環境配慮型素材難燃性再生プラスチック SORPLAS™ | 環境適用型素材 | 技術 | ソニーセミコンダクタソリューションズグループ

概要

SORPLAS（Sustainable Oriented Recycled Plastic／ソープラス）は、水ボトルや光ディスク等を由来とする複数の性質の異なる回収ポリカーボネートと、独自開発した難燃剤（PSS-K）やその他の添加剤を用途に応じて最適にブレンドすることによって組成される高再生材率の難燃性ポリカーボネートです（図1）。
独自開発した難燃剤は、一般的な他の難燃剤に比べ十分の一以下の添加量でポリカーボネートを同等レベルにまで難燃化することができます（図2）。このため、ポリカーボネートが本来保有している強度や耐熱性や耐久性などの特性を保持することが可能となります。

技術解説

独自の難燃剤(PSS-K)について

この難燃剤は、ポリカーボネートが保有する難燃性を極微量でさらに高める化学構造を有しています。このため、リン系など他の難燃剤では最大全体の十数%混合させる必要があるのに対して、1％未満の添加量で同等の難燃性を実現することができ、再生材使用率99%を実現できました。添加が極少量で済むため、プラスチックが本来持つ特性を生かすことができます。このため、熱や衝撃への耐性などについても、高い特性を持つ難燃樹脂を造ることが可能です。

リサイクル素材の最適なブレンドについて

プラスチックを成形する工程の課題として、金型に流し込む素材の粘度が硬すぎると素材が金型全体に流れていかず、柔らかすぎると強度が弱くなってしまうという、流動性と強度のバランス問題があります。

バージンプラスチックの場合には、製品が求める材料特性に適した原料を使用できますが、再生材においては逆に原料となるリサイクル素材の特性を活かした対応が求められます。特に大型の外観部品においては、極めて精度の高い成形加工性や強度の担保とともに、光沢、調色などの外観品位も併せて求められるため、これまで再生材の割合が高いプラスチックを採用することはとても困難でした。

そうした課題を乗り越えるために、SORPLASでは回収ポリカーボネートの特性を詳細に分析、複数の素材を最適にブレンドすることでお客さまのニーズにあった組成を実現し、再生材使用率は高いままで流動性と強度のバランスを実現しています。

持続性社会の実現に向けたリサイクル素材の探求

SORPLASは、リサイクル素材の利活用によって持続性社会の実現をめざしています。リサイクル素材は、社会生活を豊かにする製品が廃棄されることにより生み出されるもののため、製品の流行によって利活用すべきリサイクル素材にも変化が起きています。
たとえば光ディスクは徐々にデジタル配信へと置き換えられ、生産・消費量に減少傾向が見られますが、一方で、需要が増えているポリカーボネート素材も存在します。
SORPLASでは、このような世の中の需要動向に応じて、環境負荷を低減しつつ、高品質な素材の提供ができるよう、最適なリサイクル素材の探求を日々行っています。

SORPLASの製造工程紹介

SORPLASは、現在原料として活用しているディスクや水ボトルの回収材を破砕・加工して、独自の難燃剤(PSS-K)、着色剤及びその他の添加剤とともに混ぜ合わせるだけのとてもシンプルな工程でできあがります。
ここでは加工や混合プロセスの詳細も含めて紹介します。

学術的評価と技術革新：SORPLASの研究成果

SORPLASの技術開発は、多数の学会や専門誌で発表されています。これらの研究発表を通じて、SORPLASの技術は学術的な観点からも検証が進められ、環境負荷の低減と素材性能の向上を目指す技術として、サステナブル社会の実現に向けた取り組みを続けています。

実績
・nano tech (国際ナノテクノロジー総合展・技術会議) 特別シンポジウム　2025年1月31日開催
- タイトル：難燃再生ポリカーボネート（SORPLAS）の特徴と今後の展開
- 発表者：栗山晃人
・日本工業出版　技術雑誌　「プラスチックス」 2024年11月号
- タイトル：難燃性再生ポリカーボネート（SORPLAS）の特徴と今後の展開
- 発表者：栗山晃人・稲垣靖史
・第73回高分子討論会　2024年9月25日開催
- タイトル：積極的な加水分解を用いた分子量制御による廃ポリカーボネートの用途拡大
- 発表者：栗山晃人・稲垣靖史
・技術情報協会技術書「プラスチックのリサイクルと再生材の改質技術」　2024年2月29日発刊
- タイトル：高再生材率難燃ポリカーボネイトの開発事例
- 発表者：稲垣靖史
・JEMA「環境配慮設計に係る発表会」　2023年9月27日開催
- タイトル：難燃性再生プラスチックSORPLAS™の開発
- 発表者：大江貴裕
・サイエンス＆テクノロジー社技術書「プラスチックの循環利用拡大に向けたリサイクルシステムと要素技術の開発動向」　2023年3月30日発刊
- タイトル：高再生材率難燃ポリカーボネートSORPLAS™の開発
- 発表者：稲垣靖史

活用事例

薄型テレビ筐体

テレビデザインの大型化や薄型化に伴って、筐体や内部部品向けプラスチックのニーズが時代と共に変化しています。このようなニーズの変化に合わせたSORPLASをタイムリーに開発しています。

テレビで最も面積の大きい背面カバーにSORPLASを採用している例では、質の高い仕上がりを保ちつつ、バージンプラスチックの使用量を従来比で最大約60%削減しています。

また、使用済みテレビの背面カバーから回収したプラスチックを、ソニーのテレビブラビア®の新商品に再利用する「水平リサイクル」の実用化に取り組んでいます。

ノート型パソコン

ノート型パソコンのさまざまな部品としてSORPLASが採用されています。軽量かつ強度が要求される筐体、信頼性が必要な内部部品、衝撃性と長期熱劣化耐性が求められるACアダプターやバッテリーパックで採用が進んでいます。

2024年に採用されたGetac社の製品では、頑丈な本体を支えるCap top, Hinge, Keyboardの支持部品と、電源ボタンにSORPLASが活用されています。同社とは今後もさまざまな部位での活用や、さらなるユースケースの開発に共同で取り組んでいきます。