あいち産業科学技術総合センターニュース

あいち産業科学技術総合センター
ニ ュ ー ス2020 年 10 月号

２０２０

Ｎｏ．２２３ （２０２０年１０月２０日発行）（編集・発行）
あいち産業科学技術総合センター〒470-0356
豊田市八草町秋合 1267-1
電話： 0561-76-8301 FAX： 0561-76-8304
URL： http://www.aichi-inst.jp/
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10月号●トピックス＆お知らせ
・産業技術センター職員が産業技術総合研究所中部センター所長賞を受賞しました
・中堅・中小企業のためのテレワーク環境構築支援セミナーの参加者を募集します☆今月の内容●技術紹介
・ポータブル型 X 線残留応力測定装置について
・GC-MS を用いた異臭分析について・CNF によるプラスチック代替素材開発について≪トピックス＆お知らせ≫◆ 産業技術センター職員が産業技術総合研究所中部センター所長賞を受賞しました
公益財団法人中部科学技術センター主催の中部公設試験研
究機関研究者表彰式が９月２５日（金）に開催され、産業技術センターの森川豊 主任研究員が「セルロースナノファイバーなど持続可能な未来に向けた環境適応材料の開発」の業績で産業技術総合研究所中部センター所長賞[研究功績者]を受賞しました。これは、セルロースナノファイバー、バイオエタノールなど社会的に重要なSDGsや地球温暖化対策への取り組みにつながる長年の研究が認められたものです。

伊藤経済産業局長（左）と森川主任研究員（右）◆ 中堅・中小企業のためのテレワーク環境構築支援セミナーの参加者を募集します
新型コロナウイルス感染症の流行に伴い、不要不急の外出自粛要請が行われました。これに伴い、企業ではテレワークを活用した在宅勤務を強化する動きが広がっています。
そこで、産業技術センターでは、中小企業のためのテレワーク環境構築支援セミナーを開催します。
参加費は無料です。Web サイトでの聴講もできますので、多くの皆様の御参加をお待ちしています。
○日時 2020 年 11 月 26 日（木）13:30～16:15○場所 愛知県技術開発交流センター１階 交流会議室（刈谷市恩田町 1-157-1 産業技術センター内）○内容 詳細は下記 URL を御覧ください。
○定員 (1)会場で聴講 60 名（申込先着順）(2) Web サイトで聴講 30 名（申込先着順）○申込方法 申込書を下記 URL からダウンロードし、FAX 又は E-mail でお申込みください。
○申込期限 2020 年 11 月 20 日（金）（必着）
●詳しくは https://www.pref.aichi.jp/soshiki/acist/r0211-telework.html●申込み・問合せ先 産業技術センター 総合技術支援・人材育成室
電話：0566-24-1841 FAX：0566-22-8033 E-mail：cts-hrd@aichi-inst.jp-1-2020 年 10 月号

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ポータブル型 X 線残留応力測定装置について
１．はじめに材料、部品内に含まれる残留応力は、部品の疲労寿命や、機械加工後の変形といった寸法精度に影響を与えるため、工業製品ではその管理が重要となります 1)。県内企業の支援強化のため昨年度、新たに導入したポータブル型 X 線残留応力測定装置(図１)を紹介します。
図２

cosα法の測定原理

３．測定事例据置型(sin2ψ法)とポータブル型(cosα法)の2 種類の装置で同じ供試体を測定した結果を紹介します。ショットピーニング処理で圧縮応力を加えた鋼材を用い、深さ方向に研磨をしながら残留応力の変化を測定しました。その結果を図３に示します。測定した残留応力値は同じ場所を 5 回測定した平均値と標準偏差を示してい
図１

装置外観(パルステック工業製μ-X360s)ます。sin2ψ法と cosα法を比べてもほぼ同一の２．X 線を利用した残留応力の測定結果を示しており、装置による差がないことが2-1.X 線残留応力測定の基本分かります。また、いずれの測定方法においてX 線による応力測定では、X 線回折法が利用も各測定値の標準偏差は±15MPa に収まってされています。残留応力が金属材料内に含まれおり、ばらつきの少ない測定結果と言えます。ていると、その大きさに応じて内部の結晶面間隔が伸び縮みします。これを X 線回折法で測定し、残留応力値を算出します。この原理を基本として、現在、sin2ψ法と cosα法の 2 種類の算出法が日本材料学会によって定められています。
sin2ψ法はゴニオメータで X 線入射角を変化させながら回折 X 線を測定する方法です。一方、
cosα法では入射角を固定し、回折 X 線を二次元的に解析する方法で装置をコンパクトにするこ
図３とができます。
2-2.cosα法について

2 種類の測定法での残留応力測定値

４．おわりに金属材料のようにランダムな向きを持つ多結本装置の導入により、比較的大きな部品にも晶体に X 線を照射すると、リング状に X 線が回対応できるようになりましたので、お気軽にお折されます(図２)。このリングの現れる位置は問い合わせください。

結晶面間隔と対応しており、残留応力がある場※ポータブル型 X 線残留応力測定装置は 2019

合には、リングの重心が原点から移動するため、年度 JKA 補助事業により導入しました。

その移動方向と量から残留応力を計算によって参考文献求めます。
新たに導入した装置では cosα法が採1)片岡康弘：あいち産業科学技術総合センター
ニュース 2012 年 10 月号

用されています。

産業技術センター 金属材料室 森田晃一 (0566-24-1841)
研 究 テ ー マ ： 電子ビーム励起プラズマ窒化担当分野 ： 金属表面処理-2-

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GC-MS を 用 い た 異 臭 分 析 に つ い て
１．はじめに

３．GC-MS を用いた食品の異臭分析事例

近年、消費者のにおいについての関心が高ま食品からの異臭分析事例を紹介します。カビってきたため、異臭に関する分析需要が非常に臭がする食品を異臭品とし、カビ臭のしない正高まっています。異臭の評価は、ヒトが実際に常品を対照品として、GC-MS で分析しました。

においを嗅ぎ評価する官能試験と、ガスクロマ試料を 20mL バイアル瓶に入れ、スクリューキトグラフ質量分析装置（以下、GC-MS）等の分ャップで密封しました。その後、固相マイクロ析機器を用いて評価する方法に分かれます。前抽出（SPME）法を用いてにおい成分を抽出・濃者は、においの質や強度に関する感覚情報が得縮し、におい嗅ぎ装置を搭載した GC-MS で分られるなどの利点がありますが、評価が主観的析しました。になることや成分の特定ができないなどの問題

分析の結果、この食品からは異臭の原因物質点があります。後者は、感覚情報は得られませの候補として 2,4,6-トリクロロアニソールが検んが、定性・定量の精度や再現性に優れ、原因出されました（図２）。におい嗅ぎ装置を用いて、物質の特定ができるため異臭の評価に広く利用

実際に官能評価を行ったところ、確かに 2,4,6-されています。

トリクロロアニソールが検出された保持時間で、２．GC-MS を用いた異臭分析

カビ臭のようなにおいを確認することができま

異臭の原因物質を特定するためには、GC-MSした。

等の分析装置を用いて、定性分析（どのようなにおい成分が含まれているのか）と定量分析（異臭の原因と推定される成分がどの程度の量含まれているのか）を行う必要があります。また検出された成分のにおいの質が、ヒトが実際ににおいを嗅いだ官能評価のにおいと一致するのか、その成分の濃度がにおいを検知できる濃度（閾値）よりも多く含まれるのかなども確認しなければなりません。そのため、従来は異臭分析について、かなりの経験と知識が必要でした。しかし、最近では異臭成分の官能情報（においの図２

GC-MS 分析結果質や閾値）が登録されたデータベースが開発さこれまで、異臭の原因物質の特定には、異臭れ、比較的容易に異臭分析を行うことができる分析の経験や知識が必要とされていましたが、ようになってきました。

最近では、分析装置の進歩とデータベースの活用により、異臭分析の知識や経験があまりなくても容易に異臭の原因物質を特定できるようになってきました。今後も、異臭問題の解決に大きく役立つと思われます。
４．おわりに当センターでは、GC-MS による異臭分析のほかにも、様々なにおい分析や無機ガス分析も行っております。技術相談等、お気軽にご相談く

図１ ガスクロマトグラフ質量分析装置

ださい。

共同研究支援部 計測分析室 船越吾郎（0561-76-8315）
研究テーマ：食品分析
担当分野：質量分析-3-

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2020 年 10 月号

CNF に よ る プ ラ ス チ ッ ク 代 替 素 材 開 発 に つ い て１．はじめに増加しました。

SDGs や ESG 投資の普及により、環境に配慮した“ものづくり”を行う企業が増えています。

水分散 CNF

エタノール分散 CNF

接触角 27.1°

接触角 77.1°

この様な社会的ニーズに対応する素材として、植物由来の生分解性素材、セルロースナノファイバー（CNF）が注目されています。

図２ CNF フィルムに滴下した水滴の写真（滴下 60 秒後）

CNF の原料は、紙や綿などと同じ多糖類のセルロースですが、乾燥などの処理によってプラ３．CNF 粒子の高硬度化
表に水分散の CNF を様々な方法で乾燥し、スチック様の物性を示します。
ここでは、当センターが CNF をプラスチッ試作した粒子のモース硬度を示します。
表 CNF 乾燥粒子のモース硬度

ク代替素材として利用するために開発した、フセルロース結晶性セルロース針葉樹または綿針葉樹または綿ィルムと粒子の特徴を紹介します。
２．CNF フィルムの透明化、撥水化
当センターでは、セルロースから CNF への乾燥
スプレードライヤ
ドラムドライヤ
振動乾燥機

モース硬度
1未満
1～1.5
2～４

機械加工に湿式装置を用います（特許第粒子硬度は乾燥方法の選択で変わり、振動乾5232976 号）１）。この装置は、原料のセルロー

燥機を用いた試験区は、プラスチック製の工業

スと液状の分散媒体との混合液を加工するため、 用研磨剤と同等２）の、硬度2（石膏）から硬度4
CNF はスラリー状になります。図１に水分散の（蛍石：主成分はCaF2）を示しました。

CNF を乾燥して試作したフィルムの全光線透図３にドラムドライヤと振動乾燥機を用いて全光線透過率（%）

過率を示します。

試作した粒子の実体顕微鏡写真を示します。
ドラムドライヤ

振動乾燥機

全光線透過率89%のフィルム

図３ CNF 乾燥粒子の実体顕微鏡写真
振動乾燥機を用いた粒子は透明な部分が確認できます。高硬度の粒子は吸水時の粒子径変化が起こりにくいことを確認しており、粒子内の機械加工回数気泡が減少していると考察しています。

図１ CNF フィルムの全光線透過率▲室温処理、●180℃処理

４．おわりに機械加工回数を多くし、加工時に 180℃の加イクロプラスチック対策を目的とした包装資材、熱をすることで、フィルムの全光線透過率は大コーティング剤開発のほか、石鹸用スクラブ剤、きくなり、最大 89％まで向上しました。

金属研磨剤などへの応用を検討中です。

紹介した試作品はバインダ未使用のため、マ

さらに、機械加工時の分散媒体をエタノール

参考文献にした CNF についてもフィルムを試作し、水1) 森川豊、伊藤雅子：MATERIAL STAGE、19を滴下しました（図２）。滴下 60 秒後の水分散（11）、29-34（2020）との比較では、分散媒体をエタノールにするこ

2) 平成 28 年度化学物質安全対策（マイクロプとで、CNF フィルタの水滴接触角は 77.1°に

ラスチック国内排出実態調査）報告書

産業技術センター 環境材料室 森川豊 (0566-24-1841)
研 究 テ ー マ ： CNF 生産と応用技術開発、地域バイオマスの利活用技術開発
担当分野 ： 環境工学、生物工学、化学工学-4-