专利名称：杆状物的利用方法及其产品和用途的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种将天然的或人工的杆状物制成产品的方法及其产品和用途。
天然或种植的杆状物如秸杆、芦苇、巴茅、毛竹、树枝、藤条等的性状是截面小、单根强度小、数量大、杂乱、直接使用价值不大，为改变其性状弱点，提高利用价值和利用率，用作制作包装材料类的技术方案已有多种；如中国专利申请号为89100574名称为“用毛竹(或木竹、杂竹)配废纸、芒杆、麦草、稻草制造牛皮箱纸板”的发明专利其方案是将木、竹、禾草、废纸等蒸煮、化学处理、疏解、打浆、再抄造等造纸工序制成纸板；又如中国专利申请号为98102824名称为“蜂窝纸砖”，公告为1205966的发明专利的方案是用废纸20％、麦桔、稻草用造纸工艺及设备打浆、模压成具有蜂窝孔(方孔或圆孔)的块状物，用途是作如电视机、电冰箱的包装衬垫纸砖；用于制造板材的技术方案亦有多种如中国专利申请号为99112906名称为“以醛类胶作为胶粘剂的麦杆稻草中密度纤维板及制造方法”，其技术方案是将麦杆稻草纷碎、经高温蒸煮、磨成细纤维、施胶、干燥、铺装成型、板胚预压、热压等工序制成中密度纤维板；又如中国专利申请号为88105263的已授权的名称为“一种碎料胶合板及其制造方法”其技术方案为以脲醛、聚乙烯缩醛、氯丙烯酰胺三元树脂为胶粘剂、经热压碎料而制成的一种碎料胶合板；等等。
以上几种及其类似的技术方案的共同做法和缺点在于都是将木、竹、桔杆等原料通过浸泡、化学(酸、碱等)处理、粉碎或打浆、蒸煮、造纸或热压成板块等多种工序，把原料本身已具有的结构和力学特性(如抗拉、抗压、抗剪强度)施以物理的、化学的手段加以破坏、再用胶粘剂和机械、热学方法制成成品，其处理工序复杂、费工、费时、费料、浪费能源、污染环境(如化学处理排放的酸、碱、废液、废气等)因而成本高、浪费人力资源及设备。而保留原用材料结构加以利用的技术方案，见于中国专利申请号为93107454名称为“夹心树脂人造板及制作方法”的发明专利，其技术方案为要求中间层整齐排列的树枝其间由热固型树脂胶搅拌的木质碎料填充，并在两面形成夹层，其缺点是因树枝的自然形态不会端正平直，多有弯曲拐权要求整齐排列难于实现，因而选材要求高、原材淘汰、废弃多；再者使用热固型树脂作粘合剂，必然要设备加热设备、热源、固化模型及加压设备，冷却设备及场地等，第三对每块芯材中的树枝经拉直压平，使之发生形变时，再胶凝固化，必然存在强大的内应力，由于热固型树脂随着气温冷热变化而不可避免的产生蠕变，又因内应力的存在，致使夹心板产生翘曲现象就不可避免，就成为这种夹心板的致命缺点。
再有于中国专利申请号为99125175公告号为1265961名称为“蜂窝稻(麦)草板及其生产方法”的发明专利，意欲提供的是“一种蜂窝稻(麦)草板，其内部有一排增强减重的胶凝蜂窝孔其外表面是耐撞击、阻燃、防雨、平整的胶凝纤维面，其余为稻草自身胶胶结和机械绞接的稻草板板芯”，其生产方法是“采用一台专门设计的冲压成型机……”。已明确说明该草板的特征是内部只有一排胶凝蜂窝孔；外表是胶凝纤维面，其余为“稻草板板芯”这种板芯是“稻草自身胶(存在吗？)胶结的和机械绞接的”。可以看出由该产品内部可能呈松散状，由此结构所致，必然缺乏抗拉、抗压、抗弯强度，甚至松散。
本发明的目的在于避免上述现有技术的不足之处，而提出一种杆状物的利用方法，制造多种产品，并说明其用途。
本发明的技术方案是用与材料和用途相宜的粘合剂将天然的、人工制成的杆状材料大致按同方向、密集排列或相间排列，并粘合成大块立体(可按需用相应适当容器)初凝或固化后，按需锯、切加工成所需几何形体，再作表面处理和装饰。
本方案所提供的方法有别于上述技术方案的特点在于所用原材1.不粉碎、不打浆、不要求截锯成统一长度；2.不加温、不蒸煮；3.不浸泡、不发酵(生化方式)；4.不经酸、碱处理，因此保留了原材固有的力学性状和优点，其必然效果就是节省了要进行上述处理所耗费的能源、设备、人力、场地使用；不造成因之产生的环境污染，亦不需耗费该项污染的治理所需的人力、物力他财力。
利用这一技术方案所提供的方法，将草本植物(特别是稻、麦草、玉米杆等农作物秸杆和芦苇、巴茅等野生植物)的杆茎段按大致同方向密集排列用粘合剂粘合成立方体(或其他形体)，固化结成大块坯料后1.将坯料锯、切成薄片，再置于两涂粘合剂的薄型面料(如纸质、木质面料、塑料膜、板等)之间粘合而成三种夹心板瓦楞(芯)板(当沿粘合杆纵向切片时)、蜂窝(芯)板(当沿粘合杆料横向切片时)和通用夹心板(当沿粘合杆料斜向切片时)；它们的用途在于作各种物品物料的包装板和衬垫板。2.将坯料按需锯切、加工成所需几何形体，用于作为代替造成白色公害的现正广泛使用的聚氯乙烯发泡塑料制成的衬垫材料的新型衬垫。其表面可覆盖柔韧性和弹性材料，如发泡塑料、带有气泡的塑料膜绒布等，以缓冲振动时对被保护物品的冲击和摩擦，保护其表面。
所用粘合剂可按用途选用，一般为有机粘合剂，如天然粘合剂中的淀粉、糊精；动植物蛋白胶，如骨胶、鱼胶、虫胶；天然树脂胶，如松香、木质素、树胶、天然橡胶、乳胶、沥青等，也可采用热塑型胶聚醋酸乙烯、聚乙烯醇、饱和聚酯、聚氨酯、聚氯乙烯类，也可采用热固型胶如环氧树脂、不饱和聚酯、聚酰亚铵等，氯丁橡胶、丁基橡胶，亦可采用复合粘合剂环氧——聚酰铵，环氧——酚醛，酚醛——氯丁橡胶等，可按需加入防霉剂、杀菌剂、防腐剂、防水剂、交联剂、增塑剂、高分子改性剂。实现粘合剂的改性，成为改性粘合剂，以提高粘接强度和具有更多有用的性能。
利用上述技术方案所提供的方法还可以用无机粘合剂和其他建筑胶粘剂，将按大致同方向密集(或相间)排列的草本、木本植物的杆茎、枝条、竹梢、竹枝粘合成立方体(或其他形体)，固化后形成坯料，按需(用途)锯、切成相适应厚度的大片平整的板材芯，沿粘合杆材纵向锯切，制得瓦楞板芯材；沿粘合杆材横向锯切，制得蜂窝(空芯或实芯)板芯材；沿粘合杆材方向斜向锯切，制得通用夹心板芯材，再分别按需进行表面处理和装饰，以上产品用于制作家具、墙体、墙面、室内装璜等。
本发明可利用的人工杆状物诸如1.废纸制成的纸胶管；2.塑料管；3.各种织物、布料、人造革等可施胶卷管形成杆状物；4.金属杆件等，它们的制作方法和设备均是现有技术。
例如每年数以百万吨的废弃纸张如天天大量产出的又随即过时的报纸、过时书刊、包装用纸(如水泥纸袋等)，其现实利用状况是大多回收到纸厂、粉碎、疏解、酸碱浸渍制浆、抄造、制成“再生纸”，其质地松散、色度灰暗、甚至大量带菌、藏垢纳污，且常以“卫生纸”的商品形式占据市场，危害健康、贻害人民。若将上述遗废的清洁纸张，加粘合剂搓制成纸胶管，再按同方向密集排列(或相间排列)并用粘胶剂或加填料粘结固化成大块立方体的坯料，再按与粘结管料的纵向、横向和斜向、取所需厚度或所需部件的形状尺寸锯切、即可获得瓦楞板芯、蜂窝板芯、通用板芯或部件芯材。再分别进行表面处理(粘结面料)和装饰。按其强度、材质、可分别用作家俱，电器洁具、车辆、船艇、飞行器的材料或部件。
杆状物相间排列的方法可以是将杆状物穿入平板材料上间距均匀的孔中，每根杆件至少穿进两块平板。杆件之间即可填入更多胶体材料，增加成品强度；亦可用其他类似方法，如用纲孔疏密适度的的纲代替前述孔板。
本发明提供的技术方案中用粘(胶)合剂的施胶方法如下本发明使用的各种粘(胶)合剂及其配方均是现有技术或产品，其施胶方法，亦可从相关技术手册中查得，为使用方便，加以说明，施用液态粘(胶)合剂的方法有1.浸渍法将所处理之杆件在配制好的粘合剂中浸渍、捞出后、疏理、装模、压实到密集程度；2.刷涂法手工刷涂、胶辊滚动刷涂等；3.压喷法将加压粘(胶)合剂从喷嘴雾状或束状均匀喷于杆料上。施用粘(胶)合剂(如石膏、石灰、水泥、菱苦土及均匀分布于其中的粉状添加剂(如硼砂、盐类、填料)等)时，将杆状物疏理分层装模同时均匀喷洒于其间，再经摇振，压紧到密集程度时再按配比均匀注入液体固化剂(如水、加有添加剂的液体等)经适度振动，使粘(胶)合剂充分均匀吸收，促进均匀反应、固化。
本技术方案的实施例、最佳实施例如下一、包装衬垫材料采用淀粉(面粉或糯米粉等)经糊化、降解(氧化法、酸解法、热解法等)，加入工业盐作杀菌、防霉剂，以双氧水为氧化剂，加氢氧化钠促进糊化，用硼砂作交联剂，提高耐水性，按配比调配制成粘合剂，装入容器备用；用薄钢板制成容积为2000×2800×3000mm3的钢模，其四个侧板与底板有铰链联接，可沿水平轴转动，侧板接缝处有锁扣因而可拆开，顶板为板条框架结构或带孔(方孔或圆孔)板。可上下移动或取出。制作工序为1.模具预处理在模具内壁铺满防粘材料纸或塑料薄膜或匀刷(喷)脱模剂——肥皂水或油类。2.将稻(麦)草杆茎段在粘合剂中浸渍取出逐层按大致同方向置入钢模，均匀紧密排列并压实(不宜将杆茎压扁)，装满钢模加顶板，在顶板上加适当压力(如均匀防放置重物)待干燥固化后，打开侧板，取出已固结的坯料。3.按稻(麦)草杆相同方向、垂直方向或成30°～80°方向，锯、切成厚度为3mm~10mm的薄片，即得稻(麦)草瓦楞板芯、蜂窝板芯或通用板芯。4.再在其两面胶粘纸质或塑料面层即制成包装板。5.根据需衬垫物品(如电视机、电风扇、电冰箱、仪表等)与包装箱间的空穴形状、尺寸锯切坯料，即可制成合适需要的衬垫板块，其表面可粘贴柔性面料。
本例说明方便的利用了产量庞大的农业副产品，减少环境污染，又满足了商品经济对包装材料的巨大市场的需要。所用粘合剂及杆材无毒无害，绝无污染；所用设备简单、投资少、寿命极长；操作简易，易学易会；可手工操作亦可根据工序采用简单工具或机械进行生产。可流水作业，亦可逐步机械化、生产线作业、机动灵活、便于推广。其初级产品为大块坯料，按需锯切、灵活性、适应性强，很容易满足包装业务的各种需要。所得的三种板材的力学性能瓦楞板和蜂板的柔韧性和刚性各有侧重，而所谓通用板仅指其柔韧性和刚性在前两者之间。本成品包装材料还可回收再利用，并可作造纸原料，实可称为名副其实的绿色包装材料。
二、墙体材料采用高强度一、二级建筑石膏加入适量生石灰(如15~30％)、消石灰、电炉渣、粉煤灰等活性材料(提高制品强度和耐水性)均匀混合为粉状物，采用设备如上例。制作工序为1.模具预处理(同上例)。2.将稻(麦)草杆茎段、竹枝条、树枝条、藤条……等一种或多种(均衡配置)大致同向置入钢模，杆状物自然伸展(消除成品内应力)，同时将调配好的膏粉填入其间，使之密实，装模至满70~95％(容积高度)压上顶板。3.在置于高处的水箱中装入调配好助剂(作为缓凝剂的硼砂、明矾或亚硫酸盐纸浆废液或作为速凝剂的氯化纳、硫酸盐及硝酸盐或水玻璃、肥皂水等)的水容液，用软管引出，从钢模顶板上方的孔洞均匀缓速充足注入供膏粉充分吸收，反应完全通常约4分钟初凝，30分钟终凝。4.打开钢模侧板，取出胚料。5.按上例可取三种方向锯切胚料，规格大小可按建筑物设计尺寸，如厚60~320mm，宽1300mm，长2600mm。锯切所得的标准墙体坯料，其表面处理可在安装前或安装后按需进行坯面封孔，按需胶贴面料和装饰，如粘贴壁纸、墙布、漆面、木面、塑面等。
三、高强度高性能轻体材料采用大量存在的过期废弃的胶版纸、铜版纸画刊书报或大量废弃的水泥包装袋(如牛皮纸袋、化纤布袋等)为材料，以环氧树脂(其中加有适配固化剂)为粘合剂，刷涂或辊涂于单面，将其卷搓成4~8mm直径的纸卷胶管，再在其表面刷涂或滚涂粘合剂，有序同向排列紧密粘结、固化成为芯坯，再按上例三种方向切割而成三种板芯或按产品部件设计的形状切坯，其表粘结玻纤布，或将其玻纤布浸渍粘胶剂贴覆表面，在20~25c°左右约24h固化，成品特点是强度高，有韧性、防水、可用于制作家具、电器、洁具、车辆、舰船、飞行器的材料。
亦可用玻纤布代替上述胶版纸，以不饱和聚脂胶(包括固化剂)代替环氧树脂作粘合剂，如上述工序，制成玻璃钢材料或部件，用途广泛。
杆状物多多，粘(胶)合剂种类多多，按其适配性能(相容性)，和所需成品性能，应用本发明提供的技术方案可制造多种性能，多种产业，需要的多种系列的材料及产品恕未赘述。
综上所述，本发明相比现有技术具有如下优点1.不耗费大量能源、人力、设备去破坏原材的力学结构，亦因而避免了该破坏过程造成的环境污染及节省了该项污染的治理所需的人力、财力和物力。
2.生产设备简单、寿命长、投资少、工序少、技术简易、掌握容易、便于在广产原料的农村、城镇推广。
3.产品成本低。
4.主要原料和辅助材料来源广泛、价格低。
5.产品适应性强，用途广泛，能满足商场市场对于包装、衬垫材料、建筑材料以及其他产业巨大的需求。
6.采用高强原材可制成高强材料，可用于需要高性能参数的器件和产业。
7.从该技术、力学角度看，以简单的方法充分保留和利用了原材的力学结构，所得产品亦具有新的符合力学原理的结构，因而具有质量轻、强度高同时还有防振、吸声、电绝缘，隔热等优点；并可利用化学方法，使之具有防水、防菌、防霉、防老化等性能。
8.本方法应用广泛，原辅材料丰富、易得、低廉，因而人员、设备、场地利用率高，农作物秸杆，野生植物杆茎、竹枝、树枝，一年四季都有，废报纸、废书刊、废包装纸经常产生，固而生产不会因季节或待料而停产。
9.本方法可人工操作，亦可使用简单机械，单台机器(如传送、疏理、压喷、涂刷、锯切等)逐步过渡到机械化自动生产线，无论处于那种生产手段水平都可正常生产。
10.生产无三废污染，所剩边角余料均可利用。
权利要求
1.一种采用粘合剂粘合杆状材料，使之成为有用材料的方法，其特征在于用与材料和用途相宜的粘合剂将天然的、人工制成的杆状材料大致按同方向、密集排列或相间排列，并粘合成大块立体(可按需用相应适当容器)初凝或固化后，按需锯、切加工成所需几何形体，再作表面处理和装饰。
2.一种采用粘合剂将草本植物杆茎或人工杆状材料粘结利用的方法和用途，其特征在于将草本植物(特别是稻、麦草、玉米杆等农作物秸杆和芦苇、巴茅等野生植物)的杆茎段按大致同方向密集排列用改性粘合剂粘合成立方体(或其他形体)，固化结成大块坯料后1.将坯料锯、切成薄片，再置于两涂粘合剂的薄型面料(如纸质、木质面料、塑料膜、板等)之间粘合而成三种夹心板瓦楞(芯)板(当沿粘合杆纵向切片时)、蜂窝(芯)板(当沿粘合杆料横向切片时)和通用夹心板(当沿粘合杆料斜向切片时)；它们的用途在于作各种物品物料的包装板和衬垫板；2.将坯料按需锯切、加工成所需几何形体，用于作为代替造成白色公害的现正广泛使用的聚氯乙烯发泡塑料制成的衬垫材料的新型衬垫，其现面可覆盖柔韧性和弹性材料；如发泡塑料、带有气泡的塑料膜绒布等，以缓冲振动时对被保护物品的冲击和摩擦，以保护其表面。
3.一种以建筑粘合剂将草木本植物粘结利用的方法和用途，其特征在于用无机粘合剂和其他建筑胶粘剂，将按大致同方向密集(或相间)排列的草本、木本植物的杆茎、枝条、竹梢、竹枝粘合成立方体(或其他形体)，固化后形成坯料，按需(用途)锯、切成相适应厚度的大片平整的板材芯，沿粘合杆材纵向锯切，制得瓦楞板芯材；沿粘合杆材横向锯切，制得蜂窝(空芯或实芯)板芯材；沿粘合杆材方向斜向锯切，制得通用夹心板芯材，再分别按需进行表面处理和装饰，以上产品用于制作家具、墙体、墙面、室内装璜等。
全文摘要
利用广泛存在的天然杆状材料,特别是农作物秸杆、野生植物杆茎、竹木枝条和每天大量产出的废报刊书籍、废弃的包装材料(纸质、木质、塑料、织物等材料)制造的人工杆状材料,采用其效果为变无序为有序、变零散为整体、变小用为大用的简单、科学、实用的方法、设备和工序,制造应用广泛、市场巨大的包装、衬垫材料,建筑材料,家具,洁具各种交通工具的部件和材料。并能避免环境污染,生产过程无三废;投资少、产品成本低、适合广大农村、城镇组织生产。不失为短、平、快、效益高、绝好的投资项目。
文档编号B27N3/00GK1383967SQ01108409
公开日2002年12月11日 申请日期2001年5月8日 优先权日2001年5月8日
发明者李代繁 申请人:李代繁