TW201833236A - 基於碳水化合物之高分子材料 - Google Patents

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Abstract

此處揭露含有基於碳水化合物之高分子材料之物品，及形成該物品之方法。該物品可具有改善的永續性、生物分解性、提升的強度、及/或其他各種有利的特徵。該基於碳水化合物之高分子材料可由一種或多種澱粉、塑化劑(例如甘油)、及水所形成。該基於碳水化合物之高分子材料可具有非常低晶性之特徵，可為實質上非晶型(例如，具有不超過20%之晶體、不超過10%、低於10%等)。該基於碳水化合物之高分子材料可與非生物可分解性塑膠混合，而使得該等塑膠材料成為生物可分解性，其可使該膜或其他物品之強度提升，其可與永續性高分子材料(例如，生質PE等)混合而增加永續性(例如達90%或更高)等。該混合物可包含有機除臭劑以抵銷與該基於碳水化合物之高分子材料有關之獨特輕微的碳水化合物的燒焦氣味。相對於該基於碳水化合物之高分子材料之非常小份量之除臭劑(例如1：50,000)即有令人驚訝的效果。當吹膜時可使用2.0或更高之高吹脹比、及/或窄模隙(例如500微米或更低)以使所得膜之強度提升。

Description

基於碳水化合物之高分子材料
本發明係關於塑膠材料領域，尤其是關於以碳水化合物為基底之高分子材料。
傳統石化塑膠產品訴求為強力、輕量且持久。然而，該等塑膠產品通常為非生物可分解性，且導致成千上萬噸的塑膠產品被棄於掩埋場或漂浮於海洋中。為了降低塑膠廢棄物的量，一些典型以石化塑膠製造的物品係改以生物可分解材料製造。
例如大量的聚乙烯及聚丙烯、及眾多其他塑膠(聚對苯二甲酸乙二酯、聚酯、聚苯乙烯、ABS、聚氯乙烯、聚碳酸酯、尼龍等)都屬於典型不易生物分解的石化塑膠材料。通常在被稱為「綠色」塑膠的該等材料的案例中，其可來自於可再生性或永續性來源，而非石化原料。
近年來，藉由添加UV及或OXO添加劑(舉例而言，例如PDQ-M、PDQ-H、BDA、及購自Willow Ridge Plastics的OxoTerraTM、購自LifeLine的OX1014；或有機添加劑，如購自Enso的Restore®、購自Bio-Tec Environmental的EcoPure®、購自ECM Biofilms的ECM母料Pellets 1M、或BioSphere®)以增加該等塑膠材料的可分解性，使用該等添加劑通常會使塑膠產業協會(如SPC、APR、FPA及/ 或BPI)不滿，因生物降解程度及生物降解率通常過於緩慢，且該OXO添加劑通常會輕易啟動結構碎片化或降解，而加速該等塑膠材料的物理性劣化，成為該基底塑膠材料的小碎片，而非所期望的將塑膠確切轉換成天然材料如二氧化碳(CO2)、水(H2O)及甲烷(CH4)。
舉例而言，該等材料係因暴露於紫外光(來自陽光曝曬)及/或氧氣下，簡單地作用以加速破壞該塑膠產品本身的宏觀結構。該等特殊塑膠並非真正的生物分解，不會於特定的時間長度內(如5年、3年、或1年)分解至任何可估算的程度，僅單純地喪失強度、碎裂、並破碎成小片段。結果產生成堆的或小片段的聚乙烯或其他基底塑膠材料，結果會因為添加了該UV及/或OXO添加劑，該等材料製成的瓶罐、薄膜或其他物品係隨時間而物理性降解，但該聚乙烯或其他基底塑膠材料碎片的重量仍維持實質相同，並未真正產生實際的生物分解作用。當該物品變成碎屑、裂片及破壞成小片段時，該分解僅為物理性，仍遺留眾多聚乙烯或其他基底塑膠材料的小碎片。對該等塑膠材料而言，術語“生物可分解(biodegradable)”意味著某種程度的用詞不當，因為該聚合物材料本身的完整生物分解作用(即，該塑膠的實質碎片會分解成CO2、CH4、H2O等)實際上並不會發生。
另外，現在所用的塑膠大部分並非由可再生性或永續性來源(如，起始材料於少於約100年內為可再生性)製成。於此處，術語可再生性或永續性可交互使用。更確切而言，用於大量製造瓶罐、袋子及其他包材的聚乙烯(PE)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)及其他傳統塑膠均來自石化產物起始材料，而石化產物起始材料並非可再生性或永續性。
為了增加永續性，近來有些業者致力於發展由可再生性來源材料(如甘蔗、玉米或其他植物)製造該等塑膠材料的製程，植物材料為永續性。舉例而言，該等可再生性材料可用以製造乙醇、乙二醇、或其他化學建構砌塊材料，接著可進一步反應以製造可聚合之單體。該等努力已開始於一些高價產品中展現潛力，其中，該等“綠色”塑膠樹脂可與習知石化基底樹脂混合，如製造瓶子或其他包材之部分材料(如30%)為永續性。事實上，一些產品目前已可使用100%“綠色”塑膠樹脂製造。
當此種“綠色”材料與習知石化塑膠的混合物開始成為可行產物時，以所有永續性材料取代剩餘習知石化塑膠材料仍有實施上的困難，在加工、成本及其他考量上仍有許多挑戰。
另外，即使藉由將部分材料以永續性塑膠材料取代以降低習知非永續性塑膠材料的用量，所得塑膠包材仍為非生物可分解性。舉例而言，即使一塑膠包材係以100%“綠色”塑膠或包含部分“綠色”PE或“綠色”PET所製成，其仍為非生物可分解性。此種缺乏生物可分解性係顯示了巨大且持續性的難題。於本技術領域中，若可提供生物可分解的物品將具有顯著優勢。增加的強度亦為所期望。若該物品全體(或幾乎全體)係由永續性材料所形成，將更具優勢。
又，減少此種非再生性石化塑膠材料的使用為近年來致力的目標。部分係意圖以再生性來源如甘蔗或其他植物產物作為來源樹脂以製備塑膠材料。但要取得某種程度可行性時，相對於以石化基底的非再生性材料製備的塑膠而言，此種再生性來源的塑膠昂貴許多。
另外，塑膠材料具有特定的強度特徵相關性，端視該特定材料應用於形成塑膠膜或其他材料、及該膜或其他物品本身的物理特性。舉例而言， 當形成塑膠膜時，可藉由形成更薄的膜而減少非再生性石化塑膠樹脂材料的使用，但此種材料用量的減少會造成較脆弱的膜。
舉例而言，洛夫根斯(Leufgens)所申請的WO 2014/0190395係描述以聚乙烯及熱塑性澱粉的混合物(尤其是Cardia BL-F)形成膜，此種膜較由聚乙烯單獨所成之對照膜脆弱，且，由於對包含習知熱塑性澱粉的混合物加工困難，此處所製備的膜必須非常厚(如，3密耳(mils))。此種極厚膜並不會造成任何石化基底塑膠樹脂材料用量的實質降低，因為製造薄的膜在實施上是不可能的，及/或，因為包含此種熱塑性澱粉係弱化整體的膜，因此必須為厚膜才能維持所欲強度。
當使用再生性來源之塑膠材料時，提供於任何所欲膜厚度可增加強度的薄膜及其相關製法係為所欲，例如，藉由調整製造過程中的製程參數。此種方法可允許製造具有所欲厚度及增加強度的膜、或製造具有較低厚度但相同強度的膜。此種方法同時可實際降低石化塑膠材料的用量，以再生性來源之塑膠材料進行部分取代，且無須增加整體厚度。
又，雖然以澱粉或基於澱粉之材料取代部分石化材料係顯現提高永續性的潛力，但添加此種澱粉或基於澱粉之材料的其中一個問題為：於該塑膠組成物中包含顯著份量的此種澱粉或基於澱粉之材料時，會造成使用此種混合物製備的物品具有明顯的氣味。舉例而言，該材料可能會有輕微的澱粉燒焦味、類似爆米花的味道、焦糖玉米類的味道。某些人會覺得此種氣味令人愉悅、甚至渴望，但可能其他人寧願不要表現此種味道，例如以不含澱粉或基於澱粉之材料所形成的塑膠製品(例如以聚乙烯或其他聚合性樹脂單獨形成)所表現者。
綜上述，本技術領域仍有許多難題存在。
本發明係關於實施物品製備及/或製備方法的各種概念。於一實施例中，本發明係關於具有增加的強度及/或生物降解性的物品。於一些例子中，可由一或多種高分子材料(例如合成的、例如以石化為基底的、或其他)及一或多種基於碳水化合物之高分子材料之混合物製造物品，後者具有低晶體(即它們為實質非晶性)、玻璃轉移溫度、熱變形溫度、菲卡軟化溫度等特定特徵。於特定實例中，該一或多種基於碳水化合物之高分子材料可包含一或多種基於澱粉之高分子材料。舉例言之，該基於碳水化合物之高分子材料為實質上非晶型，具有不超過20%之晶體；其可具有至少1.0GPa之楊氏模數，及/或，其可具有70℃至100℃之玻璃轉移溫度或熱變形溫度或菲卡軟化溫度。該基於碳水化合物材料之其他特徵將於以下詳述。
一種製備物品的方法可包括提供一種或多種高分子材料及一種或多種實質上非晶型之基於碳水化合物之高分子材料。該一種或多種高分子材料及該一種或多種基於碳水化合物之高分子材料可被混合及加熱。所得混合物可利用塑膠加工設備而擠型成為塑膠產品，該設備例如射出成型機、吹模機、熱成型機等。氣體可被注射至該擠型混合物以形成一膜。此種膜可被加工成袋子或其他類別物品。其他物品可為擠型塑膠產品、射出成型塑膠產品、吹模塑膠產品、擠型或壓板或膜、熱成型塑膠產品等。
該物品可具有增加的強度及/或生物分解性。舉例而言，於一實施例中，混合該實質上非晶型之基於碳水化合物之高分子材料及其他高分子材料 係對該其他高分子材料增添生物分解性，即使該其他高分子材料本身單獨存在時並非生物可分解性。舉例而言，聚乙烯本身並非生物可分解，此為習知。本案申請人係證實對該其他非生物可分解性塑膠材料(例如聚乙烯)增添生物分解性之能力。其他實例可包括，但非限制，聚丙烯、其他聚烯烴、聚對苯二甲酸乙二酯、聚酯、聚苯乙烯、ABS、聚氯乙烯、尼龍、及聚碳酸酯。舉例言之，在模擬棄置條件下(例如在模擬掩埋條件下)，該物品於5年內或其他預設時間長度下的生物分解量，係高於該物品所包含的基於碳水化合物之高分子材料的量。此種模擬棄置條件可包含模擬掩埋條件(如，在任何典型ASTM標準下，舉例但非限於，D-5511及/或D-5526)、模擬工業堆肥條件(例如ASTM D-5338)、或模擬海洋條件(例如ASTM D-6691)。換言之，該其他非生物可分解性高分子材料之部分由於某種未知的原因，現在成為生物可分解的，與基於碳水化合物材料相同。舉例而言，若該物品係由包含25%基於碳水化合物之高分子材料之混合物所形成，該物品於該等條件下的生物分解量係高於25%(即，該其他高分子材料之部分亦分解掉，即使該其他高分子材料本身在相似條件下不可分解)。
本案申請人取得第三方測試結果，顯示該分解作用可相對迅速地發生，例如有時可於約180天(6個月)內、於約1年內、於約2年內、於約3年內發生，相對於5年內而言。
外加於或替代於生物可分解性，該物品及方法可提供增加的強度(例如，落錘強度(dart strength)或其他強度特徵增加至少5%)，此係與不含該基於碳水化合物之高分子材料而僅由該其他高分子材料製成之物品相較。
本發明之其他面向係關於以再生性或永續性“綠色”塑膠材料及該基於碳水化合物(例如基於澱粉)的高分子材料所形成的物品。舉例而言，於 一實施例中該其他高分子材料亦可為永續性“綠色”高分子材料，來源為永續性資源(例如植物，如甘蔗、玉米等)。於一實施例中，該永續性高分子材料可被加工為聚合物，其與基於石化聚合物具有類似但不完全相同的特徵(例如，其可為“綠色”聚乙烯、“綠色”聚丙烯、“綠色”聚對苯二甲酸乙二酯(PET)等)。與由石化原料製成的相同聚合物(如聚乙烯)相較，此種“綠色”聚合物可具有類似但不完全相同的化學及物理特性。該基於碳水化合物之高分子材料，藉由混合或其他形成方式，可實質地添加生物分解性特徵至該永續性高分子材料，其中該永續性高分子材料可能不具有此種生物分解性特徵(或，若永續性高分子材料已具備一些生物分解性，則可強化此種特徵)。
外加於或替代於生物可分解性，該物品可具有增加的強度，此係與其他類似物品相較，但其製備係包含該基於碳水化合物之高分子材料。舉例而言，一實施例係關於一物品，包含一種或多種基於碳水化合物之高分子材料(例如前述材料)及一種或多種永續性高分子材料，其來源為永續性植物來源，其中，與不含該基於碳水化合物之高分子材料所製成物品相較，該物品之強度至少提高5%。舉例而言，本案申請人發現，與僅含該永續性高分子材料者相較，該物品包含此種基於碳水化合物之高分子材料(例如，為該兩種高分子材料之混合物)可提供增加的強度。
本發明的另一面向係關於，於膜製備期間運用吹脹比(blow-up ratio)及/或模隙(die gap)以增加由此種基於碳水化合物之高分子材料及其他高分子材料的混合物所製得膜的膜強度的方法。尤其是，本案申請人發現，大部分由不同樹脂材料(例如聚乙烯及/或聚丙烯)所吹製的塑膠膜強度不會受到吹脹比改變而影響，但是，當如此處所述，該再生性基於碳水化合物(例如基 於澱粉)的高分子材料具有特定非晶型特徵、特定玻璃轉移溫度特徵、菲卡軟化溫度特徵、或熱變形溫度特徵、及/或特定彈性模數特徵，且其被包含於該樹脂混合物而吹製成膜時，該強度會變為依吹脹比及/或模隙而定，且可能僅能以極端狹隘的條件範圍才能吹製成膜。本案申請人已實際成功吹製可薄至0.1mil且具有顯著強度之薄膜；在先前技術中，據信以已知的樹脂或製備方法進行此種薄膜吹製為不可能。
吹脹比意指，將所吹得膜的最大直徑除以該吹膜設備的吹模(die)直徑。典型地，當該熔融樹脂材料出自該吹模時，直徑會部分增加，且開始朝上移動、穿過“冷線(frost line)”朝向所吹得膜泡之部分，於該處，該樹脂材料不再呈熔融態而固化。固化與結晶化典型係於冷線處發生，於該位置可觀察到所吹得膜泡開始呈現不透明或“霜狀”。本案申請人觀察到，當使用此處所述的特定再生性基於碳水化合物之高分子材料時，可獲得增加的強度，超越其他類似的吹製塑膠膜(但不具有基於碳水化合物之高分子材料)的強度。此種強度增加係藉由選擇高吹脹比及/或窄模隙而達成。據信應為該基於碳水化合物之高分子材料的分子結構的對齊、定向、及/或延伸的結果，其係均相分佈於該樹脂混合物整體中，從而形成薄膜。據信，所觀察到的強度增加，至少有部分來自於在該膜中該非晶型再生性基於碳水化合物之高分子材料的對齊與定向。
換言之，如此處所述，該特定再生性基於碳水化合物之高分子材料可與所述特定操作條件組合，而增進所得薄膜的強度；更不用說，以該再生性基於碳水化合物之高分子材料替換該薄膜的其他高分子成分所獲得的永續性優點。
尤其是，典型所得薄膜係以吹脹比約1.5所吹得。本案申請人發現，當用於吹製成膜的樹脂混合物包含再生性基於碳水化合物之高分子材料如NuPlastiQ或環保澱粉樹脂(Eco Starch Resin“ESR”)(申請人所販售)時，藉由增加該吹脹比至至少2.0，例如自2.2至2.8(如，約2.5)，較高吹脹比會產生顯著增加的膜強度。舉例而言，與不含NuPlastiQ或ESR但其餘成分相同的薄膜強度相較，NuPlastiQ或ESR與典型高分子樹脂(例如聚乙烯及/或聚丙烯)之混合物，在吹脹比1.5時可具有實質相同的強度特徵。
此種薄膜(不含NuPlastiQ或ESR)在吹脹比增加時並不具有任何顯著的強度增加，因此，在吹製此種薄膜時沒有理由去變動吹脹比的值。本案申請人發現，當該樹脂混合物包含NuPlastiQ或ESR時，於應用高吹脹比時(如至少2.0)，該強度明顯增加，如前所述。
更進一步地，NuPlastiQ或ESR沒有替代性熱塑性澱粉材料所遭遇的許多問題，該等問題使該等材料用於形成相對薄的薄膜(如2密耳以下，典型為1.5密耳以下，例如0.1至1.5密耳)的能力受到抑制。該等發現之組合使得本案申請人能夠製備所欲厚度且具有增加強度的薄膜，此係與以相同材料但不含NuPlastiQ或ESR(或增容劑，即，由其他高分子材料如聚乙烯單獨形成)之薄膜相較。當於該混合物中使用NuPlastiQ或ESR時，該發現亦能製備相同強度的薄膜，但具有增加的厚度。此種結果係令人驚訝且有利的，能夠製備包含顯著份量的再生性樹脂的薄膜，同時增加強度。並可藉由運用吹脹比及/或模隙而達成上述。本案申請人亦發現，藉由確保應用於吹膜設備之模隙為相對狹窄，亦使增加強度為可能。再次強調，窄模隙在許多習知熱塑性澱粉混合物的實務操作中為不可能，此可由洛夫根斯獲得證實(其所用模隙為1.6至1.8mm)。本發 明可應用1000微米(micron)以下的模隙，更典型為500微米以下。據此，依據本發明之吹脹比及/或模隙可用於提供增加的膜強度。
舉例言之，一實施例係關於對吹製塑膠膜提供增加強度的方法，該方法係包括以吹膜設備吹製塑膠膜，該膜係由第一高分子材料(例如，聚乙烯、其他聚烯烴、或其他習知高分子材料)與一再生性基於碳水化合物之高分子材料之混合物所吹製成。該再生性基於碳水化合物之高分子材料可為實質上非晶型，具有不超過20%之晶體；其可具有至少1.0GPa之楊氏模數，及/或70℃至100℃之玻璃轉移溫度、熱變形溫度、或菲卡軟化溫度。該吹膜設備可在高吹脹比及/或窄模隙下操作，例如在吹製該膜時至少2.0之吹脹比、或該模隙可不超過500微米。該高吹脹比及/或窄模隙可提供該吹得塑膠膜具有增加的強度(例如，與其他條件均相同，但為較低吹脹比及/或較大模隙者相較)。
另一實施例可關於藉由運用運用該吹脹比而增加吹得塑膠膜強度的方法，該方法包括以吹膜設備吹製一塑膠膜，該膜係由包含第一高分子材料與第二高分子材料，其包括一再生性基於碳水化合物之高分子材料，之混合物所吹製成。該再生性基於碳水化合物之高分子材料可為實質上非晶型，具有不超過20%之晶體；具有至少1.0GPa之楊氏模數，並具有70℃至100℃之玻璃轉移溫度、菲卡軟化溫度、或熱變形溫度。該方法可進一步包含：運用(亦即，特定選用)該吹膜設備之吹脹比，以選擇至少2.0之高吹脹比，以增加該膜之強度(例如，與其他條件均相同，但為較低吹脹比者相較)。外加於或替代於運用吹脹比，該方法可包含運用(亦即，特定選用)該吹膜設備之模隙，以選擇不超過500微米之窄模隙，因此該窄模隙及/或高吹脹比係增加該膜的強度(例如，與其他條件均相同，但為較高模隙及/或較低吹脹比者相較)。
本發明之另一實施例可關於減少因包含基於澱粉之高分子材料或其他基於碳水化合物之高分子材料所致的獨特氣味的方法，以及包含此種降低氣味的物品。此處所述之基於碳水化合物之高分子材料、及其他類似的基於碳水化合物之高分子材料，具有獨特的輕微燒焦澱粉、爆米花、或焦糖玉米類型氣味。雖非典型無法忍受的氣味，但於一些由包含該基於碳水化合物之高分子材料之材料之混合物所製成的物品中，此氣味仍然相當明顯；尤其是當該完成物品在幾何學上為相對“密閉的”(例如，於一杯子中)，或其他封閉結構，其容積以該塑膠材料於二、三或更多側為界。此種獨特氣味可能會累積於該封閉的容積中，便對消費者或在其他應用上成為明顯的氣味(例如，若使用者將鼻子放入此種杯子並嗅聞)。
本案申請人期望移除或最小化此種獨特氣味，故，該氣味會類似於或等同於以標準(例如石化為基底的)高分子材料所製成的物品所存有的氣味(典型為無味)。舉例而言，依據本發明之物品可由此種標準“其他高分子材料”及該基於碳水化合物之高分子材料之混合物所形成，如前述及此處所述。本案申請人發現，藉由添加非常小份量的除臭劑，尤其是有機除臭劑，可實質地移除或最小化該獨特氣味。
已有一些先前技術試圖減少由乾燥酒粕(distillers dried grains，DDG)材料所致臭味，例如WO2009058426所述，其作法需要添加相對高量的活性碳或蒸氣活化無煙煤材。要達到某種程度的有效可能性，此種材料的濃度需求高，且此種材料成本過高，因此在商業實施上不可行。另外，添加高量的深色活性碳或蒸氣活化無煙煤材並非所欲，這會使它們在某些條件下等同顏料而 使該塑膠材料染色；當高清晰度的薄膜、高彩度物品或其他類似物品為所欲時，這會造成很大的問題。
因此，本發明之一實施例可關於一永續性塑膠材料，包含如前述之該基於碳水化合物之高分子材料、其他高分子材料，且亦包含除臭劑。在缺乏該除臭劑的情況下，該基於碳水化合物之高分子材料會使該永續性塑膠材料具有特殊的碳水化合物的燒焦氣味。於一實施例中，該除臭劑可為有機的，並包括芳香族化合物(例如包含苯環)，例如苯甲醛化合物、苄基酮化合物、或其他苯衍生物。於一實施例中，該有機除臭劑可包括凍乾水果或蔬菜、或水果或蔬菜之萃取物，例如香草精。該有機除臭劑實際上可萃取自水果、蔬菜或其他植物；或可包括芳香族化合物，其典型地可發現於萃取物中，但為人工合成(例如，合成香草精或其他合成芳香族化合物可適用)。香草精為一芳香族苯甲醛化合物，亦已知為4-羥基-3-甲氧基苯甲醛。
本案申請人驚訝地發現，非常小份量的芳香族除臭劑係足以實質移除任何由該基於碳水化合物之高分子材料所致之獨特氣味，該基於碳水化合物之高分子材料係包含於製備該永續性塑膠材料之混合物中。舉例而言，為了實質移除該氣味，除臭劑對該基於碳水化合物之高分子材料之重量比例為1：1000或更低。舉例而言，低至100ppm、50ppm、或甚至20ppm或更低，係足以移除該獨特氣味的實質標記。
此為驚人發現，僅需如此低量的除臭劑即可移除該氣味。因為所需量如此低，且該氣味似乎並非典型地被該除臭劑的味道取代或掩蓋，據信該機制可能並非簡單的掩蓋掉該獨特碳水化合物氣味。雖然並未完全理解該機制，但可能為該芳香族或其他有機除臭劑與該獨特氣味的化合物之間的化學交互作 用，在該熱塑性混合物熔融並形成所欲物品期間加熱該基於碳水化合物之高分子材料時所產生。
該除臭劑可被包含於該基於碳水化合物之高分子材料中，例如，於其母料中。因此，一實施例可為此種永續性熱塑性基於碳水化合物之高分子材料，具有減少的氣味，其包含預混合於該基於碳水化合物之高分子材料之該有機除臭劑。該有機除臭劑對該基於碳水化合物之高分子材料之重量比可為不高於1：1000(即，與該除臭劑的量相較，該基於碳水化合物之高分子材料為至少1000倍以上)。於一實施例中，除臭劑對基於碳水化合物之高分子材料之比例可為更稀，例如1：50,000。
本發明顯然亦包括相關方法，例如，降低包含基於碳水化合物之高分子材料之材料混合物之獨特氣味之方法，例如，藉由在該混合物中包含小份量的有機除臭劑。此處該基於碳水化合物之高分子材料係提供作為母料，而該除臭劑係提供於母料中，已與該基於碳水化合物之高分子材料混合好。因此，當該母料接著與一高分子樹脂材料(例如，眾多不同塑膠樹脂之任一者，例如PE、PP、其他聚烯烴、聚酯、聚苯乙烯、PBAT、聚碳酸酯或其他)混合時，該混合材料亦包含該除臭劑混合其中。
[欲請求之例示性概念之摘要]
1.一物品，包括：一種或多種實質上非晶型之基於碳水化合物之高分子材料(例如基於澱粉之高分子材料)具有低於20%、低於10%之晶體，具有特定玻璃轉移溫度、熱變形溫度、菲卡軟化溫度、特定楊氏模數及/或NuPlastiQ或ESR的其他特徵；以及一種或多種基於聚烯烴之高分子材料；其中該物品具有每密耳厚度約至少140公克之落錘衝擊測試值。
2.如申請專利範圍第1項之物品，其中，該一種或多種基於澱粉之高分子材料係由一種或多種澱粉及一種或多種塑化劑所形成。
3.如申請專利範圍第2項之物品，其中，該一種或多種澱粉包括馬鈴薯澱粉、玉米澱粉、木薯澱粉之一種或多種，且該塑化劑包括甘油。
4.如申請專利範圍第1項之物品，其中，該一種或多種基於聚烯烴之高分子材料包括聚乙烯。
5.如申請專利範圍第1項之物品，其中，該物品為一袋子，具有約0.01mm至0.1mm之厚度，且該袋子包含一空腔，具有約1L至約100L之容積。
6.如申請專利範圍第1項之物品，其中：該一種或多種基於澱粉之高分子材料包括該物品之約20wt%至40wt%；該一種或多種基於聚烯烴之高分子材料包括該物品之約60wt%至80wt%；該物品具有約0.02mm至0.05mm之厚度；且該物品具有每密耳厚度約265至330公克之落錘衝擊測試值。
7.如申請專利範圍第1項之物品，進一步包括一增容劑，以不超過該物品之8wt%存在。
8.一物品，包括：一實質上非晶型之基於碳水化合物之高分子材料(例如基於澱粉之高分子材料)具有低於20%、低於10%之晶體、特定玻璃轉移溫度、菲卡軟化溫度、或熱變形溫度、特定楊氏模數及/或NuPlastiQ或ESR的其他特徵，由澱粉混合物所形成，該澱粉混合物包含第一澱粉的第一含量及第二澱粉的第二含量；以及，一基於聚烯烴之高分子材料；其中，該物品具有一落錘衝擊測試值，其高於：(i)第一物品之第一落錘衝擊測試值，該第一物品包含該基於聚烯烴之高分子材料及第一基於澱粉之高分子材料(由該第一澱粉之單一澱粉所形成)，及(ii)第二物品之第二落錘衝擊測試值，該第二物品包含該 基於聚烯烴之高分子材料及第二基於澱粉之高分子材料(由該第二澱粉之單一澱粉所形成)。
9.如申請專利範圍第8項之物品，其中，該基於澱粉之高分子材料係由一種或多種塑化劑所形成。
10.如申請專利範圍第8項之物品，其中，該第一澱粉係包括或衍生自馬鈴薯澱粉、玉米澱粉、或木薯澱粉之一種；且該第二澱粉係包括或衍生自馬鈴薯澱粉、玉米澱粉、或木薯澱粉之另一種或由其所衍生。
11.如申請專利範圍第8項之物品，其中，基於澱粉之高分子材料係以該物品之約20wt%至約30wt%的量存在，且該基於聚烯烴之高分子材料係以該物品之約65wt%至約75wt%的量存在。
12.如申請專利範圍第11項之物品，其中，於形成該基於澱粉之高分子材料之澱粉混合物中，該第一澱粉包括約10wt%至50wt%，且該第二澱粉包括約50%至90%。
13.如申請專利範圍第12項之物品，其中，形成該基於澱粉之高分子材料之澱粉混合物係包含第三澱粉；於形成該基於澱粉之高分子材料之澱粉混合物中，該第三澱粉包括約10wt%至35wt%；且該物品之落錘衝擊測試值係高於第三物品之第三落錘衝擊測試值，該第三物品包含該基於聚烯烴之高分子材料及第三基於澱粉之高分子材料(由該第三澱粉之單一澱粉所形成)。
14.如申請專利範圍第8項之物品，其中，該物品具有一機械方向之拉伸伸長破裂值，其高於由該基於聚烯烴之高分子材料且無基於澱粉之高分子材料所形成之額外物品之機械方向之拉伸伸長破裂值。
15.如申請專利範圍第9項之物品，進一步包括一增容劑，以不超過該物品之8wt%存在。
16.一製程，包括：提供一種或多種石油化學基底(petrochemical-based)之高分子材料；提供一種或多種實質上非晶型之基於碳水化合物之高分子材料(例如基於澱粉之高分子材料)具有低於20%、低於10%之晶體、特定玻璃轉移溫度、菲卡軟化溫度、或熱變形溫度、特定楊氏模數及/或NuPlastiQ或ESR的其他特徵；混合該一種或多種石油化學基底之高分子材料及該一種或多種基於碳水化合物之高分子材料以製備一材料混合物；加熱該材料混合物至約120℃至180℃之溫度；以及，以該材料混合物製備一膜，該膜具有每密耳厚度約250至350公克之落錘衝擊測試值。
17.如申請專利範圍第16項之製程，其中，以該材料混合物製備該膜係包含：以擠壓該材料混合物而製備一擠出物體；以及，注射一氣體至該擠出物體中。
18.如申請專利範圍第16項之製程，其中：該一種或多種基於碳水化合物之高分子材料係由第一澱粉及第二澱粉所形成；且該膜具有一落錘衝擊測試值，其高於：(i)第一物品之第一落錘衝擊測試值，該第一物品包含該一種或多種石油化學基底之高分子材料及第一基於碳水化合物之高分子材料(由該第一澱粉之單一澱粉所形成)，及(ii)第二物品之第二落錘衝擊測試值，該第二物品包含該一種或多種石油化學基底之高分子材料及第二基於碳水化合物之高分子材料(由該第二澱粉之單一澱粉所形成)。
19.如申請專利範圍第16項之製程，其中：該材料混合物進一步包括一種或多種增容劑；及該材料混合物包含：約10wt%至40wt%之該一種或多 種基於碳水化合物之高分子材料、約60wt%至89wt%之一種或多種石油化學基底之高分子材料；及，自約1wt%但不超過8wt%之一種或多種增容劑。
20.如申請專利範圍第16項之製程，其中，該物品包含一膜，具有約0.02mm至0.05mm之厚度。.
1.一物品，包括：高分子成分，包括：一實質上非晶型之基於碳水化合物之高分子材料(例如基於澱粉之高分子材料)，具有低於20%、低於10%之晶體、特定玻璃轉移溫度、菲卡軟化溫度、或熱變形溫度、特定楊氏模數及/或NuPlastiQ或ESR的其他特徵；由至少第一澱粉所形成；及另一種高分子材料；其中，以生物甲烷潛力測試(biomethane potential test)之結果為基礎，該高分子成分的分解量在91天後係高於該基於澱粉之高分子材料的量，該測試係於溫度約52℃、以具有約55wt%水及約45wt%有機固體接種(inoculum)進行。
2.如申請專利範圍第1項之物品，其中，實質上所有的基於澱粉之高分子材料於91天後生物分解掉，此係以該生物甲烷潛力測試所測量，係於溫度約52℃、以具有約55wt%水及約45wt%有機固體接種進行。
3.如申請專利範圍第1項之物品，其中，該物品進一步包括一生物分解作用助進劑，含量為約0.5wt%至2.5wt%。
4.如申請專利範圍第1項之物品，其中，該物品係實質上不含生物分解作用助進劑.
5.如申請專利範圍第4項之物品，其中，以於溫度約52℃、以具有約55wt%水及約45wt%有機固體接種進行的該生物甲烷潛力測試結果為依據，該物品具有高於基於澱粉之高分子材料的量的約5%至60%的於91天後的該物品的生物降解量。
6.如申請專利範圍第1項之物品，其中，該基於澱粉之高分子材料係由包含一種或多種塑化劑的材料所形成。
7.如申請專利範圍第1項之物品，其中，該基於澱粉之高分子材料係由第一澱粉及第二澱粉所形成，其中該第一澱粉係包含或衍生自馬鈴薯澱粉、玉米澱粉、或木薯澱粉之一種；且該第二澱粉係包含或衍生自馬鈴薯澱粉、玉米澱粉、或木薯澱粉之另一種。
8.如申請專利範圍第7項之物品，其中，該第一澱粉之第一含量包括約10wt%至50wt%之澱粉混合物，且該第二澱粉之第二含量包括約50wt%至90wt%之澱粉混合物，該澱粉混合物係用以形成該基於澱粉之高分子材料。
9.如申請專利範圍第1項之物品，進一步包括一增容劑，以最高為該物品之8wt%存在。
10.一物品，包括：高分子成分，包括：一種或多種實質上非晶型之基於碳水化合物之高分子材料(例如基於澱粉之高分子材料)，具有低於20%、低於10%之晶體、特定玻璃轉移溫度、菲卡軟化溫度、或熱變形溫度、特定楊氏模數及/或NuPlastiQ或ESR的其他特徵；由一種或多種碳水化合物所形成；以及一種或多種石油化學基底之高分子材料； 其中，該高分子成分於91天後生物分解的量係大於該一種或多種基於碳水化合物之高分子材料的量，此係以生物甲烷潛力測試結果為基礎，該測試係於溫度約40℃至50℃、以具有約50wt%至60wt%的水及約40wt%至50wt%的有機固體接種進行
11.如申請專利範圍第10項之物品，其中該物品包括約20wt%至40wt%的該一種或多種基於碳水化合物之高分子材料，及約65wt%至85wt%的一種或多種石油化學基底之高分子材料。
12.如申請專利範圍第11項之物品，其中，該高分子成分於91天後生物分解的量為約30%至50%，此以於溫度約52℃、以具有約55wt%水及約45wt%有機固體接種進行的生物甲烷潛力測試結果為依據。
13.如申請專利範圍第10項之物品，其中，該高分子成分於62天後生物分解的量為約25%至35%，此以於溫度約52℃、以具有約55wt%水及約45wt%有機固體接種進行的生物甲烷潛力測試結果為依據。
14.如申請專利範圍第10項之物品，其中，該一種或多種石油化學基底之高分子材料包含第一石油化學基底之高分子材料及第二石油化學基底之高分子材料，該第二石油化學基底之高分子材料依據ASTM D-6400標準為堆肥性。
15.一製程，包括：提供一種或多種石油化學基底之高分子材料；提供一種或多種實質上非晶型之基於碳水化合物之高分子材料(例如基於澱粉之高分子材料)，具有低於20%、低於10%之晶體、特定玻璃轉移溫度、 菲卡軟化溫度、或熱變形溫度、特定楊氏模數及/或NuPlastiQ或ESR的其他特徵；由一種或多種碳水化合物所形成；混合該一種或多種石油化學基底之高分子材料及該一種或多種基於碳水化合物之高分子材料以製備材料混合物；以約120℃至180℃範圍之溫度加熱該材料混合物；以該材料混合物製備一膜，其中：該膜係包含由該一種或多種石油化學基底之高分子材料及該一種或多種基於碳水化合物之高分子材料所組成之高分子成分；及該高分子成分於91天後生物分解的量係大於該一種或多種基於碳水化合物之高分子材料的量，此以於溫度約52℃、以具有約55wt%水及約45wt%有機固體接種進行的生物甲烷潛力測試結果為依據。
16.如申請專利範圍第15項，其中：該一種或多種基於碳水化合物之高分子材料係由第一澱粉及第二澱粉所形成；及實質上所有該一種或多種基於碳水化合物之高分子材料於91天後生物分解，此以於溫度約52℃、以具有約55wt%水及約45wt%有機固體接種進行的生物甲烷潛力測試結果為依據。
17.如申請專利範圍第15項，其中，該材料混合物包含：至多8wt%之一種或多種增容劑；約10wt%至40wt%的該一種或多種基於碳水化合物之高分子材料；及約60wt%至90wt%的該一種或多種石油化學基底之高分子材料。
18.如申請專利範圍第15項，進一步包括以該膜製備一袋子。
19.如申請專利範圍第15項，其中該袋子具有約0.02mm至0.05mm的厚度，且該袋子包含一空腔，具有約5L至20L之容積。
20.如申請專利範圍第15項，其中：該材料混合物係於一擠型機的複數腔室中加熱；該擠型機的第一腔室係設定第一溫度；及該擠型機的第二腔室係設定與第一溫度不同的第二溫度。
21.一物品，包括：高分子成分，包括：一實質上非晶型之基於碳水化合物之高分子材料(例如基於澱粉之高分子材料)，具有低於20%、低於10%之晶體、特定玻璃轉移溫度、菲卡軟化溫度、或熱變形溫度、特定楊氏模數及/或NuPlastiQ或ESR的其他特徵，由至少第一澱粉所形成；及一合成的高分子材料；其中，於模擬掩埋條件、模擬堆肥條件、模擬海洋條件下，高分子成分於約1年後生物分解的量係大於該基於澱粉之高分子材料的量。
22.如申請專利範圍第21項之物品，其中該合成的高分子材料至少25%於約3年內生物分解。
23.如申請專利範圍第21項之物品，其中，該基於澱粉之高分子材料係由第一澱粉及第二澱粉所形成，其中該第一澱粉係包含或衍生自馬鈴薯澱粉、玉米澱粉、或木薯澱粉之一種；且該第二澱粉係包含或衍生自馬鈴薯澱粉、玉米澱粉、或木薯澱粉之另一種。
係包含或衍生自馬鈴薯澱粉、玉米澱粉、或木薯澱粉；且該第二澱粉係包含或衍生自馬鈴薯澱粉、玉米澱粉、或木薯澱粉
24.如申請專利範圍第23項之物品，其中，該第一澱粉之量包括澱粉混合物約10wt%至50wt%，該第一澱粉之量包括澱粉混合物約50wt%至90wt%，該澱粉混合物係用以形成該基於澱粉之高分子材料。
25.如申請專利範圍第21項之物品進一步包括一增容劑。
1.一物品，包括：一實質上非晶型之基於碳水化合物之高分子材料(例如基於澱粉之高分子材料)，具有低於20%、低於10%之晶體、特定玻璃轉移溫度、菲卡軟化溫度、或熱變形溫度、特定楊氏模數及/或NuPlastiQ或ESR的其他特徵，用以提供該物品之其他材料生物可分解性；及一永續性高分子材料，來自永續性植物來源；其中，於模擬掩埋條件下，該物品於5年內生物分解的量係大於該基於碳水化合物之高分子材料的量。
2.如1所述之物品，其中，該基於碳水化合物之高分子材料包括基於澱粉之高分子材料。
3.如1所述之物品，其中，該永續性高分子材料包括由永續性植物來源所形成之聚乙烯、聚丙烯、或聚對苯二甲酸乙二酯之一種或多種。
4.如3所述之物品，其中，該永續性高分子材料係由甘蔗或玉米之一種或多種所形成。
5.如2所述之物品，其中，該基於澱粉之高分子材料係由一種或多種澱粉所形成，該澱粉包括馬鈴薯澱粉、玉米澱粉、或木薯澱粉之一種或多種。
6.如5所述之物品，其中，該基於澱粉之高分子材料係由兩種或更多種澱粉所形成，第一澱粉包括馬鈴薯澱粉、玉米澱粉、或木薯澱粉之一種或多種，第二澱粉包括馬鈴薯澱粉、玉米澱粉、或木薯澱粉之另一種的一種或多種。
7.如6所述之物品，其中：相對於該第一澱粉及該第二澱粉之總重，該第一澱粉包括約50%至90wt%，且該第二澱粉包括約10%至50wt%；及該基於碳水化合物之高分子材料之量包括約10%至40wt%之該基於碳水化合物之高分子材料及該永續性高分子材料之總重，且該永續性高分子材料之量包括約60%至90wt%之該基於碳水化合物之高分子材料及該永續性高分子材料之總重。
8.如7所述之物品，其中，與不含該基於碳水化合物之高分子材料而僅由該永續性高分子材料製成之物品相較，該物品之強度至少提高約5%。
9.如1所述之物品，其中，該物品之至少90%之高分子成分係來自永續性資源。
10.如1所述之物品，其中，該物品包括一膜。
11.如1所述之物品，其中，該物品包括一瓶子或一板子之至少一種。
12.一物品，包括：一種或多種實質上非晶型之基於碳水化合物之高分子材料(例如基於澱粉之高分子材料)，具有低於20%、低於10%之晶體、特定玻璃轉移溫度、菲卡軟 化溫度、或熱變形溫度、特定楊氏模數及/或NuPlastiQ或ESR的其他特徵，用以提供該物品之其他材料生物可分解性；及一種或多種永續性高分子材料係來自永續性植物來源；其中，與不含該基於碳水化合物之高分子材料而僅由該永續性高分子材料製成之物品相較，該物品之強度至少提高約5%。
13.如12所述之物品，其中，該物品包括一膜並具有至少約100g/密耳厚度之落錘衝擊強度。
14.如12所述之物品，其中，該永續性高分子材料包括由永續性植物來源所形成之聚乙烯、聚丙烯、或聚對苯二甲酸乙二酯之一種或多種。
15.如14所述之物品，其中，該永續性高分子材料係由甘蔗或玉米之一種或多種所形成。
16.如12所述之物品，其中，該基於碳水化合物之高分子材料係包括基於澱粉之高分子材料。
17.如16所述之物品，其中，該基於澱粉之高分子材料係由一種或多種澱粉所形成，該澱粉包括馬鈴薯澱粉、玉米澱粉、或木薯澱粉之一種或多種。
18.如17所述之物品，其中，該基於澱粉之高分子材料係由兩種或更多種澱粉所形成，第一澱粉包括馬鈴薯澱粉、玉米澱粉、或木薯澱粉之一種或多種，且第二澱粉包括馬鈴薯澱粉、玉米澱粉、或木薯澱粉之另一種的一種或多種。
19.如18所述之物品，其中： 相對於該第一澱粉及該第二澱粉之總重，該第一澱粉包括約50%至90wt%，且該第二澱粉包括約10%至50wt%；及該基於碳水化合物之高分子材料之量包括約10%至40wt%之該基於碳水化合物之高分子材料及該永續性高分子材料之總重，且該永續性高分子材料之量包括約60%至90wt%之該基於碳水化合物之高分子材料及該永續性高分子材料之總重。
20.如12所述之物品，其中，與不含該基於碳水化合物之高分子材料而僅由該永續性高分子材料製成之物品相較，該物品之強度至少提高約10%。
21.如12所述之物品，其中，該物品之至少90%之高分子成分係來自永續性資源。
22.如12所述之物品，其中，該物品包括一膜。
23.如12所述之物品，其中，該物品包括一瓶子或一板子之至少一種。
1.一種方法，係使本身並非生物可分解的塑膠材料具有生物分解性，該方法包括：提供一塑膠材料，其本身並非生物可分解性；提供一種或多種實質上非晶型之基於碳水化合物之高分子材料(例如基於澱粉之高分子材料)，具有低於20%、低於10%之晶體、特定玻璃轉移溫度、菲卡軟化溫度、或熱變形溫度、特定楊氏模數及/或NuPlastiQ或ESR的其他特徵；選擇該一種或多種基於碳水化合物之高分子材料係對其本身並非生物可分解性之該塑膠材料提供生物可分解性；及 混合該基於碳水化合物之高分子材料及該塑膠材料。
2.如申請專利範圍第1項之方法，其中，該一種或多種基於碳水化合物之高分子材料包括一種或多種基於澱粉之高分子材料。
3.如申請專利範圍第2項之方法，其中，該一種或多種基於澱粉之高分子材料係由一種或多種澱粉及一種或多種塑化劑所形成。
4.如申請專利範圍第3項之方法，其中，該一種或多種澱粉包括馬鈴薯澱粉、玉米澱粉、或木薯澱粉之一種或多種，且該塑化劑包括甘油。
5.如申請專利範圍第3項之方法，其中，該基於澱粉之高分子材料係由至少兩種不同澱粉之混合物所形成。
6.如申請專利範圍第5項之方法，其中，形成該基於澱粉之高分子材料之該兩種不同澱粉包含(i)馬鈴薯澱粉、玉米澱粉、或木薯澱粉之一種，及(ii)馬鈴薯澱粉、玉米澱粉、或木薯澱粉之另一種，其中(ii)之選擇係不同於(i)。
7.如申請專利範圍第6項之方法，其中，形成該基於澱粉之高分子材料之該兩種不同澱粉係由下表所示擇一：
8.如申請專利範圍第1項之方法，其中，該塑膠材料包括聚烯烴。
9.如申請專利範圍第1項之方法，其中，該塑膠材料包括聚乙烯。
10.如申請專利範圍第9項之方法，其中，該塑膠材料包括聚乙烯膜，該膜係由該基於碳水化合物之高分子材料及聚乙烯之混合物所形成。
11.如申請專利範圍第1項之方法，其中，該塑膠材料包括一種或多種of聚乙烯、聚丙烯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚酯、聚苯乙烯、ABS、尼龍、聚氯乙烯、或聚碳酸酯。
12.如申請專利範圍第1項之方法，其中，混合5wt%之該基於碳水化合物之高分子材料與該塑膠材料，足以讓該塑膠材料成為生物可分解性。
13.如申請專利範圍第1項之方法，其中，該基於碳水化合物之高分子材料及塑膠材料之混合物包含至少5wt%之該基於碳水化合物之高分子材料。
14.如申請專利範圍第1項之方法，其中，該基於碳水化合物之高分子材料及塑膠材料之混合物包含5wt%至50wt%之該基於碳水化合物之高分子材料。
15.如申請專利範圍第1項之方法，其中，該基於碳水化合物之高分子材料及塑膠材料之混合物包含10%至50wt%之該基於碳水化合物之高分子材料。
16.如申請專利範圍第1項之方法，其中，該基於碳水化合物之高分子材料及塑膠材料之混合物包含20%至40wt%之該基於碳水化合物之高分子材料。
17.如申請專利範圍第1項之方法，其中，該基於碳水化合物之高分子材料及塑膠材料之混合物進一步包含一增容劑。
18.如申請專利範圍第17項之方法，其中，該增容劑包括該混合物之不超過10wt%。
19.一種方法，係使本身並非生物可分解的塑膠材料具有生物分解性，該方法包括：提供一本身並非生物可分解性的塑膠材料；提供一種或多種實質上非晶型之基於碳水化合物之高分子材料(例如基於澱粉之高分子材料)，具有低於20%、低於10%之晶體、特定玻璃轉移溫度、菲卡軟化溫度、或熱變形溫度、特定楊氏模數及/或NuPlastiQ或ESR的其他特徵，選擇該一種或多種基於碳水化合物之高分子材料係對其本身並非生物可分解性之該塑膠材料提供生物可分解性；以及混合該基於碳水化合物之高分子材料及該塑膠材料，其中，該基於碳水化合物之高分子材料係使該塑膠材料為生物可分解。
1.一種使吹得塑膠膜具有增加強度的方法，該方法包括：以吹膜設備吹製一塑膠膜，該膜係由包含第一高分子材料及再生性基於澱粉之高分子材料的混合物所吹製，其中，該再生性基於澱粉之高分子材料為(i)實質上非晶性，具有不超過20%之晶體、(ii)具有至少1.0GPa之楊氏模數、及/或(iii)具有70℃至100℃之玻璃轉移溫度、菲卡軟化溫度、或熱變形溫度100℃；其中：(A)吹製該塑膠膜時，該吹膜設備係以至少2.0之高吹脹比操作，其中，該高吹脹比係提供所得塑膠膜具有提升的強度；及/或(B)該吹膜設備之模隙為不超過500微米之窄模隙，其中，該窄模隙係使該吹製之塑膠膜具有提升的強度。
2.如申請專利範圍第1項之方法，其中，該第一高分子材料係包括聚烯烴。
3.如申請專利範圍第1項之方法，其中，該第一高分子材料包括聚乙烯、聚丙烯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚酯、聚苯乙烯、ABS、尼龍、聚氯乙烯、或聚碳酸酯之一種或多種。
4.如申請專利範圍第1項之方法，其中，該第一高分子材料包括聚乙烯或聚丙烯之至少一種。
5.如申請專利範圍第1項之方法，其中，該吹得塑膠膜具有自0.1密耳(mil))至10密耳之厚度。
6.如申請專利範圍第1項之方法，其中，該吹脹比為自2.2至2.8。
7.如申請專利範圍第1項之方法，其中，該吹脹比為約2.5。
8.如申請專利範圍第1項之方法，其中，該再生性基於澱粉之高分子材料係由至少兩種不同澱粉之混合物所形成。
9.一種藉由運用吹脹比提升吹得塑膠膜之強度之方法，該方法包括：以吹膜設備吹製一塑膠膜，該膜係由包含第一高分子材料及第二高分子材料的混合物所吹製，該第二高分子材料包括再生性基於澱粉之高分子材料，其中，該再生性基於澱粉之高分子材料為(i)實質上非晶性，具有不超過20%之晶體、(ii)具有至少1.0GPa之楊氏模數、及(iii)具有70℃至100℃之玻璃轉移溫度、菲卡軟化溫度、或熱變形溫度100℃；運用該吹膜設備之吹脹比，選擇至少2.0之高吹脹比，以提升該吹得塑膠膜的強度。
10.如申請專利範圍第9項之方法，其中，藉由選擇該高吹脹比，該強度係提升至少1%。
11.如申請專利範圍第9項之方法，其中，藉由選擇該高吹脹比，該強度係提升至少10%。
12.如申請專利範圍第9項之方法，其中，該吹脹比為自2.2至2.8。
13.如申請專利範圍第9項之方法，其中，該吹脹比為約2.5。
14.如申請專利範圍第9項之方法，其中，該吹得塑膠膜具有自0.1密耳至10密耳之厚度。
15.一種藉由運用吹脹比及模隙提升吹得塑膠膜之強度之方法，該方法包括：以吹膜設備吹製一塑膠膜，該膜係由包含第一高分子材料及第二高分子材料的混合物所吹製，該第二高分子材料包括再生性基於澱粉之高分子材料，其中，該再生性基於澱粉之高分子材料為(i)實質上非晶性，具有不超過20%之晶體、(ii)具有至少1.0GPa之楊氏模數、及(iii)具有70℃至100℃之玻璃轉移溫度、菲卡軟化溫度、或熱變形溫度100℃；運用該吹膜設備之模隙，故選擇不超過500微米之窄模隙；及當吹至該塑膠膜時，運用該吹脹比為至少2.0之值，其中，該高吹脹比及/或窄模隙係提供該吹得塑膠膜具有提升的強度。
16.如申請專利範圍第15項之方法，其中，該吹脹比為至少2.0。
17.如申請專利範圍第15項之方法，其中，該吹脹比為自2.2至2.8。
18.如申請專利範圍第15項之方法，其中，該吹脹比為約2.5。
19.如申請專利範圍第15項之方法，其中，該模隙為自250微米至500微米。
20.如申請專利範圍第15項之方法，其中，該吹得塑膠膜具有自0.1密耳至10密耳之厚度。
1.一種具有減少的氣味的永續性塑膠材料，包括：高分子樹脂；有機除臭劑；及一種基於碳水化合物之高分子材料，其中，在缺乏該有機除臭劑下，該基於碳水化合物之高分子材料係使該永續性塑膠材料具有獨特的碳水化合物的燒焦氣味。
2.如申請專利範圍第1項之材料，其中，該有機除臭劑係包括凍乾粉末。
3.如申請專利範圍第1項之材料，其中，該有機除臭劑係包括香草萃取物。
4.如申請專利範圍第1項之材料，其中，該有機除臭劑係包括香草精。
5.如申請專利範圍第1項之材料，其中，該有機除臭劑具有下列化學結構式：
6.如申請專利範圍第1項之材料，其中，該有機除臭劑主要由4-羥基-3-甲氧基苯甲醛所組成。
7.如申請專利範圍第1項之材料，其中，該有機除臭劑係包括不超過該塑膠材料之1%。
8.如申請專利範圍第1項之材料，其中，該有機除臭劑係包括不超過該塑膠材料之0.1%。
9.如申請專利範圍第1項之材料，其中，該有機除臭劑係包括不超過該塑膠材料之0.01%。
10.如申請專利範圍第1項之材料，其中，該有機除臭劑係包括不超過該塑膠材料之1000ppm。
11.如申請專利範圍第1項之材料，其中，該有機除臭劑係包括不超過該塑膠材料之100ppm。
12.如申請專利範圍第1項之材料，其中，該有機除臭劑係包括不超過該塑膠材料之50ppm。
13.如申請專利範圍第1項之材料，其中，該有機除臭劑係包括不超過該塑膠材料之20ppm。
14.如申請專利範圍第1項之材料，其中，該有機除臭劑之比例為，相對於該基於碳水化合物之高分子材料，自1：1000至1：100,000。
15.如申請專利範圍第1項之材料，其中，該有機除臭劑之比例為，相對於該基於碳水化合物之高分子材料，自1：25,000至1：75,000。
16.如申請專利範圍第1項之材料，其中，該有機除臭劑係包括水果萃取物。
17.如申請專利範圍第16項之材料，其中，該有機除臭劑係包括凍乾有機水果萃取物，係選自香草、草莓、藍莓、香蕉、蘋果、桃、梨、奇異果、芒果、百香果、覆盆子或其組合之萃取物。
18.如申請專利範圍第16項之材料，其中，該基於碳水化合物之高分子材料.該凍乾有機水果萃取物於該塑膠材料中所佔比例為，相對於該基於碳水化合物之高分子材料，不超過1：1000。
19.如申請專利範圍第1項之材料，其中，該基於碳水化合物之高分子材料為基於澱粉之高分子材料。
20.一種永續性熱塑性基於碳水化合物之高分子材料，具有減少的氣味，係包括：有機除臭劑；及一種基於碳水化合物之高分子材料；其中，該有機除臭劑對該基於碳水化合物之高分子材料之重量比為為不超過1：1000，據此，該基於碳水化合物之高分子材料高於有機除臭劑至少1000倍。
21.如申請專利範圍第20項之材料，進一步包括一熱塑性高分子樹脂，係與該永續性熱塑性基於碳水化合物之高分子材料混合，其中，該永續性熱塑性基於碳水化合物之高分子材料與該熱塑性高分子樹脂之熱混合會呈現出碳水化合物的燒焦氣味，但該有機除臭劑存在則否。
22.如申請專利範圍第21項之材料，其中，該熱塑性高分子樹脂係包括聚乙烯、聚丙烯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚酯、聚苯乙烯、ABS、尼龍、聚氯乙烯、或聚碳酸酯之一種或多種。
23.如申請專利範圍第22項之材料，其中，該基於碳水化合物之高分子材料及該熱塑性高分子樹脂之混合物係包含該基於碳水化合物之高分子材料之5%至50wt%。
1.一種製程，包括：提供一種或多種其他高分子材料(例如，石油化學基底之高分子材料)；提供一種或多種基於碳水化合物之高分子材料；混合該一種或多種其他高分子材料及該一種或多種基於碳水化合物之高分子材料以製備一混合物；加熱該混合物至約120℃至180℃之溫度；及以該混合物製備一膜，該膜具有約1至6微米之厚度及約40g至100g之落錘衝擊測試值。
1.一種製程，包括：提供一種或多種基於碳水化合物之高分子材料；提供一種或多種其他高分子材料(例如，包含PBAT或bioPE)；混合該一種或多種其他高分子材料及該一種或多種基於碳水化合物之高分子材料以製備一混合物；加熱該混合物至約120℃至180℃之溫度；及以該混合物製備一膜，該膜具有約10至100微米之厚度及約200g至600g之落錘衝擊測試值。
本發明之該等及其他優勢將可由後續說明書及申請專利範圍中完全呈現，或可經由此處所述之本發明之實施而理解。
100、100'、100"、100'''‧‧‧製程
102、104、106、106"、108、110、110'、110"、110'''‧‧‧步驟
200‧‧‧製造系統
202‧‧‧第一供料槽
204‧‧‧第二供料槽
206、208、210、212、214、216‧‧‧腔室
218‧‧‧模具
218a‧‧‧外側構件
218b‧‧‧內側構件
220‧‧‧管
222‧‧‧滾輪
224‧‧‧膜
226‧‧‧模隙
228‧‧‧冷線
第1圖顯示本發明之形成一物品之例示性方法之流程圖。
第1A圖顯示，藉由運用吹脹比以提升吹得塑膠膜強度之例示性方法之流程圖。
第1B圖顯示，於包含該基於碳水化合物之高分子材料及其他高分子材料之材料混合物中包含除臭劑之例示性方法之流程圖。
第1C圖顯示，形成一種基於碳水化合物之高分子材料，其包含抵銷該基於碳水化合物之高分子材料獨特氣味之除臭劑，及接著使用包含除臭劑之該基於碳水化合物之高分子材料製備一物品之例示性方法之流程圖。
第2A圖顯示，製備本發明物品之例示性製造系統之組件。
第2B圖顯示，第2A圖之吹膜設備之近視圖，顯示該模具、該模隙、該具有高吹脹比之吹得膜泡、及該膜泡之冷線。
第2C圖顯示，第2B圖之模具之部分截面近視圖，顯示該窄模隙。
第3圖顯示，不同塑膠之彈性模數及斷裂延伸率數據，其中，各種石化基底塑膠(標示為標準塑膠)為典型非生物可分解性及非堆肥性，另外則為於一種或多種面向上較“環境友善”的各種塑膠。
第4圖顯示，可由BiologiQ商業購得之例示性NuPlastiQ或“ESR”基於碳水化合物之高分子材料、及用於形成NuPlastiQ或ESR之天然玉米澱粉及天然馬鈴薯澱粉之混合物之X光繞射圖譜。
第5圖顯示，以於該膜中該基於碳水化合物之高分子材料之百分比為基礎，不同膜厚度之落錘強度。
第6圖顯示，由25%基於碳水化合物之高分子材料、約5%增容劑及約70% PE之混合物所形成之膜、與100% PE膜之不同膜厚度(由約0.1密耳至 最多2密耳)之落錘強度比較，亦顯示與現有生鮮包裝袋(produce bags)、提袋及馬鈴薯袋之比較。
第7圖顯示，包含NuPlastiQ或ESR之各種混成膜之不同膜厚度之落錘強度，對照組膜係由原始或再生材料所形成。
第8A-8B圖顯示，依據本發明所製備之三個樣本，進行ASTM D-5511測試而測量349天之生物分解作用百分比。
第9圖顯示，以25% NuPlastiQ或ESR、70% PE、及5%增容劑所製成之馬鈴薯袋，在模擬掩埋條件下，進行ASTM D-5526測試而測量843天之生物分解作用百分比。
第10A-10B圖顯示，依據本發明所製備之各種樣本及對照組，進行ASTM D-5338測試而測量370天之生物分解作用百分比。
第11圖顯示，依據本發明所製備之各種樣本及對照組，進行ASTM D-6691(即模擬海洋條件)測試而測量205天之生物分解作用百分比。
第12A圖顯示，以NuPlastiQ或ESR基於碳水化合物之高分子材料、及生質聚乙烯或“綠色”PE之混合物所製得之膜之落錘強度。對不同厚度之膜，落錘強度以NuPlastiQ或ESR百分比之函數顯示。
第12B圖顯示與第12A圖類似的數據，但，對包含不同百分比之NuPlastiQ或ESR之混合物，落錘強度以膜厚度之函數顯示。
第13圖顯示，已包含25% NuPlastiQ或ESR材料並以增容劑及聚乙烯平衡之混合物所形成、吹脹比為2.5之膜之落錘強度，與全由聚乙烯所形成之膜之落錘強度相比較，該聚乙烯膜之強度並不具有吹脹比依賴性。
I.定義
當各獨立的公開本、專利、或專利申請案係特定地及個別地被指稱以參考文獻之方式併入本案，則此處所載之所有公開本、專利、及專利申請案，無論在前或在後，均以參考文獻之方式將相同程度之全文併入本案。
術語“包括(comprising)”係同義於“含有(including)”、“包含(containing)”或“特徵為(characterized by)”，為含括式或開放式的，且未排除額外、未記載的元件或方法步驟。
術語“主要由...構成(consisting essentially of)”係限制該申請專利範圍之範疇於所請發明之特定材料或步驟及“並未實質影響該基本及新穎特徵者”。
術語“由...構成(consisting of)”用於此處時，排除該申請專利範圍中未特定指出之任何元件、步驟或成分。
術語"一(a,an)"、"該"及用於描述該創造性特徵之上下文脈絡中(尤其是後述申請專利範圍之上下文脈絡)之類似指稱，除非另行說明或顯然與上下文抵觸，否則將解釋為涵蓋單數及複數兩者。故，舉例而言，一“澱粉”可包含一種、兩種或更多種澱粉。
此處所用"膜"，意指一薄且連續之物品，其包含一種或多種高分子材料，其可用於分隔區域或體積、承載物品、作為屏障、及/或作為可印刷表面。
此處所用"袋"，意指以相對薄、可撓性膜製得之容器，可用於承裝及/或運輸貨品。
此處所用"瓶"，意指以此處所揭露之塑膠製得、厚度通常大於膜之容器，且其通常具有相對窄的頸部與開口鄰接。此種瓶子可用於承載廣泛不同的產品(例如，飲料、個人衛生用品如洗髮精、潤髮乳、乳液、肥皂、清潔劑等)。
除非另有記載，否則用於此處之所有百分比、比例、份量及含量均以重量計。
載於此處之數字、百分比、比例或其他數值可包含該數值、亦涵蓋其他與該數值約略及相近之數值，此對本領域技術人員為顯而易知。因此，所載數值之解釋應為足夠廣泛以涵蓋至少足夠接近於該所載數值並能執行所欲功能或達到所欲結果之數值、及/或環繞該所載數值周圍之數值。該所載數值至少包含於典型製程中可被預期的變異，並可包含所載數值之25%內、15%、10%、5%內、1%內等數值。更進一步地，用於此處之術語“實質地”、“類似地”、“約”或“大約”係表示量或表示接近所載之量或表示仍可執行所欲功能或達到所欲結果。舉例而言，術語“實質地”、“約”或“大約”可意指一所載之量或數值之25%內的量、15%內的量、10%內的量、5%內的量、或1%內的量。
此處揭露一些範圍。可由此處所揭露之任何數值之間之範圍定義額外範圍，以作為特定參數之實例。所有範圍均涵蓋於本發明之範疇之中。又，此處記載的數值範圍係意圖作為簡略的表示方法，意指落入該範圍中的各分開的數值。除非另有說明，否則當各數值被獨立記載時，該各獨立數值係併入本說明書。
藉由術語“約”，用於本說明書及申請專利範圍中表示原料、成分、條件等之所有數字可被理解為可在所有實例中進行修改。儘管列舉出本發明之 寬廣範疇之數量範圍及參數為近似值，但於特定實例中所列出的數量數值仍儘可能的精確。然而，任何數量數值係內生性地包含某種程度的誤差，必會造成其分別測試量測中會產生的標準差。
此處所用之用語‘不具有(freeof)’或類似用語，意指該組成物包含0%之所載成分，意即，不會刻意添加該成分至該組成物中。然而，應注意的是，此種成分可能會在適當狀況下偶然地形成、可能會偶然存在於所包含之另一成分中，如偶然的污染物等。
此處所用之用語‘實質上不具有(substantially free of)’或類似用語，意指該組成物較佳係包含0%之所載成分，但應注意的是，可能會存在非常小的濃度，如偶然形成、偶然污染、或甚至是刻意添加。此種成分，若有的話，存在的量可為低於1%、低於0.5%、低於0.25%、低於0.1%、低於0.05%、低於0.01%、低於0.005%、低於0.001%、或低於0.0001%。
II.說明
本發明係關於，尤其是，由包含一再生性或永續性基於碳水化合物之高分子材料與一其他高分子材料組合之混合物所形成之物品。除了增加永續性之外，該物品可具有生物可分解性、及/或提升的強度。該等物品之形成，可藉由混合一種或多種基於碳水化合物之高分子材料及一種或多種其他高分子材料(例如，石化基底或“綠色”永續性高分子型式的塑膠性樹脂)、加熱該混合物、並由其形成一物品，如藉由擠型、射出成型、吹模、吹製等。於不同實施例中，該基於碳水化合物之高分子材料可包含基於澱粉之高分子材料，其為實質上非晶性、及/或具有其他關於玻璃轉移溫度、熱變形溫度、菲卡軟化溫度、楊氏模數、低晶性等特殊特徵，如此處所述。
如此處所述之物品可以任何可想到的結構製作，包含但不限於，瓶、箱、其他容器、杯、盤、器皿、板、膜、袋等。可利用吹膜設備簡單地製備用作袋子及膜覆材(例如，用以包覆或覆蓋於產品上)之薄膜。其他可用以形成物品之製程可包含但不限於，射出成型、吹模、熱成型及其他塑膠製程。
用於形成該物品之適合的基於碳水化合或基於澱粉之高分子材料的實例可購自BiologiQ，商品名NuPlastiQ或ESR(“環保澱粉樹脂(Eco Stach Resin)”)。特定實例包含但不限於GS-270、GS-300、及GS-330。NuPlastiQ或ESR材料的特定特徵如後詳述。具有類似性質的其他基於碳水化合物或基於澱粉之高分子材料亦適用，而購自BiologiQ的NuPlastiQ或ESR僅為適合的基於碳水化合物或基於澱粉之高分子材料的非限制性實例。
於一實施例中，包含於該混合物中的“其他”高分子材料(有別於該基於碳水化合物之高分子材料)可為永續性高分子材料，例如由植物或其他再生性來源(例如，細菌產物)所形成。據此，該物品的所有或實質上所有的高分子成分(例如，90%以上、95%以上、97%以上、98%以上、99%以上)，可由植物或其他再生性來源所得的高分子所形成。此特徵在永續性方面特別具有優勢。如此處所述，於該高分子成分之外可存在小份量的增容劑，以增加該“其他”高分子樹脂材料與該基於碳水化合物之高分子材料之間的相容性。於一些實施例中，此增容劑可為單一組成，其並非來自或衍生自永續性資源。於其他實施例中，此增容劑可為永續性，即該物品100%可假定為永續性來源。
除了所欲永續性特徵之外，該基於碳水化合物之高分子材料可用以提供其所混成材料(該“綠色”永續性高分子材料，如“綠色”PE(或生質聚乙烯)、“綠色”PP、或生質PET)具有生物可分解性。換言之，即使該“綠色”永續 性高分子材料並非本身為生物可分解，當其被包含於具有該基於碳水化合物之高分子材料之該物品中時，會使它在實際上變成生物可分解。此結果亦具高度優勢。
另外，以習知塑膠材料(例如，石油化學基底之高分子材料)所形成的許多物品(例如，尤其是薄膜)並不具備特別良好的強度，因此，於預定厚度下提升強度亦為所期望。由於“綠色”塑膠材料與其相對應的傳統石化基底塑膠具有類似的物理特徵，故“綠色”塑膠材料亦不具有特別良好的強度；因此，期望能開發增加強度但不增加物品厚度的手段。當與如此處所述之基於碳水化合物之高分子材料混合時，可達到強度的提升。舉例而言，當聚乙烯膜(例如，生質聚乙烯(“綠色”PE)或茂金屬石化基底PE之一)具有約1mil厚度的膜約150g的落錘強度，若強度增加而厚度不須隨之增加，此點具有優勢。本實施例可提供此種提升的強度。舉例而言，藉由如此處所述之基於碳水化合物之高分子材料混合，強度可提升至少5%。一些實施例的典型結果可造成強度提升20%或更多。
該物品之製造，可藉由混合該基於碳水化合物之高分子材料及該永續性高分子材料、加熱該混合物、及塑形(如射出成型)該混合物、擠出該混合物、吹模成型該混合物、吹製該混合物、熱成型該混合物等。熟習本領域技術人士可輕易理解可適用於本發明之各種其他塑膠製程。
針對生物分解性，該方法及該物品可提供本身並非生物可分解的塑膠材料具有生物分解性，藉由混合該塑膠材料及該基於碳水化合物(例如基於澱粉)之高分子材料，其具有包含低晶性之特殊特徵，如此處所述。該等實 施例顯示了特別有利之處，允許眾多塑膠製品被丟棄後可於掩埋場或類似環境中迅速地生物分解，而非無限期地以高分子、穩定狀態而持續存在。
更進一步地，本案申請人觀察到，當該物品貯存於典型的儲存及使用環境中(例如貯存於家中、辦公室、倉庫等)，該等物品的生物分解作用並不會迅速發生；通常僅在該物品置放於模擬或實際的掩埋場或堆肥或其他典型廢棄物環境時，開始發生生物分解作用。舉例而言，該等條件通常包含(i)溫度，稍微高於一般“使用”或“貯存”的環境溫度、(ii)暴露於升高的濕度中、及(iii)暴露於掩埋場或堆肥及類似的廢棄物環境中特定微生物群相。升高的溫度及濕度並不會導致該物品的生物分解，除非存在有必要的微生物。該等條件之組合使得由此材料混合物所形成的物品開始生物分解。如此處所述之第三方測試證實，不只是該基於碳水化合物之高分子材料進行生物分解，連本身為非生物可分解的塑膠材料亦同樣進行實際的生物分解。
藉由混合該基於碳水化合物之高分子材料而使該生物分解作用變成可能的機制並未完全了解，但據信將該兩種塑膠材料一起混合時，也許伴隨著該基於碳水化合物之高分子材料的特定特徵稍微破壞了該非生物可分解性塑膠材料的吸濕障礙(hygroscopic barrier)，使得可生物分解該基於碳水化合物之高分子材料的微生物不僅分解了該基於碳水化合物之高分子材料，亦同樣分解了相鄰的塑膠分子。第三方測試已證實碳鍵斷裂及生物分解作用，該測試係捕捉並測量散逸氣體二氧化碳及甲烷。該結果係令人驚訝的、不可預期的、且特別有利的。
本發明之另一面向係關於提升吹得塑膠膜之強度之方法，於至少一些實施例中，係藉由運用吹脹比及/或模隙。此方法可包含以吹膜設備吹製一 塑膠膜，該膜係由包含一高分子材料(例如，聚乙烯等)及如此處所述之再生性基於碳水化合物(例如基於澱粉)之高分子材料之混合物所吹製，其中，該再生性基於碳水化合物之高分子材料為實質上非晶性，如具有不超過20%之晶體，及/或包含其他特定特徵。舉例而言，該再生性基於碳水化合物之高分子材料可具有至少1.0GPa之楊氏模數，及/或，其可具有70℃至100℃之玻璃轉移溫度、菲卡軟化溫度、或熱變形溫度。當吹製該塑膠膜時，該吹膜設備係特定於至少2.0之高吹脹比、及/或以窄模隙(例如，不超過500微米)操作。本案申請人發現，與較低、較典型的吹脹比(例如，1.5)或較寬模隙所提供的強度相較，當使用該基於碳水化合物之高分子材料時採用該等特徵，可令人驚訝地使該塑膠膜具有提升的強度。以相同材料，僅調整吹脹比或模隙之一，而可具有該比較顯示的提升強度。當與僅使用“其他”高分子材料(例如，聚乙烯)而不含NuPlastiQ或ESR或其他具有此處所定義之特定特徵之再生性基於碳水化合物之高分子材料吹製之膜相比較，亦可發現具有前述提升的強度。僅單獨吹製PE時，吹脹比及模隙並未顯著影響強度。
該方法可包含具體選擇該高吹脹比及/或窄模隙之步驟，以提供所吹得膜具有提升的強度；而非任何其他可能合理操作該吹脹比目的(例如，也許係操作所得膜之折徑)。
舉例而言，本案申請人發現，當以“其他”高分子材料如聚乙烯單獨吹膜時，操作該吹脹比並不顯著影響強度。更進一步地，本案申請人發現，當使用傳統應用於吹膜的相同吹脹比1.5時，與100%聚乙烯或其他高分子材料膜相較，添加再生性基於碳水化合物之高分子材料(如NuPlastiQ或ESR)至用以吹膜之混合物中，所吹得混合膜的強度並未明顯降低。本案申請人更進一步發 現，吹製包含再生性基於碳水化合物之高分子材料如NuPlastiQ或ESR之混成膜時，藉由增加吹脹比至例如至少2.0，較佳為2.2至2.5(例如，2.5)，可實際達成強度的提升。
雖然並未完全理解為何強度可於較高吹脹比下提升，但由“其他”高分子材料單獨成膜時並不發生此種強度的影響，據信，可能是當吹脹比增加時，該非晶型或其他混合物之分子結構的對齊、定向、延伸或依序排列的一些類型，造成強度的提升。在任何案例中，雖然可能並未完全了解，但本案申請人已觀察並測量到於此處所述條件及方法下所提升的強度。
物品製備係藉由混合再生性基於碳水化合物之高分子材料及其他高分子材料(例如，聚烯烴如聚乙烯,、或其他塑膠)、加熱該混合物、及將該熔融混合物飼入一吹膜設備，其係於特定高吹脹比及/或窄模隙下操作，操作條件的選擇係為了特定目的，即使所得膜的強度提升。所吹得膜可進一步加工成廣泛不同的可想得到的結構，包含但非限於，塑膠袋、膜覆材等。
本發明之另一面向係關於，於實施例，典型加熱及塑形或其他形成塑膠材料期間所致之燒焦碳水化合物的獨特氣味，其可藉由包含非常小份量的除臭劑(較佳為有機除臭劑)而抵銷。於一實施例中，該除臭劑可被包含於該基於碳水化合物之高分子材料(例如，作為該基於碳水化合物之高分子材料的母料的部分)中。
於一實施例中，該基於碳水化合物之高分子材料係以遠高於該除臭劑之份量而存在。舉例而言，該基於碳水化合物之高分子材料的份量可高於該除臭劑至少1000倍、10,000倍、或50,000倍以上。即使是非常小的濃度(例如，1份除臭劑對50,000份基於碳水化合物之高分子材料)，即可達成有效控制(即， 實質上完全移除)爆米花、焦糖玉米、或澱粉輕微燒焦的氣味。令人驚訝的是，如此小份量的除臭劑即足以達到此種效果。
包含該氣味控制劑及該基於碳水化合物之高分子材料的母料可與尤其是任何想得到的高分子樹脂材料混合，並用以製備所欲塑膠物品。舉例而言，物品製備可藉由混合該基於碳水化合物之高分子材料(包含除臭劑)及該高分子樹脂、加熱該混合物、及塑型(例如，射出成型)該混合物、擠出該混合物、吹模成型該混合物、吹製該混合物(例如，形成一吹製膜)、熱成型該混合物等。上述所列並非全部的塑膠製程，且熟習本領域技術人士可理解各種其他塑膠製程。
小份量的除臭劑可被包含於該基於碳水化合物之高分子材料中，被導入高分子樹脂，其與該基於碳水化合物之高分子材料混合；或以其他方法導入該混合物中。於一實施例中，可提供已包含除臭劑於其中之基於碳水化合物之高分子材料之母料。於其他實施例中，該除臭劑可與該基於碳水化合物之高分子材料分別添加、及/或與該高分子樹脂分別添加，而被包含於用以形成該物品之該混合物中。除了可購自BiologiQ的NuPlastiQ或ESR，很顯然地，其他基於碳水化合物或基於澱粉之高分子材料亦可由添加小份量除臭劑而獲益，如此處所述。
III.例示性物品及方法
第1圖顯示本發明之例示性“基本”製程100。很顯然地，本發明可添加各種不同的細節，例如包含除臭劑、提供包括永續性樹脂本身(例如，“綠色”PE、生質PET等)之“其他”高分子材料、或吹製膜時針對吹脹比及/或模隙的特定選擇。於102，該製程100可包含提供一種或多種“其他”高分子材料，如，典 型但非必須地，非生物可分解材料(例如，包含但不限於聚乙烯、聚丙烯、其他聚烯烴、聚對苯二甲酸乙二酯、聚酯、聚苯乙烯、ABS、聚氯乙烯、尼龍、或聚碳酸酯)。於104，該製程100可包含提供一種或多種基於碳水化合物之高分子材料，其為實質上非晶性，具有不超過20%之晶體(例如，更典型為低於10%)。可替代地或額外地存在其他特徵(例如，1.0GPa以上之楊氏模數楊氏模數，至少70℃、至少80℃、或自80℃至100℃之玻璃轉移溫度、菲卡軟化溫度或熱變形溫度。該一種或多種基於碳水化合物之高分子材料可包含基於澱粉之高分子材料。該基於碳水化合物之高分子材料及該其他高分子材料可以所欲型式提供，例如顆粒(pellets)、粉末、塑膠微粒(nurdles)、漿液、及/或液體。於特定實施例中，該材料可為顆粒。該方法進一步包含混合該其他高分子材料及該基於碳水化合物之高分子材料。
該等混合物可經由任何可想得到的製程而形成所欲物品。實例之一可為擠型製程(extrusion process)。舉例而言，該其他高分子材料及該基於碳水化合物之高分子材料可飼入擠型機(例如，飼入一或多個供料槽中)。不同材料可飼入該擠型機之相同腔室、不同腔室、於大致相同的時間(例如經由相同供料槽)、或不同時間(例如，經由不同供料槽，將一材料先於其他材料沿螺桿而導入該擠型機)等。為數眾多的可能方案為顯而易見。
於一些例子中，該其他高分子材料可包含聚烯烴。舉例而言，該塑膠材料或高分子材料可包含，但非限於，聚乙烯、聚丙烯、聚對苯二甲酸乙二酯、其他聚烯烴、聚酯、聚苯乙烯、ABS、聚氯乙烯、尼龍、聚碳酸酯等。該塑膠材料可來自石化來源、或來自稱之為“綠色”或永續性來源(例如，“綠色”PE、生質PET等)。
於一些例子中，該“其他”高分子材料本身可為永續性，如永續性聚烯烴。舉例而言，該永續性高分子材料可包含，但非限於，“綠色”聚乙烯(生質PE)、“綠色”聚丙烯(生質PP)、生質PET、或其他可由永續性植物來源所形成之塑膠材料。於非限制性實例中，“綠色”PE可衍生自乙醇，其係由甘蔗、其他製糖作物(例如，糖用甜菜)或穀物(例如，玉米、麥等)。“綠色”PE(有時亦稱為“生質PE”，具有與來自石化原料的PE類似的化學結構式，但其用於聚合作用的乙醇或乙烯單體係衍生自永續性資源而非石化原料。類似地，“綠色”PP可由丙烯形成，其可衍生自丙醇(或可能為異丙醇)，其可衍生自甘蔗、其他製糖作物、或穀物(例如，玉米)。“綠色”永續性高分子材料之另一實例為生質PET，例如，聚對苯二甲酸乙二酯(例如，典型為乙二醇及對苯二甲酸)可以類似方式衍生自植物來源如甘蔗、其他製糖作物、或穀物。PET為聚脂家族中最常見的熱塑性樹脂。可以類似方式衍生自永續性植物來源的另一種聚酯為聚己二酸共對苯二甲酸丁二酯(bioPBAT)。PBAT可以己二酸、1,4-丁二醇及對苯二甲酸二甲酯之共聚酯所形成。該等起始材料的一種或多種係衍生自永續性植物來源。可使用的另一種可能“綠色”高分子樹脂材料為聚乳酸。PLA典型係由乳酸及/或丙交酯(lactide esters)之單體所製備，對熟習本領域技藝者為顯而易見。用於PLA製備的一種或多種起始材料可衍生自永續性植物來源。對本領域技術人士而言，係熟知其他可能可用的"綠色"高分子，包含PBS(聚丁二酸丁二醇酯)或PCL(聚己內酯)。
對本領域技術人士而言，係熟知合成該等高分子之製程。用於製造該等高分子之成分之一種或多種可衍生自適合的再生性植物或其他再生性生物來源(例如，細菌產物)。“綠色”PE可購自Braskem、生質PET可購自並用於 Coca ColaTM’s Plant BottleTM及類似物可來自其他塑膠製造商。當PE、PP、PET及PBAT作為由衍生自永續性植物來源之材料所形成之“綠色”生質塑膠之實例，應注意的是，只要至少部分來自永續性材料(例如植物來源)，許多其他“綠色”塑膠亦可適用。另外，應注意的是，甘蔗、其他製糖作物、玉米、麥及其他穀物僅為衍生“綠色”高分子材料之植物材料之例示性非限制性實例，許多其他植物及材料亦可適用。
該基於碳水化合物之高分子材料可由複數材料(例如混合物)所形成，該複數材料可包含一種或多種澱粉。舉例而言，該一種或多種澱粉可由一種或多種植物所製備，例如玉米澱粉、木薯澱粉、樹薯澱粉、小麥澱粉、馬鈴薯澱粉、稻米澱粉、高梁澱粉等。於一些實施例中，可使用不同類型的澱粉的混合物，本案申請人發現此可使強度加成性的增加。形成該基於碳水化合物之高分子材料之該混合物之成分中亦可存在塑化劑。水亦可用於形成該基於碳水化合物之高分子材料，但僅有微小可略份量的水存在於最終基於碳水化合物之高分子材料中。
應注意的是，於一些實施例中，該物品之該高分子成分整體(或實質上高分子成分整體)可衍生自植物材料。當該“綠色”高分子材料係典型地使用由所欲植物材料形成之乙醇(或其他)所衍生之聚合性單體或其他小分子聚合性單體，該基於碳水化合物(或基於澱粉)之高分子材料可由澱粉(及甘油或其他塑化劑)所形成，而非將該澱粉或其他植物材料加工以形成較小的可聚合性單體。故，用於製備該基於澱粉之高分子材料之澱粉之分子量，通常係以數量級地高於為了製造該“綠色”永續性高分子材料所製備之該相對性小分子單體之分子量。舉例而言，用以製造該“綠色”永續性高分子材料之該植物來源之單 體或其他可聚合性成分，通常可小於約500道耳頓(Dalton)、小於400道耳頓、小於300道耳頓、小於200道耳頓、或小於100道耳頓；而用於製造該基於澱粉之高分子材料之澱粉分子量經常明顯為更高，通常大於500道耳頓，通常以千、萬或更高計(例如，大於500道耳頓、至少1000道耳頓、至少10,000道耳頓、至少25,000道耳頓、至少40,000道耳頓等)。換言之，與用以製造該“綠色”永續性高分子材料之單體或其他可聚合性成分相較，用以形成該基於澱粉之材料之澱粉材料(例如，天然澱粉)通常為更複雜的分子。舉例而言，玉米澱粉可具有約693道耳頓之分子量。馬鈴薯澱粉可具有廣範圍變化之分子量，如自約20,000道耳頓至4億道耳頓(例如，直鏈澱粉範圍可為約20,000道耳頓至200萬道耳頓，支鏈澱粉範圍可為約65,000道耳頓至4億道耳頓)。木薯澱粉可具有約40,000道耳頓至340,000道耳頓之分子量。用於形成該基於澱粉之高分子材料之甘油亦可衍生自永續性資源。甘油具有92道耳頓之分子量。
回到該基於碳水化合物之高分子材料之特徵，該一種或多種基於碳水化合物之高分子材料大部分由澱粉形成。舉例而言，該基於碳水化合物之高分子材料之至少65%、至少70%、至少75%、或至少80wt%可為一種或多種澱粉構成。於一實施例中，65%至90wt%之最終基於碳水化合物之高分子材料可為一種或多種澱粉構成。除了可忽略的含水量以外，該最終基於碳水化合物之高分子材料之平衡係由塑化劑(例如甘油)構成。上述百分比為，相對於形成該基於碳水化合物之高分子材料之起始材料，澱粉之百分比；或，該最終基於碳水化合物之高分子材料中，由該塑化劑所衍生或構成之份量(例如，至少65%之基於碳水化合物之高分子材料可由該澱粉作為起始材料所構成(所形成))。雖然於形成該基於碳水化合物之高分子材料時可使用一些水，但實質上平衡該 基於碳水化合物之高分子材料為甘油或其他塑化劑。非常小量的殘留水(例如低於2%，典型為不超過約1%)可存在於該最終基於碳水化合物之高分子材料中。
舉例而言，形成該一種或多種基於碳水化合物之高分子材料之材料可包含至少12%、至少15%、至少18%、至少20%、至少22%、不超過35%、不超過32%、不超過30%、不超過28%、或不超過25wt%之塑化劑。該等百分比可表示，由該塑化劑所衍生或構成之該最終基於碳水化合物之高分子材料之份量(例如，至少12%之基於碳水化合物之高分子材料可由該塑化劑作為起始材料所構成(形成))。
例示性塑化劑包含，但非限於甘油、聚乙二醇、山梨醇、多元醇塑化劑、不具羥基之氫鍵形成之有機化合物、糖醇之酸酐、動物蛋白質、植物蛋白質、脂肪酸、鄰苯二甲酸酯、二甲基及二乙基丁二酯及相關酯類、甘油三乙酸酯、甘油單及二乙酸酯、甘油單、二及三丙酸酯、丁酸酯、硬脂酸酯(tearates)、乳酸酯、檸檬酸酯、己二酸酯、硬酯酸酯(stearic acid esters)、油酸酯、其他酸酯、或其組合。以甘油為較佳。
該最終基於碳水化合物之高分子材料可包含不超過5%、不超過4%、不超過3%、不超過2%、不超過1.5%、不超過1.4%、不超過1.3%、不超過1.2%、不超過1.1%、或不超過1wt%之水。可購自BiologiQ之NuPlastiQ或ESR材料為該最終基於碳水化合物之高分子材料之實例，但應注意的是，其他可購得材料(例如在未來)亦可適用。
於一些實施例中，不同澱粉之混合物可用以形成該基於碳水化合物之高分子材料。令人驚訝地發現，使用不同澱粉(例如來自不同植物)之混 合物，可使包含該基於碳水化合物之高分子材料之物品之強度產生協同性提升。於該澱粉混合物中，澱粉存在於該混合物中的量可為至少1%、至少2%、至少3%、至少4%、至少5%、至少10%、至少15%、至少20%、至少25%、至少30%、至少35%、至少40%、不超過95%、不超過90%、不超過85%、不超過80%、不超過75%、不超過70%、不超過65%、不超過60%、不超過55%、不超過50%、或自10%至50wt%相對於該複數種澱粉的總重。一些非限制性例示性混合物可包含90%之第一澱粉、及10%之第二澱粉；或30%之第一澱粉及70%之第二澱粉；或50%之第一澱粉及50%之第二澱粉。亦可使用超過兩種澱粉(例如，使用三或四種不同澱粉)之混合物。
適用於形成膜及其他物品之基於碳水化合物(例如基於澱粉)之高分子材料之實例係購自BiologiQ(位於愛達荷州、愛達荷佛斯)，商品名NuPlastiQ或ESR(“環保澱粉樹脂(Eco Starch Resin)”)。特定實例包含，但非限於GS-270、GS-300、及GS-330。NuPlastiQ或ESR可以顆粒型式提供。下表1顯示GS-270及GS-300之物理特徵。
如上所示之GS-270及GS-300之特徵可作為其他NuPlastiQ或ESR產品之例示性，但數值可能會略有變化。舉例而言，購自BiologiQ之NuPlastiQ或ESR產品通常具有玻璃轉移溫度、菲卡軟化溫度或熱變形溫度為至少70℃、至少75℃、至少80℃、高達200℃、高達150℃、高達125℃、高達110℃、或自約70℃至100℃範圍、或自約80℃至100℃。本領域技術人士可理解，玻璃轉移溫度、菲卡軟化溫度及熱變形溫度可指示結晶度。熔化溫度範圍、密度、楊氏模數、及含水量之數值可等同或類似於表1所示。一些特徵可能與所示GS-270及GS-300的數值類似但略微變化(例如，±25%、或±10%)。NuPlastiQ或ESR具有非晶型結構(例如，較一般生澱粉更為非晶型)。舉例而言，一般生澱粉粉末主要具有晶型結構(例如，高於50%)，而NuPlastiQ或ESR主要具有非晶型結構(例如，低於10%之結晶)。可使用任何適合的標準測量玻璃轉移溫度、熱變 形溫度、菲卡軟化溫度或任何其他物理特徵。舉例言之，可依據ASTM D-3418測定玻璃轉移溫度、可依據ASTM D-648測定熱變形溫度、可依據ASTM D-1525測定菲卡軟化溫度。
如所述，NuPlastiQ或ESR之含水量低。當NuPlastiQ或ESR吸收濕氣，它具有塑化性能且有撓性。當由潮濕環境移出，該材料乾燥並再度變硬(例如，再度具有低於約1%含水量)。於如第1圖所示之製程期間，存在於NuPlastiQ或ESR(例如顆粒型式)中的濕氣可以蒸氣型式釋放。故，以基於澱粉之高分子材料如NuPlastiQ或ESR與一非生物可分解性塑膠材料混合所製備的膜或其他物品可具有更低的含水量，此係因該非生物可分解性塑膠材料通常不含水或含可忽略含量的水，而NuPlastiQ或ESR中的水通常在製造所欲物品期間釋放。
該基於碳水化合物之高分子材料的低含水量為重要，因為顯著含水量會造成與非生物可分解性塑膠材料的不相容，尤其是當該物品必須形成薄膜時。舉例而言，當水蒸發，會於該膜或其他物品內造成空隙及其他問題。當吹製薄膜時，該基於碳水化合物之高分子材料較佳係包含不超過約1%之水。
雖然在一些已知包含相對低含水量之TBS材料為習知手段，但NuPlastiQ或ESR材料的低含水量並非經由酯化作用所達成。執行該酯化作用太過昂貴及複雜。醚化作用也一樣。更進一步地，此處可應用之NuPlastiQ或ESR材料為例示性基於碳水化合物之高分子材料，其本身通常並不實際包含任何可識別的澱粉、或可識別的甘油，此係因NuPlastiQ或ESR或其他基於碳水化合物之高分子材料之起始材料已經過化學反應及/或被改變。例示性基於碳水化合物之高分子材料之X光繞射圖譜(例如第4圖所示)係如下所述，證實該化學改變，顯示該最終高分子材料實質上缺乏可識別的、天然型式的澱粉。換言之，該基 於碳水化合物之高分子材料不應被單純地視為包含澱粉及甘油的混合物。據信，該基於碳水化合物之高分子材料中的低含水量係至少部分由澱粉及塑化劑材料化學轉換成熱塑性高分子所致，而其像天然澱粉或習知熱塑性澱粉般不保留水份。
回到第1圖，在相對高溫下加工會造成部分甘油揮發釋放(例如可見到煙)。若需要(例如，所貯存的顆粒可能吸收額外水份)，可藉由簡單地導入如60℃之乾燥暖氣達1-4小時以將顆粒乾燥，此已足夠將任何所吸收水份排除。在加工前，尤其是要形成膜，應將顆粒乾燥至低於約1%濕氣含量。NuPlastiQ或ESR顆粒可簡易貯存於具有乾燥劑之密封容器中，置於乾燥處，遠離熱源，以將水份吸收最小化，並預防不欲之分解。
除了NuPlastiQ或ESR為熱塑性之外，NuPlastiQ或ESR亦可為觸變性，意指該材料於環境溫度下為固態，但在加熱、加壓、及/或施加摩擦運動下呈液態流動。有益地，NuPlastiQ或ESR之顆粒可如同石化為基底之顆粒(任何典型非生物可分解塑膠樹脂顆粒)於標準塑膠製造製程中使用。NuPlastiQ或ESR材料及由其所製之產品可具有氣阻特徵。以例如NuPlastiQ或ESR顆粒所製產品(例如膜)係具有氧氣阻障特徵(例如可參見本申請人先前所請之實例，已以參考文獻方式併入本案)。NuPlastiQ或ESR材料可為無毒性及可食用，係由全部可食用之原料所製備。NuPlastiQ或ESR及由其所製之產品可為抗水性，但為水溶性。舉例而言，於潮濕加熱條件下，NuPlastiQ或ESR可抗膨脹，至其顆粒(如尺寸為3-4mm)於沸水中5分鐘內不會完全溶解，但顆粒在口中將於約10分鐘內溶解。NuPlastiQ或ESR可為安定，其係不具有明顯回凝現象(retrogradation)，即使處在相對高濕度條件中；此特徵不同於許多其他熱塑性澱粉材料。當然， 以NuPlastiQ或ESR製備之產品亦可具有該等特徵。若將NuPlastiQ或ESR貯存於潮濕條件下，過量吸收的水亦可簡單地揮發掉，且只要其含水量不超過約1%，即可用於形成膜或其他物品。
NuPlastiQ或ESR材料於一般貯存條件下，即使是相對潮濕的條件下，通常不會產生生物分解作用，因為並不存在包含特定必須微生物的掩埋場、堆肥或類似的廢棄物環境中的其他典型條件。當然，當該等條件存在時，不僅是NuPlastiQ或ESR生物分解，與其混合的其他非生物可分解性塑膠材料亦令人驚訝地生物分解。此種令人驚訝的結果係如此處所包含之實施例所證明。
NuPlastiQ或ESR具有成本競爭性，可與傳統聚乙烯塑膠樹脂的製造成本競爭。NuPlastiQ或ESR可與其他高分子混合，其他高分子包括但非限於PE、PP、PET、聚酯、聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚氯乙烯、尼龍、及其他。當上述非生物可分解高分子藉由混合NuPlastiQ或ESR而成為生物可分解時，應注意的是，NuPlastiQ或ESR亦可與本身為生物可分解及/或可堆肥之高分子混合，此種高分子例如聚乳酸(PLA)、聚己二酸共對苯二甲酸丁二酯(PBAT)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚己內酯(PCL)、聚羥基烷酸酯(PHA)、其他又稱為熱塑性澱粉，及各種其他高分子。PBS、PCL及PHA為聚酯。EcoFLEXTM為塑膠材料之另一實例，可與NuPlastiQ或ESR基於碳水化合物之高分子材料混合。舉例而言，本方法並未限制於將該基於碳水化合物之高分子材料(例如，NuPlastiQ或ESR)僅能與非生物可分解性塑膠材料混合，應注意的是，若為所欲，生物可分解塑膠(NuPlastiQ或ESR以外者)亦可併入該混合物中。
進一步說明，PLA為可堆肥(compostable)，意指其可於升溫條件(即堆肥條件)下分解，但技術上並非“生物可分解”。上述所列材料中，有些同時為生物可分解及可堆肥，例如PBS、PCL、及PHA。EcoFLEXTM被認證為可堆肥。FTC綠色指南(FTC Green guidelines)規定了，塑膠不可宣稱其為“可分解”，除非它可在“慣常的棄置後”於“合理的短時間”內(最近被定義為5年內)分解。
於一些實施例中，可於母料配方中提供NuPlastiQ或ESR，該母料配方可包含如上述之該基於碳水化合物之高分子材料，及一種或多種增容劑。該母料亦可包含一種或多種非生物可分解性塑膠材料。該母料配方顆粒可與非生物可分解性塑膠材料之顆粒於加工時點混合。可使用任何所想的到的比例混合該等不同顆粒，取決於最終物品中所期望的NuPlastiQ或ESR及/或增容劑及/或習知非生物可分解性塑膠材料的比例。
NuPlastiQ或ESR包含非常低的含水量。舉例而言，雖然生澱粉(例如，用於形成ESR)通常可包含重量份約13%的水，但可購自BiologiQ的最終NuPlastiQ或ESR顆粒係包含低於約1%的水。NuPlastiQ或ESR材料為生物可分解，且，如此處所述，不只是基於澱粉之NuPlastiQ或ESR材料為生物可分解，當與其他高分子如非生物可分解的PE、PP、PET、聚酯、聚苯乙烯、ABS、聚氯乙烯、尼龍、及其他非生物可分解性塑膠材料混合時，該混合材料係變成實質上完全為生物可分解。此結果真的令人驚訝，且極具優勢。此處所提供的實施例證實了此種令人驚訝的結果。典型熱塑性澱粉材料，當與其他塑膠材料混合時，並未宣稱或具有該等特徵。
NuPlastiQ或ESR材料可具有一些彈性，但其彈性會小於其他高分子(例如，尤其是模擬對應的石化基底高分子的“綠色”永續性聚合物)。膜及其他物品可由NuPlastiQ或ESR及任何所欲其他高分子之混合物所形成，與僅由其他高分子形成者相比較，在規定物品厚度下前者可提供具有提升強度的彈性結果。此處實施例中描述及通常使用膜，其強度通常為相當重要；但很明顯的，除了膜之外的其他物品(例如，瓶、板、箱、杯、盤、器皿、或其他型式)亦可具有提升的強度。下表2顯示不同標準塑膠(“SP”)材料、不同“環境友善”塑膠材料、及NuPlastiQ或ESR之斷裂延伸率及彈性模數之數值之比較。在“環境友善”上，該材料可具有一種或多種環保所欲特徵，例如其為至少部分衍生自永續性材料、為可堆肥的、及/或為生物可分解的。於表2中，NuPlastiQ或ESR具有40MPa之延伸強度。
第3圖顯示，以曲線圖型式表示的與表2類似的數據。當然，於該表所列及第3圖所示之一些產品被列為標準塑膠，其具有對應的“綠色”產品衍生自永續性資源，舉例但非限制，生質PET、“綠色”PP、“綠色”PE、及生質PBAT。PLA為可堆肥，意指其可於升溫條件(即堆肥條件)下分解，但技術上並非“生物可分解”。上述所列其他例示性材料如EcoFlex、PBS、PCL、PHA同時為生物可分解及可堆肥。FTC綠色指南規定了，塑膠不可宣稱其為“可分解”，除非它可在“慣常的棄置後”於“合理的短時間”內(最近被定義為5年內)分解。
被描述為適用於此處之該基於碳水化合物(例如基於澱粉)之高分子材料之NuPlastiQ或ESR材料為實質上非晶性。舉例而言，生澱粉粉末(例如用以製備NuPlastiQ或ESR及其他各式熱塑性澱粉材料者)具有大約50%晶型結構。在晶型與非晶型特徵上，購自BiologiQ之NuPlastiQ或ESR材料可與許多商業購得的其他熱塑性澱粉(TPS)材料做區分。舉例而言，於作者克里斯佛思特(Kris Frost)之博士論文“熱塑性澱粉複合物及混合物”(2010年9月)第62-63頁中載明“特別感興趣於TPS於加工過程中完全糊化、及任何後續回凝傾向以形成V型直鏈澱粉結晶”。佛思特進一步敘述“糊化牽涉到粒狀及結晶型結構的喪失，可藉由與水加熱而達成，且常包含其他塑化劑或修飾高分子。回凝係由直鏈澱粉螺旋狀 盤繞的重新盤繞所致。於糊化期間，澱粉分子被破壞，緩慢地重新盤繞成它們天生的螺旋排列或新的單螺旋構形(稱之為V型)，造成TPS膜迅速脆化並喪失光學清晰度”。故，以糊化製程由生澱粉製造習知TPS之後，TPS傾向重新型成晶型結構。反之，購自BiologiQ之NuPlastiQ或ESR材料並不回復為主要晶型結構。另外，它可維持穩定且相對高的光學清晰度，故有利於形成相對光學清晰的膜(例如，尤其是在聚乙烯或其他聚烯烴層間夾置包含NuPlastiQ或ESR的膜)。
與典型TPS材料相反，如本發明所述之可用以形成物品之基於澱粉之高分子材料之適合實例之NuPlastiQ或ESR材料具有非晶型微結構、及如表1所示之物理特徵。已證實在習知TPS及NuPlastiQ或ESR材料之間的分子結構差異性，如第4圖之X光散射所示，比較購自BiologiQ之NuPlastiQ或ESR材料(樣本1)及天然生玉米澱粉及天然生馬鈴薯澱粉之混合物(NuPlastiQ或ESR可由其形成)之散射圖譜結果，NuPlastiQ或ESR材料比習知基於熱塑性澱粉材料具有更低結晶性。如第4圖所見，與天然澱粉混合物(約50%之晶體)相較，NuPlastiQ或ESR之散射圖譜顯示了更低結晶性(例如，低於約10%之晶體)。散射圖譜的差異證實了該材料中發生實質化學變化，係因將該天然澱粉加工為NuPlastiQ或ESR。舉例而言，天然澱粉在20-25°之間有顯著的散射波峰，但NuPlastiQ或ESR則無此波峰。天然澱粉進一步顯示在約45°處有強力波峰(強度為0.5至0.6)，但NuPlastiQ或ESR的波峰則大幅減弱(僅約0.25至0.3)。如所示，橫跨幾乎整個光譜，天然澱粉的散射強度係高於NuPlastiQ或ESR，只除了約18°至約22°處。與NuPlastiQ或ESR相較，所見橫跨廣泛光譜的較高散射強度暗示了天然澱粉的高晶性。如所示，亦存在其他眾多差異性。
舉例言之，依據本發明之用於製備膜之基於碳水化合物(例如基於澱粉)之高分子材料可具有低於約40%、低於約35%、低於約30%、低於約25%、低於約20%、低於約15%、低於約10%、低於約8%、低於約6%、低於約5%、或低於約3%之晶體。可使用任何適合測試機制以測定晶體，如，包含但非限於，FTIR分析、X光散射法、對稱反射與透射技術。對本領域技術人士而言，各種適合的測試方法為顯而易見。
除了比較最終NuPlastiQ或ESR與該起始材料在微結構上的差異性，由包含該基於碳水化合物之高分子材料之混合物所製備之膜、瓶、板、拋棄式器皿、盤、杯、或其他物品，係不同於由習知TPS及澱粉粉末、或非生物可分解性塑膠材料單獨所形成之其他類似物品。舉例而言，藉由混合該基於碳水化合物之高分子材料(如此處所述之NuPlastiQ或ESR)及非生物可分解性塑膠材料所形成之物品不具備“海島”特徵，該特徵常見於混合習知TPS材料及高分子材料如聚乙烯。不同的膜的性質，可參見本申請人之美國專利申請案號15/481,806之實施例5之表11所比較的膜的物理性質，該案已以參考文獻方式併入本案。尤其是，此表比較了藉由混合此處所涵蓋之基於碳水化合物之高分子材料與非生物可分解聚乙烯所製備之膜、與混合習知TPS及PE(Cardia BL-F)所製備之膜之物理性質。除了本申請人之美國專利申請案號15/481,806之實施例5之表11所示的膜物理性質以外，基於習知TPS材料(如Cardia BL-F)及PE混合所製備之膜為非生物可分解性、且非可堆肥性。
如此處所述，混合如此處所述之該基於碳水化合物之高分子材料及非生物可分解性塑膠材料，致使並非僅有該基於碳水化合物材料為生物可分解，更使該非生物可分解性塑膠材料實際上變成生物可分解(即該非生物可分 解性塑膠材料單獨存在時為非生物可分解)。此種結果並不會發生在混合典型TPS材料中。生物分解能力的差異性清楚說明所得膜及其他物品在結構及/或化學上的顯著差異性，因為該複合物整體結構(即該膜或其他結構)現在能夠被生物分解，詳如後各式實施例所示。
不受任何特定理論束縛，據信該基於碳水化合物高分子樹脂可減少該混合產物的晶體，以某方式打斷了該聚乙烯或其他非生物可分解性塑膠材料的晶體及/或吸濕障礙特徵，而允許水及細菌分解包含該基於碳水化合物高分子樹脂材料之混合物中的其他非生物可分解塑膠分子的排列及連結。換言之，當與如此處所涵蓋之基於碳水化合物之高分子材料進行混合時，存在於富含細菌及微生物的環境中的化學或機械力量更容易打斷該聚乙烯或其他非生物可分解性塑膠材料之長聚合物鏈。接著，天然存在於廢棄物環境(例如掩埋場)之微生物可消耗剩餘的較小分子，故它們可轉變回天然成分(如CO2、CH4、及H2O)。
舉例而言，真實的生物可分解塑膠係分解成天然元素或化合物，例如二氧化碳、甲烷、水、無機化合物、或經由微生物吸收成為生質(biomass)(例如，微生物對該塑膠分子的酵素作用)。藉由化學或機械作用其一初步破壞高分子鏈而使塑膠的生物分解作用為可行，但仍須藉由微生物吸收而將分子分解才能完全達到目標。
由石化原料製造或由植物來源衍生的塑膠，其生命開始於單體(例如單一小分子，其可與其他小分子化學反應)。當單體結合在一起，它們變成高分子("許多部分")，即所稱塑膠。結合之前，許多的單體可輕易生物分解，但經聚合作用而連結在一起後，該分子變得如此巨大並以此種排列及鍵結 而結合，使得由微生物進行的微生物吸收作用無法在任何合理的時間範圍內達成。
高分子可以晶型結構(規律的堆疊)及非晶型結構(隨機排列)兩者所形成。許多高分子包含高度結晶及一些非晶型區域隨機排列並纏繞於該高分子整體結構中。
購自BiologiQ之NuPlastiQ或ESR材料係由高度結晶之起始澱粉材料所形成，但最終NuPlastiQ或ESR塑膠樹脂材料則具有低度結晶(實質上非晶性)。該基於澱粉之高分子材料係用作如此處所述之物品製備之起始材料。因此，NuPlastiQ或ESR為由澱粉所製備之塑膠。因其天性、基於澱粉之來源及仔細控制之鍵結類型，以NuPlastiQ或ESR所製之該塑膠之分子(尺寸及鍵結)對生物分解作用為高度敏感，該生物分解作用係藉由導入濕氣(水)及細菌或其他微生物所致之酵素作用而產生，係如此處所包含之實驗測試結果所證實。
聚烯烴例如聚乙烯及聚丙烯之堅硬型式係具有高度結晶，並藉由轉換單體分子(無論是石油衍生或衍生自乙醇或衍生自植物來源之其他小建構砌塊分子)而製造長鏈高分子。在連接單體形成長高分子鏈時所得鍵結係強力且難以破壞。由該高分子材料所形成之膜和其他物品為非生物可分解性。即使所預定物品係由習知非生物可分解性塑膠材料及習知TPS之混合物所形成，該物品並不會通常地、突然地獲得生物可分解性特徵(除了該混合物之澱粉部分有時可生物分解)。
本案申請人建立了使非生物可分解性塑膠材料具有生物可分解性的方法，係藉由混合該塑膠材料與具有低晶性之基於碳水化合物之高分子材 料(例如NuPlastiQ或ESR)。典型地，該非生物可分解性塑膠材料具有較高晶性(例如尤其是在PE或PP的案例中)。
於生物可分解性之外，所得混合物可額外地或替代地具有，與聚乙烯或其他非生物可分解性塑膠材料相較，較高的彈性模數(硬度、或強度)；且可用於製備塑膠膜或其他物品，其與以純聚乙烯或其他純非生物可分解性塑膠材料所製相同物品相較，更為強化。此提升的強度特徵係描述於美國專利申請案No.15/481,806，已以參考文獻方式併入本案。
回到第1圖，在106，該製程100包含混合一種或多種其他高分子材及一種或多種基於碳水化合物之高分子材料以製備一材料之混合物。於一些例子中，可使用一種或多種混合裝置執行該一種或多種其他高分子材料及該一種或多種基於碳水化合物材料之混合。於特定實施中，可使用一機械混合裝置以混合該一種或多種其他高分子材料及該一種或多種基於碳水化合物之高分子材料。於一實施中，該材料之混合物之成分之至少部分可與一設備結合，該設備例如擠型機、射出成型機等。於其他實施中，該材料之混合物之成分之至少部分可於飼入該設備前結合。
依據所欲特徵，該材料混合物中可存在廣泛不同之範圍之該一種或多種基於碳水化合物之高分子材料。於一實施例中，此足以使其他包含於該混合物中的非生物可分解“其他”高分子材料具有生物可分解性、增加強度至所欲程度、提供“永續性”成分至預定程度、或其他目的。舉例言之，該基於碳水化合物之高分子材料的含量可為該材料混合物之至少0.5%、至少1%、至少2%、至少3%、至少4%、至少5%、至少10%、至少15%、至少20%、至少25%、至少30%、至少35%、至少40%、至少45%、不超過99%、不超過95%、不超過90%、不超 過80%、不超過70%、不超過60%、不超過50%、2%至98%、20%至40%、10%至40%、20%至30%、50%至80%、或40%至60wt%。若為所欲，可包含超過一種之基於碳水化合物之高分子材料、及/或超過一種之其他塑膠材料。
存在於該材料混合物中之其他高分子材料之量為，該材料混合物之至少0.5%、至少1%、至少2%、至少3%、至少4%、至少5%、至少10%、至少15%、至少20%、至少25%、至少30%、至少35%、至少40%、至少45%、至少50%、不超過99%、不超過95%、不超過90%、不超過85%、不超過80%、不超過75%、不超過70%、不超過65%、或不超過60%、2%至98%、50%至90%、65%至75%、20%至50%、or40%至60wt%。
該材料混合物中可存在一增容劑。該增容劑可與該其他高分子材料、該基於碳水化合物之高分子材料混合、與兩者同時混合、或分開提供。通常，該增容劑係與該高分子材料之至少一者一起提供，如，包含於母料配方中。該增容劑可為經修飾之聚烯烴或其他經修飾之塑膠，例如順丁烯二酸酐接枝之聚丙烯、順丁烯二酸酐接枝之聚乙烯、順丁烯二酸酐接枝之聚丁烯、或其組合。該增容劑亦可包含基於丙烯酸酯之共聚物。舉例而言，該增容劑可包含乙烯甲基丙烯酸酯共聚物、乙烯丁基丙烯酸酯共聚物、或乙烯乙基丙烯酸酯共聚物。額外地，該增容劑可包含以聚(乙酸乙烯酯)為基底之增容劑。於一實施例中，該增容劑可為其他高分子材料的接枝型式(例如，順丁烯二酸酐接枝之聚乙烯，此處其他高分子材料為聚乙烯)、或共聚物(例如，嵌段共聚物)，此處該嵌段之一為其他高分子材料之相同單體(例如，苯乙烯共聚物，此處其他高分子材料為聚苯乙烯或ABS)。
該材料混合物可包含至少0.5%、至少1%、至少2%、至少3%、至少4%、至少5%、不超過50%、不超過45%、不超過40%、不超過35%、不超過30%、不超過25%、不超過20%、不超過15%、不超過10%、不超過9%、不超過8%、不超過7%、不超過6%、0.5wt%至12%、2%至7%、或4%至6wt%之增容劑。
雖然並非必要，且於至少一些實施例最好避免該等內容物，但在本發明之範疇內可包含任何不同的UV及OXO可分解之添加劑，如PDQ-M、PDQ-H、BDA、及購自Willow Ridge Plastics之OxoTerraTM、購自LifeLine之OX1014、或有機添加劑，如購自Enso之Restore®、購自Bio-Tec Environmental之EcoPure®、購自ECM Biofilms之ECM Masterbatch Pellets 1M、或Biodegradable 201及/或Biodegradable 302 BioSphere®。可包含其他添加劑，舉例而言，用以提升強度(例如，購自Dupont之Biomax® Strong)或其他。
該材料混合物可包含一種或多種添加劑，其含量為該混合物之至少0.5%、至少1%、至少1.5%、至少2%、至少2.5%、至少3%、至少4%、不超過10%、不超過9%、不超過8%、不超過7%、不超過6%、不超過5%、0.2%至12%、1%至10%、0.5%至4%.、或2wt%至6wt%。
雖然主要描述熱塑性塑膠材料之混合物可一起熔融以形成所欲混合物，但於一些實施例中，混合該基於碳水化合物之高分子材料及其他非熱塑性之高分子材料(例如其為熱固性，如矽氧樹脂)為可能。舉例而言，該非熱塑性“其他”高分子材料前驅物之樹脂成分可與該基於碳水化合物之高分子材料混合，其中，聚合作用或其他熱塑性“其他”高分子材料形成作用可於該基於碳水化合物之高分子材料存在下發生，造成最終物品為該基於碳水化合物之高分子材料及熱固性或其他非熱塑性塑膠材料之混合物。該基於碳水化合物之高分 子材料可，如此處所述，因共同混合而使該非熱塑性塑膠材料取得相同益處(例如，提升永續性、生物可分解性、提升強度等)。
參照第1圖，於108，尤其是當該材料為熱塑性，該製程100可包含加熱該材料混合物。於一實施例中，該材料混合物可加熱至溫度為至少100℃、至少110℃、至少115℃、至少120℃、至少125℃、至少130℃、至少135℃、至少140℃、不超過200℃、不超過190℃、不超過180℃、不超過175℃、不超過170℃、不超過165℃、不超過160℃、不超過155℃、不超過150℃、95℃至205℃、120℃至180℃、或125℃至165℃。
包含其他高分子材料及該基於碳水化合物之高分子材料之該材料混合物可於擠型機之一或多個腔室中加熱。於一些例子中，該擠型機之一或多個腔室可加熱至不同溫度。該擠型機之一或多個螺桿之速度可為任何所欲速率。
於110，一物品係以該材料混合物製備。於一些例子中，該物品可包含一膜。於其他例子中，該物品可由膜形成。於其他實施例中，該物品可以塑形，係基於一設計，如模具(例如，射出模)。任何想得到的由塑膠形成的物品可由該混合物形成，例如，包含但非限於，膜、袋、瓶、罩、蓋、板、箱、盤、杯、器皿等。當該物品為膜時，該膜可使用模具形成，藉由射出氣體至經加熱之材料混合物中而形成該膜(即吹製該膜)。膜可經密封及/或其他修飾而形成袋子或其他物品。
當該物品為膜時，該膜可由單層或多層構成。該膜或任何單獨層之厚度可為至少0.001mm、至少0.002mm、至少0.004mm、至少0.01mm、至少0.02mm、至少0.03mm、至少0.05mm、至少0.07mm、至少0.10mm、不超過2mm、 不超過1mm、不超過0.5mm、不超過0.1mm、0.05mm至約0.5mm、或0.02mm至0.05mm。一些特定實例可包含低於0.005mm之膜，例如0.002mm至0.004mm、或0.0025mm(0.1密耳)至0.25mm(10密耳)。對於膜及板物品，厚度數值可能有部分重疊；應注意的是，當然可提供較該膜厚數值更大厚度之板材料，可以任何所欲塑膠製程製備。
本案申請人已證實能使用如此處所述之混合物吹製0.0025mm(0.1密耳)之超薄膜之能力，該超薄膜具有顯著強度(例如，對0.1密耳之膜之落錘測試為至少40g，如40g至110g、或對該超薄膜為40g至100g落錘強度)。據信，吹製此種超薄膜之能力為本案申請人獨有，係使用如此處所述之混合物及其他參數(例如吹脹比、模隙等)。
膜或其他物品可具有強度特徵，該特徵係經測試，例如落錘強度測試(ASTM D-1709)、破裂延伸強度測試(ASTM D-882)、拉伸斷裂延伸率測試(ASTM D-882)、割線模組測試(ASTM D-882)、及/或艾門朵夫剪切測試(ASTM D-1922)。膜之落錘衝擊測試值可為至少150g、至少175g、至少200g、至少225g、至少250g、至少275g、至少300g、不超過400g、不超過375g、不超過350g、或不超過325g、140g至425g、200g至400g、250g至350g、265g至330g。於一實施例中，該數值係針對無論厚度之膜。於另一實施中，該數值係針對由該材料混合物所形成之1密耳厚度之膜。
該物品可具有於機械方向之破裂延伸強度數值為，至少3.5kpsi、至少3.7kpsi、至少3.9kpsi、至少4.1kpsi、至少4.3kpsi、or至少4.5kpsi、不超過5.5kpsi、不超過5.3kpsi、不超過5.1kpsi、不超過4.9kpsi、或不超過4.7kpsi、3.5kpsi至5.5kpsi、或4.1kpsi至4.9kpsi。
該物品可具有於橫軸方向之破裂延伸強度數值為，至少3.2kpsi、至少3.4kpsi、至少3.6kpsi、至少3.8kpsi、至少4.0kpsi、至少4.2kpsi、不超過5.7kpsi、不超過5.5kpsi、不超過5.3kpsi、不超過5.1kpsi、不超過4.9kpsi、不超過4.7kpsi、不超過4.5kpsi、3.2kpsi至5.7kpsi、或3.6kpsi至5.0kpsi。
該物品可具有於機械方向之拉伸斷裂延伸率數值為，至少550%、至少560%、至少570%、至少580%、至少590%、至少600%、至少610%、至少620%、不超過725%、不超過710%、不超過700%、不超過680%、不超過665%、不超過650%、不超過635%、550%至750%、或600%至660%。
該物品可具有於橫軸方向之拉伸斷裂延伸率數值為，至少575%、至少590%、至少600%、至少615%、至少630%、或至少645%、不超過770%、不超過755%、不超過740%、不超過725%、不超過710%、不超過695%、不超過680%、575%至775%、或625%至700%。
當可測試時，該物品可具有於機械方向之艾門朵夫剪切測試數值為，至少280g/mil、至少300g/mil、至少320g/mil、至少340g/mil、或至少360g/mil、不超過450g/mil、不超過430g/mil、不超過410g/mil、不超過390g/mil、或不超過370g/mil、275g/mil至475g/mil、或325g/mil至410g/mil。
當可測試時，該物品可具有於橫軸方向之艾門朵夫剪切測試數值為，至少475g/mil、至少490g/mil、至少500g/mil、至少525g/mil、至少540g/mil、或至少550g/mil、不超過700g/mil、不超過680g/mil、不超過650g/mil、不超過625g/mil、不超過600g/mil、不超過580g/mil、或不超過570g/mil、475g/mil至725g/mil、或490g/mil至640g/mil。
當可測試時，該物品可具有於機械方向之割線模組測試數值為，至少20kpsi、至少22kpsi、至少24kpsi、至少26kpsi、至少28kpsi、或至少30kpsi、不超過40kpsi、不超過38kpsi、不超過36kpsi、不超過34kpsi、或不超過32kpsi、20kpsi至40kpsi、或25kpsi至35kpsi。
當可測試時，該物品可具有於橫軸方向之割線模組測試數值為，至少20kpsi、至少22kpsi、至少24kpsi、至少26kpsi、至少28kpsi、或至少30kpsi、不超過40kpsi、不超過38kpsi、不超過36kpsi、不超過34kpsi、或不超過32kpsi、20kpsi至40kpsi、或25kpsi至35kpsi。
於一些例子中，包含由兩種或更多種澱粉之混合物所形成之基於碳水化合物之高分子材料之物品，係具有強度性質之數值高於包含單一澱粉所形成之基於碳水化合物之高分子材料之物品。舉例而言，包含由兩種或更多種澱粉之混合物所形成之基於碳水化合物之高分子材料之物品，係具有落錘衝擊測試值(為公克或公克/每密耳厚度)較包含單一澱粉所形成之基於碳水化合物之高分子材料之物品高，至少高於約5%、或10%；與相同物品但僅包含由單一澱粉形成之基於碳水化合物之高分子材料相較，至少高於約25%、至少高於約50%、至少高於約75%、高於10%至150%、或高於60%至120%。該提升的強度的詳情可參見此處所提供之實施例、及美國專利申請案14/853,725及15/481,806，已以參考文獻的方式併入本案。
第1A、1B及1C圖進一步說明依據本發明之方法之特定實例。該等圖式一般被涵蓋於第1圖之更通泛步驟及此處提供之說明，其係可通常施行。舉例而言，第1A圖顯示類似步驟102、104、106、及108，但於110'所製得物品則特別為所吹製膜，且操作該吹膜設備使該吹脹比為至少2.0、及/或該模隙為不超 過500微米。換言之，第1A圖說明一例示性方法100'，其可用於提升吹得塑膠膜之強度，藉由確保吹製該塑膠膜之混合物包含一再生性基於碳水化合物之高分子材料，及藉由特定選擇高吹脹比及/或窄模隙。於102，該製程100可包含提供一種或多種“其他”高分子材料，如包含任何可被吹製成膜之塑膠樹脂，如聚乙烯、聚丙烯、其他聚烯烴、聚對苯二甲酸乙二酯、聚酯、尼龍、聚苯乙烯、ABS、聚氯乙烯等。該“其他”高分子材料可為石油化學基底之高分子材料。其亦可為該等石油化學基底之高分子材料之“綠色”版本(例如，如可購自Braskeem之“綠色”聚乙烯等)。適用於“其他”高分子材料之廣泛不同的高分子為顯而易知。
於104，該製程100可包含提供該一種或多種基於碳水化合物之高分子材料，如，因其在高吹脹比及/或窄模隙吹製時能提升強度之可識別之能力，而被特別選擇以包含於該混合物中。該再生性基於碳水化合物之高分子材料可為實質上非晶性、具有不超過20%之晶體。如此處所述之關於購自BiologiQ之NuPlastiQ或ESR之例示性材料，可額外地或替代地存在其他各種關於彈性模數(即楊氏模數)、玻璃轉移溫度、熱變形溫度、菲卡軟化溫度或其他特徵之特徵。於106，該材料可於106共同混合，形成該材料之混合物。於108，它們可被加熱(如，熱塑性塑膠材料之案例為熔融)以準備吹製該膜。於110'，以該材料混合物使用吹膜設備而吹製塑膠膜。在吹膜期間，所用吹脹比為至少2.0。如此處所述，本案申請人發現，於該混合物中包含該基於碳水化合物之高分子材料、及使用2.0或更高之吹脹比之組合係使該膜強度顯著提升，特別是，亦可藉由窄模隙而達成。
洛夫根斯所申請的WO 2014/0190395係描述Cardia BL-F及PE之混合物所形成之多層膜，此種膜較本案之膜明顯脆弱，係因使用不同TPS材料、及 所選定之該特定吹脹比及/或模隙特徵之選擇。舉例而言，於洛夫根斯中所吹製之膜為80微米厚(即超過3密耳)，且其強度實際上低於100% PE膜。反之，與100%“其他高分子材料”(例如PE)對照組相較，此處所述特定選擇係使任何預定厚度之強度實際提升。更進一步地，本方法能夠製備具有所欲強度且更低厚度的膜。此種以明顯更低厚度達到所欲強度的膜的能力，亦減少了製備該膜層之材料用量，可更節省成本，及產生更佳的永續性。
如此處所述，混合如此處所述之特定之基於碳水化合物之高分子材料及其他高分子材料，且接著使用該材料混合物，以吹膜設備在吹脹比為至少2.0及/或具有窄模隙(例如，不超過500微米)下吹製塑膠膜；本案申請人發現此可提供薄膜(例如低於2密耳，如0.1至1.5密耳)實際上具有更高強度，當與其他類似但僅以該第一高分子材料(例如PE)吹製之膜。
不受任何特定理論束縛，據信，當於高吹脹比及/或窄模隙下吹製時，該實質上為非晶性之特定再生性基於碳水化合物高分子樹脂係促進該混合物之不同高分子之分子，以提升所得混合塑膠膜之強度之方式，進行所欲排列、定向、及/或延伸。
舉例而言，高分子可以晶型結構(規律的堆疊)及非晶型結構(隨機排列)兩者所形成。許多高分子(如聚乙烯)包含高度結晶，但它們可包含一些非晶型區域隨機排列並纏繞於該高分子整體結構中。所使用之特定再生性基於碳水化合物之高分子材料並非高度結晶，但為實質上非晶性。不受任何特定理論束縛，據信，該結晶型第一高分子材料及該非晶型再生性基於碳水化合物之高分子材料之組合，以使該混合物之該等成分共同均相混合之方式使該成分定向、排列及延伸，而經定向之排列及延伸係造成強度提升。該等強度提升 可見於機械方向(MD)及橫軸方向(TD)兩者，因此，所觀察到的現象並非僅是簡單地放棄一方向之強度以提升另一方向者。此可由落錘測試數據證明，該數據同時說明兩個方向之強度。
經由該特定非晶型基於碳水化合物之材料之選擇、及高吹脹比之選擇，如，及/或窄模隙之使用而提升強度，係有利地在薄膜中提供提升的強度，通常較其他包含TPS之混合物(如Cardia BL-F)可得者更薄。於一些例子中，如此處所述，與由第一高分子材料單獨吹製者相較，該膜甚至可被吹製得一樣薄或甚至更薄。舉例而言，本案申請人觀察到，與由聚乙烯單獨吹製之最薄之膜相較，可由聚乙烯及該再生性基於碳水化合物之高分子材料之混合物吹製一樣薄或甚至更薄的膜的能力(例如，吹製0.1密耳之膜之能力)。
如此處所述，包含一種如此處所述之具有低晶性及/或其他特徵之基於碳水化合物之高分子材料、及其他高分子材料、以所述高吹脹比及/或窄模隙所形成之物品可具有強度性質之數值，其大於由“其他”高分子材料單獨形成之物品。例如與習知技藝狀態相較，此種強度的提升係有利的且令人驚訝的。舉例而言，洛夫根斯描述由基於澱粉之高分子材料(Cardia BL-F)及聚乙烯之混合物吹膜，所得膜具有較低的延伸強度(洛夫根斯第2圖)、及較低的落錘衝擊強度(洛夫根斯第5圖)，此係與由聚乙烯單獨形成之類似膜相比較之結果。這也是因Cardia BL-F及聚乙烯之混合物係於3：1之吹脹比被吹製。由此證實，至少在洛夫根斯的特定條件下(亦包含1.6至1.8mm之相對寬模隙)，並非任何再生性基於碳水化合物之高分子材料都可發生強度的提升。如實施例所示，使用本發明再生性基於碳水化合物之高分子材料，其具有低晶性及/或其他與NuPlastiQ或ESR相關之特定特徵，會產生提升的強度。
與其他相同但以“其他”高分子材料單獨形成之物品(即沒有再生性基於碳水化合物之高分子材料或增容劑)相較，可提升至少約1%、至少約2%、至少約3%、至少約5%、至少約10%、至少約15%、至少約20%、1%至50%、1%至40%、或10%至40%之強度(例如無論是拉伸強度、落錘衝擊強度、或其他強度測量)。
第1B及1C圖說明用以抵銷混合物中包含該基於碳水化合物之高分子材料所致之獨特氣味之特定方法。本領域技術人士可輕易理解，此處所述之任何方法均可共同使用(例如，在亦包含除臭劑下，於高吹脹比及/或窄模隙吹製膜)。第1B圖說明依據本發明之例示性方法100"，製備包含基於碳水化合物之高分子材料、有機除臭劑、及高分子樹脂之物品。於102，該製程100可包含提供一種或多種“其他”高分子樹脂。如此處所述，該等樹脂可為眾多傳統用於塑膠製造之任何一者。分別於103及104，該製程100包含提供有機除臭劑及該基於碳水化合物之高分子材料。
於一實施例中，該除臭劑可被包含於該基於碳水化合物之高分子材料中(例如包含於其母料中)。於其他實施例中，可以其他方式添加該除臭劑，如於該高分子樹脂中、與高分子樹脂及該基於碳水化合物高分子為個別添加等。可能的及可被涵蓋的不同添加方式為顯而易知。包含於該混合物中的除臭劑的特定選擇，係依其抵銷最終物品因該基於碳水化合物之高分子材料所致之氣味的能力。舉例而言，該基於碳水化合物之高分子材料會導致輕微的碳水化合物的燒焦氣味(例如，輕微燒焦澱粉氣味、爆米花或焦糖玉米類似氣味)，發生於該混合物之加熱製程中(例如，射出成型、吹模、吹膜等期間)，此處，於102、103及104，該成分係於加熱條件下共同熔融並形成該混合物。
於103，該除臭劑可為任何所欲型式(例如，顆粒、粉末、塑膠微粒、漿液、及/或液體)。於一實施例中，該除臭劑可於初始即包含凍乾粉末，而與該基於碳水化合物之高分子材料之母料於製造期間混合、或於該基於碳水化合物之高分子材料製造後混合。舉例而言，當該基於碳水化合物之高分子材料由澱粉粉末、甘油及水之混合物所形成時，該除臭劑(例如凍乾粉末)可簡單地與澱粉粉末、或與水、或與塑化劑(例如甘油)一起而添加至該混合物中，然後與其混合。接著可藉由一般製備的相同製程製造該基於碳水化合物之高分子材料，而使該除臭劑合併於該基於碳水化合物之高分子材料中，成為分散其中之成分(例如，均相分散於其中)。
於其他實施例中，由於粉末狀或其他除臭劑熔融並製備為與母料包含的其他成分(例如增容劑)組合，其可簡單地與該基於碳水化合物高分子混合。添加該除臭劑至任何成分之眾多可能性對本領域技術人員為顯而易知，該成分係用以由一種基於碳水化合物之高分子材料及另一種高分子樹脂之混合物而形成塑膠物品。併入該有機除臭劑之不同替代方式亦可適用。
無論如何選擇該有機除臭劑併入該混合物之方式，於102、103及104之成分之混合物可經由任何想得到的製程所形成，例如上述或本說明書其他處所述。
該除臭劑可為有機。對於化學領域之技術人士，可輕易理解有機化合物係以碳為基礎，但排除簡單的碳化合物如碳化物、碳酸鹽、碳之氧化物(例如，CO及CO2)、及氰化物。於一實施例中，該有機除臭劑可包含苯基，為芳香族化合物。苯之不同芳香族衍生物亦可適用，如苯甲醛及/或苄基酮。於一實施例中，該有機除臭劑可為一包含碳、氧及氫原子之化合物(例如，無雜 原子)。於其他實施例中，包含一種或多種雜原子之化合物亦可適用。於已被證實特別有效之一實施例中，該除臭劑係包括苯甲醛化合物，如4-羥基-3-甲氧基苯甲醛。此種芳香族化合物亦稱之為香草精，具有下列化學結構式。
此處發現非常小份量的該有機除臭劑係抵銷與該基於碳水化合物之高分子材料相關之氣味。除了只需要如此小量之除臭劑以外，亦令人驚訝的是，添加有機成分(該基於碳水化合物之高分子材料)相關的問題亦可藉由添加甚至更多的有機成分而解決。舉例而言，本領域技術人士會預期此種包含額外有機成分，尤其是具有芳香族化學結構式者，會於加熱製程中增加混合物的氣味釋放，而非預期可減少或實質上消除該氣味。
於一實施例中，該組成物並未包含無機或其他除臭劑。舉例而言，於一實施例中，該組成物並未包活性碳、沸石、或包含能夠與揮發性氣味分子鍵結之活性位置之其他已知成分。舉例而言，包含該等除臭劑係啟動下述機制，以活性位置之鍵結而可以某種方式抑制苯甲醛或其他有機除臭劑執行其預期功能之能力(例如，該活性位置可能僅用以與苯甲醛或其他有機除臭劑鍵結)。
該除臭劑可包括該混合的塑膠材料、或一種包含該除臭劑之基於碳水化合物之高分子材料(例如作為母料，用以與另一種高分子樹脂混合)其一之不超過1%、不超過0.5%、不超過0.25%、不超過0.1%、不超過0.05%、不超過0.01%、不超過1000ppm、不超過500ppm、不超過250ppm、不超過100ppm、不超過50ppm、或不超過20ppm之、of either the blended。藉由混合該基於碳水 化合物之高分子材料及另一種高分子樹脂，該除臭劑之濃度當然被進一步稀釋。舉例而言，於該塑膠混成物品中，該除臭劑之濃度可為不超過15ppm、不超過10ppm、不超過5ppm、或甚至1ppm。本案申請人驚訝地發現，此種微小的份量可有效抵銷或實質移除一包含基於碳水化合物之高分子材料之塑膠之氣味特徵。
除了香草精，來自各種水果及/或蔬菜之其他萃取物亦可適用於作為有機除臭劑。非限制性的可能實例包括香草、草莓、藍莓、香蕉、蘋果、桃、梨、奇異果、芒果、百香果、或覆盆子的凍乾萃取物。組合物亦可適用。
如上所註明，於一實施例中，該除臭劑可添加至用以形成該基於碳水化合物之高分子材料之水及/或甘油中(例如，溶解或分散其中)，其特別有利於確保該非常小份量之除臭劑可均相混合遍布於該最終基於碳水化合物之高分子材料中。舉例而言，當粉狀除臭劑添加於用於製造該基於碳水化合物之高分子材料之其他粉狀材料(例如澱粉)時，由於該除臭劑添加量如此的小(例如，於母料中為20ppm)，藉由與液態成分而非固態粉末進行混合，更容易確保該除臭劑的均相分佈。
當添加該除臭劑至該基於碳水化合物之高分子材料可改變該臭味特徵，係藉由移除該基於碳水化合物之高分子材料及另一種熱塑性高分子樹脂之混合物具有其他獨特的焦糖玉米或爆米花類型的氣味的傾向，包含該除臭劑並未實質改變如此處所述之NuPlastiQ或ESR材料之任何物理性質或其他性質。如註明，該除臭劑可存在於該基於碳水化合物之聚合性NuPlastiQ或“ESR”材料中，範圍為不超過1000ppm、500ppm、250pp、200ppm、100ppm、50ppm、40ppm、30ppm、25ppm、20ppm、5ppm至50ppm、10ppm至50ppm、或15ppm至25ppm。 本案申請人發現，於NuPlastiQ或ESR材料中，以20ppm的程度尤其有效。顯而易知地，以該高分子樹脂材料稀釋後，由該混合物所形成之物品之除臭劑濃度甚至會更低(例如，a level in the於NuPlastiQ或ESR母料中為20ppm，可能在最終物品中降至僅10ppm、僅5ppm、或僅1ppm)。
於一些實施例中，該NuPlastiQ或ESR可提供於母料配方中，其可包含如上述之該基於碳水化合物之高分子材料、該除臭劑、及一種或多種增容劑之量。該母料亦可包含已涵蓋其中之一種或多種“其他”高分子樹脂(例如，與該基於碳水化合物高分子樹脂欲混合以形成標的物品者相同的高分子樹脂)。此種母料配方顆粒可與“其他”高分子樹脂材料之顆粒於加工時點混合。依最終物品中的NuPlastiQ或ESR及/或增容劑及/或習知高分子樹脂的所欲百分比，可使用任何想得到的比例混合該等不同顆粒。
如上所註明，該除臭劑通常可以非常低的量存在於該基於碳水化合物之高分子材料中，例如不超過1%、不超過0.1%、不超過0.01%、不超過1000ppm、不超過100ppm、不超過50ppm、或不超過20ppm。藉由混合包含除臭劑之基於碳水化合物之高分子材料及該高分子樹脂，在所得混成塑膠物品中的除臭劑的量係降低，係依該基於碳水化合物之高分子材料對該高分子樹脂材料之混合比例。如此處所註明，可適用廣泛不同的混合比例。舉例言之，該基於碳水化合物之高分子材料母料中的除臭劑起始量為20ppm，在混合比例1：1時，於由該混合物所形成之最終塑膠物品中則降至僅10ppm。在混合比例為25%該基於碳水化合物之高分子材料及75%高分子樹脂材料時，該除臭劑起始量為20ppm則降至5ppm。
顯而易知地，雖然該除臭劑濃度降低，但因該混合所致之除臭劑對基於碳水化合物之高分子材料之比例維持不變。舉例而言，除臭劑對基於碳水化合物高分子之重量比可為1：1000，甚至更為稀釋。舉例而言，該比例可為1：1000、1：2000、1：5000、1：10,000、1：15,000、1：20,000、1：25,000、1：30,000、1：35,000、1：40,000、1：45,000、1：50,000、1：60,000、1：70,000、1：80,000、1：90,000、或1：100,000。該比例可為上述任何兩數值之間之值(例如，1：1000至1：100,000、或1：10,000至1：80,000、或約1：50,000)。該基於碳水化合物之高分子材料中的除臭劑的量20ppm，可等同於約1：50,000之比例。即使混合高分子樹脂材料，此比例可維持實質不變，係因添加該高分子樹脂材料並不改變該除臭劑或該基於碳水化合物之高分子材料於該混合物中的量。
亦為顯而易知地，當該除臭劑為有機，此成分並非揮發性係為重要，因其不會於該物品之熱加工期間輕易散失(該基於碳水化合物之高分子材料之殘餘含水量可能會)。舉例而言，該除臭劑環境溫度(例如25℃)及壓力(例如1atm)下可為固體而非液體。若為液體，該除臭劑可能具有低於水的揮發性(例如，於預定的溫度及壓力下測量相關蒸氣壓(例如上述之STP))。於一實施例中，該除臭劑可具有高於108及110"加工相關之任何溫度之沸點。該除臭劑可具有低於108及110"加工相關之任何溫度之熔點。舉例而言，該除臭劑可於環境溫度下(例如25℃)為固體，但於加工進行的升溫下(例如，125℃至165℃)為液體。該等除臭劑之一實例為4-羥基-3-甲氧基苯甲醛。
舉例而言，該除臭劑可具有熔點為至少30℃、至少50℃、低於200℃、低於190℃、低於180℃、低於175℃、低於170℃、低於165℃、低於160℃、低於150℃、低於145℃、低於140℃、低於135℃、than 130℃、低於125℃、低 於120℃、低於115℃、低於120℃、低於115℃、低於110℃、低於100℃、50℃至180℃、50℃至150℃、或60℃至100℃。該除臭劑可具有沸點為高於150℃、高於160℃、高於170℃、高於180℃、高於200℃、高於225℃、高於250℃、150℃至500℃、200℃至400℃、或250℃至300℃。舉例言之，香草精於81℃至83℃熔化，並於285℃沸騰。
第1B圖說明如何由高分子樹脂(於102)及除臭劑(於103)、及一種基於碳水化合物之高分子材料(於104)製備一物品，第1C圖說明一製程100'''，其中，該除臭劑可併入該基於碳水化合物之高分子材料中。舉例而言，該除臭劑可於103提供，該基於碳水化合物之高分子材料可於104提供，且它們可於106"一起混合。舉例言之，在調配母料時，可將該有機除臭劑混合至該基於碳水化合物之高分子材料(例如，該除臭劑添加至該基於碳水化合物之高分子材料時，亦添加增容劑或其他成分已包含於母料中)。於其他實施例中，該除臭劑可與形成該基於碳水化合物之高分子材料之起始材料混合(例如，藉由混合該除臭劑與水、甘油、或澱粉成分之一種或多種，自此形成該基於碳水化合物之高分子材料)。於任一案例中，所選方法係使一種基於碳水化合物之高分子材料包含分散其中之該除臭劑。如此處所述，其濃度可為非常低(例如，20ppm)。於110'''，藉由與混合高分子樹脂(例如，通常關於施加熱以熔化並使熱塑性塑膠材料一起混合)，此種基於碳水化合物之高分子材料(包含該除臭劑)可用以製備一物品。
回到可落實於此處任一實施例之標準特徵，可以生物分解測試進行特徵化(例如，無論是生物甲烷潛力測試、或任何可施行之ASTM標準，如ASTM D-5511、ASTM D-5526、ASTM D-5338、或ASTM D-6691)。於該測試 下，以預定的時間長度(例如，30日、60日、90日、180日、365日(1年)、2年、3年、4年、或5年，該物品可顯示總高分子成分、及/或任何非生物可分解之“其他”高分子成分(不同於該基於碳水化合物高分子成分者)之實質生物分解作用。生物甲烷潛力測試典型地係進行30或60日，雖然有些時候會長達90日。於上述ASTM標準之任一者，典型地係以更長的時間長度進行測試。舉例而言，一物品，可不含或實質不含生物分解作用助進劑，顯示高於其該基於碳水化合物之高分子材料含量之生物分解作用，暗示了該其他塑膠材料亦為生物分解(或在生物甲烷潛力測試下具有生物分解的潛力)。
尤其是當該物品接受測試，在模擬掩埋場或其他廢棄物及/或分解環境(例如堆肥條件、或海洋條件)達180日、200日、365日(1年)、2年、3年、或5年，其生物分解作用可大於基於碳水化合物之高分子材料在該物品中的重量百分比。換言之，包含所述基於碳水化合物之高分子材料可造成其他非生物可分解之“其他”高分子材料之至少部分生物分解。
舉例而言，在該時間長度後，由該基於碳水化合物之高分子材料及PE之混合物所形成之物品可具有生物分解作用，且高於該膜的該基於碳水化合物之高分子材料的重量份量，暗示了PE(在此之前被認為是非生物可分解)實際上被生物分解，與該基於碳水化合物之高分子材料一起。該等結果為令人驚訝的，且特別具有優勢的。
生物甲烷潛力測試，係以甲烷生成作用作為總甲烷生成潛力之百分比為基礎，測定厭氧性生物分解作用之潛力。依據ASTM D-5511標準，生物甲烷潛力測試可用以預測該測試樣本之生物分解能力，且該生物甲烷潛力測試可以ASTM D-5511標準之一種或多種條件進行。舉例而言，生物甲烷潛力測試 可於約52℃之溫度進行。據此，該生物甲烷潛力測試可有一些條件不同於ASTM D-5511者，如，為了加速該測試而於30、60、或有時長達90日內完成。生物甲烷潛力測試可使用50%至60wt%水及40%至50wt%有機固體之接種。舉例而言，用於生物甲烷潛力測試之接種可具有55wt%水及45wt%有機固體。生物甲烷潛力測試亦可於其他溫度下進行，例如35℃至55℃、或40℃至50℃。
進行生物分解作用時，具有不超過約2wt%之生物分解作用助進劑(或較佳為不含)及如此處所述之基於碳水化合物之高分子材料及“其他”高分子材料之含量之物品可具有提升的分解作用，此為導入該基於碳水化合物之高分子材料至該物品之結果。舉例而言，至少5%、至少10%、至少15%、至少20%、至少25%、至少30%、至少35%、至少40%、至少45%、至少50%、至少55%、至少60%、至少65%、至少70%、至少75%、至少80%、至少85%、至少90%、或甚至至少95%之非基於碳水化合物之高分子材料(例如該“其他”高分子材料)，在掩埋場、堆肥、及/或海洋條件(或模擬條件)下，可於至少約1年、至少約2年、至少約3年、或至少約5年之期間生物分解掉。此種生物分解作用係尤其值得注意並具有優勢的。因此，並非僅有該基於碳水化合物之高分子材料生物分解，該“其他”高分子材料亦分解，即使該材料本身並非生物可分解。
實施例顯示，當時間增加，該生物分解的量可為非常高；在至少一些實施例中，該物品實質上整體均生物分解掉(例如，於180日、或200日、或365日(1年)內、2年內、3年內、5年內、或其他時間長度內，至少約85%、至少約90%、或至少約95%生物分解掉)。
第2A圖說明依據本發明製備物品之例示性製造系統200之組件。於一些例子中，該製造系統200可用於第1圖之製程100或第1A-1C圖中任一者。 於一說明性實施例中，該製造系統200為擠型機，例如單螺桿擠型機或雙螺桿擠型機。
於一實施例中，一種或多種非生物可分解性塑膠材料及一種或多種基於碳水化合物之高分子材料可經由第一供料槽202及第二供料槽204而提供。該材料之一者或兩者可包含增容劑(例如，於其母料中)。
該一種或多種基於碳水化合物之高分子材料及該一種或多種非生物可分解性塑膠材料可於第一腔室206中混合以製備一材料混合物。於一些例子中，該材料混合物可包含5wt%至40wt%之一種或多種基於碳水化合物之高分子材料、60wt%至94wt%之一種或多種非生物可分解性塑膠材料、及1wt%至9wt%之一種或多種增容劑。如此處所述，亦可存在小量除臭劑。依所欲特徵，該範圍當然可以超出上述範圍進行變化。
如第2A圖所示之實施例，該材料混合物可通過一系列腔室，如第一腔室206、第二腔室208、第三腔室210、第四腔室212、第五腔室214、及選用的第六腔室216。該材料混合物可於腔室206、208、210、212、214、216中加熱。於一些例子中，該腔室之一之溫度可與另一腔室不同。於說明性實施例中，該第一腔室206係加熱至120℃至140℃之溫度；該第二腔室208係加熱至130℃至160℃之溫度；該第三腔室210係加熱至135℃至165℃之溫度；該第四腔室212係加熱至140℃至170℃之溫度；該第五腔室214係加熱至145℃至180℃之溫度；及該選用的第六腔室216係加熱至145℃至180℃之溫度。
接著可使用模具218擠出該加熱混合物以形成一擠型物件，例如膜、板等。射出成型、熱成型或其他塑膠製造方法可用以製造各式不同物品，如器皿、盤、杯、瓶、其罩或蓋等。於吹膜中，可將空氣射入至該擠型物件中 以使其於105巴至140巴之壓力擴展。所得管220可經由滾輪222拉長以產生膜224，典型具有0.02mm(約0.8密耳)至0.05mm(約2密耳)之厚度。可使用如此處所述之混合物製備甚至更薄的膜，如具有薄至0.1密耳(0.0025mm)之厚度。當然，亦可達成高於2密耳之厚度。於一些例子中，該膜224可由單層構成。於其他例子中，該膜224可由多層構成。當存在多層時，至少一層可包含該基於碳水化合物之高分子材料。於一些實施例中，該基於碳水化合物之高分子材料可存在於一或多層外側層中。於其他實施例中，該基於碳水化合物之高分子材料可存在於內側層中。若該外側層未包含基於碳水化合物之高分子材料，則可能不會發生外側層之生物分解作用。
第2B及2C圖概略說明了模具(die)218、及泡泡220之形成，顯示關於第2圖吹膜設備的額外詳情，並特別顯示了如何選擇吹脹比及模隙特徵以提升強度。如第2B及2C圖所示，該模具218可包含外側構件218a及內側構件218b，兩者之間定義了模隙226。如此處所述，模具218可特別用以提供窄模隙，如低於1000微米、低於900微米、低於800微米、低於700微米、低於600微米、或低於500微米(例如，200至500微米)。於吹製包含其他熱塑性澱粉成分之膜上，此窄模隙與習知技藝所使用(且可能為必要)的寬模隙為鮮明的對比。舉例而言，洛夫根斯係描述1.6至1.8mm(即1600至1800微米)之模隙。即使在高吹脹比，也不可能以此種大模隙達到此處所述之強度之提升。
第2B圖進一步說明了該相對高吹脹比，其定義為該泡泡的最大直徑(DB)除以該模隙直徑(DD)所得比例。以另一種方式說明，係關於該膜之平折寬度，該吹脹比等同於0.637*(平折寬度)/DD。第2B圖亦顯示冷線228，於該處，泡泡的先前熔化的材料開始結晶，故冷線228的結晶區域上方具有更為半透 明之外觀。如此處所述，該吹脹比為至少2.0，如2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3.0、2.2至2.8、或約2.5。本案申請人已觀察到，藉由增加吹脹比而可簡單地提升該膜強度，係由典型吹製法之吹脹比1.5提升至至少2，如2.5之數值。當數值上升至約3，可觀察到強度的提升；但在之後則沒有顯著的強度提升，因此，數值2-3、2.2至2.8、或約2.5為特別佳。如此處所述，當吹製包含特定所述再生性基於碳水化合物之高分子材料之混合物時，維持於窄數值之模隙亦可達到所述強度提升。
舉例言之，低於500微米之模隙及至少2之吹脹比(例如，2.2至2.8、或約2.5)係特別適用於由該混合物吹製具有最多至1.5密耳(例如0.1密耳至1.5密耳)之厚度之膜。為了吹製較厚之膜(當較厚膜為所需時)，可增加模隙以容納通過的熔融材料流。舉例而言，為了吹製10密耳之非常厚之膜，或甚至5密耳，可稍微增加模隙(雖然該數值可能仍低於1000微米、或甚至低於500微米)。
此處所述之概念將於下列實施例中進一步描述。
實施例
實施例1
由27%獸脂甘油(99%純甘油)及73%澱粉，不包含水，所形成之11種基於澱粉之高分子。個別的最終基於澱粉之高分子具有<約1%水，且與LLDPE及酸酐修飾之LLDPE分別以25%、70%、及5%之重量份混合。接著，將所得混合物擠出並吹製成膜。各膜之70%為LLDPE、25%為基於澱粉之高分子、及各膜之5%為酸酐修飾之LLDPE。接著依據ASTM D-1709對該等膜進行落錘測試。澱粉測試及強度測試結果(以公克計)之組合顯示於表3。表3結果顯示， 澱粉混合物所形成之樣本所具有的落錘衝擊測試值係高於由單一澱粉所形成之樣本之落錘衝擊測試值。
第5圖顯示，以膜中基於澱粉之NuPlastiQ或“ESR”之百分比為基礎，不同厚度之膜之落錘衝擊測試(厚度為0.5密耳、1密耳、1.5密耳、2.0密耳)。 形成如第5圖所示之該等膜之NuPlastiQ或ESR係由包含90%玉米澱粉及10%馬鈴薯澱粉之澱粉混合物所形成。第5圖顯示了膜強度如何隨著NuPlastiQ或ESR百分比增加而提升，至約20%至約25%之NuPlastiQ或ESR為最高強度。該混合物之平衡包含聚乙烯及適當增容劑，如此處所述。
第6A圖顯示，如此處所述之包含25%基於碳水化合物之高分子材料並以小份量增容劑(例如約5%)及PE(約70%)平衡之膜，不同厚度之膜之落錘衝擊測試(厚度為0.1密耳至最高2密耳)。第6圖亦顯示100% PE膜之對照強度，所有數值點均低於依據本發明之混合物。第6圖進一步顯示各種其他測試參考數值點，針對生鮮包裝袋(例如，於超市生鮮食品區提供給消費者裝生鮮產品的袋子)、各式“手提(haul out)”袋(例如，供外帶的雜貨及其他塑膠袋)、及馬鈴薯袋(於超市生鮮食品區，通常用於裝5、10或20磅馬鈴薯之塑膠袋)。實施例8為類似數據，但顯示之結果係針對“其他”高分子材料為生質聚乙烯之混合物，而非由石油來源衍生的合成LLDPE。
第7圖顯示，不同厚度之膜之落錘衝擊測試強度(厚度為低於0.5密耳至最高約2密耳)，針對依據本發明之不同混成膜及對照膜(例如，100% LLDPE、100%再生LLDPE(rLLDPE))。除了顯示由初始材料(25% NuPlastiQ或ESR、70% LLDPE、5%增容劑(標示為25% NuPlastiQ或ESR/75% LLDPE))所形成之膜之強度特徵外，第7圖亦顯示當此種再生材料(rLDESR)接著與初始材料(標示為25% NuPlastiQ或ESR/25% rLDESR/50% LLDPE)混合時、或再生LLDPE(rLLDPE)用於該混合物(標示為25% NuPlastiQ或ESR/25% rLLDPE/50% LLDPE)時之結果。除了先前所述之提升再生性及生物可分解性之特徵以外，如所示，與使用PE高分子材料相較，係改善了該強度結果。
實施例2
依據ASTM D-5511，以三個樣本進行349日之測試以測定生物分解性特徵。該測試意圖重複大規模厭氧消化(掩埋場)之條件。三樣本(標示為1342、1343、及1344)之結果顯示於第8A-8B圖及表4。第8A圖顯示樣本1342、1343、及1344全部與對照組比較之結果。第8B圖顯示樣本1344單獨與對照組比較之結果。樣本1342由30% NuPlastiQ或ESR(該實質上非晶型之基於碳水化合物之高分子材料，具有低於10%晶體)、67% PBAT、及3%增容劑所形成，並具有厚度為1.1密耳。樣本1343由27.5% NuPlastiQ或ESR、70% PBAT及2.5%增容劑所形成，並具有厚度為1.0密耳。樣本1344由40% NuPlastiQ或ESR、56% LLDPE及4%增容劑所形成，並具有厚度為1.0密耳。
第8A-8B圖顯示，於204日後，陰性對照組顯示2.5%之分解、陽性對照組顯示86.5%分解、樣本1342顯示43.3%分解、樣本1343顯示53.9%分解、及樣本1344顯示77.2%分解。於349日，該分解數值如表4所示。
生物分解作用於349日後特別優異。舉例而言，包含PBAT之樣本(1342及1343)顯示非常良好的生物分解作用，生物分解百分比遠大於包含於該膜之該基於碳水化合物之高分子材料之份量；而樣本1344(參見第8B圖)甚至更令人驚訝，顯示將近96%的生物分解作用(甚至高於陽性對照組)，此處該非生物可分解性塑膠材料為聚乙烯，於通常狀況下當然為非生物可分解(例如參見表4之陰性對照組，其為100%聚乙烯)。此種生物分解作用結果極有價值，且極具優勢。
實施例3
依據ASTM D-5526，以25% NuPlastiQ或ESR、70% LLDPE及5%增容劑之混合物所製備之馬鈴薯包裝袋進行厭氧生物分解測試達60日、107日、202日、317日、439日、573日、及834日。該測試意圖重複大規模厭氧消化(掩 埋場)之條件。該測試係於各種不同條件下，以具有約35%、45%、及60%有機固體並以水平衡之接種進行。包含35%有機固體(及65%水)之接種之結果如第9圖及表5A所示。表5B顯示其他接種數值及其他樣本之結果。該馬鈴薯包裝袋具有厚度為1.35密耳。該等包裝袋標示為樣本1072。
於模擬掩埋條件下超過834日，以25% NuPlastiQ或ESR、及70% LLDPE所製之馬鈴薯包裝袋顯示了優異的81%生物分解作用。NuPlastiQ或ESR係與聚乙烯均相混合，有利於造成聚乙烯之長碳鍊斷裂、並被可消耗該基於碳水化合物之聚合性NuPlastiQ或ESR材料之相同微生物消化。此等結果顯示，包含聚乙烯之整個袋子可被生物分解為二氧化碳、甲烷、及水。此結果係令人驚訝且極具優勢的。
以45%有機固體及60%有機固體進行之測試結果亦顯示，其生物分解作用之百分比超過該馬鈴薯包裝袋所含NuPlastiQ或ESR之百分比。亦以包含1%生物分解作用助進劑的類似的馬鈴薯包裝袋(樣本1073)、及其他包含EcoFLEXTM可堆肥樹脂及茂金屬LLDPE的類似的馬鈴薯包裝袋(樣本1075)進行測試。
實施例4
依據ASTM D-5338，測試由NuPlastiQ或ESR及LLDPE之混合物所製備之膜於201日及370日後之厭氧生物分解作用。其條件係模擬有氧消化及/或工業堆肥條件。於表6及第10A-10B圖中，測試膜標記為1345及1346，其顯示370日後之結果。於201日，樣本1345及1346分別顯示生物分解百分比之校准數值為74.2%及72.4%,，而陰性對照組顯示-3.3%、陽性對照組顯示100%。第10A-10B圖點出實際的生物分解作用%。樣本1345包含25% NuPlastiQ或ESR、72.5% LLDPE、及2.5%增容劑。樣本1346包含40% NuPlastiQ或ESR、56% LLDPE、及4%增容劑。兩膜具有厚度為1.0密耳。
370日後之生物分解作用，尤其是樣本1345為特別佳。此樣本(參見第10B圖)顯示超過97%生物分解作用，當該非生物可分解性塑膠材料為聚乙烯，於通常情況下當然為非生物可分解(例如參見表6之陰性對照組，其為100%聚乙烯)。此種生物分解作用結果為極具價值，且特別具有優勢。
實施例5
依據ASTM D-6691，測試由NuPlastiQ或ESR及PBAT之混合物所製備之膜於205日後之厭氧生物分解作用，其係模擬海洋條件。於表7及第11圖中，測試膜標記為1439及1440。於205日，樣本1439及1440分別顯示校准生物分解百分比數值為49.6%及53.6%。樣本1439包含30% NuPlastiQ或ESR、67% PBAT、及3%增容劑。樣本1440包含27% NuPlastiQ或ESR、70% PBAT、及2.5%增容劑。樣本1439具有厚度為1.1密耳，樣本1440具有厚度為1.0密耳。
實施例6
測試額外製造之膜之生物可分解性。下表8摘述該測試之結果，部分將詳細描述如下。該測試顯示，於不同模擬條件下(例如掩埋場、堆肥、 海洋環境)，橫跨廣範圍之基於碳水化合物之高分子材料之份量、及不同高分子材料之優異的生物可分解性結果。
實施例7
對於依據本發明之不同填裝量之該基於碳水化合物之高分子材料進行額外測試，以評估生物可分解性。該測試係依據ASTM D5511進行。測試樣本中的基於碳水化合物之高分子材料的量為該混合物之0%(對照組)、1%、 5%、10%、及20wt%。下表9摘述該測試之結果。即使只有填裝1%，65日後之生物分解作用百分比(2.7%)係高於填裝量(僅1%)，暗示了包含於該混合物中的聚乙烯亦被分解。於95日之數據中持續見得此傾向，而生物分解作用百分比持續增加(例如，95日為5%)。進一步加速之結果可見於該基於碳水化合物之高分子材料之5%、10%、及20%之更高填裝量。可預期的是，於填裝提供生物可分解性之基於碳水化合物之高分子材料之所有樣本中，全體非生物可分解塑膠成分將於此種廢棄物條件下於合理時間範圍內(例如，1年、2年、3年、4年、或5年)被分解。
實施例8
以生質聚乙烯(購自Braskem)、NuPlastiQ或ESR、及Bynel®增容劑之混合物製備膜。一旦成形，測試所得膜之落錘強度(例如依據ASTM D-1709)。以不同厚度，由0.5密耳至最高2密耳，及基於澱粉之高分子材料 (NuPlastiQ或ESR)之不同百分比，由0wt%至35wt%之NuPlastiQ或ESR，吹製膜。結果顯示於第12A及12B圖。
由第12A圖為顯而易知，該生質聚乙烯單獨(無NuPlastiQ或ESR)為0.5密耳厚度為約120g之落錘強度、1密耳厚度為約155g之落錘強度、1.5密耳厚度為約200g之落錘強度、及2密耳厚度為約270g之落錘強度。大致的落錘強度顯示於表10A。表10B顯示與純生質聚乙烯膜相較之強度提升百分比。可輕易得知，在所有厚度及所有膜中的NuPlastiQ或ESR的測試百分比中，其係增加。當膜變更厚時，該強度的提升則特別高(即，與更薄膜相較，更厚膜的百分比的增加甚至更為戲劇性)。
於形成及測試此種膜中，本案申請人觀察到，提升強度的結果大致與使用合成的石化聚乙烯者相符。如上所註明，觀察到，當於混合物中使用生質聚乙烯材料時，隨厚度增加則提升強度之改善則更為迅速(即，與更薄膜相較，更厚膜的百分比的增加甚至更為戲劇性)。
亦觀察到，基於澱粉之NuPlastiQ或ESR對生質聚乙烯之最適點為約15%，而非對石化來源聚乙烯之約25%。然而，當混合NuPlastiQ或ESR與兩種基礎樹脂之一時，觀察到類似的強度提升。
最後，依據實施例8所形成之膜包含遠高於40%之生質成分，其係特別具有優勢，因為該基礎樹脂(例如，如此處所述之任何“綠色”永續性高分子材料)及該基於碳水化合物或基於澱粉之NuPlastiQ或ESR材料兩者均衍生自永續性材料。於該等膜中，唯一不視為生質成分之成分為增容劑(若可取得，可使用永續性增容劑)。據此，該生質成分可為該膜或其他產品之至少40%、至少45%、至少50%、至少55%、至少60%、至少65%、至少70%、至少75%、至少80%、至少85%、至少90%、或甚至至少95wt%。實施例8之膜除了Bynel®增容劑外係由生質成分所構成，因此它們包含超過90wt%之生質成分。
最後，實施例8之膜為實質上完全生物可分解的，以類似於上述實施例中所測試之其他各種測試聚乙烯之方式分解。據此，本發明係提供非常高生質成分高分子膜及其他產物，不僅為永續性，亦為生物可分解。
實施例9
此實施例說明吹脹比及/或模隙之效用。以落錘衝擊測試強度測試各種膜，包含由聚乙烯單獨形成之膜、及由NuPlastiQ或ESR、聚乙烯、及增容劑之混合物形成之膜。由包含25%再生性基於碳水化合物之高分子材料、5%增容劑、及70%聚乙烯之混合物所形成之膜。所有的膜係以吹脹比約2.5所吹製。申請人已觀察到，當以增加的吹脹比以該混合物吹製膜時，可見得強度之提升；但由聚乙烯單獨吹膜時，吹脹比並未對強度有任何顯著效用。換言之，於聚乙烯單獨使用時，無論吹脹比為1.5、3、或介於兩者間的任何數值，該強度係實質相同。下表11顯示，本發明之具有不同厚度之膜與對照組相較大致的落錘衝擊測試強度(以公克計)，及不同混合物與對照組相較的強度提升百分比。
第13圖顯示額外的落錘衝擊強度的比較性數據，針對不同膜厚度之100%聚乙烯膜與聚乙烯及25% NuPlastiQ或ESR再生性基於碳水化合物之高分子材料之混合物所形成之膜，例如於約2.5之吹脹比所形成。第13圖顯示製備具有薄至0.1密耳厚度之膜之能力。如此處所述，由聚乙烯材料單獨形成如此薄的膜係相當困難。如第13圖所指出，100%聚乙烯膜之強度係實質地獨立於吹脹比之外(即，於吹脹比1.5、或吹脹比2.0、或2.5、或3.0之強度為實質相同)。在所有的點，由25% NuPlastiQ或ESR再生性基於碳水化合物之高分子材料混合物所形成之膜之強度均高於由聚乙烯單獨形成的膜
實施例10
實施例10-14係說明除臭劑之添加。實施例10為比較例。樣本係由一種基於碳水化合物之高分子材料及另一種高分子樹脂(選定為聚乙烯)之混合物、及順丁烯二酸酐修飾之PE增容劑所製備。增容劑含量為5wt%。該基於碳水化合物之高分子材料之含量於5%至最高50wt%間變化，並以聚乙烯高分子樹脂平衡。此等樣本不含任何除臭劑，並具有該基於碳水化合物之高分子材料之輕微氣味特徵，其被描述為似爆米花氣味、似焦糖玉米氣味、或輕微燒焦澱粉氣味。當該物品之幾何學為相對開放(例如該材料之平板或膜)則幾乎察覺不到該氣味，但當該幾何學為相對密閉時(例如，杯子型式、或該膜繞於卷上)，該氣味變得更明顯。
實施例11
製備與實施例10相同之樣本，但其中包含小份量之4-羥基-3-甲氧基苯甲醛(香草精)作為除臭劑。該除臭劑以粉末提供，如凍乾粉末。該粉末 與用於製備該基於碳水化合物之高分子材料之液體成分(例如，水及/或甘油)混合以獲得該除臭劑均相分散於其中。接著，以與實施例10(及實施例1)之相同方式，由水、甘油、及澱粉形成該基於碳水化合物之高分子材料，故該最終基於碳水化合物之高分子材料包含分散其中之除臭劑，份量為以重量計20ppm(0.002%)。於各樣本中，該基於碳水化合物之高分子材料對除臭劑之比例(NuPlastiQ或ESR對ORA比例)為50,000：1。
該樣本之特徵係如表12所示。
與實施例10之其餘成分相同之樣本相反，該等樣本不再具有如實施例10所述之輕微獨特氣味。此種氣味上的差異在相對密閉的幾何構造上尤其 明顯，例如當該混合物被塑形為杯子型式時。作為比較，由表12所示混合物所形成之杯子不具有可識別的氣味，類似於以100%聚乙烯所製杯子。此為令人驚訝，如此少量的該除臭劑即足以抵銷基於碳水化合物高分子成分相關之典型獨特氣味。
實施例12
製備與實施例10相同之樣本，但其中包含小份量之凍乾草莓粉末作為除臭劑。該粉末狀除臭劑係分散於該基於碳水化合物之高分子材料，份量為以重量計20ppm(0.002%)。
以與實施例10相同方法形成物品，但包含分散於其中之小份量除臭劑。
與實施例10之其餘成分相同之樣本相反，該等樣本不再具有如實施例10所述之輕微獨特氣味。此種氣味上的差異在相對密閉的幾何構造上尤其明顯，例如當該混合物被塑形為杯子型式時。作為比較，由表13所示混合物所形成之杯子不具有可識別的氣味，類似於以100%聚乙烯所製杯子。此為令人驚訝，如此少量的該除臭劑即足以抵銷基於碳水化合物高分子成分相關之典型獨特氣味。
實施例13
製備與實施例10相同之樣本，但其中包含小份量之凍乾藍莓粉末作為除臭劑。該粉末狀除臭劑係分散於該基於碳水化合物之高分子材料，份量為以重量計20ppm(0.002%)。
以與實施例10相同方法形成物品，但包含分散於其中之小份量除臭劑。
與實施例10之其餘成分相同之樣本相反，該等樣本不再具有如實施例10所述之輕微獨特氣味。此種氣味上的差異在相對密閉的幾何構造上尤其明顯，例如當該混合物被塑形為杯子型式時。作為比較，由表14所示混合物所形成之杯子不具有可識別的氣味，類似於以100%聚乙烯所製杯子。此為令人驚訝，如此少量的該除臭劑即足以抵銷基於碳水化合物高分子成分相關之典型獨特氣味。
實施例14
以與實施例10相似方法製備樣本，但其中包含不同小份量之凍乾香草精粉末作為除臭劑。該粉末狀除臭劑係分散於該基於碳水化合物之高分子材料，份量為以重量計由5ppm(0.0005%)至100ppm(0.01%)。
以與實施例10相同方法形成物品，但包含分散於其中之小份量除臭劑。
與實施例10之其餘成分相同之樣本相反，該等樣本不再具有如實施例10所述之輕微獨特氣味。此種氣味上的差異在相對密閉的幾何構造上尤其明顯，例如當該混合物被塑形為杯子型式時。作為比較，由表15所示混合物所形成之杯子不具有可識別的氣味，類似於以100%聚乙烯所製杯子。此為令人驚訝，如此少量的該除臭劑即足以抵銷基於碳水化合物高分子成分相關之典型獨特氣味。相對高量之香草精(例如，100ppm或更高)會開始包含令人愉悅的香草氣味。
IV.結語
作為結語，雖然各式實施方式會以特定詞語描述結構特徵及/或方法行為，但可理解於所附陳述所定義之標的主題並非必要限制於該所述特定特徵或行為。更甚者，該等特定特徵及行為係以實施所請標的物之實施例型式而被揭露。
作為結語，應理解此處所揭露之創造性特徵之實施例係僅用於說明該創造性特徵之原則。於該創造性特徵之範疇內可進行其他修改。故，舉例言之但非用以限制，依據此處所教示而可使用該創造性特徵之替代構形。據此，該創造性特徵並非僅限於所顯示及所描述者。
應注意的是，本發明之範疇涵蓋依據任何其他申請專利範圍而重寫之任何申請專利範圍、包含來自其他申請專利範圍之任何組合之複數附屬項、及/或共同組合複數申請專利範圍。其亦涵蓋如摘要段落所述之“欲請求之例示性概念之摘要”。本發明之範疇亦涵蓋由任何申請專利範圍***及/或移除任何特徵之組合、***至其他申請專利範圍、或撰寫包含來自任何其他申請專利範圍之特徵之組合之新申請專利範圍。

Claims (51)

  1. 一物品，包括：一種實質上非晶型之基於碳水化合物之高分子材料，具有不超過20%之晶體；及另一種高分子材料，與該實質上非晶型之基於碳水化合物之高分子材料混合；其中，具有至少下列一項：與不含該基於碳水化合物之高分子材料而僅由該另一種高分子材料製成之物品相較，該物品之強度至少提高5%；或在模擬掩埋條件下，該物品於5年內的生物分解量係高於該基於碳水化合物之高分子材料的量。
  2. 如申請專利範圍第1項之物品，其中，該另一種高分子材料係包括聚烯烴。
  3. 如申請專利範圍第1項之物品，其中，該實質上非晶型之基於碳水化合物之高分子材料係具有低於20%之晶體，較佳為低於15%，更佳為低於10%。
  4. 如申請專利範圍第1項之物品，其中，該實質上非晶型之基於碳水化合物之高分子材料係具有高於70℃之玻璃轉移溫度、熱變形溫度、或菲卡軟化溫度，較佳為高於75℃，較佳為高於80℃，自70℃至100℃、或自80℃至100℃。
  5. 如申請專利範圍第1項之物品，其中，該實質上非晶型之基於碳水化合物之高分子材料具有至少1.0GPa之楊氏模數。
  6. 如申請專利範圍第1項之物品，其中，該另一種高分子材料係包括聚乙烯。
  7. 如申請專利範圍第6項之物品，其中，該物品包括一膜，該膜係由該基於碳水化合物之高分子材料及聚乙烯之混合物所形成。
  8. 如申請專利範圍第1項之物品，其中，該另一種高分子材料係包括石油化學基底之高分子材料，其本身並非生物可分解性。
  9. 如申請專利範圍第1項之物品，其中，該另一種高分子材料係包括聚乙烯、聚丙烯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚酯、聚苯乙烯、ABS、尼龍、聚氯乙烯、PBAT、或聚碳酸酯之一種或多種。
  10. 如申請專利範圍第1項之物品，其中，5wt%之該基於碳水化合物之高分子材料足以讓該其他高分子材料成為生物可分解性，從而，在模擬掩埋條件下，該物品於5年內的生物分解量係高於該基於碳水化合物之高分子材料的量。
  11. 如申請專利範圍第1項之物品，其中，該基於碳水化合物之高分子材料與該其他高分子材料之混合物係包含至少5wt%之基於碳水化合物之高分子材料。
  12. 如申請專利範圍第1項之物品，其中，該基於碳水化合物之高分子材料與該其他高分子材料之混合物係包含自5wt%至50wt%之基於碳水化合物之高分子材料。
  13. 如申請專利範圍第1項之物品，其中，該基於碳水化合物之高分子材料與該其他高分子材料之混合物係包含自10wt%至50wt%之基於碳水化合物之高分子材料。
  14. 如申請專利範圍第1項之物品，其中，該物品係包括一膜，該膜具有低於0.005mm之厚度，較佳為自0.002mm至0.004mm。
  15. 如申請專利範圍第1項之物品，其中，該物品係包括一膜，該膜具有自0.0025mm(0.1密耳(mil))至0.25mm(10mils)之厚度。
  16. 如申請專利範圍第1項之物品，其中，該基於碳水化合物之高分子材料係包括澱粉為基底之高分子材料。
  17. 如申請專利範圍第16項之物品，其中，該澱粉為基底之高分子材料係由澱粉及塑化劑所形成。
  18. 如申請專利範圍第17項之物品，其中，該澱粉係包括馬鈴薯澱粉、玉米澱粉或木薯澱粉之一種或多種，且該塑化劑係包括甘油。
  19. 如申請專利範圍第16項之物品，其中，該澱粉為基底之高分子材料係由至少兩種不同澱粉之混合物所形成。
  20. 如申請專利範圍第1項之物品，其中，該物品係包括一膜，該膜具有每密耳(0.0254mm)厚度至少100公克(g)之落錘強度，較佳為每密耳厚度至少140公克。
  21. 如申請專利範圍第1項之物品，其中，與不含該基於碳水化合物之高分子材料而僅由該其他高分子材料製成之物品相較，該物品之強度至少提高10%。
  22. 如申請專利範圍第1項之物品，其中，該另一種高分子材料係包括永續性高分子材料。
  23. 如申請專利範圍第22項之物品，其中，該其他高分子材料係包括由甘蔗或玉米之一種或多種所形成之永續性高分子材料。
  24. 如申請專利範圍第22項之物品，其中，該物品之高分子含量至少90%之來源為永續性資源。
  25. 如申請專利範圍第22項之物品，其中，該物品係包括膜、板、瓶或其他容器之至少一種。
  26. 如申請專利範圍第22項之物品，其中，該永續性高分子材料係包括由永續性資源所形成之聚乙烯、聚丙烯、或聚對苯二甲酸乙二酯之一種或多種。
  27. 如申請專利範圍第1項之物品，其中，該實質上非晶型之基於碳水化合物之高分子材料及該其他高分子材料之混合物進一步包括除臭劑，該除臭劑較佳為有機除臭劑；其中，在缺乏該除臭劑的情況下，該基於碳水化合物之高分子材料係使該物品具有獨特的碳水化合物的燒焦臭味。
  28. 如申請專利範圍第27項之物品，其中，該有機除臭劑係包括凍乾粉末。
  29. 如申請專利範圍第27項之物品，其中，該有機除臭劑係包括香草萃取物。
  30. 如申請專利範圍第27項之物品，其中，該有機除臭劑係包括香草精。
  31. 如申請專利範圍第27項之物品，其中，該有機除臭劑具有下列化學結構：
  32. 如申請專利範圍第27項之物品，其中，該有機除臭劑主要由4-羥基-3-甲氧基苯甲醛所組成。
  33. 如申請專利範圍第27項之物品，其中，該有機除臭劑係包括不超過該混合物之1%，較佳為不超過0.1%，更佳為不超過0.01%，更佳為不超過1000ppm，更佳為不超過100ppm，更佳為不超過50ppm，且最佳為不超過20ppm。
  34. 如申請專利範圍第27項之物品，其中，該有機除臭劑之比例為，相對於該基於碳水化合物之高分子材料，自1：1000至1：100,000，較佳為不超過自1：25,000至1：75,000。
  35. 如申請專利範圍第27項之物品，其中，該有機除臭劑係包括一水果萃取物。
  36. 如申請專利範圍第35項之物品，其中，該有機除臭劑係包括一凍乾有機水果萃取物，係選自香草、草莓、藍莓、香蕉、蘋果、桃、梨、奇異果、芒果、百香果、覆盆子或其組成物之萃取物。
  37. 如申請專利範圍第36項之物品，其中，該凍乾有機水果萃取物於該塑膠材料中所佔比例為，相對於該基於碳水化合物之高分子材料，不超過1：1000。
  38. 如申請專利範圍第27項之物品，其中，該有機除臭劑係包含於該基於碳水化合物之高分子材料中。
  39. 一種增加塑膠物品之永續性之方法，且亦增加該塑膠物品之強度或生物可分解性之至少一者，該方法包括：提供一高分子材料； 混合該高分子材料與一實質上非晶型之基於碳水化合物之高分子材料，其具有不超過20%之晶體；加熱該混合物至120℃至180℃之溫度以熔融混合該高分子材料與該實質上非晶型之基於碳水化合物之高分子材料；及由該高分子材料及該實質上非晶型之基於碳水化合物之高分子材料之混合物形成一塑膠物品，其中，具有至少下列一項：與不含該基於碳水化合物之高分子材料而僅由該高分子材料製成之物品相較，該物品之強度至少提高5%；或在模擬掩埋條件下，該物品於5年內的生物分解量係高於該基於碳水化合物之高分子材料的量。
  40. 如申請專利範圍第39項之方法，其中，該高分子材料本身不具生物可分解性，但與該基於碳水化合物之高分子材料混合後係提供該高分子材料為生物可分解性，因此，於模擬掩埋條件下，與該基於碳水化合物之高分子材料含量相較，該物品於5年內的生物分解量的差異性係來自於該高分子材料的生物分解量。
  41. 如申請專利範圍第40項之方法，其中，該高分子材料在本身不具生物可分解性下，至少25%無法於3年內被生物分解掉。
  42. 如申請專利範圍第39項之方法，其中，該物品係包括一膜，該膜具有每密耳厚度至少100公克之落錘強度，較佳為每密耳厚度至少140公克。
  43. 如申請專利範圍第39項之方法，其中，與不含該基於碳水化合物之高分子材料而僅由該其他高分子材料製成之物品相較，該物品之強度至少提高10%。
  44. 如申請專利範圍第39項之方法，其中，形成該塑膠物品係包括以吹膜設備吹一塑膠膜，該膜係由該高分子材料與該實質上非晶型之基於碳水化合物之高分子材料之混合物所吹成，其中：(A)當吹製該塑膠膜時，該吹膜設備係以至少2.0之高吹脹比操作，其中，該高吹脹比係提供所得塑膠膜具有提高的強度；及/或(B)該吹膜設備之模隙(die gap)為不超過500微米(micron)之窄模隙，其中，該窄模隙係使該吹製之塑膠膜具有提升的強度。
  45. 如申請專利範圍第44項之方法，其中，該膜具有自0.0025mm(0.1密耳(mil))至0.25mm(10mils)之厚度。
  46. 如申請專利範圍第45項之方法，其中，該膜具有低於0.005mm之厚度，較佳為自0.002mm至0.004mm。
  47. 如申請專利範圍第44項之方法，其中，該吹脹比為自2.2至2.8。
  48. 如申請專利範圍第44項之方法，其中，該吹脹比為2.5。
  49. 如申請專利範圍第44項之方法，其中，該塑膠膜之強度係藉由該高吹脹比而提高。
  50. 如申請專利範圍第44項之方法，其中，該吹脹比為至少2.0之值，且該模隙為不超過500微米。
  51. 如申請專利範圍第44項之方法，其中，該模隙為自250微米至500微米。
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