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JP2025507375A - 多相ポリヒドロキシアルカノエート系組成物およびそれから作製される物品 - Google Patents

多相ポリヒドロキシアルカノエート系組成物およびそれから作製される物品 Download PDF

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JP2025507375A
JP2025507375A JP2024547672A JP2024547672A JP2025507375A JP 2025507375 A JP2025507375 A JP 2025507375A JP 2024547672 A JP2024547672 A JP 2024547672A JP 2024547672 A JP2024547672 A JP 2024547672A JP 2025507375 A JP2025507375 A JP 2025507375A
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Newlight Technologies Inc
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Abstract

本明細書は、概して、バイオベースの熱可塑性成分を含む生分解性、バイオコンポスタブル、海洋分解性、生体適合性の物品を製造するための組成物に関する。特に、本発明の実施に伴い、ポリヒドロキシアルカノエート(PHA)の引張強度、強靭性、および伸びにおける顕著な改善が、PHA中にアモルファスPHAを分散させ、その後、オプションとして、分散したアモルファスPHAをカップリングすることによって達成できることが判明した。本発明のポリヒドロキシアルカノエート/アモルファスポリヒドロキシアルカノエートブレンドは、70~97.5重量%のPHAおよび2.5~30重量%のアモルファスPHAを含み、物品の幅広いアレイを製造するために使用可能である。

Description

優先権出願の参照による援用
本願と共に提出される出願データシートにおいて同定される外国または国内の優先権が主張される全ての出願が、アメリカ合衆国連邦規則法典第37巻1.57の下、参照することにより本明細書に組み込まれる。
技術分野
本明細書は、概して、ポリヒドロキシアルカノエート(PHA)のポリマーブレンドの組成物に関する。特に、本発明は、連続相および不連続相を有する組成物および製造物品に関連し、連続相は、ポリ(3-ヒドロキシブチラート)ホモポリマー(PHB)でできており、および不連続相は、ガラス転移温度が20℃未満の範囲にあり、かつ80℃~180℃の溶融温度(TM)を有するアモルファスポリヒドロキシアルカノエート(aPHA)である。より詳細には、本発明は、2つのPHA材料のブレンドに関し、連続相が、総PHAの約88%~97.5%の間であり、不連続相が、総PHAの約2.5~約30%の間である。また、本発明の組成物の製造方法も記載される。また、本発明は、該組成物を含む物品およびフィルムを含有する。
今世紀の最初の10年で、2000年までの歴史で製造された全てのプラスチックより多くのプラスチックが製造された。プラスチック材料の大規模での使用は、技術発展の歴史における到達点を代表するものであったが、かかる材料の利用の増大は、深刻な環境問題をもたらした。かかる材料は、概して、自然に分解されるまで約500~1000年を要し、このことは、これまでに作製された合成プラスチックの事実上全てのかけらが何らかの形状または形態で今日も存在していることを意味する。石油由来のプラスチック樹脂の場合、世界全体で約9000億ポンドが毎年製造され、この数字は、年間約4%で増加し続けていると見積もられている。この世界全体での毎年の製造により、毎年約10%または900億ポンドが地球の海に流入すると見積もられており、毎年数千匹の海鳥およびウミガメ、アシカならびに他の海洋哺乳類が、プラスチックを摂取するかプラスチックに絡まって死んでいる。
これらの問題に鑑み、国連の機関である国連環境省によれば、60超の国々が、1回使用でのプラスチックの廃棄を食い止めるための課税および禁止を導入している。これらの事実の妥当性を考慮しつつも、これら新しい材料を使用することに対する市場の潜在性は非常に大きく、生分解性プラスチック樹脂が世界中で注目を集めている。市場における生分解性バイオポリマーに対する用途には、例えば使い捨て材料などの製品(梱包、おむつ、食器、ドリンクウェア、カトラリーを含むが、これらに限定されない);化粧用、農薬用、および水に関する製品;ならびに医療および医薬品に関する物品(例えば、全体的な生体適合性および受け入れ器官による拒絶が穏やかなことに起因する、放出制御されたマイクロカプセル化薬剤、医療用縫合糸および骨折用固定ピンなど)が含まれる。
生分解性バイオポリマーの重要なファミリーは、ポリヒドロキシアルカノエート(PHA)であり、これらは、300を超える異なる微生物によって自然に合成されたポリエステルであり、微生物のための自然エネルギーの貯蔵として機能する。PHAバイオポリマーのファミリーにおいて最もシンプルで最も重要なものは、ポリヒドロキシブチラート(PHB)である。PHBにおける商業的関心は、生分解性および生体適合性の特徴に直接関連しているだけでなく、その熱的-機械的特性および製造コストにも関連している。加えて、PHBが、動物に摂取されたときに、腸内フローラの微生物制御剤として機能し得、このことは、体重増加、成長率および全生存に対するプラスの影響を与え得ることを示す証拠が相次いでいる(Y. Duanら、「Effect of dietary poly-β-hydroxybutyrate (PHB) on growth performance, intestinal health status and body composition of Pacific white shrimp Litopenaeus vannamei」、Fish & Shellfish Immunology、60: 520-528(2017);およびE.H. Najdegeramiら、「Effects of poly-β-hydroxybutyrate (PHB) on Siberian sturgeon (Acipenser baerii) fingerlings performance and its gastrointestinal tract microbial community」、FEMS Microbiol Ecol.、79: 25-33(2012))。
これらの熱可塑性または弾性ポリエステルは、水性媒体中で炭素源(糖、アルカン、植物油、有機酸およびルコールを含む)で様々な微生物(特にバクテリア)を培養することによって、簡便に合成され得る。微生物、炭素源、栄養および培養条件によるが、PHA(典型的には、不連続なアモルファスの非水溶性の顆粒としてのセルの内部に貯蔵される)は、単離および精製することが困難であり得る。一旦単離されても、PHAおよび特にPHBは、その半結晶性の性質および熱的不安定さのため、更に、脆性の難点を抱えることとなる。PHBの内在的な脆性を克服してPHBを強化するための1つの方策は、低レベルの吉草酸塩(またはバレラート)を有するコポリマーを使用することである。しかしながら、かかるコポリマーは、PHBより低い融点を示し、よって、組成物の利用温度範囲が狭まることとなる。あるいは、ポリマーの衝撃特性および強靭性を改善するために、脆い熱可塑性マトリックスにゴム粒子を組み込むことが知られている(Amos, J. L.ら、米国特許第2,694,692号(1954);およびBaerら、米国特許第4,306,040号(1981))。適した条件下で適切な相溶化剤を使用すると、高価値の耐久性用途のための高衝撃強度ポリマーブレンドを形成し得る相乗効果が生じる。しかし、低モジュラス(または弾性率)のゴム粒子をポリマーに添加することにより、堅さおよび強度が低下し、この剛性における低下により、得られるブレンドの引っ掻き/傷抵抗性が著しく低下する。よって、この脆さを克服するために、クレイなどの高モジュラスのフィラーも強化ブレンドに組み込まれ、強化ブレンドは、最適な処理および化学的作用にて、この失われた強度および堅さを再び獲得できる。
よって、クレイなどのフィラーを使用することなく、およびPHAの潜在的な堅さ、強度、生分解性能、およびその栄養的価値を損なうことなく、PHAの耐久性、強靭性および衝撃強度を改善することに対する要請が存在する。
本発明は、PHAの潜在的な堅さ、強度、生分解性能を損なうことなく、PHAの耐久性、強靭性および衝撃強度を改善するための要請に対処するものである。
更に、本発明は、比較的高価でなく、かつ製造が容易なPHAポリマー複合材料を提供する。
概して、本発明は、ポリヒドロキシアルカノエート系(またはポリヒドロキシアルカノエートに基づく)物品の製造に有用な、環境的に持続可能である組成物を記述する。特に、本発明は、連続相および不連続相を有する製造物品であって、連続相がポリ(3-ヒドロキシブチラート)ホモポリマー(PHB)からできており、不連続相がアモルファスポリヒドロキシアルカノエート(PHA)である、製造物品に関する。
本発明の新規なブレンドされたポリヒドロキシアルカノエート組成物は、2つのポリマーである(i)PHBおよび(ii)アモルファスポリヒドロキシアルカノエート(aPHA)の混合物を、過酸化物および共架橋剤(co-agent)と組み合わせて含み得る。好ましくは、本発明の組成物は、生分解性および生体適合性であり、総PHAに対して、約88重量%~約97.5重量%のPHBおよび約2.5重量%~約30重量%のaPHAを含む。
新規なブレンドされたポリヒドロキシアルカノエート組成物は、任意の適切な方法により、任意の適切な処理(または加工)順序を用いて、作製され得る。例えば、1つの態様において、該方法は、(a)溶融状態にてPHAポリマーを過酸化物および共架橋剤と一緒に混合して、均質なブレンドを形成する工程;および(b)均質なブレンドを冷却して、固体のPHB/aPHAポリマー組成物を形成し、その後、該組成物が物品に成形され得る工程を含む。任意の適切なポリマー処理装置が使用され得、例えば、押出機(例えば単軸スクリューまたは二軸スクリュー)または射出成型装置が使用され得る。上記方法は、更に、他の工程、例えばストランド作製、色添加、ペレット化および均質化などを追加で含んでよい。
もう1つの態様において、PHAポリマーは、微細粒子サイズの粉末の形態であり、組成物を所定の割合で乾燥ブレンディングすることによってブレンドされ、混合され、および処理される。上記と同様に、任意の適切な処理装置が使用され得、例えば、押出機(例えば単軸スクリューまたは二軸スクリュー)が使用され得る。上記方法は、更に、他の工程、例えばポリヒドロキシアルカノエート/アモルファスポリヒドロキシアルカノエートブレンドのストランド作製、色添加、ペレット化および均質化などを追加で含んでよい。
本発明の新規なブレンドされたポリヒドロキシアルカノエート組成物は、商業的に有用な物品(例えば、フィルム、シート、多層構造体、ファイバー、モノフィラメント、シート、熱成形された物品、ブロー成型された物品、射出成型された物品、および射出延伸ブロー成型された物品などであるが、これらに限定されない)へと形成され得る。本明細書にて、本発明の任意のブレンドされた組成物から作製された物品も提供される。
オプションとして、新規なブレンドされた組成物に、添加剤が添加され得る。かかる添加剤は、ブレンド組成物を成形するための組成物の処理の間に適切な時点で混合され得る。ブレンドされた組成物中に1つ以上の添加剤が含まれて、ブレンドされた組成物およびそれから作製される任意の成形物品に1つ以上の選択された機能特徴が付与される。本発明において含まれ得る添加剤の例には、熱安定剤、処理安定剤、光安定剤、酸化防止剤、スリップ/抗ブロック剤、顔料、UV吸収剤、フィラー、潤滑剤、顔料、染料、着色剤、流動促進剤、可塑剤、加工助剤、分岐剤、補強材、核形成剤(下記にてより詳細に説明する)、タルク、ワックス、炭酸カルシウム、ラジカルスカベンジャー、または上記の機能性添加剤の1つ以上の組合せが含まれる。
形成された製造物品が廃棄物として環境に入ったとき、その後、モノマー単位に分解され得る(PHAは、短鎖脂肪酸に分解されず、このことは、成長能力、腸の消化および免疫機能に対して有益であることが示されている)。
追加の態様および特徴は、下記の説明にて述べられ、一部は、本明細書の試験の際に当業者に明らかになり、または開示の態様の実施により理解され得る。開示の態様の特徴および利点は、本明細書に記載される手段、組合せおよび方法によって、実現および達成され得る。
本明細書は、バイオベースの熱可塑性成分を含む生分解性、バイオコンポスタブル(または生分解により堆肥化可能な)、海洋分解性、生体適合性の物品を製造するための組成物に関する。特に、本発明の実施に伴い、ポリヒドロキシアルカノエート(PHA)の強靭性および伸びにおける顕著な改善が、PHA(より詳細にはPHB)中に、20℃未満のガラス転移温度を有するアモルファスポリヒドロキシアルカノエート(aPHA)を分散させ、その後、オプションとして、2つのPHA分子をカップリングすることによって達成できることが判明した。本発明のポリヒドロキシアルカノエートブレンドは、ポリ(3-ヒドロキシブチラート)ホモポリマー(PHB)でできた連続相と、20℃未満のガラス転移温度および80℃~180℃の溶融温度(TM)を有するアモルファスポリヒドロキシアルカノエート(aPHA)でできた不連続相とを含む。より詳細には、本発明は、連続相(PHA)が、総PHAの約88%~97.5%であり、かつ不連続相(aPHA)が、総PHAの約2.5~約30%である、2つのPHA材料のブレンドに関する。そして、過酸化物および共架橋剤が、ブレンドの強靭性を増強するためにブレンドに添加され得る。
本発明のブレンドされたポリヒドロキシアルカノエート組成物を形成するために使用される2つのポリマーであるPHAおよびaPHAは、下記により詳細に説明され、ホモポリマー、コポリマーおよびそれらのブレンドを含み得る。本発明の適切な相溶化剤(compatibilizer)には、次のものが含まれるが、これらに限定されない:ポリプロピレンco-アクリル酸、ポリプロピレン-g-マレイン酸無水物、ポリエチレン-g-マレイン酸無水物、ポリエチレン-g-マレイン酸無水物-co-エチルアクリレート、ポリエチレン-g-マレイン酸無水物-co-メチルアクリレート、ポリエチレン-co-ブチレン/スチレン、ポリエチレン-co-ブチレン/コハク酸無水物、ポリエチレン-co-アクリル酸、ポリエチレン-co-メチルアクリレート、ポリウレタン、熱可塑性ポリウレタン、熱可塑性ポリエステル、熱可塑性ポリエーテル、熱可塑性ポリエーテルエステル、熱可塑性ポリオール/コポリオールポリエチレン-co-ブチルアクリレート、熱可塑性ポリカプロラクトン、多塩基酸、ポリグリコール、置換脂肪酸、ポリエステルアジペート、コハク酸ポリエステル、ポリオキシアルキレン、ポリプロピレンアジペート、グルタル酸ポリエステル、ポリエチレングリコールモノオレエート、クエン酸トリメチル、エポキシ化大豆油、クエン酸アセチルトリ-n-ブチル、セバシン酸ポリエステル、ネオペンチルグリコール-アジピン酸-カプロラクトン、3官能ポリエステルアジペート、エポキシ化アマニ油、ヒマシ油、およびグルタル酸ポリエステル、2つの不連続相を有するブレンドされた組成物を形成し得るもの。驚くべきことに、本発明者らは、多相ブロックコポリマーが、独自に、aPHAおよびPHAポリマーの混和性を支援し、よって、適切な強度および耐久性を有する生分解性、海洋分解性およびバイオコンポスタブルな物品の製造に有用なブレンドされた組成物を形成し得ることを見出した。ブレンドされたポリヒドロキシアルカノエート/アモルファスPHA組成物の追加の利点は、それが生分解性、海洋分解性、バイオコンポスタブル、および生体適合性であることである。製造物品としてのブレンドされた組成物は、最終的に環境中で分解されて、天然PHAポリマー残渣(例えばポリ-3-ヒドロキシブチラート(PHB)であるがこれに限定されない)を放出し、その後、動物研究において成長能力、腸の消化および免疫機能に対して好都合であることが判明している水溶性短鎖脂肪酸モノマーに分解され得る。
このポリマー-ポリマー界面の混和性についてのメカニズムは、ポリマー鎖の間の分子間力の増大により、界面張力が低減されて、望ましい相モルフォロジーが形成されるものと考えられている。特定のいかなる理論にも拘束されることを意図したものではないが、混和性に影響を及ぼす可能性のあるファクターには、分子量、分子量分布、水素結合、ファンデルワールス力、誘電率、鎖の極性(双極子モーメント)、末端基、およびポリマーの純度が含まれる。多相ブロックコポリマーは、PHAポリマーとアモルファスポリヒドロキシアルカノエートとの間の界面張力を低減すると考えられる。
本明細書に開示される新規なブレンドされた組成物は、(a)約68重量%~約97.5重量%PHAと、(b)約2.5重量%~約32重量%アモルファスPHAとを含む。所望の特性は、成分の濃度を変化させることによって微調整できることが発見された。例えば、約68重量%~約97.5重量%PHAと(b)約2.5重量%~約32重量%aPHAとを有する処方物は、カトラリーに対して良好な機械的特性を有する。カトラリー製品は、一般的に、増大した剛性、強度、安定性、カラー性(color capability)、加工容易性、成型性、廃棄可能性、海洋分解性、生分解性、およびバイオコンポスタビリティを必要とする。より耐久性の高い部品が、例えば電気的、電子的およびコンピュータ部品用途などの製造部品に対して求められる場合、約68重量%~約97.5重量%PHAおよび約2.5重量%~約32重量%aPHA、より好ましくは86重量%~約96.5重量%PHAおよび約2.5重量%~約10重量%aPHAを有する処方物が調製される。オプションとして、添加剤(例えば、着色剤、核形成剤、安定剤、カップリング剤、フリーラジカル開始剤、および補強剤が挙げられるが、これらに限定されない)が、本発明のブレンドされた組成物に添加され得る。熟考された添加剤が、下記により詳細に説明される。
本明細書に亘って、PHAが言及される場合、かかる用語は、ホモポリマー、コポリマーおよびそれらのブレンドを含み、食品グレードであっても、そうでなくてもよいことを意味していると理解されるべきである。本明細書で使用される場合、用語「機能特性」および「機能特徴」は、それらの通常の意味をなすべきであり、また、PHAの仕様、特徴、品質、特性または特質を言うものである。PHAの機能特徴には、分子量、多分散性および/または多分散性インデックス、メルトフローおよび/またはメルトインデックス、モノマー組成、コポリマー構造、メルトインデックス、非PHA材料濃度、純度、衝撃強度、密度、比粘度、粘性抵抗、酸抵抗、機械的せん断強度、曲げ弾性率、破断点伸び、凍結-解凍安定性、処理条件許容度、保存可能期間/安定性、吸湿性、および色が含まれるが、これらに限定されない。本明細書で使用される場合、用語「多分散性インデックス」(またはPDI)は、その通常の意味をなすべきであり、また、所与のポリマーサンプルの分子質量の分布の尺度(重量平均分子量を数平均分子量で割って計算される)として考慮されるべきである。完全にアモルファスのPHA(0%結晶化度を有し、融点温度が観測されない)およびほぼアモルファス相のPHAには、4-ヒドロキシブチラート、3-ヒドロキシヘキサノエート、5-ヒドロキシバレラート、3-ヒドロキシヘキサノエート、3-ヒドロキシオクタノエート、または他の3-ヒドロキシアルカン酸のポリマーであって、(脂肪酸から誘導されたものを含む)より大きい数の炭素をペンダント基として有するポリマー、ならびにそれらの混合物が含まれる。得られるPHAは、1つ、2つまたは3つ以上のPHA成分のブレンド、コポリマー、混合物または組合せであり得る。特定の理論に限定されることを意図したものではないが、本発明者らは、aPHAポリマーが他のポリマーとブレンドされるときに、aPHAポリマーは、ポリマーブレンド全体に増強効果を与える分離した不連続相を容易に形成することを理論立てた。
ポリヒドロキシアルカノエートは、幅広い天然および遺伝子操作された微生物および微生物酵素ならびに遺伝子操作された植物作物によって合成されたバイオ(または生物学的)ポリエステルである(Brauneggら、J. Biotechnology、65:127-161 (1998);Madison and Huisman、Microbiology and Molecular Biology Reviews、63:21-53 (1999);Poirier、Progress in Lipid Research、41:131-155 (2002))。これらのポリマーは、生分解性の熱可塑性材料であり、再生可能な資源から製造され得、幅広い工業用途での使用に対する潜在性を有している(Williams & Peoples、CHEMTECH、26:38-44 (1996))。PHAを製造するために有用な微生物菌株には、Alcaligenes eutrophus(Ralstonia eutrophaと改称された)、Alcaligenes latus、Azotobacter、Aeromonas、Comamonas、Pseudomonadおよび、例えばPseudomonas、RalstoniaおよびEscherichia coliなどの遺伝子操作された細菌を含む遺伝子操作された有機体が含まれる。
一般的に、PHAは、1つ以上のモノマー単位の酵素重合によって形成される。100を超える異なるタイプのモノマーが、PHAポリマーに組み込まれている(Steinbuchel and Valentin、FEMS Microbiol. Lett.、128:219-228 (1995))。PHAに組み込まれるモノマー単位の例には、2-ヒドロキシブチラート、乳酸、グリコール酸、3-ヒドロキシブチラート(以下、3HBと称する)、3-ヒドロキシプロピオネート(以下、3HPと称する)、3-ヒドロキシバレラート(以下、3HVと称する)、3-ヒドロキシヘキサノエート(以下、3HHと称する)、3-ヒドロキシヘプタノエート(以下、3HHepと称する)、3-ヒドロキシオクタノエート(以下、3HOと称する)、3-ヒドロキシノナノエート(以下、3HNと称する)、3-ヒドロキシデカノエート(以下、3HDと称する)、3-ヒドロキシドデカノエート(以下、3HDdと称する)、4-ヒドロキシブチラート(以下、4HBと称する)、4-ヒドロキシバレラート(以下、4HVと称する)、5-ヒドロキシバレラート(以下、5HVと称する)、および6-ヒドロキシヘキサノエート(以下、6HHと称する)が含まれる。PHAに組み込まれる3-ヒドロキシ酸モノマーは、(D)または(R)3-ヒドロキシ酸アイソマー(但し、キラル中心を有しない3HPを除く)である。
用語「PHA」、「PHA(またはPHA類)(PHAs)」および「ポリヒドロキシアルカノエート」は、本明細書で使用される場合、それらの通常の意味をなすものであり、また、微生物または微生物酵素によって生じたポリマー;例えばポリプロピレン、ポリエチレンおよびポリスチレンなどの石油ベースのプラスチックに対する代替として使用され得る生分解性および/または生体適合性ポリマー;糖、脂質またはガスの細菌発酵によって製造されるポリマー;微生物または微生物由来酵素に由来する熱可塑性またはエラスマーの材料;および/または微生物の細胞壁の内部でない化学反応によって生じるポリマーを含むが、これらに限定されない。PHA類は、ポリヒドロキシブチラート(PHB)、ポリヒドロキシバレラート(PHV)、ポリヒドロキシブチラート-コバレラート(PHBV)、ポリヒドロキシヘキサノエート(PHHx)および下記に詳細に説明するようなそれらのブレンド、ならびに短鎖長(SCL)、中間鎖長(MCL)および長鎖長(LCL)PHA類を含むが、これらに限定されない。
いくつかの態様では、PHAはホモポリマー(全てのモノマー単位が同じである)である。PHAホモポリマーの例には、ポリ3-ヒドロキシアルカノエート(例えば、ポリ3-ヒドロキシプロピオネート(以下、P3HPと称する)、ポリ3-ヒドロキシブチラート(以下、PHBと称する)およびポリ3-ヒドロキシバレラート)、ポリ4-ヒドロキシアルカノエート(例えば、ポリ4-ヒドロキシブチラート(以下、P4HBと称する)、またはポリ4-ヒドロキシバレラート(以下、P4HVと称する))、およびポリ5-ヒドロキシアルカノエート(例えば、ポリ5-ヒドロキシバレラート(以下、P5HVと称する))が含まれる。
ある態様では、開始PHA(starting PHA)は、ポリマー鎖において異なるモノマーがランダムに分布したコポリマー(2つ以上の異なるモノマー単位を含む)である。PHAコポリマーの例には、ポリ3-ヒドロキシブチラート-コ-3-ヒドロキシプロピオネート(以下、PHB3HPと称する)、ポリ3-ヒドロキシブチラート-コ-4-ヒドロキシブチラート(以下、PHB4HBと称する)、ポリ3-ヒドロキシブチラート-コ-4-ヒドロキシバレラート(以下、PHB4HVと称する)、ポリ3-ヒドロキシブチラート-コ-3-ヒドロキシバレラート(以下、PHB3HVと称する)、ポリ3-ヒドロキシブチラート-コ-3-ヒドロキシヘキサノエート(以下、PHB3HHと称する)、およびポリ3-ヒドロキシブチラート-コ-5-ヒドロキシバレラート(以下、PHB5HVと称する)が含まれる。
モノマータイプを選択し、所与のPHAコポリマーにおけるモノマー単位の割合を制御することによって、幅広い材料特性を達成し得る。2つの異なるモノマー単位を有するPHAコポリマーの例について提供するが、PHAは、2つより多い異なるモノマー単位(例えば3つの異なるモノマー単位、4つの異なるモノマー単位、5つの異なるモノマー単位、6つの異なるモノマー単位など)を有し得る。4つの異なるモノマー単位を有するPHAの例は、PHB-co-3HH-co-3HO-co-3HDまたはPHB-co-3HO-co-3HD-co-3HDd(以下、これらのタイプのPHAコポリマーをPHB3HXと称する)。典型的には、PHB3HXが、3つ以上のモノマー単位を有するとき、3HBモノマーは、総モノマーの少なくとも70重量%、好ましくは総モノマーの85重量%、最も好ましくは総モノマーの90重量%超であり、例えばコポリマーの92重量%、93重量%、94重量%、95重量%、96重量%であり、HXは、3HH、3HO、3HD、3HDdから選択される1つ以上のモノマーを含む。
ホモポリマー(全てのモノマー単位が同一である)PHBならびに、3-ヒドロキシブチラートと少なくとも1つの他のモノマーとを含む3-ヒドロキシブチラートコポリマー(PHB3HP、PHB4HB、PHB3HV、PHB4HV、PHB5HV、PHB3HHP、以下、PHBコポリマーと称する)は、商業的製造および用途の点で特段の関心がある。これらのコポリマーを以下に示すようにそれらの材料特性を参照して説明することが有用である。タイプ1のPHBコポリマーは、典型的には、6℃~-10℃の範囲にあるガラス転移温度(Tg)および80℃~180℃の間の溶融温度Tmを有する。タイプ2のPHBコポリマーは、典型的には、-20℃~-50℃のTgおよび55℃~90℃のTmを有し、15%超の4HB、SHV、6HH含量を有するPHB4HBおよびPHB5HVポリマーに基づき、またはそれらのブレンドである。特定の態様において、タイプ2のコポリマーは、-15℃~-45℃のTgを有し、Tmを有しない相成分を有する。
本発明にて使用される場合、PHAの分子量は、約5,000,000~約2,500,000ダルトンの間、約2,500,000~約1,000,000ダルトンの間、約1,000,000~約750,000ダルトンの間、約750,000~約500,000ダルトンの間、約500,000~約250,000ダルトンの間、約250,000~約100,000ダルトンの間、約100,000~約50,000ダルトンの間、約50,000~約10,000ダルトンの間、およびそれらの重複する範囲にある。
分子量を測定する際に、例えばゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)などの技術を使用できる。この方法において、ポリスチレン標準が利用される。PHAは、少なくとも500、少なくとも10,000または少なくとも50,000および/または2,000,000未満、1,000,000未満、1,500,000未満、および800,000未満のポリスチレン等価重量平均分子量(ダルトンで)を有し得る。ある態様において好ましくは、PHAは、一般的に、100,000~700,000の範囲にある重量平均分子量を有する。例えば、本願に使用されるPHBおよびタイプ1のPHBコポリマーについての分子量範囲は、GPC法によって測定して、200,000ダルトン~150万ダルトンの範囲にあり、本願に使用されるタイプ2のPHBコポリマーについての分子量範囲は、20,000~150万ダルトンの範囲にある。
ある態様において、分岐PHA(より詳細に下記に説明する)は、約150,000ダルトン~約500,000ダルトンの直鎖等価重量平均分子量、および約1.0~約8.0の多分散性インデックスを有する。本明細書にて使用される場合、重量平均分子量および直鎖等価重量平均分子量は、例えばPHAサンプルに対する溶離液および希釈液の双方としてクロロホルムを使用した、ゲル浸透クロマトグラフィーによって測定される。分子量を測定するための較正曲線は、分子量標準としての直鎖ポリスチレンおよび「LogMW対溶出体積(log MW vs. elution volume)」較正法を用いて得られる。
本発明にて説明される方法、組成物およびペレットにおいて使用されるPHAは、次のものから選択される:PHB;PHBとタイプ1のPHBコポリマーとのPHAブレンドであって、PHAブレンドにおけるPHAの重量によるPHB含量が、PHAブレンドにおけるPHAの20重量%~99重量%の範囲にある、PHAブレンド;PHBとタイプ2のPHBコポリマーとのPHAブレンドであって、PHAブレンドにおけるPHAの重量でのPHB含量が、PHAブレンドにおけるPHAの20重量%~99重量%の範囲にある、PHAブレンド;タイプ1のPHBコポリマーと異なるタイプ1のPHBコポリマーとのPHAブレンドであって、第1のタイプ1のコポリマーの含量が、PHAブレンドにおけるPHAの20重量%~99重量%の範囲にある、PHAブレンド;タイプ1のPHBコポリマーとタイプ2のPHBコポリマーとのPHAブレンドであって、タイプ1のPHBコポリマーの含量が、PHAブレンドにおけるPHAの20重量%~99重量%の範囲にある、PHAブレンド;PHBとタイプ1のPHBコポリマーとタイプ2のPHBコポリマーとのPHAブレンドであって、PHB含量が、PHAブレンドにおけるPHAの20重量%~99重量%の範囲にあり、タイプ1のPHBコポリマー含量が、PHAブレンドにおけるPHAの20重量%~99重量%の範囲にあり、およびタイプ2のPHBコポリマー含量が、PHAブレンドにおけるPHAの20重量%~99重量%の範囲にある、PHAブレンド。
PHBとタイプ1のPHBコポリマーとのPHAブレンドは、PHBとPHB3HPとのブレンドであって、PHAブレンドにおけるPHB含量は、PHAブレンドにおけるPHAの20重量%~99重量%の範囲にあり、およびPHB3HPにおける3HP含量は、PHB3HPの7重量%~15重量%の範囲にある。
PHBとタイプ1のPHBコポリマーとのPHAブレンドは、PHBとPHB3HVとのブレンドであって、PHAブレンドのPHB含量は、PHAブレンドにおけるPHAの20重量%~99重量%の範囲にあり、およびPHB3HVにおける3HV含量は、PHB3HVの4重量%~22重量%の範囲にある。
PHBとタイプ1のPHBコポリマーとのPHAブレンドは、PHBとPHB4HBとのブレンドであって、PHAブレンドのPHB含量は、PHAブレンドにおけるPHAの20重量%~99重量%の範囲にあり、およびPHB4HBにおける4HB含量は、PHB4HBの4重量%~15重量%の範囲にある。
PHBとタイプ1のPHBコポリマーとのPHAブレンドは、PHBとPHB4HVとのブレンドであって、PHAブレンドのPHB含量は、PHAブレンドにおけるPHAの20重量%~99重量%の範囲にあり、およびPHB4HVにおける4HV含量は、PHB4HVの4重量%~15重量%の範囲にある。
PHBとタイプ1のPHBコポリマーとのPHAブレンドは、PHBとPHB5HVとのブレンドであって、PHAブレンドのPHB含量は、PHAブレンドにおけるPHAの20重量%~90重量%の範囲にあり、およびPHB5HVにおける5HV含量は、PHB5HVの4重量%~15重量%の範囲にある。
PHBとタイプ1のPHBコポリマーとのPHAブレンドは、PHBとPHB3HHとのブレンドであって、PHAブレンドのPHB含量は、PHAブレンドにおけるPHAの20重量%~90重量%の範囲にあり、およびPHB3HHにおける3HH含量は、PHB3HHの4重量%~15重量%の範囲にある。
PHBとタイプ1のPHBコポリマーとのPHAブレンドは、PHBとPHB3HXとのブレンドであって、PHAブレンドのPHB含量は、PHAブレンドにおけるPHAの20重量%~90重量%の範囲にあり、およびPHB3HXにおける3HX含量は、PHB3HXの4重量%~15重量%の範囲にある。
PHAブレンドは、PHB3HV、PHB3HP、PHB4HB、PHBV、PHV4HV、PHB5HV、PHB3HHおよびPHB3HXの群から選択されるタイプ1のPHBコポリマーと、第1のタイプ1のPHBコポリマーと異なり、かつ、PHB3HV、PHB3HP、PHB4HB、PHBV、PHV4HV、PHB5HV、PHB3HHおよびPHB3HXの群から選択される第2のタイプ1のPHBコポリマーとのブレンドであって、PHAブレンドにおける第1のタイプ1のPHBコポリマーの含量は、PHAブレンドにおける総PHAの20重量%~99重量%の範囲にある。
PHBとタイプ2のPHBコポリマーとのPHAブレンドは、PHBとPHB4HBとのブレンドであって、PHAブレンドにおけるPHB含量は、PHAブレンドにおけるPHAの20重量%~99重量%の範囲にあり、およびPHB4HBにおける4HB含量は、PHB4HBの20重量%~60重量%の範囲にある。
PHBとタイプ2のPHBコポリマーとのPHAブレンドは、PHBとPHB5HVとのブレンドであって、PHAブレンドにおけるPHB含量は、PHAブレンドにおけるPHAの20重量%~99重量%の範囲にあり、およびPHB5HVにおける5HV含量は、PHB5HVの20重量%~60重量%の範囲にある。
PHBとタイプ2のPHBコポリマーとのPHAブレンドは、PHBとPHB3HHとのブレンドであって、PHAブレンドにおけるPHB含量は、PHAブレンドにおけるPHAの20重量%~99重量%の範囲にあり、およびPHB3HHにおける3HH含量は、PHB3HXの35重量%~90重量%の範囲にある。
PHBとタイプ2のPHBコポリマーとのPHAブレンドは、PHBとPHB3HXとのブレンドであって、PHAブレンドにおけるPHB含量は、PHAブレンドにおけるPHAの20重量%~99重量%の範囲にあり、およびPHB3HXにおける3HX含量は、PHB3HXの35重量%~90重量%の範囲にある。
PHAブレンドは、PHBとタイプ1のPHBコポリマーおよびタイプ2のPHBコポリマーとのブレンドであって、PHAブレンドにおけるPHB含量は、PHAブレンドにおけるPHAの20重量%~99重量%の範囲にあり、PHAブレンドのタイプ1のPHBコポリマー含量は、PHAブレンドにおけるPHAの20重量%~99重量%の範囲にあり、およびPHAブレンドにおけるタイプ2のPHBコポリマー含量は、PHAブレンドにおけるPHAの20重量%~99重量%の範囲にある。
例えば、PHAブレンドは、PHAブレンドにおけるPHAの20重量%~99重量%の範囲にあるPHAブレンド中PHB含量と、PHAブレンドにおけるPHAの20重量%~99重量%の範囲にあるPHAブレンド中PHB3HV含量(PHB3HVにおける3HV含量が、PHB3HVの3重量%~22重量%の範囲にある)と、PHAブレンドにおけるPHAの20重量%~99重量%の範囲にあるPHAブレンド中PHBHX含量(PHBHXにおける3HX含量が、PHBHXの35重量%~90重量%の範囲にある)とを有し得る。
例えば、PHAブレンドは、PHAブレンドにおけるPHAの20重量%~99重量%の範囲にあるPHAブレンド中PHB含量と、PHAブレンドにおけるPHAの20重量%~99重量%の範囲にあるPHAブレンド中PHB3HV含量(PHB3HVにおける3HV含量が、PHB3HVの3重量%~22重量%の範囲にある)と、PHAブレンドにおけるPHAの20重量%~99重量%の範囲にあるPHAブレンド中PHB4HB含量(PHB4HBにおける4HB含量が、PHB4HBの20重量%~60重量%の範囲にある)とを有し得る。
例えば、PHAブレンドは、PHAブレンドにおけるPHAの20重量%~99重量%の範囲にあるPHAブレンド中PHB含量と、PHAブレンドにおけるPHAの5重量%~90重量%の範囲にあるPHAブレンド中PHB3HV含量(PHB3HVにおける3HV含量が、PHB3HVの3重量%~22重量%の範囲にある)と、PHAブレンドにおけるPHAの20重量%~99重量%の範囲にあるPHAブレンド中PHB5HV含量(PHB5HVにおける5HV含量が、PHB5HVの20重量%~60重量%の範囲にある)とを有し得る。
例えば、PHAブレンドは、PHAブレンドにおけるPHAの20重量%~99重量%の範囲にあるPHAブレンド中PHB含量と、PHAブレンドにおけるPHAの20重量%~99重量%の範囲にあるPHAブレンド中PHB4HB含量(PHB4HBにおける4HB含量が、PHB4HBの4重量%~15重量%の範囲にある)と、PHAブレンドにおけるPHAの20重量%~99重量%の範囲にあるPHAブレンド中PHB4HB含量(PHB4HBにおける4HB含量が、PHB4HBの20重量%~60重量%の範囲にある)とを有し得る。
例えば、PHAブレンドは、PHAブレンドにおけるPHAの20重量%~99重量%の範囲にあるPHAブレンド中PHB含量と、PHAブレンドにおけるPHAの20重量%~99重量%の範囲にあるPHAブレンド中PHB4HB含量(PHB4HBにおける4HB含量が、PHB4HBの4重量%~15重量%の範囲にある)と、PHAブレンドにおけるPHAの20重量%~99重量%の範囲にあるPHAブレンド中PHB5HV含量(PHB5HVにおける5HV含量が、PHB5HVの30重量%~90重量%の範囲にある)とを有し得る。
例えば、PHAブレンドは、PHAブレンドにおけるPHAの20重量%~99重量%の範囲にあるPHAブレンド中PHB含量と、PHAブレンドにおけるPHAの20重量%~99重量%の範囲にあるPHAブレンド中PHB4HB含量(PHB4HBにおける4HB含量が、PHB4HBの4重量%~15重量%の範囲にある)と、PHAブレンドにおけるPHAの20重量%~99重量%の範囲にあるPHAブレンド中PHB3HX含量(PHB3HXにおける3HX含量が、PHB3HXの35重量%~90重量%の範囲にある)とを有し得る。
例えば、PHAブレンドは、PHAブレンドにおけるPHAの20重量%~99重量%の範囲にあるPHAブレンド中PHB含量と、PHAブレンドにおけるPHAの20重量%~99重量%の範囲にあるPHAブレンド中PHB4HV含量(PHB4HVにおける4HV含量が、PHB4HVの3重量%~15重量%の範囲にある)と、PHAブレンドにおけるPHAの20重量%~99重量%の範囲にあるPHAブレンド中PHB5HV含量(PHB5HVにおける5HV含量が、PHB5HVの30重量%~90重量%の範囲にある)とを有し得る。
例えば、PHAブレンドは、PHAブレンドにおけるPHAの20重量%~99重量%の範囲にあるPHAブレンド中PHB含量と、PHAブレンドにおけるPHAの20重量%~99重量%の範囲にあるPHAブレンド中PHB3HH含量(PHB3HHにおける3HH含量が、PHB3HHの3重量%~15重量%の範囲にある)と、PHAブレンドにおけるPHAの20重量%~99重量%の範囲にあるPHAブレンド中PHB4HB含量(PHB4HBにおける4HB含量が、PHB4HBの20重量%~60重量%の範囲にある)とを有し得る。
例えば、PHAブレンドは、PHAブレンドにおけるPHAの20重量%~99重量%の範囲にあるPHAブレンド中PHB含量と、PHAブレンドにおけるPHAの20重量%~99重量%の範囲にあるPHAブレンド中PHB3HH含量(PHB3HHにおける3HH含量が、PHB3HHの3重量%~15重量%の範囲にある)と、PHAブレンドにおけるPHAの20重量%~99重量%の範囲にあるPHAブレンド中PHB5HV含量(PHB5HVにおける5HV含量が、PHB5HVの20重量%~60重量%の範囲にある)とを有し得る。
例えば、PHAブレンドは、PHAブレンドにおけるPHAの20重量%~99重量%の範囲にあるPHAブレンド中PHB含量と、PHAブレンドにおけるPHAの20重量%~99重量%の範囲にあるPHAブレンド中PHB3HH含量(PHB3HHにおける3HH含量が、PHB3HHの3重量%~15重量%の範囲にある)と、PHAブレンドにおけるPHAの20重量%~99重量%の範囲にあるPHAブレンド中PHB3HX含量(PHB3HXにおける3HX含量が、PHB3HXの35重量%~90重量%の範囲にある)とを有し得る。
例えば、PHAブレンドは、PHAブレンドにおけるPHAの20重量%~99重量%の範囲にあるPHAブレンド中PHB含量と、PHAブレンドにおけるPHAの20重量%~99重量%の範囲にあるPHAブレンド中PHB3HX含量(PHB3HXにおける3HX含量が、PHB3HXの3重量%~12重量%の範囲にある)と、PHAブレンドにおけるPHAの20重量%~99重量%の範囲にあるPHAブレンド中PHB3HX含量(PHB3HXにおける3HX含量が、PHB3HXの35重量%~90重量%の範囲にある)とを有し得る。
例えば、PHAブレンドは、PHAブレンドにおけるPHAの20重量%~99重量%の範囲にあるPHAブレンド中PHB含量と、PHAブレンドにおけるPHAの20重量%~99重量%の範囲にあるPHAブレンド中PHB3HX含量(PHB3HXにおける3HX含量が、PHB3HXの3重量%~12重量%の範囲にある)と、PHAブレンドにおけるPHAの20重量%~99重量%の範囲にあるPHAブレンド中PHB4HB含量(PHB4HBにおける4HB含量が、PHB4HBの20重量%~60重量%の範囲にある)とを有し得る。
例えば、PHAブレンドは、PHAブレンドにおけるPHAの20重量%~99重量%の範囲にあるPHAブレンド中PHB含量と、PHAブレンドにおけるPHAの20重量%~99重量%の範囲にあるPHAブレンド中PHB3HX含量(PHB3HXにおける3HX含量が、PHB3HXの3重量%~12重量%の範囲にある)と、PHAブレンドにおけるPHAの20重量%~99重量%の範囲にあるPHAブレンド中PHB5HV含量(PHB5HVにおける5HV含量が、PHB5HVの20重量%~60重量%の範囲にある)とを有し得る。
上述の通り、本発明の新規なブレンドされたポリヒドロキシアルカノエート/アモルファスポリヒドロキシアルカノエート組成物は、ポリヒドロキシアルカノエートおよびアモルファスポリヒドロキシアルカノエートのブレンドを含む。オプションとして、下記に開示されるような添加剤が、本発明のブレンドされた組成物の所望の特性を更に変更するために使用され得る。
添加剤
ある態様において、新規なブレンドされた組成物にさまざまな添加剤が添加される。かかる添加剤は、組成物を形成するための組成物の処理の間に適切な時点で混合され得る。ブレンドされた組成物およびそれから作製された任意の成形物品に対して1つ以上の選択された特性を付与するために、ブレンドされた組成物に1つ以上の添加剤が含められる。本発明において含められ得る添加剤の例には、熱安定剤、処理安定剤、光安定剤、酸化防止剤、スリップ/抗ブロック剤、顔料、UV吸収剤、フィラー、潤滑剤、顔料、染料、着色剤、流動促進剤、可塑剤、核形成剤(下記にてより詳細に説明する)、タルク、ワックス、炭酸カルシウム、ラジカルスカベンジャー、または上記の機能性添加剤の1つ以上の組合せが含まれるが、これらに限定されない。ポリマー中へのこれらの1つ以上の取り込みをより容易にするために、分岐剤および/またはカップリング剤が添加される。例えば、分岐剤および/またはカップリング剤は、可塑剤(例えばクエン酸エステルなどの、非反応性可塑剤など)と混合され、そして、分岐を誘発する条件下にてポリマーとコンパウンドされる。適切なフィラーの例には、ガラス繊維およびミネラル類、例えば沈降炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、タルク、珪灰石、アルミナ三水和物、木粉、粉末(ground)クルミ殻、ココナツ殻、もみ殻(rice husk shell)などが含まれるが、これらに限定されない。加えて、例えばジビニルベンゼン、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、ウレタンジ-、トリ-およびテトラアクリレートおよびメタクリレートなどの多官能性カップリング剤が添加され得る。かかるカップリング剤は、ポリマー中への取り込みを容易にするために、これら添加剤の1つ以上に添加され得る。例えば、カップリング剤は、例えばクエン酸エステルなどの非反応性可塑剤などの可塑剤と混合され得、そして、分岐を誘発する条件下にてポリマーとコンパウンドされ得る。本発明の組成物、例えば第1、第2、第3または第4の要旨の組成物において有用な他のカップリングは、超分岐または樹状ポリエステル、例えば樹状または超分岐アクリレート、例えばウレタンアクリレートである。
オプションとして、本発明のブレンドされた組成物において転化剤は、総組成物の約0.05~約20重量%の濃度で含まれる。例えば、ある態様における範囲は、総組成物の約0.05~約5%である。添加剤は、熱可可塑性物質の製造に有用であると当業者に既知の任意の化合物である。例示的な添加剤には、例えば、可塑剤(例えば、熱可塑性組成物のフレキシビリティを増すためのもの)、酸化防止剤(例えば、オゾンまたは酸素による劣化から熱可塑性組成物を保護するためのもの)、紫外線安定剤(例えば、天候から保護するためのもの)、潤滑剤(例えば、摩擦を低減するためのもの)、色素(例えば、熱可塑性組成物に色を付与するためのもの)、難燃剤、フィラー、補強材、離型剤および帯電防止剤などが含まれる。本発明のブレンドされた組成物中に添加剤を含めるか否か、および含める場合には、組成物にどの添加剤をどの程度の量で含めるべきかを決定することは、当業者の能力の範囲に十分入る。
添加剤は、マスターバッチとして、例えば、PHAまたはPHAブレンドに添加剤を組み込んで、得られた組成物のペレットを、後の加工に添加するために製造することによって、調製され得る。マスターバッチにおいて、添加剤の濃度は、最終組成物における添加剤の比例的な混合を行い得るように、製品に対する最終的な量よりも高い。
PHAがポリ-3-ヒドロキシブチラートである組成物において、例えば、可塑剤が、組成物のガラス転移温度およびモジュラス(または弾性率)を変更するためにしばしば使用されるが、界面活性剤も使用され得る。潤滑剤も、例えば射出成形用途にて、使用され得る。よって、可塑剤、界面活性剤および潤滑剤はいずれも全体組成物中に含まれ得る。
他の態様では、ブレンドは、1つ以上の可塑剤を含む。可塑剤の例には、フタル酸化合物(ジメチルフタレート、ジエチルフタレート、ジブチルフタレート、ジヘキシルフタレート、ジ-n-オクチルフタレート、ジ-2-エチルヘキシルフタレート、ジイソオクチルフタレート、ジカプリルフタレート、ジノニルフタレート、ジイソノニルフタレート、ジデシルフタレート、ジウンデシルフタレート、ジラウリルフタレート、ジトリデシルフタレート、ジベンジルフタレート、ジシクロヘキシルフタレート、ブチルベンジルフタレート、オクチルデシルフタレート、ブチルオクチルフタレート、オクチルベンジルフタレート、n-ヘキシルn-デシルフタレート、n-オクチルフタレート、およびn-デシルフタレートを含むが、これらに限定されない)、リン酸化合物(トリクレジルホスフェート、トリオクチルホスフェート、トリフェニルホスフェート、オクチルジフェニルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、およびトリクロロエチルホスフェートを含むが、これらに限定されない)、アジピン酸化合物(ジブトキシエトキシエチルアジペート(DBEEA)、ジオクチルアジペート、ジイソオクチルアジペート、ジ-n-オクチルアジペート、ジデシルアジペート、ジイソデシルアジペート、n-オクチルn-デシルアジペート、n-ヘプチルアジペート、およびn-ノニルアジペートを含むが、これらに限定されない)、セバシン酸化合物(ジブチルセバケート、ジオクチルセバケート、ジイソオクチルセバケート、およびブチルベンジルセバケートを含むが、これらに限定されない)、アゼライン酸化合物、クエン酸化合物(トリエチルシトレート、アセチルトリエチルシトレート、トリブチルシトレート、アセチルトリブチルシトレート、およびアセチルトリオクチルシトレートを含むが、これらに限定されない)、グリコール酸化合物(メチルフタリルエチルグリコラート、エチルフタリルエチルグリコラート、およびブチルフタリルエチルグリコラートを含むが、これらに限定されない)、トリメリット酸化合物(トリオクチルトリメリテートおよびトリ-n-オクチルn-デシルトリメリテートを含むが、これらに限定されない)、フタル酸異性体化合物(ジオクチルイソフタレートおよびジオクチルテレフタレートを含むが、これらに限定されない)、リシノール酸化合物(メチルアセチルリシノレートおよびブチルアセチルリシノレートを含むが、これらに限定されない)、ポリエステル化合物(ブタンジオール、エチレングリコール、プロパン1,2ジオール、プロパン1,3ジオールから選択されるジール;ポリエチレングリコール;グリセロール;アジピン酸、コハク酸、無水コハク酸から選択される二塩基酸;およびヒドロキシステアリン酸などのヒドロキシ酸の、反応生成物を含むが、これらに限定されない)、エポキシド化大豆油、塩素化パラフィン、塩素化脂肪酸エステル、脂肪酸化合物、植物油、色素、およびアクリル酸化合物を含む。可塑剤は、それぞれ単独で、または互いに組み合わされて使用され得る。
ある態様では、本発明のブレンドされたポリヒドロキシアルカノエート/アモルファスポリヒドロキシアルカノエート組成物は、1つ以上の界面活性剤を含む。界面活性剤は、一般的に、粉塵除去、潤滑性付与、表面張力および/または密度の低減のために使用される。界面活性剤の例には、鉱油、ヒマシ油、および大豆油が含まれるが、これらに限定されない。1つの鉱油界面活性剤は、Penreco(米国テキサス州ディキンソン)から入手可能なDRAKEOL(登録商標)34界面活性剤である。MAXSPERSE(登録商標)W-6000界面活性剤およびW-3000固体界面活性剤は、Chemax Polymer Additives(米国サウスカロライナ州ピエモント)から入手可能である。約2~約16の範囲にあるHLB値を有する非イオン性界面活性剤が使用され得、この例は、TWEEN-20界面活性剤、TWEEN-65界面活性剤、Span-40界面活性剤、およびSpan 85界面活性剤である。
アニオン性界面活性剤には次のものが含まれる:例えばラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸およびオレイン酸などの脂肪族カルボン酸;例えば上記の脂肪族カルボン酸のナトリウム塩またはカリウム塩などの脂肪酸石鹸;N-アシル-N-メチルグリシン塩、N-アシル-N-メチル-ベータ-アラニン塩、N-アシルグルタミン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルカルボン酸塩、アシル化ペプチド、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、ナフタレンスルホン酸塩-ホルマリン重縮合物、メラミンスルホン酸塩-ホルマリン重縮合物、ジアルキルスルホコハク酸エステル塩、アルキルスルホスクシネート二塩(disalt)、ポリオキシエチレンアルキルスルホコハク酸二塩、アルキルスルホ酢酸塩、(アルファ-オレフィンスルホン酸塩、N-アシルメチルタウリン塩、ジメチル5-スルホイソフタレートナトリウム塩、硫酸化油、高級アルコール硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、第二級高級アルコールエトキシ硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸塩、モノグリ硫酸塩(monoglysulfate)、脂肪族酸アルキロールアミドの硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルリン酸塩、アルキルリン酸塩、スルホコハク酸アルキルアミンオキシドビストリデシルナトリウム塩、スルホコハク酸ジオクチルナトリウム塩、スルホコハク酸ジヘキシルナトリウム塩、スルホコハク酸ジシクロヘキシルナトリウム塩、スルホコハク酸ジアミルナトリウム塩、スルホコハク酸ジイソブチルナトリウム塩、アルキルアミングアニジンポリオキシエタノール、スルホコハク酸エトキシル化アルコールハーフエステル二ナトリウム塩(disodium sulfosuccinate ethoxylated alcohol half esters)、スルホコハク酸エトキシル化ノニフェノールハーフエステル二ナトリウム塩(disodium sulfosuccinate ethoxylated nonylphenol half esters)、スルホコハク酸イソデシル二ナトリウム塩、スルホコハク酸N-オクタデシル二ナトリウム塩、N-(1,2-ジカルボキシエチル)-N-オクタデシルスルホコハク酸アミド四ナトリウム塩、モノ-またはジドデシルジフェニルオキシドジスルホン酸二ナトリウム塩、ジイソプロピルナフタレンスルホン酸ナトリウム、およびナフタレンスルホン酸ナトリウムからの中和および濃縮物。
1つ以上の潤滑剤も、本発明の組成物および方法に添加され得る。潤滑剤は、通常、処理中での熱い金属への付着(または粘着)を低減するために使用され、ステアリン酸金属(例えばステアリン酸亜鉛)と組み合わされるポリエチレン、パラフィンオイル、およびパラフィンワックスを含み得る。他の潤滑剤には、ステアリン酸、アミドワックス、エステルワックス、金属カルボン酸塩、およびカルボン酸が含まれる。潤滑剤は、通常、化合物の約0.1重量%~約5重量%、一般的に、約0.7重量%~約0.1重量%の範囲でポリマーに添加される。固体潤滑剤は、ブレンドの処理(または加工)の前またはその間に、温められて溶融状態になる。
1つ以上の抗菌剤も、本発明の組成物および方法に添加され得る。抗菌剤は、例えば細菌、真菌、原生動物などの微生物を死滅させ、またはその成長を妨げ、ならびにウィルスを破壊する物質である。抗菌薬剤は、微生物を死滅される(殺菌性)または微生物の成長を防止する(静菌性(microbistatic))。化学的および天然の幅広い化合物が抗菌剤として使用され、次のものを含むが、これらに限定されない:有機酸、エッセンシャルオイル、カチオンおよび元素(例えばコロイド状銀)。市販の例には、PolySept(登録商標)Z微生物、UDAおよびAGION(登録商標)が含まれるが、これらに限定されない。
PolySept(登録商標)Z微生物(PolyChem Alloyから入手可能)は、有機塩ベースの非移動性(non-migratory)抗菌剤である。「UDA」は、西洋イラクサ凝集素(Urtica dioica agglutinin)である。AGION(登録商標)抗菌剤は、銀化合物である。AMICAL(登録商標)48シルバーは、ジヨードメチルp-トリルスルホンである。
本明細書に記載されるブレンドされたポリヒドロキシアルカノエート/アモルファスポリヒドロキシアルカノエート組成物および方法のフィルム用途では、抗ブロックマスターバッチも添加される。適切な例は、エルカミド(20重量%)、珪藻土(15重量%)、核形成促進物(nucleant)マスターバッチ(3重量%)、ペレット化PHA(pelleted into PHA)(62重量%)のスリップ抗ブロックマスターバッチ混合物である。
分岐ポリヒドロキシアルカノエート
用語「分岐PHA」は、鎖の分岐および/または2つ以上の鎖の連結(またはカップリング)を有するPHAを言う。側鎖における分岐も考慮される。分岐は、さまざまな方法で達成され得る。これまでに記載されたPHAは、ポリマーのフリーラジカル誘起カップリングによる分岐剤によって、分岐され得る。ある態様では、PHAは、方法に組み合わされる前に分岐される。他の態様では、PHAは、本発明の方法にて過酸化物と反応する。分岐は、ポリマーの溶融強度を増加させ、処方物のポリマー成分に大きな相溶性を付与することができる。PHAは、米国特許第6,620,869号、第7,208,535号、第6,201,083号、第6,156,852号、第6,248,862号、第6,201,083号および第6,096,810号に記載される方法のいずれかにて分岐させられ得、これらの全ては参照することによりその全体が本明細書に組み込まれる。
本発明のポリマーは、いずれも2010年1月21日に英語で公開され、米国を指定国とする国際公開(WO)第2010/008447号、発明の名称「Methods For Branching PHA Using Thermolysis」または国際公開第2010/008445号、発明の名称「Branched PHA Compositions, Methods for Their Production, and Use in Applications」に開示される方法のいずれかに従って分岐され得る。これらの出願は、参照することによりその全体が本明細書に組み込まれる。
分岐剤
本明細書に記載される組成物および方法において使用される分岐剤(フリーラジカル開始剤とも称される)には、有機過酸化物が含まれる。過酸化物は、反応性分子であり、ポリマーの骨格から水素原子を除去し、その後にラジカルを残すことによって直鎖上PHA分子または予め分岐されたPHAと反応し得る。かかるラジカルを骨格に有するPHA分子は、互いに自由に結合し、分岐したPHA分子を生成する。分岐剤は、この技術分野において既知の適切な開始剤、例えば過酸化物、アゾ誘導体(例えばアゾニトリル)、過エステル(perester)、ペルオキシカーボネートなどから選択される。本発明に使用するのに適切な過酸化物には、有機過酸化物、例えばジアルキル有機過酸化物、例えば2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルぺルオキシ)ヘキサン、2,5-ビス(t-ブチルぺルオキシ)-2,5-ジメチルヘキサン(Akzo NobelからTRIGANOX 101として入手可能である)、2,5-ジメチル-ジ(t-ブチルぺルオキシ)ヘキシン-3、ジ-t-ブチルペルオキシド、ジクミルペルオキシド、ベンゾイルペルオキシド、ジ-t-アミルペルオキシド、t-アミルペルオキシ-2-エチルヘキシルカーボネート(TAEC)、t-ブチルクミルペルオキシド、n-ブチル-4,4-ビス(t-ブチルぺルオキシ)バレラート、1,1-ジ(t-ブチルぺルオキシ)-3,3,5-トリメチル-シクロヘキサン、1,1-ビス(t-ブチルぺルオキシ)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン(CPK)、1,1-ジ(t-ブチルぺルオキシ)シクロヘキサン、1,1-ジ(t-アミルペルオキシ)-シクロヘキサン、2,2-ジ(t-ブチルぺルオキシ)ブタン、エチル-3,3-ジ(t-ブチルぺルオキシ)ブチラート、2,2-ジ(t-アミルペルオキシ)プロパン、エチル-3,3-ジ(t-アミルペルオキシ)ブチラート、t-ブチルぺルオキシ-アセテート、t-アミルペルオキシアセテート、t-ブチルぺルオキシベンゾエート、t-アミルペルオキシベンゾエート、ジ-t-ブチルジペルオキシフタレート、ジ-(tert-ブチルジペルオキシイソプロピル)ベンゼン(VulCup(登録商標))などが含まれるが、これらに限定されない。過酸化物の組合せも使用され得る。フリーラジカル開始剤の例には、本明細書にて言及されるものが含まれ、ならびに例えば、「Polymer Handbook」、第3編、J. Brandrup & E. H. Immergut、John Wiley and Sons、1989、第2章、照射(例えばe-ビームまたはガンマ照射)に記載されるものが、PHA分岐を形成するために使用され得る。
ポリマーの分岐およびカップリングの効率も、例えば重合可能な(即ち反応性の)可塑剤などのカップリング剤中における有機過酸化物の分散物によって、顕著に増強され得る。重合可能な可塑剤は、全体的な分岐およびカップリング効率を増加させる反応性の機能部(functionality)、例えば反応性の不飽和二重結合などを有するべきである。
上述の通り、過酸化物が分解すると、これらは、ポリマー骨格から水素原子を引き抜き得る非常に高エネルギーのラジカルを形成する。これらラジカルは、短い半減期を有し、よって、活性な期間に生じた分岐した分子の個数が制限される。
カップリング剤
本発明の方法および組成物において使用されるカップリング剤(共架橋剤(co-agent)とも称される)は、例えばエポキシドまたは二重結合などの、2つ以上の反応性官能基を含むカップリング剤である。これらカップリング剤は、ポリマーの特性を改変する。これらの特性には、溶融強度または強靭性が含まれるが、これらに限定されない。カップリング剤の1つのタイプは、「エポキシ官能性化合物」である。本明細書で使用される場合、「エポキシ官能性化合物」は、分岐により、例えば上述のような末端分岐により、ポリヒドロキシアルカノエートポリマーの溶融強度を増加させ得る2つ以上のエポキシド基を有する化合物を含むよう意図される。
本開示の方法においてカップリング剤としてエポキシ官能性化合物が使用される場合、分岐剤はオプションである。それゆえに、本発明の1つの態様は、開始PHAを分岐する方法であって、開始PHAをエポキシ官能性化合物と反応させること、およびそして更にこのPHAをアモルファスポリヒドロキシアルカノエートとブレンドすることを含む方法である。あるいは、本発明は、開始ポリヒドロキシアルカノエートポリマーを分岐する方法であって、開始PHA、分岐剤およびエポキシ官能性化合物を反応させること、およびそして更にこのPHAをアモルファスポリヒドロキシアルカノエートとブレンドすることを含む方法である。あるいは、本発明は、開始ポリヒドロキシアルカノエートポリマーを分岐する方法であって、開始PHAおよびエポキシ官能性化合物を分岐剤の不存在下にて反応させること、およびそして更にこのPHAをアモルファスポリヒドロキシアルカノエートとブレンドすることを含む方法である。かかるエポキシ官能性化合物には、エポキシ官能性スチレンアクリルポリマー(例えばMP-40(カネカ)であるが、これに限定されない)、側鎖として取り込まれたグリシジル基を有するアクリルおよび/またはポリオレフィンコポリマーおよびオリゴマー(ポリ(エチレン-グリシジルメタクリレート-CO-メタクリレート))、およびエポキシド化油(例えばエポキシド化大豆油、オリーブ油、アマニ油、ヤシ油、ピーナッツオイル、ココナツオイル、海藻オイル、タラ肝油またはそれらの混合物、例えばMerginat(登録商標)ESBO(ドイツ国ハンブルグ、Hobum社)およびEDENOL(登録商標)B316(ドイツ国デュッセルドルフ、Cognis社)であるが、これらに限定されない)が含まれ得る。
例えば、反応性アクリルまたは官能性アクリルのカップリング剤は、本明細書に記載される分岐ポリマー組成物において、ポリマーの分子量を増加させるために使用される。かかるカップソング剤は、市販されている。そのような1つの化合物は、MP-40(カネカ)であり、およびもう1つは、HoneywellからのPetra lineであり、例えば米国特許第5,723,730号を参照のこと。かかるポリマーは、しばしば、プラスチックのリサイクルにおいて(例えば、ポリエチレンテレフタレートのリサイクルにおいて)、リサイクルされるポリマーの分子量を増やすため(または分子量の増加を擬態するために)使用される。
エポキシ基を有する(エポキシド化された)および/または化学的不飽和を有する天然に生じるオイルまたは脂肪酸エステルも使用される。天然に生じるオイルの例は、オリーブ油、アマニ油、大豆油、ヤシ油、ピーナッツオイル、ココナツオイル、海藻オイル、タラ肝油、またはそれらの混合物である。特に好ましいものは、エポキシド化大豆油(例えば、ハンブルグのHobum社からのMerginat(登録商標)ESBO、またはデュッセルドルフのCognis社からのEDENOL(登録商標)B316)であるが、他のものも使用され得る。
カップリング剤のもう1つのタイプは、2つ以上の二重結合を有するものである。2つ以上の二重結合を有するカップリング剤は、二重結合にて反応した後にそれによってPHAをカップリングする。これらの例には次のものが含まれる:ジアリルフタレート、ペンタエリスリトールウレタンアクリレート、テトラアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、ビス(2-メタクリルオキシエチル)ホスフェート。
一般的に、末端エポキシドを有する化合物は、分子の他の部分に配置されたエポキシド基を有するものよりも性能が優れていることがわかっている。
末端基を比較的多く有する化合物が、最も望ましい。この点に関して、分子量も役割を果たし、その分子量に対してより多くの末端基を有する化合物(例えば、Joncryl(登録商標)樹脂は、3000~4000g/molの範囲にある)は、分子量に対してより少ない末端基を有する化合物(例えば、Omnova製品は、100,000~800,000g/molの範囲にある分子量を有する)よりも優れた性能を有する傾向にある。
核形成剤
例えば、ブレンドされた組成物に対して、その結晶性を促進するために、オプションとして核形成剤が添加される。さまざまなポリマーの核形成剤は、単純な物質、複合酸化物を含む金属化合物、例えばカーボンブラック、炭酸カルシウム、合成ケイ酸および塩、シリカ、亜鉛白、クレイ、カオリン、塩基性炭酸マグネシウム、雲母、タルク、石英粉末、珪藻岩、白雲石粉末、酸化チタニウム、酸化亜鉛、酸化アンチモン、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、アルミナ、ケイ酸カルシウム、有機リン酸エステルの金属塩、および窒化ホウ素;金属カルボキシル基を有する低分子量有機化合物、例えば、オクチル酸、トルイル酸、ヘプタン酸、ペラルゴン酸、ラウリル酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸、セロチン酸、モンタン酸、メリシン酸、安息香酸、p-tert-ブチル安息香酸、テレフタル酸、テレフタル酸モノメチルエステル、イソフタル酸、およびイソフタル酸モノエチルエステルなどの金属塩;金属カルボキシル基を有する高分子量有機化合物、例えば、ポリエチレンの酸化によって得られたカルボシキル基含有ポリエチレン、ポリプロピレンの酸化によって得られたカルボキシル基含有ポリプロピレンの金属塩;オレフィン(例えばエチレン、プロピレンおよびブタン-1)のアクリルまたはメタクリル酸とのコポリマー;スチレンのアクリルまたはメタクリル酸とのコポリマー;オレフィンの無水マレイン酸とのコポリマー;およびスチレンの無水マレイン酸とのコポリマー;高分子量有機化合物、例えば、3位の炭素原子にて分岐し、かつ5つ未満の炭素原子を有するアルファオレフィン、例えば、3,3-ジメチルブテン-1、3-メチルブテン-1、3-メチルペンテン-1、3-メチルヘキセン-1、および3,5,5-トリメチルヘキセン-1;ビニルシクロアルカンのポリマー、例えば、ビニルシクロペンタン、ビニルシクロヘキサン、およびビニルノルボルネンなど;ポリアルキレングリコール、例えば、ポリエチレングリコールおよびポリプロピレングリコールなど;ポリ(グリコール酸);セルロース;セルロースエステル;およびセルロースエーテル;リン酸または亜リン酸およびその金属塩、例えばリン酸ジフェニル、亜リン酸ジフェニル、ビス(4-tert-ブチルフェニル)ホスフェートの金属塩およびメチレンビス-(2,4-tert-ブチルフェニル)ホスフェートの金属塩;ソルビトール誘導体、例えば、bis(p-メチルベンジリデン)ソルビトール、およびビス(p-エチルベンジリデン)ソルビトールなど;ならびにチオグリコール酸無水物、p-トルエンスルホン酸およびその金属塩である。上記の核形成剤は、単独で、または互いに組み合わされて使用され得る。特定の態様では、核形成剤は、シアヌル酸である。ある態様では、核形成剤はまた、もう1つのポリマー(例えば、PHBなどのポリマー性核形成剤)であり得る。
ある態様では、核形成剤は、シアヌル酸、カーボンブラック、雲母、タルク、シリカ、窒化ホウ素、クレイ、炭酸カルシウム、合成ケイ酸および塩、有機リン酸エステルの金属塩、およびカオリンから選択される。特定の態様では、核形成剤は、シアルヌル酸である。
さまざまな態様では、核形成剤が、液体キャリア中に分散する場合、液体キャリアは、可塑剤、例えばクエン酸化合物またはアジピン酸化合物、例えばアセチルシトレートトリブチラート((CITROFLEX(登録商標)A4)可塑剤、Vertellus,Inc.社、ノースカロライナ州ハイポイント)、またはDBEEA(ジブトキシエトキシエチルアジピン酸)、界面活性剤、例えばTriton X-100界面活性剤、TWEEN-20界面活性剤、TWEEN-65界面活性剤、Span-40界面活性剤、またはSpan 85界面活性剤、潤滑剤、揮発性液体、例えばクロロホルム、ヘプタンまたはペンタンなど、あるいは有機液体または水である。
他の態様では、核形成剤は、アルミニウムヒドロキシジホスフェート、または窒素含有ヘテロ芳香族コアを含む化合物である。窒素含有ヘテロ芳香族コアは、ピリジン、ピリミジン、ピラジン、ピリダジン、トリアジンまたはイミダゾールである。
特定の態様では、核形成剤には、アルミニウムヒドロキシジホスフェート、または窒素含有ヘテロ芳香族コアを含む化合物が含まれる。窒素含有ヘテロ芳香族コアは、ピリジン、ピリミジン、ピラジン、ピリダジン、トリアジンまたはイミダゾールである。核形成剤は、Allen Padwaによる米国特許出願公開第2005/0209377号明細書(参照することによりその全体が本明細書に組み込まれる)に記載されるような核形成剤である。
本明細書に記載されるブレンドされた組成物および方法に使用するための他の核形成剤は、発明の名称を「Nucleating Agents for Polyhydroxyalkanoates」とし、英語で公開され、かつ米国を指定する国際公開第2009/129499号(参照することによりその全体が本明細書に組み込まれる)に記載されるように粉砕される。要するに、核形成剤は、核形成剤の累積固体体積(cumulative solid volume)の少なくとも5%が、5μm以下の粒子サイズを有する粒子として存在するまで、液体キャリア中で粉砕される。液体キャリアにより、核形成剤はウェット粉砕される。他の態様では、核形成剤は、核形成剤の累積固体体積の少なくとも10%、累積固体体積の少なくとも20%、少なくとも30%または少なくとも40%~50%が、5ミクロン以下、2ミクロン以下、または1ミクロン以下の粒子寸法を有する粒子として存在するまで、液体キャリア中で粉砕される。別の態様では、核形成剤は、他の方法、例えばジェットミルなどにより粉砕される。加えて、他の方法は、粒子サイズを低減するために利用される。
粒子の累積固体体積は、いかなる他の物質も存在しない乾燥形態における粒子のまとめ合わされた体積である。粒子の累積固体体積は、粒子をポリマーまたは液体キャリアに分散させる前に、例えば粒子を乾燥状態でメスシリンダーまたは体積を測定するために適切な他のデバイスに注ぐことによって、粒子の体積を測定することによって、測定される。あるいは、累積固体体積は、光散乱によって測定される。
適切な熱安定剤には、例えば、有機亜リン酸エステル、例えば、トリフェニルフォスファイト、トリス-(2,6-ジメチルフェニル)フォスファイト、トリス-(混合モノ-およびジ-ノニルフェニル)フォスファイトなど;ホスホン酸エステル、例えばジメチルベンゼンホスホネートなど、リン酸エステル、例えばトリメチルホスフェートなど、または上記の熱安定剤の少なくとも1つを含む組合せが含まれる。熱安定剤は、一般的に、全てのフィラーを除いた組成物全体の100重量部に対して、0.01~0.5重量部の量で使用される。
適切な酸化防止剤には、例えば、有機亜リン酸エステル、例えばトリス(ノニルフェニル)フォスファイト、トリス(2,4-ジ-t-ブチルフェニル)フォスファイト、ビス(2,4-ジ-t-ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジフォスファイト、ジステアリルペンタエリスリトールジフォスファイトなど;アルキル化モノフェノールまたはポリフェノール;ポリフェノールのジエンとのアルキル化反応生成物、例えばテトラキス[メチレン(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシヒドロシンナメート)]メタンなど;パラクレゾールまたはジシクロペンタジエンのブチル化反応生成物;アルキル化ヒドロキノン;ヒドロキシル化チオジフェニルエーテル;アルキリデン-ビスフェノール;ベンジル化合物;ベータ-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)-プロピオン酸のモノ水素化またはポリ水素化アルコールとのエステル;ベータ-(5-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-3-メチルフェニル)-プロピオン酸のモノ水素化またはポリ水素化アルコールとのエステル;チオアルキルまたはチオアリール化合物のエステル、例えば、ジステアリルチオプロピオネート、ジラウリルチオプロピオネート、ジトリデシルチオジプロピオネート、オクタデシル-3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート、ペンタエリトリチル-テトラキス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネートなど;ベータ-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)-プロピオン酸のアミドなど、または上記の酸化防止剤の少なくとも1つを含む組合せが含まれる。酸化防止剤は、一般的に、全てのフィラーを除いた組成物全体の100重量部に対して、0.01~0.5重量部の量で使用される。
適切な光安定剤には、例えば、ベンゾトリアゾール、例えば2-(2-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2-ヒドロキシ-5-tert-オクチルフェニル)-ベンゾトリアゾールおよび2-ヒドロキシ-4-n-オクトキシベンゾフェノンなど、または上記の光安定剤の少なくとも1つを含む組合せが含まれる。光安定剤は、一般的に、全てのフィラーを除いた組成物全体の100重量部に対して、0.1~1.0重量部の量で使用される。
適切な帯電防止剤には、例えば、グリセロールモノステアレート、ステアリルスルホン酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムなど、または上記の帯電防止剤の組合せが含まれる。1つの態様では、カーボンファイバー、カーボンナノファイバー、カーボンナノチューブ、カーボンブラック、または上記の任意の組合せが、組成物を静電的に消散した状態にするために、化学的帯電防止剤を含有するポリマー樹脂にて使用され得る。
適切な離型剤には、例えば、ステアリン酸金属塩、ステアリン酸ステアリル、ペンタエリスリトールテトラステアラート、ビーズワックス(蜜蝋)、モンタンワックス、パラフィンワックスなど、または上記の離型剤の少なくとも1つを含む組合せが含まれる。離型剤は、一般的に、全てのフィラーを除いた組成物全体の100重量部に対して、0.1~1.0重量部の量で使用される。
適切なUV吸収剤には、例えば、ヒドロキシベンゾフェノン;ヒドロキシベンゾトリアゾール;ヒドロキシベンゾトリアジン;シアノアクリレート;オキサニリド;ベンゾオキサジノン;2-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-4-(1,1,3,3-テトラメチルブチル)-フェノール(CYASORB(登録商標)5411);2-ヒドロキシ-4-n-オクチルオキシベンゾフェノン(CYASORB(商標)531);2-[4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジン-2-イル]-5-(オクチルオキシ)-フェノール(CYASORB(商標)1164);2,2’-(1,4-フェニレン)ビス(4H-3,1-ベンゾオキサジン-4-オン)(CYASORB(商標)UV-3638);1,3-ビス[(2-シアノ-3,3-ジフェニルアクリロイル)オキシ]-2,2-ビス[[(2-シアノ-3,3-ジフェニル-アクリロイル)オキシ]メチル]プロパン(UVINUL(登録商標)3030);2,2’-(1,4-フェニレン)ビス(4H-3,1-ベンゾオキサジン-4-オン);1,3-ビス[(2-シアノ-3,3-ジフェニルアクリロイル)オキシ]-2,2-ビス[[(2-シアノ-3,3-ジフェニル-アクリロイル)オキシ]メチル]プロパン;ナノサイズの無機材料、例えば、酸化チタン、酸化セリウム、および酸化亜鉛、いずれも100ナノメートル未満の粒子寸法を有する;など、または上記のUV吸収剤の少なくとも1つを含む組合せが含まれる。UV吸収剤は、一般的に、全てのフィラーを除いた組成物全体の100重量部に対して、0.01~3.0重量部の量で使用される。
適切な色素には、例えば、無機色素、例えば金属酸化物および混合金属酸化物、例えば酸化亜鉛、二酸化チタン、酸化鉄など;硫化物、例えば硫化亜鉛など;アルミン酸塩;スルホ-ケイ酸ナトリウム(sodium sulfo-silicate);硫酸塩およびクロム酸酸;カーボンブラック;亜鉛フェライト;ウルトラマリンブルー;ピグメントブラウン24;ピグメントレッド101;ピグメントイエロー119;有機色素、例えばアゾ、ジアゾ、キナクリドン、ペリレン、ナフタレン、テトラカルボン酸、フラバントロン、イソインドリノン、テトラクロロイソインドリノン、アントラキノン、アンサンスロン、ジオキサジン、フタロシアニン、およびアゾレーキ;ピグメントブルー60、ピグメントレッド122、ピグメントレッド149、ピグメントレッド177、ピグメントレッド179、ピグメントレッド202、ピグメントバイオレット29、ピグメントブルー15、ピグメントグリーン7、ピグメントイエロー147およびピグメントイエロー150、または上記の色素の少なくとも1つを含む組合せが含まれる。色素は、一般的に、全てのフィラーを除いた組成物全体の100重量部に対して、1~10重量部の量で使用される。
適切な染料には、例えば、有機染料、例えばクマリン460(ブルー)、クマリン6(グリーン)、ナイルレッドなど;ランタニド錯体;炭化水素および置換炭化水素染料;多環式芳香族炭化水素;シンチレーション色素(好ましくはオキサゾールおよびオキサジアゾール);アリール-またはヘテロアリール-置換ポリ(2-8オレフィン);カルボシアニン染料;フタロシアニン染料および色素;オキサジン染料;カルボスチリル染料;ポルフィリン染料;アクリジン染料;アントラキノン染料;アリルメタン染料;アゾ染料;ジアゾニウム染料;ニトロ染料;キノンイミン染料;テトラゾリウム染料;チアゾール染料;ペリレン染料、ペリノン染料;ビス-ベンゾオキサゾリルチオフェン(BBOT);およびキサンテン染料;フルオロフォア、例えば近赤外線波長において吸収し、可視光波長において放出する反ストークスシフト染料など;発光染料、例えば、5-アミノ-9-ジエチルイミノベンゾ(a)フェノキサゾニウムパークロレート;7-アミノ-4-メチルカルボスチリル;7-アミノ-4-メチルクマリン;3-(2’-ベンゾイミダゾリル)-7-N,N-ジエチルアミノクマリン;3-(2’-ベンゾチアゾリル)-7-ジエチルアミノクマリン;2-(4-ビフェニル)-5-(4-t-ブチルフェニル)-1,3,4-オキサジアゾール;2-(4-ビフェニル)-6-フェニルベンゾオキサゾール-1,3;2,5-ビス-(4-ビフェニル)-1)-1,3,4-オキサジアゾール;2,5-ビス-(4-ビフェニル)-オキサゾール;4,4’-ビス-(2-ブチルオクチルオキシ)-p-クアテルフェニル;p-ビス(o-メチルスチリル)-ベンゼン;5,9-ジアミノベンゾ(a)フェノキサゾニウムパークロレート;4-ジシアノメチレン-2-メチル-6-(p-ジメチルアミノスチリル)-4H-ピラン;1,1’-ジエチル-2,2’-カルボシアニンヨージド;3,3’-ジエチル-4,4’,5,5’-ジベンゾチアトリカルボシアニンヨージド;7-ジエチルアミノ-4-メチルクマリン;7-ジエチルアミノ-4-トリフルオロメチルクマリン;2,2’-ジメチル-p-クアテルフェニル;2,2-ジメチル-p-ターフェニル;7-エチルアミノ-6-メチル-4-トリフルオロメチルクマリン;7-エチルアミノ-4-トリフルオロメチルクマリン;ナイルレッド;ローダミン700;オキサジン750;ローダミン800;IR 125;IR 144;IR 140;IR 132;IR 26;IRS;ジフェニルヘキサトリエン;ジフェニルブタジエン;テトラフェニルブタジエン;ナフタレン;アントラセン;9,10-ジフェニルアントラセン;ピレン;クリセン;ルブレン;コロネン;フェナントレンなど、または上記の染料の少なくとも1つを含む組合せが含まれる。染料は、一般的に、全てのフィラーを除いた組成物全体の100重量部に対して、0.1~5重量部の量で使用される。
適切な着色剤には、例えば二酸化チタン、アントラキノン、ペリレン、ペリノン、インダントロン、キナクリドン、キサンテン、オキサジン、オキサゾリン、チオキサンテン、インジゴイド、チオインジゴイド、ナフタルイミド、シアニン、キサンテン、メチン、ラクトン、クマリン、ビス-ベンゾオキサゾリルチオフェン(BBOT)、ナフタレンテトラカルボン酸誘導体、モノアゾおよびジアゾ色素、トリアリルメタン、アミノケトン、ビス(スチリル)ビフェニル誘導体など、ならびに上記の着色剤の少なくとも1つを含む組合せが含まれる。着色剤は、一般的に、全てのフィラーを除いた組成物全体の100重量部に対して、0.1~5重量部の量で使用される。
適切な発泡剤には、例えば、低沸点ハロ炭化水素および二酸化炭素を生成するもの;室温では固体であり、かつその分解温度より高い温度に加熱されたときにガス、例えば窒素、二酸化炭素、アンモニアガスなどを生成する発泡剤、例えば、アゾジカルボンアミド、アゾジカルボンアミドの金属塩、4,4’オキシビス(ベンゼンスルホニルヒドラジド)、重炭酸ナトリウム、炭酸アンモニウムなど、または上記の発泡剤の少なくとも1つを含む組合せが含まれる。発泡剤は、一般的に、全てのフィラーを除いた組成物全体の100重量部に対して、1~20重量部の量で使用される。
加えて、流動性および他の特性を改善するための物質が、組成物に添加されてよく、例えば、低分子量炭化水素樹脂である。低分子量炭化水素樹脂の特に有用なクラスは、石油分解から得られた不飽和C5~C9モノマーから誘導された石油C5~C9フィードストックから誘導されたものである。限定されない例には、オレフィン、例えばペンテン、ヘキセン、ヘプテンなど;ジオレフィン、例えばペンタジエン、ヘキサジエンなど;環式オレフィンおよびジオレフィン、例えばシクロペンタン、シクロペンタジエン、シクロヘキセン、シクロヘキサジエン、メチルシクロペンタジエンなど;環式ジオレフィンジエン、例えばジシクロペンタジエン、メチルシクロペンタジエンダイマーなど;および芳香族炭化水素、例えばビニルトルエン、インデン、メチルインデンなどが含まれる。樹脂は、追加的に、部分的にまたは完全に水素化され得る。
ブレンドされたポリヒドロキシアルカノエート/アモルファスポリヒドロキシアルカノエート組成物の用途
本明細書にて提供されるのは、ブレンドされたポリヒドロキシアルカノエート/アモルファスポリヒドロキシアルカノエート組成物を形成する方法である。この方法は、PHAおよびアモルファスポリヒドロキシアルカノエートを、オプションとして過酸化物および共架橋剤の存在下にて、所望の物理的および機械的特性を有する製造物品を形成し得るブレンドされた混合物を形成するのに十分な条件下にて混合することを含む。
1つの態様では、PHAの存在下にてアモルファスポリヒドロキシアルカノエートの溶融および冷却を通じてPHAの機能特性を改善するための方法が提供され、該方法は、(a)PHAおよびアモルファスポリヒドロキシアルカノエートを提供する工程、(b)該PHAおよびアモルファスポリヒドロキシアルカノエートをブレンドして混合物を形成する工程、(c)該混合物を50℃~250℃の間に加熱する工程、および(d)PHAおよびアモルファスポリヒドロキシアルカノエートを混和性にして、よって、アモルファスポリヒドロキシアルカノエートおよびPHAの機能性の改変に影響を及ぼす工程であって、該機能性の改変が、最終生成物の衝撃強度、強靭性、および伸びを増加させる工程を含む。
もう1つの態様では、PHAの存在下にてアモルファスポリヒドロキシアルカノエートの溶融および冷却を通じてPHAの機能特性を改善するための方法が提供され、該方法は、(a)PHA、アモルファスポリヒドロキシアルカノエート、過酸化物、および共架橋剤を提供する工程、(b)該PHA、アモルファスポリヒドロキシアルカノエート、過酸化物、および共架橋剤をブレンドして混合物を形成する工程、(c)該混合物を50℃~250℃の間に加熱して、PHAおよびアモルファスポリヒドロキシアルカノエートを混和性にして、よって、アモルファスポリヒドロキシアルカノエートおよびPHAの機能性の改変に影響を及ぼす工程であって、該機能性の改変が、最終生成物の衝撃強度、強靭性、および伸びを増加させる工程を含む。
更にもう1つの態様では、PHAの存在下にてアモルファスポリヒドロキシアルカノエートの溶融および冷却を通じてPHAの機能特性を改善するための方法が提供され、該方法は、(a)PHA、アモルファスポリヒドロキシアルカノエート、過酸化物、および共架橋剤を提供する工程、(b)該PHA、アモルファスポリヒドロキシアルカノエート、過酸化物、および共架橋剤をブレンドして混合物を形成する工程、(c)該混合物を、追加の過酸化物および共架橋剤が混合物に添加されるもう1つのブレンド操作に付す工程、(e)該混合物を50℃~250℃の間に加熱して、PHAおよびアモルファスポリヒドロキシアルカノエートを混和性にして、よって、アモルファスポリヒドロキシアルカノエートおよびPHAの機能性の改変に影響を及ぼす工程であって、該機能性の改変が、最終生成物の衝撃強度、強靭性、および伸びを増加させる工程を含む。
更にもう1つの態様では、PHAの存在下にてアモルファスポリヒドロキシアルカノエートの溶融および冷却を通じてPHAの機能特性を改善するための方法が提供され、該方法は、(a)PHA、アモルファスポリヒドロキシアルカノエート、過酸化物、および共架橋剤を提供する工程、(b)該PHA、アモルファスポリヒドロキシアルカノエートをブレンドして混合物を形成する工程、(c)該混合物を、過酸化物および共架橋剤が混合物に添加されるもう1つのブレンド操作に付す工程、(e)該混合物を50℃~250℃の間に加熱して、PHAおよびアモルファスポリヒドロキシアルカノエートを混和性にして、よって、アモルファスポリヒドロキシアルカノエートおよびPHAの機能性の改変に影響を及ぼす工程であって、該機能性の改変が、最終生成物の衝撃強度、強靭性、および伸びを増加させる工程を含む。
ある態様では、ブレンドされた組成物は、個々の成分を溶融混合して混合物を生成することによって作製される。そして、混合物は、射出成形、シートおよび異形押出成形、繊維押出成形、キャストフィルム押出成形、ブローフィルム押出成形、熱成形、真空成型、ブロー成型、および回転成型操作によって、組み立て部品にするために使用される。フィルム用途では、本発明の組成物は、完全なフィルム、または多層共押出複合構造体における1つ以上の層であり得る。あるいは、ブレンドされた組成物は、共押出された積層体における異なる層を形成し得、各層は、わずかに異なる組成を有する。
ある態様では、PHA成分およびアモルファスポリヒドロキシアルカノエート成分は、微細な粒子寸法の粉末の形態であり、本発明のブレンドされた組成物は、これら成分を所定の割合で乾燥ブレンドし、この混合物を二軸押出成形に付すことによって調製される。
加えて、本明細書にて提供されるのは、ブレンドされたポリマー樹脂ペレットを形成するための方法であって、該方法は、PHA成分およびアモルファスポリヒドロキシアルカノエート成分を組合せ、該組成物が適切な条件下にて溶融および成形されて、ブレンドされた樹脂ペレットを形成することを含む。
本明細書に記載される新規なブレンドされたブレンドは、商業的に有用な物品、例えばフィルム、シート(多層シートを含む)、成型品、カトラリー(または食卓食器類)、ファイバー、不織布、フィラメント、モノフィラメント、ロッド、チューブ、ボトル、ペレットまたは発泡体へと形作られ得る。物品は、ポリヒドロキシアルカノエート/アモルファスポリヒドロキシアルカノエートブレンド組成物のモールド成形、押出成形、熱成形またはブロー成形によって、成形される。
本明細書に記載される組成物、方法、プロセスまたは物品のいずれにおいても、PHA成分およびアモルファスポリヒドロキシアルカノエート成分は、微細な粒子寸法の粉末、ペレット、または顆粒の形態であり得、混合またはブレンドにより組み合わせられ得る。
有用な物品の形成のために、本明細書に記載される組成物は、好ましくは、ポリマーの結晶融点より高く、かつポリマー組成物の各成分(例えば上述の添加剤、但しいくつかの分岐剤を除く)の分解点未満の温度で処理(または加工)される。熱可塑化条件では、ポリマー組成物は、所望の形状に加工され、その後、冷却されて、形状を固定し、結晶化を促す。かかる形状には、ファイバー、フィラメント、不織布、モノフィラメント、フィルム、シート、ロッド、チューブ、ボトルまたは他の形状が含まれ得るが、これらに限定されない。かかる処理(または加工)は、当該技術分野で既知の任意の技術を用いて実施され、例えば、押出成形、射出成型、圧縮成型、発泡またはブロー成型(例えばブローされたフィルム、発泡体のブロー成形)、カレンダー加工、回転成型、鋳造(例えばキャストシート、キャストフィルム)、または熱成形であるが、これらに限定されない。
組成物は、限定されることなく幅広く様々な有用な製品、例えば、自動車、耐久消費財、建築、電気、医療および包装用の製品であって、いずれも動物飼料として二次使用され得るものを形成するために使用される。例えば、ポリマー組成物は、フィルム(例えば包装用フィルム、農業用フィルム、マルチ(または根覆い)フィルム、浸食制御、干し草の塊用ラップ、スリットフィルム、食品用ラップ、パレットラップ、自動車および電化製品の保護ラップ)、ゴルフのティー、キャップおよび栓、農業用の支持体および杭、紙および板のコーティング(例えばカップ、プレート、箱などのための)、熱成形品(例えば、トレイ、コンテナ、蓋、ヨーグルトポット、カップの蓋、植物用ポット、ヌードルボウル、成型品など)、ハウジング(例えば電子機器用のもの、例えば携帯電話、PDAケース、音楽プレーヤケース、コンピュータケースなど)、バッグ(例えばゴミ用バッグ、買い物バッグ、食品バッグ、堆肥バッグなど)、衛生物品(例えばおむつ、生理用品、失禁製品、使い捨てワイプなど)、ペレット製品のためのコーティング(例えば、ペレット化肥料、除草剤、殺虫剤、種など)、射出成型物品(筆記具、カトラリー、例えばフォーク、スプーン、およびナイフ、水槽装飾物、ディスクケースなど)、溶液および紡糸ファイバーならびにメルトブローされた布および不織布(糸、ヤーン、ワイプ、詰め物、使い捨て吸収性物品)、ブロー成型品(深いコンテナ、ボトルなど)、および発泡物品(カップ、ボウル、プレート、パッケージングなど)を作製するために使用されるが、これらに限定されない。上記に開示される製品は、いずれも、主成分(PHA)を含有し、これは、もし動物によって摂取された場合、動物により代謝され得、エネルギー源として使用され得る。よって、製品の付加的利点は、該製品が、生体に対して食品としても機能することである。用語動物には、ヒトを含む全ての動物が含まれる。動物の例は、非反芻動物および反芻動物である。反芻動物には、例えば羊、ヤギ、畜牛(例えば肉牛および乳牛などの牛)などの動物が含まれる。特定の態様では、動物は、非反芻動物である。非反芻動物には、ペット動物、例えば馬、猫および犬;胃が1つの動物、例えば豚または家畜用豚(子豚、育成豚および雌豚を含むが、これらに限定されない);家禽、例えば七面鳥、カモ、および鶏(ブロイラーひな、産卵鶏を含むが、これらに限定されない);魚(サケ、マス、テラピア、ナマズ、コイを含むが、これらに限定されない);海鳥(カモメ、ペリカン、アジサシを含むが、これらに限定されない)、海洋動物(クジラ、カメ、イルカ、サメを含むが、これらに限定されない)および甲殻類(小エビ(shrimp)およびエビ(prawn)を含むが、これらに限定されない)が含まれる。
熱成形は、熱可塑性のフィルムまたはシートを使用するプロセスである。ポリマー組成物は、フィルムまたはシートに加工される。そして、ポリマーのシートは、オーブン内に配置されて加熱される。成形するのに十分軟らかくなると、これを型に移送して、形状に成形する。
熱成形の間、半結晶性ポリマーの軟化点に達すると、ポリマーシートは垂れ下がり(sag)始める。軟化と下垂(droop)との間のウィンドウ(window)は通常狭い。よって、軟らかくなったポリマーシートを型へ十分早く移送することは困難であり得る。シートがより容易に加工され、構造的一体性を維持するように、ポリマーの溶融強度を増加させるためにポリマーの分岐を使用できる。ポリマーを加熱したときに、ポリマーのサンプルピースの垂れ下がりを測定することは、熱成形のための加工ウィンドウの相対サイズを測定するための方法である。
ブロー成型(熱成形と似ており、例えばボトルおよび深い内部を有する同様の製品などの深絞り製品を製造するために使用される)も、本明細書に記載されるポリマー組成物の増加した弾性および溶融強度ならびに低減された垂れ下がりによる利益を受ける。
以下の特定の例は、単に例示的なものであると解釈されるべきであり、本開示の残りをいかようにも限定しない。更なる労苦なしに、当業者は、本明細書の記載に基づいて、本発明を完全な範囲で利用し得る。本明細書にて引用された全ての文献は、参照することによりその全体が本明細書に組み込まれる。
本発明により、多量のバイオベースの炭素を有し、かつ所望の物理特性の好都合なバランスを有するポリマーブレンドの製造が可能になる。特に、脆性を誘発することなく、高衝撃特性(ノッチアイゾット試験によって測定される)および高曲げ弾性率を示す。
いくつかの態様について開示してきたが、開示された態様の範囲から逸脱することなく、さまざまな改変、代替の構成および均等物が使用され得ることが、当業者に理解されるであろう。加えて、本発明を不必要に曖昧にすることを避けるために、多数の既知のプロセスおよび要素は記載されていない。従って、上記の説明は、本発明の範囲を限定するものとして理解されるべきでない。
数値範囲が示される場合、文脈が明確に他を定めていない限り、該範囲の上限値および下限値の間にて、下限値の単位の10分の1にて、各間の数値も具体的に開示されているものとして理解される。述べた数値または述べた数値範囲にある中間の数値と他の述べた数値または述べた数値範囲にある中間の数値との間のより小さい各範囲が包含される。これらより小さい範囲の上限および下限値は、独立して、該範囲に含まれ、または除外され得、および、より小さい範囲に上下限値の一方または双方が含まれ、またはより小さい範囲にいずれもが含まれない各範囲も、述べた範囲において具体的に除外された上下限値を条件として、本発明内に包含される。述べた範囲が上下限値の一方または双方を含む場合、それらに含まれる上下限値の一方または双方を除外する範囲も含まれる。
本明細書および添付の特許請求の範囲で使用される場合、単数形「a」、「an」および「the」は、文脈が明確に他に定めていない限り、複数のものを含む。よって、例えば、「プロセス(a process)」との言及は、複数のそのようなプロセスを含み、および「誘電体材料(the dielectric material)」との言及は、1つ以上の誘電体材料および当業者に既知のものの均等物などの言及を含む。
また、本明細書および以下の特許請求の範囲にて使用される場合、単語「含む(comprise)」、「含む(comprising)」「含むまたは含有する(include)」「含むまたは含有する(including)」および「含むまたは含有する(includes)」は、述べた特徴、整数、成分または工程の存在を特定することを意図しているが、1つ以上の他の特徴、整数、成分、工程、行為、または群の存在または追加を排除するものでない。

Claims (18)

  1. ポリマーブレンドを含む生分解性ポリマー組成物であって、前記ポリマーブレンドが、PHAおよびアモルファスポリマーを含み、前記PHAブレンドにおけるPHBの含量が、前記PHAブレンド中のPHAの全含量の70~97.5重量%の範囲にあり、前記PHAブレンドにおけるaPHAの含量が、前記PHAブレンド中のPHAの全含量の2.5~30重量%の範囲にある、生分解性ポリマー組成物。
  2. 前記アモルファスポリマーが、20℃未満のガラス転移温度(Tg)および80~180℃の溶融温度(TM)を有するaPHAである、請求項1に記載の生分解性ポリマー組成物。
  3. 核形成剤、フリーラジカル開始剤、分岐剤、カップリング剤/共架橋剤、熱安定剤、酸化防止剤、スリップ剤、着色剤、および他の機能性添加剤を更に含む、請求項1に記載の生分解性ポリマー組成物。
  4. 前記PHAは、ポリ(3-ヒドロキシブチラート)ホモポリマー(PHB)、ポリヒドロキシバレラート(PHV)、ポリヒドロキシブチラート-コバレラート(PHBV)、ポリヒドロキシヘキサノエート(PHHx)、ポリ3-ヒドロキシアルカノエート(例えば、ポリ3-ヒドロキシプロピオネート(以下、P3HPと称する)、ポリ3-ヒドロキシブチラート(以下、PHBと称する)およびポリ3-ヒドロキシバレラート)、ポリ4-ヒドロキシアルカノエート(例えば、ポリ4-ヒドロキシブチラート(以下、P4HBと称する)、ポリ4-ヒドロキシバレラート(以下、P4HVと称する))、およびポリ5-ヒドロキシアルカノエート(例えば、ポリ5-ヒドロキシバレラート(以下、P5HVと称する))、ポリ3-ヒドロキシブチラート-コ-3-ヒドロキシプロピオネート(以下、PHB3HPと称する)、ポリ3-ヒドロキシブチラート-コ-4-ヒドロキシブチラート(以下、PHB4HBと称する)、ポリ3-ヒドロキシブチラート-コ-4-ヒドロキシバレラート(以下、PHB4HVと称する)、ポリ3-ヒドロキシブチラート-コ-3-ヒドロキシバレラート(以下、PHB3HVと称する)、ポリ3-ヒドロキシブチラート-コ-3-ヒドロキシヘキサノエート(以下、PHB3HHと称する)、およびポリ3-ヒドロキシブチラート-コ-5-ヒドロキシバレラート(以下、PHB5HVと称する)、ならびにポリマーブレンドを含むそれらの組合せから選択される、請求項1に記載の生分解性ポリマー組成物。
  5. 請求項1に記載のポリマー組成物から作製された生分解性およびバイオコンポスタブル物品。
  6. 請求項1に記載のポリマー組成物から作製された耐久性の、射出成型可能な材料。
  7. 請求項1に記載のポリマー組成物から作製された熱成形された材料。
  8. 前記分岐剤が、過酸化物、アゾ誘導体、過酸エステル、およびぺルオキシカーボネートからなる群より選択される、請求項3に記載の生分解性ポリマー組成物。
  9. 前記フリーラジカル開始剤が、有機過酸化物からなる群より選択される、請求項3に記載の生分解性ポリマー組成物。
  10. 前記有機過酸化物が、ジアルキル有機過酸化物からなる群より選択される、請求項9に記載の生分解性ポリマー組成物。
  11. 前記ジアルキル有機過酸化物が、2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルぺルオキシ)ヘキサン、2,5-ビス(t-ブチルぺルオキシ)-2,5-ジメチルヘキサン、2,5-ジメチル-ジ(t-ブチルぺルオキシ)ヘキシン-3、ジ-t-ブチルペルオキシド、ジクミルペルオキシド、ベンゾイルペルオキシド、ジ-t-アミルペルオキシド、t-アミルペルオキシ-2-エチルヘキシルカーボネート(TAEC)、t-ブチルクミルペルオキシド、n-ブチル-4,4-ビス(t-ブチルぺルオキシ)バレラート、1,1-ジ(t-ブチルぺルオキシ)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、1,1-ビス(t-ブチルぺルオキシ)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン(CPK)、1,1-ジ(t-ブチルぺルオキシ)シクロヘキサン、1,1-ジ(t-アミルぺルオキシ)シクロヘキサン、2,2-ジ(t-ブチルぺルオキシ)ブタン、エチル-3,3-ジ(t-ブチルぺルオキシ)ブチラート、2,2-ジ(t-アミルペルオキシ)プロパン、エチル-3,3-ジ(t-アミルペルオキシ)ブチラート、t-ブチルぺルオキシアセテート、t-アミルペルオキシアセテート、t-ブチルぺルオキシベンゾエート、t-アミルペルオキシベンゾエート、ジ-t-ブチルジペルオキシフタレート、推奨は、ジ-(tert-ブチルぺルオキシイソプロピル)ベンゼン(ジクミルペルオキシド)(VulCup(登録商標))を含み、ならびにそれらの組合せおよび混合物からなる群より選択される、請求項10に記載の生分解性ポリマー組成物。
  12. 前記カップリング剤が、ジビニルベンゼン、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、超分岐または樹状ポリエステル、例えば樹状および超分岐アクリレート、例えばウレタンアクリレートからなる群より選択される、請求項1に記載の生分解性ポリマー組成物。
  13. 前記スリップ剤が、ステアリン酸、アミドワックス、エステルワックス、金属カルボン酸塩、およびカルボン酸からなる群より選択される、請求項3に記載の生分解性ポリマー組成物。
  14. 機能性添加剤を更に含む、請求項1に記載の生分解性ポリマー組成物。
  15. 前記機能性添加剤が、着色剤(カーボンブラックを含む)、核形成剤、安定剤、カップリング剤、加工助剤、および補強材を含む、請求項14に記載の生分解性ポリマー組成物。
  16. ポリヒドロキシアルカノエート(PHA)、アモルファスPHA(aPHA)、過酸化物、およびカップリング剤を含む、食品のための熱成形された成形可能な物品。
  17. カトラリーの形状で成形された食品であって、連続層および不連続相を含み、前記連続層が、ポリヒドロキシアルカノエート(PHA)でできており、前記不連続相が、aPHAである、食品。
  18. 飲用ストローの形状で成形された食品であって、連続層および不連続相を含み、前記連続層が、ポリヒドロキシアルカノエート(PHA)でできており、前記不連続相が、アモルファスPHAである、食品。
JP2024547672A 2022-02-14 2023-02-13 多相ポリヒドロキシアルカノエート系組成物およびそれから作製される物品 Pending JP2025507375A (ja)

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