脱プラスチック代替品とは？
持続可能な開発は環境問題対策において重要な取り組みのひとつ。
商品開発の際、サステナブルな素材への転換に頭を悩ませている方も多いのではないでしょうか？
代替素材を検討するときには、環境負荷の低減だけではなく、製品性能を保持できる素材を考慮することが重要です。
本記事では、「プラスチック代替素材」にはどのようなものがあるのか？
素材の種類と特徴、成形できる炭酸カルシウム 「Stone-Sheet®」のご紹介、代替素材を利用した具体的な用途例までを解説します。
もくじ
脱プラスチック代替素材とは？
プラスチック代替素材は、従来のプラスチックに代わる環境にやさしい素材です。バイオマス、植物由来素材、再生可能資源を利用し、従来のプラスチックに比べて環境負荷が低いものが含まれます。
プラスチック使用量を削減できるため、石油由来のプラスチックと比べて環境負荷が低く、廃棄物削減や循環経済の実現に寄与し、より持続可能な商品開発を促進します。
素材の種類と特徴
バイオマスプラスチック
バイオマスプラスチックは、植物などの再生可能資源（バイオマス）を原料とするプラスチックです。環境への負荷が低く、化石原料の消費を削減します。特性として、耐熱性や強度は化石資源由来のプラスチックと比較すると弱い傾向にあります。原料が植物由来の場合、成長過程での光合成にてCO₂を吸収することから、カーボンニュートラルな素材としても注目されています。
例：生物由来のポリエチレンやポリプロピレンなど
生分解性プラスチック(グリーンプラ)
生分解性プラスチックは、自然界で微生物によって分解される性質を持つプラスチックで、環境に対する影響を軽減します。廃棄物として環境中に排出された場合にも土に還りますが、生分解されて土に還るまでに長い時間を要することがあります。処分時にはバイオリサイクルが可能で、廃棄物の削減を促進する素材です。
例：ポリ乳酸(PLA)、ポリ・ヒドロキシ・アルカノエート(PHA)など
光分解性プラスチック
光分解性プラスチックは、光によって分解する性質をもつプラスチックです。環境中の光により分解され、微生物がプラスチックを分解するプロセスを促進します。これにより、プラスチック廃棄物の問題を軽減し、環境への負荷を減らすことが期待されます。
植物由来素材
植物由来素材は、植物や木材から作られ、環境に優しい代替素材です。紙、竹、サトウキビなどが代表的です。
循環型プラスチック
循環型プラスチックは、廃棄物から回収・再利用された素材であり、廃プラスチックや海洋プラスチックから作られます。
複合素材（減プラスチック素材）
複合素材は、複数の材料を組み合わせて、もとの材料よりも優れた特性をもたせた素材です。目的や用途に合わせて組み合わせを変え、さまざまな用途に利用されています。自然由来の素材をプラスチックに混合することで、プラスチックの使用量を削減。製品の品質を保持しながら、プラスチックの負荷を軽減します。
素材選びのポイントは「環境負荷低減」と「製品性能保持」の両立
石油資源の枯渇・環境問題と経済活動の維持・発展のためには、持続可能な開発は重要な取り組みとなります。プラスチック代替素材への転換は、そのような課題解決に対しての有効な手段のひとつです。
バイオプラスチックの開発が進み、さまざまな用途への展開が可能になっている一方で、耐熱性や強度の問題、製造過程での新たな設備投資の必要性、コスト面など、導入を阻む要因がいくつかあります。
既存設備で、製品の品質を損なわずに脱プラを進めていく方法を模索している企業も多いのではないでしょうか？
無理なく脱プラに取り組む方法のひとつに「減プラスチック」があります。減プラスチックは、プラスチックの使用を削減し、環境に配慮した代替素材や製品設計を採用する取り組みです。
日本での減プラスチックの取り組み
使い捨てプラスチックの使用規制・削減は、欧州のシングルユース・プラスチック規制をはじめ各国に広がっており、世界全体としてプラスチックごみ問題に取り組むうえで、欠かせない対策となっています。日本では、「プラスチック資源循環戦略」において、2030年までに、使い捨てプラスチックを、これまでの努力も含め累積で25％排出抑制するとの野心的なマイルストーンを目指すべき方向性として掲げています。
減プラスチック化を実現する複合素材のご紹介
汎用プラスチックと炭酸カルシウムの複合素材であるStone-Sheet®はプラスチック使用量を削減。製品品質を保持しつつ環境負荷を低減させる新素材です。
炭酸カルシウムは天然の鉱石であり、プラスチックに混合することで、プラスチックの使用割合を減らすことができます。このような素材は省資源化を実現しつつ、従来プラスチックの特性を保つことができるため持続可能な商品開発に貢献します。
さらに炭酸カルシウムの添加により、従来プラスチックに比べ抗菌性が向上、可燃物として処分できるようになるなど、新たな特性が生まれ、商品開発の可能性を広げます。
炭酸カルシウムとは？ Stone-Sheet®の特徴
Stone-Sheet®は温室効果ガス・CO₂削減に貢献する新素材です。原料の樹脂ペレットに炭酸カルシウムを51%以上混錬したマスターバッチを製造し、射出・T-ダイ・インフレーション・ブロー・真空など多様な成型方法に対応します。
炭酸カルシウムは「石灰石」から採取された天然の鉱物であり、国内自給率は100%を誇ります。国産炭酸カルシウムは不純物が少なく、白色度が高いのが特徴です。炭酸カルシウムは燃焼時に中和剤としての役割をはたし、CO₂を削減する効果があります。
炭酸カルシウムとの複合による3つの削減ポイント
Point
01
燃焼時のCO₂排出量を45%削減
炭酸カルシウム51%以上とPPまたはPEを混錬した製品を燃焼した場合、発生する二酸化炭素（CO₂) をおよそ45%削減する効果があります。
Point
02
プラスチック使用量を51%削減
炭酸カルシウムを混錬しているため、製造時のプラスチック使用量が削減されます。
Point
03
リサイクルコスト削減
炭酸カルシウムを主成分とすることで、プラスチック製品ではなくなるため、容器包装リサイクル法の適応外となりコスト削減ができます。
Stone-Sheet®の6つの特徴
Feature
01
防水性
水に濡れても形状変化が起こりにくく、防水性・耐水性に優れています。従来パルプ紙と比べて破れにくく、紙の代替品としておすすめです。
Feature
02
防カビ/抗菌
炭酸カルシウムはアルカリ性を有しています。樹脂製品に半分以上含有してもアルカリ性を持続し、防カビ・抗菌効果を発揮します。
Feature
03
薄膜化に対応
粒径が細かく、白色度の高い国産炭酸カルシウムを原料にしています。40μm〜800μmの厚みでフィルムからシート状に加工でき、耐久性に優れています。
Feature
04
顔料による着色が可能
顔料による着色により様々な色に対応します。
Feature
05
耐熱/耐冷用途に対応
耐熱性150℃／耐冷性ー40℃
電子レンジ、冷凍食品容器への対応も可能です。
Feature
06
食品衛生法370号に適用
３層構造（プラスチック＋炭酸カルシウム＋プラスチック）で食品に関する用途への展開も可能です。
代替素材への転換課題をStone-Sheet®で解決
プラスチック代替素材への転換を考えているが、多くの課題がある。そんな悩みを抱えている方も多いのではないでしょうか。代表的な課題を取り挙げ、Stone-Sheet®における解消ポイントをご紹介します。
課題01
素材転換に手間やコストがかかるのでは？
プラスチック代替素材の導入、製造には高いコストがかかる場合があり、代替素材への転換を妨げる要因となります。Stone-Sheet®のペレットであれば、従来設備で製造が可能。新たな設備投資や技術の確立に費やす手間を省き、スムーズな素材転換を促進します。また、プラマーク除外品となるため、容器包装リサイクル法適用外となり可燃物として処分可能。廃棄の処分が不要となりコスト削減に寄与します。
課題02
プラスチックの方が結局は便利で高性能なのでは？
プラスチック代替素材が従来のプラスチックと同等の品質や性能を提供できない場合、製品の耐久性や機能性に影響を与える可能性があります。Stone-Sheet®はプラスチックを混合したハイブリッド素材であるため、目的に合わせた樹脂配合のペレットをご提案。使い心地を損なうことなく、サスティナブルな商品の提供に貢献します。
課題03
原料の供給や品質は安定しているか？
代替素材の供給チェーンの確立や安定化は継続的な商品開発において重要な課題となります。Stone-Sheet®に含まれる炭酸カルシウムの原料である石灰石の国内自給率は100%。国産炭酸カルシウムは不純物が少なく、白色度が高いのが特徴で、安定した供給と品質を誇ります。
課題04
本当に環境に配慮された素材なのか数値化することはできるか？
Stone-Sheet®燃焼時のCO₂排出量は燃焼試験結果をもとに数値化することが可能です。目標設定や達成の指標としてご活用いただけます。
課題05
安全性に問題はないか？
Stone-Sheet®は日本国内で産出された炭酸カルシウムを配合し、セメントや建築材料などに使用されている産業資材向けでなく、食品などに添加できるレベルの安全性の高い炭酸カルシウムを配合しています。
Stone-Sheet®の成形方法
射出成形
マスターバッチを溶かして、金型に流し込み（射出）高い圧力をかけて製品を形作る（成形）ことができます。防カビ・抗菌特性によりカビの発生を抑制することから衣類の保管や水気を伴う成形品に利用できます。寸法精度の高く、ヒンジなど複雑な形状の成形によく用いられます。
押出成形
押出成形（単層/多層）フィルムやシートに特化した成型方法で加工ができます。３層構造（プラスチック＋炭酸カルシウム＋プラスチック）で食品に関する用途への展開も可能です。
真空成形
シートを成形材料として、加熱・可塑化した樹脂を金型上で真空状態にして、樹脂を金型に吸いつけることで成形します。
インフレーション成形
チューブがまだ柔らかいうちに、口金から吹き込んだ空気でふくらませて薄いフィルムを作る成形方法。40μm〜100μmの厚みで薄膜化が可能。強度もあるためレジ袋としても高いクオリティを維持します。印刷用に加工ができ、インクが取れない資材柄・色なども入れて加工できます。単層・多層の成型も可能でショッピングバッグや食品袋としての用途にも適しています。
中空・ブロー成形
ブロー成形は、加熱されたプラスチックを金型内に導入し、空気圧力で膨張させる方法です。容器やボトルなどの製造に適しています。多層ブロー成形の利用も可能です。
Stone-Sheet®のグレード
グレードと加工用途
各成形加工に対応するべくPP及びPEを混錬した６種類のグレードのペレットを製造・販売しています。
銘柄 | 仕様樹脂 | 加工用途 | 灰分重単相当量（%) | |
|---|---|---|---|---|
PP系 | NY-32 | ホモPP | 射出グレード | 69.0 〜70.0 |
NY-33 | ホモPP | フィルムグレード | 69.0 〜70.0 | |
NY-36 | ブロックPP | 中空 / 射出グレード | 69.0 〜70.0 | |
PE系 | NY-35 | LLDPE | フィルム / 押出グレード | 69.0 〜70.0 |
NY-38 | HDPE | 押出グレード | 69.0 〜70.0 | |
YM3601 | HDPE / LLDPE | フィルム / 押出グレード | 69.0 〜70.0 |
多様な用途例のご紹介
All
日用品
衛生用品
容器
包装・パッケージ
印刷物
食器
歯ブラシ
衛生用品
ハンガー
日用品
ボトル
容器
袋
包装・パッケージ
ファイル／名刺
印刷物
容器
衛生用品
フタ
衛生用品
マグカップ
食器
容器トレイ
容器
スプーン
食器
竹す
食器
冷凍用包装紙
包装・パッケージ
靴べら
日用品
ブラシ
日用品
文房具
日用品
まとめ
プラスチック代替素材は環境負荷が少なく製品性能を保持できるものがおすすめ
プラスチックは利便性に優れており、多様な用途で活用されている素材です。そのプラスチックを代替素材へ転換する際には、環境負荷の低減だけでなく、製品性能を保持することが重要となります。
炭酸カルシウムを含むプラスチック代替素材「Stone-Sheet®」は、環境負荷の低減と耐久性を兼ね備えた選択肢として注目されています。
プラスチックの使用量を削減、燃焼時の温室効果ガス・CO₂排出を低減し、持続可能な商品開発に貢献します。
参考文献：
図解入門よくわかる最新プラスチックの仕組みとはたらき［第4版］