JP2003509212A - 生分解性物質の好気性処理のためのカバー - Google Patents

生分解性物質の好気性処理のためのカバー

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Abstract

(57)【要約】 生分解物質の包含される好気性処理のための、特に有機廃棄物のボックス堆肥化のためのカバーが記載されている。このカバーは、織布、メリヤス生地又は不織布に付着される多孔性ポリマー層のラミネートであり、ここで前記ラミネートは特別の空気透過性と透湿抵抗（RET）を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 発明の分野： 本発明は、ボックス堆肥化に見出される生分解性物質を含む廃棄物及び他の材
料の好気処理；特に揮発性物質、エアロゾル及び粒状物、より詳しくは、廃棄物
の分解の間に発生する臭気を発散するガス及び病原体の発生の調節を助けるカバ
ー；及び最大の操作信頼性、製品品質及び最少の投資及び操作費用が達成される
ような手段で良好な空気換気及び透湿性を提供するカバーに関する。
【０００２】 発明の背景： 多量の有機及び産業廃棄材料の醗酵処理のために使用される多くの方法が存在
する。廃棄物の封じ込めは、ガス発生の調節を助けるので有益である。建造物、
例えばボックス堆肥化に使用されるボックスは、益々使用されている。
【０００３】 それらの構造体は、醗酵工程及び/又は作業環境を維持するために換気を必要
とする。得られる排気空気は時々、放出を低めるよう処理される。それらの臭気
を負荷された空気流のための通常の実施は、生物フィルターの使用である。過去
において生物フィルターは、性能的に幾分、予測できず、そして時々、設置する
のに費用が高いことがわかっている。全体的に、いずれかのタイプの封じ込め構
造物への生物フィルターの付与が、すでに高い費用の設置及び操作/維持に加算
される。
【０００４】 例えば、ボックス堆肥化は、調節された気体透過性を有するカバーターポリン
を使用する。この組み立ては、放出物を減少するいずれかの十分な手段を時代遅
れにすることによって、そのような廃棄物流の環境的に安全な処理のために必要
な設備及び操作努力を非常に単純化する。
【０００５】 ボックス堆肥化の間、堆肥化される廃棄物は、水平サイロに類似する構造体に
導入される。この構造体の１又は複数の側面、及び特にその屋根は、外部空気に
対する、醗酵容量物質上の気体空間を明確に定めるためにカバーターポリンによ
り構成される。ボックス堆肥化構造物は、醗酵工程を維持するための酸素を醗酵
体に供給し、そして発生される二酸化炭素及び他の醗酵ガスを外部に輸送するた
めに、醗酵体を通して新鮮な空気及び/又は再循環空気の十分な又は部分流を可
能にする適切な換気装置を包含する。
【０００６】 カバーターポリンは、ガス空間と外部空気との間に遮断層を提供する。効果的
なターポリンは、乾燥し且つ高温の気候条件下で極端な乾燥から醗酵生成物を保
護すべきである。それはまた、ターポリンが最も上部のシェルになるよう構造物
において設置される場合、降雨の間、湿潤から醗酵物質を保護すべきである。乾
燥及び過度の湿潤は、醗酵工程及び結果に悪影響を及ぼすであろう。
【０００７】 多量の降雨はまた、多量の溶解された又は懸濁された有機物質と共に不相応に
高い量の滲出を導く。この滲出は、調節された態様で廃棄するためには非常に費
用がかかる環境的に有害なことである。
【０００８】 さらに、カバーターポリンは、有意な量で醗酵生成物から発生する所望しない
臭気物を保持するよう作用すべきである。適切な臭気保持は、生物学的廃棄物処
理設置のための必要な認可書を得るために時折、決定的である。これは、臭気発
生に関するモニターリング及び規制措置が存在する、ドイツ及び多くの他のヨー
ロッパの国々において特に真実である。
【０００９】 カバーターポリンは多くの場合、また、健康に関係する微生物又は胞子は醗酵
工程から放出されないことを確保すべきである。カバーターポリンはまた、醗酵
材料の表面が過度に冷却されることを妨げるべきである。これは、好気性醗酵工
程を制限し、そして多くの国々における規則により必要とされるような雑草及び
病原体の完全な破壊を妨げる。空気透過性ターポリンによる醗酵材料の被覆、及
び換気装置による空気供給は、その工程の間、醗酵物を数度、回転し、そして混
合する必要なしに、雑草及び病原体の破壊を達成する。従って、被覆は、開放堆
積堆肥化に比較して、放出物を有意に減じ、そしてそれは、操作費用を減じる。
日光、特にUV光から醗酵生成物を保護することによって、醗酵された生成物の表
面は、醗酵の個々の相における工程に対して決定的であるUV感受性菌類により占
められる。
【００１０】 醗酵工程の好気性性質を維持することができるためには、ターポリンを通して
の一定の程度の換気が、醗酵生物の適切な酸素供給のために必要である。最少量
のエネルギー及び費用を伴なって、生物学的に必要とされる酸素供給を達成する
ためには、空気流は、最少の全体的システムの圧力の損失を伴なって、できるだ
け均等に堆積中に誘導される必要がある。
【００１１】 経験はまた、醗酵体自体が全システムを通しての空気流の主要圧力損失を生成
する用途における醗酵体において、空気流が識別できるチャネルの形成を開始す
ることを示す。チャネル形成は、不均等な酸素供給をもたらし、そしてメタン、
アンモニア及び臭気の所望しない発生を引き起こす醗酵体における酸素欠乏性又
は嫌気性領域を促進する。これは、ターポリン自体がシステムにおいて主要圧力
損失である必要があることを意味する。換言すれば、ターポリンは、空気流に沿
ってすべてのシステム成分の最低の空気透過性を有すべきである。
【００１２】 ターポリンの空気透過性を制限するもう１つの重要な理由は、醗酵工程の調節
である。湿分及び酸素供給を効果的に行うためには、換気装置の予備設定がその
得られる空気流に正確に相互関連する必要がある。ターポリンの非常に高い空気
透過性は、ターポリンの下部でいずれかの測定できる過剰圧力が生ずるのを回避
せしめるであろう。従って、その得られる空気流は、醗酵体により引き起こされ
る圧力低下に依存するであろう。醗酵体における圧力低下は、その構造及び湿分
に高く依存することが知られている。両者は、バッチごとに、及び個々のバッチ
が処理される間での時間にわたってさえ、有意に変化することが知られている。
従って、前記工程は、堆肥化システムの空気透過性がターポリンにより支配され
ない場合いつでも、湿気及び酸素供給により信頼して調節され得ない。
【００１３】 さらに、空気流の調節は、臭気の発生の調節を意味する。醗酵体とターポリン
との間の気体空間は、その大部分がその気体相に存在する臭気物質により多量に
充填される。従って、ターポリンを通して気体空間から大気中に透過するいずれ
かの気体が、臭気の放出を提供する。制限された空気透過性を有するカバーを用
いることによって、大気中に透過する、臭気を負荷された気体の流れが最少にさ
れ、それと共に、醗酵工程を維持するために必要とされる適切な量の空気を供給
する。カバーの空気透過性が高過ぎる場合、上記のように、空気流及び従って、
臭気放出は最少にされ得ない。
【００１４】 従って、維持される必要があるカバーターポリンの空気透過性の最適窓が存在
する。その下限は、道理に合った工程窓を開くと共に、費用を低めるために必須
である。その上限は、醗酵体物質の内部のチャネル流の形成を回避し、そして換
気装置の予備設定と得られる空気交換速度との間の道理に合った正確な相互作用
を維持することによって、臭気放出調節、及び安定し且つ均等な醗酵工程を確保
する。
【００１５】 ボックス堆肥化のためのカバーによる経験は、寒い気候及び/又は降雨の間、
既知ターポリンの効果的空気透過性はひどく低下し、そして醗酵空間における滲
出及び凝縮物の形成がひどく上昇することを示す。これは、醗酵工程が既知ター
ポリンを用いる場合、温帯地方における冬期において又は寒い気候下で、満足し
て機能し得ないことを意味する。費用のかかる滲出水処理に送られるべきであり
、そして従って、設置の操作費用に対して好ましくない効果を有する多量の有機
的に負荷された滲出水が形成される。また、それらの条件下で、醗酵された生成
物の品質は典型的には低められ、そして後処理において追加の努力及び費用を必
要とする。
【００１６】 ボックス堆肥化のための通常使用されるカバーは、次の構造に従っての多層化
された織物ラミネートを包含する：即ち、外部上の織布又は不織布−直後の多孔
性層−その内部上の織布、不織布又はメリヤス生地。ボックス堆肥化のために使
用される織物ラミネートは、堆肥物を被覆するために使用されるラミネートに大
部分、同一であった。今迄堆肥物を被覆するためのそのようなラミネートは、例
えばドイツ特許DE4231414A1に記載される。
【００１７】 それらのターポリンの織布/不織布層は、必要な機械的性質（引張強さ、耐磨
耗性、屋外暴露保護、等）の達成のために作用し、そして微孔性層は臭気、細菌
及び降雨水に対するバリヤーとして作用する。しかしながら、同時に、その微孔
性層はまた、空気透過性及び透湿性を決定する。ボックス堆肥化工程の幾何学及
び熱力学のために、ボックスカバーラミネートのための必要条件は、堆積物カバ
ーのための必要条件と明白に異なる。
【００１８】 堆肥物を被覆するためには、典型的には、1.0〜2.0m2のターポリンが、醗酵物
質1m3あたりに使用される。対照的に、堆肥化ボックスの形状は、単に、醗酵物
質1m3当たり0.5〜1.0m2のターポリンを可能にする。醗酵物質の特定の酸素要求
は、堆肥化組立てとは十分に無関係であるので、ボックス堆肥化ラミネートは、
それが被覆される限り、堆積物堆肥ラミネートよりも有意に高い空気透過性を示
す必要がある。DE423141A1号は、10ミリバールで１〜15L/m2/秒の空気透過性を
言及している。これは、200Paで、0.7〜10m3/m2/時に相当する。200Paは、原価
管理の点から、ボックス堆肥化のための最大の所望する圧力ヘッドである。空気
透過性のために試験される市販の堆積物堆肥化ラミネートは、ターポリンに対し
て垂直に適用される200Paの圧力勾配で、0.5〜3m3/m2/時の範囲であることが見
出された。
【００１９】 ボックス堆肥化について言及される特定の必要条件により、200Paでの空気透
過性は、前記工程を操作し、そして効果的に調節するのに必要な空気交換速度の
範囲で好ましい断続的通気モードを可能にするために10m3/m2/時を越える必要が
ある。
【００２０】 200Paで測定される場合、80m3/m2/時の空気透過性を有するカバーを用いての
実験の間、50Paよりも高い圧力上昇は、ターポリンの下部の気体空間で観察され
得なかった。これは、比較的細かな粒子材料を用いる場合、適切な空気交換速度
の十分な範囲にわたって真実であった。空気流のチャネルを形成するための最少
の傾向を多分示す粗醗酵体供給原料、例えば細断された樹皮又は木材チップに関
してさえ、空気透過率は、チャネルの形成を回避し、そしてターポリン下での圧
力の増大を確保するために、200Paで100m3/m2/時を越えるべきではない。好まし
くは、空気透過率は、200Paで50m3/m2/hより小であるべきである。これは、圧力
が低い空気交換速度でさえ調節可能であることを保証する。
【００２１】 80℃までの醗酵生成物の温度にもかかわらず、ターポリン下の気体空間の温度
は周囲温度に密接に関連している。醗酵生成物から気体空間中に発生する気体は
、湿気により飽和される。10℃以下の外部温度で、有意な凝縮及びミスト形成が
その気体空間において生じ、そしてその結果、DE4231414A1に記載されるような
既知のターポリンの内部の織物が液体に浸されるようになる。これは、ラミネー
トの空気透過性を低める。水性凝縮体は典型的には、多数の表面活性有機化合物
を含んで成るので、それは、微孔性層を湿潤し、すなわち少なくとも、醗酵物質
に面する多孔性層の表面を湿潤する水よりも強い傾向を示す。これは、特に、時
々、有機凝縮物構成成分が、微孔性構造体の表面性質を変更する微孔性層に沈着
される場合に生じることができる。これは、耐湿潤性及び微孔性層の液体侵入圧
力を、空気透過性が特に冷却条件下で悪影響を受ける程度に低める。
【００２２】 パイロット規模のボックス堆肥化試験から収集された凝縮物の表面張力は、水
よりも相当に低い42mN/mであることが分析された。約40mN/mの表面張力を有する
液体についての許容できるレベルの撥液性が、１に等しいか又はそれ以上である
油等級を示す表面上に存在することが知られている。
【００２３】 微孔層の老化はしばしば、その多孔性層がまた、屋外暴露、UV−光、加水分解
又は微生物攻撃により引き起される劣化に対して敏感なポリマー、例えばDE4231
414A1に記載されるようなポリウレタン被膜又はポリエチレン膜から成る場合、
数ヶ月間のフィールド使用で生じる。このタイプの老化はまた、時折り、そのよ
うなカバーの防水性及び耐雨性が低められることも包含する。すべて、これは、
操作問題及び高められた費用をもたらす。
【００２４】 空気透過性の類似する低下が、カバーターポリンの外側の織物が降雨水により
びしょ濡れにされる場合に生じる。一方では、その得られる水層は、その外部層
の空気透過性の低下を直接的に導く。他方では、降雨の冷却効果が気体空間にお
ける凝縮レベルの上昇を引き起こし、その結果、ターポリン内部の高められた加
湿性が空気透過性の対応する低下と共に発生する。その外部の湿潤性は、織物の
耐水性表面処理は適切な耐屋外暴露性を示さないので、経験によれば永久的には
防止できない。
【００２５】 さらに、DE4231414A1は、いずれの水侵入圧力も特定していない。降雨を除外
するためには、20kPaより大、好ましくは50kPaより大の最少水侵入圧力が、ター
ポリンの全寿命にわたって維持される必要があることは知られている。
【００２６】 特に、家庭用有機廃棄物の発生源を分離された収集物からの、堆肥化又は好気
性廃棄物処理のための多くの供給原料は、いずれの土壌改善生成物のためにも、
又はいずれの抑制されない処理のためにも許容できない多量の湿気を含むことは
知られている。従って、いずれかの包含される好気性処理は、醗酵体材料の湿気
の有意な低下を達成する可能性を有するべきである。ボックス堆肥化においては
、湿気はターポリンを通して拡散し、又はターポリンを通して透過する空気流に
より運ばれ得る。拡散は、湿度、及びターポリンに対して垂直な水蒸気部分圧の
勾配に依存し、そしてターポリンの透湿抵抗（Ret）により制限される。対流が
、ターポリンに対して垂直な全圧力勾配により駆動され、そしてカバーの空気透
過性により制限される。
【００２７】 DE4231414A1に記載されるようなカバー材料は、13〜40m2Pa/WのRet値を示して
いる。特に、低温の周囲条件の間、この高い透湿抵抗は、システムからの十分な
湿気の除去を可能にしない。カバーの空気透過性を長期の高いレベルに単に高め
られることは、低温/湿潤条件下で最少の費用操作モードを提供しないであろう
。拡散性透湿性が高いRetにより低められる限り、空気流の大規模な上昇が、過
度の湿気を運び出すために必要とされる。これは、比例して、操作費用、及び過
剰量の冷たい空気を導入することによってその塊状物質を冷却しすぎる危険性を
高めるであろう。現存のカバーに関しては、そのような高い空気流は、カバーの
空気透過性が低過ぎるので、最大の適用できる圧力で実行可能ではない。従って
、本発明に従って、高められた空気透過性を有するカバーは、拡散を高め、そし
て醗酵物質の酸素要求のみを供給するために必要とされる量に、空気流を最少化
するために、15m2Pa/Wより小、好ましくは10m2Pa/Wより小のRet値を有すべきで
ある。空気流の低下はまた、ターポリンを通して浸透する気体流と共に運ばれる
臭気物質の放出を最少にする。
【００２８】 有機廃棄物の醗酵処理に関する高まる関心は、潜在的に病原性の微生物、例え
ば生存可能細菌、菌類、それらの胞子及びそれらのいくらかのフラグメントの放
出である。それらの微生物が、典型的には、0.5μmより大きい粒子サイズで存在
することは、生物学的及び衛生学的実際から知られている。従って、気体流から
0.5μmより大の粒質物を98％より多く保持するいずれかのシステムは、十分な保
護を提供すると思われる。10μmの平均孔サイズを有する多孔性フィルムが、0.5
μm以上の粒質物の98％より多くの保持を可能にすることは、気体流からのダス
トの膜濾過から知られている。さらに、医学的装置に設置された膜ベントが、Co
ulter MFPとして測定される多孔性層の孔サイズが３μmより小である限り、HIV
及び肝炎ウィルスに関する空気のための無菌濾過を提供することの確証は、それ
らのベントから知られている。
【００２９】 発明の要約： 本発明のカバー材料は、生分解性物質の好気性処理に使用される現在のカバー
材料の欠点を克服する。
【００３０】 本発明のカバーターポリンは、次のことを提供する： １．広範囲の種類の気候条件下で維持される低い過圧での最良の特異的空気透
過性：これは、構造的な耐気体性のために、低い操作費用及び最少の投資で醗酵
物質中への良好且つ均等な酸素供給を確保する。
【００３１】 ２．続く処理が投資及び操作費を最少にする封じ込めのいずれの手段も伴なわ
ないで、単純な設定で実施可能になる湿分に、湿型の廃棄物（例えば、バイオカ
ン）をすばやく乾燥するための高い透湿性。
【００３２】 ３．維持及び操作費用、並びに環境に関連した放出を最少に維持し、そして周
囲条件とは無関係に安定し、調節可能な操作を確保するために、ラミネートの操
作に関連した性質の信頼できる維持。
【００３３】 ４．ターポリン下の気体空間における高臭気維持：これは、臭気放出に敏感な
場所への使用のために高処理量の設置を好ましいものとする。
【００３４】 ５．感染性及び感作性生物学的放出物を最少にするために、微生物、胞子及び
/又は抵抗力のある微生物物質の保持。
【００３５】 ６．カバーが大気に直接的に暴露されるよう設定される場合、降雨がターポリ
ンを通して侵入できない程度への防水性。
【００３６】 ７．カバーが設置されるところはどこでも、内部過剰圧力、及び風、雨及び雪
により引き起こされる負荷からの力を耐える適切な引張強さ。
【００３７】 それらの目的は、本発明のカバーにより達成される。前記カバーは、 ａ）多孔性ポリマー層、及び ｂ）織布、メリヤス生地、又は不織布から成り、ａ）がｂ）の少なくとも１つ
に付着されているラミネートを含んで成り、ここで前記ラミネートが、 ｉ）200Paの圧力差異で10〜100m3/m2/時の、好ましくは200Paの圧力差異で15
〜50m3/m2/時の空気透過性、 ii) 15m2Pa/Wより小さい、好ましくは2〜10m2Pa/WのRetを有することを特徴と
する。
【００３８】 降雨に対する耐水性、及び病原性又は感作性微生物放出物の保持性を提供する
本発明の好ましい態様においては、ラミネートは、少なくとも20kPa、好ましく
は50kPaより大の水侵入圧力を有し、そして水侵入圧力は１MPaほどの高さであり
得、そして多孔性層は、下記のCoulter Testにより決定される場合、0.2〜10μm
、好ましくは0.3〜3μmの孔サイズを有するであろう。織布は、1000N/5cmを超え
る、好ましくは2000N/5cmより大のラミネートの引張強さを提供するよう選択さ
れる。
【００３９】 使用する場合、ラミネートの多孔性層は醗酵物質に面し、そして布帛は最も外
部にあり、そして大気に暴露される。しかしながら、機械的応力が醗酵物質に面
するラミネート側に適用される場合、第２の布層がその内部に、好ましくは、醗
酵物質に面する側上の毛管現象を最少にするために粗フィラメントから製造され
たメリヤス生地が適用され得る。
【００４０】 発明の詳細な説明： 本発明のカバーは、低い透湿抵抗Retと適切な程度の空気透過性とを組合す。
この組み合わせにより、好気性分解の生物的工程は、湿気透過性の調節、より特
定には、醗酵物質のいずれかの乾燥工程の調節を低めないで、広範囲にわたって
、空気交換速度を調節することによって調節され得る。
【００４１】 これは特に、透過性気体流によるラミネートを通しての有意な量の湿気の対流
的輸送を可能にしない低い周囲温度、典型的には5℃又はそれ以下で重要である
。カバーを通しての有意な対流湿気輸送をもたらすいずれかの空気交換速度は、
多量の低温周囲空気を醗酵材料中に誘導するので、醗酵材料の所望しない冷却を
引き起すであろう。それらの条件下で、工程の目的を達成するために必要とされ
る湿気透過性が、拡散により卓越して実現される必要がある。これは、15m2Pa/W
より小さい、好ましくは10m2Pa/Wより小さいRet値でのみ可能である。
【００４２】 対流性気体流が湿気透過を調節するために必要とされない場合、それは、好気
性工程を調節するために最適に調節され得、そして従って、生成物の品質を最適
化し、滞留時間を低め、又は操作費用を最少化することができる。
【００４３】 本発明のカバーの低い蒸発性湿気輸送抵抗Retが、多孔性層の機械的保護のた
めに堆積物の堆肥化において必要とされる内部の織物層を排除するか又は最少化
することによって達成される。
【００４４】 非常に低いRetが必要とされる用途においては、これは、高い靭性の繊維、例
えば炭素繊維及びポリアミド繊維（但し、それらだけには限定されない）の使用
を通して布層の厚さを最少化することによって達成され得る。
【００４５】 本発明の好ましい態様においては、カバー材料がボックス堆肥化に使用される
場合、微生物病原体及び刺激物の保持が、Coulter測定により定義されるような
、10μmより大きくない、好ましくは３μmよりも小さな多孔性層の平均孔サイズ
を用いることによって達成される。醗酵材料中に浸透する雨水及び他の降水の排
除は、20kPaより大、好ましくは50kPaより大の水侵入圧力を有するカバー材料を
供給することによって達成される。
【００４６】 本発明の好ましい態様においては、カバーターポリンの内部の湿潤性は、従来
技術のカバーに存在する織物内部層を有さないことによって、又は織物転換の技
術において知られている工程により、１、好ましくは５より大の油等級を有する
疎油性になるよう処理される十分に開口したメリヤス生地を用いることによって
妨げられるか又は低められる。この内部織物層はまた、実際のターポリンンカバ
ーに縫合されるか又はそれにクランプされ得る、広いメッシュネット又はグリッ
ドにより置換され得る。そのようなネット又はグリッド材料はまた、接着剤又は
熱可塑性手段により、その多孔性層上のその全表面上に均一に結合され得る。
【００４７】 １の油等級は、延伸膨張されたポリテトラフルオロエチレンから製造された多
孔性膜を用いることによって達成され得る。また、前記層の多孔性構造体は、１
より大の油等級を十分に有する疎油性にするために処理され得、その結果、有機
物質による湿潤及び汚染が耐久性よく妨げられる。そのような処理及び剤は、ド
イツ特許出願第43083692号に記載されている。１より大きい油等級が好ましく；
理想的には、５より大きい油等級が有機物質による汚染に対して非常に良好な撥
液性及び耐性を付与するであろう。５に等しいか又はそれより大きい油等級が、
織物転換において知られている市販のフルオロカーボン被覆を用いてメリヤス生
地に対して達成され得る。
【００４８】 雨によるカバーの外部布の過度の湿潤は、布を製造するために使用される糸の
ための固有の疎水性ポリマー材料を用いることによって妨げられ得る。そのよう
なポリマーは、例えばポリプロピレン、ポリアクリレート、ポリテトラフルオロ
エチレン又は他のフルオロポリマーを包含する。前記糸は織られ、その結果、最
大の撥液性が、空気透過性に対して有意な悪影響を与えないで達成される。
【００４９】 本発明の好ましい態様においては、堆肥装置の操作信頼性が実質的に高められ
、そして操作費用は、そのようなカバー上での又はその内部での液体の妨害層の
形成が回避されるか又は最少にされるので、最少にされる。これは、外部材料と
して撥水性布を用いることによって、及び醗酵生成物に面する、疎水性/疎油性
又は疎水性的に/疎油性的に被覆された多孔性層を用いることによって、並びに
醗酵生成物に面する側上のいずれかの密集した毛状織物を排除するか又は最少に
することによって行われる。織物層が醗酵生成物に面する側上に使用される場合
、それは、撥水及び撥油性を提供するよう処理され得る。結果として、本発明の
カバーは、これまで可能であったよりも低温で且つ湿った気候条件下で高い空気
透過性を維持する。
【００５０】 多孔性ポリマー層は、本質的に疎水性であるポリマー、例えばフルオロポリマ
ーから製造され得、又は実質的に疎水性ではないが、しかし疎水性及び疎油性に
するために撥水撥油性ポリマーにより処理されている膜であり得る。多孔性層は
、液体水との長期の連続した接触を耐えることができ、好ましくはUV光及び微生
物攻撃による分解に対して耐性である多くの合成ポリマーのいずれかから製造さ
れ得る。ポリマー、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタン又は他
のポリオレフィン；ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリエステル、フル
オロポリマー及び同様のもの（但し、それらだけには限定されない）が適切であ
る。フルオロポリマー、及びポリテトラフルオロエチレン（PTFE）、ポリ弗化ビ
ニル（PVF）、ポリ弗化ビニリデン（PVDF）及び同様のものが、それらの加工特
徴、耐温性、耐化学物質性、微生物攻撃に対する不活性、UV線に対する耐性及び
固有疎水性のために好ましい。ポリテトラフルオロエチレンの多孔性層が最も好
ましい。
【００５１】 本発明への使用のために適切な多孔性ポリテトラフルオロエチレン層は、当業
界において知られている工程により、例えば延伸又は引っ張り工程により、紙製
造工程により、充填剤材料がPTFE樹脂と共に組み込まれ、そして続いて、多孔性
構造体を残して除去される工程により、又は粉末焼結工程により製造され得る。
好ましくは、多孔性ポリテトラフルオロエチレン層は、好ましい材料及びそれら
の製造方法を記載する、アメリカ特許第3,953,566号、第4,187,390号及び第4,83
8,406号に記載されるように、内部連結されたノード及びフィブリルの構造を有
する、延伸膨張された多孔性ポリテトラフルオロエチレンである。
【００５２】 前で言及されたように、多孔性カバーの多孔性層及び/又は多孔性支持層をは
っきり示す構造体は、撥水撥油性有機ポリマーにより被覆され得る。ポリマーが
、層又は支持材料の孔体積の実質的な低下を引き起こさないで、又は材料を通し
ての空気流を有意に低めないで、許容できるレベルの撥水撥油性を提供し、そし
て多孔性層又は支持材料の孔をはっきり示す構造体の少なくとも一部上に被覆を
形成するために適用され得る限り、特定の制限はそのポリマーに対して課されな
い。好ましいポリマー又はコポリマーは、反復性ペンダント弗素化有機側鎖を有
するもの又は弗素含有主鎖を有するそれらのものである。
【００５３】 カバーの多孔性層が実質的に疎水性のポリマーにより製造され得たとしても、
その撥油性を高めるために、撥水撥油性材料により層を処理することが所望され
る。このための理由は、水溶性化合物、例えばアルコール、脂肪酸、脂質、芳香
族化合物、水溶性油及び同様のものが典型的には、醗酵体有機物質に存在し、又
は材料の分解により生成される気体に存在し得ることである。そのような化合物
は、気体相において検出され、又はカバーの内表面上で凝縮する水に溶解されて
いる。それらは、多孔性表面を湿潤し、そして被覆するために凝縮物から選択的
に溶出し、従って孔を定義する構造体の表面自由エネルギーを変更し、そして液
体水により層を湿潤性にする。好ましくは、次に、前記界面活性剤有機化合物を
含む凝縮体の形での液体水が、層の孔中に進入し、孔体積の一部を占め、そして
膜を通しての空気及び気体透過性を有意に低める。孔中に侵入しない場合でさえ
、そのような界面活性剤は、膜の外面の湿潤性を促進する。これは、多孔性層の
表面上で表面水層を生成することができる。この表面水層は、気体侵入を妨げ、
空気透過性を低める。
【００５４】 表面を疎油性にするために、孔を定義する構造体の表面を被覆することによっ
て、界面活性剤は、多孔性構造体を定義する表面の汚染から妨げられ、そして凝
縮体は、多孔性構造体を定義する表面、又は多孔性層の表面の湿潤化から妨げら
れる。
【００５５】 記載される層及び外部布、好ましくはポリエステル又はポリプロピレン又はポ
リテトラフルオロエチレン織布は、積層手段によりお互い結合される。これは、
熱可塑性ポリマーから製造される場合、織物の繊維を軟化し、すなわち部分的に
溶融し、そしてそれを膜結合することによって行われ、又はそれは、布と膜との
間を接着するために適用される接着剤を用いて行われ得る。典型的には、使用さ
れる接着剤は、ポリウレタン、シリコーン又はポリアクリレート、好ましくは架
橋された、UV安定反応性ポリウレタンホットメルトの種類からである。接着剤適
用は、プリント、スミア被覆又は溶融ブローにより達成され得る。また、ウェブ
形でのホット−メルト接着剤が使用され得る。グラビア−ドット又はグラビア−
グリッド積層化により前記反応性ポリウレタンホット−メルト接着剤の適用が好
ましい。他方では、多孔性層は、水基材又は溶媒基材のラテックス又は分散体又
は反応性溶液の形で、又は記載される多孔性層の形成のために適切な言及された
ポリマーのいずれかを用いての転相工程により、布上に被覆され得る。
【００５６】 このようにして生成されたラミネートの織物面は、続いて、撥水性効果の耐久
性を最大にするために、フルオロカーボン又はシリコーン、好ましくはフルオロ
カーボン及び架橋剤から成る撥水性化学物質の水基剤の被膜を適用することによ
って、耐久性撥水性のために処理され得る。
【００５７】 試験の説明：空気透過性−Gurley Number 方法 ： 空気流に対するサンプルの抵抗を、W. & L. E. Gurley & Sonsにより製造され
たGurleyデンシメーター（ASTM D726-58）により測定した。その結果は、4.88イ
ンチの水の圧力低下で試験サンプル１in2を透過する空気100cm3の時間（秒）で
あるGurley Numberにより報告される。空気透過性−Textest方法 ： ターポリン1m2当たりの空気流（m3/時）で示される空気透過性は、100cm2のヘ
ッドを有するTextest FX3300空気透過性テスターを用いて測定された。この装置
は、DIN−ISO−EN9237（1995）に従って、企画され、そして使用される。この適
用に使用される圧力は、100〜1000mバールの範囲である。圧力は、装置の測定範
囲内の空気流が達成されるよう選択される。サンプルはサンプルホルダー上に固
定され、そして装置中にクランプされる。緑色LEDは、デジタル表示から読み取
るべき時間を表す。最初の測定はサンプルホルダーにおける空気透過性サンプル
により単独で行われ、第２の測定はさらに、装置中にクランプされたサンプルの
透過側上の空気不透過性シートにより行われる。この第２の測定は、クランピン
グにより密封され得ない織物構造体におけるボイドを通しての空気の横方向への
漏れを決定するために行われる。次に、実際の空気透過性が、第１の測定におい
て測定された全体の流れからその漏れの流れを控除することによって誘導される
。使用される圧力に依存して、次に、結果が200Paでの適切な空気透過性に直線
的に転換される。
【００５８】 材料の幅にわたって分布される合計５つのサンプルが必要である。油等級の測定 ： 油等級を、ISO 14419 (September, 1998) に従って測定する。油等級は、固体
、多孔性又は織物表面の湿潤挙動性を定量化するために行われる手動的/眼によ
る測定である。それは広範囲の表面張力を与える一組の脂肪族オイルを使用する
。油等級は、表面を湿潤しないそれらの油の最高順位付けに従って与えられる。
その等級に関連する液体は次のものである： ０：ナシ（白色鉱油で湿潤される） １：パラフィン油高粘度 ２：65％のパラフィン油HV及び35％のｎ−ヘキサデカンからの混合物 ３：ｎ−ヘキサデカン ４：ｎ−テトラデカン ５：ｎ−ドデカン ６：ｎ−デカン ７：ｎ−オクタン ８：ｎ−ヘプタン ５つの固着性の液滴を、それぞれ４cm離れて及び45°の角度で、水平サンプル
上に配置する。観察時間は30秒±２秒であり、この後、個々の液滴を、言及され
たISO標準に与えられる像と比較する。サンプルの湿潤又はサンプル中への透過
性が観察されない場合、次のより高い等級の液体が使用される。この工程を、湿
潤又は透過が30秒の試験時間以内に観察されるまで、反復する。５つの固着性の
液滴のうち３又はそれ以上の液滴が完全な湿潤性を示す場合、又は液体と表面と
の間の接触角度が消滅される毛管現象効果が観察される場合、等級は湿潤である
。油等級は、すべての５つの液滴について合格した最後の液体の順位に従って与
えられる。限界事例の場合、半分の表示、すなわち3.5が与えられ得る。これは
、ISO−標準において詳細に記載される。孔サイズの測定 ： 孔サイズの測定を、Coulter Electronics, Inc., Hialeah, FLにより製造され
るCoulter PorometerTM により行う。
【００５９】 このCoulter porometerは、ASTM Standard E1298-89に記載される液体置換方
法を用いての多孔性支持体における孔サイズ分布の自動化された測定を提供する
装置である。
【００６０】 このPorometerは、液体により満たされた孔を有するサンプルの片側に対する
空気圧を高め、そしてその得れる流れを測定することによって、サンプルの孔サ
イズ分布を決定する。この分布は、膜の均一性の程度の尺度である（すなわち、
狭い分布は、最小の孔サイズと最大の孔サイズとの間にほとんど差異が存在しな
いことを意味する）。それは、最小の孔サイズにより最大の孔サイズを割り算す
ることによって見出される。Porometerはまた、平均の流れ孔サイズも計算する
。定義によれば、多孔性材料を通しての液体流の半分が、このサイズ以上か又は
それ以下である孔を通して存在する。
【００６１】 孔サイズのすべての引用は、特にことわらない限り、平均流孔サイズ（MFP）
を言及する。
【００６２】 しかしながら、すべての考えられるカバーラミネート材料は、前記に記載され
たCoulter方法を用いて、必ずしも測定され得ない。これは、それらのいくつか
のラミネート及び多孔性層の機械的構造体のためである。そのような場合、孔サ
イズ測定は、顕微鏡を用いて行われ得る。市販の像処理ソフトウェアにより光又
は走査電子顕微鏡写真の横断面を評価することによって、多孔性層の孔は、幾何
学的に測定され得る。本発明の平均流孔サイズに等しい幾何学的孔幅は、10m2の
サンプルに関して、90％の統計学的信頼区間を有するであろう。引張強さ ： ラミネートサンプルの引張強さは、ISO2231標準気候（20℃、65％相対湿度）
に状態調整された室において、10kNのカートリッジ及びコンピューター処理され
たデータ獲得を備えたINSTRON Type4466引張テスターを用いて、ISO1421に従っ
て測定される。個々の材料に関して、5種のサンプルが機械方向及び横断方向に
それぞれ試験される。サンプル幅は、50mmであり、長さは少なくとも350mmであ
り、そしてサンプルは糸にそって直線に供給される。クランプ間の距離は200mm
であり、負荷の限界、延長及び速度は、PCにより調節される。ラミネートサンプ
ルは、サンプル重量が200g/m2未満である場合、２Nの張力が予めかけられ、200g
/m2より大では、５Nの張力が予めかけられる。水侵入圧力試験（WEP） ： 水侵入圧力試験は、試験片の一方側に対しての水の強制及び、それを通しての
水侵入の表示のための試験片の他側の観察から実質的に成る静水耐性試験である
。
【００６３】 試験検体を、試験片を保持する取付具におけるゴム性ガスケット間でクランプ
し、そして密封した観察のために、試験検体の布帛表面が水と接触し、他の側は
上方に面し大気に開放される。空気が取付具の内部から除去され、そして水が試
験片に対して強制されるにつれて、圧力が試験片の内表面に適用された。試験片
に対する水圧が徐々に高められ、そして試験片の上方に向いた表面が、材料を通
して強制されるいずれかの水の出現について密接に調べられた。水がその上方に
向いた表面上に出現する圧力が、水侵入圧力として記録される。透湿性に対する抵抗Ret ： Ret値は、存在する定常状態部分圧力勾配に起因する所定の表面を通しての“
潜在的”気化熱流を決定する、シート様構造体又は材料アセンブリーの特定の材
料性質である。
【００６４】 水蒸気透過抵抗は、Bekleidungsphysiologisches instituts e.V. Hohenstein
, Germany により1987年9月に発行された標準試験規則No.BPI1.4に記載されるFI
H方法を用いるCup Method を用いて決定される。
【００６５】 ［実施例］ いくつかのラミネートを、W.L. Gore & Associates of Newark, Dalaware, US
Aから得られた２種の異なった実験膜を用いて生成した。
【００６６】 両膜を、約50μmの厚さ及び1m2当たり約15gの面積重量を有する、0.8μmの平
均MFBを有する延伸膨張されたポリテトラフルオロエチレン膜に基づいて生成し
た。
【００６７】 膜１は、上記の純粋な延伸膨張されたPTFEであった。本明細書に記載される例
に関しては、実験膜の合計３種の異なった、類似する物性を有する生成バッチを
生成した。
【００６８】 膜２は、膜１を用いて、そして過弗素化されたペンダント側基を含む、約5g/m 2 のフルオロアクリレートにより、膜の多孔性構造体を定義する表面を被覆する
ことによって製造し、従って、８の被覆された膜表面の油等級を達成した。その
ようなフロロアクリレートは、フルオロ化学物質製造業者、例えばE.I. Dupont,
Asahi Glass Chemical又はHoechst AGから得られる。
【００６９】 ラミネート１を、C. Cramer & Co., Heek-Nienborg, Germanyから得られた、2
20g/m2の染色された1100 dtex強靭性ポリエステル10/10平織物の醗酵物質から離
れて面する側に膜１を積層することにより製造した。ラミネート１の横断面のSE
Mは、図１に示される。
【００７０】 ラミネート２を、同じであるが、しかし未染色のポリエステル平織物の醗酵物
質に面する側にラミネート１を積層することによって製造した。
【００７１】 ラミネート３を、ラミネート1を用い、そしてそれに、S & T Barnstaple Ltd.
, Barnstaple, North Devon, GBから得られた、30g/m2のポリアミドモノフィラ
メント トリコットメリヤス生地を、醗酵物質に面する側上で積層することによ
って製造した。ラミネート３の横断面は、図２のSEMに示される。
【００７２】 ラミネート４を、膜２を、C．Cramer & Co., Heek-Nienborg, Germanyから得
られた、220g/m2のポリエステル10/10平織物の層に、醗酵物質から離れて面する
側上で積層することによって製造した。ラミネート４の横断面は、図３のSEMに
示される。
【００７３】 ラミネート５を、ラミネート４を用い、そしてそれに、S & T Barnstaple Ltd
., Barnstaple, North Devon, Englandから得られた、30g/m2のポリアミドモノ
フィラメント トリコットメリヤス生地を、醗酵物質に面する側上で積層するこ
とによって製造した。ラミネート５の横断面は、図4のSEMにおいて示される。
【００７４】 すべての積層化は、W.L. Gore & Associates of Newark, Delware, USAから得
られた、架橋されたポリウレタン接着剤を用いて、ラミネート２に関しては、8g
/m2の平均接着剤塗布で、及びラミネート１，３，４，５に関しては16g/m2の平
均接着剤塗布で、２つの布層の個々上に、それぞれ8g/m2の平均接着剤塗布で、
ドット−グラビアプリント積層化により達成された。
【００７５】 ラミネート2を、この場合に単一の機械に包含される２種の連続した印刷/積層
段階を用いて、連続した積層工程において生成した。ラミネート１，３，４及び
５を、１回の積層作業において製造し、この間、布及び膜が所望するラミネート
を得るために、それに応じて交換された。
【００７６】 ラミネート４及び５の場合、フルオロアクリレート被膜が適用されている膜側
が、醗酵物質に対する面側に面して積層された。
【００７７】 積層化に続いて、すべてのラミネートは、市販のフルオロカーボンの水をベー
スとした特許混合物により浸漬被覆され、その結果、ラミネートの両布側が布層
の撥水及び撥油性を得るために被覆された。そのようなフルオロカーボンの混合
物は、織物転換において知られている技術である。
【００７８】
【表１】
【００７９】 この表における油等級は、分解材料に対して面するラミネートの側を言及する
。
【図面の簡単な説明】
図１は、例に記載されるようなラミネート１のSEM横断面を示す。多孔性層（
底部）は、織布に付着していることが示されている。 図２は、例に記載されるようなラミネート３のSEM横断面を示す。多孔性層（
中間）は、織物とメリヤス生地（底部）との間に付着されていることが示されて
いる。 図３は、例に記載されているようなラミネート４のSEM横断面を示す。疎油性
被覆された多孔性層（低部）は、織布に付着されていることが示されている。 図４は、例に記載されるようなラミネート５のSEM横断面を示す。疎油性被覆
された多孔性層（中間）が、織布（上部）とメリヤス生地（低部）との間に付着
されていることが示されている。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ， ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，Ｃ Ｈ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ， ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，Ｌ Ｋ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ， ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，Ｔ Ｒ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 ホッホライン，キリアン ペーター ドイツ連邦共和国，82211 ヘルシュニヒ， シグルシュトラーセ ３ (72)発明者 バウエル，アンブロージウス ドイツ連邦共和国，83627 バルンガウ， ヘッケンベーク ８アー Ｆターム(参考） 4D004 AA02 AB05 BA04 CA19 CA46 CA48 CB04 4F100 AK01A AK03A AK07B AK15A AK16A AK17A AK17B AK18A AK25B AK41A AK41B BA02 BA03 BA06 BA07 BA10A BA10B BA15 DG01B DG12B DG15B DJ01A GB01 JA20A JB06 JD02 JD04 JK01B YY00 YY00A YY00B

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 生分解性材料の好気性処理のためのカバーであって、 ａ）多孔性ポリマー層、及び ｂ）織布、メリヤス生地、又は不織布から成り、ａ）がｂ）の少なくとも１つ
    に付着されているラミネートを含んで成り、ここで前記ラミネートが、 ｉ）200Paの圧力差異で10〜100m3/m2/時の空気透過性、 ii) 15m2Pa/W未満のRetを有することを特徴とするカバー。
  2. 【請求項２】 前記布帛が織物糸を含んで成る請求項１記載のカバー。
  3. 【請求項３】 前記布帛が、ポリエステル、ポリアクリレート、ポリプロピ
    レン又はフルオロポリマーを含んで成る請求項２記載のカバー。
  4. 【請求項４】 前記多孔性ポリマー層が、ポリオレフィン、ポリエステル、
    ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリメタン又はフルオロポリマーから選
    択される請求項１，２又は３のいずれか１項記載のカバー。
  5. 【請求項５】 前記多孔性ポリマー層が、多孔性ポリテトラフルオロエチレ
    ンである請求項１，２又は３のいずれか１項記載のカバー。
  6. 【請求項６】 前記空気透過性が200Paの圧力で15〜50m3/m2/時であり、そ
    して前記Retが２〜10m2/Pa.Wである請求項１記載のカバー。
  7. 【請求項７】 前記生分解性材料に対して面するラミネートの表面が、少な
    くとも１の油等級を有する請求項１又は６のカバー。
  8. 【請求項８】 前記生分解性材料に対して面するラミネートの表面が、少な
    くとも５の油等級を有する請求項１又は６のカバー。
  9. 【請求項９】 ラミネートの多孔性ポリマー層が廃棄材料に面している、そ
    の廃棄材料を被覆するための好気性堆肥化への請求項１又は６記載のカバーの使
    用。
  10. 【請求項１０】 生分解性材料の好気性処理のためのカバーであって、 ａ）多孔性ポリマー層、及び ｂ）織布、不織布、又はメリヤス生地から成り、ａ）がｂ）の少なくとも１つ
    に付着されているラミネートを含んで成り、ここで前記ラミネートが、 ｉ）200Paの圧力差異で10〜100m3/m2/時の空気透過性、 ii) 20kPaより大きい水侵入圧力、 iii) 15m2Pa/W未満のRetを有し、 そして前記多孔性ポリマー層が0.2〜10μmの平均孔サイズを有することを特徴と
    するカバー。
  11. 【請求項１１】 前記布帛が、1000 N/5cmより大きい引張強さを有する請求
    項10記載のカバー。
  12. 【請求項１２】 前記布帛が、ポリエステル、ポリアクリレート、ポリプロ
    ピレン又はフルオロポリマーを含んで成る請求項11記載のカバー。
  13. 【請求項１３】 前記多孔性ポリマー層が、ポリオレフィン、ポリエステル
    、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリメタン又はフルオロポリマーから
    選択される請求項10，11又は12のいずれか１項記載のカバー。
  14. 【請求項１４】 前記多孔性ポリマー層が、多孔性ポリテトラフルオロエチ
    レンである請求項10，11又は12のいずれか１項記載のカバー。
  15. 【請求項１５】 前記空気浸透性が200Pa圧力差異で15〜50m3/m2/時であり
    ；前記水侵入圧力が50kPaより大きく；前記Retが２〜10m2/Pa/Wであり；そして
    前記多孔性ポリマー層の平均孔サイズが0.3〜3μmである請求項10記載のカバー
    。
  16. 【請求項１６】 前記生分解性材料に対して面するラミネートの表面が、少
    なくとも１の油等級を有する請求項10又は15のカバー。
  17. 【請求項１７】 前記生分解性材料に対して面するラミネートの表面が、少
    なくとも５の油等級を有する請求項10又は15のカバー。
  18. 【請求項１８】 ラミネートの多孔性ポリマー層が廃棄材料に面している、
    その廃棄材料を被覆するための好気性堆肥化への請求項10又は15記載のカバーの
    使用。
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