可直接钉合的木塑复合材料及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种木塑复合材料，更具体而言，涉及一种通过包括橡胶型原料(rubber-based material)来改进如抗压强度、冲击强度等物理特性以实现直接钉合(Direct Nailing)、以及通过包括木片(wood flake chips)或长纤维来提高尺寸稳定性的木塑复合材料。
【背景技术】
[0002]通常，木材是广泛使用的天然材料，但其易受水的伤害，并且随着时间的流逝会破损和破裂等，因此产生高的维护费用。解决木材的该缺点的一个方案是使用木塑复合材料(wood polymer/plastic composite, WPC)。
[0003]木塑复合材料几乎没有普通木材所具有的变色或变形如破损或破裂的问题。具体而言，与天然木材不同，木塑复合材料具有高抗水性，因而即使被用作外部材料也不容易腐烂。由于这些优势，木塑复合材料取代了天然木材和防腐木材，因此它的市场规模在持续增长。
[0004]然而，与天然木材相比较，木塑复合材料在直接钉合过程中受到限制，从而在建造时有所不便。换言之，直接钉合是指通过钉合将木材连接在一起的施工，并且传统的木塑复合材料在钉合过程中与天然木材不同地，具有在被钉部位及其外围部分易受损坏的缺点。由于这个问题，只有通过使用夹子代替钉合，木塑复合材料才可被用于建造，因此，木塑复合材料的施工方法非常受限，并且在施工时要求高的专门技术，结果就限制了对木塑复合材料的需求。
[0005]因此，需要改进用于制造木塑复合材料的原材料，以使制造木塑复合材料时能够进行直接钉合。
【发明内容】
[0006]抟术课题
[0007]本发明是为了解决上述问题而提出的，本发明的目的在于提供如下一种木塑复合材料，即，通过包括除了木粉作为主要组分之外的橡胶型材料以增强物理特性如抗压强度和冲击强度，而且通过包括除了木粉之外的、在伸长率和强度方面优异的木片和长纤维来改善尺寸稳定性，从而能够进行直接钉合的木塑复合材料。
[0008]解决课题的方法
[0009]为达到本发明的目的，本发明提供一种木塑复合材料的制造方法，其特征在于，其包括:粉碎原木或木片以制备木粉作为主要组分的步骤；向所述木粉中加入橡胶型材料及添加剂并混合在一起以制备一种混合物的步骤；以及通过挤压成型、注射成型或模压成型中的任何一种方法将所述混合物制成木塑复合材料的步骤。
[0010]本发明的特征在于，在此情况下，木粉在干燥机中在80至120°C下进行干燥以具有5至15重量％的含水量。
[0011]所述混合物还包括木片和/或长纤维。
[0012]另外，本发明的特征在于，所述混合物包括10至80重量％的木粉、木片和长纤维；以及10至40重量％的橡胶型材料。
[0013]另外，本发明的特征在于，所述橡胶型材料包括选自由合成橡胶、天然橡胶和再生橡胶(例如废旧轮胎、弹性块(elastic blocks)等)所组成的组中的至少一种。
[0014]再者，本发明的特征在于，所述混合物任选包括0.1 - 50重量％的增容剂、0.1-50重量％的填料、0.1 - 30重量％的抗氧化剂、0.1-30重量％的润滑剂以及0.1-30重量％的颜料作为添加剂。
[0015]所述木片被切成0.5-18cm的长度。
[0016]另外，本发明的特征在于，所述长纤维使用选自下述物质中的至少一种:天然纤维，其包括玉米纤维(corn fiber)、椰子纤维、棕榈树纤维、芦苇、竹子、稻草、棉、麻、毛或絹；强化聚合物纤维，其包括玻璃纤维、碳素纤维或聚酰胺纤维；以及钢丝。
[0017]根据本发明的木塑复合材料，其特征在于通过上述任一制造方法来制备木塑复合材料。
_8]发明效果
[0019]具有如上所述结构的本发明，通过包括除了使用木粉作为主要组分之外的橡胶型材料以增强物理性能如抗压强度和冲击强度等，从而使之能够进行直接钉合，而且通过包括除了木粉之外的、在伸长率和强度方面优异的木片和长纤维来改善尺寸稳定性，从而得以解决现有木塑复合材料无法进行直接钉合的问题。
[0020]发明的优选实施方案
[0021]以下将给出本发明的优选实施方案的详细说明。
[0022]根据本发明的木塑复合材料的制造方法，其特征在于，其包括:粉碎原木或木片以制备木粉作为主要组分的步骤；向所述木粉中加入橡胶型材料及添加剂并混合在一起以制备一种混合物的步骤；以及通过挤压成型、注射成型或模压成型中的任何一种方法将该混合物制成木塑复合材料的步骤。
[0023]换言之，本发明除了木粉用作制造木塑复合材料的主要组分之外还添加橡胶型材料和添加剂以增强物理性能如抗压强度、冲击强度等，从而能够进行直接钉合。
[0024]该情况下，将粉碎而成的所述木粉进行一种干燥处理，即木粉在干燥机中在80至120°C下进行干燥以具有5-15重量％的含水量。即，若木粉以干燥温度低于80°C进行干燥，则消耗太多的时间；若干燥温度大于120°C，则由于快速干燥，导致木粉的致密组织弯曲，其也被称作“变形”。
[0025]此时，干燥所述木粉以维持5-15重量％的含水量，这时因为含水量维持5-15重量％，其可与其他组分很好的混合而不需另外添加粘合剂。反之，木粉中含水量大于15重量％时，在制造木塑复合材料过程中，水分在木粉中蒸发而产生气泡，从而在混合步骤减弱组分的粘合强度。由此存在产生不良品的问题。
[0026]此外，所述混合物除了木粉作为主要组分之外还包括木片和长纤维。在这种情况下，所述木片优选使用切成0.5至18cm的长度的木片，更优选使用切成3至8cm的长度的木片。当木片被切成小于0.5cm的长度时，与使用现存木粉作为主要组分的情况没有差别，从而不能增强物理性能如抗压强度和冲击强度。反之，当木片被切成大于18cm的长度时，难以将该木片与橡胶材料混合并实施成型步骤。更优选地，木片被切成3至8cm的长度。木片被切成上述范围内的长度使得其物理性能如抗压强度或冲击强度增强，并且最大化地促进其与其他组分的相容性和成型步骤。
[0027]此外，长纤维优选切成0.5至18cm的长