KR20220035141A - A polymeric article comprising a blend of PBAT, PLA and a carbohydrate-based polymeric material - Google Patents

Abstract

PLA 및 탄수화물계 중합성 물질과 PBAT(또는 다른 유사한 폴리에스테르)의 복합 블렌드. PLA는 가정 내 퇴비화 조건(예를 들어, 28℃의 온도) 하에서 자체적으로 퇴비화할 수 없지만, 본원에 기술된 방식으로 블렌딩되는 경우, 이러한 조건 하에서 퇴비화할 수 있다. PBAT 자체로는 비닐봉지 등에 사용하는데 문제가 될 정도로 매우 가요성이기 때문에, PLA를 추가하여 복합 블렌드의 강성을 증가시킨다. 예시적인 블렌드는 중량 기준으로 30 내지 55%의 탄수화물계 중합성 물질, 최대 20%, 또는 최대 15%의 PLA를 함유할 수 있으며, 중합성 함량의 나머지는 PBAT(예를 들어, 30 내지 60% PBAT)이다. 다른 구성성분(예를 들어, 칼슘 카보네이트와 같은 무기 필러) 또한 블렌드에 함유될 수 있다.Composite blend of PLA and carbohydrate-based polymers with PBAT (or other similar polyester). PLA is not compostable on its own under in-home composting conditions (eg, a temperature of 28° C.), but when blended in the manner described herein, it is compostable under these conditions. Since PBAT itself is very flexible enough to be problematic for use in plastic bags, etc., the addition of PLA increases the stiffness of the composite blend. Exemplary blends may contain 30 to 55% by weight carbohydrate-based polymeric material, up to 20%, or up to 15% PLA, with the remainder of the polymerizable content being PBAT (e.g., 30-60% PBAT). Other ingredients (eg, inorganic fillers such as calcium carbonate) may also be included in the blend.

Description

PBAT, PLA 및 탄수화물계 중합성 물질의 블렌드를 포함하는 중합성 물품A polymeric article comprising a blend of PBAT, PLA and a carbohydrate-based polymeric material

관련 출원에 대한 상호 참조CROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS

본 출원은 각각 2019년 7월 10일 및 2019년 7월 18일에 출원된 미국 출원번호 제 62/872,589호(21132.28) 및 제62/875,872호(21132.28.1)의 이점을 청구한다. 본 출원은 또한 2018년 5월 29일에 출원된 미국 출원번호 제62/677,368(21132.20)의 이점을 청구하는 2019년 5월 29일에 출원된 미국 출원번호 제16/425,397호 (21132.20.1)의 일부 연속 출원이다. 미국 출원번호 제16/425,397호(21132.20.1)은 또한 2015년 6월 30일에 출원된 미국 가특허 출원번호 제62/187,231의 이점을 청구하는 2015년 9월 14일에 출원된 미국 출원번호 제 14/853,725 (21132.8)의 일부 연속 출원인 2017년 8월 30일에 출원된 미국 출원번호 제 15/691,588호(21132.7)의 일부 연속 출원이다. 미국 출원번호 제15/691,588호(21132.7)는 또한 2015년 9월 14일에 출원된 미국 출원번호 제14/853,780호 (21132.6)의 일부 연속 출원이며 2017년 4월 7일에 출원한 미국 출원번호 제15/481,806호 (21132.1) 및 제15/481,823호 (21132.2)의 일부 연속 출원이다. 미국 출원번호 제15/691,588호 (21132.7)는 또한 2016년 12월 29일에 출원된 미국 가특허 출원번호 제62/440,399호(21132.10) 및 2017년 1월 4일에 출원된 미국 가특허 출원번호 제62/422,432호 (21132.11)의 이익을 청구한다. 상기 각각의 전체 내용은 본원에 참조로 포함된다.This application claims the benefit of US application Ser. Nos. 62/872,589 (21132.28) and 62/875,872 (21132.28.1), filed on July 10, 2019 and July 18, 2019, respectively. This application also relates to U.S. Application Serial No. 16/425,397 (21132.20.1), filed May 29, 2019, which claims the benefit of U.S. Application Serial No. 62/677,368 (21132.20), filed May 29, 2018. is part of a series of applications. U.S. Application Serial No. 16/425,397 (21132.20.1) also has U.S. Application Serial No. 16/425,397, filed September 14, 2015, which also claims the benefit of U.S. Provisional Patent Application Serial No. 62/187,231, filed June 30, 2015 It is a continuation-in-part of U.S. Application Serial No. 15/691,588 (21132.7), filed on August 30, 2017, which is a continuation-in-part application of 14/853,725 (21132.8). U.S. Application Serial No. 15/691,588 (21132.7) is also a continuation-in-part of U.S. Application Serial No. 14/853,780 (21132.6), filed September 14, 2015, and U.S. Application Serial No., filed April 7, 2017 15/481,806 (21132.1) and 15/481,823 (21132.2) in part serial applications. U.S. Application Serial No. 15/691,588 (21132.7) is also referred to as U.S. Provisional Patent Application No. 62/440,399 (21132.10), filed on December 29, 2016, and U.S. Provisional Patent Application No., filed January 4, 2017 Claims the interests of No. 62/422,432 (21132.11). The entire contents of each of these are incorporated herein by reference.

다른 출원이 또한 본원에 참조로 포함된다. 예를 들어, 2017년 4월 7일에 출원된 미국 출원번호 제62/483,219호 (21132.4); 2017년 12월 8일에 출원된 미국출원번호 제15/836,555호 (21132.4.1); 2017년 4월 7일에 출원된 미국 가특허 출원번호 제62/483,109호 (21132.5); 2017년 12월 27일 및 2019년 6월 28일에 각각 출원된 미국 출원번호 제62/610,615호 (21132.9) 및 제16/456,303호 (21132.9.1); 2017년 12월 27일 및 2019년 6월 28일에 각각 출원된 미국 출원번호 제62/610,618호 (21132.12) 및 제16/456,295호 (21132.12.1); 2019년 4월 23일에 출원된 미국 출원번호 제16/391,909호 (21132.14.1); 2020년 6월 2일에 출원된 미국 출원번호 제63/033,676호 (21132.31); 2017년 12월 27일에 출원된 PCT출원번호 PCT/US2017/068492 (21132.1A); 및 본 출원과 동일한 날짜에 출원된 대리인 관리번호 21132.27.1.1, 21132.30.1를 갖는 출원인의 2개의 추가적인 비-가특허출원은 각각의 전문이 본원에 참조로 포함된다.Other applications are also incorporated herein by reference. See, for example, U.S. Application Serial Nos. 62/483,219 (21132.4), filed April 7, 2017; U.S. Application Serial No. 15/836,555 (21132.4.1), filed December 8, 2017; U.S. Provisional Patent Application No. 62/483,109 (21132.5), filed April 7, 2017; U.S. Application Serial Nos. 62/610,615 (21132.9) and 16/456,303 (21132.9.1), filed December 27, 2017 and June 28, 2019, respectively; US Application Serial Nos. 62/610,618 (21132.12) and 16/456,295 (21132.12.1), filed December 27, 2017 and June 28, 2019, respectively; U.S. Application Serial No. 16/391,909 (21132.14.1), filed April 23, 2019; U.S. Application Serial No. 63/033,676 (21132.31), filed June 2, 2020; PCT Application No. PCT/US2017/068492 (21132.1A), filed December 27, 2017; and Applicant's two additional non-provisional patent applications, each filed on the same date as this application, with Attorney Docket Nos. 21132.27.1.1 and 21132.30.1, each of which is incorporated herein by reference in its entirety.

전통적인 석유화학계 플라스틱은 강하고, 경량이고, 내구성이 있도록 제형화된다. 그러나, 이들 플라스틱은 전형적으로 생분해 가능하지 않으며, 결과적으로, 수억 톤의 플라스틱이 쓰레기 매립지에 매립되거나 바다에 떠있다. 플라스틱 폐기물의 양을 감소시키려는 노력으로, 석유화학계 플라스틱을 사용하여 전형적으로 생산된 일부 물품은 재생 가능한 자원으로 만들어진 플라스틱 또는 생분해 가능한 플라스틱으로 정의되는 바이오 플라스틱 물질을 사용하여 생산되고 있다.Traditional petrochemical-based plastics are formulated to be strong, lightweight, and durable. However, these plastics are typically not biodegradable, and as a result, hundreds of millions of tonnes of plastic end up in landfills or float in the sea. In an effort to reduce the amount of plastic waste, some articles typically produced using petrochemical plastics are being produced using bioplastic materials, which are defined as plastics made from renewable resources or biodegradable plastics.

대량의 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌과 같은 석유화학계 플라스틱 물질뿐만 아니라 다수의 다른 플라스틱(폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리스티렌, ABS, 폴리비닐 클로라이드, 폴리카보네이트, 나일론 등)은 전형적으로 전형적인 토지 처리 환경(예를 들어, 쓰레기 매립지)에서 쉽게 생분해되지 않거나, 해양 환경에서 폐기될 경우에는 그 정도가 더 심하다. 이는 플라스틱 일부가 석유화학 공급원료보다는 재생 가능한 또는 지속 가능한 공급원으로부터 공급받는 소위 "친환경(green)" 플라스틱 물질에서도 일반적으로 마찬가지로 적용된다.Bulk amounts of petrochemical plastics materials such as polyethylene and polypropylene, as well as many other plastics (polyethylene terephthalate, polystyrene, ABS, polyvinyl chloride, polycarbonate, nylon, etc.) It is even worse when it is not readily biodegradable in landfills) or is disposed of in the marine environment. This applies generally as well for so-called “green” plastic materials, where some of the plastics are sourced from renewable or sustainable sources rather than petrochemical feedstocks.

일부 처리 조건 하에서 어느 정도의 퇴비성 및/또는 생분해성을 나타낼 수 있는 일부 특수 플라스틱 물질이 존재한다. 예를 들어, 폴리락트산(PLA) 및 폴리부티레이트 아디페이트 테레프탈레이트("PBAT")(폴리(부틸렌 아디페이트-코-테레프탈레이트)로도 알려져 있음)는 산업용 퇴비 조건에서 어느 정도의 퇴비성을 나타내는 것으로 밝혀졌다. 이러한 처리 조건은 퇴비화 온도가 상승되는 일부 이러한 조건 (예를 들어, 58℃) 하에서 PLA 또는 PBAT의 일부 생분해성을 허용할 수 있지만, 퇴비화 온도가 현저히 더 낮은 전형적인 가정 내 퇴비화 환경에서는 PLA가 퇴비성을 나타내지 않는다. 다시 말해, PBAT는 이러한 가정 내 퇴비 처리 조건 하에서(예를 들어, EN13432 하 28℃에서)에서 일부 생분해성을 나타낼 수 있지만, PLA는 이러한 환경에서 처리될 때 현저한 생분해성을 전혀 나타내지 않는다. 더욱이, PBAT 자체는 매우 가요성인 물질이어서, PBAT로 형성된 봉지(bag)에 물품을 넣을 경우, 인가된 하중으로 인해 상당히 휘어질 수 있으며, 봉지 또는 다른 필름 물질에서 단독으로 사용하기에 그다지 적합하지 않게 한다. PLA는 더 강성이지만, 바람직한 가정 내 퇴비성 특징을 나타내지 않는다.There are some specialty plastic materials that can exhibit some degree of compostability and/or biodegradability under some processing conditions. For example, polylactic acid (PLA) and polybutyrate adipate terephthalate (“PBAT”) (also known as poly(butylene adipate-co-terephthalate)) exhibit some compostability under industrial compost conditions. turned out to be These treatment conditions may allow for some biodegradability of PLA or PBAT under some of these conditions where the composting temperature is elevated (e.g., 58°C), but in a typical home composting environment where the composting temperature is significantly lower, PLA is not compostable. does not indicate In other words, PBAT may exhibit some biodegradability under these home composting conditions (eg, at 28° C. under EN13432), while PLA shows no significant biodegradability when treated in these environments. Moreover, PBAT itself is a very flexible material, so that when an article is placed in a bag formed from PBAT, it can bend significantly due to an applied load, making it not very suitable for use alone in a bag or other film material. do. Although PLA is more rigid, it does not exhibit desirable home compostability characteristics.

상기 확인된 문제점들 중 적어도 일부를 다룰 수 있는 필름을 제공하는 것은 당업계에서 개선될 것이다.It would be an improvement in the art to provide a film capable of addressing at least some of the problems identified above.

본 개시내용은 가정 내 퇴비성 요건을 충족하는 필름 또는 강성 물질(예를 들어, 두께에 따라)로서 사용하기에 적합한 중합성 블렌드에 관한 것이다. 블렌드는 PBAT 및 PLA와 블렌딩된 탄수화물계 중합성 물질(예를 들어, 출원인으로부터 이용가능한 NuPlastiQ와 같은 변형된 다당류)을 함유한다. NuPlastiQ 및 PBAT는 전형적으로 가정 내 퇴비 환경에서 생분해되지만, PLA는 그렇지 않다. PBAT와만 블렌딩되는 경우에도, PLA는 마찬가지로 가정 내 퇴비 조건 하에서 생분해되지 않는다. 그러나, 블렌드에 NuPlastiQ를 포함시킴으로써, PLA는 가정 내 퇴비 조건 (예를 들어, 28℃에서, 그렇지 않으면 EN13432으로 지시된 바와 같은 조건) 하에 생분해될 것이다.The present disclosure relates to polymeric blends suitable for use as films or rigid materials (eg, depending on thickness) that meet home compostability requirements. The blend contains a carbohydrate-based polymeric material blended with PBAT and PLA (eg, a modified polysaccharide such as NuPlastiQ available from Applicants). NuPlastiQ and PBAT are typically biodegradable in home composting environments, whereas PLA is not. Even when blended only with PBAT, PLA likewise does not biodegrade under home compost conditions. However, by including NuPlastiQ in the blend, PLA will biodegrade under domestic compost conditions (eg at 28°C, otherwise as indicated by EN13432).

PBAT를 포함하는 필름 물질은, 불행하게도, 미국 및 다른 선진국에서도 여전히 상당한 쓰레기를 발생시키는 비닐봉지(carry-out bag)과 같은 용도에 사용하는 것이 바람직할 것이다. 이러한 물품에서 PBAT를 사용하는 이론적 근거는 PBAT가 예를 들어, 상대적으로 저온인 가정 내 퇴비화 조건 하에서도 생분해성 특성을 나타내기 때문일 것이다. 그에 비해, 이러한 비닐봉지 (및 다른 필름 물품)의 대다수는 폴리에틸렌으로 형성되며, 이는 본질적으로 임의의 표준화된 시험 또는 실세계 처리 조건 하에서 무시할 만한 생분해성을 나타낸다. 이러한 필름에서 PBAT 사용의 문제는 PBAT가 예를 들어, PBAT로부터 형성된 봉지가 일반적으로 그 형상을 유지하고 물건을 지지(hold)하는 것이 아니라 다양한 물건을 봉지 내부에 적재할 때 실제로 상당히 늘어날 수 있을 정도로 극히 탄성중합성(elastomeric)이라는 것이다. 이러한 특성은 물론, 비닐봉지 또는 다른 필름 물품뿐만 아니라 보다 낮은 전체적인 가요성 및 인성과 함께 증가된 강도(strength) 및 강성(rigidity)이 요구될 수 있는 다른 비-필름 물품의 경우에 문제가 된다.Film materials comprising PBAT would, unfortunately, be desirable for use in applications such as carry-out bags that still generate significant waste in the United States and other developed countries. The rationale for using PBAT in these articles may be that PBAT exhibits biodegradable properties, for example, even under relatively cold domestic composting conditions. In comparison, the majority of these plastic bags (and other film articles) are formed of polyethylene, which exhibits negligible biodegradability under essentially any standardized testing or real-world processing conditions. The problem with the use of PBAT in these films is that the PBAT, for example, is such that bags formed from PBAT generally retain their shape and can actually stretch significantly when loading various objects inside the bag rather than holding them. It is extremely elastomeric. These properties are, of course, problematic for plastic bags or other film articles, as well as other non-film articles where increased strength and rigidity may be required along with lower overall flexibility and toughness.

PBAT를 PLA와 블렌딩함으로써 생성물의 강성이 증가되어, 블렌드가 비닐봉지로서 사용하기 위한 필름, 또는 강도, 강직성(stiffness), 가요성 및 인성의 양호한 균형이 요구되는 다른 물품을 형성하는데 사용될 수 있다. 이러한 PLA 첨가의 문제점은 이러한 블렌드 중의 PLA가 저온 "가정 내" 퇴비화 조건 (ASTM D-5338과 유사하지만, 예를 들어 EN13432에 지시된 바와 같이 28℃ ± 2℃에서)에서 생분해되지 않으며, 부분적으로만 생분해되는 (즉, PBAT는 생분해되지만 PLA는 생분해되지 않음) 필름 또는 다른 물품을 생성한다는 것이다.Blending PBAT with PLA increases the stiffness of the product so that the blend can be used to form films for use as plastic bags, or other articles where a good balance of strength, stiffness, flexibility and toughness is required. The problem with this PLA addition is that the PLA in this blend is not biodegradable at low temperature "in-home" composting conditions (similar to ASTM D-5338, but for example at 28°C ± 2°C as indicated in EN13432), and in part is that it produces a film or other article that is only biodegradable (ie, PBAT is biodegradable but PLA is not).

출원인은 출원인의 NuPlastiQ 물질을 첨가함으로써, 블렌드 중의 PBAT가 이러한 저온 가정 내 퇴비화 조건 하에서 생분해될 뿐만 아니라, PLA가 이제 이러한 저온 조건 하에서 생분해된다는 것 또한 발견하였다. 물론, NuPlastiQ 탄수화물계 중합성 물질도 생분해되기 때문에, 이러한 블렌드 중의 모든 중합성 물질은 저온 가정 내 퇴비화 조건 하에서 퇴비성을 나타낸다. 이러한 결과는 특히 유리하다.Applicants have also discovered that by adding Applicants' NuPlastiQ material, not only the PBAT in the blend biodegrades under these low temperature home composting conditions, but PLA now also biodegrades under these low temperature conditions. Of course, since NuPlastiQ carbohydrate-based polymers are also biodegradable, all polymers in this blend are compostable under low temperature home composting conditions. These results are particularly advantageous.

또한, NuPlastiQ 물질은 재생가능하게 공급된 성분(예를 들어, 전분 및 글리세린)으로부터 형성되고, 블렌드에 함유된 다른 중합성 물질(예를 들어, PBAT 및 PLA)에 비해 상대적으로 저렴하다. PBAT (예를 들어, 부탄디올, 아디프산, 테레프탈산) 또는 PLA (예를 들어, 락트산)를 생산하는 데 사용되는 구성성분 중 적어도 일부는 재생가능하게 공급되는 구성성분으로도 형성될 수 있다.In addition, NuPlastiQ materials are formed from renewable sourced ingredients (eg starch and glycerin) and are relatively inexpensive compared to other polymeric materials contained in the blend (eg PBAT and PLA). At least some of the ingredients used to produce PBAT (eg butanediol, adipic acid, terephthalic acid) or PLA (eg lactic acid) may also be formed from renewable sourced ingredients.

PBAT가 낮은 강직성, 높은 가요성, 및/또는 높은 인성(및 낮은 강도)을 나타내는 경우, 증가된 강성을 위해 PLA 류와 블렌딩함으로써 이익을 얻고, NuPlastiQ와 같은 탄수화물계 또는 전분계 중합성 물질이 또한 블렌드에 함유되어 블렌드의 모든 중합성 물질이 퇴비화되는 것을 보장한다. 일 구현예에서, 본 블렌드는 제1 강직성을 갖는 제1 폴리에스테르 플라스틱 물질(예를 들어, PBAT를 포함함), 제2 폴리에스테르(예를 들어, PLA를 포함함)를 함유하며, 여기서 제1 폴리에스테르 플라스틱 물질은 제2 폴리에스테르(예를 들어, PLA)보다 작은 강직성(및/또는 보다 큰 가요성)을 갖는다. 블렌드는 또한 탄수화물계 중합성 물질을 함유한다.Where PBAT exhibits low stiffness, high flexibility, and/or high toughness (and low strength), it would benefit from blending with PLA classes for increased stiffness, carbohydrate-based or starch-based polymeric materials such as NuPlastiQ also Contained in the blend to ensure that all polymeric material in the blend is composted. In one embodiment, the blend contains a first polyester plastic material having a first stiffness (eg, comprising PBAT), a second polyester (eg, comprising PLA), wherein the second One polyester plastic material has less stiffness (and/or greater flexibility) than a second polyester (eg PLA). The blend also contains a carbohydrate-based polymeric material.

예시적인 구현예는 블렌드의 중량 기준으로 적어도 30% 양인 PBAT, 블렌드의 중량 기준으로 최대 20%의 양인 PLA, 및 블렌드의 중량 기준으로 최대 60%, 예컨대 5% 내지 60%, 또는 10% 내지 60%의 양으로 함유되는 탄수화물계 중합성 물질의 블렌드를 함유될 수 있다. 예로서, 탄수화물계 중합성 물질은 보다 전형적으로 중합체 블렌드의 중량 기준으로 30% 내지 60%의 양으로 함유될 수 있다. PLA는 중합체 블렌드의 중량 기준으로 최대 15%, 또는 최대 12% 이하의 양으로 존재할 수 있고, PBAT는 중합성 함량의 나머지(예를 들어, 30-70 중량%)를 구성할 수 있다. 일 구현예에서, PLA는 블렌드의 중량 기준으로 적어도 10%, 또는 10% 초과의 양으로 존재할 수 있다. 상기 중합성 구성성분 이외에 칼슘 카보네이트, 탈크 등과 같은 무기 필러가 함유될 수도 있다. 이러한 필러 물질의 포함은 특정 봉지, 다른 필름, 또는 다른 물품의 제조에 필요한 중합성 구성성분의 양을 추가로 감소시킬 수 있고, 또한 이러한 필름으로부터 형성된 봉지가 "차단" 또는 응집을 나타내는 경향을 감소시키는 것을 도울 수 있는데, 이러한 봉지의 측면(side)은 서로 점착되는 경향이 있어, 실제로 봉지 개봉이 다소 어렵다. 일 실시예에서, 임의의 이러한 무기 필러는 예를 들어 물품의 중량 기준으로 0% 내지 30%의 양으로 함유될 수 있다.Exemplary embodiments include PBAT in an amount of at least 30% by weight of the blend, PLA in an amount of up to 20% by weight of the blend, and up to 60% by weight of the blend, such as 5% to 60%, or 10% to 60% by weight of the blend. % of a blend of carbohydrate-based polymeric materials. As an example, the carbohydrate-based polymeric material may more typically be contained in an amount of 30% to 60% by weight of the polymer blend. PLA may be present in an amount of up to 15%, or up to 12%, by weight of the polymer blend, and PBAT may make up the remainder of the polymerizable content (eg, 30-70% by weight). In one embodiment, PLA can be present in an amount of at least 10%, or greater than 10% by weight of the blend. In addition to the above polymerizable components, inorganic fillers such as calcium carbonate and talc may be contained. The inclusion of such filler materials may further reduce the amount of polymeric components required to make certain bags, other films, or other articles, and also reduce the tendency of bags formed from such films to exhibit "blocking" or agglomeration. The sides of these bags tend to stick together, making it rather difficult to actually open the bag. In one embodiment, any such inorganic filler may be contained, for example, in an amount of 0% to 30% by weight of the article.

바람직한 경우, 예를 들어 슬립 및/또는 가공 보조제를 함유하지만 이에 제한되지 않는 임의의 다양한 다른 첨가제가 또한 함유될 수 있다.Any of a variety of other additives may also be contained, if desired, including, but not limited to, for example, slip and/or processing aids.

이러한 복합 플라스틱의 블렌드는 압출된 플라스틱 제품, 사출 성형된 플라스틱 제품, 취입 성형된 플라스틱 제품, 취입 성형된 필름 플라스틱 제품, 압출 또는 캐스트 시트 또는 필름, 열성형된 플라스틱 제품, 발포 플라스틱 제품 등을 형성하기 위한 매우 다양한 공지된 제조 방법에 따라 가공될 수 있다.Blends of these composite plastics are used to form extruded plastic products, injection molded plastic products, blow molded plastic products, blow molded film plastic products, extruded or cast sheets or films, thermoformed plastic products, foamed plastic products, etc. It can be processed according to a wide variety of known manufacturing methods for

본 발명의 추가적인 특징 및 이점은 하기 선호되는 구현예의 상세한 설명을 고려할 때 당업자에게 명백해질 것이다.Additional features and advantages of the present invention will become apparent to those skilled in the art upon consideration of the following detailed description of preferred embodiments.

I. 정의I. Definition

상기 또는 하기와 관계없이, 본원에 인용된 모든 간행물, 특허 및 특허 출원은, 각각의 개별 간행물, 특허 또는 특허 출원이 참조에 의해 구체적으로 및 개별적으로 통합되는 것으로 표시된 것과 동일한 정도로, 그 전문이 참조에 의해 본원에 통합된다.Irrespective of the foregoing or hereinafter, all publications, patents, and patent applications cited herein are incorporated by reference in their entirety to the same extent as if each individual publication, patent, or patent application was specifically and individually indicated to be incorporated by reference. incorporated herein by

"함유하는(including)", "함유하는(containing)"과 동의어인 "포함하는 (comprising)", 또는 "특징으로 하는" 용어는 포괄적이거나 개방형이며, 추가의 인용되지 않은 요소 또는 방법 단계를 배제하지 않는다.The terms "comprising", or "characterized by" that are synonymous with "including", "containing", are inclusive or open-ended and exclude additional unrecited elements or method steps. I never do that.

"본질적으로 이루어지는"이란 용어는 청구된 발명의 명시된 물질 또는 단계 "및 본질적으로 기본적이고 신규한 특성(들)에 영향을 미치지 않는 것"으로 청구 범위를 제한한다.The term "consisting essentially of" limits the claim to "and does not affect the specified material or step" of the claimed invention and the essentially basic and novel characteristic(s).

본원에서 사용된 "로 이루어지는"이란 용어는 청구범위에 명시되지 않은 임의의 요소, 단계 또는 성분을 배제한다.As used herein, the term “consisting of” excludes any element, step or component not specified in a claim.

본원에서 달리 지시되거나 문맥에 의해 명확하게 모순되지 않는 한, 본 발명의 특징을 기술하는 문맥에서 사용된 용어 "a", "an", "the" 및 유사한 대상 (referents)(특히 다음의 청구범위의 문맥에서)은 단수 및 복수 모두를 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 따라서, 예를 들어, "전분"에 대한 언급은 하나, 둘 이상의 전분을 포함할 수 있다.Unless otherwise indicated herein or otherwise clearly contradicted by context, the terms "a", "an", "the" and similar referents used in the context of describing features of the invention, particularly in the claims that follow in the context of) is to be construed as including both the singular and the plural. Thus, for example, reference to “starch” may include one, two or more starches.

본원에서 사용된 "필름"은 면적 또는 부피를 분리하고, 아이템을 담고, 장벽으로서 및/또는 인쇄가능한 표면으로서 작용하기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 중합성 물질을 포함하는 얇은 연속 물품을 지칭한다.As used herein, “film” refers to a thin continuous article comprising one or more polymeric materials that can be used to separate areas or volumes, contain items, and act as barriers and/or printable surfaces.

본원에서 사용된 "봉지"는 제품을 담고/담거나 운반하는데 사용될 수 있는 비교적 얇은 가요성 필름으로 만들어진 용기를 지칭한다.As used herein, "sack" refers to a container made of a relatively thin flexible film that can be used to contain and/or transport a product.

본원에서 사용된 "병"은 현재 개시된 플라스틱으로 제조될 수 있는 용기를 지칭하며, 전형적으로 필름보다 큰 두께를 가지며, 전형적으로 개구에 인접한 비교적 좁은 목(neck)을 포함한다. 이러한 병은 매우 다양한 제품(예를 들어, 음료, 샴푸, 컨디셔너, 로션, 비누, 클렌저 등과 같은 개인 관리 제품)을 담기 위해 사용될 수 있다.“Bottle,” as used herein, refers to a container that may be made of the presently disclosed plastics, typically having a thickness greater than a film, and typically comprising a relatively narrow neck adjacent an opening. These bottles can be used to hold a wide variety of products (eg, personal care products such as beverages, shampoos, conditioners, lotions, soaps, cleansers, etc.).

달리 언급되지 않는 한, 본원에 사용되고 기술된 모든 백분율, 비율, 부 및 양은 중량 기준이다. 달리 언급하지 않는 한, 분자량 값은 중량 평균 분자량에 대한 것이다.Unless otherwise stated, all percentages, ratios, parts and amounts used and described herein are by weight. Unless otherwise stated, molecular weight values are for weight average molecular weight.

본원에 명시된 숫자, 백분율, 비율, 또는 다른 값은, 당업자에 의해 이해될 수 있는 바와 같이, 해당 값, 및 또한 언급된 값의 약 또는 대략인 다른 값들을 포함할 수 있다. 따라서, 언급된 값은 바람직한 기능을 수행하거나 바람직한 결과를 달성하도록 명시된 값에 적어도 충분히 근접한 값, 및/또는 명시된 값으로 반올림한 값을 포괄하도록 충분히 넓게 해석되어야 한다. 명시된 값은 적어도 전형적인 제조 공정에서 예상되는 변동을 포함하고, 언급된 값의 25%, 15%, 10% 이내, 5% 이내, 1% 이내 등인 값을 함유할 수 있다. 또한, 본원에서 사용된 용어 "실질적으로", "유사하게", "약" 또는 "대략"은 여전히 바람직한 기능을 수행하거나 바람직한 결과를 달성하는 언급된 양 또는 상태에 근접한 양 또는 상태를 나타낸다. 예를 들어, "실질적으로" "약" 또는 "대략"이라는 용어는 명시된 양 또는 값의 25% 이내, 15% 이내, 10% 이내, 5% 이내 또는 1% 이내인 양을 지칭할 수 있다.A number, percentage, ratio, or other value set forth herein may include that value, and also other values that are about or approximating the recited value, as would be understood by one of ordinary skill in the art. Accordingly, recited values should be construed broadly enough to encompass values at least sufficiently close to, and/or rounded to, the stated values to perform desirable functions or achieve desirable results. The stated values include at least variations expected in typical manufacturing processes, and may contain values that are within 25%, 15%, 10%, 5%, 1%, etc., of the stated value. Also, as used herein, the terms “substantially,” “similarly,” “about,” or “approximately,” refer to an amount or condition that approximates the stated amount or condition that still performs the desired function or achieves the desired result. For example, the terms “substantially” “about” or “approximately” may refer to an amount that is within 25%, within 15%, within 10%, within 5%, or within 1% of a specified amount or value.

일부 범위는 본원에 개시된다. 추가적인 범위는 특정한 파라미터의 예시로서 본원에 개시된 임의의 값 사이에 정의될 수 있다. 모든 이러한 범위가 고려되고 본 개시내용의 범위 내에 있다. 또한, 본원에서 값의 범위의 인용은 상기 범위 내에 속하는 각각의 개별 값을 개별적으로 언급하는 약식 방법으로서 역할을 하도록 의도된다. 본원에서 달리 언급되지 않는 한, 각각의 개별 값은 본원에서 개별 인용된 것처럼 본 명세서에 통합된다.Some ranges are disclosed herein. Additional ranges may be defined between any value disclosed herein as an example of a particular parameter. All such ranges are contemplated and are within the scope of the present disclosure. Further, recitation of a range of values herein is intended to serve as an abbreviated method of individually reciting each individual value falling within that range. Unless otherwise stated herein, each individual value is incorporated herein as if individually recited herein.

명세서 및 청구범위에 사용된 성분, 구성요소, 조건 등의 양을 표현하는 모든 숫자는 모든 경우에 "약"이라는 용어에 의해 수식되는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명의 넓은 범위를 제시하는 수치 범위 및 파라미터가 근사치임에도 불구하고, 특정 실시예에 제시된 수치 값은 가능한 한 정확하게 보고된다. 그러나, 임의의 수치 값은 본래 그 각각의 시험 측정에서 발견되는 표준 편차로 인해 반드시 발생하는 특정 오차를 함유한다.All numbers expressing quantities of ingredients, components, conditions, etc. used in the specification and claims are to be understood as being modified in all instances by the term "about." Notwithstanding that the numerical ranges and parameters setting forth the broad scope of the invention are approximations, the numerical values set forth in the specific examples are reported as precisely as possible. Any numerical value, however, inherently contains certain errors necessarily resulting from the standard deviation found in its respective testing measurements.

본원에서 사용된 문구 "이 없는" 또는 유사한 문구는 조성물이 명시된 구성성분을 0% 포함한다는 것, 즉 구성성분이 조성물에 의도적으로 첨가되지 않았음을 의미한다. 그러나, 이러한 구성성분은 적절한 환경 하에 우발적으로 형성될 수도 있으며, 예를 들어, 우발적인 오염물 등으로서 또 다른 함유된 구성성분 내에 우발적으로 존재할 수도 있다는 것으로 이해될 것이다.As used herein, the phrase “free” or a similar phrase means that the composition comprises 0% of the specified ingredients, ie, no ingredients have been intentionally added to the composition. It will be understood, however, that such constituents may form incidentally under appropriate circumstances and may be incidentally present in another contained constituent, for example, as incidental contaminants and the like.

본원에서 사용된 문구 '이 실질적으로 없는' 또는 유사한 문구는 조성물이 바람직하게는 언급된 구성성분을 0% 포함한다는 것을 의미하지만, 예를 들어, 우발적인 형성, 우발적인 오염, 또는 심지어 의도적인 첨가에 의해서도 매우 작은 농도가 존재할 수 있다는 것으로 이해될 것이다. 이러한 구성성분은, 만약 있다면, 1% 미만, 0.5% 미만, 0.25% 미만, 0.1% 미만, 0.05% 미만, 0.01% 미만, 0.005% 미만, 또는 0.001% 미만의 양으로 존재할 수 있다. 일 구현예에서, 개시된 조성물은 그 안에 함유된 바와 같이 구체적으로 개시되지 않은 임의의 구성성분이 없을 수 있다.As used herein, the phrase 'substantially free of' or a similar phrase means that the composition preferably comprises 0% of the stated ingredients, but includes, for example, accidental formation, accidental contamination, or even intentional addition. It will be understood that very small concentrations may be present even by Such components, if any, may be present in an amount of less than 1%, less than 0.5%, less than 0.25%, less than 0.1%, less than 0.05%, less than 0.01%, less than 0.005%, or less than 0.001%. In one embodiment, the disclosed compositions may be free of any ingredients not specifically disclosed as contained therein.

물질과 관련하여 본원에서 사용된 용어 "비-생분해성"은 천연 물질(생분해성을 부여하기 위해 첨가되는 첨가제가 없음)이, 예를 들어, 다양한 시뮬레이션된 처리 조건(예를 들어, EN13432, ASTM D-5338, ASTM D-5511, 및/또는 ASTM D-6691)에 노출되었을 때 합리적인 제한 기간(예를 들어, 1년, 3년, 또는 5년) 내에 상당한 정도로 이산화탄소 및/또는 메탄으로 분해(특히 생분해)되지 않음을 의미한다. 본원에 언급된 바와 같이, EN13432에 따른 가정 내 퇴비성 표준은 ASTM D-5338에 따른 것과 유사할 수 있지만, 더 낮은 온도에서 수행될 수 있다. 유사한 방식으로, 이러한 다른 임의의 표준은 보다 엄격한 조건(예를 들어, 가정 내 퇴비성 대 산업 퇴비성) 하에서 생분해성을 평가하기 위해 수정(예를 들어, 더 낮은 온도에서 수행됨)될 수 있다. 또한, 충분한 시간 및 태양광, 산소 및 분해 미생물의 조건에 노출이 주어지면, 대부분의 중합성 물질(예를 들어, 심지어 전형적으로 "비-생분해성"으로 간주되는 경우에도)은 결국 연장된 시간(예를 들어, 수십 년 또는 수 세기)에 걸쳐, 어느 정도 제한적으로, 분해되거나 심지어 생분해될 것이으로 추가 이해된다.The term "non-biodegradable," as used herein with respect to a material, means that a natural substance (without additives added to impart biodegradability) is subject to, for example, a variety of simulated processing conditions (e.g., EN13432, ASTM D-5338, ASTM D-5511, and/or ASTM D-6691) decomposes (e.g., 1 year, 3 years, or 5 years) to carbon dioxide and/or methane to a significant extent within a reasonable limit of time (e.g., 1 year, 3 years, or 5 years). In particular, it means that it is not biodegradable). As noted herein, a standard for compostability at home according to EN13432 may be similar to that according to ASTM D-5338, but may be performed at a lower temperature. In a similar manner, any of these other standards can be modified (eg, performed at lower temperatures) to assess biodegradability under more stringent conditions (eg, home-compostability versus industrial compostability). Also, given sufficient time and exposure to conditions of sunlight, oxygen, and degrading microorganisms, most polymerizable materials (eg, even when typically considered "non-biodegradable") will eventually degrade over an extended period of time. It is further understood that it will degrade or even biodegrade, to some extent, over (eg, decades or centuries).

본원에서 사용된 용어 "생분해성"은 본원에서 기술된 바와 같은 NuPlastiQ를 함유하는 물질이 본원에서 기술된 것과 같은 조건 하에서 이산화탄소, 메탄 및/또는 물과 같은 염기 원소로 생분해된다는 것을 의미한다. 전형적인 가정 내 퇴비성 표준은 365일 이내에 물품의 중합성 함량의 90% 이상의 생분해성 (즉, 더 높은 온도에서보다는 28℃ (±2℃)에서 EN13432에 따라 측정했을 때 90% 생분해성에 도달함)를 필요로 한다. 다른 인증 또는 규제 당국 하에서의 유사한 표준은 예를 들어 ISO 20200에 따른 생분해성 및/또는 분해 표준 또는 가정용 퇴비성을 위한 다양한 유사한 표준 (예를 들어, NF T51-800 (2015); AS 5810 (2010); 또는 TUV 오스트리아 벨기에의 OK 퇴비 가정 내 인증 방식)이 적용가능하다.As used herein, the term “biodegradable” means that a material containing NuPlastiQ as described herein is biodegradable to basic elements such as carbon dioxide, methane and/or water under conditions as described herein. A typical domestic composting standard is at least 90% biodegradability of the polymerizable content of the article within 365 days (i.e. 90% biodegradability is reached as measured according to EN13432 at 28°C (±2°C) rather than at higher temperatures) requires Similar standards under other certification or regulatory authorities are, for example, biodegradable and/or degradable standards according to ISO 20200 or various similar standards for domestic compostability (e.g. NF T51-800 (2015); AS 5810 (2010)) ; or TUV Austria and Belgium's OK compost home certification method) is applicable.

다양한 표준화된 시험(예를 들어, ASTM 또는 다른 시험)과 관련하여, 임의의 이러한 표준에 대한 언급은 이러한 표준의 최신 업데이트(만약 있다면)를 지칭하는 것으로 이해될 것이다.In the context of various standardized tests (eg, ASTM or other tests), reference to any such standard will be understood to refer to the latest update (if any) of such standard.

예를 들어 "변형된 전분" 변형된 다당류 등을 기술하는데 사용된 용어 "변형된"은, 출발 전분 물질을 보다 낮은 분자량을 함유하는 물질로 전환하는 것을 함유하는 물리적 및/또는 화학적 변형을 지칭한다. 이러한 기계적 및/또는 화학적 변형은 아밀로펙틴 전분 구성성분(들)의 보다 선형적인 아밀로오스 구조로의 기계적 변형을 함유할 수 있다. 전술한 설명은 단지 예시적인 것이며, 이러한 전분 성분에 대한 수많은 변형이 가능하다는 것이 이해될 것이다. 출원인의 NuPlastiQ 물질은 변형된 전분의 예이다.For example, the term "modified" as used to describe "modified starch," modified polysaccharides, etc., refers to physical and/or chemical modifications involving the conversion of a starting starch material to a material containing a lower molecular weight. . Such mechanical and/or chemical modifications may contain mechanical transformation of the amylopectin starch component(s) into a more linear amylose structure. It will be understood that the foregoing description is exemplary only, and that numerous modifications to such starch components are possible. Applicants' NuPlastiQ material is an example of a modified starch.

본원에 기술된 NuPlastiQ 전분계 중합체는 본원에 기술된 이점을 제공할 수 있는 전분계 물질의 예이지만, 본 발명의 범위는 광범위하게, 유사한 작은 입자 크기 특성(예를 들어, 일부 미래 시기에 개발됨)을 나타낼 수 있는 다른 전분 또는 전분계 물질, 또는 심지어 전분 이외의 출발 물질로부터 합성될 수 있는 물질에 대해서도, 동일하거나 유사한 화학적 구조 또는 작용기의 존재로 인해 유사한 결과를 달성할 수 있게 확장된다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 화학 구조가 NuPlastiQ와 유사하거나 동일한 물질이 비전분 물질로부터 출발하여 (예를 들어, 반응기 내에서) 합성되는 경우, 이는 또한 본 발명의 범위 이내에 있다.While the NuPlastiQ starch-based polymers described herein are examples of starch-based materials that may provide the benefits described herein, the scope of the present invention is broad, with similar small particle size properties (e.g., developed at some future time) ), it is understood that for other starch or starch-based materials, or even materials that can be synthesized from starting materials other than starch, the presence of the same or similar chemical structures or functional groups extends to achieve similar results. will be It is also within the scope of the present invention if, for example, a material whose chemical structure is similar or identical to NuPlastiQ is synthesized starting from a non-starch material (eg in a reactor).

II. 도입II. introduction

본 개시내용은, 무엇보다도, 탄수화물계(예를 들어, 전분계) 중합성 물질과 PBAT 및 PLA와 같은 2종의 폴리에스테르 물질의 블렌드에 관한 것이며, 여기서 블렌드는 블렌드 내의 PLA 물질의 생분해성을 증가시킨다. 예를 들어, PBAT는 "산업용 퇴비화 조건"과 대조적으로, 상대적으로 저온의 주위 온도 퇴비화 조건(예를 들어, "가정 내 퇴비화 조건") 하에서도 쉽게 생분해되는 것으로 인식되지만, PLA는 이러한 특성을 나타내지 않고, 이러한 상대적으로 저온 가정 내 퇴비화 조건에서 퇴비화되지 않는다. PBAT와 블렌딩될 때에도 마찬가지이다. 예를 들어, 이러한 블렌드에서, PBAT는 생분해되지만, PLA는 대부분 이의 초기 형태로 유지되어, 이러한 블렌드는 가정 내 퇴비화 표준, 예를 들어 ISO 20200에 따른 생분해성 및/또는 분해 표준 또는 가정 내 퇴비성에 대한 다양한 유사한 표준 (예를 들어, NF T51-800 (2015); AS 5810 (2010); 또는 TUV 오스트리아 벨기에의 OK 퇴비 가정 내 인증 방식)을 충족하지 못한다. 출원인은 PLA가 이러한 조건 하에서 자체적으로 생분해되지 않지만, PLA를 출원인으로부터 입수가능한 특정 탄수화물계 (예를 들어, 전분계) 중합성 물질과 균질하게 블렌딩함으로써, PLA의 생분해성을 (예를 들어, 속도 및/또는 정도로) 증가시킬 수 있으며, 따라서 전체적인 블렌드가 이제 사실상 적용가능한 가정 내 퇴비성 표준을 충족시킬 것이라는 것을 발견하였다.The present disclosure relates, inter alia, to a blend of a carbohydrate-based (eg starch-based) polymeric material and two polyester materials, such as PBAT and PLA, wherein the blend is capable of reducing the biodegradability of the PLA material in the blend. increase For example, while PBAT is recognized to be readily biodegradable even under relatively low ambient temperature composting conditions (e.g., "home-composting conditions"), as opposed to "industrial composting conditions", PLA does not exhibit this property. and is not composted under these relatively low temperature home composting conditions. The same is true when blended with PBAT. For example, in such a blend, PBAT is biodegradable, but PLA remains mostly in its pristine form, such that this blend is biodegradable and/or degradable according to in-home composting standards, for example ISO 20200 or in-home composting. It does not meet various similar standards for composting (e.g. NF T51-800 (2015); AS 5810 (2010); or TUV Austria and Belgium's OK Composting Home Certification Method). Applicants claim that, although PLA is not biodegradable on its own under these conditions, the biodegradability of PLA can be reduced (e.g., rate and/or to an extent), and thus the overall blend will now meet virtually applicable in-home compostability standards.

이제 "가정 내 퇴비성" 표준을 충족시키기 위해 필요한 요건에 대한 추가 설명이 제공된다. 적용 가능한 기준을 충족시키기 위해, 물질은: (1) 중금속 기준을 통과해야 하고 (즉, 블렌드의 구성성분 물질 (예를 들어, PBAT, PLA, 또는 탄수화물계 중합성 물질) 중 어느 것도 임의의 금지된 중금속 함량을 함유하지 않아야 하고; (2) 적용 가능한 생분해성 기준을 충족하여 이러한 가정 내 퇴비화 조건(예를 들어, 28℃ ± 2℃에서) 하에서 365일 이내에 블렌드의 90% 이상이 생분해되어야 하고(적용 가능한 호흡측정학 시험을 통해 측정됨); (3) 26주 이내에 적용 가능한 분해 기준(예를 들어, 시험 물질의 90% 이상이 26주 이내에 주위 온도 (예를 들어, 28℃ ± 2℃)에서 2 mm 미만으로 크기 감소됨)을 충족해야 하고; (4) 적용 가능한 생태독성 기준(즉, 블렌드의 구성성분 물질 (예를 들어, PBAT, PLA 및 탄수화물계 중합성 물질) 각각이 이러한 생태독성 기준을 충족 해야함)을 충족해야 한다.Further clarification is now provided on the requirements necessary to meet the “compostability at home” standard. In order to meet the applicable criteria, materials must: (1) pass heavy metal criteria (i.e., any of the constituent materials of the blend (e.g., PBAT, PLA, or carbohydrate-based polymeric materials) must be of any ban (2) meet the applicable biodegradability criteria to biodegrade at least 90% of the blend within 365 days under these in-home composting conditions (e.g., at 28°C ± 2°C); (determined via applicable pneumometry tests); ) to less than 2 mm in size); (4) the applicable ecotoxicity criteria (i.e., the constituent materials of the blend (e.g., PBAT, PLA and carbohydrate-based polymeric materials) each criteria must be met).

본 블렌드는 이러한 표준을 충족하며, PBAT로부터 전체적으로 형성된 봉지 또는 다른 필름에 대한 연성, 극도의 가요성, 및 충분한 강성의 결여, 또는 PBAT/PLA의 블렌드로 형성된 봉지의 제한된 생분해성 문제를 해결하면서, 유의미한 정도로 생분해되지 않는 폴리에틸렌 봉지 또는 다른 필름에 대한 실행가능한 대안을 제공한다. 따라서, 본 블렌드는 상기에 기술한 가정 내 퇴비성 표준을 각각 충족되는 것을 보장하면서, 우수한 성능 특성(예를 들어, 강도, 강성, 가요성 등의 우수한 균형)을 제공하는 봉지를 형성하는데 사용될 수 있다. 고려된 탄수화물계 중합성 물질(예를 들어, 출원인으로부터 입수가능한 NuPlastiQ)은 일반적으로 폴리에틸렌과 비용 경쟁적이기 때문에(즉, PBAT 및 PLA보다 저렴함), 이로부터 형성된 블렌드 및 봉지 또는 다른 필름은 또한 봉지가 PBAT 및/또는 PLA만으로 형성된 경우보다 비용 경쟁적으로(또는 훨씬 저렴하게) 제조될 수 있다.The present blend meets these standards and addresses the problem of limited biodegradability of bags formed from blends of PBAT/PLA, or lack of ductility, extreme flexibility, and sufficient stiffness for bags or other films formed entirely from PBAT, It provides a viable alternative to polyethylene bags or other films that do not biodegrade to a significant extent. Thus, the present blends can be used to form bags that provide superior performance characteristics (eg, good balance of strength, stiffness, flexibility, etc.) while ensuring that each of the in-home compostability standards described above are met. there is. Since contemplated carbohydrate-based polymeric materials (eg, NuPlastiQ available from Applicants) are generally cost-competitive with polyethylene (ie, less expensive than PBAT and PLA), blends and sachets or other films formed therefrom may also It can be manufactured cost-competitively (or much less expensively) than if formed solely with PBAT and/or PLA.

이러한 블렌드는 다수의 플라스틱 품목을 제조할 수 있는 실행가능한 대안을 제공한다는 점에서 특히 유용하며, 이러한 물질은 플라스틱 안정 상태로 무한히 존재하기보다는, 합리적인 시간-프레임 내에서 가정 내 퇴비 조건 하에서 유리하게 생분해됨을 허용한다.Such blends are particularly useful in that they provide a viable alternative to manufacture a large number of plastic items, where these materials advantageously biodegrade under home composting conditions within a reasonable time-frame, rather than exist indefinitely in a plastic steady state. allow to be

더욱이, 출원인은 종이처럼 상기 물품이 전형적인 저장 및 사용 환경에서 저장되는 경우(예를 들어, 가정 내, 사무실, 창고 등에 저장되는 경우)에는 이러한 물품의 생분해가 쉽게 발생하지 않지만, 상기 물품이 본원에서 언급된 관련 ASTM 또는 다른 생분해성 시험 표준에 의해 제공된 조건들과 같이, 호기성 또는 혐기성 소화기의 환경이 시뮬레이션되거나 그와 같은 환경에 배치되는 경우에만 생분해가 일반적으로 발생하기 시작한다는 것을 관찰하였다. 예를 들어, 이러한 조건은 종종 (i) 정상 "사용" 또는 "저장" 온도보다 적어도 다소 높을 수 있는 온도, (ii) 높아진 수분 수준에 노출, 및 (iii) 퇴비화 또는 유사한 처리 환경에 무해한 특정 부류의 미생물에 대한 노출을 포함한다. 승온 및 수분은 분해를 야기할 수 있지만, 필요한 미생물이 또한 존재하지 않는 한 이러한 물품의 생분해를 야기하지 않을 것이다. 이러한 조건의 조합은 이러한 물질의 블렌드로부터 형성된 물품이 생분해되기 시작하도록 야기한다. 본원에 기술된 바와 같은 제3자 시험은 탄수화물계 중합성 물질 및 PBAT가 가정내 퇴비 조건 하에 생분해될 뿐만 아니라, PLA는 이러한 중간 조건에서 생분해되며, 그렇지 않으면 PLA가 저온 (즉, 28℃) 가정 내 퇴비 조건 하에서 생분해에 저항한다는 것을 확인한다.Moreover, Applicants claim that, like paper, biodegradation of such articles does not readily occur when the articles are stored in typical storage and use environments (eg, in homes, offices, warehouses, etc.), although It has been observed that biodegradation generally begins to occur only when the environment of an aerobic or anaerobic digester is simulated or placed in such an environment, such as the conditions provided by the referenced relevant ASTM or other biodegradability test standards. For example, such conditions often include (i) temperatures that may be at least somewhat higher than normal “use” or “storage” temperatures, (ii) exposure to elevated moisture levels, and (iii) certain classes of harmless composting or similar processing environments. exposure to microorganisms. Elevated temperature and moisture can cause degradation, but will not cause biodegradation of such articles unless the necessary microorganisms are also present. This combination of conditions causes articles formed from the blend of these materials to begin to biodegrade. A third-party test as described herein showed that not only did the carbohydrate-based polymeric material and PBAT biodegrade under domestic compost conditions, but PLA biodegrades under these intermediate conditions, otherwise PLA at low temperatures (i.e., 28°C). I make sure it is resistant to biodegradation under my composting conditions.

상기 탄수화물계 중합성 물질과 블렌딩될 때 PLA의 이러한 생분해를 가능하게 하는 메커니즘은 완전히 이해되지 않을 수 있지만, 상기 탄수화물계 중합성 물질의 특정한 특징과 커플링(coupled)된, 고도의 균질성을 갖는 2종의 폴리에스테르 플라스틱 물질을 함께 블렌딩하는 것은 PLA와 관련된 흡습 장벽을 어떻게든 파괴하여, 상기 탄수화물계 중합성 물질을 생분해할 미생물이 탄수화물계 중합성 물질을 생분해할 뿐만 아니라 인접한 폴리에스테르 연결된 PLA 단량체 단위도 생분해할 수 있게 하는 것으로 여겨진다. 탄소 및 다른 결합은 끊어지고, 가스 제거된 이산화탄소 및 메탄을 포착하여 측정하는 제3자 시험(즉, 호흡측정학계 시험)에 기초하여 생분해가 확인된다. 이러한 결과는 특히 유리하다. 각각 2019년 7월 10일 및 2019년 11월 22일에 출원된 미국 출원번호 제 62,872,582호(21132.27) 및 제62/939,460호(21132.27.1)는 그 전문이 본원에 참고로 포함되며, 이러한 블렌드의 균질하게 블렌딩된 작은 입자 전분 특성에 대한 추가의 설명을 포함한다.Although the mechanism enabling this biodegradation of PLA when blended with the carbohydrate-based polymeric material may not be fully understood, it has a high degree of homogeneity, coupled with specific characteristics of the carbohydrate-based polymeric material. Blending together the polyester plastic material of the species somehow breaks the hygroscopic barrier associated with PLA, so that microorganisms that will biodegrade the carbohydrate-based polymeric material will not only biodegrade the carbohydrate-based polymeric material, but also adjacent polyester-linked PLA monomer units. It is also believed to be biodegradable. Carbon and other bonds are broken and biodegradation is confirmed based on a third party test that captures and measures outgassed carbon dioxide and methane (ie, pneumometry tests). These results are particularly advantageous. U.S. Application Serial Nos. 62,872,582 (21132.27) and 62/939,460 (21132.27.1), filed on July 10, 2019 and November 22, 2019, respectively, are hereby incorporated by reference in their entirety, and these blends further description of the homogeneously blended small particle starch properties of

상기 분야 내의 이전 문헌은 PLA가 온도가 상당히 높은 (예를 들어, 58℃ vs 28℃) 산업용 퇴비 조건 (예를 들어, ASTM D-5338)에서 생분해를 나타내더라도, 주위 온도 가정 내 퇴비 조건에서는 그다지 생분해되지 않음을 보여준다.Previous literature within this field has shown that although PLA exhibits biodegradation at fairly high temperatures (eg 58°C vs 28°C) industrial compost conditions (eg ASTM D-5338), it does not perform well at ambient temperature home composting conditions. It shows that it is not biodegradable.

합리적인 시간 프레임(예를 들어, 다양한 표준화된 인증 표준에 적용 가능한 365일) 내에, 가정 내 퇴비화 유형 환경에서 처리될 때 PLA 물질의 생분해성의 속도 및/또는 정도를 증가시키는 방법을 찾는 것이 분명히 유리할 것이다. 예를 들어, 본 블렌드는 이러한 블렌딩을 통해 개선된 물리적 특성을 달성하는 동시에, 생성된 봉지, 필름 또는 다른 물품의 완전한 가정 내 퇴비성을 제공하기 위해, 탄수화물계 중합성 물질과 조합된 PBAT 및 PLA의 블렌드를 함유할 수 있다.It would clearly be advantageous to find a way to increase the rate and/or degree of biodegradability of PLA materials when processed in an in-home composting type environment, within a reasonable time frame (e.g., 365 days applicable to various standardized certification standards). . For example, the present blends PBAT and PLA combined with carbohydrate-based polymeric materials to achieve improved physical properties through such blending, while at the same time providing full home compostability of the resulting bag, film or other article. may contain a blend of

플라스틱 물품은 탄수화물계 중합성 물질을 2종의 폴리에스테르 플라스틱 물질과 혼합하고, 혼합물을 가열하고, 상기 혼합물을 성형(예를 들어, 사출 성형)하고, 상기 혼합물을 압출하고, 상기 혼합물을 블로잉 성형(blow molding)하고, 상기 혼합물을 블로우 성형(blow-forming)(예를 들어, 블로잉된 필름을 형성)하고, 상기 혼합물을 열성형하는 것 등에 의해 제조될 수 있다. 다양한 다른 플라스틱 제조 공정은 본 개시내용, 출원인의 다른 출원, 및 당업계의 일반적인 지식에 비추어 볼 때 당업자에게 명백할 것이다. 열경화성 물질은 유사하게 (예를 들어, 이러한 블렌딩 공정에서 가열이 필요할 수 있거나 필요하지 않을 수 있지만) 블렌딩될 수 있다.The plastic article is made by mixing a carbohydrate-based polymeric material with two polyester plastic materials, heating the mixture, molding the mixture (eg, injection molding), extruding the mixture, and blowing the mixture. (blow molding), blow-forming the mixture (eg, to form a blown film), thermoforming the mixture, and the like. A variety of other plastics manufacturing processes will be apparent to those skilled in the art in light of this disclosure, the applicant's other applications, and general knowledge in the art. The thermoset materials may be similarly blended (eg, although heating may or may not be required in such a blending process).

본원에 기술된 물품은 봉지, 다른 필름뿐만 아니라 병, 박스, 다른 용기, 시트 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는 임의의 생각해낼 수 있는 구조의 형태로 생산될 수 있다. 봉지 및 필름 랩(예를 들어, 제품 주위 또는 제품 위를 랩핑하기 위한)을 위한 얇은 필름은 블로잉된 필름 장비를 사용하여 용이하게 만들어 질 수 있다.The articles described herein may be produced in the form of any conceivable structure including, but not limited to, bags, other films, as well as bottles, boxes, other containers, sheets, and the like. Thin films for encapsulation and film wrap (eg, for wrapping around or over products) can be readily made using blown film equipment.

제한된 생분해성을 나타내거나 생분해성을 나타내지 않는 폴리에스테르 플라스틱 물질에 생분해성을 부여하거나 증가시키는 것으로 나타난 적합한 탄수화물계 또는 전분계 중합성 물질의 예는 NuPlastiQ라는 상표명으로 BiologiQ로부터 입수가능하다. 구체적인 예는 NuPlastiQ GP 및 NuPlastiQ CG를 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 이러한 NuPlastiQ 물질의 구체적인 특성은 본원에서 더욱 상세히 기술될 것이다. 다른 탄수화물계 또는 전분계 중합성 물질은 블렌드에 함유된 PLA 물질의 생분해성을 증가시킬 수 있고 상기 목적으로 선택되었다면 사용에 적합할 수 있다. 이러한 목적을 위해 이러한 물질을 선택하기 위해서는 PLA에 생분해성을 부여하거나 그의 생분해성을 증가시킬 수 있는 능력이 인정되어야 한다. NuPlastiQ를 제외하고, 출원인은 현재 이와 같이 수행하는 것으로 인식되는 이러한 물질을 전혀 알지 못한다.Examples of suitable carbohydrate-based or starch-based polymeric materials that have been shown to impart or increase biodegradability to polyester plastic materials that exhibit limited or no biodegradability are available from BiologiQ under the trade name NuPlastiQ. Specific examples include, but are not limited to, NuPlastiQ GP and NuPlastiQ CG. The specific properties of these NuPlastiQ materials will be described in more detail herein. Other carbohydrate-based or starch-based polymeric materials may increase the biodegradability of the PLA material contained in the blend and may be suitable for use if selected for this purpose. In order to select these materials for this purpose, the ability to render PLA biodegradable or to increase its biodegradability must be recognized. With the exception of NuPlastiQ, Applicants are unaware of any of these materials that are currently recognized to perform in this way.

본 출원인은 또한 NuPlastiQ 및 예를 들어, BioBlend XP, BioBlend XD, BioBlend MB, BioBlend BC, 및 BioBlend CB를 비제한적으로 포함하는 상표명 BioBlend 하의 통상적인 중합체 물질의 마스터배치 블렌드를 제공한다. 이러한 마스터배치는 최종 생성물을 형성하기 전에 다른 중합성 물질(들)과 다운-블렌딩될 수 있는 더 높은 비율의 변형된 다당류(NuPlastiQ)를 함유할 수 있다.Applicants also provide masterbatch blends of NuPlastiQ and conventional polymeric materials under the trade names BioBlend including, but not limited to, for example, BioBlend XP, BioBlend XD, BioBlend MB, BioBlend BC, and BioBlend CB. Such masterbatches may contain higher proportions of modified polysaccharide (NuPlastiQ) which may be down-blended with other polymerizable material(s) prior to forming the final product.

III. 예시적인 물품 및 방법III. Exemplary articles and methods

도 1은 본 발명에 따라 사용될 수 있는 예시적인 공정(100)을 도시한다. (102)에서, 공정(100)은 2종 이상의 폴리에스테르 플라스틱(예를 들어, 중합성) 물질, 예를 들어, 특히 PBAT 및 PLA를 제공하는 단계를 함유할 수 있다. PBAT는 이미 가정 내 퇴비성 특성을 나타내지만, PLA는 그렇지 않으며, 본원에 기술된 탄수화물계 중합성 물질과의 블렌딩은 전체적으로 (PLA 물질의 생분해성을 증가시킴으로써) 블렌드에 가정 내 생분해성을 부여한다. 본원에 기술된 바와 같이, 폴리에스테르 물질로 친밀하게 분산된 탄수화물계 중합성 물질의 존재는 또한 블렌드에 함유된 PBAT 또는 다른 폴리에스테르 물질의 생분해성(예를 들어, 속도 및/또는 정도)을 향상시킬 수 있다. (104)에서, 공정(100)은 1종 이상의 탄수화물계 중합성 물질(예를 들어, NuPlastiQ)를 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 다른 물질이 또한 사용하기에 적합할 수 있지만, 일 구현예에서, 선택된 탄수화물계 중합성 물질은 (102)에서 제공된 폴리에스테르 플라스틱 물질(예를 들어, PLA) 중 적어도 하나의 생분해성을 증가시키는 능력이 인정되었기 때문에 폴리에스테르와의 블렌딩을 위해 특별히 선택될 수 있다. 전형적인 통상적으로 이용가능한 탄수화물계 중합성 물질은 가정 내 퇴비성 요건을 충족시킬 블렌드를 반드시 생성하지는 않지만, 1종 이상의 탄수화물계 중합성 물질은 전분계 중합성 물질을 함유할 수 있다. 출원인의 NuPlastiQ 물질은 본원에 기술된 바와 같이 작용할 특정 탄수화물계 중합성 물질의 예이다. NuPlastiQ는 또한 이러한 바람직한 강도 특성(예를 들어, 특히 다트 낙하 충격 강도)과 같은 다른 바람직한 물리적 특성을 유지하면서 포함될 수 있기 때문에 특히 적합하다. 상기 탄수화물계 중합성 물질 및 폴리에스테르 플라스틱 물질은 바람직한 형태, 예컨대 펠릿, 분말, 널들(nurdles), 슬러리(slurry) 및/또는 액체로 제공될 수 있다. 일 구현예에서, 물질은 펠릿의 형태일 수 있다. 상기 방법은 상기 폴리에스테르 플라스틱 물질을 상기 탄수화물계 중합성 물질과 블렌딩하는 단계를 추가로 포함한다.1 depicts an exemplary process 100 that may be used in accordance with the present invention. At 102 , the process 100 may include providing two or more polyester plastic (eg, polymerizable) materials, such as, inter alia, PBAT and PLA. PBAT already exhibits in-home compostability properties, whereas PLA does not, and the blending with the carbohydrate-based polymeric material described herein as a whole imparts in-home biodegradability to the blend (by increasing the biodegradability of the PLA material). . As described herein, the presence of the carbohydrate-based polymeric material intimately dispersed into the polyester material also improves the biodegradability (eg, rate and/or extent) of the PBAT or other polyester material contained in the blend. can do it At 104 , process 100 may include providing one or more carbohydrate-based polymeric material (eg, NuPlastiQ). Although other materials may also be suitable for use, in one embodiment, the carbohydrate-based polymeric material selected has the ability to increase the biodegradability of at least one of the polyester plastic materials (eg, PLA) provided in 102 . can be specially selected for blending with polyesters, as this has been recognized. Although typical commercially available carbohydrate-based polymeric materials do not necessarily produce a blend that will meet home compostability requirements, one or more carbohydrate-based polymeric materials may contain starch-based polymeric materials. Applicants' NuPlastiQ material is an example of a specific carbohydrate-based polymeric material that will function as described herein. NuPlastiQ is particularly suitable because it can also be incorporated while retaining other desirable physical properties, such as these desirable strength properties (eg, particularly dart drop impact strength). The carbohydrate-based polymeric material and the polyester plastic material may be provided in any desired form, such as pellets, powders, nulls, slurries and/or liquids. In one embodiment, the material may be in the form of pellets. The method further comprises blending the polyester plastic material with the carbohydrate-based polymeric material.

PLA 그 자체(단독으로 또는 PBAT와 블렌딩 되든지 간에)가 일반적으로 이러한 표준을 충족시키지 못함에도 불구하고, 이러한 블렌딩은 놀랍게도 가정 내 퇴비화인 전체 블렌드를 생성하는 것으로 출원인에 의해 관찰되었다. 이는 적어도 부분적으로 NuPlastiQ 물질이 폴리에스테르 구성성분에 균질하게 블렌딩되기 때문인 것으로 여겨진다. 어느 경우든, 이러한 물질의 블렌드는 본 출원의 실시예 섹션에 포함된 제3자 시험에 의해 입증되는 바와 같이, 적용가능한 가정 내 퇴비성 표준 시험을 충족한다.Although PLA by itself (whether alone or blended with PBAT) does not generally meet these standards, such blending has surprisingly been observed by Applicants to produce a whole blend that is compostable at home. This is believed, at least in part, because the NuPlastiQ material is homogeneously blended into the polyester component. In either case, the blends of these materials meet applicable in-home compostability standard tests, as evidenced by the third party tests included in the Examples section of this application.

이러한 블렌드는 임의의 고려가능한 공정을 통해 원하는 물품으로 형성될 수 있다. 이러한 것의 예는 압출 공정일 것이다. 예를 들어, 폴리에스테르 플라스틱 물질(예를 들어, PBAT 및 PLA) 및 탄수화물계 중합성 물질은 압출기(예를 들어, 이의 하나 이상의 호퍼) 내로 공급될 수 있다. 상이한 물질은 압출기의 동일한 챔버 내로, 상이한 챔버 내로, 대략 동시에(예를 들어, 동일한 호퍼를 통해), 또는 상이한 시간에(예를 들어, 상이한 호퍼를 통해, 하나가 다른 하나보다 스크류(screw)를 따라 더 일찍 압출기 내로 도입됨) 등으로 공급될 수 있다. 많은 구성이 가능하다는 것이 명백할 것이다.Such blends may be formed into desired articles via any conceivable process. An example of this would be an extrusion process. For example, a polyester plastic material (eg, PBAT and PLA) and a carbohydrate-based polymeric material can be fed into an extruder (eg, one or more hoppers thereof). Different materials are screwed into the same chamber of the extruder, into different chambers, approximately simultaneously (e.g., through the same hopper), or at different times (e.g., through a different hopper, one screwed over the other). introduced into the extruder earlier) and the like. It will be apparent that many configurations are possible.

2종의 폴리에스테르 물질(예를 들어, PBAT 및 PLA)은 석유화학 공급원으로부터, 또는 소위 "친환경" 또는 지속 가능한 공급원(예를 들어, 락트산을 생산하는데 사용되는 옥수수, PLA를 형성하는데 사용되는 옥수수 등)으로부터 공급될 수 있다. 당업자는 재생 가능한 또는 지속 가능한 공급원 물질이, 예를 들어, 석유화학 공급원료보다는 100년 미만 내에 재생 가능한 식물 공급원을 지칭한다는 것을 인식할 것이다. 또한, 당업자는, 예를 들어, C¹⁴ 대 C¹²의 비율이 화석 연료 공급 물질과 비교하여, 탄소를 함유하는 재생가능한 물질에서 상승됨에 따라, 플라스틱 또는 다른 물질에서 지속가능한 또는 재생가능한 함량을 확인하기 위한 다양한 시험이 있음을 이해할 것이다.The two polyester materials (eg PBAT and PLA) are derived from petrochemical sources, or from so-called "green" or sustainable sources (eg corn used to produce lactic acid, corn used to form PLA) etc.) can be supplied. Those skilled in the art will recognize that renewable or sustainable source materials refer to plant sources that are renewable in less than 100 years rather than, for example, petrochemical feedstocks. In addition, one skilled in the art will identify sustainable or renewable content in plastics or other materials, for example, as the ratio of C ¹⁴ to C ¹² is elevated in renewable materials containing carbon as compared to fossil fuel feed materials. It will be understood that there are various tests to do.

상기 탄수화물계 중합성 물질은 하나 이상의 전분을 포함한 복수의 물질(예를 들어, 혼합물)로부터 형성될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 전분은 하나 이상의 식물, 예컨대 옥수수 전분, 타피오카 전분, 카사바 전분, 밀 전분, 감자 전분, 쌀 전분, 수수 전분 등으로부터 생산될 수 있다. 일부 구현예에서, 상이한 유형의 전분의 혼합물이 사용될 수 있으며, 이는 예를 들어, 각각은 본원에 그 전문이 참고로 포함되는 2019년 2월 27일에 출원된 출원인의 미국 특허번호 제10,214,634호 및 미국 출원번호 제16/287,884호에 기술된 바와 같이, 강도의 상승작용적 증가를 초래할 수 있다. 가소제는 또한 탄수화물계 중합성 물질을 형성시키는 구성성분의 혼합물 내에 존재한다. 물은 또한 탄수화물계 중합성 물질(예를 들어, 초기에 가소제로서 존재함)을 형성하는데 사용될 수 있지만, 단지 소량 내지 무시할 만한 양의 물이 완성된 탄수화물계 중합성 물질 내에 존재한다.The carbohydrate-based polymeric material may be formed from a plurality of materials (eg, mixtures) including one or more starches. For example, the one or more starches can be produced from one or more plants, such as corn starch, tapioca starch, cassava starch, wheat starch, potato starch, rice starch, sorghum starch, and the like. In some embodiments, mixtures of different types of starches may be used, including, for example, Applicant's U.S. Patent Nos. 10,214,634, filed February 27, 2019, each of which is incorporated herein by reference in its entirety; As described in US Application Serial No. 16/287,884, it can result in a synergistic increase in strength. Plasticizers are also present in the mixture of ingredients that form the carbohydrate-based polymeric material. Water can also be used to form the carbohydrate-based polymeric material (eg, initially present as a plasticizer), although only small to negligible amounts of water are present in the finished carbohydrate-based polymeric material.

1종 이상의 탄수화물계 중합성 물질은 대부분 전분으로부터 형성될 수 있다. 예를 들어, 탄수화물계 중합성 물질의 중량 기준으로 적어도 65%, 적어도 70%, 적어도 75%, 또는 적어도 80%이 하나 이상의 전분에 기인할 수 있다. 일 구현예에서, 완성된 탄수화물계 중합성 물질의 65% 내지 90%는 하나 이상의 전분에 기인할 수 있다. 무시할만한 물 함량을 제외하고, 완성된 탄수화물계 중합성 물질의 나머지는 가소제(예를 들어, 글리세린)에 기인할 수 있다. NuPlastiQ에 예시된 바와 같은 완성된 탄수화물계 중합성 물질은, 도 3과 관련하여 하기에서 기술되는 바와 같이, 단순히 전분과 글리세린의 혼합물이 아니다. 즉, NuPlastiQ 물질은 이의 물질의 혼합물로부터 유래된다.The one or more carbohydrate-based polymeric materials may be formed mostly from starch. For example, at least 65%, at least 70%, at least 75%, or at least 80% by weight of the carbohydrate-based polymeric material may be attributable to the one or more starches. In one embodiment, 65% to 90% of the finished carbohydrate-based polymeric material can be attributed to one or more starches. Aside from the negligible water content, the remainder of the finished carbohydrate-based polymeric material can be attributed to the plasticizer (eg, glycerin). The finished carbohydrate-based polymeric material as exemplified in NuPlastiQ is not simply a mixture of starch and glycerin, as described below with respect to FIG. 3 . That is, the NuPlastiQ material is derived from a mixture of its materials.

상기 백분율은 탄수화물계 중합성 물질을 형성하는 출발 물질, 또는 전분(들)로부터 유도되거나 그에 기인하는 완성된 탄수화물계 중합성 물질의 분율에 대한 전분 백분율을 나타낼 수 있다(예를 들어, 탄수화물계 중합성 물질의 적어도 65%는 출발 물질로서 전분(들)에 기인할 수 있다). 일부 물이 탄수화물계 중합성 물질을 형성하는데 사용될 수 있지만, 실질적으로 탄수화물계 중합성 물질의 나머지는 글리세린, 또는 다른 가소제에 기인할 수 있다. 매우 적은 잔류 물(예를 들어, 2% 미만, 전형적으로 약 1% 이하(예를 들어, 0.1 내지 1.5%))이 완성된 탄수화물계 중합성 물질에 존재할 수 있다.The percentage may represent the percentage of starch relative to the starting material forming the carbohydrate-based polymeric material, or the fraction of the finished carbohydrate-based polymeric material derived from or attributable to the starch(es) (eg, carbohydrate-based polymerization). At least 65% of the sex material can be attributed to the starch(es) as starting material). While some water may be used to form the carbohydrate-based polymeric material, substantially the remainder of the carbohydrate-based polymeric material may be attributed to glycerin, or other plasticizer. Very little residue (eg, less than 2%, typically up to about 1% (eg, 0.1-1.5%)) may be present in the finished carbohydrate-based polymeric material.

예를 들어, 상기 1종 이상의 탄수화물계 중합성 물질이 형성되는 물질은 중량 기준으로 적어도 12%, 적어도 15%, 적어도 18%, 적어도 20%, 적어도 22%, 35% 이하, 32% 이하, 30% 이하, 28% 이하, 또는 25% 이하의 가소제를 포함할 수 있다. 이러한 백분율은 가소제로부터 유도되거나 가소제에 기인하는 완성된 탄수화물계 중합성 물질의 분율을 나타낼 수 있다(예를 들어, 탄수화물계 중합성 물질의 적어도 12%가 출발 물질로서 가소제에 기인할 수 있음(그로부터 형성될 수 있음)). 이러한 백분율은 또한 임의의 초기 존재하는 물을 제외하고, 완성된 탄수화물계 중합성 물질이 형성되는 물질의 혼합물의 분율을 나타낼 수 있다. 물론, 탄수화물계 중합성 물질은 12% 미만의 가소제(예를 들어, 12% 미만, 아마도 심지어 0%)로 제조될 수 있다.For example, the material from which the one or more carbohydrate-based polymeric materials are formed is at least 12%, at least 15%, at least 18%, at least 20%, at least 22%, 35% or less, 32% or less, 30% or less by weight. % or less, 28% or less, or 25% or less plasticizer. This percentage may represent the fraction of the finished carbohydrate-based polymeric material derived from or attributable to the plasticizer (e.g., at least 12% of the carbohydrate-based polymeric material may be attributed to the plasticizer as the starting material (from which can be formed)). This percentage may also represent the fraction of the mixture of materials from which the finished carbohydrate-based polymeric material is formed, excluding any initially present water. Of course, the carbohydrate-based polymeric material can be made with less than 12% plasticizer (eg less than 12%, perhaps even 0%).

예시적인 가소제는 글리세린, 폴리에틸렌 글리콜, 소르비톨, 다가 알코올 가소제, 히드록실기를 갖지 않는 수소 결합 형성 유기 화합물, 당 알코올의 무수물, 동물성 단백질, 식물성 단백질, 지방족산, 프탈레이트 에스테르, 디메틸 및 디에틸숙시네이트 및 관련 에스테르, 글리세롤 트리아세테이트, 글리세롤 모노 및 디아세테이트, 글리세롤 모노, 디 및 트리프로피오네이트, 부타노에이트, 테아레이트, 락트산 에스테르, 시트르산 에스테르, 아디프산 에스테르, 스테아르산 에스테르, 올레산 에스테르, 기타 산 에스테르, 또는 이들의 조합을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 글리세린이 바람직할 수 있다.Exemplary plasticizers include glycerin, polyethylene glycol, sorbitol, polyhydric alcohol plasticizers, hydrogen bond forming organic compounds without hydroxyl groups, anhydrides of sugar alcohols, animal proteins, vegetable proteins, aliphatic acids, phthalate esters, dimethyl and diethylsuccinate and related esters, glycerol triacetate, glycerol mono and diacetate, glycerol mono, di and tripropionate, butanoate, thearate, lactic acid ester, citric acid ester, adipic acid ester, stearic acid ester, oleic acid ester, etc. acid esters, or combinations thereof. Glycerin may be preferred.

완성된 탄수화물계 중합성 물질은 중량 기준으로 5% 이하, 4% 이하, 3% 이하, 2% 이하, 1.5% 이하, 1.4% 이하, 1.3% 이하, 1.2% 이하, 1.1% 이하, 또는 1% 이하의 물을 포함할 수 있다. BiologiQ로부터 입수가능한 NuPlastiQ 물질은 이러한 완성된 탄수화물계 중합성 물질의 예이지만, 다른 곳에서 (예를 들어, 미래의 어느 시기에) 입수가능한 다른 물질이 또한 사용하기에 적합할 수 있다는 것이 이해될 것이다.The finished carbohydrate-based polymeric material contains 5% or less, 4% or less, 3% or less, 2% or less, 1.5% or less, 1.4% or less, 1.3% or less, 1.2% or less, 1.1% or less, or 1% by weight or less. It may contain the following water. The NuPlastiQ material available from BiologiQ is an example of such a finished carbohydrate-based polymeric material, but it will be understood that other materials available elsewhere (eg, at any time in the future) may also be suitable for use. .

일부 구현예에서, 상이한 전분의 혼합물은 탄수화물계 중합성 물질을 형성하는데 사용될 수 있다. 이러한 전분의 혼합물에서, 하나의 전분은 복수의 전분을 합한 중량에 대해 적어도 1%, 적어도 2%, 적어도 3%, 적어도 4%, 적어도 5%, 적어도 10%, 적어도 15%, 적어도 20%, 적어도 25%, 적어도 30%, 적어도 35%, 적어도 40%, 95% 이하, 90% 이하, 85% 이하, 80% 이하, 75% 이하, 70% 이하, 65% 이하, 60% 이하, 55% 이하, 50% 이하, 또는 10% 내지 50%의 양으로 혼합물에 존재할 수 있다. 일부 비제한적인 예시적인 혼합물은 90%의 제1 전분 및 10%의 제2 전분, 또는 30%의 제1 전분 및 70%의 제2 전분, 또는 50%의 제1 전분 및 50%의 제2 전분을 포함할 수 있다. 2개 초과의 전분의 혼합물(예를 들어, 3개 또는 4개의 상이한 전분을 사용함)이 또한 사용될 수 있다.In some embodiments, a mixture of different starches can be used to form the carbohydrate-based polymeric material. In such mixtures of starches, one starch comprises at least 1%, at least 2%, at least 3%, at least 4%, at least 5%, at least 10%, at least 15%, at least 20% by weight of the combined weight of the plurality of starches; At least 25%, at least 30%, at least 35%, at least 40%, 95% or less, 90% or less, 85% or less, 80% or less, 75% or less, 70% or less, 65% or less, 60% or less, 55% or less It may be present in the mixture in an amount of up to 50%, or between 10% and 50%. Some non-limiting exemplary mixtures include 90% first starch and 10% second starch, or 30% first starch and 70% second starch, or 50% first starch and 50% second starch Starch may be included. Mixtures of more than two starches (eg using 3 or 4 different starches) may also be used.

필름 및 다른 물품을 형성하는데 사용하기 위한 적합한 탄수화물계 (예를 들어, 전분계) 중합성 물질의 예는 상표명 NuPlastiQ 하에 아이다호, 아이다호 폴스(Idaho Falls, Idaho)에 위치한 BioLogiQ로부터 입수가능하다. 구체적인 예는 NuPlastiQ GP 및 NuPlastiQ CG를 포함하지만 이에 제한되지 않는다. NuPlastiQ는 펠릿 형태로 제공될 수 있다. 이전에 GS-270 및 GS-300으로 지칭된 NuPlastiQ 물질의 2개의 예에 대한 물리적 특성을 하기 표 1에 나타낸다.Examples of suitable carbohydrate-based (eg, starch-based) polymeric materials for use in forming films and other articles are available from BioLogiQ, located in Falls, Idaho, under the trade designation NuPlastiQ. Specific examples include, but are not limited to, NuPlastiQ GP and NuPlastiQ CG. NuPlastiQ may be provided in pellet form. The physical properties for two examples of NuPlastiQ materials, previously referred to as GS-270 and GS-300, are shown in Table 1 below.

언급된 바와 같이, GS-270 및 GS-300에 대해 나타낸 상기 기본 특성은 BioLogiQ로부터 입수가능한 더욱 새로운 NuPlastiQ 생성물의 예이지만, 값은 다소 달라질 수 있다. 예를 들어, 적합한 NuPlastiQ 생성물은 일반적으로 약 70℃ 내지 약 100℃ 범위의 유리 전이 온도를 가질 수 있다. 당업자는 유리 전이 온도가 정도의 결정성을 나타낼 수 있다는 것을 인식할 것이다. 용융 온도 범위, 밀도, 영률, 및 물 함량에 대한 값은 상기 표 1에 나타낸 것과 유사하다. 일부 특성은 표 1에 나타낸 값으로부터 다소 유사하게 (예를 들어, ±25%, 또는 ±10%) 달라질 수 있다. NuPlastiQ는 무정형 구조(예를 들어, 전형적인 미가공 전분보다 더 무정형임)를 갖는다. 예를 들어, 전형적인 미가공 전분 분말은 대부분의 결정질 구조(예를 들어, 50% 초과)를 갖는 반면, NuPlastiQ는 대부분의 무정형 구조(예를 들어, 10% 미만의 결정질)를 가지며, 이는 하기 도 3과 관련하여 더 상세히 기술될 것이다.As mentioned, the above basic properties shown for GS-270 and GS-300 are examples of newer NuPlastiQ products available from BioLogiQ, but the values may vary somewhat. For example, a suitable NuPlastiQ product may generally have a glass transition temperature in the range of about 70°C to about 100°C. Those skilled in the art will recognize that the glass transition temperature can indicate a degree of crystallinity. The values for the melting temperature range, density, Young's modulus, and water content are similar to those shown in Table 1 above. Some properties may vary somewhat similarly (eg, ±25%, or ±10%) from the values shown in Table 1. NuPlastiQ has an amorphous structure (eg, more amorphous than typical raw starch). For example, a typical raw starch powder has a mostly crystalline structure (eg, greater than 50%), whereas NuPlastiQ has a mostly amorphous structure (eg, less than 10% crystalline), which is shown in Figure 3 below will be described in more detail in this regard.

일부 특성은 다른 열가소성 전분 물질과 유사할 수 있지만, 다른 특성은 전형적인 전분계 물질과 현저하게 상이할 수 있다. 예를 들어, 이러한 반응적으로 압출된 NuPlastiQ 물질의 밀도는 특히 높고, 예를 들어, 1 g/cm³ 초과, 적어도 1.1 g/cm³, 적어도 1.2 g/cm³, 또는 적어도 1.25 g/cm³ (예를 들어, 표 1에 상기 나타낸 바와 같이 1.4 g/cm³)이다. 다양한 다른 특성은 또한 피상적으로 유사하게 보이는 전분계 중합성 물질과 실질적으로 상이할 수 있다.Some properties may be similar to other thermoplastic starch materials, while other properties may differ significantly from typical starch-based materials. For example, the density of such reactive extruded NuPlastiQ material is particularly high, for example greater than 1 g/cm ³ , at least 1.1 g/cm ³ , at least 1.2 g/cm ³ , or at least 1.25 g/cm ^{3 .} (eg, 1.4 g/cm ³ as indicated above in Table 1). A variety of other properties can also be substantially different from a superficially similar-looking starch-based polymeric material.

NuPlastiQ 물질은 기술된 바와 같이 낮은 물 함량을 갖는다. 이 물질이 수분을 흡수하면서 소성 거동을 보이며 가요성을 갖게 된다. 습한 환경으로부터 제거될 경우, 물질은 건조해지고 다시 경직성을 갖게 된다(예를 들어, 다시 약 1% 미만의 물 함량을 나타냄). NuPlastiQ(예를 들어, 펠릿 형태)에 존재하는 수분은 가공(예를 들어, 압출, 필름 블로잉, 사출 성형, 블로잉 성형 등) 동안 증기의 형태로 방출될 수 있다. 결과적으로, 다른 플라스틱 물질과 블렌딩된 전분계 중합성 물질로부터 생산된 필름 또는 다른 물품은 훨씬 더 낮은 물 함량을 나타낼 수 있으며, 여기서 사용되는 PBAT, PLA 또는 다른 폴리에스테르 물질은 무시할만한 물 함량을 나타낼 수 있고, NuPlastiQ에 있는 임의의 물은 전형적으로 원하는 물품의 제조 동안 방출될 수 있다.The NuPlastiQ material has a low water content as described. As this material absorbs moisture, it exhibits plastic behavior and becomes flexible. When removed from a humid environment, the material dries up and becomes rigid again (eg, again exhibiting a water content of less than about 1%). Moisture present in NuPlastiQ (eg in the form of pellets) may be released in the form of vapors during processing (eg, extrusion, film blowing, injection molding, blow molding, etc.). As a result, films or other articles produced from starch-based polymeric materials blended with other plastic materials may exhibit much lower water content, where PBAT, PLA or other polyester materials used may exhibit negligible water content. and any water in the NuPlastiQ can typically be released during manufacture of the desired article.

탄수화물계 NuPlastiQ 중합성 물질에서의 낮은 물 함량 및 NuPlastiQ의 친수성 특성이라기 보다는 소수성인 특성이 중요할 수 있는데, 이는 유의한 물 함량(또는 친수성)은 NuPlastiQ 물질이 블렌딩되는 폴리에스테르 물질(적어도 PBAT 및 PLA의 경우 전형적으로 소수성으로 간주됨)과 비상용성을 초래할 수 있기 때문이다. 특히 물 함량은 얇은 필름 형성에 요구되는 물품에 문제점이다. 예를 들어, 물이 증발함에 따라, 이는 필름 또는 다른 물품 내에 공극(void) 뿐만 아니라 다른 문제를 초래할 수 있다. 얇은 필름을 블로잉할 때, 사용된 탄수화물계 중합성 물질은 바람직하게는 약 1% 이하의 물을 함유할 수 있다. NuPlastiQ 물질과 이와 블렌딩된 폴리에스테르 중합성 물질 사이의 소수성을 매칭시킴으로써, 이는 또한 그 전문이 본원에 참고로 인용되는 2019년 7월 10일에 출원한 출원인의 특허 출원 번호 제62/872,582 (21132.27)에 기술된 바와 같이 폴리에스테르 물질 내에 분산된 NuPlastiQ 물질에 대해 매우 작은 입자 크기의 균질한 분포를 달성하는 것을 도울 수 있다.The low water content in the carbohydrate-based NuPlastiQ polymeric material and the hydrophobic rather than hydrophilic nature of NuPlastiQ may be important, which means that the significant water content (or hydrophilicity) of the polyester material into which the NuPlastiQ material is blended (at least PBAT and PLA) is typically considered hydrophobic) and can lead to incompatibility. Especially water content is a problem for articles required to form thin films. For example, as water evaporates, it can lead to voids in the film or other article as well as other problems. When blowing thin films, the carbohydrate-based polymeric material used may preferably contain up to about 1% water. By matching the hydrophobicity between the NuPlastiQ material and the polyester polymeric material blended therewith, it can also be obtained from Applicants' Patent Application No. 62/872,582 (21132.27), filed July 10, 2019, which is hereby incorporated by reference in its entirety. It can help to achieve a homogeneous distribution of very small particle size for the NuPlastiQ material dispersed in the polyester material as described in

NuPlastiQ 물질에서 낮은 물 함량은, 상대적으로 낮은 물 함량을 함유할 수 있는 일부 종래의 TPS 물질에서 통상적인 에스테르화를 통해 달성되지 않는다. 이러한 에스테르화는 비싸고 수행하기에 복잡할 수 있다. 또한, 본원에 사용가능한 탄수화물계 중합성 물질의 예시인 NuPlastiQ 물질은 출발 물질인 전분 및 글리세린과 비교하여 기계적으로, 물리적으로 또는 화학적으로 반응 및/또는 변경되었다. 하기 기술된 (예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이) 예시적인 탄수화물계 중합성 물질의 X-선 회절 패턴은 이러한 화학적 또는 물리적 변경을 입증한다. 또한, 전분 및 글리세린 출발 물질 둘 모두는 친수성인 반면, NuPlastiQ 물질은 소수성이다. 즉, 탄수화물계 중합성 물질은 천연 전분과 글리세린을 함유하는 단순한 혼합물로 인식되지 않는다. 탄수화물계 중합성 물질에서 달성가능한 낮은 물 함량 및 발현된 소수성은 전분 및 가소제 물질이 소수성 열가소성 중합체로 물리적 또는 화학적 변경한 것에 적어도 부분적으로 기인할 수 있는데, 소수성 열가소성 중합체는 천연 전분 또는 종래의 열가소성 전분와 달리 물을 보유하지 않는다.The low water content in NuPlastiQ materials is not achieved through conventional esterification in some conventional TPS materials which may contain relatively low water content. Such esterification can be expensive and complex to perform. In addition, NuPlastiQ material, which is an exemplary carbohydrate-based polymeric material usable herein, has been reacted and/or modified mechanically, physically or chemically compared to the starting materials starch and glycerin. The X-ray diffraction pattern of the exemplary carbohydrate-based polymeric material described below (eg, as shown in FIG. 3 ) demonstrates this chemical or physical alteration. Also, both the starch and glycerin starting materials are hydrophilic, whereas the NuPlastiQ material is hydrophobic. That is, the carbohydrate-based polymeric material is not recognized as a simple mixture containing natural starch and glycerin. The achievable low water content and developed hydrophobicity in carbohydrate-based polymeric materials can be attributed at least in part to the physical or chemical modification of the starch and plasticizer materials to hydrophobic thermoplastic polymers, which are mixed with natural or conventional thermoplastic starches. It does not otherwise hold water.

그럼에도 불구하고, 상대적으로 높은 온도에서의 가공은 휘발된 글리세린의 일부 방출(예를 들어, 연기로 볼 수 있음)을 초래할 수 있다. 필요하다면(예를 들어, 저장된 펠릿이 추가의 물을 흡수했을 수 있는 경우), 펠릿의 건조는 임의의 흡수된 물을 제거하기에 충분한 따뜻한 건조 공기를, 예를 들어 60℃에서 1 내지 4시간 동안 단순히 도입함으로써 수행될 수 있다. 펠릿은, 특히 필름을 형성하는 경우, 가공 전에 약 1% 미만의 수분 함량으로 건조되어야 한다. NuPlastiQ 펠릿은 물 흡수를 최소화하고 바람직하지 않은 분해를 방지하기 위해, 건조 위치에서 건조제를 갖거나 갖지 않는 밀봉된 용기에 단순히 저장될 수 있다.Nevertheless, processing at relatively high temperatures can result in some release of volatilized glycerin (which can be seen, for example, as smoke). If necessary (eg, if the stored pellets may have absorbed additional water), drying the pellets may be performed with sufficient warm dry air to remove any absorbed water, for example at 60°C for 1-4 hours. This can be done by simply introducing The pellets should be dried to a moisture content of less than about 1% prior to processing, particularly when forming a film. NuPlastiQ pellets can simply be stored in a sealed container with or without desiccant in a dry location to minimize water absorption and prevent undesirable degradation.

NuPlastiQ가 열플라스틱 물질인 것에 더하여, NuPlastiQ는 또한 요변성일 수 있으며, 이는 상기 물질이 주위 온도에서 고체지만, 열, 압력 및/또는 마찰 운동이 가해질 때 액체로서 유동한다는 것을 의미한다. 유리하게는, NuPlastiQ의 펠릿은 표준 플라스틱 생산 공정에서 석유화학계 펠릿(임의의 전형적인 플라스틱 수지 펠릿)과 동일하게 사용될 수 있다. NuPlastiQ 물질 및 이로부터 만들어진 생성물은 가스 장벽 특성을 나타낼 수 있다. 이러한 펠릿을 사용하여 만들어진 생성물(예를 들어, 필름)은 산소 가스 장벽 특성을 나타낸다. NuPlastiQ 물질은 모두 식용 가능한 원료를 사용하여 만들어져 무독성 및 식용 가능할 수 있다. NuPlastiQ 및 이로부터 만들어진 생성물은 내수성, 심지어 소수성일 수 있지만, 또한 수용성이다. 예를 들어, NuPlastiQ는 수분이 가열된 조건 하에 그의 펠릿(예를 들어, 3 내지 4 mm의 크기)이 끓는 물에서 5분 이내에 완전히 용해되지 않을 정도로 내팽윤성일 수 있지만, 펠릿은 약 10분 이내에 입에서 용해될 것이다. 즉, NuPlastiQ를 포함하는 필름은 여전히 PBAT, PLA 또는 블렌딩되는 다른 폴리에스테르 물질과 유사한 상대적으로 낮은(예를 들어, 40 dyne/cm 또는 미만) 표면 습윤성을 가질 수 있으며, 이는 TPS 물질의 종래의 블렌드에 대한 것보다 낮다.In addition to being a thermoplastic material, NuPlastiQ can also be thixotropic, meaning that the material is solid at ambient temperature, but flows as a liquid when subjected to heat, pressure and/or frictional motion. Advantageously, the pellets of NuPlastiQ can be used identically to petrochemical pellets (any typical plastic resin pellets) in standard plastic production processes. NuPlastiQ materials and products made therefrom may exhibit gas barrier properties. Products (eg films) made using these pellets exhibit oxygen gas barrier properties. NuPlastiQ substances are all made using edible raw materials, so they can be non-toxic and edible. NuPlastiQ and products made therefrom can be water-resistant, even hydrophobic, but also water-soluble. For example, NuPlastiQ may be swell resistant to the extent that its pellets (e.g., a size of 3 to 4 mm) do not completely dissolve in boiling water within 5 minutes in boiling water under conditions where the moisture is heated, whereas the pellets are produced within about 10 minutes. It will dissolve in your mouth. That is, films comprising NuPlastiQ can still have relatively low (eg, 40 dyne/cm or less) surface wettability similar to PBAT, PLA, or other polyester materials being blended, which is equivalent to conventional blends of TPS materials. lower than for

NuPlastiQ 물질은 또한 전형적인 저장 조건, 심지어 상대적으로 습한 조건 하에서 분해 또는 생분해를 겪지 않는데, 이는 전형적으로 쓰레기 매립지, 퇴비 또는 유사한 처리 환경의 전형적인 다른 조건이 존재하지 않기 때문이다. 물론, 이러한 조건이 존재하는 경우, NuPlastiQ는 생분해될 뿐만 아니라, PLA는 또한 가정 내 퇴비성 표준을 충족시키기 위해 향상된 생분해성을 나타낸다.NuPlastiQ materials also do not undergo degradation or biodegradation under typical storage conditions, even relatively humid conditions, as typically no other conditions typical of landfills, compost or similar processing environments exist. Of course, when these conditions exist, not only NuPlastiQ is biodegradable, but PLA also exhibits improved biodegradability to meet domestic compostability standards.

NuPlastiQ는 전통적인 폴리에틸렌 또는 다른 저렴한 플라스틱 수지와 경쟁하는 비용으로 제조되어 비용 경쟁력이 있을 수 있다. 이는 PBAT 및 PLA와 같은 폴리에스테르 수지가 폴리에틸렌보다 상당히 더 비싸기 때문에 유리하다. 본 블렌드는 NuPlastiQ가 함유되어, 그렇지 않았을 경우에 비해 비교적 저렴할 수 있다. 보다 구체적으로, PBAT는 전형적으로 폴리에틸렌보다 약 3배 비쌀 수 있다. NuPlastiQ는 폴리에틸렌과 비용 면에서 경쟁하기 때문에, 본 블렌드는 실제로 종래의 100% PBAT 필름(또는 PBAT/PLA의 블렌드) 또는 다른 물품보다 저렴하게 제공될 수 있다. 잠재적으로 개선된 비용 구조에 더하여, 본 블렌드는 또한 블렌딩된 물품의 상당 부분이, 본 발명이 아닌 경우에 폐기물로 종종 간주되는 지속 가능한 공급원 물질(예를 들어, 전분)로부터 공급되는 이점도 제공한다.NuPlastiQ can be cost-competitive as it is manufactured at a cost that competes with traditional polyethylene or other inexpensive plastic resins. This is advantageous because polyester resins such as PBAT and PLA are significantly more expensive than polyethylene. This blend contains NuPlastiQ, so it can be relatively inexpensive compared to otherwise. More specifically, PBAT can typically be about three times more expensive than polyethylene. Because NuPlastiQ competes with polyethylene in cost, this blend can actually be offered at a lower cost than conventional 100% PBAT films (or blends of PBAT/PLA) or other products. In addition to the potentially improved cost structure, the present blends also provide the advantage that a significant portion of the blended article is sourced from a sustainable source material (eg, starch) that would otherwise be considered waste material.

추가의 설명으로써, PLA는 산업용 퇴비화 가능이며, 이는 그것이 승온 조건(즉, 산업용 퇴비화 조건, 즉, 58℃) 하에서 분해될 수 있지만, 덜 유리한 조건(예를 들어, 28℃) 하에서 엄밀하게는 "생분해 가능" 하지 않다는 것을 의미한다. PBAT는 이러한 덜 유리한 조건 하에서 가정 내 퇴비화로 인증되었다. 일부 폴리에스테르(예를 들어, PBAT)가 비교적 저온 온도 조건(예를 들어, 28℃)에서도 퇴비화될 수 있지만, 이러한 물질의 다른 것은 이러한 표준을 충족하지 않는다. 주어진 폴리에스테르 플라스틱 물질이 생분해되거나 퇴비화될 수 있는 정도는 물질마다 다르다. 예를 들어, PHA 및 PBAT는 보다 쉽게 생분해되는 폴리에스테르 중합성 물질 중 2가지일 수 있다. PLA 및 PCL 및 다양한 다른 폴리에스테르는 주어진 조건(예를 들어, 28℃와 같은 덜 유리한 조건) 하에서 더 적은 생분해성을 나타낼 수 있다. 특정한 특성(예를 들어, NuPlastiQ에 예시된 바와 같은)을 갖는 탄수화물계 중합성 물질을 이와 균질하게 블렌딩함으로써, (특히 저온 가정 내 퇴비화 조건 하에서) 생분해성의 정도 및/또는 속도는 PLA 및 이것이 블렌딩되는 다른 유사한 폴리에스테르 물질에 대해 상당히 증가된다. 현재의 FTC 친환경 지침은 "통상의 처리 후" "합리적으로 짧은 기간(가장 최근에 5년 이내로 정의됨)" 이내에 분해되지 않는 한, 플라스틱이 "분해성"이라는 부적격 주장을 할 수 없다고 규정하고 있다. 본 블렌드는 적용가능한 지침을 충족시키는 능력을 제공하므로, 본 블렌드에 대한 가정 내 퇴비성 (예를 들어, NF T51-800 (2015); AS 5810 (2010); 또는 TUV 오스트리아 벨기에의 OK 퇴비 가정 내 인증 방식)에 대한 "통과" 인증을 허용한다.As a further explanation, PLA is industrially compostable, which means that it can decompose under elevated temperature conditions (i.e., industrial composting conditions, i.e., 58 °C), but strictly "under less favorable conditions (e.g., 28 °C)" It means not "biodegradable". PBAT has been certified for in-home composting under these less favorable conditions. While some polyesters (eg, PBAT) can be composted even under relatively low temperature conditions (eg, 28° C.), others of these materials do not meet these standards. The extent to which a given polyester plastic material can be biodegradable or compostable varies from material to material. For example, PHA and PBAT may be two of the more readily biodegradable polyester polymeric materials. PLA and PCL and various other polyesters may exhibit less biodegradability under given conditions (eg, less favorable conditions such as 28°C). By homogeneously blending with a carbohydrate-based polymeric material having certain properties (e.g., as exemplified in NuPlastiQ) with it, the degree and/or rate of biodegradability (especially under low temperature home composting conditions) can be determined by the PLA and the rate at which it is blended. Significantly increased for other similar polyester materials. The current FTC green guidelines state that a plastic cannot make a disqualifying claim as "degradable" unless it decomposes within "a reasonably short period of time (most recently defined as within five years)" "after normal disposal". In-home compostability for this blend (e.g., NF T51-800 (2015); AS 5810 (2010); or in OK Composting Home, TUV Austria, Belgium) as this blend provides the ability to meet applicable guidelines authentication method) to allow "pass" authentication.

일부 구현예에서, NuPlastiQ는 탄수화물계 중합성 물질, 하나 이상의 폴리에스테르 플라스틱 물질, 및 임의로 상용화제를 함유할 수 있는 마스터배치 제형으로 제공될 수 있다. 이러한 마스터배치는 예를 들어, 주어진 물품이 형성되는 추가 가공 시기에 폴리에스테르 물질(들)의 펠릿과 혼합시키기 위한 특정 구성이 되도록 상승된 농도의 탄수화물계 중합성 물질을 함유하고, 탄수화물계 중합성 물질의 농도를 바람직한 최종 값으로 효과적으로 감소시킬 수 있다(예를 들어, 마스터배치는 약 50 내지 80% NuPlastiQ일 수 있는 반면, 완성된 물품은 30-55% NuPlastiQ를 함유할 수 있다). 임의의 생각할 수 있는 비율이 완성된 물품에서 NuPlastiQ 및/또는 상용화제 및/또는 폴리에스테르 플라스틱 물질의 바람직한 백분율에 따라, 이러한 상이한 펠릿을 혼합하는데 사용될 수 있다.In some embodiments, NuPlastiQ may be provided in a masterbatch formulation that may contain a carbohydrate-based polymeric material, one or more polyester plastic materials, and optionally a compatibilizer. Such masterbatches contain, for example, elevated concentrations of carbohydrate-based polymeric material, such that they are of a particular configuration for admixture with pellets of polyester material(s) at a further stage of processing from which a given article is formed; It is possible to effectively reduce the concentration of the material to a desired final value (eg, a masterbatch may be about 50-80% NuPlastiQ, whereas the finished article may contain 30-55% NuPlastiQ). Any conceivable proportions may be used to blend these different pellets, depending on the desired percentages of NuPlastiQ and/or compatibilizer and/or polyester plastic material in the finished article.

탄수화물계 (예를 들어, 전분계) 중합성 물질로서 본원에서 사용하기에 적합한 것으로서 기술된 NuPlastiQ 물질은 실질적으로 무정형이다. 예를 들어, 미가공 전분 분말(예를 들어, NuPlastiQ 및 다양한 다른 열가소성 전분 물질을 만드는데 그 자체가 사용됨)은 대략 50% 결정질 구조를 갖는다. BioLogiQ로부터 입수가능한 NuPlastiQ 물질은 결정질 대 무정형 특징인 점에서 많은 다른 상업적으로 입수가능한 열가소성 전분(TPS) 물질과 상이하다. 예를 들어, 크리스 프로스트(Kris Frost)에 의한 PhD 논문(2010년 9월) "Thermoplastic Starch Composites and Blends"의 p. 62 내지 63은 "TPS에서의 특정한 관심 중에는 가공 동안의 젤라틴화의 완전성, 및 V-형 아밀로스 결정을 형성하기 위한 노화(retrogradation)를 향한 임의의 후속 경향이 있다"고 언급한다. 프로스트는 "젤라틴화는 물을 가열하고 종종 다른 가소제를 함유하거나 중합체를 변형시킴으로써 과립상 및 결정질 구조의 상실을 수반한다. 노화는 아밀로스 나선형 코일의 재 코일화에 기인한다. 젤라틴화 동안 분쇄된 전분 분자는 서서히 그의 천연 나선형 배열 또는 V형으로 알려진 새로운 단일 나선형 형태로 서서히 재코일화되어, TPS 필름이 급속하게 깨지게 되고 광학적 선명도를 손실하게 한다"고 추가로 언급한다. 따라서, 종래의 TPS는 미가공 전분으로부터 TPS를 생산하는데 사용된 젤라틴화 공정 후에 결정질 구조를 재형성하는 경향이 있다. 그와 반대로, BioLogiQ로부터 이용가능한 NuPlastiQ 물질은 실질적으로 무한정 무정형으로 남아있기 때문에 대부분 결정질인 구조로 되돌아 가지 않는다.NuPlastiQ materials described as suitable for use herein as carbohydrate-based (eg, starch-based) polymeric materials are substantially amorphous. For example, raw starch powder (eg, used per se to make NuPlastiQ and various other thermoplastic starch materials) has an approximately 50% crystalline structure. The NuPlastiQ material available from BioLogiQ differs from many other commercially available thermoplastic starch (TPS) materials in its crystalline versus amorphous character. For example, in a PhD paper by Kris Frost (September 2010) "Thermoplastic Starch Composites and Blends", p. 62-63 states that "of particular interest in TPS is the integrity of gelatinization during processing, and any subsequent tendency towards retrogradation to form V-shaped amylose crystals." "Gelatinization involves the loss of granular and crystalline structure by heating the water and often containing other plasticizers or modifying the polymer," Frost said. Aging is due to the re-coiling of amylose spiral coils. Milled starch during gelatinization. The molecules slowly recoil into their natural helical arrangement or a new single helical shape known as V-shape, causing the TPS film to break rapidly and lose its optical clarity.” Thus, conventional TPS tends to reform its crystalline structure after the gelatinization process used to produce TPS from raw starch. In contrast, the NuPlastiQ material available from BioLogiQ does not revert to a mostly crystalline structure because it remains substantially amorphous indefinitely.

전형적인 TPS 물질과는 대조적으로, 본원에 기술된 물품을 형성하는데 사용하기 위한 전분계 중합성 물질의 적합한 예인 NuPlastiQ 물질은 무정형 미세구조 및 물리적 특성을 갖는다. 종래의 TPS와 NuPlastiQ 물질 사이의 분자 구조의 차이는 도 3에 도시된 X-선 회절에 의해 도시된 바와 같이 종래의 열가소성 전분계 물질보다 본원에 기술된 바와 같은 NuPlastiQ 물질이 훨씬 덜 결정질이라는 것에 의해 입증되며, 도 3은 도 3의 NuPlastiQ GP가 형성되는 천연 미가공 옥수수 전분 및 천연 미가공 감자 전분을 비교하여 NuPlastiQ GP에 대한 회절 패턴 결과를 비교한다. 도 3에서 보여지는 바와 같은 NuPlastiQ의 회절 패턴은 천연 옥수수 및 감자 전분의 것(각각 약 42% 및 31%의 결정성)보다 훨씬 덜 결정질(예를 들어, 약 7%의 결정성)이다. 회절 패턴의 차이는 천연 전분에서 NuPlastiQ로의 전환(예를 들어, 반응성 압출 공정을 통한 전환)으로 인해 실질적인 화학적 변화가 물질에서 발생하였음을 입증한다. 예를 들어, 천연 전분에서는 약 15 내지 25°사이에 몇 가지 두드러진 회절 피크(diffraction peaks)가 있는 반면, NuPlastiQ 물질에서의 회절은 상당히 상이하여 약 20°에 중심을 갖고 훨씬 덜 강한 "벨 곡선 형태(bell curve shaped)"의 피크를 나타낸다. 흥미롭게도, NuPlastiQ는 약 10°에서 작은 피크를 나타내는 반면, 전분 물질은 실제로 10°에서 저점(trough)을 나타내지만, NuPlastiQ에서 10°에서의 작은 피크는 여전히 천연 전분 물질의 저점보다 더 낮은 강도에 있다. 전체 스펙트럼에 걸쳐, 회절 강도는 NuPlastiQ보다 천연 전분에서 더 높다. 넓은 스펙트럼에 걸쳐 보여지는 상승된 회절 강도는 NuPlastiQ와 비교하여 천연 전분의 더 큰 결정성을 나타낸다. 도시된 바와 같이, 많은 차이점이 존재한다.In contrast to typical TPS materials, NuPlastiQ materials, which are suitable examples of starch-based polymeric materials for use in forming the articles described herein, have an amorphous microstructure and physical properties. The difference in molecular structure between the conventional TPS and NuPlastiQ material is due to the fact that the NuPlastiQ material as described herein is much less crystalline than the conventional thermoplastic starch-based material as shown by X-ray diffraction shown in FIG. 3 . 3 compares the diffraction pattern results for NuPlastiQ GP by comparing the native raw corn starch and natural raw potato starch from which the NuPlastiQ GP of FIG. 3 is formed. The diffraction pattern of NuPlastiQ as shown in FIG. 3 is much less crystalline (eg, about 7% crystalline) than that of native corn and potato starch (about 42% and 31% crystallinity, respectively). The difference in the diffraction patterns demonstrates that substantial chemical changes occurred in the material due to conversion of native starch to NuPlastiQ (eg, conversion via a reactive extrusion process). For example, in native starch there are several prominent diffraction peaks between about 15 and 25°, whereas in the NuPlastiQ material the diffraction is quite different, centered at about 20° and much less in the form of a “bell curve” (bell curve shaped)" peak. Interestingly, NuPlastiQ shows a small peak at around 10°, whereas the starch material actually shows a trough at 10°, whereas in NuPlastiQ the small peak at 10° is still at a lower intensity than the trough of the native starch material. there is. Across the entire spectrum, the diffraction intensity is higher in native starch than in NuPlastiQ. The elevated diffraction intensities seen over the broad spectrum indicate greater crystallinity of native starch compared to NuPlastiQ. As can be seen, many differences exist.

예를 들어, 본 개시내용에 따른 필름을 만드는데 사용된 탄수화물계 (예를 들어, 전분계) 중합성 물질은 약 40% 미만, 약 35% 미만, 약 30% 미만, 약 25% 미만, 약 20% 미만, 약 15% 미만, 약 10% 미만, 9% 미만, 약 8% 미만, 7% 미만, 약 6% 미만, 약 5% 미만, 또는 약 3% 미만의 결정성을 가질 수 있다. 예를 들어, 비제한적으로 FTIR 분석, X-선 회절 방법, 및 대칭 반사 및 투과 기술을 포함하여, 결정성을 결정하기 위한 임의의 적합한 시험 메카니즘이 사용될 수 있다. 다양한 적합한 시험 방법이 당업자에게 명백할 것이다.For example, less than about 40%, less than about 35%, less than about 30%, less than about 25%, less than about 20% carbohydrate-based (eg, starch-based) polymeric material used to make a film according to the present disclosure. %, less than about 15%, less than about 10%, less than 9%, less than about 8%, less than 7%, less than about 6%, less than about 5%, or less than about 3% crystallinity. Any suitable test mechanism for determining crystallinity can be used, including, for example, but not limited to, FTIR analysis, X-ray diffraction methods, and symmetric reflection and transmission techniques. Various suitable test methods will be apparent to those skilled in the art.

출발 물질, 봉지, 다른 필름, 병, 시트, 일회용 기구, 플레이트(plates), 컵, 또는 탄수화물계 중합성 물질을 함유하는 블렌드로부터 생산된 다른 물품과 비교하여, 완성된 NuPlastiQ의 화학적 또는 미세구조에서의 차이는, 종래의 TPS 또는 전분 분말, 또는 폴리에스테르 플라스틱 물질 단독을 사용하여 형성되는 것을 제외하고 유사한 물품과 상이하다. 예를 들어, 본원에 기술된 바와 같은 NuPlastiQ와 같은 탄수화물계 중합성 물질을 예컨대 폴리에스테르 플라스틱 물질과 블렌딩함으로써 형성된 물품은 종래의 TPS 물질을 다른 중합성 물질과 블렌딩할 때 통상적인 큰 "해도(sea-island)" 입자 크기 특징을 갖지 않는다. 오히려, 출원인의 NuPlastiQ 물질을 블렌드에 사용할 때 실질적으로 균질한 블렌드가 달성될 수 있다. 균질한 블렌드 특성은 관찰된 가속된 또는 향상된 가정 내 퇴비성에서 일정 역할을 할 수 있다. 생성된 작은 크기의 전분 입자의 특성화를 포함하는 균질한 블렌딩 특성에 대한 추가 세부 사항은 이미 그 전문이 참조로 포함되는 2019년 7월 10일에 출원된 출원인의 특허 출원번호 제62/872,582호(21132.27)에서 발견된다.The chemical or microstructure of the finished NuPlastiQ compared to starting materials, bags, other films, bottles, sheets, disposable devices, plates, cups, or other articles produced from blends containing carbohydrate-based polymeric materials. is different from similar articles except that they are formed using conventional TPS or starch powder, or polyester plastic material alone. For example, articles formed by blending a carbohydrate-based polymeric material, such as NuPlastiQ, as described herein, with, for example, a polyester plastic material, can be obtained by blending conventional TPS materials with other polymeric materials at the large "sea" that is typical. -island)" has no particle size characteristics. Rather, a substantially homogeneous blend can be achieved when Applicants' NuPlastiQ material is used in the blend. The homogeneous blend properties may play a role in the observed accelerated or improved in-home compostability. Further details on the homogeneous blending properties, including the characterization of the resulting small sized starch particles, are provided in Applicant's Patent Application Serial No. 62/872,582, filed on July 10, 2019, which is already incorporated by reference in its entirety. 21132.27).

본원에 기술된 바와 같이, 본원에 기술된 바와 같은 탄수화물계 중합성 물질을 PBAT 및 PLA의 블렌드와 블렌딩하면, 탄수화물계 물질 및 PBAT 물질이 가정 내 퇴비 조건 하에 생분해되는 것뿐만 아니라, PLA는 또한 이러한 가정 내 퇴비 조건 하에 생분해성을 나타내므로, 블렌드는 전체적으로 임의의 이러한 적용가능한 표준 (예를 들어, NF T51-800 (2015); AS 5810 (2010); 또는 TUV 오스트리아 벨기에의 OK 퇴비 가정 내 인증 방식) 하에 인증될 수 있다. 이러한 결과는 전형적인 TPS 물질과 블렌딩할 때 반드시 발생하는 것은 아니지만, 본 블렌드에서는 발생한다. 이러한 상이한 결과는, 하기 다양한 실시예에 의해 나타낸 바와 같이 블렌드의 전체 복합 구조 (즉, 필름 또는 다른 구조)가 가정 내 퇴비 조건에서 실질적으로 완전히 생분해될 수 있음으로 인해, 종래의 TPS 물질과 비교하여 NuPlastiQ 물질, 및 NuPlastiQ를 함유하는 블렌드에서 상당한 구조적 및/또는 화학적 차이가 있음을 명백하게 도시한다.As described herein, blending a carbohydrate-based polymeric material as described herein with a blend of PBAT and PLA not only biodegrades the carbohydrate-based material and PBAT material under in-home compost conditions, PLA also As it is biodegradable under in-home composting conditions, the blend as a whole can be administered to any of these applicable standards (eg, NF T51-800 (2015); AS 5810 (2010); or TUV Austria and Belgium's OK Composting Home Certification Methods) ) can be certified under This result does not necessarily occur when blending with typical TPS materials, but does occur with this blend. These different results are significant compared to conventional TPS materials, as the overall composite structure (i.e., film or other structure) of the blend is substantially fully biodegradable under in-home compost conditions, as shown by the various examples below. It clearly shows that there are significant structural and/or chemical differences in the NuPlastiQ material, and in blends containing NuPlastiQ.

임의의 특정 이론에 얽매이지 않고, 탄수화물계 중합성 수지가 블렌딩된 생성물의 결정성을 감소시킬 수 있고, 물 및 박테리아가 탄수화물계 중합성 수지 물질과 함께 블렌드내 PLA의 달리 안정했을 플라스틱 분자의 배열 및 결합을 저하시키는 방식으로 PLA 폴리에스테르 플라스틱 물질의 결정성 및/또는 흡습 장벽 특성을 방해할 수 있는 것으로 여겨진다. 즉, 에스테르 결합된 PLA 단량체 또는 중합체의 다른 구성성분은, 본원에서 고려된 바와 같은 특정 탄수화물계 중합성 물질과 균질하게 블렌딩될 때, 이러한 환경에서 존재하는 미생물에 의해 보다 용이하게 파괴되고 결국 분해될 수 있다. 가정 내 퇴비 환경에 천연적으로 존재하는 미생물은 이러한 작은 분자를 섭취할 수 있어서 이들이 천연 구성성분 (예컨대, CO₂, CH₄, 및 H₂O)으로 다시 전환된다. 물론, 탄수화물계 중합성 물질의 첨가 없이, 블렌드의 PBAT는 이미 자체적으로 이를 달성할 수 있지만, 이러한 조건에서 달성되는 생분해 속도 및/또는 정도는 탄수화물계 중합성 물질과 밀접하게 블렌딩될 때 향상될 수 있다(예를 들어, 보다 빠른 속도 및/또는 보다 큰 정도).Without wishing to be bound by any particular theory, it is possible that the carbohydrate-based polymeric resin may reduce the crystallinity of the blended product, and that water and bacteria along with the carbohydrate-based polymeric resin material would otherwise be stable in the arrangement of plastic molecules of PLA in the blend. and interfering with the crystallinity and/or moisture barrier properties of the PLA polyester plastic material in a manner that degrades bonding. That is, the ester-linked PLA monomers or other constituents of the polymer, when homogeneously blended with certain carbohydrate-based polymeric materials as contemplated herein, are more likely to be destroyed and eventually degraded by microorganisms present in such environments. can Microorganisms naturally present in the home compost environment can ingest these small molecules so that they are converted back to natural constituents (eg, CO ₂ , CH ₄ , and H ₂ O). Of course, without the addition of the carbohydrate-based polymeric material, the PBAT of the blend could already achieve this on its own, but the rate and/or extent of biodegradation achieved under these conditions could be improved when closely blended with the carbohydrate-based polymeric material. There is (eg, higher speed and/or to a greater extent).

예를 들어, 진정한 생분해성 플라스틱은 미생물 동화(예를 들어, 플라스틱 분자에서 미생물의 효소 작용)를 통해 이산화탄소, 메탄, 물, 무기 화합물, 또는 바이오매스와 같은 천연 원소 또는 화합물로 분해된다. 플라스틱의 생분해성은 먼저 화학적 또는 기계적 작용을 통해 중합체 쇄를 끊음으로써 가능할 수 있지만, 오직 미생물 동화에 의한 나머지 분자의 분해를 통해 완전히 완수될 수 있다.For example, truly biodegradable plastics break down into natural elements or compounds such as carbon dioxide, methane, water, inorganic compounds, or biomass through microbial assimilation (eg, enzymatic action of microorganisms on plastic molecules). The biodegradability of plastics can be achieved by first breaking the polymer chains through chemical or mechanical action, but can only be fully achieved through the degradation of the remaining molecules by microbial assimilation.

석유화학 공급원료로부터 만들어지거나 식물 공급원으로부터 유래된 플라스틱은 단량체(예를 들어, 다른 소분자와 화학적으로 반응할 수 있는 단일 소분자)로서 수명이 시작된다. 단량체가 함께 결합될 때, 이들은 플라스틱으로 알려진 중합체("많은 부분")가 된다. 함께 결합되기 전에, 많은 단량체는 쉽게 생분해 가능하지만, 중합을 통해 함께 연결된 후, 분자는 매우 커지고 미생물에 의한 미생물 동화가 고려되는 조건들 하에서 임의의 합리적인 시간 프레임 내에 실용적이지 않은 배열 및 연결로 결합된다.Plastics made from petrochemical feedstocks or derived from plant sources begin their life as monomers (eg, single small molecules that can react chemically with other small molecules). When the monomers are joined together, they become polymers ("many parts") known as plastics. Before being bound together, many monomers are readily biodegradable, but after being linked together through polymerization, the molecules become very large and combine into arrangements and linkages that are impractical within any reasonable time frame under conditions where microbial assimilation by microorganisms is considered. .

중합체는 결정질(규칙적으로 패킹됨) 구조 및 무정형(무작위 배열됨) 구조 둘 모두로 형성된다. 많은 중합체는 높은 정도의 결정성을 함유하며, 중합성 구조 전체에 걸쳐 무작위 배열되고 얽혀있는 일부 무정형 영역을 갖는다.Polymers are formed in both crystalline (regularly packed) structures and amorphous (randomly arranged) structures. Many polymers contain a high degree of crystallinity and have some amorphous regions that are randomly arranged and entangled throughout the polymeric structure.

BiologiQ로부터 입수가능한 NuPlastiQ 물질은 높은 결정성인 출발 전분 물질로부터 형성되지만, 완성된 NuPlastiQ 플라스틱 수지 물질은 낮은 결정성을 나타낸다(즉, 이는 실질적으로 무정형이다). 이러한 전분계 중합체 물질은 본원에 기술된 바와 같은 물품의 생산에서 출발 물질로서 사용된다. 따라서, NuPlastiQ는 전분으로부터 만들어진 플라스틱이다. 천연, 전분계 기원 및 주의깊게 제어된 연결 유형 때문에, NuPlastiQ로 만들어진 플라스틱의 분자(크기 및 연결)에서는 본원에 함유된 실험적인 시험 결과에 의해 입증되는 바와 같이, 물 및 박테리아 또는 다른 미생물의 도입으로부터 야기되는 효소 반응에 의한 생분해가 매우 잘 발생한다.While the NuPlastiQ material available from BiologiQ is formed from a starting starch material that is highly crystalline, the finished NuPlastiQ plastic resin material exhibits low crystallinity (ie, it is substantially amorphous). These starch-based polymeric materials are used as starting materials in the production of articles as described herein. Thus, NuPlastiQ is a plastic made from starch. Because of their natural, starchy origin and carefully controlled linkage types, the molecules (size and linkages) of plastics made with NuPlastiQ are protected from water and introduction of bacteria or other microorganisms, as evidenced by the experimental test results contained herein. Biodegradation by the resulting enzymatic reaction occurs very well.

폴리에틸렌 및 폴리프로필렌과 같은 폴리올레핀과 같이, 폴리에스테르는 전형적으로 높은 정도의 결정성을 가지며, 단량체 분자(석유에서 유도되거나 락트산으로부터 유도되거나 또는 기타 작은 빌딩 블록 분자(small building block molecules)가 식물 공급원으로부터 유도됨)를 장쇄 중합체로 전환시킴으로써 만들어진다. 폴리에스테르에서, 단량체 사이의 연결은 물론 에스테르 연결이다. 단량체를 연결하여 긴 중합체 쇄를 형성할 때에 발생하는 연결은 비교적 강하고 끊기 어려울 수 있으며, 어려움의 차이가 폴리에스테르의 상이한 유형 사이에 존재한다. 예를 들어, PBAT (및 PHA)에서의 결합은 PLA의 경우보다 더 쉽게 끊어진다. 많은 합성 폴리에스테르 (PBAT 및 PLA 둘 다 포함)가 승온 퇴비 조건 (예를 들어, 58℃에서) 하에 현저한 생분해성을 나타내고, PBAT가 또한 가정 내 퇴비성의 표준 (예를 들어, 28℃)을 충족시키기에 충분한 생분해성을 나타내지만, PLA는 그 자체로 또는 심지어 PBAT와 블렌딩될 때에도 가정 내 퇴비성 표준을 충족시킬 수 없다. 이러한 물질을 출원인의 NuPlastiQ 물질과 블렌딩하면 이를 변화시킨다.Like polyolefins such as polyethylene and polypropylene, polyesters typically have a high degree of crystallinity, and monomer molecules (derived from petroleum, derived from lactic acid, or other small building block molecules) from plant sources. derivatized) into long-chain polymers. In polyesters, the linkages between the monomers are of course ester linkages. The linkages that occur when linking monomers to form long polymer chains can be relatively strong and difficult to break, and differences in difficulty exist between different types of polyester. For example, bonds in PBAT (and PHA) are more easily broken than in PLA. Many synthetic polyesters (including both PBAT and PLA) exhibit significant biodegradability under elevated temperature composting conditions (eg, at 58° C.), and PBAT also meets the standards of home compostability (eg, 28° C.) Although it exhibits sufficient biodegradability to make it suitable for use, PLA, on its own or even when blended with PBAT, cannot meet domestic compostability standards. Blending these materials with Applicants' NuPlastiQ materials changes this.

향상된 가정 내 퇴비성에 더하여, 일부 구현예에서, 본 발명의 생성된 폴리에스테르 블렌드는 폴리에스테르 플라스틱 물질 단독 중 하나 또는 둘 모두보다 더 높은 탄성률(modulus)(강직성, 또는 강도)를 가질 수 있고, 플라스틱 필름 또는 순수한 폴리에스테르 플라스틱 물질 단독 중 주어진 하나로 만들어진 동일한 물품과 적어도 동일하거나 더 강한 강도를 갖는 다른 물품을 만드는데 사용될 수 있다. 예를 들어, PBAT 단독은 상대적으로 낮은 강성을 나타내지만, 우수한 연신율을 나타낸다. PLA는 탄성률이 상당히 더 높으며, NuPlastiQ 및 PLA를 PBAT에 블렌딩하는 것은 PBAT 단독에 비해 생성된 블렌드의 탄성률을 증가시킨다. 다른 구현예에서, 블렌딩되는 폴리에스테르 물질의 특성에 따라, 강도 특성이 감소될 수 있지만, 원하는 목적에 여전히 충분할 수 있다. 예로서, 이러한 블렌드는 1 mil의 두께에서 적어도 130 g, 적어도 140 g, 적어도 150 g, 적어도 160 g, 적어도 175 g, 적어도 200 g, 적어도 225 g, 적어도 250 g, 적어도 275 g, 또는 적어도 300 g의 다트 낙하 강도를 제공할 수 있다. 두께가 증가함에 따라, 일반적으로 강도가 증가한다. 블렌드의 탄수화물계 중합성 물질의 분율은 본원에 기술된 바와 같거나 또는 출원인의 다른 출원에 기술된 바와 같을 수 있으며, 예를 들어 1% 내지 70%, 10% 내지 65%, 20% 내지 55%, 30% 내지 55% 등일 수 있다. 도 3a는 다양한 다른 물질(예를 들어, 100% PBAT, 100% LLDPE, 및 NuPlastiQ 및 LLDPE의 25% 블렌드)과 비교하여, 다양한 두께 필름에 대한 강도 데이터를 차트한다. 도 3a에서 BC27241으로 라벨링된 샘플은 35% NuPlastiQ, 11% PLA, 및 54% PBAT를 함유하였다. 도 3a에서 BC27251으로 라벨링된 샘플은 41% NuPlastiQ, 11% PLA, 및 48% PBAT를 함유하였다.In addition to improved home compostability, in some embodiments, the resulting polyester blends of the present invention can have a higher modulus (stiffness, or strength) than one or both of the polyester plastic materials alone, It can be used to make the same article made of a given one of a film or pure polyester plastic material alone and another article having at least the same or greater strength. For example, PBAT alone exhibits relatively low stiffness, but good elongation. PLA has a significantly higher modulus of elasticity, and blending NuPlastiQ and PLA into PBAT increases the modulus of the resulting blend compared to PBAT alone. In other embodiments, depending on the nature of the polyester material being blended, the strength properties may be reduced, but may still be sufficient for the desired purpose. By way of example, such a blend may be at least 130 g, at least 140 g, at least 150 g, at least 160 g, at least 175 g, at least 200 g, at least 225 g, at least 250 g, at least 275 g, or at least 300 at a thickness of 1 mil. It can provide a dart drop strength of g. As thickness increases, strength generally increases. The fraction of carbohydrate-based polymeric material of the blend may be as described herein or as described in Applicants' other applications, for example 1% to 70%, 10% to 65%, 20% to 55% , 30% to 55%, and the like. 3A charts strength data for various thickness films compared to various other materials (eg, 100% PBAT, 100% LLDPE, and a 25% blend of NuPlastiQ and LLDPE). The sample labeled BC27241 in FIG. 3A contained 35% NuPlastiQ, 11% PLA, and 54% PBAT. The sample labeled BC27251 in FIG. 3A contained 41% NuPlastiQ, 11% PLA, and 48% PBAT.

도 4는 예시적인 NuPlastiQ(예를 들어, 도 3에서와 동일한 NuPlastiQ GP) 물질에 대한 분자량 데이터를 도시한다. 도시된 바와 같이, 평균 분자량(즉, 중량 평균 분자량)은 약 900,000 g/mol일 수 있다. 예를 들어, 중량 평균 분자량은 200,000 g/mol 초과, 300,000 g/mol 초과, 400,000 g/mol 초과, 500,000 g/mol 초과, 600,000 g/mol 초과, 700,000 g/mol 초과, 500,000 내지 5 백만 g/mol, 500,000 내지 3 백만 g/mol, 500,000 내지 2 백만 g/mol, 500,000 내지 1 백만 g/mol 또는 800,000 내지 1 백만 g/mol일 수 있다.4 shows molecular weight data for an exemplary NuPlastiQ (eg, the same NuPlastiQ GP as in FIG. 3 ) material. As shown, the average molecular weight (ie, the weight average molecular weight) may be about 900,000 g/mol. For example, the weight average molecular weight may be greater than 200,000 g/mol, greater than 300,000 g/mol, greater than 400,000 g/mol, greater than 500,000 g/mol, greater than 600,000 g/mol, greater than 700,000 g/mol, 500,000 to 5 million g/mol mol, 500,000 to 3 million g/mol, 500,000 to 2 million g/mol, 500,000 to 1 million g/mol or 800,000 to 1 million g/mol.

도 5는 도 3의 X-선 회절 차트에서 비교된 동일한 물질에 대한 투과율 데이터를 도시한다. NuPlastiQ 물질의 1653 cm^-1에서 O-H 가위 진동 피크가 천연 옥수수 및 감자 전분 물질과 비교하여 상당히 감소된다는 것은 쉽게 드러난다. 이러한 OH 기의 감소된 발생률은 도 6에 도시된 낮은 습윤성과 일관된다.FIG. 5 shows transmittance data for the same material compared in the X-ray diffraction chart of FIG. 3 . It is readily apparent that the OH scissor vibration peak at 1653 cm ⁻¹ of the NuPlastiQ material is significantly reduced compared to the native corn and potato starch materials. This reduced incidence of OH groups is consistent with the low wettability shown in FIG. 6 .

도 6은 34 dyne/cm 미만의 습윤성을 갖고 NuPlastiQ GP를 갖는 폴리올레핀의 예시적인 블렌드(우측)와 비교하여, 46 dyne/cm 초과의 습윤성을 갖고 종래의 TPS 물질을 갖는 폴리올레핀의 종래의 블렌드(좌측)의 습윤성 특성의 비교를 도시한다. 두 실시예에서, 전분계 중합성 함량은 20 내지 25%인 것으로 여겨진다. 비록 (폴리에스테르가 아닌) 폴리올레핀 블렌드에 의해 실증되었지만, 상기 비교는 종래의 전분 물질의 친수성 성질에 비교되는 NuPlastiQ GP 물질의 소수성을 실증한다. 본원에 기술된 블렌드에 사용되는 PBAT 및 PLA 물질은 전형적으로 폴리올레핀과 유사한 소수성 특성을 나타낸다. 예를 들어, 이러한 물질은 종종 40 dyne/cm 미만, 38 dyne/cm 미만, 36 dyne/cm 미만, 34 dyne/cm 미만, 또는 30 내지 40 dyne/cm의 dyne 시험에 사용될 때 습윤성 값을 갖는다. NuPlastiQ 물질은 소수성 폴리에스테르에 유사하게 매칭되는 습윤성 특성, 예를 들어, 40 dyne/cm 미만, 38 dyne/cm 미만, 36 dyne/cm 미만, 또는 34 dyne/cm 미만을 나타낸다. 표면 습윤성 dyne 시험은 예를 들어 DIN 53394/ISO 8296에 따를 수 있다. NuPlastiQ 물질과 이것이 블렌딩되는 폴리에스테르 물질 사이의 이러한 매칭된 소수성은 본원에 기술된 생분해성 특성을 달성하는 능력에 있어서 일정한 역할을 할 수 있다.6 shows a conventional blend of polyolefins having a wettability of greater than 46 dyne/cm and a conventional TPS material (left) compared to an exemplary blend of polyolefin having NuPlastiQ GP with a wettability of less than 34 dyne/cm (right). ) shows a comparison of the wettability properties. In both examples, the starch-based polymerizable content is believed to be between 20 and 25%. Although demonstrated with a polyolefin blend (not polyester), this comparison demonstrates the hydrophobicity of NuPlastiQ GP materials compared to the hydrophilic properties of conventional starch materials. The PBAT and PLA materials used in the blends described herein typically exhibit hydrophobic properties similar to polyolefins. For example, such materials often have wettability values when used in the dyne test of less than 40 dyne/cm, less than 38 dyne/cm, less than 36 dyne/cm, less than 34 dyne/cm, or from 30 to 40 dyne/cm. NuPlastiQ materials exhibit wettability properties similarly matched to hydrophobic polyesters, such as less than 40 dyne/cm, less than 38 dyne/cm, less than 36 dyne/cm, or less than 34 dyne/cm. The surface wettability dyne test can for example conform to DIN 53394/ISO 8296. This matched hydrophobicity between the NuPlastiQ material and the polyester material it is blended with may play a role in its ability to achieve the biodegradable properties described herein.

도 7은 NuPlastiQ의 경우 약 170℃의 용융 온도보다 훨씬 높은 287.7℃의 용융 온도를 나타내는 종래의 전분 물질에 대한 비교 DSC 용융 온도 데이터를 도시한다.7 shows comparative DSC melting temperature data for a conventional starch material exhibiting a melting temperature of 287.7° C., much higher than the melting temperature of about 170° C. for NuPlastiQ.

도 8은 출발 글리세린 및 천연 전분 물질과 비교하여, NuPlastiQ GP 물질에 대한 TGA 온도 안정성 특성을 나타낸다.8 shows the TGA temperature stability properties for NuPlastiQ GP materials compared to starting glycerin and native starch materials.

도 1로 돌아가서, (106)에서, 공정(100)은 물질의 혼합물을 생성하기 위해 폴리에스테르 플라스틱 물질 및 탄수화물계 중합성 물질을 혼합하는 단계를 포함한다. 일부 경우에, 폴리에스테르 플라스틱 물질 및 탄수화물계 물질의 혼합은 하나 이상의 혼합 장치를 사용하여 수행될 수 있다. 특정 구현예에서, 기계적 혼합 장치가 폴리에스테르 플라스틱 물질과 탄수화물계 중합성 물질을 혼합하는데 사용될 수 있다. 일 구현예에서, 물질의 혼합물의 구성성분의 적어도 일부는 압출기, 사출 성형기 등과 같은 장치에서 조합될 수 있다. 다른 구현에서, 물질의 혼합물의 구성성분의 적어도 일부는 장치 내로 공급되기 전에 조합될 수 있다.1, at 106, process 100 includes mixing a polyester plastic material and a carbohydrate-based polymeric material to produce a mixture of materials. In some cases, the mixing of the polyester plastic material and the carbohydrate-based material may be performed using one or more mixing devices. In certain embodiments, a mechanical mixing device may be used to mix the polyester plastic material and the carbohydrate-based polymeric material. In one embodiment, at least some of the constituents of the mixture of materials may be combined in an apparatus such as an extruder, injection molding machine, or the like. In other embodiments, at least some of the constituents of the mixture of substances may be combined prior to being fed into the device.

탄수화물계 중합성 물질은 블렌드의 PLA 폴리에스테르 플라스틱 물질의 생분해성을 증가시키기에 적어도 충분한 양으로 혼합물에 존재할 수 있어서, 블렌드는 다양한 적용 가능한 가정 내 퇴비성 표준 중 임의의 것을 통과한다. 이러한 임계량보다 더 많은 양이(예를 들어, 생분해성을 보다 향상시키기 위해 및 또는 블렌드의 재생 가능한 함량을 증가시키기 위해 등) 물론 함유될 수 있다. 예로서, 탄수화물계 중합성 물질은 물질의 혼합물의 중량 기준으로 적어도 1%, 적어도 5%, 적어도 10%, 70% 이하, 60% 이하, 1% 내지 70%, 10% 내지 65%, 20% 내지 55%, 또는 30% 내지 55%의 양으로 함유될 수 있다. 필요시, 하나 초과의 탄수화물계 중합성 물질, 및/또는 2개 초과의 폴리에스테르 플라스틱 물질이 블렌드에 함유될 수 있다.The carbohydrate-based polymeric material may be present in the mixture in an amount at least sufficient to increase the biodegradability of the PLA polyester plastic material of the blend, such that the blend passes any of a variety of applicable domestic compostability standards. Amounts greater than this critical amount may, of course, be contained (eg, to further improve biodegradability and or to increase the renewable content of the blend, etc.). By way of example, the carbohydrate-based polymeric material may contain at least 1%, at least 5%, at least 10%, 70% or less, 60% or less, 1% to 70%, 10% to 65%, 20% by weight of the mixture of materials. to 55%, or 30% to 55%. If desired, more than one carbohydrate-based polymeric material, and/or more than two polyester plastic materials may be included in the blend.

제1 폴리에스테르 플라스틱 물질(예를 들어, PBAT)은 물질의 혼합물의 중량 기준으로 적어도 20%, 적어도 25%, 적어도 30%, 적어도 35%, 20% 내지 85%, 30% 내지 70%, 또는 30% 내지 60%의 양으로 물질의 혼합물에 존재할 수 있다. 제2 폴리에스테르 플라스틱 물질(예를 들어, PLA)은 물질의 혼합물의 중량 기준으로 적어도 1%, 적어도 3%, 적어도 5%, 적어도 6%, 적어도 7%, 적어도 8%, 적어도 9%, 또는 적어도 10%, 적어도 11%, 50% 이하, 40% 이하, 30% 이하, 20% 이하, 15% 이하, 1% 내지 20%, 1% 내지 15%, 1% 내지 12%, 3% 내지 15%, 5% 내지 15%, 또는 약 10% 내지 15%의 양으로 물질의 혼합물에 존재할 수 있다.The first polyester plastic material (eg, PBAT) is at least 20%, at least 25%, at least 30%, at least 35%, 20% to 85%, 30% to 70%, or It may be present in the mixture of substances in an amount from 30% to 60%. The second polyester plastic material (eg, PLA) is at least 1%, at least 3%, at least 5%, at least 6%, at least 7%, at least 8%, at least 9%, or by weight of the mixture of materials. At least 10%, at least 11%, 50% or less, 40% or less, 30% or less, 20% or less, 15% or less, 1% to 20%, 1% to 15%, 1% to 12%, 3% to 15 %, from 5% to 15%, or from about 10% to 15%.

적용 가능한 가정 내 퇴비성 표준은 상기 표준(들)이 또한 블렌드의 10% 이하로 블렌드에 함유된 임의의 구성성분이 자체 표준에 통과될 것을 요구하더라도 90% 초과의 생분해가 발생하는 모든 시험 결과를 수용하여, 소량으로 함유될 수 있는 이 물질이 적용 가능한 표준(들)에 실제로 통과하도록 보장한다.Applicable home compostability standards include all test results that result in >90% biodegradation, although the above standard(s) also requires that no more than 10% of the blend, any ingredients contained in the blend pass its own standard. Acceptance ensures that this material, which may be contained in small amounts, actually passes the applicable standard(s).

상용화제는 일반적으로 필요하지 않지만, 물질의 혼합물에 선택적으로 존재할 수 있다. 일 구현예에서, 이러한 상용화제는 함유되지 않을 수 있다. 존재하는 경우, 상용화제는 폴리에스테르 플라스틱 물질(들), 탄수화물계 중합성 물질과 혼합될 수 있거나, 둘 다와 혼합될 수 있거나, 별개로 제공될 수 있다. 종종 상용화제는 예를 들어 마스터배치 제형에 포함된 중합성 물질 중 적어도 하나와 함께 제공될 수 있다. 상기 상용화제는 예컨대 말레산 무수물 그라프트된 폴리에스테르(예를 들어, 말레산 무수물 그라프트된 PBAT 또는 PLA) 등과 같은 변형된 폴리에스테르일 수 있다. 상기 상용화제는 또한 아크릴레이트계 공중합체를 함유할 수 있다. 추가적으로, 상용화제는 폴리(비닐아세테이트)계 상용화제를 함유할 수 있다. 일 구현예에서, 상기 상용화제는 폴리에스테르 플라스틱 물질(예를 들어, 말레산 무수물 그라프트된 폴리에스테르) 또는 공중합체(예를 들어, 블록 공중합체)의 그라프트된 버전일 수 있으며, 여기서 블록 중 하나는 폴리에스테르 플라스틱 물질(예를 들어, 폴리에스테르 공중합체)과 동일한 단량체이다. 적어도 일부 구현예에서, 어떠한 상용화제도 필요하지 않을 수 있기 때문에, 상용화제가 존재하지 않는다.Compatibilizers are generally not required, but may optionally be present in the mixture of materials. In one embodiment, such compatibilizers may not be contained. If present, the compatibilizer may be mixed with the polyester plastic material(s), the carbohydrate-based polymeric material, mixed with both, or provided separately. Often a compatibilizer may be provided with at least one of the polymeric materials included in, for example, a masterbatch formulation. The compatibilizer may be, for example, a modified polyester such as maleic anhydride grafted polyester (eg maleic anhydride grafted PBAT or PLA) and the like. The compatibilizer may also contain an acrylate-based copolymer. Additionally, the compatibilizer may contain a poly(vinyl acetate)-based compatibilizer. In one embodiment, the compatibilizer may be a grafted version of a polyester plastic material (eg, maleic anhydride grafted polyester) or a copolymer (eg, block copolymer), wherein the block One of them is the same monomer as the polyester plastic material (eg polyester copolymer). In at least some embodiments, no compatibilizer is present, as no compatibilizer may be required.

함유되는 경우, 물질의 혼합물은 중량 기준으로 적어도 0.5%, 적어도 1%, 적어도 2%, 적어도 3%, 적어도 4%, 적어도 5%, 50% 이하, 45% 이하, 40% 이하, 35% 이하, 30% 이하, 25% 이하, 20% 이하, 15% 이하, 10% 이하, 9% 이하, 8% 이하, 7% 이하, 6% 이하, 5% 이하, 4% 이하, 3% 이하, 0.5% 내지 12%, 1% 내지 7%, 또는 1% 내지 6%의 상용화제를 함유할 수 있다. 비용 때문에, 일반적으로 가장 낮은 유효량의 상용화제(또는 상용화제 없음)가 사용될 수 있다.When contained, the mixture of substances is at least 0.5%, at least 1%, at least 2%, at least 3%, at least 4%, at least 5%, 50% or less, 45% or less, 40% or less, 35% or less by weight. , 30% or less, 25% or less, 20% or less, 15% or less, 10% or less, 9% or less, 8% or less, 7% or less, 6% or less, 5% or less, 4% or less, 3% or less, 0.5 % to 12%, from 1% to 7%, or from 1% to 6% of a compatibilizer. Because of cost, generally the lowest effective amount of compatibilizer (or no compatibilizer) can be used.

반드시 요구되지 않고 그리고 적어도 일부 구현예에서는 그의 함유를 피하는 것이 최선일 수 있지만, 임의의 다양한 UV 및/또는 OXO 분해성 첨가제를 함유하는 것이 본 발명의 범위 내에 있다. 이러한 첨가제의 추가적인 세부사항은 본원에 그 전문이 참고로 포함된 출원인의 미국 특허 출원 일련 번호 16/391,909(21132.14.1)에서 발견된다. 예를 들어, 증가된 강도를 위한 다른 첨가제(예를 들어, Dupont사의 Biomax® Strong) 또는 다른 첨가제가 함유될 수 있다.It is within the scope of the present invention to include any of a variety of UV and/or OXO degradable additives, although this is not required and it may be best to avoid its inclusion in at least some embodiments. Additional details of such additives are found in Applicants' U.S. Patent Application Serial No. 16/391,909 (21132.14.1), which is incorporated herein by reference in its entirety. For example, other additives for increased strength (eg Biomax® Strong from Dupont) or other additives may be contained.

하나 이상의 첨가제는 혼합물의 중량 기준으로 적어도 0.5%, 적어도 1%, 적어도 1.5%, 적어도 2%, 적어도 2.5%, 적어도 3%, 적어도 4%, 10% 이하, 9% 이하, 8% 이하, 7% 이하, 6% 이하, 5% 이하, 0.2% 내지 12%, 1% 내지 10%, 0.5% 내지 4%, 또는 2% 내지 6%의 양으로 물질의 혼합물에 함유될 수 있다.The one or more additives are at least 0.5%, at least 1%, at least 1.5%, at least 2%, at least 2.5%, at least 3%, at least 4%, 10% or less, 9% or less, 8% or less, 7% or less by weight of the mixture. % or less, 6% or less, 5% or less, 0.2% to 12%, 1% to 10%, 0.5% to 4%, or 2% to 6%.

일부 실시예에서, 바람직한 블렌드를 형성하기 위해 함께 용융될 수 있는 열플라스틱 물질의 혼합물의 맥락에서 주로 기술되지만, 탄수화물계 중합성 물질을 열플라스틱 물질이 아닌 플라스틱 물질(예를 들어, 블렌드에 함유될 수 있는 열경화성 폴리에스테르 또는 다른 열경화성 플라스틱 물질)과 블렌딩하는 것이 가능할 수 있다. 예를 들어, 이러한 비-열가소성 폴리에스테르 플라스틱 물질의 전구체인 수지 구성성분은 탄수화물계 중합성 물질과 블렌딩될 수 있으며, 여기서 폴리에스테르 물질의 중합 또는 다른 형성은 탄수화물계 중합성 물질의 존재 하에 발생하여, 탄수화물계 중합성 물질 및 열경화성 또는 다른 비-열가소성 플라스틱 물질의 블렌드인 완성된 물품을 생성할 수 있으며, 상기 탄수화물계 중합성 물질은 블렌드에 함유된 주어진 중합성 구성성분의 생분해성을 증가시킬 수 있다.In some embodiments, although primarily described in the context of mixtures of thermoplastic materials that can be melted together to form the desired blend, carbohydrate-based polymeric materials can be combined with plastic materials that are not thermoplastics (e.g., to be contained in a blend). It may be possible to blend with a thermosetting polyester or other thermosetting plastic material). For example, a resin component that is a precursor to such a non-thermoplastic polyester plastic material may be blended with a carbohydrate-based polymeric material, wherein polymerization or other formation of the polyester material occurs in the presence of the carbohydrate-based polymeric material , can produce a finished article that is a blend of a carbohydrate-based polymeric material and a thermoset or other non-thermoplastic plastic material, wherein the carbohydrate-based polymeric material is capable of increasing the biodegradability of a given polymerizable component contained in the blend. there is.

도 1을 다시 참조하면, 방법(108)에서, 특히 물질이 열플라스틱 물질인 경우, 공정(100)은 물질의 혼합물을 가열하는 단계를 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 물질의 혼합물은 적어도 100℃, 적어도 110℃, 적어도 115℃, 적어도 120℃, 적어도 125℃, 적어도 130℃, 적어도 135℃, 적어도 140℃, 200℃ 이하, 190℃ 이하, 180℃ 이하, 175℃ 이하, 170℃ 이하, 165℃ 이하, 160℃ 이하, 155℃ 이하, 150℃ 이하, 95℃ 내지 205℃, 120℃ 내지 180℃, 또는 125℃ 내지 165℃의 온도로 가열될 수 있다. 물론, 일부 구현예에서, 혼합물은 200℃ 초과의 온도로 가열될 수 있다는 것이 이해될 것이다.Referring back to FIG. 1 , in method 108 , particularly where the material is a thermoplastic material, process 100 may include heating the mixture of materials. In one embodiment, the mixture of substances is at least 100°C, at least 110°C, at least 115°C, at least 120°C, at least 125°C, at least 130°C, at least 135°C, at least 140°C, 200°C or less, 190°C or less, 180 to be heated to a temperature of no more than ℃, no more than 175°C, no more than 170°C, no more than 165°C, no more than 160°C, no more than 155°C, no more than 150°C, no more than 95°C to 205°C, no more than 120°C to 180°C, or no more than 125°C to 165°C. can Of course, it will be understood that in some embodiments, the mixture may be heated to a temperature greater than 200°C.

이러한 물질의 가열은, 물질의 혼합물을 각각의 압출기 단계에서 주어진 온도까지 가열하는 다단계 압출기 내에 있을 수 있으며, 여기서 진행성 단계는, 예를 들어, 이미 참조로 포함된 출원인의 다양한 특허 출원에 개시된 바와 같이 이전 단계보다 높은 온도까지 가열된다. 일 구현예에서, 블렌드를 위한 이러한 압출기의 제1 단계의 온도는 각각 그 전문이 본원에 참조로 포함되는 출원인의 미국 출원 번호 제 62,872,582호 (21132.27) 및 제 62/939,460호 (21132.27.1)에 기술된 바와 같이 제조되는(예를 들어, 120 내지 140℃) 반응성 압출 공정의 최종 단계에서의 탄수화물계 중합성 물질(예를 들어, NuPlastiQ)의 온도와 동일한 범위일 수 있다. 상기 출원에 기술된 바와 같이, 출원인은 NuPlastiQ의 제조 동안 전분 및 다른 성분 (가소제 등)이 유지되는 조건의 제어가 일단 다른 중합체(들)와 블렌딩되면 전분계 중합성 물질의 최종 블렌드에서 작은 입자 크기 및 엄격한 분포를 갖는 전분계 중합성 물질의 바람직한 형성에 기여한다는 것을 발견하였다. 따라서, 전분계 중합성 물질의 반응성 압출 형성 동안의 물질은 폴리에스테르, 폴리올레핀 등과 같은 다른 중합체와 혼합되기 전에 압출기의 최종 단계에서 110℃ 내지 160℃, 바람직하게는 120℃ 내지 140℃(예를 들어, 약 130℃)의 온도로 유지된다. 전분계 중합성 물질을 형성할 때 반응성 압출 단계의 마지막 단계에서의 이러한 신중한 온도 제어는 이미 형성된 전분계 중합성 물질을 그것이 블렌딩되고 있는 다른 중합체와 블렌딩할 때 압출기에서의 온도 제어와 상이함이 명백할 것이다. 이러한 온도는 유사할 수 있지만, 이러한 단계에 존재하는 구성성분은 완전히 상이하다(예를 들어, 본원에 기술된 단계에서, 폴리에스테르와 같은 "다른 중합체"가 전형적으로 존재하지 않음).The heating of this material may be in a multistage extruder that heats the mixture of materials to a given temperature in each extruder stage, wherein the progressive stage is, for example, as disclosed in Applicant's various patent applications already incorporated by reference. It is heated to a higher temperature than in the previous stage. In one embodiment, the temperature of the first stage of this extruder for blending is described in Applicants' U.S. Application Serial Nos. 62,872,582 (21132.27) and 62/939,460 (21132.27.1), each of which is incorporated herein by reference in its entirety. It can be in the same range as the temperature of the carbohydrate-based polymeric material (eg NuPlastiQ) in the final stage of the reactive extrusion process prepared as described (eg 120-140° C.). As described in the above application, Applicants claim that control of the conditions under which starch and other ingredients (plasticizers, etc.) are maintained during manufacture of NuPlastiQ results in a small particle size in the final blend of the starch-based polymeric material once blended with the other polymer(s). and the desired formation of a starch-based polymeric material having a tight distribution. Thus, the material during reactive extrusion formation of the starch-based polymeric material is in the final stage of the extruder before mixing with other polymers such as polyesters, polyolefins, etc. , maintained at a temperature of about 130 °C). It is clear that this careful temperature control at the end of the reactive extrusion step when forming the starch-based polymeric material is different from the temperature control in the extruder when blending the already formed starch-based polymeric material with other polymers to which it is being blended. something to do. These temperatures may be similar, but the constituents present in these stages are completely different (eg, in the stages described herein, "other polymers" such as polyesters are typically not present).

폴리에스테르 플라스틱 물질 및 탄수화물계 중합성 물질을 함유하는 물질의 혼합물은 압출기의 하나 이상의 챔버에서 가열될 수 있다. 일부 경우에, 압출기의 하나 이상의 챔버는 상이한 온도에서 가열될 수 있다. 압출기의 하나 이상의 스크류의 속도는 임의의 바람직한 속도로 설정될 수 있다.The mixture of the polyester plastic material and the material containing the carbohydrate-based polymeric material may be heated in one or more chambers of the extruder. In some cases, one or more chambers of the extruder may be heated at different temperatures. The speed of one or more screws of the extruder may be set to any desired speed.

물론, 하나의 물질을 먼저 가열한 다음, 후속(예를 들어, 하류) 투입에서 제2 및/또는 제3 물질을 첨가하는 것 또한 가능하며, 모든 물질이 함께 용융-블렌딩될 수 있도록 초기 물질 후에 가열될 것이다. 도 1은 이러한 모든 조건을 포괄하는 것이다.Of course, it is also possible to first heat one material and then add the second and/or third material in a subsequent (eg downstream) dosing, after the initial material so that all materials can be melt-blended together. will be heated Figure 1 covers all these conditions.

(110)에서, 물품은 물질의 혼합물을 사용하여 생산된다. 일부 경우에, 상기 물품은 필름을 포함할 수 있다. 다른 경우에, 상기 물품은 필름으로부터 형성될 수 있다. 다른 구현예에서, 상기 물품은 몰드(mold)(예를 들어, 사출 성형)와 같은 디자인에 기반한 형상을 가질 수 있다. 플라스틱으로 형성된 임의의 고려가능한 물품은, 예를 들어, 비제한적으로 필름, 봉지, 병, 캡, 뚜껑, 시트, 박스, 플레이트, 컵, 기구 등을 포함하는 혼합물로부터 형성될 수 있다. 상기 물품이 필름인 경우, 다이(die)를 사용하여 가스를 가열된 물질 혼합물에 주입하여 필름을 형성함(즉, 필름을 블로잉함)으로써 필름이 형성될 수 있다. 캐스트 필름(Cast films) 또한 가능하다. 필름은 씰링(seal)되고/되거나 달리 변형되어 봉지 또는 다른 물품의 형태가 될 수 있다.At 110, the article is produced using the mixture of substances. In some cases, the article may include a film. In other cases, the article may be formed from a film. In other embodiments, the article may have a shape based design, such as a mold (eg, injection molding). Any conceivable article formed of plastic may be formed from a mixture including, for example, but not limited to, films, bags, bottles, caps, lids, sheets, boxes, plates, cups, utensils, and the like. If the article is a film, the film may be formed by using a die to inject gas into the heated material mixture to form the film (ie, blow the film). Cast films are also possible. The film may be sealed and/or otherwise deformed into the form of a bag or other article.

상기 물품이 필름인 경우, 필름은 단일 층 또는 다중 층으로 구성될 수 있다. 필름 또는 임의의 개별 층은 적어도 0.001 mm, 적어도 0.002 mm, 적어도 0.004 mm, 적어도 0.01 mm, 적어도 0.02 mm, 적어도 0.03 mm, 적어도 0.05 mm, 적어도 0.07 mm, 적어도 0.10 mm, 2 mm 이하, 1 mm 이하, 0.5 mm 이하, 0.1 mm 이하, 약 0.05 mm 내지 약 0.5 mm, 또는 0.02 mm 내지 0.05 mm의 두께를 가질 수 있다. 필름 및 시트 물품에 대한 두께 값에서 일부 중첩이 있을 수 있지만, 임의의 바람직한 플라스틱 제조 공정에 의해 생산된, 이러한 필름 값보다 더 큰 두께의 시트 물질(예를 들어, 2 mm 이상, 예컨대 2 내지 100 mm 또는 2 내지 10 mm)이 물론 제공될 수 있다는 것이 이해될 것이다.When the article is a film, the film may consist of a single layer or multiple layers. The film or any individual layer is at least 0.001 mm, at least 0.002 mm, at least 0.004 mm, at least 0.01 mm, at least 0.02 mm, at least 0.03 mm, at least 0.05 mm, at least 0.07 mm, at least 0.10 mm, 2 mm or less, 1 mm or less. , 0.5 mm or less, 0.1 mm or less, about 0.05 mm to about 0.5 mm, or 0.02 mm to 0.05 mm. Although there may be some overlap in thickness values for film and sheet articles, sheet materials of greater thickness than these film values produced by any desired plastics manufacturing process (eg, 2 mm or greater, such as 2-100) mm or 2 to 10 mm) may of course be provided.

필름 또는 다른 물품은 다트 낙하 충격 시험(ASTM D-1709), 파단시 인장 강도 시험(ASTM D-882), 파단시 인장 신율 시험(ASTM D-882), 시컨트 계수 시험(secant modulus test)(ASTM D-882), 및/또는 엘멘도르프 인열 시험(Elmendorf Tear test)(ASTM D-1922)과 같은 시험을 통해 특징화된 강도 특성을 가질 수 있다. 이러한 특징에 대한 예시적인 값은 출원인의 다양한 다른 출원에 제공되며, 본원에 참조로 이미 포함되었다.The film or other article may be subjected to a dart drop impact test (ASTM D-1709), tensile strength at break test (ASTM D-882), tensile elongation at break test (ASTM D-882), secant modulus test (ASTM) D-882), and/or have strength properties characterized through tests such as the Elmendorf Tear test (ASTM D-1922). Exemplary values for these characteristics are provided in various other applications of Applicants and are already incorporated herein by reference.

상대적으로 저온 "가정 내 퇴비" 유형 조건(예를 들어, EN13432, ASTM 표준 D-5338에 따른 산업용 퇴비 시험과 유사할 수 있지만, 58℃ 보다는 28℃에서 수행됨) 하에 생분해 시험을 수행하는 경우, 본 블렌드는 365일 이내에 90% 이상의 생분해를 나타내며, 이는 NF T51-800 (2015); AS 5810 (2010); 및 TUV 오스트리아 벨기에의 OK 퇴비 가정 내 인증 방식과 같은 적용가능한 "가정 내 퇴비성" 표준의 생분해성 부분을 충족시키기에 충분하다. 이러한 표준은 본원에서 그 전문이 참조로 포함된다. 90% 이상의 생분해는 예를 들어 350일 이내, 325일 이내, 300일 이내, 275일 이내, 250일 이내, 200일 이내, 또는 180일 이내와 같이, 허용된 365일보다 더 신속하게 달성될 수 있다.If biodegradation testing is performed under relatively low temperature “home-compost” type conditions (e.g., similar to industrial compost testing according to EN13432, ASTM standard D-5338, but performed at 28°C rather than 58°C), this The blend exhibits greater than 90% biodegradation within 365 days, which is NF T51-800 (2015); AS 5810 (2010); and TUV Austria and Belgium's OK Composting In-Home Certification Method. These standards are incorporated herein by reference in their entirety. More than 90% biodegradation can be achieved more quickly than the allowed 365 days, for example within 350 days, within 325 days, within 300 days, within 275 days, within 250 days, within 200 days, or within 180 days. there is.

가정 내 퇴비화 환경 조건에서의 생분해가 특히 고려되지만, 향상된 생분해가 다른 처리 환경, 예를 들어 혐기성 퇴비화 환경(예를 들어, ASTM D-5511 또는 D-5526에 의해 시뮬레이션됨), 또는 해양 조건(예를 들어, ASTM D-6691에 의해 시뮬레이션됨) 하에서도 나타날 수 있다는 것이 이해될 것이다.Although biodegradation in home composting environmental conditions is particularly contemplated, enhanced biodegradation may be in other processing environments, such as anaerobic composting environments (e.g., simulated by ASTM D-5511 or D-5526), or marine conditions (e.g. for example, simulated by ASTM D-6691).

생분해 시험을 수행하는 경우, 중량 기준으로 약 2% 이하의 생분해 향상 첨가제를 갖고(또는 바람직하게는 이들을 함유하지 않고), 본원에 기술된 바와 같은 소정량의 탄수화물계 중합성 물질 및 폴리에스테르 플라스틱 물질을 갖는 물품은, 물품 내에 탄수화물계 중합성 물질의 도입의 결과로서, 향상된 가정 내 퇴비성을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 폴리에스테르 중합성 물질 또는 블렌드 (예를 들어, 또는 그의 탄소 원자)의 적어도 90%, 또는 심지어 적어도 95%가 365일, 300일, 200일, 또는 심지어 180일의 기간에 걸쳐 생분해될 수 있다. 임의의 경우에, 블렌드의 PLA 물질뿐만 아니라 블렌드 전체의 분해도는 NuPlastiQ 또는 다른 탄수화물계 중합성 물질이 첨가되지 않은 물질에 의해 나타나는 분해도보다 클 것이다. 이러한 향상된 생분해는 폴리에스테르 블렌드에 PLA를 함유할 수 있는 봉지(예를 들어, 비닐봉지) 또는 다른 필름의 형성을 허용하는 동시에, 적용 가능한 가정 내 퇴비성 기준을 여전히 충족시키기 때문에 특히 유리하다.If biodegradation testing is performed, have (or preferably no) biodegradation enhancing additives by weight of up to about 2% by weight, and a predetermined amount of a carbohydrate-based polymeric material and a polyester plastic material as described herein An article having an article may exhibit improved compostability in the home as a result of the incorporation of a carbohydrate-based polymeric material into the article. For example, at least 90%, or even at least 95%, of the polyester polymeric material or blend (eg, or carbon atoms thereof) is biodegradable over a period of 365 days, 300 days, 200 days, or even 180 days. can be In any case, the degree of degradation of the blend as a whole, as well as the PLA material of the blend, will be greater than that exhibited by the material without the addition of NuPlastiQ or other carbohydrate-based polymeric material. This improved biodegradation is particularly advantageous as it allows the formation of bags (eg, plastic bags) or other films that may contain PLA in the polyester blend while still meeting applicable in-home compostability standards.

도 2는 본 개시내용에 따른 물품을 생산하기 위한 예시적인 제조 시스템(200)의 구성요소를 도시한다. 일부 경우에, 제조 시스템(200)은 도 1의 공정(100)에서 사용될 수 있다. 예시적인 예에서, 제조 시스템(200)은 압출기, 예컨대 단일 스크류 압출기 또는 트윈 스크류 압출기이다.2 illustrates components of an exemplary manufacturing system 200 for producing an article according to the present disclosure. In some cases, manufacturing system 200 may be used in process 100 of FIG. 1 . In the illustrative example, the manufacturing system 200 is an extruder, such as a single screw extruder or a twin screw extruder.

일 구현예에서, 2종 이상의 폴리에스테르 플라스틱 물질(예를 들어, PBAT 및 PLA) 및 1종 이상의 탄수화물계 중합성 물질은 제1 호퍼(202) 및 제2 호퍼(204)를 통해 제공된다. 2개 초과의 호퍼가 제공될 수 있다. 상용화제는 (예를 들어, 이의 마스터배치에) 선택적으로 어느 하나의 물질 또는 둘 모두의 물질과 함께 함유될 수 있다. 일 구현예에서, 상용화제가 없거나 그의 최소량 (예를 들어, 5% 미만, 4% 미만, 3% 미만, 2% 미만, 1% 미만, 또는 0.5% 미만)이 함유된다. 칼슘 카보네이트 또는 다른 필러 물질(예를 들어, 칼슘 카보네이트 또는 탈크와 같은 무기 필러, 또는 적합한 유기 필러)이 개별적으로 첨가되거나 마스터배치에 함유될 수 있다. 전형적인 구현예에서, 탄수화물계 중합성 물질을 마스터배치(예를 들어, 임의의 선택적 상용화제를 사용)로 배합하는 것은 이러한 마스터배치의 펠릿을 호퍼(204) 내에 배치하기 전에 수행될 수 있다. 이러한 마스터배치는 물론 또한 그 안에 폴리에스테르 플라스틱 물질(들)의 일부 부분을 함유할 수 있다.In one embodiment, two or more polyester plastic materials (eg, PBAT and PLA) and one or more carbohydrate-based polymeric materials are provided via a first hopper 202 and a second hopper 204 . More than two hoppers may be provided. The compatibilizer may be contained (eg, in a masterbatch thereof) optionally with either or both substances. In one embodiment, no compatibilizer is present or a minimal amount thereof (eg, less than 5%, less than 4%, less than 3%, less than 2%, less than 1%, or less than 0.5%) is contained. Calcium carbonate or other filler materials (eg, inorganic fillers such as calcium carbonate or talc, or suitable organic fillers) may be added individually or contained in the masterbatch. In a typical embodiment, blending the carbohydrate-based polymeric material into a masterbatch (eg, using any optional compatibilizer) may be performed prior to placing the pellets of such masterbatch into hopper 204 . This masterbatch may of course also contain some portion of the polyester plastic material(s) therein.

1종 이상의 탄수화물계 중합성 물질 및 PBAT, PLA 또는 다른 폴리에스테르 플라스틱 물질은 제1 챔버(206)에서 혼합되어 물질의 혼합물을 생산할 수 있다. 일부 경우에, 물질의 혼합물은 5중량% 내지 60중량%의 1종 이상의 탄수화물계 중합성 물질, 및 40중량% 내지 95중량%의 PBAT, PLA 또는 다른 폴리에스테르 플라스틱 물질을 함유할 수 있다. 무기 또는 다른 필러 물질(예를 들어, 칼슘 카보네이트 및/또는 탈크)이 함유되는 경우, 이는 중량 기준으로 0% 내지 30%, 또는 최대 20%로 존재할 수 있다. 중합성 물질의 백분율은 전체 블렌드(예를 들어, 임의의 필러 및/또는 상용화제를 함유함)에 대해, 또는 중합성 물질에만 대해 상대적일 수 있다. 범위는 물론, 원하는 특성에 따라 상기 범위 밖에서 또는 본원의 다른 범위 밖에서 달라질 수 있다.One or more carbohydrate-based polymeric materials and PBAT, PLA or other polyester plastic materials may be mixed in first chamber 206 to produce a mixture of materials. In some cases, the mixture of materials may contain from 5% to 60% by weight of one or more carbohydrate-based polymeric materials, and from 40% to 95% by weight of PBAT, PLA or other polyester plastic material. If inorganic or other filler materials (eg, calcium carbonate and/or talc) are included, they may be present from 0% to 30% by weight, or up to 20%. The percentage of polymeric material may be relative to the overall blend (eg, containing any fillers and/or compatibilizers), or to the polymeric material alone. Ranges may, of course, vary outside of the above ranges or other ranges herein, depending on the properties desired.

하나의 예시적인 조성물은 30% 내지 55%의 탄수화물계 중합성 물질(들), 적어도 10%, 적어도 15%, 적어도 20%, 적어도 25%, 90% 이하, 85% 이하, 80% 이하, 10% 내지 80%, 20% 내지 70%, 또는 30% 내지 60%의 PBAT, 최대 60%, 최대 50%, 최대 40%, 최대 30%, 최대 20%, 또는 최대 15%의 PLA(예를 들어, 1% 내지 15%, 또는 1% 내지 12% PLA), 및 0% 내지 30%(예를 들어, 0%, 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%)의 칼슘 카보네이트 또는 다른 필러를 함유할 수 있다. 상용화제는 존재할 수 있거나 존재하지 않을 수 있다. 다른 모든 것은 동일하며, PLA의 더 높은 분율은 더 느리게 생분해될 수 있지만, 365일 이내에 여전히 표준의 90% 임계치를 충족할 수 있다. 예를 들어, 최대 20%, 또는 최대 15%의 PLA 로딩(loading) 함유는 200일, 또는 심지어 180일 이내에 표준의 90% 임계치를 충족시킬 수 있는 블렌드를 초래할 수 있다.One exemplary composition comprises 30% to 55% carbohydrate-based polymeric material(s), at least 10%, at least 15%, at least 20%, at least 25%, 90% or less, 85% or less, 80% or less, 10 % to 80%, 20% to 70%, or 30% to 60% PBAT, up to 60%, up to 50%, up to 40%, up to 30%, up to 20%, or up to 15% PLA (e.g. , 1% to 15%, or 1% to 12% PLA), and 0% to 30% (eg, 0%, 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%) of calcium. It may contain carbonates or other fillers. Compatibilizers may or may not be present. All else being equal, a higher fraction of PLA can biodegrade more slowly, but still meet the 90% threshold of the standard within 365 days. For example, containing up to 20%, or up to 15% PLA loading can result in a blend that can meet the 90% threshold of the standard within 200 days, or even 180 days.

도 2에 도시된 바와 같이, 물질의 혼합물은 다수의 챔버, 예컨대 제 1 챔버(206), 제 2 챔버(208), 제 3 챔버(210), 제 4 챔버(212), 제 5 챔버(214), 및 선택적인 제 6 챔버(216)를 통해 통과할 수 있다. 물질의 혼합물은 챔버(206, 208, 210, 212, 214, 216)에서 가열될 수 있다. 일부 경우에, 챔버 중 하나의 온도는 챔버 중 또 다른 하나의 온도와 상이할 수 있다. 예시적인 예에서, 제1 챔버(206)는 120℃ 내지 140℃의 온도까지 가열되고; 제2 챔버(208)는 130℃ 내지 160℃의 온도까지 가열되고; 제3 챔버(210)는 135℃ 내지 165℃의 온도까지 가열되고; 제4 챔버(212)는 140℃ 내지 170℃의 온도까지 가열되고; 제5 챔버(214)는 145℃ 내지 180℃의 온도까지 가열되고; 선택적인 제6 챔버(216)는 145℃ 내지 180℃의 온도까지 가열된다.As shown in FIG. 2 , the mixture of substances is mixed in a plurality of chambers, such as a first chamber 206 , a second chamber 208 , a third chamber 210 , a fourth chamber 212 , and a fifth chamber 214 . ), and optionally through a sixth chamber 216 . The mixture of substances may be heated in chambers 206 , 208 , 210 , 212 , 214 , 216 . In some cases, the temperature of one of the chambers may be different from the temperature of another one of the chambers. In the illustrative example, the first chamber 206 is heated to a temperature of 120° C. to 140° C.; the second chamber 208 is heated to a temperature of 130° C. to 160° C.; the third chamber 210 is heated to a temperature of 135° C. to 165° C.; the fourth chamber 212 is heated to a temperature of 140° C. to 170° C.; the fifth chamber 214 is heated to a temperature of 145° C. to 180° C.; An optional sixth chamber 216 is heated to a temperature between 145°C and 180°C.

그 후에 가열된 혼합물은 다이(218)를 사용하여 압출되어 압출된 물체, 예컨대 필름, 시트 등을 형성할 수 있다. 사출 성형, 열성형, 또는 다른 플라스틱 생산 공정은 다양한 물품, 예컨대 봉지(예를 들어, 비닐봉지), 농업용 멀치(agricultural mulch)(잡초 방벽(weed barrier)), 다른 필름, 기구, 플레이트, 컵 병, 캡 또는 뚜껑 등을 제조하는데 사용될 수 있다. 필름 블로잉에서, 가스는 압출된 물체 내로 주입되어 상기 물체를 105 bar 내지 140 bar의 압력으로 팽창시킬 수 있다. 생성된 튜브(220)는 롤러를 통해 인발되어 전형적으로 0.02 mm(약 0.8 mil) 내지 0.05 mm(약 2 mil)의 두께를 갖는 필름(224)을 생성할 수 있다. 심지어 더 얇은 필름, 예를 들어, 0.1 mil(0.004 mm)만큼 얇은 두께를 갖는 필름이 본원에 기술된 바와 같은 블렌드를 사용하여 만들어질 수 있다. 물론, 2 mil 초과의 두께도 달성될 수 있다. 일부 경우에, 필름(224)은 단일 층으로 구성될 수 있다. 다른 경우에, 필름(224)은 다중 층으로 구성될 수 있다. 다중 층이 존재하는 경우, 상기 층 중 적어도 하나는 탄수화물계 중합성 물질을 함유할 수 있다. 일부 구현예에서, 탄수화물계 중합성 물질은 하나 이상의 외부층, 내부층, 또는 모든 층에 존재할 수 있다.The heated mixture may then be extruded using a die 218 to form an extruded object, such as a film, sheet, or the like. Injection molding, thermoforming, or other plastics production processes can be used to produce a variety of articles, such as bags (eg, plastic bags), agricultural mulch (weed barrier), other films, utensils, plates, cup bottles. , can be used to manufacture caps or lids, and the like. In film blowing, a gas may be injected into an extruded object to expand the object to a pressure of 105 bar to 140 bar. The resulting tube 220 may be drawn through a roller to produce a film 224 having a thickness typically between 0.02 mm (about 0.8 mil) and 0.05 mm (about 2 mil). Even thinner films, for example films having a thickness as thin as 0.1 mil (0.004 mm) can be made using the blends as described herein. Of course, thicknesses greater than 2 mils can also be achieved. In some cases, the film 224 may consist of a single layer. In other cases, the film 224 may consist of multiple layers. When multiple layers are present, at least one of the layers may contain a carbohydrate-based polymeric material. In some embodiments, the carbohydrate-based polymeric material may be present in one or more outer layers, inner layers, or all layers.

본원에서 기술된 개념은 하기의 실시예에서 추가로 기술될 것이다. 하기 일부 실시예는 복합 블렌드의 90% 이상 생분해, 및/또는 이의 폴리에스테르 성분 (PBAT 및/또는 PLA)의 90% 이상을 365일 이내에 나타낸다.The concepts described herein will be further illustrated in the examples which follow. Some examples below show at least 90% biodegradation of the composite blend, and/or at least 90% of its polyester components (PBAT and/or PLA) within 365 days.

생분해는 탄소에 대한 질량 균형에 따라 호흡측정학계 시험에서 통상적인 바와 같이 결정될 수 있으며, 이에 따르면 블렌드 물질(예를 들어, 탄수화물계 중합성 물질 및/또는 폴리에스테르)에서 시작된 탄소 원자는 생분해 결과로서 CH₄ 및/또는 CO₂와 같은 가스 제거된 생성물에 존재하게 된다. 예를 들어, 임의의 폴리에스테르 또는 블렌드 전체의 탄소 원자의 적어도 90%는 이러한 가정 내 퇴비화 시뮬레이션 조건에서 365일 이내에(또는 300일, 또는 200일, 또는 180일 등) CO₂, 또는 CH₄ 중 적어도 하나가 될 수 있다. NF T51-800 (2015); AS 5810 (2010); 또는 TUV 오스트리아 벨기에의 OK 퇴비 가정 내 인증 방식을 통과하려면 (1) 예를 들어, ASTM D6400 또는 이와 유사한 규정에 따라 블렌드에 함유된 모든 구성성분 (예를 들어, 블렌드에 함유된 PBAT, PLA 및 탄수화물계 중합성 물질)이 고형물 형태의 인증된 중금속 "통과" 등급; (2) EN13432에 따라 365일에 샘플 내의 탄소의 적어도 90%가 CO₂ 또는 CH₄로 전환; (3) ISO 20200 또는 이와 유사한 규정에 따라 분해 "통과"; 및 (4) 예를 들어, OECD 지침 208, ASTM D6400 등에 따라 블렌드에 함유된 모든 구성성분이 생태독성 "통과" 등급일 것을 요구한다. 하기 실시예에 도시된 샘플은 이러한 요구 사항을 충족한다.Biodegradation can be determined as is customary in respirometric tests according to the mass balance for carbon, whereby carbon atoms originating in the blend material (eg carbohydrate-based polymeric material and/or polyester) are biodegradable as a result of It will be present in the degassed products such as CH ₄ and/or CO ₂ . For example, at least 90% of the total carbon atoms of any polyester or blend will be in CO ₂ , or CH ₄ within 365 days (or 300 days, or 200 days, or 180 days, etc.) under these in-home composting simulation conditions. It can be at least one. NF T51-800 (2015); AS 5810 (2010); or TUV Austria Belgium to pass the OK Composting Home Certification Method: (1) All ingredients contained in the blend (e.g., PBAT, PLA and carbohydrates in the blend according to ASTM D6400 or similar regulations) based polymeric material) has a certified "pass" rating of heavy metals in solid form; (2) at least 90% of the carbon in the sample is converted to CO ₂ or CH ₄ in 365 days according to EN13432; (3) “pass” disassembly in accordance with ISO 20200 or similar regulations; and (4) require that all ingredients contained in the blend be rated "pass" for ecotoxicity, e.g., in accordance with OECD Guideline 208, ASTM D6400, etc. The samples shown in the examples below meet these requirements.

본 발명의 상기 인용된 이점 및 다른 이점을 수득할 수 있도록, 상기 간단히 기술된 본 발명의 보다 특정한 설명은 첨부된 도면에 예시된 본 발명의 구체적인 구현예를 참조하여 제시될 것이다. 이러한 도면이 단지 본 발명의 전형적인 구현예만을 도시하며 따라서 그의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않는다는 이해 하에, 본 발명은 첨부 도면의 사용을 통해 추가적인 구체적이고 세부적인 사항을 통해 기술되고 설명될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 물품을 형성하기 위한 예시적인 가공의 흐름도를 도시한다.
도 2는 도 1에 따른 물품을 생산하기 위한 예시적인 제조 시스템의 구성 요소를 도시한다.
도 3은 NuPlastiQ GP를 형성하기 위해 사용된 천연 옥수수 전분 및 천연 감자 전분에 대한 XRD 패턴과 비교하여 BioLogiQ로부터 상업적으로 입수가능한 탄수화물계 중합성 물질인 NuPlastiQ GP에 대한 X-선 회절(XRD) 패턴을 도시한다. 현저하게 감소된 결정성은 쉽게 드러난다.
도 4는 PBAT 및 PLA와 NuPlastiQ의 예시적인 블렌드에 대한 다트 낙하 충격 강도 데이터를 나타낸다.
도 5는 NuPlastiQ GP 및 천연 옥수수 전분 및 천연 감자 전분에 대한 FT-IR 스펙트럼 데이터를 나타낸다. 전분은 친수성이지만, NuPlastiQ GP는 소수성이다.
도 6은 다른 중합성 물질과 블렌딩된 종래의 전분을 포함하는 다른 필름 및 다른 중합성 물질과 블렌딩된 NuPlastiQ를 포함하는 필름의 상대적인 소수성 특성을 비교하여 나타내는 사진으로, Dyne 펜으로 시험된 바와 같이, 동일한 폴리올레핀 매트릭스 물질에 대해, NuPlastiQ가 전분계 구성성분의 주어진 중량 분율에서 얼마나 더 소수성인지를 나타낸다.
도 7은 종래의 전분 물질에 대한 DSC 용융 온도 프로파일 데이터를 나타낸다.
도 8은 예시적인 NuPlastiQ 물질에 대한 TGA 온도 안정성 데이터를 글리세린 및 전분과 비교하여 나타낸다.
도 9는 실시예 1에 기술된 바와 같이, 본 개시내용에 따라 제조된 다양한 샘플뿐만 아니라 양성 비교 대조군에 대해, 주위 온도 (28℃) 가정 내 퇴비 조건을 시뮬레이션하기 위하여 가정 내 퇴비 조건에서 EN13432에 따라 179일에 걸쳐 측정된 생분해율을 나타낸다.
도 10a는 실시예 2에 기술된 바와 같이, 본 개시내용에 따라 제조된 샘플 BC27240에 대해, 주위 온도 (28℃) 퇴비 조건을 시뮬레이션하기 위한 ISO 20200 표준에 기반하여 시작부터 26주까지의 분해 시험의 결과를 나타낸다.
도 10b는 실시예 3에 기술된 바와 같이, 시험 시작 시의 시험 샘플 BC27130 및 BC27251의 사진을 나타낸다.
도 10c는 실시예 3에 기술된 바와 같이, 시험 시작 및 4주 후 시험 샘플 BC27130의 사진 비교를 나타낸다.
도 10d는 실시예 3에 기술된 바와 같이, 시험 시작 및 4주 후 시험 샘플 BC27251의 사진 비교를 나타낸다.
도 10e는 실시예 3에 기술된 바와 같이, 8주 후 시험 샘플 BC27130을 갖는 퇴비화 반응기의 함량의 사진을 나타낸다.
도 10f는 실시예 3에 기술된 바와 같이, 8주 후 시험 샘플 BC27251을 갖는 퇴비화 반응기의 함량의 사진을 나타낸다.
도 10g는 실시예 3에 기술된 바와 같이, 시험 시작 및 12주 후의 시험 샘플 BC27130의 사진 비교를 나타낸다.
도 10h는 실시예 3에 기술된 바와 같이, 시험 시작 및 12주 후의 시험 샘플 BC27251의 사진 비교를 나타낸다.
도 10i는 실시예 3에 기술된 바와 같이, 14주 후 시험 샘플 BC27130을 갖는 퇴비화 반응기의 내용물 사진을 나타낸다.
도 10j는 실시예 3에 기술된 바와 같이, 14주 후 시험 샘플 BC27251을 갖는 퇴비화 반응기의 내용물 사진을 나타낸다.In order that the above recited and other advantages of the invention may be obtained, a more specific description of the invention, briefly set forth above, will be set forth with reference to specific embodiments of the invention illustrated in the accompanying drawings. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention will be described and elucidated with additional specific and detail through the use of the accompanying drawings, with the understanding that these drawings illustrate only typical embodiments of the invention and are therefore not to be considered limiting of its scope.
1 depicts a flow diagram of an exemplary processing for forming an article in accordance with the present invention.
FIG. 2 illustrates components of an exemplary manufacturing system for producing an article according to FIG. 1 ;
3 is an X-ray diffraction (XRD) pattern for NuPlastiQ GP, a carbohydrate-based polymeric material commercially available from BioLogiQ, compared to the XRD patterns for native corn starch and native potato starch used to form NuPlastiQ GP. show Significantly reduced crystallinity is readily apparent.
4 shows dart drop impact strength data for exemplary blends of NuPlastiQ with PBAT and PLA.
5 shows FT-IR spectral data for NuPlastiQ GP and native corn starch and native potato starch. While starch is hydrophilic, NuPlastiQ GP is hydrophobic.
6 is a photograph showing the comparison of the relative hydrophobicity properties of different films comprising conventional starch blended with other polymeric materials and films comprising NuPlastiQ blended with other polymeric materials, as tested with a Dyne pen; Shows how much more hydrophobic NuPlastiQ is at a given weight fraction of starch-based constituents, for the same polyolefin matrix material.
7 shows DSC melting temperature profile data for a conventional starch material.
8 shows TGA temperature stability data for an exemplary NuPlastiQ material compared to glycerin and starch.
FIG. 9 shows that for various samples prepared according to the present disclosure as well as positive comparative controls, as described in Example 1, to EN13432 at ambient temperature (28° C.) home composting conditions to simulate home composting conditions. The biodegradation rate measured over 179 days is shown.
10A is a disintegration test from start to week 26 based on the ISO 20200 standard for simulating ambient temperature (28° C.) compost conditions for sample BC27240 prepared according to the present disclosure, as described in Example 2; shows the results of
10B shows photographs of test samples BC27130 and BC27251 at the start of the test, as described in Example 3.
10C shows a photographic comparison of test sample BC27130 at the start of the test and 4 weeks after the test, as described in Example 3.
10D shows a photographic comparison of test sample BC27251 at the start of the test and after 4 weeks, as described in Example 3. FIG.
10E shows a photograph of the content of a composting reactor with test sample BC27130 after 8 weeks, as described in Example 3. FIG.
10f shows a photograph of the content of the composting reactor with test sample BC27251 after 8 weeks, as described in Example 3. FIG.
10G shows a photographic comparison of test sample BC27130 at the start of the test and after 12 weeks, as described in Example 3.
10H shows a photographic comparison of test sample BC27251 at the start of the test and after 12 weeks, as described in Example 3. FIG.
10I shows a photograph of the contents of a composting reactor with test sample BC27130 after 14 weeks, as described in Example 3. FIG.
10J shows a photograph of the contents of a composting reactor with test sample BC27251 after 14 weeks, as described in Example 3. FIG.

실시예Example

실시예 1Example 1

NuPlastiQ, PBAT, 및 PLA의 블렌드로 만들어진 필름을 ASTM D5338 및/또는 EN13432에 따라 195일에 걸쳐 표준 제어된 퇴비화 생분해 시험에 따라 28 ± 2℃의 온도에서 시험되었으며, 이는 가정 내 퇴비 조건을 시뮬레이션을 의미한다. 시험된 필름은 표 2 및 도 9에서 BC27130 및 BC27241로 라벨링되었다. 표 2 및 도 9는 195일 시험의 179일 후의 결과를 나타낸다. 179일 후, 샘플 BC27130 및 BC27241은 각각 75.3% 및 81.8%의 조절된 (셀룰로스 대조군에 비해) 생체분해율 값을 나타내었다. 특히, 샘플 BC27130은 NuPlastiQ 30%, 및 PBAT 70%를 함유하였다. 샘플 BC27241은 NuPlastiQ 35%, PLA 11%, 및 PBAT 54%를 함유하였다. 두 샘플 어느 하나에도 상용화제는 없었다. 두 필름 모두 1.5 내지 2 mil의 두께를 가졌다.Films made from blends of NuPlastiQ, PBAT, and PLA were tested at a temperature of 28 ± 2 °C according to ASTM D5338 and/or EN13432 over a standard controlled composting biodegradation test over 195 days, which simulated home composting conditions. it means. The films tested were labeled BC27130 and BC27241 in Table 2 and Figure 9. Table 2 and Figure 9 show the results after 179 days of the 195-day trial. After 179 days, samples BC27130 and BC27241 showed controlled (relative to cellulose control) biodegradation values of 75.3% and 81.8%, respectively. Specifically, sample BC27130 contained 30% NuPlastiQ, and 70% PBAT. Sample BC27241 contained 35% NuPlastiQ, 11% PLA, and 54% PBAT. There was no compatibilizer in either sample. Both films had a thickness of 1.5 to 2 mils.

100%를 초과하는 셀룰로스 대조군에 대한 생분해 백분율은 프라이밍 (priming)으로 지칭되는 상승작용적 효과에 의해 설명될 수 있다. 어떤 경우에도, 시험 샘플 BC27130 및 BC27241에 대한 절대 생분해성은 각각 79.2% 및 86%로 측정되었다. 상기 도 9의 표기법은 시험에서 46일째에 20%의 신선한 야채, 정원 및 과일 폐기물(VGF)을 재접종(re-inoculation)하는 것을 의미한다. 표 2 및 도 9의 결과는 시료가 365일 이내에 가정 내 퇴비 조건 하에 90% 이상의 생분해에 도달하는 과정에 있고, 따라서 가정 내 퇴비성 기준을 충족한다는 것을 보여준다.The percent biodegradation relative to the cellulose control greater than 100% can be explained by a synergistic effect referred to as priming. In any case, the absolute biodegradability for the test samples BC27130 and BC27241 was determined to be 79.2% and 86%, respectively. The notation in FIG. 9 means re-inoculation of 20% fresh vegetable, garden and fruit waste (VGF) on day 46 of the test. The results in Table 2 and FIG. 9 show that the sample is in the process of reaching over 90% biodegradation under home composting conditions within 365 days, and thus meets the home compostability criteria.

실시예 2Example 2

가정 내 퇴비성 표준 NF T51-800(2015); AS 5810(2010); 또는 TUV 오스트리아 벨기에의 OK 퇴비 가정 내 인증 방식을 만족시키기 위해서는, 이러한 가정 내 퇴비화 조건 하에서 샘플 필름의 26주 이내 분해를 보여줄 필요가 있다. 도 10a는 26주 (182일) 시험에 걸친 샘플 BC27240/1 (상기 실시예 1의 샘플 BC27241과 유사함)의 분해 진행을 나타낸다. 시험 샘플 BC27240/1 (두께 62 마이크론)을 슬라이드 프레임에 넣고 퇴비 접종물과 혼합하였다. 수득된 혼합물을 암실에서 상온(28 ± 2℃)에서 인큐베이션하였다. 시험은 2회 반복으로 수행하였다. 도 10a는 주위 온도에서 퇴비화 26주 동안 시험 물질 BC27240/1의 분해 진행을 시각적으로 보여주는 사진을 나타낸다. 20주 후, 슬라이드 프레임의 주요 부분에는 시험 물질의 작은 경계만이 존재하였다. 더욱이, 와해된(loosened) 필름 조각이 퇴비화 반응기로부터 쉽게 회수될 수 있다는 것이 주목되었다. 미생물 집단을 새로 교체하고 신선한 영양분을 공급하기 위해 18 주의 배양 기간 후에 5% 신선한 VGF 폐기물을 갖는 모든 반응기의 재접종을 수행하였다. 26주 후, 슬라이드 프레임 내에 여전히 존재하는 시험 물질의 임의의 나머지 표면을 기준으로 하여 적어도 90%의 평균 분해 백분율에 도달하였다. 26주 후에는 퇴비 접종물에서 와해된 시험물질이 발견되지 않았다.Standards for compostability at home NF T51-800 (2015); AS 5810 (2010); Alternatively, in order to satisfy the OK composting in-home certification scheme of TUV Austria and Belgium, it is necessary to show degradation of the sample film within 26 weeks under these in-home composting conditions. 10A shows the degradation progression of sample BC27240/1 (similar to sample BC27241 of Example 1 above) over 26 weeks (182 days) testing. Test sample BC27240/1 (62 microns thick) was placed in a slide frame and mixed with the compost inoculum. The obtained mixture was incubated in the dark at room temperature (28±2° C.). The test was performed in two replicates. Figure 10a shows a photograph visually showing the degradation progress of test substance BC27240/1 during 26 weeks of composting at ambient temperature. After 20 weeks, only a small boundary of the test material was present in the main part of the slide frame. Moreover, it has been noted that loosed film pieces can be easily recovered from the composting reactor. Reinoculation of all reactors with 5% fresh VGF waste was performed after an incubation period of 18 weeks to refresh the microbial population and provide fresh nutrients. After 26 weeks, an average percent degradation of at least 90% was reached, based on any remaining surfaces of the test material still present in the slide frame. After 26 weeks, no disintegrated test substances were found in the compost inoculum.

프랑스 표준 규격 NF T51-800 플라스틱 - 가정 내 퇴비화 및 TUV 오스트리아 벨기에의 OK 퇴비화 HOME 인증 방식에 적합한 플라스틱에 대한 사양(2015)은, 물질이 ISO 16929(플라스틱 - 파일럿 규모 시험에서 정의된 퇴비화 조건에서 플라스틱 재료의 분해 정도 측정(2013))에 따른 정량적 시험에서 90% 분해 요건을 통과하였을 때, 물질이 주위 온도(20℃ 내지 30℃, 예를 들어, 28℃ ± 2℃)에서 ISO 20200에 기초한 정성적 시험에서, (1) 슬라이드 내의 시험 물질 표면의 적어도 81%가 26주 후에 소실되었고 (2) 시험 후 퇴비에서 시험 물질의 어떠한 잔기도 식별 가능하지 않은 것으로 물질이 퇴비에 대해 충분한 분해를 입증하였음을 규정한다.French standard specification NF T51-800 Plastics - In-home composting and TUV Austria Belgium's OK Composting Specification for plastics conforming to the HOME certification method (2015) states that the material is plastic under the composting conditions defined in ISO 16929 (Plastic - Pilot-scale testing). When the material passes the 90% decomposition requirement in a quantitative test according to the measurement of the degree of degradation of materials (2013)), the material is purified according to ISO 20200 at ambient temperature (20°C to 30°C, e.g., 28°C ± 2°C). In the performance test, (1) at least 81% of the surface of the test material in the slide was lost after 26 weeks and (2) no residues of the test material were discernible in the compost after the test, demonstrating that the material was sufficiently degraded for composting. stipulate

호주 표준 규격 AS 5810 생분해성 플라스틱 - 가정 내 퇴비화에 적합한 생분해성 플라스틱(2010)에 따르면, 슬라이드 프레임 시험에서 분해 평가 기준은 시험물질의 90%가 슬라이드 프레임으로부터 분해되었으며, 남은 잔류물은 육안으로 관찰할 때 500 mm에서의 퇴비 내 다른 물질과 구별할 수 없다는 것이다.According to the Australian Standard Specification AS 5810 Biodegradable Plastics - Biodegradable plastics suitable for domestic composting (2010), the degradation evaluation criterion in the slide frame test is that 90% of the test substance has been decomposed from the slide frame, and the remaining residues are visually observed. It is indistinguishable from other substances in the compost at 500 mm.

이러한 결과를 바탕으로, EN 13432 퇴비화 및 생분해를 통해 회수 가능한 포장에 대한 요구 사항 - 포장의 최종 승인을 위한 시험 방식 및 평가 기준(2000)의 90% 분해 요건이 충족됨에 따라(100% 분해 달성됨), BC27240/1은 시험된 두께에서 프랑스 표준 규격 NF T51-800 (2015), OK 퇴비 HOME 적합성 마크 및 호주 표준 규격 AS 5810 (2010)에 따른 분해 요건을 충족한다.Based on these results, as the 90% degradation requirement of EN 13432 Requirements for recoverable packaging through composting and biodegradation - Test methods and evaluation criteria for final approval of packaging (2000) is met (100% degradation is achieved) ), BC27240/1 meets the decomposition requirements according to French Standard Specification NF T51-800 (2015), OK Compost HOME Conformity Mark and Australian Standard Specification AS 5810 (2010) at the thickness tested.

실시예 3Example 3

요약 및 결론Summary and Conclusion

도 10b는 분해 시험 시작 전 샘플 BC27130 및 BC27251의 사진(각각 왼쪽 및 오른쪽)을 나타낸다. 샘플 BC27251은 41% NuPlastiQ, 11% PLA, 및 48% PBAT를 함유하였다. 상용화제는 존재하지 않았다. 가정 내 퇴비화 공정을 시뮬레이션한 실험실 규모의 퇴비화 시험에서 시험 항목인 두께 49㎛의 BC27130 및 두께 34㎛의 BC27251의 주위 온도(28℃)에서의 분해가 평가되었다. 본원의 다른 실시예와 마찬가지로, 시험 절차는 ISO 20200 (2015)에 기초하였다. 시험 물질 BC27130 및 BC27251을 2.5 cm × 2.5 cm 조각으로서 10 mm 미만의 숙성 퇴비 및 신선한 제분된 야채, 정원 및 과일 폐기물 (VGF)의 80/20 혼합물에 0.5% 농도로 첨가하였다. 시험을 삼중으로 수행하였고, 17주 동안 지속하였다. 퇴비화 시험 종료 시 퇴비를 체질하고, 분해를 평가하였다.10B shows photographs (left and right, respectively) of samples BC27130 and BC27251 before the start of the dissolution test. Sample BC27251 contained 41% NuPlastiQ, 11% PLA, and 48% PBAT. No compatibilizer was present. The decomposition at ambient temperature (28°C) of the test items BC27130 with a thickness of 49 μm and BC27251 with a thickness of 34 μm was evaluated in a laboratory-scale composting test simulating an in-home composting process. As in other examples herein, the test procedure was based on ISO 202000 (2015). Test substances BC27130 and BC27251 were added as 2.5 cm x 2.5 cm pieces to an 80/20 mixture of aged compost less than 10 mm and fresh milled vegetable, garden and fruit waste (VGF) at 0.5% concentration. The test was performed in triplicate and lasted for 17 weeks. At the end of the composting test, the compost was sieved and degradation was assessed.

2.5 cm × 2.5 cm 조각의 BC27130(49 ㎛) 및 BC27251(34 ㎛)의 분해가 매우 잘 진행되었다. BC27130의 분해는 BC27251보다 다소 빨랐다. 14주의 퇴비화 후 BC27130의 모든 시험 물질은 완전히 분해된 것으로 보였고, 2주 후에 BC27251에 대해서도 같은 결론을 내릴 수 있었다. 주위 온도에서 퇴비화 시험의 종료시(17주 후)에, 시험 반응기의 전체 내용물을 체질, 분류, 추가의 단리 및 분석에 사용하였다. 분해는 2mm 미만의 크기 감소로 정의된다. 두 시험 항목 모두에 대해 2mm 초과하는 단편의 단일 시험 항목 조각이 회수되지 않았다. 49 ㎛ 두께의 BC27130 및 34 ㎛ 두께의 BC27251의 경우, 100.0%의 분해 백분율을 수득했다.The degradation of the 2.5 cm × 2.5 cm pieces of BC27130 (49 μm) and BC27251 (34 μm) proceeded very well. BC27130 disintegrated somewhat faster than BC27251. After 14 weeks of composting, all test substances for BC27130 appeared to be completely degraded, and the same conclusion could be drawn for BC27251 after 2 weeks. At the end of the composting test at ambient temperature (after 17 weeks), the entire contents of the test reactor were used for sieving, sorting, further isolation and analysis. Decomposition is defined as a size reduction of less than 2 mm. No single test item piece of fragments greater than 2 mm was recovered for both test items. For BC27130 with a thickness of 49 μm and BC27251 with a thickness of 34 μm, a degradation percentage of 100.0% was obtained.

프랑스 표준 규격 NF T51-800 플라스틱 - 가정 내 퇴비화에 적합한 플라스틱 사양(2015), 호주 표준 규격 AS 5810 생분해성 플라스틱 - 가정 내 퇴비화에 적합한 생분해성 플라스틱(2010) 및 TUV 오스트리아 벨기에의 OK 퇴비화 가정내 인증 방식은 26주간의 퇴비화 후 주위 온도(20℃ 내지 30℃)에서 ISO 20200(2015)에 따른 정량적 시험에서 시험 물질의 90% 이상이 2mm 미만의 크기로 감소하였을 때 가정 내 퇴비화에 충분한 분해를 나타낸다고 규정한다.French standard specification NF T51-800 Plastics - Specification for plastics suitable for domestic composting (2015), Australian Standard Specification AS 5810 Biodegradable plastics - Biodegradable plastics suitable for domestic composting (2010) and TUV Austria and Belgium's OK composting domestic certification The method indicates sufficient decomposition for home composting when more than 90% of the test substances are reduced to a size of less than 2 mm in a quantitative test according to ISO 20200 (2015) at ambient temperature (20 ° C to 30 ° C) after 26 weeks of composting. stipulate

도입 - 목적 및 시험 방법Introduction - Purpose and Test Method

시험물질인 두께 49㎛의 BC27130 및 두께 34㎛의 BC27251에 대해 주위 온도에서 17주의 인큐베이션 기간 후에 완전 분해가 이미 수득되었기 때문에, NF T51-800(2015), AS 5810(2010) 및 TUV 오스트리아 벨기에의 OK 퇴비 가정 내 인증 방식에 의해 규정된 바와 같은 90% 분해 기준에 쉽게 도달하였다고 결론지을 수 있다. 더 큰 두께에서도, 두 물질 모두가 이 요건에 도달할 가능성이 있다.NF T51-800 (2015), AS 5810 (2010) and TUV Austria and Belgium, as complete decomposition was already obtained after an incubation period of 17 weeks at ambient temperature for the test substances BC27130 with a thickness of 49 μm and BC27251 with a thickness of 34 μm. It can be concluded that the 90% decomposition criterion as stipulated by the OK Compost Home Certification Method has been easily reached. Even at larger thicknesses, it is likely that both materials will reach this requirement.

본 시험의 목적은 10 mm 미만의 숙성 퇴비 및 신선한 제분된 야채, 정원 및 과일 폐기물(VGF)의 80/20 혼합물에서 주위 온도에서 물질의 분해를 평가하는 것이었다. 가정 내 퇴비화 동안, 산업 퇴비화 공정 동안 얻어진 고온(50℃ 이상)은 전형적으로 도달되지 않는다. 따라서, 물질은 가정 내 퇴비화에서 허용될 수 있기 전에 주위 온도에서 충분한 분해를 입증해야 한다.The objective of this test was to evaluate the degradation of materials at ambient temperature in an 80/20 mixture of aged compost less than 10 mm and fresh milled vegetable, garden and fruit waste (VGF). During in-home composting, the high temperatures (above 50° C.) obtained during industrial composting processes are typically not reached. Therefore, the material must demonstrate sufficient decomposition at ambient temperature before it can be accepted for in-home composting.

각각의 시험 항목을 10 mm 미만의 숙성 퇴비 및 신선한 제분된 야채, 정원 및 과일 폐기물 (VGF)의 80/20 혼합물과 혼합하고, 암실에서 28℃에서 인큐베이션하였다. 정기적으로 수분 함량은 필요할 때 확인 및 조정된다. 반응기의 내용물을 정기적으로 수동으로 교반하고, 시험 항목을 시각적으로 모니터링하였다. 분해를 입증해야 하는 최대 시험 기간은 26주였다.Each test article was mixed with an 80/20 mixture of less than 10 mm of aged compost and fresh milled vegetable, garden and fruit waste (VGF) and incubated at 28° C. in the dark. Periodically, the moisture content is checked and adjusted as necessary. The contents of the reactor were periodically manually stirred and the test items monitored visually. The maximum test period to demonstrate degradation was 26 weeks.

시험 종료 시, 2 mm 초과 단편의 분해되지 않은 시험 물질 잔류물을 회수하기 위해, 각각의 반응기로부터의 퇴비를 2 mm 초과의 진동체에 의해 체질하였다. 분해를 수동 선택(manual selection)에 의해 매우 정확하게 평가하였다. 가능한 경우, 매스 밸런스가 계산된다. 퇴비화 공정의 종료시에 얻어진 퇴비는 화학적 및 물리적 분석과 같은 추가 측정을 위해 사용될 수 있다.At the end of the test, the compost from each reactor was sieved by means of a vibrating sieve larger than 2 mm in order to recover undecomposed test substance residues of fragments larger than 2 mm. Decomposition was evaluated very accurately by manual selection. If possible, a mass balance is calculated. The compost obtained at the end of the composting process can be used for further measurements such as chemical and physical analysis.

시험 절차는 ISO 20200 플라스틱 - 실험실 규모 시험에서 시뮬레이션된 퇴비화 조건에서의 플라스틱 재료의 분해 정도 측정(2015)에 기반하며, ISO 20200 (2015)와 비교할 때 다음 사항에서 차이를 갖는다:The test procedure is based on ISO 20200 Plastics - Determination of the degree of degradation of plastic materials under simulated composting conditions in laboratory-scale tests (2015), which differs from ISO 20200 (2015) in the following points:

- 가정 내 퇴비화 조건을 시뮬레이션하기 위해 28℃ ± 2℃에서 인큐베이션함;- Incubated at 28°C ± 2°C to simulate home composting conditions;

- 반응기 당 1 kg의 합성 고체 폐기물 대신에 반응기 당 2 kg의 10 mm 미만 단편의 숙성 퇴비와 VGF의 혼합물을 사용함;- using a mixture of VGF with 2 kg of aged compost in fractions less than 10 mm per reactor instead of 1 kg of synthetic solid waste per reactor;

- · ISO 20200(2015)에 규정된 바와 같은 모니터링 공정 대신에, 주 1회 분해를 시각적으로 모니터링하고 필요에 따라 수분 조건을 평가하고 조정함.- Instead of the monitoring process as stipulated in ISO 20200 (2015), decomposition is visually monitored once a week and moisture conditions are assessed and adjusted as necessary.

시험은 (친열성 및 중온성 인큐베이션 기간으로 수행되는 경우) 다음과 같은 경우에 유효한 것으로 간주된다:The test is considered valid if (when performed with thermophilic and mesophilic incubation periods):

- 3회 반복의 분해 정도가 10% 초과하는 차이가 없다.- There is no difference in the degree of decomposition of 3 repetitions exceeding 10%.

시험 항목Test Items

시험 항목 1exam item 1

- 이름: BC27130- Name: BC27130

- 설명: 플라스틱 필름(도 10b)- Description: plastic film (Fig. 10b)

- 색상: 오프-화이트- Color: Off-White

- 두께: 49 ㎛ ± 2 ㎛- Thickness: 49 ㎛ ± 2 ㎛

- 총 고형물 (TS): 94.4%- Total Solids (TS): 94.4%

- 휘발성 고형물 (VS): TS 상의 99.1%- volatile solids (VS): 99.1% on TS

- 샘플 제조: 2.5 cm × 2.5 cm 조각으로 절단- Sample preparation: cut into 2.5 cm × 2.5 cm pieces

시험 항목 2exam item 2

- 이름: BC27251- Name: BC27251

- 설명: 플라스틱 필름(도 10b)- Description: plastic film (Fig. 10b)

- 색상: 오프-화이트- Color: Off-White

- 두께: 34㎛ ± 2㎛- Thickness: 34㎛ ± 2㎛

- 총 고형물 (TS): 90.9%- Total Solids (TS): 90.9%

- 휘발성 고형물 (VS): TS 상의 99.0%- volatile solids (VS): 99.0% on TS

- 샘플 제조: 2.5 cm × 2.5 cm 조각으로 절단- Sample preparation: cut into 2.5 cm × 2.5 cm pieces

분석 방법analysis method

건조물 또는 총 고형물dry matter or total solids

건조물은 'M_009. 수분 함량 측정'에 기술된 바와 같이 105℃에서 적어도 14시간 동안 건조하고 칭량함으로써 결정된다. 건조물은 습윤 중량에 대하여 백분율로 주어진다.The building is 'M_009. Determination of moisture content is determined by drying and weighing at 105° C. for at least 14 hours as described in 'Determination of moisture content. Dry matter is given as a percentage by wet weight.

pHpH

pH는 'M_006. pH 및 전기 전도성의 측정'에 기술된 바와 같이 표준 버퍼 용액(pH = 4.00, pH = 7.00 및 pH = 10.00)으로 보정(calibration) 후 pH 미터로 측정된다. 전극을 삽입하기 전에, 샘플은 'M_012. 추출물 및 용액의 제조'에 기술된 바와 같이 증류수로 5 대 1(5부의 탈염수 대 1부의 샘플)의 비율로 희석되고 완전히 혼합된다.pH is 'M_006. Measurement of pH and electrical conductivity is measured with a pH meter after calibration with standard buffer solutions (pH = 4.00, pH = 7.00 and pH = 10.00) as described in 'Measurement of pH and Electrical Conductivity'. Before inserting the electrode, the sample is 'M_012. Dilute with distilled water in a ratio of 5 to 1 (5 parts demineralized water to 1 part sample) as described in 'Preparation of extracts and solutions' and mix thoroughly.

두께(플라스틱)Thickness (Plastic)

23℃에서 24시간의 순응화 기간 후에, 10점을 시험 항목에 대해 측정하였다. 측정은 ISO 4593 플라스틱 - 필름 및 시트 - 기계적 스캐닝을 통한 두께 측정 (1993)에 따라 유니버설 벤치 마이크로미터(universal bench micrometer) (정확도 0.1 ㎛) 상에서 실행된다.After an acclimatization period of 24 hours at 23° C., a score of 10 was determined for the test article. Measurements are carried out on a universal bench micrometer (accuracy 0.1 μm) according to ISO 4593 Plastics - Films and Sheets - Thickness measurement via mechanical scanning (1993).

총 질소(N)Total nitrogen (N)

이러한 분석은 'M_039. 총 유기 탄소 및 총 질소의 측정 - 총 탄소, 총 질소 및 무기 탄소 연소에 의한 방법'에 기술된 바와 같이 수행된다. 샘플을 950℃ 내지 1200℃에서 연소시키고, 제어된 여분의 산소를 짧은 시간 동안 첨가함으로써, 질소 구성성분은 질소 산화물(NOx)로 산화될 것이다. CuO 촉매 및 구리 환원제의 존재 하에, 질소 산화물이 N₂로 전환된다. 형성된 N₂는 열전도율 검출기(TCD)로 측정한다. 결과를 총 고형물 kg당 g로 나타내었다.This analysis is 'M_039. Determination of Total Organic Carbon and Total Nitrogen - carried out as described in 'Method by Total Carbon, Total Nitrogen and Inorganic Carbon Combustion'. By burning the sample at 950° C. to 1200° C. and adding controlled excess oxygen for a short period of time, the nitrogen component will be oxidized to nitrogen oxides (NOx). In the presence of a CuO catalyst and a copper reducing agent, nitrogen oxides are converted to N ₂ . Formed N ₂ is measured with a thermal conductivity detector (TCD). Results are expressed in grams per kg total solids.

휘발성 고형물 - 회분Volatile Solids - Ash

휘발성 고형물 및 회분 함량은 'M_010. 유기물 및 탄소 함량 측정'에 기술된 바와 같이 건조된 샘플을 550℃에서 적어도 4시간 동안 가열하고 칭량함으로써 결정된다. 그 결과는 건조물에 대한 백분율로 주어진다.Volatile solids and ash content are 'M_010. Determination of organic and carbon content is determined by heating and weighing a dried sample at 550° C. for at least 4 hours as described in '. The results are given as a percentage to dry matter.

중량 측정weighing

시험 중에는 두 가지 유형의 밸런스가 사용된다. 건조 및 휘발성 물질의 측정을 위해서는 내부 보정 기능이 있는 Sartorius AC 210 S(최대 200 g; d = 0.1 mg). Sartorius CPA 12001 S(최대 12100 g, d = 0.1 g)는 시험 항목 및 접종물의 상이한 구성성분의 칭량을 위해 사용된다.Two types of balances are used during the test. Sartorius AC 210 S (max. 200 g; d = 0.1 mg) with internal calibration for the determination of dry and volatile substances. The Sartorius CPA 12001 S (max. 12100 g, d = 0.1 g) is used for weighing the different components of the test article and inoculum.

결과result

시험 항목의 두께thickness of the test item

BC27130 및 BC27251에 대한 두께 측정 결과를 표 3에 나타내었다.Table 3 shows the thickness measurement results for BC27130 and BC27251.

각각의 시험 항목에 대해 30 cm × 20 cm × 13 cm (l, w, h)의 치수를 갖는 3개 반응기가 분해의 정량적 평가를 위해 가동되기 시작하였다. 반응기는 16주 에이징된 10 mm 미만의 숙성 퇴비 및 신선한 제분된 야채, 정원 및 과일 폐기물 (VGF) 및 0.5% 2.5 cm × 2.5 cm 조각의 BC27130 또는 BC27251의 80/20 혼합물을 함유하였다. 시험 항목의 분해의 결정 및 정량적 평가를 위해 0.5% 시험 항목 농도를 사용하였다. 정량 시험의 시험 설정 세부사항은 표 4에 나타내었다.Three reactors with dimensions of 30 cm x 20 cm x 13 cm (l, w, h) for each test item were started up for quantitative evaluation of degradation. The reactor contained an 80/20 mixture of less than 10 mm aged compost aged 16 weeks and fresh milled vegetable, garden and fruit waste (VGF) and 0.5% 2.5 cm x 2.5 cm pieces of BC27130 or BC27251. A 0.5% test article concentration was used for determination and quantitative evaluation of degradation of the test article. The test setup details for the quantitative test are shown in Table 4.

바이오 폐기물 분석Biowaste Analysis

접종물의 특성을 표 5에 나타내었다. 접종물은 퇴비화를 위한 최적의 수분 함량(56.7%)을 특징으로 하였고, 9의 C/N 비율은 충분한 질소 수준을 보장한다. 정상 pH 7.0이 측정되었다.The properties of the inoculum are shown in Table 5. The inoculum was characterized by an optimal moisture content (56.7%) for composting, and a C/N ratio of 9 ensures sufficient nitrogen levels. A normal pH of 7.0 was measured.

시지각visual perception

퇴비화 공정 동안, 반응기의 내용물을 매주 혼합하였고, 필요한 경우, 최적의 수분 조건을 보장하기 위해 물을 첨가하였다. 시험 중에 시험 물질의 분해를 면밀히 조사하였다.During the composting process, the contents of the reactor were mixed weekly and, if necessary, water was added to ensure optimum moisture conditions. The degradation of the test substance during the test was closely investigated.

49 ㎛의 두께를 갖는 BC27130 및 34 ㎛의 두께를 갖는 BC27251의 2.5 cm × 2.5 cm 조각의 분해는 모두 잘 진행되었다. 도 10c 및 10d는 4주의 주위 온도 퇴비화의 인큐베이션 기간 개시 및 그 후에 각각 BC27130 및 BC27251의 2.5 cm × 2.5 cm 조각 사이의 시각적 비교를 나타낸다. 4주 후 양쪽 시험물질에서 작은 구멍이 관찰되었다. BC27130에서 작은 구멍의 양(시험 물질의 약 80%)은 BC27251(시험 물질의 약 25%)과 비교할 때 상당히 더 많았다. 4주 후(즉, 8주차) BC27130는 부서지기 시작하였으며, 최종 조각의 경우에 약 1.5 cm × 1.5 cm의 평균 크기를 가졌다(도 10e), 도 10f는 8주차의 BC27251의 최종 조각을 도시한다. 두 시험물질의 색상이 모두 갈색으로 변한 것도 눈에 띄었다. 분해는 계속되었고, 12주 간의 퇴비화 후, 퇴비화 반응기로부터 단지 몇 개의 BC27130 조각만이 회수될 수 있었고(도10g), BC27251은 또한 더 작은 조각으로 부서져 있었다(도 10h). 그 후 몇 주 동안 나머지 조각의 양과 크기는 더 줄어들었다. 퇴비화 14주 후, 퇴비화 반응기에서 BC27130를 한 조각도 찾을 수 없었으며(도 10i), 2주 후(16주차) BC27251 또한 완전히 분해되었다(도 10j).The decomposition of 2.5 cm × 2.5 cm pieces of BC27130 with a thickness of 49 μm and BC27251 with a thickness of 34 μm both proceeded well. 10C and 10D show visual comparisons between 2.5 cm × 2.5 cm pieces of BC27130 and BC27251, respectively, at the beginning and after the initiation of an incubation period of 4 weeks ambient temperature composting. After 4 weeks, small holes were observed in both test materials. The amount of small pores in BC27130 (about 80% of the test article) was significantly higher compared to BC27251 (about 25% of the test article). After 4 weeks (i.e., week 8) BC27130 started to crumble and had an average size of about 1.5 cm × 1.5 cm for the final pieces (Fig. 10e), Fig. 10f shows the final pieces of BC27251 at week 8 . It was also noticeable that the color of both test substances changed to brown. Decomposition continued, and after 12 weeks of composting, only a few BC27130 fragments could be recovered from the composting reactor (Fig. 10g), while BC27251 was also broken into smaller fragments (Fig. 10h). Over the next few weeks, the amount and size of the remaining pieces decreased further. After 14 weeks of composting, not a single piece of BC27130 could be found in the composting reactor (Fig. 10i), and after 2 weeks (Week 16) BC27251 was also completely decomposed (Fig. 10j).

체질-분해body - decomposition

시험 종료 시(17주 후), 반응기의 내용물을 건조시켰다. 건조 과정에서 퇴비 덩어리가 부드럽게 부서졌다. 일정한 질량에 도달했을 때 건조 공정을 종료하였다. 2 mm 초과 단편의 임의의 분해되지 않은 시험 물질 잔류물을 회수하기 위해 각각의 반응기의 퇴비를 2 mm 넘는 진동 체에 의해 체질하였다. 표 6으로부터, 양쪽 시험 항목에 대해, 모든 반복 시험에서 2 mm 초과 단편의 시험 물질이 존재하지 않았음을 알 수 있다. ISO 20200(2015)의 유효성 요구 사항이 충족되었다.At the end of the test (after 17 weeks), the contents of the reactor were dried. During the drying process, the compost mass was gently crushed. The drying process was terminated when a constant mass was reached. The compost of each reactor was sieved by means of a vibrating sieve over 2 mm to recover any unresolved test substance residues of fragments larger than 2 mm. From Table 6, it can be seen that, for both test items, there was no test substance with fragments larger than 2 mm in all repeated tests. The validity requirements of ISO 202000 (2015) were met.

프랑스 표준 규격 NF T51-800 플라스틱 - 가정 내 퇴비화에 적합한 플라스틱 사양(2015), 호주 표준 규격 AS 5810 생분해성 플라스틱 - 가정 내 퇴비화에 적합한 생분해성 플라스틱(2010) 및 TUV 오스트리아 벨기에의 OK 퇴비 HOME 인증 방식은 26주의 퇴비화 후, 주위 온도(20℃ 내지 30℃)에서 ISO 20200(2015)에 따른 정량적 시험에서 시험 물질의 90% 이상이 2mm 미만의 크기로 감소되었을 때, 물질이 가정 내 퇴비화에 충분한 분해를 나타낸다고 규정한다.French standard specification NF T51-800 Plastics - Plastics suitable for domestic composting specification (2015), Australian Standard Specification AS 5810 Biodegradable plastics - Biodegradable plastics suitable for domestic composting (2010) and TUV Austria and Belgium OK composting HOME certification method After 26 weeks of composting, when more than 90% of the test substances were reduced to a size of less than 2 mm in a quantitative test according to ISO 20200 (2015) at ambient temperature (20 ° C to 30 ° C), the material decomposes sufficiently for home composting to indicate that

26주 전에 시험물질 BC27130 및 BC27251이 완전히 분해되었기 때문에, NF T51-800 (2015), AS 5810 (2010) 및 TUV 오스트리아 벨기에의 OK 퇴비 가정 내 인증 방식에 규정된 바와 같은 90% 분해 기준에 쉽게 도달하였다고 결론지을 수 있다.As the test substances BC27130 and BC27251 were completely degraded before 26 weeks, the 90% degradation criterion as stipulated in NF T51-800 (2015), AS 5810 (2010) and OK Composting Home Certification Methods in TUV Austria Belgium is easily reached It can be concluded that

시험 물질 BC27130 BC27251은 분해 요건과 관련하여 OK 퇴비 가정 내 인증을 받을 수 있다.Test substance BC27130 BC27251 can be certified as OK compost in-home with respect to degradation requirements.

화학적 분석chemical analysis

표 7은 시험 종료시 화학적 분석 결과를 나타낸다. 비교할 만한 휘발성 고형물 함량을 상이한 반복 시험에 대해 측정하고, 정상 pH 값을 수득하였다. 상이한 반복 시험의 C/N 비율은 8이었다.Table 7 shows the chemical analysis results at the end of the test. Comparable volatile solids content was determined for different replicates and normal pH values were obtained. The C/N ratio of the different replicates was 8.

블렌드의 주요 또는 중요한 구성요소로서 PBAT의 맥락에서 주로 기술되었지만, 예를 들어 PBAT 대신에 대안적으로 또는 추가적으로 사용될 수 있는 다른 폴리에스테르계 중합성 물질이 있을 수 있다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 비교적 낮은 강직성(탄성률)을 갖는 다른 폴리에스테르계 중합성 물질은 PCL 및 PBS를 함유하지만, 이에 제한되지 않는다. 이러한 물질이 유사하게 낮은 강직성, 높은 가요성, 및/또는 높은 인성(및 낮은 강도)을 가질 수 있는 경우, 이는 증가된 강성을 위해 PLA 또는 유사하게 강성인 폴리에스테르와의 블렌딩으로부터 유사하게 이익을 얻을 수 있으며, 여기서 NuPlastiQ와 같은 탄수화물계 중합성 물질이 또한 블렌드에 함유되며, 이는 블렌드가 전체적으로 가정 내 퇴비성 요건을 충족시키는 것을 보장한다. 일 구현예에서, 본 블렌드는 제1 탄성률(예를 들어, PBAT)를 갖는 제1 폴리에스테르 플라스틱 물질, 제2 폴리에스테르(예를 들어, PLA를 함유함)를 함유하며, 여기서 제1 폴리에스테르 플라스틱 물질은 제2 폴리에스테르(예를 들어, PLA)보다 더 작은 탄성률(및/또는 더 큰 가요성)을 갖는다. 블렌드는 또한 탄수화물계 중합성 물질을 함유한다.Although primarily described in the context of PBAT as a major or important component of the blend, it will be understood that there may be other polyester-based polymeric materials that may be used alternatively or in addition to, for example, PBAT. For example, other polyester-based polymeric materials having relatively low stiffness (modulus of elasticity) include, but are not limited to, PCL and PBS. If these materials can have similarly low stiffness, high flexibility, and/or high toughness (and low strength), they would similarly benefit from blending with PLA or similarly rigid polyester for increased stiffness. where a carbohydrate-based polymeric material such as NuPlastiQ is also contained in the blend, which ensures that the blend as a whole meets the compostability requirements of the home. In one embodiment, the blend contains a first polyester plastic material having a first modulus of elasticity (eg, PBAT), a second polyester (eg, containing PLA), wherein the first polyester The plastic material has a smaller modulus (and/or greater flexibility) than the second polyester (eg PLA). The blend also contains a carbohydrate-based polymeric material.

유사하게, 강성을 증가시키기 위해 블렌드에 첨가되는 성분으로서 PLA의 맥락에서 주로 기술되었지만, 예를 들어 PLA 대신에 대안적으로 또는 추가적으로 사용될 수 있는 다른 폴리에스테르계 중합성 물질이 있을 수 있다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, PHA는 PLA와 유사하게 높은 강성을 가질 수 있고, PBAT, PBS, 또는 PCL의 강성을 증가시키는데 사용될 수 있으며, 이의 모두는 전형적으로 낮은 강성을 포함한다. 예로서, PLA는 전형적으로 약 3.5 내지 4.0 GPa의 탄성률을 가질 수 있다. PHA는 전형적으로 약 3 내지 3.5 GPa의 탄성률을 가질 수 있다. 이의 물질 둘 다는 비교적 낮은 파단시 연신율 값 (예를 들어, 각각에 대해 약 200% 이하, 전형적으로 PHA는 100% 이하)을 나타낼 수 있다. PBAT, PBS, 및 PCL은 전형적으로 훨씬 더 높은 파단시 연신율 값(예를 들어, 약 500 내지 약 800%)을 나타내지만, 비교적 낮은 탄성률(예를 들어, 1 GPa 미만, 종종 0.5 GPa 미만)를 나타낸다. 따라서, 본 발명은 탄수화물-기재 중합체 물질과 조합하면서, 높은 파단시 연신율을 나타내는 낮은 강직성(즉, 낮은 탄성률) 물질(예를 들어, PBAT, PCL, PBS 등) 중 하나를, 높은 강직성(높은 탄성률) 및 낮은 파단시 연신율을 나타내는 폴리에스테르 물질 중 하나와 블렌딩하여, 블렌드가 전체로서 가정 내 퇴비성 조건을 충족시킬 수 있도록 하는 것을 고려한다.Similarly, although described primarily in the context of PLA as an ingredient added to blends to increase stiffness, it will be understood that there may be other polyester-based polymeric materials that may be used alternatively or in addition to PLA, for example, instead of PLA. will be. For example, PHA can have a high stiffness similar to PLA, and can be used to increase the stiffness of PBAT, PBS, or PCL, all of which typically include low stiffness. As an example, PLA can typically have an elastic modulus of about 3.5 to 4.0 GPa. PHAs may typically have an elastic modulus of about 3 to 3.5 GPa. Both materials thereof can exhibit relatively low elongation at break values (eg, about 200% or less for each, typically 100% or less for PHA). PBAT, PBS, and PCL typically exhibit much higher elongation at break values (e.g., about 500 to about 800%), but relatively low modulus (e.g., less than 1 GPa, often less than 0.5 GPa). indicates. Accordingly, the present invention provides one of the low stiffness (i.e., low modulus) materials (e.g., PBAT, PCL, PBS, etc.) that exhibit high elongation at break, in combination with carbohydrate-based polymeric materials, with high stiffness (high modulus). ) and one of the polyester materials exhibiting low elongation at break, so that the blend as a whole can meet the compostability requirements of the home.

본원에 개시된 본 발명적 특징의 구현예는 상기 발명적 특징의 원리를 예시한다는 것이 이해되어야 한다. 사용될 수 있는 다른 변형은 상기 발명적 특징의 범위 내에 있다. 따라서, 제한하는 것이 아닌 실시예로서, 상기 발명적 특징의 대안적인 구성은 본원의 교시에 따라, 예를 들어, 적어도 상기 단락에서 기술된 바와 같이 이용될 수 있다.It should be understood that embodiments of inventive features disclosed herein exemplify the principles of said inventive features. Other variations that may be used are within the scope of the above inventive features. Thus, by way of example and not limitation, alternative configurations of the inventive features may be employed in accordance with the teachings herein, for example, at least as described in the paragraphs above.

Claims (21)

제1 탄성률을 갖는 제1 폴리에스테르 플라스틱 물질;
PLA를 포함하는 제2 폴리에스테르 플라스틱 물질로, 제1 폴리에스테르 플라스틱 물질의 탄성률이 PLA의 탄성률 미만이고 PLA로 인해 블렌드가 제1 폴리에스테르 단독보다 큰 탄성률을 갖게 되는 것인 제2 폴리에스테르 플라스틱 물질; 및
전분 및 가소제로부터 형성된 탄수화물계 중합성 물질
의 블렌드를 포함하고,
상기 플라스틱 물질의 중량 기준으로 적어도 90%가 28 ℃에서 365일 내에 가정 내 퇴비화(home compostable) 되는, 폴리에스테르-함유 플라스틱 물질.a first polyester plastic material having a first modulus of elasticity;
a second polyester plastic material comprising PLA, wherein the modulus of elasticity of the first polyester plastic material is less than that of PLA and the PLA causes the blend to have a modulus of elasticity greater than that of the first polyester alone. ; and
Carbohydrate-based polymeric material formed from starch and plasticizer
contains a blend of
A polyester-containing plastic material, wherein at least 90% by weight of the plastic material is home compostable within 365 days at 28°C. 제1항에 있어서, 플라스틱 물질이 상용화제(compatibilizer)를 실질적으로 포함하지 않는, 물질.The material of claim 1 , wherein the plastic material is substantially free of compatibilizers. 제1항에 있어서, 제1 폴리에스테르 플라스틱 물질이 PBAT를 포함하는, 물질.The material of claim 1 , wherein the first polyester plastic material comprises PBAT. 제1항에 있어서, 탄소화물계 중합성 물질이 블렌드의 중량 기준으로 10% 내지 60%의 양으로 함유되는, 물질.The material of claim 1 , wherein the carbide-based polymeric material is contained in an amount of from 10% to 60% by weight of the blend. 제1항에 있어서, 탄소화물계 중합성 물질이 블렌드의 중량 기준으로 30% 내지 60%의 양으로 함유되는, 물질.The material of claim 1 , wherein the carbide-based polymeric material is contained in an amount of from 30% to 60% by weight of the blend. 제1항에 있어서, PLA가 블렌드의 중량 기준으로 적어도 5%의 양으로 함유되는, 물질.The material of claim 1 , wherein PLA is contained in an amount of at least 5% by weight of the blend. 제1항에 있어서, PLA가 블렌드의 중량 기준으로 최대 20%의 양으로 함유되는, 물질.The material of claim 1 , wherein PLA is contained in an amount of up to 20% by weight of the blend. 제1항에 있어서, PLA가 블렌드의 중량 기준으로 최대 15%의 양으로 함유되는, 물질.The material of claim 1 , wherein PLA is contained in an amount of up to 15% by weight of the blend. 제1항에 있어서, 제1 폴리에스테르 플라스틱 물질이 PBAT를 포함하고, PBAT가 블렌드의 중량 기준으로 적어도 30%의 양으로 함유되는, 물질.The material of claim 1 , wherein the first polyester plastic material comprises PBAT, wherein the PBAT is contained in an amount of at least 30% by weight of the blend. 제1항에 있어서, 제1 폴리에스테르 플라스틱 물질이 PBAT를 포함하고, PBAT가 블렌드의 중량 기준으로 30% 내지 70%의 양으로 함유되는, 물질.The material of claim 1 , wherein the first polyester plastic material comprises PBAT, wherein the PBAT is contained in an amount of from 30% to 70% by weight of the blend. 제1항에 있어서, PLA가 블렌드 내에서 28℃에서 퇴비화를 나타내는 반면, PLA가 단독 시험되는 경우에는 퇴비화가 있더라도 28℃에서 365일 내에 감소된 퇴비화를 나타내는, 물질.The material of claim 1 , wherein PLA exhibits compostability at 28° C. in the blend, whereas PLA exhibits reduced compostability within 365 days at 28° C. even with composting when tested alone. 제1항에 있어서, 블렌드 내에 무기 필러를 더 포함하는, 물질.The material of claim 1 , further comprising an inorganic filler in the blend. 제12항에 있어서, 무기 필러가 칼슘 카보네이트를 포함하는, 물질.The material of claim 12 , wherein the inorganic filler comprises calcium carbonate. 제12항에 있어서, 플라스틱 물질의 중량 기준으로 적어도 90%가 EN13432 하에 결정될 때에 28℃ ± 2℃에서 365일 내에 가정 내 퇴비화되는, 물질.The material of claim 12 , wherein at least 90% by weight of the plastic material is compostable at home within 365 days at 28°C ± 2°C as determined under EN13432. 블렌드의 중량 기준으로 적어도 30% 양인 PBAT;
블렌드의 중량 기준으로 최대 20% 양인 PLA; 및
전분 및 가소제로부터 형성된 탄수화물계 중합성 물질로, 블렌드의 중량 기준으로 10% 내지 60%를 구성하는 상기 탄수화물계 중합성 물질
의 블렌드를 포함하고,
상기 플라스틱 물질의 중량 기준으로 적어도 90%가 EN13432 하에 28℃ ± 2℃에서 365일 내에 가정 내 퇴비화되는, 폴리에스테르-함유 플라스틱 물질.PBAT in an amount of at least 30% by weight of the blend;
PLA in amounts up to 20% by weight of the blend; and
A carbohydrate-based polymeric material formed from starch and a plasticizer, wherein said carbohydrate-based polymeric material constitutes 10% to 60% by weight of the blend.
contains a blend of
A polyester-containing plastic material, wherein at least 90% by weight of the plastic material is domestically compostable within 365 days at 28°C ± 2°C under EN13432. 제15항에 있어서, 탄소화물계 중합성 물질이 블렌드의 중량 기준으로 30% 내지 60%의 양으로 함유되는, 물질.16. The material of claim 15, wherein the carbide-based polymeric material is contained in an amount of from 30% to 60% by weight of the blend. 제15항에 있어서, PLA가 블렌드 내에서 28℃ ± 2℃에서 퇴비화를 나타내는 반면, PLA 단독은 퇴비화가 있더라도 28℃ ± 2℃에서 감소된 퇴비화를 나타내는, 물질.The material of claim 15 , wherein PLA exhibits composting at 28° C.±2° C. in the blend, while PLA alone exhibits reduced composting at 28° C.±2° C. even with composting. 제15항에 있어서, PLA가 블렌드의 중량 기준으로 최대 15%의 양으로 함유되는, 물질.16. The material of claim 15, wherein PLA is contained in an amount of up to 15% by weight of the blend. 제15항에 있어서, PBAT가 블렌드의 중량 기준으로 30% 내지 70%의 양으로 함유되는, 물질.16. The material of claim 15, wherein the PBAT is contained in an amount of from 30% to 70% by weight of the blend. 제15항에 있어서, 블렌드 내에 무기 필러를 더 포함하는, 물질.16. The material of claim 15, further comprising inorganic fillers in the blend. 제20항에 있어서, 무기 필러가 칼슘 카보네이트를 포함하고, 물질의 중량 기준으로 5% 내지 30% 또는 10% 내지 30%로 존재하는, 물질.21. The material of claim 20, wherein the inorganic filler comprises calcium carbonate and is present at 5% to 30% or 10% to 30% by weight of the material.

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