TW201408490A - 具金屬層之高壓防火材料及其製法 - Google Patents

Abstract

本發明係一種具金屬層之高壓防火材料及其製法，該高壓防火材料包括一金屬層、至少一纖維層及至少一膠合層，其中該金屬層係由金屬材料製成之片體，其上均勻沖壓形成有複數個網孔，該纖維層係由纖維材料構成之片材，該膠合層係介於一金屬層與一纖維層間，並嵌合於該等網孔及該纖維層之孔隙中，且該膠合層係由具黏性之複合材料凝固而成，該複合材料係由一黏膠及一防火材料均勻混合而成。如此，該高壓防火材料不僅具備該纖維層之彈性及該金屬層之堅軔性，該膠合層更能產生絕佳之防火效果。

Description

具金屬層之高壓防火材料及其製法

本發明係一種具金屬層之高壓防火材料及其製法，尤指一種在高壓環境下，藉由含有防火材料之膠合層，使金屬層及纖維層緊密結合成一體而製成的高壓防火材料，該高壓防火材料不僅具備該纖維層之彈性及該金屬層之堅軔性，更因該膠合層中之防火材料而能產生絕佳的防火效果。

按，傳統上在建造室內外牆飾板、地板、門板、戶外傢俱時，經常使用木材、石材、瓷磚…等作為主要的建材。當使用石材或瓷磚作為主要的建材時，雖然該等材料具備防火之功用，惟，該等材料不但在加工上較為困難，造成施工成本上升，且其尚有重量較重、附著性不佳等缺點，因此，不僅增加了運送及施工上的成本，更可能因為該等石材或瓷磚自牆面剝離、掉落而肇生危險，此外，該等石材或瓷磚材料均具有高昂的材料成本，大幅提高消費者的支出費用。

另，就木材而言，受限於其生長緩慢與材質特性之影響，大多具有價格昂貴、不具防火功能、容易受潮濕產生彎曲變形、蟲蛀侵蝕、表面退色等缺點。一般而言，目前使用木材作為建材材料時，常見的幾種主要建材形式包括：木心板、夾板、密集板或塑合板等形式，其中，使用木心板為主要建材上，其雖然較石材或瓷磚質輕，且相對於其他建材形式之木材而言，木心板具有較不易變形、耐重佳等優點，惟，相 對於其他材料而言，木心板仍顯得較重，因此在使用上仍有其不便之處；使用夾板、密集板或塑合板等為主要建材上，由於其是屬於木屑加工製成之板材，故具有質地相對較輕、加工相對較便利之優點，但缺乏韌性係其一大缺點，且在實際使用時，若於其上鎖固螺釘，此等板材對螺釘所能產生的抓持力通常較差，若螺釘長期承載較大之作用力(如：吊掛重物)，往往會使螺釘自板材的螺孔中鬆脫，因此一般業者與消費者普遍認為此等板材之耐用性較差。除以上所列之各別缺點外，無法防火亦為所有木質材料共同的致命缺點。

在重視建築安全的現代社會中，採用防火建材建造室內外牆飾板、地板、門板、戶外傢俱等，已係日益普遍化之作法，世界各國亦針對防火建材制訂有嚴格的測試標準，並規定公共場合所使用的隔間板或裝潢板等，皆必須使用防火建材，以保障出入民眾的人身與財產安全。有鑑於傳統上使用的各種建材，仍具有前述之諸多缺點，因此，各式防火材料逐漸被眾多業者開發面世，相關場所亦紛紛改以防火材料作為主要的建材。普遍來說，現有的防火材料一般以水泥、石膏等製成，因此仍有重量較重之缺點，雖有部份業者為解決此一問題，於前述習知防火材料中加入蛭石、樹脂、化學黏著劑等輕質隔熱材料，以製成輕質防火隔熱板材，然而，該等輕質防火隔熱板材的材質脆度極高，因此，在業者拿取、置放該等輕質防火隔熱板材之過程中，極易造成該等輕質防火隔熱板材破損，導致運送及施工上的成本居高不下。

由以上說明可知，無論是傳統上所使用的木材、石材或 瓷磚等建材，抑或是習知的防火材料，皆難以同時具備防火、質輕、高堅韌性及加工性優良等優點，以致於相關業者在使用該等建材或習知防火材料時，往往必須在運送及施工上花費大量成本，且部份材料的實用性及耐用性並不理想(例如：不適合鎖固螺釘以吊掛重物)，再者，前文所述之石材或瓷磚在加工上較為困難，而木材或習知防火材料在生產的過程中又多被製成平面片狀或板狀，因此該等建材或習知防火材料在造型設計上往往受到極大的限制，也大幅限縮了該等材料的應用範圍。

故，如何能開發出一種新穎的防火材料，不但具備防火、質輕、高堅韌性以及加工性優良等優點，且能依實際需要，被製作成各種不同的造型，以便能被應用至更廣泛的用途，一舉改善傳統上所使用各種建材及習知防火材料的各種缺點，即為本發明在此亟欲探討之一重要課題。

有鑑於傳統上所使用的木材、石材或瓷磚等建材，抑或是習知的防火材料，皆有各種不同的缺點，發明人在參閱許多相關資料後潛心研究，並經過多次實驗、調整與改良，終於開發出本發明之一種具金屬層之高壓防火材料及其製法，以期能藉本發明一舉改善習知材料的各種缺點，提供一種同時具備防火、質輕、高堅韌性以及加工性優良等優點的高壓防火材料。

本發明之一目的，係提供一種具金屬層之高壓防火材 料，該高壓防火材料包括至少一金屬層、至少一纖維層及至少一膠合層，其中該金屬層係由金屬材料(如：鋁、鈦、銅、鐵、鉛、銀及其他金屬或合成金屬…等)製成之片體，其厚度係小於2毫米，且其上均勻沖壓形成有複數個網孔，各該網孔之孔徑為該金屬層厚度之1~2倍，且相鄰網孔間之距離又為各該網孔孔徑之1~2倍；該纖維層係由纖維材料(如：薄木片、木皮、植物纖維、化學纖維、毛料纖維、碳纖維或各種纖維布…等)構成之片材，其厚度係小於2毫米；該膠合層係介於該金屬層與該纖維層間，或當該高壓防火材料包括複數層纖維層及膠合層時，該等膠合層係介於該金屬層與該纖維層間，或介於一纖維層與另一纖維層間，該膠合層係由具黏性之複合材料凝固而成，該複合材料係由一黏膠及一防火材料均勻混合而成，其中該黏膠係環氧樹脂或聚酯樹脂等膠合材料，該防火材料係矽砂、氫氧化鋁、碳、碳酸鈣、鋁鐵酸鈣、鋁矽酸鈣、氧化鋁、氧化鐵、氧化矽、各種氧化金屬及礦石、各種金屬及礦石、石膏、石粉或玻璃粉等材料，且係呈粉末或顆粒狀，其粒徑大小必須能通過200#之篩網，該防火材料於該複合材料中所佔的重量百分比係介於45%~65%之間，該複合材料能均勻地滲入該等網孔及該纖維層之孔隙中，以令該複合材料凝固形成之該膠合層能嵌合於該等網孔及該纖維層之孔隙中。

本發明之另一目的，係提供一種製造具金屬層之高壓防火材料的方法，該方法係包括下列步驟：以一金屬製成之片體作為一金屬層，且於該金屬層上沖壓形成複數網孔；取纖 維材料構成之片材作為一纖維層；於該金屬層或纖維層上塗抹具黏性之複合材料後，將該金屬層與該纖維層相互貼附；利用一上模具及一下模具對其兩側施加壓力，以令該複合材料能滲入該金屬層之該等網孔及該纖維層之孔隙中，進而使該複合材料在凝固後能形成一膠合層；最後，解除該上模具及下模具，即製成本發明之具金屬層之高壓防火材料。如此，由於該金屬層及該等纖維層係在高壓環境下，藉各該膠合層，緊密結合成一體，故高壓防火材料不僅具備該纖維層之彈性及該金屬層之堅軔性，更因該膠合層中之防火材料係同時且均勻地滲入該等網孔及該纖維層內，使得火燄自該高壓防火材料之最外層燃燒至該膠合層時，即會因該膠合層中之防火材料，而無法繼續燃燒，以產生一絕佳之防火效果；此外，該金屬層上均勻佈設之網孔不僅令使用者能輕易地在該高壓防火材料上鎖固螺釘，該金屬層之堅軔性更能輔助該纖維層之彈性，對螺釘產生強大之抓持力，令螺釘能承載更大之作用力而不致鬆脫；再者，當製造廠商以不同造形之上模具及下模具壓製該高壓防火材料時，更能令該高壓防火材料被製造成各種不同的形狀，大幅拓寬了該高壓防火材料之適用範圍。

為便 貴審查委員能對本發明之目的、結構及其功效，做更進一步之認識與瞭解，茲舉實施例配合圖式，詳細說明如下：

本發明係一種具金屬層之高壓防火材料，在本發明之一較佳實施例中，請參閱第1圖及第2圖所示，該高壓防火材料1包括至少一金屬層11、至少一纖維層12及至少一膠合層13。其中，該金屬層11係由金屬材料(如：鋁、鈦、銅、鐵、鉛、銀及其他金屬或合成金屬…等)製成之片體，且其上均勻沖壓形成有複數個網孔111，在此一較佳實施例中，該金屬層11之厚度係小於2毫米，該等網孔111為圓形貫穿孔，且各該網孔111之孔徑為該金屬層11厚度之1~2倍，相鄰網孔111間之距離又為各該網孔111孔徑之1~2倍，惟，本發明並不以圖面所示為限，實際施作時，製造廠商亦可將該等網孔111設計成矩形、平行四邊形或六角形及其它各種形狀，且各該網孔111之孔徑以及相鄰網孔111間之距離亦可視需要彈性調整。在此特別一提者，為使本發明之該等網孔111能清楚地呈現於圖面上，本說明書中之圖式，係採取局部繪製之方式，合先陳明。

承上，該纖維層12係由纖維材料(如：薄木片、木皮、植物纖維、化學纖維、毛料纖維、碳纖維或各種纖維布…等)所構成之片材，在此一較佳實施例中，該纖維層12之厚度係小於2毫米，且係預先被製成片材後，再與該金屬層11相互結合，並共同構成該高壓防火材料1之一部份，惟，實際施作時並不以此為限，製造廠商亦可將纖維材料散佈放置於該金屬層11之一側，嗣，在製作過程中使散佈放置於該金屬層 11一側之該等纖維材料形成該纖維層12，其具體製法容後詳述。

復請參閱第2圖所示，在此一較佳實施例中，該高壓防火材料1(如第1圖所示)包括兩層金屬層11及複數層纖維層12，各該纖維層12分別與一金屬層11或與另一纖維層12相互貼附，以共同組成該高壓防火材料1，實際施作時，製造廠商亦得視實際需要增減金屬層11或纖維層12之數量，以調整該高壓防火材料1之整體厚度。在此特別一提者，當製造廠商使用多層金屬層11製造該高壓防火材料1時，各該金屬層11不必由完全相同之金屬製成，舉例而言，製造廠商可將其中一層金屬層11以鋁製成，另一金屬層11則以鉛製成；同理，各該纖維層12亦毋須使用完全相同之材料製成，換言之，其材料可視製造廠商之實際需要自由變化與搭配。在此一較佳實施例中，該高壓防火材料1之製法，係於該纖維層12之一側或兩側均勻地塗抹一層具黏性之複合材料，嗣，將該纖維層12上塗抹有該複合材料之側面貼附至該金屬層11之一側面上，或貼附至另一纖維層12之一側面上，重複上述步驟，令該等纖維層12及金屬層11能相互貼附。在此特別一提者，雖然在前述步驟中，係將於該複合材料塗抹於該纖維層12上，惟，實際施作時，當然亦可將該複合材料塗抹於該金屬層11之一側或兩側，並將一層或兩層纖維層12貼附至該金屬層11之一側或兩側，此外，如同前一段落所述，當 製造廠商將該複合材料塗抹於該金屬層11一側之後，亦可將纖維材料散佈放置於該金屬層11塗抹有該複合材料之側面，而毋須將纖維材料預先製成該等纖維層12，按凡所屬技術領域之人士所能輕易思及之變化或修飾，均應屬不脫本發明所欲主張保護之範疇。

承上，該複合材料係由一黏膠及一防火材料均勻混合而成，其中該防火材料於該複合材料中所佔的重量百分比係介於45%~65%之間，在此一較佳實施例中，該防火材料於該複合材料中所佔的重量百分比係60%。該黏膠係環氧樹脂或聚酯樹脂等膠合材料，該防火材料則係矽砂、氫氧化鋁、碳、碳酸鈣、鋁鐵酸鈣、鋁矽酸鈣、氧化鋁、氧化鐵、氧化矽、各種氧化金屬及礦石、各種金屬及礦石、石膏、石粉或玻璃粉等粉末或顆粒狀材料，在此一較佳實施例中，該防火材料之粒徑大小係小於75微米(μm)，意即，能通過篩號(mesh，網孔數/每英吋，單位符號為#)為200#之篩網的大小。當製造廠商使用多層金屬層11或纖維層12製造該高壓防火材料1時，金屬層11與貼附於該金屬層11之纖維層12間，或相互貼附之兩層纖維層12間，皆必須塗抹一層複合材料，惟，如同前文所述，該等複合材料並不必由完全相同之成份或比例製成，其防火材料或黏膠之各別成份，或防火材料與黏膠之搭配比例，製造廠商均可視實際需要自由調整與變化，合先陳明。

為能透過更簡單、明瞭之方式闡述本發明之高壓防火材料1之製法，以下藉由第3圖所示之另一較佳實施例，並搭配第4圖所示之一流程圖對其製法做更進一步之說明，請參閱第3圖及第4圖所示，該高壓防火材料1之製法係包括下列步驟：(301)以金屬製成之片體作為該金屬層11；(302)於該金屬層11上沖壓形成複數網孔111；(303)於該金屬層11或該纖維層12上塗抹具黏性之複合材料；(304)將至少一金屬層11與至少一纖維層12相互貼附；(305)利用一上模具21及一下模具22對其兩側施加壓力；(306)複合材料滲入該金屬層11的網孔111及該纖維層12的孔隙中，並形成膠合層13；及(307)解除該上模具21及該下模具22。

在此另一較佳實施例中，該高壓防火材料1包括一層金屬層11與兩層纖維層12，以及能將該等纖維層12與該金屬層11緊密結合成一體之膠合層13，惟，如同前文所述，製造廠商亦可將相同或不同的金屬製成複數片體，並將該等片體作為該高壓防火材料1之複數層金屬層11，且亦可透過不同的纖維材料構成複數片材，以將各該片材分別作為該等纖維層12。當製造廠商依上述流程之步驟(301)至(304)，將各該纖維層12上塗抹有該複合材料之側面(在此另一較佳實施 例中，防火材料佔該複合材料之重量百分比係50%)，分別貼附至該金屬層11之兩側後，便藉由一上模具21及一下模具22，分別對該金屬層11之兩側持續施加至少100噸/平方米之壓力。在施加壓力的過程中，該複合材料不僅會均勻地滲入該等網孔111中，亦會均勻地滲入各該纖維層12之孔隙中(如圖中虛線標記處所示)，且該等纖維層12亦能因受壓而變得更加緊實，進而能提昇該等纖維層12之材料密度。在此特別一提者，在本發明之其他實施例中，亦可改變前述流程之步驟(303)及(304)，於該金屬層11上塗抹具黏性之複合材料後，將纖維材料散佈放置於該金屬層11塗抹有該複合材料之側面，嗣，當步驟(305)中利用一上模具21及一下模具22對其兩側施加壓力時，散佈放置於該金屬層11一側之該等纖維材料便會被壓製成該纖維層12。

承上，俟該複合材料凝固形成該膠合層13，而使該金屬層11及該等纖維層12緊密結合成一體後，即可製成本發明之高壓防火材料1，此時，便能解除該上模具21及下模具22之施壓。同前所述，製造廠商得視實際需要自由增減金屬層11或纖維層12之數量，因此，圖面所示並非本發明之限制；再者，該金屬層11並不限於被包覆在該高壓防火材料1之內層，實際施作時，製造廠商亦可將金屬層11貼附於該高壓防火材料1之最外層，以上兩點在此特予指明。在前述流程之步驟(305)及(306)中，製造廠商能依實際製造之需求， 選用製成特定造形之上模具21及下模具22，如此，便能在施加壓力的過程中，使該金屬層11及該等纖維層12被壓製成該特定形狀，且在該複合材料凝固形成該膠合層13後，亦有助於使該高壓防火材料1能維持在該特定形狀。雖然，前述流程之步驟(307)係「解除該上模具21及該下模具22」，惟，實際施作時，製造廠商亦可直接以預先製成之裝飾板作為該上模具21及該下模具22，且在藉由該上模具21及該下模具22壓製形成該高壓防火材料1後，使該上模具21及該下模具22能直接貼附、黏著於該高壓防火材料1之最外層，因此，前述流程之步驟(307)並非本發明之必要步驟，而不應視為本發明專利範圍之限制，合先敘明。

復請參閱第3圖及第4圖所示，由於該金屬層11及該等纖維層12係在高壓環境下，藉各該膠合層13，緊密地被結合成一體，因此該高壓防火材料1不僅具備該纖維層12之彈性及該金屬層11之堅軔性，更因該膠合層13中之防火材料係同時且均勻地滲入該等網孔111及該纖維層12之孔隙中，使得火燄自該高壓防火材料1之最外層燃燒至該膠合層13時，即會因該膠合層13中之防火材料，而無法繼續燃燒，故能產生絕佳的防火效果，此外，該金屬層11上均勻佈設之網孔111不僅令使用者能輕易地在該高壓防火材料1上鎖固螺釘，該金屬層11之堅軔性更能輔助該纖維層12之彈性，進而能對螺釘產生強大之抓持力，令螺釘能承載更大之作用力而不致 鬆脫；再者，當製造廠商以不同造形之上模具21及下模具22壓製該高壓防火材料1時，更能令該高壓防火材料1被製成各種不同的形狀，大幅拓寬了該高壓防火材料1的適用範圍。由以上說明可知，本發明之具金屬層之高壓防火材料不僅能防火，更具備質輕、高堅韌性以及加工性優良等優點。

按，以上所述，僅為本發明之較佳實施例，惟本發明之技術特徵並不侷限於此，凡任何熟悉該項技藝者，在本發明之技術領域內，可輕易思及的變化或修飾，皆應涵蓋在以下本發明的申請專利範圍中。

1‧‧‧高壓防火材料

11‧‧‧金屬層

111‧‧‧網孔

12‧‧‧纖維層

13‧‧‧膠合層

21‧‧‧上模具

22‧‧‧下模具

第1圖係本發明較佳實施例之立體示意圖；第2圖係本發明較佳實施例之爆炸示意圖；第3圖係本發明另一較佳實施例之剖面示意圖；及第4圖係本發明之製造方法流程圖。

1‧‧‧高壓防火材料

11‧‧‧金屬層

111‧‧‧網孔

12‧‧‧纖維層

13‧‧‧膠合層

21‧‧‧上模具

22‧‧‧下模具

Claims (10)

1. 一種具金屬層之高壓防火材料，包括：至少一金屬層，係由金屬材料製成之片體，其上均勻沖壓形成有複數個網孔；至少一纖維層，係由纖維材料構成之片材；及至少一膠合層，係介於一金屬層與一纖維層間，並嵌合於該等網孔及該纖維層之孔隙中，其中該膠合層係由具黏性之複合材料凝固而成，且該複合材料係由一黏膠及一防火材料均勻混合而成。
2. 如請求項1所述之高壓防火材料，其中該金屬層之厚度係小於2毫米，且各該網孔之孔徑為該金屬層厚度之1~2倍，相鄰網孔間之距離又為各該網孔孔徑之1~2倍。
3. 如請求項2所述之高壓防火材料，當其包括複數層纖維層及複數層膠合層時，各該膠合層尚能介於相互貼附之兩層纖維層間，並嵌合於該等纖維層之孔隙中。
4. 如請求項2或3所述之高壓防火材料，其中該等纖維層之厚度係小於2毫米。
5. 如請求項4所述之高壓防火材料，其中該防火材料係為矽砂、氫氧化鋁、碳、碳酸鈣、鋁鐵酸鈣、鋁矽酸鈣、氧化鋁、氧化鐵、氧化矽、各種氧化金屬及礦石、各種金屬及礦石、石膏、石粉或玻璃粉，且呈粉末或顆粒狀，其粒徑大小能通過200網孔數/每英吋之篩網，該防火材料於該複合材料中所佔的重量 百分比係介於45%~65%之間。
6. 如請求項5所述之高壓防火材料，其中該黏膠係環氧樹脂或聚酯樹脂之膠合材料。
7. 一種具金屬層之高壓防火材料之製法，該方法包括下列步驟：以金屬製成至少一片體，將該片體作為一金屬層；於該金屬層上沖壓形成複數網孔；以纖維材料構成至少一片材，將該片材作為一纖維層；於該金屬層或纖維層上塗抹具黏性之複合材料，該複合材料係由一黏膠及一防火材料均勻混合而成；將該金屬層與該纖維層相互貼附；利用一上模具及一下模具對其兩側施加壓力，以令該複合材料滲入該金屬層之該等網孔及該纖維層之孔隙中；及待該複合材料凝固形成一膠合層，即製成該高壓防火材料。
8. 如請求項7所述之製法，其中該上模具及下模具，係分別對其兩側持續施加至少100噸/平方米之壓力。
9. 一種具金屬層之高壓防火材料之製法，該方法包括下列步驟：以金屬製成至少一片體，將該片體作為一金屬層；於該金屬層上沖壓形成複數網孔；於該金屬層上塗抹具黏性之複合材料，該複合材料係由一黏膠及一防火材料均勻混合而成；將纖維材料散佈放置於該金屬層塗抹有該複合材料之側面；利用一上模具及一下模具對其兩側施加壓力，以令該等纖維材 料形成一纖維層，且使該複合材料滲入該金屬層之該等網孔及該纖維層之孔隙中；及待該複合材料凝固形成一膠合層，即製成該高壓防火材料。
10. 如請求項9所述之製法，其中該上模具及下模具，係分別對其兩側持續施加至少100噸/平方米之壓力。