牡蛎纸及制造方法
阅读说明：本技术 牡蛎纸及制造方法 (Oyster paper and its making method ) 是由 黄瑞荣 黄金枝 于 2018-07-27 设计创作，主要内容包括：一种牡蛎纸及制造方法,该牡蛎纸是以体积比为60％～70％牡蛎壳粉、10％～20％聚合物、15％～17％天然生物降解诱发剂及3％～5％天然生物降解辅助添加剂分别依各该比例经过混合、预融步骤后,再进行混炼造粒以先制备成数个牡蛎纸颗粒,再将该牡蛎纸颗粒经过吹膜步骤进行吹膜成形为厚度0.05毫米至0.5毫米的牡蛎纸成品,该牡蛎纸具有类似纸类的质感,且具有更佳的韧性及广泛的用途,并且,该牡蛎纸使用后具备废弃掩埋后的土壤微生物诱发自然100％降解成堆肥滋养土壤的效果,以构成一具海洋生物废弃壳料循环利用及具自然微生物诱发降解、堆肥再生利用的牡蛎纸及制造方法。(An oyster paper and its manufacturing method, the oyster paper is prepared by mixing and pre-melting 60% -70% oyster shell powder, 10% -20% polymer, 15% -17% natural biodegradation inducer and 3% -5% natural biodegradation auxiliary additive according to the proportion, then mixing and granulating to prepare a plurality of oyster paper particles, then blowing the oyster paper particles to form oyster paper finished products with the thickness of 0.05 mm to 0.5 mm by a film blowing step, the oyster paper has texture similar to paper, better toughness and wide application, and, the oyster paper has the effect that 100 percent of waste buried soil microorganisms induce natural degradation into compost nourishing soil after use, so as to form the oyster paper with the functions of recycling marine organism waste shell materials, inducing degradation by natural microorganisms and recycling compost and the manufacturing method thereof.)
技术领域
本发明是关于一种牡蛎纸及制造方法，特别是应用纸浆原生纸替代材料，以及含有海洋废弃牡蛎壳、天然生物降解诱发剂，以制成可取代纸浆纸及废弃后可自然降解的牡蛎纸及制造方法。
背景技术
现有纸浆制成的纸制产品，广泛使用于书写、印刷及容器盛装等用途及应用场合，全世界每天所需消耗的纸类制品数量相当庞大，特别是大量的广告印刷品及如纸袋、纸箱容器产品，并且，该纸制产品的主要成分为木材材料所制成的纸浆，而需砍伐大量的原生树木为该纸浆材料来源，使得大量的天然树林、原生雨林大量受到破坏及从地图中消失，造成地球生态破坏及绿色环境消灭的危机，并且，该现有纸类或纸制产品在于使用废弃后导致大量无用的垃圾堆积，如以土壤掩埋弃置方式，则该废弃纸类或纸制产品并无法自然快速及有效分解，造成需大面积垃圾掩埋场，而不符经济效益及土地利用效能，如考虑以燃烧方式解决该废弃纸类或纸制产品，更会产生大量的二氧化碳空气污染，使环境受到二次污染，实是目前现有纸类及纸制产品极待解决的课题。
又，现有纸制产品如考虑以循环的回收再生再制成再生纸或再制纸方式来解决纸类或纸制产品废弃的问题，则由于该回收再制成再生纸浆的成本高，并且会在再生纸浆制作的过程产生相当高程度水污染的环境污染问题，在中国或欧、美等国家及地区，已逐渐由当地政府加以严格环保法令限制污染及减缩纸浆厂及再生纸浆厂的数量，使得此项解决方式亦将徒劳无功，而仍无法解决上述的废弃纸类或纸制产品大量废弃危害环保的问题。
此外，在相关的先前专利技术文献方面，如中国台湾地区专利公开公报公开号第201024501号「石头纸的制造技术」发明专利公开案及公开号第201418545号「以石头制成的环保纸材及其制造方法」发明专利公开案，则皆揭示以石头粉及奈米碳酸钙分别加上无毒树脂与PE(聚乙烯， Polyethylene)等塑料，以制成类纸功能的石头纸产品，以期取代上述现有纸浆制成的纸制产品，但由于上述两专利前案石头纸于废弃后，其 PE塑料无法进行生物降解，仍会造成垃圾大量堆积的环保问题，并且，该石头纸需要大量的石头粉及碳酸钙，必需大量开凿天然山石以取得石材后粉碎制得，反而让自然环境生态、地形地貌及国土生态面临不可测的二次破坏及浩劫，而不具有产业利用的价值。
另外，再如中国台湾地区专利公报公告号I507296号「绿色环保纸及其制造方法」发明专利案，则揭示以高分子材料、无机材料、有机材料及发泡剂等材料制成的塑料纸，以期替代上述现有纸浆类的纸制产品，但该专利前案中的无机材料是选自碳酸钙粉(CalciumCarbonate)、高岭土及二氧化钛(TiO2)至少其中一种矿石粉体，仍然如同上述的两件石头纸专利前案一般，必需大量开采天然山石或矿石，而仍会造成自然环境生态、地形地貌及国土生态破坏浩劫，亦不具有产业上的利用价值。
除此之外，再如美国发明专利第5,919,574号「Biodegradable laminated filmsfabricated from pectin and chitosan(由果胶和壳聚醣制成的可生物降解的层压薄膜)」发明专利案，由于其强度及坚韧度不够，并不适合作为纸浆的纸制品的替代产品，特别是该专利前案添加以淀粉(starch)，会让整个薄膜结构更加脆弱，虽然，该专利前案中也有揭示添加以如乳酸(lactic acid)的增塑剂来增加其柔韧效果，但该乳酸会使该薄膜产品产生雾化，而使该薄膜产品无法被应用于取代纸浆制纸类产品的应用范畴。
上述现有纸浆制的纸制产品与各专利前案，分别存在有需大量砍伐天然树木、纸浆制作过程的水污染、石头纸需大量开采矿石及原石资源，破坏自然生态及国土保育，无法自然降解，以及，薄膜产品坚韧度不够及会产生雾化，而无法被应用在替代纸浆制的纸类产品的问题及缺点。
发明内容
本发明所要解决的主要技术问题在于，克服现有技术存在的上述缺陷，而提供一种牡蛎纸及制造方法，应用纸浆原生纸替代材料，以及含有海洋废弃牡蛎壳、天然生物降解诱发剂，以制成可取代纸浆纸及废弃后可自然降解。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种牡蛎纸，其特征在于，是以体积比为60％～70％牡蛎壳粉、10％～ 20％聚合物、15％～17％天然生物降解诱发剂及3％～5％天然生物降解辅助添加剂分别依各该比例经过混合、预融处理后，再进行混炼造粒以先制备成数个牡蛎纸颗粒，再将该牡蛎纸颗粒经过吹膜处理，而吹膜成形为厚度0.05毫米至0.5毫米的牡蛎纸成品。
进一步，上述本发明的一种牡蛎纸，其特征在于，所述牡蛎壳粉是选自经过摄氏600度℃～800度℃锻烧过、目数通过2000目及粉体粒径小于6.5微米(μm)的牡蛎壳粉。
上述本发明的一种牡蛎纸，其特征在于，所述聚合物是选自聚乙烯族、聚丙烯(polypropylene)其中一种或其组合。
上述本发明的一种牡蛎纸，其特征在于，所述聚合物的聚乙烯族由线型低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、中密度聚乙烯所构成。
上述本发明的一种牡蛎纸，其特征在于，所述天然生物降解诱发剂是选自壳聚醣(Chitosan)。
上述本发明的一种牡蛎纸，其特征在于，所述天然生物降解诱发剂的壳聚醣为甲壳素的脱乙酰(deacetylation)化产物所构成。
上述本发明的一种牡蛎纸，其特征在于，所述天然生物降解辅助添加剂是选自瓜尔胶(guar gum)、蔬果酵素的任一者或其组合。
上述本发明的一种牡蛎纸，其特征在于，所述天然生物降解辅助添加剂的蔬果酵素选自于大豆、秋葵、菠萝(pineapple)的其中任一种或其中至少任二种的组合。
本发明的一种牡蛎纸制造方法，其特征在于，其步骤包含：
(A)材料混合、预融，是以体积比为60％～70％牡蛎壳粉、10％～20％聚合物、15％～17％天然生物降解诱发剂及3％～5％天然生物降解辅助添加剂分别依各该比例经过混合、预融；
(B)混炼、造粒制备牡蛎纸颗粒，将步骤(A)经混合、预融的材料，以摄氏110℃～150℃温度进行混炼、造粒处理，以制备数个牡蛎纸颗粒；
(C)吹膜处理，将步骤(B)制备所得的牡蛎纸颗粒，以摄氏110℃～150 ℃温度进行吹膜处理；以及
(D)牡蛎纸成形，经步骤(C)的吹膜处理后，即成形为厚度在0.05毫米～0.5毫米的牡蛎纸成品。
进一步，上述本发明的牡蛎纸制造方法，其特征在于，所述步骤(A) 的牡蛎壳粉是选自经过摄氏600℃～800℃锻烧过、目数通过2000目及粉体粒径小于6.5微米的牡蛎壳粉。
上述本发明的牡蛎纸制造方法，其特征在于，所述步骤(A)的聚合物是选自聚乙烯族、聚丙烯其中一种或其组合。
上述本发明的牡蛎纸制造方法，其特征在于，所述步骤(A)的聚合物的聚乙烯族由线型低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、中密度聚乙烯所构成。
上述本发明的牡蛎纸制造方法，其特征在于，所述步骤(A)的天然生物降解诱发剂是选自壳聚醣。
上述本发明的牡蛎纸制造方法，其特征在于，所述步骤(A)的天然生物降解诱发剂的壳聚醣由甲壳素的脱乙酰化产物所构成。
上述本发明的牡蛎纸制造方法，其特征在于，所述步骤(A)的天然生物降解辅助添加剂是选自瓜尔胶、蔬果酵素的任一者或其组合。
上述本发明的牡蛎纸制造方法，其特征在于，所述步骤(A)的天然生物降解辅助添加剂的蔬果酵素选自于大豆、秋葵、菠萝的其中任一种或其中至少任二种的组合。
上述本发明的牡蛎纸制造方法，其特征在于，所述步骤(A)的牡蛎壳粉的制备步骤，包含：
(A1)清洗牡蛎壳，将选自废弃的牡蛎壳外表及内部进行清洗处理；
(A2)去盐处理，将步骤(A1)经清洗处理的牡蛎壳进行去盐处理；
(A3)粉碎处理，将步骤(A2)完成去盐处理的牡蛎壳放入一粉碎机中粉碎形成数个牡蛎壳碎片；
(A4)锻烧杀菌处理，将经步骤(A3)的粉碎处理所形成的牡蛎壳碎片放入一高温旋转锻烧炉中，以摄氏600℃～800℃的温度进行锻烧杀菌处理；
(A5)研磨处理，将经步骤(A4)锻烧杀菌处理的牡蛎壳碎片放入一研磨机中进行研磨成牡蛎壳粉粒；以及
(A6)滤筛成形，将经步骤(A5)研磨形成的牡蛎壳粉粒以网目为2000 目的筛网进行滤筛，即制备形成目数通过2000目及粉体粒径小于6.5微米的牡蛎壳粉成品。
上述本发明的牡蛎纸制造方法，其特征在于，所述步骤(B)中是以一塑料密炼机进行混炼、造粒处理。
上述本发明的牡蛎纸制造方法，其特征在于，所述步骤(B)中是以一螺杆混炼机进行混炼、造粒处理。
上述本发明的牡蛎纸制造方法，其特征在于，所述步骤(C)中是以一塑料单层或多层共挤吹膜机予以进行该牡蛎纸颗粒的吹膜处理。
本发明的牡蛎纸及制造方法的功效，是在于利用废弃牡蛎壳作为主要的原料，并经由该聚合物、天然生物降解诱发剂及天然生物降解辅助添加剂的混合、预融、混炼、造粒及吹膜处理步骤，而形成具有废弃资源再利用及具有如同纸浆制成的纸类产品的坚韧特性与质感，以提供如快餐店纸袋、各类购物纸袋、广告看版纸、海报纸、民生及工业用包装纸袋、信封袋纸、印刷品等应用功效，并且，本发明的牡蛎纸可以提供防水、无毒的特性，且使用过后可以回收再利用制成二次循环材料，可以完全消弭上述现有纸浆纸制品及各专利前案技术所存在需大量砍伐天然树木、开采原石材料破坏国土环境及污染环境的问题及缺点，最值得一提的是，本发明的牡蛎纸具备废弃掩埋于土壤中，可直接诱发土壤中的微生物直接进行生物降解，并于完全降解后将该含有机碳酸钙的牡蛎壳粉主成分回归大地形成天然有机堆肥以进一步滋养土壤，而得以达到本发明的多重绿色环保永续循环性(sustainable)利用的功效，除此之外，木发明采用废弃牡蛎壳为主要原料，可以同时解决临海养蚵国家或地区所面临的大量废弃无用的牡蛎壳堆弃所造成的环境污染及卫生危害问题，还可进一步提升本发明的产业利用性及经济效益。
本发明的有益效果是，应用纸浆原生纸替代材料，以及含有海洋废弃牡蛎壳、天然生物降解诱发剂，以制成可取代纸浆纸及废弃后可自然降解。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明的牡蛎纸制造方法的流程图；
图2为本发明的牡蛎纸制造方法中的牡蛎壳粉制备的流程图；
图3为本发明的牡蛎纸于电子显微镜下的表面俯视放大照片；
图4为本发明的牡蛎纸于电子显微镜下的剖面放大照片；
图5为本发明的牡蛎纸制品的环境生物降解的实物照片；
图6为本发明的牡蛎纸制品经150天环境土壤生物降解的实物照片；
图7为本发明的牡蛎纸制品经300天环境土壤生物降解的实物照片；
图8为本发明的牡蛎纸制品的生物降解程度百分比曲线图；
图9为本发明的牡蛎纸制品的生物降解的二氧化碳释放百分比曲线图。
图中标号说明：
10 材料混合、预融 20 混炼、造粒制备牡蛎纸颗粒
30 吹膜处理 40 牡蛎纸成形
11 清洗牡蛎壳 12 去盐处理
13 粉碎处理 14 锻烧杀菌处理
15 研磨处理 16 滤筛成形
具体实施方式
本发明的牡蛎纸，是以体积比为60％～70％牡蛎壳粉、10％～20％聚合物、15％～17％天然生物降解诱发剂及3％～5％天然生物降解辅助添加剂分别依各该比例经过混合、预融处理后，再进行混炼造粒以先制备成数个牡蛎纸颗粒，再将该牡蛎纸颗粒经过吹膜处理，而吹膜成形为厚度0.05 毫米至0.5毫米的牡蛎纸成品。
上述的牡蛎壳粉是选自经过摄氏600℃～800℃锻烧过、目数通过 2000目及粉体粒径小于6.5微米的牡蛎壳粉，上述的聚合物选自聚乙烯族、聚丙烯其中一种或其组合，且该聚合物的聚乙烯族由线型低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、中密度聚乙烯所构成。
上述的天然生物降解诱发剂是选自壳聚醣，该天然生物降解诱发剂的壳聚醣由甲壳素的脱乙酰化产物所构成，又称可溶甲壳素、壳多糖、甲壳胺，是一种天然生物高分子聚合物。
上述的天然生物降解辅助添加剂是选自瓜尔胶、蔬果酵素的任一者或其组合，并且，该天然生物降解辅助添加剂的蔬果酵素选自于大豆、秋葵、菠萝的其中任一种或其中至少任二种的组合，该瓜尔胶、蔬果酵素均为天然的生物降解剂，可以辅助上述的天然生物降解诱发剂，加速其诱发土壤中的微生物进行生物降解的速度及效率。
请参阅图1所示，为本发明的牡蛎纸制造方法的流程图，该牡蛎纸制造方法，包含步骤10～40，其中：
(10)材料混合、预融，是以体积比为60％～70％牡蛎壳粉、10％～20％聚合物、15％～17％天然生物降解诱发剂及3％～5％天然生物降解辅助添加剂分别依各该比例经过混合、预融；
(20)混炼、造粒制备牡蛎纸颗粒，将步骤(10)经混合、预融的材料，放入一塑料密炼机或一螺杆混炼机中，并以摄氏110℃～150℃温度进行混炼、造粒处理，以制备数个牡蛎纸颗粒；
(30)吹膜处理，将步骤(20)制备所得的牡蛎纸颗粒，以一塑料单层或多层共挤吹膜机，并以摄氏110℃～150℃温度进行吹膜处理；以及
(40)牡蛎纸成形，经步骤(30)的吹膜处理后，即成形为厚度在0.05 毫米～0.5毫米的牡蛎纸成品。
请再配合图2所示，上述图1中所示本发明的牡蛎纸制造方法的步骤(10)的牡蛎壳粉的制备步骤，包含步骤11～16，其中：
(11)清洗牡蛎壳，将选自废弃的牡蛎壳外表及内部进行清洗处理；
(12)去盐处理，将步骤(11)经清洗处理的牡蛎壳进行去盐处理；
(13)粉碎处理，将步骤(12)完成去盐处理的牡蛎壳放入一粉碎机中粉碎形成数个牡蛎壳碎片；
(14)锻烧杀菌处理，将经步骤(13)的粉碎处理所形成的牡蛎壳碎片放入一高温旋转锻烧炉中，以摄氏600℃～800℃的温度进行锻烧杀菌处理；
(15)研磨处理，将经步骤(14)锻烧杀菌处理的牡蛎壳碎片放入一研磨机中进行研磨成牡蛎壳粉粒；以及
(16)滤筛成形，将经步骤(15)研磨形成的牡蛎壳粉粒以网目为2000 目的筛网进行滤筛，即制备形成目数通过2000目及粉体粒径小于6.5微米的牡蛎壳粉成品。
请再配合图3及图4所示，上述经图1所示本发明的牡蛎纸制造方法的步骤10～40所制得的牡蛎纸产品，根据该牡蛎纸产品表面及剖面实际在电子显微镜下放大一百倍的照片中，可以看出本发明的牡蛎纸产品的表面及削面的云片状结构，显示本发明的牡蛎纸具有比现有纸浆的纸类制品更加坚韧的特性，申请人亦委请国内富迪印刷企业股份有限公司以CTT中灿No.205-D型的电子式破裂强度机分别测试本发明方法所制得的厚度为0.1毫米、0.05毫米牡蛎纸产品及对照组厚度为0.1毫米的现有纸浆制普通纸，结果本发明的牡蛎纸分别可承受5.88Kg/cm2及 6.11Kg/cm2的破裂强度；而该对照组的现有纸浆制普通纸只能承受 2.70Kg/cm2破裂强度，因此，本发明的牡蛎纸可以经过适当的尺寸裁切或黏合后，而广泛应用于如快餐店纸袋、各类购物纸袋、广告看版纸、海报纸、民生及工业用包装纸袋、信封袋纸、印刷品等范畴。
另外，本发明的牡蛎纸并具有无毒性的特性，申请人亦委请SGS中国台湾检验科技股份有限公司针对镉(Cadmium，Cd)、铅(Plumbum，Pb)、汞(Hydrargyrum，Hg)、六价铬(Hexavalent Chromium，Cr6+)等重金属，以及多溴联苯(Polybrominated Biphenyl，PBBs)、多溴联苯醚 (Polybrominated Diphenyl Ethers，PBDEs)及卤素(Halogen)，进行无毒性检测(测试报告编号：CE/2015/C4552号)，均呈现为无毒性的结果，并且，更进一步委托中国台湾工业技术研究院进行本发明的牡蛎纸的毒性气体含量的燃烧测试(测试报告编号：10354C02920-1-1-01)，亦证明本发明的牡蛎纸在于燃烧状态下，不会产生有毒气体，使本发明的牡蛎纸在实际产业利用上或废弃焚烧处理时，可具备不危害人体健康及环境空气质量的功效。
请再参阅图5、图6、图7、图8及图9所示，分别为申请人对本发明的牡蛎纸制品实际进行田野实地降解实验及委托中国国家塑料质量量监测检验中心以HJ/T209-2005及ASTMD5338-92标准所作出的牡蛎纸生物降解实验，其中，图5、图6及图7分别显示本发明的牡蛎纸制品在田野实验开始降解、第150天降解及第300天降解的实地照片，由该图7 显示在经300天降解后，本发明的牡蛎纸可达到90％以上的降解率，另外，在图8的实验室生物降解实验显示，本发明的牡蛎纸在经降解180天后，其降解率亦高达39.9％，可确保土壤环境的优化，并且在图9显示，该牡蛎纸降解反应后适量的二氧化碳排放量亦对土壤植栽的光合作用加速有相当高的帮助。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。