JP2012500755A - 流体を保存するための堆肥化が可能なコンテナー - Google Patents

Abstract

【課題】
【解決手段】 完全な堆肥化が可能で、内部表面と外部表面とを貫通する開口部を備えた、取り囲まれた本体を有するコンテナーが提供される。取り囲まれた本体は、周囲の条件下で、生物分解をし、無害な残留物に変わる植物繊維の構造層と、構造層の第一の側部上に形成され、取り囲まれた本体の内部表面を形成し、周囲の条件下で、生物分解をし、無害な残留物に変わる流体バリア層とを有している。コンテナーは、自然環境中の一組のファクターに晒されたときに、徐々に生物分解をし、標準的な商業条件下で保管されたときに、６ヶ月の品質保持期限を有している。
【選択図】 図６Ａ

Description

本発明は、一般的には生物分解が可能な物に関するものであり、とくに、流体を保存するための完全に生物分解が可能なコンテナーに関するものであり、さらに詳細には、コンテナーが徐々に生物分解をし、有機物に変化した後に、所定の長さの品質保持期限を有するコンテナーに関するものである。

現在、廃棄物汚染は深刻な問題と考えられている。人口の増加は、消費の増大と、コンテナーや瓶などを含む家庭ごみの増大を招いている。このような消費に起因する廃棄物は、われわれの環境にマイナスの影響を与えている。

ボトル入りの水のためのプラスチックコンテナーを消費量の増大が、とくに大きな問題になっている。水道水の品質に対するここ１０年間の健康志向への高まりのため、驚くべき速度で、人々がボトル入りの水を消費し始めている。廃棄されたプラスチック製の水のボトルは環境に対して有害である。廃棄されたプラスチック製のコンテナーは、埋め立て地を一杯にしてしまうだけでなく、最終的には水流に流されるため、しばしば、水汚染の原因になるという問題がある。さらに、水用のプラスチック製のボトルや他のプラスチックコンテナーは、石油製の製品であり、それ自体、有毒で、自然環境を害するだけでなく、人に対しても有害である。

水汚染の問題のみならず、莫大な量の消費は、とくに、北太平洋に位置する太平洋ゴミベルトの未解決の問題である。太平洋ゴミベルトは、実質的に、プラスチック廃棄物、とくに、水用ボトルのためのプラスチックコンテナーによって形成されてきた。２００１年に、太平洋ゴミベルトから採取されたサンプルによって、プラスチック廃棄物が、その領域における優性な動物の生態である動物性プランクトンの量を超えていたことが明らかにされている。

この巨大なベルトによって囲まれたプラスチック廃棄物は、プラスチック光分解を受け、それによって、プラスチックが、小さく、有毒のプラスチックポリマーに分解する。時間とともに、プラスチック高分子はますます小さなものに分解される。しかしながら、ポリマーは、自然界に存する材料にまでは分解されない。これらの小さく有毒なプラスチックポリマーは、上部水柱内で濃縮され、最終的には、海の表面近傍で生活をしている水生生物によって摂取される。こうして、プラスチック廃棄物は食物連鎖に加わる。さらに、プラスチック廃棄物は、オルカス（Ｏｒｃａｓ）などの多くの大きい水中動物によって、その狩猟活動中に、消費されるが、このようにプラスチック廃棄物が消費されることは、きわめて危険である。プラスチック廃棄物の浮遊している粒子はまた、しばしば動物性プランクトンに似ているため、くらげによって消費されることになり、海洋食物連鎖に加わるための別の場所が提供される。摂取に加えて、最後には水システムになるプラスチック廃棄物によって引き起こされる他の問題は、しばしば、野生生物と絡み合うということである。

プラスチック廃棄物の分解はまた、空気や土壌を汚染する。プラスチック廃棄物が分解するにしたがって、プラスチック廃棄物は有毒な温室効果ガスなどの汚染物質を放出する。上述のように、プラスチックは、時間とともに、より小さな有毒プラスチック粒子に分解し、自然界に存在する化合物に戻るということはない。

埋め立て地は、甚だしく多量の廃棄物を含んでいる。プラスチックが分解するにしたがって、汚染物質は土壌中に溶け込み、ガスが大気中に流出する。この兆候に応答して、リサイクリングが消費サイクル内に導入されてきた。通常、リサイクリングは、使用済みの材料を新たな製品に処理する工程を含んでいる。しかしながら、廃棄物の処理は、たとえば、廃棄物を回収し、仕様にしたがって、分別するなどの種々の過程が必要で、最終的に、廃棄物を新たな製品として使用可能にする処理が必要であり、経済的には無駄なものである。無駄なプロセスであるということはさておき、リサイクリングは、すべての地域社会において、広く利用可能なものではなく、利用可能であったとしても、強制されるものではないことがしばしばである。したがって、多くの人は、リサイクリングのために便利な場所を持っていないか、あるいは、単に、リサイクリングをしないという選択をすることができるだけである。

リサイクリングはさらに、デメリットを持っている。適当なリサイクリング設備に、プラスチック廃棄物を分別して、輸送することは、金銭的にも、環境的にも負担が大きい。種類の異なるプラスチックは、安定した再使用可能なプラスチックを生成するために協働しないので、種類の異なるプラスチックは、分別して、リサイクルすることが必要である。加えて、多くのプラスチックは、リサイクル可能な時間が限られている。たとえば、水用のプラスチックボトルをリサイクルをしても、新たな水用のプラスチックボトルを再生することができない品質等級が低いプラスチックしか、得ることはできない。

汚染を防止する他の方法としては、プラスチック製品中の生物分解可能な材料を部分的に使用する方法がある。ある二次的なエレメントは、生物分解可能な材料によって作られて、コンテナー内に組み込まれており、コンテナーのその他は、実質的に石油を原料としたプラスチックによって作られている。これらの混合物が、リサイクリングのための他のプラスチックに含まれた場合には、それらは製品を汚染し、使用できないものにしてしまう。

ＢＩＯＴＡという名前の企業は、トウモロコシ原料のＰＬＡ（乳酸ポリマー）を用いて、水用のボトルを製造することができると宣伝をしている。ＢＩＯＴＡは、さらに、こうして製造された水用のボトルは、商業的な堆肥化条件下で、７５ないし８０日の間に分解すると言っている。しかしながら、ボトルを分解させるためには、高温や、特別な微生物、高湿に晒すなどの工業的に特殊な処理条件下に、ボトルを置くことが要求される。さらに、キャップなどのエレメントは分解可能ではない。これらのボトルは、標準的な環境条件下で、完全に生物分解が可能ではない多くのエレメントを有しており、また、これらのボトルは高価である。このことは、消費者が、石油を原料としたプラスチック製のボトルから、これらのボトルに切り換える上での阻害要因となっている。

バイオプラスチックとしても知られているこれらの製品は、温度、圧力および湿度レベルが注意深く、モニターされる商業的な堆肥化設備内で、生物分解が可能である。消費者がこれらの製品を正しく分別せず、堆肥化設備内ではなく、通常の埋め立て地内に埋められたときは、分解をするまで、数年を要してしまう。ある消費者にとっては制限付きでしかアクセスできず、一般的なリサイクリングプラスチックの問題のために、環境条件下で、無害な残留物に分解する生物分解が可能な水用のボトルの開発が望まれている。

本発明の利点の一つは、完全に生物分解可能な流体保存コンテナーを提供することにある。本発明の別の利点は、コンテナーの最終的なコストに反映される生産コストを低くし、それによって、広く用いられている石油を原料としたプラスチック製のボトルを切り替えようという動機を消費者に抱かせることにある。コンテナーは、標準的な環境、あるいは、庭内や芝地上、配合土内などの環境に晒されたとき、あるいは、屋外における他の気象条件に晒されたときに、完全に生物分解する。

本発明の好ましい実施態様によれば、コンテナーは本体、ベース、マウスおよびキャップを備えており、これらはすべて生物分解が可能である。本体は、生物分解が可能な植物繊維を原料とする構造材料によって作成され、内面と外面を備えている。構造材料は、安価であるから、製造コストを低減することができる。構造材料は、コンテナー内の流体を保持するための機械的な固体支持部を提供している。単に流体と接触しただけでは、生物分解が可能な構造材料の分解は開始されないが、長時間にわたって、直接、流体に晒されると、構造材料は分解し始める。生物分解が可能な構造材料が、コンテナー内の流体と直接接触することを防止するために、その内表面に、薄い塗膜が形成される。塗膜は、生物分解が可能な膜や、実質的に流体に対して撥水性の噴霧可能な樹脂によって形成される。生物分解可能な膜は、たとえば、６ヶ月などの所定の保存期間を有しており、その保存期間の間は、流体に溶解せず、温度抵抗を有しているため、溶解も分解もしない。その保存期間経過後に、生物分解可能な膜は分解を開始する。

マウスとキャップは、固体の生物分解が可能な材料、たとえば、ジャガイモでんぷんによって作られている。マウスとキャップは、その期間内に、ごくたまに、コンテナー内の流体と直接的に接触するにすぎないが、生物分解が可能な性質を示し、たとえば、６ヶ月などの所定の保存期間を有しており、その標準的な条件下では、溶解も分解もしない。

構造材料の別の利点は、コンテナーが自然の屋外環境下に晒されたときに、生物分解可能な構造材料は、相当量の水分を蓄積するということにある。水分は、次々に、厚紙の内表面上の塗膜に作用して、内表面上の塗膜の分解速度を増大させる。同様に、構造材料に吸収された水分レベルは、マウスとキャップの分解速度を増大させる。

本発明は、特別な高熱堆肥化条件を必要とせず、その代わりに、各人が、ボトルの水あるいは自然環境条件下にある他の流体のためのコンテナーを簡単に堆肥化することを可能にするものである。実際に、各人は、裏庭や庭内で堆肥化をすることができる。本発明は、プラスチックも生物分解が可能なポリエステルも用いないので、プラスチックまたは他の生物分解が可能な廃棄物から発生する温室効果ガスを低減することが可能になる。

図１は、本発明の好ましい実施態様にかかる生物分解が可能なコンテナーの斜視図であり、コンテナーは、実質的に直方体形状の本体を有し、本体は、三角形の上部領域と、上部領域から、その一方の側部に直交するように延びるマウスを備えている。 図２は、図１の生物分解が可能なコンテナーの２−２線に沿った断面図である。 図３は、本発明の好ましい実施態様にかかる生物分解が可能なコンテナーの正面図であり、コンテナーは、直方体形状の本体を有し、本体の上部領域から延びるマウスを備えている。 図４は、本発明の別の好ましい実施態様にかかる生物分解が可能なコンテナーの断面図であり、コンテナーは、矩形状の下方端部と、丸みを帯びた上方領域と、上方領域から延びる短いマウスを備えた本体を有している。 図５Ａは、本発明の他の好ましい実施態様にかかる生物分解が可能なコンテナーの壁部の他の好ましい例を示す断面図である。 図５ＡＢは、本発明の他の好ましい実施態様にかかる生物分解が可能なコンテナーの壁部の他の好ましい例を示す断面図である。 図５Ｃは、本発明の他の好ましい実施態様にかかる生物分解が可能なコンテナーの壁部の他の好ましい例を示す断面図である。 図６Ａは、本発明のさらに他の好ましい実施態様にかかる生物分解が可能なコンテナーの図面であり、生物分解が可能なコンテナーは、多目的に使用できる蓋部材を備えている。 図６Ｂは、本発明のさらに他の好ましい実施態様にかかる生物分解が可能なコンテナーの図面であり、生物分解が可能なコンテナーは、多目的に使用できる蓋部材を備えている。 図６Ｃは、図６Ａおよび図６Ｂに示される多目的に使用できる蓋部材の上面図である。 図６Ｄは、図６Ｃに示された多目的に使用できる蓋部材の６Ｄ−６Ｄ線に沿った断面図である。 図６Ｅは、図６Ｅに示された多目的に使用できる蓋部材が一部開いた位置に位置している場合の上面図である。 図６Ｆは、多目的に使用できる蓋部材が一部開いた位置に位置している場合の斜視図である。 図６Ｇは、図６Ａおよび図６Ｂに示されたコンテナーの図面であり、多目的に使用できる蓋部材が開放位置に位置している。 図７は、図６Ａに示された生物分解が可能なコンテナーのグループを示す斜視図である。

以下において、本発明の種々の好ましい実施態様を完全に理解することができるように、ある特定の実施態様につき説明を加える。しかしながら、本発明が、これらの実施態様に限られるものではないことを、当業者は理解することができるであろう。他の場合には、コンテナーを製造するための技術に関連した周知の構造は、本発明の好ましい実施態様についての説明が不必要に曖昧なものになることを防止するため、詳細には説明してはいない。

本明細書が要求していないのであれば、明細書と請求の範囲を通じて、単語”comprise” および ”comprises”、”comprising” などのバリエーションは、オープンで、包括的な意味を持ったものと理解すべきであり、すなわち、「備えているが、限定はされない」という意味を持ったものとして、理解すべきである。

本願明細書を通じて、「一つの実施態様」あるいは「ある実施態様」という表現は、その実施態様に関して記載された特定の特徴、構造あるいは特性が、少なくとも一つの実施態様に含まれることを意味するものである。したがって、本願明細書を通じて、種々の箇所で記載されている「本発明の一つの実施態様」あるいは「本発明のある実施態様」というフレーズは、必ずしも、同じ実施態様を引用してものではない。さらに、特定の特徴、構造あるいは特性は、一または複数の実施態様において、適当な態様で組み合わせることができる。

本願明細書および請求の範囲で用いられているように、単数形
”a”, “an” および “the” は、明細書において明確に記載されていないかぎりは、複数の指示対象を包含している。また、明細書において明確に記載されていないかぎりは、単語
“or” は “and/or” を含む意味で用いられていることを理解すべきである。

添付図面において、同じ参照番号は、類似したエレメントまたは行為を特定している。図面中のエレメントのサイズおよび相対的な位置は、必ずしも縮尺通りに描かれてはいない。

図１ないし図４は、本発明にしたがって、完全に生物分解が可能な材料によって作られたコンテナー２の代替的な構造を示している。コンテナー２は、ベース１２、本体６、マウス１４およびキャップ１６を有し、ベース１２、本体６、マウス１４およびキャップ１６も生物分解が可能な材料によって作られている。複数の生物分解が可能な材料を用いることができる。

このコンテナー２を製造し、組み立てるのに用いられた要素はすべて、環境条件下で、生物分解能を有し、無害な成分に分解する。より詳細には、コンテナー２は、平均的な家族の裏庭で、通常の屋外気象条件下において、堆肥化が可能である。生物分解が可能であるという語は、自然条件下で、ある期間にわたって、自然に起こる、たとえば、バクテリア、菌類、藻などの微生物からの材料の分解を包含している。堆肥化は、自然のプロセスであり、有機材料を、しばしば、腐食質と呼ばれる物質に変化させる。肥沃な土壌は腐食質に多く含まれ、有益な物理的、化学的、生物的性質を土壌に与える安定化された材料のコンテナーを提供している。堆肥化は、成長のために、酸素、水分、食物などを要求する微生物の有酸素活動を通じて起こる。これらの条件は、裏庭の堆肥容器あるいは堆肥の堆積内で実現可能である。微生物が成長するにつれて、微生物は、出発物質を安定化した土壌改良剤として使用することができる堆肥に変化させる一方で、熱、水および二酸化炭素を生成する。

裏庭における堆肥化は、二、三の例を挙げると、温度、圧力、水分を含む環境条件のもとで達成することができる。コンテナー２は、特別な熱を加え、あるいは、堆肥化プロセスを詳細にモニターすることなく、消費者の裏庭で、分解し、堆肥に変化する。裏庭で堆肥化するための環境温度は、２０℃ないし３０℃（華氏６５度ないし９０度）である。ある従来のコンテナーは、「生物分解が可能である」と宣伝しているが、実際には、それらのコンテナーは、生物分解プロセスを開始するために、特別な処理および商業的な堆肥化設備を必要とする。これらのコンテナーは、通常の屋外条件下では、自然に生物分解をしない。本発明とは対照的に、商業的な堆肥化設備は、６０℃よりも高温、通常は、華氏１５０度よりも高温に温度を保ち、注意深く、湿度をモニターし、微生物の管理を必要とする。これらの商業的な堆肥化設備では、一定の間隔で通気し、堆肥を掘り起こし、空気の流れを管理し、窒素と材料を含む炭素とをバランスさせることが必要である。熱を付加することおよび注意深いモニターリングすることは経費を要するとともに、長い時間を必要とする。加えて、商業的な堆肥化設備は、製品のリサイクルをする消費者をあてにしている。生物分解が可能な製品が商業的な堆肥化設備にリサイクルされなければ、生物分解プロセスが自然に開始されるまでの長い年月にわたって、その製品は埋め立て地内に残されることになる。したがって、通常の条件下で堆肥化が可能なコンテナーは、商業的なシステムで、「生物分解が可能」あるいは堆肥化が可能だと言われるコンテナーとは全く異なっている。

本発明にかかるコンテナー２は、自然に生物分解をするので、有害な化学製品や金属が後に残されることはない。コンテナー２は、水と有機物に分解され、もとの構造が失われた有機物が化合した残留物は、単純な材料に、急速に分解する。

無害な残留物に分解をした結果、コンテナー２およびマウス１４やキャップ１６のようなコンテナーに付随するコンポーネントは、どこでも堆肥化することができる。消費者は、裏庭で、コンテナー２を堆肥化することができ、あるいは、コンテナー２を投げ捨てることができる。コンテナー２は、埋め立て地内で、あるいは、高速道路の側部に沿った場所で、分解して、無害な残留物になる。このような無害な残留物は、植物や環境にとって有益である。重要なことは、コンテナー２が分解するときに、コンテナー２を製造するのに用いた構成材料が、堆肥や腐植土の価値あるいは有用性を低下させることはないということである。

図１は、製造プロセスが完了した本発明の一つの実施態様にかかるコンテナー２を示すものであり、コンテナー２の本体は実質的に直方体をなし、本体はそれから延びる三角形状の上部領域を備えている。マウス１４は、三角形状の上部領域の側部から、それに直交するように延びており、マウス１４にはキャップ１６が結合されている。

図２は、図１のマウス１４およびキャップ１６を通る２−２線に沿ったコンテナー２の断面図である。本体６は、第一の側部８と第二の側部２０を有する構造層１８を備えている。本発明の一つの実施態様においては、本体６に用いられている堆肥化が可能な構造層１８は安価である。構造層１８は、コンテナー２の機械的な固体の支持部を構成し、その内部に流体を保持することができるように、十分に厚く、強固である。構造層１８の厚さは変化させることができるが、構造層１８は強度を保持し、所定の保存期間にわたって、コンテナー２の保持部を提供している。加えて、構造層１８は、裏庭での優れた生物分解能あるいは堆肥化性を有し、構造層１８は、自然環境状態にある屋外に置かれ、環境温度、日光、湿度および微生物に晒されるときに、数日中に急速に有機物に分解可能な材料によって作られている。構造層１８は、所定の期限前には、溶解も分解もしないように構成し、消費者が内容物４を消費するまで、コンテナー２がもとの構造的な状態を保持するようにしてもよい。

構造層１８の第一の側部８は、本体６の内部表面２６を形成する流体バリア層１０によって覆われている。流体バリア層１０は、実質的に構造層１８よりも薄くてもよい。構造層１８の第二の側部２０は、本体６の外部表面２４を形成している。内部表面２６は、本体６内に貯蔵された流体から構造層１８を保護する。構造層１８の第二の側部２０は、付加的な絶縁層によって覆われてはおらず、したがって、周囲の環境に直接、晒されている。屋外の条件に対する抵抗力がないため、自然環境条件下に置かれたときに、分解速度を増大させることができる。これに対して、たとえば、小売店の倉庫の棚など、標準の商業的分布状況内に置かれるとき、あるいは、実質的に乾燥している、室温に設定された家庭内で保存されるときには、構造層１８は、数ヶ月から数年にも及ぶ長い保存期間を有し得る。選択された構造層１８は、乾燥した状況下では、優れた機械的強度および耐久性を有しているが、高湿環境下では、数日間で、急速に分解する。加えて、構造層１８は、太陽から直接、紫外線を受けるときには、より早く分解する。

開口部２２は、流体バリア層１０と構造層１８を横切るように形成されている。マウス１４は開口部２２に取り付けられて、防水性シールを形成している。マウス１４は、流体バリア層１０と協働して、シールを形成し、水分が構造層１８と相互作用をすることを防止している。

コンテナー２は、構造層１８の単一のシートによって形成することができ、次いで、流体バリア層１０が構造層１８に塗布またはラミネートされる。その後、単一のシートが切断され、操作されて、流体バリア層１０および構造層１８を通る開口部２２を有する本体６が形成される。本体６の組み立ての前後に、マウス１４を開口部２２に結合することができる。

本発明の種々の実施態様によれば、堆肥化が可能なコンテナー２を異なる形に固定することもできる。

図３は、本発明の別の実施態様を図示するもので、コンテナー２は、直方体状の本体６と、本体６の上方領域から軸方向に延びるマウス１４を備え、キャップ１６がマウス１４に結合されている。

図４は、本発明のさらに他の実施態様を図示するもので、コンテナー２は、長方形状の下端部３２と、丸みを帯びた上方領域３４と、上方領域３４から軸方向に延びる短いマウス１４と、マウス１４と結合されるように形成されたキャップ１６とを備えた本体６とを有している。

構造層１８は、堅い構造を形成することができる植物性繊維によって形成されていてもよい。サトウキビ、バガス（サトウキビの茎を押し潰し、絞り汁を抽出した後の繊維の廃棄物）、木材、竹、成形パルプあるいはリサイクルや紙あるいはスラリーからの繊維やパルプを用いて、構造層１８を形成することができる。これらに代えて、あるいは、これらとともに、でんぷんベースの材料を含ませて、堅い構造層１８を形成することができる。構造層１８を形成するために用いられる材料は、適切な固有の生物分解レベルに自然に分解し、植物成長をサポートする堆肥に悪影響を与えることはない。より詳細には、材料は、石油を原料としたプラスチック繊維、プラスチックポリマー、他の石油を原料とした材料を含んではいない。

繊維やパルプを原料とした生成物は、種々の方法で操作することができる。厚い壁を有する生成物は、３／１６ないし１／２インチの範囲の壁厚を有し、さらに、ざらざらした側部と比較的滑らかな側部を有している。混合回収された紙およびクラフト・ぺーパー・スラリーから、コンテナーを形成するには、安価な単一パス・モールド（single pass molds）が使用される。移送（トランスファー）成形された生成物は、１／１６ないし３／１６インチの範囲のより薄い厚さを有している。製造プロセスでは、トランスファー成形を用いて、第一の側部上に比較的滑らかな表面が形成され、第二の側部上により滑らかな表面が形成される。あるいは、熱成形された繊維生成物は、薄い壁を有している。生成物は、モールド内にある間に、硬化される。このプロセスは、強く、滑らかな表面を有する成型されたパルプ生成物を生成する。付加的な製造方法では、成型されたパルプ生成物が処理される。厚い壁を有し、トランスファー成形され、熱成形された繊維生成物は、基本的な製造プロセスの完了後に、第二の処理を受ける。第二の処理は、塗布、印刷、加熱プレス、打ち抜き、トリミングあるいは着色処理を含んでいる。

でんぷんを原料とした生成物は、とうもろこし、メイズ（maize）、小麦、キャッサバ、ジャガイモ、あるいは、ジャガイモとタピオカがブレンドされたものを含んでいる。これらの生成物は、圧縮成型、発泡成型、射出成型を含む種々の方法によって、形成することができる。でんぷんを原料とした生成物に含まれるでんぷんの含有量は、より重要な材料分解を実現するためには、６０％を越えているべきである。でんぷんの含有量が多いと、より速やかに分解し、扱いにくい残留物も少なくなる。多くのでんぷんを原料としたポリマーは、必要な性能（パフォーマンス）を達成するために、高性能（高いパフォーマンスを有する）ポリマーとブレンドされる。しかしながら、これらの高性能（高いパフォーマンスを有する）ポリマーは分解をして、望ましくない残留物を生成する。コンテナーが分解した後に、無害な残留物が残るだけの場合には、でんぷんを原料とした生成物は、構造層１８または流体バリア層１０に組み込まれてもよい。構造層に組み込むことができるでんぷんを原料としたある生成物は、熱可塑性でんぷん生成物、でんぷん合成脂肪族ポリエステル混合物、でんぷんとポリブチレン・コハク酸エステルとの混合物、でんぷんとポリブチレン・サクシネート・アジペート（polybutylene cuccinate adipate）との混合物およびでんぷんとポリビニルアルコールの混合物である。

流体バリア層１０は生物分解が可能であり、石油を原料としていない材料から形成される。たとえば、流体バリア層１０は、セルロースアセテート、すなわち、木材パルプによって形成することができる。セルロースアセテートをヒートシールをして、ガスバリア性を提供することができ、水分バリア性の範囲を実現するために適合させることもできる。これらの生成物は、構造層１８上にラミネートするのに使うことができる。これに代えて、あるいは、これに加えて、たとえば、Ｂｉｏｌｉｃｅによって生成された生成物などの全粒の穀物から作られた生成物を、流体バリア層１０を形成するために用いることができる。Ｂｉｏｌｉｃｅによって生成された生成物を操作するために、射出装置を用いることができる。

ゼイン、トウモロコシ・グルテン生成物もまた、流体バリア層１０を形成するために用いることができる。ゼインは、パウダー状にされたトウモロコシから見出されたプロラミンタンパク質である。パウダーを用いて、耐湿性を有する薄い塗膜を形成することができる。ゼインパウダーはまた、押し出し成型または巻絞成型によって、種々の生成物を生成することができる樹脂や他のポリマーを形成するために用いることができる。

バイオプラスチックには、２つの異なるプラスチックがある。すなわち、再生可能な資源に基づくプラスチックおよび生物分解が可能で、堆肥化が可能なプラスチックである。すべてのバイオプラスチックが、環境的に安全である無害な残留物に分解するものではない。加えて、あるバイオプラスチックは、商業的な堆肥化設備内でしか分解しない。自然の生物的なプロセスによって分解され、二酸化炭素、水、無機化合物およびバイオマスを生成するバイオプラスチックは、コンテナー２のコンポーネントを生成する際に用いることができる。

他の実施態様として、流体バリア層１０は、生物分解が可能なポリエステルの最小限の量のみが、構造層１８とコンテナー２内に保持された流体４との間に、絶縁層を提供するのに必要な塗膜であってもよい。さらに、流体バリア層１０の薄い構造によって、より速い生物分解が可能になる。少量であるため、生物分解に対する抵抗が少なく、それによって、自然環境条件に晒されたときに、有機物をより効率的に分解させることができる。ある実施態様においては、流体バリア層１０の生物分解が可能なポリエステル材料は、標準的な商業環境下で、少なくとも６ヶ月の保管寿命を有し、その保管寿命の期間内においては、流体に溶解せず、実質的に、耐温度性を示す。この期間内では、流体バリア層１０は、構造層１８と流体４との間に、適当な絶縁層を提供する。少なくとも６ヶ月が経過すると、流体バリア層１０が、流体と直接に接触し、あるいは、自然環境条件下に位置している場合には、流体バリア層１０は、生物分解がしやすくなる。実際に、６ヶ月が経過した後には、流体バリア層１０は溶解しやすくなり、温度条件に左右されやすくなる。

屋外の気候と環境に晒される場合には、コンテナー２は急速に分解する。すでに述べたように、コンテナー２が流体４を保持している場合には、流体バリア層１０は、流体４が構造層１８を分解させないように、保っている。しかしながら、流体が、コンテナー２の外部に作用する場合には、その機械的強度が低下して、ばらばらになる。流体バリア層１０は、構造層１８を十分に支持することができないため、構造層１８によって、流体バリア層１０がばらばらにされ、数多くの片にされる。流体バリア層１０は、一旦、多数の片に引き裂かれ、破壊されると、すべての側部で外気に晒される。これらの片は、そのすべての側部であらゆる気候要素に晒され、おそらくは、流体バリア層１０が損傷を受けないように要求されている数週間ではなく、数日のうちに、急速に分解する。

さらに他の実施態様においては、流体バリア層１０は、きわめて強固で、かつ、高い流体抵抗を有してはいるが、太陽から放出された赤外線や紫外線に直接晒されると、急速に分解する。流体バリア層１０は、コンテナー２の内部に位置しているので、太陽光に晒されることも、多くの場合、人工的な光にも晒されることがない。構造層１８が、一旦、分解をすると、流体バリア層１０は、流体バリア層１０を急速に生物分解させる太陽光に晒される。

ある実施態様においては、流体バリア層１０内に、白熱電球、蛍光灯、ハロゲン電球などの標準的な人工の光によって、悪影響を受けない材料が用いられている。公知のように、太陽光は、人工的な照明に存在しない特定の波長の光、多くの場合は、ＵＶ ＡやＵＶ Ｂの波長領域の光を放出する。特定の太陽光線に対する感度は高いが、人工光に対しては抵抗がある材料によって、流体バリア層１０の一部を構成することができ、それによって、流体バリア層１０が、長い保管期間の間、全く損なわれることがなく、太陽光に晒されてはじめて、急速に生物分解をするようにすることができる。

コンテナー２のマウス１４とキャップ１６は、流体バリア層１０を形成するのに用いられる生物分解が可能な材料につき上述したように、ジャガイモでんぷんを原料にした生物分解が可能な材料によって作ることができる。マウス１４とキャップ１６は、流体バリア層１０と同じ生物分解可能特性を有していてもよく、その場合には、マウス１４とキャップ１６は、標準的な商業環境下で、少なくとも６ヶ月の保管期間を有している。この期間内では、マウス１４とキャップ１６は、実質的に不溶性であり、耐温度特性を有している。他の例では、マウス１４とキャップ１６は、コンテナー２内に保存された流体４と、ごくたまにしか接触せず、したがって、同じ不溶性や対流体特性、耐温度特性を有している必要がないから、マウス１４とキャップ１６が、異なった生物分解可能特性を有していてもよい。

図５Ａないし図５Ｃは、本発明の他の実施態様を示し、コンテナー２の本体６の壁部を形成する場合、すなわち、構造層１８と流体バリア層１０とを組み合わせる場合を示すものである。図５Ａは、第一の側部８および第二の側部２０を備えた構造層１８を示している。流体バリア層１０は、構造層１８の第一の側部８上に形成されている。流体バリア層１０は、構造層１８上にラミネートされ、あるいは、構造層１８上に直接押し出されたシートあるいはフィルムであってもよい。別の例では、流体バリア層１０が、構造層１８上にスプレーされていてもよい。本体６の外部表面２４は、構造層１８の第二の側部２０から形成されている。本体６の内部表面２６は、流体バリア層１０から形成されている。

図５Ｂは、本発明の他の実施態様を示し、本体６の外表面２４を形成する保護層２８を備えている。保護層２８は、構造層１８の第二の側部２０上に形成されている。保護層は、コンテナー２の本体６の外部に対する湿度バリアを提供するように、流体バリア層１０と同じ材料によって形成されていてもよい。別の例では、保護層２８は、構造層１８に異なった保護レベルを提供するように、異なる材料で形成されていてもよい。

図５Ｃは、さらに他の実施態様を示すもので、コンテナー２の壁部が形成されている。本体６は、構造・流体バリア混合層３０によって形成されている。処理中、たとえば、繊維、パルプ、でんぷん、これらの組合せなどの構造コンポーネントに、流体バリアコンポーネントが混合される。混合物は、次いで、双方の構造的特徴ならびに流体および湿度バリア特性を有する単一層に処理される。

処理に先立って、構造層１８および構造・流体バリア混合層３０を形成するために用いられる材料が、添加剤、液状樹脂、パルプ樹脂、粉末、織物コンポーネントとともにモールディングされ、ペレット化された樹脂とされる。これらの前処理材料を射出成形、モールディング、ブロー成形、インフレーションフィルム押し出し成形、真空成形、圧縮成形をすることによって、コンテナー２を形成することができる。流体バリア層は、これらのプロセス中に、同時に、付着させ、あるいは、形成するようにしてもよい。別の例では、流体バリア層を、構造層の後、ラミネーションあるいはスプレー製造技術を用いて、形成するようにしてもよい。

図６Ａないし図６Ｇは、他の実施態様の特徴を示すものである。図６Ａは、本体５２と、一体的に形成された多目的蓋部材５４とを含むコンテナー５０を示している。コンテナー５０は、種々の方法で製造することができる圧力成形デザイン（pressed formed design）である。コンテナー５０は、上述のように、モールドされ、硬化された構造繊維材料によって形成することができる。本体５０は、内部表面（図示せず）を有する内部チャンバを囲んでいる。フィルムを、コンテナー５０の内部チャンバ内に吹き込んで、内部表面を十分に覆い、内部チャンバを耐流体性にすることもできる。あるいは、樹脂を内部チャンバ内にスプレーして、流体バリア、すなわち、内部表面上に塗膜あるいはフィルムを形成するようにしてもよい。別の実施態様においては、コンテナー５０の外部構造コンポーネントを形成するための繊維には、モールディングに先立って、耐流体性を有する樹脂をブレンドしてもよい。このようにすることによって、図５Ｃの構造層３０と同様の構造層を形成することが可能になる。ブレンドされた構造コンポーネントと樹脂は次いで、圧縮成形を受け、硬化されて、内表面においても外表面においても耐流体性を有する構造的に強固なコンテナー５０が形成される。

本体５２は、実質的に平らな安定表面を提供することができるように形成されたベース５６を備えている。実質的に平らな安定表面の上には、コンテナー５０が実質的に鉛直な位置に立てられる。本体５２は、上方部分６２よりも大きい流体チャンバの下方部分５８を有している。上方部分６２は、実質的に卵形の断面を有し、コンテナーの内容物に対するアクセスを提供する開口部６４（図６Ｂ参照）を形成する。

図６Ｂは、多目的な蓋部材５４を図示している。多目的な蓋部材５４は、開口部６４が露出されるように、本体５２から、一部分、取り去られ、あるいは、持ち上げ去られている。多目的な蓋部材５４は、本体５２から完全に取り外すことができるように構成されている。好ましくは、コンテナー５０は、多目的な蓋部材５４を本体５２から取り去ることを容易にする材料によって形成されている。

図６Ｃは、第一の位置に位置する多目的な蓋部材５４の拡大上面図である。多目的な蓋部材５４は、第一の部分６６と第二の部分６８を有し、第一の部分６６と第二の部分６８は、本体５２と協働して、コンテナー５０のためのシール部分７４を形成することができるように構成されている。シール部分７４は、２つのシール部分７４Ａおよび７４Ｂを備え、２つのシール部分７４Ａおよび７４Ｂはそれぞれ、第一の部分６６と第二の部分６８上に形成されている。

図６Ｄは、多目的な蓋部材５４の断面図で、図６Ｃの６Ｄ−６Ｄ線に沿った断面図である。第一の部分６６は、第一の卵型突出部７０およびシール部分７４ａと一体に形成されている。第二の部分６８は、第二の卵型突出部７６およびシール部分７４ｂと一体に形成されている。第二の卵型突出部７６は、第一の卵型突出部７０によって形成された対応する卵型凹部内にはまり込むようなサイズと形状に形成されている。第二の卵型突出部７６もまた、対応する卵型凹部８４を有している。

第一の部分６６は、多目的な蓋部材５４の左側部上に位置するように描かれている。第一の卵型突出部７０は、第一の部分６６の第一の表面７２から延び、シール部分７４ａの上方に位置している。図６Ｅは、離れた位置に位置している第一の部分６６と第二の部分６８を図示している。第二の部分６８は、第二の部分６８の第一の表面７８から延びる第二の卵型突出部７６を有している。第二の部分６８の第一の表面７８は、第一の部分６６の第二の表面８０に対向している。第一の卵型突出部７０は、第二の部分６８上の第二の卵型突出部７６を受け入れることができるように、第一の部分６６の第二の表面８０内に、卵形の凹部を形成している。シール部分７４Ｂは、第二の部分６８の第二の表面８２から延びている。

図６Ｆは、図６Ｄに示された部分的に分離した位置に位置している多目的な蓋部材５４の直交図である。第二の卵型突出部７６は、第一の部分６６の第二の表面８０内の卵型凹部としっかり結合するようなサイズと形状を有している。第二の卵型突出部７６は、図６Ｇに示されるように、第二の部分６８の第二の表面８２内に卵型凹部８４を形成している。

図６Ｇは、本体５２の開口部６４を再シールするように位置する多目的な蓋部材５４の第二の部分６８を備えたコンテナー２を図示している。第二の部分６８の第二の卵型突出部７６は、開口部６４をしっかりと再シールすることができるようなサイズおよび形状を有している。ユーザーは、第二の表面８２が本体５２から見て、外側を向くように、卵型凹部８４を開口部６４内に押し込むことができる。卵型突出部７６は、液体が、コンテナー５０の本体５２から漏れるのを防止している。シール部分７４Ｂは、第二の部分６８の第二の表面８２から離れるように延びている。

第一の部分６６は、将来の使用に備えて、保持されている。本体は、第一の部分６６上の入口切り欠き部８８と協働するように構成された切り欠き部８６を備えている。第二の部分６８もまた、入口切り欠き部８８を備えている。入口切り欠き部は、部分６６および６８を切り欠き部８６に結合するように構成されている。

図７は、ディスプレイあるいは輸送のために、互いに結合された６つのコンテナー５０を図示している。６つのコンテナーは、単一の輸送可能なユニットとして、製造してもよいし、あるいは、製造後に結合されてもよい。ハンドル９０が、生物分解が可能なコンテナーを輸送する際に、消費者の助力になるように設けられてもよい。

他のシステムは、高価な製造コストが必要であり、ある商業的な条件が必要であるが、本発明によれば、コストパフォーマンスが高く、製造効率が優れた製品が提供される。本発明によれば、価格競争を可能とするコスト効率に優れたコンテナー２、５０が提供されるだけでなく、プラスチック廃棄物のリサイクルに付随する処理の必要性も不要になる。コンテナー２、５０は、庭、裏庭、芝生、堆肥貯蔵所などの自然環境条件の下で、生物分解をするから、廃棄物回収の管理およびコンテナー２、５０の処理は必要がない。それだけで、コンテナー２、５０は、少なくとも６ヶ月後に、自然環境条件に晒されたときに、すべての要素が生物分解を受けるという特性を備えているから、プラスチック廃棄物の特別な商業的堆肥化条件はもはや必要がない。

さらに、リサイクル用のコンテナーが必要でなくなるため、各人が、石油を原料としたプラスチックコンテナーから、都合よく切り換えるリサイクルメカニズムが必要でない領域にいることが可能になる。コンテナー２、５０は、完全に生物分解が可能であるから、廃棄物管理プロセスにおいて、廃棄物中の要素が生物分解可能か否かにしたがって、種々の要素を分別するというやっかいな作業が必要でなくなる。たとえば、本体６もキャップ１６もともに生物分解が可能であるから、キャップ１６から本体６を分離する必要もなくなる。考慮しておくべきは、各人がリサイクルを選択しない場合においても、コンテナー２、５０が自然環境条件下で、生物分解をするということである。したがって、コンテナー２，５０が、廃棄物システムあるいは他の自然環境（natural habit）に延びていても、コンテナー２、５０は、その条件下で容易に生物分解をするから、プラスチック廃棄物に起因して生じる通常の害はなくなる。

上述したことは、本発明を実施するための典型的な実施態様についてであり、本発明は上述した実施態様に限定されるものではない。本発明の真の範囲は、添付の請求範囲によって画定される本発明の範囲から逸脱することがない範囲で、当業者がなし得る種々の修正や変更を含んでいる。

上述した種々の実施態様を組み合わせ、さらなる実施態様を導くこともできる。本明細書において引用され、および／または、出願データシート（Application data Sheet）においてリストアップしたあらゆるアメリカ特許、アメリカ特許出願公開、アメリカ特許出願、外国の特許、外国の特許出願および特許以外の文献は、言及することによって、そのまま、ここに組み込まれている。種々の特許、特許出願および特許出願公開のコンセプトを採用する必要があるのであれば、各実施態様は修正され、さらなる実施態様を導くことができる。

一般に、下記のクレームにおいて使用されている用語は、クレームを本明細書およびクレームに開示された特定の実施態様に限定するものと解すべきではなく、かかるクレームの均等物のすべての範囲に沿ったあらゆる実施態様を含むものとして解釈されなければならない。したがって、クレームは本明細書における開示によって限定されるものではない。

２ コンテナー
４ コンテナーの内容物（流体）
６ 本体
８ 本体の第一の側部
１０ 流体バリア層
１２ ベース
１４ マウス
１６ キャップ
１８ 構造層
２０ 第二の側部
２２ 開口部
２４ 本体の外部表面
２６ 本体の内部表面
２８ 保護層
３０ 構造・流体バリア混合層
３２ コンテナーの下端部
３４ コンテナーの上方領域
５０ コンテナー
５２ 本体
５４ 多目的な蓋部材
５６ ベース
５８ 本体の下方部分
６２ 本体の上方部分
６４ 開口部
６６ 多目的な蓋部材の第一の部分
６８ 多目的な蓋部材の第二の部分
７０ 第一の卵型突出部
７２ 第一の部分の第一の表面
７４ シール部分
７４Ａ シール部分
７４Ｂ シール部分
７６ 第二の卵型突出部
７８ 第二の部分の第一の表面
８０ 第一の部分の第二の表面
８２ 第二の部分の第二の表面
８４ 卵型凹部
８６ 切り欠き部
８８ 入口切り欠き部
９０ ハンドル

Claims (29)

1. 堆肥化が可能なコンテナーであって、
   内部表面と外部表面を貫く開口部を備えた、取り囲まれた本体を有し、
   前記取り囲まれた本体が、
   周囲の条件において、生物分解をして、無害な残留物になる植物を原料とした構造層と、
   前記構造層の第一の側部上に形成され、前記取り囲まれた本体の前記内部表面を形成し、周囲の条件において、生物分解をして、無害な残留物になる流体バリア層と
   を備えたことを特徴とする堆肥化が可能なコンテナー。
2. 前記構造層が、前記取り囲まれた本体の前記外部表面を形成するように構成されたことを特徴とする請求項１に記載の堆肥化が可能なコンテナー。
3. さらに、前記構造層の第二の側部上に形成され、前記取り囲まれた本体の前記外部表面を形成する保護層を備え、前記保護層が周囲の条件において、生物分解をして、無害な残留物になるように構成されたことを特徴とする請求項１に記載の堆肥化が可能なコンテナー。
4. 前記保護層および流体バリア層とが、同じ化学的組成を有するように構成されたことを特徴とする請求項３に記載の堆肥化が可能なコンテナー。
5. 前記保護層および流体バリア層とが、化学的組成を異にするように構成されたことを特徴とする請求項３に記載の堆肥化が可能なコンテナー。
6. さらに、前記流体バリア層と流体連通する前記開口部に結合されたマウスを備え、前記マウスが、前記流体バリア層と協働して、前記構造層を、水分から防ぎ、周囲の条件において、生物分解をして、無害な残留物になるように構成されたことを特徴とする請求項１に記載の堆肥化が可能なコンテナー。
7. さらに、前記マウスと協働して、前記取り囲まれた本体をシールするキャップを備え、前記キャップが、周囲の条件において、生物分解をして、無害な残留物になるように構成されたことを特徴とする請求項６に記載の堆肥化が可能なコンテナー。
8. 前記周囲の条件が、少なくとも温度、空気圧および水分のいずれか含んでいることを特徴とする請求項１に記載の堆肥化が可能なコンテナー。
9. 前記構造層がサトウキビ繊維であることを特徴とする請求項１に記載の堆肥化が可能なコンテナー。
10. 前記構造層がサトウキビパルプであることを特徴とする請求項１に記載の堆肥化が可能なコンテナー。
11. 前記構造層が木質繊維であることを特徴とする請求項１に記載の堆肥化が可能なコンテナー。
12. 前記構造層が竹パルプであることを特徴とする請求項１に記載の堆肥化が可能なコンテナー。
13. 前記構造層が成形紙（molded paper）パルプであることを特徴とする請求項１に記載の堆肥化が可能なコンテナー。
14. 前記流体バリア層がセルロースアセテートであることを特徴とする請求項１に記載の堆肥化が可能なコンテナー。
15. 前記流体バリア層が、でんぷんラミネートを有するセルロースアセテートであることを特徴とする請求項１に記載の堆肥化が可能なコンテナー。
16. 前記流体バリア層がゼインであることを特徴とする請求項１に記載の堆肥化が可能なコンテナー。
17. 堆肥化が可能なコンテナーを製造する方法であって、
    内部表面と外部表面を貫く開口部を備えた、取り囲まれた本体を形成し、
    前記取り囲まれた本体の形成方法が、
    植物繊維構造層の少なくとも一方の側を流体バリア層によってカバーして、前記取り囲まれた本体の前記内部表面を形成し、前記構造層および前記流体バリア層が、周囲の条件下で、生物分解をして、無害の残留物を生成するように構成され、
    前記取り囲まれた本体の前記内部表面と流体連通をする開口部に、前記流体バリア層と協働して、前記構造層を、水分から防ぐように構成され、周囲の条件下で、分解して、無害の残留物を生成するマウスを結合する
    ことを特徴とする堆肥化が可能なコンテナーの製造方法。
18. さらに、前記流体バリア層を前記構造層にラミネートすることによって、前記内部表面を形成するステップを備えたことを特徴とする請求項１７に記載の堆肥化が可能なコンテナーの製造方法。
19. さらに、樹脂を前記構造層上にスプレーすることによって、前記流体バリア層を形成するステップを備えたことを特徴とする請求項１７に記載の堆肥化が可能なコンテナーの製造方法。
20. さらに、圧縮成形をし、ついで、硬化させることによって、前記構造層を形成するステップを備えたことを特徴とする請求項１７に記載の堆肥化が可能なコンテナーの製造方法。
21. 堆肥化が可能なコンテナーであって、
    第一の生物分解が可能な材料によって作られ、内部表面と、外部表面と、下方端部と、上部領域を備えた本体であって、前記第一の生物分解が可能な材料が第一のセットの生物分解能を有する本体と、
    前記第一の生物分解が可能な材料によって作られ、前記本体の前記下方端部に位置するベースと、
    第二の生物分解が可能な材料によって作られ、前記上部領域に位置する前記本体から延び、前記上部領域に位置する前記本体と流体連通するマウスであって、前記第二の生物分解が可能な材料が第二のセットを生物分解能を有するマウスと、
    前記第二の生物分解が可能な材料によって作られ、前記マウスと結合して、前記コンテナーをシールするように構成されたキャップと、
    前記本体の前記内表面上に形成された生物分解が可能な塗膜と
    を備えたことを特徴とする堆肥化が可能なコンテナー。
22. 自然環境内の一組のファクターに晒されたときに、前記本体と、前記ベースと、前記マウスと、前記キャップが徐々に生物分解をするように構成されたことを特徴とする請求項２１に記載のコンテナー。
23. 前記第二の生物分解が可能な材料が、前記第一の生物分解が可能な材料よりも、水中での生物分解に対し、より高い抵抗力を有するように構成されたことを特徴とする請求項２１に記載のコンテナー。
24. 前記第二の生物分解が可能な材料が、前記第一の生物分解が可能な材料よりも、生物分解に対し、実質的により高い抵抗力を有していることを特徴とする請求項２１に記載のコンテナー。
25. 前記本体の前記内部表面上に形成された前記塗膜が、流体と直接接触するとともに、選択した保管期間内において、水に不溶性であることを特徴とする請求項２４に記載のコンテナー。
26. 前記塗膜が前記本体よりも薄いことを特徴とする請求項２５に記載のコンテナー。
27. 前記第一の生物分解が可能な材料および前記第二の生物分解が可能な材料が、標準的な商業条件化で保管されたときに、少なくとも６ヶ月の品質保持期限を有していることを特徴とする請求項２１に記載のコンテナー。
28. 前記第一の生物分解が可能な材料が、サトウキビパルプ、竹パルプ、木製パルプ、再生紙およびボール紙よりなる群から選ばれた材料であることを特徴とする請求項２１に記載のコンテナー。
29. 前記第二の生物分解が可能な材料が、セルロースアセテート、ゼインあるいはでんぷんラミネートを有するセルロースアセテートであることを特徴とする請求項２１に記載のコンテナー。
    

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