産総研と阪大 世界最薄のフレキシブル生体計測回路を開発

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2019年8月26日

 産業技術総合研究所(産総研)と大阪大学の関谷毅教授らの研究グループは、世界最薄・最軽量の生体計測用信号増幅回路の開発に成功した。

産総研用 写真 有機トランジスタを厚さ1マイクロメートルのプラスチックフィルム上に集積
有機トランジスタを厚さ1マイクロメートルのプラスチックフィルム上に集積

 生体の微弱な信号を、装着感なく、正確に計測できる差動増幅を薄くて柔らかい有機回路で実現。歩行などの外乱ノイズを除去できる機能を搭載したことで、手軽で高精度の生体計測が可能になり、高度な生体計測など新たな価値創造が見込まれる。

 例えば、計測回路の装着性と密着性が向上したことで、スポーツ時の激しい体の動きを伴う場面でも生体計測が容易になる。また、得られるリアルタイムで長時間の生体計測データを利用することで、病気の早期発見や治療の効率化、高齢者や患者の見守り、運動負荷の監視などへの活用が期待されている。

 同開発は、阪大産業科学研究所の関谷教授、植村隆文特任准教授(産総研特定フェロー兼任)を中心とした研究グループと、産総研が阪大内に設置した「産総研・阪大 先端フォトニクス・バイオセンシングオープンイノベーションラボラトリ(PhotoBIO‐OIL)」によるもの。両者の先端技術を融合することで、多彩な生体分子を計測する次世代バイオセンシングシステムの研究開発を行っている。

胸に貼ったフレキシブル生体計測回路
胸に貼ったフレキシブル生体計測回路

 ヘルスケアや医療用途の生体計測回路はこれまで、シリコントランジスタに代表される硬い電子素子で構成されていた。しかし、硬い電子素子が柔らかい肌などの生体組織に触れると炎症を起こしやすいため、日常生活での長時間の生体信号計測は困難だった。

 同研究グループは、電気が流れる半導体部分が有機材料の有機トランジスタを使用。柔軟な電子素子を、厚さ1㎛の薄くて柔らかいプラスチックフィルム上に集積し、装着感のないフレキシブル生体計測用回路を開発した。

 作製した回路は差動増幅回路とよばれる2つの入力端子をもつ信号処理回路。従来の1つの入力端子しかもたないシングルエンド型の増幅回路と比較すると、微弱な生体電位を増幅できるだけでなく、外乱ノイズを取り除くことも可能になった。

 人への生体計測の実施では、重要な生体信号である心電信号のリアルタイム・低ノイズ計測を実証した。両者は高精度な生体計測を通じ、医療費削減や人々のQOL向上といった、様々な社会課題の解決に貢献していく考えだ。研究成果は16日の英国科学誌「ネイチャー・エレクトロニクス」(オンライン)に発表した。

NEDO 汎用元素のみの熱電発電モジュール開発に成功

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2019年8月23日

 新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)はこのほど、環境調和性に優れる鉄‐アルミニウム‐シリコン系熱電材料を高性能化させ、低温熱源を用いてIoT機器の駆動やBLE通信が可能となる発電量を得ることに成功し、同熱電材料を使った熱電発電モジュールを世界で初めて開発した。

開発に成功した鉄-アルミニウム-シリコン系熱電発電モジュール(1cm角サイズ)
開発に成功した鉄-アルミニウム-シリコン系熱電発電モジュール(1cm角サイズ)

 同開発は、物質・材料研究機構(NIMS)、アイシン精機、茨城大学が参画するプロジェクト。21日に都内で行われた記者会見で、NEDO省エネルギー部の吉岡恒部長は「熱を電気に直接変換する熱電素子は、テルル系化合物を使ったものが知られているが、テルルは非常に毒性が強い上にレアメタル(希少金属)だ。それに対して今回開発した熱電素子は、汎用元素の鉄、アルミニウム、シリコンといった

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帝人 スーパー大麦と水溶性食物繊維使用のカレーを発売

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2019年8月22日

 帝人はこのほど、事業展開している機能性食品素材のマーケティング活動を加速するため、スーパー大麦「バーリーマックス」と水溶性食物繊維「イヌリア」を使用した新製品「食物繊維にこだわったスーパー大麦キーマカレー(イヌリン入り)」を開発し、販売を開始した。

 「バーリーマックス」は、βグルカンやフルクタンなどの水溶性食物繊維や、レジスタントスターチ(難消化性でんぷん)を豊富に含む非遺伝子組み換え大麦。帝人は、2015年にオーストラリアのヘルシー・グレイン社と、日本における「バーリーマックス」の独占共同開発契約を締結し、日本での臨床試験や素材特性を生かした製品開発などを行い、販売を拡大している。

 一方、「イヌリア」はオランダの食品素材メーカーであるセンサス社が製造するイヌリン。主にキク科の野菜であるチコリから作られた天然由来の水溶性食物繊維で、帝人は昨年、日本における独占販売契約を締結し、国内で「イヌリア」ブランドの製品開発や顧客開拓などマーケティング活動を展開している。

 今回、販売を開始する「スーパー大麦キーマカレー(イヌリン入り)」は、「バーリーマックス」と「イヌリア」の双方を配合した初めての製品で、1袋(1人前)に1日の摂取目標量である20g以上の食物繊維を含有。また、動物性原料を使用しておらず、肉の代わりに「バーリーマックス」を配合してヘルシーに仕上げた。

 帝人は、新製品の販売開始を契機として、機能性食品素材ビジネスの拡大に向けてマーケティング活動を強化していく。また、1人ひとりが生まれてから最後の日を迎えるまでの人生を支えることを目指し、今後も機能性食品素材の開発・販売に注力することで、世界中の人々のQOL向上に貢献していく考えだ。

ユニチカ 耐腐食性のあるポリエステル樹脂接着剤を開発

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2019年8月20日

 ユニチカは19日、銅などの金属とポリエチレンテレフタレート(PET)などの樹脂フィルムに良好な接着性を示すとともに、金属の腐食による接着性の低下を防ぐポリエステル樹脂接着剤を開発したと発表した。

 同開発品の特長は、従来は別工程だった防錆処理と接着層塗工を一度の塗工で同時に行えること。工程簡略化につながるほか、メッキレスで金属の腐食を抑制できる環境にも配慮した製品だ。同社の飽和共重合ポリエステル樹脂「エリーテル」の耐腐食性グレードとして新たにラインアップする。

 近年の急速なエレクトロニクス化により、さまざまな分野で高度な電子機器を搭載するケースが増えている。自動車や通信端末などでは、小型化にも対応できる強力な接着性だけでなく、屋外など過酷な環境で使用するための腐食に対する耐性も求められ、これらの機能が両立できる材料が望まれている。

 こうしたニーズが高まる中、同社の「エリーテル」が長年培ってきた、ポリエステル樹脂設計技術やワニス調合技術、量産製造技術を駆使することで、接着性と耐腐食性を両立する接着剤の開発に成功した。

 優れた接着性をもつ同開発品は、銅やアルミニウム、ステンレス鋼などの金属、PETやポリ塩化ビニル、ポリカーボネートなどの樹脂フィルムに対して良好な接着性を示す。また、優れた耐腐食性も併せ持ち、メッキ処理を施すことなく金属の腐食を抑制することができる環境配慮型製品だ。

 同開発品がもつ特長から、フレキシブルフラットケーブル(FFC)では、PETやポリイミドなどの絶縁被覆樹脂とメッキレス銅線との接着性や耐熱性、フィラー配合性を生かした難燃性が評価され、現在FFCの量産化検討が実施されている。

 同社は今後、耐腐食性と接着性の両方を兼ね備えたさまざまな部材への需要を取り込み、同開発品の売上高を2021年度に1億円まで成長させていく考えだ。

JNC 高性能な有機ELディスプレイ用青色発光材を開発

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2019年7月16日

 JNCは16日、関西学院大学の畠山琢次教授とJNC石油化学の共同研究チームが、量子ドットやLEDを超える色純度を持つ有機EL(OLED)ディスプレイ用青色発光材料の開発に成功したと発表した。

 OLEDディスプレイは液晶ディスプレイに代わるFPDとして実用化が進んでいるが、有機系発光材料は、発光の色純度が低い(発光スペクトル幅が広い)という欠点がある。

 色純度が低いと、ディスプレイに使用する際に、光学フィルターにより発効スペクトルから不必要な色を除去して色純度を向上させる必要があり、結果としてディスプレイの輝度や電力効率が大きく低下してしまう。

 また、フィルターによる色純度の向上には限界があるため、ディスプレイの広色域化が難しいという問題もあり、色純度が高い発光材料の開発が望まれていた。

 畠山教授らは、発光分子の適切な位置に2つのホウ素と4つの窒素を導入し、共鳴効果を重ね合わせることで、発光スペクトルの広幅化の原因である伸縮振動の抑制に成功し、窒化ガリウム系LEDやカドミウム系量子ドットを超える色純度を持つ有機系青色発光材料(ν‐DABNA)の開発に成功した。

 同研究チームは、2016年にν‐DABNAのプロトタイプとしてDABNAの開発に成功しており、ハイエンドスマートフォンのOLEDディスプレイに実用されている。

 今回開発したν‐DABNAは、DABNAを大きく上回る色純度と発光効率を示しており、OLEDディスプレイの高色域化、高輝度化、低消費電力化、ブルーライトの低減などが期待できる。また、市販のディスプレイでボトルネックとなっている青色発光素子の性能が向上することで、素子構造と製造工程の合理化が可能となり、ディスプレイの低コスト化にも貢献できる。

 同研究を通じて確立した分子設計によって、今後、さらにすぐれた特性を持つ発光材料を開発することも可能になる。なお、同研究成果は、7月15日(英国時間)に英国科学誌「Nature Photonics」のオンライン速報版で公開されている。

BASF PPAの新製品を発表、高温耐熱性部品が可能に

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2019年7月9日

 BASFはこのほど、新しいポリフタルアミド(PPA)「ウルトラミッド・アドバンストT2000」を発表した。

 新製品は幅広い温度範囲で優れた機械的特性と誘電特性を発揮するため、構造用ノートパソコン部品を介した精密な難燃性コネクタから、スイッチや超小型回路遮断器まで、E&E産業や自動車産業における新用途に適した素材となっている。

 射出成形時の流動性が高いことから薄肉設計が可能で、表面品質も良好。部品の形状保持力を向上させる。漏電による過熱時でも構造物が容易に溶融せず、外部からの機械的衝撃にも耐性をもつ。

 さらに、ガラス繊維強化グレードはガラス転移点より高い温度でも、高い強度と容易な加工性を提供する。このため、金属で作られているアクチュエータ、トランスミッションセンサー、クラッチ部品などの水出口弁、水ポンプ、燃料システム部品といった自動車部品の代替品となる。

 絶乾状態・調湿状態の両方で、適用温度の全範囲にわたって優れた強度・剛性・抵抗率が要求される用途に適している。洗浄剤や塩化カルシウム、クーラント、燃料、オイル、潤滑油のような一般的な自動車関連用品に対して良好な耐性を示す。

 標準PA66と同等の衝撃強度と、標準脂肪族ポリアミドより低い吸水性を示し、高い寸法安定性をもたらす。融点(310℃)が高く、熱変形温度が280℃(HDT‐A)を超えるため、部品が変形することなく、鉛フリーはんだ付けに適している。

 また、効率的に加工でき、流動性は柔軟性や靭性を損なうことなく、他の高温ポリアミドよりも著しく優れる。他のグレードやポリアミド、一般的なPPAとの溶接やレーザーマーキングなど、いくつかの後加工も可能だ。

 同社PPAチームの責任者は「特に最先端の難燃性能により、最新のE&Eデバイスの実現を可能にした」と述べている。

積水化成品 耐熱120℃のビーズ発泡体の量産化を確立

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2019年7月2日

 積水化成品工業は1日、耐熱120℃のビーズ発泡体の量産化技術を確立したと発表した。同社は、120~200℃までの幅広い耐熱要求に応えるエンジニアリングプラスチックと、スーパーエンジニアリングプラスチックを主原料とする発泡体の開発に取り組んでおり、「ST‐Eleveat」としてブランド展開している。

 今回、量産化技術を確立した製品は、120℃・168時間の条件下で寸法収縮率が1%以下という耐熱性のほか、難燃性や軽量性にも優れる特長をもつ。難燃性では、自動車内装材料の燃焼性試験FMVSS302に適合しており、軽量性では非発泡樹脂成形品と比べ80~90%の軽量化が可能だ。

 また、特殊成形機に頼らず、ビーズ粒子径が小さいため複雑な形状の製品も成形が可能。ベース樹脂を5~10倍に発泡することから省資源性が高い環境対応製品となっている。

 近年、省エネや二酸化炭素排出量低減の観点から、構造部材の樹脂化やCFRP(炭素繊維強化プラスチック)の活用などによる軽量化が進んでいる。しかし、従来のビーズ発泡体の耐熱温度は80~100℃以下程度のため、エンジンルーム内などの高温となる部位での実用化は進んでいない。そのため、構造部材として適用可能な高耐熱、高強度かつ軽量化に寄与する樹脂素材が、自動車や輸送用機器市場から求められている。

 同社は今後も、耐熱120℃以上のラインアップ拡充を加速させていき、グローバルに市場開発を進めていく考えだ。「ST‐Eleveat」ブランドとして、2023年に80億円の売上を目指す。

 なお、今月17~19日に、ポートメッセなごやで開催される「人とくるまのテクノロジー展2019名古屋」では、試作成形品を出展する予定(ブース番号:第3展示館・№144)。

JSR 5G高速伝送用絶縁材料を開発、販売を開始

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2019年7月2日

 JSRは1日、第5世代移動通信システム(5G)用の低誘電率、低誘電正接絶縁材料を開発し、販売を開始したと発表した。

 5Gで利用される高周波数領域では、信号の伝送損失を抑える低誘電率、低誘電正接のプリント基板材料が求められている。同社は独自の合成技術を駆使して、低誘電率、低誘電正接を特長とした高周波プリ ント基板向け絶縁材料を開発した。

 同材料はスマートフォンなどで用いられるフレキシブル銅張積層板(FCCL)のベースフィルムと、低粗化銅箔への高い密着力を持ち、高温多湿下での使用でも優れた電気特性を維持する。銅箔は伝送損失低減のために表面の平滑性が求められる一方、絶縁膜との十分な密着性確保のためには表面にある程度の粗さも求められる。

 従来、表面積を広げ、立体構造によるアンカー効果を持つ粗化処理(表面を粗くする処理)をしないと、十分な密着力が得られない場合もあったが、同社の材料は低粗化(比較的粗くない)銅箔でも高い密着力を示す。

 また、同材料は熱硬化性材料で硬化前の流動性が高く、高周波プリント基板配線の埋め込み性に優れ、一般的な設備が使用できる200℃以下の加工が可能だ。プリント基板の上下の配線層の接続に必要な穴空け加工性や、めっきとの密着性にも優れている。

 5Gは現状と比較して100倍の伝送速度、1000倍の大容量化を実現する、携帯電話などに使用される通信技術。2020年に国内での運用開始が予定されており、ニーズも高まってくることが予想される。

 なお、17~19日にかけて東京ビッグサイト青海展示棟で開催される5G/IoT通信展で、同材料を使ったLow Loss TPE(Thermosetting Polyether)FCCLを湖北奥馬電子科技と共同出展する。

 

三井化学 クリエイターと光で空間を作るレンズを製作

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2019年7月2日

 三井化学は、これまでなかったような新しい視点で「素材の魅力」を分かりやすく伝える、クリエイターとのコラボレーションプロジェクト「Material Meets Creative Team」の第7弾を、広告・クリエイティブの専門誌「月刊ブレーン」8月号に発表した。

 第7弾は同社グループの持つレンズ素材と光学設計技術を組み合わせ、ライゾマティクスの坂本洋一氏とのコラボレーションで、光で空間を作り出すレンズ「optical walls」を製作した(紹介動画:https://youtu.Be/DsmtPiimPtQ)。

 同社はメガネレンズ材料やスマートフォンカメラレンズ材料などの光学材料を保持しており、特に高屈折率メガネレンズのデファクトスタンダード材料「MRシリーズ」では、さまざまなラインアップを保有している。

 今回同社グループのアークが持つ光学設計技術と組み合わせ、光の形状を変化させる「optical walls」を製作した。拡散光のLEDの光が「optical walls」を通過することで、直線光に変換され、何もない場所に光で区切られた空間を創り出す。

 今回の「optical walls」のコンセプトは、これまでのレーザーやプロジェクターを用いた空間演出ではなく、安全性が高く、軽量な新しい空間演出のアプローチを実験すること。今回のレンズ設計を用いることで、軽量な光学パーツで済むため、例えばドローンを使った空間演出などを容易にする。

 なお、プロダクトのアイデアとコンセプトの背景を、特設ウェブサイト・https://www.Sendenkaigi.com/mccr/で後日公開する。

 

ポリプラスチックス 自動車燃料系部品向けにPOM新グレードを開発

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2019年6月26日

 ポリプラスチックスは25日、自動車の燃料系部品向けに「ジュラコンPOM(ポリアセタール)」の新グレード「H140‐54C」を開発したと発表した。

 「ジュラコンPOM」の標準グレード「M90‐44」は、長年、日本とアジアの自動車燃料系部品に採用されてきた。この豊富な採用実績から、同社では各種燃料がPOMに与える影響についての知見と評価方法を確立している。

 一方、欧米では成形性の良さを考慮した、POMの高流動タイプ(MFR14g/分相当)のグレードが採用されている。 そこで、欧米での高流動タイプへのニーズに応え、長年の知見を生かした高流動・高剛性新グレード「H140‐54C」を開発した。

 高剛性化により製品肉厚の薄肉化を狙い、薄肉化によって起こる射出成形時のピーク圧の上昇を、高流動化することによって抑制する。これにより、部品の小型化・薄肉化を図ることができる。

 自動車の燃料系部品とは、燃料タンクに接続されて稼働する部品の総称。燃料系部品には機械特性に加え、 耐燃料性・熱的特性などが求められる。耐燃料性が良好で、長期耐久性に優れる同社の「ジュラコンPOM」は、フューエルポンプモジュールなど多くの燃料系部品に使われている。

 同社では今後も、世界中の顧客のニーズに対応して最適なソリューションを提供することで、顧客のものづくりに貢献していく。