プラスチックの特性とリサイクル ２０１０．２．２６ 日本プラスチック工業連盟 リデュース・リサイクル委員会 久保 直紀（中央化学） ① プラスチックとは？ ギリシア語plastics＝塑造 英語plasticity＝塑性 日本では合成樹脂とも呼ばれ、人工的に作られた “可塑性”を有する物質のこと！ ●塑性（そせい）とは・・・ 物質に力を加えて変形させて、加えた力を 除いても変形したままの性質。 ･･･反対に、力を除くと元に戻る性質は弾性（ｅｌａｓｔｉｃｉｔｙ） ●石油を出発原料とした高分子材料が殆ど。 ② プラスチック 例えば！ ポリエチレン（ポリマー） エチレン（モノマー） （ポリ＝いっぱい） （モノ＝ひとつ） ・・・・・ Ｈ Ｈ Ｃ Ｈ Ｃ Ｈ Ｈ Ｈ Ｈ Ｈ Ｈ Ｈ Ｃ Ｃ Ｃ Ｃ Ｃ ・・・・・ Ｈ Ｈ Ｈ Ｈ Ｈ ③ 熱可塑性と熱硬化性 熱可塑性プラスチック 熱硬化性プラスチック 加熱すると柔らかくなり 自由に変形する。 冷却すると固まる。 加熱すれば 何度でも変形する。 イメージは チョコレート 加熱する前は自由に変形 するが、加熱することで 固まり、再度加熱しても 柔らかくならない。 イメージは ビスケット ④ プラスチック製容器包装 特性と成形方法 容器包装の形態 ラップフィルム、袋（ｐｅ，ｐｐ，ｐｖｄｃ） 成形方法 インフレーション 食品トレー、弁当箱、卵パック等 （ｐｓ，ｐｐ，ｐｅｔ） 熱成形 (シート成形） テーブルウェア、立体型容器、桶、 キャップ、蓋等 （ｐｐ，ｐｅ） 射出成形 各種のボトル （ｐｅｔ，ｐｐ，ｐｅ） 中空成形 レトルト用、各種ラミネート品 ラミネーション ⑤ フィルム・シート・パイプ パイプやシートなど 長いものを連続的に 作るのが得意です。 うどんを作る要領で 薄く伸ばして巻モノ を作っていきます！ ⑥ ボトル・フィルム 溶けたプラスチックを 筒状に押し出しながら 空気で膨らませる！！ ⑦ 食品トレー・パック 板状に成形した プラスチックを再度 加熱し、気圧の変化 を利用して金型に 密着させる！ ⑧ プラスチックの特性 リサイクルを考えた場合 プラスチックの材料リサイクルにおける障害（金属との差） １＞プラは、熱、紫外線により劣化する。修復はできない。ただ、新樹脂 で劣化の影響を薄める事は出来る。（金属との最大相違点） 新樹脂との 混合利用 ２＞異種材質のプラを混ぜても、高度な加工をしない限り溶け合わず、 多くの場合、強度等が著しく劣り、限られた加工しかできない。 ３＞異種材質混合プラの分離或いは異物の完全除去は現実的に不可能。 ４＞同じ材質でも物理的性質に幅があり、混じると性質は劣化する。分離 精製は現実的に不可能。（ＰＥにいろいろ種類がある） 汚れのない 単一材質毎 に回収する 事が高価値 リサイクルの 条件。 プラスチックは高いエネルギーを持つ炭化水素資源そのもの Ａ＞石油由来の高い燃焼エネルギーを持っている。石油・石炭に比 べて 硫黄などの不純物のない良質な燃料である。 Ｂ＞石油由来の炭化水素資源としての性質を持っている。 燃料化 石油化学原料化 ⑨ リサイクルの目的は！ 大量生産・消費・廃棄型 社会 資源の浪費による危機 地球温暖化の危機 生態系の危機 持続可能な社会 循環型社会 リサイクル 低炭素社会 自然共生社会 リサイクル手法の主要評価因子 ・資源・エネルギー削減性 ・環境負荷低減性 ・廃棄物削減性 ・経済性 ・（地域特性／産業育成効果） ⑨ リサイクルが成立するための ５つの基本的条件 1＞対象の廃棄物が大量に存在すること ２＞有用な属性があること ３＞リサイクル技術が存在すること ４＞再生品への需要があること ５＞経済的な整合性が取れていること 出展：週間循環経済新聞 ２００９．１．１ 神戸山手大学教授 中野 加都子氏 ⑩ プラスチックのリサイクル ●リサイクル「 Recycle」 Re ＝ 再びcycle ＝ 循環する ～を再循環させる。 ～を再生利用する。 ・プラスチックのリサイクル手法 ①マテリアルリサイクル(材料リサイクル) プラスチック原料、製品に再利用 ②ケミカルリサイクル（化学的手法） 化学原料化、高炉還元剤などに ③サーマルリサイクル(エネルギー回収) ごみ発電、ＲＰＦ等エネルギー回収 ⑪ マテリアル・リサイクル プラスチックの固有の特性 ①成形/ 使用時、物理的/ 化学的作用を受けて劣化し、物 性が低下し やすい。修復は出来ない。 ②異種材質のプラを混ぜると、相溶化剤活性のような高度 な加工をしない限り溶け合わず、元の材料と別のものにな り、高付加価値用途には使えない。異種材質の混合プラの 分離或いは異物の完全除去は現実的に不可能。 ③同じ材質でも物理的性質に幅があり、混ざると 性質は低 下する。分離精製は、現実的に不可能。 ④異なる材質を複合化して使う事で、色々な要求機能を満 た せる。 ⑫ マテリアル・リサイクル ＭＲへの適合料の要件 ① 単一の材質 ・・・・・・・ 混ざると価値は半減 ② 分別が容易 ・・・・・・・ 形から簡単に見分けられる ③ 洗浄が容易 ・・・・・・・ 中身、構造上の特性 ④ 纏まった量がある ・・ 資源としての価値 ⑤ 再利用し易い性質 ・・ 劣化しても利用分野がある 例えば、ＰＥＴボトル、食品トレーなど。 ただし、効果的、かつ単一に回収するルートが必要。 ⑬ マテリアル・リサイクル 事例：食品トレーのリサイクル 自主的回収・リサイクル ① スーパー店頭など 容器包装リサイクル法 ② 自治体での回収 ③ 一般廃棄物 ④ 自治体での回収 下取り行為として適法・白色及び色柄トレー 包材店・DCなど トレーメーカー 回収は自治体・白色トレーorその他プラ 白色トレー分 再商品化事業者 その他プラ分 再商品化事業者 白色トレー分 再資源化事業者 可燃 ごみ 焼却工場・エネルギー利用 不燃 ごみ 最終処分場 ⑭ マテリアル・リサイクル 事例：食品トレーの回収実績 ２０年度のPSPトレー出荷量（推定）４３．７千ｔ 推定回収量 ３７％ ２０年度のその他プラ回収量（容リ法）６６８．６千ｔ 白色トレー除く ⑮ マテリアル・リサイクル 事例：食品トレーの再商品化製品 スーパー・生協などの店頭に設置した＜トレー回収ボックス＞ で回収された白色及び色柄トレーを、トレーメーカーが自ら、 あるいは包装資材店を通じて回収し、再商品化しています。 再商品化した製品には、食品トレー、ベンチ・テーブル・チェア 日用品・雑貨などのプラスチックの製品があり、それ以外にも 油化還元やＲＤＦなどへの再商品化事例も報告されています。 自主的回収・リサイクルに取り組んでいるトレーメーカーは、現 在、１０社程度と考えられます。 ⑮ マテリアル・リサイクル 事例：食品トレーの再商品化製品 食品トレー、ベンチ・テーブル、ボール ペン、日用品、雑貨などがあります。 ⑯ マテリアル・リサイクル 事例：食品トレーのリサイクル 食品トレーを洗ってリサイクルするのと、焼却するのは、どちらが環境に優しいの？ ⑯ マテリアル・リサイクル 事例：食品トレーのリサイクル 食品トレーを洗ってリサイクルするのと、焼却するのは、どちらが環境に優しいの？ 結論 １）ポリスチレン単一樹脂で製造されているＰＳＰトレーを分別収集してマテリアルリサイクルして いる現状は、仮にＰＳＰトレーを分別収集せず各種処理・処分することに比較して、環境負荷削 減効果が大きい。 ２）リサイクル手法の選択は、リサイクル品の品質により決定される。水でさっとすすいできれいに なる高品質なプラスチックは材料リサイクルが好ましいが、その品質が低い場合は、発電等のエ ネルギー回収によるリサイクルが好ましい。 ３）使用済みプラスチック製容器包装（容リプラ）でも，単一樹脂で、かつ汚れがない状態で効率 よく分別収集することにより，環境負荷削減効果の大きいマテリアルリサイクルが可能と言える。 ４）具体的な製品としては，①ボトル（洗剤など），②レジ袋、③食品トレーなどが挙げられる。 ５）ただし，単一樹脂で分別収集するには，消費者，小売業者などの協力が必要で，個別の制約 条件，経済性などの考慮が必要なため，対象製品や実施方法で，個別・具体的な調査・検討が 必要である。 ６）回収・リサイクルに際しては、廃棄物処理に関する法の規定の従うなどの対応が必要である。 ⑰ マテリアル・リサイクル 事例：食品トレーのリサイクル 食品トレーにリサイクルは、廃棄物処理法では、販売者 の下取り行為として位置付けられ、廃棄物を運ぶ許可が 不要。 ⇒Ｈ１２年９月２９日の環境省産廃対策室長通知。 販売者の下取り行為として、許可が不要と明記。 スーパー店頭での消費者から使用済み製品等の回収。 ⇒一般的には産業廃棄物を扱うため、許可が必要。 なお、スーパーや生協の店頭で回収されたトレーは、事業系一般廃棄物 ⑱ マテリアル・リサイクル 事例：食品トレーの３Ｒ プラスチック製食品トレーの３Ｒに取組んでいます。 リユース ： 食品の衛生安全の観点から慎重な取り組 みが必要です。 リデュース： ０７年度を基準年度に、１０年度までに、原 単位で３％の軽量化・薄肉化を目指します。 実 績 ： ０４～０６の３年間で、６．１％。 ０７～０８の２年間で、１．７％。 （０７～０８年・大手５社で２％） これまでの軽量化の事例 トレー：５～２１％、納豆容器：８％、麺容器：５～１０％ 弁当・総菜容器：８～２１％ 透明容器：１０～１５％ ⑲ マテリアル・リサイクル プラスチック容器包装のリサイクルと課題 ・容器包装の機能・特性。 暮らしの中の容器包装 ・ＣＯ２削減と容器包装の環境負荷低減。 ・食品包装のリユース・リサイクルと衛生安全。 ・多角化するリサイクルと容器包装。 ・各主体間での連携による循環型社会の構築。 ⑳ ケミカル・リサイクル 化学原料化、モノマー化など 使用済みの資源を，そのままではなく，化学反応によって 組成変換した後にリサイクルする手法。 廃プラスチックの油化・ガス化・コークス炉化学原料化な どがある。 マテリアル・リサイクルでは、樹脂の選別が必要ですが、 ケミカル・リサイクルでは樹脂の選別を不要とする手法 もある。 PETボトルの場合は，化学的に分解してPET樹脂原料の 化学物質に戻し，再度PET樹脂を造る。 また、発泡ポリスチレンなどをモノマー化したうえで、 再度ポリスチレンを造るなどの取り組み報告もある。
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