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特表2024-538965非晶質バイオフィラーを含む溶融加工可能な酢酸セルロース組成物を含む物品
(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】2024-10-28
(54)【発明の名称】非晶質バイオフィラーを含む溶融加工可能な酢酸セルロース組成物を含む物品
(51)【国際特許分類】
C08L 1/12 20060101AFI20241018BHJP
C08L 3/02 20060101ALI20241018BHJP
【ＦＩ】
C08L1/12
C08L3/02
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024520892
(86)(22)【出願日】2022-10-07
(85)【翻訳文提出日】2024-05-23
(86)【国際出願番号】 US2022045993
(87)【国際公開番号】W WO2023059858
(87)【国際公開日】2023-04-13
(31)【優先権主張番号】63/262,253
(32)【優先日】2021-10-08
(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】594055158
【氏名又は名称】イーストマン ケミカル カンパニー
(74)【代理人】
【識別番号】100118902
【弁理士】
【氏名又は名称】山本 修
(74)【代理人】
【識別番号】100106208
【弁理士】
【氏名又は名称】宮前 徹
(74)【代理人】
【識別番号】100196508
【弁理士】
【氏名又は名称】松尾 淳一
(74)【代理人】
【識別番号】100168066
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 雄太
(72)【発明者】
【氏名】アマルプリ，ゴウラヴ
(72)【発明者】
【氏名】クレンデネン，ステファニー・ケイ
【テーマコード（参考）】
4J002
【Ｆターム（参考）】
4J002AB021
4J002AB02W
4J002AB042
4J002AB04X
4J002GA01
4J002GC00
4J002GG01
4J002GG02
(57)【要約】
本出願は、２～６の分岐度を有するデンプンを含むセルロースエステル組成物を開示する。セルロースエステル組成物は、より低い分岐度を有するセルロースエステル組成物に勝る、改善された産業堆肥化可能性およびより高い熱たわみ温度を示す。
【選択図】なし
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
崩壊可能な酢酸セルロース組成物を含む酢酸セルローストウバンドであって、前記崩壊可能なセルロースエステル組成物は、少なくとも１種の生分解性セルロースエステルおよび少なくとも１種の生分解性分岐デンプンを含み、前記分岐デンプンは、２～６の分岐度を有し、前記セルロースエステル組成物は、５０％以上の崩壊可能割合を有する、酢酸セルローストウバンド。
【請求項2】
前記酢酸セルロースが、約１～約２．５のＤＳ／ＡＧＵを有する、請求項１に記載の酢酸セルローストウバンド。
【請求項3】
前記酢酸セルロースが、１０，０００～９０，０００のポリスチレン換算数平均分子量（Ｍｎ）を有する二酢酸セルロースである、請求項１に記載の酢酸セルローストウバンド。
【請求項4】
前記酢酸セルロースが、リサイクル材料から得られた反応物質によりセルロースを酢酸セルロースに変換することによって調製される、請求項１に記載の酢酸セルローストウバンド。
【請求項5】
前記可塑剤が、グリセロールトリアセテート（トリアセチン）、グリセロールジアセテート、ジブチルテレフタレート、ジメチルフタレート、ジエチルフタレート、ポリ（エチレングリコール）ＭＷ２００～６００、トリエチレングリコールジプロピオネート、１，２－エポキシプロピルフェニルエチレングリコール、１，２－エポキシプロピル（ｍ－クレシル）エチレングリコール、１，２－エポキシプロピル（ｏ－クレシル）エチレングリコール、β－オキシエチルシクロヘキセンカルボキシレート、ビス（シクロヘキサネート）ジエチレングリコール、クエン酸トリエチル、ポリエチレングリコール、Ｂｅｎｚｏｆｌｅｘ、プロピレングリコール、ポリソルベート、スクロースオクタアセテート、アセチル化クエン酸トリエチル、クエン酸アセチルトリブチル、Ａｄｍｅｘ、トリプロピオニン、Ｓｃａｎｄｉｆｌｅｘ、ポロキサマーコポリマー、ポリエチレングリコールサクシネート、アジピン酸ジイソブチル、ポリビニルピロリドンおよびグリコールトリベンゾエート、クエン酸トリエチル、クエン酸アセチルトリエチル、ポリエチレングリコール、ベンゾエート含有可塑剤、例えばＢｅｎｚｏｆｌｅｘ（商標）可塑剤シリーズ、ポリ（アルキルサクシネート）、例えばポリ（ブチルサクシネート）、ポリエーテルスルホン、アジペートベース可塑剤、大豆油エポキシド、例えばＰａｒａｐｌｅｘ（商標）可塑剤シリーズ、スクロースベース可塑剤、セバシン酸ジブチル、トリブチリン、トリプロピオニン、スクロースアセテートイソブチレート、Ｒｅｓｏｌｆｌｅｘ（商標）シリーズの可塑剤、トリフェニルホスフェート、グリコレート、メトキシポリエチレングリコール、２，２，４－トリメチルペンタン－１，３－ジイルビス（２－メチルプロパノエート）、ならびにポリカプロラクトンからなる群から選択される少なくとも１つである、請求項１に記載の酢酸セルローストウバンド。
【請求項6】
前記可塑剤が、１～４０ｗｔ％の量で存在する、請求項１に記載の酢酸セルローストウバンド。
【請求項7】
前記可塑剤が、ＰＥＧおよびＭＰＥＧ（メトキシＰＥＧ）からなる群から選択される、請求項１に記載の酢酸セルローストウバンド。
【請求項8】
前記セルロースエステル組成物が、生分解性セルロースエステル（ＢＣＥ）成分、およびＢＣＥ以外の少なくとも１種の他の生分解性ポリマーを含む、請求項１に記載の酢酸セルローストウバンド。
【請求項9】
前記分岐非晶質バイオフィラーが、３以上の分岐度を有する、請求項１に記載の酢酸セルローストウバンド。
【請求項10】
前記バイオフィラーが、チューリップスターチ、ワキシーコーンスターチ、ワキシーポテトスターチ、天然コーンスターチ、およびポテトスターチからなる群から選択される少なくとも１つである、セルロースエステルトウバンド。
【請求項11】
前記セルロースエステル組成物中の前記バイオフィラーが、セルロースエステル組成物を基準として約１～約５０重量％の範囲である、セルロースエステルトウバンド。
【請求項12】
前記セルロースエステル組成物中の前記バイオフィラーが、セルロースエステル組成物を基準として約５～約５０重量％の範囲である、セルロースエステルトウバンド。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【0001】
廃棄物処理、特に、許容可能な時間的制限内で生分解性であるとみなされないプラスチックまたはポリマー等の大量の消費者製品の廃棄物処理に関する、周知の世界的な問題がある。リサイクル、再利用、または別様に循環もしくは埋立地における廃棄物の量を低減することによって、これらの種類の廃棄物を再生生成物に組み込むことが、社会的に望まれている。これは、特に使い捨てのプラスチック物品／材料に当てはまる。
【0002】
ストロー、テイクアウト用カップ、およびビニール袋等の使い捨てプラスチックの環境動態に関する消費者心理は世界的な傾向となっており、プラスチック製品の禁止が、先進国および発展途上国の両方において世界中で検討／制定されている。禁止は、例えば米国だけでも、買い物用のビニール袋からストロー、刃物類、およびクラムシェル包装にまで及んでいる。さらにより厳しい措置をとっている国々もあり、例えば、ＥＵ全体で、１０の使い捨て物品のリストが禁止される、使用制限される、または拡大生産者責任を有することが義務付けられている。その結果、業界リーダー、ブランドオーナー、および小売店は、今後数年のうちにリサイクル可能、再利用可能、または堆肥化可能な包装を実装するように意欲的に取り組んでいる。リサイクル可能な材料が望ましい用途もあれば、例えば物品が食品で汚染されている場合、または不十分な廃棄物管理システムに起因して環境への高レベルの漏出がある場合等、堆肥化可能および／または生分解性材料に適した用途もある。
【0003】
食品サービスにおいては使い捨てプラスチック物品が頻繁に使用され、これは食品を保存または取り分けるために単回使用されることが意図され、その後物品は廃棄される。これらの物品の持続性を防ぐために、カップの縁および調理器具等のより厚い部分であっても物品が崩壊および生分解することが望ましい。堆肥中での崩壊は、これらの使い捨てプラスチック物品を埋立地から方向転換する寿命の終結である。使い捨てプラスチック物品は、厚さが５ミル未満（例えばストロー）から１００ミル超（例えば調理器具）の範囲となり得る。いくつかの材料では、堆肥中での崩壊速度は物品の厚さに比例し、すなわち、より厚い物品は崩壊するのにより長期間を要する、または堆肥化サイクルの標準時間枠内で崩壊しない可能性がある。
【0004】
物品が３０ミル以上の厚さを有する場合であっても、堆肥中で崩壊するように配合されたバイオベース材料から物品を作製することが望ましい。さらに、物品の外見は、用途に好適となるべきである（暗い色ではなく、また不透明でない）。
【0005】
したがって、その使用目的に適切な性能特性を有し、かつ堆肥化可能および／または生分解性である使い捨て消費者製品の市場ニーズが存在する。
そのような特性を有し、かつ再生可能な、リサイクルされた、および／または再利用された材料の高い含有量を有する製品を提供することが有益である。
そのような特性を有し、かつ再生可能な、リサイクルされた、および／または再利用された材料の高い含有量を有する製品を提供することが有益である。
【0006】
出願人は、高度に分岐したデンプンを含むセルロースエステル組成物が、より低い分岐度を有するデンプンを有するセルロースエステル組成物に勝る、改善された産業堆肥化可能性を示すことを見出した。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0007】
本出願は、少なくとも１種の生分解性セルロースエステル、少なくとも１種の可塑剤、および少なくとも１種の分岐非晶質バイオフィラーを含むセルロースエステル組成物を開示し、前記バイオフィラーは、２～６の分岐度を有し、前記セルロースエステル組成物は、５０％以上の崩壊可能割合を有する。
【0008】
本発明の別の実施形態において、セルロースエステル組成物を生成するための方法が提供される。この方法は、少なくとも１種の生分解性セルロースエステル、少なくとも１種の可塑剤、および少なくとも１種の分岐非晶質バイオフィラーを接触させるステップを含み、前記バイオフィラーは、２～６の分岐度を有し、前記セルロースエステル組成物は、５０％以上の崩壊可能割合を有する。
【0009】
本発明の別の実施形態において、溶融加工可能なセルロースエステル組成物を含む物品が提供され、前記セルロースエステル組成物は、少なくとも１種の生分解性セルロースエステル、少なくとも１種の可塑剤、および少なくとも１種の分岐非晶質バイオフィラーを含み、前記バイオフィラーは、２～６の分岐度を有し、前記セルロースエステル組成物は、５０％以上の崩壊可能割合を有する。
【発明を実施するための形態】
【0010】
本発明において、少なくとも１種の生分解性セルロースエステル、少なくとも１種の可塑剤、および少なくとも１種の分岐非晶質バイオフィラーを含む溶融加工可能なセルロースエステル組成物が提供され、前記バイオフィラーは、２～６の分岐度を有し、前記セルロースエステル組成物は、５０％以上の崩壊可能割合を有する。崩壊可能割合を決定するための試験方法は、本開示において後述される。
【0011】
セルロースエステル
本発明において利用されるセルロースエステルは、当技術分野において知られている任意のものであり得る。本発明に使用され得るセルロースエステルは、一般に、以下の構造の反復単位を含む。
本発明において利用されるセルロースエステルは、当技術分野において知られている任意のものであり得る。本発明に使用され得るセルロースエステルは、一般に、以下の構造の反復単位を含む。
【0012】
【化1】
【0013】
式中、Ｒ１、Ｒ２、およびＲ３は、独立して、水素、アセチル、プロピルまたはブチルからなる群から選択される。セルロースエステルの置換レベルは、通常、アンヒドログルコース単位（ＡＧＵ）当たりの非ＯＨ置換基の平均数である置換度（ＤＳ）を単位として表現される。一般に、従来のセルロースは、各ＡＧＵ単位に置換され得る３つのヒドロキシル基を含有し、したがって、ＤＳは、ゼロから３の間の値を有し得る。天然セルロースは、パルプ化および精製の後であっても２５０～５，０００の重合度を有する大型ポリサッカリドであり、したがって、最大ＤＳが３．０であるという想定はほぼ正しい。ＤＳは統計的平均値であるため、１という値はどのＡＧＵも単一の置換を有することを保証するものではない。いくつかの場合では、非置換アンヒドログルコース単位があり得、いくつかは２つ、またいくつかは３つの置換基を有し、典型的には値は非整数となる。全ＤＳは、アンヒドログルコース単位当たりの置換基の平均総数として定義される。ＡＧＵ当たりの置換度はまた、特定の置換基、例えばヒドロキシルまたはアセチル等を指し得る。実施形態において、ｎは、２５～２５０、または２５～２００、または２５～１５０、または２５～１００、または２５～７５の範囲内の整数である。
【0014】
本発明の実施形態において、セルロースエステルは、少なくとも２つのアンヒドログルコース環を有し、少なくとも５０個から最大５，０００個のアンヒドログルコース環、または少なくとも５０個から１５０個未満のアンヒドログルコース環を有し得る。分子当たりのアンヒドログルコース単位の数は、セルロースエステルの重合度（ＤＰ）として定義される。実施形態において、セルロースエステルは、１００ｍｌの６０／４０重量比のフェノール／テトラクロロエタン溶液中の０．２５グラムの試料に対して２５℃の温度で測定した場合、約０．２～約３．０、または約０．５～約１．８、または約１～約１．５デシリットル／グラムの固有粘度（ＩＶ）を有し得る。実施形態において、本明細書で有用なセルロースエステルは、約１～約２．５、または１～２．２未満、または１～１．５未満のＤＳ／ＡＧＵを有し得、置換エステルはアセチルである。
【0015】
セルロースエステルは、当技術分野において知られている任意の方法によって生成され得る。セルロースエステルを生成するためのプロセスの例は、Ｋｉｒｋ－Ｏｔｈｍｅｒ、Ｅｎｃｕｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、第５版、第５巻、Ｗｉｌｅｙ－Ｉｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ、Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ（２００４）、３９４～４４４頁に教示されている。セルロースエステルを生成するための出発材料であるセルロースは、異なるグレードで、および異なる源から、例えばコットンリンター、針葉樹パルプ、広葉樹パルプ、トウモロコシ繊維および他の農業源、ならびにとりわけバクテリアセルロースから得ることができる。
【0016】
セルロースエステルを生成する１つの方法は、セルロースを適切な有機酸、酸無水物、および触媒と混合することによるセルロースのエステル化である。次いで、セルロースは、セルローストリエステルに変換される。次いで、水－酸混合物をセルローストリエステルに添加することによってエステル加水分解が行われ、次いでこれが濾過されて任意のゲル粒子または繊維が除去され得る。次いで、混合物に水が添加され、セルロースエステルが沈殿される。次いで、セルロースエステルは、水で洗浄されて反応副生成物が除去され得、続いて脱水および乾燥が行われる。
【0017】
加水分解されるセルローストリエステルは、３個のアセチル置換基を有し得る。これらのセルロースエステルは、当業者に知られているいくつかの方法によって調製され得る。例えば、セルロースエステルは、Ｈ２ＳＯ４等の触媒の存在下、カルボン酸および無水物の混合物中でのセルロースの不均一アシル化によって調製され得る。セルローストリエステルはまた、ＬｉＣｌ／ＤＭＡｃまたはＬｉＣｌ／ＮＭＰ等の適切な溶媒中に溶解したセルロースの均一アシル化によって調製され得る。
【0018】
当業者には、セルローストリエステルの商業用語が、完全にはアシル基で置換されていないセルロースエステルも包含することが理解されるであろう。例えば、Ｅａｓｔｍａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｋｉｎｇｓｐｏｒｔ、ＴＮ、Ｕ．Ｓ．Ａ．から市販されている三酢酸セルロースは、典型的には約２．８５～約２．９９のＤＳを有する。
【0019】
セルロースからトリエステルへのエステル化の後、アシル置換基の一部は、加水分解またはアルコール分解によって除去されて、二次セルロースエステルを生成し得る。以前に述べたように、使用された特定の方法に依存して、アシル置換基の分布はランダムまたは非ランダムであり得る。二次セルロースエステルはまた、制限された量のアシル化試薬を使用することによって、加水分解なしで直接調製され得る。このプロセスは、反応がセルロースを溶解する溶媒中で行われる場合、特に有用である。これらの方法は全て、本発明において有用なセルロースエステルをもたらす。
【0020】
一実施形態において、または言及された実施形態のいずれかと組み合わせて、または言及された実施形態のいずれかと組み合わせて、酢酸セルロースは、ＡＳＴＭ Ｄ６４７４に従い、溶媒としてのＮＭＰおよびポリスチレン換算数平均分子量（Ｍｎ）を使用したゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）によって測定される、約１０，０００～約１００，０００のポリスチレン換算Ｍｎを有する二酢酸セルロースである。実施形態において、酢酸セルロース組成物は、溶媒としてＮＭＰを使用し、ＡＳＴＭ Ｄ６４７４に従うゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）によって測定される、１０，０００～９０，０００；または１０，０００～８０，０００；または１０，０００～７０，０００；または１０，０００～６０，０００；または１０，０００～６０，０００未満；または１０，０００～５５，０００未満；または１０，０００～５０，０００；または１０，０００～５０，０００未満；または１０，０００～４５，０００未満；または１０，０００～４０，０００；または１０，０００～３０，０００；または２０，０００～６０，０００未満；または２０，０００～５５，０００未満；または２０，０００～５０，０００；または２０，０００～５０，０００未満；または２０，０００～４５，０００未満；または２０，０００～４０，０００；または２０，０００～３５，０００；または２０，０００～３０，０００；または３０，０００～６０，０００未満；または３０，０００～５５，０００未満；または３０，０００～５０，０００；または３０，０００～５０，０００未満；または３０，０００～４５，０００未満；または３０，０００～４０，０００；または３０，０００～３５，０００のポリスチレン換算数平均分子量（Ｍｎ）を有する二酢酸セルロースを含む。
【0021】
最も一般的な商用二次セルロースエステルは、セルロースの最初の酸触媒不均一アシル化によってセルローストリエステルを形成することによって調製される。セルローストリエステルの対応するカルボン酸中の均一溶液を得た後、セルローストリエステルは次いで、所望の置換度が得られるまで加水分解に供される。単離後、ランダム二次セルロースエステルが得られる。すなわち、各ヒドロキシルにおける相対置換度（ＲＤＳ）はほぼ等しい。
【0022】
本発明において有用なセルロースエステルは、当技術分野において知られている技術を使用して調製され得、様々な種類のセルロースエステル、例えばＥａｓｔｍａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｋｉｎｇｓｐｏｒｔ、ＴＮ、Ｕ．Ｓ．Ａ．から入手可能なセルロースエステル、例えばＥａｓｔｍａｎ（商標）Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ Ａｃｅｔａｔｅ ＣＡ ３９８－３０およびＥａｓｔｍａｎ（商標）Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ Ａｃｅｔａｔｅ ＣＡ ３９８－１０、Ｅａｓｔｍａｎ（商標）ＣＡＰ ４８５－２０（酢酸／プロピオン酸）セルロース、Ｅａｓｔｍａｎ（商標）ＣＡＢ ３８１－２（酢酸／酪酸）セルロース等から選択され得る。
【0023】
本発明の実施形態において、セルロースエステルは、リサイクル材料、例えばリサイクルプラスチック内容物シンガス源から得られた反応物質によりセルロースをセルロースエステルに変換することによって調製され得る。実施形態において、そのような反応物質は、例えば本明細書において議論されるような、セルロースのエステル化またはアシル化反応において使用される有機酸および／または酸無水物を含むセルロース反応物質であってもよい。
【0024】
本発明の一実施形態において、または言及された実施形態のいずれかと組み合わせて、または言及された実施形態のいずれかと組み合わせて、少なくとも１種のリサイクルセルロースエステルを含むセルロースエステル組成物が提供され、セルロースエステルは、アンヒドログルコース単位（ＡＵ）上に、リサイクル内容物材料、例えばリサイクルプラスチック内容物シンガスに由来する少なくとも１個の置換基を有する。
【0025】
可塑剤
実施形態において、溶融加工可能な生分解性セルロースエステル組成物は、少なくとも１種の可塑剤を含み得る。可塑剤は、セルロースエステルの溶融温度、Ｔｇ、および／または溶融粘度を低減する。セルロースエステルのための可塑剤は、グリセロールトリアセテート（トリアセチン）、グリセロールジアセテート、ジブチルテレフタレート、ジメチルフタレート、ジエチルフタレート、ポリ（エチレングリコール）ＭＷ２００～６００、トリエチレングリコールジプロピオネート、１，２－エポキシプロピルフェニルエチレングリコール、１，２－エポキシプロピル（ｍ－クレシル）エチレングリコール、１，２－エポキシプロピル（ｏ－クレシル）エチレングリコール、β－オキシエチルシクロヘキセンカルボキシレート、ビス（シクロヘキサネート）ジエチレングリコール、クエン酸トリエチル、ポリエチレングリコール、Ｂｅｎｚｏｆｌｅｘ、プロピレングリコール、ポリソルベート、スクロースオクタアセテート、アセチル化クエン酸トリエチル、クエン酸アセチルトリブチル、Ａｄｍｅｘ、トリプロピオニン、Ｓｃａｎｄｉｆｌｅｘ、ポロキサマーコポリマー、ポリエチレングリコールサクシネート、アジピン酸ジイソブチル、ポリビニルピロリドンおよびグリコールトリベンゾエート、クエン酸トリエチル、クエン酸アセチルトリエチル、ポリエチレングリコール、ベンゾエート含有可塑剤、例えばＢｅｎｚｏｆｌｅｘ（商標）可塑剤シリーズ、ポリ（アルキルサクシネート）、例えばポリ（ブチルサクシネート）、ポリエーテルスルホン、アジペートベース可塑剤、大豆油エポキシド、例えばＰａｒａｐｌｅｘ（商標）可塑剤シリーズ、スクロースベース可塑剤、セバシン酸ジブチル、トリブチリン、トリプロピオニン、スクロースアセテートイソブチレート、Ｒｅｓｏｌｆｌｅｘ（商標）シリーズの可塑剤、トリフェニルホスフェート、グリコレート、メトキシポリエチレングリコール、２，２，４－トリメチルペンタン－１，３－ジイルビス（２－メチルプロパノエート）、ならびにポリカプロラクトンを含み得る。
実施形態において、溶融加工可能な生分解性セルロースエステル組成物は、少なくとも１種の可塑剤を含み得る。可塑剤は、セルロースエステルの溶融温度、Ｔｇ、および／または溶融粘度を低減する。セルロースエステルのための可塑剤は、グリセロールトリアセテート（トリアセチン）、グリセロールジアセテート、ジブチルテレフタレート、ジメチルフタレート、ジエチルフタレート、ポリ（エチレングリコール）ＭＷ２００～６００、トリエチレングリコールジプロピオネート、１，２－エポキシプロピルフェニルエチレングリコール、１，２－エポキシプロピル（ｍ－クレシル）エチレングリコール、１，２－エポキシプロピル（ｏ－クレシル）エチレングリコール、β－オキシエチルシクロヘキセンカルボキシレート、ビス（シクロヘキサネート）ジエチレングリコール、クエン酸トリエチル、ポリエチレングリコール、Ｂｅｎｚｏｆｌｅｘ、プロピレングリコール、ポリソルベート、スクロースオクタアセテート、アセチル化クエン酸トリエチル、クエン酸アセチルトリブチル、Ａｄｍｅｘ、トリプロピオニン、Ｓｃａｎｄｉｆｌｅｘ、ポロキサマーコポリマー、ポリエチレングリコールサクシネート、アジピン酸ジイソブチル、ポリビニルピロリドンおよびグリコールトリベンゾエート、クエン酸トリエチル、クエン酸アセチルトリエチル、ポリエチレングリコール、ベンゾエート含有可塑剤、例えばＢｅｎｚｏｆｌｅｘ（商標）可塑剤シリーズ、ポリ（アルキルサクシネート）、例えばポリ（ブチルサクシネート）、ポリエーテルスルホン、アジペートベース可塑剤、大豆油エポキシド、例えばＰａｒａｐｌｅｘ（商標）可塑剤シリーズ、スクロースベース可塑剤、セバシン酸ジブチル、トリブチリン、トリプロピオニン、スクロースアセテートイソブチレート、Ｒｅｓｏｌｆｌｅｘ（商標）シリーズの可塑剤、トリフェニルホスフェート、グリコレート、メトキシポリエチレングリコール、２，２，４－トリメチルペンタン－１，３－ジイルビス（２－メチルプロパノエート）、ならびにポリカプロラクトンを含み得る。
【0026】
実施形態において、可塑剤は、食品適合性可塑剤である。食品適合性とは、該当する食品添加物および／または食品接触に関する規制に適合することを意味し、可塑剤は、少なくとも１つの（国のまたは地域の）食品安全性規制機関（または組織）により使用が許可されている、または安全と認められており、例えば、２１ ＣＦＲ食品添加物規制にリストされているか、または別様に、ＵＳ ＦＤＡによって一般に安全と認められている（ＧＲＡＳ）。一実施形態において、食品適合性可塑剤は、トリアセチンまたは約２００～約６００の分子量を有するポリエチレングリコール（ＰＥＧ）である。実施形態において、考慮され得る食品適合性可塑剤の例は、トリアセチン、クエン酸トリエチル、ポリエチレングリコール、Ｂｅｎｚｏｆｌｅｘ、プロピレングリコール、ポリソルベート、スクロースオクタアセテート、アセチル化クエン酸トリエチル、クエン酸アセチルトリブチル、Ａｄｍｅｘ、トリプロピオニン、Ｓｃａｎｄｉｆｌｅｘ、ポロキサマーコポリマー、ポリエチレングリコールサクシネート、アジピン酸ジイソブチル、ポリビニルピロリドン、およびグリコールトリベンゾエートを含み得る。
【0027】
実施形態において、可塑剤は、セルロースエステル組成物が、従来の溶融加工機器において有用な物品に、例えば使い捨てプラスチック物品に溶融加工（または熱成形）され得るのに十分な量で存在し得る。実施形態において、可塑剤は、セルロースエステル組成物の重量を基準として、ほとんどの熱可塑性樹脂加工では１～４０ｗｔ％の量で；または５～２５ｗｔ％、もしくは１０～２５ｗｔ％、もしくは１２～２０ｗｔ％の量で存在する。実施形態において、異形押出、シート押出、熱成形、および射出成型は、セルロースエステル組成物の重量を基準として１０～３０ｗｔ％、または１２～２５ｗｔ％、または１５～２０ｗｔ％、または１０～２５ｗｔ％の範囲内の可塑剤レベルで達成され得る。
【0028】
実施形態において、可塑剤は、生分解性可塑剤である。生分解性可塑剤のいくつかの例は、トリアセチン、クエン酸トリエチル、クエン酸アセチルトリエチル、ポリエチレングリコール、ベンゾエート含有可塑剤、例えばＢｅｎｚｏｆｌｅｘ（商標）可塑剤シリーズ、ポリ（アルキルサクシネート）、例えばポリ（ブチルサクシネート）、ポリエーテルスルホン、アジペートベース可塑剤、大豆油エポキシド、例えばＰａｒａｐｌｅｘ（商標）可塑剤シリーズ、スクロースベース可塑剤、セバシン酸ジブチル、トリブチリン、Ｒｅｓｏｆｌｅｘ（商標）シリーズの可塑剤、トリフェニルホスフェート、グリコレート、ポリエチレングリコール、２，２，４－トリメチルペンタン－１，３－ジイルビス（２－メチルプロパノエート）、およびポリカプロラクトンを含む。
【0029】
ＰＥＧ／ＭＰＥＧ特定組成物
本発明の一実施形態において、セルロースエステル組成物は、ＰＥＧおよびＭＰＥＧ（メトキシＰＥＧ）からなる群から選択される可塑剤を含有し得る。２００ダルトン～６００ダルトンの平均分子量を有するポリエチレングリコールまたはメトキシポリエチレングリコール組成物であり、組成物は、溶融加工可能であり、生分解性であり、崩壊可能である。
本発明の一実施形態において、セルロースエステル組成物は、ＰＥＧおよびＭＰＥＧ（メトキシＰＥＧ）からなる群から選択される可塑剤を含有し得る。２００ダルトン～６００ダルトンの平均分子量を有するポリエチレングリコールまたはメトキシポリエチレングリコール組成物であり、組成物は、溶融加工可能であり、生分解性であり、崩壊可能である。
【0030】
一実施形態において、または任意の他の実施形態と組み合わせて、組成物は、３００～５５０ダルトンの平均分子量を有するポリエチレングリコールまたはメトキシＰＥＧを含む。
【0031】
一実施形態において、または任意の他の実施形態と組み合わせて、組成物は、３００～５００ダルトンの平均分子量を有するポリエチレングリコールを含む。
実施形態において、セルロースエステル組成物は、全てセルロースエステル組成物の総重量を基準として、１ｗｔ％～４０ｗｔ％、または５ｗｔ％～４０ｗｔ％、または１０ｗｔ％～４０ｗｔ％、または１２ｗｔ％～４０ｗｔ％、１３ｗｔ％～４０ｗｔ％、または１５ｗｔ％～４０ｗｔ％、または１５ｗｔ％超～４０ｗｔ％、または１７ｗｔ％～４０ｗｔ％、または２０ｗｔ％～４０ｗｔ％、または２５ｗｔ％～４０ｗｔ％、または５ｗｔ％～３５ｗｔ％、または１０ｗｔ％～３５ｗｔ％、または１３ｗｔ％～３５ｗｔ％、または１５ｗｔ％～３５ｗｔ％、または１５ｗｔ％超～３５ｗｔ％、または１７ｗｔ％～３５ｗｔ％、または２０ｗｔ％～３５ｗｔ％、または５ｗｔ％～３０ｗｔ％、または１０ｗｔ％～３０ｗｔ％、または１３ｗｔ％～３０ｗｔ％、または１５ｗｔ％～３０ｗｔ％、または１５ｗｔ％超～３０ｗｔ％、または１７ｗｔ％～３０ｗｔ％、または５ｗｔ％～２５ｗｔ％、または１０ｗｔ％～２５ｗｔ％、または１３ｗｔ％～２５ｗｔ％、または１５ｗｔ％～２５ｗｔ％、または１５ｗｔ％超～２５ｗｔ％、または１７ｗｔ％～２５ｗｔ％、または５ｗｔ％～２０ｗｔ％、または１０ｗｔ％～２０ｗｔ％、または１３ｗｔ％～２０ｗｔ％、または１５ｗｔ％～２０ｗｔ％、または１５ｗｔ％超～２０ｗｔ％、または１７ｗｔ％～２０ｗｔ％、または５ｗｔ％～１７ｗｔ％、または１０ｗｔ％～１７ｗｔ％、または１３ｗｔ％～１７ｗｔ％、または１５ｗｔ％～１７ｗｔ％、または１５ｗｔ％超～１７ｗｔ％、または５ｗｔ％～１７ｗｔ％未満、または１０ｗｔ％～１７ｗｔ％未満、または１３ｗｔ％～１７ｗｔ％未満、または１５ｗｔ％～１７ｗｔ％未満の量の（本明細書に記載の）少なくとも１種の可塑剤を含む。
実施形態において、セルロースエステル組成物は、全てセルロースエステル組成物の総重量を基準として、１ｗｔ％～４０ｗｔ％、または５ｗｔ％～４０ｗｔ％、または１０ｗｔ％～４０ｗｔ％、または１２ｗｔ％～４０ｗｔ％、１３ｗｔ％～４０ｗｔ％、または１５ｗｔ％～４０ｗｔ％、または１５ｗｔ％超～４０ｗｔ％、または１７ｗｔ％～４０ｗｔ％、または２０ｗｔ％～４０ｗｔ％、または２５ｗｔ％～４０ｗｔ％、または５ｗｔ％～３５ｗｔ％、または１０ｗｔ％～３５ｗｔ％、または１３ｗｔ％～３５ｗｔ％、または１５ｗｔ％～３５ｗｔ％、または１５ｗｔ％超～３５ｗｔ％、または１７ｗｔ％～３５ｗｔ％、または２０ｗｔ％～３５ｗｔ％、または５ｗｔ％～３０ｗｔ％、または１０ｗｔ％～３０ｗｔ％、または１３ｗｔ％～３０ｗｔ％、または１５ｗｔ％～３０ｗｔ％、または１５ｗｔ％超～３０ｗｔ％、または１７ｗｔ％～３０ｗｔ％、または５ｗｔ％～２５ｗｔ％、または１０ｗｔ％～２５ｗｔ％、または１３ｗｔ％～２５ｗｔ％、または１５ｗｔ％～２５ｗｔ％、または１５ｗｔ％超～２５ｗｔ％、または１７ｗｔ％～２５ｗｔ％、または５ｗｔ％～２０ｗｔ％、または１０ｗｔ％～２０ｗｔ％、または１３ｗｔ％～２０ｗｔ％、または１５ｗｔ％～２０ｗｔ％、または１５ｗｔ％超～２０ｗｔ％、または１７ｗｔ％～２０ｗｔ％、または５ｗｔ％～１７ｗｔ％、または１０ｗｔ％～１７ｗｔ％、または１３ｗｔ％～１７ｗｔ％、または１５ｗｔ％～１７ｗｔ％、または１５ｗｔ％超～１７ｗｔ％、または５ｗｔ％～１７ｗｔ％未満、または１０ｗｔ％～１７ｗｔ％未満、または１３ｗｔ％～１７ｗｔ％未満、または１５ｗｔ％～１７ｗｔ％未満の量の（本明細書に記載の）少なくとも１種の可塑剤を含む。
【0032】
実施形態において、少なくとも１種の可塑剤は、食品適合性可塑剤を含むか、または食品適合性可塑剤である。一実施形態において、食品適合性可塑剤は、トリアセチンもしくはＰＥＧ ＭＷ３００～５００を含むか、またはトリアセチンもしくはＰＥＧ ＭＷ３００～５００である。
【0033】
実施形態において、セルロースエステル組成物は、少なくとも１種のＢＣＥを含む生分解性セルロースエステル（ＢＣＥ）成分、および少なくとも１種の他の生分解性ポリマー（ＢＣＥ以外）を含む生分解性ポリマー成分を含む。実施形態において、他の生分解性ポリマーは、ポリヒドロキシアルカノエート（ＰＨＡおよびＰＨＢ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリカプロラクトンポリマー（ＰＣＬ）、ポリブチレンアジペートテレフタレート（ＰＢＡＴ）、ポリエチレンサクシネート（ＰＥＳ）、ポリ酢酸ビニル（ＰＶＡ）、ポリブチレンサクシネート（ＰＢＳ）およびコポリマー（例えばポリブチレンサクシネート－ｃｏ－アジペート（ＰＢＳＡ））、セルロースエステル、セルロースエーテル、デンプン、タンパク質、それらの誘導体、ならびにそれらの組合せから選択され得る。実施形態において、セルロースエステル組成物は、２種以上の生分解性ポリマーを含む。実施形態において、セルロースエステル組成物は、セルロースエステル組成物を基準として０．１ｗｔ％～５０ｗｔ％未満、または１ｗｔ％～４０ｗｔ％、または１ｗｔ％～３０ｗｔ％、または１ｗｔ％～２５ｗｔ％、または１ｗｔ％～２０ｗｔ％の量の生分解性ポリマー（ＢＣＥ以外）を含有する。実施形態において、セルロースエステル組成物は、ＢＣＥおよび生分解性ポリマーの総量を基準として０．１ｗｔ％～５０ｗｔ％未満、または１ｗｔ％～４０ｗｔ％、または１ｗｔ％～３０ｗｔ％、または１ｗｔ％～２５ｗｔ％、または１ｗｔ％～２０ｗｔ％の量の生分解性ポリマー（ＢＣＥ以外）を含有する。実施形態において、少なくとも１種の生分解性ポリマーは、塩化メチレンの溶媒を使用し、屈折率検出器およびポリスチレン標準を用いたゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）を使用して測定された、１０，０００～１，０００，０００、または５０，０００～１，０００，０００、または１００，０００～１，０００，０００、または２５０，０００～１，０００，０００、または５００，０００～１，０００，０００、または６００，０００～１，０００，０００、または６００，０００～９００，０００、または７００，０００～８００，０００、または１０，０００～５００，０００、または１０，０００～２５０，０００、または１０，０００～１００，０００、または１０，０００～５０，０００の重量平均分子量（Ｍｗ）を有するＰＨＡを含む。実施形態において、ＰＨＡは、ポリヒドロキシブチレート－ｃｏ－ヒドロキシヘキサノエートを含み得る。
【0034】
分岐非晶質バイオフィラー
セルロースエステル組成物中に利用される分岐非晶質バイオフィラーは、本出願の実施例において特定される方法により決定される、２～６の分岐度を有する本技術分野において既知の任意のバイオフィラーであり得る。デンプンの分岐度（ＤＢ）は、主として植物源に依存する。いくつかの実施形態において、本発明のバイオフィラーは、ＮＭＲにより決定される、３以上、４以上、および５以上の分岐度を有し得る。３以上のＤＢを有する植物デンプンのいくつかの例は、チューリップスターチ、ワキシーコーンスターチ、ワキシーポテトスターチおよび天然コーンスターチである。植物デンプンの他の例は、３未満、またはＮＭＲにより測定するには低すぎるＤＢを有する。
セルロースエステル組成物中に利用される分岐非晶質バイオフィラーは、本出願の実施例において特定される方法により決定される、２～６の分岐度を有する本技術分野において既知の任意のバイオフィラーであり得る。デンプンの分岐度（ＤＢ）は、主として植物源に依存する。いくつかの実施形態において、本発明のバイオフィラーは、ＮＭＲにより決定される、３以上、４以上、および５以上の分岐度を有し得る。３以上のＤＢを有する植物デンプンのいくつかの例は、チューリップスターチ、ワキシーコーンスターチ、ワキシーポテトスターチおよび天然コーンスターチである。植物デンプンの他の例は、３未満、またはＮＭＲにより測定するには低すぎるＤＢを有する。
【0035】
【表1】
【0036】
出典：Ｇａｅｎｓｓｌｅら、２０２１、Ｌｏｎｇ ｃｈａｉｎｓ ａｎｄ ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｉｔｙ ｇｏｖｅｒｎ ｔｈｅ ｅｎｚｙｍａｔｉｃ ｄｅｇｒａｄａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｇｅｌａｔｉｎｉｚｅｄ ｓｔａｒｃｈｅｓ ｆｒｏｍ ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ａｎｄ ｎｅｗ ｓｏｕｒｃｅｓ． Ｃａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ ２６０、１１７８０；本出願に矛盾しない限り参照により本明細書に組み込まれる。
【0037】
バイオフィラーの量は、５０％以上の崩壊割合を得るのに十分な量である。本発明の実施形態において、バイオフィラーの量は、セルロースエステル組成物を基準として約１～約５０重量％の範囲であり得る。他の範囲は、セルロースエステル組成物の重量を基準として約５～～約５０重量％、約１０～約５０重量％、約１５～約５０重量％、約２０～約５０重量％、約２５～約５０重量％、約３０～約５０重量％、約３５～約５０％、約４０～約５０重量％、および約４５～約５０重量％を含む。
【0038】
理論に束縛されることを望まないが、分岐非晶質バイオフィラーは、バイオフィラーの結晶化度を低減し、それにより分解中の水分および微生物の吸収を可能にし得る。セルロースエステル、特に酢酸セルロースにおける微生物活性および高い分解割合へのアクセスは、セルロースエステル含有熱可塑性物質における崩壊割合の向上を可能にする。可塑化セルロースエステルへのバイオフィラーの添加は、配合ＣＤＡ物品の崩壊割合を大きく増加させる。
【0039】
本発明の実施形態において、バイオフィラーはセルロースエステルと適合性であり、セルロースエステルマトリックス中に十分分散して、セルロースエステルの物理的特性に大きな影響を与えない。本発明の他の実施形態において、バイオフィラーは、セルロースエステル組成物を脆性にしない。
【0040】
本発明のさらなる実施形態において、本発明のセルロースエステル組成物は、木材等の天然材料を模倣する非プラスチックの質感を有する。その例は、この特性を説明する写真を有する。
【0041】
外観
溶融加工可能なセルロースエステル組成物を含む物品の外観は、多くの用途においてその受容性に重要である。例えば、明るい色および透明度は、包装、袋、フィルム、ボトル、食品容器、ストロー、撹拌棒、カップ、皿、ボウル、テイクアウト用のトレイおよび蓋、ならびに刃物類等の多くの溶融加工物品にとって望ましい特性である。
溶融加工可能なセルロースエステル組成物を含む物品の外観は、多くの用途においてその受容性に重要である。例えば、明るい色および透明度は、包装、袋、フィルム、ボトル、食品容器、ストロー、撹拌棒、カップ、皿、ボウル、テイクアウト用のトレイおよび蓋、ならびに刃物類等の多くの溶融加工物品にとって望ましい特性である。
【0042】
ＣＩＥ Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間において、Ｌ＊値は明度の尺度であり、Ｌ＊＝０は黒であり、Ｌ＊＝１００は白である。したがって、物品の色は、Ｌ＊値がその範囲の上半分にある、またはＬ＊＞５０である場合、明るいとみなされ得る。本発明の一実施形態において、セルロースエステル組成物のＬ＊は、５０～１００、５０～９５、５０～９０、５０～８５、５０～８０、５０～７５、５５～１００、５５～９５、５５～９０、５５～８５、５５～８０、５５～７５、６０～１００、６０～９５、６０～９０、６０～８５、６０～８０、６０～７５、６５～１００、６５～９５、６５～９０、６５～８５、６５～８０、または６５～７５の範囲であり得る。
【0043】
不透明度は、フィルムまたは物品を通る光透過の尺度である。透明度は、フィルムまたはシートを通して見た場合に物体が観察され得る光学的明瞭さを指す。認識される不透明度および透明度は、試料の厚さに依存する。上記の応用例では、物品の厚さは、包装フィルムの約１ミルから、射出成型された刃物類の６０ミル以上までの範囲となり得る。透明度は、例えばボトルの側面を通して、または容器の蓋を通して容器の内容物を見るのに特に重要となり得る。溶融加工された容器、カップおよび蓋の厚さは、約１０ミル～約３０ミルまで様々であり、一方ボトルは約２０ミルの厚さである。
【0044】
透明、半透明および不透明の間の境界は、しばしば極めて主観的である。本研究では、不透明度は、厚さ３０ミルのフィルムを通した６００ｎｍの光の％透過率として測定された。本発明の一実施形態において、本発明のセルロースエステル組成物の％透過率は、約１％～約１００％、約１％～約９０％、約１％～約８０％、約１％～約７０％、約１％～約６０％、約１％～約５０％、約１％～約４０％、約１％～約３０％、約１％～約２０％、約１％～約１０％、および約１％の範囲となり得る。
【0045】
透明度は、色差、デルタＥ（ＣＩＥ７６）として定量された。典型的なスケールでは、デルタＥ値は、０～１００の範囲となる。人間の目が２つの色を識別する能力はデルタＥに関連し、デルタＥ＜１である色は異なるものとして認識され得ない。一方、デルタＥ＞１０である色は、一目で異なるものとして認識される。我々は、３０ミルの押出フィルムを通して観察した場合に黒と白との間で容易に認識される違いを指定するために、２０のデルタＥカットオフを使用した。デルタＥ（ＣＩＥ７６）の式：
【0046】
【数1】
【0047】
本発明の一実施形態において、セルロースエステル組成物のデルタＥは、約２０～約１００の範囲となり得る。
組成物の他の要素
一態様において、溶融加工可能なセルロースエステル組成物は、非アルカリ性充填剤、添加剤、バイオポリマー、安定剤、および／または臭気調整剤からなる群から選択される少なくとも１つをさらに含み得る。添加剤の例は、ワックス、相溶化剤、生分解促進剤、染料、顔料、着色剤、フレグランス、光沢制御剤、潤滑剤、酸化防止剤、粘度調整剤、抗真菌剤、防曇剤、難燃剤、熱安定剤、衝撃改質剤、抗菌剤、軟化剤、離型剤、およびそれらの組合せを含む。セルロースエステル組成物中の成分の複数のカテゴリーに、同じ種類の化合物または材料が識別または含有され得ることに留意されたい。例えば、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）は、可塑剤として機能してもよく、または、親水性ポリマーもしくは生分解促進剤等の可塑剤として機能しない添加剤として機能してもよく、例えば、より低い分子量のＰＥＧは可塑化作用を有し、より高い分子量のＰＥＧは親水性ポリマーとして機能するが、可塑化作用はない。
組成物の他の要素
一態様において、溶融加工可能なセルロースエステル組成物は、非アルカリ性充填剤、添加剤、バイオポリマー、安定剤、および／または臭気調整剤からなる群から選択される少なくとも１つをさらに含み得る。添加剤の例は、ワックス、相溶化剤、生分解促進剤、染料、顔料、着色剤、フレグランス、光沢制御剤、潤滑剤、酸化防止剤、粘度調整剤、抗真菌剤、防曇剤、難燃剤、熱安定剤、衝撃改質剤、抗菌剤、軟化剤、離型剤、およびそれらの組合せを含む。セルロースエステル組成物中の成分の複数のカテゴリーに、同じ種類の化合物または材料が識別または含有され得ることに留意されたい。例えば、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）は、可塑剤として機能してもよく、または、親水性ポリマーもしくは生分解促進剤等の可塑剤として機能しない添加剤として機能してもよく、例えば、より低い分子量のＰＥＧは可塑化作用を有し、より高い分子量のＰＥＧは親水性ポリマーとして機能するが、可塑化作用はない。
【0048】
ある特定の実施形態において、セルロースエステル組成物は、少なくとも１種の安定剤を含む。セルロースエステル組成物は構成可能および／または生分解性であることが望ましいが、選択された寿命または安定性、例えば光曝露に対する安定性、酸化安定性、もしくは加水分解安定性を提供するために、ある特定の量の安定剤が添加されてもよい。様々な実施形態において、安定剤は、ＵＶ吸収剤、酸化防止剤（アスコルビン酸、ＢＨＴ、ＢＨＡ等）、他の酸およびラジカル捕捉剤、エポキシ化油、例えばエポキシ化大豆油、またはそれらの組合せを含み得る。
【0049】
酸化防止剤は、一次酸化防止剤および二次酸化防止剤を含むいくつかのクラスに分類され得る。一次酸化防止剤は、本質的にフリーラジカルターミネータ（捕捉剤）として機能することが一般に知られている。二次酸化防止剤は、ヒドロペルオキシド（ＲＯＯＨ）がアルコキシおよびヒドロキシラジカルに分解する前に、それを非反応性生成物に分解することが一般に知られている。二次酸化防止剤は、相乗的阻害作用を達成するためにしばしばフリーラジカル捕捉剤（一次酸化防止剤）と組み合わせて使用され、二次ＡＯは、フェノール型一次ＡＯの寿命を延ばすために使用される。
【0050】
「一次酸化防止剤」は、水素移動により過酸化物ラジカルと反応してラジカルをクエンチすることにより作用する酸化防止剤である。一次酸化防止剤は、一般に、ヒンダードフェノールおよび二級芳香族アミン等のように反応性ヒドロキシまたはアミノ基を含有する。一次酸化防止剤の例は、ＢＨＴ、Ｉｒｇａｎｏｘ（商標）１０１０、１０７６、１７２６、２４５、１０９８、２５９および１４２５；Ｅｔｈａｎｏｘ（商標）３１０、３７６、３１４および３３０；Ｅｖｅｒｎｏｘ（商標）１０、７６、１３３５、１３３０、３１１４、ＭＤ１０２４、１０９８、１７２６、１２０．２２４６および５６５；Ａｎｏｘ（商標）２０、２９、３３０、７０、ＩＣ－１４および１３１５；Ｌｏｗｉｎｏｘ（商標）５２０、１７９０、２２ＩＢ４６、２２Ｍ４６、４４Ｂ２５、ＡＨ２５、ＧＰ４５、ＣＡ２２、ＣＰＬ、ＨＤ９８、ＴＢＭ－６およびＷＳＰ；Ｎａｕｇａｒｄ（商標）４３１、ＰＳ４８、ＳＰおよび４４５；Ｓｏｎｇｎｏｘ（商標）１０１０、１０２４、１０３５、１０７６ＣＰ、１１３５ＬＱ、１２９０ＰＷ、１３３０ＦＦ、１３３０ＰＷ、２５９０ＰＷおよび３１１４ＦＦ；ならびにＡＤＫ Ｓｔａｂ ＡＯ－２０、ＡＯ－３０、ＡＯ－４０、ＡＯ－５０、ＡＯ－６０、ＡＯ－８０およびＡＯ－３３０を含む。
【0051】
「二次酸化防止剤」は、しばしばヒドロペルオキシド分解剤と呼ばれる。二次酸化防止剤は、ヒドロペルオキシドと反応してそれらをラジカルではない非反応性および熱安定性生成物に分解することによって作用する。二次酸化防止剤は、しばしば一次酸化防止剤と併せて使用される。二次酸化防止剤の例は、有機リン（例えばホスファイト、ホスホナイト）および有機硫黄クラスの化合物を含む。これらの化合物のリンおよび硫黄原子は、過酸化物と反応して、過酸化物をアルコールに変換する。二次酸化防止剤の例は、Ｕｌｔｒａｎｏｘ６２６、Ｅｔｈａｎｏｘ（商標）３６８、３２６および３２７；Ｄｏｖｅｒｐｈｏｓ（商標）ＬＰＧ１１、ＬＰＧ１２、ＤＰ Ｓ－６８０、４、１０、Ｓ４８０、Ｓ－９２２８、Ｓ－９２２８Ｔ；Ｅｖｅｒｎｏｘ（商標）１６８および６２６；Ｉｒｇａｆｏｓ（商標）１２６および１６８；Ｗｅｓｔｏｎ（商標）ＤＰＤＰ、ＤＰＰ、ＥＨＤＰ、ＰＤＤＰ、ＴＤＰ、ＴＬＰおよびＴＰＰ；Ｍａｒｋ（商標）ＣＨ３０２、ＣＨ５５、ＴＮＰＰ、ＣＨ６６、ＣＨ ３００、ＣＨ３０１、ＣＨ３０２、ＣＨ３０４およびＣＨ３０５；ＡＤＫ Ｓｔａｂ２１１２、ＨＰ－１０、ＰＥＰ－８、ＰＥＰ－３６、１１７８、１３５Ａ、１５００、３０１０、ＣおよびＴＰＰ；Ｗｅｓｔｏｎ４３９、ＤＨＯＰ、ＤＰＤＰ、ＤＰＰ、ＤＰＴＤＰ、ＥＨＤＰ、ＰＤＤＰ、ＰＮＰＧ、ＰＴＰ、ＰＴＰ、ＴＤＰ、ＴＬＰ、ＴＰＰ、３９８、３９９、４３０、７０５、７０５Ｔ、ＴＬＴＴＰおよびＴＮＰＰ；Ａｌｋａｎｏｘ２４０、６２６、６２６Ａ、６２７ＡＶ、６１８Ｆおよび６１９Ｆ；ならびにＳｏｎｇｎｏｘ（商標）１６８０ＦＦ、１６８０ＰＷおよび６２８０ＦＦを含む。
【0052】
実施形態において、セルロースエステル組成物は、少なくとも１種の安定剤を含み、安定剤は、１種または複数種の二次酸化防止剤を含む。実施形態において、安定剤は、１種もしくは複数種の二次酸化防止剤から選択される第１の安定剤成分、および１種もしくは複数種の一次酸化防止剤から選択される第２の安定剤成分、またはそれらの組合せを含む。
【0053】
実施形態において、安定剤は、組成物の総重量を基準として、二次酸化防止剤の総量の重量パーセントで０．０１～０．８、または０．０１～０．７、または０．０１～０．５、または０．０１～０．４、または０．０１～０．３、または０．０１～０．２５、または０．０１～０．２、または０．０５～０．８、または０．０５～０．７、または０．０５～０．５、または０．０５～０．４、または０．０５～０．３、または０．０５～０．２５、または０．０５～０．２、または０．０８～０．８、または０．０８～０．７、または０．０８～０．５、または０．０８～０．４、または０．０８～０．３、または０．０８～０．２５、または０．０８～０．２の範囲内の量の１種または複数種の二次酸化防止剤を含む。この実施形態の１つのクラスにおいて、安定剤は、ホスファイト化合物である二次酸化防止剤を含む。この実施形態の１つのクラスにおいて、安定剤は、ホスファイト化合物である二次酸化防止剤、およびＤＬＴＤＰである別の二次酸化防止剤を含む。
【0054】
このクラスの１つのサブクラスにおいて、安定剤は、組成物の総重量を基準として、一次酸化防止剤の総量の重量パーセントで０．０５～０．７、または０．０５～０．６、または０．０５～０．５、または０．０５～０．４、または０．０５～０．３、または０．１～０．６、または０．１～０．５、または０．１～０．４、または０．１～０．３の範囲内の量の１種または複数種の一次酸化防止剤を含む第２の安定剤成分をさらに含む。このクラスの別のサブクラスにおいて、安定剤は、組成物の総重量を基準として、クエン酸の総量の重量パーセントで０．０５～０．２、または０．０５～０．１５、または０．０５～０．１の範囲内の量のクエン酸を含む第２の安定剤成分をさらに含む。このクラスの別のサブクラスにおいて、安定剤は、本明細書で議論される量の１種または複数種の一次酸化防止剤およびクエン酸を含む第２の安定剤成分をさらに含む。このクラスの１つのサブクラスにおいて、安定剤は、組成物の総重量を基準として０．１ｗｔ％未満の一次酸化防止剤を含むか、または一次酸化防止剤を含まない。このクラスの１つのサブクラスにおいて、安定剤は、組成物の総重量を基準として０．０５ｗｔ％未満の一次酸化防止剤を含むか、または一次酸化防止剤を含まない。
【0055】
実施形態において、セルロースエステル組成物は、少なくとも１種の非アルカリ性充填剤を含む。実施形態において、他方の充填剤は、炭水化物（砂糖および塩）、セルロースおよび有機充填剤（木粉、木材繊維、麻、カーボン、石炭粒子、グラファイトおよびデンプン）、鉱物および無機充填剤（タルク、シリカ、シリケート、二酸化チタン、ガラス繊維、ガラス球、ホウ窒化物、アルミニウム三水和物、アルミナおよびクレイ）、食品廃棄物もしくは副産物（卵の殻、蒸留物穀物、およびコーヒー粉末）、乾燥剤（例えば硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム）、アルカリ性充填剤（例えばＣａＯ、Ｎａ２ＣＯ３）、またはこれらの充填剤の組合せ（例えば混合物）からなる群から選択される少なくとも１つである。実施形態において、セルロースエステル組成物は、着色添加剤としても機能する少なくとも１種の充填剤を含み得る。実施形態において、着色添加充填剤は、カーボン、グラファイト、二酸化チタン、不透明化剤、染料、顔料、トナーおよびそれらの組合せから選択され得る。実施形態において、セルロースエステル組成物は、安定剤または難燃剤としても機能する少なくとも１種の充填剤を含み得る。
【0056】
実施形態において、セルロースエステル組成物は、全てセルロースエステル組成物の総重量を基準として、１～６０ｗｔ％、または５～５５ｗｔ％、または５～５０ｗｔ％、または５～４５ｗｔ％、または５～４０ｗｔ％、または５～３５ｗｔ％、または５～３０ｗｔ％、または５～２５ｗｔ％、または１０～５５ｗｔ％、または１０～５０ｗｔ％、または１０～４５ｗｔ％、または１０～４０ｗｔ％、または１０～３５ｗｔ％、または１０～３０ｗｔ％、または１０～２５ｗｔ％、または１５～５５ｗｔ％、または１５～５０ｗｔ％、または１５～４５ｗｔ％、または１５～４０ｗｔ％、または１５～３５ｗｔ％、または１５～３０ｗｔ％、または１５～２５ｗｔ％、または２０～５５ｗｔ％、または２０～５０ｗｔ％、または２０～４５ｗｔ％、または２０～４０ｗｔ％、または２０～３５ｗｔ％、または２０～３０ｗｔ％の量の（本明細書に記載の）少なくとも１種の非アルカリ性充填剤をさらに含む。実施形態において、用途に依存して、例えば使い捨て食品接触用途において、セルロースエステル組成物は、少なくとも１種の臭気調整添加剤を含み得る。実施形態において、用途およびセルロースエステル組成物に使用される成分に依存して、好適な臭気調整添加剤は、バニリン、Ｐｅｎｎｙｒｏｙａｌ Ｍ－１１７８、アーモンド、シンナミル、スパイス、スパイス抽出物、揮発性有機化合物または小分子、およびＰｌａｓｔｉｄｏｒから選択され得る。一実施形態において、臭気調整添加剤は、バニリンであってもよい。実施形態において、セルロースエステル組成物は、組成物の総重量を基準として０．０１～１ｗｔ％、または０．１～０．５ｗｔ％、または０．１～０．２５ｗｔ％、または０．１～０．２ｗｔ％の量の臭気調整添加剤を含み得る。臭気調整添加剤のメカニズムは、マスキング、捕集、補足、またはこれらの組合せを含み得る。
【0057】
上で議論されたように、セルロースエステル組成物は、他の添加剤を含んでもよい。実施形態において、セルロースエステル組成物は、少なくとも１種の相溶化剤を含んでもよい。実施形態において、相溶化剤は、非反応性相溶化剤または反応性相溶化剤のいずれかであり得る。相溶化剤は、組成物中の選択された成分の分散を改善するために、所望の小粒子サイズに到達するセルロースエステルまたは別の成分の能力を向上させ得る。そのような実施形態において、所望の配合物に依存して、生分解性セルロースエステルは、分散物の連続相または不連続相のいずれかにあり得る。実施形態において、使用される相溶化剤は、生分解性セルロースエステルと別の成分、例えば他の生分解性ポリマーとの間の界面相互作用／結合を調整することによって、組成物の機械的および／または物理的特性を改善し得る。
【0058】
実施形態において、セルロースエステル組成物は、セルロースエステル組成物の重量を基準として約１～約４０ｗｔ％、または約１～約３０ｗｔ％、または約１～約２０ｗｔ％、または約１～約１０ｗｔ％、または約５～約２０ｗｔ％、または約５～約１０ｗｔ％、または約１０～約３０ｗｔ％、または約１０～約２０ｗｔ％の量の相溶化剤を含む。
【0059】
実施形態において、所望により、セルロースエステル組成物は、生分解および／または分解剤を含んでもよく、例えば、生分解性セルロースエステル（ＢＣＥ）の製造中に、またはその製造後に添加され、ＢＣＥと一緒に溶融または溶媒ブレンドされてセルロースエステル組成物を形成する、加水分解補助剤または任意の意図的分解促進添加剤が、セルロースエステル組成物に添加されるかまたは含有されてもよい。実施形態において、添加剤は、酸性もしくは塩基性残基を放出することにより加水分解を促進し得る、ならびに／または光（ＵＶ）もしくは酸化分解を加速させ得る、ならびに／または堆肥および土壌培地中で選択的な微生物コロニーの成長を促進して崩壊および生分解を補助し得る。分解の促進に加えて、これらの添加剤は、物品の加工性の改善、または所望の機械的特性の改善等の追加の機能を有し得る。
【0060】
可能な分解剤の１組の例は、無機カーボネート、合成カーボネート、霞石閃長岩、タルク、水酸化アルミニウム、珪藻土、天然または合成シリカ、焼成クレイ等を含む。実施形態において、これらの添加剤がセルロースエステル組成物マトリックス中に十分に分散することが望ましくなり得る。添加剤は、単独で、または２種以上の組合せで使用されてもよい。
【0061】
可能な分解剤の別の組の例は、ベンゾフェノン、アントラキノン、アントロン、アセチルベンゾフェノン、４－オクチルベンゾフェノン等を含む、酸化分解剤として使用される芳香族ケトンである。これらの芳香族ケトンは、単独で、または２種以上の組合せで使用されてもよい。
【0062】
他の例は、酸化分解剤として使用される遷移金属化合物、例えばコバルトもしくはマグネシウムの塩、例えばコバルトもしくはマグネシウムの脂肪族カルボン酸（Ｃ１２～Ｃ２０）塩、またはステアリン酸コバルト、オレイン酸コバルト、ステアリン酸マグネシウムおよびオレイン酸マグネシウムを含み；あるいは、アナターゼ型二酸化チタン、または二酸化チタンが使用されてもよい。混合相二酸化チタン粒子が使用されてもよく、ルチルおよびアナターゼ結晶構造の両方が同じ粒子内に存在する。光活性剤の粒子は、例えばＢＥＴ表面積法により測定される約１０～約３００ｓｑ．ｍ／ｇ、または２０～２００ｓｑ．ｍ／ｇの比較的高い表面積を有し得る。光活性剤は、所望により可塑剤に添加されてもよい。これらの遷移金属化合物は、単独で、または２種以上の組合せで使用されてもよい。
【0063】
酸化分解剤として使用され得る希土類化合物の例は、周期表の３Ａ族に属する希土類およびその酸化物を含む。その具体的な例は、セリウム（Ｃｅ）、イットリウム（Ｙ）、ネオジム（Ｎｄ）、希土類酸化物、水酸化物、希土類硫酸塩、希土類硝酸塩、希土類酢酸塩、希土類塩化物、希土類カルボン酸塩等を含む。そのより具体的な例は、酸化セリウム、硫酸セリウム、硫酸セリウムアンモニウム、硝酸セリウムアンモニウム、酢酸セリウム、硝酸ランタン、塩化セリウム、硝酸セリウム、水酸化セリウム、オクチル酸セリウム、酸化ランタン、酸化イットリウム、酸化スカンジウム等を含む。これらの希土類化合物は、単独で、または２種以上の組合せで使用されてもよい。
【0064】
一実施形態において、ＢＣＥ組成物は、酵素、細菌培養物、砂糖、グリセロールまたは他のエネルギー源を含む、生分解性を向上させる分解促進機能性を有する添加剤を含む。添加剤はまた、ヒドロキシルアミンエステルおよびチオ化合物を含んでもよい。
【0065】
ある特定の実施形態において、他の可能な生分解および／または分解剤は、膨潤剤および崩壊剤を含み得る。膨潤剤は、水を吸収した後に体積を増加させ、周囲のマトリックスに圧力を印加する親水性材料であってもよい。崩壊剤は、水性環境におけるマトリックスのより小さい断片への破壊を促進する添加剤であってもよい。その例は、架橋または修飾ポリマーおよび膨潤性ヒドロゲルを含む鉱物およびポリマーを含む。実施形態において、ＢＣＥ組成物は、水膨潤性鉱物またはクレイおよびそれらの塩、例えばラポナイトおよびベントナイト；親水性ポリマー、例えばポリ（アクリル酸）および塩、ポリ（アクリルアミド）、ポリ（エチレングリコール）およびポリ（ビニルアルコール）；ポリサッカリドおよびガム、例えばデンプン、アルギネート、ペクチン、キトサン、オオバコ、キサンタンガム；グアーガム、ローカストビーンガム；ならびに修飾ポリマー、例えば架橋ＰＶＰ、デンプングリコール酸ナトリウム、カルボキシメチルセルロース、ゼラチン化デンプン、クロスカルメロースナトリウム；またはこれらの添加剤の組合せを含み得る。
【0066】
他の親水性ポリマーまたは生分解促進剤の例は、グリコール、ポリグリコール、ポリエーテルおよび多価アルコール、または他の生分解性ポリマー、例えばポリ（グリコール酸）、ポリ（乳酸）、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリジオキサン、ポリオキサレート、ポリ（α－エステル）、ポリカーボネート、ポリ無水物、ポリアセタール、ポリカプロラクトン、ポリ（オルトエステル）、ポリアミノ酸、ポリ（ヒドロキシアルカノエート）、脂肪族ポリエステル、例えばポリ（ブチレン）サクシネート、ポリ（エチレン）サクシネート、デンプン、再生セルロース、または脂肪族－芳香族ポリエステル、例えばＰＢＡＴ、ならびにこれらのいずれかのコ－ポリエステルを含み得る。
【0067】
実施形態において、着色剤の例は、カーボンブラック、酸化鉄、例えば赤色または青色酸化鉄、二酸化チタン、二酸化ケイ素、カドミウムレッド、炭酸カルシウム、カオリンクレイ、水酸化アルミニウム、硫酸バリウム、酸化亜鉛、酸化アルミニウム；ならびに有機顔料、例えばアゾおよびジアゾおよびトリアゾ顔料、縮合アゾ、アゾレーキ、ナフトール顔料、アントラピリミジン、ベンズイミダゾロン、カルバゾール、ジケトピロロピロール、フラバントロン、インジゴイド顔料、イソインドリノン、イソインドリン、イソビオラントロン、金属錯体顔料、オキサジン、ペリレン、ペリノン、ピラントロン、ピラゾロキナゾロン、キノフタロン、トリアリールカルボニウム顔料、トリフェンジオキサジン、キサンテン、チオインジゴ、インダントロン、イソインダントロン、アントアントロン、アントラキノン、イソジベンズアントロン、トリフェンジオキサジン、キナクリドンおよびフタロシアニンシリーズ、特に銅フタロシアニンおよびその核ハロゲン化誘導体、ならびに酸、塩基および媒染染料のレーキ、ならびにイソインドリノン顔料、ならびに植物および野菜染料、ならびに任意の他の利用可能な着色剤または染料を含み得る。
【0068】
実施形態において、光沢度を調節するための光沢制御剤および充填剤は、シリカ、タルク、クレイ、硫酸バリウム、炭酸バリウム、硫酸カルシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等を含み得る。
【0069】
好適な難燃剤は、シリカ、金属酸化物、ホスフェート、カテコールホスフェート、レゾルシノールホスフェート、ボレート、無機水和物、および芳香族ポリハライドを含み得る。
【0070】
抗真菌および／または抗菌剤は、ポリエン抗真菌剤（例えば、ナタマイシン、リモシジン、フィリピン、ナイスタチン、アンホテリシンＢ、カンジシン、およびハマイシン）、イミダゾール抗真菌剤、例えばミコナゾール（ＷｅｌｌＳｐｒｉｎｇ Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎからＭＩＣＡＴＩＮ（登録商標）として入手可能）、ケトコナゾール（ＭｃＮｅｉｌ ｃｏｎｓｕｍｅｒ ＨｅａｌｔｈｃａｒｅからＮＩＺＯＲＡＬ（登録商標）として市販されている）、クロトリマゾール（ＭｅｒｃｋからＬＯＴＲＡＭＩＮ（登録商標）およびＬＯＴＲＡＭＩＮ ＡＦ（登録商標）として市販され、またＢａｙｅｒからＣＡＮＥＳＴＥＮ（登録商標）として入手可能）、エコナゾール、オモコナゾール、ビホナゾール、ブトコナゾール、フェンチコナゾール、イソコナゾール、オキシコナゾール、セルタコナゾール（ＯｒｔｈｏＤｅｍａｔｏｌｏｇｉｃｓからＥＲＴＡＣＺＯ（登録商標）として市販されている）、スルコナゾール、ならびにチコナゾール；トリアゾール抗真菌剤、例えばフルコナゾール、イトラコナゾール、イサブコナゾール、ラブコナゾール、ポサコナゾール、ボリコナゾール、テルコナゾール、およびアルバコナゾール）、チアゾール抗真菌剤（例えばアバフンギン）、アリルアミン抗真菌剤（例えばテルビナフィン（Ｎｏｖａｒｔｉｓ Ｃｏｎｓｕｍｅｒ Ｈｅａｌｔｈ、Ｉｎｃ．からＬＡＭＩＳＩＬ（登録商標）として市販されている）、ナフチフィン（Ｍｅｒｚ ＰｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌｓからＮＡＦＴＩＮ（登録商標）として市販されている）、およびブテナフィン（ＭｅｒｃｋからＬＯＴＲＡＭＩＮ ＵＬＴＲＡ（登録商標）として市販されている）、エキノカンジン抗真菌剤（例えば、アニデュラファンギン、カスポファンギン、およびミカファンギン）、ポリゴジアール、安息香酸、シクロピロックス、トルナフテート（例えばＭＤＳ Ｃｏｎｓｕｍｅｒ Ｃａｒｅ、Ｉｎｃ．からＴＩＮＡＣＴＩＮ（登録商標）として市販されている）、ウンデシレン酸、フルシトシン、５－フルオロシトシン、グリセオフルビン、ハロプロギン、カプリル酸、ならびにそれらの任意の組合せを含む。
【0071】
生分解性セルロースエステル組成物のメルトフローインデックスまたは粘度を調整する目的を有する使用され得る粘度調整剤は、ポリエチレングリコールおよびポリプロピレングリコール、ならびにグリセリンを含む。
【0072】
実施形態において、ＢＣＥ組成物中に含まれ得る他の成分は、離型剤または潤滑剤（例えば脂肪酸、エチレングリコールジステアレート）、ブロッキング防止剤もしくはスリップ剤（例えば脂肪酸エステル、金属ステアリン酸塩（例えばステアリン酸亜鉛）およびワックス）、防曇剤（例えば界面活性剤）、熱安定剤（例えばエポキシ安定剤、エポキシ化大豆油（ＥＳＢＯ）、亜麻仁油およびヒマワリ油の誘導体）、帯電防止剤、発泡剤、殺生物剤、衝撃改質剤、または強化繊維として機能し得る。ＢＣＥ組成物中に２つ以上の成分が存在してもよい。追加の成分は、ＢＣＥ組成物中で２つ以上の機能を果たしてもよいことに留意されたい。ＢＣＥ組成物に対する任意の特定の添加剤（または成分）の異なる（または特定の）機能性は、その物理的特性（例えば、分子量、溶解度、溶融温度、Ｔｇ等）および／または組成物全体におけるそのような添加剤／成分の量に依存し得る。例えば、ポリエチレングリコールは、１つの分子量では可塑剤として、または別の分子量では親水剤（可塑化作用をほとんどもしくは全く有さない）として機能し得る。
【0073】
実施形態において、所望によりフレグランスが添加されてもよい。フレグランスの例は、スパイス、スパイス抽出物、ハーブ抽出物、精油、気付け薬、揮発性有機化合物、揮発性小分子、ギ酸メチル、酢酸メチル、酪酸メチル、酢酸エチル、酪酸エチル、酢酸イソアミル、酪酸ペンチル、吉草酸ペンチル、酢酸オクチル、ミルセン、ゲラニオール、ネロール、シトラール、シトロネラール、シトロネロール、リナロール、ネロリドール、リモネン、樟脳、テルピネオール、アルファ－イオノン、ツジョン、ベンズアルデヒド、オイゲノール、イソオイゲノール、シンナムアルデヒド、エチルマルトール、バニラ、バニリン、シンナミルアルコール、アニソール、アネトール、エストラゴール、チモール、フラネオール、メタノール、ローズマリー、ラベンダー、柑橘、フリージア、アンズの花、青野菜、モモ、ジャスミン、シタン、マツ、タイム、オークモス、ムスク、ベチバー、ミルラ、クロスグリ、ベルガモット、グレープフルーツ、アカシア、トケイソウ、ビャクダン、トンカビーン、マンダリン、ネロリ、バイオレットの葉、クチナシ、赤色果実、イランイラン、キンゴウカン、ミモザ、トンカビーン、木、アンバーグリス、ラッパズイセン、ヒアシンス、スイセン、クロスグリの蕾、アヤメ、ラズベリー、スズラン、ビャクダン、ベチバー、シーダー材、ネロリ、イチゴ、カーネーション、オレガノ、ハチミツ、ジャコウ、ヘリオトロープ、カラメル、クマリン、パチョリ、デューベリー、ヘロニアール（ｈｅｌｏｎｉａｌ）、コリアンダー、ピメントベリー、ラブダナム、キンゴウカン、アルデヒド、ラン、琥珀、オリス、ゲッカコウ、パルマローザ、シナモン、ナツメグ、モス、エゴノキ、パイナップル、キツネノテブクロ、チューリップ、藤、クレマチス、アンバーグリス、ガム、樹脂、ジャコウ、プラム、ビーバー、ジャコウ、ミルラ、ゼラニウム、ローズバイオレット、キズイセン、スパイシーカーネーション、ガルバナム、プチグレン、アヤメ、ハニーサックル、コショウ、ラズベリー、ベンゾイン、マンゴー、ココナツ、ヘスペリデス、ビーバー、キンモクセイ、オークモス、ネクタリン、ミント、アニス、シナモン、オリス、アンズ、プルメリア、マリーゴールド、ローズオイル、スイセン、トルーバルサム、フランキンセンス、琥珀、オレンジの花、バーボンベチバー、オポパナクス、ホワイトムスク、パパイヤ、シュガーキャンディ、ジャックフルーツ、蜜、ハスの花、ミューゲ、クワ、ニガヨモギ、ショウガ、ジュニパーベリー、ニオイベンゾイン、ボタン、バイオレット、レモン、ライム、ハイビスカス、ホワイトラム、バジル、ラベンダー、バルサム（ｂａｌｓａｍｉｃｓ）、フォーティティエン（ｆｏ－ｔｉ－ｔｉｅｎｇ）、キンモクセイ、カロカルンデ（ｋａｒｏ ｋａｒｕｎｄｅ）、白ラン、オランダカイウ、白バラ、ダイオウユリ、マンジュギク、アンバーグリス、ツタ、芝生、パラゴムノキ、スペアミント、クラリーセージ、ハコヤナギ、ブドウ、ブリムベレ（ｂｒｉｍｂｅｌｌｅ）、ハス、シクラメン、ラン、グリシン、ティアレの花（ｔｉａｒｅ ｆｌｏｗｅｒ）、ハナシュクシャ、グリーンオスマンサス、トケイソウ、青いバラ、ベーラム、キンゴウカン、アフリカマンジュギク（Ａｆｒｉｃａｎ ｔａｇｅｔｅｓ）、アナトリアンローズ（Ａｎａｔｏｌｉａｎ ｒｏｓｅ）、オーベルニュスイセン（Ａｕｖｅｒｇｎｅ ｎａｒｃｉｓｓｕｓ）、ブリティッシュブルーム（Ｂｒｉｔｉｓｈ ｂｒｏｏｍ）、ブリティッシュブルームチョコレート（Ｂｒｉｔｉｓｈ ｂｒｏｏｍ ｃｈｏｃｏｌａｔｅ）、ブルガリアンローズ、チャイニーズパチョリ、チャイニーズクチナシ、カラブリアンマンダリン、コモロ諸島ゲッカコウ（Ｃｏｍｏｒｏｓ Ｉｓｌａｎｄ ｔｕｂｅｒｏｓｅ）、セイロニーズカルダモン（Ｃｅｙｌｏｎｅｓｅ ｃａｒｄａｍｏｍ）、カリビアンパッションフルーツ、ロサダマスケナ、ジョージアピーチ、ニワシロユリ、エジプシャンジャスミン、エジプシャンマリーゴールド、エチオピアンジャコウ、ファーネシアンキャシー（Ｆａｒｎｅｓｉａｎ ｃａｓｓｉｅ）、フロレンティーンアイリス、フレンチジャスミン、フレンチキズイセン、フレンチヒアシンス、ギニアオレンジ（Ｇｕｉｎｅａ ｏｒａｎｇｅｓ）、ガイアナワカプア（Ｇｕｙａｎａ ｗａｃａｐｕａ）、グラースプチグレン（Ｇｒａｓｓｅ ｐｅｔｉｔｇｒａｉｎ）、グラースローズ、グラースゲッカコウ（Ｇｒａｓｓｅ ｔｕｂｅｒｏｓｅ）、ハイチアンベチバー、ハワイアンパイナップル、イスラエルバジル、インディアンビャクダン、インド洋バニラ、イタリアンベルガモット、イタリアンアヤメ、ジャマイカンコショウ、メイローズ、マダガスカルイランイラン、マダガスカルバニラ、モロカンジャスミン、モロカンローズ、モロカンオークモス、モロカンオレンジの花、マイソールビャクダン、オリエンタルローズ、ロシアンレザー、ロシアンコリアンダー、シシリアンマンダリン、南アフリカマリーゴールド、南アメリカトンカビーン、シンガポールパチョリ、スパニッシュオレンジの花、シシリアンライム、レユニオン島ベチバー、ターキッシュローズ、タイベンゾイン、チュニジアンオレンジの花、ユーゴスラビアンオークモス、バージニアンシーダー材、ユタノコギリソウ、西インドシタン等、およびそれらの任意の組合せを含み得る。
【0074】
実施形態において、セルロースエステル組成物およびそのような組成物から作製される、またはそれを含む任意の物品は、いくつかのリサイクル内容物を含有する生分解性セルロースエステル（ＢＣＥ）を含む。実施形態において、リサイクル内容物は、ＢＣＥ上の１つまたは複数のアセチル基の源であるリサイクル材料に由来する反応物質によって提供される。実施形態において、反応物質は、リサイクルプラスチックに由来する。実施形態において、反応物質は、リサイクルプラスチック内容物シンガスに由来する。「リサイクルプラスチック内容物シンガス」とは、本明細書において以下で様々な実施形態でより十分に説明される、少なくともいくらかの含量のリサイクルプラスチックを含有する原料を利用した合成ガス操作から得られたシンガスを意味する。実施形態において、リサイクルプラスチック内容物シンガスは、本明細書に記載のシンガスを生成するためのプロセスのいずれかに従って作製され得る；本明細書に記載のシンガス組成物もしくはシンガス組成物ストリームのいずれかを含み得る、もしくはそれからなり得る；または、本明細書に記載の原料組成物のいずれかから作製され得る。
【0075】
実施形態において、（合成ガス操作のための）原料は、１種または複数種の微粒子化化石燃料源および微粒子化リサイクルプラスチックの組合せの形態であってもよい。一実施形態において、または言及された実施形態のいずれかにおいて、固体化石燃料源は石炭を含み得る。実施形態において、原料は酸化剤ガスと共にガス化器に供給され、原料はシンガスに変換される。
【0076】
実施形態において、リサイクルプラスチック内容物シンガスは、リサイクルＢＣＥを作製するための反応スキームにおいて、少なくとも１種の化学中間体を作製するために利用される。実施形態において、リサイクルプラスチック内容物シンガスは、他のシンガス源、水素、一酸化炭素、またはそれらの組合せを含む原料の成分（少なくとも１種のＣＡ中間体を作製するために使用される）であってもよい。一実施形態において、または言及された実施形態のいずれかにおいて、ＣＡ中間体を作製するために使用される唯一のシンガス源がリサイクルプラスチック内容物シンガスである。
【0077】
実施形態において、リサイクル内容物シンガス、例えばリサイクルプラスチック内容物シンガスを使用して作製されるＣＡ中間体は、メタノール、酢酸、酢酸メチル、酢酸無水物およびそれらの組合せから選択され得る。実施形態において、ＣＡ中間体は、以下の反応の１つまたは複数における少なくとも１つの反応物質または少なくとも１つの生成物であってもよい：（１）メタノールへのシンガス変換；（２）酢酸へのシンガス変換；（３）酢酸へのメタノール変換、例えば酢酸を生成するためのメタノールのカルボニル化；（４）メタノールおよび酢酸からの酢酸メチルの生成；ならびに（５）酢酸メチルから酢酸無水物への変換、例えば酢酸メチルおよびメタノールから酢酸および酢酸無水物へのカルボニル化。
【0078】
実施形態において、リサイクルプラスチック内容物シンガスは、少なくとも１種のセルロース反応物質を生成するために使用される。実施形態において、リサイクルプラスチック内容物シンガスは、少なくとも１種のリサイクルＢＣＥを生成するために使用される。
【0079】
実施形態において、リサイクルプラスチック内容物シンガスは、酢酸無水物を作製するために利用される。実施形態において、リサイクルプラスチック内容物シンガスを含むシンガスは、まずメタノールに変換され、次いでこのメタノールが酢酸無水物を作製するための反応スキームにおいて使用される。「ＲＰＳ酢酸無水物」は、リサイクルプラスチック内容物シンガスに由来する酢酸無水物を指す。～に由来するとは、原料原材料（ＣＡ中間体を作製するための任意の反応スキームにおいて使用される）の少なくとも一部が、ある程度の含量のリサイクルプラスチック内容物シンガスを有することを意味する。
【0080】
実施形態において、ＲＰＳ酢酸無水物は、上でより十分に議論されたように、リサイクルＢＣＥを調整するためのセルロースのエステル化のためのＣＡ中間体反応物質として利用される。実施形態において、ＲＰＳ酢酸は、セルロースエステルまたは二酢酸セルロースを調製するための反応物質として利用される。
【0081】
実施形態において、リサイクルＣＡは、リサイクルプラスチック内容物シンガスに由来する酢酸無水物を含むセルロース反応物質から調製される。
実施形態において、リサイクルプラスチック内容物シンガスは、ガス化原料からのガス化生成物を含む。実施形態において、ガス化生成物は、リサイクルプラスチックを含むガス化原料を使用してガス化プロセスにより生成される。実施形態において、ガス化原料は、石炭を含む。
実施形態において、リサイクルプラスチック内容物シンガスは、ガス化原料からのガス化生成物を含む。実施形態において、ガス化生成物は、リサイクルプラスチックを含むガス化原料を使用してガス化プロセスにより生成される。実施形態において、ガス化原料は、石炭を含む。
【0082】
実施形態において、ガス化原料は、石炭およびリサイクルプラスチックを含む液体スラリーを含む。実施形態において、ガス化プロセスは、酸素の存在下でガス化原料をガス化することを含む。
【0083】
一態様において、アンヒドログルコース単位（ＡＧＵ）上に、１種または複数種の化学中間体に由来する少なくとも１個の置換基を有する少なくとも１種の生分解性セルロースエステルを含むリサイクルＢＣＥ組成物が提供され、化学中間体の少なくとも１種は、少なくとも部分的にリサイクルプラスチック内容物シンガスから得られる。
【0084】
実施形態において、リサイクルＢＣＥは生分解性であり、再生可能源、例えば木材またはコットンリンターからのセルロースに由来する内容物、およびリサイクル材料源、例えばリサイクルプラスチックに由来する内容物を含有する。したがって、実施形態において、生分解性であり、再生可能およびリサイクル内容物の両方を含有する溶融加工可能な材料が提供され、すなわち、再生可能およびリサイクルされた源から作製される。
【0085】
別の態様において、以下の加工ステップ：（１）固体化石燃料源および少なくともいくらかの含量のリサイクルプラスチックを含有する原料を利用した合成ガス操作において、リサイクルプラスチック内容物シンガスを調製するステップと；（２）シンガスから少なくとも１種の化学中間体を調製するステップと；（３）リサイクルＢＣＥを調製するための少なくとも１種のセルロース反応物質を調製する反応スキームにおいて化学中間体を反応させる、および／またはリサイクルＢＣＥを調製するための少なくとも１種のセルロース反応物質となるべき化学中間体を選択するステップと；（４）少なくとも１種のセルロース反応物質を反応させてリサイクルＢＣＥを調製するステップとを含む統合プロセスによって調製されたリサイクルＢＣＥを含むセルロースエステル組成物が提供され、リサイクルＢＣＥは、アンヒドログルコース単位（ＡＧＵ）上に、リサイクルプラスチック内容物シンガスに由来する少なくとも１個の置換基を含む。
【0086】
実施形態において、加工ステップ（１）～（４）は、流体および／またはガス連通したシステム内で行われる（すなわち、流体およびガス連通の組合せの可能性を含む）。リサイクルプラスチック内容物シンガスから出発するリサイクルＢＣＥを生成するための反応スキームの１つまたは複数において、化学中間体は、一時的に保存容器内に保存され、その後統合プロセスシステムに再導入されてもよいことを理解されたい。
【0087】
実施形態において、少なくとも１種の化学中間体は、メタノール、酢酸メチル、酢酸無水物、酢酸、またはそれらの組合せから選択される。実施形態において、１種の化学中間体はメタノールであり、メタノールは、酢酸無水物である第２の化学中間体を作製する反応スキームにおいて使用される。実施形態において、セルロース反応物質は、酢酸無水物である。
【0088】
本発明の実施形態において有用な生分解性セルロースエステルは、１．０～２．５の範囲内の置換度を有し得る。いくつかの場合において、本明細書に記載のセルロースエステルは、少なくとも約１．０、１．０５、１．１、１．１５、１．２、１．２５、１．３、１．３５、１．４、１．４５もしくは１．５、ならびに／または約２．５、２．４５、２．４、２．３５、２．３、２．２５、２．２、２．１５、２．１、２．０５、２．０、１．９５、１．９、１．８５、１．８もしくは１．７５以下の平均置換度を有し得る。一実施形態において、または任意の他の実施形態と組み合わせて、セルロースエステルは、０．６～０．９、または０．７～０．９、または０．８～０．９、または０．８～０．９のヒドロキシルの置換度を有する。
【0089】
一実施形態において、または任意の他の実施形態と組み合わせて、生分解性セルロースエステルは、ポリスチレン換算によるゲル浸透クロマトグラフィーを使用して、およびＮ－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）を溶媒として使用して測定された、１００，０００以下、または９０，０００以下の数平均分子量（Ｍｎ）を有し得る。いくつかの場合において、生分解性セルロースエステルは、少なくとも約１０，０００、少なくとも約２０，０００、２５，０００、３０，０００、３５，０００、４０，０００もしくは４５，０００、および／または約１００，０００、９５，０００、９０，０００、８５，０００、８０，０００、７５，０００、７０，０００、６５，０００、６０，０００もしくは５０，０００以下のＭｎを有し得る。
【0090】
生分解および崩壊
実施形態において、ＢＣＥ含有物品は生分解性であり得、またある特定の崩壊度を有し得る。生分解は、微生物代謝の作用による物質のミネラル化、またはバイオマス、ＣＯ２および水への変換を指す。一方、崩壊は、多くの場合物理的、化学的および生物学的メカニズムの組み合わされた作用による、材料の目に見える破壊を指す。
実施形態において、ＢＣＥ含有物品は生分解性であり得、またある特定の崩壊度を有し得る。生分解は、微生物代謝の作用による物質のミネラル化、またはバイオマス、ＣＯ２および水への変換を指す。一方、崩壊は、多くの場合物理的、化学的および生物学的メカニズムの組み合わされた作用による、材料の目に見える破壊を指す。
【0091】
本発明の一実施形態において、溶融加工可能なセルロースエステル組成物は、バイオフィラーを含まない配合物と比較して改善された崩壊を示す。改善は、同じ時間でのより厚い部分の崩壊として測定され得、または、それはより速い速度の崩壊と呼ぶことができる。崩壊度は、ある特定の環境条件への所与の曝露期間にわたる試料の重量損失によって特性評価され得る。いくつかの場合において、ＢＣＥ組成物は、６０日間土に埋めた後に少なくとも約５、１０、１５もしくは２０パーセントの重量損失を示し得る、および／または典型的な都市ごみ堆肥化装置への１５日間の曝露後に少なくとも約１５、２０、２５、３０もしくは３５パーセントの重量損失を示し得る。しかしながら、分解速度は、物品の具体的な最終用途、および物品の組成、ならびに特定の試験に依存して変動し得る。例示的な試験条件は、米国特許第５，９７０，９８８号および米国特許第６，５７１，８０２号に記載されている。
【0092】
いくつかの実施形態において、ＢＣＥ組成物は、生分解性の使い捨て（成形／成型）物品の形態であり得る。本明細書に記載のＢＣＥ組成物は、様々な環境条件下で予想以上の分解により特徴付けられる、向上したレベルの環境非持続性を示し得る。本明細書に記載のＢＣＥ含有物品は、産業堆肥化可能性、家庭堆肥化可能性、および／または土壌生分解性に関する国際試験法および当局により設定された合格基準を満たす、またはそれを超えることができる。
【0093】
崩壊は、材料の物理的破壊を指す。材料の崩壊は、生物学的、化学的および／または物理的プロセスによって影響され得る。堆肥化中の崩壊を監視するための方法は、標準化された実験室条件下、合成堆肥中で行うことができ、または信頼できる産業もしくは家庭堆肥システムにおいて実地試験として行うことができる。産業堆肥における崩壊を監視するための標準化方法は、ＩＳＯ－２０２００およびＩＳＯ－１６９２９に定義されている。定性的スクリーニング試験もまた、これらの標準化試験に基づくことができる。
【0094】
家庭堆肥化は、例えば、ＩＳＯ－１６９２９もしくはＩＳＯ－２０２００をより低温で実行することによって、または家庭堆肥化容器内で試験材料の崩壊を監視することによって、実験室条件下で模擬することができる。家庭堆肥化はまた、標準化方法で説明されているものと同様の条件下で行うことができるが、屋外の家庭堆肥化ビン内でより大規模に行うことができる。
【0095】
「堆肥化可能」とみなされるためには、材料は、以下の４つの基準を満たさなければならない：（１）材料は、ＩＳＯ１４８５５－１（２０１２）に従って、高温（５８℃）で制御堆肥化条件下での試験で生分解要件に合格すべきであり、これは絶対的な９０％生分解、または対照ポリマーに対する相対的な９０％生分解に対応する；（２）ＩＳＯ１６９２９（２０１３）またはＩＳＯ２０２００に従う好気性堆肥化条件下で試験された材料は、９０％崩壊に達しなければならない；（３）試験材料は、ＡＳＴＭ Ｄ６４００（２０１２）、ＥＮ１３４３２（２０００）およびＩＳＯ１７０８８（２０１２）に規定されるような揮発性固体、重金属およびフッ素に関する要件の全てを満たさなければならない；ならびに（４）材料は植物生長に悪影響をもたらすべきではない。本明細書において使用される場合、「生分解性」という用語は、一般に、有機分子の生物学的変換および消費を指す。生分解性は、材料自体の固有の特性であり、材料は、曝露される特定の条件に依存して異なる程度の生分解性を示し得る。「崩壊可能」という用語は、ある特定の条件に曝露された場合に材料が物理的により小さい断片に分解する傾向を指す。崩壊は、材料自体、ならびに試験されている物品の物理的サイズおよび構成の両方に依存する。生態毒性は、植生に対する材料の影響の尺度であり、材料の重金属含量は、標準試験法に提示されている手順に従って決定される。
【0096】
セルロースエステル組成物（またはそれを含む物品）は、ＩＳＯ１４８５５－１（２０１２）に従って周囲温度（２８℃±２℃）で好気性堆肥化条件下で試験された場合、５０日以内の期間で少なくとも７０パーセントの生分解を示し得る。いくつかの場合において、セルロースエステル組成物（またはそれを含む物品）は、「家庭堆肥化条件」とも呼ばれるこれらの条件下で試験された場合、４９、４８、４７、４６、４５、４４、４３、４２、４１、４０、３９、３８、または３７日以内の期間で少なくとも７０パーセントの生分解を示し得る。これらの条件は、水性または嫌気性でなくてもよい。いくつかの場合において、セルロースエステル組成物（またはそれを含む物品）は、家庭堆肥化条件下で５０日の期間ＩＳＯ１４８５５－１（２０１２）に従って試験された場合、少なくとも約７１、７２、７３、７４、７５、７６、７７、７８、７９、８０、８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７、または８８パーセントの全生分解を示し得る。これは、同一の試験条件に供されたセルロースと比較して、少なくとも約９５、９７、９９、１００、１０１、１０２、または１０３パーセントの相対的生分解を表し得る。
【0097】
フランス基準ＮＦ Ｔ５１－８００およびオーストラリア標準ＡＳ５８１０に従う家庭堆肥化条件下で「生分解性」とみなされるためには、材料は、（例えば初期試料と比較して）全体で少なくとも９０パーセントの生分解、または、参照および試験品の両方でプラトーに達した後、好適な参照材料の最大分解の少なくとも９０パーセントの生分解を示さなければならない。家庭堆肥化条件下での生分解の最大試験期間は、１年である。本明細書に記載のセルロースエステル組成物は、家庭堆肥化条件下、１４８５５－１（２０１２）に従って測定された、１年以内で少なくとも９０パーセントの生分解を示し得る。いくつかの場合において、セルロースエステル組成物（もしくはそれを含む物品）は、家庭堆肥化条件下、１４８５５－１（２０１２）に従って測定された、１年以内で少なくとも約９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、９９、もしくは９９．５パーセントの生分解を示し得るか、または、セルロースエステル組成物（もしくはそれを含む物品）は、１年以内で１００パーセントの生分解を示し得る。
【0098】
さらに、または代替として、本明細書に記載のセルロースエステル組成物（またはそれを含む物品）は、家庭堆肥化条件下、１４８５５－１（２０１２）に従って測定された、約３５０、３２５、３００、２７５、２５０、２２５、２２０、２１０、２００、１９０、１８０、１７０、１６０、１５０、１４０、１３０、１２０、１１０、１００、９０、８０、７０、６０、または５０日以内で少なくとも９０パーセントの生分解を示し得る。いくつかの場合において、セルロースエステル組成物（またはそれを含む物品）は、家庭堆肥化条件下、ＩＳＯ１４８５５－１（２０１２）に従う約７０、６５、６０、または５０日の試験日数以内で、少なくとも約９７、９８、９９、または９９．５パーセント生分解性であり得る。その結果、セルロースエステル組成物（またはそれを含む物品）は、家庭堆肥化条件下で試験された場合、例えばフランス標準ＮＦ Ｔ５１－８００およびオーストラリア標準ＡＳ５８１０に従って、生分解性であるとみなされ得る。
【0099】
セルロースエステル組成物（またはそれを含む物品）は、ＩＳＯ１４８５５－１（２０１２）に従って５８℃（±２℃）の温度での好気性堆肥化条件下で試験された場合、４５日以内の期間で少なくとも６０パーセントの生分解を示し得る。いくつかの場合において、セルロースエステル組成物（またはそれを含む物品）は、「産業堆肥化条件」とも呼ばれるこれらの条件下で試験された場合、４４、４３、４２、４１、４０、３９、３８、３７、３６、３５、３４、３３、３２、３１、３０、２９、２８、または２７日以内の期間で少なくとも６０パーセントの生分解を示し得る。これらは、水性または嫌気性条件でなくてもよい。いくつかの場合において、セルロースエステル組成物（またはそれを含む物品）は、産業堆肥化条件下で４５日の期間、ＩＳＯ１４８５５－１（２０１２）に従って試験された場合、少なくとも約６５、７０、７５、８０、８５、８７、８８、８９、９０、９１、９２、９３、９４、または９５パーセントの全生分解を示すことができる。これは、同一の試験条件に供された同じセルロースエステル組成物（またはそれを含む物品）と比較して、少なくとも約９５、９７、９９、１００、１０２、１０５、１０７、１１０、１１２、１１５、１１７、または１１９パーセントの相対的生分解を表し得る。
【0100】
ＡＳＴＭ Ｄ６４００およびＩＳＯ１７０８８に従う産業堆肥化条件下で「生分解性」とみなされるためには、対照と比較して、または絶対的に、品物全体において（または乾燥質量で１％超の量で存在する各構成要素について）有機炭素の少なくとも９０パーセントが、試験期間の終わりまでに二酸化炭素に変換されなければならない。欧州標準ＥＤ１３４３２（２０００）によれば、材料は、全体で少なくとも９０パーセントの生分解、または、参照および試験品の両方でプラトーに達した後、好適な参照材料の最大分解の少なくとも９０パーセントの生分解を示さなければならない。産業堆肥化条件下での生分解性の最大試験期間は、１８０日である。本明細書に記載のセルロースエステル組成物（またはそれを含む物品）は、産業堆肥化条件下、ＩＳＯ１４８５５－１（２０１２）に従って測定された、１８０日以内で少なくとも９０パーセントの生分解を示し得る。いくつかの場合において、セルロースエステル組成物（もしくはそれを含む物品）は、産業堆肥化条件下、ＩＳＯ１４８５５－１（２０１２）に従って測定された、１８０日以内で少なくとも約９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、９９、もしくは９９．５パーセントの生分解を示し得るか、または、セルロースエステル組成物（もしくはそれを含む物品）は、１８０日以内で１００パーセントの生分解を示し得る。
【0101】
さらに、または代替として、本明細書に記載のセルロースエステル組成物（またはそれを含む物品）は、産業堆肥化条件下、ＩＳＯ１４８５５－１（２０１２）に従って測定された、約１７５、１７０、１６５、１６０、１５５、１５０、１４５、１４０、１３５、１３０、１２５、１２０、１１５、１１０、１０５、１００、９５、９０、８５、８０、７５、７０、６５、６０、５５、５０、または４５日以内で少なくとも９０パーセントの生分解を示し得る。いくつかの場合において、セルロースエステル組成物（またはそれを含む物品）は、産業堆肥化条件下、ＩＳＯ１４８５５－１（２０１２）に従う約６５、６０、５５、５０、または４５日の試験日数以内で、少なくとも約９７、９８、９９、または９９．５パーセント生分解性であり得る。その結果、本明細書に記載のセルロースエステル組成物（またはそれを含む物品）は、産業堆肥化条件下で試験された場合、ＡＳＴＭ Ｄ６４００およびＩＳＯ１７０８８に従って、生分解性であるとみなされ得る。
【0102】
セルロースエステル組成物（またはそれを含む物品）は、周囲温度で好気性条件下、ＩＳＯ１７５５６（２０１２）に従って測定された、１３０日以内で少なくとも６０パーセントの土壌中での生分解を示し得る。いくつかの場合において、セルロースエステル組成物（またはそれを含む物品）は、「土壌堆肥化条件」とも呼ばれるこれらの条件下で試験された場合、１３０、１２０、１１０、１００、９０、８０、または７５日以内の期間で少なくとも６０パーセントの生分解を示し得る。これらは、水性または嫌気性条件でなくてもよい。いくつかの場合において、セルロースエステル組成物（またはそれを含む物品）は、土壌堆肥化条件下で１９５日の期間、ＩＳＯ１７５５６（２０１２）に従って試験された場合、少なくとも約６５、７０、７２、７５、７７、８０、８２、または８５パーセントの全生分解を示し得る。これは、同一の試験条件に供された同じセルロースエステル組成物（またはそれを含む物品）と比較して、少なくとも約７０、７５、８０、８５、９０、または９５パーセントの相対的生分解を表し得る。
【0103】
ＶｉｎｃｏｔｔｅのＯＫ生分解性ＳＯＩＬ適合証、およびＤＩＮ ＣＥＲＴＣＯのＤＩＮ Ｇｅｐｒｕｆｔ土壌中生分解性認証スキームに従う土壌堆肥化条件下で「生分解性」とみなされるためには、材料は、（例えば初期試料と比較して）全体で少なくとも９０パーセントの生分解、または、参照および試験品の両方でプラトーに達した後、好適な参照材料の最大分解の少なくとも９０パーセントの生分解を示さなければならない。土壌堆肥化条件下での生分解性の最大試験期間は、２年である。
【0104】
本明細書に記載のセルロースエステル組成物（またはそれを含む物品）は、土壌堆肥化条件下、ＩＳＯ１７５５６（２０１２）に従って測定された、２年以内、１．７５年以内、１年以内、９カ月以内、または６カ月以内で少なくとも９０パーセントの生分解を示し得る。いくつかの場合において、セルロースエステル組成物（もしくはそれを含む物品）は、土壌堆肥化条件下、ＩＳＯ１７５５６（２０１２）に従って測定された、２年以内で少なくとも約９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、９９、もしくは９９．５パーセントの生分解を示し得るか、または、セルロースエステル組成物（もしくはそれを含む物品）は、２年以内で１００パーセントの生分解を示し得る。
【0105】
さらに、または代替として、本明細書に記載のセルロースエステル組成物（またはそれを含む物品）は、土壌堆肥化条件下、ＩＳＯ１７５５６（２０１２）に従って測定された、約７００、６５０、６００、５５０、５００、４５０、４００、３５０、３００、２７５、２５０、２４０、２３０、２２０、２１０、２００、または１９５日以内で少なくとも９０パーセントの生分解を示し得る。いくつかの場合において、セルロースエステル組成物（またはそれを含む物品）は、土壌堆肥化条件下、ＩＳＯ１７５５６（２０１２）に従う約２２５、２２０、２１５、２１０、２０５、２００、または１９５日の試験日数以内で、少なくとも約９７、９８、９９、または９９．５パーセント生分解性であり得る。その結果、本明細書に記載のセルロースエステル組成物（またはそれを含む物品）は、ＶｉｎｃｏｔｔｅのＯＫ生分解性ＳＯＩＬ適合証を受けるための要件、およびＤＩＮ ＣＥＲＴＣＯのＤＩＮ Ｇｅｐｒｕｆｔ土壌中生分解性認証スキームの標準に適合するための要件を満たし得る。
【0106】
いくつかの実施形態において、本発明のセルロースエステル組成物（またはそれを含む物品）は、１、０．７５、０．５０、または０．２５重量パーセント未満の未知の生分解性の成分を含み得る。いくつかの場合において、本明細書に記載のセルロースエステル組成物（またはそれを含む物品）は、未知の生分解性の成分を含まなくてもよい。
【0107】
ポリマー材料の生分解を監視するために、水中生分解試験－Ｏ２消費量（ＯＥＣＤ ３０１Ｆ）が使用され得る。ＯＥＣＤ ３０１Ｆは、酸素消費量を測定することによって材料の生分解性を決定する、水中好気性生分解試験である。ＯＥＣＤ ３０１Ｆは、不溶性および揮発性材料について最も頻繁に使用されている。試験材料の主要成分の純度または割合は、理論酸素要求量（ＴｈＯＤ）を計算する上で重要である。他の３０１試験法と同様に、ＯＥＣＤ ３０１Ｆの標準試験期間は、最低２８日である。試験物質の無機培地中の溶液または懸濁液が、暗所または拡散光下、好気性条件下で播種およびインキュベートされる。手順の操作をチェックするために、陽性対照としてセルロースが並行して試験される。
【0108】
水中生分解は、物質のブレンド材料の生分解性の別の尺度である。生物学的酸素要求量［ＢＯＤ］は、ＯｘｉＴｏｐ（登録商標）Ｃｏｎｔｒｏｌ ＯＣ１１０呼吸計システムを使用して経時的に測定された。これは、閉鎖ボトル系内で酸素が消費された場合に生じる負圧を測定することによって達成される。Ｏ２が消費された場合に発生するＣＯ２を収集するために、ＮａＯＨ錠が系に添加される。ＣＯ２およびＮａＯＨが反応してＮａ２ＣＯ３を形成し、これが気相からＣＯ２を引き出し、測定可能な負圧をもたらす。ＯｘｉＴｏｐ測定ヘッドがこの負圧値を記録し、その情報をワイヤレスでコントローラに中継し、コントローラが生成されたＣＯ２を１：１の比率によりＢＯＤに変換する。測定された生物学的酸素要求量が各試験材料の理論酸素要求量と比較されて、生分解のパーセンテージが決定され得る。本発明の一実施形態において、バイオフィラーがブレンドに含まれる場合、水中生分解速度は同じまたは異なり得る。
【0109】
産業および／または家庭堆肥化条件下で生分解性であることに加えて、本明細書に記載のセルロースエステル組成物（またはそれを含む物品）はまた、家庭および／または産業条件下で堆肥化可能であってもよい。前述したように、材料は、生分解性、崩壊能、重金属含量、および生態毒性に関するＥＮ１３４３２に記載の要件を満たす、またはそれを超える場合、堆肥化可能であるとみなされる。本明細書に記載のセルロースエステル組成物（またはそれを含む物品）は、家庭および／または産業堆肥化条件下で、ＶｉｎｃｏｔｔｅからのＯＫ堆肥およびＯＫ堆肥ＨＯＭＥ適合証を受けるための要件を満たすのに十分な堆肥化可能性を示し得る。
【0110】
いくつかの場合において、本明細書に記載のセルロースエステル組成物（またはそれを含む物品）は、ＥＮ１３４３２（２０００）に提示されている要件の全てを満たす揮発性固体濃度、重金属およびフッ素含量を有し得る。さらに、セルロースエステル組成物（またはそれを含む物品）は、堆肥品質に悪影響をもたらし得ない（化学的パラメータおよび生態毒性試験を含む）。
【0111】
いくつかの場合において、セルロースエステル組成物（またはそれを含む物品）は、産業堆肥化条件下、ＩＳＯ１６９２９（２０１３）またはＩＳＯ２０２００に従って測定された、２６週間以内で少なくとも９０パーセントの崩壊を示し得る。いくつかの場合において、セルロースエステル組成物（もしくはそれを含む物品）は、産業堆肥化条件下、２６週間以内で少なくとも約９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、９９、もしくは９９．５パーセントの崩壊を示し得るか、または、セルロースエステル組成物（もしくはそれを含む物品）は、産業堆肥化条件下、２６週間以内で１００パーセント崩壊し得る。代替として、またはさらに、セルロースエステル組成物（またはそれを含む物品）は、ＩＳＯ１６９２９（２０１３）またはＩＳＯ２０２００に従って測定された、産業堆肥化条件下、約２６、２５、２４、２３、２２、２１、２０、１９、１８、１７、１６、１５、１４、１３、１２、１１、または１０週間以内で少なくとも９０パーセントの崩壊を示し得る。いくつかの場合において、本明細書に記載のセルロースエステル組成物（またはそれを含む物品）は、ＩＳＯ１６９２９（２０１３）またはＩＳＯ２０２００に従って測定して、産業堆肥化条件下、約１２、１１、１０、９、または８週間以内で少なくとも９７、９８、９９、または９９．５パーセント崩壊し得る。
【0112】
いくつかの場合において、セルロースエステル組成物（またはそれを含む物品）は、家庭堆肥化条件下、ＩＳＯ１６９２９（２０１３）またはＩＳＯ２０２００に従って測定された、２６週間以内で少なくとも９０パーセントの崩壊を示し得る。いくつかの場合において、セルロースエステル組成物（もしくはそれを含む物品）は、家庭堆肥化条件下、２６週間以内で少なくとも約９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、９９、もしくは９９．５パーセントの崩壊を示し得るか、または、セルロースエステル組成物（もしくはそれを含む物品）は、家庭堆肥化条件下、２６週間以内で１００パーセント崩壊し得る。代替として、またはさらに、セルロースエステル組成物（またはそれを含む物品）は、ＩＳＯ１６９２９（２０１３）またはＩＳＯ２０２００に従って測定された、家庭堆肥化条件下、約２６、２５、２４、２３、２２、２１、２０、１９、１８、１７、１６、または１５週間以内で少なくとも９０パーセントの崩壊を示し得る。いくつかの場合において、本明細書に記載のセルロースエステル組成物（またはそれを含む物品）は、ＩＳＯ１６９２９（２０１３）またはＩＳＯ２０２００に従って家庭堆肥化条件下で測定して、２０、１９、１８、１７、１６、１５、１４、１３、または１２週間以内で少なくとも９７、９８、９９、または９９．５パーセント崩壊し得る。
【0113】
実施形態において、または任意の他の実施形態と組み合わせて、セルロースエステル組成物が０．０２、もしくは０．０５、もしくは０．０７、もしくは０．１０、もしくは０．１３、もしくは０．２５、もしくは０．３８、もしくは０．５１、もしくは０．６４、もしくは０．７６、もしくは０．８９、もしくは１．０２、もしくは１．１４、もしくは１．２７、もしくは１．４０、もしくは１．５２、もしくは１．７８、もしくは２．０、もしくは２．３、もしくは２．５、もしくは３．０、もしくは３．３、もしくは３．８ｍｍの最大厚さを有するフィルムに成形されるか、またはそのような最大厚さを有する物品に射出成型される場合、フィルムまたは物品は、本明細書に記載の崩壊試験プロトコルに従って、または代替としてＩＳＯ１６９２９（２０１３）もしくはＩＳＯ２０２００に従って、１２週間後に９０％超の崩壊を示す。ある特定の実施形態において、セルロースエステル組成物が０．０２、もしくは０．０５、もしくは０．０７、もしくは０．１０、もしくは０．１３、もしくは０．２５、もしくは０．３８、もしくは０．５１、もしくは０．６４、もしくは０．７６、もしくは０．８９、もしくは１．０２、もしくは１．１４、もしくは１．２７、もしくは１．４０、もしくは１．５２、もしくは１．７８、もしくは２．０、もしくは２．３、もしくは２．５、もしくは３．０、もしくは３．３、もしくは３．８ｍｍの最大厚さを有するフィルムに成形されるか、またはそのような最大厚さを有する物品に射出成型される場合、フィルムまたは物品は、本明細書に記載の崩壊試験プロトコルに従って、または代替としてＩＳＯ（２０１３）もしくはＩＳＯ２０２００に従って、１２週間後に９０％超の崩壊を示す。ある特定の実施形態において、セルロースエステル組成物が０．１３、または０．２５、または０．３８、または０．５１、または０．６４、または０．７６、または０．８９、または１．０２、または１．１４、または１．２７、または１．４０、または１．５２ｍｍの厚さを有するフィルムに成形される場合、フィルムは、本明細書に記載の崩壊試験プロトコルに従って、または代替としてＩＳＯ１６９２９（２０１３）もしくはＩＳＯ２０２００に従って、１２週間後に９０、または９５、または９６、または９７、または９８、または９９％超の崩壊を示す。ある特定の実施形態において、セルロースエステル組成物が０．０２、もしくは０．０５、もしくは０．０７、もしくは０．１０、もしくは０．１３、もしくは０．２５、もしくは０．３８、もしくは０．５１、もしくは０．６４、もしくは０．７６、もしくは０．８９、もしくは１．０２、もしくは１．１４、もしくは１．２７、もしくは１．４０、もしくは１．５２、もしくは１．７８、もしくは２．０、もしくは２．３、もしくは２．５、もしくは３．０、もしくは３．３、もしくは３．８ｍｍの最大厚さを有するフィルムに成形されるか、またはそのような最大厚さを有する物品に射出成型される場合、フィルムまたは物品は、本明細書に記載の崩壊試験プロトコルに従い、または代替としてＩＳＯ１６９２９（２０１３）もしくはＩＳＯ２０２００に従い、８、または９、または１０、または１１、または１２、または１３、または１４、または１５、または１６週間後に９０、または９５、または９６、または９７、または９８、または９９％超の崩壊を示す。
【0114】
いくつかの実施形態において、本明細書に記載のセルロースエステル組成物（またはそれを含む物品）は、光分解剤を実質的に含まなくてもよい。例えば、セルロースエステル組成物（もしくはそれを含む物品）は、セルロースエステル組成物（もしくはそれを含む物品）の総重量を基準として約１、０．７５、０．５０、０．２５、０．１０、０．０５、０．０２５、０．０１、０．００５、０．００２５、もしくは０．００１重量パーセント以下の光分解剤を含んでもよく、または、セルロースエステル組成物（もしくはそれを含む物品）は、光分解剤を含まなくてもよい。そのような光分解剤の例は、これらに限定されないが、光酸化触媒として作用し、任意選択で１種または複数種の金属塩、酸化性プロモーター、およびそれらの組合せの存在によって強化されていてもよい顔料を含む。顔料は、コーティングされた、またはコーティングされていないアナターゼまたはルチル二酸化チタンを含み得、これらは単独で、または例えば様々な種類の金属等の強化成分の１つもしくは複数と組み合わせて存在してもよい。光分解剤の他の例は、ベンゾイン、ベンゾインアルキルエーテル、ベンゾフェノンおよびその誘導体、アセトフェノンおよびその誘導体、キノン、チオキサントン、フタロシアニンおよび他の光増感剤、エチレン－一酸化炭素コポリマー、芳香族ケトン－金属塩増感剤、ならびにそれらの組合せを含む。
【0115】
最終用途
一態様において、本明細書に記載のセルロースエステル組成物を含む生分解性、崩壊可能および／または堆肥化可能な物品が提供される。実施形態において、セルロースエステル組成物は、押出し可能、成型可能、キャスト可能、熱成形可能、または３Ｄプリント可能であってもよい。
一態様において、本明細書に記載のセルロースエステル組成物を含む生分解性、崩壊可能および／または堆肥化可能な物品が提供される。実施形態において、セルロースエステル組成物は、押出し可能、成型可能、キャスト可能、熱成形可能、または３Ｄプリント可能であってもよい。
【0116】
実施形態において、セルロースエステル組成物は溶融加工可能であり、生分解性および／または堆肥化可能である有用な成型物品、例えば使い捨て食品接触物品に成形され得る。実施形態において、物品は、非持続性である。環境的に「非持続性」とは、生分解性セルロースエステルが進行したレベルの崩壊に達した場合、天然微生物集団による完全消費に適することを意味する。生分解性セルロースエステルの分解は、最終的にその二酸化炭素、水およびバイオマスへの変換をもたらす。実施形態において、１５０ミル、または１４０ミル、または１３０ミル、または１２０ミル、または１１０ミル、または１００ミル、または９０ミル、または８０ミル、または７０ミル、または６０ミル、または５０ミル、または４０ミル、または３０ミル、または２５ミル、または２０ミル、または１５ミル、または１０ミル、または５ミル、または２ミル、または１ミルまでの最大厚さを有し、生分解性で堆肥化可能である（すなわち本明細書で議論される産業または家庭堆肥化可能性試験／基準に合格する）（本明細書で議論される）セルロースエステル組成物を含む物品が提供される。実施形態において、１５０ミル、または１４０ミル、または１３０ミル、または１２０ミル、または１１０ミル、１００ミルまで、または９０ミル、または８０ミル、または７０ミル、または６０ミル、または５０ミル、または４０ミル、または３０ミル、または２５ミル、または２０ミル、または１５ミル、または１０ミル、または５ミル、または２ミル、または１ミルまでの最大厚さを有し、環境的に非持続性である（本明細書で議論される）セルロースエステル組成物を含む物品が提供される。
【0117】
本発明の実施形態において、セルロースエステル組成物を含む物品が提供され、物品は、食品サービスおよび食料品、園芸、農業、レクリエーション、コーティング、繊維、不織物、ならびに家庭／オフィス用途において使用される。食品サービスおよび食料品の例は、これらに限定されないが、ストロー、カップの蓋、複合蓋、ポーションカップ、飲料カップ、トレイ、ボウル、皿、食品容器、容器の蓋、クラムシェル容器、刃物類、調理器具、撹拌棒、瓶、瓶の蓋、ボトル、ボトルキャップ、袋、可撓性の包装、ラップ、農産物用の籠、農産物用のステッカー、および撚糸を含む。園芸および／または農業用途の例は、これらに限定されないが、植木鉢、発芽用トレイ、移植用の鉢、植物タグ、バケツ、土およびマルチ用の袋、トリマーストリング、農業用フィルム、マルチフィルム、温室用フィルム、サイレージフィルム、堆肥化可能な袋、フィルム支柱、干し草梱包用撚糸を含む。レクリエーション物品の例は、これらに限定されないが、玩具、スポーツ用品、釣具、ゴルフ用具およびキャンプ用品を含む。玩具は、これらに限定されないが、ビーチ用玩具、ブロック、ホイール、プロペラ、シッピーカップ、人形用アクセサリー、およびペット用玩具を含み得る。スポーツ用品は、これらに限定されないが、笛、ウィッフルボール、パドル、ネット、フォームボールおよびダーツ、ならびに人工芝を含み得る。釣具は、これらに限定されないが、浮き、ルアー、網、およびトラップを含み得る。ゴルフ用具は、これらに限定されないが、ティー、練習用ボール、ボールマーカー、ディボットツールを含む。キャンプ用品は、これらに限定されないが、テントの杭、食器、およびコード／ロープ）を含む。家庭およびオフィス用物品の例は、これらに限定されないが、ギフトカード、クレジットカード、標識、ラベル、レポートカバー、封筒、テープ、工具の柄、歯ブラシの柄、筆記具、櫛、フィルム容器、電線絶縁材、ねじキャップ、およびボトルを含む。
【0118】
実施形態において、物品は、本明細書に記載のセルロースエステル組成物を含む成型可能な熱可塑性材料から作製される。
実施形態において、物品は、使い捨て食品接触物品である。セルロースエステル組成物を用いて作製され得るそのような物品の例は、カップ、トレイ、複数の区画を有するトレイ、クラムシェル包装、キャンディの棒、フィルム、シート、トレイおよび蓋（例えば熱成形された）、ストロー、皿、ボウル、ポーションカップ、食品包装、液体運搬容器、固体またはゲル運搬容器、ならびに刃物類を含む。実施形態において、セルロースエステルは、物品のコーティングまたは層であってもよい。物品は、繊維を含み得る。実施形態において、物品は、園芸用物品であってもよい。セルロースエステル組成物を用いて作製され得るそのような物品の例は、植木鉢、植物タグ、マルチフィルム、および農業用グランドカバーを含む。
実施形態において、物品は、使い捨て食品接触物品である。セルロースエステル組成物を用いて作製され得るそのような物品の例は、カップ、トレイ、複数の区画を有するトレイ、クラムシェル包装、キャンディの棒、フィルム、シート、トレイおよび蓋（例えば熱成形された）、ストロー、皿、ボウル、ポーションカップ、食品包装、液体運搬容器、固体またはゲル運搬容器、ならびに刃物類を含む。実施形態において、セルロースエステルは、物品のコーティングまたは層であってもよい。物品は、繊維を含み得る。実施形態において、物品は、園芸用物品であってもよい。セルロースエステル組成物を用いて作製され得るそのような物品の例は、植木鉢、植物タグ、マルチフィルム、および農業用グランドカバーを含む。
【0119】
一実施形態において、または任意の他の実施形態と組み合わせて、セルロースエステルは、ＧＰＣにより測定された１０，０００～９０，０００ダルトンの範囲内の数平均分子量（「Ｍｎ」）を有する。一実施形態において、または任意の他の実施形態と組み合わせて、セルロースエステルは、ＧＰＣにより測定された３０，０００～９０，０００ダルトンの範囲内の数平均分子量（「Ｍｎ」）を有する。一実施形態において、または任意の他の実施形態と組み合わせて、セルロースエステルは、ＧＰＣにより測定された４０，０００～９０，０００ダルトンの範囲内の数平均分子量（「Ｍｎ」）を有する。
【0120】
一実施形態において、または任意の他の実施形態と組み合わせて、組成物が０．３８ｍｍの厚さを有するフィルムに成形された場合、フィルムは、本明細書に記載の崩壊試験プロトコルに従って、または代替としてＩＳＯ１６９２９（２０１３）もしくはＩＳＯ２０２００に従って、６週間後に５％超の崩壊、および１２週間後に９０％超の崩壊を示す。一実施形態において、または任意の他の実施形態と組み合わせて、組成物が０．３８ｍｍの厚さを有するフィルムに成形された場合、フィルムは、本明細書に記載の崩壊試験プロトコルに従って、または代替としてＩＳＯ１６９２９（２０１３）もしくはＩＳＯ２０２００に従って、６週間後に１０％超の崩壊、および１２週間後に９０％超の崩壊を示す。一実施形態において、または任意の他の実施形態と組み合わせて、組成物が０．３８ｍｍの厚さを有するフィルムに成形された場合、フィルムは、本明細書に記載の崩壊試験プロトコルに従って、または代替としてＩＳＯ１６９２９（２０１３）もしくはＩＳＯ２０２００に従って、６週間後に２０％超の崩壊、および１２週間後に９０％超の崩壊を示す。一実施形態において、または任意の他の実施形態と組み合わせて、組成物が０．３８ｍｍの厚さを有するフィルムに成形された場合、フィルムは、本明細書に記載の崩壊試験プロトコルに従って、または代替としてＩＳＯ１６９２９（２０１３）もしくはＩＳＯ２０２００に従って、６週間後に３０％超の崩壊、および１２週間後に９０％超の崩壊を示す。一実施形態において、または任意の他の実施形態と組み合わせて、組成物が０．３８ｍｍの厚さを有するフィルムに成形された場合、フィルムは、本明細書に記載の崩壊試験プロトコルに従って、または代替としてＩＳＯ１６９２９（２０１３）に従って、６週間後に５０％超の崩壊、および１２週間後に９０％超の崩壊を示す。一実施形態において、または任意の他の実施形態と組み合わせて、組成物が０．３８ｍｍの厚さを有するフィルムに成形された場合、フィルムは、本明細書に記載の崩壊試験プロトコルに従って、または代替としてＩＳＯ１６９２９（２０１３）もしくはＩＳＯ２０２００に従って、６週間後に７０％超の崩壊、および１２週間後に９０％超の崩壊を示す。
【0121】
一実施形態において、または任意の他の実施形態と組み合わせて、組成物が０．７６ｍｍの厚さを有するフィルムに成形された場合、フィルムは、本明細書に記載の崩壊試験プロトコルに従って、または代替としてＩＳＯ１６９２９（２０１３）もしくはＩＳＯ２０２００に従って、１２週間後に３０％超の崩壊を示す。一実施形態において、または任意の他の実施形態と組み合わせて、組成物が０．７６ｍｍの厚さを有するフィルムに成形された場合、フィルムは、本明細書に記載の崩壊試験プロトコルに従って、または代替としてＩＳＯ１６９２９（２０１３）もしくはＩＳＯ２０２００に従って、１２週間後に５０％超の崩壊を示す。一実施形態において、または任意の他の実施形態と組み合わせて、組成物が０．７６ｍｍの厚さを有するフィルムに成形された場合、フィルムは、本明細書に記載の崩壊試験プロトコルに従って、または代替としてＩＳＯ１６９２９（２０１３）もしくはＩＳＯ２０２００に従って、１２週間後に７０％超の崩壊を示す。一実施形態において、または任意の他の実施形態と組み合わせて、組成物が０．７６ｍｍの厚さを有するフィルムに成形された場合、フィルムは、本明細書に記載の崩壊試験プロトコルに従って、または代替としてＩＳＯ１６９２９（２０１３）もしくはＩＳＯ２０２００に従って、１２週間後に９０％超の崩壊を示す。一実施形態において、または任意の他の実施形態と組み合わせて、組成物が０．７６ｍｍの厚さを有するフィルムに成形された場合、フィルムは、本明細書に記載の崩壊試験プロトコルに従って、または代替としてＩＳＯ１６９２９（２０１３）もしくはＩＳＯ２０２００に従って、１２週間後に９５％超の崩壊を示す。
【0122】
別の実施形態において、酢酸セルロース組成物を含む酢酸セルローストウバンドが提供され、酢酸セルロース組成物は、少なくとも１種のセルロースエステル、少なくとも１種の可塑剤、少なくとも１種のアルカリ性添加剤、および少なくとも１種の中和剤を含み、酢酸セルロース組成物は、産業堆肥化条件下で試験された場合、ＡＳＴＭ Ｄ６４００に従って生分解性である。
【0123】
典型的なシガレットフィルタは、酢酸セルローストウまたは単にアセテートトウと呼ばれる酢酸セルロースベース繊維の連続フィラメントトウバンドから作製される。フィルタを作製するためのアセテートトウの使用は、様々な特許において説明されており、トウは可塑化されてもよい。例えば、米国特許第２，７９４，２３９号を参照されたい。
【0124】
連続繊維の代わりに、より短く、フィルタの最終的な分解を補助し得る短繊維が使用されてもよい。例えば、連続フィラメントトウから直接短繊維タバコフィルタ要素等を製造することを開示している、米国特許第３，６５８，６２６号を参照されたい。これらの短繊維もまた、可塑化されてもよい。
【0125】
シガレット繊維用のアセテートトウは、典型的には、米国特許第２，９５３，８３８号に記載のように、意図的に高度に縮れさせ絡ませたＹ字形状の小フィラメントデニール繊維でできている。Ｙ字形状は、他の繊維形状と比較して、所与の圧力降下に対して最も低い重量を有する最適なシガレットフィルタを可能にする。米国特許第２，８２９，０２７号を参照されたい。典型的にはフィラメント当たり１．６～８デニール（ｄｐｆ）の範囲内の小フィラメントデニール繊維が、効率的なフィルタを作製するために使用される。フィルタを構築する際、繊維の縮れは、フィルタの堅さの改善、および所与の圧力降下に対するトウ重量の低減を可能にする。
【0126】
アセテートトウからシガレットフィルタへの変換は、例えば米国特許第３，０１７，３０９号に記載のように、トウ調整システムおよびプラグメーカーを用いて達成され得る。トウ調整システムは、ベールからトウを引き出し、繊維を広げて解放（ｄｅ－ｒｅｇｉｓｔｅｒ）（「展開（ｂｌｏｏｍ）」）し、トウをプラグメーカーに送達する。プラグメーカーは、トウを圧縮し、プラグラップ紙でラップし、好適な長さのロッドに切断する。フィルタの堅さをさらに増加させるために、不揮発性溶媒を添加して、繊維を互いに溶剤結合することができる。これらの溶剤結合剤は商業上可塑剤と呼ばれ、歴史的に、トリアセチン（グリセロールトリアセテート）、ジエチレングリコールジアセテート、トリエチレングリコールジアセテート、トリプロピオニン、クエン酸アセチルトリエチル、およびクエン酸トリエチルを含んでいる。ワックスもまた、フィルタの堅さを増加させるために使用されている。例えば、米国特許第２，９０４，０５０号を参照されたい。
【0127】
従来の可塑剤繊維間結合剤は、結合および選択的濾過に役立つ。しかしながら、可塑剤は、典型的には水溶解性ではなく、繊維は長期間にわたり結合したままとなる。実際に、従来のシガレットフィルタは、フィルタ繊維の高度に絡まった性質、繊維間の溶剤結合、および酢酸セルロースポリマーの固有の遅い分解性に起因して、廃棄された場合分解および崩壊するのに何年も要し得る。したがって、改善された分解性を有するシガレットフィルタを開発することが試みられている。
【実施例】
【0128】
略語
ＴＦＡはトリフルオロ酢酸であり、ＤＭＳＯ－ｄ６は６重水素化ジメチルスルホキシドであり、ＣＡ－３９８－３０はＥａｓｔｍａｎ酢酸セルロースＣＡ－３９８－３０であり、ＤＢは分岐度である。
ＴＦＡはトリフルオロ酢酸であり、ＤＭＳＯ－ｄ６は６重水素化ジメチルスルホキシドであり、ＣＡ－３９８－３０はＥａｓｔｍａｎ酢酸セルロースＣＡ－３９８－３０であり、ＤＢは分岐度である。
【0129】
方法：
二酢酸セルロース：
ＣＡ－３９８－３０（二酢酸セルロース、ＣＤＡ）が全ての例および測定における樹脂であった。置換度（ＤＳ）は２．５である。融点は２３０～２５０℃であり、Ｔｇは１８９℃である。実施例において言及される添加剤に従って、材料をペレットに調合した。
二酢酸セルロース：
ＣＡ－３９８－３０（二酢酸セルロース、ＣＤＡ）が全ての例および測定における樹脂であった。置換度（ＤＳ）は２．５である。融点は２３０～２５０℃であり、Ｔｇは１８９℃である。実施例において言及される添加剤に従って、材料をペレットに調合した。
【0130】
レオロジー
ＴＡ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製平行平板レオメータ、ＡＲＥＳ Ｇ２を使用して、溶融粘度を測定した。１ｍｍ間隔の円板を使用して、２２０℃の温度で振動数掃引を行った。
ＴＡ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製平行平板レオメータ、ＡＲＥＳ Ｇ２を使用して、溶融粘度を測定した。１ｍｍ間隔の円板を使用して、２２０℃の温度で振動数掃引を行った。
【0131】
物理的特性
【0132】
【表2】
【0133】
ＮＭＲを使用したデンプンの分岐度
試料調製：典型的なセルロース試料のようにデンプン試料を調製した。零点補正したバイアルに、約２０ｍｇの試料、撹拌棒および１ｍＬのＤＭＳＯ－ｄ６を加えた。内容物をホットプレート上で８０℃で撹拌した。試料が完全に溶解したら、ホットプレートから外し、室温まで冷却した。８０μＬのＴＦＡ－ｄ／ＴＭＳ溶液をバイアルに加え、内容物を撹拌し、溶液をＮＭＲ管に移した。６００ＭＨｚ Ｂｒｕｋｅｒ Ａｖａｎｃｅ ＩＩＩＨＤ分光計で８０℃で１Ｈ ＮＭＲスペクトルを取得した（６４スキャン、１５ｓ ｄ１）。
試料調製：典型的なセルロース試料のようにデンプン試料を調製した。零点補正したバイアルに、約２０ｍｇの試料、撹拌棒および１ｍＬのＤＭＳＯ－ｄ６を加えた。内容物をホットプレート上で８０℃で撹拌した。試料が完全に溶解したら、ホットプレートから外し、室温まで冷却した。８０μＬのＴＦＡ－ｄ／ＴＭＳ溶液をバイアルに加え、内容物を撹拌し、溶液をＮＭＲ管に移した。６００ＭＨｚ Ｂｒｕｋｅｒ Ａｖａｎｃｅ ＩＩＩＨＤ分光計で８０℃で１Ｈ ＮＭＲスペクトルを取得した（６４スキャン、１５ｓ ｄ１）。
【0134】
表２に示すデンプンは、Ｉｎｇｒｅｄｉｏｎから入手した。
【0135】
【表3】
【0136】
産業用堆肥－崩壊性能
試験材料は、供給されたままで使用する。材料の写真を撮影し、タグ付けし、試料の種類当たり１つの試験物品をナイロンメッシュ袋に入れた。袋に堆肥を充填し、活性段階の開始時にウィンドロウに設置した。試験の間、回転ウィンドロウシステムを利用した。我々の試験において、出発原料Ｃ：Ｎ比の平均は約２４であった。活性段階にわたるウィンドロウにおける平均温度は約７１℃（１６０°Ｆ）であり、含水量は５０～６０％の間で変動した。活性段階は９６日間続き、ウィンドロウを１４、３０および６０日目に回転させた。活性段階の終わりに、袋をウィンドロウから回収し、乾燥させた。試験物品を袋から取り出し、写真を撮影した。
試験材料は、供給されたままで使用する。材料の写真を撮影し、タグ付けし、試料の種類当たり１つの試験物品をナイロンメッシュ袋に入れた。袋に堆肥を充填し、活性段階の開始時にウィンドロウに設置した。試験の間、回転ウィンドロウシステムを利用した。我々の試験において、出発原料Ｃ：Ｎ比の平均は約２４であった。活性段階にわたるウィンドロウにおける平均温度は約７１℃（１６０°Ｆ）であり、含水量は５０～６０％の間で変動した。活性段階は９６日間続き、ウィンドロウを１４、３０および６０日目に回転させた。活性段階の終わりに、袋をウィンドロウから回収し、乾燥させた。試験物品を袋から取り出し、写真を撮影した。
【0137】
実施例１
崩壊性能－商業用堆肥
３０ミルの物品を産業用堆肥に入れ、１２週間の終わりに崩壊について観察した。約２０％のＰＥＧ－４００可塑剤を含み、デンプンを含まない試料Ａは、１２週間の終わりに崩壊しなかった。１．２のＤＢを有するデンプン（Ｂｅｎｅｆｏｒｍ ３７５０、Ｉｎｇｒｅｄｉｏｎから入手）を１０、２０および３０％投入量で含む試料Ｂ～Ｄは、３０％のデンプン投入量で崩壊の開始を示した。しかしながら、４．４のＤＢを有するデンプンを１０、２０および３０％投入量で含む試料Ｅ～Ｇは、２０％投入量で顕著な崩壊（＞９０％）を示し、３０％投入量で完全崩壊（１００％）を示す。
崩壊性能－商業用堆肥
３０ミルの物品を産業用堆肥に入れ、１２週間の終わりに崩壊について観察した。約２０％のＰＥＧ－４００可塑剤を含み、デンプンを含まない試料Ａは、１２週間の終わりに崩壊しなかった。１．２のＤＢを有するデンプン（Ｂｅｎｅｆｏｒｍ ３７５０、Ｉｎｇｒｅｄｉｏｎから入手）を１０、２０および３０％投入量で含む試料Ｂ～Ｄは、３０％のデンプン投入量で崩壊の開始を示した。しかしながら、４．４のＤＢを有するデンプンを１０、２０および３０％投入量で含む試料Ｅ～Ｇは、２０％投入量で顕著な崩壊（＞９０％）を示し、３０％投入量で完全崩壊（１００％）を示す。
【0138】
【表4】
【0139】
実施例１．２
崩壊性能－生分解データ
淡水環境における生分解試験
デンプン試料Ｂｅｎｅｆｏｒｍ ３７５０、ＣｌｅａｒＦｌｏ、Ｄｏｕｇｌａｓ ３０６０、およびＡｒｇｏコーンスターチについて、合計４１日間ＯｘｉＴｏｐ ＯＣ １１０呼吸計を用いて淡水生分解試験を行った。この試験では５６日間が通常の長さであるが、インキュベータの不具合により試験が早期に終了された。次いでデータを、デンプンＴｈｅｒｍＦｌｏを含んでいた２０２１年３月２５日からの以前の試験の最初の４１日間と比較した。この試験のために、ＥＭＮから廃水を入手し、唯一の廃水源として使用した。この試験の廃水接種材料における微生物数の差を考慮して、通常の１％の代わりに約５％の廃水を接種材料として添加した。
崩壊性能－生分解データ
淡水環境における生分解試験
デンプン試料Ｂｅｎｅｆｏｒｍ ３７５０、ＣｌｅａｒＦｌｏ、Ｄｏｕｇｌａｓ ３０６０、およびＡｒｇｏコーンスターチについて、合計４１日間ＯｘｉＴｏｐ ＯＣ １１０呼吸計を用いて淡水生分解試験を行った。この試験では５６日間が通常の長さであるが、インキュベータの不具合により試験が早期に終了された。次いでデータを、デンプンＴｈｅｒｍＦｌｏを含んでいた２０２１年３月２５日からの以前の試験の最初の４１日間と比較した。この試験のために、ＥＭＮから廃水を入手し、唯一の廃水源として使用した。この試験の廃水接種材料における微生物数の差を考慮して、通常の１％の代わりに約５％の廃水を接種材料として添加した。
【0140】
【表5】
【0141】
陽性対照（セルロース）が両方の実験において６０％超の生分解に達したため、この実験からの結果は両方のシステムの有効性を示した。結果は、デンプン試料、Ａｒｇｏコーンスターチ、Ｄｏｕｇｌａｓ ３０６０およびＣｌｅａｒＦｌｏが陽性対照より良好に分解することが証明されたことを示した。デンプン試料Ｂｅｎｅｆｏｒｍ ３７５０は、デンプン添加剤の中で分解が最も少なかった。
【0142】
【表6】
【0143】
実施例１．３
崩壊性能
３０ミルの物品を産業用堆肥（ＯＷＳ）に入れ、１２週間の終わりに崩壊について観察した。以下の表は、３０ミルの厚さの物品の産業用堆肥中１２週間後の代表的な状況を示す。使用した特定のデンプン添加剤に依存して、崩壊性能に明確な差がある。Ｂｅｎｅｆｏｒｍ添加剤を含む３０ミルフィルムは崩壊が最も少ないが、ＣｌｅａｒｆｌｏおよびＴｈｅｒｍｆｌｏを含むフィルムは顕著に崩壊した。このデータは、より高度の分岐を有するデンプン製品（ＣｌｅａｒｆｌｏおよびＴｈｅｒｍｆｌｏ）が崩壊割合向上添加剤として機能するという仮説を裏付けている。Ｂｅｎｅｆｏｒｍは、主に直鎖デンプンであり、したがって崩壊性能の増加に役立たない。（分岐についてはＮＭＲデータを参照されたい。）６０ミルプラークはいずれも、その初期重量の５０％超崩壊することはなかった。
崩壊性能
３０ミルの物品を産業用堆肥（ＯＷＳ）に入れ、１２週間の終わりに崩壊について観察した。以下の表は、３０ミルの厚さの物品の産業用堆肥中１２週間後の代表的な状況を示す。使用した特定のデンプン添加剤に依存して、崩壊性能に明確な差がある。Ｂｅｎｅｆｏｒｍ添加剤を含む３０ミルフィルムは崩壊が最も少ないが、ＣｌｅａｒｆｌｏおよびＴｈｅｒｍｆｌｏを含むフィルムは顕著に崩壊した。このデータは、より高度の分岐を有するデンプン製品（ＣｌｅａｒｆｌｏおよびＴｈｅｒｍｆｌｏ）が崩壊割合向上添加剤として機能するという仮説を裏付けている。Ｂｅｎｅｆｏｒｍは、主に直鎖デンプンであり、したがって崩壊性能の増加に役立たない。（分岐についてはＮＭＲデータを参照されたい。）６０ミルプラークはいずれも、その初期重量の５０％超崩壊することはなかった。
【0144】
【表7】
【0145】
実施例２
熱たわみ温度の増加
驚くべきことに、２０％の投入量で分岐デンプン添加剤を添加すると、配合物の熱たわみ温度が約５～１０℃増加した。対照的に、直鎖デンプンを添加しても、配合物のＨＤＴは増加しなかった。
熱たわみ温度の増加
驚くべきことに、２０％の投入量で分岐デンプン添加剤を添加すると、配合物の熱たわみ温度が約５～１０℃増加した。対照的に、直鎖デンプンを添加しても、配合物のＨＤＴは増加しなかった。
【0146】
【表8】
【0147】
実施例３
ＣＤＡ配合物のレオロジー調整剤
ポリマー配合物の溶融粘度を１００ｒａｄ／秒の振動数で比較した。この周波数は、射出成型中に観察された振動数の範囲内にある。セルロースエステル配合物は、高い剪断速度でずり流動化することが知られている。粘度において観察される差は、測定剪断速度範囲（０．６～６２８ｒａｄ／秒）にわたり同様である。
ＣＤＡ配合物のレオロジー調整剤
ポリマー配合物の溶融粘度を１００ｒａｄ／秒の振動数で比較した。この周波数は、射出成型中に観察された振動数の範囲内にある。セルロースエステル配合物は、高い剪断速度でずり流動化することが知られている。粘度において観察される差は、測定剪断速度範囲（０．６～６２８ｒａｄ／秒）にわたり同様である。
【0148】
【表9】
【0149】
Ｂｅｎｅｆｏｒｍ ３７５０およびＴｈｅｒｍＦＬＯデンプンを含む配合物は、デンプンを含まない対照配合物よりも著しく高い粘度を有する。ＣｌｅａｒＦＬＯデンプンを添加しても、配合物粘度は大きく変化しなかった。さらに、Ｄｏｕｇｌａｓ ３０６０を添加すると、配合物の粘度は大きく減少した。射出成型中の背圧の低減には、より低い粘度が通常望ましい。したがって、デンプン添加剤はまた、ＣＤＡ配合物のレオロジー調整剤としても機能し得る。
【0150】
実施例４
デンプン配合物の視覚的外観
ある特定のデンプングレードの添加は、配合された部品に顕著な暗色／褐色をもたらすことが観察される（以下の表）。デンプン、特に酸化デンプンの高い酸含量は、酢酸セルロースとの反応によってＣＤＡ配合物に色をもたらすと推測される。
デンプン配合物の視覚的外観
ある特定のデンプングレードの添加は、配合された部品に顕著な暗色／褐色をもたらすことが観察される（以下の表）。デンプン、特に酸化デンプンの高い酸含量は、酢酸セルロースとの反応によってＣＤＡ配合物に色をもたらすと推測される。
【0151】
Ｋｏｎｉｋａ Ｍｉｎｏｌｔａ Ｃｈｒｏｍａ Ｍｅｔｅｒ、ＣＲ－４００、およびＳｐｅｃｔｒａＭａｇｉｃ ＮＸソフトウェアを使用して、６０ミルプラークの色を白色背景に対してＣＩＥ Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間で測定した。Ｌ＊値は明度の尺度であり、Ｌ＊＝０は黒であり、Ｌ＊＝１００は白である。
【0152】
表９に報告される値は、３回の測定の平均である。比較のために、Ｌｅｎｅｔａチャートの白色および黒色領域もまた含まれる。
【0153】
【表10】
【0154】
デンプンなし－透明フィルムである。デンプンを添加した場合－色が変化する。
実施例１．４
ＩＳＯ２０２００における成型プラークの崩壊
ＣＡ－３９８－３０を、可塑剤としてのＰＥＧ４００（２０ｗｔ％）、および任意選択で配合物の２０ｗｔ％のデンプン添加剤と調合した。調合したペレットからプラークを射出成型した（厚さ６０ミル、１０．１６ｃｍ（４インチ）四方）。
実施例１．４
ＩＳＯ２０２００における成型プラークの崩壊
ＣＡ－３９８－３０を、可塑剤としてのＰＥＧ４００（２０ｗｔ％）、および任意選択で配合物の２０ｗｔ％のデンプン添加剤と調合した。調合したペレットからプラークを射出成型した（厚さ６０ミル、１０．１６ｃｍ（４インチ）四方）。
【0155】
ＩＳＯ２０２００法
標準実験室法（ＩＳＯ２０２００）を使用して、合成堆肥中で６０ミルの射出成型プラークの相対崩壊割合を比較した。合成堆肥混合物は、接種材料として熟した堆肥を含む様々なパーセンテージの乾燥塊である（表Ａ）。熟した堆肥は、地元の堆肥化設備から収集されたものであり、４カ月以内の新鮮な試料である。この堆肥接種材料を５ミルの篩に通してから、合成配合物中に混合する。乾燥成分を湿潤成分とは別個に混合し、次いで組み合わせ、２～３時間静置して水分を取り込ませた。合成堆肥が水分量を吸収したら、混合物を１箱当たり約１０００ｇで箱に分割した。この時点で、スクイーズ試験を使用して、材料が凝塊化しその形状を保持するが液体が滲み出さないかどうかを観察し、これは約５５％の含水量である。
標準実験室法（ＩＳＯ２０２００）を使用して、合成堆肥中で６０ミルの射出成型プラークの相対崩壊割合を比較した。合成堆肥混合物は、接種材料として熟した堆肥を含む様々なパーセンテージの乾燥塊である（表Ａ）。熟した堆肥は、地元の堆肥化設備から収集されたものであり、４カ月以内の新鮮な試料である。この堆肥接種材料を５ミルの篩に通してから、合成配合物中に混合する。乾燥成分を湿潤成分とは別個に混合し、次いで組み合わせ、２～３時間静置して水分を取り込ませた。合成堆肥が水分量を吸収したら、混合物を１箱当たり約１０００ｇで箱に分割した。この時点で、スクイーズ試験を使用して、材料が凝塊化しその形状を保持するが液体が滲み出さないかどうかを観察し、これは約５５％の含水量である。
【0156】
【表11】
【0157】
試験材料は、２．５ｃｍ四方に切断され、７．５グラムの合計出発重量を有する６０ミルの射出成型プラークであった。試料片を堆肥中に混合し、箱の全質量、試料、陽性対照および試料を記録した。
【0158】
家庭堆肥化条件を模擬するための周囲試験には、箱を２８℃±２℃のインキュベータまたはプルーフィングオーブン内に入れた。次いで、試料を異なる間隔でチェックし、ある程度の混合あり、および混合なしで最初の３０日間の初期重量の１００％に維持した。３０日後、箱を初期重量の８０％のみの状態にし、次いで６０日目の後に７０％までにした。１８０日のインキュベーション期間の終わりに試験を終了させ、材料を５ミル、次いで２ミルの篩に通し、残りのフィルムを合成堆肥材料から分離した。残りの片の表面汚染を除去し、最終乾燥重量から％崩壊を計算した。
【0159】
【表12】
【0160】
実施例１．５
屋外家庭堆肥ビン内での成型刃物類の崩壊
表１２に従って、二酢酸セルロース、ＤＳ２．４５、Ｅａｓｔｍａｎ ＣＡ３９４－６０Ｓを、可塑剤としての１５％のＰＥＧ４００、および任意選択で配合物の２０ｗｔ％のデンプン添加剤と調合した。調合したペレットから、刃物類を射出成型した。成型ナイフは、長さ１６．８ｃｍ、幅０．９～１．８ｃｍおよび厚さ１．４～３．３であった。
屋外家庭堆肥ビン内での成型刃物類の崩壊
表１２に従って、二酢酸セルロース、ＤＳ２．４５、Ｅａｓｔｍａｎ ＣＡ３９４－６０Ｓを、可塑剤としての１５％のＰＥＧ４００、および任意選択で配合物の２０ｗｔ％のデンプン添加剤と調合した。調合したペレットから、刃物類を射出成型した。成型ナイフは、長さ１６．８ｃｍ、幅０．９～１．８ｃｍおよび厚さ１．４～３．３であった。
【0161】
【表13】
【0162】
各配合物に対して、１８本のナイフを秤量し、色付きのダクトテープで標識してから、屋外堆肥ビン内に入れた。ビンは、容量１４０Ｌの黒色プラスチック家庭用タンブラであり、最初に約１００Ｌの原料（地元の供給業者からの７０Ｌの成熟堆肥、２４Ｌのマツの削り屑、５Ｌのアルファルファペレット、水分６０％）が充填された。毎週ビンを回転させ、スクイーズ試験を使用して適切な水分についてチェックした。必要に応じてマツの削り屑を添加して、堆肥の体積を中心軸以上に維持した。８、１４および２０週で、堆肥に約１Ｌのアルファルファペレットを供給した。２６週間後、各配合物の９本のナイフをビンから取り出し、洗浄し、乾燥させ、最終乾燥重量について再秤量した。表１３において、平均重量の変化および％重量損失を計算した。
【0163】
【表14】
【国際調査報告】