1. 主なバイオプラスチック用モノマーとその特性
（１）乳酸
- 由来:トウモロコシ、サトウキビ、甜菜などの糖を発酵させて得られる。
- 用途:ポリ乳酸(PLA)の原料。
- 特徴:
- 生分解性。
- 熱可塑性プラスチックとして加工可能。
- 透明性が高く、食品包装や繊維製品に利用されます。
（２）エチレングリコール（エチレングリコール）
- 由来:植物由来のバイオエタノールを酸化または水和反応で製造。
- 用途：バイオPET（フリーステレフタレート）の製造。
- 特徴:
- 非生分解性。
- 耐久性が高く、飲料ボトルや繊維に活用。
(3) ヒドロキシアルカノエート (ヒドロキシアルカノエート、HA)
- 由来：微生物が廃糖や脂肪酸を発酵して生産。
- 用途：ポリヒドロキシアルカノエート（PHA）の原料。
- 特徴:
- 生分解性。
- 柔軟性と強度を調整可能。
- 医療用途（縫製糸、デリバリーシステム）や包装材。
(4) フランジカルボン酸（フランジカルボン酸、FDCA）
- 由来: フルクトースやセルロースから得られる。
- 用途：PEF（蛍光フラノエート）の製造。
- 特徴:
- 石油由来PETよりもガスバリア性に優れています。
- 飲料やボトル、食品パッケージに適している。
(5)サクシン酸（コハク酸）
- 由来: 廃糖蜜やデンプンを発酵して生産。
- 用途：バイオポリエステル（PBSなど）の製造。
- 特徴:
- 生分解性ポリエステルの中間原料。
- 柔軟性が高く、フィルムや農業用マルチ材に利用されます。
(6)アジピン酸（アジピン酸）
- 由来：グルコースから微生物発酵で製造。
- 用途：バイオポリアミド（バイオナイロン）の原料。
- 特徴:
- 高強度で耐熱性があり、繊維やエンジニアリング用途。
2. 製造プロセス
(1) 発酵プロセス
- 概要: 微生物を利用して糖類（グルコース、フルクトースなど）をモノマーに変換。
- 例:
- 乳酸菌を使って乳酸を生成。
- 特殊酵母でサクシン酸やFDCAを生成。
(2) 化学変換プロセス
- 概要: バイオマス由来化合物を化学反応でモノマーに変換。
- 例:
- バイオエタノールをエチレンに変換し、エチレングリコールを製造。
- フルクトースを酸化してFDCAを生成。
（３）直接抽出プロセス
- 概要: 植物や廃棄物から化学的処理でモノマーを抽出。
- 例:
- リグニンから芳香族化合物（アリールポリマー）を抽出。
- 廃食用油からポリエステル原料を生成します。
3. 用途別のバイオプラスチックモノマー
（１）包装材
- 乳酸(PLA)、エチレングリコール(PET)
軽量で透明性の高い包装フィルムやボトルに使用。
（２）医療・ヘルスケア
- PHA、乳酸(PLA)
生体適合性に優れ、手術用縫い糸や一連のデリバリー用途。
(3) 繊維・衣料
- アジピン酸（ナイロン）、PET
高強度で耐久性があり、衣類や産業用繊維に利用されています。
(4) 工業用途
- サクシン酸(PBS)、FDCA(PEF)
農業用マルチ材やハイバリア性包装材。
4. 技術的課題
（１）生産コスト
- バイオモノマーの製造は石油由来モノマーに比べてコストが高い。
- 解決策: 微生物の効率改善と発酵条件の最適化。
（２）資源競争
- トウモロコシやサトウキビを利用する場合、食料生産と言う評価。
- 解決策: 非食用バイオマス（木材、農業廃棄物）の利用。
（３）インフラ整備
- バイオモノマーと石油由来モノマーを進めたリサイクルが難しい。
- 解決策: モノマーの分離や技術新規分別システムの開発。
5. 成功事例
（１）ネイチャーワークス社
- トウモロコシ由来の乳酸を使ったPLA製造。
- 大規模工場でコスト削減を実現。
(2) アバンティウム社（オランダ）
- フルクトースからFDCAを製造し、PEFボトルを開発。
- 炭酸飲料ボトル市場でPETの代替を目指します。
（３）BASF
- シンサク酸を利用したバイオPBSを商業化。
- 生分解性包装材や農業用途に利用されています。
6. 今後の展望
- 非食用バイオマスの活用：木材や農業廃棄物からのモノマー製造が増加。
- ハイブリッドプロセスの導入:化学反応と発酵技術の組み合わせで生産効率を向上。
- リサイクル可能性の向上: 化学リサイクルに適したモノマーの設計が進む。
