愛産研ニュース
今月の内容

愛 産 研 ニ ュ ー ス
平成２１年３月５日発 行

No. 8 4編 集・発 行
愛知県産業技術研究所 管理部〒448-0013
愛知県刈谷市恩田町一丁目 157 番地 1
TEL 0566(24)1841・FAX 0566(22)8033
URL http://www.aichi-inst.jp/
E-mail info@aichi-inst.jp

月号

2009

○ト ピ ッ ク ス○技 術 紹 介

・レーザによる微細加工と産業応用について
・プレス法による色素増感太陽電池用酸化チタン電極の改良について
・発泡マグネシウム合金の作製方法について○公募型共同研究の取り組みについて○お 知 ら せ《トピックス》●

一宮地域の公設試等が連携し、福祉向け衣服「楽らくスタイル」を開発しました

学校や地域社会との積極的な交流を推進するための県事業「心をつなぐ学校づくり推進事業」を実施する県立一宮養護学校に、県立一宮高等学校、財団法人一宮地場産業ファッションデザインセンタープランナー協議会、愛知県産業技術研究所が連携して、福祉向け衣服「楽らくスタイル」を共同開発しました。開発した「楽らくスタイル」は、近隣の学校や地域に広く紹介し、生徒間の心をつなぐ地域連携へつなげていきます。この「楽らくスタイル」を、平成 21 年 2 月 25 日(水)に県立一宮養護学校において、発表しました。
●「第 1 回ものづくり岡崎フォーラム」に参加しました

平成 21 年 2 月 10 日(火)午後 1 時 30 分から午後 5 時まで、岡崎ものづくり推進協議会及び岡崎商工会議所の主催により、岡崎商工会議所大ホールにおい 福祉向け衣服「楽らくスタイル」て「第 1 回ものづくりフォーラム」が開催されました。
第Ⅰ部では、基調講演として、「ものづくり国家戦略ビジョンと技術戦略」と題して、経済産業省製造産業局ものづくり政策審議室長、素形材産業室長の渡辺 政嘉 氏の講演がありました。
第Ⅱ部では、「こうすればできる！素形材技術戦略の実践アクションプラン」のテーマで、当研究所の安井 克幸 所長始め 5 名のパネラーが、また、コーディネーターとして第Ⅰ部で講演された渡辺 政嘉 氏が加わりパネルディスカッションが開催されました。
● 「あいちロボット技術フェスタ」に出展しました

第１回ものづくり岡崎フォーラム

平成 21 年 2 月 11 日（水・祝）午前 9 時から午後 5 時まで、愛知県の主催、中部経済産業局等の後援により、「あいちロボット技術フェスタ」が愛知県産業貿易館本館において開催されました。
当研究所からは、「リハビリ支援ロボット」を展示しました。テレビ取材が何社かあり、それに伴うＰＲ効果で集客率が上がり、終日非常に活気がある展示会でした。
また、特に、集客率が高かったのは、大学生、高校生によるロボット競技大会でした。
●

新素材・新材料動向フォーラム２００９に参加しました

あいちロボット技術フェスタ

平成 21 年 2 月 9 日（月）に、中部経済産業局及び東海ものづくり創生協議会の共催により「新素材・新材料動向フォーラム２００９」が名古屋栄ビルディングにおいて開催されました。６つの講演が開催され、当研究所からは、「公設試験研究機関での新素材加工に関する企業支援の取組み事例」と題して、当研究所の佐藤 豊 統括研究員、水野 和康 主任研究員、中部イノベーション創出共同体統括コーディ
ネーター 近藤 靖彦 氏により、講演が行われました。また、当研究所のパネル展示、技術相談も実施されました。
新素材・新材料動向フォーラム 2009−１−

愛産研ニュース３月号（2009.3）

レーザによる微細加工と産業応用について
１．はじめにーであるフェムト秒レーザについて紹介しま
レーザ光は、通常光に比べ、単波長である す。
「f」は「m(ミリ)」や「μ(マイクロ)」 とこと、指向性に優れていること(平行光源)、 同じ接頭語で、10-15 を表しています。パルス可干渉性(コヒーレンス)が高いことなどから、 幅が百フェムト秒程度と非常に短いことから、様々な分野で利用されています。身近なとこ 熱的影響の少ない加工ができることを特徴とろでは、光通信、プリンター、DVD プレーヤ しており、工業分野だけでなく医療分野などーなどが挙げられます。一方、レーザは集光 でも期待されています。最近では、レーザ波して高いエネルギー密度が得られることから、 長と同程度の周期の微細溝構造(ナノ周期構
半導体製造や金属加工プロセスにも活用され 造)をしゅう動表面に形成することにより、トています。これらの光産業は、約 8 兆円を超 ライボロジー特性を著しく向上できることがえる国内生産額(2007 年度) 1)が見込まれてお 報告されています 3)。ナノ周期構造は、加工り、今後も成長が期待されています。
しきい値近傍のエネルギーを持つフェムト秒
２．レーザの種類と産業応用
レーザを表面に照射することにより形成でき
ここでは、加工分野で利用されている代表 ます。加えて、ナノ周期構造を切削工具表面的な４種類のレーザについて紹介します 2)。に形成することで、切削時の潤滑特性を向上
はじめに、CO2 レーザは文字通り炭酸ガス させる研究も進められています 4)。
を利用しており、波長 10.6μm のレーザ光が ３．当研究所の取組発振されます。波長が赤外域であるため波長当研究所においても、しゅう動表面に微細吸 収 が 材 料 に よ ら ず 高 い こ と や 、 連 続 発 振 構造を形成することにより、摩擦や摩耗を制(CW)で数十 kW 以上の高出力が得られるこ 御できる技術に注目し、今年度より研究を始とから、金属の切断や溶接などの加工機に利 めています。下図に切削工具チップのすくい用されています。
面表面に YAG レーザの第 2 高調波(532nm)
同じくガスレーザのひとつであるエキシマ を用いて、150μm ピッチで微細溝を形成し
レ ー ザ は 、 ArF( 波 長 193nm) や KrF( 波 長 た様子を示します。今後、環境負荷低減や省248nm)などのガスを利用して、紫外領域の短 エネルギー化などの社会ニーズの高い工業部波長の光を発振することができます。発振方 品への応用を検討しています。
式はパルス式であるので、数十 ns(ナノ秒)と短い時間の発振を繰り返すことで、瞬間的なレーザ加工部高いエネルギーを得ることができます。主に、半導体デバイスなどのリソグラフィー用加工装置に利用されています。
YAG レーザは、YAG 結晶(Y3Al5O12)を用いた固体レーザです。金属やセラミックスなどの切断や溶接などに用いられるとともに、製品への刻印などレーザマーキングの利用が増
図 すくい面上の微細溝(SEM 観察)えています。YAG 結晶のほかに、YVO4 結晶もよく利用されています。また、パルス発振 参考文献
幅が ns(ナノ秒)オーダーのものは、ナノ秒レ 1) (財)光産業技術振興協会、光産業動向調査ーザとも呼ばれています。Nd:YAG レーザの報告書
基本波長は 1,064nm ですが、光波長変換素子 2) 新井武二、レーザ加工の基礎工学、丸善を用いることにより、532nm(第 2 高調波)、 3) 沢田博司ほか、精密工学会誌、Vol.70、355nm(第 3 高調波)、266nm(第 4 高調波)のNo.1(2004)、pp.133-137
ように紫外光を得ることもできます。
4) 川堰宣隆ほか、精密工学会学術講演会講
最後に、パルス幅が fs(フェムト秒)オーダ
演論文集、Vol. 2007A (2007)、pp.449-450

基盤技術部 河田 圭一 (0566-24-1841)
研 究 テ ー マ：高機能材料の高度加工技術に関する研究
担 当 分 野：微細レーザ加工、切削加工−２−

愛産研ニュース３月号(2009.3)

プレス法による色素増感太陽電池用酸化チタン電極の改良について
１．はじめにしかし、この多孔質膜を電極に用いて、色近年、色素増感太陽電池の実用化に関す

素増感太陽電池の発電試験を行ったところ、る研究開発が活発になり、その成果が新聞等十分な発電性能は得られませんでした。酸化で頻繁に見られるようになってきました。こチタン微粒子相互の密着性不良により、膜のの太陽電池は、色素を吸着させた酸化チタン電子伝導性が低いためと考えられます。そこ

多孔質膜を電極に用いて、安価に製造できるで、密着性を改善するため、プレスすることといった特徴を持ちます。

により電極の改良を試みました。図１に色素増感太陽電池の研究開発に関する動向

種々の圧力でプレスした酸化チタン多孔質電の一つに、プラスチックフィルムを電極の支極の発電性能を示します。発電性能は、照射持基板に用いた軽量で柔軟な（フレキシブした擬似太陽光の強度（100W/cm 2 ）に対しル）太陽電池の開発が挙げられます。て発電した電力の割合（光電変換効率）を表

当研究所では、フィルム上に酸化チタン多しています。図１から、プレスにより発電性孔質電極を製膜する技術を検討しています。

能の向上が認められ、光電変換効率を 3％まその結果を紹介します。

で増加させることができました。
また、図２に製膜面積 2cm×4cm の酸化２．酸化チタン多孔質電極の製膜技術
フィルムに酸化チタン多孔質電極を製膜す

チタン多孔質電極の写真を示します。プラスる場合、その製膜温度が重要です。フィルム

チックフィルムに対して密着性が良好であるの主要成分がポリエステルであるため、フィことが分かります。

ルムの耐熱性から約150℃以下で製膜する必

以上の結果より、プレス法による酸化チタ要があります。当研究所では、ナノサイズのン多孔質電極の改良は、発電性能を向上させ酸化チタン微粒子を電気泳動法でフィルム表るために有効な方法であると考えられます。

面に付着させています。その結果、製膜は室

現在、チタンアルコキシドを用いたゾルゲ

温で行うことができ、フィルムを熱劣化させル法による改質 １ ） と併用することで、変換ることなく、微粒子がフィルム上に堆積した効率を 4％まで向上させることができます。

多孔質膜ができます。

３．参考文献１）2006 年愛産研ニュース 11 月号

光電変換効率（％））

4.0
3.0
2.0
1.0
0.002462

圧力（ton/cm ）図１

種々の圧力でプレスした酸化図２

チタン多孔質電極の発電性能（色素吸着後、製膜面積：2cm×4cm）

酸化チタン多孔質電極（製膜面積：1cm×1cm）
工業技術部 材料技術室 加藤 一徳（0566-24-1841）
研究テーマ：酸化チタン多孔質電極の低温製膜技術
指導分野 ：無機材料、電池材料−３−愛産研ニュース３月号（2009.3）

発泡マグネシウム合金の作製方法について
件で熱間押出し加工を施し、φ8mm の丸棒を１．はじめに
一般に緻密材料を多孔質化すると、強度は減少しますが、大幅な軽量化だけでなく緻密材料にはない衝撃吸収性、吸音性、断熱性、制振性などの特性が発現します。そのため多孔質金属材料は、騒音の激しい道路での壁面利用や、衝突する自動車の衝撃力を緩和する構造部材への利用が期待されます。
一方、最も軽量な実用合金であるマグネシウム(以下 Mg とします)合金は、特にチップ化したり微粉にすると、発火や爆発の危険性が生じ、そのため往々にして燃焼・薬品処理により廃棄されます。
そこで、機械加工の際に発生した Mg 合金切削屑の利用を図るため、多孔質化して機能材料を創出する試みを紹介します。
２．作製方法
原材料は、最も需用の多い AZ91Mg 合金および難燃合金である AZX911Mg 合金(A、Z、X はそれぞれ Al、Zn、Ca を示し、911 は、各々の元素が順に 9、1、1％添加されていることを意味します。)をドライ加工した旋削屑を用いました。
予め旋削屑を遊星ボールミル等により微細化して合金粉末と発泡剤である水素化チタン(TiH2)を混合し、内径φ60mm の金型内でパンチにより荷重 430ｋN で１分間、室温にて成形体を作製します。これをビレットとしてコンテ
ナ温度 340℃、押出し比 56、加工力 5GN の条(a)(b

押出方向500μm(c)件で熱間押出し加工を施し、φ８ｍｍの丸棒を作製しました。図１(a)は、押出し材の外観です。
図１(b)は、押出し方向に垂直な断面の、図１(c)は押出し方向に平行な断面のミクロ組織です。
これから分かるように、緻密化した Mg 合金マ
トリクス中に TiH2(黒灰色で粒状)が分散したミクロ組織を持つ発泡前駆体(プリカーサ)が得られます。
次に、この所定温度でプリカーサを加熱することにより、溶融させた Mg 合金マトリックス中に分散した TiH2 が水素を解離して空孔を形成し多孔質化を行うプリカーサ法により、発泡Mg 合金を作製しました。
３．プリカーサの発泡（加熱）方法
AZ91Mg 合金は発火点が 532℃であるので、大気中で加熱することができず、SF6/CO2 混合ガス雰囲気(混合比 1/300)を用いてマッフル炉中で加熱し発泡実験を試みました。加熱温度を550〜700℃、加熱時間１〜30 分と変え最適条件を求めました。気孔率は最大で 43%と不十分ですが、炉中で燃焼することなく発泡させることができました。
AZX911Mg 合金では、AZ91Mg 合金に比べ発火点が 200〜300℃程度上昇するため、大気中でのガスバーナによる加熱で発泡させることができることが分かりました。発泡状況を見ながら加熱を制御でき、61%の気孔率の発泡材料が得られました。図２は、この方法によって、鋼製パイプの中に充填して加熱発泡させ円柱状に成形した発泡体です。
今後、現状では気孔率がまだ低いため、さらに作製条件を検討し、多孔質材料としての特性が十分に発揮できるよう検討していくことを考えています。なお、本技術にご興味のある方はお気軽にお問い合わせください。
(a)

(b)

金型内にプリカバーナ加熱によーサをセットり発泡(c)500μm

図１ プリカーサの外観および断面組織(a)プリカーサ外観 (b)押出方向に垂直な断面の組織 (c)押出し方向に平行な断面の組織発泡体と金型

図２ 発泡体作製例
工業技術部 加工技術室 長田 貢一（0566-24-1841）
研究テーマ：多孔質マグネシウム合金の開発、保水性複合平板の材料特性担当分野 ：鋳造技術、金属材料−４−愛産研ニュース３月号（2009.3）

公募型共同研究の取り組みについて

愛知県産業技術研究所は、地域産業に密着と共同で応募してきたところです。

した技術支援機関として、中小企業の技術開

当研究所では、これまで「切りくず吸引工発力の向上を支援するために研究開発、技術具の開発」、「再生原料を１００％使用した不指導、依頼試験などを実施しています。

焼成保水建材の開発」、「紫黒米を利用したみ研究開発では、業界や中小企業の抱える技りんと米酢の開発」などをテーマとして、中術課題、さらには、ナノテクノロジー、環境、小企業、大学等との共同研究を数多く行って情報通信などの分野の研究開発を積極的にきました。今年度も「地域イノベーション創取り組んでいます。

出研究開発事業」などに中小企業、大学等とまた、最近の産業構造の著しい変化や、高共同で応募し、２２テーマ採択（２１年２月度化する技術ニーズに対応するため、「地域末現在）され、共同研究を実施しています。

イノベーション創出研究開発事業（中部経済

今後も一層、中小企業等との共同研究に取産業局）」、「地域イノベーション創出総合支り組んでいきますので、新商品開発・技術開援事業（独立行政法人科学技術振興機構）」発を実施していかれる際には、当研究所と連などの国等が広く研究開発課題を募る公募携の上、公募型の共同研究資金制度をご活用型の共同研究資金制度に、中小企業、大学等くださるようにお願いします。

研究開発関連事業
市場から遠い

基礎研究(技術シーズ研究)

応用研究(事業化への研究開発)

実用化研究(量産化技術)事業化(設計生産販売)

市場に近い

文部科学省の科研費等
大学等
研究者

産業技術研究助成事業（若手研究グラント）
シーズ発掘試験（A：発掘型、B：発展型）

若手研究者・研究グループに対する助成研究者とコーディネータの活動を支援

大学発事業創出実用化研究開発事業
産学共同シーズイノベーション化事業（顕在化ステージ→育成ステージ）

大学等の最先端基礎研究から、産業界の視点からシーズ候補を顕在化し、産学共同でイノベーション創出

地域ニーズ即応型

地域の中堅・中小企業のニーズに対し、公設試が調整役となり、大学等の技術シーズとマッチング

産業技術実用化開発助成事業
研究開発型ベンチャー技術開発助成事業
次世代戦略技術実用化研究開発事業

企業
＋
大学等
研究者

良いシーズをつなぐ知の連携システム（つなぐしくみ）

JST事業
NEDO事業

企業

大学等における研究成果を活用して、産学が連携して行う実用化研究開発

経済局事業

民間企業、研究開発ベンチャー企業の実用化開発、次世代戦略技術開発を支援

実用化につなぐ評価分析とデ−タ補完

地域イノベーション創出
産学官連携による事業化を見据えた技術開発（地域新生コンソ−シアム後継事業）
研究開発事業
地域資源活用型
地域資源を活用した企業と大学等による実用化研究開発
研究開発事業
戦略的基盤技術
特定モノ作り基盤技術の高度化を目指した研究開発（サポイン）
高度化支援事業
中小企業・ベンチャー挑戦 中小、ベンチャーの市場化手前の研究補助支援事業（実用化）
中小企業が連携した摺り合わせに新連携対策事業
よる事業化に対する取り組みを支援

出典：中部経済産業局（平成２０年度）
統括研究員 村上 義一 (0566-24-1841)
担 当 分 野：環境、エネルギー−５−愛産研ニュース３月号（2009.3）

お知●先端技術講演会「電池材料開発者のための電気化学インピーダンス測定の原理と解析」を開催します
電気化学インピーダンス測定は、セル内部の化学反応を電気的な等価回路に置き換えて詳細な解析ができる方法であり、古くから腐食、バッテリー、塗膜、誘電材料などの評価に使用されています。近年は、実用化研究が活発に進められている燃料電池、太陽電池、リチウムイオン電池、キャパシタなどの評価にも使用されています。
今回の講演では、電気化学インピーダンス測定の原理について、さらに、これら電池材料を用いて、信頼性及び再現性の高い測定結果を得る方法・最適な等価回路の選択・データの解釈に関して、この分野で活躍する講師の方々を迎え、分かりやすく解説する予定です。
ふるってご参加ください。
【日時及び場所】
平成 21 年３月 12 日(木)13:30〜16:30
愛知県産業貿易館西館 9 階第 3 会議室【主な内容】
講演 1「電気化学インピーダンスの原理と測定法」
13:30〜15:10
講演 2「各種電池材料を用いたインピーダンス測定実例」15:20〜16:30【受講料】有 料(愛知工研協会の会員は無料)○申し込み先所定の申込書に記入の上、ファックス、郵送、又は、電子メールでお送りください。
支払方法は、講演会当日受付にて現金で、又は、前日までに所定口座にお支払いください。
(財)科学技術交流財団 業務部 中小企業課
電話 052-231-1477 ﾌｧｯｸｽ 052-231-5658
E-mail honda@astf.or.jp○講演内容についての問い合わせ先
愛知県産業技術研究所 工業技術部 鈴 木
電話 0566-24-1841（内線 410）
●特別講演会・研究成果普及講習会を開催します
陶磁器製食器の最近の技術動向に関する特別講演会を開催します。併せて、平成 20 年度の研究成果を広く普及するため、研究成果普及講習会を開催しますので、ふるってご参加ください。
【日時】
平成 21 年 3 月 12 日（木）13:30〜16:30【場所】産業技術研究所 瀬戸窯業技術センター講堂（瀬戸市南山口町 537 番地）（リニモ「愛・地球博記念公園」駅下車北へ徒歩約 30 分）（愛知環状鉄道「瀬戸口」下車、南へ徒歩約 30 分）【定員】申し込み順で、50 名【内容】
特別講演テーマ「陶磁器製食器の高強度化に関する研究」講師 愛知工業大学 工学部 教授
小林 雄一 氏平成 20 年度研究成果普及講習会
瀬戸産「Re 瀬ッ戸」を用いた健康市場向け商品の研究開発始め 5 件【受講料】無 料

らせ○申し込み方法 所定の参加申込書によりファックスで申し込み、又は、電子メール、電話で申し込みください。
○問い合わせ・申し込み先
愛知県産業技術研究所 瀬戸窯業技術センター
電話 0561-21-2117
FAX0561-21-2128
E-mail airi-seto@carrot.ocn.ne.jp●次世代産業事業化研究会及び食品工業技術ｾﾝﾀｰ
平成２０年度研究成果普及講習会を開催します【日時及び場所】。
平成 21 年 3 月 9 日（月）13:00〜16:50
愛知県産業技術研究所 食品工業技術センター
大研修室（名古屋市西区新福寺町 2-1-1）
地下鉄鶴舞線「庄内通」駅下車、2 番出口から西へ徒歩約 12 分
名古屋駅前から名古屋ﾊﾞｽﾀｰﾐﾅﾙﾚﾓﾝﾎｰﾑ 10 番乗り場
名駅 11 号系統｢名西橋経由循環名古屋駅行｣に乗車「上堀越町」下車、北へ徒歩約 3 分
栄から「オアシス 21」バス乗り場 1 番乗り場栄 25号系統「名塚中学」又は「名西橋」行き「上堀越町」
下車、北へ徒歩約 3 分【主な内容】
講演「未利用バイオマスを利用した資源循環型カスケードリサイクル事業の実証事例」13:05〜14:35
平成 20 年度研究成果普及講習会「新酒造好適米の酒造特性に関する研究」始め 5 件 14:45〜16:50【参加料】無 料○申し込み先所定の申込書に記入の上、ファックス、又は、郵送でお送りください。受講票は発行しません。
郵送の場合 郵便番号 451-0083 名古屋市西区
新福寺町 2-1-1 愛知県産業技術研究所 食品工業技術センター 企画担当
○申し込み、講演内容についての問い合わせ先
愛知県産業技術研究所食品工業技術センター
企画担当
電話 052-521-9316 FAX 052-532-5791●愛知県技術開発交流センターのご案内について
愛知県技術開発交流センターは、中小企業等の取り組みを支援するための開放型施設です。研究開発、技術交流、情報収集、人材育成などにご利用ください。
施設の概要は、交流ホール、交流会議室、研修室（３室）、共同研究室（5 室）で、有料です。なお、交流サロン、展示ホールの利用は無料です。
【利用日時及び場所】
午前9 時から午後9 時まで（ただし、土曜日・日曜日・祝日、12 月29 日から１月3 日までは休館です。
）
刈谷市恩田町一丁目157−1（愛知県産業技術研究所内）
なお、「共同研究室２」及び「共同研究室３」が空室になっていますので、ぜひ、ご利用ください。
共同研究室２及び共同研究室３の利用面積は、両室とも61 ㎡で、１日当たりの利用料金は、両室とも3,600円です。利用時間は、午前9 時から午後9 時までです。
○詳しくは技術開発交流センターのホームページ
http://www.aichi-inst.jp/html/kouryu/○問い合わせ先
愛知県産業技術研究所 管理部 管理課
電話 0566-24-1841 FAX0566-22-8033−６−