この種類の紙ストローは水に浸しても柔らかくなりません。試してみませんか？

制作：中国科学普及協会

著者：郭飛（煙台大学）

プロデューサー: 中国科学博覧会

ミルクティーを飲むときに、太る心配の他に一番困ることは何かと聞かれたら、それはミルクティーに長時間浸すと柔らかくなってしまう紙ストローです。

幸いなことに、この問題は解決できます。最近、韓国の科学者らが学術誌「Advanced Science」に関連研究を発表した。同社は、従来の紙ストローよりも性能が優れ、大量生産が可能で、吸湿による機能への影響もない、100％生分解性で環境に優しい紙ストローを開発しました。

現在私たちが使用している紙ストローは、実はすべて紙でできているわけではありません。通常、表面には防湿コーティングが施されています。これらのコーティングのほとんどは 100% 生分解性ではありません。紙ストローは新開発の防湿コーティングを採用しており、100%生分解性なので、最も環境に優しい製品です。

今日は、ストローに関する科学の話題、プラスチックストローが紙ストローに置き換えられる運命にある理由、吸湿コーティングがどのような材料で作られているか、そして最新の成果の何が素晴らしいかについてお話します。

多角的に分析すると、なぜプラスチックストローの廃止は避けられない流れなのでしょうか?

紙ストローとプラスチックストローは、2 つの一般的なストローの種類です。さまざまな観点から使用経験は異なりますが、最終的にはプラスチックストローは廃止されるでしょう。

環境の観点から見ると、紙ストローは天然の分解可能な製品です。廃棄された紙ストローはすぐに分解されるため、環境にさらなる負担をかけることはありません。しかし、ほとんどのプラスチック製ストローは分解されず、何十年も環境中に残り、環境汚染を引き起こす可能性があります。したがって、環境の観点からは、紙ストローの方が望ましいと言えます。

一般的な紙ストロー

（画像出典：Wikipedia 著者：Asurnipal）

健康の観点から見ると、プラスチックストローは加熱されたり、熱い飲み物に長時間接触したりすると有害物質を放出する可能性があります。それに比べて、紙ストローは有害物質を放出する可能性が低くなります。

ユーザーエクスペリエンスの観点から見ると、紙ストローは軽い感触があり、人々に新鮮で自然なユーザーエクスペリエンスをもたらします。強度が求められる場面ではプラスチックストローの方が便利に思えますが、プラスチックストローのさまざまな欠点を考慮すると、明らかに使用は適切ではありません。環境にも優しい PLA ストローは、このようなときに役立ち、プラスチック ストローの代替品として役立ちます。

1882年の絵画には、ストローで飲み物を飲んでいるカップルが描かれています。

（画像出典：Wikipedia 著者：ヴィルヘルム・ローゼンスタンド）

防湿コーティングとして使用できる材料は何ですか?

紙は植物の繊維でできているので、実は紙の内側には穴がたくさんあり、水を非常に吸収しやすい素材だということはご存じの通りです。

防湿処理が施されていない紙ストローは、液体に触れると表面に液体が吸収されやすく、強度や全体的な外観、ストローの有効性にも影響を及ぼします。そのため、紙ストローを作る際には、ストローが湿気るのを防ぐために表面に防湿コーティングを施すことが多いです。

防湿コーティングは通常、食品グレードのプラスチックで作られています。低温でも液体を汚染しません。また、ストローの強度と全体的な外観を確保し、ユーザーエクスペリエンスを向上させることもできます。

再利用可能な金属ストロー

画像出典: Wikipedia

防湿コーティングとして使用できる材料は数多くあります。以下に一般的な代表例をいくつか挙げます。

1. ポリエチレン (PE): 食品グレードの PE は、優れた防湿性と防水性を備えた非常に薄いフィルムにすることができます。

2. ポリビニルアルコール（PVA）：PVAは水溶性ポリマーで、熱湯にのみ溶解し、人体には無毒です。耐湿性、耐油性に優れており、現在では紙ストローの防湿コーティングや食品輸送時の鮮度保持包装材として広く使用されています。

3. 酸化デンプン：酸化デンプンはデンプンから抽出できる天然の防湿コーティング材です。吸湿性、通気性に優れ、紙、カートン、紙袋などの紙製包装材の防湿処理によく使用されます。

4. ワックス: ワックスは防水・防油コーティングに使用できる天然素材です。紙ストローの防湿コーティングには、液体が汚染されないようにするために食用ワックスがよく使用されます。

5. ポリ乳酸（PLA）：PLAは再生可能な植物原料（コーンスターチなど）から作られた生分解性プラスチックであり、石油化学原料は含まれていません。ポリ乳酸は透明性、強度、加工性に優れています。

従来の防湿コーティング材料と比較して、ポリ乳酸は生分解性と再生性に優れており、環境を汚染しません。ただし、コーティング材としては防湿効果や耐久性が他のコーティング材に比べて劣る場合があります。また、ポリ乳酸の製造コストは比較的高いため、実際の応用においてはコストや性能などの要素を総合的に考慮する必要があります。

防湿コーティング材はそれぞれ特性や適用範囲が異なり、製品の具体的な要件や使用環境に応じて選択する必要があります。しかし、プラスチックストローから紙ストローへと環境保護に向けて大きな一歩を踏み出したにもかかわらず、現在の紙ストローは依然としてさまざまなタイプのコーティングを使用する必要があるという運命から逃れられないことに気づいたと思います。

コーティング工程では一定の資源とエネルギーを消費する必要があり、コーティングの有無はストローの分解性に大きな影響を与えます。したがって、再生可能かつ生分解性の吸湿性コーティングを開発できれば、環境保護における新たな大きな改善となるでしょう。

ストローで冷たい飲み物を飲むのは美しい夏の風景です

(画像出典: Wikipedia 著者: Martin Belam)

新開発の防湿コーティング材の何がすごいのでしょうか？

韓国化学技術研究院の最新の研究結果によると、より低コストで100%生分解性があり、環境に優しい紙ストローが市場に登場することが期待されている。この紙ストローはどのようにして 100% の生分解性を実現しているのでしょうか?実際、コーティングには多大な労力が費やされています。

彼らは、ポリブチレンサクシネートプラスチックに少量のセルロースナノ結晶を加えることで、新しい防湿コーティングを開発しました。セルロースナノクリスタルは紙の主成分と同じなので、コーティング剤は紙の表面にしっかりと付着します。さらに、コーティングを構成するさまざまな成分は生分解性です。

ストローの表面を均一かつしっかりと覆うコーティング材が、濡れにくい性質を与えているようです。環境に優しく分解可能な素材なので、廃棄後も短時間で完全に分解されます。

新しいコーティングを施した紙ストローは、分解性に優れているだけでなく、優れたユーザーエクスペリエンスも提供します。研究によると、この新しい環境に優しい紙ストローは、冷たい飲み物でも温かい飲み物でもそのままの状態を保ち、液体に長時間接触したり、水、お茶、牛乳などの飲み物をかき混ぜたりしても濡れないことがわかりました。比較すると、従来の紙ストローは、5℃の冷水に1分間浸した後、重量が25グラムに達すると大きく曲がりますが、同じ条件でも、新しい紙ストローは重量が50グラムを超えても曲がりません。

さらに、新しいストローは海洋中での生分解性も良好です。実験結果によると、通常のプラスチックストローとポリ乳酸ストローを海水に120日間浸した後でも、総重量はわずか5％しか減少しなかった。新しいストローは海水に60日間浸すと重量が50％以上減り、120日後には完全に分解されます。

結論

つまり、私たちが環境保護と持続可能な開発にもっと注意を払うにつれて、プラスチックストローは完全に置き換えられることになるのです。技術の発展に伴い、紙ストローのコストと使用体験は徐々に最適化され、より環境に優しい特性も備えます。

しかし、あらゆる面で優れた紙ストローや、将来的に他の代替品が登場するとしても、使い捨て製品の使用を減らすことができれば、地球の環境保護に大きく貢献できるでしょう。

編集者：郭 雅新