眾所周知，談及纖維素材（天然纖維、人造纖維、合成纖維）jiqiyuanliaogaofenziwuzhideanquanxingshi，bunengdanchunditingliuzaiduirenzhijiedeanquanxingshang，haiyaokaolvwomenjuzhudediqiushengtaixitongdeanquanxing，yejiushiduidiqiuhuanjingfuhedeyizhihejianshao。jinnianlaichengweiwentidediqiuwennuanhuaqitibuduanzengjia，yingxianglediqiuhuanjing，suoyibunengzhicongduirenheziranhuanjinganquanxingdejubuguandiankan，haiyaoyishijian、空間從整個環球環境的觀點考慮。
另外，纖維產品在其製造、加工過程中，使用各種各樣的化學物質（溶劑、凝固劑、油劑、抗菌劑、耐候劑、防火·阻燃劑、防汙劑、染料、加工整理劑）和能源，這些化學物質也必須以同樣的觀點考慮，所使用的能源也要從環境負荷減少的觀點考慮，要求盡量節能。
合成纖維聚乳酸纖維及其原料不僅具有對人和自然環境的安全性。而且還具有沒有添加一切有害化學物質的固有抗菌性和防火性、耐氣侯性等。
1、環境負荷的評價
在與傳統纖維素材對比中，采用生命周期評價（LCA）將聚乳酸纖維的環境負荷客觀·定量地進行了評價。也就是定量地評價從聚乳酸的原料采集經過乳酸發酵、聚合、纖維化（製造·加工過程）到使用後的廢棄物處理（即從搖籃到墓場）的二氧化碳排放量。
相當從聚乳酸的原料采集（對玉米地的播種、施肥和撒藥、收獲），經過澱粉製取、糖化、乳酸發酵，到製造出聚乳酸樹脂（切片）的每1噸樹脂的二氧化碳排放量，由美國Nature Worksgongsifabiao。qici，congshuzhiqiepiancaiyongrongrongfangsijinxingxianweihuaguochengzhongdeeryanghuatanpaifangliang，yiyoudehechengxianweiyemeiyouzhengshishuju，danyibanzaizhenggegongyizhongsuozhandebilihendi，youqishijurusuantebiebuyaogaonengliang，zaisucaijianmeiyoudadechabie（相同）。最後，考慮關於燃燒廢棄時或再資源化時的二氧化碳排放量（生物降解中進行生物氧化，也轉換成二氧化碳），這種場合的排放量可以從化學結構進行理論上的預測。
按照各素材將這些數值加起來，采用傳統粘膠法的再生纖維素纖維粘膠絲為14680CO2Kg／t、代表性合成纖維的聚酯纖維為6443 CO2Kg／t，而聚乳酸纖維隻不過3650 CO2Kg／t，其環境負荷特性顯著（表1）。纖維素粘膠是植物由來，為生物降解性纖維，原料本身不含1滴石油，但因為在其纖維化的製造·加工過程中使用大量能源（石油），所suo以yi釋shi放fang出chu石shi油you係xi以yi上shang的de二er氧yang化hua碳tan。另ling外wai，由you於yu在zai其qi製zhi造zao過guo程cheng中zhong還hai放fang出chu二er氧yang化hua碳tan以yi外wai對dui人ren和he環huan境jing有you害hai的de化hua學xue物wu質zhi，所suo以yi近jin年nian來lai退tui出chu的de企qi業ye不bu斷duan。
表1 乳酸纖維與其他纖維素材的環境影響和燃燒特性
|
素材 |
原料 |
二氧化碳排放量（CO2Kg／t） |
燃燒熱
（Kcal/kg） |
限氧指數
（LOI） |
|
原料～樹脂 |
焚燒時 |
合計 |
|
聚丙烯纖維
聚酯纖維
粘膠纖維
聚乳酸纖維 |
石油
石油
植物
植物 |
1891
4143
13030
1820 |
3200
2300
1650
1830 |
5091
6443
14680
3650 |
10500
5500
4500
4500 |
–
21
18
24～29 |
注：粘膠纖維的二氧化碳排放量數據是依據采用相同粘膠法生產的粘膠薄膜玻璃紙的數據，粘膠纖維的燃燒熱為木材數據。
2、聚乳酸及其構成單體乳酸的安全性
2.1乳酸的基本特性和安全性
聚乳酸因為在使用中或使用後在人體內和自然環境中降解，最終分解為作為其構成單位的乳酸，所以首先必須了解乳酸及其安全性。
人類在大約1萬(wan)年(nian)前(qian)在(zai)從(cong)打(da)獵(lie)生(sheng)活(huo)向(xiang)農(nong)耕(geng)牧(mu)畜(chu)生(sheng)活(huo)變(bian)更(geng)生(sheng)活(huo)方(fang)式(shi)的(de)過(guo)程(cheng)中(zhong)學(xue)會(hui)了(le)采(cai)用(yong)發(fa)酵(jiao)保(bao)存(cun)食(shi)品(pin)的(de)技(ji)術(shu)，乳(ru)酸(suan)是(shi)從(cong)很(hen)久(jiu)以(yi)來(lai)就(jiu)與(yu)人(ren)類(lei)共(gong)存(cun)在(zai)的(de)天(tian)然(ran)有(you)機(ji)化(hua)合(he)物(wu)。但(dan)是(shi)，它(ta)作(zuo)為(wei)乳(ru)酸(suan)第(di)1次被發現是在18世紀後半期。
瑞典的化學家希勒（Carl Wilhelm Scheele，1742～1786）在1780年使牛乳發酵，分析了由此得到的酸，發現了與醋酸等不同的新有機酸，命名為乳酸（lactic acid）。其後，到1839年，以碳水化合物為原料第1次用發酵法合成了乳酸。
乳酸是無色的粘稠液體，用發酵法製造的產品大多伴隨有微弱的發酵臭味。乳酸為強有機酸，比重為1.22，L－乳酸及D－乳酸的熔點為52.8℃（DL－乳酸的熔點為16.8℃），沸點是125～140℃。乳酸有溫和而清爽的酸味，由於不改變原來的味道而作為各種食品添加劑（酸味料、pH調整劑、食品保存劑、發酵助劑、柔軟劑）使用。
但是，流傳有“如果疲勞是乳酸積存”的說法。比如，運動後疲勞認為是“乳酸積蓄在血液、肌肉中”，乳酸是運動的老朽廢物或疲勞物質，這因為在劇烈運動後，肌肉、血液中的乳酸濃度上升，可能在開始說的。但是，實際上，為疲勞恢複的高效率能源應考慮乳酸進行代謝生產，實際確認：如果30～50分鍾就回到原來水平。不用說，乳酸對生命活動來說是重要能源，與糖和脂肪相比，容易向能量轉換，而且因為在化學上穩定，L－乳酸鈉作為輸液和腹膜透析的電解質利用。
作為聚乳酸構成單體單位的乳酸CH3C*H(OH)COOH，因為在碳原子上結合的原子和分子為4個並且不同（H、CH3、OH、COOH），這種場合的碳原子叫不齊碳（asymetric carboon），在立體結構上存在2個不同形式的分子。可是，因為包括人在內的自然界生物通常合成的是L－乳酸，而有D－乳酸是否具有毒性的擔心。的確，D－乳酸在L－乳酸通常的代謝經路不能進行代謝，如果大量攝取，就會提高血液中的酸性度，而成為酸性血症的原因。
但是，人們知道，在我們人體內通常生成後經過3個月左右，就生成將D－乳酸變換成L－乳酸酵素乳酸酯·消旋酶（lactate racemase）。而且，D－乳酸能夠以任何形式進行中和、排出。這樣就很清楚，由於其後的研究沒有該疑問，現在與L－乳酸同等。
順便，D－乳酸的經口急性毒性（LD50），實驗室小鼠為4.875g/kg、一般老鼠為3.73 g/kg，WTO在1973年對L－乳酸、D－乳酸以及D.L－乳酸都取消了一天的攝取量限製範圍。實際上，迄今為止，日本70～80年代生產、一直作為食品添加劑使用的乳酸，是采用化學合成法合成的外消旋變體（等量含有D－乳酸和L－乳酸的混合物）。現在，作為添加劑使用的發酵L－乳酸也含有1％～5％的D－乳酸。但是，聯合國的FAO／WHO聯合食品添加劑專門委員會因為乳幼兒（產後不滿半年）不能代謝D－乳酸，提出了“D－乳酸、DL－乳酸不要用於乳幼兒食品”的勸告。
2.2聚乳酸的安全性
聚乳酸是熔點160～180℃、玻璃化溫度約60℃的結晶性脂肪族聚酯。聚乳酸在各種生物降解性塑料中，成形加工性優異，能夠進行從纖維、非織造布和薄膜代表的熔融擠壓成形到注射成形、噴射成形和發泡成形等。而且，薄膜和纖維由於伴隨牽伸、熱處理操作而產生定向結晶化，一直在尋求機械性能和熱性能的提高。另外，從成形用薄膜和非織造布以及與紙的壓層品，采用熱定形（真空、壓空成形）和加熱壓縮成形，可以賦予各種各樣的形狀。
聚乳酸是由脂肪族聚酯構成的疏水性結晶性聚合物，隻要不在高溫·高濕（50℃以上、相對濕度85％以上）環境下長時間放置，就幾乎不產生加水分解，是很穩定的。另外，因為耐油性和耐水性、揮hui發fa性xing好hao，適shi合he作zuo為wei包bao括kuo油you性xing食shi品pin在zai內nei的de一yi般ban食shi品pin容rong器qi使shi用yong。而er且qie，分fen解jie高gao分fen子zi量liang聚ju乳ru酸suan的de微wei生sheng物wu和he酵jiao素su在zai自zi然ran界jie極ji少shao，即ji使shi作zuo為wei發fa酵jiao食shi品pin容rong器qi也ye有you在zai一yi定ding時shi間jian能neng夠gou安an全quan使shi用yong的de質zhi地di。
實際上，來自作為食品容器、包裝材料使用時的聚乳酸溶出物，認為基本上是乳酸、乳酸低聚物、（乳酸線狀二聚物、三聚物、四聚物等）及丙交酯（乳酸的環狀二聚物），這些都是作為食品添加劑廣泛使用的食品衛生法上的乳酸類（通常含20％左右的低聚物）。乳酸低聚物和丙交酯在食品或消化器官內迅速受到加水分解而變成乳酸。
jurusuanyinweishiyizaishengwutineiyecunzaidetianranyoujihuahewurusuanweigouchengdanwei，zaigezhongshengwujiangjiexingsuliaohuoshengwusuliaozhong，anquanxingheshipinweishengxingzuihao。erqie，jurusuanyudianfenxijiqitadeshengwujiangjiexingsuliaobutong，zaicailiaobiaomianburongyichanshengweishengwuhemeijun，genjuyonglaoshuhezhanglangdeshiyanyedoumeiyoushihai。
其次，關於將聚乳酸用於食品容器和包裝材料時的世界現狀和取得認證狀況。在歐洲，1990年頒布的EEC Directive（指令90／128／EEC）為wei基ji本ben內nei容rong，是shi如ru果guo單dan體ti安an全quan，聚ju合he物wu就jiu好hao的de單dan體ti主zhu義yi立li場chang。根gen據ju已yi經jing實shi施shi的de毒du性xing試shi驗yan，有you即ji使shi使shi用yong也ye注zhu冊ce好hao的de單dan體ti和he添tian加jia劑ji的de準zhun許xu自zi由you進jin口kou物wu品pin名ming單dan。乳ru酸suan被bei在zai其qi後hou修xiu訂ding的de96／11／EC中登載在準許自由進口物品名單裏。為了應對這些EU指令，歐洲各國的國內法進行了整頓。
在美國，根據FFDCA（聯邦食品醫藥品化妝品法）申請作為間接食品添加劑的適應，在法律上允許的5個申請種類中，除Nature Works公司由GRAS（Generally Recognized As Safe）的安全性自己宣言外，還受作為FCN（Food Contact Nortification）№.178（溫度區域順序：B～H）的認證。順序B是在100 ℃開水煮沸30分鍾的開水注入溫度領域，顯示出作為茶葉袋等食品過濾器材料的潛在可能性，引人注目。
在日本，聚乳酸由食品衛生法規定的昭和34年製定的厚生省告示第370號（昭和57年修訂：該告示第20號）通過，沒有法律上的問題。而且，聚乳酸注冊在作為更嚴格的行業團體自主標準的聚烯烴等衛生協議會（JOHSPA）的準許自由進口物品名單中，其後，關於添加劑等還要進行追加申請。
3、環境低負荷型高功能性纖維––聚乳酸纖維
一般，化學纖維為了賦予作為纖維的高功能性，多在其製造過程中添加各種添加劑（抗菌劑、耐候劑、防火·阻燃劑等）。danshi，chuleyouyutianjiatianjiajidailaichengbenzengjiayiwai，zhexietianjiajideanquanxingyebeizhiyi。tongchang，zhexietianjiajidaduoshijibenshangduirenheziranhuanjingyouhaidewuzhi，xianzaizhishizaimeiyoufaxianyouhaixingdedinongdufanweishiyong。danshi，jishizailinshishiyongshianquanxingyoubaozhang，zaishiyonghoudefeiqiwuchulishi，yebunengfoudingwentibiaomianhuadekenengxing。
lixiangde，shibutianjiazhexietianjiaji，zuihaosucaizishennenggoujubeizhexiegaogongnengxing。shijishang，jurusuanxianweiyuanliaoweizhiwuyoulai，chuleshiwanquanshengwujiangjiexingdehuanjingdifuhesucaiyiwai，haibutianjiarenhetianjiajifaxianleqiyouyidekangjunxinghefanghuoxing、耐候性。可以說，聚乳酸纖維可以看作是具備作為究極智能化功能素養的高性能纖維。
3.1抗菌性（靜菌性）
根據使用黃色葡萄狀球菌（Staphylococcus aures ATCC6538P）的纖維製品抗菌防臭加工新標準評價了聚乳酸纖維（泰拉馬克：尤尼吉卡公司商標），結果發現，顯示出遠遠高於合格值（靜菌活性值2.2以上）的靜菌活性值及殺菌活性值。事先進行10次洗滌之後、huozhehunheyibantianranmiandengqitaxianwei，kangjunhuoxingyejibenshangnenggoubaochi。jurusuandekangjunzuoyongbujinshishangshuzuoweibiaozhunjundeputaozhuangqiujun，duidachangjunhelvnongjundenggelanshiyinxingganjunyeyiqueren。
估(gu)計(ji)這(zhe)是(shi)起(qi)因(yin)於(yu)在(zai)聚(ju)乳(ru)酸(suan)中(zhong)含(han)有(you)極(ji)微(wei)量(liang)的(de)乳(ru)酸(suan)或(huo)低(di)聚(ju)物(wu)這(zhe)些(xie)物(wu)質(zhi)的(de)靜(jing)菌(jun)作(zuo)用(yong)。也(ye)就(jiu)是(shi)說(shuo)，由(you)於(yu)材(cai)料(liao)中(zhong)的(de)極(ji)微(wei)量(liang)乳(ru)酸(suan)在(zai)材(cai)料(liao)表(biao)麵(mian)浸(jin)出(chu)一(yi)部(bu)分(fen)，將(jiang)材(cai)料(liao)表(biao)麵(mian)與(yu)人(ren)的(de)肌(ji)膚(fu)同(tong)樣(yang)保(bao)持(chi)弱(ruo)堿(jian)性(xing)，防(fang)止(zhi)了(le)細(xi)菌(jun)和(he)黴(mei)菌(jun)等(deng)微(wei)生(sheng)物(wu)的(de)附(fu)著(zhe)和(he)繁(fan)殖(zhi)。一(yi)般(ban)，生(sheng)物(wu)降(jiang)解(jie)性(xing)塑(su)料(liao)與(yu)通(tong)常(chang)的(de)塑(su)料(liao)相(xiang)比(bi)，細(xi)菌(jun)和(he)黴(mei)菌(jun)等(deng)微(wei)生(sheng)物(wu)處(chu)於(yu)容(rong)易(yi)附(fu)生(sheng)的(de)傾(qing)向(xiang)，而(er)聚(ju)乳(ru)酸(suan)是(shi)例(li)外(wai)，作(zuo)為(wei)生(sheng)活(huo)·衛生材料、食品·醫療材料或農林·園藝材料在安全·衛生上是適合的。實際上，從購入浴用聚乳酸纖維（泰拉馬克）毛巾，長期使用的消費者反映，與傳統產品（錦綸纖維）對比，難以帶香味。
關於聚乳酸纖維的抗菌性發現，以原料聚乳酸樹脂的選定和紡絲條件為主，還有沒有發現來自紡絲油劑的影響、織造·針織加工油劑的影響、染色·整理劑的影響的情況，需要分別弄清楚。
3.2防火性
用JIS K 7201依據的燃燒性試驗評價了聚乳酸纖維或紡粘非織造布的限氧指數（LOI值），結果顯示：聚乳酸纖維為23～24（聚酯纖維：20～21），聚乳酸紡粘非織造布更驚人，顯示出接近芳綸纖維的28～30，發現具有優異的防火性能。另外，從ASTM E1354和美國聯邦汽車安全規格FMVSS 302的燃燒試驗（水平法）yebiaoming，jurusuanxianweiyidanzhehuohoudezijimiehuoxinghao，ranshaoshidechanshengqitiliangyebijuzhixianweigewaishao。bentexingshijurusuanxianweijiqifangzhanfeizhizaobusucaijuyoudeguyoutexing，youhaideluzuxihelinxidengfangzai·阻燃劑一切都沒有添加。
按照上述見解，采用將解聚乳酸纖維（泰拉馬克：尤尼吉卡公司商標）deyuancailiaotexinghexianweixingzhuangdengjinxingzuijiahua，yijurusuanxianweiweizhuchenggongdiqudeleyouribenfangzaixiehuidefanghuochanpinrending。zhecijieshoufanghuochanpinrendingde，zuoweizhentouhebeiru、布製玩偶等的絮棉用是具有有用自發性卷曲能的複合短纖維HP8F，由於發現螺旋狀的微卷曲而具有優異的蓬鬆性、緩衝性、回彈性、耐疲勞性。本產品因為即使在火災發生時也比聚酯纖維等燃燒難以擴展，而且燃燒熱低、產生的氣體量也少，作為寢具和家庭、車輛用裝飾素材可以期待在火災安全方麵的應用。
3.3耐光·耐候性
聚乳酸纖維是脂肪族聚酯，對紫外線和高能量放射線不能說強。但是，與作為相同聚酯同類的聚酯（PET）纖維相比，不僅是耐光性（Fade-Ometer），而且在伴隨降雨的促進耐候試驗（Sunshine Weather Meter）也發現顯示出優異的耐候性。這些傾向在包括聚乳酸纖維、紡粘非織造布的實際室外暴露試驗中也被確認，作為在室外使用的農林、園藝、土木、建築材料具備必要的條件。
另ling一yi方fang麵mian，對dui像xiang伽jia馬ma線xian這zhe樣yang的de高gao能neng放fang射she線xian，根gen據ju照zhao射she線xian量liang的de多duo少shao而er不bu同tong，但dan也ye有you招zhao來lai分fen解jie的de，在zai用yong於yu醫yi療liao用yong品pin等deng滅mie菌jun時shi需xu要yao注zhu意yi。也ye就jiu是shi說shuo，照zhao射she線xian量liang在zai25kGry yixia，zaicailiaobiaomianyinqibufenjiaolianfanying，youshushuixinghuadeqingxiang，jixieqiangduliehuaqingwei，keyizuoweijiamaxianmiejundetiaojiantuijian。danyeyoubaogaoshuo，ruguodadao100kGry 就會引起分子鏈的斷裂，機械強度也顯著下降。
4、聚乳酸纖維加工和管理工程中的環境負荷減少
聚乳酸纖維已經處於一定的實用化水平，但還存在今後必須解決的幾個技術課題（耐久性、染色性、耐熨燙性、尺寸穩定性、耐卷曲性、耐彎曲磨損性等）。這些問題的大多數，基本上是現在市麵上量產的聚乳酸以L－乳酸為主構成單位也含有少量D－乳酸任意共聚引起的熔點下降和結晶化速度延遲。關於在幾乎不伴隨成本上升的情況下，解決這些課題的方法和實證數據，另行考慮。
這裏，隻從加工和管理工程中環境負荷減少的觀點考慮，僅就假定作為衣料用素材展開方麵的身邊2個問題–－染色性和耐熨燙性討論一下關於解決對策的方向。
首先，因為聚乳酸纖維產生加水分解，不能與聚酯（PET）纖維一樣采用120℃的高溫高壓染色。因為比聚酯纖維低10℃以上Tg的聚乳酸纖維能夠以比聚酯纖維的低溫染色，現在已經確立了用低溫（105℃）nenggouransedejurusuanxianweiyongfensanranliaoheransetiaojian。lingwai，duinengyuanduoxiaofeijiegouderanzhengxingyelaishuo，congnengyuanjieshenghehuanjingfuhejianshaokaolv，caiyongdiwenranseyeshilixiangdefangxiang。
例如，日本金津纖維公司和福經縣工業技術中心開發的聚乳酸纖維環保袋（商標為可那普拉斯（kna Ppus）），從日本的傳統顏色實現了①曬柿……桔黃色係、②素色……乳白色係、③黃綠……綠色係、④紅藤……紫色係、⑤減紅……茶色係、⑥濃藍……藍色係、⑦灰藍……灰色係等多色彩的7色顏色變化。這些提供給染色堅牢度試驗（JIS L 0844 A－2法）的結果，確認為4～5級，沒有褪色等問題。該產品以世界最大的博物館美國史密森博物館為首在包括歐美的7個國家超有名店的國內外店鋪銷售，並博得好評。
關於耐熨燙性，也幾乎沒有發現與聚酯纖維同樣用160℃熨燙。最初與染色性同樣，用與聚酯纖維織物同樣條件熨燙與聚酯（PET）纖維熱性能、機械性能不同織物，缺乏自身的科學根據。對聚乳酸纖維應與有其化學結構相適應的最佳紡絲·加工條件、織造·針織、染色·整理加工條件同樣，具有采用更低溫的最佳熨燙條件。
5、結語
上麵，從現在商業量產聚乳酸誌向的一般生活、衣料、產業資材領域（在生體外使用的非醫療領域）yingyongzhankai，jiujurusuanjiqixianweiduirenheziranhuanjingdeanquanxingjinxingletaolun。zhongsuozhouzhi，jurusuanguoquzhishijishaoliangde，zuoweiyiliaoyongdeshengtineifenjiexishouxingcailiao（骨折固定用螺絲、徐放性醫藥載體、縫合線、組織再生搭腳材料等）的應用展開。
這(zhe)裏(li)，采(cai)用(yong)的(de)醫(yi)療(liao)用(yong)聚(ju)乳(ru)酸(suan)樹(shu)脂(zhi)與(yu)商(shang)業(ye)化(hua)量(liang)產(chan)的(de)基(ji)本(ben)上(shang)沒(mei)變(bian)，但(dan)關(guan)於(yu)在(zai)生(sheng)體(ti)內(nei)使(shi)用(yong)的(de)素(su)材(cai)，其(qi)製(zhi)造(zao)環(huan)境(jing)條(tiao)件(jian)和(he)安(an)全(quan)管(guan)理(li)標(biao)準(zhun)很(hen)嚴(yan)格(ge)，對(dui)其(qi)安(an)全(quan)性(xing)的(de)評(ping)價(jia)也(ye)將(jiang)要(yao)求(qiu)按(an)照(zhao)另(ling)外(wai)規(gui)定(ding)的(de)規(gui)格(ge)標(biao)準(zhun)進(jin)行(xing)試(shi)驗(yan)。 |