新居浜高専

研究シーズ集 － 15

産 学 連 携
共同研究

新産業の創造独立行政法人新技術の開発国立高等専門学校機構

新居浜工業高等専門学校

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所属： 新居浜工業高等専門学校 生物応用化学科研究タイトル：

環境適応型高性能徐放剤の開発
氏名：

堤 主計

E-mail：c.tsutsumi@niihama-nct.ac.jp

職名：

教授

学位：

博士（工学）

所属学会・協会：

日本化学会、高分子学会、日本農芸化学会

キーワード：

環境適応型高分子材料、ポリ乳酸共重合体、天然由来揮発性化合物、超臨界二酸化炭素

技術相談
提供可能技術：・環境適応型高分子材料の合成や分解における技術
・環境適応型高分子材料の実用化に関すること
・高分子材料の物性評価（熱的特性・分解性・構造解析・機械的特性など）

研究内容：

超臨界二酸化炭素を用いた高性能徐放剤に関する研究

食品等における食中毒菌の防除、家屋等建造物内や博物館などにおける壁や家具そして展示品等に繁殖するカビの防除、農園や公園などにおける害虫・鳥獣類の駆除は社会的に大きな問題となっている。農作物の害虫や鳥獣類による被害は、気候変動や土地の荒廃などが誘因となり年々甚大な傾向にある。このような微生物、カビ、害虫、鳥獣類を防除するために、①化学的防除、②物理的防除、③生物的防除の対策が取られている。なかでも、農業分野においては、広大な面積に対処するため一般的に化学的防除が採用されており、生産者はこれまでに害虫や鳥獣類防除のために多大な労力を費やし被害を抑えてきた。
上記防除法は一時的な効果は期待できるが、長期におよぶ効果の維持や安全・環境に十分配慮したものではなく、環境にやさしく長期間薬効が維持できる徐放剤の開発が必要となる。また、忌避あるいは抗菌効果を有する天然由来化合物は揮発性が高いため、従来の混練法や多孔性樹脂への含浸法では、目的化合物の揮発による含浸量の低下や効能期間が短いといった問題がある。加工処理中における化合物の揮散や高分子材料の熱による物性の低下を抑える方法として、超臨界流体処理法を適用することにした。一方、徐放剤の基盤材料は環境に対して低負荷であることや水分（湿気）などの外的環境因子によって自然に分解される必要性があるため、これら条件にあう材料として生分解性ポリマーを選択した。図 1 に本徐放剤の含浸と徐放の仕組みを示す。開発した高性能徐放剤は毒性のない超臨界二酸化炭素（supercritical carbon dioxide: scCO2）を用いることにより、樹脂に目的化合物を確実に含浸させることができる超臨界含浸法を利用するとともに、樹脂に生分解性ポリマーを使用した環境適応型の徐放剤である。この製造方法
は加工温度を低くできることから基盤材料へのダメージが少なく、予め成形したものを加工することができる。
本徐放剤は有効期間が長く、徐放速度を調整することができ、幅広い分野で活用が可能である。そのため忌避剤、抗菌剤、芳香剤など広範な徐放剤の実用化と食品産業はじめ多様な分野への応用・活用が期待される。
ポリマー

超臨界流体法の特徴と用途

超臨界流体

メリット

・ 有機溶媒不要
・ 後処理不要・ 取り扱いが簡単
・ 対象物への熱的ダメージが少ない

デメリット

・ 水溶性化合物は直接取扱い出来ない・ 基盤材料の大きさは限定されるポリマーへの注入完了

加水分解

放出

用途

揮発性物質

ポリマーの可塑化

分解

・ 植物からの有用成分の抽出
・ 有害物質の分解と無害化
・ ポリマーの加工・ 染料の媒体としての利用

放出
分解

図1

化合物の含浸と徐放

図2

超臨界二酸化炭素処理装置

提供可能な設備・機器：
名称・型番（メーカー）
卓上核磁気共鳴装置・X-Pulse（ジャスコインタナショナル㈱）走査電子顕微鏡・JSM-6510LA(日本電子㈱)時間領域核磁気共鳴装置（Resonance systems）

引張試験機・SDT-52NA-5LLT（㈱今田製作所）

高速液体クロマトグラフ（日本分光㈱）ヘーズメーター・NDH 4000（日本電色工業㈱）示差走査熱量計・Thermo Plus 2/DSC8230（㈱リガク）

超臨界二酸化炭素処理装置（オーエムラボテック㈱）フーリエ変換赤外分光光度計・FT/IR-4100（日本分光㈱）簡易型マイクロ波反応装置（四国計測工業㈱）

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研究協力の形態
定義

共同研究

外部機関と高専で共通の研究テーマを分担して実施する研究研究協力には、次の協力形態があります。
タ イ プ(必要協定)

外部機関が負担する研究費用
研究員の研究料

研究員の派遣有り(共同研究契約)( ６ヶ 月２ １万 円 )必要研究経費研究員の派遣無し(共同研究契約)

受託研究

外部機関からの委託を受け委託者の経費負担により業務として行い、その成果を委託者に報告する研究

必要研究経費必要研究経費(受託研究契約)

奨学寄付金

奨学を目的とした寄付金による研究任意額● 提供された研究費は、学校管理のもとに担当する研究者等で利用されます。
● 申込先：総務課 総務企画係…TE L：0897-37-7706
E-mail：t iren- c.of f @n iihama - nct.ac.j p

編 集 後 記本校は産学連携を推進する中核的拠点として2000年に「高度技術教育研究センター」を設置し、地元企業からの寄贈を含む大型の教育研究設備を導入することでハード面の充実を図ってまいりました。一方、ソフト面におきましては、2005年に「新居浜高専技術振興協力会（通称：愛テクフォーラム）」を地域産業界等とともに設立しました。さらに、当センター内部組織として、「研究推進部門」「地域連携部門」および「高度教育部門」を設置し、効果的な運用を目指しております。
本冊子には、工学ならびに人文科学系分野を含めた教員の研究シーズと利用可能な設備等を掲載しております。技術相談等におきましては、記載の教員へ直接または本校窓口の総務課へお気軽にお問合せいただきますようお願い申し上げます。
末筆になりましたが、本校の教育・研究への多方面にわたるご協力に感謝し、本冊子の情報を通じて、地域社会の教育・研究・産業の質的向上につながることを祈念しております。
2023年9月
高度技術教育研究センター長

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新居浜工業高等専門学校

高度技術教育研究センター〒792-8580

愛媛県新居浜市八雲町 7 番 1 号

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