特表 2023-543002 生分解性ラベル及びそのための樹脂

(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】2023-10-12

(54)【発明の名称】生分解性ラベル及びそのための樹脂

(51)【国際特許分類】

   C08L 67/04 20060101AFI20231004BHJP

   C08L 101/16 20060101ALI20231004BHJP

   C08L 67/02 20060101ALI20231004BHJP

【ＦＩ】

C08L67/04

C08L101/16

C08L67/02

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023518984

(86)(22)【出願日】2021-09-23

(85)【翻訳文提出日】2023-05-17

(86)【国際出願番号】 US2021051714

(87)【国際公開番号】W WO2022066878

(87)【国際公開日】2022-03-31

(31)【優先権主張番号】63/082,565

(32)【優先日】2020-09-24

(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】521514831

【氏名又は名称】メレディアン・インコーポレーテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110000741

【氏名又は名称】弁理士法人小田島特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】サマンタ，サチャブラタ

(72)【発明者】

【氏名】ジョンソン，アダム

(72)【発明者】

【氏名】デューリー，カースン

【テーマコード（参考）】

4J002

4J200

【Ｆターム（参考）】

4J002CD00Z

4J002CD19Z

4J002CF033

4J002CF181

4J002CF182

4J002CF18X

4J002CF18Y

4J002CF191

4J002CH01Y

4J002CH02Y

4J002DJ036

4J002DK006

4J002EC056

4J002EC066

4J002EH017

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4J002EH037

4J002EH047

4J002EH087

4J002EH097

4J002EH157

4J002EK008

4J002ER008

4J002EU228

4J002FD016

4J002FD01X

4J002FD027

4J002FD02Y

4J002FD208

4J002FD20Z

4J002GG00

4J002GT00

4J200AA04

4J200BA12

4J200BA14

4J200BA17

4J200BA18

4J200DA24

4J200EA10

4J200EA11

(57)【要約】

生分解性ラベル及び該ラベルを作製するための方法。生分解性ラベルは、約４０～約９９重量％の、下記の構造を有するランダムモノマー反復単位から誘導されるポリマー
【化１】

（式中、Ｒ^１は、ＣＨ_３及びＣ_３～Ｃ_１９アルキル基からなる群から選択される）を含む。Ｒ^１＝ＣＨ_３を有するモノマー単位は、ポリマーの約７５～約９９ｍｏｌ％である。ラベルの形成に適合された樹脂も開示される。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

生分解性ラベルを形成するために適合された樹脂であって：
約０．１～約３重量％の少なくとも１つの核剤；
約０．０５～約３重量％の少なくとも１つの溶融強度増強剤；及び
約４０～約９９重量％の、下記の構造を有するランダムモノマー反復単位から誘導されるポリマー

【化1】

（式中、Ｒ^１は、ＣＨ_３及びＣ_３～Ｃ_１９アルキル基からなる群から選択される）を含み、Ｒ^１＝ＣＨ_３を有するモノマー単位が、ポリマーの７５～９９ｍｏｌ％を構成する、樹脂。

【請求項2】

樹脂が、約５０～約８０重量％のポリ（ヒドロキシアルカノエート）コポリマー及び約２０～約５０重量％の追加の添加物を含む、請求項１に記載の樹脂。

【請求項3】

ポリ（ヒドロキシアルカノエート）コポリマーがポリ－３－ヒドロキシブチレート－コ－３－ヒドロキシヘキサノエート（Ｐ３ＨＢ－コ－Ｐ３ＨＨｘ）を含む、請求項２に記載の樹脂。

【請求項4】

樹脂がさらに、約２５～約５０モル％の、ポリ（ヒドロキシヘキサノエート）、ポリ（ヒドロキシオクエタノエート）、ポリ（ヒドロキシデカノエート）、及びそれらの混合物からなる群から選択されるポリ（ヒドロキシアルカノエート）を含む、約１．０～約１５．０重量％の少なくとも１つのポリ（ヒドロキシアルカノエート）を含む、請求項１に記載の樹脂。

【請求項5】

樹脂がさらに、約７５～約９９．９モル％の３－ヒドロキシブチレートのモノマー残基、約０．１～約２５モル％の３－ヒドロキシヘキサノエートのモノマー残基、並びに約０．１～約２５モル％の、ポリ（ヒドロキシヘキサノエート）、ポリ（ヒドロキシオクエタノエート）、ポリ（ヒドロキシデカノエート）、及びそれらの混合物からなる群から選択される第３の３－ヒドロキシアルカノエートのモノマー残基、から構成されるターポリマーを含む、ポリ（ヒドロキシアルカノエート）を含む、請求項１に記載の樹脂。

【請求項6】

ポリマーが、約５万ダルトン～約２５０万ダルトンの範囲の重量平均分子量を有する、請求項１に記載の樹脂。

【請求項7】

樹脂がさらに、約０．１重量％～約３重量％の、エリトリトール、ペンタエリトリトール、ジペンタエリトリトール、人工甘味剤、ステアレート、ソルビトール、マンニトール、イノシトール、ポリエステルワックス、ナノ粘土、ポリヒドロキシブチレート、窒化ホウ素、及びそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも１つの核剤を含む、請求項１に記載の樹脂。

【請求項8】

樹脂がさらに、約１重量％～約１５重量％の、セバケート；シトレート；アジピン酸、コハク酸、及びグルカル酸の脂肪エステル；ラクテート；アルキルジエステル；アルキルメチルエステル；ジベンゾエート；プロピレンカートネート；約２００～約１０，０００
ｇ／ｍｏｌの数平均分子量を有するカプロラクトンジオール；約４００～約１０，０００ｇ／ｍｏｌの数平均分子量を有するポリ（エチレン）グリコール；植物油のエステル；長鎖アルキル酸；アジペート；グリセロール；イソソルビド誘導体又はその混合物；少なくとも１８モル％の、ヒドロキシブチレート以外のヒドロキシアルカノエートのモノマー残基を含むポリ（ヒドロキシアルカノエート）コポリマー；並びにそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも１つの可塑剤を含む、請求項１に記載の樹脂。

【請求項9】

樹脂が、約０．０５重量％～約３重量％の、多官能性エポキシド；エポキシ官能性スチレンアクリルポリマー；有機過酸化物；オキサゾリン；カルボジイミド；及びそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも１つの溶融強度増強剤を含む、請求項１に記載の樹脂。

【請求項10】

樹脂がさらに、約１重量％～約５０重量％の、ポリ（乳酸）、ポリ（カプロラクトン）、ポリ（エチレンセビケート（ｓｅｂｉｃａｔｅ））、ポリ（ブチレンスクシネート）、及びポリ（ブチレンスクシネート－コ－アジペート）、並びにそれらのコポリマー及びブレンドからなる群から選択されるポリマーを含む、請求項１に記載の樹脂。

【請求項11】

樹脂がさらに、約０．１重量％～約３重量％の脂肪酸アミドスリップ剤を含む、請求項１に記載の樹脂。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、生分解性容器及びそのためのラベル、特に生分解性ラベルを作製するための組成物及び方法に関する。

【背景技術】

【0002】

現在のプラスチックの危機に伴い、プラスチックは、環境に優しい代替物に継続的に置き換えられている。プラスチック問題の大きな一因は、ポリ（エチレンテレフタレート）（ＰＥＴ）水ボトルである。２０１７年には毎分１００万本のＰＥＴ水ボトルが販売されたと推定されている。ＰＥＴボトルが完全に分解するのに約４５０年かかることを考慮すると、地球はＰＥＴボトルで過度に汚染されつつある。さらに、ＰＥＴはリサイクル可能であるが、米国などの一部の先進国では、使用されたＰＥＴボトルの一部しかリサイクルされておらず、他の低開発国ではリサイクルの流れが全くない。リサイクルインフラがないこれらの国々では、ＰＥＴボトルは、多くの場合、海洋に行き付き、マイクロプラスチックに分解され、これらは、海洋生物がこれらを食物と間違えて食べるため、生態系にダメージを与え始める。

【0003】

ボトル、ラベル及びクロージャーを含むボトルの各部品は、この問題の一因となっている。ボトルは、ポリ（エチレンテレフタレート）から作製されるが、これらのラベルに使用される最も一般的な材料は、ポリ（プロピレン）である。ポリ（プロピレン）（ＰＰ）は、いずれの有意な時間量でも分解せず、従って、プラスチック危機を制限するために、生体に優しい代替物が必要である。

【発明の概要】

【0004】

上記を考慮して、高度に生分解性であるポリ（ヒドロキシアルカノエート）（ＰＨＡ）ラベルが提供される。ＰＨＡラベルは、急速に分解するため、ラベルについてＰＰの卓越した代替物を提供し、樹脂をフィルムに変換するのに必要な特性を伴って配合することができる。ＰＨＡフィルムは、両方とも配向を有し及び有さない、キャスト及びインフレーションフィルムラインの両方で実行されるように配合されている。ＰＨＡフィルムは、高いＤｙｎｅレベルを提供し、ラベルでの使用のための卓越した印刷適性を与える。ＰＨＡ系ラベルは、ＰＨＡ系ボトル及びＰＨＡ系クロージャーと共に使用されることが意図される。

【0005】

いくつかの態様では、本開示は生分解性ラベルを提供する。生分解性ラベルは、約４０～約９９重量％の、下記の構造を有するランダムモノマー反復単位から誘導されるポリマー

【化1】

（式中、Ｒ^１は、ＣＨ_３及び／又はＣ_３～Ｃ_１９アルキル基からなる群から選択される）を含む。Ｒ^１＝ＣＨ_３を有するモノマー単位は、ポリマーの約７５～約９９ｍｏｌ％である。

【0006】

いくつかの態様では、生分解性ラベルは、約５０～約８０重量％のポリ（ヒドロキシア
ルカノエート）コポリマー及び約２０～約５０重量％の追加の添加物を含む。

【0007】

ラベルはまた、典型的には、約０．１～約３重量％の少なくとも１つの核剤及び約０．００５～約３重量％の少なくとも１つの溶融強度増強剤を含む。

【0008】

いくつかの態様では、生分解性ラベルは、ポリ（ヒドロキシアルカノエート）としてポリヒドロキシブチレートを含む。

【0009】

他の態様では、生分解性ラベルは、ポリ（ヒドロキシアルカノエート）としてポリ－３－ヒドロキシブチレート－コ－３－ヒドロキシヘキサノエート（Ｐ３ＨＢ－コ－Ｐ３ＨＨｘ）を含む。

【0010】

いくつかの態様では、ラベルはさらに、約２５～約５０モル％の、ポリ（ヒドロキシヘキサノエート）、ポリ（ヒドロキシオクエタノエート）、ポリ（ヒドロキシデカノエート）、及びそれらの混合物から選択されるポリ（ヒドロキシアルカノエート）を含む、約１．０～約１５．０重量％の少なくとも１つのポリ（ヒドロキシアルカノエート）を含む。

【0011】

いくつかの態様では、ラベルはさらに、約７５～約９９．９モル％の３－ヒドロキシブチレートのモノマー残基、約０．１～約２５モル％の３－ヒドロキシヘキサノエートのモノマー残基、並びに約０．１～約２５モル％の、ポリ（ヒドロキシヘキサノエート）、ポリ（ヒドロキシオクエタノエート）、ポリ（ヒドロキシデカノエート）、及びそれらの混合物からなる群から選択される第３の３－ヒドロキシアルカノエートのモノマー残基から構成されるターポリマーを含むポリ（ヒドロキシアルカノエート）を含む。

【0012】

別の態様では、ポリ（ヒドロキシアルカノエート）ポリマーは、約５万ダルトン～約２５０万ダルトンの範囲の重量平均分子量を有する。

【0013】

いくつかの態様では、ポリ（ヒドロキシアルカノエート）ポリマーはさらに、約０．１重量％～約３重量％の、エリトリトール、ペンタエリトリトール、ジペンタエリトリトール、人工甘味剤、ステアレート、ソルビトール、マンニトール、イノシトール、ポリエステルワックス、ナノ粘土、ポリヒドロキシブチレート、窒化ホウ素、及びそれらの混合物から選択される少なくとも１つの核剤を含む。

【0014】

いくつかの態様では、ポリ（ヒドロキシアルカノエート）ポリマーはさらに、約１重量％～約１５重量％の、エポキシ化大豆油；Ｌ－ラクチド；７単位の乳酸の縮合から得られるオリゴマー；セバケート；シトレート；アジピン酸、コハク酸、及びグルカル酸の脂肪エステル；ラクテート；アルキルジエステル；アルキルメチルエステル；ジベンゾエート；プロピレンカートネート；約２００～約１０，０００ｇ／ｍｏｌの数平均分子量を有するカプロラクトンジオール；約４００～約１０，０００ｇ／ｍｏｌの数平均分子量を有するポリ（エチレン）グリコール；植物油のエステル；長鎖アルキル酸；アジペート；グリセロール；イソソルビド誘導体又はその混合物；少なくとも１８モル％の、ヒドロキシブチレート以外のヒドロキシアルカノエートのモノマー残基を含むポリ（ヒドロキシアルカノエート）コポリマー；並びにそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも１つの可塑剤を含む。

【0015】

いくつかの態様では、ラベルは、好ましくは、約０．０５重量％～約３重量％の、多官能性エポキシド；エポキシ官能性スチレンアクリルポリマー；有機過酸化物；オキサゾリン；カルボジイミド；及びそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも１つの溶融強度増強剤を含む。いくつかの態様では、溶融強度増強剤の量は、約０．０５～約１重量％である。

【0016】

いくつかの態様では、ラベルはさらに、約１重量％～約５０重量％の、ポリ（乳酸）、ポリ（カプロラクトン）、ポリ（エチレンセビケート（ｓｅｂｉｃａｔｅ））、ポリ（ブチレンスクシネート）、及びポリ（ブチレンスクシネート－コ－アジペート）、並びにそれらのコポリマー及びブレンドから選択されるポリマーを含む。

【0017】

他の態様では、ラベルはさらに、約０．１重量％～約３重量％の脂肪酸アミドスリップ剤を含む。

【0018】

いくつかの態様では、ラベルは、ラベルの表面処理なしで、約３０以上のＤｙｎｅレベルを有する。

【0019】

いくつかの態様では、生分解性ラベルは、フレキソ印刷、デジタル印刷及びグラビア印刷からなる群から選択される通常の印刷方法を用いて印刷される。

【0020】

いくつかの態様では、生分解性ラベルは、水性、溶剤系、及びＵＶインクで印刷可能である。

【0021】

いくつかの態様では、生分解性ラベルは、ホットメルト接着剤、コールド接着剤、若しくは水性接着剤でラベルを適用すること、又は収縮法でラベルを適用することから選択されるプロセスを用いてボトル又はパッケージに貼付される。

【0022】

いくつかの態様では、生分解性ラベルは、商業的なラベル付け装置を使用して容器に適用可能である。

【0023】

他の態様では、ポリマー配向を有し又は有さない、フィルムキャストプロセス及びフィルムブロープロセスから選択されるプロセスにおいてポリ（ヒドロキシアルカノエート）ポリマーからラベルを形成することを含む、生分解性ラベルを作製するための方法が提供される。

【0024】

別の局面では、本開示はまた、上述の生分解性ラベルを形成するために適合された樹脂を提供する。樹脂は、ポリ（ヒドロキシアルカノエート）及び任意的に他のポリマー、並びに生分解性ラベルに関連して上述したような他の添加物から構成される。

【発明を実施するための形態】

【0025】

本発明は、容器、クロージャー及びラベルに容易に加工することができる生分解性材料を使用して、生分解性容器クロージャー及びラベルを有する生分解性容器の必要性に答える。生分解性材料及びそれから作製されるラベルは、増大した生分解性及び／又は堆肥化可能性を有する使い捨て容器の必要性に答える。

【0026】

本明細書で使用される場合、「ＡＳＴＭ」は、米国材料試験協会（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｆｏｒ Ｔｅｓｔｉｎｇ ａｎｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ）を意味する。

【0027】

本明細書で使用される場合、「アルキル」は、直鎖又は分枝鎖；及び（一又は多）置換又は非置換の場合がある飽和炭素含有鎖を意味する。

【0028】

本明細書で使用される場合、「Ｄｙｎｅレベル」は、材料の表面エネルギーを意味する。

【0029】

本明細書で使用される場合、「アルケニル」は、一不飽和（即ち、鎖中に１つの二重結
合）又は多価不飽和（即ち、鎖中に２つ以上の二重結合）；直鎖又は分枝鎖；及び（一又は多）置換又は非置換の場合がある炭素含有鎖を意味する。

【0030】

本明細書で使用される場合、「フィルム」は、大きい長さ対厚さの比、及び大きい幅対厚さの比を有する、極めて薄い物質の連続部品を意味する。

【0031】

本明細書で使用される場合、「ＰＨＡ」は、下記の式のランダムモノマー反復単位を有する、本明細書に記載されるポリ（ヒドロキシアルカノエート）を意味する

【化2】

（式中、Ｒ^１は、ＣＨ_３及びＣ_３～Ｃ_１９アルキル基からなる群から選択される）。Ｒ^１＝ＣＨ_３のモノマー単位は、ポリマーの約７５～約９９ｍｏｌ％である。

【0032】

本明細書で使用される場合、「Ｐ３ＨＢ」は、ポリ－（３－ヒドロキシブチレート）を意味する。

【0033】

本明細書で使用される場合、「Ｐ３ＨＨｘ」は、ポリ（３－ヒドロキシヘキサノエート）を意味する。

【0034】

本明細書で使用される場合、「生分解性」は、化合物が、ＡＳＴＭ Ｄ５５１１（嫌気性及び好気性環境）、ＡＳＴＭ ５９８８（土壌環境）、ＡＳＴＭ Ｄ５２７１（淡水環境）、又はＡＳＴＭ Ｄ６６９１（海水環境）に従って、微生物及び／又は天然環境因子によって最終的に完全にＣＯ_２及び水又はバイオマスに分解される能力を意味する。生分解性はまた、ＡＳＴＭ Ｄ６８６８及びＥｕｒｏｐｅａｎ ＥＮ １３４３２を用いて決定することもできる。

【0035】

本明細書で使用される場合、「堆肥化可能」は、以下の３つの要件を満たす材料を意味する：（１）材料は、固体廃棄物のための堆肥化施設で処理することができる；（２）そのように処理された場合、材料は最終的な堆肥となる；及び（３）堆肥が土壌中で使用される場合、材料は、工業及び家庭での堆肥化可能性についてのＡＳＴＭ Ｄ６４００に従って、最終的に土壌中で生分解する。

【0036】

本明細書に列挙される全てのコポリマー組成比は、特に詳細に示されない限りモル比を指す。

【0037】

特に明記しない限り、本明細書で参照される全ての分子量は、ＡＳＴＭ Ｄ５２９６に従って決定される重量平均分子量である。

【0038】

本発明の一態様では、少なくとも約５０ｍｏｌ％であるが１００％未満、より好ましくは少なくとも約６０ｍｏｌ％；より好ましくは少なくとも約７０ｍｏｌ％；より好ましくは少なくとも約７５～９９ｍｏｌ％のモノマー反復単位が、Ｒ^１としてＣＨ_３を有する。

【0039】

別の態様では、モノマー反復単位の小部分は、３～１９個の炭素原子を含むアルキル基から選択されるＲ^１を有する。従って、コポリマーは、約０～約３０ｍｏｌ％、好ましくは約１～約２５ｍｏｌ％、より特には約２～約１０ｍｏｌ％の、Ｒ^１としてＣ_３～Ｃ_１９
アルキル基を含むモノマー反復単位を含む場合がある。

【0040】

いくつかの態様では、本開示での使用のための好ましいＰＨＡコポリマーは、ポリ－３－ヒドロキシブチレート－コ－３－ヒドロキシヘキサノエート（Ｐ３ＨＢ－コ－Ｐ３ＨＨｘ）である。特定の態様では、このＰＨＡコポリマーは、好ましくは、約９４～約９８モル％の３－ヒドロキシブチレートの反復単位及び約２～約６モル％の３－ヒドロキシヘキサノエートの反復単位を含む。

【0041】

生分解性ＰＨＡの合成
本発明における生分解性ＰＨＡの生物学的合成は、適切な原料（単一又は多成分）を用いて、適切な生物（天然又は遺伝子操作された）による発酵によって行われる場合がある。生物学的合成はまた、目的のコポリマーを発現するように遺伝子操作された細菌種を用いて行われる場合がある（参照により本明細書に組み込まれる米国特許第５，６５０，５５５号参照）。

【0042】

結晶化度
半結晶性ポリマー（又はコポリマー）の体積％結晶化度（Φｃ）は、多くの場合、ポリマーがどのタイプの最終用途特性を有するかを決定する。例えば、高度に（５０％超）結晶性のポリエチレンポリマーは、強くかつ堅く、プラスチック牛乳容器などの製品に適している。一方、低結晶性ポリエチレンは、柔軟かつ強靭であり、食品ラップ及びゴミ袋などの製品に適している。結晶化度は、ｘ線回折、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）、密度測定、及び赤外線吸収を含む多数の方法で決定することができる。最も適切な方法は、試験される材料に依存する。

【0043】

ＰＨＡコポリマーの体積％結晶化度（Φｃ）は、ＰＨＡコポリマー中のＰ３ＨＨｘのモル百分率に応じて変動する場合がある。Ｐ３ＨＨｘの添加は、ＰＨＡコポリマーの体積％結晶化度、結晶化速度、及び融点を効果的に低下させると共に、コポリマーの柔軟性及び分解性の増加をもたらす。本明細書に記載される核剤は、ＰＨＡコポリマーの結晶化プロセスを加速させるために使用される場合がある。

【0044】

一般に、本発明のＰＨＡは、好ましくは、ｘ線回折により測定して、約０．１％～約９９％；より好ましくは約２％～約８０％；尚より好ましくは約２０％～約７０％の結晶化度を有する。

【0045】

本発明のＰＨＡが成形品又はフィルムに加工される場合、そのようなＰＨＡ中の結晶化度の量は、ｘ線回折により測定して、より好ましくは約１０％～約８０％；より好ましくは約２０％～約７０％；尚より好ましくは約３０％～約６０％である。

【0046】

融点
好ましくは、本発明の生分解性ＰＨＡは、約３０℃～約１７０℃、より好ましくは約９０℃～約１６５℃、尚より好ましくは約１３０℃～約１６０℃の融点（Ｔ_ｍ）を有する。

【0047】

フィルム製品
本開示によれば、ポリマーラベルは、キャスト又は気体により吹き付けられて連続フィルムにとなるポリマー又はコポリマー材料（例えば、ＰＨＡ）から形成される。特に、フィルムは、ボトル又は他の容器用のプラスチックの場合がある。石油製品から作製されるポリマーフィルムの１つの問題点は、フィルムの表面エネルギーが一般に低すぎて、印刷インクを受け入れるのに適した表面を提供できないことである。従って、フィルムの表面エネルギーを増大させるために、多くの場合、石油系フィルムの表面処理が必要とされる。石油系フィルムとは対照的に、本発明のＰＨＡラベルは、比較的高い表面エネルギー、
即ち、約３０以上のＤｙｎｅレベルを有する。

【0048】

本発明者らは、下記の式のランダムモノマー反復単位を有し

【化3】

（式中、Ｒ^１は、ＣＨ_３及びＣ_３～Ｃ_１９アルキル基からなる群から選択される）、Ｒ^１＝ＣＨ_３を有するモノマー単位がポリマーの７５～９９ｍｏｌ％を構成する、本発明のＰＨＡコポリマーが、ａ）より低い融点、ｂ）より低い結晶化度、及びｃ）改善された溶融レオロジーを有することを見出した。

【0049】

本明細書に記載されるラベルとして使用するためのフィルムは、上限約２ｍｉｌ、例えば約１ｍｉｌ～約１．５ｍｉｌの厚さを有する。増大した生分解性及び堆肥化可能性に加えて、本明細書に記載されるフィルムは、以下の特性を有する：
ａ）約１６０６ＭＮ／ｍ^２～約２２１１ＭＮ／ｍ^２の範囲の縦方向（ＭＤ）セカントモジュラス（１％）
ｂ）約１８１０ＭＮ／ｍ^２～約２３７４ＭＮ／ｍ^２の範囲の横方向（ＴＤ）セカントモジュラス（１％）
ｃ）少なくとも７．０グラム／ｍｉｌ厚さのＭＤ引裂強さ
ｄ）少なくとも１８グラム／ｍｉｌ厚さの幅方向（ＣＤ）引裂強さ。
フィルムの製造方法

【0050】

増大した生分解性及び／又は堆肥化可能性を有する、容器ラベルとして使用される本発明のフィルムは、従来のフィルム作製装置上で、単層又は多層フィルムを製造するための従来の手順を用いて加工される場合がある。本発明のＰＨＡの樹脂ペレットを乾燥ブレンドした後、フィルム押出機内で溶融混合する場合がある。代替的に、フィルム押出機内で不十分な混合が起こる場合、樹脂ペレットを乾燥ブレンドした後、予備配合押出機内で溶融混合し、次いでフィルム押出の前に再ペレット化する場合がある。

【0051】

本発明のＰＨＡは、キャスト又はインフレーションフィルム押出法のいずれかを用いて、フィルムに溶融加工することができ、該方法の両方は、Ａｌｌａｎ Ａ．ＧｒｉｆｆによるＰＬＡＳＴＩＣＳ ＥＸＴＲＵＳＩＯＮ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ－２ｎｄ Ｅｄ．（Ｖａｎ Ｎｏｓｔｒａｎｄ Ｒｅｉｎｈｏｌｄ－１９７６）に記載されている。キャストフィルムプロセスでは、溶融ポリマー混合物を、リニアスロットダイを通して押し出す。一般に、平坦なウェブを大きな移動研磨金属ロール上で冷却する。ウェブは急速に冷却し、この最初のロールを引き剥がし、１つ以上の補助冷却ロール上を通過させた後、１組のゴム被覆牽引又は「引取」ロールに通過させ、最終的にワインダーに送る。

【0052】

フィルム押出プロセスでは、溶融ポリマー配合物が薄い環状ダイの開口部を通して上方に押し出される。インフレーションフィルムプロセスは、管状フィルム押出とも称される。ダイの中心を通して空気が導入されて管を膨張させ、管を拡張させる。このようにして移動気泡が形成され、これは内部気圧の制御によって一定の大きさに保持される。フィルムの管は、管を包囲する１つ以上の冷却環を通して吹き込まれる空気によって冷却される。次いで、管は、管を一対の牽引ロールを通して平坦化フレーム及びワインダー内に引き込むことによって崩壊する。ラベル用途の場合、平坦化管状フィルムは、続いて実質的に細長く切られて開放され、広げられ、さらにラベルとしての使用に適切な幅に細長く切ら
れる。

【0053】

キャストフィルム及びインフレーションフィルムプロセスの両方は、単層又は多層フィルム構造のいずれかを製造するために使用される場合がある。単一の熱可塑性材料、又は熱可塑性成分のブレンドから単層フィルムを製造する場合、単一の押出機及び単一のマニホールドダイのみを必要とする。

【0054】

多層フィルムの製造の場合、共押出プロセスが好ましく使用される。そのようなプロセスは、多層フィルム構造を達成するために、１つを超える押出機と、共押出フィードブロック若しくは多マニホールドダイシステム、又はその２つの組み合わせのいずれかが必要である。

【0055】

容器用のＰＨＡラベルは、ＰＨＡを溶融強度増強剤、鎖延長剤、及び他の加工助剤で改質することにより作製される。

【0056】

本開示によるＰＨＡは、約５０～８０重量％のポリ（ヒドロキシアルカノエート）コポリマー及び約２０～約５０重量％のポリマー改質剤を含む場合がある。いくつかの態様では、ポリ（ヒドロキシアルカノエート）コポリマーは、ポリ－３－ヒドロキシブチレート－コ－３－ヒドロキシヘキサノエート（Ｐ３ＨＢ－コ－Ｐ３ＨＨｘ）である。他の態様では、ＰＨＡ組成物は、約２５～約５０モル％の、ポリ（ヒドロキシヘキサノエート）、ポリ（ヒドロキシオクエタノエート）、ポリ（ヒドロキシデカノエート）、及びそれらの混合物からなる群から選択されるポリ（ヒドロキシアルカノエート）を含む、約１．０～約１５．０重量％の少なくとも１つのポリ（ヒドロキシアルカノエート）を含む。

【0057】

いくつかの態様では、生分解性ラベルの作製に使用されるＰＨＡ樹脂配合物は、約０．５重量％～約１５重量％の、セバケート、シトレート、アジピン酸、コハク酸、及びグルカル酸の脂肪エステル、ラクテート、ラクチド、アルキルジエステル、シトレート、アルキルメチルエステル、ジベンゾエート、炭酸プロピレン、２００～１０，０００ｇ／ｍｏｌの数平均分子量を有するカプロラクトンジオール、４００～１０，０００ｇ／ｍｏｌの数平均分子量を有するポリエチレングリコール、植物油のエステル、エポキシ化大豆油、長鎖アルキル酸、乳酸、オリゴマー、アジペート、グリセロール、イソソルビド誘導体又はその混合物からなる群から選択される少なくとも１つの可塑剤を含む場合がある。

【0058】

他の態様では、ＰＨＡ樹脂配合物はまた、好ましくは、約０．１重量％～約３重量％の、硫黄、エリトリトール、ペンタエリトリトール、ジペンタエリトリトール、イノシトール、ステアレート、ソルビトール、マンニトール、ポリエステルワックス、２：１；２：１結晶構造化学物質を有する化合物、窒化ホウ素、及びそれらの混合物から選択される少なくとも１つの核剤を含む。

【0059】

いくつかの態様では、ＰＨＡ樹脂配合物は、好ましくは、約０～約１重量％、例えば約１～約０．５重量％の溶融強度増強剤／レオロジー調整剤を含む。この溶融強度増強剤は、例えば、多官能性エポキシド；エポキシ官能性スチレンアクリルポリマー；ジ－ｔ－ブチル過酸化物などの有機過酸化物；オキサゾリン；カルボジイミド；及びそれらの混合物からなる群から選択される場合がある。

【0060】

理論に束縛されるものではないが、この添加物は、ＰＨＡ配合物の溶融強度を増加させる架橋剤として作用すると考えられる。代替的に、場合によっては、溶融強度増強剤の量は、約０．０５～約３重量％である。より好ましい溶融強度増強剤は、好ましくはＰＨＡ配合物の約０．０５～約０．２重量％の量の、有機過酸化物、エポキシド、及びカルボジイミドを含む。

【0061】

いくつかの態様では、ＰＨＡ樹脂配合物は、ポリ（乳酸）、ポリ（カプロラクトン）、ポリ（エチレンセビケート（ｓｅｂｉｃａｔｅ））、ポリ（ブチレンスクシネート）、及びポリ（ブチレンスクシネート－コ－アジペート）（ＰＢＳＡ）、並びにそれらのコポリマー及びブレンドから選択される１つ以上の性能向上ポリマーを含む場合がある。性能向上ポリマーは、約１～約５０重量％の量で配合物中に存在する場合がある。

【0062】

ＰＢＳＡは、生分解性、半結晶性であり、コハク酸及びアジピン酸を１－４－ブタンジオールと縮合することにより生成される。３つの構築ブロックの全ては、グルコース及びスクロースなどの再生可能な原料から発酵によって、又は石油系の原料から生成することができる。

【0063】

いくつかの態様では、ポリマー樹脂配合物は、約１重量％～約３重量％のスリップ剤を含む。最も一般的なスリップ剤は、エルカミド及びオレアミドなどの長鎖脂肪酸アミドである。１つ以上のスリップ剤、例えばステアリン酸カルシウム又は脂肪酸アミドが、典型的には、ポリマー配合物中に含まれる。

【0064】

本開示による生分解性ラベルの作製に使用される場合がある例示的な配合物は、以下の表に示される。

【表1】

【0065】

提供される配合物では、ＰＨＡは急速に分解するはずであるが、分解速度はラベルの厚さに依存し、より厚いラベル材料は、完全に分解するのに長くかかる。ラベルは、水性インク、溶剤系インク、及びＵＶインクを使用して、フレキソ印刷、デジタルインクジェット印刷、及びグラビア印刷を含む、表面処理を有さない通常の印刷方法に適している。

【0066】

ラベルは、ホットメルト接着剤、コールド接着剤、若しくは水性接着剤を使用して、又は収縮ラップ（ｓｈｒｉｎｋ－ｗｒａｐ）法を用いることによって、容器又はパッケージに適用される場合がある。収縮ラップは、プラスチックボトルに特に有用である。ラベルはまた、商業的なラベル付け装置を用いて容器及びパッケージに適用される場合がある。

【0067】

ＰＨＡフィルムは、両方とも配向を有し及び有さない、キャスト及びインフレーションフィルムラインの両方上で移動するように配合されている。ＰＨＡフィルムは、包装用途
で使用するための卓越したバリア、及び高いＤｙｎｅレベルを提供し、ラベルで使用するための卓越した印刷適性を与える。いくつかの配合物がＰＨＡフィルムの作製において試験されており、これらの配合物は、個々の用途及び装置に対して変更及び最適化される場合がある。

【0068】

本開示はまた、以下の態様によってさらに例示される：

【0069】

態様１． 約０．１～約３重量％の少なくとも１つの核剤；約０．０５～約３重量％の少なくとも１つの溶融強度増強剤；及び約４０～約９９重量％の、下記の構造を有するランダムモノマー反復単位から誘導されるポリマー

【化4】

（式中、Ｒ^１は、ＣＨ_３及びＣ_３～Ｃ_１９アルキル基からなる群から選択される）を含み、Ｒ^１＝ＣＨ_３を有するモノマー単位が、ポリマーの７５～９９ｍｏｌ％を構成する、生分解性ラベル。

【0070】

態様２． ラベルが、約５０～約８０重量％のポリ（ヒドロキシアルカノエート）コポリマー及び約２０～約５０重量％の追加の添加物を含む、態様１の生分解性ラベル。

【0071】

態様３． ポリ（ヒドロキシアルカノエート）コポリマーがポリ－３－ヒドロキシブチレート－コ－３－ヒドロキシヘキサノエート（Ｐ３ＨＢ－コ－Ｐ３ＨＨｘ）を含む、態様２の生分解性ラベル。

【0072】

態様４． ラベルがさらに、約２５～約５０モル％の、ポリ（ヒドロキシヘキサノエート）、ポリ（ヒドロキシオクエタノエート）、ポリ（ヒドロキシデカノエート）、及びそれらの混合物からなる群から選択されるポリ（ヒドロキシアルカノエート）を含む、約１．０～約１５．０重量％の少なくとも１つのポリ（ヒドロキシアルカノエート）を含む、態様１の生分解性ラベル。

【0073】

態様５． ラベルがさらに、約７５～約９９．９モル％の３－ヒドロキシブチレートのモノマー残基、約０．１～約２５モル％の３－ヒドロキシヘキサノエートのモノマー残基、並びに約０．１～約２５モル％の、ポリ（ヒドロキシヘキサノエート）、ポリ（ヒドロキシオクエタノエート）、ポリ（ヒドロキシデカノエート）、及びそれらの混合物からなる群から選択される第３の３－ヒドロキシアルカノエートのモノマー残基、から構成されるターポリマーを含む、ポリ（ヒドロキシアルカノエート）を含む、態様１の生分解性ラベル。

【0074】

態様６． ポリマーが、約５万ダルトン～約２５０万ダルトンの範囲の重量平均分子量を有する、態様１の生分解性ラベル。

【0075】

態様７． ポリマーがさらに、約０．１重量％～約３重量％の、エリトリトール、ペンタエリトリトール、ジペンタエリトリトール、人工甘味剤、ステアレート、ソルビトール、マンニトール、イノシトール、ポリエステルワックス、ナノ粘土、ポリヒドロキシブチレート、窒化ホウ素、及びそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも１つの核剤を含む、態様１の生分解性ラベル。

【0076】

態様８． ポリマーがさらに、約１重量％～約１５重量％の、セバケート；シトレート；アジピン酸、コハク酸、及びグルカル酸の脂肪エステル；ラクテート；アルキルジエステル；アルキルメチルエステル；ジベンゾエート；プロピレンカートネート；約２００～約１０，０００ｇ／ｍｏｌの数平均分子量を有するカプロラクトンジオール；約４００～約１０，０００ｇ／ｍｏｌの数平均分子量を有するポリ（エチレン）グリコール；植物油のエステル；長鎖アルキル酸；アジペート；グリセロール；イソソルビド誘導体又はその混合物；少なくとも１８モル％の、ヒドロキシブチレート以外のヒドロキシアルカノエートのモノマー残基を含むポリ（ヒドロキシアルカノエート）コポリマー；並びにそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも１つの可塑剤を含む、態様１の生分解性ラベル。

【0077】

態様９． ラベルが、約０．０５重量％～約３重量％の、多官能性エポキシド；エポキシ官能性スチレンアクリルポリマー；有機過酸化物；オキサゾリン；カルボジイミド；及びそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも１つの溶融強度増強剤を含む、態様１の生分解性ラベル。

【0078】

態様１０． ラベルがさらに、約１重量％～約５０重量％の、ポリ（乳酸）、ポリ（カプロラクトン）、ポリ（エチレンセビケート（ｓｅｂｉｃａｔｅ））、ポリ（ブチレンスクシネート）、及びポリ（ブチレンスクシネート－コ－アジペート）、並びにそれらのコポリマー及びブレンドからなる群から選択されるポリマーを含む、態様１の生分解性ラベル。

【0079】

態様１１． 容器ラベルがさらに、約０．１重量％～約３重量％の脂肪酸アミドスリップ剤を含む、態様１の生分解性ラベル。

【0080】

態様１２． ラベルが、ラベルの表面処理なしで約３０以上のＤｙｎｅレベルを有する、態様１の生分解性ラベル。

【0081】

態様１３． ラベルが、フレキソ印刷、デジタル印刷及びグラビア印刷からなる群から選択される通常の印刷方法を用いて印刷される、態様１の生分解性ラベル。

【0082】

態様１４． ラベルが、水性、溶剤系、及びＵＶインクで印刷可能である、態様１の生分解性ラベル。

【0083】

態様１５． ラベルが、ラベルを収縮法で適用すること、及びラベルをホットメルト接着剤、コールド接着剤、又は水性接着剤で適用することからなる群から選択されるプロセスを用いてボトル又はパッケージに貼付される、態様１の生分解性ラベル。

【0084】

態様１６． ラベルが、商業的なラベル付け装置を使用して容器に適用可能である、態様１の生分解性ラベル。

【0085】

態様１７． 態様１のポリマーから生分解性ラベルを作製するための方法であって、ポリマー配向を有し又は有さない、フィルムキャストプロセス及びフィルムブロープロセスからなる群から選択されるプロセスにおいてポリ（ヒドロキシアルカノエート）ポリマーからラベルを形成することを含む、方法。

【0086】

この開示のための好ましい態様の前述の説明は、例示及び説明のために提示されている。これは、網羅的であるか又は本開示を開示された正確な形態に限定することを意図するものではない。上記の教示に照らして明らかな修正又は変更が可能である。態様は、本開
示の原理及びその実践的な適用の最良の例示を提供し、それにより当業者が本開示を様々な態様で、及び企図される特定の使用に適するように様々な修正を用いて使用できるようにするために選択及び説明されている。そのような修正又は変更の全ては、それらが適正に、合法的に、及び公平に権威を付与される広さに従って解釈される場合、添付の特許請求の範囲によって決定される本開示の範囲内に含まれる。

【国際調査報告】