共同開発

クラリアント　水蒸気メタン改質のCO2削減技術を展開

, , ,

2021年12月8日

　クラリアントはこのほど、テクニップ・エナジーズ社（フランス）とともに、水蒸気メタン改質による持続可能な水素製造に向けた画期的な「復熱式改質テクノロジー『EARTH』」を共同開発し、本格販売を開始した。

　クラリアントの触媒技術とテクニップ・エナジーズ社の特許技術とのコラボレーションで開発を行い、「EARTH」は「水素用拡張環状改質チューブ」の頭字語を取ったもの。水蒸気メタン改質装置内の同心チューブ部品と、外部環状スペースに装填された構造体触媒からなる。

　新設計の構造化触媒は、圧力損失が少なく活性と熱伝達を最大化する。また安定性と機械的堅牢性に優れ、改質プロセス中の熱的・機械的応力や触媒床の体積減少時でも性能を維持する。ドロップインソリューションとして設計され、既存・新規の改質装置チューブに対応し、熱の回収と高い変換率を同時に実現する。

　2019年に開始したトルコのAkkim社の水素工場での先行運用では、CO2排出量は20％減少し、化石燃料消費量は約40％低減した。すでにスペインのRepsol社から、2023年稼働開始予定のスペイン・カルタヘナの2万1千N㎥/h規模の水素工場と、欧州にある既存水素工場のアップグレードの2件を受注。CO2排出量の削減が求められる炭化水素からの水素生産に対し、持続可能性の目標達成と工場の生産性と効率の改善といった、環境・経済の両面で大きな成果が期待される。

ランクセス　バッテリー筐体向け高性能プラを開発

, , , ,

2021年10月14日

　ランクセスはこのほど、韓国の自動車部品メーカー、インファック（INFAC）社と電気自動車用のバッテリーモジュール筐体を共同開発したと発表した。

　ガラス繊維強化ポリアミド6（PA6）「デュレタン（Durethan）BKV30FN04」を使用したバッテリー筐体は、最新の電気自動車部品の機械的・化学的特性要件を満たし、ハロゲンフリーで優れた難燃性と電気特性が特長。加工性にも優れ、筐体部品に求められる複雑な機能を一体化し、部品数の削減、組立工程の簡素化、軽量化を実現した。

　バッテリーモジュールは、外部の衝撃からバッテリーを保護するために衝撃吸収と熱管理が重要。「BKV30FN04」はガラス繊維強化されており、機械的荷重に対する耐久性が優れる上、最大800ボルトに耐えて高電圧電流を遮断し、強力な難燃性により火災時の延焼を防止・遅延させる。また、電解液や冷却媒体と接触しても強度・剛性を維持し、化学的損傷を抑制する耐薬品性をもつ。

　ランクセスのエンジニアリングプラスチックは、バッテリーカバー、高圧コネクター、ケーブルブラケット、バッテリーセル冷却システムパイプ、水素貯蔵タンクなどの水素燃料電池自動車用部品など、幅広いバッテリー構造に適用できる。また、各種金属部品を代替して軽量設計が可能になる。

　1つのプロセスで複数の機能部品を製造できるため、多くの技術と部品が出現する次世代モビリティ市場において、需要は継続的に増加する。ランクセスは韓国を含む世界的な大手自動車OEMと緊密に協力しており、eモビリティの動向や課題を早期に把握し、様々な電気自動車やバッテリー開発プロジェクトに参加できた。顧客との成功事例を蓄積し、新しいモビリティの重要なパートナーとしての地位を確立していく考えだ。

産総研と日亜化学　全方向型標準LED光源の試作に成功

, , , ,

2021年10月13日

　産業技術総合研究所（産総研）と日亜化学工業は、LEDを使用した全方向に可視波長全域の光を放射する標準光源の試作品を共同開発した。照明産業の持続的な発展への貢献と、照明光源の評価の高精度化が期待される。

　照明光源の明るさの指標である全光束は、標準光源との比較測定で決定される。標準光源には、主に白熱電球形の標準電球が使われるが、全方向光放射に適した形状のフィラメントやガラスバルブなどは熟練職人の手作りである上、LED照明の普及による白熱電球生産の縮小・停止の影響もあり、代替の標準光源が必要とされている。

　標準光源には光強度の安定性や再現性、可視波長全域をカバーするスペクトル、光を全方向に放射する配光性が求められるが、これら全てを高い次元で満足する代替光源はまだない。

　両者は産総研の「スペクトルの定量的精密測定・解析技術」と日亜化学工業の「高度なLED製造技術」を組み合わせ、可視波長全域の光を前面に放射する標準LEDを2016年に開発。そこで培われた光強度安定化技術とスペクトル最適設計技術に特殊な光学系を組み込むことで、可視波長全域の光を全方向に均等に放射する全方向形標準LEDの試作品の開発に成功した。

　複数のLED素子と蛍光体の組み合わせを最適化し、広い可視波長範囲と安定した光強度、十分な光量を得た。温度制御機構で発光部の温度を一定に保つことで、連続点灯、複数回繰り返し点滅、周囲の温度変化に対する光強度の変動は、既存の標準電球と同程度だ。また、光を後方に導くキャップ型の光学系を組み込み、標準電球のフィラメント形状に起因する細かな凸凹のない、滑らかで均等に全空間に広がる配光を得た。

　こうして全光束測定用の標準光源として理想的な配光特性を実現できた。市販の電球形LEDランプの全光束測定を想定し、それと同程度の大きさだ。今後は、全光束値と光源の大きさのバランスを見極めつつ、必要な全光束値を得るための点灯電流レベルに応じた放熱機構を最適化し、実用化を目指す。また全方向形標準LEDでの測定精度を上げるため、全光束や分光測定方法の高度化を進める考えだ。

産総研と北海道大学　CO2からのブタノール連続生産を達成

, , , , ,

2021年9月29日

　産業技術総合研究所（産総研）と北海道大学はこのほど、CO2を原料に、アルコールの一種であるブタノールを連続生産する技術を共同開発した。CO2を直接原料として使う、新たな化学品合成プロセスとして期待される。

　年間1000万t以上のアルコールやアルデヒドが、プロピレンなどの不飽和炭化水素、CO、水素を原料にしたヒドロホルミル化反応（オキソ反応）により、コバルトやロジウム錯体触媒を使ったバッチ式反応で製造されている。金属錯体触媒は生成物との分離や再利用に課題がある。固体担体に固定化する手法が提案されてきたが、反応性が変化し、耐熱性が低下してしまう。

　産総研は、ルテニウム錯体がCO2をCOに変換する触媒機能をもつことに着目し、毒性の高いCOの代わりにCO2を使うオキソ反応を世界に先駆けて開発した。しかし錯体触媒は有機溶媒に溶解させて使うため、耐圧反応容器を使うバッチ式反応プロセスが必要であった。

　今回イオン液体を使って、ルテニウム錯体触媒をシリカゲル表面に薄膜状に固定化した触媒を開発。薄膜状のイオン液体中のルテニウム錯体触媒は、有機溶媒中と同様に反応する上、外観はシリカゲルと同じ粉体であるため、一般的な固体触媒と同様に扱える。

　またイオン液体は、オキソ反応温度域では揮発しないので、触媒を担体上に安定に保持できる。これにより、CO2と水素とプロピレンから、ブタノールを連続的に生産することが可能になった。高圧フロー式反応装置で反応圧8・6M㎩、反応温度170℃、約8時間の反応では、従来のバッチ式反応プロセスに比べ、時間当たりの収率は10倍になった。

　今後は主生成物の選択性と触媒の耐久性の向上のため、新たな金属錯体触媒やイオン液体の改良を行っていく。また、幅広く他の原料への適用可能性も検討していく。

今回開発したCO2を原料としたアルコール合成プロセス

 

日本ゼオン　AIを活用し物性を予測、機能性材料の開発加速

, , , , , ,

2021年9月1日

　日本ゼオンはこのほど、2017年から参画している新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）の「超先端材料超高速開発基盤技術プロジェクト」を通じて、AIにより材料の構造画像を生成し、高速・高精度で物性の予測を可能とする技術を共同開発したと発表した。なお、同プロジェクトには同社のほか、先端素材高速開発技術研究組合（ADMAT）、産業技術総合研究所（産総研）が参画している。

　昨今、材料開発のさらなる高度化・高速化の要求が高まり、ディープラーニング（深層学習）などの情報処理技術を利活用する動きが活発化している。これは、様々な材料データをコンピュータに学習させることで、高性能な新しい材料の提案を可能とするAI技術で、人の勘や経験に頼る従来の材料開発を高度化することができる。しかし、コンピュータ上で扱える材料は構造が定義できる低分子化合物や周期構造をもつ金属、無機化合物に限定されることが大きな課題だった。

　こうした背景の下、同プロジェクトではカーボンナノチューブ（CNT）をはじめとする機能性材料開発の高速化を目指し、データ駆動を活用した研究を推進。3者は共同で、より汎用性の高い材料へディープラーニングを適用する手法を開発した。

　今回の技術では、まず複雑な構造をもつCNT膜の構造画像と物性をAIに学習させる。その上で、種類の異なるCNTを任意の配合で混合した様々なCNT膜の構造画像をコンピュータ上で生成することで、その物性の高精度な予測を可能にした。この技術は、従来のAIでは適応できなかった複雑な構造をもつ材料の組成選定・加工・評価といった一連の実験作業をコンピュータ上で高速・高精度に再現（仮想実験）することを可能にするもので、材料開発のさらなる加速化が期待できる。

　日本ゼオンは、今後も同プロジェクトを通じ、CNTをはじめとするナノ材料と高分子材料との複合材料を対象としたAI開発技術に取り組むとともに、幅広い材料へ適用可能な技術開発につなげ、新技術と新材料開発の可能性拡大に貢献していく。

産総研と豊実精工　セラミックコートでクロムメッキ代替

, , , ,

2021年7月20日

　産業技術総合研究所（産総研）と豊実精工（岐阜県加茂郡）はこのほど、常温衝撃固化現象を活用したエアロゾルデポジション（AD）法を最適化し、3次元的表面に防錆性と耐摩耗性を付与できる低環境負荷の常温セラミックコーティング技術を共同開発した。

　機械部品の防錆加工に汎用される硬質クロムめっきは、硬度と処理コストに優れるが、特定有害物質の六価クロムを使用し、欧州のRoHS指令など多くの規制を受けるため、機械的耐久性や防錆性に優れた六価クロムフリーの表面処理技術が求められている。代替技術の三価クロムめっきや溶射法は、密着性や耐摩耗性、膜厚制御性などが劣っている。

　今回AD法を活用し、平面と3次元形状の鉄系部品表面への高い防錆性・耐摩耗性の量産レベルのセラミックコーティング「ERIN処理」技術を開発。ドライコーティング非溶液プロセスで、溶射法のようにセラミック微粒子を溶かさないため、凝固収縮に伴うクラックやポアが発生せず、高い硬度と密着力をもつセラミック膜を形成し、高い防錆性や耐摩耗性が期待できる。

　基材に吹き付けられたセラミック微粒子は、衝撃でナノサイズの微細結晶片に破砕し、流動、再結合して強固な密着力と機械強度をもち、厚みのある緻密なセラミック膜を形成。成膜速度は速く常温処理であるため、熱に弱いプラスチックなど様々な基材へも適用できる。ピンホールやクラックの抑制にはセラミック粒子が均質なナノスケールの微細結晶片に破砕されることが重要で、基材の表面粗さ（凹凸形状）、セラミックコーティングの膜厚、基材の硬度、吹き付け角度の設定により、複雑な3次元構造体表面にも剥離のない均質な被膜を形成することを実証した。

　今後、豊実精工は防錆性や耐摩耗性が要求される小型精密機構部品などの年内の製造販売を目指すとともに、六価クロムフリーの機能めっき代替技術としての事業展開を図る。

　産総研は、原料粉末の合成や高度化などで同技術の量産性を向上し、低コスト化や大型構造物への適用拡大を検討するとともに、欠陥のない緻密3次元セラミックコーティング技術として、電子部品やエネルギー関連部材用途への応用展開を進めていく。

 

中外製薬など　製薬業界向けDS育成プログラムを共同開発

, , ,

2021年7月9日

　中外製薬とアルベルトはこのほど、製薬業界向けデータサイエンティスト（DS）育成プログラムを共同で開発したと発表した。中外製薬が今年4月よりスタートしたデジタル人財育成プログラム「CHUGAI DIGITAL ACADEMY（CDA）」の取り組みの1つとして、医薬特有要素を含むデータ利活用スキルの習得によるDXの推進を目指し、同社グループ社員を対象に6月から展開している。

　ヘルスケア産業では、予防医療や診断支援、個別化医療、新たな治療法・新薬の開発、健康寿命の伸長など、様々な分野でデータ分析・AIの活用が期待されている。データの高度な解析技術や統計の専門スキルをもった人財の育成が重要な課題だが、製薬業界特有のスキルも必要となる。

　中外製薬は基本戦略のひとつに「デジタル基盤の強化」を掲げ、デジタル人財育成の体系的な仕組みCDAを今年4月からスタート。これにより社内デジタル人財の育成強化に取り組むとともに、社外還元による採用力強化・外部との連携促進、エコシステム形成を目指している。

　一方、アルベルトは250名を超えるDSが在籍。社内人財育成で培ったノウハウを活用し、また現役のDSが講師を務めることで、より実践的なプログラムである「DS育成支援」を各産業に提供し、さらに、業界特化型の育成プログラムの構築にも取り組んできた。今回、両社は製薬業界向けDS育成プログラムを共同で開発し、DSの育成に強みをもつアルベルトの支援の下、中外製薬はDXを推進する人財の育成を強化していく。

　今後、アルベルトは引き続き中外製薬グループのデジタル人財基盤の強化に取り組むとともに、共同開発したプログラムの外部提供の可能性も見据え、外部コミュニティとの連携や人財交流など製薬業界におけるDX推進を志す人々が広く活用できる仕組みづくりを目指す。

ブルーイノベーションなど、移動ロボット活用ソリューションを共同で開発

, , , ,

2021年7月7日

　ブルーイノベーション（BI）とDoogはこのほど、移動ロボットを活用した法人向けソリューションの共同開発について業務提携した。この提携により、BIのデバイス統合プラットフォーム「ブルー・アース・プラットフォーム（BEP）」と、Doogの自動走行ベースユニット「サウザーシリーズ」を連携させ、物流や点検、警備などに関するオートメーション化、DX化をはじめとした法人向けソリューションの共同開発を進める。

移動ロボットの自動制御・連携
移動ロボットの自動制御・連携

　BIは、複数のドローンを遠隔・目視外で自動制御・連携させ、様々な業務を自動遂行させる独自のデバイス統合プラットフォームの開発を推進。近年では点検や物流など対象業務に合わせて「BEP」の機能やデバイスを組み合わせ最適化した「業務・目的別BEPパッケージ」を開発し、作業効率の改善や安全性の確保など、様々なソリューションを提供している。

　一方、Doogの「サウザーシリーズ」は、運用の簡単さやカスタマイズ性が高く評価され、製造現場、物流倉庫だけでなく、鉄道・航空整備場や、施設内バックヤード搬送など様々なフィールドで活用されている。また、レーザセンサーによる高精度な障害物検知・衝突回避の能力をもつため、空港、ホテル、図書館、介護といったフィールドに向けても導入が進む。さらに、自動追従機能、手動操縦機能、ライントレース機能（ハイウェイ機能）、メモリトレース機能など複数の動作形態を組み合わせることも可能で、各現場に最適な運用を構築することができる。

　両社は、技術や製品、ノウハウを融合し、「BEP」により複数台の「サウザーシリーズ」を同時に、かつ複数台を自動制御・連携させることで、物流や点検、警備などのBtoB領域で移動ロボット単体では成し得なかったソリューション開発を積極的に進め、業務のオートメーション化やDX化の実現、ひいては事業課題の解決に貢献していく。

 

帝人　ティア1の研究組織に参画、炭素繊維材を共同開発

, , , , ,

2021年6月16日

　帝人は15日、米国スピリットエアロシステムズの研究組織である「エアロスペース・イノベーション・センター（AIC）」に参画すると発表した。帝人は、スピリット社およびAICメンバー各社と、次世代航空機向けの革新的な炭素繊維材料を共同開発することが可能となる。

　航空機用部品を製造する世界最大規模のティア1メーカーであるスピリット社は、米国、英国、フランス、マレーシアに拠点を配している。主力製品は航空機の胴体や翼などの部品で、革新的な複合材料とアルミニウムの製造ソリューションを世界中の顧客に向けて提供している。その研究組織であるAICは、スコットランドのプレストウィックにある敷地面積が約8万5000平方フィートの研究センターで、スピリット社のエンジニアリング設計や製造に関する専門知識、およびメンバー企業との共同研究に必要な先進的な製造設備を提供している。帝人グループは、今回のAICへの参画により、スピリット社やメンバー企業との革新的な技術開発を実現し、持続可能な未来の構築への貢献を目指していく。

　帝人グループは中期経営計画の中で、航空機向け炭素繊維中間材料の開発を「将来の収益源育成」と位置づけており、幅広く用途開発を推進。今後、航空機向け炭素繊維製品のマーケットリーダーとして、ソリューション提案力を一層強化し、長期ビジョンである「未来の社会を支える会社」を目指していく。

 

昭和電工　次世代記録技術対応HD、共同開発契約を締結

, , , , ,

2021年6月11日

　昭和電工は10日、シーゲイト社とハードディスクドライブ（HDD）の次世代記録技術である熱アシスト磁気記録（HAMR）に対応した次世代ハードディスク（HD）メディアを共同開発する契約を締結したと発表した。

　昭和電工は、HAMRに対応した技術として従来のHDメディアでは実現困難とみられていたFePt合金の超高温規則化温度を実現しつつ量産を可能とするメディア製造技術にめどをつけ、FePt新磁性体を開発。シーゲイト社は、HDD業界でHAMR対応HDDの技術開発を長年リードしてきている。今回の共同開発契約に基づき、FePt新磁性体および両社が将来共同で開発する同磁性体を評価する。この協業により、両社のHAMR対応HDD関連技術の開発スピードを一層加速する考えだ。

　5Gのサービス開始、IoTの普及やテレワークの浸透、DXの進展・拡大などにより、新たに生成されるデータ量は今後とも飛躍的に増大することが見込まれる。それに伴いそれらのデータを保管するデータセンター向けHDDは1台当たりの記憶容量の増大がこれまで以上に重要な課題となっている。

　昭和電工グループは、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）としており、HD事業を個性派事業のコアの1つと位置づけている。今後も〝ベスト・イン・クラス〟をモットーに、世界最大のHDメディア専業メーカーとして、HAMR、MAMR（マイクロ波アシスト記録方式）などの次世代記録技術に対応した業界最高クラスの製品をいち早く市場に投入し、HDDの高容量化に貢献していく。