TWI776723B - 利用廢棄織物之再生製品及其製備方法 - Google Patents
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Abstract
本發明係關於一種利用廢棄織物之再生製品及其製備方法,利用各種廢棄織物以特定比例與塑料合金混合後,進行射出成型以製成具有廢棄織物花紋之再生製品,以達到減少廢棄織物及資源回收再利用之效果。
Description
本發明係有關於一種再生製品及其製備方法,特別係指一種利用廢棄織物之再生製品及其製備方法。
近年來,各種快時尚及網路購物盛行,尤其因新冠肺炎之疫情影響,加速帶動消費行為的大幅改變,導致全球紡織類產品如衣服、褲子、鞋子、帽子以及各類背包、手提包等生產量逐年提升,每個人的平均購買量大幅提高。
由於網物購物無須設置實體店面,因此商品可以更低廉的價格購入,導致各類鞋帽衣物汰舊換新的速度更快,此種新型的消費形式已經席捲全世界,造成更多的浪費,並對地球生態造成危害。
當環保問題日益受到關注時,減少各類紡織產品的使用、回收及再生利用成為全世界重要的議題。
有鑑於上述問題,本發明之創作者思索並設計一種利用廢棄織物之再生製品及其製備方法,以期減少各類紡織產品所造成之浪費及對環境之汙
染;再者,除了回收各類紡織產品再生製成各類再生製品外,尚可賦予再生製品外觀具有特殊紋路,達到美觀的效果。
本發明之第一方面,係為提供一種利用廢棄織物之再生製品,所述利用廢棄織物之再生製品係由廢棄織物與塑料合金混合後,進行射出成型所製成;其所製成之再生製品表面具有原廢棄織物混摻於其中之流動痕跡所形成的流動花紋,故使用不同來源之廢棄織物所製成之再生製品可具有獨一無二的流動花紋。此外,所述利用廢棄織物之再生製品,也具有一定的可撓性,以提高再生製品的耐用度。
所述塑料合金包含聚乙烯(polyethylene,PE)、聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate,PET)、兼容劑以及增韌劑,所述聚乙烯及所述聚對苯二甲酸乙二酯之用量比以重量計為8:2~5:5,在此混合比例範圍時,其熔點介於170~255℃;較佳地,所述聚乙烯及所述聚對苯二甲酸乙二酯之用量比以重量計為7:3~6:4,其熔點介於190~230℃。
可選地,所述兼容劑選自聚乙二醇醚(polyethylene glycol ether)、聚丙二醇醚(polypropylenglycol diglycidyl ether)、聚丁二醇(polybutylene glycol)、丙烯酸甲酯含量8%~40%的乙烯共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物(SEBS)、苯乙烯-乙烯-丙烯共聚物(S-EP)、三元乙丙橡膠(EPDM)、聚乙烯接枝馬來酸酐(PE-g-MAH)或聚乙烯接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯(PE-g-GMA),或者選自聚乙二醇醚、聚丙二醇醚、聚丁二醇、丙烯酸甲酯含量8%~40%的乙烯共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-乙烯-丙烯共聚物、三元乙丙橡膠、聚乙烯接枝馬來酸酐或聚乙烯接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯中任一種與脂肪族聚酯(aliphatic polyester)之混合物;較佳地,聚乙二醇醚、聚丙二醇醚、聚丁二醇、
丙烯酸甲酯含量8%~40%的乙烯共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-乙烯-丙烯共聚物、三元乙丙橡膠、聚乙烯接枝馬來酸酐或聚乙烯接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯中任一種與脂肪族聚酯之用量比以重量計為(1~2):1混合所形成之混合物,所述脂肪族聚酯選自聚乙交酯(polyglycolide)、聚丙交酯(polylactide)或聚己內酯(polycaprolactone)。
所述丙烯酸甲酯含量8%~40%的乙烯共聚物,係為乳白色半透明固體,由乙烯與丙烯酸甲酯作為原料,以氧或過氧化物作為引發劑,於高壓加熱下聚合而得。
所述兼容劑之用量係佔所述聚乙烯及所述聚對苯二甲酸乙二酯總重量的3~10%;較佳地,所述兼容劑之用量係佔所述聚乙烯及所述聚對苯二甲酸乙二酯總重量的5%。
所述廢棄織物係由純聚對苯二甲酸乙二酯所構成,不可含棉,因射出成型時棉的熔點較低,含棉之廢棄織物將無法維持其織物型態而熔化,導致其所製成之再生製品表面無法具有原廢棄織物混摻於其中之流動痕跡所形成的流動花紋;所述廢棄織物之用量以再生製品之總重量計佔5~20%;較佳地,所述廢棄織物之用量以再生製品之總重量計佔15%。
所述塑料合金中添加增韌劑可增強所述塑料合金之韌性,以利後續所製成之再生製品具有較佳之可撓性;可選地,所述增韌劑係為熱塑性聚酯彈性體(TPEE),其用量以所述塑料合金之總重量計佔5~15%;較佳地,所述增韌劑之用量以所述塑料合金之總重量計佔10%。
可選地,所述塑料合金可添加染料以提供不同配色之再生製品,所述染料之添加量以所述塑料合金之總重量計佔2~4%;較佳地,所述染料之添加量以所述塑料合金之總重量計佔3%。
可選地,所述利用廢棄織物之再生製品,可為眼鏡鏡框、眼鏡盒、衣架、拉鍊等製品,但不限於此,各類塑膠製品均可適用,且均具有獨一無二的流動花紋。
本發明之第二方面,係為提供一種利用廢棄織物之再生製品的製備方法,所述製備方法包含下列步驟:步驟S1:將聚乙烯、聚對苯二甲酸乙二酯、兼容劑以及增韌劑加入高速混合機中進行混合,得到塑料合金的預混物;步驟S2:將預混物注入擠出機進行熔融共混,再經雙螺桿混煉擠出造粒後獲得塑料合金粒料;步驟S3:將廢棄織物進行破碎;步驟S4:將破碎後之廢棄織物以及塑料合金粒料分別進行烘乾處理;步驟S5:將烘乾後的廢棄織物與塑料合金粒料混合;以及步驟S6:將廢棄織物與塑料合金粒料之混合物進行射出成型以製成再生製品。
在步驟S1中,所述聚乙烯及所述聚對苯二甲酸乙二酯之用量比以重量計為8:2~5:5,在此混合比例範圍時,其熔點介於170~255℃;較佳地,所述聚乙烯及所述聚對苯二甲酸乙二酯之用量比以重量計為7:3~6:4,其熔點介於190~230℃。所述兼容劑之用量係佔所述聚乙烯及所述聚對苯二甲酸乙二酯
總重量的3~10%;較佳地,所述兼容劑之用量係佔所述聚乙烯及所述聚對苯二甲酸乙二酯總重量的5%。所述兼容劑選自聚乙二醇醚、聚丙二醇醚、聚丁二醇、丙烯酸甲酯含量8%~40%的乙烯共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-乙烯-丙烯共聚物、三元乙丙橡膠、聚乙烯接枝馬來酸酐或聚乙烯接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯中任一種與脂肪族聚酯之混合物;較佳地,聚乙二醇醚、聚丙二醇醚、聚丁二醇、丙烯酸甲酯含量8%~40%的乙烯共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-乙烯-丙烯共聚物、三元乙丙橡膠、聚乙烯接枝馬來酸酐或聚乙烯接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯中任一種與脂肪族聚酯之用量比以重量計為(1~2):1混合所形成之混合物,所述脂肪族聚酯選自聚乙交酯、聚丙交酯或聚己內酯。
其中,所述丙烯酸甲酯含量8%~40%的乙烯共聚物,係為乳白色半透明固體,由乙烯與丙烯酸甲酯作為原料,以氧或過氧化物作為引發劑,於高壓加熱下聚合而得。
所述增韌劑係為熱塑性聚酯彈性體(TPEE),其用量以所述塑料合金的預混物之總重量計佔5~15%;較佳地,所述增韌劑之用量以所述塑料合金的預混物之總重量計佔10%。
可選地,在步驟S1中可進一步添加染料進行調色,所述染料之添加量以所述塑料合金的預混物之總重量計佔2~4%;較佳地,所述染料之添加量以所述塑料合金的預混物之總重量計佔3%。
在步驟S2中,熔融共混使用之所述擠出機可為單螺桿或雙螺桿擠出機,且熔融共混之溫度控制在170~255℃;較佳地,熔融共混之溫度控制在190~230℃。而所述雙螺桿混煉擠出造粒係使用多段溫度,在240℃、250℃、
260℃、265℃等多段溫度設定,以使所述聚乙烯及所述聚對苯二甲酸乙二酯可完全熔化均勻混合,其後進行拉條切粒而製得所述塑料合金粒料。
在步驟S3中,所述廢棄織物係由純聚對苯二甲酸乙二酯所構成。所述廢棄織物以純聚對苯二甲酸乙二酯構成時,與所述塑料合金粒料之相容性較高,使所述塑料合金粒料可完全包覆所述廢棄織物,不會有包覆不全而造成脫皮現象(即因相容性不足而無法均勻混合)。
在步驟S4中,所述廢棄織物係以聚對苯二甲酸乙二酯(PET)所構成,因聚對苯二甲酸乙二酯對於濕度敏感,因此在與所述塑料合金粒料混合前,需先將其烘乾,且所述塑料合金粒料之水分也會間接影響到聚對苯二甲酸乙二酯,因此也需一併烘乾;較佳地,所述廢棄織物以除濕乾燥機於140℃下烘乾至少4~6小時,使其含水量介於50~500ppm,而所述塑料合金粒料則以除濕乾燥機於120℃下烘乾至少4~6小時,使其含水量也介於50~500ppm。
在步驟S5中,所述廢棄織物之用量以所製成再生製品之總重量計佔5~20%;較佳地,所述廢棄織物之用量以所製成再生製品之總重量計佔15%。當所述廢棄織物含量大於20%時,因其密度小且體積大,與所述塑料合金粒料無法均勻混合而進行後續的射出成型;而當所述廢棄織物含量小於5%時,所製成的再生製品表面的原廢棄織物混摻於其中之流動痕跡所形成的流動花紋不明顯,甚至沒有原廢棄織物之流動花紋。
在步驟S6中,所述廢棄織物與所述塑料合金粒料之混合物係在170~255℃下進行射出成型(即所述塑料合金之熔融溫度);較佳地,所述廢棄織物與所述塑料合金粒料之混合物係在190~230℃下進行射出成型。使用所述塑料合金粒料具有低溫下可進行射出成型之優點,因所述廢棄織物為純聚對苯二甲
酸乙二酯所構成,其熔點高於所述塑料合金粒料,因此在此溫度範圍下進行射出成型時,所述廢棄織物不會完全熔融而形成流動痕跡於再生製品表面,使所述再生製品表面具有流動花紋。
承上所述,藉由本發明所提供之製備方法將廢棄織物回收再利用製成各式各樣之再生製品,除可大幅減少紡織廢棄物織外,其所製得之再生製品因其外觀具有原廢棄織物混摻於其中之流動痕跡所形成的的流動花紋,也具有美觀的效果。
S1~S6:步驟
以下搭配圖式,對於本發明進行進一步說明:第1圖係為本發明之利用廢棄織物之再生製品的製備流程示意圖;第2圖係為本發明之利用廢棄織物所製成之眼鏡鏡框實品圖;第3圖係為本發明之利用廢棄織物所製成之眼鏡盒實品圖;第4圖至第6圖係為本發明之利用廢棄織物所製成之衣架實品圖;第7圖係為本發明之利用廢棄織物所製成之眼鏡鏡框具可撓性的示意圖;
以下內容將搭配圖式,藉由特定的具體實施例說明本發明之技術內容,熟悉此技術之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地了解本發明之其他優點與功效。本發明亦可藉由其他不同的具體實施例加以施行或應用。本說明
書中的各項細節亦可基於不同觀點與應用,在不背離本發明之精神下,進行各種修飾與變更。
除非另有定義,本發明所使用的所有術語(包括技術和科學術語)具有與本發明所屬技術領域的普通技術人員通常理解的相同含義。將進一步理解的是,諸如在通常使用的字典中定義的那些術語應當被解釋為具有與它們在相關技術和本發明的上下文中的含義一致的定義,並且將不被解釋為理想化或過度正式的意義,除非本文中明確地這樣定義。
請參閱第1圖,第1圖係為本發明之利用廢棄織物之再生製品的製備流程示意圖,其包含以下步驟:步驟S1:將聚乙烯、聚對苯二甲酸乙二酯、兼容劑以及增韌劑加入高速混合機中進行混合,得到塑料合金的預混物;步驟S2:將預混物注入擠出機進行熔融共混,再經雙螺桿混煉擠出造粒後獲得塑料合金粒料;步驟S3:將廢棄織物進行破碎;步驟S4:將破碎後之廢棄織物以及塑料合金粒料分別進行烘乾處理;步驟S5:將烘乾後的廢棄織物與塑料合金粒料混合;以及步驟S6:將廢棄織物與塑料合金粒料之混合物進行射出成型以製成再生製品。
在步驟S1中,所述聚乙烯及所述聚對苯二甲酸乙二酯之用量比以重量計,在一實施例中為8:2~5:5,在此混合比例範圍時,其熔點介於
170~255℃;在又一實施例中,所述聚乙烯及所述聚對苯二甲酸乙二酯之用量比以重量計為7:3~6:4,其熔點介於190~230℃。
在一實施例中,所述兼容劑之用量係佔所述聚乙烯及所述聚對苯二甲酸乙二酯總重量的3~10%;在又一實施例中,所述兼容劑之用量係佔所述聚乙烯及所述聚對苯二甲酸乙二酯總重量的5%。
在一實施例中,所述兼容劑選自聚乙二醇醚、聚丙二醇醚、聚丁二醇、丙烯酸甲酯含量8%~40%的乙烯共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-乙烯-丙烯共聚物、三元乙丙橡膠、聚乙烯接枝馬來酸酐或聚乙烯接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯;在又一實施例中,所述兼容劑選自聚乙二醇醚、聚丙二醇醚、聚丁二醇、丙烯酸甲酯含量8%~40%的乙烯共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-乙烯-丙烯共聚物、三元乙丙橡膠、聚乙烯接枝馬來酸酐或聚乙烯接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯中任一種與脂肪族聚酯之混合物,所述聚乙二醇醚、所述聚丙二醇醚、所述聚丁二醇、所述丙烯酸甲酯含量8%~40%的乙烯共聚物、所述苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物、所述苯乙烯-乙烯-丙烯共聚物、所述三元乙丙橡膠、所述聚乙烯接枝馬來酸酐或所述聚乙烯接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯中任一種與所述脂肪族聚酯之混合物係以重量計為(1~2):1混合所形成之混合物,且所述脂肪族聚酯選自聚乙交酯、聚丙交酯或聚己內酯。
在一實施例中,所述增韌劑係為熱塑性聚酯彈性體(TPEE),其用量以所述塑料合金的預混物之總重量計佔5~15%;較佳地,所述增韌劑之用量以所述塑料合金的預混物之總重量計佔10%。
在一實施例中,在步驟S1中可進一步添加染料進行調色,所述染料之添加量以所述塑料合金的預混物之總重量計佔2~4%;在又一實施例中,所述染料之添加量以所述塑料合金的預混物之總重量計佔3%。
在步驟S2中,熔融共混使用之所述擠出機可為單螺桿或雙螺桿擠出機。在一實施例中,熔融共混之溫度控制在170~255℃;在又一實施例中,熔融共混之溫度控制在190~230℃。而所述雙螺桿混煉擠出造粒係使用多段溫度,在240℃、250℃、260℃、265℃等多段溫度設定,以使所述聚乙烯及所述聚對苯二甲酸乙二酯可完全熔化均勻混合,其後進行拉條切粒而製得所述塑料合金粒料。
在步驟S3中,所述廢棄織物之來源係為純聚對苯二甲酸乙二酯所製成的衣服、褲子、鞋子、帽子、背包、手提包等廢棄織物。所述廢棄織物以純聚對苯二甲酸乙二酯構成時,與所述塑料合金粒料之相容性較高,使所述塑料合金粒料可完全包覆所述廢棄織物,不會有包覆不全而造成脫皮現象。
在步驟S4中,所述廢棄織物係以聚對苯二甲酸乙二酯(PET)所構成,因聚對苯二甲酸乙二酯對於濕度敏感,因此在與所述塑料合金粒料混合前,需先將其烘乾,以降低後續水氣造成之不良影響,且所述塑料合金粒料之水分也會間接影響到聚對苯二甲酸乙二酯,因此也需一併烘乾;在一實施例中,所述廢棄織物以除濕乾燥機於140℃下烘乾至少4~6小時,使其含水量介於50~500ppm,而所述塑料合金粒料則以除濕乾燥機於120℃下烘乾至少4~6小時,使其含水量也介於50~500ppm。
在步驟S5中,所述廢棄織物之用量以所製成再生製品之總重量計,在一實施例中為佔5~20%;在又一實施例中,所述廢棄織物之用量以所製成
再生製品之總重量計佔15%。當所述廢棄織物含量大於20%時,因其密度小且體積大,與所述塑料合金粒料無法均勻混合而進行後續的射出成型;而當所述廢棄織物含量小於5%時,所製成的再生製品表面的原廢棄織物混摻於其中之流動痕跡所形成的流動花紋不明顯,甚至沒有原廢棄織物之流動花紋。
在步驟S6中,所述廢棄織物與所述塑料合金粒料之混合物,在一實施例中,係在170~255℃下進行射出成型;在又一實施例中,所述廢棄織物與所述塑料合金粒料之混合物係在190~230℃下進行射出成型。使用所述塑料合金粒料具有低溫下可進行射出成型之優點,因所述廢棄織物為純聚對苯二甲酸乙二酯所構成,其熔點高於所述塑料合金粒料,因此在此溫度範圍下進行射出成型時,所述廢棄織物不會完全熔融而形成流動痕跡於再生製品表面,使所述再生製品表面具有流動花紋。
經上述製備流程所得之利用廢棄織物之再生製品,除表面保有原廢棄織物混摻於其中之流動痕跡所形成的流動花紋外,也具有相當的可撓性以增加耐用度。
再參閱第2圖至第6圖,第2圖至第6圖係為本發明之利用廢棄織物所製成之眼鏡鏡框、眼鏡盒以及衣架之實品圖,由圖中可看出利用所述廢棄織物之再生製品之表面,均保有原廢棄織物混摻於其中之流動痕跡所形成的流動花紋(類似大理石之花紋),且每次射出成型後之再生製品的流動花紋均不同,因此各個再生製品均具有獨一無二之流動花紋。
最後參閱第7圖,第7圖係為本發明之利用廢棄織物所製成之眼鏡鏡框具可撓性的示意圖,由圖中可看出眼鏡鏡框經大幅度的扭曲及按壓,均未
出現裂痕或斷裂之情形,具有極大的可撓性;因此經本發明所提供之製備方法所得之利用廢棄織物之再生製品,其耐用度大幅提升。
綜上所述,藉由本發明所提供之製備方法,可將廢棄織物回收再利用製成各種再生製品,除了可大幅減少紡織廢棄物織外降低環境污染外,所製得之再生製品也因具有極佳的可撓性使得其耐用度提高,且因其外觀具有原廢棄織物混摻於其中之流動痕跡所形成的流動花紋,具有美觀的效果。
本發明所屬技術領域者能夠自前述內容理解,本發明可藉由其他具體形式例式之而不改變本揭露內容之技術概念或本質特徵。就此而言,本文中揭露之例示性態樣係僅用於例示性說明之用,且不應解釋為限制本揭露內容之範疇。反之,本揭露內容係傾向於不僅涵蓋該等例示性態樣,亦涵蓋可包括於如後所附申請專利範圍定義者之本發明內容之精神及範疇內的多種變更、修飾、均等物、及其他態樣。
S1~S6:步驟
Claims (11)
- 一種利用廢棄織物之再生製品,其包含:廢棄織物;以及塑料合金,其中該廢棄織物係由純聚對苯二甲酸乙二酯所構成,且該廢棄織物之用量以該再生製品之總重量計佔5~20%;該塑料合金包含聚乙烯、聚對苯二甲酸乙二酯、兼容劑以及增韌劑,該聚乙烯及該聚對苯二甲酸乙二酯之用量比以重量計為8:2~5:5,該兼容劑之用量係佔該聚乙烯及該聚對苯二甲酸乙二酯總重量的3~10%,該增韌劑之用量以所述塑料合金之總重量計佔5~15%且該增韌劑係為熱塑性聚酯彈性體;以及該再生製品表面具有該廢棄織物混摻於其中之流動痕跡所形成的流動花紋。
- 如請求項1所述之再生製品,其中該兼容劑選自聚乙二醇醚、聚丙二醇醚、聚丁二醇、丙烯酸甲酯含量8%~40%的乙烯共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-乙烯-丙烯共聚物、三元乙丙橡膠、聚乙烯接枝馬來酸酐或聚乙烯接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯,或者選自聚乙二醇醚、聚丙二醇醚、聚丁二醇、丙烯酸甲酯含量8%~40%的乙烯共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-乙烯-丙烯共聚物、三元乙丙橡膠、聚乙烯接枝馬來酸酐或聚乙烯接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯中任一種與脂肪族聚酯(aliphatic polyester)之混合物。
- 如請求項2所述之再生製品,其中該聚乙二醇醚、該聚丙二醇醚、該聚丁二醇、該丙烯酸甲酯含量8%~40%的乙烯共聚物、該 苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物、該苯乙烯-乙烯-丙烯共聚物、該三元乙丙橡膠、該聚乙烯接枝馬來酸酐或該聚乙烯接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯中任一種與該脂肪族聚酯之用量比以重量計為(1~2):1混合所形成之混合物。
- 如請求項3所述之再生製品,其中該脂肪族聚酯選自聚乙交酯、聚丙交酯或聚己內酯。
- 如請求項1所述之再生製品,其中該塑料合金進一步包含染料,該染料之添加量以該塑料合金之總重量計佔2~4%。
- 一種如請求項1至請求項5所述之再生製品的製備方法,其包含以下步驟:步驟S1:將聚乙烯、聚對苯二甲酸乙二酯、兼容劑以及增韌劑加入高速混合機中進行混合,得到塑料合金的預混物;步驟S2:將預混物注入擠出機進行熔融共混,再經雙螺桿混煉擠出造粒後獲得塑料合金粒料;步驟S3:將廢棄織物進行破碎;步驟S4:將破碎後之廢棄織物以及塑料合金粒料分別進行烘乾處理;步驟S5:將烘乾後的廢棄織物與塑料合金粒料混合;以及步驟S6:將廢棄織物與塑料合金粒料之混合物進行射出成型以製成再生製品。
- 如請求項6所述之製備方法,其中在步驟S1中,該增韌劑係為熱塑性聚酯彈性體。
- 如請求項6所述之製備方法,其中在步驟S1中,進一步包含 添加染料,該染料之添加量以該塑料合金的預混物之總重量計佔2~4%。
- 如請求項6所述之製備方法,其中在步驟S2中,熔融共混使用之該擠出機可為單螺桿或雙螺桿擠出機,且熔融共混之溫度控制在170~255℃。
- 如請求項6所述之製備方法,其中在步驟S4中,經烘乾處理後,該廢棄織物以及該塑料合金粒料的含水量介於50~500ppm。
- 如請求項6所述之製備方法,其中在步驟S6中,該廢棄織物與該塑料合金粒料之混合物係在170~255℃下進行射出成型。
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