TWM600112U - 不含聚乳酸的生物可分解餐具 - Google Patents

Abstract

一種不含聚乳酸的生物可分解餐具，包含一握持部，及一與該握持部連接的接觸部，該生物可分解餐具是經由一混合物加工製得。該混合物包括30~55wt%的Bio-PBS、15~50wt%的輔助聚合物、16~38wt%的生物基粉體，及2~4wt%的助劑，該輔助聚合物選自Bio-PES或Bio-PHB，該生物基粉體選自生物炭、植物性纖維、鈣鹽的其中至少一種，該助劑包括油、脂、蠟；該不含聚乳酸的生物可分解餐具於廢棄後在一般環境下即可分解，大幅降低廢棄物處理的成本，且分解後的產物僅為水、二氧化碳，及鹼性物質，不會產生甲烷或殘留石化填充物，還能改善土質汙染的問題及降低掩埋場發生火災的風險。

Description

不含聚乳酸的生物可分解餐具

本新型是有關於一種生物可分解環保器具，特別是指一種由不含聚乳酸的生質材料所構成的生物可分解餐具。

現今社會大眾的環保意識逐漸提高，由於石化加工品對於生態環境帶來汙染，人們開始有意識的選用由生物可分解材料所製成的綠色環保產品。

其中，因具有良好的加工性與機械性質，聚乳酸(Polylactic Acid，PLA)被廣泛地應用在例如：餐具、購物袋等替換性高的產品，然而，若欲丟棄這些含有聚乳酸成分的環保器具時，必須將該些環保餐具送至專門的工業掩埋場，且必須將外部環境控制在特定的溫度、濕度，及菌種的條件下，才得以使聚乳酸完全分解，反而大幅提高處理廢棄物的成本，且在聚乳酸分解的過程中會釋出二氧化碳、水及甲烷，其中，甲烷獲取熱能的能力，造成溫室效應的強度高於二氧化碳約25倍，且在室溫中容易燃燒，亦會使掩埋場發生危險。此外，為了降低製作成本或提升產品加工性，仍有不少環保器具的組成中會添加少量石化加工的填充物，因此，在該環保餐具分解後，該些填充物仍會以細小碎片的形式殘留在土壤中而產生污染。

因此，如何降低環保器具的後續處理成本，及再更進一步降低後續分解產物所造成的環境與安全問題，仍是相關領域研究的重點之一。

因此，本新型之目的，即在提供一種不含聚乳酸的生物可分解餐具。

於是，本新型不含聚乳酸的生物可分解餐具包含一握持部，及一接觸部。

該握持部用以供使用者拿持或施力。

該接觸部自該握持部延伸形成，並供食物接觸，該握持部與該接觸部為一體成型，並由不含聚乳酸的生物可分解組成經過造粒，及射出成型製得。該不含聚乳酸的生物可分解組成包括生物基聚合物、生物基粉體，及助劑。

該生物基聚合物包括生物基聚丁二酸丁二醇酯(Bio-PBS)，及生物基輔助聚合物，該生物基輔助聚合物選自生物基聚丁二酸乙二醇酯(Bio-PES)及生物基聚羥基丁酸酯(Bio-PHB)的其中至少一種。

該生物基粉體選自生物炭、植物性纖維、鈣鹽，及前述其中至少一組合。

該助劑包括油、脂、蠟的其中至少一種。

其中，以該不含聚乳酸的生物可分解組成的重量百分比為100wt%，該生物基聚合物的含量介於60~80 wt%，該生物基聚丁二酸丁二醇酯的含量介於30~55wt%，該生物基粉體的含量介於16~38wt%，該助劑的含量介於2~4wt%。

本新型之功效在於：由於該生物可分解餐具的構成材料不含聚乳酸且選自生質材料，因此，在一般環境下即可分解，且分解後的產物僅為水、二氧化碳及少量來自該生物基粉體的鹼性物質，不會殘留石化填充物或產生甲烷，因此能進一步降低環保性廢棄物的處理成本，以及改善在處理過程中產生的二次汙染與安全問題。

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

本新型就以下實施例作進一步說明，但應瞭解的是，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，本新型不含聚乳酸的生物可分解餐具的一實施例為湯匙100，包含一握持部1，及一自該握持部1延伸形成的接觸部2，該接觸部2自該握持部1延伸並定義出一可盛裝食物的容置區21。

該握持部1用以供使用者拿取或施力，進而帶動該接觸部2來盛接或夾取食物。

參閱圖2~4，本新型該生物可分解餐具還可以是叉子200、刀子300或筷子400。

參閱圖2，當該不含聚乳酸的生物可分解餐具為叉子200，該握持部1為長柱狀的握柄，該接觸部2自該握持部1的其中一端延伸並具有至少二個彼此間隔，且成長條狀的插設段22，以用來插取食物。

參閱圖3，在另一些實施例中，當該不含聚乳酸的生物可分解餐具為刀子300時，該接觸部2自該握持部1延伸形成，具有一成扁平狀並具有多數鋸齒，以用來切割食物的刃部23。

此外，參閱圖4，於另一實施例中，該不含聚乳酸的生物可分解餐具可以為筷子400，該握持部1為兩個彼此相配合的長棍狀體，該接觸部2自該握持部1的其中一端延伸形成，並定義出一為長棍狀的夾取段24，該兩夾取段24可彼此配合地用來夾取食物。

參閱圖5，於另一實施例中，該生物可分解餐具也可以是瓶蓋500。當該生物可分解餐具為瓶蓋500時，該握持部1具有一頂面11，一自該頂面11周緣直向延伸的延伸段12。該接觸部2具有自該延伸段12延伸的延伸壁25，及形成於該延伸壁25的內表面的螺紋26，該接觸部2與該握持部1共同定義出一容置空間27，且該螺紋26位於該容置空間27。該握持部1為中空的圓柱狀體，可供使用者施力轉動並利用該螺紋26與一瓶子(圖未示)的螺紋相配合，用以封住一瓶子的瓶口。

在本實施例中，該握持部1及該接觸部2為一體成型，且是經由一不含聚乳酸的生物可分解組成透過造粒、射出成型等加工製程而製得，該不含聚乳酸的生物可分解組成皆選自天然的綠色材料，不具有任何石化填充物，在本實施例中，該不含聚乳酸的生物可分解組成包含生物基聚合物、生物基粉體，及助劑。

具體的說，該生物基聚合物包括生物基聚丁二酸丁二醇酯(Bio-PBS)，及生物基輔助聚合物。以該不含聚乳酸的生物可分解組成的重量百分比為100wt%，該生物基聚合物的總含量介於60~80wt%，該生物基聚丁二酸丁二醇酯(Bio-PBS)的含量介於30~55wt%，該生物基輔助聚合物的含量介於15~50wt%，且該生物基輔助聚合物選自生物基聚丁二酸乙二醇酯(Bio-PES)及生物基聚羥基丁酸酯(Bio-PHB)的其中至少一種。

該生物基聚合物選擇Bio-PBS為主要組成，是由於在一般環境如常溫常壓下，Bio-PBS即可被厭氧菌分解，且分解後的產物僅為二氧化碳跟水，與Bio-PES相比，Bio-PBS的降解速度較慢，更有利於所製作餐具的性能以及品質的管控。該生物基輔助聚合物可用於進一步調整該生物可分解餐具的降解速度並可用於調整該生物可分解組成於熔融狀態時的流動性，用以提升該生物可分解組成的可加工性以及最終產品的韌性強度。

該生物基粉體的含量介於16~38wt%，並選自生物炭(Biochar)、植物性纖維、鈣鹽，及前述其中至少一組合。該生物基粉體的添加可用於提高該生物可分解餐具的耐熱性及可加工性，並增強該不含聚乳酸的生物可分解餐具的機械強度，且該生物基粉體分解後會產生鹼性物質，可做為有機肥料以改善土壤酸化的問題。

該助劑可包含增韌劑，及增稠劑的其中至少一種，於本新型的實施例中，該助劑包括含量介於2~4wt%的增韌劑，該增韌劑可選自油、脂、蠟的其中至少一種，以增強該不含聚乳酸的生物可分解餐具的韌性強度。

茲以下述具體例1~3說明以本新型該實施例，利用不同組成的該生物可分解組成，經由射出成型製得的具有不同顏色及態樣的生物可分解餐具。

具體例1

具體例1的生物可分解餐具的製程如下：

首先準備該不含聚乳酸的生物可分解組成。以該不含聚乳酸的生物可分解組成的重量百分比為100wt%計，該不含聚乳酸的生物可分解組成包含20wt%之Bio-PBS、40wt%之Bio-PES、38wt%之貝殼粉末，及2wt%之環氧大豆油。在本具體例中，該Bio-PBS是以經由生質材料，例如玉米經過發酵、萃取合成而取得的生物可分解纖維樹酯；該貝殼粉末是以取自例如牡蠣殼、扇貝殼或蚌殼等海洋性鈣鹽，並經由高溫燒結後研磨取得為例，但不以此為限。

接著，將前述材料透過密煉機於126~132℃的條件熔煉並充分混合，形成一混合物，再透過造粒製得預定大小的母粒，隨後將該等母粒放入一射出機，並經由溫度參數為160-160-150-145℃的四段控溫的熱製程，用以依序進行預熱、射出成型、冷卻，及脫模等系列步驟，而得到預定形狀的生物可分解餐具，且由於構成材料皆為白色或淺黃色，因此該不含聚乳酸的生物可分解餐具的外觀呈現白色或淺黃色。且該不含聚乳酸的生物可分解餐具可為如圖1~5所示之結構。

在此需要說明的是，造粒製程的相關條件參數，及射出成型的後續處理程序已為相關領域所知悉，故不多加贅述。

具體例2

與具體例1類似地，具體例2的生物可分解餐具的製程如下：

該具體例2是先準備用以構成該混合物的生物可分解組成，以該混合物的重量百分比為100wt%計，該混合物包含35wt%的Bio-PBS、35wt%的Bio-P3HB、27wt%的綠茶粉末，及3wt%的蒙旦蠟。

接著，將該混合物於122~125℃的條件下充分融煉混合，隨後，經由造粒產生預定大小的母粒，再將該等母粒以155-155-142-133℃四段控溫的熱製程進行射出成型加工而得到外觀為深卡其色的生物可分解餐具，且該不含聚乳酸的生物可分解餐具的外觀顏色是來自於該綠茶粉末及該蒙旦蠟，該不含聚乳酸的生物可分解餐具可為如圖1~5所示之結構。

具體例3

類似於前述的具體例，該具體例3的生物可分解餐具的製程如下：

該具體例3是先準備該不含聚乳酸的生物可分解組成，且以整體的重量百分比為100wt%計，該生物可分解組成包含55wt%的Bio-PBS、25wt%的Bio-P4HB、10wt%的竹炭粉末、6wt%的菱角殼粉末，以及4wt%的荷荷芭油。

接著，將該生物可分解組成於126~134℃的條件下混合而形成混合物，再將該混合物經由造粒產生母粒，再將該等母粒以進行160-155-146-135℃四段控溫的熱製程進行射出成型，而得到預定形狀的生物可分解餐具，該不含聚乳酸的生物可分解餐具的外觀為黑色，是來自於該菱角殼粉末與該竹炭粉末，且該不含聚乳酸的生物可分解餐具可如圖1~5所示之結構。

在前述的具體例中，該混合物由不含聚乳酸的生物可分解材料所構成，將該混合物經由熱處理成熔融狀態並充分混合後再經過冷卻、造粒等系列步驟，將該混合物製作成數個預定大小的母粒，並透過射出成型等加工方式將該等母粒依預定形狀，而製成刀叉、筷子、瓶蓋等不含聚乳酸的生物可分解餐具，然實際的餐具種類及加工方式並不以此為限。

相較於習知含有聚乳酸成分的環保器具必須處於外在溫度58~70℃、相對溼度90%的特定條件的掩埋環境下該環保器具才會被微生物分解，且當所處環境的氧氣含量不足時，該含有聚乳酸的環保器具反而會啟動好氧分解機制而釋出甲烷，不但造成強烈的溫室效應，且該掩埋場有容易起火燃燒的危險。

透過使用本新型不含聚乳酸的生物可分解餐具，當使用後進行廢棄物掩埋處理時，即可完全分解，因此能有效地降低分解該些廢棄物的成本，且由於該不含聚乳酸的生物可分解餐具的構成材料皆為綠色生質材料，因此分解之後的產物僅為水、二氧化碳，及來自該生物基粉體的鹼性物質，不會殘留石化填充物，亦不會有來自聚乳酸所分解的甲烷，因此能更進一步改善由廢棄物所造成的土質污染問題，以及減緩甲烷所造成的溫室效應，以達到環保目的。此外，該鹼性物質還可用於有機肥料，並調節土壤本身的酸鹼值以提升土壤的肥沃度。

綜上所述，由於該不含聚乳酸的生物可分解餐具於使用廢棄後可完全分解，因此可降低處理廢棄物的成本且更安全，此外，由於構成材料皆從自然界加工而來，因此分解後的產物僅為水、二氧化碳，以及鹼性物質，而不會產生甲烷或殘留石化填充物，因此能有效降低土質汙染及掩埋場發生火災的風險，故確實能達成本新型的目的。

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

100:湯匙 200:叉子 300:刀子 400:筷子 500:瓶蓋 1:握持部 11:頂面 12:延伸段 2:接觸部 21:容置區 22:插設段 23:刃部 24:夾取段 25:延伸壁 26:螺紋 27:容置空間

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是一示意圖，說明本新型不含聚乳酸的生物可分解餐具的一實施例；及 圖2~5是一示意圖，說明本新型不含聚乳酸的生物可分解餐具的不同態樣。

100:湯匙

1:握持部

2:接觸部

21:容置區

Claims (7)

1. 一種不含聚乳酸的生物可分解餐具，包含： 一握持部，用於供使用者拿持或施力；及 一接觸部，自該握持部延伸，以供與食物接觸，該握持部與該接觸部為一體成型，並由不含聚乳酸的生物可分解組成經造粒及射出成型製得，該不含聚乳酸的生物可分解組成包括生物基聚合物、生物基粉體，及助劑，該生物基聚合物包括生物基聚丁二酸丁二醇酯(Bio-PBS)，及生物基輔助聚合物，且該生物基輔助聚合物選自生物基聚丁二酸乙二醇酯(Bio-PES)及生物基聚羥基丁酸酯(Bio-PHB)的其中至少一種，該生物基粉體選自生物炭、植物性纖維、鈣鹽，及前述其中至少一組合，該助劑包括油、脂、蠟的其中至少一種， 其中，以該不含聚乳酸的生物可分解組成的重量百分比為100wt%，該生物基聚合物的含量介於60~80wt%，該生物基聚丁二酸丁二醇酯的含量介於30~55wt%，該生物基粉體的含量介於16~38wt%，該助劑的含量介於2~4wt%。
2. 如請求項1所述不含聚乳酸的生物可分解餐具，其中，該生物基輔助聚合物佔該生物可分解材料組成的含量介於15~50wt%。
3. 如請求項1所述不含聚乳酸的生物可分解餐具，其中，該接觸部自該握持部延伸並定義出一可盛裝食物的容置區。
4. 如請求項1所述不含聚乳酸的生物可分解餐具，其中，該接觸部自該握持部延伸並具有至少二個彼此間隔，並成長條狀的插設段。
5. 如請求項1所述不含聚乳酸的生物可分解餐具，其中，該接觸部自該握持部延伸並具有一可用來切割食物的刃部。
6. 如請求項1所述不含聚乳酸的生物可分解餐具，其中，該接觸部自該握持部延伸並形成一長棍狀的夾取段。
7. 如請求項1所述不含聚乳酸的生物可分解餐具，其中，該握持部具有一頂面，及一自該頂面周緣向下延伸的延伸段，該接觸部自該延伸段延伸，與該握持部共同定義出一容置空間，並具有一位於該容置空間的螺紋。

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