概要

　これまでDaigasグループでは、ポリエチレンガス管廃材とPETボトル廃材を複合した新しいリサイクル樹脂材料を開発してきました。

 　この技術を応用して、バイオマス（植物）由来材料として注目されているポリ乳酸の改質を行い、ポリ乳酸単独では成形できなかった柔軟なフィルムの製造に成功しました。将来的には一般のポリエチレン製のフィルムの置き換えや使用した袋を燃やさずにバイオガス化することも可能になります。

　さらにこの技術を応用し、従来よりも柔らかい不織布向けのポリ乳酸樹脂や、高い耐熱性を持つポリ乳酸複合樹脂も開発しました。これらの技術開発により、さらに広い範囲にポリ乳酸樹脂を適用できることが期待されます。

図１.ポリ乳酸の改質

背景

　近年、低炭素化材料として、バイオマス由来樹脂であるポリ乳酸が注目されていますが、使用に際して主に2つの課題があります。一つ目に、ポリ乳酸は硬くて脆く、伸びないという点です。二つ目に、ポリ乳酸は耐熱性が低く、55～60℃程度で変形してしまうという点です。

　これらの課題に対し、独自の改質・複合化技術を用いることにより、柔軟性または耐熱性が付与されたポリ乳酸系樹脂を開発することに成功しました。

図2.ポリ乳酸の改質技術

柔軟フィルム向けポリ乳酸改質樹脂の特徴と用途

　硬くて脆いポリ乳酸を、ポリエチレンのPETの相溶化などで、培ってきた樹脂改質技術を応用して改質し、インフレーションフィルム成形が可能な樹脂を生み出しました。

 　この樹脂は汎用のインフレーションフィルム成形装置で成形することができ、高いバイオマス度や生分解性を維持しながら、柔軟で高強度なフィルムを製造することができます。

 　また、他の生分解性樹脂と比較すると、室温環境下では安定しており、保存可能期間を長くとれるため、フィルム製造のコストダウンも期待できます。

図3.フィルム向けポリ乳酸改質樹脂の物性（射出成形による試験片のデータ）

図4.ポリ乳酸改質樹脂のインフレーションフィルム成形

　本樹脂を用いた生分解性フィルムは、農業用生分解マルチフィルム、コンポストバッグとして、強度が高く、保存性と分解性の両立が可能であるという特徴があります。

　一定期間内であれば、通常の室内環境下での保存安定性もよいので、将来的に一般的なポリエチレンフィルム（レジ袋、ゴミ袋、食品包装など）を置き換えることも期待できます。

図5.フィルム成形品

柔軟不織布向けポリ乳酸改質樹脂の特徴と用途

　フィルム向けポリ乳酸改質樹脂の技術を応用し、ポリ乳酸を主成分とする柔軟な不織布成形向けグレードを開発しました。従来のポリ乳酸不織布は、硬くゴワゴワした感触がありますが、独自技術により、柔らかく滑らかな触り心地を実現したポリ乳酸不織布を開発することに成功しました。物性だけでなく、PP（ポリプロピレン）不織布と比較して高い抗菌性を持っていることも特徴です。さらに、スパンボンド法による成形性も良好であり、汎用の成形装置で製造可能です。

　生活用品、衛生用品、農業用品などの幅広い用途に適用することを想定しています。

図6.柔軟不織布向けポリ乳酸改質樹脂の物性（射出成形による試験片のデータ）、抗菌性

図7.不織布成形品

高耐熱ポリ乳酸複合樹脂の特徴と用途

　ポリ乳酸を主成分とする、高耐熱フィラーを複合したポリ乳酸改質樹脂を開発しました。大別して「でんぷん複合グレード」および「セルロース複合グレード」の2種があり、いずれも100%に近いバイオマス度を有しています。でんぷん複合グレードの特徴としては、低着色であり、高耐衝撃性を有しています。セルロース複合グレードは30%複合グレードと51%複合グレードがあり、いずれも高バイオマス度かつ高い耐熱性を有しています。特に51%複合グレードは、より高い耐熱性を持っており、非プラスチック材料としての取り扱いも可能です。また、マスターバッチとしてのご利用も可能です。

　いずれのグレードにつきましても、カトラリーをはじめとした各種成形品用途にご利用いただけます。

図8.高耐熱ポリ乳酸複合樹脂の物性（射出成形による試験片のデータ）

図9.各種成形品

今後の取り組み

　上記の特徴を活かしたポリ乳酸系樹脂の用途開発、および物性制御技術の開発を行うとともに、社会に求められる環境性の高い材料を皆様にお届けすることを目指します。

　また、開発したポリ乳酸系樹脂は、当社で開発したバイオガス化技術を用いることによって、短時間で分解され、最終的にはエネルギー転換することも可能です。このことにより、例えば開発フィルムを使用したごみ袋の場合、生ごみを入れたまま投入することができ、バイオガスの量が増えます。加えて、ごみ袋の分別・処分が不要になり、省力化にもつながります。

　ご紹介した以外にも、様々な成形手法・用途に適用できるポリ乳酸系樹脂の開発を行っております。お気軽にお問い合わせください。