JP2015532334A - 溶融処理された、ヤシ科に属する木の葉鞘に由来するポリマー組成物 - Google Patents

Abstract

【解決手段】本発明は、新規なポリマー、新規なマトリックス成分を含むポリマー又はポリマーブレンドの生成方法、第１のマトリックス成分の生成方法、そのポリマー又はポリマーブレンドを含む物品の生成方法、及び、そのポリマー又はポリマーブレンドを含む物品に関する。【選択図】図１

Description

本発明は、新規なポリマー、そのポリマーの生成方法、そのポリマーを含む物品、そのような物品の生成方法、ペレット及びその生成方法に関し、とくに、ポリマーの生成における使用、上記のポリマー、そのポリマー物質の生成におけるマトリックス成分としての材料の使用に関する。

当技術分野において、ポリ乳酸（ＰＬＡ）及びポリヒドロキシアルカン酸（ＰＨＡ）などの生物学的高分子マトリックス（基質）成分が知られている。本明細書において用いられる「マトリックス成分」という語は、高分子構造を形成することが可能な化合物に関する。これらの化合物は、ポリマーのマトリックスを形成する。このようなマトリックスは、異なる複数の化合物により生成されることもでき、ポリマーブレンドとなる。この目的のために、追加のポリマーマトリックス成分が、第１のマトリックス成分にブレンドされうる。マトリックスに加えて、ポリマーは、補強材及び充填材などの他の非マトリックス材料を含んでもよい。このような材料は、マトリックスには寄与しないが、マトリックスに埋め込まれた不活性成分とみなされうる。本明細書において「生体成分」という語は、成分が生物由来、すなわち、動物、植物又は微生物由来、好ましくは植物由来であることを意味する。本明細書において「生分解性」という語は、ミュラーらによるバイオポリマー・オンライン（２００５）１０、３６５−３７４において説明されるように、ＡＳＴＭの小委員会Ｄ２０−９６による定義を指し、その材料が、好ましくは更なるエネルギーの追加なしに、ＣＯ_２及びＨ_２Ｏ及びバイオマスを生成しつつ、自然環境において微生物又は他の生物学的手段により分解可能であることを意味する。無酸素条件下では、ＣＨ_４も生成される。したがって、生分解性材料は、分解される間に重量が減少する。重量の減少が速いほど、生分解性が良い。生分解性は、ＡＳＴＭ Ｄ６９５４−０１／０４の標準ガイドラインにしたがって判定される。「ポリマーマトリックス成分」という語は、ポリマーにおいて高分子マトリックスを形成する、すなわち、ポリマーの高分子骨格を形成することが可能な成分を表すことが意図される。

上記の基準によれば、ＰＬＡ及びＰＨＡは双方とも生分解性ポリマーと定義されるが、これらの分解には高い温度及び湿度が必要であり、これは、分解が通常、工業的な生分解のためのＡＳＴＭ Ｄ６４００の基準に準拠した、特化された工業的分解工場において、高いコスト及びエネルギーで発生することを意味する。さらに、工業的に分解されたＰＬＡ及びＰＨＡは、現在のプラスチックリサイクルフローを汚染するので、これらの工業的に生分解可能なプラスチックは、従来の炭素ベースのプラスチック及び家庭で堆肥化可能な材料とは分別する必要がある。例えばＰＬＡ製品の分解には、事実上、少なくとも１年から数年かかるので、このような物品は依然として環境汚染となりかねない。

本発明は、現状の技術におけるポリマーに比べて改良されたポリマーを提供する。

本発明によれば、新規なポリマーが提供される。このポリマーは、第１のポリマーマトリックス成分として、ヤシ科に属する木の葉鞘、とくにビンロウジュ（Areca catechu）の葉鞘に由来する材料を含む。

ヤシは、インドなどにおいて一般的な木である。ビンロウジュ（ビンロウ属ビンロウ）は、茎ごとに７〜１２枚の葉を有し、年に４回落葉する性質がある。葉は、林業環境において、又は、農園でビンロウジを栽培する農園主により収集される。葉は、例えば補強剤として用いられるが、大部分は不要と考えられ焼却される。鞘材は、例えば国際公開第２００４／０５６５４４号などに記載されているように、カップ、ソーサー、プレートなどの物品の材料として知られている。この目的のために、シャフト材とも呼ばれる鞘材は、湿らされ、つづいて蒸気圧下でプレスされる。しかし、高分子材料については記載も示唆もされていない。「葉鞘」という語は、当技術分野において既知であり、木の茎に接し、葉が木に接合する環状の接合部分に伸びる、葉の一部を指す。木がその葉を落とすとき、鞘は茎との接触を失う。鞘部は、例えば手で、葉部から分離させることができる。「葉鞘由来材料」という語は、例えば砕くことにより得られる葉鞘の粒子を含むものと理解されるべきである。この粒子は、後述するように、例えばペレットなどに、更に処理されうる。

驚くべきことに、このようなマトリックス成分を使用することにより、形状安定性を有し、ＡＳＴＭ Ｄ６９５４−０１／０４のガイドラインに準拠した標準的な自然環境下において生分解性を有する、好適な高分子材料がもたらされることが分かった。

ビンロウジュの葉鞘材料は、鞘の総重量を基準として、３０〜７０重量％、とくに３５〜６５重量％のヘミセルロースと、１０〜３０重量％、とくに１３〜２５重量％のリグニンを含み、実質的にセルロースを含まない（すなわち、５重量％未満、好ましくは１重量％未満）。どんな理論的解釈にも拘束されることなく、このヘミセルロースのリグニンに対する比と、セルロースが存在しない又はほとんど存在しないこととの組み合わせにより、葉鞘材料、とくにビンロウジュの葉鞘材料に熱可塑性が与えられ、この材料が高分子マトリックスを形成することを可能としていると考えられる。ヘミセルロース及びリグニンの双方が、驚くべきことに、高分子構造を形成可能、又は少なくとも高分子構造に寄与する化合物と考えられる。ヘミセルロースは、セルロースに対してかなり短い、グルコース、キシロース、マンノース、ガラクトース、ラムノース、及びアラビノースの糖を含む５００〜３０００単位の分岐した糖鎖を有する。ヘミセルロースの分岐した構造は、ヘミセルロースが溶融物から重合化する能力にかなり寄与すると考えられる。セルロースは、７０００〜１５０００のグルコース分子の大きな直鎖のみを含む。したがって、セルロースは重合化することができないが、充填材又は補強材として使用可能である。

好ましい実施の形態において、本発明のポリマーは、第２のポリマーマトリックス成分を含む。既知のポリマーにおいては、そのマトリックス成分のかなりの部分が、上記において定義される第１のポリマーマトリックス成分により置き換えられることが可能であり、とくに第２のマトリックス成分が熱可塑性ポリマーを含む場合、とくに生分解性、材料強度、及び柔軟性に関して、既知のポリマーに改良された特性を与えることが分かった。

熱可塑性ポリマーは、好ましくは、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリヒドロキシアルカン酸（ＰＨＡ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリビニリデン（ＰＶ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）からなる群から選択されるが、任意の熱可塑性ポリマー又はそれらの組み合わせが、本発明のポリマーにおける第２のポリマーマトリックス成分として使用可能である。本発明にしたがって、第１のマトリックス成分と第２のマトリックス成分の化合物から調整され、オプションで更なるマトリックス成分が化合されたポリマーは、第２のポリマーマトリックス成分のみをベースとしたポリマーに比べて、かなり費用対効果が高い。第１のポリマーマトリックス成分、すなわち、ヤシ科の木、とくにビンロウジュの葉鞘材料は、第２のポリマーマトリックス成分のポリマーにかなり寄与し、一部を置換することが可能であることが分かった。驚くべきことに、家庭又は屋外での生分解性ポリマー、とくにポリ乳酸の生分解性が著しく改良されることが分かったので、生分解性ポリマー、とくにポリ乳酸が、第２のポリマーマトリックス成分としてより好ましい。第１の成分としての葉鞘材料と、例えばポリ乳酸とをブレンドすることにより、自然環境下で生分解性を有する高分子製品を得ることができるので、ポリ乳酸を分解するために高温及び高湿で処理する工業施設を設ける必要がない。ポリ乳酸に葉鞘材料をブレンドすることにより、ポリマーを低コストで容易に分解することができる。家庭での分解及び従来のごみ埋め立て地は現在も可能であり、ヘミセルロース及びリグニンの含量がかなり高いため、ポリマーはバイオガスの生成に非常に適している。ポリヒドロキシアルカン酸などの他の生分解性ポリマーについても同様である。ＰＰ、ＰＥＴなどの生分解性のないマトリックス成分の場合、上記で定義されるように第１のマトリックス成分としての葉鞘材料にブレンドすると、第１のマトリックス成分のない対応するポリマーと同じ又は類似する特性のポリマーブレンドとなる。興味深いことに、第１のマトリックス成分と、ポリプロピレンなどの生分解性のないポリマーとをブレンドすると、生分解性がなかったポリマーが生分解性を得て新規なポリマーが得られることが認められた。

第１及び第２の成分の双方が生分解可能である場合、第２のポリマーマトリックス成分のみからもたらされるポリマーの生分解性に比べて向上した生分解性を得ることができる。

第１のポリマーマトリックス成分と第２の成分との間の重量比は、好ましくは５〜１００：９５〜０である。これは、ブレンドにおいて、５〜１００重量％が第１のポリマーマトリックス成分であり、９５〜０重量％が第２の成分であることが好ましいことを意味する。しかし、更なるポリマーマトリックス成分がブレンドされてもよいことが理解されるべきである。この場合、第２のマトリックス成分の値は、第２及び全ての更なるポリマーマトリックス成分を合わせた値として理解されるべきである。可能な限り多い量の第１の成分を使用することが好ましい。当業者は、ポリマーブレンドの所望の目的のために、第１のポリマーマトリックス成分と第２の成分との間の最適な重量比を容易に決定することができよう。この目的のために、第１のポリマーマトリックス成分の第２のポリマーマトリックス成分に対する重量比は、好ましくは５〜７０：９５〜３０、より好ましくは１０〜５０：９０〜１０、さらに好ましくは４０〜６０：６０〜４０である。上記の利点は、ビンロウジュの葉鞘に由来する材料とポリ乳酸とのブレンドで、重量比が５０：５０以上のもの、すなわち葉鞘材料の量がポリ乳酸よりも多いものにおいて顕著であることが分かった。

別の好ましい実施の形態において、本発明のポリマーは、１以上の非マトリックス成分を含む。非マトリックス成分を取り入れることにより、使用しなければならないマトリックス成分が少なくなるので、費用を低減し、及び／又は、ポリマーを強化することができる。本明細書において、「非マトリックス成分」は、重合化に関係せず、マトリックスの一部ではなく、マトリックスに添加される成分として定義される。当業者は、充填材又は補強剤などの好適な非マトリックス成分を認識する。生分解性のあるポリマーを提供するために、非マトリックス成分は生分解性を有してもよい。後述するように、殺虫剤、肥料、漂白剤、着色料、芳香剤、半炭化（トレファクション）されたバイオマスなどの他の添加材が添加されてもよい。

当技術分野において既知であり、ポリマーに添加するのに適した、任意の充填材及び補強剤が好適である。当業者は、既知の充填材及び補強剤の中から選択することができよう。充填材は、好ましくは、タルク、土、砂、亜鉛やアルミニウムなどの金属からなる群から選択され、補強材は、好ましくは、ガラス繊維、ナイロン繊維、有機繊維などの繊維、とくに麻、ケナフ、ジュート、亜麻、綿、サイザル麻、ココヤシ皮、ココナツ、及びビンロウジの殻などの植物繊維からなる群から選択される。当業者は、好適な材料を認識する。

ビンロウジの殻などのビンロウジュの繊維も、合成ポリマー（Srinivasaら、２０１１；Materials and Design 32、２４６９〜２４７５頁）、又はポリ乳酸などの生分解性ポリマー（Taoら、Trans. Nonferrous Met. Soc. China（０００１）、１９、６５１〜６５５頁）の双方における補強材として知られている。

非マトリックス材料は、既知のポリマー中に、約２０重量％まで存在しうる。しかし、本発明における第１のポリマーマトリックス成分としての葉鞘由来材料は、はるかに高い重量比で存在しうることが示された。葉鞘材料の熱可塑性がこの特性に寄与するので、使用しなければならない第２のマトリックス成分の量を非常に少なくすることができ、又は、葉鞘材料により完全に又は圧倒的に置換可能であると考えられる。この目的のために、ポリマーは、融成物の総重量を基準として、少なくとも２０重量％、好ましくは少なくとも３０重量％、より好ましくは少なくとも４０重量％の第１のポリマーマトリックス成分を含むことが好ましい。

別の実施の形態において、本発明は、本発明のポリマーの生成方法を提供する。この方法は、少なくとも第１のポリマーマトリックス成分と、存在する場合は第２のポリマーマトリックス成分との溶融物を生成するステップを含む。葉鞘材料がポリマーにおいてマトリックス材料として使用可能であることが分かった。そのために、この材料はまず溶融され、高分子溶融物が得られる。これは、葉鞘材料が蒸気を用いてプレート又は他の形状にプレスされる上述の低温工程とは全く対照的である。このような工程では、葉鞘材料の溶融物は得られない。「溶融物」という語は、好ましくは、均一になるように完全に溶融された材料を指す。熱可塑性ポリマーマトリックス材料では、ガラス転移温度及び／又は結晶化温度よりも高い温度で溶融物が得られる。

好ましい実施の形態において、本発明の方法は、第１のポリマーマトリックス成分と、存在する場合は第２のポリマーマトリックス成分とを、少なくとも１５０℃の温度、好ましくは少なくとも１６０℃に加熱するステップを含む。このような温度において、葉鞘材料は完全に溶融し、一般的なポリマーとして更に処理可能である。すなわち、押出し、射出成形などを行うことができる。第２又は更なるポリマーマトリックス成分が存在する場合、全てのマトリックス成分が溶融し、ポリマーマトリックス成分が均一な溶融物を形成するような温度が選択されることが好ましい。溶融物の温度は、高分子溶融物が燃えるのを防ぐために、２５０℃以下、好ましくは２３０℃以下であることが好ましい。しかし、最適な温度の範囲はマトリックス成分の比及び構成により規定されることが当業者には容易に理解されよう。

この溶融物は、つづいて、例えば射出成形の押出し又は他の好適な成形技術により、更に処理される。第２又は任意の追加のポリマーマトリックス成分は、存在する場合、第１のポリマーマトリックス成分（すなわち葉鞘材料）とともに溶融されることが好ましい。

第１のポリマーマトリックス成分は、粒子、粉末、又は、粒子又は粉末をプレスすることにより得られるペレットとして提供されることが好ましい。この粒子又は粉末は、ヤシ科に属する木、とくにビンロウジュの葉の鞘材に由来する。粒子、粉末、又はペレットは、ポリマーの調整のために、例えば押出機に供給するために用いられる。

ヤシ科に属する木、とくにビンロウジュの葉鞘は、粒子又は粉末に処理される。当業者は、このような粒子又は粉末を得るための技術を認識し、既知の任意のカット及び粉砕の技術などを使用することができる。粒子は、一般的な既知のペレット化技術によりペレット化可能である。ペレットは、乾燥条件下、すなわち実質的な液体の追加なしに、粒子及び／又は粉末をプレスすることにより得ることが好ましい。この粒子又は粉末は、葉鞘材料をカット及び／又は砕くことにより得ることが好ましい。

粒子、粉末、又はペレットは、化学的処理なしに得ることが好ましい。粒子又は粉末から得られたペレットは、例えば殺虫剤などにより化学的に処理されてもよいが、どんな化学処理も行わないことが望ましい。このような処理は、粒子、粉末、又はペレットに液体を接触させることを含みうるが、このような液体は、粒子、粉末、又はペレットに前述のような化学作用を提供するためにのみ用いられる。ペレット化自体は、乾燥条件において実行されてもよい。本明細書において「乾燥条件」とは、粒子、粉末、又はペレットに、１５重量％以下、好ましくは１０重量％以下、さらに好ましくは５重量％以下の液体が追加されることであると理解されるべきである。材料は、化学的処理なしに、ポリマーマトリックス成分として好適である。この目的のために、葉鞘は、粒子及び／又は粉末が形成される造粒工程の間、化学的に処理されないことが好ましい。

粒子は、ペレットを調整するための、及び、第２又は追加のポリマーマトリックス成分又は非マトリックス成分との良好な混和性のための良好な基礎材料を提供するために、８ｍｍ未満、好ましくは５ｍｍ未満の粒子サイズを有することが好ましい。ペレットは、１０ｍｍ未満、好ましくは８ｍｍ未満で、好ましくは２ｍｍより大きい粒子サイズを有することが好ましい。本明細書において「粒子サイズ」という語は、示された粒子サイズに対応するメッシュサイズを有するふるいを通過する粒子のサイズとして定義される。したがって、８ｍｍの粒子サイズは、８ｍｍのメッシュサイズを有するふるいにかけて分けられた粒子の粒子サイズを表す。

粒子又はペレットは、紫外線処理（とくにＵＶ−Ｃ処理）又は放射線照射などの抗菌処理を受けることが好ましい。しかし、当業者は、任意の好適な抗菌処理を認識する。このような抗菌処理は、生物学的な葉鞘材料の劣化を避けるために重要である。

本発明のとくに好ましい実施の形態において、葉鞘材料の粒子又は粉末又はペレットに添加材が添加されてもよい。添加材は、所望のポリマーの向上された特性を与えるものであってもよいし、ポリマーの分解によりポリマーから離脱するであろう化合物、すなわち持続した離脱物を提供するためのものであってもよい。この目的のために、添加材は、殺虫剤、肥料、漂白剤、着色料、芳香剤、半炭化（トレファクション）されたバイオマス、又はこれらの１以上の組み合わせからなる群から選択されることが好ましい。

第１のマトリックス成分は、例えば粒子として、第２のポリマーマトリックス成分の粒子（存在する場合）とブレンドされてもよいし、第１及び／又は第２のポリマーマトリックス成分が、溶融物の形で他の成分の粒子又はブレンドと混和されてもよい。しかし、押出しなどの一般的な調整技術において、成分は粒子の形で押出機に供給され、そこで粒子が溶融される。

本発明は、本明細書において定義される溶融物からのポリマー又はポリマーブレンドを含む物品も提供する。ポリマーから生成されるのに好適な任意の物品が包含される。とくに、ポリマーブレンドが生分解可能な成分を含む場合、物品は生分解性を有する。食品や化粧品などの容器や、例えば外科的応用のための繊維材料など、使用しない場合はごみになる全ての種類の包装材が、本明細書において定義される溶融物から生成可能である。

本発明に係る、又は、上述した方法により生産される物品は、０．１〜２．０ｍｍ、好ましくは０．４〜０．８ｍｍの厚みを有することが好ましい。とくに、葉鞘材料及びポリ乳酸のブレンドが用いられる場合、ＰＬＡのみから生成される同様の材料よりも柔軟な薄壁材料を生成することができるので、限られた柔軟性を有するＰＬＡポリマーでは実現できなかった、ヒンジ部を有する単一部材の物品を生産することができる。しかし、任意の所望の厚みの物品を生産することが可能である。０．１〜０．７ｍｍの薄さを有する物品を押出成形するためには、小さくされた粒子、粉末、又はペレットが使用されることが好ましい。より厚い物品のためには、より大きな粒子又はペレットが溶融物の調整のために使用されてもよい。

好ましい実施の形態において、肥料及び／又は殺虫剤が高分子材料に混ぜられた、
植物を栽培するための容器などの物品を生産することができる。この容器において植物を栽培する間に、容器が分解し始め、添加材が植物栽培媒質に放出され、植物により吸収される。別の利点は、植物を容器から分離することなく土壌に植えることができることである。容器は、土壌で植物が生長する間に、徐々に分解するであろう。この目的のために、ポリマーは、少なくともポリ乳酸と、ヤシ科に属する木の葉、より好ましくはビンロウジュの葉の鞘材とのブレンドを含むことが好ましい。

本発明は、本発明に係る物品を生成する方法を更に提供する。この方法は、
ａ．本発明に係る方法にしたがって溶融物を生成するステップと、
ｂ．ステップａの高分子溶融物を処理するステップとを含み、
前記処理するステップは、押し出し、成形、射出成形、ブロー成形、又は真空成形からなる群から選択されるステップを含む。

本発明によれば、上述した高分子溶融物を更に処理するステップを含む物品の生成方法が提供される。このステップは、上述した任意の技術、又はプラスチック製品を生産するために知られている他の任意の技術を含むことが好ましい。第１のポリマーマトリックス成分を、とくにペレットの形で、ポリマーの生成のための原料として用いることにより、従来は実現できなかった、押出可能で成形可能な溶融物が得られることが認識されよう。

別の実施の形態において、本発明は、ヤシ科に属する木の葉鞘からペレットを生成する方法を提供する。この方法は、
ａ）ヤシ科に属する木から葉鞘材料を用意するステップと、
ｂ）ステップａ）の葉鞘材料を粒子又は粉末にするステップと、
ｃ）ステップｂ）の粒子又は粉末をペレットにするステップと、
を含む。上記で概説されるように、このようなペレットはポリマーの生成、とくに押出や、ブロー成形及び真空成形などの成形工程のための原料として非常に好適である。既に上記で概説したように、ビンロウジュの葉鞘材料が好適である。粒子のサイズは、好ましくは８ｍｍ未満、より好ましくは５ｍｍ未満である。ペレットは、好ましくは１０ｍｍ未満、より好ましくは８ｍｍ未満で、好ましくは２ｍｍよりも大きなペレットサイズを有する。

ステップｃ）は、乾燥条件、すなわち水を追加せずに実行されることが好ましい。粒子及び／又は粉末が乾燥条件においてプレスされたときに、非常に良好に押出可能なポリマー溶融物が得られることが分かった。上記で説明したように、「乾燥条件」は、１５重量％の水などの液体を追加することを許容するが、好ましくは１０重量％未満、より好ましくは５重量％未満、より好ましくは４重量％未満、さらに好ましくは３重量％未満、さらに好ましくは２重量％未満、又は１重量％未満であり、水又は他の液体を追加しないことが最も好ましい。粒子又はペレットは、ペレットの使用期限を向上させるために、抗菌処理、とくに紫外線処理（例えばＵＶ−Ｃ処理）又は放射線照射を受けることが好ましい。

さらに、上述した殺虫剤、肥料、漂白剤、着色料、芳香剤、半炭化（トレファクション）されたバイオマス、又はこれらの１以上の組み合わせなどの１以上の添加材が、粒子、粉末、又はペレットに添加されてもよい。とくに、射出成形又は押出しの目的のために、半炭化されたバイオマス又はトレファクションにより前処理された添加材が好ましい。

さらに、本発明は、上述したペレットの、ポリマー、とくに上述した本発明のポリマーの生成のための使用に関する。

さらに、本発明は、上述のように、ヤシ科に属する木、とくにビンロウジュの葉鞘材料の、ポリマー材料の生成におけるマトリックス成分としての使用と、ヤシ科に属する木、とくにビンロウジュの葉鞘のプレスされた材料を含むペレットに関する。

本発明は、後述の図面及び実施例により更に例示される。

図１は、一般的な葉の解剖学的構造の２つの概略図を示す。葉身３は葉茎２の周囲で筒状の鞘１により保持される。ビンロウジュの葉は羽状の形状を有し、１〜２ｍの長さである。葉は茎の周囲の基部において筒状の鞘を有する。鞘は成熟すると通常一方が割れて開放する。 図２Ａは、葉部が暗色で葉鞘が白色であるビンロウジュの収集された葉を示す。 図２Ｂは、葉部が除去された図２Ａの葉柄を示す。 図２Ｃは、まとめて束ねられ積み重ねられた図２Ｂの葉鞘を示す。

［実施例］
［実施例１］ビンロウジュの葉鞘及びその粒子の調整
図２Ａに示すように、暗色の葉と青白い葉鞘の双方を含む葉がカットされる。好ましくは葉が集まる位置において手でカットすることにより、約４０〜５０ｃｍの葉鞘が残りの葉から分離される。このようにカットされた葉鞘が図２Ｂに示される。収集された鞘は乾燥され、Ｋｏｔｒａｃｏ ＧＲ（Ｖ）３０／３５マシンにより３〜４ｍｍの粒子サイズに粉砕される。しかし、当技術分野において既知な任意の適当な粉砕機が、所望の粒子サイズのために使用可能である（表１）。生の葉鞘は、粉砕され、更に処理されてもよく、同様に好適な結果をもたらす。この比較的小さな粉砕機は、毎時１００〜１８０ｋｇ（７５０〜１３００の葉鞘に相当）、標準的な非制御下（ちり、熱など）の生産環境で、鞘の原体の供給器により半自動的に動作された。

粒子のサイズが大きいと、乾燥ペレット化する工程が円滑に進まなくなり、材料の更なる処理に影響をもたらしうる結果を生じうることが観察された。しかし、サイズはこの面積に限定されず、最大粒子サイズは、例えば粉砕機に組み込まれた、粉砕に用いられるふるいの穴の面積により定められる。薄肉の射出成形目的のために（表４のＩＶ）、材料は、例えば最大粒子サイズが２ｍｍになるまで粉砕された（表１のサンプル５）。粉砕された材料は、標準的なコンベヤーベルトにより、中古のＴ−２０１１ユニット（表１のＩＩ）のようなＵＶ−Ｃユニットに通されてもよい。ユニットは、コンベヤーベルトの下に配置され、その上を、粉砕された粒子が、大袋（vQm Packaging、オランダ、約０．３〜１ｍ^３の体積を有する袋）に充填される直前に通過する。ＵＶ−Ｃユニットは、通過する全ての粒子の表面を消毒し、コンベヤーベルト上でＬｏｇ５、粒子について最小でＬｏｇ１として知られるバクテリアを殺菌する。この目的は蒸気クリーニングによっても達成できる。または、必要であれば、大袋又は他の輸送手段の積み荷に充填される前に、粒子に別の消毒方法を実行してもよい。粉砕され粒子化された材料は、粉砕された直後に、ペレット化又は粉末化など、更に処理されてもよい。このような紫外線処理された粒子に対する試験では、少なくとも３０日の期間、更なるかびの発生は起こらないことが示された。更なる処理についてこれを実証するために、粉砕後と、ＵＶ−Ｃ処理後の双方の材料のサンプルを同様の条件に置いた。

ＵＶ−Ｃクリーニングは、早期の分解だけでなく、貯蔵及び輸送の間に材料が劣化しうる細菌学的又は生物学的な汚染（例えば虫）を予防することも意図されている。

粉砕機及びＵＶ−Ｃユニットの後ろに配置された任意の標準のコンベヤーベルトにより充填された後、大袋は、かびの生長又は早期の分解を防止することにより、粉砕された材料の使用期限を延ばし、また、湿った内容物を安定化し、虫の再発生を防ぎ、さらに、粉砕された材料を長期貯蔵のため更に安定化するために不活性ガスを追加することを可能とするために、真空化される。

大袋は、物流において非常に効率的な、例えば８０×１２０×１１０ｃｍの四角いブロックを最大で２ＭＴまで真空化することが可能な真空置換梱包システム（vQm Packaging、オランダ）を用いて真空化された。袋はパレットにフィットする膜を有するので、コンテナへの積載及び倉庫での貯蔵において最大限効率的である。袋は、制御だけでなく、分解、かび発生、又は他の汚染を防ぐために必要であれば不活性ガスを追加することを可能とする、VQM Packagingから利用可能な特許された膜又はバルブを有することが好ましい。好ましくは四角いこれらの袋は、パレット積みされ、輸送され、任意の標準的な倉庫システム又は野外において海運コンテナに貯蔵されてもよい。

生分解性及び腐敗を測定するために（表１のＩＶ）、乾燥処理された葉鞘及び生の落葉し処理された葉鞘の３つのそれぞれのサンプルについて同一で比較可能な試験をした。水中に置いた材料は、早期（１〜２日）に自重の１０〜１５％の水の吸収を示し、その後、９０日の期間内に９０％の材料の減少が観測された。野外（オランダの南西部）に置いた材料は、同様の材料の生分解又は腐敗を示し、４０〜６０日の間に約６０％の重量減少を示した。試験の開始から６０〜１２０日の期間内に、更なる還元及び９０％までの重量減少が実現された。２０℃で約６５〜７０％の湿度の屋内に保管した材料は、この期間内に全く生分解又は腐敗の兆候を示さなかった。

［実施例２］乾燥ペレット化マシンにおけるビンロウジュの葉鞘材料の乾燥ペレットの調整
実施例１において粉砕された粒子は、当技術分野においてＬＭ−７７２乾燥ペレタイザーとして知られる、１日に３ＭＴの生産力を有する造粒機（表２のＩ）に供給され、圧縮された乾燥葉鞘粒子の円形ペレットを形成するふるいを通して回転式プレスによりプレスされた。ふるいの穴の直径は、ふるいに残るペレットの最大の粒子サイズだけでなく、ペレットに圧縮される最大の粒子サイズを決定する。選択される直径は、この粉砕された材料が、天然材料を押出し（実施例３）又は射出成形（実施例４）工程に供給する際の共通の問題を顕著に低減させるので、後の応用のための幅広い可能性を提供するために、２〜８ｍｍの範囲で変えることが好ましい。造粒機のふるいの穴の直径として、例えば２又は３ｍｍの小さめの直径が選択される場合、粉砕された粒子は、より長く、及び／又は、より高圧でプレスされなければならない。薄肉の射出成形の目的のために（表４のＩＶ）、材料は４ｍｍの直径にペレット化された（表１のサンプル５）。

この工程において、実施例１の粒子は、必要であれば、粉末レベル（例えば、製粉された小麦粉又は粉砕されたトウモロコシ粒子のサイズと同様に１〜１００ミクロン）にまでサイズを減少されてもよい。薄肉の最終製品（実施例４の射出成形において記載、表４のＩＶ参照）のためには、この粉末サイズの粒子のペレット化が都合がよい。選択された機器（表２のＩ）は、このような粉末サイズの粒子の損失を防止する構造を有するので、この工程の間に材料は失われない。例えばプラスチックを強化するための、より大きな強さの繊維の存在が必要とされるような他の製品のためには、より大きな粒子サイズのペレットが望ましい。

ペレット化の間に、１以上の添加材が、制御された供給システムを介して添加されてもよい。供給システムは、ペレットに幅広い乾燥又は液体の材料を添加することを可能とする。これらの添加材は、乾燥材料又は液体（好ましくは、ペレットの総重量を基準として１５重量％まで）であってもよいが、これは、天然由来又は工業由来の、マトリックス材料と組成物を形成する補強材又は充填材として知られる、多数の既知の繊維のいずれかであってもよい。

乾燥ペレット化の間に（表２のＩＩ）、選択された様々な材料が、粉砕された実施例１の材料の適性、及び、押出し又は射出成形環境において更に処理する能力を決定するために添加された。材料の自然着色を低減させるために、鞘材１ｋｇ当たり５％の家庭用漂白剤（Glorix Thick Bleach、ユニリーバ、オランダ）が工程の間に添加されたものがサンプル１．１である。このように漂白された材料により、漂白されていない粉砕粒子には５％必要であるＵＮ０００１カラーサービスの白色マスターバッチを、漂白された粉砕粒子では２％に低減することができた。これにより、「白色化された材料」の元値を実質的に低減させることができる。白色化されたプラスチックは、リサイクルされた材料からは、射出成形又は押出しの間に白色の着色マスターバッチを１０％まで追加する以外に、通常、生産することが非常に難しい。サンプル（表１のＩＩのサンプル５）は、薄肉射出成形の目的のためのペレット化に由来する粉末サイズの粒子に粘着性を加えるために、食品添加物として馬及び牛への給餌に用いられる標準的な亜麻仁を添加して作製された。乾燥ペレット化工程でたった５％のこの亜麻仁の添加剤を添加したことにより、１時間当たりのｋｇで１０〜１５％、１日当たり約３、５ＭＴ、材料の出力が高くなった。サンプル１．２において、材料の「金属的な」性能及び外観を強化するために、LinBrazeから入手したスズ粉末（ＳＮ９９％）を２重量％追加した。この添加材は、乾燥ペレット化工程又はペレット自体の形成及び実質に何ら悪影響を与えず、約２３０℃で溶融してブレンドするので、押出し又は射出成形工程において更に使用することを可能とする。

上述した添加材に加えて、麻、ケナフ、ジュート、亜麻、綿、サイザル麻、ココヤシ皮などの天然の生物ベースの材料だけでなく、ポリマーマトリックス材料とはブレンド又は混和しないガラス、ナイロン、ビニル、又は他の補強繊維が、充填材及び／又は補強材としてポリマーにうまく組み込まれることが、とくにペレット化が実行された領域から観察された。

更なる処理（実施例３及び４参照）の前にペレット化を用いることは、射出成形の押出しに乾燥材料を供給する従来の方法と比較して、乾燥相において新規なマトリックス成分（例えば、漂白剤又は亜麻仁）に多様な材料を混合する有利な可能性を提供する。従来の方法は、一般に、フィーダ、スクリュー／ウォーム、又は型の詰まり、及び／又は、平らでなく平衡を失った成分と従来の熱可塑性ポリマーとの混合物、又はツール内での不要な「糖類」の結晶化をもたらすので、実質的な損傷及び修理と清掃のコストの原因となる。このような材料は、例えば、殺虫剤、肥料、漂白剤（表２のＩＩのサンプル１．１）、着色料（サンプル１．１）、芳香剤、充填材、又は補強材（サンプル１．２）、半炭化されたバイオマス、又はこれらの２以上の組み合わせ（サンプル１．１）であってもよい。液体が添加される状況においては、乾燥ペレットは均質な構造ではなく、ばらばらになって、乾燥ペレット化の後の工程中に材料が実質的に失われる原因となりうるので、１ｋｇ当たり１５重量％以下（ペレットの総重量を基準として）のこのような材料がペレットに添加されることが好ましい。

この乾燥ペレット化マシンにより生産された乾燥ペレットは、直径が６ｍｍで長さが４〜８ｍｍの粒子サイズを有し、葉鞘を粉砕してＵＶ−Ｃ処理を行った後の実施例１（表１のＩＩＩ）において説明したように、実施例１の粉砕された材料と同様に、真空化された大袋に貯蔵されてもよい。

直径及び長さにより、乾燥ペレットは、その更なる応用及び射出成形又は熱成形される最終製品の要件に依存して、例えば、任意の標準的な押出機（一軸又は二軸、実施例３）又は任意の射出成形機（実施例４）において処理されてもよい。

実施例１（表１のＩＶ）で実行した試験（水中、屋外、及び屋内条件）と同様に、１８０日の間、生分解性を確認するための試験を実行した。実施例２においては、この工程において乾燥ペレットの粒子が圧縮された結果、この試験期間中に生分解が遅延したため、違いが発見された。乾燥ペレットがプレスされた粒子の大きさは、重量の減少で測定された生分解において何ら変化を示さなかった。Glorixの添加材は、生分解の開始を実質的に遅らせたが、他の添加材（実施例２の表２のＩＩ）は、サンプルの生分解性に対して正又は負の効果を何ら示さなかった。

［実施例３］押出成形
実施例２による乾燥ペレット及び選択された第２のポリマーマトリックス成分を用いた押出しにより、重合されたビーズが調整される。

実施例３における処理は、プラスチックのビーズを生産するための押出しであり、例えば２×３ｍｍの押し出された重合ビーズの大規模生産に理想的に適している。このビーズは、例えば、所望の物品を生産するための射出成形又は押出し工程のための原料としての使用のために、世界的に流通されうる。

押出しにより、ビーズ以外の形状も生産することができる。上述したビーズ、ロッド、プレートなどの任意の所望の形状に押出し成形されたポリマーを生産するために、既知の任意の好適な押出し技術を使用することができる。例えば、カップ、ブリスターなどの製品の熱成形処理において、プレートなどを使用することができる。

乾燥された鞘材及び生の鞘材が、粉砕され、乾燥ペレット成形され、規則的に形成され重合された標準プラスチックペレット（表３のサンプル１．１０及びサンプル２．１０）を製造するために、ＫｒａｕｓｓＭａｆｅｉ ＫＭＤ ０−２５ 二軸押出機（表３のＩ）に供給された。薄肉射出成形工程（表４のＩＶ）のために、直径が約３ｍｍで長さが２ｍｍの乾燥ペレット材料（表１及び２のサンプル５）を用いて、１９０〜２３０℃の温度での連続的な工程において同一の押出しが実行された。工程中に、２％のカラーサービスマスターバッチＵＮ０００１白色（表３のＩＩのサンプル２．１０）が、押し出されたペレットを完全に白色に着色するために、実施例２（表２のＩＩのサンプル１．１）の漂白剤を含む非着色乾燥ペレット材料に添加された。着色に用いられるブレンドは、最も少ない追加のリサイクルＰＬＡとともに製造されたサンプル１．１４及び５．１４（表３のＩＩＩ）であった。これに基づいて、他のブレンド及び／又は未使用（透明）な他のプラスチックは、着色用のマスターバッチが少なくて済むであろうことが結論づけられる。

生分解性の観点から、NatureworksのＰＬＡ（表３のＩＩＩ及び６のＩＩＩ）及び自由貿易市場から入手したリサイクルされたＰＬＡ（１００％リサイクルされたＰＬＡ、Besstrade、オランダ）により特定のブレンドが作製された。

未使用又はリサイクルされたＰＬＡと粉砕された鞘材のサンプル５．１０とのブレンド（表３及び２のＩ、サンプル５）で添加材を含まないブレンドが、５０：５０の重量比（サンプル１．１１、５．１１、１．１３、及び５．１３）と、１０：９０の重量比（サンプル１．１２、５．１２、１．１４、及び５．１４）で製造された。

例えばリビングヒンジの可能性だけでなく、カップ又は他の容器に熱い液体を入れることができないことに関する典型的なＰＬＡの問題を克服するなどの、柔軟な最終製品の特性の観点から、ＰＬＡについて同じブレンド比率が、第２の成分としての未使用のＰＰ（SABICのポリプロピレン）又はリサイクルされたＰＰ（１００％リサイクルされたＰＰ、Amorf Kunstoffen、オランダ）に適用された（表３のＩＩＩ及び６のＩＩＩ、サンプル１．１５、５．１５、１．１６、５．１６、１．１７、５．１７、１．１８、及び５．１８参照）。

（表３のＩＶ）において、リサイクルされたＰＬＡとリサイクルされたＰＰの双方を、それぞれ第２及び第３のポリマーマトリックス材料として用い、同一の乾燥ペレット化された粉砕された葉鞘材料を第１のポリマーマトリックス材料として、添加剤を加えずに、更なるサンプル１．１９、１．２０、５．１９、及び５．２０を作製した。

全てのサンプルは、同一のマシン、同一のツール、及び同一のマシン動作設定で作製された。実施例１及び２（表１のＩＶ及び表２のＶ）において適用された試験条件及び環境と同様に、すなわち、完全に冠水された条件、標準的な屋外、及び屋内の条件において、生分解性を確認するために、３６０日までの期間、試験を実行した。実施例３においては（表３のＶＩ）、この工程において乾燥ペレットをそれぞれ未使用及びリサイクルされたＰＬＡ及びＰＰ材料と混練及びブレンドした結果（実施例２、表４のＩＩＩ及びＩＶ）、この試験期間中に、押し出されたペレット（実施例２、表４のＩ）の生分解は、全ての試験条件（水中及び屋外）で更に遅延し、違いが発見された。

これらのテストの間、重量の減少で測定された生分解性の違いがＰＬＡ又はＰＰを含むブレンドでみられたが、未使用又はリサイクルされたＰＬＡ又はＰＰの材料（実施例３、表３のＶＩに示される）の間では、顕著な違いはなかった。重量の減少により測定された生分解性は、ＰＰを含むブレンドの方がＰＬＡを含むブレンドよりも実質的に長い（表３のＶＩ）。

１０％のみの混入されるＰＬＡ又はＰＰ（未使用又はリサイクル）が用いられた場合、又は、３０％のみのリサイクルされたＰＬＡと５％のリサイクルされたＰＰが用いられた場合に、更なる生分解性の違いがみられた。７０〜９０％の調整された葉鞘材料を含むサンプルは、浸水した条件又は屋外の条件の双方において、乾燥ペレット化されたペレットと同様の生分解性の時間フレームを示した。

試験結果により、熟練した調合者は、この材料を混練する間に、押出成形されたペレットの所望の生分解期間を前もってかなり容易に決定することができる。また、熟練した調合者は、幅広く独特な種類を市場可能性及び応用に提供する更なる応用及び使用に向けた「テーラーメイド」のブレンドが可能となる。

生分解プロセス中に最も注目に値したのは、押し出されたペレットの外壁構造が、標準的なプラスチックのペレットが有する滑らかな表面仕上げとは対照的に、数日で「ラフ」な表面になったことである。結論は、ＰＬＡに追加されたこの材料が、一般に用いられるＰＬＡに必要な工業的生分解環境（ＡＳＴＭ Ｄ６４００）の代わりに、家庭で生分解可能な（酸化型生分解可能な）環境においてＰＬＡが分解することを可能とするということであろう。この新規なバイオプラスチックで作製された全てのサンプルの全ての重合されたペレットは、現在世界中で射出成形機、シート押出機、又は異形押出機に供給されている一般的なプラスチックと同様に、２５ｋｇの袋、２ＭＴの大袋、又はサイロ、又は他の任意の方法で輸送され、貯蔵されてもよい。

さらに、サンプル１．１（表２のＩＩ）及びサンプル２．１０（表３のＩＩ）という、白色に作製されたサンプルが、既知の一般的なプラスチックの応用及び使用と差異を示さなかったので、この工程において、一般的又は特別の着色が実行されてもよい。さらに、実施例３において、ペレット成形の間に混合されなかった他のプラスチック又は天然又は工業材料との一般的な混練は、射出成形工場において特定の最終製品の要件に更に詳細にカスタマイズする。試験及びサンプルは、かなりの程度で、処理された葉鞘材料の、一般的なプラスチックとほとんど同様の性質を示す。

［実施例４］射出成形された製品の調整
実施例２の工程に由来する乾燥ペレット（表１のサンプル１から５）、又は、実施例３による重合されたペレット（表３のサンプル１．１０から５．２０）が、最終製品の製造のための現存の手段を用いた一般的な射出成形機に直接供給された。射出成形装置は、最終製品及びプラスチック材料の詳細の要件に関する日常的な射出成形工程において一般的な運用であるように、例えば、温度、圧力、冷却、型締などに関してプログラムされた。

新規なマトリックス成分の生分解性及び詳細は、実施例３の材料が既存の機器に供給可能であるという事実のために、任意の射出成形機に新しい可能性を提供する。これは、問題なく生分解する製品（製品１）の一般的なプラスチック又は他の材料を容易に置換して、この新規なマトリックス成分の特性を有する生分解可能な材料とともに成形可能な新規に設計可能な製品（製品３）を介して、生分解することが有利である製品（製品２）にする可能性を提供する。

表４のＩ及びＩＶにおいて、厚肉製品及び新規に設計された薄肉製品のサンプルが、実施例３の材料サンプル（表３のサンプル１．１１から５．２０）を用いて作製された。

厚肉製品（表４のＩ）は、標準的には、９０％のＡＢＳと１０％のナイロン充填材を用いて、ＫＭＣＸ２５０ ＭＴ マシンにより作製されるフランジである。

サンプル１．１１から１．２０については、１９０℃、１．２ＭＴの圧力で、同一のツール及びマシン設定を用いた。

製品（肉厚６ｍｍ）は、完全に充填され、滑らかな表面を有し、型成形された製品の堅い触感であり、動作時間はＡＢＳ−ナイロンで充填された製品に比べて顕著に速かった（２〜３秒）。

全てのサンプルに生分解試験を含む同一の試験が実行された（表１のＩＶ、表２のＶ、表３のＶＩ）。結果に顕著な実質的差異はなかった。

射出成形された製品は、水中に置くと自重の１０〜１５％を吸収し、湿潤条件において、以前みられたのと同じ生分解及び変質を示した。滑らかな壁は粗くなり、射出成形製品の薄めの部分は３０日後には破断し得る。

薄肉製品（表４のＩＶ）は、ＩＳＯ／ＩＥＣ ７８１６のＩＤカードの制約の範囲内で設計された折り畳み可能で開閉可能なシムカード／スマートカードである。

材料の肉厚は、組み込まれたチップの位置で０．７６ｍｍ及び０．２４ｍｍであり、使用中の温度要件は、４時間の持続時間で−４０〜＋８５℃であり、そのライフサイクル中に１００回までである。

これは一般的な製品３であるので、このブレンド及び他のプラスチックブレンドを所望の要件の製品に成形するための新規な型が製作された。型は、同じＫＭＣＸ２５０ ＭＴマシンに配置された。

サンプル５．１１から５．２０のために、全く同一のツール及びマシン設定を１９０℃で用いたが、薄肉設計及び完全な充填のために圧力は１．４ＭＴとした。

製品（肉厚０．７６ｍｍ、１点では０．２４ｍｍ）は、完全に充填され、滑らかな表面を有し、型成形された製品の堅い触感であった。

設計はリビングヒンジ機能を要求しており、これは、未使用又はリサイクルされたＰＰが第１又は第２のプラスチックとして追加されブレンドされた、表４のＩＶの５．１５から５．２０のサンプルで機能した。全てのサンプルについて生分解試験を含む同一の試験を実行した（表１のＩＶ、表２のＶ、表３のＶＩ）が、結果に顕著な実質的差異はなかった。

射出成形された製品は、水中に置くと自重の１０〜１５％を吸収し、湿潤条件において、押し出されたペレットで観察されたのと同じ生分解及び変質を示した。厚肉及び薄肉製品の双方の滑らかな壁は数日で粗くなり、射出成形製品の薄めの部分は３０日後には破断し得る。

表５において、全く同じ製品（実施例４、表５のＩ及びＩＶ）だが、比較目的のために、１００％未使用又は１００％リサイクルのＰＬＡ又はＰＰを用いた製品が製造された。

実施例３（表３）及び実施例４（表４）の３６０日の試験期間の範囲で、以前の実施例において適用された試験条件及び環境と同様に、すなわち、完全に冠水された条件、標準的な屋外、及び屋内の条件において、生分解性を確認するために、試験が実行された。

ＰＰで作製した製品は、これらの状況下で、いずれの種類又は形式の生分解性も示さなかった。ＰＬＡで作製した製品は、透明性の減少ともろさの増大を示したが、３６０日の全試験期間の間に、重量の減少で測定される顕著な生分解性はみられなかった。したがって、本発明のポリマーマトリックス成分が、ＰＰなどの生分解性のないポリマーマトリックス成分、又は、工業的工程によってのみ生分解性がある材料（ＰＬＡ）に、生分解性（酸化型生分解性）を付与することが結論づけられよう。

［実施例５］材料の特性
表６において、実施例３、表３のＩＩＩ及びＩＶにしたがって製造され試験された、５０％のＰＬＡ又はＰＰの混合物からなる異なる材料ブレンド、及び、３０％のＰＬＡ及び５％のＰＰの混合物が化合されたブレンドのサンプルが、現在のＡＳＴＭ及びＩＳＯの試験要件にしたがって、様々なブレンドの効果を測定するために試験された。試験は、ＡＳＴＭ Ｄ７９０又はＩＳＯ５２７に準拠したヤングの曲げ弾性率（ＭＰａ）、ＡＳＴＭ Ｄ６４８又はＩＳＯ７５に準拠した荷重たわみ温度（熱変形温度：ＨＤＴ）（℃）、ＡＳＴＭ Ｄ６３８又はＩＳＯ５２７に準拠した引張応力（ＭＰａ）、及びＡＳＴＭ Ｄ２５６又はＩＳＯ１８０に準拠したノッチ付きアイゾット衝撃強さ試験（Ｊ／ｍ^２）であり、当技術分野において一般的に用いられる既知の試験仕様である。

参照指示として、Natureworks Ingeo 3251Dから入手した未使用ＰＬＡ材料及びSabic 575Pから入手した未使用ＰＰのデータシートからも、これらの値を取った。

リサイクルされたＰＬＡ及びＰＰも、参照のために、添加材又は混入なしに試験された。

試験に使用されたブレンドは、５０％のビンロウジュの鞘材（葉鞘繊維）と、それぞれ、５０％の未使用及びリサイクルされたＰＬＡ、５０％の未使用及びリサイクルされたＰＰとのブレンド、及び、３０％のリサイクルされたＰＬＡと、５％のリサイクルされたＰＰと、６５％のビンロウジュの鞘材（繊維）との特別のブレンドである。

未使用の材料だけでなく、リサイクルされた材料であっても、実施例４において調整された５０％のビンロウジュの葉鞘繊維材料とブレンドすると、未使用又はリサイクルされたＰＬＡ又はＰＰ材料のみの元の値と比較した増加を百分率で測定した場合、材料特性の向上はほとんど同じであることが示された。

曲げ弾性率又は弾性率は、弾性材料の硬さの度合いを指す。応用ＰＬＡ材料の双方に比較すると７０％の大きな向上を示し、応用ＰＰ材料の双方については、ほぼ７５％の向上を示した。将来の応用にとってとくに注目すべきで興味深いのは、応用ＰＰ材料の双方についての、ほぼ３５％のＨＤＴ値の大きな増加と、１５〜２０％の引張応力の増加と、全てのサンプルの結果における３０〜３５％のノッチ付き衝撃強度の増加の組み合わせである。

材料の特性データは、ビンロウジュの葉鞘材料の特定の特性が、工程の間ずっと維持され、ＰＬＡ又はＰＰなどの既存の熱可塑性樹脂を改良することを示す。

これらの試験結果は、ＨＤＴが一般的なインジケータである使用温度に対して引張応力がプロットされたGrantadesignによる代表的なAshbyチャート（Ashbydiagram 強度−最大使用温度、www.grantadesign.comで利用可能）に示されるように、一般的な熱可塑性樹脂（ＰＰなど）及びエンジニアリング熱可塑性樹脂（ＡＢＳなど）の範囲に、５０％のビンロウジュの繊維を含むブレンドを位置づける。５０％のＰＰを含むブレンドの、注目すべきＨＤＴ試験の結果は、曲げ弾性率及び引張応力と組み合わせて、ＨＤＴの範囲が１００℃までと定義されるＰＰなどの標準的なプラスチックと比べ、ＨＤＴの範囲が１００〜１５０℃と定義される「エンジニアリングプラスチック」と呼ばれるハイエンドとして、この特定のブレンドを定義する。これは、高温で機能する必要がある熱可塑性樹脂に好適な生分解性のあるエンジニアリングプラスチックをもたらすため、バイオ材料をベースとしたブレンドでとくに注目すべきである。

試験されたサンプル１．１９及び５．１９（３０％のリサイクルされたＰＬＡ及び５％のリサイクルされたＰＰ）は、未使用又はリサイクルされたＰＰからは大きな曲げ弾性率の増加を示したが、未使用又はリサイクルされたＰＬＡからは小さな値を示した。ＨＤＴは、５０％のＰＰブレンドから大きく増加したが、引張応力及びノッチ付き衝撃強度は、未使用又はリサイクルされたＰＬＡの材料特性のデータと比較して、ほとんど変化しなかったことが分かった。

実施例１から５及び作製されたサンプル１．１１から５．２０は、この葉鞘ベースの材料により、既存の射出成形製造工程を使用している全ての射出成形企業が、新規に設計された製品３の押出成形の機器又はツールへの更なる投資を必要とすることなく、実施例３によるこの材料（プラスチックペレットへの押出し）のための応用を見つけ出すことができるという実質的な証拠を提供する。

重要な利点は、典型的な最終製品、及び／又は、材料に含まれる特有でかなり高いセルロースの百分率のために最終的にバイオガス獲得工程の形になる最終製品の一方向の応用にある。

様々な研究及び試験は、ヘミセルロースの高い含量が、これらの工程において「加速装置」としてふるまい、バイオマスが加熱される同じ温度において、より速くより多くのバイオガスを生成する、又は、バイオマスを外部的に加熱する必要のある温度を低くすることを示す。

生分解性が要求されないが制限もされない製品の例は、例えば、建設工事においてコンクリートを強化するための金属ワイヤ又は絶縁材料を保持する全ての種類のクリップ、新しく植えられた若い木のための木のバインダー、クリップ、ホルダー、カップ、プレート及びカトラリー、パネル、セパレーター、絶縁物、ホイルなどの短期間のみ使用される全ての種類の周期的な構成部材などがある。

生分解性が利点を有する製品の例は、任意の市場又は製品市場アプリケーション（化粧品、メディア、エレクトロニクス、食品、医療など）のために、一般に一方向の包装と予測される主要な使用である。例えば植物及び花の包装において、即時で容易な応用が作製可能である。現状、これらの植物容器は、原価を低減させるために、一般的でリサイクルされたプラスチックから成型される。

新規なマトリックス成分のこれらの種類の応用への使用は、栄養の乏しい土壌に、分解により植物への栄養を追加する利点だけでなく、害虫駆除剤を追加する可能性も提供する。例えば、家庭で洗浄する必要があり、現状は発泡スチロールのトレーに包装されている、マッシュルーム、トマト、レタス、及び他の果物又は野菜の包装においても、即時で容易なアプリケーションが実現可能である。

さらに、新規なマトリックス成分が、生分解性が形状及び機能の設計の一部となる製品の例として、電子機器及び家庭用機器（レンジ、食洗機、ステレオセット、携帯電話など）の包装及び保護など、特定の発泡アプリケーション（ＥＰＳ）のための既存の材料及び工程と組み合わせて使用可能である。これにより、製品設計者、ツール製作者、射出成形型製作者は、現に「プラスチック」製品を設計し製造することができる。製品（最終製品、部品、包装、装飾など）が消費者により購買されることを可能とする製品のライフサイクルは、材料の選択に結合又は補足される。製品は、家庭堆肥又は家庭バイオマス材料、エネルギー、又は土壌の肥料、又は、世界中で広く利用可能な大規模な「グリーンマテリアル」の廃棄物管理システムにおいてライフサイクルを終える。

Claims (49)

1. 第１のポリマーマトリックス成分として、ヤシ科に属する木の葉鞘に由来する材料を含むポリマー。
2. 前記第１のポリマーマトリックス成分の材料は、ビンロウ（Areca catechu）の葉鞘に由来することを特徴とする請求項１に記載のポリマー。
3. 第２のポリマーマトリックス成分を更に含むことを特徴とする請求項１又は２に記載のポリマー。
4. 前記第２のポリマーマトリックス成分は、熱可塑性ポリマーを含むことを特徴とする請求項３に記載のポリマー。
5. 前記熱可塑性ポリマーは、ＰＬＡ、ＰＨＡ、ＰＰ、ＰＥＴ、ＰＶＣ、ＰＳ、ＰＣ、ＰＶ、ＡＢＳ、又はこれらの２以上の混合物からなる群から選択されることを特徴とする請求項４に記載のポリマー。
6. 前記熱可塑性ポリマーは、ＰＬＡを含むことを特徴とする請求項５に記載のポリマー。
7. 前記第１のポリマーマトリックス成分と前記第２のポリマーマトリックス成分との重量比は、５〜１００：９５〜０であることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のポリマー。
8. 前記第１のポリマーマトリックス成分と前記第２のポリマーマトリックス成分との重量比は、５〜７０：９５〜３０であることを特徴とする請求項７に記載のポリマー。
9. 前記第１のポリマーマトリックス成分と前記第２のポリマーマトリックス成分との重量比は、１０〜５０：９０〜１０であることを特徴とする請求項７に記載のポリマー。
10. 前記第１のポリマーマトリックス成分と前記第２のポリマーマトリックス成分との重量比は、４０〜６０：６０〜４０であることを特徴とする請求項７に記載のポリマー。
11. 非マトリックス成分を更に含むことを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載のポリマー。
12. 前記非マトリックス成分は、１以上の充填材、及び／又は、補強材、又はこれらの１以上の組み合わせから選択されることを特徴とする請求項１１に記載のポリマー。
13. 前記１以上の充填材は、タルク、土、砂からなる群から選択され、前記補強材は、ガラス繊維、ナイロン繊維、又は有機繊維などの繊維からなる群から選択されることを特徴とする請求項１１に記載のポリマー。
14. 前記有機繊維は、ビンロウ、とくにその実の殻からのものであることを特徴とする請求項１３に記載のポリマー。
15. 前記ポリマーの総重量に対して少なくとも２０重量％の前記第１のポリマーマトリックス成分を含むことを特徴とする請求項１から１４のいずれかに記載のポリマー。
16. 前記ポリマーの総重量に対して少なくとも３０重量％の前記第１のポリマーマトリックス成分を含むことを特徴とする請求項１から１５のいずれかに記載のポリマー。
17. 前記ポリマーの総重量に対して少なくとも４０重量％の前記第１のポリマーマトリックス成分を含むことを特徴とする請求項１から１６のいずれかに記載のポリマー。
18. 少なくとも前記第１のポリマーマトリックス成分と、存在する場合は前記第２のポリマーマトリックス成分との溶融物を生成するステップを含むことを特徴とする請求項１から１７のいずれかに記載のポリマーを生成する方法。
19. 前記溶融物を生成するステップは、前記第１のポリマーマトリックス成分と、存在する場合は前記第２のポリマーマトリックス成分とを少なくとも１５０℃の温度に加熱するステップを含むことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
20. 前記温度は少なくとも１６０℃であることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
21. 前記溶融物を生成するステップは、前記第１のポリマーマトリックス成分と、存在する場合は前記第２のポリマーマトリックス成分とを２５０℃以下の温度に加熱するステップを含むことを特徴とする請求項１８から２０のいずれかに記載の方法。
22. 前記温度は２３０以下であることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
23. 前記第１のポリマーマトリックス成分は、粒子、粉末、又は前記粒子及び／又は粉末をプレスすることにより得られるペレットとして供給されることを特徴とする請求項１８から２２のいずれかに記載の方法。
24. 前記粒子又は粉末は、葉軸材料を切る又は砕くことにより得られることを特徴とする請求項２３に記載の方法。
25. 前記粒子、粉末、又はペレットは、化学的処理なしに得られることを特徴とする請求項２３又は２４に記載の方法。
26. 前記ペレットは１０ｍｍ未満の粒径を有することを特徴とする請求項２３に記載の方法。
27. 前記ペレットは８ｍｍ未満の粒径を有することを特徴とする請求項２６に記載の方法。
28. 前記溶融物を生成する前に、前記粒子又はペレットの抗菌処理を更に含むことを特徴とする請求項１８から２７のいずれかに記載の方法。
29. 前記抗菌処理は、紫外線処理又は放射線照射を含むことを特徴とする請求項２８に記載の方法。
30. 前記粒子、粉末、又はペレットに１以上の添加材を混ぜるステップを更に含むことを特徴とする請求項１８から２９のいずれかに記載の方法。
31. 前記添加材は、殺虫剤、肥料、漂白剤、着色料、芳香剤、半炭化（トレファクション）されたバイオマス、又はこれらの１以上の組み合わせからなる群から選択されることを特徴とする請求項３０に記載の方法。
32. 請求項１から３１のいずれかに記載のポリマー材料を含む物品。
33. 前記物品は少なくとも局所的に０．１〜２．０ｍｍの厚さを有することを特徴とする請求項３２に記載の物品。
34. 前記厚さは０．４〜０．８ｍｍであることを特徴とする請求項３２又は３３に記載の物品。
35. ａ．請求項１８から３１のいずれかに記載の方法にしたがって溶融物を生成するステップと、
    ｂ．ステップａの高分子溶融物を処理するステップとを含み、
    前記処理するステップは、押し出し、成形、射出成形、ブロー成形、又は真空成形からなる群から選択されるステップを含むことを特徴とする請求項３２から３４のいずれかに記載の物品を生成する方法。
36. ヤシ科に属する木の葉鞘からペレットを生成する方法であって、
    ａ）ヤシ科に属する木から葉鞘材料を用意するステップと、
    ｂ）ステップａ）の葉鞘材料を粒子又は粉末にするステップと、
    ｃ）ステップｂ）の粒子又は粉末をペレットにするステップと
    を含むことを特徴とする方法。
37. ステップａ）において、ビンロウジュ（Areca catechu）の葉鞘材料が用意されることを特徴とする請求項３６に記載の方法。
38. ステップｂ）における前記粒子のサイズは８ｍｍ未満であることを特徴とする請求項３５又は３６に記載の方法。
39. ステップｂ）における前記粒子のサイズは５ｍｍ未満であることを特徴とする請求項３８に記載の方法。
40. 前記ペレットは１０ｍｍ未満のペレットサイズを有することを特徴とする請求項３５から３９のいずれかに記載の方法。
41. 前記ペレットは８ｍｍ未満のペレットサイズを有することを特徴とする請求項４０に記載の方法。
42. ステップｃ）は乾燥条件で実行されることを特徴とする請求項３５から４１のいずれかに記載の方法。
43. 前記粒子又はパレットの抗菌処理を更に含むことを特徴とする請求項３５から４２のいずれかに記載の方法。
44. 前記抗菌処理は、紫外線処理又は放射線照射を含むことを特徴とする請求項４３に記載の方法。
45. 前記粒子、粉末、又はペレットに１以上の添加材を混ぜるステップを更に含むことを特徴とする請求項３５から４５のいずれかに記載の方法。
46. 前記添加材は、殺虫剤、肥料、漂白剤、着色料、芳香剤、半炭化（トレファクション）されたバイオマス、又はこれらの１以上の組み合わせからなる群から選択されることを特徴とする請求項３０に記載の方法。
47. 請求項３５から４６のいずれかに記載の方法により得られるペレットの、ポリマーの生成のための使用。
48. ヤシ科に属する木、とくにビンロウジュの葉鞘に由来する材料の、ポリマー材料の生成におけるマトリックス成分としての使用。
49. ヤシ科に属する木、とくにビンロウジュの葉鞘のプレスされた材料を含むペレット。

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