專利名稱：桿狀物的利用方法及其產(chǎn)品和用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種將天然的或人工的桿狀物制成產(chǎn)品的方法及其產(chǎn)品和用途。
天然或種植的桿狀物如秸桿、蘆葦、巴茅、毛竹、樹枝、藤條等的性狀是截面小、單根強(qiáng)度小、數(shù)量大、雜亂、直接使用價值不大，為改變其性狀弱點(diǎn)，提高利用價值和利用率，用作制作包裝材料類的技術(shù)方案已有多種；如中國專利申請?zhí)枮?9100574名稱為“用毛竹(或木竹、雜竹)配廢紙、芒桿、麥草、稻草制造牛皮箱紙板”的發(fā)明專利其方案是將木、竹、禾草、廢紙等蒸煮、化學(xué)處理、疏解、打漿、再抄造等造紙工序制成紙板；又如中國專利申請?zhí)枮?8102824名稱為“蜂窩紙磚”，公告為1205966的發(fā)明專利的方案是用廢紙20％、麥桔、稻草用造紙工藝及設(shè)備打漿、模壓成具有蜂窩孔(方孔或圓孔)的塊狀物，用途是作如電視機(jī)、電冰箱的包裝襯墊紙磚；用于制造板材的技術(shù)方案亦有多種如中國專利申請?zhí)枮?9112906名稱為“以醛類膠作為膠粘劑的麥桿稻草中密度纖維板及制造方法”，其技術(shù)方案是將麥桿稻草紛碎、經(jīng)高溫蒸煮、磨成細(xì)纖維、施膠、干燥、鋪裝成型、板胚預(yù)壓、熱壓等工序制成中密度纖維板；又如中國專利申請?zhí)枮?8105263的已授權(quán)的名稱為“一種碎料膠合板及其制造方法”其技術(shù)方案為以脲醛、聚乙烯縮醛、氯丙烯酰胺三元樹脂為膠粘劑、經(jīng)熱壓碎料而制成的一種碎料膠合板；等等。
以上幾種及其類似的技術(shù)方案的共同做法和缺點(diǎn)在于都是將木、竹、桔桿等原料通過浸泡、化學(xué)(酸、堿等)處理、粉碎或打漿、蒸煮、造紙或熱壓成板塊等多種工序，把原料本身已具有的結(jié)構(gòu)和力學(xué)特性(如抗拉、抗壓、抗剪強(qiáng)度)施以物理的、化學(xué)的手段加以破壞、再用膠粘劑和機(jī)械、熱學(xué)方法制成成品，其處理工序復(fù)雜、費(fèi)工、費(fèi)時、費(fèi)料、浪費(fèi)能源、污染環(huán)境(如化學(xué)處理排放的酸、堿、廢液、廢氣等)因而成本高、浪費(fèi)人力資源及設(shè)備。而保留原用材料結(jié)構(gòu)加以利用的技術(shù)方案，見于中國專利申請?zhí)枮?3107454名稱為“夾心樹脂人造板及制作方法”的發(fā)明專利，其技術(shù)方案為要求中間層整齊排列的樹枝其間由熱固型樹脂膠攪拌的木質(zhì)碎料填充，并在兩面形成夾層，其缺點(diǎn)是因樹枝的自然形態(tài)不會端正平直，多有彎曲拐權(quán)要求整齊排列難于實(shí)現(xiàn)，因而選材要求高、原材淘汰、廢棄多；再者使用熱固型樹脂作粘合劑，必然要設(shè)備加熱設(shè)備、熱源、固化模型及加壓設(shè)備，冷卻設(shè)備及場地等，第三對每塊芯材中的樹枝經(jīng)拉直壓平，使之發(fā)生形變時，再膠凝固化，必然存在強(qiáng)大的內(nèi)應(yīng)力，由于熱固型樹脂隨著氣溫冷熱變化而不可避免的產(chǎn)生蠕變，又因內(nèi)應(yīng)力的存在，致使夾心板產(chǎn)生翹曲現(xiàn)象就不可避免，就成為這種夾心板的致命缺點(diǎn)。
再有于中國專利申請?zhí)枮?9125175公告號為1265961名稱為“蜂窩稻(麥)草板及其生產(chǎn)方法”的發(fā)明專利，意欲提供的是“一種蜂窩稻(麥)草板，其內(nèi)部有一排增強(qiáng)減重的膠凝蜂窩孔其外表面是耐撞擊、阻燃、防雨、平整的膠凝纖維面，其余為稻草自身膠膠結(jié)和機(jī)械絞接的稻草板板芯”，其生產(chǎn)方法是“采用一臺專門設(shè)計的沖壓成型機(jī)……”。已明確說明該草板的特征是內(nèi)部只有一排膠凝蜂窩孔；外表是膠凝纖維面，其余為“稻草板板芯”這種板芯是“稻草自身膠(存在嗎？)膠結(jié)的和機(jī)械絞接的”?？梢钥闯鲇稍摦a(chǎn)品內(nèi)部可能呈松散狀，由此結(jié)構(gòu)所致，必然缺乏抗拉、抗壓、抗彎強(qiáng)度，甚至松散。
本發(fā)明的目的在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，而提出一種桿狀物的利用方法，制造多種產(chǎn)品，并說明其用途。
本發(fā)明的技術(shù)方案是用與材料和用途相宜的粘合劑將天然的、人工制成的桿狀材料大致按同方向、密集排列或相間排列，并粘合成大塊立體(可按需用相應(yīng)適當(dāng)容器)初凝或固化后，按需鋸、切加工成所需幾何形體，再作表面處理和裝飾。
本方案所提供的方法有別于上述技術(shù)方案的特點(diǎn)在于所用原材1.不粉碎、不打漿、不要求截鋸成統(tǒng)一長度；2.不加溫、不蒸煮；3.不浸泡、不發(fā)酵(生化方式)；4.不經(jīng)酸、堿處理，因此保留了原材固有的力學(xué)性狀和優(yōu)點(diǎn)，其必然效果就是節(jié)省了要進(jìn)行上述處理所耗費(fèi)的能源、設(shè)備、人力、場地使用；不造成因之產(chǎn)生的環(huán)境污染，亦不需耗費(fèi)該項污染的治理所需的人力、物力他財力。
利用這一技術(shù)方案所提供的方法，將草本植物(特別是稻、麥草、玉米桿等農(nóng)作物秸桿和蘆葦、巴茅等野生植物)的桿莖段按大致同方向密集排列用粘合劑粘合成立方體(或其他形體)，固化結(jié)成大塊坯料后1.將坯料鋸、切成薄片，再置于兩涂粘合劑的薄型面料(如紙質(zhì)、木質(zhì)面料、塑料膜、板等)之間粘合而成三種夾心板瓦楞(芯)板(當(dāng)沿粘合桿縱向切片時)、蜂窩(芯)板(當(dāng)沿粘合桿料橫向切片時)和通用夾心板(當(dāng)沿粘合桿料斜向切片時)；它們的用途在于作各種物品物料的包裝板和襯墊板。2.將坯料按需鋸切、加工成所需幾何形體，用于作為代替造成白色公害的現(xiàn)正廣泛使用的聚氯乙烯發(fā)泡塑料制成的襯墊材料的新型襯墊。其表面可覆蓋柔韌性和彈性材料，如發(fā)泡塑料、帶有氣泡的塑料膜絨布等，以緩沖振動時對被保護(hù)物品的沖擊和摩擦，保護(hù)其表面。
所用粘合劑可按用途選用，一般為有機(jī)粘合劑，如天然粘合劑中的淀粉、糊精；動植物蛋白膠，如骨膠、魚膠、蟲膠；天然樹脂膠，如松香、木質(zhì)素、樹膠、天然橡膠、乳膠、瀝青等，也可采用熱塑型膠聚醋酸乙烯、聚乙烯醇、飽和聚酯、聚氨酯、聚氯乙烯類，也可采用熱固型膠如環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯、聚酰亞銨等，氯丁橡膠、丁基橡膠，亦可采用復(fù)合粘合劑環(huán)氧——聚酰銨，環(huán)氧——酚醛，酚醛——氯丁橡膠等，可按需加入防霉劑、殺菌劑、防腐劑、防水劑、交聯(lián)劑、增塑劑、高分子改性劑。實(shí)現(xiàn)粘合劑的改性，成為改性粘合劑，以提高粘接強(qiáng)度和具有更多有用的性能。
利用上述技術(shù)方案所提供的方法還可以用無機(jī)粘合劑和其他建筑膠粘劑，將按大致同方向密集(或相間)排列的草本、木本植物的桿莖、枝條、竹梢、竹枝粘合成立方體(或其他形體)，固化后形成坯料，按需(用途)鋸、切成相適應(yīng)厚度的大片平整的板材芯，沿粘合桿材縱向鋸切，制得瓦楞板芯材；沿粘合桿材橫向鋸切，制得蜂窩(空芯或?qū)嵭?板芯材；沿粘合桿材方向斜向鋸切，制得通用夾心板芯材，再分別按需進(jìn)行表面處理和裝飾，以上產(chǎn)品用于制作家具、墻體、墻面、室內(nèi)裝璜等。
本發(fā)明可利用的人工桿狀物諸如1.廢紙制成的紙膠管；2.塑料管；3.各種織物、布料、人造革等可施膠卷管形成桿狀物；4.金屬桿件等，它們的制作方法和設(shè)備均是現(xiàn)有技術(shù)。
例如每年數(shù)以百萬噸的廢棄紙張如天天大量產(chǎn)出的又隨即過時的報紙、過時書刊、包裝用紙(如水泥紙袋等)，其現(xiàn)實(shí)利用狀況是大多回收到紙廠、粉碎、疏解、酸堿浸漬制漿、抄造、制成“再生紙”，其質(zhì)地松散、色度灰暗、甚至大量帶菌、藏垢納污，且常以“衛(wèi)生紙”的商品形式占據(jù)市場，危害健康、貽害人民。若將上述遺廢的清潔紙張，加粘合劑搓制成紙膠管，再按同方向密集排列(或相間排列)并用粘膠劑或加填料粘結(jié)固化成大塊立方體的坯料，再按與粘結(jié)管料的縱向、橫向和斜向、取所需厚度或所需部件的形狀尺寸鋸切、即可獲得瓦楞板芯、蜂窩板芯、通用板芯或部件芯材。再分別進(jìn)行表面處理(粘結(jié)面料)和裝飾。按其強(qiáng)度、材質(zhì)、可分別用作家俱，電器潔具、車輛、船艇、飛行器的材料或部件。
桿狀物相間排列的方法可以是將桿狀物穿入平板材料上間距均勻的孔中，每根桿件至少穿進(jìn)兩塊平板。桿件之間即可填入更多膠體材料，增加成品強(qiáng)度；亦可用其他類似方法，如用綱孔疏密適度的的綱代替前述孔板。
本發(fā)明提供的技術(shù)方案中用粘(膠)合劑的施膠方法如下本發(fā)明使用的各種粘(膠)合劑及其配方均是現(xiàn)有技術(shù)或產(chǎn)品，其施膠方法，亦可從相關(guān)技術(shù)手冊中查得，為使用方便，加以說明，施用液態(tài)粘(膠)合劑的方法有1.浸漬法將所處理之桿件在配制好的粘合劑中浸漬、撈出后、疏理、裝模、壓實(shí)到密集程度；2.刷涂法手工刷涂、膠輥滾動刷涂等；3.壓噴法將加壓粘(膠)合劑從噴嘴霧狀或束狀均勻噴于桿料上。施用粘(膠)合劑(如石膏、石灰、水泥、菱苦土及均勻分布于其中的粉狀添加劑(如硼砂、鹽類、填料)等)時，將桿狀物疏理分層裝模同時均勻噴灑于其間，再經(jīng)搖振，壓緊到密集程度時再按配比均勻注入液體固化劑(如水、加有添加劑的液體等)經(jīng)適度振動，使粘(膠)合劑充分均勻吸收，促進(jìn)均勻反應(yīng)、固化。
本技術(shù)方案的實(shí)施例、最佳實(shí)施例如下一、包裝襯墊材料采用淀粉(面粉或糯米粉等)經(jīng)糊化、降解(氧化法、酸解法、熱解法等)，加入工業(yè)鹽作殺菌、防霉劑，以雙氧水為氧化劑，加氫氧化鈉促進(jìn)糊化，用硼砂作交聯(lián)劑，提高耐水性，按配比調(diào)配制成粘合劑，裝入容器備用；用薄鋼板制成容積為2000×2800×3000mm3的鋼模，其四個側(cè)板與底板有鉸鏈聯(lián)接，可沿水平軸轉(zhuǎn)動，側(cè)板接縫處有鎖扣因而可拆開，頂板為板條框架結(jié)構(gòu)或帶孔(方孔或圓孔)板?？缮舷乱苿踊蛉〕觥Ｖ谱鞴ば?yàn)?.模具預(yù)處理在模具內(nèi)壁鋪滿防粘材料紙或塑料薄膜或勻刷(噴)脫模劑——肥皂水或油類。2.將稻(麥)草桿莖段在粘合劑中浸漬取出逐層按大致同方向置入鋼模，均勻緊密排列并壓實(shí)(不宜將桿莖壓扁)，裝滿鋼模加頂板，在頂板上加適當(dāng)壓力(如均勻防放置重物)待干燥固化后，打開側(cè)板，取出已固結(jié)的坯料。3.按稻(麥)草桿相同方向、垂直方向或成30°～80°方向，鋸、切成厚度為3mm~10mm的薄片，即得稻(麥)草瓦楞板芯、蜂窩板芯或通用板芯。4.再在其兩面膠粘紙質(zhì)或塑料面層即制成包裝板。5.根據(jù)需襯墊物品(如電視機(jī)、電風(fēng)扇、電冰箱、儀表等)與包裝箱間的空穴形狀、尺寸鋸切坯料，即可制成合適需要的襯墊板塊，其表面可粘貼柔性面料。
本例說明方便的利用了產(chǎn)量龐大的農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品，減少環(huán)境污染，又滿足了商品經(jīng)濟(jì)對包裝材料的巨大市場的需要。所用粘合劑及桿材無毒無害，絕無污染；所用設(shè)備簡單、投資少、壽命極長；操作簡易，易學(xué)易會；可手工操作亦可根據(jù)工序采用簡單工具或機(jī)械進(jìn)行生產(chǎn)?？闪魉鳂I(yè)，亦可逐步機(jī)械化、生產(chǎn)線作業(yè)、機(jī)動靈活、便于推廣。其初級產(chǎn)品為大塊坯料，按需鋸切、靈活性、適應(yīng)性強(qiáng)，很容易滿足包裝業(yè)務(wù)的各種需要。所得的三種板材的力學(xué)性能瓦楞板和蜂板的柔韌性和剛性各有側(cè)重，而所謂通用板僅指其柔韌性和剛性在前兩者之間。本成品包裝材料還可回收再利用，并可作造紙原料，實(shí)可稱為名副其實(shí)的綠色包裝材料。
二、墻體材料采用高強(qiáng)度一、二級建筑石膏加入適量生石灰(如15~30％)、消石灰、電爐渣、粉煤灰等活性材料(提高制品強(qiáng)度和耐水性)均勻混合為粉狀物，采用設(shè)備如上例。制作工序?yàn)?.模具預(yù)處理(同上例)。2.將稻(麥)草桿莖段、竹枝條、樹枝條、藤條……等一種或多種(均衡配置)大致同向置入鋼模，桿狀物自然伸展(消除成品內(nèi)應(yīng)力)，同時將調(diào)配好的膏粉填入其間，使之密實(shí)，裝模至滿70~95％(容積高度)壓上頂板。3.在置于高處的水箱中裝入調(diào)配好助劑(作為緩凝劑的硼砂、明礬或亞硫酸鹽紙漿廢液或作為速凝劑的氯化納、硫酸鹽及硝酸鹽或水玻璃、肥皂水等)的水容液，用軟管引出，從鋼模頂板上方的孔洞均勻緩速充足注入供膏粉充分吸收，反應(yīng)完全通常約4分鐘初凝，30分鐘終凝。4.打開鋼模側(cè)板，取出胚料。5.按上例可取三種方向鋸切胚料，規(guī)格大小可按建筑物設(shè)計尺寸，如厚60~320mm，寬1300mm，長2600mm。鋸切所得的標(biāo)準(zhǔn)墻體坯料，其表面處理可在安裝前或安裝后按需進(jìn)行坯面封孔，按需膠貼面料和裝飾，如粘貼壁紙、墻布、漆面、木面、塑面等。
三、高強(qiáng)度高性能輕體材料采用大量存在的過期廢棄的膠版紙、銅版紙畫刊書報或大量廢棄的水泥包裝袋(如牛皮紙袋、化纖布袋等)為材料，以環(huán)氧樹脂(其中加有適配固化劑)為粘合劑，刷涂或輥涂于單面，將其卷搓成4~8mm直徑的紙卷膠管，再在其表面刷涂或滾涂粘合劑，有序同向排列緊密粘結(jié)、固化成為芯坯，再按上例三種方向切割而成三種板芯或按產(chǎn)品部件設(shè)計的形狀切坯，其表粘結(jié)玻纖布，或?qū)⑵洳＠w布浸漬粘膠劑貼覆表面，在20~25c°左右約24h固化，成品特點(diǎn)是強(qiáng)度高，有韌性、防水、可用于制作家具、電器、潔具、車輛、艦船、飛行器的材料。
亦可用玻纖布代替上述膠版紙，以不飽和聚脂膠(包括固化劑)代替環(huán)氧樹脂作粘合劑，如上述工序，制成玻璃鋼材料或部件，用途廣泛。
桿狀物多多，粘(膠)合劑種類多多，按其適配性能(相容性)，和所需成品性能，應(yīng)用本發(fā)明提供的技術(shù)方案可制造多種性能，多種產(chǎn)業(yè)，需要的多種系列的材料及產(chǎn)品恕未贅述。
綜上所述，本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)1.不耗費(fèi)大量能源、人力、設(shè)備去破壞原材的力學(xué)結(jié)構(gòu)，亦因而避免了該破壞過程造成的環(huán)境污染及節(jié)省了該項污染的治理所需的人力、財力和物力。
2.生產(chǎn)設(shè)備簡單、壽命長、投資少、工序少、技術(shù)簡易、掌握容易、便于在廣產(chǎn)原料的農(nóng)村、城鎮(zhèn)推廣。
3.產(chǎn)品成本低。
4.主要原料和輔助材料來源廣泛、價格低。
5.產(chǎn)品適應(yīng)性強(qiáng)，用途廣泛，能滿足商場市場對于包裝、襯墊材料、建筑材料以及其他產(chǎn)業(yè)巨大的需求。
6.采用高強(qiáng)原材可制成高強(qiáng)材料，可用于需要高性能參數(shù)的器件和產(chǎn)業(yè)。
7.從該技術(shù)、力學(xué)角度看，以簡單的方法充分保留和利用了原材的力學(xué)結(jié)構(gòu)，所得產(chǎn)品亦具有新的符合力學(xué)原理的結(jié)構(gòu)，因而具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高同時還有防振、吸聲、電絕緣，隔熱等優(yōu)點(diǎn)；并可利用化學(xué)方法，使之具有防水、防菌、防霉、防老化等性能。
8.本方法應(yīng)用廣泛，原輔材料豐富、易得、低廉，因而人員、設(shè)備、場地利用率高，農(nóng)作物秸桿，野生植物桿莖、竹枝、樹枝，一年四季都有，廢報紙、廢書刊、廢包裝紙經(jīng)常產(chǎn)生，固而生產(chǎn)不會因季節(jié)或待料而停產(chǎn)。
9.本方法可人工操作，亦可使用簡單機(jī)械，單臺機(jī)器(如傳送、疏理、壓噴、涂刷、鋸切等)逐步過渡到機(jī)械化自動生產(chǎn)線，無論處于那種生產(chǎn)手段水平都可正常生產(chǎn)。
10.生產(chǎn)無三廢污染，所剩邊角余料均可利用。
權(quán)利要求
1.一種采用粘合劑粘合桿狀材料，使之成為有用材料的方法，其特征在于用與材料和用途相宜的粘合劑將天然的、人工制成的桿狀材料大致按同方向、密集排列或相間排列，并粘合成大塊立體(可按需用相應(yīng)適當(dāng)容器)初凝或固化后，按需鋸、切加工成所需幾何形體，再作表面處理和裝飾。
2.一種采用粘合劑將草本植物桿莖或人工桿狀材料粘結(jié)利用的方法和用途，其特征在于將草本植物(特別是稻、麥草、玉米桿等農(nóng)作物秸桿和蘆葦、巴茅等野生植物)的桿莖段按大致同方向密集排列用改性粘合劑粘合成立方體(或其他形體)，固化結(jié)成大塊坯料后1.將坯料鋸、切成薄片，再置于兩涂粘合劑的薄型面料(如紙質(zhì)、木質(zhì)面料、塑料膜、板等)之間粘合而成三種夾心板瓦楞(芯)板(當(dāng)沿粘合桿縱向切片時)、蜂窩(芯)板(當(dāng)沿粘合桿料橫向切片時)和通用夾心板(當(dāng)沿粘合桿料斜向切片時)；它們的用途在于作各種物品物料的包裝板和襯墊板；2.將坯料按需鋸切、加工成所需幾何形體，用于作為代替造成白色公害的現(xiàn)正廣泛使用的聚氯乙烯發(fā)泡塑料制成的襯墊材料的新型襯墊，其現(xiàn)面可覆蓋柔韌性和彈性材料；如發(fā)泡塑料、帶有氣泡的塑料膜絨布等，以緩沖振動時對被保護(hù)物品的沖擊和摩擦，以保護(hù)其表面。
3.一種以建筑粘合劑將草木本植物粘結(jié)利用的方法和用途，其特征在于用無機(jī)粘合劑和其他建筑膠粘劑，將按大致同方向密集(或相間)排列的草本、木本植物的桿莖、枝條、竹梢、竹枝粘合成立方體(或其他形體)，固化后形成坯料，按需(用途)鋸、切成相適應(yīng)厚度的大片平整的板材芯，沿粘合桿材縱向鋸切，制得瓦楞板芯材；沿粘合桿材橫向鋸切，制得蜂窩(空芯或?qū)嵭?板芯材；沿粘合桿材方向斜向鋸切，制得通用夾心板芯材，再分別按需進(jìn)行表面處理和裝飾，以上產(chǎn)品用于制作家具、墻體、墻面、室內(nèi)裝璜等。
全文摘要
利用廣泛存在的天然桿狀材料,特別是農(nóng)作物秸桿、野生植物桿莖、竹木枝條和每天大量產(chǎn)出的廢報刊書籍、廢棄的包裝材料(紙質(zhì)、木質(zhì)、塑料、織物等材料)制造的人工桿狀材料,采用其效果為變無序?yàn)橛行颉⒆兞闵檎w、變小用為大用的簡單、科學(xué)、實(shí)用的方法、設(shè)備和工序,制造應(yīng)用廣泛、市場巨大的包裝、襯墊材料,建筑材料,家具,潔具各種交通工具的部件和材料。并能避免環(huán)境污染,生產(chǎn)過程無三廢;投資少、產(chǎn)品成本低、適合廣大農(nóng)村、城鎮(zhèn)組織生產(chǎn)。不失為短、平、快、效益高、絕好的投資項目。
文檔編號B27N3/00GK1383967SQ01108409
公開日2002年12月11日 申請日期2001年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月8日
發(fā)明者李代繁 申請人:李代繁