使用済みのコーヒーかすを活用した3Dプリント材料を開発

2023.12.13

コロラド大学のマイケル・リベラ氏が率いる研究チームは、3Dプリント材料として、使用済みのコーヒーかすを活用する方法を開発した。このプロジェクトは、従来のプラスチックベースの素材、特にPLAやABSといった素材の使用を減少させることを目指している。使用済みのコーヒーかす、水、その他の持続可能な成分を使って、様々なオブジェクトを3Dプリントするこの方法は、3Dプリントで使用される素材を多様化させるだけでなく、プロセスの環境への影響を減少させる可能性を秘めている。（上部画像は使用済みのコーヒーかすから3Dプリントされたフラワープランター。出典：マイケル・リベラ氏）

1 使用済みのコーヒーかすを利用してサステナブルな樹脂材料に
2 生分解性樹脂の現状の課題
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使用済みのコーヒーかすを利用してサステナブルな樹脂材料に

マイケル・リベラ氏のチームは、この独自の素材を用いて、ジュエリー、プランター、エスプレッソカップなどの製品を製造することに成功している。さらに、この方法はわずかな調整により、多くの3Dプリンターに対応可能であるという。

このプロジェクトの製造方法は比較的シンプルだ。研究チームは、乾燥させたコーヒーかすにセルロースガムとキサンタンガムを混ぜ合わせる。これらは共に一般的な食品添加物であり、コンポストで容易に分解できる。その後、ピーナッツバターのような状態になるように水を加え混ぜ合わせる。

このペーストでは通常の 3Dプリンターに直接使用することはできないため、既存のプリンターを改造し、新しい素材との互換性を持たせる作業を行った。その結果、乾燥後には補強されていないコンクリートに匹敵する強度を示すオブジェクトを製造することに成功するに至った。

使用済みのコーヒーかすで3Dプリントされたプランター。（出典：マイケル・リベラ氏）

生分解性樹脂の現状の課題

マイケル・リベラ氏は、このプロジェクトを通じて3Dプリントをより持続可能なものにし、廃棄物の生成を最小限に抑えることを目指している。生分解性があるといわれるPLA樹脂も、環境に優しいとされているにも関わらず、その多くが自然界の通常の条件では自然分解できない。最終的に埋め立て処分を行っても分解には最大1000年かかるといわれている。そのため、生分解性を期待して処分する際は、適切な環境に管理されたバイオコンポストで処分する必要があるのだ。バイオコンポストが家庭や処分場に十分普及していない地域では、従来の樹脂材料と同様、サーマルリサイクルに回すことになるだろう。

マイケル・リベラ氏とそのチームは、この取り組みが、廃棄物から環境負荷の低い材料の利用促進につながるとして開発を続けていくとしている。