TECH Biz EXPO

「中部イノベネット」のご紹介

(公財)中部科学技術センター イノベーション創出支援室 室長　斉藤 貴伸 氏

「中部イノベネット」は中部地域の企業の技術開発や研究開発を支援するための広域連携ネットワークです。大学や公設試などの技術シーズ集である「産業技術の芽」や企業の困りごと相談に対応できる技術支援者検索ツール「中部の技術ガイド」などのツールについて紹介します。

熱可塑性樹脂部材のレーザ加工技術の開発

岐阜県工業技術研究所 機械部 主任専門研究員　小河 廣茂 氏

ビーム品質に優れエネルギー密度が高いファイバーレーザ加工機に関して、熱可塑性ＣＦＲＰ材料に対する加工条件と加工状態の関係を明らかにし、熱影響を最小化する方法の検討を行った。レーザヘッド先端部に回転・摺動する機構を組み込むことにより、穴あけトレパニング加工において従来ヘッドよりも熱影響部の範囲を低減することが可能となった。

熱可塑性CFRPスタンパブルシート製造技術の開発

石川県工業試験場 企画指導部 主任研究員　木水 貢 氏

炭素繊維複合材料（CFRP）は、昨今のエネルギー問題やCO2排出抑制等に対応可能な軽量化素材として開発されている。従来の熱硬化性CFRPと比べ、量産化や成形性に特徴のある熱可塑性CFRPで、押出ラミネート技術を用いて熱可塑性　CFRP中間材料の製造技術について検討した。

走査電子顕微鏡による断面微小領域解析〜不良解析事例紹介〜

名古屋市工業研究所 材料技術部 環境技術研究室　浅野 成宏 氏

ものづくりにおいて不良品の発生はつきものである。不良の発生原因の解明には、不良部分の表面や断面の構造の解析が有用であり、分析機能付電子顕微鏡による表面・断面の観察および分析がよく用いられている。当所では、分析機能付超高分解能走査電子顕微鏡と断面試料作製装置を併用することにより、精緻な断面観察・分析を行っている。その事例などについて紹介する。

徳島大学LEDライフイノベーション研究プロジェクト概要紹介

徳島大学大学院 ソシオテクノサイエンス研究部 顧問　木内 陽介 氏

徳島大学では徳島県のLEDバレイ徳島とも連携して、LEDをライフ分野に応用する 研究プロジェクトを全学連携で１７テーマほど推進している。本研究プロジェクトはヒト、動植物等のあらゆる生き物に対する光の生命効果を活用するもので、医療、農業、漁業への応用研究の概要を紹介する。

UV-LEDを使用した殺菌システム

徳島大学大学院 ヘルスバイオサイエンス研究部 教授　高橋 章 氏

殺菌方法としては加熱殺菌、薬剤殺菌、オゾン殺菌、紫外線殺菌などがあり、その用途に合わせて様々な殺菌方法が用いられている。我々は紫外発光ダイオード（UV-LED） を用いた殺菌システムを開発しており、その現状について紹介する。

光反応と有機系化合物による微生物制御

徳島大学大学院 ソシオテクノサイエンス研究部 助教　白井 昭博 氏

有機系抗菌剤ハイジェニアTMは、高い抗菌・抗かび活性を有している。その化合物を極めて低濃度でUV-A波長領域の光殺菌と組み合わせることによって、殺菌力が著しく高くなることが分かった。そしてその殺菌効果は、病原性微生物に対しても有効であった。主な殺菌因子は、活性酸素種（ROS）特異的蛍光プローブを用いた細胞解析によりROSであることが判明した。ハイジェニアの添加により、細胞内ROSレベルが上昇し、細胞膜の過酸化およびDNA酸化を引き起こすことが高い殺菌性に寄与していると示唆した。その他に、光反応を利用した抗生物活性分子による微生物制御について最近の知見を述べる。

外線から可視光曝露波長と遺伝子発現

徳島大学大学院 ソシオテクノサイエンス研究部 講師　芥川 正武 氏

遺伝子発現解析を用いた光生体反応の波長特異性に関する研究近年，LEDによる光に曝される機会が増加し，例えば青色光の影響について着目されるようになってきた．またLED光源を用いることで任意の波長の光を比較的高効率で利用することができるようなり，例えば植物工場では育成用の光源として赤と青のLED光源が利用されている．光に対する生体反応は波長により異なると考えられ，その機序を明らかにしておくことは重要である．本研究では，光の波長毎の生体反応について，遺伝子発現解析量の観点から網羅的に調査することを目的としている．基礎的な検討のために腸炎ビブリオに様々な波長の単色光を照射し，遺伝子発現量に調査した結果について紹介する．

実用化が期待される新規高性能吸放湿材料

(独)産業技術総合研究所 中部センター イノベーションコーディネータ　渡村 信治 氏

産総研では、相対湿度40%から70％の範囲で吸放湿能力が優れた新規高性能吸放湿材料を開発した。この材料は人が快適に生活できる環境（中湿度域）での調湿能力が珪藻土の数倍もある。量産化と低価格化を実現することで、高性能調湿建材や低温再生型デシカント空調用吸着剤としての応用が期待できる。

急増する室内熱中症から高齢者を守るには

静岡県工業技術研究所 工芸科 科長　櫻川 智史 氏

近年、高齢者が夏の暑い時期に、屋外に限らず室内で熱中症になるケースが急増している。熱中症の発生率と相関が高いとされるWBGT(湿球黒球温度)を、相対湿度と気温により精度良く予測する方法を開発した。また、それを用いた熱中症警報システムを開発した。

木材の環境に優しい無機系防腐防蟻処理

富山県工業技術センター 中央研究所 評価技術課 課長　岩坪 聡 氏

木材の組織に適するように高圧ジェットミルにより粒径制御した金属微粒子を主成分とする木材注入用防腐防蟻処理粒子液を作製した。これにより木材の道管内部への銅系微粒子の深い注入処理が可能になり、優れた防腐防蟻処理効果を得ることができた。

常温圧縮せん断法を用いた成形技術

信州大学 工学部 機械システム工学科 准教授　中山 昇 氏

金属粉末に常温，大気雰囲気中で圧縮応力とせん断荷重を同時に負荷することで高強度な薄板が成形可能な加工方法を開発した。室温で固化成形可能なので熱に弱い機能性材料を金属中に分散することも可能である。

材料表面を劣化させない新窒化法の開発〜アトム窒化法〜

豊田工業大学 特任教授　原 民夫 氏

鉄鋼材料の窒化処理は熱処理変形が少なく、浸炭焼入れよりも高い表面固さが得られることから、耐摩耗性が要求される摺動部品・金型などに無くてはならない表面処理技術である。しかし、通常のガス窒化やイオン窒化では表面に窒化物層が形成され表面粗さも増大する。我々は大電流電子ビームにより生成した高濃度の窒素原子雰囲気の中で窒化処理を行う「アトム窒化法」を開発した。この窒化法は窒化物層の生成が無く、表面粗さを増大させない新しい光輝窒化法である。窒素原子は再結合して窒素分子に戻るまでの時間が長いので、狭いスリットや穴の内面の窒化に有利である。また、プラズマとワークの間に大きな電位差をかける必要がないため、コーナー部などの鋭利な部分も平坦な面も同様に窒化が進行する特徴を持っている。本講演では、アトム窒化の原理、窒化特性、複合硬化処理および適用例などを紹介する。

名工大支援成果「単結晶SiCの曲面CMP加工による新規切削工具の開発」

ビーティーティー(株) 代表取締役社長　青木 渉 氏

量産加工のための刃物開発を前提に、一般的な旋盤加工に用いられる超硬刃物を台座として、SiC刃具開発に成功した。SiC単結晶は、市販の研磨砥粒を用いてCMP加工すると、単結晶方位に依存した加工速度のために、曲面は勿論のこと、不定方向の直線に囲まれた頂角を有する刃先を形成することが出来ない。そのため、新規加工砥粒を開発し、名古屋工業大学が有する空気浮上型CMP加工機を用いて刃先のCMP化を実施した。

名大支援成果「世界で初めて溶出順序を自在に反転できるキラルカラムの開発に成功」

名古屋大学大学院 工学研究科 物質制御工学専攻 博士研究員　下村 昂平 氏

高速液体クロマトグラフィーによるエナンチオマーの分離（光学分割）は，光学活性化合物の分取・分析の両方に有効であるため，医薬品の開発研究等の分野において極めて重要な技術になっている．本研究では，固体状態でらせんの巻き方向を自在にスイッチさせることができるらせん高分子を開発し，これを光学分割カラム用充填剤に応用したところ，エナンチオマーの溶出順序を初めて自在に制御することに成功した。

分子・物質合成プラットフォームと利用成果の事例紹介

自然科学研究機構分子科学研究所 特任専門員　金子 靖 氏

分子・物質合成プラットフォームでは、ナノテクノロジーに関する分子合成や物質作成に関する支援と作成した物質や持ち込まれた材料の評価・測定に関する支援を行い、全国11の大学や研究機関で、これまでに約850件の依頼に対応してきた。今回はその中からいくつかを実施機関の支援概要とともに紹介する。

連続繊維強化熱可塑性樹脂複合材料の高速成形における課題

岐阜大学 複合材料研究センター 教授　仲井 朝美 氏

連続繊維と熱可塑性樹脂を組み合わせた連続繊維強化熱可塑性樹脂複合材料を対象とし、高速成形に おける課題について概説する。熱可塑性樹脂を用いることから、高サイクルでの成形が可能となり、 さらに二次加工性やリサイクル性を付与することが出来る。しかし、連続繊維および熱可塑性樹脂を 用いることから、強化繊維束への樹脂の含浸が悪いことが問題となっている。また、汎用の自動車に まで普及させるには自動車の生産性に適合する部品製造技術の開発が必要となる。成形サイクルの短 縮のためには、以下の三つの観点から取り組む必要があると考える。�@繊維状中間材料の開発（含浸 距離の短縮）、�A繊維／樹脂界面の最適化（界面特性と濡れ性の両立）、�Bハイサイクル成形技術の 開発。ここでは、これらの観点からの取り組みについて報告する。

CFRTPの強度向上のための界面技術

岐阜大学 複合材料研究センター 准教授　武野 明義 氏

異なる素材の足し算を超える複合材料が今後求められ、そのためには繊維・マトリックス界面とその周囲に形成されるマトリックス分子の高次構造の制御がカギとなる。特にポリプロピレンなど無極性タイプのマトリックスは、表面エネルギーが低く十分な界面強度を得ることが難しい。そのため、炭素繊維（CF）表面や樹脂に極性基を導入し、接着性を高める工夫が必要となる。このようなサイジング剤に代表されるCFの表面改質は不可欠な技術であり、薬剤処理、電界酸化、プラズマ処理、紫外線処理などが知られているが、ここでは、水中においてオゾンマイクロバブルによりCFの表面改質を行う例をトピックとして挙げながら紹介する。

CFRPを用いたものづくりに不可欠なリサイクル技術

岐阜大学 複合材料研究センター 教授　守富 寛 氏

CFRPに用いる炭素繊維の製造には多大なエネルギーを要し，その消費エネルギーの低減化は大きな課題である。また，複合材料は加工工程での残材，製品の廃棄等の処分において，繊維として再利用可能な形での再生技術が確立されていないのが実状であり，複合材料中炭素繊維の再生技術の開発が急務となっている。本講演では，今後普及するバージンのCFRP材料の動脈側ではなく，静脈側に当たる炭素繊維リサイクル技術に関わるものであり，低コストで長繊維のまま，かつ炭素繊維が有する特性を維持したまま自己再生が可能な熱分解・焼成工程からなる2段階処理技術（H26 廃棄物資源循環学会有効賞）について述べる。

リサイクル炭素繊維のインフラ部材への利用可能性

岐阜大学 複合材料研究センター 教授　国枝 稔 氏

インフラを取り巻く課題として超寿命化，軽量化などが挙げられ，炭素繊維もしくはCFRPはこれらの課題解決の可能性を秘めている．インフラ分野での材料や部材に対する要求性能を整理するとともに，リサイクル炭素繊維のインフラ分野への適用の可能性について紹介する．

「地域オープンイノベーション促進事業」事業概要

(公財)中部科学技術センター イノベーション創出支援室 室長　斉藤 貴伸 氏

（公財）中部科学技術センターと（一財）ファインセラミックスセンターは経済産業省中部経済産業局より委託を受けて、平成25年度補正予算事業「地域オープンイノベーション促進事業」（東海地域）を実施しています。この事業では、「自動車関連産業」、「航空機産業」等の戦略産業を強化するとともに、これらの戦略産業を下支えする「ものづくりマザー機能」の充実を図るために、企業の技術開発活動を支える開放機器を東海地域の公設試に整備しました。その概要について紹介します。

「粗さ形状測定装置」のご紹介

あいち産業科学技術総合センター 産業技術センター 自動車・機械技術室 主任研究員　河田 圭一 氏

自動車・航空機などの機械部品は高精度化だけでなく複雑化しており、測定機にも複合化が求められるようになっています。この事業で導入した、粗さ測定機能を持つ高精度真円度測定機とプローブ顕微鏡の機能を備えたレーザー顕微鏡の2機種について、概要とアプリケーションをご紹介します。

「高速高出力非破壊検査装置」のご紹介

岐阜県工業技術研究所 機械部 専門研究員　西嶋 隆 氏

この設備は最高管電圧230kV、16インチフラットパネル検出器を備えたマイクロフォーカスX 線CTシステムです。高エネルギーから低エネルギーまでの全X 線領域でコントラストが高くダイナミックレンジの広い透視画像とCT 画像を得ることができますので、ミクロン単位の精密部品からの解析から品質管理まで様々な応用が可能です。利用分野として、航空機産業、次世代自動車産業で用いられる繊維強化プラスチック内部に発生したボイド等の成形不良を正確に把握できます。また、ダイカスト品などの精密部品の鋳巣の検出など高速かつ自動で検査が可能です。

「広帯域赤外分光分析装置」のご紹介

三重県工業研究所 窯業研究室 主幹研究員　庄山 昌志 氏

三重県工業研究所窯業研究室では、赤外線から超遠赤外線まで測定が可能な広帯域赤外分光分析装置を導入しました。本装置は、遠赤外線測定装置とテラヘルツ分光イメージング装置から構成されています。発表当日は、これらの装置の特徴について説明いたします。

「航空機搭載機器向けノイズ耐性試験装置」のご紹介

三重県工業研究所 プロジェクト研究課 研究員　山口 裕史 氏

電磁環境両立性(EMC)試験のバルクカレントインジェクション(BCI)イミュニティ試験装置は中部地域の公設試で初めて設置し、航空機搭載機器への試験が一部可能(RTCA/DO-160)となりました。放射イミュニティ試験装置は6GHzまで測定範囲を広げ、医療機器向け規格(EN/IEC60601-1-2)にも対応しています。また、伝導イミュニティ試験装置、静電気試験器、ノイズシミュレータを備え、既設のエミッション測定装置と併せてEMC規格に幅広く対応可能となりました。今回更新するイミュニティ設備を中心に、三重県工業研究所が開放している電波暗室設備についてご紹介します。

「光学特性評価システム」のご紹介

名古屋市工業研究所 システム技術部 電子技術研究室 主任研究員　黒宮 明 氏

名古屋市工業研究所の概要を紹介するとともに、光源（配光、光束量）および試料（反射率、透過率）の光学特性を測定できる光学特性評価システムについて解説します。

熊本県におけるマグネシウム合金の事業化推進スキームについて

(公財)くまもと産業支援財団 産学連携推進センター センター長　坂田 俊一 氏

熊本県は、産業振興ビジョン2011においてKUMADAIマグネシウム合金への取り組みを重点戦略として位置付けている。実用金属の中で最軽量であるマグネシウムは、輸送機器・福祉・産業機器等様々な業界での活用が期待されているが、成型技術について未開拓分野が多いため取り組む企業が少ない。熊本県ではマグネシウムへの取り組みについて産学官が連携した実用化推進プラットフォームを形成し、県内企業による「くまもとマグネ商品化研究会」を立ち上げてマグネシウム合金を活かした製品開発のための技術力向上を図ってきた。現在は事業化に向けた活動を強化するため「熊本マグネ事業推進会」に名称変更して事業化に取り組んでいる。

KUMADAI耐熱マグネシウム合金の取り組み等と先端技術実証・評価について

熊本マグネ事業推進会会員 不二ライトメタル(株) 執行役員 生産本部 研究開発・商品開発部長　井上 正士 氏

革新的な高強度・高耐熱性を有するKUMADAI耐熱マグネシウム合金の機械的特性について解説する。また、実用化に向けた取り組みとして平成２４年１０月に立ち上げた先端技術実証・評価設備工場について説明する。本工場には、製造に必要な世界トップクラスの最新鋭設備を設置しており、社内で溶解・鋳造、押出成形、加工、表面処理が可能な一貫製造システムを確立した。更に分析棟を建設し、最新鋭の分析・評価機器を導入して各種の分析・評価を行っている。その他、他機関と連携した取り組みとしては日本マグネシウム協会の九州支部を立ち上げ、マグネシウムの事業化を推進するための事業支援、教育研修講座開催による技術者の養成、会員の交流等を積極的に進めている。

先進的モーションコントロール技術に関する研究事例紹介

豊田工業高等専門学校 電気・電子システム工学科 准教授　伊藤 和晃 氏

計測制御研究室では、先進的モーションコントロール技術に関する研究に日夜取り組んでいます。モーションコントロール（運動制御）とは、機械やロボットの位置や力を高度に制御することで、これまで以上の運動性能や、新しい付加価値の創造を実現しようとするものです。今回の発表会では、特に産業機器のテーブル装置における高速・高精度位置決めに関する事例紹介、介護用リフトのパワーアシスト制御に関する事例紹介、およびステアバイワイヤ装置を対象としたバイラテラル制御の高性能化についての事例紹介を通じて、当研究室が所有する先進的モーションコントロール技術をご紹介致します。

新規なバイオリアクターによる排水処理の省エネ・高速化・創エネ

岐阜工業高等専門学校 環境都市工学科 准教授　角野 晴彦 氏

我が国の生活排水処理の人口普及率は、90％に近くなってきている。しかし、この処理は、我が国の総電力の1％に近いエネルギー消費とともに、増殖した微生物（汚泥）の廃棄が環境に負荷を与えている。我が国の小規模事業所（排水量50m3/日未満）は、敷地面積が確保できない等の理由から排水処理施設が未設置の場合が多く、環境に負荷を与えている。開発途上国では生活排水ですら、90％以上が垂れ流しの状態で、環境に負荷を与えている。一方で、汚濁された排水は、希薄に広がるバイオマスとしても捉えられ、メタンガスなどを生成するポテンシャルを持つ。 排水処理は、排水が発生する場所によって、水質、消費エネルギー、維持管理、処理時間（設置面積とほぼ同意）、創エネルギーなどのニーズが異なる。本発表では、我々の研究グループが有する様々なニーズに答えられる新規なバイオリアクターによる排水処理シーズを紹介する。

材料表面の汚れフリーを実現するコーティング

鈴鹿工業高等専門学校 材料工学科 教授　兼松 秀行 氏

ガラスなどの材料表面が汚れたり曇ったりする現象は、細菌の活動によって材料表面にできるバイオフィルムが関与している。汚れそのものは、水垢のような無関係な物質であっても、バイオフィルムが形成されることによって、細胞外重合物質が形成され、これが汚れ固着の原因となる。これはそもそも材料表面に細菌が付着しにくく、また増殖しにくい表面を形成することにより、回避あるいは抑制することができると考えられる。本講演では、これを可能とするコンポジットコーティング技術をご紹介する。

ステレオカメラセンサを用いた植物の健康診断

鳥羽商船高等専門学校 専攻科 准教授　白石 和章 氏

近年、日本における農業は「高齢化」「低収益性」「担い手不足」という悪循環の中で、グローバル化の波にさらされている。この悪循環を断ち切るためには、科学的栽培知識体系に基づくスマート農業が必須である。本研究では、ステレオカメラを具備したセンサデバイスからなるセンサネットワークシステムを開発することで、継続的な植物体の三次元計測を実現した。さらに、当該システムで得られた三次元データを元に、葉面積指数の推定手法の提案、および収量予測等につながる植物体モデルの構築を行った。

電子デバイス接合用はんだの熱疲労試験装置の開発と寿命評価

石川工業高等専門学校 機械工学科 准教授　旭吉 雅健 氏

電子デバイス接合用はんだは、電源オンオフの繰返しによって熱サイクルと機械的負荷サイクルとが重畳した熱疲労損傷を受ける。はんだは低融点金属であることや、使用環境を模擬した検証実験を行うためには、室温度以下の温度からの熱サイクルが不可欠である。しかし、はんだ用の熱疲労試験装置は市販されていなかった。講演者らは、はんだやアルミニウムに代表される低融点・軟金属用の熱疲労試験装置を開発した。同装置は−40℃〜＋120℃の熱サイクルと、機械的負荷サイクルとを制御した実験を実現している。さらに、同装置を用いて鉛系および非鉛系はんだの熱疲労試験を系統的に実施し、新しい寿命評価法を提案している。

水素添加による新規アミンポリマーの合成

沼津工業高等専門学校 物質工学科 准教授　青山 陽子 氏

一般にアミノ基を持つモノマーの重合では、その塩基性と求核性のため副反応が起き易く高分子量のポリマーを得ることは簡単ではない。本研究では、ビニルピリジンの芳香族環を保護基としてとらえ、ポリマーを重合した後水素添加することで２級のアミンポリマーを合成することに成功した。得られたポリマーは、水素添加前のポリマーとは異なり、高い塩基性と水溶性を併せ持つことがわかった。水素添加による、新たなアミンポリマーの合成方法を紹介する。

教育用マイコン制御ロボットの開発

福井工業高等専門学校 電気電子工学科 准教授　米田 知晃 氏

自律型ロボットは技術者育成によく用いられている教材である。本校で教育用に開発したArduinoマイコンを用いた全方位移動型サッカーロボットとライントレースロボットについて紹介する。

商用電源周波数で共鳴させた非接触給電装置の諸特性

富山高等専門学校 専攻科 准教授　石田 弘樹 氏

電磁共鳴方式による非接触給電は、マサチューセッツ工科大学のKurs氏らによる発明（WiTricity）であることは広く認知されている。WiTricityの発明以降、多くの機関で該当の研究が進められているが、そこでは10 kHz以上の高周波電源が用いられている。理由は、周波数を高くすると高い伝送効率が得られるからである。一方で高周波を用いることの欠点は、�@ 商用電源から高周波を作り出すための電源装置（インバーター）が必要になる。�A 電力を伝送する空間に、コンクリートなどの物体が存在すると電力がその物体に吸収されて高効率で伝送できなくなる。�B 10 kHz、50 Wを超える電磁波を放射することに法律上の規制がある。 仮に商用電源周波数（60 Hz）を周波数変換しないで伝送すると上記の�@−�Bの課題が解決する。しかし、商用電源周波数での非接触給電は性能が悪いとされ30年以上前から研究は行われていない。そして、WiTricityの発明以降も電磁共鳴方式を60 Hzで行う試みはなかった。 本研究では、200Ｖ/ 60 Hzの商用電源の周波数および電圧を一切、変換することなく受電側に200Ｖ/ 60 Hzの商用電源を供給するシステムを前提としている。本発表では解析方法と計算結果を示し、実験結果と良く一致することを示す。また、コンクリートで電力損失が発生しない実験結果を示す。さらに、設計の指針を示し伝送距離20 cmで伝送効率50 ％を超える性能を一般的な電磁鋼板、銅単巻線、および進相コンデンサだけで容易に実現できることを示す。