(57)【要約】  約３５から約７５重量％までの水及び約２５から約６５重量％までのポリヒドロキシアルカノエートで構成される生分解性水性分散液を開示する。少なくとも１つの食物接触面を有する生分解性基材を含む生分解性給食用品も開示する。生分解性水性分散液から形成されるコーティングを少なくとも１つの食物接触面上に適用する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
約３５から約７５重量％までの水；及び
約２５から約６５重量％までのポリヒドロキシアルカノエート
を含む食物接触基材をコーティングするための生分解性水性分散液。
【請求項２】
分散液が約２５から約６５重量％までのポリ−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（“Ｐ（３ＨＢ−ｃｏ−３ＨＨｘ）”）を含む請求項１に記載の生分解性水性分散液。
【請求項３】
Ｐ（３ＨＢ−ｃｏ−３ＨＨｘ）が約７５から約９９モルパーセントまでのヒドロキシブチレート及び約１から約２５モルパーセントまでのヒドロキシヘキサノエートを含む請求項２に記載の生分解性水性分散液。
【請求項４】
分散液が約２５から約５０モルパーセントまでのヒドロキシバレレート、ヒドロキシヘキサノエート、ヒドロキシオクタノエート及び／又はヒドロキシデカノエートを含む少なくとも１種のポリヒドロキシアルカノエートの約１から約２５重量％を含む請求項１に記載の生分解性水性分散液。
【請求項５】
分散液が約５０，０００ダルトンから約２５０万ダルトンまでの重量平均分子量を有するポリヒドロキシアルカノエートを含む請求項１に記載の生分解性水性分散液。
【請求項６】
分散液が約１０ｎｍから約５０μｍまでの平均粒度を有する粒子を含む請求項１に記載の生分解性水性分散液。
【請求項７】
分散液が約２５パーセントから約６５パーセント固体までの平均固体含有率を有する請求項１に記載の生分解性水性分散液。
【請求項８】
分散液がさらに約０．０１重量％から約５．０重量％までのポリソルベート、芳香族ポリエチレンオキシド、ソルビタン誘導体、ポリ（エチレンオキシド）とポリ（プロピレンオキシド）のブロックコポリマー、ポリ（グリコールエーテル）、ポリ（ビニルアルコール）、アルキルサルフェート、アルキルホスフェート、ステアレート及びそれらの混合物からなる群より選ばれる少なくとも１種の界面活性剤を含む請求項１に記載の生分解性水性分散液。
【請求項９】
少なくとも１種の界面活性剤が１０より大きい親水性親油性バランスを有する請求項８に記載の生分解性水性分散液。
【請求項１０】
分散液が約０．０１重量％から約５．０重量％までの多糖類、アクリレートに基づく乳化コポリマー、粘度降下剤及び増粘剤からなる群より選ばれる少なくとも１種のレオロジー改変剤をさらに含む請求項１に記載の生分解性水性分散液。
【請求項１１】
分散液が約０．０１重量％から約２．５重量％までの少なくとも１種の湿潤及び分散剤をさらに含む請求項１に記載の生分解性水性分散液。
【請求項１２】
分散液が約０．０１重量％から約０．５重量％までの少なくとも１種の殺生物剤又は制生剤をさらに含む請求項１に記載の生分解性水性分散液。
【請求項１３】
分散液が約０．１重量％から約５．０重量％までのバイオ−コハク酸に基づく凝集溶剤、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールモノイソブチレート、炭酸ジメチル
、メタノール、エタノール、ケトン、アセテート及び又はそれらの混合物からなる群より選ばれる少なくとも１種の凝集剤をさらに含む請求項１に記載の生分解性水性分散液。
【請求項１４】
分散液が約１重量％から約３５重量％までのクレー、炭酸カルシウム、タルク、カオリナイト、モントモリロナイト、ベントナイト、シリカ、キチン、二酸化チタン、ナノクレー又はそれらの混合物からなる群より選ばれる少なくとも１種の充填剤をさらに含む請求項１に記載の生分解性水性分散液。
【請求項１５】
分散液が約０．５重量％から約１５重量％までのセバケート、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、プロピレンカーボネート、２００−１０，０００ｇ／モル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／モル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れらの混合物からなる群より選ばれる少なくとも１種の可塑剤をさらに含む請求項１に記載の生分解性水性分散液。
【請求項１６】
分散液が約０．１重量％から約５重量％までの硫黄、エリスリトール、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、人工甘味料、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結晶構造化学品を有する化合物及びそれらの混合物からなる群より選ばれる少なくとも１種の核形成剤をさらに含む請求項１に記載の生分解性水性分散液。
【請求項１７】
分散液が約０．０１重量％から約５重量％までのカレンジュラオイル、安定化アンモニウムジルコニウムカーボネート、アニオン性ヒドロキシル化ジルコニウムポリマー、カリウムジルコニウムカーボネート、アニオン性ヒドロキシル化ジルコニウムポリマー、亜鉛テトラアミンカーボネート及びそれらの混合物からなる群より選ばれる少なくとも１種の架橋剤をさらに含む請求項１に記載の生分解性水性分散液。
【請求項１８】
分散液が約０．０５から約１重量％までのポリエーテルシロキサン、ポリアミド粒子及びそれらの混合物からなる群より選ばれる少なくとも１種の消泡剤をさらに含む請求項１に記載の生分解性水性分散液。
【請求項１９】
分散液が：
約０．０１重量％から約５．０重量％までの少なくとも１種の界面活性剤；
約０．０１重量％から約５．０重量％までの少なくとも１種のレオロジー改変剤；
約０．０１重量％から約２．５重量％までの少なくとも１種の湿潤及び分散剤；
約０．０１重量％から約０．５重量％までの少なくとも１種の殺生物剤又は制生剤
をさらに含む請求項１に記載の生分解性水性分散液。
【請求項２０】
少なくとも１つの食物接触面を有する生分解性基材；及び
前記少なくとも１つの食物接触面上に適用されるコーティング
を含み、ここでコーティングは
約３５から約７５重量％までの水；及び
約２５から約６５重量％までのポリヒドロキシアルカノエート
を含む生分解性水性分散液として適用される
生分解性給食用品。
【請求項２１】
生分解性基材が生分解性皿、カップ、ボウル、ファイバートレー又は食器を含む請求項２０に記載の生分解性給食用品。
【請求項２２】
乾燥基準で平方メートル当たり約２から約２５グラムまでのコーティング重量で前記少なくとも１つの食物接触面上にコーティングを適用する請求項２０に記載の生分解性給食用品。
【請求項２３】
コーティングがＴＡＰＰＩ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｔ４４１に従って測定される平方メートル当たり２０グラム未満のＣｏｂｂ吸水値を示す請求項２０に記載の生分解性給食用品。
【請求項２４】
コーティングがＴＡＰＰＩ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｔ５５９ｃｍ−１２に従って測定されるＫｉｔ  Ｖａｌｕｅ５より大きいＫｉｔ  Ｔｅｓｔ油抵抗性値を示す請求項２０に記載の生分解性給食用品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
分野
本開示は生分解性ポリマー組成物に関する。さらに特定的に本開示はポリヒドロキシアルカノエート（“ＰＨＡｓ”）の水性分散液から作られる給食用品（ｆｏｏｄ  ｓｅｒｖｉｃｅ  ｉｔｅｍｓ（食品サービス品））のための生分解性コーティングに関する。
【背景技術】
【０００２】
背景
消費者は、簡便のために使い捨てである皿、ボウル、カップ及び飲食器のような給食用品を頻繁に用いる。使い捨て給食用品は大きな集会および屋外会食（ｏｕｔｄｏｏｒ  ｄｉｎｉｎｇ  ｅｖｅｎｔｓ）において食物を提供するために特に簡便である。
【０００３】
使い捨て給食用品は、有利には埋め立て廃棄後に比較的迅速に分解する板紙のような基材から容易に二次加工される場合がある。しかしながらコーティングされていない単純な板紙基材は水及び／又は油を容易に吸い取り、それらは板紙の強度を危うくする。結局、板紙から作られる給食用品には、水及び油抵抗性を向上させるために、典型的に薄いポリマー層がコーティングされる。
【０００４】
ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）又はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）のようなポリマーから作られるコーティングは水及び／又は油吸収への板紙の抵抗性を有意に向上させる場合がある；しかしながらそのようなポリマーは埋め立て廃棄の後に容易に劣化又は分解しない。かくしてそのようなポリマーがコーティングされた板紙品は廃棄の後に何世紀に及んで埋め立て中に存在する場合がある。
【０００５】
かくして完全に生分解性である給食用品のための新規なコーティングを提供することが望ましい。さらに、この生分解性コーティングが優れた水及び油抵抗性−すなわち通常の非生分解性コーティングにより与えられるものに匹敵する水及び油抵抗性を与えれば、それも望ましい。
【発明の概要】
【０００６】
上記及び他の要求は、食物接触基材をコーティングするための生分解性水性分散液により満たされる。１つの態様に従うと、この分散液は約３５から約７５重量％までの水及び約２５から約６５重量％までのポリヒドロキシアルカノエートで構成される。
【０００７】
ある態様において、分散液は好ましくは約２５から約６５重量％までのポリ−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（“Ｐ（３ＨＢ−ｃｏ−３ＨＨｘ）”）で構成される。さらに、ある態様において、このＰ（３ＨＢ−ｃｏ−３ＨＨｘ）は今度は好ましくは約７５から約９９モルパーセントまでのヒドロキシブチレート及び約１から約２５モルパーセントまでのヒドロキシヘキサノエートで構成される。より好ましくは、Ｐ（３ＨＢ−ｃｏ−３ＨＨｘ）は約８５から約９５モルパーセントまでのヒドロキシブチレート及び約５から約１５モルパーセントまでのヒドロキシヘキサノエートで構成される。
【０００８】
いくつかの態様において、分散液は好ましくは約２５から約５０モルパーセントまでのヒドロキシバレレート、ヒドロキシヘキサノエート、ヒドロキシオクタノエート及び／又はヒドロキシデカノエートを含む少なくとも１種のポリヒドロキシアルカノエートの約１から約２５重量％で構成される。
【０００９】
さらに、いくつかの場合、ポリヒドロキシアルカノエートポリマーは少なくとも３種類の型のヒドロキシアルカノエートモノマー残基で構成されるターポリマーの場合がある。ターポリマーは例えば約７５から約９９モルパーセントまでのヒドロキシブチレート、約０．１から約１５モルパーセントまでのヒドロキシバレレート及び約１から約２５モルパーセントまでのヒドロキシヘキサノエートのような第３のヒドロキシアルカノエートを含む場合がある。
【００１０】
ある態様に従うと、分散液中のポリヒドロキシアルカノエートは好ましくは約５０，０００ダルトンから約２５０万ダルトンまでの重量平均分子量を有する。より好ましくは、重量平均分子量は約１５０，０００ダルトンから約６００，０００ダルトンまでであり、さらに好ましくは約１５０，０００ダルトンから約５００，０００ダルトンまでである。
【００１１】
ある態様において、分散液は好ましくは約１０ｎｍから約５０μｍまでの平均粒度を有する粒子で構成される。さらに、いくつかの態様において、分散液は好ましくは約２５パーセントから約６５パーセント固体までの平均固体含有率を有する。より好ましくは、平均固体含有率は約４０パーセントから約５５パーセント固体までそしてさらにもっと好ましくは約４０パーセントから約５０パーセント固体までである。
【００１２】
水及びＰＨＡの他に、分散液は任意的にさらなる成分を含む場合がある。例えばある態様において、分散液は好ましくは約０．０１重量％から約５．０重量％までのポリソルベート、芳香族ポリエチレンオキシド、ソルビタン誘導体、ポリ（エチレンオキシド）とポリ（プロピレンオキシド）のブロックコポリマー、ポリ（グリコールエーテル）、ポリ（ビニルアルコール）、アルキルサルフェート、アルキルホスフェート、ステアレート及びそれらの混合物からなる群より選ばれる少なくとも１種の界面活性剤も含む。より好ましくは分散液は約０．５重量％から約５．０重量％までの少なくとも１種の界面活性剤そしてさらにもっと好ましくは約０．５重量％から約２．０重量％までの少なくとも１種の界面活性剤を含む。
【００１３】
いくつかの場合、この少なくとも１種の界面活性剤は好ましくは１０より大きい親水性親油性バランスを有する。より好ましくは、少なくとも１種の界面活性剤は、好ましくは約１２から約１５までの親水性親油性バランスを有する。
【００１４】
いくつかの態様において、分散液は好ましくは約０．０１重量％から約５．０重量％までの多糖類、アクリレートに基づく乳化コポリマー（ｅｍｕｌｓｉｏｎ  ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ）、粘度降下剤及び増粘剤からなる群より選ばれる少なくとも１種のレオロジー改変剤も含む。
【００１５】
いくつかの場合、分散液は好ましくは約０．０１重量％から約２．５重量％までの少なくとも１種の湿潤及び分散剤も含む。
【００１６】
ある態様に従うと、分散液は好ましくは約０．０１重量％から約０．５重量％までの少なくとも１種の殺生物剤（ｂｉｏｃｉｄｅ）又は制生剤も含む。
【００１７】
ある態様において、分散液は好ましくは約０．１重量％から約５．０重量％までのバイオ−コハク酸（ｂｉｏ−ｓｕｃｃｉｎｉｃ  ａｃｉｄ）に基づく凝集溶剤、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールモノイソブチレート、炭酸ジメチル、メタノール、エタノール、ケトン、アセテート及び又は（ａｎｄ  ｏｒ）それらの混合物からなる群より選ばれる少なくとも１種の凝集剤も含む。
【００１８】
いくつかの態様において、分散液は好ましくは約１重量％から約３５重量％までのクレー、炭酸カルシウム、タルク、カオリナイト、モントモリロナイト、ベントナイト、シリカ、キチン、二酸化チタン、ナノクレー、雲母又はそれらの混合物からなる群より選ばれる少なくとも１種の充填剤も含む。
【００１９】
ある態様において、分散液は好ましくは約０．５重量％から約１５重量％までのセバケート、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、プロピレンカーボネート、２００−１０，０００ｇ／モル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／モル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れらの混合物からなる群より選ばれる少なくとも１種の可塑剤も含む。
【００２０】
他の態様において、分散液は好ましくは約０．１重量％から約５重量％までの硫黄、エリスリトール、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、人工甘味料、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結晶構造化学品（ｃｒｙｓｔａｌ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ  ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）を有する化合物及びそれらの混合物からなる群より選ばれる少なくとも１種の核形成剤も含む。
【００２１】
いくつかの態様に従うと、分散液は好ましくは約０．０１重量％から約５重量％までのカレンジュラオイル、安定化アンモニウムジルコニウムカーボネート、アニオン性ヒドロキシル化ジルコニウムポリマー、カリウムジルコニウムカーボネート、アニオン性ヒドロキシル化ジルコニウムポリマー、亜鉛テトラアミンカーボネート及びそれらの混合物からなる群より選ばれる少なくとも１種の架橋剤も含む。
【００２２】
いくつかの態様において、分散液は好ましくは約０．０５から約１重量％までのポリエーテルシロキサン、ポリアミド粒子及びそれらの混合物からなる群より選ばれる少なくとも１種の消泡剤も含む。
【００２３】
１つの好ましい態様において、分散液は水とＰＨＡの他に：（１）約０．０１重量％から約５．０重量％までの少なくとも１種の界面活性剤；（２）約０．０１重量％から約５．０重量％までの少なくとも１種のレオロジー改変剤；（３）約０．０１重量％から約２．５重量％までの少なくとも１種の湿潤及び分散剤；ならびに（４）約０．０１重量％から約０．５重量％までの少なくとも１種の殺生物剤又は制生剤も含む場合がある。
【００２４】
第２の側面において、本開示は生分解性給食用品を提供する。１つの態様に従うと、生分解性給食用品は少なくとも１つの食物接触面を有する生分解性基材を含む。給食用品は少なくとも１つの食物接触面の上に適用されるコーティングも含む。このコーティングは生分解性水性分散液として適用され、それは約３５から約７５重量％までの水及び約２５から約６５重量％までのポリヒドロキシアルカノエートで構成される。
【００２５】
ある態様において、生分解性基材は好ましくは生分解性皿、カップ、ボウル、ファイバートレー（ｆｉｂｅｒ  ｔｒａｙ）又は食器である。
【００２６】
いくつかの態様において、コーティングは好ましくは少なくとも１つの食物接触面上に乾燥基準で平方メートル当たり約２から約２５グラムまでそしてより好ましくは平方メートル当たり約４から約２５グラムまでのコーティング重量で適用される。
【００２７】
ある態様において、コーティングは好ましくはＴＡＰＰＩ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｔ４４１に従って測定される平方メートル当たり２０グラム未満のＣｏｂｂ吸水値（Ｃｏｂｂ  
ｗａｔｅｒ  ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ  ｖａｌｕｅ）を示す。より好ましくは、Ｃｏｂｂ吸水値は平方メートル当たり１０グラム未満である。さらに、ある態様において、コーティングは好ましくはＴＡＰＰＩ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｔ５５９ｃｍ−１２に従って測定されるＫｉｔ  Ｖａｌｕｅ  ５より大きいＫｉｔ  Ｔｅｓｔ油抵抗性値（Ｋｉｔ  Ｔｅｓｔ  ｇｒｅａｓｅ  ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ  ｖａｌｕｅ）を示す。より好ましくはＫｉｔ  Ｖａｌｕｅは約８から約１２までである。
【００２８】
詳細な記述
生分解性水性分散液
本開示に従い、食物接触基材及び他の基材のコーティングのための生分解性水性分散液を提供する。この分散液は少なくとも水とポリヒドロキシアルカノエートを含み、下記でより詳細に議論される通り、他の成分も含む場合がある。
【００２９】
本明細書で用いられる場合、「生分解性」という用語は嫌気性及び好気性環境において（ＡＳＴＭ  Ｄ５５１１により決定される）、土壌環境において（ＡＳＴＭ  ５９８８により決定される）、淡水環境において（ＡＳＴＭ  Ｄ５２７１（ＥＮ  ２９４０８）により決定される）又は海水環境において（ＡＳＴＭ  Ｄ６６９１により決定される）生物（微生物）による生分解を受けるプラスチック又はポリマー材料コーティングを指す。生分解性プラスチックの生分解性はＡＳＴＭ  Ｄ６８６８及びＥｕｒｏｐｅａｎ  ＥＮ  １３４３２を用いても決定され得る。
【００３０】
本開示の水性分散液は好ましくは、工業的又は家庭堆肥化可能性に関するＡＳＴＭ  Ｄ６４００により決定される場合に「堆肥化可能」でもある。
【００３１】
水は分散液のための溶媒であり、典型的に分散液の約３５重量％から約７５重量％を構成するであろう。より好ましくは、水は分散液の約４０重量％から約６０重量％までを構成する。
【００３２】
分散液はポリヒドロキシアルカノエート（“ＰＨＡｓ”）も含む。ポリヒドロキシアルカノエートは典型的に分散液の約２５から約６５重量％までを構成するであろう。より好ましくは、ポリヒドロキシアルカノエートは分散液の約４０から約５５重量％までを構成するであろう。
【００３３】
分散液中での使用に好ましいポリヒドロキシアルカノエートはポリ−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（“Ｐ（３ＨＢ−ｃｏ−３ＨＨｘ）”）である。ある態様において、Ｐ３ＨＢ−ｃｏ−Ｐ３ＨＨｘは分散液中で主要なポリヒドロキシアルカノエートである。いくつかの場合、Ｐ（３ＨＢ−ｃｏ−３ＨＨｘ）は分散液中で用いられる実質的に唯一のポリヒドロキシアルカノエートの場合がある。かくして本開示のある態様において、分散液は好ましくは約２５から約６５重量％までのＰ（３ＨＢ−ｃｏ−３ＨＨｘ）で構成される場合がある。
【００３４】
前記のＰ（３ＨＢ−ｃｏ−３ＨＨｘ）は今度はヒドロキシブチレートとヒドロキシヘキサノエートの両方で構成されるコポリマーであり、２つの相対的な量はいくらか変わる場合がある。しかしながら一般にＰ（３ＨＢ−ｃｏ−３ＨＨｘ）は約７５から約９９モルパーセントまでのヒドロキシブチレートと約１から約２５モルパーセントまでのヒドロキシヘキサノエートで構成されるのが好ましい。より好ましくは、Ｐ（３ＨＢ−ｃｏ−３ＨＨｘ）は約８５から約９５モルパーセントまでのヒドロキシブチレートと約５から約１５モルパーセントまでのヒドロキシヘキサノエートで構成される。
【００３５】
いくつかの態様において、分散液は好ましくは約２５から約５０モルパーセントまでの
ヒドロキシバレレート、ヒドロキシヘキサノエート、ヒドロキシオクタノエート及び／又はヒドロキシデカノエートを含む少なくとも１種のポリヒドロキシアルカノエートの約１から約２５重量％で構成される。
【００３６】
分散液中で用いられるポリヒドロキシアルカノエートの分子量範囲もいくらか変わる場合がある。典型的に分散液中のポリヒドロキシアルカノエートは約５０，０００ダルトンから約２５０万ダルトンまでの重量平均分子量を有する。より好ましくは、ポリヒドロキシアルカノエートに関する重量平均分子量は約１５０，０００ダルトンから約６００，０００ダルトンまでであり、さらに好ましくは約１５０，０００ダルトンから約５００，０００ダルトンまでである。
【００３７】
ある態様において、分散液は好ましくは約１０ｎｍから約５０μｍまでの平均粒度を有する粒子で構成される。さらに、いくつかの態様において、分散液は好ましくは約２５パーセントから約６５パーセント固体までの平均固体含有率を有する。より好ましくは、平均固体含有率は約４０パーセントから約５５パーセント固体までそしてさらにもっと好ましくは約４０パーセントから約５０パーセント固体までである。
【００３８】
水及びＰＨＡの他に、分散液は任意的にさらなる成分も含む場合がある。例えば分散液は界面活性剤、レオロジー改変剤、湿潤及び分散剤、殺生物剤又は制生剤、凝集剤、充填剤、可塑剤、核形成剤及び／又は架橋剤も含む場合がある。
【００３９】
本明細書で用いられる場合、「界面活性剤」は水性媒体中でポリマーを安定化させるために分散液に加えられる。界面活性剤は典型的に疎水性領域と親水性領域の両方からなる。分散液中で、これらの異なる領域はポリマー粒子と水性媒体の界面に位置し（ｏｒｉｅｎｔ  ｔｈｅｍｓｅｌｖｅｓ）、２つの相の境界の間の表面エネルギーを下げて分散を促進する。
【００４０】
本明細書で用いられる場合、「レオロジー改変剤」は分散液の流動性を変える（すなわち分散液を薄めるか又は濃くする）物質である。
【００４１】
本明細書で用いられる場合、「湿潤及び分散剤」はポリマーの安定化及び分散液の均一性に寄与する型の界面活性剤である。これらの材料は典型的に嵩高い基を含み、それは立体障害を介して懸濁された粒子を分離して保ち、それは粒子の凝集及び沈降の予防を助ける。湿潤及び分散剤は、粒子が水性媒体により完全に湿潤して完全な均一な分散を促進することも保証する。
【００４２】
本明細書で用いられる場合、「殺生物剤」は生物を殺し、かくして材料を微生物成長及び付着から保護する材料である。「制生剤」はバクテリア又は菌・カビのような微生物が成長するのを妨げるが、微生物を殺すことはない材料である。
【００４３】
本明細書で用いられる場合、「凝集剤」は一時的に材料を分散液中で可塑化させ、より迅速な乾燥時間の助けとなる材料、通常は有機溶剤である。凝集剤は典型的に水より高い沸点を有し、従って乾燥すると水が最初に蒸発して凝集剤が後に残り、乾燥過程が続くとともに凝集剤が蒸発するまでポリマーを可塑化し続ける。
【００４４】
本明細書で用いられる場合、クレー、シリカ及び他の無機材料のような「充填剤」は、分散液において多数の機能を与える。第一に、これらの材料は分散液の固体含有率を向上させる。第二に、充填剤は形成されるフィルムの輝度及び光沢を変える場合がある。最後に、充填剤はさらに増粘剤として働く場合がある。
【００４５】
本明細書で用いられる場合、「可塑剤」はポリマー鎖間の相互作用を崩壊させ、ポリマー鎖がより柔軟になるのを可能にするように働く材料である。可塑剤の導入はポリマーのガラス転移温度（Ｔg）を有意に低下させる。
【００４６】
本明細書で用いられる場合、「核形成剤」は乾燥後に分散液中のポリマーの結晶化を促進するように働く材料である。核形成剤は結晶が生成し得る部位を与え、フィルムのための結晶化時間を短縮する。結晶の発現が速いほど、コーティングを使用する準備ができるまでの待ち時間が短い。
【００４７】
本明細書で用いられる場合、「架橋剤」はポリマーコーティングと基材の間ならびにポリマーコーティング自身内に堅固な化学結合を形成する材料である。架橋はより強くより硬いフィルムコーティングを形成し、それは摩滅及び摩耗に対してより抵抗性であろう。
【００４８】
本明細書で用いられる場合、「消泡剤」は分散液中の泡を減らすか又は取り除く材料である。多くの場合、分散液中の泡は適用の間にコーティングの障壁性に影響する不完全さ又は欠陥を有するフィルムを生ずる。
【００４９】
例えばある態様において、分散液は好ましくは約０．０１重量％から約５．０重量％までのポリソルベート（ＴＷＥＥＮのような）、芳香族ポリエチレンオキシド（ＴＲＩＴＯＮのような）、ソルビタン誘導体（ＳＰＡＮのような）、ポリ（エチレンオキシド）とポリ（プロピレンオキシド）のブロックコポリマー（ＰＬＵＲＯＮＩＣのような）、ポリ（グリコールエーテル）（ＴＥＲＧＩＴＯＬのような）、ポリ（ビニルアルコール）、アルキルサルフェート、アルキルホスフェート、ステアレート及びそれらの混合物からなる群より選ばれる少なくとも１種の界面活性剤も含む。より好ましくは分散液は約０．５重量％から約２．０重量％までの少なくとも１種の界面活性剤を含む。
【００５０】
いくつかの場合、この少なくとも１種の界面活性剤は好ましくは１０より大きい親水性親油性バランスを有する。より好ましくは、少なくとも１種の界面活性剤は、好ましくは約１２から約１５までの親水性親油性バランスを有する。
【００５１】
またいくつかの態様において、分散液は好ましくは約０．０１重量％から約５．０重量％までの多糖類（デンプン、キサンタンガム、グアガム、セルロース繊維及び海藻抽出物のような）、アクリレートに基づく乳化コポリマー、粘度降下剤（ＶＩＳＣＯＢＹＫ  ５１２０又はカルボン酸エステルと湿潤及び分散成分を含むブレンドのような）ならびに増粘剤（ＢＹＫ  ４００ファミリー又はＡＬＣＯＧＵＭのようなアクリル酸エチルとメタクリル酸のコポリマーの誘導体を含む改質ポリウレタンの溶液）からなる群より選ばれる少なくとも１種のレオロジー改変剤も含む場合がある。
【００５２】
くつかの場合、分散液は好ましくは約０．０１重量％から約２．５重量％までの少なくとも１種の湿潤及び分散剤（ＢＹＫ  １９０、ＢＹＫ  １８４、ＴＥＧＯ  ７５５又はＴＥＧＯ  ７６１のような、しかし非イオン性又はわずかにアニオン性コポリマーであると思われるものに限られない）を含む場合がある。
【００５３】
ある態様に従うと、分散液は約０．０１重量％から約０．５重量％までの少なくとも１種の殺生物剤又は制生剤（エチレンジアミンテトラ酢酸（ＥＤＴＡ）又はベンズイソチアゾリノンのような）も含む場合がある。
【００５４】
さらに、分散液は約０．１重量％から約５．０重量％までのバイオ−コハク酸に基づく凝集溶剤（ＭＹＲＩＦＩＬＭのような）、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールモノイソブチレート（Ｅａｓｔｍａｎ  ＴＥＸＡＮＯＬのような）、ベンゾエート
エステル又はアルキルベンゾエートエステル（Ｅａｓｔｍａｎ  ＢＥＮＺＯＦＬＥＸ又はＶＥＬＡＴＥのような）、炭酸ジメチル、メタノール、エタノール、ケトン、アセテート及び又はそれらの混合物からなる群より選ばれる少なくとも１種の凝集剤も含む場合がある。
【００５５】
いくつかの態様において、分散液は好ましくは約１重量％から約３５重量％までのクレー、炭酸カルシウム、タルク、カオリナイト、モントモリロナイト、ベントナイト、シリカ、キチン、二酸化チタン、ナノクレー又はそれらの混合物からなる群より選ばれる少なくとも１種の充填剤を含む場合がある。
【００５６】
ある態様において、分散液は約０．５重量％から約１５重量％までのセバケート、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、プロピレンカーボネート、２００−１０，０００ｇ／モル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／モル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れらの混合物からなる群より選ばれる少なくとも１種の可塑剤も含む場合がある。
【００５７】
他の態様において、分散液は好ましくは約０．１重量％から約５重量％までの硫黄、エリスリトール、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、人工甘味料、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結晶構造化学品を有する化合物及びそれらの混合物からなる群より選ばれる少なくとも１種の核形成剤も含む。
【００５８】
いくつかの態様に従うと、分散液は好ましくは約０．０１重量％から約５重量％までのカレンジュラオイル、安定化アンモニウムジルコニウムカーボネート、アニオン性ヒドロキシル化ジルコニウムポリマー（ＢＡＣＯＴＥのような）、カリウムジルコニウムカーボネート、アニオン性ヒドロキシル化ジルコニウムポリマー（ＺＩＲＭＥＬ及びＺＩＲＭＥＬ  ＸＬのような）、亜鉛テトラアミンカーボネート（ＺＩＮＰＬＥＸのような）及びそれらの混合物からなる群より選ばれる少なくとも１種の架橋剤も含む。
【００５９】
他の態様において、分散液は約０．０５から約１重量％までのポリエーテルシロキサン（ＡＩＲＡＳＥ  ５３５５又は５６５５或いはＴＥＧＯ  ＦＯＡＭＥＸ  ８２５、９０２又は１４８８のような）、ポリアミド粒子（ＢＹＫ  １６４０又はＢＹＫ  ０１６のような）及びそれらの混合物からなる群より選ばれる少なくとも１種のシリコーン及び／又は鉱油非含有消泡剤を含む。
【００６０】
１つの好ましい態様において、分散液は水とＰＨＡの他に：（１）約０．０１重量％から約５．０重量％までの少なくとも１種の界面活性剤；（２）約０．０１重量％から約５．０重量％までの少なくとも１種のレオロジー改変剤；（３）約０．０１重量％から約２．５重量％までの少なくとも１種の湿潤及び分散剤；ならびに（４）約０．０５重量％から約０．２５重量％までの少なくとも１種の殺生物剤又は制生剤も含む場合がある。
【００６１】
分散液の調製
本開示の分散液は高もしくは低せん断ミキサー及び／又は超音波ミキサーのような種々の通常の混合法を用いて調製される場合があると思われる。好ましい態様において、ＰＨＡを粉末化し、次いでＰＨＡの初期ミセルを形成するために界面活性剤ならびに／或いは湿潤及び分散剤の存在下で低から高せん断ミキサーを用いて水中に分散させる。次いで好ましくは超音波ミキサー／ホモジナイザーを用いてＰＨＡ粒子の分散を仕上げ、均一なエマルション／分散液を調製する。いくつかの場合、超音波ミキサー／ホモジナイザー又は
高せん断ミキサーのみを用いて分散液を調製することが可能な場合がある。ＰＨＡが均一に分散されたら、次いで湿潤及び分散剤、殺生物剤又は制生剤ならびに／或いはレオロジー添加剤を加えてせん断混合し、分散を完了させる場合がある。最後の混合の後、分散液の粘度は一般に約２２℃の温度で測定すると約５０から約２５００センチポアズまで、より好ましくは約５０から約１０００センチポアズまでそして最も好ましくは約１００から約５００センチポアズまでである。
【００６２】
コーティングされた基材の給食用品
調製されたら、前記の分散液は多様な基材（ｓｕｂｓｔｒａｔｅ  ｍａｔｅｒｉａｌｓ）にコーティングとして適用される場合がある。分散液は、板紙から作られる基材のためのコーティングとしての使用に特に十分に適している。紙及び板紙のような木材パルプから製造される製品は一般に、非生分解性である材料がコーティングされていなければ、生分解性であると考えられる。しかしながら基材への本開示の生分解性分散液の適用は、生分解性のままであるコーティングされた基材を与える。
【００６３】
生分解性水性分散液をエアナイフ、フレキソグラフィー、グラビア、ロッド及びプレスコーティング適用のような通常のコーティング法を用い、板紙又は他の基材の１つ以上の表面に適用する場合がある。次いで基材上で分散液を乾燥し、最終的な固体コーティング層を与える。基材上の分散液のコーティング重量は様々な場合があるが、一般に乾燥基準で平方メートル当たり約２から約２５グラムまでそしてより好ましくは平方メートル当たり約４から約２５グラムまでのコーティング重量で基材の表面上にコーティングを適用する。
【００６４】
コーティングされた基材を次いで転換し、コーティングされた板紙又は他の基材から製造される種々の最終的な製品を与える場合がある。本開示に従うと、コーティングされた基材は生分解性給食用品を与えるために有利に転換される場合がある。例えばコーティングされた基材を転換して皿、カップ、ボウル、ファイバートレーあるいはフォーク、スプーン、先割れスプーン、ナイフ、箸、串、爪楊枝、ストロー又は飲料撹拌器のような食（飲を含む）器を与える場合がある。
【００６５】
そのような場合、板紙又は他の生分解性基材は少なくとも１つの食物接触面を含み、分散液はこの食物接触面上にコーティング層として適用される。任意的に、基材の他の非食物接触面を同様にコーティングする場合がある。
【００６６】
かくして与えられる給食用品は水及び油吸収に対する優れた抵抗性を示す−一般にポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）又はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）のような非生分解性ポリマーがコーティングされた板紙品に匹敵する。同時に、コーティングされた板紙基材は生分解性のままである。
【００６７】
特に吸水への抵抗性はＴＡＰＰＩ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｔ４４１において規定されるＣｏｂｂ吸水試験を用いて測定される場合がある。本開示に従うコーティングされた基材は、典型的に平方メートル当たり２０グラム未満のＣｏｂｂ吸水値を示す。より好ましくは、Ｃｏｂｂ吸水値は平方メートル当たり１０グラム未満である。
【００６８】
同様に、吸油に対する抵抗性はＴＡＰＰＩ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｔ５５９ｃｍ−１２において規定されるＫｉｔ油抵抗性試験を用いて測定される場合がある。本開示に従うコーティングされた基材は典型的に、Ｋｉｔ  Ｖａｌｕｅ５より大きいＫｉｔ  Ｔｅｓｔ油抵抗性値を示す。より好ましくは、Ｋｉｔ  Ｖａｌｕｅは約８から約１２までである。
【発明を実施するための形態】
【００６９】
実施例
以下の制限ではない実施例は、本発明の種々の追加の側面を示す。他にことわらなければ、温度は度摂氏における温度であり、パーセンテージは調製物の乾燥重量に基づく重量による。
【００７０】
実施例１−２１：水性分散液の調製
【実施例１】
【００７１】
この実施例では水性分散液を調製した。４２．０ｇのＰＨＡ（６．７モル％ヒドロキシヘキサノエート；Ｍw：３５７，０００ｇ／モル）を１．５ｇのＴｗｅｅｎ  ２０と一緒に５６ｇの水中に入れ、１１００ＲＰＭで９０分間せん断した。せん断の後、混合物を超音波混合に３分間供した。得られる白色の分散液に次いで０．０５ｇのキサンタンガムを加え、さらに４００ＲＰＭで３０分間せん断した。最後に０．１％の殺生物剤を分散液に加えた。
【実施例２】
【００７２】
実施例１に示した通りに分散液を調製した。この分散液に次いで０．５ｍＬの分散剤（ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ  １９０）及び０．１ｍＬのレオロジー改変剤（ＢＹＫ  ４２５）を加え、せん断して均一な混合を確実にした。
【実施例３】
【００７３】
実施例２に示した通りに分散液を調製し、次いで３．５ｇのクレー（Ｉｍｅｒｓｙｓ  Ｔａｌｃ）を加え、せん断して均一な分散液とした。
【実施例４】
【００７４】
この実施例では、４２．０ｇのＰＨＡ（６．７モル％ヒドロキシヘキサノエート；Ｍw：３５７，０００ｇ／モル）を０．８ｇのＴｗｅｅｎ  ２０と一緒に５６ｇの水中に入れ、１１００ＲＰＭで９０分間せん断した。せん断の後、混合物を超音波混合に３分間供した。得られる白色の分散液に０．０５ｇのキサンタンガムを加え、さらに４００ＲＰＭで３０分間せん断した。最後に０．１％の殺生物剤を分散液に加えた。
【実施例５】
【００７５】
実施例４に示した通りに分散液を調製した。この分散液に次いで０．７５ｍＬの分散剤（ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ  １９０）及び０．１ｍＬのレオロジー改変剤（ＢＹＫ  ４２５）を加え、せん断して均一な混合を確実にした。
【実施例６】
【００７６】
実施例５に示した通りに分散液を調製し、次いで１０ｇのカオリンクレーを加え、せん断して均一な分散液とした。
【実施例７】
【００７７】
この実施例では、３５．０ｇのＰＨＡ（６．０モル％ヒドロキシヘキサノエート；Ｍw：５４５，０００ｇ／モル）を２．０ｇのＴｗｅｅｎ  ２０と一緒に６０ｇの水中に入れ、１１００ＲＰＭで９０分間せん断した。せん断の後、混合物を超音波混合に７分間供した。得られる白色の分散液に０．０５ｇのキサンタンガムを加え、さらに４００ＲＰＭで３０分間せん断した。最後に０．１％の殺生物剤を分散液に加えた。
【実施例８】
【００７８】
実施例７に示した通りに分散液を調製し、次いで７．０ｇのカオリンクレーを加え、せん断して均一な分散液とした。
【実施例９】
【００７９】
この実施例では、３０．０ｇのＰＨＡ（９．３モル％ヒドロキシヘキサノエート；Ｍw：１，４５８，０００ｇ／モル）を３．０ｇのＴｗｅｅｎ  ２０及び２．０ｍＬのＴｒｉｔｏｎ  １００と一緒に６５ｇの水中に入れ、９００ＲＰＭで１３０分間せん断した。せん断の後、混合物を超音波混合に２０分間供した。得られる白色の分散液に０．０５ｇのキサンタンガムを加え、さらに４００ＲＰＭで３０分間せん断した。最後に０．１％の殺生物剤を分散液に加えた。
【実施例１０】
【００８０】
実施例９に示した通りに分散液を調製し、次いで０．７５ｍＬの分散剤（ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ  １８４）を加え、せん断して均一な混合を確実にした。
【実施例１１】
【００８１】
実施例１０に示した通りに分散液を調製し、次いで５．０ｇのＰＨＡ（２８．３モル％ヒドロキシヘキサノエート）を加え、せん断して均一な分散液とした。
【実施例１２】
【００８２】
この実施例では、４５．０ｇのＰＨＡ（６．７モル％ヒドロキシヘキサノエート；Ｍw：３５７，０００ｇ／モル）を０．８ｇのＴｗｅｅｎ  ２０と一緒に５６ｇの水中に入れ、１１００ＲＰＭで６０分間せん断した。せん断の後、混合物を超音波混合に５分間供した。得られる白色の分散液に次いで０．０５ｇのキサンタンガムを加え、さらに４００ＲＰＭで３０分間せん断した。最後に０．１％の殺生物剤を分散液に加えた。
【実施例１３】
【００８３】
実施例１２に示した通りに分散液を調製し、次いで０．７５ｍＬの分散剤（ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ  １９０）及び０．１ｍＬのレオロジー改変剤（ＢＹＫ  ４２５）を加え、せん断して均一な混合を確実にした。
【実施例１４】
【００８４】
この実施例では、４５．０ｇのＰＨＡ（６．７モル％ヒドロキシヘキサノエート；Ｍw：４９２，０００ｇ／モル）を１．５ｇのＴｅｇｏ  ７５５と一緒に５３ｇの水中に入れ、１０，０００ＲＰＭで５分間せん断した。せん断の後、混合物を超音波混合に３分間供した。得られる白色の分散液に０．２５ｇのＡｌｃｏｇｕｍを加え、さらに７０００ＲＰＭで５分間せん断した。最後に０．１％の殺生物剤を分散液に加えた。
【実施例１５】
【００８５】
実施例１４に示した通りに分散液を調製した。この分散液に次いで１ｍＬの分散剤（Ｔｅｇｏ  ７６１）及び０．１ｍＬのレオロジー改変剤（Ａｌｃｏｇｕｍ）を加え、せん断して均一な混合を確実にした。
【実施例１６】
【００８６】
実施例１５に示した通りに分散液を調製し、次いで１０ｇのカオリンクレーを加え、せん断して均一な分散液とした。
【実施例１７】
【００８７】
この実施例では、３０．０ｇのＰＨＡ（９．３モル％ヒドロキシヘキサノエート；Ｍw：１，４５８，０００ｇ／モル）を３．０ｇのＴｗｅｅｎ  ２０及び２．０ｍＬのＴｒｉｔｏｎ  １００と一緒に６５ｇの水中に入れ、９００ＲＰＭで１３０分間せん断した。せん断の後、混合物を超音波混合に２０分間供した。得られる白色の分散液に０．０５ｇの
キサンタンガムを加え、さらに４００ＲＰＭで３０分間せん断した。最後に０．１％の殺生物剤を分散液に加えた。
【実施例１８】
【００８８】
実施例１７に示した通りに分散液を調製し、次いで０．７５ｍＬの分散剤（Ｔｅｇｏ  ７５５）を加え、せん断して均一な混合を確実にした。
【実施例１９】
【００８９】
実施例１８に示した通りに分散液を調製し、次いで５．０ｇのＰＨＡ（２８．３モル％ヒドロキシヘキサノエート）を加え、せん断して均一な分散液とした。
【実施例２０】
【００９０】
この実施例では、５５．０ｇのＰＨＡ（６．７モル％ヒドロキシヘキサノエート；Ｍw：３５７，０００ｇ／モル）を２．５ｇのＴｅｇｏ  ７５５と一緒に５３ｇの水中に入れ、１０，０００ＲＰＭで１０分間せん断した。せん断の後、混合物を超音波混合に５分間供した。得られる白色の分散液に次いで０．１ｇのキサンタンガム及び０．２５ｇのＡｌｃｏｇｕｍを加え、さらに４０００ＲＰＭで３分間せん断した。最後に０．１％の殺生物剤を分散液に加えた。
【実施例２１】
【００９１】
実施例２０に示した通りに分散液を調製し、次いで０．７５ｍＬの分散剤（Ｔｅｇｏ  ７６１）及び１．０ｍＬのレオロジー改変剤デンプンを加え、せん断して均一な混合を確実にした。
【００９２】
実施例２２−２４：コーティングされた基材の製造及び試験
【実施例２２】
【００９３】
Ｍａｙｅｒロッド４を用い、実施例１、４及び１２からの水性分散液それぞれを１４ｐｔ及び１８ｐｔの両方の厚さの固形漂白サルフェート（ｓｏｌｉｄ  ｂｌｅａｃｈｅｄ  ｓｕｌｐｈａｔｅ）（ＳＢＳ）板紙基材上にコーティングした。コーティングを熱風乾燥器中で１７０℃において硬化させ、平方メートル当たり８グラム（ｇｓｍ）の乾燥コート重量まで適用した。これらの分散液のそれぞれに関して得られるＣｏｂｂ吸水値は３０ｇｓｍ未満であり、５より大きいＫｉｔ油抵抗性値を有した。
【実施例２３】
【００９４】
Ｍａｙｅｒロッド４を用い、実施例２、５及び１３からの水性分散液それぞれを１４ｐｔ及び１８ｐｔの両方の厚さの固形漂白サルフェート（ＳＢＳ）板紙基材上にコーティングした。コーティングを熱風乾燥器中で１７０℃において硬化させ、８ｇｓｍの乾燥コート重量まで適用した。これらの分散液のそれぞれに関して得られるＣｏｂｂ吸水値は１０ｇｓｍ未満であり、９より大きいＫｉｔ油抵抗性値を有した。
【実施例２４】
【００９５】
Ｍａｙｅｒロッド４、６、８、９を用い、実施例３、６、１４、１５、１６、２０及び２１からの水性分散液それぞれを１４ｐｔ及び１８ｐｔの厚さの固形漂白サルフェート（ＳＢＳ）板紙基材上にコーティングした。コーティングを熱風乾燥器中で１７０℃において硬化させ、８ｇｓｍの乾燥コート重量まで適用した。これらの分散液のそれぞれに関して得られるＣｏｂｂ吸水値は１０ｇｓｍ未満であり、９より大きいＫｉｔ油抵抗性値を有した。
【００９６】
本発明の好ましい態様の前記の記述を例示及び説明の目的で提示した。それらは網羅的
であるか又は本発明を開示された正確な形態に制限することを意図していない。上記を見て、明らかな修正又は変更が可能である。態様は、本発明の原理及びその実際の適用を最も良く例示するため、ならびにそれにより当業者が種々の態様において及び意図される特定の用途に適した種々の修正を以て本発明を使用することを可能にするための努力において選ばれ、記述される。すべてのそのような修正及び変更は、それらが適正に、法的に及び公正に権利が与えられる大きさ（ｂｒｅａｄｔｈ）に従って解釈される場合、添付の請求項により決定される本発明の範囲内である。
【国際調査報告】
2021535238.tif 000002
2021535238.tif 000003
2021535238.tif 000004