プラスチック改質産業の概要

プラスチックの意味と特徴

エンジニアリングプラスチックおよび一般プラスチック

エンジニアリングプラスチックは、主に構造材料として使用できる熱可塑性プラスチックを指します。エンジニアリングプラスチックは、優れた総合特性、高剛性、低クリープ、高機械的強度、優れた耐熱性、優れた電気絶縁性を備えています。過酷な化学的および物理的環境で長期間使用でき、エンジニアリング構造材料として金属を置き換えることができます。エンジニアリングプラスチックは、一般エンジニアリングプラスチックと特殊エンジニアリングプラスチックに分けられます。前者の主な種類は、ポリアミド(PA)、ポリカーボネート(PC)、ポリオキシメチレン(POM)、ポリフェニレンエーテル(PPO)、ポリエステル(PBT)です。そしてPET)の5つの一般的なエンジニアリングプラスチック。後者は通常、耐熱性が150Coを超えるエンジニアリングプラスチックを指し、主な種類はポリフェニレンサルファイド(PPS)、液晶高分子ポリマー(LCP)、ポリサルフォン(PSF)、ポリイミド(PI)、ポリアリルエーテルケトン(PEEK)、ポリアリレート(PAR)などです。
エンジニアリングプラスチックと汎用プラスチックの間には明確な境界線はありません。例えば、アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合体(ABS)は両者の中間に位置し、その高級グレードはエンジニアリング構造材料として使用することができます。このグレードは普通の汎用プラスチックです(海外では一般的にABSは汎用プラスチックに分類されます)。別の例として、ポリプロピレン(PP)は典型的な汎用プラスチックですが、ガラス繊維強化などのブレンドにより、機械的強度と耐熱性が大幅に向上し、多くのエンジニアリング分野の構造材料としても使用できます。別の例として、ポリエチレンも典型的な汎用プラスチックですが、分子量が100万を超える超高分子量ポリエチレンは、優れた機械的特性と高い熱変形温度により、機械、輸送、化学機器などのエンジニアリングプラスチックとして広く使用されています。

プラスチック改質技術

プラスチックの強度、靭性、難燃性などの特性を向上させるには、通常、合成樹脂をベースに、強化、充填、他の樹脂の添加などのブレンド技術を通じて、合成樹脂基材の特定の性能を向上させる必要があります。電気、磁気、光、熱、耐老化性、難燃性、機械的性質などの特性は、特殊な条件下での使用要件を満たしています。ブレンド添加剤としては、難燃剤、強化剤、安定剤など、または他のプラスチックや強化繊維などが挙げられます。基材は、5種類の一般的なプラスチック、5種類の一般的なエンジニアリングプラスチック、または特殊エンジニアリングプラスチックのいずれかです。

プラスチック改質産業の市場概要

上流と下流の状況

プラスチックには多くの種類があり、広く利用されています。一般的に使用されている樹脂原料の約90%は、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリスチレン(PS)、ABS樹脂です。しかし、それぞれのプラスチックには限界があります。

過去数十年にわたり、人々は新しいポリマー材料の開発に注力してきました。数千種類もの新しく開発されたポリマー材料のうち、大規模に応用できるものはごくわずかです。そのため、新たなポリマー材料の開発は期待できません。ポリマー材料は性能向上を目的としています。しかしながら、難燃性、強度、耐衝撃性を向上させるために、充填、ブレンド、補強といった手法でプラスチックを加工することは、もはや自然な選択肢となっています。

一般的なプラスチックは、工業用途や日常消費において、可燃性、老化、機械特性の低さ、使用温度の低さといった欠点を抱えています。改質することで、一般的なプラスチックは性能向上、機能向上、コスト削減を実現できます。改質プラスチックの上流工程は、一次成形樹脂です。一次成形樹脂では、機械特性、レオロジー特性、燃焼性、電気特性、熱特性、光特性、磁性など、一つあるいは複数の側面で樹脂の性能を向上させる添加剤や他の樹脂を補助材料として用います。さらに、強靭化、強化、ブレンド、合金化などの技術的手段を用いて、均一な外観を持つ材料を得ています。

ベース材料となる汎用プラスチック5種:ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリ塩化ビニル

5つの一般的なエンジニアリングプラスチック:ポリカーボネート(PC)、ポリアミド(PA、ナイロンとも呼ばれる)、ポリエステル(PET / PBT)、ポリフェニレンエーテル(PPO)、ポリオキシメチレン(POM)

特殊エンジニアリングプラスチック:ポリフェニレンサルファイド(PPS)、液晶ポリマー(LCP)、ポリサルフォン(PSF)、ポリイミド(PI)、ポリアリールエーテルケトン(PEEK)、ポリアリレート(PAR)など。

下流用途では、改質プラスチックは主に家電製品、自動車、電子機器などの業界で使用されています。

21世紀初頭以降、我が国のマクロ経済の発展に伴い、改質プラスチックの市場規模はさらに拡大しました。我が国における改質プラスチックの見かけの消費量は、2000年初頭の72万トンから2013年には789万トンへと増加を続けています。複合成長率は18.6%と高く、家電産業と自動車産業が下流用途の比較的高い割合を占めています。

2009年8月、国は農村部における「家電の農村化」と都市部における「新旧交代」政策を打ち出しました。エアコンや冷蔵庫などの家電製品市場は急速に回復し、家電製品向け改質プラスチックの需要が急成長しました。家電の農村化が急速に進んだ後、わが国の家電産業の成長率は鈍化し、改質プラスチックの需要も鈍化しました。自動車部門の成長が、改質プラスチックの消費量増加の主な要因となっています。

家電製品分野

現在、中国は家電製品の生産・消費大国となり、世界の家電製品の製造拠点となっています。家電製品の製造に使用されるプラスチックのほとんどは熱可塑性プラスチックで、約90%を占めています。家電製品に使用されるプラスチックはほぼすべて改良が必要です。現在、中国の主要な家電製品におけるプラスチックの割合は、掃除機が60%、冷蔵庫が38%、洗濯機が34%、テレビが23%、エアコンが10%となっています。

家電製品の農村進出は2007年12月に始まり、最初の試行省市は2011年11月末に終了し、その後1~2年で他の省市も終了した。エアコン、カラーテレビ、洗濯機、冷蔵庫など4種類の家電製品の生産量増加率から見ると、家電製品の農村進出期間中の家電製品の生産量増加率は非常に高かった。家電業界の今後の成長率は4~8%の成長率を維持すると予想され、家電部門の着実な発展は、プラスチック改質に対する安定した市場需要を提供している。

自動車産業

自動車産業は、家電産業に加え、改質プラスチックの主要な応用分野です。自動車産業では、改質プラスチックが60年近く使用されています。自動車に使用すれば、軽量化、環境に優しく、安全、美しく、快適になります。省エネ、耐久性などの利点があり、1kgのプラスチックで2~3kgの鋼鉄などの材料を代替できるため、車体の重量を大幅に軽減できます。研究によると、自動車の重量を10%軽減すると、燃料消費量を6~8%削減でき、エネルギー消費量と自動車の排気ガス排出量を大幅に削減できます。エネルギー消費量と排気ガス排出量の基準はますます厳しくなっています。技術の進歩に伴い、その後数十年にわたり、自動車における改質プラスチックの応用は内装材から外装部品、エンジン周辺部品へと徐々に発展してきましたが、先進国では自動車における改質プラスチックの応用は当初受け入れられていなかった段階から、2000年には1台あたり105キログラムまで徐々に発展し、2010年には150キログラムを超えました。

わが国では自動車用改質プラスチックの消費量が急速に増加しています。現在、わが国の自動車1台当たりの改質プラスチックの平均消費量は110~120kgで、先進国の150~160kg/台を大きく下回っています。消費者の環境意識の向上と厳しい排ガス基準により、自動車の軽量化の傾向はますます顕著になり、自動車用改質プラスチックの使用は今後も増加し続けるでしょう。また、過去10年間で、わが国の自動車販売は急成長を遂げ、2009年には世界最大の自動車市場となりました。その後、自動車販売の伸びは徐々に鈍化していますが、今後も安定した成長を維持すると予想されています。自動車用改質プラスチックの消費量の増加と自動車販売の伸びに伴い、わが国の自動車用改質プラスチックの消費量は今後も急速に増加し続けるでしょう。中国の自動車の年間生産台数が2,000万台を超えていることを考えると、自動車1台あたり150kgのプラスチックが使用されていると仮定すると、市場規模は300万トンとなります。

同時に、自動車は耐久消費財であるため、ライフサイクルを通じて既存車への一定の買い替え需要が存在します。メンテナンス市場におけるプラスチック消費量は新車におけるプラスチック消費量の約10%を占めると推定されており、実際の市場規模はさらに大きいと考えられます。

改質プラスチック業界には多くの市場参加者が存在し、主に多国籍化学大手と地元企業の2つの陣営に分かれています。国際メーカーは最先端の技術と優れた製品性能を備えています。しかし、製品の種類は単一で、市場の反応速度は遅いです。そのため、わが国の自動車市場における市場シェアは高くありません。地元の改質プラスチック企業は混在しており、ほとんどが生産能力3,000トン未満の中小企業であり、自動車業界は製品品質の安定性に対する要求が高くなっています。中小企業が製品品質の安定性を確保することは難しいため、自動車会社の認証を通過するのは困難です。大規模な改質プラスチック企業が自動車会社の認証を通過してサプライチェーンに入ると、通常は長期的なパートナーとなり、交渉力が徐々に高まります。


投稿日時: 2020年11月30日