專利名稱：將植物絲礦物化的方法及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種將植物絲礦物化的方法及其應(yīng)用，特別是指一種利用多樣化植物材料制做成的植物絲，并與以無機(jī)礦物材料及溶液混合成的硬化劑混合，使植物纖維礦物化，并將該植物絲與硬化劑的混合物置于模具內(nèi)，加壓制成各種形體的建材后脫模，并進(jìn)行固化以制成各種形體的建材的制造方法。
背景技術(shù)：
習(xí)用木絲樹脂板類的制程是將木材削成木絲后，混合于膠類或樹脂與石膏、鎂化物等無機(jī)物或水泥中攪拌，最后加壓制成板狀；與傳統(tǒng)疊磚施工等其它工法比較，施工較為簡便，并具有保溫隔熱性、吸音性、調(diào)濕性等優(yōu)點(diǎn)；然而，上述木絲樹脂板經(jīng)長時(shí)間吸水時(shí)，會(huì)產(chǎn)生滲水變形并造成形狀解體的缺點(diǎn)，且其防火性、耐候性、耐腐蝕性以及產(chǎn)量皆不佳，無法符合實(shí)際市場的需求，因此無法得到廣泛市場接受；此外，樹脂在火災(zāi)發(fā)生時(shí)會(huì)因高溫燃燒而釋放有毒氣體，對環(huán)境與人體健康均會(huì)產(chǎn)生危害影響。
為改良上述習(xí)用木絲樹脂板，市面上出現(xiàn)以水泥為固化物，且在水泥中添加少量無機(jī)礦物類添加物的木絲水泥板，以提高防火性、耐水性、耐候性及耐酸堿性；然而上述木絲水泥板因使用大量水泥以達(dá)到形體固化的效果，其防火性基本上只依賴水泥本身的耐火性，并未特別針對木絲纖維本身做一些難燃化處理，因此其防火性并不理想；此外，由于大量使用水泥，會(huì)將木絲攪拌時(shí)所形成的不規(guī)則空洞囊阻塞填滿，透過水泥為媒介，造成熱量與音波快速傳遞，會(huì)降低保溫、隔熱、隔音、吸音的效果；又因添加大量水泥，導(dǎo)致重量增加搬運(yùn)不便、容易產(chǎn)生顏色變深，亦有變形的憂慮，再者，水泥于接觸攝氏1000度以上高溫時(shí)會(huì)發(fā)生龜裂及強(qiáng)度衰減等問題。
另外，在原料多樣化方面，目前有嘗試以木絲以外其它植物纖維作為建材原料使用；然而，水泥類的硬化劑會(huì)受到植物材料中所含的糖分及木質(zhì)素影響，而嚴(yán)重妨礙到固化現(xiàn)象，因此除了其植物原料的選材受限，所制得的產(chǎn)品強(qiáng)度亦會(huì)受到限制，此外，還需要額外加工處理原料，增加制作成本；由于材料準(zhǔn)備過程處理不夠妥當(dāng)，植物絲的難燃性等礦物化過程的處理不夠徹底，以水泥為主的硬化劑的使用量過多及其成型、固化不易等因素，混合過程、成型過程以及固化過程的技術(shù)不佳之故，無法同時(shí)達(dá)到重量輕、強(qiáng)度高、防火性強(qiáng)的要求，因此尚未達(dá)到可實(shí)用化、量產(chǎn)化的階段。
由此可見，上述習(xí)用木絲樹脂板、木絲水泥板以及植物絲礦物化的技術(shù)仍有諸多缺失，實(shí)非良善的設(shè)計(jì)，而亟待加以改良。
本案發(fā)明人鑒于上述習(xí)用木絲水泥板所衍生的各項(xiàng)缺點(diǎn)，亟思加以改良創(chuàng)新，并經(jīng)多年苦心孤詣潛心研究后，終于成功研發(fā)完成本件將植物絲礦物化的方法及其應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的即在于提供一種將植物絲礦物化的方法及其應(yīng)用，透過使植物絲帶有難燃性的礦物化過程，不使用水泥或樹脂與膠類，而使用耐火性高的無機(jī)礦物類為硬化劑的方式，使植物絲具有無機(jī)礦物材料的優(yōu)點(diǎn)，并強(qiáng)化其耐候性、耐變形性及防火性。
本發(fā)明的次一目的是在于提供一種容易加工、質(zhì)輕、厚度薄、強(qiáng)度高且其使用范圍廣、品質(zhì)穩(wěn)定的高級建材。
本發(fā)明的另一目的系在于提供一種將植物絲礦物化的方法及其應(yīng)用，將實(shí)用價(jià)值低的中、小徑木材或者活、廢木等再生木材，以及棕櫚纖維、椰子纖維、棉花桿、竹子、草本類植物、堅(jiān)果殼、豆殼等植物纖維再生利用以制造建材，提供環(huán)境破壞降到最低、運(yùn)用廢棄物資的建材制作方法。
可達(dá)成上述發(fā)明目的將植物絲礦物化的方法及其應(yīng)用，包括有植物材料、礦物材料以及使植物纖維礦物化、各種形體的建材成型到固化的完整制程；本發(fā)明的植物材料可為木材、棕櫚纖維、椰子纖維、棉花桿、竹子、草本類植物、堅(jiān)果殼以及豆類外殼等，其中將至少一種以上材料裁切或粉碎成適當(dāng)大小來作為植物絲；本發(fā)明的礦物材料包含碳酸鈣、氯化鈣、硅酸鈣、氧化鎂、氯化鎂、硫酸氧鎂、氧化鋅、珍珠巖、金剛砂及螢石，其中將至少一種以上材料與溶液混合成硬化劑，再與上述植物絲混合；由于水泥類的硬化劑受到植物材料所含的糖分及木質(zhì)素妨礙現(xiàn)象極為明顯，因此本發(fā)明不采用水泥或樹脂與膠類，而采用其它無機(jī)礦物類作為硬化劑，將糖分及木質(zhì)素影響降到最低，以擴(kuò)大可利用植物絲原料來源以及簡化原料處理過程；再將該植物絲與硬化劑的混合物置于模具內(nèi)，并施加壓力，以塑造成各種形狀(如板狀或柱狀)，再由模具分離該成型的建材以將之固化，并于上述程序中使植物纖維礦物化，使該建材制成品具有無機(jī)礦物材料的特性與優(yōu)點(diǎn)。


請參閱以下有關(guān)本發(fā)明一較佳實(shí)施例的詳細(xì)說明及其附圖，將可進(jìn)一步了解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容及其目的功效；有關(guān)該實(shí)施例的附圖為圖1為本發(fā)明將植物絲礦物化的方法及其應(yīng)用的流程圖。
圖號說明1 準(zhǔn)備過程11處理過程12裁切過程13干燥過程2 混合過程21滲透阻燃材過程22混合硬化劑過程3 成型過程4 固化過程
具體實(shí)施例方式
請參閱圖1，本發(fā)明所提供的將植物絲礦物化的方法及其應(yīng)用，主要包括有植物材料、礦物材料以及該建材的生產(chǎn)過程；該植物材料是為木材、棕櫚纖維、椰子纖維、棉花桿、竹子、草本類植物、堅(jiān)果殼以及豆類外殼等；該礦物材料是為碳酸鈣、氯化鈣、硅酸鈣、氧化鎂、氯化鎂、硫酸氧鎂、氧化鋅、珍珠巖、金剛砂及螢石等；該生產(chǎn)過程是包含準(zhǔn)備過程、混合過程、成型過程及固化過程；該準(zhǔn)備過程是為自多樣化植物材料制作成植物絲的過程，包含處理過程、裁切過程以及干燥過程；該處理過程是將該植物材料中不必要的成分去除，該木材，由于不采用水泥類硬化劑，其受到糖分及木質(zhì)素妨礙影響不大而可忽略，因此本發(fā)明的木絲材料不需另外處理，若有需要，可將木絲浸泡于鹽水及氯化鈣溶液等方式另行處理；該棕櫚纖維、椰子纖維及棉花桿等植物材料中因含有大量油脂、蛋白質(zhì)、糖份、水分等不必要成分，應(yīng)將一種或一種以上成分去除，去除方法是使用促進(jìn)劑，以離心方式去除上述不必要成分，只使用其纖維為植物材料，然而，去除油脂、蛋白質(zhì)、糖份、水分的方式不限定使用離心分離；該竹子或回收免洗竹筷以滾筒輾壓等方式加工成竹子絲狀或絨狀；另外，該草本類植物、堅(jiān)果殼、豆類外殼等植物材料因表皮具有皮膜，化學(xué)成分不易滲透到內(nèi)部，且其內(nèi)部富含油脂、蛋白質(zhì)、糖份，會(huì)阻礙后續(xù)處理，是故以搓揉或破壞表面等物理方法，或浸泡于化學(xué)藥品中以去除皮膜，并透過離心分離等方式以去除油脂、蛋白質(zhì)及糖份；另外，將該木材、棕櫚纖維、椰子纖維、棉花桿、竹子、草本類植物、堅(jiān)果殼、豆類外殼其中至少一種以上的植物材料，以氧化型或還原型等漂白方式加工，以作為植物材料使用；上述處理過程亦可于裁切之后再行處理。
該裁切過程是將木材削成薄片形狀之后裁切成3mm以下寬度的植物絲來使用，長度控制于50公分之內(nèi)，若植物材料為圓筒型，亦可順著原筒外圍削成薄片之后再裁切，或?qū)⒛静姆鬯槌深愃颇拘嫉念w粒形狀或小碎片，植物絲裁切或粉碎的強(qiáng)度、厚度及寬度視建材使用目的及植物絲特性作適度調(diào)整；一般而言，植物絲厚度愈薄愈容易得到輕量化、高強(qiáng)度、高防火性、細(xì)致表面的建材；該干燥過程是將上述處理好的植物材料再加以干燥，使其含水量為18％以下，以提高阻燃材或難燃材滲透至該植物材料的效果；該混合過程是包含滲透阻燃材過程以及混合硬化劑過程；該滲透阻燃材過程是使用市售阻燃材或難燃材，將液態(tài)的阻燃材或難燃材直接使用原液或稀釋成適當(dāng)比例使用，固態(tài)阻燃材或難燃材則溶解于水或溶劑使用，再將該干燥的植物絲浸泡于該阻燃材或難燃材液體中，經(jīng)滲透后使該植物絲產(chǎn)生難燃性；該滲透阻燃材過程可視建材的功能需求與否，于制作過程中處理該植物絲或加以省略；該混合硬化劑過程是將碳酸鈣、氯化鈣、硅酸鈣、氧化鎂、氯化鎂、硫酸氧鎂、氧化鋅、珍珠巖、金剛砂及螢石等耐火性能高的無機(jī)礦物材料中至少一種以上材料與溶液攪拌混合，制成無機(jī)礦物性硬化劑，再將該無機(jī)礦物性硬化劑與該植物絲攪拌混合，使該植物絲粘著并可成型，并提高其耐火性能，再者，該無機(jī)礦物材料滲透至該植物絲內(nèi)部，并在該植物絲表面形成無機(jī)皮膜，可將植物絲由內(nèi)部礦物化，并進(jìn)一步促使植物絲產(chǎn)生礦物化特性；該無機(jī)礦物性硬化劑的礦物材料成分及比例，可視建材的用途及該植物絲的狀態(tài)做調(diào)整；該礦物性硬化劑的溶液可為水或稀釋液態(tài)阻燃材或液態(tài)難燃材；該礦物性硬化劑中亦可添加少量爐渣、水泥(波特蘭水泥、混合波特蘭水泥、特殊波特蘭水泥)、無毒性樹脂(水基性環(huán)氧樹脂系及壓克力系、水玻璃(俗稱泡化堿)、熱可塑性橡膠系(俗稱透明膠))、石粉(石英、石膏、玉石、斜長石、輝石、滑石、玄武巖或其它石粉)或硅酸鹽礦物(硅酸鎂、硅酸鋁)等；
該成型過程是將該植物絲與硬化劑的混合物置于模具內(nèi)，并施加壓力，以塑造成各種形狀(如板狀或柱狀)的建材；該成型過程可為常溫加壓，亦可將模具加熱進(jìn)行加壓的方式來成型，此過程亦可促進(jìn)植物絲組織產(chǎn)生礦物化特性；該固化過程是先將該成型的建材由模具中分離，再將該建材置放于蒸氣室或溫室內(nèi)，使建材內(nèi)部多余的水分蒸發(fā)，并且讓植物絲與硬化劑固化；將建材置于蒸氣室或溫室是以高溫來縮短固化時(shí)間，且因溫度固定，較室外露天固化的品質(zhì)穩(wěn)定且均一，然而，亦可使用室外露天固化達(dá)成固化作用；透過上述的植物絲難燃化過程、內(nèi)部吸收無機(jī)礦物、表面形成無機(jī)礦物包覆膜層及植物絲固化的過程，可達(dá)成使植物絲產(chǎn)生礦物化的特性。
實(shí)施例一以下依本發(fā)明之一實(shí)際實(shí)施案例，將植物絲礦物化的方法及其應(yīng)用加以詳細(xì)說明以廢雜木為植物材料，隨廢雜木的外圍削成厚度約0.2mm的薄片，再切成寬度約2.0mm、長度約35cm的植物絲，再將該植物絲經(jīng)干燥處理至含水量14％左右；將難燃材或阻燃材以水稀釋后，放入該干燥植物絲，使難燃材或阻燃材滲入該植物絲內(nèi)部；之后取出植物絲，將該難燃材與硬化劑混合，該硬化劑是為輕量碳酸鈣、氯化鈣、氧化鎂、氯化鎂以及膨脹珍珠巖的混合物(體積比為2∶1∶2∶1∶2)；該硬化劑、該難燃材溶液與該植物絲以重量比1∶1∶1混合，該重量比可視該植物絲的狀態(tài)與建材的用途適度調(diào)整；再將該硬化劑、難燃材與該植物絲混合物放入于設(shè)定規(guī)格(例如910×1820×12mm)的模具內(nèi)，將該模具加熱至攝氏80度并加壓30分鐘以快速成型；亦可于常溫下加壓制作，成型時(shí)間約為8小時(shí)；隨后將該建材脫模后置放于蒸氣室進(jìn)行固化過程，該蒸氣室內(nèi)溫度維持在攝氏60度左右，以促進(jìn)固化并維持建材品質(zhì)穩(wěn)定；
固化作用完成后即可得到具有卓越的防火性、無毒性、耐水性、耐腐蝕性、耐酸堿性、耐變形性，且量輕、強(qiáng)度高、厚度薄的建材。
本發(fā)明所提供的將植物絲礦物化的方法及其應(yīng)用，與其它習(xí)用技術(shù)相互比較時(shí)，更具有下列的優(yōu)點(diǎn)1.本發(fā)明所提供的建材，具有無機(jī)礦物材料的特性與優(yōu)點(diǎn)，并具有卓越的防火性、無毒性、耐水性、耐候性、耐腐蝕性、耐酸堿性以及耐變形性。
2.本發(fā)明不使用水泥或樹脂與膠類，而改采用其它無機(jī)礦物類作為硬化劑，將植物材料中所含的糖分及木質(zhì)素對硬化劑的影響降到最低，以擴(kuò)大可利用的植物絲原料來源及簡化原料處理過程。
3.本發(fā)明所提供的建材及其制程是使用多樣化的再生材料，將實(shí)用價(jià)值低的中、小徑木材及活、廢木等再生木材，以及棕櫚纖維、椰子纖維、棉花桿、竹子、草本類植物、堅(jiān)果殼、豆殼等植物纖維再生利用以制造建材，提供環(huán)境破壞降到最低、運(yùn)用廢棄物資源，并且容易取得材料的將植物絲礦物化的方法及其應(yīng)用。
4.本發(fā)明所提供的建材質(zhì)量輕、厚度薄，搬運(yùn)方便且容易加工，使用范圍廣、品質(zhì)穩(wěn)定，是為一可廣泛適用于各種室內(nèi)外裝潢的材料。
上列詳細(xì)說明是針對本發(fā)明之一可行實(shí)施例的具體說明，然而該實(shí)施例并非用以限制本發(fā)明的專利范圍，凡未脫離本發(fā)明技藝精神所為之等效實(shí)施或變更，例如植物材料、礦物材料、難燃物、阻燃物的規(guī)格及用量比例，加工溫度、時(shí)間以及模具形狀及規(guī)格等變化的等效性實(shí)施例，均應(yīng)包含于本案的專利范圍中。
綜上所述，本案不但在制造方法上確屬創(chuàng)新，并能較習(xí)用物品增進(jìn)上述多項(xiàng)功效，應(yīng)已充分符合新穎性及進(jìn)步性的法定發(fā)明專利要件，于是依法提出申請，懇請貴局核準(zhǔn)本件發(fā)明專利申請案，以勵(lì)發(fā)明，至感德便。
權(quán)利要求
1.一種將植物絲礦物化的方法，其特征在于，其為一種礦物化植物絲建材的制作方法，其包含將木材、棕櫚纖維、椰子纖維、棉花桿、竹子、草本類植物、堅(jiān)果殼、豆類外殼其中至少一種以上的植物材料制做成植物絲的準(zhǔn)備過程；將碳酸鈣、氯化鈣、硅酸鈣、氧化鎂、氯化鎂、硫酸氧鎂、氧化鋅、珍珠巖、金剛砂、螢石其中至少一種以上礦物材料與水混合成硬化劑，并與該植物絲混合的混合過程；將該植物絲與硬化劑的混合物置于模具內(nèi)，加壓制成建材的成型過程；以及將該建材脫模后的固化過程。
2.如權(quán)利要求1所述的將植物絲礦物化的方法，其中該準(zhǔn)備過程是包含將該棕櫚纖維、椰子纖維及棉花桿所含的油脂、蛋白質(zhì)、糖份及水分當(dāng)中至少一種以上成分去除，只使用其纖維為植物材料的處理過程。
3.如權(quán)利要求1所述的將植物絲礦物化的方法，其中該準(zhǔn)備過程是包含將該竹子或回收免洗竹筷以滾筒輾壓方式加工成竹子絲狀或絨狀，以作為植物材料使用的處理過程。
4.如權(quán)利要求1所述的將植物絲礦物化的方法，其中該準(zhǔn)備過程是包含將該草本類植物、堅(jiān)果殼及豆類外殼以物理或化學(xué)方法破壞其表面皮膜，并將油脂、蛋白質(zhì)及糖份當(dāng)中至少一種以上成分去除，以作為植物材料使用的處理過程。
5.如權(quán)利要求1所述的將植物絲礦物化的方法，其中該準(zhǔn)備過程是包含將該木材、棕櫚纖維、椰子纖維、棉花桿、竹子、草本類植物、堅(jiān)果殼、豆類外殼其中至少一種以上的植物材料，以氧化型或還原型漂白方式加工，以作為植物材料使用的處理過程。
6.如權(quán)利要求1所述的將植物絲礦物化的方法，其中該準(zhǔn)備過程是包含將該植物材料裁切或粉碎成設(shè)定尺寸以下的碎片，或隨圓柱形狀木材外圍削成薄片之后裁切，或?qū)⒛静姆鬯槌赡拘?，以作為植物絲使用。
7.如權(quán)利要求1所述的將植物絲礦物化的方法，其中該準(zhǔn)備過程是包含將該植物絲以干燥過程處理。
8.如權(quán)利要求1所述的將植物絲礦物化的方法，其中該混合過程是包含將該干燥后的植物絲浸泡于液狀的阻燃材或阻燃材稀釋或溶解的液體中，以將該阻燃材滲透到植物絲內(nèi)部并使其難燃化。
9.如權(quán)利要求1所述的將植物絲礦物化的方法，其中該硬化劑可添加阻燃材或難燃材。
10.如權(quán)利要求1所述的將植物絲礦物化的方法，其中該硬化劑中添加爐渣、水泥、石粉、硅酸鹽礦物及樹脂其中至少一種添加物。
11.如權(quán)利要求1所述的將植物絲礦物化的方法，其中該成型過程可于常溫下或?qū)⒛＞呒訜徇M(jìn)行。
12.如權(quán)利要求1所述的將植物絲礦物化的方法，其中該固化過程是先將該成型的建材由模具中分離，再將該建材置放于蒸氣室或溫室高溫內(nèi)，使建材內(nèi)部多余的水分蒸發(fā)，并讓植物絲與硬化劑固化。
13.一種將植物絲礦物化的方法的應(yīng)用，其特征在于其是通過植物絲礦物化的方法所制造出的建材。
14.如權(quán)利要求13所述的將植物絲礦物化的方法的應(yīng)用，其中該建材的形體及規(guī)格可依使用目的及模具形狀而改變，如柱體、錐體、管狀、弧形或球形。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種將植物絲礦物化的方法及其應(yīng)用，是利用木材、棕櫚纖維、椰子纖維、棉花桿、竹子、草本類植物、堅(jiān)果殼、豆類外殼其中至少一種以上的植物材料制做成植物絲，并以碳酸鈣、氯化鈣、硅酸鈣、氧化鎂、氯化鎂、硫酸氧鎂、氧化鋅、珍珠巖、金剛砂、螢石其中至少一種以上礦物材料與溶液混合成硬化劑，再將該硬化劑與該植物絲混合的混合過程，以使植物纖維礦物化，并將該植物絲與硬化劑的混合物置于模具內(nèi)，加壓制成各種形體的建材，于該建材脫模后進(jìn)行固化，使其具有無機(jī)礦物材料的優(yōu)點(diǎn)，并具有卓越防火性、隔熱性、耐變形性，且無毒性、重量輕、強(qiáng)度高、生產(chǎn)成本低廉、符合環(huán)保要求。
文檔編號B27K3/16GK1833840SQ20051005536
公開日2006年9月20日 申請日期2005年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月18日
發(fā)明者孫辰豪 申請人:孫辰豪