プラスチックリサイクルにおけるレオロジーの重要性

プラスチックのリサイクルは、環境負荷の低減や天然資源の保護に貢献するだけでなく、新たなビジネスチャンスやイノベーションの原動力となるなど、プラスチック産業や世界経済においてますます重要な役割を果たしている。持続可能性と循環型経済がますます重視される世界において、プラスチックの効率的なリサイクルは、環境と経済の両方の課題に対処する方法です。

プラスチックのリサイクルでは、材料特性に対する劣化の影響を理解することが重要である。連鎖切断、重合、架橋などのメカニズムを通じて起こる関連変化は、粘度をはじめとするプラスチックの特性に影響を与える可能性がある[2]。このような変化は、リサイクル材料の品質を維持し、ダウンサイクルを防止する上で、業界にとって課題となる[1]。このような材料の変化は、熱分析法や赤外分光法では必ずしも目に見えるものではありません。このため、材料の特性評価にはさまざまな手法を組み合わせる必要性があります。

レオロジーは、このような課題に取り組む上で重要な役割を果たします。レオロジーを測定することで、繰り返される加工工程がポリマーに与える影響を理解し、劣化の影響を低減するための戦略を開発することができます。例えば、バージン材料と繰り返し加工されたPEEK原料のレオロジー研究（図1参照）を比較すると、粘度が大幅に上昇し、材料の構造変化が浮き彫りになっています。

NETZSCH Kinexus Prime レオメータによる測定

測定は、NETZSCH Kinexus Prime ultra+を使用し、以下のパラメータで行った：

レオロジーは、繰り返し加工される材料(リサイクル品)の特性評価、加工不良の可能性の特定、加工最適化による必要な加工特性の調整、添加剤の添加や混合に利用できる手法です。これは、幅広い用途に再利用できるように材料を調製すると同時に、持続可能性の目標を推進するというプラスチック業界の目標を支援するものである。

出典

[1] ダウンサイクル（カスケード）とは、廃棄物のリサイクルのことで、リサイクルされた材料は元の材料よりも品質や機能性が低い。(ウィキペディア）

[2] Natalie Rudolph, Raphael Kiesel, Chuanchom Aumnate, Understanding Plastics Recycling (Second Edition), Carl Hanser Verlag, 2020, pages 15-46, ISBN 9781569908464