p-life degradable plastics technology - madbullmadbull.com/doc/bb report-final.pdf · < p-life...

P-Life Degradable Plastics Technology

Pacific Enterprise Japan Ltd.

< P-Life Degradable Plastics Technology >

P-Life is a patented technology based on US Pat. No.6,482,872 “Process for Manufacturing a Biodegradable Polymeric Composition”. P-Life additive is a specially formulated proprietary mixture of degradants (Pro-oxidant catalysts such as transition metals etc) with following features.

• Dosage Level: 1% against let down polyolefin polymers (PE, PP).

• Blending: Blended directly with resin pellets in a converting stage.

• Ingredients: All ingredients consisting of P-Life are registered in FDA.

Table.1 P-Life Additive (Composition)

P-Life SMC2360 % FDA

Metal Salt of Fatty Acid 50-70 21CFR 175.300

Rare Earth Compounds 10-20 21CFR 178.2010

Lubricant 10-20 21CFR 175.105

Table2. FDA Migration Test

Testing Items Results (%) Pass Criteria Remarks

Extractable fraction in N-hexane 2.2% 6.4% Pass

Extractable fraction in Xylene 5.2% 9.8% Pass

Test Sample: P-Life dosed PE Film Test Standard: FDA 21CFR 177.1520 (Substances used as single or repeated use of food contact surfaces) Testing Body: Hong Kong Productivity Council

Table3. P-Life Dosed PE Film Properties

Testing Items P-Life dosed HDPE HDPE 100%

Tensile Strength at Break (kg/cm2) MD 763 741

Elongation at Break (%) MD 85 92

Dart Impact (g) 200 170

Tear Strength (g) MD 64 51

Thickness of films: 0.015mm, Blowing Temperature: 190C

www.p-lifeasia.com 2

< P-Life Product Line-up >

1. P-Life Additive (Catalyst Type)

Product Name Appearance Colour Melting Point Packaging Unit

SMC2360 Powder Light Beige 80-95°C 20kg/bag

SMC54 Liquid Light Brown - *50gallon/drum

*50gallon: Appx.190liter

2. P-Life Additive (Master Batch Type)

Product Name P-Life Dosage (SMC2360)

Carrie Resin Packaging Unit

NA207-66PL-10 10% LDPE(MI:8) 20kg/bag

*NA207-66PL-20 20% LDPE(MI:8) 20kg/bag

*NA207-66PL-20: Specially Ordered Product, 3Mt for Minimum Order Lot

3. P-Life HDPE Resin

Product Name P-Life Dosage (SMC2360)

MFR Density Packaging Unit

*9001PL 1% 0.05 0.95 25kg/bag

*9001PL: Specially Ordered Product, 40Mt for Minimum Order Lot *Application: Shopping Bags, Garbage Bags, Packaging Films etc

P-Life HDPE Resin (#9001PL)


< Evaluation of Biodegradability for P-Life Degradable Plastics >

Degradation Steps of P-Life Degradable Plastics Step1: P-Life Degradable Plastics start to degrade once they are disposed in the natural environment (Sun Light, Heat and Oxygen) after completion of their lifetime as plastic products. It is called “Oxidative Degradation” enhanced by P-Life (A specially formulated proprietary mixture of degradants). As a result of this, the oxidative reaction leads chain scission of polyolefin polymers and the production of low molecular mass oxidation products such as carboxylic acids etc. The Oxidative Degradation of P-Life Degradable Plastics is confirmed through the various accelerated abiotic testing such as Thermal and UV Exposure Testing based on ASTM Standards (Please refer to Annex1). And the GPC Analysis for Molecular Weight is also shown in Annex1.

Through the Step 1, P-Life Degradable Plastics become embrittled and they are ready to be bio-assimilated by the living organism.

Step2: The low molecular mass oxidation products in the process of degradation Step1 are going to be bio-assimilated gradually in soil or bio-active composting environment. It is called Biodegradation (or Mineralization).

When the plastic materials tend to be digested by the living organism, they are transformed into Carbon Dioxide (CO2), Water (H2O) and Biomass as a result of its metabolism including the respiration. Therefore, unless the plastic materials are bio-assimilated by the living organism, the Carbon Dioxide will never be evolved from them.


Evaluation of Biodegradability In order to confirm the biodegradability of P-Life Degradable Plastics, ISO14855 method is used. ISO14855 is defined as “Determination of the ultimate aerobic biodegradability and disintegration of plastic materials under controlled composting conditions – Method by analysis of evolved carbon dioxide”. Chemicals Evaluation and Research Institute, Japan (CERI, www.ceri.jp) accredited as an Authorized Testing Body in Japan conducted the biodegradability testing with P-Life Degradable Plastics.

P-Life dosed LDPE Films, which were oxo-degraded through Step1, were evaluated for the testing. The test result showed that the degree of biodegradability was 30% after 144days and it was still increasing. This investigation has shown that when the P-Life dosed plastics are degraded into low molecular mass products, the plastics are certainly bio-assimilated.

Conclusion • “P-Life” is a specially formulated degradant catalyst which leads polyolefin polymers

such as polyethylene and polypropylene, considered as non-biodegradable polymers, into “*Oxo-Biodegradable Plastics”.

• The Oxidative Degradation of P-Life Degradable Plastics was confirmed through the various accelerated abiotic testing based on ASTM Standards.

• The biodegradability of P-Life Degradable Plastics was officially approved by Analysis of Evolved Carbon Dioxide (ISO14855), conducted by Chemicals Evaluation and Research Institute, Japan.”

*Oxo-Biodegradable Plastics: Plastic materials that undergo a two step degradation, initially by an oxidative process that is promoted by the inclusion of catalytic additives and subsequently by biodegradation.


http://www.ceri.jp/

Conclusion (Charts)Conclusion (Charts)

P-Life Degradable Plastic Products

(*Oxo-Biodegradable Plastics)

Step1 Oxidative Degradation

(Production of low molecular mass oxidation products.)

Sun Light, Heat and Oxygen (The Natural Environment)

Step2 Bio-Degradation

(Bio-assimilation of low molecular mass oxidation

products.)

Natural Soil or Composting Environment

・ CONFIRMED through the various accelerated abiotic testing based on ASTM Standards.

・ CONFIRMED through the GPC Analysis for Molecular Weight.

・ APPROVED by CERI Japan through the Biodegradability Testing according to ISO 14855.

・ FDA Migration Test according to FDA 21CFR 177.1520: PASSED

・ Food Sanitation Law in Japan, No.20 in 1982, No.370 in 1959: PASSED

*Oxo-Biodegradable Plastics: Plastic materials that undergo a two step degradation, initially by an oxidative process that is promoted by the inclusion of catalytic additives and subsequently by biodegradation.


< Lifetime Prediction of P-Life Degradable Plastics >

In most cases, plastic materials should manage a predetermined service life before physical degradation commences. There should be no significant changes in the physical and mechanical properties of the materials during its service life.

All types of degradable plastics including P-Life Degradable Plastics are in a delicate balance between the achievement of useful technological performance and a rapid and effective degradability.

The Service Life of P-Life Degradable Plastics should be predicted by conducting the accelerated abiotic testing such as Thermal and UV Exposure Testing based on ASTM Standards since P-Life Degradable Plastics undergo the oxidative process as an initial degradation step (Step 1).

Guideline

• 1 day of Thermal Exposure (80°C) is about equal to 4-6 days in an active composting environment (60°C) and 4 months at room temperature (24°C) environment.

• 1 day of UV Exposure testing (50°C) is approximately equal to 2 weeks at a climate similar to Miami, Florida.

However, the Service Life of P-Life Degradable Plastics will be varied in the respective local environmental conditions.


< References & Applications for P-Life Degradable Plastics >

• Various Bags Coin Bags Garbage Bags Document Bags Shopping Bags

• Food Packaging

Roll Bags

Food Trays

• Materials for Packaging Loose Fills

Foamed Sheets PP Straps PP Ropes

• Others

Stationery Goods Card Holders Sheets for Civil Engineering Plastic Sand Bags

Seedling Bags Agri-Mulch Films

References of P-Life Degradable Plastics Financial Institutions in East Asia Public Hospitals in Hong Kong Super Markets in Hong Kong Shopping Malls in Thailand Bakery Shop Chains in Hong Kong Stationery Manufacture in Japan Supermarkets in Caribbean Islands Semiconductor Equipment Company in Japan


Annex1


Confirmation of Oxidative Degradation

Thermal Exposure Testing at 80℃ (Elongation, %)

0

50

100

150

200

250

300

Elo

ngat

ion

(%)

0 1 2 3

Exposure Time in Days

P-Life

Control

Test Sample: P-Life dosed HDPE Film (0.03mm) Test Standard: ASTM D5510-94

UV Exposure Testing (Elongation, %)

0

50

100

150

200

250

300

Elo

ngat

ion

(%)

0 4 8 12

Exposure Time in Days

P-Life

C ontrol

Test Sample: P-Life dosed HDPE Film (0.03mm) Test Standard: ASTM G154


GPC Analysis for Molecular Weight Test Sample: *P-Life dosed LDPE Film (0.03mm) Test Method: GPC (Gel Permeation Chromatography) Analysis Testing Body: Chemicals Evaluation and Research Institute, Japan (CERI) Table4. GPC Analysis Test Results

Sample *Mw *Mn PDI*

P-Life Dosed LDPE Film 2,020 1,000 2.0

*Mw: Weight average molecular weight *Mn: Number average of molecular weight *PDI: Mw/Mn *P-Life dosed LDPE Film was thermally treated at 60C for 28 days in order to enhance the oxidative degradation described at Step1. Table5. Molecular Weight Change in Oxidative Degradation

Thermal Exposure at 60C Mw Mn PDI

0day 113,280 16,650 6.8

28days 2,020 1,000 2.0


Photos of Field Testing (Outdoor)

Test Sample: P-Life dosed HDPE Bags (0.05mm)


Annex2


<CO2 Evolution Curve>

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 20 40 60 80 100 120 140

Days

CO

2 P

rodu

ctio

n(g)

The Vessel with P-Lifedosed LDPE filmThe Blank Vessel

<*Biodegradability of Test Material>

0

10

20

30

40

50

60

0 20 40 60 80 100 120 140

Days

Biod

egra

dabi

lity(%

) P-Life dosed LDPE Film

*Biodegradability(%) = ((CO2)SML-(CO2)BK) / Theoretical amount of CO2 x 100 *(CO2)SML: The cumulative amount of CO2 evolved in the vessel with test material. *(CO2)BK: The cumulative amount of CO2 evolved in the blank vessel.


OXO DEGRADABLE MASTERBATCH

EFL0387 ใ

Thermo oxidation degradation test (Aging test)การยอยสลายดวยปฏกรยาออกซเดชน โดยใชความรอนเปนตวเรง

มาสเตอรแบทช ชวยในการยอยสลายพลาสตก

การยอยสลายดวยปฏกรยาออกซเดชน โดยใชความรอนเปนตวเรง

Test samples : LDPE film 80 micron

Dosage : 1.0%, 1.5% and 2.0%

Exposure condition : Heat oven with air ventilation

Setting temperature : 70˚CSetting temperature : 70 C

Exposure time : 24 hours / 12 days

ตวอยางทดลอง : ฟลม LDPE หนา 80 ไมครอน

สวนผสม : 1.0%, 1.5% และ 2.0%

สภาวะการทดลอง : ในตรอน ทมอากาศถายเท

อณหภมทตง : 70˚C

เวลาในการทดลอง 24 ชวโมง / 12 วน

1

เวลาในการทดลอง : 24 ชวโมง / 12 วน


EFL0387 ใ




Test procedure

LDPE films incorporated with vary dosage oxo degradable masterbatches were placed on

paper and Al-foil. The weight of the films were registered. The test specimen were placed in

the oven at 70°C. At the interval of 2 days, the test specimens were reweight and calculate on

weight decreased.

การทดลอง

ฟลม LDPE ทผสมสารแตงเตม ในหลายอตราสวน จะถกนามาวางบนแผนกระดาษ และ

แผนฟอยล นาหนกของฟลมจะถกชง จากนนจะนาไปใสในตอบ ทอณหภม 70 องศา ทกๆ

2 วน แผนฟลม จะถกนาออกมาชงนาหนก และคานวนหานาหนกทลดลง

2


EFL0387 ใ

Evaluation the test result การประเมนผลการทดลอง


Evaluation the test resultThe performance of EFL0387 Oxo degradable

masterbatch incorporated in LDPE film was found

การประเมนผลการทดลองผลการทดลอง ของ EFL0387 Oxo degradable

masterbatch พบวา ประสทธภาพของ สารเตมแตง

to be excellent. Even at low let down ratio, the

weight decreased dramatically up to 40% after 12

d f t ti Th fil ld d d th

ท 1.0% สามารถยอยสลายฟลม ไดถง 40% หลง12 วน

และทสวนผสม 2.0% ฟลมทดลองจะถกยอยสลายได

มากกวา 50% days of testing. The film could degrade more than

50% at 2% LDR.

มากกวา 50%

Test result on Al-foil showed higher degradation

rate. This is due to the heat reflecting from the foil

to other side of the film

เราไดพบอกวา นาหนกของฟลมทดลองบนแผนฟอย

จะถกยอยสลาย ไดดกวา บนกระดาษ สาเหตอนเนองจาก

ความรอนบนแผนฟอยลจะถกสะทอนกลบมาบนผวฟลมto other side of the film. ความรอนบนแผนฟอยลจะถกสะทอนกลบมาบนผวฟลม

อกดานหนง

3


EFL0387 ใ มาสเตอรแบทช ชวยในการยอยสลายพลาสตก

Average Weight Decrease of Film incorporated with EFL0387 at 1.0 / 1.5 / 2.0% LDR on Paper

60

นาหนกทลดลงโดยเฉลย ทสวนผสมของ EFL0387 ท 1.0 / 1.5 / 2.0% แผนกระดาษ

50

nt นต

EFL0387/2.0%

EFL0387/1.5%

30

40

crea

se in

Per

cen

ลง เป

นเปอรเซน

EFL0387/1.0%

20

Wei

ght

Dec

นาห

นกท

ลดล

0

10

4

0 2 4 6 8 10 12 14

Days of Testing

วนในการทดลอง



Average Weight Decrease of Film incorporated with EFL0387 at 1.0 / 1.5 / 2.0% LDR on Al Foil

นาหนกทลดลงโดยเฉลย ทสวนผสมของ EFL0387 ท 1.0 / 1.5 / 2.0% แผนฟอยล

60

70

ต

EFL0387/2.0%

EFL0387/1.5%

40

50

ase

in P

erce

nt

เปนเปอรเซนต

EFL0387/1.0%

20

30

Wei

ght

Dec

re

นาห

นกท

ลดลง

0

10

W น

50 2 4 6 8 10 12 14

Days of Testing




EFL0387 Oxo degradable masterbatch

LDPE Film thickness 80 micron



6

LDR 1.5%

Day 1

Weight lost 0%

LDR 1.5%

Day 12

Weight lost 47%







7

LDR 1.5%

Day 1

Weight lost 0%

LDR 1.5%

Day 12

Weight lost 54%


EFL0387 ใ

Comparison with other Products การเปรยบเทยบผลการทดสอบกบ


Comparison with other ProductsEFL0387 Oxo degradable masterbatch showed

better performance at same LDR and testing

การเปรยบเทยบผลการทดสอบกบผลตภณฑอน

จากผลการทดลอง ไดพบวา ในอตราสวนผสม และ

conditions comparing with other products. The

efficiency of the oxidative active ingredient in

EFL0387 Oxo degradable masterbatch could react

ภายใตสภาวะการทดสอบทเหมอนกน ประสทธภาพของ

EFL0387 Oxo degradable masterbatch สามารถยอย

สลายฟลมทดลองไดดกวา ผลตภณฑอน EFL0387 Oxo degradable masterbatch could react

fast, causing rapid degradation of the film.

สลายฟลมทดลองไดดกวา ผลตภณฑอน

8



45

Average Weight Decrease at 1.0% LDR on Paper

นาหนกทลดลงโดยเฉลย ทสวนผสม 1.0% บนกระดาษ

35

40

erce

nt

รเซนต

EFL0387

Competitor A

20

25

30

Dec

reas

e in

Pe

ลดลง

เปนเปอร

Competitor B

10

15

Wei

ght

D

นาห

นกท

ล

0

5

0 2 4 6 8 10 12 14

9Days of Testing



EFL0387 ใ



50

g g p


35

40

45

e in

Per

cent

นเปอรเซนต EFL0387

Competitor A

20

25

30

eigh

t D

ecre

ase

หนกท

ลดลง

เป

Competitor B

5

10

15

We

นาห

0

5

0 2 4 6 8 10 12 14

Days of Testing

10

y g



EFL0387 ใ



60


40

50

Per

cent

ปอรเซนต

EFL0387

C tit A

20

30

t D

ecre

ase

in

ทลด

ลง เป

นเป Competitor A

Competitor B

10

20

Wei

gh

นาห

นก

00 2 4 6 8 10 12 14

Days of Testing

ใ

11



EFL0387 ใ

Average Weight Decrease at 1.0% LDR on Al-Foil

โ


60

นาหนกทลดลงโดยเฉลย ทสวนผสม 1.0% บนแผนฟอยล

40

50

Perc

ent

อรเซนต

EFL0387

Competitor A

30

t D

ecre

ase

in P

ทลด

ลง เป

นเป

Competitor B

10

20

Wei

ght

นาห

นกท

00 2 4 6 8 10 12 14

f i

12

Days of Testing



EFL0387 ใ


โ ฟ


60

นาหนกทลดลงโดยเฉลย ทสวนผสม 1.5% แผนฟอยล

EFL0387

40

50

n Pe

rcen

t

ปอรเซนต Competitor A

20

30

ht D

ecre

ase

in

กทลด

ลง เป

นเป

Competitor B

10

20

Wei

gh

นาห

นก

00 2 4 6 8 10 12 14

Days of Testing

13วนในการทดลอง


EFL0387 ใ

A W i ht D t 2 0% LDR Al F il


70


นาหนกทลดลงโดยเฉลย ทสวนผสม 2.0% แผนฟอยล

50

60

Perc

ent

อรเซนต

EFL0387

Competitor A

30

40

Dec

reas

e in

P

ทลด

ลง เป

นเปอ

Competitor B

10

20

Wei

ght

นาห

นกท

00 2 4 6 8 10 12 14

Days of Testing

14

Days of Testing



EFL0387 ใ




Dosage

a) 1.0%a) .0%

b) 1.5%

c) 2.0%

H =130 mm

d) 3.0%

e) 4.0%

อตราสวนการใช

a) 1.0%

b) 1.5%

c) 2.0%

d) 3 0%

15

d) 3.0%

e) 4.0%


EFL0387 ใ




Test procedure

10 HDPE bottles incorporated with vary dosage oxo degradable masterbatches were produced

and the weight of the bottles were registered. The test specimens were placed in

the oven at 70°C. At the interval of 5 days, the test specimens were reweight and calculate on

weight decreased.


ขวด 10 ใบทผสมสารแตงเตม ในหลายอตราสวน จะถกเปาขนมา และ นาหนกของขวดจะ

ถกชง จากนนจะถกนาไปใสในตอบ ทอณหภม 70 องศา ขวดจะถกนาออกมาชงนาหนก

และ คานวนหานาหนกทลดลง ทกๆ 5 วน

16


EFL0387 ใ

Evaluation the test result การประเมนผลการทดลอง


Evaluation the test resultEFL0387 Oxo degradable masterbatch incorporated

in HDPE application showed very good and

การประเมนผลการทดลองจากผลการทดลอง พบวา ประสทธภาพของการยอย

สลายของ EFL0387 Oxo degradable masterbatch ใน

consistence performance. The blow molded bottle

was found brittle even at low let down ratio of

1 0% It ti d th t th b ttl t d li htl

HDPE ออกผลไดดมาก และสมาเสมอ ขวดทเปาทใชอตรา

ผสมท 1.0% เรมเหนการยอยสลาย ขวดทผานการทดลอง

หลง20 วน จะเรมมสออกเหลองนวลทผวของขวด และจะ1.0%. It was noticed that the bottle turned slightly

yellowish and it’s surface appeared cracking sign

after 20 days of the exposure. The bottle was found

หลง20 วน จะเรมมสออกเหลองนวลทผวของขวด และจะ

เรมมรอยแตกราว รอยราวของผว และ สเหลองจะเหนได

เดนชดบนขวด ทใชอตราสวนผสมท 2.0%

noticeably brittle and yellowish at let down ratio of

2.0% .

17



Average Weight Decrease of Bottles at Various Dosage

โ ใ

7.00

นาหนกทลดลงโดยเฉลย ของขวดทใชสวนผสมหลายอตราสวน

5.00

6.00

Per

cent

ปอรเซนต

4.0% EFL0387

3.00

4.00

ht D

ecre

ase

in

กทลด

ลง เป

นเป

3.0% EFL0387

1.00

2.00

Wei

gh

นาห

นก 2.0% EFL0387

1.5% EFL0387

0.00

0 5 10 15 20 25

Days of Testing

1.0% EFL0387

18

y g




Test Bottle at let down ratio of 1 0% EFL0387Test Bottle at let down ratio of 1.0% EFL0387

ขวดทดลอง ทใชอตราสวนผสมท 1% EFL0387

19

Day 1

วนท 1

Day 5

วนท 5

Day 10

วนท 10

Day 20

วนท 20



Test Bottle at let down ratio of 2 0% EFL0387Test Bottle at let down ratio of 2.0% EFL0387

ขวดทดลอง ทใชอตราสวนผสมท 2% EFL0387

20

Day 1

วนท 1

Day 5

วนท 5

Day 10

วนท 10

Day 20

วนท 20



Drop Test Comparison of HDPE Bottle and Resultการทดลอง Drop Test กบขวด HDPEและผลการทดลอง

Test samples : HDPE Bottle

Dimension : 68 x 45 x 130 mm

การทดลอง Drop Test กบขวด HDPEและผลการทดลอง

Dimension : 68 x 45 x 130 mm.

Weight : ~ 28.5 gram

Weight with water : 270 gram

Drop height : 2 meters

Drop frequency : 5 times

ตวอยางทดลอง : ขวด HDPE

ขนาดขวด : 680 x 450 x 1300 มม.

นาหนก : ~ 28.5 กรม

นาหนกขวดบรรจนา : 270 กรม

21

ความสง ททง : 2 เมตร

จานวนครงททง : 5 ครง


EFL0387 ใ

Drop Test Comparison of HDPE Bottle and Result

การทดลอง D T t กบขวด HDPEและผลการทดลอง



Test procedure

5 HDPE bottles incorporated with vary dosage oxo degradable masterbatches were filled with

water. The test specimens were dropped from 2 meters height 5 times to see any distortion of

the bottle.


ขวด 5 ใบทผสมสารแตงเตม ในหลายอตราสวน จะถกบรรจดวยนา และนาไปทงดงจากท

สง 2 เมตร 5ครง ขวดทผานการทดลอง จะนามาสงเกต วามการบบสลายของขวดหรอไม

22


EFL0387 ใ

Evaluation the test result / การประเมนผลการทดลอง


Evaluation the test result / การประเมนผลการทดลองDosage Day 1

วนท 1

Day 5

วนท 5

Day 10

วนท 10

Day 15

วนท 15

Day 20

วนท 20

0.0% No distortion

ขวดไมบบสลาย

No distortion


No distortion


No distortion


No distortion


1.0% No distortion No distortion No distortion Broke after 5 drops Broke after 5 drops

ขวดไมบบสลาย ขวดไมบบสลาย ขวดไมบบสลาย ขวดแตกหลงตก5ครง ขวดแตกหลงตก5ครง

1.5% No distortion


No distortion


Broke after 4 drop

ขวดแตกหลงตก4ครง

Broke after 3 drops


Broke after 2 drops

ขวดแตกหลงตก2ครงขวดไมบบสลาย ขวดไมบบสลาย ขวดแตกหลงตก4ครง ขวดแตกหลงตก3ครง ขวดแตกหลงตก2ครง

2.0% No distortion


No distortion


Broke after 4 drop


Broke after 2 drops


Broken before test

ขวดแตกกอนทดลอง

3.0% No distortion


Broke after 2 drops


Broken before test


Broken before test


Broken before test


4 0% N di i B k f 2 d B k b f B k b f B k b f

23

4.0% No distortion


Broke after 2 drop


Broken before test


Broken before test


Broken before test



EFL0387 ใ

Drop Test Comparison of HDPE Bottle and Result

การทดลอง D T t กบขวด HDPEและผลการทดลอง



24Before drop test

กอน drop test

After drop test

หลง drop test

p-life degradable plastics technology - madbullmadbull.com/doc/bb report-final.pdf · < p-life...

Documents