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技術 バイオベースポリエチレンテレフタレートパッケージング及びその製造方法

出願人 ザコカ・コーラカンパニー
発明者 クリーゲル,ロバート,エム.ファン,シャオヤンシュルタイス,マイケルコルス,ブロック,エイチ
出願日 2020年1月23日 (1年0ヶ月経過) 出願番号 2020-009140
公開日 2020年5月14日 (9ヶ月経過) 公開番号 2020-073398
状態 未査定
技術分野 被包材 ポリエステル、ポリカーボネート
主要キーワード 密封具 工業活動 二次パッケージ ロジスティックス プログラム記憶デバイス 飲料添加剤 廃棄物埋立地 バイオベース
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (4)

課題

バイオベースPETパッケージングの製造方法を提供すること。

解決手段

本発明は、バイオベースPETパッケージングの製造方法、特に少なくとも1つのバイオベース材料からバイオベースPETを生成する方法であって、a)少なくとも1つのバイオベース材料から少なくとも1つのPET成分を形成するステップであって、少なくとも1つのPET成分がモノエチレングリコール(「MEG」)、テレフタル酸(「TA」)、及びこれらの組合せから選択されるステップと、b)前記バイオベースPET成分をバイオベースPETに加工するステップとを含む方法に関する。

概要

背景

[0001] 本明細書で使用する「PET」という用語は、PETフレークペレット再生PETを含む任意の形態のポリエチレンテレフタレート、そのコポリエステル、及びこれらの組合せを指す。「PET製品」という用語は、これらに限定されないが、樹脂プリフォーム、及びPETパッケージングを含むPETから製造された製品を指す。本明細書で使用する「PETパッケージング」という用語は、これらに限定されないが、PET容器びんを含む)などの食品清涼飲料アルコール飲料洗剤化粧品医薬品及び食用油包装するPETパッケージングと、一般にPET容器の輸送、表示及び保管の整理、安全のための、及び内部の製品の広告のためのPET二次パッケージングとを含むすべてのPETパッケージングを指すものとする。

[0002] 本明細書で使用する「バイオベース」という用語は、部分的に又はその全体が少なくとも1つのバイオベース材料由来するある種の成分を含んでいることを示す。例えば、「バイオベースPET」は、部分的に又は全体的に少なくとも1つのバイオベース材料に由来する少なくとも1つの成分を含むPETであってもよい。「バイオベース材料」及び「再生可能材料」という用語は、共に炭素が非化石生物源に由来する有機材料を指す。

[0003] PETは、一部にはその透明度機械的及びガスバリア特性の優れた組合せによってパッケージング物品を製造するために広範に使用される原料組成物である。今日、大半の市場での方法は、石油化学由来の原材料でPETを製造している(以下、「石油由来のPET」と呼ぶ)。したがって、生産コスト石油価格に密接に関連する。石油由来PETは、その石油由来の炭素含有量の多さのために温室効果排出に寄与する。さらに、石油化学製品は数十万年の時を経て自然に生成されるため、石油由来製品は再生不能であり、これは、それらがその消費に見合った速度で再製造も、再産出も、再生成もできないということを意味する。

[0003]工業活動の環境への影響に関して規制がより厳格になり、石油資源がますます枯渇するにつれて、石油ベースPETへの代替案として役に立つバイオベースPETの需要増している。バイオベースPETが石油ベースPETと同様の化学的及び/又は物理的特性並びに/若しくは化学的構造を有し、石油ベースPET用に現在設計されている技術及び設備を容易にバイオベースPETに適用できればさらに望ましいであろう。例えば、いくつかの適用例では、バイオベースPET製品が既存の石油ベースPET製品の製造設備によって加工でき、及び/又は石油ベースPET製品の再生用に設計されたシステムによって容易に再生可能であれば望ましいであろう。

[0004]バイオベース材料は、環境に優しい製品に対する消費者の需要を満足させるであろう。バイオベース材料が消費者にとって必要な商品コストを潜在的に増大させる食料又は食材競合しなければさらに望ましいであろう。例えば、バイオベース材料は、食料又は農業廃棄過程から得ることができる。したがって、食料又は食材と競合しないバイオベース材料に由来するPETを生産する必要がある。

[0005] 本発明のその他の目的、特徴、及び利点は以下の詳細な説明、図面、及び特許請求の範囲から明らかになろう。

概要

バイオベースPETパッケージングの製造方法を提供すること。本発明は、バイオベースPETパッケージングの製造方法、特に少なくとも1つのバイオベース材料からバイオベースPETを生成する方法であって、a)少なくとも1つのバイオベース材料から少なくとも1つのPET成分を形成するステップであって、少なくとも1つのPET成分がモノエチレングリコール(「MEG」)、テレフタル酸(「TA」)、及びこれらの組合せから選択されるステップと、b)前記バイオベースPET成分をバイオベースPETに加工するステップとを含む方法に関する。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

バイオベースPETを生成する方法であって、(a)少なくとも1つのバイオベース材料から少なくとも1つのPET成分を形成するステップであって、少なくとも1つのPET成分がモノエチレングリコール(「MEG」)、テレフタル酸(「TA」)、及びこれらの組合せから選択されるステップと、(b)前記バイオベースPET成分をバイオベースPETに加工するステップとを含む方法。

請求項2

バイオベースPETを固相重合してPET樹脂を形成するステップと、前記PET樹脂をPETプリフォーム、PETパッケージング、及びこれらの組合せに加工するステップとをさらに含む、請求項1に記載の方法。

請求項3

前記バイオベースPETパッケージングが可食性製品を含み、前記可食性製品が前記バイオベース材料から生成された成分を含む、請求項2に記載の方法。

請求項4

前記少なくとも1つのPET成分が、高速熱分解酸加水分解酵素加水分解微生物分解、菌分解、又は水素化分解の方法を用いて前記バイオベース材料から生成される、請求項1に記載の方法。

請求項5

前記バイオベースPETを加工して繊維又はフィラメントを形成するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。

請求項6

バイオベースポリエチレンテレフタレート(PET)を生成する方法であって、(a)サトウキビ糖蜜砂糖に精製するステップと、(b)糖蜜を発酵させてエタノールを生成するステップと、(c)エタノールをエチレンに精製するステップと、d)エチレンをMEG、少なくとも1つのポリエチレン、及びこれらの組合せに精製するステップとを含む方法。

請求項7

前記MEGとTAを溶融重合してバイオベースPETを形成するステップと、前記バイオベースPETをPET容器に加工するステップをさらに含む、請求項6に記載の方法。

請求項8

前記糖蜜を発酵させて二酸化炭素を生成するステップと、前記二酸化炭素と前記砂糖を前記PET容器内に貯蔵する飲料のための飲料成分として使用するステップとをさらに含む、請求項7に記載の方法。

請求項9

前記少なくとも1つのポリエチレンを加工して前記PET容器の密封具を形成するステップをさらに含む、請求項7に記載の方法。

請求項10

前記少なくとも1つのポリエチレンを加工して前記PET容器のPET二次パッケージングを形成する、請求項7に記載の方法。

請求項11

前記少なくとも1つのポリエチレンをPETパッケージングに加工するステップであって、前記少なくとも1つのポリエチレンが低密度ポリエチレン(「LDPE」)、高密度ポリエチレン(「HDPE」)、直鎖状低密度濃度ポリエチレン(「LLDPE」)、超高分子量ポリエチレン(「UHMWPE」)及びこれらの組合せから選択されるステップをさらに含む、請求項6に記載の方法。

請求項12

バイオベースポリエチレンテレフタレート(PET)を生成する方法であって、(a)トウモロコシデンプン202を可溶化してデンプン水溶液を形成するステップと、(b)前記デンプン水溶液を水素蒸気触媒内で加熱してエチレングリコールを含むグリコール混合物を生成するステップと、(c)前記グリコール混合物を精製してMEGを形成するステップと、(d)前記MEGとTAを溶融重合してバイオベースPETを形成するステップとを含む方法。

請求項13

バイオベースポリエチレンテレフタレート(PET)を生成する方法であって、(a)果実から皮を取り出すステップと、(b)前記皮から少なくとも1つの皮成分を抽出するステップであって、前記少なくとも1つの皮成分がリモネン、砂糖、デンプン、セルロース、及びこれらの組合せから選択されるステップと、(c)少なくとも1つの皮成分を少なくとも1つのPET成分に精製するステップであって、前記少なくとも1つのPET成分がMEG、TA、及びこれらの組合せから選択されるステップと、(d)前記少なくとも1つのPET成分を溶融重合してバイオベースPETを形成するステップとを含む方法。

請求項14

前記果実が、オレンジレモンライムグレーフルーツタンジェリンココナッツ、及びこれらの組合せから選択される、請求項13に記載の方法。

請求項15

前記果実から果汁を抽出するステップと、前記果汁を加工して飲料を形成するステップとをさらに含む、請求項13に記載の方法。

請求項16

前記果実から果肉を取り出すステップと、前記果肉を前記果汁又は飲料内に添加するステップとをさらに含む、請求項15に記載の方法。

請求項17

前記バイオベースPETをさらに加工してバイオベースPET容器を形成するステップと、前記飲料を前記PET容器内に定量注入するステップとをさらに含む、請求項15〜16に記載の方法。

請求項18

バイオベースポリエチレンテレフタレート(PET)を生成する方法であって、(a)農業廃棄物ストリーム収集するステップと、(b)農業廃棄物ストリームをMEGに精製するステップと、(c)前記MEGとTAを溶融重合してバイオベースPETを形成するステップとを含む方法。

請求項19

バイオベースPETパッケージングを再生する方法であって、(a)PET処理センターによってバイオベースPETを加工して、PETチップ、再生MEG、再生TA、及びこれらの組合せから選択される少なくとも1つの再生材料を生成するステップと、(b)前記少なくとも1つの再生材料をPETチップ、再生MEG、及び再生TAの各グループに分離するステップとを含む方法。

請求項20

前記少なくとも1つの再生材料が再生MEGであり、前記再生MEGを新しいバイオベースMEGと混合して混合MEGストリームを形成するステップをさらに含む、請求項19に記載の方法。

請求項21

前記少なくとも1つの再生材料が再生TAであり、前記再生TAと新しいバイオベースMEGと混合して混合TAストリームを形成するステップをさらに含む、請求項19〜20に記載の方法。

請求項22

前記混合MEGストリームと前記混合TAストリームとを重合して新しいバイオベースPETを形成するステップをさらに含む、請求項21に記載の方法。

技術分野

0001

(関連出願データ)
[0001] 本出願は、「バイオベースポリエチレンテレフタレート及びバイオベースポリエチレンテレフタレートから製造された物品」と題された2008年9月14日出願の米国非仮出願第12/210,208号の一部継続出願であって、2008年3月28日出願の同じ名称の米国仮出願第61/040349号への米国特許法第119条第(e)項に基づく優先権を主張する。上記開示はすべての目的のために、参照によりその全体を本明細書に組み込むものとする。

0002

[0002] 本発明は、バイオベースPETパッケージングの製造方法、特にバイオベースPETパッケージングの製造及び再生方法に関する。

背景技術

0003

[0001] 本明細書で使用する「PET」という用語は、PETフレークペレット再生PETを含む任意の形態のポリエチレンテレフタレート、そのコポリエステル、及びこれらの組合せを指す。「PET製品」という用語は、これらに限定されないが、樹脂プリフォーム、及びPETパッケージングを含むPETから製造された製品を指す。本明細書で使用する「PETパッケージング」という用語は、これらに限定されないが、PET容器びんを含む)などの食品清涼飲料アルコール飲料洗剤化粧品医薬品及び食用油包装するPETパッケージングと、一般にPET容器の輸送、表示及び保管の整理、安全のための、及び内部の製品の広告のためのPET二次パッケージングとを含むすべてのPETパッケージングを指すものとする。

0004

[0002] 本明細書で使用する「バイオベース」という用語は、部分的に又はその全体が少なくとも1つのバイオベース材料由来するある種の成分を含んでいることを示す。例えば、「バイオベースPET」は、部分的に又は全体的に少なくとも1つのバイオベース材料に由来する少なくとも1つの成分を含むPETであってもよい。「バイオベース材料」及び「再生可能材料」という用語は、共に炭素が非化石生物源に由来する有機材料を指す。

0005

[0003] PETは、一部にはその透明度機械的及びガスバリア特性の優れた組合せによってパッケージング物品を製造するために広範に使用される原料組成物である。今日、大半の市場での方法は、石油化学由来の原材料でPETを製造している(以下、「石油由来のPET」と呼ぶ)。したがって、生産コスト石油価格に密接に関連する。石油由来PETは、その石油由来の炭素含有量の多さのために温室効果排出に寄与する。さらに、石油化学製品は数十万年の時を経て自然に生成されるため、石油由来製品は再生不能であり、これは、それらがその消費に見合った速度で再製造も、再産出も、再生成もできないということを意味する。

0006

[0003]工業活動の環境への影響に関して規制がより厳格になり、石油資源がますます枯渇するにつれて、石油ベースPETへの代替案として役に立つバイオベースPETの需要増している。バイオベースPETが石油ベースPETと同様の化学的及び/又は物理的特性並びに/若しくは化学的構造を有し、石油ベースPET用に現在設計されている技術及び設備を容易にバイオベースPETに適用できればさらに望ましいであろう。例えば、いくつかの適用例では、バイオベースPET製品が既存の石油ベースPET製品の製造設備によって加工でき、及び/又は石油ベースPET製品の再生用に設計されたシステムによって容易に再生可能であれば望ましいであろう。

0007

[0004]バイオベース材料は、環境に優しい製品に対する消費者の需要を満足させるであろう。バイオベース材料が消費者にとって必要な商品コストを潜在的に増大させる食料又は食材競合しなければさらに望ましいであろう。例えば、バイオベース材料は、食料又は農業廃棄過程から得ることができる。したがって、食料又は食材と競合しないバイオベース材料に由来するPETを生産する必要がある。

0008

[0005] 本発明のその他の目的、特徴、及び利点は以下の詳細な説明、図面、及び特許請求の範囲から明らかになろう。

図面の簡単な説明

0009

[0006]サトウキビからバイオベースPET容器を製造するある実施形態のフローチャートである。
[0007]柑橘類からバイオベースPET容器を製造するある実施形態のフローチャートである。
[0008]バイオベースPET容器を再生するある実施形態のフローチャートである。

0010

[0009] 詳細な説明は、図面を参照しながら、本発明の実施形態と利点及び特徴を説明する。

実施例

0011

[0010] 本発明の各実施形態は、少なくとも1つのバイオベース材料を含むバイオベースPETを包含する。あるいは、バイオベースPETは、PET樹脂PET繊維、PETパッケージング、及びこれらの組合せから選択される組成物に加工できる。特定の実施形態では、バイオベース材料は、砂糖デンプントウモロコシ天然繊維、サトウキビ、ビート、柑橘類の果実樹木セルロース系材料リグノセルロース系材料ヘミセルロースジャガイモ植物油、油性樹木原料多糖類ペクチンキチンレバンプルランなど)、及びこれらの組合せから選択できる。より具体的には、バイオベース材料は、木片、柑橘類の皮、林業廃棄物、農業廃棄物収穫物の殻、及びセルロース、ヘミセルロース、リグニン含有量が3%を超えるバイオベース材料、及びこれらの組合せから選択できる。バイオベース材料の選択は、供給の利用可能性、コスト、使用する技術のタイプ、及び環境への影響などの要因によって変化するが、これらに限定されない。

0012

[0011] 本明細書で説明する方法のステップは、記述するステップの順に実行しなくてもよい。どのステップを同時に又は経時的に実行できるか、また同じ若しくは別の場所で実行できるかは、当業者には周知であろう。

0013

[0012] また、本発明の実施形態は、a)少なくとも1つのバイオベース材料から少なくとも1つのバイオベースPET成分を形成するステップであって、少なくとも1つのPET成分がモノエチレングリコール(「MEG」)、テレフタル酸(「TA」)、及びこれらの組合せから選択されるステップと、b)上記バイオベースPET成分をバイオベースPETに加工するステップとを含む少なくとも1つのバイオベース材料からバイオベースPETを生成する方法を包含する。より具体的には、PET成分はMEGであって、TAと溶融重合してPETを生成できる。あるいは、PET成分はTAであって、MEGと溶融重合してPETを生成できる。あるいは、PET成分はMEG及びTAの組合せであって、溶融重合してPETを生成できる。より具体的には、溶融重合ステップは、MEG及びTAを触媒溶液内で混合し、大気圧下でMEGとTAの間のエステル化を促進してバイオベースPETを形成し、任意選択としてバイオベースPETから不純物を分離し、バイオベースPETを重縮合するステップをさらに含んでもよい。あるいは、この方法は、バイオベースPETを加工して繊維又はフィラメントを形成するステップをさらに含む。さらに別の実施形態では、この方法は、バイオベースPETを固相重合してPET樹脂を形成するステップをさらに含む。より具体的には、PET樹脂をさらにPETプリフォーム、PETパッケージング、及びこれらの組合せに加工することもできる。

0014

[0013] より具体的には、MEG及びTAは、これらに限定されないが、高速熱分解酸加水分解酵素加水分解微生物分解、菌分解、及び水素化分解を含む方法を用いてバイオベース材料から生成できる。あるいは、PETパッケージングは、部分的に又は全体的に少なくとも1つのバイオベース材料に由来することができる。

0015

[0014] あるいは、バイオベース材料を用いて可食性製品を含むPETパッケージングを生成できる。より具体的には、可食性製品はバイオベース材料をさらに含む。別の実施形態では、バイオベース材料を用いてある成分を生成でき、可食性製品はこの成分をさらに含む。さらに別の実施形態では、成分は、砂糖、エタノール二酸化炭素、及びこれらの組合せから選択できる。

0016

バイオベースPETの生成方法:サトウキビ
[0015] 今日、サトウキビ精製の典型的な欠陥は、サトウキビを砂糖と糖蜜とに精製した後で、残りのサトウキビ殻(又はバガスとも呼ばれる)が、多くの場合、廃棄物埋立地に廃棄されるか、又は燃料にするために燃やされるか、又は動物のえさに使用されるという点である。バガスは、セルロース、ヘミセルロース、及びリグニンを豊富に含むが、実際には食料としての価値はない。残留物であるバガスの別の使用法を見つけてバイオベースPETを生成することで廃棄物を低減できる。以下の方法では、サトウキビの代わりにテンサイを使用してもよい。

0017

[0016]図1を参照すると、本発明のある実施形態は、a)サトウキビ102を糖蜜104及び砂糖106に精製するステップと、b)糖蜜104を発酵させてエタノール108を生成するステップと、c)エタノールをエチレン110に精製し、エチレン110をMEG112に精製し、MEG112とTA128を溶融重合してバイオベースPET120を形成するステップとを含む砂糖からバイオベースPETを生成する方法を包含する。より具体的な実施形態では、TA128はバイオベースTAであってもよい。別の実施形態では、この方法は、バイオベースPETを固相重合してPET樹脂122を形成するステップをさらに含む。あるいは、この方法は、PET樹脂122を生成するために、メルトトゥレジン(melt-to-resin)技術などの非固相重合ステップをさらに含む。

0018

[0017] あるいは、PET樹脂122は、これらに限定されないが、プリフォームを製造するステップと、容器ブローするステップと、熱形成ステップと、押出成形ステップと、圧縮成形ステップと、射出成形ステップと、押出ブロー成形ステップとを含む様々な方法及びその他の方法によってPET容器124に成形できる。当業者であれば、これらに限定されないが、時間、コスト、利用可能性、場所、容器のデザイン、及び容器の機能を含む要因を考慮して各適用分野に最も適した方法を決定できるであろう。PET容器124は、これらに限定されないが、食品、清涼飲料、アルコール飲料、洗剤、化粧品、医薬品、食用油及びこれらの組合せを包装するために使用できる。

0019

[0018] 特定の実施形態では、結晶化及び精製によってサトウキビ102を糖蜜104及び砂糖106に精製して純粋な砂糖と残留糖蜜とを生成できる。サトウキビ102を砂糖106及び糖蜜104に精製する1つの典型的な方法は、サトウキビ102を粉砕し、サトウキビ102を水と混合して糖を生成し、糖汁を約65℃から70℃まで加熱し、糖汁にライム亜硫酸ガスとを混合し、さらに糖汁を約100℃から105℃まで加熱し、不純物を沈殿させ、糖汁を蒸発させてシロップを生成し、シロップを冷却して砂糖106を結晶化させ、砂糖106を分離して糖蜜104(残留液体シロップ)を生成する工程である。別の精製方法は、脱色のためにライムの代わりにリン酸カルシウムを使用し、及び/又は亜硫酸の代わりに処理活性炭素を使用できる。

0020

[0019] あるいは、当業者には周知の栄養素及び温度条件に保持したイースト又はその他の好適な発酵有機体を用いて糖蜜104をエタノール108に発酵させることができる。任意選択として、この方法は、糖蜜104を発酵させて二酸化炭素114を生成するステップをさらに含む。より具体的には、二酸化炭素114を捕捉して、PET容器124内に貯蔵した飲料に炭酸ガスを入れるのに使用することができる。

0021

[0020] 一実施形態では、鉱酸、強有機酸、好適な触媒、及びこれらの組合せを用いた脱水によってエタノール108をエチレン110に精製できる。別の実施形態では、触媒及び酸素を用いてエチレン110を酸化エチレン転換できる。酸化エチレンは、さらに水との反応又は酢酸及び/又は二酸化炭素との反応によってMEG112に加水分解可能な中間化合物を生成することにより、MEG112に転換してもよい。

0022

[0021] あるいは、この方法は、エチレン110を少なくとも1つのポリエチレン116に精製するステップであって、ポリエチレンが低密度ポリエチレン(「LDPE」)、高密度ポリエチレン(「HDPE」)、直鎖状低密度ポリエチレン(「LLDPE」)、超高分子量ポリエチレン(「UHMWPE」)及びこれらの組合せから選択できるステップを含む。特定の実施形態では、この方法は、エチレン110を高いモノマー圧力と高温の下で好適な触媒と重合して少なくとも1つのポリエチレン116を生成するステップをさらに含む。より具体的には、少なくとも1つのポリエチレン116を加工してPETパッケージングを形成できる。

0023

[0022] あるいは、この方法は、少なくとも1つのポリエチレン116を用いてPET容器124の密封具120を製造するステップをさらに含む。特に、密封具118は、製品をPET容器124内に封入するために装着する及び/又は使用するキャップ、蓋、及び/又はその他の同様の又は好適なPET容器124の密封具であってもよい。あるいは、密封具118は、PET容器124を封止及び再封止するためのねじ込み式密封具、スナップ式密封具、及び/又はその他のタイプの密封具であってもよい。別の実施形態では、この方法は、少なくとも1つのポリエチレン116を用いてパッケージングラベルを生成するステップをさらに含む。より具体的な実施形態では、パッケージングラベルは、少なくとも1つのポリエチレン116を適当な厚さと所望の特性を有する膜に押し出し、その後用途に応じて前処理と印刷とを行うことで製造できる。

0024

[0023] あるいは、少なくとも1つのPET添加剤126をPET樹脂122及び/又はPET密封具120に添加してもよい。PET添加剤126は、着色剤紫外線防止添加剤熱安定剤再熱添加剤、及び酸素、二酸化炭素、及び/又はその他のガス液体、光、又はその他の物質容器表面の透過の低減を向上させるバリア保護強化剤、及びこれらの組合せから選択できる。

0025

[0024] 特定の実施形態によれば、PET容器124は、上記の方法で生成された砂糖106、エタノール108、二酸化炭素114、及びこれらの組合せのうち少なくとも1つを含む製品を収容してもよい。砂糖106、エタノール108、二酸化炭素114、及びこれらの組合せは、ブレンディング注入、又はCarboCooler(商標)の使用などの任意の周知の工業方法を用いて製品に添加することができる。当業者は、これらに限定されないが、製品のタイプ、装置の利用可能性、コスト、製造時間及び納期を含む要因を考慮する時に最良の方法を決定できるであろう。

0026

[0025] 別の実施形態では、PET容器124は飲料を収容してもよい。より具体的な実施形態では、飲料は、上記の方法で生成された砂糖106、エタノール108、二酸化炭素114、及びこれらの組合せのうち少なくとも1つを含む。別のより具体的な実施形態では、PET容器124は、少なくとも1つのポリエチレン116から製造されたPET密封具120で密封できる。

0027

バイオベースPETの生成方法:トウモロコシデンプン
[0026] 本発明のある実施形態は、a)トウモロコシデンプンを可溶化してデンプン水溶液又はゲルを形成するステップと、b)デンプン水溶液又はゲルを水素蒸気触媒内で加熱してエチレングリコールを含むグリコール混合物を生成するステップと、c)グリコール混合物を精製してMEGを形成するステップと、d)MEGとTAを溶融重合してバイオベースPETを形成するステップとを含むトウモロコシデンプンからバイオベースPETを生成する方法を包含する。より具体的には、この方法は、バイオベースPETを固相重合してPET樹脂を形成するステップをさらに含み、PET樹脂はPET容器に成形することができる。より具体的には、精製は、蒸留、結晶化、膜分離、及びこれらの組合せによって実行できる。

0028

バイオベースPETの生成方法:果実、特に柑橘類
[0027] 本明細書で使用する「柑橘類」という用語は、これらに限定されないが、オレンジレモン、ライム、グレーフルーツタンジェリン、任意の食用柑橘類、及びこれらの組合せを含む柑橘類の果実を生産する植物の任意の部分を指す。今日、柑橘類ビジネスに関連する典型的な欠陥は柑橘類から果汁果肉とを抽出した後で、普通は皮が廃棄されるという点である。残留物である柑橘類の皮を用いてバイオベースPETを生成する別の方法を見つけることで廃棄物が低減するであろう。同じ概念が非柑橘類の果実にも当てはまる

0029

[0028]図2を参照すると、本発明のある実施形態は、a)果実202から皮208を取り出すするステップと、b)上記皮から少なくとも1つの皮成分を抽出するステップであって、少なくとも1つの皮成分がリモネン、砂糖、デンプン、セルロース、及びこれらの組合せから選択されるステップと、c)少なくとも1つの皮成分208aをMEG210、TA212、及びこれらの組合せのうち少なくとも1つに精製するステップと、c)MEG208とTA212を溶融重合してバイオベースPETを形成するステップとを含む果実からバイオベースPETを生成する方法を包含する。特に、この方法は、バイオベースPETを固相重合してPET樹脂を形成するステップをさらに含む。より具体的には、PET樹脂はPET容器214に成形できる。あるいは、果実は、オレンジ、レモン、ライム、グレープフルーツ、タンジェリン、及びこれらの組合せから選択される。

0030

[0029] より具体的には、MEG310及びTA312は、これらに限定されないが、高速熱分解、酸加水分解、酵素加水分解、微生物分解、菌分解、及び水素化分解を含む方法を用いて生成できる。

0031

[0030]代替実施形態では、この方法は、果実202から果汁204を取り出すステップと、果汁204を加工して飲料を形成するステップと、任意選択として少なくとも1つの飲料添加剤216を飲料に添加するステップと、飲料を滅菌するステップと、飲料をPET容器214内に定量注入するステップとをさらに含む。より具体的には、果汁204を濃縮し、果汁204の苦味を減らし、果汁204を濾過し、果汁204を他の果汁、フレーバー、着色剤のうち少なくとも1つとブレンドすることで果汁204を加工することができる。さらにより具体的には、果汁204は低温殺菌によって滅菌できる。あるいは、栄養補助食品酸化防止剤ビタミンミネラル、及びこれらの組合せから少なくとも1つの飲料添加剤216を選択できる。

0032

[0031] 別の実施形態では、この方法は、果実202から果肉206を取り出すステップと、果肉206を果汁204に添加するステップとをさらに含む。特に、果肉206は選択的に管理して果汁204に添加することができる。飲料は、果肉がほとんどないか又は全くない状態から果肉が豊富な状態まで様々な果肉のレベルを含んでいてもよい。

0033

[0032] 特に、この方法は、飲料をPET容器214内に定量注入するステップをさらに含む。PET容器214は、飲料/果汁をPET容器214内に定量注入するのと同じ又は別の場所で製造できる。当業者は、これらに限定されないが、コスト、ロジスティックス汚染、設備の収容能力、及び処理時間を含む要因に基づいてPET容器214と飲料/果汁の最良の製造場所を決定できるであろう。

0034

[0033] あるいは、少なくとも1つのPET添加剤218をPET樹脂及び/又はPET容器214に添加できる。PET添加剤218は、着色剤、紫外線防止添加剤、熱安定剤、再熱添加剤、及び酸素、二酸化炭素、及び/又はその他のガス、液体、光、又はその他の物質の容器表面の透過の低減を向上させるバリア保護強化剤、及びこれらの組合せから選択できる。

0035

[0034] 本発明の特定の実施形態は少なくとも1つの果実の果汁を含む飲料を包含し、果汁204がバイオベースPETの容器に定量注入され、バイオベースPET214の容器が、果実202の皮208に由来するMEG210、TA212、及びこれらの組合せのうち少なくとも1つを含む。あるいは、果汁204をさらに加工して飲料を形成してもよい。飲料は、任意選択として、栄養補助食品、酸化防止剤、ビタミン、ミネラル、及びこれらの組合せから選択した少なくとも1つの飲料添加剤216を含んでもよい。

0036

[0035]果実のタイプによっては、これに限定されないが、繊維を含む特定の成分を熱分解工程によってさらに加工して砂糖とパラキシレンなどの化学物質を生成でき、それをさらに加工してバイオベースTAを生成できる。特定の果実を選択すれば、当業者は、利用可能な技術に応じてバイオベースPET及び/又は可食性製品を形成するために果実のどの成分を異なる成分に加工すればよいかを容易に判断できる。

0037

バイオベースPETの生成方法:農業廃棄物ストリーム
[0036] 特定の実施形態は、a)農業廃棄物ストリームを収集するステップと、b)農業廃棄物ストリームをMEGに精製するステップと、c)MEGとTAを溶融重合してPETを形成するステップとを含む農業廃棄物からバイオベースPETを生成する方法を包含する。より具体的な実施形態では、TAはバイオベースTAであってもよい。一実施形態では、この方法は、バイオベースPETを固相重合してPET樹脂を形成するステップをさらに含む。より具体的には、農業廃棄物ストリームは、砂糖の殻、バガス、トウモロコシの残りのや葉、木くず、その他の農業廃棄物ストリーム及び生成物、並びにこれらの組合せから選択できる。

0038

バイオベースPETパッケージングの再生
[0037] バイオベースPETパッケージングに製品を充填した後、販路その他の手段によってバイオベースPETパッケージングを消費者へ配送することができる。製品が取り出され又は消費されると、使用されたバイオベースPETパッケージングは再生サプライチェーンで収集される。再生サプライチェーンは、これらに限定されないが、組織化された一連小型トラック、指定の収集場所を用いた建物内、イベント、及びその他の場所で公衆が利用可能な特別の容器、及び地方自治体再生プログラムのうち1つ以上を含んでもよい。再生サプライチェーンに入ると、使用済みバイオベースPETパッケージングはPETチップに加工される。本明細書で使用する「PETチップ」という用語は、使用済みバイオベースPETパッケージング及び使用済み石油ベースPETパッケージングを含む使用済みPETパッケージングから主として作成されるチップ(又はペレットとも呼ばれる)及びフレークの形態のPET樹脂を指す。PETチップは、通常、新しいPETパッケージングで使用するために最小限の洗浄と再溶融しか必要としない。

0039

[0038] また、使用済みバイオベースPETパッケージングは、加水分解、メタノリシス解糖アルコール分解アミノ分解、及びこれらの組合せなどの化学的解重合方法によって再生MEG又は再生TAに加工できる。PETチップ、再生MEG、及び/又は再生TAをさらに加工して新しいバイオベースPET製品を形成できる。今日利用可能な工業再生活動の下で、既存の再生サプライチェーンは需要がある新しいPET製品のすべてを生成するのに十分な量の使用済みPETパッケージングを回収していない。したがって、新しいバイオベースMEG及び新しいバイオベースTAの供給を繰り返し行って需要に応える必要がある。

0040

[0039]図3を参照すると、本発明の特定の実施形態は、a)PET処理センターによって使用済みバイオベースPET302aを加工して、PETチップ306、再生MEG308、再生TA310、及びこれらの組合せから選択した少なくとも1つの再生材料303を生成するステップを含む使用済みバイオベースPETパッケージング302aを再生する方法を包含する。あるいは、この方法は、少なくとも1つの再生材料303をPETチップ306、再生MEG308、及び再生TA310の各グループに分離するステップをさらに含む。一実施形態では、再生材料はPETチップ306であり、この方法はPETチップを成形工程に送るステップをさらに含む。あるいは、再生材料は、再生MEG308又は再生TA310であり、この方法は、任意選択として、再生MEG308を新しいバイオベースMEG312と混合して混合MEGを形成するステップと、再生TA310を新しいバイオベースTA313と混合して混合TAを形成するステップとを含む。より具体的には、この方法は、混合MEGと混合TAとを重合して新しいPETを形成するステップを含む。さらに具体的には、この方法は、特定の割合で再生MEGを新しいMEGと組み合わせるステップを含む。さらにより具体的には、この方法は、特定の割合で再生TAを新しいTAと組み合わせるステップを含む。あるいは、新しいPETをPETチップ306と混合してPET容器302bを生成してもよい。

0041

[0040] したがって、持続可能なバイオベースパッケージングは、新鮮なバイオベース材料から生成された新しいMEG及びTAと再生バイオベース材料から生成された再生MEG及びTAの両方を用いて生成することができる。

0042

[0041] 本発明の機能は、ソフトウェアファームウェアハードウェア又はこれらの組合せで実施できる。

0043

[0042] 一例として、本発明の1つ又は複数の態様は、例えば、コンピュータ使用可能な媒体を有する製品(例えば、1つ又は複数のコンピュータプログラムプロダクト)に含めることができる。媒体は、例えば、本発明の機能を提供し容易にするコンピュータ可読プログラムコード手段をその内部に具体化している。製造品コンピュータシステムの一部として含むことができ、又は別個販売できる。

0044

[0043] さらに、機械によって読み出し可能で、機械によって実行可能な命令の少なくとも1つのプログラムを明白に具体化して本発明の機能を実行する少なくとも1つのプログラム記憶デバイスが提供できる。

0045

[0044] 本明細書に示すフロー図は例に過ぎない。これらの図又は図中に記載されたステップ(又は動作)を本発明の精神から逸脱することなく様々に変更することができる。例えば、各ステップを異なる順番に実行してもよく、又はステップを追加、削除又は変更してもよい。これらの変形例はすべて、特許請求の範囲の一部と考えられる。

0046

[0045] 以上、本発明の好ましい実施形態について説明してきたが、当業者は、現在及び将来、添付の特許請求の範囲を逸脱しない様々な改良及び拡張を実行できるということが理解されよう。

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