烘干处理，将步骤(A1)经清洗处理的卵壳以高温110℃～150℃温度进行烘干；
(A3)研磨过筛，将步骤(A2)完成烘干处理的卵壳放入一研磨机中粉碎研磨成粉，并再以400目筛网进行筛选，以得到初步卵壳粉粒；
(A4)锻烧处理，将经步骤(A3)的研磨过筛处理所形成的初步卵壳粉粒放入一加热式旋窑中，该加热式旋窑并以通过氮气流量控制在100～300ml/min、800℃～1000℃、2～4RPM转速及时间30分钟至60分钟等操作条件进行锻烧处理；以及
(A5)形成白色粉体的卵壳粉，经步骤(A4)锻烧处理步骤后即得到白色粉体粒径平均落于5.236μm及最大粒径低于35.316μm的锻烧卵壳粉成品。
所述步骤(A)中的锻烧卵壳粉的制备步骤的步骤(A1)的卵壳水洗、杀菌以经过800℃～1000℃锻烧后的卵壳粉与清水混合，以0.1～10g/1000ml的浓度对卵壳进行清洗杀菌。
所述步骤(A)中的锻烧卵壳粉的制备步骤的步骤(A1)的卵壳，选自家禽卵蛋的卵壳。
所述步骤(A)中的锻烧卵壳粉的制备步骤的步骤(A1)的卵壳，选自非家禽卵蛋的卵壳。
所述步骤(A)中的锻烧卵壳粉的制备步骤的步骤(A1)的卵壳，以一自动开蛋机将至少一卵蛋的内容物及卵壳自动分离而取得。
所述步骤(B)的造粒制备步骤以一双螺杆挤出机挤压造粒处理。
本发明的一次性卵壳环保材料及制造方法的功效，在于利用方便取得的大量废弃的卵壳作为主要的原料，并经由该以锻烧卵壳粉、生物可降解聚合物、天然降解剂及天然黏合剂的混合、搅拌、造粒及成型处理步骤，而形成具有大量废弃资源循环再利用的产品，特别是该卵壳在经过800℃～1000℃锻烧后的锻烧卵壳粉本身即具优异的抗菌特性，并再混合上述生物可降解聚合物、天然降解剂及天然黏合剂后造粒形成一次性卵壳环保材料颗粒，并依吹膜、押出、吸塑、吹瓶、射出或拉丝的任一种方式成型处理而制成如一次性抛弃式的随身梳洗的抛弃式牙刷、梳子或医疗用的牙医一次抛弃式的镜子、牙钩、镊子，抑或是防疫使用的医疗口罩、N95口罩的不织布(nonwoven fabric)或熔喷(Melt blowing)不织布原料，或更大宗使用的抛弃式筷子、刀子、叉子、汤匙及吸管等餐饮器具的产品，除了使这些产品在于一次性使用过程中，可以具备食用接触、个人梳洗、医疗、防疫用途使用过程中，具备天然无添加消毒剂的抗菌功效，且如上述一次性使用抛弃的产品于使用后弃置于土壤中，亦可加快自动降解成绝大部分为有机碳酸钙粉的对土壤肥沃有利的天然有机肥料，可以使土地环境不被污染破坏外，更可进一步让土地得到滋养帮助，减少垃圾堆积及维护环保，并且，该锻烧卵壳粉原料也可以混合清水形成天然的杀菌清洗液，以清洗该废弃卵壳，并作为该卵壳消毒抗菌用，可以省去化学消毒剂的使用；并且，该制成的产品防水性颇佳，可让如大宗使用的抛弃式筷子、刀子、叉子、汤匙及吸管等餐饮器具具备较佳的防水性及坚韧度特性，而可确保该如大宗使用的抛弃式筷子、刀子、叉子、汤匙及吸管等餐饮器具在使用一段时间后，绝不会因浸水软化而不堪使用，进而得以提升该一次性使用的产品于使用上的可靠度及质量，进一步可完全消弭上述现有一次性产品及上述各专利前案的长期积弊无法解决的问题与缺点，进而维护地球环保及海洋自然生态，可以让长期最为令人垢病及无法有效解决的大量卵壳垃圾堆积课题找到出路及最为有效的解决方案，进一步提升本发明的产业利用价值及经济效益。
附图说明
图1为本发明的一次性卵壳环保材料制造方法的流程图；
图2为本发明的一次性卵壳环保材料制造方法中的锻烧卵壳粉制备的流程图；
图3为本发明的一次性卵壳环保材料产品应用的第一应用例图；
图4为本发明的一次性卵壳环保材料产品应用的第二应用例图；
图5为本发明的一次性卵壳环保材料产品应用的第三应用例图；
图6为本发明的一次性卵壳环保材料产品应用的第四应用例图；
图7为本发明的一次性卵壳环保材料于电子显微镜下的表面俯视放大照片；
图8为本发明的一次性卵壳环保材料于电子显微镜下的剖面放大照片；
图9为本发明的叉子与吸管型式的一次性卵壳环保材料产品的环境生物降解的实地试验照片；
图10为本发明的叉子与吸管型式的一次性卵壳环保材料产品经30天环境土壤生物降解的实地试验照片；
图11为本发明的叉子与吸管型式的一次性卵壳环保材料产品经60天环境土壤生物降解的实地试验照片；
图12为本发明的叉子与吸管型式的一次性卵壳环保材料产品经90天环境土壤生物降解的实地试验照片；
图13为本发明的叉子与吸管型式的一次性卵壳环保材料产品经120天环境土壤生物降解的实地试验照片；
图14为本发明的叉子与吸管型式的一次性卵壳环保材料产品经150天环境土壤生物降解的实地试验照片；
图15为本发明的一次性卵壳环保材料产品的生物降解程度百分比曲线图；
图16为本发明的医用口罩型式的一次性卵壳环保材料的不织布层材料的环境生物降解的实地试验照片；
图17为本发明的医用口罩型式的一次性卵壳环保材料的不织布层材料经30天环境土壤生物降解的实地试验照片；
图18为本发明的医用口罩型式的一次性卵壳环保材料的不织布层材料经60天环境土壤生物降解的实地试验照片；
图19为本发明的医用口罩型式的一次性卵壳环保材料的不织布层材料经90天环境土壤生物降解的实地试验照片；
图20为本发明的医用口罩型式的一次性卵壳环保材料产品的不织布层材料经120天环境土壤生物降解的实地试验照片。
图中标号说明
10 材料混合、搅拌 11 卵壳水洗、杀菌
12 烘干处理 13 研磨过筛
14 锻烧处理 15 形成白色粉体的卵壳粉
20 造粒制备 30 成型制作
40 一次性卵壳环保材料成形 100 一次性卵壳环保材料产品
110 一次性卵壳环保材料产品 120 一次性卵壳环保材料产品
130 一次性卵壳环保材料产品 140 一次性卵壳环保材料产品
150 一次性卵壳环保材料产品 160 一次性卵壳环保材料产品
170 一次性卵壳环保材料产品 171 握柄部
180 一次性卵壳环保材料产品 181 握柄部
190 一次性卵壳环保材料产品 200 一次性卵壳环保材料产品
具体实施方式
本发明的一次性卵壳环保材料，是以体积比为50％～80％锻烧卵壳粉、10％～48％生物可降解聚合物、1％～5％天然降解剂及1％～5％天然黏合剂分别依各该比例经过混合搅拌步骤后，再进行造粒步骤以先制备成数个一次性卵壳环保材料颗粒，再将该一次性卵壳环保材料颗粒经过吹膜、押出、吸塑、吹瓶、射出或拉丝等其中任一种方式成型制作步骤，而得到一次性卵壳环保材料成品100～200(如图3～图6所示)。
上述的锻烧卵壳粉选自经过以通过氮气流量控制在100～300ml/min、800℃～1000℃的加热式旋窑以30分钟至60分钟的高温锻烧过、目数通过400目及粉体粒径平均落于5.236μm及最大粒径低于35.316μm的卵壳粉。
上述的生物可降解聚合物选自聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、聚丁二酸丁二酯共聚物、聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯、聚乳酸-脂肪族聚酯的异量分子聚合物、聚己内酯、聚羟基羧酸酯、淀粉基聚合物、醋酸纤维、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇、脂肪族-芳香族聚酯的异量分子聚合物、脂肪族聚酯中的任一种或其中任两种至三种的组合聚合物所构成。
上述的天然降解剂选自蛋壳膜，该天然降解剂的蛋壳膜含有20％水分、70％蛋白质及10％灰分成份，并且，该天然降解剂的蛋壳膜的蛋白质主要成分为包含约70～75％的膜蛋白，其结构为由线状结构经离胺酸链接而成，以及，其它残余的蛋白质由10％胶原蛋白与15％～20％的醣蛋白所构成，更进一步，该天然降解剂的蛋壳膜取自废弃蛋壳经过水解、萃取后的干燥蛋壳膜粉，除了可全循环回收蛋壳废弃物外，亦可有效利用蛋壳粉膜的天然蛋白质的促降解性加速生物降解速率。
上述的天然黏合剂选自洋菜胶、鹿角菜胶、海藻胶、阿拉伯胶、关华豆胶或蒟蒻胶的其中任一种或其中至少任两种的组合，以辅助卵壳粉体与生质降解聚合物间的黏合，更进一步地，该天然黏合剂为干燥粉体的型态时，能辅助该锻烧卵壳粉与生物降解聚合物间进行融合，而该天然黏合剂为植物类胶体型态，亦能辅助该锻烧卵壳粉与生物可降解聚合物间进行融合。
请参阅图1所示，为本发明的一次性卵壳环保材料制造方法的流程图，该一次性卵壳环保材料制造方法，包含步骤10～40，其中：
(10)材料混合、搅拌，以体积比为50％～80％锻烧卵壳粉、10％～48％生物可降解聚合物、1％～5％天然降解剂及1％～5％天然黏合剂混合搅拌均匀；
(20)造粒制备，将步骤(10)经材料混合、搅拌的材料，以如双螺杆挤出机挤压造粒处理，以制备数个一次性卵壳环保材料颗粒；
(30)成型制作，将步骤(20)制备所得的一次性卵壳环保材料颗粒，以110℃～180℃温度进行吹膜、押出、吸塑、吹瓶、射出或拉丝的任一种方式成型处理；以及
(40)一次性卵壳环保材料成形，经步骤(30)的成型制作步骤处理后，即成形为一次性卵壳环保材料成品100～200。
请再配合图2所示，上述图1中所示本发明的一次性卵壳环保材料制造方法的步骤(10)的锻烧卵壳粉的制备步骤，包含步骤11～15，其中：
(11)卵壳水洗、杀菌，将选自废弃的卵壳外表及内部进行水洗清洗与杀菌处理，该废弃卵壳的取得方式不限，在本发明中是列举选自家禽类卵蛋的卵壳为例，其他如选自如驼鸟蛋或鳄鱼蛋非家禽类卵蛋的卵壳，亦不脱本发明的范畴，并且，该卵壳是以一自动开蛋机将至少一卵蛋的内容物及卵壳自动分离而取得，该卵壳的水洗、杀菌方式不限，在本发明中是列举以经过800℃～1000℃锻烧后的卵壳粉与清水混合，以0.1～10g/1000ml的浓度对蛋壳进行清洗杀菌为例，可以有效循环利用该卵壳粉本身来作为卵壳表面及内部的清洗及杀菌材料；
(12)烘干处理，将步骤(11)经清洗处理的卵壳以高温110℃～150℃温度进行烘干；
(13)研磨过筛，将步骤(12)完成烘干处理的卵壳放入一研磨机中粉碎研磨成粉，并再以400目筛网进行筛选，以得到初步卵壳粉粒；
(14)锻烧处理，将经步骤(13)的研磨过筛处理所形成的初步卵壳粉粒放入一加热式旋窑中，该加热式旋窑并以通过氮气流量控制在100～300ml/min、800℃～1000℃、2～4RPM转速及时间30分钟至60分钟等操作条件进行锻烧处理；
(15)形成白色粉体的卵壳粉，经步骤(14)锻烧处理步骤后即得到白色粉体粒径平均落于5.236μm及最大粒径低于35.316μm的锻烧卵壳粉成品。
请再配合图3、图4、图5及图6所示，是显示上述经图1所示本发明的一次性卵壳环保材料制造方法的步骤10～40所制得的一次性卵壳环保材料产品100、110、120、130、140、150、160、170、180、190及200的第一应用例图～第四应用例图，其中，该图3所示的第一应用例的一次性卵壳环保材料产品100、110、120及130分别为个人餐食使用的叉子、筷子、汤匙及吸管等一次性使用抛弃式产品；该图4所示的第二应用例的一次性卵壳环保材料产品140及150分别为个人梳洗使用的牙刷及梳子等一次性使用抛弃式产品，该图5所示的第三应用例的一次性卵壳环保材料产品160、170及180分别为个人牙医使用的镊子、钩子及镜子等一次性使用抛弃式产品，其中，钩子及镜子型式的一次性卵壳环保材料产品170及180，显示的是使用于握柄部171及181的情形，以及该图6所示的第四应用例的一次性卵壳环保材料产品190及200分别为个人防疫使用的医疗性口罩及N95口罩等一次性使用抛弃式产品，而其两者的具体实施是在于该不织布或熔喷不织布材料层(图未显示)，而上述图3～图6所示的本发明的一次性卵壳环保材料产品100～200，其应用与实施产品型式并不限于上述的个人餐食使用的叉子、筷子、汤匙及吸管、个人梳洗使用的牙刷及梳子、个人牙医使用的镊子、钩子及镜子，以及防疫使用的医疗口罩及N95口罩，举凡是人体接触或非接触使用的一次性抛弃式产品均不脱本发明的范畴。
请再参阅图7及图8所示，为本发明依据上述步骤10～步骤40所制成的吸管型式的一次性卵壳环保材料产品130表面及剖面实际在电子显微镜下放大500倍的照片，可以看出本发明的吸管型式的一次性卵壳环保材料产品130的表面及剖面的紧密结构，显示本发明的吸管型式的一次性卵壳环保材料产品130具有比现有如纸浆、纸类制成的纸制吸管产品更具坚韧及防水的特性，有鉴于此，申请人亦委请国内佑泰包装科技股份有限公司于公元2020年4月29日进行同尺寸大小(口径8mm x长度200mm)本发明吸管型式的一次性卵壳环保材料产品130与现有纸制吸管的拉伸强度测试，即将本发明吸管型式的一次性卵壳环保材料产品130与现有纸制吸管两者分别放入水中浸泡30分钟后，再行以拉伸强度测试机器分别测试两者的拉伸强度，结果本发明的吸管型式的一次性卵壳环保材料产品130拉伸强度为13.086kgf/15mm，现有纸制吸管的拉伸强度只有3.181kgf/15mm，显见本发明的吸管型式的一次性卵壳环保材料产品130在长时间浸泡于水中后，仍具备较佳的拉伸强度，即具备具良好的坚韧及防水的特性，并且，申请人也另委托国内厂商精志科技有限公司以机型为:Phoenix Smart的接触角测试机检测相同尺寸大小(口径8mm x长度210mm)本发明吸管型式的一次性卵壳环保材料产品130与现有纸制吸管的接触角(Contact Angle)值，以检验两者的防水数值，其中，是将本发明吸管型式的一次性卵壳环保材料产品130与现有纸制吸管在未泡水前分别以上述接触角测试机测试两者的接触角值，并再将两者泡入水中10分钟后，再行以上述接触角测试机分别再测两者的接触角值，结果显示本发明吸管型式的一次性卵壳环保材料产品130在于未泡水前及泡水10分钟后的接触角值分别为74.44及68.48，而该现有的纸吸管的泡水前及泡水后的接触角值分别为116.2及24.44，也就是显示本发明吸管型式的一次性卵壳环保材料产品130于泡水前及泡水后的接触角值并没有太大的变化，只有正常的细微幅下降，但反观现有纸吸管在泡水后的接触角值骤降至24.22超低值，亦即明显显示本发明的吸管型式的一次性卵壳环保材料产品130确于实用上具有较佳的防水特性。
另外，由于本发明的吸管型式的一次性卵壳环保材料产品130必需是经常性提供使用者吸取液体、汤汁使用，因此，申请人兹再委托SGS中国台湾检验科技股份有限公司进行重金属及无毒性试验(报告编号:CV/2020/40107)，即针对镉(Cadmium，Cd)、铅(Plumbum，Pb)、汞(Hydrargyrum，Hg)、六价铬(Hexavalent Chromium，Cr6+)等重金属，以及多溴联苯(Polybrominated Biphenyl，PBBs)、多溴联苯醚(Polybrominated Diphenyl Ethers，PBDEs)及卤素(Halogen)，进行无毒性检测，均呈现为无毒性的结果，显示本发明的吸管型式的一次性卵壳环保材料产品130在使用上是安全无虞。
请再参阅图9、图10、图11、图12、图13、图14及图15所示，分别为申请人对本发明的叉子型式的一次性卵壳环保材料产品100与吸管型式的一次性卵壳环保材料产品130实际进行田野实地降解实验，其中，图9、图10、图11、图12、图13及图14分别显示本发明的叉子与吸管型式的一次性卵壳环保材料成品100及130在田野实验开始降解、第30天降解、第60天降解、第90天降解、第120天降解及第150天降解的实地照片，由该图13显示在经120天降解后，本发明的叉子与吸管型式的一次性卵壳环保材料产品100及130可达到90％以上的降解率，然而，在图14显示经150天降解后，已达到几近于100％的降解，另外，在图15的实验室生物降解实验曲线图显示，本发明的吸管型式的一次性卵壳环保材料产品130在经降解120天后，其降解率亦高达96～97％间，并可确保土壤环境的优化，以及提升环境保护绿美化的作用，并且，对土壤植栽的成长加速有相当高的帮助，以及，本发明的医疗性口罩型式的一次性卵壳环保材料产品190中的不织布层材料，经中国SGS广州分公司(通标标准技术服务有限公司广州分公司)检验其降解效果(检验报告编号:GZCPCH190401165E-1)，依据GB/T19275-2003 Plastic-evaluation of the biodegradation and disintegration actionof microorganisms 8.4 soil-burial test(method C)试验方式进行降解实验,在温度29℃常温下，经过28天，从该测试的不织布层材料上获得等级5(level 5)，微生物成长度最高等级，证明极短时间内堆肥土中的微生物快速布满该不织布层材料进行降解，并且在28天培养期内可获得14.44％重量降解减少的降解量，亦即在于常温或接近于自然环境温度的情况下，该本发明的医疗性口罩型式的一次性卵壳环保材料产品190中的不织布层材料可以不必设定在高温堆肥条件下，即可在如常温的自然环境条件下，达到较高及快速的降解率，同理，如在土壤中自然降解后，也一样可以达到上述本发明的吸管型式的一次性卵壳环保材料产品130对土壤环境的优化，以及提升环境保护绿美化的作用，并且，对土壤植栽的成长加速有相当高的帮助等功效。
请再配合图16～图20所示，为本发明的医疗性口罩型式的一次性卵壳环保材料产品190中的不织布层材料为实际进行田野实地降解实验，其中，图16、图17、图18、图19及图20分别显示本发明的一次性卵壳环保材料产品190中的不织布层材料在田野实验开始降解、第30天降解、第60天、第90天降解及第120天降解的实地照片，由该图19显示在经90天降解后，医疗性口罩型式的一次性卵壳环保材料产品190中的不织布层材料可达到90％以上的降解率，然而，在图20显示经120天降解后，已达到几近于100％的降解，亦即乎应及印证上述本发明的医疗性口罩型式的一次性卵壳环保材料产品190中的不织布层材料于实验室中的降解试验结果，同理可证，本发明的其他如筷子、汤匙、牙刷、梳子、镊子、钩子、镜子，以及N95口罩等型式的一次性卵壳环保材料产品110、120、140、150、160、170、180及200，在自然环境的土壤降解，也有类似效果的降解与对土壤环境的优化，以及提升环境保护绿美化的作用，并且，对土壤植栽的成长加速有相当高的帮助的功效。
在以上图1～图20所示本发明的一次性卵壳环保材料及制造方法，其中所揭示的相关说明及附图，仅为便于阐明本发明的技术内容及技术手段，所揭示较佳实施例的一隅，并不因而限制其范畴，并且，举凡针对本发明的细部结构修饰或组件的等效替代修饰，皆不脱本发明的创作精神及范畴，其范围将由权利要求书来界定的。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (25)

1.一种一次性卵壳环保材料，其特征在于，是以体积比为50％～80％锻烧卵壳粉、10％～48％生物可降解聚合物、1％～5％天然降解剂及1％～5％天然黏合剂分别依各该比例经过混合搅拌步骤后，再进行造粒步骤以先制备成数个一次性卵壳环保材料颗粒，再将该一次性卵壳环保材料颗粒经过吹膜、押出、吸塑、吹瓶、射出或拉丝等其中任一种方式成型制作步骤，而得到一次性使用弃置的一次性卵壳环保材料成品。
2.根据权利要求1所述的一次性卵壳环保材料，其特征在于，所述锻烧卵壳粉选自经过以通过氮气流量控制在100～300ml/min、800℃～1000℃的加热式旋窑以30分钟至60分钟高温锻烧过、目数通过400目及粉体粒径平均落于5.236μm及最大粒径低于35.316μm的卵壳粉。
3.根据权利要求1所述的一次性卵壳环保材料，其特征在于，所述生物可降解聚合物选自聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、聚丁二酸丁二酯共聚物、聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯、聚乳酸-脂肪族聚酯的异量分子聚合物、聚己内酯、聚羟基羧酸酯、淀粉基聚合物、醋酸纤维、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇、脂肪族-芳香族聚酯的异量分子聚合物、脂肪族聚酯中的任一种或其中任两种至三种的组合。
4.根据权利要求1所述的一次性卵壳环保材料，其特征在于，所述天然降解剂由蛋壳膜构成。
5.根据权利要求4所述的一次性卵壳环保材料，其特征在于，所述天然降解剂的蛋壳膜含有20％水分、70％蛋白质及10％灰分成份。
6.根据权利要求5所述的一次性卵壳环保材料，其特征在于，所述天然降解剂的蛋壳膜的蛋白质主要成分为包含约70～75％的膜蛋白，其结构为由线状结构经离胺酸连结而成，以及，其它残余的蛋白质由10％胶原蛋白与15％～20％的醣蛋白所构成。
7.根据权利要求5所述的一次性卵壳环保材料，其特征在于，所述天然降解剂的蛋壳膜取自废弃蛋壳经过水解、萃取后的干燥蛋壳膜粉。
8.根据权利要求1所述的一次性卵壳环保材料，其特征在于，所述天然黏合剂选自洋菜胶、鹿角菜胶、海藻胶、阿拉伯胶、关华豆胶或蒟蒻胶的其中任一种或其中至少任两种的组合。
9.根据权利要求1所述的一次性卵壳环保材料，其特征在于，所述天然黏合剂为植物类胶体。
10.根据权利要求1所述的一次性卵壳环保材料，其特征在于，所述天然黏合剂为干燥粉体。
11.一种一次性卵壳环保材料制造方法，其特征在于，其步骤包含：
(A)材料混合、搅拌，是以体积比为50％～80％锻烧卵壳粉、10％～48％生质降解聚合物、1％～5％天然降解剂及1％～5％天然黏合剂混合搅拌均匀；
(B)造粒制备，将步骤(A)经材料混合、搅拌的材料，以挤压造粒处理，以制备数个一次性卵壳环保材料颗粒；
(C)成型制作，将步骤(B)制备所得的一次性卵壳环保材料颗粒，以110℃～180℃温度进行吹膜、押出、吸塑、吹瓶、射出或拉丝的任一种方式成型处理；以及
(D)一次性卵壳环保材料成形，经步骤(C)的成品成型制作处理后，即成形为一次性卵壳环保材料成品。
12.根据权利要求11所述的一次性卵壳环保材料制造方法，其特征在于，所述步骤(A)的锻烧卵壳粉选自经过以通过氮气流量控制在100～300ml/min、800℃～1000℃的加热式旋窑以30分钟至60分钟高温锻烧过、目数通过400目及粉体粒径平均落于5.236μm及最大粒径低于35.316μm的卵壳粉。
13.根据权利要求11所述的一次性卵壳环保材料制造方法，其特征在于，所述步骤(A)的生物可降解聚合物选自聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、聚丁二酸丁二酯共聚物、聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯、聚乳酸-脂肪族聚酯的异量分子聚合物、聚己内酯、聚羟基羧酸酯、淀粉基聚合物、醋酸纤维、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇、脂肪族-芳香族聚酯的异量分子聚合物、脂肪族聚酯中的任一种或其中任两种至三种的组合。
14.根据权利要求11所述的一次性卵壳环保材料制造方法，其特征在于，所述步骤(A)的天然降解剂选自蛋壳膜。
15.根据权利要求14所述的一次性卵壳环保材料制造方法，其特征在于，所述步骤(A)的天然降解剂的蛋壳膜含有20％水分、70％蛋白质及10％灰分成份。
16.根据权利要求15所述的一次性卵壳环保材料制造方法，其特征在于，所述步骤(A)的天然降解剂的蛋壳膜的蛋白质主要成分为包含约70～75％的膜蛋白，其结构为由线状结构经离胺酸链接而成，以及，其它残余的蛋白质由10％胶原蛋白与15％～20％的醣蛋白所构成。
17.根据权利要求15所述的一次性卵壳环保材料制造方法，其特征在于，所述步骤(A)的天然降解剂的蛋壳膜取自废弃蛋壳经过水解、萃取后的干燥蛋壳膜粉。
18.根据权利要求11所述的一次性卵壳环保材料制造方法，其特征在于，所述步骤(A)的天然黏合剂选自洋菜胶、鹿角菜胶、海藻胶、阿拉伯胶、关华豆胶或蒟蒻胶的其中任一种或其中至少任两种的组合。
19.根据权利要求11所述的一次性卵壳环保材料制造方法，其特征在于，所述步骤(A)的天然黏合剂为植物类胶体。
20.根据权利要求11所述的一次性卵壳环保材料制造方法，其特征在于，所述步骤(A)的天然黏合剂为干燥粉体。
21.根据权利要求11所述的一次性卵壳环保材料制造方法，其特征在于，所述步骤(A)的锻烧卵壳粉的制备步骤，包含：
(A1)卵壳水洗、杀菌，将选自废弃的卵壳外表及内部进行水洗清洗与杀菌处理；
(A2)烘干处理，将步骤(A1)经清洗处理的卵壳以高温110℃～150℃温度进行烘干；
(A3)研磨过筛，将步骤(A2)完成烘干处理的卵壳放入一研磨机中粉碎研磨成粉，并再以400目筛网进行筛选，以得到初步卵壳粉粒；
(A4)锻烧处理，将经步骤(A3)的研磨过筛处理所形成的初步卵壳粉粒放入一加热式旋窑中，该加热式旋窑并以通过氮气流量控制在100～300ml/min、800℃～1000℃、2～4RPM转速及时间30分钟至60分钟等操作条件进行锻烧处理；
(A5)形成白色粉体的卵壳粉，经步骤(A4)锻烧处理步骤后即得到白色粉体粒径平均落于5.236μm及最大粒径低于35.316μm的锻烧卵壳粉成品。
22.根据权利要求21所述的一次性卵壳环保材料制造方法，其特征在于，所述步骤(A)中的锻烧卵壳粉的制备步骤的步骤(A1)的卵壳水洗、杀菌是以经过800℃～1000℃锻烧后的卵壳粉与清水混合，以0.1～10g/1000ml的浓度对蛋壳进行清洗杀菌。
23.根据权利要求21所述的一次性卵壳环保材料制造方法，其特征在于，所述步骤(A)中的锻烧卵壳粉的制备步骤的步骤(A1)的卵壳，选自家禽卵蛋的卵壳。
24.根据权利要求21所述的一次性卵壳环保材料制造方法，其特征在于，所述步骤(A)中的锻烧卵壳粉的制备步骤的步骤(A1)的卵壳，以一自动开蛋机将至少一卵蛋的内容物及卵壳自动分离而取得。
25.根据权利要求11所述的一次性卵壳环保材料制造方法，其特征在于，所述步骤(B)的造粒制备步骤是以一双螺杆挤出机挤压造粒处理。
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