生物层压复合组件和相关方法

专利名称：生物层压复合组件和相关方法
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在美国和国外的环保运动持续成长为一种国内外关注的不断增长的对较为环保 的(“绿色”)产品和方案的需求用以从住宅和工作场所环境消除掉有害材料的主流问题。 PVC(聚氯乙烯)和甲醛基的层压工作表面和部件由于它们的毒性都被从许多应用中移除 掉。许多企业和组织正在采取积极行动，以从室内工作场所和产品线中消除PVC和甲醛基
产品 O对用来取代石化塑料和危险聚合物的“绿色”产品的需求在持续增长。这种需求 是由环保意识、建筑学和建筑社区驱动的，基于使室内环境更健康的理念的。在针对竖直和 水平表面成形(surfacing)产品的许多建筑、工业和商业应用中通常使用的材料，主要来 自于PVC和三聚氰胺甲醛层压材料。

发明内容
与生物层压复合组件有关的本发明的实施例，包括一个或多个生物层压层、一种 非塑性的刚硬基板、一种与该基板和一个或多个生物层压层相接触的粘合层。该基板被层 压或者成型到一个或多个生物层压层。实施例也涉及一种制造生物层压复合组件的方法。实施例还涉及一种装饰性生物层压层，包括一种透明的生物聚合物层，一种不透 明的生物聚合物层和一种装饰性印刷层。该印刷层位于所述透明层和所述不透明层之间。


在附图中，并不一定按比例进行绘制，相同的数字在几个视图中描述大体上相似 的部件。像有不同的字母后缀的数字代表大致相同部件的不同实施例。附图一般是作为举 例而说明，但并不作为限制，在本文中讨论了各种实施例。图1示出根据一些实施例的一种生物层压复合组件的剖面图；图2示出根据一些实施例的一种制造生物层压复合组件的方法的方块流程图；图3示出根据一些实施例的一种生物层压复合组件的展开图；图4示出根据一些实施例的一种生物层压复合组件的展开图；图5示出根据一些实施例的一种生物层压复合组件的展开图；图6示出根据一些实施例的一种生物层压复合组件的展开图。
具体实施例方式下面的详细说明包括参考构成详细说明部分的附图。这些附图通过图示来显示特 定的可以实现本发明的实施例。这些在这里仅被当作"例子"的实施例被足够详细的描述 使得本 领域技术人员能够实现发明。可能将实施例组合、可能利用其它实施例、或者可做出 结构上及逻辑上的改变而均不超出本发明的范围。因此下面的详细说明不能在限制的意义 上进行理解，同时本发明的范围通过附加的权利要求及其等同来规定。在本文件中，术语“一种”是用来包括一个或多个；同时除非另有注明，则术语“或 者”被用来指代无排他性的“或者”。另外，有一点要理解，在此处使用措辞或术语且未经另 外定义时，仅旨在描述而不是限制。此外，本文件所引用的出版物、专利、专利文件通过对它 们的整体援引而并入，好像通过引用而分别地加以合并。如果在本文件和那些通过引用而 并入的文件之间存在着不一致的用法，则在所合并的引用文件中的用法应该被认为是本文 件的补充；对于不能协调的矛盾/不一致，则本文件中的用法作为控制。本发明涉及生物层压复合组件和生物层压表面系统的实施例包括一种生物塑料、 生物共聚物，以及呈生物层压层形式的生物复合系统(其借助于胶线或者粘合层而被层压 或者热成型到一种非塑性的刚硬基板上)。生物层压系统也可能包括源于相同的组成和加 工方法的匹配型材挤压支撑产品。与PVC热薄片或者高压层压材料相比，装饰性生物层压 材料可能有一种三维景深特性，基于生物聚合物的半透明特性相对于其它表面成形材料提 供独特的美学特征和类似的性能表现。越来越多的人开始关注在室内应用中危险PVC和甲醛的使用，由此需要环保的替 代方案，能做到同时满足性能和经济的要求。甲醛引起了对室内空气质量的严重关注。产 品，如颗粒板和高压层压材料在它们的树脂装饰中使用了大量的甲醛。在许多情况下，甲醛 没有从产品中完全地除去，并被引入室内公共或居住的闭合空间、且可能延长排废气的时 间。已经将甲醛与多种健康问题联系起来，并将其归类为著名的致癌物质。现在许多大公 司已经做出公共政策声明他们要从他们的工作场所去除PVC和甲醛。日本已提交立法而 实现了用来约束PVC和包含甲醛产品使用的严格政策。在欧洲也制定了相似的法律。PVC已被许多组织分类为“毒药塑料”。每年都有超过70亿磅的PVC被废弃。PVC 生产中要求制造化学原料，包括高污染性的氯和致癌氯乙烯单体。PVC化学设施周边社区 遭受严重的对于地下水供水、地表水和空气的毒性化学污染。PVC也需要大量有毒添加剂， 将会导致人类高度地暴露于邻苯二甲酸盐、铅、镉锡和其它一些有毒的化学物质。在建筑中 PVC在室内应用时会释放这些有毒物质，例如VOC(VOCs)。当PVC燃烧或者被烧成灰时会释 放致命的二恶英和盐酸。基于生物的材料被认为是在建筑学、公共建筑、商业甚至住宅市场中的一种理想 的解决办法，但很少有这样的产品进入市场且无法直接替代用于表面成形的PVC热薄片和 基于甲醛的层压材料。生物可再生材料优于石油化学衍生塑料制品。生物塑料已被普遍用 于各种包装薄膜的应用。主要是PLA(聚乳酸)已经是这些生物塑料中在商业上最为成功 的。PLA是一种在明火条件下高流动性或迅速变成液体的硬脆塑料。此外，PLA可由于其高 熔融指数和独特的流变特性而无法容易地挤压成型。当前绝大多数的PLA产品是基于实现 生物降解。但是通常将被优先考虑的是产品不是能生物降解的、而是维持生物再生性以用 于长期商业应用。
绝大多数的竖直或水平的装饰性表面成形材料是高压层压材料和热薄片PVC。工 作表面、桌子、桌面、和许多其它工作表面粘贴了一种很薄的高压层压材料(HPL)(通常是 0. 050英寸厚度的，利用尿素甲醛胶体粘贴到木颗粒板上)。在最近十年，很多橱柜是通过 将一种含酚甲醛胶的中密度纤维板切割为门的形状而生产出的。一层很薄的PVC板材或热 薄片被加热，并且通过使用薄膜压机来压到这种三维形状的门上。所得到的门已经完工并 且是防水的，但是包含了大量的氯。如果橱柜被烧毁，释放的气体可能会产生对消防人员或 无法逃脱火灾的人们而言的致命的盐酸气体。由于“绿色”生物可降解的包装材料驱使全球社会移向更好的环境实践，因此对于 用来代替有害的或石油化工衍生产品的、用于较为持久应用的非生物可降解的生物可再生 材料而言，存在着强劲的市场需求。“绿色”产品需求已经很久并且正在进入主流，但在大多数情况下，生物材料或“绿 色”的解决办法需要高昂的价格、并且通常不能满足所需的性能标准。在某些情况下，个人 或公司愿为“绿色环保”产品付出略微多一点，但在现实中，“绿色”的产品需要满足性能要 求、且同时在价格上也需是有竞争力的。本发明的实施例使用单一的生物塑料来结合可选 择的较低成本的生物添加剂，其能实现与常规的PVC和层压材料相比更快速的处理，且使 得产品因PVC热薄片和高压层压材料而具有产品销售竞争性，同时由可迅速再生的资源来 生产该产品、并且不会提供VOC到室内环境。本发明的实施例包括生物解决方案的选项，该选项完全来自于可迅速再生的农业 材料并被设计用于较长期应用，同时产品通常用于室内应用，其中对于干净的空气和鼓励 环保型产品的关注会有所增强。此外，本发明的实施例对于大型日用商品提供一种经济地 有竞争力的方案。作为“绿色的”是很重要的，但是在有竞争力的价格下提供性能的的能力 对于“绿色”技术的商业化而言是很重要的。重要的是在这个环境中的材料及产品不影响 全面健康，且提供一种干净的、没有VOC的环境。PVC和它的添加剂，以及源自层压材料和一 些颗粒板的甲醛，释放出有害的VOC到工作场所。这些VOC已经被分类为潜在性的致癌物， 产生患癌症的高风险。本发明的实施例描述一种来自生物塑料、生物共聚物或生物复合制品、组件和系统 的生物层压材料，其提供了一种生物解决系统用来取代基于甲醛的层压材料和PVC产品。定义如本文中所使用的，“生物层压层”或“生物层压材料”是指一个或多个与非塑性的 刚硬基板相接触的薄层，包括源于自然或生物组分的材料。生物层压层可以是多层的，例如 包含有多个层。一种形式的生物层压材料是由生物塑料或生物共聚物(诸如如PLA，即聚乳 酸)构成。一种生物共聚物，包括PLA和其它生物聚合物，可以适用于本发明中以生成生物 层压材料。生物层压层可以指的是一个或多个薄层，该薄层包括超过50%的PLA结合可选 的添加剂、着色剂、填料，加固物，矿物质和其它输入以生成一种生物层压复合组件。这里使用“PLA”或“聚乳酸”是指一种一种源自非甜质玉米的二羟基乳酸盐(乳 酸)或丙交酯的热塑性聚酯。亚基的公式是一
--，α-碳的单体是光学活 性单体的(L型配置)。聚乳酸基聚合物通常是选取自包括了由D型聚乳酸、L型聚乳酸、D， L型聚乳酸、内消旋聚乳酸，以及D型聚乳酸、L型聚乳酸、D，L型聚乳酸和消旋聚乳酸的任 意组合在内的群组。在一个实施例中，聚乳酸基材料包括绝大多数的PLLA (聚-L型乳酸)。在一个实施例中，数均分子量约为14，000，尽管聚合物可行的范围约在15，000及300，000 之间。在此处使用的“生物聚合物”或“生物塑料”是指来源于天然源的一种聚合物，诸 如一种活的有机体。一种生物聚合物也可以是这种聚合物的组合，例如呈一种混合物或一 种共聚物。一种生物聚合物也可以是源于天然源的一种聚合物，诸如一种活的有机体。一 种生物聚合物可以例如是一种糖。聚乳酸(PLA)和聚羟基脂肪酸酯(PHA)可以是一种生物 聚合物的实例。生物聚合物可来自例如玉米或大豆。生物聚合物可以是共聚物、或一个以 上的生物聚合物的混合物，诸如以PLA和PHA的混合物为例。包括在本发明的实施例中的(以及源自可再生资源的)其它形式的生物聚合物是 包括了聚乳酸(PLA)和被称为是聚羟基脂肪酸酯(PHA)的一类聚合物在内的聚合物。PHA的 聚合物包括聚羟基丁酸酯(PHB)，聚羟基戊酸酯(PHV)，和聚羟基丁酸酯羟基戊酸酯共聚物 (PHBV)，聚己内酯(PCL) ( BP TONE)，聚酰胺酯(即BAK)，改性聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET) (即ΒΙ0ΜΑΧ)，以及“脂肪芳香族”共聚物(即EC0FLEX和EASTAR ΒΙ0)，这些材料的混合等。在此处使用的，“接触”是指以物理，机械，化学或电气方式使得两种或多种物质达 到一起或极为贴近。接触可以例如是混合或干混。在此处使用的，“混含”是指两个或多个物质的组合，它们不是彼此化学结合的、且 是彼此能够被分离。在此处使用的，“加热”是指增加物质的分子能或动能，以便提高其温度。在此处使用的，“非生物可降解材料”是指一种在大量时间内不可生物降解的物 质。例如非生物可降解材料经过约5年、经过约10年、经过约20年或30年后可能不会大 幅度降解。在此处使用的，“粘合层”或“粘合剂”是指将两个或更多层粘合至一个生物层压 层或生物层压复合组件中的物质。粘合剂可包括胶水。粘合剂的例子包括聚氨酯、PVC、 PVA、PUR、EVA及其它形式的冷压或热压层压粘合剂和方法。生物层压材料和层压材料一般 都典型地使用各种胶水粘合及层压处理而粘合到一种非塑性或木材/农业纤维复合材料。 胶水，诸如接触胶合剂、PVA、聚氨酯，热熔材料和其它形式的粘合剂普遍地应用于HPL(高 压层压材料)。虽然这些胶水中的许多可以选择性地工作用于本发明的实施例，低或不含 VOC(VOC)的胶水是在粘合系统中优选的，其可以通过热压，轧制或冷压工艺来粘合生物层 压材料层到基板。在此处使用的，“非塑性的刚硬基板”指的是木材、木塑复合材料、农业纤维或矿 物纤维复合板，主要由颗粒、纤维、片状、股或层组成，与少量的树脂一起热压以产生具有足 够强度来满足家具和其它建筑产品需求的面板。一种非塑性的刚硬基板可包括一些塑料， 也包括非塑性材料，如呈受挤压或受压缩形式板材的木材或农业纤维塑料复合材料。非塑 性的刚硬基板可以是一种无VOC颗粒板或MDF(中密度纤维板)，并且优选地源自可迅速再 生资源，比如小麦秸秆或其它生物纤维或基于农业的纤维。其它非塑性的刚硬基板可以包 括金属、木材颗粒板、农业纤维颗粒板、胶合板、OSB(定向结构刨花板)、石膏板、片石或岩 石薄片、刚硬纤维板(如Masonite)、水泥或水泥板等刚硬基板。非塑性的刚硬基板可以包 括纸质板、纤维质基板(或其它有机纤维)、纤维素纸复合物、多层纤维素胶复合物、木胶合 板、竹或再生纸基板。农业纤维颗粒板的例子包括小麦板，如Environ Biocomposites公司生产的MicroStrand。诸如颗粒板、中密度纤维板、高密度纤维板、胶合板及定向结构刨花 板这样的材料是常用的复合建筑板材，提供了良好的基板用于高压层压材料。由于环境的 压力，过去曾利用诸如尿素形式、苯酚形式这样的甲醛基树脂进行粘合的许多木材复合板， 正在被呈聚氨酯或二异氰甲烷(methyl diisocynide)形式的低或者无VOC胶复合板取代。 在过去的十年中，对木材供应的关注已刺激了来自可较为快速地再生的资源中的新式纤维 板的发展，包括许多农业纤维，诸如小麦秸秆、稻草和其它谷物秸秆。在此处使用的，“成型”或“被成型”是指接触到材料的两个或更多的层，从而形成 一种粘附式半永久性或永久性联结。成型的例子包括热成型，真空成型，线性成型，型材包 装或它们的组合。在此处使用的，“热成型”可以是指利用热进行成型。热成型可包括定位一层薄膜 或层到基板表面以及通过使用热和气囊的薄膜压机使薄膜或层被压紧且成型到基板的复 杂三维形状或者两个或更多表面的步骤。在热成型薄膜或层到基板表面之前，一种热激活 粘合剂前开始可以应用到三维基板。因此热量和压力都在基板模型上形成层并在同一时间 激活粘合层。在此处使用的，“层压(laminate) ”或“被层压(laminating) “是指使用热和/或 压力来接触材料的两个或两个以上的层以形成一种单一组件或多层材料。例如，层压可以 通过在层之间使用粘合剂或者通过使用热融合而不使用粘合剂来完成。在此处使用的，“添加剂”是指包括在生物层压层或生物层压复合组件中以提供功 能性用途或装饰/美学用途的材料或物质。功能性添加剂的一个例子是阻燃剂、抗冲改性 剂、抗菌剂、UV稳定剂(即紫外线稳定剂)、加工助剂、增塑剂、填料、硬度矿物颗粒，以及标 准的塑料或生物塑料添加剂的其它形式。装饰添加剂可以是着色剂、纤维、颗粒、染料。添 加剂也可以同时执行功能和装饰用途。添加剂可实现为一个或多个生物层压层的一部分、 或作为生物层压复合组件的一个或多个单独的层。在此处使用的，“生物墨水”是指非石油基的墨水。例如可由有机物质制成一种生 物墨水。本发明的实施例描述了一种包括借助于层压或热成型的方法而粘贴到非塑性刚 硬基板上的一个或更多的生物层压层的生物层压复合组件。合成的生物层压复合组件设计 成用于针对工作台面、桌面、工作表面、墙板、墙面、橱柜门、木制品(millwork)等装饰层压 制品。生物层压表面层借助于用于三维部件或平面层压的热成型方法能够与不同的非塑性 基板相接触。该生物层压层可以包括一层或更多层的生物聚合物、生物共聚物、生物复合材 料或它们的组合。生物聚合物或者改性生物聚合物可以主要包括PLA或PHA或它们的混合 物。该生物层压层可以包括生物共聚物，其中生物共聚物包括一种附加的生物聚合物或生 物塑料或石化基塑料或再生塑料。该生物层压层可以包括一种生物复合材料，其中生物聚 合物与各种填料、加固材料、功能性添加剂、阻燃剂、或功能和美学需要的其它材料相混合。参考图1，显示了根据多个实施例的生物层压复合组件100的剖面图。一种非塑性 刚硬基板106可以接触粘合层104。该粘合层104可接触一个或多个生物层压层102。非 塑性刚硬基板106例如也可接触层102。生物层压层102可包括多个层。生物层压复合组件的生物层压层可主要包括一种包括PLA、PHA或类似生物聚合 物的生物聚合物。生物聚合物、生物共聚物和生物层压材料(或生物层压层或生物层压复合组件)可包含一个或多个添加剂。合适的添加剂包括一个或多个染料、颜料、着色剂、水 解齐 、增塑剂、填料、增量剂、防腐剂、抗氧化剂、成核剂、抗静电剂、杀菌剂、杀真菌剂、阻燃 齐U、热稳定剂、光稳定剂、导电材料、水、油、润滑剂、冲击改性剂、偶联剂、交联剂、发泡剂或 起泡剂、回收或再生塑料等，或它们的混合物。在某些实施例中，添加剂可为生物层压复合 组件根据最终应用来定制属性。在一个实施例中，生物聚合物可以选择性地包括约ι至约 20重量百分比(wt-%)的一种添加剂或若干种添加剂。其它添加剂可包括其它形式的合 成塑料或再生塑料，如聚乙烯、聚丙烯、EVA，PET，聚碳酸酯，以及其它塑料用来提高性能、并 在如果要求或需要的情况下添加可再生的内容物。优选生物复合材料包括100%的生物可 再生生物聚合物。粘结剂可被添加到生物层压层，比如乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)。该生物层压表面层可以包括为特定的高耐久性添加天然超细石英粉材料、同时仍 维持一种半透明材料的添加剂。各种天然矿物质，如硅石(天然石英)、氧化铝、碳酸钙和其 它矿物质可用于地板产品的生产以提供较高耐磨性和硬度。这些耐磨材料可以是肉眼可见 的作为装饰性和功能性颗粒的中等颗粒的形式。这种超细粉体材料在生物层压层内以生物 共聚物基质或纳米尺度的形式变得透明或半透明。自然矿物可以包含在一种多层生物层压 层的表面层中、或在一种邻近生物层压复合组件表面定位的单个的生物层压层中。一种生物层压复合组件的表面层可包括一种含有可选的纤维、填料、着色剂或矿 物质的固体不透明着色剂以增加产品的装饰价值。颜色和纹理可在与薄的固态表面材料相 类似的产品中是一致的。—种生物层压复合组件的表面层可包括一种接触着印刷层的透明或半透明生物 层压层，其中各种不同形式的印刷方法或油墨或染料可用于在印刷层上应用装饰或个性化 定制特征。印刷方法包括但不限于喷墨打印、转子凹印、弹性或柔性版印刷、染料升华工 艺、直接注入UV印刷、使用标准或UV油墨的丝网印刷和其它印刷手段。在印刷过程中可运 用生物油墨。印刷的一个方法可以是在印刷前后加热油墨或者基板以最大限度地发挥印 刷油墨的附着力。在某些情况下，可以在生物层压表面和印刷层之间使用底漆层(primer layer)以改善这些层的附着力。优选的油墨是一种也从来源于玉米的乳酸基油墨，以提供 一种真正的环保生物层压产品。生物层压复合组件可以是一种装饰性生物层压层，包括一种透明的生物聚合物 层、一种不透明的生物聚合物层和一种装饰性印刷层。该印刷层可位于透明层和不透明层 之间。透明层可以有纹理。这些层可以有选择地融合在一起。一种生物层压复合组件的表面层可包括一种直接印在顶部或外表面上的透明或 半透明的薄膜或层，且可选地为液体涂覆在顶部上方以保护印刷表面和用于提高的表面特 性。液体层压可通过辊涂、棒涂(如Mery棒涂)、喷涂、紫外光固化涂层系统和其它标准涂 层系统。该生物层压复合组件的表面层可包括反向直接印刷，其中印刷层位于生物层压材 料和粘合层之间。这一定位使整个生物层压透明层成为可再抛光的耐磨层。传统的高压层 压层很快磨穿图案，且不能翻新或再抛光。该生物层压层的表面层可包括两个生物聚合物薄膜层，其中顶层是透明的具有顶 部表面纹理且第二个底层可以是不透明(例如白色)层，在两个生物聚合物层之间具有印 刷层，其中生物聚合物层热融合在一起、或借助于粘合剂而层压在一起。一旦生产了多层装饰性层压，它可以类似高压层压的方式而被层压到各种包括木材或农业纤维复合板的非塑 性刚硬基板。一种装饰图案可印在一种生物层压层的一侧或多侧。这种图案可在外表面或内表 面上，且用户从半透明的生物层压层可直接看见。印刷可包括直接印刷、反向印刷、数字印 刷、染料升华转子凹版或其它方法。例如印刷可发生在成型或层压之前或之后。可在一层 上、或在压紧或层压在一起的多层上执行印刷，在随后成型或层压到基板之前。印刷层可与 粘合层接触、或可以会在外表面上。一种保护的透明层可进一步接触外部印刷表面。印刷油 墨可包括提供足够的附着力到生物层压层的并能够在第二热层压应用中保持粘合的油墨。 某些溶剂基油墨在热层压过程中不能保持充足的粘合。此外，油墨类型需要有某种程度的 柔性以尽量不要在热的热箔(thermofoiling)过程或应用中破裂。UV油墨比溶剂更环保且 是更优选的，但可能没有足够的柔性或附着性。新的玉米基油墨来源于玉米乳酸的形式，能 最优选为用以保持最佳的环境位置和也提供有所改进的附着力、且同时保持对于最终应用 和热层压过程的柔性。在一个实施例中，一种两层生物层压层可通过包括使得一种透明的石英受载表面 层被热融合到一种不透明生物层压层、且在这些层之间封装有印刷印花而制成。在一种多 层生物层压层情况下，该生物层压层的这些层可通过利用压力的热处理、或借助于一种单 独的胶粘线/胶缝或粘合层而融合在一起。该生物层压层可包括一种与天然纤维(比如小麦、大米，和其它类似形式的亲水 性纤维)相混合的生物聚合物。这样，除了它的有机性，还提供了较高程度的耐磨性并且改 善了成炭促进性(char promotion)来形成耐火层压材料和匹配型材的挤压部件。阻燃剂 可以被包含在一个或多个生物层压层中、粘合层中、非塑性刚硬基板或与生物层压复合组 件的任意组合中。该生物层压层可包括生物聚合物，诸如与增塑剂相混合的PLA，以形成一种也可以 印刷在表面上、或反向印刷在透明柔性生物层压材料上的柔性生物层压片。该柔性的生物 层压材料可被层压到片状岩壁上以作为对PVC乙烯基墙面涂覆层的替换。在这种情况下， 一种可选的非织造材料可被共挤塑到柔性生物层压材料的背面上以增加对于这类应用的 附加强度。该生物层压层的柔性可媲美PVC板的柔性。该生物层压层可包括常用于干式灭火器中的阻燃剂，诸如氨磷结合云母和二氧化 硅。这些阻燃剂由于其PH值、并且缺乏与生物共聚物系统的反应性而在生物层压复合组件 中提供良好性能。它们提供了高度的火焰抑制并且诱生炭。可使用其它阻燃剂，优选地是 非卤化阻燃剂包括氢氧化铝(alumina thyrate)和氢氧化镁。附加的材料可被添加到阻燃生物共聚物(PLA/生物增塑剂)，以降低燃烧过程中 液体的可动性，在燃烧过程中提高炭化以使材料绝热，并提供燃烧过程中较高程度的材料 完整性以便保持其形状。附加的炭促进剂的例子包括但不限于纳米粘土、硼酸锌、膨胀型 阻燃剂、农业面粉、木粉、淀粉、造纸厂废料、合成纤维(如玻璃纤维或粉末)、矿物质和其它 材料。其它形式的滴出灭火剂，如聚四氟乙烯，也可以用来减少液体可动性并与炭促进剂协 同作用。其它形式的炭促进剂也可辅助抑止液体可动性、或提供滴出灭火剂，诸如天然或合 成橡胶。这些炭促进剂还提供附加的柔性、或有所改善的耐冲击性用于生物层压材料、或匹 配型材生物解决方案。
合成材料相对于高烟雾生成并有剧毒的PVC层压材料，具有非常良好的炭化以及 产生非常微量烟的低展焰性。除了很少的烟是可见的，其它烟是半透明的白色或完全看不 到。无论添加的填料是合成、天然矿物或生物材料，都可以增加处于这个弹性状态的 生物聚合物。这种填料包括生物纤维、蛋白质、淀粉、植物油、天然脂肪酸和其它材料。纤维 和矿物质通常有助于粘性和各种塑性处理过程。在弹性状态的生物聚合物中添加这些材料 可允许实现用更高的剪切速率进行处理，并通过停留在其熔点以下和最小化生物聚合物的 结晶化而在生物共聚物中提供有所改进的分散性、并提供较低的脆性。其它添加剂，如聚合植物油、甘油(生物柴油生产的副产品)、大豆蜡和其它低成 本生物材料，可作为较低百分比的添加剂来实现生物聚合物的生物增塑和润滑作用的组 合，而同时改进在型材模具工艺中的润滑。此外，这些形式的材料降低了最终产品的成本， 而同时维持了环保的生物组成成分。此外，这些形式的材料也可有助于改善各种阻燃剂、填 料、和纤维的扩散，而同时提高整个系统的抗冲击强度。该生物层压复合组件的生物层压层可还包括增塑剂或冲击改性剂以生产出一 种较为柔性的生物层压材料或较柔软表面生物层压层。优选地，增塑剂的沸点至少达到 150°C。可用的增塑剂的例子包括但不限于甘油、聚甘油、丙三醇、聚乙二醇、乙二醇、丙二 醇、山梨醇、甘露醇和它们的醋酸盐、乙氧基化物、或丙氧基化物衍生物以及它们的混合物。 具体的可用增塑剂包括但不限于乙烯或丙烯二甘醇、乙烯或丙烯三甘醇、聚乙烯或聚丙 烯乙二醇、1，2-丙二醇，1，3-丙二醇、1，2-，1，3-，1，4-丁二醇，1，5-戊二醇，1，6-，1，5_ 己 二醇，1，2，6-，1，3，5_己二醇、二甲基丙二醇三羟甲基丙烷、季戊四醇、醋酸山梨醇、山梨醇 双乙酸盐、单乙氧基山梨醇、二丙氧基山梨醇、二乙氧基山梨醇、六乙氧基山梨醇、氨基山梨 醇、三羟基甲基氨基甲烷、葡萄糖/聚乙二醇(PEG)、葡萄糖乙烯氧化反应产物、三羟甲基丙 烷、单乙氧基、甘露醇酸酯、单乙氧基甘露醇、丁基糖苷、单乙氧基葡萄糖、α -甲基葡萄糖 苷、羧甲基山梨醇钠盐、单乙氧基聚甘油和及它们的混合物。冲击改性剂可以是增塑剂形式 或弹性体材料的形式。冲击改性弹性材料包括但不限于EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)， EMA (乙烯-丙烯酸甲脂共聚物)，TPE (热塑性弹性体)，metalecene和其它类似形式弹性 体。天然或生物基增塑剂也可用包括大豆蜡、天然蜡、甘油、天然酯类、柠檬酸酯、大豆 油、环氧化物或热(heat embodied)大豆油和其他其它类似的增塑剂。在本发明实施例中，低分子量的生物增塑剂/润滑剂系统的添加允许实现更好地 加载这些粉末形式到生物聚合物基质内，其提供更好的工艺参数并增加柔性和耐冲击性。 根据本发明可用的增塑剂的例子是酯类，包括(i) 一种酸性残渣，包含一个或多个pth halic酸、己二酸、偏苯三酸、苯甲酸、壬二酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸、丁酸、戊二酸、柠檬 酸或磷酸；及(ii) 一种乙醇残渣，包括一个或多个含有高达约20个碳原子的脂肪族、脂环 或芳香醇。此外，非限制性的增塑剂乙醇残渣的例子包括甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、正丁 醇、异丁醇、硬脂醇、十二醇、酚、苯甲醇、对苯二酚、邻苯二酚、间苯二酚、乙二醇、新戊二醇、 1，4_环己烷二甲醇和二甘醇。增塑剂还可包括一个或多个苯甲酸、邻苯二甲酸盐、磷酸盐、 或等邻苯二甲酸盐。在另一个例子中，增塑剂包括二甘醇二苯甲酸，此处缩写为“DE⑶B”。 生物增塑剂的例子包括但不限于氢化植物油、环氧化物或聚集植物油、干燥植物油、矿物油、天然蜡、polylactoaptone，柠檬酸和其它。一种PLA结合增塑剂或生物增塑剂的合成材 料被认为是生物共聚物系统。较低载荷的生物增塑剂可用于维持刚硬型材或片挤压部件和 高载荷将会进一步给予额外的柔性。不同的产品应用可能需要柔性或更高冲击性能。添加到生物层压层或复合组件的各种形式的增塑剂可能有助于耐冲击性以及使 生物层压层本质上较为柔性以匹配柔性的PVC膜产品的性能。虽然各种增塑剂可用于柔性 的生物层压材料或用于冲击改性，优选使用生物基增塑剂以维持产品的生物基环保立场。用于生物层压层的PLA在挤压薄膜加工中可在高于其熔点的温度下进行处理。用 于生物层压材料的PLA还可在它的粘弹性状态下可在低于其熔点的温度下进行处理，并在 生物层压层中维持较高程度的结晶度。例如，参见于07年11月2日提交的美国专利申请 序列号No. 11/934/508，，其公开的内容整体并入本文中提供参考。根据本发明的实施例，用 于生产生物层压层的挤压过程可在明显低于熔点的温度下进行，并保持PLA处于其结晶状 态及在其粘弹性状态加工PLA。在一个实例中，可以生产平板，或匹配的三维型材，诸如匹配 的封边/边缘带(edgebanding)或木制品件。该生物层压复合组件中的一个或多个生物层压层可包括着色剂系统。着色剂可直 接添加到生物层压层中以提供独特的三维属性给一种天然工作表面或热薄片产品。着色剂 包括但不限于珍珠、花岗岩颗粒、固体、染料、“在黑暗中发光的”添加剂、漩涡、混和物和其 它形式的装饰性着色剂系统。也可通过将着色剂与生物共聚物混合和/或通过借助于染料染色或其它着色工 艺使纤维着色，从而着色剂直接添加到生物层压层以提供单色或多色的高度美学的生物层 压材料和匹配的型材。有色矿物质、纤维和其它形式的独特色彩和独特的几何颗粒可与颜 色相结合而集成到生物层压层中以在不需要印刷层的情况下提供坚固的表面美观。合适的无机着色剂一般为金属基着色材料，诸如地面金属氧化物类型的着色剂通 常用于对水泥和泥浆着色。这种无机着色剂包括但不限于金属氧化物如红色氧化铁(主 要是Fe2O3氧化铁)、黄色氧化铁(Fe2OHO)、二氧化钛(TiO2)、黄色氧化铁/ 二氧化钛的混合 物、氧化镍、二氧化锰(MnO2)、铬(III)氧化物(Cr2O3三氧化二铬)；混合的金属金红石或 尖晶石颜料比如镍锑钛金红石({Ti，Ni, Sb}02)、钴铝尖晶石(CoAl2O4)、锌铁铬铁盐尖晶 石、锰锑钛金红石、铁钛尖晶石、铬锑钛皱褶(ruffle)、铜铬尖晶石、铬铁镍尖晶石和锰铁酸 盐尖晶石；铅铬，钴磷酸盐(CO3(PO4)2)；钴磷酸锂(COLiPO4)；锰铵焦磷酸盐；钴镁硼酸钠硅 铝磺硅酸盐(Na6Al6Si6O24S4)。合适的有机着色剂包括但不限于炭黑，比如灯黑染料分散 剂；咕吨染料；酞菁染料，诸如铜酞菁和聚氯铜酞菁；喹吖啶酮颜料，包括氯喹吖啶酮颜料； 二恶嗪颜料；蒽醌染料；偶氮染料，比如偶氮萘酸性染料；铜偶氮染料；吡咯吡咯颜料；异吲 哚啉酮系颜料。这样的染料和颜料可在市场上购自矿物颜料公司(BeltSVille，Md.贝尔茨 维尔，马里兰州)、谢泼德颜料有限公司(Cincinnati，Ohio辛辛那提，俄亥俄州)，塔姆斯 实业公司(Itasca，III艾塔斯卡，III)，赫尔斯美国公司(Piscataway，N.J.皮斯卡塔韦， 新泽西州)，费罗公司(Cleveland，Ohio克利夫兰，俄亥俄州)，恩格尔哈德公司(Iselin， N.J.伊瑟林，新泽西州)，巴斯夫公司(ParSippany，N. J.帕西潘，新泽西州)，汽巴嘉基公司 (Newport, Del.新港，特拉华州)和杜邦化学品(Wilmington, Del.威尔明顿特拉华州)。着色剂通常以一种适于提供期望颜色的合适总量加入到生物层压层中。优选地， 着色剂存在于微粒材料中的总量不大于生物复合材料基质的重量的大约15%，更加优选不大于大约10%，且最优选不大于大约5%。优选地，着色剂使用生物聚合物载体以维持生物 层压材料的生物基的特点。虽然标准颜色载体(诸如EVA)不含有危险物质，其优选使用天 然聚合物作为颜色载体。在本发明的实施例中采用透明的生物聚合物可实现三维的外观。复合材料可进一步包括有在生物层压层中的或单独地在组件中的添加剂。添加剂 可以是功能性的或装饰性的，例如生物增塑剂、生物润滑剂、阻燃剂、装饰性和功能性纤维、 装饰性和功能性填料、可被整合到生物塑料中的着色系统和表面纹理、生物共聚物、或生物 复合材料(作为生物层压层或组件的部分)，产生了可形成一种生物层压片和匹配型材挤 压部件的可挤压材料。例如，生物层压层可包含约50 %至95 %的来源于玉米或其它天然材 料的聚乳酸聚合物，其与生物增塑剂/生物润滑剂和其它添加剂混合。一种包括天然纤维 或填料的生物层压层可以是所需要的，这是由于其环境性质，并且是针对这样的事实而言 它们在透明或半透明基质内提供一种随机几何形状，与通常见于固体表面或重复图案的高 压层压材料图像中的有序“人造”外观相比，这产生自然的外观。天然纤维材料可包括但不 限于小麦秸秆、大豆秸秆、稻草、玉米秸秆、麻、甘蔗渣、大豆壳、燕麦壳、玉米壳、葵花籽壳、 造纸厂废料、坚果壳、纤维素纤维、纸张造纸污泥及其它农业生产的纤维。优选小麦和大米 纤维用于它们的光泽表面，其中这些类型的纤维被独特地研磨成狭长线、而不是研磨成如 通常在木材塑料复合物中那样的精细填料粉末。尽管自然纤维可以是优选的，也可以使用其它纤维、颗粒、矿物和填料，诸如玻璃 纤维，其中在这个过程中生物共聚合物也可充满玻璃纤维。为扩展生物层压材料和匹配挤 压型材(诸如封边和其它支持部件)自然的美学性质，也可以使用其它形式的生物基材料， 比如种子、蛋白质和淀粉。生物层压层可以是通过主要使用PLA与可选的添加剂而挤压得到的薄片以满足 PVC或高压层压(HPL)装饰性表面产品的要求。生物层压材料的挤压板可以要么在高于熔 点的温度下进行处理以实现透明的非晶生物层压材料、或要么在其粘弹性状态下在低于熔 点的温度进行处理以增加其结晶度。挤压的生物层压材料可被挤压到厚度范围从.002" 到.3〃，并更优选的在.005〃到.030〃之间，最优选在.010〃到.025〃之间。热挤压生物 层压透明板随后可通过各种辊子加以处理以同时用于冷却目的和在生物层压材料的表面 和背面上印刻纹理。顶部表面纹理可从光滑高光泽变化到高纹理平面。对于工作表面、桌 子和大多数橱柜门应用而言，介于10至30度之间的光泽度水平可以是优选的，以便不显示 刮痕并减少光的反射。该生物层压材料的背面也可以匹配顶部侧的纹理，但它优选具有低 平光泽度以促进层压材料粘合。即使生物层压材料可以是透明的，两侧上的相同或不同纹 理的添加可以使生物层压材料半透明和难以看穿。在已对透明生物层压材料进行挤压后，也可选择以这种形式使用即作为一种透 明薄膜用于表面修饰原木、或农业纤维复合材料作为液体表面修饰的直接替换物用来为这 种产品提供一种VOC环境的且高性能的装饰。其次，半透明生物层压材料可直接印在顶面侧上，反向印刷在背面侧上、或在生物 层压层内使用各种印刷方法或油墨进行印刷(如前面所讨论的)。该生物层压层可以包括一个或多个挤压生物层压材料层。在多层生产中，热层压 工艺可用于将若干层一起形成到生物层压表面层中。每一层可以是相似的，但优选每一层 都有特定的功能。在一个实例中，顶层可以是一种载有天然石英的生物复合材料以提供一种高耐磨表面。该生物层压表面层的第二层可包括一种生物层压材料的顶部印刷白板。在 这种情况下，石英生物层压材料层可以借助于合适的热量和压力、或借助于透明粘合剂而 与印刷底层融合在一起。生物层压材料的多层可通过热和压力融合在一起，其中这些材料 稍低于生物聚合物的熔点，并采用热压系统和大约为50PSI的合理压力。可以使用融合两 个生物层压层的其它方法，包括粘合性的双面胶带、热活性的粘合剂、溶剂粘合和其它方 法。融合在一起后，它们形成一种多层的功能生物层压材料，其然后可受层压或被热成型到 一种非塑性基板上以形成一种生物层压复合组件。在一个实施例中，多层生物层压层可设计用于独特的美学功能。多个生物层压材 料的透明层可被印上不同的图案和色彩从而使得在将多层印刷的透明生物层压材料融合 在一起之后，它们在图像或图案中提供了一种独特的三维景深。这样一种美学景深没有在 高压层压材料或PVC制品中发现，这通常是表面上带有印刷的不透明材料。多层印刷生物 层压材料可运用具有一种可选的白背景层的透明层来提供高品质和优良的图像深度。在使用印刷单层透明生物层压材料中，印刷是在背面反向印刷，其可以是平面的 纹理。印刷工艺浸湿了平坦表面并增加了生物层压材料的清晰度。其次，热层压该生物层 压材料增加了其非晶性质，并且其可会变得更加清晰或透明以提供更高质量的印刷。因为 印刷在透明的生物层压材料背面，该生物层压材料提供了一种与在通常很少在表面上印刷 有保护层、或没有保护层的PVC产品相比而言更厚的耐磨层以保护美学印刷层。可使用各种印刷油墨，包括溶剂、紫外光固化剂、丝网印刷油墨和其它形式的油 墨，只要有适当的附着力和具有一些用于热箔应用的能力。在一些测试情况下，某些油墨过 于刚硬，并可能在层压过程中破裂或失去附着力。优选的油墨是一种生物基油墨(即生物 油墨)，诸如由Mubio为Mutoh Valuejet数码打印系统生产的类型，以提供100%的包括油 墨层的生物基产品。印刷的生物层压表面层于是可层压到非塑性基板。虽然这可能优选使用能迅速再 生的无甲醛小麦板复合材料，也可使用其它非塑性基板包括中密度纤维板、颗粒板、农业纤 维复合材料、胶合板、石膏板墙板、木质或农业纤维塑料基板等。优选的非塑性基板可通常是一种刚硬的木材或农业纤维复合材料，通常用于家 具、橱柜、木制品、层压地板、商店货架及其它类似应用。在大多数这些应用的类型中可使用 一种平板，其中生物层压材料可粘合到表面和背面以平衡构造。在一个实施例中，可使用型 材的形式，其中木材或者农业纤维制成的MDF可以被机加工成用于木制品引用的三维线性 形状，且生物层压层可被形成并层压到这一表面上。基板也可以是与塑料相混合的木质或农业纤维，其被挤压成最终的形状，如木制 品或窗户型材，其中生物层压材料于是可被形成，并借助于加热和胶线而粘附到表面。在这 个实施例中，生物层压层可是功能性的或装饰性的。参见图2，显示了根据一些实施例的制造生物层压复合结构的方法的块流程图 200。一种非塑性刚硬基板106可与一个或多个生物层压层102成型或层压202。成型202 可包括热成型、真空成型、热成型或两者兼而有之。添加剂可在成型202之前、期间或之后 引入。参见图3至6，显示了根据一些实施例的一种生物层压复合组件的分解图(300， 400，500，600)。基板106，诸如刚硬非塑性基板，通过在第一侧上运用粘贴层104，基板可接触一种透明的生物层压层302。例如，透明的生物层压层302可与反向印刷层304相接触。 例如，它们可能通过融合而结合。在基板106的第二侧上，可接触第二生物层压层102，诸如 通过热成型或层压实现(见图3)。例如，透明的生物层压层406可与一种直接印刷层404相接触，且然后通过一种透 明保护涂层402来保护外表面(参见图4)。生物层压层可包括两个或多个层，诸如白色生 物层压层102、表面生物层压层302和在它们之间的印刷层502 (参见图5)。例如，表面层 302可载有石英。在另一实施例中，阻燃剂可集成在生物层压层602中，然后直接印刷层502 具有一种装饰层。透明的生物层压层406可面向外表面(参见图6)。可选择地，纸、无纺布织垫、织垫或其它形式的支撑可定位在生物层压表面的背面 上，这发生于层压到非塑性刚硬基板之前。各种加工厂可以在区域中使用简单的水基PVA 胶水用于将生物层压材料良好地粘合到非塑性刚硬基板。此外，这可会提供生物层压层的 额外功能性能。层压可包括平面层压或三维层压过程。当前使用的平面层压利用高压层压以粘贴 层压材料到木头或农业纤维复合基板上。平面层压基于将粘合剂或胶水层涂覆到基板或层 压材料上，然后使用压力而层压在一起。平面层压可使用多种类型的胶水和工艺，包括热 压机，冷压机或压力敏感系统。热层压系统可以允许实现有所改善的介于生物层压材料与 基板之间的附着力。热箔层压或热成型常用于三维层压，其中非塑性基板加工成三维零件，诸如桌面， 工作台面，橱柜门或类似物。水基聚氨酯粘合剂可被喷洒到基板上。借助于热和压力，使用 真空或薄膜压机，生物层压层可形成在基板上、且同时粘合剂可被热激活以固化。型材包装类似于热成型(即，热箔)，仅通过使用线性加工设备来形成木制品、窗 口和其它线性元件而实现。在这个实施例中，可从木材或农业纤维复合材料机加工成线性 木制品形状来加工出基板。这也可通过从天然纤维或带塑料的矿物质挤压出一种形状而完 成，以排除机加工并减少源于加工的浪费。使用一种型材包装机，通常情况下，热熔接触型 粘合剂可被热施用或涂覆到基板或生物层压材料，然后采用一系列小辊对其进行挤压以在 线性基板上形成生物层压层。一个优选的实施例可以是利用热活化粘合剂来接触生物层压材料。这可优选用于 简单的冷压粘合剂，如聚乙烯醇(PVA)，即需要该层压材料的底面吸水并实现无热粘合。例 如，这些实施例的生物层压材料可以是两侧完全防水的。因而，通过在层压中使用热加工， PLA的“极”性增加、并形成了特定应用所需的高程度的粘结强度。层压的优选方法可以是 在热压层压工艺中使用热激活或热固化粘合剂。高压层压材料通常与支撑产品一起使用，诸如呈裂缝层压材料形式或型材挤压式 线性形状的封边。在本发明的实施例中，生物层压层可被撕裂或切成条以用来匹配封边。然 后“裂缝”或切口生物层压层可典型地利用轻微压力借助于热熔粘合剂来被层压到基板的 边缘。该生物层压层封边于是可被修整。该生物层压表面层封边也可以被印刷、或利用纯 色和图案来挤压。实现匹配的封边或匹配木制品型材的其它方式可通过使用对一种呈连续线性形 状的复合基板(诸如木制品)进行定型挤压的方法来完成。可以通过使用一种线性包装工 艺和热熔粘合剂对该生物层压层进行层压，以实现大量的作为PVC发泡或PVC包装木制品替代物的环保木制品。美国专利申请号11/934/508 (如前述)教导了 PLA结合EVA类型或合成形式的粘 合剂来允许PLA在低于其熔点的温度下受加工。此外，这教导了可添加阻燃剂。在此实施 例中，该粘合剂和高极性PLA的组合使得难以承载阻燃剂到所需水平以在没有令材料变得 非常脆弱、且未满足PVC应用要求的情况下达到I类等级。虽然这种技术非常适用于生产 高公差廓形，在这些实施例中添加EVA并不是必需的。其它形式的添加剂，以及在低于PLA 熔点的温度下进行的加工，可达到类似的结果。本发明的实施例使用各种形式的生物增塑 剂/生物润滑剂系统来取代上述提及的粘合剂。此外，实施例还表明通过提高剪切速率和 维持低于PLA熔点的较低加工温度，可产生高公差定型挤压。当在特定的温度范围内加工PLA时，其中PLA处于类似橡胶的“弹性状态”，PLA停 留在它的无定形状态，并表现为类似于各种其它弹性材料。同样在这种状态下，该材料不易 受湿气和剪切。事实上，在加工中，发现了当PLA在弹性状态时高剪切水平提供了型材挤压 方面的优点和添加了各种添加剂。PLA的熔点大约390° F。本发明的实施例教导了 利用 足够的剪切力，PLA可在远低于其熔点的温度下受加工。在此实施例中，型材挤压加工的范 围从约280至约340° F，同时更加优选地为约300至约320° F。随着填料的高负载的增 加，可以使用较高温度，但优选地低于PLA熔点。生物润滑剂有助于这一低温粘弹性加工工艺，诸如天然蜡、木脂素类或增塑剂。优 选地，蜡或增塑剂是基于生物基材料的。本发明实施例描述了两种成分复合物在其余其熔 点的温度下被加工成型材挤压连续形状，通过使用PLA和增塑剂或生物润滑剂可实现高公 差的复杂形状型材。在这些加工条件下，除了加入各种其它聚合物添加剂以开发更广范围的用于各种 非可生物降解型材挤压应用的目标性能品质以外，可以混和融入呈液态或固态形式的各种 添加剂、填料、及加固物材料。PLA还可使用celuka模具系统发泡和发泡剂或生物发泡剂来 产生轻量级的挤压型材挤压。其它填料可添加到固体或泡沫轮廓形状，包括木纤维、木粉、 造纸厂污泥、农业纤维、谷物秸秆、矿物质、玻璃纤维、纤维、淀粉、蛋白质和其它形式的填料 或加固剂。由此产生的生物型材可被整个着色以匹配生物层压复合组件，或使用与其它生 物层压材料相同的图案加以印刷。这提供了用以形成针对建筑物、办公室和商业建筑的完 整解决方案的能力，以便允许在建筑设计中进行环境部件的美学匹配。本发明的实施例采用一种新颖的方法和可选成分，通过加工以维持PLA或其它生 物聚合物的结晶度、并保持这样于最终型材挤压或板材组件中。实施例中使用高剪切力 (这不是由PLA产品制造商推荐的)和非常低的加工温度，通常低于320° F或300° F，以 在其弹性状态并且在远低于其熔点时加工材料，并建议加工点在380° F到420° F，此时材 料转换为完全非晶材料。常规的加工提供一种云状挤压部件，其与一种透明且较为易碎包装材料相对。其次，在此加工温度下，材料可完全结晶，但低于该温度和加工参数将实现完整的 非晶材料。由此产生的材料可为云状，但有显著更高的柔性、而同时仍然维持高程度的机械 性能。通过维持由本发明实施例内的过程实现的结晶状态或部分晶态，聚合物的粘性可 大大减小、且可保留产品的优越性能，以使得产品在型材和挤压应用中可取代PVC。同时，在本发明的实施例的加工参数中，材料可具有不同的流变和熔融指数，其可允许加工成经挤 压的三维形状。添加剂也可在这些实施方案中提供帮助，并仍然保持了 PLA或PLA掺合物的结晶 状态。纳米材料、填料、纤维、蛋白质、淀粉、木粉、木纤维、造纸废物和其它物质可增加PLA 的成核、并影响到材料的结晶状态。通过在远低于熔点的温度下并通过使用高剪切力，可维 持PLA的较低易碎状态，并能较为紧密地匹配PVC制品和应用条件所需的性能要求。已经 利用这种新颖的工艺方法对其它成核剂、填料、纤维和材料进行了测试并有了积极成果。生物层压复合组件可制作成桌面、桌台面、橱柜门、柜箱、货架、木制品、护墙板、层 压复合地板、台面、工作台面、展览板、办公室隔板、浴室分隔、层压地板等领域，可使用该生 物层压材料结合非塑性基板及粘合层系统来形成一种针对较为环保的产品的日益增长的 需求的真正“绿色”解决方案。生物层压复合组件可做成各种形式橱柜门，其基于平板层压，热箔三维或一体型 材包装部件并将所有这些结合在一起以形成各种设计的橱柜或通道门。也可以通过使用各种通用或优选的生物基增塑剂来对生物层压表面层进行增塑 到较高程度，以实现一种较为柔性的生物层压表面层，其可生产为这样一种墙壁覆盖物其 作为一种高性能的墙壁覆盖物粘贴到墙板上，可取代PVC乙烯墙壁覆盖物。在这一实施例 中，二级无纺布可被层压到生物层压层背面以提供有所改善的性能，而同时保持柔性。该如 前所述的高度增塑的生物层压层，也可以用来作为一种针对用于印刷的柔性PVC媒体的替 代物。在标准层压工作表面，封边是必需的。生物聚合物，诸如与生产生物层压材料时类 似的、在低于其熔点的温度下受加工并处于其粘弹性状态的PLA，可用于生产型材，诸如形 状封边和其它支撑部件。在这些实施例中描述了一种机械附连到非塑性刚硬基板上的T形 模塑件、或所胶合的平面型材封边。可使用相同的生物聚合物或生物聚合物系统和加工工 艺来生产匹配生物封边，以便允许使得美学和性能相匹配。此外，可通过使用生物层压表面 层层压到木材上来生产一种匹配的线性型材包装式木制品产品，农业纤维或塑料纤维复合 挤压以实现美学匹配整个办公室或建筑方案的绿色系统。生物层压复合组件基于增塑剂或加工助剂并运用PLA生物共聚物生物层压材料 且添加了“纳米石英”到生物层压表面层，用来提供足以用在台面应用中的高度的耐磨损性 和温度耐受性。目前，食品级表面主要由高密度聚乙烯(HDPE)和不锈钢组成。不锈钢是昂 贵的，且高密度PVC(HDPE)可在表面中的划痕和割痕内捕集食物或液体。“纳米石英”技术 可以提供良好的性能和表面的耐久性。天然石英或石英砂具有各种颗粒尺寸或粒度，从纳 米尺度到较大尺度，可用于装饰应用中并添加到生物层压系统中。虽然，在本发明的实施例 中，可使用其它的天然矿物质，但天然石英是自然界中最坚硬的之一。集成了石英的生物层 压组件也可以为厨房台面、桌面和其它较高性能领域的昂贵花岗岩及其它固体表面提供一 种较低成本的选择。这些形式的生物层压层可以被平面层压或热成型为三维的工作表面以 用于厨房和其它形式的台面应用。实例例I-PLA颗粒被放置到挤压机中，且温度设置在熔点之上20° F，即为420° F，其 也是NatureWorks所推荐的加工温度。从模具倾倒出的材料如同蜂蜜粘住模具。温度降到310° F时，低于其熔点超过80° F。每分钟转数(RPM)提高以增加输入到材料中的剪切。 由此产生的形状保持最小失真状态下的其复杂形状。例2-PLA颗粒使用板模具以380° F到420° F的加工温度被放入挤压机中，并制 作了一种透明板。该板易碎且弯曲时容易破裂。由此产生的板在以150° F的温度和50PSI 的压力进行加热和压力的情况下使用热活化胶平面层压到木材颗粒板。该材料表现出非常 良好的对于基板的粘附性。使用一种冷层压方法来对与上面相同的板进行层压，该冷层压方法通常用于使用 PVA和冷压层压方法的HPL。该PLA生物层压板不具对基板的任何粘贴性，并很容易被拉走。PLA颗粒被放置入一种开放的双螺杆挤压机中，且加工温度降低至320° F，在拼 合模块(die section)之前材料通过通风口被拉出挤压机。PLA放入挤压机并温度低于330° F，远低于熔点，使用板模加工。由此产生的薄膜 是云状的但有良好的熔体强度。冷却后，非常明显的是材料更加柔性且具有更好的性能。 该生物层压材料厚度为.015"使用热活化胶和压力，将从上面生成的板热层压到小麦秸秆组成的农业纤维基板 上。由此产生的粘结强度非常好，在粘贴测试中是纤维被从粘贴到生物层压材料的颗粒板 上拉掉，显示了粘接优于小麦颗粒板的内部结合。由此产生的生物层压板然后与一种经加工的三维基板一起被放置到薄膜压机内， 其中基板已被预涂覆了热激活聚氨酯。160° F温度和小于50PSI的压力被施用超过两分 钟。使用.012"带有化学溶剂底漆以提高附着力的PVC薄膜的对比测试也使用相同的基 板、胶和方法来进行薄膜压印。相比PVC，生物层压材料的成型显示出均勻的延伸性和成形 能力。对PVC和生物层压材料样本二者进行了有关于附着力的测试，两者粘合强度相等、且 生物层压材料不具有用以提高附着力的化学底漆。生物层压薄膜使用溶剂喷墨印刷系统进行反向印刷。通过在表面形成交叉纹理线 以及执行胶带剥离试验，初始的油墨粘合似乎就足够了。然后使用热和压力并结合热激活 聚氨酯粘合剂来实现对反向印刷的生物层压材料的热箔作用，其中油墨层接触着层压材料 粘合层和基板。经过加工，剥离试验完成。油墨从生物层压材料分离开，不具有足够的粘结 强度。第二试验完成，其中在印刷之前对生物层压表面进行化学溶剂处理。虽然看到附着 力改善，但不足以用于实现这种施用、涂覆。一种透明的生物层压材料被直接顶印并涂覆有一种透明液体聚氨酯面漆涂层。顶 印刷生物层压材料被热层压到基板上。如果见到在基板上有纤维撕裂的情况，透明生物层 压材料与基板之间的结合是足够的。紫外光固化丝网印刷油墨被涂覆到透明生物层压材料背面或被反向打印。使用热 和压力及聚氨酯粘合剂，且打印面与粘合层和基板层相接触而实现该生物层压材料的热箔 过程。这种粘附相对于标准溶剂油墨印刷工艺有显著改善附着力，纤维从基板撕下。两个三维橱柜门被从中密度纤维板加工成经典凸镶板橱柜门形状。第一个门是在 薄膜压机中加工的，且是使用.010" PVC热薄片来在标准热激活热箔工艺中实现的。在温 度170° F、50PSI的情况下加压时间为2. 5分钟。第二个门采用同一种方法加工，只是使用 了生物层压层来取代PVC薄膜。由此实现的成型加工结果出乎意料地具有与PVC相同的拉 伸和成型性质。虽然PVC有底漆来促进背面附着，申请人的生物层压材料没有，正如由剥离试验所测试的，可看到非常相似的对于基板的粘附力。由于成型加工，在PVC和生物层压材 料之间，柜门边缘上的损毁也是相同的。PVC薄膜和生物层压表面层使用相同的聚氨酯粘合剂来热成型到三维橱柜门形状 的基板上。PVC和生物层压材料二者都受到根据高压层压材料标准(NEMA LD3)的独立测 试。由此产生的数据表明，生物层压材料比标准PVC装饰产品有所改善的耐污染性，和有所 提高的tabor磨损耐受性，以及有所提高的抗擦伤性。一片WilsonArt标准等级的高压层压材料使用一种接触型粘合剂来压到一种木 材颗粒板基板上。该生物层压板也使用相同的接触型粘合剂层压到相同木材颗粒板上，并 且根据NEMA LD3的要求受到独立的测试。在这项实验中生物层压材料有超过5倍的冲击 强度、有所提高的耐污染性、2倍以上的抗划伤性、以及其它性能改善。二次热测试完成后的不同结果用来当它受多重热历史时评估在PLA状态下的变 化。PLA薄膜在低于其熔点的温度下生产出，在340° F下处于其粘弹性状态，生产为一 种.010"厚度的薄膜。该薄膜被用一种紫外线固化油墨系统和一种直接印刷喷墨系统来进 行反向印刷。样品分为两组，第一组样本用于试验冲击、硬度、和耐划伤性。使用一种薄膜 压机和一种热激活聚氨酯胶来在170° F温度对第二组样品进行热层压2. 5分钟直到胶固 化。这些第二组样本进行了直接比对第一组的试验。第二组表现出具有有所改善的表面抗 划伤性的一种较硬的表面，但具有较低的耐冲击性。木制生物塑料型材挤压是在介于310至320° F的温度下，利用大约20%的木材 纤维加载来进行生产的，以实现一种线性形状的木制品件。生物层压表面层被加热、且热激 活粘合剂涂覆到生物层压表面层的背面，和PVC薄膜相比使用相同的方法加工。该生物层 压表面层具有非常相似的附着力，并与PVC薄膜成型惊人地相似。一种用于层压的3M接触型粘合剂被喷涂在生物层压表面层的背面上、以及平坦 小麦板农业纤维基板上。在一分钟之后，闪蒸出任何挥发物，使用来自辊系统的压力将这些 材料层压在一起。PVC装饰膜的第二个样本也用在第二个样本上。该生物层压材料具有有 所改进的附着力。例3-大豆蜡按5%加入PLA并通过型材模具加以挤压。温度降到了 290° F，而材 料是一种具有良好的熔体强度足以保持廓形的光滑高完整性形状。剪切力升高，且形状有 所改进以及表面光洁度也有所改善。经热成型的物品被牵拉到传送带上、而没有改变来自 于模具的形状。例4-PLA和由ADM供应的氢化大豆蜡被复合为一种天然柔性的生物共聚物，且PLA 与大豆的比例为95 5。由此产生的化合物随后与各种等级的各种粉状非卤化阻燃剂再混 合。氢氧化镁，氢氧化铝和磷酸铵均从10%添加至50%的水平。利用氢氧化镁和氢氧化铝 材料发生的强烈反应难以实现混合，并且会在材料内形成层。阿蒙磷的材料混和良好，基于 不同负载形成了一种较为均勻且较为柔性的材料。例5-PLA在约310° F的低于其熔点的温度且在粘弹性复合状态中实现复合。甘 油以从到20%的各种水平被添加。由此产生的材料是一种柔性均勻材料。完成第二试 验，其中PLA加热超过其熔点，为400° F。相同水平的甘油被添加。甘油是高挥发性的并 且由于分解释放大量烟雾，且形成了非均质材料并难以复合为均质材料。小麦秸股平均长度为3/4"，不到.020"宽，其与PLA和大豆蜡复合，其中PLA与大豆蜡的比例在在95/5。增加的5%和10%的小麦股与处在粘弹性状态的310° F温度的 生物共聚物相复合。材料是均质的，没有异味，并具有良好的抗冲击性。第二试验利用相同 的材料而完成，其中工艺是在高于所需PLA熔点的400° F进行。纤维没有与生物共聚物发 生良好反应，并且可见显著褐变和纤维素降解。此外，该材料显示燃烧的迹象且清楚地具有 非常难闻的气味。PLA和EVA在310° F的温度复合。biodac (造纸厂污泥颗粒)样本仅通过对颗 粒进行染色而着色，并对其进行了干燥。biodac以20%在310° F温度与生物共聚物相复 合。由此产生的材料具有独特的美学并是坚固的高冲击材料。使用相同的材料在高于PLA 熔点的加工温度完成第二工艺。由此产生的材料显示降解和燃烧的迹象。由此产生的材料 具有带有最小冲击强度的高脆性。例6-PLA放在锅里并放在超过400° F温度的烤箱里。五个带有PLA的样本锅分 别放入烤箱。在每个锅中添加10%的增塑剂。增塑剂和润滑剂为甘油、蜡、柠檬酸、植物油、 硬脂酸锌。PLA熔融之后对这些材料进行混合。在加热过程中事实上所有的增塑剂和润滑 剂开始大量冒烟，且带有显著的气味，并开始沸腾或降解。这些材料不能混合在一起。仅在 300° F即低于PLA的熔点超过80° F时进行相同的试验。增塑剂没有冒烟、沸腾或降解， 并能混合成为一种较为均勻的材料。硬脂酸锌是在这些材料中是最差的，而同时大豆蜡最 易于混合。例7-PLA和生物纤维功能着色剂系统将被直接计量进入单螺杆包底边线，其中需 要带有中、低剪切力的高分散层次。加工温度被设置为远低于PLA熔点(其超过380° F)。 在这项测试中，加热段设定为在模具出口处为310° F至315° F。该材料不是粘性的并有 足够的熔融指数来形成型材。该材料不像PLA在其熔点或高于其熔点的情况下进行的加工 中是透明的，但是为半透明的并维持着其结晶性质，且具有更多的柔性和耐冲击性。所评估 的冷却辊温度为80° F到超过200° F之间。发现了材料由于较低的加工温度而显著地较 迅速冷却，同时需要对辊进行加热。例8-来自NatureWorks的呈颗粒状的PLA2002复合了 5%的SWL(亚硫酸盐废 液)-1，来自ADM的聚集大豆蜡产品。在Brabender双螺杆中在比PLA熔点低80° F的 300° F下完成了复合。该材料从圆型模具流出保持良好固定的形状并被冷却。该材料是 一种非常不透明的奶白色的颜色，该合成材料能够弯曲而不破裂，并具有与聚乙烯类似的 触感和性能。通过将SWL-I的量增加到10%且具有90%的PLA，完成了第二次复合运行。该材 料的粘度较低，且加工温度下降直到材料保持器圆形形状。同样的材料是非常不透明的白 色。通过添加经筛选的小麦纤维而完成了第三次复合，其中水基着色剂被喷涂到小麦 纤维上，随后干燥。彩色小麦纤维复合有90 %的PLA，5 %的SWl (亚硫酸盐废液)和5 %的 彩色小麦纤维。令人吃惊的是，材料是带有随机化的彩色纤维的景深三维外观的透明至半 透明材料。较透明的PLA/SW略着色为小麦色，但依然保持着全透明的景深。这种材料并不 像纯净的PLA —样脆，并且实际上是与我们第一轮的95% PLA及5%的SWl的柔性相似。例9-PLA复合有10%的SWl和10%的磨碎向日葵壳，其中磨碎的壳被筛选以除去 30筛目(mesh)以下的粉末。由此产生的材料被挤压成片状并且一种纹理被压印到热物质上。冷却后的材料显示一种随机流装饰图案。该材料被放置在水中，且可观察到串珠状的 水在材料表面上。例10-PLA复合有一种标准的氢氧化镁阻燃剂并且被挤压成测试棒。测试棒非常 脆，且能很容易地用手以最小的压力折断。加入10% SWl而完成了第二复合。由此产生的 材料具有良好的抗冲击性并且是可弯曲的。例11-小麦纤维在300° F温度下以50% /50%的比例复合有SWl并将其混合。 由此产生的材料被冷却然后粒化形成小颗粒。小麦和SWl的混合物随后被干燥并与PLA小 球相混合，并且在310° F复合用以产生一种平面测试棒。例12-大豆蜡SWl以100克一批次融化在300° F的温度下。同等重量的小麦纤 维被加入并混合。该大豆蜡迅速浸渍小麦纤维并留下纤维处于自由流动状态。浸渍纤维位 于垫子上并被加压。水被滴落在垫的顶上，其中水完全呈串珠而在纤维垫上。从这一点确定出大约50/50比例的大豆蜡与基于特定容积密度和纤维几何参数 的纤维将充分浸渍纤维。50/50的大豆蜡/纤维掺合物以10%的比例被加入PLA并被复合。 纤维外面的腊与PLA相混和并被提供用于兼容的界面。只有少量的蜡被混合到透明的PLA。 在室温下大豆蜡是一种不透明的白色物质。由此产生的PLA和SW/浸渍纤维仍为透明到半 透明。例13-单独的试验中只取5%的大豆蜡和95%的PLA，且使用Brabender复合器来 将这二者复合到一起。在这项测试中产生的材料是不透明的且乳白色的颜色。因此，我们 看到，由于最终生物复合材料基质的透明度，纤维的添加允许在PLA达到适当的粘弹性状 态之前使得能浸渍已熔融的大豆蜡，以允许融合大豆蜡/PLA系统。例14-糖甜菜浆和向日葵壳_磨碎的糖甜菜渣和葵花子壳取自地区性的农产品 加工工厂，并且被轻轻的磨碎或分裂成纤维。这些材料经筛选得到的材料的范围从30筛 目(mesh)至4筛目(mesh)。向日葵颗粒为线性几何形状的，其中糖甜菜浆在较大程度上 是尺寸均一的，但形状任意。服装用的染料被用来浸泡纤维颗粒，然后使其干燥以固定着色 剂。这两种有色纤维被计量为10%，并与10%的大豆蜡和80%的PLA —起进入Brabender 复合系统。只要材料碰撞上了热螺杆馈送段，则甚至在进入管筒段之前大豆蜡融化并开始 润湿纤维，而PLA仍处于其硬的状态。复合温度保持为远低于PLA的熔点(PLA的熔点为 390° F)，其中加工温度低于熔点90° F即在300° F。由此产生的材料是一种均勻的混合 物，其不易碎、且具有独特的三维特性。该复合器的出口被成型为一种高耐受性的棒。排出 来的材料成型为具有高的耐受性程度。例15 =BioDac-BioDac样本是从Wisconsin(威斯康星州)的GranTek公司购买 的，其是造纸厂废料污泥的形式，已被压缩和干燥形成15至30筛目(mesh)尺寸的小球状 球。该BioDac使用水基着色剂着色并且生产了多彩色批次。彩色biodac以20%水平复合 了 10%的SW和70%的PLA。使用Brabender双螺杆在310° F的加工温度下完成了复合。 由此产生的材料然后被再加热并压成一种复合板。这种材料非常密切地代表了一种固体表 面外观材料。样品被递送以进行水浴24小时，并且是防水的、且没有测量出对于水的吸收。例16-PLA在低于PLA熔点的温度(315° F)下复合着从2%到超过30%水平的长 纤维玻璃。使用相同的比例在高于熔点的温度(400° F)下完成了第二次测试。第二次测 试加入5和10%的大豆蜡。
例17-包含PLA和大豆蜡且在低于PLA熔点的温度下加工的生物层压板被取用并 在200° F被重新加热。MDF基板被形成一种成型的物品并且施用了粘合剂。热生物层压 材料被挤压且成型在基板上并允许其冷却。由此产生的材料表现出高水平的附着力和很好 的耐冲击性。例18-使用推荐的粘合剂将一片WilsonArt高压层压材料粘贴到一种颗粒板基板 上。使用相同的方法和粘合剂将类似厚度的生物层压材料粘贴到匹配的颗粒板。一种锤子 从5英尺落下到两个样本上，其中锤头的边缘冲击了样本。HPL在冲击撞击着的边缘处表现 出破裂的迹象。该生物层压材料根本没有显示出任何冲击的迹象。例19-一片由小麦秸秆生产的农业纤维复合材料被切成3个样本。第一个样本利 用普通的木材染料染色到黑樱桃的颜色。小麦染色非常黑且是“有斑点的”以覆盖和隐藏着 天然纤维的大部分外观。生物层压材料表面被挤压，其中一轮是透明的且第二轮包括全透 明染料的着色剂。该生物层压材料样本含有染料，然后用透明粘合剂将其层压到第二个非 染色小麦板样品。使用透明的紫外光固化油墨来对全透明生物层压材料的背面进行印刷， 并且随后该全透明生物层压材料被层压到第三片小麦板。查看三个样本的外观，木材染色 片视觉上不可接受，并且没有显示出所需的小麦板纹理。农业纤维透明显然经染色非常不 同于天然木材。第二个样本中染料被挤压到生物层压表面，该第二样本显然是同样的整体 暗樱桃色，但小麦板的图案被非常清晰地限定。外观也很深的原因是含有染料的生物层压 层的光学特性。紫外光固化透明印刷接近于经染色的生物层压材料的外观，带有相似的颜 色和光学特性，但仍然显示了小麦板的单独的纤维特性、并提供了良好的染色。另一种类似 的测试是用真正的木材完成的。整体的染色和透明的印刷生物层压材料二者相比通常使用 木材进行染色和抛光或精加工这两步完成的加工步骤，保持了比液体染色加工更好的木纹 美学并提供一种单一加工步骤以完成木材。目前，由于PLA的其熔化稳定性差、高熔融指数以及其它因素，PLA是非常很难以 挤压成型材形状的。本发明的实施例描述了 一个种用以挤压PLA或其它生物聚合物为一 定形状成型状的方法、以及和保证该材料不会降低在各种长期商业型材挤压应用和产品中 退化的成分。其次，本发明的实施例描述了这样的处理方法，其提供高品质优质型材和物 质成分，可直接在建筑、商业和工业市场中与现有的危险的塑料如PVC相竞争或取代它们。 PLA或PLA生物复合材料挤压型材可以被用来作为生物层压表面层的基板、或被着色以匹 配生物层压材料。这一生物层压复合系统合并了环保的基材与来自于可迅速再生资源的一 种生物层压材料，为今后的工作表面、和通常使用HPL或PVC热箔部件的其它应用提供了一 种真正的环保解决方案。为了进一步说明，这里描述下面的实施例1. 一种生物层压复合组件，包括一个或多个生物层压层；非塑性刚硬基板；及粘合层，与基质和一个或多个生物层压层相接触；其中的一个或多个生物层压层被层压到基板。2.如实施例1的生物层压复合组件，其中层压包括平面层压。3.如实施例1所述的生物层压复合组件，其中一种单独的生物层压层接触着一种非塑性刚硬基板的单侧。4.如实施例1的生物层压复合组件，其中两个或多个生物层压层接触着非塑性刚 硬基板的两个或多个侧。5.如实施例2的生物层压复合组件，其中平面层压包括热压、冷压、辊轧、板成型、 全板成型、自定义切割或它们的组合。6.如实施例1的生物层压复合组件，其中粘合层包括胶水线。7.如实施例1的生物层压复合组件，其中粘合层包括热活化粘合剂。8.如实施例1的生物层压复合组件，其中粘合层包括接触型粘合剂。9.如实施例1的生物层压复合组件，其中粘合层包括冷压胶。10.如实施例9的生物层压复合组件，其中粘合层包括压敏胶带。11.如实施例1的生物层压复合组件，其中基板包括复合材料基质。12.如实施例1的生物层压复合组件，其中基板包括木质复合材料、MDF、HDF、胶合 板、0SB、木颗粒板、木塑复合材料、农业纤维塑料复合材料、农业纤维颗粒板、农业纤维复合 材料、石膏板、片石、硬纸板、金属、玻璃、水泥、水泥板、纤维素基板、纤维素纸复合材料、多 层复合纤维素胶、木单板、竹材、再生纸基板或它们的组合。13.如实施例1的生物层压复合组件，其中基板包括从农业纤维产生的使用无甲 醛基质树脂的基板。14.如实施例1的生物层压复合组件，其中生物层压复合组件包括工作台面、货 架、木制品、层压地板、台板、桌面、家具部件、商店货架、隔板、墙壁覆盖物、柜覆盖物、橱柜 门、通道门或它们的组合。15.如实施例1的生物层压复合组件，其中一个或多个生物层压层包括约0. 005到 约0.25〃的厚度.16.如实施例15的生物层压复合组件，其中一个或多个生物层压表面层的两个或 多个生物层压层通过热熔或粘合剂而热融合在一起。17.如实施例1的生物层压复合组件，其中生物层压复合组件包括约0. 050"到约 1.5〃的厚度。18.如实施例1的生物层压复合组件，其中一个或多个生物层压层包括PLA、PHA或 它们的组合。19.如实施例1的生物层压复合组件，其中一个或多个生物层压层包括生物塑料、 生物聚合物、改性生物聚合物、生物复合材料或它们的组合。20.如实施例19的生物层压复合组件，其中生物塑料、生物聚合物、改性生物聚合 物，以及生物复合材料包括聚乳酸基材料。21.如实施例1的生物层压复合组件，其中一个或多个生物层压层包括改性PLA 与一个或多个塑料、生物塑料、添加剂或生物添加剂相结合。22.如实施例1的生物层压复合组件，其中一个或多个生物层压层包括改性PLA 与一个或多个填料、纤维或着色剂相结合。23.如实施例1的生物层压复合组件，其中其中一个或多个生物层压层包括一个 或多个印刷层。的顶面上、一个或多个生物层压层的底面上、或在一个或多个生物层压层之间。25.如实施例1的生物层压复合组件，其中一个或多个生物层压层进一步包括生 物增塑剂、生物润滑剂或两者均有。26.如实施例25的生物层压复合组件，其中生物增塑剂包括柠檬酸酯、酯、乳酸和 其它形式的生物基增塑剂。27.如实施例25的生物层压复合组件，其中生物润滑剂包括天然蜡、木脂素类或
两者组合。28.如实施例1的生物层压复合组件，其中一个或生物层压层包括的柔性可与柔 性PVC层相比。29.如实施例1的生物层压复合组件，进一步包括一个或多个装饰性添加剂。30.如实施例29的生物层压复合组件，其中一个或多个装饰性添加剂包括着色 剂、纹理、装饰颗粒、装饰薄片或天然浸渍纤维。31.如实施例30的生物层压复合组件，其中着色剂允许实现自然景深以提供三维 美学价值。32.如实施例1的生物层压复合组件，其中进一步包括功能性添加剂。33.如实施例32的生物层压复合组件，其中功能性添加剂包括EVA、FR、天然石英、 生物增塑剂、生物润滑剂、矿物质、天然纤维、合成纤维、冲击改性剂、抗菌剂、导电填料、或 它们的组合。34.如实施例1的生物层压复合组件，其中一个或多个生物层压层包括轧制或压 制的纹理表面。35.如实施例1的生物层压复合组件，进一步包括与一个或多个生物层压层的第 二侧相接触的非塑性刚硬基板。36.如实施例1的生物层压复合组件，进一步包括生物塑料封边。37.如实施例1的生物层压复合组件，其中一个或多个生物层压层包括封边。38.如实施例1的生物层压复合组件，其中非塑性刚硬基板包括生物基封边和生 物层压表面。39.如实施例38的生物层压复合组件，其中一个或多个生物层压层和封边包括 PLA、改性PLA或两者均有。40.如实施例1的生物层压复合组件，其中层压采用热压加工、辊层压、冷压加工 或运用接触型粘合剂41.如实施例1的生物层压复合组件，进一步包括阻燃剂。42.如实施例1的生物层压复合组件，其中一个或多个生物层压层进一步包括天 然矿物质。43.如实施例1的生物层压复合组件，其中生物层压复合结构包括三维外观。44. 一种生物层压复合组件，包括一个或多个生物层压层；一种三维非塑性刚硬基板；及一种粘合层，接触着基板和一个或多个生物层压层；其中一个或多个生物层压层被热成型到基板的两个或多个表面。
45.如实施例44的生物层压复合组件，其中热成型是永久的。46如实施例44的生物层压复合组件，其中热成型包括真空成型、线性成型或它们 的组合。47如实施例44的生物层压复合组件，其中粘合层包括胶水线。48.如实施例44的生物层压复合组件，其中基板包括复合基质 (compositematrix)。49.如实施例44的生物层压复合组件，其中基板包括木质复合材料、MDF、HDF、胶 合板、0SB、木颗粒板、木塑复合材料、农业纤维塑料复合材料、农业纤维颗粒板、农业纤维复 合材料、石膏板、片石、硬纸板、金属、玻璃、水泥、水泥板、纤维素基板、纤维素纸复合材料、 多层复合纤维素胶、木单板、竹材、再生纸基板或它们的组合。50.如实施例44的生物层压复合组件，其中基板包括从农业纤维产生的使用无甲 醛基质树脂的基板。51.如实施例44的生物层压复合组件，其中生物层压复合组件包括工作台面、货 架、木制品、地板、台板、桌面、隔板、墙壁覆盖物、柜覆盖物、橱柜门、商店货架部件、通道门 或它们的组合。52.如实施例44的生物层压复合组件，其中一个或多个生物层压层包括约 0.005"到约0.25〃的厚度。53.如实施例44的生物层压复合组件，其中生物层压复合组件包括约0. 030“到 约1.5"的厚度。54.如实施例44的生物层压复合组件，其中一个或多个生物层压层包括PLA、PHA 和其它生物塑料/生物聚合物。55.如实施例44的生物层压复合组件，其中进一步包括生物增塑剂和生物润滑 剂。56.如实施例44的生物层压复合组件，其中进一步包括一个或多个装饰性添加 剂。57.如实施例56的生物层压复合组件，其中一个或多个装饰性添加剂包括着色 剂、纹理、装饰颗粒、装饰薄片或天然浸渍纤维。58.如实施例57的生物层压复合组件，其中着色剂允许实现自然景深以提供三维 美学价值。59.如实施例44的生物层压复合组件，进一步包括功能性添加剂。60.如实施例59的生物层压复合组件，其中功能性添加剂包括EVA、FR，天然石英、 生物增塑剂、生物润滑剂、矿物质、纤维、合成纤维或它们的组合。61.如实施例44的生物层压复合组件，其中生物层压复合结构包括轧制或压制纹
理表面。62.如实施例44的生物层压复合组件，进一步包括与一个或多个生物层压层的第 二侧相接触的非塑性刚硬基板。63.如实施例44的生物层压复合组件，进一步包括阻燃剂。64.如实施例44的生物层压复合组件，进一步包括天然矿物质。65.如实施例64的生物层压复合组件，其中天然矿物质包括满足高耐磨HPL标准的矿物质。
66．如实施例44的生物层压复合组件，其中生物层压复合结构包括三维外观。
67一种制造生物层压复合组件的方法，包括层压一个或多个生物层压层到一种非塑性刚硬基板。
68．如实施例67的方法，进一步包括在一个或多个生物层压层上进行反向印刷。
69．如实施例67的方法，其中一个或多个生物层压层是透明的或全透明的。
70．如实施例67的方法，进一步包括直接印刷到一个或多个生物层压层。
71．如实施例67的方法，进一步包括多层印刷到一个或多个生物层压层。
72．如实施例67的方法，进一步包括在两个或多个生物层压层之间印刷一种装饰性印刷层。
73．如实施例72的方法，进一步包括热融合两个或多个生物层压层在一起。
74．如实施例67的方法，进一步包括EpStJ一种装饰性层到一个或多个生物层压层。
75．如实施例74的方法，其中印刷包括胶印印刷、喷墨印刷、丝网印刷或柔性版印刷。
76．如实施例74的方法，其中印刷使用生物油墨。
77．如实施例67的方法，进一步包括将透明涂层涂覆到一个或多个生物层压层。
78．如实施例77的方法，其中涂覆包括喷涂、滚动、胶印或棒涂法。
79．如实施例67的方法，其中一个或多个生物层压层包括一种透明的顶层、一种装饰性内层和一种不透明层，每个层热融合到相邻的层。
80．如实施例70的方法，进一步包括将透明涂层涂覆到所印刷的一个或多个生物层压层的外表面上。
81．一种制造生物层压复合组件的方法，包括热成型一个或多个生物层压层到非塑性刚硬基板。
82．如实施例8l的方法，其中成型包括热成型、真空成型、热成型或它们的组合。
83．如实施例8l的方法，进一步包括在一个或多个生物层压层上进行反向印刷。
84．如实施例8l的方法，其中一个或多个生物层压层是透明的或全透明的。
85．如实施例8l的方法，进一步包括直接印刷到一个或多个生物层压层。
86．如实施例8l的方法，进一步包括多层印刷到一个或多个生物层压层。
87．如实施例8l的方法，进一步包括印刷一种装饰性印刷层在两个或多个生物层压层之间。
88．如实施例8l的方法，进一步包括热融合两个或多个生物层压层在一起。
89．如实施例88的方法，进一步包括印刷一种装饰性层到一个或多个生物层压层。
90．如实施例89的方法，其中印刷包括胶印印刷、喷墨印刷、丝网印刷或柔性版印刷。
91．如实施例89的方法，其中印刷使用生物油墨。
92．如实施例8l的的方法，进一步包括将透明涂层涂覆到一个或多个生物层压层。
93.如实施例92的方法，其中应用包括喷涂、滚动、胶印或棒涂法。94.如实施例81的方法，其中一个或多个生物层压层包括一种透明的顶层、一种 装饰性内层和一种不透明层，每个层热融合到相邻的层。95.如实施例85的方法，进一步包括将透明涂层涂覆到所印刷的一个或多个生物 层压层的外表面上。96. —种装饰性生物层压层，包括一种透明的生物聚合物层；一种不透明的生物聚合物层；及一种装饰性印刷层；其中印刷层设置于透明层和不透明层之间。97.如实施例96的装饰性生物层压层，其中透明生物聚合物层是有纹理的。98.如实施例96的装饰性生物层压层，其中定位包括融合。
权利要求
1.一种生物层压复合组件，包括一个或多个生物层压层；一种非塑性刚硬基板；及一种粘合层，其与基板和一个或多个生物层压层相接触；其中的一个或多个生物层压层被层压到基板。
2.如权利要求1所述的生物层压复合组件，其中两个或多个生物层压层接触着非塑性 刚硬基板的两个或多个侧。
3.如权利要求1至2中任意一项所述的生物层压复合组件，其中基板包括木质复合材 料、中密度板、高密度板、胶合板、定向结构刨花板、木颗粒板、木塑复合材料、农业纤维塑料 复合材料，农业纤维颗粒板、农业纤维复合材料、石膏板、片石、硬纸板、金属、玻璃、水泥、水 泥板、纤维素基板、纤维素纸复合材料、多层纤维素胶复合材料、木单板、竹材、再生纸基板 或它们的组合。
4.如权利要求1至3中任意一项所述的生物层压复合组件，其中生物层压复合组件包 括工作台面、货架、木制品、层压地板、台板、台面、家具部件、商店货架、隔板、墙壁覆盖物、 柜覆盖物、橱柜门、通道门或它们的组合。
5.如权利要求1至4中任意一项所述的生物层压复合组件，其中一个或多个生物层压 层包括聚乳酸、聚羟基脂肪酸酯或它们的组合。
6.如权利要求1至5中任意一项所述的生物层压复合组件，其中一个或多个生物层压 层包括生物塑料、生物聚合物、改性生物聚合物、生物复合材料或它们的组合。
7.如权利要求6所述的生物层压复合组件，其中生物塑料、生物聚合物、改性生物聚合 物和生物复合材料包括聚乳酸基材料。
8.如权利要求1所述的生物层压复合组件，其中一个或多个生物层压层包括改性聚 乳酸结合一个或多个塑料、生物塑料、添加剂或生物添加剂。
9.如权利要求1至8中任意一项所述的生物层压复合组件，其中一个或多个生物层压 层包括改性聚乳酸结合一个或多个填料、纤维或着色剂。
10.如权利要求1至9中任意一项所述的生物层压复合组件，进一步包括一个或多个印 刷层。
11.如权利要求1至10中任意一项所述的生物层压复合组件，进一步包括生物塑料封边。
12.权利要求1至11中任意一项所述的生物层压复合组件，进一步包括阻燃剂。
13.如权利要求10所述的生物层压复合组件，其中一种或多种印刷层运用生物油墨。
14.一种生物层压复合组件，包括一个或多个生物层压层；一种三维非塑性刚硬基板；及一种粘合层，其接触着基板和一个或多个生物层压层；其中一个或多个生物层压层被热成型到基板的两个或多个表面。
15.如权利要求14所述的生物层压复合组件，其中基板包括木质复合材料、中密度板、 高密度板、胶合板、定向结构刨花板、木颗粒板、木塑复合材料、农业纤维塑料复合材料、农 业纤维颗粒板、农业纤维复合材料、石膏板、片石、硬纸板、金属、玻璃、水泥、水泥板、纤维素基板、纤维素纸复合材料、多层纤维素胶复合材料、木单板、竹材、再生纸基板或它们的组合。
16.如权利要求14至15中任意一项所述的生物层压复合组件，其中生物层压复合组件 包括工作台面、货架、木制品、地板、台板、台面、隔板、墙壁覆盖物、柜覆盖物、橱柜门、商店 货架部件、通道门或它们的组合。
17.如权利要求14至16中任意一项所述的生物层压复合组件，其中一个或多个生物层 压层包括聚乳酸、聚羟基脂肪酸酯或其它生物塑料/生物聚合物。
18.一种用于制造生物层压复合组件的方法，包括层压一个或多个生物层压层到一 种非塑性刚硬基板。
19.如权利要求18所述的方法，进一步包括在一个或多个生物层压层上进行反向印刷。
20.如权利要求18至19中任意一项所述的方法，进一步包括在一个或多个生物层压 层进行直接印刷。
21.如权利要求18至20中任意一项所述的方法，进一步包括在一个或多个生物层压 层上进行多层印刷。
22.如权利要求20所述的方法，其中印刷运用一种生物油墨。
23.如权利要求18至22中任意一项所述的方法，其中一个或多个生物层压层包括一种 透明顶层、一种装饰性内层和一种不透明层，每层热融合到相邻层。
24.一种用于制造生物层压复合组件的方法，包括热成型一个或多个生物层压层到 非塑性刚硬基板。
25.如权利要求M所述的方法，进一步包括在一个或多个生物层压层上进行反向印刷。
26.如权利要求M至25中任意一项所述的方法，进一步包括在一个或多个生物层压 层上进行直接印刷。
27.如权利要求M至沈中任意一项所述的方法，进一步包括在一个或多个生物层压 层上进行多层印刷。
28.如权利要求25所述的方法，其中印刷运用一种生物油墨。
29.—种装饰性生物层压层，包括 一种透明的生物聚合物层； 一种不透明的生物聚合物层；和 一种装饰性印刷层；其中印刷层定位于透明层和不透明层之间。
30.如权利要求观所述的装饰性生物层压层，其中透明生物聚合物层是有纹理的。
31.如权利要求30所述的装饰性生物层压层，其中定位包括融合。
全文摘要
本发明的实施例涉及到一种生物层压复合组件，包括一个或多个生物层压层，一种非塑性刚硬基板和一种与基板及一个或多个生物层压层相接触的粘合层。该一个或多个生物层压层被层压于或形成于基板。
文档编号B32B5/12GK102099186SQ200980119042
公开日2011年6月15日 申请日期2009年3月24日 优先权日2008年3月24日
发明者米尔顿·里伊贝, 迈克尔·里伊贝 申请人:拜奥维森有限责任公司