JP2024506754A - ポリマーとブレンドしたフィブリル化セルロース複合材料の方法及びシステム - Google Patents
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Abstract
本発明の実施形態は、フィブリル化ナノセルロースを注入することでセルロースパルプの特性を向上し、従来技術の欠点を克服する。大幅に改善される前記特性は、機械的特性及びバリア特性、例えば、引張強さ、液体及び気体（例えば、酸素、二酸化炭素及び油）の不透過性が挙げられる。１つの実施形態において、フィブリル化セルロース複合材料を提供し、前記フィブリル化セルロース複合材料は、フィブリル化セルロースとポリマーの混合物を含み、セルロース系材料より優れた特性を創出する。また、複合材料は、上記特性を向上させるための化学添加剤をほとんど含まない。
Description
［関連出願］
本発明は、２０２１年２月１日に提出された米国特許仮出願第６３／１４４，４７３に基づいて優先権を主張し、その内容全体が参照により本明細書に援用される。
本発明は、２０２１年２月１日に提出された米国特許仮出願第６３／１４４，４７３に基づいて優先権を主張し、その内容全体が参照により本明細書に援用される。
本発明の態様は、再生及びリサイクル可能な材料に関する。より具体的には、本発明の実施例は、民生品を製造するためのフィブリル化セルロース材料に関する。
環境危機の懸念が高まるにつれて、プラスチック廃棄物汚染を防止するために持続可能な及び再生可能な材料の調査を広く進めている。石油由来ポリマーの使用を避けるために、天然バイオポリマー、植物由来セルロース繊維は代替材料として材料研究団体に提供されている。セルロース繊維は、遍在する持続可能及び再生可能な資源であり、さらにその最終製品は自然界で１００％の生分解性があるために注目を集めている。
しかしながら、セルロース繊維をベースにした従来の生分解性製品の多くは、要求を満たしていない。例えば、前記セルロース繊維製品の製造コストは、経済的な側面から見ると大量生産に向いていない。また、耐水性、耐油性、又は非粘着性が必要となるため、多くの従来のセルロース繊維製品は、前記特性又は効果を達成するために合成的な化学成分に大きく依存し、例えば、食品又は飲料と接触する表面にフルオロカーボンをコーティングする。また、フルオロカーボン系化学品（例えば、ペルフルオロオクタン酸（ＰＦＯＡ又はＣ８）又はサイズ剤（例えば、アルキル無水コハク酸（ＡＳＡ）、アルキルケテンダイマー（ＡＫＤ）、及びロジン）は、健康及び環境への長期的な良くない影響がありえる。
又、従来の方法では、単にセルロースパルプ溶液から単一層のフィブリル化セルロース材料を製造するが、２層又は複数層のフィブリル化セルロース材料を製造できない。
更に、従来のセルロース繊維は、疾患を引き起こす又は食品を劣化させる細菌を含む可能性がある。米国では、毎年劣化した食品がゴミ処分場に送られた材料重量の２２％を占めている。
本発明は、フィブリル化（ｆｉｂｒｉｌｌａｔｅｄ ｆｏｒｍ）ナノセルロースを注入してセルロースパルプの特性を向上させることで、従来技術の欠点を克服する。大幅に改善される前記特性は、機械的特性及びバリア特性、例えば、引張強さ、液体及び気体（例えば、酸素、二酸化炭素、及び油）の不透過性が挙げられる。
本発明の１つの実施形態において、フィブリル化セルロースとポリマーの混合物を含み、セルロース系材料より優れた特性を有するフィブリル化セルロース複合材料を提供する。また、前記複合材料は、上記特性を向上させるための化学添加剤をほとんど含まない。
本発明の１つの実施形態において、フィブリル化セルロースからなる層又は混合物を含むフィブリル化セルロース複合材料中の細菌の増殖抑制又は細菌の除去を促進する。１つの実施形態において、本発明の態様は、有害な化学物質を使用しなくても細菌の増殖を抑制できる最先端のイノベーションである天然の食品パッケージ材と、ゴミ処分場の廃棄物の減少を期待できる方法と、を提供する。
図面の要素は当業者が理解できるように、説明を単純かつ明確にするために示すものであり、すべての接続手段及び選択肢が示されているわけではない。例えば、本発明の様々な実施例をより見やすくするために、商業的に実行可能な実施形態に利用され、又は必要である一般的だが十分に理解されている要素を省略する場合もある。さらに、動作及び／又は工程を特定の順番で記載する場合があるが、当業者はそれらの順番に限定されないと理解できる。また、本明細書に記載の用語と表現は、別途示す場合を除き、当業者が理解する通常の技術的意味を有する。
実施例をより詳細に説明するために参照する図面は、本明細書の一部であって、実施可能な実施形態を例示として示すものである。以下、図面を開示しながら実施形態を詳しく説明するが、あくまで実施形態を理解するための例示であり、本発明は、図示された実施形態に限定されない。実施形態は、本発明及び実施形態の範囲を理解するために開示されるものであるが、それらに限定されなく多くの異なる形態で実現できる。なお、本発明は、以下の詳細な説明に限定されない。
１つの実施形態において、芯材（ｃｏｒｅ ｍａｔｅｒｉａｌ）としてフィブリル化セルロースのみを含んでもよいグリーン複合材料（ＧＣＭ、Ｇｒｅｅｎ Ｃｏｍｐｏｓｏｔｅ Ｍａｔｅｒｉａｌ）等の材料を含む。１つの実施形態において、前記複合材料は、パルプ及びフィブリル化セルロースを含んでもよい。１つの実施形態において、前記複合材料は、化学的な添加剤又は製剤をほとんど含まなくてもよい。１つの実施形態において、前記複合材料は、独立して由来された植物繊維であってもよい。説明の便宜上、ＧＣＭは、前記フィブリル化セルロース又はセルロースの一般用語として使用される。
１つの実施形態において、前記化学的な添加剤又は製剤は、天然のもの、又は無毒なものであってもよい。１つの実施形態において、前記化学的な添加剤又は製剤は、実験室で製造されるものであってもよい。１つの実施形態において、前記植物繊維は、バガス（ｂａｇａｓｓｅ）、竹、アバカ（ａｂａｃａ）、サイザル（ｓｉｓａｌ）、大麻（ｈｅｍｐ）、亜麻（ｆｌａｘ）、ホップ（ｈｏｐ）、ジュート（ｊｕｔｅ）、ケナフ（ｋｅｎａｆ）、パーム、コイア（ｃｏｉｒ）、トウモロコシ、コットン、木材、及びそれらの任意の組み合わせ由来であってもよい。１つの実施形態において、植物繊維は、前加工セルロース又は半加工セルロースであってもよい。１つの実施形態において、フィブリル化セルロースを含むグリーン複合材料は、植物繊維を高圧ホモジナイザー又はリファイナー（ｒｅｆｉｎｅｒ）等で精製、加工することで得られてもよい。１つの実施形態において、フィブリル化セルロースを含む複合材料は、細菌株から得られる（セルロース生産微生物を含まない）。１つの実施形態において、フィブリル化セルロースを含む材料は、海洋資源から得られてもよい。
１つの実施形態において、セルロースの形状及び大きさは、繊維の原産地、又は繊維の組み合わせ及びその製造工程に依存するが、フィブリル化セルロースは、一般的に下述のごとく直径と長さを有する。１つの実施形態において、フィブリル化セルロースは約１～５０００ｎｍの直径を有してもよい。１つの実施形態において、フィブリル化セルロースは約５～１５０ｎｍ又は約１００～１０００ｎｍの直径を有してもよい。１つの実施形態において、フィブリル化セルロースは約５０００～１００００ｎｍの直径を有してもよい。
１つの実施形態において、有毒な化学的な添加剤又は製剤を使用しなくても、前記材料の各特性を高め、向上、改善させる。１つの実施形態において、前記材料は、化学的な添加剤又は製剤をほとんど含まない食品又は液体の入れ物に適する各特性を有する。例えば、従来技術では、望ましい乾燥・湿潤引張強さ、向上されたオイルバリア性（ｏｉｌ ｂａｒｒｉｅｒ）、気体及び／又は液体の不透過性を提供するために、製造工程においてさまざまな有毒な化学的な添加剤又は製剤を材料に添加又はコーティングする。本発明の態様は、さまざまな有毒な化学的な添加剤又は製剤を材料に添加する代わりに、前記添加剤又は製剤をほとんど含まないフィブリル化セルロースを含む複合材料を含有する。
例えば、フィブリル化セルロースは、約０．１～１０００μｍ、約１０～５００μｍ、約１～２５μｍ、又は約０．２～１００μｍの長さを有してもよい。１つの実施形態において、異なる直径を有するフィブリル化セルロースを含む材料は、例えば１：１００の重量比を有する。１つの実施形態において、フィブリル化セルロースは、１：５０の重量比を有してもよい。１つの実施形態において、フィブリル化セルロースを混合した材料は、例えば、乾燥・湿潤引張強さ、オイルバリア性、気体及び／又は液体の不透過性を改善・向上し、コスト削減等の利点がある。
１つの実施形態において、フィブリル化セルロースを含む材料は、約８０００ｃｍ３ｍ－２２４ｈ－１以下の酸素透過率を有してもよい。１つの実施形態において、酸素透過率は、約５０００ｃｍ３ｍ－２２４ｈ－１以下である。１つの実施形態において、酸素透過率は、約１０００ｃｍ３ｍ－２２４ｈ－１以下である。
１つの実施形態において、前記材料は、約３０００ｇｍ－２２４ｈ－１以下、好ましくは約１５００ｇｍ－２２４ｈ－１以下の水蒸気透過率を有してもよい。
１つの実施形態において、前記材料は、約３０ＭＰａ以上、好ましくは約７０ＭＰａ以上、より好ましくは約１００ＭＰａ以上の乾燥引張強さを有してもよい。１つの実施形態において、前記材料は、約４ＧＰａ以上、好ましくは約６ＧＰａ以上の乾燥引張係数を有してもよい。
１つの実施形態において、前記材料は、約４５Ｎｍｇ－１以上、好ましくは約８０Ｎｍｇ－１以上の乾燥引張指数（ｄｒｙ ｔｅｎｓｉｌｅ ｉｎｄｅｘ）を有してもよい。
１つの実施形態において、前記材料は、約５ＭＰａ以上、好ましくは約２０ＭＰａ以上の湿潤引張強さ（ｗｅｔ ｔｅｎｓｉｌｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ）を有してもよい。
１つの実施形態において、前記材料は、約０．４ＭＰａ以上、好ましくは約１．０ＭＰａ以上の湿潤引張係数を有してもよい。
１つの実施形態において、前記材料は、約５Ｎｍｇ－１以上、好ましくは約２０Ｎｍｇ－１以上の湿潤引張指数を有してもよい。
１つの実施形態において、前記材料は、乾燥及び／又は湿潤強度（ｄｒｙ ａｎｄ／ｏｒ ｗｅｔ ｓｔｒｅｎｇｔｈ）を向上させるために接着剤を有してもよい。１つの実施形態において、接着剤は、ポリマー、金属塩、オリゴマー、カルボン酸、又は可塑剤を含んでもよい。１つの実施形態において、フィブリル化セルロースと接着剤の重量比は、約９９：１～１：９９であってもよい。
前記ポリマーは、例えば、ポリエステル、ゼラチン、ポリ乳酸、キチン（ｃｈｉｔｉｎ）、アルギン酸ナトリウム、熱可塑性デンプン、ポリエチレン、キトサン（ｃｈｉｔｏｓａｎ）、キチングルカン（ｃｈｉｔｉｎｇｌｕｃａｎ）、ポリビニルアルコール、又はポリプロピレンを含んでもよい。１つの実施形態において、前記ポリマーは、本発明の複合材料に適用できる化学添加剤を含んでもよい。例えば、前記化学添加剤は、前記材料自体に包埋されてもよく、前記材料にスプレー又はコーティングされてもよい。
１つの実施形態において、接着剤は、例えば、炭酸ジルコニウムカリウム（ｐｏｔａｓｓｉｕｍ ｚｉｒｃｏｎｉｕｍ ｃａｒｂｏｎａｔｅ）、硫酸アルミニウムカリウム（ｐｏｔａｓｓｉｕｍ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｓｕｌｐｈａｔｅ）、炭酸カルシウム、及びリン酸カルシウムを含有してもよい金属塩を含んでもよい。１つの実施形態において、フィブリル化セルロースと接着剤の重量比は、３３：１～１：１であってもよい。
１つの実施形態において、接着剤は、オリゴマーを含んでもよい。１つの実施例において、オリゴマーは、オリゴヌクレオチド、オリゴペプチド、及びポリエチレンエチレングリコールを含んでもよい。１つの実施形態において、フィブリル化セルロースと接着剤の重量比は、３３：１～１：１であってもよい。
１つの実施形態において、接着剤は、カルボン酸を含んでもよい。カルボン酸は、例えば、クエン酸、アジピン酸、及びグルタル酸を含んでもよい。１つの実施形態において、フィブリル化セルロースと接着剤の重量比は、３３：１～１：１であってもよい。
１つの実施形態において、可塑剤を含む接着剤は、接着複合材の脆性（ｂｒｉｔｔｌｅｎｅｓｓ）及び気体透過性を低下させる。１つの実施形態において、可塑剤は、ポリオールを含んでもよい。１つの実施形態において、ポリオールは、グリセロール、ソルビトール、ペンタエリスリトール（ｐｅｎｔａｅｒｙｔｈｒｉｔｏｌ）、ポリエチレンエチレングリコールを含んでもよい。１つの実施形態において、可塑剤と複合材料と接着剤の重量比は、約５：３３：１～約１：１：１である。
１つの実施形態において、可塑剤は、分岐多糖類、ワックス、脂肪酸、脂肪、及び油を含んでもよい。
本発明の態様は、気体及び／又は液体状態の水をはじくための撥水剤を化学添加剤としてさらに含んでもよい。１つの実施形態において、撥水剤は、動物由来ワックス（ａｎｉｍａｌ－ｂａｓｅｄ ｗａｘ）、動物由来油（ａｎｉｍａｌ－ｂａｓｅｄ ｏｉｌ）、又は動物由来脂肪（ａｎｉｍａｌ－ｂａｓｅｄ ｆａｔ）を含む。１つの実施形態において、撥水剤は、石油誘導ワックス、石油由来ワックス、植物由来ワックス、植物由来油、又は植物由来脂肪を含む。
１つの実施形態において、動物由来撥水剤は、蜜蝋、シェラック（ｓｈｅｌｌａｃ）、及び鯨油を含んでもよい。
１つの実施形態において、石油基ワックス撥水剤は、パラフィンワックス、パラフィンオイル、及び鉱油を含んでもよい。
１つの実施形態において、植物由来撥水剤は、カルナバワックス、大豆油、パーム油、パームワックス（ｐａｌｍ ｗａｘ）、カルナバワックス（ｃａｒｎａｕｂａ ｗａｘ）、及びココナッツオイルを含んでもよい。
１つの実施形態において、撥水剤は、例えば、炭酸ジルコニウムカリウム、硫酸アルミニウムカリウム、炭酸カルシウム、及びリン酸カルシウム等の接着剤を含んでもよい。
１つの実施形態において、前記材料は、フィブリル化セルロース、及び任意選択で抗菌剤を含んでもよい。１つの実施形態において、抗菌剤は、茶ポリフェノール（ｔｅａ ｐｏｌｙｐｈｅｎｏｌ）、ピリチオン塩（ｐｙｒｉｔｈｉｏｎｅ ｓａｌｔｓ）、パラベン、パラベン塩、第四級アンモニウム塩、イミダゾリウム（ｉｍｉｄａｚｏｌｉｕｍ）、安息香酸（ｂｅｎｚｏｉｃ ａｃｉｄ）、ソルビン酸（ｓｏｒｂｉｃ ａｃｉｄ）、及びソルビン酸カリウム（ｐｏｔａｓｓｉｕｍｓｏｒｂａｔｅ）を含んでもよい。
また、本発明の１つの実施形態は、フィブリル化セルロースを有する材料を含み、さらに約３００～８００ｎｍの波長の光の透過率を高めるために透明複合材料を任意選択で含んでもよい。１つの実施形態において、前記材料は、分岐多糖類を含んでもよい。１つの実施形態において、材料と透明複合材料との重量比は、必要な透明度によって異なるが、例えば、約９９：１～約１：９９が挙げられる。
１つの実施形態において、分岐多糖類は、デンプン、デキストラン（ｄｅｘｔｒａｎ）、キサンタンガム（ｘａｎｔｈａｍ ｇｕｍ）、及びガラクトマンナン（ｇａｌａｃｔｏｍａｎｎａｎ）を含んでもよい。前記分岐多糖類の由来は、トウモロコシ、豆、アスパラガス、芽キャベツ（ｂｒｕｓｓｅｌｓ ｓｐｒｏｕｔｓ）、豆果（ｌｅｇｕｍｅｓ）、エンバク、亜麻シード、双子葉植物（ｄｉｃｏｔｓ）、イネ科の草（ｇｒａｓｓｅｓ）、コーヒー粕、及びコーヒーシルバースキン（ｃｏｆｆｅｅ ｓｉｌｖｅｒｓｋｉｎ）を含むが、それらに限定されない。
１つの実施形態において、デキストランは、アガロース（ａｇａｒｏｓｅ）、プルラン（ｐｕｌｌｕｌａｎ）、及びカードラン（ｃｕｒｄａｎ）を含んでもよい。
１つの態様において、前記材料を、例えば、２次元又は３次元の指定形状に成形する製品の製造方法を提供する。２次元の形状は、例えば、分解され最終製品を形成するための平面シート（ｐｌａｎａｒ ｓｈｅｅｔ）が挙げられる。１つの実施例において、最終製品を形成するために、材料が溶液に存在してもよい。１つの実施形態において、前記３次元の実例は、最終製品であってもよい。
１つの実施形態において、最終製品は、例えば、容器が挙げられ、前記容器は、図５～図７に示すような消化可能又は食用可能なものを入れるための容器である。前記材料から製造した最終製品は、例えば、食品の容器又はパッケージを含んでもよい。食品の容器又はパッケージは、機内食の容器、使い捨てカップ、インスタント食品の容器、カプセル、アイスクリームのカートン又は容器、及びチョコレートの容器を含んでもよいが、それらに限定されない。１つの実施形態において、製品は、インスタントカップ麺又はインスタントスープ等の香辛料を含むインスタント食品の容器を含んでもよい。このような状況では、消費者が本発明の容器内に含有される消化可能又は食用可能なものを消化又は消耗する場合、前記容器は、高温（例えば、約１００℃）の水又は液体にさらされる可能性がある。
１つの実施形態において、前記材料は、水蒸気透過率、又は前記セルロース材料の特性又は性質を低下させるためにポリマーを含んでもよい。例えば、ポリマーを含む状況では、フィブリル化セルロースとポリマーの比率は、約９９：１～１：９９であってもよい。１つの実施形態において、ポリマーは、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリビニルアルコール、ポリブチレンアジペートテレフタレート（ＰＢＡＴ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）又はそれらの任意の組み合わせ等の化石燃料由来のポリマー、バイオポリエチレン、バイオポリエチレンテレフタレート、バイオポリアミド、バイオポリエステル、及びそれらの任意の組み合わせ等のバイオポリマー、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリブチレンサクシネート（ＰＢＳ）、ポリ３－ヒドロキシブチレート（ＰＨＢ）等のポリヒドロキシアルカノエート（ＰＨＡ）のファミリー、デンプン混合物、セルロース系ポリマー、又はそれらの任意の組み合わせ等の生分解性ポリマーを含んでもよい。
１つの実施形態において、フィブリル化セルロースとポリマーの複合材料は、脂肪酸、脂肪酸金属塩等の分散剤、マレイン酸、マレイン酸無水物、チタネート系カップリング剤、シランカップリング剤、マレイン酸無水物グラフトポリマー、マレイン酸無水物グラフトポリエチレン、マレイン酸無水物グラフトポリプロピレン等のマレイン酸無水物グラフトポリマー、及びそれらの任意の組み合わせを含んでもよい。
１つの実施形態において、フィブリル化セルロースとポリマーの複合材料料は、有機顔料、無機顔料、染料又はそれらの任意の組み合わせ等の着色剤を含んでもよい。
１つの実施形態において、フィブリル化セルロースとポリマーの複合材料料は、パルプ粉末、又はバガス、竹、アバカ、サイザル、大麻、亜麻、ホップ、ジュート、ケナフ、パーム、コイア、トウモロコシ、コットン、木材由来の繊維、ガラス繊維、無機金属塩、又はそれらの任意の組み合わせ等の他の充填剤を含んでもよい。
１つの実施形態において、フィブリル化セルロースは、脂肪酸、脂肪酸無水物、チタネート系カップリング剤、シランカップリング剤、酢酸、無水酢酸、塩化アシル、ハロゲン含有炭化水素、又はそれらの任意の組み合わせによって修飾されてもよい。
１つの実施形態において、本発明は、機内食の容器及び飲料の容器に用いられる製品のために作られてもよい。現今、機内食の容器は、軽量、剛性（ｒｉｇｉｄｉｔｙ）、耐油性等の特性を求めるためにさまざまな形のプラスチックで製造されている。また、従来のプラスチック容器をオーブンで加熱するが、加熱によって前記プラスチック容器から発がん性物質を食用可能又は消化可能なものに放出する可能性がある。故に、このような結果を望まない。本発明の実施形態は、上記特性に加えて、耐水性、高耐熱性、耐油性等の特性を有し、さらに発がん性物質を放出しない。
１つの実施形態において、前記カプセルの実例は、熱い飲み物の機器に用いられるカプセルであり、例えば、コーヒー、お茶、ハーブ（ｈｅｒｂｓ）、又はその他の飲料を含んでもよい。カプセルは、例えば、使い捨てカプセル（ｄｉｓｐｏｓａｂｌｅ ｃａｐｓｕｌｅ）、使い捨てのコーヒーのバッグ又はポーチであってもよい。このような実例では、電動飲料機は、高温又は高圧下で水をカプセルに注ぎ（ｄｅｐｏｓｉｔ）又は注入して飲料製造工程を開始して、コーヒーがカプセル又はポーチから消費者のカップに注ぐ。カプセル又はポーチは、上記１つ以上の特性を有する生分解可能な及び持続可能な材料を含むため、容易にリサイクル可能であり、環境に負荷を与えない。
１つの実施形態において、カプセルの側壁の厚みは、約５００μｍであってもよい。１つの実施形態において、カプセルは、厚みが約５００μｍである頂部又は蓋を含んでもよい。１つの実施形態において、カプセルの底部の厚さは、約３００μｍであってもよい。１つの実施形態において、成形機（ｆｏｒｍｅｒ）を利用して１パス（ｏｎｅ ｐａｓｓ）でカプセルを形成／生産（後述）し、カプセルの頂部、側壁及び底部は、それぞれ異なる厚さを有してもよい。
１つの実施形態において、製品は、流体中の粒子又は分子を分離するためのフィルター（透過性、半透過性、又は微透過性）を含んでもよい。例えば、前記製品は、固液分離、液液分離、又は気液分離等の効果を有するフェースマスク又はフィルター膜を含んでもよい。
１つの実施形態において、製品は、パウダーケース、パレット、安全メガネ又は医療グレードの消耗品（ｍｅｄｉｃａｌ－ｇｒａｄｅ ｄｉｓｐｏｓａｌｓ）等の化粧品又はスキンケア容器の製品、医療製品を含んでもよい。１つの実施形態において、製品は、医療装置、自動車、電子装置、及び建築資材（補強材として）の一部を含んでもよい。
全体的には、１つの実施形態において、本発明の材料で製作した容器は、容器、平面シート、トレイ、プレート（ｐｌａｔｅｓ）、リール、ボード（ｂｏａｒｄ）、又はフィルムの形態であってもよい。前記実施形態において、前記材料の幅又は長さは、約０．０１ｍｍ～１００００ｍｍであり、又はそれ以上であってもよい。１つの実施形態において、幅又は長さは、０．０１ｍｍ～１０００ｍｍであってもよい。薄層フィルムである場合、その厚さは、約０．０１～３．０ｍｍであり、好ましくは０．０２ｍｍ～０．２０ｍｍであってもよい。１つの実施形態において、前記製品は、油と水の重量比が約１００：１～約１：１００である食品パッケージを含んでもよい。
１つの実施形態において、本発明の態様は、上記特性を有するフィブリル化セルロースを含む材料の製造、作成、創出方法を提供する。
１つの実施形態において、細菌減少率は、約３０％～９９．９％である。
１つの実施形態において、フィブリル化セルロース複合材料は、細菌減少率を向上させるために、銀イオン、銅イオン及び亜鉛イオン等の金属イオン、ペニシリン、セファロスポリン及びテトラサイクリン等の抗生物質、銀ナノ粒子及び銅ナノ粒子等の金属ナノ粒子、又は酸化チタン等の金属化合物を含んでもよい。
上記材料に加えて、本発明の態様は、セルロースフィブリル化の工程又は方法を含んでもよい。
図８を参照しながら説明する。図８のフローチャートは、１つの実施形態に係る材料の製造方法を示す。以下に示す実施例は、複合材料の機械的性質を改善するための有毒な化学添加剤をほとんど含まない。例えば、セルロース紙板（約３．０ｗｔ％）をＡ４サイズの紙のように小片に引き裂いて、引き裂いた小片をパルプマシン（ｐｕｌｐｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ、図示せず）に投入し、約２０分間の製漿工程を行う。そして、例えば、リファイナー８０２を利用して工程を開始する。リファイナー８０２は、例えば、ホモジナイザー、研削盤、化学的精製チャンバー／バス、機械的及び化学的繊維精製装置の組み合わせ等が挙げられる。１つの実施形態において、リファイナー８０２は、研削盤である場合、互いに対向する２つの砥石を有し、望ましい最終製品に応じて２つの砥石の間隔又は距離を調整できる。１つの実施形態において、望ましい最終製品に応じて表面の溝又はパターンを調整できる。そして、パルプ懸濁液８０６を選択可能に約１～１０パス分けてリファイナーに供給する。他の例において、リファイナー８０２に投入する前にセルロースパルプを更に精製するために、パルプ懸濁液８０６をコロイドミル（ｃｏｌｌｏｉｄ ｍｉｌｌ）、ダブルディスク研削盤（ｄｏｕｂｌｅ ｄｉｓｋ ｇｒｉｎｄｅｒ）等のリファイナー（図示せず）に供給してもよい。
１つの実施形態において、図１ａ～１ｄは、パス数の増加によるフィブリル化セルロースの状態変化を示す。例えば、図１ａは、０サイクル又は０パスのセルロース繊維の水性懸濁液を示す。言い換えると、図１ａに示すパルプ懸濁液８０６のコンテンツ中のパルプは、本発明の品質及び特性を満たすようにフィブリル化されていない。
１つの実施形態において、図１ｂは、パルプ懸濁液８０６が１パスを経てリファイナー８０２を通過した後精製物（ｐｏｓｔ－ｒｅｆｉｎｅｍｅｎｔ）８０８を示す。例えば、後精製物８０８は、フィブリル化セルロース繊維の水性懸濁液を含んでもよい。１つの例において、図１ｃは、２パス又は２サイクルを経てリファイナー８０２を通過した後精製物８０８の画像を示す。１つの実施例において、後精製物８０８のフィブリル化セルロース繊維は、図１ｂに示すフィブリル化セルロース繊維より細かい。図１ｄは、３サイクル／パスを経た後精製物８０８の画像を示す。前記実施形態において、後精製物８０８は、図１ｃの繊維より細かいフィブリル化セルロース繊維を含む。
１つの実施形態において、異なるセルロースの初期濃度を評価、測定した。例えば、フィブリル化セルロース繊維及び水を含み、フィブリル化セルロースの濃度が約２．５ｗｔ％（９７．５％の水）、約３．０ｗｔ％、約３．６ｗｔ％、及び約４．０ｗｔ％のセルロースである後精製物８０８は測定、使用された。
例えば、濃度が約２．５ｗｔ％のセルロースであった場合は、精製が不十分と判断し、特性の測定を行わなかった。言い換えると、濃度が約２．５ｗｔ％のフィブリル化セルロース繊維、ひいては普通のパルプ懸濁液は、本発明の特性を満たすことには不十分となる。図５において、約３．０ｗｔ％、約３．６ｗｔ％、及び約４．０ｗｔ％の後精製物８０８を含むフィブリル化セルロースは、それぞれＬ０２８、Ｌ０２９、及びＬ０３０と称する。
１つの実施形態において、フィブリル化セルロースの各特性を測定した。例えば、表１は、機械的特性、水蒸気透過率、及び気体透過率を示す。
１つの実施形態において、図２は、濃度が約３ｗｔ％のフィブリル化セルロースの走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像を示す。
１つの実施例において、前記の実施例１の後精製物８０８で直接パルプ溶液を得る代わりに、半加工セルロース繊維を市場から入手してもよい。そこで、半加工セルロース繊維（例えば、約３ｗｔ％）をコロイドミルに供給して約１分間粉砕する。フィブリル化セルロース繊維をさらにリファイナー８０２で処理してもよい。
１つの実施例において、図３は、半加工繊維をコロイドミルで１分間処理した後のＳＥＭ画像を示す。例えば、表２は、異なる由来からの異なるフィブリル化セルロースの特性を表す。
例えば、図３ａ～図３ｂは、表２のＹセルロース繊維のＳＥＭ画像を示す。図３ｃ～図３ｄは、Ｂ－セルロース繊維のＳＥＭ画像を示す。
１つの実施形態において、図４は、１サイクル／パスの機械的粉砕を行った半加工繊維のＳＥＭ画像を示す。例えば、図４ａ～図４ｂは、Ｙセルロース繊維であり、図４ｃ～図４ｄは、Ｂセルロース繊維である。
１つの態様において、ミキサ８０４によってパルプ懸濁液８０６を提供できる。前記パルプ懸濁液８０６は、セルロースパルプ及び水の混合物を含むセルロースパルプ水懸濁液であり、セルロースと水の重量比が約０．０１～１００であり、好ましくは約０．０３～０．１０である。１つの実施形態において、リファイナー８０２からの後精製物８０８を保存し、もう１度リファイナー８０２で粉砕してもよい。例えば、上記のように、後精製物８０８がリファイナー８０２を通過したパス数は、１～１００であってもよい。１つの実施形態において、パス数又はサイクル数は、１～１０に更に制限されてもよい。
１つの実施形態において、フィブリル化セルロースと水の重量比、及び／又はリファイナー８０２を通過したパス数は、最終製品が求める特性の関数である。例えば、最終製品が低水蒸気透過率及び低酸素透過率を必要とする場合、後精製物８０８のセルロースと水の重量比が約０．０３～０．０４（即ち、３～４％、Ｌ２８ｂ－Ｌ３０ｂによって実証される）であり、及び／又はパス数を増加してもよい。１つの実施形態において、相対的に低い水蒸気透過率及び相対的に低い酸素透過率は、長い貯蔵寿命を示し、相対的に高い水蒸気透過率及び相対的に高い酸素透過率は、短い保存寿命を示す。
１つの実施形態において、後精製物８０８を成形機８１０で処理してもよい。例えば、成形機８１０はフィブリル化セルロースを含む望ましい材料を生成するための中間物（ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ）８１８を後精製物８０８に基づいて生成してもよい。例えば、中間物８１８のフィブリル化セルロースと液体（例えば、水）の重量比は、約０．００１～９９であってもよい。１つの実施形態において、前記比率は、約０．００１～０．１０であってもよい。１つの実施形態において、成形機８１０は、メッシュ（ｍｅｓｈ）又は繊維ネットワーク（ｆｉｂｒｏｕｓ ｎｅｔｗｏｒｋ）を含んでもよい。例えば、成形機８１０は、負圧及び／又は正圧、又はそれらの任意の組み合わせを有してもよい。１つの実施形態において、成形機８１０は、圧力を加えて後精製物８０８中のフィブリル化セルロースと液体を分離することで中間物８１８を生成してもよい。図２～４及び図７の各ＳＥＭ画像に示すように、フィブリル化セルロース繊維のフィブリル化の性質及びリファイナー８０２での工程によって、異なる長さを有する繊維から中間物８１８を形成できる。
１つの実施形態において、基層（ｂａｓｅ ｌａｙｅｒ）８１２は、後精製物８０８と組み合わせて使用して中間物８１８を形成してもよい。１つの実施形態において、本発明のＧＣＭは、パルプ基材層（例えば、基層８１２）及びフィブリル化セルロース層（例えば、後精製物８０８由来）を有する複合材料８１６を含んでもよい。例えば、成形機８１０は基層８１２をメッシュ、モールド、又はフレームにさせて中間物８１８の構造（ｃｏｎｓｔｒｕｃｔ）を形成してもよい。例えば、基層８１２は、まず、水及びパルプ材料を含む溶液又はスラッシュの状態にしてもよい。スラッシュがタンク内にあり、メッシュもタンク内にあってもよく、真空等の負圧によってタンク内の水を除去又は減少させることで、メッシュ上に基層８１２を形成してもよい。
１つの実施形態において、成形機８１０は、後精製物８０８を基層８１２に噴霧又は塗布して中間物８１８を形成するための噴霧器又は塗布器を含んでもよい。基層８１２と後精製物８０８の間に異なるサイズの繊維を有するように後精製物８０８に基層８１２を注入する。１つの実施形態において、前記後精製物８０８は、食品を乗せる中間物８１８の表面に塗布又は噴霧されてもよい。例えば、最終製品が椀である場合、後精製物８０８は、最終製品の内面に塗布又は噴霧されてもよい。
１つの実施形態において、５０２又は５０４に示すように、中間物８１８の外面にメッシュ状又は繊維ネットワークのパターンを示すことができる。
１つの実施形態において、成形機８１０は、中間物８１８を平らな表面に噴霧し、ナチュラルプロセスで乾燥又は成形してもよい。
１つの実施形態において、中間物８１８を乾燥又は除湿するための乾燥器８１４が更に提供されてもよい。１つの実施形態において、乾燥器８１４は、３０～２００℃の乾燥条件を提供できる。１つの実施形態において、乾燥器８１４は、赤外線加熱等の加熱面を含んでもよい。１つの実施形態において、実施形態の精神及び範囲から逸脱することなく、電子レンジ加熱又は空気加熱を利用してもよい。１つの実施形態において、乾燥器８１４は、負圧及び／又は正圧によって促進されてもよい。
本発明の最終製品の１つの例として、前記材料及び方法の組み合わせを利用して成功に生産したセルロース製椀が挙げられる。１つの実施形態において、図５に示すようにその機能性を証明するため、典型的な食用油をセルロース製食品容器に入れて電子レンジによって８００Ｗで４分間加熱した後、１０日間観察する。そこで、図５の容器は、フィブリル化セルロースＬ２８ｂ、Ｌ２９ｂ、Ｌ３０ｂ及びＹで製造される容器を代表してもよい。１つの実施形態において、図５の各実施例は、油を約１０日間を保存できる。
１つの実施形態において、他の試験として、インスタントラーメン（熱湯を入れて調理した後）を実施形態の複合材料から製造した容器に入れて、２日目に観測の結果を記録した。図６Ａは、容器（例えば、食品容器）中のフィブリル化セルロース構造の実例を示す。例えば、図６Ａは、沸騰した熱湯を入れてから約５分間置いたフィブリル化セルロースの一連の画像を示す。
１つの実施形態において、図６Ｂは、沸騰した熱を入れて電子レンジによって８００Ｗで２分間加熱した後のフィブリル化セルロースの一連の画像を示す。
１つの実施形態において、図７は、図６Ａ及び６Ｂの食品容器中のフィブリル化セルロースの構造のＳＥＭ画像を示す他の画像である。
図９ａ～図９ｃは、実施例４のフィルムを示す画像である。
１つの実施形態において、本発明の複合材料は、フィブリル化セルロースに基づいた透明複合フィルムであってもよい。１つの実例において、それぞれフィブリル化セルロース及びプルラン粉末（ｐｕｌｌｕｌａｎ ｐｏｗｄｅｒ）を水に溶解して約１ｗｔ％の溶質を含有する溶液を生成することで、前記フィルムを製造することができる。プルラン粉末の溶解においては、粉末を徐々に加えて、電子レンジによって８００Ｗの出力で溶液を１分間加熱してもよい。１つの実施形態において、透明な溶液になるまで前記工程を約４～５回繰り返してもよい。
１つの実施形態において、複合フィルムを製造するために、フィブリル化セルロース（例えば、後精製物８０８）とプルランの比率は、約１：１である。例えば、約２５０ｇの後精製物８０８（例えば、約１％のフィブリル化セルロース）と約２５０ｇのプルラン溶液を混合して、約０．５％の溶質を有する溶液を生成してもよい。そして、約１００ｇの混合溶液を疎水性表面（例えば、シリコーン（ｓｉｌｉｃｏｎｅ）表面）に注いで室温で乾燥させる。
１つの実施形態において、フィブリル化セルロースとプルランの比率は２：１である。２５０ｇの後精製物８０８（例えば、約２％のフィブリル化セルロース）と約２５０ｇのプルラン溶液を混合して、約１％の溶質を有する溶液を生成する。そして、約１００ｇの混合溶液を疎水性表面（例えば、シリコーン表面）に注いで５０℃で１２時間乾燥させる。
図９ａ～９ｃは、セルロース系フィルムの画像を示す。そのうち、フィブリル化セルロースとプルランの比率は、ａ．）０：１、ｂ．）１：１及びｃ．）２：１である。
１つの実施形態において、プルランを添加することで、フィルムの形成工程を向上し、且つフィルムの表面をより平らにすることができる。前記フィルムは、フィブリル化セルロース（例えば、後精製物８０８）で製造され、しわが多いものであり、以下、Ｌ４１ｂと称する。それに対し、プルランを有する他のフィルムの表面がより平らで均一である。１つの実施形態において、フィブリル化セルロース及びプルランを有する複合材料のフィルムは、平らでない表面がほとんどない。
１つの実施形態において、透明複合フィルムの機械特性を以下に示す。フィブリル化セルロースは、Ｌ４１ｂで示し、プルランは、Ｂで示す。
［表３］
プルランを添加したフィブリル化セルロースフィルムの特性
プルランを添加したフィブリル化セルロースフィルムの特性
撥水剤を有するフィブリル化セルロース
１つの実施形態において、撥水剤を含有するフィブリル化セルロースを含んでもよい。１つの実施例において、混合物は、正しい比率のセルロース及び撥水剤を含んでもよく、機械式混合機を使用して３分間混合する。混合物をさらに４０００ｍＬに希釈し、成形機８１０に注ぐ。１つの態様において、成形機８１０は、負圧及び／又は正圧を加えて乾燥度２５～３５％の湿潤プリフォームを生成する。混合物の機械的特性及びバリア特性を表４に示す。
表４は、異なる撥水剤を含むフィブリル化セルロースフィルムの特性を示す。
フィブリル化セルロース及びポリマー複合材料
１つの実施形態において、本発明の態様は、接着剤又はポリマーを含有するフィブリル化セルロースを含んでもよい。１つの実施形態において、接着剤は、ポリエステル、例えばポリヒドロキシアルカノエート（ＰＨＡ）又はデンプンが挙げられる。図５、図６Ａ及び６Ｂに示す実例において、説明の目的で、フィブリル化セルロースとブレンドするポリマーとしてＰＨＡを使用してもよい。１つの実施形態において、フィブリル化セルロースとＰＨＡの混合物は、特定比率のセルロース及びＰＨＡを含み、且つ溶剤に溶解されてもよい。１つの実施形態において、フィブリル化セルロースとＰＨＡの重量比は、９９：１～１：９９であってもよい。１つの実施形態において、ＰＨＡの重量比は、複合材料の重量の５０％未満である。
図１０及び図１１は、セルロース及びポリマーを混合した実施形態に係るフローチャート及び真空濾過を説明するための図面である。例えば、図１１において、右側の工程１１０２では、混合物をさらに加熱して沸騰させ、溶剤（例えば、ジクロロメタン（ＤＣＭ））を蒸発することで、粘稠な溶液を得てもよい。左側のフローチャートでは、ＰＨＡフィルムの従来の製造方法を示す。１つの実施形態において、約３５℃の温度まで加熱してもよい。工程１１０４において、粘稠な溶液を濾過漏斗で濾過する前に貧溶媒（蒸留水）（図１０の溶液（ａ））を添加してもよい。１つの実施形態において、混合物を濾過する前に氷浴、水浴、氷水浴、又はその他の手段によって室温まで冷却してもよい。濾過した後、残留フィルムを排気装置で一晩空気乾燥し、フィブリル化セルロースとＰＨＡの複合フィルムを得る。詳しい説明を図１１に示す。
例えば、ＰＨＡを溶解した後、工程１１０６において、フィブリル化セルロースを溶液に添加してもよい。そして、工程１１０８において、溶液を約５０℃に加熱する。１つの実施形態において、前記温度は、溶剤を蒸発する温度に従ってもよい。工程１１１０において、溶液を熱源から外してもよい。工程１１１２において、撹拌しながら蒸留水を加えてもよい。図１０に示すように、工程１１１４において、真空濾過で残留物を乾燥することで、複合フィルムを得る。１つの実施形態において、代替案として一晩空気乾燥１１１６又はホットプレス１１１８を行ってもよい。
１つの実施形態において、複合フィルムを得るために、押出機又はペレタイザー等の熱バレルを使用してフィブリル化セルロース及びＰＨＡを配合してもよい。そして、射出成形、ブロー成形、及び圧縮成形によってフィブリル化セルロース及びＰＨＡペレットを所望の形状及び特徴に加工してもよい。１つの実施形態において、押出機の加熱面の温度、圧延加工、射出成形、ブロー成形及び圧縮成形の温度は、１１０℃～２２０℃であり、好ましくは１５０℃～１９０℃、より好ましくは１２０℃～１４０℃であってもよい。例えば、図１２に示すように、得られたフィブリル化セルロースとＰＨＡのフィルムをクッキングペーパーの間に挟んで、上記実施例に基づいて、例えば、１３０℃、５バールで１５分間ホットプレスすることで、平らな複合フィルムを得てもよい。複合フィルムのバリア特性を表５に示す。
［表５］フィブリル化セルロース及びＰＨＡの複合フィルムの特性を示す。
１つの実施形態において、図１０Ａ及び１０Ｂは、フィブリル化セルロースとポリマー（例えばＰＨＡ）の組み合わせを示すＳＥＭ画像である。図１０及び１１において、複合材料を製造するため１つの実施形態を示すが、その他の製造方法として、例えば、ソルベントキャスティング、ブロー成形、ＣＮＣ加工、真空成形、射出成形、３Ｄプリント、押出成形、回転成形、及びスピニング加工等の方法が挙げられる。
全体的には、本発明の態様は、従来技術において、有毒な化学物質（例えば、フッ素ポリマー及びその誘導体）が添加される欠点、及びパルプを基層又は多層として使用する欠点を克服する。パルプ繊維の直径が１０～５０μｍであるが、本発明は、それより細かく、例えば１μｍ未満のサイズを有する。
本発明の抗菌特性の試験は、ＡＳＴＭ Ｅ２１４９－１３ａに従って行う。大腸菌（ＡＴＣＣ ８７３９又はＡＴＣＣ ２５９２２）を測定したところ、細菌の減少率は、９９．９９％以上である。
１つの実験において、１８時間振とう培養し、アスペルギルスニガー（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｎｉｇｅｒ、ＡＴＣＣ １６４０４）、カンジダアルビカンス（Ｃａｎｄｉｄａ ａｌｂｉｃａｎｓ、ＡＴＣＣ １０２３１）、大腸菌（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ、ＡＴＣＣ ８７３９又はＡＴＣＣ ２５９２２）、レジオネラニューモフィラ（Ｌｅｇｉｏｎｅｌｌａ ｐｎｅｕｍｏｐｈｉｌａ、ＡＴＣＣ １１４０４）、リステリアモノサイトゲネス（Ｌｉｓｔｅｒｉａ ｍｏｎｏｃｙｔｏｇｅｎｅｓ、ＡＴＣＣ ７６４４）、ネズミチフス菌（Ｓａｌｍｏｎｅｌｌａ Ｔｙｐｈｉｍｕｒｉｕｍ、ＡＴＣＣ １４０２８）及び黄色ブドウ球菌（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ ａｕｒｅｕｓ、ＡＴＣＣ ６５３８）等の細菌の接種材料を調製する。サイズが５ｃｍ×５ｃｍ×１ｃｍ（厚さ）である複合サンプル又はＧＣＭを希釈された細菌の接種材料に１時間浸漬する。各試験のフラスコからの１００μｌの溶液をそのまま寒天の穴に入れて乾燥させる。インキュベーションプレートは、３７±２℃に設定する。細菌抑制ゾーンの有無を記録し、細菌減少率は、サンプルの細菌の減少を示す。
これらの細菌の細菌減少率は、以下のとおりである。
上記説明があくまで例示であり、本発明は、これに限定されない。当業者が本発明に基づいて実施形態を変形してもよい。したがって、実施形態の範囲は、上記説明に限定されなく、特許請求の範囲又はその均等範囲のみによって決定される。
実施形態の範囲から逸脱することなく１つの実施形態の特徴をもう１つの実施形態の特徴と組み合わせることができる。また、「１つ」又は「前記」等の用語は、反対の記載がない限り、「１つ又は複数」の意味で使用する。「及び／又は」等の用語は、反対の記載がない限り、全ての可能な組み合わせを示す。
本発明は、多くの異なる形態で実現できる。図面及び上記説明は、１つまたは他の発明を理解するための例示であり、図示された実施形態に限定することが意図されるものではない。
本発明によれば、従来の課題を解決し、化学的な添加剤を使用しなくてもセルロース材料の特性を向上させることができる。
当業者は、上記システム及び方法に対して変更、改良を行うことができる。
本発明は、明細書の内容、システム及び方法、並びに実施例に限定されなく、幅広い態様で本発明の範囲及び主旨精神から逸脱することなく実現できる。本発明の範囲及び主旨に基づいてなされた均等的な変更及び改良は、いずれも特許請求の範囲に含む。
８０２ リファイナー
８０４ ミキサ
８０６ パルプ懸濁液
８０８ 後精製物
８１０ 成形機
８１２ 基層
８１４ 乾燥器
８１６ 複合材料
８１８ 中間物
８０４ ミキサ
８０６ パルプ懸濁液
８０８ 後精製物
８１０ 成形機
８１２ 基層
８１４ 乾燥器
８１６ 複合材料
８１８ 中間物
Claims (23)
- ポリマーをブレンドしたフィブリル化セルロースを含む複合材料を含み、
前記フィブリル化セルロースは、独立して由来された植物繊維を含み、
前記複合材料は、有毒な化学添加剤をほとんど含まず、
前記ポリマーの重量は、前記複合材料の重量の５０％未満である、
生分解性容器材料。 - 前記複合材料は、下記（ａ）～（ｅ）の少なくとも１つの特性を有する、
請求項１に記載の生分解性容器材料。
（ａ）酸素透過率は、約８０００ｃｍ３ｍ－２２４ｈ－１以下である。
（ｂ）水蒸気透過率は、３０００ｇｍ－２２４ｈ－１以下である。
（ｃ）乾燥引張強さは、約３０ＭＰａ以上である。
（ｄ）乾燥引張係数は、約４ＧＰａ以上である。
（ｅ）乾燥引張指数は、約４５Ｎｍｇ－１以上である。 - 前記複合材料は、１：１００又は１：５０の重量比で異なる直径を有するフィブリル化セルロースを含む、
請求項１に記載の生分解性容器材料。 - 前記複合材料は、約１～１００００ｎｍの直径を有するフィブリル化セルロースを含む、
請求項１に記載の生分解性容器材料。 - 前記複合材料は、フィブリル化セルロースを含み、
前記フィブリル化セルロースの長さは、約０．１～１０００μｍ、約１０～５００μｍ、約１～２５μｍ、又は約０．２～１００μｍである、
請求項１に記載の生分解性容器材料。 - 前記複合材料は、下記（ｆ）～（ｈ）の少なくとも１つの特性をさらに有する、
請求項１に記載の生分解性容器材料。
（ｆ）湿潤引張強さは、約５ＭＰａ以上である。
（ｇ）湿潤引張係数は、約０．４ＭＰａ以上である。
（ｈ）湿潤引張指数は、約５Ｎｍｇ－１以上である。 - 前記ポリマーは、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリビニルアルコール、ポリブチレンアジペートテレフタレート（ＰＢＡＴ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、バイオポリエチレン、バイオポリエチレンテレフタレート、バイオポリアミド、バイオポリエステル、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリブチレンサクシネート（ＰＢＳ）、ポリヒドロキシアルカノエート（ＰＨＡ）、ポリ３－ヒドロキシブチレート（ＰＨＢ）、及びデンプン混合物の少なくとも１つを含む、
請求項１に記載の生分解性容器材料。 - 前記複合材料は、圧延加工、折曲げ加工、熱間押出成形、押出成形、射出成形、ブロー成形から選ばれる１つ以上の工業的製造工程によって製造される、
請求項１に記載の生分解性容器材料。 - 前記複合材料は、平面シート又はペレットに成形される、
請求項１に記載の生分解性容器材料。 - 前記複合材料は、３次元製品に成形され、
前記３次元製品は、ストロー、カバー、蓋、箱、カプセル、パッケージフィルム、及び食品容器を含む、
請求項１に記載の生分解性容器材料。 - 分散剤、着色剤、及び充填剤をさらに含む、
請求項１に記載の生分解性容器材料。 - ポリマーをブレンドしたフィブリル化セルロースを含む複合材料を含み、
前記フィブリル化セルロースは、独立して由来された植物繊維を有し、
前記複合材料は、有毒な化学添加剤をほとんど含まず、
前記フィブリル化セルロースと前記ポリマーの重量比は、９９：１～１：９９を含む、
生分解性容器材料。 - 前記複合材料は、下記（ａ）～（ｈ）の少なくとも１つの特性を有する、
請求項１２に記載の生分解性容器材料。
（ａ）酸素透過率は、約８０００ｃｍ３ｍ－２２４ｈ－１以下である。
（ｂ）水蒸気透過率は、３０００ｇｍ－２２４ｈ－１以下である。
（ｃ）乾燥引張強さは、約３０ＭＰａ以上である。
（ｄ）乾燥引張係数は、約４ＧＰａ以上である。
（ｅ）乾燥引張指数は、約４５Ｎｍｇ－１以上である。
（ｆ）湿潤引張強さは、約５ＭＰａ以上である。
（ｇ）湿潤引張係数は、約０．４ＭＰａ以上である。
（ｈ）湿潤引張指数は、約５Ｎｍｇ－１以上である。 - 前記複合材料は、１：１００又は１：５０の重量比で異なる直径を有するフィブリル化セルロースを含む、
請求項１２に記載の生分解性容器材料。 - 前記複合材料は、約１～１００００ｎｍの直径を有するフィブリル化セルロースを含む、
請求項１２に記載の生分解性容器材料。 - 前記複合材料は、フィブリル化セルロースを含み、
前記フィブリル化セルロースの長さは、約０．１～１０００μｍ、約１０～５００μｍ、約１～２５μｍ、又は約０．２～１００μｍである、
請求項１２に記載の生分解性容器材料。 - 前記ポリマーは、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリビニルアルコール、ポリブチレンアジペートテレフタレート（ＰＢＡＴ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、バイオポリエチレン、バイオポリエチレンテレフタレート、バイオポリアミド、バイオポリエステル、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリブチレンサクシネート（ＰＢＳ）、ポリヒドロキシアルカノエート（ＰＨＡ）、ポリ３－ヒドロキシブチレート（ＰＨＢ）、及びデンプン混合物の少なくとも１つを含む、
請求項１２に記載の生分解性容器材料。 - 前記複合材料は、圧延加工、折曲げ加工、熱間押出成形、押出成形、射出成形、ブロー成形から選ばれる１つ以上の工業的製造工程によって製造される、
請求項１２に記載の生分解性容器材料。 - 前記複合材料は、平面シート又はペレットに成形される、
請求項１２に記載の生分解性容器材料。 - 前記複合材料は、３次元製品に成形され、
前記３次元製品は、ストロー、カバー、蓋、箱、カプセル、パッケージフィルム、及び食品容器を含む、
請求項１２に記載の生分解性容器材料。 - 分散剤、着色剤、及び充填剤をさらに含む、
請求項１２に記載の生分解性容器材料。 - 独立して由来された植物繊維を有するフィブリル化セルロースを含む複合材料を含み、
前記複合材料は、有毒な化学添加剤をほとんど含まず、
前記化学添加剤は、乾燥引張強さ、オイルバリア性、気体及び／又は液体の不透過性、乾燥引張係数、又は乾燥引張指数を改善、向上させるために用いられ、
前記複合材料は、下記（ａ）、（ｂ）、（ｆ）、（ｇ）、及び（ｈ）の特性を有し、細菌の増殖を抑制し、又は特定の細菌の３０％以上を除去するために構成される、
生分解性材料。
（ａ）酸素透過率は、約８０００ｃｍ３ｍ－２２４ｈ－１以下である。
（ｂ）水蒸気透過率は、３０００ｇｍ－２２４ｈ－１以下である。
（ｆ）湿潤引張強さは、約５ＭＰａ以上である。
（ｇ）湿潤引張係数は、約０．４ＭＰａ以上である。
（ｈ）湿潤引張指数は、約５Ｎｍｇ－１以上である。 - 前記複合材料は、細菌の増殖抑制又は細菌の除去をさらに向上する、
請求項２２に記載の生分解性材料。
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