(rTPE/rTPR) 再生熱可塑性エラストマー

はじめに

リサイクル熱可塑性 エラストマー (rTPE) および リサイクル 熱可塑性ゴム (rTPR) は、ゴムのような柔軟性と熱可塑性の溶融加工性を兼ね備えた、リサイクル可能で再加工可能なエラストマー材料です。業界では、これらの用語は、ポストコンシューマーリサイクルまたはポストインダストリアルリサイクルのポリマー、リサイクルゴム、または混合リサイクルストリームから作られた化合物に広く適用され、押出成形、射出成形、または圧縮成形などの下流工程に適した材料に再配合されています。

材料ファミリーとして、rTPE/rTPR はゴムリサイクル、ポリマーコンパウンド、およびサーキュラープラスチック設計の交差点に位置します。廃棄 エラストマー、プラスチック、時にはタイヤ由来の原料を新しい製品に変換するために使用され、バージン材料の需要低減、製品カーボンフットプリントの削減、および従来の熱硬化性ゴムシステムよりも容易な機械的リサイクル性を提供します。最近の研究および商業製品ラインでは、「ダウンサイクル」されたリサイクルゴムブレンドから、より一貫性が高く、硬度調整可能で、GRS トレーサビリティなどの明確な認証経路を持つエンジニアリングされた rTPE システムへの移行が進んでいます。

歴史と開発

熱可塑性 エラストマー は、ゴムの弾性回復とプラスチックの溶融加工性という、通常相反する 2 つの性能目標を橋渡しする重要な材料クラスとして登場しました。そのリサイクル版は後に開発され、主にゴム廃棄物やポストコンシューマープラスチックストリームのコンパウンドソリューションとして始まり、完全なバージン性能同等性が求められない用途で使用されました。

主要な歴史的推進力は、タイヤおよびゴム廃棄物の価値化です。研究および特許では、粉砕タイヤゴムまたは脱加硫ゴムを 熱可塑性樹脂（しばしば ポリプロピレン またはポリエチレン）とブレンドして新しい熱可塑性エラストマー材料を作成する方法が記述されています。注目すべき技術的ルートの一つは、EPDM 廃棄物の脱加硫後に ポリプロピレン とブレンドし、動的加硫を行うことで、連続プロセスでリサイクルゴムベースの TPE を製造する方法です。このようなアプローチは、現代の rTPR およびリサイクルゴムベースの TPV 様材料の技術的基盤を確立するのに役立ちました。

並行して、商業的なリサイクル含有 TPE は消費者向けおよび産業用製品向けに拡大しました。TSRC は Global Recycled Standard 認証を取得した rTPE 製品を報告し、ポストコンシューマーリサイクルプラスチックの硬度を Shore A 80 以下に低減できる 耐衝撃性改質剤 としての用途を示しています。Freudenberg も 100% リサイクル TPE ベース含有の衣料用インターライニングを導入し、リサイクル エラストマー が汎用コンパウンドを超えて付加価値のある繊維およびソフトグッズ市場に進出していることを示しています。

化学構造と主要特性

rTPE/rTPR は単一のポリマーではなく、リサイクルエラストマー化合物のファミリーです。最終構造は、ベース樹脂、リサイクルゴム割合、相容化剤、充填剤、オイル、安定剤、および加工履歴に依存します。実際のリサイクル配合では、ポリオレフィン エラストマー、スチレンブロックコポリマー、ポリウレタン由来のリサイクレート、リサイクル HDPE または PP ブレンド、またはタイヤ由来材料から作られたゴム/プラスチックハイブリッドに基づく場合があります。

主要特性プロファイル

• 弾性回復: 配合が軟質相または分散ゴムドメインを保持する場合、特にゴムのような変形および反発。
• 熱可塑性加工性: 溶融加工により、架橋熱硬化性ゴムとは異なり、再粉砕、再溶融、再押出が可能。
• 特性調整性: 硬度、柔軟性、圧縮永久歪み、引裂抵抗、および耐摩耗性は、ブレンド比率および相容化により調整可能。
• 多くのエンジニアリングプラスチックより低い密度: 軽量柔軟部品に有用。

技術的限界と回避策

• リサイクル原料の不均一性 → 組成変動および汚染 → 選別、洗浄、溶融濾過、相容化剤 を使用して特性を安定化。
• 一部グレードでのバージン エラストマー に対する熱的・機械的性能の低下 → 鎖切断、酸化、または不完全脱加硫 → 酸化防止剤、カップリング剤、エラストマー改質剤、または繊維・鉱物充填剤などの補強材を添加。
• 一部 TPR 様グレードでの化学的・高温耐性の制限 → 軟質ポリオレフィンリッチ形態または弱い架橋密度 → TPV 様動的加硫、高性能ベースポリマー、またはより耐性のある エラストマー とのブレンドを使用。
• 一部リサイクル軟質 TPE での接着性および表面適合性の問題 → 低表面エネルギーおよびオイル/ワックス の移行 → コロナ/プラズマ処理、プライマー、または配合制御を使用。

典型的な配合例

• 粉砕タイヤゴム + リサイクル HDPE + EVA: 研究では、リサイクル HDPE を再生タイヤゴムおよび EVA と適切に相容化して配合すると、改善された形態および機械的応答を持つ熱可塑性エラストマー材料が形成されることが示されています。
• リサイクルゴム + ポリプロピレン: リサイクルゴムベース TPE の一般的なルートで、動的加硫を施した脱加硫 EPDM/PP システムを含む。

生産プロセスと原料

rTPE/rTPR の生産は、通常以下の回収原料から始まります:

• PE、PP、または混合ポリオレフィンなどのポストコンシューマー リサイクルプラスチック。
• エラストマーまたは TPE 加工からのポストインダストリアルリサイクルスクラップ。
• 粉砕タイヤゴムおよびその他の脱加硫ゴムストリーム。
• 性能要件に応じたリサイクル繊維または鉱物補強材。

主な生産ルート

1. 機械的リサイクルおよび再コンパウンド 選別されたリサイクルペレットまたは リグラインド を溶融、ブレンド、濾過し、新しい TPE 化合物 にペレット化。
2. ゴム-プラスチックブレンド 廃ゴム粉末を 熱可塑性樹脂 と溶融ブレンドして、加工性向上およびコスト低減されたエラストマー化合物を作成。
3. 脱加硫＋動的加硫 ゴム廃棄物を部分的に分解し、熱可塑性樹脂とブレンドした後、動的加硫して微細なゴム形態と優れた弾性回復を実現。
4. 相容化複合コンパウンド マレイン酸変性ポリマー、カップリング剤、または 表面改質剤 などの 添加剤 が界面接着および機械的性能を向上。

典型的な助剤とその機能

• 相容化剤（通常 1–5 wt%） → リサイクルゴムとポリオレフィンマトリックスの相間接着を改善 → 界面すべりを低減し、引張強度を向上。
• 酸化防止剤 および 安定剤（通常低百分率添加） → 再加工中の熱酸化劣化を抑制 → 溶融流動性および伸びを保持。
• 充填剤および補強材 → 剛性、耐摩耗性、または寸法安定性を向上 → 履物、マット、産業部品に有用。
• 加工オイルまたは 可塑剤 → 硬質リサイクルブレンドを軟化し、Shore 硬度を調整。

用途と最終用途市場

rTPE/rTPR は、絶対的なプレミアム機械的性能よりも 弾性、柔軟性、グリップ、減衰性、およびリサイクル性 が重要視される用途で使用されます。

主な用途

注目すべき用途の違い

• 軟質・低硬度 rTPE は快適グッズ、グリップ、履物に好まれる。
• 硬質 rTPR 様グレード はブッシュ、シール、保護カバーなどの耐久部品で一般的。
• 高性能または安全重要用途（医療用チューブや要求の厳しいアンダーフード自動車部品など）は、厳密に管理された配合および検証済み適合性でのみ可能。

不適合用途

• 高精度医療、食品接触、または航空宇宙部品 は、一般的に汎用リサイクルエラストマーグレードに不向きです。原料変動、抽出物、臭気、およびトレーサビリティ制約の制御が困難なためです。

環境および持続可能性の側面

rTPE/rTPR は主に サーキュラー性の利点 で評価されます。バージン石油化学原料への依存を低減し、使用可能な材料を埋立や焼却から転用できます。

持続可能性の利点

• PCR および PIR 含有による バージンポリマー需要の低減。
• スクラップおよび使用済みエラストマー材料の再加工による 廃棄物発生の削減。
• リサイクル含有量が化石由来樹脂に置き換わる場合の 潜在的なカーボンフットプリント低減。
• 部品が再溶融および再コンパウンド向けに設計されている場合の サーキュラーデザインの支援。

限界とトレードオフ

• 機械的リサイクルはすべての環境影響を排除するわけではなく、繰り返しの熱履歴により特性が劣化し、追加の 添加剤 やブレンドが必要になる場合があります。
• リサイクルゴムストリームには汚染物質、混合ポリマー、臭気問題が含まれる可能性があり、高付加価値再利用を制限します。
• すべての「リサイクル」エラストマー が同等にサーキュラーであるわけではなく、一部は技術的にリサイクル可能ですが、使用後に純粋なストリームに分別しにくいブレンドです。

バイオベースおよび先進サーキュラー代替

最近の研究では、バイオ由来モノマーからの 完全リサイクル可能で強靭な TPE および閉ループ化学リサイクル性を有するバイオリニューアブルポリオレフィン様 TPE システムが実証されています。これらの開発は、一貫した性能とサーキュラー性を両立させる必要がある用途でリサイクル含有化合物と競合する可能性があるため、関連性があります。

経済およびグローバル市場への影響

rTPE/rTPR の経済的魅力は 3 つの要因に基づきます:

• 多くのコンパウンド文脈でのバージン エラストマー に対する 原料コストの低減。
• 熱可塑性樹脂 が従来のプラスチック設備で再溶融および成形可能であることによる 加工効率。
• リサイクル含有要件およびカーボンレポーティングによって推進される 商業的持続可能性価値。

グローバル市場開発は以下により形成されています:

• 自動車、アパレル、消費財、および包装関連ソフト材料におけるリサイクル含有製品需要の増加。
• トレーサビリティおよび認証リサイクル原料に対するブランドオーナーの圧力。
• 機械的リサイクル化合物と新しい化学リサイクルまたはバイオベースエラストマープラットフォーム間の競争。

業界リーダーシップ

• TSRC は rTPE ラインを認証リサイクル含有プラットフォームとして位置づけ、トレーサビリティおよび耐衝撃改質性能を強調。
• Kraiburg TPE は製品カーボンフットプリントを低減しつつ加工性を保持するリサイクル含有 TPE 化合物 を販売。
• Teknor Apex は PCR および PIR 含有に基づく持続可能な TPE ソリューションを強調。
• Freudenberg Performance Materials はリサイクル TPE ベースの繊維インターライニングを導入し、市場をアパレルおよびテクニカルテキスタイルに拡大。

現在の課題とイノベーション

現在の課題

• 原料の不均一性が一貫した機械的性能の主な障壁。
• 臭気、色変動、抽出物が消費者向けまたは規制用途での使用を制限。
• リサイクルブレンドは、慎重に配合しない限り疲労、圧縮永久歪み、または熱抵抗で劣る場合がある。

イノベーション

• よりゴム様リサイクル化合物のための 脱加硫および動的加硫。
• 多ポリマーブレンドでの界面接着改善のための 相容化戦略。
• リサイクル含有材料を補完し得る バイオベースおよび閉ループリサイクル可能 TPE 化学。
• 原料から完成化合物までのトレーサビリティを備えた 認証リサイクル含有プラットフォーム。
• 自己修復、形状記憶、先進包装コンセプトのための スマートおよび機能性リサイクル TPE 複合材料。

将来の見通し

rTPE/rTPR は単一の標準化樹脂ファミリーではなく、実用的なサーキュラー材料カテゴリ として拡大すると予想されます。成長は、リサイクル含有量、柔軟性、加工容易性が最大性能よりも重要視される用途、特に履物、消費財、繊維、マット、シール、および汎用産業部品で最も強力です。

長期的には、市場は 3 つの広範な方向にセグメント化される可能性があります:

• コスト敏感な用途向け マス市場リサイクル化合物。
• プレミアム消費者および産業用途向け 認証高一貫性リサイクル エラストマー。
• 性能とエンドオブライフ設計の両方でリサイクル含有材料と競合し得る、バイオ由来または化学リサイクル可能なアーキテクチャに基づく 先進サーキュラー TPE。

要約

rTPE/rTPR は、TPE の核心的利点であるゴムのような柔軟性と溶融再加工性を保持するリサイクル熱可塑性エラストマー材料を指します。その価値は、リサイクルプラスチック およびゴム廃棄物を履物、自動車部品、消費財、繊維、および産業部品向けの有用な化合物に変換し、バージン材料需要を低減しつつサーキュラー性を支援することにあります。主な制約は原料変動、再加工中の特性保持、および高度に規制されたまたは安全重要用途への適合性の制限であり、これが相容化、脱加硫、認証、および先進リサイクル化学におけるイノベーションがこの分野の中心であり続ける理由です。

参考文献

• •

  Thermoplastic elastomers. (2025, July 31). Gianeco. https://gianeco.com/en/products/thermoplastic-elastomers/Link

• •

  rTPE. (2025, September 10). TSRC. https://www.tsrc.com.tw/tw/products-services/rtpe/Link

• •

  Devulcanization of EPDM waste and dynamic vulcanization of the rubber component. (n.d.). Toyoda Gosei. https://www.toyoda-gosei.co.jp/seihin/technology/report/vol45_2/pdf/vol45_2_002.pdfLink

• •

  Recent developments in synthesis, properties, applications and recyclability of thermoplastic elastomers. (2024, January 12). PMC. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10819226/Link

• •

  From the sector. (2023, March 29). Textination. https://textination.de/en/news/archive?;newstype=205&;page=,1&newstype=211&page=,25Link

• •

  Valorization of waste tires, recycled HDPE, and recycled EVA. (2022, June 27). Frontiers in Sustainability. https://www.frontiersin.org/journals/sustainability/articles/10.3389/frsus.2025.1638375/fullLink

• •

  Thermoplastic elastomers based on recycled high-density polyethylene/ground tire rubber/ethylene vinyl acetate: Effect of ground tire rubber regeneration on morphological and mechanical properties. (2022, April 25). PMC. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10235528/Link

• •

  Recycling content TPE. (n.d.). Kraiburg TPE. https://www.kraiburg-tpe.com/en/recycling-content-tpeLink

• •

  Waste rubber recycling: A review on the evolution and properties of thermoplastic elastomers. (2020, February 8). PubMed. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32046356/Link

• •

  Ribonucleoside triphosphate: An overview. (n.d.). ScienceDirect. https://www.sciencedirect.com/topics/chemistry/ribonucleoside-triphosphateLink

• •

  rTPE. (2025, August 12). TSRC. https://www.tsrc.com.tw/products-services/rtpe/Link

• •

  Production and characterization of thermoplastic elastomers based on recycled rubber. (n.d.). Collectionscanada. https://www.collectionscanada.gc.ca/obj/thesescanada/vol2/QQLA/TC-QQLA-30327.pdfLink

• •

  An overview of TPE recycling: Standards, grades, and mechanical properties. (2026, March 5). Alibaba. https://www.alibaba.com/product-insights/tpe-recycling.htmlLink

• •

  Thermoplastic elastomers based on waste rubber and plastics. (2004, July 1). Rubber Chemistry and Technology. https://rct.kglmeridian.com/view/journals/rcat/77/3/article-p569.xmlLink

• •

  Thermoplastic elastomers in modern rubber. (n.d.). International Journal of Materials Science and Technology. https://internationaljournalssrp.org/index.php/ijmst/article/download/171/123Link

• •

  Sustainable TPE solutions & TPE recycling. (2024, June 12). Teknor Apex. https://www.teknorapex.com/en-us/teknor-apexs-extensive-product-portfolio-of-vinyl-thermoplastic-elastomers-nylon-and-colorants/sustainable-solutions/sustainable-tpe-solutionsLink

• •

  The fundamentals of recyclable thermoplastic rubber. (2026, March 14). Alibaba. https://www.alibaba.com/product-insights/recyclable-thermoplastic-rubber.htmlLink

• •

  Smart TPE materials based on recycled rubber shred. (2021, October 20). Materials. https://www.mdpi.com/1996-1944/14/21/6237Link

• •

  Applied. (n.d.). Semantic Scholar. https://pdfs.semanticscholar.org/aa2c/a5decca3a57d8f6e97756a2a3099599e0d11.pdfLink

• •

  Phase morphology, mechanical, and thermal properties of fiber-reinforced thermoplastic elastomer: Effects of blend composition and compatibilization. (2021, October 22). PMC. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC9028046/Link

• •

  Biorenewable and circular polyolefin thermoplastic elastomers. (2024, October 1). Nature Communications. https://www.nature.com/articles/s41467-024-52850-0Link

• •

  Recycled polypropylene improved with thermoplastic elastomers. (n.d.). Wiley. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1155/2017/7525923Link

• •

  Fully recyclable and tough thermoplastic elastomers from simple bio-sourced δ-valerolactones. (2024, September 10). Nature Communications. https://www.nature.com/articles/s41467-024-52229-1Link

• •

  Thermoplastic elastomers and polymers derived from recycled rubber and plastics. (2001, September 21). Google Patents. https://patents.google.com/patent/US20020113333A1/enLink

• •

  Enhanced recyclability of thermoplastic elastomer. (2024, October 30). PMC. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC11561595/Link

• •

  Thermoplastic elastomer. (2006, February 15). Wikipedia. https://en.wikipedia.org/wiki/Thermoplastic_elastomerLink

• •

  Understanding thermoplastic elastomers: Versatile and recyclable. (2024, June 15). Plastics Engineering. https://www.plasticsengineering.org/2024/06/understanding-thermoplastic-elastomers-versatile-and-recyclable-005255/Link

• •

  A guide to thermoplastic elastomers. (n.d.). Vanden Recycling. https://blog.vandenrecycling.com/a-guide-to-thermoplastic-elastomersLink

• •

  Emerging trends and developments in thermoplastic elastomers. (2020, November 10). SpecialChem. https://www.specialchem.com/plastics/guide/emerging-trends-and-developments-in-thermoplastic-elastomersLink

• •

  The differences between TPE and TPR. (2024, January 14). Essentra Components. https://www.essentracomponents.com/en-us/news/manufacturing/injection-molding/the-differences-between-tpe-and-tpr-a-handy-guideLink

• •

  Thermoplastic elastomer (TPE) recycling. (2023, May 5). Reclaim Plastics. https://reclaimplastics.com/materials-we-recycle/tpe-recycling/Link

• •

  Class II ribonucleotide reductases catalyze carbon−cobalt bond reformation on every turnover. (1999, August 6). ACS Publications. https://pubs.acs.org/doi/10.1021/ja9913840Link

• •

  Thermoplastic elastomers TPE, TPR. (n.d.). BPF. https://www.bpf.co.uk/plastipedia/polymers/Thermoplastic_Elastomers.aspxLink

• •

  Understanding TPE materials: Characteristics, differences with TPR. (2024, September 14). TPE-SP. https://en.tpe-sp.com/news/340.htmlLink

• •

  Developing recyclable TPE materials (thermoplastic elastomers). (2024, July 31). Eureka. https://eureka.patsnap.com/blog/material-tech-resources/developing-biodegradable-and-recyclable-tpe/Link

• •

  Thermoplastic elastomer: An overview. (n.d.). ScienceDirect. https://www.sciencedirect.com/topics/materials-science/thermoplastic-elastomerLink

• •

  TPR vs TPE: What is the difference between them. (n.d.). ECHEMI. https://www.echemi.com/cms/1418036.htmlLink

• •

  TPR vs. TPE: Material differences and comparisons. (2023, January 20). Xometry. https://www.xometry.com/resources/materials/tpr-vs-tpe/Link

• •

  Thermoplastic rubber (TPR): Materials and properties. (2022, August 15). Xometry. https://www.xometry.com/resources/materials/thermoplastic-rubber-tpr/Link

• •

  Thermoplastic rubber (TPR) & thermoplastic elastomers (TPEs). (n.d.). Molding Dynamics. https://www.moldingdynamics.net/materials/tpr-tpes/Link

• •

  TPR vs. TPE: Similarities and differences. (2023, March 21). Fictiv. https://www.fictiv.com/articles/tpr-vs-tpe-similarities-and-differencesLink

• •

  TPR vs. TPE: Which material is right for your project? (2025, June 11). VMT. https://vmtcnc.com/tpr-vs-tpe/Link

• •

  Thermoplastic elastomer (TPE): An ultimate guide. (2026, April 1). SpecialChem. https://www.specialchem.com/plastics/guide/thermoplastic-elastomerLink

• •

  Thermoplastic rubber (TPR): Meaning, properties, uses. (2025, November 26). Farr. https://farr.ae/thermoplastic-rubber-meaning-properties-benefits-real-world-applicationsLink

• •

  Structural. (2024, April 26). RTP Company. https://www.rtpcompany.com/products/structural/Link