专利名称：用于对人体有利的建筑材料的木炭－不同材料复合物的气道的制作方法
技术领域：
本发明涉及制备复合材料的方法，该复合材料包括木材和处理过的木制材料以及木炭和活性木炭板或者多孔木炭填充盒，其中木材和木制材料以及木炭和活性木炭板或者木炭填充盒以滑块模式、壁板模式或者百叶窗模式连接，以具有气道，用以充分转移设置在后面的木炭的特性，其中气道的面积比是2.5-5％。
背景技术：
总体来讲，木炭具有加湿、通气、吸附、储热的特性，并且能够通过吸收令人讨厌的气味和有毒气体、放射远红外线和阴离子来净化空气，防止噪音并屏蔽电磁波和有害波。而且，其用作促进血液循环和新陈代谢并且稳定心理和生理状况的材料。因此，最近，很多家庭使用了木炭，将一些木炭块放置在某容器中，靠近计算机和电视或者放在衣柜里和在起居室角落处，它们的外观并不讨人喜欢。在建筑地面填充木炭的方法在2000年前的古汤姆人(toms)就已经使用了，并且增加了居住环境的电势能，释放了阴离子，并且通过抗氧化、空气净化、气体吸收、湿润调整、远红外线放射以及类似特性而产生了对人体最佳的环境和建筑材料。最近，在建筑内部应用中，木炭被放在无纺布袋中以放置在起居室的地板下，或者容纳在片材中以插入墙壁来产生令人愉快和新鲜的环境条件。通过碳化来制备木炭板的方法，也就是木材陶瓷方法(日本专利公开号Hei 4-164806)已经开发出来用以解决在通常的木炭碳化过程中产生的问题，例如爆裂和翘曲。然而，这个方法的缺陷在于其包括四个步骤，这使得其复杂且消耗了大量的酚树脂(纤维板的60-100％)。
同时，由本申请人提出的韩国专利登记号10-2002-0003999公开了使用粘土作为多孔含碳物质来制备土木陶瓷的方法，藉此将处理步骤减少到两步。然而，木陶瓷和土木陶瓷都应该被碳化成大面积的板以用作建筑材料，并且长时间连续执行这种大面积碳化的设备需要巨大的设备投入和准确性。
因此，韩国专利申请号10-2003-0048137公开了通过引入多孔含碳材料作为有利人体的居住环境材料而制备功能板和木炭板的复合材料的方法，同时适当处理用传统碳化炉和连续碳化炉制备的木炭或碳化物片或者商业可得到的活性木炭的颗粒尺寸，并且防止由于使用粘合剂而造成的木炭功能的退化，其中板复合材料不受由于福尔马林和挥发溶剂所造成的VOC(挥发性有机化合物)问题影响，容易形成和热压，并且具有充足的强度和表面特性以用作建筑元件。
在包括日本在内的先进国家，由于疾病房涉及的问题，修订的建筑标准法案已经从2003年7月开始实施。结果，E0类型的具有几乎0释放福尔马林的无福尔马林内部表面装饰材料现在用于解决VOC问题。住宅业和木材业努力迅速地处理与环境有关的反应。根据韩国环境部2000年的结论，在建成已经3个月或更久的建筑内，表示室内环境污染的VOC水平是600ppb，超过标准值的8倍，这是由于壁纸(3833μg/m2h)、多种涂料、在木制材料及类似物中使用的福尔马林基粘合剂。因此，如果使用木炭的建筑元件可以实现木炭的特性，比如空气净化、远红外线和阴离子放射、阻声、电磁波和有害波的屏蔽，直至挥发性有机化合物的净化、讨厌气味的移除，以及加湿、通气、吸收和储热，其应该是较好的有利人体的材料。然而，在大量使用混凝土和水泥的建筑行业中，由于木炭产品通常表现了黑的表面颜色，因此它们作为居住环境元件在应用上受到了限制，期望具有一种复合材料，其能够补充装饰方面的缺陷。
以前，本申请人开发出了具有良好表面特性的贴面有薄饰面板或者与多孔木纤维瓦结合的木炭板复合材料。然而，它们不能实现木材的天然漂亮和装饰效果，这些是消费者的种种需要，并且因此要求具有新颖的复合材料技术，该复合材料在具有功能效果的同时具有改善的装饰效果。
发明内容
为了解决前面的问题，本发明的一个目的是提供一种制备复合材料的方法，所述复合材料包括设置在表面以具有木材的天然漂亮外观和优势的木材和木制材料，以及设置在后面的木炭板(活性木炭板)或木炭填充盒，其中，所述木材和木制材料以及木炭板被连接，以具有用于转移木炭功能的气道，其中，所述气道以适当的比率提供。
而且，为了改进以前提出的发明，该发明是针对制备用于建筑物内部的功能木炭板以及复合材料，其包括贴面有木制饰面板或结合有多孔胶合板以装饰木炭板表面的木炭板，本发明的另一个目的是提供一种制备用于建筑的复合材料的方法，所述复合材料包括设置在表面以提供像强度和装饰效果那样的木材功能的木材和木制材料，以及设置在后面的木炭板或者填充有木炭粉末或活性木炭颗粒的多孔盒(金属的、塑料的或者木制的)，其中，所述木材和木制材料以及木炭和活性木炭板或者木炭填充盒以滑块模式、壁板模式或者百叶窗模式被连接，以具有气道，所述气道用于将设置在后面的木炭的特性转移到前面，使得所述复合材料能够被用作有利人体的居住环境的材料，其中，所述气道以适当的比率提供。
为了实现上面的目的，根据本发明，提供了一种制备用于居住环境的复合材料的方法，所述复合材料包括设置在表面的木材和木制材料，以及设置在后面的木炭板(活性木炭板)，其中，所述木材和木制材料以及木炭板以滑块模式、壁板模式或者百叶窗模式被连接，以具有有利于设置在后面的木炭的活化功能的气道。
而且，根据本发明，提供了一种准备用于居住环境的墙壁的复合材料的方法，所述复合材料包括设置在表面的木材和木制材料，以及设置在后面的填充有木炭粉末或活性木炭颗粒的多孔盒(具有39％的孔隙率以防止木炭粉末或活性木炭颗粒泄漏，并且由金属、塑料或者木材制成，例如如图1所示的金属网)，其中，所述木材和木制材料以及木炭填充盒以滑块模式、壁板模式或者百叶窗模式被连接，以具有有利于设置在后面的木炭的活化功能的气道。因此，在作为表面材料的所述木材和木制材料以及木炭和活性木炭板或者木炭填充盒之间的连接点，气道与木炭板或者木炭颗粒填充盒之间的面积比对于设置在后面的所述木炭板或者木炭颗粒的活化功能来讲是至关重要的。
本发明的进一步的目的和优点将通过后面结合附图的详细描述而完全清楚，图中图1示出了根据本发明的滑块模式的复合材料的连接点；图2示出了根据本发明的壁板模式的复合材料的连接点；
图3示出了根据本发明的百叶窗模式的复合材料的连接点。
具体实施例方式
本发明通过后面的例子描述。
例1这个例子用于确定在木材和木制材料以及木炭板之间的连接点处的气道的适当比率，用以转移在根据本发明的复合材料中的后面的木炭板的特性。
来自Wonju-shi，Kangwon-do(韩国)的优质橡树(Quercusvariabilis BL)的精细木炭以及进口的椰壳活性炭(6-18目颗粒尺寸)被用于制备多孔含碳材料木炭板。根据韩国专利申请号10-2003-0048137描述的方法以混合类型制备出精细木炭板，该专利公开了多孔含炭材料的功能木炭板以及制备木炭板的复合材料的方法。表面材料是木材和木制材料并且后面的材料是精细木炭板或者活性木炭板。本领域普通技术人员很清楚，复合材料的特性根据组成部分的厚度和类型而改变，并且因此省略了解释。考虑到在复合材料之间连接点中的用以转移设置在木材和木制材料后面的木炭板的木炭的特性的气道的结构，其中根据本发明所述木材和木制材料用于表面装饰，后面的描述重点在于在滑块模式(图1)、壁板模式(图2)和百叶窗模式(图3)下连接点处的气道的面积与整个木炭板的面积比如何同后面的木炭板的活化功能相关。
如表1所示，根据两个复合材料的连接点处的气道的面积比率参考在复合材料的后面的木炭板的乙烯气体吸收率，当气道与精细木炭板的面积比是20％的时候，3小时以后，设置在内壁后面的精细木炭板表现了与100％暴露在内壁前面的精细木炭板相同的效果，气体吸收率大约55％，残余气体大约45％。当气道与精细木炭板的面积比是10％的时候，6小时以后，设置在内壁后面的精细木炭板表现了与100％暴露在内壁前面的精细木炭板相同的效果，并且当气道面积比是5％的时候，24小时以后，设置在内壁后面的精细木炭板表现了与100％暴露在内壁前面的精细木炭板相同的效果。
活性木炭板表现了比精细木炭板更高的气体吸收率。当气道与活性木炭板的面积比是5％的时候，3小时以内，设置在内壁后面的活性木炭板表现了与100％暴露在内壁前面的活性木炭板相同的效果。即使当气道的面积比是2.5％的时候，12小时以内，设置在内壁后面的活性木炭板表现了与100％暴露在内壁前面的活性木炭板相同的效果，气体吸收率是90％。因此，在滑块模式、壁板模式和百叶窗模式下复合材料的连接点处，气道与木炭板的面积比是5％，设置在内壁后面的活性木炭板和精细木炭板分别在12小时和24小时之内示出了与其100％暴露在内壁前面相同的效果，并且因此，这证明根据本发明的复合材料能够用作功能建筑材料，能提供木材和木制材料的天然漂亮外观和表面处的木材优势以及后面的木炭的特性。
表1根据连接点中的气道的面积比率的在复合材料后面的木炭板的乙烯气体吸收率
*1气道对复合材料后面的木炭板的面积比(％)*2在测试容器中乙烯气体的空白浓度(blank concentration)的变化，以ppm为单位*3在容器中的乙烯气体的残余浓度根据时间的变化，单位为ppm，其中木炭板(尺寸5cm×5cm×1cm)位于测试容器中并且被处理以仅仅通过表面吸收气体。较小的数表示更多的气体被吸收。
例2这个例子用于确定在木材和木制材料以及木炭颗粒和活性木炭颗粒填充体之间的连接点处的气道的适当比率，用以转移在根据本发明的复合材料中的木炭的特性。
来自Wonju-shi，Kangwon-do(韩国)的优质橡树(Quercusvariabilis BL)的精细木炭以及进口的椰壳活性炭(6-18目颗粒尺寸)被用作用于木材和木制材料以及木炭填充盒的复合材料的木炭。与例1的布置相比，例1中木材和木制材料设置在面对房间的的表面，而木炭板设置在相对侧，例2的布置包括设置在与房间相对的内壁的一侧上的木炭颗粒填充盒，来替代木炭板，其中盒在一侧具有一个盖，盖上具有精细孔，用于转移木炭的功能，同时防止木炭颗粒泄漏。
根据本发明，盖可以用网代替。这种结构的优势在于，如果需要的话木炭颗粒可以改变。如表1所示，填充有木炭颗粒的盒由铝或不锈钢、塑料、或者像胶合板那样的木制材料形成。本领域技术人员很清楚，制备复合材料的特性可以根据组成部分的类型和厚度选择，因此省略了解释。本发明的特征在于，木材和木制材料设置在表面以具有天然漂亮外观和木材的优势，并且木炭颗粒填充体设置在后面，充分提供了木炭的特性。复合材料之间的连接点以滑块模式、壁板模式或者百叶窗模式形成，如表1所示，连接点转移了设置在木材和木制材料后面的木炭颗粒填充体的木炭的特性。后面的解释重点在于连接点处的气道的面积与木炭颗粒填充体的面积比如何同木炭颗粒的活化功能相关，这与适当间隙(气道)对木炭的活化功能有关。
如表2所示，当气道与精细木炭颗粒填充体的面积比是20％的时候，3小时以后，精细木炭颗粒填充体表现了与100％暴露在向着房间的内壁上的精细木炭颗粒填充体相同的气体吸收量，从16ppm减少到1.4ppm。当气道面积比是10％的时候，6小时以后，精细木炭颗粒填充体表现了与100％暴露在向着房间的内壁上的精细木炭颗粒填充体相同的效果，并且。当气道面积比是2.5％的时候，12小时以后，精细木炭颗粒填充体表现了与100％暴露在向着房间的内壁上的精细木炭颗粒填充体相同的效果，气体浓度从15.31ppm减少到1.3ppm，比例达到1/11.8。
活性木炭颗粒填充盒表现了比精细木炭颗粒填充盒更高的气体吸收率。因此，在6小时以内，气体浓度从15ppm下降到1ppm。当气道面积比降低到2.5％的时候，12小时以后，气体浓度从15.31ppm减少到0.62至0.75ppm，比例达到1/20，表现了与100％暴露在向着房间的内壁上的活性木炭颗粒填充盒相同的效果。如果室内的空气通过空调或风扇而强制循环，时间将缩短。换句话说，在没有空气的流动的情况下，在12小时以内，精细木炭和活性木炭的复合材料将空气中HCHO浓度从通常认为是相当高的1ppm分别减少到0.08ppm和0.05ppm。因此，当连接点以滑块模式、壁板模式和百叶窗模式形成的时候，时间延长两倍(24小时)，并且气道面积比加倍(5％)，精细木炭将气体浓度减少到1/19，并且活性木炭将气体浓度减少到1/30，因此证明设置在复合材料后面的木炭颗粒的功能得到充分表现。可以看出气道与木炭填充体的面积比是2.5％到5％。
现在，将详细描述连接点的形成。形成滑块模式(图1)以具有2.5％到5％的气道与木炭填充体的面积比(平面图)。例如，当木炭颗粒填充盒的面积是20m2(高2m×长10m)并且安装有具有1.2m长度的10个滑块，产生了9个气道，并且气道的总面积是0.5-1m2。因此，每个滑块的气道面积优选地是高2m×宽0.0275到0.055m。壁板模式(图2)以方形导槽侧壁的形式形成，并且气道没有在前面示出。所述侧壁形成的间隙(气道)以及每个壁板的气道面积比是2.5％到5％。因此，当方形导槽侧壁与另一个方形导槽侧壁相邻对齐的时候，形成有面积比为2.5％到5％的气道(图2，平面图)。通过将百叶窗连接处的角度最大化而形成其中气道与设置在后面的木炭填充盒的面积比为2.5％到5％的百叶窗模式(图3)。
表2根据连接点中的气道的面积比率的在复合材料后面的木炭颗粒填充盒的乙烯气体吸收率
*1气道对木炭颗粒填充体的面积比(％)
*2在测试容器中乙烯气体的空白浓度(blank concentration)的变化，以ppm为单位*3木炭颗粒盒(表面面积25cm2)设置在盒盖里，盖是网状的，具有39％的孔隙率以表现木炭的功能。随着时间变化气体被吸收，容器中的乙烯气体的残余浓度减小，以ppm为单位。较小的数表示更多的气体被吸收。
例3木材和木炭的远红外线发射。
如表3所示，木材和木炭在室温下发射90％的远红外线，并且它们执行这种功能的周期与其保存期一样长。因为远红外线为处理疾病而引入，多种商业医疗设备已经生产且广泛使用。远红外线的效果包括皮下层温度的增加、毛细血管的扩张、血液循环的促进、血液和身体以及其他器官之间新陈代谢的强化、血液失调的调理、组织再生能力的增强以及类似功能。此外，它们包括感觉神经过度兴奋的抑制、自主神经功能的调节以及类似功能。人体包括大约70％的水分。水示出在大约10μm的波长下吸收。人体在波长范围3到50μm之间表现出发射，并且其中46％是以8到14μm波长发射，因此这个范围被认为是适于人体吸收的。已知，如果被认为是很弱的远红外线在室温下辐射到人体上，水分子就被激活且血液循环被促进。通过每分钟2000次地微振晃细胞并激发细胞组织，发射到形成人体的水和蛋白质分子上的远红外线快速温暖了人体，激励了生命活力。同样，远红外线促进了消化过程，并且因此被称为“饲养线”。因此，根据本发明的木材和木炭的复合材料是居住环境的最佳材料，因为它在室温下发射90％或更多远红外线。
表3贴面精细木炭板的远红外线发射(5-20μm)
例4木炭板的电磁波屏蔽效果精细木炭板可以阻碍电磁波，不管它是不是用薄纸或木材贴面。表4示出了电磁波屏蔽效果。实际上，在木炭板盒中移动电话不响。
表4板形材料的平面波的电磁波屏蔽效果
本领域技术人员将清楚本发明，并且应该理解，上面的例子仅仅用于解释的目的，本发明并不限于此。
工业实用性如上面描述的，在韩国居住环境中使用的材料的主要目标是耐用和强度。而且，由于石灰石是丰富的，韩国的大多数建筑使用水泥建造，因此建筑使用多种壁纸、涂料以及其他VOC(挥发性有机化合物)放射材料表面装饰，造成疾病房问题。为了解决这种疾病房问题，需要有效使用木炭特性(比如除湿、增湿、通气、吸附、储热以及类似特性，藉此通过吸附令人讨厌的气味和有害气体，放出远红外线和阴离子来提供空气净化效果，防止噪音，阻碍电磁波和有害波，促进血液循环和新陈代谢，并且稳定心理和生理状况)的方法。因此，考虑到居住环境下使用木炭板的由于其黑色而带来的很差的装饰效果，根据本发明的建筑用复合材料包括设置在表面以具有木材天然漂亮外观和优点的木材以及设置在后面的木炭板(活性木炭板)或设置在后面的木炭填充盒，其中木材和木制材料以及木炭和活性木炭或木炭填充盒以滑块模式、壁板模式或者百叶窗模式连接，以具有气道，用于将设置在后面的木炭的特性充分转移到前面，其气道以适当比例提供，能够用作对人体有利的居住环境材料，应用于室内表面装饰材料，比如墙壁材料、天花板材料，并且可以用作博物馆的仓库或者食物和水果的包装。
权利要求
1.一种制备用于居住环境的复合材料的方法，所述复合材料包括设置在表面的用于表面装饰的木材和木制材料，以及设置在后面的木炭板，其中，所述木材和木制材料以及木炭板以滑块模式、壁板模式或者百叶窗模式被连接，以具有有利于设置在后面的木炭活化功能的气道，其中，所述气道以2.5％到5％的面积比提供。
2.一种制备用于居住环境的复合材料的方法，所述复合材料包括设置在表面的用于表面装饰的木材和木制材料，以及设置在后面的填充有木炭颗粒或活性木炭颗粒的多孔盒，其中，所述木材和木制材料以及木炭填充盒以滑块模式、壁板模式或者百叶窗模式被连接，以具有气道，用于将设置在后面的木炭的特性转移到前面，其中，所述气道以2.5％到5％的面积比提供。
全文摘要
本发明旨在解决由于像多种壁纸、涂料以及其他VOC放射材料那样的建筑用内部表面装饰材料而造成的影响人体的疾病房问题，使用了木炭的特性，考虑到居住环境下使用木炭板的由于其黑色而带来的很差的装饰效果，本发明提供了一种制备用于居住环境的复合材料的方法，所述复合材料包括设置在表面以具有木材天然漂亮外观和优势的木材和木制材料，以及设置在后面的木炭板(活性木炭板)或者多孔木炭填充盒，其中，所述木材和木制材料以及木炭和活性木炭板或者木炭填充盒以滑块模式、壁板模式或者百叶窗模式被连接，以具有气道，用于将设置在后面的木炭的特性转移到前面，其中，所述气道以2.5％到5％的面积比提供。
文档编号E04F13/10GK1976808SQ200580021388
公开日2007年6月6日 申请日期2005年4月29日 优先权日2004年4月29日
发明者李华珩, 赵允敏, 朴汉相 申请人:忠南大学校产学协力财团