－トピックス－●抗菌性試験ロボット
Introduction of antibacterial test ROBOT.
─────────────────────────────────────────────────────大野 康晴
Yasuharu Oono
Key Word : ROBOT, Efficiency, Man-hour reduction, antibacterial test, NOVARON®, JIS Z2801, JIS L1902

１

はじめにその中でも(3)菌液洗い出し作業が工程も複雑で時間もかかるため、この工程をロボットに実行させることとした。

従来から自動車や電子材料の分野では産業用ロボットが生産性向上のため利用されてきた。近年、研究開発の分野でも(1)試験準備 ⇒ (2)菌の接種

その加速化のためロボットの導入は注目されている。その発⇒ (3)菌液洗い出し ⇒ (4)菌数測定

端は膨大な実験を要する遺伝子解析やタンパク質の相互作用に関する研究であり、創薬研究の分野では既にロボットの利用が進んでいる1)。
当社では無機系抗菌剤「ノバロン®」を製造販売しており、この製品を添加したプラスチック成形品や繊維製品などの抗図１ JIS Z2801の作業工程菌加工製品が造られている。これら抗菌加工製品は顧客先では評価できない場合が多く、抗菌効果を確認するために当社
では抗菌性試験を数多く行っている。
抗菌性試験はルーチン作業でありながら、試験の種類、工２．３ ロボット導入による工数削減の効果数が多く、工程も複雑で熟練も要することなどから、これまで特定の作業員が業務を行ってきた。

工数削減のメリットを図２に示した。最も工数のかかる

この作業をロボットに行わせることで、①作業工数削減、(3)の菌液洗い出し工程をロボットに行わせることにより、②実験品質（再現性）の向上、③技術伝承（誰でも試験可

人間の作業は約半分に削減でき、同時間で2倍以上の試験を能）などが図れると考え、導入を行ったので紹介する。

処理することが可能となる。
また工数削減によるさらに大きなメリットは、抗菌性試験
業務の空いた時間を他の業務に充てられるという点にある。

２抗菌性試験の概要

２．１ 弊社での抗菌性試験
当社では主に3種類の抗菌性試験を行っている。それぞれ(1)JIS Z2801（フィルム密着法）2)、(2)JIS L1902（菌液吸収法）3)、(3) JIS K6400-9（シェーク法）4)である。
これら3種の抗菌性試験の工程のロボット化を検討した。

２．２ 抗菌性試験の作業工程
3種の抗菌性試験は試験条件がそれぞれ異なるが、試験の図２

流れは同じである。図１は、JIS Z2801（フィルム密着法）
作業工程を簡単に書いたもので、まず(1)試料、試験菌液の調製などの準備、(2)菌の接種、培養、(3)菌液の洗い出し、寒天への希釈、最後に(4)菌数測定の順で進む。
東亞合成株式会社

R&D総合センター

製品研究所

New Products Research Laboratory, General Center of R&D, Toagosei Co., Ltd.

東亞合成グループ研究年報

12TREND 2020 第23号

工数削減のメリット

３ 抗菌性試験ロボットの導入
３．２．１ JIS Z2801（フィルム密着法）
JIS Z2801はプラスチック成形品などの抗菌性試験である。

３．１ 導入した抗菌性試験ロボット
2018年末に抗菌用試験のロボットを導入した。図３に示検体に接種した菌液をフィルムで均一に密着させて培養し、すように片腕の6軸稼働で、付属設備としてシャーレ搬送装その後生理食塩水で菌液を回収して菌数を数える。図５に置や、バイアル瓶の振とう装置などがある。

示したように、人間が行う場合は生理食塩水を注入するとき

この抗菌性試験用ロボットの特長は、以下の点である。に、ピペットチップなどでフィルムを持ち上げ、培養した菌・3種類の抗菌性試験の洗い出し作業について、数十検体液に満遍なく行き渡るように行う。の連続処理が可能である。

一方、ロボットではフィルムを持ち上げることは困難なの・一般的な作業員の2倍程度の処理能力を持っている。

で、生理食塩水を注入することでフィルムを浮かせて、振と・熟練した作業員でなくても、試験操作が可能である。

うすることにより菌液を洗い出している。

現状(人間)

ロボット

フィルムを持ち上げ生理食塩水で洗い出し

生理食塩水でﾌｨﾙﾑを浮かせ

図５

振とうして洗い出し

JIS Z2801での操作

３．２．２ JIS L1902（菌液吸収法）
JIS L1902は繊維製品などの抗菌性試験である。図６のよ図３ 導入した抗菌性試験ロボット

うに、人間の場合は培養後のバイアル瓶に20mLの希釈水を注入後、フタをして手で振って菌液を洗い出す。
一方、ロボットでは希釈液の注入後、ボルテックスミキサ

３．２

ロボットが可能な操作ーにより撹拌して菌液を洗い出す。

図４にロボットが可能な主な操作を示した。

現状(人間)

20mLの水を注入後ﾌﾀをして手で振って洗い出し

20mLの水を注入後ﾌﾀをしてﾎﾞﾙﾃｯｸｽﾐｷｻｰで洗い出しロボット

図４ ロボットが出来る多様な操作

図６

ピペッティング操作や寒天培地作製などの共通の操作に加えて、(1)JIS Z2801、(2)JIS L1902、(3)JIS K6400-9、それぞれの試験の特徴に合わせた動きが可能となっている。
以下にJIS Z2801およびJIS L1902の試験方法における特徴的なロボットの動作を紹介する。

東亞合成グループ研究年報

13TREND 2020 第23号

JIS L1902での操作

３．３ ロボットの稼働状況

引用文献

導入当初は、プラグラムが途中で停止する、ピペットチップを上手く取れないなどいくつかのバグが見つかったが、現1) ロボット導入実証事業 事例紹介ハンドブック2018, 経済

在では 3 種類の全ての試験での洗い出し作業がエラー無く産業省, 一般社団法人日本ロボット工業会(2018)
http://robo-可能となっている。

navi.com/webroot/document/2018RobotHandBook.pdf
2) JIS Z2801, 抗菌加工製品−抗菌性試験方法・抗菌効果

３．４ ロボットでの抗菌性試験結果
表１に JIS Z2801 での人間とロボットでの試験結果を比（2010）.
3) JIS Z1902, 繊維製品 の抗菌 性試験方法及 び抗菌効果

較した結果を示す。
大腸菌、黄色ブドウ球菌の双方の菌種において、人間でも（2015）.
4) JIS K6400-9, 軟質発泡材料−第9部：抗菌効果の求め方

ロボットでも同等の菌液が洗い出され、同じ結果が得られている。
表１（2018）.
抗菌性試験結果の比較（JIS Z2801）◆大腸菌
現状(人間)
生菌数

ロボット
生菌数

3.8×10５

接種直後対照区
24 時間後対照区

2.6×10７

2.2×10７

ブランク(抗菌剤無し)

1.8×10７

1.4×10７ノバロン添加樹脂

8.7×10３

6.4×10３

3.3

3.4

現状(人間)
生菌数

ロボット
生菌数

抗菌活性値
◆黄色ブドウ球菌

6.1×10５

接種直後対照区
24 時間後対照区

2.5×10５

2.2×10５

ブランク(抗菌剤無し)

1.8×10５

1.6×10５

ノバロン添加樹脂

2.3×10２2.1×10２2.92.9

抗菌活性値

また、JIS L1902、JIS K6400-9についても、人間とロボットとで同等の試験結果が得られることを確認できている。

４

まとめ

抗菌性試験へのロボット導入を検討し、3種類の試験の洗い出し作業が可能となった。しかしながら、自動化が出来ているのはまだ作業の約半分の工程であり、今後も完全自動化に向けて検討していく。
また、抗菌性試験以外の同様な他の複雑なルーチン作業についても自動化を進めて行き、効率化を図りたい。

東亞合成グループ研究年報

14TREND 2020 第23号