[发明专利]植物纤维水泥成型体及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用植物纤维作为增强材料的植物纤维水泥成型体及其制造方法。

背景技术

植物纤维水泥成型体，例如植物纤维水泥板，通常是这样制造的：将由木材加工成片状、细刨花、木质纤维等等获得的木质纤维，或以类似方法加工竹子获得的竹纤维，不同类型的水泥，与水捏和，然后成型此捏和的材料，接着养护和硬化该水泥。可以广泛使用不同种类的软木材和硬木材木料作为木质纤维源。然而，近年来已经出现了木材不足的趋势，而且从全球的环境保护观点来看也要求保护木材。已经注意到竹子材料作为代替木材的原料，与软木材和硬木材相比，其生长迅速，强壮，且具有高度弹性。然而，竹子材料包含可溶解的糖、可溶解的树脂等等，此物质抑制水泥的硬化，这是大家所熟知的。因此，为了在实际中使用含有大量抑制硬化的物质的材料，例如竹子材料作为植物纤维材料的原料，需要将其处理以促进水泥的平稳硬化。

照惯例已经提出下列方法消除由植物纤维材料中可溶解的糖和树脂引起的抑制水泥硬化。

例如，引用一种促进水泥硬化的方法，是用金属盐类例如氯化钙、氯化镁、氯化铝浸渍或与植物纤维材料混合(日本专利申请公开号51-26930，日本专利申请公开号51-151722，日本专利申请公开号60-118658)。此外，日本专利公告号55-14827公开了一种快速硬化和成型木质水泥制品的方法，其中将木质原料做成细碎片，与水和超速硬化水泥混合，其中水泥中加入和混合了氯化铁，然后在90-120℃内通过加热和压力紧固来硬化和成型。

在上述方法中，加入了硬化加速剂，在加压和加热的条件下进行水泥硬化，例如使用热压方法，在紧固状态下蒸汽养护等等。然而，在该系统中使用了含有大量抑制水泥硬化的物质植物纤维材料，例如竹纤维材料，水泥在常温下不容易硬化，而且即使水泥硬化，所得到的成型体的强度极低。另外，对于用作硬化加速剂的金属盐类来说，通常使用氯化物类型。在氯化物类型硬化加速剂用于结构材料中的情况下，担心金属部件例如紧固用的螺杆在建造所得到的成型体时会生锈，而且捏和机的金属部件、成型的铁板等等在生产成型体时会生锈。在系统中，使用了含有大量抑制水泥硬化的物质植物纤维材料，也担心因为显著地延迟水泥的水化，所以硬化加速剂不能有效地起作用。

引用的另一种方法是在河水、海水、和/或化学溶液中预先浸透处理除去细刨花内的树脂部分，然后使用所得到的细刨花(日本专利申请公开号55-164054)。这里，据说为了除去细刨花原料中的树脂部分到不影响生产细刨花水泥板的范围，需要将细刨花预先浸透在水中2-10小时，根据树脂的类型，主要使用1-45℃的冷水。在这种情况下，因为需要长时间浸透处理，所以不可否认这降低了生产率。而且，为了获得稳定的产品质量，需要长时间浸透，可以理解产品质量将根据使用的木材类型而变化。此外，日本专利公告号61-4784公开了一种制造木质水泥板的方法，其特征在于预先用一种或多种硫酸盐、氢氧化钙和/或碳酸钙，一种或多种羧酸处理该木质材料，然后与水泥混合，该硫酸盐选自硫酸镁、硫酸钙、硫酸铝和硫酸锌，该羧酸选自蚁酸、乙酸和草酸。此外，日本专利公告号61-5422公开了一种制造木质水泥板方法，其特征在于用强酸铝盐和乙酸盐进行处理木质材料以防止抑制水泥硬化，然后使用已经经过水泥硬化抑制处理的木质材料制造木质水泥板。这些处理都增加排泄浸透处理溶液的费用和运行费用。

也有一种方法，其中用多聚甲醛或福尔马林处理，将木质材料中抑制水泥硬化的物质处理成不溶物质(日本专利申请公开号50-127925)。然而，在这种方法中使用的药物是危险的，并且需要化学废品处理设备、工作场所、环境设备等等的费用，这增加了成本。

此外，日本专利公告号5-65455公开了一种制造木质水泥板的方法，是将木质材料、水泥和水捏和形成混合物，然后通过压力紧固方法成型该混合物，然后养护和硬化，其中将含有一种或多种选自铁、铜、锌、或铅的硫酸盐、氯化物或氢氧化物的金属混合物与捏和水混合，金属混合物与从木质材料中提取的组分化合，形成高度稳定的络合物，因此由于提取的组分化合而防止抑制水泥硬化。

此外，日本专利申请公开号8-2954公开了一种处理木质增强材料的方法，其特征在于通过在木质增强材料中加入和混合氢氧化钙和碱金属的碳酸氢盐和/或氨并且加热，用碳酸钙包覆木质增强材料的表面。