サーキュラーエコノミーとは？射出成形分野におけるソディックの取り組みをご紹介

サーキュラーエコノミーとは

サーキュラーエコノミーは、地球環境に配慮した次世代型経済システムを表す言葉です。
従来の経済システム（リニアエコノミー）は、大量生産から大量消費、大量廃棄という一方通行の流れでした。
しかしこれでは資源の枯渇や環境負荷といった様々な問題が発生します。
そこで昨今注目を集めているのが、資源をできるだけ長く使い続け、廃棄物を最小限に抑える循環型の経済システム（サーキュラーエコノミー）です。
単なるリサイクルとは異なり、サーキュラーエコノミーは経済システムという大きな枠組みで持続可能な社会を目指す概念で、主に以下のような特徴があります。

• 設計段階から廃棄を減らす工夫
  製品やサービスは長持ちし、修理しやすく、再利用しやすい設計が求められます。
• 資源の再利用/再生
  使用済みの製品や部品を改修し、再利用することで、新たな資源の消費を減らします。
• 共有/サービス化
  製品を『所有』するのではなく『利用』する方向へシフトすることで、資源の効率的な活用を目指します（カーシェアリング・サブスク型サービスなど）。

身近なサーキュラーエコノミー

実はすでに私たちの身の回りには、サーキュラーエコノミーに取り組まれている製品がたくさんあります。
再生素材を使用したスニーカー、衣服店に設置されているリサイクルBOXなど、様々な形で実用化されています。

なかでもプラスチック製品は我々の生活に欠かせない身近なものであり、今日も大量のプラスチック製品が生産され消費されています。
それ故に、プラスチック製品製造の分野でも、サーキュラーエコノミー実現への取り組みは強く求められます。
プラスチック製品の多くは射出成形という方法で製造されていますが、この射出成形工程におけるサーキュラーエコノミー実現にはいくつかの課題があります。

射出成形工程におけるサーキュラーエコノミー実現の課題

ここでは、射出成形工程におけるサーキュラーエコノミーを実現するにあたっての主な課題を解説します。

使用済み製品の再利用による品質の不安定化

リサイクル製品は、消費者が廃棄した後のプラスチック製品を材料として使用するため、材料には多少なりとも劣化が生じています。
そのため、成形直後のスプルーやランナーを再利用する場合と比べて品質への影響は大きくなり、よりシビアな成形条件管理・品質管理が必要になります。

不均一形状の粉砕材使用による品質の不安定化

射出成形の材料には基本的にペレット状の樹脂が用いられます。
一方で、使用済み製品を砕いた粉砕材を使用した場合、粉砕材のサイズや形状がバラついているため、成形品質に影響が出る懸念があります。

製造プロセスの増加

上述の様に、粉砕材の品質改善のためのリペレットプロセスや、リサイクル材とバージン材を混合する定量混合器など、必要なプロセスが増加し、導入コストが上がってしまうという課題もあります。
結果的に、既存の製造プロセスからの大規模な変更・改造が必要となり、サーキュラーエコノミー実現のハードルは高くなってしまいます。

リサイクル材の品質管理

基本的にプラスチック材料はリサイクルを繰り返すたびに劣化していくため、何回までなら品質を維持しながら再利用できるのか、あるいはバージン材とリサイクル材の混合比はどの程度が適正なのかといった評価を行う指標と、それを測定する方法が必要になります。

サーキュラーエコノミーの課題を解決するソディックの独自技術

ここからは、上述した課題を解決するためソディックが開発した独自技術をご紹介します。

V-LINE^®構造

V-LINE^®構造はソディックが開発した独自機構で、樹脂材料の逆流を防ぐことで計量値と充填量のバラつきを最小限に抑えた定圧・定量成形を実現します。
詳細は以下の記事で解説していますので、ぜひ併せてご覧ください。

このV-LINE^®構造による成形安定性はサーキュラーエコノミーの実現においても有効で、バージン材と比べて劣化したリサイクル材や、サイズや形状が安定しない粉砕材を50%以上使用しても、品質の安定化・歩留まりの改善が期待されます。

リペレット不要のダイレクト水平リサイクル成形

『ダイレクト水平リサイクル成形』は、使用済み製品を材料として同じ製品を製造する成形システムで、サーキュラーエコノミーの概念と直結した技術です。
ソディックのV-LINE^®成形機では粉砕材をリペレットせず再利用することが可能であり、サーキュラーエコノミー実現の課題である製造プロセスの増加を抑えることができます。

乾燥レスと無人成形・自動化を両立する AI-VENT

サーキュラーエコノミー実現の課題である製造プロセス増加の抑制には、乾燥レス成形が有効です。
しかしながら乾燥レス成形を実現するベント式射出成形機には、樹脂供給量過多や溶融状態の不均一が原因で樹脂材料がベント孔から漏れ出すベントアップのリスクがつきまとい、安定した無人成形・自動化を実現することが困難でした。
『AI-VENT』はV-LINE®射出成形機に取り付けることで、センサでベント孔をモニタリングし、ベントアップの兆候を検知します。
センサからの信号は、スクリュの回転や樹脂の供給を調整し、成形停止を未然に防ぎます。
これにより、乾燥レスと無人成形・自動化を両立することができ、製造プロセスの削減に貢献します。

溶融粘度測定装置 Nendy-E

サーキュラーエコノミー導入課題である『リサイクル材の品質管理』には、溶融粘度の管理が有効です。
樹脂材料の溶融粘度は、最適射出成形条件を決める重要なパラメータの1つであり、リサイクル材の再利用回数や、バージン材との混合比の基準値を検討する際の指標として活用可能です。
しかしながら、従来の溶融粘度測定には専用の装置が必要であり、導入コストや利便性の面で課題がありました。
そこでソディックが開発したのが『Nendy-E』です。
Nendy-Eは、V-LINE^®成形機のノズルを外して専用アタッチメントに交換するだけで、樹脂材料の溶融粘度を機上測定することができる特別装備品です。
詳しくは以下の記事で解説していますので、ぜひ併せてご覧ください。

まとめ

今回はサーキュラーエコノミーの概要と、射出成形工程におけるサーキュラーエコノミーを実現するソディックの最新技術をご紹介しましたがいかがでしたでしょうか？
環境問題がより一層重要視されるこれからの時代、ソディックは循環型社会の実現に向けて日々技術開発を進めています。
射出成形工程におけるサーキュラーエコノミーシステム導入にご興味がございましたら、ぜひお気軽に以下のリンクからお問い合わせください。