バイオマスプラスチックは原料が主に植物由来のプラスチック。現在さまざまな研究が進んでおり、製造方法に関しても新しい方法や技術が開発されています。

この記事では、バイオマスプラスチックがどのように製造されているのか、糖原料と油脂原料のものに注目して製造方法について解説します。

バイオマスプラスチックとは

バイオマスプラスチックは、石油由来のプラスチックに代わる環境にやさしい素材として注目されています。主に植物由来のバイオマスを原料として製造され、再生可能な資源を利用しているのが特徴です。

バイオマスプラスチックには生分解性のものや非生分解性のもの、全面的にバイオマスから作られたものと部分的にバイオマス由来のものなどがあります。

まだ一部の製品で、石油由来のプラスチックと同等の性能を発揮できていないことや、原料供給が安定しないことが課題としてあげられますが、研究者や技術者によって、これらの課題に対する解決策が模索されています。

バイオマスプラスチック（糖原料）の製造方法

ここからは、バイオマスプラスチックがどのような過程を経て製造されているかを確認しましょう。

バイオマスプラスチックの製造プロセスは、収穫された植物由来の素材を分解し、モノマーに変換した後ポリマーとして成形されます。

まずは、サトウキビ・トウモロコシ・キャッサバなどの糖原料を使用して作られるバイオマスプラスチックの製造方法をご紹介します。

バイオマスの収集

サトウキビ、トウモロコシ、キャッサバなどの糖原料を収穫し、必要な形状やサイズにカットして収集します。

バイオマスの前処理

収集された糖原料は、前処理工程にかけられます。これには、洗浄、粉砕、乾燥などの工程が含まれ、糖分を取り出す準備が行われます。

糖の抽出

前処理されたバイオマスから、主に糖分を抽出します。この工程は水や酸などを使用して行われ、糖が溶解された溶液が得られます。

発酵

糖分が得られた溶液は、微生物（通常は酵母）を用いて発酵させます。このプロセスにより、糖分がアルコールや有機酸に変換されます。

モノマーの抽出

発酵により得られた発酵産物から、モノマー（ポリマーを形成するための単位となる分子）として利用できる化合物を抽出します。

ポリマー合成

抽出されたモノマーを用いて、通常のプラスチックと同じような重合反応が行われ、ポリマーが生成されます。この段階で、バイオマスプラスチックの基本的な構造が形成されます。

プラスチック成形

得られたバイオマスプラスチックのポリマーは成形プロセスにかけられ、最終的な製品が形成されます。

バイオマスプラスチック（油脂原料）の製造方法

続いて、バイオマスプラスチックの原料として油脂が使われる場合の製造方法をご紹介します。このプロセスでは、油脂からモノマーを得て、それをポリマー化してプラスチックを製造します。

油脂の選定と精製

利用される油脂は、主に植物油（例: 大豆油、パーム油）などがあげられます。選定された油脂は精製プロセスを経て不純物や色素を取り除かれます。

モノマーの生成

油脂を分解して脂肪酸を取り出します。取り出した脂肪酸が後のモノマーとなります。

脂肪酸の重合

取り出された脂肪酸を、化学的な反応によって重合させます。これにより、バイオベースのポリマーが生成されます。このポリマーがバイオマスプラスチックの主成分となります。

ポリマーの精製

生成されたポリマーは精製工程を経て不純物が取り除かれ、プラスチック素材になります。この段階で、ポリマーの特性や品質を調整するための作業が行われます。

プラスチック成形

得られたポリマーは、通常のプラスチックと同じように成形されます。成形プロセスには押し出し成形、吹き込み成形などがあり、最終製品の形状に応じて選択されます。

バイオマスプラスチックを利用した不織布の製造方法

不織布はプラスチックを原料にして製造されますが、原料がバイオマスプラスチックに変わっても基本的に製造方法は変わりません。

しかし、一般的な石油由来のプラスチックであるPETなどと比較して、バイオマスプラスチックは強度が低かったり繊細な性質であったりするため、加工中に繊維にかかる負荷を少なくするなど生産条件の調整が必要です。

現在私たちマルヰ産業では、バイオマスプラスチックの一つであるPLAを用いての不織布製品開発に取り組んでいます。今後もさまざまな生産条件でテストを繰り返し、バイオマスプラスチックを用いた環境にやさしい不織布製品開発にも力を入れたいと考えております。

自動車用資材から土木資材まで！「不織布」はマルヰ産業におまかせ！

今回は、バイオマスプラスチックの製造方法についてお伝えしました。

マルヰ産業は、自動車部品から建設業界に至るまで、日本のものづくりを影で支える「不織布」専門の製造・加工メーカーです。

機能性を持たせたさまざまな不織布の製造が可能ですので、疑問点やお困りごとがありましたらお気軽にご相談ください。