産業技術総合研究所（産総研）

　産業技術総合研究所（産総研）はこのほど、接着力が強く、光や熱の刺激で容易に剥離できる解体性プライマーを開発した。化学結合の開裂を利用するため、刺激を加える前は基材・接着剤間の化学結合で接着力は強く、光や熱などの刺激で化学結合が切断し簡単にきれいに剥がれる。

　従来の光液化-固化型接着剤は、接着成分の形状や硬さの変化を利用するため、加熱や光照射に多くのエネルギーが必要な上、高い接着力と剥離性能の両立が困難であった。新しいプライマーは接着力が強く、わずかなエネルギーで剥離できる。

　アントラセンは特定波長の光を吸収して二量体となり、高温もしくは紫外光（波長300㎚以下）で開裂して元のアントラセンに戻る。今回、ガラス基板に化学的に吸着するアルコキシシリル基を導入したアントラセンに波長405㎚の光を照射し、光二量化させた。

　その溶液をガラス基板に塗布・乾燥して解体性プライマー層を形成。その表面に湿気硬化型接着剤で柔軟な樹脂フィルムを貼り合わせて剥離試験を行った。90度剥離強度はプライマー不塗布時の約2倍に増加し、ガラス基板表面には接着剤が残った。180℃で1分間加熱すると剥離強度は60％低下し、接着剤はガラス基板表面には残らずきれいに剥離した。

　また波長254㎚の光を1分間照射した場合、剥離強度は33％低下し、使った光照射エネルギーは30mJ/㎠で、光液化-固化型接着剤の場合の5％未満だ。剥離後のガラス基板表面にアントラセン単量体が確認されたことから、プライマーの分解により剥離が進行したことがわかった。

　この解体性プライマーにより異種素材の接着・解体ができるため、リサイクルやリユースの促進に有効だ。接着以外にも、インクの除去や、刺激に応じて摩擦力が変化する表面処理剤などへの応用が期待される。

　今後、プライマーの構成分子を検討し接着強度の向上を目指すとともに、刺激の種類と条件や適用可能な基板の種類を拡大させ、省エネルギーで汎用性の高い剥離技術として展開できるよう、研究開発を進めていく予定だ。

　産業技術総合研究所（産総研）はこのほど、物質・材料研究機構と共同で、植物ホルモンの1つであるエチレンを選択的に検出する試作機を開発した。

　ポータブルで、簡単な操作により、青果物（野菜や果物）の品質管理で鍵となるエチレンガスの濃度を貯蔵や物流時に容易に測定できる。青果物は収穫後も呼吸を続け、様々な植物ホルモンを発生させる。

　気体状のエチレンは、青果物の成熟や老化を促進する作用がある。発生量と作用の大きさは青果物の種類により異なるため、エチレン濃度のモニタリングは、倉庫内での貯蔵や果実の追熟による出荷時期調整において、食べごろの提示やフードロス削減に直結し重要である。しかし、エチレンを選択的に計測できる小型・安価なセンサー装置はなかった。

　両者は、エチレンをパラジウム触媒でアセトアルデヒドに変換し、アミン塩試薬と反応させて発生した塩酸ガスによりカーボンナノチューブ（CNT）センサーの抵抗値が下がる原理を使い、参照センサーと検出センサーの電位差でエチレン濃度を測定する方法を開発。しかし、既存のセンサーでは共存ガスの影響で誤検知が起こる場合があり、操作には専門技術や研究用計測器を必要とした。

　今回、両センサーの前にエチレンに不活性な触媒層を設け、共存ガスの外乱による影響をキャンセルした後、検出センサーの触媒層をパラジウム触媒層に切り替えて測定することで、エチレンの確実な検出が可能となった。ユーザーによる正面パネルの簡単な操作で測定でき、エチレンの検出下限は0.2㏙程度、上限は100㏙程度だ。

　今後、同試作機を企業へレンタルして実地検証を進め、早期の社会実装を目指す。また定期的な校正を不要とするよう、センサー材料の長期安定改良を継続する。

　産業技術総合研究所（産総研）はこのほど、神戸市立工業高等専門学校（神戸高専）、大阪有機化学工業と共同で、透明と白濁の切り換え繰り返しで高い耐久性をもつ液晶と高分子の複合材料を開発したと発表した。液晶と異方構造を有する高分子（異方性高分子）の複合材料は、生活温度付近で、低温で透明、高温で白濁に切り換わる機能をもち、調光ガラスなどへの応用が期待されている。

　近年、建物や移動体の省エネ化とユーザーの快適性の両立が着目され、有用な部材の開発が進んでいる。窓は太陽光を取り込むために必須である反面、太陽熱は冷暖房負荷や快適性に大きく影響する。調光ガラスは、太陽光の入射量を制御する部材で、様々な方式が提案されてきた。例えば、電気や雰囲気ガスで動作させるタイプは、ユーザーが切り換えたり自動化したりできる点で利便性が高く、特に電気方式はすでに上市されている。しかし、施工時の配線など設置条件や導入・運用費用にまだ課題が残る。それに対し、熱応答型は電源を必要とせず、施工後の後張りや必要に応じて剥がすといった取り扱いの容易さなどで有利な面がある。

　産総研は、多様なニーズに応えるため、電気、ガス、温度に応じて光の反射、吸収、透過が変わる様々な調光ガラスの開発を進め、それぞれの特徴を生かした提案を行ってきた。こうした中、3者は共同で、可視光の直進透過率を80％以上かつ太陽光の透過率を20以上制御する熱応答型の調光材料を2019年に開発。透明/白濁の繰り返し耐久性に課題があったが、今回、異方性高分子を架橋剤で網目構造化したことで、材料の熱安定性が高まり、繰り返し耐久性が大幅に向上。窓ガラスのメンテナンス保証期間（10年程度）に相当する回数で温度変化を繰り返しても持ちこたえる耐久性向上を達成し、実用化のめどがついた。次の段階では、耐久性と並ぶ実用化の課題であるコスト削減に着手する。

　一方、ガラス基板を用いた調光ガラスは、新築建物などの窓ガラス施工時の導入が想定される。国内にはすでに窓が設置された既築物件が多くあり、同技術を普及させるため、今後、後張りできる柔軟性のある透明基材による調光フィルムの開発に取り組む考えだ。