(57)【要約】本発明の実施形態は、１つまたは複数のバイオラミネート層、非プラスチック硬質基材、及び基材と１以上のバイオラミネート層とに接触する接着剤層を含むバイオラミネート複合材アセンブリに関する。基材は、ラミネートされ、または成形されて１つまたは複数のバイオラミネート層になる。また、実施形態は、バイオラミネート複合材アセンブリの製造方法に関する。【選択図】【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つまたは複数のバイオラミネート層と；
硬質非プラスチック基材と；
前記１つまたは複数のバイオラミネート層と前記基材との間に配置される着色層と；
を含み、
前記１つまたは複数のバイオラミネート層が前記基材にラミネートされるバイオラミネート複合材アセンブリ。
【請求項２】
前記基材、前記着色層、及び、前記１つまたは複数のバイオラミネート層の少なくとも１つと接触する接着剤層をさらに含む、請求項１に記載のバイオラミネート複合材アセンブリ。
【請求項３】
２つ以上のバイオラミネート層が、前記基材の２つ以上の側面と接触する、請求項１に記載のバイオラミネート複合材アセンブリ。
【請求項４】
前記バイオラミネート複合材アセンブリが、加工表面、戸棚、木工製品、ラミネートフローリング、カウンター、テーブル表面、家具部品、什器、パーティション、壁紙、キャビネットカバー、キャビネットドア、通路ドアまたはこれらの組み合わせを含む、請求項１に記載のバイオラミネート複合材アセンブリ。
【請求項５】
前記１つまたは複数のバイオラミネート層がＰＬＡ、ＰＨＡ、またはこれらの組み合わせを含む、請求項１に記載のバイオラミネート複合材アセンブリ。
【請求項６】
下地層をさらに含む、請求項１に記載のバイオラミネート複合材アセンブリ。
【請求項７】
前記下地層が、前記着色層と前記基材の間に配置される、請求項１に記載のバイオラミネート複合材アセンブリ。
【請求項８】
前記着色層が、ラテックス塗料を含む、請求項１に記載のバイオラミネート複合材アセンブリ。
【請求項９】
前記１つまたは複数のバイオラミネート層が、透明または半透明である、請求項１に記載のバイオラミネート複合材アセンブリ。
【請求項１０】
１つまたは複数の薄いバイオラミネートフィルムと；
硬質非プラスチック基材と；
前記基材と前記１つまたは複数のバイオラミネートフィルムとの間に配置される着色層と；
前記基材と前記着色層との間に配置される下地層と；
を含み、
前記１つまたは複数のバイオラミネートフィルムが前記基材にラミネートされる装飾的バイオラミネートアセンブリ。
【請求項１１】
バイオポリマーマトリックス上に、または前記バイオポリマーマトリックス内に分散する装飾的バイオ複合材粒子を含み、前記装飾的バイオ複合材粒子が柔毛性ファイバー粒子を含む、装飾的バイオラミネートアセンブリ。
【請求項１２】
前記バイオポリマーマトリックスが、セルロース層を含む、請求項１１に記載の装飾的バイオラミネートアセンブリ。
【請求項１３】
前記装飾的バイオ複合材粒子上の硬化植物油の層をさらに含む、請求項１１に記載の装飾的バイオラミネートアセンブリ。
【請求項１４】
前記装飾的バイオ複合材粒子がコートされている、請求項１１に記載の装飾的バイオラミネートアセンブリ。
【請求項１５】
１つまたは複数のバイオラミネート層と；
高性能の表面層と：
基材と；
前記基材と前記１つまたは複数のバイオラミネート層に接触する接着剤層と；
を含み、
前記１つまたは複数のバイオラミネート層が前記基材にラミネートされる、バイオラミネート複合材アセンブリ。
【請求項１６】
装飾的バイオラミネートと；
バイオ複合材押し出し基材と；
を含み、前記装飾的バイオラミネートが、前記バイオ複合材押し出し基材の上に提供される、リニア押し出しバイオ複合材アセンブリ。
【請求項１７】
１つまたは複数のバイオラミネート層と；
ベニヤ板基材と；
前記基材と前記１つまたは複数のバイオラミネート層とに接する接着剤層と；
を含み、
前記１つまたは複数のバイオラミネート層が前記基材にラミネートされる、バイオラミネート複合材アセンブリ。
【請求項１８】
２つ以上のバイオラミネート層が、ベニヤ板基材の２つ以上の面と接触する、請求項１７に記載のバイオラミネート複合材アセンブリ。
【請求項１９】
前記基材が、木材または木材複合材を含む、請求項１７に記載のバイオラミネート複合材アセンブリ。
【請求項２０】
前記バイオラミネート複合材アセンブリが、加工表面、戸棚、木工製品、ラミネートフローリング、カウンター、テーブル表面、家具部品、什器、パーティション、壁紙、キャビネットカバー、キャビネットドア、通路ドアまたはこれらの組み合わせを含む、請求項１７に記載のバイオラミネート複合材アセンブリ。
【請求項２１】
１つまたは複数のバイオラミネート層がＰＬＡ、ＰＨＡ、またはこれらの組み合わせを含む、請求項１７に記載のバイオラミネート複合材アセンブリ。
【請求項２２】
１つまたは複数の薄いバイオラミネートフィルムと；
ベニヤ板基材と；
前記基材と前記１つまたは複数のバイオラミネートフィルムと接触する透明の接着剤層と；
前記ベニヤ板基材の底面に配置される下地層と；
を含み、
前記１つまたは複数のバイオラミネートフィルムが前記基材にラミネートされる装飾的ベニヤバイオラミネートアセンブリ。
【請求項２３】
前記下地層が、浸透紙、ゴムシート、または合成ゴムシートを含む、請求項２２に記載のアセンブリ。
【請求項２４】
ラミネートされ、基材コアの１つまたは複数の表面シートを形成し、１つまたは複数のバイオプラスチック層と接触する１つまたは複数のバイオプラスチック層を含む、構造体用バイオラミネートパネルアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願の相互参照］
本願は、２０１１年２月１日に出願され、「バイオラミネート複合材アセンブリ及び関連する方法」と題する米国特許出願番号第１３／０１９，０６０の一部継続出願であるが、かかる出願は、２００８年３月２４日に出願された米国仮出願番号第６１／０３８，９７１号に基づいて優先権を主張した、２００９年３月２９日に出願された米国特許出願の継続出願第１２／４１０，０１８号の継続出願である。また、本願は、２０１０年７月１４日に出願された米国仮出願番号第６１／３６４，２９８号（代理人整理番号２２２９２３／ＵＳ）、２０１０年７月１４日に出願された米国仮出願番号第６１／３６４，１８９号（代理人整理番号２２２０７６／ＵＳ）、２０１０年７月１４日に出願された米国仮出願番号第第６１／３６４，１８１号（代理人整理番号２２２０７５／ＵＳ）、２０１０年７月１４日に出願された米国仮出願番号第６１／３６４，３４５号（代理人整理番号２２２９１９／ＵＳ）、２０１０年７月１４日に出願された米国仮出願番号第６１／３６４，３６６号（代理人整理番号２２２９１８／ＵＳ）、２０１０年７月１４日に出願された米国仮出願番号第６１／３６４，３０１号（代理人整理番号２２２９２５／ＵＳ）、２０１０年７月１４日に出願された米国仮出願番号第６１／３６４，１９３号（代理人整理番号２２２９２８／ＵＳ）、及び２０１１年４月２６日に出願された米国仮出願番号第６１／４７９，１４０号（代理人整理番号２２２３８６／ＵＳ）に基づいて優先権を主張するものである。これらの出願の全内容は、本明細書にその全体を参照することによって組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
米国内外における環境保護運動は、居住環境や職場環境から有害物質を除去する、より環境に優しい（「グリーン」）製品とプログラムへの需要の高まりを伴って、主たる関心事へと成長し続けている。ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）及びホルムアルデヒドベースのラミネート加工した物質の表面や部材は現在、その毒性ゆえに多くの用途から除外されている。多くの企業体や組織体では、職場内や製品ファイルからＰＶＣ及びホルムアルデヒドベースの製品を除去する積極的な行動を起こしている。
【０００３】
こうした需要は、石油化学系プラスチック及び有害なポリマーに代替する「グリーン」製品に対して高まり続けている。かかる需要は、室内環境をより健全にしようとすることに基づく環境意識、建築団体、建造物団体によって促進されている。水平面、垂直面の加工のために多くの建築用途、企業用途、商業用途に共通して使用されてきた物質は、主としてＰＶＣ及びメラミンホルムアルデヒドラミネートに由来する。室内用途において有害なＰＶＣ及びホルムアルデヒドの使用に対する懸念の高まりを受けて、その性能と経済的な要請とを両立させる、環境に優しい代替品へのニーズがある。
【０００４】
ホルムアルデヒドは、室内大気環境に対して重大な問題を生み出してきた。パーチクル・ボードや高圧ラミネートは、その樹脂仕上げにおいて、膨大な量のホルムアルデヒドを使用する。多くの場合、ホルムアルデヒドは、製品から完全には除去されずに、室内のパブリックスペースや閉じられた居住空間に入り込み、長時間にわたってオフガスが生じることがある。ホルムアルデヒドは、多くの健康問題と関連しており、既知の発がん物質として分類されている。現在、大企業は、その職場からＰＶＣ及びホルムアルデヒドを除去する旨の声明を出している。日本では、ＰＶＣやホルムアルデヒドを含む製品の使用を禁止する厳格な政策を制定した。欧州においても同様の法律が制定されている。
【０００５】
ＰＶＣは、多くの団体から「有毒プラスチック」として分類されている。毎年、７０億ポンドを越えるＰＶＣが廃棄されている。ＰＶＣの生成は、毒性の高い塩素や、発がん性の塩化ビニルモノマーを含む化学原料の生成を伴う。ＰＶＣの化学工場周辺の地域においては、地下水供給、地表水及び大気の有毒化学物質による深刻な汚染の問題を抱えている。また、ＰＶＣの生成には多量の有毒添加物の生成を伴うが、その結果、人間がフタル酸エステル、鉛、カドミウム錫、及びその他の有毒化学物質に曝される可能性が高まる。室内用途のＰＶＣは、建物内でその有毒物質を揮発性有機化合物（ＶＯＣ）として発生させる。ＰＶＣが燃焼したり、焼却されたりすると、極めて有害なダイオキシンや塩酸が発生する。
【０００６】
装飾的な垂直または水平表面加工材料の大多数は、高圧ラミネート及びサーモホイル(thermofoil)ＰＶＣである。加工表面、テーブル、デスク表面、及びその他多くの加工表面では、薄い高圧ラミネート（ＨＰＬ）（一般には、尿素樹脂接着剤で接着する木製パーチクル・ボード１枚に対して０．０５０インチ厚さ）を接着する。この１０年間において、多くの台所用キャビネットは、フェノールホルムアルデヒド樹脂接着剤を含んだ中質ファイバー板をドア型に切ることによって製造されていた。薄いＰＶＣシートまたはサーモホイルが加熱され、膜プレス機を用いてこの三次元形状のドアにプレス加工が施された。結果的にドアは既製品として完成し、耐水性も有するが、大量の塩素を含んでいた。このキャビネットが燃えると、オフガスにより、消防士や、火事から逃れられなかった人々にとって極めて有害な塩酸ガスが生成される場合がある。
【０００７】
現在、商業用途、企業用途、及び居住用途においてさえみられる実質的に全ての加工表面は、有害な石油化学系製品である。最もよく使用されている高圧ラミネートは、一般的に事務机、テーブル、カウンターにおいて使用されている。これらは、設置後もなおオフガスを生じる、危険なホルムアルデヒドベースの材料を使用して製造される。ＰＶＣサーモホイルも一般的に使用されているが、そうした中で有害なＰＶＣが数多くの問題を引き起こしている。多くの組織体や企業体ならびに政府がこれらの物質の使用を制限し、または禁止すらしてきたが、こうした製品に対して効果的かつ優位性のある代替品となり得るものは殆ど見出されていなかった。
【０００８】
バイオベースの素材は、建築市場、企業市場、商業市場、そして住宅市場においてさえも理想的なソリューション（解決手段）として考えられている。それにもかかわらず、表面加工に使用されるＰＶＣサーモホイル及びホルムアルデヒドベースのラミネートの直接的な代替品として市場に入ってきたバイオベースの素材はごく僅かである。バイオ再生可能材料は、石油化学系プラスチック製品よりも好適である。一般的に、バイオプラスチックは、様々なパッケージフィルム用途に使用されてきた。最初は、こうしたバイオプラスチックにおいて、主としてＰＬＡ（ポリ乳酸）が商業的に最も成功した。ＰＬＡは、流動性が非常に高く、直火条件下で迅速に液化する、硬くて脆いプラスチックである。加えて、ＰＬＡは、その高いメルトインデックス及び特有のレオロジーゆえに、容易にはプロフィール形状へと押し出しされない。現在のＰＬＡ製品の大半は、生分解性を生じることに基づいている。しかしながら、理解されている向きもあるように、長期間の商業用途に供される製品が生分解性であることは、例えバイオ再生性が望まれる場合であっても、必ずしも望ましくない。
【０００９】
ＰＶＣは、その環境に有害な性質と仕上がりから、多くのグローバル団体から攻撃されるようになった。現在のところ、ＰＶＣに代替する環境に優しい代替商品を製造することは困難である。別の種類の石油化学系プラスチックがこれを達成しようとするが、環境保護性に対して若干改善されただけである。バイオ製品は、バイオ再生可能材料に基づいてＰＶＣに代わるソリューションを提供し、有害な化学物質、可塑剤、添加剤を含まない。フレキシブルＰＶＣは、その第一用途を装飾的なフレキシブルプラスチック製品とする多くの用途に使用される。看板、ビニール壁紙、室内装飾などが、室内用途に一般的に使用されるフレキシブルＰＶＣシートの用途のうち最も多い中のいくつかである。室内調度品をデザインするデザイナーや建築家は、特に室内大気環境を気にかけ、環境に優しい材料の使用を促進する。米国政府も、「バイオ的に好ましい」製品は、環境ソリューションとして良好である点に合意し、その他の農業材料製品をグリーンな建造物用途のためにバイオ的に好ましいと認定した。
【００１０】
看板用の材料は、有害な化学可塑剤を含んだ(loaded)一般的に非常にフレキシブルなＰＶＣである。フレキシブル性は、曲面に取り付けられるバナーに必要とされ、大型のインキジェット印刷システムによる操作が可能になる。第二に、看板に使用されるインキの大半もまた、製造中及び最終用途において有害なガスを発生し得る有害な化学物質を使用した溶媒である。
【００１１】
プロフィールを包装された部材は、通常、機械加工されて特定の形状を有する様々な形状の発泡プラスチックまたは木／アグリファイバー複合材を使用して製造され、また、機能的または装飾的ニーズを満たすために使用される、薄いホイルに包装された表面を含み得る。プロフィールリニアラップされた(profile linear wrapped)木工製品及び部材は、通常、以下を含む数多くの用途に使用される。
窓部材
ドア枠
ドア部材
ラミネートフローリング
建築木工製品
羽目板
合成デッキ
【００１２】
木材プラスチック押し出しは、主としてデッキや窓部材など、外装用途において木材の代替品として過去１０年間にわたって商品化されてきた。現在では、それらは単色であり、木材のぶつ切りが付いたプラスチックのようで、高度な美的価値を有しない。通常、木材プラスチック複合材は、木材と結合してかかる製品を製造する結合プラスチックとしてのポリエチレン、ポリプロピレン、またはＰＶＣを使用する。いくつかの場合において、これらの複合材は、固形プラスチックの共押し出しを外側に行い、紫外線保護のためのソリッドカラーの外板を形成し、また、木材のぶつ切り部分を隠して美的に僅かながらも満足のいくものとする。
【００１３】
「グリーン」製品は長い間所望されており、現在主流になりつつあるが、多くの場合、バイオ材料即ち「グリーン」ソリューションは、費用が高くつき、通常は要求された性能基準を満たさない。いくつかの場合において、人々や企業は「グリーン」製品に対して若干高めの支払いをする意志があるが、現実には、「グリーン」製品は、価格の優位性を有しつつその性能を満たす必要がある。「グリーン」であることは重要だが、「グリーン」技術を商業化するために、優位性のある価格で性能を提供する能力が重要である。この環境における材料及び製品が健康全体に有害でなく、クリーンでＶＯＣのない環境を提供することが重要である。ＰＶＣとその添加剤は、ラミネート及びパーチクル・ボードのホルムアルデヒドとともに、職場に有害なＶＯＣを放出する。これらのＶＯＣは、より高い癌のリスクを生む、潜在性発がん物質として分類されている。
【００１４】
「グリーン」な生分解性包装材料は、地球社会をよりよい環境プラクティスへと動かしつつあるものの、有害なまたは石油化学系製品に代替するためのより永続的な用途のために生分解が不可能なバイオ再生可能材料に対する市場の強い需要がある。
【００１５】
環境への懸念の高まり及び、より「グリーン」な製品に対する需要の増大を受けて、迅速に再生可能な資源に由来し、有害で再生不能な石油化学系製品に代替する材料へのニーズが定着した。加えて、現在の建物、看板、装飾シート、及びラミネート材料が高いレベルの性能も有し、費用面でも優位性を有することに対する市場ニーズがある。
【００１６】
過去１０年間、バイオプラスチックは、特に生分解プラスチック用途を対象として市場の主流となった。ＰＬＡやＰＨＡなどのバイオポリマーの実用は、主に市場の需要とバイオプラスチックのこれらの形態のレオロジーに対する技術的な制限により、フィルムやブロー成形の瓶に限られていた。ＰＬＡなどのバイオプラスチックは、特有のフローダイナミックス(flow dynamics)、より低い熱変形レベル、偏光性、ならびに特有のレオロジーの全体的特性を有する。
【００１７】
最終的なラミネートを製造するための当業者に知られた方法は、低圧ラミネート（ＬＰＬ）法、高圧ラミネート（ＨＰＬ）法、及び連続的圧力ラミネート（ＣＰＬ）法を含む。低圧法は、段ボール紙やパーチクル・ボードに最も頻繁に使用され、一方、高圧法は、一般的に所謂クラフト紙に使用される。ＨＰＬ法の結果生じるシートや製品は、一般的に自己支持的(self-supportive)ではない。これらは、しばしば適切な接着剤または糊でパーチクル・ボードや中質ファイバー板（ＭＤＦ）などの硬質基材に接着される。連続的圧力ラミネート処理では、ローラーから連続ベルトプレスへと給紙することもできる。
【００１８】
伝統的な製造法では、容易に克服されない欠点があった。１つの問題点は、高圧法や連続的圧力法にて製造されたラミネートは非常に硬く、これらのシートを曲げたり「あと形成」したりするのが困難なことである。現在では、「あと形成」の特徴は、ベンゾグアナミンやアセトグアナミンなどの高価な重合調整剤を組み込むか、または、圧力を上昇させた中でメラミンーホルムアルデヒド樹脂を作り、より多くのメラミンをホルムアルデヒドと反応させることによってしばしば達成される。後者による処理方法は相対的に高価であり、圧力容器も必要となる。しかしながら、耐磨耗性と耐化学性を維持しながらＨＰＬシートまたはＬＰＬシートが曲げ可能となるのであれば、基材の１つの側面を覆うようにすることができるだけでなく、１つの処理工程でなし得るため、有利となり得る。従来のラミネートのもう１つの欠点は、有毒化学物質として知られるホルムアルデヒドの使用である。従来の紙に浸透させるために使用される樹脂は、ホルムアルデヒドーメラミン樹脂とすることができる。硬化後、ラミネートは相変わらず幾ばくかのホルムアルデヒドを放出していることがあり、環境への懸念事項となり得る。 
【発明の概要】
【００１９】
本発明の実施形態は、１つまたは複数のバイオラミネート層、非プラスチック硬質基材、前記基材と接触する接着剤層、及び１つまたは複数のバイオラミネート層を含むバイオラミネート複合材アセンブリに関する。基材は、１つまたは複数のバイオラミネート層へとラミネート（積層）され、または成形される。加えて、本発明の実施態様は、バイオラミネート複合材アセンブリを製造する方法に関する。 
【図面の簡単な説明】
【００２０】
図面において、必ずしも縮尺通りに描かれていないが、類似の符号は、複数図面全体を通して実質的に類似する構成要素を示す。異なる添え字が付いた類似の符号は、実質的に類似する構成要素の異なる例を示す。一般的に、図面は、本書類で論じる様々な実施形態を例示の目的で示すが、限定の目的で示すものではない。
【００２１】
【図１】図１は、いくつかの実施形態によるバイオラミネート複合材アセンブリの断面図を表したものである。
【図２】図２は、いくつかの実施形態によるバイオラミネート複合材アセンブリを製造する方法のブロック流れ図を表したものである。
【図３】図３は、いくつかの実施形態によるバイオラミネート複合材アセンブリの拡大図を表したものである。
【図４】図４は、いくつかの実施形態によるバイオラミネート複合材アセンブリの拡大図を表したものである。
【図５】図５は、いくつかの実施形態によるバイオラミネート複合材アセンブリの拡大図を表したものである。
【図６】図６は、いくつかの実施形態によるバイオラミネート複合材アセンブリの拡大図を表したものである。
【図７】図７は、いくつかの実施形態によるベニヤ板バイオラミネート複合材アセンブリの断面図を表したものである。
【図８】図８は、いくつかの実施形態による高性能表面層を含むバイオラミネート複合材アセンブリの断面図を表したものである。
【００２２】
本明細書で使用される「添加剤」は、実用的な目的若しくは装飾的／美的な目的を提供するバイオラミネート層またはバイオラミネート複合材アセンブリに含まれる物質または材料を指す。実用的な添加剤の例としては、防火材、衝撃改質剤、抗菌剤、紫外線安定剤、加工助剤、可塑剤、充填剤、硬度を得るための鉱物粒子、その他の標準的なプラスチック添加剤またはバイオプラスチック添加剤があるだろう。装飾的な添加剤の例としては、着色剤、ファイバー、粒子、染料があるだろう。添加剤は、実用的な目的と装飾的な目的の両方を果たすものであってもよい。添加剤は、バイオラミネート複合材アセンブリにおいて１つまたは複数のバイオラミネート層の部分として、または、１つまたは複数のバイオラミネート層の個別の層として組み入れることができる。
【００２３】
本明細書で使用される「接着層」または「接着剤」は、バイオラミネート層またはバイオラミネート複合材アセンブリにおいて２つ以上の層を接着する材料を指す。接着剤は、糊接着剤を含む。接着剤の例はウレタン、ＰＶＣ、ＰＶＡ、ＰＵＲ、ＥＶＡ及びその他の形態のコールドプレスまたはホットプレスされたラミネート用接着剤及び方法を含む。一般的にバイオラミネート及びラミネートは、通常、様々な糊接着剤やラミネート処理によって、非プラスチックまたは木材／アグリファイバー複合材材料に接着する。ＨＰＬ（高圧ラミネート）においては、合成接着剤、ＰＶＡ、ウレタン、ホットメルト、及びその他の形態の接着剤などの糊接着剤が一般的に使用されている。本発明の実施形態のためにこれらの糊接着剤の多くが有用であるが、バイオラミネート層を基材に接着するためのホットプレス若しくはホットロールされ、またはコールドプレスされる処理のいずれかの接着剤システムにおいては、低ＶＯＣ含有の、またはＶＯＣを含有しない糊接着剤が好ましい。
【００２４】
本明細書で使用される「バイオインキ」は、非石油系インキを指す。バイオインキは、例えば、有機材料から製造され得る。
【００２５】
本明細書で使用される「バイオラミネート層」または「バイオラミネート」は、非プラスチック硬質基材と接触する１つまたは複数の薄い層であって、天然要素または生物学的要素に由来する材料を含むものを指す。バイオラミネート層は、複数の層を含む多層であってもよい。バイオラミネートの１つの形態は、バイオプラスチックまたはＰＬＡ（ポリ乳酸）などのバイオコポリマーから構成される。ＰＬＡ及びその他のバイオポリマーを含むバイオコポリマーは、バイオラミネートを製造するために、本発明において使用されてもよい。バイオラミネート層は、バイオラミネート複合材アセンブリを製造するために、任意の添加剤、着色剤、充填剤、補強剤、鉱物、及びその他の投入物と組み合わせた５０％を超えるＰＬＡを含む１つまたは複数の層を指すものであってもよい。
【００２６】
本明細書で使用される「バイオポリマー」または「バイオプラスチック」は、生体などの天然源に由来するポリマーを指す。また、バイオポリマーは、例えば混合物やコポリマーとしてなど、こうしたポリマーの組み合わせであってもよい。バイオポリマーは、生体などの天然源に由来するポリマーであってもよい。例えば、バイオポリマーは、糖類であってもよい。ポリ乳酸（ＰＬＡ）及びポリヒドロキシアルカノエート（ＰＨＡ）は、バイオポリマーの例となり得る。バイオポリマーは、例えば、トウモロコシや大豆などに由来し得る。バイオポリマーは、コポリマー、または、例えばＰＬＡとＰＨＡの混合物など、１つまたは複数のバイオポリマーの混合物であってもよい。本発明の実施形態に含まれる（及び再生可能資源に由来する）バイオポリマーのその他の形態は、ポリ乳酸（ＰＬＡ）及びポリヒドロキシアルカノエート（ＰＨＡ）として知られるポリマーの１種を含むポリマーである。ＰＨＡポリマーは、ポリヒドロキシブチレート（ＰＨＢ）、ポリヒドロキシバリレート（ＰＨＶ）、ポリヒドロキシブチレートーポリヒドロキシバリレートコポリマー（ＰＨＢＶ）、ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）（即ちＴＯＮＥ）、ポリエステラミド（即ちＢＡＫ）、変性ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）（即ちＢＩＯＭＡＸ）、及び「脂肪族−芳香族」コポリマー（即ち、ＥＣＯＦＬＥＸ及びＥＡＳＴＥＲ  ＢＩＯ）これらの物質の混合物などを含む。
【００２７】
本明細書で使用される「接触する」とは、物理的、機械的、化学的、または電気的に２つ以上の物がくっつくか、或いは、ごく接近していることを指す。接触とは、例えば混合や乾式混合であってもよい。
【００２８】
本明細書で使用される「成形する」または「成形される」とは、接着性の半永久的なまたは永久的な接着がなされるように、２つ以上の物質層を接触させることを指す。形成の例は、熱成形、真空成形、リニア成形、プロフィール包装、またはこれらの組み合わせを指す。
【００２９】
本明細書で使用される「加熱する」とは、物質の分子エネルギーまたは運動エネルギーを増大させ、その温度を上昇させることを指す。
【００３０】
本明細書で使用される「ラミネート」または「ラミネートする」とは、単一のアセンブリまたは単一の多層を形成するために熱及び／または圧力により、２以上の物質層を接触させることを指す。ラミネートすることは、例えば、層と層との間に接着剤を使用したり、または接着剤を使用することなく熱溶融(thermally fusing)を行ったりすることによって達成され得る。
【００３１】
本明細書で使用される「混合物」とは、互いに化学結合せず、かつ、分離し得る２以上の組成物を指す。
【００３２】
本明細書で使用される「生分解が不可能な」とは、相当な長期にわたって生分解が不可能な物質を指す。生分解が不可能な物質は、例えば、約５年後、約１０年後、約２０年後、約３０年後実質的に分解しないものであってよい。
【００３３】
本明細書で使用される「非プラスチック硬質基材」とは、木材、木材プラスチック、アグリファイバー、または主として粒子、ファイバー、薄片、より糸または層からなり、家具やその他の建築用品に対する要求に応えるだけの十分な強度を有するパネルを製造するために少量の樹脂と熱プレスされた鉱物ファイバー複合パネルを指す。非プラスチック硬質基材は、いくつかのプラスチックを含めることができるが、押し出しシート成形や圧縮シート成形においては、木材またはアグリファイバープラスチック複合材などの非プラスチック材料も含めることができる。非プラスチック硬質基材は、ＶＯＣのないパーチクル・ボードやＭＤＦ（中質ファイバー板）とすることができるが、迅速に再生可能な麦わらまたはその他のバイオファイバーや農業ベースのファイバーが好ましい。その他の非プラスチック硬質基材には、金属のパーチクル・ボード、木製のパーチクル・ボード、アグリファイバーのパーチクル・ボード、ベニヤ板、ＯＳＢ（配向性ストランドボード）、石膏ボード、シートロック、ハードボード（メゾナイトなど）、セメントまたはセメント板、及びその他の硬質基材を含み得る。非プラスチック硬質基材は、紙ベースの板、セルロース基質（またはその他の有機ファイバー）、セルロース紙複合材、多層のセルロースグルー複合材、ベニヤ板、竹またはリサイクル紙基質を含むことができる。アグリファーバーのパーチクル・ボードの例は、Ｅｎｖｉｒｏｎ  Ｂｉｏｃｏｍｐｏｉｓｔｅｓ  Ｉｎｃにより製造されるマイクロストランドなどのウィートボードを含む。パーチクル・ボード、中質ファイバー板、高密度ファイバー板、ベニヤ板、及びＯＳＢなどの物質は、高圧ラミネート用の良好な基材となる合成建築用板によく使用される。環境上の圧力により、過去においては尿素接着樹脂やフェノール接着樹脂などのホルムアルデヒドベースの樹脂で接着されていた木材合成板は、今ではウレタンジイソシアニドやメチルジイソシアニドの形態での低ＶＯＣ接着剤またはＶＯＣのない接着剤に代替されている。過去１０年間で、木材供給に関する懸念が、麦わらや稲わら、及びその他の穀物のわらなどの多くのアグリファイバーを含むより迅速な再生可能な資源から新たなファイバーの板の開発に拍車がかかった。
【００３４】
本明細書で使用される「ＰＬＡ」または「ポリ乳酸」とは、畑で栽培されるトウモロコシの２−ヒドロキシラクテート（乳酸）やラクチドに由来する熱可塑性ポリエステルを指す。サブユニットの化学式は、−[Ｏ−ＣＨ（ＣＨ３）−ＣＯ]−で表される。モノマーのアルファカーボンは光学活性である（Ｌ−構成）。ポリ乳酸ベースのポリマーは、一般的には、Ｄ−ポリ乳酸、Ｌ−ポリ乳酸、Ｄ，Ｌ−ポリ乳酸、メソ−ポリ乳酸、及びＤ−ポリ乳酸、Ｌ−ポリ乳酸、Ｄ，Ｌ−ポリ乳酸、メソ−ポリ乳酸の任意の組み合わせからなるグループから選択される。１つの実施形態において、ポリ乳酸ベースの材料は、大部分がＰＬＬＡ（ポリーＬ−乳酸）である。ポリマーの実施可能な範囲は分子量約１５，０００から３００，０００の間であるが、１つの実施形態において、その数平均分子量は約１４０，０００である。
【００３５】
本明細書で使用される「熱成形」とは、熱を使用して成形することを指す。熱成形は、複合的な三次元形状または２つ以上の基材表面上に膜または層をプレスして成形する、熱及びブラダーを使用した、膜プレス機により成形した基材表面上に膜または層を配置することを含み得る。表面上に薄膜または層を熱成形する前に、最初に、加熱により活性化する接着剤が三次元基材に塗布されてもよい。こうして、熱と圧力の両方が層を基材の形状に成形し、同時に接着層を活性化する。 
【発明の詳細な説明】
【００３６】
以下の詳細な説明は、詳細な説明の要点を形成する添付の図面への参照を含む。図面は、例示によって、本発明が実施できる具体的な実施形態を示している。これらの実施形態は、本明細書で「実施例」としても示されるが、当業者が本発明を実施できるように十分詳細に記載されている。実施形態は組み合わせることができ、その他の実施形態も利用することができ、構成上の、または論理上の変更が本発明の範囲から逸脱しない範囲でなされ得る。従って、以下の詳細な説明は、限定的な意味合いに解釈されるべきではなく、本発明の範囲は添付の特許請求の範囲とその均等物によって画定される。
【００３７】
本文献において、「１つの（ａ）」または「１つの（ａｎ）」という用語は、１つまたは複数のものを含めて使用され「または（ｏｒ）」という用語は、特に反対の指示がない限り、非排他的な「ｏｒ」を指すものとして使用される。加えて、本明細書で使用される表現や用語は、特に反対の定義がされない限り、記載目的のためであって限定目的のためではないことを理解されるべきである。さらに本文献において参照される全ての刊行物、特許、特許文献は、参照により、その各々が参照により組み込まれるように、その全体が本明細書に組み込まれる。本文献と参照により組み込まれる前記の文献との間で、用語の使用に不一致がある場合は、組み込まれた参照は、本文献の補助的なものと理解されるべきである。矛盾する不一致がある場合は、本文献における使用が優先する。
【００３８】
イントロダクション
【００３９】
バイオラミネート複合材が提供される。バイオラミネート複合材は、フレキシブル（柔軟）で立体成形が可能である。一般的に、バイオラミネート複合材は、１以上のバイオラミネート層を含み、そのうち少なくとも１つのバイオラミネート層はポリ乳酸を含む。いくつかの実施形態において、この少なくとも１つのバイオラミネート層は、さらに大豆ワックスなどの天然ワックスを含むことができる。１以上のバイオラミネート層は、硬質な非プラスチック基材上に立体成形を含み成形可能であり、バイオラミネート複合材アセンブリを成形する。本発明の実施形態は、バイオプラスチック、バイオコポリマー、またはバイオ合成品、アセンブリに由来するバイオラミネートやシステムであって、かつ、ホルムアルデヒドベースのラミネートやＰＶＣ製品に代替するバイオによるソリューションを提供するものについて記載する。加えて、本発明の実施形態は、大規模生産される生産物に対して経済的に優位性のあるソリューションを提供する。
【００４０】
バイオ合成基材が更に提供される。このようなバイオ合成基材は、三次元であってよく、実用的な、及び／または装飾的なバイオラミネート表面を有していてもよい。かかるバイオ合成基材は、プロフィールリニアラップ木工製品(millwork)及び部材に特に有用である。バイオ合成基材は、生分解が不可能なようにも設計され得る。
【００４１】
異なる特性を示すバイオラミネートの様々な実施形態が提供される。いくつかの実施形態において、少なくとも１つのバイオラミネート層は、プラスチック及び鉱物を含むことができ、磨耗層としての使用に適している。いくつかの実施形態において、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）が表面磨耗層において使用され得る。その他の実施形態において、２つのセルロース層は、ポリ乳酸をその間に挟んで備えることができる。その他の実施形態において、熱膨張層が、バイオラミネート複合材の中に備えられ、その複合材が耐火特性を発揮するようにすることもできる。
【００４２】
実施形態は、製品及び、樹脂を浸透させた、つまり含浸させた紙製の層、特に、装飾的な表面加工用ラミネート層を利用してバイオラミネートアセンブリを製造する方法に関する。このような層は、ポリ乳酸または乳酸を浸透させた紙の少なくとも１つの硬化層を含み得る。上層または表面層は、装飾的な印刷紙またはカラー紙を含み得る。その他の実施例においては、メラミンーホルムアルデヒド樹脂を含浸させた紙は、フェノールーホルムアルデヒド樹脂を含浸させた紙の積層の最上部に配置して、その後硬化させることができる。一般的に、このようなバイオラミネートアセンブリは、第１セルロース層と第二セルロース層とを含み得る。ＰＬＡなどの第１バイオベースのポリマーが、この第１セルロース層と第二セルロース層との間に備えられることができる。第１セルロース層、第１バイオベースのポリマー、及び第二セルロース層を融合することは、セルロース層を第１バイオベースのポリマーに、実質的にそのセルロース層全体に対して含浸させるものであってよい。
【００４３】
いくつかの実施形態は、建築用材に代替する、使用可能なバイオコルゲートシステムとして形成され得る。コルゲーションは、更なる層がラミネートされ得るコルゲートされたバイオプラスチックコア本体を成形することによって提供され得る。
【００４４】
いくつかの実施形態は、基材をプロフィールラップするバイオラミネートに関する。このようなラップ用に、三次元の基材が更に提供される。
【００４５】
いくつかの実施形態において、装飾的なバイオラミネート複合材が提供され得る。この装飾的なバイオラミネートは、バイオポリマーの半透明性に基づき、ＰＶＣサーモホイルや高圧ラミネートと比較して、自然な三次元の寸法の被写界深度(depth of field)を有し得、バイオラミネート特有の美観とその他の表面加工材料と似た性能を提供する。いくつかの実施形態において、装飾目的のために、効率的な色合わせを提供するラテックス塗料層がバイオラミネートに組み込まれ得る。
【００４６】
いくつかの実施形態において、より幅広い美観と三次元の外観とを創り出すために、バイオポリマーマトリックス樹脂及び新規なバイオ複合材のランダム粒子から美的な多色のバイオラミネートアセンブリの様々な形状が形成され得る。結果作られたシート製品は、天然花崗岩の自然な外観を有し、高い美的価値や環境特性が望まれる多種多様なビル用途に使用され得る。その場合、なおさら、実施形態は、問題の多い製品に対してバイオ的ソリューションを提供するために、危険なＰＶＣサーモホイルやホルムアルデヒドベースの高圧ラミネートに代替することができる１００％バイオベースとなる。
【００４７】
いくつかの実施形態において、耐火バイオラミネート複合材アセンブリが提供され、かかるアセンブリはバイオラミネート層と熱膨張層を含み得、また、煙の発生を最小に抑える、焦げに強く火炎拡散の低い特性を有し得る。バイオラミネート層は、ＰＬＡ副層を含み得、防火材を含み得る。熱膨張層は、熱に曝された結果膨張する熱膨張材料を含み得る。
【００４８】
さらに、バイオ的ソリューションの１つの選択肢として、迅速に再生可能な農業材料に由来し、清潔な空気と環境に優しい製品の奨励が高まる中で、室内用途に一般的に使用される長期用途や長期製品用に設計されたものが提供される。
【００４９】
本発明の実施形態は、従来のＰＶＣよりも処理が迅速にでき、迅速に再生可能な資源から製造され室内環境に対してＶＯＣを排出しない一方でＰＶＣサーモホイルや高圧ラミネートに優位性を持って販売できる、任意で低廉なバイオ添加物と組み合わせた特有のバイオプラスチックを使用する。
【００５０】
一般的にバイオラミネート複合材の実施形態は、バイオラミネート複合材アセンブリ及び／またはバイオラミネート表面システムに関する。このようなバイオラミネート表面システムは、バイオプラスチック、バイオコポリマー、及び、接着層または接着剤層によってラミネートされまたは熱成形されて硬質なプラスチック材料となるバイオラミネート層状のバイオ複合材システムを含み得る。また、バイオラミネートシステムは、同じ組成及び同じ処理方法によって得られるマッチングプロフィール押し出しサポート製品も含み得る。
【００５１】
このように、バイオラミネート複合材アセンブリは、非プラスチック硬質基材上にラミネート又は熱成形されることにより接着された、１つまたは複数のバイオラミネート層を含む。結果得られたバイオラミネート複合材アセンブリは、デスク表面、テーブル表面、加工表面、壁板、壁紙、キャビネットドア、木工製品、及びその他の装飾的な積層品に使用するために設計される。バイオラミネート表面層は、三次元の部材用に熱成形によって様々な非プラスチック硬質基材に接するか、または平面ラミネートされる。バイオラミネート層は、バイオポリマー、バイオコポリマー、バイオ複合材の１つまたは複数の層またはそれらの組み合わせを含み得る。バイオポリマー及び変性バイオポリマーは、主としてＰＬＡ若しくはＰＨＡまたはそれらの混合物を含み得る。バイオラミネート層は、バイオコポリマーが追加的なバイオポリマー、バイオプラスチック、または石油化学系のプラスチック若しくは再生プラスチックを含むバイオ複合材を含み得る。バイオラミネート層は、バイオポリマーが様々な充填剤、補強剤、機能性添加物、防火材、及びその他の美的または実用的なニーズに応える材料と混合されるバイオ複合材を含み得る。
【００５２】
いくつかの実施形態において、生物界面活性剤であるバイオラミネートが、様々なプラスチックまたはプラスチックファイバー複合製品と一体化して、環境に優しい一群のリニア建築部材を創出する。この技術の目標は、有害な製品及び石油化学系製品を迅速に再生可能解決法で代替するバイオベースの部材の開発である。これらの特有の基材の形状は、プロフィール押し出し処理によるリニア成形か、または、最終的な三次元成形である。三次元に成形された形状は、類似の組成を用いて作り出されるが、通路ドア、テーブル表面、加工表面、什器部材、及びキャビネットドアなどの三次元形状をプレスするためには、特定のプレス成形技術を使用する。
【００５３】
複合材アセンブリ
【００５４】
図１を参照すると、いくつかの実施形態によるバイオラミネート複合材アセンブリの断面図１００が示されている。非プラスチック硬質基材１０６は、接着剤層１０４と接触してもよい。この接着剤層１０４は、１以上のバイオラミネート層１０２と接触してもよい。非プラスチック硬質基材１０６は、例えば、層１０２と接触してもよい。バイオラミネート層１０２は、多層を含んでいてもよい。
【００５５】
従って、複合材アセンブリは、１つのバイオラミネート層と１以上のその他の層を含むことができる。その他の複数の層をバイオラミネート層とすることもできる。これらの層の可能な実施形態を以下記載する。これらの層は、バイオラミネート層とは別個の層として議論され得るが、これらの層の部材や機能性は、バイオラミネート層において二者択一的に提供される。
【００５６】
本発明の実施形態は、全てをバイオポリマーとすることが最も好ましいが、異なる機能性を得るために、様々なバイオポリマーを多層に成形する及び／または様々な石油系フィルム層と一体化することも含み得る。本発明の実施形態は、調理台など、より高い熱抵抗を付与するために、テフロン、ＰＥＥＫ、ＰＥＴまたはこれらの組み合わせから製造された薄膜の上層及び上層としてのその他の高温ポリマーを含む。
【００５７】
本発明の実施形態は、個々の膜の厚さが約０．００１インチから０．００５インチを若干超える範囲であり、かつ、最終的なバイオラミネートの膜の厚さが約０．００１インチから約０．１２５インチである、バイオポリマー膜の単一層または多層も含む。
【００５８】
バイオラミネート層
【００５９】
バイオラミネート複合材アセンブリの少なくとも１つのバイオラミネート層は、ＰＬＡ、ＰＨＡ、または類似のバイオポリマーを含むバイオポリマーを主に含み得る。
【００６０】
バイオポリマー、バイオコポリマー、及びバイオラミネート（またはバイオラミネート層もしくはバイオラミネート複合材アセンブリ）は、１つまたは複数の添加物を含み得る。適切な添加物は、１以上の染料、顔料、着色剤、加水分解剤、可塑剤、充填剤、増量剤、防腐剤、酸化防止剤、核生成剤、帯電防止剤、殺生物剤、殺菌剤、防火材、熱安定剤、光安定剤、導電体、水、油、潤滑剤、衝撃改質剤、カップリング剤、架橋剤、発泡剤、再生プラスチック、など、またはこれらの混合物を含む。ある特定の実施形態においては、添加剤がバイオラミネート複合材アセンブリの特性を最終用途に合わせて調整し得る。１つの実施形態において、バイオポリマーは、選択的に約１〜約２０重量％の添加剤を含み得る。その他の添加剤は、性能を高めるために、また、所望の場合や要望があった場合に応じて再生含有物を添加するために、ポリエチレン、ポリプロピレン、ＥＶＡ、ＰＥＴ、ポリカーボネートなどの合成プラスチックや再生プラスチック、及びその他のプラスチックを含み得る。１つの実施形態において、バイオラミネート層は、１００％バイオ再生可能なバイオポリマーを含み得る。ＥＶＡなどの結合剤がバイオラミネート層に添加され得る。
【００６１】
添加剤は、ＰＬＡや類似のバイオポリマーを含む、少なくとも１つのバイオラミネート層に存在し得るか、或いは、複合材アセンブリ中の別個の層の中に提供され得る。このような添加剤は、例えば実用的または装飾的であってよい。バイオラミネートの中に存在し、或いは別個の層の中に提供されているこうした添加剤の議論は、例示目的のためだけになされるべきであり、かかる議論がその他の実施態様にも同様に適用される点が理解されるべきである。
【００６２】
バイオ可塑剤、バイオ潤滑剤、防火材、装飾的及び実用的ファイバー、装飾的及び実用的充填剤、着色剤システム、及びテキスチャー加工された表面が、バイオプラスチック、バイオコポリマー、または、バイオラミネートシートやマッチングプロフィール押し出し部材へと形成され得る押し出し可能な材料を製造する（バイオラミネート層（単層、複層）またはアセンブリの一部としての）バイオ複合材と一体化され得る。例えば、バイオラミネート層は、バイオ可塑剤／バイオ潤滑剤及びその他の添加剤と組み合わせたトウモロコシ及びその他の天然材料から、約５０％〜約９５％のポリ乳酸を含み得る。
【００６３】
バイオラミネート層は、透明でフレキシブルなラミネート表面に印刷またはリバース印刷も可能なフレキシブルなバイオラミネートシートを成形するために、可塑剤と混合したＰＬＡなどのバイオポリマーを含み得る。フレキシブルなバイオラミネートは、ＰＶＣビニール壁紙の代替品として、シートロックに積層され得る。この場合、こうした用途のための追加的な強度を加えるために、任意の不織布材料がフレキシブルなバイオラミネートの後部に共押出され得る(coextrude)。バイオラミネート層のフレキシブル性は、ＰＶＣシートのそれと同等である。
【００６４】
バイオラミネート複合材アセンブリのバイオラミネート層は、よりフレキシブルなバイオラミネートまたはより柔らかな表面バイオラミネート層を製造するために、可塑剤または衝撃改質剤を含み得る。可塑剤は沸点が少なくとも１５０℃であることが好ましい。使用され得る可塑剤の例は、グリセリン、ポリグリセロール、グリセロール、ポリエチレングリコール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ソルビトール、マンニトール、及びこれらの酢酸塩、エトキシレート、またはプロポキシレート誘導体、及びこれらの混合物を含むが、これらに限定されない。使用され得る具体的な可塑剤の例は、エチレンジグリコールまたはプロピレンジグリコール、エチレントリグリコールまたはプロピレントリグリコール、ポリエチレングリコールまたはポリプロピレングリコール、１，２−プロパンジオール、１，３−プロパンジオール、１，２−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，５−ヘキサンジオール、１，２，６−ヘキサントリオール、１，３，５−ヘキサントリオール、ネオペンチルグリコールトリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトールアセテート、ソルビトールジアセテート、ソルビトールモノエトキシレート、ソルビトールジプロポキシレート、ソルビトールジエトキシレート、ソルビトールヘキサエトキシレート、アミノソルビトール、トリヒドロキシメチルアミノメタン、グルコース／ＰＥＧ、エチレンオキシドとグルコースとの反応生成物、トリメチロールプロパン、モノエトキシレート、マンニトールモノアセテート、マンニトールモノエトキシレート、ブチルグルコシド、グルコースモノエトキシレート、アルファ−メチルグルコシド、カルボキシメチルソルビトールのナトリウム塩、ポリグリセロールモノエトキシレート及びこれらの混合物を含むが、これらに限定されない。衝撃改質剤は、可塑剤またはエラストマー材料の形態とすることができる。衝撃改質のエラストマー材料は、ＥＶＡ、ＥＭＡ、ＴＰＥ、メタロセン、及びその他の類似の形態のエラストマーを含むが、これらに限定されない。
【００６５】
天然由来の、またはバイオベースの可塑剤は、大豆ワックス、天然ワックス、グリセリン、天然エステル、クエン酸エステル、大豆油、エポキシ化または加熱した大豆油及びその他の類似の可塑剤なども使用され得る。
【００６６】
プロフィールダイ処理において、潤滑性を改善する一方で、バイオポリマーの潤滑作用とバイオ可塑化の組み合わせを創出するために、植物油、グリセリン（バイオディーゼルの副生成物）、大豆ワックス及びその他の低価格のバイオ材料などのその他の添加剤が、より低い割合で添加され得る。これらの物質の形態は、環境に優しいバイオ組成物を維持しつつ、最終製品の価格を下げる。また、これらの物質の形態は、システム全体の衝撃強度を改善しつつ、様々な防火材、充填剤、ファイバーの分散を改善する支援をする。
【００６７】
本発明の実施形態に低分子量のバイオ可塑剤／潤滑システムを追加することで、これらの粉末形状を、よりよい処理パラメータを提供し、フレキシブル性と衝撃抵抗力を増大させるバイオポリマーマトリックスに組み入れることが可能になる。本発明で使用され得る可塑剤の例は（ｉ）フタル酸、アジピン酸、トリメリット酸、安息香酸、アゼライン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、酪酸、グルタル酸、クエン酸、またはリン酸を含む酸残基のうちの１つ以上と（ｉｉ）最大約２０の炭素原子を含む１以上の脂肪族、脂環式、または芳香族アルコールを含むアルコール残基とを含むエステルである。さらに、可塑剤のアルコール残基の非限定的な例は、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、ステアリルアルコール、ラウリルアルコール、フェノール、ベンジルアルコール、ヒドロキノン、カテコール、レゾルシノール、エチレングリコール、ネオペンチルグリコール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、ジエチレングリコールを含む。また、可塑剤は、安息香酸塩、フタル酸塩、リン酸塩、イソフタル酸塩の１つ以上を含み得る。その他の実施例において、可塑剤は、本明細書で短縮して「ＤＥＧＤＢ」と呼ぶジエチレングリコールジベンゾエートを含む。バイオ可塑剤の例は、硬化植物油、エポキシ基で硬化させた、すなわち集合した(congregated)植物油、植物油、鉱物油、天然ワックス、ポリラクトカプトン、クエン酸その他に由来する乾性油を含むが、これらに限定されない。結果生じるＰＬＡと可塑剤またはバイオ可塑剤が組み合わされたものがバイオコポリマーシステムと考えられる。バイオ可塑剤の含有量がより少ないと、硬質なプロフィールやシート押し出し部材を維持するために使用されることができ、バイオ可塑剤の含有量がより多いと、追加的なフレキシブル性が更に備わる。フレキシブルなまたは高衝撃特性は、様々な製品用途に要求され得る。
【００６８】
バイオラミネート層またはアセンブリに対してなされる可塑剤の全ての添加形態は、ＰＶＣ膜製品の性能と同等であるべく、耐衝撃性とバイオラミネート層をよりフレキシブルな特性とすることとを両立させるうえで助けとなり得る。フレキシブルなバイオラミネートまたは耐衝撃性改質のために様々な可塑剤が使用され得るが、製品のバイオベースの環境保護の立場を維持するために、バイオベースの可塑剤を使用することが好ましいかもしれない。
【００６９】
添加剤は、本明細書で提供されるバイオラミネートアセンブリの任意の層または膜に添加され得る。いくつかの実施形態において、添加剤は透明性の程度を維持するために選択され得る。例えば、バイオラミネート層を透かしてベニヤ板の自然な外見がみえるようにするために、装飾的なベニヤ板の上に透明または半透明の被膜層を設ける。添加剤は、着色添加物、核生成剤、石油化学ポリマー、またはその他の実用的若しくは美的な添加剤を含み得るが、これらに限定されない。例えば、添加剤は、バイオラミネートフィルムの構成全体の約５０％未満、約４０％未満、または約３０％未満とすることができる。
【００７０】
石油化学添加物は、その機能性と性能における変化を与えるために、従来のプラスチック及び／またはプラスチック添加剤の形態とすることができる。
【００７１】
いくつかの実施形態において、合成材料、天然鉱物、及びバイオ材料を含む充填剤は、バイオラミネート層のバイオポリマーに添加され得る。これらの充填剤は、バイオファイバー、タンパク質、デンプン、植物油、天然脂肪酸、及びその他の材料を含む。一般的に、ファイバー及び鉱物は、様々なプラスチックの粘度調整や処理の助けとなる。
【００７２】
いくつかの実施形態において、バイオラミネート層は、層にその他の機能性を添加する更なる要素を含み得る。例えば、バイオラミネート層は、石英またはその他の鉱物またはファイバーを含み得る。
【００７３】
セルロース層
【００７４】
いくつかの実施形態において、樹脂を含浸させた紙基材または下地層(backer layer)は、バイオラミネートアセンブリの１以上のバイオラミネート層の一部として、または、これと接触して提供され得る。このような層は、ホルムアルデヒドベースの高圧ラミネートに代替するバイオベースの、環境に優しい製品を創出するためのポリ乳酸またはその他のバイオポリマーの形態を含み得る。本発明の実施形態は、融解ＰＬＡまたは１以上の紙の層に含浸させた加工した液体乳酸のいずれかを利用し得る。浸透させた紙または紙の層は、熱成形されて装飾的または実用的ラミネートになる。１以上の層は、樹脂を硬化させ、または重合させるのに十分な熱及び／または圧力と接触し得る。いくつかの実施形態において、より厚みのあるバイオラミネート構造体を形成するために、バイオベースのポリマーに含浸させた追加的なセルロース層が、提供され得る。
【００７５】
第１のセルロースの実施形態において、バイオラミネートアセンブリは、第１のセルロース層と第２のセルロース層とを含み得る。ポリ乳酸や乳酸などの第１バイオベースポリマーは、第１のセルロース層と第２のセルロース層との間に提供され得る。第１のセルロース層、第１バイオベースポリマー、及び第２のセルロース層を溶融(fuse)することは、セルロース層の実質的な全体にわたってセルロース層を第１バイオベースポリマーに含浸させ得る。
【００７６】
第２のセルロースの実施形態において、バイオラミネートアセンブリは、第１層と、第１層に接触する第２層とを含み得る。第１層は、ポリ乳酸や乳酸などのバイオベースのポリマーに含浸させた紙基材であってよい。様々な実施形態において、第２層は、ポリ乳酸や乳酸などのバイオベースポリマーに含浸させた紙基材や、ＰＬＡシートを含むバイオベース膜、または透明なＰＬＡ表面層であってよい。バイオラミネートアセンブリは、実質的にホルムアルデヒド排出がなく、高圧ラミネートの代替品として好適となり得る。
【００７７】
本発明の実施形態は、実質的にホルムアルデヒド排出がない含浸紙を用いたバイオラミネートアセンブリを含む。様々な他の層は、セルロースを用いた実施形態としても良い。例えば、装飾層（印刷層を含む）、オーバーレイ層、磨耗層、またはその他の実用層が提供され得る。装飾層の１つの例は、画像をリバース印刷したＰＬＡ塗膜層などの塗膜層を含む。印刷ＰＬＡ塗膜層が、その後、バイオラミネート複合材中に、例えば第１セルロース層や第２セルロース上に提供され得る。オーバーレイ用紙は、含浸され硬化される場合には、透明であることが合理的であろう。オーバーレイ紙は、含浸され、硬化されたときに、理に適うよう、透明とすることができる。透明なポリ乳酸若しくはバイオプラスチックまたはバイオプラスチックと石油化学系プラスチックの混合物が溶融でき、または、ＰＬＡまたはＬＡに浸透させた普通紙を表面に熱溶融しても、例えば、良好な透明層を提供できる。適切なオーバーレイ層は、熱硬化性で熱可塑性の標準的なオーバーレイ、鉱物プラスチックオーバーレイ、バイオプラスチックオーバーレイ、または磨耗層表面オーバーレイを含み得る。
【００７８】
従って、バイオラミネート層の製造のために、様々な形態のポリ乳酸が紙に浸透され得る。さらに、上記のように、添加物をポリ乳酸と接触させてもよい。石油化学系ホルムアルデヒドベースのラミネートの代替品として、その他のバイオ樹脂やバイオベースのポリマーが紙に浸透させるために使用され得、ラミネートの単層や複層へと製造され得る。例えば、ポリウレタン、ポリエステル、ナイロンなどのバイオベースの樹脂や、ポリオール、有機酸、及びその他の類似のバイオベースの樹脂などのモノマーが、ラミネート用に紙に浸透させるために使用され得る。新世代のタンパク質ポリマー化学では、ゼインタンパク、大豆タンパク、及びその他のバイオ樹脂またはバイオ接着材料を混合したものが含まれ得る。このようなバイオベースの接着材料またはポリマーは、自然の状態である液状か、熱融解させることでできる様々な粘度を有する液体かのいずれかの液状にて使用され得、これらに紙が浸透されて最終的には硬化されてバイオラミネートの単層構造が複層構造となる。アクリル酸やアクリルポリマーになる３ＨＰ化学プラットフォームなどのＤ型グルコースに由来するその他の新しいバイオポリマーは、単独で、またはＰＬＡなどのその他のバイオポリマーと組み合わせて使用され得るバイオベースの樹脂を提供し得る。
【００７９】
現在、木材に由来する紙が、セルロースバイオラミネート複合材に使用される紙の主要な源となっている。しかしながら、任意の適した織りセルロース紙や不織のセルロース紙が使用され得る。適した紙は、例えば、普通紙、クラフト紙、表面加工紙、木質紙、再生紙、装飾紙、印刷紙、ファイバー強化紙、グラスファイバー強化紙、薄い木製ベニヤ板、耐火紙、化学処理紙、ｐＨ調整紙、またはこれらの組み合わせを含む。セルロース紙は、麻、バガス、麦わら、及びトウモロコシ茎葉などの再生可能な植物ファイバーから採ったバイオベースの紙とすることができる。
【００８０】
セルロース層を含むバイオラミネートの１つの実施形態において、４つのラミネート層が提供され、テキスチャー加工した剥離紙と溶融させて完成される。下層はＰＬＡ層、第２層は装飾紙、第３層はＰＬＡ層、そして第４層は磨耗層である。層を溶融するために熱と圧力を用いることができ、これによって、装飾印刷紙をＰＬＡに浸透させ、含浸させる。熱と圧力を用いる前に、木質複合材などの基材上に層を提供する場合は、熱と圧力が作用して層を溶融し、その木質複合材の中に入れ込む。テキスチャー加工した剥離紙は、磨耗層の上に提供される。
【００８１】
表面磨耗層／高性能層
【００８２】
磨耗層の特性と高性能層の特性とを有するバイオラミネート表面層が提供され得る。このようなバイオラミネート表面磨耗層は、相変わらず半透明材を維持しつつ、特定の、高い耐性を有する表面加工用途のために、天然の微細石英材料を含み得る。高い水準の耐摩耗性及び硬度を提供するフローリング製品の製造において、シリカ（天然石英）、アルミナ、炭酸カルシウムなどの様々な天然鉱物及びその他の鉱物が使用され得る。これらの耐磨耗材料は、目視により装飾的、機能的粒子と認識され得る媒介粒子の形状とすることができる。このような微粉材料は、バイオラミネート層の中で、バイオコポリマーマトリックスまたはナノサイズの形態において透明または半透明となる。天然鉱物は、バイオラミネート複合材アセンブリの表面近くにある多層のバイオラミネート層や、単層構造のバイオラミネート層の表面に含ませることができる。
【００８３】
「ナノクオーツ」技術は、表面の高性能性及び耐久性を提供し得る。ナノサイズからより大きなサイズまでの様々な粒子径の天然石英または天然ケイ砂が装飾用途に使用されることができ、バイオラミネートシステムに添加され得る。本発明の実施形態においては、その他の天然鉱物が使用され得るが、天然石英が自然界で最も硬い材料の１つである。また、バイオラミネートアセンブリと一体化する石英は、調理台やテーブル、及びその他のより高い性能が要求される場所において、高価な花崗岩やその他の表面加工用複合材に代えて低廉な価格の選択肢を提供することができる。これらのバイオラミネート層の形状は、平坦にラミネートされるか、熱成形されて、台所用途や、その他の形態の調理台用途のために三次元の表面加工処理がなされ得る。
【００８４】
代替的な実施形態において、表面磨耗層は、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）ポリマーを含み得る。ＰＥＥＫは、医療用途及びその他の用途に幅広く受け入れられているバイオ医学プラスチックである。ＰＥＥＫは、食品医薬品局（ＦＤＡ）がその食品接触を承認したものであり、「環境に優しい」と考えられている。ＰＥＥＫの表面層は、改良された磨耗耐性、改良された機械特性、高い温度性能、良好な電気絶縁性、ＦＤＡの規約に対応した食品接触、及び改良された耐火性の分野で優れた特性を提供する。
【００８５】
ＰＥＥＫは、非晶質グレードか半結晶性グレードのいずれかにて製造され得る。非晶質グレードは、より低温で形成され得、また、これらの成形やサーモホイル作業において結晶化し、より高性能のバイオラミネート表面になる。このように、最上磨耗層に使用されるＰＥＥＫ単層バイオラミネートは、すぐれた性能を提供し、最終的に「グリーン」で迅速に再生可能なソリューションを提供する。非晶質グレードは、熱成形によって成形され得、その形態においてフレキシブルとなり得る。成形可能なバイオラミネートとＰＥＥＫ磨耗表面層とを一体化することによって、その力は非プラスチックまたはファイバープラスチック複合材の三次元形状に維持され、台所、風呂、什器、食品調理場、及びその他のよく使用される用途に利用される。
【００８６】
装飾層を伴う表面磨耗層またはハイブリッドラミネートとしての表面磨耗層
【００８７】
１つの実施形態において、熱溶融されて層の間に印刷を入れた不透明のバイオラミネート層になる、透明の石英を含む表面層を含む２層のバイオラミネート複合材が提供され得る。多層のバイオラミネート層の場合、バイオラミネートの層は、圧力をかけた熱工程または別個の接着層または接着剤層により、溶融され得る。
【００８８】
その他の実施形態は、ハイブリッドのバイオラミネートの利用を含む。ハイブリッドのバイオラミネートは、上層が第１のバイオポリマー基膜と溶融するバイオポリマーとは異なるプラスチックとすることができるバイオラミネート表面層が１以上の層を含むバイオラミネート層を指すことができる。この場合、ＰＬＡまたはその他の形態のバイオポリマー、バイオ複合材、または変性バイオポリマーを含むバイオポリマー膜は、第１基膜へ押し出される。バイオプラスチック基膜は、印刷に適するように、一般的に白色または背景色とすることができる。基膜は、その後、ダイレクトインキジェット印刷かその他の印刷方法を使用して印刷され得る。ポリエステル、アクリル、またはその他の高性能プラスチックを含み得る上層の透明膜は、その後、層を溶融させるために熱を使用するか、またはホットラミネート用の透明な接着剤を使用して、最上へとラミネートされ得る。最終的なハイブリッドラミネートは、その後、より広範なラミネート用途を満たすために、異なる表面性能を有し得る。ハイブリッドラミネートは、その後、戸棚、テーブル、加工品の表面、台所の調理台、またはその他の部材の形態に使用されるために、木質複合材やアグリファイバー複合材上にラミネートされ得る。
【００８９】
単層構造のＰＥＥＫバイオラミネートの場合は、白色の着色剤が添加され得、画像の摩耗を改善するために、単に表面の最上部に浮かせるのではなく、材料中に画像を含浸させるため、染料による昇華を用いて表面で画像化が行われる。ＰＥＥＫは、着色が難しいことがあり、天然の「青銅」色を呈していることが多い。染料による昇華が、この背景色に働きかけることもあり、コンピュータ画像操作によって白色でない背景画像を調整することができる。染料による昇華は、顔料よりは寧ろ、分子がより小さくて材料の分子構造を通過する染料を使用する。こうして、表面のみに使用される通常の標準印刷インキとは対照的に、画像が表面から削り取られることがなくなる。
【００９０】
ファイバー層
【００９１】
バイオラミネート層は、小麦、稲、及びその他の親水性ファイバーの類似の形状などの天然ファイバーと混合したバイオポリマーを含み得る。このようなバイオラミネート層は、その有機的な特性に加えて、防火材ラミネートとマッチングプロファイル押し出し複合材を製造する際に、より高い耐摩耗性と改善した炭化促進の両方を提供する。防火材は、１以上のバイオラミネート層、接着剤層、非プラスチック硬質基材またはバイオラミネート複合材アセンブリとの任意の組み合わせの中に含められ得る。
【００９２】
天然ファイバーまたは充填剤を含むバイオラミネート層は、その環境保護の特性や透明または半透明のマトリックス中にランダムな形状を提供できることから、固体表面や柄模様を繰り返す高圧ラミネート画像によく見られる、指令を受けた「人工的」な外観に対して、自然な外観を生むという事実から、望まれ得る。天然ファイバー材料は、麦わら、大豆わら、稲わら、トウモロコシの茎、麻、バガス、大豆の外皮、オーツ麦の外皮、トウモロコシの外皮、ヒマワリの外皮、製紙工場の廃棄物、ナッツの殻、セルロースファイバー、製紙工場スラッジ、及びその他の農業的に製造されたファイバーを含むが、これらに限定されない。小麦及び稲のファイバーは、木材プラスチック複合材において一般的になされるような微細な充填剤粉末ではなくその種のファイバーに特有である、挽かれて細長い糸状になるのだが、その光沢のある表面ゆえに好適であるかもしれない。天然ファイバーが好ましいが、バイオコポリマーがその工程においてグラスファイバーを含浸し得るファイバーガラスなどのその他のファイバー、粒子、鉱物、及び充填剤が使用され得る。バイオラミネートとマッチング押し出しプロフィール（エッジバンド及びその他の支持部材など）の天然の美的特性を拡張するために、種子、タンパク質、及びデンプンなどのその他のバイオベースの材料が使用され得る。
【００９３】
防火層
【００９４】
１つの実施形態において、防火材バイオラミネート複合アセンブリが提供され、これは、バイオラミネート層と熱膨張層を含み得、最小の煙の発生を伴った良好な炭化と低い火炎拡散を有し得る。バイオラミネート層は、ＰＬＡ副層を含み得、また、防火材を含み得る。熱膨張層は、熱に曝された結果膨張する熱膨張材料を含み得る。
【００９５】
バイオラミネート層は、雲母やシリカと組み合わせて使用するリン酸アンモニウムなど、乾式の消火器で一般的に使用される防火材を含み得る。このような防火材は、そのｐＨ及びバイオコポリマーシステムとの低い反応度により、バイオラミネート複合材アセンブリにおいて良好な性能を提供する。これらは、高度な炎抑制を提供し、炭化を早める。その他の防火材も使用され得るが、アルミナ三水和物や水酸化マグネシウムなどのハロゲンを含まない防火材が好ましい。
【００９６】
燃焼中に流動性を抑制し、燃焼中に熱から材料を絶縁する炭化を改善し、その形状を維持することにおいて材料の高度な完全性を提供するような追加材料が、防火バイオコポリマー（ＰＬＡ／バイオ可塑剤）に添加され得る。炭化促進剤の例は、ナノクレイ、ホウ酸亜鉛、熱膨張性防火材、農産物の粉末、木粉、デンプン、製紙工場の廃棄物、合成ファイバー（ファイバーガラスや粉末など）、鉱物、及びその他の材料を含むが、これらに限定されない。ドリップを抑制し、炭化促進剤と共同して作用するために、ポリテトラフルオロエチレンなどの流動抑制剤のその他の形態も使用され得る。炭化促進剤のその他の形態においては、流動性を阻止するうえでの一助となるか、または、天然ゴムや合成ゴムなどのようにドリップ抑制を提供するようにしてもよい。このような炭化促進剤は、バイオラミネートやマッチングプロフィールバイオによるソリューションに対して追加的なフレキシブル性と改良された衝撃抵抗も提供する。
【００９７】
結果物は、毒性も高い煙を多く排出するＰＶＣラミネートと比較して煙の発生を極力最小に抑制した極めて良好な炭化と低い火炎拡散を有する。少量の煙排出量に関して、煙は半透明の白色か、全く眼に見えないものである。
【００９８】
その他の実施例において、防火材バイオラミネート複合材ドア表面が提供され、これはバイオラミネート層と熱膨張層を含み得、煙の発生を最小に抑制した良好な炭化と低い火炎拡散を有することができる。バイオラミネート層は、ＰＬＡ副層を含み得、また、防火材も含み得る。熱膨張層は、熱に曝された結果膨張する熱膨張材料を含み得る。
【００９９】
また別の実施例において、防火材バイオラミネート複合材アセンブリが提供され、バイオラミネート層と接着剤層の、少なくとも１つが防火材を含み、バイオラミネート複合材アセンブリが煙の発生を最小に抑制した良好な炭化と低い火炎拡散を有するバイオラミネート層と接着剤層を含み得る。バイオラミネート層は、ＰＬＡ副層を含み得る。バイオラミネート層は、接着剤層によって、基材にラミネートされ得る。
【０１００】
防火材バイオラミネート複合材は、複合材ラップがフローリング、絶縁材、フローリング、乾式壁などの上または下でなされるように、ラップの構成にて適用され得る。
【０１０１】
一般的に、熱膨張剤は、システムのポリマーと少なくとも３つの主要な添加剤から構成される。その目的が、燃焼中にポリリン酸から構成される不浸透性の半固体のガラス層を形成し、熱膨張剤の形成の工程を活性化させることにある、本質的にリンを含有する添加剤、発泡剤の役割を果たす窒素を含有する第２の添加剤、そして、ポリマーと火炎の間に絶縁の多孔質の炭素の層（「炭化」）を形成することができる炭素供与体の役割を果たす炭素を含有する第３の添加剤である。
【０１０２】
活性化した防火材は、少なくとも１つのリン酸窒素及び／またはスルホン酸塩と少なくとも１つの活性剤を含む活性化した防火材を含み得る。活性剤は、炭化形成触媒及び／または相間移動触媒を含み得る。より具体的には、活性化した防火材は、少なくとも１つの炭化形成テトラオキサスピロ(tetraoxaspiro)触媒の存在下で、リン酸窒素成分を形成し得る少なくとも１つの窒素を含む反応物質と少なくとも１つのリン酸を含む反応物質との反応生成物を含む活性化したリン酸窒素の防火材を含み得る。
【０１０３】
このような組成物の例は、例えば、米国特許第６，７３３，６９７号、米国特許出願第２００４／００３６０６１、及び米国特許出願第２００４／００１２００４に見出すことができる。防火材の例は、例えば商標登録出願中の製品ＣＥＡＳＥＦＩＲＥ（Ｃｏｔｅ−１  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，１５４２，Ｊｅｆｆｅｒｓｏｎ  Ｓｔｒｅｅｔ，Ｔｅａｎｅｃｋ，  Ｎ．Ｊ．  ０７６６６）及び商標登録製品ＩＮＴＵＭＡＸ（Ｂｒｏａｄｖｉｅｗ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，７−３３  Ａｍｓｔｅｒｄａｍ  Ｓｔ．，Ｎｅｗａｒｋ，Ｎ．Ｊ．  ０７１０５）を含む。
【０１０４】
装飾層
【０１０５】
バイオラミネート複合材アセンブリは、印刷層上に装飾的特徴やカスタマイズされた特徴を使用するために様々な形態の印刷方法及びインキまたは染料が使用され得る印刷層と接触する透明なまたは半透明なバイオラミネート層を含み得る。適切なものは、真に環境に配慮したバイオラミネート製品を提供する、これもまたトウモロコシに由来する乳酸ベースのインキである。
【０１０６】
バイオラミネート複合材アセンブリは、透明なバイオポリマー層、不透明なバイオポリマー層、及び装飾印刷層を含む装飾複合材とすることができる。印刷層は、透明層と不透明層との間に配置され得る。透明な層はテキスチャー加工することができる。層は、選択的に融合され得る。
【０１０７】
バイオラミネート複合材アセンブリの表面層は、上層若しくは外面をダイレクト印刷されるか、または印刷表面を保護し表面特性を改善するために選択的に上層を液体コートされる、透明若しくは半透明の膜または層を含み得る。液体ラミネーティングは、ロール塗布、ロッド塗布（Ｍｅｒｙロッド塗布など）、スプレー塗布、ＵＶ硬化塗布システム、及びその他の標準的な塗布システムによって達成され得る。
【０１０８】
バイオラミネート複合材アセンブリの表面層は、印刷層がバイオラミネート層と接着剤層との間にあるリバースダイレクト印刷を含み得る。この配置により、透明なバイオラミネート層全体をその表面が再仕上げされ得る磨耗層とすることができる。対照的に、伝統的な高圧ラミネート層はすぐに柄模様が磨り減ってしまい、再調整即ち再仕上げができない。
【０１０９】
装飾的な柄模様が、バイオラミネート層の一側面または複数の側面に印刷され得る。この柄模様は、外面にあっても、内面にあってもよく、半透明のバイオラミネート層を通してユーザに視認可能とすることもできる。印刷は、ダイレクト印刷、リバース印刷、デジタル印刷、染料昇華ロータグラビア印刷、またはその他の方法を含み得る。印刷は、成形またはラミネート前や、成形またはラミネート後など、任意の適した時期に行われ得る。印刷は、１つの層または複数の層の上に、その後引き続いてなされる基材への成形またはラミネートの前にプレスやラミネートによりなされ得る。印刷された層は、接着剤層と接触させても、外面上に配置してもよい。保護用の透明の層は、印刷された外面と接触してもよい。印刷用インキは、バイオラミネート層に十分な接着性を与えることができ、二次的な加熱によるラミネート用途において接着性を維持できるインキを含み得る。特定の溶媒系インキは、ホットラミネート過程において、十分な接着性を維持できない場合がある。加えて、インキの種類は、サーモホイル過程や用途において割れてしまわないように、なんらかのフレキシブル性を有することが必要である。ＵＶインキは、溶媒よりも環境により優しく、より好ましいが、十分なフレキシブル性や接着性を有しない場合がある。トウモロコシから採った乳酸に由来する新しいトウモロコシ系のインキは、環境の見地から最良であり、また、最終的な用途やホットラミネート過程用に柔軟性を維持しつつ、改良された接着性を提供することから、最も好ましい。
【０１１０】
バイオラミネート層の表面層は、上層が、最上面のテキスチャーを有する透明のバイオラミネートフィルム層であり、第二の下層が不透明な（即ち白色の）バイオラミネートフィルム層であって、印刷層が２つのバイオポリマーフィルムの間にあって、バイオポリマーフィルム層が熱溶融されるか、接着剤によってラミネートされるバイオポリマーフィルムの２つの層を含み得る。ひとたび多層の装飾的ラミネートが製造されると、高圧ラミネートに類似する方法で、木材やアグリファイバーの複合材パネルなど、様々な非プラスチック硬質基材上にラミネートされ得る。
【０１１１】
１つの実施形態において、多層のバイオラミネート複合材は、特有の美的な機能を発揮させるために設計され得る。多層の透明なバイオラミネート層は、印刷された透明の多層のバイオラミネート層が、熱溶融の後、その画像または柄模様において特有の三次元の被写界深度を提供できるように、異なる柄模様及び色彩で印刷され得る。このような美的な被写界深度は、ともにその表面に印刷がなされた不透明な材料であるＨＰＬ製品やＰＶＣ製品においては見出されない。多層の印刷されたラミネートは、高品質で優れた画像の奥行きを提供する選択的な白色の下地層を有する透明の層形成を利用することができる。
【０１１２】
多層のバイオラミネートの１つの実施形態は、二次的な装飾の固体印刷フィルムが、透明な接着剤層によって背面または裏面に使用される、ＰＬＡ、ＰＨＡ、及びその他のバイオポリマーの透明な、不透明な、または薄い色の付いたフィルムを含み得る。
【０１１３】
多くの実施形態において、装飾層は、例えば、１または複数のバイオラミネート層またはバイオラミネート層と下地層、表面層、若しくは基材などの間に配置された印刷表面を含み得る。ＰＬＡを使用する際に、多くのインキは、層間剥離の可能性なく層を熱溶融するだけの十分な接着性を有していない。ＢｉｏＶｕｅなどのバイオインキや、その他乳酸系インキまたはバイオベースインキは、上記のバイオラミネートの形状、特に、多層のアセンブリに最もよく適合する。このような実施形態において、少なくとも１つの層は、ＰＬＡフィルムの形状とすることができ、バイオインキは、冷却処理、熱処理のあと処理の間のいつでも効率的かつ効果的に利用され得る。
【０１１４】
その他の装飾層は、化粧紙、装飾ファイバーシート、ランダムファイバー、及び有機材料などの多層のバイオラミネート複合材アセンブリに使用され得る。麦わら、葉、松葉、及びその他の天然材料の場合、高性能の建築用途に特有の半透明の建築製品が提供されるように、透明なバイオラミネートの層の間に配置、すなわち「サンドイッチ状に」挟まって配置されてもよい。
【０１１５】
着色剤システム
【０１１６】
バイオラミネート複合材アセンブリ内のバイオラミネート層は、着色剤システムを含み得る。着色剤は、真珠、花崗岩粒子、固形物、染料、「夜光」添加剤、渦状物、混合物及びその他の形態の装飾的な着色剤システムを含むが、これらに限定されない。印刷層を必要とすることなく固体表面の美しさを提供するために、着色された鉱物、ファイバー、及びその他の形態の特有の色彩及び特有の形状を有する粒子の色がバイオラミネート層と一体化されることができる。
【０１１７】
適切な無機着色剤は、一般的にセメントやグラウト材を着色するために使用される金属酸化剤を粉砕したタイプのものなど、金属系の着色材料を含む。このような無機着色剤は、弁柄（主としてＦｅ２Ｏ３）、鉄黄（Ｆｅ２ＯＨＯ）、二酸化チタン（ＴｉＯ２）、鉄黄と二酸化チタンとの混合物、酸化ニッケル、二酸化マンガン（ＭｎＯ２）及び酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）などの金属酸化物；ニッケルアンチモンチタニウムルチル（{Ｔｉ，Ｎｉ，Ｓｂ}Ｏ２）、コバルトアルミネートスピネル（ＣｏＡｌ２Ｏ４）、亜鉛鉄クロマイトスピネル、マンガンアンチモンチタニウムルチル、鉄チタンスピネル、クロムアンチモンチタニウムルチル、銅クロマイトスピネル、クロム鉄ニッケルスピネル、及びマンガン鉄スピネルなどの混合金属ルチルまたはスピネル顔料；クロム酸鉛；リン酸コバルト（ＣＯ３（ＰＯ４）２）；コバルトリン酸リチウム（ＣＯＬｉＰＯ４）；マンガンピロリン酸アンモニウム；コバルトホウ酸マグネシウム、アルミノスルホケイ酸ナトリウム（Ｎａ６Ａｌ６Ｓｉ６Ｏ２４Ｓ４）を含むが、これらに限定されない。適切な有機着色剤は、ランプブラック顔料分散体；キサンタン染料；銅フタロシアニン、ポリクロロ銅フタロシアニンなどのフタロシアニン染料；塩素化キナクリドン顔料などのキナクリドン顔料；ジオキサジン顔料；アンスロキノン染料；アゾナフタレンジスルホン酸などのアゾ染料；カッパーアゾ染料；ピロロピロール顔料；及びイソインドリノン顔料を含むが、これらに限定されない。このような染料及び顔料は、Ｍｉｎｅｒａｌ  Ｐｉｇｍｅｎｔｓ  Ｃｏｒｐ．（Ｂｅｌｔｓｖｉｌｌｅ，Ｍｄ）、Ｓｈｅｐｈａｒｄ  Ｃｏｌｏｒ  Ｃｏ．（Ｃｉｎｃｉｎｎａｔｉ，  Ｏｈｉｏ．）、Ｔａｍｍｓ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ  Ｃｏ．（Ｉｔａｓｃａ，  Ｉｌｌ．）、Ｈｕｌｓ  Ａｍｅｒｉｃａ  Ｉｎｃ．（Ｐｉｓｃａｔａｗａｙ，  Ｎ．Ｊ．）、Ｆｅｒｒｏ  Ｃｏｒｐ．（Ｃｌｅｖｅｌａｎｄ，  Ｏｈｉｏ）、Ｅｎｇｅｌｈａｒｄ  Ｃｏｒｐ．（Ｉｓｅｌｉｎ，  Ｎ．Ｊ．）、ＢＡＳＦ  Ｃｏｒｐ．（Ｐａｒｓｉｐｐａｎｙ，  Ｎ．Ｊ．）Ｃｉｂａ−Ｇｅｉｇｙ  Ｃｏｒｐ．（Ｎｅｗｐｏｒｔ，  Ｄｅｌ．）及びＤｕｐｏｎｔ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，  Ｄｅｌ）で市販されている。
【０１１８】
着色剤システムは、バイオ複合材層の一部として含まれていても、１つのラミネートにおける別個の層として含まれていてもよい。
【０１１９】
着色剤は、バイオ複合材層に対して、望まれる着色を提供するのに適切な分量が添加され得る。いくつかの実施形態において、粒子材料中の着色剤は、バイオ複合材マトリックスの約１５重量％以下の分量であり、バイオ複合材マトリックスの約１０重量％以下の分量であり、バイオ複合材マトリックスの約５重量％以下の分量である。バイオラミネートのバイオベースの特徴を維持するために、着色剤はバイオポリマーキャリアを使用することが望ましい。ＥＶＡなどの標準的な色キャリアは、有害物質を含まないが、色キャリアとして天然ポリマーを使用することが好ましい。透明なバイオポリマーを利用することによる三次元の外観は、本発明の実施形態の中で達成され得る。
【０１２０】
バイオラミネート複合材アセンブリの表面層は、製品に装飾的価値を付加するために、選択的にファイバー、充填剤、または鉱物とともに固形の不透明な着色剤を含み得る。薄い固体表面材料のそれと同様に、製品において、色とテキスチャーを一貫したものとすることができる。
【０１２１】
いくつかの実施形態において、着色剤システムを提供するために、ラテックス塗料層をバイオラミネートに包含させてもよい。着色された層は、透明、半透明、または薄い色の付いた上層１０２の中を視認され得る。加えて、ラテックス塗料の任意の製造者ブランドの標準的な塗料片を用いて「色合わせ(color match)」が迅速にできるように、透明または半透明の薄い色の付いたフィルムは、その後、ラテックス塗料を使用してバックコート（裏塗り）され得る。これにより、デザイナーは、地元の店に立ち寄って非常に特定的な色を選択することができる。実施形態は、正確な色合わせがなされたバイオラミネートを容易に迅速に製造できるようにする。着色された層は、接着剤層としても機能し得る。着色された層は、その他の未処理の石油化学系フィルムではなく、未処理のＰＬＡフィルムに接着し得る。着色された層（例えば、ラテックス塗料）は、「ストレッチ」性を有することができ、これにより、バイオラミネートを、塗料層が割れたり、バイオフィルム上層から剥離したりすることなく複合的な成形の形状にサーモホイルすることができる。ラテックスは、デザイナーの具体的な色に対する要求に応じることができ、装飾的なまたは機能的なニーズに応じて様々な調整剤が塗料に添加され得る。ラテックスは、ロール、スプレー、カーテンコート、またはその他の一般的な塗装方法で、背面にダイレクトコートされ得る。表面は、一般的には、背面全体をコートして、その後当業者に知られる様々な方法を用いて乾燥させることができる。
【０１２２】
フィルムのラテックス背面は、上記の様々な三次元のラミネート方法や、上平面ラミネート処理方法を使用して、非プラスチック硬質基材の上にラミネートされ得る。ラテックス塗料は、熱で膨張する防火材、シールド金属、特別な効果添加剤、接着促進剤、性能調整剤、ＵＶ開始剤、「夜光」成分、磁性粒子、装飾片または粒子、及び塗料層または着色層に適合するその他の添加剤によって大幅に調整されてもよい。
【０１２３】
その他の形態は、ラテックスでコートされたバイオフィルムをとって、まずこれを背面ラテックスコートされたフィルムが冷却または熱ラミネート接着剤によってラミネートされ、浸透させた下地紙の上にラミネートすることにより、２つの層のバイオラミネートを創ることを含む。これは、その後、最終ユーザがバイオラミネートを標準的な方法を用いて、前仕上げしたベニヤ板のそれに似た様々な平面や起伏のある成形品にラミネートさせることを可能にする。
【０１２４】
その他の形態は、透明度の高い色を創り出すために、透明または半透明な薄い色の付いたフィルムとフィルムを創るプラスチックペレットとを混合することを含む。この場合、薄い色の付いたフィルムは、環境に優しいコーティングとして、また、本物のベニヤ板の染み効果も伴って、硬質基材または本物の木製ベニヤ板に直接ラミネートされることができ、エンドユーザーにバイオベースの前処理されたベニヤ板が提供される。透明な、または薄い色の付いたバイオフィルムは、バイオフィルムの仕上げにおいて本物の木材のテキスチャーを表すために、透明または薄い色の付いたラミネート接着剤を用いて木製ベニヤ板に直接ラミネートされ得る。
【０１２５】
光沢ラミネート
【０１２６】
その他の実施形態は、上層のバイオポリマーフィルムが高圧ラミネート用途のためにある特定レベルのテキスチャー及び光沢を有し得るバイオラミネート層を創り出すためにバイオフィルムの２つの層がラミネートされているものを含む。下層のバイオフィルムはトップ印刷されて、粘着剤が下部または底面に使用されてもよい。２つのバイオラミネート層は、その後熱または透明な接着剤によって溶融され得る。
【０１２７】
透明または半透明のフィルム層
【０１２８】
いくつかの実施形態において、実質的に透明、透明、半透明のフィルム層がバイオラミネート複合材の中で提供され得る。適切な透明または半透明のフィルムは、ポリ乳酸（ＰＬＡ）などのポリマーや、ポリヒドロキシアルカノエート（ＰＨＡ）として知られるポリマーのクラスなどの再生可能な資源に由来するポリマーを含む。ＰＨＡポリマーは、ポリヒドロキシブチレート（ＰＨＢ）、ポリヒドロキシバレレート（ＰＨＶ）、ポリ（ヒドロキシブチレート−ヒドロキシバレレート）のコポリマー（ＰＨＢＶ）、ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）（即ちＴＯＮＥ）、ポリステラミド（即ちＢＡＫ）、変性ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）（即ちＢＩＯＭＡＸ）、及び、「脂肪族−芳香族」コポリマー（即ちＥＣＯＦＬＥＸ及びＥＡＳＴＡＲ  ＢＩＯ）、これらの物質の混合物などを含む。その他の形態のバイオベースのポリマーまたはプラスチックは、また、酢酸セルロース及びこれらの混合物である。
【０１２９】
基材
【０１３０】
バイオラミネート複合材またはその任意の層は、基材にラミネートされ得る。このような基材は、中質ファイバー板、パーチクル・ボード、農業ファイバー複合材、合板、石膏ボード、木製またはアグリファイバープラスチック基材などの非プラスチックを含み得る。１つの適した基材は、迅速に再生可能なホルムアルデヒドを含まない、小麦（ウィート）ボード複合材である。さらに、一般的に、非プラスチック基材は、家具、戸棚、木工製品(millwork)、ラミネートフローリング、什器及びその他のこうした用途に共通して使用される硬質木材またはアグリファイバーの複合材とすることができる。こうした用途の殆どにおいて、バイオラミネートがバランス構成上、表面及び背面に接着される平面シートが使用され得る。１つの実施形態において、木材またはアグリファイバー製のＭＤＦが木工製品用途のために機械加工されて三次元のリニア形状となり得るプロフィール成形品が使用され得、バイオラミネート層はこの表面に成形されまたラミネートされ得る。
【０１３１】
基材は、バイオラミネートがその後、熱や接着層によって成形され、表面に接着される木工製品や窓枠など、最終形状へ押し出し加工されるプラスチック混合の木材またはアグリファイバーとすることができる。この実施形態におけるバイオラミネート層は実用的または装飾的のいずれかとなり得る。
【０１３２】
加えて、グラスパネルは、３Ｍから入手した透明のラミネートテープを用いて半透明の建築用パネル製品を創り出すために、本明細書にて提供されるバイオラミネートとともにラミネートされ得る。
【０１３３】
バイオ複合材基材
【０１３４】
特定の実施形態において、基材は三次元成形のために提供され得る。発泡プラスチック、プラスチック、またはバイオプラスチックの複合材は、再生プラスチックを利用でき、高度の耐水性及び最終性能を提供できるため、有用となり得る。
【０１３５】
長い連続的なリニア成形品を創出するために、様々な基材がプロフィール押し出し法を用いて成形され、創られ得る。高性能を維持しつつ、リニア成形品の費用及び／または重量を低減するために、第一に、これらは、発泡性充填剤や複合材充填剤をベースにし得る。バイオ複合材の場合の第１プラスチックまたは結合剤としてのプラスチックまたはバイオプラスチックを一体化することによって、より高価値で、より高性能を提供する従来のパーチクル・ボードやＭＤＦ基材よりも高い耐水性が提供される。加えて、これにより、多くの木材ベースの複合材基材の共通の問題であるカビ抵抗性についても基材はより高度なカビ抵抗性を有することになる。
【０１３６】
再生発泡プラスチック
プロフィール押し出し過程において、様々な発泡剤を用いて発泡プラスチックまたはバイオプラスチックが創出され得る。ＰＶＣ、ＰＥＴ、ＰＥ、ＰＰ及びその他の一般的に使用されるプラスチックは、再生されて発泡成形品の部材となり得る。ＰＬＡ、ＰＨＡ、その他のバイオプラスチック及び再生バイオプラスチックは、最終的な押し出し形状に発泡され得る。１００％プラスチックまたはバイオプラスチックが発泡され得るところ、これらの物質の形状は耐水性であるが、多くの外装用途のために十分な機械的強度や熱変形性などを有していない場合がある。機械的強度が要求されないラミネートフローリング、木工製品、及びその他の用途用の基材などの用途において、発泡プラスチックのこれらの形態は、良好な基材のために十分であろう。軽量の押し出し部を創るために、発泡プラスチックは、一般的に化学的な発泡剤または発泡剤を使用することができる。バイオプラスチックの場合も、化学的な発泡剤及び発泡剤を使用することができるが、その他の形状のタンパク質やバイオ発泡剤も使用され得る。バイオプラスチックの場合は、ＰＬＡ、ＰＨＡなどのバイオプラスチックを、それらの融点より低いところで、粘弾性状態にて押し出すことが好ましい。これにより、最終物において結晶化の程度がより高く維持され、最終的な三次元形状を維持するためのより高い融解強度が得られる。一般的に、多くのバイオポリマーをその融点を超えて処理すると、複雑なプロフィール形状を維持するための十分な融解強度を有しなくなる。Ｎａｔｕｒｅｗｏｒｋｓで製造されたＰＬＡなどのバイオプラスチックは、一般的に４以上のメルトフローインデックス（ＭＦＩ）を有する。その形状を保持するために遥かに高い粘度とより高い融解強度を有する、良好なプロフィール押し出しのためのプラスチックは、一般的に１以下のＭＦＩを有する。その融点よりも高いところでバイオプラスチックを処理すると、その形状を保持する能力が極めて低い、蜂蜜同様の粘度を有することになるが、一方で１より低いＭＦＩを有するプロフィール押し出しグレードのプラスチックは、一般的に、押し出し中にその形状を維持できる「プレイドウ」と同様の粘度を有することになる。
【０１３７】
バイオ複合材及び複合材
一般的に、バイオ複合材は、様々な形状に押し出しされ、成形され得るセルロースベースの物質の形態と一体化したプラスチックである。プラスチックにこうした形態のファイバーや物質を加えると、高度の耐水性、カビ抵抗性を相変わらず維持しつつ、プラスチックマトリックスの機械特性と機械安定性または熱安定性が増す。これらの形態の物質は、押し出し法によって連続的なリニア成形において三次元成分に加工されることができ、または圧縮成形によって三次元成分基材へと加工されることができる。
【０１３８】
木材／プラスチック
複合材基材の様々な形態が、複合材マトリックスを形成する木くず及びプラスチックまたは廃プラスチックを使用して創出され得る。一体化され得る様々な木材源は木片、木粉、研削木材、及びその他の形態の木くず生成物である。ＰＶＣ、ＰＰ、ＰＥ、ＰＥＴその他などの様々なプラスチックが結合剤として使用され得るし、また、性能と耐水性を向上させるために使用され得る。
【０１３９】
バイオファイバー／プラスチック
麦わら、稲わら、トウモロコシファイバー、大豆のストック、大豆皮、オーツ麦皮、トウモロコシ皮及びその他多くのバイオファイバーベースの材料などの基材を製造するために、本発明では、バイオベースの様々なファイバーが使用され得る。ＰＥ、ＰＶＣ、ＰＰ、ＰＥＴなどの合成プラスチックも使用され得るが、ＰＬＡなどのバイオプラスチックや、これに似た形態のバイオプラスチックを使用することが好ましい。また、複合材マトリックスのバイオファイバー材料を多く含むものは、押し出しや成形処理の過程において、フローの改善ができるように、低粘度の結合剤またはバイオ結合剤を使用することができる。バイオベースの結合剤は、ＰＬＡ，乳酸、亜麻仁油、グリセリン、及びその他の形態のバイオベースの結合剤システムを含み得る。最適には、バイオベースの結合剤システムと組み合わせたバイオファイバーが真に再生可能な資源材料を提供する。麦わら、稲わら、種子皮、トウモロコシファイバー、及びアグリファイバー材料のその他の形態などの様々なバイオファイバーと併用され得るマトリックス樹脂を提供するバイオベースの結合剤と組み合わせた乳酸の使用が開発分野にある。
【０１４０】
バイオプラスチック／合成ファイバー
バイオプラスチックは、加工温度がバイオプラスチックの融点未満である粘弾性処理方法により、高度耐性の形状に押し出され得る。成形またはプロフィール押し出しされた基材を創るために、バイオベースのファイバーを追加することが好ましいが、さらに一段と高い性能を創出するために、その他の合成ファイバーが一体化され得る。押し出し成形過程か圧縮成形過程かのいずれかの過程において、ファイバーガラス、カーボンファイバー、ケブラーファイバー、及びその他の種類の合成ファイバーがこれらの基材の形状と一体化され得る。このシステムの実施例では、様々な形状に押し出される様々な合成ファイバーと併用したＰＬＡまたは乳酸マトリックスバイオポリマーとすることができる。
【０１４１】
プラスチック／バイオプラスチック及び製紙工場スラッジ
環境に優しい基材を製造するうえで、再生紙や製紙工場スラッジも、ＰＬＡまたは乳酸／結合剤などのバイオプラスチックと併用して補強材となり得る。これらは固形の押し出し成形物若しくは成形品の形態または発泡押し出し成形物の形態とすることができる。
【０１４２】
押し出しまたは成形過程
上記の全ての基材複合材や発泡プラスチックは、プロフィール押し出し加工処理により押し出されて三次元に成形されるか、或いは、圧縮成形により特別に設計されたモールド型に成形されて、テーブル面やキャビネットのドアなどの三次元形状に加工され得る。
【０１４３】
その他の種類の基材は、押し出されて最終的な形状に成形されるか、或いは機械加工されて最終的な形状に成形され得るが、いずれの場合も、建築用途に幅広く使用されるために三次元形状である。より高性能を有する基材を製造するために、例えば、押し出されたアルミニウムや合成ファイバー複合材も押し出され、または引き抜き成形される。一般的に、アルミニウムも引き抜き成形された合成ファイバーも、特有の加工処理を用いて押し出される。引き抜き成形は、押し出し成形された部材の機械強度を最大化するために、ファイバーを押し出し方向に対してリニアに配向させる加工処理である。
【０１４４】
実用的及び／または装飾的な部材を実質的に平面または三次元の双方の形状に成形するために、一般的に、様々な基材が、本明細書において提供されるバイオラミネートとともにラミネートされ得る。また、三次元部材において、部材は、三次元成形された部材の成形品のリニア形状に成形され得る。
【０１４５】
接着剤
【０１４６】
一般的に、任意の適切な接着剤が使用され得、また、かかる接着剤は、バイオラミネート層またはバイオラミネート複合材アセンブリにおいて、一般的に２つ以上の層を接着する物質を含む。接着剤には糊接着剤を含めることができる。接着剤の例は、ウレタン、ＰＶＣ、ＰＶＡ、ＰＵＲ、ＥＶＡ及びその他の形態のコールドプレスまたはホットプレスされたラミネート接着剤及び方法を含む。一般的なバイオラミネート及びラミネートは、様々な糊接着剤やラミネート加工処理によって、非プラスチックまたは木製／アグリファイバー複合材料に接着するのが通常である。合成接着剤、ＰＶＡ、ウレタン、ホットメルト及びその他の形態の接着剤がＨＰＬ（高圧ラミネーション）においてよく使用されている。これらの糊接着剤のうちの多くが、本発明の実施形態に選択的に使用することで有効であるが、バイオラミネート層を基材に接着させるために、ホットプレス、ロール、またはコールドプレスの加工がなされ得る接着剤システムにおいては、ＶＯＣ含有量が低いか、ＶＯＣを含有しない糊が好ましい。
【０１４７】
標準的な方法及び接着剤で、プラスチックフィルムを発泡プラスチックまたはプラスチック複合材に接着することは、困難となり得る。そこで、加熱によって活性化される新しい形態の水性ウレタン及びウレタンホットメルト接着剤が、これを可能にしている。
【０１４８】
水性ウレタン
新しい形態の水性ウレタン接着剤は、環境に優しいとともに、非常に良好な接着性能を有する。その他の形態の標準的なラミネート接着剤は、プラスチックやプラスチック複合材には有効でなく、接着の度合も適切でない。Ｄａｕｌｂｅｒｔ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによって販売されているような、本物の木質複合材をサーモホイルするために使用される水性ウレタンが使用され得るが、この場合は、水性接着剤が上記の基材にスプレーされるか、ロールされる。水は、空気乾燥または強制熱によって瞬間除去ざれるが、接着剤が重合しないように、十分低温で行われる。ローラーまたは圧縮システムによる熱及び圧力を使用することによって、薄いバイオホイルまたはバイオラミネートが成形された表面に接着し得る。熱は主に２つの機能を有する。三次元形状に成形可能にするために、バイオホイルまたはバイオラミネートを柔らかくすることと、強力な接着力を提供するために、ウレタンを活性化或いは重合させることである。試験において、このために要求される温度は、華氏１００〜２００度であり、より好ましくは、華氏１５０〜１８０度である。温度が高すぎると、バイオホイルまたはバイオラミネートの表面が溶けるか、そのテキスチャー加工の表面が失われる。温度が低すぎると、バイオホイルまたはバイオラミネートは、三次元形状に成形するには十分に成形せず、或いはストレッチ性が失われる。また、ウレタンは十分に硬化しない場合がある。この場合、バイオホイルまたはバイオラミネートの厚さの範囲は０．００５〜０．１インチであり、より好ましくは、その厚さの範囲は０．０１０〜０．０３０インチである。試験において、これらの形態のバイオホイルやバイオラミネートが、より低温の加工処理温度を実現し、かつ、成形時に従来の石油化学系プラスチックよりもより「シャープな」エッジを実現する低い熱変形温度を有することを見出した。加えて、バイオホイルまたはバイオラミネートとバイオベースの複合材または発泡基材を一体化することで、新しい環境保護市場の需要とバイオ嗜好の政府計画とを満たす１００％バイオベースのソリューションが提供される。
【０１４９】
ホットメルトウレタン
ウレタンも、フローを有して良好な接着剤を提供するために、液化のための熱を要する、無溶媒、または１００％固体の状態である。これらの形態のホットメルトウレタンは、３ＭやＨＢ  Ｆｕｌｌｅｒその他の会社によって多くの用途用に製造されている。ホットメルトウレタンは、バイオプラスチック複合材のバイオホイルまたはバイオラミネートに対する強力な接着性を提供する。また、ホットメルト接着剤からの熱は、基材中で使用される極性を有する(polar natured)バイオプラスチック及びバイオホイルまたはバイオラミネートに対しても改良された接着性を提供する。
【０１５０】
複合材アセンブリの実施例
【０１５１】
鉱物磨耗層の実施形態
【０１５２】
バイオラミネート複合材アセンブリの１つの実施例において、上層は、高い磨耗面を提供するために天然石英を含んだバイオラミネートとすることができる。第２層は、上面が印刷されたバイオラミネートの白色シートとすることができる。この場合、石英バイオラミネート層は、熱及び圧力によって、または透明な接着剤によって印刷された下層と溶融され得る。
【０１５３】
ＰＥＥＫ磨耗層の実施形態
【０１５４】
図７を参照すると、いくつかの実施形態による、高性能の表面層を利用したバイオラミネート複合材アセンブリの断面図が示されている。非プラスチック硬質基材１０６が選択的な接着剤層１０４と接触し得る。このような接着剤層１０４は、１つまたは複数のバイオラミネート層１０２と接触し得る。基材１０６は、例えば、層１０２と接触し得る。バイオラミネート層１０２は、薄膜など、多層を含み得る。高性能層７０２は、１つまたは複数のバイオラミネート層と接触し得る。以下でＰＥＥＫ高性能層について具体的な議論がなされているが、石英磨耗層などの代替的な高性能層が代わりに使用され得る点が認識されるべきである。
【０１５５】
本発明の実施形態は、層１０２の表面側で１つまたは複数のバイオラミネート層１０２と接触する高性能表面層７０２の一体化を含む。高性能層７０２は、ＰＥＥＫ層であってもよい。
【０１５６】
装飾層またはインキが、バイオラミネート層１０２の間及び高性能層７０２の間に配置され得る。インキの場合は、美的価値を提供するために、バイオラミネート１０５または高性能層７０２のいずれかに印刷され得る。ＰＥＥＫは、極めて高い耐熱性を有する、非常に高性能な熱可塑性物質である。様々なＰＥＥＫフィルムまたはコーティングの耐熱性は、継続的に華氏５００度を超えている。現行の表面層のその他の形態は、水の沸点（華氏２１２度）を僅かに超える継続的な耐熱性を有するに過ぎない。
【０１５７】
高性能表面層７０２は、様々な方法または形態において使用され得る。１つの実施形態において、層７０２は、バイオラミネート１０２の表面上に熱溶融され得る。これは、バイオラミネートとＰＥＥＫ表面の間の透明な接着剤層を使用してなされることもできる。
【０１５８】
高性能層７０２は、様々な形状にサーモホイルされ得る単層ラミネートとしても使用され得る。
【０１５９】
ＰＥＥＫの単層が使用され得るが、その他の形態は、バイオラミネート１０２と組み合わせた表面磨耗層としてのＰＥＥＫの使用を含む。
【０１６０】
装飾的な着色の実施例
【０１６１】
図８を参照すると、いくつかの実施形態による、着色バイオラミネート複合アセンブリの断面図８００が示されている。硬質の非プラスチック基材１０６は、着色層８０２と接触し得る。着色層８０２は、１つまたは複数のバイオラミネート層１０２と接触し得る。基材１０６は、例えば層１０２とも接触し得る。バイオラミネート層１０２は、薄膜など、多層を含み得る。基材１０６は、例えば、追加的な硬質基材とさらに接触し得る。アセンブリは、選択的な接着剤層を含み得る。選択的な下地層８０４は、例えば、基材１０６及び着色層８０２と接触し得る。
【０１６２】
１つまたは複数のバイオラミネート層１０２は、限定されないが、以下のポリマーから製造される透明または半透明のポリマーフォルムを含み得る。即ち、ＰＶＣ、ＰＥＴ、酢酸セルロース、ＰＣ、アクリル、ポリスチレン、ＡＢＳ、ＰＥＥＫ、テフロンフィルムまたはこれらの組み合わせである。実質的に、または全てが「グリーン」な製品を提供するために、ＰＬＡ、ＰＨＡ、酢酸セルロース、及びその他の迅速に再生可能なまたはバイオベースのプラスチックなどのポリマー及びバイオポリマーフィルムが好ましい。
【０１６３】
透明または半透明のフィルム（すなわち、バイオラミネート層１０２）は、約０．００１〜約０．０５０インチの厚さとすることができる。フィルム層の上層は、一般的なラミネート表面加工の通常の範囲内の特定の光沢及びテキスチャーを有するようにテキスチャー加工され得る。押し出し処理中に、透明または半透明のフィルムが製造されて、テキスチャーと光沢が与えられ得、または、的確なテキスチャーと光沢を付与するためにホットプラテンプレス機または連続ホットローラーを使用したプレス処理のあと処理がなされ得る。
【０１６４】
傷、スクラッチ、及び磨耗に関連する最終製品の性能は、透明または半透明のフィルム表面の上層（１つまたは複数のバイオラミネート層１０２の上層）に与えられるテキスチャーの種類によって影響を受け得る。フィルムは、シートやロールの形状とすることができる。本発明の実施形態は、石油化学系及びバイオベースのポリマーフィルムを含み得るが、環境に優しい製品を創るために、最も好ましい方法は、バイオベースフィルムを使用することである。
【０１６５】
本発明の実施形態は、ラテックスや油性塗料など、バイオラミネート層１０２の底面、基材１０６の上面または選択的な下地層８０４に接触する、着色された層の使用を含む。
【０１６６】
装飾的な溶融ランダム粒子の実施形態
【０１６７】
いくつかの実施形態において、幅広い美感と三次元の外観を提供するために、様々な形態の美的な多色のバイオラミネートアセンブリがバイオポリマーマトリックス樹脂と新規なバイオ複合材ランダム粒子から形成され得る。結果得られるシート製品は、天然の花崗岩の自然な外観を有し、高い美的価値と環境保護特性が望まれる数多くの建築用途に使用され得る。
【０１６８】
本発明は、新規な物質及び大きな被写界深度を有する製品を製造する。装飾的なバイオ複合材粒子は、液体着色剤及びワックス（例えば、硬化植物油）によって不均一にコートされる。バイオ複合材粒子は、例えば、着色剤を有しない完全に含浸させたファイバー及び／または着色剤を有する完全に含浸させたファイバーを含み得る。これらを加工する際に、フローと視認できる層化が創出されて、異なる視覚的効果が現れる。バイオプラスチックマトリックス樹脂は、一段とさらに透明または半透明である。このように、最終製品は、真に三次元または自然の外観を創るために、透明の段階を複数有し得る。
【０１６９】
本発明は、ホルムアルデヒドベースの高圧ラミネート及びＰＶＣサーモホイルに代替するための表面加工材料形態に製造されるように設計され得る。こうした場合において、両製品はその表面層に印刷紙を使用して一次元に製造される。こうした種類の装飾的なオーバーレイまたはラミネートは、低価格であるが、その光学的性質により、天然物の有する三次元または被写界深度を有しない。加えて、印刷過程は、１つの領域上で柄パターンを反復することに限定される。本発明において、結果物は、その１つのピースたりとも自然石の正確な複製たり得ない、実にランダムなフラクタル形状をしている。
【０１７０】
ＰＬＡは、様々な微小粒子と混合すると、数多くの装飾的及び実用的製品を創ることができる特有の特性と特有の透明度を提供する。ＰＬＡ、製紙工場スラッジ、及びその他の様々な添加剤に由来するバイオ複合材粒子は、押し出され得るが、かかる押し出しにおいて、製紙工場スラッジがその自然な状態に着色されるか、コート過程において着色される。ＰＬＡは、生合成可能であるが、公的な情報源及びその製造者によると、真に生分解性を有するものではない。ＰＬＡは、紫外線または直射日光を受けても、驚異的に良好な安定性を有する。製紙工場スラッジも製紙過程で使用される無機充填剤により良好な紫外線抵抗性を有する。着色された製紙工場スラッジとＰＬＡからなるバイオ複合材粒子は、シート、敷板、壁板、手すり、柵、建築部材、すそ板、及びその他の装飾的かつ実用的用途の様々な形態に押し出され得る。可塑剤、衝撃改質剤、熱安定剤、及び防火材などの、ＰＬＡ／製紙工場スラッジからなるバイオ複合材粒子に、選択的に添加剤が添加され得る。バイオ複合材粒子は、押し出し用にＰＬＡや様々なセルロース系材料とともに製造され得るが、より多く含ませること、性能が向上すること、及び廃棄物のストリームに由来するものであることから、製紙工場スラッジが有利である。
【０１７１】
装飾的なバイオ複合材粒子は、様々な色、形状、そして大きさに製造され得る。装飾的なバイオ複合材粒子は、様々な装飾的特性を有するために混合され得る。装飾的なバイオ複合材粒子は、様々なバイオプラスチック及びバイオポリマーシステムのためのバイオ着色剤システムとして使用され得る。バイオ複合材粒子の様々な大きさ、色、及び形状をマトリックスであるバイオプラスチックまたはバイオコポリマーと溶融し、その後、シートまたは三次元形状に成形することによって、固体表面材料の真の性能を提供しつつ、花崗岩に類似する外観を有するパターンを有する三次元に現れる固体表面が提供される。
【０１７２】
均質な外観の複合材を形成しないために、含浸に対して親水性を提供しその完全性を維持する、類似のファイバーの特質を有するその他の装飾的ファイバーシステムが利用可能であるが、セルロース絶縁体に似た底面が、ふわりとしたセルロースが装飾的なバイオ複合材粒子の基礎として使用され得る。殆どの複合材料が均一性を得ようと奮闘する中で、本発明は、最終的な製品である装飾的バイオ複合材及びバイオラミネート製品に美観を与えるため、ランダムな粒子の形状を基礎としている。
【０１７３】
添加物質は、ランダムな粒子の製紙工場スラッジ、ファイバーに分解されたか、ランダムな形状をしたアグリファイバー、及びファイバーガラスを含む。これらの物質において、物質が、より最適な美的性能のためのより高い完全性を有する粒子を形成することができるように、着色剤を有しない硬化大豆油または天然ワックスの含浸が可能な親水性を有することが重要である。
【０１７４】
本発明は親水性のバイオ複合材装飾粒子を基礎としているが、装飾システムにはその他の粒子も混合され得る。リグリンドＰＬＡ粒子は、片面の個別の粒子の外側を単に塗ることによって着色され得る。これらの粒子は熱と圧力を用いて変形されるため、結果はさらに別の特有の美的効果を有する。物質が加工処理されると、粒子のバック印刷された側面が視認可能なように透明なバイオポリマー粒子が透けてみえる。さらに大きな美的効果と価値を提供するために、これらのバイオプラスチック粒子の形態は、バイオ複合材粒子と混合され得る。着色され、コートされた装飾的バイオ複合材粒子は、押し出し方法によって通常透明または半透明なバイオプラスチックまたはバイオコポリマーと混合される。いくつかの場合において、バイオプラスチックまたはバイオコポリマーは、事前にバイオ複合材粒子とは異なる色と配合される。
【０１７５】
また、ＰＬＡのコートは、最終製品であるバイオ複合材料のその他の特有の特徴を提供する。コートされたバイオ複合材粒子は、一般的に、その内部に自然のファイバー色を有し、その外側には着色されたコートや、液体着色剤、異なる物質からなるワックスなどを有する。この二層材料でコートされたバイオ粒子は、特有の熱特性を有し、特有の美的潜在性を提供する。コートは、主として着色のためであり、また、熱溶融処理の間に境界条件をより良好に維持するために使用される。これらのコートは、最終的に溶融された粒子のバイオ複合材シートや成形品に対する美的または性能上の要請のため、防火材、ファイバー、鉱物、充填剤、金属、及びその他の添加剤を含み得る。
【０１７６】
コートされたバイオ複合材粒子を用いた光学特性も特有のものである。１つの実施例として、バイオ複合材粒子は透明なガラスプレートへ金属塗料を塗布することと比較され得る。そのグラスプレートの上側は、塗料の色を示すが、光学的なレベルでは、完全に滑らかというわけではなく、一方、塗料とガラスの界面が視認される底側は、異なる光学的な特性を有する。また、透明なガラスプレートから透かしてこの界面を見ることにより、被写界深度が認識される。コートされたバイオ複合材粒子に使用される場合に、塗料の直接的な表面ではなく、塗料と粒子の界面が視認される。
【０１７７】
本発明は、ポリ乳酸の、好ましくはバイオ複合材粒子の透明な内部を提供するリグリント゛の形態で、染色された、透明な、または半透明な色から開始し得る。加えて、ＰＬＡは個別の粒子を創るため、半透明または光拡散の媒体を創るための様々な多色の微粒子を含むように配合され得る。様々な色、光拡散特性、形状、大きさ、及びその他の様々な光学特性を有するバイオ複合材料粒子を混合することにより、ひとたび融合されると、これらの粒子は、このバイオベースの固体表面を有する物質に真の被写界深度を提供する、特有の光学特性と、半透明性を有する。市場における天然の花崗岩の価値については、物質の「深度」が高い、即ち、その花崗岩の中まで見ることができるほど、その価値は高い。固体表面を有する物質は、通常、この種の被写界深度を有しないか、または、粒子が透明な樹脂中に均一にフロートしており、透明な樹脂を使用する際に不自然に見える。
【０１７８】
バイオ複合材粒子マトリックス内において、コートされた粒子は、透明または半透明の内部を有し得る。半透明の内部を創るために、その被写界深度は変化するものの、なお被写界深度を有する様々なセルロースまたは鉱物微粒子が使用される。
【０１７９】
衣類によく使用される水性染料に、形状を変わらず維持している製紙工場スラッジを加えることによって、染料を染み込ませた製紙工場スラッジが製造され得る。
【０１８０】
天然色のバイオ複合材粒子は、様々な形態の農業材料、産業副産物、廃材、天然木の削りくず、鉱物、及びその他の三次元形状の着色された物質などの周囲に見出される自然色を使用することによっても製造され得る。この場合において、装飾的添加物のこれらの形状は、第１バイオ複合材粒子の径の約５０％未満の微粒子の形状であり、より好ましくは、良好な光学的美的な魅力を提供するために、その直径が０．０６０インチ未満であり、かつ、三次元のランダムな形状をしている。天然色の微粒子を使用することにより、環境保護の立場が高く望まれる用途において化学品ベースの着色剤を使用しなくてよくなる。
【０１８１】
様々な機能を有するバイオ複合材のバイオ着色剤システムは、バイオラミネートとその支持部材を製造するための美的価値において重要な効果を有する。粉砕された再生セルロースは、装飾的なコートバイオ複合材粒子を創る開始物質として適しているが、特有の形状と美的効果を提供するその他の形態のセルロース物質も使用され得る。製紙工場スラッジ、農業ファイバー、及びその他の天然ファイバーが液体着色剤及び硬化植物油またはワックスとともに使用され、同様の手段によって加工され得る。この方法は異なる美的価値と柄デザインを可能にする幅広い範囲のバイオ複合材粒子の形状を創り出す。
【０１８２】
半透明のバイオプラスチックまたはバイオコポリマーマトリックス中の装飾的色／ワックスでコートしたバイオ複合材粒子を含む結果物は、広範な用途を提供する。本発明の主な用途は、このバイオ複合材料を高圧ラミネート及びＰＶＣサーモホイルの厚さと同様の厚さを有する薄いシートにすることである。一般的にその厚さは、０．０１２インチから０．１２５インチを超えるが、０．０２０インチ〜０．０４０インチがより一般的である。装飾的ラミネートは、テキスチャーローラーによってその材料が押し出されてシートの形状にされつつ、その表面をテキスチャー加工され得る。装飾性の高いバイオラミネートの後部は、非プラスチック基材に対するバイオラミネートの接着性を高めるために、コロナ処理、火炎処理、またはその他の手段によって加工処理され得る。
【０１８３】
バイオ複合材が石油化学系プラスチックや有害なプラスチックよりも好ましい場合の様々な建築用途において、バイオ複合材粒子の性質をより弾性にしたいとのニーズがある。可塑剤が、バイオ複合材の半透明性を維持するために、またはバイオ複合材粒子とともに添加され得る。グリセロール、オレイン酸、及びその他の脂肪酸や天然油などの可塑剤は全てＰＬＡのバイオ複合材粒子をより弾性にする。多くの用途において、グリーンなソリューションを提供する場合、植物を加工して得た天然由来の可塑剤を使用することが好ましいが、これらに限定されない。
【０１８４】
その他の押し出しやプラスチック加工処理用途において、装飾的なバイオ複合材粒子またはバイオ着色剤システムがバイオプラスチックに添加され得る。発明者の前回の特許出願において開示したように、ＰＬＡのプロフィール押し出しは、新規な加工処理方法と添加剤によってなされ得る。結果生成する石のようなプロフィールは、１００％バイオベースであり、ＰＶＣやその他の石油化学系の押し出し成形品に代えて環境に優しくかつ高度に美的な製品に代替することが望まれるコーナーガード、幅木、エッジバンド、パーティション、木工製品、及びその他の建築部材に使用され得る。部材を製造するためのその他の処理過程は、射出成形、ブロー成形、及びその他のプラスチック加工の形態である。
【０１８５】
用途によっては、例えば、学校、病院、及びその他の施設の建物や商業的な建物など第１級の防火材を必要とする用途によっては、さらなる性能が求められる。ＰＬＡかバイオ複合材粒子に対してリン酸アンモニウムの形態を含む防火材パックが添加され得るが、これは、押し出し過程で優しくかき混ぜられ、防火材バイオラミネートまたはマッチングプロフィールが創られる。
【０１８６】
ベニヤ板の実施形態
【０１８７】
図７を参照すると、いくつかの実施形態によるベニヤ板バイオラミネート複合材アセンブリの断面図７００が示されている。ベニヤ板基材７０２は、接着剤層１０４と接触し得る。接着剤層１０４は１つまたは複数のバイオラミネート層１０２と接触し得る。ベニヤ板基材７０２は、例えば、接着剤層１０２とも接触し得る。バイオラミネート層１０２は、薄膜など、多層を含み得る。ベニヤ板基材７０２は、例えば、硬質基材とさらに接触し得る。
【０１８８】
ベニヤ板７０２は、装飾的なデザイン、テキスチャー、または外観を含み得る。バイオラミネート層１０２は、例えば、透明、半透明または薄く色が付いたフィルムとすることができる。バイオラミネート層１０２の下層及び粘着材層１０４の代わりに、浸透した下地紙層が選択的に基材７０２の底面に配置され得る。
【０１８９】
アセンブリは、ベニヤ板基材７０２、選択的にテキスチャー加工の上面を有する、透明の、薄い色のついた、または半透明のバイオポリマー層１０２、浸透した下地紙層及び透明のラミネート接着剤１０４を含み得る。
【０１９０】
一般的に、木製のベニヤ板は、様々なベニヤ板処理過程を使用して製造される。木からの生産高を最適化する、極めて薄く脆い特性を有する再構成ベニヤ板または木製のベニヤ板をさらに製造するために、いくつかの新しい加工が現在開発段階にある。これらのベニヤ板は、従来の手段では、仕上げや加工処理が困難である。木製のベニヤ板は、本物の木材または再構成の木製ベニヤ板とすることができる。
【０１９１】
Ｎｅｅｈａｎラテックスを浸透させた下地紙などの下地紙は、複合材下地として使用され得る。下部接着剤層１０４とバイオラミネート層１０２に代えて、或いはこれらに加えて、下地層がベニヤ板基材７０２の上側または下側に配置され得る。下地層の代わりに、ゴム、ファイバーゴム複合材シート、硬質基材、またはその他の複合材が、ベニヤ板の底面または下側でベニヤ板基材と接触し得る。
【０１９２】
テキスチャー加工したバイオフィルムの上層と、木製のベニヤ板層、及び下地を含む最終的なバイオベースのベニヤ板アセンブリは、硬質基材上に平面的にラミネートされるか、或いは起伏のある３Ｄの硬質基材に三次元（３Ｄ）成形されるために使用され得る。基材は、木製の複合材、アグリファイバー複合材、プラスチックファイバー複合材、セメントファイバー複合材、及びその他の形態の複合材の基材を含み得るが、これらに限定されない。
【０１９３】
バイオベースのベニヤ板は、通路扉やキャビネットのドアなどのための起伏のあるパネル部材などの様々な３Ｄの硬質基材にラミネートされ得る。この場合、ベニヤ板に、最終的な仕上げ過程を要求する、より大きな木材アセンブリの一部として、研磨やスプレー仕上げがなされ得る。ベニヤ板アセンブリは、大抵の石油化学系プラスチックと比較して、一般的な木材塗層の様々な種類に対して良好な接着機能を有する。
【０１９４】
ベニヤ板アセンブリは、キャビネット、キャビネット扉、通路扉、什器、家具、木工製品、フローリング材、壁紙、柵、天井タイル、及びその他のベニヤ板用途を含むがこれらに限定されない広範な用途を形成するためにラミネートされ得る。
【０１９５】
波型の(corrugated)実施形態
【０１９６】
また、本発明の実施形態は、押し出されたバイオプラスチック基材またはコア材と接触する１つまたは複数の表面層やシートを含む構造的な、及び／または装飾的な軽量パネルまたはラミネートアセンブリに関する。接着剤層は、例えば、基材と層に接触し得る。基材またはコア材は、湿気による攻撃に強い耐性を有することができ、トラス要素の間の選択的な開口した空間が熱による膨張と収縮を調節する柔軟性を与える。構造アセンブリは、その中に標準的な熱溶融性接着剤が使用され得るポリオレフィンや機能的極曲面と比べて、より高い剛性を有し得る。
【０１９７】
１つの実施形態において、２つ以上の金属表面シートを使用することができ、コア材は波型のバイオプラスチックコア材とすることができる。コアとなるシートや本体は連続的なプラスチック押し出し技術によって形成され得る。ダイアゴナルプラスチックウェブ(diagonal plastic web)や垂直なプラスチックＩビームがバイオ波型材料のトラス要素に使用され得る。さらなる実施形態は、糊接着剤で貼り合わされ得るバイオプラスチック波型シートの１つまたは複数のラミネート層を含む。代替的に、ベニヤ板または曲面を有する丸みを帯びた構造体としての使用を可能にするために、プラスチックのコア材の一つの側に接着することができる片側のみの表面シートが使用されてもよい。さらなる実施形態は、例えば、高圧ラミネート、硬質なプラスチック、天然ファイバー強化シート及びファイバーガラスシートなどの表面シートを含む。
【０１９８】
バイオ波型システムは、木材、合板及び前記２つのうちのいずれかから製造される複合材など、湿気に弱い建築材料に代替して、商業目的または居住目的に使用され得る。本発明の実施形態は、湿気による膨張、風化、凍結融解サイクルに耐え得る、軽量で経済的な、環境に優しい構造体及び／または装飾パネルを提供する。かかるパネルは、製造が容易で製造過程において材料を最大限に利用する。
【０１９９】
実施形態は、高い引っ張り強度を有する耐久性のある材料で製造された少なくとも１つの表面シートと、１つまたは複数の波型の層から構成されるコア材とを有する構造用パネルを含む。コア層は、間隔を空けて配置された内部バイオプラスチックトラス要素を提供するために、ラミネートされ得る。コアは、接着剤にて表面シートと接触させることができる。
【０２００】
コアを構成する層の接着剤接合は、デラミネーションに対して極めて抵抗性の高い、高い強度のラミネート接合を提供する。コアは、双極性であってよく、標準的なホットメルトによる接着方法による接合、ラミネーション、及び融合に関して高い親和力を有する。基材は、危険で、また高価になり得る火炎処理、コロナ処理、プラズマ処理など、接着のための表面加工を必要としない。バイオプラスチックコア本体は、湿気による攻撃に対する抵抗性が高く、トラス要素の間にある空間は、熱膨張、熱収縮に対応するための柔軟性を提供するものであってよい。また、コアは、通常、４００，０００ｐｓｉを超える弾性係数を有する高い剛性を有することができる。コアまたは基材は、パーチクル・ボードなど現在多く使用されているコア材と同等またはこれより高い剛性を有し得る。加えて、コアは競合製品よりも軽量とすることができ、ホルムアルデヒドの接着剤の有毒ガスを排出しない。
【０２０１】
ＰＬＡ、ＰＨＡ、またはＰＨＨＡなど１つまたは複数のバイオプラスチックから製造されるコア本体を使用すると、アセンブリまたはシステム全体に対して特有の性質が得られる。表面シートは、金属が高い引っ張り強度を有することから、金属から製造されてもよい。特定の用途には、プラスチック、高圧ラミネート、ファイバー強化皮膚も使用され得る。
【０２０２】
ＰＬＡまたはＰＨＡバイオプラスチックは、望まれる形状またはプロフィールを提供するために、処理方法を使用してプロフィールや波型成形品として押し出され得る。コアは、同じ方向にラミネートされるか、或いは、直交するバイオプラスチックの波型材料の単層または多層を含み得る。２つの金属表面シートは、バイオプラスチックコアの反対側に接合され得る。
【０２０３】
アセンブリまたはシステム全体は、２つの表面シートを使用するときでさえ、０．１２５インチから１インチを超えるまでの厚さにて製造されることができる。最適またはカスタマイズ可能な特性を提供するため、コア内のバイオプラスチックには添加剤が利用され得る。バイオプラスチックコアの層は、標準的なホットメルト添加剤及び標準的なラミネート方法を使用してラミネートされ得る。コアは、最大のリニア機械的強度を得るために、例えば、全部の溝(flute)と同じ方向に全部の溝を配置した状態でラミネートされ得る。代替的に、または、これに引き続いて、さらなる強度付与のために、合板のクロスバンドと同様に、シートが互いに異なる方向を向くように波型のバイオプラスチックシートが回転されてもよい。
【０２０４】
ラミネーションは、ＥＶＡ（エチレン酢酸ビニル）などの接着剤を利用し得る。その他の接着材料は、例えば、反応性ポリエステルエポキシまたはポリウレタンまたは様々な種類のラテックスとすることができる。スプレーやミスト用のための接着剤に熱及び／または圧力が適用され得る。エポキシは、砕けやすい傾向があるために、ラミネートが曲げたり加工されたりする場合には、より大きな弾性を有するポリウレタンの接着剤または変性エポキシ（ＴＳ）が使用され得る。ＰＬＡまたはＰＨＡに由来するバイオプラスチックコアは、ポリエチレンや多くの石油化学系プラスチックが要するような表面接着剤用の前処置が不要な、特有の極曲面または機能表面を提供する。
【０２０５】
トラス要素は、Ｉビーム、「ｘブレース」、波型または正弦波の成形品を含み得る。トラスシステム中に空間を創ることによって、パネルシステムは、別個の構造要素を使用する競合製品よりも低廉、軽量、そして強固なものとなる。
【０２０６】
屋外の壁構造の一部に利用される場合、構造用パネルは、耐熱性を要求されることがよくある。コア本体（すなわちプラスチック）用に異なる非導電性の材料を使用することによって、本発明の実施形態のパネルは、パネル全体を流れる熱フローに対して高い耐性を提供する。パネルにダメージが発生したり、その原因が生じたりすることをあまり考えなくてよいことから、パネルの熱特性によって、建築物のパネルの壁面における湿気のコントロールが向上する。本発明の実施形態のパネルは、いくつかの理由により、従来の合板や木材パネルよりも優れている。ベニヤ板のコアを有する従来の構造用パネルは、水分を容易に吸収し、材料の品質に劣り、また、老齢樹の天然資源が減少していることから、年々高価になっている。合板は、こぶや割れ、及び生物としての劣化など天然由来の欠点を有する。水分が蓄積したり、水に晒されたりすることで、腐食、腐敗が起こり、また、最終的には自然の劣化により、消費しつくされる。
【０２０７】
上記のパネル及びシステム用の用途は、金属製キャビネット、ストレージシステム、パレット、手洗いの間仕切り、建築用パネル、羽目、軽量輸送用パネル、ディスプレイ及び展示用パネル、曲面パネル、座席などを含み得る。
【０２０８】
三次元バイオ複合材基材の実施形態
【０２０９】
いくつかの実施形態において、三次元のバイオ複合材基材は、本明細書にて記載のバイオラミネートによってラミネートされ得る。このような三次元のバイオ複合材基材は、装飾的な木工製品、ドア部材、またはその他の建築用リニア部材に有用となり得る。
【０２１０】
例えば、三次元のバイオ複合材基材は、装飾的バイオホイルと建築用リニア部材として使用されるバイオ複合材押し出し基材とを含むリニア押し出しバイオ複合材アセンブリとすることができる。バイオホイルは、バイオポリマー、バイオコポリマー、変性バイオポリマー、またはバイオ複合材基材を含み得る。バイオホイルは、印刷、内部着色剤、または装飾的な含有物によって装飾的とすることができる。バイオホイルは、リニアラップ方法によって使用され得る。
【０２１１】
その他の実施形態において、三次元のバイオ複合材基材は、押し出された基材を含むリニアラップされたバイオ複合材とすることができる。基材は、石油化学系プラスチックとアグリファイバー、石油化学系プラスチックと木材、石油化学系プラスチックと製紙工場スラッジ、ＰＬＡなどのバイオプラスチック、またはバイオ複合材中のバイオプラスチックと木材、アグリファイバー、及び製紙工場スラッジであってもよい。基材は、発泡体や固体とすることができ、及び／または発泡プラスチック若しくはバイオプラスチックを含み得る。
【０２１２】
壁紙の実施形態
【０２１３】
いくつかの実施形態において、バイオ複合材基材は、バイオラミネートを選択的に伴って、フレキシブルなビニール製壁紙の代替として提供され得る。ビニール製壁紙は、その洗濯可能性と強靭性により、商業用途に頻繁に使用されている。フレキシブルなＰＶＣは、極めて有害と考えられるフタル酸可塑剤を大量に含み、危険な揮発性物質を放出する。本発明は、押し出し過程において、フレキシブルなＰＬＡフィルムの裏面にラミネートされる不織または織られた下地層を加えるだけで看板用途に使用されるフレキシブルなバイオフィルムと同様のものを創るために、ＰＬＡをＨａｌｓｔａｒ可塑剤と併用する。フレキシブルなＰＬＡが押し出されると、布製のファイバー下地層層が圧縮され、粘弾性を有するフレキシブルなＰＬＡフィルムの裏側に溶融される。
【０２１４】
冷却され、ロールされた後、フレキシブルな下地フィルムは、乳酸に由来するバイオインキを使用して印刷される。選択的に、透明な液体の保護コーティングが使用され得る。この透明な液体は乳酸インキの形態であることが好ましい。その他の標準的なコーティングも使用可能だが、１００％のバイオ的に好ましい製品を維持するには、透明な液のバイオインキが好ましい。透明な液のコーティングのその他の選択肢としては、表面へ熱溶融される、その他の透明のフレキシブルなＰＬＡ薄膜である。
【０２１５】
可塑剤と、選択的に潤滑剤を添加することで、アルミナ三水和物や水酸化マグネシウムなど、ハロゲンを含まず粉末状の環境に優しい、防火材を加えることが遥かに容易になることを見出した。こうして、防火材を十分に加えることにより、屋内用途コード要求事項のためのクラスＩ  Ｅ８４を満たし得る製品を提供しつつ、高いフレキシブル性が維持される。
【０２１６】
その他の追加的な付加価値のあるステップは、塗布の一助とするため、また、塗布を容易にするために裏面に壁紙用接着剤を使用することを含み得る。
【０２１７】
１つの実施形態において、このようなフレキシブルな壁紙は、ＰＬＡ及び、Ｈａｌｓｔａｒ可塑剤及びバイオベースの透明なインキコーティングを有するバイオベースのインキを含む。その他の実施形態において、乳酸及びその他のバイオ結合剤／添加剤由来のバイオベースのインキを使用する装飾的なバイオ壁紙が提供される。その他の実施形態において、選択的な防火材とともに、透明な乳酸印刷インキに由来するバイオベースの透明のコーティングが提供され得る。さらなる実施形態において、織られたまたは不織の下地を有する可塑化された乳酸に由来するバイオベースのフレキシブルな壁紙が提供される。
【０２１８】
バイオラミネート複合材の製造方法
【０２１９】
図２を参照すると、いくつかの実施形態によるバイオラミネート複合材構造の製造方法のブロック流れ図２００が示される。非プラスチック硬質基材１０６が１つまたは複数のバイオラミネート層１０２によって形成され、またはラミネート２０２され得る。成形すること２０２は、熱成形、真空成形、熱成形またはこれらの組み合わせを含み得る。添加剤は、成形すること２０２の前、中、後において入れることができる。
【０２２０】
図３〜図６を参照すると、いくつかの実施形態によるバイオラミネート複合材アセンブリの拡大図（３００、４００、５００、６００）が示されている。硬質な非プラスチック基材などの基材１０６が、接着剤層１０４を第１側面に使用して、透明なバイオラミネート層３０２と接触し得る。透明なバイオラミネート層３０２は、例えば、リバース印刷層３０４と接触し得る。いくつかの実施形態において、これらは、例えば熱による融合によって接合され得る。基材１０６の第二側面には、第二のバイオラミネート層１０２が、熱成形やラミネーションなどによって接触し得る（図３参照）。
【０２２１】
透明なバイオラミネート層４０６は、ダイレクト印刷層４０４と接触し得、その後、例えば、透明な保護コーティング４０２によって外面を保護され得る（図４参照）。バイオラミネート層は、その間に、白色バイオラミネート層１０２、表面バイオラミネート層３０２、及び印刷層５０２などの２つ以上の層を含み得る（図５参照）。表面層３０２は、例えば石英を含み得る。その他の実施形態において、防火材がバイオラミネート層６０２に一体化されることができ、その後装飾層とダイレクト印刷５０２され得る。透明なバイオラミネート層４０６は、外面を向いていてもよい（図６参照）。
【０２２２】
以下で、これらの様々なステップをさらに詳細に記載する。
【０２２３】
ポリ乳酸すなわちＰＬＡは、通常０．００３インチ〜０．０６０インチの厚さの極薄のシートまたはフィルムを製造するために押し出し法が使用されるパッケージフィルムに加工処理される。ＰＬＡは、その伸長粘度が低いこと及び溶融状態における形状保持能力が欠如していることから、押し出しが難しい。
【０２２４】
押し出し加工の際には、ポリエチレン、ポリプロピレン、及びその他の形状の熱可塑性物質の形状などの多くのプラスチックは、粘度の一般的な測定方法として、メルトインデックスを使用する。通常、これらのプラスチックの押し出しグレードのメルトフローインデックス（ＭＦＩ）は、０．１〜２ＭＦＩの間である。かかる測定は通常、プラスチックがかかるレベルまで加熱され、フローまたは材料がオリフィスを一定の時間で通過する華氏１９０度でなされる。押し出しグレードは、プロフィール押し出し用にその形状を維持できる処理温度レベルにおいて極めて高い粘度を有する。より高いメルトフローインデックスまたはより低い粘度を有する物質は、プロフィール押し出しに問題があり、その形状を保持できない。これは、押し出しグレードのプラスチックより低い分子量を有することにもよる。ＰＬＡは、４〜１０の間のメルトインデックスを有し、通常、３ＭＦＩを下回ることはあり得ない。加えて、ＰＬＡは、Ｔｇすなわち熱たわみ温度と融点との間の範囲がより広い、極めて特徴的な熱特性を有する。通常、ＰＬＡは、その推奨される処理温度である華氏３９０〜４２０度近傍の融点を有する。また、ＰＬＡは、多くの一般的なプラスチックの熱たわみ温度よりも低く、華氏１１０度を若干上回る、熱たわみ温度を有する。通常のプラスチック加工では、プラスチック処理温度は、プラスチックのＴｍすなわち融点よりも通常１０〜２０度高い。ＰＬＡ処理に関する公表データにおいては、処理温度はＰＬＡの融点である華氏３９０度よりも高い温度で処理されるのが通常である。
【０２２５】
本明細書で提供されるバイオラミネート層に使用されるＰＬＡは、押し出しフィルム処理における融点よりも高い温度で処理され得る。また、バイオラミネートにおいて使用されるＰＬＡは、その粘弾性を有する状態の融点を下回って処理されることができ、バイオラミネート層において、より高い結晶化度を維持し得る。例えば、その出願の全内容が本明細書に組み込まれる、２００７年１１月２日に出願した米国特許出願番号１１／９３４／５０８を参照されたい。発明の実施形態によれば、バイオラミネート層を製造するための押し出し過程は、融点よりも十分に低い温度で行われることができ、ＰＬＡをその結晶状態に維持し、ＰＬＡをその粘弾性状態にて処理する。１つの実施例において、フラットシート及びエッジバンド合わせや木工製品のピース合わせなどの三次元プロフィール合わせが製造され得る。
【０２２６】
米国特許出願番号１１／９３４／５０８は、ＥＶＡ型や合成型の結合剤と組み合わせたＰＬＡは、ＰＬＡの融点より下で処理できることを、教示する。加えて、このことは、防火材が添加できることを教示する。本明細書で開示する実施形態において、結合剤と極性の高いＰＬＡを組み合わせると、極端に脆くＰＶＣ用途の要求を満たさない物質を存在させることなく防火材をクラスIのレートに達する要求水準まで含めるのが困難になる。この技術は、耐性の高いプロフィール形状を製造するためには有用だが、ＥＶＡの添加は、これらの実施形態において不要である。その他の形態の添加剤は、ＰＬＡの融点より下の温度で処理すると、類似の結果を達成し得る。従って、本発明の実施形態は、上記参照した結合剤に代替する様々な形態のバイオ可塑剤／バイオ潤滑剤を使用する。加えて、実施形態は、ずり速度を上げ、ＰＬＡの融点よりも低い処理温度を維持することによって、高い耐性を有するプロフィール押し出し成形品が製造され得ることをも示す。
【０２２７】
ＰＬＡがゴムに似た「弾性状態」にある特定の温度範囲でＰＬＡを処理する場合、ＰＬＡは非晶質状態にとどまり、その他の様々なエラストマー材料のそれと類似の作用を有する。この状態では、また、材料は湿度やずれに左右されにくい。実際、処理の際に、ＰＬＡがこのようなエラストマーの状態にあるずり速度がより高いと、プロフィール押し出しにおいて、様々な添加剤を添加して有利になることが分かった。ＰＬＡは、華氏約３９０度の融点を有する。本発明の実施形態は、十分なずり速度があれば、ＰＬＡはその融点よりも遥かに低い温度で処理され得る旨、教示する。この実施形態において、プロフィール押し出し法では、華氏約２８０〜約３４０度で処理がなされ、より好ましくは華氏約３００〜約３２０度である。充填剤を多く添加することで、より高い温度が使用できるが、ＰＬＡの融点よりも下であることが好ましい。
【０２２８】
天然ワックス、リグナン、または可塑剤などのバイオ潤滑剤が、この低温度の粘弾性処理において補助的役割を果たす。ワックスや可塑剤は、バイオベースの材料であることが好ましい。本発明の実施形態は、ＰＬＡと可塑剤またはバイオ潤滑剤を使用して、プロフィール押し出しの連続成形品に加工される２つの部材組成物が、その融点よりも低い温度で処理され、高い耐性の複合形状のプロフィールを製造し得ることについて記載する。
【０２２９】
こうした処理条件で、様々な生分解不可能なプロフィール成形品の用途のため、より広範な最終的な性能品質の製品を開発するために、様々なその他のポリマー添加剤を添加することに加えて、液体や固体の様々な添加物、充填剤、強化剤を混合することが可能である。ＰＬＡは、軽量のプロフィール押し出し成形品を製造するために、セルカ(celuka)ダイシステム、発泡剤またはバイオ発泡剤を使用して発泡体とすることができる。固体または発泡体のプロフィール形状に対して、木質ファイバー、木くず、製紙工場スラッジ、アグリファイバー、麦わら、鉱物、ファイバーガラスファイバー、デンプン、タンパク質、及びその他の形状の充填剤または強化剤などが添加され得る。結果生成したバイオプロフィールは、バイオラミネート複合材やその他のバイオラミネートと同じ柄模様を用いた印刷などと調和するように、全体が着色されてもよい。これにより、建築デザインにおける環境要素の美的な調和を可能にするために、ビル、オフィス、及び商業ビルに対する全体的なソリューションを創り出す力が生まれる。
【０２３０】
合成物質、天然鉱物、またはバイオ材料などの充填剤が、エラストマー状態のバイオポリマーに添加され得る。これらの物質をバイオポリマーのエラストマー状態に添加することで、その融点より下にとどまり、バイオポリマーの結晶化を最小限にすることにより、遥かに高いずり速度による処理が可能になり、分散性が改善し、バイオポリマーの脆さが改善する。
【０２３１】
上述の通り、バイオラミネート複合材アセンブリ中のバイオラミネート層は、着色剤システムを含み得る。着色剤は、バイオコポリマーと混合することにより、及び／または単色及び多色の審美性が高いバイオラミネートとマッチング（調和）プロフィールを提供するために、染めやその他の着色方法にてファイバーを着色することにより、バイオラミネート層に直接添加されてもよい。
【０２３２】
ＰＬＡを主成分として選択的な添加剤を有するバイオラミネート層は、ＰＶＣまたはＨＰＬ装飾表面製品の要求を満たすためにシート押し出しされてもよい。バイオラミネートの押し出されたシートは、バイオラミネートの透明な非結晶質バイオラミネートを得るために融点より上で処理されてもよいし、または、その結晶性を増すために粘弾性状態にて融点より下で処理されてもよい。押し出されるバイオラミネートは、０．００２インチ〜０．３インチの厚さで押し出され得るが、０．００５インチ〜０．０３０インチであることがより好ましく、０．０１０インチ〜０．０２５インチであることが最も好ましい。熱押し出しされたバイオラミネートの透明なシートは、その後、冷却と、バイオラミネートの表裏面にテキスチャー加工することの目的との両方のために様々なローラーで処理され得る。上面テキスチャー加工は、滑らかな高い光沢レベルからテキスチャー加工度の高い平面にまでわたり得る。カウンター、テーブル、そして多くのキャビネットドア用途に、引っかき傷が目立ったり、光の反射が低下したりしないために、１０〜３０度の光沢レベルが好ましい。バイオラミネートの裏面は、上面側のテキスチャーと調和させることができるが、ラミネート時の接着性を高めるために、低い光沢度の平面であることが好ましい。バイオラミネート材料は透明とすることができるものの、両側に同じまたは異なるテキスチャーを加えると、バイオラミネートが半透明になり、透視することが困難となり得る。
【０２３３】
透明なバイオラミネートが押し出された後、このバイオラミネートは、液体最終加工に直接代替して、製品に対してＶＯＣ環境に配慮した高性能の仕上げを提供する、木材またはアグリファイバー複合材への透明なフィルムによる仕上げとして選択的に同形状にて使用できる。
【０２３４】
いくつかの実施形態において、半透明のバイオラミネートは、上面にダイレクト印刷され、裏面にリバース印刷され、または、様々な印刷方法やインキ（前記議論した）を使用して、バイオラミネートの層内に印刷され得る。印刷方法は、インキジェット、ロータグラビア、フレキソ印刷、染料昇華方法、ダイレクトＵＶインキジェット印刷、標準化したインキまたはＵＶインキによるスクリーン印刷、及びその他の方法による印刷を含むが、これらに限定されない。印刷処理過程において、バイオインキが利用され得る。印刷インキの接着性を最大限にするために、印刷の１つの方法として、印刷前後においてインキか基材かを加熱しておくことができる。いくつかの場合において、こうした層の接着性を改善するために、第１層が、バイオラミネート表面と印刷層との間に使用され得る。
【０２３５】
印刷処理過程は、印刷が平面テキスチャーでよい裏面にリバース印刷されている単一層の透明なバイオラミネートを印刷するために使用され得る。印刷処理過程は、平面を濡らし、バイオラミネートの透明度を高める。バイオラミネートを加熱によりラミネートすることは、その非結晶質性を高める。これにより、バイオラミネートはより透明になり、印刷がより高品質になり得る。印刷が透明なバイオラミネートの裏面になされるので、バイオラミネートは、表面に印刷されているＰＶＣ製品に比べて厚い磨耗層を有し、美的な印刷層を保護するための最小限の層しか表面に有しないか、保護のための層がない。
【０２３６】
適度な接着力を有し、サーモホイル用途にある程度の伸縮力をする限りは、溶媒、ＵＶ硬化、シルクスクリーンインキ、及びその他の形態のインキを含む様々な印刷インキが使用され得る。いくつかの試験パターンでは、特定のインキは硬質すぎて、ラミネート処理過程で割れたり接着性を失ったりする。１つの適切なインキは、インキ層を含む１００％バイオベースの製品を提供するＭｕｔｏｈ  Ｖａｌｕｅｊｅｔデジタル印刷システム用のＭｕｂｉｏなどのバイオベースのインキ（すなわちバイオインキ）である。
【０２３７】
バイオホイルへの印刷は、最終製品に高いデザイン性を付与するために、バイオホイル用のダイレクト、リバース、またはサンドイッチ方法を使用する上記の任意の方法によって達成され得る。デジタル印刷との一体化も、製品を大量にオーダーメイドすることを可能にする。多くの場合、印刷は、透明な保護用の液体コーティングを伴って、白色のバイオホイルにダイレクト印刷され得る。
【０２３８】
１つの実施形態において、０．０１０インチ未満、０．００５インチ未満の薄いＰＬＡフィルムが、様々なフォーマットのデジタルプリンタまたはその他の印刷手段によって、リバースにダイレクト印刷され得る。テキスチャー加工が十分になされた、ファイバーに分解された鉱物やバイオベースの結合剤を含む再生鉱物ファイバー複合材が、適度な大きさにカットされて調製され、また、加熱により活性化する接着剤が上面及び側面に使用され得る。ＰＬＡフィルムの画像は、柄模様、写真、記号、または通常コンピュータが生成する任意のアートワークの形態とすることができる。複合材は、その表面に載せた印刷フィルムとともに、サーモホイルマシンに配置され得る。ＰＬＡフィルムは、せいぜい華氏約１４０度までの加熱で、数秒間保持され得る。通常のサーモホイルの温度では、かかるフィルムにたるみが生じ、真空処理の間に穴が開く場合がある。その後、真空処理は暖かいフィルムの下でなされることができ、その後、硬い石のような鉱物ファイバー複合材のテキスチャーを呈することになる。結果生成する「エコアート」は、印刷層が透明なフィルム層の下にあるという事実により、高い耐摩耗性を有し得る。最終製品は、結局、そのバイオ含有率が約３０％、再生物の含有率が約６０％、そして自然粘土の含有率が、バランスをとって１０％となる。
【０２３９】
バイオラミネート層は、押し出されたバイオラミネート材料の１つまたは複数の層を含み得る。多層を製造する際、層をバイオラミネート表面層へと成形するために、熱ラミネート処理方法が使用され得る。各層は、同じであってよく、類似してもよく、または、特定の、異なる機能を有していてもよい。バイオラミネートの多層は、熱及び圧力によって溶融され得るが、このような溶融において、熱プレスシステム及び約５０ｐｓｉの合理的な圧力によって、材料はバイオポリマーの融点よりも僅かに低い融点を有している。接着両面テープ、加熱により活性化する接着剤、溶剤結合及びその他の方法など、バイオラミネートの２つの層を融合するその他の手段が使用され得る。融合されると、これらの層は、多層機能的バイオラミネートを形成して、非プラスチックの基材にラミネートされるかサーモホイルされ得るようになり、バイオラミネート複合材アセンブリを形成する。
【０２４０】
バイオラミネート複合材またはバイオラミネート複合材の任意の層は、非プラスチック基材上にラミネートされ得る。選択的に、紙、不織マット、織りマットまたはその他の形態の下地が、非プラスチック硬質基材にラミネートされる前にバイオラミネート表面の裏側に配置され得る。様々な製造者は、バイオラミネートを非プラスチック硬質基材にしっかり接着させるために、当業界の単純な水性ＰＶＡ糊接着剤を使用することができる。加えて、このことは、バイオラミネート層の追加的な機能性を付与し得る。
【０２４１】
いくつかの実施形態において、バイオラミネートを密着させるために、加熱により活性化する接着剤が使用され得る。これは、底面のラミネートが吸水し、熱がなくても接着できることが必要な、ＰＶＡなどのコールドプレス接着剤には有用となり得る。これらの実施形態のバイオラミネートは、例えば、両側が完全に防水性である。このようにして、ラミネートの際に熱処理を行うことで、ＰＬＡの「極」性が増し、特定の用途に要求される程度の高い接着強さが生まれる。ラミネートのその他の適切な方法は、高圧ラミネート処理方法において、加熱により活性化または熱硬化する接着剤を使用することであろう。
【０２４２】
ラミネートは、平面ラミネートまたは三次元のラミネート処理方法を含み得る。平面ラミネートは、ラミネートを木材またはアグリファイバー複合材基材に接着するために、現在、高圧ラミネートにおいて使用されている。平面ラミネートは、接着剤または糊接着剤層を基材かラミネートに使用することに基づいて、その後、圧力を利用して、ともにラミネートするというものである。平面ラミネートは、多くの種類の糊接着剤と、ホットプレス、コールドプレスの両方、または、感圧システムなどの処理方法を使用することができる。ホットラミネートシステムでは、改良された接着剤をバイオラミネートと基材の間に入れることができる。
【０２４３】
多層のバイオラミネート表面を製造するために、通常、ＰＬＡフィルムの多層が使用され、選択的にＰＥＴ、アクリル、ポリカーボネート、ＰＥＥＫ、またはその他の高性能プラスチックが表面磨耗層として使用され得る。いくつかの場合において、ＰＬＡそのものが上層の磨耗層として使用され得る。これらの全ての層を多層の単一シートバイオラミネートに結合させ、均一なシートを製造するために、熱溶融が利用され得る。接着剤は、層の結合に使用され得るが、熱溶融がその代わりに使用されてもよく、基材にラミネートされるバイオラミネートのホットラミネートあと処理における性能を容易にすることができる。２つのホットローラーが材料を加熱し、層を均一な溶融シートに「摘んで」(“nip”)入れるロールラミネートも、処理方法の１つとなり得る。ホットプレスなどその他の方法が使用され得るが、連続的な処理方法であることと、よりコントロールしやすいことから、ホットロールラミネートが好ましい。
【０２４４】
サーモホイルラミネート即ち熱成形は、非プラスチックの基材が、テーブル表面、加工表面、キャビネットドアなどの三次元部分に機械加工される三次元ラミネートによく使用される。水性ウレタン接着剤は、基材表面にスプレーされ得る。真空プレスや膜プレス機を使用した熱と圧力により、バイオラミネート層は基材へと成形されることができ、同時に接着剤は、加熱により活性化して、硬化する。
【０２４５】
プロフィールラップは、熱成形（すなわちサーモホイル）と類似するが、木工製品、窓、及びその他のリニア部材を製造するためにリニア処理機器を使用して行われる。この実施形態において、基材は、木材またはアグリファイバー複合材から機械加工されて、リニア木工製品形状となる。機械処理をなくし、機械処理による廃棄物を減らすために、プロフィールラップは、天然ファイバーまたは鉱物とプラスチックからの形状押し出しによってもなされ得る。通常、プロフィールラップマシンを使用する際には、ホットメルト付着接着剤が熱い状態で基材またはバイオラミネートに使用され、その後、一連の小さなローラーを使用してプレスをし、リニア基材の上にバイオラミネート層を形成する。
【０２４６】
リニアラップは、薄いフィルムを木製の機械加工した基材上に適用するために使用され得る。通常、これらのフィルムは、全てＰＶＣ製である。ＰＶＣの使用に対する懸念の高まりと、その環境に与える負の効果から、本発明は、窓、ドア部材、敷板、木工製品、及びその他のリニア建築部材のための真にグリーンな選択肢を提供する。前回の特許出願において定義されたバイオラミネートまたはバイオホイルは、装飾フィルムの形態で、厚さが０．０１０インチ以下で製造されている。フィルムは切れ目が入っており、適切なロール幅になる。以下で定義する様々な環境に優しい基材が押し出されて最終形態になる。これらは、発泡体から固体まで、様々な形態をとることができ、また、通常複合材マトリックスの形態である。リニアラップマシンを使用して、通常はウレタンであるホットメルト接着剤が溶けた状態で使用され、基材上でロールされる。ホットメルト前は、糊接着剤は、一連のローラーを冷却することができ、バイオホイルを使用して、圧力をかけて、これを表面へと成形することができる。いくつかの場合において、バイオホイルは、複合成形品に成形できるように材料を軟らかくするため、事前に加熱され得る。最終的な部分は、多くの建築物や部材に使用可能なリニア部材である。
【０２４７】
標準的なラミネート加工表面においては、エッジバンドが要求される。融点よりも低い温度で処理され、粘弾性状態にあるＰＬＡなどのバイオポリマーは、バイオラミネートの製造と同様に、成形したエッジバンドやその他の支持部材(support component)などのプロフィールを製造するために使用され得る。本実施形態において、非プラスチック硬質基材に機械的に取り付けられるＴ成形(tee molding)または糊付けされる平面プロフィールエッジバンドが記載されている。バイオエッジバンド合わせは、調和の美と性能をもたらすために同じバイオポリマーまたはバイオコポリマーシステムを使用してなされ得る。加えて、オフィスやビル全体のソリューションのために美的な調和のとれたグリーンシステムを創り出すために、調和のとれたリニアプロフィールラップされた木工製品が、木材、アグリファーバーまたはプラスチックファイバー複合材押し出し成形品にラミネートされるバイオラミネート表面層を使用して製造され得る。
【０２４８】
エッジバンド合わせまたは木工製品プロフィール合わせを行うためのその他の手段は、木工製品などの連続したリニア形状において複合材基材のプロフィール押し出し法を使用して達成され得る。バイオラミネート層は、ＰＶＣ発泡体たる木工製品やＰＶＣラップされた木工製品の代替として、環境に優しい多くの木工製品を創り出すために、リニアラップ処理方法とホットメルト接着剤を使用してラミネートされ得る。
【０２４９】
通常、高圧ラミネートは、スリットラミネート形状またはプロフィール押し出しされたリニア形状のエッジバンドなどの支持製品を伴う。本発明の実施形態において、バイオラミネート層は、エッジバンド合わせとして使用されるために、切れ目が入れられたり、細片にカットされたりしてもよい。その後、「切れ目の入った」またはカットされたバイオラミネート層は、通常、僅かな圧力でホットメルト接着剤により基材のエッジへラミネートされ得る。バイオラミネート層エッジバンドはその後カット(trim)されてもよい。バイオラミネート表面層エッジバンドは、ソリッドカラー及び柄模様で印刷されたり、押し出されたりすることができる。
【０２５０】
本発明のいくつかの実施形態は、処理の間中、ＰＬＡまたはその他のバイオポリマーの結晶性を維持し、最終的な押し出し成形品やシート部材においてもかかる結晶性を維持するための新規な方法と選択的な組成物とを使用する。実施形態は、ＰＬＡ製品の製造には推奨されない、より高いずり速度と、通常は華氏３２０度または３００度よりも低い、極めて低い処理温度で処理する。これは、エラストマー状態の物質を、物質の融点より大幅に低い温度で処理し、また、物質が完全に無結晶の状態へと変わる場合の推奨される処理温度である華氏３８０〜４００度で処理するためである。従来の処理方法は、濁った押し出し部材か、透明でより壊れやすいパッケージ材料を提供する。
【０２５１】
この処理温度では、物質は完全に結晶化され得るが、完全に非結晶質の物質を創るためには、この温度と処理パラメータより低くなる。結果物は、濁っていることもあり得るが、程度の高い機械性能を維持しつつ、十分に高いフレキシブル性を有することができる。
【０２５２】
本発明の実施形態における処理方法によって結晶状態または部分的な結晶状態を維持することにより、ポリマーの粘性が大幅に減り、プロフィール用途や押し出し用途に代替し得る製品にとって有利な特性が維持され得る。また、本発明の実施形態の処理パラメータにおいて、物質は、押し出し三次元成形品の加工を可能にする異なるレオロジーとメルトインデックスを有し得る。
【０２５３】
添加剤がこれらの実施形態において、補助的な役割を果たし、相変わらずＰＬＡまたはＰＬＡ混合物の結晶状態を維持し得る。ナノ材料、充填剤、ファイバー、タンパク質、デンプン、木粉、木材ファイバー製紙工場の廃材、及びその他の材料がＰＬＡの結晶核の生成(nucleation)を増大させ、物質の結晶状態に影響を与える。融点より十分低い温度で処理をし、高いずり速度を用いることで、ＰＬＡが壊れにくい状態を維持することが可能となり、ＰＶＣ製品の望まれる特性と用途に関する要求をより満たすことになるだろう。その他の結晶核生成剤、充填剤、ファイバー、及び材料について試験をしたが、この新規な処理方法を用いるとプラスの結果となることが分かった。
【０２５４】
シートバイオ複合材は、再度加熱され、あと成形されて、流し台その他の三次元のあと成形製品などの用途の様々な成型品に製造され得る。通常の真空成形または単純にシートを過熱した後、モールド型に配置するによって、この処理方法が達成され得る。
【０２５５】
成形は、低廉な成形用金属を使用して、バイオ複合材粒子を用いてなされ得るが、この処理方法は、成形するうえで圧力を必要としない。溶融処理において空気孔が減るため、バイオ複合材粒子は、追加的な材料を供給する「注入口」(sprure)にある余分な材料が入った２つの側面を有するモールド型に配置される。より大規模な成形が必要になる流し台などの成形の場合は、より小さなバイオ複合材粒子のために、バイオ複合材粒子のかさ密度が高くなり、これによって花崗岩のような外観を維持するためにフローの範囲を狭めている。
【０２５６】
セルロースバイオラミネート複合材アセンブリの製造方法
【０２５７】
実施形態は、非浸透紙と押し出されたバイオポリマーのドライフィルムの層を利用したバイオラミネートアセンブリ製品とその製造方法に関し、この中で、非浸透紙及びバイオポリマーフィルムは、一度、加熱され、加圧され、及び水中に入れられて、バイオポリマーフィルムがその粘度を変え、紙への浸透、含浸が可能になり、多層を溶融して１つの複合材になる。この構造は、装飾的表面ラミネート層としての使用などの装飾的な表面用途または構造用複合材用途に使用され得る。実施形態は、浸透すなわち樹脂含浸を行った紙層、特に、装飾的な表面ラミネート層を使用した、バイオラミネートアセンブリ製品とその製造方法に関する。本発明の実施形態は、実質的にホルムアルデヒドの排出がない浸透紙を使用したバイオラミネートアセンブリを含む。このような実施形態は、高圧ラミネートの代替として使用され得る。その他の実施形態は、既存の形態のホルムアルデヒドベースのラミネート製造方法と協働する標準的な方法を使用する。さらなる実施形態は、樹脂製造中に圧力を使用したり、高価な変性剤を使用したりする必要なく、あと成形の特徴を改善することであろう。
【０２５８】
一般的に、このような方法は、第１紙層を提供すること、バイオベースのポリマーフィルム層を提供すること、及び第２紙層を提供することを含み得る。第１紙層と第２紙層は、少なくとも部分的に、バイオベースのポリマーフィルム層のバイオベースポリマー及び／または追加的なバイオベースのポリマー源に由来するバイオベースポリマーに浸透させることができる。第１紙層、バイオベースのポリマーフィルム層、及び第２紙層は、熱や圧力という手段の下で溶融でき、バイオラミネート構造体を形成する。溶融は、例えば、約２０〜約１５００ｐｓｉの間でなされ得る。いくつかの実施形態において、ＰＬＡバイオポリマーなどのバイオラミネート層は、乾いた押し出しフィルム成形品になり得る。
【０２５９】
これらの様々なステップが、より詳細に記載される。
【０２６０】
任意の適切な、織られたまたは不織のセルロース紙が使用され得る。適切な紙は、例えば、普通紙、クラフト紙、表面加工紙、木質紙、再生紙、装飾紙、印刷紙、ファイバー強化紙、グラスファイバー強化紙、薄い木製ベニヤ板、耐火紙、化学処理紙、ｐＨ調整紙、またはこれらの組み合わせを含む。セルロース紙は、麻、バガス、麦わら、及びトウモロコシ茎葉などの再生可能な植物ファイバーから採ったバイオベースの紙とすることができる。
【０２６１】
セルロース層をバイオポリマーで含浸させるための様々な方法が使用され得る。これらは、少なくとも１つの非浸透紙と少なくとも１つのバイオポリマーフィルムの束を複合材プレスし、融解したバイオポリマーを非浸透紙にダイレクトに適用し、セルロース紙を液体バイオポリマーで含浸させることを含む。
【０２６２】
少なくとも１つの非浸透紙と少なくとも１つのバイオポリマーフィルムの束を複合材プレスする際に、かかる束は、ホットプレスにおける熱及び圧力の条件下で処理される。温度は、華氏３１０〜４００度にわたり得るが、これらに限定されず、また、圧力は２０〜１５００ｐｓｉにわたり得る。紙の残りの水分含有量と紙の化学的性質は、プレスシステムにおいて紙を完全に浸透、含浸させるのに必要な時間に影響し、また、バイオポリマーの動的レオロジーにも影響するだろう。この方法は、複合材プレス処理前に紙が浸透されている必要がある、現行での要求をなくすものである。
【０２６３】
例えば融解したＰＬＡなど、融解したバイオポリマーをダイレクトに適用する実施形態において、融解したＰＬＡは、ロールコーティングを使用してダイレクトに適用され得る。特性または処理速度を高めるために、様々な添加剤が、コーティング用途の前に紙または融解したＰＬＡに混合され得る。様々な紙層がホットメルトロールコーティングマシンに配置され、融解した液体のＰＬＡが紙にダイレクトに適用され、冷却したローラーの間でロールされる。コートされた紙層は、その後、層の望ましい量へと束ねられ、複合材プレスにおいて熱と圧力下に置かれる。一続きの構造用複合材構造体を創るために、層を浸透させ、含浸させ、溶融するための温度は、華氏３１０〜４００度にわたり、圧力は２０〜１５００ｐｓｉにわたる。
【０２６４】
液体のバイオポリマーを使用する実施形態において、織った若しくは不織のセルロース紙または様々な形態のバイオファイバー紙が液体ＰＬＡまたはＬＡによって含浸され得る。その後、紙は、紙に十分染み込む低粘度の液体ＬＡ槽に浸漬され得る。乳酸はポリ乳酸の前駆体であり、紙に染み込ませるために低粘度とすることができる。
【０２６５】
ＬＡ浸透紙は、その後、熱、空気、またはその他の浸透紙を乾燥させるのによく使用される乾燥方法を使用して乾燥され得る。いくつかの実施形態において、乾燥し、浸透した第１紙層がテキスチャー加工され得る。浸透紙のコア層は、普通紙であってよい。表面層は広範なＵＶデジタル印刷を含むがこれに限定されない標準的な印刷手段によって予め印刷された柄模様、色、または画像の形態であってもよい。
【０２６６】
添加剤は、紙または樹脂、１つまたは複数の乾燥剤、重合剤、過酸化物及びその他の架橋剤、着色剤など、及び防火剤と接触させてもよい。
【０２６７】
ＬＡ浸透紙がひとたび乾燥すると、１つまたは複数の層がテキスチャー加工した紙、金属、または複合材プラテンに配置され得る。プラテンは、最終製品たるラミネートにテキスチャーを与えることができ、また、ラミネートが硬化し冷却している間に均一な冷却処理を行う。
【０２６８】
１つの実施形態において、印刷されたＬＡ浸透紙は最上に配置され得る。ＬＡ浸透紙の単層または層の束は、その後熱溶融されて固体ラミネートシートに成形され得る。温度は、ＬＡが十分にファイバーまで浸透されるまで、層が溶解されるまで、または望まれる重合が起きるまで、華氏約１２０〜３００度にわたる。
【０２６９】
熱溶融はホットプラテンプレスを使用して、最終製品たるバイオラミネートの望ましい比重または硬度に応じて圧力範囲が２０〜１０００ｐｓｉを超えるまで行われ得る。その他の実施形態において、層を加熱して固体のラミネートに溶融するために、ホットロールプレスが使用され得る。
【０２７０】
紙の単層も、下地層として使用され得る乳酸ポリマーを使用して浸透し、硬化し得る。この場合、浸透紙が製造され、その後、装飾ラミネートを創るために、色の付いたバックコートを有するポリ乳酸シートなどの薄いバイオベースフィルムに熱溶融され、または接着することができ、或いは、デジタルに画像化されることができる。浸透ＬＡ紙は、パーチクル・ボード、ＭＤＦ、アグリファイバー複合材、鉱物ファイバー複合材、及びその他の種類の薄いまたは厚い硬質複合材構造体など様々な硬質基材に容易にラミネートされ得る紙表紙を提供し、これによって、全くホルムアルデヒドを含まない、防水性の装飾的な表紙の選択肢を提供する。
【０２７１】
別の実施形態は、非常に汚れにくい性質と、高い程度の耐化学性、耐摩耗性を付与するために、透明のポリ乳酸表面層とＬＡ浸透紙をラミネートすることを含む。加えて、このバイオベースの磨耗層は石油化学系ポリマー固体表面物質に使用されるのと同様の処理方法にて修復され得る。従って、いくつかの実施形態において、熱硬化性及び熱可塑性標準的オーバーレイ、鉱物プラスチックオーバーレイ、バイオプラスチックオーバーレイ、または磨耗層表面オーバーレイを含むオーバーレイ層が提供され得る。
【０２７２】
液体ＬＡ樹脂浸透紙を硬化させるためのその他の方法は、紙を浸透処理する前に光開始剤がＬＡ樹脂に添加される電子ビームまたはＵＶ硬化技術の使用によってなされ得る。ＬＡ樹脂浸透紙はその後、材料の最終的な硬化のために、電子ビームまたはＵＶ光の下に配置される。
【０２７３】
装飾的な溶融ランダムパーチクル・バイオ複合材の製造方法
【０２７４】
通常、ＰＬＡは、推奨処理温度である華氏３９０〜４２０度に近い融点を有する。また、ＰＬＡは、多くの一般的プラスチックの熱たわみ温度よりも低い華氏１１０度強の熱たわみ温度を有する。当業界における処理温度は、バイオポリマーの融点Ｔｍより低い。ＰＬＡは、華氏３９０度より上で処理されることが、その製造者から推奨されている。華氏３９０度では、物質は高粘度すぎて個々の粒子領域を維持できない。当業界における処理方法は、粒子が、粒子領域に干渉する溶融フローを伴うことなく最小限のエネルギー状態で変形が可能になるエラストマー状態まで軟らかくなる熱たわみ温度範囲に基づいて行われる。通常、コートされたＰＬＡまたはＰＬＡベースのバイオ複合材粒子の場合、その温度は、華氏２００度のすぐ手前から華氏３５０度であることが好ましい。
【０２７５】
熱たわみ温度、即ちガラス転移点と融点との間で、ＰＬＡ粒子は最小限の圧力で、単なる重力からの最小限のエネルギー状態またはＰＬＡを融解することのないマトリックスで容易に変形し得る。このことは、本発明においてＰＬＡマトリックス樹脂を含む極性バイオ複合材粒子を溶融して、天然の花崗岩に似たランダムでフラクタルな形状にするために使用される。この発明において、マトリックス樹脂は、硬化大豆油または天然ワックスと組み合わせた、ＰＬＡを使用するバイオコポリマーとすることができる。ワックスは潤滑性、可塑性、及びバイオ複合材粒子のカップリング(coupling)をもたらす。バイオコポリマーは、９９％のＰＬＡと１％の硬化大豆油とすることができ、この割合から５０：５０の割合の間になるように両者を含めることができる。
【０２７６】
広い範囲にわたる様々な充填剤、ファイバー、装飾的材料、着色剤、及びバイオ複合材マトリックス内のその他のより小さい粒子形態を使用して個別のバイオ複合材粒子が製造され得る。これによって、個々の粒子が三次元または被写界深度を有する外観を呈する。通常、これらのバイオ複合材粒子は均一な形状でないこと、即ち、破砕したガラスや断面が貝殻状の破砕物と似た形状を有することが好ましい。
【０２７７】
装飾的バイオ複合材粒子は、多くの美的かつ幾何学的な粒子形状を創ることができる、主に２つの方法によって製造され得る。バイオ複合粒子は、再生紙を利用して、これをすりつぶし、柔毛ファイバーマトリックス(flocculent fiber matrix)にすることによって形成され得る。これは、柔毛セルロースに防火材を加えることができるために使用され、実際上好適であるセルロース絶縁体の柔毛と類似する。
【０２７８】
セルロース系材料は、混合中に、着色剤をファイバーにスプレーすることによってコートされる。ファイバーは、塗料または着色剤の中の水分をすばやく吸収し、ほぐれたファイバーは、個々の粒子を創る。コート処理方法において、これらの粒子の外側をコートする様々な形態のスプレー可能な塗料を使用する。粒子を乾燥させて、水分含有率を通常０．５％未満の非常に低い状態にする。本発明において、アクリル水性着色剤、油性塗料、ラテックス塗料、または、植物油ベースの塗料など、様々な液体着色システムの形態が使用され得る。製品の環境保護性を維持するために、水性または天然油ベースの塗料を使用することが好ましい。液体キャリアにおいて、天然着色剤も使用され得る。
【０２７９】
二次的な処理方法において、硬化大豆油などの硬化植物油が融解され着色された粒子にスプレーされる。これにより、ファイバーが一層強化されて個々の粒子ができる。粒子は、冷却され、大きさと色ごとに種別される。硬化大豆油に加えて、またはこれに代えて、天然ワックスのその他の形態も使用され得る。天然ワックスは、蜜ろう、植物油ワックス、合成ワックス、及びその他の類似の物質を含むが、これらに限定されない。天然ワックスは、水分を再び含まないように着色されたセルロース塗布粒子をコートし、よりしっかりとファイバーを含浸させるという、主に２つの機能を備える。加えて、さらなるステップにおいて、ワックスまたは硬化油の一部は、最終製品及び結果物としてのバイオラミネート製品のためのバイオ潤滑剤／バイオ可塑剤／バイオカップリング剤としての役割を果たすため、バイオポリマーに「提供」(“donated”)される。粒子は、標準的なスクリーニング法を使用して、塗布の前に大きさごとに分けることができる。各大きさの粒子グループは、特有の色が塗布され、その後、全大きさと全色が再度混合されてバイオ複合材粒子混合剤とすることができる。
【０２８０】
セルロース、着色剤、及び硬化植物油を含む、ランダム形状のバイオ複合材粒子全般は、装飾的バイオ複合材粒子の液体から固体への割合によって、様々な大きさまたは形状に製造され得る。いくつかの場合において、セルロースファイバーに対して液体着色剤の割合が低いものを使用すると、再生紙の多くがコートされないことがある。これにより、最終製品は多色の装飾性の高い外観を呈する。
【０２８１】
液体着色剤によるコート処理方法と、ワックスまたは硬化植物油によるコートという二次的処理方法によって、極めて低いかさ密度のファイバーが押し出し機に供給するうえで使用可能な物質となる。通常の新聞印刷用紙を押し出し機に供給することは、そのふわふわした特性により、極めて困難となり得る。１つの例を挙げると、すりつぶし度が低いセルロース（１０重量％）を９０重量％のバイオプラスチックペレットと合成する場合、１０重量％セルロースはペレット容積の約１５倍を意味する。さらにすりつぶしたセルロースは、フローがなく、処理においてさらなる問題を生む。十分に硬化した植物油またはワックスも、ファイバーを十分に含浸させるために使用され得る。これを達成するために、着色コートされたセルロースに１重量％〜５０重量％の間の液体ワックスを添加することができる。この分量は、親水性ファイバーを含浸させるだけでなく、マトリックスバイオ樹脂システムに提供する合成処理過程においてファイバーから幾ばくかの部分を狭い容積中に押し込む。
【０２８２】
この方法により、セルロースは従来のかさ密度から、標準的な処理機器で扱いが可能なより高いかさ密度を有するようになる。結果生成するバイオ複合材装飾的粒子は、その大きさが通常０．１インチ〜０．７５インチを超える範囲にわたり、均一の粒子というよりは、疎に形成されたランダムな形状のファイバーの外観を有する。
【０２８３】
着色剤及び硬化植物油またはワックスを含むコートされた装飾的で着色されたバイオ複合材粒子は、その形状が均一でなく、完全には混ざり合わない。この状態では、着色剤／ワックスは、完全に混合状態というよりはコート割合が優勢である。
【０２８４】
装飾的なバイオ複合材粒子またはバイオ着色剤システムは、その後、バイオプラスチックまたはバイオポリマー材料とともに１％〜３０％のレベルで押し出し処理過程に供される。押し出し処理過程では、加熱がなされ、材料が混合される。混合物を均一化せず、そのランダムなフラクタルな美を維持するために、この処理過程では混合、ずり速度、加熱を最小限にすることが好ましい。ポリ乳酸、ＰＨＡ、及びその他の天然バイオプラスチックなどの様々なバイオプラスチックまたはバイオコポリマーは、良好なマトリックス樹脂を提供し、その透明性が最終製品の美しさに関して追加的な被写界深度を提供する。
【０２８５】
バイオ複合材粒子の全てが溶融するまで、材料は加熱される。バイオ複合材粒子内のＰＬＡの極性が高く、着色剤が通常様々な添加剤や調整剤を含み得るため、粒子は溶融して粒子の界面に特有の境界を形成する。材料が融解すると、これらの境界状態は混合され、形状がほぐれて、高い美的価値を創り出す。
【０２８６】
ワックスの提供主体は、押し出し処理過程において役割を果たす。押し出し処理過程において、バイオ着色剤が圧縮され、加熱されると、ワックスは、バイオプラスチックが軟化する、即ち融解する前に融解する。これにより、親水性ファイバーが含浸され、余分な融解ワックスがＰＬＡへと提供される。また、この処理過程は、液体ワックスが弾性ＰＬＡへと「混練される」ために、温度をＰＬＡの融点より低く、粘弾性状態に維持する。ワックスの提供は、着色されたバイオ複合材粒子のバイオ潤滑、バイオ可塑、バイオ結合を提供し、また、最終製品の機械特性の補助に加えて製品の審美性を高める特有のフローダイナミックスを提供する。
【０２８７】
装飾的かつ実用的なバイオ複合材粒子を使用する押し出し処理において、低いずり速度による処理は、微細粒子が混合物の均一な形態に分解することを減じるうえで有用となり得る。低いずり速度とＰＬＡの融点より低い処理温度を使用して微細粒子を維持することにより、物質の美的価値を維持することができる。
【０２８８】
ＰＬＡバイオ複合材粒子の押し出しにおいて、ＰＬＡの融点より低い温度を維持し、熱たわみ温度より高いエラストマー状態で処理することが重要である。これにより、ＰＬＡが結晶質にならないようにし、非晶質性を維持することも可能になる。ＰＬＡは、ＰＬＡを結晶化し、パッケージ用の透明なフィルムを製造するために、華氏３９０度を十分に上回る温度で処理されるのが通常である。しかし、当業界では、この温度範囲を十分に下回る通常約華氏２８０度〜３６０度で処理することが重要である。加えて、ＰＬＡバイオ複合材粒子を微細粒子とともにこの温度でかつエラストマー状態で処理することにより、押し出し処理過程において押し出し成形品即ちプロフィール成形品を得ることができる。
【０２８９】
ベニヤ板ラミネートの製造方法
【０２９０】
ベニヤ板基材は、接着剤層と接触させ得る。接着剤層は、１つまたは複数のバイオラミネート層と接触し得る。また、ベニヤ板基材も、１つまたは複数のバイオラミネート層と接触し得る。バイオラミネート層は、薄いフィルムなどの多層を含み得る。ベニヤ板基材は、例えば、硬質基材とさらに接触し得る。
【０２９１】
層は、木材が上層のバイオポリマーのテキスチャー加工したフィルム層（フィルムとしてのバイオラミネート層）から透けて見えるように、連続ロールプレスかプラテンプレスを使用して、２つの透明の接着剤層によりラミネートされ得る。接着剤は、ラミネートに使用されるコールドセット、ホットメルト、または加熱により活性化する粘着システムとすることができるが、本物の木材ベニヤ板の外観がみえるように透明であることが望ましい。１００％バイオベースのベニヤ製品を完成するために、バイオベースの接着システムが使用されることが好ましい。
【０２９２】
その他の実施形態は、木材ベニヤの液体染色処理過程を省略するために、薄い色のついたバイオラミネート層（薄いフィルム）を含む。多くの木材ベニヤ板は、材種の成り立ちから染色が困難である。フィルムは、標準的なプラスチック混合法により、透明色に薄い色の着色剤を直接フィルムに混ぜ合わせるか、裏面を透明色塗料でコートするかにより色づけされ得る。
【０２９３】
その他の実施形態は、より高価な材種を模すことができる低廉なベニヤ板の価値を高めるために、追加的な木目柄模様をバック印刷することである。バイオフィルム層（薄いバイオポリマーフィルムまたはバイオラミネート層）も、様々な美を生み出す様々な方法を使用して木材ベニヤ板７０２にラミネートされ得る。１つの方法は、加熱により活性化する接着剤システムと薄いバイオフィルム上層と組み合わせたサーモホイルマシンの使用を含む。これにより、バイオフィルムは、天然目の木目柄模様を際立たせるために、木材ベニヤ板のテキスチャーをしっかりコートする。バイオフィルム、木材ベニヤ、及び下地をラミネートするその他の方法としては、ベニヤ板基材に特有の表面テキスチャーを提供するために、滑らかな、即ちテキスチャー加工したシートとともに様々な加熱の平面プラテン処理方法を使用することなどがある。
【０２９４】
通常、バイオフィルムは、従来の石油化学系ポリマーより成形点(molding point)が低い。これにより、バイオベニヤ板の三次元ラミネートや複雑な起伏のある形状の成形が、より低い温度で可能である。このため、木材ベニヤ板の品質が維持され、さらに三次元ラミネート処理過程において過度な熱により木材ベニヤ板が変色することがない。
【０２９５】
例えばＰＬＡなどのバイオポリマーフィルムは、木材ベニヤ板の外観を際立たせるため、または、特定の表面性能の要件を満たすため、下流装置が特定のテキスチャー及び光沢を与えるフィルムに押し出されることができる。フィルムは、例えば、大きなシートまたはロールフォーマットにて製造され得る。
【０２９６】
バイオラミネート上層は連続的なフィルムまたは厚さが約０．００１インチ〜約０．０５０インチを超えるシート製品とすることができる。また、上層は、特定の美や実用的な仕様を与える表面テキスチャーを含んでいてもよい。
【０２９７】
生分解不可能及び／または軟化バイオポリマープロフィール
【０２９８】
ポリ乳酸は、トウモロコシの乳酸に由来する生分解性またはバイオ堆肥化可能ポリマーとして分類されている。その第一の用途は、環境に配慮したパッケージ用途と、生分解性を促進するファイバー用途である。ＰＬＡを処理する際、ＰＬＡは、これを非晶質の透明プラスチックに変換する、融点より高い温度で処理される。この時点で、物質は壊れやすく、特定の条件下で分解可能である。
【０２９９】
いくつかの実施形態において、ＰＬＡ処理中、結合剤は使用されなくてよく、高い耐性を有するＰＬＡ結晶プロフィールが製造され得る。極めて低いずり速度でＰＬＡまたは変性ＰＬＡの融点より低い温度で処理がなされる粘弾性処理方法の使用によって、プロフィール押し出しに十分耐え、強靭な「壊れない」部分を生み出す高い溶融強度が維持される。この処理過程において、天然ワックスなどのバイオベースまたは油などの何らかの形態の「潤滑剤」があることが好ましい。二番目に、合成潤滑剤も使用され得るが、製品におけるバイオベース含有度を最も高く維持するために、バイオベースの潤滑剤が使用されることが好ましい。また、潤滑剤は、ずれによる熱（share heat）というインプットを十分低くして、この処理過程と製品に要求される高い結晶性と溶融強度を維持するプラスチック着色剤において見られる特定の色のマスターバッチ（materbatch）にも見られる。また、着色剤または結晶核生成剤は、ＰＬＡまたは変性ＰＬＡ押し出しにおける程度の高い結晶性を維持するうえでプラスの効果も有している。着色剤は、可塑剤、潜在的な結晶核生成、そして潤滑剤に影響を与える。
【０３００】
ＬａｐｏｌまたはＨａｌｓｔａｒといったバイオ可塑剤を添加することにより、バイオベースの柔らかいタッチの物質が高い度合いで製造され得る。潤滑油を伴ったＰＬＡを粘弾性処理方法と組み合わせて維持することにより、生分解が不可能で程度の高い結晶性と強靭さを有する硬質のプロフィール部分が製造され得る。これらの生分解が不可能な部分は、バイオ複合材基材として特に有用である。
【０３０１】
粘弾性処理方法、Ｈａｌｓｔａｒのバイオ可塑剤を使用することにより、ポリ乳酸を処理してビニール製の椅子張り材料の代替品が製造され得る。粘弾性処理方法は、椅子張り材料(upholstery)に要求される強靭さも改善し、可塑化ＰＶＣビニールに対して環境保護的ソリューションを提供する。
【０３０２】
この形態の製品では、バイオインキの印刷層が、その上層が透明である２つのフレキシブルなＰＬＡ層に挟まれ得るが、印刷を必要としない。多くの場合、様々なビニールまたは皮製の物質と調和させるため、第１フィルムに着色するための着色剤が使用され得る。皮のテキスチャーは、表面にエンボス加工され得る。
【０３０３】
椅子張り材料の強度を増すために、ナノセルロース系材料をフレキシブルなＰＬＡ混合物に添加することもできる。
【０３０４】
ポリ乳酸を処理するＨａｌｓｔａｒのバイオ可塑剤による粘弾性処理方法を使用することによって、「柔らか」でフレキシブルなポリ乳酸の厚いシートが製造され、このシートは柔らかなタッチのエッジバンドとして使用され得るために細片化できるよう、切れ目を入れることができる。
【０３０５】
Ｈａｌｓｔａｒの可塑剤と粘弾性処理方法を使用することによって、結果生成するポリ乳酸シートは柔らかくすることができる。これにより耐衝撃性も影響を受ける。完全に柔らかなタッチとはせずに物質を可塑化することにより、ポリ乳酸シートの耐衝撃性がより高くなり、ＰＶＣの耐衝撃性を超え得る。
【０３０６】
バイオ複合材基材製造方法
【０３０７】
ポリ乳酸は、食物パッケージ用に現在使用されている一般的なバイオプラスチックである。ポリ乳酸は、非常に硬質で壊れやすいプラスチックであり、フレキシブルなＰＶＣフィルムまたはシートの用途の代替には適さない。ＰＬＡは、高い度合いの結晶性を維持するために、また、バイオ可塑剤による処理を容易にするために、本明細書に記載された方法を使用して、融点より低い点において粘弾性状態で処理される。通常、ＰＬＡ添加剤に関する現在の取り組みについては、脆さを減じるための耐衝撃性改質に注目が集まっているが、こうした用途に要求されるフレキシブル性を創出するうえで十分な効果を有していない。Ｈａｌｓｔａｒの可塑剤等の新しい形態の可塑剤が、ポリ乳酸が本用途に必要なフレキシブル性またはデュロメータを満たすのに十分柔らかくなる程度にポリ乳酸と混合され得る。粘弾性処理方法によって、処理が改良され、最終製品の強靭さが維持される。通常、可塑剤の分量は、１０〜５０％にわたり、我々の粘弾性処理方法では、ＰＬＡに対して約３０〜４０％であることがより好ましい。結果物は、フレキシブルなＰＶＣのデュロメータと同様のデュロメータを有する。
【０３０８】
従って、いくつかの実施形態において、バイオ可塑剤の割合をかなり高く、１０％〜５０％の範囲にすることが有用であるかもしれない。このような高い割合は、三次元のバイオ複合材基材を製造するうえで特に有用である。フレキシブルなＰＶＣを製造するために、粉末状のＰＶＣが約３０％の割合で液体可塑剤と混合される。これは、相変わらず、１つのステップによる処理において押し出し機に流入し得る粉末を維持する。対照的に、ＰＬＡは通常ペレット形態で製造され、このようなペレットと液体を標準的な押し出しラインにおいて均一に混合することは困難である。ＰＬＡの融点より低い点で押し出すことで、粘弾性状態にてＰＬＡを処理することにより、高い程度の結晶性が維持され、可塑剤とのより良好な混合が容易になる。さらに、押し出されたＰＬＡは、全体的にその強靭さが改善している。いくつかの実施形態において、処理方法は、液体可塑剤がペレットに添加される二段スクリュー押し出しシステムを使用し得る。二番目の選択肢については、以下で記載する。
【０３０９】
ＣＣＥ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ製造のジェットミルの使用によって、ＰＬＡが影響を受けて、物質を溶かしたり凝集させたりしないように、相変わらず十分低い温度を維持することができる。ＰＬＡなどのプラスチックに対する従来の機械によるミル作業は、物質を溶かしたり凝集させたりする大きな運動エネルギーの投入を誘発し、均一な粉末ができず、または、ミルが目詰まりする。
【０３１０】
冷たい圧縮空気を使用するジェットミルによって、微粉が製造され得る。加えて、粉砕を補助するためのみならず、最終製品に機能的価値を付加し得るための粉砕媒体を添加できるジェットミル処理過程において、様々な鉱物がＰＬＡに添加され得る。石英、炭酸カルシウム、クレイ、若しくはその他の鉱物などの鉱物または鉱物の混合物を１％を超え、かつ５０％未満の割合で添加すると、ジェットミル処理過程が大幅に改善され、より均一で細かいＰＬＡ粒子を得ることができる。化学的に処理されたセルロースファイバーとともに、クレイや炭酸カルシウムなど高程度の鉱物を既に含んでいるトイレットペーパー工場の製紙工場スラッジなどの鉱物のその他の混合物及び鉱物源も使用され得る。これにより、フレキシブルな製品ラインの機能性が付加される。
【０３１１】
バイオラミネート成形のためのＰＬＡ処理の様々な方法が、三次元バイオ複合材基材などのバイオ複合材基材を成形するためのＰＬＡ処理方法において適用され得る。いくつかの実施形態において、このようなバイオ複合材基材は、プラスチック、バイオプラスチック、または樹脂結合剤を加熱して、こうした物質を成形ダイシステムに流し込む、従来の二段スクリューまたは一段スクリュー押し出しシステムを使用して押し出され得る。いくつかの用途は、羽目板、木工製品、ドア部材、窓部材及びその他の形態のリニア部材の成形を含む。基材は、冷却後、バイオ複合材基材の表面にバイオラミネートを成形するため、加熱によりバイオホイルなどのバイオラミネートをバイオ複合材基材の表面へ適用するリニアホイルラップマシーンに配置され得る。加えて、このシステムは、通常、ウレタンなどのホットメルト接着剤を使用して、バイオホイルに圧力をかけて表面を成形する。
【０３１２】
フレキシブルなシートは、可塑剤がＰＬＡペレットに添加されてＰＬＡの華氏３９０度の融点より十分に低い華氏３００〜３６０度で処理される、一段スクリューまたは二段スクリュー押し出しシステムを使用して押し出される。これにより、最終製品たるフィルムにおいて、極めて高程度の結晶性が維持され、強靭さが改善する。フィルムの厚さは用途に応じて２ミリ〜３０ミリ強である。フレキシブルなフィルムは冷却され、ロールされる。
【０３１３】
その後、フィルムは新しく開発されたトウモロコシ、大豆、及び綿由来のバイオベースの印刷インキによって印刷され得る。印刷インキのトウモロコシの部分は乳酸に基づいているため、乳酸のポリ乳酸に対する親和性は極めて良好である。この乳酸インキを使用してＰＶＣについて試験したところ、その接着性は限られていた。ＶｕＴｅｋ、ＥＦＩ  Ｂｉｏｉｎｋ、ＭＵｔｏｈなどで現在市販されているバイオベースインキは、全て、乳酸とその他のバイオ添加剤及びバイオベースの結合剤との化合物である。
【０３１４】
使用
【０３１５】
バイオラミネート複合材アセンブリは、テーブル表面、デスク表面、キャビネットドア、キャビネットボックス、棚材料、木工製品、壁板、ラミネートフローリング、カウンター、加工表面、展示用パネル、オフィスパーティション、風呂場のパーティション、ラミネートフローリングに製造され、また、その他の領域は、より環境に優しい製品への需要の高まりに応える真に「グリーン」なソリューションを創るために、非プラスチック基材及び接着剤層と組み合わせてバイオラミネートのシステムを使用し得る。
【０３１６】
バイオラミネート複合材アセンブリは、フラットラミネート、サーモホイル三次元、または一体型プロフィールラップ部材に基づく様々な形態のキャビネットドア、及びこれらを全て結合させてキャビネットや通路ドアの様々なデザインへと製造され得る。
【０３１７】
バイオラミネート複合材アセンブリは、エコアートとして形成され、また、テキスチャー加工がしっかりとなされた鉱物複合材を含み得る。テキスチャー加工がしっかりとなされた様々な鉱物複合材は、一般的に天井タイル用途に使用され得る。様々な表面テキスチャー加工がしっかりとなされた天井タイルと組成物が使用され得る。天井タイルは、通常、防火材に使用されることができ、これにより上記のタイルやパネルはこうした仕様を満たすことができる。
【０３１８】
バイオラミネート表面層も、ＰＶＣビニール壁紙と代替し得る高性能壁紙として、壁板に接着する壁紙として製造され得る、よりフレキシブルなバイオラミネート表面層を創るため、様々な通常の可塑剤、好ましくは、バイオベースの可塑剤を使用して、高程度に可塑化され得る。この実施形態において、フレキシブル性を維持しつつ、性能を改善するために、二次的な不織布が、バイオラミネート層の裏面にラミネートされ得る。上記の高程度に可塑化されたバイオラミネート層は、フレキシブルなＰＶＣ印刷媒体の代替としても使用され得る。
【０３１９】
バイオラミネート複合材アセンブリは、可塑剤または加工助剤に基づいて、ＰＬＡバイオコポリマーバイオラミネートを使用し、「ナノ石英」添加剤をバイオラミネート表面層に添加すると、カウンター用途に使用されるために十分耐摩耗性、耐温度性が備えられる。現在、食品グレードの表面は主としてＨＤＰＥ及びステンレススチールから構成される。ステンレスは高価であり、ＨＤＰＥは、表面にあるひっかき傷やカットの部分に食品や液体が入り込む虞がある。「ナノ石英」技術は、表面の性能や耐久性を改善し得る。また、石英と一体化したバイオラミネートのラミネートアセンブリは、高価な花崗岩その他の固体表面加工用複合材に代わるものとして、低廉な費用の選択肢を提供する。ここで、固体表面加工用複合材は、台所カウンター表面、テーブル、及びその他のより高性能が要求される領域に使用される。これらのバイオラミネート層の形態は、平面ラミネートか、または、熱成形によって、台所その他のカウンター用途の形態に使用される三次元の加工面に成形される。
【０３２０】
装飾的に溶融されたランダムな粒子バイオ複合材が、台所または商業用カウンター、加工表面、フローリング、壁タイル、飾り板、賞状用の額の商業用途に有用であり、その他の商業用途において、固体表面加工またはその他の形態の装飾的材料用途の直接的な代替として本発明の物質を使用し得る。加えて、ＰＬＡの高いＵＶ安定性により、看板、建築パネル、テーブル、及びその他の用途などの屋外用途にも使用可能である。
【０３２１】
三次元のバイオ複合材基材は、様々な目的に使用され得る。一般産業においては、商業用幅木、柔らかなタッチのエッジバンド、硬質および軟質両方の変性ＰＬＡを統合したドアの横木、シートロック用コーナービード、及びその他のＰＶＣに代替するプロフィールを含む。三次元バイオ複合材のその他の具体的な実施例は、バイオホイルと一体化した三次元複合材成形テーブル、バイオ複合材とバイオラミネートとを一体化したカウンター、バイオ複合材とバイオホイルとを一体化したバイオベースの木工製品、バイオ複合材とバイオラミネートとを一体化した防水性フローリング、バイオ複合材とバイオホイルとを一体化した三次元のキャビネットドア、バイオ複合材とバイオラミネート（ＦＲ）とを一体化した三次元の通路ドア、バイオ複合材とバイオラミネートとを一体化した三次元デスクトップ／表面加工品、ハイブリッド複合材と高いＵＶ抵抗性を有するバイオホイルとを一体化した窓部材、及び、発泡プラスチックまたはバイオ複合材と高いＵＶ抵抗性を有するバイオホイルとを一体化した羽目板部材を含む。
【０３２２】
フレキシブルなシート製品及び看板
いくつかの実施形態において、本明細書において提供されるバイオ複合材基材は、例えば、使用されるフレキシブルな装飾的ＰＶＣ製品の代替として、また、看板、壁紙、及び椅子張り材料などのフレキシブルな装飾的プラスチック製品の代替として使用され得る。さらに、バイオ複合材基材は、フレキシブルで、グリーンな、装飾的看板を提供するために、バイオベースインキによって印刷され得る。このような実施形態において、フレキシブルなＰＬＡ看板は、乳酸ベースの印刷インキと組み合わせてフレキシブルなフィルムを製造するバイオベースの可塑剤を使用したフレキシブルなポリ乳酸フィルムを含んで成形され得る。
【０３２３】
ＰＬＡは、パッケージに使用されるバイオポリマーであるが、真に生分解性ではなく、極めて特殊な組成過程の下で堆肥となり得る。実際に、ＰＬＡは、ＵＶ抵抗性、防水性、高度な耐汚染性を有するために、石油化学系ポリマーと比較して極めて良好な屋外用表面加工ソリューションである。本発明の実施形態のバイオラミネートにより、構造体にラミネートされ得る装飾的な層の表面加工を可能にし、高い審美性と実用性を有する部材または製品を提供している。
【０３２４】
現在、ＰＬＡは、その溶融安定性の低さ、メルトインデックスの高さ、及びその他の要因により、プロフィール成形に押し出すことが極めて困難である。本発明の実施形態は、ＰＬＡまたはその他のバイオポリマーを押し出し成形する方法と、より長期間にわたる様々な商業的プロフィール押し出し用途及び製品において物質が劣化しないことを確かにする組成物について記載する。第二に、本発明の実施形態は、建築、商業、工業の市場におけるＰＶＣなどの現在の有害なプラスチックと直接競合し、または代替し得る高品質なプロフィールと材料組成物を提供する処理方法について記載する。プロフィール押し出しされたＰＬＡまたはＰＬＡバイオ複合材は、バイオラミネート表面層の基材として使用され、またはバイオラミネートと調和させるために着色され得る。環境に優しい基材と迅速に再生可能な資源に由来するバイオラミネートとを合わせたこのバイオラミネート複合材システムは、未来の加工表面と、ＨＰＬまたはＰＶＣサーモホイル部材が一般的に使用されるその他の用途に対して真の環境ソリューションを提供する。
【０３２５】
実施例
【０３２６】
実施例１
ＰＬＡペレットを押し出し機に配置し、処理温度としてＮａｔｕｒｅｗｏｒｋｓも推奨するように、温度を融点である華氏４２０度よりも華氏２０度高く設定した。物質がダイ（成形型）から、ダイに付着する蜂蜜のように吐出した。温度を融点よりも華氏８０度以上低い華氏３１０度まで下げた。回転速度（回転毎分、ＲＰＭ）を上昇させて、材料にずり速度という投入要素を加えた。結果の成形品は、歪みが最小限に抑えられ、その複合形状を維持していた。
【０３２７】
実施例２
処理温度華氏３８０度〜４２０度で、シートダイを使用してＰＬＡペレットを押し出し機に配置し、透明のシートを製造した。シートは壊れやすく、曲げるとすぐに皹が入った。結果生成したシートを加熱により活性化する糊接着剤を使用して、ホットプレスで華氏１５０度の加熱、５０ｐｓｉの加圧下で、木材パーチクル・ボードに平面ラミネートした。材料は、基材に対して極めて良好な接着性を示した。
【０３２８】
上記と同様のシートを、ＰＶＡ及びコールドプレスラミネート法を用いるＨＰＬで一般的に使用されるコールドラミネート法により、ラミネートした。ＰＬＡバイオラミネートシートは、基材に接着せず、すぐに剥がれた。
【０３２９】
ＰＬＡペレットをオープンな二段スクリュー押し出し機に配置し、処理温度を華氏３２０度にまで下げ、押し出し機から取り出した材料をダイセクション(die section)の前に風通しした。
【０３３０】
ＰＬＡを押し出し機に配置し、シートダイを用いて融点を十分に下回る華氏３３０度未満の処理温度にて処理した。結果生成したフィルムは、濁っていたが、極めて高い融解強度を有していた。冷却後、明らかに材料は、よりフレキシブルになり、よりよい特性を備えた。バイオラミネートの厚さは、０．０１５インチであった。
【０３３１】
上記の結果生成したシートを、加熱により活性化する糊接着剤の使用と加圧により、麦わらを含むアグリファイバー基材にホットラミネートした。結果として、接着強度は、極めて良好で、接着性試験において、ファイバーはバイオラミネートに粘着したパーチクル・ボードから引き離されたが、このことは、接着が麦のパーチクル・ボードの内部結合より良好であったことを示している。
【０３３２】
結果生成したバイオラミネートシートを機械加工した三次元基材とともに膜プレス機に配置したが、この基材に予め加熱により活性化するウレタンを塗布しておいた。２分強、華氏１６０度で５０ｐｓｉ未満の圧力をかけた。接着性を改善するために化学溶媒を下塗りした０．０１２インチ厚さのＰＶＣフィルムを使用した比較例試験においても、同様の基材、糊接着剤、及び方法を使用して膜プレスを行った。バイオラミネートの成形品は、ＰＶＣ同様のストレッチ性と成形性を示した。ＰＶＣとバイオラミネートのサンプルを接着性試験に供したところ、バイオラミネートのサンプルに接着性を改善する化学的下塗り剤(primer)を使用しなかった場合でさえ、ＰＶＣと同等の接着強度を有することが分かった。
【０３３３】
バイオラミネートフィルムを溶媒インキジェットシステムを使用してリバース印刷した。当初のインキ接着性は、表面のクロスハッチとテープ剥がし試験から十分であるように思われた。その後、リバース印刷されたバイオラミネートを、加熱により活性化するウレタン接着剤と組み合わせて加熱し加圧するサーモホイルに供した。なお、インキ層は、ラミネート接着剤層と基材に接触している。処理の後、剥がし試験を実施した。バイオラミネートフィルムから離れたインキは、十分な接着強度を有していなかった。バイオラミネートの表面を印刷前に化学溶剤処理して、二度目の試験を実施した。接着性において改善が見られたが、この用途には不十分であった。
【０３３４】
透明のバイオラミネートをダイレクトトップ印刷し、透明な液体ウレタントップコートでコートした。トップ印刷されたバイオラミネートを、基材にホットラミネートした。透明なバイオラミネートと基材の間の接着性は十分であり、基材上にファイバーの破り取られたあとが見られた。
【０３３５】
ＵＶ硬化スクリーン印刷インキを透明のバイオラミネートの裏側に使用するか、または、リバース印刷する。加熱により活性化するウレタン製の接着剤を使用し、印刷される側面を接着剤層と基材層に接触させて、加熱、加圧により、バイオラミネートをサーモホイルした。基材上にファイバーの破り取られたあとが見られ、接着性は標準的な溶媒インキ印刷処理よりも著しく改善した。
【０３３６】
中質ファイバー板から２つの三次元キャビネットドアを機械加工して、クラシックな隆起したパネルキャビネットドアに成形した。厚さ０．０１０インチのＰＶＣサーモホイルを使って、膜プレス機及び標準的な加熱により活性化するサーモホイル処理にて第１のドアを加工処理した。５０ｐｓｉの圧力で、温度は華氏１７０度の条件下、プレス時間は２．５分であった。ＰＶＣフィルムに代えてバイオラミネート表面層を使用した以外は同様の方法で第二のドアを加工処理した。成形処理の結果は、驚くべきことに、ＰＶＣと同じストレッチ性と成形性を有していた。ＰＶＣでは、接着性を改善するために裏面に下塗り剤を使用したのに対してバイオラミネートの場合は、塗り剤を使用しなかったが、剥がし試験から非常によく似た基材への接着性が見られた。キャビネットドアのエッジ部分のプルダウン性も、上記の成形処理ゆえにＰＶＣとバイオラミネート間で同じであった。
【０３３７】
上記同様のウレタン接着剤を使用して、ＰＶＣフィルム及びバイオラミネート表面層を三次元キャビネットドアの形状の基材に熱成形した。ＰＶＣ及びバイオラミネートの両方が、高圧ラミネート標準に（ＮＥＭＡＬＤ３）則って独立した試験に供された。データ結果は、バイオラミネートが、標準的なＰＶＣの装飾的表面加工製品よりも耐汚染性、テーブル耐磨耗性、傷抵抗性において改善したことを示した。
【０３３８】
ＷｉｌｓｏｎＡｒｔ標準グレートの高圧ラミネートの一片を、付着接着剤を使用して木材パーチクル・ボード基材にラミネートした。また、バイオラミネートシートを、同様の付着接着剤を使用して同様の木材パーチクル・ボード基材にラミネートし、ＮＥＭＡＬＤ３要求標準に則って独立して試験を行った。この試験において、バイオラミネートは、衝撃強度が５倍強となり、耐汚染性も改善し、引っかき抵抗性も２倍強となり、その他の性能においても改善が見られた。
【０３３９】
ＰＬＡを多くの熱履歴に供してその状態変化を評価するために、二次的な加熱試験後の異なった結果を検討した。融点より低い華氏３４０度で粘弾性状態にて製造したフィルムでは、厚さ０．０１０インチのフィルムが得られた。ＵＶ硬化インキシステムとダイレクト印刷インキジェットシステムを使用してフィルムをリバース印刷した。サンプルを２つのグループに分け、グループＩでは、衝撃、硬度、引っかき抵抗性についてサンプルを試験した。グループＩＩでは、膜プレスと加熱により活性化するウレタンを使用して２．５分間、糊接着剤が硬化するまで華氏１７０度の温度でサンプルをホットラミネートした。このグループＩＩのサンプルは、グループＩのサンプルと直接比較して試験を行った。グループＩＩは、引っかき抵抗性が改善したより硬い表面を示したが、耐衝撃性は、グループＩより低かった。
【０３４０】
木材ファイバーを約２０％含んだ木材バイオプラスチックプロフィール押し出しを華氏３１０度〜３２０度で行い、リニア形状の木工製品の一片を得た。バイオラミネート表面層を加熱により活性化する接着剤をバイオラミネート表面層の裏側に使用して、同様の方法を使用して処理したＰＶＣフィルムと比較した。バイオラミネート表面層はＰＶＣフィルムのそれと非常に似通った接着性と驚くほど似通った成形性を有していた。
【０３４１】
ラミネートに使用する３Ｍ製の付着接着剤をバイオラミネート層の裏側と平面状の小麦ボードアグリファーバー基材へスプレーした。揮発性物質を除いた１分後に、材料をローラーシステムの圧力も使用してラミネートした。ＰＶＣ装飾的フィルムの第二のサンプルも、第二のサンプルについて使用した。バイオラミネートは接着性が改善した。
【０３４２】
実施例３
ＰＬＡに対して大豆ワックスを５％添加し、プロフィールダイで押し出した。温度を華氏２９０度に下げたところ、プロフィール成形を維持するのに十分な融解強度を伴う材料が滑らかで強い一体性をもって成形された。ずり速度を上げたところ、成形性が改善し表面の滑らかさも改善した。ダイからの形状を変化させることなく、熱成形品をコンベヤベルトに載せた。
【０３４３】
実施例４
ＰＬＡ及び硬化大豆ワックス（ＡＤＭが提供）を、フレキシブル性を有するバイオコポリマーに、ＰＬＡ９５、大豆ワックス５の割合で配合した。結果生成した配合物を様々な粉末状の非ハロゲン性防火材と再び配合した。水酸化マグネシウム、アルミナ三水和物及びリン酸アンモニウムを１０％〜５０％の割合で全て添加した。水酸化マグネシウムとアルミナ三水和物材料に関して、強烈な反応がおき、混合が困難になり、材料中に層を形成した。リン酸アンモニウムはよく混ざり、様々なものと含有したより均一でよりフレキシブルな物質を形成した。
【０３４４】
実施例５
ＰＬＡを融点より低い華氏約３１０度で粘弾性状態にて配合した。１％〜２０％にわたる様々な割合でグリセロールを添加した。結果生成した物質は、均一なフレキシブルな物質であった。ＰＬＡを華氏４００度の融点を超えて加熱し、第二試験を行った。同様の分量のグリセリンを添加した。グリセリンは、揮発性が高く、分解により多く発煙し、不均一な物質を創り、これを混合して均一な物質を創ることは困難であった。
【０３４５】
平均長さ３／４インチそして幅が０．０２０インチ未満の麦わらストランドをＰＬＡと大豆ワックスにＰＬＡ９５．５％、大豆ワックス０．５％の割合で、また、麦わらストランドを１０％添加して、バイオコポリマーが粘弾性状態にある華氏３１０度でバイオコポリマーと配合した。物質は均一で、無臭であり、良好な耐衝撃性を有した。第二試験を同様の材料を使用して要求されるＰＬＡの融点である華氏４００度より高い処理温度で行った。ファイバーとバイオコポリマーとの相互作用は小さく、深刻な褐色化とセルロース分解が見られた。加えて、物質は、燃焼する兆候を示し、大変な悪臭を放った。
【０３４６】
ＰＬＡとＥＶＡを、華氏３１０度で配合した。バイオダック（製紙工場スラッジ粒子）のサンプルについて、単純に粒子を染めて乾燥させることで着色した。２０％のバイオダックを華氏３１０度でバイオコポリマーと配合した。結果物は、特有の審美性を有し、強靭で高い耐衝撃性を有する物質であった。同様の物質を使用してＰＬＡの融点より高い温度の処理温度で第二の処理を行った。結果物は、劣化と燃焼の兆候を示した。結果生成した物質は最小限の衝撃強度しかなく、大変壊れやすかった。
【０３４７】
実施例６
ＰＬＡを皿に配置し、華氏４００度を超える温度でオーブンに入れた。ＰＬＡの入った５つのサンプルを入れた皿をオーブンに入れた。それぞれの皿に添加剤１０％を加えた。可塑剤と潤滑剤はグリセリン、ワックス、クエン酸、植物油、ステアリン酸亜鉛である。ＰＬＡが融解した後、材料を配合した。加熱の間、ほぼ全ての可塑剤と潤滑剤がひどく発煙し始め、強烈な臭気を発しながら沸騰したり、分解したりした。材料を混合することはできなかった。条件をＰＬＡの融点より華氏８０度以上低い華氏３００度の温度でしたこと以外は同様の試験を行った。可塑剤は発煙せず、沸騰せず、または分解せず、混合してより均一な物質を得た。これらの材料中、ステアリン酸亜鉛が最悪であり、大豆ワックスは最も混合しやすかった。
【０３４８】
実施例７
ＰＬＡとバイオファイバー機能性着色剤を、中度及び低度のずり速度の投入により、高い分散性が要求される一段スクリューシートラインにおいて直接測定した。処理温度を、華氏３８０度強というＰＬＡの融点より十分に低い温度に設定した。この試験において、ダイの出口において加熱セクションを華氏３１０度〜華氏３１５度に設定した。物質は粘り気がなく、プロフィールを製造するために十分なメルトインデックスを有していた。物質は、ＰＬＡをその融点以上の温度で処理したときのようには透明でなかったが、結晶性を維持して半透明であり、より良好なフレキシブル性と耐衝撃性を有していた。冷却ロール温度は華氏８０度〜華氏２００度強であると評価した。物質は、より低い処理温度と要求されるローラーの加熱により、遥かに速く冷却されることが分かった。
【０３４９】
実施例８
ペレット形状のＮａｔｕｒｅｗｏｒｋｓのＰＬＡ２００２を、ＡＤＭの大豆ワックス製品である５％ＳＷＬ−１と配合した。Ｂｒａｂｅｎｄｅｒ二段スクリューを用いてＰＬＡの融点よりも華氏８０度強低い華氏３００度にて配合を行った。物質は、良好な個体形状を維持して円形のダイから出て、その後冷却された。この物質は、不透明度が極めて高く乳白色であり、ポリエチレンの感触と性能に似て曲げても割れなかった。
【０３５０】
９０％のＰＬＡに対してＳＷＬ−１の分量を１０％に増加させて第二の配合作業を行った。物質は、粘度が低下し、この物質が円形を保持するまで処理温度を下げた。再び、この物質は、不透明度が極めて高く白色であった。
【０３５１】
小麦ファイバーに水性着色剤をスプレーした後乾燥させて、スクリーニングした小麦ファイバーを添加して、第三の配合を行った。着色された小麦ファイバーを、９０％のＰＬＡ、５％のＳＷ１及び５％の着色された小麦ファイバーの割合で配合した。驚いたことに、物質は透明から半透明で、ランダムな着色ファイバーを有する深い三次元の外観を呈していた。より透明度の高いＰＬＡ／ＳＷは、小麦の色に僅かに着色されていたが、相変わらず透明の深度を維持していた。物質は、滑らかなＰＬＡほどは壊れやすくなく、そのフレキシブル性は一度目の９５％ＰＬＡと５％ＳＷ１と同様であった。
【０３５２】
実施例９
ＰＬＡを１０％のＳＷ１と１０％のすりつぶしたヒマワリの外皮と配合するが、すりつぶした外皮は３０メッシュ未満の細粒を除去するために、スクリーニングした。結果物をシートに押し出し、熱い材料にテキスチャーをインプリントした。冷却後、物質は、ランダムなフローを有する装飾的な柄模様を示した。物質を水中に入れたところ、水がその物質にビーズのように付着しているのが観察された。
【０３５３】
実施例１０
ＰＬＡを標準的な水酸化マグネシウム防火材と配合し、試験用のバーに押し出した。試験用のバーは、非常に壊れやすく、手で最小限の圧力を加えただけでも、くずれてしまうものであった。１０％ＳＷ１を添加して、第二の配合を行った。結果物は、良好な耐衝撃性を有し、曲げることができた。
【０３５４】
実施例１１
小麦ファイバーを華氏３００度でＳＷ１と５０％対５０％の割合で配合し、混合した。結果物を冷却し、その後小さな粒子に粒状化させた。小麦とＳＷ１の配合物をその後ＰＬＡペレットと乾式混合して、華氏３１０度で配合し、平面状の試験用のバーを得た。
【０３５５】
実施例１２
大豆ワックスＳＷ１を華氏３００度で１００ｇｍバッチにて融解した。これと同じ重量の小麦ファイバーを添加し、混合した。大豆ワックスは迅速に小麦ファイバーに含浸し、ファイバーをフリーフロー状態にした。含浸したファイバーをマットに延ばしてプレスした。水をマットの上に滴らせたところ、水は完全にビーズ状になってファイバーマットに付着した。
【０３５６】
このことから、特定のかさ密度とファイバーの形状に基づいて概ね５０対５０の比率で大豆ワックスをファイバーに配合するとファイバーを完全に含浸させることが分かった。大豆ワックスとファイバーが５０対５０の混合物を１０％の割合のＰＬＡに添加して配合した。ファイバーの外側にあるワックスがＰＬＡと混ざり、相溶性のある界面を提供した。透明なＰＬＡと混ざるのはごく僅かなワックスであった。室温の大豆ワックスは不透明な白色の物質である。結果生成するＰＬＡとＳＷ含浸ファイバーは相変わらず透明から半透明であった。
【０３５７】
実施例１３
５％の大豆ワックスと９５％のＰＬＡを用い、この２つをＢｒａｂｅｎｄｅｒ配合機で配合して個別の実験を行った。この試験において、結果物は、不透明で乳白色であった。このように、ファイバーを添加すると、融解した大豆ワックスがＰＬＡより前に含浸し、最終的なバイオ複合材マトリックスの透明性によって、大豆ワックスとＰＬＡのシステムを融合させる適切な粘弾性状態に到達することが分かった。
【０３５８】
実施例１４
サトウダイコン由来のパルプ及びヒマワリの外皮
すりつぶしたサトウダイコン由来のパルプとヒマワリの外皮を地方の農業処理プラントから採取して、静かにすりつぶしてファイバーにした。結果物を３０メッシュ〜４メッシュの範囲でスクリーニングした。ヒマワリの粒子はリニア形状で、サトウダイコンパルプは、ヒマワリより均一な大きさを有しているが形状がランダムであった。ファイバー状の粒子を浸すために、被服に使用される染料を使用し、その後乾燥させて着色剤を定着させた。２つの着色ファイバーは、１０％の割合を測って、１０％の大豆ワックスと８０％のＰＬＡとともにＢｒａｂｅｎｄｅｒ配合システムに入れた。物質がホットスクリュー供給セクションに到達するとすぐ大豆ワックスは融解し、ＰＬＡがまだ硬質な状態にあるバレルセクションに入る前であっても、ファイバーを濡らし始める。配合温度は、ＰＬＡの融点より華氏９０度低い華氏３００度で、ＰＬＡの融点（ＰＬＡの融点は華氏３９０度）より十分に低い温度に維持した。結果物は、壊れやすくない均一な混合物であり、特有の三次元性を有していた。配合機の出口は高度耐性なロッド形状であった。既存の物質は、高い耐性を有して、形状を維持した。
【０３５９】
実施例１５
バイオダック
メッシュサイズが１５メッシュ〜３０メッシュの間の小さな球体を形成する製紙工場スラッジを圧縮させ乾燥させた形態であるバイオダックのサンプルをＷｉｓｃｏｎｓｉｎ州のＧｒａｎＴｅｋ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから購入した。水性着色剤によってバイオダックを着色し、多色に着色されたバッチを製造した。着色したバイオダックを１０％ＳＷと７０％のＰＬＡとに対し２０％の配合率で配合した。Ｂｒａｍｅｎｄｅｒ二段スクリューを使用して、処理温度華氏３１０度にて配合を行った。結果物を、その後再加熱し、複合材シートにプレスした。この物質は、固体表面の外観を有する物質と極めて似通っていた。サンプルを水槽に入れて２４時間置いたところ、水の吸収は測定されず、防水性であった。
【０３６０】
実施例１６
２％〜３０％強の割合で、ＰＬＡの融点より低い温度（華氏３１５度）でＰＬＡを長いファイバーガラスと配合した。融点より上で（華氏４００度）同様の比率で第二の試験を行った。５％〜１０％大豆ワックスを添加して第二の試験を行った。
【０３６１】
実施例１７
ＰＬＡの融点より下の温度で処理されたＰＬＡと大豆ワックスを含むバイオラミネートシートを取り出し、華氏２００度で再加熱した。ＭＤＦ基材を成形して成形品を製造し、接着剤を適用した。ホットバイオラミネートを押し出して基材に成形し、冷却させた。結果生成した物質は高い接着性と非常に良好な耐衝撃性を示した。
【０３６２】
実施例１８
Ｗｉｌｓｏｎ  Ａｒｔ社の高圧ラミネート１ピースを、推奨される接着剤を用いて、パーチクル・ボード基材に接着した。同様の厚さのバイオラミネートをマッチングパーチクル・ボードに同様の方法及び同様の接着剤を用いて接着した。ハンマーを、ハンマーヘッドがサンプルに打ち当たるようにして、５フィートの高さから両方のサンプルめがけて落とした。高圧ラミネートは衝撃があった箇所の端がひび割れる兆候を示した。バイオラミネートは、衝撃を受けた兆候は全く見せなかった。
【０３６３】
実施例１９
麦わらから創ったアグリファイバー複合材１ピースを３つのサンプルにカットした。第１のサンプルは、通常の木材着色剤で濃いサクランボ色に着色した。小麦の着色剤は、色が非常に濃く、「赤い」被膜であり、殆どの天然のファイバーの外観を隠してしまう。透明のバイオラミネート表面を押し出したが、１つは透明であり、第二の作業では透明の染色着色剤を含んでいた。その後、染料を含むバイオラミネートサンプルを、透明な接着剤を使用して２番目の着色されていない小麦ボードサンプルにラミネートした。透明のＵＶ硬化インキを裏側に使用して、透明のバイオラミネートを印刷し、その後、同様に小麦ボードの３番目のピースにラミネートした。３つのサンプルを見ると、木材着色剤のピースは視覚的に受容できるものでなく、望ましい小麦ボードのテキスチャーを示さなかった。透明な染料を付けたアグリファイバーは、天然の木材と異なったものであった。染料がバイオラミネート表面に押し出された２番目のサンプルは、明らかに全体的に濃いサクランボ色であったが、小麦ボードの柄模様は非常に明確な特徴があった。その外観も、染料を含むバイオラミネート層の光学的効果により、非常に深みがあった。ＵＶ透明印刷の場合は、同様の色に染色したバイオラミネートと外観が似ていた。ＵＶ透明印刷のサンプルは、また、光学的効果も個々の小麦ボードのファイバーの特質を示し、十分に染色された色を示していた。本物の木材を使用して同様の試験を別に行った。一体化された染色と透明の印刷バイオラミネートは、液体の染色処理過程と比べて木目のより良好な美観を呈しており、通常木材を使用する場合行われる、染色と最終加工という２つの処理過程に対して、単一の処理過程で木材を最終仕上げすることを提供した。
【０３６４】
実施例２０
標準的な押し出し機器と方法を使用して、ポリ乳酸の透明のまたは半透明のポリマーフィルムを押し出した。下流の冷却装置を調整して、通常の高圧ラミネート（１２度）のそれと同様の、一定の「結晶のテキスチャー」及び「光沢度」を付与するため、テキスチャーローラーを含めるようにした。バイオフィルムの厚さは、押し出し稼動中０．００５〜０．０４０インチにわたった。フィルムは、あと処理しなかった。フィルムの裏側を単純なローラー方法にて、水性ラテックス塗料でコートし、その後、４時間かけて乾燥させた。
【０３６５】
裏面を着色したプラスチックラミネートを、水性の加熱により活性化する接着剤を用いてその後サーモホイル方法で直接三次元基材に接着した。硬質基材は、ＭＤＦ、パーチクル・ボード、アグリファイバーボード、石膏ボード、鉱物ファイバー接着ボード、ハードボード、セメントファイバーボード、木材プラスチック複合材ボード、及びその他の硬質基材を含んでいた。
【０３６６】
バイオラミネート表面に切れ目を入れて基材から引っ張る単純な剥がし試験を行った。フィルムは、ＭＤＦ基材のファイバーが破り取られたあとを残して、ラテックスコートフィルムに残り、極めて良好な接着性を示した。
【０３６７】
実施例２１
標準的な押し出し機販売者からＰＥＴフィルムを入手した。フィルムをラテックス塗料でコートし、乾燥させた。バック印刷されたＰＥＴフィルムをその後、上記の熱成形処理方法にてホットラミネートした。ＰＥＴの接着性は極めて悪く、ＰＥＴとラテックス塗料層が分離し、実施例２０で見られたようにＭＤＦファイバーが裏面に残ることは無かった。
【０３６８】
実施例２２
熱膨張性粉末状の防火材を添加した変性ラテックス塗料を添加した。その後、塗料をロール法でテキスチャー加工した透明なＰＬＡフィルムの裏側に塗布し、乾燥させた。ＦＲを塗布したフィルムをその後、ＭＤＦの硬質基材に熱成形することによってラミネートした。ラミネート部分をその後直火にかけた。ＰＬＡ表面は、全く発煙せず消えていき、熱膨張性ラテックスが曝露されて膨張を開始し、防火障壁を創った。直火にあてた１５分後、サンプルを除去し、熱膨張性ラテックスコートも除去した。バイオラミネートが直火から木材ベースのＭＤＦを保護しており、ＭＤＦサンプルは焦げの兆候も燃えの兆候も示さなかった。
【０３６９】
実施例２３
ＰＬＡの押し出しフィルムを０．０１０インチの厚さで製造した。押し出し処理の間に、テキスチャー加工したローラーがフィルムにテキスチャーと光沢を与えた。フィルムの裏側に、様々なフォーマットのデジタル印刷システムを使用して、ダイレクトなデジタル画像を印刷した。この実施例において、印刷柄模様は裏面の５０％にも満たない部分をカバーして、中が透けて見えるようにした。この実施例において、金色の「くもの巣」の柄模様を印刷した。
【０３７０】
裏面の印刷層の上層に、着色したラテックス塗料をローリング、スプレー、またはその他ラテックス塗料の一般的な塗布方法で塗布した。
【０３７１】
その後、バイオラミネートアセンブリを基材表面に水性の加熱により活性化する接着剤をスプレーした機械加工した基材とともにサーモホイルマシンに配置した。その後、バイオラミネートを加熱し、真空及び／または圧力がかけられ、バイオラミネートを基材に合わせた。さらに、加熱により接着剤が活性化した。この試験において、ラテックス塗料層は追加の加熱ステップによって接着力を改善した。
【０３７２】
結果生成した表面部材は、バックのラテックスの色が柄模様のフィールドカラー(field color)となって、多色の画像を伴って高い審美性を呈した。
【０３７３】
実施例２４
ＰＬＡ、ＰＨＡ、または酢酸セルロース及び透明のまたは半透明の形態を含むバイオラミネートを、様々な市販の塗料でバックコートした。好ましい方法は、透明のバイオラミネートフィルムの裏側に塗布する家屋用ラテックス塗料を用いることである。そうすると、透明のフィルムによりラミネート用途のための保護層が得られ、ラテックス塗料を単純に使用するだけで十分な接着を得ることができ、市場のデザイナーの色に対するニーズにより合致した処理方法が得られる。「リバース印刷」用のフィルムを上記の方法と同様の方法を使用して三次元に熱成形するか、浸透紙（一般的にはラテックス及び／またはアクリル浸透紙）に接着層でラミネートした。
【０３７４】
実施例２５
１つの実施例は、その上面がテキスチャー加工されて一定の光沢とテキスチャーを有する厚さ０．０１０インチのＰＬＡの透明フィルムである。フィルムの裏側を標準的な屋内家屋用ラテックス塗料を使用して、スプレー、ブラシ、またはローラー法を用いてコートした。その後、ソリッドカラーのバイオラミネートシートをＭＤＦ、パーチクル・ボード、またはアグリファイバー複合材の三次元の、予め加熱により活性化する水性接着剤と熱をスプレーした基材にラミネートした。三次元成形は、バイオラミネートシートを引っ張って基材の特定の三次元形状に合わせ、バイオラミネート永続的に基材に接着するために、一般に圧力及び／または真空を利用する標準的なサーモホイル処理方法によって行った。
【０３７５】
実施例２６
もう１つの実施例は、上面がテキスチャー加工されて一定の光沢とテキスチャーを有する厚さ０．００５インチのＰＬＡの透明フィルムである。フィルムの裏側を標準的なラテックス塗料を使用して塗布した。その後、厚さ０．０１０インチのラテックスに浸透させた下地紙を接着層によってバイオラミネートアセンブリの裏面に接着した。接着層は、加熱により活性化し、感圧の、化学結合する、または加熱／加圧により活性化するシステムを含み得る。キャビネット、収納家具、テーブル加工表面、棚、及びその他の建築部材になる代替の装飾的パネルを製造するために、結果生成したラテックス浸透下地を有する厚さ０．０１５インチのバイオラミネートを木材パーチクル・ボード、ＭＤＦ、及びアグリファイバー複合材などのその他の平面基材にラミネートした。
【０３７６】
実施例２７
もう１つの実施例は、一定の光沢とテキスチャーを満たすために表面がテキスチャー加工され、フィルムの裏側にシンプルな柄模様を伴うダイレクトなデジタル画像が印刷されている、厚さ０．０１０インチの透明のＰＬＡ押し出しフィルムである。その後、バック印刷側にラテックス塗料を塗布した。すると上面は、印刷の色と背景のラテックス塗料の色を両方示した。その後、バイオラミネートを硬質基材に直接ラミネートし、二次的には硬質基材へラミネートされる浸透紙にラミネートし、或いは、サーモホイル処理方法、加熱により活性化する処理と接着剤とを使用して三次元成形した。
【０３７７】
実施例２８
もう１つの実施例は、一定の光沢とテキスチャーを満たすためにテキスチャー加工され、フィルムの裏側をデジタル画像化及び／またはラテックス塗料またはその他のソリッド塗料コートで塗布した厚さ０．０１０インチの透明のＰＬＡ押し出しフィルムである。その後、バイオラミネートを薄い浸透紙に選択的にラミネートした。その後、リニアラップ処理方法によって三次元リニア形状複合材にバイオラミネートストリップをラミネートした。この三次元リニア形状複合材は本物の木材、木、製紙工場スラッジ、またはアグリファイバー複合材、発泡プラスチック、または金属押し出し成形品である。その後、接着層によって、バイオラミネートストリップを三次元リニア形状複合材にラミネートした。接着層は、ホットメルト接着剤、化学反応する接着剤、またはその他のリニアラップに一般に使用される形態の接着剤とすることができる。結果生成したバイオラミネート層押し出しは、限定されないが窓枠、木工製品、羽目板、フローリング片、くり型、装飾的プロフィール、及びその他の三次元リニア成形品など、屋外または屋内ニーズに使用され得る。石油化学系製品に含まれる炭化水素がないために、バイオポリマーは高いＵＶ抵抗性を有し、屋外製品に対して優れた天然の紫外線抵抗性を提供している。
【０３７８】
実施例２９
麦わらとプラスチック結合剤を、それぞれの割合を約５０対５０として、プレスし、三次元に成形した。複合材の成形品をモールドプレス機に入れて５００ｐｓｉにてプレスした。プレス部分が完全に冷却する前に、加熱により活性化する水性ウレタンをモールドした表面にスプレーした。トウモロコシ／大豆インキを用いて印刷がなされた厚さ０．０１０インチの装飾的なバイオホイルに、膜プレス機を使用して表面を加工成形した。膜プレス機を華氏１６０度に設定し、２分強加圧（約３０ｐｓｉ）した。結果物は、バイオホイルとバイオ基材の接着が極めて良好で、三次元表面に均一に成形された。
【０３７９】
実施例３０
製紙工場スラッジとＰＬＡとの混合物をＰＬＡの融点（華氏３２０度）より低い温度で、一般的な木工製品の形状に押し出した。ここで、２０％の製紙工場スラッジがＰＬＡに添加されているものとする。その後この成形品を、ホットメルトウレタン接着剤を塗布し、すぐに厚さ０．０１０インチのバイオホイルを使用するリニアラップシステムに供した。バイオホイルを温風で予め加熱した。ラップマシンにより、独立したローラーを使用して加圧し、暖かいバイオホイルを形成し、最終形状の木工製品の一片に成形した。バイオホイルを冷却したところ、基材への極めて良好な接着性を示した。
【０３８０】
実施例３１
リニア木工製品のベースボードの形状の発泡ＰＶＣプラスチックを水性ウレタンでコートし、３０分かけて空気乾燥した。厚さ０．０１０インチの装飾的バイオホイルを表面に配置し、オーブンに入れた。バイオホイルは軟化し、ＰＶＣを変形しないがバイオホイルを軟化させ、接着剤を活性化する温度（華氏１９０度）で発泡ＰＶＣ片の周囲にバイオホイルが成型された。結果、その部分は、剥がし試験において極めて良好な接着性を有し、木工製品の形状に正確に成型された。
【０３８１】
実施例３２
ブロー成形により製造された瓶からリグリンドした、粒子径が１／８インチから０．１インチ未満にわたる、ランダムな粒子形状を有するＰＬＡを２つのグループに分けた。１つの粒子グループの表面には金属銅の塗料をスプレーし、第２グループには黒い塗料をスプレーした。バイオプラスチック粒子をその後混合した。その後、多色粒子の混合物をシートモールド型に載せて華氏３７０度にてオーブンに１時間強入れた。その後物質を室温まで下げ、モールド型から取り出した。結果物を空気孔のない状態で溶融したが、個々の粒子とバイオ複合材粒子ごとの粒子境界条件を維持した。また、それぞれの粒子について、色コートが「ひび割れて」新規な美的外観を示す弾性状態にて変形が起きた。
【０３８２】
実施例３３
「ボール」形状の材料である製紙工場スラッジ（バイオダック）を、水性着色剤を添加しながら混合した。着色剤は、個々の粒子ごとにセルロースとクレイの割合が異なるため、製紙工場スラッジを不均一にコートした。これにより、多色の混合物ができた。２０％の多色の製紙工場スラッジを添加しつつ、純粋なＰＬＡをＢｒａｂｅｎｄｅｒ押し出し機で押し出した。製紙工場スラッジの個々のボール構造を維持するために、低いずり速度とＰＬＡの融点より低い熱を使用した。結果物をプラスチック業界において標準的なナイフグラインダーシステムによってランダムな形状に研削した。バイオ複合材粒子をシートモールド型に載せ、華氏３９０度まで加熱した後、冷却した。結果物は、ここでも、特有の粒子境界を有し、表面に空いた微細な孔は天然の花崗岩のようであった。製紙工場スラッジの小さなボールを完全にコートし、その表面はＰＬＡバイオポリマーのミクロ層であった。この物質を水に入れたところ、硬質表面を有する防水性を示した。
【０３８３】
実施例３４
粒子の上部と側面を被覆したリグリント゛ＰＬＡに金属銅塗料をスプレーした。物質をシートモールド型に配置し、華氏３８０度で１時間加熱した。冷水を用いて物質を冷却した。粒子は変形して、粒子が分離し、粒子間にシャープな境界を有する固体となった。各粒子のコートが「ひび割れ」、各粒子内に空間ができて、透明なＰＬＡが見えた。これにより、二段階の金属箔のような光学的な柄模様が得られた。
【０３８４】
実施例３５
押し出し前に粉末状の防火材でコートした製紙工場スラッジとともにＰＬＡを押し出した。結果生成したバイオ複合材粒子を押し出して、粉末状の防火材と製紙工場スラッジを粒子と「渦」がバイオ複合材粒子内に見えている、不均一な状態で含むランダムな形状の粒子にすりつぶした。粒子をモールド型に配置し、華氏３９０度まで加熱した。結果物をその後トーチによって火にあてた。１分間トーチにより火にあてた後、トーチを取り外した。物質は液体流動性の兆候を見せず、炎は１５秒足らずで自然に消えた。
【０３８５】
実施例３６
その粒子が約３０メッシュであるアルミナを水性着色剤でコートした。アルミナを押し出し、粒子が完全に混合したり、分解したりしないように、ＰＬＡの融点より低い温度で極めて低いずり速度にてＰＬＡと混合した。結果物をナイフグラインダーでランダムな大きさと形状に研削した。別々の色のバイオ複合材粒子の２つの別々のバッチを製造した。二色のバイオ複合材粒子を乾式混合した。１つのバッチを熱プレスモールドプレス機に入れ、もう１つをオーブンに入れた。プレス機に入れた物質はシートを成形したが、フローマークが見られ、不均一な融解が視認された。両試験の温度は華氏３５０度であった。シートモールド型に入った物質は、重力によってのみ変形して固体となったが、個々の粒子はより明確であり、花崗岩に近い外観を示した。物質は、いったん炎にあてて１分後炎を除去すると、火が１５〜２０秒で自然に消えるという極めて良好な燃焼特性を有した。重さのあるとがった物体を純粋なバイオ複合材として、アルミナバイオ複合材表面に載せて引きずったところ、アルミナは、より硬質で引っかき抵抗性の大きな表面も提供した。
【０３８６】
実施例３７
ＰＬＡをロッドに押し出した後、ダイを平面なバーに変えた。ホットＰＬＡが押し出し機から出ている間に物質の表面に塗料を塗った。その後、物質をランダムな形状の粒子にすりつぶした。物質をシートモールド型とオーブンに入れた。結果物は、片側のコートが変形したが、コートされていない側は変形した形状にて深みと透明性を示しており、その他のバイオ複合材と大きく異なっていた。
【０３８７】
実施例３８
ＰＬＡは、多色でコートした製紙工場スラッジとともに押し出して、１／８インチの押し出しシートに成形した。物質は、均一な粒子分布を有しており、驚くほど人工大理石（Corian）の固体表面と類似していた。この物質は、その他のバイオ複合材や天然石のようなランダムな粒子形状ではなく、明らかに標準的な人工大理石の色と合致していた。
【０３８８】
実施例３９
ＰＬＡを微粒子または粉末にすりつぶし、１／１６インチ〜０．０５インチ未満にわたるシリカ粒子と混合し、華氏３９０度でオーブンに入れた。最初にモールド型の底面を加熱し、モールド型の底面のフロー層をＰＬＡのみとした。１時間後、モールド型を冷却した。物質は並外れた表面を有し、非常に硬質であった。ケイ砂に着色剤でスプレーした他は同様の条件で第二の作業を繰り返した。シリカの割合を１０％、３０％、５０％、８０％として追加試験を行なった。１０％を超える割合では、物質はカットするのにダイヤソーが必要であった。粒子径を大きくしたり、様々な大きさのシリカ及びその他の鉱物の粒子を使用したりして、さらに実験を行った。
【０３８９】
実施例４０
１０％の割合でハードウッドフローリング用の透明コートに使用されるセラミック粉末を使用してＰＬＡを混合した。結果物をランダムな粒子になるまですりつぶし、コートした。バイオ複合材粒子は、内部が透明から半透明でコート用に着色した。ＰＬＡの融点より低い温度にてオーブンで熱溶融した後、物質を冷却し、サンディングした。物質はサンディングできるほど十分に硬く、引っかき抵抗及び磨耗抵抗において際立った改善が見られた。
【０３９０】
実施例４１
セルロースくず紙を被服用染料と水とともに混合した。その後ファイバーを乾燥させた。色のついたファイバーは、物質に対して半透明でランダムな「ファイバー」性を与えるために、低い割合でＰＬＡと配合した。物質をすりつぶして個別のランダムな粒子にした。異なる色のセルロースを使用して、第二のバッチを製造した。バイオ複合材粒子の２つの色を混合し、熱溶融して、固体表面を有する物質を製造した。
【０３９１】
実施例４２
ＰＬＡとコートした製紙工場スラッジを用いて、これらを配合し、バイオ複合材粒子を製造し、これを押し出して成形品を製造した。プラスチックグラインダーで成形品をすりつぶして個別のランダム形状のバイオ複合材粒子にした。（ＰＬＡの融点より華氏７０度強低い）華氏３２０度にて、ずり速度の低い押し出し機を使用して、エッジバンド用途のために成形した物体のプロフィールを押し出した。物質は、三次元の外観を有しており、物質の全体的な色の外観をだすための着色剤は不要であった。製紙工場スラッジの粒子は、半透明マトリックス中ではっきりと見え、固体表面を有する物質の外観と似た外観を呈していた。
【０３９２】
実施例４３
二段スクリュー配合システムを用いて、ＰＬＡ及びトウモロコシ外皮の蒸留シロップを使用して、バイオ複合材粒子を製造した。外皮は元の大きさ、形状のままとした。物質をバイオ複合材粒子へとすりつぶした。標準的な二段スクリュー押し出し機を使って、処理温度を（融点より９０度低い）華氏３００度として、粒子を成形の形状に押し出した。結果物は、柔らかいファイバー状のテキスチャーとトウモロコシの外皮ファイバーのランダムな形状に由来する満足のいく審美性を有していた。外観が美的なのは、一部にはファイバーを取り囲む物質が透明ではなく半透明性であることによる。
【０３９３】
実施例４４
ＰＬＡと大豆油由来の大豆ワックスのバイオ可塑剤とを使用して、バイオ複合材粒子を製造した。多色コートの製紙工場スラッジを、ＰＬＡ及びバイオ可塑剤と配合し、柔らかいが、半透明のエラストマーのバイオ複合材粒子を製造した。これらの粒子をシートモールド型に載せてオーブンに入れて華氏３００度で熱溶融して固体にしたが、それでも、個々の粒子境界が相変わらず視認された。物質はフレキシブルで、良好な滑り抵抗を有した。
【０３９４】
実施例４５
液体着色剤を物質にスプレーしながら、セルロース絶縁材を混合物に入れた。物質のかさ密度がすぐに増した。物質の容積を半分にして、同じ重量の液体着色剤を添加した。その後、物質を乾燥させた。物質をその後、硬化植物油由来の溶けた液状の大豆ワックス２０％でコートして、その後冷却した。結果生成した着色バイオ複合材粒子は、コートされていたが、完全ではなく、一部のファイバーは、天然の色のままであった。その後、物質を華氏３２０度にて、着色バイオ複合材粒子が１０％、ＰＬＡと大豆ワックスバイオコポリマーの混合物が９０％の割合で配合した。結果物をシートまたはバイオラミネートサンプルに成形した。不均一な材料は、別々の粒子境界を示し、複数の被写界深度を有した。物質は、フローと個別の粒子境界を有し、驚くほど天然の花崗岩に似ていた。
【０３９５】
実施例４６
ＰＬＡを融点（華氏３１０度）より低い温度で、ＡＤＭの５％のポリソイ硬化大豆油と配合し、ポリエチレンとその性質及び外観が似たフレキシブルな白いバイオコポリマーを得た。バイオコポリマーを配合し、カットしてペレットにした。第二に、水性塗料を添加しながら、ふわふわした形態のすりつぶしたセルロース絶縁紙を混合した。ふわふわしたセルロースは、妥当な統合性を有する小さめの粒子に変換した。粒子を乾燥させた。バイオコポリマーと着色複合材粒子を、バイオコポリマー８５％、着色セルロース粒子１５％の比率で混合し、低いずり速度でＰＬＡの融点より低い温度（華氏３１０度）で押し出した。結果物は、均一な混合物に混ざることなく、個々の粒子の外観を維持し、天然の三次元の花崗岩と類似性の極めて高いものを得た。
【０３９６】
実施例４７
透明のＰＬＡの破砕ランダム形状粒子を金属塗料で塗布した。粒子を、粒子がエラストマー状態になって、物質の低い熱たわみ温度によって変形する、ＰＬＡの融点よりも低い温度で加熱して、モールド型に入れて溶融した。物質を冷却した。最初のうちは、粒子の塗布面がその表面上で変形し、物質が殆ど不透明であることが見てとれる。表面層、少なくともコート層をサンディングして除去したところ、透明の粒子を開けると、粒子の裏面と塗料と透明なＰＬＡとの間の界面のみが見えた。表面を研磨することによって、物質は非常に透明になり、各個別のコートされたバイオ複合材またはＰＬＡ粒子の裏面のみが見えた。これは、非常に良好な被写界深度を有するその他の固体の表面加工材料と比べて、極めて特有の光学特性を提供する。透明なコートを有する粒子マトリックス中にランダムな形状を有することによって、その特有の形状ゆえに、それぞれの粒子において様々な反射角度も見てとれた。このように、全ての粒子がユニークな光特性を提供した。
【０３９７】
実施例４８
通常のクラフト紙、次にバイオポリマーＰＬＡ押し出しフィルム（０．００５インチ）をクラフト紙の最上部に配置した。第二のクラフト紙を最上部に配置し、ＰＬＡフィルムが非浸透クラフト紙に「サンドイッチされる」ようにした。この互い違いの積層を繰り返して、より分厚い構造とすることができる。バイオポリマーフィルムをその間に挟んだ２つのクラフト紙の層を、その後、熱プレスに入れ、華氏３５０度及び２０ｐｓｉ強で、より好ましくは１５０〜５００ｐｓｉで処理した。こうして２つの層を準備した。
【０３９８】
互い違いの層の第１積層を同様のプレス機に１分間入れて、除去した。最終的な複合材を破砕するときに、紙の乾燥した部分があり、紙は完全には浸透または含浸していなかった。加えて、複合材は、非浸透紙の内部結合が低いために破れ得ることがあった。
【０３９９】
互い違いの層の第二積層を同様のプレス機に同様の温度で、プレス時間を８分に延長して入れた。ひとたび複合材を冷却すると、層は完全に浸透され、破れなかった。ナイフで様々な層をカットする際に、ＰＬＡがクラフト紙に浸透したことにより、クラフト紙は暗色化したが、これは、反対側も同様であった。
【０４００】
両方のピースをカットしてエッジをサンディングし、顕微鏡を用いて検査した。１分のサイクルを伴った第１のサンプルは、ＰＬＡが部分的に含浸し、クラフト紙に浸透したものの、完全には浸透しなかったことを示し、一方、より長いプレス時間に供した第二のサンプルは、紙の層に完全に浸透したことを示した。
【０４０１】
両方のピースを水に浸した。１分間プレスした第１のサンプルは、非浸透性クラフト紙であるために、非常に高い吸水性と膨張性を有した。第二のサンプルは、膨張も表面のざらつきもなく、ほぼ防水性を有した。
【０４０２】
実施例４９
アクリルフィルムがクラフト紙の２つの層の間にある、ＰＬＡに代替する標準的なアクリル（０．００５）を使用する第二フィルムを得た。上記と同じ条件で８分間フルに使って、積層をプレス機に入れた。サンプルを除去して冷却した。物質は、浸透性がなく、かろうじて２つの層がくっつく程度であった。サンプルは簡単に引き剥がれ、強度も剛性も有さなかった。
【０４０３】
さらに示すと、下記の実施形態が本明細書に記載される。 
【０４０４】
１．
１つまたは複数のバイオラミネート層と；
非プラスチック硬質基材と；
前記基材と前記１つまたは複数のバイオラミネート層とに接触する接着剤層と；
を含み、前記１つまたは複数のバイオラミネート層が前記基材にラミネートされるバイオラミネート複合材アセンブリ。
【０４０５】
２．
前記ラミネートが、平面ラミネートを含む、実施形態１に記載のバイオラミネート複合材アセンブリ。
【０４０６】
３．
バイオラミネート単層が、前記非プラスチック硬質基材の１つの側面と接触する、実施形態１に記載のバイオラミネート複合材アセンブリ。
【０４０７】
４．
２つ以上のバイオラミネート層が、前記非プラスチック硬質基材の２つ以上の側面と接触する、実施形態１に記載のバイオラミネート複合材アセンブリ。
【０４０８】
５．
前記平面ラミネートが、ホットプレス、コールドプレス、ニップロール、シート成形、フルパネル成形、カスタムカット、またはこれらの組み合わせを含む、実施形態２に記載のバイオラミネート複合材構造体。
【０４０９】
６．
前記接着剤が、接着層を含む、実施形態１に記載のバイオラミネート複合材アセンブリ。
【０４１０】
７．
前記接着剤層が、加熱により活性化する接着剤を含む、実施形態１に記載のバイオラミネート複合材アセンブリ。
【０４１１】
８．
前記接着剤層が、付着接着剤を含む、実施形態１に記載のバイオラミネート複合材アセンブリ。
【０４１２】
９．
前記接着剤層が、コールドプレス接着剤を含む、実施形態１に記載のバイオラミネート複合材アセンブリ。
【０４１３】
１０．
前記接着剤層が、感圧テープを含む、実施形態９に記載のバイオラミネート複合材アセンブリ。
【０４１４】
１１．
前記基材が、複合材マトリックスを含む、実施形態１に記載のバイオラミネート複合材アセンブリ。
【０４１５】
１２．
前記基材が、木材複合材、ＭＤＦ、ＨＤＦ、合板、ＯＳＢ、木材パーチクル・ボード、木材プラスチック複合材、アグリファイバープラスチック複合材、アグリファイバーパーチクル・ボード、アグリファイバー複合材、石膏ボード、シートロック、ハードボード、金属、ガラス、セメント、セメント板、セルロース基材、セルロース紙複合材、多層セルロース接着複合材、ベニヤ板、竹、再生紙基材、またはこれらの組み合わせを含む、実施形態１に記載のバイオラミネート複合材アセンブリ。
【０４１６】
１３．
前記基材が、ホルムアルデヒドを含まないマトリックス樹脂を使用したアグリファイバーに由来する基材を含む、実施形態１に記載のバイオラミネート複合材アセンブリ。
【０４１７】
１４．
前記バイオラミネート複合材アセンブリが、加工表面、戸棚、木工製品、ラミネートフローリング、カウンター、テーブル表面、家具部品、什器、パーティション、壁紙、キャビネットカバー、キャビネットドア、通路ドアまたはこれらの組み合わせを含む、実施形態１に記載のバイオラミネート複合材アセンブリ。
【０４１８】
１５．
前記１つまたは複数のバイオラミネート層が、約０．００５〜約０．２５インチの厚さを有する、実施形態１に記載のバイオラミネート複合材アセンブリ。
【０４１９】
１６．
前記１つまたは複数のバイオラミネート表面層の２つ以上が、熱溶融または接着剤によって熱溶融される、請求項１５に記載のバイオラミネート複合材アセンブリ。
【０４２０】
１７．
前記バイオラミネート複合材アセンブリが、約０．０５０〜約１．５インチの厚さを有する、実施形態１に記載のバイオラミネート複合材アセンブリ。
【０４２１】
１８．
前記１つまたは複数のバイオラミネート層がＰＬＡ、ＰＨＡ、またはこれらの組み合わせを含む、実施形態１に記載のバイオラミネート複合材アセンブリ。
【０４２２】
１９．
前記１つまたは複数のバイオラミネート層が、バイオプラスチック、バイオポリマー、変性バイオポリマー、バイオ複合材、またはこれらの組み合わせを含む、実施形態１に記載のバイオラミネート複合材アセンブリ。
【０４２３】
２０．
前記バイオプラスチック、バイオポリマー、変性バイオポリマー、及びバイオ複合材が、ポリ乳酸ベースの物質を含む、実施形態１９に記載のバイオラミネート複合材アセンブリ。
【０４２４】
２１．
前記１つまたは複数のバイオラミネート層が、１つまたは複数のプラスチック、バイオプラスチック、添加剤またはバイオ添加剤と組み合わせた変性ＰＬＡを含む、実施形態１に記載のバイオラミネート複合材アセンブリ。
【０４２５】
２２．
前記１つまたは複数のバイオラミネート層が、１つまたは複数の充填剤、ファイバー、または着色剤と組み合わせた変性ＰＬＡを含む、実施形態１に記載のバイオラミネート複合材アセンブリ。
【０４２６】
２３．
１つまたは複数の印刷層をさらに含む、請求項１に記載のバイオラミネート複合材アセンブリ。
【０４２７】
２４．
前記印刷層が、前記１つまたは複数のバイオラミネート層の最上層、前記１つまたは複数のバイオラミネート層の最下層、または前記１以上のバイオラミネート層の間に配置される、実施形態２３に記載のバイオラミネート複合材アセンブリ。
【０４２８】
２５．
前記１つまたは複数のバイオラミネート層が、バイオ可塑剤、バイオ潤滑剤、またはこれらの両方をさらに含む、実施形態１に記載のバイオラミネート複合材アセンブリ。
【０４２９】
２６．
前記バイオ可塑剤が、クエン酸エステル、エステル、乳酸、及びその他の形態のバイオベースの可塑剤を含む、実施形態２５に記載のバイオラミネート複合材アセンブリ。
【０４３０】
２７．
前記バイオ潤滑剤が、天然ワックス、リグナン、またはこれらの組み合わせを含む、実施形態２５に記載のバイオラミネート複合材アセンブリ。
【０４３１】
２８．
前記１つまたは複数のバイオラミネート層が、フレキシブルなＰＶＣ層に相当する柔軟性を有する、実施形態１に記載のバイオラミネート複合材アセンブリ。
【０４３２】
２９．
１つまたは複数の装飾添加剤をさらに含む、実施形態１に記載のバイオラミネート複合材アセンブリ。
【０４３３】
３０．
前記１つまたは複数の装飾添加剤が、着色剤、テキスチャー、装飾粒子、装飾フレーク、または天然の含浸ファイバーを含む、実施形態２９に記載のバイオラミネート複合材アセンブリ。
【０４３４】
３１．
前記着色剤が、三次元の美的価値を備える自然な被写界深度を有する、実施形態３０に記載のバイオラミネート複合材アセンブリ。
【０４３５】
３２．
機能添加剤をさらに含む、実施形態１に記載のバイオラミネート複合材アセンブリ。
【０４３６】
３３．
前記機能添加剤が、ＥＶＡ、ＦＲ、天然石英、バイオ可塑剤、バイオ潤滑剤、鉱物、天然ファイバー、合成ファイバー、衝撃改質剤、抗菌剤、導電性充填剤、またはこれらの組み合わせを含む、実施形態３２に記載のバイオラミネート複合材アセンブリ。
【０４３７】
３４．
前記１つまたは複数のバイオラミネート層が、ロールまたはプレスされたテキスチャー表面を有する、実施形態１に記載のバイオラミネート複合材アセンブリ。
【０４３８】
３５．
前記１つまたは複数のバイオラミネート層の第２側面と接触する非プラスチック硬質基材を含む、実施形態１に記載のバイオラミネート複合材アセンブリ。
【０４３９】
３６．
バイオプラスチックエッジバンドをさらに含む、実施形態１に記載のバイオラミネート複合材アセンブリ。
【０４４０】
３７．
前記１つまたは複数のバイオラミネート層が、エッジバンドを含む、実施形態１に記載のバイオラミネート複合材アセンブリ。
【０４４１】
３８．
前記非プラスチック硬質基材が、バイオベースのエッジバンドとバイオラミネート表面とを含む、実施形態１に記載のバイオラミネート複合材アセンブリ。
【０４４２】
３９．
前記１つまたは複数のバイオラミネート層とエッジバンドの両方が、ＰＬＡ、変性ＰＬＡ、または両方を含む、実施形態３８に記載のバイオラミネート複合材アセンブリ。
【０４４３】
４０．
前記ラミネートが、ホットプレス処理方法、ロールラミネーション、コールドプレス処理方法、または付着接着剤を使用することによって行われる、実施形態１に記載のバイオラミネート複合材アセンブリ。
【０４４４】
４１．
防火材をさらに含む、実施形態１に記載のバイオラミネート複合材アセンブリ。
【０４４５】
４２．
前記１つまたは複数のバイオラミネート層が、天然鉱物をさらに含む、実施形態１に記載のバイオラミネート複合材アセンブリ。
【０４４６】
４３．
前記バイオラミネート複合構造体が、三次元の外観を有する、実施形態１に記載のバイオラミネート複合材アセンブリ。
【０４４７】
４４．
１つまたは複数のバイオラミネート層と；
三次元の非プラスチック硬質基材と；
前記基材と前記１つまたは複数のバイオラミネート層と接触する接着剤層と；
を含み、前記１つまたは複数のバイオラミネート層が前記基材の２以上の表面に熱成形されるバイオラミネート複合材アセンブリ。
【０４４８】
４５．
前記熱成形が永続的である、実施形態４４に記載のバイオラミネート複合材アセンブリ。
【０４４９】
４６．
前記熱成形が、真空成形、リニア成形、またはこれらの組み合わせを含む、実施形態４４に記載のバイオラミネート複合材アセンブリ
【０４５０】
４７．
前記接着剤層が接着層を含む、実施形態４４に記載のバイオラミネート複合材アセンブリ
【０４５１】
４８．
前記基材が複合材マトリックスを含む、実施形態４４に記載のバイオラミネート複合材アセンブリ
【０４５２】
４９．
前記基材が、木材複合材、ＭＤＦ、ＨＤＦ、合板、ＯＳＢ、木材パーチクル・ボード、木材プラスチック複合材、アグリファイバープラスチック複合材、アグリファイバーパーチクル・ボード、アグリファイバー複合材、石膏ボード、シートロック、ハードボード、金属、ガラス、セメント、セメント板、セルロース基材、セルロース紙複合材、多層セルロース接着複合材、ベニヤ板、竹、再生紙基材、またはこれらの組み合わせを含む、実施形態４４に記載のバイオラミネート複合材アセンブリ
【０４５３】
５０．
前記基材が、ホルムアルデヒドを含まないマトリックス樹脂を使用したアグリファイバーに由来する基材を含む、実施形態４４に記載のバイオラミネート複合材アセンブリ。
【０４５４】
５１．
前記バイオラミネート複合材アセンブリが、加工表面、戸棚、木工製品、フローリング、カウンター、テーブル表面、パーティション、壁紙、キャビネットカバー、キャビネットドア、什器、通路ドアまたはこれらの組み合わせを含む、実施形態４４に記載のバイオラミネート複合材アセンブリ。
【０４５５】
５２．
前記１つまたは複数のバイオラミネート層が、約０．００５〜約０．２５インチの厚さを有する、実施形態４４に記載のバイオラミネート複合材アセンブリ。
【０４５６】
５３．
前記バイオラミネート複合材アセンブリが、約０．０３０〜約１．５インチの厚さを有する、実施形態４４に記載のバイオラミネート複合材アセンブリ。
【０４５７】
５４．
前記１つまたは複数のバイオラミネート層がＰＬＡ、ＰＨＡ、及びその他のバイオプラスチック／バイオポリマーを含む、実施形態４４に記載のバイオラミネート複合材アセンブリ。
【０４５８】
５５．
バイオ可塑剤及びバイオ潤滑剤をさらに含む、実施形態４４に記載のバイオラミネート複合材アセンブリ。
【０４５９】
５６．
１つまたは複数の装飾添加剤をさらに含む、実施形態４４に記載のバイオラミネート複合材アセンブリ。
【０４６０】
５７．
前記１つまたは複数の装飾添加剤が、着色剤、テキスチャー、装飾粒子、装飾フレーク、または天然の含浸ファイバーを含む、実施形態５６に記載のバイオラミネート複合材アセンブリ。
【０４６１】
５８．
前記着色剤が、三次元の美的価値を備える自然な被写界深度を有する、実施形態５７に記載のバイオラミネート複合材アセンブリ。
【０４６２】
５９．
機能添加剤をさらに含む、実施形態４４に記載のバイオラミネート複合材アセンブリ。
【０４６３】
６０．
前記機能添加剤が、ＥＶＡ、ＦＲ、天然石英、バイオ可塑剤、バイオ潤滑剤、鉱物、天然ファイバー、合成ファイバー、またはこれらの組み合わせを含む、実施形態５９に記載のバイオラミネート複合材アセンブリ。
【０４６４】
６１．
前記バイオラミネート複合材構造体が、ロールまたはプレスされたテキスチャー表面を有する、実施形態４４に記載のバイオラミネート複合材アセンブリ。
【０４６５】
６２．
前記１つまたは複数のバイオラミネート層の第２側面と接触する非プラスチック硬質基材をさらに含む、実施形態４４に記載のバイオラミネート複合材アセンブリ。
【０４６６】
６３．
防火材をさらに含む、実施形態４４に記載のバイオラミネート複合材アセンブリ。
【０４６７】
６４．
天然鉱物をさらに含む、実施形態４４に記載のバイオラミネート複合材アセンブリ。
【０４６８】
６５．
前記天然鉱物が、高い耐摩耗性ＨＰＬ基準を満たす鉱物を含む、実施形態６４に記載のバイオラミネート複合材アセンブリ。
【０４６９】
６６．
前記バイオラミネート複合構造体が三次元の外観を有する、実施形態４４に記載のバイオラミネート複合材アセンブリ。
【０４７０】
６７．
１つまたは複数のバイオラミネート層を非プラスチック硬質基材にラミネートすることを含む、バイオラミネート複合材アセンブリの製造方法。
【０４７１】
６８．
前記１つまたは複数のバイオラミネート層にリバース印刷することをさらに含む、実施形態６７に記載の方法。
【０４７２】
６９．
前記１つまたは複数のバイオラミネート層が透明または半透明である、実施形態６７に記載の方法。
【０４７３】
７０．
前記１つまたは複数のバイオラミネート層にダイレクト印刷することをさらに含む、実施形態６７に記載の方法。
【０４７４】
７１．
前記１つまたは複数のバイオラミネート層に多層印刷することをさらに含む、実施形態６７に記載の方法。
【０４７５】
７２．
前記２つ以上のバイオラミネート層の間に装飾的印刷層をさらに含む、実施形態６７に記載の方法。
【０４７６】
７３．
前記２つ以上のバイオラミネート層を熱溶融することをさらに含む、実施形態７２に記載の方法。
【０４７７】
７４．
前記１つまたは複数のバイオラミネートに装飾的印刷層を印刷することをさらに含む、実施形態６７に記載の方法。
【０４７８】
７５．
印刷が、オフセット印刷、インキジェット印刷、スクリーン印刷、またはフレキソ印刷を含む、実施形態７４に記載の方法。
【０４７９】
７６．
印刷が、バイオインキを使用する、実施形態７４に記載の方法。
【０４８０】
７７．
前記１つまたは複数のバイオラミネート層に透明の液体コートを塗布することをさらに含む、実施形態６７に記載の方法。
【０４８１】
７８．
上記の塗布が、スプレー、ロール、オフセット印刷、またはロッドコート印刷法を含む、実施形態７７に記載の方法。
【０４８２】
７９．
前記１つまたは複数のバイオラミネート層が、透明の最上層、装飾的内部層、及び不透明の層を含み、各層が隣接する層と熱溶融される、実施形態６７に記載の方法。
【０４８３】
８０．
前記印刷した１以上のバイオラミネート層の外面に透明のコートを塗布することをさらに含む、実施形態７０に記載の方法。
【０４８４】
８１．
１つまたは複数のバイオラミネート層を非プラスチック硬質基材に熱成形することを含む、バイオラミネート複合材アセンブリの製造方法。
【０４８５】
８２．
成形が、熱成形、真空成形、熱成形またはこれらの組み合わせを含む、実施形態８１に記載の方法。
【０４８６】
８３．
前記１つまたは複数のバイオラミネート層にリバース印刷することをさらに含む、実施形態８１に記載の方法。
【０４８７】
８４．
前記１つまたは複数のバイオラミネート層が透明または半透明である、実施形態８１に記載の方法。
【０４８８】
８５．
前記１つまたは複数のバイオラミネート層にダイレクト印刷することをさらに含む、実施形態８１に記載の方法。
【０４８９】
８６．
前記１つまたは複数のバイオラミネート層に多層印刷することをさらに含む、実施形態８１に記載の方法。
【０４９０】
８７．
前記２つ以上のバイオラミネート層の間に装飾的印刷層を印刷することさらに含む、実施形態８１に記載の方法。
【０４９１】
８８．
前記２つ以上のバイオラミネート層を熱溶融することをさらに含む、実施形態８７に記載の方法。
【０４９２】
８９．
前記１つまたは複数のバイオラミネートに装飾的印刷層を印刷することをさらに含む、実施形態８８に記載の方法。
【０４９３】
９０．
前記印刷が、オフセット印刷、インキジェット印刷、スクリーン印刷、またはフレキソ印刷を含む、実施形態８９に記載の方法。
【０４９４】
９１．
前記印刷が、バイオインキを使用する、実施形態８９に記載の方法。
【０４９５】
９２．
前記１つまたは複数のバイオラミネート層に透明の液体コートを塗布することをさらに含む、実施形態８１に記載の方法。
【０４９６】
９３．
上記の塗布が、スプレー、ロール、オフセット印刷、またはロッドコート法を含む、実施形態９２に記載の方法。
【０４９７】
９４．
前記１つまたは複数のバイオラミネート層が、透明の最上層、装飾的内部層、及び不透明の内部層を含み、各層が隣接する層と熱溶融される、実施形態８１に記載の方法。
【０４９８】
９５．
前記印刷した１以上のバイオラミネート層の外面に透明のコートを塗布することをさらに含む、実施形態８５に記載の方法。
【０４９９】
９６．
透明のバイオポリマー層と；
不透明のバイオポリマー層と；
装飾的な印刷層と；
を含み、前記印刷層が前記透明層と前記不透明層との間に配置される装飾的バイオラミネート層。
【０５００】
９７．
前記バイオポリマー層がテキスチャー加工される、実施形態９６に記載の装飾的バイオラミネート層。
【０５０１】
９８．
前記配置が溶融を含む、実施形態９６に記載の装飾的バイオラミネート層。
【図１】
2013538135.tif 000002
【図３】
2013538135.tif 000003
【図４】
2013538135.tif 000004
【図５】
2013538135.tif 000005
【図６】
2013538135.tif 000006
【図７】
2013538135.tif 000007
【図８】
2013538135.tif 000008
【図２】
2013538135.tif 000009
【国際調査報告】
2013538135.tif 000010
2013538135.tif 000011
2013538135.tif 000012
2013538135.tif 000013
2013538135.tif 000014
2013538135.tif 000015