TW200904365A - Biodegradable and compostable composition having improved physical and chemical properties - Google Patents

Description

200904365 九、發明說明： 【發明^屬之技術領域】 本务月主要是針對新穎的組成成分及方法，用來產生 一個生物可分自2 、 解、以澱粉基為主，並且防水之製品。 【先前技術】 長久以來，A斗s ^ … 人類一直在使用可自然返回環境並且能重 Z:用的匕^材料。不能為生物分解的材料，像是玻璃和 ^疋對^境無害的。今天，塑膠和紙類污染問題 一 * 不僅'亏染海洋，並且快速填滿了我們可用的垃 $掩埋工間。全球各地正警覺到··我們所創造的物質不具 、W 我們可能僅使用了十五分鐘，但它通常要持續 數百年之久不會消失。 t統的拋棄式餐具就是一個例子。它們通常是以紙或 紙板製成（常爹蚀十、+ χ 7 佈或注入尚为子防水材料，譬如石蠟 (paraffin wax)或聚乙烯⑽㈣㈣叫），或是多種塑膠之一 )取二遍者為聚笨乙埽(pQlysty_))。這些材料有良好或絕 的防水性及絕緣性（譬如泡沫聚苯乙烯(—Μ P—〇购伽）或者“聚苯乙烯發泡塑料（Styrofoam)，，），並且便 2耐用。以這些材料生產拋棄式包裝材料的方法已經很 成見、，可以快速且相對便宜的大量生產。 此外，由於現今許多國家工業現況的驅使，其工作人 口可在家準備食物或特產的自由時間已大幅減少。隨著這 個趨勢的持續甚至加速，拋棄式包裝材料的需跟 [而且’我們越來越體會到，使用這些“便宜的”材料對 200904365 環境的成本可能相當地高。因此使用生物可分解及可堆肥 的天然產品就相當有潛力。舉例來說，一個聚笨乙烯 (polystyrene)製成的杯子，其生命期預計將可超過五百 年’而每年每位美國人民平均要丟棄約—百個這種杯子。 此外，聚苯乙稀（p〇lystyrene)是苯（benzene)和乙稀（吻 經由，學製程所製造，兩種皆是公認造成環境問題的石油 工業副產物。當各國政府都因為實行困難及花費過高而幾 乎要放棄回收4晝4 ’他們還是必須解決垃圾累積的問 題’因此有些國家已經開始對非生物可分解包裳材料的使 用加以课稅。 天然產品一般在短時間内就可被生物分解：香萑皮（二 至十天）、棉布（一至五個月）、紙類（二至五個月）、繩子（I 至十四個月）、橘子皮（六個月）、羊毛祿（一至五年）。相對 地二象是前述關於聚苯乙稀（pol鄭ene)所製成的杯子， :匕成的產物，要被生物分解所需時間則大幅增 至十二年）、塑膠合成的牛奶盒（五年）、塑膠袋（十 ί、:支架後(四百五十年)、尿布和衛生墊(五百至八百 可分解材料來幫助垃圾掩埋和其他環境問： 的堡力本身已不斷地增加。以台灣為例，近來已經 ==°lystyrene)來做為抛棄式包裝材二： 土在:大城市也已經跟著施行（例如··北京和上 法之了生環保議題的傳統拋棄式食物容器產品的方 &之’就疋以殿粉某象』 又物丞Ixe可拋棄式餐具，譬如盤子、碟 200904365 子和碗等。然而，澱粉基包裝材料目前仍有許多缺點，最 重要的就是不防水（susceptible t0 water)。煮熟且未經改良 的澱粉（unmodified starch)會溶於水。因為目前所有的澱粉 基生物可分解餐具都是以熱模形成，其中大多數甚至全部 的澱粉皆為煮熟的，故以此方式形成的產物對濕度非常敏 感。當暴露在水、其它水溶液或者大量水蒸氣中，這些餐 具就會變彳于很軟，失去形狀穩定度，且容易被刀叉等餐具 刺破。 ^ 生產商目前用兩種方法來處理澱粉基餐具對濕度敏感 的問題、’其-是不在有水分的環境下使用2，不然就是在 產扣上塗料。如此，此產品就可以f到沒有水液體或水基 氣的地方使用（例如：辈乞的或油炸物）。這種方式大幅限制 了廷些產品的市場潛力，因為許多的食物產品是：⑴含水 ⑽如：飲料和湯）、⑺含有液相（例如：肉、醬料、水考蔬 2、i3)冷卻時會冒出水蒸氣（例如··米飯、其㈣粉類食 ^熱^治等）’或是⑷會排出水分（例如：生鮮食品）。 生物可分解的塗料可能很昂貴並且不易實施 立曰加生產成本及複雜性，並降低成品的良率。、 =域之熟習技藝者應能領會，就強化殿粉基餐 基貝材料的機械性質而言，其 、 中的抑制" 扪疋為了 W減少生產過程 基質二及（b)強化其在乾燥環境中的使用性。此 關鍵性的㈣。f f⑼基餐具的表現有 相者！烤過且未經改良㈣粉乾掉時-般而t "，但與向相對濕度的空氣平衡時卻又變得相對地 200904365 柔軟。其成分中常加人纖維以增加殺粉基 (fleXurai strength)和破壞能 二几斤強度 _乃低的期間。然而，即使添加了二二 上模 在剛脫模或是在乾燥環境的延伸 候），澱粉基產品通常還 =年的乳 揚人Η Λ Β 或疋在麵包店的使用 易碎疋殿粉基物品結構上的缺點，在生產過程中（特 :疋在塗料前或做成薄片前)、運送過程中，以及在 境使用時都會出現問題。 ’、 、、此處本領域之熟習技藝者應能領會，本發明之方法和 成分係為添加來自非木質植物的纖維材料，特別是從現有 商品之副產品中所獲得的材料。這是因為目前最常用於澱 粉基餐具的纖維是木襞纖維（W00d-pulp fiber)(類似於紙製 品）。此類纖維的好處為容易獲得，而且在品質、材料性質 和主要特性上皆適合作為餐具的結構成分。然而，明明有 很多可替代的農業副產物來源可以採用，卻使用生長慢的 树木作為纖維來源，本身是有問題的。 本領域之熟習技藝者應能領會，本發明係為將礦物填 充材料替換為完全可生物分解且可再生之植物性有機材 料’其與傳統礦物纖維有一樣的效果。若此使用之填充材 料為現今其它農業產品之副產物，則具有更佳的優勢。這 疋因為無機礦物填充物，像是碳酸妈（calciuin carbonate)、 —氧化石夕（silica)、硫酸詞（calcium sulfate)、水合硫酸在弓 (calcium sulfate hydrate)、矽酸鎂（magnesium silicate)、雲 200904365 母礦（micaceous minerais)、矽酸鹽⑻叮加此以⑷二氧化 鈦（titanium dioxide)等常用於澱粉基生物可分解餐具之材 料。商品行銷常宣稱使用這些礦物做為填料，並指出這些 礦物是天然的、可再生的，並且有益於環保。但不幸地： 這些填料並不能被生物分解。而且，因為採集、合成和/ 或處理這些無機填純料反*會增加額相環境成本。 本領域之熟習技藝者應能領會本發明係為一種可堆肥 性材料，有助於減少廢棄物。堆肥可做為土壤添加物，並 、大幅增加土壤保持水分之能力。例如，堆肥料混於含沙的 土壤可強化其有機穩定性、保濕能力，並可與重金屬和、、于 染物結合，以減少被植物絲和吸收的機會。此外，夢由 於广杂的土壌’常常可改善多種不同物染物造 成的汗染。在堆肥中發現的微生物（miw)bes)可分解—此主 性有機化合物和石油中的碳氫化合物（hydr〇carb〇ns)。= 是堆肥被使用在受石油污染的土壤上的原因之^ 進行生物分解之動作。 ° 本領域之熟習技藝者應能領會本發明係為一種 =這些材料可像其它任何食物一樣讓人或動物進食、 ^匕和排除。這些材料可以做成吸引人的外貌 ^以及結構，譬如麵包、漢堡麵包、熱狗麵包、: 派皮、冰淇淋蛋捲筒，和寵物飼料等。 八故此，本領域之熟習技藝者應能領會本發明之材 二可用於製造符合環保且可用來堆肥的固體材料 ㈣和非食料消时場，_是具有时、生物可分兼解顧 9 200904365 比紙類和塑膠便宜， 可堆肥、可食用、具理想物理特性 以及對動物和小孩無害等上述優點 【發明内容】 本教示主要是針對新穎的組成成分和方法，用來產生 -個生物可分解、賴粉基為主，並且防水之製品。在一 些實施例中，教示中針對一組成成分，包含一生物可分解 纖維成分，在乾重量基準（dry weight basis)下其含量範圍 約在5%至40% ; —澱粉成分，乾重量基準下其含量 約在50%至94.5%;以及—其它添加物成分，乾重量基準 :其含量範圍約在〇.5%至10%。該添加物組成成分有：環 氧化植物油（epoxidized vegetable 〇il)、氫化三酸甘油酯 (hydrogenated triglyceride)、聚乙酸乙烯酯（p〇ly(vinyl acetate))、聚乙烯-乙酸乙烯共聚合物（p〇ly(vinyi acetate-ethylene) copolymer)、聚乙酸乙烯-乙烯共聚物 (poly(ethylene-vinyl acetate) copolymer)，或以上之組合。 在一些實施例中，生物可分解纖維成分包含一天然纖 維，而此天然纖維可包含一木質纖維、一非木質纖維，或 者一動物纖維。在一些實施例中，該生物可分解纖維成分 包含一生物可分解之合成纖維。 該澱粉成分可包含一有機填充材料，其澱粉對填充材 料之比例範圍約在1 〇: 1至1:1之間，一般比值約為3:1。 在一些實施例中，該添加物之含量範圍約在2%至 5%。在一些實施例中，該添加物成分是一氫化三酸甘油酯 (hydrogenated triglyceride)、 一 環氧化植物油 200904365 (epoxidized )，或是由一聚乙酸乙稀醋（poly(vinyl acetate))、一聚乙浠-醋酸乙稀共聚合物（poly(vinyl acetate-ethylene) copolymer)，以及一聚醋酸乙稀-乙稀共聚 物（poly(ethylene-vinyl acetate) copolymer)組成的聚合物之 ——* 〇 在一些實施例中，本教示係針對一種液態混合物，其 組成成分如前所述。該混合物可以含有足量的水，在加熱 到足夠溫度及足夠時間時，可塑型成所需形狀，以製造出 一生物可分解（biodegradable)、拋棄式（disposable)，以及 防水（water-resistant)的製品。在一些實施例中，水分之含 量範圍約在40%至80%之間。在一些實施例中，該澱粉成 分包含一天然殿粉（native starch)以及一預糊化殿粉 (pre-gelatinized starch)， 該纖維對預糊化殿粉 (pre-gelatinized starch)之比例範圍約在 1.5 : 1 至約 3 : 1 之間。該成分更可包含一硬脂酸鎮（magnesium stearate)、 一躐（wax)、一交聯劑（cross-linking agent)，或以上之組合。 S-. 在一些實施例中，本教示係針對一方法，用以創造出 一生物可分解（biodegradable)、以殿粉基為主 (starch-based)，以及防水（water-resistant)的製品。該方法 係加入一液態混合物，其包含上述材料，置入一具有空腔 之鑄模裝置（mold apparatus having a cavity)。在加熱至足 夠之溫度及時間後，該混合物將成為一穩定之型態。且在 加熱的過程中，在與空腔表面接觸的外表面之間會形成一 層鑄皮（skin)。此鑄模裝置包含至少一空隙（gap)，能讓蒸 11 200904365 氣穿過此空隙離開空腔’並且不會損失太多該混合物。在 一些實施例中，該材料會在加熱過程中於原位膨服填滿該 鑄模空腔。 在一些實施例中，本教示將針對一製品’其包含上述 材料。該製品可為一生物可分解（biodegradable)、防水 (water-resistant)，且該製品在一些實施例中為可堆肥性質 (compostable)。在一些實施例中’ έ亥製品可為一餐具、一 包裝材料，或以上之組合。在一些實施例中’該製品為核 准之可食用食物產品。 在一些實施例中，本教示將針對一方法，以製造一生 物可分解（biodegradable)、以殿粉基為主（starch-based)，以 及防水（water-resistant)之製品。該方法包含製備一混合 物，其具有一生物可分解纖維（biodegradable fiber)成分以 及一殿粉（starch)成分。該生物可分解纖維（biodegradable fiber)成分之含量範圍在乾重量基準下可約在5%至40%之 間。而該殿粉成分之含量範圍在乾重量基準下約在50%至 94.5%。並另外添加一添加物成分，在乾重量基準下其含 量範圍約在0.5%至10%。此外，該添加物可包含一聚乙酸 乙稀醋（poly(vinyl acetate))、聚乙稀-乙酸乙稀共聚合物 (poly(vinyl acetate-ethylene) copolymer)、聚乙酸乙烯-乙稀 共聚物（poly(ethylene-vinyl acetate) copolymer)，或以上之 組合。於該混合物中加入一液態成分，以製造一液態材料， 其中該溶液成分包含足量的水分，可將材料塑型至要求之 形狀。將該形狀之材料加熱至足夠溫度及時間之後，該材 12 200904365 料可製出一生物可分解（biodegradable)、拋棄式 (disposable)，以及防水（water-resistant)之製品。 在一些實施例中，本教示將針對一方法，其可製造一 生物可分解（biodegradable)、以殿粉基為主（starch-based)， 以及防水（water-resistant)之製品，且具有較優異之強度性 質。該方法係製備一混合物，包含一生物可分解纖維 (biodegradable fiber)成分以及一殿粉成分。其中該生物可 分解（biodegradable)成分在乾重量基準下之含量範圍約在 5%至40%之間。而該澱粉成分在乾重量基準下之含量範圍 約在50%至94.5%之間。再加入一添加物成分至該混合 物，在乾重量基準下其含量範圍約在0.5%至10%之間。其 中該添加物成分包含一環氧化植物油（epoxidized vegetable oil)、一 聚乙酸乙稀酯（poly(vinyl acetate))、一聚 乙烯-乙酸乙烯共聚合物（poly(vinyl acetate-ethylene) copolymer)、一聚乙酸乙烯-乙稀共聚物 (poly(ethylene-vinyl acetate) copolymer)，或以上之組合。 加入一液態成分至該混合物中，以製造液態材料。其中該 液態成分包含足量的水分，可將材料塑型至要求之形狀， 再加熱至足夠之溫度及時間，可使用該材料製造出一生物 可分解（biodegradable)、拋棄式（disposable)、以及防水 (water-resistant)之製品。 在一些實施例中，本教示將針對一材料，包含一生物 可分解纖維（biodegradable fiber)成分，在乾重量基準下其 含量範圍約在5%至40%之間，以及一包含防水澱粉 13 200904365 (water-resistant starch)之殿粉成分，其中該殿粉成分在乾 重量基準下其含量範圍約在50%至94.5%之間。在一些實 施例中，該防水殿粉成分包含一高直鏈殿粉（high-amylose starch)。在一些實施例中，該材料更包含了一添加物成分， 在乾重量基準下其含量範圍約在0.5%至10%之間。其中該 添加物成分包含一環氧化植物油（epoxidized vegetable oil)、一 氫化三酸甘油 S旨（hydrogenated triglyceride)、一聚 乙酸乙稀酯（poly(vinyl acetate))、一聚乙烯-乙酸乙稀共聚 合物（poly(vinyl acetate-ethylene) copolymer)、一聚乙酸乙 稀-乙稀共聚物（p〇ly(ethylene-vinyl acetate) copolymer)，或 以上之組合。 【實施方式】 前述說明之該複合材料，其性質可為生物可分解 (biodegradable)、可堆肥（compostable)、或是以上之組合。 而且可用來製造一樣能被生物分解之物品。 在一些實施例中，一生物可分解（biodegradable)材料 可以分解成簡單的化合物，像是二氧化碳（carbon dioxide)、曱烧（methane)、水（water)、無機化合物（inorganic compound)以及生物質（biomass)。其中主要的機制為微生 物（micro-organisms)的酵素作用。在一些實施例中，一生 物可分解（biodegradable)材料可在自然狀況下被微生物快 速地分解。例如：在有氧（aerobic)和/或厭氧（anaerobic) 的情況下。在一些實施例中，一生物可分解（biodegradable) 材料，暴露在微生物（microbial)、水解（hydrolytic)，和/ 14 200904365 或化學作用時’可以被分解成單一成分。在有氧（aerobic) 的情況下，生物分解作用（biodegradation)可以將材料轉換 成包含二氧化碳和水等末端產物。在厭氧（anaerobic)狀態 下’生物分解作用（biodegradation)可以將材料轉換為包含 二氧化碳、水、以及曱烷等末端產物。在一些實施例中， 生物分解（biodegradation)易產生礦化作用 (mineralization) ° 在一些實施例中，生物分解性（biodegradation)與可堆 肥性（compostability)可加以區別。也就是一個生物可分解 的材料，是單純的被生物活動所分解，特別是酵素活動， 進而產生無限期化學結構之明顯變化。而另一方面，可堆 肥性是生物可分解材料（biodegradable material)的一種性 質。在一些實施例中，一材料若具有可堆肥性，則此材料 可以在堆肥系統（compost system)中被生物分解，並在堆肥 的使用期間内被分解完畢。辨別可堆肥性（compost)的判斷 準則有.重金屬含量極低、無生態毒性（ecotoxicity)、以及 沒有明顯的殘留物（residues)。 有幾種測試方法可以確定一個材料是生物可分解 (biodegradable)、可堆肥（C0tnp0Stable)，或是兩者皆是。例 如，在一些實施例中’可使用美國材料測試協會（American Society for Testing and Materials ’ ASTM)對可堆肥性 (compostability)的定義。譬如ASTM的定義說明一可堆肥 材料（compostable material)可以計畫性地在堆肥地點被生 物分解，其不能用肉眼分辨，被分解成二氧化碳、水、無 15 200904365 機化合物、以及生物質（biomass)，且其分解速率與已知的 可堆肥材料相符。在一些實施例中，可以經由ASTM D-5338 和使用 ASTM D 6400 二級測試（the Tier Two Level testing per ASTM D 6400)測量可堆肥性（compostability)。 相較之下，歐洲對可堆肥材料的定義是：譬如一種材料， 可在住家或工業的堆肥場中，在六個月左右時間内被分解 掉約90%。則符合此標準的材料依照歐洲標準EN 13432(2000)(European Standard EN 13432(2000))標記為具 有可堆肥性（compostable)。 生物分解測試（biodegradation tests)會隨特定測試情 況、評量方法，以及要求標準而不同。因此，不同的協定 (protocols)之間會有一個合理的收敛範圍，並對於大部分 的材料有相似的結論。以好氧性生物分解做為例子，美國 材料測試協會（American Society for Testing and Materials，ASTM)已建立了 ASTM D 5338-92。ASTM D 5338-92以時間為函數，測量受測材料的礦化程度 (mineralizes as a function of time)。此測試監控在 58°C 高 溫的活性堆肥場中，被微生物同化（assimilation)而放出的 二氧化碳含量。可以用電解呼吸技術（electrolytic respirometry)來量測二氧化碳的產量。也可以用其它的標 準協定，像是經濟合作暨發展組織（the Organization for Economic Cooperation and Development，OECD)的 301B。 在一些實施例中，一材料若在二十八天内被分解超過 60%，則可被認定為生物可分解（biodegradable)材料。見法 16 200904365 國經濟合作暨發展組織（Organization for Economic Cooperation and Development，France，OECD )的 OECD 301D”密封容器測試（closed bottle test)”。有氧（absence of oxygen)情況下的標準生物分解測試，在各種不同協定中有 詳細介紹，如ASTM D5511-94。這些測試可以用來模擬在 固體廢棄物處理設備，或衛生掩埋場中，無氧（anaerobic) 狀態下材料的生物可分解性（biodegradability)。 生物分解產品協會（the Biodegradable Products Institute ’ BPI)和美國堆肥協會（US Composting Council， USCC)皆使用美國材料測試協會的標準（American Society for Testing and Materials Specifications，ASTM)，作為產 品 堆肥標章（Compostable Logo)’’的許可標準。這些標準 f $來辨別在市立或商業公司中的塑膠和紙類產品是否完 全及女全地碎裂（disintegrate)及生物分解（biodegrade)，像 是牛皮紙、修剪的枝葉、和廚餘等。在通過認可的實驗室 測試後’任何符合ASTMD6400或D6868的產品，會被授 與堆肥標章（Compostable Logo)”。例如，BPI認證，表 不此材料符合ASTM D6868標準，可在市立單位、商業單 位 '或家中的堆肥地點，迅速地被生物分解。 舉例來說，ASTM已發展了堆肥（compostability)的測 試方法和榡準，測量其三項特性：生物可分解率 (biodegradability)、碎裂程度（disintegration)，以及無生態 毋性（lack 0f ecotoxicity)。要達到可堆肥的生物可分解率 標準’則此材料在四十天内至少要有60%轉換成二氧化 17 200904365 碳。而碎裂程度的測量，則此受測材料的實際形狀和厚度， 在通過2毫米的篩選後，剩下需低於10%。要達到無生態 毒性的標準，此生物可分解材料必須對種子的發芽和植物 的生長沒有負面效應，這部分測量可以使用OECD 208。 例 子詳見 http://www.oecd.org/dataoecd/! 1/3 1733653757.pdf 〇 國際生 物分解產品協會（the International Biodegradable Products Institute)將會核發給產品一可堆肥標章（a logo for compostability)，例如曾有一項產品符合ASTM 6400-99標 準而獲得標章。德國的DIN 54900協定則規定任何材料在 一個堆肥循環完全分解後的最大厚度。 在一些實施例中，這些材料被完全生物分解 (biodegrade)的時間分別少於六十天、五十天、四十天、三 十天、二十天、十天，或者是以上之其它範圍。在一些實 施例中，這些材料分別可以被生物分解至少75%、80%、 85%、90%、95%、98%、99%，或是以上之其它範圍，而 花費時間低於30天、28天、25天、20天，或者是以上之 其它範圍。在一些實施例中，上述材料所生產的產品，因 為其生物可分解性（biodegradability)而符合ASTM D6868 的標準。 在一些實施例中，本教示將針對一材料，其包含一生 物可分解纖維（biodegradable fiber)成分，在乾重量基準下 其含量範圍約在5%至40°/◦之間。一澱粉成分，在乾重量 基準下其含量範圍約在50%至94.5%之間。還有一添加物 18 200904365 成分，在乾重量基準下其含量範圍約在0.5%至10%之間。 生物可分解纖維（biodegradable Hber)成分可包含一天 然纖維（natural fiber)，而此纖維可以包含一木質纖維 (woody fiber)、一非木質纖維（non-woody fiber)，或一動物 纖維（animal fiber)如羊毛（wool)。木質纖維可來自於樹，例 如，主要的來源是纖維質纖維（cellulosic Hber)。非木質纖 維（non-woody fiber)包含甘嚴渣（bagasse)、竹子（bamboo)， 以及稻草（straw)等。天然纖維（natural Hber)包含羊毛 (wool)、棉花（cotton)、木漿纖維（wood pulp fiber)、竹子 (bamboo)、洋麻（kenaf)、亞麻（flax)、黃麻（jute)、大麻 (hemp)、呂宋大麻（abaca)、草（grass)，以及蘆葦（reed)等。 纖維成分也可以包含任何上述纖維之混合物。 任何生物可分解的合成纖維（biodegradable synthetic fiber)可以用於現今發明的一些實施例。此合成纖維 (synthetic fiber)可以包含：聚稀（polyolefin)、聚酉旨 (polyester)、聚酿胺（polyamide)、丙烯酸（acrylic)、嫘繁 (rayon)、醋酸纖維素（cellulose acetate)、聚乳酸 (poly(lactide))、聚烴基烧酸（poly(hydroxyl alkanoates))、 熱塑性多成分纖維（thermoplastic multicomponent fiber)(以 傳統的鞘蕊型纖維（sheath/core fiber)來說，譬如聚乙嫦/聚 西旨鞠蕊纖維（polyethylene sheath/polyester core fiber))等， 以及以上之混合物。在許多實施例中，合成纖維（synthetic fiber)會部分或完全地被生物分解，如ASTM D 6400所定 義。 19 200904365 許多種天然纖維材料（贈ural fib削s matedai)加以組 合使用，作為烘烤類的結構成分（structural element)(以多 種不同尺寸）和/或作為低廉的有冑填充材料㈣_ flUer)。纖維成分同時被用來控㈣濕糊料的灌模特性（the molding characteristics of the wet batter)以及用來強化餐具 成品和包裝材料的結構穩定性。儘管有一整套的纖維長度 和縱橫比（aspect rati0)有潛力應用在配方上，配方中的纖 維部分一般可分為三類（按照纖維長度），並且有不同的功 月b .長或極長（4至25耄米，或者更長）纖維或者複合纖維 (composite f^ber )成分’可以做成纖維網（mesh 〇f仙㈡， 有助於預防糊料在模中伸展時產生缺陷。中長纖維（〇5至 5 t米），有助於控制溼糊料的流動特性，並且增加餐具成 品（theflnishedf〇〇dServicearticle)的硬度，可避免在處理 過程和一般使用時斷裂。短纖維（<〇5毫米），主要是用來 將穩定的生物可分解材料引入配方。一般來說，長纖維的 縱松比（aspect ratio)高於短纖維，因為通常纖維的長度變 化大於直徑變化。長或極長的纖維，其平均縱橫比從約 40 : 1至超過1，〇〇〇 : i。中長纖維的平均縱橫比從約5 : 1 至、’勺200 · 1。而短纖維’縱橫比一般來說低於約5〇 : 1。 例如，些填充材料（filler material)的防水性質比内含有 匕們的殿粉基基質（starch-based matrix)更佳。（許多種類的 纖維有這項功能，但是中、長，以及極長的纖維是鑄模、 處理’以及使用時所需要的，而短纖維成分在一些實施例 中只對防水有貢獻。） 20 200904365 教示中所述的材料人少 草得來的相對言口傲 乂匕3許夕不同來源的纖維。從 辦、隹布口 &门σσ^纖維，或蘆葦類提供的中長纖唯，可 曰進成口π的結構穩定性和 二 合材料，則可能來自认4 長至桎長的義維或纖維複 磨過或輾過成適告大=度加卫農業的副產物’像是切過、 加工，譬如錘磨（Lm 或者殼類的材料。經過適當的 的極短纖維，可以取ei*m=ng)些材料可以提供足量 二的防水性質。此外，磨過的堅果殼(gn3undnuts ^纖維材科（或是其它料硬且富含木質相植物!^) °、以做為有機、相對防水、生物可分解的纖維，可用來 取代傳統的無機填充材料。 有一些纖維可以從快速成長的植物獲得，像是包含洋 麻（kenaf)和竹的草類和蘆葦類植物。一些纖維也可以從農 品的副產物中廣泛地取得，像是從穀類加工品中可獲 得里、幹、殼等。是中長纖維的穩定來源。 、戴維材料在其長度和縱橫比（aspect ratio)方面變化很 大在些實知例中’材料的平均纖維長度可以低於2毫 米’而平均縱橫比範圍從約1.1 : 1至250 : 1、約13 : i 至 125 : 1、約 14 : 1 至 70 : 1，或約 1.5 : 1 至 30 : 1。 有許多不同的來源可獲得澱粉成分。澱粉的來源可能 包含有：植物的來源，像是塊莖、根、種子，和植物的果 實。而特定的植物來源可能包含有玉米、馬鈐薯、樹薯 (tapi〇ca)、米、小麥等。或是動物的來源’也就是動物殿 粉。在一些實施例中，澱粉是預糊化（pregelatinized)和未 21 200904365 煮熟的或天然的殿粉（uncooked or native starch)之組合。在 一些實施例中，預糊化（pregelatinized)的殺粉在全部殿粉 中的重量濃度範圍約為0%至30%，以3%至20%為佳，最 好是在5%至15%之間。經過交聯（cross-linking)、穩定化 (stabilization)，或者增加親油性官能基（lipophilie functional group)改良過的食物級澱粉（預糊化或是未經過 烹煮的），可增加產品之防水性使其接觸含水食物時不至軟 化。在一些實施例中，該澱粉可以是防水性澱粉，而這些 殿粉可以是經過改良的（modified)、或未經改良（unmodified) 的高直鏈（high-amylose)殿粉，或者以上之組合。在一些實 施例中，該澱粉成分可以包含高直鏈（high-amyl〇se)殺 粉。例如，此澱粉成分可以包含天然澱粉（natural starch)、 預糊化殿粉、南直鍵殿粉，或者以上之組合。在一些實施 例中，一部分的殿粉成分可以包含一項以上的防水性殺 粉。這些防水性澱粉可以是經過化學改良而有防水性的標 準殿粉，或是未經改良就有防水性的高直鏈殺粉。在這些 實施例中，澱粉成分的防水部分可能包含有化學改良過的 防水澱粉、天然防水的高直鏈澱粉、或以上之組合。使用 防水澱粉作為澱粉成分的一部分可以增加成品的防潮能力 (moisture resistance) ° 在一些實施例中，澱粉成分包含一有機填充材料 (organic filler material)，其殿粉對填充材料之比範圍從約 10 : 1至約1 : 1。在一些實施例中’該澱粉成分可以包含 一填充材料，通常是有機填充材料，其澱粉與填充材料的 22 200904365 比例一般是約3 : 1。 在許多實施例中，填充材料是有機的。此有機填充材 料可能包含像是磨碎的堅果殼（ground nut shell)，譬如胡桃 殼（walnut shell)。此堅果殼產生的纖維物質含有短或極短 的纖維，可以單獨做為填充材料’或者與其它填充材料混 合使用。在一些實施例中’磨碎胡桃殼（ground walnut shell) 在組成成分中，在乾重量基準下其濃度約在5%至30%之 間，尤其是磨碎胡桃殼可以單獨做為填充材料的實施例。 在一些實施例中，磨碎胡桃殼的濃度，在乾重量基準下可 約在10%至25%，或15%至21%之間。 在一些實施例中，短纖維可被用來與其它填充材料一 起，或者被其它填充材料所取代，並給予短纖維一樣的優 點。該材料可包含有機與無機聚合體（aggregate)，譬如碳 酸約（calcium carbonate)、二氧化石夕（silica)、硫酸 $弓（calcium sulfate)、水合硫酸 1弓（calcium sulfate hydrate)、石夕酸鎮 (magnesium silicate)、雲母礦（micaceous)、黏土礦（clay mineral)、二氧化鈦（titanium dioxide)，滑石（talc)等。聚合 體（aggregate)和/或短纖維的濃度範圍，在乾重量基準下可 約在0%至30%、約2.5%至25%、約5%至20%、約5%至 25%，或約7%至21%之間。 在一生物可分解的澱粉基材料中添加成分可以增進其 製品之防水性、強度（strength)，或以上之組合。在一些實 施例中，該添加物包含一環氧化植物油（epoxidized vegetable oil)、一氫化三酸甘油自旨（hydrogenated 23 200904365 triglyceride)、一聚乙酸乙烯酯（poly(vinyl acetate))、一聚 乙烯-乙酸乙烯共聚合物（p〇ly(vinyl acetateethylene) copolymer)、 一聚乙酸乙烯-乙烯共聚物 (poly(ethylene-Viiiyl acetate) C〇P〇lymer) ’ 或以上之組合。 在一些實施例中，該添加物之含量範圍在約2%至約5%。 在一些實加例中，该添加物成分包含一環氧化三酸甘 油醋（epoxidized triglycedde)。雖然環氧化植物油 (epoxidized vegetable oil)在傳統上是作為塑化劑 / (plasticizer)來使用，特別是用在聚氣乙烯（pvc)和聚二氣 乙烯（PVDC) ’但其用在澱粉基複合材料中可意外產生更大 的製品密度範圍，並可經由熱模製程來製造。很意外地， 當使用環氧化油類時，密度較高的製品並不需要較長的加 熱時間。此外，尚密度製品較為堅固，且比生產厚度較厚 者更為經濟（原本需要較長的加熱時間）。對動物或植物來 源的不飽和脂肪酸（unsaturated fatty acid)產生的三酸甘油 ；酯進行環氧化作用，可得到一環氧化三酸甘油酯 (epoxidized triglyceride)。適合的環氧化植物油例子有：環 氧化亞麻籽油（epoxidized linseed 〇il)、環氧化大豆油 (epoxidized soybean oil)、環氧化玉米油（ep〇xidized c〇m oil)、環氧化棉籽油（epoxidized cottonseed oil)、環氧化紫 蘇油（epoxidized perilla oil)，以及環氧化紅花油（ep〇xidized safflower oil)等。在一些實施例中’該環氧化植物油 (epoxidized vegetable oil)包含環氧化亞麻籽油（ep〇xidized linseed 〇U，ELO)和環氧化大豆油（ep〇xidized⑽咖抓〇u， 24 200904365 ESO)。要達到FDA的食品級要求，ELO之蛾值（iodine number)—般需低於5，環氧數最小值（minimum oxirane oxygen content)約在 9%，而 ESO 之峨值（iodine number) — 般約低於6，環氧數最小值（minimum oxirane oxygen content)約在 6%。 現今有多種的環氧化植物油（epoxidized vegetable oil) 可供使用。在一些實施例中，環氧化植物油的環氧當量值 (epoxide equivalent weight)約在 400 至約 475 之間。部分 的環氧化植物油可於一些實施例中採用。在一些實施例 中，環氧化植物油用於本發明，其環氧化當量值（epoxide equivalent weight)約低於225。例如，環氧化亞麻籽油的 環氧化當量為178，其可與單叛酸（monocarboxylicacid)或 一元酚（monohydric phenol)作用，將其當量從400提升至 475。 在一些實施例中，該添加物成分包含有一氫化三酸甘 油酯（hydrogenated triglyceride)。殿粉基的生物可分解材料 可以使用堪，像是掠櫚纖（carnauba wax)、小燭樹虫鼠 (candelilla wax)、石躐（paraffin wax)、褐煤蠛（m〇ntan wax)，以及聚乙烯堪（polyethylene wax)等，可增加其防水 性。以棕櫚蠟為例，其價錢相當昂貴，且在乾重量基準τ 使用不能超過3%，因為它在鑄模過程中會被蒸汽蒸餘掉， 塞住鑄模裝置内的通風口。在一些實施例中，氫化植物〉、由 (hydrogenated vegetable oil)的熔點在約 54°C 至 85°c 之 間，可以替代蠟，以改善配方的防潮性。合用的氫化三酸 25 200904365 甘油醋（hydrogenated triglyceride)可以從動物脂肪、植物月旨 肪，以及像是牛油、花生油、大豆油、菜籽油（canola oil)， 以及玉米油等中製備出。其中，合用的氫化植物油 (hydrogenated vegetable oil)包含了 EVCOPEL EVCORR 和 EVCOPEL EVCEAL等可從EvCo研究機關獲得之商品。在 一些實施例中，該氫化三酸甘油酯（hydrogenated triglyceride)的使用濃度高達5%。此氫化三酸甘油酯 (hydrogenated triglyceride)可以由固體粉末的形式、溶化的 形式、或乳膠態（emulsion)形式添加於配方中。 該添加物之成分可以是聚合物。在一些實施例中，該 添加物成分是從下述的群組中挑選出之聚合物，包含一聚 乙酸乙稀S旨（poly(vinyl acetate)，PVA)、一聚乙稀-乙酸乙 稀（poly(vinyl acetate-ethylene)，VAE)共聚合物，以及一聚 乙酸乙烯乙稀（p〇ly(ethylene-vinyl acetate)，EVA)共聚合 物。當加入至澱粉基材料中，PVA、VAE，以及EVA會增 加此材料的防潮性。EVA是一種乙烯（ethylene)和乙酸乙烯 v 酉旨（vinyl acetate)的共聚物，其中乙酸乙烯g旨（vinyl acetate) 的重量百分濃度低於50%。反之，VAE是一種乙烯（ethylene) 和乙酸乙烯酯（vinyl acetate)的共聚物，但其中乙酸乙稀酯 (vinyl acetate)的重量百分濃度高於50%。EVA —般是半晶 態共聚物（semi crystalline acetate)，其溶點在約60°C至 110°C之間，且其玻璃轉換溫度（glass transition temperature，Tg)與聚乙烯（polyethylene)相似。另一方面， VAE —般是非晶態聚合物（amorphous polymer)(無定義；)：容 26 200904365 點），其\之範圍在約被至約贼。為了促進液態配方 的加成，此聚合物將偏好以乳液（emulsi〇n)或乳膠態 (latices)使用。 此材料可以為液態混合物的形式，其中該混合物含有 足量的水可以塑造其形狀，並可製造出生物可分解 (biodegradable)、可堆肥（disp〇sable)，並且防水的製品。 本領域之熟習技藝者，應該瞭解有多種製程可以塑造此製 品的外型，譬如鑄模（m〇lding)、射出成型（ίη_Η〇η molding)、膨脹成型（expansion m〇lding)、壓製叫）， 以及模鍛（stamping)等。其中每種方法所需的製程都隨著材 料的水分含量或濃稠度而有所改變。在一些實施例中，該 液態混合物可以含有約40%至80%、約45%至75%、約50% 至70%、約55%至65%比重不等的水，或以上範圍内之其 它比例。此外’本領域之熟習技藝者，應能瞭解在一些實 施例中’該混合物可為水基（water-based)、部分水基 、（partially water-based)，以及可能為有機溶劑基（organic solvent-based)。例如，此混合物可以為醇基混合物 (alcohol-based mixture)或其它非水基混合物 (non-water-based mixture) ° 在一些實施例中，該液態混合物之殿粉成分可包含一 天然澱粉與一預糊化殿粉。該纖維對預糊化澱粉之比值範 圍約在1.5 : 1至3 : 1、約1 : 1至4 : 1、約2 : 1至5 : 1， 或以上之其它範圍内。 在一些實施例中，該液態混合物可以進一步包含一硬 27 200904365 月旨酸鎂（magnesium stearate)、虫鼠、交聯劑（cross-linking agent)，或是以上之組合。該硬脂酸鎂是一脫模劑 (mold-release agent)，並且也提供了 一些防水能力。脫模 劑，或是防黏合劑（abherent)，是用來減低烘烤部和模系統 間的黏著。不只一般使用的硬脂酸鎂，也可以使用其它脫 模劑，像是硬脂酸銘（aluminum stearate)、硬脂酸錯 (magnesium stearate)、@ 月旨酸 |弓（calcium stearate)、| 月旨酸 鉀（potassium stearate)、硬脂酸納（sodium stearate)，或者 是硬脂酸鋅（zinc stearate);脂肪酸（fatty acid)，像是油酸 (oleic acid)和亞麻油酸（linoleic acid)等；脂肪（fat);油 (oil);以及以上之組合。 在一些實施例中，各種躐皆很適合使用。例子像是： 棕櫚蝶（carnauba wax)、小燭樹躐（candelilla wax)、米糠蠛 (rice bran wax)、石堪（paraffin wax)，或其它食品級堪。在 一些實施例中，植物堪的表現較動物躐和礦物堪更好。在 一些實施例中，天然蠟的表現較合成蠟更好。發明中可以 使用乳化劑（emulsifying agent)並加以授拌來製備躐乳液 (wax emulsion)。有一些適合用在該配方的躐乳液，包含乳 化棕摘虫鼠（emulsified carnauba wax)和乳化小濁樹躐 (emulsified candelilla wax)。乳化劑包含那些在食物應用上 核准的，包含去水山梨醇單硬脂酸酯（sorbitan monostearate)、聚山梨醇醋六十（polysorbate 60)、聚山梨 醇δ旨六十五（polysorbate 65)、聚山梨醇醋八十（polysorbate 80)、硬脂酸鈉（sodium stearate)、硬脂酸鉀（potassium 28 200904365 stearate)、食品級樹脂（gum)(例如：阿拉伯半乳糖 (arabinogalactan)、鹿角菜膠（carrageenan)、紅藻膠 (furcelleran)、三仙膠（xanthan))、硬脂酿單甘油擰檬酸酯 (stearyl monoglyceridyl citrate)、琥珀硬月旨精 (succistearin)、羥化印罐脂（hydroxylated lecithin)，以及其 它許多相似的化合物。 在一些實施例中，許多交聯劑都可以用來交聯澱粉和 纖維。該交聯劑包含：甲胺化合物（methylamine compound)、多價酸（polyvalent (multivalent) acid)、多價酸 鹵化物（polyvalent acid halogenide)、多價酸酐（polyvalent acid anhydride)、聚醛（polyaldehyde)、環氧化物聚合物 (polyepoxide)、聚異氰酸酯（polyisocyanate)、1,4-丁 二醇二 縮水甘油醚（1,4-butanediol diglycidylether)、環氧氣丙烧樹 脂（epichlorohydrin resin)、乙二酸 (glyoxal)、碳酸結銨 (ammonium zirconium carbonate)、碳酸結鉀（potassium zirconium carbonate)、聚醯胺-環氧氣丙烷樹脂 (polyamide-epichlorohydrin resin)，以及聚胺-環氧氣丙烷 樹月旨（polyamine-epichlorohydrin resin)等。 該複合材料中還可包含其它成分，譬如蛋白質、天然 組合物（natural compound)、天然橡膠乳膠（natural rubber latex) ’以及纖維上漿劑（fiber sizing agent)。上漿劑包含松 香（rosin)、松酯（rosin ester)、松香皂（rosin soap)、烧基稀 垌二聚體（alkylketene dimmer，AKD)，和浠基破珀酸甜 (alkenyl succinic anhydride，AS A)。在製備酪蛋白（casein)、 29 200904365 分離或濃縮之大豆蛋白（soy protein)等過程中’也包含 之其匕成分。製備過程如下述三個步驟： 、 隔水加熱-酪蛋白或大豆蛋白溶液(約ι〇%重量百 勿浪度），如同-般廠商所推薦之步驟（一般來說，浸料 以及pH 並維持 蛋白質使其水合，然後將溶液溫度升高至18(rF " 值保持在PH=9至9.5。然後將溶液保持在18〇卞 15分鐘）； 2. 將該產物冷卻至室溫；以及 3. 選擇性地加人—防腐劑並徹底混合。在該製備過程 ，防腐劑之濃度偏好在約〇.1%或者更低，依據此蛋白質 溶液所需之儲存時間、最終產物所需之蛋白質濃度，以及 政府法規所規定之食品防腐劑含量極限而定。 也可以使用其匕蛋白質來組合，並與酪蛋白和大豆蛋 白組合使用或分別使用，以增加該容器之防水性。例如： 卵白（albumen)和明膠（gelatin)等。 纟-些實施例中，該發明包含了一些方法，可製造一 ，可分解、殿粉基，以及防水之製品。該方法包含加入 才，S #有空腔之鑄模I置。該材料可為—液態溶 H料模裝置中加熱至足夠之溫度和時間之後，該混 :成為穩疋的型恶。在加熱過程中，該混合物與空 U面接觸的外表面，會形成—層鑄皮（Skin)。該鑄模設備 匕3至夕fB’隙(gap)，使得蒸氣可以離開鑄模設備之空 腔，且不會損失太多該混合物。 在二實知例中，該發明係使用一教示所述之複合材 30 200904365 料製造-製品’該製品為生物可分解且具防水性。本領域 之熟習技藝者，應能了解此處所教示之複合材料可以生產 出具有各種用途之材料。在—些實施例中，該產品可使用 於食。口工業。5亥食品工業之產品可包含：單隔層拖盤 (Single-C〇mpartmenttray)、雙隔層拖盤（multi c〇寧迦⑽ tray)、碗、冷水杯與其蓋子、器m、烤盤卿）、鬆 餅烤盤（muffin tray)，以及餐廳外賣之容器及其蓋子。在一 些實施例中，該材料可用來生產一般性的包裝產品，像是 電子產品之包裝和電池之包裝等。在許多實施例中，該材 料生產之產品，可作為填充、冷凍、船運、烘烤、微波之 ^吏用及消費。在-些實施例中，該產品皆可在微波爐和烤 箱中使用，隔熱和/或食用對人體無害。在一些實施例中， 該產品可含有氣味和味道。在一些實施例中，該製品具有 可堆肥性。在一些實施例中，該製品可用來改善可食用產 品之性質。 在一些實施例中，該發明包含了一些方法，可創造出 一個生物可分解、以澱粉基為主、防水的製品。該方法係 製備一混合物，其具有一生物可分解纖維 fiber)成分和一澱粉成分。該生物可分解成分，在乾重量基 準下其έ量約在5%至40%之間；且該丨殿粉成分，在乾重 量基準下其含量約在50%至94.5%之間。再加入一添加物 成分至該混合物，在乾重量基準下其含量範圍在約〇 5%至 約10%。該添加物成分可含有一氫化三酸甘油酯 (hydrogenated triglycedde)、聚乙酸乙烯酯（p〇ly(vinyl 31 200904365 acetate))、 聚乙烯-乙酸乙浠共聚物（poly(vinyl acetate-ethylene)copolymer)、聚乙酸乙烯-乙稀共聚物 (poly(ethylene-vinyl acetate) copolymer)，或者以上之組 合。再添加一液態成分至該混合物，以製造一液態材料。 其中該液態成分包含足量之水分可供塑型成所要求之形 狀。 發明中還可以添加其它成分做為液態成分的一部分， 像是鹽、緩衝溶液、著色劑、維他命、營養素、藥品、有 機填充材料等。接者在足夠南的溫度下加熱足夠長的時 間，以獲得生物可分解、可堆肥，而且防水之製品。 在一些實施例中，本發明包含了 一方法，以創造出生 物可分解、以澱粉基為主，並且防水之製品，並且改善了 強度。該方法係製備一混合物，該混合物包含一生物可分 解纖維成分和一澱粉成分。其中該生物可分解纖維成分， 在乾重量基準下其含量範圍約在5%至40%之間，而該澱 粉成分，在乾重量基準下其含量範圍約在50%至94.5%之 間。加入一添加物成分至該混合物，其含量範圍約在0.5% 至10%之乾燥秤重。該添加物成分包含一環氧化三酸甘油 酉旨聚乙酸乙稀S旨（poly(vinyl acetate))、聚乙稀-乙酸乙稀共 聚物（poly(vinyl acetate-ethylene)copolymer)、聚乙酸乙稀-乙烯共聚物（p〇ly(ethylene-vinyl acetate) copolymer) ’ 或者 以上之組合。再加入一液態成分至該混合物，以製造一液 態複合材料，其中該液態成分包含足量之水分可供塑型至 要求之形狀。加熱此形狀之材料至足夠之溫度及時間，可 32 200904365 產生一生物可分解、可堆肥、且防水之製品。 實施例一：製僙一複合材料。 表一提供了該發明在一些實施例中，杏用之成分和比 例。 ，只 表 材料 範圍 (溼重量基準下之 重量百分濃度 偏好範® (溼重量基率 重I Ή•分濃度

預凝膠殿粉 硬脂酸鎂 2 環氧化植物油 — 10* 交聯劑

0.4 - 2* 0.4 0.2 - 0.6 0-1.2 PVAc 和 VAE 等. 0.2 - 0.8* 0 - 4 * 氺 註：對乾重量基準除以04所得之值 0.8 - 2.5 更月曰敲鎂、裱氧化植物油，以及蠟（包含氳化三酸甘 33 200904365 油酯）三者之間中至少需使用一種。且在一些實施例中，在 溼重量基準下其含量範圍約在1.0%至3.5%之間。在一些 實施例中，整體澱粉對填充材料之比約為3 : 1。該纖維對 預糊化澱粉之比範圍在約1.5 : 1至3 : 1。而在一些實施 例中，在約1.9 : 1至2.5 : 1。選擇性之添加物包含：蛋白 質、天然橡膠乳膠（natural rubber latex)、著色劑，以及纖 維上漿劑（fiber sizing agent) ° 實施例二：以該複合材料製備一物品。 使用一有開孔之加熱鑄模裝置，可利用此液態成分做 成製品。各種形式的分批（batch)和連續内部混合器 (continuous internal mixer)(譬如：行星式混合器（planetary mixer)、雙臂弓形混合器（dual arm sigma type mixer)，以及 擠壓機（extruder))都很適合用來製備此配方。在一些實施 例中，該混合物可以周遭溫度之下，使用相對低剪切（low shear)之混合器來製備，如行星式混合器（planetary mixer)。 要製備該配方，將纖維（一般從片料（sheat stock)切成 細長型（strip))、占總填充材料之約40%，及總水分約30 至40%，一起置入一行星式混合器（planetary mixer)約5分 鐘，攪拌成均勻的粗橡皮屑（coarse eraser crumb)。接著加 入該預膠化殿粉（pre-gel starch)，並持續約6至9分鐘，以 進一步崩解該纖維。將剩餘之成分加入混合器，混合約2 至3分鐘，直到該混合物不呈乾燥塊狀為止。混合所需之 時間依混合之規模及速度會有所不同。 34 200904365 本發明使用一具有空腔之加熱鑄模來製作小拖盤，其 空腔具有吾等所需最終產品之外型。在製程中，該禱模設 備具有一處以上之縫隙，供加熱或烘烤過程中所產生之蒸 汽流出。在該鑄模裝置之空腔中加入一混合物，該混合物 為液態或者半液態，接著關閉該裝置，則在加熱過程中會 產生瘵汽。在該實施例中，導入鑄模空腔中之混合物體積 明顯少於該空腔之體積，但是在加熱過程中，該混合物合 隨著内部蒸氣或蒸氣壓之發展而膨脹，直到完全填滿空腔 為止在《亥實知例中，置入鑄模之該液態或半液態材料之 體積對鑄模空腔之體積比在1:4和1:25之間，或者在 ’7至1 . 3.1。在该混合物與加熱鑄模裝置之充分接觸 =下，該混合物之外表面會形成一鑄皮（skin)。該鑄皮對其 "IL逸出之療氣具有滲透性或半滲透性，而該鑄皮與縫隙， 可讓鑄模裝置前端空腔内之蒸氣逸出。其蒸氣之逸出並不 會使該混合物之含量明顯地減少。該混合物若明顯地流失 將會造成此材料的浪費，也浪費了能量在加熱該流失之材 料’也需要額外之製程去清除塞在縫隙之任何多餘之材料。 本卷月中蒸氣逸出時該混合物仍可維持在該空腔 中此因5亥縫隙的尺寸夠小，A以使該混合物與加熱鑄模 ，，時在其表面上形成鑄皮，當加熱過程中該混合物之蒸 氣C不足時’允許其蒸氣從表皮與縫隙逸出該鑄模裝置外 而不會弄破該鑄皮。因為該鑄皮並不允許該混合物通過， 於加熱完該混合物可能仍是液態或半液態’所以該混合物 無法從該鑄模裝置的空腔中逸出。 35 200904365 …次供烤之溫度及時間會 不同，而本 θ通耆特疋之混合物而有所 找出其條件。—制早am 、由間早的貫驗來穩定地 所教示之鑄模二 開專利第20040265453號中 ~ ^即為可用於此說明中 — 說明作為轉明之參考讀。 …此處將其併入 實鑄模溫度之範圍在靴至靴之間。且在-此 實％例中，其範圍在18〇 — 厚度對加熱或供烤時間，：C之：該物品之尺寸和 “， 、騎間衫響很大，一般物品之範圍約在40 :450秒、4〇秒至8〇秒、5〇秒至_秒、6"少至㈣ y 70秒至I50秒，或其中之其它範圍。在一些實施例中， ^丁開鑄模前，該材料必須烘烤至低水分含量（可能較約 2%更低），否則該物品會爆裂。在-些實施例中，加入可 改善材料強度之添加物，可使最低烘烤時間縮短，那是因 為固有強度較高之材料可以容忍較高之内部蒸氣壓力。 實施例三：生物可分解及可堆肥之物品。 使用本應用中生物可分解、以澱粉基為主之複合材料 所產生之物ασ ’我們測試其樣品之生物可分解性及可堆肥 性。這些樣品不包含PVA、VAE、EVA、環氧化植物油 (epoxidized vegetable oil)，或氫化三酸甘油酯 (hydrogenated triglyceride)，如一些實施例中所述。但本領 域之熟習技藝者應了解這些添加物並不會影響該複合材料 之生物可分解性及可堆肥性。所有成分之濃度皆在表一所 述之範圍内，除了該混合物之0.5%是由一組添加物所構 36 200904365 成、、’未列入表一。（約9〇°/°之該添加物是由天然材料所 組成：蛋白質和其它天然高分子聚合物。因為其來源，可 視，天然生物可分解。本領域之熟習技藝者應瞭解，添加 少1之天然材料至表一所述一複合材料，並不會在材料性 I上影響其測得之生物可分解或可堆肥性。） 將邊複合材料暴露至有氧堆肥（Aer〇bic C〇mP〇sting)ASTMD_5338@58±3〇c’ 與堆肥環境接觸。其 結果被用來與纖維素之正控制（p〇sitive⑶加⑺丨^ cellul〇se) 生物分解率做比較。 樣品鑑定： A· 9P006-U(平均） C.正控制纖維素（positive cellulose control)(平均） »亥义測樣品之有氧生物可分解性（the Aerobic

Biodegradation) ’ 經由 ASTM D 5338@58± 3〇C 產生結果， 依碳轉換百分比（（％)carb〇n conversion)表列於表二： 表二 ： 碳轉換率 （％ ) 樣品 描述 以二氧化碳產量為基準 A 9P006-U(平均） 7 9.26 C 正控制之纖維（平均） 7 5.91 損失之重量百分比表列於表三： 37 200904365 表三： 樣品 描述 損失之重量百分比％ A 9P006 - U (平均） 100.00 C 正控制之纖維素（平均） 100.00 基於整體損失之重量百分比、樣品之碳轉換率，以及經由 ASTM D 5338和D6400之纖維素測試，樣品a應視為具 有可堆肥性。 要评估這些樣品，是使用ASTM D_5338，在58± 3〇c， 以及ASTM D 6400之二級測試（the Tier Tw〇 Level化州吨 per ASTM D 64〇0)。樣品重在〇 6〇〇〇公克至_〇 63〇〇公克 範圍内，並置於150公克之可堆肥材料内。該可堆肥材料 之石反氮比為3 1 : 1，在本測試之規範内。樣品在65天後已 分解成堆肥物，且與該堆肥生物質材料已無法區分辨認。 這些樣品的重量損失及二氧化碳產生量之差別，表示這些 材料分在堆肥過程中，發生了物理分解。 控制組纖維素已全部分解。在本測試中，該纖維素之 碳轉換率（％)為正常，已確認為一可實行且具活性之可 堆月曰巴混合物。本測試中之樣品A，其轉換為二氧化碳之碳 含量是其總碳含量之79.26%。 樣品A全部分解後，其二氧化碳產生效率，相較於理 論計算之二氧化碳極大值產量，是其79 26%。 基於整體重量損失及碳轉換率，這些材料被視為具有 38 200904365 極佳可堆肥性和生物可分解性。經由ASTM D 53%和〇 議，完全可堆肥材料在測試過程中重量損失應超過 6〇/〇且碳轉換成二氧化碳之比例應大於60¾，才可顏或 完全可堆肥材料。 為 實她例四.添加物改進了物品的密度和防水性。 已發現多種添加物可改善該配方之堅韌性和防水性。 η’、加聚乙酸乙烯酯（p〇ly(vinyl acetate)，？从〇)和/或聚乙稀 -乙酸乙烯（P〇iy(vinyl acetate_ethylene)，vae)至該生物可 分解和殿粉基材料，可改進該配方之防水性，如⑽匕值（公 克/平方米）所測。該c〇bb值是標準的紙工業測試方法 (M D 3285)，用來決分類的紙和紙板之防潮性。★亥 ，試法是在固定時間内及固定之表面積（平方米）之下，測 2吸水量（樣品所獲得之重量，單位為公克）。標準情況 ::用-金屬環，其内徑為1L28厘米(剖面或表面積為ι〇〇 厘米），夾住該樣品以維持_毫升之水量，並盘水分 ，觸兩分鐘。經過接觸後’從金屬環排出水分，而樣品之 夕餘水分由吸墨紙吸乾。為了要㈣吸水量，以—⑺公斤 滾筒於樣品上方之吸墨紙上滾動兩次。變因包含有 =較小樣品所使用之不同半徑之環（表面㈣或^平方 '、’在有水分時會相對地減少）、使用更短（1分鐘）或更 下小時）接觸時間，以及使用其它測試液體。在23〇C之 以、1 5周整該樣品及吸墨紙至相對渔度5G%(ASTM D685)， 進行C〇bb測試。除了防潮性，PVAc和VAE添加物被 39 200904365 發現也可以維持或改善其它重要的物理性質，像是抗張強 度（tensile strength)、係數（m〇dulus)，以及耐衝擊性 (impact)。 我們也發現添加環氧化植物油（ep〇xidizecj vegetable oil) ’ 像疋環氧化亞麻仁油（ep〇xidized Hnseed ο” ’ el〇) 和環氧化大豆油（epoxidized s〇ybean 〇i卜es〇)，至該生物 可刀解、贏粉基複合材料中，可使加熱鑄模製造出有更廣 的岔度範圍之物品。很意外地，當使用環氧化油之後，製 造密度更向之物品並不需要更長之烘烤時間。高密度物品 更為堅韌，比製造較厚之物品可能更有經濟價值，因為後 者要花更長供烤時間。 表四列出一複合材料，其包含15%竹子纖維（bamb〇〇 ftber); —特定之拖盤鑄模，容積為59 8毫升；糊料卬⑽α) 最大填充重量顯示為36公克(40%為固體），最小烘烤時間 為65秒。表四中，除另有註明之外，其15% “標準”_ 樣品也包含了 4%硬脂酸鎂（magnesmm 2%棕櫚蠟（carnaubaWax)。其29%”高，，纖維樣品，包含3 ^ 硬脂酸鎂和3%棕櫚蠟。除了有另外註明者之外，所有0 品皆以微小之8Θ密爾（mil)厚度鎿模。 7 200904365 樣品 最大 填充 重量 (公克） 最小 烘烤 時間 (秒） 產品填 充重量 (公克） Cobb 值十 (公克/ 平方 公尺） 141030 1 5 % 控制組纖維 3 6 6 5 3 4 6 5.6 141032 標準纖維 + P VAc 1 3 6 6 0 3 4 5 6.7 141051 標準纖維 + E L 0 1 4 2 6 5 3 4 6 7.9 141159 標準纖維 + 3 % 硬 酷酸鎖 + E L Ο 1 4 0 7 3 3 9 7 0.7 141172 標準纖維 + 3 % 硬 S旨酸鎂 + E L 0 1為 10 5 密爾（mils) 厚 5 0 14 5 4 8 7 0.7 141102 29% 控制組纖維 4 8 6 8 4 6 5 4.7 141069 高纖維（High fiber) + PVAc2 4 8 6 5 44 4 6.7 41 200904365 141074 高纖維 + VAE5 4 9 7 0 4 8 4 9.3 141098 高纖維 + PVAc2 + ELO 1 5 0 7 3 4 8 6 2.7 141100 高纖維 +PVAc2 + E S Ο 1 5 4 6 5 4 8 5 0.7 141096 高纖維 + P V A c 1 + 玉米油 5 5 6 5 4 8 5 0.7 141081 高纖維 + VAE5 + E L 0 1 5 4 6 5 4 8 5 0.7 卞於兩分鐘後測量C 〇 b b值。 說明： 代碼 成分 商業名稱 供應者 P VAc 1 聚乙酸乙烯酯 Vinac 21 Air Products E S 0 1 環氧化大豆油 B i o F 1 e X E S B 0 Blackman Uhler Chemical ELO 1 環氧化亞麻籽 油 B i o F 1 e x ELO Blackman Uhler Chemical VAE5 聚乙烯-乙酸乙 A i r f 1 e x Air Products 42 200904365 烯 --—_ 1 00HS ---- P VA C 2 聚乙酸乙烯酯 V i n a c 8 2 8 Μ Air Products 玉米油 玉米油 M a z o 1 a —.— 資料顯示，添加5%PVAC1至15%纖維控制成分，可 使烘烤時間縮短，以及明顯攝入較少水分（cobb值較低 增加2%EL01，可製造較高密度之物品（最大鎮模填充量 42公克對36公克），且不需增加其烘烤時間。將硬脂酸鎮 含量從4%減少至3%’可減少密度或最大填充量，以增加 ，烤時間和C〇bb值。增加鑄模厚度可使轉模内能加入更 二## ° (最大填充量和生產重量）但明顯地增加洪烤時 間’且對防水性沒有幫助。 將纖維含量從15%增加至29%，結果物品密度提高。 2加人PVAe或VAE則有助於改善防潮性。加入助 也可增加製品密度。加人玉米油也可製造密度更高 ^但是我們觀察到大量的油會妨礙蒸氣從鑄模中排 ::能會導致阻塞，而必須停工去清理該鑄模。明顯 °亥辰軋化油較相容於澱粉基。 些添加物改善了該複合材料之防水性，並可生產更 且不需增加供烤時間。這些對防潮和物理 之改善，並不影響生產週期時間或產 實轭例五.改善物品防潮性之添加物。 43 200904365 許多種添加物被發現可改善複合材料之防水性。蝶可 用來改善防潮性以及有助於脫模。這些蠟最好是生物可分 解、可堆肥’以及天然的。以棕櫚樣（carnauba wax)為例， 功效好但相當昂貴，且用量限制不能超過3〇/〇，因為其蒸 氣會政失並塞住麵模排氣孔。已發現氫化植物油之炫點在 約54 C和約85〇C之間，可用來取代棕櫚蠟，並改善其配方 之防水性（由Cobb值測得）。合適的氫化植物油可從EvC〇 研究機構中的商業名稱EvCopel EvCoir和EvCopel EvCeal 獲得。此外，在高於3%之層級，鑄模中建立的材料不會 逸出鑄模裝置。該氫化植物油可以粉末狀分散於其配方 中，混合成一熔體（不管有沒有界面活性劑）或偏好成為 一乳膠。 包έ 15%竹子纖維（bamboo fiber)、4%硬脂酸鎂 (MgSt)、2%棕櫚堪（carnauba wax)之複合材料，其2分鐘之

Cobb值為約65_66公克/平方米’表列於表五。棕櫚蠟和 硬脂酸鎂成分較昂貴，所以會限制其用途。然而，當硬脂 酸鎂成分降至3%，且棕櫚蠟2%時，其2分鐘之c〇bb值 增加為約70至71公克/平方米。一樣品含有15%竹子纖維 且不含硬脂酸鎂，並且含有3%棕橺蠟，其2分鐘c〇bb值 為88公克/平方米。一樣品含15%竹子纖且不含硬脂酸鎂， castor oil)(不含棕 公克/平方米。 並且含有3 %氫化萬麻油（hydrogenated 櫚蝶）’其2分鐘Cobb值為約94至95 表五： 44 200904365 樣品 最大填 充重量 (公克） 最小 烘烤 時間 (秒） 產品填 充重量 (公克） Cobb 值（公 克/平 方米） 141030 1 5 %纖維， 4 %硬酷酸鎂， 3 6 6 5 3 4 6 5.6 2 %控制組棕櫚蠟 /- 14 115 9 1 5 %纖維， 3 %硬酯酸鎂 4 0 7 3 3 9 7 0.7 + E L 0 1 141120 1 5 %纖維， 0%硬酯酸鎂 4 5 6 3 44 8 8.0 ί + E S 0 1 141139 1 5 %纖維， 0 %硬酯酸鎂 + Cast + EL01 3 6 5 8 3 6 9 4.7 45 200904365 \ 141174 1 5 %纖維， 3 %硬酯酸鎂 +EL01 +EvCo1 40 7 3 3 8 6 5.3 141178 1 5 %纖維， 3 %硬酯酸鎂+ EvCo 1 3 6 6 5 3 5 5 8.7 141182 1 5 %纖維， 3 %硬酯酸鎂+ E m u 1 0 1 3 7 6 8 3 6 5 7.3 141187 1 5 %纖維， 3 %硬酯酸鎂 + E m u 1 0 2 3 8 7 0 3 7 6 0.0 141192 2 9 %纖維， 3 . 5 %硬酯酸鎂 + E m u 1 0 3 4 4 6 3 42 4 8.0 46 200904365 141197 29%纖維， 3 . 5 %硬酯酸鎂 + E m u 1 0 4 4 4 7 3 4 3 4 4.0 150803 1 5 %纖維， 3 %硬酯酸鎂 + E m u 1 0 5 4 1 7 3 40 5 7.3 150805 2 9 %纖維， 3 . 5 %硬酯酸鎂+ PVAc2 + Emul05 4 3 6 0 4 0 4 1.3 說明：（也請參考實施例四之說明） 代碼 成分 商業名稱 供應商 Cast 氫化萬麻油 Castor Wax MP 8 0 V e r t e 1 1 u s EvCo 1 氫化植物油 E v C o p e 1 E v C e a 1 E v C o Research LLC E m u 1 0 1 氫化植物油乳 膠 E v C o p e 1 E v C e a 1 乳 膠 EvCo Research LLC E m u 1 0 2 氫化植物油乳 E v C o p e 1 EvCo Research 47 200904365 膠 E v C 〇 r r 乳 膠 LLC E m u 1 0 3 含少數固體之 氫化植物油乳 膠 E v C 〇 p e 1 EvCorr 乳 膠 EvCo Research LLC E m u 1 0 4 氫化植物油乳 膠 E v C o p e 1 EvCeal 乳 膠 EvCo Research LLC E m u 1 0 5 氫化植物油乳 膠與 E L 0 1 E v C ο p e 1 EvCeal 乳 膠以及 B i 〇 F 1 e X ELO EvCo Research LLC And Blackman Uhler Chemical \ 表五中資料顯示：以EvCorr或EvCeal取代棕櫊蝶 (carnauba wax)，會使水分攝取明顯減少（較低之Cobb值）’ 即使在較低層級之硬脂酸鎂之下。進一步之改善可利用氫 化植物油作為乳膠’其與乳膠之界面活性劑和固體成分有 關。利用該油類作為乳膠可更容易加入額外的拒水性成 ，，如環氧化植物油（epoxidized vegetable 〇il)和松脂 =添加勵以糊可進—步改善其防潮性，且 維持或改善其它物理性質。此外， 夺 性’但相反地卻未影響到其供了防潮 生物可分解性，比使_，為顯： 48 200904365 較不會污染鑄模設備之通氣孔。 實施例六：改善物品強度之添加物。 4曲係數之測定，可利用DMa儀器的三點-曲測試。 主要疋支撐该樣品之兩端，並以一負荷元壓迫中央。對力 與位移監控，直到樣品斷裂為止。其速率很慢，與衝擊測 ;、不同.玄方法δ事述於ASTM參考資料D 79〇、D5〇23， 和f 5934。此三點料資料可用來計算破壞該樣品所需之 能量或功的多少。使用之方程式如下： 為：丨莩(口斷^時）X位移（斷裂時）=功（或斷裂所需之能量）。 …在接党三點彎曲測試之前須先於㈣、2,、观， 或80:〇相對濕度環境下平衡至少二十四小時。 一 速1擊實驗係利用——啤儀器所進行，其含有 ASTM^st ’且撞錘前端為半圓型。此測試方法可見於 量。一料測試儀器所測 衡之樣品上二二伸長量是在一與5〇%相對*度平 表六： 49 200904365 三點 拉力 與伸長 D y η a t u ρ衝擊資料 彎曲 量 最 產生 拉力 大 總能 時彎 (磅/ 伸長量 載 最大 量 樣品 曲係 平方 (%) 重 偏斜 (磅力 數 英 (磅. (英吋） 英尺） (兆帕） 尺） ) 141030 1 5 %控 7 0 3 2 6 5 1 . 2 7.15 0.211 0.159 制組纖 維 141032 1 5 %纖 6 2 6 維 +PVAc1 141102 2 9 %控 8 8 3 5 9 7 1 . 8 12.6 0.252 0.309 制組纖 9 維 141028 11.9 2 9 %纖 12 7 3 4 8 9 1.5 6 0.197 0.238 維 50 200904365 + P VA c 1 141069 2 9 %纖 維 +PVAc2 112 1 5 7 0 1.6 12.5 2 0.209 0.282 141047 2 9 %纖 維 + P VA c 1 + 1 . 1 % ELO 1 116 8 5 6 4 1.5 14.0 4 0.214 0.292 141049 2 9 % 纖 維 +PVAc1 + 2 . 0 % E L O 1 10 5 8 5 7 1 1.7 13.8 0.219 0.319 141074 2 9 %纖 維+ VAE 5 8 7 0 6 4 6 1.9 13.1 9 0.214 0.296 141076 2 9 %纖 115 1 5 3 3 1.8 12.9 8 0.181 0.263 51 200904365 維+ VAE7 表六中資料是在50%相對溼度下得出之物理性質。其 顯示在29%的纖維含量下，PVAc和VAE改善了其高速衝 擊性質和小幅度之拉力或伸長量效應之係數。該資料也顯 示添加ELOl能進一步改善其耐衝擊強度。 表七： 52 200904365 v 斷裂能量（毫焦耳） 樣品 2 0 % 相 對濕度 5 0 % 相 對濕度 8 0 % 相 對濕度 141030 1 5 % 控制組纖 維 2 7.3 5 0.2 5 0.1 141159 1 5 % 纖維 + E L 0 1 5 6.8 4 9.0 4 6.4 141089 1 5 %纖維 +PVAc2 2 6.7 4 2.5 5 1.7 141102 2 9 %控制組纖維 7 3.6 8 3.4 13 0.0 141069 2 9 %纖維 + P VAc 2 6 5.4 7 0.8 9 3.1 141044 29%纖維 +VAE2 7 0.5 6 4.0 116.8 141074 29%纖維 +VAE5 6 8.4 7 4.1 118.1 141076 29%纖維 +VAE7 6 2.9 6 9.0 119.6 141100 6 9.1 6 3.1 9 3.0 53 200904365

。表七描述了在不同相對溼度下所得出之“斷裂能 表七'之資料顧千.> l 可明顯地增加材料斷、.〜加el〇至15%之纖維配方中， θ加材枓斷裂所愛夕&旦 了防潮性，並 此里。PVAc和VAE，改善 卫立對斷裂能 - 1 ’又另員面之影響。 表八：

54 200904365 維 + E m u 1 0 4 --~~——- ------ 表八顯示了-經過額外供烤之拖盤的斷裂能量。表八 中的資料，是經過i93t：烘烤4〇分鐘之拖盤，再置於一乾 燥器中m其餘烘培應用中最不易產生碎裂之配方。 可見含有纖維之配方t，EL0可增加其斷裂能量而較 =碎。含有29%纖維之配方，可見隱“曾加了其斷裂 能量’表示這些配方在烘培應用上可達成較不易碎之性質: 上述已討論了好幾個示範和實施例。本領域之孰 藝者應瞭解：根據教示所述，—些特定的修正、變更、增 添’以及次結合’皆有可能存在。本領域之熟習技藝者： 應暸解’教示所提供的’為—般性概念之例舉 能會有許多種變化性。那是為了接下來之請求項 = 解釋清求項所有的可能性，相關的教示皆支持該於灰 以及本領域之熟習技藝者所擁有之知識。 ^ 、’ 55

Claims (1)

1. 200904365 十、申請專利範圍： 1. 一種組成物，包含： 一生物可分解纖維成分，在乾重量基準下其含量範圍約 在 5°/◦至 40% ; 一殿粉成分，在乾重量基準下其含量範圍約在5〇%至 94.5% ;以及 一添加物成分，在乾重量基準下其含量範圍約在〇 5% 至10%，其中該添加物成分包含一環氧化植物油 (epoxidized vegetable oil)、一氫化三酸甘油酯 (hydr〇genated triglyceride)、一 聚乙酸乙烯酯 扣咖⑹）、一聚乙烯-乙酸乙烯共聚物（P〇ly(vinyl aCetate-ethylene)copolymer)' 一聚乙酸乙烯乙烯共聚物 (P〇ly(ethylene-vinyl acetate)) ’ 或者以上之組合。 2.如請求項i所述之組成物，其中該生物可分解纖維成分 包含-天然纖維，且該天然纖維包含一木質纖維 木質纖維’或一動物纖維。 3.==項i所述之組成物，其中該生物可分解纖維成分 匕3 一生物可分解之合成纖維。 IS 56 200904365 5. 如請求項4所述之組成物，其中澱粉對填充材料之比約 為 3 : 1。 6. 如請求項1所述之組成物，其中該添加物的含量範圍約 在2%至5%。 7. 如請求項丨所述之組成物，其中該添加物成分是一氫化 二酸甘油酯（hydrogenated triglyceride)。 8. 如凊求項1所述之組成物，其中該添加物成分是一環氧 化植物油（epoxidized vegetable oil)。 9. 如請求項1所述之組成物，其中該添加物成分是一選定 的局分子聚合物，可選擇的群組包含：聚乙酸乙烯酯 (P〇ly(vinyl acetate)),聚乙烯·乙酸乙烯共聚合物 (P〇ly(vinyl acetate-ethylene) copolymer),聚乙酸乙稀-乙浠共聚物（poly(ethylene-vinyl acetate) copolymer)。 10. 一液態混合物，其包含請求項1所述之成分，其中該混 合物含有足量的水分可以塑型，在足夠之加熱溫度及時 間下，可製造出一生物可分解、可堆肥，以及防水的製 品0 11 ·如請求項10所述之液態混合物，其中水分含量約在40% 57 200904365 至 80〇/〇。 12.如請求項1 〇所述之液態混合物，其中該澱粉成分包含 天然殿粉和預糊化殿粉（pre-gelatinized starch)的組 合，其中纖維對該預糊化澱粉之比範圍在約1.5 : 1至 約 3 : 1 〇 13. 如請求項11所述之液態混合物，其包含硬脂酸鎂 (magnesium stearate)、蠟、交聯劑（cross]inking agent)， 或者以上之組合。 14. 製造一生物可分解、澱粉基，以及防水的製品之方法， 該方法包含： 添加如請求項13所述之液態混合物至一具有空腔之鎮 模設備；及 於~模。又備中加熱该液恶混合物，在加熱足夠的溫度及 時間之下，該混合物將成為一穩定的型態，在加熱過程 中，該混合物與空腔表面接觸的外表面，會形成一声 皮； 曰 其中，該鑄模設備包含至少-個間隙，使得蒸氣可以離 開鱗模設備的空腔，但又不會損失太多該混合物；在加 熱過程中，此材料會在原位膨脹’並填滿此鑄模。 15. -種包含請求項μ述成分之製品，其中該製品為生物 58 200904365 可分解且具有防水性。 16. 如請求項15所述之製品，其中該製品具有可堆肥性。 17. 如請求項15所述之製品，其中該製品為餐具、包裝材 料，或者以上之組合。 18. 如請求項15所述之製品，其中該製品為核准的可食用 食物產品。 19. 如請求項15所述之製品，其中該添加物成分是氳化三 酸甘油酉旨（hydrogenated triglyceride) ° 20. 所請求項15所述之製品，其中該添加物成分是環氧化 植物油（epoxidized vegetable oil) ° 21. 如請求項1 5所述之製品，其中該添加物成分為一選定 之高分子聚合物，可選擇的群組包含：聚乙酸乙烯酯 (poly(vinyl acetate))，聚乙烯-乙酸乙稀共聚合物 (poly(vinyl acetate-ethylene) copolymer)，聚乙酸乙稀-乙稀共聚物（p〇ly(ethylene-vinyl acetate) copolymer) ° 22. 製造一生物可分解、以澱粉基為主，以及防水之製品的 方法，該方法包含： 59 200904365 製備一生物可分解纖維成分和殿粉成分之混合物，其中 該生物可分解纖維成分含量範圍在乾重量基準下約在 5%至40%，而該澱粉成分含量範圍在乾重量基準下約 為 50%至 94.5% ; 添加一添加物成分至該混合物，其含量範圍在乾重量基 準下約為0.5%至10%，其中該添加物成分包含一聚乙 酸乙稀酯（poly(vinyl acetate))、一聚乙烯-乙酸乙稀共聚 合物（poly(vinyl acetate-ethylene) copolymer)、一 聚乙酸 乙稀-乙稀共聚物（poly(ethylene-vinyl acetate) copolymer)，或以上之組合； 添加一液態成分至該混合物，以製造出一液態複合材 料；其中該液態成分包含足量之水分，能塑型成要求之 形狀；及 對此要求的形狀加熱，在加熱足夠的溫度及時間之下， 可由該複合材料製造出一生物可分解、可堆肥，以及防 水的製品。 23 ·如請求項22所述之方法，其中該製品具有可堆肥性。 24. 如請求項22所述之方法，其中該製品為一餐具、包裝 材料，或以上之組合。 25. 如請求項22所述之方法，其中該製品為核准之可食用 食物製品。 60 200904365 26. 如請求項22所述之方法，其中該生物可分解矣 包含一天然纖雉，而該天然纖維包含一木質纖=維成分 木質纖維，或〆動物纖維。 …、、、、一非 27. 如請求項22所述之方法，其中該生物可分解纖八 包含—生物可分解之合成纖維。 刀 28. 如請求項22所述之方法’其中該澱粉成 f 人刀巴沴—有機 填充材料，其濺粉對填充材料之比約在丨〇 :丨 . ^ v 1 I 1 ° 29. 如請求項28所述之方法，其中澱粉對填充材料之比約 為 3 : 1。 30. 如請求項22所述之方法，其中添加物成分之含量範圍 ( 約在2%至約5%。 3 1.如請求項22所述之方法，其中該澱粉成分包含一天然 殿粉與一預糊化殿粉之組合，其纖維與預糊化澱粉之比 約在1.5 : 1至3 : 1。 32.如請求項22所述之方法，更進一步包含了硬脂酸鎂 (magnesium stearate)、壤、交聯劑（cr〇ss_iinking agent)， 或以上之組合。 61 200904365 33. 如請求項22所述之方法，其中該添加物成分是氫化三 酸甘油 S旨（hydrogenated triglyceride) ° 34. 如請求項22所述之方法，其中該添加物成分是環氧化 植物油（epoxidized vegetable oil) ° 35. 如請求項22所述之方法，其中該添加物成分是一選定 之高分子聚合物，可選擇之群組包含聚乙酸乙烯酯 (poly(vinyl acetate))、聚乙烯-乙酸乙烯共聚合物 (poly(vinyl acetate-ethylene) copolymer)，以及聚乙酸乙 烯-乙浠共聚物（poly(ethylene-vinyl acetate) copolymer)。 3 6.製造一生物可分解、以澱粉基為主，以及防水製品，並 增進其強度之方法；該方法包含： 製備一混合物，其包含一生物可分解纖維成分和一澱粉 成分；其中該生物可分解殿粉成分含量範圍在乾重量基 準下約在5%至40% ;而該澱粉成分含量範圍在乾重量 基準下約在50%至94.5% ; 添加一添加物成分至該混合物中，其含量範圍在乾重量 基準下在約0.5%至10%。其中該添加物成分包含一環 氧化植物油（epoxidized vegetable oil)、一聚乙酸乙稀酉旨 (poly(vinyl acetate))、一聚乙稀-乙酸乙稀共聚合物 (poly(vinyl acetate-ethylene) copolymer)、一聚乙酸乙稀 62 200904365 -乙缚共聚物（p〇ly(ethylene-vinyl acetate) copolymer)， 或以上之組合； 添加一液態成分至該混合物，以製造出一液態複合材 料，其中液態成分包含足量之水分，可供塑型至要求的 形狀；及 對此形狀之複合材料加熱至足夠溫度及時間之後，可製 造一生物可分解、可堆肥，以及防水之製品。 ί 37·如請求項36所述之方法’其中該製品具可堆肥性。 3 8.如請求項36所述之方法’其中該製品為餐具、包裝材 料，或以上之組合。 39.如請求項36所述之方法’其中該製品為核准之可食用 食物製品。 / % 40.如請求項36所述之方法’其中該生物可分解纖維成分 包含一天然纖雉’且該天然纖維包含一木質纖維、一非 木質纖維，或〆動物纖維。 41. 如請求項36所述之方法’其中該生物可分解纖維成分 包含〜生物玎分解之合成纖維。 42. 如請泉項36所述之方法，其中該澱粉成分包含一有機 63 200904365 填充材料，其澱粉對填充材料之比範圍約在1㈦1至1 : 1 ° 43.如請求項42所述之方法，其中澱粉對填充物之比約3 : 44. 如請求項36所述之方法，其中該添加物成分之含量範 圍約在2%至5%。 45. 如請求項36所述之方法，其中該澱粉成分包含天然搬 粉與預糊化殿粉（pre-gelatinizedstarch)之組合，其纖維 對該預糊化澱粉之比範圍約在1.5 : 1至3 : 1。 46. 如請求項36所述之方法’更進一步包含硬脂酸鎂 (magnesium stearate)、蠟、交聯劑（cross-linking agent)， 或以上之組合。 47. 如請求項36所述之方法，其中該添加物成分為氫化三 酸甘油酯（hydrogenated triglyceride) ° 48·如請求項36所述之方法，其中該添加物成分是一環氧 化植物油（epoxidized vegetable oil)。 49·如請求項36所述之方法’其中該添加物成分是一選定 64 200904365 之高分子聚合物，可選擇之群組包含聚乙酸乙烯醋 (poly(vinyl acetate))、聚乙烯-乙酸乙烯共聚合物 (poly(vinyl acetate-ethylene) copolymer) ’ 以及聚乙酸乙 烯-乙烯共聚物（p〇ly(ethylene-vinyl acetate) copolymer) ° 5 0. —種組成物，包含： 一生物可分解纖維成分，其含量範圍在乾重量基準下約 在5%至40% ; 一澱粉成分，包含一防水澱粉；其中該澱粉成分含量範 圍在乾重量基準下約在50%至94.5%。 51.如請求項50所述之組成物，其中該防水澱粉成分包含 一高直鏈殿粉（high-amylose starch)。 5 2.如請求項5 0所述之組成物，更包含一添加成分，其含 量範圍在乾重量基準下約在0.5%至10%;其中該添加 物成分包含一環氧化植物油（epoxidized vegetable oil)、一 氫化三酸甘油 S旨（hydrogenated triglyceride)、一 聚乙酸乙烯酯（poly(vinyl acetate))、一聚乙烯-乙酸乙烯 共聚合物（poly(vinyl acetate-ethylene) copolymer)、一聚 乙酸乙浠-乙烯共聚物（p〇ly(ethylene-vinyl acetate) copolymer)，或以上之組合。 65 200904365 53. 如請求項 50所述之組成物，更包含硬脂酸鎂 (magnesium stearate)、堪、交聯劑（cross-linking agent)， 或以上之組合。 54. 如請求項52所述之組成物，其中該添加物為氫化三酸 甘油 S旨（hydrogenated triglyceride) ° 55. 如請求項52所述之組成物，其中該添加物為環氧化植 物油（epoxidized vegetable oil) ° 56. 如請求項52所述之組成物，其中該添加物成分為一選 定之高分子聚合物，可選擇之群組包含聚乙酸乙烯酯 (poly(vinyl acetate))、聚乙烯-乙酸乙稀共聚合物 (poly(vinyl acetate-ethylene) copolymer)，以及聚乙酸乙 稀-乙稀共聚物（poly(ethylene-vinyl acetate) copolymer) ° 66 200904365 ranging from about 0.5% to about 10% on a dry weight basis. The additive component can comprise an epoxidized vegetable oil, a hydrogenated triglyceride, poly(vinyl acetate), poly(vinyl acetate-ethylene) copolymer, poly(ethylene-vinyl acetate) copolymer, or a combination thereof. 七、 指定代表囷： (一） 本案指定代表圖為：無 (二） 本代表圖之元件符號簡單說明： 無 八、 本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明 特徵的化學式·· 200904365 發明專利說明書

   (本說明書格式、順序及粗體字，請勿任意更動，※記號部分請勿填寫） ※申請案號： (2006.01, ※申請日期： 糸1卩<：分類： . co^F}i lQ06Mt 一、發明名稱·（中文/英文） / 具有經改良之物理及化學性質之生物可分解及可堆肥組成物/ Biodegradable and Compostable Composition Having Improved Physical and Chemical Properties 一、申請人：（共i人） 姓名或名稱：（中文/英文） 生物圈工業有限責任公司/BIOSPHERE INDUSTRIES, LLC 代表人：（中文/英文）Elie Helou，Jr·/艾利海魯，Jr. 住居所或營業所地址：（中文/英文） 美國加州93013卡平提里亞市辛第路1〇25號/1025 Cindy Lane, Carpinteria， CA 93013, U.S.A. ®籍：（中文/英文）美國/U.s.A. 三、發明人：（共4人） 姓名：（中文/英文） 1 德魯 V,史皮爾 /Speer, Drew V. 2 勞論 L.寇特曼/c〇tterman, Ronald L. 3、 德維特 W.舒瓦克/Schwark, Dwight W. 4、 大衛 A.德靈葛/Dellinger, David A. 國籍：（中文/英文） 卜美國/U.S.A. 2、 美國/U.S.A. 3、 美國/U.S.A. 4、 美國/US,A. 56 200904365

   發明專利說明書 (本說明書格式、順序及粗體字，請勿任意更動，※記號部分請Λ ※申請案號：”丨 ※申請曰期： 分類： 一、 發明名稱：（中文/英文） 具有經改良之物理及化學性質之生物可分解及可堆肥組成物/Biodegradable and Compostable Composition Having Improved Physical and Chemical Properties 二、 申請人：（共1人） 姓名或名稱：（中文/英文） 生物圈工業有限責任公司/BJOSPHEREINDUSTRIES，LLC 代表人：（中文/英文）ElieHelou，Jr./艾利海魯，Jr. 住居所或營業所地址：（中文/英文） 美國加州93013卡平提里亞市辛第路1025號/1025 Cindy Lane，Carpinteria, CA 93013, U.S.A. 國藉：（中文/英文）美國/U.S.A. 三、 發明人共4人） 姓名：（中文/英文） 、德魯 V.史皮爾 /Speer, Drew V. 2、 勞諾 L.寇特曼/Cotterman，RonaldL. 3、 德維特 W.舒瓦克/Schwark, Dwight W. 4、 大衛 A.德靈葛/Dellinger, David A. 國籍：（中文/英文） 1、 美國/U.S.A. 2、 美國/U.S.A. 3、 美國/U.S.A. 4、 美國/U.S.A.