プラスチックリサイクル

真空ポンプは、プラスチックリサイクル業界全般で利用されています。

例えばプラントのある場所から別の場所へプラスチックの断片を運ぶ空気輸送に使われいます。他には、古いプラスチックを溶かしてペレットに形成し、そこから新製品を生み出す押出成形プロセスの脱気工程にも使われています。さらに、新しいプラスチック製品ではなく、新しい燃料を生成する場合には、熱分解プロセスを加速し、発生する有毒ガスを除去するために、真空ポンプが利用されます。

真空ポンプの利用は、3種類のプラスチックリサイクルすべてにメリットをもたらします。

機械的リサイクル
押出成形で真空ポンプを使用することで、すべての気泡が除去され、プラスチックの品質が向上します。

化学的リサイクル
リサイクル技法としての熱分解は、真空下で行われます。真空にすることでより低い温度で熱分解でき、また、プロセス時間も短縮できます。さらに、真空ポンプは、発生する危険なガスの抽出にも使用されます。このプロセスのおかげで、リサイクルできずに埋め立てられるプラスチックが削減されます。

物理的リサイクル
物理的リサイクルも、それ以外の方法でリサイクルできないプラスチックや混合プラスチックをリサイクルする方法です。。粉砕されたプラスチックを溶剤で溶かさします。その後、溶媒と不純物を真空下で蒸発させて脱気すると、液状のポリマーのみが残ります。

プラスチックリサイクルには3つの種類があり、そのうちの1つ、あるいは複数の工程で真空が利用されています。

1. 機械的リサイクル

機械的リサイクルとは、プラスチック廃棄物を分別、粉砕、洗浄し、その後フレーク状に裁断するか、溶かしてペレット状に加工するプロセスを指します。このプロセス中にポリマーが変化することはないため、同じ製品や類似の製品を作るために繰り返し使用することができます。世界的に見ると、これが最も一般的に利用されている方法であり、プラスチック材料をリサイクルする最もシンプルかつ経済的な方法です。他のプロセスと比較してカーボンフットプリントが抑えられます。真空は、このプロセスの押出成形工程で使用されます。

2. 化学的リサイクル

化学的リサイクルは、最も複雑で費用がかかるリサイクルプロセスです。ポリマーの化学構造が変化し再処理されるため、プラスチックを未加工の原料として再利用することが可能になります。不純物、添加剤、染料、化学的欠陥がプラスチック廃棄物から完全に除去されます。この方法は、ポリマー構造を産業規模で確実に変化させる技術がまだ見つかっていないため、あまり普及していません。真空は、このプロセスの押出成形および熱分解工程で使用されます。

3. 物理的リサイクル

物理的なリサイクルでは、粉砕されたプラスチックが溶剤で溶かされます。その後、溶媒と不純物を真空下で蒸発させて脱気すると、液状のポリマーのみが残ります。化学的リサイクルとは異なり、ポリマー鎖が壊されることはないため、プラスチックの構造は破壊されません。したがって、プロセスをゼロから始める必要はなく、回収して再利用することができます。このプロセスでは、それ以外の方法ではリサイクルできない種類のプラスチックをリサイクルすることができます。また、機械的プロセスではリサイクルが困難あるいはほぼ不可能な混合プラスチック廃棄物のリサイクルも可能です。異なる溶媒を導入することにより、さまざまな種類のポリマーを選択的に溶解し、回収することができます。

プラスチックリサイクル自体が環境にとってプラスとなります。このプロセスは、プラスチック汚染の削減と資源の保全に役立ちます。つまり、プラスチックリサイクル業界で真空ポンプが関与している場所ではどこでも、環境に利益をもたらしていることを意味します。

さらに、機械的リサイクルプロセスで真空ポンプを使用すると、再生プラスチックの品質が向上し、未加工の原料から作られたプラスチックと同レベルの品質が実現します。これは、新しいプラスチックを作るために使う資源も、新しい製品の生産量も減らせることを意味します。その結果として、二酸化炭素排出量が抑えられます。

真空脱気（デガッシング）にはもう1つのメリットがあります。集められた有害なガスを、プロセスの他のステージで再利用することができます。これにより効率が向上し、環境への影響が低減されるとともに、プラスチック生産施設の労働者にとっての作業環境も安全になります。

リサイクルされたプラスチックは、新しい製品、例えばプラスチック袋、食品包装、衣類、家具、自動車部品などを製造する企業に販売されます。

リサイクルプラスチックの使用は、持続可能で費用対効果の高い選択肢です。リサイクル材料が利用できれば、新しい製品を生み出すための未加工原料の需要が削減され、温室効果ガスの排出量も削減されます。

真空は、空気輸送や脱気など、リサイクル材料から新しいプラスチック製品を生み出すための多くのステージで使用されています。

機械的リサイクルによるプラスチックは、バージンプラスチックと同じ特性を持つことは決してありません。リサイクルプロセスにより、化学薬品、極端な温度、衝撃に対する耐性が低下します。ただし、それが継続的な使用に与える影響の大きさは、アプリケーションによって異なります。ほとんどのプラスチックアプリケーションでは、実際にはバージンプラスチックの強度と耐久性を必要としないため、再生プラスチックは実用的な代替品となります。たとえば、シャンプーのボトルについて考えてみましょう。通常の家庭で使用する場合、極端な温度にさらされたり、高所から落下したり、高圧にさらされたりする可能性はまったくありません。したがって、再生プラスチックの特性がバージンプラスチックよりも低い品質だったとしても、十分に使える製品となります。

ただし、より要求の厳しいアプリケーションでは、リサイクルプラスチックに少量のバージン原料を加えることにより、100%のバージンプラスチックとほぼ同じ特性と強度を持つプラスチックを製造しています。これによって、サプライチェーンにおけるバージンプラスチックの必要性が完全に排除されるわけではありませんが、生産量の大幅な削減にはつながっています。

リサイクルプラスチックから新しい製品を作るには、バージンプラスチックの場合とは異なる課題が生じる場合があります。プラスチック製造またはリサイクルプロセスで真空ポンプが直面する問題の解決策に関しては、当社が喜んでアドバイスさせていただきます。

消費者向けの製品に使用されるプラスチックには主に2つの種類あります。種類が異なれば、成形方法も異なり、リサイクル方法も変わってきます。

熱可塑性樹脂

最もリサイクルしやすい種類のプラスチックです。熱可塑性樹脂は、加熱すると柔らかくなり成形しやすくなるため、さまざまな形状に成形することができ、冷却すると再び硬化します。熱可塑性樹脂の形成時には結合構造は変化せず、再加熱、リサイクル、再成形が可能となっています。一般的な熱可塑性樹脂とその用途は次のとおりです。

熱硬化プラスチック

熱硬化プラスチックは、軟質または液状のポリマー樹脂を硬化させることによって作ります。硬化プロセスでは、ポリマー鎖が架橋され、堅固で壊れない構造を形成します。つまり、このプロセスは不可逆的であり、熱可塑性樹脂とは異なり、熱硬化プラスチックを溶かして再形成することはできません。一般的な熱硬化プラスチックとその用途は次のとおりです。