地方独立行政法人
岩手県工業技術センター

最新成果集
2018

地方独立行政法人岩手県工業技術センター 最新成果集 2018

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目

次

―

電子情報技術部
カメラとセンサネットワークを用いた装置監視システムの開発と実証実験 ・・・・・・1
施設園芸における熱画像センサ等を活用した環境制御技術の開発 ・・・・・・・・・・2
ポリゴンデータ編集ソフトを用いた測定データの改善効果の評価 ・・・・・・・・・・3
ロボット技術を活用した農作業の自動化・効率化システムの開発 ・・・・・・・・・・4
高耐圧ショットキーフォトダイオードの作製 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・5

機能表面技術部
樹脂部品への漆工技術開発 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・6セルロースナノファイバーを利用した機能性塗料の開発 ・・・・・・・・・・・・・・7
三次元成形回路部品(3D-MID)の製造技術開発 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・8小型高性能光触媒式空気清浄機の開発 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・9
COBARIONを利用した海洋生物付着抑制技術の開発 ・・・・・・・・・・・・・・・10
ニオブ材の固相接合技術の開発 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・11
ペレット燃料対応可搬型ピザ窯の試作 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・12

素形材技術部
金属粉末積層造形における組織制御技術の開発 ・・・・・・・・・・・・・・・・・13
南部鉄瓶の金属粉末積層造形による試作 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・14
3D冷却水路付き金型を活用した生産性向上 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・15
デジタルシボの性状種類が影響する形彫り放電加工の加工適用性の検証 ・・・・・・16
アルミニウム合金AC7Aの減圧凝固法における試験条件の検討・・・・・・・・・・・17
3Dスキャナと3Dプリンタの連携によるクローズドループ製造方法の構築・・・・・・18
５軸マシニングセンターによる薄物加工 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・19
マルエージング鋼粉末を用いた金属積層造形品の時効熱処理特性評価 ・・・・・・・20
球状⿊鉛鋳鉄のフェイディングと接種時期による機械的性質の変化 ・・・・・・・・21

デザイン部
パラメトリックモデリングによる最適設計支援 ・・・・・・・・・・・・・・・・・22
コンプウッド処理材を活用する曲木の生活用品への応用 ・・・・・・・・・・・・・23

醸造技術部
被災地域の復興を目指したブドウの醸造適性評価 ・・・・・・・・・・・・・・・・24
県産リンゴのシードル加工適性評価 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・25
蔵付乳酸菌の分離とそれを使用した清酒の商品化 ・・・・・・・・・・・・・・・・26
IoT技術を用いた効率的な結の香の栽培と酒米品質の評価 ・・・・・・・・・・・・27

食品技術部
蔵付乳酸菌を活用した国産ザワークラウトの開発 ・・・・・・・・・・・・・・・・28
蔵付乳酸菌を活用した国産ザワークラウトの販促支援 ・・・・・・・・・・・・・・29
大根漬から分離した乳酸菌のスターター利用 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・30
デンプン老化の迅速評価の検討 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・31
やわらか惣菜の業務用製品としての評価 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・32

編集/発行
地方独立行政法人岩手県工業技術センター 企画支援部〒020-0857 岩手県盛岡市北飯岡二丁目4番25号
TEL 019-635-1115（代） FAX 019-635-0311
ホームページ http://www2.pref.iwate.jp/~kiri/
Eメール CD0002@pref.iwate.jp
平成30年６月13日発行

カメラとセンサネットワークを用いた装置監視システムの開発と実証実験
ものづくり革新推進業務
電子情報技術部 菊池貴
素形材技術部 高川貫仁
有限会社イグノス

ねらいと成果
生産人口の減少に伴い、労働生産性の向上が急務となっています。そのためIoT（Internet ofThings）を活用することで、製造の各工程を見える化し最適化していくことが期待されています。
本研究では、PLC（Programmable Logic Controller）から制御信号を取得するセンサノードと、収集したデータを可視化するソフトウェアを開発しました。そして、県内鋳造工場において試作した装置監視システムの実証実験を行い、装置の稼働状況を数値化しました。
今後は、測定対象範囲を拡大すると共にデータ解析機能の拡充を行い、工場全体の効率化に向けて取り組んでいきます。
生産設備

開発したシステム
無線通信

製造装置

PLC

センサノード可視化ソフト図1 装置監視システムの全体像

PC（可視化ソフトが動作）

設定画面
・通信設定
・表示設定
時系列グラフ(b) 可視化ソフトの画面

PLC

Wi-Fiアンテナ
試作センサノード

無線通信基板
ソリッドステートリレー(a) 動作実験で用いた機器類(c) 試作センサノードの主な構成

図2 試作したシステムの動作実験
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Iwate Industrial Research Institute 20181

施設園芸における熱画像センサ等を活用した環境制御技術の開発
公設試連携研究、公設試連携可能性調査事業
電子情報技術部 菊池貴、宇都宮弘純
岩手県農業研究センター

ねらいと成果光合成や養分転流といった植物の生理活性の向上を図るためには、葉や果実といった部位毎の温度の把握が重要です。しかし、従来の温度センサを部位毎に設置するのは作業量が多く、植物体への負担も大きいことが課題となっています。
そこで、本研究では遠赤外線カメラを用いて熱画像から温度を取得する装置を開発しました。これにより、植物体の部位毎の温度や群落内の温度分布の把握が可能となりました。
現在、試作した装置を北上市の岩手県農業研究センターの実験圃場に設置し、トマトのハウス栽
培のための環境制御に役立てられています。
ハウス内機器

遠赤外線カメラ

マイコン
取込部

通信・表示部

データ送信
（UDP）

パソコン等
設定変更
（HTTP）

試作した熱画像を取得する装置

図1 熱画像センサシステムの全体像

果実

葉

図2 実験圃場に設置した試作装置

図3 取得した熱画像の例

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Iwate Industrial Research Institute 20182

ポリゴンデータ編集ソフトを用いた測定データの改善効果の評価
技術シーズ創生研究事業（プロジェクトステージ）
電子情報技術部 菊池貴
素形材技術部 和合健、 池浩之

ねらいと成果X線CT装置は、サンプルの外観と内部構造を同時に撮影できるため、サンプル全体の3D形状デー
タを作成することが可能です。しかし、X線CT装置は三次元測定器と比較して、寸法精度が低い事が課題となっています。
本研究では、主要な誤差要因であるビームハードニングアーチファクト※を削減するために、測定
対象の厚みとX線吸収率の関係を明らかにしました。この結果をもとに、補正用のデータを作成する
事で補正前と比較して測定誤差を56％削減しました。
※ビームハードニングアーチファクト：X線にはさまざまな波⻑のものが含まれますが、波⻑の⻑さによって物体への吸収されやすさが異なります。そのため、検知器が検出したX線強度と物体の厚みの間にずれが生じ易くなり、これが測定誤差となります。
背景部に白いノイズが発生ノイズにより、
形状データへの変換時に誤差が発生

X線強度(16bit)

厚さの異なる標準サンプル（SUS）のX線画像

図1 ビームハードニング
アーチファクトの例

各サンプルの厚さに対応する
X線画像の濃淡値を求める

80000
60000
40000
20000
0

0.0

1.0

2.0

3.0

厚み(mm)

4.0

5.0

図2 補正用のデータの作成
補正前

補正後

測定

X線CT装置測定

撮影対象（SUS316L）

3Dデジタイジング装置

照合結果（紫：誤差大 緑：誤差小）

図3 三次元測定器との比較検証
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Iwate Industrial Research Institute 20183

ロボット技術を活用した農作業の自動化・効率化システムの開発
技術シーズ創生研究事業（プロジェクトステージ）
電子情報技術部 高橋強、熊谷剛*、箱崎義英、千田麗誉
機能表面技術部 園田哲也
素形材技術部 堀田昌宏
＊現 岩手県立産業技術短期大学校

ねらいと成果
現在岩手県では、農業振興策として玉ねぎの育苗技術開発・大規模化・高収益化への取り組みが進められています。
そこで本研究では、玉ねぎの生産における播種から育苗の工程にスポットを当て、農作業の自動化、効率化のためロボット技術を活用した装置の開発を行いました。
その結果、既存播種機では扱えない安価な裸種子が利用可能な播種、培土供給、潅水機能を有す
る自動播種ロボットの試作をしました（図1，2）。また、自動走行ロボットについては、安定走行、安全対策、環境センシングの基本機能を実現するライブラリを構築しました（図３）。
今後、播種ロボットは企業との共同研究で商品化を目指し、走行ロボットはこれまでの成果を基に新たにナビゲーション技術についての研究開発を進めていきます。
培土供給

播種

潅水
図1 自動播種ロボット試作機

温湿度・気圧
コート種子
Φ4 mm

カメラ

超音波

マイコン

WiFi

裸種子（玉ねぎ）3 x 2 x 1.5 mm

データはPCで確認
図3 自動走行ロボット

図2 裸種子のピックアップ機構

ピックアップ板をスライドさせ裸種子を1粒保持(特願2017-64597 粒体の供給装置)

育苗ハウスを巡回しながら環境をモニタする

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Iwate Industrial Research Institute 20184

高耐圧ショットキー
フォトダイオードの作製
技術シーズ創生研究事業（育成ステージ）、
ナノテクノロジープラットフォーム※研究設備の試行的利用事業
電子情報技術部

遠藤治之

200µm

※ナノテクノロジープラットフォームは文部科学省が実施する事業です。

ねらいと成果本研究では、炎から放射されるUV-C紫外線を選択的に検出可能な光学式炎センサの半導体化を目
指し、Pt/MgxZn1-xOショットキーフォトダイオードの開発を進めています。
フォトダイオードの高感度化にはアバランシェ増倍が有効ですが、そのためにはダイオードの高耐圧化が必要です。今回、Ptショットキー電極の周縁部にSiO2とPt電極からなるフィールドプレー
ト構造を適用することで、素子の高耐圧化に成功しました。この結果を2017年固体素子材料国際会
議（ssdm2017）で発表を行うとともに、論文発表を行いました1) 。

TEM観察部位
SiO2反射防止膜
半透明Pt
ショットキー電極

SiO2
Pt

フィールドプレート構造
Pt電極

SiO2

SiO2

MgxZn1-xO薄膜

MgxZn1-xO

n-ZnO基板
裏面Au電極図１ Pt/MgxZn1-xOショットキーフォトダイオードの断面構造

図２ SiO2/Pt/SiO2断面の透過電子顕微鏡(TEM)像UV-C受光部-5

電流 (A)

10

-7

10

-9

10
10

500 µm

高耐圧素子
低耐圧素子

10

-11
-13

-400

-300

-200

-100

印加電圧 (V)
図３ 試作した素子の走査電子顕微鏡像

図４ 電流-電圧特性

1) H. Endo, K. Takahashi and Y. Kashiwaba, “Fabrication and characterization of a Pt/MgxZn1-xO/ZnO Schottky barrier
photodiode utilizing a field plate structure”, Jpn. J. Appl. Phys. 57, (2018) 04FG08-1.

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Iwate Industrial Research Institute 201850

樹脂部品への漆工技術開発
東経連ビジネスセンター新事業開発・アライアンス助成事業
機能表面技術部 村上総一郎
デザイン部 小林正信
株式会社浄法寺漆産業

ねらいと成果岩手県の良質な漆を使った高付加価値製品の開発に取り組んでいます。車載内装部品の多くは樹
脂素材（例えばポリプロピレン（PP）やアクリロニトリル-ブタジエン-スチレン（ABS）樹脂等）
で構成されます。漆膜はそれらの素材に接着性が得られないことが課題でした。本研究では樹脂素材に分子接合処理し、漆膜の密着性向上について検討しました。その結果、剥離のない漆膜形成に成功しました。今後は自動車関連展示会等の出展などにより事業化の推進に取り組みます。

漆膜接着性評価（クロスカット試験）

分子接合技術について

分子接合技術なし

機械的接合

分子接合技術あり

接着剤接合
分子接合※
(分子間力)(化学結合)※分子接合剤をセラミック、金属、プラスチ
ックなど全ての材料表面に化学結合させて、同一機能表面を作製します。それらの材料間を面接合させて熱などにより化学（共有）結合する方法です。

分子接合技術により、PPと漆とを接着させる
ことに成功しました。

漆膜耐久性評価（冷熱サイクル試験）

漆塗装モデルの構築

PP

ABS樹脂

図1 クロスカット試験結果の比較○サンプル：PP板へ漆塗装した試験品○評価方法：JISクロスカット試験

アクリル樹脂図3 漆塗装した車載部品モデルの試作
剥離なし

剥離なし

剥離なし

開発技術・ノウハウを活用して、漆塗装の車載部品を試作しました。
展示会に出展し、自動車メーカー等から漆塗装ならではの高級感や高い独創性の評価を頂きました。

図2 各種基材での冷熱サイクル試験※温度：-40/80℃、サイクル数：138回

各種樹脂素材に耐久性がある漆膜が得られることが分かりました。
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Iwate Industrial Research Institute 20186

セルロースナノファイバーを利用した機能性塗料の開発

CNFなし

CNFあり

技術シーズ創生研究事業（発展ステージ）
自動車軽量化に資するものづくり基盤技術データベース構築事業
機能表面技術部

樋澤健太、佐々木麗

ねらいと成果セルロースナノファイバー（CNF）は植物由来の持続型・環境負荷低減素材として注目されています。軽量補強性、透明性、低熱膨張性、増粘性等の優れた特性を有するCNFを活用して、様々な産業分野への応用開発が進められています。
本研究では、CNFを添加した機能性水性塗料の開発に取り組み、塗料との撹拌方法や表面処理等の検討を行い、塗料の液だれ性や塗膜の機械的強度において、従来塗料に対する優位性を確認しました。今後、塗装業界等への機能性塗料としての利用展開が期待されます。
●CNFを添加した塗料※1の評価●CNFとは増粘作用による顔料成分の沈降抑制、液だれ抑制

豊富な植物資源から作られる新素材

条件
1日静置

針葉樹

竹

機械
処理

塗料粘度※2(mPa・s)

化学
処理

広葉樹

塗料
のみ

稲わら

CNFの電子顕微鏡写真

CNF
0.2%

顔料成分

沈降試験の様子

CNF
なし

CNF添加
0.10%
0.15%

1,600

2,000

3,200

塗膜外観
（塗料を塗布し、
垂直静置２分後）

液だれなし！
塗料の粘度測定結果および液だれ試験の様子●CNFを添加した塗膜の評価
塗料との撹拌方法改良による塗膜平滑性の向上

外観不良
スターラー
（改良前）

表面形状プロファイル
30

多数の凹凸

25
20
15
10
0

高さ（µm）

1500µm

遊星式ミル
（改良後）

500

1000 1500

表面処理CNF
0.15%添加

3.0

塗料のみ

2.0
未処理CNF
0.15%添加1.00.00

引張試験片外観（JIS K 7127）

30
25
20
15
10

（CNF分散良好）条件

500 1000 1500
長さ（µm）

鉛筆
鉛筆硬度試験片 硬度
外観（□75mm）

CNFを0.1%添加した塗膜表面の光学顕微鏡写真およびレーザー顕微鏡による表面形状プロファイル

0.5

1

1.5

2

ひずみ（-）

平滑性向上
01500µm4.0
引張応力（MPa）

光学顕微鏡写真
高さ（µm）

撹拌手法

CNFの表面処理による塗膜の強度向上

塗料のみ

未処理CNF
0.15%

4B ＜

2B

表面処理
CNF0.15%＜HB

塗膜の引張試験および鉛筆硬度試験結果※1：水性ウレタン塗料を使用※2：B型粘度計による回転数3.0rpmでの測定値

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Iwate Industrial Research Institute 20187

三次元成形回路部品(3D-MID)の製造技術開発
共同研究、事業化支援事業
機能表面技術部 目⿊和幸、村上総一郎
三共化成株式会社

ねらいと成果3D-MID製造のSKW-L2工法★PPS樹脂製MID

12 mm

電子機器の小型化・軽量化の技術として、樹脂成形部品の表面に電気回路パターンが形成された三次元成形回路部品(3D-Molded Interconnect Device)が注目されています。本研究では、自動車部
品などでニーズがある耐熱性のPPS樹脂や透明なPC樹脂に対してフェムト秒レーザによる表面改質の条件検討を行いました。検討の結果、これらの樹脂に対してパターン配線形成可能な条件を見出し、LED等の部品実装をした試作品の作製に成功しました。
80 mm

3D-MIDは、筐体、スペーサー、機構部品などの表面に電気回路を形成すること
で、省スペース化、部品点数削減、組立工数削減の効果が得られます。

約100 mm★透明PC樹脂製MID

約70 mm【SKW-L2工法の適用可能な樹脂】
LCP樹脂、PPA樹脂、PC/ABS樹脂など

線幅 約120 µm

フェムト秒レーザを用いることで、耐熱性と機械的強度が高く寸法変化が少ないPPS樹脂や、透明なPC樹脂への配線パターン形成が可能となりました。

地方独立行政法人岩手県工業技術センター 成果集 2018

Iwate Industrial Research Institute 20188

小型高性能光触媒式
空気清浄機の開発
いわて農商工連携ファンド地域活性化支援事業、
商業・サービス競争力強化連携支援事業
機能表面技術部 桑嶋孝幸、園田哲也、久保貴寛
醸造技術部 平野高広
株式会社釜石電機製作所、パウレックス株式会社

ねらいと成果本研究では、コールドスプレー法でも光触媒材料を成膜するために付着しやすい粉末を開発するとともに、WO3を適量添加することによって光触媒性能を向上させることができました（特許出願済み）。このことによって、従来粉末と比較して、さらに高い光触媒性能を有するプレートの製造が可能となります。この材料を成膜したプレートを内蔵した空気清浄機は、畜産分野等の環境改善
や老人保健施設等のよりよい生活空間の提供を目指して製品化を進めています。

40µm【コールドスプレー法】
原料粉末をガスの力で音速以上に加速して基材に衝突させて成膜する技術。熱的な影響をほとんど受けないために均一な成膜が可能。本研究では、この方法で付着しやすく性能が高い粉末の開発も行いました。

不均一に分散【アンモニアガス】

0.4

0.4

0.3
0.2 WO3添加無しの範囲
0.1

10µm
図2 開発した粉末断面の電子顕微鏡写真（上：開発品 下：通常品）【アセトアルデヒドガス】
0.6(1/sec)0.5

ガス分解速度20μm

ガス分解速度

均一に分散しています(1/sec)

図1 開発中の光触媒空気清浄機（左：家庭向け 右：畜産分野向け）

0.2

WO3添加無しの範囲
通常品粉末

0
10
20
30
40
10
20
30
40
WO3添加量 (%)
WO3添加量 (%)
図3 試験ガスによるガス分解性能試験結果

0

原料粉末の酸化チタンにWO3 （三酸化タングステン）
を適量添加すること、製造の工夫で粉末内に数十ナノの粒子を均一に分散する（左の写真参照）ことによって、従来よりもガスの分解速度を向上できました。

地方独立行政法人岩手県工業技術センター 成果集 2018

Iwate Industrial Research Institute 20189

COBARIONを利用した
海洋生物付着抑制技術の開発
共同研究
機能表面技術部 園田哲也、桑嶋孝幸
横河電子機器株式会社盛岡事業所

ねらいと成果海洋環境下における海洋生物の付着は、船舶における船速の低下や燃費の悪化、発電所の冷却水配管への付着による効率低下、海洋構造物の劣化等、海洋に関連する多くの産業分野で課題となっています。本研究では、海水に対して優れた耐食性を有する、岩手発高付加価値コバルト基合金「COBARION(コバリオン）」を利用した海洋生物付着抑制技術について検討を行いました。
釜石湾内の暴露試験場にて、各種試験材を海水中に浸漬試験を行った結果、COBARIONに他元素を添加して作製した溶射皮膜に、海洋生物付着の抑制効果があることがわかりました。今後も試験を継続して、効果の持続性について検証を行うとともに、実用化に向けた皮膜の品質向上と成膜の低コスト化について検討を進める予定です。
海上部

干満部

海中部

図1 海洋暴露試験治具
表1 海洋暴露試験での付着抑制検証結果

海洋生物付着無し
図2 海洋生物の付着状況○：付着なし △：一部付着 ▲：一部未付着 ×：全面付着

地方独立行政法人岩手県工業技術センター 成果集 2018

COBARION粉末と他金属粉末を溶射法にて複合化することで、海洋生物の付着を抑制する皮膜を作製することができました。
Iwate Industrial Research Institute 201810

ニオブ材の固相接合技術の開発
技術シーズ創生研究事業（育成ステージ）

機能表面技術部

久保貴寛

ねらいと成果次世代の素粒子実験施設「国際リニアコライダー」のニオブ製超伝導加速空洞の製造には、高品
質、低コスト、短納期で量産する技術開発が必要とされています。現状は、超伝導加速空洞は高純度ニオブ材料等を機械加工した部品を、電子ビーム(EB)溶接して製造されます。本研究開発ではEB溶接よりも低コストな接合法として、摩擦圧接法に着目し、検討しました。その結果、条件を最適化することにより、ニオブ材の接合が可能であることを確認しました。
今後、接合部の酸化などの品質や性能確認を行い、実際の加速空洞製造への応用の可能性と課題について調査・検証を進めていきます。

【摩擦圧接法とは】接合条件を最適化することで、接合が可能であることを確認しました。

金属同士を突き合せて、回転接触させることで発生する摩擦熱のエネルギーを利用し、高い圧力を加え接合する方法です。

○接合プロセス①初期プロセス

被接合材（棒、パイプ等）②摩擦発熱プロセス③アプセットプロセス

図2 接合部の外観および断面写真
接合サンプルをダンベル型に加工し、引張試験を実施した結果、⺟材破断するレベルの接合強度が得られました。

図1 摩擦圧接の様子

図3 引張試験後の接合サンプル

地方独立行政法人岩手県工業技術センター 成果集 2018

Iwate Industrial Research Institute 201811

ペレット燃料対応可搬型
ピザ窯の試作
技術課題解決型人材育成支援事業
機能表面技術部 園田哲也
株式会社アイ・エス・エス

ねらいと成果
木質ペレットを燃料とした移動式ピザ窯の開発を行いました。福祉施設等のイベントでの使用を想定して、使いやすく・安価で・可搬性に優れたピザ窯の商品化の目標として、試作機を作製しました。
試作したピザ窯は、1kgのペレットで約1時間燃焼が可能で、1枚3分程度でピザを焼くことができます。キャスター付きの支柱はワンタッチで伸縮可能であり、支柱をたたみ、コンパクトにして搬送することができます。この成果をもとに、デザイン等の改良を行い商品化を目指します。

試作機の外観と各ユニット

溶岩石の石窯使用時
サイズ：W920×D640×H950mm

搬送時
サイズ：W920×D640×H630mm

地方独立行政法人岩手県工業技術センター 成果集 2018

ペレットタンク

燃焼部

Iwate Industrial Research Institute 201812

金属粉末積層造形における組織制御技術の開発
技術シーズ創生研究事業（プロジェクトステージ）
素形材技術部⿊須信吾

ねらいと成果
金属粉末積層造形技術は、3DCADデータを基に平坦に敷き詰めた金属粉末をレーザなどで製品部分のみを選択溶融・積層し、最終製品形状に造形することが可能です。そのため、造形物は等方性を持たせるように結晶方位がランダムになるような造形条件設定となっています。本研究では、造形物の機能性を持たせるために、結晶方位異方性を積極的に発現させるような造形条件の探索を行いました。
その結果、造形条件を変えることで、鋳造法や熱間加工法などの従来の製法では不可能とされる、同じ合金組成でも引張強度や延性が大きく異なる異方性を持たせる方法を見出しました。これより、通常の造形条件と組み合わせることで、造形品の部分的な高強度化、高延性化が図れ、新たな機能を付加させることができました。

リ コーター①金属粉末を敷布する

レーザービーム金属粉末積層造形装置（TRAFAM, 要素技術研究機）②レーザービームで選択的溶解
レーザ ービ ーム【金属積層造形の流れ】

金属粉末

ベースプレート
造形テーブル

金属粉末供給 口

造形
テーブル

装置外観

③造形テーブルが降下①②③を繰り返し、積層させて造形

造形室【ステンレス鋼（SUS316L）における通常条件と開発条件で造形したサンプルの引張特性比較】
ステンレス鋼金属粉末

通常条件

1.5倍以上
高延性化

(a)

(b)

(c)

開発条件

(a)引張試験前サンプル(b)引張試験後サンプル（通常条件）(c)引張試験後サンプル（開発条件）

地方独立行政法人岩手県工業技術センター 成果集 2018

Iwate Industrial Research Institute 201813

南部鉄瓶の金属粉末積層造形による試作
技術シーズ創生研究事業（プロジェクトステージ）
素形材技術部 ⿊須信吾、生内智
電子情報技術部 菊池貴

ねらいと成果３次元ものづくり技術における ｢設計｣､｢製造｣､｢評価｣ 技術をループさせるクローズドループ構築
研究の応用事例として、レーザービーム金属積層造形装置（TRAFAM, 要素技術研究機）を用いて、新機能を付加させた鉄瓶の試作を行いました。
試作した鉄瓶は金属積層造形の特徴を活かし、肉厚部分を中空構造にしたことで従来のものと比
べ45％の軽量化が実現できました。また、湯口経路をＳ字で、かつ一定の内径にすることで、少量のお湯を安定的に注ぐことができるように改良を加えました。さらに本体上部のアラレ模様部を、
レーザービーム出力を調節し、内部を空孔が入ったポーラス構造に造形して断熱性の向上を図ることができました。

【参考鉄瓶】【鉄瓶試作の流れ】（南部鉄器販売㈱ ⻁⼭工房）
1.
2.

3.
4.

鉄瓶を3Dスキャン▷ 3Dデジタイジング装置
３Dモデル作成▷測定データ編集▷積層造形に適した形状への変更▷トポロジー最適化の応用
金属粉末積層造形による試作
試作後の鉄瓶の評価▷ マイクロフォーカスX線CT

評価
設計
製造
評価

【金属積層造形により試作した鉄瓶】★中空構造★トポロジー解析（45％軽量化）（最適形状化、軽量化）

X線透過画像★注ぎ口の改良（少量お湯安定供給）★ポーラス構造（断熱性向上）地方独立行政法人岩手県工業技術センター 成果集 2018

Iwate Industrial Research Institute 201814

3D冷却水路付き金型を活用した生産性向上
ものづくり革新推進業務
素形材技術部 ⿊須信吾
双伸工業株式会社東北工場

ねらいと成果サイクルタイムの短縮および工程におけるムダの排除を目的に、3D冷却水路を有する樹脂射出成型金型をレーザービーム金属積層造形装置（TRAFAM, 要素技術研究機）を用いてにより試作し、実機による評価を実施致しました。金属積層造形による造形を踏まえて、自由形状の設計概念とCAE
解析による水路形状の検討を実施し、射出成形金型（入子）を設計しました。その結果、従来の金型よりも冷却機能が大きく改善され、型内冷却時間の短縮化およびこれまでムダであった工程の完全排除が実現でき、トータルサイクルタイムを25％短縮でき、生産性の向上が可能になりました。

【3D冷却水路の設計および水路形状の検討】(検討後の3D冷却水路案およびCAE解析結果)(検討前の3D冷却水路案およびCAE解析結果)

検討前の水路形状は水流が留まることがCAE解析により判明（図中赤丸）。
スムーズに流れるように形状を検討し、より適切な水路形状を設計。

【金属積層造形による試作した金型】
レーザービーム
金属積層造形装置【トータルサイクルタイムの短縮】

試作金型（造形まま）

25%短縮
型内冷却時間型内冷却時間ムダ工程

冷却時間短縮＋ムダ工程完全排除⇒サイクルタイム25％短縮

マルエージング鋼(18Ni300) 粉末を用いて試作
地方独立行政法人岩手県工業技術センター 成果集 2018

Iwate Industrial Research Institute 201815

デジタルシボの性状種類が影響する形彫り放電加工の加工適用性の検証
ものづくり革新推進業務
素形材技術部 和合健
株式会社北上精密ねらいと成果形彫り放電加工法は銅電極に成型した形状を金型材に転写加工する方法であり、切削加工と比べて加工不良のリスクが低く、超硬材料へのシボ加工にも適しています。ここでは、デジタルシボ技術の実用化の一環として、形彫り放電加工に適するシボ性状について検証しました。
その結果、シボビットが小さいシボ模様では形彫り放電加工で作製できるシボ高さに限界があり、小さいシボビットでは表面粗さが大きく影響することがわかりました。
形彫り放電加工とは？
電極と加工物を異なる極性にして電圧をかけ、その両者を僅かな間隙（数µm）で位置制御することで、アーク柱が発生して放電現象が起こる。その放電現象により物理的・化学的な作用で除去加工を行う加工方法。

図1 形彫り放電加工機

図3 パターンの断面曲線（上：CAD 下：金型測定値）

図5 模様：玉の金型

模様：パン（シボビット大）模様：にたり大小島津（シボビット中）
図2 形彫り放電加工後の金型

図4 パターンの表面粗さ

図6 模様：玉の成形品

模様：パターン（シボビット小）シボビット「小」のパターンの断面曲線から求めた最大高さは電極で16.4µm、金型で26.7µmであった。
パターンの表面粗さの大きさはRtで29.76µmであり、シボ模様が表面粗さに埋没していた。
その結果、形彫り放電加工での梨地の影響が定量化できた。

図7 玉模様の成形品の形状誤差

具体的 ①形彫り放電加工を利用したデジタルシボ工程を確立した。
成果②切削加工と比較して金型のシャープエッジの減損率20％以下を達成した。
③直彫り加工と比較した型彫り放電加工法での加工時間が180％未満を達成した。
④CADモデルと成形品の設計値照合誤差90µm以下を達成した。
地方独立行政法人岩手県工業技術センター 成果集 2018

Iwate Industrial Research Institute 201816

アルミニウム合金AC7Aの減圧凝固法における試験条件の検討
技術シーズ創生研究事業（育成ステージ）、
自動車軽量化に資するものづくり基盤技術データベース構築事業
素形材技術部

岩清水康二、⿊須信吾、高川貫仁、池浩之

ねらいと成果
鋳造現場の炉前溶湯評価法として広く利用されている減圧凝固法は、炉前で簡便に溶湯中のガス量を評価する方法です。しかし、その試験圧力や試験時の溶湯温度など試験条件には統一性がないため高精度な評価ができません。
そこで本研究は、減圧凝固法によるアルミニウム合金AC7A溶湯の評価精度向上を目的とし、溶湯採取温度と減圧凝固試験の試験圧力について検討しました。その結果、減圧凝固法によるAC7A合金の溶湯評価は、溶湯採取温度を750℃以上とし、試験圧力を現状の5.3kPaより低くすることでより高精度な評価が可能であることがわかりました。
■減圧凝固法とは…

炉前でAl合金溶湯中のガス有無を評価する方法
現状の試験圧力：5.3kPa〈試験結果例〉■実験方法

AC7A合金→2.5kg溶解・溶湯温度を650〜850℃（試験圧力5.3kPa）で減圧凝固試験
・試験圧力を2.7〜8.0kPa（溶湯温度750℃）減圧凝固試験→水素ガス、介在物測定を行い評価

真空チャンバ内を減圧し凝固させる。

専用カップで溶湯80ｇを採取し真空チャンバへ■結果① 溶湯採取温度の影響（試験圧力5.3kPa）
温度（℃）

650

■結果② 試験圧力の影響

750

溶湯の種類

（溶湯採取温度750℃）

試験圧力(kPa)
2.7

4.0

5.3

水素量（cc/100g）

0.11

0.12

0.07

介在物量（K）

1.63

0.11

0.10

水素量（cc/100g）

0.22

0.21

0.17

介在物量（K）

1.63

1.81

1.81

水素量（cc/100g）

0.25

0.26

0.26

介在物量（K）

2.54

4.18

6.90

研磨のまま
(a)脱ガス処理
マクロエッチング密度（g/cm3）

2.36

2.44

水素量（cc/100g）

0.15

0.21

(b)インゴット溶解のみ

採取温度が低いと凝固が速く評価が難しい。
試験圧力と試験片密度の関係

2.7

試験片密度, g/cm3

2.5
2.3

(c)ガス量を増加
させた溶湯

2.1

▲ (a)脱ガス処理◆ (b)インゴット溶解のみ● (c)水素量を増加させた溶湯

1.9
1.7

2.5

3.5

4.5

5.5

試験圧力, kPa

6.5

7.5

8.5

試験圧力が低いとポロシティが粗大化し密度も低下する。

地方独立行政法人岩手県工業技術センター 成果集 2018

Iwate Industrial Research Institute 201817

3Dスキャナと3Dプリンタの連携によるクローズドループ製造方法の構築
産業技術総合研究所地域連携戦略予算プロジェクト(3D計測エボリューション)
素形材技術部 和合健、⿊須信吾
電子情報技術部 箱崎義英、菊池貴デザイン部 ⻑嶋宏之ねらいと成果（国研）産業技術総合研究所が主導して全国43県公設試が参画した共同研究において、3Dスキャナと3Dプリンタを利用した設計、製造、検査、再設計による閉ループのデジタル製造工程の確立を目的として取り組んでいます。ここでは、複数の造形機で製作したサンプル器物を複数の測定機で検査し、その差を求めて互換性を比較しました。さらに、3種類の補正方法を提案し、その補正を行う
ことで造形誤差が大幅に低減できることがわかりました。

図1（地独）岩手県工業技術センターでの取組体制

ホールプレート（2次元）の補正方法(1) 変形率を利用する方法
直交座標系にて、造形物がX、Y軸方向に変形した比率（変形率）を求め、その変形率でCADモデル
を補正(2) 差分を利用する方法
直交座標系にて、設計値を基点にして造形後の座標値を折り返す補正(3) 極座標を利用する方法
極座標系にて、倍率誤差と角度誤差を分離して倍率誤差の補正では変形率を利用し、角度誤差の補正
では差分を利用する方法による補正

図2 金属粉末積層造形装置
による補正後の造形誤差

金属3Dプリンタの補正方法は、変形率を利用する方法とした。設計値からの差は、
初回では166.4µm、補正した再造形では11.9µmとなり大幅に造形誤差が低減した。
地方独立行政法人岩手県工業技術センター 成果集 2018

Iwate Industrial Research Institute 201818

５軸マシニングセンターによる薄物加工
技術シーズ創生研究事業（育成ステージ）
素形材技術部 飯村崇、和合健、堀田昌宏

ねらいと成果通常の3軸の機械では加工できない形状の薄物加工（タービンブレードなど)において、5軸マシニ
ングセンターの機能を駆使し、問題となる“びびり”の低減を目指しました。
研究の結果、解決法として用いた4軸加工という加工法により以下のことが可能となりました。
①厚肉の状態から表と裏を同時に加工するため、加工時の“びびり”の発生を抑えることができます。
②加工条件を変えることで、表面粗さをコントロールすることができます。
③同じ条件のまま厚みの異なる加工物にも対応することができます。
課題

工具送り

解決方法

加工実験

厚み1.5mm

４軸加工のシミュレーション

回転軸

60×60×60mmのブロックから、上の羽根形状を切削加工する。
羽根形状は薄いことから、“びびり”の発生を抑え、かつ表面粗さ
Rz2.5µmを満足する加工方法を検討する必要がある。
表面粗さ

ワークを回転軸に沿って回転させる

ワークを軸に沿って回転させ、表裏を交互に加工（4軸加工）
していくことで“びびり”の発生を抑えた加工が可能になる。

加工後の表面粗さRzを測定した。

加工実験の様子
加工液で、熱や切粉の影響を低減
CAMソフトのシミュレーション機能
で、機械同士の干渉が無いことを確認し、実際の加工実験を行った。

加工物

送りピッチ
(mm)

1回目

2回目

平均

0.200

4.10

3.37

3.74

0.126

2.34

2.28

2.31

工具送りピッチを変えることで、表面粗さ（Rz）をコントロールでき、目標値のRz2.5µmを達成できた。
地方独立行政法人岩手県工業技術センター 成果集 2018

〇加工物の表面にビビリは見られなかった。
〇同じ加工条件のまま、厚みの異なる加工物にも対応可能であった。(写真は同じ条件で加工したt0.9とt1.5の羽根形状）
Iwate Industrial Research Institute 201819

マルエージング鋼粉末を用いた
金属積層造形品の時効熱処理特性評価
技術シーズ創生研究事業（育成ステージ）
素形材技術部⿊須信吾

ねらいと成果マルエージング鋼粉末（18Ni300）を用いてレーザービーム金属積層造形（TRAFAM, 要素技術研究機）した造形品を金型に応用するため、造形後における硬度向上を目的とした時効熱処理条件について調査しました。
固溶化熱処理が及ぼす時効熱処理挙動について調査した結果、固溶化熱処理を実施しなくとも、時効処理のみで高硬度化が可能であることがわかりました。造形ままの硬さはHRC35であることに対して、時効熱処理により硬さがHRC50~53まで高硬度化することが可能であることがわかりました。さらに、熱処理温度と保持時間を規格化したパラメータを用いることで、用途に応じた硬度にする条件を選択できることがわかりました。

【供試材】【固溶化熱処理が及ぼす時効熱処理挙動】

マルエージング鋼（18Ni300）[18Ni-9Co-5.0Mo-0.7Ti-0.01C]
Powder Size
-45micron/+20micron
d10 = 23.0 µm
d50 = 34.9 µm
d90 = 52.5 µm【熱処理条件】〇固溶化熱処理(ST)：820℃-1ｈ 空冷〇時効熱処理（AT）(450℃,480℃,510℃)-(1,3,6,12h)空冷

固溶化熱処理は不要で、時効熱処理のみで高硬度化が可能である。

【マルエージング鋼造形品における最適な時効熱処理条件の調査】
480℃
510℃
450℃

M = (T+273) (20+Log(t))

地方独立行政法人岩手県工業技術センター 成果集 2018

造形まま(HRC35)から時効処理を行う事で、HRC50〜53程度まで高硬度化が可能である。
熱処理温度と保持時間
を 規 格 化 し た LM パ ラ
メータにより、用途に応じた硬度にする条件を選定することが可能である。

Iwate Industrial Research Institute 201820

球状⿊鉛鋳鉄のフェイディングと接種時期による機械的性質の変化
技術シーズ創生研究事業（育成ステージ）
素形材技術部高川貫仁、岩清水康二、⿊須信吾、池浩之

ねらいと成果球状⿊鉛鋳鉄の溶湯処理において、接種は一般的に⿊鉛球状化処理から注湯までの間に行なわれます。球状化処理及び接種の効果は、時間の経過とともに消失するため(この現象をフェイディングと言います)、注湯は溶湯処理後直ちに行うことが望ましいです。しかし、注湯温度の調整など溶湯処理後一定時間保持後に注湯する場合もあります。そこで本研究では、球状⿊鉛鋳鉄の品質の安定化を目的に、鋳鉄の機械的性質に及ぼすフェイディング及び接種時期の影響を調べました。
その結果、接種を⿊鉛球状化処理と同時に行った場合は、保持時間の経過に伴い伸びが大きく低下し、接種を注湯直前に行った場合は、引張強さが大きく低下しました。
このことから、機械的性質において不具合が生じた場合、伸びが低い場合は接種時期を出来るだ
け注湯直前におこない、また引張強さが低い場合は溶湯処理から注湯までの時間を短くしたり、
フェイディングタイムが⻑い球状化剤を選択するなどの対策が有効であることがわかりました。

接種時期

球状化処理と同時

注湯直前に接種

鋳鉄溶湯

鋳鉄溶湯

接種剤
球状化剤

鋳型

保持

球状化処理+接種

接種剤

保持
球状化剤

注湯

球状化処理

鋳型

伸びが大きく低下
接種

注湯

金属組織

■⿊鉛形状：擬⽚状に変化■基地組織：パーライトがやや減少■⿊鉛形状：擬球状に変化■基地組織：パーライトが大きく減少

機械的性質■伸び：大きく低下■引張強さ：やや低下■伸び：やや低下■引張強さ：大きく低下

図１ 伸びに及ぼす接種時期の影響

図２ 引張強さに及ぼす接種時期の影響

地方独立行政法人岩手県工業技術センター 成果集 2018

Iwate Industrial Research Institute 201821

パラメトリックモデリング※による最適設計支援技術シーズ創生研究事業（プロジェクトステージ）
デザイン部 ⻑嶋宏之素形材技術部 飯村崇※寸法値として定義された変数の値や拘束条件を指定して形状を作成する方法

ねらい
最近、製品設計において寸法値などのパラメータ（変数）調整による最適形状の創出が注目されています。そこで本研究ではトポロジー最適化を利用した新しい製品意匠の発案手法を試みました。
トポロジー最適化による新しい意匠創出
１. 現製品

トポロジー最適化とは

２. トポロジー最適化

位相幾何学に基づいた形態最適化手法。

刃側 柄側

処理前

一般的には、剛性を維持しつつ製品の質
量や材料の軽減のために用いられる。

大まかな形状をCADで作成
最適化済
荷重などの条件を設定しトポロジー最適化を適応

なぜ再設計するのか

３. 再設計
最適化結果を基にCADデータで再設計

４. 形状試作
トポロジー最適化の結果は、製造の上で困難な形状や、機能的に必要な部位の欠損、粗い表面形状が現れる
ので、再度のアイデア展開とCADによる再設計の必要がある。

3Dプリンターによる形状確認モデル

５. 製品試作
金属粉末積層造形による機能確認モデル

成果
再設計用に作成したアイデアスケッチ

トポロジー最適化を用いることによって、製品の機械的強度を維持しつつ、一般的なアイデア発想法だけでは得られない新しい意匠を創出することができた。

地方独立行政法人岩手県工業技術センター 成果集 2018

Iwate Industrial Research Institute 201822

コンプウッド処理材を活用する
曲木の生活用品への応用
技術シーズ創生研究事業（発展ステージ）
デザイン部

有賀康弘、内藤廉二

ねらいと成果コンプウッドシステムによる曲木技術は、木製品のデザインの可能性を拡げることができます。
本研究では、従来の木工技術とこれまでの研究成果である ①木材の弾性（しなり）を大きくする
性能、②常温下で可能な３次元曲げ加工性、を効果的に組み合わせてコンプウッド処理材ならではのプロトタイプを作製し、展示会で来場者の評価を収集しました。
蓄積してきたコンプウッドシステムによる曲木技術のノウハウは、木製品製造業の活性化と発展につながるよう技術移転していきます。
■ アームチェア■ スツール

座面の先端をスプリング形状にしてクッション性を持たせ、膝裏へのあたりも良くしています。

■ 靴ベラ

弾性が大きくなる性能を座板に活かしています。

曲げ加工の曲面成形
で材料の歩留まりがよくなっています。

材料：ブナ（座板）
スギ（本体）

材料：ケヤキ

材料：ブナ■ プロトタイプの評価

全国の木材製品を展示する「WOODコレクション2018」（主催：東京都）に出展しました。来場者からの感想は座のしなり具合に驚く一方で、しなりが大きすぎて怖さを感じるなどの意
見もありました。材料の特⻑を活かしつつ製品のスタイルや構造を工夫することも必要です。

地方独立行政法人岩手県工業技術センター 成果集 2018

Iwate Industrial Research Institute 201823

被災地域の復興を目指した
ブドウの醸造適性評価
食料生産地域再生のための先端技術展開事業※
醸造技術部

平野高広、山下佑子、米倉裕一

アグリビジネス創出フェアにて
リアスワイン ケルナー（有限会社
神田葡萄園）をPR (H29.10.5〜6)※本事業は復興庁・農林水産省の実証研究事業です。

ねらいと成果平成25年から県農業研究センター等と共同で、岩手県沿岸被災地域を実証圃とした特産果実の生
産・加工技術の実証研究を実施しています。弊所ではブランド化・商品価値の向上を目的に、県産ブドウを原料にワインの試作・評価を行いました。
醸造用ブドウである陸前高田市産ケルナーとアルモノワールの醸造適性を調べた結果、どちらも果汁の糖度・総酸とも比較的高く、ワインの原料に適することがわかりました。また試験醸造の結果からワインの評価を高める製造方法を明らかにしました（表１）。
生食用ブドウである北上市産シャインマスカットの醸造試験適性評価の結果、果汁・ワインの総酸が多い（目安5g/ℓ以上）とワインの味のバランスが良くなり高評価になりました（表２）。
これらの成果は、(有)神田葡萄園様へ情報提供・技術移転し、使用酵⺟や房ごと搾汁などの製造方法を商品の製造に採用頂きました。
表１ 陸前高田市産醸造用ブドウの果汁成分及びワインの評価を高める製造方法
品種

ケルナー

アルモノワール

果汁の糖度（Brix°）※

16.8〜21.9（19.1）

18.7〜20.5（19.6）

果汁の総酸（g/ℓ）※

6.4〜8.0（6.9）

7.1〜10.7（8.7）

ワインのタイプとその評価を高める酵⺟・製造方法

白辛口ワイン（写真左）・酵⺟228、ICV GRE、X5・房ごと搾汁・シュール・リー（澱と数か月保管）

ロゼ辛口ワイン（写真左）・酵⺟ICV OKAY
赤辛口ワイン（写真右）・酵⺟ICV GRE、ICV D21、RX60
・マロラクティック発酵

冷凍搾汁での甘口ワイン（写真右）※果汁の糖度・総酸はH26〜H29の分析値の範囲。（ ）内は平均値。
※※酵⺟の製造元 LALLEMAND社（228、ICV GRE、ICV OKAY、ICV D21）、LAFFORT社（X5、RX60）。

表２ 北上市産シャインマスカットの栽培条件、果汁・ワイン成分及び官能評価結果
果

汁

試験年度

ジベレ
リン
処理

収穫日

糖度
(Brix°)

総酸
(g/ℓ)

H26

有

9月末

19.0

2.5

有

8/27

14.5

有

9/28

有

H27

H28

ワ

イ

ン

アルコール
分
（％）

エキス
分

pH

総酸
(g/ℓ)

官能評価

11.6

2.8

3.7

4.2

△ 酸味不足

6.9

11.3

2.9

3.4

8.5

○ 香り良い

15.7

4.1

11.2

3.2

3.6

4.7

△ やや味薄

8/31

13.3

5.3

11.6

3.8

3.5

5.9

○ 味調和

有

9/23

13.4

2.9

12.1

2.5

3.7

3.5

△ 香弱く薄味

無

9/21

13.4

6.7

11.5

3.4

3.4

7.1

○ やや味薄

無

10/5

14.4

5.1

10.9

4.0

3.5

5.3

○ 香り強い

地方独立行政法人岩手県工業技術センター 成果集 2018

Iwate Industrial Research Institute 201824

県産リンゴのシードル加工適性評価
食料生産地域再生のための先端技術展開事業※
醸造技術部 山下佑子、平野高広、米倉裕一
国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構 果樹茶業部門、
岩手県農業研究センター※本事業は復興庁・農林水産省の実証研究事業です。

ねらいと成果平成25年から県農業研究センター等と共同で、岩手県沿岸被災地域を実証圃とした特産果実の生
産・加工技術の実証研究を実施しています。本研究では、地域の主力品種であるリンゴのブランド化・商品価値の向上を目的に、６種類（４品種・２系統）のリンゴを原料にシードルを試作し、加工適性を評価しました。試作した果汁・シードルの成分分析の結果、それぞれの品種・系統の特徴が明らかとなりました。また、シードルの官能評価の結果、どの品種・系統も個性があり、評点はふじ（対照）と概ね同程度でした。
写真 使用したリンゴ果実及び試作シードル
ふじ（対照）

早生B※早生B, 岩手4号は系統です。

さんたろう

こうたろう

もりのかがやき岩手4号

表 果汁及びシードルの成分等
果汁の成分
品種・
系統名

搾汁率
（％）

ふじ(対照）

シードルの成分糖度（Brix）

滴定
酸度
（g/L）

pH

資化性
窒素
(mg-N/L)

81.9

13.8

2.5

3.8

45

早生B

68.4

12.7

5.4

3.5

さんたろう

79.9

12.7

6.1

こうたろう

77.4

14.5

もりのかがやき

75.6

岩手４号

73.6

発酵
日数

官能評価

アル
コール分
（％）

糖分
(%)

滴定
酸度
(g/L)

pH

評
点

コメント

14

7.5

0.2

3.8

3.9

4.7

香り華やか、リンゴの穏や
かな味

45

16

6.7

0.5

6.6

3.5

4.6

酸強い、
シャープ

3.5

44

19

7.0

0.2

7.8

3.6

4.7

酸強い、
キレあり

3.0

3.8

50

17

8.0

0.2

3.6

3.9

4.9

リンゴの香り

12.8

2.3

4.0

71

9

7.2

0.0

4.0

3.9

4.6

ドライでキレあり、飲みや
すい

14.3

2.2

4.0

67

13

8.1

0.0

3.4

3.8

4.4

りんごらしい香味、甘い

官能評価：県内ワイナリー醸造担当者等22名で実施。評点は10点満点の総合評価（１点：悪い、５点：普通、10点：良い）

地方独立行政法人岩手県工業技術センター 成果集 2018

Iwate Industrial Research Institute 201825

蔵付乳酸菌の分離とそれを使用した清酒の商品化
技術シーズ創生研究事業（プロジェクトステージ）、
共同研究
醸造技術部
廣田酒造店

佐藤稔英、米倉裕一

ねらい
清酒製造では酵⺟をどのように純粋培養するかによって⼤きく速醸系酒⺟と生酛系酒⺟の２つに分けることが出来ます。速醸系酒⺟は仕込時に乳酸を添加するのに対し、生酛系酒⺟はもともと製造場や天然に生息している乳酸菌を利用する方法で、酸味を特⻑とした濃醇で個性的な酒質となります。一方、天然に生息する乳酸菌が増殖するのを待つ必要があるため、醸造スケジュールや酒質を安定させるのが難しい方法です。そこで、蔵内から優良な乳酸菌を分離・培養し、酒質の安定的した生酛系酒⺟を製造する方法として酸基醴酛を検討しました。

酸基醴酛（さんきあまざけもと）とは
蒸米
米麹
水

一般的な
生酛系
酒⺟

蔵付乳酸菌が
増殖する

酵⺟

乳酸菌が
乳酸を作る

酸基
醴酛
蒸米
米麹
水

①乳酸菌の増殖が不安定で製造スケジュールが組みにくい（通常は25~35日で完成）②醸造に適した乳酸菌が増えるか不明

蔵付乳酸菌の単離・培養酵⺟が増殖する
乳酸菌が作る乳酸で雑菌汚染防止完成

培養した優良乳酸菌を添加することで①菌の増殖が安定して製造日数が短縮（12~15
日で完成）でき、スケジュールが組みやすい②醸造に適した乳酸菌を狙って増殖させることが出来る

糖化• 県内酒造メーカー10社の米麹から濃糖耐性かつ単離した自社乳酸菌を利用してアルコール感受性乳酸菌を単離

廣田酒造店から「酸基醴酛」を商品化• 乳酸無添加酒⺟の工程を確立• 小仕込み（官能評価）• 実製造試験を実施

地方独立行政法人岩手県工業技術センター 成果集 2018

Iwate Industrial Research Institute 201826

IoT技術を用いた効率的な結の香の栽培と酒米品質の評価
共同研究
醸造技術部 佐藤稔英、米倉裕一
岩手県酒造協同組合

ねらい
平成24年度に奨励品種となった『結の香』は醸造特性を重視し開発が進められました。その結果、この米を使用した清酒は全国的にも高い評価を得ています。一方、米の品質は天候や栽培方法により⼤きく変化することが知られています。平成28年度に水田センサを利用して栽培圃場の水位・水
温・気温・湿度・土中温度をモニタリングして米の品質との関連を検討した結果、栽培期間中の水位変化が酒米品質に与える影響が⼤きいことが分かりました。そこで、本研究では湛水管理方法と酒米品質に着目し、IoT技術を利用した酒米品質管理の可能性について検討しました。

慣行試験区

水位
3cm

湛水管 理方法 の違 い

5月

2cm 中干し 間断給水

落水

6月

8月

9月

深水無落水
14cm

落水

7月
深水試験区

水位

中干し
3cm

2cm

5月
⻑さ指数（幅×厚み/⻑さ^2）

水田センサを利用した圃場環境のモニタリング

6月

7月

8月

9月

玄米の⼤きさは出穂後、約４週間で決まります。猛暑日や熱帯夜が続くことが予想される場合には間断給水を行って地温を下げ、冷害が懸念される場合には水を深く張って幼穂を保温する作業を行います。この時期、稲は最も水を必要とする時期なので、水を絶やさないように管理する必要があります。本検討ではIoT技術を利用して水位管理を行いました。

玄米形状のバラツキの検討

1.0

玄米1000粒の穀粒判別結果

0.9
0.8

深水試験区でバラツキが小
さくなる

0.7
0.6
0.5
0.4
0.3

死米

着色粒 心白率
(%)

等確率
楕円面積

試験区

整粒

未熟粒 被害粒

慣行試験区

769

200

26

5

0

24.4

0.1003

深水試験区

792

172

32

3

1

29.2

0.0839

0.2
0.1
0.0
1.8

1.7

1.6

1.5

1.4

1.3

1.2

1.1

1.0

0.9

0.8

0.7

0.6

-0.1
厚み指数（幅/厚み）
慣⾏試験区

慣行試験区_等確率楕円

深水試験区

深水試験区_等確率楕円

湛水管理の相違は整粒数や未熟粒数、粒形状のバラツキ
や酒米の特性である心白発現に影響を与え、精米時の砕米発生と関連があることが示唆されました。IoT技術を活用することで簡便に酒米の品質管理が可能になるものと思われます。

地方独立行政法人岩手県工業技術センター 成果集 2018

Iwate Industrial Research Institute 201827

蔵付乳酸菌を活用した
国産ザワークラウトの開発
技術シーズ創生研究事業（プロジェクトステージ）
食品技術部 玉川英幸、伊藤良仁
株式会社⻘三

ねらいと成果「蔵付き」の乳酸菌を分離して商品開発に活用する取組みの中で、新商品として国産のザワークラ
ウトを開発しました。ザワークラウトとはドイツ発祥のキャベツの発酵漬物です。その酸味は肉料
理との相性が良く、食の欧米化が進む日本国内においては高い潜在的ニーズを秘めています。
最適な乳酸菌の選別作業を行ったところ、Lactobacillus brevis AO-115株がザワークラウト製造に最も望ましい酸味を与えることが分かりました。製造試験を経て、昨年夏に国産のザワークラウ
ト「⻘三の乳酸キャベツ」が発売となりました。国産のザワークラウトは輸入品に比べて流通優位性があることから、低い殺菌強度で高品質に仕上げることができました。

乳酸菌の選抜製造試験/セレクション

Lactobacillus brevis

AO-115株

乳酸菌スターター候補

最終商品

乳酸菌による香気成分の違い（主成分分析）Lb. brevis
乳酸菌A

官能評価
代謝物分析
香気成分分析 etc.

乳酸菌未接種AO-115

Lot1

Lot2
乳酸菌B

Lot3

地方独立行政法人岩手県工業技術センター 成果集 2018

Iwate Industrial Research Institute 201828

蔵付乳酸菌を活用した
国産ザワークラウトの販促支援
事業化支援事業
食品技術部 玉川英幸
株式会社⻘三

ねらいと成果センターと株式会社⻘三が共同で開発した“蔵付き乳酸菌を活用した国産ザワークラウト（商品名⻘三の乳酸キャベツ）”の販促支援のため、リーフレットとポスターデザインを作成しました。今回作成した各種コンテンツのデザインは、岩手県内のデザイナー木村敦子氏（kids）によって制作されました。また、商談会の支援ツールとして技術的な内容を報文としてまとめました（玉川ら, 乳酸菌スターターを用いたザワークラウトの開発, New Food Indust, 59, 1-10, 2017）。
今回作成した各コンテンツは、2018年2月14日から16日まで幕張メッセで実施された「スーパーマーケット・トレードショー2018」で利用しました。

作成した販促コンテンツ

ポスター

リーフレット

報文

第52回スーパーマーケット・トレードショー2018の様子

2018年2月14-16日幕張メッセ
幕張メッセ
2018年2月14-16日
地方独立行政法人岩手県工業技術センター 成果集 2018

Iwate Industrial Research Institute 201829

大根漬から分離した乳酸菌のスターター利用
技術シーズ創生研究事業（プロジェクトステージ）
食品技術部 玉川英幸
株式会社⻄和賀産業公社

ねらいと成果現在、発酵漬物の製造に乳酸菌スターターを人為的に接種されている例はほとんどなく、その発酵には野菜や製造現場由来の乳酸菌の寄与が大きいのが実情です。今回我々は効率的な発酵漬物の製造を目指して、漬物大根漬から風味醸成に関わる乳酸菌の分離を行い、スターターとしての活用を検討しました。大根漬の漬け液から乳酸菌の分離を行い、DNA多型を用いた菌種の同定、得られた乳酸菌株を用いた実験室での漬込み試験を行ったところ、Lactobacillus curvatus NW33195株が良好な香味を生成することが分かりました。また、同菌株は製造現場においても良好な発酵に寄与することが分かりました。

乳酸菌の分離M：分子量マーカー①：乳酸菌DNA

Day 0

Day 30

M①
菌種の同定（PCR-RFLP1)）

サンプリング&乳酸菌分離1)

乳酸菌スターターを用いた
実験室漬込み試験

Tamakawa H*, Ito Y, 16S rDNA genotyping of lactic acid bacteria using PCR-RFLP analysis,
J Jpn Soc Food Sci (Nippon Shokuhin Kagaku Kogaku Kaishi), 64, 355-364, 2017 (Japanese).

添加試験

乳酸菌接種
地方独立行政法人岩手県工業技術センター 成果集 2018

乳酸菌未接種

Iwate Industrial Research Institute 201830

デンプン老化の迅速評価の検討
技術シーズ創生研究事業（育成ステージ）

食品技術部

武山進一

ねらいと成果デンプンを主原料とする加工食品では、保存流通段階におけるデンプンの老化が問題となることがあります。一般に老化現象は徐々に進行するため、その評価には⻑時間を要することが多いものの、DORFT法※（三重県工業研究所考案）は、デンプン糊化液を動的粘弾性測定装置にセットしたまま-15℃冷凍・解凍処理を繰り返すことで老化を促進させ、その際の弾性率(G’)を測定することで、迅速な評価が可能とされています(測定時間30分)。
今回、DORFT法により、県内企業が製造原料とする原料（上新粉）のロット差を評価可能かを検討しました。
※Dynamic Oscillation Rheometry in combination with Repeating Freeze-Thaw cycles.

〇 方法

ビスコグラフを用いた
糊化液調整※糊液調整に約50分必要.

冷凍･解凍後の
弾性率測定

データ解析

冷凍･解凍回数に対する弾性率G’の変化は、次式に回帰され、 値は老化の評価指標とされる.

試料台を-15℃に冷却する為、カバー、ホースで結露対策.

 ： 回後の 値
 ：無限回後の 値： 定数： デンプンの老化特性指数
フリーソフト(R、ImageJ等) で解析.

〇 結果

糊化液の調整デンプン液(4%)を、93℃迄加熱し糊化※濃度が高いとモデル式にフィティング
せず、 値が計算出来ない
弾性率の測定FT Cycles 0 ： 20℃でG’を測定→ -15℃迄冷却し冷凍（1分保持）→ 20℃に加温し解凍（3分保持）↓
FT Cycles１： 20℃でG’を測定※冷凍〜解凍を繰り返しFT Cycles2〜3のG’を測定

弾性率 G’ [Pa]

正常なLOT(τ値：0.93）

老化し易いLOT(τ値：1.66）※ τ値：グラフの曲がりが大きく
早く飽和するほど高値

FT Cycles (冷凍・解凍回数)

図 DORFT法による上新粉（糊液）の弾性率変化

DORFT法は、製品の老化し易さのばらつきに対する原料指標として有効でありました。今後、測定条件の最適化や再現性の確認等を重ね、他原料の評価への応用等、引き続き検討を行います。
地方独立行政法人岩手県工業技術センター 成果集 2018

Iwate Industrial Research Institute 201831

やわらか惣菜の
業務用製品としての評価
事業化支援事業
食品技術部 武山進一
株式会社マーマ食品、岩手阿部製粉株式会社、
小野食品株式会社

ねらいと成果
前年度の研究テーマ｢高齢者市場を見据えた柔らか惣菜製品の検討｣の開発品は、“容易にかめる”
かたさを実現しており、高齢者施設･医療機関向けの業務用製品としても期待出来ることから、その販路開拓の支援を行ないました。
医療機関および高齢者施設を対象に、試食評価を伴うアンケートを実施し、ニーズを把握するとともに業務用としての改良も実施し、評価が高かった製品を商社(問屋)に取扱いを提案しました。

方法①医療機関（栄養士）対象：盛岡地区の栄養士（37名28病院）対象に求評会を開催②高齢者施設（職員）対象：県内13施設の介護士他を対象（評価サンプル発送）
評価対象品：山菜利用惣菜3種、水産物利用スープ3種、もち料理4種
評価項目：製品の評価(5段階)、ニーズ有無、業務用としての価格や量目等

評価結果

・山菜利用惣菜

・もち料理

高齢者施設での評価が良く、ニーズも確認出来ました.

評価は”普通”を下回るが、県南地域の高齢者施設でのニーズを確認出来ました.

・魚を用いた料理

製品ニーズに関するアンケートのみ実施

スープ製品： 評価も良く、ある程度のニーズを確認したが、価格面で調整つかず.
つみれ(具材)： 医療機関、高齢者施設ともに評価が高く、ニーズの高さも確認.

実施結果
各企業とも協議し業務用製品として山菜利用総菜、つみれ(具材)を商社に取扱いの提案をしました.
地方独立行政法人岩手県工業技術センター 成果集 2018

Iwate Industrial Research Institute 201832