JP2002503160A - 堆肥化可能な積層品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 セルロース系材料シート、ポリカプロラクトン、ポリ乳酸及び／またはポリ３−もしくは４−ヒドロキシアルカン酸の層を含む複合積層品は堆肥化可能であり、かつ許容可能な湿潤強度及び耐亀裂性を有する。

Description

【発明の詳細な説明】 堆肥化可能な積層品 本発明は、堆肥化可能な積層品に係わる。 使用済みの包装材はごみ処理問題を引き起こすものの一つであり、堆肥化でき ることが望ましい。また、有機廃棄物、例えば食物や植物の堆肥化では、堆肥化 可能な物質を堆肥化可能な容器に入れて運搬すれば便利である。紙または他のセ ルロース系材料、例えばセルロースフィルムから成る袋や、例えば厚紙等のよう な材料から成る箱が使用可能であるが、これらは濡れると機械的強度が低下する 。 本発明は、十分な強度を有するセルロース系材料シート、例えば紙または板紙 を含む、堆肥化可能な成分しか実質的に含まない堆肥化可能な積層品を提供し、 この積層品はセルロース系材料シート、ポリカプロラクトン、ポリ乳酸及び／ま たはセルロースエステル並びにポリ３−または４−ヒドロキシアルカン酸の層を 含む。 本発明は好ましくは、セルロース系材料シートを含む堆肥化可能な積層品であ って、前記シートの少なくとも一方の面はポリカプロラクトン、ポリ乳酸及び／ またはセルロースエステルの層で直接被覆されており、前記直接被覆 層の上にポリ３−または４−ヒドロキシアルカン酸の層が設けられている積層品 を包含する。本発明者は、本発明による積層品が許容可能な湿潤強度及び耐亀裂 性を有することを発見した。耐亀裂性は紙または板紙が折り畳まれる場合重要で あり、なぜなら折り目に沿って亀裂が生じると湿気に触れやすくなり、また折り 目沿いに湿潤強度が低下する恐れが有る。 本発明は、上述のような堆肥化可能積層品で、ポリヒドロキシアルカン酸層が 容易に除去可能な保護層（ｓａｃｒｉｆｉｃｉａｌ ｌａｙｅｒ）で覆われるも のも包含し、前記保護層は、場合によっては堆肥化可能でないポリマー、例えば ポリテンやポリプロピレンから成る。保護層は積層品の製造を容易にする上で、 例えば製造途中に積層品がチルロールに粘着するのを防止する上で有用である。 所望であれば、保護層をその場に残して積層品を使用時まで保護することも可能 である。 付加層は公知技術を用いて、例えばマルチマニホールド型同時押出機の使用に よりセルロース系材料シート上に同時に形成可能である。同時押出には１５０〜 ３００℃、好ましくは１５０〜２５０℃の温度を用いることが適当であ り、その際ポリマーは押出温度より低い融点を有するものを用いるべきである。 付加層形成後、積層品を適宜、例えば４０〜７０℃の温度に冷却する。この冷却 は、積層品をチルロールと接触させることによって行ない得る。 製品から保護層を剥がした後の被覆層の総重量は約５〜４０ｇ／ｍ²、好まし くは１０〜２５ｇ／ｍ²であることが好ましい。ポリヒドロキシアルカン酸対ポ リカプロラクトン、セルロースエステルまたはポリ乳酸の重量比は１：１０から １０：１、好ましくは５：１から１：５、更に好ましくは２：１から１：２であ る。 ポリヒドロキシアルカン酸は適宜ヒドロキシ酪酸のホモポリマーか、またはヒ ドロキシ酪酸と好ましくはヒドロキシ吉草酸とのコポリマーであり得る。このよ うなポリマーの適当なものが、本出願人に付与されたヨーロッパ特許第５２４５ ９号及び同第６９４９７号に開示されている。ポリヒドロキシアルカン酸の分子 量は好ましくは５０，０００〜１，０００，０００、更に好ましくは１００，０ ００〜８００，０００である。ポリ乳酸、セルロースエステルまたはポリカプロ ラクトンの分子量は少なくとも４０，０００であり、例えば３０，０００〜５０ ０，０００である。 保護層は、熱可塑性材料から成る場合は積層品から剥がした後製造工程におい て再使用できる。 後述する作業のために用いたパイロットラインは、紙上へコロナ放電するユニ ットに紙を供給する１１０ｇ／ｍ²褐色クラフト紙のロールと、コロナ放電チャ ンバから出てくる紙を支持する支持ロールと、支持ロールの後段で紙上へ三つの ポリマー層を押し出すダイと、チルロール、及びチルロールに対して積層品を構 成する紙とポリマーとを一緒に押し付ける挟みロールと、積層品を回収する巻き 取りロールとを含む。 コロナ放電は約１．５ｋＷの電力で幅３５０ｍｍにわたって生起させ、この放 電に紙を毎分１５〜７５ｍの速度で通した。 ダイには、ポリカプロラクトン（Ｕｎｉｏｎ ＣａｒｂｉｄｅによりＴｏｎｅ ７６７として販売されている商品で、推定数平均分子量４３，０００、１９０ ℃でのメルトフローインデックス３０）、ＺＥＮＥＣＡ Ｌｉｍｉｔｅｄにより 商品名ＢＩＯＰＯＬの下に販売されている、推定で４８０，０００の数平均分子 量を有し、Ｄ配置において９２％のヒドロキシ酪酸単位と８％のヒドロキシ吉草 酸単 位とから成るコポリマー、及びＢｏｒｅａｌｉｓによりＮＣＰＥ １５１５グレ ードとして販売されている、１９０℃でのＭＦＩが１５である低密度ポリエチレ ンをそれぞれ供給する３基の押出機によって材料を供給した。ダイは、ブレーカ ープレート及びスクリーンパックを具備し、かつＣＣＡＢＢ配置プラグを用いる 、調節可能な羽根付きの幅３５０ｍｍのＣｌｏｅｒｅｎ羽根フラットダイであっ た。 上述のような設備によって、紙上へポリマーを紙／ポリカプロラクトン／ポリ ヒドロキシアルカン酸のＢＩＯＰＯＬ／ポリエチレンの順で、各押出機からの押 し出し量により設定した所望の厚みに押し出すことが可能となった。 チルロールは６０℃の温度に維持した。 このようなラインを下記条件下に作動させた。比較のため、下記条件下に３基 の押出機のうちの１基のみを用いて、紙をＢＩＯＰＯＬポリマーから成る単一層 で被覆した。「バレル域」の項に示した温度は、ＢＩＯＰＯＬポリマーの温度を 調節する押出機のアダプターへとポリマーを供給する押出機のバレル域の温度を 連続的に上昇させることを示している。ダイ自体の温度は１８５℃に設定した。 単層押出三層同時押出 上記表中、スクリュー速度は層のおよその相対厚みに比例する。 製品を次のように試験した。 巻き取りロールから積層品を得、ポリエチレン層が存在する場合はこれを剥ぎ 取った。被覆重量（即ち積層品１ｍ²当たりに残存するポリマーの総重量）を記 録した。 層の付着度を、付着させたポリマー層を紙から手で剥がすことによって試験し た。 積層品を、場合に応じてライン加工方向を横切るかまたはライン加工方向に平 行である折り畳み方向においてポリマー層が内側になるように折り畳み、また前 記と同様の方向において紙層が内側になるようにも折り畳むことにより、ポリマ ー層の亀裂発生を試験した。 折り畳み後、積層品を広げ置き、積層品のポリマー側から折り目に有色ターペ ンタインを適用し、１０分後紙側に着色が観察される折り目の比率を測定するこ とによってポリマー被覆の一体性を試験した。この試験は全長１０ｃｍの折り目 について行なった。結果は次のとおりである。 ＃１、＃２及び＃３はいずれも単層押出被覆。 ＃２１、＃２０及び＃１０はいずれも、ＰＣＬ層と等しいＢＩＯＰＯＬポリマ ー層を設ける三層同時押出。 ＃９はＢＩＯＰＯＬポリマー対ＰＣＬ比を９：４とする三層同時押出。 記号ＰＣＬはポリカプロラクトンを意味する。付着度は次のように評価する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，Ｉ Ｓ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ， ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，Ｓ Ｄ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 モンタドー，ジエイムズ・ヘンリー イギリス国、クリーブランド・テイ・エ ス・23・３・エス・ユー、ビリンガム、オ ウイントン・フアーム、ノースパーク・14 (72)発明者 クウシパロ，ユルツカ・タパニ フインランド国、エフ・イー・エン− 33540・タンペレ・54、アイナモイセンカ ツ・３・４−ベー−40 (72)発明者 カルフケト，ハンヌ・タパニ フインランド国、エフ・イー・エン− 37360・バルケアコシ、アセベリテイエ・ 11

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． セルロース系材料シート、ポリカプロラクトン、ポリ乳酸及び／またはセ ルロースエステル並びにポリ３−または４−ヒドロキシアルカン酸の層を含む積 層品。 ２． セルロース系材料シートが紙または板紙であることを特徴とする請求項１ に記載の積層品。 ３． セルロース系材料シートを含み、このシートの少なくとも一方の面はポリ カプロラクトン、ポリ乳酸及び／またはセルロースエステルの層で直接被覆され ており、前記直接被覆層の上にポリ４−または５−ヒドロキシアルカン酸の層が 設けられている堆肥化可能な積層品。 ４． ポリヒドロキシアルカン酸層が、場合によっては堆肥化可能でないポリマ ーから成る、容易に除去可能な保護層で覆われていることを特徴とする請求項１ から３のいずれか１項に記載の積層品。 ５． 保護層がポリテンまたはポリプロピレンから成ることを特徴とする請求項 ４に記載の積層品。 ６． 保護層が存在する場合は該層を剥がした後のセルロース系材料シート以外 の層の総重量が４〜４０ｇ／ｍ²であることを特徴とする請求項１から５のいず れか１項に 記載の積層品。 ７． ポリヒドロキシアルカン酸対ポリカプロラクトン、セルロースエステルま たはポリ乳酸の重量比が１：１０から１０：１であることを特徴とする請求項１ から６のいずれか１項に記載の積層品。 ８． ポリヒドロキシアルカン酸がヒドロキシ酪酸のホモポリマーであるか、ま たはヒドロキシ酪酸とヒドロキシ吉草酸とのコポリマーであることを特徴とする 請求項１から７のいずれか１項に記載の積層品。 ９． ポリヒドロキシアルカン酸の分子量が１００，０００〜８００，０００で あることを特徴とする請求項８に記載の積層品。 １０． ポリ乳酸、セルロースエステルまたはポリカプロラクトンの分子量が少 なくとも４０，０００であることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に 記載の積層品。 １１． 請求項１から１０のいずれか１項に記載の積層品を製造する方法であっ て、セルロース系材料シート上に他の層を同時に設ける方法。 １２． １５０〜３００℃の温度を用いて同時押出を行ない、その際用いるポリ マーの融点は前記押出温度より低い ことを特徴とする請求項１１に記載の方法。 １３． 積層品をチルロールと接触させることにより４０〜７０℃の温度に冷却 することを特徴とする請求項１１または１２に記載の方法。 １４． 保護層を積層品から剥がし、製造工程において再使用することを特徴と する請求項１１から１３のいずれか１項に記載の方法。