用于组装或覆盖用途的刚性结构元件及制造这种元件的方法技术

本发明专利技术涉及一用于组装或覆盖用途的刚性结构元件，该元件的形状基本上是平面。根据本发明专利技术，刚性结构元件的重量的至少８０％由收获具有短的生长周期植物衍生的纤维构成，所述纤维由选择的相关的粘结剂进行加固，以确保仍保留所述结构元件的生物降解的特性，所述刚性结构元件至少在其外表面上包括一保护性和／或加固性的涂层。结构元件有利地由全部着色的材料制成，至少在其外表面的附近是这样。本发明专利技术还提供一制造这样一刚性结构元件的方法，尤其是，制造一大尺寸的厚板。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一用于组装或覆盖目的且其形状基本上是平面的刚性结构元件。本描述中所使用的术语“组装”和“覆盖”应广义地理解，延伸到各种类型的由刚性结构元件制成的组装物件，尤其是，在装璜或装备的领域内，延伸到各种覆盖物，尤其是，在绝缘、装备或建造的领域内。这些元件可尤其包括厚板或大尺寸的台面。
技术介绍
传统的覆盖或组装材料是矿产型的(陶瓷、陶、粘土等)，或植物型的(木材)，或确实的复合型的(带有填料的塑料、纤维板或包括树脂的粗纸板等…)。这些产品也可由回收循环物质(纤维、合成物、橡胶等)制成。所述结构元件可由全部有颜色的材料制成，但在这种情况下，它们通常总是制成小尺寸。相反，当要求使用大尺寸的结构元件时选材限制在纤维板、粗纸板、夹板，或诸如此类的材料，其物理特性不总是与全部是颜色的材料相容。因此，大尺寸的元件需要着色，在制造过程之后，配装颜色的饰板或薄片，或涂覆涂料，这种做法相当地增加制造的成本。本专利技术尤其适用于这样的刚性结构元件，其中，部件材料基本上是来源于植物，可选择地适用于全部是颜色的，且不管所述元件的尺寸大小。已知板是由纤维板或粗纸板制成，它们作为覆盖材料和用于家具制造的材料广泛地得到应用。这样的板由木屑通常加上合成物的粘结剂制成。混合物通过压机在中等压力(不超过每平方厘米35公斤(kg/cm2))下变得粘着，该压机具有的板的尺寸每边为好几米，厚度为好几厘米。不管使用何种木材，总是一具有长年轮的植物，即，延续若干年以上(平均5年至15年)。这里所用的术语“年轮”是指，有时也称之为旋转循环，或生长循环，对应于植物播种或种植和该植物收获之间的时间。在本专利技术的范围内，该术语还延伸来涵盖不受人类干扰自然发生再生循环的植物。使用木材意指在种植年幼树苗和将其作为原料使用之间的长的生产周期，此外，这样使用木材可造成毁坏森林的问题的缺点，由此，损害地球的生态系统。因此，看来必须试图使用其它可能的材料来制造刚性的结构元件，而避免使用具有长的生长周期的植物。现已知道使用谷物的材料作为原材料来制造复合材料的小型物品，尤其是，用来制造食物容器代替使用塑料。美国专利No.5 897 827则描述由漂白的农作物(大米、燕麦、玉米、大豆、小麦)的壳，由碳酸钙，或其混合物制造食品容器。还可参照美国专利Nos.6 337 097和5 716 440。更一般地来说，用来制造这样小物品的成分通常是生物降解塑料型，或使用天然材料的复合型。对于生物降解的塑料，送料来源于植物，它们通过生化方法转换产生具有类似于传统热塑性材料的流变特性的原材料。然后，这些原材料使用注塑模制技术进行转换。这种材料的缺点主要在于，起源的谷物材料的内在的品质在完成的产品中不再出现，因此，在变换的产品中自然感的品质不再存在。早已问世的基于天然材料的复合的产品是由各种成分构成，这些成分涉及谷物、矿物和淀粉型的生化粘结剂。这样的产品通过热压缩成形，并可用来制造诸如盘、碗、高脚酒杯等的一次性的食物容器的小件物品。然而，这样物品的质量和机械特性通常仍非常有限，诸如其寿命方面。用于建造目的的板的制造也是众所周知的，如美国专利No.5 354 621和文件DE-A-10018726中所述，其中，使用生物的、有机的粘结剂，木材被源自植物的成分替代。在一变体中，提出使用一种糊状物，其由油已从中榨取后的向日葵籽粗粉或油菜籽(菜子)粗粉制成(例如，见文件EP-A-0 987 089)。然而，由此获得的板在机械强度上和抵抗外部机械侵袭的能力上没有显现满意的品质，这相当地限制其能应用的领域。此外，所使用的制造方法不包括任何的步骤来寻求对板制造所使用材料的着色，以便获得一完成的产品，其不要求其后对其表面进行涂覆颜色或装饰的表面处理的步骤。为了充实技术背景，还可参照下列文件DE-A-19 635 410，WO-A-98/38039，DE-A-4 412 248，DE-A-19 653 955，以及US-A-5 756 024。
技术实现思路
本专利技术寻求设计一种用于组装或覆盖用途的新颖的刚性结构元件，其是天然的和生物降解的，但不使用木材的副产品，而且还呈现强度和抵抗外部机械侵袭的良好的特性。本专利技术的另一目的是提供大尺寸的板，可选择地在制造过程中由完全颜色的材料制成，这样的板适于加工或切割，以便直接地获得较小尺寸的结构元件。根据本专利技术，该目的通过一用于组装或覆盖用途的刚性结构元件得以实现，该元件的形状基本上是平面，且其重量的至少80％由具有短的生长周期的收获的纤维构成，所述纤维由相关的粘结剂进行加固，选择的粘结剂仍保留所述结构元件的生物降解的特性，这样的元件至少在其外表面上包括一保护性和/或加固性的涂层。因此，以使本
内的技术人员相当吃惊的方式，用于组装或覆盖用途的刚性的结构元件由农业生产中得到的材料制成，这些材料在其自然的状态中不能提供足够的机械品质或质地。由于所述植物是短生长周期的，所以，传统上使用的所有类型的木材自然排斥在外，因为它们的复兴通常要有5至15年范围的长的周期。因此，通过使用具有短的生长周期的收获的植物得到的这样的纤维来制造刚性的结构元件，已经克服了真正的偏见，具体来说，制造呈现完全满足的机械特性的元件，而且与在非常宽广类型的组装或覆盖领域内的使用十分地相容。此外，刚性结构元件是完全天然的，且其生物降解特性代表一显著的属性。较佳地，涂层由包括至少20％硅石(重量计)的涂层材料制成。这样的涂层给出相当的刚度和高的抗磨损、刮伤、切割和刺穿结构元件的能力。还为较佳地的是，提供全部着色的结构元件的材料，至少在其外表面的附近着色。这在现有技术中仅对小尺寸物品才有可能。于是，本专利技术提供一十分显著的优点，即，对获得大尺寸的装饰板给出一宽的选择范围。还为较佳地是，粘结剂的浓度在所述结构元件的成分中呈5％至15％范围内(按重量计)。在一特别有利的实施例中，粘结剂选择为唯一起源于植物的。尤其是，粘结剂由来自于用作纤维的同一植物种类的植物蛋白质构成，或由不同于该纤维的植物种类的植物蛋白质构成，或在一变体中由多个植物种类的植物蛋白质构成。有利地是，成分纤维至少部分地由磨碎的植物纤维构成。尤其是，结构元件则可包括一由未磨碎的植物纤维制成的中心厚度，因此，能提高结构元件的固有的刚度，同时也减小其重量。还为有利地是，结构元件还包括包含在体积中的具有特殊功能的植物颗粒，尤其是，提供保护免遭寄生虫或蚊子的侵袭。还可考虑结构元件包括包含在体积中的功能性的矿物型或化学型的添加剂，以寻求改变所述结构元件的物理特性和/或机械特性，和/或添加一特殊的功能。在一优选的实施例中，成分纤维选自下列的组群小麦糠、大米谷壳、玉蜀黍(玉米)棒子、切碎的稻草，以及谷类丝，而粘结剂选自下列的组群谷类淀粉、谷类麸质、谷类胚芽，以及植物蛋白质。尤其是，结构元件可包括一大尺寸的板或台面。大尺寸的板或台面较佳地完全地由全部着色的材料制成。本专利技术还提供一制造呈现至少上述特征的刚性结构元件的方法。本专利技术的方法包括下列连续的步骤a)制备由短的生长周期的植物的纤维构成的均匀的磨碎料，以及一粘结剂；b)在一热的平板压机中烘焙和成形磨碎料，压机的温度不低于100℃，高压不低于每平方厘米5公斤(kg/cm2)；c)冷却和发汗渗出；d)切割成要本文档来自技高网...

【技术保护点】
一用于组装或覆盖用途的刚性结构元件，该元件的形状基本上是平面，其特征在于，其重量的至少８０％由收获具有短的生长周期的纤维构成，所述纤维由相关的粘结剂进行加固，选择的粘结剂仍保留所述结构元件的生物降解的特性，该元件至少在其外表面上包括一保护性和／或加固性的涂层。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：O莱培兹，
申请(专利权)人：BSM发展公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]