(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】5890389
(24)【登録日】2016年2月26日
(45)【発行日】2016年3月22日
(54)【発明の名称】生体高分子物品の機能強化のための添加剤
(51)【国際特許分類】
C08L 101/00 20060101AFI20160308BHJP
C08L 23/08 20060101ALI20160308BHJP
C08L 67/00 20060101ALI20160308BHJP
C08K 3/22 20060101ALI20160308BHJP
C08J 3/22 20060101ALI20160308BHJP
C08J 5/18 20060101ALI20160308BHJP
C08L 101/16 20060101ALN20160308BHJP
【FI】
C08L101/00
C08L23/08
C08L67/00
C08K3/22
C08J3/22
C08J5/18CFD
!C08L101/16
【請求項の数】12
【全頁数】20
(21)【出願番号】特願2013-501404(P2013-501404)
(86)(22)【出願日】2011年3月22日
(65)【公表番号】特表2013-537561(P2013-537561A)
(43)【公表日】2013年10月3日
(86)【国際出願番号】US2011029453
(87)【国際公開番号】WO2011119623
(87)【国際公開日】20110929
【審査請求日】2014年3月24日
(31)【優先権主張番号】61/316,313
(32)【優先日】2010年3月22日
(33)【優先権主張国】US
【前置審査】
(73)【特許権者】
【識別番号】505217848
【氏名又は名称】クリアー ラム パッケージング、インク.
(74)【代理人】
【識別番号】100104411
【弁理士】
【氏名又は名称】矢口 太郎
(72)【発明者】
【氏名】ジョージロス、ポール
(72)【発明者】
【氏名】モンテフスコ、パット
(72)【発明者】
【氏名】スキャッグス、ジェーン、エム.
(72)【発明者】
【氏名】ウィスロツキー、ボーダン
【審査官】
繁田 えい子
(56)【参考文献】
【文献】
特開2009−169577(JP,A)
【文献】
特開2003−119352(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C08L
C08J 3
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
生体高分子物品の耐衝撃性を改善するための添加剤であって、
前記添加剤の総重量の10〜90重量%の量で存在する少なくとも1つの衝撃改質剤であって、エチレン共重合体を有する、前記少なくとも1つの衝撃改質剤と、
前記添加剤の総重量の5〜50重量%の量で存在する少なくとも1つの担体樹脂であって、脂肪族−芳香族のポリエステル類ポリマーおよび顔料/染料を有する、前記少なくとも1つの担体樹脂と、
を有し、
前記添加剤は、衝撃改質剤または担体樹脂を単独で含む生体高分子物品と比較して、前記添加剤を含む生体高分子物品の耐衝撃性を大幅に改善できるものである、
添加剤。
【請求項2】
請求項1に記載の添加剤において、前記顔料/染料はTiO2を有するものである、添加剤。
【請求項3】
生体高分子物品の耐衝撃性を改善するペレットであって、
前記ペレットの総重量の10〜90重量%の量で存在する少なくとも1つの衝撃改質剤であって、エチレン共重合体を有する、前記少なくとも1つの衝撃改質剤と、
前記ペレットの総重量の5〜50重量%の量で存在する少なくとも1つの担体樹脂であって、脂肪族−芳香族のポリエステル類ポリマーおよび顔料/染料を有する、前記少なくとも1つの担体樹脂と
を有し、
前記ペレットは、衝撃改質剤または担体樹脂を単独で含む生体高分子物品と比較して、前記添加剤を含む生体高分子物品の耐衝撃性を大幅に改善できるものである、
ペレット。
【請求項4】
請求項3記載のペレットにおいて、前記少なくとも1つの顔料/染料がTiO2を有するものである、ペレット。
【請求項5】
生体高分子物品の耐衝撃性を改善する添加剤を形成する方法であって、
添加剤混合物を形成するために、エチレン共重合体を有する少なくとも1つの衝撃改質剤と、脂肪族−芳香族のポリエステル類ポリマーおよび顔料/染料を有する少なくとも1つの担体樹脂とを混合する工程であって、前記少なくとも1つの衝撃改質剤は前記添加剤混合物の総重量の10〜90重量%の量で存在し、および前記少なくとも1つの担体樹脂は前記添加剤混合物の総重量の5〜50重量%の量で存在する、前記混合する工程と、
前記添加剤混合物を形作る工程と
を有し、
前記添加剤は、衝撃改質剤または担体樹脂を単独で含む生体高分子物品と比較して、前記添加剤を含む生体高分子物品の耐衝撃性を大幅に改善できるものである、
方法。
【請求項6】
生体高分子物品であって、
前記生体高分子物品の総重量パーセントの70〜92重量%の量で存在する少なくとも1つの生体高分子樹脂と、
前記生体高分子物品の総重量パーセントの8〜25重量%の量で存在する添加剤と
を有し、前記添加剤は、
前記添加剤の総重量の10〜90重量%の量で存在する少なくとも1つの衝撃改質剤であって、エチレン共重合体を有する、前記少なくとも1つの衝撃改質剤と、
前記添加剤の総重量の5〜50重量%の量で存在する少なくとも1つの担体樹脂であって、脂肪族−芳香族のポリエステル類ポリマーおよび顔料/染料を有する、前記少なくとも1つの担体樹脂と
を有し、
前記添加剤は、衝撃改質剤または担体樹脂を単独で含む生体高分子物品と比較して、前記添加剤を含む生体高分子物品の耐衝撃性を大幅に改善できるものであり、
前記生体高分子物品は、10ミル〜80ミル(0.25mm〜2.03mm)の所定の厚みおよび3〜150インチ−ポンド(0.34〜16.95J)のガードナー衝撃値を含む耐衝撃性を有するものである、生体高分子物品。
【請求項7】
請求項6記載の物品において、前記少なくとも1つの生体高分子樹脂は前記物品の総重量の70〜90重量%であり、前記少なくとも1つの衝撃改質剤は前記物品の総重量の5〜15重量%であり、および前記少なくとも1つの担体樹脂は前記物品の総重量の5〜10重量%である、物品。
【請求項8】
請求項6記載の物品において、前記生体高分子樹脂はポリ乳酸ポリマー(PLA)、脂肪族−芳香族化合物のポリエステル類ポリマー、およびポリ(3−ヒドロキシアルカノエート)ポリマー(PHA)から成る群から選択される樹脂である、物品。
【請求項9】
請求項6記載の物品において、前記顔料/染料はTiO2を有するものである、物品。
【請求項10】
請求項6記載の物品において、10:1から1:4、10:1から2:1、8:1から4:1、2:1から1:4の比率から選択される深さ対幅の比率を有する、物品。
【請求項11】
請求項6記載の物品において、当該物品は複数の区画の分離カップに熱形成されているものであり、前記カップは深さ対幅の比率が10:1から2:1であり、前記複数の区画は個々の区画に分離するための刻み目が付けられているものである、物品。
【請求項12】
生体高分子押出シートであって、
前記押出シートの総重量の70〜92重量%である少なくとも1つの生体高分子樹脂と、前記シートの総重量の8〜30重量%である添加剤とを有し、
前記添加剤は、
前記添加剤の総重量の10〜90重量%である少なくとも1つの衝撃改質剤であって、エチレン共重合体を有する、前記少なくとも1つの衝撃改質剤と、
前記添加剤の総重量の5〜50重量%である少なくとも1つの担体樹脂であって、脂肪族−芳香族のポリエステル類ポリマーおよび顔料/染料を有する、前記少なくとも1つの担体樹脂と
を有し、
前記添加剤は、衝撃改質剤または担体樹脂を単独で含む生体高分子物品と比較して、前記添加剤を含む生体高分子物品の耐衝撃性を大幅に改善できるものであり、
前記押出シートは30ミルの厚さで17インチ−ポンド(0.76mmの厚さで1.92J)の所定の厚みおよび耐衝撃性を有するものである、生体高分子押出シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本出願は2010年3月22日に出願された米国特許仮出願第61/316,313号から優先権を主張するものであり、それの完全な主題は全てを参照することにより本明細書に組み込まれる。
【0002】
この同一の出願人に譲渡され、本願と同じ発明者の名前で同じ日付でここに出願された以下の関連した特許出願は関連した主題を開示するものであり、それの完全な主題は全てを参照することにより本明細書に組み込まれる。製袋充填包装のための生体高分子ロールストック、米国第_号(代理人整理番号4700/149)、および熱形成生体高分子シート、米国第_号(代理人整理番号4700/150)。
【背景技術】
【0003】
現在、石油系ポリマーまたは非生物分解性材料およびその混合物が、シートまたは成型品の作製に使用されている。そのような材料は容易に分解可能ではなく、したがって、好ましくないと考えられる。この問題への1つのアプローチは、そのような強固な構造を形成させるために第2のポリマーと共に生体高分子シートまたはポリ乳酸ポリマー(PLA)または共重合体を含む生体高分子混合を使用することであった。残念なことに、包装産業によりそのような強固な構造を生産することを要求されるように、そのような現在の生体高分子材が望ましい耐衝撃性を有する形作られた部品を生成するのに有用ではなく、さらに望ましい形成温度域の中で深さ幅比率を引き出すことに不適当であるため、現在の生体高分子材および混合物はそのような強固な構造を製造するのに適切でない。
【0004】
前述の理由より、生体高分子物品の機能を強化する添加剤を有することが望ましい。
この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、以下のものがある(国際出願日以降国際段階で引用された文献及び他国に国内移行した際に引用された文献を含む)。
(先行技術文献)
(特許文献)
(特許文献1) 米国特許出願公開第2009/0281203号明細書
(特許文献2) 米国特許第5874486号明細書
(特許文献3) 米国特許第7381772号明細書
(特許文献4) 米国特許第691770号明細書
(特許文献5) 米国特許第6329465号明細書
(特許文献6) 米国特許第6872674号明細書
(特許文献7) 米国特許第6495656号明細書
(特許文献8) 米国特許第5883199号明細書
(特許文献9) 米国特許第6943214号明細書
(特許文献10) 米国特許第7595363号明細書
(特許文献11) 米国特許第5252642号明細書
(特許文献12) 米国特許第7902274号明細書
(特許文献13) 米国特許出願公開第2010/0280193号明細書
(特許文献14) 米国特許出願公開第2009/0099313号明細書
(特許文献15) 米国特許出願公開第2009/0191371号明細書
(特許文献16) 米国特許出願公開第2009/0209704号明細書
(特許文献17) 米国特許出願公開第2008/0119589号明細書
(特許文献18) 米国特許出願公開第2009/0156732号明細書
(特許文献19) 国際公開第2010/127341号
(特許文献20) 米国特許第6312639号明細書
(特許文献21) 米国特許出願公開第2008/0027178号明細書
(特許文献22) 米国特許第5782376号明細書
(特許文献23) 国際公開第2007/129893号
(特許文献24) 米国特許第5874486号明細書
(特許文献25) 米国特許第6916770号明細書
(特許文献26) 米国特許第6329465号明細書
(特許文献27) 米国特許出願公開第2009/0281203号明細書
(非特許文献)
(非特許文献1) "Impact modifiers: how to make your compound tougher,Plastics,Additives and Compounding,"Volume 6,Issue 3,May−June 2004,Pages 46−49,ISSN 1464−391 X,10.1 016/S1464−391 X(04)00203−X.(http://www.sciencedirect.com/science/article/pi ilS 1464391 X0400203X)
(非特許文献2) "Functionalized Polymers,"DuPont,19 December 2008.(http://web.archive.org/web/20081219011941 /http://www2.dupont.comlDirectories/en_US/Products_Services_lndex/Plastics_Polymers_Elastomers/Functionalized_Polymers.html)
(非特許文献3) Nolan−ITU,"Environment Australia Biodegradable Plastics−Developments and Environmental Impacts,"October 2002.(http://www.environment.gov.au/archive/settlements/publications/waste/degradables/biodegradable/pubs/biodegradable.pdf)
(非特許文献4) "Enhancing Biopolymers: Additives Are Needed for Toughness,Heat Resistance & Processability,"Plastics Technology,July 2008.(http://www.ptonline.com/articles/enhancing−biopolymers−additives−are−needed−for−toughness−heat−resistanceprocessability)
(非特許文献5) "Titanium Dioxide,"Wikipedia.(http://web.archive.org/web/20090226124501/http:/en.wikipedia.org/wikiiTitanium_dioxide)
(非特許文献6) PCT/US11/29453,International Search Report and Written Opinion of the International Searching Authority,May 23,2011.
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0005】
1実施形態は、生体高分子物品のための添加剤に関するものである。添加剤は、添加剤の総重量の10〜90重量%で、少なくとも1つの衝撃改質剤、および担体樹脂が添加剤の総重量の10〜90重量%である担体樹脂に混ぜ合わされた少なくとも1つの顔料/染料を含む。
【0006】
1実施形態は、生体高分子物品のための添加剤に関するものである。添加剤は、添加剤の総重量の10〜90重量%で、少なくとも1つの衝撃改質剤、添加剤の総重量の5〜50重量%の少なくとも1つの高分子着色剤濃縮物、および添加剤の総重量の5〜50重量%の少なくとも1つの担体樹脂を含む。
【0007】
別の実施形態は、ペレットに関するものである。ペレットは、ペレットの総重量の10〜90重量%の少なくとも1つの衝撃改質剤、ペレットの総重量の5〜50重量%の少なくとも1つの高分子着色剤濃縮物、およびペレットの総重量の5〜50重量%の少なくとも1つの担体樹脂を含む。
【0008】
さらに別の実施形態は、添加剤を形成する方法に関するものである。本方法は、少なくとも1つの衝撃改質剤、少なくとも1つの高分子着色剤濃縮物、および少なくとも1つの担体樹脂を提供する工程、添加剤混合物を形成している少なくとも1つの衝撃改質剤、少なくとも1つの高分子着色剤濃縮物、および少なくとも1つの担体樹脂を、少なくとも1つの衝撃改質剤が添加剤混合物の総重量の10〜90重量%にあり、少なくとも1つの高分子着色剤濃縮物が添加剤混合物の総重量の5〜50重量%にあり、および少なくとも1つの担体樹脂は添加剤混合物の総重量の5〜50重量%にあるように混合する工程、および添加剤混合物を形成する工程を含む。
【0009】
もう一つの別の実施形態は、生体高分子物品に関するものである。物品は、生体高分子物品の総重量百分率の75〜92重量%で、少なくとも1つの生体高分子樹脂、および生体高分子物品の総重量百分率の8〜25重量%の添加剤を含む。当然のことながら、添加剤が生体高分子の8〜25重量%として開示されるが、実施形態が8重量%未満で検討されることが理解されるべきである。添加剤は、添加剤の総重量の10〜90重量%で、少なくとも1つの衝撃改質剤、添加剤の総重量の5〜50重量%で少なくとも1つの高分子着色剤濃縮物、および添加剤の総重量の5〜50重量%で少なくとも1つの担体樹脂を含み、それにより生体高分子物品は所定の厚さおよび耐衝撃性を有する。
【0010】
さらに別の実施形態は、生体高分子押し出しシートに関するものである。シートは、押し出しシートの総重量の70〜92重量%で、少なくとも1つの生体高分子樹脂、およびシートの総重量の8〜25重量%の添加剤を含む。添加剤は、添加剤の総重量の10〜90重量%で、少なくとも1つの衝撃改質剤、添加剤の総重量の5〜50重量%の少なくとも1つの高分子着色剤濃縮物、および添加剤の総重量の5〜50重量%の少なくとも1つの担体樹脂を含み、それにより押し出しシートは所定の厚さおよび耐衝撃性を有する。
【0011】
1若しくはそれ以上の実施形態において、少なくとも1つの衝撃改質剤はエチレン共重合体であり、少なくとも1つの高分子着色剤濃縮物はTiO
2系、および/または、少なくとも1つの担体樹脂、および/または、生体高分子樹脂はポリ乳酸ポリマー(PLA)、脂肪族−芳香族のポリエステル類ポリマー、ポリ(3−ヒドロキシアルカノエート)ポリマー(PHA)、ポリカプロラクトン、および官能性ポリ乳酸から成る群から選択される材料である。さらに具体的にいうと、担体樹脂は、官能性ポリ乳酸ポリマーである可能性がある。
【0012】
少なくとも1実施形態において、添加剤はペレット形態にある。
【0013】
1若しくはそれ以上の実施形態において、所定の耐衝撃性は、3〜150インチ−ポンド
(0.34〜16.95J)のガードナー衝撃値(例えば17インチ−ポンド
(1.92J)またはそれ以上)を有する。さらに具体的にいうと、所定の耐衝撃性は、30ミル
(0.76mm)の厚さで約17インチ−ポンド
(1.92J)のガードナー衝撃値を有する。さらに、所定の厚さは約10ミル〜80ミル
(0.25mm〜2.03mm)の厚さである。
【0014】
1若しくはそれ以上の実施形態において、少なくとも1つの生体高分子樹脂は物品/シートの総重量の70〜90重量%であり、少なくとも1つの衝撃改質剤は物品/シートの総重量の5〜15重量%であり、少なくとも1つの高分子着色剤濃縮物は物品/シートの総重量の5〜15重量%であり、および少なくとも1つの担体樹脂は物品/シートの総重量の5〜10%である。さらに1若しくはそれ以上の実施形態において、物品は複数の区画に熱形成される可能性があり、放射熱、接触熱、または他の任意の適当な方法を用いカップが分離する。カップは10:1から1:4の深さ幅比率の範囲を有する可能性があり、実施形態は10:1から2:1の深さ幅比率の範囲、8:1から4:1の深さ幅比率の範囲、および2:1から1:4の深さ幅比率の範囲を有することが考えられ、および/または、個々の区画に分離するために刻み目が付けられる。
【0015】
1若しくはそれ以上の実施形態において、物品は射出成形、ブロー成形、熱形成などを含む任意の適当な方法を用い、複数の区画のパッケージに形成される可能性がある。
【0016】
本発明の前述および他の特徴および効果は、添付の図面と併せて読まれる、以下に続く好ましい実施形態の詳細な説明からさらに明らかになる。図面は正確な縮尺ではない。詳細な説明および図面は制限されるというよりはむしろ単に本発明の実例となるにすぎず、本発明の範囲は添付の特許請求の範囲およびその等価物により定義されるものである。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【
図1】
図1は、1実施形態に従う生体高分子物品の図である。
【
図2】
図2は、1実施形態に従う
図1の生体高分子物品の別の図である。
【
図3】
図3は、1実施形態に従う
図1の生体高分子物品のさらに別の図である。
【
図4】
図4は、1実施形態に従う
図1の生体高分子物品の別の図である。
【
図5】
図5は、1実施形態に従う別の生体高分子物品の図である。
【
図6】
図6は、1実施形態に従う
図5の生体高分子物品の別の図である。
【
図7】
図7は、1実施形態に従う
図5の生体高分子物品の別の図である。
【
図8】
図8は、1実施形態に従うさらに別の生体高分子物品の図である。
【
図9】
図9は、1実施形態に従う
図8の生体高分子物品の別の図である。
【
図11】
図11は、1実施形態に従い添加剤を形成する方法のフローチャートである。
【
図12】
図12は、
図10のそれに類似した添加剤を用いて1実施形態に従い生体高分子物品を形成する方法のフローチャートである。
【
図13】
図13は、1実施形態に従い添加剤を用い生体高分子シートを形成する方法のフローチャートである。
【
図14】
図14は、14ミル
(0.36mm)のゲージを有する生体高分子物品/シートの異なる合成物の(インチ−ポンドでのガードナー衝撃値として表される)耐衝撃性を表しているグラフである。
【
図15】
図15は、30ミル
(0.76mm)のゲージを有する生体高分子物品/シートの異なる合成物の(インチ−ポンドでのガードナー衝撃値として表される)耐衝撃性を表しているグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0018】
本発明に従う以下の望ましい実施形態および方法の記述において、いくつかの用語が用いられ、その定義または範囲をここに記述する。
【0019】
本明細書に記載の「着色剤濃縮物」という用語は、所定の最終的な着色を成し遂げるためにベース樹脂または合成物と正確な量で混合される高負荷の顔料を含むペレット化したプラスチック材料を指す。
【0020】
本明細書に記載の「耐衝撃性」という用語は、被検査物の50%にひびが入る、または平面が破壊される原因になることに求められるエネルギーにより、材料(あるいは、インチ−ポンドで表される「MFE」と呼ばれる)の平均破壊エネルギーを指し、落錘によるストライカー衝撃の様々な特定の状況下で、強固なプラスチック被検査物物を激突させ、添付書類の1つとして本明細書に組み込まれるASTM連合規定D5420−04−面耐衝撃性のための標準的試験法、落錘(ガードナー衝撃)によるストライカー衝撃法を用いた硬質プラスチック被検査物、で記載されるように、ガードナー衝撃値(すなわちMFE)として表される。
【0021】
本明細書に記載の、「多層フィルム」、「多層フィルム」、「多層シート」、「多層構造」、または「1若しくはそれ以上の層」という用語は、当技術分野で周知の任意の従来の方法、(例えば、共押出、押し出しコーティング、ラミネート加工、溶剤コーティング、エマルジョンコーティング、懸濁液コーティング、接着性結合、圧着、加熱密封、熱積層、超音波溶接、それらのいくつかの組合せ、またはその種の他のもの)により一緒に結合され、例えばポリマー材、非ポリマー材、生体高分子材、そのいくつかの組合せまたはその種の他のものから作成される可能性のあるシートまたは網の形態で、一層のフィルムまたは基板構造の複数の層を指す。
【0022】
本明細書に記載の「ポリマー」という用語は、重合反応の生成物を指し、例えばホモポリマー、共重合体、三量体、またはその種の他のものを含み、フィルムまたはフィルム基板の層は基本的に一つのポリマーから成る、またはさらにそれらとともに、すなわちともに混合させ、付加重合体を有することが可能である。
【0023】
本明細書に記載の「共重合体」という用語は、少なくと2つの異なるモノマーの重合により形成されるポリマーを指す。例えば、「共重合体」という用語は、エチレン、および1−ヘキセンのようなアルファ−オレフィンの共同重合反応生成物を含む。例えば、共重合体」という用語はまた、エチレン、プロピレン、1−プロペン、1−ブテン、1−ヘキセン、および1−オクテンの混合物の共重合を含む。本明細書に記載の、例えば「プロピレン/エチレン共重合体」の複数のモノマーを単位として同定される共重合体は、いずれのモノマーでも他のモノマー、または複数のモノマーより重い重さ、または高いモル濃度百分率で共同重合する可能性のある共重合体を指す。しかしながら、最初に記載したモノマーは、第2番目に記載したモノマーより高い重量百分率で、望ましく重合する。
【0024】
本明細書に記載の「共押出」という用語は、押出し物が結合し、冷却され凝固する前に層構造に共に溶接するよう、配置される2若しくはそれ以上の開口部で一つの金型を通し、2若しくはそれ以上の重合材料を押出加工するプロセスにより形成される材料を指す。本明細書に記載の基板は、押出機で溶かされる乾燥樹脂から準備される可能性があり、最も一般的にはチューブまたはシート形態である、最初の材料を形成するために、金型に通される可能性がある。本明細書に記載の共押出フィルムにおいて、すべての層は同時に共押し出しされ、水による冷却、金属ロールでの冷却、または空気で急冷される。特に明記しない限り、本発明において利用される樹脂は、ペレットの形態で市販され、当技術分野で認められるているように融解混合されるか、タンブラー、ミキサー、またはブレンダーを含む市販の器材を用いた周知の方法により機械的に混ぜられる可能性がある。また、必要に応じ、加工助剤、スリップ剤、ブロッキング防止剤、および顔料のような既知の添加剤、およびそれらの混合物が押し出しの前に混合されることにより、フィルムに取り込まれる可能性がある。樹脂が加熱により融解可塑化され、それからチューブ形態、または任意の適当な押し出し方法により他の任意の形態への形成のために押し出し(または共押出)型へ移動させる押出機に、樹脂および任意の添加剤が導入される。押出機および金型の温度は特定の樹脂、または処理されている混合物を含む樹脂に依存し、市販の樹脂のための適当な温度範囲は、当技術分野で既知であるか、樹脂メーカーにより利用可能となる技術告示に提供される。加工温度は、選択した他の加工パラメータにより異なる可能性がある。
【0025】
本明細書に記載の「ポリエステル」という用語は、例えばジカルボン酸とグリコール間の縮合重合反応により形成される可能性のあるモノマー単位の間のエステル結合を有するホモポリマーまたは共重合体を指す。エステルモノマー単位は、RおよびR’がアルキル基である一般的な化学式、[RCO.sub.2R’]により表すことが可能である。ジカルボン酸は、直鎖、または脂肪族化合物、すなわち、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、などである可能性があり、または芳香族化合物、またはアルキル置換芳香族化合物、すなわち、パラフタル酸(またはテレフタル酸)、イソフタル酸、およびナフタル酸のような、フタル酸の様々な異性体である可能性がある。アルキル置換芳香族化合物の特定の例は、ジメチルイソフタル酸、ジメチルオルトフタル酸、ジメチルテレフタル酸のような、ジメチルフタル酸の様々な異性体、ジエチルイソフタル酸、ジエチルオルトフタル酸のような、ジエチルフタル酸の様々な異性体、2,6−ジメチルナフタレン酸、および2,5−ジメチルナフタレン酸のような、ジメチルナフタレン酸の様々な異性体、およびジエチルナフタレン酸の様々な異性体を含む。グリコールは直鎖、または分岐する可能性がある。特定の例は、エチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチレングリコール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコールなどを含む。好ましいポリエステルの例は、ポリエチレンテレフタル酸塩共重合体である。
【0026】
「ポリマーフィルム」はポリマーから成り、10ミル(0.01インチ
、0.25mm)未満の厚さを有する材料と定義されるが、本明細書に記載の「ポリマーシート」または「シート」は、ポリマーから成り、約10ミル(0.01インチ
、0.25mm)またはそれ以上の厚さを有する材料を指す。
【0027】
本明細書に記載の「強固」という用語は、形態のその元来の形状を維持、または保持する、または最初の状態に戻る中で、その元来の形状または形態に戻り、最終的な形態では十分に強固となることが可能な材料を指す。
【0028】
本明細書に記載の「生物分解可能である」という用語は、好気性および/または嫌気性環境にさらされた場合、微生物、加水分解および/または、化学作用のために最終的に単量体成分への還元に終わる材料を指す。好気性条件下で、生物分解は二酸化炭素および水のような最終生成物へと材料の変換を誘導する。嫌気性条件下で、生物分解は材料を二酸化炭素、水、およびメタンへの変化へと誘導する。生物分解性プロセスは、鉱化作用としばしば称される。最終的には、生物分解性はフィルムのすべての有機成分が生物学的または他の任意の自然な活動を通して分解を受けることを意味する。
【0029】
本明細書に記載のフィルム、シート、またはラミネートに含まれる可能性のある他の任意の成分の非限定的な実施例は、米国特許第5,053,482号、第5,097,004号、および第5,295,985号明細書で記述されるそれら、生物分解可能な脂肪族ポリエステルアミドポリマー、ポリカプロラクトン、ポリエステル、または脂肪族多価アルコール(すなわち、ジアルカノイルポリマー)由来のポリウレタン、ポリエチレン/ビニルアルコール共重合体を含むポリアミド、セルロースエステル、またはそれらの可塑化誘導体、塩類、スリップ剤、核形成剤のような結晶化促進剤、結晶化抑制剤、臭気遮蔽剤、架橋剤、乳化剤、界面活性剤、シクロデクストリン、潤滑油、他の加工助剤、光学的光沢剤、酸化防止剤、難燃剤、染料、顔料、充填剤、タンパク質およびそれらのアルカリ塩、ワックス、粘着性樹脂、増量剤、ブロッキング防止剤、帯電防止剤またはそれらの混合物、のような、加水分解的により迅速に開裂可能であり、従って、より生物分解可能になる可能性が高い芳香族/脂肪族ポリエステル共重合体を含む。スリップ剤はフィルムにおける粘着性、または摩擦係数を軽減するのを助けることに用いられる可能性がある。また、スリップ剤は、特に高湿度または温度において、フィルム安定性を改善することに使用される可能性がある。
【0030】
図1〜4は、10と称される生体高分子物品の図を1実施形態に従い表す。1実施形態において、共押出、ブロー成形、熱形成などを含む任意の適当な方法により、物品10は形成される。
【0031】
図1〜4に図示される実施形態において、物品10は2つの2列に配列された4つのカップ12(あるいは、4−パックとして称される)を有し、そこで、各々のカップ12は縦の側壁14を有し、1番目の端16および2番目の端18を有し、(
図4で閲覧するのが最適な)2番目の端18の底面20が材料(ヨーグルトまたは他の食品/材料)を中に入れるのに適している(
図3で閲覧するのが最適な)区画またはチャンバー22を規定する。カップ14は、10:1から2:1の深さ幅比率を有する可能性があり、および/または、個々の区画に分離するため刻み目が付けられている。少なくとも1実施形態において、カップ12は4つの縦の側壁14(2つの対立する側壁14の2セット)を底面20に結合、または接続される。
【0032】
図1〜4は、端16でへり、フランジ、または細片24を有し、個々のカップ12を共に結合しているカップ12をさらに図示する。少なくとも1実施形態において、4−パック10は一つの物品として形成され、それからへり24は、当技術分野で周知の分離カップである、複数の区画に切断され刻み目が付けられる(例えば刻み目ライン26の形成)。図示した実施例において、星型パンチ28が形成され、個々のカップ12の簡単な分離を可能にする。少なくとも1実施形態において、物品10は、区画またはチャンバー22(
図1〜2を参照)を密封するリッドストック30を含む。
【0033】
図5〜7は、100と称される生体高分子物品の他の図を1実施形態に従い表す。1実施形態において、射出成形、ブロー成形、熱形成などを含む任意の適当な方法により、物品100は作成される。
図5〜7に図示される実施形態において、物品100は3つの2列に配列された6つのカップ12(あるいは、6−パックと称される)から成り、そこで、各々のカップ12は材料(ヨーグルトまたは他の食品/材料)を中に入れるのに適している区画またはチャンバー22を規定している縦の側壁14、1番目、および2番目の端16、および18、および底面20、およびへり24を有する。
【0034】
図8〜10は、200と称される生体高分子物品の他の図を1実施形態に従い表す。1実施形態において、射出成形、ブロー成形、熱形成などを含む任意の適当な方法により、物品200は作成される。
図8〜10に図示される実施形態において、物品200は、材料(ヨーグルトまたは他の食品/材料)を中に入れるのに適している区画またはチャンバー22を規定している縦の側壁14、1番目、および2番目の端16、および18、および底面20、およびへり24を有する1つのカップ12から成る。
【0035】
図11は、1実施形態に従い300と称される添加剤を形成する方法のフローチャートを図示する。方法300は、少なくとも1つの衝撃改質剤、ブロック310、少なくとも1つの高分子着色剤濃縮物、ブロック312、および少なくとも1つの担体樹脂、ブロック314を提供する工程を含む。少なくとも1つの衝撃改質剤、少なくとも1つの高分子着色剤濃縮物、および少なくとも1つの担体樹脂は添加剤混合物、ブロック316、を形成して混合され、そこで、少なくとも1つの衝撃改質剤は添加剤混合物の総重量の10〜90重量%であり、少なくとも1つの高分子着色剤濃縮物は添加剤混合物の総重量の5〜50重量%であり、および少なくとも1つの担体樹脂は添加剤混合物の総重量の5〜50重量%である。それから、添加剤混合物、ブロック318、は形作られる。さらに具体的に言うと、添加剤混合物は、マイクロビーズを形成するために、ウォーター法に従ってペレット化される可能性がある。ウォーター法が述べられるが、形成/ペレット化するための任意の方法が検討される。
【0036】
1若しくはそれ以上の実施形態は生体高分子物品のための添加剤に関するものである。添加剤は、添加剤の総重量の10〜90重量%で、少なくとも1つの衝撃改質剤、および担体樹脂が添加剤の総重量の10〜90重量%である担体樹脂に混ぜ合わせた少なくとも1つの顔料/染料を含む。
【0037】
少なくとも1実施形態において、添加剤は添加剤の総重量の10〜90重量%で、少なくとも1つの衝撃改質剤、添加剤の総重量の5〜50重量%の少なくとも1つの高分子着色剤濃縮物、および添加剤の総重量の5〜50重量%の少なくとも1つの担体樹脂を含む。実施形態は、少なくとも1つの衝撃改質剤がエチレン共重合体であり、少なくとも1つの高分子着色剤濃縮物がTiO
2系であり、および少なくとも1つの担体樹脂がポリ乳酸ポリマー(PLA)、脂肪族−芳香族のポリエステル類ポリマー、ポリ(3−ヒドロキシアルカノエート)ポリマー(PHA)、ポリカプロラクトン、および官能性ポリ乳酸から成る群から選択される材料であることを含む可能性がある。
【0038】
さらに別の実施形態はペレットを含む可能性があり、そこで、ペレットはペレットの総重量の10〜90重量%で少なくとも1つの衝撃改質剤、ペレットの総重量の5〜50重量%で少なくとも1つの高分子着色剤濃縮物、およびペレットの総重量の5〜50重量%で少なくとも1つの担体樹脂を含む可能性がある。ペレットの実施形態は、少なくとも1つの衝撃改質剤がエチレン共重合体であり、少なくとも1つの高分子着色剤濃縮物がTiO
2系であり、および/または少少なくとも1つの担体樹脂がポリ乳酸ポリマー(PLA)、脂肪族−芳香族のポリエステル類ポリマー、ポリ(3−ヒドロキシアルカノエート)ポリマー(PHA)、ポリカプロラクトン、および官能性ポリ乳酸から成る群から選択される材料であることを含む可能性がある。
【0039】
図12は、上記に提供するものに類似した添加剤を用いて400と称される生体高分子物品を作成する方法のフローチャートである。方法400は、生体高分子樹脂、ブロック410、および添加剤、ブロック412を提供する工程を含む。生体高分子樹脂および添加剤は混合され、ブロック414および生体高分子物品、416が形成される。
【0040】
少なくとも1実施形態において、生体高分子物品は、生体高分子物品の総重量百分率の70〜92重量%で、少なくとも1つの生体高分子樹脂、および生体高分子物品の総重量百分率の8〜25重量%の添加剤を含み、そこでの添加剤は添加剤の総重量の10〜90重量%で少なくとも1つの衝撃改質剤、添加剤の総重量の5〜50重量%の少なくとも1つの高分子着色剤濃縮物、および添加剤の総重量の5〜50重量%の少なくとも1つの担体樹脂を含む。
【0041】
1若しくはそれ以上の実施形態において、生体高分子物品は所定の厚さおよび耐衝撃性を有し、そこで、所定の耐衝撃性は3〜150
インチ−ポンド(0.34〜16.95J)のガードナー衝撃値(例えば17インチ−ポンド
(1.92J)またはそれ以上)を有し、30ミル
(0.76mm)の厚さで約17インチ−ポンド
(1.92J)のガードナー衝撃値を有する。所定の厚さが約10ミル〜80ミル
(0.25mm〜2.03mm)の厚さにある実施形態が考えられる。
【0042】
1若しくはそれ以上の実施形態において、少なくとも1つの生体高分子樹脂は物品の総重量の70〜90重量%であり、少なくとも1つの衝撃改質剤は物品の総重量の5〜15重量%であり、少なくとも1つの高分子着色剤濃縮物は物品の総重量の5〜15重量%であり、および少なくとも1つの担体樹脂は物品の総重量の5〜10%である。
【0043】
担体樹脂が官能性ポリ乳酸ポリマーであり、生体高分子樹脂がポリ乳酸ポリマー(PLA)、脂肪族−芳香族のポリエステル類ポリマー、およびポリ(3−ヒドロキシアルカノエート)ポリマー(PHA)から成る群から選択される樹脂であり、衝撃改質剤がエチレン共重合体で、高分子着色剤濃縮物がTiO
2である実施形態が考えられる。
【0044】
図13は、1実施形態に従い、500と称されるこれまでに提供されたものと類似した添加剤を用い生体高分子シートを形成する方法のフローチャートを図示する。方法500は、生体高分子樹脂、ブロック510、および添加剤、ブロック512を提供する工程を含む。生体高分子樹脂および添加剤は混合され、ブロック514、そして、生体高分子シートは押出加工される、ブロック516。
【0045】
生体高分子押し出しシートは、押し出しシートの総重量の70〜92重量%で、少なくとも1つの生体高分子樹脂、およびシートの総重量の8〜30重量%の添加剤を含み、そこで、添加剤は添加剤の総重量の10〜90重量%で少なくとも1つの衝撃改質剤、添加剤の総重量の5〜50重量%の少なくとも1つの高分子着色剤濃縮物、および添加剤の総重量の5〜50重量%の少なくとも1つの担体樹脂を含む。
【0046】
生体高分子部分は、ポリ乳酸ポリマー(PLA)、脂肪族−芳香族のポリエステル類ポリマー、およびポリ(3−ヒドロキシアルカノエート)ポリマー(PHA)から成る群から選択される材料である可能性があり、生体高分子樹脂がポリ乳酸ポリマー(PLA)、脂肪族−芳香族のポリエステル類ポリマー、およびポリ(3−ヒドロキシアルカノエート)ポリマー(PHA)から成る群から選択される樹脂であり、衝撃改質剤がエチレン共重合体であり、高分子着色剤濃縮物がTiO
2であり、担体樹脂が官能性ポリ乳酸ポリマーである。
【0047】
シートは、1若しくはそれ以上の実施形態において、所定の厚さおよび耐衝撃性を持つ可能性があり、そこで、所定の耐衝撃性は、3〜150
インチ−ポンド(0.34〜16.95J)のガードナー衝撃値(例えば17インチ−ポンド
(1.92J)またはそれ以上)を有する。さらに具体的にいうと、シートは30ミル
(0.76mm)の厚さで約17インチ−ポンド
(1.92J)のガードナー衝撃値を有する可能性がある。所定の厚さは約10〜80ミル
(0.25〜2.03mm)である。
【0048】
少なくとも1つの生体高分子樹脂がシートの総重量の70〜90重量%であり、少なくとも1つの衝撃改質剤がシートの総重量の5〜15重量%であり、少なくとも1つの高分子着色剤濃縮物はシートの総重量の5〜15重量%にあり、および、少なくとも1つの担体樹脂がシートの総重量の5〜10%であることを含むシートである実施形態が考えられる。
【0049】
1実施形態において、生体高分子シートが単分子層または多層シートであり、1つのシートとして使用される、またはそれらに結合した別のシートを有する。生体高分子シートは約10ミル〜80ミル
(0.25mm〜2.03mm)の厚さであり、さらに具体的に言うと約12ミル〜50ミル
(0.30mm〜1.27mm)の厚さであり、180°F〜350°F、さらに具体的に言うと220°F〜275°Fで所定の形成温度域を有する。少なくとも1実施形態において、カップは10:1から1:4の深さ幅比率の範囲を有する可能性があり、実施形態は10:1から2:1の深さ幅比率の範囲、8:1から4:1の深さ幅比率の範囲、および2:1から1:4、2:1から1:4、あるいは10:1から2:1(例えば8:1から4:1)の深さ幅比率の範囲を有することが考えられる。
【0050】
1実施形態において、生体高分子シートは、添付書類の1つとして本明細書に組み込まれるASTM連合規定D5420−04−面耐衝撃性のための標準的試験法、落錘(ガードナー衝撃)によるストライカー衝撃法を用いた硬質プラスチック被検査物、において以前に提供されるような様々な特定の状況下で、被検査物の50%が破綻、ひび、または破壊される原因となる所定の耐衝撃性、MFEまたはエネルギーを有する。1実施形態において、生体高分子シートが3インチ−ポンド以上、さらに具体的に言うと3〜200インチ−ポンドまたは3〜150インチ−ポンド、そしてより具体的に言うと表1で下記に提供されるように30ミルにおいて、約17インチ−ポンドのガードナー衝撃値を有する。
【0054】
ReproPLAは細かく切断し、洗浄し、フレークに変えることで、リサイクルされることを可能にした、再加工されたPLAまたはPLAシートを意味する。表1のデータは、コントロールシート(テスト#1)の衝撃強度が0.13〜0.03インチ×ポンド/ミルであることを示す。しかしながら、データはさらに衝撃改質剤および高分子着色剤濃縮物を含む生体高分子シートの衝撃強度がコントロールシートより一桁大きい1.3〜2.0インチ×ポンド/ミルであることを示す。
【0055】
図15は、30ミル
(0.76mm)のゲージを有する生体高分子シートの異なる合成物の耐衝撃性を表しているグラフであるが、
図14は、14ミル
(0.36mm)のゲージを有する生体高分子シートの異なる合成物の耐衝撃性(インチ−ポンドでのガードナー衝撃値として表される)を表しているグラフである。このように、少なくとも1つの生体高分子を含む生体高分子樹脂、少なくとも1つの衝撃改質剤、および少なくとも1つの高分子着色剤濃縮物を含む生体高分子シート(表、および図中の実施例9、17、および18、そこで、少なくとも1実施形態において、高分子着色剤濃縮物が担体樹脂(例えば官能性担体樹脂)に含まれる、または、中に混ぜ合わされる)が、ほぼ1桁の差でコントロール生体高分子シート、衝撃改質剤のみを含む生体高分子シート、または(高分子着色剤のような)ポリマーのみを含む生体高分子シートよりも強固であるであることは明らかに明白である。以前に提供されたように、生体高分子シートは単分子層または多層材料で、一つの材料として用いられる、またはそれらが結合、または適合した1若しくはそれ以上の材料を有する。少なくとも1実施形態において、生体高分子シートは少なくとも2層の材料から成る可能性があり、そこで、2層は同一または異なる材料から成る。例えば、材料の少なくとも2層は、同一、または異なる生体高分子材、または生体高分子材から成る1若しくはそれ以上の層、および非生体高分子材から成る1若しくはそれ以上の層から成る可能性がある。その上、衝撃改質剤および着色剤濃縮物に加え、他の材料が生体高分子材と結合または混合される可能性があるものと考えられる。例えば、1若しくはそれ以上の異なる生体高分子材、1若しくはそれ以上の非生体高分子材またはそのいくつかの組合せは生体高分子樹脂(例えば官能性担体樹脂)と結合、または混ぜ合わされる可能性があり、それは生体高分子シートを形成している少なくとも1つの衝撃改質剤、および少なくとも1つの高分子着色剤濃縮物と順番に混合される。
【0056】
本明細書に開示される本発明の実施形態が望ましいものであると現在は考えられるが、様々な変更、および改良は本発明の精神と範囲から逸脱することなくなされることが可能である。本発明の範囲は添付の請求項において示され、等価物の意義および範囲内で生じるすべての変更はその中に包含されることを目的とする。