近年、世界的な環境意識の高まりとともに、「脱プラスチック」の動きが加速しています。製造業もその例外ではなく、多くの企業がプラスチック使用量の削減や代替素材への転換を進めています。
しかし、素材を切り替えるだけでは根本的な課題解決には至らず、生産プロセスそのものの見直しや最適化が必要となります。ここで力を発揮するのが自動化技術です。
この記事では、自動化を活用して脱プラスチックを進めるための製造プロセス最適化の考え方と実践例を、初心者の方にも分かりやすく解説します。
脱プラスチックと製造業の課題
脱プラスチックの背景
- 海洋汚染、マイクロプラスチック問題
- リサイクル率の低さと環境負荷
- EUや日本のプラスチック資源循環促進法などによる規制強化
これらを受けて、包装材、部品、日用品などあらゆる製造現場で脱プラスチックの取り組みが求められるようになっています。
代替素材への切り替えによる課題
- 紙、バイオマスプラスチック、金属などは加工性・強度・コスト面で従来素材と異なる特性がある
- 同じ機械や工程が使えないケースも多く、生産性が低下する懸念がある
自動化が解決する3つのポイント
新素材への加工条件を最適化できる
自動化システム（特にCNC加工機や成形機のインテリジェント化）により、素材ごとに最適な温度、圧力、速度を自動調整可能。人手では難しかった繊細な対応が可能になります。
生産性と歩留まりを同時に改善
センサーやAIを使って、リアルタイムで成形状態・形状・温度を監視し、異常を即座にフィードバック制御。これにより、廃棄物の発生を防ぎながら、安定した品質での量産が実現できます。
代替素材の管理・トレーサビリティを強化
IoTによって材料のロットや使用量を管理し、製品ごとに「どの素材を使ったか」「何回再利用されたか」などの情報を記録。環境配慮型製品としての訴求力向上にもつながります。
自動化で脱プラを実現する工程別の工夫
成形工程
従来の射出成形機では、バイオマス素材や紙系複合材に対して不安定な動作になりやすい課題がありました。
→ サーボ制御＋AI補正アルゴリズムを搭載した成形機に切り替えることで、素材に応じた圧力・温度のリアルタイム最適化が可能となります。
加工工程
バイオプラスチックや紙素材は切削性や摩耗性が大きく異なるため、工具の摩耗・寸法精度の確保が重要になります。
→ 加工装置に切削負荷センサーやビジョンセンサーを追加し、刃物の摩耗状態や寸法ズレを即座に検出・補正することで、高品質を維持できます。
検査・包装工程
- バイオマス原料では色ムラやシワが出やすいため、画像検査装置とAIの連携で微細な欠陥も自動判定
- 包装資材をプラスチックから紙・フィルムへ移行する際も、パレタイジングや仕分けラインをロボット化することで柔軟に対応可能
実際の導入事例
事例1：紙ストロー製造ラインの全自動化
ある日用品メーカーでは、プラスチックストローの製造から脱却し、紙ストローの自動製造ラインを導入。
- 成形・切断・検品・包装までを一連の無人ライン化
- 不良率を40％改善しながら、従来と同等の生産スピードを維持
事例2：バイオマス素材への移行に伴うライン見直し
大手容器メーカーでは、従来の射出成形からバイオマス樹脂に対応する新型機を導入。加熱条件の自動最適化と共に、金型の開閉動作をセンサーで調整し、成形不良を25％削減することに成功しました。
脱プラスチックと自動化の相性が良い理由
- 素材が不安定でも、センサーとAIで制御可能
- 多品種少量生産に柔軟に対応
- 省人化・安定品質によるトータルコスト削減
- 持続可能性（サステナビリティ）をPRできる
これらの要素は、環境対応型製品の付加価値向上にも直結し、今後の製造業にとって大きな強みになります。
今後の展望
脱プラスチックへの流れは今後ますます加速すると見られ、政府や国際規制によって製造現場の取り組みが“義務化”される可能性も高いです。
その中で、自動化は「負担を増やす規制への対応手段」から「生産性と環境配慮を両立する戦略的投資」へと位置づけが変わっていきます。
また、リサイクル素材や複合材など、今後登場する新たな代替素材への適応も視野に入れた柔軟なシステム構築がカギになります。
まとめ
脱プラスチックに対応する製造現場では、新素材への対応・品質の確保・生産性維持という複数の課題が並行して存在します。
こうした課題に対し、センサー・AI・ロボティクスなどを活用した自動化技術の導入は非常に有効です。
環境への配慮と製造現場の効率化を同時に実現するために、今こそ「脱プラスチック×自動化によるプロセス最適化」を戦略的に進めていくタイミングといえるでしょう。
