TW201831077A - 農用地膜調配物、農用地膜及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於一種農用地膜調配物，其包含以調配物之總重量計，約40重量%至約70重量%之無機礦粉、約15重量%至約30重量%之高密度聚乙烯、約8重量%至約20重量%之低密度聚乙烯及約5重量%至約10重量%之可生物降解塑膠，及視需要之助劑。本發明另關於由該農用地膜調配物所製得之農用地膜，及其製造方法。

Description

農用地膜調配物、農用地膜及其製造方法
本發明係關於一種農用地膜調配物，且特別關於一種由該農用地膜調配物所製得的環保農用複合地膜及其製造方法。
農用地膜覆蓋栽培技術是一項見效快、收益高的農業豐產措施，其是將農用地膜覆蓋於農地上，用於防止蟲害和抑制雜草，為確保農業高產增效發揮了重要作用。 目前市售的農用地膜大多是以約90%以上，甚至約100%的低密度聚乙烯(low-density polyethylene, LDPE)製造而成，其非常耐用且不易脆化，能夠重複使用數次。然而，為了降低成本，農民會要求業者製造具有約8 µm、約10 µm或約12 µm的薄地膜，但過薄的地膜卻造成使用後回收困難，絕大部分廢棄在農田，長期無法裂解，也造成嚴重的環境問題。此外，對於大面積種植且採用機械化耕耘的農場經營而言，回收地膜費力耗時，只能在翻土時一併把地膜打碎混雜在土壤裡，然而，研究發現未被撿起的地膜、廢棄在農田裡的農膜碎片及其他農用塑料垃圾，不但使得田間管理不便，且進入土壤後，會破壞土壤耕作層結構，導致土壤板結，影響土壤的通透性及水分的上下輸導，阻礙植物吸收水分及種子的發芽生長，造成作物根系生長發育不良，導致農作物減產，甚至影響到農作物的質量。再者，散落在田間、路邊及草叢中的廢地膜碎片，一旦被牲畜誤食，則會危及健康甚至導致死亡。 為避免上述缺失，目前已開發生產出多種可降解地膜，例如光降解地膜、熱氧降解地膜、澱粉填充地膜等，但其實際上的主體成分還是聚乙烯，使用後即使裂解成碎塊埋在土壤中也完全無法回收。 有鑑於此，隨著農業現代化步伐的加快，農用地膜的使用空間越來越大，故亟需發展一種具有良好性能、可有效解決上述問題、應用範圍廣、操作簡單、環保且能降低生產成本的農用地膜，以符合現今市場需求。
針對上述問題，本案發明人經過大量研究後發現一種農用地膜調配物，其不但可用於製得環保的農用地膜，且大幅降低其製造成本。 因此，本發明之主要目的為提供一種農用地膜調配物，其包含以調配物之總重量計，約40重量%至約70重量%之無機礦粉、約15重量%至約30重量%之高密度聚乙烯(high density polyethylene, HDPE)、約8重量%至約20重量%之低密度聚乙烯(low density polyethylene, LDPE)、約5重量%至約10重量%之可生物降解塑膠，及視需要之助劑。 本發明之另一目的為提供一種由上述農用地膜調配物所製得的農用地膜，其具有約6 μm至約15 μm之厚度，及約0.6 g/cm3 至約0.85 g/cm3 之密度。 本發明之又一目的為提供一種農用地膜之製造方法，其包含將上述農用地膜調配物經密練製成複合軟料；將該複合軟料製成複合顆粒；將該複合顆粒形成膜管；在該膜管內充氣，使膜管向外延伸膨脹成預定尺寸；及將該膜管壓扁，以製成農用地膜。
在本文中，除非特別限定，單數形「一」和「該」亦包括其複數形。本文中任何和所有實施例和例示性用語(「例如」和「如」)目的僅為了更加突顯本發明，並非針對本發明的範圍構成限制，本案說明書中的用語不應被視為暗示任何未請求的方法及條件可構成實施本發明時的必要特徵。 本發明之農用地膜用調配物主要包含無機礦粉、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、可生物降解塑膠及視需要助劑等組份。 本發明之農用地膜調配物係使用無機礦粉取代部份的塑膠材料，因此不但可減少塑料的用量，亦可增加後續所製得之農用地膜的分解效果，對環境更加友善。此外，因無機礦粉多屬天然物，本發明之農用地膜在分解後，無機礦粉的殘餘物亦較易被環境所接受。 適用於本發明中之無機礦粉例如可包括但不限於碳酸鈣、石灰石磨粉、黃土磨粉、灰土磨粉、碳酸鎂、滑石粉、硫酸鈣、硫酸鋇、高嶺土、雲母粉、氧化鋅、白雲石粉、矽酸鈣、玻璃纖維、空心玻璃微珠、矽石粉、白堊粉、二氧化鈦、二氧化矽、膨潤土、白土、矽藻土或其組合，且可為經鍛燒或未經鍛燒者。本發明之無機礦粉較佳包含未經鍛燒的碳酸鈣、石灰石磨粉、黃土磨粉、灰土磨粉或其組合。在本發明之實施態樣中，無機礦粉具有約1 µm至約5 µm，約1 µm至約4 µm，約1 µm至約3 µm，或約1 µm至約2 µm的平均粒徑。較佳地，本發明所使用之無機礦粉可包含至少約80%、約85%或約90%之具有平均粒徑為約1 µm至約2 µm之無機礦粉，或包含約95%或約100%之具有平均粒徑約1 µm至約4 µm之無機礦粉；上述含量及粒徑亦可包括其範圍內任意數值之較小範圍或具有任意數值。 在本發明調配物中，無機礦粉佔調配物總重量之約40重量%至約70重量%，約42重量%至約68重量%，約45重量%至約65重量%，約48重量%至約60重量%，約50重量%至約58重量%，約52重量%至約55重量%，約47重量%至約62重量%，或約53重量%至約67重量%；上述含量亦可以包括其範圍內任意數值之較小範圍或具有任意數值。 本發明係使用高密度聚乙烯及低密度聚乙烯之組合作為部分的塑膠材料。在本發明中，高密度聚乙烯係指相對密度高於約0.930 g/cm3 的聚乙烯，較佳係指具有相對密度為約0.940 g/cm3 至約0.975 g/cm3 的聚乙烯。在本發明之實施態樣中，高密度聚乙烯係包含吹膜級高密度聚乙烯。在本發明調配物中，高密度聚乙烯佔調配物總重量之約15重量%至約30重量%，約18重量%至約28重量%，約20重量%至約26重量%，約22重量%至約24重量%，或約25重量%至約28重量%；上述含量亦可以包括其範圍內任意數值之較小範圍或具有任意數值。 在本發明中，低密度聚乙烯係指相對密度低於約0.930 g/cm3 的聚乙烯，較佳係指具有相對密度為約0.910 g/cm3 至約0.930 g/cm3 的聚乙烯。在本發明之實施態樣中，低密度聚乙烯係包含吹膜級低密度聚乙烯。在本發明調配物中，低密度聚乙烯佔調配物總重量之約8重量%至約20重量%，約9重量%至約18重量%，約10重量%至約16重量%，約11重量%至約15重量%，或約12重量%至約14重量%；上述含量亦可以包括其範圍內任意數值之較小範圍或具有任意數值。 本發明另使用可生物降解塑膠作為部分的塑膠材料，以進一步增加農用地膜的分解效果。適用於本發明中之可生物降解塑膠例如可包括但不限於聚乳酸(PLA)、吹膜級聚己內酯(PCL)、吹膜級聚羥基丁酸酯或其組合，較佳為聚乳酸。在本發明調配物中，可生物降解塑膠佔調配物總重量之約5重量%至約10重量%，或約6重量%至約8重量%，或約7重量%至約9重量%；上述含量可以包括其範圍內任意數值之較小範圍或具有任意數值。 本發明之農用地膜調配物可視需要包含助劑，來改良調配物的某些性質。在本發明之實施態樣中，助劑例如可包括但不限於偶合劑、滑劑(分散劑)及其組合。滑劑可為硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、硬脂酸鎂或N-油基棕櫚酸醯胺。偶合劑可為β-(3,4-環氧基環己基)乙基三甲氧基矽烷。在本發明調配物中，助劑佔調配物總重量約0.5重量%至約1重量%，約0.5重量%至約1.5重量%，約0.5重量%至約2重量%，約0.5重量%至約2.5重量%，約0.5重量%至約3重量%，約0.5重量%至約3.5重量%，約0.5重量%至約4重量%，約0.5重量%至約4.5重量%，約0.5重量%至約5重量%，約0.5重量%至約5.5重量%；較佳為約1重量%至約3重量%，更佳為約1重量%至約2重量%；上述含量亦可以包括其範圍內任意數值之較小範圍或具有任意數值。 本發明之調配物可另視需要包含有機穀粉，以加速農用地膜的分解速度。適用的有機穀粉可為任何本發明所屬技術領域中具有通常知識者所習知者，例如，但不限於玉米粉、樹薯粉、地瓜粉、高粱粉、小麥粉或其組合。在本發明調配物中，有機穀粉可佔調配物總重量之約1重量%至約20重量%，約2重量%至約18重量%，約5重量%至約15重量%，約8重量%至約12重量%，或約3重量%至約10重量%；上述含量亦可以包括其範圍內任意數值之較小範圍或具有任意數值。 在本發明之具體實施態樣中，農用地膜調配物包含約40重量%至約65重量%之無機礦粉、約15重量%至約30重量%之高密度聚乙烯、約8重量%至約20重量%之低密度聚乙烯、約5重量%至約10重量%之聚乳酸、及約1重量%至約2重量%之助劑。 在本發明之另一具體實施態樣中，農用地膜調配物包含至少約55重量%之無機礦粉、約25重量%至約28重量%之高密度聚乙烯、約10重量%之低密度聚乙烯、約5重量%至約10重量%之聚乳酸、及約2重量%之助劑。 本發明之上述農用地膜調配物係用於形成農用地膜，尤其是可日光裂解的環保農用地膜。當本發明之農用地膜鋪在農田上並暴露在日光下，紅外線照射在微細顆粒的無機礦粉上會產生約65°C以上的溫度，燃燒周圍的塑料，讓塑料不斷蒸發並漸漸減少其油性，同時造成無機礦粉的體積膨脹因而加速地膜的破裂，加上日光中的紫外線具有超強的穿透力，會破壞塑料的分子鏈，造成塑料產生斷裂脆化，在雙重破壞的情況下使得農用地膜的分解更為快速，而微細顆粒的天然無機礦粉可回歸大地，且塑料則已燃燒成為無塑性的固化物，一碰就碎裂，因此在農作物收成後，可利用耕耘機翻土、將地膜打更碎，讓土地鬆散，改善土壤結構，使下一季種植農作物能有更好的生長及收成。 農用地膜的分解速度可依農作物的生產期間長短、產品別不同，藉由改變添加原料種類及/或比例來控制，使農用地膜具有適當的密度及厚度，能在農作物收成之預定時間內裂解成小碎片。一般農作物約4至6個月為一個生產期，故農用地膜通常設計在約2至6個月內要能破碎。本發明之農用地膜在大自然的陽光照射下，約2個月內即可裂解成小小碎片，而塑料在約3個月內成為無塑性的固化物。依實際在陽光紫外線照射下，約10 µm厚度之本發明農用地膜在約3個月內即裂解，碎化成一碰就碎裂的無塑性固化物。 在本發明之實施態樣中，農用地膜較佳設計為具有約6 μm至約15 μm，約7 μm至約14 μm，約8 μm至約13 μm，約9 μm至約12 μm或約10 μm至約11 μm之厚度，及/或具有約0.6 g/cm3 至約0.85 g/cm3 ，約0.62 g/cm3 至約0.82 g/cm3 ，約0.65 g/cm3 至約0.8 g/cm3 ，約0.67 g/cm3 至約0.78 g/cm3 ，約0.7 g/cm3 至約0.76 g/cm3 或約0.72 g/cm3 至約0.75 g/cm3 之密度，以符合需求；上述厚度及密度亦可以包括其範圍內任意數值之較小範圍或具有任意數值。 在本發明中，可藉由吹膜法等製法將所請之農用地膜調配物製成所需的農用地膜。 在本發明之實施態樣中，製造農用地膜的方法可包含以下步驟： (1) 密練：將上述農用地膜調配物經密練製成複合軟料； (2) 造粒：將該複合軟料製成複合顆粒； (3) 預成型：將該複合顆粒形成膜管； (4) 吹膜：在該膜管內充氣，使膜管向外延伸膨脹成預定尺寸；及 (5) 整型：將該膜管壓扁，以製成農用地膜。 在本發明之具體實施態樣中，農用地膜的製造方法例如但不限於包含以下步驟： (1-1) 在約120°C至約160°C，較佳約125°C至約140°C之間，將該農用地膜調配物之各成分混合； (1-2) 在約140°C至約180°C，較佳約160°C至約170°C之間使該高密度聚乙烯、該低密度聚乙烯與該可生物降解塑膠融熔，及將該融熔物與該無機礦粉密練為複合軟料； (2-1) 將該複合軟料送入製粒機中製成複合顆粒； (3-1) 將該複合顆粒投入具有圓形模嘴的押出機中，在約120°C至約170°C，較佳約140°C至約160°C之間使該複合顆粒軟化； (3-2) 將經軟化的複合顆粒從該圓形模嘴擠出以形成膜管； (4-1) 將該膜管冷卻至約100°C至約130°C之間，較佳為以冷風將該膜管冷卻至約100°C至約130°C或約110°C至約120°C之間，其中冷卻之距離(即成型距離)為該圓形模嘴之直徑的約4倍至約8倍，約5倍至約7倍，或約4倍至約7.5倍，及圓形模嘴之直徑為可視需要選擇者，例如但不限於約150 mm至約350mm，或約200 mm至約300 mm，較佳為約250 mm； (4-2) 在經冷卻之膜管內充氣，使之向外延伸膨脹為大圓柱狀，充氣後的膜管直徑具有該圓形模嘴之直徑的約4倍至約8倍，約5倍至約7倍，或約4倍至約7.5倍的直徑； (5-1) 將經延伸膨脹的膜管藉由成型幕的滾輪壓扁為兩層的扁平狀農用地膜；及 (5-2) 將該兩層的扁平狀農用地膜經割邊後成為兩片單層的農用地膜。 圖1為本發明農用地膜的加工設備示意圖。 請參照圖1(a)與圖1(b)。在步驟(1)中，將存放在儲存桶中之五種原料，即無機礦粉1、高密度聚乙烯2、低密度聚乙烯3、聚乳酸4及助劑5，經由五合一自動計量系統6中之五組螺桿，分別依配方比例連續的投入密練機7的入料口。之後，經密練機之第一段密練室進行第一階段加熱至約120°C至約160°C，較佳約125°C至約140°C，將五種原料均勻混合、攪拌之後，進入第二段密練室進行第二階段加熱至約140°C至約180°C，較佳約160°C至約170°C，使高密度聚乙烯、低密度聚乙烯及聚乳酸樹脂熔融成為熱融塑料，再與無機礦粉充份混合、擠壓、捏合及密練以形成複合軟料，接著將複合軟料由密練機出口排出至押出機的入料口。 在步驟(2)中，將複合軟料送入押出製粒機8的入料口，由押出機的螺桿押出至顆粒製造模組，以製成複合顆粒，將所製得的複合顆粒存放於複合粒儲料桶9及10中。 在步驟(3)中，將置於複合粒儲料桶中的複合顆粒材料經由自動吸料機11投入農用地膜製造押出機12的入料口，將押出機的螺桿套筒控制至約120°C至約170°C之間，較佳約140°C至約160°C之間該複合顆粒軟化，然後將經軟化的複合顆粒由螺桿押出至圓形模嘴13出料，以形成中空圓筒狀的膜管16。請參照圖2之本發明農用膜管的成型方式示意圖。 在步驟(4)中，以冷卻風環14的冷風將膜管冷卻至約100°C至約130°C之間，其中冷卻之距離(即冷卻線長度或成型距離)為可情況要調整，一般從圓形模嘴的平面算起，約圓形模嘴直徑的約4倍至約8倍或約5倍至約7倍；接著，進行吹膜，即在經冷卻之膜管16內充氣，使之向外延伸膨脹為具有預定尺寸的大圓柱狀，該預定尺寸可依需要調整，一般具有該圓形模嘴之直徑的約4倍至約8倍，或約5倍至約7倍的直徑。吹膜的步驟包含但不限於，將圓筒狀的膜管上端壓黏在一起後向上拉伸，隨即在膜管內打入高壓空氣，使膜管直徑變大，同時膜管的厚度變薄，類似吹氣球球體脹大後厚度變薄，利用此吹脹原理達到縱向及橫向同時延伸可以控制膜管的尺寸大小及厚度。 在步驟(5)中，利用引取輪18下方的兩排成型幕滾輪組17，將膨脹的大圓柱型膜管逐漸壓扁成兩層的扁平狀農用地膜，之後使引取輪夾緊運轉，調整引取輪的速度，可以控制農用地膜的厚度，再牽引至下方的收捲台，將兩層的扁平狀經割邊裝置19割邊之後，成為兩片單層的農用地膜成品。 本發明方法可另包含收捲步驟，例如但不限於將兩片單層的農用地膜各別牽引到雙面輪面之表面捲取機20捲取膜捲，即可製成具有雙向延伸的農用地膜成品21。 本發明之農用地膜的製造過程只需把各種原料存放在儲存桶內，即可自動依比例進料、連續生產，一氣呵成，不僅節省人力，且可節省能源，達到節能減碳之目的，更符合環保之要求。 此外，本發明之農用地膜可調整具有任意所需的厚度及密度，較佳為具有約6 μm至約15 μm之厚度，及約0.6 g/cm3 至約0.85 g/cm3 之密度，使得同樣的原料可以製得具有更大面積的農用地膜，以降低生產成本。本發明之農用地膜可再經裁切或其他方式以具有所需之任意形狀及顏色。 在本發明之另一實施態樣中，適用於吹膜法之主要設備包含但不限於，原料儲存桶，原料自動計量系統，密練機，製粒機，複合料儲料桶，自動吸料機，押出機，吹膜製造機，成型幕滾輪組及引取輪，割邊裝置及表面捲取機等。 圖2為本發明農用膜管的成型方式示意圖。由圖2所示，本發明係以高密度聚乙烯作為部分塑料，故能有充分的膜管吹製成型距離D，以利隨時調控製程條件。此外，吹膜設備所使用的圓形模嘴的直徑(d1 )可較習知使用者為小，藉此吹製出具有大吹脹比(即膜管直徑d2 /模嘴直徑d1 )的膜管，並製得具有較高機械強度的膜管及地膜。 另外，為了增加農用地膜的保肥性質或其他所需功效，可在其表面上形成肥料塗膜或其他功能層。另外，為了增加農用地膜的降解性，可再利用特有的設備作延伸，使農用地膜的密度降低，同樣厚度的地膜覆蓋農地面積可多出約20%以上，如此更有效降低農用地膜的成本，以提高農民受益。 綜上所述，本發明選用包含特定組分的農用地膜調配物，以製得具有環保的農用複合地膜，其應用廣泛，不但具有傳統地膜之保水、保溫及抑制雜草生長等功效，更能有效避免造成環境，特別是土壤污染。相對於傳統工藝，本發明之農用地膜可以改變配方於預定時間內有效裂解，不會影響農作物生長，符合環保需求，並可減少作業人力，減少物資、機具與能源的使用，大幅降低時間與成本，而且適用範圍不受限制，操作簡易，更能符合國際品牌對於環保減廢的要求。 以下實例是用於對本案所請的發明作進一步說明，惟非用以限制本案所請發明的範圍。任何此技術技藝中具有通常知識者可輕易達成的修飾及改變均包括於本案說明書揭示內容及所附申請專利範圍的範圍內。製造實例 1 將無機礦粉、HDPE、LDPE、PLA及助劑等五種材料，分別由不同的不銹鋼輸送管，各自以負壓抽送到無機礦粉計量儲存桶、HDPE計量儲存桶、LDPE計量儲存桶、PLA計量儲存桶及助劑計量儲存桶。依照設定的配方包含約60公斤無機礦粉、約22公斤HDPE、約10公斤LDPE、約6公斤PLA及約2公斤助劑，合計約100公斤。 經由數位化磅秤與數位化控制五組螺桿以定量輸送五合一原材料至密練機的入口，來製備複合軟料。該供料可連續不停運轉，每小時可供應五合一原材料為約1200公斤。密練機依供料持續運轉，此時密練機雙轉子的轉速依數位化控制在每分鐘約280轉。密練機第一階段溫度依數位化控制在約140°C，密練機第二階段溫度依數位化控制在約160°C。密練機之出料量為每小時約1200公斤的五合一複合軟料。複合軟料直接進入製粒機，製成直徑約4 mm乘以長度約3 mm至約4mm的顆粒複合材料。 將顆粒複合材料投入農用地膜製造押出機中，調整螺桿套筒溫度，第一段控制在約140°C、第二段控制在約145°C，及第三段至第五段控制在約150°C，由螺桿持續運轉押出至圓型模嘴出料，此時模頭的溫度控制在約135°C，模嘴直徑為約250 mm。之後，由模嘴出料的膜管藉由冷風吹送以冷卻膜管，讓溫度降低至約100°C至約130°C之間。在膜管內充氣，讓膜管向外膨漲延伸成型為大圓柱狀，其直徑為約1300 mm。接著，經兩排被動 成型幕滾輪將大圓柱狀的膜管成型為兩層的扁平狀農用地膜。然後，經由引取輪夾住轉動，調整引取輪之轉速使其引取線速度為約100 m/min，再將其牽引至割邊裝置，將兩層的扁平狀農用地膜，割邊成為單層的複合農用地膜。最後，將兩片單層的農用地膜個別牽引至雙面輪面捲取機，其成品寬度為約2050 mm，厚度為約8 μm，密度測量後為約0.78 g/cm3 ，及每平方重量為約6.24 g。本實例之環保農用複合地膜的每小時產量為約153.5 kg。製造實例 2 將無機礦粉、HDPE、LDPE、PLA及助劑等五種材料，分別由不同的不銹鋼輸送管，各自以負壓抽送到無機礦粉計量儲存桶、HDPE計量儲存桶、LDPE計量儲存桶、PLA計量儲存桶及助劑計量儲存桶。依照設定的配方包含約60公斤無機礦粉、約22公斤HDPE、約10公斤LDPE、約6公斤PLA及約2公斤助劑，合計約100公斤。 經由數位化磅秤與數位化控制五組螺桿以定量輸送五合一原材料至密練機的入口，來製備複合軟料。該供料可連續不停運轉，每小時可供應五合一原材料為約1200公斤。密練機依供料持續運轉，此時密練機雙轉子的轉速依數位化控制在每分鐘約280轉。密練機第一階段溫度依數位化控制在約140°C，密練機第二階段溫度依數位化控制在約160°C。密練機之出料量為每小時約1200公斤的五合一複合軟料。複合軟料直接進入製粒機，製成直徑約4 mm乘以長度約3 mm至約4mm的顆粒複合材料。 將顆粒複合材料投入農用地膜製造押出機中，調整螺桿套筒溫度，第一段控制在約140°C、第二段控制在約145°C，及第三段至第五段控制在約150°C，由螺桿持續運轉押出至圓型模嘴出料，此時模頭的溫度控制在約135°C，模嘴直徑為約250 mm。之後，由模嘴出料的膜管藉由冷風吹送以冷卻膜管，讓溫度降低至約100°C至約130°C之間。在膜管內充氣，讓膜管向外膨漲延伸成型為大圓柱狀，其直徑為約1300 mm。接著，經兩排被動 成型幕滾輪將大圓柱狀的膜管成型為兩層的扁平狀農用地膜。然後，經由引取輪夾住轉動，調整引取輪之轉速使其線速度為約120 m/min，再將其牽引至割邊裝置，將兩層的扁平狀農用地膜，割邊成為單層的複合農用地膜。最後，將兩片單層的農用地膜個別牽引至雙面輪面捲取機，其成品寬度為約2050 mm，厚度為約7 μm，密度測量後為約0.743 g/cm3 ，及每平方重量為約5.2 g。本實例之環保農用複合地膜的每小時產量為約153.5 kg。製造實例 3 將無機礦粉、HDPE、LDPE、PLA及助劑等五種材料，分別由不同的不銹鋼輸送管，各自以負壓抽送到無機礦粉計量儲存桶、HDPE計量儲存桶、LDPE計量儲存桶、PLA計量儲存桶及助劑計量儲存桶。依照設定的配方包含約60公斤無機礦粉、約22公斤HDPE、約10公斤LDPE、約6公斤PLA及約2公斤助劑，合計約100公斤。 經由數位化磅秤與數位化控制五組螺桿以定量輸送五合一原材料至密練機的入口，來製備複合軟料。該供料可連續不停運轉，每小時可供應五合一原材料為約1200公斤。密練機依供料持續運轉，此時密練機雙轉子的轉速依數位化控制在每分鐘約280轉。密練機第一階段溫度依數位化控制在約140°C，密練機第二階段溫度依數位化控制在約160°C。密練機之出料量為每小時約1200公斤的五合一複合軟料。複合軟料直接進入製粒機，製成直徑約4 mm乘以長度約3 mm至約4mm的顆粒複合材料。 將顆粒複合材料投入農用地膜製造押出機中，調整螺桿套筒溫度，第一段控制在約140°C、第二段控制在約145°C，及第三段至第五段控制在約150°C，由螺桿持續運轉押出至圓型模嘴出料，此時模頭的溫度控制在約135°C，模嘴直徑為約250 mm。之後，由模嘴出料的膜管藉由冷風吹送以冷卻膜管，讓溫度降低至約100°C至約130°C之間。在膜管內充氣，讓膜管向外膨漲延伸成型為大圓柱狀，其直徑為約1300 mm。接著，經兩排被動 成型幕滾輪將大圓柱狀的膜管成型為兩層的扁平狀農用地膜。然後，經由引取輪夾住轉動，調整引取輪之轉速使其線速度為約149 m/min，再將其牽引至割邊裝置，將兩層的扁平狀農用地膜，割邊成為單層的複合農用地膜。最後，將兩片單層的農用地膜個別牽引至雙面輪面捲取機，其成品寬度為約2050 mm，厚度為約6 μm，密度測量後為約0.7 g/cm3 ，及每平方重量為約4.2 g。本實例之環保農用複合地膜的每小時產量為約153.9 kg。
1‧‧‧無機礦粉
2‧‧‧高密度聚乙烯
3‧‧‧低密度聚乙烯
4‧‧‧聚乳酸
5‧‧‧助劑
6‧‧‧五合一計量系統
7‧‧‧密練機
8‧‧‧押出製粒機
9‧‧‧複合粒儲料桶
10‧‧‧複合粒儲料桶
11‧‧‧自動吸料機
12‧‧‧押出機
13‧‧‧圓形模嘴
14‧‧‧冷卻風環
16‧‧‧膜管
17‧‧‧成型幕滾輪組
18‧‧‧引取輪
19‧‧‧割邊裝置
20‧‧‧表面捲取機
21‧‧‧農用地膜成品
d1‧‧‧圓形模嘴直徑
d2‧‧‧膜管直徑
D‧‧‧成型距離
圖1為本發明農用地膜的加工設備示意圖，其中(a)為俯視圖，及(b)為前視圖。 圖2為本發明農用膜管的成型方式示意圖。

Claims (20)

  1. 一種農用地膜調配物，其包含以調配物之總重量計： 約40重量%至約70重量%之無機礦粉； 約15重量%至約30重量%之高密度聚乙烯； 約8重量%至約20重量%之低密度聚乙烯；及 約5重量%至約10重量%之可生物降解塑膠。
  2. 如請求項1之農用地膜調配物，其中該無機礦粉係選自由未經鍛燒的碳酸鈣、石灰石磨粉、黃土磨粉、灰土磨粉及其組合所組成之群組。
  3. 如請求項1之農用地膜調配物，其中該無機礦粉包含至少約80%之具有平均粒徑為約1 µm至約2 µm之無機礦粉。
  4. 如請求項1之農用地膜調配物，其中該無機礦粉包含約100%之具有平均粒徑為約1 µm至約4 µm之無機礦粉。
  5. 如請求項1之農用地膜調配物，其中該高密度聚乙烯係包含吹膜級高密度聚乙烯。
  6. 如請求項1之農用地膜調配物，其中該低密度聚乙烯係包含吹膜級低密度聚乙烯。
  7. 如請求項1之農用地膜調配物，其中該可生物降解塑膠係選自由吹膜級聚乳酸、吹膜級聚己內酯、吹膜級聚羥基丁酸酯及其組合所組成之群組。
  8. 如請求項1之農用地膜調配物，其另包含助劑。
  9. 如請求項8之農用地膜調配物，其中該助劑係選自由偶合劑、滑劑及其組合所組成之群組。
  10. 如請求項1至9中任一項之農用地膜調配物，其包含約40重量%至約65重量%之無機礦粉、約15重量%至約30重量%之高密度聚乙烯、約8重量%至約20重量%之低密度聚乙烯、約5重量%至約10重量%之聚乳酸及約1重量%至約2重量%之助劑。
  11. 如請求項1至10中任一項之農用地膜調配物，其係用於形成農用地膜。
  12. 一種以如請求項1至10中任一項之農用地膜調配物所製得之農用地膜，其具有約6 μm至約15 μm之厚度，及約0.6 g/cm3 至約0.85 g/cm3 之密度。
  13. 一種農用地膜的製造方法，其包含以下步驟： (1) 將如請求項1至10中任一項之農用地膜調配物經密練製成複合軟料； (2) 將該複合軟料製成複合顆粒； (3) 將該複合顆粒形成膜管； (4) 在該膜管內充氣，使該膜管向外延伸膨脹成預定尺寸；及 (5) 將經膨脹的膜管壓扁，以製成農用地膜。
  14. 如請求項13之方法，其中步驟(1)及步驟(2)包含： (1-1) 在約120°C至約160°C之間，將該農用地膜調配物之各成分混合； (1-2) 在約140°C至約180°C之間使該高密度聚乙烯、該低密度聚乙烯與該可生物降解塑膠融熔，及將該融熔物與該無機礦粉密練為複合軟料；及 (2-1) 將該複合軟料送入製粒機中製成複合顆粒。
  15. 如請求項13之方法，其中步驟(3)包含： (3-1) 將該複合顆粒投入具有圓形模嘴的押出機中，在約120°C至約170°C之間使該複合顆粒軟化；及 (3-2) 將經軟化的複合顆粒從該圓形模嘴擠出以形成膜管。
  16. 如請求項13之方法，其中步驟(4)包含： (4-1) 將該膜管冷卻至約100°C至約130°C之間；及 (4-2) 在經冷卻之膜管內充氣，使之向外延伸膨脹為大圓柱狀，其具有該圓形模嘴之直徑的約4倍至約8倍的直徑。
  17. 如請求項16之方法，其中步驟(4-1)包含以冷風將該膜管冷卻至約100°C至約130°C之間，其中冷卻之距離為該圓形模嘴之直徑的約4倍至約8倍。
  18. 如請求項13之方法，其中步驟(5)包含： (5-1) 將經延伸膨脹的膜管藉由成型幕的滾輪壓扁為兩層的扁平狀農用地膜；及 (5-2) 將該兩層的扁平狀農用地膜經割邊後成為兩片單層的農用地膜。
  19. 如請求項18之方法，其另包含在步驟(5-1)後，藉由調整引取夾輪之轉速來控制農用地膜之厚度。
  20. 如請求項13至19中任一項之方法，其中該農用地膜具有約6 μm至約15 μm之厚度，及約0.6 g/cm3 至約0.85 g/cm3 之密度。
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