(57)【要約】  本開示は、分解性材料であって、（ａ）分解性材料の全重量に対して約６０重量％〜約９７重量％の第１の材料と、（ｂ）分解性材料の全重量に対して約３重量％〜約４０重量％の第２の材料と、を含み、前記第２の材料が、乳酸エステル及びグリコール酸エステルを含むオリゴマーである、分解性材料に関する。別の態様では、本開示は、（ａ）ポリ乳酸と、（ｂ）乳酸エステル及びグリコール酸エステルを含むオリゴマーと、を含む、分解性材料であって、５６℃よりも低いＴｇを有する分解性材料を提供する。更に別の態様では、本開示は、（ａ）ポリ乳酸と、（ｂ）乳酸エステル及びグリコール酸エステルを含むオリゴマーと、を含む分解性材料であって、６５℃よりも低いｔａｎδピークを有する、分解性材料を提供する。本開示に基づく分解性材料は、ポリ乳酸単独では本来見られない物理的性質を与えることが予期せずして見出された。更に、本明細書に開示される分解性材料では、分解性を損なうことなく、処理性、製造コスト、柔軟性、及び延性が高められることも予期せずして見出された。【特許請求の範囲】
【請求項１】
分解性材料であって、
（ａ）前記分解性材料の全重量に対して約６０重量％〜約９７重量％の第１の材料と、
（ｂ）前記分解性材料の全重量に対して約３重量％〜約４０重量％の第２の材料と、を含み、
前記第２の材料が、乳酸エステル及びグリコール酸エステルを含むオリゴマーである、分解性材料。
【請求項２】
前記第１の材料がポリ乳酸である、請求項１に記載の分解性材料。
【請求項３】
（ｃ）可塑剤を更に含む、請求項１に記載の分解性材料。
【請求項４】
前記可塑剤が、ポリエチレングリコール、デンプン、グルコース、ポリプロピレングリコール、並びにこれらのエーテル及びエステル、並びにこれらの組み合わせから選択される、請求項３に記載の分解性材料。
【請求項５】
重量％が第２の材料の全重量に対するものとして、前記第２の材料が、２５〜７５重量％の乳酸エステル及び２５〜７５重量％のグリコール酸エステルを含む、請求項１に記載の分解性材料。
【請求項６】
前記第１の材料が非晶質である、請求項１に記載の分解性材料。
【請求項７】
前記第１の材料が結晶質である、請求項１に記載の分解性材料。
【請求項８】
前記第１の材料が、結晶質と非晶質の混合物である、請求項１に記載の分解性材料。
【請求項９】
水分の存在下で約３８℃の温度に７日間曝露された場合に分解性材料の全重量に対して少なくとも７重量％の分解レベルを有する、請求項１に記載の分解性材料。
【請求項１０】
分解性材料であって、
（ａ）ポリ乳酸と、
（ｂ）乳酸エステル及びグリコール酸エステルを含むオリゴマーと、を含み、
５６℃よりも低いＴｇを有する、分解性材料。
【請求項１１】
分解性材料であって、
（ａ）ポリ乳酸と、
（ｂ）乳酸エステル及びグリコール酸エステルを含むオリゴマーと、を含み、
６５℃よりも低いｔａｎδピークを有する、分解性材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は分解性材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
分解性材料は、それらが分解し、かつ／又は所望の分解生成物を生成する性質のため、様々な用途において使用されている。そのような用途の１つに、飲食物の販売及び／又は消費を可能とするための包装材料及び他の使い捨て材料としての分解性材料の使用がある。こうした使い捨て材料は、使用後に単純に廃棄することが可能であり、料理の器、調理器具などのように洗浄する必要がないことから、消費者及び販売業者にとって望ましいものである。残念なことに、このようなパッキング及び使い捨て材料の使用の普及及び増加は、処理を必要とするごみ及び廃棄物の量の増大に拍車をかけている。こうしたごみ又は廃棄物は、ごみ焼却炉に投じられるか、ごみ捨て場に集積される。これらの廃棄物処理方法は環境上、多くの問題を引き起こす。
【０００３】
ポリ乳酸（「ＰＬＡ」）は、ほとんどの環境で分解するために分解性材料として使用されてきた。しかしながら、ＰＬＡはそれ自体では、環境条件下で速やかに分解することはない。それよりもむしろ、ＰＬＡは、注意深く調整されたコンポスト処理によって分解される。しかしながら、ＰＬＡは、例えば、８０℃以上の高温においてのみ、まとまった量で分解されうる。このため、ＰＬＡは、生分解にとっての条件が無酸素的であり、加水分解による分解が生じるうえで温度が充分に高くないごみ捨て場又は埋め立て地に廃棄されるものとして分類されていない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
様々な条件下で分解を行うことが可能な比較的低コストの分解性材料が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一態様では、本開示は、分解性材料であって、（ａ）分解性材料の全重量に対して約６０重量％〜約９７重量％の第１の材料と、（ｂ）分解性材料の全重量に対して約３重量％〜約４０重量％の第２の材料と、を含み、前記第２の材料が、乳酸エステル及びグリコール酸エステルを含むオリゴマーである、分解性材料を提供する。
【０００６】
別の態様において、本開示は、分解性材料であって、
（ａ）ポリ乳酸と、（ｂ）乳酸エステル及びグリコール酸エステルを含むオリゴマーとを含み、５６℃よりも低いＴｇを有する分解性材料を提供する。
【０００７】
別の態様では、本開示は、（ａ）ポリ乳酸と、（ｂ）乳酸エステル及びグリコール酸エステルを含むオリゴマーとを含む分解性材料であって、６５℃よりも低いｔａｎδピークを有する分解性材料を提供する。
【０００８】
上記の概要は、それぞれの実施形態を説明することを目的とするものではない。本発明の１つ以上の実施形態の詳細を以下の説明文においても記載する。他の特徴、目的、及び利点は、説明文及び特許請求の範囲から明らかとなるであろう。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本明細書では以下の用語を使用する。
【００１０】
本明細書で使用するところの「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」なる用語は、互換可能に使用され、１以上を意味し、「及び／又は」なる用語は、記述された事例の一方又は両方が起こりうることを示すために使用されるものであり、例えばＡ及び／又はＢとは、（Ａ及びＢ）及び（Ａ又はＢ）を含む。本明細書においては更に、端点による範囲の記載には、その範囲内に含まれるすべての数値が含まれる（例えば、１〜１０には、１．４、１．９、２．３３、５．７５、９．９８などが含まれる）。本明細書においては更に、「少なくとも１」の記載には、１以上のすべての数値が含まれる（例えば、少なくとも２、少なくとも４、少なくとも６、少なくとも８、少なくとも１０、少なくとも２５、少なくとも５０、少なくとも１００など）。
【００１１】
「分解性材料」とは、繊維又は微粒子以外の任意の種類の分解性材料を意味する。
【００１２】
本明細書においてポリマーと組み合わせて使用される「結晶質」とは、特有の融点を有するポリマーを意味する。
【００１３】
本明細書においてポリマーと組み合わせて使用される「非晶質」とは、非結晶質の化合物は融点又は、特有の融点を少なくとも有さないという点で非結晶質を意味する。
【００１４】
「オリゴマー」とは、構造又は化学組成が同じか若しくは異なる繰り返し単位を少なくとも４個有するが、構造又は化学組成が同じか若しくは異なる繰り返し単位を５００個以上は有さない任意の化合物を意味する。
【００１５】
「ポリマー」とは、構造又は化学組成が同じか若しくは異なる繰り返し単位を少なくとも１０００個有する任意の化合物を意味する。
【００１６】
「コポリマー」とは、例えばターポリマー、テトラポリマーなどを含む２以上のモノマー種から誘導されるポリマーを意味する。
【００１７】
本開示に基づく分解性材料は、ポリ乳酸単独では本来見られない物理的性質を与えることが予期せずして見出された。更に、本明細書に開示される分解性材料では、分解性を損なうことなく、処理性、製造コスト、柔軟性、及び延性が高められることも予期せずして見出された。
【００１８】
本開示において有用な第１の材料はポリ乳酸である。ポリマーの分解速度は、ポリマーの主鎖の構造によって少なくとも一部依存する。例えば、ポリマーは、繰り返し単位の種類、組成、配列、長さ、分子の形状、分子量、形態（例えば結晶化度、スフェルライトの大きさ、及び配向）、親水性、疎水性、表面積、及び添加剤に応じて異なる速度で分解しうる。ラクチドモノマーに関しては、ラクチドは、立体異性体であるＬ−ラクチド、Ｄ−ラクチド、及びＤ，Ｌ−ラクチド（メソラクチド）のラセミ体の３つの異なる形態で存在する点に注意を要する。ラクチド単位のキラリティーは、特に分解速度、並びに物理的及び機械的特性を調節する手段を与える。ポリ−Ｌ−ラクチド（ＰＬＬＡ）は、Ｌ−ラクチドの重合によって得られる生成物である。ＰＬＬＡは、約３７％の結晶化度、５０〜８０℃のガラス転移温度、及び１７３〜１７８℃の融点を有する半結晶性ポリマーである。ＰＬＬＡは比較的遅い分解速度を有する。Ｌ−ラクチドとＤ−ラクチドのラセミ混合物の重合により、通常はポリ−ＤＬ−ラクチド（ＰＤＬＬＡ）が合成されるが、これは非晶質ポリマーであるため、ＰＬＬＡよりも速い分解速度を有する。立体特異的触媒の使用により、結晶化度を示すことが分かっているヘテロタクチックなＰＬＡが生ずる。
【００１９】
ポリマーの結晶化度、したがって結果として生じる化学的及び物理的性質は、使用されるＬエナンチオマーに対するＤエナンチオマーの比によって制御される。本開示に基づけば乳酸の各立体異性体を個別に使用するか、又は組み合わせることができる。更に、高分子量及び低分子量のポリ（ラクチド）を混合することにより乳酸の立体異性体を改質することができる。本開示において有用なポリ乳酸の市販の例としては、例えば、いずれもネイチャー・ワークス社（NatureWorks）（ミネソタ州ミネトンカ）より、「ＰＬＡ  ４０６０」の商品名で市販される非晶質ポリ乳酸、及び「ＰＬＡ  ４０３２」の商品名で市販される結晶質ポリ乳酸が挙げられる。
【００２０】
本開示において使用される第２の材料は、乳酸エステル及びグリコール酸エステルの繰り返し単位を有するオリゴマーである。「乳酸エステル」及び「乳酸」なる用語は本明細書では互換可能に用いられている。「グリコール酸エステル」及び「グリコール酸」なる用語は本明細書では互換可能に用いられている。特定の実施形態では、モノマーの全重量に対する乳酸エステルの重量％は、約２５重量％以上である。特定の実施形態では、モノマーの全重量に対する乳酸エステルの重量％は、約３０重量％以上である。特定の実施形態では、モノマーの全重量に対する乳酸エステルの重量％は、約３５重量％以上である。特定の実施形態では、モノマーの全重量に対する乳酸エステルの重量％は、約４０重量％以上である。特定の実施形態では、モノマーの全重量に対する乳酸エステルの重量％は、約４５重量％以上である。特定の実施形態では、モノマーの全重量に対する乳酸エステルの重量％は、約５０重量％以上である。特定の実施形態では、モノマーの全重量に対する乳酸エステルの重量％は、約５５重量％以上である。特定の実施形態では、モノマーの全重量に対する乳酸エステルの重量％は、約６０重量％以上である。特定の実施形態では、モノマーの全重量に対する乳酸エステルの重量％は、約６５重量％以上である。特定の実施形態では、モノマーの全重量に対する乳酸エステルの重量％は、約７０重量％以上である。
【００２１】
特定の実施形態では、モノマーの全重量に対する乳酸エステルの重量％は、約７５重量％以下である。特定の実施形態では、モノマーの全重量に対する乳酸エステルの重量％は、約７０重量％以下である。特定の実施形態では、モノマーの全重量に対する乳酸エステルの重量％は、約６５重量％以下である。特定の実施形態では、モノマーの全重量に対する乳酸エステルの重量％は、約６０重量％以下である。特定の実施形態では、モノマーの全重量に対する乳酸エステルの重量％は、約５５重量％以下である。特定の実施形態では、モノマーの全重量に対する乳酸エステルの重量％は、約５０重量％以下である。特定の実施形態では、モノマーの全重量に対する乳酸エステルの重量％は、約４５重量％以下である。特定の実施形態では、モノマーの全重量に対する乳酸エステルの重量％は、約４０重量％以下である。特定の実施形態では、モノマーの全重量に対する乳酸エステルの重量％は、約３５重量％以下である。特定の実施形態では、モノマーの全重量に対する乳酸エステルの重量％は、約３０重量％以下である。特定の実施形態では、モノマーの全重量に対する乳酸エステルの重量％は、約２５〜約７５重量％の範囲である。
【００２２】
特定の実施形態では、モノマーの全重量に対するグリコール酸エステルの重量％は、約２５重量％以上である。特定の実施形態では、モノマーの全重量に対するグリコール酸エステルの重量％は、約３０重量％以上である。特定の実施形態では、モノマーの全重量に対するグリコール酸エステルの重量％は、約３５重量％以上である。特定の実施形態では、モノマーの全重量に対するグリコール酸エステルの重量％は、約４０重量％以上である。特定の実施形態では、モノマーの全重量に対するグリコール酸エステルの重量％は、約４５重量％以上である。特定の実施形態では、モノマーの全重量に対するグリコール酸エステルの重量％は、約５０重量％以上である。特定の実施形態では、モノマーの全重量に対するグリコール酸エステルの重量％は、約５５重量％以上である。特定の実施形態では、モノマーの全重量に対するグリコール酸エステルの重量％は、約６０重量％以上である。特定の実施形態では、モノマーの全重量に対するグリコール酸エステルの重量％は、約６５重量％以上である。特定の実施形態では、モノマーの全重量に対するグリコール酸エステルの重量％は、約７０重量％以上である。
【００２３】
特定の実施形態では、モノマーの全重量に対するグリコール酸エステルの重量％は、約７５重量％以下である。特定の実施形態では、モノマーの全重量に対するグリコール酸エステルの重量％は、約７０重量％以下である。特定の実施形態では、モノマーの全重量に対するグリコール酸エステルの重量％は、約６５重量％以下である。特定の実施形態では、モノマーの全重量に対するグリコール酸エステルの重量％は、約６０重量％以下である。特定の実施形態では、モノマーの全重量に対するグリコール酸エステルの重量％は、約５５重量％以下である。特定の実施形態では、モノマーの全重量に対するグリコール酸エステルの重量％は、約５０重量％以下である。特定の実施形態では、モノマーの全重量に対するグリコール酸エステルの重量％は、約４５重量％以下である。特定の実施形態では、モノマーの全重量に対するグリコール酸エステルの重量％は、約４０重量％以下である。特定の実施形態では、モノマーの全重量に対するグリコール酸エステルの重量％は、約３５重量％以下である。特定の実施形態では、モノマーの全重量に対するグリコール酸エステルの重量％は、約３０重量％以下である。特定の実施形態では、モノマーの全重量に対するグリコール酸エステルの重量％は、約２５〜約７５重量％の範囲である。
【００２４】
第２の材料は、１以上の更なる成分を更に含んでもよい。これらの成分としては、以下に限定されるものではないが、乳酸オリゴマーの誘導体；ポリエチレングリコール；ポリエチレンオキシド；乳酸オリゴマー；クエン酸エステル（クエン酸トリブチルオリゴマー、クエン酸トリエチル、クエン酸アセチルトリブチル、クエン酸アセチルトリエチルなど）；グルコースのモノエステル；脂肪酸の部分エステル；ＰＥＧモノラウレート；トリアセチン；ポリ（ε−カプロラクトン）；ポリ（ヒドロキシブチラート）；グリセリン−１−ベンゾエート−２，３−ジラウレート；グリセリン−２−ベンゾエート−１，３−ジラウレート；デンプン；ビス（ブチルジエチレングリコール）アジペート；エチルフタリルエチルグリコレート；グリセリンジアセテートモノカプリレート；ジアセチルモノアシルグリセロール；ポリプロピレングリコール（及びそのエポキシ誘導体）；ポリ（プロピレングリコール）ジベンゾエート、ジプロピレングリコールジベンゾエート；グリセロール；エチルフタリルエチルグリコレート；ポリ（エチレンアジペート）ジステアレート；ジ−イソ−ブチルアジペート；及びこれらの組み合わせが挙げられる。
【００２５】
本開示に基づく分解性材料は、化学的及び物理的に分解しうる。理論に束縛されることを望むものではないが、第２の材料は分解添加剤として振る舞い、第１の材料（例えば、ポリ乳酸）の加水分解を触媒することによって分解プロセスを開始するものと考えられる。例えば、乳酸とグリコール酸のオリゴマーは速やかに分解して、酸性化合物（それぞれグリコール酸と乳酸の混合物）を形成する。
【００２６】
第１及び第２の材料は、多くの熱可塑性材料と同様、フィルム及び他の種類の材料に加工することができる。第１及び第２の材料は、異なる重量比又は重量％で例えばペレットの形態に合わせられる。特定の実施形態では、第１の材料は、大きな量で存在する。特定の実施形態では、分解性材料の全重量に対する第１の材料の重量％は、５０重量％よりも大きいか、６０重量％よりも大きいか、７０重量％よりも大きいか、８０重量％よりも大きいか、９０重量％よりも大きいか、又は更には９５重量％よりも大きい。特定の実施形態では、分解性材料の全重量に対する第１の材料の重量％は、５０重量％よりも大きく、９９重量％よりも小さい。特定の実施形態では、分解性材料の全重量に対する第１の材料の重量％は、約６０重量％〜約９７重量％の間である。
【００２７】
特定の実施形態では、第２の材料は小さな量で存在する。特定の実施形態では、分解性材料の全重量に対する第２の材料の重量％は、５０重量％よりも小さいか、４０重量％よりも小さいか、３０重量％よりも小さいか、２０重量％よりも小さいか、１０重量％よりも小さいか、又は更には５重量％よりも小さい。特定の実施形態では、分解性材料の全重量に対する第２の材料の重量％は、５０重量％よりも小さく、１重量％よりも大きい。特定の実施形態では、分解性材料の全重量に対する第２の材料の重量％は、約４重量％〜約３０重量％の間である。
【００２８】
一実施形態では、分解性材料は、第１の材料と第２の材料とを所望の量で混合又はブレンドすることによって調製することができる。これは、当業者には周知の任意の方法によって行うことができる。例えば、乳酸エステル及びグリコール酸エステルの繰り返し単位を含むポリ乳酸ポリマー及びオリゴマーを、純粋な形態で混合、例えば、ミルロールブレンディングによってブレンドし、当該技術分野における一般的な知識に基づいて選択された温度に加熱することによって上記の成分の少なくとも１つを部分的又はほぼ完全に融解する。特定の実施形態では、第１及び／又は第２の材料を互いに混合する前に乾燥させる。例えば、特定の実施形態では、第１の物質を、例えば４１℃の乾燥温度で一晩乾燥させる。
【００２９】
一実施形態では、第１の材料と第２の材料とを、例えば、２５ｍｍ二軸押出成形機（ベルストルフ社（Berstorff）（ドイツ、ハノーバー）より「Ｕｌｔｒａｇｌｉｄｅ」の商品名で市販されるもの）などの押出成形機内で合わせる。次いで押出成形機を、第１及び第２の材料として使用するために選択された材料の種類に応じて加熱する。例えば、特定の実施形態では、押出成形機を約１９０℃〜約２３０℃の温度に加熱する。特定の実施形態では、押出成形機を約１５０℃に加熱する。次に冷水などの冷媒に通して溶融した分解性材料のストランドを引き、冷却されたストランドをペレットに切断することにより、分解性材料のペレットを調製する。特定の実施形態では、分解性材料のペレットは円筒形状を有する。次いで、ペレットを乾燥する。例えば、特定の実施形態では、ペレットを、約４０〜５０ｍｍＨｇ（５．３３〜６．６７ｋＰａ）の真空下、４１℃で一晩乾燥する。特定の実施形態では、水中ペレタイザーを押出成形機の出口に直接取り付ける。
【００３０】
本開示の分解性材料は、例えば、押出成形品などの各種の成形品の製造に使用することができる。本明細書において使用するところの「押出成形品」なる用語には、押出プロセスに基づいて製造された成形品が含まれる。押出成形品は、別の物体の一部であってもよい。例示的な押出成形品としては、フィルム、ゴミ袋、買い物袋、容器の封止フィルム、パイプ、飲み物のストロー、スパンボンド不織材料、及びシートがある。本開示に基づく成形品は、プロファイル押出成形用の配合物から製造することができる（例えば、飲み物のストロー及びパイプ）。本開示に基づく成形品は、サーモフォーム押出成形法で製造することもできる（例えば、カップ、プレート、及び食品産業以外のものでありうる他の成形品を製造するためのシート）。
【００３１】
特定の実施形態では、こうした押出成形品は、３つの温度ゾーンを有する、シー・ダブリュー・ブラベンダー社（C.W. Brabender）（ニュージャージー州サウスハッケンサック）から「Ｉｎｔｅｌｌｉ−Ｔｏｒｑｕｅ  ｍｏｄｅｌ」の商品名で市販されるものなどの単軸押出成形機内に分解性材料のペレットを供給することによって製造される。得られる押出成形品の所望の用途及び物理的特性に応じて異なるサイズ及び形状のダイを使用することができる。例えば、特定の実施形態では、６インチ（１５．２４ｃｍ）のフラットシートフィルムダイ（エクトルージョン・ダイ社（Extrusion Die Inc.）（ウィスコンシン州チッペワフォールズ）より「Ｕｌｔｒａｆｌｅｘ−４０」の商品名で市販されるもの）を使用することができる。次いで、押出成形機を、第１及び第２の材料として使用するために選択された材料の種類及び製造される押出成形品の種類に応じて加熱する。例えば、特定の実施形態では、押出成形機を約１４９℃の温度に加熱する。得られる押出成形品の所望の厚さに応じて押出成形機で異なるダイ間隔を設定することができる。例示的な一実施形態では、０．１２７ｍｍのダイ間隔に設定し、厚さ０．０２５ｍｍのフィルムの形態の押出成形品を成形する。製造される押出成形品の種類に応じて押出成形機の回転速度及びトルクの設定を変えることもできる。例えば、単軸押出成形機の回転速度を９０ｒｐｍとし、トルクを４６％とすることができる。
【００３２】
添加剤
本明細書に開示される分解性材料には、改質剤及び他の添加剤を加えることができる。例えば、本明細書に開示される分解性材料に可塑剤を加えることができる。可塑剤は、例えば、ポリマーのガラス転移温度を変えるなど、可塑剤が添加されるポリマーの物理的性質を変化させる物質である。一般的に、顕著な効果を得るためには可塑剤はポリマーと相溶性を有する必要がある。特定の実施形態では、本開示において有用な可塑剤として、ポリエチレンオキシド；クエン酸エステル；クエン酸トリエチル；クエン酸アセチルトリブチル；クエン酸アセチルトリエチル；グルコースモノエステル；脂肪酸の部分エステル；ＰＥＧモノラウレート；トリアセチン；ポリ（ε−カプロラクトン）；ポリ（ヒドロキシブチラート）；グリセリン−１−ベンゾエート−２，３−ジラウレート；グリセリン−２−ベンゾエート−１，３−ジラウレート；ビス（ブチルジエチレングリコール）アジペート；グリセリンジアセテートモノカプリレート；ジアセチルモノアシルグリセロール；ポリ（プロピレングリコール）ジベンゾエート、ジプロピレングリコールジベンゾエート；グリセロール；エチルフタリルエチルグリコレート；ポリ（エチレンアジペート）ジステアレート；ジ−イソ−ブチルアジペート；ジエチルフタレート；ｐ−トルエンエチルスルホンアミド；トリフェニルホスフェート；トリエチルトリカルバリレート；メチルフタリルエチルグリコレート；スクロースオクタアセテート；ソルビトールヘキサアセテート；マンニトールヘキサアセテート；ペンタエリスリトールテトラアセテート；トリエチレンジアセテート；ジエチレンジプロピオネート；ジエチレンジアセテート；トリブチリン；トリプロピオニン；及びこれらに類するもの；並びにこれらの組み合わせが挙げられる。
【００３３】
特定の実施形態では、本開示において有用な可塑剤には、大豆、トウモロコシ、ヒマシ油、ヤシ、ココナツ、落花生、亜麻仁、ヒマワリ、ババスヤシ、パーム核、カノーラ、オリーブ、カルナウバ蝋、アブラギリ、ホホバ、グレープシード、アンジローバ、アーモンド、スイートアーモンド、コットン、クルミ、小麦胚芽、米、マカダミア、ゴマ、ヘーゼルナッツ、カカオ（バター）、カシューナッツ、クプアス、ケシ、及びそれらの可能な水素添加誘導体などに由来する「天然」（自然界に見出される）の植物油又はそのエステル若しくはエポキシ誘導体が挙げられる。石油及び天然ガスなどの炭化水素に由来する合成物質も適当である。これらの物質の例としては、２−エチルヘキシルフタレートなどのフタレート、ジオクチルアジペートなどのアジペート、トリメチルトリメリテートなどのトリメリテート、及びジオクチルマレエートなどのマレエートが挙げられる。
【００３４】
天然の充填剤を本開示の分解性材料に加えることもできる。本開示において有用な天然の充填剤としては、例えば、木粉又は木くず、デンプン及びもみ殻などのリグノセルロース充填剤が挙げられる。他の有用な充填剤としては、タルク及び炭酸カルシウムが挙げられる。加工助剤及び分散剤を本開示の分解性材料に使用することができる。本開示において有用な例示的な加工助剤／分散剤としては、「Ｓｔｒｕｋｔｏｌ」（米国のストルクトール・オブ・アメリカ社（Struktol Company of America）より市販されるもの）の商品名で市販されるものなどの熱可塑性材料を含む組成物が挙げられる。
【００３５】
例えば、窒化ホウ素又などの核形成剤、又は、「ＨＰＮ」の商品名で販売される核形成剤（ミリケン社（Milliken）より市販されるもの）は、本開示の分解性材料に添加することができる別の種類の添加剤である。相溶化剤は、本開示で使用することができる別の部類の添加剤である。例示的な相溶化剤の例としては、無水マレイン酸で官能化又はグラフトされたポリオレフィン、ナトリウムで中和したエチレンアクリル酸又はエチレンメタクリル酸コポリマーに基づいたイオノマー（デュポン社（DuPont）より「Ｓｕｒｌｙｎ」の商品名で販売されるものなど）が挙げられる。本開示において有用な他の添加剤としては、例えば、一次酸化防止剤、及び二次酸化防止剤、顔料などの熱安定剤、オリゴマーＨＡＬＳタイプの紫外線安定剤（ヒンダードアミン光安定剤）などが挙げられる。
【００３６】
以下は、本開示の例示的な実施形態である。
【００３７】
実施形態１  分解性材料であって、
（ａ）分解性材料の全重量に対して約６０重量％〜約９７重量％の第１の材料と、
（ｂ）分解性材料の全重量に対して約３重量％〜約４０重量％の第２の材料と、を含み、
前記第２の材料が、乳酸エステル及びグリコール酸エステルを含むオリゴマーである、分解性材料。
【００３８】
実施形態２  前記第１の材料がポリ乳酸である、実施形態１の分解性材料。
【００３９】
実施形態３  （ｃ）可塑剤を更に含む、前記実施形態のいずれかの分解性材料。
【００４０】
実施形態４  前記可塑剤が、ポリエチレングリコール、デンプン、グルコース、ポリプロピレングリコール、並びにこれらのエーテル及びエステル、並びにこれらの組み合わせから選択される、実施形態３の分解性材料。
【００４１】
実施形態５  重量％が第２の材料の全重量に対するものとして、前記第２の材料が、２５〜７５重量％の乳酸エステル及び２５〜７５重量％のグリコール酸エステルを含む、前記実施形態のいずれかの分解性材料。
【００４２】
実施形態６  前記第１の材料が非晶質である、前記実施形態のいずれかの分解性材料。
【００４３】
実施形態７  前記第１の材料が結晶質である、実施形態１、２、３、４又は５の分解性材料。
【００４４】
実施形態８  前記第１の材料が、結晶質と非晶質の混合物である、実施形態１、２、３、４又は５の分解性材料。
【００４５】
実施形態９  水分の存在下で約３８℃の温度に７日間曝露された場合に分解性材料の全重量に対して少なくとも３重量％の分解レベルを有する、実施形態６の分解性材料。
【００４６】
実施形態１０  水分の存在下で約３８℃の温度に７日間曝露された場合に分解性材料の全重量に対して少なくとも５重量％の分解レベルを有する、実施形態７の分解性材料。
【００４７】
実施形態１１  水分の存在下で約３８℃の温度に７日間曝露された場合に分解性材料の全重量に対して少なくとも７重量％の分解レベルを有する、実施形態８の分解性材料。
【００４８】
実施形態１２  分解性材料であって、
（ａ）ポリ乳酸と、
（ｂ）乳酸エステル及びグリコール酸エステルを含むオリゴマーと、を含み、
５６℃よりも低いＴｇを有する、分解性材料。
【００４９】
実施形態１３  （ｃ）可塑剤を更に含む、実施形態１２の分解性材料。
【００５０】
実施形態１４  前記可塑剤が、ポリエチレングリコール、デンプン、グルコース、ポリプロピレングリコール、並びにこれらのエーテル及びエステル、並びにこれらの組み合わせから選択される、実施形態１３の分解性材料。
【００５１】
実施形態１５  重量％が第２の材料の全重量に対するものとして、前記第２の材料が２５〜７５重量％の乳酸エステル及び２５〜７５重量％のグリコール酸エステルを含む、前記実施形態１２、１３又は１４の分解性材料。
【００５２】
実施形態１６  前記第１の材料が非晶質である、実施形態１２、１３、１４又は１５の分解性材料。
【００５３】
実施形態１７  前記第１の材料が結晶質である、実施形態１２、１３、１４又は１５の分解性材料。
【００５４】
実施形態１８  前記第１の材料が、結晶質と非晶質の混合物である、実施形態１２、１３、１４又は１５の分解性材料。
【００５５】
実施形態１９  水分の存在下で約３８℃の温度に７日間曝露された場合に分解性材料の全重量に対して少なくとも３重量％の分解レベルを有する、実施形態１６の分解性材料。
【００５６】
実施形態２０  水分の存在下で約３８℃の温度に７日間曝露された場合に分解性材料の全重量に対して少なくとも５重量％の分解レベルを有する、実施形態１７の分解性材料。
【００５７】
実施形態２１  水分の存在下で約３８℃の温度に７日間曝露された場合に分解性材料の全重量に対して少なくとも７重量％の分解レベルを有する、実施形態１８の分解性材料。
【００５８】
実施形態２２  分解性材料であって、
（ａ）ポリ乳酸と、
（ｂ）乳酸エステル及びグリコール酸エステルを含むオリゴマーと、を含み、
６５℃よりも低いｔａｎδピークを有する、分解性材料。
【００５９】
実施形態２３  （ｃ）可塑剤を更に含む、実施形態２２のいずれかの分解性材料。
【００６０】
実施形態２４  前記可塑剤が、ポリエチレングリコール、デンプン、グルコース、ポリプロピレングリコール、並びにこれらのエーテル及びエステル、並びにこれらの組み合わせから選択される、実施形態２３の分解性材料。
【００６１】
実施形態２５  重量％が第２の材料の全重量に対するものとして、前記第２の材料が２５〜７５重量％の乳酸エステル及び２５〜７５重量％のグリコール酸エステルを含む、前記実施形態２２、２３又は２４の分解性材料。
【００６２】
実施形態２６  前記第１の材料が非晶質である、実施形態２２、２３、２４又は２５の分解性材料。
【００６３】
実施形態２７  前記第１の材料が結晶質である、実施形態２２、２３、２４又は２５の分解性材料。
【００６４】
実施形態２８  前記第１の材料が、結晶質と非晶質の混合物である、実施形態２２、２３、２４又は２５の分解性材料。
【００６５】
実施形態２９  水分の存在下で約３８℃の温度に７日間曝露された場合に分解性材料の全重量に対して少なくとも３重量％の分解レベルを有する、実施形態２６の分解性材料。
【００６６】
実施形態３０  水分の存在下で約３８℃の温度に７日間曝露された場合に分解性材料の全重量に対して少なくとも５重量％の分解レベルを有する、実施形態２７の分解性材料。
【００６７】
実施形態３１  水分の存在下で約３８℃の温度に７日間曝露された場合に分解性材料の全重量に対して少なくとも７重量％の分解レベルを有する、実施形態２８の分解性材料。
【実施例】
【００６８】
本開示の利点及び実施形態を以下の実施例によって更に例示するが、これらの実施例に記載される特定の材料及びそれらの量、並びに他の条件及び詳細は、本発明を不当に限定するものとして解釈されるべきではない。これらの実施例では、比率、割合及び比はすべて、特に断らないかぎり重量に基づいたものである。
【００６９】
以下の実施例ではこれらの略語を使用する。すなわち、ｇ＝グラム、ｍｉｎ＝分、ｃｍ＝センチメートル、ｍｍ＝ミリメートル、ｍｌ＝ミリリットル、Ｐａ＝パスカル、及びｍｍＨｇ＝水銀ミリメートル。
【００７０】
以下の実施例において示される結果は以下の試験方法を用いて得た。
【００７１】
動的機械的分析（ＤＭＡ）：ＤＭＡは、セイコー・インスツルメンツ社（Seiko Instruments）（テキサス州オースチン）より販売されるＤＭＳ６１００モデルＥＸＳＴＡＲ  ６０００を使用して行った。各試験試料は厚さ約４０マイクロメートルの薄いフィルムから調製した。打ち抜き型を使用して１２ｍｍ×２０ｍｍの大きさの試料をこのフィルムから打ち抜いた。実験の始めに、ＤＭＳ６１００の２つの振動クランプの間に試験試料を固定し、実験の間、温度を制御するために用いられる液体窒素デュワー瓶からなる、しっかりと密封された環境チャンバ内に封入した。チャンバ内にある間、試料は１０重量グラム（０．０９Ｎ）の振動数１Ｈｚの振動性の張力、及び、−３０℃〜１３０℃の温度スウィープに同時に曝した。温度スウィープは３℃／分の速度で行った。５５℃における引張り弾性率及びｔａｎδピークを各試料について測定した。
【００７２】
結晶質ＰＬＡブレンドのガラス転移温度（Ｔｇ）及び融解熱ピーク：Ｔｇ及び融解熱ピーク（ΔＨ結晶質）を、ティー・エー・インスツルメンツ社（TA Instruments）（デラウェア州ニューキャッスル）より販売されるモデルＱ２０００  ＤＳＣ装置によって変調型示差走査熱量測定法（ＭＤＳＣ）により測定した。各試験試料は厚さ約４０マイクロメートルの薄いフィルムから調製した。打ち抜き型を使用して、直径４．８ｍｍの円形の試料を切り抜き、アルミニウム製のＤＳＣパン内に圧着した。変調型ＤＳＣ（ＭＤＳＣ）を毎分３℃の加熱速度、約１．０℃の温度変調、６０秒間の変調長さ、及び０℃〜３００℃までの加熱により行った。熱分析ソフトウェアを使用して温度及びガラス転移温度（Ｔｇ）の値に対する熱流量のプロットを得た。
【００７３】
以下の実施例では以下の材料を使用した。
【００７４】
第１の材料
「ＰＬＡ  ４０６０」：ネイチャー・ワークス社（NatureWorks）（ミネソタ州ミネトンカ）より市販される非晶質ポリ乳酸。
【００７５】
「ＰＬＡ  ４０３２」：ネイチャー・ワークス社より市販される結晶質ポリ乳酸。
【００７６】
第２の材料
以下の説明にしたがって調製した７５モル％の乳酸と２５モル％のグリコール酸とのオリゴマーコポリマー（ＯＬＧＡ）：約１０６．２ｇの乳酸の水溶液（エー・ディー・エム社（ＡＤＭ）（デラウェア州ウィルミントン）より市販されるもの）及び３７．６ｇのグリコール酸（デュポン社（DuPont）（デラウェア州ウィルミントン）より市販されるもの）を２５０ｍｌの反応容器に加えた。約２４ｇの水を、５５℃の温度及び５０ｍｍＨｇ（６．６７ｋＰａ）の真空下で留去した。この後、バッチ温度を１２５℃に昇温し、これらの条件下に反応を４時間維持した。混合液中に窒素をパージし、試料を抜いて０．５Ｎの水酸化カリウム（ＫＯＨ）のメタノール溶液で滴定した。３５０ｇ／当量の滴定値に達した時点で反応を停止し、ＯＬＧＡ材料を反応容器から取り出した。
【００７７】
比較例Ａ
３つの温度ゾーンを有する一軸押出成形機（シー・ダブリュー・ブラベンダー社（C.W.Brabenders）（ニュージャージー州サウスハッケンサック）から「Ｉｎｔｅｌｌｉ−Ｔｏｒｑｕｅ  ｍｏｄｅｌ」の商品名で市販されるもの）を使用して非分解性フィルムを調製した。６インチ（１５．２４ｃｍ）のフラットシートフィルムダイ（エクトルージョン・ダイ社（Extrusion Die Inc.）（ウィスコンシン州チッペワフォールズ）より「Ｕｌｔｒａｆｌｅｘ−４０」の商品名で市販されるもの）を押出成形機に取り付けた。真空下（約１００〜５００ｍｍＨｇ（１３．３２Ｐａ〜６６．７Ｐａ））、４１℃（１０５°Ｆ）の乾燥温度で予め一晩乾燥させたＰＬＡ  ４０６０のペレットを、ダイ及び押出成形機を約１４９℃（３００°Ｆ）に加熱しながら一軸押出成形機に供給した。０．１２７ｍｍ（５ミル）にダイ間隔を設定し、厚さ０．０２５ｍｍ（１ミル）のフィルムを成形した。一軸押出成形機の回転速度は９０ｒｐｍとし、トルクは４６％とした。
【００７８】
比較例Ｂ
ＰＬＡ  ４０６０の代わりにＰＬＡ  ４０３２を使用した以外は、比較例１において述べたようにして非分解性フィルムを調製した。ＰＬＡ  ４０３２のペレットは、一軸押出成形機に供給するのに先立って７７℃（１７０°Ｆ）で一晩乾燥した。
【００７９】
比較例１及び２のプロセス条件を下記表１にまとめて示す。
【００８０】
【表１】
2013545875.tif 000002
【００８１】
（実施例１）
第１の材料と第２の材料とをブレンドすることにより、分解性のマスターバッチを調製した。ＰＬＡ  ４０６０及びＯＬＧＡのペレットを、８０／２０の重量比で２５ｍｍ二軸押出成形機（ベルストルフ社（Berstorff）（ドイツ、ハノーバー）より「Ｕｌｔｒａｇｌｉｄｅ」の商品名で市販されるもの）中で混合した。第１の材料と第２の材料とをブレンドするのに先立って、真空下（約１００〜５００ｍｍＨｇ（１３．３Ｐａ〜６６．７Ｐａ））、４１℃（１０５°Ｆ）の乾燥温度で一晩乾燥させた。二軸押出成形機を約１５０℃に加熱し、溶融した材料のストランドを冷水に通して引き、円筒状のペレットに切断した。ペレットを、１３．３〜６６．７Ｐａの真空下、４１℃で一晩乾燥した。
【００８２】
この分解性マスターバッチのペレットを、押出成形機のトルクを３６％とした以外は比較例１で述べたようにして一軸押出成形機に供給することによって成形した。
【００８３】
【表２】
2013545875.tif 000003
【００８４】
（実施例２〜４）
実施例２〜４では、以下の説明を用いた。すなわち、実施例１で述べたようにして第１の材料と第２の材料とをブレンドすることにより分解性のマスターバッチを調製した。次に、比較例１で述べたように一軸押出成形機中で分解性のマスターバッチのペレットをＰＬＡ  ４０６０のペレットと混合することによって分解性フィルムを調製した。実施例２〜４の組成及びプロセス条件を下記表３に示す。
【００８５】
【表３】
2013545875.tif 000004
【００８６】
（実施例５〜８）
実施例５〜８では以下の説明を用いた。すなわち、第１の材料としてＰＬＡ  ４０３２を使用した以外は実施例１で述べたようにして第１の材料と第２の材料とをブレンドすることにより分解性のマスターバッチを調製した。ＰＬＡ  ４０３２は、第２の材料（ＯＬＧＡ）と合わせるのに先立って７７℃（１７０°Ｆ）で一晩乾燥した。分解性のマスターバッチのペレットを、真空下、７７℃で乾燥した。次に、比較例１で述べたように一軸押出成形機中でマスターバッチのペレットをＰＬＡ  ４０３２のペレットと混合することによって分解性フィルムを調製した。実施例５〜８の組成及びプロセス条件を下記表４に示す。
【００８７】
【表４】
2013545875.tif 000005
【００８８】
第１及び第２の材料の合計量に対する比較例Ａ及びＢ、並びに実施例１〜８の概要を下記表５に示す。
【００８９】
【表５】
2013545875.tif 000006
【００９０】
比較例Ａ及びＢに述べられるようにして調製した非分解性フィルムの試料、及び実施例１〜８に述べられるようにして調製した分解性フィルムの試料を、上記に述べたように結晶性ブレンドについてのＤＭＡ試験、Ｔｇ及び融解熱（ΔＨ結晶性）の測定に供した。５５℃における引張り弾性率、ｔａｎδピーク、Ｔｇ及び融解熱の結果を下記表６に示す。
【００９１】
【表６】
2013545875.tif 000007
【００９２】
比較例Ａ及びＢ、並びに実施例１〜８で述べたようにして調製したフィルムの分解速度を３８℃（１００°Ｆ）で７日後に測定した。別々の容器に重さ約１．０ｇのフィルム及び１００ｇの脱（ＤＩ）イオン水を加えた。各容器を、約３８℃の試験温度に設定した対流式オーブンに７日間入れた。各容器から水を抜いた後、フィルムを６５℃で一晩（約１６時間）乾燥した。フィルムをオーブンから取り出し、室内の周囲条件で冷却してから秤量した。次いで重量損失率（％）を計算し、下記表７に示す。
【００９３】
【表７】
2013545875.tif 000008
【００９４】
ＰＬＡ  ４０６０及びＰＬＡ  ４０３２のいずれも、単独では、３８℃で７日間後に少なくとも５％の分解レベルとなる分解性フィルムは得られなかった。本開示に基づく分解性フィルムの分解レベルは、比較例Ａ及びＢの分解レベルと比較して大幅に高くなっている。
【００９５】
本発明の範囲及び趣旨から逸脱しない本発明の様々な変更及び改変は、当業者には明らかであろう。
【国際調査報告】
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