バイオマス樹脂材料技術

富士ゼロックスは、複写機などに使われるプラスチック材料を環境に優しい材料に置き換えていくための研究開発に取り組んでいます。

バイオマスプラスチック（植物由来プラスチック）は、原材料である植物が光合成によって大気中から二酸化炭素を吸収し、その二酸化炭素を利用してプラスチック材料を作っていることになり、排出される二酸化炭素の量は植物が吸収した分だけとなります。この考え方をカーボンニュートラルといいます(図1)。

図1:カーボンニュートラルの概念

しかしながら、バイオマスプラスチックは石油由来のプラスチックに比べて、

外部からの衝撃に対して壊れやすい
火がつきやすく燃えやすい

など、耐久性や安全性の面で課題があり、複写機などの長期間使用される電気製品への利用は進んでいませんでした。

富士ゼロックスが開発したバイオマスプラスチックは、とうもろこし由来のポリ乳酸と呼ばれる樹脂材料の割合が、重量比で30%以上という既存トレンドより高い量の植物由来樹脂を含有しながら、これまでのプラスチックと同程度の強度と難燃性を実現しました。このプラスチックは日本バイオプラスチック協会のバイオマスプラマークを取得しており、製品に搭載され始めています。

植物由来のポリ乳酸(PLA)は硬くてもろい性質があり、従来のプラスチックと同等の強度を確保するために

強度の高い石油系プラスチックと混ぜ合わせるポリマーアロイという技術を採用

また、強度を確保するためには両者を均一に混合することが重要であり、このために、

PLAと石油系プラスチックの粘度差を小さくする添加剤を加え、混練や成形条件をコントロールして、両者を均一に混合する技術を開発

開発されたバイオマスプラスチックの内部を顕微鏡で観察すると、混合しにくいはずのPLAと石油系プラスチック(写真1の状態)が均一に混ざり合っていることが分かります(写真2の状態)。このため、植物由来のPLAを多く含んでも強度の極めて高いプラスチックが実現されているのです。

写真1：技術導入前

単純にPLA、PCを混合した時のポリマーアロイの内部構造写真。黒い部分がPCで白い部分がPLAに相当。もろいPLAが外側になっていて強度が十分にとれない。

写真2：技術導入後

新たに開発した条件でPLA、PCを混合した時のポリマーアロイの内部構造写真。強度の高いPC(黒い部分)を外側にして、PLA(小さく見える白い粒)が内包された状態となっている。大きな白色部は、別の添加剤。

バイオマス樹脂材料技術

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