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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モータースポーツは「走る実験室」だった!クルマの安全性はここから生まれた

高橋二朗

日本の国産自動車メーカーで現在唯一、モータースポーツの最高峰F1にエンジン供給する立場で参戦しているのがホンダ(本田技研工業株式会社)である。しかし、2021年いっぱいでレッドブルとアルファタウリの2チームに対する現行体制のエンジン供給を中止する。モータースポーツファン、ホンダファンにとっては、ちょっと寂しい。 ホンダの創始者・本田宗一郎氏は、1954年に「マン島TTレース」への出場を宣言した。イギリスの本土とアイルランド島の間に挟まれた洋上にあるマン島で行われるレースで、当時は2輪の世界選手権のひとつだった。世界中の2輪メーカーが凌ぎを削る檜舞台。このTTレースに打って出て、自社バイクの優秀性をアピールしようとしたのである。ホンダ創立からわずか5年あまりのことだった。1958年に参戦が実現する。そして、ホンダは、4輪乗用車メーカーへ進出するステップにもモータースポーツの最高峰F1への参加を宣言する。これらは、本田宗一郎氏の「走る実験室」という実戦を通じてバイク、クルマを開発する、性能を向上させるという考えが根底にあるのだ。

身を守る技術が向上

競技は、勝つか負けるかのふたつにひとつ。性能が劣れば負け、優秀であれば勝つ。技術を磨く方法としてモータースポーツは、明確に、そして即、答えが出る現場。しかし、どれほど優秀なマシンであっても、それを操るライダーやドライバーがあってこそ答えが出ることを忘れてはならない。人間の本能に訴える速く走る、勝つという欲を達成するためには、マシンの性能向上と共にドライバーの安全性も高めなくてはならなかった。そして、現代の乗用車やバイクに当たり前のように採用している普遍的な技術はモータースポーツで培われたものが多く使われているのである。

身を守るものとして最初に思い浮かべるヘルメット。最初のヘルメットは、お椀を逆さにした頭部だけを覆うものだった。やがて、ジェット型という頭部と顔の側面を覆うものとなり、現在サーキット競技では首から上を全て覆うフルフェイス型のヘルメット以外は使用禁止となっている。日本のヘルメットメーカーのアライ(株式会社アライヘルメット)は、世界一の安全性を誇るメーカーだ。一時期F1ドライバーの大多数が装着していた。筆者は何度かアライを取材した。驚くことに製造工程の一工程を除いて、すべて職人の手作業によってひとつひとつのヘルメットが造られている。それは、今も変わり無い。ヘルメットの任務は、衝撃から頭部、脳を守ること。完成品の衝撃テストで、ヘルメット無しと有りとでは、その衝撃は二分の一に吸収されていた。

アライが手がけるヘルメット。カラーリングもおしゃれ。(画像元:https://www.arai.co.jp/jpn/pro_ful.html)

普通乗用車に乗る場合にはヘルメットは無用だけれど、バイクにまたがる際には、ヘルメット着用は義務であり、モータースポーツにおける素材の研究・開発によって軽量化と安全性が向上した。時折公道を走行するバイクのライダーがヘルメットのベルトを締めずにいるシーンを見ることがある。万一の場合にヘルメットが外れてしまう可能性があり、被っていたとしてもその役目を果たしていない。アライの広報担当者もベルトを締めることを強く訴えていた。

またドライバーが着用しているレーシングスーツ、グローブ、シューズ、アンダーウエアは、全て燃えにくい繊維、素材で作られ、ヘルメットと共に国際規格に適合したものだけが使用を許される。

乗用車の安全性を生んだ
「走る実験室」から生まれた技術

走る、止まる、曲がる。クルマの基本的な動き、スピードの制御は、モータースポーツでは常に改善、向上が求められている。

レーシングマシンのシャシー構造は、軽く、そして剛性が高いものが望まれる。剛性が高いけれど重ければ速く走れない。軽くても剛性が低ければ、操縦性が不安定になってしまう。軽くてシャキッと走ってくれなくてはならない。最初は軽いパイプを骨組みとしたスペースフレームにボディを載せた構造だったが、後に金属の板を用いてフレームとボディを一体に構成したモノコック構造が用いられた。

モノコックは、元々1920年代に乗用車に採用されており、軽量で剛性が高く、衝撃の吸収性も高いメリットがあった。その後レーシングマシンにも採用され、今や素材が金属から炭素繊維シート(カーボンファイバーシート)を樹脂で張り合わせ、熱を加えて整形するカーボンモノコックへと発展している。金属よりもカーボンシートは整形の自由度が高い。そして、熱を加えると硬化して金属よりも硬くなる。衝撃に強い硬化したカーボンは、万一クラッシュした際にもドライバーを守ってくれる。F1をはじめレーシングマシンの殆どがカーボンモノコックのシャシーだ。硬いだけだと、乗っているドライバーの生身の体への衝撃が強すぎるために衝撃吸収構造(クラッシャブルストラクチャー)を備えていなくてはならないという車両規定がある。つまり、衝突した場合に適度につぶれて衝撃を吸収するのだ。乗用車の衝突安全性が高まった影には、「走る実験室」のデータが生かされている。しかし、カーボンモノコックはコストが嵩むために一部の乗用車にしか採用されていないが、今や金属モノコック構造でない乗用車を探すことは難しい状況だ。

レーシングマシンが転倒した場合にドライバーを保護するロールバーは、ご存知の方も多いと思うが、他にもドライバーを保護する装備がある。

クラッシュした際に頸部と頭部の衝撃緩和、保護するHANS(Head And Neck Support)は、2003年からF1で装着が義務化され、2009年からは国際レースすべてで義務化された。HANSの出現前は、クラッシュした時のものすごい衝撃によってドライバーの首(頚部)が伸びて、ハンドルに頭部をぶつけてしまい脳、頸椎への損傷を負うドライバーが多かったのだ。

また、ドライバーの頭部が外に露出しているフォーミュラカーでは、前方からクラッシュした際の頭部保護、何らかの飛散物が当たらないようにする防護装置Haloが、F1では2018年から、国内のトップフォーミュラ、SUPER FORMULAでは2019年から装備が義務つけられている。モノコックに3点支持され、ドライバーの頭部、ヘルメット周辺に環状になるために西洋絵画で描かれている聖人の光輪(Halo)からその名をもらった。レーシングマシンの安全装置では、このHaloが最新である。


Simpsonが公開しているHANSについての動画では構造を詳しく説明してくれている。(動画挿入:https://www.youtube.com/watch?v=vJvnBxW9j_c)

ブレーキはまさかの馬車から進化

コーナーをいかに速く走り抜けるか。
車体を安定させて衝撃を吸収しコーナリングするために不可欠なのがサスペンション。シャシーとタイヤを繋ぎ、ショックアブソーバー、スプリング、アームで構成されている。路面の変化を4輪各々のサスペンションが動いて安定させ、ショックを吸収させる。自動車の黎明期は、馬車から引き継がれたサスペンションは無く、シャシーと車輪の結合は車軸で固定されていた。つまり、車輪は動かなかった。乗用車のサスペンションは乗り心地と走行性能を向上させ、快適なドライビングを実現している。レーシングマシンでは、乗り心地を追求することはないが、特にコーナリング速度を高めるための調整を常に繰り返している。F1で培われたサスペンションがそのまま一般の乗用車に採用されてはいないけれど、世界に名だたるスポーツカーのそれには、レースの技術が流用されている。

スピードを制御する装置で一番活躍するのがブレーキだ。アクセルペダルを戻しても十分な減速は得られない。ブレーキペダルを踏みつけて回転するタイヤに制動をかける。サスペンションと同じく、最初のブレーキは、馬車から派生したモノだった。車輪自体に器具(ブレーキシュー)を押し付けて制動した。現在のようなペダルではなく、手でレバーを操作していたのだ。次に登場したのがドラムブレーキで、回転する自動車のホイールの内側の回転ドラムに内側からブレーキシューを押し付けて制動のブレーキペダルと連動させる。そして、回転する円形のディスクを板状のパッドで挟んで制動するディスクブレーキへと発展。ディスクブレーキは、現在ホールの内側に装着されていて、回転する運動エネルギーをブレーキシューやパッドで押さえつけ、挟んで摩擦を起こして熱エネルギーに変換させる。ディスクブレーキは、安定かつ確実に制動できる、モータースポーツで培われた技術で、スポーティな乗用車に採用されている。最新のディスクローターの素材は、ガーボン。摩擦係数が高く、瞬時に熱にエネルギー変換できる。よって制動力が高い。コーナー手前で短い距離で制動でき、コーナーの出口で瞬時に加速に移る必要のあるモータースポーツではディスクブレーキは不可欠。乗用車では高級車、スポーツカーにディスクブレーキが採用され、超高性能なスポーツカーにはカーボンディスクブレーキも用いられる例もある。

F1マシンに使われているブルボン製のブレーキ

縁の下の力持ち
タイヤが守る安全性

どんなに高出力で、どんなに操縦性の良いレーシングマシンでもタイヤがなかったら1ミリたりとも前に進むことができない。しかしながらタイヤはレーシングマシンのメインキャラクターとは認められない。タイヤは常に縁の下の力持ちで裏方的な存在だ。問題がないのが当たり前、だが、一度トラブルが起きると非難される。筆者は、タイヤ、タイヤメーカーの味方だと自負する。さて、黒くて円形のタイヤの構造は、あまり理解されないが、空気を内包するタイヤではラジアルとバイアスのふたつの構造がある。タイヤの芯となるカーカスの方向が斜めになっているバイアスと、中心から放射状のラジアル。一般乗用車用のラジアルタイヤの普及の方が早かったが、1970年代の後半にF1でターボエンジンが主流となると1,000馬力以上の大出力を路面に伝え、高速耐久性、操縦性、安定性が高いラジアル構造がバイアスにとって変わった。タイヤもモータースポーツで一気に開発の速度が高まり、また乗用車が高出力となったことも相まって、一般乗用車からスポーツカーまでラジアル構造のタイヤが使われている。バイアス構造は、建設用車両などで現在も使われている。

タイヤが黒いのは、カーボンをゴムに混ぜているからだ。ボディのカーボンモノコックと同じように熱を加えてゴムを適度に硬化させ、強度を高めるためにカーボンは用いられている。カーカスを含めて、芯となるナイロンやポリエステル、レーヨンの線をゴムでラミネートし、カーカスの外側に巻いて補強するベルトも鉄線が主流だが、レーシングタイヤにはアラミドが使われる。鉄に比べて軽く、回転するタイヤの素材は重いと遠心力で変形してしまうためで、それを抑えることが重要なのだ。タイヤのゴムは、天然ゴム、合成ゴム、いくつもの配合材が用いられている。接地面のトレッド部分のゴムは耐久性と耐熱性、グリップ性能、耐摩耗性を研究されている。その実験の場こそモータースポーツなのだ。クルマと路面の間に存在するタイヤ。ドライブする際にまるで空気のような存在で当たり前のようにクルマを支えてくれるタイヤの存在。それは当たり前であることがとてもすごいことなのだ。

高性能なマシンと華麗な走りで私たちを魅了するモータースポーツ。実は、その発展こそが私たちのクルマの安全性を高めているのである。

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(text: 高橋二朗)

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