特開 2024-117973 積層フィルム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024117973

(43)【公開日】2024-08-30

(54)【発明の名称】積層フィルム

(51)【国際特許分類】

   B32B 27/20 20060101AFI20240823BHJP

   B32B 27/32 20060101ALI20240823BHJP

【ＦＩ】

B32B27/20 Z

B32B27/32 E

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023024096

(22)【出願日】2023-02-20

(71)【出願人】

【識別番号】000003193

【氏名又は名称】ＴＯＰＰＡＮホールディングス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100139686

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 史朗

(74)【代理人】

【識別番号】100169764

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 雄一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100147267

【弁理士】

【氏名又は名称】大槻 真紀子

(72)【発明者】

【氏名】松田 大樹

【テーマコード（参考）】

4F100

【Ｆターム（参考）】

4F100AJ02A

4F100AK06B

4F100AK06C

4F100AK63A

4F100AK63B

4F100AK63C

4F100AT00B

4F100AT00C

4F100BA03

4F100BA06

4F100BA10B

4F100BA10C

4F100DE01A

4F100JC00

4F100YY00A

(57)【要約】

【課題】ピーナッツ由来のバイオマス材料を用いつつ、一定の品質が保持された積層フィルムを提供する。
【解決手段】積層フィルム１は、ピーナッツの薄皮を粉砕した粉砕薄皮を含むコア層１０と、コア層を挟むように配置された、粉砕薄皮を含有しない表層２０とを備え、全体に占める粉砕薄皮の質量比が７．５％以下である。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ピーナッツの薄皮を粉砕した粉砕薄皮を含むコア層と、
前記コア層を挟むように配置された、前記粉砕薄皮を含有しない２つの表層と、
を備え、
全体に占める前記粉砕薄皮の質量比が７．５％以下である、
積層フィルム。

【請求項2】

前記２つの表層の少なくとも一方の主要な樹脂成分が、低密度ポリエチレンまたは直鎖状低密度ポリエチレンである、
請求項１に記載の積層フィルム。

【請求項3】

前記２つの表層が同一の樹脂からなる、
請求項１または２に記載の積層フィルム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、積層フィルム、より詳しくは、バイオマスを用いた積層フィルムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、食用に適さない古米等の廃棄物を利用したバイオマスプラスチックがある。例えば、ゴミ袋や食品包材等のフィルムに用いる樹脂材料としてバイオマスプラスチックを用いることで、廃棄物の再利用による環境負荷の低減、廃棄費用の低減が期待できる。

【0003】

特許文献１に記載の木材パルプを含むセルロース複合材料は、セルロース複合材料またはそれから製造された物品の機械的特性を調整するために、ピーナッツ殻を充填材として用いている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特表２０１９－５１２５９１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１に記載のセルロース複合材料は、木材パルプに基づくセルロース複合材料であり、ピーナッツの殻は充填材として用いられているだけである。
ピーナッツの殻は硬く、粉砕に手間がかかるため、用途に限りがある。例えば、樹脂フィルムの多くは、厚さが１００μｍ未満であり、粉砕したピーナッツの殻をバイオマスとして混合する場合、混合された殻の細片によりフィルムの厚さの均一性が損なわれる。これを避けるには、ピーナッツの殻を十分小さいサイズに粉砕する必要があり、手間がかかりすぎる。

【0006】

上記事情を踏まえ、本発明は、ピーナッツ由来のバイオマス材料を用いつつ、一定の品質が保持された積層フィルムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、ピーナッツの薄皮を粉砕した粉砕薄皮を含むコア層と、コア層を挟むように配置された、粉砕薄皮を含有しない表層とを備える積層フィルムである。
積層フィルム全体に占める粉砕薄皮の質量比は、７．５％以下である。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、ピーナッツ由来のバイオマス材料を用いつつ、一定の品質が保持された積層フィルムを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の一実施形態に係る積層フィルムの層構成を示す模式断面図である。

【図2】同積層フィルムに用いるピーナッツ薄皮配合樹脂の模式断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の一実施形態について、図１および図２を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態に係る積層フィルム１の層構成を示す模式図である。
積層フィルム１は、コア層１０と、コア層１０を挟む二つの表層２０とを備えている。

【0011】

コア層１０は、ピーナッツ薄皮配合樹脂を含む。図２は、ピーナッツ薄皮配合樹脂１００の模式断面図である。本実施形態に係るピーナッツ薄皮配合樹脂１００は、ピーナッツの薄皮を粉砕した粉砕薄皮１０１と、ベースとなる熱可塑性樹脂１０２とを含む。熱可塑性樹脂１０２に用いる樹脂に特に制限は無くフィルム等に用いられる樹脂であればいずれの樹脂でもよい。例えば、熱可塑性樹脂１０２の好適な例として、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、および高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）並びにこれらの混合物等の各種ポリエチレン樹脂を挙げることができる。
粉砕薄皮１０１と熱可塑性樹脂１０２とを混練器に投入して混練することにより、ピーナッツ薄皮配合樹脂１００のペレットを製造できる。

【0012】

本明細書において「ピーナッツ」とは、マメ科植物である落花生の種子を意味する。本実施形態に係る粉砕薄皮１０１は、ピーナッツ以外の薄皮を含んでもよい。例えば、大豆、インゲン豆又は小豆等の落花生以外のマメ科の各種種子の薄皮や、アーモンド、クルミ又はピスタチオ等の種実類の薄皮を粉砕したものが含まれてもよい。

【0013】

粉砕薄皮１０１は、配合する前処理として乾燥させるのが望ましい。粉砕薄皮１０１を乾燥させることで、粉砕薄皮１０１の含油率を減らすことができる。粉砕薄皮１０１の含油率を減らすことで、ピーナッツ薄皮配合樹脂１００をフィルム等の製品に成形した際、粉砕薄皮１０１の油分が製品の表面から滲み出してくる現象（ブリード）を抑制できる。そのため、前処理として粉砕薄皮１０１を乾燥させることで、ブリードによる製品の外観又は触感の悪化を抑制できる。
粉砕薄皮１０１に係る前処理においては、ピーナッツの薄皮を粉砕した後に乾燥させてもよいし、ピーナッツの薄皮を乾燥させた後に粉砕してもよい。

【0014】

粉砕薄皮１０１の含油率は５％以下が望ましい。粉砕薄皮１０１の含油率を５％以下とすることで、ピーナッツ薄皮配合樹脂１００において、ピーナッツ薄皮配合樹脂１００に対する粉砕薄皮１０１の混練率を、例えば５０％程度に高くできる。粉砕薄皮１０１の混練率を５０％とすることで、より多くの粉砕薄皮１０１を配合でき、環境負荷およびピーナッツの薄皮の廃棄費用をより低減できるピーナッツ薄皮配合樹脂１００を提供できる。粉砕薄皮１０１の混練率は２０％以上５０％以下が望ましく、４０％以上５０％以下がより望ましい。

【0015】

また、粉砕薄皮１０１は、平均粒径１０μｍ以下が望ましい。ピーナッツの薄皮は、繊維が柔らかくかつ薄いため粉砕しやすく、樹脂に混練するバイオマス材料として優れている。粉砕薄皮１０１の平均粒径を１０μｍ以下とすることで、ピーナッツ薄皮配合樹脂１００を用いた樹脂層の厚さをさらに均一にしやすくなる。

【0016】

コア層１０は、ピーナッツ薄皮配合樹脂１００以外の樹脂を含んでもよい。石油から製造されたバージン樹脂をピーナッツ薄皮配合樹脂１００に加えることにより、コア層における粉砕薄皮１０１の割合、ひいては積層フィルム１全体に占める粉砕薄皮１０１の質量比（以下、「バイオマス度」と称する。）を所望の値に調節できる。加える樹脂としては、上記熱可塑性樹脂１０２として例示したものに加え、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）等も使用できる。すなわち、加える樹脂は、ピーナッツ薄皮配合樹脂１００に含まれる熱可塑性樹脂１０２と同一であってもよいし、異なっていてもよい。

【0017】

表層２０は、いずれも石油から製造されたバージン樹脂で形成されている。２つの表層２０がコア層１０の厚さ方向両側に位置してコア層１０を挟んでいることにより、積層フィルム１においては、コア層１０の大部分が表層２０によって覆われている。これにより、積層フィルム１で形成された包装袋等の各種包装容器において、粉砕薄皮１０１を含むコア層１０が内容物に触れることや、使用者がコア層１０に直接触れる等の現象が抑制される。その結果、積層フィルム１を用いて安全性や衛生面で優れた包装容器を形成できる。

【0018】

表層２０を形成するバージン樹脂として、コア層１０に含まれる熱可塑性樹脂１０２と同様のものが使用できる。表層２０を形成するバージン樹脂と熱可塑性樹脂１０２が同一であると、表層２０とコア層１０との密着性が高まり、積層フィルム１における層間剥離（デラミネーション）を抑制できる。

【0019】

積層フィルム１において、表層２０にＬＤＰＥやＬＬＤＰＥを用いると、熱融着層を設けるためのシーラントフィルムとして好適に積層フィルム１を使用できる。このとき、他の層と融着されるのは表層２０であるため、コア層１０は、必ずしもＬＤＰＥやＬＬＤＰＥを含まなくてもよい。

【0020】

シーラントフィルムとして利用するためには、表層２０の少なくとも一方がＬＤＰＥやＬＬＤＰＥで形成されていればよい。表層２０の両方をＬＤＰＥやＬＬＤＰＥで形成することで、両面を熱融着可能なシーラントフィルムとすることができる。

【0021】

表層２０に熱融着性を持たせない場合は、バージン樹脂としてポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリアミドなども使用できる。熱融着性のない表層においては、接着剤等を用いた接合性を向上させるために、コロナ処理やプラズマ処理等の各種表面処理を施してもよい。

【0022】

コア層１０と２つの表層２０を備える本実施形態の積層フィルム１は、インフレーション法やキャスト法（Ｔダイ法）等により製造できる。これらの方法に共押出法を組み合わせることにより、積層フィルム１を構成する３つの層を同時に形成することができ、製造効率を向上できる。

【0023】

コア層１０における粉砕薄皮１０１の比率を調節する場合は、ピーナッツ薄皮配合樹脂１００のペレットに加えてバージン樹脂のペレットをコア層の押出し機に投入すればよい。
２つの表層２０が同一の樹脂からなる構成の場合は、押出し機を２つのみ備える成膜装置に必要な材料を投入するだけで作製できる。このため、製造可能な成膜装置の範囲が広くなり、製造上の汎用性を高めやすい。

【0024】

本実施形態に係る積層フィルムについて、実験例を示しつつさらに説明する。

【0025】

乾燥および粉砕の前処理を施して含油率を０．０６％、平均粒径を１０μｍとした粉砕薄皮（ピーナッツ薄皮のみ使用）と、ＬＬＤＰＥとを混練してバイオマス度２０％のピーナッツ薄皮配合樹脂を得た。粉砕薄皮の平均粒径は、セイシン企業社製 ＬＭＳ－２０００ｅ（メディアン径（ｄ５０））にて管理した。
このピーナッツ薄皮配合樹脂の比重を、ＪＩＳ Ｋ７１１２に則って測定したところ、１．０２であった。また、ＪＩＳ Ｋ７２１０に則って測定したＭＦＲは、２７．６ｇ／１０分であった。

【0026】

上記ピーナッツ薄皮配合樹脂を用いて積層フィルムを作製した。表層はいずれもＬＤＰＥのバージン樹脂で形成し、各表層の厚さ１５μｍ、コア層の厚さ３０μｍに設定した。インフレーション式の成膜装置で共押出にて、幅８００ｍｍ、長さ１０００ｍのフィルムを２巻き作製した。

【0027】

（実験例１）
上記ピーナッツ薄皮配合樹脂とバージンＬＬＤＰＥとを質量比１：１で用いてコア層を作製した。実験例１に係る積層フィルムのバイオマス度は５％である。
（実験例２）
上記ピーナッツ薄皮配合樹脂のみを用いてコア層を作製した。実験例２に係る積層フィルムのバイオマス度は１０％である。

【0028】

各実験例の積層フィルムについて、以下の項目を評価した。
・色
・ピーナッツ臭（あり、なし）
・ブリード（あり、なし）
・ピンホール（あり、なし）
・焦げ（あり、なし）
・シワ（あり、なし）
結果を表１に示す。

【0029】

【表1】

【0030】

色、ピーナッツ臭、およびブリードにおいて、実験例１と２との間に大きな差は認められなかった。いずれの例においても表層上にわずかなブリードを認めたが、使用には支障ないと考えられた。また、いずれの例においてもピンホールや焦げは認められず、良好な成膜性が確認できた。
しかし、実験例２では、コア層において、ＭＤ方向（成膜方向）に延びるシワが多く発生し、表層を通してはっきりと視認可能であった。さらに、実験例２では、コア層に気泡も多く発生しており、シワと合わせて実験例１に比して著しく外観が悪くなっていた。

【0031】

また、作製された積層フィルムの厚さは、いずれの例でも設定値（総厚６０μｍ）を超えており、実験例２で特に顕著であった。厚くなっている部位において、粉砕薄皮の凝集が認められたが、包装容器の作製工程には支障はないと考えられた。

【0032】

実験例１および２の結果より、バイオマス度を５％以下とすることにより、ピーナッツ薄皮を含有する積層フィルムを、優れた外観で効率よく製造し、包装用途に供することができることが示された。発明者による他の検討を総合すると、積層フィルムのバイオマス度が７．５％以下であれば、包装用途に問題なく供することができると考えられる。

【0033】

以上、本発明の一実施形態および実験例について説明したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の構成の変更、組み合わせなども含まれる。

【0034】

例えば、２つの表層の厚さは必ずしも同一である必要はなく、異なっていてもよい。
また、コア層に混合する樹脂や、表層を形成する樹脂は、上述したバージン樹脂には限られない。例えば、ピーナッツ薄皮以外のバイオマス由来の原料から製造されるバイオマスポリエチレン等であってもよい。これにより、積層フィルム全体に占めるバイオマス材料の比率をさらに高めることができる。
また、表層のコア層と接しない面に更に他の層を積層して多層化した積層フィルムとしてもよい。

【符号の説明】

【0035】

１ 積層フィルム
１０ コア層
２０ 表層
１００ ピーナッツ薄皮配合樹脂
１０１ 粉砕薄皮
１０２ 熱可塑性樹脂

【図1】

【図2】