生分解性ペレットの完全ガイド：種類、製造、用途

Cecelia _86 13142836239 Cecelia@wanplas.com

生分解性ポリマーグラニュールの詳細な概要—材料カテゴリ、ペレタイジング設備の構成、およびさまざまな業界における最終用途アプリケーション。

シングルユースプラスチックに対するグローバル規制が厳しくなり、持続可能な材料への消費者需要が急増している中、生分解性ペレットはグリーンプラスチック転換の基盤となっています。このガイドでは、材料化学から設備構成まで、調達チーム、製品エンジニア、およびサステナビリティマネージャーが知る必要があるすべてを解説しています。

目次

1. はじめに：生分解性ペレットとは何か？

2. 生分解性ペレットの種類

3. ペレタイジングマシンの構成

4. 産業用アプリケーション

5. 結論

1. はじめに：生分解性ペレットとは何か？

生分解性ペレットは、ポリマー樹脂の固形、均一サイズの粒状物質で、通常直径が2～5mmです。従来のプラスチック機械（射出成形、フィルム吹き、押出、スピニング）で加工でき、使用期間が終了すると、特定の環境条件下で微生物によって水、二酸化炭素、およびバイオマスに分解されます。

数世紀にわたって残存する従来の石油系プラスチックとは異なり、生分解性ペレットは、定められた期間内に微生物による同化を受けるように設計されています。最も一般的な廃棄方法は、産業的堆肥化、では、制御された熱、湿気、および酸素によって、90～180日以内に分解が促進されます。特定のグレードは、土壌や海洋環境においても劣化するため、コンポスト施設以外の環境でも適用範囲が広がります。

交換可能な三つの用語を区別することが重要です:

• バイオベース:由来：再生可能なバイオマス（トウモロコシ、サトウキビ、セルロース）—必ずしも生分解性ではありません。
• 生分解性:微生物分解可能 — 必ずしもバイオベースではありません。
• 堆肥化可能:生分解性のサブセットであり、堆肥化条件下で一定期間内に特定の分解性および環境毒性基準（例えば、EN 13432、ASTM D6400）を満たす。

2. 生分解性ペレットの種類

生分解性ペレットは、大きく分けて次の二つのカテゴリーに分類されます。バイオベースポリエステル （再生可能な原料から得られたもの） 石油化学ベースの生分解性ポリエステル (fossil-derived but microbially degradable)。商業的な実践において、これらの材料はしばしば 混合 コスト、加工性、および性能のバランスをとるため、最も広く使用されている3種類の生分解性ペレットについて紹介します。

2.1 PLA（ポリアクリル酸）

PLAは、植物性糖（トウモロコシ、サトウキビ、砂糖ビート）から発酵して生成される最も広く生産されている生分解性プラスチックです。優れた透明性、良好な剛性、天然の紫外線耐性を備え、堅牢なパッケージ、3D印刷フィラメント、および繊維用途に適しています。純粋なPLAは、効率的に分解するために工業的な堆肥化（≥58℃）が必要です。商用PLAペレットは、脆性を改善するために衝撃修飾剤または可塑剤で強化されていることが多いです。

2.2 PBAT（ポリブチレンアディパテテレフタレート）

PBATは、高伸縮性と靭性を備えた柔軟性のある化石由来の生分解性ポリエステルであり、単独で使用されることはほとんどなく、代わりに主要な原料として使用されます。柔軟化剤および強化剺剤 脆性のあるPLAと混合して堆肥化可能なフィルム樹脂（例えば、ショッピングバッグやマルチングフィルムに使用されるよく知られたPBAT/PLA混合物）を生成します。PBATは、薄膜用途に必要な引き裂き強度と伸び率をブレンドに与えます。

2.3 PBS / PBSA (ポリブチレンスルファミド / スルファミド-アディパート)

PBSは優れた耐熱性（HDTは90℃まで）と良好な靭性、土壌や海洋環境下での信頼性の高い生分解性を備えています。アディパート共モノマーを含むPBSAは、より柔らかく、より速く分解されます。PBSペレットは、農業用の覆土用フィルム、食品包装、耐久性のある堆肥化可能な商品など、高い熱性能または土壌面での生分解が必要な場合に適しています。

一般的な生分解性ペレットの比較

3. ペレタイジングマシンの構成

生分解性ペレットの製造（原料粉末またはフレイクから完成品樹脂顆粒まで）は、混合・ペレット化ライン. 生分解性樹脂は熱に敏感で吸湿性があるため、装置の構成には、正確な温度制御、優しいシェア、および効果的な脱溶剤化が必要です。当社では、ツインスクリュー押出機と組み合わせた空気冷却ストランドカットシステム. 標準ラインは、次のモジュールから構成されます。

1. 原料投入システム

重量損失式フィーダは、ベース樹脂、変性剤、充填剤（例えば、CaCO3、タルク）、核形成剤、および色のマスターバッチを制御された比率で供給します。バッチ間の一貫性を確保するために、正確な投与が極めて重要です。

2. 共同回転ツインスクリュー押出機

コアコンパウンドユニット。互いに交差する共転回スクリュー（L/D比 40–48：1）は、制御された滞留時間で強力な混合、溶融、および反応的な混合を実現します。モジュラーのバレルセクションにより、生分解性製剤に対するカスタマイズが可能です。

3. 真空脱離

バレル上の一か二つの真空ポートは、水分と低分子量の揮発物を除去します。これは、水分に敏感で加工中に水分分解しやすい生分解性ポリマーにとって重要です。

4. スクリーンコンバーター/溶融フィルター

デュアルピストンまたはロータリスクリーンチェンジャーは、汚染物質や溶けずに残ったゲルを除去し、ダイを保護し、ペレットの品質を確保します。濾過精度は通常、60～120メッシュです。

5. 空気 クールing ストランド カット

清浄な溶融物は、複数の穴のある金型を通して連続した糸状に押し出し、強制空気冷却によって固化させられます（水との接触はありません）。その後、糸状カッターで引き抜かれ、均一な円筒形のペレットが生成されます。これは、水分に敏感な生分解性樹脂に最適です。

6. スクリーニング & パッケージ

振動スクリーナーで大きすぎるペレットと細粒を除去し、許容範囲内のペレットは空気によって保管シロとモイストバリアー付き袋に運ばれます。下流での乾燥ステップは不要です。空気冷却によって水分が付きません。

3.1 エア冷却ing ストランド カット — 推奨される方法

熱に敏感で湿気に敏感な生分解性樹脂の場合、次のような対策をお勧めします。ツインスクリュー押出機と組み合わせた空気冷却ストランドカットシステム. この構成では:

• 原則:清浄な溶融物は、多孔穴の金型を通して連続した糸状に押出されます。糸状は、空冷チャネル（強制空気 / ファンによる冷却、水との接触なし）を通過し、固化した後、糸状ペレチザーに引き込まれ、均一な円筒形のペレットにカットされます。
• 出力:均一な円筒形の粒 (一般的に直径 2.5〜3.5 mm) で、表面がきれいにカットされており、流動性が良好です。
• 主な優位性:ペレタイジング中の水との接触がゼロになるため、湿気を吸収することなく、PLA、PBAT、PBSを高温下で水にさらすと水分が吸収され、水分解しやすくなります。これにより、下流の遠心または熱風乾燥ステップが不要となり、ラインが簡素化され、エネルギー使用量が削減されます。
• 最適な用途:PLA、PBAT、PBS、およびそれらのブレンド—生分解性ペレット製造における標準的で信頼性の高い選択肢です。

注:PLA、PBAT、およびPBSは吸湿性があるため、水接触型ペレタイジング法（水中、水リング、または水浴式ストランド）では、水分が導入され、その後の加工中に水分が分解を引き起こし、ポリマーを劣化させる可能性があります。Air クールing 浜辺 切断 このリスクを完全に回避します したがって、生分解性樹脂の生産には、この構成が強く推奨されます。

3.2 キー マシンの設定パラメータ

4. 産業用アプリケーション

Biodegradable pellets are processed on conventional plastic machinery — film blowing, injection molding, sheet extrusion, thermoforming, blow molding, and fiber spinning — with the formulation matched to the application’s performance and disposal requirements. Common end uses include:

• 包装用フィルム & bags: コンポスト可能なショッピングバッグ、ゴミ袋、および食品包装フィルム。このセグメントでは、ブローフィルム押出法で加工されたPBAT/PLAブレンドが主流です。
• 食品サービス用食器:シングルユースのカップ、皿、カトラリー、持ち帰り用容器。PLAは、射出成形と熱成形により、剛性と食品接触に対する適合性を提供します。
• 農業用フィルム:マルチングフィルム、苗床、植木鉢など。PBSとPBSAは、土壌の生物分解性と作物の周期に合わせた分解速度により、ここで優れています。
• 3D印刷フィラメント:PLAフィラメントは、世界中で最も人気のあるデスクトップ3D印刷材料で、ワープが少なく、印刷が容易であり、バイオベースであることから評価されています。
• ボトル & コンテナ: ストレッチブロー成形により、PLAまたはPBSから作られたコンポスト可能な水筒、化粧品容器、洗剤容器。
• テキスタイル & 非織物: アパレル、ホームテキスタイル、および衛生用不織布（おむつ、ウェットティッシュ）用のPLA繊維。従来のポリエステル繊維ライン上で溶融紡糸。

5. 結論

生分解性ペレットは、従来のプラスチックの性能と循環経済のギャップを埋める、成熟した、急速に拡大しているサステナブル樹脂のカテゴリーです。PLA、PBAT、PBSの違いを理解し、それらを適切なペレタイジング構成と最終用途に合わせることが、一貫した、認定された、市場に投入可能な生分解性製品を提供する基盤となります。

製造業者にとって、重要なポイントは次のとおりです。

• Adopt the ツインスクリューエア クールing ストランドペレタイジングライン 生分解性樹脂の推奨構成として、ペレタイジング中の水分吸収をなくします。
• 優先順位を付ける真空脱溶および前処理乾燥 分子量と処理安定性を保護するため。
• マッチ材料グレードからアプリケーションへ — パッケージングや3D印刷用の硬質PLA、フィルム用の柔軟なPBATブレンド、土壌に接する農業用のPBS。
• 確認生分解性認定 (EN 13432, ASTM D6400, ISO 14855) appropriate to the product’s intended disposal pathway.

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