TWI397465B - 結合負離子及遠紅外線之塑料製品的製作方法 - Google Patents

Description

結合負離子及遠紅外線之塑料製品的製作方法

本發明係有關於一種塑料製品的製作方法，尤指一種結合負離子及遠紅外線之塑料製品的製作方法。

本發明之基礎案係於西元2009年6月24日所提出之台灣專利申請案，其申請案號為098121204，據以此作為本案之優先權基礎，在此先予說明。

按，離子是指帶電荷之微細粒子，帶電荷之微細粒子漂浮於空氣中者，稱為空氣離子。在自然界中的電荷具有正電荷及負電荷二種，同樣的離子也有正離子及負離子之分。當負離子與空氣中的正離子(如：灰塵、廢氣、微粒等)結合之後，即會沈降在地面上，故有淨化空氣的功用；當負離子與空氣中帶正電荷的水分子結合時，則有除濕的功用；負離子對人體有增加肺活量，促進纖毛性運動，降低體內神經性荷爾蒙及組織胺的釋放，促進調整體內分泌，新陳代謝，荷爾蒙分泌及細胞膜電位的正常化，並能淨化室內空氣，消滅致病的細菌。試想，當我們處於溪泉、瀑布、海濱、湖泊等處時，總會感到呼吸舒暢，此即因為這些場所的空氣裡含有大量的負離子，致使空氣特別新鮮，一天中的清晨時段，精神特別好，也是因為空氣裡含有大量的負離子，正因如此，負離子遂被科學家譽為「空氣維生素」，可見它對環保和人類健康的重要意義。簡言之，負離子功能包括有：血液的鹼化與淨化、抑制生命體細胞組織之氧化、活化生命細胞之新陳代謝、抗癌症作用、增強免疫力、促進血液循環、自律神經之調節作用、及抗菌防臭作用。

然而，現代人的生活忙碌緊張，除了周末之外，平時實在很難有時間去郊外呼吸新鮮空氣而吸收空氣中的負離子。因此，目前市面上出現許多負離子商品；其大多是以機械或電子方式製造出負離子，但這些鎖製造出來的負離子容易在短期內消滅而無法長期持續釋放，另外，有一部份的負離子產生裝置會產生出臭氧或高濃度的過氧化物之問題。

因此，有業者構思出將電氣石微粒與塑膠原料(液態)直接混合而製成「能夠釋放負離子及遠紅外線的塑膠母粒」，然後再依照客戶的指示另外射出成型為塑膠製品。但此種方式卻不符合經濟效益，因為塑膠原料的種類很多，因此製造商必須將各種塑膠原料與電氣石微粒事先製作成「能夠釋放負離子及遠紅外線的塑膠母粒」，然後依照客戶選定的塑膠材質與想要的負離子含量，而將「能夠釋放負離子及遠紅外線的塑膠母粒」與相同材質製成的普通塑膠母粒依比例混合，然後再射出成型為塑膠製品，如此ㄧ來造成製造商或代工廠必須屯積各種塑膠母粒(包括普通塑膠母粒及能夠釋放負離子與遠紅外線的塑膠母粒)，不僅增加成本與屯積量，而且還要分段射出成型而使整個製作流程變得複雜冗長。

因此，陸續有許多業者轉而將能夠釋放負離子或遠紅外線的電氣石原料微粒直接與普通塑膠母粒混合，然後以射出成型方式製造出「能夠釋放負離子及遠紅外線的塑件」。

然而，經負離子測試儀器實際測試之後，發現這類「能夠釋放負離子及遠紅外線的塑件」所釋放出來的負離子含量相當不均勻，彼此之間相差數倍到數十倍之大，這對於消費者而言相當沒有保障，因為消費者在毫無檢測儀器協助的情形下很可能購買到負離子釋放能力很差的產品。造成此種差距的原因在於：電氣石微粒與塑膠母粒之間的混合不均勻，而產生出凝結或團塊的現象。如第一圖所示，塑膠母粒10a的表面附著有電氣石微粒20a，但明顯看出其附著程度相當不均勻，塑膠母粒10a的一部分表面形成有電氣石微粒20a的團塊，甚至有些塑膠母粒10a本身就多個集結成團，導致塑膠母粒10a與電氣石微粒20a的比例不均勻，因而影響到後續射出成型所製造的塑膠製品之品質。

因此，本發明人運用其本身對塑膠射出成型製程的專業知識與經驗，並配合多年來的研究實驗，終於研發出一種新穎且有效的製作方法，可解決上述先前技術所存在的問題點。

本發明之ㄧ目的，在於提供一種結合負離子及遠紅外線之塑料製品的製作方法，其能夠製造出品質均勻且能夠持續釋放負離子與遠紅外線之塑料製品。

為了達成上述之目的，本發明係提供一種結合負離子及遠紅外線之塑料製品的製作方法，其步驟包括：

a)備具能夠釋放負離子與遠紅外線的一粉狀材料；

b)備具多數塑膠母粒；

c)提供一烘烤設備，以對該等塑膠母粒施行烘烤加工；

d)備具一輕質油，將該輕質油與經步驟a)的該粉狀材料及經步驟c)的該等塑膠母粒混合攪拌而形成一混合物；

e)添入一色料，以與步驟d)的該混合物繼續混合攪拌；以及

f)提供一塑膠成型設備，將經步驟e)的該混合物投入該塑膠成型設備內，並施行熱熔擠壓而射出成型者。

根據本發明的製造方法，其中在該步驟a)之後更包括一步驟a’)添入一界面活性劑，以與該步驟a)的該粉狀材料均勻混合。

相較於先前技術，本發明具有以下功效：

依據本發明的製作方法，能夠釋放負離子與遠紅外線的粉狀材料會先添加一界面活性劑並均勻混合，以避免該粉狀材料凝結成團塊。而且，塑膠母粒在與經界面活性劑處理過的粉狀材料混合之前，會先施行烘烤加工，以烘乾去除塑膠母粒表面上的水分，如此一來，可有助於後續輕質油附著於塑膠母粒的表面，而不會有油水分離的問題發生。

另外，依據本發明的製作方法，利用輕質油作為媒介，能夠使經界面活性劑處理過的粉狀材料充分附著於塑膠母粒的表面上，而不會有形成團塊的不均勻現象。因此，這些表面上均勻附著有粉狀材料的塑膠母粒在經過高溫熱熔之後，粉狀材料與塑膠原料的比例相當均勻一致，也因此能夠製造出品質均勻且能夠持續釋放負離子與遠紅外線之塑料製品。

有關本發明之詳細說明及技術內容，將配合圖式說明如下，然而所附圖式僅作為說明用途，並非用於侷限本發明。

請參考第二圖，係為本發明之步驟流程圖，本發明係提供一種結合負離子及遠紅外線之塑料製品的製作方法，用以製造出品質均勻且能夠持續釋放負離子及遠紅外線的塑料製品，以下將逐一詳細說明其各個步驟。

a)備具能夠釋放負離子與遠紅外線的一粉狀材料。

經過負離子檢測儀器測試，本發明的製作方法所製成的塑料製品能夠以每立方公分在每秒鐘釋放出100至2000個負離子。所以，在步驟a)中，可依照所欲釋放負離子的含量，並考慮製造出來的塑料製品之體積與重量，而決定粉狀材料與稍後添加的塑膠母粒之間的重量比例。

在本發明的實施例中，能夠釋放負離子及遠紅外線的粉狀材料為二氧化鋯、三氧化二鋁、氧化鍶、及二氧化鈦之任一種或其混合物，並將其經研磨成具有微米大小的粉末。其中二氧化鋯及三氧化二鋁為能夠釋放遠紅線的化合物，而氧化鍶及二氧化鈦為能夠負離子的化合物；本發明人根據無數次的研究與實驗，終於找出這些化合物彼此之間最恰當的比例，而能產生出釋放負離子及遠紅外線的極佳效果，而且本發明所選用的粉狀材料可以承受後續的高溫高壓射出成型，而不會影響其釋放負離子及遠紅外線的效果。特別要說明的是，本發明的製作方法中，粉狀材料的微粒大小為0.5微米至2微米之間。

另外，值得一提的是，在本發明的製作方法中，在步驟a)之後可以額外實施一步驟a’)，在此步驟a’)中添入一界面活性劑，以與該步驟a)的粉狀材料均勻混合。

適用於本發明的界面活性劑種類相當繁多，由於界面活性劑本身兼具極性與非極性的特性，因此能產生加溶、分散、洗滌、防腐蝕、抗靜電等功效。在本發明中，選擇具有分散效果的界面活性劑，而使得上述步驟a)的粉狀材料中各種不同化合物粉末能夠均勻分散，而避免發生集結成塊的現象。這一點有助於粉狀材料在後續步驟中附著於塑膠母粒表面上的均勻度。

b)備具多數塑膠母粒。

在此步驟中，依據客戶指定的塑膠材質，而選用塑膠母粒製造廠所提供的普通塑膠母粒。因此，就製造商來說，本發明的製作方法不需要額外製作「能夠釋放負離子及遠紅外線的塑膠母粒」，所以不需要改變塑膠母粒製造廠的製程與設備；而且，只需改變步驟a)的粉狀材料與塑膠母粒的重量比例，就可以調整所製造出來的塑料製品之負離子含量，所以製造商或代工廠也不需要屯積多種塑膠母粒。因此，本發明的製造方法合乎經濟效益且具有很高的可調整性。

c)提供一烘烤設備，以對該等塑膠母粒施行烘烤加工。

本發明人發現塑膠母粒表面經常吸附有水分，因此，一部分粉狀材料可能會溶解於水中而形成團塊聚集於塑膠母粒的表面上；因此，本發明人發現除了步驟a’)運用界面活性劑以防止粉狀材料凝結成團塊之外，還需要烘烤塑膠母粒而烘乾其表面的水分。利用一烘烤設備(例如：烤箱)，塑膠母粒的烘烤溫度大約為40至60^o C之間，且烘烤時間大約為30至40分鐘。

d)備具一輕質油，將該輕質油與經步驟a)的該粉狀材料及經步驟c)的該等塑膠母粒混合攪拌而形成一混合物。

在此步驟中，較佳地，該輕質油係與經步驟a’)的該粉狀材料及經步驟c)的該等塑膠母粒混合攪拌而形成一混合物。

在本發明中所謂的輕質油是指粘度小、質量輕、易揮發的油品，其主要的作用在於作為粉狀材料與塑膠母粒混合時的媒介，使粉狀材料更容易且均勻附著於塑膠母粒的表面上。附帶一提，由於輕質油具有揮發性，所以經過高溫高壓射出成型後的塑料製品，並不會殘留有輕質油的成分。特別要說明的是，在本發明的製作方法中，輕質油的添加比例為：粉狀材料與塑膠母粒的總重量為一公斤的話，需加入3cc至5cc的輕質油，即可使粉狀材料均勻地附著於塑膠母粒的表面上。

e)添入一色料，以與步驟d)的該混合物繼續混合攪拌。

在此步驟中，加入色料以便使塑膠母粒產生出想要的顏色，並運用色卡進行顏色比對，以確認是否達到均勻想要的顏色。適用於塑膠母粒的色料有很多種，而且各種不同的塑膠母粒所適合的色料亦有不同。就其色光性可分為「有彩色料」與「無彩色料」；就其成份可分為「顏料」與「染料」；大致來說，顏料是非水溶性、無機化合物，不溶於樹脂內，對樹脂沒有親和力；染料是水溶性、有機化合物、溶於樹脂內、對樹脂有親和力。配色的好壞與樹脂、色料間的相容性有極大的關係，因此需要根據塑膠母粒的材質種類而選擇適合的色料。

簡單敘述常見的塑料其適合的色料特性：適用於ABS塑料的色料需具備耐熱、耐光性、分散性好、遮蔽力佳；適用於PE塑料的色料需具備耐光性、熱安定性好，及不流動性(大多採用顏料)；適用於PMMA塑料的色料需具備耐熱性、耐光性、耐候性、且不可與樹脂起反應(大多採用染料)；適用於PC塑料的色料條件與PMMA相同；適用於PVC塑料的色料需具備耐候性且安定性佳(大多採用顏料)；適用於PS塑料的色料需具備：耐光性、分散性、安定性佳。

f)提供一塑膠成型設備，將經步驟e)的該混合物投入該塑膠成型設備內，並施行熱熔擠壓而射出成型者。

在此步驟中，將經過步驟e)的混合物送入一高壓射出成型機，以300至600^o C的高溫加熱而熔化塑膠母粒，將此熔融狀態的塑膠與粉狀材料的混合物以高壓擠入一模具內，待冷卻後便成型為一塑料製品。

依據本發明的製作方法，能夠釋放負離子與遠紅外線的粉狀材料會先添加一界面活性劑並均勻混合，以避免該粉狀材料凝結成團塊。而且，塑膠母粒在與經界面活性劑處理過的粉狀材料混合之前，會先施行溫度40至60^o C的烘烤加工，以烘乾去除塑膠母粒表面上的水分，如此一來，可有助於後續輕質油附著於塑膠母粒的表面上。

另外，如第三圖所示，依據本發明的製作方法，利用輕質油30作為媒介，能夠使經界面活性劑處理過的粉狀材料20充分附著於烘烤過的塑膠母粒10的表面上，而不會有形成團塊的不均勻現象。因此，這些表面上均勻附著有粉狀材料20的塑膠母粒10經高溫熱熔後，粉狀材料20與塑膠原料10的比例相當均勻一致，也因此能夠製造出負離子釋放能力均勻一致的塑料製品。

綜上所述，當知本發明之「結合負離子及遠紅外線之塑料製品的製作方法」不僅能解決習知技術的問題且產生預期功效，而且亦具有產業利用性、新穎性與進步性，完全符合發明專利申請要件，爰依專利法提出申請。

10a‧‧‧塑膠母粒

20a‧‧‧電氣石微粒

10‧‧‧塑膠母粒

20‧‧‧粉狀材料

30‧‧‧輕質油

第一圖 係顯示先前技術中電氣石微粒與塑膠母粒之間混合不均之大放示意圖。

第二圖 係本發明的製作方法之步驟流程圖。

第三圖 係顯示本發明中粉狀材料與塑膠母粒之間混合相當均勻之放大示意圖。

步驟a~步驟f

Claims (9)

1. 一種結合負離子及遠紅外線之塑料製品的製作方法，其步驟包括：
   a)備具能夠釋放負離子與遠紅外線的一粉狀材料；
   b)備具多數塑膠母粒；
   c)提供一烘烤設備，以對該等塑膠母粒施行烘烤加工；
   d)備具一輕質油，將該輕質油與經步驟a)的該粉狀材料及經步驟c)的該等塑膠母粒混合攪拌而形成一混合物；
   e)添入一色料，以與步驟d)的該混合物繼續混合攪拌；以及
   f)提供一塑膠成型設備，將經步驟e)的該混合物投入該塑膠成型設備內，並施行熱熔擠壓而射出成型者。
2. 如請求項第1項之結合負離子及遠紅外線之塑料製品的製作方法，其中在該步驟a)之後更包括一步驟a’)添入一界面活性劑，以與該步驟a)的該粉狀材料均勻混合。
3. 如請求項第2項之結合負離子及遠紅外線之塑料製品的製作方法，其中該步驟d)的該輕質油係與經步驟a’)的該粉狀材料及經步驟c)的該等塑膠母粒混合攪拌而形成一混合物。
4. 如請求項第1項之結合負離子及遠紅外線之塑料製品的製作方法，其中該步驟a)的該粉狀材料為二氧化鋯、三氧化二鋁、氧化鍶及二氧化鈦之任一種或其混合物。
5. 如請求項第1項之結合負離子及遠紅外線之塑料製品的製作方法，其中該步驟a)的該粉狀材料的尺寸大小為0.5微米至2微米之間。
6. 如請求項第1項之結合負離子及遠紅外線之塑料製品的製作方法，其中該步驟c)的烘烤溫度為40至60oC之間。
7. 如請求項第1項之結合負離子及遠紅外線之塑料製品的製作方法，其中該步驟c)的烘烤時間為30至40分鐘之間。
8. 如請求項第1項之結合負離子及遠紅外線之塑料製品的製作方法，其中該步驟d)中該輕質油的比例為該粉狀材料與該等塑膠母粒的總重量為一公斤時，加入3cc至5cc的該輕質油。
9. 如請求項第1項之結合負離子及遠紅外線之塑料製品的製作方法，其中該步驟f)的熱熔溫度為300至600oC之間。