生分解性プラスチック原料 PDCの研究・開発
現在、環境省の(令和3年度)二酸化炭素排出抑制対策事業費等補助金 脱炭素社会を支えるプラスチック等資源循環システム構築実証事業に採択され、PDCの安定的で持続的な大量生産体制の構築とPDCの生産コストの低減に取り組んでいます。そして、本プロジェクトの成果は、植物のリグニン系未利用資源から生産される高機能な新しいプラスチック基幹物質PDCを、低価格で社会に広く供給することを可能にします。
「環テックスBBS」は、プラスチックの次世代原料「PDC【2-ピロン-4,6-ジカルボン酸】(ピー・ディー・シー)以下 PDC」供給のために発足した、環テックス株式会社バイオベースドソリューション(Bio-Based Solution;BBS)事業部です。
環テックスBBS は、未利用植物バイオマス資源であるリグニンに含まれる芳香族化合物の有価値化のための利用技術を開発するとともに、それら植物未利用資源からPDCをはじめとする有用プラットフォームケミカルスを生産し、広く世界に供給する事業を行います。
環テックスBBS が供給するPDC は、石油化学にも例の無い新しい特性が期待される生分解性の物質で、米国エネルギー省が発表しているバイオベースのビルディングユニットにも載っていない、我が国から世界に向けて発信できるビルディングユニットです。
私たちは、PDC をベースとした生分解性の樹脂(PDC とテレフタール酸との共重合体)、強力エポキシ接着剤、PDC ウレタン(スパンデックス様エラストマー)、エンジニアリングプラスチック(PDC フェニルエステル)等の合成に成功しており、現在は応用開発研究に取り組んでいます。
さらに、環テックスBBS では、未利用バイオマス資源であるリグニンから微生物の多様な力を利用して、プラットフォームケミカルスとなるPDC とは異なる新たなジカルボン酸類の生産研究も行なっており、微生物の多様な能力に学んだ、リグニンの有用物質への総合的な変換技術の開発を目指しています。
いままでバイオプラスチック原料といえば、乳酸やコハク酸に限られていました。しかし、これらはトウモロコシやサトウキビなど、ヒトや家畜が食べる可食部分から作られていました。その点、PDCは植物の中でも食料とならない「リグニン」から生産しています。乳酸、コハク酸に次ぐ第三のバイオプラスチック原料PDCは、環境問題とともに、SDGsの一つである飢餓問題をも解決に導く力を秘めています。
また、リグニンは、その化学構造の複雑さから、これまでほとんど有効活用されず、燃料として燃やされ捨てられてきた未利用物質でした。その活用を可能にしたのは、日本のお家芸ともいえる発酵技術で、リグニンを完全分解する微生物の発見によるものでした。この微生物の力を利用してリグニンからPDCへの変換に成功するとともに、リグニンを短時間で生産する大量培養制御技術の確立にも成功しています。
こうして誕生したPDCは、バイオプラスチックとして、石油系プラスチックに相当する、あるいはそれ以上の能力を有するとともに、PDC単独でも、また他原料のプラスチックに組み込むことにより、次のような新しい特性を発揮することが明らかになっています。
新しい「機能性バイオプラスチック基幹物質PDC」は植物の食糧として利用できない非可食成分であるリグニンから生産されます。
環テックスBBS が開発したPDC 生産技術は、針葉樹や広葉樹などの森林資源からだけでなく、稲わらやトウモロコシの茎などの農産廃棄物からも生産することができます。
環テックスBBSが開発したPDC生産技術は、500Lの巨大発酵タンクでおよそ36時間で50kgのPDCを生産することができます。
石油由来化学物質にはないユニークな物理化学特性を備えたPDC
PDCに関するこれまでの研究成果と可能性