回收并再利用酚醛类型废料及环保电木酚醛材料的制造方法与流程

1.本发明有关于酚醛类型废料的再利用，尤其是一种回收并再利用酚醛类型废料及环保电木酚醛材料的制造方法。其能有效再利用酚醛类型废料，并同时再利用其他类型纤维废料，以达循环利用的目标。


背景技术：

2.以环境工程角度，废弃物是放错地方的资源。如何以适当的方式将资源通过循环再利用，再制作成可用、堪用的产品是非常困难的。尤其是热固性塑料制品。几乎只有掩埋与焚烧两种最终处理的方式。不胜枚举的厂商，期望厂商在贩卖酚醛板材的同时，能将酚醛板（俗称电木板）在使用过后进行回收再利用。由于酚醛类电木板是热固性工程塑料。其特性为焚烧温度高，其热值过高的特性极易造成焚化炉炉体的破坏，超过焚化炉所设计的热值。而降低清运业者收取此类废弃物进入多数焚化炉进入最终处理的意愿。
3.酚醛板（俗称电木板），原料为酚类与醛类，经聚合反应后制成酚醛树脂，以纸类或布类为载体，经含浸酚醛树脂、烘干干燥、热压成型后，所形成的热固性塑料。酚醛材料（酚醛板或电木板）广泛被应用于印刷电路板业，作为钻孔及成型工艺内，保护产品时在上下垫用作保护板材。垫板类型的使用方式的电木板，经机械性钻孔后，其实仍符合原材质特性，只是几何立体形状经钻孔、成型等印刷电路板工艺后而改变，其材料本身并未改变。酚醛材料（酚醛板或电木板）也被广泛应用于绝缘、隔热等产业。
4.一般经使用过后的钻孔、成型、或粉料、边料等型式的电木废料（或酚醛树脂类型的废料），由于原有可被应用的几何形状已被破坏，故以直接使用的方式达到再利用的效益不大。为了有效增加末段可利用性，前述电木废料如经过粉碎、研磨等过程，将粉末细致化后，形成的电木粉末，由于微观下原先树脂占据大部份纤维孔洞，导致后续直接添加树脂，不论是否进行压和，其结合性十分薄弱。容易在受轻微施力甚至在胶黏过程中形成巨型裂缝裂痕，直接限制了末端再利用的方式。
5.由于上述产品在重新塑形时，容易形成裂纹、孔洞或强度不足等明显的产品缺陷，以及基于全球木业的需求而砍伐林地导致二氧化碳捕捉量降低的情况，因此本发明希望提出一种将废弃酚醛类型废料（电木废料）再利用的方式，可将回收后的酚醛类工程塑料型废弃物，尤其是钻孔后的废弃酚醛板材，如电木板、电木条、电木钻孔时生成的粉屑等，同时与其他钻孔后废弃的纤维板材搭配使用，通过一种新型且能简易施作的再利用方式形成一种新型的材料，可获得多种效益，有别于传统焚烧、掩埋的环境工程最终处理法。以广泛增加废弃纤维循环再利用的特性，并达到循环经济的目标及环境永续性的概念。


技术实现要素：

6.所以本发明的目的是为解决上述现有技术上的问题，本发明提出一种回收并再利用酚醛类型废料及环保电木酚醛材料的制造方法，将酚醛类型废料（即为电木废料）与其他纤维类材质（废弃纤维为佳），两者均经适度破碎及研磨至特定颗粒大小后，以特定粉末混
合比例，进行共混合均匀，辅以树脂的添加，以特定树脂混合比例，补足单以废弃电木废料作为新成品主要原料时，容易在加入新树脂后，产生分配不均、结构不强所造成的缺陷问题。也可避开单以废弃纤维为主要结构时，产品强度不足的情形。再续以传统塑料材料的制作方式，制成最终环保电木酚醛材料成品。
7.本发明也可以将前述酚醛类型废料（或为电木废料）与其他纤维类材质，经适度破碎及研磨至特定颗粒大小后，以特定混合比例，可加入酸或碱，让酚醛类型废料（或为电木废料）被进一步破坏处理。使原有酚醛类型废料被侵蚀后，孔洞数增加及具解纤维效果。可再额外添加前述纤维类材质，而使树脂结合性不佳与不均匀的问题导致的裂痕获得改善。并在混合均匀后，以特定树脂混合比例加入新树脂，续以传统塑料材料的制作方式，制成环保电木酚醛材料成品。
8.该特定树脂混合比例，指酚醛类型废料（或为电木废料）粉末与纤维类材质（废弃纤维为佳）粉末，两者粉末量的重量总和，与新添入树脂重量的重量比，可为0.01至0.99范围，但不完全仅限于此范围。
9.其中该树脂的添加，可为酚醛树脂、尿素甲醛树脂、环氧树脂、压克力树脂等树脂类型。也可为架桥剂。但不限定于前述树脂、架桥剂类型或其混和物。可为固态树脂或液态树脂。其中前述树脂又以酚醛树脂为佳。
10.该传统塑料材料的制作方式，包括将研磨后的混合过筛粉料，进行固态树脂的混合，或为研磨后的混合过筛粉料以液态树脂浸泡、相分离、干燥后，可辅以模具但不限定，再经批次式热压或冷压成型，或为连续式热压或冷压成型。若为热压或冷压工艺，其压力可为0.01 kg/cm2至300 kg/cm2范围。或经射出机射出材料，或经押出机押出材料。或经发泡作为发泡材料。可为但不仅限定为前述的塑料生产工艺。
11.该环保电木酚醛材料成品，包括但不限定于被应用在印刷电路板业、铜箔基板业制程中所使用的钻孔下垫板、上盖板、桌面板、裁切垫板，或包括但不限定于被应用在电木一般使用的方式，如作为夹具、治具、隔热材、绝缘材，而被应用成新型的环保电木板。也可包括但不限定于被应用在作为装潢营建用板材，如合板、夹板、木心板、粒片板、美耐板、纤维板、发泡板、地板等；或为家具用板材；或为外墙保温等用途，视为新型酚醛电木材料或为再生木材或材料。或经过模具、治具、射出、押出等一般塑料制作工艺，成型后的再生材料。另外，此再生材料的特性为经上述工艺，可持续重复性再制与循环利用。进而有效降低环境负荷。
12.为达到上述目的本发明中提出一种回收并再利用酚醛类型废料及环保电木酚醛材料的制造方法，包含下列步骤：步骤a：将废弃酚醛聚合材料经破碎、粉末化而形成粉末状；步骤b：将木纤维经破碎、粉末化而形成粉末状；步骤c：然后将该废弃酚醛聚合材料的粉末与该木纤维的粉末混合，两者混合的重量比为0.01至0.99的范围；步骤d：然后添加树脂，将该废弃酚醛聚合材料的粉末、该木纤维的粉末及该树脂进行均匀混合，其中该树脂主要是用于黏合该废弃酚醛聚合材料的粉末及该木纤维的粉末；步骤e：将得到的混合物应用热压、冷压、射出机射出、押出机押出或发泡其中的一种方式形成所需要的固体材料。
13.本发明还提出一种环保电木酚醛结构，为一具有特定几何外型的平板结构，其中该环保电木酚醛结构为一厚度的平板，其具有固定的几何外型，该外型选自矩形、方形、圆形、菱形、三角形中任意一种的多边形；该环保电木酚醛结构是应用废弃酚醛聚合材料、木
纤维及树脂经过混合而成的平板结构；其中该废弃酚醛聚合材料的粉末与该木纤维的粉末混合的重量比为0.01至0.99的范围；其中该树脂的重量比例大于0.01。
14.由下文的说明可更进一步了解本发明的特征及其优点，阅读时并请参考附图。
附图说明
15.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
16.图1显示本发明的制造方法的步骤流程图。
17.图2显示本发明的平板结构的示意图。
18.图3显示本发明的平板结构的另一型态的示意图。
19.图4显示本发明的平板结构的另一型态的示意图。
20.图5显示本发明的平板结构的另一型态的示意图。
具体实施方式
21.现就本发明的结构组成，及所能产生的功效与优点，配合附图，举本发明的一较佳实施例详细说明如下。
22.请参考图1所示，显示本发明的回收并再利用酚醛类型废料及环保电木酚醛材料的制造方法，包含下列步骤：步骤100：将废弃酚醛聚合材料经破碎、粉末化而形成粉末状。其中该废弃酚醛聚合材料的粉末的颗粒大小可为过筛通过1至200目的颗粒大小，较佳的该废弃酚醛聚合材料的粉末的颗粒大小为过筛可通过200目以上的细小粉末颗粒。但本发明并不限定该废弃酚醛聚合材料的粉末的颗粒大小皆为某特定范围，该废弃酚醛聚合材料的粉末的颗粒大小也可以为上述这些范围的特定比例的组合。比如先将该废弃酚醛聚合材料经过200目筛网大小筛选，其颗粒大小占总废弃酚醛聚合材料粉末量的60%；以及将该废弃酚醛聚合材料经过100至200目网大小筛选，其颗粒大小占总废弃酚醛聚合材料粉末量的40%。
23.其中该废弃酚醛聚合材料即为电木废料，可取自印刷电路板制造业于机械钻孔制程使用的酚醛上盖板、下垫板、桌面板或为铜箔基板业于裁切制程使用的裁切保护垫板。但该废弃酚醛聚合材料并不限定于上述酚醛类型废料来源。主要是作为工业处理后的酚醛聚合材料的再生利用。
24.步骤110：将木纤维(即为在印刷电路板钻孔工艺后的废弃木浆板材料)经破碎、粉末化而形成粉末状。其中该木纤维的粉末的颗粒大小可为过筛通过1至200目的颗粒大小，较佳者该木纤维的粉末的颗粒大小为过筛可通过200目以上的细小粉末颗粒。但本发明不限定该木纤维的粉末的颗粒大小全为某特定范围，该木纤维的粉末的颗粒大小也可以为上述这些范围的特定比例的组合。比如先将该木纤维的粉末经过200目筛网大小筛选，其颗粒大小占总废弃酚醛聚合材料粉末量的80%；及将该木纤维的粉末经100至200目网大小筛选，其颗粒大小占总废弃酚醛聚合材料粉末量的20%。
25.其中该木纤维可为印刷电路板制造业于机械钻孔工艺使用的下垫板、废弃的木浆板、环保板，或其他类型纤维板。该木纤维也可为装潢业、营建业、木业、家具业所使用的板材，如废弃的合板、夹板、木心板、粒片板、美耐板、纤维板等板材，但不限定于须为废弃来源，也可为新鲜的纤维来源，如木粉、木屑，或为农业废弃物，如稻秆、蔗渣。但不限定前述所
有提及的木纤维来源。更适当的木纤维来源，为机械钻孔工艺后的废弃木浆板、环保板或新鲜木粉。
26.步骤120：然后将该废弃酚醛聚合材料的粉末与该木纤维的粉末混合。两者混合的重量比可为0.01至0.99的范围(即该废弃酚醛聚合材料的粉末/该木纤维的粉末其范围介于0.01至0.99之间)，但不完全仅限于此范围。比如将该废弃酚醛聚合材料的粉末与该木纤维的粉末以等量的方式（1 kg的废弃酚醛聚合材料的粉末与1 kg的木纤维的粉末）应用均质机进行均匀混合。
27.步骤130：然后添加适量树脂，应用均质机将该废弃酚醛聚合材料的粉末、该木纤维的粉末及该树脂进行均匀混合。其中该树脂主要是用于黏合该废弃酚醛聚合材料的粉末及该木纤维的粉末。当该树脂的比例越高，则黏合的程度越好，可是成本也越高，而且废物利用的回收率越低。比如1 kg的废弃酚醛聚合材料的粉末与1 kg的木纤维的粉末混合后再加入1 kg 的树脂。
28.其中该树脂可为固态或液态的树脂，以固态者为佳。该树脂可为酚醛树脂、尿素甲醛树脂、环氧树脂、压克力树脂等树脂类型，或其混合物。其中该树脂以酚醛树脂为佳。当该树脂为酚醛树脂时，该酚醛树脂中的甲醛与苯酚的用量莫耳比（f/p ratio）范围为0.1：1至3.0：1为佳。更针对性地，以甲醛与苯酚的用量莫耳比在0.1：1至1.0：1的固态酚醛树脂为佳。或为甲醛与苯酚的用量莫耳比在1.0：1至3.0：1的液态酚醛树脂为佳。或为前述两大类型的树脂或状态经任意组合比例的混合物。
29.其中在步骤130中加入树脂后，可更进一步加入架桥剂以形成三维的立体结构。
30.步骤140：将得到的混合物应用热压、冷压、射出机射出、押出机押出或发泡其中的一种方式形成所需要的固体材料。但上述将该混合物形成该固体材料的生产工艺方式并不用于限制本发明的范围。
31.该固体材料比如可为平板材料，其具有固定的几何外型，如矩形、方形、圆形、菱形、三角形中任意一种的多边形。
32.比如将混合后的混合物铺放于模具内，以适当压力施压后，在适当温度下热压一段时间使其固化至表面硬度（shore d萧式硬度）分布范围在60至92间，而形成该固体材料。一般该压力在0.01 kg/cm2至300 kg/cm2范围，而温度大于室温即可。至于热压时间越长则所得到的固体材料越坚硬。
33.其中在步骤100中，该废弃酚醛聚合材料经破碎、粉末化后，可再浸泡于酸性或碱性溶液中，使得该废弃酚醛聚合材料的表面受到侵蚀，或者裂解为更细的粉末，其主要目的在于增加后续步骤中与该树脂结合的凝固力。其中该酸性或碱性溶液包含但不限定为强酸、强碱、弱酸、弱碱等水溶液，可为但不限定盐酸、硫酸、氢氟酸、硝酸、王水、氢氧化钠水溶液、氢氧化钾水溶液、氢氧化钙水溶液、氢氧化镁水溶液等酸碱水溶液。该酸性或碱性溶液的重量浓度在0.1%至99%水溶液的浓度范围内。
34.比如将该废弃酚醛聚合材料的粉末浸泡于适量的强碱氢氧化钠溶液（浓度为10%，w/w），且该强碱氢氧化钠溶液淹过该废弃酚醛聚合材料的粉末面，以进行表面破坏。待2天后，将强碱氢氧化钠溶液漏出，并用水洗净该废弃酚醛聚合材料粉末至ph：7-9范围之间以后，于 100 ℃的温度下进行烘干干燥。
35.所以本发明为一具有特定几何外型的平板结构1，主要是应用废弃酚醛聚合材料、
木纤维及树脂经过混合而成的平板结构1，其中该废弃酚醛聚合材料的粉末与该木纤维的粉末混合的重量比可为0.01至0.99的范围；其中该树脂的重量比例大于0.01。该平板结构1还包含架桥剂。其中各材料的成分如上所述。该平板结构1具有固定的几何外型，如矩形或方形(如图2所示)、圆形(如图3所示)、菱形(如图4所示)、三角形(如图5所示)等各种不同形状的多边形。
36.在本应用例的第一实施例中，在上述步骤130中该废弃酚醛聚合材料（即为电木废料）的粉末、该木纤维的粉末与该树脂(如酚醛树脂)的混合的重量比为1：1：1，并在上述步骤140中应用热压方式形成该固体材料，其中热压压力为40 kgf/cm2，热压温度为150 ℃，热压时间为1小时。因此可得到特定厚度的该固体材料，以作为环保电木酚醛材料。其中该固体材料的表面硬度（shore d萧式硬度）分布范围可在60至 92间。该固体材料可做成厚度为2.5 mm的平板，其具有固定的几何外型，如矩形、方形、圆形、菱形、三角形中任意一种的多边形。该固体材料可作为印刷电路板业钻孔板，视为一款低阶环保钻孔板，或为铜箔基板业裁切时的裁切保护板材。
37.在本应用例的第二实施例中，在上述步骤130中该废弃酚醛聚合材料（即为电木废料）的粉末、该木纤维的粉末与该树脂(如酚醛树脂)的混合条件与上述第一实施例相同(即混合的重量比为1：1：1)，并且在上述步骤140中也应用热压方式形成该固体材料。但其中热压压力为50 kgf/cm2，热压温度为150 ℃，热压时间为1小时。因此可得到特定厚度的固体材料，以作为环保电木酚醛材料。其中该固体材料的表面硬度（shore d萧式硬度）分布范围可在70至 90间。该固体材料可做成厚度为1.5 mm的平板，其具有固定的几何外型，如矩形、方形、圆形、菱形、三角形中任意一种的多边形。该固体材料可作为印刷电路板业钻孔板，视为一款中阶环保钻孔板，或为铜箔基板业裁切时的裁切保护板材。
38.在本应用例的第三实施例中，在上述步骤130中该废弃酚醛聚合材料（即为电木废料）的粉末、该木纤维的粉末与该树脂(如酚醛树脂)的混合条件与上述第一实施例相同(即混合的重量比为1：1：1)。而在上述步骤140中，将得到的混合物铺放于模具内，应用热压方式形成该固体材料，其中经混合后的混合物铺放于模具中时，该模具的底面及表面分别放置含胶面纸（或俗称面纸胶片）。其中热压压力为40 kgf/cm2，热压温度为150 ℃，热压时间为1小时。因此可得到特定厚度的固体材料，以作为环保电木酚醛材料。其中该固体材料的表面硬度（shore d萧式硬度）分布范围可在85至 95间。该固体材料可做成厚度为1.5 mm的平板，其具有固定的几何外型，如矩形、方形、圆形、菱形、三角形等各种不同形状的多边形。该固体材料可作为印刷电路板业钻孔板，视为一款高阶环保钻孔板。
39.在本应用例的第四实施例中，在上述步骤130中该废弃酚醛聚合材料（即为电木废料）的粉末、该木纤维的粉末与该树脂(如酚醛树脂)的混合条件与上述第三实施例相同(即混合的重量比为1：1：1)，并且在上述步骤140中应用热压方式形成该固体材料。其中热压压力为50 kgf/cm2，热压温度为150 ℃，热压时间为1小时。因此可得到特定厚度的固体材料，以作为环保电木酚醛材料。该固体材料的表面硬度（shore d萧式硬度）分布范围可在85至 95间。该固体材料可做成厚度为3 mm的平板，其具有固定的几何外型，如矩形、方形、圆形、菱形、三角形中任意一种的多边形。该固体材料可作为一般行业使用的电木板，应用于治具、夹具。
40.在本应用例的第五实施例中，在上述步骤130中将上述第一实施例中的该废弃酚
醛聚合材料（即为电木废料）的粉末、该木纤维的粉末与该树脂(如酚醛树脂)的混合的重量比改为1：3：2。其中未改变上述第一实施例的该废弃酚醛聚合材料的粉末及该木纤维的粉末的粒径分布，但改变该废弃酚醛聚合材料的粉末及该木纤维的粉末的用量比例。该废弃酚醛聚合材料（即为电木废料）的粉末、该木纤维的粉末与该树脂(如酚醛树脂)再以均质机均匀混合。而在上述步骤140中，将得到的混合物铺放于模具内，应用热压方式形成该固体材料。其中热压压力为30 kgf/cm2，热压温度为150 ℃，热压时间为1小时。因此可得到特定厚度的固体材料，以作为环保电木酚醛材料。其中该固体材料的表面硬度（shore d萧式硬度）分布范围可在60至 70间。该固体材料可做成厚度为3 mm的平板，其具有固定的几何外型，如矩形、方形、圆形、菱形、三角形中任意一种的多边形。该固体材料可作为装潢用材料的纤维板。
41.在本应用例的第六实施例中，在上述步骤130中该废弃酚醛聚合材料（即为电木废料）的粉末、该木纤维的粉末与该树脂(如酚醛树脂)的混合条件与上述第四实施例相同(即混合的重量比为1：1：1)。而在上述步骤140中，将得到的混合物铺放于模具内，应用热压方式形成该固体材料，其中经混合后的混合物铺放于模具中时，该模具的底面及表面分别放置含胶面纸（或俗称面纸胶片）。其中热压压力为40 kgf/cm2，热压温度为150 ℃，热压时间为1小时。因此可得到特定厚度的固体材料，以作为环保电木酚醛材料。其中该固体材料的表面硬度（shore d萧式硬度）分布范围可在60至 70间。该固体材料可做成厚度为3 mm的平板，其具有固定的几何外型，如矩形、方形、圆形、菱形、三角形等各种不同形状的多边形。该固体材料可作为含化妆面，室内装潢用材料的装饰板。
42.上列各工艺中应用模具热压的方式也可以改成以塑料押出的制作方式进行废弃酚醛聚合材料的押出。可得一板状的地板类型产品。
43.本发明的优点在于将酚醛类型废料（即为电木废料）与其他纤维类材质（废弃纤维为佳），两者均经适度破碎及研磨至特定颗粒大小后，以特定粉末混合比例，进行共混合均匀，并辅以树脂的添加，以特定树脂混合比例，可以补足传统上单以废弃电木废料作为新成品主要原料时，在加入新树脂后容易产生分配不均、结构不强而导致的缺陷问题。也可避开传统上单以废弃纤维为主要结构时，产品强度不足的情形。并且本发明再续以传统塑料材料的制作方式，制成最终环保电木酚醛材料成品，可以应用在印刷电路板业、铜箔基板业制作中所使用的钻孔下垫板、上盖板、桌面板、裁切垫板，或包括但不限定于被应用在电木一般使用的方式，如作为夹具、治具、隔热材、绝缘材，而被应用成新型的环保电木板。亦可包括但不限定于被应用在作为装潢营建用板材，如合板、夹板、木心板、粒片板、美耐板、纤维板、发泡板、地板等；或为家具用板材；或为外墙保温等用途，视为新型酚醛电木材料或为再生木材或材料。或经过模具、治具、射出、押出等一般塑料制作工艺，成型后的再生材料。另外，此再生材料的特性为经上述工艺，可持续重复性再制与循环利用。进而有效降低环境负荷，增加焚化炉、掩埋厂的寿命。
44.上列详细说明是针对本发明的可行实施例的具体说明，但这些实施例并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所为的等效实施或变更，均应包含于本发明的保护范围中。