TWI883471B

TWI883471B - 再生織物纖維母粒、含有再生織物纖維之複合材料粒子及其製造方法

Info

Publication number: TWI883471B
Application number: TW112123550A
Authority: TW
Inventors: 楊經偉
Original assignee: 午洋企業有限公司
Priority date: 2023-02-24
Filing date: 2023-06-21
Publication date: 2025-05-11
Also published as: TW202434369A

Abstract

一種再生織物纖維母粒及含有再生織物纖維之複合材料粒子之製造方法，係將織物纖維原料與樹脂材料、界面相容劑及助劑以適當比例及條件均勻混合形成混合物後，對該混合物進行揑煉以形成混合物團塊；再對該混合物團塊進行押出成型及切粒，以形成再生織物纖維母粒材料。將該再生織物纖維母粒材料與原生或再生塑膠粒、抗氧化劑及加工助劑以適當比例及條件共混，以形成共混物後，對該共混物進行混煉、拉條及切粒，以獲得含有再生織物纖維之複合材料粒子。

Description

再生織物纖維母粒、含有再生織物纖維之複合材料粒子及其製造方法

本發明涉及材料製造領域，尤其是關於利用回收廢棄之織物，將其製成再生織物纖維母粒或含有織物纖維之複合材料粒子，使下游工業可利用該等複合材料粒子進一步製造合適之加工品。

全世界每年都有大量廢棄的舊衣物，並且已有機制進行回收處理。已知回收的衣物等織物，需要依棉、麻、聚酯纖維等材料進行分類才能進一步處理，例如，把布料粉碎後做成紗線、製作隔音板、地毯，與其他纖維混紡成不織布產品，或做成清潔布料等，因此，除了在進行材料分類時十分耗費時間與人力外，後續處理加工的產品種類範圍也無法進一步擴展。

本發明的目的在於提供一種再生織物纖維母粒及其製造方法，其特點在於回收廢棄織物後不需經過分類即可進行破碎造粒，以形成作為進一步加工成其他產品的織物纖維母粒材料。

此外，本發明的另一目的在於提供一種含有再生織物纖維之複合材料粒子及其製造方法，其特點是通過所述織物纖維母粒材料，進一步結合塑料或再生塑料配方的挑選與設計，並透過熔融混煉技術，以完成含有高織物纖維含量之複合材料粒子，該複合材料粒子可直接進行加工成型，或是利用該含有織物纖維之複合材料粒子與回收的聚烯高分子共混後進行押出加工，可以製造出諸如環保層板產品，或是以射出成型加工製造出衣架、眼鏡等產品。

本發明提供一種再生織物纖維母粒之製造方法，包括：將回收的織物破碎為織物纖維原料；以混合機將該織物纖維原料與樹脂材料、界面相容劑及助劑均勻混合以形成混合物，其中，該織物纖維原料在該混合物之重量百分比為30～70%；以揑煉機對該混合物進行揑煉以形成混合物團塊；以及以造粒機配合模頭對該混合物團塊進行押出成型及切粒，以形成該再生織物纖維母粒材料。

較佳地，該界面相容劑及該助劑在該混合物中的重量百分比依序為2～10%及0.2～5.0%。

較佳地，該織物纖維原料、該樹脂材料、該界面相容劑及該助劑係在該混合機中以轉速400～800 rpm的轉速均勻混合3～5分鐘。

較佳地，該揑煉機係以其螺桿溫度為140～180℃、轉速為20～100 rpm且揑煉時間為10～30分鐘對該混合物進行揑煉。

較佳地，，該界面相容劑為環氧樹脂、馬來酸酐共聚物、矽烷化合物中的一種或組合。

較佳地，該助劑為流動促進劑，包含加工油、塑化劑中的一種或其組合。

本發明還提供一種含有再生織物纖維之複合材料粒子的製造方法，包括：如請求項1至6中任一項所述之再生織物纖維母粒材料；將該再生織物纖維母粒材料與原生或再生塑膠粒、抗氧化劑及加工助劑進行共混，並在80℃的溫度下乾燥3～4小時以形成共混物；以及以混煉押出機對該共混物進行混煉、拉條及切粒，以獲得含有再生織物纖維之複合材料粒子，並將該複合材料粒子在80℃的溫度下乾燥3～6小時。如請求項7所述之含有再生織物纖維之複合材料粒子的製造方法，其中，該混煉押出機係以其螺桿溫度為130～200℃、轉速為100～300 rpm對該共混物進行混煉、拉條及切粒。

較佳地，該再生織物纖維母粒材料、該原生或再生塑膠粒、該抗氧化劑及該加工助劑在該共混物中的重量百分比依序為20～60%、40～79.4%、0.1～0.5%及0.5～10%。

較佳地，該抗氧化劑為受阻酚類、硫代酯、亞磷酸酯抗氧化劑中的一種或其組合。

較佳地，該加工助劑為流動助劑、阻燃劑、UV吸收劑、耐磨耐刮劑中的一種或其組合。

本發明還提供一種再生織物纖維母粒，係利用前述之再生織物纖維母粒之製造方法將廢棄織物纖維形成為顆粒狀之織物纖維母粒，該織物纖維母粒包含以下成分：再生纖維材料，具有30～70%之重量百分比；界面相容劑，具有2～10%之重量百分比；助劑，具有0.2～5.0%之重量百分比；以及樹脂材料，具有剩餘之重量百分比。

本發明還提供一種含有再生織物纖維之複合材料粒子，係將廢棄織物纖維製成顆粒狀之織物纖維母粒後，再利用該織物纖維母粒進一步加工製造成顆粒狀之含有再生織物纖維之複合材料粒子，該含有再生織物纖維之複合材料粒子包含以下成分：如請求項12所述之再生織物纖維母粒之成分，該再生織物纖維母粒在該複合材料粒子中具有20～60%之重量百分比；原生或再生塑膠粒，在該複合材料粒子中具有40～79.4%之重量百分比；抗氧化劑，在該複合材料粒子中具有0.1～0.5%之重量百分比；以及加工助劑，在該複合材料粒子中具有0.5～10%之重量百分比。

為了便於理解本發明，以下結合附圖和實施例對本發明作詳細說明。附圖中給出了本發明的一部分實施例，而不是全部實施例。本發明可以許多不同的形式來實現，並不限於本文所描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對本發明的公開內容的理解更加透徹全面。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有付出進步性心力前提下所獲得的所有其它實施例，都屬於本發明保護的範圍。

除非另有定義，本文所使用的所有技術和科學術語與屬於本發明技術領域的技術人員通常理解的含義相同。在本發明的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施例目的，不是旨在於限制本發明。

圖1為顯示本發明製造再生織物纖維母粒之流程圖，包括以下步驟： S1：提供織物纖維原料； S2：形成含有織物纖維的混合物； S3：形成含有織物纖維之混合物團塊；以及 S4：形成再生織物纖維母粒材料。

具體而言，步驟S1中，係將回收的織物破碎為織物纖維原料，所述回收的織物，是指從舊衣回收場等回收的一般廢棄衣物或含有任何織物纖維的物品；該織物被回收後利用剪切機、破碎機等機械設備將其碎裂為織物纖維原料，以待進行步驟2。

在步驟S2中，係以混合機將該織物纖維原料與樹脂材料、界面相容劑及助劑均勻混合以形成混合物，其中，該織物纖維原料在該混合物之重量百分比較佳為30～70%；該界面相容劑及該助劑在該混合物中的重量百分比依序較佳為2～10%及0.2～5.0%。該混合機較佳地以轉速400～800 rpm的轉速將置入該混合機中的織物纖維原料、樹脂材料、界面相容劑及助劑攪拌3～5分鐘，以獲得均勻的混合物。其中，該界面相容劑可以為環氧樹脂、馬來酸酐共聚物、矽烷化合物中的一種或組合。該助劑為流動促進劑，可以包含加工油、塑化劑中的一種或其組合。

在步驟S3中，係以揑煉機對該含有織物纖維的混合物進行揑煉以形成混合物團塊；其中，該揑煉機中配置有用來擠壓及輸送混合物的螺桿，並以螺桿溫度較佳為140～180℃、轉速較佳為20～100 rpm且揑煉時間較佳為10～30分鐘對該混合物進行揑煉，以形成含有織物纖維之混合物團塊。具體而言，在螺桿溫度140～180℃的情況下可以讓混合物保持良好的軟硬度而適於攪拌混合；20～100 rpm的螺桿轉速及10～30分鐘的揑煉時間則可以讓混合物獲得較佳的混合均勻度。

在步驟S4中，係以造粒機配合模頭對該混合物團塊進行押出成型及切粒，以形成該再生織物纖維母粒材料。更明確地說，具有一定軟度及硬度的混合物團塊在造粒機中以活塞被擠壓通過具有特定孔徑的模頭以產生連續的細長條狀團塊，然後在模頭之出孔處被截面以形成特定長度的顆粒，即再生織物纖維母粒材料。

所述再生織物纖維母粒材料是作為進一步加工用的原料，可以直接被使用於製造產品，或進一步被加工製造成含有再生織物纖維之複合材料粒子。

據此，製成的所述再生織物纖維母粒，包含以下成分：再生纖維材料，具有30～70%之重量百分比；界面相容劑，具有2～10%之重量百分比；助劑，具有0.2～5.0%之重量百分比；以及樹脂材料，具有剩餘之重量百分比。

圖2為顯示本發明製造含有再生織物纖維之複合材料粒子之流程圖，包括以下步驟：步驟S5：提供再生織物纖維母粒材料；步驟S6：形成含有織物纖維的共混物；以及步驟S7：形成含有再生織物纖維之複合材料粒子。

具體而言，步驟S5中所提供的再生織物纖維母粒材料，是指利用步驟S1至步驟S4所製造的再生織物纖維母粒材料。

步驟6中，係將該再生織物纖維母粒材料與原生或再生塑膠粒、抗氧化劑及加工助劑進行共混，並以烘乾機在較佳為80℃的溫度下乾燥3～4小時以形成共混物。其中，該再生織物纖維母粒材料、該原生或再生塑膠粒、該抗氧化劑及該加工助劑在該共混物中的重量百分比依序為20～60%、40～79.4%、0.1～0.5%及0.5～10%。該抗氧化劑可以為受阻酚類、硫代酯、亞磷酸酯抗氧化劑中的一種或其組合。該加工助劑可以為流動助劑、阻燃劑、UV吸收劑、耐磨耐刮劑中的一種或其組合。

步驟7中，係以混煉押出機對該共混物進行混煉、拉條及切粒，以獲得含有再生織物纖維之複合材料粒子，並將該複合材料粒子以烘乾機在較佳為80℃的溫度下乾燥3～6小時。其中，該混煉押出機中配置有用以輸送及擠壓共混物的螺桿，並且較佳地以該螺桿溫度為130～200℃、轉速為100～300 rpm對該共混物進行混煉、拉條及切粒。更明確地說，具有一定軟度及硬度的共混物在混煉機中被螺桿擠壓而通過具有特定孔徑的模頭以產生連續的細長條狀共混物，然後在模頭之出孔處被截面以形成特定長度的顆粒，即含有再生織物纖維之複合材料粒子。

據此，製成的所述含有再生織物纖維之複合材料粒子，包含：前述再生織物纖維母粒之成分，該再生織物纖維母粒在該複合材料中具有20～60%之重量百分比；原生或再生塑膠粒，在該複合材料粒子中具有40～79.4%之重量百分比；抗氧化劑，在該複合材料粒子中具有0.1～0.5%之重量百分比；以及加工助劑，在該複合材料粒子中具有0.5～10%之重量百分比。

圖3為顯示本發明製造含有再生織物纖維之複合材料粒子的多種實施例和對比實施例的數據比較表。其中，對比實施例為沒有添加界面相容劑成分，導致棉纖維與PP/PE極性差異過大，進而導致兩者相容性不佳，因此在造粒過程中會出現纖維與塑膠分開的情況，最終導致無法造粒。而本發明之實施例1至實施例6中則透過添加界面相容劑，會在天然纖維表面形成一層第三種物質，幫助兩者之間結合力大幅提高，進而改善造粒製程問題。

通過所述本發明之含有高織物纖維含量之複合材料粒子，可以和回收的聚烯高分子材料共混後進行押出加工，製造出諸如環保層板、地墊等產品，或是以射出成型加工製造出衣架、眼鏡、文具等產品，用途十分廣泛，同時克服了習知在回收廢棄衣物後需要耗費大量時間與人力進行材料分類，且後續處理加工的產品種類範圍無法進一步擴展的問題。

以上所述實施例僅表達本發明的較佳實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對本發明之專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干改變和改良，這些都屬於本發明的保護範圍。

S1～S4:步驟 S5～S7:步驟

圖1為顯示本發明製造再生織物纖維母粒之流程圖；圖2為顯示本發明製造含有再生織物纖維之複合材料粒子之流程圖；以及圖3為顯示本發明製造含有再生織物纖維之複合材料粒子的多種實施例和對比實施例的數據比較表。

S5~S7:步驟

Claims

一種再生織物纖維母粒之製造方法，包括：將回收的織物破碎為織物纖維原料；以混合機將該織物纖維原料與樹脂材料、界面相容劑及助劑均勻混合以形成混合物，其中，該織物纖維原料在該混合物之重量百分比為30～70%；以揑煉機對該混合物進行揑煉以形成混合物團塊；以及以造粒機配合模頭對該混合物團塊進行押出成型及切粒，以形成該再生織物纖維母粒材料。
如請求項1所述之再生織物纖維母粒之製造方法，其中，該界面相容劑及該助劑在該混合物中的重量百分比依序為2～10%及0.2～5.0%。
如請求項2所述之再生織物纖維母粒之製造方法，其中，該織物纖維原料、該樹脂材料、該界面相容劑及該助劑係在該混合機中以轉速400～800 rpm的轉速均均混合3～5分鐘。
如請求項3所述之再生織物纖維母粒之製造方法，其中，該揑煉機係以其螺桿溫度為140～180℃、轉速為20～100 rpm且揑煉時間為10～30分鐘對該混合物進行揑煉。
如請求項2所述之再生織物纖維母粒之製造方法，其中，該界面相容劑為環氧樹脂、馬來酸酐共聚物、矽烷化合物中的一種或組合。
如請求項2所述之再生織物纖維母粒之製造方法，其中，該助劑為流動促進劑，包含加工油、塑化劑中的一種或其組合。
一種含有再生織物纖維之複合材料粒子的製造方法，包括：如請求項1至6中任一項所述之再生織物纖維母粒材料；將該再生織物纖維母粒材料與原生或再生塑膠粒、抗氧化劑及加工助劑進行共混，並在80℃的溫度下乾燥3～4小時以形成共混物；以及以混煉押出機對該共混物進行混煉、拉條及切粒，以獲得含有再生織物纖維之複合材料粒子，並將該複合材料粒子在80℃的溫度下乾燥3～6小時。
如請求項7所述之含有再生織物纖維之複合材料粒子的製造方法，其中，該混煉押出機係以其螺桿溫度為130～200℃、轉速為100～300 rpm對該共混物進行混煉、拉條及切粒。
如請求項7所述之含有再生織物纖維之複合材料粒子的製造方法，其中，該再生織物纖維母粒材料、該原生或再生塑膠粒、該抗氧化劑及該加工助劑在該共混物中的重量百分比依序為20～60%、40～79.4%、0.1～0.5%及0.5～10%。
如請求項9所述之含有再生織物纖維之複合材料粒子的製造方法，其中，該抗氧化劑為受阻酚類、硫代酯、亞磷酸酯抗氧化劑中的一種或其組合。
如請求項9所述之含有再生織物纖維之複合材料粒子的製造方法，其中，該加工助劑為流動助劑、阻燃劑、UV吸收劑、耐磨耐刮劑中的一種或其組合。
一種再生織物纖維母粒，形成為顆粒狀，包含以下成分：再生纖維材料，具有30～70%之重量百分比；界面相容劑，具有2～10%之重量百分比；助劑，具有0.2～5.0%之重量百分比；以及樹脂材料，具有剩餘之重量百分比。
一種含有再生織物纖維之複合材料粒子，形成為顆粒狀，包含：如請求項12所述之再生織物纖維母粒之成分，該再生織物纖維母粒在該複合材料粒子中具有20～60%之重量百分比；原生或再生塑膠粒，在該複合材料粒子中具有40～79.4%之重量百分比；抗氧化劑，在該複合材料粒子中具有0.1～0.5%之重量百分比；以及加工助劑，在該複合材料粒子中具有0.5～10%之重量百分比。