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  • 使用小松专利的聚乳酸幼儿餐具
  • 在K2019的现场演示中,小松道男先生拿着聚乳酸香槟酒杯
  • 在德国杜塞尔多夫举办的塑料和橡胶展览会“K2019”上展出的生物可分解塑料产品
  • 日本驻法国里昂总领事馆举行的天皇生日招待会上展示的婴儿餐具等生物可分解塑料产品

May 2020

环保塑料的普及

使用小松专利的聚乳酸幼儿餐具

在海洋塑料污染问题成为国际问题的当下,作为环保的生物分解性塑料之一,开发了以玉米淀粉和甘蔗糖等为原料的烯乳酸产品,开发了低成本量产化的技术,受到国内外的关注。

如今,以塑料瓶和食品托盘为代表的众多来源于石油的塑料产品充斥着这个世界。人们担心,这些塑料如果燃烧,就会引发地球温暖化,如果流入海洋,就会变成细小的塑料垃圾,并影响生态系统。2016年世界经济论坛公开预测,漂流在世界各大海洋上的塑料的量,在2050年前将超过鱼类的量。

在这种情况下,作为来源于石油的塑料代替品,生分解性塑料受到关注。生分解性塑料通过自然界的微生物,最终分解为二氧化碳和水,因此被认为较为环保。其中一种聚乳酸以玉米、淀粉和蔗糖等为原料,大约20年前开始作为餐具和垃圾袋等产品的原料加以利用。但是,聚乳酸的加工难度较大,产品的价格也较高,因此未得到广泛普及。

福岛县磐城市的小松技术士事物所所长的小松道男先生在克服加工难题上,开发出与传统聚乳酸产品相比较,可以低成本进行量产化的技术。聚乳酸的加工难度较大的原因在于,与来源于石油的塑料相比较,粘度极高。一般来说,塑料加工方法是,在对塑料进行加热并溶解后,注入金属模具并制作形状,等待冷却并凝固后,从金属模具上剥离的“射出成形”法。但是,粘度较高的聚乳酸,在一般的射出成形中,材料无法遍布金属模具的各个角落,难以完美成形。

在K2019的现场演示中,小松道男先生拿着聚乳酸香槟酒杯

为解决这个问题,小松所长着眼于“超临界”这个现象。物质根据温度和压力的条件,会出现固体、液体和气体这三种状态,但如果持续对物质施加压力和热气,就会变成气体和液体都无法区分的“超临界状态”。

小松所长谈道,“超临界状态的物质叫做超临界流体,兼具气体的扩散性和液体的溶解性等特性。他们把超临界状态的二氧化碳混入溶化的聚乳酸,成功提高了聚乳酸的流动性。”

聚乳酸的成形还有一个大课题。普通塑料如果冷却,就会慢慢凝固,而耐热等级的聚乳酸达到一定温度,就会突然缩小,所以就会粘在金属模具上而取不下来。这样,取下成形品很费时间,无法以普通塑料的速度进行生产。

但是,小松所长充分发挥了过去曾任职大电子部品厂商的金属模具专家的经验,克服了这个课题。

在德国杜塞尔多夫举办的塑料和橡胶展览会“K2019”上展出的生物可分解塑料产品

他表示,“在金属模具中置入红外线温度传感器,以千分之一秒的单位测量了聚乳酸的温度。多次重复测量得到的结果是,温度下降至110℃的瞬间开始凝固。抓住这个时机在金属模具与聚乳酸之间注入空气,就可以干净地剥下。”

2019年10月,在德国杜塞尔多夫举办的世界最大规模的塑料和橡胶相关展览会“K2019”上,小松先生与国内的塑料注塑成型厂家合作,现场表演了薄容器香槟酒杯的制造,受到了众多参加者的关注。另外,2020年4月,获得了日本模具技术领域的具有权威性的模具技术协会颁发的“技术奖”。而且,该技术不仅在日本,在世界上也取得了很多专利。

2018年1月,欧盟宣布,在2025年前提倡区域内所有一次性容器的禁用,在2030年前实现区域内所有塑料包装的可循环利用。预计未来作为可应对这种环境规制的原材料,生分解性塑料的需求将高涨,使用聚乳酸的幼儿用餐具,除了日本国内,也有来自欧洲等海外订单。

日本驻法国里昂总领事馆举行的天皇生日招待会上展示的婴儿餐具等生物可分解塑料产品

小松所长还谈道,“有待解决的课题是原材料成本高这一点。但是,最近生产量和材料厂商也在增多,成本正在下降,所以使用聚乳酸的产品,也将逐渐普及。他开发出的技术如果能够有助于地球环保,我会也感到非常欣慰。”

(对2019年11月号刊载的文章进行了重更编辑)