TW202045603A - 生物分解性保鮮膜及生物分解性保鮮容器 - Google Patents

生物分解性保鮮膜及生物分解性保鮮容器 Download PDF

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Abstract

本發明提供一種生物分解性保鮮膜及生物分解性保鮮容器，其不管是在光條件下或暗處下，都能夠效率良好地將自植物所產生的乙烯分解為水與二氧化碳，並且在使用後會以緩慢的反應速度將自身進行氧化分解。     本發明的生物分解性保鮮膜為樹脂製，具有不易使氧氣和水蒸氣通透的特性，該生物分解性保鮮膜的特徵在於：在前述樹脂中，含有氧化鋅與塑膠分解劑，該氧化鋅是以包覆劑對光觸媒活性部位進行包覆處理而成。

Description

生物分解性保鮮膜及生物分解性保鮮容器
本發明關於一種生物分解性保鮮膜及生物分解性保鮮容器，其可用於食物(尤其是生鮮食材、蔬果等)及食物以外的植物的保鮮(包含保持植物的繁殖力)，並且在經過特定期間後可發揮將自身分解的生物分解性能。
塑膠膜會基於其材質、延伸方法等製造方法及厚度等差異而表現出各種物性(水蒸氣通透性、氣體通透性)。例如，一般而言針對蔬果的包裝，所使用的是水蒸氣通透性低但氣體通透性高的薄膜(例如聚乙烯薄膜)。當使用這樣的薄膜包裝蔬果時，在包裝袋或包裝容器內部的濕度會接近100%。其結果，可抑制蔬果進行蒸散。從而，塑膠膜包裝能夠完全地抑制由於蔬果的蒸散作用所造成的枯萎，故能夠抑制在物流過程中的蔬果的生鮮損耗。然而，在氣溫較高的時期，塑膠膜包裝會促進蔬果本身的氣體障礙傷害和微生物的繁殖、及老化賀爾蒙、乙烯氣體的產生，而成為引起老化熟成與腐敗等的原因，故需要配合低溫管理。例如，在從產地輸送至消費地的蔬果的各種物流過程中，即便乙烯氣體濃度只有0.005ppm這般微量的程度，也有會造成物流量整體中的25～46%的成本無法回收的損害的疑慮。如此，乙烯氣體濃度沒有所謂安全的等級。一般而言，物流中心的貯藏室中，是成熟農產品與未熟農產品混雜的狀態，而所計算出的由於乙烯氣體所造成的採收後的損失亦達到25～30%。將這樣的乙烯氣體進行分解的技術，截至目前為止多數企業是藉由光觸媒來實現 (例如，參照專利文獻1～3)。
又，專利文獻4中，揭示了一種防止老化的運輸用容器，其為了長時間維持鮮度而使用了包覆光觸媒粒子，該包覆光觸媒粒子是以對光為惰性的無機物部分地包覆而成。該專利文獻4中，如同其記載所述之「如同金平糖般包覆而成者(金平糖型粒子)」和「網紋甜瓜的網狀般包覆而成者(網紋甜瓜型粒子)」，光觸媒粒子的部分的包覆，是對於光觸媒粒子的表面以覆蓋特定比例的面積的方式所包覆而成。 [先前技術文獻] (專利文獻)
專利文獻1：日本特開平9-196545號公報。 專利文獻2：日本特開2009-35327號公報。 專利文獻3：日本特開2010-207223號公報。 專利文獻4：日本實用新案登錄第3115187號公報。
[發明所欲解決的問題] 該等保鮮膜或保鮮容器在被使用來進行食品等的保鮮後，與一般的廢棄物相同，需要經由回收和焚燒的步驟來進行廢棄處理。但是，這樣的保鮮膜或保鮮容器，當未經通常的回收和焚燒步驟而被棄置在自然環境中或遭到非法傾倒時，會造成下述問題：在排水設備中會成為妨礙暢通的原因；或，會殘存非常長的期間而成為破壞環境的原因之一。
因此，本發明是有鑑於上述狀況所完成者，其目的在於提供一種生物分解性保鮮膜及生物分解性保鮮容器，其不管是在光條件下或暗處下，都能夠效率良好地將自食物(尤其是生鮮食材、蔬果等)及食物以外的植物所產生的乙烯分解為水與二氧化碳分子，並且在使用後會以緩慢的反應速度將自身進行氧化分解。 [解決問題的技術手段]
本發明的生物分解性保鮮膜為樹脂製，具有不易使氧氣和水蒸氣通透的特性，該生物分解性保鮮膜的特徵在於： 在前述樹脂中，含有氧化鋅與塑膠分解劑，該氧化鋅是以包覆劑對光觸媒活性部位進行包覆處理而成。
本發明的生物分解性保鮮膜中，前述塑膠分解劑是選自下述分解劑中的單獨一種或該等的組合：光分解劑，其是脂肪族或芳香族酮類、醌類、過氧化物類、氫過氧化物類、偶氮化合物類、有機染料類、潛伏感光劑類、芳香族烴類或該等混合物等；生物分解劑，其是幾丁質、澱粉、纖維素、葡萄糖衍生物、多醣類、聚-β-羥基丁酸酯、聚己內酯、聚酯類、碳二亞胺類或該等混合物等；化學分解劑，其是金屬羧酸鹽與脂肪族聚羥基羧酸之組合、金屬羧酸鹽與填充劑之組合、或過渡金屬錯合物等。
本發明的生物分解性保鮮膜中，相對於前述經包覆處理而成的氧化鋅，前述包覆劑的包覆量為0.1～20重量%。
本發明的生物分解性保鮮膜中，相對於前述樹脂，含有0.0000001～12質量%的前述以包覆劑進行包覆處理而成的氧化鋅； 並且，相對於前述樹脂，含有0.01～10質量%的前述塑膠分解劑。
本發明的生物分解性保鮮膜中，前述以包覆劑進行包覆處理而成的氧化鋅，其粒徑為40～400nm。
本發明的生物分解性保鮮膜中，前述樹脂為生質聚烯烴(biomass polyolefin)。
本發明的生物分解性保鮮膜中，在前述樹脂中，相對於前述樹脂，進一步以1～10重量%的比率含有除臭成分。
本發明的生物分解性保鮮容器的特徵在於：將上述任一種生物分解性保鮮膜形成在結構中而成，該結構包含一種以上的袋狀結構、筒狀結構、通道結構、層狀結構及套組結構之中的任一結構。 [發明的效果]
根據上述構成的本發明，能夠提供一種生物分解性保鮮膜及生物分解性保鮮容器，其不管是在光條件下或暗處下，都能夠效率良好地將自食物(尤其是生鮮食材、蔬果等)及食物以外的植物所產生的乙烯分解為水與二氧化碳分子，並且在使用後會以緩慢的反應速度將自身進行氧化分解。
以下，使用圖式來詳細地說明本發明的實施形態中的生物分解性保鮮膜及生物分解性保鮮容器。再者，本發明並未限定於下述的實施形態。
本發明的生物分解性保鮮膜為樹脂製，具有不易使氧氣和水蒸氣通透的特性，該生物分解性保鮮膜的最大的特徵在於：在樹脂中，含有氧化鋅與塑膠分解劑，該氧化鋅是以包覆劑對光觸媒活性部位進行包覆處理而成。在本發明的生物分解性保鮮膜中，藉由在樹脂中含有以包覆劑對光觸媒活性部位進行包覆處理而成的氧化鋅，不管是在光條件下或暗處下，都變得能夠實行塑膠包裝貯藏，該塑膠包裝貯藏能夠以保鮮食物(尤其是生鮮食材、蔬果等)及食物以外的植物的狀態來長時間貯藏。光觸媒活性部位經包覆劑進行包覆處理而成的氧化鋅，藉由利用包覆劑對氧化鋅作為光觸媒的活性部位進行包覆處理，可抑制光觸媒的活性而抑制活性氧的產生，並且可自氧化鋅溶出鋅離子，來發揮抗菌、抗黴、除臭等效果。
此處，所謂的塑膠包裝貯藏，是意指：利用塑膠膜對水蒸氣與氣體的通透性的差異，來以塑膠膜將食物(尤其是生鮮食材、蔬果等)及食物以外的植物進行包裝，藉此來抑制貯藏時的蒸散作用及呼吸作用，而能夠橫跨長時間地保鮮。再者，經密封的薄膜內的氣體環境，會藉由食物(尤其是生鮮食材、蔬果等)及食物以外的植物本身的呼吸作用來消耗薄膜內的氧氣，從而累積碳酸氣體。藉由環境溫度和包裝資材的材質、及要進行包裝的食物(尤其是生鮮食材、蔬果等)及食物以外的植物來改變薄膜內的氣體環境，例如：若在低溫下(5℃以下)以厚度0.03mm的低密度聚乙烯將葉菜類進行密封包裝，薄膜內部的氣體環境會穩定地維持在氧氣濃度為2～3%且碳酸氣體為5～10%的條件。因為大氣中的氧氣濃度為20.9%，碳酸氣體則小於0.1%，故相比於大氣，薄膜內部的環境為低氧-高碳酸氣體濃度的環境，故相較於貯藏於大氣中，儲存在該環境下者可獲得抑制鮮度降低的效果(CA(Controlled Atmosphere，氣調)效果)。
利用上述的塑膠膜或塑膠容器的包裝貯藏，亦被稱為MA(Modified Atomsphere，氣變)貯藏，其已被利用來作為多數的食物(尤其是生鮮食材、蔬果等)及食物以外的植物進行物流時的內部包裝資材。除了前述的CA效果以外，進行該包裝貯藏的目的在於可獲得下述效果：(1)抑制蔬果等植物或食物本身的蒸散作用所導致的枯萎；(2)抑制表面的機械性損傷；及，(3)抑制由於溫度變化所導致的蔬果表面的結露。
作為用於本發明的生物分解性保鮮膜的樹脂，只要是不易使氧氣和水蒸氣通透的材質即可，並無特別限制，從藉由使該樹脂含有後述的塑膠分解劑，而在使用後能夠以緩慢的反應速度將自身進行氧化分解這點來看，較佳是生質聚烯烴。具體而言，可列舉：LDPE(low-density polyethylene)也就是低密度聚乙烯；HDPE(high-density polyethylene)也就是高密度聚乙烯；OPP(oriented polypropylene)也就是延伸聚丙烯；CPP(cast polypropylene)也就是無延伸聚丙烯；ON(oriented Nylon)也就是延伸尼龍(聚醯胺)；CN(cast Nylon)也就是無延伸尼龍(聚醯胺)；BDR(butadiene resin)也就是聚丁二烯；PMP(polymethylpentene)也就是聚甲基戊烯；BOV(expanded vinylon)也就是延伸維綸；OV也就是PVDC塗佈延伸維綸；PET(polyethylene terephthalate)也就是聚對苯二甲酸乙二酯；PVDC(polyvinylidene chloride)也就是聚偏二氯乙烯；KOP也就是聚偏二氯乙烯塗佈OPP；KON也就是聚偏二氯乙烯塗佈ON；EVOH(ethylene vinyl alcohol)也就是乙烯乙烯醇共聚物；EVA(ethylene vinyl acetate)也就是乙烯乙酸乙烯酯共聚物；PS(polystyrene)也就是聚苯乙烯；PT(plain transparent cellophane)也就是普通玻璃紙；MST也就是聚合物型防潮玻璃紙等。該等樹脂能夠單獨使用或組合來使用。該等之中，從氧氣和水蒸氣的通透度、透明性、操作性等的觀點來看，較佳是低密度聚乙烯。此處，所謂不易使氧氣和水蒸氣通透，意指在正常的使用狀態下，氧氣和水蒸氣不會通透樹脂膜。若氧氣的通透度高，會產生造成被包裝物氧化這樣的問題。又，若水蒸氣的通透度高，薄膜作成袋狀時的內部的濕度會過低而造成植物枯萎。
本發明的生物分解性保鮮膜中的氧化鋅，是光觸媒的活性部位以包覆劑進行包覆處理而成者。作為該氧化鋅的包覆劑，具體而言可列舉信越化學股份有限公司製造的矽烷耦合劑也就是KBM-403(γ-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷)及KBM-503(γ-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷)，但是已清楚地知道下述事實：主要會與氧化鋅這樣的無機氧化物粒子的表面進行反應的成分，是矽烷耦合劑的水解性基受到水解所生成的矽烷醇基，並且環氧基和甲基丙烯酸基這樣的有機官能基主要可由與各種樹脂進行反應並鍵結來獲得。針對抑制光觸媒活性這樣的目的，亦可使用其他矽烷耦合劑，亦即，可使用具有乙烯基、巰基、胺基等之矽烷耦合劑。
再者，相比於藉由無機物所進行的包覆處理，藉由矽烷耦合劑所進行的包覆處理為何能夠以較少量來獲得抑制氧化鋅的光觸媒活性的原因，並不明確，但是推測原因可能如下：相比於氧化鋅粒子表面上的控制光觸媒活性的活性點與無機的表面處理劑的反應性，氧化鋅粒子表面上的控制光觸媒活性的活性點與矽烷耦合劑的反應性的選擇性較高，因此即便矽烷耦合劑是利用少量的包覆量，仍能夠毫無損耗地阻斷氧化鋅粒子表面上的控制光觸媒活性的活性點。
又，已利用包覆劑也就是矽烷耦合劑將光觸媒的活性部位包覆處理的氧化鋅(以下，亦記載為「矽烷耦合氧化鋅」)，可以是利用所謂的濕式合成法所獲得者，亦可以是利用所謂的乾式合成法所獲得者。作為藉由矽烷耦合劑進行的氧化鋅粉末的包覆處理方法，可以是所謂的濕式法，可以是所謂的乾式法，亦可以是所謂的氣相法，該濕式法是其將氧化鋅分末的漿液一邊攪拌一邊添加矽烷耦合劑，該乾式法是其利用可高速旋轉的漢塞混合機(Henschel mixer)或高速混合機等，一邊將氧化鋅粉末高速攪拌一邊將矽烷耦合劑進行噴霧或滴下，該氣相法是將以氮氣等不活性氣體進行載流的矽烷耦合劑導入裝有氧化鋅粉末之反應容器內，來進行包覆處理。
有關矽烷耦合劑的包覆量，需要考慮所要進行包覆處理的氧化鋅粉末的比表面積。例如，當所使用的氧化鋅粉末藉由BET法所求出的比表面積為20m2 /g時，雖然對其進行藉由1重量%的矽烷耦合劑的包覆處理大致能夠完全地抑制氧化鋅所具有的光觸媒活性，但是對於具有比表面積較20m2 /g大而更微細的氧化鋅粉末以同樣的目的進行包覆處理時，可容易地推測到在以包覆率為基準而不增加包覆量的情況下，無法充分地抑制光觸媒活性。亦即，當對於具有顯著地大的比表面積之氧化鋅粉末(例如400m2 /g)實行包覆處理時，需要20%左右的包覆量，反之，當對於比表面積為數m2 /g左右而粒徑較大的氧化鋅粉末進行包覆處理時，即便包覆量僅有0.1%左右，仍能夠期待充分的效果。從而，作為包覆量的通常的範圍是0.1～20重量%，若考慮分散性較佳是0.2～15重量%，若考慮成本面較佳是0.1～10重量%，並且綜合性地考量時較佳是0.2～10重量%。
針對本發明的生物分解性保鮮膜所含有的矽烷耦合氧化鋅，可利用更少量的包覆量，亦即不必極力地降低氧化鋅的相對含量就能夠抑制光觸媒活性，所以即便氧化鋅本身可維持相同程度的紫外線吸收作用，並進一步抑制光觸媒活性，仍可相同程度地維持殺菌、抗菌、防霉、除臭等作用。其理由在於矽烷耦合氧化鋅所包含的鋅離子的作用。亦即，是藉由微量金屬作用。再者，當使本發明也就生物分解性保鮮膜所含有的氧化鋅利用耦合劑完全地進行包覆處理時，鋅離子會變得無法被溶出。因此，在本發明的生物分解性保鮮膜中，氧化鋅的包覆僅需要針對光觸媒活性部分。
為了使對樹脂的分散性進一步提升，需要考慮到要使用的樹脂與矽烷耦合劑的有機官能基之間的相容性來選擇矽烷耦合劑。這是因為，基於先前技術，無法藉由鋁、矽、鋯或錫的氧化物或氫氧化物這樣的無機物進行表面包覆處理來獲得分散性提升這樣的特性，例如，當使用於低密度聚乙烯樹脂內時，較佳是利用信越化學股份有限公司製造的矽烷耦合劑KBM-503(γ-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷)將氧化鋅粉末進行包覆處理。
本發明的生物分解性保鮮膜所含有的矽烷耦合氧化鋅雖然具有紫外線吸收、殺菌、抗菌、防霉、除臭作用，卻同時被作為抑制光觸媒活性的添加劑來使用，例如，比起添加並使用樹脂組成物和油脂組成物，該矽烷耦合氧化鋅可達成紫外線吸收、殺菌、抗菌、防霉、除臭等效果，且可抑制光觸媒活性，所以不會有如樹脂組成物和油脂組成物發生分解、劣化或變色這樣的情況。在本發明中使用來作為添加劑時，可單獨地使用矽烷耦合氧化鋅粉末，亦可以與其他成分作成混合物來使用。
將上述的矽烷耦合氧化鋅揉合於樹脂組成物中，例如成形為薄膜狀，並將其作為食品等的包裝材料來使用時，可防止由於紫外線造成的食品的變色，並且同時基於殺菌、抗菌、防霉作用而可防止腐敗，基於除臭作用而能夠防止開封時令人不悅的臭味。
在本發明中，上述的矽烷耦合氧化鋅，較佳是粒徑為40nm～400nm左右，更佳是100nm～200nm。又，矽烷耦合氧化鋅，在由上述樹脂所構成的薄膜材料中，至少是以ppm等級或ppb等級(1ppb～12ppc(0.0000001%～12%)左右，較佳是1ppb～5ppc(0.0000001%～5%)左右)的質量比例來進行混合(含有)。再者，若粒徑小於40nm或含量小於1ppb，與乙烯氣體的接觸頻率會減少，而乙烯分解能力會變低。另一方面，若粒徑超過400nm或含量超過12ppc，生物分解性保鮮膜的透明性會惡化。
又，在本發明的生物分解性保鮮膜中，較佳是併用特定的除臭成分。藉由這樣使生物分解性保鮮膜含有除臭成分，能夠對本發明的生物分解性保鮮膜賦予除臭效果。作為本發明的生物分解性保鮮膜中所用的除臭成分，可列舉針對氧化硫(SO2 )、硫化氫(H2 S)、甲硫醇(CH3 SH)、二甲硫醚((CH3 )2 S)等硫磺系成分、氨氣(NH3 )、氧化氮(NO2 )等氮系成分、蛋白腖等的甲烷成分之中的任一種臭味分子皆可發揮除臭效果者，但是從使用於一般的居住環境這樣的觀點來看，該等之中較佳是植物性高分子化合物的磺酸二烷酯/胺酯/芳酯(磺酸二烯丙酯，Di-Allyl-Sulphonate)。
進一步，本發明中的除臭成分，在構成生物分解性保鮮膜的樹脂中，相對於該樹脂較佳是以1～10重量%的比率包含。若該除臭成分的含有率小於1重量%，無法獲得充分的除臭效果，另一方面，雖然含有率截至10重量%左右時除臭效果會等比例地提升，但是若超過10重量%時除臭效果不會提升至更高，所以將本發明中的除臭成分的含有率的上限值設為10重量%。
另一方面，本發明的生物分解性保鮮膜的最大的特徵在於：以收納物的保鮮為目的，並為了在使用後以緩慢的反應速度使本發明的生物分解性保鮮膜本身進行氧化分解，使其含有塑膠分解劑。本發明的生物分解性保鮮膜中的塑膠分解劑，具備以下功能：在第一步驟中，使生物分解性保鮮膜氧化分解並低分子化；在第二步驟中，使生物分解性保鮮膜的經低分子化的成分被微生物分解。亦即，本發明的生物分解性保鮮膜的材料，是氧化型生物分解性塑膠(Oxo-Biodegradable Plastic)，其與水解型生物分解性塑膠(Hydrolysis Biodegradable Plastic)具有完全不同的分解機制，該水解型生物分解性塑膠是藉由水解進行低分子化，並伴隨該低分子化經由微生物分解而被分解。再者，水解型生物分解性塑膠一般是由聚乳酸、改質澱粉、脂肪族聚酯等所構成，因此非常難以控制其分解的時程。
更詳細地說明，本發明的生物分解性保鮮膜，具有以下的具備2階段的步驟之氧化分解機制。
作為第一步驟，生物分解性保鮮膜中的塑膠分解劑，是將自然界中的光(太陽)、熱等作為能量源，而針對生物分解性保鮮膜的樹脂組成物引起觸媒反應(自由基反應)。然後，在經自由基化的樹脂組成物中開始進行氧化分解的反應。這樣的塑膠分解劑，具有可反覆引發氧化和還原反應的功能。其結果，藉由該第一步驟，本發明的生物分解性保鮮膜中的樹脂組成物，可被分解為氧化低分子化合物(例如，羧酸、醇類或酮類)，而使生物分解性保鮮膜的物性(強度、延展性)降低。亦即，第一步驟是進行氧化分解及低分子化的步驟。
繼而，作為第二步驟，可使在上述第一步驟中所分解而成的氧化低分子化合物被土中和堆肥(compost)環境中的微生物消化吸收。在該步驟中，氧化低分子化合物最終會作為生質而被蓄積在微生物的體內，並同時會藉由呼吸等代謝作用變化為二氧化碳和水(無機質化)。亦即，第二步驟是進行微生物分解(生物分解)的步驟。
上述兩步驟是依據部分的美國材料和試驗協會ASTM D6954的氧化型生物分解性塑膠的評價方法，該評價方法與日本工業規格JIS K6953或歐洲標準EN 13432所定義的水解型生物分解性塑膠的評價方法不同。
作為本發明的生物分解性保鮮膜中的塑膠分解繼，能夠單獨使用或合併使用光分解劑、生物分解劑、化學分解劑等。作為光分解劑，可列舉：脂肪族或芳香族酮類、醌類、過氧化物類、氫過氧化物類、偶氮化合物類、有機染料類、潛伏感光劑類、芳香族烴類或該等混合物等。作為生物分解劑，可列舉：幾丁質、澱粉、纖維素、葡萄糖衍生物、多醣類、聚-β-羥基丁酸酯、聚己內酯、聚酯類、碳二亞胺類或該等混合物等。作為化學分解劑，可列舉：金屬羧酸鹽與脂肪族聚羥基羧酸之組合、金屬羧酸鹽與填充劑之組合、或過渡金屬錯合物等。又，本發明的生物分解性保鮮膜中的光分解劑中，可進一步組合選自由下述自氧化性物質所組成之群組中的1種以上：烯烴系物質、醚類、縮醛類、縮酮類、胺類、醛類、天然油類、不飽和脂肪酸類、天然和合成樹脂類及該等混合物。
本發明的生物分解性保鮮膜中，相對於樹脂，塑膠分解劑較佳是含有0.01～10質量%。例如，當塑膠分解劑的含量為1質量%時，生物分解性保鮮膜約在經過3～4年後會開始進行氧化分解反應，當塑膠分解劑的含量為1.5質量%時，生物分解性保鮮膜約在經過2～3年後會開始進行氧化分解反應，當塑膠分解劑的含量為10質量%時，生物分解性保鮮膜約在經過1年後會開始進行氧化分解反應。若塑膠分解劑的含量小於0.01質量%，直到本發明的生物分解性保鮮膜被分解為止的時間會耗時過久，而會對自然環境造成影響。另一方面，若塑膠分解劑超過10質量%，會變得不易細微地控制本發明的生物分解性保鮮膜的分解。如此，本發明的生物分解性保鮮膜中，藉由使塑膠分解劑的含量增減，便能夠適當地控制氧化分解反應開始進行的時期。
繼而，說明本發明的生物分解性保鮮膜的製造方法。 本發明的生物分解性保鮮膜的製造方法，只要是能夠形成上述的樹脂膜的方法即可，並無特別限定。作為生物分解性保鮮膜的典型的製造方法，可列舉層疊法或共擠壓法等。具體而言，可藉由T型模頭(T-die)法或吹塑成形法(inflation molding method)等加工方法來獲得生物分解性保鮮膜。
生物分解性保鮮膜的厚度，在不妨礙本發明的目的的範圍內，並無特別限定。生物分解性保鮮膜的厚度，較佳是能夠兼顧容易使用的柔軟性和加工性、與容易延展且不易破裂的耐久性兩者的厚度。又，在原料費用這點方面，從能夠將生物分解性保鮮膜的製造成本抑制得較低的觀點來看，較佳是較為薄。
生物分解性保鮮膜，除了上述的樹脂層以外，可具備各種的功能層。在生物分解性保鮮膜的最外層，例如為了提高生物分解性保鮮膜的設計性，可藉由印刷法或壓花加工等在表面上設置賦予有圖案或花紋之裝飾層，或者為了對生物分解性保鮮膜的表面賦予物理性的耐久性和化學性的耐久性，可設置硬塗層。但是，作為形成硬塗層的材料，僅限於不妨礙本發明的生物分解性的特性者。
又，本發明的生物分解性保鮮膜，亦能夠將上述的樹脂膜的形狀進一步進行加工，而作成生物分解性保鮮容器，其被作成袋狀結構、筒狀結構、通道結構、層狀結構及套組結構，並進一步可藉由射出成形等，例如作成生物分解性保鮮容器，其在內側具備生物分解性保鮮膜且被實體成形(solid molding)為附有蓋子的箱型形狀。作為此態樣的製造方法，只要是能夠實體成形為箱型形狀等固定的形狀的方法，可以是任何的成形方法。又，本實施形態的另一實施形態中的生物分解性保鮮容器，能夠以與上述生物分解性保鮮膜的情況為相同比例的方式來混合(含有)矽烷耦合氧化鋅，該矽烷耦合氧化鋅是以矽烷耦合劑包覆上述的光觸媒活性部分而成。再者，作為此處的箱型形狀的粒子，可列舉立方體、長方體、三角柱、圓柱、三角錐等，只要是能夠成為將物品保管於內部的狀態者，可以是任何形狀。又，作為該其他形態中的生物分解性保鮮容器所用的容器材料，只要是不易使氧氣及水蒸氣通透的材料即可，並無特別限制，具體而言可列舉：低密度聚乙烯(LDPE，高壓法)、直鏈狀低密度聚乙烯(LLDPE)、高密度聚乙烯(HDPE，低壓法)、超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)、交聯聚乙烯、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、丙烯腈苯乙烯(AS)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚對苯二甲酸環己烷二甲酯＝高耐熱性的工程塑膠(PCT)、飽和聚酯樹脂、聚甲基戊烯(TPX)等，亦能夠將該等材料單獨使用或組合來使用。
又，作為本發明的生物分解性保鮮膜中的樹脂膜，可使用具有吸附乙烯能力者。藉此，當從食物(尤其是生鮮食材、蔬果等)及食物以外的植物產生乙烯時，本發明中的生物分解性保鮮膜本身能夠作為乙烯的吸附劑來發揮作用，因此比起先前的乙烯吸附劑，會變得更容易吸附乙烯。又，藉由從乙烯分解產生的水分、二氧化碳所誘導的抑制呼吸與抑制蒸散的效果，能夠比先前更進一步提升，進而能夠對食物(尤其是生鮮食材、蔬果等)及食物以外的植物的生物分解性保鮮有所貢獻。
又，本發明的生物分解性保鮮膜的應用方法，例如能夠活用下述方式：將該生物分解性保鮮膜加工為袋狀或容器，來作成生物分解性保鮮袋或生物分解性保鮮容器，並將蔬果等植物或食物封入其內部；利用生物分解性保鮮膜來覆蓋蔬果等植物或食物，而直接接觸於蔬果等植物或食物；將生物分解性保鮮膜直接貼附於保存蔬果等植物或食物的紙箱、貯藏器等的內側；或，貼附於用以保存蔬果等植物或食物的貯藏庫等設備的內側。又，例如能夠將生物分解性保鮮膜裝設在蔬果等植物或食物的貯藏庫等的換氣裝置、進氣裝置中來使用。
使用本實施形態中的生物分解性保鮮袋、生物分解性保持容器來保存的蔬果，應該基於植物的種類、培養方法、氣候等來適當地決定。
再者，上述的矽烷耦合氧化鋅，除了能夠分解從蔬果等植物或食物產生的乙烯，亦能夠分解會成為腐敗的原因的醛類等的腐敗氣體。在保存後，藉由實行乙烯分解並同時實行腐敗氣體的分解處理，來使保鮮效果提升。再者，作為保鮮的條件，即便在暗處仍能夠大致與在光條件下同樣地進行乙烯分解。又，在保存蔬果等植物或食物時為重要的因素之一的保濕的條件下，亦與低濕度條件一樣，即便使氣體成分變化，仍可發揮乙烯分解功能。具體而言，較佳是在個別包裝內實行加濕、或調整氣體分壓來進行保鮮，尤其，更佳是將生物分解性保鮮薄片以配置在植物或食物的表面(例如，蔬果的果實部的表面)附近的方式來應用。
此處，因為上述生物分解性保鮮袋具有空隙率及比表面積高的中空結構，所以能夠提供支持植物呼吸的最低程度的氧氣補給，並藉由乙烯分解來提供可進一步抑制呼吸作用的二氧化碳。藉此，經由抑制蔬果等植物或食物的呼吸而變得容易保鮮，從而能夠促進保存期限。生物分解性保鮮袋及生物分解性保鮮容器，在表面具有高吸水力(可吸附水分的能力)，而能夠對蔬果等植物或食物賦予保水性、保濕性。
從而，當保存蔬果等植物或食物時，藉由應用生物分解性保鮮袋或生物分解性保鮮容器，能夠有效地分解乙烯並將生物分解性保鮮膜所具有的乙烯分解為二氧化碳與水，故就結果而言，能夠謀求下述效果：可抑制蔬果等植物或食物的呼吸，並對蔬果等植物或食物賦予濕度，藉此促進保鮮。 [實施例]
以下，藉由實施例詳細地說明本發明的生物分解性保鮮膜。再者，本發明的生物分解性保鮮膜並未限定於該等實施例。
1.保鮮膜的製造方法 〈實施例1〉 首先，以成為整體的20%的質量比例的方式，將氧化鋅(商品名：AP-MO，Nissho化學股份有限公司製造)混合於低密度聚乙烯中，並進一步以成為整體的1%的質量比例的方式，將塑膠分解劑也就是脂肪族單羧酸鹽(商品名：P-Life，P-Life Japan Inc.股份有限公司製造)混合於其中，然後將該混合物藉由吹塑成形加工來成型為厚度20μm的薄膜狀，而製成本發明的實施例1的生物分解性保鮮膜，該氧化鋅是以作為包覆材的矽烷耦合劑對光觸媒活性部位進行包覆處理而成者。
〈實施例2～3〉 針對實施例1的製造方法，除了將塑膠分解劑也就是脂肪族單羧酸鹽的混合量分別設為1.5%及10%以外，同樣地操作，來製成實施例2及3的生物分解性保鮮膜。
〈比較例1〉 針對實施例1的製造方法，以不使其含有部分包覆氧化鋅的方式，來作成比較用的生物分解性薄膜。再者，比較例1的生物分解性薄膜的厚度設為18μm。
2.生物分解促進效果的評價 繼而，針對實施例1～3的生物分解性保鮮膜及比較例1的生物分解性薄膜，藉由實行生物分解促進比較試驗，來檢驗本發明的生物分解性保鮮膜的生物分解效果。詳細而言，將依照上述操作所製成的實施例1～3的生物分解性保鮮膜及比較例1的生物分解性薄膜裝載於ESPE高溫試驗箱(商品名：GPH-102)內，並將促進試驗條件設為機內溫度80℃且風速等級2(微風)，以目視確認1天、3天、5天及7天候的生物分解情況，並依據以下的基準來實行評價。該等評價結果顯示於表1。 A：未分解。 B：10%分解。 C：20%分解。 D：30%分解。 E：40%分解。 F：50%分解。
[表1]
  第1天 第3天 第5天 第7天
實施例1 A B C D
實施例2 A B C E
實施例3 B C D E
比較例1 A C D E
由表1可清楚得知，本發明的實施例1～3的生物分解性保鮮膜，皆顯示其可發揮與厚度薄了10%的比較例1的生物分解性薄膜大致相同的生物分解特性。再者，在本評價中，本發明的生物分解性保鮮膜的厚度為20μm，另一方面，比較例1的生物分解薄膜的厚度僅為18μm，因此雖然由評價結果無法一目瞭然，但是若在將厚度設為相同的情況下，應該就能夠更顯著地顯示本發明的生物分解性保鮮膜的分解特性。
由以上的結果，確認到根據本發明的生物分解性保鮮膜會有下述結果：使以矽烷耦合劑對光觸媒活性部位進行包覆處理而成的氧化鋅、與塑膠分解劑，混合於具有不易使氧氣及水蒸氣通透的特性之薄膜材質中，藉此可達到在短時間內使乙烯完全被分解為二氧化碳與水，而達到降低乙烯的老化與熟成效果、抑制蔬果的呼吸、抑制自果實表面的蒸散等，並且使用後，在不經回收和焚化的狀態下，仍會以緩慢的反應速度將自身氧化分解，而不會永久地存在於自然環境中。
本發明的生物分解性保鮮膜中，除了生物分解性保鮮膜以外，還有以下用途：袋、托盤、保鮮盒(Tupper)等使用了積層薄膜之包裝容器；氣泡緩衝材料；捆包材料；塗料；片狀保鮮膜(PVC)等。
3.除臭功能的附加 繼而，針對本發明的生物分解性保鮮膜中附加有除臭成分之態樣，檢驗其除臭效果。 〈實施例4〉 以成為整體的20%的質量比例的方式，將氧化鋅(商品名：AP-MO，Nissho化學股份有限公司製造)混合於低密度聚乙烯中，然後以成為整體的10%的質量比例的方式，將作為除臭成分的磺酸二烯丙酯(商品名：Nonchi Powder，Watec股份有限公司製造)混合於該混合物，並進一步以成為整體的1%的質量比例的方式，將塑膠分解劑也就是脂肪族單羧酸鹽(商品名：P-Life，P-Life Japan Inc.股份有限公司製造)混合於該混合物中，該氧化鋅是以作為包覆材的矽烷耦合劑對光觸媒活性部位進行包覆處理而成者。繼而，將該混合物藉由吹塑成形加工來成型為厚度20μm的薄膜狀，而製成本發明的實施例4的生物分解性保鮮膜。
〈比較例2〉 針對實施例4的製造方法，以不使其含有部分包覆氧化鋅及除臭成分的方式，來作成比較用的聚乙烯薄膜。再者，比較例2的聚乙烯薄膜的厚度設為20μm。
在容置有如上述操作所作成的實施例4的生物分解性保鮮膜及比較例2的聚乙烯薄膜之密閉容器中，以濃度成為40ppm的方式來填充氨水(健榮製藥公司製造)，使用臭氣測定器(輕量氣味檢測儀(Handy Nioi Monitor)OMX-ADM，神榮科技公司製造)經時地測量臭氣。該等評價結果表示於表2。再者，由上述臭氣測定器所測量出的測定值，是表示臭氣的強度的相對值，而非特定物質的濃度。
[表2]
  初期值 17小時後 23小時後
實施例4 123 40 11
  -67.5% -91.1%
比較例2 124 80 45
  -35.5% -63.7%
由表2清楚地顯示，本發明的實施例4的生物分解性保鮮膜，在23小時後，氨氣的臭氣會降低91.1%。相對於此，比較例2的聚乙烯薄膜即便在23小時後，氨氣的臭氣降低的幅度仍停留在63.7%。從而，亦顯示了本發明的生物分解性保鮮膜中，亦能夠實現合併除臭效果之態樣。
以上，說明了本發明的實施態樣，但是其具體的構成，不應限定於該等實施形態。本發明的範圍，是藉由發明申請專利範圍來表示，而非上述實施形態的說明，因此進一步包含與發明申請專利範圍均等的意義及在該範圍內所進行的全部的變更。例如，不僅是針對番茄等蔬果，或是在根菜類栽培、蘭花等花卉栽培、植物工廠內的葉菜類栽培及菇類的保鮮等皆有效。
無
無
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無

Claims (8)

  1. 一種生物分解性保鮮膜，其為樹脂製，具有不易使氧氣和水蒸氣通透的特性，該生物分解性保鮮膜的特徵在於： 在前述樹脂中，含有氧化鋅與塑膠分解劑，該氧化鋅是以包覆劑對光觸媒活性部位進行包覆處理而成。
  2. 如請求項1所述之生物分解性保鮮膜，其中，前述塑膠分解劑是選自下述分解劑中的單獨一種或該等的組合：光分解劑，其是脂肪族或芳香族酮類、醌類、過氧化物類、氫過氧化物類、偶氮化合物類、有機染料類、潛伏感光劑類、芳香族烴類或該等混合物等；生物分解劑，其是幾丁質、澱粉、纖維素、葡萄糖衍生物、多醣類、聚-β-羥基丁酸酯、聚己內酯、聚酯類、碳二亞胺類或該等混合物等；化學分解劑，其是金屬羧酸鹽與脂肪族聚羥基羧酸之組合、金屬羧酸鹽與填充劑之組合、或過渡金屬錯合物等。
  3. 如請求項1所述之生物分解性保鮮膜，其中，相對於前述經包覆處理而成的氧化鋅，前述包覆劑的包覆量為0.1～20重量%。
  4. 如請求項1所述之生物分解性保鮮膜，其中，相對於前述樹脂，含有0.0000001～12質量%的前述以包覆劑進行包覆處理而成的氧化鋅； 並且，相對於前述樹脂，含有0.01～10質量%的前述塑膠分解劑。
  5. 如請求項1所述之生物分解性保鮮膜，其中，前述以包覆劑進行包覆處理而成的氧化鋅，其粒徑為40～400nm。
  6. 如請求項1所述之生物分解性保鮮膜，其中，前述樹脂為生質聚烯烴。
  7. 如請求項1所述之生物分解性保鮮膜，其中，在前述樹脂中，相對於前述樹脂，進一步以1～10重量%的比率含有除臭成分。
  8. 一種生物分解性保鮮容器，其特徵在於：是將請求項1～7中任一項所述之生物分解性保鮮膜形成在結構中而成，該結構包含一種以上的袋狀結構、筒狀結構、通道結構、層狀結構及套組結構之中的任一結構。
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