JP7615154B2 - ポストコンシューマー樹脂包装 - Google Patents

Description

本発明は、未使用の石油ベースの化合物を実質的に含まないようにすることができる包装用の持続可能な物品に関する。特に、本発明は、ＮＩＲ吸収性の高い着色されたポストコンシューマー樹脂（ＰＣＲ）から作られた新規包装に関する。

世界中で、プラスチックは人々の生活の欠くことのできないものになっているが、それに伴い、プラスチックの廃棄物の増大する問題も持ち上がっている。プラスチックは、有用で用途の広い低コストの材料であり、使い勝手が良い。問題は、プラスチックの使用ではなく、使い捨てである。プラスチックを使い捨てすることで、その価値の９５％が失われる。

しかしながら、近年は、プラスチックをリサイクルするための多大な努力がなされている。確立された消費者リサイクルストリームを介して収集され、分類され、洗浄され、ペレットに再処理されたプラスチックは、ポストコンシューマー樹脂（ＰＣＲ）として定義される。これは、消費財用の新しいプラスチック製包装を作製するために、未使用樹脂の代わりに使用することができる。

プラスチックのリサイクルの取り組みは規模が大きくなり、それによって、グレードの分類が可能になっている。大まかに定義すると、食品グレードと非食品グレードのＰＣＲ材料がある。

非食品グレードのＰＣＲは、一般に、４種類に分類される：再生高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、再生ポリプロピレン（ＰＰ）、再生低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、及び、再生ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）。

再生ＨＤＰＥは、３つのグレードがある：牛乳又は乳製品の廃棄ボトルから得られるナチュラルＰＣＲ（透明）、白色及び／又は明るい色のボトルから得られるオフホワイトＰＣＲ（不透明）、並びに、混合色のボトルから得られる灰色のＰＣＲ（明色又は暗色）。

ナチュラルグレードとオフホワイトグレードは、白色又は着色のボトル又は容器としての新しい包装の作製において容易に使用することが可能であるが、灰色ＰＣＲの場合、それが灰色であることに起因して、上記と同じように使用することはできない。灰色のペレットは、黒又は黒の色合いなどの暗い色の包装材料の作製において使用することが可能であると考えられていた。しかしながら、該灰色ＰＣＲを近赤外（ＮＩＲ）分光法で検出可能な黒色顔料を用いて着色しようと試みた場合、得られた色は、実際には黒色ではなく、同じ検出可能な黒色顔料で着色された未使用のプラスチックの黒色と比較したときにその色に実質的な差が存在するということが観察された。従って、このことによって、再生された当該ボトルは販売に適さない（少なくとも、プレミアム製品の販売には適さない）。

可能性のある代替案は、顔料としてカーボンブラックを使用することであり得る。しかしながら、カーボンブラックで着色されたプラスチック又はＰＣＲは、材料回収施設（ＭＲＦ）において、プラスチック回収施設（ＰＲＦ）において、及び、プラスチックを再処理してＰＣＲにするために異なるポリマーストリームに分離するための再処理装置において主に使用される自動近赤外線（ＮＩＲ）選別システムでは検出することができない。従って、カーボンブラックで着色されたプラスチックは、典型的には、最後には未分類の残留物となり、これは、再処理にはあまり適さず、一般に廃棄物として処理される。

ＥＰ０６５４４９６Ａ２には、ポストコンシューマー樹脂製のプラスチック容器、特に、応力亀裂耐性を有し、ポストコンシューマープラスチックフィルム樹脂、ポストコンシューマープラスチックフィルム樹脂とポストコンシューマープラスチックミルク樹脂の溶融ブレンド、又はポストコンシューマープラスチックフィルム樹脂とポストコンシューマープラスチックミルク樹脂と未使用高密度エチレンコポリマープラスチック材料の溶融ブレンドを含む少なくとも１つの層を含む軽量プラスチック容器が開示されている。

従って、着色剤マスターバッチにおいて近赤外線（ＮＩＲ）で検出可能な顔料を使用しながら、廃棄された着色及び黒色プラスチックを新しい包装とすることによる着色及び／又は黒色プラスチックのための循環型経済を創造することが求められている。

ＥＰ０６５４４９６Ａ２

従って、本発明の目的は、着色又は黒色のプラスチック廃棄物を新しい包装とすることである。

本発明の別の目的は、未使用の石油ベースの化合物を実質的に含まないようにすることができる包装用の持続可能な物品を提供することである。

本発明のさらに別の目的は、着色剤マスターバッチとして近赤外線（ＮＩＲ）で検出可能な顔料を使用しながら、着色又は黒色のプラスチック廃棄物で作られた持続可能な物品を提供することである。

本発明のさらに別の目的は、９５％を超えるＰＣＲを有する黒色の物品を提供することである。

本発明のさらに別の目的は、９５％を超えるＰＣＲを有し、臭気が低減された黒色の物品を提供することである。

本発明のさらなる目的は、消費者に受け入れられる黒色でそのような持続可能な包装を提供することである。

驚くべきことに、ナチュラルプラスチック廃棄物のポストコンシューマー樹脂（Ｎ－ＰＣＲ）の薄い外層と少なくとも５０％の着色プラスチック廃棄物（Ｊ－ＰＣＲ）を含む厚い内層を含む多層ポストコンシューマー樹脂を使用することにより、ＮＩＲで検出可能な顔料を使用した消費者が許容できる黒色の持続可能な包装を得ることができることを見出した。

従って、第１の態様において、本発明は、多層ポストコンシューマー樹脂（ＰＣＲ）を含む包装用の持続可能な物品を提供し、ここで、該多層は、天然プラスチック廃棄物のポストコンシューマー樹脂（Ｎ－ＰＣＲ）を含む外層とナチュラルプラスチック廃棄物のポストコンシューマー樹脂（Ｎ－ＰＣＲ）又は着色プラスチック廃棄物のポストコンシューマー樹脂（Ｊ－ＰＣＲ）を含む内層を含み、ここで、該内層の少なくとも５０％は着色プラスチック廃棄物のポストコンシューマー樹脂（Ｊ－ＰＣＲ）を含み、該外層及び／又は内層はＮＩＲで検出可能な着色剤マスターバッチを含む。

第２の態様において、本発明は、日用消費財（ＦＭＣＧ）を包装するための本発明による物品の使用を提供する。

本発明に関連して、「ポストコンシューマー樹脂（ＰＣＲ）」への言及は、典型的には、確立された消費者リサイクルストリームを介して収集され、分類され、洗浄され、ペレットに再処理されたプラスチックを意味する。

本発明に関連して、「持続可能な」への言及は、典型的には、本発明とは別のやり方で物品を製造するために使用されてきたであろう関連する未使用の石油ベースプラスチック材料と比較した場合、そのライフサイクルアセスメント又はライフサイクルインベントリのいくつかの側面において１０％を超える改善を有している材料を意味する。本明細書中で使用されている場合、「ライフサイクルアセスメント」（ＬＣＡ）又は「ライフサイクルインベントリ」（ＬＣＩ）とは、所与の製品又はサービスの存在によって引き起こされる又はそのような存在に必然的に伴う該製品又はサービスの環境への影響の調査及び評価を示している。該ＬＣＡ又はＬＣＩには、「ゆりかごから墓場まで」の分析が含まれ得る。これは、製造（「ゆりかご」）から使用段階及び廃棄段階（「墓場」）までのライフサイクルアセスメント又はライフサイクルインベントリ全体を表している。例えば、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）容器は、ＨＤＰＥ樹脂ペレットにリサイクルし、その後、容器、フィルム又は射出成形品を形成させるのに使用することが可能であり、それにより、例えば、化石燃料エネルギーを大幅に節約することができる。該ポリエチレンは、その寿命の終わりに、例えば、焼却によって処分することができる。全てのインプット及びアウトプットは、そのライフサイクルの全ての段階で考慮される。

これらの及び他の態様、特徴及び利点は、以下の詳細な説明及び添付の特許請求の範囲を読むことによって当業者に明らかになるであろう。不確かさを避けるために、本発明の一態様の任意の特徴は、本発明の他の任意の態様において利用することができる。表現「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」を意味するが、必ずしも「からなる」又は「で構成されている」を意味するわけではないということが意図されている。言い換えれば、記載されている段階又はオプションは、包括的である必要はない。以下の詳細な説明に記載されている例は、本発明を明確にすることを意図しており、本発明をそれらの例自体に限定することを意図するものではないことは留意されたい。同様に、別途示されていない限り、全てのパーセンテージは、重量／重量パーセントである。実施例及び比較例における場合を除いて、又は、明示的に示されている場合を除いて、この説明において材料の量又は反応の条件、材料の物理的特性及び／若しくは使用について示している全ての数字は、「約」という語によって修飾されているものとして理解されるべきである。「ｘからｙまで」の形式で表される数値範囲は、ｘとｙを含むものと理解される。特定の特徴について、複数の好ましい範囲が「ｘからｙまで」の形式で記述されている場合、異なるエンドポイントを組み合わせた全ての範囲も考慮されることは理解される。

第１の態様において、本発明は、包装用の持続可能な物品に関する。本発明の持続可能な物品は、ポストコンシューマー樹脂（ＰＣＲ）から作製され、そして、好ましくは、未使用のプラスチックを実質的に含んでいない。

「実質的に含んでいない」とは、当該物品が、５重量％未満、好ましくは３重量％未満、さらに好ましくは２重量％未満、一層さらに好ましくは１重量％未満、又は、まさに０重量％の未使用プラスチックを含んでいることを意味する。

本発明で使用されるＰＣＲは、再生ポリエチレンであり、好ましくは再生高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）である。

好ましくは、本発明の物品は、多層ポストコンシューマー樹脂（ＰＣＲ）を含む。

該多層は、少なくとも２つの層（外層及び内層）を含む。

該外層は、典型的には、物品の外側にある層であり、これは、通常、消費者に直接見える。

該多層の外層は、ナチュラルプラスチック廃棄物のポストコンシューマー樹脂（Ｎ－ＰＣＲ）を含む。ナチュラルプラスチック廃棄物は、典型的には、廃棄された牛乳若しくは乳製品のボトル又は類似したものに由来する。

該多層の内層は、ナチュラルプラスチック廃棄物のポストコンシューマー樹脂（Ｎ－ＰＣＲ）又は着色プラスチック廃棄物のポストコンシューマー樹脂（Ｊ－ＰＣＲ）を含む。好ましくは、該内層の少なくとも５０％は、着色プラスチック廃棄物のポストコンシューマー樹脂（Ｊ－ＰＣＲ）を含む。好ましくは、該内層は、少なくとも６０％、さらに好ましくは少なくとも７０％、一層さらに好ましくは少なくとも８０％、一層さらに好ましくは少なくとも９０％、又は、まさに１００％の着色プラスチック廃棄物（Ｊ－ＰＣＲ）を含む。

着色プラスチック廃棄物は、典型的には、廃棄された着色及び／又は混合消費者用ボトルに由来する。着色プラスチック廃棄物のポストコンシューマー樹脂は、一般に、Ｊａｚｚ ＰＣＲ（Ｊ－ＰＣＲ）と称される。

Ｎ－ＰＣＲ及びＪ－ＰＣＲは、どちらも、ヨーロッパのＶｉｒｉｄｏｒ、ＱＣＰ及びＢｉｆｆａ並びに北米のＫＷ ｐｌａｓｔｉｃｓなどのさまざまな供給業者から市場で入手することができる。

二層として存在している場合、外層と内層の重量比は、典型的には、９９：１～１：９９であるが、好ましくは１：１から、さらに好ましくは３：７から、又は、まさに１：３から、好ましくは１：２０まで、さらに好ましくは１：１０まで、又は、まさに１：５までである。

本発明の多層は、さらに、第２の内層を含むことができ、この第２の内層は、存在する場合、最も内側の層となり、これは、典型的には製品と接触する層となる。

該第２の内層は、存在する場合、ナチュラルプラスチック廃棄物のポストコンシューマー樹脂（Ｎ－ＰＣＲ）を含む。

Ｎ－ＰＣＲの外層の使用は、主に物品の外側により強い色彩を提供することを意図しているが、多層物品にＮ－ＰＣＲの第２の内層（又は、最内層）を設置することで、多くの場合Ｊ－ＰＣＲに由来する悪臭が低減される。

三層として存在する場合、外層対内層対第２の内層の重量比は、１：１．５：１～１：９８：１であるが、好ましくは１：２：１から、さらに好ましくは１：３：１から、好ましくは１：１８：１まで、さらに好ましくは１：１０：１まで、又は、まさに１：８：１まで、又は、まさに１：５：１までである。

好ましくは、該外層及び／又は内層は、着色剤マスターバッチを含む。さらに好ましくは、該外層は、着色剤マスターバッチを含む。「着色剤マスターバッチ」とは、キャリヤ材料中に顔料が高濃度で分散している混合物を意味する。該着色剤マスターバッチは、物品に色を与えるために使用される。

該キャリヤは、生物ベースのプラスチック若しくは石油ベースのプラスチックであり得るか、又は、生物ベースのオイル若しくは石油ベースのオイルであり得るか、又は、ポストコンシューマー樹脂（ＰＣＲ）製であり得る。

該キャリヤの非限定的な例としては、生物由来又はオイル由来のポリエチレン（例えば、ＬＬＤＰＥ、ＬＤＰＥ、ＨＤＰＥ）、生物由来のオイル（例えば、オリーブ油、菜種油、ピーナッツ油）、石油由来のオイル、再生オイル、生物由来又は石油由来のポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、再生高密度ポリエチレン（ｒＨＤＰＥ）、再生低密度ポリエチレン（ｒＬＤＰＥ）などがある。好ましくは、該キャリヤは、再生高密度ポリエチレン（ｒＨＤＰＥ）又は再生低密度ポリエチレン（ｒＬＤＰＥ）である。

全ての層が１００％のＰＣＲでできていることが望ましい場合、該キャリヤもまた、好ましくは、ＰＣＲから選択される。同様に、層が１００％の特定のＰＣＲを有することが望まれる場合、該キャリヤは、好ましくは、同じＰＣＲから選択される。

該マスターバッチの顔料は、存在する場合、ＮＩＲで検出可能な顔料である。本発明の範囲内では、カーボンブラックは好ましくない。ＮＩＲで検出可能な該顔料は、好ましくは黒色である。該顔料は、典型的には、既知の色の組み合わせで作られている。

消費者が許容できる黒は、反射率計を使用して測定して、ＣＩＥ Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊値として表される色において、Ｌの値が２５未満（好ましくは２３未満、さらに好ましくは２０未満、一層さらに好ましくは１５未満、一層さらに好ましくは１２未満、又は、まさに１０未満）であり、ａの値が－５～５（好ましくは－２～３、さらに好ましくは０～２）の範囲内であり、及び、ｂの値が－１０～１０（好ましくは－８～５）の範囲内である色として定義され得る。

ＮＩＲで検出可能な顔料は、近赤外（ＮＩＲ）分光法で検出可能な顔料を意味する。

該キャリヤの顔料には、例えば、無機顔料、有機顔料、高分子樹脂又はそれらの混合物が含まれ得る。

任意に、該着色剤マスターバッチは、さらに、１種類以上の添加剤を含むことができる。添加剤の非限定的な例としては、スリップ剤、紫外線吸収剤、核剤、紫外線安定剤、熱安定剤、清澄剤、充填剤、光沢剤、加工助剤、香料、フレーバー及びそれらの混合物などがある。

そのようなＮＩＲで検出可能な顔料は、当技術分野において知られており、そして、さまざまな供給業者によって提供されている。例えば、Ｃｌａｒｉａｎｔによって世界的に提供されており、及び、Ｃｏｌｏｕｒｔｏｎｅ Ｍａｓｔｅｒｂａｔｃｈ Ｌｔｄ．によって欧州において提供されている。

本発明による物品は、好ましくは、容器である。特に、本発明による物品は、非食品グレードの容器である。

方法
本発明の物品は、ブロー成形を使用して製造することができる。ブロー成形は、熱可塑性材料から中空のプラスチック部品を形成させる製造プロセスでる。ブロー成形プロセスは、熱可塑性プラスチックを溶融させてパリソン又は予備成形物を形成させることから始まる。パリソンは、圧縮空気が通過できる穴が一端に開いているチューブ様のプラスチック片である。加圧ガス（通常は、空気）を使用して、該パリソン又は該高温の予備成形物を膨張させ、金型キャビティに押し付ける。その圧力は、プラスチックが冷えるまで保持する。プラスチックが冷却されて硬化した後、金型が開き、成形品が排出される。

主要な３種類のブロー成形がある：押出ブロー成形、射出ブロー成形、及び、射出延伸ブロー成形。押出ブロー成形では、プラスチックの溶融チューブを金型キャビティ内に押し出し、圧縮空気で膨張させる。シリンダーの一端は、挟まれて閉じている。プラスチック成形品が冷却した後、それを金型から取り出す。押出ブロー成形を使用して、本発明の多層物品を製造することができる。

使用
さらなる態様において、本発明は、パーソナルケア製品、美容製品、化粧品、ホームケア製品及び／又は食品などの日用消費財（ＦＭＣＧ）を包装するための本発明による物品の使用を提供する。

例１
この例では、両方ともＪ－ＰＣＲで作られた内層と外層を有し、８０％層の１％がＣｏｌｏｕｒｔｏｎｅ Ｆ９５８８４で、外層の４％がＣｏｌｏｕｒｔｏｎｅ Ｆ９５８８４で着色されているボトル（比較例Ａ）を、本発明による層を有し、８０％層の１％がＣｏｌｏｕｒｔｏｎｅ Ｆ９５８８４で、外層の４％がＣｏｌｏｕｒｔｏｎｅ Ｆ９５８８４で着色されているボトル（実施例１）と比較する。

結果として得られた比較例Ａのボトルの色は、黒色マスターバッチ（Ｃｏｌｏｕｒｔｏｎｅ Ｆ９５８８４）で着色されたにもかかわらず、灰色がかっていた。消費者が許容できる望ましい黒は、両方の層に未使用のＨＤＰＥを使用する対照ボトルで得られる。この色は、本発明による層を有するボトル（実施例１）の色と同等であるが、比較例Ａのボトルの色とは同等ではない。

例２
この例では、全ての層がＪ－ＰＣＲで作られた３つの層を有し、６０％中間層（内層）の３％がＣｌａｒｉａｎｔ ＰＥ９４０００７９７で、２０％外層の３％がＣｌａｒｉａｎｔ ＰＥ９４０００８０４で着色されている３層ボトル（比較例Ｂ）を、本発明による層を有し、６０％中間層（内層）の３％がＣｌａｒｉａｎｔ ＰＥ９４０００７９７で、２０％外層の３％がＣｌａｒｉａｎｔ ＰＥ９４０００８０４で着色されているボトル（実施例２及び実施例３）と比較する。

結果として得られた比較例Ｂのボトルの色は、黒色マスターバッチ（中間層（内層）Ｃｌａｒｉａｎｔ ＰＥ９４０００７９７、及び、外層Ｃｌａｒｉａｎｔ ＰＥ９４０００８０４）で着色されたにもかかわらず、灰色がかっていた。消費者が許容できる望ましい黒は、本発明による層を有する実施例２及び実施例３のボトルで得られたが、比較例Ｂのボトルでは得られなかった。

Claims (13)

1. 多層ポストコンシューマー樹脂（ＰＣＲ）を含む包装用の持続可能な物品であって、当該多層は、
   ａ ナチュラルプラスチック廃棄物のポストコンシューマー樹脂（Ｎ－ＰＣＲ）を含む外層；及び、
   ｂ ナチュラルプラスチック廃棄物のポストコンシューマー樹脂（Ｎ－ＰＣＲ）又は着色プラスチック廃棄物のポストコンシューマー樹脂（Ｊ－ＰＣＲ）を含む内層（ここで、該内層の少なくとも５０％は着色プラスチック廃棄物のポストコンシューマー樹脂（Ｊ－ＰＣＲ）を含む）
   を含み、
   前記外層及び／又は内層は、ＮＩＲで検出可能な黒色マスターバッチを含み、
   前記物品が５重量％未満の未使用のプラスチックを含む、前記物品。
2. 前記物品が、未使用のプラスチックを含んでいない、請求項１に記載の物品。
3. 前記内層が、１００％の着色プラスチック廃棄物（Ｊ－ＰＣＲ）を含む、請求項１または２に記載の物品。
4. 前記外層と内層の重量比が、９９：１～１：９９である、請求項１～３のいずれか１項に記載の物品。
5. 前記外層と内層の重量比が、１：３～１：５である、請求項４に記載の物品。
6. 前記外層と内層の重量比が、１：４である、請求項４に記載の物品。
7. 前記多層が第２の内層を含む、請求項１～３のいずれか１項に記載の物品。
8. 前記ナチュラルプラスチック廃棄物および着色プラスチック廃棄物が、廃棄された高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）である、請求項１～７のいずれか１項に記載の物品。
9. 前記物品が、３％未満の未使用プラスチックを含む、請求項１～８のいずれか１項に記載の物品。
10. 前記物品が、０％の未使用プラスチックを含む、請求項９に記載の物品。
11. 前記物品が容器である、請求項１～１０のいずれか１項に記載の物品。
12. 前記物品が、非食品グレードの物品である、請求項１～１１のいずれか１項に記載の物品。
13. 日用消費財（ＦＭＣＧ）を包装するための、請求項１～１２のいずれか１項に記載の物品の使用。