TWM592699U

TWM592699U - 生物可分解的綠色生物質環保吸管

Info

Publication number: TWM592699U
Application number: TW108216782U
Authority: TW
Inventors: 何建樺; 劉國雄; 陳信良
Original assignee: 亮宇國際有限公司
Priority date: 2019-12-17
Filing date: 2019-12-17
Publication date: 2020-04-01

Abstract

一種生物可分解的綠色生物質環保吸管包含一吸管本體及一穿孔。該吸管本體由一混合物經造粒、擠出及成型而得。該穿孔沿著該吸管本體的中心線延伸並貫穿該吸管本體。其中，該混合物包括一生物基聚合物、一生物無機粉體及一脂質，該生物基聚合物包括生物基聚琥珀酸丁二醇酯，該生物無機粉體是選自於含鈣無機粉體或生物炭粉體。本新型生物可分解的綠色生物質環保吸管完全不含石化工業產品，不僅可被生物分解，且分解只產生二氧化碳及水而不產生甲烷，並可提升土壤的肥沃力、修復受污染土壤環境及優化土質，符合全球綠色環保的嚴格要求。

Description

生物可分解的綠色生物質環保吸管

本新型是有關於一種環保吸管，特別是指一種生物可分解的綠色生物質環保吸管。

目前日常生活中使用到的吸管，其材料以石化工業的塑膠對人體及環境的危害最為嚴重，塑膠吸管大多採用聚乙烯(PE)及聚丙烯(PP)等較廉價的原料製成，這些原料皆是由石化工業提煉而得。使用於非常溫的冷熱飲品時，塑膠吸管摻混的塑化劑、填充物等極易溶釋出有毒物質，會直接對人體造成傷害。另外，由於塑膠吸管不易分解，使用後丟棄而產生的大量垃圾不僅造成環境的污染與破壞，進而荼毒地球的自然生態平衡。

為了降低上述危害，聚乳酸(polylactic acid, PLA)是目前最熱門的吸管原料之一，它也是眾多生物質(biomass)材料中的一種。而由生物基塑料(聚乳酸混摻石化工業產物)製成的環保吸管，仍然需要透過專門的工業掩埋於特定溫度、溼度、菌種的環境中才得以降解，但其中的石化工業產物仍殘留於土壤內；而且聚孔酸降解過程會釋出二氧化碳(CO ₂)、水(H ₂O)及甲烷(CH ₄)，曾有掩埋地意外燃燒而造成二次公害，深受國際環保團體詬病，進而針對此類製品設置更苛刻的環保規範與綠色技術壁壘。

因此，本新型之目的，即在提供一種生物可分解的綠色生物質環保吸管，可以克服上述先前技術的缺點。

於是，本新型生物可分解的綠色生物質環保吸管包含一吸管本體及一穿孔。該吸管本體由一混合物經造粒、擠出及成型而得。該穿孔沿著該吸管本體的中心線延伸並貫穿該吸管本體。其中，該混合物包括一生物基聚合物(biobased polymer)、一生物無機粉體及一脂質(lipid)，該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]，該生物無機粉體是選自於含鈣無機粉體或生物炭(biochar)粉體。

本新型之功效在於：本新型生物可分解的綠色生物質環保吸管完全不含石化工業產品，不僅可被生物分解，且分解只產生二氧化碳及水而不產生甲烷，並可提升土壤的肥沃力、修復受污染土壤環境及優化土質，符合全球綠色環保的嚴格要求。

以下將就本新型內容進行詳細說明：

較佳地，該混合物不含聚乳酸。

較佳地，該生物基聚合物還包括一輔助聚合物，以調節該混合物的熔流指數(melt flow index, MFI)及其他相關物理性質，該輔助聚合物是選自於生物基聚羥基烷酸酯(biobased polyhydroxyalkanoate, Bio-PHA)、生物基聚琥珀酸乙二醇酯[biobased poly(ethylene succinate), Bio-PES]或其組合。可選擇地，該生物基聚羥基烷酸酯是選自於生物基聚3-羥基丁酸酯[biobased poly(3-hydroxybutyrate), Bio-P3HB]、生物基聚4-羥基丁酸酯[biobased poly(4-hydroxybutyrate), Bio-P4HB]或其組合。在本新型中，該生物基聚合物是由生物質經發酵及萃取而得的纖維，可購自於日本三菱化學株式会社。

較佳地，該含鈣無機粉體是由軟體動物的外殼經高溫燒結而得的粉末，該軟體動物的外殼是海洋生物貝殼類的外殼。更佳地，該軟體動物的外殼是選自於蛤蜊殼、扇貝殼、牡蠣殼、蚌殼或其組合。該含鈣無機粉體具有高鹼值，溶解混入土壤時可調節土壤的酸鹼值(pH值)進而提升土壤的肥沃力。

較佳地，該生物炭粉體是由植物纖維經熱裂解而得的粉末，該植物纖維是選自於木材、木屑、竹莖、花生殼、菱角殼或其組合。因該生物炭粉體對於土壤中的有機污染物及重金屬有遷移轉化作用，可修復受污染土壤環境並優化土質。

該脂質可提供潤滑及增加該混合物中各組分的相容性。較佳地，該脂質是選自於天然植物蠟、蜂蠟、天然植物油、天然植物油的衍生物或其組合。可選擇地，該天然植物蠟是選自於蔗蠟、棕櫚蠟、堪地里拉蠟(Candelilla wax)、蒙旦蠟(montan wax)或其組合。可選擇地，該天然植物油是選自於木蠟油、大豆油、荷荷芭油(jojoba oil)或其組合。可選擇地，該天然植物油的衍生物是環氧大豆油(epoxidized soybean oil, ESO)。

較佳地，以該混合物總重為100 wt%，該生物基聚琥珀酸丁二醇酯的含量比例為15~65 wt%。

在本新型被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

本新型將就以下實施例來作進一步說明，但應瞭解的是，該等實施例僅為例示說明之用，而不應被解釋為本新型實施之限制。

參閱圖1，本新型的生物可分解的綠色生物質環保吸管1的實施例包含一吸管本體11及一穿孔12。該吸管本體11由一混合物經造粒、擠出及成型而得。該穿孔12沿著該吸管本體11的中心線延伸並貫穿該吸管本體11。

[ 實施例一]

實施例一的生物可分解的綠色生物質環保吸管(如圖2所示)的製程如下：

取生物基聚琥珀酸丁二醇酯(Bio-PBS) 44 wt%與生物基聚琥珀酸乙二醇酯(Bio-PES) 15 wt%兩者混合作為生物基聚合物21；取蛤蜊殼經1000℃以上高溫燒結而得的蛤蜊殼粉40 wt%作為白色的生物無機粉體22；把熱融的蒙旦蠟0.2 wt%與荷荷巴油0.8 wt%兩者混合作為脂質23倒入生物無機粉體22內充分攪拌均勻。

將上述各成分依序加入密煉機中加熱至125~142℃混勻為天然的多成分似麵團混合物後，經造粒機模口擠出預定直徑和數目的條狀軟質體，再過冷水槽冷卻，烘乾和切粒成設定大小的初始原料粒。

將吸管擠出機預熱，四段控溫依序為160℃、160℃、155℃、150℃，將上述原料粒倒入擠出機進料漏斗，逐漸加熱擠出成熱融膏條狀物，同步調控模具內的吹出氣壓為0.01~0.20 MPa錶壓力及進料速率為8~30 kg/h，吹製出無過度懸垂性的喇叭狀中空管，並穿引過導孔環，浸沒在控溫10~20℃臭氧殺菌處理過的開放式循環水冷槽中定型後浮出水面進行紅外線控溫烘乾；再導入切割機切斷成長度為210 mm且外徑為8 mm的生物可分解的綠色生物質環保吸管1。

[ 實施例二]

類似於實施例一，實施例二的生物可分解的綠色生物質環保吸管(如圖2所示)的製程如下：

取生物基聚琥珀酸丁二醇酯(Bio-PBS) 48 wt%與生物基聚3-羥基丁酸酯(Bio-P3HB) 13.5 wt%兩者混合作為生物基聚合物21；取牡蠣殼經1000℃以上高溫燒結而得的牡蠣殼粉(5000目) 37 wt%作為白色的生物無機粉體22；把環氧大豆油1.5 wt%作為脂質23倒入生物無機粉體22內充分攪拌均勻。

實施例二的初始原料粒的造粒步驟與實施例一相同。

將吸管擠出機預熱，四段控溫依序為125℃、115℃、110℃、120℃，將上述原料粒倒入擠出機進料漏斗，逐漸加熱擠出成熱融膏條狀物，同步調控模具內的吹出氣壓為0.01~0.015 MPa錶壓力及進料速率為10~40 kg/h，吹製出無過度懸垂性的喇叭狀中空管，並穿引過導孔環，浸沒在控溫10~20℃臭氧殺菌處理過的開放式循環水冷槽中定型後浮出水面進行紅外線控溫烘乾；再導入切割機切斷成長度為200 mm且外徑為10 mm的生物可分解的綠色生物質環保吸管1。

[ 實施例三]

類似於實施例一，實施例三的生物可分解的綠色生物質環保吸管(如圖2所示)的製程如下：

取生物基聚琥珀酸丁二醇酯(Bio-PBS) 50 wt%作為生物基聚合物21；取木炭、菱角殼與花生殼三者經熱裂解而得的粉末混合共47 wt%作為黑色的生物無機粉體22；把環氧大豆油3 wt%作為脂質23倒入生物無機粉體22內充分攪拌均勻。

將上述各成分依序加入密煉機中加熱至115~138℃混勻為天然的多成分似麵團混合物後，經造粒機模口擠出預定直徑和數目的條狀軟質體，再過冷水槽冷卻，烘乾和切粒成設定大小的初始原料粒。

將吸管擠出機預熱，四段控溫依序為145℃、143℃、130℃、120℃，將上述原料粒倒入擠出機進料漏斗，逐漸加熱擠出成熱融膏條狀物，同步調控模具內的吹出氣壓為0.02~0.06 MPa錶壓力及進料速率為12~35 kg/h，吹製出無過度懸垂性的喇叭狀中空管，並穿引過導孔環，浸沒在控溫10~20℃臭氧殺菌處理過的開放式循環水冷槽中定型後浮出水面進行紅外線控溫烘乾；再導入切割機切斷成長度為210 mm且外徑為6 mm的生物可分解的綠色生物質環保吸管1。

[ 實施例四]

類似於實施例三，實施例四的生物可分解的綠色生物質環保吸管(如圖2所示)的製程如下：

取生物基聚琥珀酸丁二醇酯(Bio-PBS) 15 wt%與生物基聚羥基烷酸酯(Bio-PHA) 38 wt%兩者混合作為生物基聚合物21；取木炭與菱角殼兩者經熱裂解而得的粉末混合共45 wt%作為黑色的生物無機粉體22；把熱融的蜂蠟與環氧大豆油兩者混合共2 wt%作為脂質23倒入生物無機粉體22內充分攪拌均勻。

實施例四的初始原料粒的造粒步驟與實施例三相同。

將吸管擠出機預熱，四段控溫依序為160℃、152℃、140℃、130℃，將上述原料粒倒入擠出機進料漏斗，逐漸加熱擠出成熱融膏條狀物，同步調控模具內的吹出氣壓為0.012~0.028 MPa錶壓力及進料速率為25~55 kg/h，吹製出無過度懸垂性的喇叭狀中空管，並穿引過導孔環，浸沒在控溫10~20℃臭氧殺菌處理過的開放式循環水冷槽中定型後浮出水面進行紅外線控溫烘乾；再導入切割機切斷成長度為210 mm且外徑為8 mm的生物可分解的綠色生物質環保吸管1。

綜上所述，本新型生物可分解的綠色生物質環保吸管完全不含石化工業產品(其中含鈣無機粉體吸管已於2019年11月22日取得德國TÜV-Rheinland無塑5P認證，證書號為238112349a001；生物炭粉體吸管已於2019年11月27日取得德國TÜV-Rheinland無塑5P認證，證書號為238112491a001)，不僅可被生物分解，且分解只產生二氧化碳及水而不產生甲烷，並可提升土壤的肥沃力、修復受污染土壤環境及優化土質，符合全球永續發展及綠色環保的嚴格要求，故確實能達成本新型之目的。

惟以上所述者，僅為本新型之實施例而已，當不能以此限定本新型實施之範圍，凡是依本新型申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本新型專利涵蓋之範圍內。

1:生物可分解的綠色生物質環保吸管 11:吸管本體 12:穿孔 21:生物基聚合物 22:生物無機粉體 23:脂質

本新型之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：［圖1］是本新型生物可分解的綠色生物質環保吸管的實施例的立體示意圖；及［圖2］是本新型生物可分解的綠色生物質環保吸管的實施例的局部放大組成示意圖。

1:生物可分解的綠色生物質環保吸管

11:吸管本體

12:穿孔

Claims

一種生物可分解的綠色生物質環保吸管，包含：一吸管本體，由一混合物經造粒、擠出及成型而得；及一穿孔，沿著該吸管本體的中心線延伸並貫穿該吸管本體；其中，該混合物包括一生物基聚合物、一生物無機粉體及一脂質，該生物基聚合物包括生物基聚琥珀酸丁二醇酯，該生物無機粉體是選自於含鈣無機粉體或生物炭粉體。
如請求項1所述的生物可分解的綠色生物質環保吸管，其中，該混合物不含聚乳酸。
如請求項1所述的生物可分解的綠色生物質環保吸管，其中，該生物基聚合物還包括一輔助聚合物，該輔助聚合物是選自於生物基聚羥基烷酸酯、生物基聚琥珀酸乙二醇酯或其組合。
如請求項3所述的生物可分解的綠色生物質環保吸管，其中，該生物基聚羥基烷酸酯是選自於生物基聚3-羥基丁酸酯、生物基聚4-羥基丁酸酯或其組合。
如請求項1所述的生物可分解的綠色生物質環保吸管，其中，該含鈣無機粉體是由軟體動物的外殼經高溫燒結而得的粉末，該軟體動物的外殼是選自於蛤蜊殼、扇貝殼、牡蠣殼、蚌殼或其組合。
如請求項1所述的生物可分解的綠色生物質環保吸管，其中，該生物炭粉體是由植物纖維經熱裂解而得的粉末，該植物纖維是選自於木材、木屑、竹莖、花生殼、菱角殼或其組合。
如請求項1所述的生物可分解的綠色生物質環保吸管，其中，該脂質是選自於天然植物蠟、蜂蠟、天然植物油、天然植物油的衍生物或其組合。
如請求項7所述的生物可分解的綠色生物質環保吸管，其中，該天然植物蠟是選自於蔗蠟、棕櫚蠟、堪地里拉蠟、蒙旦蠟或其組合。
如請求項7所述的生物可分解的綠色生物質環保吸管，其中，該天然植物油是選自於木蠟油、大豆油、荷荷芭油或其組合，該天然植物油的衍生物是環氧大豆油。
如請求項1所述的生物可分解的綠色生物質環保吸管，其中，以該混合物總重為100 wt%，該生物基聚琥珀酸丁二醇酯的含量比例為15~65 wt%。