高機能・ライフサイエンス・原料・素材

DNPと東京大学　スキンディスプレイのフルカラー化に成功

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2020年7月16日

　大日本印刷（DNP）と東京大学の染谷隆夫教授の研究チームは、独自の伸縮性ハイブリッド電子実装技術を進化させ、薄型で伸縮自在なフルカラーのスキンディスプレイと駆動・通信回路および電源を一体化した表示デバイスの製造に成功した。

薄型で伸縮自在なフルカラースキンディスプレイ。
薄型で伸縮自在なフルカラースキンディスプレイ。

　同装置は、皮膚上に貼り付けたディスプレイに外部から送られた画像メッセージを表示できるコミュニケーションシステム。人に優しいスキンエレクトロニクスによって、スマートフォンやタブレット端末よりも情報への利用しやすさが大幅に向上し、子どもから高齢者まで、全世代のQOL向上への貢献が期待される。

　ウィズコロナ・アフターコロナの社会では、距離を隔てた状況でのコミュニケーションのあり方が重要になる。相手を身近に感じる効果を期待し、体表に近いところで情報を見たり、センシングしたりできる技術として、スキンセンサーやスキンディスプレイの開発が進められている。

　今回の研究のポイントとして、①曲面形状に追従できる伸縮性ハイブリッド電子実装技術で使用できる部品の選択肢が広がり実用化に目途。スキンディスプレイの表現力を高めるフルカラー化に成功した。②配線の信頼性を向上し、駆動・通信回路や電源も一体化したことで、様々なものに簡易に貼り付け可能。③遠隔コミュニケーションでの感情伝達を補う効果として、今までにない姿の応援メッセージを送るなど、情報伝達の利便性を発揮できる、などが挙げられる。

　両者は今後、これらの体表面に近いところで表示するセンシングデバイスのコミュニケ―ションに与える効果について検証する研究も継続。またDNPは、間もなくスキンエレクトロニクスの実用化検証を開始する予定だ。

帝人フロンティア　ウイルス2次感染リスクを減らすシェルター発売

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2020年7月16日

　帝人フロンティアはこのほど、ウイルスによる2次感染リスクを低減する陰圧「エアロシェルター」を開発し、8月下旬から販売を開始すると発表した。

陰圧「エアロシェルター」の外観
陰圧「エアロシェルター」の外観

　空気を注入し設営する超軽量大型テントの「エアロシェルター」は、内気圧を外部より約3パスカル低い陰圧状態に保つことで、ウイルスなどに汚染されたテント内の空気の流出を低減する。さらに、空気清浄装置に搭載する酵素HEPAフィルターを通して、テント内部の空気を浄化するとともに、1時間あたり6回以上の換気を確保することで、米国疾病予防管理センター（CDC） のガイドラインをクリアすることが可能だ。

　こうした機能から、感染症の疑いのある患者の検査や診察に適しているほか、発熱者の待機場所や一時的な隔離施設としての利用など感染症対策への貢献が期待される。サイズは、幅8.40m×長さ6.57m×高さ3.9mと広い空間を実現しながらも、本体重量は約38kg（乾燥時）と軽量。ポリエステル100％の素材を使い、7色（蛍光ホワイト、蛍光オレンジ、蛍光イエロー、蛍光グリーン、パープル、サックス、グレー）をラインアップした。本体価格は380万円（税別）。医療機関や官公庁などを対象に、今年度に5機、2025年度に30機の販売を目指す。

陰圧「エアロシェルター」の内観
陰圧「エアロシェルター」の内観

　「エアロシェルター」の他の特長に、空気注入によるテント本体の展開が約5分、空気清浄装置への接続を含めても大人2人で約30分と、迅速な設置への対応がある。また、内部の有効面積約40㎡の標準タイプでは、テント内に医療用ベッド（83cm×191cm）を4台収容できる一方で、平常時は空気を抜くことで70cm×70cm×80cm程度のコンパクトな収納が可能。

　テント内部には、患者同士のプライバシーを保護するファスナー脱着式の間仕切りを備え、独立電源を利用した除菌・防臭・防カビ効果を発揮するLED照明（6本まで）、スポットエアコンの使用を想定した熱風の排気口なども装備する。

出光興産など　産廃中CaでCO2削減、NEDO事業に採択

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2020年7月16日

　出光興産は15日、連名他社・大学と共同で進めてきた「廃コンクリートなど産業廃棄物中のカルシウム等を用いた加速炭酸塩化プロセスの研究開発」が、NEDOの「カーボンリサイクル・次世代火力発電等技術開発/CO2排出削減・有効利用実用化技術開発/炭酸塩、コンクリート製品・コンクリート構造物へのCO2利用技術開発」プロジェクトにおいて、研究開発委託事業に採択されたと発表した。

　出光興産と5者（宇部興産、日揮グローバル、日揮、成蹊大学、東北大学）は、産業廃棄物を活用し、火力発電所や工場から排出されるCO2を資源へ転換する技術開発を進めてきていた。同事業の委託期間は2020~2024年度の5年間。廃コンクリートなどカルシウムを多く含む産業廃棄物から原料となるカルシウムを抽出し、排ガス中のCO2と反応させて固定化させるプロセスの実用化と普及を目指した技術開発を行う。

　また、カルシウム分の抽出と炭酸塩化の効率を高めるため、加速炭酸塩化技術について試験・評価を実施するとともに、プロセス全体の最適化を図りながら技術を確立させ、CO2削減効果を評価していく。

　今回の事業採択を受け、発電所や工場から排出されるCO2の固定化に係る新たな技術を産学官の協働により開発するとともに、原料調達から用途開発に至るまでの幅広い領域で、社会実装に向けた取り組みを加速する。

 

大林組　地熱発電で水素製造、実証プラントの建設に着手

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2020年7月15日

　大林組はこのほど、大分県玖珠郡九重町に、地熱発電実証プラント（250kW）と水素製造実証プラント（10N㎥/h）を建設すると発表した。地熱発電電力で作るCO2フリー水素を、様々な需要先へ供給する一連のプロセスを実証する日本初の試みで、大分地熱開発（大分市）の協力で進める。実証プラントの稼働開始は、来年7月の予定。

　同社は太陽光、バイオマス、風力など再生可能エネルギーの利用拡大に取り組んできた。地熱発電は安定供給可能な優れたエネルギー源だが、発電場所は山間部のため送電網の容量が不十分であること、開発期間が長く固定価格買い取り制度の適用が困難といった課題から事業化が遅れている。

　一方、水素は利用時のCO2排出はなく、大容量貯蔵が可能。特に再生可能エネルギーを利用した水電気分解によるCO2フリー水素は、環境負荷低減やエネルギー自給率改善への貢献が大きい。そこで今回、地熱発電電力で作った水素を工場などへ陸送するスキームを実証することとした。　同社ニュージーランドの地熱発電電力・CO2フリー水素サプライチェーン構築の社会実装研究の知見も生かし、地熱発電候補地の選定・調査、発電所建設、水素の製造と供給に至る一連の事業化プロセスを検討する。

　実証では、低温・低圧蒸気でも発電効率の高いバイナリー発電機を使った発電プラントの設計、建設、性能検証を行う。水素製造プラントでは、複数運転モード（水素製造量最大、同製造単価最小、地熱電力比率最大）のエネルギーマネージメントシステムで水素製造の最適化検証を行う。また、GPS端末で水素搬送車両の運行状況を把握し、プラントを効率よく連続運転する制御機能もある。

　実証プラントで製造したCO2フリー水素は、地元工場で燃料電池フォークリフトなどに利用する。また、研究パートナーを広く募り、地熱発電電力や水素の活用方法を検討し、地域住民をはじめ広く再生エネルギーの利用や水素社会の到来を体感できるよう取り組む。

　大林組は今後も、再生可能エネルギーによるCO2フリー水素の製造・輸送・貯蔵・供給のサプライチェーン全体に取り組み、環境や社会の課題解決に向けた活動を進めていく。

 

ユーグレナ　燃料副産物をイチゴ栽培などの有機液肥に

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2020年7月15日

　ユーグレナはこのほど、明治大学、戸田建設、ルートレック・ネットワークス、DAインベント、Office FUJIWARAと共同で、微細藻類ユーグレナ（ミドリムシ）を原料とした有機液肥の農作物栽培の実証試験で、従来の化学液肥と同等の収穫量が得られることを確認したと発表した。

　ユーグレナからバイオ燃料用の脂質を抽出すると、ユーグレナ脂質抽出残渣が発生する。残渣の利用開発が資源の有効利用、さらに有価物として販売できればバイオ燃料の生産コスト低減に繋がる。今回有機液肥に注目し、明治大学黒川農場で実証実験を行った。

　牧草や野菜くずを原料とする有機液肥は、原料中の有機酸の影響で、農作物によっては生育障害が起こる。ユーグレナ脂質抽出残渣は、脂質抽出過程で有機酸が減少する。ユーグレナ脂質抽出残渣を原料とした有機液肥（ユーグレナ有機液肥）を、イチゴ栽培で試験した結果、農作物生育への有機酸の被害はなく、従来の植物性原料液肥に比べて有望だった。化学液肥と収量・品質に差がないことも確認された。

　同社では、バイオマスの5F（重量単価順に、食料、繊維、飼料、肥料、燃料）の基本戦略に基づき、ユーグレナなどの微細藻類を活用して、食品や化粧品などのヘルスケア事業、バイオ燃料などのエネルギー・環境事業に取り組んできた。ユーグレナ有機液肥は、肥料（Fertilizer）という新用途での可能性に向け、資本業務提携先の小橋工業など複数のパートナーと共同開発中だ。

　今後も微細藻類やバイオテクノロジーを活用した事業を通じて、サステナブルな社会の実現を目指していく。

AGC　AIのQ&Aシステムで、ガラス製造の匠を共有

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2020年7月15日

　AGCはこのほど、FRONTEO（東京）との共同によりコンピューター上にガラス製造の知見を集約し、その知見をAIを用いて簡単に引き出すことができるAI Q&Aシステム「匠KIBIT（キビット）」を開発した。

 　ガラス製造には、溶解・成形・加工など複数の技術を組み合わせる独自の高い技術力が必要で、それが他社との差別化に繋がっている。一方、各工場が持つノウハウの共有や、熟練から若手への技能の伝承が課題である。

　AGCは、AIやITでこれら課題を解決する「匠プロジェクト」を2017年より開始。FRONTEOの自然言語解析AIエンジン「KIBIT」を使ったガラス製造AI Q&Aシステム「匠KIBIT」を開発した。

　熟練技術者の知見を、グループ内の技術者が簡単に引き出せる。流れは①質問（聞きたい質問を入力）、②学習（質問の特徴を「KIBIT」が学習）、③評価（「KIBIT」によるスコアリング）、④回答（類似度の高い質問に紐付いた回答を質問者に提示）。自動回答できなかった質問は、「KIBIT」が推定した該当熟練技術者に回答を依頼し回収することで、自律的にデータベースを拡充できる仕組み。2017年に国内ガラス製造拠点でトライアルを開始後、月間300件以上の利用があり、技能の共有と伝承に着実な成果を上げている。

　今後は、欧州を含む世界中のガラス製造拠点にも展開する考えだ。

ハイケムなど　CO2からPXを製造する技術開発に着手

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2020年7月15日

　C1化学を進展させ川上・川下の事業拡大図るハイケムは14日、新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）の「CO2を原料としたパラキシレン（PX）製造に関する技術開発」事業に参画し、共同開発に着手すると発表した。

　同事業では、CO2を原料としたPX製造に向けた画期的な触媒の改良や量産技術の開発、プロセス開発を実施するとともに、経済性やCO2削減効果を含めた事業性の検討を行う。PXはポリエステル繊維やペットボトルなどの生産に必要となる重要な化学品だが、これをCO2から工業的に製造する実用的な技術はまだ確立されていない。

　同事業にはハイケムをはじめ、富山大学、千代田化工建設、日鉄エンジニアリング、日本製鉄、三菱商事の6者が参画。カーボンリサイクル技術の世界最先端の取り組みを通じてCO2を原料としたPX製造の実用化を目指す。事業期間は今年度から2023年度まで。予算は19億9000万円。

　火力発電などから排出されるCO2の削減は気候変動対策として重要であり、またCO2を資源として捉えて回収し、有効利用する「カーボンリサイクル技術」の開発が求められている。経済産業省は昨年6月「カーボンリサイクル技術ロードマップ」を策定し、その中でCO2を素材や燃料へ利用することなどを通して、大気中へのCO2排出を抑制していく方針を示した。こうした中、NEDOは、既存の化石燃料由来化学品に代替することを目的とする化学品へのCO2利用技術の開発として、今回の取り組みを開始し、共同研究者6者を委託先として採択した。

　PXは、高純度テレフタル酸（PTA）を経由してポリエステル繊維やペットボトル用樹脂などに加工される化合物であり、工業上、極めて重要な基礎化学品。その組成から、化学品を製造するカーボンリサイクル技術の中では水素原料の使用量を抑えながらCO2を固定化できる特長があり、経済的観点と環境的観点、いずれの意味でも大いなる可能性を秘める。PXの世界需要は約4900万t/年あり、仮に現在の世界のPXの需要を全てCO2原料に切り替えた場合のCO2固定量は1.6億t/年に上る。

　ハイケムらは今回の共同事業を通じ、CO2からPXを製造するための画期的な触媒の改良、量産技術の開発やプロセス開発に加え、全体の経済性やCO2削減効果を含めた事業性検討を行い、実証段階への道筋をつける。

現在の工業的パラキシレンおよびポリエステルの製造の流れ(上)と、今回の新事業の狙い(下)
現在の工業的パラキシレンおよびポリエステルの製造の流れ(上)と、今回の新事業の狙い(下)

ポリプラスチックス　ADAS部品向けエンプラ製品・技術を公開

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2020年7月15日

　ポリプラスチックスは14日、「ADAS（先進運転支援システム）部品向け材料・技術～アクチュエータ部品・通信機器編～」をWebサイト（https://www.polyplastics.com/jp/product/lines/pbt_adas/index.html）に公開した。

　自動車業界では100年に1度の大変革と言われるように、大きな変化を迎えており、「CASE」が重要なキーワードとなっている。中でも、Autonomous（自動運転）の実現に向けて、ADASの部品が増加傾向にあるとともに、5G通信の普及で、高速伝送部品、高周波伝送部品も増加することが予想されている。このような市場の要求に少しでも応えるため、同社は今回、アクチュエータ部品、通信機器向けの製品として「ジュラネックス PBT」をWebサイトで紹介している。　

　ADAS部品は、周辺を監視するセンサー、動作するアクチュエータ、車‐車間またはインフラとの通信機器、判断するECU（Electronic Control Unit）で構成されており、運転者の視認（センサー）、判断（ECU）、操作（アクチュエータ）を各部品が行っている。

 

昭和電工　高耐湿・高熱伝導の窒化アルミフィラーを開発

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2020年7月15日

　昭和電工は14日、半導体デバイスなどの放熱フィラー用の高耐湿・高熱伝導窒化アルミニウムフィラー（窒化アルミフィラー）を開発し、サンプル提供を開始したと発表した。

窒化アルミニウムフィラー
窒化アルミニウムフィラー

　半導体の高性能化によりデバイス内で発生する熱は増加しているが、デバイス自体の小型化、高集積化の進展により、発生した熱を外部に放熱することが難しくなっている。蓄積された熱は、デバイスそのものだけでなく、これらを組み込んだ電子機器の性能の低下や信頼性、安全性に影響を及ぼす恐れがあり、こうした熱による悪影響を避けるため、発生した熱をいかに素早く除去するかが非常に重要な課題となっている。

　窒化アルミニウムは高い絶縁性、シリコンと同程度の熱膨張係数、半導体製造時に使用される塩素系ガスに対する耐性といった優れた特性を持ち、アルミナや窒化ホウ素などの他のフィラー材料に比べて熱伝導率にも優れている。ただ、水分が付着すると加水分解を起こして腐食性のアンモニアが発生することが問題となっていた。

　こうした中、同社では、窒化アルミニウムの表面に独自の極薄膜による表面処理を行うことで高耐湿性・高熱伝導性のある窒化アルミフィラーの開発に成功。樹脂に充填したときの熱伝導率を低下させることなく、表面処理をしていない窒化アルミニウムに比べてアンモニアの発生を1万分の一に抑えることが可能となった。今後サンプル提供を通じて市場を開拓し、2023年から量産を開始する計画だ。

　同社グループは、個性派企業（収益性と安定性を高レベルで維持できる個性派事業の連合体）の実現をVision（目指す姿）として掲げている。5GやCASEの進展で今後も高い成長が見込まれる半導体デバイス市場に対し、最適なソリューションを提供し顧客の要望に応え、個性派事業の確立を目指す。

 

産総研　機械学習の品質マネジメントガイドラインを公開

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2020年7月14日

　産業技術総合研究所（産総研）はこのほど、企業や大学などの有識者と共同で、機械学習を用いた人工知能（AI）システムの品質を客観評価する「機械学習品質マネジメントガイドライン第一版」を策定し、産総研のウェブサイトで公開したと発表した。AIシステムの品質の透明性を上げ、ビジネスでの活用を加速させる狙い。

　AIシステムを安全性が不可欠な自動運転やロボット制御分野、公平性が重要な個人融資などの信用管理分野など広く利用するには、品質マネジメントが不可欠である。しかし、AIシステムは実在データに基づくため大きな環境変化に対応できない可能性があること、訓練データの学習により機能発揮することから、従来のソフトウェアに比べて品質管理が難しい。これまで性能評価技術は開発・発表されているが、品質要件定義、要件充足のためのAIシステムの性質とその確認方法に関し、系統的・網羅的なガイドラインや規格はない。

　今回、AIシステムの品質要件定義、実証実験、開発、保守・運用までのライフサイクル全体を網羅し、品質要求充足のための取り組みや検査項目を体系化した。「品質」を利用時に必要な「利用時品質」、機械学習要素に要求される「外部品質」、機械学習要素が持つ「内部品質」に分類。「内部品質」の向上により「外部品質」を充足し、「利用時品質」を実現する。

　サービス提供者は、「外部品質」として①リスク回避性、②AIパフォーマンス、③公平性、を設定し要求度に応じてレベル分けする。次に「内部品質」における①要求分析の十分性、②データ設計の十分性、③データセットの被覆性、④同均一性、⑤機械学習モデルの正確性、⑥同安定性、⑦プログラムの健全性、⑧運用時品質の維持性、の8項目を確認し「外部品質」への充足度を判断し、「利用時品質」を実現する。これは品質マネジメント要求達成のための関係者間の役割分担のほか、開発作業の受発注・委託での合意形成や検収条件の設定などにも利用できる。

　今後は実ビジネスでの活用とそのフィードバックにより利便性・有用性の向上と評価方法の拡張などを推進し、国内でのデファクトスタンダード化、さらには国際標準化を目指す考えだ。なお、今回のガイドラインの策定は、新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）からの受託事業として、2018年度から検討を始めていた。