令 和 ３ 年 度 ・年 報━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

２－２

事業別研究開発

２ － ２ － １ 地域資源の高度利用研究事業
１ 県産スギ材を活用したツーバイフォー工法部
材の乾燥技術の確立
地 域 資 源 部 ： 日 髙 富 男 ，山 角 達 也 ，福 留 重 人 ，
中原 亨，新山孝子，南 晃
本研究は，大径材から製材したツーバイフォー
工 法 部 材 （ 208， 210材 ） の 幅 反 り 等 の 変 形 を 抑 制する乾燥技術を確立し，県産材の利用拡大と関連業界の活性化を図ることを目的とする。
本年度は，小試験片での結果を基に乾燥条件を
絞 り 込 み ， 材 厚 (45， 48mm)別 及 び 載 荷 (500kg/m 2)の有無による条件下で，実大サイズの人工乾燥試
験 を 行 っ た 。 変 形 度 合 い 及 び ＪＡＳ基 準 値 適合 結 果
は，次のとおりである。
① 45mm厚 の 板 材 に 比 べ 48mm厚 の 方 が 総 じ て 変 形
は小さく，特級及び１級に適合する割合が高かった。
② 45mm厚 で 載 荷 無 し の 場 合 ， 特 級 及 び １ 級 に 適
合 す る 割 合 が 54.2％ と 他 の 条 件 が 80 ％ 以 上 あ ったのに対し顕著に低かった。また適合外の出現割合も最も大きかった。
③ 載荷することによって変形を抑えられることが わ か っ た 。 45mm厚 で は ， 特 級 及 び １ 級 に 適 合
す る 割 合 が 54.2 ％ か ら 81 ％ に 増 加 し ， 48mm厚 の場 合 ， 87.5 ％ か ら 100 ％ に 増 加 し た 。
④ 等級が低かった板材は，主に曲がりと反りで等級を落とした。その中で大半が反りで等級を落とした。
２

高温セット法によるスギ心持ち平角材の乾燥技術に関する研究地域資源部：中原 亨，山角達也，南 晃
木材乾燥の割れ防止技術として，高温低湿処理（高温セット：以下セット）が広く利用されている。しかし，この処理を行ってもその後の本乾燥において，乾燥割れが生じるケースがある。これにはセットのかかり具合（セット量）が影響していると考えられる。本研究では，セット量と乾燥時に発生する割れの関係を明らかにすることにより，割れの発生を抑制し，乾燥工程の最適化による生産効率の向上を目指す。
本年度はセット量の把握を目的とし，スギ平角材のセット前後の材内含水率分布測定，セット中の表面ひずみの測定およびセット後の収縮率の測定を行い，次の結果が得られた。
① セット中の表面ひずみは，ゲージの貼付け位
置により数値に大きな差が生じるため，ひずみの値でセットの状況を把握するためには，ゲー
ジ貼付枚数を増やしたり，詳細な貼付位置の検討が必要になることから，現場での導入には適さないことが確認された。
② セ ッ ト 前 に 表 層 部 の 含 水 率 が 1 00 ％ を 超 え ，- 10 -

セット後も高い含水率を維持しているものが確認された。この試験体の収縮率は，セットを行わなかった比較試験体の収縮率と同様の傾向を示し，セットの効果が得られていないと推察された。処理前に材面が乾燥してしまうとうまくセットの効果が得られずに表面割れの発生につながってしまうため，なるべく高い含水率のままセットを行うことが多いが，含水率が高すぎることもセットがかからなくなる要因となり得るため注意すべきであることが明らかになった。
３

シ ラ ス JI S 砂 及 び 火 山 ガ ラ ス 微 粉 末 の 実 用 化
研究
シラス研究開発室：袖山研一，吉村幸雄，
樋口貴久
シ ラ ス の 乾 式 比 重 選 別 に よ り シ ラ ス J IS 砂 と 火
山 ガ ラ ス 質 が 得 ら れ る 。な か で も 火 山 ガ ラ ス 質 は ，
粉 砕 し コ ン ク リ ー ト 用 火 山 ガ ラ ス 微 粉 末 VG Pと して 混 和 材 に 利 用 で き る 。 シ ラ ス JIS砂 お よ び VGPのJI S 適 合 最 適 製 造 技 術 の 確 立 お よ び 実 証 実 験 を 行
い，実用的な火山ガラス質（軽石質含む）の新規
用 途 開 発 と し て VG P を 用 い た 混 合 セ メ ン ト の 開 発を目指す。
本年度は，以下の結果を得た。
① シ ラ ス JI S砂 を 用 い た コ ン ク リ ー ト 強 度 試 験
水 セ メ ン ト 比 50％ ， 普 通 ポ ル ト ラ ン ド セ メ ン
ト 使 用 ， ス ラ ン プ 18cm， 粗 骨 材 最 大 20mmの 条
件で作成したコンクリート供試体の細骨材とし て 海 砂 と シ ラ ス J I S砂 と の 比 較 の た め ， ６ ヶ月標準養生後の強度試験を行った。その結果，
シ ラ ス JI S砂 は ， 海 砂 に 比 べ て 1 02 ～ 107 ％ の 強度を発現し，海砂と同等以上の性能であることがわかった。
② 火 山 ガ ラ ス 微 粉 末 VG Pを 用 い た 混 合 セ メ ン トのモルタル性能試験
VG Pを 普 通 ポ ル ト ラ ン ド セ メ ン ト の 内 割 り で15％ と 30％ を 配 合 し た 混 合 セ メ ン ト を 用 い た
フレッシュモルタルのレオロジー特性と空気
連 行 性 に つ い て 検 討 し た 。 そ の 結 果 ， VG Pの 内割使用が空気連行性に与える影響は比較的低
く ， 空 気 量 は 一 般 的 な AE剤 使 用 量 の 範 囲 で 調整可能であることが確認できた。
４

ミネラルコーティング膜の実用化研究
シラス研究開発室：吉村幸雄，袖山研一
火山噴出物をターゲットに用いたスパッタ法によるコーティング技術を見いだしている。ター
ゲットが天然物のため，コーティング膜の再現性や生産性など製造上の課題，コーティング膜の特徴解明が期待されている。昨年度までに製造技術の再現性やコーティング膜の高温試験など環境性令 和 ３ 年度 ・ 年 報━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

試験を評価してきた。本年度は，生産性向上に向け た 取 り 組 み を 行 い ，以 下 の こ と を 明 ら か に し た 。
① 生産性向上の取り組み
既存装置のターゲットサイズは φ３インチのた め ， コ ー テ ィ ン グ で き る 面 積 が 約 50× 50mmと小さい。生産性を向上させるためにはターゲッ
トの大型化が有効である。そこで， φ６インチに加工でき，プラズマによる異常放電を抑える
ために緻密体で，成分や結晶性が従来と同等である石材を選定した。
② 生産技術の実用化の検討
ターゲットの汎用性を確認するために他機種のスパッタ装置でのコーティング性能を確認した。ターゲットサイズは， φ ２インチと当セン
タ ー よ り も 小 さ い が ， RF出 力 ， ガ ス 圧 力 を 制 御することで，プラズマを発生させることができた 。 ま た ， T/S間 を 適 切 に 合 わ せ る こ と で ， SUS
基材にコーティング膜を作製できた。
２ － ２ － ２ 新素材・新材料開発研究事業
令和３年度は該当なし
２ － ２ － ３ 生産・加工システム開発研究事業
１ 鍛造金型の予圧状態可視化技術の確立
生産技術部：牟禮雄二
自動車等の構成部品として広く使用される鍛造部 品 （ H29： 6,345億 円 市 場 ） を プ レ ス で 成 形 す るための鍛造金型は，補強リングと鍛造ダイスの２つの部位から構成され，円筒状の補強リングの中に円柱状の鍛造ダイスを強制的に圧入して，無負荷のときでも鍛造ダイスに常に内向きの力（これを予圧と言う）を作用させて，鍛造時に鍛造ダイスへ作用する外向きの力と相殺させてそのダメー
ジを軽減することができる。ところが実際の鍛造
金 型 で は ， 平 均 使 用 寿 命 の 1/1 0～ 1/ 5に な る 場 合がある。使用寿命の低下は予圧不足が原因であるが，予圧状態を把握する術がないため，圧入した鍛造金型が良品か否かは，出荷後，顧客が実際に使用してみなければわからない。
そこで本研究では，鍛造金型の予圧状態を評価
す る 目 的 で ，一 般 的 な 解 析（ 原 因 か ら 結 果 を 推 定）とは逆に，結果から原因を推定する特殊な解析手法（逆解析と言う）により，鍛造金型の予圧状態を可視化（見える化）する技術を確立する。
本年度は，以下について実施した。
① 圧入の解析モデルの構築と数値解析
・圧入の解析モデルとして２つを想定した。
＜モデル１＞ 鍛造ダイス外径を補強リングの内径より圧入代だけ大きいモデルとし，鍛造ダイスを補強リングに強制的に圧入するモデルとした。
＜モデル２＞ 鍛造ダイス外径と補強リングの内径を同値とし，境界条件として補強リングの内径全面を圧入率分だけ中心軸側に強制的に変位させることで圧入を模擬するモデルとした。
・圧入解析を完了し，実際の圧入荷重との比較を行った結果，ほぼ同様な傾向を示すことがわかった。
② 逆解析アルゴリズムの検討
・昨年までに構築した逆解析アルゴリズムをシャフト用鍛造金型に適用し，大型の金型でも逆解析アルゴリズムが適用できることを確認して，鍛造金型の予圧状態可視化技術を確立することができた。
２

深層学習を用いた画像判定システムの開発
生産技術部：上薗 剛，谷山清吾
本研究は，深層学習を用いて鋳造製品の画像による良否判別を実現することを目的としている。
深層学習により，良否判別の判断基準を定量化できずに目視検査に頼っていた分野において，自動化を実現できる。昨年度までの研究において，鋳造製品の部分的な画像を用いた良否判別で，ほぼ10 0 ％ 正 し く 判 別 で き る 技 術 で あ る こ と を 確 認 した。本研究では，製品１個ごとに良否判別することを目標としている。
製品単体の良否判定を実施するためには，見えているすべての所を撮像する必要がある。これを実現するための撮像環境を構築した。対象サンプ
ルは，中央部に穴の空いた８角形のナットで，内面は切削により雌ネジとなっている。撮像対象は
上 面 ，側 面 ，内 面 ，底 面 の ４ 面 で ，コ ス ト パ フ ォ ーマンス等を勘案して，ミラーを駆使して上部からの１カメラ撮像とした。①上面はカメラ直視で撮像 す る （ 照 明 方 法 を 変 え て ２ 種 類 ）。 ② 側 面 は ，
ハ ー フ ミ ラ ー を 用 い て 反 射 像 を 撮 像 す る (８ 面 体
な の で １ 種 ８ 枚 )。 ③ 内 面 は 円 錐 ミ ラ ー に よ り 反射像を撮像する（円錐ミラーを移動させるため１
種 ４ 枚 ）。 ④ 底 面 は ロ ボ ッ ト 等 に よ り 製 品 を 撮 像
ステージに搬送する際に，底面をカメラに向ける
こ と で 撮 像 す る （ １ 種 １ 枚 ）。 複 数 回 に 分 け て 撮
像 す る た め ， LE D 照 明 の 点 灯 場 所 ， タ イ ミ ン グ 等を制御できるようにした。ミラー等の固定のための 治 具 は 3Dプ リ ン タ を 用 い て 作 製 し た 。 シ ス テ ム
を 構 築 す る 電 子 機 器 類 は ， カ メ ラ ， LED照 明 ， Z軸
ステージで，これらをコントロールする制御プロ
グ ラ ム を 作 成 し た 。 撮 像 の ス ピ ー ド は 約 ４ 秒 ／ 14枚である。
企 業 よ り サ ン プ ル 1,200個 （ 良 品 1,000個 ， 不 良
品 20 0 個 ） を 提 供 し て も ら い ， 撮 像 シ ス テ ム で 不良 画 像 （ NG画 像 ） と 良 品 画 像 （ OK画 像 ） を 撮 像 した。
（ 例 ： ② 側 面 は OK画 像 4,000枚 ， NG画 像 200枚）
撮 像 し た 画 像 を 用 い て 機 械 学 習 （ AI） の 検 討 を行った。学習手法は，異常を検知する分野で実績
が あ る 距 離 学 習 を 採 用 し た 。 AIモ デ ル に は 既 存 のMobileNetV2を ベ ー ス に ， 距 離 学 習 を 実 現 す る L2
Softmax Lossと 呼 ば れ る 損 失 関 数 を 付 加 し た も のを 用 い た 。 AIモ デ ル に は あ ら か じ め 無 関 係 の 大 量
データで学習させた情報を流し込み，その上で今- 11 -

令 和 ３ 年 度 ・年 報━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

回取得した画像を追加で学習させた。
未 学 習 の NG画 像 が NGと 判 断 さ れ る か を 確 認 し た
結果は，次のとおりで良好な結果を確認した。
① 上 面 画 像 １ ： 誤 判 定 ０ ％ （ ０ /100枚 ）② 側 面 画 像 ： 誤 判 定 ４ ％ （ ４ /100枚 ）③ 内 面 画 像 ： 誤 判 定 １ ％ （ １ /100枚 ）誤 判 定 が す べ て ０ ％ で は な い こ と と ， 未 学 習 の OK
画 像 を NGと 判 断 し た 例 も あ り ， 完 璧 と は い え な い状況であるが，生産の運用上許容できる範囲であるという意見は企業から頂いている。
３

レーザ表面改質によるステンレスメッシュのぬれ性制御技術の確立
生産技術部：瀬知啓久
電子部品製造では，スクリーンマスクを用いた印刷による電気配線形成が多用されている。スク
リーンマスクは，ステンレス極細線を編んだメッ
シュ上にコーティングされた乳剤により微細なパターンを形成したものである。スクリーンマスクに は ， メ ッ シ ュ に 用 い ら れ る 素 材 (極 細 線 )の 表 面
状態の違いで，乳剤のぬれ性や耐久性が変化する
問 題 が あ る 。現 状 で は ，プ レ ス 加 工 に よ る メ ッ シ ュ
表面の硬化や細線の張力などを調整して製造しているものの，メッシュとマスク用の乳剤とのぬれ性を改善するため，より安定した表面改質が求められている。
そこで，本研究ではメッシュの表面改質にレーザを適用することにより，微細な凹凸のある金属
表面とぬれ性の相関を明らかにするとともに，ぬれ性を制御する技術を確立する。
本年度は，レーザ照射と表面改質の相関解明を行うため，強度，照射角度，走査速度／照射領域の変更実験ならびにレーザ反射鏡の設置条件の最適化を行った。
①
レーザ光の強度，走査速度／照射領域の変更実験
・ メ ッ シ ュ 上 面 か ら の 傾 斜 角 30° で の 照 射 に お
い て ，十 数 W程 度 の 出 力 で 純 水 と の 接 触 角 を 40
度程度まで低減でき，表面改質可能なことが明らかとなった。
② エネルギー密度と接触角の相関・照射条件による接触角の制御が可能であることを明らかにした。
・レーザ照射時の出力の違いにより，同じエネ
ルギー密度であっても表面改質挙動に差異を生じた。
・初期状態である程度強い照射を行うことで，より低出力での表面改質を実現できた。
③ レーザ反射鏡の設置条件の最適化
・入射光と反射光が同一領域を照射するように反射鏡を設置することで，裏面の接触角を約30° 低 減 で き ， メ ッ シ ュ 裏 面 の 効 率 的 な 表 面改質を実現した。

- 12 -

２－２－４ バイオ・食品開発研究事業
１ 麦麹の醸造技術を活かした機能性発酵食品の開発
食品・化学部：加藤由貴子，下野かおり，
安藤義則
麦麹を多用し短期醸造である鹿児島みそには，大麦や麹菌由来の健康機能が期待できる。その塩分 を 通 常 の 半 分 以 下 で あ る ４ ％ ま で 減 塩 し た ｢減塩 鹿 児 島 み そ ｣の 製 法 を も と に ,新 た な 機 能 性 発 酵食品の開発に取り組む。低塩であることで，みそ汁用途だけでなくそのまま食べる形態など，摂取量を増やすことも想定できる。本年度は，機能性成 分 と し て 大 麦 由 来 の フ ェ ル ラ 酸 (FA)， フ ェ ル ラ
酸 エ チ ル エ ス テ ル (FAEE)， 麹 菌 由 来 の 酸 性 プ ロ テ
アーゼに着目し，強化法を検討した。加工面ではチューブタイプなどを想定し，みその軟化について試験した。
① 機能性強化法の検討（製麹条件検討）
種麹の種類や製麹条件による機能性成分への影響を検討した。３種類の黄麹菌と焼酎用白麹菌の４種類の種麹を用いた麦麹を製造し，それらで仕込んだ減塩みその機能性成分を分析した 。 み そ 中 の 遊 離 FAや FAEE含 量 に は 種 麹 の 種 類が 影 響 し ， 白 麹 の み そ で は FAEEが 生 成 さ れ な い
ことがわかった。酸性プロテアーゼ活性には製麹の温度経過が大きく影響し，同じ種麹を使用
し て も 品 温 上 昇 の 早 か っ た 麹 ( 28 時 間 で 4 0℃ 達温 )は ，遅 か っ た 麹 (38時 間 で 40℃ 達 温 )に 比 べ，
出 麹 に お け る 活 性 が 4.9倍 高 か っ た 。
② 軟化試験（酵素添加試験）
減塩みその軟化を目的として，仕込み時に４種 類 の 食 品 加 工 用 酵 素 剤(セ ル ラ ー ゼ ， ヘ ミ セ
ル ラ ー ゼ ， ペ ク チ ナ ー ゼ ， プ ロ テ ア ー ゼ )を 添加した。熟成後のみその侵入時荷重を測定した
ところ，いずれの酵素剤を添加したみそも対照に 比 べ て や わ ら か く な っ て い た 。ま た い ず れ も ，
対 照 に 比 べ て み そ 中 の 遊 離 F A, FA EE の 含 量 が 高
まることがわかった。
２

新たな香味を有する芋焼酎製造技術の開発
食品・化学部：大谷武人，冨吉彩加，
亀澤浩幸，安藤義則
カプロン酸エチルは，リンゴ様の香りで清酒の吟醸香として知られる。この香り成分を高生産する焼酎酵母はすでに育種販売されているが，米焼
酎や麦焼酎に比べ芋焼酎では生産量が低くなることが報告されている。本研究では，芋焼酎もろみで生産性が低くなる原因を探り，これまでよりも高濃度にカプロン酸エチルを含む芋焼酎製造技術の開発を目指すとともに，焼酎用のカプロン酸エ
チル高生産酵母を新たに選抜・育種する。
本年度は市販のカプロン酸エチル高生産性酵母を使用した試験で，麹歩合（芋焼酎原料における米麹の使用割合）を高めたところ，カプロン酸エ
チル濃度が高くなることがわかった。

令 和 ３ 年度 ・ 年 報━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

また，県内で使用されている主要な酵母に紫外線による変異導入を行い，カプロン酸エチル高生
産 酵 母 の 候 補 株 を 84株 取 得 す る こ と が で き た 。 このうちの１株が市販のカプロン酸エチル高生産性
酵母と同等以上濃度のカプロン酸エチルを生産していることがわかった。
２ － ２ － ５ 環境・生活・デザイン技術開発研究事業
１ レーザ加工型板による新しい陽刻技法を用いた薩摩焼の研究
企画支援部：山田淳人，中村寿一
彫刻表現を活用した薩摩焼用型板（以下型板）
は，これまであまり利用されていなかった製法と技法の簡便さから多数の窯元で採用され，型板を使った商品が新しい商品の軸となるなど好評を得ている。そこで本研究では，現在開発されている
型板に，更に複数のレーザ加工技術を施し，新しい型板を開発することを目的としている。
本年度は，これまで開発してきた彫刻技術や昨年度研究を行った水玉模様やドット柄（以下ドット柄）の彫刻技術を活かした型板を用いて窯元で実証試験等を行った。これまでの彫刻技術とドット柄の彫刻技術を併用することで，製品上に表現の幅が広がり，大型展示会等において売り上げ増につながるなど好評であった。
また，型板の製造技術を活かして木製品への展開を行い，国の伝統的工芸品である川辺仏壇の製造技術を活かしてテーブルウェア関連の試作を行った。
２

ＣＮＦを利用した繊維加工の実用化研究
食品・化学部：東 みなみ
顔料染色は，有色の粒子をバインダー樹脂を使用して繊維に固着することで着色する方法である。染料染色と異なる光沢や触感などが得られるが，欠点として摩擦堅牢度が弱い点がある。その対策の一つとして，これまでにバインダー処理の
際 に ， CN F を 添 加 す る こ と で 樹 脂 が 強 化 さ れ ， 風
合いを損ねることなく処理効果が向上することを
確 認 し て き た 。 し か し ， 湿 潤 状 態 に お い て CN Fの添加効果が得られない課題があった。
そこで，本研究では顔料染色の耐水性向上処理法を確立し，実用化を図ることを目的とする。
本 年 度 は ， 顔 料 染 色 布 に 対 す る C NF を 添 加 し た
バインダー処理の堅牢性について，洗濯試験後の摩擦堅牢度１等級以上向上させることを目的として，顔料の微粒子化及び顔料の固着効果を高める
薬剤の選定について検討した。
① 顔料の微粒子化
顔料の粒子径を小さくすることで固着効果が高まると考えられた。そこで，ボールミルで顔料を微粒子化後に篩分けを行った。粒度分布測
定 で は 50µm以 上 の 粒 子 の 割 合 が 減 少 し ， 10µm以下の粒子の割合が増加していることが確認できた。得られた顔料でシルクに染色した結果，洗濯 試 験 後 の 摩 擦 堅 牢 度 を 0. 5 等 級 向 上 す る こ とを確認できた。以後このサンプルを用いることにした。
② 薬剤による検討
C N Fは 親 水 性 の た め ， 疎 水 性 の 薬 剤 を 併 用 することで耐水性が向上すると考えられた。そこ
で ，疎 水 性 の あ る ３ 種 類 の 薬 剤 で 処 理 し た 結 果，
耐水性の高い薬剤を選定し，洗濯試験後の摩擦
堅牢度を３級から４級に向上する条件を見出した。
３

微好気性環境下におけるバイオガスからの脱硫法の開発
食品・化学部：廣岡侑磨，𦚰田 薫，
小幡 透，安藤義則
メタン発酵により発生するバイオガスからエネ
ルギーを回収するために，ガス中の硫化水素を除去する必要がある。従来法の乾式脱硫では鉄塩を用いた吸着により脱硫しているが，使用済みの鉄塩の処理に費用がかかるなどの問題がある。
本研究では，バイオガスから硫化水素を安価に除去するために，焼酎粕のメタン発酵液中に微量の酸素を供給することにより脱硫する方法を開発する。
本 年 度 は ， 1 0 Lの タ ン ク で 芋 焼 酎 か す を 基 質 とした高温メタン発酵を行い，発酵槽内へ空気導入を行うことによるメタン発酵への影響と最適な脱硫条件を検討した。
① メタン発酵への影響調査
発酵液中へ微量の空気を送り込むことで，ガス 中 硫 化 水 素 濃 度 を 処 理 前 と 比 べ て 約 80％ 低 減させることができた。また，メタン発酵を阻害することなく空気を導入する方法を見出した。
② 空気導入量の検討
導入する空気量を変化させ，汚泥液面下への空気導入を行った。試験期間中の汚泥中有機酸
濃度やガス中硫化水素濃度の挙動を調査し，脱硫に適した空気量を見出した。
③ 空気導入位置の検討
脱硫反応は発酵液中に溶解した硫化水素と酸素との反応であると考えられる一方で，空気はメタン発酵へ悪影響を及ぼすことが知られている。そのため，発酵槽内での最適な空気導入位
置 に つ い て 検 討 し た 。結 果 と し て ，発 酵 槽 内 ヘ ッ
ドスペースへ空気を導入した場合でも，液中への 導 入 と 同 程 度 の 8 0 %の 硫 化 水 素 低 減 効 果 が あることが分かった。
以上の結果から，試験用メタン発酵槽中へ微量の空気を導入することにより，発生バイオガス中の硫化水素濃度を低減できることがわかった。
２ － ２ － ６ 電子・情報技術開発研究事業
令和３年度は該当なし- 13 -

令 和 ３ 年 度 ・年 報━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

２－２－７

九州・山口各県工業系公設試連携促
進事業
１ シール性を考慮したヘール加工の研究
生産技術部：岩本竜一，栗毛野裕太
研究主幹 ：市来浩一
電気・電子・半導体関連の製造工程において，高真空状態を維持する目的で，チャンバー系の製造装置のシール面をエンドミル加工からへール加工に変更する試みが注目されている。そこで，本研究では，加工実験を実施してへール加工面の品位の向上を図る。
当センターはへール加工を実施可能なマシニン
グセンタを所有していないことから，汎用マシ
ニングセンタを改造して実験を行った。
実験の結果，切削抵抗が非常に大きいため，工具破損を防ぐためには，切込みを数ミクロン程度
ま で 小 さ く せ ざ る を 得 な い こ と が わ か っ た 。逆 に ，
小さすぎると正常な切削ができないことから，その最適値が存在することがわかった。
また，被削面にはビビリマークが認められた。
このビビリの低減を目的に，新規に製作した制振合金製のへール加工工具を用いて実験を行った結果，当センターのマシニングセンタによる実験ではビビリを低減できることがわかった。被削面の表 面 粗 さ は 目 標 の Ra0.8μ m以 下 に 抑 え る こ と が できた。一方，県内企業のへール加工対応の横型マ
シニングセンタで実験を行った結果，当センターで行った実験よりも良好な仕上げ面が得られた
が，一部の加工条件でビビリ振動が認められ，今後の課題として残された。
２

る効率化が求められている。効率化の手段としては ， 3Dプ リ ン タ で 造 形 し た 樹 脂 型 を 用 い て プ レ ス
成型を行う方法が効果的であり，本年度は樹脂型を用いたプレス成形について以下の内容を実施した 。 な お 樹 脂 型 は 全 て AB S系 の 樹 脂 を 用 い ， 円 筒
絞 り の プ レ ス 深 さ は 10㎜ ，被 プ レ ス 材 は 板 厚 0.2～
1.5㎜ の ア ル ミ 1000系 を 用 い た 。
① プレス加工時，加工材に割れやしわが発生するのを抑制するため，しわ押さえにかける最適
荷 重 を 検 討 し た 。 そ の 結 果 ， 板 厚 が 0. 2m mで は加 重 5.0kN前 後 ， 0.5mmで は 3.4kN前 後 ， 1.0mmと1.5mmで は 2.7kN前 後 が ， 割 れ や し わ が 発 生 し な
い最適荷重であることがわかった。
② 下 型 の ダ イ ア ー ル (r )を 1. 0～ 8. 0㎜ の 範 囲 で変化させ，プレス成形への影響を検討した。その 結 果 ， 板 厚 が 0.2， 0.5， 1.0， 1.5(mm)， い ず
れ の 場 合 で も r2.0～ r8.0㎜ で 成 形 可 能 で あ っ た
が ， r1.0mmで は 割 れ が 発 生 し た 。
③ 上 型 ポ ン チ 先 端 部 分 の ア ー ル (R) を 1 .0～ 8.0㎜の範囲で変化させ，プレス成形への影響を検討 し た 。 板 厚 が 0.2， 0.5， 1.0， 1.5(mm)， い ず
れ の 場 合 で も R1.0～ R8.0㎜ で 成 形 可 能 で あ った。
④ 下型と上型ポンチのクリアランスを変化させ，プレス成形への影響を検討した。加工材の1.2倍 の ク リ ア ラ ン ス で は 板 厚 0.2mmで は 割 れ が
発 生 し た が ， 板 厚 0.5 ， 1.0 ， 1. 5 ( m m ) で は 成 形
可 能 で あ っ た 。 加 工 材 の 1. 5 倍 の ク リ ア ラ ン ス
で は ， 板 厚 が 0.2， 0.5， 1.0， 1.5 (mm ) ， い ず れの 場 合 で も 成 形 可 能 で あ っ た 。 加 工 材 の 2. 0倍の ク リ ア ラ ン ス で は ，板 厚 が 0.2 ，0.5，1.0 ，1.5
( mm ) ， い ず れ の 場 合 で も 成 形 可 能 で あ っ た 。

２－２－８ 工業基盤技術研究事業
１ 技術創出研究(1) 樹 脂 型 に よ る プ レ ス 成 形 技 術 の 確 立
企画支援部：藤田純一
プレス製品製造業では，多品種少量生産と短納期ニーズが一段と増加しており，工程全体の更な(2) プ レ ス 製 品 の リ バ ー ス エ ン ジ ニ ア リ ン グ に よる金型開発の効率化
生産技術部：瀬戸口正和，牟禮雄二
現物はあるが図面のない「テーパーを有する深穴 で 円 す い 形 状 」の 薄 板 プ レ ス 加 工 部 品 を 対 象 に，加工品からの形状データの取得と図面化を支援す
る有効な手法として，内部形状を計測できるＸ線
CTと ３ 次 元 CADを 組 合 せ た リ バ ー ス エ ン ジ ニ ア
リング技術を適用し，プレス成形シミュレー
ションを併用することでプレス金型開発を効率化する一連のプロセスの確立を目指す。
本年度は，底板のある円すい形状の薄板プレス
加 工 品 に つ い て ， 取 得 し た Ｘ 線 CT３ 次 元 再 構 成 画
像をプレス成形シミュレーションが行えるように ， Ｘ 線 CT３ 次 元 再 構 成 画 像 を デ ー タ 容 量 を 圧 縮
し た ST L デ ー タ で 保 存 し ， ポ リ ゴ ナ ル マ イ ス タ ーに よ り STLデ ー タ を ソ リ ッ ド ワ ー ク ス で ３ 次 元 CADへ変換する手法等以下の検討を行った。
① 今 回 取 得 し た 薄 板 プ レ ス 加 工 品 の Ｘ 線 CT３ 次
元 再 構 成 画 像 の 生 デ ー タ 容 量 約 ３ GBを ポ リ ゴ ン
デ ー タ と し て STLデ ー タ で 保 存 す る と ， 230MBとなった。

３次元データを有効利用したものづくりに関する研究
生産技術部：栗毛野裕太
近 年 ， CA D/ CAM /C AE は ， も の づ く り に 欠 か せ な
い技術となっている。しかし，それらの技術を十分に利用するためには，専門的知識とノウハウの蓄積が必須となるが，県内企業単体で実施することは困難である。そこで，本研究では，九州各県の公設試験場と連携し，研究会や共通課題を通してノウハウの蓄積を行うとともに，県内企業への情報提供を行う。
本年度は，各県持ちまわりで定期的に開催している研究会をオンラインで計３回開催し，各県の状況や試験研究に関する情報・意見交換を中心に行った。また各機関で実施している技術指導内容について説明し，今後の共通課題について，各県の課題に沿って決定した。

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令 和 ３ 年度 ・ 年 報━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━②

Ｘ 線 C T３ 次 元 再 構 成 画 像 の S T Lデ ー タ を ポ リ
ゴ ナ ル マ イ ス タ ー に よ る 非 圧 縮 処 理 で は ， ST L
データの容量に変化はなく，ソリッドワークス
で読込むにはファイル容量が大きすぎた。
③ Ｘ 線 CTで 断 層 像 の 再 構 成 時 に 寸 法 精 度 が 維 持できるように選択的に板厚境界付近のデータ（濃度変化が大きい部分）を使用し，それ以外（濃度変化の少ない部分）の空気層を圧縮対象と し て 濃 度 調 整 処 理 し た Ｘ 線 CT３ 次 元 再 構 成 画
像データをポリゴナルマイスターでフェイス数
を １ ％ 程 度 ま で 減 ら せ れ ば ， ３ 次 元 CA D 化 が 可
能 な ソ リ ッ ド ワ ー ク ス で 処 理 で き る ST L デ ー タの容量となることがわかった。
(3) 現 場 で 使 え る 低 価 格 な Ａ Ｉ 実 装 モ デ ル の 構 築生産技術部：谷山清吾
AI技 術 を 活 用 す る 際 ， ク ラ ウ ド が 利 用 さ れ る こと が 多 い 。 し か し ， ク ラ ウ ド AIで は イ ン タ ー ネ ット通信の遅延によってリアルタイム性の確保が困難であるという問題がある。更に，セキュリティの面での不安や，インターネット環境を用意できない場所では利用ができないといった問題もある。これらの問題に対して，エッジのデバイスで
AI処 理 を 行 う こ と で 解 決 が 可 能 に な る 。
そ こ で 本 研 究 で は ， AI活 用 の 促 進 を 目 的 に ， 低
価 格 な エ ッ ジ AIデ バ イ ス の 検 討 お よ び 処 理 が 軽
量 ， か つ 現 場 で 扱 え る 高 精 度 な AIモ デ ル の 開 発 を行う。
本年度は，以下の内容を実施した。
① 圧縮手法再検討
圧縮手法について，量子化手法のパラメー
タ ー 変 更 や 枝 刈 り （ Prunin g ）， 蒸 留 （ D istil lation） を 検 討 し た 結 果 ， 圧 縮 性 能 の 向 上 に 効
果のあることが分かった。
② システム構成の検討
AIモ デ ル を 組 み 込 む エ ッ ジ デ バ イ ス と し て ，Raspberry Pi3B+及 び Raspberry Pi4を 検 討 し た
結 果 ， ど ち ら の エ ッ ジ デ バ イ ス に お い て も AI処理が可能であることを確認し，デバイスとして性 能 の 高 い Ras pbe rry Pi4 の 方 が よ り 高 速 に A I処理できた。
③ 複 数 種 類 の AIモ デ ル の 圧 縮
こ れ ま で に 圧 縮 対 象 と し て い た AIモ デ ル で あるねじ頭の不良検出モデルについては圧縮による処理の軽量化を確認していたが，ねじ頭以外の AIモ デ ル へ の 圧 縮 処 理 を 行 い 精 度 を 落 と さ ずに推論実行時間の短縮効果があることを確認した。また，ねじ頭においては，モデル圧縮前の推 論 実 行 時 間 は 12 s， 精 度 9 9. 2％ で あ り ， 圧 縮
後 で は 推 論 実 行 時 間 ４ s ，精 度 99.2％ で あ っ た 。
(4) 精 密 穴 検 査 用 ア シ ス ト ツ ー ル の 開 発生産技術部：栗毛野裕太，谷山清吾
精密穴検査では，検査員がピンゲージを対象の穴に手作業で挿入するため，検査員の感覚によって判定結果が異なってしまったり，ピンゲージを挿入する際にワークを傷つけてしまう恐れがある。また，近年では，生産現場のＤＸ化が推進されており，手作業によるアナログ検査を，トレー
サビリティ可能な検査に置き換えることが重要な課題となる。
そこで，本研究では，ピンゲージを用いた精密穴検査を補助し，検査時の情報をトレーサビリ
ティ可能にするアシストツールを開発する。
① IoT検 査 ツ ー ル の 開 発
検査時のピンゲージの傾きと挿入力を出力する セ ン サ を 選 定 し た 。 ESP32（ IoTデ バ イ ス ） に
圧力・加速度・角速度センサを組合わせて，
データ出力が可能なことを確認した。検査ツー
ル の モ デ ル は ， 鹿 児 島 精 機 (株 )と 共 同 開 発 中 であり，そのツールに上記のセンサを組合わせることで検査時の傾きと圧力が測定可能となる。
② 支援ソフトウェアの開発
カメラを用いたワーク穴検知用プログラムを
作 成 し ， 直 径 ３ mm， ６ mm， 10mmの 穴 に つ い て 検証した。その結果，穴を自動で検知し，ラベル付 け す る こ と が で き た 。 し か し ， 直 径 ３ mmの 穴については認識することができなかったため，
今後の課題として，小穴を認識可能にするためプログラムを調整する。
(5) 落 と し 込 み 板 壁 の 性 能 向 上 技 術 の 開 発
地域資源部：福留重人，中原 亨
落とし込み板壁はスギ無垢材を有効活用できる手法として伝統的木造建築物等で用いられているが，板と軸組材の隙間等の影響により初期剛性が低いため，告示で壁倍率が低く設定されている。
また，倍率を上げるためには堅木や金物による補強が必要となり施工の手間及びコストが増えるた
め，現代の木造建築物に普及していないのが現状である。そこで，板と柱の接合及び構成を改良して耐力壁の強度性能を向上させることで，木造建築物への普及を促進し，スギ材の新たな需要拡大につなげる。
本年度は，スギ板と柱の接合方法を検討するために，以下の内容を実施した。
① 接合の形状と寸法の検討
密 着 接 合 は ，柱 側 面 に 加 工 し た ２ 列 の 丸 溝 に，板端部の溝加工により作製した２列の突起部を落とし込む形式とした。接合部の加工においては，柱丸溝曲線部と板突起部の重なる割合（嵌合 率 ） を 0， 20， 40， 60(％ )の ４ 条 件 に ， 板 側
面 の 傾 斜 角 を 0， 0. 01， 0. 02， 0.0 3（ rad ） の４条件に設定した。
② 密着接合の落込試験
板を柱の丸溝間に落とし込む際の荷重を測定した。荷重変位曲線から，落込抵抗を算出し，嵌合率及び材質との関係を把握した。落込抵抗は 嵌 合 率 60％ で 増 加 が 顕 著 に な り ， 材 質 と の 相
関は認められなかった。
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令 和 ３ 年 度 ・年 報━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━③

密着接合の圧縮試験
板を柱の丸溝間に落とし込んだ状態で，板の長さ方向に負荷して荷重を測定した。荷重変位曲線から，圧縮性能を算出し，嵌合率，材質な
らびに落込荷重との関係を把握した。圧縮性能
は嵌合率の増加に伴い向上し，密度及び落込荷
重との相関が認められた。
④ 側面傾斜のせん断試験
板を幅方向に３枚並べて治具で支持し，中央に配した板の端部から長さ方向に負荷して荷重を測定した。荷重変位曲線から，せん断性能を算出し，傾斜角及び材質との関係を把握した。
せん断性能は傾斜角の増加に伴い向上し，密度と曲げヤング係数との相関が認められた。
(6) 火 山 ガ ラ ス を 用 い た 球 状 粒 子 の 開 発
シラス研究開発室：樋口貴久
シラスの主成分である火山ガラス質は化粧品分
野で活用されてきたが，近年特に高付加価値品として新たな市場開拓が求められている。火山ガラスは物理的に粉砕して用いられているが，高コスト，粒子形状が角張っている，粒径が不揃いという課題があった。そこで，化学処理により低コス
トで粒径の揃った球状粒子の開発を目的として研究を行った。結果は以下のとおり。
① アルカリ加熱処理の結果
100℃ 以 下 で 火 山 ガ ラ ス を ア ル カ リ 処 理 す る
こ と で ， 直 径 数 μ mの 球 状 粒 子 を 作 製 で き た 。
解析の結果，ゼオライト構造であることがわかった。アルカリで火山ガラス成分が溶け，再析出する際に球状化すると考えられた。
② 粒径の制御
常 圧 100℃ 以 下 と 加 圧 100℃ 以 上 の 条 件 で ア ル
カ リ 処 理 し た と こ ろ ， 加 圧 100℃ 以 上 で 10μ mの粒子が生成することがわかった。高温での反応に よ り ，火 山 ガ ラ ス 成 分 が よ り 多 く 溶 け る た め，再析出した際，常圧よりも粒径が大きくなると考えられた。
２ 技術高度化研究(1) オ ゾ ン ナ ノ バ ブ ル 水 を 用 い た 食 品 工 場 に お け
る洗浄・殺菌法の開発
食品・化学部：𦚰田 薫，小幡 透，
安藤義則
次亜塩素酸ナトリウム（ジアソ）は安価で入手しやすいため，食品工場における洗浄・殺菌に広く用いられているが，においの残存や金属腐食による設備の劣化など課題も多い。ジアソ以外の殺菌法の一つとしてオゾン殺菌があるが，水中のオゾンは分解が速く，長く保存できないという課題がある。一方で，オゾンバブルは寿命が長いことが知られており殺菌効果の持続性が期待できる。
本研究では，県内の食品関連産業において，ジア
ソ殺菌が使えない工程での代替法として，オゾン
ナノバブル水を用いた洗浄・殺菌法を開発するこ- 16 -とを目的とする。
① オゾンナノバブル水の殺菌効果の検討
気 泡 濃 度 4.8× 10 9 個 /ｍ L， 溶 存 オ ゾ ン 濃 度 ８
p p mの オ ゾ ン ナ ノ バ ブ ル 水 の 殺 菌 効 果 を 酵 母 で検 討 し た 。 そ の 結 果 ， オ ゾ ン 濃 度 約 0. 45 pp m以
上 ， 接 触 時 間 60秒 以 上 の 条 件 で 99.9％ 以 上 の 殺菌効果が得られることが分かった，② 有 機 物 の 存 在 や ｐ Hが 殺 菌 効 果 に 与 え る 影 響
オゾン水は有機物の存在下や強アルカリ条件
では殺菌効果が低下することが知られている。
オゾンナノバブル水についても検討した結果，
オ ゾ ン 水 と 同 様 に 有 機 物 存 在 下 や ｐ H９ 以 上 の条件で殺菌効果が低下することが分かった。
(2) 山 川 漬 の 発 酵 ・ 熟 成 機 構 の 解 明
食品・化学部：冨吉彩加，安藤義則
本県の特産品である山川漬は，他の漬物にはな
い 特 殊 な 製 法 で あ り ， 低 塩 分 仕 込 ， 高 GABA含 有 など技術的，成分的特徴もあるが，その発酵・熟成
機構は不明である。そこで，山川漬の製造中における微生物および成分の経時変化を精査すること
で，山川漬独特の製法と成分組成との関連を明らかにする。
① 微生物の精査
仕 込 み 後 ４ ヶ 月 時 点 で ， 一 般 生 菌 数 は 4. 3×3
10 4 /g， 乳 酸 菌 数 は 7.1× 10/gで あ っ た 。 仕 込 み
後 １ ヶ 月 時 点 で は ， 一 般 生 菌 数 は 10 6オ ー ダ ー ，
乳 酸 菌 数 は 1 0 5オ ー ダ ー で あ り ， 熟 成 が 進 む に従い生菌数はやや減少するが，一定数存在する
ことがわかった。
② 抗菌作用の確認
山川漬の仕込みは低塩分仕込で行うが，途中で甕を開封しない限り微生物汚染はしない。これは，干しダイコンから放出される揮発性含硫化合物の抗菌作用によるものと推測される。これを検証するため以下の試験を実施した。
仕込み後半年が経過した密閉甕内部の気体をサンプラーバックに捕集し，含硫化合物の定性を行った。その結果，硫化水素，メチルメルカ
プ タ ン ， DM S， DM DS お よ び DM TS が 検 出 さ れ た 。
次に，乳酸菌，産膜酵母（一部山川漬から採取 し た も の ） を 用 い ， 硫 化 水 素 ， DMDS， DMTS，
A I Cを 染 み こ ま せ た 濾 紙 を シ ャ ー レ 内 に 置 く ことによって，各化合物の抗菌活性を評価した。
その結果，酵母に対してはいずれの化合物も抗菌 性 を 示 し た が ， 乳 酸 菌 に 対 し て は AI Cの み が抗菌性を示した。
これらの結果から，干しダイコンから放出される揮発性含硫化合物により，産膜酵母などの繁殖を抑え，低塩仕込みであっても微生物汚染しにくい熟成機構であることが示唆された。
(3) 転 造 タ ッ プ に お け る バ リ 抑 制 技 術 の 確 立
生産技術部：松田豪彦，桑原田聡
企画支援部：髙見勇大令 和 ３ 年度 ・ 年 報━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

自動車や電化製品等で用いられる部品成形には，組み付けに必要な雌ネジを形成するタッピン
グという加工が用いられる。転造加工によるタッ
ピングは，生産性が高く，加工部の強度等に優れる一方，加工後に発生するバリの除去に新たな工程を追加したり，全数検査でバリの有無を確認するなどの問題も抱えている。
そこで本研究では，タッピング加工の生産性を損なうことなくバリの発生を抑制することを目的に ，転 造 前 に お け る 円 筒 形 状 や 金 型 形 状 を 検 討 し，
同加工法の最適化に取り組んた。本年度は以下のことを行った。
① シミュレーションによる円筒先端形状の検討
転造によるネジ山成形を行う前に，バーリン
グ加工によって円筒形状を成形する必要がある
が，円筒の先端部の形状がバリの発生に影響することがこれまでの研究で明らかになった。計
算機シミュレーションを行ったところ，バー

リング加工で成形したまま転造を行うとバリが発生するが，円筒形状の先端部に意図的に傾斜をつけて転造すると，バリが発生しにくい形状と な る こ と が わ か っ た 。 傾 斜 角 に つ い て ， 15°と 30° で 比 較 を 行 っ た と こ ろ ， 30° の 方 が バ リが発生しにくい形状となる結果を得た。
② 成形実験による検証
シミュレーションの結果をもとに，バーリン
グ加工を行う実験用金型の設計及び製作を行った 。 金 型 を プ レ ス 機 に 設 置 し ， 被 加 工 材 に 1 .2㎜厚の黄銅板材を使用して，バーリング加工を行った。バーリング加工実験によって，板材に円筒形状を成形でき，想定どおりの形状となっていることを確認した。更に，転造工具を組付けたマシニングセンターを用いて，円筒形状部に転造加工を行いネジ山の成形を行った。傾斜角の有無によってバリ発生に差があることを確認できた。

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