一种环保塑料制品的组成物及制造方法.pdf

本发明涉及一种环保塑料制品的组成物及制造方法，包括：以天然矿物质及备长炭粉、天然植物性淀粉及木纤粉与耦合剂进行处理后，再与高分子热塑性聚合物弹性体树脂、耦合剂混炼制造成环保聚合粒，将适量环保聚合粒与耐热天然香精原料混合加热搅拌为香母料；前述环保聚合粒、香母料及塑胶原料经混炼、押出吹膜挤压或注塑射出成型以制成各类具香味兼抗菌功能的环保塑料产品。采用本发明，具有降低塑料用量、保有传统塑料的韧性、可重复循环使用、节约资源、成本低、可掩理、可焚烧不产生毒性气体、无戴奥辛，对环境无害、具芳香、除臭、抗菌的功效。

1.一种环保塑料制品的组成物，其特征在于包括：环保聚合粒、香母粒及塑胶原料，经加热混炼而成；其中，该环保聚合粒包括：由超微细粉粒物、高分子热塑性聚合物弹性体树脂及耦合剂所制成的颗粒。 2.如权利要求1所述环保塑料制品的组成物，其特征在于：其中，所述环保聚合粒的重量百分比为1～50％、香母粒的重量百分比为1～50％、塑料原料的重量百分比为20～80％。 3.如权利要求2所述环保塑料制品的组成物，其特征在于：其中，该超微细粉粒包括：20～95％天然矿物质、1～40％天然植物性淀粉、1～75％天然木纤粉、1～50％备长炭粉组成。 4.如权利要求3所述环保塑料制品的组成物，其特征在于：其中，该超微细粉粒包括：30～80％天然矿物质、5～30％天然植物性淀粉、10～70％天然木纤粉和5～30％备长炭粉。 5.如权利要求4所述环保塑料制品的组成物，其特征在于：其中，该耦合剂包括占总重量1～5％的耦联剂及1～5％的滑剂。 6.如权利要求2所述环保塑料制品的组成物，其特征在于：其中，该香母粒由所述环保聚合粒加上0.05～6％的耐热天然香精料加热搅拌而成。 7.如权利要求至6所述环保塑料制品的组成物，其特征在于：其中，该耐热天然香精料采用油性、或蜡性、或粉性具不易挥发的香料。 8.如权利要求2所述环保塑料制品的组成物，其特征在于：其中，该香母粒由所述环保聚合粒加上0.05～6％的奈米银、或奈米氧化锌、奈米二氧化钛、或奈米磁粉其中任一种或多种的混合加热搅拌而成。 9.如权利要求1至5任意一项所述环保塑料制品的组成物，其特征在于：其中，该塑料原料可为聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物其中任一种。 10.一种环保塑料制品的制造方法，其制程包括：步骤一：高分子热塑性聚合物弹性体树脂以捏合机加热软化，再加入天然超微细粉粒及耦合剂均匀混炼制成环保聚合粒，以此作为第一组母粒；步骤二：将部分第一组母料加入耐热天然香精料加热搅拌，作为第二组香母料；步骤三：将第一组母粒、第二组香母料及塑胶原料均匀混合，直接通过成型机制成各类的成型产品。 11.如权利要求10所述环保塑料制品的制造方法，其特征在于：其中，该环保聚合粒包括：由5～30％高分子热塑性聚合物弹性体树脂、20～95％天然矿物质、1～40％天然植物性淀粉、1～75％天然木纤粉、1～50％备长炭粉、1～5％的耦联剂及1～5％滑剂组成。 12.如权利要求11所述环保塑料制品的制造方法，其特征在于：其中30～80％天然矿物质、5～30％天然植物性淀粉、10～70％天然木纤粉和5～30％备长炭粉。 13.如权利要求10所述环保塑料制品的制造方法，其特征在于：其中，该制程步骤一的高分子热塑性聚合物弹性体树脂以捏合机加热软化的温度设定在100～130度之间。 14.如权利要求10所述环保塑料制品的制造方法，其特征在于：其中，该制程步骤一的环保聚合粒，最后以螺杆式押出机混炼挤出造粒，其颗粒直径在2～3公厘(mm)之间。 15.如权利要求14所述环保塑料制品的制造方法，其特征在于：其中，该押出机温度设定在摄氏100～180度之间。 16.如权利要求10所述环保塑料制品的制造方法，其特征在于：其中，该制程步骤二的成分百分比为：1～50％的所述第一组母粒、0.05～6％耐热天然香精料，以摄氏30～70度加热搅拌而成。 17.如权利要求10所述环保塑料制品的制造方法，其特征在于：其中，该制程步骤三的成分百分比为：第一组母粒1～50％、第二组香母料1～50％、塑胶原料20～80％，各依成型产品用途相异作调整。 18.如权利要求10所述环保塑料制品的制造方法，其特征在于：其中，该耐热天然香精料，为一种油性、或蜡性、或粉性具不易挥发的香料。 19.如权利要求10所述环保塑料制品的制造方法，其特征在于：其中，该塑胶原料可为聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物其中任一种。

【所属技术领域】

本发明涉及一种具有可不断释放出香味的塑料产品，且该塑料产品本身同时兼具有抗菌、可堆肥处理不造成环境二次污染的环保塑料产品组成物及其制造方法。 

【背景技术】

现有塑料制品的废弃物，在自然环境或垃圾掩埋场中不易被微生物分解、腐烂，在燃烧焚化过程中又会产生大量浓烟及有毒气体，造成空气、土壤等各种环境污染。 

现有具香味的塑料容器制造方法，通常由以下的步骤顺序完成；1.将开放式细胞孔的相同结构体的超微粒细孔洞塑料物浸渍于香精中，经浸泡后使之吸收饱和，而成为香母粒。2.以相同结构体的聚合成油族塑料掺配上述的香母粒均匀混合，以完成射出配料，然后置于射出成型机中，以射出具有香味的塑料容器。 

前述制造方法虽然可使制成的塑料容器具有自动散发香气的效益，但存在如下不足：制造过程中受限于物料吸附香精的作业时间较长，以致有产量无法有效提升的待改善处；此外，将超微粒细孔洞塑料物长时间的浸泡在香精过程中，香精会自然产生挥发作用，而且，当超微粒细孔洞塑料物将香精吸吮至饱和状态后，若未将其实时移入另一制造作业流程，则该塑料物料中的香精亦会处于不断地挥发流失中，试想此等无形中造成原物料快速消耗与浪费，乃物料成本居高不下的缺点。 

有鉴于此，发明人经多年从事该项产业的经验，深知上述制造方法的缺点所在，乃全心专注投入研发，秉持着不懈怠的精神，始终开发出本案的创新技术，并提出专利申请。 

【发明内容】

本发明的目的，是提供一种具芳香、除臭及抗菌效果的环保塑料制品 的组成物及制造方法，以使本发明的技术具有以下的功效增进：可有效降低塑料用量、保有传统塑料的韧性、可重复循环使用、节约资源有效降低制造成本、对环境不造成二次污染，可进行掩埋、或焚烧皆不会产生毒性气体、无戴奥辛物质，是以对环境无害等特征者。 

为实现上述目的，本发明提供一种环保塑料制品的组成物，包括：环保聚合粒、香母粒及塑料原料组成；该环保聚合粒成分主要由：数种天然矿物质、植物性淀粉及木纤粉、备长炭粉、高分子热塑性聚合物弹性体树脂、耦联剂等依适当百分比混炼而成的颗粒状；该香母粒，是以适量的环保聚合粒加上天然香精料加热搅拌而成，该天然香精料亦可为一种奈米银、或奈米氧化锌、或奈米二氧化钛、或奈米磁粉；该塑料原料可为聚乙烯(PE)、低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、丙烯晴-丁二烯-苯乙烯(ABS)共聚物其中任一种。 

进一步地，本发明提供一种环保塑料制品的制造方法，包括： 

步骤一：将天然矿物质、天然植物性淀粉、天然植物木纤粉及备长炭粉等多种超微细粉粒各依适量百分比例，再配合适量的高分子热塑性聚合物弹性体树脂及耦合剂混炼制成环保聚合粒，以作为第一组母料；其中，第一组母料的环保聚合粒大小规格设定每颗粒直径在2-3公厘范围为最佳。 

步骤二：先将适量的环保聚合粒和天然香精料加热搅拌，作为第二组香母料； 

步骤三：将第一组母料、第二组香母料及塑料原料依成型产品的需求设定适当比例混合加热，采用押出成型或射出成型方法的制成预定各类环保塑料成品。 

采用上述技术方案，本发明有益的技术效果在于： 

1.采用由环保聚合粒、香母粒及塑料原料制成塑料制品，由于其中环保聚合粒成分主要由数种天然矿物质、植物性淀粉及木纤粉、备长炭粉、高分子热塑性聚合物弹性体树脂、耦联剂等混炼而成的颗粒。通过环保聚合粒中的矿物质碳酸钙和淀粉等可生物分解物质与塑料原料一起混炼，改 变了塑料制品的形态并使其失去部分力学性能，通过堆肥化后其具有对环境无害的优点。香母粒用环保聚合粒加上天然香精料加热搅拌而成，香精很难从环保聚合粒中挥发出去，解决了香精的挥发性问题。 

2、本发明环保塑料制品的组成物中，采用高分子热塑性聚合物弹性体树脂，其不但在加工过程中可发挥与其它成分混合性佳、延展性高的特质，当被制成实物产品后，更具有可回收再制的效益，此外，成品本身可直接进行掩埋、焚烧不产生毒性气体，具无毒性及无公害性，不会对环境造成二次污染者。 

3.本发明的环保聚合粒成分中，通过使用高分子热塑性聚合物弹性体树脂，可有效将天然植物性木纤粉的成分百分比增加，最高可达到50％之多，以降低塑料使用量，达到成本缩减的实质功效。 

4、通过在环保聚合粒中加入备长炭，利用备长炭具有能吸收有害化学物质，利用微生物使其无毒化，除臭功能，除湿与调湿，释放负离子，净化空气等特点，可使本发明环保塑料制品具有保鲜、抗菌、除臭的功效。 

5、通过在环保聚合粒中加入天然植物木纤粉，可根据需要减轻环保塑料制品的重量。 

6.、通过使用奈米氧化锌，可使产品具有抗菌、增韧及耐磨的功效；使用奈米银则可使产品具备抗菌、除臭的功效。 

7.如附表(一)到(三)本发明环保聚合粒与一般塑料的比较所示，本发明使用的环保聚合粒(EPCP)的制造过程，无论在任何阶段的加热时间、传输的压力或速度设定、脱模的冷却时间等皆较采用单纯一般塑料的时间为短，可有效降低制造成本及提升产量的正面效益。 

综上所述，采用本发明，具有降低塑料用量、保有传统塑料的韧性、可重复循环使用、节约资源、成本低、可掩理、可焚烧不产生毒性气体、无戴奥辛，对环境无害、具芳香、除臭、抗菌的功效。本发明技术已具有产业实用性、新颖性与创造性，符合专利法的三性要求。 

【附图说明】

图1所示为本发明本发明环保塑料制品的组成物制造流程方块图。 

图2所示为本发明本发明环保聚合粒制造流程方块图。 

标号说明： 

10环保聚合粒       11超微细粉粒物    111天然矿物质 

112天然植物性淀粉  113天然植物性木纤粉 

114备长炭粉        12高分子热塑性聚合物弹性体树脂 

13耦合剂           131耦联剂         132滑剂 

20香母粒           21耐热天然香精料 

30塑料原料         40塑料制品 

【具体实施方式】

现结合附图将本发明较佳实施例详细说明如下： 

敬请参阅图1和图2，为本发明一种环保塑料制品的组成物及制造流程方块图。本发明环保塑料制品的组成物，主要包含：1～50％环保聚合粒10、1～50％香母粒20及20～80％塑料原料30，经加热混炼而成。前述各组成分的重量百分比主要依据所欲制造成型的环保塑料产品特性而定。其中， 

所述环保聚合粒10的成分包括：数超微细粉粒物11、高分子热塑性聚合物弹性体树脂12及耦合剂13依重量百分比所制成的颗粒。 

进一步地，所述多种超微细粉粒物11的组成成分包括：20～95％天然矿物质、1～40％天然植物性淀粉、1～75％天然木纤粉、1～50％备长炭粉组成。再进一步地优选为：30～80％天然矿物质、5～30％天然植物性淀粉、10～70％天然木纤粉和5～30％备长炭粉。其中： 

天然矿物质111主要成分为碳酸钙Calcium carbonates，Ca CO3，其可为大理石粉、方解石粉、滑石粉、石灰石粉、贝壳粉中一种或它们的混合物。采为天然矿物质的优点：材料价格成本低、增加塑料产品体积、减少成品制程收缩率、提高几何尺寸的稳定性，强化硬度及钢度、提高耐热性、抗擦伤性。天然矿物质取值范围的选择是兼顾既要便于焚烧不产生毒性气体、不会对环境造成二次污染，又要便于超微细粉粒物的成形及满足塑料产品 的一般强度要求。如，当天然矿物质的加入量超过30％后，塑料制品焚烧后几乎全部变成灰。当天然矿物质的加入量不超过80％时，塑料制品具有较好的强度。 

天然植物性淀粉112可为玉米淀粉、或花生淀粉、或黄豆粉、或木薯淀粉或地瓜淀粉其中任一种。加入天然植物性淀粉的优点是无毒性，无污染性，更重要的是可使废弃的塑料制品被埋在地下后能够自然分解。但天然植物性淀粉加入量过高又会便塑料制品分解过快，缩短塑料制品的使用寿命。天然植物性淀粉优选5～30％。 

天然植物性木纤粉113可为木屑纤粉、或稻壳纤粉、或麦杆纤粉、或玉米杆纤粉、或甘蔗渣纤粉、或豆渣纤粉、或椰子纤粉或其它等特性植物纤粉。天然植物性木纤粉的优点：比重轻、增加塑料产品体积、属天然农业废弃物、取得方便经济便宜、无毒性无污染性，可自然分解。但天然植物性木纤粉的加入量过多会降低塑料制品的强度。 

备长炭粉(白炭)114，可为竹备长炭粉或木备长炭粉。加入备长炭粉的优点：比重轻、无毒性、释放负离子、天然矿物质、产生远红外线热能、净化空气、除臭、除余氯具调湿等功效。缺点是：材料价格成本高。 

高分子热塑性聚合物弹性体树脂12(High Molecule Polymer Resin)，可采用热塑性离子交键聚合物树脂(lonomer)，或乙烯一辛烯或a型烯聚合的共聚物弹性体。采用高分子热塑性聚合物弹性体树脂，不但在加工过程中可发挥与其它成分混合性佳、延展性高的特质，当被制成实物产品后，更具有可回收再制的效益，此外，成品本身可直接进行掩埋、焚烧不产生毒性气体，焚烧后全部为灰尽，不会产生焦状残渣，具无毒性及无公害性，不会对环境造成二次污染者。 

3.本发明的环保聚合粒成分中，通过使用高分子热塑性聚合物弹性体树脂，可有效将天然植物性木纤粉的成分百分比增加，最高可达到50％之多，以降低塑料使用量，达到成本缩减的实质功效。 

耦合剂13，包括：1～5％耦联剂131和1～5％滑剂132，耦联剂可为乙烯基三乙氧基硅烷、或乙烯基三甲氧基硅烷、或钛酸脂其中任一种。耦联剂的加入量少时，分散性差，但加入过多时，增加成本。滑剂起辅助作用，可为硬脂酸锌、或硬脂酸钙、或硬脂酸镁、氧化聚乙烯蜡任一种。 

采用上述物料组成，经加热混炼挤出成径宽大小在2～3公厘(mm)的环保聚合细颗粒状。 

该香母粒20，包括环保聚合粒10及耐热天然香精料21组成，其重量百分比为：20～50％环保聚合粒10，0.05～6％耐热天然香精料21，加热均匀搅拌而成。其中，该耐热天然香精料21采用油性、或蜡性、或粉性具不易挥发的香料，亦可为奈米银、或奈米氧化锌、或奈米氧化钛或奈米磁粉其中任一种或多种混合、或等特性的材料取代之。香精料加入量过少时，一是吸附性差，二是没有香味。但当香精料加入量过多时，一是成本高，二是香味过浓，不宜采用。 

20～80％塑料原料30可为聚乙烯(PE)、低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、丙烯晴-丁二烯-苯乙烯(ABS)共聚物其中任一种，依产品物性需求选用塑料原料。 

据此，上述组成分构成的环保塑料，即可进行押出成型或射出成型等方式，制成各类的塑料制品40。 

进一步地，再说明本发明一种环保塑料制品的制造方法，其作业流程如下所述： 

步骤一：捏合机温度设在摄氏100～130度之间，先将重量百分比5～30％的高分子热塑性聚合物弹性体树脂12捏合5～15分钟，使之均匀软化后，再加入25～95％的超微细粉粒天然矿物质111(碳酸钙)、1～30％的超微细粉粒天然植物性淀粉112、1～75％的超微细粉粒天然植物木纤粉113及1～50％的超微细粉粒备长炭粉114、1～5％的耦联剂113、1～5％的滑剂132继续混合捏合5～15分钟后，送入螺杆式押出机混炼挤出制成环保聚合颗粒状，该颗粒直径设定在2～3公厘(mm)，以作为第一组母料；其中，前述进行混炼挤出造粒的螺杆式押出机的温度设定在摄氏100～180度之间为最佳，此外，螺杆式押出机可为单螺杆式押出机或双螺杆式押出机，又以采用双螺式押出机制造为最佳。 

步骤二：将上述第一组母料取20～50％的环保聚合粒10与所述比例的 耐热天然香精料21以摄氏30～70度加热搅拌至1～5小时，作为第二组香母料20；其中，前述加热温度的设定范围依各种不同的香料耐燃点调整加热温度；而加热搅拌的时间，则视第一组母料的数量多寡而定； 

步骤三：以押出成型或射出成型方式制造成环保胶料制品40，其成分百分比包括：1～50％第一组母料暨环保聚合粒10、1～50％第二组香母料20及20～80％塑料原料30均匀混合后，以摄氏120～220度(最佳温度设定为170度)押出或射出成型制造各类具抗菌除臭、可长时效释放出香气、以达到除臭消除异味的环保塑料成品。该环保塑料成品，可为各式的垃圾袋、购物袋、衣物保存袋、浴帽、雨衣、透气膜、不织布、纺织纤维、玩具、家俱日用品塑料产品、汽车内装板、电子周边产品、发泡制品等。 

附表给出了使用EPCP环保聚合粒与一般塑料比较参考。根据该附表可以看出，无论在任何阶段的加热时间、传输的压力或速度设定、脱模的冷却时间等皆较采用单纯一般塑料的时间为短，且制造成本降低，产量提高。添加EPCP原料可有效降低成型品之几何尺寸收缩率及变形，可缩短开模冷却时间，提高生产力。 

附表：使用EPCP环保聚合粒与一般塑料比较参考： 

(一)PE押出吹袋成型 

PE押出吹袋成型机工作温度参考值 

  原料   进料加热管   加热管   模网   模头   模头   每小时产量   HDPE原料100％   180℃   190℃   190℃   190℃   180℃   60kg/H   HPCE原料50％   HDPE原料50％   160℃   170℃   170℃   170℃   160℃   65kg/H

(二)ABS射出成型 

ABS射出成型机工作温度、压力、速度、冷却时间参考值 

  原料   温度1   温度2   温度3   温度4   压力   速度   每小时产量   ABS原料100％   230℃   225℃   210℃   200℃   95   85   15sec   EPCP原料10％   ABS原料90％   205℃   200℃   200℃   200℃   80   70   7.5sec

(三)PS射出成型 

PS射出成型机工作温度、压力、速度、冷却时间参考值 

  原料   温度1   温度2   温度3   温度4   压力   速度   每小时产量   PS原料100％   220℃   220℃   210℃   200℃   95   85   15sec   EPCP原料30％   PS原料70％   200℃   200℃   200℃   195℃   80   70   7sec

注：添加EPCP原料可有效降低成型品之几何尺寸收缩率及变形，可缩短开模冷却时间，提高生产力。