注目の新規バイオプラスチック

全ての革新的な新素材・技術が辿る社会的認知度曲線 (ハイプ・サイクル) からすれば、バイオプラスチックの先駆けとしての生分解性プラスチックも1980年代の黎明期から2000年代の流行期を経て、その後幻滅期に至る中で既に多くの素材・技術・企業が“ダーウィンの海”で自然淘汰され市場から姿を消した。今や、生分解性プラスチックの再興・安定成長期を迎える中で、本命候補の躍動が眩しい今日この頃である。 　さて、その後新たにバイオベースのプラットフォームケミカルの開発が進展する中で、様々な新規バイオプラスチック素材群が開発されてきたが、これら新規バイオプラスチック群も今後過酷な自然淘汰の運命から逃れることはできない。果たして、“ダーウィンの海”を泳ぎ切ることのできる本命候補とは?また、それらが有する素養とは何か? 　本講では、生分解性であるか否かは問わず、全ての注目新規バイオプラスチック素材群の最新技術・市場開発最前線を踏査する中で、将来的に本命候補となりうる潜在的可能性を秘めた新規バイオプラスチックを中心に論及する。

1. バイオベース・プラットホームケミカルとバイオリファイナリー最前線
   1. バイオエタノール
      1. デンプン (トウモロコシ) や廃糖蜜 (サトウキビ) から
      2. リグノセルロース (麦や稲糖の茎、暖竹、草) から…第二世代バイオエタノール
         • 酵素生産、糖化、発酵の生化学的過程をすべて統合化したCBPとは?
         • 微生物の細胞表層に酵素などの機能性タンパク質を集積する細胞表層工学技術
   2. バイオベース・モノマー又は中間体
      1. C2…エチレングリコール (EG)
      2. C3…グリセリン、乳酸、1.3-プロパンジオール (PDO) 、3-ヒドロキシプロピオン酸 (3-HP) 、アクリル酸
      3. C4…コハク酸、1,4-ブタンジオール (BDO) 、γ-アミノ酪酸 (GABA)
      4. C6…ソルビトール、イソソルバイド、フランジカルボン酸 (FDCA) 、アジピン酸
         • 北海道大学が従来法の限界を突破する画期的な高効率FDCA新規化学合成法を開発
      5. C8…p-キシレン (PX)
      6. C10…セバシン酸
      7. C18…リシノール酸
2. バイオプラスチックの最新動向
   1. バイオポリエチレン (bio-PE)
   2. バイオポリエステル (bio-PES)
      1. 生分解性バイオポリエステル…深刻化する海洋プラスチック汚染問題が欧州その他の使い捨てプラ使用禁止法令や市場拡大に拍車
      2. ポリ乳酸 (PLA)
         • 生分解性 (堆肥化可能なバイオリサイクル材) と長期使用耐久性 (構造材料) の両面展開が可能な 唯一のバイオプラスチック
         • 世界で二番目の大型商業プラント (7.5万トン) 操業開始
         • 第二世代ポリ乳酸…高L組成ポリ乳酸 (High %L PLA) 、%D<0.5
         • ステレオコンプレックス型ポリ乳酸 (sc-PLA) が事業化されない理由とは?
      3. ポリブチレンアジペート・テレフタレート (PBAT)
      4. ポリブチレンサクシネート (PBS, PBSA)
      5. 微生物産生ポリエステル (PHBV, PHBH)
         • 過去40年間、世界中の多くの企業が参入と撤退を繰り返し、未だ本格的に工業化されない核心的理由とは?
      6. その他 (PGA, PEST, デンプン系)
      7. 非生分解性バイオポリエステル
      8. バイオポリエチレンテレフタレート (bio-PET)
         • 従来のイソブタノール法 (Gevo) に代わるVirentのセルロース由来が主流に?
      9. ポリトリメチレンテレフタレート (PTT)
      10. ポリエチレンフラノエート (PEF)
          • 化学構造…植物由来指環式ジールのフランジカルボン酸 (FDCA) から成るバイオポリエステル
          • 基本特性…ガスバリア性 (PET対比で酸素6倍、二酸化炭素3倍、水蒸気2倍) 、
          • 耐熱性 (PET) …Tg/Tm (℃) : 86/235 (74/265) 、熱変形温度HDT: 76 (64)
   3. バイオポリアミド (bio-PA)
      • ヒマシ油 (リシノール酸トリグリセリド) の熱分解による化学変換
      • ヒマシ油系バイオポリアミド…PA11, PA610,PAXD10, PA10T,その他
   1. ポリアミド11
      • 最も歴史の古い古典的なバイオポリアミド
   2. ポリアミド610、ポリアミド56
   3. ポリアミドXD10
   4. ポリアミド10T
      • 化学構造…ひまし油由来1,10デカンジアミンとテレフタル酸の重合体
      • 基本特性…超高耐熱性…Tg/Tm (℃) : 160/314, DTUL (1.8MPa) >300℃、 低吸水率、耐薬品性、耐摩耗性、電気特性に優れた次世代スーパーエンプラ
   5. ポリアミド11T
   6. ポリアミド4
      • ポリアミドの中で唯一の生分解性プラスチック
   7. ポリ尿素
      • 二酸化炭素の直接的固定化とバイオマス由来ジアミンによる究極の環境配慮型素材、 ポリアミドに匹敵する優れた耐熱性と電気特性
   4. バイオポリカーボネート (bio-PC)
      • 化学構造…植物由来複素環式ジオールのイソソルバイドから成るバイオポリカーボネート
      • 基本特性…光学特性、表面硬度、耐候性・耐光性、 耐衝撃性や耐薬品性に優れた新規エンジニアリング・プラスチック
   5. バイオポリウレタン (bio-PU)
      1. ヒマシ油系ポリエステルポリオールを用いたbio-PU
      2. 1,3-プロパンジオール系ポリエーテルポリオールを用いたbio-PU
• 質疑応答・名刺交換