【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。 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Compostable Laminate The present invention relates to a compostable laminate. Used packaging is one of the causes of waste disposal problems, and it is desirable that it be compostable. In the case of composting organic waste, for example, food and plants, it is convenient to transport compostable substances in compostable containers. Bags made of paper or other cellulosic materials, such as cellulose film, or boxes made of materials such as cardboard, for example, can be used, but they lose their mechanical strength when wet. The present invention provides a compostable laminate comprising substantially only compostable components, including a cellulosic material sheet having sufficient strength, such as paper or paperboard, wherein the laminate comprises a cellulosic material sheet. , Polycaprolactone, polylactic acid and / or cellulose esters and layers of poly-3- or 4-hydroxyalkanoic acids. The present invention is preferably a compostable laminate comprising a cellulosic material sheet, wherein at least one side of the sheet is directly coated with a layer of polycaprolactone, polylactic acid and / or cellulose ester, Includes laminates in which a layer of poly-3- or 4-hydroxyalkanoic acid is provided directly over the coating layer. The inventors have found that the laminate according to the invention has an acceptable wet strength and crack resistance. Crack resistance is important when the paper or paperboard is folded, because cracks along the folds are more accessible to moisture and can reduce wet strength along the folds. The present invention also includes a compostable laminate as described above, wherein the polyhydroxyalkanoic acid layer is covered with an easily removable protective layer, wherein the protective layer is optionally compostable. Consist of polymers that are not possible, such as polythene and polypropylene. The protective layer is useful in facilitating the production of the laminated product, for example, in preventing the laminated product from sticking to the chill roll during the production. If desired, the protective layer can be left in place to protect the laminate until use. The additional layer can be simultaneously formed on the cellulosic material sheet using a known technique, for example, by using a multi-manifold type co-extruder. Suitably a temperature of 150 to 300 ° C, preferably 150 to 250 ° C, is used for coextrusion, with the polymer having a melting point below the extrusion temperature. After forming the additional layer, the laminate is appropriately cooled to a temperature of, for example, 40 to 70 ° C. This cooling can be accomplished by contacting the laminate with a chill roll. The total weight of the coating layer after peeling off the protective layer from the product of about 5 to 40 g / m 2, it is preferable preferably from 10 to 25 g / m 2. The weight ratio of polyhydroxyalkanoic acid to polycaprolactone, cellulose ester or polylactic acid is 1:10 to 10: 1, preferably 5: 1 to 1: 5, more preferably 2: 1 to 1: 2. The polyhydroxyalkanoic acid may, where appropriate, be a homopolymer of hydroxybutyric acid or a copolymer of hydroxybutyric acid and preferably hydroxyvaleric acid. Suitable such polymers are disclosed in EP-A-52459 and EP-A-69497 to the applicant. The molecular weight of the polyhydroxyalkanoic acid is preferably from 50,000 to 1,000,000, more preferably from 100,000 to 800,000. The molecular weight of the polylactic acid, cellulose ester or polycaprolactone is at least 40,000, for example 30,000 to 50,000. If the protective layer is made of a thermoplastic material, it can be reused in the manufacturing process after peeling from the laminate. The pilot line used for the work described below is a roll of 110 g / m 2 brown kraft paper that supplies paper to a unit that performs corona discharge on paper, a support roll that supports paper coming out of the corona discharge chamber, Including a die for extruding three polymer layers onto the paper at the subsequent stage of the roll, a chill roll, a sandwich roll for pressing together the paper and polymer constituting the laminate against the chill roll, and a winding roll for collecting the laminate . The corona discharge occurred at a power of about 1.5 kW over a width of 350 mm and the paper was passed through the discharge at a speed of 15-75 m / min. The die includes polycaprolactone (commercially sold as Tone 767 by Union Carbide, estimated number average molecular weight 43,000, melt flow index 30 at 190 ° C.), sold by ZENECA Limited under the trade name BIOPOL. A copolymer having an estimated number average molecular weight of 480,000 and consisting of 92% hydroxybutyric acid units and 8% hydroxyvaleric acid units in the D configuration, and sold as NCPE 1515 grade by Borealis, 190 The material was fed by three extruders, each feeding a low density polyethylene having an MFI of 15 at ° C. The die was a 350 mm wide Cloeren flat die with adjustable vanes, equipped with a breaker plate and screen pack, and using a CCABB placement plug. With the equipment as described above, it became possible to extrude the polymer onto paper in the order of paper / polycaprolactone / BIOPOL / polyhydroxyalkanoic acid / polyethylene to a desired thickness set by the extrusion amount from each extruder. The chill roll was maintained at a temperature of 60 ° C. Such a line was operated under the following conditions. For comparison, the paper was coated with a single layer of BIOPOL polymer using only one of the three extruders under the following conditions. The temperatures given in the "Barrel Zone" section indicate that the temperature in the barrel zone of the extruder that supplies the polymer to the extruder adapter that regulates the temperature of the BIOPOL polymer is continuously increased. The temperature of the die itself was set at 185 ° C. Single layer extrusion Three-layer simultaneous extrusion In the above table, the screw speed is proportional to the approximate relative thickness of the layer. The product was tested as follows. The laminate was obtained from a take-up roll and the polyethylene layer, if present, was stripped off. Coating weight (i.e. total weight of the polymer remaining in contact laminate 1 m 2) was recorded. The adhesion of the layers was tested by manually peeling off the applied polymer layer from the paper. The laminate is folded such that the polymer layer is inward in the folding direction that is transverse to or parallel to the line processing direction as the case may be, and the paper layer is inward in the same direction as above. The polymer layer was also tested for crack initiation by folding. After folding, unfold the laminate, apply colored turpentine to the fold from the polymer side of the laminate, and test the integrity of the polymer coating by measuring the proportion of the fold where coloration is observed on the paper side after 10 minutes did. This test was performed on a fold having a total length of 10 cm. The results are as follows. # 1, # 2 and # 3 are all single-layer extrusion coated. # 21, # 20 and # 10 are all three-layer coextrusions providing a BIOPOL polymer layer equal to the PCL layer. # 9 is a three-layer coextrusion with a BIOPOL polymer to PCL ratio of 9: 4. The symbol PCL means polycaprolactone. The degree of adhesion is evaluated as follows.
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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・
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Continuation of front page
(81) Designated countries 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) Inventor Montadore, J. Ames Henry
Cleveland Tey, UK
S.23.3 S.U, Billingham, Oh
Winton Forearm, North Park 14
(72) Inventors Kuusiparo, Yurtska Tapani
FEN, Finland
33540 Tampere 54, Aina Moisenka
Tu ・ 3.4 ・ Bae-40
(72) Inventor Calfketo, Hannes Tapani
FEN, Finland
37360 ・ Valke Koshi, Aseverity ・
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