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▶ ヘンケル・アクチェンゲゼルシャフト・ウント・コムパニー・コマンディットゲゼルシャフト・アウフ・アクチェンの特許一覧

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-07-26
(54)【発明の名称】保護包装及びその製造方法
(51)【国際特許分類】
   C08L 101/00 20060101AFI20230719BHJP
   B65D 65/02 20060101ALI20230719BHJP
   C08J 9/30 20060101ALI20230719BHJP
   C08L 97/02 20060101ALI20230719BHJP
   C08K 5/00 20060101ALI20230719BHJP
   C08K 3/00 20180101ALI20230719BHJP
【FI】
C08L101/00
B65D65/02 E
C08J9/30
C08L97/02
C08K5/00
C08K3/00
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022579716
(86)(22)【出願日】2021-06-14
(85)【翻訳文提出日】2023-02-21
(86)【国際出願番号】 US2021037210
(87)【国際公開番号】W WO2021262467
(87)【国際公開日】2021-12-30
(31)【優先権主張番号】63/042,817
(32)【優先日】2020-06-23
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】391008825
【氏名又は名称】ヘンケル・アクチェンゲゼルシャフト・ウント・コムパニー・コマンディットゲゼルシャフト・アウフ・アクチェン
【氏名又は名称原語表記】Henkel AG & Co. KGaA
【住所又は居所原語表記】Henkelstrasse 67,D-40589 Duesseldorf,Germany
(74)【代理人】
【識別番号】100106297
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 克博
(72)【発明者】
【氏名】クリーグル、 アレクシス
(72)【発明者】
【氏名】マクラウド、 ブラッドリー
(72)【発明者】
【氏名】ファン、 ティアンジャン
(72)【発明者】
【氏名】ゲティー、 クリステン
(72)【発明者】
【氏名】ラム、 クリステン
【テーマコード(参考)】
3E086
4F074
4J002
【Fターム(参考)】
3E086AA01
3E086AB01
3E086AD01
3E086AD05
3E086AD06
3E086AD23
3E086BA29
3E086BB90
3E086CA40
4F074AA02
4F074AA42
4F074AE04
4F074AG20
4F074CB52
4J002AA001
4J002AB041
4J002AH002
4J002BB061
4J002BE021
4J002BE031
4J002BF021
4J002DD057
4J002DD067
4J002DF037
4J002EC056
4J002EC066
4J002EH056
4J002EL086
4J002EN116
4J002ES006
4J002EV186
4J002EV246
4J002FA042
4J002FD012
4J002FD316
4J002GG02
(57)【要約】
【解決手段】
本開示は、保護包装材料を製造する方法、及び開示された方法を使用して製造された保護包装材料を対象とする。これらの包装材料は、生分解性、堆肥化可能、及び/又はリサイクル可能である。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
1重量%~40重量%の木質繊維、
0.5重量%~20重量%のバインダー、
0.2重量%~10重量%の界面活性剤、
10重量%~95重量%の水、及び
0重量%~30重量%の添加剤
を含む、組成物。
【請求項2】
前記木質繊維が、バージン硬材、バージン軟材、再生硬材、再生軟材、又はそれらの混合物である、請求項1に記載の組成物。
【請求項3】
前記木質繊維がクラフトパルプの形態である、請求項1又は2に記載の組成物。
【請求項4】
バージンパルプの繊維長が0.5mm~5mmである、請求項1~3のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項5】
繊維幅が20~35μmである、請求項1~4のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項6】
前記木質繊維は、1グラム当たり500万~3000万繊維である、請求項1~5のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項7】
前記木質繊維が、0.05mg/m~0.5mg/mの繊維粗さを有する、請求項1~6のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項8】
前記バインダーが、ポリビニルアルコール、エチレン-ビニルアルコールコポリマー、デンプン、ポリ酢酸ビニル、エチレン酢酸ビニルアクリル、デキストリン、又はこれらの組み合わせである、請求項1~7のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項9】
前記界面活性剤が、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤、又はこれらの組み合わせである、請求項1~8のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項10】
前記界面活性剤が、ドデシル硫酸ナトリウム、スルホコハク酸ジオクチルナトリウム、ドデシルジメチルアミンオキシド(DDAO)、ステアリルアルコール、ラウリン酸グリセリル、ポリソルベート、セトステアリルアルコール、デンプン、ショ糖、パルミチン酸ヘキサデシル、ラウリルジメチルアミンオキシド(LDAO)、コアミドプロピルベタイン(CAPB)、エタノールアミン、ソルビトール、エチレンジアミン四酢酸二水素二ナトリウム、又はこれらの組み合わせである、請求項1~9のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項11】
無機イオン塩である添加剤を2重量%以下含む、請求項1~10のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項12】
前記無機塩が、塩化ナトリウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、硝酸アルミニウム、ジルコニウムアンモニウム、又はこれらの組み合わせである、請求項11に記載の組成物。
【請求項13】
塩、デンプン、非発泡マイクロスフェア、発泡マイクロスフェア、炭酸カルシウム、粘土、ナノセルロース、ナノ結晶セルロース、染料、顔料、消泡剤、保湿剤、ワックス、相変化材料、マイクロカプセル化された化学物質、可塑剤、架橋剤、防腐剤、ポリエーテル化合物、又はこれらの組み合わせを含む添加剤を30重量%以下含む、請求項1~12のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項14】
レオロジー調整剤を含む添加剤を30重量%以下含む、請求項1~13のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項15】
前記レオロジー調整剤が、ワックス、ワックス分散液、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロース、ポリアクリル酸増粘剤、キサンタンガム、デンプン、又はこれらの組み合わせである、請求項14に記載の組成物。
【請求項16】
10体積%~95体積%の空気、及び
90体積%~5体積%の請求項1~15又は48のいずれか一項に記載の組成物
を含む、中間発泡体。
【請求項17】
25℃~40℃において5,000~100,000cPsの粘度を有する、請求項16に記載の中間発泡体。
【請求項18】
0.5ポンド/ガロン~5ポンド/ガロンの密度を有する、請求項16又は17に記載の中間発泡体。
【請求項19】
請求項1~15のいずれか一項に記載の組成物を空気と組み合わせて、中間発泡体を形成することを含む、中間発泡体を製造する方法。
【請求項20】
組み合わせが、射出、混合、せん断、パドル混合、カウル混合、ゲート混合、オーガー混合、又はこれらの組み合わせを含む、請求項19に記載の方法。
【請求項21】
請求項19又は20に記載の方法に従って製造される中間発泡体。
【請求項22】
25℃~40℃において5,000~100,000cPsの粘度を有する、請求項21に記載の中間発泡体。
【請求項23】
0.5ポンド/ガロン~5ポンド/ガロンの密度を有する、請求項21又は22に記載の中間発泡体。
【請求項24】
請求項16~18のいずれか一項に記載の中間発泡体又は請求項21~23のいずれか一項に記載の中間発泡体を、第1のウェブ基材に適用することを含む、方法。
【請求項25】
前記第1のウェブ基材が、紙、段ボール、堆肥化可能なポリマーフィルム、生分解性ポリマーフィルム、バイオフィルム、セロファン、ポリエステルフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンフィルム、金属化フィルム,リサイクル可能な紙、再生紙、リサイクル可能なコート紙、リサイクル可能な金属蒸着紙、又はこれらの組み合わせである、請求項24に記載の方法。
【請求項26】
前記中間発泡体に誘電熱を加えることにより、中間発泡体を乾燥することをさらに含み、前記誘電熱がRF又はマイクロ波である、請求項24又は25に記載の方法。
【請求項27】
請求項24~26のいずれか一項に記載の方法に従って製造される製品。
【請求項28】
第1のウェブ基材の少なくとも一部に、接着剤を適用することをさらに含む、請求項24~26のいずれか一項に記載の方法。
【請求項29】
前記接着剤が、EVA、PVA、PVOH、EVOH、アクリル、アクリレート、PUR、又はこれらの組み合わせを含む、請求項28に記載の方法。
【請求項30】
請求項28又は29に記載の方法に従って製造される製品。
【請求項31】
第二のウェブ基材を前記接着剤に適用し、積層構造を形成することをさらに含む、請求項28又は29に記載の方法。
【請求項32】
前記第二のウェブが、紙、段ボール、堆肥化可能なポリマーフィルム、生分解性ポリマーフィルム、バイオフィルム、セロファン、ポリエステルフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンフィルム、金属化フィルム、リサイクル可能な紙、再生紙、リサイクル可能なコート紙、リサイクル可能な金属蒸着紙、又はこれらの組み合わせである、請求項31に記載の方法。
【請求項33】
請求項31又は32に記載の方法に従って製造される製品。
【請求項34】
封筒、パウチ、袋、箱、カートン、ケース、ふた、ラップ、クラムシェル、カップ、接着剤付きの食品容器の形態である、請求項33に記載の製品。
【請求項35】
1重量%~40重量%の木質繊維、
0.5重量%~20重量%のバインダー、
0.2重量%~10重量%の界面活性剤、
10重量%~95重量%の水、及び
0重量%~30重量%の添加剤
を含む組成物を調製する工程;
前記組成物を混合及び通気し、中間発泡体を形成する工程;
前記中間発泡体をウェブ基材上に適用する工程;並びに
前記中間発泡体を加熱して、水を実質的に除去する工程;
前記中間発泡体の加熱により、体積が膨張し、超膨張発泡体が形成される、
を含む、超膨張発泡体を形成する方法。
【請求項36】
請求項35に記載の方法に従って製造される製品。
【請求項37】
接着剤を、第1のウェブ基材の少なくとも一部に適用することをさらに含む、請求項35に記載の方法。
【請求項38】
前記第1のウェブ基材が、紙、段ボール、堆肥化可能なポリマーフィルム、生分解性ポリマーフィルム、バイオフィルム、セロファン、ポリエステルフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンフィルム、金属化フィルム,リサイクル可能な紙、再生紙、リサイクル可能なコート紙、リサイクル可能な金属蒸着紙、又はこれらの組み合わせである、請求項37に記載の方法。
【請求項39】
前記接着剤が、EVA、PVA、PVOH、EVOH、アクリル、アクリレート、PUR、エポキシ、又はポリオレフィン、又はこれらの組み合わせを含む、請求項37に記載の方法。
【請求項40】
請求項37~39のいずれか一項に記載の方法に従って製造される製品。
【請求項41】
第二のウェブ基材を、シーム接着剤に適用し、積層構造を形成することをさらに含む、請求項37~39のいずれか一項に記載の方法。
【請求項42】
前記第二のウェブ基材が、紙、段ボール、堆肥化可能なポリマーフィルム、生分解性ポリマーフィルム、バイオフィルム、セロファン、ポリエステルフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンフィルム、金属化フィルム、リサイクル可能な紙、再生紙、リサイクル可能なコート紙、リサイクル可能な金属蒸着紙、又はこれらの組み合わせである、請求項41に記載の方法。
【請求項43】
請求項41又は42に記載の方法に従って製造される製品。
【請求項44】
封筒、パウチ、袋、箱、カートン、ケース、ふた、ラップ、クラムシェル、カップ、接着剤付きの食品容器の形態である、請求項42に記載の製品。
【請求項45】
木材パルプ、バインダー、界面活性剤、水、及び任意の添加剤を含む組成物を調製すること;並びに
従来の熱又は周囲の熱を使用して、前記組成物を乾燥し、乾燥パルプ組成物を製造すること;
を含み、
前記乾燥パルプ組成物に水を添加すると、請求項1~15のいずれか一項に記載の組成物が製造される、方法。
【請求項46】
請求項45の方法に従って製造される、乾燥パルプ組成物。
【請求項47】
請求項46に記載の乾燥パルプ組成物に水を添加し、請求項1~15のいずれか一項に記載の組成物を製造することを含む、方法。
【請求項48】
請求項47に記載の方法に従って製造される組成物。
【請求項49】
2部構成のキットを組み合わせることを含む方法であって、前記2部構成のキットは、(i)バインダー、界面活性剤、及び任意の添加剤を含む第1部、並びに(ii)木質繊維を含む第二部を含み、
混合物に水を添加すると、請求項1~15のいずれか一項に記載の組成物が製造される、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、保護包装材料を製造する方法、及び開示された方法を使用して製造された保護包装材料を対象とする。
【背景技術】
【0002】
今日の市場では、クラフト紙とプラスチック製の緩衝材で作製されたパッド入り封筒が一般的である。これらの製品は、合理的な費用で包装要件を満たす。しかしながら、これらの製品は、従来の紙又はプラスチックのリサイクルプロセスではリサイクルできないため、環境に害を及ぼす。その結果、これらのパッド入り封筒のほとんどは埋め立て地に廃棄されている。膨張性ミクロスフェアを包含するパッド入り封筒は、紙のリサイクル可能な選択肢を備えるが、成分のすべてが完全に生分解性、堆肥化可能、又はリサイクル可能というわけではない。
【0003】
合理的な販売費で利用できる、軽量、生分解性、堆肥化可能、及び/又はよりリサイクル可能なパッド入り封筒が必要である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0004】
本開示は、1重量%~40重量%の木質繊維、0.5重量%~20重量%のバインダー、0.2重量%~10重量%の界面活性剤、10重量%~95重量%の水、及び0重量%~30重量%の添加剤を含む組成物を対象とする。これらの組成物を製造する方法もまた記載される。本開示はまた、例えばパッド入り包装材料の製造に使用することができる、中間発泡体及び超膨張発泡体を包含する木質繊維含有発泡体の製造方法も対象としており、これについても記載されている。
【図面の簡単な説明】
【0005】
図1図1A図1B、及び図1Cは、混合前(1A)、混合中(1B)、及び混合・通気して中間発泡体の生成後(1C)の本開示の組成物を示す。
図2図2は、従来のオーブンで乾燥させた再生繊維試料を含む発泡体を示す。実施例5を参照。
図3図3は、マイクロ波を使用して加熱され、超膨張発泡体を生成した、長さ2インチの中間発泡体パターンを含む本開示の実施形態を示す(実施例7も参照)。
図4A図4Aは、紙基材上に配置された本開示の「湿潤」(「中間」)発泡体組成物を示す。
図4B図4Bは、図4Aの中間発泡体組成物をマイクロ波加熱して生成された、x、y及びz方向への膨張を示す超膨張発泡体を示す。
図5A図5Aは、本開示の「湿潤」(「中間」)発泡体組成物を示す(1g、2インチ湿潤線)。
図5B図5Bは、図5Aの中間超膨張発泡体組成物をマイクロ波加熱して生成された、超膨張発泡体を示す。
図6図6は、超膨張した、ウェブ(紙)基材への本開示の発泡体塗布パターンを示し、長いライン(0.56gの中間発泡体)、短いライン(0.19gの中間発泡体)、紙とのラミネートの厚さは約0.1~0.15インチである。
図7図7は、本開示の実施形態のマイクロ波処理された超膨張発泡体を示す(実施例5も参照)。
図8図8は、少なくとも部分的に、中間発泡体の密度の増加及びしぼみに起因する、本開示の中間発泡体の0.5gドットの全体サイズの減少を示す、本開示の実施形態を示す(左はNaCl添加前;右はNaCl添加後)(実施例6も参照)。
図9図9は、本開示の実施形態のマイクロ波乾燥後の本開示の中間発泡体の0.25gのドットを示す(実施例8も参照)。
図10A図10Aは、マイクロ波で処理した後の、5重量%の再生繊維及び5重量%の軟材繊維を包含する本開示の好ましい超膨張発泡体を示す(実施例10も参照)。
図10B図10Bは、対流熱(従来のオーブン)で処理した後の、5重量%の再生繊維及び5重量%の軟材繊維を包含する本開示の実施形態を示す(実施例10も参照)。
図11A図11Aは、本開示の中間発泡体(湿潤要素0.25g)を示す(実施例11も参照)。
図11B図11Bは、本開示の超膨張発泡体を示す(0.25g要素、左は30秒間100%のマイクロ波電力;右は60秒間30%のマイクロ波電力)(実施例11も参照)。
【発明を実施するための形態】
【0006】
別段の定義がない限り、本明細書で使用されるすべての技術用語及び科学用語は、本開示が関係する当業者によって一般に理解されるのと同じ意味を有する。本明細書で使用される用語は、特定の実施形態のみを説明するためのものであり、本開示を限定することを意図するものではない。
【0007】
値の範囲が提供される場合、文脈が明らかに別段の指示をしない限り(例えば、ある数の炭素原子を含有する基の場合、範囲内に入る各炭素原子数が提供される場合)、介在する各値は、下限の単位の10分の1までであり、その範囲の上限と下限の間、及びその記載された範囲内の任意の他の記載された値又は介在する値は、本開示内に網羅されると理解される。これらのより小さな範囲の上限及び下限は、独立してより小さな範囲に包含されてもよく、記載された範囲内の任意の具体的に除外された制限を条件として、開示内に包含される。記載された範囲が制限の一方又は両方を包含する場合、包含される制限の両方を除外する範囲も開示に包含される。
【0008】
本明細書及び添付の特許請求の範囲で使用される冠詞「a」及び「an」は、文脈が明らかにそうでないことを示さない限り、冠詞の文法目的語の1つ又は複数(例えば、少なくとも1つ)を指すために本明細書で使用される。例として、「要素」は、1つの要素又は2つ以上の要素を意味する。
【0009】
本開示は、木質繊維、バインダー、界面活性剤、水、及び例えばパッド入り包装材料での使用に適した任意の添加剤を含む組成物を対象とする。これらの組成物は、空気と結合して「湿潤発泡体」又は「中間発泡体」を形成することができ、これらの用語は本明細書では互換的に使用される。得られた中間発泡体は、1つ又は複数のウェブ基材に適用することができる。本開示の中間発泡体に誘電熱を加えると、x、y及びz平面のそれぞれ、すなわちx、y及び/又はz方向のそれぞれに中間発泡体が膨張し、「超膨張発泡体」又は「乾燥発泡体」が生成され、これらの用語は、本明細書では互換的に使用されてよい。
【0010】
特定の理論に縛られるつもりはないが、膨張は、中間発泡体からの水蒸気/蒸気の急速な放出によって引き起こされると考えられている。驚くべきことに、x、y及び/又はz方向の膨張は、従来の加熱方法の使用では達成されない。特定の理論に縛られるつもりはないが、従来の加熱方法では、超膨張発泡体を生成するのに十分な速さで水を取り去ることができないと考えられている。得られた超膨張発泡体を含む製品は、詰め物、保護、及び/又は断熱を提供する環境に配慮した包装材料を製造するために使用できる。開示された方法に従って製造可能な製品としては、例えば、封筒、パッド入り封筒、段ボール包装、輸送中の包装/保護のための緩衝材、あらゆる形態の包装、生分解性フィルム包装、断熱断熱包装等が挙げられる。
【0011】
好ましい態様では、本開示の組成物は、約1重量%~約40重量%の木質繊維、約0.5重量%~約20重量%のバインダー、約0.2重量%~約10重量%の界面活性剤、約10重量%~約95重量%の水、及び0重量%~約30重量%の添加剤を包含する。
【0012】
いくつかの態様では、本開示の組成物は、約1重量%~約40重量%の木質繊維、例えば、1重量%~40重量%の木質繊維を包含する。いくつかの態様では、組成物は、1重量%~5重量%の木質繊維を包含する。いくつかの態様では、組成物は、1重量%~10重量%の木質繊維を包含する。いくつかの態様では、組成物は、1重量%~20重量%の木質繊維を包含する。いくつかの態様では、組成物は、1重量%~30重量%の木質繊維を包含する。いくつかの態様では、組成物は、5重量%~15重量%の木質繊維を包含する。いくつかの態様では、組成物は、15重量%~25重量%の木質繊維を包含する。いくつかの態様では、組成物は、5重量%~40重量%の木質繊維を包含する。いくつかの態様では、組成物は、1重量%~5重量%の木質繊維を包含する。いくつかの態様では、組成物は、10重量%~40重量%の木質繊維を包含する。いくつかの態様では、組成物は、15重量%~40重量%の木質繊維を包含する。いくつかの態様では、組成物は、20重量%~40重量%の木質繊維を包含する。いくつかの態様では、組成物は、25重量%~40重量%の木質繊維を包含する。いくつかの態様では、組成物は、30重量%~40重量%の木質繊維を包含する。いくつかの態様では、組成物は、35重量%~40重量%の木質繊維を包含する。例えば、本開示の組成物は、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、又は40重量%の木質繊維を包含できる。
【0013】
本開示の組成物で使用される木質繊維は、バージン又は再生繊維であることができる。バージン繊維又は再生繊維は、硬材繊維、例えば、落葉樹から製造された繊維であることができる。本開示の組成物で使用される木質繊維は、軟材繊維、例えば、針葉樹から製造された繊維であることができる。本開示の組成物で使用される木質繊維は、硬材繊維と軟材繊維の組合せであることができる。好ましくは、本開示の組成物、発泡体、及び方法で使用される木材繊維は、軟材バージン木材繊維、特に軟材バージンクラフトパルプである。本開示の組成物で使用される木質繊維は、クラフトパルプ繊維、フラッフパルプ繊維、北部漂白軟材クラフト(NBSK)パルプ繊維、南部漂白軟材クラフト(SBSK)パルプ繊維、バージンパルプ繊維、漂白バージンパルプ繊維、漂白バージン軟材、新聞用紙、再生新聞用紙、再生パルプ繊維、脱墨パルプ繊維、漂白パルプ繊維、又はそれらの組み合わせ又はこれらの組み合わせであることができる。いくつかの態様では、本開示の組成物で使用される木質繊維は、クラフトパルプ繊維を含む。いくつかの態様では、本開示の組成物で使用される木質繊維は、フラッフパルプ繊維を含む。いくつかの態様では、本開示の組成物で使用される木質繊維は、NBSK繊維を含む。いくつかの態様では、本開示の組成物で使用される木質繊維は、SBSK繊維を含む。いくつかの態様では、本開示の組成物で使用される木質繊維は、再生繊維を含む。いくつかの態様では、本開示の組成物で使用される木質繊維は、脱インク繊維を含む。いくつかの態様では、本開示の組成物で使用される木質繊維は、漂白繊維を含む。
【0014】
本開示の組成物で使用される木質繊維は、紙製品の製造に典型的に使用されるあらゆる種類の木質繊維を包含できる。本開示によると、開示された組成物及び方法での使用に適した木質繊維は、例えば、トウヒ繊維、パイン繊維、モミ繊維、西洋ヘムロック繊維、バルサム繊維、シダー繊維、又はこれらの組み合わせを包含する。いくつかの態様では、本開示の組成物で使用される木質繊維は、トウヒ繊維を含む。いくつかの態様では、本開示の方法及び組成物で使用される木質繊維は、パイン繊維である。いくつかの態様では、本開示の組成物で使用される木質繊維は、モミ繊維を含む。いくつかの態様では、本開示の方法及び組成物で使用される木質繊維は、西洋ヘムロック繊維を含む。いくつかの態様では、本開示の方法及び組成物で使用される木質繊維は、バルサム繊維を含む。いくつかの態様では、本開示の方法及び組成物で使用される木質繊維は、シダー繊維を含む。いくつかの態様では、木材繊維に加えて、合成繊維を添加して組成物を形成することができる。合成繊維は、ポリエステル繊維及び/又はアクリロニトリル繊維を包含するがこれらに限定されないポリマー材料から作ることができる。
【0015】
本開示によると、開示された組成物及び方法での使用に適した木質繊維は、約0.5mm~約5mm、例えば、0.5mm~5mmの繊維長を有する。軟材繊維の長さは、約2~4mm(0.08~0.16インチ)であることができる。硬材繊維の長さは、約0.5~1.5mm(0.02~0.06インチ)であることができる。再生繊維は、約0.01~5mmの短縮された長さを有することができる。いくつかの態様では、開示される方法で使用される木質繊維は、0.5mm~4mmの繊維長を有する。いくつかの態様では、開示される方法で使用される木質繊維は、0.5mm~3mmの繊維長を有する。いくつかの態様では、開示される方法で使用される木質繊維は、0.5mm~2mmの繊維長を有する。いくつかの態様では、開示される方法で使用される木質繊維は、0.5mm~1mmの繊維長を有する。いくつかの態様では、開示される方法で使用される木質繊維は、1mm~4mmの繊維長を有する。いくつかの態様では、開示される方法で使用される木質繊維は、2mm~4mmの繊維長を有する。いくつかの態様では、開示される方法で使用される木質繊維は、3mm~4mmの繊維長を有する。例えば、、開示される方法で使用される木質繊維は、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3、3.1、3.2、3.3、3.4、3.5、3.6、3.7、3.8、3.9、又は4mmの繊維長を有することができる。
【0016】
本開示によると、開示された組成物及び方法での使用に適した木質繊維は、約20μm~約35μm、例えば、20μm~25μmの繊維幅を有する。いくつかの態様では、開示される方法及び組成物で使用される木質繊維は、20μm~25μmの繊維幅を有する。いくつかの態様では、開示される方法及び組成物で使用される木質繊維は、20μm~30μmの繊維幅を有する。いくつかの態様では、開示される方法及び組成物で使用される木質繊維は、25μm~30μmの繊維幅を有する。いくつかの態様では、開示される方法及び組成物で使用される木質繊維は、30μm~35μmの繊維幅を有する。例えば、開示される方法及び組成物で使用される木質繊維は、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34又は35μmの繊維長を有することができる。
【0017】
開示された組成物及び方法での使用に適した木質繊維は、1グラム当たり約500万繊維~1グラム当たり約3000万繊維、例えば、1グラム当たり5百万繊維~1グラム当たり3000万繊維の重量を有する。いくつかの態様では、本開示の木質繊維は、1グラム当たり500万~1000万繊維の重量を有する。いくつかの態様では、本開示の木質繊維は、1グラム当たり1000万~1500万繊維の重量を有する。いくつかの態様では、本開示の木質繊維は、1グラム当たり1500万~2000万繊維の重量を有する。いくつかの態様では、本開示の木質繊維は、1グラム当たり2000万~2500万繊維の重量を有する。いくつかの態様では、本開示の木質繊維は、1グラム当たり2500万~3000万繊維の重量を有する。例えば、開示された方法及び組成物での使用に適した木質繊維は、1グラム当たり500万、600万、700万、800万、900万、1000万、1100万、1200万、1300万、1400万、1500万、1600万、1700万、1800万、1900万、2000万、2100万、2200万、2300万、2400万、2500万、2600万、2700万、2800万、2900万又は3000万繊維の重量を有することができる。
【0018】
開示された組成物及び方法での使用に適した木質繊維は、約0.05mg/m~約0.5mg/m、例えば、0.05mg/m~0.5mg/mの繊維粗さを有することができる。いくつかの態様では、木質繊維は、0.05mg/m~0.1mg/mの繊維粗さを有する。いくつかの態様では、木質繊維は、0.05mg/m~0.15mg/mの繊維粗さを有する。いくつかの態様では、木質繊維は、0.05mg/m~0.2mg/mの繊維粗さを有する。いくつかの態様では、木質繊維は、0.05mg/m~0.25mg/mの繊維粗さを有する。いくつかの態様では、木質繊維は、0.05mg/m~0.3mg/mの繊維粗さを有する。いくつかの態様では、木質繊維は、0.05mg/m~0.35mg/mの繊維粗さを有する。いくつかの態様では、木質繊維は、0.05mg/m~0.4mg/mの繊維粗さを有する。いくつかの態様では、木質繊維は、0.05mg/m~0.45mg/mの繊維粗さを有する。いくつかの態様では、木質繊維は、0.1mg/m~0.2mg/mの繊維粗さを有する。いくつかの態様では、木質繊維は、0.2mg/m~0.3mg/mの繊維粗さを有する。いくつかの態様では、木質繊維は、0.3mg/m~0.4mg/mの繊維粗さを有する。いくつかの態様では、木質繊維は、0.4mg/m~0.5mg/mの繊維粗さを有する。例えば、開示される方法及び組成物で使用される木質繊維は、0.05、0.1、0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45又は0.5mg/mの繊維粗さを有する。
【0019】
開示された組成物及び方法での使用に適した木質繊維としては、ホワイトスプルース(カナダトウヒ)(>90%)及びロッジポールパイン(コントルタマツ)(<10%)を含み、繊維長が2.39mm、繊維幅が27.4μm、重量が1グラム当たり870万繊維、繊維粗さが0.14mg/mである軟材クラフトパルプ(マーサー・ピース・リバー・パルプ社)が挙げられる。
【0020】
本開示の組成物は、バインダー、好ましくは約0.5重量%~約50重量%、例えば、0.5重量%~40重量%、例えば、0.5重量%~30重量%、例えば、0.5重量%~25重量%、例えば、0.5重量%~20重量%のバインダーを包含する。いくつかの態様では、本開示の組成物は、0.5重量%~1重量%のバインダーを包含する。いくつかの態様では、本開示の組成物は、0.5重量%~5重量%のバインダーを包含する。いくつかの態様では、本開示の組成物は、0.5重量%~10重量%のバインダーを包含する。いくつかの態様では、本開示の組成物は、0.5重量%~15重量%のバインダーを包含する。いくつかの態様では、本開示の組成物は、0.5重量%~20重量%のバインダーを包含する。いくつかの態様では、本開示の組成物は、5重量%~10重量%のバインダーを包含する。いくつかの態様では、本開示の組成物は、10重量%~15重量%のバインダーを包含する。いくつかの態様では、本開示の組成物は、15重量%~20重量%のバインダーを包含する。例えば、、本開示の組成物は、0.5、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5、12、12.5、13、13.5、14、14.5、15、15.5、16、16.5、17、17.5、18、18.5、19、19.5又は20重量%のバインダーを包含する。
【0021】
本開示によると、バインダーは、ポリビニルアルコール(PVOH)、エチレンビニルアルコールコポリマー(EVOH)、デンプン(例えば、コーンデンプン及びタピオカデンプンを包含する加熱調理したデンプン又は生デンプン)、ポリビニルアセテート、エチレン酢酸ビニルアクリル、デキストリン、又はこれらの組み合わせであることができる。いくつかの態様では、バインダーは、ポリビニルアルコールを含む。いくつかの態様では、バインダーは、エチレンビニルアルコールコポリマーを含む。いくつかの態様では、バインダーは、デンプンを含む。いくつかの態様では、バインダーは、ポリビニルアセテートを含む。いくつかの態様では、バインダーは、エチレン酢酸ビニルアクリルを含む。いくつかの態様では、バインダーは、デキストリンを含む。本開示の好ましい態様では、バインダーは、PVOH、EVOH、又はこれらの組み合わせである。PVOH及び/又はEVOHは、生分解性及び/又は柔軟な製品の製造において特に好ましい。より硬い製品が望まれる他の態様では、バインダーはデンプンを包含できる。開示された方法での使用に適したバインダーは、例えば、セキスイ・スペシャルティ・ケミカルズ・アメリカ社(テキサス州ダラス)及び株式会社クラレ(日本、東京)から入手可能である。好ましいバインダーとしては、セルボール(登録商標)ポリビニルアルコール840、セルボール(登録商標)ポリビニルアルコール540及びセルボール(登録商標)ポリビニルアルコール805が挙げられる。本開示の組成物は、約0.2重量%~約10重量%、好ましくは0.2重量%~10重量%の量の界面活性剤も包含する。いくつかの態様では、組成物は、0.2重量%~1重量%の界面活性剤を包含する。いくつかの態様では、組成物は、0.2重量%~5重量%の界面活性剤を包含する。いくつかの態様では、組成物は、0.5重量%~5重量%の界面活性剤を包含する。いくつかの態様では、組成物は、1重量%~5重量%の界面活性剤を包含する。いくつかの態様では、組成物は、5重量%~10重量%の界面活性剤を包含する。例えば、本開示の組成物は、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5又は10重量%の界面活性剤を包含できる。
【0022】
開示された組成物での使用に適した界面活性剤は、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤、又はこれらの組み合わせであることができる。いくつかの態様では、界面活性剤は、アニオン性界面活性剤を含む。いくつかの態様では、界面活性剤は、カチオン性界面活性剤を含む。いくつかの態様では、界面活性剤は、両性界面活性剤を含む。
【0023】
開示された方法での使用に適した界面活性剤は、ドデシル硫酸ナトリウム、スルホコハク酸ジオクチルナトリウム、ドデシルジメチルアミンオキシド(DDAO)、ステアリルアルコール、ラウリン酸グリセリル、ポリソルベート、セトステアリルアルコール、デンプン、スクロース、パルミチン酸ヘキサデシル、ラウリルジメチルアミンオキシド(LDAO)、コアミドプロピルベタイン(CAPB)、エタノールアミン、ソルビトール、エチレンジアミン四酢酸二水素二ナトリウム、スルホサクシネート、又はこれらの組み合わせを包含する。開示された方法での使用に好ましい界面活性剤は、エアロゾル(登録商標)OT-75(ソルベイ)である。開示された方法での使用に好ましい界面活性剤は、アンモニックス(登録商標)(ステファン社)である。開示された方法での使用に好ましい別の界面活性剤は、アンフォソル(登録商標)(ステファン社)である。開示された方法での使用に好ましい別の界面活性剤は、アンモニックス(登録商標)Loスペシャル(ステファン社)である。開示された方法での使用に好ましい別の界面活性剤は、コカミドプロピルベタインアンフォソルGC-50(登録商標)(ステファン社)である。開示された方法での使用に好ましい別の界面活性剤は、コカミドプロピルベタインである。
【0024】
本開示の組成物は、水、好ましくは約10重量%~約95重量%、例えば、10重量%~95重量%の水も包含する。水は、紙製品の製造に典型的に使用される任意の水であってもよく、真水、湧き水、精製水、蒸留水、逆浸透水等を包含することができる。当業者は、本開示の組成物及び方法で使用される水が、微量のミネラル、無機化合物、及び有機化合物を包含し得ることを理解するであろう。いくつかの態様では、組成物は、10重量%~20重量%の水を包含する。いくつかの態様では、本開示の組成物は、20重量%~30重量%の水を包含する。いくつかの態様では、本開示の組成物は、30重量%~40重量%の水を包含する。いくつかの態様では、本開示の組成物は、40重量%~50重量%の水を包含する。いくつかの態様では、本開示の組成物は、50重量%~60重量%の水を包含する。いくつかの態様では、本開示の組成物は、60重量%~70重量%の水を包含する。いくつかの態様では、本開示の組成物は、70重量%~80重量%の水を包含する。いくつかの態様では、本開示の組成物は、85重量%~95重量%の水を包含する。いくつかの態様では、本開示の組成物は、10重量%~50重量%の水を包含する。いくつかの態様では、本開示の組成物は、50重量%~95重量%の水を包含する。いくつかの態様では、本開示の組成物は、25重量%~50重量%の水を包含する。いくつかの態様では、本開示の組成物は、50重量%~75重量%の水を包含する。例えば、本開示の組成物は、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90又は95重量%の水を包含できる。
【0025】
いくつかの態様では、本開示の組成物は、木質繊維、バインダー、界面活性剤及び水から成る。他の態様では、本開示の組成物は、木質繊維、バインダー、界面活性剤、水、及びパッド入り包装材料の製造に使用する組成物の基本的及び新規な特性に実質的に影響を与えない追加の要素から本質的になる。
【0026】
いくつかの態様では、本開示の組成物は、木質繊維、バインダー、界面活性剤、水、及び添加剤(すなわち、1つ又は複数の添加剤)を含む。添加剤を包含するこれらの組成物は、30重量%までのゼロでない重量%の添加剤を包含する。添加剤は、単一の添加剤を包含することができ、又は添加剤は、2つ以上の添加剤を含むことができる。本開示の組成物が2つ以上の添加剤を包含する場合、添加剤の総合計量は、非ゼロ重量%から30重量%までである。いくつかの態様では、組成物は、30重量%以下の添加剤を包含する。いくつかの態様では、組成物は、25重量%以下の添加剤を包含する。いくつかの態様では、組成物は、20重量%以下の添加剤を包含する。いくつかの態様では、組成物は、15重量%以下の添加剤を包含する。いくつかの態様では、組成物は、10重量%以下の添加剤を包含する。いくつかの態様では、組成物は、5重量%以下の添加剤を包含する。いくつかの態様では、組成物は、2重量%以下の添加剤を包含する。例えば、本開示の組成物は、0.1重量%未満であるゼロでない重量%、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5、12、12.5、13、13.5、14、14.5、15、15.5、16、16.5、17、17.5、18、18.5、19、19.5、20、20.5、21、21.5、22、22.5、23、23.5、24、24.5、26、26.5、27、27.5、28、28.5、29、29.5又は30重量%の添加剤を包含できる。本開示の組成物は、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5、12、12.5、13、13.5、14、14.5、15、15.5、16、16.5、17、17.5、18、18.5、19、19.5、20、20.5、21、21.5、22、22.5、23、23.5、24、24.5、26、26.5、27、27.5、28、28.5、29、29.5又は30重量%までの添加剤を包含できる。
【0027】
本開示の組成物での使用に適した添加剤としては、塩、デンプン、非発泡ミクロスフェア、発泡ミクロスフェア、炭酸カルシウム、粘土、ナノセルロース、ナノ結晶セルロース、UV染料、染料、顔料、消泡剤、保湿剤、ワックス、相変化材料、マイクロカプセル化薬品、可塑剤、粘着付与剤、接着促進剤(例えば、EGDA、PEI)、架橋剤、ポリエーテル化合物、レオロジー調整剤、防腐剤、殺生物剤、又はこれらの組み合わせが挙げられる。
【0028】
本開示の生成物での使用に適したミクロスフェアは、例えば、米国公開出願第20190284438号、米国公開出願第20190062028号、及び米国特許第10,100,204号に記載されており、その全体は参照により本明細書に組み込まれる。
【0029】
レオロジー調整剤は、増粘剤又は粘度調整剤とも呼ばれ、当業界で既知であり、例えば、ワックス、ワックス分散液、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロース、ポリアクリル酸増粘剤、キサンタンガム、生デンプン、加熱調理したデンプン又はこれらの組み合わせが挙げられる。
【0030】
いくつかの態様では、本開示の組成物は、無機イオン塩である添加剤を包含しない、つまり、本開示の組成物は、約0重量%の無機イオン塩を包含できる。
【0031】
いくつかの態様では、本開示の組成物は、無機イオン塩である添加剤を包含する。無機イオン塩である添加剤を包含する組成物は、中間発泡体がマイクロ波で加熱される本開示の実施形態において特に好ましい。特定の理論に縛られることなく、無機イオン塩は、マイクロ波加熱中の急速な温度上昇を促進して、本開示の超膨張発泡体を生成できると考えられる。これらの態様では、無機イオン塩は、組成物中に30重量%以下の量で存在してよい。いくつかの態様では、無機イオン塩は、組成物中に25重量%以下の量で存在してよい。いくつかの態様では、無機イオン塩は、組成物中に20重量%以下の量で存在してよい。いくつかの態様では、無機イオン塩は、組成物中に15重量%以下の量で存在してよい。いくつかの態様では、無機イオン塩は、組成物中に10重量%以下の量で存在してよい。いくつかの態様では、無機イオン塩は、組成物中に5重量%以下の量で存在してよい。いくつかの態様では、無機イオン塩は、組成物中に4重量%以下の量で存在してよい。いくつかの態様では、無機イオン塩は、組成物中に3重量%以下の量で存在してよい。いくつかの態様では、無機イオン塩は、組成物中に2重量%以下の量で存在してよい。いくつかの態様では、無機イオン塩は、組成物中に1重量%以下の量で存在してよい。他の態様では、本開示の組成物は、最大0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5、12、12.5、13、13.5、14、14.5、15、15.5、16、16.5、17、17.5、18、18.5、19、19.5、20、20.5、21、21.5、22、22.5、23、23.5、24、24.5、26、26.5、27、27.5、28、28.5、29、29.5又は30重量%の無機イオン塩を包含できる。本開示の組成物での使用に適した無機イオン塩としては、塩化ナトリウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、硝酸アルミニウム、ジルコニウムアンモニウム、又はこれらの組み合わせが挙げられる。塩化ナトリウムは、特に好ましい無機イオン塩である。特定の理論に縛られるつもりはないが、適切な無機イオン塩の添加は、本明細書に記載の方法を使用して、本開示の組成物から製造された中間発泡体の乾燥を容易にすることができると考えられる。RF処理は、無機イオン塩添加剤を添加することなく、本開示の超膨張発泡体を製造するのに十分な急速な温度上昇をもたらすと考えられる。それにもかかわらず、RFで処理された組成物は、必要に応じて、無機イオン塩添加剤を包含することができる。
【0032】
所定量の水を添加すると、水和又は再水和して、本明細書に記載の所望の組成物を生成することができる乾燥パルプ組成物も本開示の範囲内である。これは、1重量%~40重量%の木質繊維、0.5重量%~20重量%のバインダー、0.2重量%~10重量%の界面活性剤、及び最大30重量%の任意の添加剤を包含する。後でこの乾燥パルプ組成物に水を加えて(再)水和し、次いで通気し(又は同時に(再)水和及び通気し)、中間発泡体を形成することができる。一態様では、この方法での木材繊維の再水和及び通気はより迅速である。一態様では、0.5重量%~20重量%のバインダー、0.2重量%~10重量%の界面活性剤、及び最大30重量%の任意の添加剤を含む溶液を、(例えば、噴霧、浸たす、浸漬等により)木質繊維を含有する木質繊維又は木材シート/塊に適用して、本明細書に記載の組成物を形成してよい。全体に基づく木材繊維の最終含有量は、1重量%~40重量%である。
【0033】
別の実施形態では、2部構成のキット;例えば、キットの一部は、バインダー、界面活性剤、及び任意の添加剤を含み、このキットを(例えば、噴霧、浸たす、浸漬等により)木質繊維を含むキットの他の部分と組み合わせて、組み合わされたキットを水和及び通気して、中間発泡体を生成することができる。2部構成のキットの成分は、輸送と保管のニーズに合わせて変更してよい。また、輸送及び保管のニーズに合わせて、3部構成又は4部構成のキットを作成してよいことも想定されている。この方法で製造された組成物は、本明細書に記載の任意の方法で使用することができる。
【0034】
1重量%~40重量%の木質繊維、0.5重量%~20重量%のバインダー、0.2重量%~10重量%の界面活性剤、10重量%~95重量%の水、及び最大30重量%の任意の添加剤を包含する本開示の組成物は、空気を水性組成物に組み込むために当技術分野で知られている方法を使用して、空気と混合及び組み合わせて(すなわち、通気して)、中間発泡体を形成することができる。1つの実施形態では、木材繊維は、混合及び通気の前に元のコンパクトな形状から機械的に分解される。別の実施形態では、混合と通気の工程は、混合と通気の速度に応じて、同時に木材繊維を機械的に分解する。いくつかの態様では、空気の総体積%が95%になるまで、材料に空気を添加する。本明細書で使用するとき、配合中の「空気の体積%」は、次の式に従って計算される。
【0035】
【数1】
【0036】
いくつかの態様では、中間発泡体は、市販のシェービングクリームフォーム又はパーソナルケアムースの一貫性及び外観を有する。他の態様では、中間発泡体は、パンケーキ生地の一貫性及び外観を有する。
【0037】
本開示に従って製造される中間発泡体は、約10体積%~約95体積%、例えば、10体積%~95体積%の空気を包含できる。いくつかの態様では、中間発泡体は、10体積%~50体積%の空気を包含する。いくつかの態様では、中間発泡体は、50体積%~95体積%の空気を包含する。いくつかの態様では、中間発泡体は、20体積%~95体積%の空気を包含する。いくつかの態様では、中間発泡体は、30体積%~80体積%の空気を包含する。いくつかの態様では、中間発泡体は、40体積%~50体積%の空気を包含する。いくつかの態様では、中間発泡体は、50体積%~90体積%の空気を包含する。いくつかの態様では、中間発泡体は、70体積%~95体積%の空気を包含する。例えば、本開示に従って製造される中間発泡体は、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90又は95体積%の空気を包含できる。
【0038】
本開示の中間発泡体は、当技術分野で知られている1つ又は複数の方法を使用して、空気を本開示の組成物と組み合わせることによって生成することができる。空気を混合する適切な方法としては、例えば、注入、混合、せん断、パドル混合、カウル混合、ゲート混合、オーガー混合、又はそれらの組合せが挙げられる。
【0039】
開示された方法に従って製造される中間発泡体は、25℃~40℃で約3,000~約100,000cPs、例えば、5,000~100,000cPsの粘度を有する。粘度は、当業界で既知の方法を使用して測定できる。いくつかの態様では、開示された方法に従って製造される中間発泡体は、25℃で5,000~100,000cPsの粘度を有する。いくつかの態様では、開示された方法に従って製造される中間発泡体は、40℃で5,000~100,000cPsの粘度を有する。いくつかの態様では、本開示に従って製造される中間発泡体は、25℃で5,000~10,000cPsの粘度を有する。いくつかの態様では、本開示に従って製造される中間発泡体は、25℃で10,000~20,000cPsの粘度を有する。いくつかの態様では、本開示に従って製造される中間発泡体は、25℃で20,000~30,000cPsの粘度を有する。いくつかの態様では、本開示に従って製造される中間発泡体は、25℃で30,000~40,000cPsの粘度を有する。いくつかの態様では、本開示に従って製造される中間発泡体は、25℃で40,000~50,000cPsの粘度を有する。いくつかの態様では、本開示に従って製造される中間発泡体は、25℃で50,000~60,000cPsの粘度を有する。いくつかの態様では、本開示に従って製造される中間発泡体は、25℃で60,000~70,000cPsの粘度を有する。いくつかの態様では、本開示に従って製造される中間発泡体は、25℃で70,000~80,000cPsの粘度を有する。いくつかの態様では、本開示に従って製造される中間発泡体は、25℃で80,000~90,000cPsの粘度を有する。いくつかの態様では、本開示に従って製造される中間発泡体は、25℃で90,000~100,000cPsの粘度を有する。いくつかの態様では、本開示に従って製造される中間発泡体は、25℃で5,000~50,000cPsの粘度を有する。いくつかの態様では、本開示に従って製造される中間発泡体は、25℃で50,000~100,000cPsの粘度を有する。いくつかの態様では、本開示に従って製造される中間発泡体は、25℃で25,000~50,000cPsの粘度を有する。いくつかの態様では、本開示に従って製造される中間発泡体は、25℃で50,000~75,000cPsの粘度を有する。いくつかの態様では、本開示に従って製造される中間発泡体は、25℃で75,000~100,000cPsの粘度を有する。いくつかの態様では、本開示に従って製造される中間発泡体は、40℃で5,000~10,000cPsの粘度を有する。いくつかの態様では、本開示に従って製造される中間発泡体は、40℃で10,000~20,000cPsの粘度を有する。いくつかの態様では、本開示に従って製造される中間発泡体は、40℃で20,000~30,000cPsの粘度を有する。いくつかの態様では、本開示に従って製造される中間発泡体は、40℃で30,000~40,000cPsの粘度を有する。いくつかの態様では、本開示に従って製造される中間発泡体は、40℃で40,000~50,000cPsの粘度を有する。いくつかの態様では、本開示に従って製造される中間発泡体は、40℃で50,000~60,000cPsの粘度を有する。いくつかの態様では、本開示に従って製造される中間発泡体は、40℃で60,000~70,000cPsの粘度を有する。いくつかの態様では、本開示に従って製造される中間発泡体は、40℃で70,000~80,000cPsの粘度を有する。いくつかの態様では、本開示に従って製造される中間発泡体は、40℃で80,000~90,000cPsの粘度を有する。いくつかの態様では、本開示に従って製造される中間発泡体は、40℃で90,000~100,000cPsの粘度を有する。いくつかの態様では、本開示に従って製造される中間発泡体は、40℃で5,000~50,000cPsの粘度を有する。いくつかの態様では、本開示に従って製造される中間発泡体は、40℃で50,000~100,000cPsの粘度を有する。いくつかの態様では、本開示に従って製造される中間発泡体は、40℃で25,000~50,000cPsの粘度を有する。いくつかの態様では、本開示に従って製造される中間発泡体は、40℃で50,000~75,000cPsの粘度を有する。いくつかの態様では、本開示に従って製造される中間発泡体は、40℃で75,000~100,000cPsの粘度を有する。例えば、本開示に従って製造される中間発泡体は、25℃で5,000、10,000、15,000、20,000、25,000、30,000、35,000、40,000、45,000、50,000、55,000、60,000、65,000、70,000、75,000、80,000、85,000、90,000、95,000又は100,000cPsの粘度を有することができる。他の態様では、本開示に従って製造される中間発泡体は、40℃で5,000、10,000、15,000、20,000、25,000、30,000、35,000、40,000、45,000、50,000、55,000、60,000、65,000、70,000、75,000、80,000、85,000、90,000、95,000又は100,000cPsの粘度を有することができる。
【0040】
本開示の方法に従って製造される中間発泡体は、約0.5ポンド/ガロン~約5ポンド/ガロン、例えば、0.5ポンド/ガロン~5ポンド/ガロンの密度を有することができる。いくつかの態様では、本開示の方法に従って製造される中間発泡体は、0.5ポンド/ガロン~3ポンド/ガロンの密度を有する。いくつかの態様では、本開示の方法に従って製造される中間発泡体は、3ポンド/ガロン~5ポンド/ガロンの密度を有する。例えば、本開示の方法に従って製造される中間発泡体は、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5及び5ポンド/ガロンの密度を有する。
【0041】
包装材料を製造するためのプロセスの一部として、本開示の中間発泡体は、本明細書において第1の層又は第1のリボンとも呼ばれる第1のウェブ基材に適用することができる。第1のウェブ基材は、上面及び下面、並びに周囲を画定する幅を有する。
【0042】
中間発泡体は、当技術分野で知られている任意の方法、例えば、ローリング、滴下、個別塗布等を使用して、第1のウェブ基材に塗布することができる。いくつかの態様では、中間発泡体は、第1のウェブ基材に対して垂直に向けられたノズルを使用して適用される。中間発泡体は、離散要素で、例えば、ランダムに、又は点、線、正方形、三角形等のパターン等のパターンで適用することができる。
【0043】
第1のウェブ基材は、包装材料の製造に適した任意のウェブ材料を包含できる。例えば、第1のウェブ基材は、紙、段ボール、堆肥化可能ポリマーフィルム(例えば、コーテック社からのスコフィルム・アンド・エコワークス;タグリーフ・インダストリーズからのナティヴィア;フタムラからのネイチャーフレックス)、生分解性ポリマーフィルム、バイオベースフィルム(例えば、ポリ乳酸フィルム);セロファン(登録商標)ポリエステルフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンフィルム、金属化フィルム、リサイクル可能な紙、再生紙、リサイクル可能なコート紙(例えば、カスケード・ソノコ・サーフシールド、スマートプラネットからのアースコーティング(登録商標))、リサイクル可能な金属蒸着紙(例えば、レクタからのメタルバックF)、又はこれらの組み合わせを含むことができる。
【0044】
本開示の組成物及び方法を使用して製造された中間発泡体は、水を除去するように処理することができる。好ましい態様では、中間発泡体は、中間発泡体中に存在する液体水が大気中に放出される水蒸気及び/又は蒸気に変換されるように処理される。液体水を除去するように処理された中間発泡体は、本明細書では乾燥されたものとも呼ばれ、本明細書では「乾燥発泡体」又は「超膨張発泡体」と呼ばれることがある。この処理により、中間発泡体から実質的にすべての水が除去される。例えば、この処理により、本開示の中間発泡体中の水が最大100重量%除去される。他の態様では、この処理により、本開示の中間発泡体中の水が最大99重量%除去される。他の態様では、処理により、本開示の中間発泡体中の水が最大95重量%除去される。他の態様では、処理により、本開示の中間発泡体中の水が最大90重量%除去される。他の態様では、処理により、本開示の中間発泡体中の水が最大85重量%除去される。他の態様では、処理により、本開示の中間発泡体中の水が最大80重量%除去される。他の態様では、処理により、本開示の中間発泡体中の水が最大75重量%除去される。他の態様では、処理により、本開示の中間発泡体中の水が最大70重量%除去される。他の態様では、処理により、本開示の中間発泡体中の水が最大65重量%除去される。他の態様では、処理により、本開示の中間発泡体中の水が最大60重量%除去される。他の態様では、処理により、本開示の中間発泡体中の水が最大55重量%除去される。他の態様では、処理により、本開示の中間発泡体中の水が最大50重量%除去される。
【0045】
本明細書に開示される中間発泡体から、液体水を除去する(すなわち、乾燥させる)様々な方法を使用することができる。いくつかの態様では、本開示の中間発泡体は、水を除去するために周囲温度及び湿度で処理される。いくつかの態様では、中間発泡体は、水を除去するために従来の加熱で処理される。他の態様では、乾燥方法は、従来の加熱を包含せず、例えば、約100℃~約450℃の加熱温度を生成するオーブンを使用する加熱を包含しない。
【0046】
いくつかの態様では、本開示の組成物及び方法を使用して製造された中間発泡体を、誘電熱を使用して乾燥させることができる。これらの方法では、中間発泡体は超膨張発泡体に変換される。特定の理論に縛られるつもりはないが、中間発泡体の木質繊維層間に取り込まれた液体水は、水蒸気及び/又は蒸気に急速に変換されると、水蒸気及び/又は蒸気が中間発泡体から放出されるにつれて中間発泡体を膨張させ、超膨張(乾燥)発泡体をもたらすと考えられている。
【0047】
本開示の超膨張発泡体の総体積増加%は、超膨張発泡体のx、y及びz方向で(例えば、ノギス又はマイクロメーターで)測定し、誘電処理前の中間発泡体のx、y及びz方向測定値と比較することによって決定することができる。超膨張発泡体の体積は、キャリパー又はマイクロメーターで得られた測定値を使用して、次の式に従って決定できる:
X測定値 × Y測定値 × Z測定値=発泡体の体積
【0048】
【数2】
【0049】
本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも5体積%の総体積%、すなわち合計の体積%の増加を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、最大1000体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも10体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも15体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも20体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも25体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも30体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも35体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも40体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも45体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも50体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも55体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも60体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも65体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも70体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも75体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも80体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも85体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも90体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも95体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも100体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも110体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも120体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも130体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも140体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも150体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも160体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも170体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも180体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも190体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも200体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも210体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも220体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも230体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも240体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも250体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも260体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも270体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも280体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも290体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも300体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも310体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも320体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも330体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも340体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも350体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも360体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも370体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも380体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも390体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも400体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも410体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも420体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも430体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも440体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも450体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも460体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも470体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも480体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも490体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも500体積%の総体積増加%を示す。
【0050】
本開示の中間発泡体の誘電加熱は、予め選択された周波数を用いて予め選択された時間行われると、x、y及び/又はz方向のそれぞれに中間発泡体が膨張し、最初の中間発泡体と比較して、より低い含水量を有する超膨張発泡体を生成する結果となる。非誘電熱を使用する本開示の中間発泡体の処理、又は本開示の周波数及び時間の範囲外の誘電熱による処理は、中間発泡体を膨張させて超膨張発泡体を形成する結果にはならない。
【0051】
誘電加熱、電子加熱、無線周波数(RF)加熱、及び高周波加熱は、本明細書ではすべて交換可能に使用され、高周波交流電場又は電波が誘電材料を加熱するプロセスである。産業用無線周波数は、約2MHz~300MHで動作し、典型的な波長は約141~約24フィート(43~7.3メートル)である。好ましいRF周波数としては、100MHz未満、例えば、13.56、27.12、及び40.68MHzの周波数が挙げられる。
【0052】
いくつかの態様では、本開示の組成物及び方法を使用して製造された中間発泡体はまた、マイクロ波加熱である誘電加熱を使用して乾燥させ、超膨張発泡体を製造することができる。マイクロ波加熱により、x、y及び/又はz方向のそれぞれに中間発泡体が膨張し、超膨張発泡体が生成される。産業用マイクロ波システムは、300MHzを超える周波数を使用し、典型的な波長は約13~5インチ(33~12cm)である。好ましいマイクロ波周波数としては、915MHz及び2750MHzが挙げられる。
【0053】
他の態様では、中間発泡体は、誘電加熱と従来の加熱を組み合わせて乾燥される。例えば、本開示の中間発泡体は、第1の処理工程で誘電加熱により処理されて超膨張発泡体を形成し得、得られた超膨張発泡体は、第2の処理工程で従来の加熱により処理され得る。他の態様では、中間発泡体は、誘電加熱、従来の加熱、及び周囲温度/湿度の組み合わせで処理される。例えば、本開示の中間発泡体は、第1の処理工程で誘電加熱により処理することができ、得られた超発泡発泡体は、第2の処理工程で従来の加熱により加熱し、続いて、従来の方法で加熱された超膨張発泡体を周囲温度/湿度での第3の処理工程で処理することができる。
【0054】
本開示の中間発泡体は、誘電加熱(例えば、RF、マイクロ波)を使用して加熱されて超膨張発泡体を生成すると、x、y及び/又はz方向のそれぞれに膨張する。いくつかの態様では、本開示の中間発泡体は、x、y又はz方向に少なくとも20体積%膨張して、超膨張発泡体を生成する。いくつかの態様では、中間発泡体は、x方向に最大200%、y方向に最大200%、及び/又はz方向に最大200%膨張して、超膨張発泡体を生成することができる。
【0055】
いくつかの態様では、中間発泡体は、x方向に最大150%膨張して、超膨張発泡体を生成できる。いくつかの態様では、中間発泡体は、x方向に最大100%膨張して、超膨張発泡体を生成できる。いくつかの態様では、中間発泡体は、x方向に最大50%膨張して、超膨張発泡体を生成できる。いくつかの態様では、中間発泡体は、x方向に10%~50%膨張して、超膨張発泡体を生成できる。いくつかの態様では、中間発泡体は、x方向に20%~40%膨張して、超膨張発泡体を生成できる。例えば、本開示の中間発泡体は、x方向に1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、25、30、35、40、45又は50%膨張して、超膨張発泡体を生成できる。
【0056】
いくつかの態様では、中間発泡体は、y方向に5%~50%、例えば、10%~50%膨張して、超膨張発泡体を生成できる。いくつかの態様では、中間発泡体は、y方向に最大200%膨張して、超膨張発泡体を生成できる。いくつかの態様では、中間発泡体は、y方向に最大100%膨張して、超膨張発泡体を生成できる。いくつかの態様では、中間発泡体は、y方向に最大50%膨張して、超膨張発泡体を生成できる。いくつかの態様では、中間発泡体は、y方向に15%~35%膨張して、超膨張発泡体を生成できる。例えば、本開示の中間発泡体は、y方向に1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、25、30、35、40、45又は50%膨張して、超膨張発泡体を生成できる。
【0057】
いくつかの態様では、中間発泡体は、z方向に最大200%膨張して、超膨張発泡体を生成できる。いくつかの態様では、中間発泡体は、z方向に最大100%膨張して、超膨張発泡体を生成できる。いくつかの態様では、中間発泡体は、z方向に最大50%膨張して、超膨張発泡体を生成できる。いくつかの態様では、中間発泡体は、z方向に5%~50%膨張して、超膨張発泡体を生成できる。いくつかの態様では、中間発泡体は、z方向に1%~25%、例えば、5%~25%膨張して、超膨張発泡体を生成できる。例えば、本開示の中間発泡体は、z方向に1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、25、30、35、40、45又は50%膨張して、超膨張発泡体を生成できる。
【0058】
いくつかの態様では、中間発泡体は、誘電熱(例えば、RF又はマイクロ波)を使用して加熱されると、x方向に約35%、y方向に約30%、及びz方向に約20%膨張して、超膨張発泡体を生成する。いくつかの態様では、中間発泡体は、誘電熱(例えば、RF又はマイクロ波)を使用して加熱されると、x方向に約23%、y方向に約99%、及びz方向に約11%膨張して、超膨張発泡体を生成する。たとえば、図4A図4B図5A、及び図5Bを参照。
【0059】
開示された中間発泡体の従来の加熱は、誘電加熱(例えば、RF、マイクロ波)が生成するのと同程度まで、x、y及び/又はz方向のそれぞれにおいて中間発泡体の超膨張を生成しない。したがって、本開示の組成物の従来の加熱では、誘電加熱による処理なしでは、本開示の範囲内の超膨張発泡体を生成しない。
【0060】
本開示の中間発泡体を第1のウェブ基材に適用することによって製造される製品は、本開示の範囲内である。本開示の範囲内には、本開示の中間発泡体を第1のウェブ基材に適用し、誘電熱を中間発泡体に適用するか、又は誘電熱を中間発泡体及び第1のウェブ基材に適用することによって、中間発泡体をx、y及び/又はz方向のそれぞれに膨張させて超膨張発泡体を生成することによって生成される製品も含まれる。
【0061】
積層製品も本開示の範囲内である。本開示によると、「積層」製品は、1つ又は複数のウェブ基材の表面の間に挟まれた本開示の発泡体(例えば、中間発泡体又は超膨張発泡体)を有する製品を指す。本開示のいくつかの積層製品は、1つのウェブ基材の表面の間に挟まれた本開示の発泡体(例えば、中間発泡体又は超膨張発泡体)を有する単一積層製品である。他の態様では、単一積層製品は、2つの異なるウェブ基材の表面の間に挟まれた本開示の発泡体(例えば、中間発泡体又は超膨張発泡体)を有する。
【0062】
いくつかの態様では、これらの単一積層製品は、第1のウェブ基材に接着剤が塗布された状態で塗布された本開示の中間発泡体を有する第1のウェブ基材と、中間発泡体に適用される第二のウェブ基材とを含み、当該積層体は、任意で誘電加熱で処理されて、超膨張発泡体を生成する。第1のウェブ基材の少なくとも一部、例えば、第1のウェブ基材の周囲の少なくとも一部に接着剤を塗布し、第2のウェブ基材に接着剤を塗布して積層製品を形成する。単一の積層製品は、任意で従来の加熱又は誘電加熱で処理することができる。これらの単一積層製品は、封筒やパウチなどのパッケージに変換できる。
【0063】
他の態様では、単一積層製品を、本開示の中間発泡体が適用された第1のウェブ基材を提供することによって製造してよい。いくつかの態様では、第1のウェブ基材を1つの継ぎ目で折り畳むことによって単一積層製品を製造してよく、他の2つの縁を接着剤で一緒に密封してパウチを形成してよい。また、パウチを密封して密封パッケージを形成するために、最後に残っている縁に感圧接着剤ストリップを取り付けてもよいことが想定される。感圧接着剤は、ライナーカバーを有してよく、このライナーカバーは後の時点で除去され、残りの側(縁)を閉じて密封してよい。組成物の中間発泡体(任意で誘電熱で加熱して超膨張発泡体を生成する)を含有する積層製品は、封筒、バッグ、パウチ、ボックス、カートン、ケース、蓋、ラップ、クラムシェル、カップ、及び接着剤付き食品容器を包含する製品を形成するための基礎となってよい。
【0064】
いくつかの態様では,「多層積層」製品は、本開示の方法にしたがって製造できる。多層積層製品は、本開示の2つ以上の単一積層製品を組み合わせて製造される。多層積層製品を、任意で誘電熱で処理することができる。これらの多層積層製品は、例えば、封筒又はポーチ等のパッケージに変換できる。例えば、第1の単一積層製品を第2の単一積層製品の4面のうちの3つに接着剤で接着して、パウチを形成することができる。また、パウチを密封して密封パッケージを形成するために、最後に残っている縁に感圧接着剤ストリップを取り付けてもよいことが想定される。感圧接着剤はライナーカバーを有してよく、このライナーカバーは後の時点で除去され、残りの側(縁)を閉じて密封してよい。組成物の発泡体(任意に誘電熱で加熱されている)を含有する多層積層製品は、封筒、バッグ、パウチ、ボックス、カートン、ケース、蓋、ラップ、クラムシェル、カップ、及び接着剤付き食品容器を包含する製品を形成するための基礎となってよい。
【0065】
いくつかの態様では、本開示の中間発泡体は、ウェブ基材上の予め選択された位置内にとどまるように適用することができる。本開示の中間発泡体のウェブ基材への接着は、中間発泡体の各成分の種類及び量を調整することによって調整することができる。いくつかの態様では、バインダーの種類と量を調整するだけで、中間発泡体の接着を調整できる。いくつかの態様では、添加剤は、接着を増加又は減少させる成分を包含するように調整することができる。他の態様では、例えば、ウェブ基材への中間発泡体の適用の前又は後に接着剤を適用すること、ウェブ基材と中間発泡体との間の水素結合、又はそれらの組み合わせによって、ウェブ基材への中間発泡体の接着が調整される。超膨張発泡体は、圧縮及び/又は剪断の適用後でも、ウェブ基材への接着を維持することが望ましい。
【0066】
本開示の方法に従って製造された製品は、接着剤を包含してよい。接着剤は当技術分野で知られており、例えば、水系接着剤、溶剤系接着剤、ホットメルト接着剤、及び感圧接着剤が挙げられる。本明細書に記載の製品に使用される接着剤は、最終製品の二酸化炭素排出量をさらに削減するために、再生可能、堆肥化可能、又は生分解性の材料から作成してもよい。ホットメルト接着剤及び水性接着剤は、本開示の中間発泡体が従来の加熱又は誘電加熱で処理されるのと同時に処理できるため、想定される。中間発泡体が従来の加熱又は誘電加熱で処理されると、ホットメルト接着剤と水性接着剤が硬化し、基材を接着する。開示された生成物での使用に適した好ましい接着剤としては、例えば、エチレン-酢酸ビニル(EVA)、ポリビニルアセテート(PVA)、ポリビニルアルコール(PVOH)、エチレンビニルアルコールコポリマー(EVOH)、アクリル、アクリレート、ポリウレタン(PUR)、エポキシ、ポリオレフィン、及びこれらの組合せを含む接着剤が挙げられる。
【0067】
本開示の組成物、中間発泡体、超膨張発泡体、及び方法を使用して製造される製品としては、パッド入り封筒及び他の紙包装製品が挙げられる。本開示に従って製造された製品は、従来の紙廃棄物の流れにおいて高度にリサイクル可能であり得る。本開示に従って製造された製品は生分解性であり得る。生分解性の基準には、OECD 301、304A、及び306が包含される。本開示に従って製造された製品は、堆肥化可能である。堆肥化の基準としては、ISO 17088、ISO 18606、ASTM D6400、及びASTM D6868が挙げられる。本開示の方法に従って製造された製品は、ASTM D5929-18にも適合し得る。
【0068】
いくつかの態様では、本明細書に記載のように、バインダー、界面活性剤、及び任意の添加剤、並びに任意の水を包含する濃縮組成物を調製し、木材繊維含有基材、例えば、木材繊維を包含する紙パルプシート又は紙パルプシートのベールに(例えば、噴霧、コーティング、浸漬、含浸等により)塗布することができる。これらの濃縮組成物も本開示の範囲内である。バインダー、界面活性剤、任意の添加剤、及び任意の水濃縮組成物が適用された、得られた紙パルプシート又は紙パルプベールは、従来の方法を使用して乾燥させることができる。本明細書に記載の濃縮組成物で処理された、得られた紙パルプシート及び紙パルプベールもまた、本開示の範囲内である。これらの組成物中に存在するバインダー、界面活性剤、及び任意の添加剤の量は、乾燥した紙パルプシート又は紙パルプベールが浸す量の水に加えられるとき、得られる組成物が、1重量%~40重量%の木質繊維、0.5重量%~20重量%のバインダー、0.2重量%~10重量%の界面活性剤、10重量%~95重量%の水、及び最大30重量%の任意の添加剤を包含するようになる量である。得られた組成物は、包装材料の製造に使用できる中間発泡体及び超膨張発泡体を作成するために、本明細書に記載の方法のいずれかで使用することができる。
【0069】
以下の実施例は、例示のみを目的としており、本明細書に記載され特許請求される本発明の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。
【実施例
【0070】
[実施例1]
木材繊維を水に浸し、元のコンパクトな形状から機械的に分解する。バインダー、界面活性剤、及び任意の添加剤を添加する。混合物を機械的に混合し、所定の空気含有量に達するまで通気する。ブレード又は混合プロセスには、適切な繊維分解、混合、及び空気含有量を組み込むことができる。繊維を完全に分離し、パーソナルケアムース、例えばシェービングクリームの全体的な稠度及び外観を有する発泡体を生成するには、より高い速度が必要となる場合がある。化学発泡剤や発泡剤は必要ない。
【0071】
混合及び通気した後、発泡体が移送される際に、追加の空気を発泡体に注入することができる。材料は、例えば、ダイヤフラムポンプ、ギアポンプ、オーガーシステム、ロータリーチューブ、高剪断ミキサー、重力送り、真空等を使用して移送することができる。得られた中間発泡体は、ウェブ基材に適用するために、単一又は複数の輸送システムに移される。
【0072】
ウェブ基材への塗布は、ウェブ基材に接触して、又は接触せずに行われる。中間発泡体は、特定の形状又はプレスによって押し出されて、所望のサイズ/形状の要素を実現できる。中間発泡体は、ウェブ基材上で事前に選択された形状になるように、プレス、押出装置、又は開放チャネルによって、任意に計量して開放ウェブ基材にすることができる。中間発泡体は、ストリップ、ストライプ、ドット、若しくはパターンで、又は複数の要素の形状/サイズと組み合わせて適用できる。
【0073】
中間発泡体は、ウェブ又はクロスウェブ方向に不連続パターンで適用される。好ましいパターンは、最短寸法0.5インチ未満、最長寸法1.5インチ以下の要素を包含する。中間発泡体パターン要素間の間隔は、適用される中間発泡体の厚さに依存する。好ましくは、厚さは約0.1インチ~約0.5インチである。たとえば、図6を参照。
【0074】
[実施例2]
中間発泡体がウェブ基材に適用された後、変換装置は、中間発泡体に過度の圧力をかけるべきではない。積層されている場合、中間発泡体が適用される場所に最小限の圧縮が適用される。厚さを維持しながらシステムの十分な閉鎖を確保するために、ウェブ基板の縁に任意に圧力が加えられる。
【0075】
[実施例3]
中間発泡体は、1つ又は複数の方法を使用して乾燥される。RF及びマイクロ波乾燥パラメータを実施例4の表に示す。乾燥方法に応じて、中間発泡体の体積と比較して、より大きな体積を有する超膨張発泡体を製造することができる。超膨張発泡体は柔軟性があり、平均的な手の圧力で曲がる。中間発泡体の初期の一般的な形状は、誘電加熱処理後も維持され、超膨張発泡体材料の大部分は、包装中及び使用中もその場所に留まる。
【0076】
[実施例4]
【表1】
【0077】
[実施例5]
【表2】
【0078】
実施例5では、ハンドミキサーとパドルミキサーを用いて各成分を11分間混合することにより、中間発泡体を調製した。得られた実施例5の中間発泡体は、約30,000cPの粘度及び3.6ポンド/ガロン(湿潤)の密度を有していた。中間発泡体の0.5湿潤グラムのドットを紙基材に塗布し、次いで1000ワットの電子レンジに約5分間置いた。実施例5をマイクロ波で加熱すると、x、y及びz方向に20%以下のサイズ増加が観察された。
【0079】
実施例5の中間発泡体の0.5湿潤グラムドットは、375°Fの対流式オーブンにおいて乾燥するのに17分間かかった。中間発泡体の37湿潤グラムドットは、375°Fのオーブンで乾燥するのに1.5時間(90分)かかった。図2を参照。
【0080】
マイクロ波処理から得られた材料は硬く、柔軟性は最小限であった。テクスチャーアナライザーで試験した場合、マイクロ波処理で得られた素材を圧縮するには、1ミリあたり約140グラムの力が必要であった。要素の一般的な形状は、乾燥プロセス全体で維持された。たとえば、図7を参照。
【0081】
[実施例6]
【表3】
【0082】
実施例6に従って製造された中間発泡体は、約20,000cPsの粘度を有していた。中間発泡体は、密度が6.0ポンド/ガロンの低い発泡体量を有していた。実施例6は、非通気組成物と比較して最初はより高い視覚的な発泡体のピークを有していたが、すべての原料成分材料が組み合わされるにつれて、その体積は低減した。NaClを添加する前は、中間発泡体材料の密度は、約1.3ポンド/ガロンであった。図8を参照。
【0083】
実施例6の中間発泡体の0.5gのドットを紙上に形成し、次いで約5分間電子レンジにかけた。中間発泡体の0.5グラムの湿潤ドットは、X方向で1%減少し、y方向で6%増加し、z方向で3%増加した。乾燥後、マイクロ波処理発泡体の総体積増加%は4体積%であった。
【0084】
従来のオーブンでの実施例6の中間発泡体の処理は、0.5グラムの要素に対して375°Fで10分間を要した。
【0085】
[実施例7]
【表4】
【0086】
実施例7で製造された中間発泡体は、約20,000cPsの粘度及び1.1ポンド/ガロンの湿潤密度を有していた。実施例7の中間発泡体を紙基材上に0.5グラムのドットで塗布し、1000ワットのマイクロ波で約30秒間処理して超膨張発泡体を生成した。マイクロ波で処理されると、材料の体積が増加し、要素の全体的な形状が維持され、超膨張発泡体が得られる。超膨張発泡体は紙基材に接着し、移動しても静止したままであった。超膨張発泡体は柔軟性があり、1ミリあたり約4グラムの圧縮が必要であった。
【0087】
0.5グラムの中間発泡体を処理して(たとえば、乾燥させた)超膨張発泡体を製造した長さ2インチの線の体積増加は、x方向に18%,y方向に84%、及びz方向に66%であった。1.0湿潤グラムの長さ2インチの線の場合、中間発泡体は、乾燥して超膨張発泡体を生成すると、x方向に23%、y方向に115%、及びz方向に87%増加した。図3を参照。
【0088】
X、Y及びZ方向にキャリパー/マイクロメーターで測定し、0.5グラムの材料を使用した長さ2インチの線の中間発泡体の測定値と比較した場合、超膨張発泡体の体積増加%は、中間発泡体の体積と比較して、超膨張発泡体について240%の体積増加を示した。中間発泡体と比較したときの超膨張発泡体の体積増加%は、中間発泡体と比較して、360%の体積増加である。図3を参照。
【0089】
[実施例8]
【表5】
【0090】
成分は均一に混合され、得られた実施例8の中間発泡体は15,000cPsの最終粘度を有していた。中間発泡体の密度は1.4ポンド/ガロンであった。中間発泡体が別個のパターンの要素でウェブ基材に適用された場合、中間発泡体はその一般的な形状及び構造を維持した。マイクロ波処理後、中間発泡体はx、y及びz方向にサイズが大きくなり、超膨張発泡体が生成された。テクスチャーアナライザーで評価すると、超膨張発泡体の剛性は1ミリメートルあたり約68グラムであった。図9を参照。
【0091】
[実施例9]
【表6】
【0092】
成分を均一に混合し、得られた実施例9の中間発泡体は、約4,000cPsの最終粘度を有していた。中間発泡体の最終密度は1.2ポンド/ガロンであった。中間発泡体は、個別のパターンで紙の下地に適用されたときに、その一般的な形状と構造を維持した。マイクロ波処理後の中間発泡体は、実施例9の超膨張発泡体を生成した。マイクロ波処理後の中間発泡体から超膨張発泡体への体積増加率は、各方向で4%以上であった。超膨張発泡体は、乾燥後も柔軟なままであった。
【0093】
実施例9の中間発泡体の0.5グラム要素を、従来のオーブンで375°Fで10分間処理した。中間発泡体をオーブンで乾燥させたとき、サイズの増加は観察されなかった。従来のオーブンを使用して中間発泡体を乾燥させると、高さ(z方向)の減少が観察された。超膨張発泡体を生成するためのサイズの増加は、中間発泡体がマイクロ波で処理された場合にのみ観察された。
【0094】
[実施例10]
【表7】
【0095】
成分を均一に混合し、得られた実施例10の中間発泡体は、約11,000cPsの最終粘度を有していた。中間発泡体の最終密度は、1.4ポンド/ガロンであった。中間発泡体は適用中に安定ではなく、木材繊維は中間発泡体に均一に分散していなかった。中間発泡体試料を紙基材に適用すると、中間発泡体は急速に乾燥し、離散要素で基材に適用した場合、中間発泡体はその全体的な形状と構造を維持した。超膨張発泡体は、マイクロ波で乾燥して超膨張発泡体を生成した後、x、y及びz方向のサイズのわずかな増加を示した。最終積層体(乾燥)の全体の厚さは約0.20インチであった。0.5グラムの中間発泡体の湿潤ドットをマイクロ波で約3分間処理すると、中間発泡体からほとんどの水が除去され、超膨張発泡体が生成された。図10Aを参照。実施例10の中間発泡体の0.5グラムの湿潤ドットのシートを従来のオーブンで処理するには、375°Fで10分間必要であり、超膨張発泡体は生成されなかった。図10Bを参照。
【0096】
[実施例11]
【表8】
【0097】
実施例11に従って製造された中間発泡体は、0.88ポンド/ガロンの密度及び約25,000cPsの粘度を有していた。実施例11の中間発泡体を0.25湿潤グラムドットで紙基材上に置き、(i)100%出力及び(i)30%出力で1000ワットのマイクロ波で乾燥させた。
【0098】
1000ワットのマイクロ波で、30%出力で約60秒間処理された中間発泡体は、試料中に10~15重量%の水分を有する超膨張発泡体を生成した。中間発泡体の0.25湿潤グラムの試料は、超膨張発泡体が生成されたときに、X方向に19%、y方向に24%成長し、z方向に22%減少した。超膨張発泡体の全体的な平均体積増加は、中間発泡体の体積と比較して46%であった。図11Aを参照。
【0099】
同じマイクロ波で、100%出力で30秒間処理された中間発泡体の0.25湿潤ドットは、10~15重量%の水分を有する超膨張発泡体を生成した。0.25グラムの中間発泡体の試料は、中間発泡体と比較して、X方向で43%、y方向で28%、Z方向で5%増加した。超膨張発泡体の全体的な平均体積増加は、中間発泡体の体積と比較して182%であった。図11Bを参照。

図1A
図1B
図1C
図2
図3
図4A
図4B
図5A
図5B
図6
図7
図8
図9
図10A
図10B
図11A
図11B
【手続補正書】
【提出日】2023-02-24
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
1重量%~40重量%の木質繊維、
0.5重量%~20重量%のバインダー、
0.2重量%~10重量%の界面活性剤、
10重量%~95重量%の水、及び
0重量%~30重量%の添加剤
を含む、組成物。
【請求項2】
前記木質繊維が、バージン硬材、バージン軟材、再生硬材、再生軟材、又はそれらの混合物である、請求項1に記載の組成物。
【請求項3】
前記木質繊維がクラフトパルプの形態である、請求項に記載の組成物。
【請求項4】
前記木質繊維は、1グラム当たり500万~3000万繊維である、請求項に記載の組成物。
【請求項5】
前記バインダーが、ポリビニルアルコール、エチレン-ビニルアルコールコポリマー、デンプン、ポリ酢酸ビニル、エチレン酢酸ビニルアクリル、デキストリン、又はこれらの組み合わせである、請求項に記載の組成物。
【請求項6】
前記界面活性剤が、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤、又はこれらの組み合わせである、請求項に記載の組成物。
【請求項7】
前記界面活性剤が、ドデシル硫酸ナトリウム、スルホコハク酸ジオクチルナトリウム、ドデシルジメチルアミンオキシド(DDAO)、ステアリルアルコール、ラウリン酸グリセリル、ポリソルベート、セトステアリルアルコール、デンプン、ショ糖、パルミチン酸ヘキサデシル、ラウリルジメチルアミンオキシド(LDAO)、コアミドプロピルベタイン(CAPB)、エタノールアミン、ソルビトール、エチレンジアミン四酢酸二水素二ナトリウム、又はこれらの組み合わせである、請求項に記載の組成物。
【請求項8】
塩化ナトリウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、硝酸アルミニウム、ジルコニウムアンモニウム、又はこれらの組み合わせから選択される無機イオン塩である添加剤を2重量%以下含む、請求項に記載の組成物。
【請求項9】
塩、デンプン、非発泡マイクロスフェア、発泡マイクロスフェア、炭酸カルシウム、粘土、ナノセルロース、ナノ結晶セルロース、染料、顔料、消泡剤、保湿剤、ワックス、相変化材料、マイクロカプセル化された化学物質、可塑剤、架橋剤、防腐剤、ポリエーテル化合物、又はこれらの組み合わせを含む添加剤を30重量%以下含む、請求項に記載の組成物。
【請求項10】
ワックス、ワックス分散液、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロース、ポリアクリル酸増粘剤、キサンタンガム、デンプン、又はこれらの組み合わせから選択されるレオロジー調整剤を含む添加剤を30重量%以下含む、請求項に記載の組成物。
【請求項11】
10体積%~95体積%の空気、及び
90体積%~5体積%の請求項に記載の組成物
を含む、中間発泡体。
【請求項12】
(1)1重量%~40重量%の木質繊維、0.5重量%~20重量%のバインダー、0.2重量%~10重量%の界面活性剤、10重量%~95重量%の水、及び0重量%~30重量%の添加剤を含む組成物を調製する工程;
(2)前記組成物を混合及び通気し、中間発泡体を形成する工程;
(3)前記中間発泡体をウェブ基材上に適用する工程;並びに
(4)前記中間発泡体を加熱して、水を実質的に除去する工程;
を含み、
前記中間発泡体の加熱により、体積が膨張し、超膨張発泡体が形成される、超膨張発泡体を形成する方法。
【請求項13】
請求項12に記載の方法に従って製造される製品。
【請求項14】
接着剤を、第1のウェブ基材の少なくとも一部に適用することをさらに含む、請求項12に記載の方法。
【請求項15】
前記第1のウェブ基材が、紙、段ボール、堆肥化可能なポリマーフィルム、生分解性ポリマーフィルム、バイオフィルム、セロファン、ポリエステルフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンフィルム、金属化フィルム,再生利用可能な紙、再生紙、再生利用可能なコート紙、再生利用可能な金属蒸着紙、又はこれらの組み合わせである、請求項14に記載の方法。
【請求項16】
前記接着剤が、EVA、PVA、PVOH、EVOH、アクリル、アクリレート、PUR、エポキシ、又はポリオレフィン、又はこれらの組み合わせを含む、請求項14に記載の方法。
【請求項17】
第二のウェブ基材を、シーム接着剤に適用し、積層構造を形成することをさらに含む、請求項14に記載の方法。
【請求項18】
前記第二のウェブ基材が、紙、段ボール、堆肥化可能なポリマーフィルム、生分解性ポリマーフィルム、バイオフィルム、セロファン、ポリエステルフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンフィルム、金属化フィルム、再生利用可能な紙、再生紙、再生利用可能なコート紙、再生利用可能な金属蒸着紙、又はこれらの組み合わせである、請求項18に記載の方法。
【請求項19】
請求項18に記載の方法に従って製造される製品。
【請求項20】
封筒、パウチ、袋、箱、カートン、ケース、ふた、ラップ、クラムシェル、カップ、接着剤付きの食品容器の形態である、請求項18に記載の製品。
【国際調査報告】