産業用麻
背景
麻は植物種の異なる品種ですカンナビスサティバL。 高さは4〜15フィート（1.2〜4.5 m）、直径は最大0.75インチ（2 cm）になります。植物は、しばしばハードと呼ばれる木質コア繊維に囲まれた髄と呼ばれる内層で構成されています。靭皮繊維が外層を形成します。一次靭皮繊維は、接着剤のような物質であるペクチンによってコア繊維に付着しています。一次繊維は、繊維、ロープ、上質紙製品に使用されます。木のような芯繊維は、動物の寝床、庭の根おおい、燃料、および建築材料の品揃えに使用されます。
葉の形が似ているため、麻は別の大麻植物であるマリファナと混同されることがよくあります。主な違いは、テトラヒドロカンナビノール（THC）の含有量です。これは、喫煙時に高成分を生成する成分です。マリファナには、工業用大麻の1％未満と比較して、最大20％のTHCが含まれている可能性があります。この違いにもかかわらず、一部の国（特に米国）は、麻薬の使用を管理することがより困難になる恐れがあるため、大麻の栽培を合法化することに消極的です。ほとんどの麻の品種はまた、繊維含有量が非常に高い（35％）中空の茎を持っていますが、マリファナの品種は通常、繊維含有量が低い（15％）中実の茎を持っています。
カナダは、特定の制限はありますが、麻を合法化した国の1つです。最大許容THC濃度は0.3％であり、すべての大麻農家は前科検査を受け、カナダ保健省から免許を取得する必要があります。これらの制限にもかかわらず、麻の生産量はわずか1年で3倍に増加し、1998年に収穫された6,175エーカー（61.75ヘクタール）から1999年には約20,000エーカー（200ヘクタール）になりました。麻の穀物。
大麻を栽培する農家は、大麻は素晴らしい輪作であり、ほとんどすべての収穫の代わりに使用できると主張しています。農薬を必要とせずに成長し、土壌の通気に優れています。エーカーあたりの見積もりによると、大麻はトウモロコシや大豆（$ 100- $ 200）よりも多くの収入（$ 250- $ 300）を農家にもたらします。米国北西部のセコイアの木と同様の20年間で比較した場合、大麻の完全な収穫は成長するのに90日しかかからず、1エーカーあたり4倍の紙を産出します。しかし、麻の2〜3倍の収穫量を持つ他の種類の木があります。
麻の支持者は、衣類から食品、トイレタリーまで、25,000種類の製品に使用できると主張しています。 19世紀まで、麻は船の帆布、索具、網の90％で使用されていました（したがって、アメリカの植民地では必要な作物でした）。現在、麻繊維は自動車部品のグラスファイバーの代替品として使用されており、窓のドレッシング、シャワーカーテン、室内装飾用の布になっています。中国は世界最大の麻織物の生産国ですが、インドは全体として最も多くの麻を生産しています。
麻繊維から作られた他の製品には、断熱材、パーティクルボード、ファイバーボード、ロープ、より糸、糸、新聞用紙、ボール紙、紙、馬の安定した寝具、および堆肥が含まれます。麻の寝具は、アンモニアの臭いを減らすという点で、馬の屋台用のわらや他の材料よりも優れていることがわかっています。ヘンプシードは、メタノールと灯油、サラダ油、医薬品、石鹸、塗料、インクの製造に使用されます。
現在、カナダ、イギリス、フランス、中国を含む32か国が、農家が産業用大麻を栽培することを許可しています。北米の現在の販売および輸出用の麻市場は、年間5,000万ドルから1億ドルの間と推定されています。米国の麻から作られた工業用織物の輸入は1997年に合計290万ドルでした。紙、シャンプー、石油などの他の製品を含めると、輸入量は約4,000万ドルに跳ね上がります。麻の繊維用途は、カナダで生産される麻製品の5％を占めています。
歴史
ヘンプは、紀元前8000年頃に国内で栽培された最初の植物でした。 メソポタミア（現在のトルコ）で。麻は繊維と食物のために育てられました。中央アジアで紀元前6500年頃に収穫されたと記録されています。 数世紀後、中国は大麻を作物として栽培し始め、後にそれを医学に使用しました。紀元前2700年までに<小> 、中東、アフリカ、およびアジアのほとんどは、布、ロープ、薬、および食品に麻を使用していました。麻は400年後にヨーロッパに紹介されました。現存する最古の紙である100％中国の麻の羊皮紙は、西暦770年のものです。
紀元前1000年<小>から 19世紀まで、麻は世界最大の農作物であり、紙やランプの油にも使用されていました。この期間中、聖書や不思議の国のアリスなど、いくつかの有名な本があります。 麻紙に印刷され、数人の有名な芸術家が麻の帆布に描かれました。北米で最初の作物は、1606年にノバスコシアのフランスの植物学者によって植えられました。トーマス・ジェファーソンは、アメリカ独立宣言を麻紙に起草し、麻を自分で育てました。 2世紀後、米国とカナダは1937年にマリファナ税法（これにより、大麻製造業者に1オンスあたり1ドルの税金が課せられました）で大麻栽培を停止しました。これは、後に第二次世界大戦の取り組み中に解除されました。
麻の世界的な生産量は1960年代以降減少しており、1961年の30万ショートトン（272,160トン）以上の麻繊維とトウから1997年には69,000ショートトン（62,597トン）になりました。中国はこの生産量の36％、73％を占めています。穀物生産。これは同期間に80,000から37,000ショートトン（72,576から33,566トン）に減少しました。 1994年頃、麻繊維を使用する製紙工場が23あり、世界の推定生産量は年間12,000ショートトン（10,886トン）でした。これらの工場のほとんどは、印刷用紙と筆記用紙を製造するために中国とインドにありました。他の人はタバコの紙を含む特殊な紙を生産しました。平均的な麻パルプおよび製紙工場は、年間約5,000ショートトン（4,536トン）を生産しますが、木材パルプ工場は、年間250,000ショートトン（226,800トン）を生産します。
しかし、過去10年間で、麻製品を取引および製造する企業の数は劇的に増加しました。カナダが1998年に大麻の生産と販売を合法化したばかりであるため、北米市場はまだ揺籃期にあります。米国での大麻栽培試験は、商業的に栽培することはまだ違法ですが、1年後に始まりました。
原材料
繊維加工では、化学物質があったとしてもごくわずかしか使用しません。しかしながら、繊維は、製造される最終製品に応じて、合成繊維または結合剤としての樹脂などの他の材料とブレンドされ得る。製紙では、水と化学薬品（水酸化ナトリウムまたは硫黄化合物）を繊維と混合して、天然の接着剤成分を除去します。
製造プロセス
栽培と収穫
大麻は一年生植物で、種子から育ちます。さまざまな土壌で育ちますが、トウモロコシの収穫量が多い土地で最もよく育つ傾向があります。土壌は十分に排水され、窒素が豊富で、非酸性でなければなりません。ヘンプは、温暖な気候、湿度の高い大気、および年間少なくとも25〜30インチ（64〜76 cm）の降雨量を好みます。種子を植える前に、土壌温度は最低42-46°F（5.5-7.7°C）に達する必要があります。
- 1北米では、8月中旬に植物が花粉を落とし始めると、作物は高品質の繊維を収穫する準備が整います。種子の収穫は4〜6週間後に行われます。繊維麻は通常、播種後70〜90日で収穫できる状態になります。独立した歯の列とチョッパーを備えた特別な機械が使用されます。テキスタイル用の麻を収穫するには、専用の切断装置が必要です。コンバインは収穫に使用されます
麻と麻繊維の例。穀物。機械部品が靭皮繊維に絡まないように修正されています。 - 2作物が刈り取られたら、天候に応じて4〜6週間、茎を畑に戻し（ペクチン[バインダー]を自然に環境にさらして除去）、繊維をほぐします。茎が畑にある間、植物によって抽出された栄養素のほとんどは、葉が分解するときに土壌に戻されます。茎は、レッティングを均一にするための特別な機械を使用して数回回転させてから、既存の干し草収穫装置で梱包します。ベールは、小屋、納屋、またはその他の屋根付きの保管場所など、乾燥した場所に保管されます。麻の茎の水分含有量は15％を超えてはなりません。繊維用に植えた場合、収量は1エーカーあたり2〜6ショートトン（1.8〜5.4トン）の乾燥した茎、またはカナダでは1エーカーあたり3〜5ショートトン（2.7〜4.5トン）の梱包された麻の茎の範囲です。
穀物処理
- 3大麻の種子は、保管する前に適切に洗浄および乾燥する必要があります。石油の抽出は通常、窒素雰囲気下で機械式エクスペラープレスを使用して行われます。これは、機械式コールドプレスとも呼ばれます。酸素、光、熱からの保護は、許容できる貯蔵寿命を持つおいしい油を製造するために重要です。溶媒抽出法は、より高い収率を達成するため、油を除去するためにも登場しています。このような方法では、溶媒としてヘキサン、液体二酸化炭素、またはエタノールを使用します。化粧品メーカーでは、精製と脱臭の手順が必要になる場合があります。
- 4破砕機を使用して、種子からカリカリの皮を取り除く脱皮工程が必要になる場合があります。船体の残留物の種子を適切に洗浄するには、既存の機器の変更が必要になる場合があります。
ファイバー処理
- 5靭皮繊維から木質コアを分離するために、一連のローラー（ブレーカー）またはハンマーミルが使用されます。次に、靭皮繊維を洗浄し、目的のコア含有量と細かさにカードを入れ、場合によってはサイズに合わせて梱包します。クリーニングとカーディングの後、多くの場合、二次的な手順が必要になります。これらには、不織布マットおよびフリースの製造のためのマット、パルプ化（製紙用の繊維を製造するための化学的および物理的方法による繊維束の分解）、および蒸気爆発、織り可能な繊維を製造するための天然結合剤の化学的除去が含まれます。 。繊維麻の完全な処理ラインは、2〜8ショートトン/時間（1.8〜7.2トン/時間）の範囲の出力を備えています。
パッケージング
- 6一次繊維は、綿、などの他の繊維と同様に、高度に圧縮されたベールにプレスされます。 ウール、ポリエステル。馬の寝具などの他の製品は、圧縮されたベールに梱包されています。
ペーパーメイキング
- 7靭皮繊維は通常紙に使用され、水と化学薬品を入れた蒸解缶と呼ばれる球形のタンクに入れられます。この混合物は、すべての繊維が互いに分離するまで、高温高圧で最大8時間加熱されます。過剰な水で洗浄すると、化学物質と抽出された結合成分（ペクチン）が除去されます。次に、きれいな繊維がホランダービーターと呼ばれる機械に供給されます。この機械は、水平軸を中心に回転するホイールを備えた大きな浴槽で構成されています。この叩くステップは最大12時間続き、繊維を希望の長さに切断し、適切な接着に必要な表面粗さを生成します。漂白剤は、このステップの間に、または繊維でタンクを分離するために追加されることがあります。次に、漂白されたパルプは抄紙機にポンプで送られるか、別の場所にある製紙工場への輸送に適した乾燥状態までプレスされます。
品質管理
麻繊維の引張強度、細かさ（繊維径）をテストし、色を記録します。水分含有量は、栽培および生産プロセスのすべての段階で記録されます。プラントのTHC含有量も連続してテストされ、レベルが0.3％マークを超えないことを確認します。麻が業界に与える影響については、まだ研究が行われています。設定された基準は絶えず変更され、変更されています。
副産物/廃棄物
使用されていない収穫された麻は燃やされます。繊維加工中、コア繊維は保存され、通常、紙、馬の寝具、または建設資材の製造に使用されます。ほとんどの麻の生産者は、ほこりを取り除き、次に梱包して梱包することにより、コア繊維をリサイクルします。ほこりは燃料に使用されるペレットにプレスすることができます。コアの汚れや小さな破片は、高栄養土壌添加剤としても使用されます。
未来
それが合法である場合、麻産業は年率20％の成長率で成長しています。他の潜在的な用途が開発されています。たとえば、麻の食事は、養殖場、特に淡水魚やエビの食材として使用できることが実証されています。ヘンプビールでさえカナダ市場に参入しましたが、ビール販売のごく一部であり続けると予想されています。建築業界向けの複合材料も調査されています。
大麻の種子には多くの栄養価があるため、大麻を食料源として使用することが最大の用途になる可能性があります。種子には必須脂肪酸、タンパク質、カルシウム、鉄、亜鉛、ビタミンB、C、Eが含まれています。大麻の種子は松の実やヒマワリの種に似ているため、油や小麦粉にでき、丸ごと食べることもできます。 。
米国での大麻の栽培は依然として違法であるため、大麻の見通しは不透明です。アーカンソー州、カリフォルニア州、ハワイ州、イリノイ州、ミネソタ州、モンタナ州、ニューメキシコ州、ノースダコタ州、バージニア州など、研究目的で麻を栽培することを許可する法律を1998年に可決した10の州があり、他の多くの州がそれを検討しています。しかし、連邦法は依然として産業用大麻の栽培を禁止しています。麻薬取締局は、米国で市場を開拓する前に、考えを変える必要があります。それが起こると、十分な投資と関心があり、価格が競争力があり、高品質の製品を作ることができれば、麻は10億ドルの作物になる可能性があります。より付加価値の高い製品のためには、加工技術もアップグレードする必要があります。
製造プロセス