环保建材及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种环保建材，特别是一种利用保留条状纤维的谷壳、塑料及偶合剂结合而成的环保建材。
【背景技术】
[0002]木材在生活中是最常被使用的材料之一，其天然形成的木质纤维与纹路，兼具美观及强度，举凡各种建筑、家具等等，无不见其踪影。然而，随着木制品、纸浆需求的增加，树木的砍伐日益严重，盗伐也层出不穷；另一方面，树木生长缓慢，人工造林缓不济急，生态环境大受影响。就使用上而言，木材易吸潮变形、虫蛀及老化腐坏。就造价而言，硬质的优良木材成本也高。若是以石化制品如塑胶等来完全取代木材，污染较大且其废弃物不易处理。一般合板类制品，结构强度又稍嫌不足。
[0003]因此，如何发展一种环保且耐用的建材，是目前亟需努力的课题。
【发明内容】
[0004]本发明的其中一个目的在于提供一种环保建材，其利用保留条状纤维的谷壳，与塑料及偶合剂结合而成环保建材。如此，保留谷壳的纤维增强了建材强度，谷壳来源也容易取得，并且减少了木材与石化塑料的使用。
[0005]本发明一个实施例的环保建材包括纤维材料、塑料以及偶合剂。纤维材料使用原始状的多个谷壳，其保留原有谷壳的条状纤维结构。塑料与多个谷壳紧密结合成环保建材。偶合剂与多个谷壳及塑料混合，其中偶合剂为改性添加剂，用以改善环保建材的物理性质。
[0006]优选地，其中多个谷壳包括多个稻壳、多个麦壳或其组合。
[0007]优选地，其中塑料包括聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯对苯二甲酸酯(PET)以及上述任一材料的回收再生料中的至少一种。
[0008]优选地，其中偶合剂包括马来酸酐接枝聚烯烃、钛酸酯偶合剂或硅烷类偶合剂。
[0009]优选地，还包括安定剂，其用以抑制及减缓环保建材在制造、加工或成品阶段的变质劣化。
[0010]优选地，其中安定剂包括热稳定剂、光稳定剂、抗氧化剂、防焦剂中至少其中之一。
[0011]优选地，其中多个谷壳与塑料紧密结合的过程中，多个谷壳可为破裂状或破碎状，但仍保留原有谷壳的条状纤维结构。
[0012]优选地，其中纤维材料由天然纤维或人工合成纤维至少其中之一混合而成。
[0013]优选地，其中纤维材料可为破裂状或碎粒状。
[0014]优选地，其中天然纤维可包括稻壳、稻草、木料、椰子壳、玉米茎叶梗、麦壳、麦梗、甘蔗渣、竹子、免洗筷、纸类中至少其中之一。
[0015]优选地，其中人工合成纤维可包括布料或玻璃纤维中至少其中之一。
[0016]优选地，其中纤维材料包括农作物剩余物、植物废料或回收废料中至少其中之一。
[0017]优选地，还包括防火材料、吸音材料、散热材料、橡胶、滑石粉、回收再生料或硅砂中至少其中之一。
[0018]优选地，其中环保建材压合成板材，且板材上形成有一纵向沟纹或一横向沟纹或其混合的压纹结构；以及多个板材可上下热压堆叠，其中首层板材与次层板材的压纹结构不同，用以形成具编织效果的中空空间。
[0019]本发明的另外一个目的在于提供一种制造环保建材的方法，此方法可以保存谷壳的纤维。
[0020]根据本创作另一个实施例的环保建材的制造方法，包括:使用纤维材料、塑料以及偶合剂，其中纤维材料使用原始状的多个谷壳，多个谷壳保留原有谷壳的条状纤维结构；混炼纤维材料、塑料以及偶合剂形成混合物；随后将混合物压出成型，形成环保建材，其中塑料与多个谷壳紧密结合成该环保建材，所述偶合剂为改性添加剂，用以改善环保建材的物理性质。
[0021]优选地，还包括使用交联剂与纤维材料、塑料与偶合剂混炼形成混合物。
[0022]优选地，在混炼形成混合物后，不须经过造粒过程，直接将混合物压出成型。
[0023]优选地，其中多个谷壳包括多个稻壳、多个麦壳或其组合。
[0024]优选地，其中塑料包括聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯对苯二甲酸酯(PET)以及上述任一材料的回收再生料中的至少一种。
[0025]优选地，其中在混炼及压出成型的过程中，该多个谷壳可为破裂状或破碎状，但仍保留原有谷壳的条状纤维结构。
[0026]以下结合具体实施例配合所附的图式详加说明，可达到更容易了解本发明的目的、技术内容、特点及其所达成的效果。
【附图说明】
[0027]图1A是本发明一个实施例的环保建材示意图。
[0028]图1B是图1A的局部放大图。
[0029]图2A及2B是本发明的环保建材经压纹后的形成的横向沟纹层及纵向沟纹层示意图。
[0030]图3是具有多层次压纹编织结构的环保建材示意图。
[0031]图4是具有中空管状结构的环保建材的示意图。
[0032]图5是本发明一个实施例的环保建材的制作方法的流程图。
[0033]附图标记说明
[0034]10环保建材
[0035]1A横向沟纹层
[0036]1B纵向沟纹层
[0037]20纤维材料
[0038]22谷壳
[0039]30塑料
[0040]32偶合剂
[0041]34安定剂
[0042]36交联剂
[0043]S空隙
【具体实施方式】
[0044]如图1A及图1B所示，本发明的一个实施例的环保建材10包括纤维材料20、塑料30以及偶合剂32。纤维材料20使用原始状的多个谷壳22，其保留原有谷壳的条状纤维结构。塑料30与多个谷壳22紧密结合成环保建材10。偶合剂32与多个谷壳22与塑料30混合，其中偶合剂32为改性添加剂，用以改善环保建材的物理性质。
[0045]接续上述，再参考图1A及图1B，环保建材10包括纤维材料20、塑料30以及偶合剂32，其中纤维材料20使用多个原始状的谷壳22。选用谷壳的原因是因为谷壳取得容易且成本低(仅需运费)，可大量取自农业地区。谷壳22可包括稻壳、麦壳或其组合。例如台湾的云嘉南地区，或泰国、越南、印尼等产稻大国，都是稻壳的来源。此外，稻壳本身含有硅，因此具有抗菌、防霉、防虫蛀的作用。有别于传统将谷壳烧制成灰或绞碎成粉末状的制法，本发明直接使用脱除后的原始状的多个谷壳22，其保留原有谷壳的条状纤维结构，以增强材料的强度。塑料30及偶合剂32的种类及比例则根据使用者需求调配。通常而言，塑料为主成分，谷壳仅少量添加。然而于本发明的一个实施例中，多个谷壳22为主成分,藉由多个谷壳22与塑料30之间的紧密结合(如图1B所示)，大幅提升环保建材10的结构强度。偶合剂32则用以改性，强化多个谷壳22与塑料30的界面强度，以改善环保建材10的物理性质，例如改善耐磨性及抗冲击性，其中偶合剂32包括马来酸酐接枝聚烯烃(MA-g-Polyolefins)、钛酸酯类偶合剂(Titanate Coupling Agent)或娃烧类偶合剂(Silane coupling agent)。例如，采用尼龙与马来酸酐接枝聚烯烃，可大大提升环保建材10的断裂拉伸强度和断裂延伸率。至于塑料30的比例仅在20%到30%之间，其可选用聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯对苯二甲酸酯(或称聚对苯二甲酸乙二酯，Polyethylene terephthalate,PET)或上述材料的回收再生料中的至少其中一种。例如，栽种作物时，常需要大量的农业膜或太空包袋协助育苗、遮荫、防雨或保温。多数农民会焚烧或掩埋处理，造成污染。本发明的环保建材中的塑料成分，则可采用回收后的农业膜或太空包袋(PE材质)。如此，可充分利用农作废弃谷壳，并且善用回收资源，减少塑料使用，相当环保并且经济。
[0046]优选地，环保建材10还包括安定剂34，其用以抑制及减缓环保建材10在制造、力口工或成品阶段的变质劣化，其中安定剂34包括热稳定剂、光稳定剂、抗氧化剂、防焦剂中至少其中之一。例如，添加抗紫外线稳定剂，可防止环保建材10受到紫外线的照射而分解劣化；添加抗氧化剂则可以延缓环保建材10因氧化而分解。本发明的环保建材10除了塑料30、偶合剂32及安定剂34之外,亦可添加防火材料(如云母、蛭石)、散热材料、吸音材料、橡胶(如废弃轮胎)、滑石粉、其余回收再生料(如修剪地毯后的残渣)、或硅砂(如玻璃砂)中至少其中之一，以节省成本并改变环保建材的特性。例如，可回收再生利用不需要或废弃的环保建材10，仅需将其打碎处理即可重新成为制作原料；或是加入废弃的轮胎碎片，增加环保建材10的强度。可理解的是，上述塑料30、偶合剂32及安定剂34及其他材料可以互相混合使用，且其用途与材料不限于此。
[0047]关于本发明的环保建材的制作方式，请参考图5的流程图，包括:使用纤维材料(步骤SI)，其使用原始状的多个谷壳，其中多个谷壳