リサイクル原料を自動車用材料として使うには|PCR材PP活用の課題と解決策

リサイクルプラスチックと自動車部品 — リサイクル原料の自動車材料活用
 
サーキュラーエコノミー × 自動車材料

リサイクル原料を
自動車用材料として使うには

脱炭素・循環型経済への移行で急務となる「リサイクルPP(ポリプロピレン)」の自動車採用。市中回収の廃プラ(PCR材)を自動車用材料化するための課題と、具体的な解決策を解説します。

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世界的な脱炭素化とサーキュラーエコノミー(循環型経済)への移行に伴い、自動車業界でも「リサイクルプラスチック」の採用が急務となっています。中でも、自動車部品の多くを占めるPP(ポリプロピレン)のリサイクル原料化は、多くの自動車メーカーが注力する最重要課題の一つです。

しかし、市中で回収された廃プラスチックを自動車用材料として実装するには、極めて高い技術的・品質的なハードルが存在します。本記事では、リサイクル原料(特にPCR材:ポストコンシューマーリサイクル材)を自動車用PPとして活用するための課題と、その具体的な解決策について詳しく解説します。

市場の現実

1. 自動車向けリサイクルPP市場の厳しい現実

リサイクルプラスチックと一口に言っても、その品質やグレードは千差万別です。自動車業界が求める水準は極めて高く、市場に流通している廃プラスチックの現状とは大きな乖離があります。

自動車グレードに達する廃プラは「ごく一部」

日本国内で排出される廃プラスチックのうち、素材として生まれ変わるマテリアルリサイクルに回るのは約2割(22%)にとどまります(出典:プラスチック循環利用協会「2023年 プラスチックのマテリアルフロー」)。さらに、そのリサイクル材の中から自動車部品の厳しい要求スペックに適合するのは、ごく一部にとどまるのが実情です。自動車業界で求められる材料は、いわば「エリート中のエリート」のみであり、適合する材料の入手自体が非常に困難な状況にあります。

約22%マテリアルリサイクルに
回る廃プラ(2023年)
ごく一部自動車グレードに
適合する廃プラ

価格と供給量の壁

自動車用PPとして需要が高い材料の価格相場(目安)は以下の通りです。

用途・グレード MFR目安 価格相場(目安)
バンパー材 MFR30程度 50〜60円/kg前後(※塗装の有無で変動)
バッテリーケース材 MFR10〜20程度 90〜100円台前半

品質の高いリサイクル材は引く手あまたである一方、廃プラスチックは「意図して生産できるもの」ではないため、供給量(調達力)に上限があるという宿命を抱えています。急激な増産要求に応えることが難しく、品質とコストのバランスを取りながら安定調達する目利き力が不可欠です。

3つの壁

2. なぜ市中回収の廃プラ(PCR材)は自動車に使えないのか?

自動車メーカーが現在最も開拓を目指しているのが、容器包装リサイクル法などで回収される「市中回収の廃プラスチック(PCR材)」の活用です。しかし、これらを自動車部品に20〜30%配合しようとすると、以下の3つの致命的な壁に直面します。

1WALL
圧倒的な「物性」の不足
容器包装リサイクルで回収されるPPは食品トレーやフィルム・シート用途が大半で、MFR(流動性)が2〜3程度と非常に低い設定。一方、インパネやドアトリムの射出成形には最低7〜15、大型部品では30近いMFRが必要です。さらにフィルム由来材は「衝撃強度」「曲げ弾性率」が決定的に不足し、そのままでは採用基準を満たせません。
MFR 2〜3 ⟶ 必要値 7〜30
2WALL
致命的な「臭い」と「異物」の問題
食品パッケージ由来のPCR材は、洗浄後もなお強い「臭い(VOC:揮発性有機化合物)」が残留。車内(内装材)に少しでも臭いのある材料を使えば品質検査で即NGです。加えてPET・PE・ABS等が混入した多層フィルムも多く、異物の完全除去は困難を極めます。
臭い(VOC)+異物 が最大の関門
3WALL
色の制約(黒・緑系への限定)
様々な色の廃プラを溶かして混ぜるため、リサイクルペレットの最終色は必然的に「黒」または「深緑」に。意匠性が求められる箇所には使えず、床下・アンダーカバー・エンジンルーム内などの「見えない部品」に用途が限定されます。
用途は「見えない部品」に限定
解決策

3. リサイクル原料を自動車用PPとして活用するための解決策

これらの高いハードルを越えるため、最前線のリサイクル現場やコンパウンド(樹脂配合)工程では、高度なテクノロジーの導入が進んでいます。

【設備的アプローチ】欧州発の高度なコンパウンド技術

環境先進国であるヨーロッパのコンパウンドメーカーでは、PCR材を直接投入して高品質な自動車用ペレットを製造する「一気通貫」の二軸押出システムが標準化しつつあります。

脱ガス・コンパウンド
ICMA 二軸押出機ライン
ウォーターストリッピング(水脱気)でVOCを大幅低減
  • 押出機内で水分添加と真空引きを繰り返し、残留VOC(臭いの原因物質)を 60〜90%低減
  • PCR材を直接投入する「一気通貫」の二軸押出システム
  • 高品質な自動車用ペレットを安定製造
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異物除去
FIMIC レーザーフィルター
ダブルレーザーフィルターで不純物を完全キャッチ
  • 2段構えの自動レーザーフィルターでPCR材の不純物を確実に除去
  • 異物のないクリーンな樹脂を精製
  • 連続運転で安定した品質を実現
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さらに光学式カメラ選別機により、完成したペレットを1粒ずつ全量検査(毎時1〜9トン)。黒点・形状不良・ヒゲのあるペレットを自動で弾き出し、品質を担保します。

60〜90%残留VOC(臭い)を低減
ウォーターストリッピング
2段ダブルレーザー
フィルターで異物除去
毎時1〜9t光学式カメラで
ペレット全量検査

【材料的アプローチ】最新の流動性改善と強度補強

物性の低いフィルムグレードのPCR材を自動車で使えるレベルに引き上げるため、独自の配合ノウハウが活用されています。

AMIX
高流動材のブレンド
MFRが30〜100と非常に高いPP不織布(マスクやオムツの端材など)を混ぜ合わせることで、ベース樹脂の流動性を安価に引き上げます。
BMOD
次世代の流動改質剤(ヘミセルロース等)
通常は流動性を無理に上げると強度が低下しますが、植物由来のバイオマス素材(ヘミセルロース等)を活用した改質剤を添加することで、衝撃強度や引張強度を落とさずにMFRだけを数倍に向上させる技術の研究が進んでいます。
CREINF
繊維による補強
不足する曲げ弾性率や衝撃強度を補うため、炭素繊維(CFRP)、ガラス繊維、あるいはナノセルロースなどの強化材を配合する手法が不可欠となっています。
今後の展望

4. 自動車メーカーとリサイクル業界の歩み寄り

「リサイクル原料を使いながら、バージン(新品)樹脂と全く同じ物性と無臭を求める」——現在の自動車メーカーの要求水準のままでは、PCR材の本格的な導入は限界があります。

今後は、高度な脱臭・異物除去装置への投資や、新しいバイオマス改質剤・コンパウンド技術の開発といった「リサイクル側の技術革新」が進むと同時に、自動車メーカー側も「物性の要求水準をある程度緩和し、リサイクル材の特性に合わせた部品設計を行う」という歩み寄りが不可欠です。

廃プラスチックを価値ある自動車部品へと生まれ変わらせるためには、素材開発・機械設備・完成車メーカーが一体となった、新たなサプライチェーンの構築が求められています。

よくある質問(FAQ)

QPCR材とは何ですか?
PCR材(ポストコンシューマーリサイクル材)とは、消費者が使用した後に市中回収された廃プラスチックを再生した原料です。容器包装リサイクル法などで回収されるPPが代表例で、工場端材由来のPIR材とは区別されます。
Qなぜ市中回収の廃プラは自動車部品に使いにくいのですか?
主に「①物性(MFR・強度)の不足」「②臭い(VOC)と異物の残留」「③黒・緑系に限定される色」という3つの壁があるためです。特に内装材では臭いが品質検査で即NGとなります。
QリサイクルPPの臭い(VOC)はどこまで減らせますか?
押出機内で水分添加と真空引きを繰り返す「ウォーターストリッピング(水脱気)」技術により、残留VOCを60〜90%低減できます。ダブルレーザーフィルターや光学式カメラ選別機と組み合わせることで、自動車グレードに近づけます。

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