プラスチック改質産業の概要

プラスチックの意味と特性

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樹脂を指します。エンジニアリングプラスチックは、優れた総合特性、高い剛性、低いクリープ、高い機械的強度、良好な耐熱性、および良好な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下で長期間使用でき、エンジニアリング構造材料として金属の代替として使用できます。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類できます。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)、PETの5種類の一般エンジニアリングプラスチックです。後者は通常、150℃以上の耐熱性を持つエンジニアリングプラスチックを指し、主な種類は、ポリフェニレンスルフィド(PPS)、液晶高分子ポリマー(LCP)、ポリスルホン(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ます。その高グレードはエンジニアリング構造材料として使用できます。グレードは通常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で構造材料としても使用できます。また別の例として、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、化学装置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ためには、合成樹脂をベースとして、強化、充填、他の樹脂の添加などのブレンド技術を用いて、合成樹脂基材の性能の特定の側面を改善する必要がある場合が一般的です。これにより、電気、磁気、光、熱、耐老化性、難燃性、機械的特性などの特性が、特殊な条件下での使用要件を満たします。ブレンド用の添加剤としては、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用いられます。基材としては、一般的なプラスチック、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などが用いられます。

プラスチック改質業界の市場概況

上流および下流の状況

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)、および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。

ここ数十年、人々は新しい高分子材料の開発に尽力してきた。数千種類もの新開発高分子材料の中で、大規模な用途を持つものはごくわずかである。そのため、性能向上を目的とした新たな高分子材料の開発は期待できない。しかしながら、プラスチックを充填、混合、強化などの方法で加工し、難燃性、強度、耐衝撃性を向上させることは、自然な選択肢となっている。

一般的なプラスチックは、工業用途や日常生活において、可燃性、劣化性、機械的特性の低さ、使用温度の低さなどの欠点があります。改質によって、一般的なプラスチックは性能向上、機能増加、コスト削減を実現できます。改質プラスチックの上流は、主樹脂であり、添加剤や他の樹脂を補助材料として使用し、機械的特性、レオロジー特性、可燃性、電気特性、熱特性、光特性、磁性などの一つまたは複数の側面で樹脂の性能を向上させ、均一な外観を持つ材料を得るために、強化、ブレンド、合金化などの技術的手段が用いられます。

基材として使用される汎用プラスチックは、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリ塩化ビニルの5種類である。

5種類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:ポリフェニレンスルフィド(PPS)、液晶ポリマー(LCP)、ポリスルホン(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。

下流用途の観点から見ると、改質プラスチックは主に家電製品、自動車、電子機器などの産業で使用されている。

21世紀に入って以来、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上の消費量は、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、年平均成長率は18.6%にも達しています。下流用途では、家電産業と自動車産業が比較的高い割合を占めています。

2009年8月、中国は農村部で「家電の農村回帰」政策、都市部で「旧型品を新型品に交換」政策を開始した。エアコンや冷蔵庫などの家電市場は急速に回復し、家電用改質プラスチックの需要が急増した。家電の農村回帰の急速な成長を経験した後、中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た。自動車産業の成長が、改質プラスチックの消費増加の主な要因となっている。

家電製品の分野

現在、中国は家電製品の生産と消費において大国となり、世界の家電製品製造の中心地となっています。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質が必要です。現在、中国の主要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。

家電製品の地方展開は2007年12月に始まり、最初の試験実施省・市は2011年11月末に終了し、他の省・市もその後1~2年で終了しました。エアコン、カラーテレビ、洗濯機、冷蔵庫などの4種類の家電製品の生産量増加率の観点から見ると、家電製品の地方展開期間中は家電製品の生産量増加率が非常に高くなりました。家電産業の今後の成長率は4~8%の成長率を維持すると予想されます。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ます。

自動車産業

自動車産業は、家電産業に加えて、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、改質プラスチックは60年近く使用されています。自動車に使用することで、軽量化、環境への配慮、安全性、美しさ、快適性、省エネ性、耐久性などを実現できます。また、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削減できます。研究によると、自動車の重量を10%削減することで、燃費を6~8%向上させることができ、エネルギー消費量と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に関する規制はますます厳しくなっています。技術の進歩に伴い、その後の数十年間で、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やエンジン周辺部品へと徐々に発展していきました。一方、先進国における自動車への改質プラスチックの応用は、当初は受け入れられていなかった段階から徐々に発展し、2000年には車両1台あたり105キログラムに達し、2010年には150キログラムを超えました。

我が国における自動車用改質プラスチックの消費量は急速に増加しています。現在、我が国の自動車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/台に大きく劣っています。消費者の環境意識の向上と厳しい排ガス規制により、軽量車の傾向がますます顕著になり、自動車用改質プラスチックの使用量は今後も増加し続けるでしょう。また、過去10年間、我が国の自動車販売台数は急速な成長を遂げ、2009年には世界最大の自動車市場となりました。その後、自動車販売台数の伸びは徐々に鈍化していますが、今後も安定した成長が見込まれます。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台数の増加に伴い、我が国における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。各自動車が150kgのプラスチックを使用すると仮定し、中国の自動車の年間生産台数が2000万台を超えることを考慮すると、市場規模は300万トンとなる。

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の自動車に対する一定の買い替え需要が生じる。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、実際の市場規模はさらに大きい。

改質プラスチック業界には多くの市場参加者がおり、主に多国籍化学大手と国内企業の2つの陣営に分かれています。国際的なメーカーは最先端の技術と優れた製品性能を有していますが、製品の種類が限られており、市場への対応速度が遅いため、我が国の自動車市場におけるシェアは高くありません。国内の改質プラスチック企業は多様で、生産能力が3,000トン未満の中小企業がほとんどです。自動車業界は製品の品​​質安定性に高い要求を課しており、中小企業が製品品質の安定性を確保することは困難であるため、自動車企業の認証を取得することは容易ではありません。大規模な改質プラスチック企業が自動車企業の認証を取得してサプライチェーンに参入すると、通常は長期的なパートナーとなり、交渉力も徐々に高まっていきます。


投稿日時:2020年11月30日