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Technology

保有技術

再生プラスチック使用率の向上

概要

2015年のSDGs 発表から脱炭素や循環社会に対する世界的な意識が高まってきています。リコーグループは循環型社会の実現に向け、デジタルカラー複合機の再生プラスチック使用率を向上させることで、お客様の事業活動での環境負荷低減に貢献しております。

技術詳細

技術の特徴

本技術は、以下の技術で構成されます。

再生プラスチック搭載拡大に向けた取り組み

複合機に使用されているプラスチックはPC、ABS、PS、PETなどが挙げられますが部品数は1000個を超えるため、新規材料を用いた部品開発には多大な工数がかかることが課題でした。循環型社会の早期実現や、調達量の安定しないリサイクル材料を複数品種使いこなすことを目的に、材料変更時の量産金型を用いた試作評価を不要とする金型共通化判定プロセスを新たに開発しました。

金型共通化判定プロセス
成形収縮率はISO2577 での評価が主流となりますが独自の評価方法を採用している材料メーカーも多く、同一条件で比較することが難しいことからETRIA独自の評価方法で材料置換時の金型共通可否を判定するプロセスを開発しました。 ISO2577 の試験片は正方形であることから、フィラーの配向に伴う寸法精度悪化を検出し難いため長方形型の試験片を用いることで異方性が大きくなり,従来よりも高精度な評価方法を実現しました。
金型寸法から成形品寸法を引いた値を金型寸法で割ったものを成形収縮率として算出し、所定の収縮率に到達する保持圧力を変更前の材料と比較しRank 分けを実施することで金型共通可否を判定しています。

図1:収縮率評価結果図1は、樹脂材料の収縮率評価結果を示しています。
左のグラフでは、変更前材料の保持圧力と収縮率の関係を基準値に基づいて
Rank1~Rank3に分類し、成形条件の適正範囲を評価しています。
右のグラフでは、変更前材料と再生材A~Dの収縮率を比較し、保持圧力が高いほど収縮率が低下する傾向が確認できます。
再生材ごとに収縮率の変化幅が異なり、寸法精度への影響を把握するための指標となります。

表1:金型共通化判定結果

収縮率 判定結果
再生材A Rank1 成形条件変更なしで金型流用可能
再生材B Rank3 金型流用一部可。
寸法の小さいものなど部品限定される
再生材C Rank2 成形条件変更で金型流用可能
再生材D Rank4 金型流用不可

材料メーカーから提示された収縮率ではAA<DD<変更前材料<BB<C の順に大きくなることが予想されましたが、今回の加工性評価ではBB<CC<AA<変更前材料<D の順となっています。部品試作を実施し本プロセスの妥当性を検証しました。

部品試作での結果考察

図2:試作部品と寸法評価結果図2は、試作部品の寸法と評価結果を示しています。
左側は部品の外形図で、幅622.5mm、高さ473mmの寸法が記載されています。
右側のグラフでは、変更前材料と再生材A~Dの寸法差を評価し、
寸法考査の上限・下限を基準に比較しています。
再生材Dは下限を超える寸法差があり、再生材Bは上限を超える寸法差があります。

再生材A ,C は部品の寸法公差範囲内となり材料変更可能であることが分かりました。B ,D は寸法公差範囲外となり材料変更不可となり、金型共通化判定と同様の結果が得られました。
今後もこの技術を活用し製品の新規資源使用率を削減し、循環型社会の実現を推進していきます。

活用事例

「RICOH IM C6010/C5510/C4510/C3510/C3010/C2510」(2023年2月発売)では業界トップ*1となる本体樹脂総重量の約50%(重量比)に回収材(再生プラスチック)*2を使用しポストコンシューマープラスチック使用量:約5600t/年 、CO2削減効果:約35000t/年を実現し、開発前の従来の仕様(5%)と比較し10倍の効果を得ました。
*1 2023年1月25日現在 米国・連邦政府が調達要件として採用している環境評価システム「EPEAT(Electronic Product Environmental Assessment Tool)」のA3複合機登録情報において。リコー調べ。
*2 一度使用されたプラスチックを回収し、再利用して作られたプラスチックのこと。

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