JP7249016B2 - セルロース材料およびそれを作製および使用する方法 - Google Patents
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2260/00—Layered product comprising an impregnated, embedded, or bonded layer wherein the layer comprises an impregnation, embedding, or binder material
- B32B2260/02—Composition of the impregnated, bonded or embedded layer
- B32B2260/021—Fibrous or filamentary layer
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2260/00—Layered product comprising an impregnated, embedded, or bonded layer wherein the layer comprises an impregnation, embedding, or binder material
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
- B32B2262/06—Vegetal fibres
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L1/00—Compositions of cellulose, modified cellulose or cellulose derivatives
- C08L1/02—Cellulose; Modified cellulose
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2203/00—Applications
- C08L2203/16—Applications used for films
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
- C08L23/04—Homopolymers or copolymers of ethene
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C08L67/00—Compositions of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L67/04—Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids, e.g. lactones
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
- Y02W90/10—Bio-packaging, e.g. packing containers made from renewable resources or bio-plastics
Description
本出願は、2016年2月24日に出願された米国仮出願番号第62/299,084号の利益を主張しており、この仮出願は、その全体が参考として本明細書中に援用される。
本明細書中のすべての刊行物、特許および特許出願は、個々の刊行物、特許または特許出願それぞれが、参照により組み込まれているように具体的かつ個別に示される場合と同程度に、参照により組み込まれる。本明細書中の用語と、組み込まれた参考文献中の用語との間に矛盾がある場合、本明細書における用語が優先する。
多くの態様のうちの一部では、本明細書において提供されるのは、パルプおよびフィブリル化セルロースを含み、パルプおよびフィブリル化セルロースは、独立して、植物繊維からのものである、材料である。一部の実施形態では、植物繊維は、バガス、亜麻、大麻、ヤシおよびこれらの任意の組合せからなる群から選択される。一部の実施形態では、植物繊維はバガスを含む。一部の実施形態では、フィブリル化セルロースはミクロフィブリル化セルロース(MFC)を含む。一部の実施形態では、フィブリル化セルロースはナノフィブリル化セルロース(NFC)を含む。一部の実施形態では、パルプは、フィブリル化セルロースと混合されている。一部の実施形態では、パルプにフィブリル化セルロースが含浸されている。一部の実施形態では、材料は、パルプを含む層を含み、層は、フィブリル化セルロースでコーティングされている。一部の実施形態では、材料は、パルプを含む層を含み、層は、フィブリル化セルロースでラミネートされている。一部の実施形態では、材料は、フィブリル化セルロースを含む第1の層と、パルプを含む第2の層と、フィブリル化セルロースを含む第3の層とを含み、第2の層は、第1の層と第3の層との間に位置する。一部の実施形態では、材料は、パルプを含む第1の層と、フィブリル化セルロースを含む第2の層と、パルプを含む第3の層とを含み、第2の層は、第1の層と第3の層との間に位置する。一部の実施形態では、フィブリル化セルロースおよびパルプは、約1:100~約1:1、例えば、約1:10~約1:1の重量比で存在する。一部の実施形態では、フィブリル化セルロースは、100nm未満の平均径を有する。一部の実施形態では、材料は、約15μmまたはそれ未満、例えば、約5μmまたはそれ未満の平均径を有する。一部の実施形態では、材料は、約0.9g/cm3またはそれよりも高い、例えば、約1.2g/cm3またはそれよりも高いエンベロープ密度を有する。一部の実施形態では、材料は、約48%またはそれ未満、例えば、約30%またはそれ未満の空隙率を有する。一部の実施形態では、材料は、約260秒またはそれよりも長い、例えば、38,000秒よりも長いガーレー時間(Gurley time)を有する。一部の実施形態では、材料は、約5×10-7m3Pa-1m-2s-1またはそれ未満、例えば、0.03×10-7m3Pa-1m-2s-1またはそれ未満の透気度を有する。一部の実施形態では、材料は、約10000cm3m-2d-1またはそれ未満、例えば、約4000cm3m-2d-1またはそれ未満の酸素透過速度(OTR)を有する。一部の実施形態では、材料は、約200cm3/(m2 24h.atm)またはそれ未満のOTRを有する。一部の実施形態では、材料は、約1000gm-2d-1またはそれ未満、例えば、約260gm-2d-1またはそれ未満の水蒸気透過速度(WVTR)を有する。一部の実施形態では、材料は、約5%またはそれ未満、例えば、約2%またはそれ未満の吸水率を有する。一部の実施形態では、材料は、ヒマシ油を用いて測定して、2%未満の吸油率を有する。一部の実施形態では、材料は、油を吸収しない。一部の実施形態では、材料は、3GPaよりも高い、例えば、約5GPaまたはそれよりも高い引張弾性率を有する。一部の実施形態では、材料は、約35MPaまたはそれよりも高い、例えば、約65MPaまたはそれよりも高い引張強さを有する。一部の実施形態では、材料は、約2%またはそれよりも高い、例えば、約4%またはそれよりも高い破断歪み率を有する。一部の実施形態では、材料は、50Nmg-1よりも高い、例えば、約88Nmg-1またはそれよりも高い比引張強さを有する。一部の実施形態では、材料は、約1800mJm-2またはそれよりも高い、例えば、約5000mJm-2またはそれよりも高い引張エネルギー吸収量を有する。一部の実施形態では、材料は、植物繊維よりも1~100倍高い曲げ弾性率を有する。一部の実施形態では、材料は、植物繊維よりも1~100倍高い曲げ強さを有する。一部の実施形態では、材料は、植物繊維よりも1~100倍高い貯蔵弾性率を有する。
1つまたは複数の本発明の実施形態の詳細が、添付図面、特許請求の範囲、および本明細書の説明に記載されている。本明細書において開示および意図される本発明の実施形態の他の特徴、目的および利点は、明示的に除外されない限り、その他の任意の実施形態と組み合わせることができる。他に定義されていない限り、本明細書において用いられるすべての技術用語および科学用語は、本発明が属する当業者に一般に理解されるような同じ意味を有する。材料、方法および例は単なる例示であり、限定するものではない。
2、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、215、220、225、230、235、240、245、250、255、260、265、270、275、280、285、290、295、300、320、340、360、380、400、450もしくは500MPa以上の引張強さを有する。一部の実施形態では、材料は、約42MPaまたはそれよりも高い、例えば、約100MPaまたはそれよりも高い引張強さを有する。一部の実施形態では、材料は、約(1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19もしくは20)パーセントまたはそれよりも高い破断歪み率を有する。一部の実施形態では、材料は、約4%またはそれよりも高い、例えば、約6%またはそれよりも高い破断歪み率を有する。一部の実施形態では、材料は、約:1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、215、220、225、230、235、240、245、250、255、260、265、270、275、280、285、290、295、300、320、340、360、380、400、450もしくは500Nmg-1よりも高い比引張強さを有する。一部の実施形態では、材料は、50Nmg-1よりも高い、例えば、約88Nmg-1またはそれよりも高い比引張強さを有する。一部の実施形態では、材料は、約(100、200、300、400、500、750、1000、1250、1500、2000、2500、3000、4000、5000、600、7000、8000、9000、10000、15000、20000、25000、30000、35000、40000、45000もしくは50000)mJm-2またはそれよりも高い引張エネルギー吸収量を有する。一部の実施形態では、材料は、約1800mJm-2またはそれよりも高い、例えば、約5000mJm-2またはそれよりも高い引張エネルギー吸収量を有する。一部の実施形態では、材料は、植物繊維よりも1~100倍高い、例えば、約:1~100、1~90、1~80、1~70、1~60、1~50、1~40、1~30、1~25、1~20もしくは1~10倍高い曲げ弾性率を有する。一部の実施形態では、材料は、植物繊維よりも約(1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99もしくは100)倍高い引張弾性率を有する。一部の実施形態では、材料は、植物繊維よりも1~100倍高い、例えば、約:1~100、1~90、1~80、1~70、1~60、1~50、1~40、1~30、1~25、1~20もしくは1~10倍高い引張強さを有する。一部の実施形態では、材料は、植物繊維よりも約(1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99もしくは100)倍高い曲げ強さを有する。一部の実施形態では、材料は、植物繊維よりも約(1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99もしくは100)倍高い曲げ弾性率を有する。一部の実施形態では、材料は、植物繊維よりも1~100倍高い、例えば、約:1~100、1~90、1~80、1~70、1~60、1~50、1~40、1~30、1~25、1~20もしくは1~10倍高い曲げ強さを有する。一部の実施形態では、材料は、植物繊維よりも約(1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99もしくは100)倍高い曲げ強さを有する。一部の実施形態では、材料は、植物繊維よりも1~100倍高い、例えば、約:1~100、1~90、1~80、1~70、1~60、1~50、1~40、1~30、1~25、1~20もしくは1~10倍高い貯蔵弾性率を有する。一部の実施形態では、材料は、植物繊維よりも約(1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99もしくは100)倍高い貯蔵弾性率を有する。一部の実施形態では、本明細書に開示の材料は、気体(例えば、加熱空気)および液体(例えば、水、油)に対して半透過性である。一部の実施形態では、本明細書に開示の材料は、気体(例えば、加熱空気)および液体(例えば、水、油)に対して不透過性である。
再生可能ポリマーによるMFC/NFC強化繊維プリフォームの含浸
MFC/NFC強化繊維プリフォームポリマーラミネートの開発
表面コーティングプリフォームを用いた複合材
毛状繊維を製造するためのコロイドミルを使用したバガス繊維の微細化
バッチ1
微細化されたバガス繊維のプリフォームを製造するために、バガス繊維由来の市販の溶解パルプを出発材料として使用した。炭水化物分析は、この溶解パルプが97.7重量%のセルロースおよび2.3重量%のヘミセルロースからなることを示した。再循環コロイドミル(JM-60、Bean Product Machinery、Tiangang Machine Manufacture Co.Ltd.、WHERE、China)を使用して、バガス繊維由来溶解パルプを微細化した。コロイドミルは、最大出力1.5kWで運転した。ミル粉砕の前に、バガス繊維由来溶解パルプを水に一晩浸漬し、7g L-1の濃度でブレンドして、均質な繊維懸濁液を生成した。繊維懸濁液を、微細化のために、それぞれ6分、12分、18分および30分、コロイドミルに供給した。
バッチ2
再循環コロイドミル(JM-60、Tiangang Machine Manufacture Co.Ltd.)を使用して、バガス繊維由来溶解パルプ(0.7重量%)を微細化した。繊維懸濁液を、微細化のため、6分、30分および60分、コロイドミルに供給した。水濾過ステップならびに2.5tおよび120℃の15分間のホットプレスを含む製紙プロセスを使用して、バガス繊維プリフォームを製造した。モフォロジーを、5kVで操作した電界放出型走査電子顕微鏡(FESEM JSM6335)によりキャラクタリゼーションした。Zwick Z030試験機を使用して、速度1mm/minで1KNロードセルを用いて引張試験を実施した。ガーレー法に基づいて設計されたTendring Pacific空気透過性試験機を使用して、透気度をキャラクタリゼーションした。水分管理試験機(MMT、SDLATLAS)を使用して、水蒸気透過速度(WVTR)を試験した。図2は、微細化されたバガス繊維およびそのプリフォームの特性評価結果を示す表である。
(実施例2)
MFCまたはNFC繊維の製造
MFC
NFC
(実施例3)
MFCまたはNFC強化プリフォームの製造
3.1.共濾過
3.2.重層湿潤紙ベースの材料
ナノセルロース泡状物との比較
(実施例4)
複合材の製造
1)後含浸
2)湿潤含浸
3)ポリマーラミネート
PLA複合材
コーヒーカプセルの製造
本発明の好ましい実施形態によれば、例えば、以下が提供される。
(項1)
パルプおよびフィブリル化セルロースを含み、前記パルプおよび前記フィブリル化セルロースは、独立して、植物繊維から誘導される、材料。
(項2)
前記植物繊維が、バガス、亜麻、大麻、ヤシおよびこれらの任意の組合せからなる群か
ら選択される、上記項1に記載の材料。
(項3)
前記植物繊維がバガスを含む、上記項2に記載の材料。
(項4)
前記フィブリル化セルロースがミクロフィブリル化セルロース(MFC)を含む、先行
する上記項のいずれかに記載の材料。
(項5)
前記フィブリル化セルロースがナノフィブリル化セルロース(NFC)を含む、先行す
る上記項のいずれかに記載の材料。
(項6)
前記パルプが前記フィブリル化セルロースと混合されている、先行する上記項のいずれ
かに記載の材料。
(項7)
前記パルプに前記フィブリル化セルロースが含浸されている、先行する上記項のいずれ
かに記載の材料。
(項8)
前記パルプを含む層を含み、前記層が前記フィブリル化セルロースでコーティングされ
ている、先行する上記項のいずれかに記載の材料。
(項9)
前記パルプを含む層を含み、前記層が前記フィブリル化セルロースでラミネートされて
いる、先行する上記項のいずれかに記載の材料。
(項10)
前記フィブリル化セルロースを含む第1の層と、
前記パルプを含む第2の層と、
前記フィブリル化セルロースを含む第3の層と
を含み、
前記第2の層が、前記第1の層と前記第3の層との間に位置する、先行する上記項のい
ずれかに記載の材料。
(項11)
前記パルプを含む第1の層と、
前記フィブリル化セルロースを含む第2の層と、
前記パルプを含む第3の層と
を含み、
前記第2の層が、前記第1の層と前記第3の層との間に位置する、先行する上記項のい
ずれかに記載の材料。
(項12)
前記フィブリル化セルロースおよび前記パルプが、約1:1~約1:100の範囲内の
重量比で存在する、先行する上記項のいずれかに記載の材料。
(項13)
前記フィブリル化セルロースおよび前記パルプが、約1:1~約1:10の範囲内の重
量比で存在する、先行する上記項のいずれかに記載の材料。
(項14)
前記フィブリル化セルロースが、100nm未満の平均径を有する、先行する上記項の
いずれかに記載の材料。
(項15)
約15μmまたはそれ未満の平均径を有する、先行する上記項のいずれかに記載の材料
。
(項16)
約5μmまたはそれ未満の平均径を有する、先行する上記項のいずれかに記載の材料。
(項17)
約10000cm 3 m -2 d -1 またはそれ未満の酸素透過速度(OTR)を有する、
先行する上記項のいずれかに記載の材料。
(項18)
約4000cm 3 m -2 d -1 またはそれ未満のOTRを有する、先行する上記項のい
ずれかに記載の材料。
(項19)
約200cm 3 /(m 2 24h.atm)またはそれ未満のOTRを有する、先行す
る上記項のいずれかに記載の材料。
(項20)
約1000gm -2 d -1 またはそれ未満の水蒸気透過速度(WVTR)を有する、先
行する上記項のいずれかに記載の材料。
(項21)
約260gm -2 d -1 またはそれ未満のWVTRを有する、先行する上記項のいずれ
かに記載の材料。
(項22)
ヒマシ油を用いて測定して、2%未満の吸油率を有する、先行する上記項のいずれかに
記載の材料。
(項23)
3GPaよりも高い引張弾性率を有する、先行する上記項のいずれかに記載の材料。
(項24)
約5GPaまたはそれよりも高い引張弾性率を有する、先行する上記項のいずれかに記
載の材料。
(項25)
約35MPaまたはそれよりも高い引張強さを有する、先行する上記項のいずれかに記
載の材料。
(項26)
約65MPaまたはそれよりも高い引張強さを有する、先行する上記項のいずれかに記
載の材料。
(項27)
約2%またはそれよりも高い破断歪み率を有する、先行する上記項のいずれかに記載の
材料。
(項28)
約4%またはそれよりも高い破断歪み率を有する、先行する上記項のいずれかに記載の
材料。
(項29)
50Nmg -1 よりも高い比引張強さを有する、先行する上記項のいずれかに記載の材
料。
(項30)
約88Nmg -1 またはそれよりも高い比引張強さを有する、先行する上記項のいずれ
かに記載の材料。
(項31)
曲げ弾性率、曲げ強さまたは貯蔵弾性率が、前記植物繊維のそれよりも1~100倍高
い、先行する上記項のいずれかに記載の材料。
(項32)
先行する上記項のいずれかに記載の材料および別のポリマーを含む、複合材。
(項33)
前記別のポリマーが、ポリ乳酸、キチン、アルギン酸ナトリウム、熱可塑性デンプン、
ポリエチレンまたはポリプロピレンである、先行する上記項のいずれかに記載の複合材。
(項34)
前記別のポリマーが、繊維または粉末の形態である、先行する上記項のいずれかに記載
の複合材。
(項35)
引張弾性率、引張強さ、曲げ弾性率、曲げ強さまたは貯蔵弾性率が、前記材料のそれよ
りも1~100倍高い、先行する上記項のいずれかに記載の複合材。
(項36)
気体および液体に対して半透過性または不透過性である、先行する上記項のいずれかに
記載の材料または複合材。
(項37)
前記気体が加熱空気である、上記項36に記載の材料または複合材。
(項38)
前記液体が水または油である、上記項36または37に記載の材料または複合材。
(項39)
先行する上記項のいずれかに記載の材料または複合材によって製造された消費者製品。
(項40)
食品パッケージ、食品配膳手段、自動車輌、家庭用もしくはオフィス用器具、電子デバ
イス、家庭用もしくはオフィス用家具、または子供用製品である、上記項39に記載の消
費者製品。
(項41)
シート、袋、容器、プレートまたはトレイである、上記項39または40に記載の消費
者製品。
(項42)
即席麺用カップである、上記項39に記載の消費者製品。
(項43)
コーヒーカプセルである、上記項39に記載の消費者製品。
(項44)
前記コーヒーカプセルが、カプセル本体(CMB)およびカプセル蓋(CL)を含む、
上記項43に記載の消費者製品。
(項45)
前記CMBおよび/またはCLが網状である、上記項44に記載の消費者製品。
(項46)
前記コーヒーカプセルが、約0.5~約6mmの厚さを有する、上記項44または45
に記載の消費者製品。
(項47)
前記コーヒーカプセルが、約1~約3mmの厚さを有する、上記項46に記載の消費者
製品。
(項48)
ベース層、ポリマー層および/またはコーティング層を含む、上記項39から47のい
ずれか一項に記載の消費者製品。
(項49)
前記ベース層が、パルプ繊維、ナノフィブリル化セルロース(NFC)、毛状繊維また
はこれらの任意の組合せを含む、上記項48に記載の消費者製品。
(項50)
前記パルプ繊維が塩素を含まない、上記項49に記載の消費者製品。
(項51)
前記ベース層が、撥水剤および/または撥油剤をさらに含む、上記項48から50のい
ずれか一項に記載の消費者製品。
(項52)
前記ポリマー層が、石油由来ではない天然ポリマーを含む、上記項48から51のいず
れか一項に記載の消費者製品。
(項53)
前記ポリマー層がナノコンポジットである、上記項48から52のいずれか一項に記載
の消費者製品。
(項54)
前記ポリマー層が、ナノクレイをさらに含む、上記項48から53のいずれか一項に記
載の消費者製品。
(項55)
前記ナノクレイが剥離モンモリロナイトである、上記項54に記載の消費者製品。
(項56)
前記ナノクレイがポリマーマトリックスに取り込まれている、上記項54または55に
記載の消費者製品。
(項57)
前記コーティング層が、NFC、毛状繊維、パルプ繊維またはこれらの任意の組合せを
含む、上記項48から56のいずれか一項に記載の消費者製品。
(項58)
消費者製品の製造のための、先行する上記項のいずれかに記載の材料または複合材の使
用。
(項59)
パルプをフィブリル化セルロースと混合するステップを含み、前記パルプおよび前記フ
ィブリル化セルロースは、独立して、植物繊維からのものである、材料の製造方法。
(項60)
前記植物繊維をホモジナイザーに通過させることによってフィブリル化セルロースを調
製するステップをさらに含む、上記項59に記載の方法。
(項61)
前記ホモジナイザーが、約1~100MPaの圧力を発生させる、上記項60に記載の
方法。
(項62)
前記通過の回数が約2~100である、上記項60または61に記載の方法。
(項63)
前記混合するステップが水中で実施される、上記項59から62のいずれか一項に記載
の方法。
(項64)
共濾過をさらに含む、上記項59から63のいずれか一項に記載の方法。
(項65)
多層濾過をさらに含み、前記パルプまたは前記フィブリル化セルロースの層が、前記フ
ィブリル化セルロースまたは前記パルプの層の上で濾過される、上記項59から63のい
ずれか一項に記載の方法。
(項66)
前記材料を圧密するステップをさらに含む、上記項59から65のいずれか一項に記載
の方法。
(項67)
前記材料を乾燥するステップをさらに含む、上記項59から66のいずれか一項に記載
の方法。
(項68)
前記乾燥するステップが、前記材料を吸収材の間に配置することを含む、上記項67に
記載の方法。
(項69)
前記材料を、30~50℃の温度で乾燥するステップを含む、上記項67または68に
記載の方法。
(項70)
前記材料を、50~70℃の温度で乾燥するステップを含む、上記項67または68に
記載の方法。
(項71)
前記材料を、70~90℃の温度で乾燥するステップを含む、上記項67または68に
記載の方法。
(項72)
先行する上記項のいずれかに記載の材料に液体樹脂を含浸させるステップを含む、複合
材の製造方法。
(項73)
前記液体樹脂が、大豆油、亜麻仁油またはBIOCOATである、上記項72に記載の
方法。
(項74)
含浸させた材料を硬化するステップをさらに含む、上記項72または73に記載の方法
。
(項75)
植物セルロース、フィブリル化セルロースおよび別のポリマーを懸濁液中で混合するス
テップを含む、複合材の製造方法。
(項76)
前記別のポリマーが、ポリ乳酸、熱可塑性デンプン、バイオ由来ポリエチレンまたはバ
イオ由来ポリプロピレンである、上記項75に記載の方法。
(項77)
前記複合材を圧密するために熱を加えるステップをさらに含む、上記項75または76
に記載の方法。
(項78)
前記複合材を乾燥するステップをさらに含む、上記項75から77のいずれか一項に記
載の方法。
(項79)
前記別のポリマーが、繊維または粉末の形態である、上記項75から78のいずれか一
項に記載の方法。
(項80)
先行する上記項のいずれかに記載の材料、ラミネーションおよびポリマーフィルムを重
層するステップを含む、複合材の製造方法。
(項81)
前記ラミネーションがポリシロキサンを含む、上記項80に記載の方法。
(項82)
前記ラミネーションが石油由来ワックスを含む、上記項80に記載の方法。
(項83)
前記ポリマーフィルムが、ポリ乳酸、バイオ由来ポリエチレンまたはバイオ由来ポリプ
ロピレンを含む、上記項80から82のいずれか一項に記載の方法。
(項84)
前記ポリマーフィルムが、スリットダイを備えたマイクロコンパウンダーによって生成
される、上記項80から83のいずれか一項に記載の方法。
(項85)
前記重層するステップが、前記複合材を圧密することを含む、上記項80から84のい
ずれか一項に記載の方法。
(項86)
前記圧密することが、約50~200℃の温度で実施される、上記項66、77または
85に記載の方法。
(項87)
前記圧密することが、約120℃の温度で実施される、上記項87に記載の方法。
(項88)
前記圧密することが、約1~5t重の圧力で実施される、上記項66、77または85
に記載の方法。
(項89)
前記圧密することが、約1.5t重の圧力で実施される、上記項88に記載の方法。
(項90)
パルプ成形機を用いて物品を製造するステップを含む、消費者製品の製造方法。
(項91)
減圧成形によって前記物品をカプセル化するステップをさらに含む、上記項90に記載の方法。
(項92)
減圧成形、赤外線加熱および/または超音波加熱によって前記物品の表面にポリマー層をコーティングするステップをさらに含む、上記項90または91に記載の方法。
(項93)
赤外加熱または超音波加熱によって前記ポリマー層を加熱することによって前記物品を互いに接着するステップをさらに含む、上記項92に記載の方法。
(項94)
NFC、毛状繊維、天然パルプ繊維またはこれらの任意の組合せの層で前記物品をディップコーティングするステップをさらに含む、上記項90から93のいずれか一項に記載の方法。
(項95)
前記消費者製品がコーヒーカプセルであり、前記物品が、カプセル本体および/またはカプセル蓋である、上記項90から94のいずれか一項に記載の方法。
Claims (15)
- パルプを含む第1の層であって、ここで、前記パルプが、繊維懸濁液の水濾過中の湿潤紙プリフォームの形成におけるものである、第1の層;
ミクロフィブリル化セルロース(MFC)またはナノフィブリル化セルロース(NFC)プリフォームを含むフィブリル化セルロースを含む第2の層
を含む材料であって、
ここで、前記パルプおよび前記フィブリル化セルロースは、独立して、植物繊維から誘導され、そして
ここで、熱プレス中に前記第1の層および前記第2の層が圧密されてその結果、前記第1の層に前記第2の層が一緒に結合されて、パルプ繊維強化全セルロース複合材を製造する、材料。 - 前記植物繊維が、以下:バガス、亜麻、大麻、およびヤシのうちの1つ以上からの繊維を含む、請求項1に記載の材料。
- 前記材料がさらに、
フィブリル化セルロースを含む第3の層を含み、そして
ここで、前記第1の層が、前記第2の層と前記第3の層との間に位置し、そしてここで、熱プレス中に前記第1の層が前記第2の層および前記第3の層と圧密されてその結果、前記第1の層に前記第2の層および前記第3の層が一緒に結合される、
請求項1に記載の材料。 - 前記材料がさらに、
前記パルプを含む別の層を含み;そしてここで、前記別の層が、繊維懸濁液の水濾過中の湿潤紙プリフォームの形成におけるものであり、
ここで、前記第2の層が、前記第1の層と前記別の層との間に位置し、ここで、熱プレス中に前記第1の層および前記別の層が圧密されてその結果、前記第1の層および前記別の層に前記第2の層が一緒に結合される、
請求項1に記載の材料。 - 前記フィブリル化セルロースが、100nm未満の平均径を有する、請求項1に記載の材料。
- 前記第1の層がポリマーを含む、請求項1に記載の材料。
- 前記ポリマーが、以下:ポリ乳酸(PLA)、キチン、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、ポリヒドロキシアルカノエート(PHA、バクテリアポリエステル)、またはポリプロピレンのうちの1つを含む、請求項6に記載の材料。
- 前記ポリマーが、繊維または粉末の形態である、請求項6に記載の材料。
- 消費者製品の形に、前記第2の層が前記第1の層に含浸されている、請求項1に記載の材料。
- 前記消費者製品が、以下:食品パッケージ、食品配膳手段、自動車輌、家庭用もしくはオフィス用器具、電子デバイス、家庭用もしくはオフィス用家具、または子供用製品のうちの1つを含む、請求項9に記載の材料。
- 前記消費者製品が、以下:シート、袋、容器、プレートまたはトレイのうちの1つを含む、請求項9に記載の材料。
- 前記消費者製品が、即席麺用の容器を含む、請求項9に記載の材料。
- 前記消費者製品が、コーヒーカプセルを含む、請求項9に記載の材料。
- 前記コーヒーカプセルが、カプセル本体(CMB)およびカプセル蓋(CL)を含む、請求項13に記載の材料。
- 前記植物繊維が、竹からの繊維を含む、請求項1に記載の材料。
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