概要
従来のプラスチックに代わる持続可能な代替品に対する世界的な需要が高まる中、生分解性プラスチックへの注目がこれまで以上に高まっています。 これらのポリマーは天然物質に分解することができるため、従来のプラスチックに代わる環境に優しい代替品となります。
I. 生分解性プラスチックを使用する理由
生分解性プラスチックを採用する理由は多岐にわたります。
- 環境への影響：従来のプラスチックは何世紀にもわたって環境中に残留し、マイクロプラスチック汚染を引き起こします。 生分解性プラスチックは、この懸念を軽減するのに役立ちます。
- 資源効率: 生分解性プラスチック、特に再生可能資源由来のものは、資源の有効活用を確実にします。
- 廃棄物管理: これらのプラスチックは堆肥化できるため、廃棄物管理プロセスが簡素化されます。
II. 生分解性プラスチックの定義
生分解性プラスチックは、生物、通常は微生物の作用によって水、二酸化炭素、バイオマスに分解できるポリマーです。
Ⅲ． の種類 生分解性プラスチック とその特徴
1. ポリ乳酸（PLA）
PLA は、コーンスターチ、米、サツマイモなどの再生可能資源に由来するバイオポリマーです。 それは主に乳酸ポリマーです。
- Advantages：環境に優しく、生体適合性が良く、光沢と透明性に優れています。
- デメリット: 脆性が低く、熱変形温度が低く、耐衝撃性が標準以下です。
2. ポリヒドロキシアルカノエート (PHA)
PHA は、糖または脂質の細菌発酵によって自然に生成される線状ポリエステルです。
- Advantages：生体適合性、優れたガスバリア性、耐水性、優れた熱安定性を備えています。
- デメリット：高価で生産コストが高い。
3. デンプン/タンパク質プラスチック
これらは、純粋な熱可塑性デンプン、またはデンプンと他のポリマーのブレンドのいずれかです。 これらはすべて再生可能な植物原料から得ることができます。
- Advantages：生産コストが低い。
- デメリット：機械的特性が劣っており、耐水性が限られています。
4. ポリブチレンサクシネート (PBS)
PBS は、コハク酸とブチレングリコールから合成される線状脂肪族ポリエステルです。 生分解性があり、丈夫な特性で知られています。
- Advantages：優れた熱安定性、優れた機械的特性、および生分解性。
- デメリット：高分子量品種の脆さ。
5. 脂肪族ポリカーボネート (APC)
APC は、CO2 とエポキシ化合物の組み合わせから得られるコポリマーです。 これらには、PEC、PPC、PBC などの亜種が含まれます。
- Advantages：ガスバリア性、伸び性に優れています。
- デメリット： マイルドな臭気、不十分な熱安定性、および凝集傾向。
6. 混合材料 (例: PLA/PBS/BP)
このカテゴリには、さまざまな生分解性プラスチックを組み合わせて、特定の特性を強化し、弱点を軽減した材料が含まれます。
竹パウダーなどの天然繊維を添加すると、その特性がさらに高まります。 ブレンドは、特定の材料の欠点を改善するのに役立ちます。 たとえば、PLA に PBS を添加すると、靭性が向上します。
IV. 生分解に影響を与える要因
プラスチック、特に農業用途を目的としたプラスチックの生分解は、無数の要因の影響を受ける複雑なプロセスです。 生分解性プラスチックの効果的な設計、適用、管理には、これらの決定要因を明確に理解することが不可欠です。 ここでは、外部要因と内部要因の両方を詳しく見ていきます。
1. 外部要因
- 環境条件：
- 温度： 微生物の活動速度は一般に最適点まで温度とともに増加し、最適点を超えると活動が低下する可能性があります。 多くの生分解性プラスチックでは、温度が高くなると分解プロセスが加速されます。
- 湿度： 湿った環境は微生物の増殖を促進し、その結果プラスチックの分解を促進することがよくあります。 ただし、過剰な湿気は嫌気的な状態を作り出し、逆効果になる場合があります。
- pHレベル: 環境の酸性またはアルカリ性は極めて重要な役割を果たします。 生分解を促進する特定の微生物は、特定の pH 範囲で繁殖します。
- 微生物の活動:
- 酵素の種類: 異なる微生物は異なる酵素を生成し、それぞれが特定の種類のポリマー鎖に対して効果的です。
- 酵素濃度: 他の有利な条件が満たされれば、特定の酵素の濃度が高くなるとプラスチックの分解が促進される可能性があります。
2. 内部要因
- ポリマーの特性:
- 化学構造： 分子配列、ポリマーの種類、側鎖の存在は、材料が微生物によってどれだけ簡単に分解されるかに影響を与える可能性があります。
- 相対分子量: 分子量の低いポリマーは、多くの場合、分子量の高いポリマーよりも早く分解します。
- 結晶化度: ポリマーの非晶質領域は結晶領域よりも早く劣化する傾向があります。 したがって、結晶化度が高いプラスチックは生分解に時間がかかる可能性があります。
本質的に、プラスチックの生分解性は、その固有の特性と周囲の環境の高度な相互作用によって決まります。 より予測可能で効率的な生分解を実現するには、生分解性プラスチックの設計および適用時にこれらの両方の要素を考慮し、最適化する必要があります。
V. 生分解性プラスチックの農業への応用
農業において、生分解性プラスチックは重要な役割を果たします。 これらは作物のサイクル後に崩壊するマルチフィルムとして使用され、収集や廃棄の必要がありません。 種子のコーティング、放出制御肥料、植物成長用の生分解性ポットなども注目すべき用途です。 これらのプラスチックは環境への影響を軽減するだけでなく、農業の業務効率も高めます。
1. マルチフィルム マルチフィルム 土壌温度を調整し、雑草の成長を制限し、土壌水分を保護し、土壌肥沃度を改善し、作物の収量を増加させるために、農業で広く使用されています。 マルチフィルムとしてよく使用される従来のプラスチックは、非分解性であるため廃棄が困難であり、環境に悪影響を及ぼします。 生分解性プラスチックは、環境に優しい代替品を提供します。 それらは本来の使用後に分解されるため、労働集約的な除去の必要性と、それに伴う廃棄物処理の問題が軽減されます。
2. 生分解性ポット 植物は多くの場合、移植する前に管理された環境で栽培する必要があります。 バイオプラスチックから作られた生分解性の鉢には、植物と一緒に地面に直接植えることができ、移植ショックを回避できるという利点があります。 これらの鉢が劣化すると、土壌が有機物で豊かになり、有益な微生物の成長が促進されます。
3. 固定クリップ/フック 固定クリップとフックは、さまざまな農業作業、特に植物の成長に合わせてサポートが必要なブドウ畑や温室において非常に重要です。 生分解性の締結ソリューションは、機能が果たされると、残留物や環境への悪影響を残さずに分解します。 これにより、手動で除去するという面倒なプロセスが回避され、農業現場でのプラスチック廃棄物が削減されます。
持続可能な農業における EyouAgro ファスニング クリップ/フックのイノベーション
農業や果物栽培の分野では、固定クリップやフックが幅広く使用されています。 特に果樹の成長を支援し誘導するために広く使用されていることから、使用されるこれらの製品の量は膨大です。 収穫後の季節には、これらの固定クリップとフックをそれぞれ枝から個別に取り外さなければならない労働集約的なプロセスが頻繁に行われます。 これにより、必要な人員が増加するだけでなく、大量の非分解性物質により廃棄物の管理が困難な作業になります。
これらの課題を理解すると、 えようアグロ は、環境問題に同時に対処しながら、収穫後のプロセスを合理化することを目的としたソリューションを先駆的に開発しました。
EyouAgro のビジョンは、生分解性の固定クリップとフックを導入することで農場の労働力を節約することです。 これらの革新的な製品は、手動で除去するのではなく、環境に悪影響を与えることなく、時間の経過とともに自然に分解されます。 この取り組みは農家に利便性を提供するだけでなく、プラスチック製品による環境への影響の削減を強調する政府の義務にも沿っています。
まとめ
生分解性プラスチックは、従来のプラスチックに代わる実行可能で環境に優しい代替品となります。 自然に分解する能力と、農業などのさまざまな分野での応用を組み合わせることで、持続可能な未来に不可欠な要素となっています。 これらの素材を採用することは、環境に対する責任への敬意を示すだけでなく、資源の最適化と効率的な廃棄物管理に向けた戦略的な動きでもあります。
