生物塑料：將比石油塑料更便宜

    利用酵母菌的力量简化工序
    三井物产决定与2009年入股的加拿大生物风险企业Bio Amber合作，量产以植物为原料的琥珀酸。琥珀酸此前一直是以石油产品为原料，作为隔热材料和粘合剂等原料之一使用。
    其中，具有代表性的用途是作为聚丁二酸丁二醇酯（PBS）的原料，PBS是一种具有可被自然界中的微生物分解的“生物可降解性”的塑料。
    三井物产与Bio Amber将投资约125亿日元，在加拿大安大略省建设年产能为3万吨、全球最大规模的生物琥珀酸的商业工厂。预定2015年1月底完工，生产步入正轨后，预计其价格会比从石油中提取的琥珀酸低2成左右。
    琥珀酸可用于入浴剂和食品添加剂等广泛用途。如果业务顺利增长，将把年产能扩大到5万吨。
    全球已有多家生物风险公司开始生产生物琥珀酸，不过都是年产能为1万吨的级别。三井物产和Bio Amber预计新工厂的生产成本会比其他公司低1成左右。
    生物琥珀酸的制备方法是，使从玉米中提取的糖分（葡萄糖）在菌类的作用下发酵。与利用原油制造相比工序更少，因此可低成本制造。新工厂邻近北美被称为“玉米带”的一大玉米产地，可低价採购从玉米中提取的葡萄糖。
    另外，Bio Amber还拥有美国大型粮食制造商嘉吉（Cargill）新开发的酵母菌的专有使用权。利用这种酵母菌，可较以往的制造方法简化工序，降低成本。
    以往的制造方法在发酵葡萄糖时，发酵层中的酸度会升高，妨碍菌的活动，因此必须添加中和剂（氨）。而发酵结束后必须去除中和剂，提炼琥珀酸。但新开发的酵母菌耐酸性强，无需使用中和剂。
    泰国最大的咖啡连锁店“Cafe Amazon”使用的纸杯。採用了PBS涂层，可以生物降解。
    三井物产生物化学事业室主任荒木英知说：“人们肯花高价钱购买环境负荷低的生物原料的时代结束了。现在做业务的前提是发挥‘植物提取’特有的优势”。
    从2003年开始开展生物可降解塑料PBS业务的三菱化学将于2015年在泰国启动年产能为2万吨的PBS生产设备。此前一直使用从石油中提取的琥珀酸作为原料，而今后将採用三井物产的生物琥珀酸。
    目前，PBS主要用于可埋入农田中处理的农业用薄膜，以及可直接掺入堆肥中的生活垃圾用垃圾袋等。
    三菱化学还在拓展PBS在要求高功能性和卫生性的食品包装等领域的用途。使用源自植物的原料，可以提高作为放心、安全的环保材料的附加值。现已得到泰国最大的咖啡连锁店“CafeAmazon”的採用。该咖啡店採用的是用三菱化学生产的採用PBS涂层的生物可降解纸杯。

    将熔点低变为优点
    此外，涉足代表性生物塑料——聚乳酸业务的帝人公司计划利用自主开发的改质技术，开拓聚乳酸的新用途。
    在日本最大规模的家电商场——友都八喜多媒体秋叶原店，乘扶梯上二楼后，首先映入眼帘的是家用3D打印机卖场。3D打印机的价格仍然高达十几万日元，因此每月隻能卖出几台，但出于爱好想使用的人在稳步增加。
    实际上，家用3D打印机的造型原料就使用了聚乳酸。将盘成卷的带状聚乳酸一点一点加热熔化，从自动移动的细喷嘴顶端喷出来制作立体物品。聚乳酸的熔点约为170℃，在塑料中比较低。由于能低热熔解，因此很适合作为家用3D打印机的耗材。
    不过利用时也存在难点，那就是聚乳酸具有水解性，会与空气中的水分发生反应，放久了容易变质。
    虽然添加碳化二亚胺化合物添加剂能够抑制水解，但这种添加物与树脂发生反应时，会产生刺激眼睛和呼吸器官的有害气体异氰酸酯。用3D打印机加热后，这种气体可能会在室内扩散。
    因此，帝人开发出了具有特殊分子结构、完全不释放异氰酸酯气体的“环状碳化二亚胺化合物”，可用于以聚酯系为中心的广泛塑料，已从2013年开始对外销售。作为新的环保材料，还打算在欧美和中国销售。
    帝人还计划面向3D打印机用途，投产混有环状碳化二亚胺化合物的聚乳酸，在2015年涉足3D打印材料市场。该公司环境能源、先进材料业务推进组组长内山昭彦表示，“仅凭‘取代石油塑料’这种想法并不能使生物塑料普及。我们打算发挥聚乳酸的特性，开发即便在利基市场上也能深入渗透的用途”。
    生物塑料可以说是环保材料的代表，今后将在价格和功能两方面完成进化。