特表 2024-547118 生分解性使い捨て物品

(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】2024-12-26

(54)【発明の名称】生分解性使い捨て物品

(51)【国際特許分類】

   C08L 1/00 20060101AFI20241219BHJP

   C08B 16/00 20060101ALI20241219BHJP

   C08B 37/14 20060101ALI20241219BHJP

   C08B 37/06 20060101ALI20241219BHJP

   B09B 3/40 20220101ALI20241219BHJP

   C08L 5/00 20060101ALI20241219BHJP

   C08L 97/00 20060101ALI20241219BHJP

   A47G 19/00 20060101ALI20241219BHJP

【ＦＩ】

C08L1/00

C08B16/00

C08B37/14

C08B37/06

B09B3/40

C08L5/00

C08L97/00

A47G19/00 A

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024538081

(86)(22)【出願日】2022-12-21

(85)【翻訳文提出日】2024-08-19

(86)【国際出願番号】 AU2022051551

(87)【国際公開番号】W WO2023115127

(87)【国際公開日】2023-06-29

(31)【優先権主張番号】2021904175

(32)【優先日】2021-12-21

(33)【優先権主張国・地域又は機関】AU

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】524235038

【氏名又は名称】テラセーフ マテリアルズ，インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100092783

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 浩

(74)【代理人】

【識別番号】100120134

【弁理士】

【氏名又は名称】大森 規雄

(74)【代理人】

【識別番号】100131990

【弁理士】

【氏名又は名称】大野 玲恵

(72)【発明者】

【氏名】エピファニ，アンドレア

(72)【発明者】

【氏名】グプタ，シャファリ

【テーマコード（参考）】

3B001

4C090

4D004

4J002

【Ｆターム（参考）】

3B001AA11

3B001CC36

4C090AA04

4C090AA08

4C090BA24

4C090BA50

4C090BA81

4C090BC01

4C090BD41

4C090CA04

4C090CA05

4C090DA21

4D004AA04

4D004BA10

4D004CA04

4D004CA22

4D004CA40

4D004CA42

4D004CA45

4D004DA06

4D004DA07

4D004DA10

4J002AB01X

4J002AB04X

4J002AD00X

4J002AD03X

4J002AH00Y

4J002GG01

4J002GG02

(57)【要約】

本発明は、約５重量％～約７０重量％の範囲のセルロースまたはヘミセルロース、約８０重量％未満の炭水化物および少なくとも約２重量％のリグニンを含む非修飾および天然由来の食品廃棄物を含む生分解性使い捨て物品であって、食品廃棄物が、少なくとも５０００ｋｇ／ｃｍ^２の圧力下および少なくとも１５０℃の温度で成形される前に、任意に脱水および／または任意に撹拌されて粒子状固体材料を形成する、生分解性使い捨て物品に関する。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

約５重量％～約７０重量％の範囲のセルロースまたはヘミセルロース、約８０重量％未満の炭水化物、および少なくとも約２重量％のリグニンを含む、非修飾および天然由来の食品廃棄物を含む生分解性使い捨て物品であって、
前記食品廃棄物が、少なくとも約５０００ｋｇ／ｃｍ^２の圧力下および少なくとも１５０℃の温度で成形される前に、任意に脱水および／または撹拌されて、粒子状固体材料を形成する、生分解性使い捨て物品。

【請求項2】

生分解性使い捨て物品を形成する方法であって、
約５重量％～約７０重量％の範囲のセルロースおよび／またはヘミセルロース、約８０重量％未満の炭水化物、ならびに少なくとも約２重量％のリグニンを含む、非修飾および天然由来の食品廃棄物を回収するステップと、
任意に、前記食品廃棄物を加熱および／または脱水して、脱水または乾燥した食品廃棄物を得るステップと、
任意に、前記乾燥した食品廃棄物を撹拌または微粉砕して、粒子状固体材料を形成するステップと、
前記粒子状固体材料を金型に配置するステップであって、前記金型が少なくとも１５０℃の温度にさらされ、少なくとも２０ｋｇ／ｃｍ^２の圧力が前記金型に加えられるステップと
を含む、方法。

【請求項3】

セルロースが６０％未満、約５％～約５０％、約５％～約３０％、約５％～約２５％、約８％～約２６％、または約５％～約２２％の範囲で存在する、請求項１に記載の生分解性使い捨て物品または請求項２に記載の方法。

【請求項4】

炭水化物が、ペクチンを含む可溶性炭水化物である、前記請求項のいずれか一項に記載の生分解性使い捨て物品または方法。

【請求項5】

可溶性炭水化物が、約３０％未満、約１％～約３０％の範囲で存在する、前記請求項のいずれか一項に記載の生分解性使い捨て物品または方法。

【請求項6】

可溶性炭水化物が、約１％～約１０％、または約３％～約８％の範囲で存在する、前記請求項のいずれか一項に記載の生分解性使い捨て物品または方法。

【請求項7】

可溶性炭水化物が、約１０％～約３０％、約１４％～約２５％、約１５％～約３０％、または約１５％～約２７％の範囲で存在する、請求項１～５のいずれか一項に記載の生分解性使い捨て物品または方法。

【請求項8】

リグニンが、約１％～３０％、約１％～約２６％、約１％～約２５％、約２％～約７％、または約３％～約６％の範囲で存在する、前記請求項のいずれか一項に記載の生分解性使い捨て物品または方法。

【請求項9】

前記食品廃棄物が、約１％～約２０％の範囲のタンパク質をさらに含む、前記請求項のいずれか一項に記載の生分解性使い捨て物品または方法。

【請求項10】

前記食品廃棄物が、約１％～約１０％、約２％～約１０％、または約３％～約１０％の範囲のタンパク質をさらに含む、請求項７に記載の生分解性使い捨て物品または方法。

【請求項11】

前記食品廃棄物が、約１０％～約２０％、または約１３％～約１９％の範囲のタンパク質をさらに含む、請求項６に記載の生分解性使い捨て物品または方法。

【請求項12】

前記食品廃棄物が、少なくとも１％、約１％～約１５％、約１％～約１２％、または約１％～約１１％の範囲の脂肪をさらに含む、前記請求項のいずれか一項に記載の生分解性使い捨て物品または方法。

【請求項13】

前記食品廃棄物が、約１％～約５％、または約１％～約４％の範囲の脂肪をさらに含む、請求項７または１０に記載の生分解性使い捨て物品または方法。

【請求項14】

前記食品廃棄物が、約４％～約１２％、約４％～約１１％の範囲の脂肪をさらに含む、請求項６または１１に記載の生分解性使い捨て物品または方法。

【請求項15】

前記食品廃棄物が、少なくとも約９％、または少なくとも約１０％、約１０％～約５０％、約１０％～約２５％、約１０％～約２０％、または約４０％～５０％のＡＤＦ含有量を有する、前記請求項のいずれか一項に記載の生分解性使い捨て物品または方法。

【請求項16】

前記粒子状固体材料が、少なくとも１５０℃の温度に加熱される予熱金型に配置される、前記請求項のいずれか一項に記載の生分解性使い捨て物品または方法。

【請求項17】

前記食品廃棄物が、約６０％未満、約５０％未満、または約４０％未満、約０％～約６０％、約２０％～約６０％、約２５％～約６０％、または約１０％～約４０％の量のヘミセルロースを含む、前記請求項のいずれか一項に記載の生分解性使い捨て物品または方法。

【請求項18】

前記粒子状固体材料が、約５０００ｋｇ／ｃｍ^２～約１００００００ｋｇ／ｃｍ^２、約５０００ｋｇ／ｃｍ^２～約１０００００ｋｇ／ｃｍ^２、約２００００ｋｇ／ｃｍ^２～約１００００００ｋｇ／ｃｍ^２、または約２００００ｋｇ／ｃｍ^２～約１０００００ｋｇ／ｃｍ^２の範囲の圧力下で成形される、前記請求項のいずれか一項に記載の生分解性使い捨て物品または方法。

【請求項19】

前記粒子状固体材料が、１５０℃～約３００℃の範囲、または約２００℃～約３００℃の範囲の温度で成形される、前記請求項のいずれか一項に記載の生分解性使い捨て物品または方法。

【請求項20】

前記粒子状固体材料が、少なくとも１秒間、および好ましくは少なくとも１０秒間成形される、前記請求項のいずれか一項に記載の生分解性使い捨て物品または方法。

【請求項21】

前記天然由来の食品廃棄物が、以下：オレンジ果皮およびレモン果皮を含む柑橘類果皮、アボカド種子、パイナップル皮、パイナップル上部、小麦ふすま、コーヒー豆の殻、使用済みコーヒー粉、ならびに大麦糠のうちの１つまたは複数を含む、前記請求項のいずれか一項に記載の生分解性使い捨て物品または方法。

【請求項22】

前記食品廃棄物が、約２％未満、または０．１％～約１％の含水量を有する、前記請求項のいずれか一項に記載の生分解性使い捨て物品または方法。

【請求項23】

食品廃棄物が、
約５％～約３０％の量のセルロース、
約１％～約３０％の量の、ペクチンを含む可溶性炭水化物、
約１％～約２０％の量のタンパク質、
約１％～約１５％の量の脂肪
を含む、前記請求項のいずれか一項に記載の生分解性使い捨て物品または方法。

【請求項24】

食品廃棄物が、
約５％～約２５％の量のセルロース、
約１０％～約３０％の量の、ペクチンを含む可溶性炭水化物、
約１％～約１０％の量のタンパク質、
約１％～約５％の量の脂肪
を含む、前記請求項のいずれか一項に記載の生分解性使い捨て物品または方法。

【請求項25】

食品廃棄物が、
約５％～約２６％の量のセルロース、
約１％～約１０％の量の、ペクチンを含む可溶性炭水化物、
約１０％～約２０％の量のタンパク質、
約４％～約１１％の量の脂肪
を含む、前記請求項のいずれか一項に記載の生分解性使い捨て物品または方法。

【請求項26】

生分解性使い捨て物品を形成する方法であって、
約５重量％～約７０重量％の範囲のセルロースおよび／またはヘミセルロース、約８０重量％未満の炭水化物、ならびに少なくとも約２重量％のリグニンを含む、非修飾および天然由来の食品廃棄物を回収するステップと、
任意に、前記食品廃棄物を加熱および脱水して、脱水または乾燥した食品廃棄物を得るステップと、
前記粒子状固体材料を金型に配置するステップであって、前記金型が少なくとも約１５０℃の温度にさらされ、少なくとも２０ｋｇ／ｃｍ^２の圧力が前記金型に加えられる、ステップと
を含む、方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、生分解性使い捨て物品および生分解性使い捨て物品を製造する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

先行技術の方法、装置または文献に対するいかなる言及も、共通の一般的知識の一部を形成したか、またはそれを形成する何らかの証拠または承認を構成すると解釈されるべきではない。

【0003】

標準的な使い捨てプラスチック食器、用具および使い切りプラスチック物品は数多くの欠点を有する。これらの物品は典型的には生分解性ではなく、非生分解性プラスチック（例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレンおよびポリウレタン）から製造される。これらの非生分解性プラスチックは現在、多くの用途の金属および紙製品、とりわけコスト、耐久性、製造の容易性、材料の利用可能性および利便性が主に考慮されるものの代わりに広く用いられている。しかし、これらのプラスチックは、もしあるとしても分解速度が非常に低いため、処分がこれらの最大の問題の一つである。

【0004】

ごく最近になって、生分解性ポリマーが、使い捨て食器、用具および使い切りプラスチック物品を製造するために開発された。これらの生分解性ポリマーは、酵素的または加水分解的に分解する。いくつかのより一般的に知られる生分解性ポリマーとしては、ポリ（グリコール酸）、ポリ（乳酸）およびそのコポリマー、ポリカプロラクトン、ポリ（ヒドロキシ酪酸）、デンプン、ならびにセルロースが挙げられる。しかし、使い捨て用具および食器などの用途へのこれらの材料の使用に関する主な問題の一つは、これらの生分解性ポリマーの製造に関連するコストが高いことである。場合によっては、使い捨て食器および用具の製造における使用のためにこれらの生分解性ポリマーの機械的特性を調整することも難しい。これらの問題は、包装材にも同様に当てはまる。

【0005】

したがって、用具および食器のような生分解性成形品の製造コストを潜在的に低減する、使い捨て用具および食器を製造するための生分解性食品廃棄物などの代替源の使用を考察することは望ましい。

【0006】

上記の課題のうちの１つまたは複数に対処すること、および／または少なくとも有用なまたは商業的代替物を消費者に提供することは有利である。

【発明の概要】

【0007】

第１の態様において、それが唯一のまたは実際に最も広い態様である必要はないが、本発明は、約５重量％～約７０重量％の範囲のセルロースまたはヘミセルロース、約８０重量％未満の炭水化物、および少なくとも約２重量％のリグニンを含む、非修飾および天然由来の食品廃棄物を含む生分解性使い捨て物品であって、食品廃棄物が、少なくとも約５０００ｋｇ／ｃｍ^２の圧力下および少なくとも１５０℃の温度で成形される前に、任意に脱水および／または撹拌されて、粒子状固体材料を形成する、生分解性使い捨て物品に属する。

【0008】

一実施形態において、セルロースは、６０％未満、約５％～約５０％、約５％～約３０％、約５％～約２５％、約８％～約２６％、または約５％～約２２％の範囲で存在する。

【0009】

ある特定の実施形態において、炭水化物は、ペクチンを含む可溶性炭水化物である。一実施形態において、可溶性炭水化物は、約３０％未満、約１％～約３０％の範囲で存在する。実施形態において、可溶性炭水化物は、約１％～約１０％、または約３％～約８％の範囲で存在する。ある特定の実施形態において、可溶性炭水化物は、約１０％～約３０％、約１４％～約２５％、約１５％～約３０％、または約１５％～約２７％の範囲で存在する。

【0010】

実施形態において、リグニンは、約１％～３０％、約１％～約２６％、約１％～約２５％、約２％～約７％、または約３％～約６％の範囲で存在する。

【0011】

一部の実施形態において、食品廃棄物は、約１％～約２０％の範囲のタンパク質をさらに含む。一実施形態において、タンパク質は、約１％～約１０％、約２％～約１０％、または約３％～約１０％の範囲で存在する。ある特定の実施形態において、タンパク質は、約１０％～約２０％、または約１３％～約１９％の範囲で存在する。

【0012】

実施形態において、食品廃棄物は、少なくとも１％、約１％～約１５％、約１％～約１２％、または約１％～約１１％の範囲の脂肪をさらに含む。一実施形態において、脂肪は、約１％～約５％、または約１％～約４％の範囲で存在する。一実施形態において、脂肪は、約４％～約１２％、約４％～約１１％の範囲で存在する。一実施形態において、脂肪は粗脂肪である。

【0013】

実施形態において、食品廃棄物は、少なくとも約９％または少なくとも約１０％、約１０％～約５０％、約１０％～約２５％、約１０％～約２０％、または約４０％～約５０％のＡＤＦ含有量を有する。

【0014】

実施形態において、粒子状固体材料は、少なくとも１５０℃の温度に加熱される予熱金型に配置される。

【0015】

実施形態において、食品廃棄物は、少なくとも約５重量％未満、約６０％未満、約５０％未満または約４０％未満、約０％～約６０％、約２０％～約６０％、約２５％～約６０％、または約１０％～約４０％の量のヘミセルロースを含む。

【0016】

実施形態において、粒子状固体材料は、約５０００ｋｇ／ｃｍ^２～約１００００００ｋｇ／ｃｍ^２、約５０００ｋｇ／ｃｍ^２～約１０００００ｋｇ／ｃｍ^２、約２００００ｋｇ／ｃｍ^２～約１００００００ｋｇ／ｃｍ^２、または約２００００ｋｇ／ｃｍ^２～約１０００００ｋｇ／ｃｍ^２の範囲の圧力下で成形される。

【0017】

実施形態において、粒子状固体材料は、少なくとも１秒間および好ましくは少なくとも１０秒間成形される。

【0018】

実施形態において、粒子状固体材料は約１５０℃～約３００℃の範囲、または約２００℃～約３００℃の範囲の温度で成形される。

【0019】

実施形態において、天然由来の食品廃棄物は、以下：柑橘類果皮、アボカド種子、パイナップル皮、パイナップル上部、小麦ふすま、コーヒー豆の殻、使用済みコーヒー粉、および大麦糠のうちの１つまたは複数を含む。実施形態において、柑橘類果皮は、オレンジ果皮および／またはレモン果皮を含む。

【0020】

実施形態において、食品廃棄物は、約２％未満または０．１％～約１％の含水量を有する。一実施形態において、食品廃棄物は、約２％未満、または０．１％～約１％の含水量を有するように脱水される。

【0021】

一部の実施形態において、食品廃棄物は、
約５％～約３０％の量のセルロース、
約１％～約３０％の量の、ペクチンを含む可溶性炭水化物、
約１％～約２０％の量のタンパク質、
約１％～約１５％の量の脂肪
を含む。

【0022】

ある特定の実施形態において、食品廃棄物は、
約５％～約２５％の量のセルロース、
約１０％～約３０％の量の、ペクチンを含む可溶性炭水化物、
約１％～約１０％の量のタンパク質、
約１％～約５％の量の脂肪
を含む。

【0023】

実施形態において、食品廃棄物は、
約５％～約２６％の量のセルロース、
約１％～約１０％の量の、ペクチンを含む可溶性炭水化物、
約１０％～約２０％の量のタンパク質、
約４％～約１１％の量の脂肪
を含む。

【0024】

第２の態様において、本発明は、
約５重量％～約７０重量％の範囲のセルロースおよび／またはヘミセルロース、約８０重量％未満の炭水化物、ならびに少なくとも約２重量％のリグニンを含む、非修飾および天然由来の食品廃棄物を回収するステップと、
任意に、食品廃棄物を加熱および脱水して、脱水または乾燥した食品廃棄物を得るステップと、
前記粒子状固体材料を金型に配置するステップであって、金型が少なくとも１５０℃の温度にさらされ、少なくとも２０ｋｇ／ｃｍ^２の圧力が金型に加えられるステップと
を含む、生分解性使い捨て物品を形成する方法に属する。

【0025】

一実施形態において、方法は、任意に、乾燥した食品廃棄物を撹拌または微粉砕して、粒子状固体材料を形成するステップをさらに含む。実施形態において、方法は、乾燥した食品廃棄物を撹拌または微粉砕して、粒子状固体材料を形成するステップをさらに含む。

【0026】

第３の態様において、本発明は、
約５重量％～約７０重量％の範囲のセルロースまたはヘミセルロース、約８０重量％未満の炭水化物、および少なくとも約２重量％のリグニンを含む、非修飾および天然由来の食品廃棄物を回収するステップと、
任意に、食品廃棄物を加熱および脱水して、脱水または乾燥した食品廃棄物を得るステップと、
乾燥した食品廃棄物を撹拌または微粉砕して、粒子状固体材料を形成するステップと、
前記粒子状固体材料を金型に配置するステップであって、金型が少なくとも１５０℃の温度にさらされ、少なくとも５０００ｋｇ／ｃｍ^２の圧力が金型に加えられるステップ
を含む、生分解性使い捨て物品を形成する方法に属する。

【0027】

第２および第３の態様に記載される方法、ならびに食品廃棄物およびその成分は、第１の態様について実質的に記載した通りである。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】単純デンプンとセルロースを示す。

【図2】多糖類における単量体の結合を示す。

【図3】リグニン。

【図4】ペクチン。

【発明を実施するための形態】

【0029】

本発明の実施形態は、生分解性使い捨て物品に主として属する。したがって、物品および方法のステップは、図面において簡潔な図式の形態で例示されおり、本説明の利点を有する当業者には容易に明らかになるであろう過剰な詳細により開示を不明瞭にしないように、本発明の実施形態を理解するのに必要な特定の詳細のみを示す。

【0030】

食品廃棄物の一部を形成する多糖系材料は、本発明の新規な方法によって利用された。多糖を含有する食品廃棄物は、連続する疎水性多糖相および分散した親水性の非修飾多糖の不連続相、またはその両方の双連続相を有する。これらの材料は、実質的に生分解性および熱可塑性であり、したがって使用後環境下で分解する様々な製造物品に成形されてもよい。

【0031】

用語「多糖」は、式（Ｃ_６Ｈ_１０Ｏ_５）_ｎの材料を指す。用語「デンプン」は、アミローズおよび／またはアミロペクチンを含有する植物によって生成される炭水化物に典型的には適用される。アミローズは、α－１，４結合のグルコース残基から一般になる、主に非分岐型のデンプンである。アミロペクチンは、分岐形態であり、３０個のα－１，４結合ごとに約１個のα－１，６結合を有する。アミローズとアミロペクチンはいずれも、α－アミラーゼと呼ばれる酵素によって急速に加水分解される。デンプンは、多くの植物細胞において様々な大きさの組織化されたもしくは構造的な顆粒または標識として生じ、いくつかの形態のデキストリンおよびグルコースに加水分解する。

【0032】

本明細書で使用する「熱可塑性」は、加熱すると軟化し、冷却すると硬化する材料を指し、「溶融処理」は、その軟化した状態の熱可塑性材料の有用な物品への処理を指す。

【0033】

「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」または「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」などの単語は、要素のリストを含む処理、方法、物品または装置がこれらの要素だけを含むのではなく、このような処理、方法、物品または装置に固有の要素を含む明確に列挙されていない他の要素を含むことができるように非排他的な包含を定義することが意図される。

【0034】

本明細書で使用する用語「約」は、量が名目上用語「約」に続く数字であることを意味するが、実際の量は、この正確な数から重要でない程度まで様々であってよい。

【0035】

本明細書で使用する用語「疎水性」は、周囲条件下で水に浸漬したとき、その重量の５％以下の水を吸収する材料を指す。本明細書で使用する用語「親水性」は、周囲条件下で水に浸漬したとき、５％超の水を吸収する材料を指す。

【0036】

本明細書で使用する「％」は、別段の指示がない限り重量％を指す。

【0037】

本発明は、少なくとも、好適な生分解性使い捨て物品が、食品組成物から形成できるという知見を前提とする。説明の簡易化のために、本説明は、食品廃棄物に関して記載されている。しかし、非食品廃棄物の組成物が本発明で利用できることが理解されるであろう。実施形態において、食品廃棄物は非修飾および天然由来の食品廃棄物である。実施形態において、方法は、乾燥した食品廃棄物を撹拌または微粉砕して、粒子状固体材料を形成するステップをさらに含む。

【0038】

広範な試験および実験を通して、本発明者らは、５重量％～７０重量％の範囲のセルロースまたはヘミセルロース、８０重量％未満の炭水化物、ならびに少なくとも２重量％のペクチンおよび／またはリグニンを含有する基準を満たす食品廃棄物が、新規な一連の処理ステップに従って処理された場合、生分解性用具に容易に成形されると思われることを驚くべきことに発見した。

【0039】

生分解性使い捨て物品の要件に応じて、本発明者らは、ある特定の基準内に該当する食品廃棄物が、有用な生分解性使い捨て物品に形成できることを見出した。これに関して、広範な試験を通して、結果は、いくつかの食品廃棄物が、液体に利用でき（例えばカップ、ボールなど）、他の食品廃棄物が包装材に使用できる（必ずしも液体を含まない）ことを示唆する。

【0040】

一実施形態において、セルロースは、６０％未満、約５％～約５０％、約５％～約３０％、約５％～約２５％、約８％～約２６％、または約５％～約２２％の範囲で存在する。

【0041】

ある特定の実施形態において、炭水化物は、ペクチンを含む可溶性炭水化物である。一実施形態において、可溶性炭水化物は、約３０％未満、約１％～約３０％の範囲で存在する。実施形態において、可溶性炭水化物は、約１％～約１０％、または約３％～約８％の範囲で存在する。ある特定の実施形態において、可溶性炭水化物は、約１０％～約３０％、約１４％～約２５％、約１５％～約３０％、または約１５％～約２７％の範囲で存在する。一実施形態において、可溶性炭水化物は、ペクチンを主に含む。一実施形態において、可溶性炭水化物はペクチンである。

【0042】

実施形態において、リグニンは、約１％～３０％、約１％～約２６％、約１％～約２５％、約２％～約７％、または約３％～約６％の範囲で存在する。

【0043】

一部の実施形態において、食品廃棄物は、約１％～約２０％の範囲のタンパク質をさらに含む。一実施形態において、タンパク質は、約１％～約１０％、約２％～約１０％、または約３％～約１０％の範囲で存在する。ある特定の実施形態において、タンパク質は、約１０％～２０％、または約１３％～約１９％の範囲で存在する。

【0044】

実施形態において、食品廃棄物は、少なくとも１％、約１％～約１５％、約１％～約１２％または約１％～約１１％の範囲の脂肪をさらに含む。一実施形態において、脂肪は、約１％～約５％、または約１％～約４％の範囲で存在する。一実施形態において、脂肪は、約４％～約１２％、約４％～約１１％の範囲で存在する。実施形態において、脂肪は粗脂肪である。

【0045】

酸性デタージェント繊維（ＡＤＦ）は、熱い酸性デタージェント溶液による抽出後に残る残留物である。典型的には、ＡＤＦはリグニンおよびセルロースを含むが、ヘミセルロースを含有しない。実施形態において、食品廃棄物は、少なくとも約９％または少なくとも約１０％、約１０％～約５０％、約１０％～約２５％、約１０％～約２０％、または約４０％～５０％のＡＤＦ含有量を有する。

【0046】

中性デタージェント繊維（ＮＤＦ）は、中性デタージェント溶液による抽出後に残る残留物である。典型的には、ＮＤＦはリグニン、セルロースおよびヘミセルロースを含む。ＮＤＦとＡＤＦの主な違いはヘミセルロース含有量である。

【0047】

実施形態において、粒子状固体材料は、少なくとも１５０℃の温度に加熱される予熱金型に配置される。

【0048】

実施形態において、食品廃棄物は、少なくとも約５重量％未満、約６０％未満、約５０％未満または約４０％未満、約０％～約６０％、約２０％～約６０％、約２５％～約６０％、または約１０％～約４０％の量のヘミセルロースを含む。

【0049】

実施形態において、粒子状固体材料は、約５０００ｋｇ／ｃｍ^２～約１００００００ｋｇ／ｃｍ^２、約５０００ｋｇ／ｃｍ^２～約１０００００ｋｇ／ｃｍ^２、約２００００ｋｇ／ｃｍ^２～約１００００００ｋｇ／ｃｍ^２、または約２００００ｋｇ／ｃｍ^２～約１０００００ｋｇ／ｃｍ^２の範囲の圧力下で成形される。

【0050】

実施形態において、粒子状固体材料は、少なくとも１秒間および好ましくは少なくとも１０秒間成形される。

【0051】

実施形態において、粒子状固体材料は、約１５０℃～約３００℃の範囲、または約２００℃～約３００℃の範囲の温度で成形される。

【0052】

実施形態において、天然由来の食品廃棄物は、以下：柑橘類果皮、アボカド種子、パイナップル皮、パイナップル上部、小麦ふすま、コーヒー豆の殻、使用済みコーヒー粉、および大麦糠のうちの１つまたは複数を含む。実施形態において、柑橘類果皮は、オレンジ果皮および／またはレモン果皮を含む。

【0053】

実施形態において、食品廃棄物は、約２％未満または０．１％～約１％の含水量を有する。一実施形態において、食品廃棄物は、約２％未満または０．１％～約１％の含水量を有するように脱水される。含水量が所望の範囲内である場合、食品廃棄物は、必ずしも脱水されなくてもよいことが理解されるであろう。

【0054】

一部の実施形態において、食品廃棄物は
約５％～約３０％の量のセルロース、
約１％～約３０％の量の、ペクチンを含む可溶性炭水化物、
約１％～約２０％の量のタンパク質、
約１％～１５％の量の脂肪
を含む。

【0055】

試験からの結果は、以下のように食品廃棄物から形成された生分解性使い捨て物品が、吸水性に関して極めて有利な特性を有することを示唆する。これに関して、結果は、食品廃棄物から形成された生分解性使い捨て物品が液体での使用に好適であることを示唆する（例えばカップおよびボール）。実施形態において、食品廃棄物は
約５％～約３０％の量のセルロース、
約１％～約１０％の量の、ペクチンを含む可溶性炭水化物、
約１０％～約２０％の量のタンパク質、
約４％～約１１％の量の脂肪
を含む。

【0056】

好ましい実施形態において、食品廃棄物は
約８％～約２６％の量のセルロース、
約３％～約８％の量の、ペクチンを含む可溶性炭水化物、
約１３％～約１９％の量のタンパク質、
約４％～約１１％の量の脂肪
を含む。

【0057】

さらなる実施形態において、食品廃棄物は、約５～約５０％、約１０％～約４０％、または約１１％～約４０％の量のヘミセルロースをさらに含む。

【0058】

試験からの結果は、以下のように食品廃棄物から形成された生分解性使い捨て物品が、包装材および同様の製品としての使用のための吸水に関して十分な特性を有することを示唆する。実施形態において、食品廃棄物は
約５％～約２５％の量のセルロース、
約１０％～約３０％の量の、ペクチンを含む可溶性炭水化物、
約１％～約１０％の量のタンパク質、
約１％～約５％の量の脂肪
を含む。

【0059】

好ましい実施形態において、食品廃棄物は
約５％～約２２％の量のセルロース、
約１５％～約２８％の量の、ペクチンを含む可溶性炭水化物、
約３％～約１０％の量のタンパク質、
約１％～約４％の量の脂肪
を含む。

【0060】

さらなる実施形態において、食品廃棄物は、約０％～約６０％、約０％～約５６％、約２５％～約５６％、または約２５％～約２６％の量のヘミセルロースをさらに含む。

【0061】

具体的には、本発明者らは、上述の基準を満たす食品廃棄物が、最初に脱水されて、次いで任意に撹拌または微粉砕のステップにかけられて、脱水した食品廃棄物を粒子状固体材料に分解し、約０．０１ｍｍ～約１ｍｍの範囲の非限定的な平均粒径を好ましくは得ることを見出した。一実施形態において、脱水した食品廃棄物の平均粒径は、０．０１ｍｍ～約１ｍｍの範囲、約０．１ｍｍ～約１ｍｍ、または約０．３ｍｍ～約０．５ｍｍの範囲である。何らかの大きい微粒子または凝集物は、篩または何らかの他の関連する方法を使用することにより分離ステップを用いて除去されてもよい。本明細書において、脱水または撹拌方法は、何らかの特定の脱水または撹拌ステップに依存せず、採用された特定の技術は、上述の最初の組成基準を満たす食品廃棄物の特性に依存し得ることが理解されるべきである。

【0062】

任意に、実質的に均一な粒径が撹拌ステップによって得られたら、脱水した食品廃棄物粒子は、少なくとも約１５０℃の温度に加熱される金型に配置される。先行する例において明白であるように、金型温度は、少なくとも一部の非限定的な実施形態に対して変更および上昇させてもよい。粒子状固体食品廃棄物が予熱金型に配置されたら、粒子は、約５０００～約１０００００ｋｇ／ｃｍ^２の範囲の圧力が少なくとも１秒間加えられる金型内で圧縮される。実験では、３０秒間などの比較的短期間の圧縮が必要とされた。

【0063】

多糖類は、処理中の食品廃棄物の大部分を構成し、グリコシド結合によって接合された単糖単位の鎖である。多糖類は、炭水化物の最も豊富な形態である。いくつかの最も一般的な種類はセルロース、デンプン、グリコーゲンおよびペクチンである。セルロースのグルコース単位は、β１－４グリコシド結合によって結合され、デンプンのグルコース単位は、α１－４またはα１－６グリコシド結合によって結合される。ペクチンは、果実および野菜に見出される独特の繊維であり、ペクチンは、グリコシド結合によって連結されるガラクツロン酸分子を含有する線状の形状を有する。液体の存在下で加熱されると、現在記載の実施形態の多糖類は、膨張しゲルを形成する。

【0064】

単量体グルコース単位は、様々な種類の多糖類において、様々な様式で連結される。多糖類が水と接触すると、グリコシド結合が破壊される（図２にピンクおよび紫で示す）。酸素原子は水分子と反応し、分子を浸出／分解する。この事象は、先の項に定義したように加水分解と呼ばれる。

【0065】

ＣＯ_２Ｈ（カルボキシル基）の存在により、ペクチンは酸であり、リグニンはアルコールである。酸としてのペクチンは、アルコールより反応性が高い。リグニンは追加のアルキル鎖を有し、これはアルファ、ベータ、ガンマ基によって強調された以下の画像から明らかである。リグニンが水および熱と接触したとき、アルキル鎖のヒドロキシル基の存在は、デンプンおよびセルロースと共にそれをより安定したものにする。この作用により、コーヒー豆の殻、コーヒー粉、および小麦ふすまを含有する食品廃棄物が本発明の新規な方法に従って処理された場合、生分解性物品は非常に安定し、水との反応性が低く、使い捨ての生分解性用具としての使用に好適なものになる。

【0066】

少なくとも２重量％の量のペクチン（図４）またはリグニン（図３）いずれかの存在が重要である。ペクチンとリグニンとの間の類似性は、それらのヒドロキシル基がデンプンおよびセルロースと同様の方式で反応することである。

【0067】

以下の実施例は、５重量％～７０重量％の範囲のセルロースおよび／またはヘミセルロース、８０重量％未満の炭水化物、ならびに少なくとも２重量％のペクチンおよび／またはリグニンを含む、上述の基準を満たす特定の種類の食品廃棄物の処理を詳述する。

【実施例】

【0068】

[実施例１]
環境に優しい生分解性食器をコーヒー豆の殻、コーヒー粉、パイナップル上部、パイナップル皮、アボカド種子、およびレモン果皮から製造する。

【0069】

７種類の異なる有機食品廃棄物製品を以下のように処理した（表１に示す）。

【0070】

処理ステップは、以下：廃棄物を水で洗浄するステップと、それをグラインダーでスライスするステップと、次いでそれを脱水機で７０℃で乾燥するステップのうちの１つまたは複数を含む。

【0071】

【表1】

【0072】

[実施例２]
環境に優しい生分解性の食べられる食器を小麦ふすまから製造する。
手順：小麦ふすま（ＷＢ）を、供給業者から調達し、３２，０００ＲＰＭで２分間粉砕した。次いで、粉末を金型に配置し、５００００ｋｇ／ｃｍ^２の圧力で３０秒間圧縮した。得られた物品を調べ、以下に記載するように試験した。
電子レンジ耐性試験：４５０Ｗで１分間
オーブン対応試験：１００℃で１分間
半液体試験：２時間
水試験：４０分間

【0073】

【表2】

【0074】

上に詳述したように、一部の実験において、ジャグリーを結合剤として添加した。金型温度は２００℃から３００℃まで様々であった。

【0075】

実施例２からの結果は、小麦ふすまから形成された生分解性用具が、結合材料と組み合わされない限り電子レンジおよびオーブン対応であることを認める。トマトソースを使用して、用具の浸出性を試験し、浸出が最大２時間観察されなかった。水では、用具は２０～３５分後に分解し始め、２５０℃で圧縮した試料３が最も長く持ちこたえた。乾物および濃厚なスープなどの半液体材料による使用については、実施例１に概説したステップに従って成形した用具が使用に適していることが明らかである。

【0076】

[実施例３]
必要な場合、原料を結合材料と混合し、３２，０００ＲＰＭで２分間粉砕した。
この実験の一部として、３０ｇの粉末を、１５０～３００℃の予熱金型に配置し、５００００ｋｇ／ｃｍ^２の圧力で３０秒間圧縮し、次いで得られた用具および食器を調べ、以下の条件下で試験した：
電子レンジ耐性試験：４５０Ｗで１分間
オーブン対応試験：１００℃で１分間
半液体試験：２時間
水試験：４０分間

【0077】

【表3】

【0078】

この実験中に試験した様々な有機食品廃棄物材料は、様々な組成を有する様々な量の多糖からなっていたにもかかわらず、これらはすべて、熱および圧力下でその形状を変形および再形成することが可能であることが見出された。

【0079】

表４は、先の項で考察された実施例において使用した主な食品廃棄物材料の組成特性を示す。

【0080】

【表4】

【0081】

吸水時間および半液体浸出時間は、物品の厚さに依存することが理解されるであろう。これに関して、物品が厚ければ厚いほど、構造的完全性を喪失するまでにより長い時間枠で水および半液体に耐えることができる。

【0082】

本明細書に記載される手段は、本発明を実施するのに好ましい形態を含むので、本発明が示されたか、または記載された特定の特徴に限定されないことが理解されるべきである。

【0083】

したがって、本発明は、当業者によって適当に解釈される添付の特許請求の範囲の適切な範囲内でその形態または改変のいずれかで特許請求される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【国際調査報告】