多元高效能远红外线矿物基材的组成物及其制造方法与流程

1.本发明是有关一种组成物，尤指一种多元高效能远红外线矿物基材的组成物及其制造方法。


背景技术：

2.按，红外线的波长是介乎微波与可见光间的电磁波，其功效及应用已相当普遍，而最多被应用于生活中，实属波长介于8
‑
14微米的远红外线区段，因其对于动植物的生长都有促进的效用，故被称为生命光线；此外，远红外线的功效更包括释放负离子(空气维生素)，而多元效应震荡波造成共振，促使水分子团细小化，使植物加速养分吸收与成长，并达到杀菌、抑菌的效果。且远红外线震荡波的效应，可使体内分子活化，其频率与细胞体构成的分子、原子间运动频率一致性时，能量会被生物细胞所吸收，造成共振效应，藉以符合生物性、物理性、化学性等特性要求。
3.次按，目前全世界农业都面临长期使用肥料而衍生土壤硬化、植物不易生长的困扰，且遇连日大雨土壤即会积水，造成植物根部腐烂乃至死亡的现象；由于锻烧土在吸饱水分后，多余水分即会排出，且植物叶面所吸收的露水，也将被锻烧土吸收，因此锻烧土对土壤具有保湿的作用。再者，锻烧土可释放负离子，以驱离土壤中厌氧性害虫，进而减少农药的使用。
4.再按，该多层次远红外线锻烧土，其主要内含物是包含一种以上的金属、非金属与陶土予以混和，并藉由一高温锻烧后，使前述的金属及非金属物质可与陶土结合；惟查，锻烧过程中，金属的氧化程度不同，其所产生远红外线的波段亦将不同，因此要控制产生生命光线的波长就会有难度；再者，前述组成物高温锻烧后，无法控制其达到孔隙孔径、ph值、密度、及远红外线放射率的数值符合特性要求；因此，将该多层次远红外线锻烧土应用于土壤改良及促进植物生长，其成效则存疑。


技术实现要素：

5.缘是，本发明的主要目的，在提供可放射生命光线波长，并达到孔隙孔径、ph值、密度、比表面积、及远红外线放射率的数值符合特性要求，使其可有效应用于土壤改良及促进植物生长的一种多元高效能远红外线矿物基材。
6.为达上述目的，本发明中其组成物包含多项氧化无机物、稀土元素、粉煤灰与生碳粉；其中，该氧化无机物可产生远红外线波长，该稀土元素具有生命光线波长，而粉煤灰与生碳粉则具有多孔洞，可藉以增加排水性、保水性、透气性及黏合力；其组成与其重量百分比为：二氧化硅(sio2)35～58％、氧化铁(fe2o3)10～20％、氧化钙(cao)3～10％、氧化铝(al2o3)3～5％、氧化锌 (zno)1～5％、氧化钾(k2o)3～5％、氧化镁(mgo)1～3％、粉煤灰14～30％、生碳粉5～10％、二氧化钛(tio2)1～5％、氧化铈(ceo2)0.5～1％、以及氧化镧 (la2o3)0.1～0.5％；前述组成物经混合及定位塑型后，经高温锻烧形成多孔隙结构物，该多孔隙结构物具有孔隙孔径0.2～0.8微米，ph6.5～8.5，密度 0.4～0.6克/毫升，比表面积
80～100平方米/克，且远红外线放射率达86％以上。
7.依据前揭特征，本发明中该组成物的最佳重量百分比为：二氧化硅 (sio2)50～51％、氧化铁(fe2o3)14.8～15％、氧化钙(cao)3％、氧化铝 (al2o3)4.2～5％、氧化锌(zno)1～1.5％、氧化钾(k2o)3～3.5％、氧化镁 (mgo)1％、粉煤灰14～15％、生碳粉5％、二氧化钛(tio2)1～1.5％、氧化铈 (ceo2)0.6～0.7％、以及氧化镧(la2o3)0.1％；前述组成物经混合及定位塑型与高温锻烧后将形成多孔隙结构物，且该多孔隙结构物的远红外线放射率可达94％以上。
8.依据前揭特征，本发明中该多元高效能远红外线矿物基材的制造方法，是根据所述的组成物配比，经由下述步骤而完成者，包含：a).初筛：将组成物的矿土原料进行初步筛料；b).破碎：应用破碎设备将组成物的矿土原料制成粉状物；c).分筛：应用分筛设备将上述粉状物筛选出合适的粒度；d). 组成物备料：将合适粒度的组成物按所需的配比进行备料；e).比例混料：应用混料设备将被料完成的组成物予以搅拌形成混合物；f).定位塑型：应用定型设备将上述的混合物压合形成胚料；g).精密锻烧：应用锻烧炉将上述的胚料加热至1000～1360℃的温度，使其中铝元素的黏质作用被消除，进而形成多孔隙结构物；h).高能量检测：应用检测设备以量测上述的多孔隙结构物，以确保其达到孔隙孔径0.2～0.8微米，ph6.5～8.5，密度0.4～0.6克/毫升，比表面积80～100平方米/克的特性要求；i).分类粉碎：应用粉碎设备将检测合格的多孔隙结构物制成粉状物；j).奈米研磨：应用干式奈米研磨设备将上述的粉状物研磨成多元运用需求的规格(0.85mm至奈米等级)，作成多元高效能远红外线矿物基材，以进一步提供作为土壤改良剂的原料。
9.依据前揭特征，本发明中该破碎设备是为一多缸液压圆锥破碎机。
10.依据前揭特征，本发明中该分筛设备是为一滚筒移动式分筛机。
11.本发明「多元高效能远红外线矿物基材」，其组成物包括sio2、zno、 cao、al2o3、fe2o3、k2o、mgo、tio2等多项含有远红外线功能的氧化无机物，以及包含ceo2、la2o3具有生命光线波长的稀土元素，经过精密锻烧后，其多孔隙结构物将据以放射8～14微米波长的生命光线，动植物的生长具有促进的效用；再者，该多元高效能远红外线矿物基材，由于孔隙孔径、ph值、密度、比表面积的数值符合特性要求，将其作为土壤改良剂的原料，具有下述效益：(1)可成为益生菌的优良植床，(2)使土壤含氧量高，(3)做为多孔性土壤改良剂，排水性、保水性与保湿性的效果佳，其排水率100％，保水率亦高达80％，(4)可改善土壤板结硬化，(5)可形成平衡的微生物相，(6)远红外线土壤改良剂，具多元效应震荡波，可造成共振，促使水分子团细小化，使植物加速养分吸收与成长，并达到杀菌、抑菌的效果，进而提升植物生命力。
附图说明
12.图1本发明制造方法的步骤方块图。
13.图2本发明中其组成物的重量百分比示意图。
14.图3本发明经定位塑型与精密锻烧的成品示意图。
15.图4a～4c本发明中其多孔隙结构物的电子显微镜图。
16.附图标记说明：
17.10：胚料
18.20：多孔隙结构物
19.21：孔隙孔径
具体实施方式
20.以下是藉由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟习此技艺的人士可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明亦可藉由其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不悖离本发明的精神下进行各种修饰与变更。
21.本发明「多元高效能远红外线矿物基材」的制造步骤，请参见图1所示；包含：
22.a).初筛：将各组成物的矿土原料进行基材初步筛料；
23.b).破碎：应用破碎设备将组成物的矿土原料制成粉状物；
24.c).分筛：应用分筛设备将上述粉状物筛选出合适的粒度；
25.d).组成物备料：将合适粒度的组成物按所需的配比进行备料；
26.e).比例混料：应用混料设备将被料完成的组成物予以搅拌形成混合物；
27.f).定位塑型：应用定型设备将上述的混合物压合形成胚料；
28.g).精密锻烧：应用锻烧炉将上述的胚料加热至1000～1360℃的温度，使其中铝元素的黏质作用被消除，进而形成多孔隙结构物；
29.h).高能量检测：应用检测设备以量测上述的多孔隙结构物，以确保其达到定性定量的效果；
30.i).分类粉碎：应用粉碎设备将检测合格的多孔隙结构物制成粉状物；
31.j).奈米研磨：应用干式奈米研磨设备将上述的粉状物研磨成多元运用需求的规格(0.85mm至奈米等级)，作成多元高效能远红外线矿物基材，以进一步提供后端作为土壤改良剂的原料。
32.承上，前述步骤d).组成物备料中，其组成物包含多项可产生远红外线波长的氧化无机物、具有生命光线波长的稀土元素、以及具有多孔洞藉以增加排水性、保水性、透气性与黏合力的粉煤灰与生碳粉；而本发明的多元高效能远红外线矿物基材，其组成与其重量百分比请进一步参阅图2所示，包括：二氧化硅(sio2)35～58％、氧化铁(fe2o3)10～20％、氧化钙(cao)3～10％、氧化铝(al2o3)3～5％、氧化锌(zno)1～5％、二氧化钛(tio2)1～5％、氧化铈 (ceo2)0.5～1％、氧化镧(la2o3)0.1～0.5％、氧化镁(mgo)1～3％、氧化钾(k2o)3 ～5％、生碳粉5～10％、以及粉煤灰14～30％；再者，前述步骤h).高能量检测，则在确保其必须达到孔隙孔径0.2～0.8微米，ph6.5～8.5，密度0.4～0.6 克/毫升，比表面积80～100平方米/克，且远红外线放射率达86％以上的特性要求。
33.本发明中，将前述组成物依不同的重量百分比混料组合成不同配比的基材，经过定位塑型、1000～1360℃的精密锻烧后，再检测其远红外线放射率，下表即为依实验计划法100组选取较具代表性的10组基材，其组成物的配比与其放射率的比较：
[0034][0035][0036]
**本表依实验计划法100组选代表性10组为参参考比较
[0037]
比较上表各组的放射率可知，第7与第8组的放射率最高，其中第7组其组成物的配比为：二氧化硅(sio2)50％、氧化铁(fe2o3)14.8％、氧化钙 (cao)3％、氧化铝(al2o3)5％、氧化锌(zno)1.5％、氧化钾(k2o)3％、氧化镁 (mgo)1％、粉煤灰15％、生碳粉5％、二氧化钛(tio2)1％、氧化铈(ceo2)0.6％、以及氧化镧(la2o3)0.1％，经检测其远红外线放射率将达95.2％；而第8组其组成物的配比为：二氧化硅(sio2)51％、氧化铁(fe2o3)15％、氧化钙(cao)3％、氧化铝(al2o3)4.2％、氧化锌(zno)1％、氧化钾(k2o)3.5％、氧化镁(mgo)1％、粉煤灰14％、生碳粉5％、二氧化钛(tio2)1.5％、氧化铈(ceo2)0.7％、以及氧化镧(la2o3)0.1％，经检测其远红外线放射率将达95.2％；再者，从放射率最高两组的组成物配比中，据以整理出该组成物的最佳重量百分比为：二氧化硅(sio2)50～51％、氧化铁(fe2o3)14.8～15％、氧化钙(cao)3％、氧化铝 (al2o3)4.2～5％、氧化锌(zno)1～1.5％、氧化钾(k2o)3～3.5％、氧化镁 (mgo)1％、粉煤灰14～15％、生碳粉5％、二氧化钛(tio2)1～1.5％、氧化铈 (ceo2)0.6～0.7％、以及氧化镧(la2o3)0.1％；而前述组成物经混合及定位塑型与高温锻烧后将形成多孔隙结构物，且该多孔隙结构物的远红外线放射率可达94％以上。
[0038]
承上，前述的破碎设备是为一多缸液压圆锥破碎机；其工作时是通过电动机的旋转带动联轴器、传动轴和圆锥部，在轴心线下使偏心轴做周期性旋摆运动；物料则从入料口进入破碎腔后因受到偏心轴和轧臼壁的相互冲击挤压、研磨、揉搓从而产生破碎的作用。又，前述的分筛设备是为一滚筒移动式分筛机；其机构主要有电动机、减速机、滚筒装置、机架、进出料口所组成；滚筒装置倾斜安装于机架上，电动机经减速机与滚筒装置连接在一起，驱动滚筒装置绕其轴线转动，当物料进入滚筒装置后，靠滚筒旋转的离心力及跳汰作用来筛分物料，由于滚筒装置的倾斜与转动，使筛面上的物料翻转与滚动，使合格物料经滚筒外圆的筛网排出，不合格物料则经滚筒末端排出。
[0039]
图3所示，是为本发明中经定位塑型与精密锻烧的成品示意；其中上图是将组成的混合物应用定型设备压合形成胚料10，由于压合之前其组成物经过粗筛、破碎与分筛的制程，因此胚料10的表面非常细致光滑；而下图则是将定位塑型的胚料10应用锻烧炉加热至1000～1360℃的温度后，则组成物中的铝元素其黏质作用消失，进而形成多孔隙结构物20，且其孔隙孔径21 将达到0.2～0.8微米的特性要求；再者，本发明的多元高效能远红外线矿物基材，其形成的多孔隙结构经显微镜放大2，000倍的照片如图4a所示，放大 1，000倍者如图4b所示，放大500倍者如图4c所示；该照片是委托工业技术研究院材料暨工程实验室应用电子显微镜，针对本发明的多元高效能远红外线矿物基材所拍摄者，而照片中所显现的孔隙结构，其孔隙孔径可达到0.2～0.8微米，将据以放射8～14微米波长的远红外线(生命光线)，进而对动植物的生长产生促进的效用。
[0040]
由于本发明中，其组成物包括有多项含有远红外线功能的氧化无机物，以及具有生命光线波长的稀土元素，因此经过精密锻烧后，其多孔隙结构物将据以放射8～14微米波长的生命光线，可对动植物的生长产生促进的效用；且放射的远红外线更包括释放负离子，而而多元效应震荡波造成共振，促使水分子团细小化，使植物加速养分吸收与成长，并达到杀菌、抑菌的效果。再者，该多元高效能远红外线矿物基材，由于孔隙孔径、ph值、密度、比表面积的数值符合特性要求，将其作为土壤改良剂的原料，具有(1)可成为益生菌的优良植床，(2)使土壤含氧量高，(3)做为多孔性土壤改良剂，排水性、保水性与保湿性的效果佳，其排水率100％，保水率亦高达80％，(4)可改善土壤板结硬化，(5)可形成平衡的微生物相，(6)远红外线土壤改良剂，具多元效应震荡波，可造成共振，促使水分子团细小化，使植物加速养分吸收与成长，并达到杀菌、抑菌的效果，进而提升植物生命力。
[0041]
上述所公开的图式、说明，仅为本发明的较佳实施例，大凡熟悉此项技艺人士，依本案精神范畴所作的修饰或等效变化，仍应包括在本案范围内。