日本生物塑料研究所有限公司于2025年8月撰写的关于生物塑料基础知识和在大阪·关西世博会活用情况的解说文章。
生物塑料的基本构造
生物塑料是为解决传统塑料面临的两大课题而开发的,是"植物来源塑料"和"生物降解性塑料"的总称。针对石油来源塑料制造时的二氧化碳排放问题,通过使用吸收了地表附近循环二氧化碳的植物来源原料来抑制新的CO2产生。对于海洋塑料垃圾问题,在一定条件下可被微生物最终分解为水和二氧化碳的生物降解性塑料成为对策。
聚乳酸的特征和制造工序
代表性的生物塑料聚乳酸(PLA)以玉米、木薯、甘蔗等植物来源糖类·淀粉为原料,具有植物来源和生物降解性两种特性。制造工序中,将淀粉经酵素分解得到的糖分加入乳酸菌进行发酵产生乳酸(与酸奶制造同一工序),之后通过化学聚合生成聚乳酸。通过改良耐热性得到提升,目前已广泛用于杯子、服装、笔记本电脑外壳、页岩气压裂修补材料、3D打印机耗材等用途。
大阪·关西世博会的实用案例
世博会展示了多项创新的生物塑料应用。日本馆的"双鹤"共创项目展示了用三菱化学公司的生物质聚碳酸酯DURABIO+加入藻类制作的材料制成的3D打印凳子,使用后可分解为3个部件实现再利用设计。株式会社钟化展示了全工序通过生物制造、在海洋中也可生物降解的Green Planet®,该材料以植物油为原料通过微生物生产,实现了土壤、海水中的双重生物降解。
大阪府健康护理展馆展示了关西中小企业合作制作的大型生物塑料管风琴,于8月19-25日展出,管子使用帝人的生物聚碳酸酯Panlite®(长度最大1630mm、直径101mm、53根),键盘使用三菱化学的DURABIO™,吹口使用聚乳酸3D打印产品。此外,世博会工作人员的内衣采用株式会社PIECLEX制造的"电气纤维"(利用聚乳酸压电性的抗菌纤维),使用后的产品通过堆肥化的"P-FACTS"系统运营。
文章指出根据目的选择材料的重要性,如果以生物降解为目的则需要100%生物降解性材料,如果以温室气体减排为目的则植物来源50%配合也有效,认为需要平衡的材料选择和利用扩大。