プラスチックリサイクルの技術開発とその取り組み、規制・施策動向、将来展望

プラスチックリサイクルの技術開発とその取り組み、規制・施策動向、将来展望

  • 「プラスチックリサイクル」をテーマに国内外の企業・大学・公的研究機関に所属する第一線でご活躍の技術者・研究開発者らによって書かれた、これからの「環境循環型社会」を読み解く一冊!
価格 55,000円(税抜 50,000円) 出版社 AndTech
発刊日 2021年06月30日 体裁 B5判,262ページ,ソフトカバー
番号 AND034 ISBN 978-4-909118-28-8

本書のポイント

 19世紀に発明されたプラスチックは、軽くて丈夫な物性が注目され、気が付けば日常的に購入する食品の大半がプラスチック容器に入っているようになっていた。しかし2016年にエレン・マッカーサー財団の発表により、廃プラスチックは国際的に重要な環境問題の一つと認識されるようになった。

 1992年にリオデジャネイロで初めての地球サミットが開催され、地球温暖化を防ぐことが人類共通の課題として認識され、「持続可能な開発」が重要なキーワードとなった。2015年に採決されたSDGsもその流れを汲むもので、目標12の「作る責任・使う責任」では、廃棄物の削減および再生利用が謳われている。

 材料や技術そのものは中立であり、それらを如何に活用するかが重要である。プラスチックは20年以上も前にリサイクルの制度が整備されたにも関わらず、未だに多くの問題を抱えているのはなぜだろうか?

本著では、現在、各企業が廃プラスチックのリサイクルに関して取り組んでいる課題に焦点を絞り、最新の情報を掲載した。環境や廃プラスチックの問題に関心のある方々の参考になれば幸いである。

(「刊行にあたって」より抜粋 監修 加茂 徹)

執筆者

※敬称略

加茂 徹
早稲田大学
原子 詩奈 
東洋インキ(株)
千葉 浩平
東洋モートン(株)
宮川 匠 
東洋インキ(株)
石井 裕敬
東洋モートン(株)
宮川 英樹
長崎大学 工学研究科 非常勤講師/ヴェオリア・ジャパン(株) 
佐藤 倫一
三井化学(株)
本多 啓志
三井化学東セロ(株)
守富 寛
岐阜大学/守富環境工学総合研究所
齊田 靖治
コニカミノルタ(株)
半田 昌史
デュポン(株)
栗山 常吉
昭和電工(株)
入江 剛・呂 澄
BASFジャパン(株)
藤元 薫
一般社団法人HiBD研究所
野田 修嗣
環境エネルギー(株)
谷 春樹
環境エネルギー(株)
内藤 稔
エレマ・ジャパン(株) 取締役
加堂 立樹
サントリーMONOZUKURIエキスパート(株)
谷島 篤 
(株)富山環境整備
森 豊
森豊技術士事務所
橋本 則夫
(株)湘南貿易
住本 充弘
住本技術士事務所 所長
堂坂 健児
本田技研工業(株)
井須 紀文
(株)LIXIL
藤井 均
藤井包装技術事務所

目次

第1章 プラスチックリサイクルの技術的潮流と将来展望

  • はじめに
  • 1.日本における廃プラスチック問題
  • 2.世界における廃プラスチック問題
  • 3.プラスチックのリサイクル技術
  • 3.1 プラスチックの分解反応の概要
  • 3.2 廃プラスチックの選別技術
  • 3.3 マテリアルリサイクル
  • 3.4 ケミカルリサイクル
  • 3.4.1 油化および化学原料化
  • 3.4.2 コークス炉化学原料化
  • 3.4.3 モノマー分解
  • 3.4.3-1 ポリスチレン
  • 3.4.3-2 ポリメタクリル酸メチル(PMMA)
  • 3.5 ガス化
  • 3.6 高炉還元
  • 3.7. PETボトル
  • 3.7.1 PETボトルのマテリアルリサイクル
  • 3.7.2 PETボトルのケミカルリサイクル
  • 3.8 廃プラスチックのエネルギー回収
  • 4.持続可能な社会におけるプラスチックの役割
  • おわりに

第2章 マテリアルリサイクルの技術開発動向

    第1節 マテリアルリサイクルに向けた技術開発
  • はじめに
  • 1.複層フィルム包材の高純度マテリアルリサイクル
  • 1.1 OPP/脱墨アンカー剤/インキ/脱離ラミネート接着剤/CPP
  • 1.2 PET/インキ/脱離ラミネート接着剤/PE
  • 2.プラスチックリサイクルを促進するモノマテリアル包材用のバリア補完接着剤の開発
  • 2.1 モノマテリアル包材の課題
  • 2.2 モノマテリアル包材への材料提案
  • 3.包材のプラスチック使用量削減を実現するインキ、ヒートシール剤の開発
  • 3.1 素材開発の背景
  • 3.2 包材の単層化を可能にする材料提案
  • 4.包材の完全紙化を実現する食品への直接接触が可能なヒートシール剤の開発
  • 4.1 紙化包材の広がり
  • 4.2 包材の完全紙化を可能にする材料提案
  • おわりに
  • 第2節 回収プラスチックからのマテリアルリサイクル技術とそのプロセス最適化
  • はじめに
  • 1.回収プラスチックとは
  • 1.1 プラスチックの回収プロセス
  • 2.法制度によるプラスチックの発生と回収プロセス
  • 2.1 自動車リサイクル法から回収される樹脂と最適プロセス
  • 2.1.1 解体事業者由来のプラスチック
  • 2.1.2 シュレッダー業者由来のプラスチック
  • 2.2. 家電リサイクル法から回収される樹脂と最適プロセス
  • 2.2.1 MIXプラスチックの回収とその技術
  • 3.回収されたプラスチックのマテリアルリサイクル
  • 3.1 回収プラスチックの素材物性
  • おわりに
  • 第3節 軟包材のマテリアルリサイクル   
  • はじめに
  •   
  • 1.プラスチック材料の課題   
  • 2.三井化学(株)のマテリアルリサイクル    
  • 2.1樹脂循環    
  • 2.2 樹脂循環の提供価値    
  • 2.3 樹脂循環の課題    
  • 2.4 実証試験の進捗   
  • おわりに

第3章 プラスチック複合材料のリサイクル技術の開発動向

    第1節 CFRP リサイクル技術の開発と応用例 
  • はじめに
  • 1.CFRPリサイクルフロー
  • 2.CF需要と廃材量
  • 3.リサイクル技術の現状
  • 3.1 川上 
  • 3.1.1 CFRP廃材回収
  • 3.1.2 切断・破砕・分別
  • 3.1.3 CF回収
  • 3.2 川中(中間基材)
  • 3.3 川下(成形・製品) 0
  • 4.課題
  • おわりに
  • 第2節 事務機器におけるマテリアルリサイクル材料の開発と応用例
  • はじめに
  • 1.リサイクルプラスチックによるCO2排出量の削減
  • 2.リサイクルプラスチック材の開発
  • 2.1 リサイクル方法
  • 2.1.1 リサイクル方法の分類
  • 2.1.2 リサイクル工程
  • 2.2 リサイクルプラスチック材料の開発
  • 2.2.1 リサイクルプラスチック材料の適用先とリサイクル原料
  • 2.2.2 水平リサイクルの実施例
  • 2.2.3 アップグレードリサイクルの実施例
  • おわりに

第4章 ケミカルリサイクルの技術開発動向

    第1節 循環社会のためのPCRケミカルリサイクルPETフィルム
  • はじめに
  • 1.ポリエステル開発の歴史
  • 2.プラスチックフィルム包装の歴史
  • 3.EU Strategy for Plastics in a Circular Economy(EUの取り組み)
  • 4.循環型社会に変革する取り組み-PCR(Post Consumer Recycling)の確保
  • 5.循環型社会に変革する取り組み-ケミカルリサイクル「LuxCR」の確立
  • 6.LuxCR使用の用途展開-rPET
  • 7.r-PET包装用以外への取り組み
  • 8.その他 環境への取り組みー物流効率改善のためのトップシール
  • 9.その他 環境への取り組みープラスチックゴミの軽量化(カンゴウ蓋からトップシールへ)
  • 10.その他 環境への取り組みーOPRL(The On-pack Recycling Label)への参加
  • おわりに
  • 第2節 使用済みプラスチック由来低炭素水素およびアンモニア製造技術の開発
  • はじめに
  • 1.アンモニア製造プロセスの概要
  • 1.1 原料水素および窒素減の変遷
  • 1.2 炭化水素を原料とする水素の製造方法
  • 1.3 原料ガスの精製
  • 1.3.1 一酸化炭素の転化
  • 1.3.2 二酸化炭素の除去
  • 1.3.3 硫黄成分の除去
  • 1.3.4 最終精製工程
  • 1.4 アンモニアの合成
  • 2.使用済みプラスチックガス化プロセス
  • 2.1 破砕成型設備
  • 2.1.1 原料使用済みプラスチックの説明
  • 2.1.2 前処理としての破砕成型設備
  • 2.2 ガス化プロセス
  • 2.2.1 RPFガス化炉投入
  • 2.2.2 ガス化炉
  • 2.2.3 ガス精製
  • 3.使用済みプラスチックガス化ガスからのアンモニア製造
  • 3.1 既存プロセスと接続
  • 3.2 効率的運転方法
  • 3.2.1 原料プラスチック性状
  • 3.2.2 ガス化炉最適化効率化運転
  • おわりに
  • 第3節 ChemCycling™プロジェクト:プラスチック廃棄物から新しい化学品を
  • はじめに
  • 1.BASFについて
  • 2.背景
  • 3.サーキュラーエコノミーへの移行を加速するためのBASFの取り組み
  • 3.1 ChemCycling™プロジェクト
  • 3.1.1 ChemCycling™のライフサイクルアセスメント(LCA)
  • 3.1.2 技術的な課題
  • 3.1.3 マスバランス・アプローチ
  • 3.2 ケミカルリサイクル(解重合)の取り組み
  • おわりに
  • 第4節 廃プラスチックの接触分解油化(HiCOP)プロセス
  • はじめに
  • 1.プラスチックス分解の基礎技術
  • 1.1 プラスチック接触分解における基礎化学
  • 1.2 FCCプロセスと廃FCC触媒
  • 1.3 プラスチック類と触媒の反応器内挙動、化学反応
  • 1.3.1 FCC触媒はポリマーにアタックし、これを分解する
  • 1.3.2 触媒上への炭素質物質の沈着と活性劣化
  • 1.3.3 PE,PP,PSの反応と生成物
  • 1.4  HiCOP プロセスの開発
  • 1.4.1  HiCOPプロセスのフローと運転
  • 1.4.2 一般廃棄物系RDFの分解実験
  • 1.4.3 触媒の活性劣化とそのin situ 再生
  • 1.5 実証プラントの運転
  • 2.廃プラスチック油化の事業化
  • 2.1 ケミカルリサイクルループの必要性
  • 2.2 HiCOPプロセスの優位性
  • 2.3 事業化に向けた油化装置の開発
  • 2.3.1 一般系廃プラスチック油化事業
  • 2.3.2 ケミカルリサイクルループの実現に向けて
  • おわりに
  • 第5節 環境循環型社会を目指したプラスチックリサイクルの技術開発と将来展望
  • はじめに
  • 1.プラスチックリサイクルをプラスチック成型の流れから見た技術開発
  • 2.カッターコンパクターの機能
  • 3.バックフラッシュ機能付きスクリーンチェンジャー
  • 4.レーザーフィルターの開発
  • 5.エアーフラッシングシステムの開発
  • 6.バクレマーシステムの進歩
  • 7.これからのリサイクルの展望
  • おわりに

第5章 メカニカルリサイクルの開発動向と再資源化事業への取り組み

     
    第1節 フレーク to プリフォームダイレクトリサイクル技術開発・導入及び、使用済みプラスチックの再資源化技術開発
  • はじめに
  • 1.サントリーのPETボトル戦略
  • 2.F to Pダイレクトリサイクル
  • 2.1 射出コンプレッション成型方式
  • 2.2 従来のB to Bメカニカルリサイクルからフレークtoプリフォームへの発展
  • 2.3 F to Pダイレクトリサイクル技術の検証ポイント
  • 2.4 今後
  • 3.使用済みプラスチックの再資源化
  • おわりに
  • 第2節 プラスチックのマテリアルリサイクルと高度なリサイクル技術
  • はじめに
  • 1.プラスチック製容器包装とは
  • 1.1 プラスチック製容器包装の特徴
  • 1.2 プラスチック製容器包装のながれ
  • 2.リサイクル技術の紹介
  • 2.1 開梱・破袋
  • 2.2 磁力選別
  • 2.3 かさ比重選別
  • 2.4 光学式選別
  • 2.5 比重分離選別
  • 2.6 脱気式連続乾燥
  • 2.7 造粒・ペレット化技術
  • 2.8 異物除去技術
  • 3.リサイクル技術の最適化と品質管理
  • 3.1 最適化の取り組み
  • 3.2 品質管理
  • 3.3 マテリアルリサイクル不適合物の利用
  • 4.資源有効活用に向けた更なる取り組み
  • 4.1 高度選別センター設置について
  • おわりに

第6章 サーマルリサイクル技術・廃棄物発電の技術開発動向

  • はじめに
  • 1.国内における廃棄物とごみ発電
  • 1.1 国内における廃棄物、廃プラスチック、及びサーマルリサイクルの現状
  • 1.2 ごみ焼却施設の余熱利用状況
  • 1.3 ごみ焼却施設における発電の状況
  • 1.4 ごみ焼却施設のマテリアルフローとエネルギーの利用形態
  • 1.5 ごみ発電の高効率化の経緯
  • 2.産業界における排熱利用技術とサーマルリサイクルへの適用
  • 2.1 産業界における排熱利用技術
  • 2.2 排熱利用の各技術
  • 2.2.1 蒸気ランキン発電(ランキンサイクルを使用した発電)
  • 2.2.2 バイナリー発電(バイナリーサイクルを使用した発電)
  • 2.2.3 ごみ焼却排熱を利用したヒートポンプによる地域熱供給例
  • 2.2.4 熱電素子の排熱回収への適用
  • おわりに

第7章 容器包装用廃プラスチック油化技術の開発・課題

  • はじめに
  • 1.廃プラスチック油化技術の経緯
  • 2.油化の基本原理
  • 2.1 プラスチックの熱特性
  • 2.2 プラスチック製品の成分・性状
  • 3 .民間工場((株)細川洋行)における端材の油化事例
  • 3.1  原料
  • 3.2 処理フロー
  • 4.油化プロセスの主な課題
  • 5.油化技術に係る主な議論
  • 5.1 分解炉の基本構造
  • 5.2 ガス化/油化
  • おわりに

第8章 業界分野でみるリサイクル技術動向

    第1節 食品容器包装分野(パウチ等軟包装材料)のプラスチックリサイクル技術の取り組み
  • はじめに
  • 1.各種リサイクル技術
  • 1.1 メカニカルリサイクル
  • 1.2 ケミカルリサイクル
  • 1.3 熱分解油製造
  • 1.4 廃プラスチックのケミカルリサイクル
  • 1.5 ガス化技術
  • 1.6 包材の分離・剥離技術
  • 2.プラスチックだけの仕様のリサイクル
  • 2.1 軟包装材料の回収及び再生のシステムの考え
  • 2.2 海外の状況
  • 2.3 国内の状況
  • 3.フィルムと紙の組み合わせの再生再利用
  • 3.1 海外の状況
  • 4.モノマテリアル仕様
  • 5.Recyclableとは
  • 6.生分解性樹脂の利用
  • 7.コンポスタブルの事例
  • おわりに
  • 第2節 自動車分野のプラスチックリサイクルへの取り組みと今後の課題
  • はじめに
  • 1.自動車リサイクルの仕組み
  • 1.1 自動車リサイクル法とは
  • 1.2 ELV処理の流れ
  • 2.自動車で使用されるプラスチック
  • 2.1 軽量化
  • 2.2 意匠性
  • 2.3 今後の動向
  • 3.自動車におけるプラスチックリサイクルの現状と課題
  • 3.1 プラスチックリサイクルの種類
  • 3.2 熱回収
  • 3.3 マテリアルリサイクル
  • 3.4 プラスチックリサイクルの課題
  • おわりに
  • 第3節 住宅分野のプラスチックリサイクル技術への取り組み
  • はじめに
  • 1.住宅で使用されているプラスチック
  • 1.1 浴室・洗面
  • 1.2 キッチン
  • 1.3 トイレ
  • 1.4 樹脂サッシ
  • 1.5 人工木デッキ
  • 2.建設リサイクル法と戸建住宅から発生する廃プラスチック
  • 3.住宅分野でのプラスチックリサイクルの課題
  • 4.プラスチックリサイクル技術の取り組み
  • 4.1 木材・プラスチック再生複合材(WPRC、Wood-Plastic Recycled Composite)
  • 4.2 摩砕装置を用いたFRPのリサイクル技術
  • おわりに

第9章 プラスチックリサイクルの法制度および施策動向

  • はじめに
  • 1.循環型社会について
  • 1.1 循環型社会形成の推進に関する法体系
  • 1.1.1 環境基本法
  • 1.1.2 循環型社会形成推進基本法
  • 1.1.3 資源有効利用促進法
  • 1.1.4  個別リサイクル法
  • 1.2  循環型社会とは
  • 1.3  循環的な利用状況
  • 1.4  天然資源の埋蔵量
  • 2.プラスチックのマテリアルフロー
  • 3.プラスチック容器包装のリサイクル制度
  • 3.1 容器包装リサイクル法施行
  • 3.2 容器包装リサイクル法の目的
  • 3.3 対象となる容器包装
  • 3.4 対象外の容器包装
  • 3.5 分別収集の対象となる容器
  • 3.6 容器包装リサイクル制度の仕組み
  • 3.7 識別表示
  • 4.容器包装リサイクルの現状
  • 4.1 分別収集実施市町村数の推移
  • 4.2 分別収集実績量の推移
  • 4.3 容器包装のリサイクル状況
  • 4.3.1 プラスチック容器包装の分別収集、協会引取量、再商品化販売量
  • 4.3.2 PETボトルの分別収集、協会引取量、再商品化販売量
  • 5.プラスチックリサイクル技術
  • 5.1 プラスチック容器包装(ペットボトルを除く)の材料リサイクル技術及び再商品化製品
  • 5.1.1 再商品化製品推移
  • 5.1.2 材料リサイクルの製造工程
  • 5.1.3 材料リサイク再商品化製品の用途
  • 5.2 プラスチック容器包装(ペットボトルを除く)のケミカルリサイクル技術及び再商品化製品
  • 5.2.1 コークス炉化学原料化
  • 5.2.2  高炉還元法
  • 5.2.3 合成ガス化
  • 5.3 ペットボトルの材料リサイクル技術及び再商品化製品
  • 5.3.1 材料リサイクル
  • 5.3.2 メカニカルリサイクル(物理的再生法)
  • 5.3.3 ケミカルリサイクル(原料モノマー化法)
  • 5.3.4再商品化製品の用途
  • 5.4 リサイクルコスト
  • 6.容器包装リサイク制度の課題と対応
  • 6.1 課題
  • 6.2 リデュースの推進
  • 6.3 リユース推進
  • 6.4 リサイクル
  • 6.4.1 リサイクルが成立するための条件
  • 6.4.2 分別収集・選別
  • 6.4.3 分別排出
  • 6.4.4 再商品化
  • 7.プラスチック資源循環戦略
  • 7.1 基本原則(3R + Renewable )
  • 7.2 今後の戦略展開
  • 7.2.1 リデュース
  • 7.2.2 リユース・リサイクル
  • 7.2.3 再生利用・バイオマスプラスチック
  • 8.今後のプラスチック資源循環施策のあり方について
  • 8.1 主な施策
  • 8.1.1 リデュース
  • 8.1.2 リユース・リサイクル
  • 8.1.3 再生素材やバイオプラスチックなど代替素材の利用促進
  • 9.プラスチックに係る資源循環の促進等に関する法律案
  • 9.1 主旨
  • 9.2 法律案概要
  • おわりに