広報誌

Vol.19〈特 集〉

ゼオライト軽石
天然資源を高機能化するサステナブル技術「ゼオライト軽石」の拡大観察像

CONTENTS

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P.6
P.7
P.8

特集：ゼオライト軽石 天然資源を高機能化するサステナブル技術
研究紹介：高度情報通信社会を支える電子材料の評価技術
KISTEC 設備ナビ：電子線マイクロアナライザ（EPMA）
化学技術部：熱分析を活用して研究開発から不具合解析まで支援します
KISTEC施設公開オンライン開催時期変更のお知らせ/研修・教育講座のご案内/なるほど！体験出前教室ボランティア講師募集/
IAUD国際デザイン賞2021銅賞を受賞/研究成果の社会実装を目指して、ベンチャー企業２社が設立されました特 集

ゼオライト軽石

天然資源を高機能化する
サステナブル技術
機械・材料技術部 ナノ材料グループ
主任研究員

おのようすけ小 野 洋介2021年8月小笠原諸島南方での海底火山噴火に伴い大量に発生した軽石は、漁業や観光業に影響を及ぼすとともに、回収後の処分も課題となっています。これら軽石の活用に向けて、KISTECと鹿児島県工業技術センターは、軽石の表面にゼオライトを生成させ高機能化する技術を研究しています。ゼオライトは1ナノメートル以下の細孔を有し、特定の物質を選択的に吸着するため、水質浄化や放射性物質除去への活用が見込まれます。

この研究はどのようなものですか？
軽石 を ア ル カ リ 水溶液 に 入 れ100℃程度で加熱するだけで、高機能な「ゼオライト軽石」を作製することができます（写真1）。軽石にはゼオライトの “ 原料 ” としての役割と、ゼオライトの “ 支持体 ” としての役割があり、その両立が研究のキーポイントです。マグマが急激に冷えて作られる軽石には、化学的に不安定なガラス質成分と安定な結晶質成分の両者が含まれており、天然由来の不均質さが2つの役割の両立を可能にすると考えています。本技術で得られる「ゼオライト軽石」は、“ 水に浮く ” といった軽石の特徴と “ 汚染物質を選択的に吸着する ” といっ※ 1. ゼオライト

原子配列からなる骨格構造が、1 ナノメートル（0.000001 ミリメートル）以下の細孔を作る物質です。原子は規則的に配列する性質があるため、分子サイズの孔径が揃った均一な三次元孔構造を形成します。その特徴を活かし、吸着材や触媒として工業的に利用されています。

2KISTEC NEWS Vol.19

たゼオライトの特徴を併せ持つ新材の資源活用に注力する鹿児島県工業料であり、環境汚染対策への活用を技術センターに声がけしてシラス軽見込み研究しています。

石に水平展開し、シラス軽石の研究成果がメディアで注目を浴び、さら研究を始めたきっかけは？に漂着軽石に展開するに至りました（写真2, 3）。

「SDGs」が2021年の流行語大賞にノミネートされたように、地球環境問題に関連する研究開発のニーズが高まっていると感じています。私研究成果はどのように活用されますか？

は群馬県の赤城山で育ったためホーゼオライトには多くの種類（図1）

ムセンターで園芸用軽石を見かけたが あ り、2022年1月時点 で255種

際に、研究に使えたら面白いと興味が知られています。園芸用軽石、シを惹かれました。大学研究室の後輩

ラス軽石、漂着軽石では生成するゼがステンレス表面にゼオライトを生オライトの種類が異なります。作製成させる研究に取り組んでいた記憶条件を検討した結果、それぞれの軽がよみがえり、「ゼオライト軽石」の石原料から工業的に価値の高い種着想を得ました。その研究成果を実類のゼオライトを生成することに用化に近づけるために、シラス台地成功しました。表面のゼオライト化※ 2. SDGs

特設ホームページ

持 続 可 能 な 開 発 目 標（SDGs：SustainableDevelopment Goals） と は、2001 年 に策定されたミレニアム開発目標（MDGs）の後継として、2015 年 9 月の国連サミットで採択された「持続可能な開発のための 2030
ア ジ ェ ン ダ 」 に て 記 載 さ れ た 2016 年 か ら
2030 年までの国際目標です。

https：//www.kistec.jp/topics/zeolitepumice/写真 1：ゼオライト軽石の作製手順

1. 軽石投入

2. アルカリ水溶液添加

3. 密閉

4. 加熱

写真 2：漂着軽石（処理前）の拡大観察像；観察倍率 1000 倍

写真 3：漂着軽石（処理後）の拡大観察像；観察倍率 1000 倍に伴い、試料の比表面積が軽石原料た結果、世の中に広く認知されたこの数十～数百倍に向上し、赤潮の原とは大きなビジネスチャンスと捉え因物質の一つとされるアンモニウています。軽石だけではなく、無機ムイオンを対象とした吸着実験では、系の天然資源や建材にも本技術を適「ゼオライト軽石」が市販のゼオラ用しゼオライト化できる可能性もあイト粉末と比べて高い性能を示しります。随時、KISTEC ホームページました。セシウムイオンを選択的にの技術相談フォームにて皆様からの吸着する種類のゼオライトも得らお問合せを受け付けております。

れており、原子力発電所での汚染水処理への活用も見込んでいます。

URL：https：//www.kistec.jp/e_mail_consul/

図 1：ゼオライトの骨格構造の例

LTA

今後の展開などがあれば教えて下さい。
CHA

私どもには製造能力がありません
ので、実用化にはメーカーへの技術移転が不可欠です。本研究成果が漂着軽石の活用技術として話題となり各種メディアに取り上げていただいゼオライト軽石の外観

FAU

小野 洋介 主任研究員
KISTEC NEWS Vol.19

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連載

KISTEC 研究紹介

─ No.8 ─

高度情報通信社会を支える電子材料の評価技術
電子技術部 主任研究員

つち やあきひさ

土 屋 明久写真 1：ノイズ抑制シート（写真提供 大同特殊鋼株式会社）

研究の概要・背景など参加しています。ノイズ抑制シートは子材料の電気特性を表す材料定数（複磁性材料をシート状に加工したもの（写高度情報通信社会を支えるマイクロ素比誘電率及び複素比透磁率）を設定

真1）で、EMC 対策部品として日本で波・ミリ波帯域で利用する電子材料をする必要があります。このため、電子生まれました。主な利用方法としては評価するために、様々な材料の測定技材料の材料定数を正確に求めることが対象となる電子機器のノイズ源となる術の研究に取り組んでいます。今回、必要不可欠です。一方、高度情報通信プリント基板や IC などに装着し、ノイIEC/TC51WG10 の専門委員として社会の進展に伴い、電気機器においてズを抑制します（図1）。しかしながら、ノイズ抑制シートの標準化活動に参加

マイクロ波・ミリ波帯域の伝送信号がNSS の誘電率及び透磁率の測定方法はし、IEC TR63307「ノイズ抑制シー広く利用されるようになりました。しこれまで、どのような測定手法があるトの複素誘電率及び複素透磁率の測定かしながら、マイクロ波・ミリ波帯域方法」の発行に貢献しました。その結における電子材料の材料定数は従来の果、その業績を認められ IEC1906賞低周波帯域の値と異なる場合があり、を受賞いたしました。

その材料の特性や形状によっても様々研究内容・成果な測定手法が存在します。このため、電子材料に合わせた材料定数測定技術の研究に取り組んできました。

近年の電子機器の開発プロセスの変

このような研究活動を背景として、化に伴い、設計段階でシミュレーショ

現在 IEC/TC51WG10の専門委員としン解析が利用されるようになりました。てノイズ抑制シートの標準化活動にも

IEC/TC51WG10

IEC（国際電気標準会議）は主に電気に関する様々な分野の標準化活動を推進している団体であり、TC51 は磁性部品、フェライト及び圧粉磁性材料に関する専門委員会になります。我々が所属する WG10 では EMC（電磁環境適合性）試験などのノイズ対策部品として利用するノイズ抑制シート（NSS）の規格化について活動しております。

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シミュレーション解析するためには電KISTEC NEWS Vol.19

図 1：ノイズ抑制シートの使用例

論文および国際学会発表実績（受賞歴も含む）
1. 土屋明久，IEC 1906 Award（2021）
2. Akihisa Tsuchiya, Hideaki Sugama, Naomi Hidaka, Kazuya Miyamoto, Shingo
Tsujino, and Osamu Hashimoto："Temperature Dependence of Transmission
Characteristics of Flexible Printed Circuits in Microwave Band"Electronics Letters, Vol.48, No.15, pp.937-938（2012-7）.
3. 土屋明久 , 菅間 秀晃 , 櫻井 正己 , 日高 直美 , 橋本 修：" マイクロ波帯におけるフレキシブルプリント基板材料の湿度条件下における複素誘電率とその伝送特性 " 電子情報通信学会論文誌（C）, Vol.J93-C, No.6, pp.189-194（2010-6）.

次 世代情報通信機器 を 支 え る 技 術 支 援 ネ ッ ト ワ ー ク

高周波測定技術
高周波測定技術

高周波測定技術・高速伝送測定（Sパラ、TDR、アイパターン）
高周波測定技術・材料定数測定（誘電率、透磁率、導電率）
・高速伝送測定（Sパラ、TDR、アイパターン）・電波吸収・シールド測定
・材料定数測定（誘電率、透磁率、導電率）
・アンテナ測定
・電波吸収・シールド測定
・アンテナ測定

電磁界シミュレーション
電磁界EMC 試験

EMC 試験

シミュレーション

図 2：KISTEC の電子機器の支援体制

EMC 試験
・EMI 測定
EMC 試験
・イミュニティ試験・EMI 測定・電波法試験（微弱無線）・イミュニティ試験
・電波法試験（微弱無線）

電磁界シミュレーション
・MW-Studio
電磁界シミュレーション（有限積分法、TLM 法、有限要素法）
・MW-Studio
・RapLab（電波伝搬解析：レイトレース法）（有限積分法、TLM 法、有限要素法）
・RapLab（電波伝搬解析：レイトレース法）のか？どのように測定したらいいのか？

どの利用環境についても、考慮しなけうことができます。また、その材料をなど十分な情報が存在しませんでした。

ればなりません。これまで県内の材料使用して作製したケーブルやプリント

そこで、WG10 では NSS の複素誘電メーカーなどを支援するため、実環境基板を評価することも可能です。さら率及び複素透磁率の測定方法について化を想定した材料定数の測定手法を実には実際に製品化した電子機器のノイ議論することになりました。

施してきました。NSS の標準化活動にズ試験を実施するための EMC 試験設

おいてもこれらの経験を活かすことが備も揃えています。これらの試験評価できました。

設備を組み合わせて、様々な技術支援

国内の材料測定に関する専門委員と議論を重ね、今回、IEC TR63307「ノイズ抑制シートの複素誘電率及び複素研究・開発の成果がどのような分野で役立つ可能性があるか（今後の展開などがあれば教えてください）透磁率の測定方法」として技術報告がWG10よ り 発 行 さ れ、NSS の 標 準 化活動に貢献することができました。

研究・開発でKISTEC では多くの電子機器の開発苦労している（苦労した）点を支えるため、今回取り上げた材料定

誘電率及び透磁率の測定方法には数測定の他にも様々な試験評価設備を様々な測定方法があり、測定が可能な揃えています（図2）。材料定数を測定

周波数範囲、測定試料の形状、測定原した結果を利用したシミュレーション

理が異なります。更には温度や湿度な解析により、デバイスの動作確認を行研究員紹介

電子技術部 主任研究員を行うことができる体制となっています。

土屋 明久●これまでの経歴を教えてください入所後、主にEMC試験とその対策手法や高周波関連の材料及びデバイスの評価に関する研究に従事してきました。これまでの経験を生かし、最近ではIEC/TC51WG10委員としてノイズ抑制シートの評価に関する標準化活動にも取り組んでいます。博士（工学）●座右の銘（もしくは、尊敬している人物）を教えてください。
困難は分割せよ●好きなこと、休日にしていることを教えてください
スポーツ全般（野球、サッカーなど）
KISTEC NEWS Vol.19

5KISTEC 設備ナビ
公益財団法人 JKA による2021年度公設工業試験研究所等における機械設備拡充補助事業を受けて導入しました

電子線マイクロアナライザ（EPMA）
機械・材料技術部
KISTEC 海老名本部では、2021年12月に電子線マイクロアナライザ（以下、EPMA）を JKA 補助金を主任研究員

もといずみ ゆう本泉 佑な画像を得る装置です。

機械部品の腐食原因や電子部品の故障原因の調査活用して導入しました。EPMA は細く絞った電子線など、県内企業の技術向上、製品開発を支援いたし電子、反射電子を検出することで微小領域（マイクいたします。どうぞご利用ください。

を試料の表面に走査・照射して、発生する X 線、二次ロメートル以下）の元素分析や10万倍程度の高倍率ます。また、新材料開発に関わる研究開発にも対応〉〉〉 性能 ・ 特長
〇導入装置はフィールドエミッション電子銃を備えたFE-EPMA です。FE-EPMA は電子ビームが従来型の EPMA に比べ非常に細く、0.1 マイクロメートル単位の狭い領域を分析できます。
〇波 長分散型 X 線分光器（WDS）とエネルギー分散型X 線分光器（EDS）を同一のソフトウエアで制御可能なため、両者のメリットが集約されたシームレスな同時分析（WDS/EDS インテグレーションシステム分析）ができるようになりました。

〉〉〉 こんな分野におすすめ！

電子線マイクロアナライザ（EPMA）〉〉〉 こんなお悩みを解決！

微小領域において高感度の元素分析が可能なこと、金属、セラミックス、樹脂等、様々な材料を対象にできることから、自動車関連、電子部品、産業機器、船舶設備、航空・宇宙、化学、資源エネルギー、地質分野など幅広い分野の故障解析や研究、製品開発等に活用できます。

〇製品に混入した微小異物の成分を特定したい〇接点不良の原因を調べたい〇腐食の原因を調べたい〇製品変色の原因物質を特定したい〇めっき・コーティングの膜厚や層構造を確認したい( 断面試料を作製する必要あり )

基本データ
機器名称

電子線マイクロアナライザ（EPMA）

型

JXA-iHP200F

式メーカー

日本電子（株）サ イ ズ

本体：800mm × 1260mm × 2030mm、オペレーションコンソール：1260mm x 1390mm × 790mm

導入年度

2021 年度

備

試料サイズは、標準的な試料ホルダを使用する場合、Φ 32 × 15mmH 以内となります。特殊なホルダを使用することにより、最大 100mm × 100mm × 50mmH まで対応可能です。

考メール技術相談フォーム
機械・材料技術部 解析評価グループ
046-236-1510
https://www.kistec.jp/e̲mail̲consul/

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KISTEC NEWS Vol.19化学技術部

熱分析を活用して研究開発から不具合解析まで支援します
化学技術部 新エネルギーグループ 主任研究員

たかはしりょう高橋 亮

工業製品は金属材料、無機材料、高分子材料およ樹脂材料や低融点金属の融点、樹脂材料のガラス転び複合材料など様々な材料から構成されています。

移温度、各種材料の比熱容量の測定などに用いてい製品開発や製品の不具合解析などにおいては、それます。

らの材料の熱的特性を調べることが重要となります。

③ 熱機械分析（TMA）

熱的特性の測定には熱分析法が用いられます。本稿

試料の温度変化に伴う膨張・収縮などの寸法変化

では、KISTEC で行っている熱分析を活用した技術を測定する手法で、熱膨張係数の測定が可能です。

支援について概要を紹介します。

主な測定対象は樹脂材料で、最近は電子部品関連や① 示差熱熱重量測定（TG/DTA）

電子材料として用いられる部材の測定ニーズが増え試料の温度変化に伴う重量変化と熱変化（示差熱）ています。

を同時に測定する手法です。樹脂材料や無機材料加

2022 年 3 月、KISTEC はより広い温度域での測熱時の重量変化（ガス発生）挙動調査、金属材料の融定が可能な DSC や、低熱膨張材料の測定にも対応点確認、複合材料の組成確認など幅広い分野にご利した TMA など熱分析装置を拡充します。各種材料用いただいています。の熱的特性の測定に関するご相談がありましたら、② 示差走査熱量測定（DSC）

お気軽にお問い合わせください。

試料の温度変化に伴うエンタルピー変化を測定する手法で、上述の DTA より高感度の測定が可能です。

写真１：示差熱熱重量測定装置（TG-DTA）

写真２：示差走査熱量計（DSC）および熱機械分析装置（TMA）

化学技術部 新エネルギーグループ
046-236-1510
https://www.kistec.jp/e̲mail̲consul/

KISTEC NEWS Vol.19

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の楽しさやものづくりの大切さを教える体験型授業の提案・人材育成部

IAUD 国際デザイン賞 2021 銅賞を受賞

https://www.iaud.net/award/

機械・材料技術部

令和 4 年度も企業の研究者・技術者等を対象とし、学習効果を高める工夫をこらしたオンライン講座や少人数での対面講座を開催する予定です。
今回は、現在のデジタル社会で重要となる EMC に関連するセミナーを紹介します。

2EMC 入門セミナー～ EMC 規格とノイズ対策技術～オンライン

4月27日 ( 水 ) ～4月28日 ( 木 )全2日間

EMC「電波吸収体・シールド技術」セミナー～5G へ向けた電波干渉リスク対策～

オンライン

5月20日 ( 金 ) ～6月10日
（金 )

全4日間

人材育成部

産業人材研修グループ

046-236-1500※研修・講座の詳細は HP をご覧ください。

なるほど！体験出前教室
ボランティア講師募集

046-236-1500
so-kizai@kistec.jp

研究成果の社会実装を目指して、ベンチャー企業 2 社が設立されましたKISTEC の有望シーズ展開事業及び文部科学省「地域イノベーション・エコシステム形成プログラム」
から研究プロジェクトの成果を社会実装することを目的に、ベンチャー企業 2社が設立されました。
共同研究を実施している機関
医療機器（糖尿病治療機 KISTEC、東京医科歯B-MED器等）の研究、開発、知的 科大学、東海国立大学
株式会社
財産権の管理 等機構名古屋大学
毛髪及び皮膚の再生医療株式会社
KISTEC、横浜国立大に関わる研究及び開発、TrichoSeeds
学
知的財産権の管理 等
企業名称

今後は、ベンチャー企業において知的財産権の集約を進め事業化に必要な体制を整えていく予定です。一日も早い事業化に向けて、KISTEC は引き続き支援していきます。

KISTEC と神奈川県は、科学技術やものづくりの将来を担う子供たちの知的好奇心や探求心を育てるため「なるほど！
体験出前教室」を実施しています。県内の小中学校等で科学8

事業内容

 ttps://www.kistec.jp/wp/wp-content/
huploads/20211130_press-release.pdf

研究開発部

044-819-2031
rep-kenkyu@kistec.jp

KISTECの最新情報はメールマガジンでチェック！月2回程度配信しています。
ぜひご登録ください。

ものづくりに関するご相談・ご依頼はこちらメール技術相談（無料）をご利用ください

県内4拠点
海老名本部、溝の口支所、殿町支所、横浜相談窓口（よこはまブランチ）

https://www.kistec.jp/mailmag_add/

https://www.kistec.jp/e_mail_consul/

https://www.kistec.jp/access/

KISTEC NEWS Vol.19■住所変更・送付停止のご連絡先
企画部 連携広報課
TEL：046-236-1500 E-mail：renkei_koho@kistec.jp

一般財団法人国際ユニヴァーサルデザイン協議会が主催する IAUD 国際デザイン賞
2021 において、KISTEC が未来に向けて提案する【「人工オパール」で世界中の色を塗りかえる】が銅賞を受賞しました。この賞は、一人でも多くの人が快適で暮らしやすいユ
ニヴァーサルデザイン社会の実現に向けて、特に顕著な活動の実践や提案を行っている団体・個人を表彰するものです。
今後も、豊かで質の高い県民生活の実現に貢献していきます。

KISTEC 研修・教育講座のご案内

1

教育研修グループ

044-819-2033

2022 年 3 月発行

https://www.kistec.jp/

企画部 連携広報課
046-236-1500

究者、技術者等
募集期限：3 月31 日（木）必着
応募用紙：ホームページに掲載

Vol.19

令和 4 年度もオンラインで施設公開を開催します。例年の開催時期は 4～5 月ですが、今回は開催時期を変更します
ので、開催日程決定のご案内までしばらくお待ちください。
特設ページでは、試験計測機器や分析事例等を動画でご覧いただくとともに、KISTEC の全拠点（海老名本部、溝の口支所、殿町支所）で実施している各事業の成果・取り組みについてご紹介するコーナーを設ける予定です。皆様に足をお運びいただかなくても、KISTEC についてより深く知っていただき、ご活用いただける機会を見つけていただけるように準備を進めています。
【Web コンテンツ（予定）】（1）新規導入機器の紹介動画（2）見学コース動画、機器紹介・分析事例の紹介動画等（3）各事業のご案内【開催時期】 令和 4 年 6 月中旬以降※本 イベントの申込・詳細は 5 月中旬以降ホームページで公開予定です。

実施をしていただける講師を募集します。
実施期間：令和4 年9 月〜令和5 年1 月
対象：自ら提案した授業を行える県内在住・在勤の研©2021 Kanagawa Institute of Industrial Science and Technology

KISTEC 施設公開オンライン
開催時期変更のお知らせ