特開 2024-27832 ピーナッツ薄皮配合樹脂およびピーナッツ薄皮配合樹脂を用いたバイオマスフィルム

(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】P2024027832

(43)【公開日】2024-03-01

(54)【発明の名称】ピーナッツ薄皮配合樹脂およびピーナッツ薄皮配合樹脂を用いたバイオマスフィルム

(51)【国際特許分類】

   C08L 23/04 20060101AFI20240222BHJP

   C08L 101/00 20060101ALI20240222BHJP

   C08L 1/02 20060101ALI20240222BHJP

   C08J 5/18 20060101ALI20240222BHJP

【ＦＩ】

C08L23/04

C08L101/00

C08L1/02

C08J5/18 CES

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022130966

(22)【出願日】2022-08-19

(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）】

4F071

4J002

【Ｆターム（参考）】

4F071AA18

4F071AA74

4F071AD06

4F071AF30

4F071AH04

4F071BA01

4F071BB09

4F071BC01

4F071BC12

4J002AB013

4J002BB021

4J002BB022

4J002BB031

4J002BB032

4J002BB041

4J002BB042

4J002BB051

4J002BB052

4J002BB112

4J002BC022

4J002BD032

(57)【要約】

【課題】ピーナッツの薄皮と熱可塑性樹脂とを含むピーナッツ薄皮配合樹脂およびピーナッツ薄皮配合樹脂を用いたバイオマスフィルムを提供する。
【解決手段】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１０と、第一熱可塑性樹脂２０とを含む。前記ピーナッツ薄皮配合樹脂１００は、前記ピーナッツ薄皮配合樹脂１００に対する前記粉砕薄皮１０の混錬率が２０％以上５０％以下であってもよい。前記ピーナッツ薄皮配合樹脂１００は、前記粉砕薄皮１０の平均粒径が１０μｍ以下であってもよい。
【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と、第一熱可塑性樹脂とを含む、
ピーナッツ薄皮配合樹脂。

【請求項2】

前記ピーナッツ薄皮配合樹脂に対する前記粉砕薄皮の混錬率が２０％以上５０％以下である、
請求項１に記載のピーナッツ薄皮配合樹脂。

【請求項3】

前記粉砕薄皮の平均粒径が１０μｍ以下である、
請求項１に記載のピーナッツ薄皮配合樹脂。

【請求項4】

前記粉砕薄皮の含油率が５％以下である、
請求項１に記載のピーナッツ薄皮配合樹脂。

【請求項5】

前記第一熱可塑性樹脂は、低密度ポリエチレンを含む、
請求項１に記載のピーナッツ薄皮配合樹脂。

【請求項6】

請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のピーナッツ薄皮配合樹脂と、第二熱可塑性樹脂とを含む、
バイオマスフィルム。

【請求項7】

前記粉砕薄皮のバイオマス度が５％以上１５％以下である、
請求項６に記載のバイオマスフィルム。

【請求項8】

前記第二熱可塑性樹脂は、ポリエチレン樹脂を含む、
請求項６に記載のバイオマスフィルム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ピーナッツ薄皮配合樹脂およびピーナッツ薄皮配合樹脂を用いたバイオマスフィルムに関する。

【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。また、再利用が求められる廃棄物として、ピーナッツの薄皮がある。ピーナッツを用いる食品加工の加工工程では、ピーナッツの殻および薄皮が大量に廃棄され、廃棄には多くの費用がかかる。

【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の使用のみを開示している。また、例えば、ピーナッツの殻を配合した樹脂を６０μｍ程度の厚さのフィルムの材料として用いる場合、フィルムの厚さのバラつきを抑制するために、ピーナッツの殻を粉砕して配合する必要がある。ピーナッツの殻は硬いため、フィルムの材料に用いる樹脂に配合できる粒径に粉砕するのには手間がかかる。

【0006】

上記事情を踏まえ、本発明は、ピーナッツの薄皮と熱可塑性樹脂とを含むピーナッツ薄皮配合樹脂およびピーナッツ薄皮配合樹脂を用いたバイオマス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】

上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明のピーナッツ薄皮配合樹脂は、ピーナッツの薄皮を粉砕した粉砕薄皮と、第一熱可塑性樹脂とを含む。

【0008】

上記ピーナッツ薄皮配合樹脂では、前記ピーナッツ薄皮配合樹脂に対する前記粉砕薄皮の混錬率が２０％以上５０％以下であってもよい。

【0009】

上記ピーナッツ薄皮配合樹脂では、前記粉砕薄皮の平均粒径が１０μｍ以下であってもよい。

【0010】

上記ピーナッツ薄皮配合樹脂では、前記粉砕薄皮の含油率が５％以下であってもよい。

【0011】

上記ピーナッツ薄皮配合樹脂では、前記第一熱可塑性樹脂は、低密度ポリエチレンを含んでいてもよい。

【0012】

本発明のバイオマスフィルムは、上記のピーナッツ薄皮配合樹脂と、第二熱可塑性樹脂とを含む。

【0013】

上記バイオマスフィルムでは、前記粉砕薄皮のバイオマス度が５％以上１５％以下であってもよい。

【0014】

上記バイオマスフィルムでは、前記第二熱可塑性樹脂は、ポリエチレン樹脂を含んでいてもよい。

【発明の効果】

【0015】

本発明のピーナッツ薄皮配合樹脂によれば、ピーナッツの薄皮と熱可塑性樹脂とを含むピーナッツ薄皮配合樹脂およびピーナッツ薄皮配合樹脂を用いたバイオマスフィルムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本実施形態に係るピーナッツ薄皮配合樹脂を模式的に示す断面図である。

【図2】本実施形態に係るバイオマスフィルムを模式的に示す断面図である。

【図3】同ピーナッツ薄皮配合樹脂および同バイオマスフィルムの製造工程を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0017】

本発明の一実施形態について、図１から図３を参照して説明する。

【0018】

図１は、本実施形態に係るピーナッツ薄皮配合樹脂１００を模式的に示す断面図である。
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１０と、第一熱可塑性樹脂２０とを含む。第一熱可塑性樹脂２０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が、例えば、第一熱可塑性樹脂２０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ポリエチレン樹脂を採用できる。

【0019】

第一熱可塑性樹脂２０として、融点が低く、粉砕薄皮１０との配合が容易で、配合した後のピーナッツ薄皮配合樹脂１００でのフィルム等の成形が容易な低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）を採用するのが望ましい。また、第一熱可塑性樹脂２０として、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）又はポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）等を用いてもよい。

【0020】

本実施形態に係るピーナッツは、マメ科植物である落花生の種子を示す。なお、粉砕薄皮１０は、ピーナッツ（落花生の種子）の薄皮（種皮）を粉砕したものに限定されない。粉砕薄皮１０は、大豆、インゲン豆又は小豆等の落花生以外のマメ科の種子の薄皮や、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てもよい。

【0021】

粉砕薄皮１０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１０を乾燥させることで、粉砕薄皮１０の含油率を減らすことができる。粉砕薄皮１０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１０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１０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。

【0022】

ピーナッツの薄皮を粉砕した粉砕薄皮１０を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粉砕薄皮１０を得てもよい。

【0023】

粉砕薄皮１０の含油率は５％以下が望ましい。粉砕薄皮１０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１０の混錬率を５０％にできる。粉砕薄皮１０の混錬率を５０％とすることで、より多くの粉砕薄皮１０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１０の混錬率は２０％以上５０％以下が望ましく、４０％以上５０％以下がより望ましい。

【0024】

また、粉砕薄皮１０は、平均粒径１０μｍ以下が望ましい。粉砕薄皮１０の平均粒径を１０μｍ以下とすることで、例えば、厚さ６０μｍ程度のフィルムを成形してもフィルムの厚さのバラつきを抑制できる。また、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、フィルムの厚さのバラつきをより抑制できる。

【0025】

図２は、本実施形態に係るバイオマスフィルム２００を模式的に示す断面図である。
バイオマスフィルム２００は、ピーナッツ薄皮配合樹脂１００と第二熱可塑性樹脂３０とを含む。第二熱可塑性樹脂３０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が、例えば、第二熱可塑性樹脂３０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ポリエチレン樹脂を採用できる。また、第二熱可塑性樹脂３０として、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）又はポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）等を用いてもよい。

【0026】

ピーナッツ薄皮配合樹脂１００を用いたバイオマスフィルム２００のバイオマス度は、環境負荷の低減およびバイオマスフィルム２００の品質の観点から１０％が望ましい。バイオマス度とは、ピーナッツ薄皮配合樹脂１００を用いたバイオマスフィルム２００に含まれる粉砕薄皮１０の乾燥重量割合である。

【0027】

図３は、本実施形態に係るピーナッツ薄皮配合樹脂１００およびピーナッツ薄皮配合樹脂１００を用いたバイオマスフィルム２００の製造工程例を示すフローチャートである。図３を参照して、本実施形態に係るピーナッツ薄皮配合樹脂１００およびピーナッツ薄皮配合樹脂１００を用いたバイオマスフィルム２００の製造方法の一例を説明する。

【0028】

ステップＳ１（乾燥および粉砕工程）において、ピーナッツの薄皮に乾燥および粉砕の前処理を施し、粉砕薄皮１０を得る。ピーナッツの薄皮を乾燥させた後に粉砕してもよいし、粉砕した後の粉砕薄皮１０を乾燥させてもよい。また、乾燥および粉砕を同時に施してもよい。

【0029】

ステップＳ１において、粉砕薄皮１０の含油率は５％以下にする。粉砕する前のピーナッツの薄皮又は粉砕薄皮１０を乾燥させる工程には、熱風又は伝熱等の公知の乾燥方法を採用できる。また、粉砕薄皮１０の平均粒径は１０μｍ以下にする。ピーナッツの薄皮を粉砕する工程には、公知の粉砕機を採用できる。

【0030】

次に、ステップＳ２（配合工程）において、ステップＳ１で得た粉砕薄皮１０と第一熱可塑性樹脂２０とを配合してピーナッツ薄皮配合樹脂１００を得る。粉砕薄皮１０と第一熱可塑性樹脂２０とを混錬機に投入し、粉砕薄皮１０と溶融した第一熱可塑性樹脂２０とをスクリューで混ぜて配合する。このとき、ピーナッツ薄皮配合樹脂１００に対する粉砕薄皮１０の混錬率が５０％となるよう配合する。粉砕薄皮１０と第一熱可塑性樹脂２０とを配合する混錬工程には、公知の混錬機を採用できる。

【0031】

なお、ステップＳ１を施さずに、ステップＳ２で第一熱可塑性樹脂２０と混錬する工程で乾燥工程を経ないピーナッツの薄皮を粉砕して粉砕薄皮１０を得てもよい。

【0032】

粉砕薄皮１０と第一熱可塑性樹脂２０とを配合したピーナッツ薄皮配合樹脂１００を押出し、カットおよび冷却し、ピーナッツ薄皮配合樹脂１００のペレットを得る。ペレットの製造には、公知のペレット製造装置を採用できる。粉砕薄皮１０と第一熱可塑性樹脂２０との混錬は、例えば、ペレット製造装置の押出しスクリューでピーナッツ薄皮配合樹脂１００を押出すとき等、ペレット製造装置の内部で混錬されてもよい。

【0033】

次に、ステップＳ３（フィルム成形工程）において、ステップＳ２で得たピーナッツ薄皮配合樹脂１００を用いてバイオマスフィルム２００を成形する。ピーナッツ薄皮配合樹脂１００と第二熱可塑性樹脂３０とをインフレーション成形機に投入し、溶融させたピーナッツ薄皮配合樹脂１００および第二熱可塑性樹脂３０を混ぜて、押出しおよび冷却させてバイオマスフィルム２００を得る。このとき、粉砕薄皮１０のバイオマス度（乾燥重量割合）が１０％となるようにピーナッツ薄皮配合樹脂１００と第二熱可塑性樹脂３０とを混ぜる。フィルム成形工程には、公知のインフレーション成形機を採用できる。なお、バイオマスフィルム２００における粉砕薄皮１０のバイオマス度は１０％に限られない。例えば、粉砕薄皮１０のバイオマス度が５％以上１５％以下になるようにピーナッツ薄皮配合樹脂１００と第二熱可塑性樹脂３０とを混ぜてバイオマスフィルム２００を得てもよい。

【0034】

本実施形態のピーナッツ薄皮配合樹脂１００およびピーナッツ薄皮配合樹脂１００を用いたバイオマスフィルム２００によれば、粉砕薄皮１０と第一熱可塑性樹脂２０とを含むピーナッツ薄皮配合樹脂１００およびピーナッツ薄皮配合樹脂１００を用いたバイオマスフィルム２００を提供できる。

【0035】

また、粉砕薄皮１０に乾燥工程を施すことで、粉砕薄皮１０の含油率を５％以下にでき、粉砕薄皮１０の混錬率が５０％のピーナッツ薄皮配合樹脂１００を提供できる。また、ピーナッツの薄皮を粉砕した粉砕薄皮１０の平均粒径を１０μｍ以下にすることで、ピーナッツ薄皮配合樹脂１００を用いたバイオマスフィルム２００の厚さのバラつきを抑制できる。

【0036】

以上、本発明の一実施形態について図面を参照して詳述したが、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設計変更等も含まれる。また、上述の一実施形態および以下で示す変形例において示した構成要素は適宜に組み合わせて構成することが可能である。

【0037】

以下実施例により、本発明を詳細に説明する。本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

【0038】

（実施例１）
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１０と、第一熱可塑性樹脂２０として低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）を混錬して実施例１のピーナッツ薄皮配合樹脂１００を得た。このとき、粉砕薄皮１０の混錬率を５０％とした。また、粉砕薄皮１０の含水率は７．３９％とした。

【0039】

（実施例２）
粉砕薄皮１０の混錬率を２０％とした以外は実施例１と同様の方法により、実施例２のピーナッツ薄皮配合樹脂１００を得た。

【0040】

（実施例３）
粉砕薄皮１０に乾燥工程を施さずに含油率を３８．２％とし、粉砕薄皮１０の粒径を２００μｍ以上３００μｍ以下とし、粉砕薄皮１０の混錬率を３５％とし、粉砕薄皮１０の含水率を３．２％とした以外は実施例１と同様の方法により、実施例３のピーナッツ薄皮配合樹脂１００を得た。

【0041】

（試験１）
実施例１－３のピーナッツ薄皮配合樹脂１００に含水率測定試験を実施した。含水率測定試験では、カールフィッシャー法を用いて実施例１－３のピーナッツ薄皮配合樹脂１００の含水率を測定した。

【0042】

（試験２）
実施例１－３のピーナッツ薄皮配合樹脂１００に比重測定試験を実施した。比重測定試験では、ＪＩＳ Ｋ７１１２で規定された方法により実施例１－３のピーナッツ薄皮配合樹脂１００の比重を測定した。

【0043】

（試験３）
実施例１－３のピーナッツ薄皮配合樹脂１００にＭＦＲ（Melt mass-flow rate）測定試験を実施した。ＭＦＲ測定試験では、ＪＩＳ Ｋ７２１０で規定された方法により実施例１－３のピーナッツ薄皮配合樹脂１００のＭＦＲを測定した。

【0044】

（試験結果１）
試験１－３の結果を表１に示す。
実施例１－３の中で最もピーナッツ薄皮配合樹脂１００に対する粉砕薄皮１０の混錬率が大きい実施例１は、実施例２－３と比較してＭＦＲが低い値となった。そのため、実施例１のピーナッツ薄皮配合樹脂１００は、実施例２－３と比較して、溶融押出成形時に成形品にダレが発生しにくい。また、成形機のノズル内やバレル内で樹脂の滞留が発生しにくい。

【0045】

【表1】

【0046】

（実施例４）
実施例１のピーナッツ薄皮配合樹脂１００と、第二熱可塑性樹脂３０として低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）とを用いて、粉砕薄皮１０のバイオマス度が１０％、厚さが６１μｍ以上６９μｍ以下となるようにインフレーション成形機で成形して実施例４のバイオマスフィルム２００を成形した。

【0047】

（比較例１）
ピーナッツ薄皮配合樹脂１００を用いずに、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）のみを用いて厚さが２０μｍとなるようにインフレーション成形機で成形して比較例１のフィルムを成形した。

【0048】

（比較例２）
厚さを８０μｍとした以外は比較例１と同様の方法により、比較例２のフィルムを成形した。

【0049】

（試験４）
実施例４のバイオマスフィルム２００および比較例１－２のフィルムに透過率測定試験を実施した。透過率測定試験では、ＪＩＳ Ｋ７１３６で規定された方法により実施例４のバイオマスフィルム２００および比較例１－２のフィルムの全光線透過率、拡散透過率および平行線透過率を測定した。

【0050】

（試験結果２）
試験４の結果を表２に示す。
実施例４のバイオマスフィルム２００は、ピーナッツ薄皮配合樹脂１００を含まない比較例１－２のフィルムと比較して、拡散透過率が大きい結果となった。そのため、実施例４は比較例１－２よりも透明度が低く、例えば、外部から内容物が見えにくくすることを求められるゴミ袋や食品包材等に利用できる。

【0051】

【表2】

【符号の説明】

【0052】

１００ ピーナッツ薄皮配合樹脂
２００ バイオマスフィルム
１０ 粉砕薄皮
２０ 第一熱可塑性樹脂
３０ 第二熱可塑性樹脂

【図1】

【図2】

【図3】