生分解性プラスチックの分解制御技術とその応用展開【Live配信】

セミナー趣旨

　生分解性プラスチックの理想像とは、既存の石油系プラスチックと同等の熱的・機械的特性や成形加工性を有しながら、その使用環境下では石油系プラと同等の製品寿命・奉仕期間（短期使用から長期耐久性構造材料まで）を維持し、製品としての役割を終えた後は堆肥化などの再資源化（バイオリサイクル）工程で生ごみと同等速度で速やかに分解される、あるいは自然環境下で自然に還る素材である。
　従って、生分解性プラスチックには使用・廃棄条件に適応した分解開始のトリガー（外的刺激因子）と分解速度の制御に係る分解制御機構が内蔵されていなければならない。本講では、その理想像としてのポリ乳酸に秘められた分解制御機構と分解制御技術を検証し、その応用展開の可能性と実用化例について言及する。また、ポリ乳酸は生分解性であるにも関わらず何故に卓越した抗菌・防カビ性を発現するのか、その機序についても考察する。

セミナープログラム

1. 地球環境・資源・廃棄物問題と生分解性プラスチック
   1. 地球環境・資源・廃棄物問題の抜本的解決のために
      1. 海洋プラスチック汚染問題の正しい理解と生分解性プラスチックの役割
         • 海洋プラ濃度の経年変化（累積増加）曲線
         • 海洋汚染問題に対する短期的視点と長期的（グローバルな）視点
         • 海水中のマイクロチップ（流木、草本類）は太古の昔より存在した！
         • 自然生態系が許容し得る海水中の生分解速度…ポジティブ・コントロールは？
      2. 地球上に生命が誕生して38億年、地球はなぜ廃棄物で埋もれなかったのか？
      3. 自然界が有する真のリサイクルシステムである炭素循環へのリンク
   2. 生分解性プラスチックの識別表示と環境負荷低減効果
      1. グリーンプラ・マーク…日本バイオプラスチック協会（JBPA）識別表示制度
      2. カーボン・フットプリント…LCAによる環境負荷の客観的・定量的評価
   3. 生分解性プラスチックの分類、基本特性と応用展開
      1. 硬質タイプ…ポリ乳酸（PLA）：Tg／Tm=58℃／175℃
      2. 軟質タイプ
         ①ポリブチレンアジペート・テレフタレート（PBAT）：Tg／Tm=-35℃／115℃
         ②ポリブチレンサクシネート（PBS, PBSA）：Tg／Tm=-47～-35℃／84～115℃
      3. その他…微生物産生ポリエステル（PHBV, PHBH）、デンプン系
   4. 世界の法規制と業界動向
      1. 欧米グリーンガイド指針…ポイ捨てを助長するbiodegradable（生分解性）表示
      2. 世界の法規制動向…欧州ではごみ袋やレジ袋、使い捨ては生分解性が主流に！
      3. 業界動向…世界ラーメンサミット「大阪宣言」にてラーメン容器を生分解性に！
2. 生分解性プラスチックの生分解機構、分解挙動と分解制御技術
   1. 生分解機構の分類（分解の初期から中期にかけて）

      タイプ	酵素分解型	非酵素分解（加水分解）型
      具体例	微生物産生ポリエステル	ポリ乳酸（PLA）
      表面形状	凹凸	平滑
      重量減少	あり	なし
      分子量低下	なし	あり
      分解サイト	表面	表面～内部
      分解様式	表面分解(surface erosion) 表面から溶かされて行く	塊状分解(bulk degradation) 全体的に壊れて行く

   2. 分解開始・速度の支配的因子と制御の可能性

      タイプ	酵素分解型	非酵素分解（加水分解）型
      具体例	微生物産生ポリエステル	ポリ乳酸（PLA）
      化学構造	一次構造	フリーのカルボキシル末端基
      残留物・添加剤	特になし	ラクチド、加水分解促進化合物
      外部環境因子	分解微生物の種類・数	温度・湿度・pH
      分解速度の制御	基本的に不可（速い）	可能（速いから遅いまで）

   3. PLAの特異的な生分解機構と分解制御機構・技術
      1. ２段階２様式の特異的な生分解機構…耐久性と生分解性の両立
         ①第一ステップ…化学的加水分解（分子量、強度低下による形状崩壊）
         ②第二ステップ…①で生成した水溶性乳酸を微生物が資化・代謝（生分解）
      2. ガラス転移温度Tg：58℃≒生ごみ堆肥化施設温度…分解開始のトリガー（自動的スイッチオン機構）内包
      3. PLAのCOOH末端基濃度と製品寿命…分解速度の制御
   4. PLAの様々な環境下における（非）分解挙動と応用展開
      1. 生体内…生体内分解吸収性医用材料（タイプS）
      2. 自然環境下（土壌、海水）…農林・園芸・土木・水産資材（タイプM）
      3. 再資源化／バイオリサイクル（堆肥化またはバイオガス化）…使い捨て容器・包装資材、生活・衛生・雑貨（タイプM）
      4. 高温・高湿下（自動食器洗い機）…リターナブル食器（タイプL）
      5. 再資源化／マテリアルリサイクル…リターナブル食器、電気・電子機器筐体・部品、産業資材、自動車内装材（タイプL）
   5. PLAの耐食害性と抗菌・防カビ性…他素材との比較
      1. ネズミ食害試験
      2. プラスチックのカビ抵抗性試験…JIS Z-2911
      3. 生鮮イチゴ収納容器のカビ抵抗性試験
      4. 繊維の抗菌・防カビ性試験…繊維製品新機能評価協議会・抗菌防臭加工新基準
      5. ポリ乳酸の抗菌・防カビ性発現機構
      6. 消費者から届けられた声

□質疑応答□

セミナー講師

望月 政嗣　氏（元京都工芸繊維大学　特任教授）、工学博士（京都大学）、高分子学会フェロー

【専門】高分子材料科学、特にバイオプラスチックや生分解性高分子、高分子の高性能・高機能化材料設計と成形加工技術、繊維・不織布の構造と物性

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