ポリエステル（PET）樹脂の特性とリサイクル技術の最前線【プラスチック業界】

ポリエステル（PET）樹脂とは何か

ポリエステル樹脂、特にポリエチレンテレフタレート（PET）は、エチレングリコールとテレフタル酸を重縮合して得られる熱可塑性樹脂です。
透明性、耐薬品性、機械的強度に優れ、ボトルやフィルム、繊維など幅広い用途で利用されます。
世界のプラスチック生産量においても上位を占め、グローバルな包装資材市場を支える主役といえます。

PET樹脂の市場規模

2023年の世界のPET樹脂需要はおよそ8千万トンに達し、年率4〜5％で拡大しています。
飲料ボトル用途が6割を占め、フィルムやシート、射出成形部品が続きます。
アジア地域、とりわけ中国・インドがけん引役となり、今後も成長が見込まれます。

PET樹脂の主要な特性

優れた透明性

PETはガラスのような光学特性をもち、飲料ボトルに使用した場合、中身をクリアに見せることができます。

高い機械的強度

引張強度や耐衝撃性が高く、内容物をしっかり保護します。
薄肉成形でも十分な剛性を確保できるため、軽量化による資源削減に貢献します。

耐薬品性とガスバリア性

酸や油に対して優れた耐性を示し、炭酸ガスや酸素の透過も抑制します。
これにより炭酸飲料やビールなど、気体保持が重要な製品に適しています。

加工性の良さ

射出成形、ブロー成形、押出フィルム製造など多彩な加工法に対応できます。
溶融粘度が安定しており、再加熱しても物性劣化が小さいことからリサイクルにも適します。

PETリサイクル技術の分類

メカニカルリサイクル

使用済みPETを粉砕・洗浄・溶融し、再び成形材料として利用する方法です。
比較的コストが低く、飲料ボトルからシートや繊維へとカスケード利用されるケースが多いです。
ただし、多回リサイクルで分子量が低下し、黄変や物性低下が課題となります。

ケミカルリサイクル

PETをモノマーまたはオリゴマーまで化学的に分解し、再重合することでバージン同等品質を得る技術です。
主に三つの手法が実用化段階にあります。

1. グリコール分解（解重合）

PETをエチレングリコール中で加熱・触媒処理し、ビス（2-ヒドロキシエチル）テレフタレート（BHET）を生成します。
BHETを精製し再重合することで、高品質なPETが得られます。

2. メタノール分解

メタノールを用いてPETをテレフタル酸ジメチル（DMT）とエチレングリコールに分解します。
DMTは精製後に再エステル交換反応でPETへ戻すことができます。
副生グリコールの再利用も可能で、循環効率が高いと評価されています。

3. 酵素分解

自然界の酵素を改変したPET分解酵素（PETaseなど）を用い、常温近傍でモノマーまで分解するバイオリサイクル手法です。
温和な条件でエネルギー負荷が低く、着色ボトルや複合材料にも対応できる可能性があります。
現在は処理速度や酵素コストが課題であり、実証プラントが世界各地で試験運転中です。

PETリサイクルの最新動向

水平リサイクル（ボトル to ボトル）の拡大

欧州や日本では、飲料ボトルを再び飲料ボトルへ循環させる「ボトル to ボトル」スキームが加速しています。
食品接触グレードを確保するため、フレークのホットウォッシュや減圧脱揮装置による異物除去が必須です。
日本では2025年までにPETボトルのリサイクル率を90％へ引き上げる目標が掲げられています。

リサイクル含有率の表示義務化

EUの「プラスチック戦略」により、2030年までにすべてのプラスチック包装材をリサイクル可能にする方針が示されました。
企業はリサイクル材含有率を製品に明示する必要があり、PETは最も早く対応が進んでいます。

ケミカルリサイクル工場の商業稼働

米国やフランスでは、年産数万トン規模のケミカルリサイクルプラントが稼働を開始しました。
原油由来のバージンPETと価格競争力を持たせるため、エネルギー効率の向上と副生成物の有価化が進められています。

PETリサイクルが直面する課題

収集・選別インフラの不足

高品質リサイクルには異物混入を極力減らす必要がありますが、一部地域では回収スキームが未整備です。
色付きボトルや多層ラミネート容器がリサイクルラインを阻害するケースも報告されています。

エネルギーコストとCO2排出

ケミカルリサイクルはバージンPET製造よりCO2削減効果が見込まれる一方、分解・再重合工程のエネルギー投入が大きいです。
再生エネルギーの導入とプロセス革新がカーボンニュートラル実現のカギとなります。

経済性の確立

原油価格が下落するとバージンPETが安価になり、リサイクル材との価格差が縮小します。
政府の補助金やリサイクル材使用義務化など、政策的支援が不可欠です。

今後の技術トレンドと展望

高度選別システムの導入

近赤外線（NIR）分光やAI画像認識を用いた選別ロボットにより、透明・着色・多層などを高速分類する技術が普及します。
これによりリサイクルフレークの純度が向上し、水平リサイクルの歩留まりが高まります。

バリアコーティング除去技術

アルミ蒸着やシリカバリア層を溶解除去する薬剤やレーザ処理が開発され、ラミネートフィルムのリサイクル適性が向上します。

バイオマスPETとのハイブリッド化

サトウキビ由来エチレングリコールや、微生物発酵で得られるテレフタル酸代替モノマーの研究が進んでいます。
バージンPETをバイオベースに置き換え、リサイクルPETと混合することで、カーボンフットプリントを大幅に削減できます。

まとめ：PETリサイクルは循環型社会の鍵

PET樹脂は透明性や機械的強度に優れ、飲料ボトルから産業資材まで欠かせない素材です。
一方で使用量の急増に伴い、リサイクルの重要性が高まっています。
メカニカルリサイクルはコスト面で優位ですが、品質維持が課題です。
ケミカルリサイクルや酵素分解など新技術が商業化フェーズへ移行しつつあり、水平リサイクルの拡大が期待されます。
収集インフラの整備、エネルギー効率の向上、政策支援を組み合わせて、PET循環システムを確立することがプラスチック業界の喫緊の課題です。
持続可能な社会に向け、企業・行政・消費者が連携し、最先端のリサイクル技術を実装することが求められています。