CN112549673A - 石头纸及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种石头纸包括第一材料层及第二材料层；第一材料层包括第一无机材料、第一塑料及助剂，其中第一无机材料、第一塑料及助剂系彼此混合；第二材料层共压于第一材料层的至少一个表面上，且第二材料层包括第二无机材料、非金属导热材料及第二塑料，其中第二无机材料、非金属导热材料及第二塑料彼此混合。一种石头纸的制造方法亦在此揭露。

Description

石头纸及其制造方法
技术领域
本发明与石头纸有关；特别是指一种高耐热、抗静电、热传导且可用于影印及复印的石头纸及其制造方法。
背景技术
目前用于影印及复印的纸类是以纸浆制成，而纸浆的来源大多取自树木纤维。虽然目前部分纸类制造业者积极获得FSC(森林监管委员会；Forest Stewardship Council)的标章认证，但由于树木生长缓慢，大部分的环保机构仍然建议减少纸张的使用量，以避免森林树木的砍伐。
虽然近年来电子设备发展迅速，且对现代人来说带来许多便利，但是现代人仍然习惯使用纸张作为随手笔记草绘的纪录工具，因此传统木浆纸的使用量无法有效减少，也无法避免森林树木的砍伐。
有鉴于此，目前已有厂商制造生产合成塑料纸，以期取代传统木浆纸，减少森林树木的砍伐。然而，这类塑料纸生产成本高，且因不具纤维，以致塑料纸的纸质像塑料而不像传统纸；除此之外，这类塑料纸因耐热性低，因此无法取代传统木浆制成的影印纸、复印纸及印书纸等。举例来说，60～100g的塑料纸只能使用轮转印刷机印刷，而无法使用商业平板印刷机印刷，因此上述塑料纸的应用范围受到限制，无法完全取代传统木浆纸。
综上，现有可用于影印及复印木浆纸需砍伐树木制造，造成森林环境的伤害，而塑料纸耐热性差无法使用商业平板印刷机印刷；由此可知，无论是木浆纸或合成塑料纸仍然有待解决方案，以克服上述现有纸类所存在的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明之目的在于提供一种石头纸，其主要成分包括天然矿石所研磨的无机粉末，且配合少量塑料粘结而成，因此可完全避免使用树木纤维浆料；除此之外，本发明所提供的石头纸掺混有非金属导热材料，以提供显著的导热及抗静电效果，因此本发明所提供的石头纸的耐热性佳且可避免产生静电沾粘，进而可直接使用于目前市面上的影印及复印设备。
缘以达成上述目的，本发明提供的一种石头纸包括一第一材料层及一第二材料层；该第一材料层包括一第一无机材料、一第一塑料及一助剂，其中该第一无机材料、该第一塑料及该助剂系彼此混合；该第二材料层，共压于该第一材料层的至少一个表面上，且该第二材料层包括一第二无机材料、一非金属导热材料及一第二塑料，其中该第二无机材料、该非金属导热材料及该第二塑料彼此混合。
本发明之另一目的在于提供一种石头纸包括一材料层，该材料层包括一第一无机材料、一第一塑料及一助剂，其中该第一无机材料、该第一塑料及该助剂系彼此混合，其中该第一无机材料为粒径2～10微米的无机粉末，而该第一塑料系由非结晶化聚对苯二甲酸乙二醇酯(Amorphous Polyethylene Terephthalate，APET)及聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯(Poly(ethylene terephthalateco-1,4-cylclohexylenedimethyleneterephthalate)，PETG)所组成。
本发明之又一目的在于提供一种石头纸的制造方法，其包括至少以下步骤：
提供一第一混合软料，该第一混合软料包括一第一无机材料、一第一塑料及一助剂彼此混合；
提供一第二混合软料，该第二混合软料包括一第二无机材料、一非金属导热材料及一第二塑料彼此混合；以及
共压出该第一混合软料及该第二混合软料形成一共压片材，且拉伸该共压片材，其中该共压片材包括位于一平面且彼此垂直的一长方向及一短方向；该共压片材的该长方向被拉伸，且该共压片材的该短方向以一第一分段加工方式被拉伸及加热定型。
本发明之再一目的在于提供适用于如上所述之石头纸的制造方法的石头纸制造系统，其包括一第一材料混合设备、一第二材料混合设备及一长度拉伸设备；该第一材料混合设备系用以提供一第一材料层；该第二材料混合设备系用以提供一第二材料层；该长度拉伸设备连接于该共压出模具，该长度拉伸设备用以压合拉伸该共压片材，其中该共压片材包括位于一平面且彼此垂直的一长方向及一短方向；该共压片材的该长方向被拉伸，且该共压片材的该短方向以一第一分段加工方式被拉伸及加热定型。
本发明之效果在于，石头纸系通过天然矿石所研磨的无机粉末及非金属导热材料，且配合少量塑料粘结而成，因此本发明所提供的石头纸可完全避免使用树木纤维浆料；除此之外，因本发明所提供的石头纸掺混有非金属导热材料，以提供显著的导热及抗静电效果，故本发明所提供的石头纸的耐热性佳且可避免产生静电沾粘，进而可直接使用于目前市面上的影印及复印设备。另外，本发明所提供的石头纸的制造方法包括利用第一分段加工方式拉伸及加热定型共压片材的短方向的宽度，因此以本发明所提供的石头纸的制造方法制成的石头纸具有较佳的耐热、抗收缩效果，进而适合直接使用于目前市面上的影印及复印设备。
附图说明
图1为本发明一优选实施例之石头纸的共压结构示意图。
图2为本发明另一优选实施例之石头纸的共压结构示意图。
图3为本发明又一优选实施例之石头纸的示意图。
图4为本发明再一优选实施例之石头纸的共压结构示意图。
图5为本发明一优选实施例之石头纸的部分放大图。
图6为本发明一优选实施例之石头纸的制造方法的流程图。
图7为本发明一优选实施例之石头纸的制造方法的横向拉伸及加热定型的设备示意图。
图8为本发明一优选实施例之石头纸的制造系统图。
图9为本发明另一优选实施例之石头纸的制造系统图。
具体实施方式
请参考图1、图2、图3及图4，石头纸1、2、6包括第一材料层12、22、62及第二材料层14、24、64a、64b、66a、66b，而石头纸3包括材料层32。其中，第一材料层12、22包括第一无机材料、第一塑料及助剂，其中第一无机材料、第一塑料及助剂系彼此混合；第二材料层14、24、26共压于第一材料层12、22的至少一个表面122、222、224上，且第二材料层14、24、26包括第二无机材料、非金属导热材料及第二塑料，其中第二无机材料、非金属导热材料及第二塑料彼此混合。在本发明实施例，第二材料层14系共压于第一材料层12的表面122上，但不以此为限制，如图1所示；在实务上，第二材料层14亦可共压于第一材料层12的表面124上。在本发明另一实施例中，石头纸2中的第二材料层24系共压于第一材料层22的表面222上，而另一第二材料层26系共压于第一材料层22的表面224上，如图2所示。除此之外，石头纸3可以只由单一材料层32构成，如图3所示。在本发明又一实施例中，石头纸6中的第二材料层64a系共压于第一材料层62的表面622上，第二材料层64b系共压于第二材料层64a，而另一第二材料层66a系共压于第一材料层62的表面624上，第二材料层66b系共压于第二材料层66a；换句话说，第二材料层64a系设置于第一材料层62与第二材料层64b之间，而第二材料层66a系设置于第一材料层62与第二材料层66b之间，如图4所示。
在本发明实施例中，第一无机材料占第一材料层12、22、62(或材料层32)的重量百分比为55wt％～85wt％；第一塑料占第一材料层12、22的重量百分比为10wt％～40wt％；助剂占第一材料层12、22、62(或材料层32)的重量百分比为0.5wt％～1.5wt％。在本发明实施例中，第一无机材料例如可为白色或米黄色的无机材料，其系由天然矿石研磨而得的无机粉末，其主要成分为碳酸钙(CaCO3)或磷酸钙。在本发明实施例中，第一无机材料为粒径2～10微米的无机粉末，而第一塑料是由非结晶化聚对苯二甲酸乙二醇酯(AmorphousPolyethylene Terephthalate，APET)及聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯(Poly(ethylene terephthalateco-1,4-cylclohexylenedimethylene terephthalate)，PETG)所组成，且可耐温132℃至140℃。在本发明实施例中，第一塑料中的非结晶化聚对苯二甲酸乙二醇酯的重量百分比为85wt％～90wt％；第一塑料中的聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯的重量百分比为10wt％～15wt％。在本发明实施例中，助剂系用以作为内/外滑剂，以减少第一材料层12、22、62(或材料层32)的组成材料间与加工机具(未图示)的管线之间的摩擦，并且具有降低加工温度的效果。
在本发明实施例中，第一材料层12、22、62(或材料层32)还包括第三塑料，第三塑料占第一材料层12、22、62(或材料层32)的重量百分比系小于或等于10wt％，且第三塑料包括聚丙烯(PP)、高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、金属芳香类线性低密度聚乙烯(metallocene linear low density polyethylene，MLLDPE)或其组合。在本发明实施例中，第三塑料的熔融指数(IV值)为0.05～3.0，且第三塑料可耐温125℃至130℃。
在本发明实施例中，第二无机材料占第二材料层14、24、26、64a、64b、66a、66b的重量百分比为20wt％～40wt％；非金属导热材料占第二材料层14、24、26、64a、64b、66a、66b的重量百分比为3wt％～10wt％；第二塑料占第二材料层14、24、26、64a、64b、66a、66b的重量百分比为50wt％～70wt％。在本发明实施例中，第二无机材料例如可为白色或米黄色的无机材料，其系由天然矿石研磨而得的无机粉末，其主要成分为碳酸钙(CaCO3)或磷酸钙。在本发明实施例中，第二无机材料为粒径2～10微米的无机粉末；非金属导热材料包括一纳米材料；第二塑料系由非结晶化聚对苯二甲酸乙二醇酯(Amorphous PolyethyleneTerephthalate，APET)及聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯(Poly(ethyleneterephthalateco-1,4-cylclohexylenedimethylene terephthalate)，PETG)所组成，且可耐温132℃至140℃。在本发明实施例中，第二塑料中的非结晶化聚对苯二甲酸乙二醇酯的重量百分比为50wt％～70wt％；第一塑料中的聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯的重量百分比为30wt％～50wt％。在本发明实施例中，纳米材料包括碳或陶瓷，其可具有一中空键结结构或平面结构。在本发明实施例中，第二材料层14、24、26、64a、64b、66a、66b还包括第四塑料，第四塑料占第二材料层14、24、26、64a、64b、66a、66b的重量百分比系小于或等于10wt％，且第四塑料包括聚丙烯(PP)、高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、金属芳香类线性低密度聚乙烯(metallocene linear low density polyethylene，MLLDPE)或其组合。在本发明实施例中，第四塑料的熔融指数(IV值)为0.05～3.0，且第三塑料可耐温125℃至130℃。
请参考图4，在石头纸1、2、3的细微结构中，第一无机材料系混合于第一材料层12、22、62(或材料层32)中，而第二无机材料系分别混合于第二材料层14、24、26、64a、64b、66a、66b中；其中，第一无机材料在第一材料层12、22、62(或材料层32)中形成空隙，而第二无机材料在第二材料层14、24、26、64a、64b、66a、66b中形成空隙。以第一材料层12、22、62(或材料层32)为例，第一无机材料40在第一材料层12、22、62(或材料层32)中形成空隙42，使印刷的油墨、碳粉能渗入空隙42中，以提升第一材料层12、22、62(或材料层32)的吸墨性及印刷性。
在本发明实施例中，石头纸1、2、3、6的第一材料层12、22、62(或材料层32)的厚度可为100～120微米或200～250微米；当第一材料层12、22、62(或材料层32)的厚度为100～120微米时，第一塑料的重量百分比为38wt％，而第一无机材料的重量百分比为62wt％；当第一材料层12、22、62(或材料层32)的厚度为200～250微米时，第一塑料的重量百分比为22wt％，而第一无机材料的重量百分比为78wt％。在本发明实施例中，石头纸1、2的第二材料层14、24、26、64a、64b、66a、66b的厚度可为5～10微米。在本发明实施例中，石头纸1中第二材料层14的厚度为整体石头纸1厚度的5～10％；石头纸2中第二材料层24、26的总厚度为整体石头纸2厚度的5～10％；石头纸6中第二材料层64a、64b、66a、66b的总厚度为整体石头纸6厚度的5～10％。
接着请参考图5及图6，本发明实施例所提供的石头纸的制造方法，至少包括以下步骤：
步骤S01：提供第一混合软料，第一混合软料包括第一无机材料、第一塑料及助剂彼此混合；
步骤S02：提供第二混合软料，第二混合软料包括第二无机材料、非金属导热材料及第二塑料彼此混合；以及
步骤S03：共压出第一混合软料及第二混合软料形成共压片材1’、2’、6’，或单独压出第一混合软料形成材料层32，且拉伸共压片材1’、2’、6’(或材料层32)，其中该共压片材1’、2’、6’(或材料层32)包括位于平面且彼此垂直的长方向LD及短方向SD；在本发明实施例中，共压片材1’、2’、6’(或材料层32)的长方向LD被拉伸，且共压片材1’、2’、6’(或材料层32)的短方向SD以第一分段加工方式被拉伸及加热定型；其中，共压片材1’包括彼此共压的第一材料层12及第二材料层14，而共压片材2’包括彼此共压的第一材料层22及第二材料层24、26，第一材料层22位于第二材料层24及第二材料层26之间；共压片材6’包括第一材料层62及第二材料层64a、64b、66a、66b，其中第二材料层64a系共压于第一材料层62的表面622上，第二材料层64b系共压于第二材料层64a，而另一第二材料层66a系共压于第一材料层62的表面624上，第二材料层66b系共压于第二材料层66a；换句话说，第二材料层64a系设置于第一材料层62与第二材料层64b之间，而第二材料层66a系设置于第一材料层62与第二材料层66b之间。
在本发明实施例中，第一无机材料占第一材料层12、22、62(或材料层32)的重量百分比为55wt％～85wt％；第一塑料占第一材料层12、22、62(或材料层32)的重量百分比为10wt％～40wt％；助剂占第一材料层12、22、62(或材料层32)的重量百分比为0.5wt％～1.5wt％；第二无机材料占第二材料层14、24、26、64a、64b、66a、66b的重量百分比为20wt％～40wt％；非金属导热材料占第二材料层14、24、26、64a、64b、66a、66b的重量百分比为3wt％～10wt％；第二塑料占第二材料层14、24、26、64a、64b、66a、66b的重量百分比为50wt％～70wt％。在本发明实施例中，第一材料层12、22、62(或材料层32)还包括第三塑料，第三塑料占第一材料层12、22、62(或材料层32)的重量百分比系小于或等于10wt％；第二材料层14、24、26、64a、64b、66a、66b还包括第四塑料，第四塑料占第二材料层14、24、26、64a、64b、66a、66b的重量百分比系小于或等于10wt％。
在步骤S01中，提供第一材料层12、22、62(或材料层32)包括将第一无机材料、第一塑料及助剂经由密练步骤而形成第一混合软料。在本发明实施例中，密练步骤之转速为150～500rpm，且密练步骤之温度为130～180℃。密练步骤于冷却后之压力值为0.5～3公吨/平方公分。在本发明实施例中，第一混合软料是在水中混合第一无机材料、第一塑料及助剂；第一无机材料主要成分为碳酸钙，其重量百分比为79wt％；第一塑料的重量百分比为20wt％(APET占第一塑料的90wt％，而PETG占第一塑料的10wt％)；助剂的重量百分比为1％。
在步骤S01中，提供第一混合软料包括将第一混合软料压出而形成第一软片，再将第一软片经由拉伸步骤使第一软片的长方向被拉伸，且第一软片的短方向以第二分段加工方式被拉伸及加热定型。在本发明实施例中，第一软片的长方向及短方向位于平面上且彼此垂直。
在步骤S02中，提供第二混合软料包括将第二无机材料、非金属导热材料及第二塑料经180～190℃的混合温度形成第二混合软料。在步骤S02中，提供第二混合软料包括将第二混合软料压出形成第二软片。在本发明实施例中，APET占第二塑料的70wt％，而PETG占第二塑料的30wt％；在本发明另一实施例中，第二塑料全部为PETG，及PETG占第二塑料的100wt％。
在步骤S03中，共压出第一混合软料及第二混合软料形成共压片材1’、2’、6’，或单独压出第一混合软料形成材料层32。在本发明实施例中，共压片材1’包括彼此共压的第一材料层12及第二材料层14，而共压片材2’包括彼此共压的第一材料层22及第二材料层24、26，第一材料层22位于第二材料层24及第二材料层26之间；共压片材6’包括第一材料层62及第二材料层64a、64b、66a、66b，其中第二材料层64a系共压于第一材料层62的表面622上，第二材料层64b系共压于第二材料层64a，而另一第二材料层66a系共压于第一材料层62的表面624上，第二材料层66b系共压于第二材料层66a；换句话说，第二材料层64a系设置于第一材料层62与第二材料层64b之间，而第二材料层66a系设置于第一材料层62与第二材料层66b之间。
请参考图6，第一分段加工方式依序包括入料阶段51、宽度拉伸阶段52、加热定型阶段53及冷却阶段54。
在入料阶段51中，共压片材1’、2’、6’(或材料层32)的短方向SD具有入料宽度W1。在本发明实施例中，共压片材1’、2’、6’(或材料层32)的厚度在入料阶段51介于1000～400微米，且入料阶段51的温度为150～130℃。在宽度拉伸阶段52中，共压片材1’、2’、6’(或材料层32)的短方向SD具有多种拉伸宽度；在本发明实施例中，该多种拉伸宽度包括入料宽度W1及最大宽度W2。在宽度拉伸阶段52中，共压片材1’、2’、6’(或材料层32)的短方向SD的宽度从入料宽度W1逐渐增加至最大宽度W2。在本发明实施例中，宽度拉伸阶段52可细分为第一阶段521、第二阶段522、第三阶段523及第四阶段524，且共压片材1’、2’、6’的短方向SD的宽度在第一阶段521、第二阶段522、第三阶段523及第四阶段524依序逐渐增加。在本发明实施例中，宽度拉伸阶段52的温度为110～145℃，且共压片材1’、2’、6’(或材料层32)的短方向SD的宽度在第一阶段521、第二阶段522、第三阶段523至第四阶段524系介于3000～5600厘米。在本发明实施例中，共压片材1’、2’、6’(或材料层32)的厚度在第一阶段521、第二阶段522、第三阶段523至第四阶段524系介于380～100微米。在本发明实施例中，相较于第二阶段522、第三阶段523及第四阶段524，共压片材1’、2’(或材料层32)的宽度在第一阶段521具有最大的拉伸斜率。
在加热定型阶段53中，共压片材1’、2’、6’(或材料层32)的短方向SD具有最终热缩宽度W3。在本发明实施例中，最终热缩宽度W3系大于入料宽度W1，且小于最大宽度W2。在加热定型阶段53中，共压片材1’、2’、6’(或材料层32)的短方向SD的宽度从最大宽度W2逐渐减少至最终热缩宽度W3。在本发明实施例中，加热定型阶段53的温度为180～210℃，且共压片材1’、2’、6’(或材料层32)的短方向SD的宽度在加热定型阶段53的最终热缩宽度W3系介于4800～5500厘米。藉由加热定型阶段53及利用共压片材1’、2’、6’(或材料层32)本身的塑料记忆效应，可有助于共压片材1’、2’、6’(或材料层32)减少于影印及复印时的热缩效应。
根据本发明实施例，共压片材1’、2’、6’(或材料层32)经过冷却阶段54后形成石头纸1、2、3、6。在冷却阶段54中，共压片材1’、2’、6’(或材料层32；即石头纸1、2、3、6)的短方向SD具有最终冷却宽度W4，最终冷却宽度W4系小于或等于最终热缩宽度W3。在冷却阶段54中，共压片材1’、2’、6’(或材料层32；即石头纸1、2、3、6)系保持在30～50℃或室温，且共压片材1’、2’、6’(或材料层32；即石头纸1、2、3、6)的短方向SD的宽度在冷却阶段54的最终冷却宽度W4系介于4800～5200厘米。
根据本发明实施例，在第一分段加工方式中，共压片材1’、2’、6’(或材料层32)系藉由多个压合辊轮(未图示)压合拉伸，其中一部份的压合辊轮系两两成对地形成至少一个压合辊轮组，且压合辊轮组的两个压合辊轮的压合轮面的一部份系彼此接触，以紧密地压合共压片材1’、2’、6’(或材料层32)，使共压片材1’、2’、6’(或材料层32)具有预定厚度。在本发明实施例中，当共压片材1’、2’、6’(或材料层32)的长方向LD被拉伸时，压合辊轮组的两个压合辊轮系以200～250rpm转速转动，且温度为100～120℃；其中共压片材1’、2’、6’(或材料层32)的温度为180～195℃。在本发明实施例中，共压片材1’、2’、6’(或材料层32)在长方向LD被拉伸的比例为15％至300％。
在本发明实施例中，石头纸1、2、3、6的第一材料层12、22、62(或材料层32)的厚度可为100～120微米或200～250微米；当第一材料层12、22、62(或材料层32)的厚度为100～120微米时，第一塑料的重量百分比为38wt％，而第一无机材料的重量百分比为62wt％；当第一材料层12、22、62(或材料层32)的厚度为200～250微米时，第一塑料的重量百分比为22wt％，而第一无机材料的重量百分比为78wt％。在本发明实施例中，石头纸1、2、6的第二材料层14、24、26、64a、64b、66a、66b的厚度可为5～10微米。在本发明实施例中，石头纸1中第二材料层14的厚度为整体石头纸1厚度的5～10％；石头纸2中第二材料层24、26的总厚度为整体石头纸2厚度的5～10％；石头纸6中第二材料层64a、64b、66a、66b的总厚度为整体石头纸2厚度的5～10％；藉由非金属导热材料的纳米材料，可快速导热散热，且具有导电的特性，以使石头纸1、2、3、6具备耐热及抗静电的效果。
请参考图7，一种适用如上所述之石头纸的制造方法的石头纸制造系统7包括第一材料混合设备710、第二材料混合设备720、共压出(manifold extrusion)模具730及长度拉伸设备740。第一材料混合设备710系以提供第一材料层。第二材料混合设备720系以提供第二材料层。共压出模具730系分别连接于第一材料混合设备710及第二材料混合设备720，且共压出模具730用以将第二材料层层叠至第一材料层的至少一个表面上，以形成共压片材。长度拉伸设备740系连接于共压出模具730，且长度拉伸设备740用以压合拉伸共压片材，其中共压片材包括位于一平面且彼此垂直的长方向及短方向。在本发明实施例中，共压片材的长方向被拉伸，且共压片材的短方向以第一分段加工方式被拉伸及加热定型。
根据本发明实施例，第一材料混合设备710包括密练机构712将第一无机材料、第一塑料及助剂密练形成第一混合软料；其中，密练机构712之运作转速为150～500rpm，且密练机构712之加工温度为130～180℃；密练机构712在冷却后之压力值为0.5～3公吨/平方公分。根据本发明实施例，第一材料混合设备710包括压出机构714将第一混合软料压出形成第一软片。
根据本发明实施例，第二材料混合设备720包括压出机构将第二混合软料压出形成第二软片。接着，利用共压出模具730，将第二软片层叠于第一软片的至少一个表面上。
根据本发明实施例，长度拉伸设备740包括宽度拉伸机构742及加热定型机构744；其中，加热定型机构744连接于宽度拉伸机构712。在宽度拉伸机构742中，共压片材的短方向具有多种拉伸宽度；在加热定型机构744中，共压片材的短方向具有最终热缩宽度。在本发明实施例中，该多种拉伸宽度包括一入料宽度及一最大宽度，而最终热缩宽度系大于入料宽度，且小于最大宽度。根据本发明实施例，在宽度拉伸机构742中，共压片材的该短方向的宽度系从入料宽度逐渐增加至最大宽度。根据本发明实施例，在加热定型机构744中，共压片材的短方向的宽度系从最大宽度逐渐减少至最终热缩宽度。
根据本发明实施例，长度拉伸设备740包括冷却机构746连接于加热定型机构744。在冷却机构746中，共压片材的短方向具有最终冷却宽度，最终冷却宽度系小于或等于最终热缩宽度。在本发明实施例中，在冷却机构746中，共压片材系保持在30～50℃。
根据本发明实施例，在长度拉伸设备740中，共压片材系藉由多个压合辊轮压合拉伸，其中一部分的压合辊轮系两两成对地形成至少一个压合辊轮组，压合辊轮组的两个压合辊轮的压合轮面的一部份系彼此接触。
接着请参考图8，在本发明另一实施例中，石头纸制造系统8包括材料混合设备810及长度拉伸设备840。材料混合设备810包括密练机构812将第一无机材料、第一塑料及助剂密练形成第一混合软料；其中，密练机构812之运作转速为150～500rpm，且密练机构812之加工温度为130～180℃；密练机构812在冷却后之压力值为0.5～3公吨/平方公分。根据本发明实施例，材料混合设备810包括压出机构814将第一混合软料压出形成第一软片。接着，利用长度拉伸设备840，将第一软片的长方向拉伸，且第一软片的短方向以第二分段加工方式拉伸及加热定型。根据本发明实施例，第一软片的长方向及短方向系位于一平面上且彼此垂直。
藉由本发明之设计，石头纸系通过天然矿石所研磨的无机粉末及非金属导热材料，且配合少量塑料粘结而成，因此本发明所提供的石头纸可完全避免使用树木纤维浆料；除此之外，因本发明所提供的石头纸掺混有非金属导热材料，以提供显著的导热及抗静电效果，故本发明所提供的石头纸的耐热性佳且可避免产生静电沾粘，进而可直接使用于目前市面上的影印及复印设备。另外，本发明所提供的石头纸的制造方法包括利用第一分段加工方式拉伸及加热定型共压片材的短方向的宽度，因此以本发明所提供的石头纸的制造方法制成的石头纸具有优选的抗热缩效果，进而适合直接使用于目前市面上的影印及复印设备。
以上所述仅为本发明优选可行实施例而已，举凡应用本发明说明书及申请专利范围所为之等效变化，理应包含在本发明之专利范围内。
附图标记说明
[本发明]
1、2、3石头纸 1’、2’共压片材
12、22第一材料层 122、124、222、224表面
14、24、26第二材料层 32材料层
40第一无机材料 42空隙
51入料阶段 52宽度拉伸阶段 521第一阶段
522第二阶段 523第三阶段 524第四阶段
53加热定型阶段 54冷却阶段
7、8石头纸制造系统
710第一材料混合设备 810材料混合设备
712、812密练机构
720第二材料混合设备 730共压出模具
740、840长度拉伸设备
742宽度拉伸机构 744加热定型机构 746冷却机构
LD长方向 SD短方向
S01、S02、S03、S04步骤
W1入料宽度 W2最大宽度
W3最终热缩宽度 W4最终冷却宽度

Claims (24)

1.一种石头纸，包括：
一第一材料层，包括一第一无机材料、一第一塑料及一助剂，其中所述第一无机材料、所述第一塑料及所述助剂系彼此混合，其中所述第一无机材料为粒径2～10微米的无机粉末，而所述第一塑料系由非结晶化聚对苯二甲酸乙二醇酯(Amorphous PolyethyleneTerephthalate，APET)及聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯(Poly(ethyleneterephthalateco-1,4-cylclohexylenedimethylene terephthalate)，PETG)所组成。
2.如权利要求1所述的石头纸，其中，所述第一无机材料占所述第一材料层的重量百分比为55wt％～85wt％；所述第一塑料占所述第一材料层的重量百分比为10wt％～40wt％；所述助剂占所述第一材料层的重量百分比为0.5wt％～1.5wt％。
3.如权利要求1所述的石头纸，其中，所述第一无机材料为粒径2～10微米的无机粉末，而所述第一塑料系由非结晶化聚对苯二甲酸乙二醇酯(Amorphous PolyethyleneTerephthalate，APET)及聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯(Poly(ethyleneterephthalateco-1,4-cylclohexylenedimethylene terephthalate)，PETG)所组成，其中所述第一塑料中的非结晶化聚对苯二甲酸乙二醇酯的重量百分比为85wt％～90wt％；所述第一塑料中的聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯的重量百分比为10wt％～15wt％。
4.如权利要求1所述的石头纸，其中，所述第一材料层还包括一第三塑料，所述第三塑料占所述第一材料层的重量百分比系小于或等于10wt％，且所述第三塑料包括聚丙烯(PP)、高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、金属芳香类线性低密度聚乙烯(metallocene linear low density polyethylene，MLLDPE)或其组合，其中所述第三塑料的熔融指数(IV值)为0.05～3.0。
5.如权利要求1所述的石头纸，其中，还包括一第二材料层，设置于所述第一材料层外，且所述第二材料层包括一第二无机材料、一非金属导热材料及一第二塑料，其中所述第二无机材料、所述非金属导热材料及所述第二塑料彼此混合；所述第二无机材料占所述第二材料层的重量百分比为20wt％～40wt％；所述非金属导热材料占所述第二材料层的重量百分比为3wt％～10wt％；所述第二塑料占所述第二材料层的重量百分比为50wt％～70wt％；其中所述第二无机材料为粒径2～10微米的无机粉末，所述非金属导热材料包括一纳米材料，所述第二塑料系由非结晶化聚对苯二甲酸乙二醇酯(Amorphous PolyethyleneTerephthalate，APET)及聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯(Poly(ethyleneterephthalateco-1,4-cylclohexylenedimethylene terephthalate)，PETG)所组成；所述纳米材料具有一中空键结结构或一平面结构。
6.如权利要求5所述的石头纸，其中，所述第二材料层还包括一第四塑料，所述第四塑料占所述第二材料层的重量百分比系小于或等于10wt％，且所述第四塑料包括聚丙烯(PP)、高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、金属芳香类线性低密度聚乙烯(metallocene linear low density polyethylene，MLLDPE)或其组合，其中所述第四塑料的熔融指数(IV值)为0.05～3.0。
7.一种石头纸的制造方法，包括：
提供一第一混合软料，所述第一混合软料包括一第一无机材料、一第一塑料及一助剂彼此混合；
提供一第二混合软料，所述第二混合软料包括一第二无机材料、一非金属导热材料及一第二塑料彼此混合；以及
共压出所述第一混合软料及所述第二混合软料形成一共压片材，且拉伸所述共压片材，其中所述共压片材包括位于一平面且彼此垂直的一长方向及一短方向；所述共压片材的所述长方向被拉伸，且所述共压片材的所述短方向以一第一分段加工方式被拉伸及加热定型。
8.如权利要求7所述的石头纸的制造方法，其中，所述第一无机材料占所述第一材料层的重量百分比为55wt％～85wt％；所述第一塑料占所述第一材料层的重量百分比为10wt％～40wt％；所述助剂占所述第一材料层的重量百分比为0.5wt％～1.5wt％；所述第二无机材料占所述第二材料层的重量百分比为20wt％～40wt％；所述非金属导热材料占所述第二材料层的重量百分比为3wt％～10wt％；所述第二塑料占所述第二材料层的重量百分比为50wt％～70wt％。
9.如权利要求7所述的石头纸的制造方法，其中，所述第一材料层还包括一第三塑料，所述第三塑料占所述第一材料层的重量百分比系小于或等于10wt％；所述第二材料层还包括一第四塑料，所述第四塑料占所述第二材料层的重量百分比系小于或等于10wt％。
10.如权利要求7所述的石头纸的制造方法，其中，提供所述第一材料层包括将所述第一无机材料、所述第一塑料及所述助剂经由一密练步骤而形成一第一混合软料，所述密练步骤之转速为150～500rpm，且所述密练步骤之温度为130～180℃，其中所述密练步骤在冷却后之压力值为0.5～3公吨/平方公分。
11.如权利要求10所述的石头纸的制造方法，其中，提供所述第一混合软料包括将所述第一混合软料压出而形成一第一软片，再将所述第一软片经由一拉伸步骤使所述第一软片的一长方向被拉伸，且第一软片的一短方向以一第二分段加工方式被拉伸及加热定型，所述第一软片的所述长方向及所述短方向系位于一平面上且彼此垂直。
12.如权利要求11所述的石头纸的制造方法，其中，提供所述第二材料层包括将所述第二无机材料、所述非金属导热材料及所述第二塑料经180～190℃的混合温度形成一第二混合软料。
13.如权利要求12所述的石头纸的制造方法，其中，提供所述第二混合软料包括将所述第二混合软料压出形成一第二软片，其中共压出第一混合软料及第二混合软料形成共压片材是将所述第二软片设置于所述第一软片的至少一个表面上。
14.如权利要求7所述的石头纸的制造方法，其中，所述第一分段加工方式包括一宽度拉伸阶段及一加热定型阶段在所述宽度拉伸阶段之后，在所述宽度拉伸阶段中，所述共压片材的所述短方向具有多种拉伸宽度；在所述加热定型阶段中，所述共压片材的所述短方向具有一最终热缩宽度。
15.如权利要求14所述的石头纸的制造方法，其中，所述多种拉伸宽度包括一入料宽度及一最大宽度，而所述最终热缩宽度系大于所述入料宽度，且小于所述最大宽度。
16.如权利要求14所述的石头纸的制造方法，其中，所述第一分段加工方式包括一冷却阶段在所述加热定型阶段之后，在所述冷却阶段中，所述共压片材的所述短方向具有一最终冷却宽度，所述最终冷却宽度系小于或等于所述最终热缩宽度。
17.一种适用于如权利要求7所述的石头纸的制造方法的石头纸制造系统，包括：
一第一材料混合设备，以提供一第一材料层；
一第二材料混合设备，以提供一第二材料层；以及
一长度拉伸设备，连接于所述共压出模具，所述长度拉伸设备用以压合拉伸所述共压片材，其中所述共压片材包括位于一平面且彼此垂直的一长方向及一短方向；所述共压片材的所述长方向被拉伸，且所述共压片材的所述短方向以一第一分段加工方式被拉伸及加热定型。
18.如权利要求17所述的石头纸制造系统，其中，所述第一材料混合设备包括一密练机构将所述第一无机材料、所述第一塑料及所述助剂密练形成一第一混合软料，所述密练机构之运作转速为150～500rpm，且所述密练机构之加工温度为130～180℃，其中所述密练机构在冷却后之压力值为0.5～3公吨/平方公分。
19.如权利要求17所述的石头纸制造系统，其中，所述第一材料混合设备包括一压出机构将所述第一混合软料压出形成一第一软片。
20.如权利要求19所述的石头纸制造系统，其中，利用所述长度拉伸设备，将所述第一软片的一长方向被拉伸，且第一软片的一短方向以一第二分段加工方式被拉伸及加热定型，所述第一软片的所述长方向及所述短方向系位于一平面上且彼此垂直。
21.如权利要求21所述的石头纸制造系统，其中，所述第二材料混合设备包括一压出机构将所述第二混合软料压出形成一第二软片，其中利用所述共压出模具，将所述第二软片设置于所述第一软片的至少一个表面上。
22.如权利要求17所述的石头纸制造系统，其中，所述长度拉伸设备包括一宽度拉伸机构及一加热定型机构连接于所述宽度拉伸机构，在所述宽度拉伸机构中，所述共压片材的所述短方向具有多种拉伸宽度；在所述加热定型机构中，所述共压片材的所述短方向具有一最终热缩宽度。
23.如权利要求22所述的石头纸制造系统，其中，所述多种拉伸宽度包括一入料宽度及一最大宽度，而所述最终热缩宽度系大于所述入料宽度，且小于所述最大宽度。
24.如权利要求23所述的石头纸制造系统，其中，所述长度拉伸设备包括一冷却机构连接于所述加热定型机构，在所述冷却机构中，所述共压片材的所述短方向具有一最终冷却宽度，所述最终冷却宽度系小于或等于所述最终热缩宽度。
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