ポリ乳酸は生分解性素材であり、21 世紀の有望な繊維素材の一つです。ポリ乳酸（PLA）自然界には存在せず、人工的に合成する必要があります。原料となる乳酸は、小麦、テンサイ、キャッサバ、トウモロコシなどの作物と有機肥料から発酵されます。ポリ乳酸繊維（コーンファイバーとも呼ばれます）は、紡糸によって得られます。
ポリ乳酸繊維の開発
乳酸はヨーグルトに含まれています。その後、科学者たちは、動物や人間の筋肉運動によって生成される酸が乳酸であることを発見しました。デュポン社（ナイロンの発明者）の発明は、乳酸ポリマーを用いて実験室でポリ乳酸ポリマー材料を調製した最初の例でした。
ポリ乳酸繊維の研究開発は半世紀以上の歴史を持つ。1960年代には米国のシアナミッド社がポリ乳酸吸収性縫合糸を開発。1989年には日本の中芳社と島津製作所が共同で、ポリ乳酸の純紡糸繊維（ラクトンTM）と天然繊維との混紡繊維（コーンファイバーTM）を開発し、1998年の長野冬季オリンピックに出展。2000年には日本のユニジカ社がポリ乳酸フィラメントとスパンボンド不織布（テラマックTM）を開発。2003年には米国のカーギル・ダウ・ポリマーズ社（現ネイチャーワークス社）がポリ乳酸樹脂、繊維、フィルムからなる製品シリーズ（インジオTM）を発売し、ドイツのトレビラ社にライセンス供与して自動車、ホームテキスタイル、衛生分野などの用途に向けた不織布シリーズ「インジオTM」を生産している。
ポリ乳酸繊維の製造プロセスと応用
現在、主流のPLA不織布は、高光学純度のL-ポリ乳酸（PLLA）を原料とし、その高い結晶性と配向特性を活かし、様々な紡糸プロセス（溶融紡糸、湿式紡糸、乾式紡糸、乾湿式紡糸、静電紡糸など）を経て製造されています。その中でも、溶融紡糸ポリ乳酸繊維（長繊維、短繊維）は、衣料品、家庭用繊維などの分野で使用されています。生産設備とプロセスはポリエステルと似ており、紡糸性が良好で、性能は適度です。適切な改質を施すことで、ポリ乳酸繊維は優れた難燃性（自己消火性）と天然の抗菌性を実現できます。しかし、溶融紡糸PLA繊維は、機械的強度、高温寸法安定性、弾力性、耐老化性において、依然として改善の余地があります。
ポリ乳酸繊維（膜）の湿式紡糸、乾式紡糸、乾湿式紡糸、電界紡糸は主にバイオメディカル分野で利用されています。代表的な製品としては、高強度吸収性縫合糸、薬物キャリア、癒着防止膜、人工皮膚、組織工学用スキャフォールドなどがあります。
医療、衛生、濾過、装飾などの分野で使い捨て不織布の需要が高まるにつれ、ポリ乳酸不織布も研究開発のホットスポットの1つになっています。
1990年代、米国テネシー大学はポリ乳酸スパンボンド不織布とメルトブローン不織布を初めて研究しました。その後、日本の中方社は農業用途向けのポリ乳酸スパンボンド不織布を開発し、フランスのファイバーウェブ社はポリ乳酸スパンボンド不織布、メルトブローン不織布、多層複合構造（DepositaTM）を開発しました。これらのうち、スパンボンド不織布層は主に機械的支持を提供し、メルトブローン不織布層とスパンボンド不織布層は共同でバリア、吸着、濾過、断熱効果を提供します。
国内では同済大学、上海同傑良バイオマテリアル株式会社、衡田長江バイオマテリアル株式会社などの部門が、不織布および不織布製品用複合繊維の開発において、スパンビスコース、スパンレース、熱間圧延、熱風などの不織布の開発に成功しており、生理用ナプキンやおむつなどの使い捨て衛生用品、フェイスマスク、ティーバッグ、空気と水の濾過材などの製品に使用されています。
ポリ乳酸繊維は、天然由来、生分解性、環境への配慮から、自動車内装、タバコのパッケージなど幅広い用途で採用され、普及が進んでいます。
ポリ乳酸繊維の特性
ポリ乳酸繊維の高く評価されている利点の一つは、生分解性、つまり体内で吸収される性質です。標準的な堆肥化条件下では、生分解性を測定する必要があり、分解生成物は水と二酸化炭素です。従来のポリ乳酸繊維は、通常の使用環境やほとんどの自然環境において、ゆっくりと加水分解され、あるいは検出が困難です。例えば、自然土壌に1年間埋設しても、基本的に分解しませんが、常温の堆肥化条件下では約1週間で分解します。
ポリ乳酸繊維の生体内分解と吸収は、その結晶度に大きく影響されます。in vitro分解シミュレーション実験では、高結晶度のポリ乳酸繊維は5.3年後も形状と約80%の強度を維持し、完全に分解するには40～50年かかることが示されています。
ポリ乳酸繊維の革新と拡大
半世紀以上にわたり開発・生産されてきた化学繊維品種であるポリ乳酸繊維ですが、その実使用量はポリエステル繊維の1000分の1にも満たない状況です。コスト要因は最優先事項ですが、その性能は無視できません。改質はポリ乳酸繊維の発展に大きく貢献しています。
中国は化学繊維の主要な生産国であり、消費国でもあります。近年、改質ポリ乳酸繊維の研究が重点的に行われています。ポリ乳酸繊維は、伝統的な天然素材である「綿、麻、羊毛」と混紡することで、機械織物やニット生地に相乗効果をもたらすだけでなく、スパンデックスやPTTなどの他の化学繊維と混紡することで、肌に優しく、通気性や吸湿発散性に優れた生地を製造できます。下着生地の分野では、ポリ乳酸繊維の研究開発が進められています。
東莞連盛不織布有限公司不織布・不織布メーカーの株式会社は信頼に値します！
投稿日時: 2024年6月11日