CN104476834B - 高强度植物纤维材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高强度植物纤维材料，包括有植物纤维弹性片材，植物纤维弹性片材顺沿生产线出来的方向作为纵向，植物纤维弹性片材垂直生产线的方向作为横向，一层以上的纵向弹性片材和一层以上的横向弹性片材码叠得到植物纤维材料，纵向弹性片材与横向弹性片材之间设有长剑麻层。将植物纤维弹性片材纵横向交错码叠，能够提高码叠后的植物纤维材料的强度，减少植物纤维弹性片材的用量，达到降低成本的效果。同时交错叠片方式生产的植物纤维材料在硫化后尺寸变化相对较小，在植物纤维材料最后切割定型时，能够减少切割量。而在纵向弹性片材与横向弹性片材之间复合有长剑麻层，从而使得植物纤维材料具有较高的弹性性能、韧性比较好。
Description
技术领域
本发明涉及一种植物纤维材料，特别是一种高强度植物纤维材料。
背景技术
植物纤维材料是采用天然的植物纤维制作而成的，制成该材料的植物纤维包括有山棕、椰壳、油棕、麻、竹等，将这些植物纤维制作成一层一层的植物纤维弹性片材以后，再相互码叠就可以得到植物纤维弹性材料，该植物纤维弹性材料不仅仅可以制作床垫，还可以制成坐垫、靠垫、枕头、隔音材料、减震材料等。中国专利90100464.2公开了一种植物纤维弹性材料的生产方法，植物纤维丝经卷曲后用气流吹成呈三维分布状后喷胶，使棕丝之间节点粘合得到植物纤维弹性片材，然后将弹性片材码叠，得到弹性材料。中国专利200810302045.9公开了一种植物纤维弹性材料硫化方法，将码叠的弹性片材进行硫化，提高弹性片材的弹性和耐久性，其技术方案是先生产得到比弹性材料宽度稍宽的弹性片材，然后将弹性片材沿生产线出来的方向顺向码叠而成，经过热压、硫化，然后切割齐边即可。这样的码叠方式经申请人研究发现存在一些问题：原来所有植物纤维弹性材料的叠片工艺都是沿着生产线方向进行叠片，造成弹性材料在后续硫化时产生了不规则的较大的尺寸变化，而且弹性材料不同方向的强度不同，顺沿生产线方向强度高，而垂直于生产线方向强度低，弹性材料力学性能在各方向表现不一致，于是弹性材料在使用过程中常会出现塌陷、鼓包等系列质量问题。
而且现在的植物纤维材料需要有良好的加工工艺才能提升产品的品质，而提高材料的强度则是其中的1个重要环节，如何在控制成本的前提下提高材料的强度是1个让生产者头痛的问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种高强度植物纤维材料。该植物纤维材料的植物纤维弹性片材纵、横码叠的堆叠方式提高了材料在各个方向性能的一致性，通过加入长剑麻层提高整个材料的强度，避免植物纤维材料在使用过程中出现塌陷、鼓包等系列质量问题。
本发明的技术方案：一种高强度植物纤维材料，包括有植物纤维弹性片材，植物纤维弹性片材顺沿生产线出来的方向作为纵向，植物纤维弹性片材垂直生产线的方向作为横向，一层以上的纵向弹性片材和一层以上的横向弹性片材码叠得到植物纤维材料，纵向弹性片材与横向弹性片材之间设有长剑麻层。
前述的高强度植物纤维材料，所述纵向弹性片材中至少有1块纵向弹性片材由2块以上的纵向弹性片材分块拼接而成。
前述的高强度植物纤维材料，所述植物纤维弹性片材包括有2层以上的纵向弹性片材，且上、下相邻2层纵向弹性片材均由2块以上的纵向弹性片材分块拼接而成时，上、下相邻2层纵向弹性片材的拼接位置交错分开。
前述的高强度植物纤维材料，所述横向弹性片材中至少有1块横向弹性片材由2块以上的横向弹性片材分块拼接而成。
前述的高强度植物纤维材料，所述植物纤维弹性片材包括有2层以上的横向弹性片材，且上、下相邻2层横向弹性片材均由2块以上的横向弹性片材分块拼接而成时，上、下相邻2层横向弹性片材的拼接位置交错分开。
前述的高强度植物纤维材料，所述长剑麻层包裹住纵向弹性片材和/或横向弹性片材。
前述的高强度植物纤维材料，所述长剑麻层为网状结构。
本发明的有益效果：申请人从事植物纤维的弹性材料生产具有20多年的历史，而现有的弹性材料生产中，由于植物纤维弹性片材中的植物纤维丝呈三维分布状态，传统的认识认为弹性片材的各种特性在纵向、横向应该是一致的。申请人经过深入研究发现，植物纤维弹性片材纵向和横向的特性还是有不同，植物纤维弹性片材中的纤维丝绝大部分沿着生产线方向排列，只有很少部分的纤维丝垂直于生产线方向或与生产丝方向形成一个夹角进行排列。这就导致植物纤维弹性片材沿生产线方向的强度很高，而垂直于生产线方向的强度较低。
申请人分别进行以下实验，得到以下对比数据：
弹性片材纵、横向拉伸对比试验：
由上述试验可知，植物纤维弹性片材的纵、横向抗拉伸力实际上是有差别的，同一块植物纤维弹性片材的纵向抗拉伸力明显高于其横向抗拉伸力，根据弹性片材纵向和横向的不同特性，申请人提出将弹性片材纵向、横向交错码叠，达到一种编织弹性材料的方案，并对码叠的方式和效果进行了试验，结果如下：
不同叠片方式生产的规格为2000×1500×120（mm）弹性材料滚压及硫化尺寸对比试验：
由上述试验可知，采用纵横向交错叠片方式生产的植物纤维材料强度要大于同向叠片方式生产的弹性材料强度。纵横向交错叠片时，即使减少了纤维弹性片材1-2张的用量也能达到同样的使用强度，同样符合GB/T 26706-2011《软体家具 棕纤维弹性弹性材料》国家标准的相关规定。经试验表明，交错叠片方式生产的高强度植物纤维材料在硫化后尺寸变化相对较小。综上所述，现有技术生产的植物纤维弹性片材，在指定植物纤维弹性片材的方向后，将植物纤维弹性片材纵横向交错码叠，能够提高码叠后的植物纤维材料的强度，减少植物纤维弹性片材的用量，达到降低成本的效果。同时交错叠片方式生产的植物纤维材料在硫化后尺寸变化相对较小，在植物纤维材料最后切割定型时，能够减少切割量。而且采用纵横向交错叠片方式生产的植物纤维材料在搬动过程中不容易折断，后期使用过程中不会出现塌陷、鼓包等系列质量问题。
由于剑麻纤维材料具有质地坚韧、富于弹性、耐摩擦和不易破碎等特点，故使用剑麻纤维材料制成的长剑麻层也同样具备了这些优点，而在纵向弹性片材与横向弹性片材之间复合有长剑麻层，从而使得植物纤维材料具有更高的强度性能、韧性比较好，使用网状结构的长剑麻层包裹住拼接而成的植物纤维弹性片材，使得植物纤维弹性片材在搬动过程中更加不容易折断，后期使用过程中更加不会出现塌陷、鼓包等系列质量问题。剑麻材料耐摩擦和不易破碎延长了植物纤维材料的使用寿命，且剑麻容易种植，生产周期短，剑麻材料容易获取，价格便宜，从而使得设置有长剑麻层的植物纤维材料生产成本不会提高。
附图说明
附图1为本发明的第一种结构示意图；
附图2为本发明的第二种结构示意图；
附图3为本发明的第三种结构示意图；
附图4为本发明的第四种结构示意图；
附图5为本发明的第五种结构示意图；
附图6为本发明的第六种结构示意图；
附图7为本发明的第七种结构示意图；
附图8为本发明的第八种结构示意图；
附图9为本发明的第九种结构示意图；
附图10为长剑麻层与弹性片材配合示意图；
附图11为现在的植物纤维弹性材料结构示意图；
附图标记：1-纵向弹性片材，11-纵向弹性片材分块，2-横向弹性片材，21-横向弹性片材分块，3-长剑麻层。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
本发明的实施例1：一种高强度植物纤维材料，该材料由多层植物纤维弹性片材码叠而成，该植物纤维弹性片材生产时，以顺沿生产线出来的方向作为纵向，以植物纤维弹性片材垂直生产线的方向作为横向。生产出来的弹性片材即为纵向，旋转90度后得横向。如附图1所示，本材料制作时，将一层以上的纵向弹性片材1和一层以上的横向弹性片材2交错码叠即可得到植物纤维材料，植物纤维弹性片材纵、横码叠得到的材料较之同向码叠得到的材料，其横向和纵向的强度性能比较一致，不会出现同向码叠的材料纵向强度大于横向强度的问题。在纵向弹性片材1与横向弹性片材2之间设有长剑麻层3。由于一般用于纤维弹性材料的纤维长度在100-200mm ,而长剑麻的长度在300mm以上，故将长剑麻制成的材料层称为长剑麻层3。该长剑麻层3通过将剑麻制成直径为0.5mm的剑麻细丝，然后将剑麻细丝编制成长剑麻层3，堆叠过程中将长剑麻层3放置在植物纤维弹性片材之间，并涂上胶水，最后再与其它植物纤维弹性片材一起硫化，热压即可。该长剑麻层3的材料剑麻种植容易，而且生产周期短，使得剑麻原料容易取得，从而使得材料的制作成本不会因为增加长剑麻层3而提高。制作过程中就降低了植物纤维片材的用量，从而使得材料的制作成本较低，相对应地其市场售价也会相应降低，从而满足了低消费人群的购买需求。而且长剑麻层3较之植物纤维弹性片材层其强度更高，从而可以提高整体材料的强度。本实施例中的每一块纵向弹性片材1与每一块横向弹性片材2均为一整块完整的植物纤维弹性片材。由于剑麻纤维材料具有质地坚韧、富于弹性、耐摩擦和不易破碎等特点，从而使得设有长剑麻层3的材料也具有上面的优点。
本发明的实施例2：一种高强度植物纤维材料，该材料由多层植物纤维弹性片材码叠而成，该植物纤维弹性片材生产时，以顺沿生产线出来的方向作为纵向，以植物纤维弹性片材垂直生产线的方向作为横向。本材料制作时，将一层以上的纵向弹性片材1和一层以上的横向弹性片材2交错码叠即可得到植物纤维材料，在纵向弹性片材1与横向弹性片材2之间设有长剑麻层3。如附图2-4所示，本实施例与实施例1的不同之处在于纵向弹性片材1中至少有1块纵向弹性片材1由至少2块纵向弹性片材分块11拼接而成。例如：当材料中包含有7块纵向弹性片材1时，7块纵向弹性片材1中可以有3块是整块的纵向弹性片材1，而剩下的4块纵向弹性片材1中每块纵向弹性片材1均由2块以上的纵向弹性片材分块11拼接而成；当7块中有6块是完整的纵向弹性片材1时，至少有1块是用纵向弹性片材分块11拼接而成的纵向弹性片材1。因为弹性片材材料生产出来时是连续的一整块，然后再截取相应的尺寸，但是在后续加工成型过程中，难免要切掉部分植物纤维弹性片材，对于切掉的较大块的纵向弹性片材分块11，直接扔掉的话，无疑会造成资源的浪费。因此可以将切掉的几块较大块的纵向弹性片材分块11拼接成1整块纵向弹性片材1，避免了材料的过度浪费，使得材料得到充分地利用。
如附图3-4所示，当植物纤维弹性片材包括有2层以上的纵向弹性片材1，且上、下相邻的2层纵向弹性片材1均由2块以上的纵向弹性片材分块11拼接而成时，应保证上、下相邻2层纵向弹性片材1的拼接位置交错分开，不处于同一个断面层，这样的设置是为了避免抬起材料的过程中，纵向弹性片材1容易从其拼接处折断。
本发明的实施例3：一种高强度植物纤维材料，该材料由很多层植物纤维弹性片材码叠而成，该植物纤维弹性片材生产时，以顺沿生产线出来的方向作为纵向，以植物纤维弹性片材垂直生产线的方向作为横向。本材料制作时，将一层以上的纵向弹性片材1和一层以上的横向弹性片材2码叠即可得到植物纤维材料，在纵向弹性片材1与横向弹性片材2之间设有长剑麻层3。如附图5-7所示，本实施例与实施例1的不同之处在于横向弹性片材2中至少有1块横向弹性片材2由2块以上的横向弹性片材分块21拼接而成。例如：当材料中包含有7块横向弹性片材2时，7块横向弹性片材2中可以有3块是整块的横向弹性片材2，而剩下的4块横向弹性片材2中每块横向弹性片材2均由2块以上的横向弹性片材分块21拼接而成；当7块中有6块是整块的横向弹性片材2时，至少有1块是用横向弹性片材分块21拼接而成的横向弹性片材2。因为弹性片材材料生产出来时是连续的一整块，然后再截取相应的尺寸，但是在后续加工定型过程中，难免要切掉部分弹性片材，对于切掉的较大块的横向弹性片材分块21，直接扔掉的话，无疑会造成资源的浪费。因此可以将切掉的几块较大块的横向弹性片材分块21拼接成1块横向弹性片材2，避免了材料的过度浪费，使得材料得到了充分地利用。
如附图6-7所示，当植物纤维弹性片材包括有2层以上的横向弹性片材2，且上、下相邻的2层横向弹性片材2均由2块以上的横向弹性片材分块11拼接而成时，应保证上、下相邻2层纵向弹性片材1的拼接位置交错分开，不处于同一个断面层，这样的设置是为了避免抬起材料的过程中，纵向弹性片材1容易从其拼接处折断。
本发明的实施例4：一种高强度植物纤维材料，该材料由很多层植物纤维弹性片材码叠而成，该植物纤维弹性片材生产时，以顺沿生产线出来的方向作为纵向，以植物纤维弹性片材垂直生产线的方向作为横向。本材料制作时，将一层以上的纵向弹性片材1和一层以上的横向弹性片材2交错码叠即可得到植物纤维材料，在纵向弹性片材1与横向弹性片材2之间设有长剑麻层3。如附图8所示，本实施例中的每一块纵向弹性片材1均由多块纵向弹性片材分块11拼接而成；同时每一块横向弹性片材2也是由多块横向弹性片材分块21拼接而成。这样的生产方式，使得材料得到更加充分地利用。
本发明的实施例5：一种高强度植物纤维材料，该材料由很多层植物纤维弹性片材码叠而成，该植物纤维弹性片材生产时，以顺沿生产线出来的方向作为纵向，以植物纤维弹性片材垂直生产线的方向作为横向。本材料制作时，将一层以上的纵向弹性片材1和一层以上的横向弹性片材2交错码叠即可得到植物纤维材料，在纵向弹性片材1与横向弹性片材2之间设有长剑麻层3。如附图9所示，本实施例中的材料包括有多块纵向弹性片材1，而多块纵向弹性片材1中，有部分是整块的纵向弹性片材1，而有部分是通过纵向弹性片材分块11拼接而成的纵向弹性片材1；而多块横向弹性片材2中，有部分是整块的横向弹性片材2，也有部分是通过横向弹性片材分块21拼接而成的横向弹性片材2。这样的材料既不会造成材料的过度浪费，又不用担心使用过多的拼接后的弹性片材，而影响材料的使用性能。
以上实施例中的长剑麻层3设置在拼接而成的植物纤维弹性片材上时，如附图10所示，可以将长剑麻层3包裹在弹性片材的周身上，这样的设置更加能够避免拼接而成的植物纤维弹性片材在搬动过程中会从其拼接处断开。
长剑麻层3制作时使用剑麻细丝编制成网状结构，这样可以增强材料的透气性能。而且网状结构的长剑麻层3各个方向的力学性能均比较平均。
Claims (5)
1.一种高强度植物纤维材料，其特征在于：包括有植物纤维弹性片材，植物纤维丝经卷曲后用气流吹成呈三维分布状后喷胶，使植物纤维丝之间节点粘合得到植物纤维弹性片材，植物纤维弹性片材顺沿生产线出来的方向作为纵向，植物纤维弹性片材垂直生产线的方向作为横向，一层以上的纵向弹性片材（1）和一层以上的横向弹性片材（2）码叠得到植物纤维材料，纵向弹性片材（1）与横向弹性片材（2）之间设有长剑麻层（3）；所述纵向弹性片材（1）中至少有1块纵向弹性片材（1）由2块以上的纵向弹性片材分块（11）拼接而成，所述植物纤维弹性片材包括有2层以上的纵向弹性片材（1），且上、下相邻2层纵向弹性片材（1）均由2块以上的纵向弹性片材分块（11）拼接而成时，上、下相邻2层纵向弹性片材（1）的拼接位置交错分开。
2.根据权利要求1所述的高强度植物纤维材料，其特征在于：所述横向弹性片材（2）中至少有1块横向弹性片材（2）由2块以上的横向弹性片材分块（21）拼接而成。
3.根据权利要求2所述的高强度植物纤维材料，其特征在于：所述植物纤维弹性片材包括有2层以上的横向弹性片材（2），且上、下相邻2层横向弹性片材（2）均由2块以上的横向弹性片材分块（21）拼接而成时，上、下相邻2层横向弹性片材（2）的拼接位置交错分开。
4.根据权利要求1或3中任意一项所述的高强度植物纤维材料，其特征在于：所述长剑麻层（3）包裹住纵向弹性片材（1）和/或横向弹性片材（2）。
5.根据权利要求1或3中任意一项所述的高强度植物纤维材料，其特征在于：所述长剑麻层（3）为网状结构。
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