海洋生分解性バイオマス複合プラスチック材料

「生分解性プラスチック」ってなに?

 ポリエチレンやポリプロピレンなど一般的な多くのプラスチックは生分解しませんが、いくつか少ない種類のポリエステル系樹脂には生分解するものがあります。これらの生分解性プラスチックは一定の条件で水分が存在すると分解が起こります。これを第一段階の加水分解とよびます。その後加水分解でによって短くなったプラスチックは、例えば土壌中や水中に棲むバクテリア微生物によって食べられ、水と二酸化炭素に分解されて後には何もなくなります。これが第二段階の生分解です。

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 ポリエチレンやポリプロピレンなど一般的なプラスチックは、紫外線が当たって部分的に分解したりや波の力でちぎれるなどして小さなプラスチックになっていきます。これがマイクロプラスチックといわれるものですが、バクテリアはそれ以上エサとして食べられませんのでいつまでも残ってしまいます。マイクロプラスチックはそのまわりに有害物質を集めやすい性質があり、それを魚が食べ最終的に人間が食べて蓄積してしまうということが心配されています。

 生分解性プラスチックは最終的にバクテリアによって全て分解されてしまいますが、マイクロプラスチックとなっている時間が比較的短いので安全性が増します。またいっしょに木粉やデンプンなどのバイオマスがあった場合も、最終的には同様にバクテリアによって分解されてしまいます。これらをうまく利用すると、例えば土の中や湖水中や海水中で、マイクロプラスチックをほぼ作らずにきれいになくなって生分解してしまうプラスチック材料が作れるのです。

「生分解性プラスチック」にはいろいろな種類がある

 生分解性プラスチックが置かれる環境によってはバクテリアの量が全く違います。例えば生ごみや土壌中のように大量のバクテリアが棲み着いている環境は比較的生分解は進みやすいのですが、海水中ではバクテリアはごく少ないので生分解にとってはたいへん困難な環境といえます。逆を言えば海水中で生分解するプラスチックはほかのどんな環境でもオールマイティ―で生分解するということができます。

 私たちは「海のプラごみ問題」を含めたプラごみ問題の解決のため、海水中でも容易に生分解するプラスチック材料をめざしました。できたのが、「Biofade (ビオフェイド) 」です。これは、東京都立産業技術研究センター様との共同研究で作りました。

五反田SDGs生分解段階

 

助成資料補足まとめ

「Biofade(ビオフェイド)」の特長はなに?

➀ 生分解度が大きい ⇨⇨生分解が進みやすい

 生分解性の測定はたいへん微妙な技術が必要なので、日本で最も定評がある「化学物質評価研究機構CERI」に測定してもらいました。尚、国際的なISO規格は今まだありませんが、現在CERI法が最も信頼できるようです。海水に漬けたプラスチック粉末の分解に必要な酸素量を厳密に測定する加速的な試験方法で、日本企業の多くはこの方法で評価しています。

 その結果、木粉40%添加品で、28日後で平均生分解度36%でした。木粉成分のリグニンはやや遅れて生分解にしますのでさらに時間を置けば生分解度は上がるはずです。尚、海洋生分解性プラでたいへん有名なPHBHの公表値は、同じ条件で生分解度23%ですから、28日後条件では13%勝っているといえます。この期間だけで軽々に優劣は言えないのですが、海水中で十分に生分解する材料といえます。

助成資料補足生分解度 成形品4

② 射出成形がしやすい

 このバイオマス複合プラスチックは、射出成形ができますのでいろいろな形のものが作れます。たとえ風で飛ばされ川に入りそれが海に流れ込んでも、時間経過とともにバクテリアによって最終的にきれいになくなるので、海のプラスチックごみにならないということです。

 この種のプラスチックは結晶性樹脂なのですが、結晶化しやすいつまり高温の成形温度から冷却した際に早く固まるということが成形にとって必要なのです。DSC測定で結晶化挙動を調べた結果、結晶化がかなり早いことが分かりました。上の写真はスプーンや歯ブラシを射出成形で作った例です。

 こういう使い方はどうだろう、こういった製品を作りたいというアイデアがありましたら、遠慮なくご相談ください。広く使って戴き「海のプラごみ問題」を少しでも改善できたらいいですね。