(57)【要約】本発明は、フィルム又はホイルを製造するためのセルロース系組成物であって、トール油脂肪酸エステルと共に、酢酸酪酸セルロース、酢酸プロピオン酸セルロース、及びエチルセルロースからなる群から選択される少なくとも１つを含む組成物、並びにその製造方法に関する。また、本発明は、該組成物を含む包装フィルム及び該組成物の使用に関する。【選択図】図１
2020523461.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルム又はホイルを製造するためのセルロース系組成物であって、
ａ．酢酸酪酸セルロース、酢酸プロピオン酸セルロース、及びエチルセルロースからなる群から選択されるポリマーのうちの少なくとも１つと、
ｂ．トール油脂肪酸エステルと、
を含み、
前記酢酸酪酸セルロース、酢酸プロピオン酸セルロース、及びエチルセルロースからなる群から選択されるポリマーのうちの少なくとも１つのモル質量が、２０，０００Ｄａ超であることを特徴とするセルロース系組成物。
【請求項２】
前記少なくとも１つのポリマーの総量が、前記組成物の総重量に基づいて少なくとも６０重量％、好ましくは少なくとも７０重量％であることを特徴とする、請求項１に記載のセルロース系組成物。
【請求項３】
前記組成物の総重量に基づいて、
−  １０〜８０重量％の量の酢酸酪酸セルロースと、
−  １０〜８０重量％の量の酢酸プロピオン酸セルロースと、
−  ０〜９０重量％、好ましくは１０〜８０重量％の量のエチルセルロースと、
−  ５〜５０重量％、好ましくは１０〜４５重量％の量のトール油脂肪酸エステルと、
を含むことを特徴とする、請求項１又は２に記載のセルロース系組成物。
【請求項４】
前記組成物の総重量に基づいて、１０〜９０重量％、好ましくは４０〜８０重量％の量の酢酸酪酸セルロースと、０〜５０重量％の量の酢酸プロピオン酸セルロースと、０〜４０重量％の量のエチルセルロースと、１０〜５０重量％の量のトール油脂肪酸エステルとを含むことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のセルロース系組成物。
【請求項５】
前記酢酸酪酸セルロース、酢酸プロピオン酸セルロース、及びエチルセルロースからなる群から選択されるポリマーが、熱可塑性かつ水不溶性であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のセルロース系組成物。
【請求項６】
前記酢酸酪酸セルロース、酢酸プロピオン酸セルロース、及びエチルセルロースからなる群から選択されるポリマーのうちの少なくとも１つのモル質量が、２０，０００〜９５，０００Ｄａ、好ましくは２０，０００〜９０，０００Ｄａ、より好ましくは３０，０００〜７０，０００Ｄａであることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載のセルロース系組成物。
【請求項７】
白色顔料を含有し、好ましくは、前記白色顔料がＴｉＯ２であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載のセルロース系組成物。
【請求項８】
前記トール油脂肪酸エステルが、トール油脂肪酸メチルエステルであることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載のセルロース系組成物。
【請求項９】
トール油脂肪酸エステルに加えて少なくとも１つの他の軟化剤を含むことを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載のセルロース系組成物。
【請求項１０】
少なくとも１つの他のポリマー、好ましくはポリブチレンサクシネート（ＰＢＳ）を含むことを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載のセルロース系組成物。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載のセルロース系組成物を含むことを特徴とする、包装フィルム。
【請求項１２】
フィルム吹込プロセスを使用して製造されることを特徴とする、請求項１１に記載の包装フィルム。
【請求項１３】
フィルム又はホイルを製造する方法であって、以下の工程：
ａ．酢酸酪酸セルロース、酢酸プロピオン酸セルロース、及びエチルセルロースからなる群から選択されるポリマーのうちの少なくとも１つと、トール油脂肪酸エステルとを含む組成物を溶融混合して、均質な混合物を得る工程であって、任意で、トール油脂肪酸エステルを前記ポリマー（複数可）に少なくとも２段階で添加する工程と、
ｂ．前記均質な混合物を造粒して、粒状原料を得る工程と、
ｃ．前記粒状原料からフィルム又はホイル材料を作製する工程と、
を含み、
前記酢酸酪酸セルロース、酢酸プロピオン酸セルロース、及びエチルセルロースからなる群から選択されるポリマーのうちの少なくとも１つのモル質量が、２０，０００Ｄａ超であることを特徴とする方法。
【請求項１４】
工程ａ．における前記組成物が、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のセルロース系組成物であることを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
工程ｃ．が、フィルム吹込プロセスを使用することによって前記粒状原料からフィルム又はホイル材料を作製することを含むことを特徴とする、請求項１３又は１４に記載の方法。
【請求項１６】
包装フィルムを製造するための、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のセルロース系組成物の使用。
【請求項１７】
フィルム吹込プロセスを使用する包装フィルムの製造に関することを特徴とする、請求項１６に記載の使用。
【請求項１８】
フィルム吹込プロセスにおける、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のセルロース系組成物の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルム又はホイルを製造するためのセルロース系組成物、その使用に加えて、その製造された包装フィルム、及びフィルム又はホイルを製造する方法に関する。特に、本発明は、フィルム又はホイルを製造するための組成物であって、酢酸酪酸セルロース、酢酸プロピオン酸セルロース、及びエチルセルロースからなる群から選択される少なくとも１つのポリマーと、更に、トール油脂肪酸（ＴＯＦＡ）エステルとを含み、該酢酸酪酸セルロース、酢酸プロピオン酸セルロース、及びエチルセルロースからなる群から選択されるポリマーのうちの少なくとも１つのモル質量が、２０，０００Ｄａ超である組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
環境的に持続可能な開発を確実にするために、石油又は天然ガス等の化石原料から作製されるプラスチック材料を新規の環境に優しい材料で置き換える必要がある。これら新規材料は、バイオプラスチックと呼ばれることが多い。
【０００３】
幾つかの新規合成バイオプラスチック材料が開発されている。これら合成材料は、必ずしも再生可能資源を原料とする訳ではないが、人工的に生分解性にされている。したがって、バイオプラスチックは、一般的に、天然ポリマー及び合成ポリマーの２つの別個の群に分けられる。天然ポリマーは、バイオポリマー、例えば、タンパク質又は多糖類（すなわち、デンプン及びセルロース）を原料とする。合成バイオポリマーは、例えば、脂肪族ポリエステル、ポリ酸無水物、ポリオルトエステル、水溶性ポリビニルアルコール、及び特定のポリウレタンである。生分解性材料は、典型的には、細菌酵素活性又は加水分解のいずれかによって合理的な時間で分解する塊（mass）として定義される。
【０００４】
化石資源由来の原料が未だに使用されている１つの大きな分野は、プラスチック材料（ポリエチレン、ポリプロピレン等）等のパッキング及びラッピング材料である。フィルム又はホイル等のプラスチックラッピングは、典型的に石油関連製品又は天然ガスに由来する材料の一例である。大部分の家庭用プラスチックラップは、炭化水素由来のポリエチレン（ＰＥ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、又はポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）から作製される。プラスチックから作製されるフィルム及びホイルは、広範囲にわたる目的に使用されている。幾つかの例は、食品をパッキングするためのクリングフィルム（cling film）又は他のプラスチックラップ、乾草のベール梱包をラッピングするためのプラスチックフィルム等である。このようなラッピング又はパッキング材料を、環境に優しい代替物で置き換える必要がある。
【０００５】
セルロースは、天然ポリマーであり、再生可能資源であるとみなされる。公知のセルロース系材料は、例えば、Ｃｅｌｌｏｐｈａｎｅ、Ｃｅｌｌｕｌｏｉｄ、Ｔｒａｎｓｐａｒｉｔ、Ｃｅｌｌｉｄｏｒ、及びＣｅｌｌｂｌｅｎｄである。セルロース系材料は、典型的には生分解性である。しかし、これら材料の多くは、石油関連製品と比べて経済的に実現不可能であると考えられている。それに加えて、該材料は、加工性等に関連する他の問題点を有している。酢酸セルロース、アセト酪酸セルロース、ベンジルセルロース、及びエチルセルロースは、例えば、溶融加工性を得るために高いＤＳを必要とする。熱可塑性及び生分解性は、常に適合する訳ではない。
【０００６】
石油関連プラスチック材料を置き換えるために幾つかの新規バイオプラスチックが開発されているが、持続可能な開発を確実にし、包装材料及びプラスチックに関連する廃棄物の問題を軽減するために、新たな持続可能な解決策を見つけることが依然として継続的に必要とされている。特に、ＬＤＰＥクリングフィルム等の従来のクリングフィルムを置き換えるために、ぴったりくっつく（clingy）特性を有する材料を開発することが必要とされている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、上述の問題に対する解決策を実現することである。特に、本発明の目的は、フィルム又はホイルを製造するために使用することができるセルロース系組成物を生み出すことである。新規セルロース系組成物は、化石原料を原料とし、かつパッキング又はラッピング材料として使用されているフィルム又はホイルに置き換わることができる。したがって、該セルロース系組成物及びそれから製造されるフィルム又はホイルは、より持続可能なパッキング材料の選択肢を食料雑貨店及び消費者に提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の目的は、独立請求項に記載されている特徴を有する組成物を用いて達成される。本発明の好ましい実施形態は、独立請求項に提示される。したがって、本発明の一目的は、フィルム又はホイルを製造するためのセルロース系組成物を提供することである。本発明に係るセルロース系組成物は、酢酸酪酸セルロース、酢酸プロピオン酸セルロース、及びエチルセルロースからなる群から選択されるセルロース系ポリマーのうちの少なくとも１つと、更に、トール油脂肪酸エステルとを含み、該酢酸酪酸セルロース、酢酸プロピオン酸セルロース、及びエチルセルロースからなる群から選択されるポリマーのうちの少なくとも１つのモル質量は、２０，０００Ｄａ超である。また、本発明は、本発明に係るセルロース系組成物を含む、包装フィルムに関する。
【０００９】
新規組成物及び包装フィルムに加えて、本発明は、フィルム又はホイルを製造する方法に関する。本発明に係る方法は、以下の工程：
−  酢酸酪酸セルロース、酢酸プロピオン酸セルロース、及びエチルセルロースからなる群から選択されるポリマーのうちの少なくとも１つと、トール油脂肪酸エステルとを含む組成物を溶融混合して、均質な混合物、エステルを得て、均質な混合物を得る工程であって、任意で、トール油脂肪酸エステルを該ポリマー（複数可）に少なくとも２段階で添加する工程と、
−  該均質な混合物を造粒して、粒状原料を得る工程と、
−  前記粒状原料からフィルム又はホイル材料を作製する工程と
を含む。
【００１０】
また、本発明は、包装フィルムを製造するための、本発明に係るセルロース系組成物の使用に関する。また、本発明は、フィルム吹込プロセスにおける、本発明に係るセルロース系組成物の使用に関する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、トール油脂肪酸エステルと共に、酢酸酪酸セルロース、酢酸プロピオン酸セルロース、及びエチルセルロースからなる群から選択されるセルロース系ポリマーのうちの少なくとも１つを含む混合物から、フィルム又はホイルを製造するための環境に優しい組成物を調製することができるという驚くべきこと知見に基づく。得られる組成物は、ぴったりくっつく特性を有する包装フィルム又はホイルに成形することができる。
【００１２】
本発明に係る組成物の１つの利点は、プラスチックフィルムを製造及び加工するために現在使用されている従来の機械で加工することができる点である。したがって、高額な設備投資を行う必要がない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】以下では、本発明に係る組成物から製造されたフィルムの一例を示す、同封した図１を参照する図によって、本発明をより厳密に説明する。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本願及び特許請求の範囲において、以下の用語及び表現は、以下に定義する通りの意味を有する。
【００１５】
「セルロース系」は、セルロース含有材料に由来する繊維から得られたポリマーを含むと定義される。したがって、セルロース含有材料に由来する繊維から得られたポリマーは、バイオポリマーである。セルロース系ポリマーは、典型的には、セルロースのエーテル又はエステル等の誘導体である。セルロース含有材料は、様々な原料、例えば、木材、植物の樹皮若しくは葉、又は植物系材料から得ることができる。
【００１６】
「酢酸酪酸セルロース」（ＣＡＢ）ポリマー及び「酢酸プロピオン酸セルロース」（ＣＡＰ）ポリマーは、セルロース誘導体である。これらは、繰り返しグルコース単位におけるセルロースポリマー鎖の幾つかのヒドロキシル基をエステル化することによって生成される。酢酸酪酸セルロース／酢酸プロピオン酸セルロースは、様々な基材のコーティング用途において結合剤及び添加剤として使用される。これら生成物は、そのブチリル／プロピル、アセチル、及びヒドロキシの含有量に基づいて、多種多様な特性を付与する。
【００１７】
「エチルセルロース」（ＥＣ）ポリマーは、セルロースの別の誘導体である。繰り返しグルコース単位におけるセルロースポリマー鎖のヒドロキシル基のうちの幾つかが、エチルエーテル基に変換されている。エチルセルロースは、薄膜等の工業用途において主に使用されているが、幾つかの等級は、食品及び医薬品等の規制市場において使用することもできる。エチル基の数は、製造プロセスに応じて変化し得、材料に様々な特性を与えることができる。
【００１８】
「トール油脂肪酸エステル」又はＴＯＦＡエステルは、トール油脂肪酸のエステルである。典型的には、トール油脂肪酸メチルエステルが使用される。
【００１９】
「包装フィルム」は、例えば、クリングフィルム、シュリンクフィルム、ストレッチフィルム、バッグフィルム又は容器用ライナ、消費者包装用のフィルム（例えば、冷凍製品用の包装フィルム、包装を輸送するためのシュリンクフィルム、食品用ラップフィルム、包装用バッグ、成形充填シール包装フィルム（form, fill and seal packaging film））、積層フィルム（例えば、牛乳又はコーヒー等を包装するために使用されるアルミニウム又は紙の積層物）、バリアフィルム（例えば、冷肉及びチーズ等の食品を包装するために使用される香り又は酸素のバリアとして作用するフィルム）、医療品を包装するためのフィルム、農業用フィルム（例えば、温室用フィルム、作物促成栽培用フィルム、サイレージ用フィルム、サイレージ用ストレッチフィルム）、又は化粧品の包装に適用するためのものであってよい。
【００２０】
「吹込フィルムプロセス」又は「フィルム吹込プロセス」又は「吹込フィルム押出成形」は、フィルム製造の最も一般的な方法の１つである。吹込フィルムプロセスは、時に、筒状フィルム押出成形とも称される。このプロセスは、円形のダイを介してプラスチックを押出成形し、続いて、「泡のように」膨張させることを含む。
【００２１】
本発明は、再生可能資源から作製することができることから環境に優しいフィルム又はホイルを製造するためのセルロース系組成物に関する。新規組成物は、パッキング材料又はパッキングフィルムに成形することができ、例えばポリエチレン又はポリプロピレンを原料とする、一般的に使用されている化石プラスチック材料を置き換えるためにラッピング及びパッキングに使用することができる。新規組成物は、酢酸酪酸セルロース、酢酸プロピオン酸セルロース、及びエチルセルロースからなる群から選択されるポリマーのうちの少なくとも１つと、トール油脂肪酸エステルとの混合物を含み、これらは全て再生可能資源に由来する。新規組成物は、好適には、環境に優しいバイオプラスチック材料である。
【００２２】
本発明は、フィルム又はホイルを製造するためのセルロース系組成物であって、酢酸酪酸セルロース、酢酸プロピオン酸セルロース、及びエチルセルロースからなる群から選択されるポリマーのうちの少なくとも１つを含む組成物に関する。これらポリマーのうちの１つ以上に加えて、該組成物は、トール油脂肪酸エステルを含む。酢酸酪酸セルロース、酢酸プロピオン酸セルロース、及びエチルセルロースからなる群から選択されるポリマーのうちの少なくとも１つのモル質量は、２０，０００Ｄａ超である。
【００２３】
本発明の一実施形態によれば、フィルム又はホイルを製造するためのセルロース系組成物は、酢酸酪酸セルロース、酢酸プロピオン酸セルロース、及びエチルセルロースからなる群から選択されるポリマーのうちの少なくとも１つと、トール油脂肪酸エステルと、任意で、軟化剤、顔料、又はプラスチック組成物で使用するための他の添加剤等の添加剤とからなる。酢酸酪酸セルロース、酢酸プロピオン酸セルロース、及びエチルセルロースからなる群から選択されるポリマーのうちの少なくとも１つのモル質量は、２０，０００Ｄａ超である。
【００２４】
本発明に係るセルロース系組成物では、酢酸酪酸セルロース、酢酸プロピオン酸セルロース、及びエチルセルロースからなる群から選択される前記少なくとも１つのポリマーの総量は、該組成物の総重量に基づいて、少なくとも４０重量％、好ましくは少なくとも５０重量％、より好ましくは少なくとも６０重量％、又は少なくとも７０重量％である。一実施形態によれば、該少なくとも１つのポリマーの総量は、該組成物の総量に基づいて、４０〜９５重量％、又は例えば５０〜９０重量％若しくは６０〜７０重量％であってよい。
【００２５】
本発明に係る組成物は、０〜９０重量％、好ましくは１０〜８０重量％の量の酢酸酪酸セルロース、及び／又は０〜９０重量％、好ましくは１０〜８０重量％の量の酢酸プロピオン酸セルロース、及び／又は０〜９０重量％、好ましくは１０〜８０重量％の量のエチルセルロースと、５〜５０重量％、好ましくは１０〜４５重量％の量のトール油脂肪酸エステルとを含んでいてよい。したがって、本発明に係る組成物中のトール油脂肪酸エステルの量は、例えば、該組成物の総重量に基づいて、５〜５０重量％、１０〜４５重量％、１５〜３５重量％、２０〜３０重量％、又は３０〜４０重量％であってよい。
【００２６】
本発明の一実施形態によれば、セルロース系組成物は、該組成物の総重量に基づいて、１０〜９０重量％、好ましくは４０〜８０重量％の量の酢酸酪酸セルロースと、０〜５０重量％の量の酢酸プロピオン酸セルロースと、０〜４０重量％の量のエチルセルロースと、１０〜５０重量％の量のトール油脂肪酸エステルとを含む。本発明に係る組成物は、例えば、該組成物の総重量に基づいて、５０〜７５重量％又は６０〜７０重量％の酢酸酪酸セルロースを含んでいてよい。
【００２７】
好適には、酢酸酪酸セルロース、酢酸プロピオン酸セルロース、及びエチルセルロースからなる群から選択されるポリマーのうちの少なくとも１つのモル質量は、２０，０００Ｄａ超である。好適には、前記群から選択されるポリマーのうちの少なくとも１つのモル質量は、２０，０００〜９５，０００Ｄａ、好ましくは、２０，０００〜９０，０００Ｄａ、例えば、３０，０００〜７０，０００Ｄａである。全ての成分のモル質量が低すぎる場合、材料が吹込フィルムプロセスに十分な程度強くもなく弾性でもなくなるので、組成物が吹込フィルム加工に適さないというリスクがある。したがって、指定のモル質量値によって、吹込フィルム用途において該ポリマーを使用することが可能になる。吹込フィルム加工によって、好ましくはぴったりくっつく特性を有し、パッキング材料として好適なフィルム又はホイルを形成することが可能になる。
【００２８】
様々な等級の酢酸酪酸セルロース、酢酸プロピオン酸セルロース、及びエチルセルロースが、幾つかの供給元から市販されている。本発明に係る組成物では、ポリマー原料の混合物が、形成されるフィルム又はホイルの特性に影響を与える。言い換えれば、幾つかのポリマーの混合物の場合、本発明に係る組成物を形成したときにポリマーの複合特性を評価する必要がある。例えば、ポリマーのうちの１つが９０，０００Ｄａ又は７０，０００Ｄａ等の高いモル質量を有する場合、このポリマーをより低いモル質量を有する別のポリマーと組み合わせることが好適であり得る。あるいは又は更に、高モル質量のポリマーには、より多量の軟化剤が必要である。モル質量の測定は、サイズ排除クロマトグラフィー（ＳＥＣ）を用いて実施してよく、これは、本発明に関連して実施した試験で使用したものである（実施例２を参照）。好適なＳＥＣ測定条件は、プレカラムと共にＳｔｙｒａｇｅｌ  ＨＲ  ４及び３カラムを使用し、クロロホルム溶出剤（０．６ｍＬ／分、Ｔ＝３０℃）中である。溶出曲線は、Ｗａｔｅｒｓ  ２４１４屈折率検出器を使用して検出してよい。モル質量分布（ＭＭＤ）は、Ｗａｔｅｒｓ  Ｅｍｐｏｗｅｒ  ３ソフトウェアを使用して、１０×ＰＳ（５８０〜３０４００００ｇ／モル）標準に対して計算してよい。実施例２では、ＰＳを標準として使用した。比較試験では、ＰＳ標準から、製造業者によって提供されたモル質量値よりもわずかに高い結果が得られた（実施例１）。したがって、実施例２においてＣＡＰ標準が利用可能であった場合、実施例２のモル質量値はわずかに低くなったであろう。したがって、一実施形態によれば、酢酸酪酸セルロース、酢酸プロピオン酸セルロース、及びエチルセルロースからなる群から選択されるポリマーのうちの少なくとも１つのモル質量は、２５，０００〜９５，０００Ｄａであり、これは、クロロホルム溶出剤（０．６ｍＬ／分、Ｔ＝３０℃）中で、プレカラムと共にＳｔｙｒａｇｅｌ  ＨＲ  ４及び３カラムを使用し、Ｗａｔｅｒｓ  ２４１４屈折率検出器を使用して溶出曲線を検出し、Ｗａｔｅｒｓ  Ｅｍｐｏｗｅｒ  ３ソフトウェアを使用して、１０×ＰＳ（５８０〜３０４００００ｇ／モル）標準に対してモル質量分布（ＭＭＤ）を計算するサイズ排除クロマトグラフィー（ＳＥＣ）によって測定した。
【００２９】
本発明に係る組成物の酢酸酪酸セルロース、酢酸プロピオン酸セルロース、及び／又はエチルセルロースのポリマーは、好適には、熱可塑性ポリマーである。包装フィルムにおいて使用するのに好適であるためには、本発明の組成物で使用されるセルロース系ポリマーは水溶性であってはならない。したがって、酢酸酪酸セルロース、酢酸プロピオン酸セルロース、及びエチルセルロースからなる群から選択されるポリマーは、好適には、水溶性ではない。更に、ポリマーは、トール油脂肪酸エステル軟化剤と共に使用するのに適している必要がある。本発明に係る組成物の酢酸酪酸セルロース、酢酸プロピオン酸セルロース、及び／又はエチルセルロースのポリマーは、これら要件を満たすことが見出されている。更に、該ポリマーは、ぴったりくっつく特性を有するフィルム又はホイルを生成するために使用することができる組成物において使用するのに好適である。したがって、一態様によれば、本発明の組成物で使用されるポリマーは、酢酸酪酸セルロース、酢酸プロピオン酸セルロース、及びエチルセルロースからなる群から選択されるセルロース系ポリマーであり、前記ポリマーは、熱可塑性かつ非水溶性である。酢酸酪酸セルロース、酢酸プロピオン酸セルロース、又はエチルセルロースと類似の特性を有し、また、本発明に係る組成物に好適である他のセルロース系ポリマーも存在し得る。したがって、本発明に係る組成物は、他のセルロース系ポリマーも含んでいてよい。
【００３０】
一実施形態によれば、本発明のセルロース系組成物は、トール油脂肪酸エステルと共に、酢酸酪酸セルロース、酢酸プロピオン酸セルロース、及びエチルセルロースからなる群から選択されるポリマーのうちの少なくとも２つを含む。一実施形態によれば、本発明のセルロース系組成物は、酢酸酪酸セルロース及びトール油脂肪酸メチルエステルを含む。
【００３１】
本発明に係るセルロース系組成物は、トール油脂肪酸エステルも含む。トール油脂肪酸エステルは、本発明の組成物において軟化剤又は可塑剤として使用される。トール油脂肪酸は、木材を原料とする組成物である、すなわち、再生可能資源から製造されるという利点を有する。本発明に係る包装フィルムの幾つかの用途についての更なる利点は、食品等級のＴＯＦＡエステルが市販されている点である。例えば、食品の包装に使用する場合。本発明の一実施形態によれば、トール油脂肪酸エステルは、トール油脂肪酸メチルエステルである。トール油脂肪酸メチルエステルは市販されており、したがって、別個に調製する必要がないので有利な選択肢である。
【００３２】
また、本発明に係るセルロース系組成物は、トール油脂肪酸エステルに加えて少なくとも１つの他の軟化剤を含んでいてもよい。
【００３３】
一実施形態によれば、本発明に係るセルロース系組成物は、酢酸酪酸セルロース、酢酸プロピオン酸セルロース、及びエチルセルロースからなる群から選択される前記少なくとも１つのポリマーに加えて、少なくとも１つの他のポリマー、好ましくは、ポリブチレンサクシネートを含む。ポリブチレンサクシネート（ＰＢＳ）は、セルロース系ポリマーと混合するのに好適である。セルロース系ポリマーと混合するのに好適な他の可能なポリマーは、ポリプロピレンサクシネート（ＰＰＳ）、ポリ（ブチレンサクシネート−コ−ブチレンアジペート）（ＰＢＳＡ）、ポリヒドロキシブチレート、ポリ（ヘキサメチレングルタレート）、ポリ（ヘキサメチレンアジペート）、ポリ（エチレンサクシネート）、ポリ（ブチレングルタレート）、ポリ（ブチレンアジペート）、ポリ（エチレングルタレート）、ポリ（エチレンアジペート）、ポリ（ジエチレングルタレート）、ポリ（ジエチレンアジペート）、ポリ（ジエチレンサクシネート）、又はポリ（ヘキサメチレンサクシネート）である。
【００３４】
一実施形態によれば、本発明に係る組成物における全てのポリマーの総量は、該組成物の総重量に基づいて６０〜９５重量％である。
【００３５】
更に、本発明の組成物は、顔料を含有していてよい。顔料は、好ましくは、白色顔料である。白色顔料は、例えば、二酸化チタン（ＴｉＯ２）であってよい。該組成物に白色顔料を添加すると、形成されるフィルム又はホイル材料が白色かつ半透明になる。これは、特に、食品をパッキングするために本発明に係る包装フィルムを使用するときに有利であるが、その理由は、白色がパッケージ内の食品を消費者にとってより魅力的に見せるためである。白色顔料なしでは、本発明に係る組成物から製造されるフィルム又はホイル材料は、わずかに黄色がかった色を有し得る。したがって、白色顔料は、フィルム又はホイルの自然の色をマスキングする効果を有し、この効果がなければ、食品製品が消費者にとってそれほど魅力的に見えなくなる可能性がある。
【００３６】
顔料に加えて、本発明に係る組成物は、他の成分、例えば、プラスチックで典型的に使用される添加剤も含んでいてよい。これら添加剤は、例えば、充填剤、助剤、又は他の剤である。典型的には、これら添加剤の量は、組成物の重量に基づいて０．０１〜１０重量％で変動する。１つの添加剤の量は、例えば、組成物の重量に基づいて０．１〜５重量％であってよい。
【００３７】
本発明の一態様は、化石原料を原料とするいかなる成分をも含有しないフィルム又はホイルを製造するためのセルロース系組成物である。言い換えれば、この場合、該組成物は、再生可能原料から本質的に又は完全になっていてよい。
【００３８】
また、本発明は、本発明に係るセルロース系組成物を含む包装フィルムに関する。本発明に係る包装フィルムは、フィルム吹込プロセス（吹込フィルム押出成形）を使用して製造することができる。
【００３９】
一実施形態によれば、本発明に係るフィルム又はホイルを製造するための組成物は、吹込フィルム押出成形（フィルム吹込プロセス）又は流延フィルム押出成形のいずれかを使用してフィルムに加工することができる。
【００４０】
一実施形態によれば、セルロース系組成物は生分解性である。セルロース系組成物から製造される新規包装フィルム又はホイルも生分解性であり得る。
【００４１】
また、セルロース系組成物を、従来のプラスチック原料、例えば、ポリエチレン又はポリプロピレンと混合してもよい。この方法では、特定の有利な特徴を有するフィルム又はホイル材料を製造するのに好適な組成物を得ることができる。原料ブレンドの選択は、フィルム又はホイル材料の要件及び最終用途に依存する。
【００４２】
本発明の一実施形態によれば、フィルム又はホイルを製造するためのセルロース系組成物はクリングフィルムに成形され、これを使用して、例えばＬＤＰＥから作製される一般的なクリングフィルムを置き換えることができる。このようなクリングフィルムは、食品等級の原料から作製され得る。したがって、クリングフィルムを使用して、食品製品をパック又はラップすることができる。
【００４３】
また、本発明は、フィルム又はホイルを製造する方法に関する。フィルム又はホイルを製造するための本発明に係る方法は、以下の工程：
ａ．酢酸酪酸セルロース、酢酸プロピオン酸セルロース、及びエチルセルロースからなる群から選択されるポリマーのうちの少なくとも１つと、トール油脂肪酸エステルとを含む組成物を溶融混合して、均質な混合物を得る工程であって、任意で、トール油脂肪酸エステルを該ポリマー（複数可）に少なくとも２段階で添加する工程と、
ｂ．該均質な混合物を造粒して、粒状原料を得る工程と、
ｃ．該粒状原料からフィルム又はホイル材料を作製する工程と
を含む。
【００４４】
一実施形態によれば、工程ａ．における組成物は、上記本発明に係るセルロース系組成物である。
【００４５】
一実施形態によれば、本発明に係る方法の工程ｃ．は、フィルム吹込プロセスを使用することによって粒状原料からフィルム又はホイル材料を作製することを含む。
【００４６】
好ましくは、該方法の溶融混合工程では、酢酸酪酸セルロース、酢酸プロピオン酸セルロース、及びエチルセルロースからなる群から選択されるポリマーのうちの少なくとも１つを含む組成物に、トール油脂肪酸エステルを、徐々に及び／又は少なくとも２段階で添加する。本発明の発明者らは、この方法によって溶融混合工程がより効率的になり得ることを見出した。この方法を使用しなければ、均質な混合物を得ることが困難になる場合がある。一実施形態によれば、酢酸酪酸セルロース、酢酸プロピオン酸セルロース、及びエチルセルロースからなる群から選択されるポリマーのうちの少なくとも１つを含む組成物に、トール油脂肪酸エステルを、数段階で、例えば少なくとも３つの別個の段階又は少なくとも４つの別個の段階で添加する。
【００４７】
溶融混合は、連続配合プロセスで実施してよい。溶融混合は、好適には、二軸配合機を用いて実施される。配合機を使用するとき、酢酸酪酸セルロース、酢酸プロピオン酸セルロース、及びエチルセルロースからなる群から選択されるポリマーのうちの少なくとも１つを含む組成物へのトール油脂肪酸エステルの添加は、幾つかの段階又は点から実施してよい。
【００４８】
また、溶融混合は、バッチミキサで実施してもよい。
【００４９】
任意で、該方法は、工程ａ．で形成される混合物の成分のうちの幾つかについての予混合又は含浸工程を含んでいてもよい。
【００５０】
工程ａ．で得られる混合物が吹込フィルム加工に好適であることを保証するために、当業者に公知の標準的な試験を行ってよい。本発明の組成物は、これら要件を満たす必要がある。
【００５１】
本発明に係る組成物は、吹込フィルム加工用の従来の装置で加工することができる。原料の要件及び他のパラメータの調整は、当業者に公知である。
【００５２】
本発明に係る組成物から製造されるフィルム若しくはホイル又は包装材料の特性、例えば、厚み、密度等は、その意図する使用又は用途に好適になるように調整する必要がある。
【００５３】
更に、プラスチックのラップ又は包装フィルムが有効であることを保証するための標準的な試験が存在する。重要な試験の幾つかは、例えば、透過性（水蒸気及び気体）、衝撃耐性、吸水、及び引裂強度である。形成される包装フィルム又はホイルは、意図する用途、例えば、食品を包装するための使用に応じて特定の具体的な要件を満たす必要がある。
【００５４】
また、本発明は、包装フィルムを製造するための、本発明に係るセルロース系組成物の使用に関する。好ましくは、該使用は、フィルム吹込プロセスを使用する包装フィルムの製造に関する。
【００５５】
更に、本発明は、フィルム吹込プロセスにおける、本発明に係るセルロース系組成物の使用に関する。
【００５６】
本発明に係る新規組成物は、再生可能資源由来の原料のみを本質的に含有していてよい。新規組成物は、再生可能資源由来の原料から完全になっていてもよい。また、新規組成物は、再生可能資源由来の生分解性原料から完全になっていてもよい。本発明に係る組成物は、吹込フィルム加工に好適である。
【００５７】
包装用に一般的に使用されているＬＤＰＥクリングフィルムに関連して多くの問題が存在する。１つの問題は、典型的に、ＬＤＰＥのうちの数パーセントしかリサイクルされないことである。実際、フレキシブルなプラスチック包装材料は、多くの場合、リサイクルプログラムに全く受け入れられない。したがって、本発明に係る組成物で達成され得るものなどの、プラスチックラップに対する環境に優しい代替品を導入することは、持続可能な開発を達成するという目的において真に有利な点である。好適には、本発明に係るセルロース系組成物は、一般的に使用されているクリングフィルムを置き換えるための高品質フィルム材料も提供する。
【００５８】
本発明に係る組成物の重要な利点は、それから製造されるフィルム又はホイルが、既存の製造プロセス及び技術を使用して生産できる点である。したがって、新しい製造設備に大きな投資を行う必要がないので、該組成物は、経済的に実現可能な選択肢である。
【００５９】
本発明に係る組成物から製造される包装材料に関する更なる利点は、該組成物が生分解性であり得るので、プラスチック廃棄物が低減される点である。更に、本発明に係る組成物は１００％再生可能資源で作製することができるので、化石原料の使用を低減することができる。また、本発明に係る組成物は木材でできているので、生産に耕地が占有されない。
【００６０】
本発明は、以下の実施例によって更に説明される。
【実施例】
【００６１】
実施例１
フィルム吹込プロセスを使用することによって、本発明に係るセルロース系組成物をプラスチックフィルムに成形した。
【００６２】
組成及びフィルムに関する詳細は、表１から分かる。
【００６３】
【表１】
2020523461.tif 000003
【００６４】
表１中、ＣＡＢは、酢酸酪酸セルロースであり、ＴＯＦＡエステルは、トール油脂肪酸メチルエステルである。
【００６５】
モル質量（ｋＤａ）値は、製造業者によって与えられた情報に基づく。
【００６６】
フィルムサンプルを水に数日間浸漬することによって、フィルムに対して吸水試験を行った。水に浸漬した後のフィルムにおいて、外観にも質感にも目に見える変化は認められなかった。
【００６７】
該フィルムのうちの１枚が陶磁器のコーヒーカップを包み込み、該カップに密着している図１から分かる通り、フィルム１〜２は透明であり、ぴったりくっつく特性を有していた。したがって、該フィルムは、プラスチックラップ等の包装フィルムとして使用するのに好適である。
【００６８】
実施例２
フィルム吹込プロセスを使用して、本発明に係るセルロース系組成物をプラスチックフィルムに成形した。
【００６９】
組成及びフィルムに関する詳細は、表２から分かる。
【００７０】
【表２】
2020523461.tif 000004
【００７１】
表２中、ＣＡＰは、酢酸プロピオン酸セルロースであり、ＰＢＳは、ポリブチレンサクシネートであり、ＴＥＣは、クエン酸トリエチルであり、ＴＯＦＡエステルは、トール油脂肪酸メチルエステルである。
【００７２】
フィルム３〜４は透明であり、ぴったりくっつく特性を有しており、プラスチックラップ等の包装材料として使用するのに好適であった。
【００７３】
【表３】
2020523461.tif 000005
【００７４】
モル質量測定用のクロロホルム溶出剤を使用してサイズ排除クロマトグラフィー（ＳＥＣ）でモル質量測定を実施し、クロロホルム（濃度１ｍｇ／ｍＬ）を使用してサンプル（入力ａ及びｂ）を一晩溶解させた。測定前にサンプルを濾過（０．４５μｍ）した。
【００７５】
プレカラムと共にＳｔｙｒａｇｅｌ  ＨＲ  ４及び３カラムを使用して、クロロホルム溶出剤（０．６ｍＬ／分、Ｔ＝３０℃）中でＳＥＣ測定を実施した。Ｗａｔｅｒｓ  ２４１４屈折率検出器を使用して、溶出曲線を検出した。Ｗａｔｅｒｓ  Ｅｍｐｏｗｅｒ  ３ソフトウェアを使用して、１０×ＰＳ（５８０〜３０４００００ｇ／モル）標準に対してモル質量分布（ＭＭＤ）を計算した。この方法は、わずかに高い値を与えることによって実施例１の結果とは異なる場合がある。
【００７６】
実施例３
フィルム吹込プロセスを使用して、本発明に係るセルロース系組成物をプラスチックフィルムに成形した。
【００７７】
組成及びフィルムに関する詳細は、表４から分かる。
【００７８】
【表４】
2020523461.tif 000006
【００７９】
表４中、ＣＡＰは、酢酸プロピオン酸セルロースであり、ＴＯＦＡエステルは、トール油脂肪酸メチルエステルである。
【００８０】
フィルム５〜６は透明であり、ぴったりくっつく特性を有していた。したがって、該フィルムは、プラスチックラップ等の包装フィルムとして使用するのに好適である。
【図１】
2020523461.tif 000007
【国際調査報告】
2020523461.tif 000008
2020523461.tif 000009