高機能・ライフサイエンス・原料・素材

東レ　柔軟性と復元性を両立した伸縮性フィルムを開発

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2019年10月17日

　東レはこのほど、優れた柔軟性と高い復元性を両立した伸縮性フィルム＝写真＝を開発したと発表した。

東レ新製品　同開発品は加工適性も優れており、フレキシブルなディスプレイ、ウェアラブルデバイスなどの幅広い分野への適用が期待される。現在、量産技術確立を進めており、今後、来年をめどに本格展開を行う方針だ。

　近年、折り畳みや巻き取りが可能なディスプレイや、衣服や肌に装着させて生体情報を収集するウェアラブルデバイスが実用化されている。

　ディスプレイでは、様々な環境下で繰り返し変形した時の復元性、衝撃吸収性など、ウェアラブルデバイスでは高い柔軟性と復元性を必要とするため、優れた柔軟性と高い復元性を両立するフィルムが求められている。しかし、従来技術では柔軟にしようとすると、復元性に必要な分子構造上のつなぎとめる部分が不足し、柔軟性と復元性がトレードオフの関係になっていた。

　こうした中、同社は、架橋構造に着目したポリマー設計と独自の成膜技術を用いることで、柔軟性と復元性を両立した伸縮性フィルムを開発。同社の既存フィルム（アラミド、PETなど）に比べ、弾性率が1000分の1、破断伸度500％を実現した。

　今回開発した伸縮性フィルムの特長として、①優れた物理特性：わずかな力で変形できる優れた柔軟性と、元の長さの2倍に引っ張る変形を繰り返してもヒステリシスなく（力と変形量の関係が、変形時と復元時で一致すること）、元通りに復元し、変形後、長時間保持しても復元する高い復元性を両立した。また、マイナス20～80℃の広い温度範囲でもこの特性を維持することに成功している。

　②優れた加工適性：独自の表面層をもつことから、150℃での乾燥、熱処理が可能な耐熱性とスクリーン印刷やインクジェット印刷が可能な印刷適性を実現。また、高平滑からマット（艶消し）や凹凸形状まで、用途や加工工程に合わせて様々な表面形状への対応を可能にした。

　これらの特長により、従来のシリコーンフィルム、TPU（熱可塑性ウレタンフィルム）、アクリル架橋柔軟フィルムに比べても優位性があり、ディプレイ、回路基板、センサーなど各用途への展開が期待される。

　同社はすでにサンプル評価を開始しており、一部のユーザーとは量産化について検討を始めている模様だ。2020年頃までに事業化を進め、2025～2030年には年間売上高50億円を目指していく。

東洋紡　バイオマス由来のナイロン樹脂でフィルム製品化

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2019年10月17日

　東洋紡は、原料の一部にバイオマス（植物資源）由来のナイロン樹脂を使用した業界初の包装用フィルムとして、「バイオプラーナ 二軸延伸ナイロン（ONY）フィルム」を開発・製品化した。製品ラインアップは15㎛（片面コロナ処理と両面コロナ処理）。今月中にサンプル出荷を開始し、今年度中の量産開始を目指す。

　ONYフィルムは優れた耐ピンホール性や耐衝撃性が特長で、液体包装や詰め替えパウチ、レトルト包材など様々な用途で使用されている。近年ますます環境意識が高まる中、このたびバイオマス由来の樹脂を使用した包装用のONYフィルムを新たに開発。石油由来原料のみを使用したナイロンフィルムと同等の性能を実現した。

　バイオマス由来のナイロン樹脂を使用した包装用フィルムが製品化されるのは業界初。同社は2011年にバイオマス由来のポリエステル樹脂を使用した「バイオプラーナ PETフィルム」を上市し、食品包装用途を中心に幅広く採用されてきた。

　また、電気・電子部品や自動車関連素材用として、バイオマス原料を使用した高融点ポリアミド樹脂「バイロアミド」など、環境に配慮した製品を積極的に展開している。バイオマス由来のONYフィルムを新たにラインアップに加えることで、環境負荷の低減に貢献する製品の拡充に努めていく考えだ。

旭化成　ライオンなどと再生プラスチック技術を開発

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2019年10月17日

　旭化成とライオンは16日、両社が参加する「プラスチックの高度資源循環を実現するマテリアルリサイクルプロセスの研究開発」をテーマとしたプロジェクトが、新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）が公募する事業に採択されたと発表した。

　2019年度「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」（課題番号：I‐D3）に関する委託事業。

　地球環境の保全が重要視される中、環境に配慮しつつ利便性の高い製品を供給するため、使用済みプラスチックを資源として再利用するマテリアルリサイクルの技術開発が求められている。両社は同研究開発プロジェクトを通じ、再生プラスチック素材の製品に適用する革新的な技術開発を開始する。

　同プロジェクトは、福岡大学工学部化学システム工学科の八尾教授が主導し、計18の企業や大学・研究機関が参画するもの。再生ポリエチレンをベースとした環境製品生産と資源循環社会システムの研究を行う。

　具体的には、旭化成は福岡大学・神戸大学と共同し、一般家庭などから廃棄・回収される容器・包装プラスチックなどのリサイクル原料を使用した配合技術の開発と、ペレット製品の設計・開発を行う。また、ライオンは当該ペレットなどリサイクルプラスチックを含む容器に内容物を充填し、最終製品としての品質評価を行う。

　他の主な研究内容は、富山環境整備が容器・包装プラスチックなどの回収と選別を担い、メビウスパッケージングが配合ペレットから容器を製造する、リサイクルプラスチック成形加工技術を開発していく。

　これらのリサイクル素材を活用した技術開発により、バージン（未使用）素材と同等の物性を示す材料に再生する革新的な技術開発を行うとともに、当該技術を社会実装して再生材料の利用拡大を図り、新産業の創出を目指す。実施期間は来年7月31日まで。

　NEDOは省エネルギーや新エネルギー、CO2削減などのエネルギー・環境分野と、新産業創出に結びつく産業技術分野の中長期的な課題解決を目指している。そのために必要となる技術シーズ、特に既存技術の延長とは異なる、2030年をめどとした持続可能なエネルギー供給の実現や、新産業創出による産業競争力の向上に有望な技術の原石を発掘し、将来の国家プロジェクトなどに繋げていくことを目的に委託事業を推進している。

BASF　農作物向けに土壌生分解性プラスチックを提案

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2019年10月16日

　「エコバイオ」、生育向上と環境負荷低減に貢献

　BASFは農作物の生育向上と環境負荷低減のため、認証済みのマルチフィルム用土壌生分解性プラスチック「エコバイオM2351」を提案している。同製品は生分解性コポリエステルのポリブチレンアジペートテレフタレート（PBAT）「エコフレックス」と、再生可能原料から製造した他の生分解性ポリマーで構成されている。

　同製品で作ったマルチフィルムは、土壌中の天然に存在する微生物が、代謝可能な食物としてフィルムの構造を認識するため、収穫後に土壌に鋤き込むことができる。また、「エコバイオ」で作ったマルチフィルムは、無マルチ農法と比較して、トマト収穫量を15~50％増加させ、水の消費量を減らし、除草剤を減らしながら雑草を抑制することもできる。

　さらに、真菌病（菌類病）に対する作物の抵抗性が高く、収穫時期が早まるほか、品質が安定し、トマトの糖水比を示すBrix値（糖度）が高くなることも分かっている。

　トマトは加工食品業界向けに世界で最も多く栽培されている野菜である。多くの国の生産者が、ポリエチレン（PE）製のマルチフィルムを使い、雑草・土壌温度・水使用を制御することで、トマトの収穫量を増やしている。

　しかし、PEマルチフィルムの残留物は、微生物によって生分解されず土壌に蓄積される。このため、PEマルチフィルムを収穫後に土壌から除去する必要があるが、薄いフィルムを完全に回収することは通常不可能だ。

　「エコバイオM2351」で作ったフィルムは、手間や労力をかけて回収して産廃処理するのではなく、収穫後に土壌に鋤き込むことができるため、労働力とコスト削減にもつながる。

　「エコバイオM2351」は、EU域内の統一規格「EN規格」に則り、土壌生分解性であると認証された最初の素材である。同製品で作ったマルチフィルムの使用は、多くの国の有機農作物栽培でも認められている。

　国連食糧農業機関によると、2050年に90億人に増加すると予想される世界の人口を養うには、世界の農業生産を70％成長させる必要がある。BASFの担当者は「生分解性マルチフィルムは、土壌を汚染することなく、この課題に貢献できる」と述べている。

 

東洋紡　尿検体分析装置の新製品を開発　撮影画質を向上

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2019年10月15日

　東洋紡はこのほど、尿中の有形成分を調べる尿沈渣（にょうちんさ）検査の工程を自動化した、尿中有形成分分析装置の新製品「USCANNER premio」を開発した。今年度内に製造・販売を開始する。

USCANNER premio
USCANNER premio

開発品は、撮影画像の解像度を従来機種よりも向上させて、尿中の赤血球や白血球といった有形成分の、より鮮明な表示を実現した。また、オプションの「操作用増設端末」を使用することで、複数の検査技師により異なる検体の画像を同時に観察することが可能になる。異常が認められた大量の検体を効率的に分析できるため、患者が診断結果を受け取るまでの待ち時間の短縮に貢献する。

　尿沈渣検査は、腎臓や泌尿器の疾患を診断する際などに、尿中有形成分の種類や量を検査技師が顕微鏡で観察・分類・計測するもの。検査技師による手作業を多く必要とするため、特に大量の検体を扱う大規模病院などでは、自動化による検査の効率化が求められていた。

　同社は2001年に、検査技師が実施する、染色、標本作成、カラー染色画像の撮像、成分の分類・計測という一連の作業を全て自動化した、尿中有形成分分析装置「USCANNER」を上市。以来、製品の改良を重ね、これまでに、全国の大学病院や医療機関などで幅広く導入されている。検査技師の作業の負担を軽減するだけでなく、解析プログラムを活用した画像判定機能により、ばらつきのない安定した測定結果の取得を可能にした。

京大など　CO2を有機分子に変換、多孔性材料の開発に成功

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2019年10月11日

　京都大学はこのほど、京都大学アイセムス（物質―細胞統合システム拠点）の研究グループが中国江蘇師範大学の研究グループと共同で、選択的にCO2を捉えて有用な有機分子に変換できる新しい多孔性材料の開発に成功したと発表した。

　CO2は燃焼や生物の呼吸、発酵など、われわれの生活の様々な場面で生成し、地球上に広く存在する化合物だが、同時に温室効果をもつガスとしても知られている。

　近年、化石燃料（石炭、石油、天然ガスなど）の使用の増加により、大量のCO2が地球上に排出されることによる地球温暖化の懸念が高まっている。こうした背景から、CO2排出量を削減する技術や排出されたCO2を有効活用する技術に高い注目が集まっている。

　同研究で開発した多孔性材料は、有機分子と金属イオンからなるジャングルジム状のネットワーク構造でできており、内部にナノサイズの小さな穴（細孔）を無数に持つ。この細孔はCO2に高い親和性をもっており、選択的にCO2だけを細孔中に取り込むことができる。

　さらに、細孔に触媒能をもつ金属イオン部位が規則的に配置されており、取り込んだCO2を原料として細孔内で高効率な触媒反応を起こすことが期待される。

　実際に、この材料を利用してCO2をエポキシドに付加させる変換反応を試みたところ、カーボネートが高収率、高効率で生成することが判明。反応の性能の指標となるCO2の変換のターンオーバー数は3万9000に達し、報告されている多孔性材料の中でも最高の性能を示した。

　今回開発した多孔性材料は、CO2を取り込むだけでなく、CO2の反応性を高め有用な有機分子に変換させることができる材料。また、この反応は付加反応であるため副生成物を生じず、有機溶媒も用いないことから環境に優しい反応だ。

　今回の成果は、地球温暖化の主因ともされるCO2を安価に資源として活用する技術への応用が期待される。なお、今回の成果は英国の学術誌「Nature Communications」電子版に9月25日に掲載された。

DNP　植物由来原料使用の液体紙容器の販売を開始

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2019年10月11日

　大日本印刷（DNP）は10日、紙容器メーカー世界大手のSIG Combibloc Group（SIG）の合弁会社であるDNP・SIG Combiblocが、日本国内で紙ストローと植物由来原料を使用した液体紙容器＝写真＝を発売し、環境に配慮した製品ラインアップを拡充すると発表した。

DNP 写真　現在、世界的に海洋プラスチックごみの削減や地球温暖化の抑制といった環境問題の解決が急がれている中、人々の暮らしに身近な食品や飲料、日用品などのパッケージにも、環境への配慮が強く求められている。

　そうした状況に対してDNP・SIG Combiblocは今回、日本市場に向けて、SIGの無菌充填システムに対応した、紙ストローと植物由来原料を使用した液体紙容器の販売を開始した。同製品はSIGがすでに海外で展開しており、DNP・SIG Combiblocが製品のラインアップを拡充し、日本へも環境に配慮したパッケージを提供する。

　今回SIGが開発した植物由来原料を使用した液体紙容器「SIGNATURE PACK100」は、森林認証紙をベースとした環境負荷の少ない製品。紙以外の樹脂にも植物由来原料を使用しており、より一層の環境負荷の低減を可能にした設計となっている。

　また、バリア性の必要な製品向けとして、アルミ箔を付加した「SIGNATURE PACK FULL BARRIEER」もラインアップ。今後、DNP・SIG Combiblocは、飲料メーカーに向けて、2020年度中に同製品の供給を開始する予定。また、まっすぐなストレート型の紙ストローに加え、U字型や伸縮可能な紙ストローの開発も進めていく。

　DNP・SIG Combiblocは、環境に配慮した紙容器の提供を通じて、プラスチックごみの削減に努めるとともに、日本市場でのSIG無菌充填システムの導入拡大を進めていく考えだ。

積水化学　「新・ドマーニ」発売、利便性と災害時の安心を強化

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2019年10月10日

　積水化学工業はこのほど、住宅カンパニーが利便性と安心を強化した鉄骨系ユニット住宅「新・ドマーニ」＝写真＝を10月25日より全国（北海道、沖縄と一部離島地域、積雪地域を除く）で発売すると発表した。

積水化学　『新・ドマーニ』代表外観　「ドマーニ」は1988年の発売以来、好評を得ているセキスイハイムの勾配屋根のロングセラー商品。「新・ドマーニ」を中高額層の二世帯住宅を中心とした商品として位置づけ、郊外エリアの建て替え需要への対応強化を図っている。

　住宅カンパニーでは、環境問題と社会課題の解決や盤石な経営基盤の構築を事業の成長力として位置付け、ESG経営を推進。このような考え方のもと「新・ドマーニ」の安心性を向上させるほか、利便性を強化、外壁ラインアップを拡充し、多様な世代のユーザーの好みに合わせた提案をしていく。

　「新・ドマーニ」の特長として、①IoTの活用で子どもや高齢者でも全室空調システム「快適エアリー」を手軽に操作、②気象予報と連動する「蓄電池自動充電機能」をレジリエンス機能に追加し安心性が向上、③充実の外壁と開口のラインアップにより多様な外観デザインを実現、が挙げられる。

　同社は、中期経営計画「SHIFT2019‐Fusion‐」（2017~2019年度）の中で、住宅事業の戸建てシェアアップの施策の1つに「価格帯別商品ラインアップの強化」を進めている。2017年にはボリュームゾーン向けに木質系ユニット住宅の「グランツーユーV」、鉄骨系ユニット住宅の「スマートパワーステーションGR」、2018年には新型「スマートパワーステーションFR」を発売し、低～中価格帯の商品を強化してきた。

　2018年のセキスイハイム基幹商品である新型「パルフェ」の発売に続き、今回、「新・ドマーニ」を発売することで、中～高価格帯商品での建て替え受注の増加も狙う。なお販売目標は年間260棟、販売価格は3.3㎡あたり82万円台から（消費税別途）。

BASF　仏社と3D皮膚モデルを開発、化粧品研究に活用

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2019年10月7日

　BASFとフランスのCTIバイオテックはこのほど、初の免疫マクロファージを含む3D皮膚モデルを開発した。この皮膚組織モデルは、スキンケア化粧品向けの有効成分の開発や試験などの基礎研究に活用される。

　マクロファージは細胞ストレスや組織損傷、感染の兆候などの皮膚の微小環境を絶えず監視しており、創傷の修復や組織の完全な再生に不可欠だ。皮膚のホメオスタシスを維持するため、マクロファージには炎症を促進、または抑制する高度な柔軟性がある。

　BASFとCTIバイオテックは2011年に協業を開始し、2015年からスキンケア化粧品向けの有効成分の開発と試験に使用される、3D組織モデルの研究を行っている。昨年、両社は最初の成果として、3Dヒト皮脂腺モデルの長期培養による生理学的な皮脂のex vivo（生体外での試験）産生、有効成分による皮脂産生の制御機能について発表した。

　CTIバイオテックの3Dバイオプリント技術の使用により、BASFは3D皮膚モデルのポートフォリオを拡大することができる。また、この技術によりマクロファージの機能を、完全に再構築された皮膚を使って研究したいと考える、スキンケア研究者向けの強力なプラットフォームが生まれるという。

東大　蓄熱セラミックスを開発、弱い圧力で瞬時に熱を放出

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2019年10月3日

　東京大学大学院理学系研究科化学専攻の大越慎一教授らの共同研究グループはこのほど、長期間熱エネルギーを蓄えることができ、弱い圧力を加えることにより蓄熱エネルギーを取り出すことのできる高性能な蓄熱セラミックスを開発した。

　開発品は、ラムダ型五酸化三チタンと呼ばれる結晶構造で、粒子がブロック型形状を取ることから、ブロック型ラムダ五酸化三チタン（Block‐type Λ‐Ti3O5）と名付けられた。

　このブロック型ラムダ五酸化三チタンの蓄熱量は、固体‐液体相転移物質に匹敵する237kJ/Lという大きな値（水の融解熱の約70％、エチレングリコールの融解熱の約140％）。

　開発品の最大の特徴は、弱い圧力を加えることでベータ五酸化三チタンへの相転移を誘起することにより、蓄えた熱エネルギーを放出することができること。圧力誘起相転移は数メガパスカル（MPa）からはじまり、7MPa（70気圧）でラムダ構造の割合が半分まで減る。

　70気圧という圧力は、市販の7㎥圧力ボンベの圧力の半分程度であり、固体における圧力誘起相転移では最も弱い圧力。このような長期エネルギー保存と、低圧力印加による熱放出が1つの材料で実現できた理由は、2つの安定相（ラムダ型構造とベータ型構造)をもつことと、その2つの相の間に適切な低いエネルギー障壁が存在することに由来している。

　長期的なエネルギー保存が可能な蓄熱材料は、不要な排熱を吸収して熱エネルギーとして再利用する部材としての活用が期待されている。特に自動車では、運転中に放出されてしまう熱エネルギーを有効に生かして燃費を上げるため、エンジンやマフラーなどの部品周りへ装着が期待されているが、実装可能な圧力機構という観点から、10MPa以下の圧力で放熱できることが望ましいとされる。

　今回開発した蓄熱セラミックスは、自動車の熱エネルギーを有効利用して初動時などの燃費向上につながる蓄熱材料や、太陽熱発電所の蓄熱システムとしての応用が期待される。