令 和 4 年 度（ 2 0 2 2 ）大阪技術研
テ クノレポ ート

Osaka Research Institute ofIndustrial Science and Technology

地方独立行政法人

大阪産業技術研究所
https://orist.jp/

大阪技術研テクノレポート
令和３年度研究成果紹介

地方独立行政法人大阪産業技術研究所は、地域産業の発展を支援するため、独自技術の開発を目指す企業ニーズにマッチした、生活に役立ち環境にやさしい先進的な材料および新技術の開発に取り組んでいます。基盤研究、発展研究、プロジェクト研究、特別研究（競争的研究費による研究）など幅広い研究活動を推進し、蓄積された研究成果とノウハウをもとに企業・業界からの技術相談、試験・分析、受託研究・共同研究に応えています。
本誌「大阪技術研テクノレポート」は、令和３年度に講演・論文発表等で公開、普及に努め
た研究・技術成果、特許出願・特許公開・特許登録した成果、新聞等で取り上げられた研究・技術成果の中から代表的なものを選んで、専門外の技術者の方々、さらには技術者以外の皆様にも興味を持っていただけるようイラストや写真を使って紹介しています。
本冊子が、当研究所の活動内容をご理解いただく一助になれば幸いです。

―目次―
ライフサイエンス

研究部紹介

加工技術

……３

……４〜５

……14〜16

生物が造る物質や触媒の機能を活かして、生活の質を高める技術を提案します。

解析・制御技術……17〜21

ものづくりのヒントになるユニークな加工技術を紹介します。

技術の高度化やプロセスの自動化などに役立つ、材料解析やシステム制御の技術を紹介します。

新材料・素材

新規導入機器紹介……５〜11……21〜26

さまざまな分野での応用が期待できる新しい材料や機能性素材を紹介します。

JKA事業やその他の事業などにより新しく導入された機器を紹介します。

電子・デバイス材料……12〜13

おおさかグリーンナノコンソーシアム …27

ICT・IoTなどの情報通信やエネルギーに関連する、
次世代に繋がる材料や技術を提案します。

グリーン・ナノ・新産業分野の創生に向けた産学官
連携プラットフォームの活動を紹介します。

■ 加工成形研究部
機械加工、レーザ加工、放電加工、積層造形、塑性加工、プラスチック成形加工など、加工技術に関する研究開発支援、加工された製品の評価やCAE解析を用いた設計支援に関すること。

加工■ 金属材料研究部
溶解、鋳造、摩擦攪拌接合、熱処理などの加工技術、機械要素技術、強度評価、トライボロジー関連技術、
環境負荷低減、コスト低減に寄与する高付加価値新規技術の開発に関すること。

研 究 部 紹 介

研究部紹介

技

■ 応用材料化学研究部
環境化学物質や微量金属の分析及びその手法開発、環境調和型材料の開発、抗菌性の評価、構造用・機能性
セラミックスやナノカーボンの開発、省・蓄・創エネルギー技術の研究に関すること。

■ 有機材料研究部
医農薬中間体・樹脂原料、繊維材料、色材などの化学品の創製およびプロセス開発をはじめ、バイオマス熱硬化性樹脂などの新規ネットワークポリマーおよび太陽電池材料・有機半導体材料の開発に関すること。

解析・制御技術■ 技術サポートセンター
定型的かつ企業ニーズの高い依頼試験や装置使用（耐候性試験、耐食性試験、X線残留応力評価、恒温恒湿槽、皮革を中心とした摩擦堅牢度試験等）、人材育成に関すること。

ライフ
サ イ エ ン ス

■ 高分子機能材料研究部
ニオイ関連技術、環境関連材料（ジオシンセティックス、多孔質材料、触媒等）、繊維・皮革製品の評価、
有機光電子デバイス材料、環境対応型粘接着剤、複合微粒子等の開発、評価に関すること。

電子
・
デバイス材料■ 製品信頼性研究部
電波関連のノイズ対策、電気材料の絶縁破壊、静電気、光関連技術、人工気象室、気圧制御室、音響計測室、
輸送環境再現実験室、各種シミュレーション技術、感覚計測技術などに関すること。

新材料・素材■ 電子・機械システム研究部
高機能性薄膜材料や、ナノ・マイクロデバイスの研究開発、センシング技術、メカトロニクス応用、信号処理システム、組み込み技術、試作機開発等に関すること。

術■ 金属表面処理研究部
金属材料の高精度分析法の開発、表面改質技術の開発、金属接合技術の開発、ドライコーティング、溶射
およびめっき法による機能性皮膜の創製、腐食・防食技術、次世代電池の開発に関すること。

新機■ 電子材料研究部
無機電子材料、有機・高分子電子材料、有機無機ハイブリッド材料、金属・合金・酸化物などの原子・分子レベルでのプロセス制御技術、ナノテク、薄膜技術を用いた電子材料の創製・開発に関すること。

入介

3おおさかグリーン

大阪技術研テクノレポート

ナノコンソーシアム■ 環境技術研究部
高機能炭素材料・バイオマス由来工業材料・環境配慮型無機材料・環境浄化技術・微量分析技術・画像処理技術などを活用した環境適合性・快適性・安全性・省エネ・省資源に関すること。

導
紹■ 物質・材料研究部
プラスチック材料、金属材料、複合材料を用いた新素材の開発ならびに加工技術の高度化、各種製品の強度試験や耐久性試験、材料分析やCAE解析による設計支援に関すること。

規器■ 生物・生活材料研究部
健康の維持・増進・介護に役立つ食品素材、人や環境にやさしい高性能界面活性剤や低分子ゲル化剤など、バイオと化学の力で作る、生活を豊かで快適にする技術や材料の開発に関すること。

研 究 部 紹 介

金属粉末積層造形（AM）電極で水中放電加工が可能！
（加工成形研究部

特殊加工研究室）

形彫り放電加工における加工液には、多くの場合、鉱物油が用いられており、火災対策が必要
加であったり、環境負荷が高いなどの問題があります。一方、金属粉末積層造形（AM）法を用い工て作製した電極（AM 電極）では、任意の位置から加工液を供給することが可能で、比抵抗の高技

い液体を常に加工部に供給できるため、従来、懸念されていた電解腐食の抑制が期待されます。

術

当研究所では、AM 電極を用いて超純水を加工液とする形彫り放電加工の可能性について検討
し、超純水を用いてもアスペクト比の高い深溝の安定した加工が可能であり、油の場合に比べて20とができました。本成果から、深夜の無人連
続運転による生産性向

電子・
デバイス材料上や作業環境の改善が

加工深さ[mm]

新材料・素材

良好な加工面を得るこ
15
2°

10

20

単位：mm 2AM電極の形状

0
0

50

100

150

200μm

200μm

200

5mm

ラ
イ
フ
サ イ エ ン ス

電極先端から超純水を供給した場合の加工時間と加工深さの関係

5 mm 500

油

超純水

1000

超純水：加工面良好

加工時間 [min]加工学会などで講演発表。

200 μm200 μm5

期待できます！
※本研究成果は、電気40

加工面のSEM像と断面曲線

連続鋳造用鋳型の長寿命化を実現する積層コバルト-ニッケル合金めっき
解析・制御技術（金属表面処理研究部

表面化学研究室）

製鉄での主要な工程の一つに連続鋳造があります。この工程では、溶けた鉄（溶鋼）を鋳型に流し込み、溶鋼表面を凝固させ、鋳型の底から帯のように連続的に引き出します。鋳型には、冷却効果を高めるために銅合金が用いられますが、高温の溶鋼が接触するため、その表面保護を目

新機的として耐熱性に優れたニッケル系合金めっきなどが施されています。しかしながら、継続使用

規器

によりめっき皮膜にクラックが発生し鋳型寿命が短くなることから、その長寿命化が課題でした。

導
紹

当研究所では、めっき皮膜を積層化させたコバルト - ニッケル合金めっきを企業と共同で開発入介しました。このめっきは、合金組成の異なる各層の厚さを制御することにより、優れた伸び特性
および耐クラック性を示すことが明らかとなり、鋳造用鋳型の寿命を大きく向上させることに成おおさかグリーン

ナノコンソーシアム

功しました。
※本研究成果は、企業と共同研究。
組成A
組成B
組成A
組成B

表面技術協会など
で講演発表、表面

4

クラック
発生なし

クラック発生基材技術などに論文発表、特許登録。

組成の異なる2種類のコバルト- ニッケル合金
めっき層を交互に積層化

拡大写真

概略図

断面写真

積層コバルト-ニッケル合金めっき

大阪技術研テクノレポート

従来の単層めっき処理品

開発した積層めっき処理品

約3か月間連続使用後の外観写真

（電子材料研究部

表面工学研究室）

研 究 部 紹 介

高い透明性と撥水性を両立する新しいコーティング法
近年、生物の優れた生態構造を模倣してモノづくりに活かすバイオミメティクスが注目されています。蓮の葉の表面のような微細な凹凸構造を特徴とした超撥水性表面の様々な応用が検討さ加れていますが、高い撥水性と透明性の両立には技術的な課題がありました。

工当研究所では、粒子径の非常に揃った 50 〜 100 nm の粒子を合成し、これを利用した撥水性コー

技

ティング技術を開発しました。粒子の大きさ・形を適切に設計し、大きさの異なる粒子を上手く術

組み合わせることで、可視光の透過率が 90％以上の高い透明性と水接触角が 150°程度の高い撥
動車ガラス、防犯カメラ、各種
ミラーなど幅広い用途への応150°用が期待できます。

電子・
デバイス材料※本研究成果は、表面技術協会講演大会で講演発表。科研費に採択。

200 nm

表面微細構造の電子顕微鏡写真と水滴の撥水の様子（右上）ライフ
サ イ エ ン ス

ガラスへのコーティング例

新材料・素材

水性の両立を実現しました。自耐熱性に優れた積層造形用アルミニウム合金の開発
特殊加工研究室）

アルミニウム合金粉末を用いたレーザ積層造形（３D プリンティング）は、その低比重・高熱伝導性を活かし、複雑形状を有する軽量化部材や熱制御部品の製造に応用されています。しかし、解析・制御技術（加工成形研究部

積層造形材として広く用いられている Al-Si 系合金から成る造形体は、高温に晒されると強度が
新機大幅に低下するため、耐熱性の向上が課題でした。
当研究所では、レーザ積層造形法の急冷凝固プロセスを活用し、積層造形に適したアルミニウ

規器

ム−遷移金属系耐熱合金の開発に成功しました。開発した合金粉末を用いて作製した造形体は相導紹

対密度 99.9% 以上の高密度体であり、特に 250℃以上の高温域において極めて優れた高温強度を入介有します。本開発材を用いることで、耐熱性が求められる高温部材にもレーザ積層造形の適用拡※本研究成果は、軽金
属学会や粉体粉末冶
金協会などで講演発
表、特許出願。軽金属奨学会の課題研究に採択。
開発材の高温引張試験結果

開発材を用いて作製した造形物

大阪技術研テクノレポート

5

おおさかグリーン

ナノコンソーシアム

大が期待されます。

研 究 部 紹 介

異種金属接合材の高強度化を実現する摩擦攪拌接合ツールの開発（金属材料研究部

微細構造評価研究室）

輸送機器分野では、関連する部材のさらなる軽量化が求められており、鉄鋼とアルミニウムの加

異種金属接合技術に高い関心が集まっています。しかし、溶融溶接では、鉄鋼とアルミニウムの工接合界面に脆弱な反応相が多量に形成するため、高強度な接合材は得られません。

技当研究所では、反応相の形成を抑制する

術

目的で固相法の摩擦攪拌接合を利用した鉄鋼とアルミニウムの接合材の高強度化に取加圧
回転

新材料・素材プローブ

ツール

り組んでいます。その中で、強度低下をも

引張試験
移動

50 %向上ショルダ

たらす反応相の形成メカニズムを解明し、反応相の形成を抑制するツール形状を見出しました。本技術は、鉄鋼とアルミニウム

接合領域

電
子
・
デバイス材料摩擦攪拌接合の模式図

従来ツールと新ツールの接合材の強度試験結果

従来ツール

新ツール

の他に、鉄鋼と銅、銅とアルミニウムなど
様々な異種金属接合に適用でき、車両や家

アルミニウム電製品等への展開が期待されます。
※本研究成果は、軽金属学会で講演発表、

反応相

軽金属に論文発表、特許出願、科研費に

鉄鋼

ラ
イ
フ
サ イ エ ン ス

採択。

反応相
40 %抑制新ツールにより反応相の形成を抑制できる

強度と電気伝導性のバランスに優れた積層造形用銅合金の開発
解析・制御技術（金属材料研究部

微細構造評価研究室／加工成形研究部

特殊加工研究室）

銅合金を用いた積層造形は、高い電気伝導性を活かし、導電性部品への応用が期待されています。以前に開発した積層造形用 Cu-Cr 合金粉末を用いることで純銅に近い導電率を有する造形体が得られますが、より高い強度を必要とする部材に適用するためには、電気伝導性と強度を両新機立した積層造形用銅合金が必要でした。

規器当研究所では、Cu-Cr 合金粉末のクロム量を最適化することにより、強度と電気伝導性のバラ

導紹

ンスに優れたレーザ積層造形体を得ることに成功しました。本造形体は、時効熱処理を施すこと

入介で顕著に硬化し、Cu-Cr 合金の鋳造材や線材などに比べて大幅に高い強度を発現します。また、熱処理条件によって強度と電気伝導性のバ

おおさかグリーン

ナノコンソーシアム

ランスを制御できるので、幅広い用途での活用が期待されます。
※本研究成果は、日本金属学会、Euro
PM2018などで講演発表、Mater. Des.に論文発表、特許登録。
Cu-Cr合金造形体

Cu-Cr合金造形体の特性（比較のために、Cu-Cr合金線材を示す）

6

大阪技術研テクノレポート

（金属表面処理研究部

金属分析・表面改質研究室）

研 究 部 紹 介

カーボンナノチューブ中の微量金属の迅速な分析方法を開発
カーボンナノチューブ（CNT）は、次世代の炭素材料として、期待されています。一般的な
CNT には、鉄やコバルトなどの製造時に添加される触媒元素や CNT の特性を変化させるため

加のドープ元素などが含まれています。これらの含有量は、CNT の性能や安全性の重要な指標と工なります。しかしながら、CNT は難分解性物質であるため、これらの含有量を分析するために

技

は従来１〜２日間といった長時間が必要でした。

術

当研究所では、可燃性試料を簡便かつ迅速に分析できる燃焼フラスコ法が、CNT の定量分析
従来の１〜２日間から２〜３時間へと大幅に短縮することができます。
※本研究成果は、日本分析化学会で講演発表。

電子
・
デバイス材料

白金かご

着火
試料
ろ紙
酸素

吸収液
液

撹拌して吸収液に吸収

CNT燃焼時の様子

測定液

ラ
イ
フ
サ イ エ ン ス

燃焼フラスコ

新材料・素材に適用できることを見出しました。本技術により、高価な装置と同等の分析精度で、分析時間を

燃焼フラスコ法の操作手順

光スイッチ型生分解性プラスチックの開発
環境化学・バイオ研究室）

生分解性プラスチックは、使用中においても微生物作用を受けて生分解が刻々と進行し、分子量低下、物性低下が起こることから、材料としての信頼性に乏しく、普及の障害となっています。

解析・制御技術（応用材料化学研究部

そのため、使用後になって初めて生分解を開始するなどのスイッチング機能が求められています。
当研究所では、生分解性プラスチックに可視光応答性の光触媒を添加することにより、使用中

新機（光照射下）は光触媒の抗菌作用により生分解を抑制し、使用後（暗所）は生分解が進行する光規器

スイッチングによる生分解性制御システムを開発しました。開発したシステムを用いることによ導紹り、さらなる生分解性プラスチックの入介

普及に繋がる事が期待されます。

LS-BT合同研究発表会などで講演発表。NEDOムーンショット型研究開
発事業に採択。

微生物作用
受ける

生分解は抑制生分解が進行

光触媒ON＝抗菌作用ON＝生分解OFF

光触媒OFF＝抗菌作用OFF

複合化
生分解性
プラスチック＝生分解ON

光スイッチングによる生分解性制御

大阪技術研テクノレポート

7

おおさかグリーン

等との共同研究。産総研・産技連

使用後（土壌中）

微生物作用
はね返す

ナノコンソーシアム※本研究成果は、国立研究開発法人

可視光応答性
光触媒

使用中（光源下）研 究 部 紹 介

撹拌造粒機を用いた放熱シート用高熱伝導性フィラーの造粒技術（応用材料化学研究部

セラミック工学システム研究室）

電子回路の小型化、集積化における発熱対策として樹脂放熱シートが開発されています。樹脂
加放熱シート用高熱伝導性フィラーとして六方晶窒化ホウ素（h-BN）が盛んに検討されていますが、工

h-BN 粒子は鱗片状粒子のため熱伝導率異方性が大きく、シート垂直方向への放熱性が増大しな技いことから、h-BN 粒子の異方性の抑制が課題となっています。

術

当研究所では、上記の課題に対し造粒法によるフィラー配向阻害技術に着目し、撹拌造粒機を活用し、樹脂シート用フィラーに適した粒子を造粒できる技術を開発しました。本造粒技術では、

新材料・素材

シート化時に粒子の配向を防ぐ球形造粒粉が得られており、また、撹拌造粒機の特長である粒度分布の揃った造粒粉を効率良く大量に作製することが可能です。
※本研究成果は、日本セラミックス
処理後

処理前

協会で講演発表。

電子
・デバイス材料

20μm

20μm

ラ
イ
フ
サ イ エ ン ス

撹拌造粒機での処理前後のBN粉末

高温焼成後も高い光触媒活性を持つ酸化チタンの調製
解析・制御技術（高分子機能材料研究部

生活環境材料研究室）

酸化チタン光触媒は、環境浄化や防汚・抗菌コーティングなどの用途で広く利用されています。
しかし、酸化チタンを高温で焼成すると比表面積の減少や結晶構造の変化が起こり、光触媒活性が低下します。そのため、高温での固定化が必要な製品への応用に対して課題がありました。

新機

当研究所では、アミノ基を有するシラン化合物と植物性ポリフェノールであるタンニン酸を利規器用することで、酸化チタン表面上に厚さ１ nm 以下のシリカ層を形成させる手法を開発しました。

導
紹

本手法で調製したシリカ被覆酸化チタンは 800℃の焼成でも比表面積や結晶構造がほとんど変化

入介

しません。また、シリカ

おおさかグリーン

ナノコンソーシアム

も高い色素分解活性を示しました。
※本研究成果は、日本化

100 nm

100 nm学会、触媒学会で講演発表。
100 nm8

大阪技術研テクノレポート

反応開始時と各時刻の色素濃度比

色素分解反応被覆酸化チタンは焼成後

酸化チタン
(焼成)

紫外線照射

酸化チタン

シリカ層被覆酸化チタン

反応時間 / h（高分子機能材料研究部

生活環境材料研究室）

研 究 部 紹 介

リン資源としてフィチン酸を活用したリン酸カルシウム合成法を開発
化成品の原料であるリン鉱石は、枯渇が懸念されている資源の一つです。そこで、新たなリン資源の開拓が求められています。一方、植物は肥料からリンを吸収し、フィチン酸として蓄えま加す。このフィチン酸は種子や米ぬかなどの食べられない部位に多く含まれているため、その多く

工は有効に利用されていません。

技術

当研究所では、フィチン酸のリン資源としての有効利用方法の開発に取り組みました。一例として、フィチン酸とカルシウム塩との反応物であるフィチン酸カルシウムに添加剤を加えて焼成しました。今後は、バイオマス由来のリン資源として、フィチン酸の活用が期待できます。
※本研究成果は、日本化学会で講演発表。

P

電
子
・
デバイス材料

P
P P

フィチン酸

P
P

人工骨

米ぬか
人工歯根

P
白米

HAPの応用例

ライフ
サ イ エ ン ス

フィチン酸の構造

新材料・素材すると、ハイドロキシアパタイト（HAP）などのリン酸カルシウムが生成することを明らかに

有機薄膜太陽電池用材料となる新しいフラーレン誘導体の開発
機能性材料合成研究室）

有機薄膜太陽電池（OPV）は、軽量で柔軟であることから、次世代の太陽電池として期待されています。発電効率の改善を目的として光活性層用のアクセプター材料であるフラーレン誘導

解析・制御技術（有機材料研究部

体の開発、ならびにその効率的な合成法が課題となっています。
当研究所では、OPV の発電効率向上に寄与することが期待される２置換フラーレン誘導体の

新機

合成に取り組み、これまでに開発した合成手法を利用することで、新しいフラーレン誘導体を規器

高選択的に合成することができま

導
紹
入
介

した。このフラーレン誘導体は、
OPV 用途のみならず、次世代太ト太陽電池（PSC）の電子輸送材

ガラス基板

高効率

料としても今後の利用が期待され

透明電極

ます。

光活性層

ホール輸送層
電子輸送層※本研究成果は、日本化学会で講

金属電極

e-

演発表。科研費に採択。
新しいフラーレン誘導体《 有機薄膜太陽電池のデバイス構造》

大阪技術研テクノレポート

9

おおさかグリーン

アクセプター材料

ナノコンソーシアム

陽電池として有望なペロブスカイ

研 究 部 紹 介

熱硬化性樹脂の超耐熱化に成功！
（有機材料研究部

熱硬化性樹脂研究室）

熱硬化性樹脂は、塗料、接着剤、半導体の絶縁封止材、繊維強化プラスチック（FRP）のマト
加

リックスなどに広く用いられています。近年、熱硬化性樹脂は電子材料あるいは自動車分野にお工

いて高温環境下に長期間さらされる機会が増えており、高耐熱化への要求が高まっています。

技

当研究所では、フェノールの環状オリゴマーであるカリックスアレーン構造（CA）を熱硬化性術

樹脂に導入することで、そのガラス転移温度を 100℃以上、熱分解温度は 50℃以上向上させ、耐熱性を飛躍的にアップさせることに成功し新材料・素材

熱分解温度ました。開発した樹脂は車載用プリント配

50℃以上
UP!

線板や自動車・航空機エンジン周辺部の構ガラス転移温度

造部材など、高耐熱性が要求される用途への展開が期待されます。

100℃以上UP!

電子
・
デバイス材料※本研究成果は、合成樹脂工業協会、高分
子学会、日本化学会で講演発表、Chem.
Lett.に論文発表。科研費に採択。

CA構造の導入による耐熱性の向上カリックスアレーン(CA)構造ライフ
サ イ エ ン ス

分子を認識してミクロ構造を変えられる

スマートポリマー

解析・制御技術（生物・生活材料研究部
スマートポリマーを開発

界面活性剤研究室）と呼ばれる環境応答性の水溶性高分子は、温度や pH などの外部刺激によりユニット内の親水・親油バランス（HLB）を変化させることで、ミクロな構造変化を巨視的な物性変化に変換できる物質として、注目を集めています。

新機

当研究所では、「分子認識能」を利用した HLB 変化により会合構造を制御する、新しいアプロー

規器

チによるスマートポリマーを開発しました。会合形成と同時に効率よく難水溶性分子を可溶化で導紹きるため、薬剤など有効成分の担持・リリース機能に応用できます。さらに、pH や温度変化に入介応答してコロイドサイズの粒子形成や凝集構造を変化させることで、材料物性に直接関わるレオ
ロジー制御が可能になるなど、様々な分野での活用が期待されます。

おおさかグリーン

ナノコンソーシアム※本研究成果は、日本油分子認識部位化学会で講演発表、Macromoleculesに論＋ カチオン化
難水溶性分子
子
pH

分子認識
可溶化
可

文発表。科研費に採択。日本油化学会ヤングフェロー賞、RSC

加熱
温度応答部位
pH応答部位

advances賞を受賞。

10

ワーム状コロイドの形成
ワー
ム状コロイ
形成 (電顕像)pH

大阪技術研テクノレポート

スマートポリマー

会合

凝集
ナノ粒子の 形成
(電子顕微鏡画像)

加熱脱水和による疎水化とイオン
コンプレックス化により凝集

（物質・材料研究部

機械工学研究室）

研 究 部 紹 介

金属系放熱材料の高機能化を実現
放電プラズマ焼結法（SPS）は、導電性を有する型内に充填した粉末に、ON-OFF 直流パルス

加

電流を通電することにより、短時間で成形する方法です。

技

方的に最も高い熱伝導率（2000 W/（m・K）
）を有する

工

当研究所では、軽量かつ高熱伝導率を有するアルミニウムをマトリックスとして、物質中で等術

ダイヤモンド粉末を充填粒子として SPS 成形を行いました。持続型固 - 液共存状態で SPS 成形を行うことによ

新材料・素材り、熱伝達効率に優れた金属系放熱材料を作製しました。
従来材は理論値の 60％程度の熱伝導率しか得られていませんでしたが、本開発材は理論値を 95 % 以上満足する 552 W/（m・K）の熱伝導率を示しました。
加圧

ドカーおよび電気自動車用モーターの長寿命化などへの

電子
・
デバイス材料

この開発材料は、小型電子機器の放熱対策、ハイブリッ

加圧・通電部

焼結材料

応用が期待できます。

DC
パルス
電源

※本研究成果は、ISPLASMA、Thermecなどで講演発型(内部の最大温度は2000℃)

表、Compos. B. Eng.、Microel. Rel.等に論文発表。

加圧・通電部ライフサ イ エ ン ス

粉体粉末冶金協会研究功績賞を受賞。

加圧

放電プラズマ焼結法（SPS）のイメージ図

水処理に適した活性炭選びに新たな評価方法を提案！
先進炭素材料研究室）

水道用の粒状活性炭（GAC）について、浄水場に納入時の仕様は従前と同等なのに、使用開始後に活性炭層高が低下した例が報告されています。活性炭の製法変更が原因の可能性があり、解析・制御技術（環境技術研究部

従来とは違う観点で活性炭を評価する必要性が指摘されています。
当研究所では、製法の異なる２種類の石炭系 GAC について、外観の白っぽさ（分光色差計）、

新機

水へのぬれ性（ペネトアナライザ）、外表面の金属類の比率（SEM-EDX）などを測定し、製法によっ規
器て GAC 粒子外表面の Si や Al の比率が大きく異なることを見いだしました。表面に金属酸化物

導紹が多いと、帯電により水中で GAC に付着した気泡が離れにくい可能性があります。例えば水処入介

理で逆流洗浄を伴う場合は、表面金属酸化
その見極めのために新たな評価方法の活用が効果的です。
※本研究成果は、化学工学会で講演発表。

表面に金属酸化物が少ないGAC

表面に金属酸化物が多いGAC

大阪技術研テクノレポート

11

おおさかグリーン

ナノコンソーシアム

物が少ない GAC の方が流失抑制に有利で、

研 究 部 紹 介

空中超音波センサの高密度化と高周波化（１ MHz）を実現（電子・機械システム研究部

電子デバイス研究室）

超音波センサは、医用機器、非破壊検査装置等、多くの装置に用いられています。センサを規加則的に配置（アレイと呼びます）し、信号処理回路と組み合わせることにより高速かつ高分解の工計測が可能になります。特に空中超音波を利用した非破壊検査の分野において、より小さな不良

技を見分けるために高周波（１ MHz）の空中超音波に対応したセンサ開発への要望が高まってい術ます。
当研究所では、MEMS* 技術を用いて、１ MHz の空中超音波に対応した 40 行 40 列、合計

新材料・素材1600 個 の 超 音 波 セ ン サ を、17 mm × 17 mmのシリコン基板上に実装した MEMS 素子を開発しました。このアレイセンサを非破壊検査装

超音波センサの非破壊検査装置への応用
音源（1 MHz）

音源（1 MHz）

空中超音波

空中超音波

置に適用すれば、検査時間の短縮と分解能の向

電子・
デバイス材料上が可能です。

試料（気泡なし）

試料（気泡あり）

空中超音波＊ MEMS…Micro Electro Mechanical Systems（メムス）と呼ばれています。機械的機能と電気的機能を併せ持った立体構造のデバイスを指します。

気泡により減衰した空中超音波
超音波
アレイ
センサ

※本研究成果は、電気学会誌、Electron.

超音波信号から画像化

超音波信号から画像化

Commun. Jpn.に論文発表、特許出願。JSTライフ
サ イ エ ン ス

気泡を画像化A-STEPに採択。

銀ナノインクで描画した銀回路パターンの品質評価
解析・制御技術（電子材料研究部

ハイブリッド材料研究室）

印刷エレクトロニクス分野では、金属ナノインクの直接描画・熱処理による金属回路パターン
形成が次世代技術として注目を集めており、従来のフォトリソグラフィよりも工程数の少ない代替法として有望視されています。

新機

当研究所では、金属ナノインクから印刷形成した回路パターンの品質向上のため、品質評価法と規器

して仕事関数測定（物質から電子を取り出すのに必要なエネルギー）の有用性について検討しまし導紹た。形成した銀回路パターンの仕事関数から表面電位の分布を見積もると、回路パターンの均一性

入介評価や不良検出に有効であることが分かりました。この方法は、回路パターンの評価のみならず、
ナノインクの開発や回路設

おおさかグリーン

ナノコンソーシアム

計においても重要な指針になると期待できます。
※本研究成果は、エレクト
ロニクス実装学会で講演発表。科研費に採択。

仕事関数から変換した表面電位の分布12

大阪技術研テクノレポート

（電子材料研究部

ハイブリッド材料研究室）

研 究 部 紹 介

紫外線や電気で光るハイブリッド材料
動植物由来の化合物や石油から人工的に合成される化合物など、炭化水素を主とする有機化合
物に金属や鉱物などを構成する無機元素を組み合わせたものを有機無機ハイブリッド材料といい加ます。有機物と無機物の特徴を兼ね備えた「硬くて丈夫だが軽い材料」、「柔らかいガラス」、あ工

るいはさらに進んで「電気や光に応答する材料」などへの応用が期待されており、盛んに研究が技進められています。

術

当研究所では、金属元素と有機化合物を組み合わせることで、金属元素の特徴を活かした「光えば、紫外線（UV）を照射すると赤色の文字や絵が見える不可視インクや、電気で赤色に発光するエレクトロルミネセン

UVで、光る!

ス（EL）素子として応用

OFF

ON

電
子
・
デバイス材料することができます。
電気で、光る!

※本研究成果は、高分子学会で講演発表、特許出願。科研費に採択。
ハイブリッド粉末

新材料・素材や電気で発光するハイブリッド材料」を開発しました。元は無色（白色粉末）の材料ですが、例

ハイブリッド薄膜（半導体で挟みEL素子化）
ライフ
サ イ エ ン ス

熱マネジメントに役立つ電気絶縁性の高分子系放熱材料の開発
高機能樹脂研究室）

近年、電子機器の小型化・高性能化によって、基板の軽薄短小化が進み、熱伝導・断熱・蓄熱・遮熱などを制御する「熱マネジメント」が重要になっています。これまでに、この熱マネジメン

解析・制御技術（物質・材料研究部

ト要素の一つとして高分子材料の高熱伝導化に取り組み、電気絶縁性と鉄鋼材料並の熱伝導率を両立する窒化ホウ素（h-BN）複合高分子材料を開発しました。しかし、この h-BN 粒子は異方新機性を有するため、面内・厚み方向の熱伝導率に異方性が生じてしまいます。

規
器
入
介

の関係を見出しました（図）。また、その知見をもとに、異方性が少なしました。
ポジウムで講演発表、先端材料

未修飾板状h-BN
表面修飾板状h-BN
未修飾粒状h-BN
表面修飾粒状h-BN

技術展に出展。
熱流方向に平行な方向に配向

熱流方向に垂直な方向に配向

大阪技術研テクノレポート

13

おおさかグリーン

ナノコンソーシアム

粒子配向と熱伝導率の関係を明らかに！

い高分子系放熱材料の開発に成功※本研究成果は、日本熱物性シン

導紹

当研究所では、粒子配向制御の方法を工夫して、X 線回折測定によって粒子配向度と熱伝導率

研 究 部 紹 介

モニタリング情報と生活機能分類の介護支援システムの構築（製品信頼性研究部

生活科学・輸送包装研究室）

日常的に車いすを利用する障がい者や高齢者の身体的特徴として、加齢等による身体機能の低加下などが挙げられます。高齢者介護施設では、車いす利用者の不用意な離座によって生じる転落工を未然に防ぎ、介護支援者への負担軽減に配慮した情報共有型介護支援システムの開発が求めら技れています。

術

当研究所では、車いすにおける正しい姿勢を評価する見守り支援システムの構築に取り組んでいます。車いすを利用する高齢者の着座位置や姿勢動作などの着座状況をセンシングするととも新材料・素材に、蓄積したデータを判別することで高齢者へのケアマネジメントの向上や安全・安心な生活の実現を目指す見守り支援システムへの適用が可能です。また、車いす上での過ごし方をモニタリ
ングする指標として、国際生活機能分類を取り入れたシステム

電子
・
デバイス材料の実用化も進めています。
※本研究成果は、産業技術支援
フェア in KANSAIで講演発表。

ライフ
サ イ エ ン ス

ケアマネジメント支援システム

太径フィラメント糸の高速引張り変形下での力学特性評価
解析・制御技術（高分子機能材料研究部

生活環境材料研究室）

太径フィラメント糸は、落石防護や防獣用途等を目的とする保護ネットや、アウトドア・スポー
ツ用品などに使用されています。このような用途では、糸には高速で瞬間的なひずみが印加されます。一方、汎用的な材料試験機で設定可能な引張り速度は最大１ m/min（約 0.017 m/s）程度

新機

であるため、実際の使用状況に近い速度域での引張り特性評価はこれまでほとんど報告されてい規器ませんでした。

導紹

当研究所では、高速引張り試験機を使用することで、高分子製の太径フィラメント糸の高速引

入介

張り変形下での力学特性評価を行いました。その結果、引張り速度の増加による最大荷重が同程度であっても、より高速な瞬発的な力に対しては十分に伸びる前に切断されてしまうことを見出
800

用途に応じた変形速度領域で

600

60

400

40

ることを示しているものと考200えられます。

切断時の伸び00.0001※本研究成果は、日本繊維機

0
0.001

0.01

0.1

1

速度 [m/s]械学会などで講演発表。
高速引張り試験機

大阪技術研テクノレポート

20

最大荷重

最大荷重、切断時の伸びと引張り速度の関係

10

切断時の伸び [mm]の力学特性の評価が重要であ

1480
モノフィラメント糸：φ=1.25mm

最大荷重 [N]おおさかグリーン

ナノコンソーシアム

しました。このことは、使用

（有機材料研究部

ファインケミカル材料研究室）

研 究 部 紹 介

二酸化炭素とアンモニアを原料として用いるウレタン類の合成
脱炭素社会の実現のため、地球温暖化に大きな影響を及ぼす二酸化炭素を、有用物質の炭素源として利用する研究が活発に行われています。その一つとして、二酸化炭素、アミン類、アルキ

加ル化剤からウレタン類へ変換する方法が知られていますが、最もシンプルなアミンであるアンモ工

ニアは、これまで利用されていませんでした。

技術

当研究所では、水の電気分解で得られる水素と空気中の窒素から製造できるアンモニアを持続可能な資源と捉え、二酸化炭素と反応させることにより、医農薬品やポリマーの原料となるウレ
付近の温和な条件で行えます。
※本研究成果は、日本化学会で講演発表。

電子
・
デバイス材料

有機強塩基
アルキル化剤
アンモニア

常温・常圧付近

二酸化炭素

新材料・素材

タン類を合成することに成功しました。本法は、有機強塩基を利用することにより、常温・常圧

ウレタン類
ラ
イ
フ
サ イ エ ン ス

生産困難であったショウガ粉末乳酸菌発酵食品の生産法を開発
糖質工学研究室）

ショウガは抗菌成分を含むことが知られています。そのため、ショウガ粉末を乳酸菌で発酵させる場合、抗菌成分により乳酸菌の生育が阻害され、乳酸菌発酵物を調製するのが困難でした。

解析・制御技術（生物・生活材料研究部

当研究所では、企業と共同でショウガ粉末に含まれる抗菌成分を市販の食品加工用酵素で処理して抗菌活性を低減することに成功しました。本手法を利用すればショウガ粉末の発酵の際に乳新機酸菌の生育が阻害されず、乳酸菌発酵が進むので、効率良くショウガ乳酸菌発酵物が調製できま規器す。このショウガ乳酸菌発酵物

導紹品成分としての販売が期待され従来のショウガの乳酸菌発酵
抗菌成分

入
介

を乾燥し、粉末化したものは食生育が阻害され発酵しないています。
※本研究成果は、酢酸菌研究会
で講演発表、特許出願。

ショウガ

乳酸菌

今回開発したショウガの乳酸菌発酵法
乳酸菌発酵

抗菌成分
粉末化

ショウガ

酵素処理で抗菌活性を低減乳酸菌

ショウガ
乳酸菌発酵物大阪技術研テクノレポート

15

おおさかグリーン

ナノコンソーシアム

粉末化

研 究 部 紹 介

植物ポリフェノールのキノン架橋を利用した毛髪改良剤（生物・生活材料研究部

食品工学研究室）

植物に含まれるポリフェノールは、抗酸化作用や抗炎症作用など多彩な生理機能を示すため、
加

健康に役立つ成分として脚光を浴びています。また、ポリフェノールが持つ特徴の一つに酸化さ工れやすい性質が挙げられます。

技

当研究所では、ポリフェノールの酸化物がタンパク質に結合し、タンパク質同士を強固に架橋術させることを見出しました。このキノン架橋反応を応用し、ヘアケア製品を企業と共同で開発しました。カラーやブリーチ処理で損傷した毛髪を植物ポリフェノールでキノン架橋すると、強度

新材料・素材が健常毛と同程度まで改善して毛髪の千切れを防止するだけでなく、毛髪のウネリやハネも抑えられます。毛髪以外の素材に対してもこのようなキノン架橋技術の応用を目指しています。
※本研究成果は、繊維機
これまでの問題点

械学会、化粧品開発展

カラー・ブリーチ直後の状態

電子
・
デバイス材料

アカデミックフォーラ

洗髪を繰り返すと流出

切断＞

ム等で講演発表。フレ流出

グランスジャーナルに

毛髪タンパク質が切断され、ダメージを受ける→毛髪の機械強度が低下

論文発表、特許出願。

切断された毛髪タンパク質が洗髪で流出→毛髪のウネリが発生製品化。

ポリフェノールのキノン架橋で損傷毛を補修ライフサ イ エ ン ス

さまざまな芳香族化合物を高収量で発酵生産する微生物を開発
解析・制御技術（環境技術研究部

環境材料・生物工学研究室）

サステイナブルな社会の構築に向けて脱化石資源は重要な課題です。そこで、糖質等の再生可能資源から有用化合物を生産することが可能な発酵生産法が注目されています。
当研究所では、グルコースなどの糖質やグリセリンを原料としてさまざまな芳香族化合物を発新機

酵生産するための菌株を開発することに成功しました。本菌株を利用することで、芳香環を有す

規器る様々な天然化合物を高収量で発酵生産することが可能です。本菌株を利用した例として、バラ

導紹の香気成分である２- フェニルエタノールや、工業用原料であるフェネチルアミンを実用的なレ入
介

ベルで発酵生産することに成功しました。
※本研究成果は、日本

おおさかグリーン

ナノコンソーシアム

生物工学会で講演発

原料表、特許登録。JST

開発した菌株号）（ 特許第7034496号

OH
HO
OH

OH

CH2OH

A-STEPに採択。

生産物

2-フ
フェニルエタノール

O OH

ヒドロキシチロソール

OH
OH

・・・
OH

グルコース
など

16

大阪技術研テクノレポート

O

NH2

発酵生産

フェネチルアミン

桂皮酸

OH

（加工成形研究部

特殊加工研究室）

研 究 部 紹 介

金属積層造形の熱変形を抑制するトポロジー最適化法の開発に成功
トポロジー最適化は、剛性・伝熱などの物理的な性能を飛躍的に向上できる最適形状を数値計
算により求める設計手法です。高性能な形状が得られる反面、形状が複雑なため積層造形（３D加

プリンティング）との組合せが注目されています。しかしながら、積層造形の方式によっては、

工

造形体に熱変形が生じるため、造形の失敗や造形精度の低下を招く問題がありました。

技術

当研究所では、剛性・伝熱などの製品の物理的な性能に加え、積層造形時の熱変形を抑制する
トポロジー最適化法を開発しました。本手法により高性能な製品を高精度に造形できる製品設計

新材料・素材が可能になります。
※本研究成果は、Finite Elem. Anal. Des.に論文発表。科研費に採択。
造形失敗のリスクあり

造形失敗のリスクを低減

電子・
デバイス材料

固定

固定
荷重
重

剛性最大化（従来手法）

荷重

ラ
イ
フ
サ イ エ ン ス

剛性最大化＋熱変形の抑制（開発手法）

積層造形時に発生する熱変形量の比較

人工知能による破断面ミクロ画像の分類ソフトウェアの開発
微細構造評価研究室）

金属製品で破損事故が起きた場合、破壊起点、破壊様式などの判定を目的として金属破断面解析が行われます。この金属破断面解析には熟練技術が必要ですが、退職等による熟練技術者の減解析・制御技術（金属材料研究部

少が進む中、解析技術の伝承や技術者育成が課題となっています。
当研究所では、これらの課題解決に向けて、「熟練技術者の解析技術を反映した人工知能」や「デ新機ジタル画像処理技術を活用した解析技術」の開発に取り組んでいます。これまでに、大学との共規器

同研究により、人工知能を搭載した破断面ミクロ画像の分類ソフトウェアの開発に成功していま導紹す。開発したソフトウェアは、破壊様式の判定につながるストライエーションなどの破断面形態

入介を高精度で判別できます。現在、(b)

た新しいサービスの提供を検討しています。
※本研究成果は、ORIST技術
セミナープロジェクト研究報
告会、堺市産業技術セミナー
で講演発表。

人工知能を搭載したソフトウェアによる判別例(a) ストライエーション（疲労破壊）と(b) ディンプル（急速破壊）

大阪技術研テクノレポート

17

おおさかグリーン(a)

ナノコンソーシアム

開発したソフトウェアを利用し研 究 部 紹 介

超硬合金の定量分析法の確立（金属表面処理研究部

金属分析・表面改質研究室）

超硬合金は、金属炭化物を鉄系金属で焼結した複合材料です。炭化タングステン - コバルト加

（WC-Co）系合金が最も知られており、切削工具などに広く用いられています。しかし、超硬合工

金は酸に溶けにくいことから定量分析法は確立されていません。

技当研究所では、WC-Co 系超硬合金の標準試料に対し、テフロン器具を用いることでフッ硝酸

術−リン酸による分解を行い、得られた溶液を ICP 発光分析にて測定し、W、Co、Ta、Ti の定量分析を行いました。また、C についても燃焼−赤外線吸収法により分析を行いました。なお、各

新材料・素材元素の定量値については、適切な値が得られていることから、本分析技術の有効性が確認できました。本技術は品質管理、トラブル対策のみならず、新規合金開発や環境に配慮したリサイクル分野への適用も期待できます。
※本研究成果は、産電
子・
デバイス材料業技術支援フェアin
KANSAIなどで講演
発表。

ラ
イ
フ
サ イ エ ン ス

AIを用いて圧力異常を検知
解析・制御技術（電子・機械システム研究部

知能機械研究室）

近年、AI や統計的処理にもとづいた技術の産業応用が進んでいます。特に製造現場では、生産性および品質向上のため、これらの技術を活用した異常検知システムのニーズが高まっています。しかし、そのシステムを構築するための知識・経験が多くなく、また、公知情報も少ないこ

新機とから、導入には未だに高いハードルが存在します。

規器

当研究所では、web カメラによる圧力ゲージの状態監視を目的とした、システムの構築と、導紹システムへの AI の導入を検討しました。畳み込みニューラルネットワーク（CNN）による圧力入介ゲージ画像から圧力指示値へ数値変換を行う AI を構築し、得られた数値の時系列データを対象にホテリング理論を適用することで異常検知を実現しました。
日
20XX/1/1
20XX/1/1
20XX/1/1
20XX/1/1
20XX/1/1
20XX/1/1
20XX/1/1
20XX/1/1
20XX/1/1

ORIST技術セミ
ナープロジェクト
研究報告会等で講演発表。
圧力ゲージ画像
データの取り込み

時間
0:00
0:01
0:02
0:03
0:04
0:05
0:06
0:07
0:08

圧力
0.11MPa
0.12MPa
0.13MPa
0.14MPa
0.15MPa
0.16MPa
0.17MPa
0.18MPa
0.19MPa

AIによる数値データへの変換

異常の発生

30

しきい値

20
Amp.

おおさかグリーン

ナノコンソーシアム※本研究成果は、

10
0

-10
0

1

大阪技術研テクノレポート

3
4
Time

5

6

7

時系列データに対する
異常検知

異常検知を行うためのAI導入事例

182

（電子・機械システム研究部

知能機械研究室）

研 究 部 紹 介

組み込みシステム開発技術を用いて作製した工具撮影装置
近年、様々な分野でデータ収集および解析に関する取り組みが注目されています。一般に、多量のデータを収集する作業は、非常に手間が掛かります。そのため、この作業を自動で行う装置

加があると大変便利です。

工当研究所では、自動化に関する組み込みシステム開発に取り組んでいます。その技術を応用す

技ることによって、工具摩耗を判定するための撮影装置を開発しました。この撮影装置は、既存の

術切削加工機と連携し、自動で工具の刃先を撮影およびその摩耗度合を解析します。このように新材料・素材

複数の機器が連携するシステムも定番の開発ボード、ソフト
ウェアライブラリを電子
・
デバイス材料活用することによって、安価かつ短期間に開発できます。
※本研究成果は、テクニカルシートな
開発した工具撮影装置
および切削加工機の接続

撮影ユニット内部の制御基板

ライフ
サ イ エ ン ス

どに発表。

ホログラフィによる立体・大型・空中浮遊像の表示
電子応用工学研究室）

ホログラフィは、裸眼で自然な立体像を表示できる技術として注目されています。しかし、立体像の表示には莫大なデータと情報が必要になり、現状のデバイスの性能では数 cm 程度と、非解析・制御技術（製品信頼性研究部

常に小さな像しか表示できません。
当研究所では、このような現状の性能不足を技術的に解決するため、数 kHz もの高速な更新

新機

レートを有するデジタルマイクロミラー素子（DMD）を用いた時分割方式のホログラフィへの規器応用に取り組んでいます。DMD を機械的な走査ミラーと同期制御することで、像の再生空間を導紹

高速に走査可能となり、実質的に立体像の大型化が実現できます。さらに大型のフレネルレンズ

入介を用いることで、立体像は画
走査ミラー

DMD

5 cm

して再生できます。
※本研究成果は、日本光学会
で講演発表。Appl. Opt.に
論文発表。

観測者

フレネル
レンズ
立体像

再生像の奥行き
R：手前 G：中央

B：奥

※Gに合焦

【立体像表示システムの模式図】【空中浮遊した文字の再生像例】

大阪技術研テクノレポート

19

おおさかグリーン

ナノコンソーシアム

面から離れた場所に空中浮遊研 究 部 紹 介

デジタルヒューマンモデルによる装具改良開発（製品信頼性研究部

生活科学・輸送包装研究室）

脊柱側弯変形における装具療法では、より良い装具着用効果を得るための設計方法が求められ加ており、脊柱における力学的な解析と定量的な評価指標が必要です。

工当研究所では、医療用 X 線 CT から、剛技

体リンクモデルとして２種類のデジタル術

ヒューマン（DH）モデル（側弯変形モデル

トルク
方向 ＋

側弯変形
モデル

新材料・素材重値を入力し、評価指標として姿勢維持に要する関節トルクを算出しました。側弯変形モ
デルでは、腰椎における関節トルクが基本モ
デルよりも大きいことが分かりました。腰椎

電子・
デバイス材料を適切に支える装具を設計することで、側弯(N・m) 16
12
8
4
0
-4
-8

の変形による身体的負荷を低減できる可能性があります。
※本研究成果は、社会福祉法人、国立研究開

トルク
方向 ー

発法人と共同研究。特許出願。

TAILBONE̲rota…
LUMBER5̲rotat…
LUMBER4̲rotat…
LUMBER3̲rotat…
LUMBER2̲rotat…
LUMBER1̲rotat…
THORACIC12̲r…
THORACIC11̲r…
THORACIC10̲r…
THORACIC9̲rot…
THORACIC8̲rot…
THORACIC7̲rot…
THORACIC6̲rot…
THORACIC5̲rot…
THORACIC4̲rot…
THORACIC3̲rot…
THORACIC2̲rot…
THORACIC1̲rot…

と基本モデル）を作成しました。これらに荷

尾骨
腰椎
図

基本
モデル

胸椎

ラ
イ
フ
サ イ エ ン ス

側弯変形モデルと基本モデルの関節トルク計算結果の例

振動刺激を利用して触覚や力覚を人に伝える技術を開発
解析・制御技術（物質・材料研究部

先進構造材料研究室）

人間の皮膚には、物に触れた時の肌触りや、強く接触した時の皮膚の変形具合による力の大きさや硬さなどを検出する感覚受容器と呼ばれる細胞が数種類あり、特に指先にたくさん分布しています。これらの受容器は、それぞれが触覚や力覚などを分担して検出していると考えられてい新機るとともに、特定の振動周期の刺激に対して敏感に反応するという特性を持っています。

規器

当研究所では、これら皮膚感覚の検出をする受容器を、それぞれの特性にあわせた振動によっ導紹て選択的に刺激することで、触覚や力覚入介を提示する装置の開発をしています。単調な振動を発生するデバイスを複数個

おおさかグリーン

ナノコンソーシアム

組み合わせることで、さまざまな触覚を作ったり一方向に押されているような力
覚を感じさせたりすることができます。
※本研究成果は、日本バーチャルリアリ
ティ学会で講演発表。

20

大阪技術研テクノレポート

17mm

36mm

触覚を提示する装置

力覚を提示する装置

（環境技術研究部

システム制御研究室）

研 究 部 紹 介

見えない情報を明らかにする回折イメージングの低損傷化
回折イメージングとは、光の性質の一つである回折を利用して観察対象の微小構造情報を観測するイメージング法で、生きたままの細胞観察や材料解析において重要な技術になっています。

加

この手法では、位相情報の復元（位相回復）に反復演算が必要ですが、近年では機械学習を融合

工

した非反復型の位相回復法により高速化が図られています。

技術

当研究所では、速度、精度、ノイズ耐性について様々な条件で比較解析を行い、非反復型位相回復法を用いることで演算を約 30 倍高速化し、約 1.7 倍高精度化できることを明らかにしました。
撮影画像でも情報復元できることを見出しました。これにより、観察光によるダメージを軽減できるため、損傷を受けやすい細胞の観察などへの応用が期待できます。
※本研究成果は、ODFʼ20で講演発表、Opt. Rev. に論文発表。

回折光は弱い？

低強度レーザー光

露光時間やゲインを増やして撮影
機械学習

イメージセンサ

取得されたノイズの多い強度画像ライフ
サ イ エ ン ス

非破壊構造解析
したい測定対象

電子
・デバイス材料

ダメージ!

高強度レーザー光

応用分野
・損傷を与えない材料解析
・細胞ライブイメージング
など

×

？

新材料・素材

さらに、学習用画像に意図的にノイズを与えておくことで低強度なレーザ光によるノイズの多い

位相情報が復元された
物体面の再構成画像

材料組織評価機能付きリモート対応型ショットキー走査電子顕微鏡
微細構造評価研究室

公益財団法人 JKA「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」により、当研究所和泉センターに導入しました。

解析・制御技術

金属材料研究部

本装置は、元素分析用と結晶方位解析用の 2 種類の検出器を備えた走査電子
新機

顕微鏡（SEM）です。材料の組織観察、高速な材料評価および高度な材料組

規器

織解析を行うことができ導紹ます。また、リモート機

入介

能 を 有 し て お り、 イ ン
ターネット回線を通じ遠ことが可能です。そのため、来所いただくことなく、装置を利用することができます。
【利用対象】金属、プラスチック、セラミックスなど固体材料全般

大阪技術研テクノレポート

21

おおさかグリーン

ナノコンソーシアム

隔地から容易に操作する

研 究 部 紹 介

誘導結合プラズマ質量分析装置（ICP-MS）
金属表面処理研究部

金属分析・表面改質研究室

本装置は、試料溶液をプラズマ内に噴霧し、プラズマ内でイオン化した分析元素を質量分析計
加を用いて分離し、検出器で計測することで、ppm から ppt オーダーまでの低濃度領域の定量分工析が可能な装置です。プラズマ内では、多くの元素がイオン化するため、希ガス、ハロゲン、酸技素、窒素などを除いたほとんどの元素が測定対象となります。また、多元素同時分析が可能です

術

ので、多数の試料を迅速に測定することができます。
【利用対象】

新材料・素材

金属中の微量添加元素、環境試料中の微量有害金属元素、化成品中の微量無機元素など

電子
・
デバイス材料ライフ
サ イ エ ン ス

シールド効果測定装置
解析・制御技術

製品信頼性研究部

電子応用工学研究室

本装置は、電磁ノイズから機器や素子を守るために今後ますます重要になる電磁シールド効果（電磁遮蔽効果）を手軽に調べることができます。アンテナを備えたジグの間にシート状またはフィル
ム状試料を挟んだ状態で測定します。100 kHz 〜１ GHz では KEC 法†に基づいて電界と磁界を別々新機に近傍界測定し、１ GHz 〜６ GHz では ASTM 規格‡に基づいて遠方界測定を行います。

規器† KEC 法…KEC（関西電子工業振興センター）で開発された電磁シールド効果の測定手法。
‡ ASTM 規格…ASTM International（米国試験材料協会）が策定・発行する規格。

導
紹
入
介

【利用対象】
シート状またはフィルム状の導電性材料、樹脂材料など

おおさかグリーン

ナノコンソーシアム

22

大阪技術研テクノレポート

高分子機能材料研究部

生活環境材料研究室

研 究 部 紹 介

ガスクロマトグラフ四重極飛行時間型質量分析計
本装置は、ガスクロマトグラフ質量分析計に、加熱脱着導入式オートサンプラーおよび分取機
能付におい嗅ぎ検出器を組み込み、各種試料の「におい」に関する定性・定量分析など、
「におい」

加

に係る総合的評価を実現します。異臭分析では、ライブラリ検索によるにおい物質名の推定と主工

成分分析を組み合わせることにより、正常品および異臭品のにおいの違いを明らかにします。ま技

た、足蒸れ臭、加齢臭、およびカビ臭などの悪臭物質に対する消臭性能評価も可能です。

術【利用対象】
新材料・素材

食品、日用品、水、プラスチック、消臭剤、芳香剤など

電子・
デバイス材料ライフ
サ イ エ ン ス

エネルギー分散型蛍光X線分析装置
生活環境材料研究室

本装置は、試料に X 線を照射して発生する蛍光 X 線から、試料を構成する元素を調べる装置です。試料室をヘリウムガスで置換することで、真空にすることが難しい試料に含まれる軽元素解析・制御技術

高分子機能材料研究部の高感度分析が可能です。また、X 線の照射径を 0.3 mm まで絞ることで、微小異物の分析にも対応できます。さらに有害元素の定量分析のための検量線を内蔵しているため、試料中に含まれ新機る有害元素量を簡便に推定することもできます。

規
器
導
紹

【利用対象】

入介

生活資材、産業資材、環境試料など

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おおさかグリーン

ナノコンソーシアム

大阪技術研テクノレポート

研 究 部 紹 介

ダイナミック光散乱光度計
生物・生活材料研究部

界面活性剤研究室

本装置では、動的光散乱（DLS）法および静的光散乱（SLS）法による測定が可能です。DLS
加法では、液中の粒子に光を照射したときの散乱光の揺らぎが粒子径に依存することを利用し、粒工

子径や粒度分布を見積もります。SLS 法では、液中の分子に光を照射したときの散乱光の絶対値

技から分子量を求めます。慣性半径・第二ビリアル係数も評価できます。

術【利用対象】
セラミックス、顔料、コロイド粒子、

新材料・素材

高分子、ラテックス、エマルション、
リポソームなど

電子
・
デバイス材料ライフ
サ イ エ ン ス

誘電特性評価システム
解析・制御技術

電子材料研究部

ハイブリッド材料研究室

本システムは、ミリ波、準ミリ波およびマイクロ波に相当する高周波数帯域（１〜 110 GHz）
での材料の誘電特性を測定するもので、当研究所森之宮センターの先進電子材料評価センターに導入しました。ベクトルネットワークアナライザに共振器を繋ぐと高精度で低誘電材料の比誘電

新機

率・誘電正接の測定ができ、フリースペース法測定治具や導波管サンプルホルダーを繋ぐと電磁規器

波の吸収・反射・透過特性を評価することができます。

導紹【利用対象】

入介

低誘電損失材料、電磁波吸収材料、電磁波シールド材料

おおさかグリーン

ナノコンソーシアム

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大阪技術研テクノレポート

電子材料研究部

ハイブリッド材料研究室

研 究 部 紹 介

仕事関数測定システム
本装置は、電子デバイス用の各種電極材料や半導体材料の重要な性質である仕事関数を測定す加るもので、当研究所森之宮センターの先進電子材料評価センターに導入しました。

技

でき、KP 法ではマッピングにより膜の均一性評価にも使用可能です。

工

ケルビンプローブ法（KP 法）と光電子収量分光法（PYS 法）の二つの方法で測定することが術【利用対象】
金属材料、無機および有機半導体材料

新材料・素材
電子
・
デバイス材料ライフ
サ イ エ ン ス

触針式微細表面形状測定装置
表面工学研究室

本装置は、薄膜材料の膜厚（段差）や、平板試料の表面粗さを高い精度で測定するもので、当研究所森之宮センターの先進電子材料評価センターに導入しました。触針と呼ばれるプローブで解析・制御技術

電子材料研究部

試料表面を直接なぞり、高さ方向の形状（凹凸）を測定します。CCD カメラと自動 X-Y ステー
新機ジを搭載し、測定箇所の位置決めが容易です。

規器【利用対象】

導紹

各種コーティング基板、各種平板材料

入
介

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おおさかグリーン

ナノコンソーシアム

大阪技術研テクノレポート

研 究 部 紹 介

超微小押し込み硬さ試験機
電子材料研究部

表面工学研究室

本装置は、試料表面の微小領域における硬さ・弾性率などの機械的特性を評価するナノインデ
加ンテーション試験装置です。試料の最表面層、表面改質層、あるいはコーティング層に対して、

工

圧子を押し込むことで、それらの特性評価を行います。観察倍率 2,000 倍で任意の場所の測定を技行うこともできます。

術【利用対象】
金属、樹脂（高分子材料）、ガラス・セラミックス

新材料・素材
電子
・
デバイス材料ライフ
サ イ エ ン ス

摩擦撹拌接合装置
解析・制御技術

物質・材料研究部

先進構造材料研究室

本装置は、回転ツールを金属材料の接合部に圧入して摩擦熱により材料を軟化させながら流動させることで接合を行う装置です。固相接合法の一つでアルミニウム合金同士の接合法として実用化されています。金属材料を溶融させない低温で接合できるため、アルミニウムと銅、あるい

新機

は金属材料と炭素繊維強化プラスチック（CFRP）といった異種材料も接合することができます。

規器【利用対象】

導紹

金属材料、プラスチック

入介
おおさかグリーン

ナノコンソーシアム

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研 究 部 紹 介։։֔֊‫؟ץ‬՛‫ײبר؃׿ب‬՛‫ؕח׬‬‫؟ץ‬՛‫ب‬Ք‫؃׿‬Քශౌ઄ᇀኾ्༗֭֞‫؎؃י֭׀‬՛‫ب؜׬‬،‫׽׸؞‬؊‫מ‬՛ؕহ঵ఄඩ崌崶嵁嵤崟嵏嵛峢‫آ‬౐峔峵ઐ૴峕峒峓峨峳峄হ঵൉ਛ峘峁岹峩峼峎岹峵

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導
紹
入
介

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おおさかグリーン

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大阪技術研テクノレポート（2022年９月発行）