東京都環境科学研究所

熱分解GC/MSによるプラスチックの分析に関する研究（2023-2025年度）

令和7年度外部研究評価委員会　継続研究の中間・事前評価

研究テーマ
熱分解GC/MSによるプラスチックの分析に関する研究【継続】
研究期間 令和5～7年度
研究目的 都が策定したプラスチック削減プログラムにおいて、廃プラスチック焼却量40%削減が 2030 年目標として掲げられている。リサイクルが困難とされる複合化（ブレンド、積層化など）された廃プラスチックに着目して、その成分分析や添加剤の使用について実態を調査し、廃プラスチックをリサイクル材料として利用する場合の課題などを整理し、都施策に寄与する情報提供を行う。
研究内容
  • （１）複合化されたプラスチック(ポリマ－アロイ)や市販された製品プラスチックについて、熱分解することによって発生した生成ガスを GC-MS で測定し、その組成からプラスチックの素材や添加剤を推定する。
  • （２）生物分解性のプラスチックについて熱分解による測定法を検討し、他のプラスチックとの分別の必要性を検討する。
  • （３）測定データからポリマーアロイと添加剤のデータベースを作成し、赤外データと組み合わせて複合化プラスチックの組成推定手法を検証する。
  • （４）まとめ
中間評価 Ａ：優れている　　　　　　３
Ｂ：普通　　　　　　　　　２
Ｃ：やや劣っている
Ｄ：劣っている
評価コメント及び対応
  • 近赤外分析機の使用が有効であることが確かめられたことは評価します。
  • GC/MSを使用してプラスチック素材の成分分析を詳細に実施しており、研究は適切に進捗していると判断されます。
  • 実験室レベルでの分析にGC/MSは有用であることが示されていますが、近赤外分析との関連性を明らかにするなど、実際の現場での仕分けにおいて本研究成果の活用方法を検討されることを期待します。細かな事項ですが、プラスチック素材の分析において加熱温度が分析結果に与える影響に興味があります。
  • 廃プラスチックの成分や添加剤について分析が行われ、その成果は示されていると評価しています。
  • 【質問】最終的に何を明らかにすることを目的として、廃プラスチックの成分や添加剤の分析をされているのでしょうか？結果を踏まえた政策への提言はこれから行われると思いますが、プラスチックのリサイクルに向けた規制を目指したものなのか、リサイクル技術の確立に向けたものなのか、よくわかりませんでした。具体的にどのようなと施策に寄与する情報提供を目指した廃プラスチックの分析なのでしょうか？
  • 【回答】容器包装プラスチックを再生工場では近赤外線を用いてPE,PP,PSに分けているが、複合化したプラスチックでは仕分けが困難となる。このようなプラスチックの組成の実態を明らかにして、どのような分類に仕分けを行うのが適切か情報提供を行う。
  • 積層された複合化プラの素材比率や添加剤の特定など、着実に進捗していることが確認できます。
  • 【質問】精度の検証にあたり、プラの製造メーカーの情報交換等は実施されているのでしょうか？
  • 【回答】製造メーカーとの情報交換はやっていない。いくつかのプラスチック再生工場は実態を見に行っています。
  • 熱分解GC/MSによるプラスチックの素材分析結果が、廃プラスチックの分別現場で汎用されている近赤外線プラスチック判別装置による重量比率と概ね一致したことは、現行プロセスの信頼性を担保するデータとして意義がある。また、プラスチック添加剤が検出できたことは今後の研究の方向性にとっても高く評価される。
  • 【質問】再生ペレットには容器包装プラスチックに見られたほどの添加剤の種類が見られず、加工過程の熱で脱着した可能性があるとのことですが、残留添加剤の含有量も大幅に減少していると考えてもよろしいのでしょうか。
  • 【回答】再生ペレット中の添加物の濃度は次年度測定する予定であるが、ペレット製造段階で２５０℃程度になるため含有量も減少していると考えられる。また、再生ペレットから製品を作る際には添加物を再投入する必要があると考えられます。
事前評価 Ａ：優れている　　　　　　２
Ｂ：普通　　　　　　　　　３
Ｃ：やや劣っている
Ｄ：劣っている
評価コメント及び対応
  • 【質問】近赤外分析機、ラマン分光、GC-MS等の結果が一致しているので、近赤外分析機の有効性が確かめられたと思います。今後の課題が明確ではないと思います。
    添加剤を定量し、含有量を検討とありますが、その利活用方法はどのようなことを想定されているのでしょうか？
  • 【回答】規制されるような添加剤の濃度があった場合、再生工場の仕分け工程でその添加剤を多く含むプラスチックを分離する方法を検討することが考えられます。
  • GC/MSをさらなる活用により、多様なプラスチックの成分分析が実施され、有用な知見が得られる研究計画が立案されていると思われます。
  • 生分解性プラスチックの評価などは重要と思いますが、中間評価で指摘した単なる分析で終わることなく、どのような目的で分析を進めているのか、明確にしてほしいと思います。
  • 【質問】個別の分析結果は貴重なデータであり、全国の廃プラ処理施設等と結果を共有できるようにして頂きたいと思います。
    一方で、R7年度が最終年度ですので、どのような施策に貢献するための分析なのか、得られた分析結果をどのように活用する予定なのか、今後の方針も明確にして下さい。
  • 【回答】今のところ生物分解性のプラスチックが大幅に増加することはないと考えられるが、現在の近赤外のシステムで検出されて分けられるか検討していきます。
  • 分析結果そのものは非常に重要な結果と認識していますが、単なる成分分析に止まることなく、現状の廃プラ政策にどのように関係しているのか位置づけを明確にすることで、次の展開も明らかになると思います。
  • 研究としては興味深いものがありますが、将来の活用方法のイメージがもう少しわかりやすいと良かったと思います。
  • 【質問】この技術の展開方法としては、収集・仕分けの段階で活用されるものでしょうか？
  • 【回答】近赤外の仕分けシステムでは複合化したプラスチックの中のどの成分が多く入っているのか不明なため、複合化したプラスチックを仕分けの段階で除去できればPEやPPの含有率を高くすることができると考えられます。
  • 【質問】再生利用において、仕分けの種類や必要性はどのくらいなのでしょうか？
  • 【回答】再生されたペレットをどのような用途に用いるかで、仕分けの精度が再生工場によって異なってくると考えられます。
  • プラスチック添加剤のデータベース化は、廃プラスチックのリサイクルだけでなく、環境流出を考える際にも意義がある。
  • 【質問】生物分解性のプラスチックが再生施設に入った場合、廃棄プラスチックの仕分け工程でどのよう影響があるか検討する計画となっていますが、げんざい、都の清掃工場へ搬入されている廃プラスチックのうち、生物分解性プラスチックの割合は既に把握されているのでしょうか。
  • 【回答】東京の清掃一組の清掃工場に入ったごみはその代表的なものが組成分析されており、プラスチック類ではフィルム類(ポリ袋、レジ袋、容器包装フィルム)、発泡樹脂容器(トレイ、その他)、その他容器(PET容器、その他)、製品、その他プラスチックの種類に分けて重量比率が測定されているが、生物分解性プラスチックとしては分けて測定されていない。