CN113089382B - 一种自胶合全降解有机覆盖垫及制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自胶合全降解有机覆盖垫及制作方法,制作方法包括以下步骤:S1:获取可规模化生产的农作物秸秆,采用生物机械浆或化学机械浆对所述农作物秸秆进行纤维化分离处理形成浆料;S2:将步骤S1中所述浆料利用纸浆模塑技术,在高温干燥环境下进行热定型,形成高松厚度且规整的初步盖垫;S3:将步骤S2中所述的初步盖垫的边缘位置设置卯榫结构,形成所述有机覆盖垫;所述有机覆盖垫整体为规整几何造型,且边缘设有卯榫结构,所述有机覆盖垫之间通过所述卯榫结构连接。本发明保证了产品质量的稳定可控、实现有机覆盖垫的精准造型,以及保证有机覆盖垫大比表面积,提高保水、吸尘、抑尘和过滤等性能,并提高降解速度。
Description
技术领域
本发明属于裸土覆盖领域,尤其涉及一种自胶合全降解有机覆盖垫及制作方法。
背景技术
有机覆盖物,由于其多孔、可再生、原料可降解等特性,已经在城市绿地裸土覆盖领域,尤其是园林裸土覆盖领域取得了广泛应用,一方面利用其可降解、透水保水、吸尘抑尘等作用实现裸土覆盖,另一方面利用其色彩和质感实现园林造型,形成景观效应。纵观目前各类有机覆盖物,包括非成形的有机覆盖物,及粘结成型的有机覆盖垫,但是均存在以下缺陷:
(1)覆盖物原料限制难以规模化生产导致质量波动,传统有机覆盖物生产多以树叶以及树皮、枝条、木材加工剩余物、农作物秸秆等粉碎颗粒等生物颗粒为原料,单位面积蓄积量有限,原料分布分散,原料质量波动大,难以实现集约化供应,这对有机覆盖物工厂化规模化生产造成制约,导致产品质量难以实现精准控制。
(2)覆盖物降解速度不可控,尽管部分有机覆盖物的生产已经进行了前期预生物降解处理,但限于原料尺寸精度的多变和不可控,以及原料品种的多变,导致产品降解速度即便在同一环境条件下依然不可控。
(3)覆盖物难以精准造型,易受风蚀雨蚀造成破坏流失导致二次污染造型失效。其中,非成型有机覆盖物,在园林绿化过程中需要人工造型,且造型边界难以精准控制,影响园林造型效果;与此同时,覆盖造型完成后,在使用过程中由于环境风蚀、雨蚀、人为践踏等原因,会造成覆盖物颗粒发生位移,既易造成覆盖物流失,形成二次污染,又影响园林造型效果的稳定。而目前粘结成型的有机覆盖垫,由于成型精度限制,在较大面积使用时,覆盖垫之间难以形成有效连接,依然影响园林造型效果稳定。关于园林造型效果的稳定问题,在大坡度园林裸土覆盖领域显现的尤其突出。
(4)覆盖垫需要外加胶粘剂影响降解效果,目前的有机覆盖垫多以各类生物颗粒为原料,经初步生物降解后,添加合成胶黏剂粘结成型,颗粒直径多在 2-20mm左右,比表面积较大,影响使用过程环境微生物的生物降解速度,且一般外加合成胶黏剂降解速度严重滞后于生物颗粒,甚至不能完全降解,影响覆盖垫的降解效果。
发明内容
针对上述问题,本发明提供了一种自胶合全降解有机覆盖垫,实现规模化生产稳定产品质量,原料纤维化实现造型精细化,纤维自胶合无外加胶黏剂,且有利于多个有机覆盖垫形成整体连接。
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案为:
一种自胶合全降解有机覆盖垫的制作方法,包括以下步骤:
S1:获取可规模化生产的农作物秸秆,采用生物机械浆或化学机械浆对所述农作物秸秆进行纤维化分离处理形成浆料;
S2:将步骤S1中所述浆料利用纸浆模塑技术,在高温干燥环境下进行热定型,形成高松厚度且规整的初步盖垫;
S3:将步骤S2中所述的初步盖垫的边缘位置设置卯榫结构,形成所述有机覆盖垫。
优选地,所述步骤S1中,所述浆料的有机抽出物含量小于0.5%,酸不溶木素含量高于14%,且所述浆料中的纤维及纤维束平均长度在0.5mm~10mm,平均宽度在0.1mm~1.0mm,浆料打浆度为15°SR~40°SR。
优选地,所述步骤S2中,高温干燥温度控制在170℃~200℃,所述初步盖垫的材料密度0.14g/cm3~0.30g/cm3。
上述的一种自胶合全降解有机覆盖垫的制作方法制作的一种自胶合全降解有机覆盖垫,所述有机覆盖垫整体为规整几何造型,且边缘设有卯榫结构,所述有机覆盖垫之间通过所述卯榫结构连接。
优选地,所述卯榫结构的凹陷深度大于等于2毫米加上所述有机覆盖垫厚度的二分之一,且小于等于5毫米。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1、本发明所述的一种自胶合全降解有机覆盖垫的制作方法以集约化农业农作物秸秆为原料,保证产品质量的稳定可控;原料的纤维化分离,可以实现有机覆盖垫的精准造型,以及保证有机覆盖垫大比表面积,提高保水、吸尘、抑尘和过滤等性能,并提高降解速度;浆料纤维的低有机抽出物含量,可以提高纤维多孔性和亲水性;浆料纤维的高木素含量,可以保证有机覆盖垫在高温定型后形成更高的纤维结合强度及湿强度;有机覆盖垫的高松厚度,是有机覆盖垫透水、过滤、保水、吸尘、抑尘、可降解等功能实现的必要保证。
2、本发明所述的一种自胶合全降解有机覆盖垫为规整几何造型,有利于远途运输和实现较大面积使用时的模块化组装;同时有机覆盖垫边缘的卯榫结构有利于多个有机覆盖垫形成整体连接。
附图说明
图1是本实施例所述的一种自胶合全降解有机覆盖垫俯视图。
图2是图1中Ⅰ-Ⅰ处剖面图。
其中,有机覆盖垫的长度为A,宽度为B,厚度为C,卯榫结构位于有机覆盖垫边缘处的宽度为a,卯榫结构的凹陷深度为b。
具体实施方式
为了更好的理解本发明,下面结合附图和实施例进一步阐明本发明的内容,但本发明不仅仅局限于下面的实施例。
实施例
一种自胶合全降解有机覆盖垫的制作方法,包括以下步骤:
S1:获取可规模化生产的农作物秸秆,采用生物机械浆或化学机械浆对农作物秸秆进行纤维化分离处理形成浆料。
农作物秸秆可以选择具有规模化生产特点的玉米秸秆、稻草、麦草、棉杆等,本实施例中选择玉米秸秆。
步骤S1中的制浆方法可以选择具有低有机抽出物含量、高木素含量的冷碱法化机浆、生物法化机浆、爆破法机械浆、各类传统高压浸渍化机浆等高得率制浆方法,本实施例中选用了冷碱法化机浆,最终制得浆料的有机抽出物含量小于 0.5%,酸不溶木素含量高于14%,且浆料中的纤维及纤维束平均长度在0.5mm~10mm,平均宽度在0.1mm~1.0mm,浆料打浆度为15°SR~40°SR。
S2:将步骤S1中浆料利用纸浆模塑技术,在高温干燥环境下进行热定型,形成高松厚度且规整的初步盖垫,初步盖垫可为矩形、等边三角形、正六边形等规整几何造型。
其中,热定型可以采用导热油加热、蒸汽、微波、红外、热风等加热方式,本实施例中选用导热油加热。高温干燥温度控制在170℃~200℃,初步盖垫的材料密度0.14g/cm3~0.30g/cm3。
S3:将步骤S2中的初步盖垫的边缘位置设置卯榫结构,形成有机覆盖垫,卯榫结构可以将有机覆盖垫与有机覆盖垫之间连接起来。
根据上述制作方法制作的一种自胶合全降解有机覆盖垫,整体为规整几何造型,且边缘设有卯榫结构,有机覆盖垫之间通过卯榫结构连接。
本实施例中有机覆盖垫为矩形,且长度为A,宽度为B,厚度为C,卯榫结构位于有机覆盖垫边缘处的宽度为a,卯榫结构的凹陷深度为b。以0.1亩左右园林裸土覆盖要求为例,A=500mm~1000mm,B=800mm~1500mm,C=10mm~25mm, a=5mm~20mm,b=(1/2)C+2mm~5mm。
本实施例选用了甲乙两款产品作为对照组,其中,甲产品选用市售魔奇覆盖物,乙产品选用树枝颗粒脲醛树枝粘接覆盖垫。以本发明所述的有机覆盖垫为实验组,选取黑龙江省双城市0.25亩平均坡度11.3°西瓜种植地裸露沙壤土为试验地块,每种对象选取两种颜色等量试样进行组合造型。经5月~6月45天试验对照,在平均风速2.15m/s,极限风速20.3m/s,折算年平均降雨量450mm,最大瞬时降雨量47.2mm/d,平均气温22.5℃条件下:
(1)园林覆盖造型精度比较
试验结束时有机覆盖垫结构稳定,两色造型界面清晰不变;甲产品造型界面模糊,两色界面混合宽度达26mm以上;乙产品两色造型界面依然清晰,但试验中发生多次单片移位裸土暴露现象。
试验结果表明,与传统的非成形的有机覆盖物及粘结成型的有机覆盖垫相比,本发明所述的有机覆盖垫在造型精度及造型稳定性上显现出良好的优势。
(2)降解可控性比较
试验结束时,有机覆盖垫失重率28.7%,两种颜色的有机覆盖垫重量差4.3%;甲产品总失重率24.5%,两种颜色的甲产品重量差12.1%;乙产品失重率18.3%,两种颜色的乙产品重量差10.4%。
试验结果表明,在不同对象两种颜色试样选取不同批次产品的背景下,批次间降解速度差异以有机覆盖垫为最小,说明本发明有机覆盖垫在降解可控性上优势明显。
(3)透水性比较
试验过程中,有机覆盖垫在降雨量为22.7mm/d时产生了表面径流,甲产品和乙产品分别在降雨量为21.4mm/d、14.3mm/d时产生了表面径流,说明本发明有机覆盖垫在透水性上与甲产品相近,远优于乙产品。
下表为试验对照数据一览表:
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
Claims (2)
1.一种自胶合全降解有机覆盖垫的制作方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1:获取可规模化生产的农作物秸秆,采用生物机械浆或化学机械浆对所述农作物秸秆进行纤维化分离处理形成浆料;所述浆料的有机抽出物含量小于0.5%,酸不溶木素含量高于14%,且所述浆料中的纤维及纤维束平均长度在0.5mm~10mm,平均宽度在0.1mm~1.0mm,浆料打浆度为15°SR~40°SR;
S2:将步骤S1中所述浆料利用纸浆模塑技术,在高温干燥环境下进行热定型,形成高松厚度且规整的初步盖垫;高温干燥温度控制在170℃~200℃,所述初步盖垫的材料密度0.14g/cm3~0.30g/cm3;
S3:将步骤S2中所述的初步盖垫的边缘位置设置卯榫结构,形成所述有机覆盖垫;所述有机覆盖垫整体为规整几何造型,且边缘设有卯榫结构,所述有机覆盖垫之间通过所述卯榫结构连接。
2.根据权利要求1所述的一种自胶合全降解有机覆盖垫的制作方法,其特征在于,所述卯榫结构的凹陷深度大于等于2毫米加上所述有机覆盖垫厚度的二分之一,且小于等于5毫米。
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