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技術 ニュース - 山形県工業技術センター

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技術 ニュース - 山形県工業技術センター
やまがた
2012.10
技術
ニュース
No.58
山形県工業技術センター
超精密等技術融合プロセス開発事業について
これまで工業技術センターでは、戦略プロ
ジェクトとして「超精密加工テクノロジー開
発支援事業」(平成15~21年度)に取り組み、
超精密加工技術レベルに関してトップ企業の
育成並びに機械・電機業界全体の技術の底上げ
を支援してまいりました。同事業の終了の後、
平成22年度からは同事業で蓄積した技術的成
果を引継ぎ、さらに、MEMS(微小電気機
械システム)等の異分野技術との融合により
次世代産業において求められる先導技術を開
発するため、新たな戦略プロジェクトとして
「超精密等技術融合プロセス開発事業」(平成
22~26年度)を推進しております。
当センターで行ったアンケートによると、
県内企業が今後強化したい技術分野には切削、
金型、精密加工、プラスチック成形等があり、
これらの技術分野に関わる先導的技術開発が
必要とされています。そこで、「超精密等技術
融合プロセス開発事業」においては、次世代
に求められる機能性樹脂製品をターゲットに、
本県独自の技術蓄積があり強みであるMEM
Sの技術や鋳ぐるみ金型による精密成形技術
等を連携して活用することにより、新たな精
密金型、微細金型を開発、さらに各種樹脂製
品、光学シート材等の精密成形技術を開発し、
関連産業のリーダー企業を育成するとともに、
目
本県基幹産業全体のレベルアップを図ってい
くことを狙ったものです。
今プロジェクトでは、下図に示す4つの研
究テーマを設定し、各テーマ間で連携しなが
ら、試作・製品化に向けて研究開発を進めて
いるところです。
また、今年度から新たに「工業技術センタ
ー技術実用化促進事業」を設け、樹脂流動解
析システム等の機器を整備し、下記の製品イ
メージに沿って微細構造光学素子用金型等の
試作に取り組んでいます。各研究テーマごと
に試作を促進することにより、本プロジェク
トの研究成果をいち早く県内企業への技術移
転につなげて参ります。
(企画調整室
松田義弘)
次
超精密等技術融合プロセス開発事業について・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
新規事業紹介(H24年度8件)・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
事業採択・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
受賞・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
機器利用のご案内(耐候試験機)・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
開催報告・お知らせ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
- 1 -
1
2-5
6
6
7
8
新規事業紹介
鋳ぐるみ温調金型等を活用したプラスチック材料の超精密成形技術の開発
【超精密等技術融合プロセス開発事業】
プラスチック成形品は、日用雑貨品から工
業製品まで広く利用されています。多くのプ
ラスチック成形品は、材料に熱を与え溶かし
て金型に流し込み、金型の中で冷やして固め
て作る成形加工という方法で作られています。
製品に使用されるプラスチック材料は、用
途毎、製品毎に種類・グレードが異なります。
それぞれ溶ける温度や固まる温度、固まり方
等が違うため、成形加工条件が異なります。
また、製品形状によっても各部位で熱の奪わ
れ方が均一ではないため、固まり方に差が生
じることになります。
プラスチック成形品の不良の大部分は、材
料が金型に冷やされて固まる時に起こると言
われています(右図)。例えば、製品が設計上
の形状・寸法と合わないということがあり、
その改善には材料の固化挙動について究明し
ていくことが重要です。また、高品位な鏡面
に対応していくためにも、同様に固化挙動の
詳細な検討が必要です。
本研究では、樹脂流動解析システムや熱分
析装置、赤外分光分析装置を用いて、材料の
冷却条件と固化の関係を分析し、金型の冷却
配管設計の最適化を図っていきます。冷却配
管設計の金型への適用には、鋳ぐるみ温調配
管を活用することができます。
図
成形時の材料温度変化の模式図
(素材技術部
後藤喜一)
カーボンナノチューブ水性ゲルの蓄電池材料への応用
【自動車キーテクノロジー支援研究開発事業】
電気自動車の航続距離拡大、災害対策、再
生可能エネルギーの安定供給のため、蓄電池
の重要性は増大しています。しかし従来の蓄
電池は、充電に長時間を要し、充放電時に発
熱する場合が多く、安全性の面で不安な点が
あり、繰り返し使用するうちに性能が劣化す
るという問題もあります。
それらの問題に共通した原因の一つとして、
畜電池の内部抵抗が挙げられます。この問題
を解決するための最初の取り組みとして、鉛
蓄電池の材料開発研究を実施します。
これまでの開発事例のように電極の材料や
表面に工夫を施す他に、山形県で特許出願を
行った新規材料のカーボンナノチューブ水性
ゲル(特開:2012-87041)を用いて、鉛蓄電
池の材料に導電処理を施し、構築する鉛蓄電
池全体で性能を向上させる事ができるよう検
討していく方針です。
図
カーボンナノチューブ電子顕微鏡像
開発効果として、充放電時間の短縮、発熱
量の低減、可燃性溶媒不使用による安全性向
上、繰り返し寿命の向上が期待できます。
本研究実施の際に周辺部材として県内製造
業の皆様の製品を適用させていただきながら
取り組む事で、得られた知見を、蓄電池や蓄
電技術に関与する際に効果的に活用できるよ
う取り組みます。
- 2 -
(素材技術部
佐竹康史)
新規事業紹介
楕円振動切削による薄肉・低剛性材料の加工技術の開発
楕円振動切削は、切削工具に振幅が数μm、
周波数が数十kHzの円または楕円軌道の超音波
振動を付与しながら加工する技術です(図1)。
楕円振動により工具が切りくずを引き上げなが
ら切削するため、薄い切りくずが生成され、切
削抵抗が大幅に小さくなります。同時に工具摩
耗の抑制にも大きな効果があり、通常は不可能
とされる単結晶ダイヤモンド工具による鋼材の
切削が可能となります。この切削法は成形用金
型の磨きレス
切削方向
鏡面加工など、
一部で実用化
工具
されています。
切 り くず
楕円振動
本研究では、
実用化に向け
た応用技術を
被削材
開発するため、
薄 肉 ・ 低 剛 性 図1 楕円振動切削の概略図
材料の加工実験を行います。被削材には薄肉の
放電加工用電極を想定し銅タングステンを、工
具には超硬チップを使用し、図2の方法で被削
材の変位を測定しながら加工条件を検討しま
す。加工条件によっては見かけ上の背分力をゼ
ロに近づけることが可能であるため、低剛性材
料の高精度な加
楕円振動装置
工技術の開発が
期待されます。
レーザー
変位計
本研究を通じ
て、楕円振動切
削の普及と県内
銅タングステン
企業の競争力向
上を目指してい
バイス
きます。
図2
薄肉加工実験の概略図
(超精密技術部 齊藤寛史)
酵素及び樹脂の複合加工によるリネン改質技術の開発
山形ニット産地はサマーセーター発祥の地と
称されており、古くから春夏物の開発に活発に
取り組んでいます。今年の5月には、県内企業が
中心となって通常の秋冬物と別に春夏物の展示
会が開催されました(2nd Japan in East Knit)。
春夏物の素材としては綿、レーヨン、麻など
が挙げられます。中でも、麻は綿に比べて吸湿
熱が高く冷涼感に優れるとされています。しか
し、伸度が低く横編機では編み傷が生じ易い欠
点があるため、これまでに、当センターでもア
ルカリ処理により伸度を向上させる改質技術を
開発してきました(特許第3304934号)
。
本事業では、アルカリ処理したリネン(亜麻)
に酵素処理を行い、伸度などの物性に加え染色
性や染色堅牢度の向上も図ります。また、樹脂
加工剤を用いて後加工を行うことで、編み目の
曲がり(斜行)や洗濯による縮みを防ぐこと(防
縮性)も検討してまいります。
アルカリ処理前
図
アルカリ処理後
改質前後のリネンの電子顕微鏡写真
現在、「麻」の品質表示にはラミー(苧麻)と
リネンがあり、また、生産設備の海外移転が進
む一方、品質や安全・安心の面で国産回帰の動
きも目立ってきております。こうした中、麻に
おいてはリネンの需要が伸びてきている傾向が
あります。改質リネンによる横編ニット製品を
開発することで、山形産地のオールシーズンを
通した取組みに繋がることを期待しています。
(生活技術部 平田充弘)
- 3 -
新規事業紹介
マロラクティック発酵による新タイプ純米酒の開発
【やまがた発酵食品産業振興事業】
酒類研究科では、従来の製造方法に乳酸発
酵を組み合わせることで、これまでの日本酒
にはない新感覚の日本酒ができることを研究
してきました。
表題にありますマロラクティック発酵(M
LF)とは、ワイン製造時に用いられる乳酸
発酵の技術です。強い酸味のリンゴ酸を穏や
かな酸味の乳酸に分解することで、ワインの
味がまろやかになり、同時に生成される副産
物により複雑な香味もプラスされます。この
技術を日本酒の製造工程に取り入れることで、
独特な芳香とまろやかな酸味をもつ、洋食や
チーズ料理に合うような新たな純米酒の開発
に取り組みます。
本研究では、県産原材料(山形酵母や酒造
好適米「出羽の里」)とMLF製法の活用によ
り、県産酒の1アイテムとして新タイプ純米
酒を開発し、市場での県産酒全体の販売量増
加につなげたいと考えています。アルコール
度数が低くても複雑な味わいを表現できるM
LF製法は、需要が伸びている低アルコール
飲料開発のベースになることが期待されてい
ます。
図
開発製品のイメージ(MLF純米酒とピザ)
(生活技術部
石垣浩佳)
セミヨン品種を中心とした高付加価値ワイン製造技術の構築
【やまがた発酵食品産業振興事業】
現在、国産ワインコンクールやジャパン・ワ
イン・チャレンジでは、糖度が40を超えるぶど
う果汁原料を用いて発酵させた、極甘口カテゴ
リーに属するワインが高い評価を受ける傾向に
あります。果汁の糖度を上げる手法には、ぶど
うの枝に実をならせた状態で自然に凍結させる
方法や、果汁を人工的に凍らせた氷結ワイン製
法に加え、「ボトリシス・シネレア」と呼ばれ
る微生物を成熟したぶどうの実に繁殖させて果
皮のロウ質を分解させ、果粒中の水分を失わせ
ることにより、自然にぶどうの糖度を濃縮させ
る「貴腐化」があります。貴腐化したぶどうに
は、微生物の代謝により糖だけでなく様々な成
分が蓄積します。これを原料にして生成された
貴腐ワインは、「ワインの帝王」とも呼ばれ、
非常に希少価値があります。その濃厚な甘味に、
県産ぶどうの特徴である酸味が加わることで、
その味わいは、さらに複雑さを増すことが期待
されます。
本研究では、ワイン専用品種である「セミヨ
ン」を主体として、貴腐ワインに代表される極
甘口カテゴリーに着目し、濃厚で芳醇な香味を
持つ、高付加価値ワイン製造技術の開発を目指
し、農業総合研究センター園芸試験場および最
上総合支庁産地研究室と共同で試験研究を推進
していきます。
- 4 -
図
貴腐化したセミヨン品種の様子
(生活技術部
村岡義之)
新規事業紹介
サマーティアラの風味・機能性に特化した新規加工食品開発
【やまがた発酵食品産業振興事業】
現在、四季成りイチゴ(夏・秋イチゴ)の
市場規模は約100億円であり、山形県は全国第
4位の生産規模を誇っています。サマーティ
アラは山形県が開発し、平成20年に登録され
た四季成りイチゴの新品種であり、大玉で、
食味は良好であり、アントシアニン色素(赤
色素)を多量に含むことが大きな特徴です。
庄内地域を中心に県内各地で産地化が進めら
れているものの、他品種(春イチゴ)と比較
し、規格外果実が多量に発生しており、JA
(生産者)や食品加工企業より、その有効活
用技術開発、およびその特徴を活かした新規
な加工食品開発に対する期待が大きくなって
います。
本事業では、サマーティアラに含まれる生
理活性成分(ポリフェノール、アントシアニ
ン、アミノ酸等)、およびその生理機能を詳細
に解析するとともに、サマーティアラの風味
図
サマーティアラ果実
・特徴を保持した新規な食品加工素材(ペー
スト、ジャム、果実酢)、化粧品素材(パウダ
ー)、加工食品を開発し、連携企業による製品
化を目的としています。
また、鶴岡高専との共同研究により、特殊
なマイクロバブルガスを応用し、サマーティ
アラを初めとした県産農産物の新規な非加熱
殺菌技術、鮮度保持技術を確立することを併
せて行います。
(庄内試験場 菅原哲也)
漬け物の香味改善技術開発
【やまがた発酵食品産業振興事業】
庄内地域においては、平成23年度に産学官
連携の「庄内発酵食品技術開発研究会」(参加
企業:30社)が発足し、発酵技術を用いた新
たな食品開発に取り組んでいます。これに関
連して庄内試験場では、研究会会員企業から
漬け物の課題の一つとして挙げられた沢庵漬
けの「におい」について着目し、既存製品で
ある沢庵の「におい」を抑える技術について
研究を開始しました。また、庄内地域の特産
物でもある赤カブ漬けについても同様に「に
おい」の抑制について取り組む予定です。
本研究は、特別な試薬を使わず、かつ、簡
便な方法で漬け物臭を抑える技術開発を目的
とします。今年度は、沢庵漬けのにおい軽減
方法の検討を行い、来年度は赤カブ漬けのに
おい軽減方法の検討を行いたいと考えていま
す。その結果を踏まえて、最終年度は地元企
業の協力を得て、沢庵漬け、赤カブ漬けの試
作を行う予定です。
出来上がった試作品については官能試験お
よびGCMS(ガスクロマトグラフ質量分析計)
を用いたにおい分析を行い、におい低減の確
認を行いたいと考えています。また、味覚セ
ンサーを用いた味の評価も併せて行う予定で
す。
- 5 -
図1 沢庵漬け込み様子
図2 糠漬け沢庵
(庄内試験場
長
俊広)
事業採択
難加工薄板材のバリ無し打ち抜き加工技術の開発
(経済産業省
平成24年度「戦略的基盤技術高度化支援事業」)
日本のものづくり産業の国際競争力強化及
び新たな事業の創出を図るために、ものづく
り基盤技術の高度化が求められています。そ
して、基盤技術の一つである金属プレス加工
技術では、様々な不良の原因となるバリの抑
制技術が解決すべき課題として挙げられてい
ます。例えば、医療機器、車載用電子機器関
連の製造企業から要求されている難加工薄板
材の打ち抜き部品では、バリ発生の抑制が困
難であり、変形などの懸念からバリ取り作業
が出来ない部品もあります。このため、プレ
ス工程内でバリ無し部品を生産する打ち抜き
加工技術の開発の要望が、近年特に多くなっ
てきました。
このような背景から、本事業では難加工薄
板材のバリ無し打ち抜き加工技術を開発しま
す。そして、バリ取り作業などの工程を削減
することにより、バリ無し部品を短納期かつ
低コストで川下企業に供給することを目指し
受
ます。
加工技術の確立により、高品質かつ低コス
ト製品の量産化が図られるため、海外製品と
の差別化が強化され、激化する新興国企業と
の競争に対応可能となります。
本事業は、財団法人山形県産業技術振興機
構が事業管理機関となり、技術開発は実施主
体企業である株式会社ソルテックに当センタ
ーが協力して進め、大学の研究者等4名、川
下企業2社にアドバイザーとして支援を頂き
ます。
図
従来技術と開発技術の加工断面
(置賜試験場
賞
「第11回山形県科学技術奨励賞」受賞
第11回山形県科学技術奨励賞を、当センター庄内試
験場の主任専門研究員 菅原哲也が受賞しました。受
賞テーマは「地域農産物の機能性成分の解明および商
品開発支援」で、山形県内の地域農産物(オウトウ、
食用ギク、赤ネギ、日本ナシ、庄内柿、サトイモ)を
対象に健康機能性を解明し、その特徴を活かした食品
開発を行っていることや、本県産柿酢に特異的に含ま
れる機能性成分オルニチンを生成する発酵に関わる微
生物を特定する等、本県農業や食品加工等の分野の産
業振興に貢献してきたことが高く評価されました。
現在も本県のオリジナル四季成りイチゴ「サマーテ
ィアラ」の機能性解析および企業と連携した加工品開
発に取り組んでおり(P5参照)今後の成果が期待され
ます。
- 6 -
一刀弘真)
機器利用のご案内
「機器利用のご案内」では、工業技術センターに導入された機器・設備の中から、その具
体的な用途、原理、測定例などをご紹介いたします。
耐候試験機
(株)東洋精機製作所
アトラスウェザオメータ Ci3000+
2
【主な用途】
染色物は光により次第に変色あるいは褪色
(色あせ)していきます。また、高分子や樹脂
製品は主に光に含まれる紫外線で劣化します。
これらの現象を短時間に促進するのが耐候試
験機です。繊維製品や塗装品、プラスチック
などの光による変色や強度変化等を促進する
ため、キセノンアークランプの強力な光を試
料に照射して試験を行います。
照射光はキセノンランプとフィルターの組
合せにより太陽光に近似した分光分布となっ
ています。また、試料への水スプレーも可能
で、屋外での降雨を想定した耐候試験にも対
応でき、製品開発や品質管理に活用できます。
【主な試験方法】
主に繊維製品の光による変色や色褪せを調
べる耐光(候)堅ろう度試験(JIS L 0843、JIS
L 0891)、塗装木材の屋外での光や雨による
変化を評価するためJIS K 5600促進耐候性試
験などに利用しています。耐光性は光に対す
る耐久性、耐候性は光と雨の複合条件下での
耐久性を表します。
通常の繊維製品では、試料の半分を厚紙で
覆い300-400nmが50W/m の光を約20時間(3.8M
2
J/m )照射し、露光部と被覆部の色変化をブ
ルースケールで判定します。これは、自然光
で1週間から10日分に相当すると言われてい
ます。高堅ろう度品やカーシート等ではさら
に長時間の試験が必要で、塗装品などでは100
時間以上の試験が多い状況です。
←
被覆部
→←
露光部
→
図
試験結果の一例(耐光性の悪い試料)
【結果の評価】
試験結果は、ブルースケールによる変褪色
判定の他、各規格に準じて試験後の表面形状
や光沢、強伸度測定、赤外分光分析などを行
い評価します。通常、平面状試料で試験をし
ますが、成形品などではラックに取り付ける
ための加工が必要な場合があります。
ご利用の際は担当までご相談下さい。
【仕 様】
・光
源:4.5kW水冷式キセノンアークランプ
・適合規格:JIS L 0843、L 0891、L 0888、K 5600,
ISO-B04, JASO M346 等
・試験片の寸法: 70mm×140mm以内、 最大取付数 20個
・装置寸法:W95cm D84cm H183cm
・試 料 室:W61cm D61cm H63cm
・ブラックパネル温度、放射照度、試験室内温湿度自動制御
・試料スプレー装置付き
・電 源 200V,50A
- 7 -
(生活技術部
渡邊 健)
開催報告
○夏休み親子科学教室を開催しました
8月2日(木)に工業技術センター講堂にて「エンジンを
作ってみよう~古くて新しいエンジン~」のテーマで夏休
み親子科学教室を開催しました。当日は小学校高学年の児
童とその保護者の合わせて22名の方に参加していただきま
した。熱を利用して動くスターリングエンジンを作り、そ
の原理の理解を通して省エネルギーに対する理解を深めて
いただきました。
市販キットではなく、空き缶、針金や発泡スチロール等、
身近な材料で作ることで親近感を持っていただける様に工
夫し、また、最近では経験する機会が少ない、針金の曲げ
加工や特殊な接着剤の使用を通じて、ものづくりの楽しさ
を感じていただきました。
お知らせ
☆受託試験・設備使用のご案内
工業技術センターでは、企業の皆様が扱っている工業材料や製品の品質向上を図ることを目
的として、各種試験、分析、デザイン等の『受託試験』を実施しています。また、一部の設備
・装置は『設備使用』として、企業の皆様にもご利用いただいております。
○ 金属、プラスチック、繊維などの強度を調べたい ○ 温度・湿度などの環境試験をしたい
○ 材料や製品などの成分を分析したい ○ パッケージのデザインをしてほしい
○ 電子顕微鏡などの顕微鏡を使いたい ○ 製品の寸法を測定したい 等
※受託試験をご利用の際は受託手数料を、設備使用をご利用の際は設備使用料をそれぞれご
負担いただきます。利用料金や支払い方法については、あらかじめお問い合わせください。
※試験、分析の受け入れ状況や設備、装置の空き状況等の関係で、納期、日程等について調
整させていただいております。ご利用の際は、事前にお問い合わせください。
☆山形エクセレントデザイン展
山形エクセレントデザイン受賞製品の展示のほか、県内のデザイ
ナー情報や東北芸術工科大学の産学連携プロジェクトの展示等を同
時に行い、“やまがたデザインの今”を伝えます。
会期中は、子ども向けのデザイン体験教室や、受賞作品を実際に
使って楽しむ講座、これからデザインを積極的に活用していこうと
考えている企業向けのデザインサロン等イベントも多数開催いたし
ます。
○会期
平成24年11月23日(金・祝)~平成24年12月22日(土)
※12月の日曜日は休館
○会場
やまがた藝術学舎(山形市松見町17-1)
技術ニュース
編集・発行
No.58(2012.10) 平成24年10月31日発行
山形県工業技術センター 企画調整室
〒990-2473 山形市松栄2-2-1
TEL 023-644-3222 FAX 023-644-3228
http://www.yrit.pref.yamagata.jp/
- 8-
昨年度の受賞製品
置賜試験場
庄内試験場
TEL
FAX
TEL
FAX
0238-37-2424
0238-37-2426
0235-66-4227
0235-66-4430
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