A7 B7_丨 1_ 五、發明説明（1 ) 按，近年來一般社會大眾最常去的休間糖所：KTV ，由於其內部為封閉的層層隔間，且隔間所使用之建材大 都不具防火之功效，一旦發生火警，則不免使消費者無處 珥逃、甚或釀成慘劇。 亦因此，現今之社會大眾對於KTV之要求，乃除了 音響之效果外，更特別要求其隔音及防火功效。 然而，現今所常用之KTV建材根本無法同時達到： 隔音及防火功效，更何況是否燃燒時會產生有毒之氣體或 副產物。 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) d 再者，無機類之陶瓷發海體，其較之於以碳氫氧等為 主成份之有機發海體，一般而Θ,由於其有較佳的物理、 化學穩定性（例如，以高溫燃燒之而不釋放煙霧或毒性物 質，能耐酸、鹸及有機溶劑等的化學侵蝕及具良好的耐候 性等優點），加之，其於製造過程中並不伴隨著有害的廢 水、a氣或不易處理的副產物，而有利於生態環境的保育 ，因此，在民生建材及工業材料（如，低溫或高溫濾材、 絕熱材、耐火材等），甚至於軍事、太空等的應用，皆有 其難以取代的重要性。 故而，不論在國內或國外皆有相當多的發明人對之進 行研究，並進而申講了專利；以下，茲對於國內、外之相 關於該項技術的專利案予以歸納： 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（_210X297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7_ 五、發明説明（2 ) 一、國內專利案： 專利案號 成 份 (>91.1890 以火山灰、水泥，和水硬化而得到軽興建材。 76107199 以無機纖維、有機纖維、耐火土、界面活性劑 等，而得到塗佈式隔熱材料。 77101.884 以碳化矽及膠態矽土結含劑，高溫燒結成互相 贯通之空海。 77107793 以瓷質水泥，及含玻璃、膠泥、糊精溶液、白 土磚等，高溫燒結成局部連緝孔隙發海骼。 78106198 以氧化鋁、二氧化銥及鋰輝石，鬲溫燒結成微 膨脹、高比重（>3.0)之耐火材料。 80102Γ12 以粘土粉末、煤匾，混合燒結成連績孔隙發泡 體。 80109036 以氧化鋁、模來石及有機高分子，高溫燒結成 連續孔隙之過濾網體。 81100283 以氧化鋁、溶膠.、微粒耐火物及有機粘合劑等 ，抵溫製成鑲模用材料。 81109097 以礬土微球體與一由富鋁紅柱石所凍結成之一 凝膠陶瓷溶膠組成物為主，製成冶金用陶瓷。 二、美國專利案： 專利案號 成 份 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公嫠） (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁)
Α7 Β7 五、發明説明（3 ) 1 3958582 以磷酸鋁、珍珠岩及陶瓷纖維，用水調和成泥 漿注入模中成形，並予以高溫固化。 3962081 將聚镊酯海棉髏浸海於含氧化鋁.、氧化錐、离 嶺土、膨潤土及膠狀矽酸鋁之陶瓷泥漿中，経 除去多餘泥漿等之處理、並乾燥後，加以高溫 燒結。 4084980 將能產生聚氧酯發海作用的前驅體（即含異氰 酸多元醇類）與陶瓷粉末混合硬化，高溫燒結 而得到孔隙s通之發泡體。 4336068 以珍珠岩、高嶺土、聚酯纖維及水玻璃等，通 入二氧化碳，以微波熱壓硬化。 478〇433\ 以粘土混含駿棄物（例如：稻草灰、木屑、或 4747486/ 草屑等等）後，予以成形燒結。 4822541 以粘土、硅石、蘇打灰、硝酸納、白雲石、石 灰石等，在連續式窯爐內經過升溫、燒結、發 海、辗平及冷如等步驟，強調降低孔隙互通， 而燴邡獨立氣孔的數目。 經濟部中央標準局眞工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 4871495 以矽酸鋁、鋁粉、耐火物及界面活性濟等，予 以抵溫硬化，再加以燒結燒掉有機物。 4900698 以聚乙烯、無機油、鋁粉、氧化鋁、硬脂酸鋅 等成形後，趕去無機油，再萬溫燒結ΰ 5082607 將氧化鋁粉末與珥進行乳化聚合的單體（如苯 乙烯）混含在模中成形並聚合硬化，然後取出 燒結，燒掉有機物。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（2!0Χ297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 __B7___' ‘__ 五、發明説明（4 ) 綜前所陳予以分析珥得知， 基本上，發海陶瓷珥用低溫（指250以下）進行硬 化成形，叱即「冷結法」；或珥用高溫（指7〇〇t；以上） 來燒成，此:即「燒結法」。 一般而言，上述兩者蕺大的不同點之一係為：前者可 在發海後，再長時間硬化成形；而後者乃是「發海」與「 燒結成形j幾乎同時進行。雖然前者有小分子「殘存未硬 化j之可能，但遠比後者更有較大的彈性，可同時調整發 海體的孔隙（互通性或獨立性）與形狀規格；因此，在工 業之應用上，乃趨向於以冷結法來製造「孔隙獨立j的發 泡體，而以燒結法來製造「孔隙互通j的發海體（例如應 用於低高溫過濾的場合）。 緣是，本案發明人乃針對上述建材之缺失，並利用燒 結法而進行製造，進而研究出一種可製出兼具質純、穩定 性高及具獨立孔隙（可產生輕質功效）之「一種輕質發海 陶爱之製造方法j。 又，傳統的陶爱的燒結，基本上珥分為分批式（如梭 式蘸）及連纘式（如隧道窯）之製程，而其中乃以後者較 為符合節省能源及大霣生產等優點，其中,傳統之典型作 法，係無法直接燒成，必須先在小面積上施以高壓（大於 1〇〇顢）成形，例如瓷磚之粉末成形；另外，更較之美 國專利4822541.號所掲示的B法：必須施以兩道滾輪之轧 平步驟，寅截然大不相同。且，該連續式之製程又根膝不 同外形、規格、功能的燒成品（如：瓷磚、藝術品、碗盤 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ·©裝---- --訂----- A7 _B7_' 1_ 五、發明説明（5 ) ----等），而各有不同的成形法：乾式或濕式，其基本上 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 又以乾式成形法尤佳。 然而，由於高層之防火建材，尤其是天花板、隔間牆 ，為縮短施工之工時及節省人力，有朝向輕薄化及大面稱 化的趨勢，因此針對此等特殊規格的霈求，無論傳統隧道 窯或乾式小面積萬壓成形法，均不適於用來製造具有『獨 立钆隙的陶瓷發海體J。 因此：，本案之發明人乃由於本案七個製程中之成形、 燒結兩製程，雖可利用分批式來製造，然而成本過萬旦大 鼉耗費能源，而若使用傳統的連績式隧道蘸構造，將無法 製出本發明所需之具有『獨立孔隙J的陶瓷發海體，故本 案發明人乃運用其於該業界多年之経驗，進而發展出稱創 之連續式的「隧道窯構造j。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 因此，本發明之主要S的係在提供「一種輕質發海陶 瓷之製造方法j,其利用四種特殊之無機組合物，並依適 當之重靈百分比而予以經由七個特殊之製程：1.將原料鍛 燒膨脹、2.混料、3.研磨、4.烘乾、5.粉碎、6.成形、及 7.燒結，其中之成形與燒結製程係利用分批式製法，俾得 以製出兼具質輕、防火且隔音性佳之發海陶瓷。 本發明之次要目的係在提供一種「配合成形與燒結製 程之隧道窯構造j,該隧道_構造係為連纘式的製程，其 在第6及第7製程時，亦珥將已粉碎之粉末加入具有晴確控 制系統的「錐形振動式進料機」內，使粉末珂均勻地注入 由耐火磚所構成之開口式台車內，該台車並進入依序分為 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4规格（210X297公釐） A7 B7 1 五、發明説明（β ) 升溫匾、燒結發海匾.、降溫匾及冷Φ匾所組成之隧道窯內 ,俾製出具有獨立孔隙之發泡陶瓷。 <發明概述> 本發明係提供一種「一種輕興發海陶瓷之製造方法， 主要係以火山岩、化合物、無機結合劑及發海促進劑四種 無機組合物，分別依其適當之重置百分比：15〜30%.、3 〜10%、45〜70%、 4〜1.5 %予以製造；且該四種無機 組合物之總重係為1 Ο Ο %為必要；並以下列之製程、步 驟：1.將原料锻燒膨脹、2.混料、3.研磨.、4.烘乾、5.粉 碎、6.成形、7.燒結等，予以製造，以製出兼具質輕、防 火且隔音性佳之發海陶瓷。 經濟部中央標準局舅工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 其中之成形及燒結製程，係須經過本發明所改良之隧 道窯構造：其包含數部串聯之台車、一具有冷卽、降溫、 燒結發海及升溫區之隧道、一軌道及一具有精確控制系統 的錐形振動式進料機。該進料機係架設於軌道上，軌道上 具有串聯行進的開口式台車，軌道上並跨設有前述之隧道 者。 其係將已經由第5製程而粉碎之粉末，將之加入具有 精確控制系統、且入口內徑為2.6公尺、高為3.3公尺的 「錐形振動式進料機」內，使粉末珥均勻地注入由耐火碣 所構成之開α式台車內，該全長2.3公尺、而全寬1.3公尺 的台車並進入依序分為升溫届、燒結發泡匾、降溫匾及冷 却匾所組成之隧道蘸內，俾製出具有獨立孔隙之發海陶瓷 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） A 7 B7 1 五、發明説明（7 ) 〇 <產業上應用範團> 本發明之「發海陶瓷J，除了適用於高樓建築之材料 、或KTV之建材外，更由於其比重小於水，而具珂永久 浮於水面上，且其材質亦相當強固，因叱，乃可充當水固 航行器及航空器之緊急救生浮標；甚至，在國防之用途上 ，可做為海上直昇機之臨時起降用機場，以及工兵部隊之 揖架臨時渡橋等。 本發明之上述方法、目的及其所製成之功能上的優點 ，將依據以下所示a前六個分批式製法及第七個連續式製 法的寅施例而予以說明。 <本發明之製法的實施例> 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明係提供一種「一種輕質發海陶瓷之製造方法*-，主要係以（1.)火山岩、（2)化合物、（3)無機結 合劑及（4)發海促進劑四種無機組合物，分別依其適當 之重麗百分比：1.5〜30%、3〜10%、45〜70%、4〜15% 予以製造；且該四種無機組合物泛總重係為1 0 0 %為必 要；並以下列之製程、涉驟：1 .將原料鍛燒膨脹、2 .混料 、3.研磨、4.烘乾、5.粉碎、6,成形、7.燒結等，予以製 造，以製出兼具質輕、防火且隔音性佳之發海陶瓷。 上述之七個製造中的第6及7之成形、燒結，係珂為 傳統之分批式（如梭式窯）或全新設計之連辑式隧道窯構 造；其中，本發明所改良之隧道蘸構造：其包含數部串聯 之台車2、一依行進方向而依序具有冷却？、降溫、燒結發 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） A7 B7 _丨 1 五、發明説明（8 ) 海及升溫匾之隧道3、~台車行進用軌道4及一具有精確 控制系統的錐形振動式進料機1。該進料機1係架設於軌 道4上，其為一種錐形振動式的進料機，入口內徑2.6M.、 高度3·3Μ;軌道上具有串聯行進的台車2,且該台車係由 10CM厚的耐火磚所構成之一開口式台車，其全長2.3Μ、全 寬1.3Μ ;軌道4上則跨設有前述之隧道3者。 當壳成5.粉碎之製程後，將此粉碎後之粉末加入進料 機]內，使粉末珥經由振動而均勻地注入台車2內；當台 車2內注入適璗的粉末後，即藉由軌道4而開始進入全畏 45Μ的隧道3內：此時，依序經過溫度約500〜600C的升 溫匾3 1 (2〜3小時）、約600〜1000*0的發海燒結區 3 2 (2小時）、約500〜7001：的降溫匾3 3 (5〜6小 時）及約250〜450ΐ：的冷胡匾3 4 ( 1〜2小時）；當台 車2內之成品離開冷卻匾34後，並因接觸外界空氣而可 再迅速降至接近室溫（約25 t；)時，即铒依照所須之規格 、尺寸再加以切割，即形成本發明之產品。 其中，四種無機組成物之材質及組合成份分別為： 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) (1 )： 材質：係為遇熱珥膨脹（即緞燒），且以酸性二 氧化矽為主成分之火山岩原料。 成份：較適當者為玻璃質火山岩之「珍珠岩類」 ，而其典型之重蜃組成為：Si〇2 ( 70〜75% ) 、AU 〇3 (12〜15%>、再結含水丨120(0.5〜6%)、》320(2〜 5%)、K2 0 (2〜6%)，低揮發物（0,5〜5%)及少蜃 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公潑) ~ A7 B7 五、發明説明（9 )
Pe2 O3、ΤΠΟϋ .、CaO、MgO。其中，該孩珠岩類在800〜 1 2001：之鍛燒下可膨脹至原體積的4〜20倍，並珥依水的 含饉而珥將珍珠岩類分為：黑曜石（小於2% )、珍珠岩 (2〜6%)及松脂岩（5%以上）三種。 (2 )： 材質：係為含鹼土金靨類氧化物、碳酸鹽等所組 成的化合物。 成份：較適當者為 CaO.、MgO、MgCOj、CaO* SiOz 。其基本上興有耐溫功能，以抑制發泡體對於急刻溫度變 化的影響。 (3 )： 材質：係為含鹼金屬類之無機結合劑。 成份：較適當者為XSi〇2 * R2 (),其中之X為2.0 〜3.0 ,而R為Ha或其基本上係扮演「成形結含j之功 能。 (4 )： 材質：係為含矽酸鹽類之發海促進劑。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 成份：較適當者係為滑石（Hz Mu Si4 〇ιζ ) 、雲母（KAlSi04 )、矽膠（H2 Si〇4 )、沸石（Na2 〇* 0了 * 2Si02 XH2 0)等，基本上係具有催化發海之功 能。 ※寅施例~ : 1)·將已經過『鍛燒』的「膨脹轸珠岩粉末J 43克、 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） A7 B7 五、發明説明（10 ) 碳酸鎂20売、液體矽酸納150売、滑石10克及水50売，放 入500毫升之容器中（即f混料j| )，加以均匀地f研磨 』，直至此〗00 mesh形成更細的程度； 2) .『烘乾』：再將之置於200¾烘箱內予以烤至乾 硬為止； 3) .『粉碎j、『成形』及『燒結J :將之自烘箱內 取出再邡以研磨成細微的粉末狀，進而倒入耐火之砂鋦模 中，予以在「小型瓦斯試驗窯j中進行燒結，使該穽內之 溫度到達7501：並維挎1小時； 4最後，將之徐徐冷却，冷邛後，乃得到「白色輕 質發海陶瓷」，其比重為0.12。 ※霣施例二： 其方法與實施例一同，惟在步驟3K時，其於試驗窯 內燒結之溫度係升至860Ϊ：,並亦維持1小時； 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 最後，所得到之「白色輕質發泡陶瓷」，其比重係為 J Ο . 2 5 〇 ※霣施例三： 1).將已經過鍛燒的「膨脹珍珠岩粉末」60売、氧化 鎂10克、液體矽酸納160売、滑石80克及水120売，放入 500毫升之容器中，並施以與賨施例一之2).〜4).步驟相 同的方法，惟，在步驟3).時，其於試驗窯內燒結之溫度 係上升至900¾，並亦維持1小時； 最後，所得到之「白色輕質發海陶爱」，其比重係為 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） A7 _B7 _1 '_ 五、發明説明（11 ) :0 . 3 7 〇 ※貢施例四： 1).將B經遇鍛燒的「膨脹珍珠岩粉末」68完.、氧化 鎂15売、碳酸鈣5売、液體矽酸納100完、液體矽酸鉀50克 、滑石40売、禁母10克及水110克，放入500毫升之容器中 ，並施以與實施例一乏2).〜4),步驟相同的方法，惟，在 绂驟3).時，其於試驗窯內燒結之溫度係上升至980 t〕， 並亦維持1.小時*· 最後，所得到之「白色輕質發海陶瓷」，其比重係為 :Ο * 5 6 〇 ※寶施例五： 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項真填寫本頁) 1).將已經過鍛燒的「膨脹珍珠岩紛末」78克、氧化 鈣12完、氧化鎂12克、液體矽酸納130売、滑石36克及水1 05売，放入500毫升之容器中，並施以與黄施例—之2>* 〜4).步驟相同的方法，惟，在步驟3).時，其於試驗蘇 內燒結之溫度係上升至1000 υ ,並亦維持1小時； 最後，所得到之「白色輕質發泡陶爱」，其比重係為 ：Ο . 9 3 〇 ※霣施例六： 若以「黑曜石j取代「璲珠岩J ,分別施以與上述霣 施例一〜四相同的方法，最後會得到「灰紫色輕質發海陶 本紙張尺度適用中國國家襟準（CNS ) Α4規格（2丨〇><297公釐） A7 ______B7__'__ 五、發明説明（12 ) 瓷」（其比重約低了 0 . 0 4〜0 . 1 2之阖），但硬度反 之略低。 ^貢施例七：連辑式製程 將如下的涯含物：緞燒過的「膨脹珍珠岩粉末J 24% 、氧化鎂5%、碳酸鎂2%、液體矽酸納30%、液體矽酸鉀 22%、矽膠3%及滑石14%,經過混料、研磨、烘乾、粉 碎至400 Besh後，放入本發明之「連辑式隧道窯J內，以 燒結成形，其燒結溫度950*0、並亦維持1小時；最後再經 遇降溫匾3 3、冷郞匾34,而得到Γ白色輕質發海陶紫 J ,其比重係為Ο .4 8。 將上述之七饀霣施例所製出之發海陶瓷予以切割成： 3x3x1 (單位：公分）之樣本進行「穩定性J試驗。 試驗種類及方式： 1. 耐水性*·將六個樣本分別予以負載〇 * 4公厅之玻片 ，並浸濟於水中2天，觀査其外觀變化。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 2. 耐酸性：將六個樣本分別予以負載〇·4公斤之玻片 ，並浸滇於1Ν之鹽酸中2天，觀査其外觀變化。 3. 耐鹼性：將六個樣本分別予以負載〇.4公厅之玻片 ，並浸潰於飽和氫氧化鈣之溶液中，觀査其外觀變化。 4 ,耐熱性：將六個樣本分別予以置於5〇〇 C之窯爐中 二十四小時，觀査其是否變形。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨〇X 297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明説明（13 ) 結果： 經過上述四種「穩定性」之試驗，發現依本發明方法 所製出之發海陶瓷皆可通過該等試驗，足珥證明依本發明 方法所製出之發海陶瓷確兼具有質輕、防火且隔音性佳等 優點。 另外，為測驗其吸水性，將六個樣本分別置於盛水容 器之液面上90天，結果皆無沒入水中之現象發生，亦足以 證明本發明之發海陶瓷確具有瓷化材質及孔隙獨立之氣海 Ο <本發明之特色> 1、 穩定性萬：所使用之原料皆為穩定性棰禹的無機物， 不含有機物。 2、 不產生危害之副產物：於製造過程中，絕不伴隨著有 害生態環境的圈產物發生。 3、 防火：由於皆經過萬溫瓷化的燒結（超過750它以上） ，故有800它以上之防火功能。 4、 輕質：由於利用本發明所製成之發海陶瓷內部充滿了 獨立孔隙的氣泡，故其比重約為0.1〜0.9 ，比之於水還更輕，故可漂浮於水面上， 更且具有頗佳之隔音效果。 5、 本發明之隧道窯構造，其於紛末進料後，係直接燒成 ，霣有別於傳統式乾式製程之必須先進行 禹塵成形泛麻煩者。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 .1¾. 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 __B7_ ‘ 五、發明説明（14 ) 綜上所述，本發明所提供之「一種輕質發海陶瓷之製 造方法及配含成形與燒結製程之隧道窯構造」，誠為一新 穎、實用之方法，確能達成所述之各項優點，且更具備瓷 化陶瓷之質純、強度高、耐化性及高防火等特性之外，又 由於其材質內部係充滿了獨立孔隙的氣海，故復具有輕興 (比重0.1〜0.9)、隔音性及低吸水性佳之優點，當已符 合產業上利用之离度創作條件，爰依法提出發明專利申睛 ，祈請 鈞匾明鑑賜予本發明專利權為醻。 惟，以上所述者，儀係本發明之一較佳珥行之寅施例 而B,故舉R懕用本發明說明書及申請專利範圍所為之等 效變化，理應包含在本發明之專利範圈內。 《圍式說明》 團一係本發明隧道窯之構造示意圖。 《圖號說明》 進料機1 台車2 隧道3 升溫匾3 1 發泡燒結匾32 降溫匾33 冷卻匾3 4 軌道4 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) .看 丨~^—1T-1¾