その他

東北大学など　水と高圧氷の界面に「新しい水」を発見

, , ,

2020年9月8日

　東北大学と北海道大学、産業技術総合研究所（産総研）、東京大学はこのほど、高圧下で水が凍ってできる氷の表面に、通常の水とは混ざらない異構造・高密度の「新しい水」を発見したと発表した。水の異常物性を説明する「2種類の水」仮説の検証に新たな道を示した。

　水はありふれた存在だが、特異な物性をもつ奇妙な液体であり、多くの自然現象を支配している。たとえば雪だるまが作れるのは、0℃以下でも存在する氷表面の液体層のおかげだ。

　マイナス20℃、248M㎩の低温高圧条件で生成する氷Ⅲの、加減圧時の成長・融解過程を光学顕微鏡で観察。加圧成長時には界面に流動性の均質な液体膜が形成し、加圧を止めると不均質化して迷路のような模様になった。これは通常の水と新しい水が混ざり合わない異なる構造をもつことを示している。

　減圧融解時には活発に動く微小液滴が形成。この水は液滴の濡れ角から高密度であり、分子動力学シミュレーションからは氷Ⅲに近い構造であると考えられる。以上から、水/氷界面にはナノメートルオーダーの氷から水へ連続的に変化する液膜があるという通説に反し、マイクロメートルスケールの高密度水の液膜が存在することが明らかとなった。

　また25℃、954M㎩の常温高圧条件で結晶化する氷Ⅵ/水界面にも高密度の新しい水の生成がレーザー干渉顕微鏡で確認され、水/高圧氷界面の高密度水形成の普遍性が示された。なお、通常の氷は氷Ⅰhで六角柱状の格子構造、今回の低温高圧環境下の氷Ⅲは立方体構造、常温高圧環境下の氷Ⅵは底面が正方形の直方体構造である。

　今回の融液/結晶成長挙動の解明は、融液から機能性材料が生成する過程の解明に、さらには太陽系天体内部の高圧状態の氷から天体の形成過程の解明にも役立つと期待される。

日本製紙　抗ウイルス・抗菌・消臭性セルロースを開発

, , ,

2020年9月8日

　日本製紙はこのほど、「抗ウイルス」および「抗菌・消臭」性能をもつ変性セルロース（開発品）を開発したと発表した。

変性セルロース単体と金属イオンを担持させた変性セルロース
変性セルロース単体と金属イオンを担持させた変性セルロース

　セルロースナノファイバー（CNF）製造の中間体である変性セルロースを原料とし、表面に金属イオンを担持させることで高い抗ウイルス性能、抗菌・消臭効果が発現した。セルロースであるため不織布、紙などへの加工が容易で、不織布をベースとする衛生材料、フィルターなど日用雑貨・工業用途への採用が期待される。

金属イオン担持変性セルロースを不織布に加工したサンプル
金属イオン担持変性セルロースを不織布に加工したサンプル

　同変性セルロースを配合した不織布による性能試験の結果、2種のウイルスを用いた抗ウイルス性試験では2時間後にウイルス感染価は99.99％以上低減、3種の細菌による抗菌性試験では18時間後に菌数は99.9％以上低減、またアンモニア、酢酸、硫化水素の消臭試験では2時間後に臭気量は90％以上低減した。不織布用途以外では、「抗ウイルス」「抗菌・消臭」性能をもつ紙製品（印刷用紙ほか）の上市を9月上旬に予定している。

　同社グループは「紙でできることは紙で。」を合言葉に、再生可能な資源である「木」を原料とし、リサイクル可能な「紙」「パルプ」に新たな機能を付与した多彩な製品を提供。今後も、新たな機能をもつ製品を開発し、「紙」「パルプ」の利用シーン拡大に努めていく考えだ。

 

NEDO　廃プラリサイクルのプロセス技術開発に着手

,

2020年9月7日

　新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）はこのほど、廃プラスチックを適正に処理し資源として循環させるための「革新的プラッスチック資源循環プロセス技術開発」事業に着手すると発表した。今年度からの5カ年計画で事業予算は35億円、研究開発は4項目、委託先は24団体だ。　

　現在廃プラは年間約900万t、そのうち再生利用（マテリアルリサイクル）は約210万t（うち約90万tは輸出）、コークス炉やガス化原料（ケミカルリサイクル）は約40万t、固形燃料、発電、熱利用など熱エネルギー回収（エネルギーリカバリー）は約500万tである。

　しかし最近のアジア新興諸国の輸入規制の強化や、SDGs、ESG投資などによる再生プラの利用拡大に対し、廃プラの資源価値を高め、経済的に資源循環させることが必要。リサイクル技術を発展させ、資源効率性の向上、付加価値の創出、CO2の排出削減が求められる。

　資源循環は①再生方法に則した廃プラの選別、②同等性能材料への再生（マテリアルリサイクル）、③石油化学原料への転換（ケミカルリサイクル）、④再生困難な廃プラからのエネルギー回収・利用（エネルギーリカバリー）のプロセスから成り、各々に開発項目を設定した。

　①は「高度選別システム」で、多種・混合、汚染廃プラを複合センシング・人工知能、ロボットを使って高速・高精度に自動選別する技術。②は「材料再生プロセス」で、劣化要因を解明しそれに応じた材料再生・成形加工する技術。③は「石油化学原料化プロセス」で、再生困難な廃プラを既存の石油精製・石油化学設備で分解・転換する技術。そして④の「高効率エネルギー回収・利用システム」は、再生困難な廃プラを、単純な焼却ではなく燃焼エネルギーを効率よく回収・利用する技術だ。

　これら技術を適用し、2030年度までにこれまで国内で再資源化されていなかった廃プラのうち約300万t/年の有効利用を目指す。

DSM　吉田カバンの記念モデルに強化レザーを提供

, , , ,

2020年9月7日

　DSMはこのほど、ECCOレザー社と共同開発した「ダイニーマ ボンデッドレザー」が、日本の老舗メーカーの吉田カバンが販売する「PORTER フリースタイル」シリーズの新製品に採用されたと発表した。

「ダイニーマ ボンデッドレザー」は、DSMの、鉄の15倍の強度を誇り世界最強の繊維と言われる「ダイニーマ」繊維を、ECCOレザー社の高品位レザーにボンディング加工することで独特な質感を演出する。通常、レザーの薄さを極限まで追求すると、耐久性が低下する懸念があるが、「ダイニーマ」繊維の軽量高強度の特性を生かすことで、極めて薄く高強度のハイブリッドレザーが実現した。

　吉田カバンは、創業85周年の記念モデル「PORTER フリースタイル」シリーズに、このハイブリッドレザーを採用することで、「フリースタイル」シリーズのコンセプトを現代的にアップグレードすることに成功した。

　なお、「PRTER フリースタイル ダイニーマ レザー」はPORTE表参道で販売を開始しており、今後は他店舗でも展開を予定している。

東ソー　CO2分離回収の技術開発がNEDO事業に採択

, , , ,

2020年9月7日

　東ソーはこのほど、九州大学と共同提案した「革新的CO2分離膜による省エネルギーCO2分離回収技術の研究開発」が、新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）の委託事業に採択されたと発表した。

　同事業は、「NEDO先導研究プログラム/エネルギー・環境新技術先導研究プログラム」の中で行われる「産業部門のCCUS/カーボンリサイクルの抜本的な省エネ化に資するCO2分離・回収技術」に公募したもの。

　採択された技術では、アルカノールアミンを高分子マトリックスに担持した高分子膜からなるCO2分離中空糸膜モジュールを活用する。このアルカノールアミンを使ったCO2分離膜は、高いCO2選択性を示すため、高純度のCO2を分離回収することが可能になる。

　今回の委託事業では、産学連携を通じ、同中空糸膜モジュールを利用することで、省エネルギー型石炭火力発電の排ガス中から、CO2を分離回収する技術の確立を目指す。委託期間は今年6月から来年3月まで。

　東ソーは、気候変動問題に関わる課題として、温室効果ガス（GHG）排出量削減への取り組みが事業の中長期的な成長に繋がると考えている。今後も引き続き、エネルギー使用の効率化、GHG排出量の削減、CO2の分離回収・原料化による有効利用に向けた技術開発を推進し、持続可能な社会の実現に貢献していく。

ハイケム　副生ガスからEG生産、CO2削減へ

, , , , ,

2020年9月7日

C1ケミカル軸に経済性・環境性の両立を目指す

　ハイケムのC1ケミカルが新たなステージに入った。先月、同社がもつ「SEG技術」を採用した、製鉄所の副生ガスを利用してエチレングリコール（EG）を製造する世界初のプラントが稼働を始めた。

中国・山西沃能化工科技のEGプラント。ハイケムのSEG技術により副生ガスから年産30万ｔを製造
中国・山西沃能化工科技のEGプラント。ハイケムのSEG技術により副生ガスから年産30万ｔを製造

　SEG技術とは、水素とCOからなる合成ガス（Syngas）を原料とし、ポリエステル繊維やペットボトルの原料の1つとなるEGを非石油由来で製造する技術。

　今回の取り組みでは、製鉄所のコークス炉や高炉から排出される副生ガス中の水素とCOを活用する。COを燃やしてCO2にすることなく、EGの原料として利用し炭素を固定することから、CO2の発生を抑制。同プラントが通年で稼働した場合、年間56万tのCO2排出量を削減できるとしている。

　同プロジェクトは、中国の大手民営鉄鋼企業である山西晋南鉄鋼集団の完全子会社「山西沃能化工科技」との共同によるもので、製鉄所からの副生ガスを原料に年産30万トンのEGを製造する。2017年にハイケムがSEG技術のライセンス供与を行っていた。

　同社が目指すのは、C1ケミカルのトータルソリューションカンパニー。今年度からの中計に基づき、C1ケミカルを川上・川下へと拡大する「水素エネルギー事業」と「生分解性ポリマー事業」への展開が始まったところだが、その中心となるのがSEG技術のライセンス事業になる。

　同社は2009年に同ライセンス事業に参入した。宇部興産がもつ石炭由来の合成ガスからシュウ酸ジメチル（DMO）を製造する技術と、さらにDMOからEGを生産するパイロット技術に注目。ハイケムは、後工程のDMO水添によりEGを製造する実機を確立し、両社の技術を中国企業にライセンスしている。

　さらに、COからDMO、DMOからEGの生成に必要な銅触媒・パラジウム触媒も、同社の中国・南通にある触媒工場から提供しており、EGのビジネスモデルを構築した。第1基目のプラントは2012年に稼働。以降、高純度のEGを安全・安定的に供給することが高く評価され、製造するEGは中国国内の大手ポリエステルメーカーへの採用実績も多い。

　SEG技術は、CO2削減効果が見込めるエコな技術としても注目を集める。石炭・天然ガスをはじめ、各種産業排気ガスなどを原料として利用でき、炭素を固定するためだ。

　現在、合計23件、約940万t規模のライセンス供与を行うが、このうち75万tのEG製造にはコークス炉ガスなどの産業排気ガスを原料として使用する。そのプラントが全て稼働した場合、年間125万tのCO2を削減できる見込み。また、バイオマス原料やCO2を利用したEG製造も技術的には可能であり、研究開発を進めている。

　同社は「炭素利用効率を上げて空気をきれいにする」をビジョンの1つに掲げ、事業活動を通じて環境の豊かさに貢献していく。

 

東京大学など　「めっき」で高性能有機トランジスタを製造

, , ,

2020年9月4日

　東京大学と産業技術総合研究所（産総研）の共同研究グループはこのほど、「無電解めっき」による高精細パターニング金電極を有機半導体に貼り付けた高性能有機トランジスタの製造に成功した。

　有機半導体は印刷で作れるため、RFID（近接無線通信）タグや種々のセンサーなど膨大な数のデバイスを使うIoT時代に有望な基盤材料。移動度（動作速度）も実用レベルに達している。

　有機半導体の電極には、キャリア効率が高く酸化されにくい金や銀の貴金属薄膜が使われる。製造には高真空・高温/プラズマプロセスを要し、高真空チャンバーとポンプ、電極の微細パターニング用のリソグラフィーなどが必要で、高額設備投資、コスト、環境負荷が量産化の課題だった。

　今回、材質表面を金属被覆できる「めっき」のうち、薬品を用いる「無電解めっき」により真空プロセスなしで金電極を作製した。まずフッ素系高分子薄膜に真空紫外光LEDを照射し、銀微粒子インクが濡れる領域をパターニング（親液・撥液パターニング）。そこに銀微粒子インクを塗布して銀微粒子層のパターンを形成する。それを金めっき液に浸すと、銀の触媒作用で銀微粒子層表面に金の薄膜が被膜される。これでリソグラフィープロセスなしで10㎛程度の高精細パターニングが可能となった。

　この金電極を、同グループが開発した電極転写法により有機半導体上に取り付けて有機トランジスタを試作。ゲート電圧・ドレイン電流から求めた移動度は10㎠/Vs程度と実用レベルで、金属-有機半導体界面の接触抵抗も120Ωcm程度と十分に小さく、単分子層有機半導体（厚さ4㎚）の本来の性能を引き出せることを実証した。

　「無電解めっき」で、積層デバイスの大面積化が可能となり、半導体側の制約も減る。また、めっき液は基本的に有機溶媒を含まない水溶液で再利用が可能なため、環境負荷も小さい。低コスト・低環境負荷、フレキシブルエレクトロニクス用のプロセスとしての利用が見込まれる。

　今後、有機半導体を用いたソフトエレクトロニクスの社会実装やバイオエレクトロニクス分野への貢献が期待される。

 

 

日本触媒　三次元細胞培養容器を変形性膝関節症の研究へ提供

, , ,

2020年9月4日

　日本触媒はこのほど、独自開発した3次元細胞培養容器「ミコセル」を、そばじまクリニック（大阪府東大阪市）で開始する脂肪幹細胞凝集塊による臨床研究に提供すると発表した。今回の臨床研究は、患者自身の脂肪由来幹細胞を用いた変形性関節症に対する臨床研究で、「第2種再生医療等計画」を再生医療等委員会へ申請し承認された。

　「ミコセル」は、培養基材表面に細胞が適度に接着する非生物由来の材料で作られており、粒子径の揃った細胞凝集塊を多量に作製できることが特徴。細胞凝集塊では、従来の2次元で培養された細胞とは異なり、体内の状態に近い細胞が得られることが知られており、細胞凝集塊の作製技術は近年注目されている。

　市販されている細胞凝集塊形成を目的とした培養容器は、容器内部に細胞接着性の低い処理を施したものが一般的で、得られる細胞凝集塊は基材との相互作用をしない状態（浮遊状態）。これに対して、「ミコセル」は培養基材表面に細胞が適度に接着した細胞凝集塊が形成するため、他の培養容器で形成される浮遊の細胞凝集塊にはないさらなる高機能化と、投与疾患部で有効に働く効果が期待されている。

　また、「ミコセル」で作製した細胞凝集塊は、今回の臨床研究開始にあたり、2次元で培養された細胞や他の3次元培養容器で作製した浮遊の細胞凝集塊と比較して高い機能と安全性をもつことを非臨床で確認している。

　さらに、ミコセルは①培養時の培地交換が容易で操作性に優れる、②容器内部に設置した区画分けで均一な大きさの細胞凝集塊が多量に形成する、③細胞凝集塊の形成後に、薬剤を用いることなく凝集塊の剥離・回収が可能、といった特徴があり、効率的な細胞凝集塊の作製を実現する。

　日本触媒は、今回の臨床研究を通じ、「ミコセル」を使い作製した細胞凝集塊の安全性が実証されることにより、細胞凝集塊を用いた治療の実用化と再生医療のさらなる発展に向けて大きく貢献ができると考えている。

「ミコセル」の特徴
「ミコセル」の特徴

 

DIC　水処理事業で米デュポンと戦略的パートナーシップ契約を締結

, , , ,

2020年9月4日

　DICは3日、同社と米国グループ会社サンケミカルが、水処理用中空糸脱気製品の世界的な拡販を目的に米デュポンと戦略的パートナーシップ契約を締結したと発表した。

　今後、工業用の水処理用途で使われる大型中空糸脱気モジュール「セパレル」シリーズのグローバルでの販売独占権をデュポン・ウォーター・ソリューションズに付与することで、アジア、米国、欧州地域の販売を拡大し、2021年には同事業の売上高を2019年比で約2倍の増収を目指す。

　デュポンは、限外ろ過膜、逆浸透膜、イオン交換樹脂など、世界をリードする水の浄化と分離技術のポートフォリオをもつ。水処理設備メーカーなどの顧客は、DICの中空糸脱気モジュールとデュポンの製品を組み合わせて使用することが多いため、今回の提携は、顧客に対してトータルソリューションサービスの提供が可能になる。

　今後は、DICの中空糸脱気関連製品「セパレル」シリーズのうち、水処理用途の製品ブランド名をデュポンのブランド「LIGASEP」へ変更する予定だ。なお、デュポン・ウォーター・ソリューションズとの独占的パートナーシップは、水処理市場にのみ適用。DICグループは、引き続き「セパレル」を製造し、独自の脱気技術を活用してインクジェットインキ市場を含む他の産業市場へ販売していく。

　DICグループは、中期経営計画「DIC111」の中で、環境に配慮した製品や高機能製品を社会へ提供することで、社会貢献と成長の実現を目指すことを事業方針に据えている。今後も中空糸膜モジュールの市場要請に対応した高機能な製品を提供し、世界的な事業規模拡大に努めていく方針だ。

三菱ケミカル　アクリル樹脂板、4月以降受注が急増

,

2020年9月4日

コロナ禍の生活様式に対応、飛沫感染防止に効果

　アクリル樹脂は、加工の自由度やガラス以上の透明度、野外での変形や劣化などの変質を起こしにくい耐候性、軽量・強靭という極めて優れた性質から、〝プラスチックの女王〟と呼ばれる。

アクリル板を使用した対面パーティション
アクリル板を使用した対面パーティション

　三菱ケミカルは1943年より、アクリル樹脂板「アクリライト」の製造を開始。これまで看板や水族館の水槽といった幅広い用途に使用され、国内トップシェアを誇る。昨今では、新型コロナウイルスの飛沫感染防止と日常生活を両立する「新しい生活様式」の中で、人と対面する際に飛沫感染を防止するパーティション用途として注目が高まり、4月中旬以降、受注が劇的に増加している状況だ。

　同社の「アクリライト」は光との相性が良く、透過や遮断、偏光によって様々な性質を操り、光の透過ではガラスよりも高い透明度をもつ。またグレードによっては、最大幅2763mm×最長6000mmという生産サイズが可能であり、大型看板の制作にも最適。用途は非常に幅広く、看板や水槽のほかにも、液晶ディスプレイのバックライト、照明、携帯電話やデジタルカメラの表示窓、美術館の展示ケース、住宅・商業施設をはじめとした建材など多岐にわたる。

　こうした中、コロナ対策として、「アクリライト」の特徴あるグレードが、飛沫拡散防止パーティションの素材に採用が進む。中でも独自の連続キャスト製法で製造している高品質押出グレード「アクリライトEX」は、加工性、耐擦傷性、視認性、耐薬品性に優れ、パーティションなどに手軽に使える。

　オフィスやクリニックなど、来客と近距離で接する機会の多い受付での設置に適しており、同社エントランスの受付でも、「アクリライトEX」パーティションを設置。反射防止フィルム「モスマイト」を貼付することで光の反射を抑え、自然な会話ができている。

アクリル板を使用した飛沫防止用パーテーション
アクリル板を使用した飛沫防止用パーテーション

　「アクリライト」の出荷は4月中旬から加速度的に増加している。緊急事態宣言が発出されてからは、金融機関、コンビニ、スーパー、病院など、対面接客が必要な業種からの引き合いが強かったが、宣言解除後は、オフィスやレストランなどで、人同士の間を分ける用途向けが伸びている。海外では、航空機内への導入も検討されており、公共機関への採用拡大が期待されている。

　同社では現在、耐擦傷性を高め傷がつきにくい「アクリライトMR」や、すりガラス調でありながら表面が平滑なためウイルスが付着しにくい「アクリライトフロスティ」の採用活動を展開。さらに、「アクリライト」の抗ウイルスグレードを開発しており、医療機器や病院など高機能が求められる需要を取り込むことを目指している。また、将来的な製品の交換に伴う廃棄問題を見据え、リサイクル体制構築への取り組みも開始した。

　今後、アクリル樹脂板の需要は、一層の採用範囲の広がりが見込まれ、ロックダウンが解除される海外でも、第2波に対する備えとして感染防止策が展開されていくと見られる。同社は、「アクリライト」の需要は、これから1~2年増加し続け、その後新たなウイルス感染防止や置き換え需要により当面の間は、ニーズが高い状況が続くと想定している。