高機能・ライフサイエンス・原料・素材 – ページ 186

NEDO　スマートセルを開発、神戸大にパイロットラボ

神戸大学 , 新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO） , スマートセルプロジェクト

2021年3月11日

　新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）と神戸大学はこのほど、目的物質の生産能力を大幅に高めた細胞「スマートセル」を開発するプラットフォームの確立を目指すため、これまでに開発してきた要素技術を集積したパイロットラボを神戸大学先端融合研究環の統合研究拠点内に整備した。両者は、植物や微生物による高機能品生産技術の開発「スマートセルプロジェクト」に取り組んでいる。

　同プロジェクトでは開発している基盤技術を中心に先端的なバイオテクノロジーと計算科学を組み合せることで、設計（デザイン）、構築（ビルド）、試験（テスト）、学習（ラーン）のワークフロー（DBTL）を展開し、医薬品を含むファインケミカルやバイオベース化学品、バイオ燃料などの様々な有用物資生産にバイオプロセスを取り入れ、ものづくりを加速させることを目指している。

　今回、両者は、同プロジェクトに参画する様々な機関が共同開発した要素技術群が集積されたパイロットラボを神戸大学先端融合研究環の統合研究拠点内に整備。このパイロットラボでは、既存の手法では数年かかっていたスマートセルの開発を、独自に開発した長鎖DNA合成技術やハイスループット組み換え技術と高速・高精度の細胞代謝物測定技術を組み合わせることで従来の5分の1以下の期間で実現できる。

　今後、実際に企業などがパイロットラボを「スマートセル開発プラットフォーム」のプロトタイプとして広く活用することにより、ターゲットとする特定の物質に対するスマートセルを高速に構築し、高機能な化学品や医薬品などを効率よく生産する次世代産業「スマートセルインダストリー」の創出を目指していく方針だ。

三菱製紙　高砂工場でセパレータを増設、22年4月に稼働

三菱製紙 , 高砂工場 , バッテリーセパレータ , 湿式不織布生産設備

2021年3月11日

　三菱製紙はこのほど、主にバッテリーセパレータの増産のために、高砂工場に湿式不織布生産設備を増設すると発表した。投資金額は約18億円で、営業運転開始は2022年4月を予定している。

　現在バッテリーセパレータは、同工場にある1台の湿式不織布抄紙機で生産しているが、この抄紙機ではバッテリーセパレータのほかにRO膜などの水処理膜用基材の生産も行っており、水処理膜用基材向けの需要拡大に伴い生産能力不足が課題になってきていた。

　一方、バッテリーセパレータも、日本、中国、韓国などを中心に需要が拡大。特に昨年のコロナ感染の世界的拡大によりリモートワークをはじめとするネットワークインフラ需要が旺盛となっており、加えて、自然エネルギー関連設備、自動車の電装化および電動化などの影響でセパレータを使用しているEDLC（電気二重層キャパシタ）や固体コンデンサの需要も拡大し、その傾向は今後も継続すると見られている。さらに、産業車両用に使用されるLIB用セパレータなど、長寿命と安全性が求められるLIBで使用されている不織布セパレータや、このLIB用セパレータの基材を利用した薄膜電磁波シールド用基材に関しても、需要の拡大が見込まれている。

　こうした中、同社は、新たに湿式不織布生産設備を増設し、薄く高精度が求められるバッテリーセパレータなどの薄型不織布の生産に特化させることを決定。既存の設備は主に水処理膜用基材の生産に使用する。これにより、それぞれの製品群での生産性向上と品質安定化を図り、今後の需要拡大に対応していく考えだ。

北海道三井化学　植物細胞の単回使用培養バッグを開発

新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO） , 北海道三井化学 , シングルユース（単回使用）バッグ

2021年3月11日

　北海道三井化学と新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）はこのほど、植物細胞向けの培養装置として撹拌翼を使わずに800ℓスケールでの培養を可能にしたシングルユース（単回使用）バッグを開発したと発表した。

　撹拌コントロールを含む制御ユニットが不要なことから、バイオ生産プロセスのコストの大幅低減が可能になる。また、使い捨て培養バッグのため、洗浄・滅菌工程が不要で製造期間を短縮するほか、外界からの微生物混入などのリスクを低減できるなど多くのメリットがある。今後は開発したシングルユースバッグを活用し、多様な植物由来機能性物質を高効率に生産することで「スマートセルインダストリー」の実現に貢献していく考えだ。

　北海道三井化学は京都大学と共同で、NEDOが行う「植物等の生物を用いた高機能品生産技術の開発（スマートセルプロジェクト）」事業に採択され、2016年度より、「イチイ細胞培養技術を用いたタキサン系医薬中間体10‐デアセチルバッカチンⅢ（10-DAB）の効率生産法開発」を進めている。

　10-DABは、イチイ属植物に含まれるタキサン系抗ガン剤パクリタキセルの生合成中間体化合物で、他のタキサン系抗ガン剤ドセタキセル、カバジタキセルは10-DABから半合成され製造されている。タキサン系抗がん剤は細胞分裂に重要な役割を果たす微小管に結合・安定化することで脱重合を阻害し、細胞分裂を妨げ抗がん作用を示すことが知られている。このため子宮頸がんや卵巣がん、胃がん、非小細胞肺がんなど、多くのがん種に対して高い有効性が確認されており、がん治療に広く使用されている。

　一方、タキサン系抗がん剤は複雑な構造をもつことから、化学合成による供給は実質不可能と考えられており、海外ではイチイの樹木を10年にわたり栽培し抗がん成分を取り出す手法が主流となっている。しかし、長期間の栽培は自然災害や病虫害の発生リスクが高く、抗がん成分を安定供給する上で大きな課題となっている。

　北海道三井化学は、今回開発したシングルユースバッグの実用化を図るとともに、引き続き10-DABの高効率生産技術の開発を推進していく考えだ。

DIC　バイオマス原料の軟包装材用接着剤、展開を加速

DIC , 軟包装材用ラミネート接着剤「ディックドライ BMシリーズ」 , 軟包装材料用途

2021年3月11日

　DICは10日、バイオマス原料を使用した軟包装材用ラミネート接着剤「ディックドライ BMシリーズ」の市場展開を加速すると発表した。同製品は、植物由来の原料を一定比率以上使用することでバイオマス度10~20％を実現した環境調和型製品で、すでに食品や日用品などの軟包装材料用途として販売を開始。今後、国内だけでなく海外でも販売を拡大することで、2025年には売上高10億円を目指す考えだ。

　食品や日用品などのパッケージに使われる軟包装材料は、多層のラミネート構造になっているため現状リサイクルが難しく、そのほとんどは廃棄後に焼却処理されCO2として排出されている。バイオマス原料は、植物が成長する過程でCO2を吸収するため、廃棄の際に燃焼しても全体としてはCO2量が増加しない。バイオマス原料を使用することで、CO2排出を実質ゼロにする「カーボンニュートラル」に貢献することができる。

　同社が開発したバイオマス接着剤は、有機溶剤で希釈してラミネート工程に使用する「ディックドライ LX-BMシリーズ」に加え、ラミネート工程の際のVOC（揮発性有機化合物）やCO2の排出量削減に寄与する無溶剤型接着剤「HA-BMシリーズ」がある。いずれのシリーズもバイオマス原料を含有しており、日本有機資源協会が認定するバイオマスマークを取得。また、従来の石油由来の接着剤と同等の接着性能を発揮する。

　DICグループは、中期経営計画の中で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。パッケージングマテリアル事業では、プラスチックの3R（リデュース・リユース・リサイクル）を切り口に、今後もリサイクルや環境面に配慮した代替素材の開発に注力し、循環型社会の実現に貢献していく方針だ。

NEDO　レーザー技術を連携、プラットフォーム構築

産総研 , 金門光波 , パナソニック , レーザー技術総合研究所 , 島津製作所 , ギガフォトン , 大阪大学 , 千葉工業大学 , 柏Ⅱプラットフォーム , 「高輝度・高効率次世代レーザー技術開発」（2016~2020年度） , 三菱電機 , スペクトロニクス , ＮＥＤＯ , 浜松ホトニクス , 東京大学 , パナソニックスマートファクトリーソリューションズ

2021年3月10日

　NEDOはこのほど、事業成果を集約し、各装置がもつ加工品質の計測・評価技術やデータベースといった共通基盤技術を組み合わせることで、レーザー加工の課題解決に寄与する「柏Ⅱプラットフォーム」を構築した。

　NEDOが実施中のプログラム「高輝度・高効率次世代レーザー技術開発」（2016~2020年度）では、東京大学、産総研、三菱電機、スペクトロニクス、大阪大学、浜松ホトニクス、パナソニック、パナソニックスマートファクトリーソリューションズ、金門光波、千葉工業大学、レーザー技術総合研究所、ギガフォトン、島津製作所などが参画し、様々な特徴をもつ、最先端のレーザー光源・加工機を開発してきた。

　特に、難加工材の高品位加工を目指した今までにない短波長の高輝度レーザー加工機や、広範囲の焼き入れ加工などを可能とする高出力半導体レーザー、銅のマイクロ溶接などで期待される高出力高輝度青色半導体レーザー、加工や計測用途に期待される短波長ファイバーレーザーは、同プロジェクトで新たに開発した技術として早期実用化を進めるとともに、今回構築した加工プラットフォームで幅広くユーザーを掘り起こしていく。

　NEDOと13法人は今後、レーザー加工に関する産学官協創のために東京大学が設立した「TACMIコンソーシアム」と連携し、様々な材質、用途での加工事例を蓄積していくことで、同プラットフォームの機能向上に取り組む。これにより各種装置の特性とユーザーニーズの効率的なマッチングや装置横断的な加工データ取得を実現し、効率的かつ迅速な最適加工条件の探索が可能なものづくりの実現を目指すとともに、日本の競争力強化に貢献していく。

東洋紡　モノマテリアル化したOPPバリアフィルム開発

東洋紡 , 二軸延伸ポリプロピレン（OPP）フィルム「DP065」

2021年3月10日

　東洋紡はこのほど、モノマテリアル（単一素材）の包装材を実現する、高いバリア性をもつ二軸延伸ポリプロピレン（OPP）フィルム「DP065」を開発したと発表した。今月中旬からサンプル出荷を開始し、4月下旬の販売開始を目指す。

　同開発品は、フィルム1㎡あたり1日（24時間）に透過する水蒸気量（g）を示す水蒸気透過度が2g、また、1気圧下、1㎡あたり1日に透過する酸素量（CC）を表す酸素透過度は2CCと、高いバリア性をもつ。近年、消費者の環境への意識が世界的に高まる中、環境に配慮した製品の需要が増している。一方で、高い品質が要求される食品などの包装材は、PETフィルムやアルミ箔、ポリエチレンフィルムなど、異なる機能をもった複数の素材を貼り合わせて要求性能を満たすことが一般的であるため、リサイクルが困難という課題があった。

　同社が開発した「DP065」は、単一素材で構成しながらも高いバリア性を付与したほか、印刷やラミネート、製袋などに対する優れた加工適性、FDA規制やEU規則など国際的な基準に適合する安全性といった、包装材に求められる様々な機能を併せもつOPPフィルム。モノマテリアルの包材設計が可能となるため、プラスチックの再生利用が容易になるほか、非塩素系材料の使用により、リサイクルや焼却時に有害な塩素系ガスが発生しない特長も備えている。

　同社はこれまでも、シーラント素材などに使われるポリエステルフィルム「オリエステル」を上市し、モノマテリアル化を推進してきた。今後はポリオレフィン素材についても環境に配慮した高機能なフィルム製品のラインアップを拡充し、グローバル市場に展開することで、循環型経済の実現に貢献していく考えだ。

三井化学　有機半導体レーザー向け有機色素、共同開発へ

KOALA Tech , 有機半導体レーザーデバイス , 三井化学 , 共同研究開発

2021年3月10日

　三井化学は9日、KOALA Tech（福岡市西区）との協働により、有機半導体レーザーデバイスの実用化に向けた有機色素の共同研究開発を開始したと発表した。　

　三井化学が培った有機色素の技術とKOALA社がもつ有機半導体レーザーダイオード（OSLD）技術という両社の知見を合わせることで、近赤外波長域での高効率なレーザー発振を可能にする革新的な有機色素の研究開発を共同で行い、スマートフォンやウェアラブル機器への実装・導入を目指す。

　有機半導体レーザーは、無機半導体レーザーでは実現が困難だった「可視～近赤外域の任意の波長での発振」が可能になる。特に、近赤外波長域は、今後は生体認証や光学センサーなどの分野で新たな応用展開が期待されている。また、柔らかい有機材料を使うためフレキシブルデバイスへの利用にも適している。

　KOALA社は、九州大学・最先端有機光エレクトロニクス研究センターで、世界に先駆けて実現されたOSLD技術の実用化を目的として設立されたスタートアップ。OSLDによる電流励起発振のための設計技術に強みがある。

　一方、三井化学は、これまでにCD-R、DVD-R、有機ELなどの用途で有機色素開発と実用化の実績があり、これら一連の開発で培った分子設計と有機合成技術をベースに新たな有機色素の開発を目指している。

三菱ケミカル　生分解性CPD採用のカトラリー、国内初生産

三菱ケミカル , 生分解性樹脂コンパウンド「FORZEAS（フォゼアス）」 , 東商化学 , カトラリー

2021年3月10日

　三菱ケミカルは9日、生分解性樹脂コンパウンド「FORZEAS（フォゼアス）」が東商化学（東京都世田谷区）のカトラリーに採用されたと発表した。国内で「フォゼアス」を使用したカトラリーが生産されるのはこれが初となる。

　「フォゼアス」は、三菱ケミカルが開発した「BioPBS」をベースとし、その耐熱性の高さや他樹脂との相性の良さという特長を生かしながら、他の生分解性樹脂とのコンパウンドにより単体では発揮できない性能をもつ複合材料。また植物由来で、自然界の微生物によって水と二酸化炭素に分解されるため、自然環境への負荷が少ないという特長も備える。

　東商化学はスプーン、ナイフ、フォークなどのカトラリーを製造・販売する国内トップシェアのメーカー。コンビニエンスストアをはじめ、ファーストフード店、コーヒーショップなどで幅広い採用実績がある。

　今回「フォゼアス」が採用されたカトラリーは耐熱性に加え、なめらかな触感や丈夫さが必要となる製品だが、三菱ケミカルのコンパウンド技術と東商化学の射出成形技術により、材料・成形の両方向から改良を重ね製品化に至った。

　現在、テイクアウトやデリバリー需要の高まりとともにプラスチックカトラリーのニーズも増加している一方、プラスチックに対する環境配慮への要求はますます高まっている。三菱ケミカルは、今後も「BioPBS」や「フォゼアス」をはじめとする生分解性のある植物由来樹脂の研究開発・用途展開を加速させ、循環型社会の構築やSDGsの達成に貢献していく。

東レ　極薄グラフェン分散液を創出、粘度を制御

東レ , 極薄グラフェン分散液

2021年3月10日

高流動・高導電性を両立、LIB長寿命化に貢献

　東レは、高濃度でありながら流動性に優れた極薄グラフェン分散液を創出した。開発品は、グラフェンがもつ高い導電性などの優れた特長を発揮しやすいことから、電池材料や配線材料、塗料など各種用途への展開が期待できる。同社は早期の実用化を目指し、研究・技術開発を推進していく考えだ。

　グラフェンは、炭素からなるナノサイズの極薄シート状の二次元材料。均一に配列しやすい性質があり、優れた導電性・熱伝導性・バリア性を備える次世代機能性材料。グラフェンを塗布したり、他材料と混合したりすることで新たな機能を付与することができる。

　東レは、安価な黒鉛原料から化学剝離法による3㎚以下の極薄グラフェン製造技術を開発。物理剝離法（20～50㎚）や、他社の化学剝離法（10～20㎚）と比べ極薄であることから、塗布した時の被覆性や他材料との混合性にも優れる。しかし、薄いほど凝集しやすく、高濃度にすると粘土状となり流動性が悪化してしまう。そのため、塗布や混合には希釈して低濃度溶液で使用する必要があり、グラフェン本来の特長を発揮しにくいといった課題があった。

　こうした中、東レは、グラフェン同士の相互作用による凝集を抑えるため、独自の高分子材料を添加してグラフェンの粘度を自在に制御する分散技術を開発し、高濃度の極薄グラフェン分散液の流動性を高めることに成功。開発品は高濃度でも流動性が良好であることから取り扱い性に優れ、希釈することなく塗布できるので高い導電性といった特長を発揮しやすい。また、分散性が高く攪拌しやすいことから他材料と混合も容易だ。

　例えば開発品をLIB用導電材料に使うと、正極材料と混合しやすく、正極の間にグラフェンが入り込み、導電性が向上する。これにより電池を繰り返し充放電する際に、導電経路の劣化による電池容量低下が抑制され、電池の寿命が長くなる。従来、EV向け高性能電池の導電助剤にはカーボンナノチューブ（CNT）が使用されているが、開発品に置き換えることで、CNTより電池寿命が1.5倍向上することを同社の電池評価で確認。コストについても、量産化によりCNTと競合できるレベルになると見られる。

　さらに、開発品は塗布し乾燥する際、グラフェンが積層することで緻密膜を形成。この緻密膜は金属のように錆びないことから、耐久性に優れた導電配線材料として、プリンタブルエレクトロニクス用配線への応用が期待できる。また、防錆塗料に混合すれば水や酸素の透過を遮断し耐久性を向上できるなど、幅広い用途への展開が可能だ。

　同社はすでに極薄グラフェンと分散液のサンプル提供を開始しており、顧客から高い評価を得ている。今後は製品のブラッシュアップとともに量産化体制を早期に整え、2030年度には売上高で100億円超を目指していく方針だ。

ブリヂストン　天然ゴム原料グアユールの大量増殖技術

ブリヂストン , キリンホールディングス , グアユール , 天然ゴム生産性向上

2021年3月9日

　ブリヂストンはこのほど、キリンホールディングスとの共同研究で「グアユール」由来の天然ゴム生産性向上の技術開発に成功したと発表した。天然ゴム資源の多様化によるタイヤ原材料のサステナブル化において、グアユール農園での天然ゴム資源の生産性向上に大きく貢献する。

　2050年には世界人口は96億人に達し、自動車保有台数も24億台を超えタイヤの材料量も増える。タイヤ用の天然ゴムは「パラゴムノキ」から生産するが、産地が東南アジアに集中するため病害リスクや栽培面積の拡大に伴う熱帯雨林の減少が課題だ。

　グアユールは米国南西部からメキシコ北部原産の乾燥地帯で栽培可能なキク科の低木（灌木）で、パラゴムノキ由来のゴムに匹敵する成分を含む。砂漠のような乾燥地帯でも栽培でき熱帯地域の森林伐採を低減できるため、環境負荷低減と持続可能な事業を両立できる。

　同社はグアユールゴムの実用化に向けてオープンイノベーションを推進する中、同社のグアユールの知見とキリンの植物大量増殖技術を融合し、短期間で重要な成果が得られた。これは同一のグアユールを安定的に増殖する技術で、遺伝子情報で品種改良した優良グアユールの大量増殖が可能だ。天然ゴム収量が安定した高生産性のグアユール栽培が期待できる。

　同社グループは、米国アリゾナ州の自社農園で優良品種苗木のフィールド評価を始めた。今後その結果を生かし、ゴムの生産性向上やプロセス最適化による物性改良、用途開発の成果と組み合わせ、2020年代にグアユールゴムのタイヤ材料への実用化を目指す。

　今後もオープンイノベーションを推進し、同社のコア技術と様々な企業・団体の知見を融合させ、天然ゴム資源の多様化に向けた取組みを促進していく。また、独自のゴムの知見とデジタルを融合させて技術イノベーションを進化させ、様々なパートナーと連携しながら価値を共創していく考えだ。