中小企業支援型研究開発事業（ (独)産業技術総合研究所委託事業）

摩擦撹拌接合を用いた難燃性マグネシウム合金製ルーフボッ クス有年雅敏、 野崎峰男、 浜口和也、 松井 博協力機関及び企業： (独)産業総合技術研究所

中部セン タ ー、 さ く ら い工業(株)開発年度： 平成１ ５ 年度開発の背景、 目的マグネシウム合金は、軽量でリサイクル性に優れており、今後省エネルギー化及び省資源化を推進する上で不可欠な金属材料として注目されています。しかし、マグネシウム合金には、燃えやすい②錆びやすい③加工しにくい、という欠点があり、これらの欠点を改善するための研究開発が積極的に行われています。
最近、「錆びやすい」欠点を改善する目的で、「難燃性マグネシウム合金」が開発されています。この合金を活用する上で解決すべき技術課題である「接合技術」に関して摩擦撹拌接合、レーザ溶接の適用を試みました。研究成果の応用例として、(独)産業技術総合研究所 中部センター及びさくらい工業(株)との共同で、軽くて使いやすさが要求される自動車用ルーフボックスを製品化しました。開発の結果、 製品化情報通常のマグネシウム合金にカルシウムを添加して発火点を上昇させた難燃性マグネシウム合金板（板厚：1.0、2.0mm）を摩擦撹拌接合によって接合することで、母材と同等の強度で変形が小さい接合法を開発しました。この接合法を使った大型部材とルーフボックスを製作しました。ルーフボックスにおいては、製品の形状に応じてレーザ溶接やTIG溶接を用いて接合しました。
現在市販されているFRP製のルーフボックスは16.5kgですが、同一形状・寸法で製作した難燃性マグネシウム合金製は12.2kgとなり、約25摩擦撹拌接合し て製作し た大型部材％の軽量化を図ることができました。

摩擦撹拌接合、 レ ーザ溶接など を 用いて製作し た自動車用ルーフ ボッ ク ス- 01 -˖ಅƱƷσӷᄂᆮઊર‫ן‬੗ǛဇƍƯᙌ˺Ơƨ༏ᩓ‫̬ݣ‬ᜱሥဇᢿԼ᭷ᖺ㞞ᩄࠊ㔝ᓮᓠ⏨ඹྠ◊✲௻ᴗ㸸 ᰴ ᒸᓮ〇సᡤ᧏ႆ࠰ࡇᲴ࠯঺ᲫᲯ࠰ࡇ᧏ႆƷᏑ୎ŴႸႎ熱電対用保護管は、高温雰囲気で用いられるため、耐熱鋼が使用されています。最近では、使用温度が高くなり、熱電対保護管にも高い耐熱性が要求されています。このため、先端部に高機能な耐熱材料、他の部位には汎用の耐熱鋼を用いる構造の熱電対保護管の製作が必要となっています。
そこで、(株)岡崎製作所との共同研究において、汎用の耐熱鋼と高機能な耐熱材料との接合に、高強度で品質が安定し、かつ安価な接合法である摩擦圧接を適用し、圧接部の金属組織、継手強度の調査を基に熱電対保護管用部品の開発を行いました。

᧏ႆƷኽௐŴᙌԼ҄ऴ‫إ‬圧接部の金属組織を観察した結果、摩擦圧接中の高温強加工によって結晶粒が母材部よりも微細化していました。さらに、摩擦圧接継手の引張および曲げ試験を行った結果、下図（引張試験後の外観、曲げ試験後の外観）に示すように、引張試験では母材破断し、曲げ試験では180度曲げても割れず，良好な結果が得られました。

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圧接部の金属組織の観察および強度試験の結果を基に下図（摩擦圧接を用いて試作した熱電対保護管用部品）に示します熱電対保護管用部品を試作しました。摩擦圧接では、異種金属を高強度、高能率で接合ができ、製作費の削減にも大きな役割を果たしています。

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・工場等で使用する場合、タッチパネルは、粉塵、油汚れで故障しやすく、コスト高になる。
こうした使用者、管理者双方にとっての問題を解決するため、紙上のバーコードだけでなく、ディスプレイに表示されたバーコードも読み取り可能なバーコードリーダを用いる倉庫管理システムを赤松産業(株)と共同で開発しました。

᧏ႆƷኽௐŴᙌԼ҄ऴ‫إ‬開発したディスプレイ対応バーコードリーダを用いる倉庫管理システムは、以下の長所があります。
・バーコードリーダだけで操作が可能であるため、容易に操作ができる。
・バーコード帳が不要であるため、操作性がよく、メンテナンスが簡単である。
・粉塵、油汚れに強いため、故障しにくい。現場の作業者にとっては、特別なトレーニングをすることなく使いこなせる非常に使い勝手の良いシステムです。また、工具等の物品の故障管理、使用状況管理も同時に行え、管理者にとっても非常に有用なシステムです。
現在、この倉庫管理システムについて特許を申請中です。

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技術相談に基づく開発

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(独)産業技術総合研究所派遣研修

扁平状セルロース微粒子長谷朝博協力機関：(独)産業技術総合研究所

四国センター

開発年度：平成１４年度開発の背景、目的地球環境の保全、資源の枯渇といった地球環境問題への対策が大きな課題になっていることから、バイオマス資源であるセルロースが注目を集めており、その有効利用法の開発が望まれています。これまでに、セルロースの有効利用法の一つとして微粒子化が行われてきましたが、従来のセルロース微粒子は、天然セルロース繊維の叩解(叩いて潰すこと)処理や酸による加水分解処理等により製造されていたため、得られる粒子は微細な繊維状であったり、いびつな形状であったりという問題を抱えていました。
そこで、(独)産業技術総合研究所 四国センターの協力を得て研究を行い、新たにセルロース系物質を機械的に粉砕することによって、均一な扁平状セルロース微粒子の生成を可能にしました。開発の結果、製品化情報セルロース系物質に脂肪酸等の特定物質を所定量添加混合し、その混合物を機械的に粉砕することによって扁平状セルロース微粒子が得られました。この微粒子は形状が整っ ており、しかも容易に配向させることができるため、化粧品や医薬品等への添加物としての用途において、分散性に優れるという特徴があります。また、セルロース自体が高い結晶弾性率を有することから、複合材料の補強材としても利用できます。そのような用途においては、成形時に複合材料中で配向させることにより、扁平状であるといった形状効果を有効に利用することができ、制振特性等を付与することができます。
このように、本微粒子は、セルロースの機械的特性等の物理的特徴あるいは親水性や生分解性等の化学的特徴を活かした様々な材料開発への応用が可能です。

扁平状セルロース微粒子- 09 -˖ಅƱƷσӷᄂᆮΪᩓ֥ȇǶǤȳƷȢȃǯǢȃȗȢȇȪȳǰᖹ⏣୍㑻ࠉᚋ⸨Ὀᚨࠉ⚟ᆅ㞝௓ࠉ┿㘠ඖಖඹྠ◊✲௻ᴗ㸸ࢸࢡࣀࢥ࢔࢖ࣥࢱ࣮ࢼࢩࣙࢼࣝ ᰴ᧏ႆ࠰ࡇᲴ࠯঺ᲫᲮ࠰ࡇ᧏ႆƷᏑ୎ŴႸႎࠉࢹࢨ࢖ࣥ㛤Ⓨࢆ⾜࠺㝿ࠊࣔࢵࢡ࢔ࢵࣉࣔࢹࣝࢆస〇ࡋࠊᙧ≧ࡸᶵᵓ࡟ࡘ࠸᳨࡚ウࡋࡲࡍࡀࠊ஧ḟ㟁ụ඘㟁ჾࡢࡼ࠺࡞㟁໬〇ရࡣࠊ㟁Ꮚᇶᯈࢆධࢀࡓ≧ែࡶホ౯࡛ࡁࡿࡼ࠺࡞ࣔࢹࣝࢆస〇ࡋࠊࢹࢨ࢖᳨ࣥウࡍࡿᚲせࡀ࠶ࡾࡲࡍࠋࠉࡑࡇ࡛ࠊࢸࢡࣀࢥ࢔࢖ࣥࢱ࣮ࢼࢩࣙࢼࣝ ᰴ࡜ඹྠ◊✲ࢆ⾜࠸ࠊࢹࢨ࢖ࣥ㛤Ⓨࡢẁ㝵࠿ࡽ㸱Ჽ᲻Ჾȇȸǿ˺঺ḟඖ&$'ࢆ౑⏝ࡋࠊ㐀ᆺᶵ࡟ࡼࡿࣔࢵࢡ࢔ࢵࣉࣔࢹࣝࢆస〇ࡍࡿࡇ࡜࡛ࠊࡇࡢၥ㢟ࢆゎỴࡋࡲࡋࡓࠋ᧏ႆƷኽௐŴᙌԼ҄ऴ‫إ‬ࢧ࢖ࢬࡸ㟁ụࡢྲྀࡾฟࡋゅᗘࡢㄪᩚࡣࠊⓎ◙࢘ࣞࢱࣥࡸᮌᮦࢆ౑ࡗࡓ⡆᫆ࣔࢹ᳨࡛ࣝウࡋࠊᙧ≧ࡀ࠶ࡿ⛬ᗘỴࡲࡗࡓẁ㝵࡛㸱ḟඖ&$'ࢹ࣮ࢱࢆసᡂࡋࡲࡋࡓࠋḟ࡟ࠊࡇࡢ㸱ḟඖ&$'ࢹ࣮ࢱࢆǤȡȸǸȬȳȀȪȳǰ౑࠸ࠊࢥࣥࣆ࣮ࣗࢱୖ࡛㟁ụࡢྲྀࡾฟࡋ᪉ἲࡸ㟁ụ࢝ࣂ࣮ࡢࢫࣛ࢖ࢻ᪉ἲ࡟ࡘ࠸࡚ࢩ࣑࣮ࣗࣞࢩࣙࣥࢆ⾜࠸ࡲࡋࡓࠋ
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技術相談に基づく開発

ガラス繊維強化ナイロン樹脂を用いた木造家屋用補強部材野崎峰男技術移転先企業：(株)メノガイア開発年度：平成１５年度開発の背景、目的木造家屋に対する耐震性向上のための補強部材は、これまで、構造用圧延鋼材(SS400)等の金属製のものが主流になっていました。しかし、金属製の補強部材では、高温多湿が要因となる錆の発生、高熱伝導率による木材の腐朽菌や白蟻の原因となる結露の発生、比較的重量があるなど、種々の問題が生じていました。
本研究では、金属材料に比べ、錆および結露等が発生せず、軽量な複合材料であるガラス繊維強化ナイロン樹脂を用いて、木造家屋用補強部材を開発しました。

100mm木造家屋用補強部材開発の結果、製品化情報複合材料中のガラス繊維の含有率および補強部材の形状を変化させたいくつかの試作品の静荷重試験を行い、本製品の実用に適するガラス繊維の含有率および補強部材の形状を実験的に求めました。その結果、試作品は従来の補強部材(SS400製)と同等の強度が得られ、右上の写真に示すような形状の補強部材の開発に成功しました。本製品の木造家屋への取付け位置を下図に示します。
本製品は、共同開発事業者である(株)メノガイアのウェブサイト上で発表されており、今後販売を展開する予定です。

木造家屋用補強部材の取付け- 11 -

技術相談に基づく開発

新規蒸留酒「グラッパー」井上 守正技術移転先企業：西山酒造場(株)開発年度：平成１５年度開発の背景、目的『グラッパー』とはブランデーの一種ですが、ワインを蒸留する一般的なブランデーとは異なり、ワイン醸造の際に生ずるぶどうの果の搾り残し部分を蒸留したものです。フランスでは『マール』と呼ばれ、樽に入れて貯蔵することが多いのでウイスキーのように着色していますが、イタリアでは樽で寝かせず出荷するため、無色透明です。ワインと同様、様々な生産地の個性豊なものが多く、現地では一般的に食前酒や食後のデザート酒として人気がありますが、国内では製造するメーカーが存在しないため知名度も低く、流通量もごく僅かです。
今回、この『グラッパー』の本格的な製造に取り組んでいた西山酒造場（株）に技術支援を行い、製品化に成功しました。開発の結果、製品化情報グラッパーはぶどうの搾り粕を原料として用いるため、一般的なブランデーとは異なる製造管理が必要になりますが、国内で初めての本格的な製造となるため参考となる事例が無く、原料の保存方法から手探りの状況でした。特に最終の蒸留工程では、ワイン中にはごく少量しか存在しないオフフレーバー成分も多く含まれるため、これらが蒸留液に移行しないような精密蒸留を行う必要がありました。釜、コンデンサーの温度管理等の蒸留条件を詳しく検討した結果、国内初の本格的グラッパーを製品化することができました。

グラッパー- 12 -˖ಅƱƷσӷᄂᆮ᎑ᘔએࣱƴΟǕƨА৚ೞဇȁȃȗǽȸᅬ⏣ࠉྖࠊᒣ୰ၨᕷࠊᚋ⸨ᾈ஧ࠉඹྠ◊✲௻ᴗ㸸୕㝧㔠ᒓ ᰴ開発年度：平成１４年度

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企業との共同研究

剪定鋏の切れ味性能試験機永本正義、阿部 剛共同研究企業：（株）サボテン開発年度：平成１５年度開発の背景、目的アメリカや欧州市場では国際ブランドの刃物工具が多く存在する今日、競争原理に基づき日本製品は品質の高さを世界に向けアピールしていく必要があります。優れた刃物の条件は、①よく切れること、そして②長く持続すること、この二つの要素を備えていることです。ここで活躍するのが切れ味試験による品質評価です。全国の刃物産地でも切れ味評価については古くから取り組んでおり、永遠のテーマにもなっています。
今回、（株）サボテンとの共同研究で、新型鋏の開発をきっかけに、新たな切れ味性能試験機を作り品質評価に役立てることが可能となりました。開発の結果、製品化情報鋏の切れ味を調べるには、切断時にかかる力の大きさや切断面の状態などから切れ味の良否を判断します。通常は人間の手による官能試験が行われますが、官能試験は個人差が出やすいこと、能率が悪いこと、解析手法が難しいことなどの欠点があります。一方、今回のような機械的試験では二枚の刃以外の部分に無理な力が加わらない状態にすること、試験中の様子を的確に把握できること、この二点がポイントとなります。図１は新たに開図１

試験機の全景図２試験の模式図発した試験機の全景です。また、図２は試験の模式図です。

試験機の大きな特徴は、力の作用点がいつも同じ位置に配置し、常に一定した方向に力を加えられる機構を取り入れ、安定した試験が行えることです。切断力はロードセルが検出し、瞬時のデータはパソコンに取り込まれます。結果をグラフ表示することで切断状況の刻々の変化を視覚的に見ることができます。
この試験機は剪定鋏の他、内外の様々な鋏製品にも応用が可能です。

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地域中小企業集積創造的発展支援促進事業（国庫補助事業）

高摩擦堅ろう革安藤博美開発年度：平成１２～１４年度開発の背景、目的近年、革素材は見た目にも、触れてもソフトで自然な触感が主に要求されています。また、消費者からのクレームが最も多い項目として、革製品の摩擦堅ろう度が挙げられます。
ファッション面からの表面特性が要望されるエナメル調やガラス調以外の革表面は、素肌感・自然感が重視されます。反面、そのような革を使用した革製品は使用中に摩擦、水、熱などに対する耐久性が劣る傾向があります。
そこで、塗装膜を薄くし、革表面の仕上げが少ない革の摩擦堅ろう度を改善することにより皮革の品質向上を図りました。開発の結果、製品化情報摩擦堅ろう度の改善方法として、ポリアクリロシロキサン（アクリル系又はメタクリル系モノマーとシロキサンのブロック共重合体）を水系のドラム内で染色革表面に含浸させました。また、水性アクリル系ポリマーと架橋することにより、強靱なポリマー強度を得ることができ、毒性の少ないオキサゾリン基含有の水性架橋剤を用い、皮革表面に含浸した場合においても乾燥後の熱処理により皮革の摩擦堅ろう度を改善することができました。

染色革の見本染色摩耗堅ろう度の向上イメージ

各種水性架橋剤- 19 -