高機能・ライフサイエンス・原料・素材

ランクセス　世界初のCF製スマホにコンポジット採用

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2021年5月28日

　ランクセスはこのほど、世界初のカーボンファイバー（CF）製スマートフォンの筐体に熱可塑性コンポジットシート「テペックス（Tepex）」が採用されたと発表した。カーボン・モバイル社の「Carbon1 MKⅡ」で、これまでのプラスチックとアルミニウムを複合材に置き換え、軽量性、スリムなデザイン、サステナビリティの新しい基準となるスマートフォンだ。

　CFは強靭で軽量な構造体の製造に適するが、電磁シールドとして作用するため外部からの無線信号を遮断し、内部からの信号も通過させずに構造体の外側に分散させる「ファラデーケージ」を形成するため、コネクテッドデバイスには不可能だとされてきた。

　今回の「無線対応」CF製の素材は、カーボン・モバイル社開発の特許技術「HyRECM」でRF信号を透過する複合材をCFに融合させ、さらにデバイスの接続性を高めるためにCF構造に導電性インクを3D印刷・結合させて生み出されたもので、コネクテッドデバイスの可能性を切り開くものだ。

　筐体に使われるベース素材「テペックス ダイナライト」シリーズは極めて細い1Kの連続カーボンファイバーフィラメントで強化された連続繊維で、高い機械的ストレスを受ける超軽量コンポーネント用に開発されたもの。筐体はCFRPの剛性を最大限に生かしたモノコック構造で、筐体内部のスペースを圧迫する補強材はなく、重さは125g（従来の3分の2）、厚さ6.3㎜（従来の4分の3）で、プラスチックの使用は5％未満だ。高い強度と剛性により薄くかつ日常の使用にも耐える強靭な筐体で、さらにマットブラックのCFはスマートフォンの外観にハイテクな印象を与える。

　また、できる限りリサイクル可能な素材を使用し、筐体に使用した複合材はリサイクルも容易で、新しい用途に再利用できる。すべてのコンポーネントは容易に交換して修理できるため耐用年数は長く、電子廃棄物の発生も防ぐとしている。

旭化成　3密見える化ソリューション、千代田区へ提供

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2021年5月28日

　旭化成はこのほど、東京都千代田区における新型コロナウイルス感染症拡大への対策として、3密（密閉、密集、密接）の状況を見える化するソリューションを同区に対し提供すると発表した。千代田区は旭化成のCO2センサーを「千代田区新しい日常店」に配布する。

CO2センサーと「換気 View」アプリ
CO2センサーと「換気 View」アプリ

　CO2センサーで密閉・密集の状況をモニタリングすることにより、適切な換気を管理できることが広く知られている。同社は昨年より、新型コロナ対策として、自社のCO2センサーを活用した「3密見える化ソリューション」の実証実験を飲食店や官公庁と共同で行ってきた。今回、千代田区の「疫学的なエビデンスに基づいた感染予防対策を講じていく」という方針に、CO2濃度を指標とした換気管理のための技術が貢献できることからCO2センサーが採用された。

　同社のCO2センサーは、スマートフォンやタブレットなどのスマートデバイスと組み合わせることで、周囲のCO2濃度を表示。バッテリー駆動で約1年間作動し、スマートデバイスに専用アプリケーション「換気View」をインストールすれば簡単に無線接続でき、だれでもCO2濃度を参照できる。本体には配線がなく、工事不要でどこにでも設置可能で、状況に応じて再配置することも容易だ。

　アプリケーションは標準版（無償）とPRO版（有償）の2つ。標準版は室内のCO2濃度をリアルタイムに表示し、ユーザーが換気の必要性を判断できる。PRO版はiPadでのみ作動し、CO2濃度と湿度を参照でき、CO2濃度が設定値を超えた時に画面表示やアラーム音で換気を促すほか、設定したメールアドレスにアラートメールを配信する機能もある。

　千代田区は「千代田区新しい日常店」の取り組みに応じた独自の認証レベルを設定。同社はCO2センサーをクラスⅡの約200店舗に配送し、今月末にはクラスⅠの約100店舗にも配布する。また、飲食店などに対し有償版の「換気View Pro」を9月末まで無償で提供する。なお、千代田区では今年度、計500台のCO2センサーを飲食店などに配布する計画だ。

CO2センサーと専用アプリの設置例
CO2センサーと専用アプリの設置例

LG化学　CNT生産1200t増能で市場進出を加速

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2021年5月28日

　LG化学はこのほど、麗水CNT第2工場が操業開始し合計1700tの生産能力を確保したと発表した。韓国内1位の生産能力で、世界最大の単一生産ラインだ。

　CNT（カーボンナノチューブ）は銅やダイヤモンドと同等の電気・熱伝導性、鋼の100倍の強度をもち、耐熱性にも優れた新世代の素材。電池、半導体、自動車部品、表面発熱体などへの応用範囲は広い。昨年の世界需要は5000tで、2024年には2万tへと年率40％で爆発的に増加するとの予測だ。

　同プラントは、独自開発の流動床反応装置を備え、完全自動化による安定した品質管理とプロセス革新を実現し、消費電力も従来比30％削減している。原料・生産技術・製造プロセス・製品を垂直統合することで、効率性を最大化し競争力のある製品を生産している。

　独自のコバルト系触媒は、バッテリー品質に影響する金属や磁気汚染物質の含有量が鉄系触媒より少なく、後処理プロセスは不要だ。また製品を錠剤形状にすることで、輸送中に空気中に分散したり壊れたりするといった既存の粉末やペレット製品の課題を解決した。

　生産したCNTは、電気自動車用バッテリーの世界市場をリードするLGエネルギーソリューションなどのバッテリー会社に導電性添加剤として供給し、幅広い産業に応用される予定だ。

　LG化学は半導体プロセス用トレーや自動車用外装静電塗装などの導電性化合物や、表面発熱体、半導体高圧電線、高強度コンクリートなどの新規用途に積極的に販売を拡大していく考えだ。3番目の工場を今年立ち上げるなど今後も生産能力を拡大し、競争力のある品質を実現することで、世界市場のリーダーを目指している。

三井化学　高屈折レンズ材を能増、米・中市場拡大に対応

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2021年5月28日

　三井化学は27日、世界トップシェアを誇る高屈折メガネレンズモノマー「MR」の生産能力増強を決定したと発表した。

『MR』を生産する大牟田工場の全景
「MR」を生産する大牟田工場の全景

　既存プラントのある大牟田工場（福岡県大牟田市）で設備新設とデボトル増強を行い、中国を中心としたアジアでの高機能品ユーザー層の拡大や、北米でのポリカーボネート（PC）素材からの置き換え需要などに対応していく考えだ。2023年10月の商業運転開始を予定。生産量については、既存、能増分ともに非公開としている。

　「MR」は独自の重合技術により、高屈折率・高アッベ数・軽量かつ高耐衝撃性を実現したチオウレタン系樹脂（硫黄を含むウレタン）のメガネレンズ材料。粘りのあるチオウレタン系樹脂により、薄くても割れにくく、アッベ数が高いことからレンズ度数を上げても色にじみが少なくクリアな視界が得られる特長をもつ。

伸長する高屈折メガネレンズ需要に向け『MR』を拡販
伸長する高屈折メガネレンズ需要に向け「MR」を拡販

　同社は、グローバルで拡大する高屈折メガネレンズ需要の確実な獲得を目指している。米国市場では、会員制大手量販店の米コストコが「MR」を使用したメガネレンズを標準採用するなど、PC素材からウレタン素材への切り替えが進んでおり、今後も長期的な成長が見込まれている。

　三井化学は、引き続きビジョンケア材料事業を通じ、QOV（視界品質）をコンセプトに、視力矯正から、目の健康と快適さまで、より良い視界を追求する製品開発に取り組んでいく。

DIC　軟包装フィルムのリサイクル、製パン会社と協業

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2021年5月27日

　DICは25日、大手製パンメーカーと共同でパン包装に使用するプラスチック由来の廃棄軟包装フィルムの再生資源化に向けて、マテリアルリサイクル（MR）の実際のプラントへの実装による再利用の検証を今夏より開始すると発表した。

パンの軟包装フィルム　再利用の工程
パンの軟包装フィルム　再利用の工程

　プラスチックは高い利便性から多くの用途で利用される一方、廃プラによる環境負荷が問題視され、その有効活用が国際的な課題になっている。MRは世界的に推進されているものの、日本では廃プラ総排出量891万t（2018年度）に対して、23％の208万tに留まる。

　軟包装フィルムは、包装材としての機能を満たすため印刷インキや接着剤など複層構造で成形。従来のMRの手法では、印刷インキなどが着色されたペレット（プラスチック樹脂）に再生加工されるため、再利用可能な用途が限定されていた。

　DICは、軟包装フィルムの加工および印刷工程で発生する廃棄軟包装フィルムを対象に、新たに導入する印刷インキ除去技術を用いて、着色されていないリサイクルペレットに戻し、新たな用途へ再生させる資源化検証を大手製パンメーカーと共同で開始する。プラント検証は、プラリサイクルを手掛ける外部の協業パートナーと共に実際のプラントへの再生工程に実装。脱インキ・原料化（造粒）・成形加工・再利用の各工程での最適化に取り組む。これにより高度なMRを実現し廃棄フィルムの再生用途を拡大する。

　同社グループは、世界的な社会課題である廃プラや海洋プラ問題に対し、サステナビリティ戦略として対応すべき領域を定め、取り組みを強化。食品包装などのパッケージ素材については、ポリスチレン、フィルム、インキ、接着剤などの素材がプラスチックのMR特性に及ぼす影響について基礎的な研究を行い、地球環境のサステナビリティに貢献するパッケージソリューションの提供を目指している。再資源化の取り組みでは、エフピコとのケミカルリサイクルの協業検討を開始するなど、関連する他業界との連携も強化している。

　DICは、今回の協業により軟包装フィルムの高度な再資源化を図り、プラごみ問題の解決やプラ資源の循環社会の実現を目指す。

 

JSRトレーディング　PVC・ニトリルの使い捨て手袋を輸入販売

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2021年5月27日

　JSRトレーディングは26日、ディスポ（使い捨て）タイプのPVC（塩化ビニル樹脂）手袋とニトリル手袋の輸入販売を開始したと発表した。コロナ禍により世界的に公衆衛生の意識が高まる中、同社は、各種衛生用品のニーズが増加していることに対応した。

PVC手袋
PVC手袋

　PVC手袋は、極薄仕上げで手にピッタリフィットする特長をもち、介護など衛生が求められる作業や清掃作業などに使用される。

　ニトリル手袋は、耐油・突き刺し強度・耐久性に優れ、機械作業、食品加工、調理、水産加工、給油などに使用される。

ニトリル手袋
ニトリル手袋

三菱ケミカルなど　「IBM Q」で有機EL励起計算に成功

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2021年5月27日

　三菱ケミカル、JSR、日本IBM、慶應義塾大学は26日、「IBM Qネットワークハブ」（慶應大量子コンピューティングセンター内）で以前から取り組んでいた「量子コンピューターを用いた有機EL発光材料の性能予測」の研究プロジェクトで得られた成果に関する論文が、世界的に権威のあるNature Research出版社の専門誌「npj Computational Materials」に掲載されたと発表した。

IBM 量子コンピューター
IBM 量子コンピューター

同研究プロジェクトは、有機EL発光材料の1つであるTADF材料の励起状態エネルギーの計算を実施するため、三菱ケミカルとIBMが主導し、JSRや慶應大と共に取り組んできた。従来から量子コンピューターによる計算は実機特有のエラーの発生が課題となっていたが、今回、同プロジェクトではエラーを低減させる新たな測定手法を考案し、計算精度を大幅に向上させることに成功した。量子コンピューター実機を用いて実用材料の励起状態計算に成功したのは、世界初の成果となる。

　今後、実機の計算能力の進化と共に従来以上に精密な計算を行えるようになり、より発光効率の高い材料設計に寄与することが期待される。同研究チームは今後も、量子コンピューターを幅広い材料開発に用いるための研究を進めていく。

三井化学　EUVペリクルの商業生産開始、微細化に対応

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2021年5月27日

　三井化学26日は、EUV（極端紫外線）に対応した次世代の半導体フォトマスク防塵カバー「EUVペリクル」について、世界に先駆け商業生産を開始したと発表した。半導体のさらなる微細化や顧客の技術革新要請に対応することで、世界市場に向け生産を行っていく考えだ。生産量は公開していない。

「EUVペリクル」。岩国大竹工場で商業生産を開始した
「EUVペリクル」。岩国大竹工場で商業生産を開始した

　同社は2019年、半導体リソグラフィー分野で世界ナンバーワンのオランダASML社から、EUVペリクル事業のライセンス契約を受け、その設計と技術に基づき同製品の生産設備を岩国大竹工場（山口県和木町）に新設した。

　データ通信を超高速化する第5世代移動通信システム（5G）の導入により、スマートフォンの一層の高機能化と半導体の高性能化が求められる中、先端デバイスに使われる半導体では、回路線幅7㎚以下の超微細化が必要なことから、それに伴い超短波長であるEUV露光技術の採用が本格的に拡大している。

EUV露光機のイメージ図
EUV露光機のイメージ図

　三井化学は、ICT分野を成長市場としてフォーカスし強化策に注力、モビリティ、ヘルスケア、フード&パッケージングに続く第4の成長領域の柱を目指し取り組みを加速させている。今後もICT分野関連製品群への積極投資を展開していくと見られる。

　三井化学は、露光工程の防塵カバー「ペリクル」を1984年に発売して以来、半導体の微細化に合わせたペリクルの改良と製品品質の向上に努めてきた。ペリクルで培った異物管理などの生産ノウハウがEUVペリクルの生産にも生かされており、引き続きEUV露光機の進化に合わせ、同製品の技術改良・革新をASML社と共に取り組んでいく。

BASF　気候中立目標を設定し技術開発と投資を推進

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2021年5月26日

　BASFはこのほど、2050年までにCO2排出量実質ゼロ（ネット・ゼロ）、2030年までにCO2排出量の2018年比25％削減、とする気候目標を設定した。今後の成長と中国に建設中の統合生産拠点も含まれており、既存事業に限ると10年で半減させることになる。なお、2018年のグループ総排出量（CO2換算）は2190万t、1990年はその約2倍で、2030年排出目標は1990年比約60％の削減で、EUの「55％削減」目標を上回っている。

　目標達成に向け2025年までに最大10億ユーロ、2030年までにさらに20~30億ユーロを投資する計画だ。最初の一歩は、再生可能エネルギーの利用に注力する。化石燃料は電力で代替するが、技術の大半はパートナーと協力して開拓中で、大規模スケールアップの実現は2030年以降になる。

　一方、電力需要は急増し2035年にはグループ全体で現在の3倍以上になる見込みだ。それまで体系的なプロセス改善、自然エネルギー源への移行を進め、風力発電への投資も計画している。同時に、CO2フリーの化学品製造プロセスの開発・展開を加速する。

　最重要技術の1つがオレフィンなどの基礎化学品製造用の電気加熱式スチームクラッカーで、パイロットプラントの運転開始予定は2023年としている。同じく重要原料の水素の製造は、シーメンス・エナジーと共同で出力50㎿のプロトン交換膜水電解システムを検討するほか、消費電力が約5分の1で済む天然ガス由来のメタン熱分解法を開発中だ。

　エネルギー効率の向上では、廃熱で蒸気を作る電気ヒートポンプによる工場全体の廃熱回収を、シーメンス・エナジーと協力して進めている。また、北海での最大規模の炭素回収・貯蔵プロジェクトへの投資も計画しており、基礎化学品製造に伴う年間100万t超のCO2排出量削減が見込まれる。

　しかし、これら新技術のほとんどは、現在のフレームワーク条件では競争力がなく、経済的成功のためにはバリューチェーン全体で価格上昇を受容することが必要。そのために、産業界と政策立案者が協力して成果を重視した前向きな規制を導入し、国際競争力を維持する必要がある、としている。

三菱ケミカルとJSW　世界最大級のGaN基盤製造設備竣工

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2021年5月26日

　三菱ケミカルと日本製鋼所（JSW）はこのほど、窒化ガリウム（GaN）単結晶基板の量産に向けた実証設備をJSW M&E室蘭製作所構内に共同で竣工したと発表した。今年度にかけて4インチのGaN単結晶基板の量産に向けた実証実験を行い、2022年度初頭からの市場供給開始を目指していく。

パイロット設備で育成した各種 GaN 結晶
パイロット設備で育成した各種 GaN 結晶

　GaNは、高効率・高耐久性により超高効率デバイスの実現を可能にする素材。大幅な消費電力の削減によりCO2排出量も削減できることから、環境負荷の低減が期待されている。GaNは青色LED用途のみならず、①高出力・高輝度光源、②情報通信、③パワー半導体、といった用途での応用が期待されている。

　JSWは、人工水晶製造用のオートクレーブ（圧力容器）を製造し、日本国内のシェアは100％で累計415基、海外も24基の実績がある。またグループ会社で30年間にわたり人工水晶を製造し、主に国内のカメラメーカーに多くの光学部品を納入している。

　一方、三菱ケミカルは、気相成長法（HVPE）と化合物半導体の加工技術を用いた高品質なGaN基板の製造技術を保有。より高い生産性を目指し独自の液相成長法（SCAAT）によるGaN基板の開発を進めている。

　両社は、東北大学と共同で大口径・高品質・低コストGaN基板の製造技術の開発を進めてきた。さらに名古屋大学・天野研究室とも結晶成長や特性評価等の共同研究体制を構築している。2017年には、室蘭製作所内に建設したパイロット設備において、透明で結晶欠陥が極めて少ないGaN基板の低コスト製造技術の開発に成功し、4インチサイズの均一な結晶成長も確認した。

　新たに開発した製造プロセス「SCAAT-LP」は、従来の約半分の圧力条件となる低圧酸性アモノサーマル技術を利用した、将来の量産に向けた製造技術となる。今回、導入する大型設備では、「SCAAT-LP」を用いて4インチのGaN基板の量産に向けた実証実験を行う。この結果を踏まえ、GaN基板の安定供給体制を構築するとともに、近年需要が増加するパワーデバイス用途に適用可能な6インチ基板の開発にも取り組んでいく。GaN基板は、パワーデバイスをはじめ、光エネルギー、電波エネルギーに関する様々な用途への応用が期待される。

　両社は、未来の社会を支える材料として重要な位置づけをもつ高品質なGaN基板の供給を通じ、燃費・発電効率向上といったエネルギーミニマム社会への貢献を目指していく。