[發明專利]聚乳酸組合物及使用該組合物所制成的成形體與成形體的制造方法

有效

• 申請號: 200710096983.3
• 申請日: 2007-04-26
• 公開（公告）號: CN101070423A
• 公開（公告）日: 2007-11-14
• 發明（設計）人: 周名澤;張莉苓;吳汝瑜
• 申請（專利權）人: 遠東紡織股份有限公司
• 主分類號: C08L67/04
• 分類號: C08L67/04;C08J5/18;C08J7/00;B29C47/40;B32B23/06;C08L67/02
• 代理公司: 中國商標專利事務所有限公司
• 代理人: 萬學堂

技術領域

本發明涉及一種成形體，特別是涉及一種使用聚乳酸組合物制成的具有耐熱性、透明性及生分解性的成形體?

背景技術

塑料制品因為具有清潔、衛生、可快速生產性，且可以取代金屬、木材等有限資源，所以而廣泛使用在各種生活用品中，例如包裝材料、食品容器、清潔用品容器、各式日用品等等。?

然而，受塑料材料價格低廉及取得容易的便利性的影響，大部分塑料產品均未重復使用，尤其食品包裝往往造成大量的塑料廢棄物，而此類塑料材料又因具有安定的化學性質，在自然環境下無法分解，使得塑料廢棄物的處理成為一大難題。?

現行處理塑料廢棄物的方法大致分為三種：焚化法、掩埋法及回收法。以焚化法處理時，因塑料燃燒所產生的燃燒熱值高，所以容易損傷焚化爐而降低焚化爐的使用壽命，且會產生氯化水、戴奧辛氣體等有害物質。而掩埋法則因塑料不易分解且占據掩埋場大量空間，有減少掩埋場的使用年限的缺點。至于回收法則不容易落實，加上回收成本高、回收物市場不易開發，所以用回收法處理塑料廢棄物并不普遍。?

近年來有多種生物分解性聚合物被開發出來，期能替代現有的塑料材料，解決如前所述的塑料廢棄物所造成的環境污染問題。目前已在市場上使用的生物分解性聚合物有聚己內酯(Polycaprolactone，PCL)、聚乙烯醇(Polyvinyl?alcohol，PVA)、聚乳酸(Polylactic?Acid，PLA)等，又以聚乳酸最被期待做為替代材料。主要是因為聚乳酸可以完全使用可再生的植物性物質為原料，例如甜菜、玉米淀粉等，具有原料的取得不虞匱乏的優點。再者，聚乳酸燃燒熱較低，有利于延長焚化爐的使用壽命，且燃燒時不會產生有毒物質。此外，聚乳酸在常溫常壓下可保持使用性能，但在土壤或變溫、濕度環境中就會經細菌分解成水和二氧化碳，也可使用作為堆肥。因此，聚乳酸制品被廢棄后，既適用焚燒法也適用掩埋法進行處理，可降低對環境的沖擊。?

然而，以聚乳酸制得的成形體通常為非晶性，耐熱性不佳容易軟化，并不適合在50℃以上的環境中使用，此點連帶地導致其用途受到限制。舉例而言，盛裝熱飲、熱食或微波食品的包裝容器必須耐熱，但是非晶性聚乳酸成形體卻無法達到要求，因而無法當作熱飲、熱食或微波食品的盛裝材料使用。?

為了提高聚乳酸成形體的耐熱性，已知有利用成形加工過程使聚乳酸成形體結晶化，或將聚乳酸混摻無機物成核劑、聚酯或酰胺系化合物以提升聚乳酸的結晶性。?

利用成形加工過程來提升聚乳酸的結晶性時，因其結晶化速度緩慢，所以在金屬模具中維持結晶化溫度的時間變長，換句話說，生產性降低，此外，長時間維持模具的加熱溫度，也導致制造成本的增加。?

混摻無機物成核劑的方法通常是使用選自碳酸鈣(CaCO₃)、水合硅酸鎂(talc)、氧化硅(SiO₂)或高嶺石(kaolinite)等的無機物作為成核劑來提升聚乳酸成形體的結晶性。此種方式雖可提高成形體的結晶性，從而提高成形體的耐熱性，但是成形體卻失去聚乳酸原有的透明性而變為不透明，使得產品無法使用于需要透明性，例如，讓消費者可以看到內容物的食品包裝材的領域。?

另外，混摻聚酯以提升聚乳酸的結晶性的方法可以舉例如中國臺灣發明專利專利號200402448案，該案揭示一種微生物分解性片材，其中包含聚乳酸系樹脂75～25wt％及25～75wt％的聚酯。雖然該案所提供的生物分解性片材的成形體具有較佳的耐熱性及耐沖擊性，但是并未慮及制品透明性的需求。?

另舉例如美國專利案US?6,417,294揭示一種利用添加結晶成核劑于聚乳酸中，以形成具有透明性及結晶性的聚乳酸的成形體或薄膜，該結晶成核劑可選自于由脂肪族羧酸胺(aliphatic?carboxylic?acid?amide)、脂肪族羧酸鹽(aliphatic?carboxylic?acidsalt)、脂肪醇(aliphatic?alcohol)及脂肪族羧酸酯(aliphatic?carboxylic?acid?ester)所構成的群組。但是由于該結晶成核劑為分子量較小的化合物單體，當其與聚乳酸形成酯粒但尚未制成成形體時，容易在儲存或傳送過程中從酯粒流失，而喪失促進結晶成核的功能。再者，制成成形體后，也因為該結晶成核劑分子量小，極易自成形體中逸出，而導致包裝于該成形體中的物品被逸出的該結晶成核劑所污染，所以不適用于食品的包裝容器。?