テクノロジー TECHNOLOGY

リサイクル循環のすべてに関わることで、真のサステナブル社会が実現する

富山 英三郎

サステナブル、SDGs、カーボンニュートラルなど環境にまつわるワードが飛び交う現在。一部ではトレンドとして消費されている側面もあるが、環境への取り組みは地球規模で求められる切実な問題となっている。石灰石を主原料とした素材LIMEX(ライメックス)を開発した株式会社TBMでは、素材メーカーの枠を超えてリサイクル循環の全工程に関わるビジネスを展開。その真意を探った。

環境への配慮が
一過性のトレンドではない時代

環境保全への取り組みだけでなく、貧困や教育、ジェンダー平等まで包括的に盛り込んだSDGs(持続可能な開発目標)。CO2排出量に焦点を絞ったカーボンニュートラルへの取り組みなど、身の回りの環境に対する興味関心が世界的に高まっている。かつて環境問題は賛否両論のある議題だったが、異常気象の発生頻度が世界中で高まっていることもあり、より身近な事柄として捉える人たちも増えた。それはMZ世代(ミレニアル世代とZ世代を合わせた造語)と呼ばれる若い層において顕著になっている。

さらに、新型コロナウイルスの影響によるサプライチェーンの混乱もあり、素材や部品の価格が乱高下する事態も頻繁に発生。従来の枠組みだけでは対応できない状況が増える中、社会全体がシステム変更を求められる場面が増えている。

そんな中、注目を集めているのが、2011年設立のTBMが開発したプラスチックや紙の代替製品を成形できる複合素材「LIMEX(ライメックス)」である。

石灰石を主原料とする
リサイクル可能な複合素材

「LIMEXは炭酸カルシウムなど無機物を50%以上含んだ素材であり、主原料は石灰石になります。石灰石は世界各地で採掘できる安価な素材で、資源の乏しい日本でも自給自足できるほどあります。また、炭酸カルシウムは石灰石を粉砕して製造するので、石油プラスチックと比較して原材料調達段階でのCO2排出量を約1/50も削減できるんです」。そう語るのは、TBM経営企画本部の土井英人氏。

石灰石を原料とする紙の代替製品は以前からあり、ストーンペーパーと呼ばれている。木材パルプを使わないため森林伐採が起きず、製造時に水をほとんど使わないので水不足にも対応するなど環境に優しい。また、水濡れに強く強度もあり、理論上はリサイクル可能といった魅力がある。
TBMの社長もかつては台湾製ストーンペーパーの卸売をしていたが、品質が安定しないという不満により自ら開発に着手。しかし、紙の代替である「LIMEX Sheet(ライメックスシート)は大量生産がうまくいかず苦労を重ねた。

その後、パートナー企業の協力もありプラスチックの代替品製造に成功。世間的に海洋プラスチック問題が浮上し、脱プラスチックが叫ばれるタイミングでもあり大きな注目を集めるようになった。

「実際に触っていただくとわかりやすいのですが、ツルッとした質感が特徴で、そこが類似品との大きな違いです。一般的に炭酸カルシウムなど無機物を50%以上含ませるとザラついたり厚みがバラついたりしてしまうんです。LIMEXシートは最薄で150ミクロン(0.15mm)のものがあり、厚みも均一なので冊子などにも利用されています。現在はさらに薄いシートも開発中です」

LIMEX Sheet(ライメックス シート)

LIMEX Sheetはさまざまコーティングができ、各種印刷方式にも対応。防水性があり汚れが落ちやすいシートは、吉野家やガストといった外食チェーンのメニュー表として採用されている。その他、ポスターとして活用されることも多い。評価されたのは機能面のみならず、アップサイクル(再製品化)可能なサステナブル性を満たしている点にある。

既存の機械でさまざまな
プラスチック製品に成形可能

プラスチックの代替品が成形可能なLIMEX Pellet(ライメックスペレット)においては、さらに熱い視線が注がれている。読んで字の如くペレット状になっているため、これまでプラスチック製品を作っていた機械であれば、多少の調整をかけるだけでLIMEXを使った成形ができる手軽さも魅力だ。

LIMEX Pellet(ライメックスペレット)

「プラスチック代替製品として一番売れているのがLIMEXを使ったバッグです。レジ袋タイプのものからリユーザブルバッグ(リサイクル素材を使ったエコバッグ)まで幅広く人気があります。その他、食品用容器は140℃までの耐熱性があり電子レンジの使用も可能なので、デリバリーはもちろん冷凍食品の容器としても使われています」

ロット数によってバラつきはあるものの、一般的なリサイクル素材よりも安価に作れるというのも魅力。それら複合的な要素が重なり、LIMEX製品を使っている会社はすでに6000社を超えた。

回収からアップサイクルまでの
システムも構築

良いことづくめのLIMEXではあるが、古紙(既存の紙)やプラスチックとして回収されてしまうとリサイクルが難しい。燃えるゴミになる分には問題ないが、あくまでも主成分は炭酸カルシウムなので紙やプラスチックとは再生方法が異なってしまうのだ。

「使用済みのLIMEXは再ペレット化して、新たな製品に生まれ変わらせることができます。現在はそこからさらに発展させて、プラスチックなどの再生材料を50%以上含むCirculeX(サーキュレックス)という新たな素材ブランドもスタートさせています」

CirculeXは、使用済みのLIMEXのみならず一般的なプラゴミなどで作る再生素材・製品およびその仕組みのこと。現在、急ピッチで回収の仕組みづくりをおこなっており、そのひとつに自治体との連携がある。一例としては神戸市との実証実験。これは市民や企業から回収したペットボトルキャップやストレッチフィルムなどを使用して、指定ゴミ袋を期間限定で製造・販売するというもの。その他にもいくつかの自治体と連携する動きを見せている。

さらには専用アプリを開設し、LIMEXまたはペットボトルキャップを提携ショップの回収ボックスまで持参するとポイントがもらえ、集めたポイントは社会貢献団体への寄付やTBMの運営するECサイト「ZAIMA(ザイマ)」で使用することができる取り組みもおこなっている。また、同社は先月末、使用済みのLIMEXと廃プラスチックを自動選別・再生する国内最大級のリサイクルプラントプロジェクトの始動を発表した。

「弊社では“サステナビリティ革命を起こす”というスローガンを掲げています。つまり、サステナビリティ分野でトップランナーを目指すということです。そのためにできることはスピード感を持って進めています」

「CirculeX」という名前を付け、意匠を凝らしたロゴを作り、取り組み自体をブランド化させている点にも大きな意味がある。

「プラスチックのリサイクルは石油価格にすごく影響されるんです。石油価格が上がると再生材料に人が集まり、下がると人がいなくなるということが起きる。そんな状況では廃棄プラスチックの回収業者を含めシステム自体が安定しません。市況に関わらず再生材料の需要を安定させる目的もあって、CirculeXだから買おうというお客様を増やしていきたいんです。それこそがサステナブル社会への近道だと考えています」

水や森林資源に乏しい国々からも
注目を集めている

前述のように国内で6000社以上との取り組みがある同社は、海外にも目を向けている。

「日本にいると認識しづらいですが、水資源に乏しい国はとても多いんです。そういう場所は森林資源も乏しいわけです。わかりやすくイメージできるのは砂漠の多い中東などです。そういう国々に対しては、水を節約しながら紙の代替品が作れることが大きなアドバンテージとなります」

その他の国々においても、原料となる石灰石を自国で採掘できるので、輸入原料を減らしながら自国生産できるというメリットがある。コスト削減のみならず、安定供給ができるという点でも有効だ。

カーボンニュートラルの考え方からもわかる通り、今ではシステムの一箇所だけを抜き出すだけでは「環境対応をしている」とは言えなくなっている。原料採取、製造、輸送、ゴミ処理、再生産などトータルで環境に優しいかという「本質」が求められている。そこには正しい知識や情報の開示など、真摯な姿勢が求められる。TBMでは各種データの公表を積極的におこなっており、サステナブル社会の実現という社会課題に向けて高い技術を用いながら挑んでいる。

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(text: 富山 英三郎)

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「半分、青い。」に登場した、ピアノを弾くロボットハンドの生みの親とは?【the innovator】前編

飛田 恵美子

カシャカシャ、とロボットの指がピアノの鍵盤に触れ、「ふるさと」のメロディを優しく奏でる。NHK連続テレビ小説「半分、青い。」で5月に放送された、印象的な1シーンだ。このロボットの手を製作した東京都立産業技術高等専門学校医療福祉工学コースの深谷直樹准教授は、独自の“からくり”による機構を使った高性能ロボットハンドの研究開発を行っている。ロボットハンドの現在地と未来予想図を、深谷氏に伺った。

人間の手や指の構造を模倣、
さまざまな形状の物を掴めるように

深谷氏が開発したロボットハンドの特徴は、とても単純な制御だけで、さまざまな形状の物を掴むことができる点にある。従来のロボットハンドには、果物や工具のように一つひとつの形や重さがバラバラなものを持つことが難しいという課題があった。指の一本一本、関節の一つひとつにセンサーやモーターを組み込み制御する方法では、多数の電子部品を制御する複雑なプログラムが必要となる。その分操作やメンテナンスの難易度が高く、電力の大量消費や耐久性といった点からも産業利用には壁があったのだ。

この課題を解決しようと深谷氏が考えたのが、独自の“からくり”だった。“からくり”とは、電子制御に頼らず望ましい動作を実現する機械装置の構造的な仕掛けを指す。

「人間の手や指の微妙な構造を模倣した独自の“からくり”を開発しました。すべての関節が機械リンクで結合していて、物体に馴染み、自動的にバランスを取るというもので、協調リンク機構と名付けています。センサーは使わず、基本的には1個のモーターのみで5本の指を動かします。

具体的にどう動かすかというと、つまみを引くだけ。私たちは普段、物を掴むときに“まず親指の関節を30度曲げて……”なんて思いませんよね。それと同じで、直感的に引くだけで勝手に手前にある物に巻き付くという構造なんです」

これまで、業界ではロボットの指は人間が設計した通り、1ミリ単位で精密に動くものという先入観があったと深谷氏は話す。それによって制御が複雑になっていった。しかし、過程はどうあれ、最終的に物を掴むことができればいいはず。こう考えて仕組みをシンプルにしたことで開発に成功した。

「人差し指と中指だけで、薬指と小指はねじれないんです。物を持つときに親指と人差し指・中指を使うことが多いから、ここだけ進化したのでしょうね。いままで見てきた解剖学の文献には載っていなかった発見でした」

解剖学や人間工学といった分野も横断しながら、深谷氏は少しずつロボットハンドを人の手に近づけている。

“からくり”を応用した3種類のロボットハンド

本研究の枠組みは、新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)の委託事業において、ダブル技研と共に行っている。3者は今年1月、“からくり”を応用したロボットハンドを3種類発表した。「F-hand」「New D-hand」「オリガミハンド」だ。

「F-hand」は、人間の手の構造や大きさを模倣した5本指のロボットハンド。前述した果物や工具のほか、ストローなどの細いもの、3kg程度の荷物も持つことができる。

用途として想定しているのは、農作物の収穫や食品工場での箱詰めなど。将来的には、インフラ関係の設備メンテナンス、建築現場での施工、災害現場など危険を伴う場所での作業、家事ロボットとしての食器洗いや掃除などを代替していくことを見込んでいるという。

「New D-hand」は、前述の“からくり”、協調リンク機構を持つ指を3本にすることで「F-hand」とは違った特徴を持たせた産業用ロボットハンド。より大きくて重い物を掴むことができるのが特徴だ。物流・製造業における搬送、組み立て、加工工程等に適していて、既にダブル技研を通じて自動車メーカーや研究所などで使用されている。

金属でできた上記2つのロボットハンドと違い、「オリガミハンド」はその名の通り一枚の紙でできたロボットハンドだ。レーザーカッターで切り出した紙を折り曲げてのり付けするだけの簡単な構造で、つまみを引くと指が曲がる。

鮭やコロッケなど傷つきやすいものを優しく掴める上、金属部品などの異物混入リスクがないため、弁当の具材詰めなどに向いている。縮小・拡大印刷するだけでさまざまなサイズになり、プラスチック段ボールに印刷し強度を増すことも可能。安価で使い捨てができるので、介護ロボや手術ロボなど衛生が求められる現場での活用も期待されている。

なお、「半分、青い。」に登場したピアノを弾くロボットハンドは、「F-hand」を応用し、見た目を昭和55年に開発されたロボットWABOT-2に似せて製作したもの。実際のWABOT-2は指先でタンタンタンと力強くピアノを弾くというが、番組制作スタッフからの「ヒロインの幼なじみが夢を見つけるシーンだから、ドラマチックにしたい」という要望を受け、ロボット的になりすぎないよう、柔らかく滑らかに演奏したという。F-handが人の手に近い構造を持っているからこそ可能になった演奏だ。

後編につづく

深谷 直樹
東京都立産業技術高等専門学校荒川キャンパスものづくり工学科医療福祉工学コース准教授。工学博士。ものづくりを中心とした医療福祉・ロボット関連の研究を行う。

(text: 飛田 恵美子)

(photo: 壬生マリコ)

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