JP2023543003A - 生分解性容器クロージャー及びそのための樹脂 - Google Patents
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Abstract
生分解性容器クロージャー及び該容器クロージャーを作製するための方法。生分解性容器クロージャーは、約４０～約９９重量％の、下記の構造を有するランダムモノマー反復単位から誘導されるポリマー【化１】TIFF2023543003000007.tif27166（式中、Ｒ１は、ＣＨ３及びＣ３～Ｃ１９アルキル基からなる群から選択される）を含む。Ｒ１＝ＣＨ３を有するモノマー単位は、ポリマーの約７５～約９９ｍｏｌ％である。クロージャーの形成に適合された樹脂も開示される。
Description
本開示は、生分解性容器及びそのためのクロージャー、特に生分解性容器クロージャーを作製するための組成物及び方法に関する。
現在のプラスチックの危機に伴い、プラスチックは、環境に優しい代替物に継続的に置き換えられている。プラスチック問題の大きな一因は、ポリ（エチレンテレフタレート）（ＰＥＴ）水ボトルである。２０１７年には毎分１００万本のＰＥＴ水ボトルが販売されたと推定されている。ＰＥＴボトルが完全に分解するのに約４５０年かかることを考慮すると、地球はＰＥＴボトルで過度に汚染されつつある。さらに、ＰＥＴはリサイクル可能であるが、米国などの一部の先進国では、使用されたＰＥＴボトルの一部しかリサイクルされておらず、他の低開発国ではリサイクルの流れが全くない。リサイクルインフラがないこれらの国々では、ＰＥＴボトルは、多くの場合、海洋に行き付き、マイクロプラスチックに分解され、これらは、海洋生物がこれらを食物と間違えて食べるため、生態系にダメージを与え始める。
ボトル、ラベル及びクロージャーを含むボトルの各部品は、この問題の一因となっている。ＰＥＴボトルでは、クロージャーは、典型的にはポリ（プロピレン）又はポリ（エチレン）などのポリオレフィンから作製されている。ポリオレフィンクロージャーは、典型的には射出成形によって作製され、これらの材料のプロセス条件は長年にわたって最適化されており、生産性及びコストを最大化している。しかしながら、これらの材料は石油系であり、分解に数百年を要する。
従来の、クロージャー材料に関連した環境問題を軽減するために、クロージャーは生体材料から作製される場合がある。クロージャーは、例えばポリ（乳酸）を使用するなど、生体材料から成功裏に作製されているが、多くの場合、これらの材料はかなりの時間分解せず、所望の程度まで分解するために、熱及び圧力などの外部刺激を必要とする。
さらに、他の生体材料をボトルクロージャーに成形することができる場合、そのバイオポリマーは、典型的には、例えばポリ（乳酸）から作製されたボトル及びクロージャーなど、不快なバリア特性を有する。
上記を考慮して、高度に生分解性であるポリ（ヒドロキシアルカノエート）（ＰＨＡ）容器クロージャーが提供される。ＰＨＡ容器クロージャーは、ＰＨＡを他のポリマー、充填剤、及び添加剤で改質した後、このポリマー配合物をクロージャーに射出成形することによって作製される。ＰＨＡの脆弱な性質により、追加の材料をＰＨＡ配合物に添加して、金型からの排出中にクロージャーの特徴を維持する必要がある。
いくつかの態様では、本開示は、生分解性容器クロージャーを提供する。生分解性容器クロージャーは、約４０～約９９重量％の、下記の構造を有するランダムモノマー反復単位から誘導されるポリマー
（式中、Ｒ１は、ＣＨ３及び／又はＣ３～Ｃ１９アルキル基からなる群から選択される）を含む。Ｒ１＝ＣＨ３を有するモノマー単位は、ポリマーの約７５～約９９ｍｏｌ％である。
クロージャーの本体はまた、典型的には、約０．１～約１０重量％の少なくとも１つの核剤を含む。
いくつかの態様では、生分解性容器クロージャーは、約４０～約９９重量％のポリ（ヒドロキシアルカノエート）コポリマー及び約１～約６０重量％の追加の添加物を含む。
いくつかの態様では、生分解性容器クロージャーは、ポリ（ヒドロキシアルカノエート）としてポリヒドロキシブチレートを含む。
他の態様では、生分解性容器クロージャーは、ポリ（ヒドロキシアルカノエート）としてポリ－３－ヒドロキシブチレート－コ－３－ヒドロキシヘキサノエート（Ｐ３ＨＢ－コ－Ｐ３ＨＨｘ）を含む。
いくつかの態様では、容器クロージャーはさらに、約２５～約５０モル％の、ポリ（ヒドロキシヘキサノエート）、ポリ（ヒドロキシオクエタノエート）、ポリ（ヒドロキシデカノエート）、及びそれらの混合物から選択されるポリ（ヒドロキシアルカノエート）を含む、約１．０～約１５．０重量％の少なくとも１つのポリ（ヒドロキシアルカノエート）を含む。
いくつかの態様では、生分解性容器クロージャーはさらに、約７５～約９９．９モル％の３－ヒドロキシブチレートのモノマー残基、約０．１～約２５モル％の３－ヒドロキシヘキサノエートのモノマー残基、並びに約０．１～約２５モル％の、ポリ（ヒドロキシヘキサノエート）、ポリ（ヒドロキシオクエタノエート）、ポリ（ヒドロキシデカノエート）、及びそれらの混合物から選択される第３の３－ヒドロキシアルカノエートのモノマー残基から構成されるターポリマーを含むポリ（ヒドロキシアルカノエート）を含む場合がある。
他の態様では、ポリ（ヒドロキシアルカノエート）ポリマーは、約５万ダルトン～約２５０万ダルトンの範囲の重量平均分子量を有する。
いくつかの態様では、ポリ（ヒドロキシアルカノエート）ポリマーは、約０．１重量％～約３重量％の、エリトリトール、ペンタエリトリトール、ジペンタエリトリトール、人工甘味剤、ステアレート、ソルビトール、マンニトール、イノシトール、ポリエステルワックス、ナノ粘土、ポリヒドロキシブチレート、窒化ホウ素、及びそれらの混合物から選択される少なくとも１つの核剤を含む。
いくつかの態様では、ポリ（ヒドロキシアルカノエート）ポリマーはさらに、約１重量％～約４０重量％の、炭酸カルシウム、タルク、澱粉、酸化亜鉛、中性アルミナ、及びそれらの混合物から選択される少なくとも１つの充填剤を含む。
いくつかの態様では、容器クロージャーはさらに、約１重量％～約５０重量％の、ポリ（乳酸）、ポリ（カプロラクトン）、ポリ（エチレンセビケート（ｓｅｂｉｃａｔｅ））、ポリ（ブチレンスクシネート）、及びポリ（ブチレンスクシネート－コ－アジペート）、並びにそれらのコポリマー及びブレンドから選択されるポリマーを含む。
他の態様では、容器クロージャーはさらに、約０．１重量％～約３重量％の脂肪酸アミドスリップ剤を含む。
いくつかの態様では、容器クロージャーは、ＡＳＴＭ Ｅ９６で測定して、約２０ｇ／ｍ２／日未満の水蒸気透過率を有する。
他の態様では、射出成形及び圧縮成形から選択されるプロセスで容器クロージャーを形成することを含む、ポリ（ヒドロキシアルカノエート）ポリマーから生分解性容器クロージャーを作製する方法が提供される。
特定の態様によれば、容器クロージャーはまた、約０．０５重量％～約３重量％の、多官能性エポキシド；エポキシ官能性スチレンアクリルポリマー；有機過酸化物；オキサゾリン；カルボジイミド；及びそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも１つの溶融強度増強剤を含む。
別の局面では、本開示はまた、上述の生分解性容器クロージャーを形成するために適合された樹脂を提供する。樹脂は、ポリ（ヒドロキシアルカノエート）及び任意的に他のポリマー、並びに生分解性容器クロージャーに関連して上述したような他の添加物から構成される。
本発明は、プラスチック容器クロージャーに容易に加工することができる生分解性材料を使用して、生分解性容器クロージャーを有する生分解性容器の必要性に答える。生分解性材料及びそれから作製される容器クロージャーは、増大した生分解性及び／又は堆肥化可能性を有する使い捨て容器の必要性に答える。
本明細書で使用される場合、「ＡＳＴＭ」は、米国材料試験協会（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｆｏｒ Ｔｅｓｔｉｎｇ ａｎｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ）を意味する。
本明細書で使用される場合、「アルキル」は、直鎖又は分枝鎖；及び（一又は多）置換又は非置換の場合がある飽和炭素含有鎖を意味する。
本明細書で使用される場合、「アルケニル」は、一不飽和（即ち、鎖中に１つの二重結合）又は多価不飽和（即ち、鎖中に２つ以上の二重結合）；直鎖又は分枝鎖；及び（一又は多）置換又は非置換の場合がある炭素含有鎖を意味する。
本明細書で使用される場合、「ＰＨＡ」は、下記の式のランダムモノマー反復単位を有する、本明細書に記載されるポリ（ヒドロキシアルカノエート）を意味する
（式中、Ｒ１は、ＣＨ３及びＣ３～Ｃ１９アルキル基からなる群から選択される）。Ｒ１がＣＨ３であるモノマー単位は、ポリマーの約７５～約９９ｍｏｌ％である。
本明細書で使用される場合、「Ｐ３ＨＢ」は、ポリ－（３－ヒドロキシブチレート）を意味する。
本明細書で使用される場合、「Ｐ３ＨＨｘ」は、ポリ（３－ヒドロキシヘキサノエート）を意味する。
本明細書で使用される場合、「生分解性」は、化合物が、ＡＳＴＭ Ｄ５５１１（嫌気性及び好気性環境）、ＡＳＴＭ ５９８８（土壌環境）、ＡＳＴＭ Ｄ５２７１（淡水環境）、又はＡＳＴＭ Ｄ６６９１（海水環境）に従って、微生物及び／又は天然環境因子によって最終的に完全にＣＯ２及び水又はバイオマスに分解される能力を意味する。生分解性はまた、ＡＳＴＭ Ｄ６８６８及びＥｕｒｏｐｅａｎ ＥＮ １３４３２を用いて決定される場合がある。
本明細書で使用される場合、「堆肥化可能」は、以下の３つの要件を満たす材料を意味する：（１）材料は、固体廃棄物のための堆肥化施設で処理することができる；（２）そのように処理された場合、材料は最終的な堆肥となる；及び（３）堆肥が土壌中で使用される場合、材料は、工業及び家庭での堆肥化可能性についてのＡＳＴＭ Ｄ６４００に従って、最終的に土壌中で生分解する。
特に明記しない限り、本明細書で参照される全ての分子量は、ＡＳＴＭ Ｄ５２９６に従って決定される重量平均分子量である。
本明細書に列挙される全てのコポリマー組成比は、特に詳細に示されない限りモル比を指す。
本発明の一態様では、少なくとも約５０ｍｏｌ％であるが１００％未満、より好ましくは少なくとも約６０ｍｏｌ％；より好ましくは少なくとも約７０ｍｏｌ％；より好ましくは少なくとも約７５～９９ｍｏｌ％のモノマー反復単位が、Ｒ１としてＣＨ３を有する。
別の態様では、モノマー反復単位の小部分は、３～１９個の炭素原子を含むアルキル基から選択されるＲ１を有する。従って、コポリマーは、約０～約３０ｍｏｌ％、好ましくは約１～約２５ｍｏｌ％、及びより特には約２～約１０ｍｏｌ％の、Ｒ１としてＣ３～Ｃ１９アルキル基を含むモノマー反復単位を含む場合がある。
いくつかの態様では、本開示での使用のための好ましいＰＨＡコポリマーは、ポリ－３－ヒドロキシブチレート－コ－３－ヒドロキシヘキサノエート（Ｐ３ＨＢ－コ－Ｐ３ＨＨｘ）である。特定の態様では、このＰＨＡコポリマーは、好ましくは、約９４～約９８モル％の３－ヒドロキシブチレートの反復単位及び約２～約６モル％の３－ヒドロキシヘキサノエートの反復単位を含む。
生分解性ＰＨＡの合成
本発明において有用な生分解性ＰＨＡの生物学的合成は、適切な原料（単一又は多成分）を用いて、適切な生物（天然又は遺伝子操作された）による発酵によって行われる場合がある。生物学的合成はまた、目的のコポリマーを発現するように遺伝子操作された細菌種を用いて行われる場合がある（参照により本明細書に組み込まれる米国特許第５，６５０，５５５号参照）。
本発明において有用な生分解性ＰＨＡの生物学的合成は、適切な原料（単一又は多成分）を用いて、適切な生物（天然又は遺伝子操作された）による発酵によって行われる場合がある。生物学的合成はまた、目的のコポリマーを発現するように遺伝子操作された細菌種を用いて行われる場合がある（参照により本明細書に組み込まれる米国特許第５，６５０，５５５号参照）。
結晶化度
半結晶性ポリマー（又はコポリマー）の体積％結晶化度（Φｃ）は、多くの場合、ポリマーがどのタイプの最終用途特性を有するかを決定する。例えば、高度に（５０％超）結晶性のポリエチレンポリマーは、強くかつ堅く、プラスチック牛乳容器などの製品に適している。一方、低結晶性ポリエチレンは、柔軟かつ強靭であり、食品ラップ及びゴミ袋などの製品に適している。結晶化度は、ｘ線回折、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）、密度測定、及び赤外線吸収を含む多数の方法で決定することができる。最も適切な方法は、試験される材料に依存する。
半結晶性ポリマー（又はコポリマー）の体積％結晶化度（Φｃ）は、多くの場合、ポリマーがどのタイプの最終用途特性を有するかを決定する。例えば、高度に（５０％超）結晶性のポリエチレンポリマーは、強くかつ堅く、プラスチック牛乳容器などの製品に適している。一方、低結晶性ポリエチレンは、柔軟かつ強靭であり、食品ラップ及びゴミ袋などの製品に適している。結晶化度は、ｘ線回折、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）、密度測定、及び赤外線吸収を含む多数の方法で決定することができる。最も適切な方法は、試験される材料に依存する。
ＰＨＡコポリマーの体積％結晶化度（Φｃ）は、ＰＨＡコポリマー中のＰ３ＨＨｘのモル百分率に応じて変動する場合がある。Ｐ３ＨＨｘの添加は、ＰＨＡコポリマーの体積％結晶化度、結晶化速度、及び融点を効果的に低下させると共に、コポリマーの柔軟性及び分解性の増加をもたらす。本明細書に記載される核剤は、ＰＨＡコポリマーの結晶化プロセスを加速させるために使用される場合がある。
一般に、本発明のＰＨＡは、好ましくは、ｘ線回折により測定して、約０．１％～約９９％；より好ましくは約２％～約８０％；尚より好ましくは約２０％～約７０％の結晶化度を有する。
本発明のＰＨＡが成形品に加工される場合、そのようなＰＨＡ中の結晶化度の量は、ｘ線回折により測定して、より好ましくは約１０％～約８０％；より好ましくは約２０％～約７０％；尚より好ましくは約３０％～約６０％である。
融点
好ましくは、本発明の生分解性ＰＨＡは、約３０℃～約１７０℃、より好ましくは約９０℃～約１６５℃、尚より好ましくは約１３０℃～約１６０℃の融点（Ｔｍ）を有する。
好ましくは、本発明の生分解性ＰＨＡは、約３０℃～約１７０℃、より好ましくは約９０℃～約１６５℃、尚より好ましくは約１３０℃～約１６０℃の融点（Ｔｍ）を有する。
成形品
本開示によれば、ポリマー容器クロージャーは、射出又は圧縮成形されるポリマー又はコポリマー材料（例えば、ＰＨＡ）を含む樹脂から形成される。特に、成形品は、炭酸液体及び非炭酸液体、並びに粉末、ペレット、カプセルなどを含むがこれらに限定されない乾燥材料を保持するプラスチックボトル用のプラスチックスクリュー型及びスナップ式ボトルクロージャーの場合がある。
本開示によれば、ポリマー容器クロージャーは、射出又は圧縮成形されるポリマー又はコポリマー材料（例えば、ＰＨＡ）を含む樹脂から形成される。特に、成形品は、炭酸液体及び非炭酸液体、並びに粉末、ペレット、カプセルなどを含むがこれらに限定されない乾燥材料を保持するプラスチックボトル用のプラスチックスクリュー型及びスナップ式ボトルクロージャーの場合がある。
熱可塑性樹脂の射出成形は、多工程プロセスであり、このプロセスにより、本発明のＰＨＡ配合物は、それが溶融するまで加熱され、次いでそれが成形される閉鎖金型内に押し込まれ、最終的に冷却により固化される。
熱可塑性樹脂の圧縮成形は、ある量の本明細書に記載される組成物を、開放ダイの下半分に入れることからなる。ダイの上及び底半分を加圧下で合わせると、溶融組成物はダイの形状と一致する。次いで、金型を冷却して材料を硬化させる。
サイクル時間は、保持時間＋冷却時間として本明細書に定義される。プロセス条件が特
定の金型に最適化されると、サイクル時間は、コポリマーブレンド組成物の関数となる。実質的に最適化されるプロセス条件は、成形装置のバレル、ノズル及び金型の温度設定、ショットサイズ、射出圧、並びに保持圧である。環境分解性ポリマーとブレンドされたＰＨＡコポリマーブレンドの本明細書に提供されるサイクル時間は、ブレンドを含まないＰＨＡコポリマーのそのような時間よりも少なくとも１０秒短い。
定の金型に最適化されると、サイクル時間は、コポリマーブレンド組成物の関数となる。実質的に最適化されるプロセス条件は、成形装置のバレル、ノズル及び金型の温度設定、ショットサイズ、射出圧、並びに保持圧である。環境分解性ポリマーとブレンドされたＰＨＡコポリマーブレンドの本明細書に提供されるサイクル時間は、ブレンドを含まないＰＨＡコポリマーのそのような時間よりも少なくとも１０秒短い。
成形中の収縮は、成形設計を通じて考慮される。約１．５％～５％、約１．０％～２．５％、又は１．２％～２．０％の収縮が起こる場合がある。
ポリマーブレンド材料の熱分解を避けるのに十分低いが、成形のための材料の自由な流動を可能にするのに十分高く設定された加工温度が用いられる。ＰＨＡコポリマーブレンドは、熱分解を最小限にするために、約１８０℃未満、又は、より典型的には約１６０℃未満の溶融温度で溶融加工される。一般に、ポリマーは、溶融後に、ある時間の間、分解温度を超える温度に暴露された場合に熱分解し得る。本開示に照らして当業者が理解するように、熱分解を引き起こすのに必要な特定の時間は、特定の材料、融点（Ｔｍ）を超える時間の長さ、及びＴｍを超える度数に依存するであろう。温度は、熱分解のリスクを最小限にするために、ポリマー溶融物の自由な流動を可能にするように合理的に可能な限り低くし得る。押出中、押出機の高せん断が押出機内の温度を設定温度よりも高くする。従って、設定温度は、材料の融点よりも低い場合がある。
ＰＨＡ容器及び容器用のクロージャーは、ＰＨＡを溶融強度増強剤、鎖延長剤、及び他の加工助剤で改質することにより作製される。本開示による配合物は、約４０～９９重量％のポリ（ヒドロキシアルカノエート）コポリマー及び約１～約６０重量％のポリマー改質剤を含む場合がある。いくつかの態様では、ポリ（ヒドロキシアルカノエート）コポリマーは、ポリ－３－ヒドロキシブチレート－コ－３－ヒドロキシヘキサノエート（Ｐ３ＨＢ－コ－Ｐ３ＨＨｘ）である。他の態様では、ＰＨＡ組成物は、約２５～約５０モル％の、ポリ（ヒドロキシヘキサノエート）、ポリ（ヒドロキシオクエタノエート）、ポリ（ヒドロキシデカノエート）、及びそれらの混合物からなる群から選択されるポリ（ヒドロキシアルカノエート）を含む、約１．０～約１５．０重量％の少なくとも１つのポリ（ヒドロキシアルカノエート）を含む。
いくつかの態様では、生分解性容器クロージャーの作製に使用されるＰＨＡ配合物は、約０．５重量％～約１５重量％の、セバケート、シトレート、アジピン酸、コハク酸、及びグルカル酸の脂肪エステル、ラクテート、アルキルジエステル、シトレート、アルキルメチルエステル、ジベンゾエート、炭酸プロピレン、２００～１０，０００ｇ／ｍｏｌの数平均分子量を有するカプロラクトンジオール、４００～１０，０００ｇ／ｍｏｌの数平均分子量を有するポリエチレングリコール、植物油のエステル、長鎖アルキル酸、アジペート、グリセロール、イソソルビド誘導体又はその混合物からなる群から選択される少なくとも１つの可塑剤を含む場合がある。
他の態様では、ＰＨＡ配合物はまた、好ましくは、約０．１重量％～約１０重量％、又は約０．１～約２０重量％の、硫黄、エリトリトール、ペンタエリトリトール、ジペンタエリトリトール、イノシトール、ステアレート、ソルビトール、マンニトール、ポリエステルワックス、２：１；２：１結晶構造化学物質を有する化合物、窒化ホウ素、及びそれらの混合物から選択される少なくとも１つの核剤を含む。
特定の好ましい態様では、ＰＨＡ配合物は、約０．１～約３重量％の、窒化ホウ素又はペンタエリトリトールから選択される核剤、より好ましくは約０．３～約１．５重量％の窒化ホウ素又はペンタエリトリトールを含む場合がある。さらに、核剤として窒化ホウ素が使用される場合、ＰＨＡ配合物は、ポリ（ヒドロキシアルカノエート）コポリマーに加
えて、約１～約５重量％のポリ（ヒドロキシブチレート）ホモポリマーも含む場合がある。
えて、約１～約５重量％のポリ（ヒドロキシブチレート）ホモポリマーも含む場合がある。
いくつかの態様では、ＰＨＡ配合物は、好ましくは、約０～約１重量％、例えば約１～約０．５重量％の溶融強度増強剤／レオロジー調整剤を含む。この溶融強度増強剤は、例えば、多官能性エポキシド；エポキシ官能性スチレンアクリルポリマー；ジ－ｔ－ブチル過酸化物などの有機過酸化物；オキサゾリン；カルボジイミド；及びそれらの混合物からなる群から選択される場合がある。
理論に束縛されるものではないが、この添加物は、ＰＨＡ配合物の溶融強度を増加させる架橋剤として作用すると考えられる。代替的に、場合によっては、溶融強度増強剤の量は、約０．０５～約３重量％である。より好ましい溶融強度増強剤は、好ましくはＰＨＡ配合物の約０．０５～約０．２重量％の量の、有機過酸化物、エポキシド、及びカルボジイミドを含む。
いくつかの態様では、ＰＨＡ配合物は、ポリ（乳酸）、ポリ（カプロラクトン）、ポリ（エチレンセビケート（ｓｅｂｉｃａｔｅ））、ポリ（ブチレンスクシネート）、及びポリ（ブチレンスクシネート－コ－アジペート）（ＰＢＳＡ）、並びにそれらのコポリマー及びブレンドから選択される１つ以上の性能向上ポリマーを含む場合がある。性能向上ポリマーは、約１～約６０重量％の範囲で配合物中に存在する場合がある。
いくつかの態様では、ポリマー配合物は、スリップ剤を含む。最も一般的なスリップ剤は、エルカミド及びオレアミドなどの長鎖脂肪酸アミドである。１つ以上のスリップ剤、例えばステアリン酸カルシウム又は脂肪酸アミドが、典型的には、ポリマー配合物中に含まれる。配合物中に含まれる場合、スリップ剤の量は、ポリマー配合物の総重量の約０．５～約３重量％の範囲の場合がある。
本開示による生分解性容器クロージャーの作製に使用される場合がある例示的な配合物は、以下の表に示される。
提供される配合物では、ＰＨＡは急速に分解するはずであるが、分解速度は容器クロージャーのデザインに依存し、より厚い壁の容器は、完全に分解するのに長くかかる。容器クロージャーは、ＴＵＶ Ａｕｓｔｒｉａ Ｐｒｏｇｒａｍ ＯＫ １２に従って分解を受け、少なくとも２４ヶ月の保存寿命を有し、ＡＳＴＭ Ｅ９６で決定して約２０ｇ／ｍ２／日未満の水蒸気透過率を有することが好ましい。
２つのボトルクロージャー、スクリュー・オン（ｓｃｒｅｗ ｏｎ）３０／２５及びＰＣＯ－１８１０ボトルキャップを、２つの異なるタイプの金型から作製し、異なるタイプのクロージャーの製造に使用するための本明細書に記載したＰＨＡ配合物の多用途性を示した。さらに、ＰＨＡ配合物は射出成形されたが、証拠は開示されたＰＨＡ配合物が圧縮成形による製造においても卓越した候補であることを示唆している。本明細書に提示した配合物に基づいて、クロージャーは迅速な分解速度を提供し、今日使用されているポリ（オレフィン）クロージャーの代替物としての役割を果たすはずである。前述のＰＨＡベースのクロージャーは、ＰＨＡベースのラベルが貼付されたＰＨＡベースの容器上に配置されることが意図され、従って容器全体が生分解性である。
本開示はまた、以下の態様によってさらに例示される：
態様１． 生分解性容器クロージャーであって：
約０．１～約１０重量％の少なくとも１つの核剤；及び
約４０～約９９重量％の、下記の構造を有するランダムモノマー反復単位から誘導され
るポリマー
（式中、Ｒ１は、ＣＨ３及びＣ３～Ｃ１９アルキル基からなる群から選択される）を含み、Ｒ１＝ＣＨ３を有するモノマー単位が、ポリマーの７５～９９ｍｏｌ％を構成する、生分解性容器クロージャー。
約０．１～約１０重量％の少なくとも１つの核剤；及び
約４０～約９９重量％の、下記の構造を有するランダムモノマー反復単位から誘導され
るポリマー
態様２． 生分解性容器クロージャーが、約４０～約９９重量％のポリ（ヒドロキシアルカノエート）コポリマー及び約１～約６０重量％の追加の添加物を含む、態様１の生分解性容器クロージャー。
態様３． ポリ（ヒドロキシアルカノエート）コポリマーがポリ－３－ヒドロキシブチレート－コ－３－ヒドロキシヘキサノエート（Ｐ３ＨＢ－コ－Ｐ３ＨＨｘ）を含む、態様２の生分解性容器クロージャー。
態様４． 容器クロージャーさらに、約２５～約５０モル％の、ポリ（ヒドロキシヘキサノエート）、ポリ（ヒドロキシオクエタノエート）、ポリ（ヒドロキシデカノエート）、及びそれらの混合物からなる群から選択されるポリ（ヒドロキシアルカノエート）を含む、約１．０～約１５．０重量％の少なくとも１つのポリ（ヒドロキシアルカノエート）を含む、態様１の生分解性容器クロージャー。
態様５． 容器クロージャーがさらに、約７５～約９９．９モル％の３－ヒドロキシブチレートのモノマー残基、約０．１～約２５モル％の３－ヒドロキシヘキサノエートのモノマー残基、並びに約０．１～約２５モル％の、ポリ（ヒドロキシヘキサノエート）、ポリ（ヒドロキシオクエタノエート）、ポリ（ヒドロキシデカノエート）、及びそれらの混合物からなる群から選択される第３の３－ヒドロキシアルカノエートのモノマー残基、から構成されるターポリマーを含む、ポリ（ヒドロキシアルカノエート）を含む、態様１の生分解性容器クロージャー。
態様６． ポリマーが、約５万ダルトン～約２５０万ダルトンの範囲の重量平均分子量を有する、態様１の生分解性容器クロージャー。
態様７． ポリマーが、約０．１重量％～約３重量％の、エリトリトール、ペンタエリトリトール、ジペンタエリトリトール、人工甘味剤、ステアレート、ソルビトール、マンニトール、イノシトール、ポリエステルワックス、ナノ粘土、ポリヒドロキシブチレート、窒化ホウ素、及びそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも１つの核剤を含む、態様１の生分解性容器クロージャー。
態様８． ポリマーがさらに、約１重量％～約４０重量％の、炭酸カルシウム、タルク、澱粉、酸化亜鉛、中性アルミナ、及びそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも１つの充填剤を含む、態様１の生分解性容器クロージャー。
態様９． 容器クロージャーがさらに、約１重量％～約５０重量％の、ポリ（乳酸）、ポリ（カプロラクトン）、ポリ（エチレンセビケート（ｓｅｂｉｃａｔｅ））、ポリ（ブチレンスクシネート）、及びポリ（ブチレンスクシネート－コ－アジペート）、並びにそ
れらのコポリマー及びブレンドからなる群から選択されるポリマーを含む、態様１の生分解性容器クロージャー。
れらのコポリマー及びブレンドからなる群から選択されるポリマーを含む、態様１の生分解性容器クロージャー。
態様１０． 容器クロージャーがさらに、約０．１重量％～約３重量％の脂肪酸アミドスリップ剤を含む、態様１の生分解性容器クロージャー。
態様１１． 容器クロージャーが、ＡＳＴＭ Ｅ９６で測定して、約２０ｇ／ｍ２／日未満の水蒸気透過率を有する、態様１の生分解性容器クロージャー。
態様１２． 生分解性容器クロージャーが、ＡＳＴＭ Ｄ５５１１（嫌気性及び好気性環境）、ＡＳＴＭ ５９８８（土壌環境）、ＡＳＴＭ Ｄ５２７１（淡水環境）、ＡＳＴＭ Ｄ６６９１（海水環境）、ＡＳＴＭ Ｄ６８６８、又は工業及び家庭での堆肥化可能性（土壌中）についてのＡＳＴＭ Ｄ６４００に従って分解を受ける、態様１の生分解性容器クロージャー。
態様１３． 態様１のポリマーから生分解性容器クロージャーを作製する方法であって、射出成形及び圧縮成形からなる群から選択されるプロセスで容器クロージャーを形成することを含む、方法。
態様１４． 容器クロージャーがさらに、約０．０５重量％～約３重量％の、多官能性エポキシド；エポキシ官能性スチレンアクリルポリマー；有機過酸化物；オキサゾリン；カルボジイミド；及びそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも１つの溶融強度増強剤を含む、態様１の生分解性容器クロージャー。
この開示のための好ましい態様の前述の説明は、例示及び説明のために提示されている。これは、網羅的であるか又は本開示を開示された正確な形態に限定することを意図するものではない。上記の教示に照らして明らかな修正又は変更が可能である。態様は、本開示の原理及びその実践的な適用の最良の例示を提供し、それにより当業者が本開示を様々な態様で、及び企図される特定の使用に適するように様々な修正を用いて使用できるようにするために選択及び説明されている。そのような修正又は変更の全ては、それらが適正に、合法的に、及び公平に権威を付与される広さに従って解釈される場合、添付の特許請求の範囲によって決定される本開示の範囲内に含まれる。
Claims (13)
- 生分解性容器クロージャーを形成するために適合された樹脂であって：
約０．１～約１０重量％の少なくとも１つの核剤；及び
約４０～約９９重量％の、下記の構造を有するランダムモノマー反復単位から誘導されるポリマー
- 樹脂が、約４０～約９９重量％のポリ（ヒドロキシアルカノエート）コポリマー及び約１～約６０重量％の追加の添加物を含む、請求項１に記載の樹脂。
- ポリ（ヒドロキシアルカノエート）コポリマーがポリ－３－ヒドロキシブチレート－コ－３－ヒドロキシヘキサノエート（Ｐ３ＨＢ－コ－Ｐ３ＨＨｘ）を含む、請求項２に記載の樹脂。
- 樹脂がさらに、約２５～約５０モル％の、ポリ（ヒドロキシヘキサノエート）、ポリ（ヒドロキシオクエタノエート）、ポリ（ヒドロキシデカノエート）、及びそれらの混合物からなる群から選択されるポリ（ヒドロキシアルカノエート）を含む、約１．０～約１５．０重量％の少なくとも１つのポリ（ヒドロキシアルカノエート）を含む、請求項１に記載の樹脂。
- 樹脂がさらに、約７５～約９９．９モル％の３－ヒドロキシブチレートのモノマー残基、約０．１～約２５モル％の３－ヒドロキシヘキサノエートのモノマー残基、並びに約０．１～約２５モル％の、ポリ（ヒドロキシヘキサノエート）、ポリ（ヒドロキシオクエタノエート）、ポリ（ヒドロキシデカノエート）、及びそれらの混合物からなる群から選択される第３の３－ヒドロキシアルカノエートのモノマー残基、から構成されるターポリマーを含む、ポリ（ヒドロキシアルカノエート）を含む、請求項１に記載の樹脂。
- ポリマーが、約５万ダルトン～約２５０万ダルトンの範囲の重量平均分子量を有する、請求項１に記載の樹脂。
- 樹脂が、約０．１重量％～約３重量％の、エリトリトール、ペンタエリトリトール、ジペンタエリトリトール、人工甘味剤、ステアレート、ソルビトール、マンニトール、イノシトール、ポリエステルワックス、ナノ粘土、ポリヒドロキシブチレート、窒化ホウ素、及びそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも１つの核剤を含む、請求項１に記載の樹脂。
- 樹脂がさらに、約１重量％～約４０重量％の、炭酸カルシウム、タルク、澱粉、酸化亜鉛、中性アルミナ、及びそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも１つの充填剤を含む、請求項１に記載の樹脂。
- 樹脂がさらに、約１重量％～約５０重量％の、ポリ（乳酸）、ポリ（カプロラクトン）、ポリ（エチレンセビケート（ｓｅｂｉｃａｔｅ））、ポリ（ブチレンスクシネート）、及びポリ（ブチレンスクシネート－コ－アジペート）、並びにそれらのコポリマー及びブレンドからなる群から選択されるポリマーを含む、請求項１に記載の樹脂。
- 樹脂がさらに、約０．１重量％～約３重量％の脂肪酸アミドスリップ剤を含む、請求項１に記載の樹脂。
- 樹脂が、ＡＳＴＭ Ｅ９６で測定して、約２０ｇ／ｍ２／日以下の水蒸気透過率を有する、請求項１に記載の樹脂。
- 樹脂が、ＡＳＴＭ Ｄ５５１１（嫌気性及び好気性環境）、ＡＳＴＭ ５９８８（土壌環境）、ＡＳＴＭ Ｄ５２７１（淡水環境）、ＡＳＴＭ Ｄ６６９１（海水環境）、ＡＳＴＭ Ｄ６８６８、又は工業及び家庭での堆肥化可能性（土壌中）についてのＡＳＴＭ Ｄ６４００に従って分解を受ける、請求項１に記載の樹脂。
- 樹脂がさらに、約０．０５重量％～約３重量％の、多官能性エポキシド；エポキシ官能性スチレンアクリルポリマー；有機過酸化物；オキサゾリン；カルボジイミド；及びそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも１つの溶融強度増強剤を含む、請求項１に記載の樹脂。
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