2586699 - Биокомпозиционная плита

Биокомпозиционная плита

Иллюстрации

Показать все

Изобретение относится к биокомпозиционной плите, способу ее изготовления, а также к ее применению. Плита содержит a) по меньшей мере один вид природных волокон и b) по меньшей мере один термореактивный биополимер, причем плита имеет остаточную влажность в пересчете на ее общую массу меньше 8,0 мас.%. При этом плита содержит по меньшей мере два листа бумаги, а биополимер включает в себя фурановую смолу, получаемую полимеризацией композиции, содержащей соединение формулы (I) и/или формулы (II):

где n, t, s, w, z, а также X, Y, R¹-R²⁰ определены согласно описанию, а пунктирная линия означает необязательную двойную связь, при этом массовая доля биополимера в пересчете на общую массу плиты составляет по меньшей мере 20,0 мас.%. Результатом является улучшение механических свойств, теплостойкости, свойств при горении, устойчивости к атмосферным воздействиям. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 1 табл., 4 пр.

Реферат

Изобретение относится к биокомпозиционной плите, способу ее изготовления, а также к ее применению.

Биокомпозиты или биокомпонентные композиционные материалы представляют собой композиционные материалы, содержащие биогенный компонент, т.е. компонент, полученный способами, отличающимися от химического синтеза. В связи с этим предпочтительно могут быть приняты во внимание три варианта:

- композиционные материалы из природных волокон и традиционных полимеров и других матричных материалов;

- композиционные материалы из синтетических волокон и биополимеров;

- композиционные материалы из природных волокон и биополимеров, которые по настоящему изобретению предпочтительно стоят на первом месте, так как их изготовление в плане сырьевых ресурсов является наиболее щадящим в экологическом отношении.

Биокомпозиты используют уже в течение столетий, например, в виде армированной соломой глиняной черепицы. С конца 20-го века они применяются в повышенной степени также для промышленных целей. В данном случае в первую очередь используются композиционные материалы из природных волокон и так называемые древесно-пластмассовые композиты, в которых проявляются преимущества природных волокон по сравнению с традиционными армирующими материалами и наполнителями. Их преимуществами являются, наряду с постоянной доступностью и связанной с этим независимостью от ископаемого топлива, нейтральность в отношении выбросов CO₂, а также физические свойства, такие как низкая плотность, высокая прочность и жесткость.

Наряду с получаемыми на основе нефти полимерами, такими как, например, полипропилен и полиэтилен или также эпоксидные смолы, в последние годы биополимеры также усиленно используют в качестве матричных материалов. В первую очередь следует упомянуть полилактид (полимолочная кислота; PLA), имеющий в основе кукурузный крахмал, а также используют полученные из пальмового масла смолы или крахмалы. Эти материалы обладают некоторыми другими преимуществами по сравнению с армированными природными волокнами полимерами, получаемыми на основе нефти. Так, например, они, как правило, являются полностью биологически разлагаемыми, а затраты на их производство, за исключением энергии, затрачиваемой в процессе производства, не зависят от цены на нефть. Кроме того, они имеют отчетливо лучший баланс по CO₂.

Однако их механические свойства, в частности прочность, жесткость, теплостойкость, долговременная стойкость, а также способность к длительной эксплуатации, для многих случаев применения являются недостаточными.

В частности, полимолочная кислота имеет очень низкую теплостойкость, очень низкую температуру размягчения по Вика приблизительно в интервале от 70 до 75°C, при этом в заметной степени размягчается уже при температуре около 60°C и обеспечивает длительную эксплуатацию только при крайне низких температурах.

Кроме того, полимолочная кислота, как и многие другие термопластичные полимеры, неудовлетворительно ведет себя при горении и в случае пожара образует падающие горящие капли, что в отношении техники безопасности представляет собой недостаток.

Поэтому с учетом предшествующего уровня техники задача настоящего изобретения состояла в том, чтобы показать возможность устранения недостатков предшествующего уровня техники, рассмотренных в настоящем описании. В частности, следовало найти пути для улучшения механических свойств, в первую очередь прочности, жесткости, теплостойкости, долговременной стойкости и способности к длительной эксплуатации традиционных биокомпозитов и композиционных материалов. Также осуществляли поиск биокомпозитов с лучшей теплостойкостью, лучшей характеристикой размягчения и более высокими температурами длительной эксплуатации. Кроме того, требовались улучшенные свойства при горении, по возможности без образования падающих горящих капель. Помимо этого следовало достигнуть возможно более хорошей устойчивости к атмосферным воздействиям и термостойкости.

При этом желательными были возможно более приемлемые в экологическом отношении решения как относительно сырьевой основы из возобновляемых источников, так и относительно энергопотребления и баланса по CO₂, требовавшихся для реализации решений. В связи с этим особенно важным было требование нахождения такого решения, которое было бы возможно более безопасным в аспекте охраны здоровья и окружающей среды и позволяло бы реализацию в возможно большей степени без применения галогенсодержащих, серосодержащих и/или азотсодержащих веществ, чтобы наилучшим образом избегать образования галогенсодержащих соединений, оксидов серы и/или оксидов азота при горении биокомпозитов.

Наконец, настоящее изобретение должно было обеспечивать возможность осуществления возможно более простым способом, возможно более эффективно и с низкими затратами.

Эта задача, а также другие задачи, непосредственно вытекающие из обстоятельств, рассмотренных в настоящем описании, решается за счет биокомпозиционной плиты со всеми отличительными признаками по пункту 1 формулы изобретения. В зависимых пунктах формулы изобретения, отсылающих к пункту 1, описаны наиболее предпочтительные варианты реализации биокомпозиционной плиты по настоящему изобретению. В объем охраны включены также предпочтительные способы изготовления биокомпозиционной плиты по настоящему изобретению, а также наиболее предпочтительные области применения биокомпозиционной плиты по настоящему изобретению.

Благодаря разработке биокомпозиционной плиты, которая содержит:

a) по меньшей мере один вид природных волокон;

b) по меньшей мере один термореактивный биополимер;

причем:

биокомпозиционная плита имеет остаточную влажность в пересчете на ее общую массу меньше 8,0% масс.;

биокомпозиционная плита содержит по меньшей мере два листа бумаги;

биополимер включает в себя фурановую смолу, получаемую полимеризацией композиции, содержащей соединение формулы (I) и/или формулы (II):

где:

- n означает целое число от 0 до 20, предпочтительно от 0 до 10, в частности от 0 до 5;

- t и s независимо друг от друга означают целые числа от 1 до 20, предпочтительно от 1 до 10, в частности от 1 до 5;

- w и z независимо друг от друга означают 0 или 1;

- X и Y независимо друг от друга означают O, S или N-R²¹;

- R¹, R², R³, R⁴, R⁵, R⁶, R⁷, R⁸, R⁹, R¹⁰, R¹¹, R¹², R¹³, R¹⁴, R¹⁵, R¹⁶, R¹⁸, R¹⁹ и R²¹ независимо друг от друга означают атом водорода, C₁-C₂₀-алкил, C₂-C₂₀-алкенил, C₂-C₂₀-алкинил, C₅-C₂₄-арил, C₅-C₁₂-гетероарил, карбальдегидную группу, гидроксил, гидроксиалкил, карбоксил, аминогруппу, нитрогруппу, формильную группу, алкиламиногруппу, аминоалкил, алкиламиноалкил, фурил, фурилалкил, гидроксиалкилфурилалкил, алкилоксигруппу, алкилоксиалкил, алкенилоксигруппу, алкилкарбонилалкенил, оксиранил, алкилкарбонилоксиалкил, алкилоксикарбонилалкенил, алкенилкарбонилоксиалкил, изоцианатную группу, изоцианаталкил, алкилкарбоксигруппу, алкенилкарбоксигруппу, алкилкарбонил, алкенилкарбонил, галогенкарбонил, галогеналкил, галогенарил, галогеналкенил, иминогруппу, меркаптогруппу, алкилтиогруппу, тиоалкил, алкилтиоалкил, цианогруппу, алкилсульфонил и/или сульфогруппу, причем любая группа может иметь в качестве заместителей C₁-C₂₀-алкил, C₂-C₂₀-алкенил, C₂-C₂₀-алкинил, C₅-C₂₄-арил, гидроксил, карбоксил, нитрогруппу, аминогруппу, фурил, фурилалкил, алкилфурил, гидроксиалкилфурилалкил, изоцианатную группу, формильную группу, галогенкарбонил, меркапто- и/или алкилтиогруппу;

- R¹⁷ означает атом водорода, C₁-C₂₀-алкил, C₂-C₂₀-алкенил, C₂-C₂₀-алкинил, C₅-C₂₄-арил, C₅-C₁₂-гетероарил, карбальдегидную группу, гидроксил, гидроксиалкил, карбоксил, аминогруппу, нитрогруппу, формильную группу, алкиламиногруппу, аминоалкил, алкиламиноалкил, фурил, фурилалкил, гидроксиалкилфурилалкил, алкилоксигруппу, алкилоксиалкил, алкенилоксигруппу, алкилкарбонилалкенил, оксиранил, алкилкарбонилоксиалкил, алкилоксикарбонилалкенил, алкенилкарбонилоксиалкил, изоцианатную группу, изоцианаталкил, алкилкарбоксигруппу, алкенилкарбоксигруппу, алкилкарбонил, алкенилкарбонил, галогенкарбонил, галогеналкил, галогенарил, галогеналкенил, иминогруппу, меркаптогруппу, алкилтиогруппу, тиоалкил, алкилтиоалкил, цианогруппу, алкилсульфонил и/или сульфогруппу, причем любая группа может иметь в качестве заместителей C₁-C₂₀-алкил, C₂-C₂₀-алкенил, C₂-C₂₀-алкинил, C₅-C₂₄-арил, гидроксил, карбоксил, нитрогруппу, аминогруппу, фурил, фурилалкил, алкилфурил, гидроксиалкилфурилалкил, изоцианатную группу, формильную группу, галогенкарбонил, меркапто- и/или алкилтиогруппу;

- R²⁰ означает C₁-C₂₀-алкил, C₂-C₂₀-алкенил, C₂-C₂₀-алкинил, C₅-C₂₄-арил, C₅-C₁₂-гетероарил, карбальдегидную группу, гидроксил, гидроксиалкил, карбоксил, аминогруппу, нитрогруппу, формильную группу, алкиламиногруппу, аминоалкил, алкиламиноалкил, фурил, фурилалкил, гидроксиалкилфурилалкил, алкилоксигруппу, алкилоксиалкил, алкенилоксигруппу, алкилкарбонилалкенил, оксиранил, алкилкарбонилоксиалкил, алкилоксикарбонилалкенил, алкенилкарбонилоксиалкил, изоцианатную группу, изоцианаталкил, алкилкарбоксигруппу, алкенилкарбоксигруппу, алкилкарбонил, алкенилкарбонил, галогенкарбонил, галогеналкил, галогенарил, галогеналкенил, иминогруппу, меркаптогруппу, алкилтиогруппу, тиоалкил, алкилтиоалкил, цианогруппу, алкилсульфонил и/или сульфогруппу, причем любая группа может иметь в качестве заместителей C₁-C₂₀-алкил, C₂-C₂₀-алкенил, C₂-C₂₀-алкинил, C₅-C₂₄-арил, гидроксил, карбоксил, нитрогруппу, аминогруппу, фурил, фурилалкил, алкилфурил, гидроксиалкилфурилалкил, изоцианатную группу, формильную группу, галогенкарбонил, меркапто- и/или алкилтиогруппу;

причем пунктирная линия означает необязательную двойную связь;

o массовая доля биополимера в пересчете на общую массу биокомпозиционной плиты составляет по меньшей мере 20,0% масс.;

удается показать совершенно неочевидным способом возможность для устранения недостатков предшествующего уровня техники, рассмотренных в настоящем описании. В частности, указывается путь к улучшению механических свойств, в первую очередь прочности, жесткости, теплостойкости, долговременной стойкости и способности к длительной эксплуатации традиционных биокомпозитов и композиционных материалов. Кроме того, биокомпозиционная плита по настоящему изобретению имеет лучшую теплостойкость, показывает отчетливо лучшую характеристику размягчения и обеспечивает более высокие температуры длительной эксплуатации. К тому же, она имеет существенно лучшие свойства при горении и, в частности, не образует падающих горящих капель. Наконец, она отличается также очень хорошей устойчивостью к атмосферным воздействиям и термостойкостью.

При этом решение по настоящему изобретению является в высшей степени экологичным как относительно сырьевой основы из возобновляемых источников, так и относительно энергопотребления и баланса по CO₂, требуемых для изготовления биокомпозиционной плиты по настоящему изобретению. Так, например, затраты на ее производство, за исключением энергии, затрачиваемой в процессе производства, не зависят от цены на нефть. Кроме того, биокомпозиционная плита по настоящему изобретению имеет отчетливо улучшенный баланс по CO₂.

В связи с этим, в частности, особенно важным является то, что биокомпозиционная плита по настоящему изобретению является в высшей степени безопасной в аспекте охраны здоровья и окружающей среды. Она содержит сравнительно небольшое количество галогенсодержащих, серосодержащих и/или азотсодержащих веществ, вследствие чего образование галогенсодержащих соединений, оксидов серы и/или оксидов азота при горении биокомпозиционной плиты по настоящему изобретению происходит в сравнительно незначительной степени.

Наконец, настоящее изобретение может быть осуществлено сравнительно простым способом, чрезвычайно эффективно и с низкими затратами.

Биокомпозиционная плита по настоящему изобретению содержит по меньшей мере один вид природных волокон. Природные волокна представляют собой любые волокна, которые происходят из природных источников, таких как растения, животные или минералы, и которые можно прямо использовать без осуществления других химических реакций преобразования. В связи с этим предпочтительными являются растительные и животные волокна, в частности растительные волокна.

Таким образом, природные волокна по настоящему изобретению следует отличать от химических волокон, производимых синтетически.

Растительные волокна, приемлемые для целей настоящего изобретения, могут быть разного происхождения и иметь соответственно различные свойства. Они представляют собой, в частности, растительные волокна, которые встречаются в виде основных пучков в стебле, стволе или ложном стволе, в коре, в частности в виде лубяного волокна, или в виде остей семян. Кроме того, они представляют собой древесные волокна, которые по настоящему изобретению являются наиболее предпочтительно приемлемыми.

Предпочтительные растительные волокна представляют собой волокна семян, в частности хлопковые волокна (CO) из волосков семян хлопка, капок (KP) из внутренней части плода-коробочки истинного хлопкового дерева, тополиный пух и пух калотрописа; лубяные волокна, в частности волокна бамбука, крапивы, конопли (HA), джута (JU), кенафа, льна (LI) из льна обыкновенного, хмеля, китайской крапивы (RA) и индийской пеньки; волокна из листьев, в частности абаки (манильской пеньки), жесткие волокна из листьев волокнистого банана, ананаса, кароа, курауа, генекена, макамбиры, новозеландского льна и сизаля (Sl) из листьев агавы; а также волокна из плодов, в частности кокосовые волокна (CC) из оболочки плодов кокосовой пальмы.

Волокна листьев, а также кокосовые волокна в некоторых случаях квалифицируют также как жесткие волокна.

Наряду с волокном из агавы имеется еще ряд других видов из семейства агавовых, продуцирующих волокно и принадлежащих, в частности, к роду Furcraea. Эти виды называют также маврициевой коноплей и также могут быть предпочтительно использованы в настоящем изобретении.

Кроме того, также предпочтительно приемлемым является применение различных тростников, в частности расщепленного бамбука и других растений, в качестве волокнистых материалов.

Предпочтительные природные волокна животного происхождения представляют собой волокна, растущие из волосяных фолликулов животных, в частности волокна, находящиеся в форме волосяного покрова или меха. К ним относят шелковые волокна из коконов окуклившихся гусениц тутового шелкопряда, а также другие волокна, образованные из секретов, такие как паучий шелк или волокна из биссуса.

Особенно приемлемые природные волокна животного происхождения представляют собой шерсть и тонкий волос животных, в частности овечья шерсть (WO; в некоторых случаях обозначаемая как натуральная шерсть), шерсть альпаки, ламы, викуньи, гуанако, ангорской козы (WA), кролика, верблюжья шерсть (WK), кашемир (WS) и мохер (WM); грубый волос животных, предпочтительно волос крупного рогатого скота и в первую очередь волос яка, конский волос и козья шерсть; а также шелк, в частности шелк тутового шелкопряда (SE), шелк дубового шелкопряда (ST) и раковинный шелк.

Аббревиатуры в скобках приведены соответственно кратким обозначениям, принятым по DIN 60001-1.

К минеральным волокнам, являющимся предпочтительными по настоящему изобретению, относятся волокна из аттапульгита, сепиолита и волластонита.

Предпочтительные древесные волокна представляют собой древесную массу и целлюлозу.

Древесную массу предпочтительно получают из сырьевой древесины, которая в основном состоит из лигноцеллюлозы. При этом лигноцеллюлоза состоит из молекул целлюлозы, которые прилегают к волокнам. Матрица из лигнина включает в себя целлюлозу, так что образуется связь, устойчивая к давлению и прочная на разрыв.

При получении древесной массы осуществляют роспуск древесины на волокна, в частности, способом истирания, способом дефибрирования древесины, способом дефибрирования давлением, способом измельчения в рафинере, способом TMP (способом термомеханической варки целлюлозы) или способом CTMP (способом химико-термомеханической варки целлюлозы).

В отличие от этого при получении целлюлозы фракцию лигнина удаляют химическими способами, в частности щелочным сульфатным способом или кислым сульфитным способом, при этом с более низким выходом и более высокими затратами получают высокомолекулярную целлюлозу, которая почти полностью состоит из клетчатки. В большинстве случаев используют круглый лесоматериал или балансы, причем древесина хвойных пород вследствие длинноволокнистости является предпочтительной.

Для целей настоящего изобретения целлюлозные волокна являются наиболее предпочтительно приемлемыми. В соответствии с этим доля целлюлозных волокон в пересчете на общую массу природных волокон составляет предпочтительно больше 50,0% масс., по практическим соображениям больше 60,0% масс., предпочтительно больше 70,0% масс., более предпочтительно больше 80,0% масс. и наиболее предпочтительно больше 90,0% масс., в частности больше 95,0% масс. В наиболее предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения применяют только целлюлозные волокна.

По настоящему изобретению биокомпозиционная плита содержит по меньшей мере два листа бумаги, предпочтительно образующие слоистую бумажную основу, которую в дальнейшем в некоторых случаях обозначают также как сердцевинный слой.

Бумага представляет собой согласно DIN 6730 (1996-05) плоский материал, состоящий по существу из волокон преимущественно растительного происхождения и образуемый обезвоживанием суспензии волокон на сетке. При этом образуется волокнистая войлокоподобная масса, которую затем уплотняют и сушат.

Для целей настоящего изобретения бумага содержит предпочтительно по меньшей мере 50,0% масс., предпочтительно по меньшей мере 60,0% масс., более предпочтительно по меньшей мере 70,0% масс., в предпочтительном случае по меньшей мере 80,0% масс. и наиболее предпочтительно по меньшей мере 90,0% масс., в частности от 91,0 до 95,0% масс., природных волокон, предпочтительно целлюлозных волокон. Доля наполнителей, в частности каолина и/или карбоната кальция, составляет преимущественно меньше 20,0% масс., предпочтительно меньше 15,0% масс., более предпочтительно меньше 10,0% масс. и по практическим соображениям находится в интервале от 6,0 до 9,0% масс. Эти данные относятся соответственно к общей массе бумаги и суммируются в пределах 100,0% масс.

В особенно предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения в случае бумаги речь идет о бумаге вторичной переработки, которая преимущественно состоит из переработанной макулатуры и поэтому является особенно экологичной. При этом наряду со сбережением ресурсов древесины, по сравнению с традиционным производством бумаги на две трети снижается потребление энергии и воды.

Качество и прочность на разрыв бумаги могут быть повышены за счет прибавления новых волокон, причем доля бумаги вторичной переработки, тем не менее, составляет предпочтительно по меньшей мере 80,0% масс. в пересчете на общую массу бумаги.

В особенно предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения в качестве бумаги для вторичной переработки используют небеленую макулатурную массу.

Вторичную переработку бумаги предпочтительно осуществляют следующим способом.

Сначала бумагу распускают в воде на отдельные бумажные волокна, вследствие чего образуется жидкотекучая пульпа; эту стадию, как правило, обозначают как вторичный перевод во взвешенное состояние (ресуспендирование).

Затем водную пульпу подвергают очистке для удаления неволокнистых посторонних примесей. Эта стадия часто включает в себя также стадию промывки химическими чистящими средствами.

Обесцвечивание волокон, в частности посредством гидроксида или карбоната натрия, предпочтительно не осуществляют. Это положение относится также к отбеливанию, например, пероксидами или гидросульфитами с целью удаления из бумажной пульпы частиц краски. Эту операцию также предпочтительно не осуществляют.

В итоге из готового волокнистого материала изготавливают "новое" бумажное изделие, предпочтительно смешивая с первичными волокнами древесины в различных пропорциях или просто непосредственно производя бумагу вторичной переработки.

Процесс собственно формования листа, как правило, совпадает с таким же процессом, как и при получении бумаги из свежего волокна.

Сначала смесь бумажной пульпы дополнительно разбавляют водой, вследствие чего образуется пульпа с очень хорошей жидкотекучестью. Затем этой жидкотекучей массе дают просачиваться через мелкоячеистую сетку для образования волокнистого полотна.

Это движущееся волокнистое полотно прессуют для получения непрерывного листа бумаги и сушат.

В ходе процесса формования предпочтительно определенное количество бумажной пульпы подают, по практическим соображениям в непрерывном режиме, по меньшей мере на одну сетку, так чтобы волокна образовывали на сетке лист, а избыточная вода могла стекать. Затем бумага может быть снята и подвергнута сушке. После сушки непрерывное волокнистое полотно может быть смотано в рулон.

За другими подробностями можно обратиться к специальной литературе, в частности к "Römpp-Lexikon Chemie; Herausgeber: Jürgen Falbe, Manfred Regitz; bearbeitet von Eckard Amelingmeier; Stuttgart, New York; Thieme; 10. Auflage"; том 1 A-Cl (1996), ключевое слово "Altpapier" (макулатура), том 4 M-Pk (1998), ключевое слово "Papier" (бумага), а также указанные там метки.

По настоящему изобретению применение крафт-бумаги является особенно предпочтительным. Крафт-бумага по DIN 6730 представляет собой бумагу, которая состоит преимущественно из сульфатной целлюлозы, к которой может быть добавлена бумага из сульфатной целлюлозы, и которая имеет высокую прочность, в частности высокий предел прочности при растяжении, и высокую стабильность. Крафт-бумагу изготавливают, как правило, по меньшей мере из 90% свежей, предпочтительно небеленой, сульфатной целлюлозы (крафт-целлюлозы). Кроме того, крафт-бумага наряду с целлюлозой может содержать также крахмал, квасцы и/или клей с целью получения, например, некоторых поверхностных эффектов и повышения прочности. Предпочтительная крафт-бумага представляет собой натронную крафт-бумагу, традиционно применяемую специалистами в области композиционных материалов.

Число используемых бумажных листов зависит по существу от требуемой толщины биокомпозиционной плиты. Предпочтительно она содержит от двух до 200 листов, предпочтительно от 3 до 150 листов, в частности от 4 до 100 листов бумаги, предпочтительно бумаги вторичной переработки.

Масса бумаги, применяемой по настоящему изобретению, не ограничивается приведенными далее значениями. Она зависит, в частности, от числа используемых бумажных листов и, следовательно, от требуемой толщины биокомпозиционной плиты. Согласно предпочтительному варианту осуществления масса применяемых бумажных листов находится в интервале от 125 до 250 г/м² и предпочтительно от 140 до 230 г/м².

Согласно предпочтительному варианту осуществления конечная толщина биокомпозиционной плиты по настоящему изобретению находится в интервале от 0,75 до 0,85 мм и предпочтительно составляет 0,8 мм. В этом случае предпочтительным может быть использование 4 бумажных листов, имеющих массу от 125 до 175 г/м² и предпочтительно 150 г/м². С другой стороны, с этой целью могут быть использованы также 3 бумажных листа, имеющих массу в интервале от 200 до 240 г/м² и предпочтительно в интервале от 210 до 230 г/м².

Согласно следующему предпочтительному варианту осуществления конечная толщина биокомпозиционной плиты по настоящему изобретению находится в интервале от 0,95 до 1,05 мм и предпочтительно составляет 1,0 мм. В этом случае предпочтительным может быть использование 5 бумажных листов, имеющих массу от 125 до 175 г/м² и предпочтительно 150 г/м². С другой стороны, с этой целью могут быть использованы также 4 бумажных листа, имеющих массу в интервале от 200 до 240 г/м² и предпочтительно в интервале от 210 до 230 г/м².

Согласно еще одному предпочтительному варианту осуществления конечная толщина биокомпозиционной плиты по настоящему изобретению находится в интервале от 1,15 до 1,25 мм и предпочтительно составляет 1,2 мм. В этом случае предпочтительным может быть использование 6 бумажных листов, имеющих массу от 125 до 175 г/м² и предпочтительно 150 г/м². С другой стороны, с этой целью могут быть использованы также 5 бумажных листов, имеющих массу в интервале от 200 до 240 г/м² и предпочтительно в интервале от 210 до 230 г/м².

Согласно еще одному предпочтительному варианту осуществления конечная толщина биокомпозиционной плиты по настоящему изобретению составляет больше 1,0 мм, предпочтительно больше 1,25 мм, более предпочтительно больше 1,5 мм, в частности, составляет по меньшей мере 2,0 мм и находится преимущественно в интервале от 2,0 до 40,0 мм, предпочтительно в интервале от 2,0 до 30,0 мм и более предпочтительно в интервале от 2,0 до 20,0 мм. Такую плиту предпочтительно изготавливают, применяя бумажные листы, имеющие массу в интервале от 125 до 250 г/м² и предпочтительно в интервале от 140 до 230 г/м².

На поверхность слоистой бумажной основы (сердцевинного слоя) в особенно предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения наносят декоративный слой. Благодаря этому декоративному слою биокомпозиционная плита по настоящему изобретению предпочтительно приобретает свой внешний вид. Таким образом, декоративный слой представляет собой слой, который нанесен на слоистую бумажную основу и фактуру которого визуально может воспринимать наблюдатель.

Для целей настоящего изобретения особенно приемлемые декоративные слои представляет собой декоративную бумагу, текстильные изделия, полотна, ткани и обои, причем в связи с этим наиболее предпочтительными являются материалы, содержащие природные волокна.

Применительно к данному случаю декоративная бумага представляет собой любой материал, который является приемлемым для соединения с находящимся под ним сердцевинным слоем и может воспроизводить декорирующий элемент. Предпочтительный материал для декоративной бумаги представляет собой бумагу, предпочтительно бумагу вторичной переработки.

Как правило, декорирующий элемент наносят на декоративную бумагу посредством печати. Так, например, посредством фотографического воспроизведения может быть подготовлен любой изобразительный мотив и напечатан на декоративной бумаге способом глубокой печати. Изобразительный мотив может представлять собой, например, фактуру древесины, камня, керамики, цветные и/или фантазийные образцы. Кроме того, изобразительный мотив может быть выполнен также путем нанесения на декоративную бумагу одной или нескольких красок.

Поверхностная плотность применяемой декоративной бумаги не ограничивается приведенными далее значениями. Поверхностная плотность предпочтительно находится в интервале от 40 до 120 г/м², более предпочтительно в интервале от 60 до 100 г/м², в частности от 70 до 90 г/м². Это положение предпочтительно относится к напечатанным декорирующим элементам.

В смысле настоящего изобретения текстильные изделия представляют собой гибкие материалы, состоящие из комплекса волокон. Как волокна, так и комплексные нити и плоские текстильные изделия, такие как ткани, трикотажное полотно или трикотажные изделия, объединяют общим понятием "текстильные изделия". За другими подробностями можно обратиться к стандарту DIN 60000.

Термин "ткань" представляет собой общее понятие, относящееся к изделиям ткацкой промышленности, изготовленным вручную или машинным способом, таким как сукно, бархат, велюр, плюш, ткань из пряжи фасонной крутки и другие текстильные плоские изделия, содержащие по меньшей мере две системы нитей, переплетенных под прямым или почти под прямым углом.

Нити в продольном направлении обозначают как основные нити или основу. Поперечные нити обозначают как уток или уточные нити. Нити связываются в зависимости от вида перекрещивания. Перекрещивание нитей означает не то, что нити лежат друг на друге вперекрест, а то, что нити с определенной частотой (называемом переплетением) проходят над и под нитями, лежащими поперечно. Для того чтобы ткань была достаточно устойчивой к раздвижкам, нити основы и утка предпочтительно ткут относительно плотно.

Обои представляют собой полотнища из целлюлозы, стеклоткани или пластмассы, реже из кожи с золотым тиснением, кожи или полотна, которые посредством приемлемого клея могут быть наклеены на стену. Для целей настоящего изобретения более предпочтительными являются обои, содержащие природные волокна, предпочтительно целлюлозу.

Между сердцевинным слоем и декоративным слоем при необходимости могут располагаться другие слои, такие как, например, подстилающий слой. Подстилающий слой может служить, например, для предотвращения вытягивания биокомпозиционной плиты и/или уменьшения электростатического заряда. Подстилающий слой предпочтительно содержит один или несколько листов бумаги вторичной переработки.

По настоящему изобретению биокомпозиционная плита содержит также по меньшей мере один биополимер, который в качестве связующего вещества связывает друг с другом различные бумажные листы. Если наряду с сердцевинным слоем предусматривается также декоративный и/или подстилающий слой, то связующее вещество, которое при необходимости связывает подстилающие листы друг с другом, сердцевинный слой с подстилающим слоем и подстилающий слой с декоративным слоем, предпочтительно содержит также по меньшей мере один биополимер.

При этом специалистам в данной области техники ясно, что, в частности, на поверхностях раздела отдельных слоев, таких как, например, поверхность раздела между сердцевинным слоем и декоративным слоем, может происходить смешивание применяемых связующих веществ, и граница между отдельными слоями преимущественно определяется не по применяемому связующему веществу, а предпочтительно по крайним листам, образующим отдельные слои.

Биополимеры по настоящему изобретению представляют собой полимеры, которые преобладающим образом получают преимущественно больше чем на 50,0% масс., предпочтительно больше чем на 75,0% масс., более предпочтительно больше чем на 90,0% масс., по практическим соображениям больше чем на 95,0% масс., в частности на 100,0% масс. из воспроизводимых исходных веществ. В случае биополимеров речь может идти о биологически разлагаемых полимерах или о долговечных полимерах, причем последние являются более предпочтительными по настоящему изобретению.

Для целей настоящего изобретения предлагается биополимер в виде реактопласта в отвержденном состоянии.

Реактопласты, называемые также термореактивными пластиками, представляют собой пластмассы, которые после отверждения больше не могут изменять форму при температуре эксплуатации, предпочтительно при температуре в интервале от 0 до 100°C, в частности при 25°C. Реактопласты представляют собой твердые, стеклообразные полимерные материалы, которые в трех направлениях пространства прочно сшиты главными химическими связями. Сшивание осуществляют смешиванием исходных веществ, имеющих точки разветвления, с последующей активацией при комнатной температуре посредством химических катализаторов (изотермическая активация) или термической активацией при высоких температурах (экзотермическая активация).

По настоящему изобретению биополимер включает в себя по меньшей мере один вид фурановой смолы, предпочтительно полимер, содержащий в основной цепи замещенные при необходимости фурановые кольца. При этом фурановую смолу получают полимеризацией композиции, содержащей соединение формулы (I) и/или формулы (II):