TW201813713A - 週波木及其成型方法 - Google Patents

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Abstract

本發明係提供一種週波木，其係由多數纖維材料以及一媒介劑固化形成，該媒介劑係具有黏著性及導電性，並披覆於所述的纖維材料表面，使纖維材料及媒介劑一同固化成週波木。該媒介劑係於纖維材料的表面形成導電性塗層，該週波木之成型方法係以電磁波引導正、負極電流，將該等纖維材料及該導電性塗層聚合固化成該週波木。

Description

週波木及其成型方法
本發明係與木材有關，詳而言之，係指一種木材的組成結構及其製造方法。
按，木材具有天然質感及親和力，因此，廣泛使用於不同領域，例如傢俱、欄杆、步道等。然而，木材之物理性質有限，例如不防水、質地較軟，耐氣候性不佳，易受氣候及環境影響，使用壽命較不長久，即使經過表面處理，所能延長的使用期限亦屬有限。再者，木材為天然資源，若大量耗用，不止造成天然資源浪費，過度砍伐木材，亦將使地球的氣候、環境更為惡化，影響居住條件。
如何製造出一種木材成品，可避免天然資源之耗費，且不受環境及氣候影響，令該木材使用壽命長，並適於室內與戶外使用，實為一有待克服的問題。
本發明之主要目的在於提供一種週波木，其具有優良的物理性質，以及耐久性。
本發明之另一目的在於提供一種週波木之成型方法，其製程及選料係為獨創，有別於係以週波技術將纖維材料聚 合重組製成，以製成一種具有優良物理性質的木材成品。
本發明係提供一種週波木，該週波木係由多數纖維材料以及一媒介劑固化形成，所述的纖維材料係天然纖維或合成纖維或其混合物；該媒介劑係具有黏著性及導電性，並披覆於所述的纖維材料的表面；該具導電性及黏著性之媒介劑於該週波木之重量百分比係不高於百分之五十。
較佳地，所述的纖維材料係具0.01公釐以上之直徑以及至少200公釐之長度。
本發明更提供一種週波木之成型方法，該成型方法係將多數纖維材料及媒介劑固化成週波木；纖維材料可為天然纖維或合成纖維或天然纖維與合成纖維之混合纖維；其成型方法係於纖維材料之表面披覆具有導電性及黏著性的媒介劑，復以電磁波引導正、負極電流，將該等纖維材料及該具導電性的媒介劑聚合固化成成品。
較佳地，施以電磁波聚合作業時，係對等纖維材料及該媒介劑導電聚合及施壓。
較佳地，於電磁波聚合作業後，復對固化的成品施以碳化處理。
藉此，該媒介劑係使所述的纖維材料表面形成導電性塗層，以利該媒介劑及纖維材料一體地聚合成該週波木。
本發明所提供之週波木之硬度及物理性均優於天然木材，室內外均可使用，不受氣候環境所影響，具有耐久性，使用壽命長，可取代天然木材，避免天然資源之耗用。
10‧‧‧週波木
15‧‧‧電磁波設備
16‧‧‧模具
20‧‧‧纖維材料
A‧‧‧週波聚合纖維成品
30‧‧‧纖維篩檢
32‧‧‧定向疏解
34‧‧‧去醣防黴
36‧‧‧預熱處理
38‧‧‧定性乾燥
40‧‧‧導電披覆
42‧‧‧乾燥處理
44‧‧‧週波聚合
46‧‧‧固化處理
48‧‧‧碳化處理
50‧‧‧成品檢驗
為使 貴審查委員能進一步瞭解本發明之目的、特徵以及所達成之功效，以下茲舉本發明一較佳實施例，並配合圖示詳細說明於后：第一圖係本發明一較佳實施例之所提供之週波木之一種型態之立體圖。
第二圖係本發明一較佳實施例所提供之週波木之成型方法之流程圖。
第三圖係本發明一較佳實施例之成型方法中，將纖維定向並聚集之示意圖。
第四圖顯示已導電披覆之纖維經週波聚合之示意圖。
第五圖係本發明一較佳實施例所製成之週波木之若干外形。
本發明係提供一種週波木及其製法、成型方法。本發明所提供之方法係將天然植物纖維或合成纖維以週波聚合技術製成第一圖所示之週波木10，該週波木10具有優良的物理性質，包括：具高硬度、防蟲、防水、耐火的等特性。所述之週波係為電磁波。由於電磁波為週波，申請人將以本發明之技術所製成之木材稱為週波木。以下說明本發明之週波木10及其成型方法。
請參閱第二圖，顯示本發明之週波木之成型方法之製作流程，該成型方法包括但不限於下列步驟：纖維篩檢30、定向疏解32、去醣防黴34、預熱處理36、定性乾燥38、導電披覆40、乾燥處理42、週波聚合44、固化處理46、碳化處理48， 以及成品檢驗50。
纖維篩檢30及定向疏解32步驟：請參閱第三圖，本發明所選用之纖維材料20可為天然的植物纖維或合成纖維，所述之天然植物包括：樹木及植物。天然纖維之來源可由原木、枯木、漂流木或植物取得，或是回收的木材廢棄物、回收的木材製品，例如木床、木櫥櫃、木桌椅等木製傢俱等。纖維經篩檢挑選，本發明所選用的每一根纖維材料20為細長纖維，纖維直徑具有0.01mm(公釐)以上之細度，而纖維長度係至少為200mm。可理解的是，本發明所使用的纖維材料亦可為天然纖維與合成纖維之混合物。
所選用的多數纖維材料20依其長度方向定向排列，亦即，該等纖維材料20以相同方向排列，如第三圖，並將纖維材料進行疏理。可依需要將多數纖維材料排列成所需的長度及聚集成適當的厚度的集合體，疏解作業作使相聚集的纖維材料之纖維方向、條理具一致性，以及使集合體各處之纖維具相同的緊密程度。
去醣防黴34及預熱處理36步驟：纖維材料20經篩檢及定向疏解後，復進行去醣防黴程序，去除天然植物纖維中的醣份及對纖維進行防黴處理，使纖維保持穩定，於製作過程中不會質變。之後，對纖維材料進行預熱處理。
定性乾燥38步驟：於此步驟中，對該纖維材料20處以定性乾燥處理，使纖維材料20保持固定的型態或固定幾何形狀，例如保持筆直，或保持弧形。
導電披覆40步驟：經過保持定型的定性處理後，使該等纖維材料20的表面披覆有具導電性能並具黏著性的媒介劑。具導電性及黏著性之該媒 介劑係為樹脂或具有樹脂成份之可溶性的複合材料，其樹脂成份係使該媒介劑具有黏著性，且該媒介劑並含有導電性物質，例如，但不以此為限：金、銀、銅、鋁等。該媒介劑之成份可包含單一種導電性物質，或包含不同的導電性物質，例如同時包含金與銀導電金屬。利用含浸或塗覆的方式，使所述的媒介劑披覆於該等纖維材料20表面。藉此，纖維材料20的表面披覆一層導電性塗層，且藉由該媒介劑之黏著性，該等纖維材料20係相互黏著。
乾燥處理42步驟：本實施例之上述步驟的媒介劑係為液態，因此，本步驟將披覆有上述之媒介劑(導電性塗層)之纖維材料20施以乾燥處理，使該媒介劑定型於纖維材料表面20以及纖維材料20之間的空隙。
週波聚合44步驟：請參閱第四圖，接著，將披覆有導電性塗層的纖維材料20置入模具16內，以模具16加壓並以電磁波設備15(圖式之模具16、電磁波設備15之型態及數量僅為例示，而非限制)發出電磁波射向該纖維材料20。該電磁波引導正極及負極電流大小，作用於該導電性塗層中的導電性成份，並固化具有導電物質披覆的纖維材料，亦即，該等纖維材料20表面的導電性塗層(由媒介劑所形成之導電性重組媒介)因電磁波設備15所產生的電流大小，波段性聚合該纖維材料20。經由模具之加壓及電磁波之週波聚合，該等纖維材料20及其表面的導電性塗層(即該媒介劑)係緊密地一體聚合形成高密度的週波聚合纖維成品A。該週波聚合的高密度纖維成品A所包含的具導電性及黏著性的媒介劑(導電性塗層)的重量比為不高於該纖維成品A的百分之五十，亦即，於該週波聚合纖維成品A的組成中，纖維材料20的重量比係高於該媒介劑(導電性塗層)的重量比。
固化處理46步驟：之後，將該高密度的週波聚合纖維成品A以適當溫度進行固化處理，於週波聚合步驟後，先將該纖維成品A降溫，復以適當時間將之升溫固化，使其聚合結果更為穩定、堅固。
碳化處理48步驟：接著，將該高密度的週波聚合纖維成品A以高溫碳化，提高該纖維成品A的硬度。碳化處理後便製成本發明之週波木10。碳化處理後，可作整型處理及表面處理，例如將週波木表面研磨，以及於表面塗覆保護層或亮光漆等。
成品檢驗50步驟：最後，檢驗、測試週波木10之製成品。
該週波木10成品可製成不同形狀，例如第五圖(A)所示之多角形柱狀、第五圖(B)所示之圓柱狀、第五圖(C)所示之板狀，以及第五圖(D)所示之弧狀。
本發明所提供之週波木10之硬度高，穩定度佳，並具有優良的物理性質。經測試，該週波木10之密度可達1.08~1.48g/cm3，優於一般天然木材之硬度，例如檜木(密度045~0.55g/cm3)、柚木(0.67~.073g/cm3)、花梨木(0.75~1.02g/cm3)等。本發明之週波木係選用符合環保要求、達到綠建材規範的天然植物纖維或合成纖維經週波技術聚合重組製成，具有高硬度、不易變形、不易膨脹、熱脹冷縮係數極小、吸水率極低，且防蟲耐火等優點，該週波木通過防焰測試，為優良的防火建材；硬化後的塗層及纖維材料具防水效果。其優異的物理性質讓該週波木可製成各式產品，包括：板材、地板、傢俱、扶手欄杆、戶外木造建築體、立柱、步道等，並適用於室內、戶外各種環境及天候的嚴苛考驗，堅固耐用，品質穩定，養護簡易。本發明的聚合重 組技術係對纖維材料進行物理處理，硬化其細胞內的成份，從根源上徹底解決寄生蟲及黴變的困擾。
本發明所提供之週波木及其成型方法係本技術領域所首創之結構及成型技術，作為木材的替代物，不止可改進天然木材之缺點、減少天然資源之耗費，且週波木之各種物理性質更優於天然木材，較天然木材具有更好的耐用性及更廣的使用範圍。
上揭實施例僅係說明本發明而非限制，所屬技術領域之通常知識者可在本發明之教示下作出不脫離本發明之創作精神的修改。舉凡依下述申請專利範圍所為之等效實施、修改，均應視為本發明之保護範圍。

Claims (10)

  1. 一種週波木，包含有：由多數纖維材料以及一媒介劑固化形成，所述的纖維材料係天然纖維或合成纖維或天然纖維與合成纖維之混合物；該媒介劑係具有黏著性及導電性，並披覆於所述的纖維材料的表面，使纖維材料表面形成有導電性塗層；該具導電性及黏著性之媒介劑於該週波木之重量百分比係不高於百分之五十。
  2. 如請求項1所述之週波木，其中：該媒介劑係具有導電性物質。
  3. 如請求項1或2所述之週波木，其中：該媒介劑係為樹脂或具有樹脂成份。
  4. 如請求項1所述之週波木，其中：該纖維材料係具0.01公釐以上之直徑以及至少200公釐之長度。
  5. 如請求項2所述之週波木，其中：披覆於所述之纖維材料表面之該媒介劑係具有至少一種導電物質或包含不同的導電物質。
  6. 一種週波木之成型方法，該成型方法包含有：多數纖維材料，該纖維材料係為天然纖維或合成纖維或天然纖維與合成纖維之混合纖維；於所述的纖維材料之表面披覆具有導電性及黏著性的媒介劑；以電磁波引導正、負極電流，將該等纖維材料及該具導電性的媒介劑聚合固化成成品。
  7. 如請求項6所述之週波木之成型方法，其中：該具導電性及黏著性之媒介劑於該週波木成品之重量百分比係不高於百分之五十。
  8. 如請求項6所述之週波木之成型方法，其中：以電磁波進行聚合時，對該等纖維材料及該媒介劑加壓。
  9. 如請求項6至8任一項所述之週波木之成型方法，其中：該成品經電磁波聚合固化後，復對該成品施以碳化處理。
  10. 如請求項6至8任一項所述之週波木之成型方法，其中：該媒介劑具有樹脂成份，並具有一種或一種以上的導電物質。
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