一种可自然分解的缓冲垫材及其制造方法 本发明涉及一种可自然分解的缓冲垫材及其制造方法，用以提供一种制造容易，并且具有环保功效的缓冲垫材，其是由天然的有机材质为原料所制成，无毒、具环保功效，可以取代公知的以发泡聚苯乙烯或瓦椤纸板所制成的缓冲垫材。
利用缓冲垫包装物品，以避免物品在运送过程中受到损害的技术已广为人知，早期大都使用发泡聚苯乙烯当作缓冲垫材，但由于发泡聚苯乙烯使用后无法自然分解，且不适合以高温燃烧方式处理，所以使用后的处理给重视环境保护的当今社会带来极大的困扰，甚至若采用掩埋的方式处理，因发泡聚苯乙烯制品无法腐化、分解，长期使用下来，对环境的影响实在太大。为此，近年来已发展出以瓦椤纸板制成的缓冲垫材，以取代发泡聚苯乙烯，其中某些技术亦早已为人所熟知且公开，例如：中国台湾专利申请第86213131号的“纸质缓冲垫材”，依现有的技术，在缓冲垫不能再使用时利用高温燃烧或掩埋方式进行处理，以高温燃烧方式而言，是利用焚化炉以数百度的高温将缓冲垫材焚化，因此需耗费相当多的能源。而以掩埋方式而言，虽然不像前述燃烧处理需要耗费能源，但却必须要有广大的土地设置掩埋场尤其是纸类必需要经过一段时间才能分解，因此使用任何一种处理方式都会有其缺陷存在。
同时就纸材的原料而言，由于森林资源培育相当慢，要长期大量采用木浆原料，非常不容易且成本甚高。
因此，本发明的目的在于提供一种可以自然分解地缓冲垫材，甚至可以分解成有机肥料的缓冲垫材，该缓冲垫材是由取材自然谷类外皮的有机原料，配合无毒性又可自然分解的粘合剂、填充剂、增塑剂等原料所制成，因此可以在自然环境中分解，而不须经过任何的后续处理(如高温燃烧或卫生掩埋)，不但具有器物的效用，而且具备有机肥料的效果，又可以在丢弃之后被分解而回归于自然，实为一种既环保又具有极高的利用价值的缓冲垫材。
本发明的另一目的在于提供一种可自然分解的缓冲垫材的制造方法。
根据本发明所揭示的用于制成可自然分解的缓冲垫材及其制造方法，主要是将由谷类外皮所制成的粉末状基材、填充剂(碳酸钙，CalciumCarbonate，CaCO3)、以及粘合剂(聚乙烯醇，Polyvinyl Alcohol，PVA)，依适当的比例混合均匀，再加入硼酸(HBO3)、蜡系列物质(如石蜡，Wax)和增塑剂(包括三甲醇丙烷(Trimethylol propane，TMP)和聚乙二醇或甘油)，以水为媒介调和，致使前述数种原料能借粘合剂的键结作用粘结成一具可塑性的混合物，再将此混合物送入挤出机挤出，在挤出的同时利用高温(其温度为110-120℃)使混合物内含的水分气化成水蒸气，借由水分气化的作用达到发泡的效果，而制成一质地轻巧、耐撞力强，且具环保功效的缓冲垫材。
本发明所使用的主要原料为谷类的外皮，由于谷类的产量极高，经取出谷粒之后的谷类外皮相对的亦具有极大的数量，一般而言均视同废料处理，其虽然另有用途，则价格亦非常低廉，原料的取得亦不困难。反观一般所谓的环保制品，大部分均是以木材或纸材质为主要原料，由于木材的取得不易，亦需砍伐林木方可取得，故其成本较高，反而不及本发明的取材经济，而为了取得材料所造成的树木砍伐，对于自然资源日益珍贵且逐渐少的现今环境而言，传统以木材为主要的环保材料显然较不经济，除了间接影响生态的发展，甚至还会造成水土流失的重大问题。
为使本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下：
图1为本发明的缓冲垫材的制造流程图；和
图2为图1的步骤1的详细制造流程图。
根据本发明的可自然分解的缓冲垫材，其由包含下列组成物质的复合材料所制成，这些组成物质包括：
a.由谷类外皮所制成的粉末状基材；
b.填充剂，用以填补复合材料的缝隙；
c.增塑剂，用以加强复合材料的延展性与韧性而达到发泡效果；
d.水；和
e.粘合剂，
以水为媒介，将基材、填充剂以及增塑剂借粘合剂的键结作用而粘结在一起。
除了上述四种主要组成物质之外，还可以视实际制造过程的需要，可进一步适量的添加以下的助剂：
a.增粘剂，用以增加粘合剂的粘度；
b.脱模剂，用以使复合材料容易脱模。
其中在本发明中，各种组成物质的种类，及重量百分比，配合表1，详述如下：
粉末状基材，其取自于谷类的谷实取出后的外皮(如粗糠、花生壳、麦壳)或稻草、椰子壳等自然材质，经研磨设备将该外皮研磨成极细的粉末状而成，基材的选择原则上是以能自然分解的自然材质为主，事实上除了上述的基材之外，尚可将贝壳或其它亦能自然分解的物质研磨成粉末，也是可以当作基材使用，但是在此需注意，无论选用何种材质做为基材，其分解时间最好不要太长。
而填充剂的种类，在考虑环保及安全性的条件下，则是选用碳酸钙(Calcium Carbonate，CaCO3)，因碳酸钙无臭无味，在850℃才会分解，且无毒性，因此可以确保从制造过程开始，经消费者使用，一直到丢弃，自然分解为止，都不会对人体或环境造成伤害，当然除了碳酸钙之外，尚可选用其它性质相似的物质作为填充剂，而在本发明中添加填充剂的主要用途是填实复合材料的缝隙，以增加其密实性及硬度。
增塑剂的种类，在考虑环保的条件下，排除公知常用的化学增塑剂(如有机或无机增塑剂)，可选用不会产生化学反应的三甲醇丙烷(Trimethylol propane，TMP)和聚乙二醇或甘油作为增塑剂；其中三甲醇丙烷的添加将可强化复合材料的韧性与延展性，而达到发泡效果。
其中的甘油可以选择性地加入以作为保湿剂，用以防止复合材料硬化，而除了甘油之外，尚可采用其它具吸湿性的材料，或是调整粘合剂与粉末状基材的比例，同样可以达到相同的功效。
粘合剂的种类，是选用聚乙烯醇(Polyvinyl Alcohol，PVA)，聚乙烯醇不具有毒性，现今亦有某些药品采用作为粘合剂，因此可以符合环保要求，其中聚乙烯醇为高分子，其分子量的大小与粘度呈反比关系，使用者可视其需求而选用适当分子量大小的聚乙烯醇。
增粘剂，则选用硼酸(HBO3)，用以增强前述聚乙烯醇的粘度，进而增加复合材料的强度。
脱模剂，是选用蜡系物质(如石蜡，Wax)，用以使复合材料容易脱模，而除了蜡系物质外，尚可采用油脂或硼酸水作为脱模剂。
根据本发明的可自然分解的缓冲垫材的制造方法，请参见图1其包括：
(1)提供一种内含水分的复合材料；
(2)将复合材料由挤出机挤出，在挤出的同时利用挤出机内的高温使复合材料内含的水分气化，借气化作用使复合材料发泡形成一发泡材；以及
(3)将发泡材干燥定型而形成缓冲垫材。
而其中步骤(1)进一步包括下列步骤，如图2所示：
(1-1)将取出谷实的谷类外皮研磨成一粉末基材；
(1-2)将粉末状基材、填充剂(碳酸钙)、以及粘合剂(聚乙烯醇)置入一混合机中，均匀搅拌一分钟，形成一混合物，其中粉末状基材、填充剂及粘合剂占复合材料总重量的百分比如表1所示，粉末状基材为33％-37％，填充剂碳酸钙为21％-25％，粘合剂聚乙烯醇为10％-14％；以及
(1-3)将增粘剂(硼酸)、脱模剂(蜡系物质)、增塑剂(包括三甲醇丙烷(TMP)和聚乙二醇或甘油)与水置入混合机中混合，再与步骤(1-1)所完成的粉末状混合物混合在一起，搅拌2分钟，而形成一内含有水分的复合材料，其中增粘剂、脱模剂、增塑剂与水占复合材料的总重量百分比如“表1”所示，其中水为22％-26％，其余的增粘剂和增塑剂占复合材料的总重量百分比分别为1％-5％。
而在步骤(2)的发泡过程中，是利用挤出机内的高温(其温度为110-120℃)，使复合材料内含的水分受热气化为水蒸气(H2O(g))，借此种气化作用使复合材料发泡形成一发泡材。
步骤(3)的干燥定型步骤，则是视所要形成的缓冲垫材的形状(如片状或条状等)，将步骤(2)所完成的发泡材干燥定型形成缓冲垫，至此步骤，即完成缓冲垫材的制作。
其中当缓冲垫材不能再使用时，只要将其弃置于自然环境中，在接触自然界中的水分之后，将会自行于短时间内自然分解，其所含的谷类外皮成分，恰具备了肥料的价值(当然也可以在上述的制造复合材料的过程中，添加有机质肥料)，或是流入河川或是湖泊之中，更可以在溶解之后成为鱼类的食物，而不会造成任何污染。
虽然本发明已以一较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域熟练的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，所作出的更动与润饰，均应包括在本发明的范围内。
借以上的说明可知，本发明为解决公知利用发泡聚苯乙烯或是瓦椤纸板作为缓冲垫材所产生的缺陷，提供一种可以取代发泡聚苯乙烯或瓦椤纸板的缓冲垫材及其制造方法，其具有下列优点：
1.具环保的功效，丢弃后不会造成污染；由于本发明的缓冲垫材为取材自天然以及无毒性的原料所制成的一种产品，使用后若是弃置于自然环境中，除可于短期内自然分解，还具备肥料的效用，若是流入河川或是湖泊之中，更可以成为水生动物如鱼类的食物，而不会造成任何污染。
2.原料价格低廉，且取得容易。由于本发明是谷类外皮作为主成分，因谷类产量极大，谷类外皮的取得亦不是难事，同时就目前而言，谷类外皮除了当作饲料外，并无其它明显的利用价值，因此其谷类外皮的价格不致太高；
3.适合大量生产，本发明所揭示的环保材料由于具备极佳的可塑性，故极适于大量生产。
表1 组成物质 所选用的种类 重量百分比 粉末状基材 谷类外皮 33％-37％ 填充剂 碳酸钙 21％-25％ 水 22％-26％ 粘合剂 聚乙烯醇 10％-14％ 增粘剂 硼 酸 1％-5％ 脱模剂 蜡系列物质 1％-5％ 增塑剂 三甲醇丙烷 1％-5％ 聚乙二醇 1％-5％ 甘 油 1％-5％