生物系合成繊維の將來性が明るい

「第12次5カ年計畫」は生物産業を七大戦略的新興産業の一つに挙げた。『バイオ産業発展「第12次5カ年計畫」提出』バイオベース材料10%?20%の代替化學材料、『化學繊維工業第12次5カ年計畫』は生物系化學繊維及びその原料の開発を大いに推進することを提案した。

バイオマス繊維類は多く、現段階では我々の研究は一定の進展があり、ボトルネックにも遭遇している。例えば、PLAの繊維加工及び製品への応用は比較的に成熟しており、規模はすでに3000トン/年に達しており、すでに服裝、不織布、環境保護材料などの分野で応用されているが、L-乳酸精製、ラクチド合成、繊維の手觸りと染色はその発展を制約する一定の要素である。

また、例えば、PHBVとPLAのブレンド繊維は、PHBV樹脂の合成と反応性母材の製造の面で重要な技術と産業化の突破を得て、生産能力は500トン/年に達して、主に高級な服裝、家庭用織物に応用して、現在はブレンド技術と紡糸技術の産業化の問題を解決する必要がある。

生物系合成繊維の全體的な技術設計構想は學科、専門、分野にまたがるものである。連続化、工事化、規模化。將來の発展の2つの方向：完全なバイオベース原料の応用と評価システム――持続可能な発展を支える、完全な繊維製造システム——技術のアップグレードと製品の迅速な反応システム。

　　バイオマスポリ乳酸繊維の研究開発と産業化

同済大學材料科學?工學部博士課程指導教員任傑

ポリ乳酸材料（PLA）は合成系バイオマス高分子材料に屬し、典型的な分解性バイオマスプラスチックである。乳酸の世界市場を見ると、2009年の世界の乳酸市場（ポリ乳酸部分を含まない）は約26萬トン、年間成長率は約10%だった。

ポリ乳酸の優位性は、化石燃料の使用を減らし、天然再生可能な緑色植物を原料とし、緑色製造技術を採用し、既存の固體廃棄管理システムに適応できることである。

ポリ乳酸は以下の利點がある：⑴原材料は入手しやすく、再生可能で、大規模な集約化生産に適している、（1）バリア性、通気性、透明度光沢と硬度、引張と曲げ弾性率が従來のプラスチック樹脂より高い、⑶より良い生體適合性。その単體原料L-乳酸は人體內因性活物質であり、ポリ乳酸製品は人體に対して毒性がなく、排斥せずに人體に吸収され、醫療用組織骨格材料と醫薬擔體を製造して安全に人體內に使用することができ、米國FDA認証を取得した、（9335）完全に分解性であり、土壌に6?12ヶ月埋め込むと二酸化炭素と水に分解できる。

包裝、醫療用と繊維はポリ乳酸市場の応用の3大人気分野であり、包裝市場の消費量はポリ乳酸の総消費量の約70%を占め、中長期的には繊維と織物の占める割合は50%に引き上げられ、ポリ乳酸の最大の消費市場となる。

今後數年、繊維分野はポリ乳酸の応用成長が最も速い市場になるだろう。ポリ乳酸樹脂は通常紡糸技術で製造される生合成繊維であり、その物理性能と生體適合性、通気性と手觸りはポリエステルより良く、靜電気が起きにくく、マルチフィラメント、モノフィラメント、短繊維、編地、不織布などを製造することができる。

　　PTT織物の優位性と開発すべき方向

東華大學紡績學院教授王府梅

PTT織物の主なセールスポイントは、PETと並んで複合弾性繊維である一方で、生地が塑形しやすいことである。PTTの大きな特性は記憶生地を生産でき、塑形しやすく、折り畳まれ、把持されて「傘式」、「鬱金式」などの誇張造形ができ、服裝輪郭型は人體の曲面に制限されず、體表の上にさらに曲面、ギャザー突起形態などを形成することができる。

看護しやすい特性：貯蔵輸送旅行中に折り畳んだ後にいくつかの不要な折り目が発生し、簡単な手で觸ることで折り目を取り除くことができ、簡単につまんで服裝の本來のきれいな形態を回復することもできる。

PTTの研究開発すべき方向と不足：繊維標準又は弾性標識の欠如、繊維品種の多元化問題、例えば細デニール糸、色糸の不足。ニット分野で使用する場合、綿糸と織りなす下著、レジャー服が不足し、フィラメントと織りなす生地に條影性の不均一が存在し、水著塑身服分野の実現が困難であるなどの問題がある、機織製品には新品が不足しており、無地だけが弾性生地であり、弾性色織生地、クレープ類織物の研究開発にボトルネックがある、研究開発への投資は持続的に焦點を當てなければならない。

ポリエステル繊維の今後の発展については、PTTや他の材料のモデルをそのままにすることはできません。それぞれの材料の特徴を発見し、特徴を巧みに組み合わせることが強力なセールスポイントです。産業チェーンの協力、設備技術の同時進歩を目指し、座って導入を待つことはできず、唯一の活路は技術含有量と製品付加価値を高めることである。

　　バイオ産業化技術開発に専念

カイサイバイオ産業有限會社副社長ジャン益輝

世界のバイオブタノールと生物法による長鎖二塩基酸生産のリーダー企業として、カイサイ生物産業有限會社は生物産業化技術の開発に非常に心得ている。

生物法長鎖二塩基酸のコア競爭力は生物転化効率の継続的な向上及び重合級モノマーの品質開発に現れている。會社は遺伝子工學の改造と高スループットスクリーニングプラットフォーム技術を通じて、絶えず生物転化効率を高め、そして源から発酵段階の不純物の発生を制御する。重合級品質技術の開発の難しさは「純度」ではなく「不純物」であり、會社は生物法特殊ナイロン重合級モノマーの品質開発において當該製品の業界品質基準を確立した。

ケセアミンジアミンの重大な技術突破：1つは高い生物転化効率：ケセイは遺伝子工學手段を利用して微生物菌種中の重要な酵素効率を100倍以上高め、そして糖からアミンジアミンを転化することができる。

第二に、重合級製品の品質：カイサイはグルタルアミン抽出過程における環形成の問題を解決することに成功し、コストと製品の品質を制御することができた。

第三に、PA 5 X連続重合技術及び設備：すでに10リットル、100リットルの中試験反応裝置でペンタンジアミンと各種二塩基酸の重合技術を開発した。1000トン規模のナイロン56の連続重合モデルラインが完成し、現在調整中である。

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　　バイオマスポリエステル繊維技術と産業化の発展傾向

中國石化上海石油化工株式會社ポリエステル部王鳴義

世界のバイオベース原料から生産される分解性及び非分解性ポリマーは2016年までに578萬トンに達することが期待されており、バイオベースポリエステル合成材料は、非分解部分のバイオベースPETが38.9%、分解性乳酸、脂肪族ポリエステルが26.1%を占めている。2016年までにバイオベースポリエステル繊維の総量は300萬トンに達する見込みだ。

バイオマスポリエステル繊維製品の開発には、バイオベース非分解ポリエステル原料、バイオベース分解性ポリエステル原料、バイオベース非分解性ポリエステル繊維、PLAポリエステル繊維、脂肪族分解性ポリエステル繊維が含まれる。

発展傾向から見ると、紡糸改質技術が主流となり、ポリエステル技術の急速な成長により、共重合改質直接紡糸の生産コストはスライス紡糸コストより15%低下した。

染色機能性と部分的に著心地を改善する「超紡績綿」は、加工コスト、加工チェーン全體の省エネ?環境保護と機能性の長期保持性にかかわらず大きな優位性を示している。重金屬フリーポリエステルは、ポリエステル合成、紡糸、染色プロセス、繊維回収再生産業チェーンにおいて重要な役割を果たす。

また、バイオベースポリエステル繊維の応用市場は絶えず開拓され、不織布技術の進歩により、不織布全體のコストが大幅に低下し、バイオベースポリエステル繊維の「性価比」の優位性も現れた。

將來、業界は生物系ポリエステル繊維?紡績産業チェーンの「官?産?學?研」の協力を強化する必要がある、國際間の交流と協力を強化し、イノベーションプラットフォームをさらに育成、育成、創造する。市場経済の大きな背景の下で、産業チェーンの利益バランスを調整し、産業チェーンの経済と社會的利益をよりよく発揮する。安全技術、環境保護技術、標準化技術及び市場開発技術の発展を重視する。

　　ポリ3?ヒドロキシ酪酸共重合4?ヒドロキシ酪酸

改質及びその繊維形成技術の研究

大連工業大學紡績?材料學院教授郭靜

バイオマスポリエステルPHAは微生物発酵に屬し、原料源は再生可能である、使用後は環境中の微生物に分解されやすい、生理的適合性、PHAには150種類以上の単體があり、割合は調整でき、種類は豊富である。

PHA指標の多様性、性能の多様性は：分子量：1000?1000000、Tg：?60℃?80℃、結晶性：10%?60%、破斷伸び：5%?1000%、水と空気に対する遮斷性はPET、紫外線抵抗に相當する。

PHAは高分子分野での応用潛在力は無限であり、生物醫療用材料、包裝材料、高性能生物化學ろ過膜などの分野に応用できるが、現在その市場占有率は大きくない。

PHAの研究開発は現在、上流原料の価格が高く、製品の性能が理想的ではないなど、技術と経済的優位性が不足している問題に直面している。優れた性能を持つ繊維材料を得るには、レオロジー理論の指導の下での紡糸技術による分子流動性の向上、結晶化の促進など、いくつかの主要な問題を解決する必要があります。分解の制御、溶融強度の増加など。

現在、大連工業大學は関連機関と連攜して、遼寧省機能繊維及びその複合材料工學技術研究センター、遼寧省材料改質重點実験室、國家級工程実踐教育センターのプラットフォームを十分に応用して、海藻改質と機能化、改質魚介蛋白及びその繊維形成、キチン繊維、PET/PTT/PBT並列型複合繊維、PET/PBT並列型複合繊維についてはバイオマス合成繊維の研究を推進している。

　　PTTとPLA繊維の発展の見通し

上海華源有限責任公司高級エンジニア銭以竑

バイオマス繊維の中で、PTT繊維とPLA繊維はこれまで最も條件付きで発展してきた品種である。PTT繊維：発酵法1、3-PDO國內でクレバー肺炎桿菌及び遺伝子改造を採用した工程菌に発酵を実施する技術は自主知的財産権の優位性がある、この技術はバイオディーゼル産業の発展に伴い、経済と環境保護の優位性が日増しに現れるだろう。

PLA繊維：原料乳酸の発酵産業は1、3-PDOより優れた実業基礎を持っているが、國內で化學繊維生産用L-LAを提供する生産レベルはまだ低く、製品純度は化學繊維生産要求を満たすことができず、生産コストも高い。國內のPLA直接紡糸技術は獨創的な技術であり、生産された結合繊維及び衛生材料の応用に良好な始まりを得た。

化學繊維工學技術の発展を重視することはバイオマス繊維の発展に極めて大きな推進作用がある。化學繊維技術を発展させ、現在のバイオマス繊維の発展実踐の中で、「重合級」原料発酵アルコールの概念を確立し、繊維生産に用いる発酵製品の原料指標基準を制定することは企業の將來の発展に役立つ。

同時に、プロセス反応設備の開発を重視する。現在、1、3-PDOにL-LAを含む開発企業は、遺伝子改造手段で新しいエンジニアリング菌を育成する上で大きな力を貢獻している。しかし、従來の発酵及びその精製プロセス及び対応する設備の研究発展により、発酵製品のバイオマスアルコール類の収率をより直接的かつ効果的に高めることができるかもしれない。新型の高効率な重合裝置も真剣に開発する努力に値する。

　　盛虹科技株式會社高級エンジニア馮淑芹

1，3?プロパンジオールは不飽和ポリエステル、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂の重要な原料である、食品、醫薬及び化粧品工業において吸濕剤、凍結防止剤、潤滑剤及び溶媒として広く用いられている、プロピレングリコールはタバコ加濕剤、防カビ剤、食品加工設備潤滑油、食品標識インクの溶媒としても使用される。バイオマス繊維PTTを発展させる主な原料として、エチレングリコール、ブタンジオールの代わりにポリオールポリエステルを生産することができる。

1，3?プロパンジオールは主に3種類の生産方法がある：アクロレイン法、エチレンオキシド法、微生物発酵法。盛虹は清華大學と連攜してクレベリン発酵法を開発した。

將來的にはバイオエンジニアリングを用いて1，3?プロパンジオールを製造し、PTTの価格をPBTとナイロンより低くする。3-PDOはPTT繊維を生産する重要な原料であり、代替性がないため、PTT繊維業界の発展は1、3-PDO市場の発展に重大な影響を與えるだろう。また、過去3年間で、1、3-PDOの応用が最も多かった分野は醫薬業界であり、主にシブトラミンダイエット薬とビタミン-Hを生産するために使用されていた。

現在、我が國の1、3-PDO製品の総生産能力は1.3萬トン/年であり、今後3年間の総生産能力は11.5萬トン/年に達する見込みである。実際に需要がある1、3-PDO製品は5萬トン前後で、國內生産企業の最大生産量は5萬トンを維持する。