工業研究所の技術支援により製品化されました
名古屋市工業研究所が研究・技術支援することを大幅に削減し、植物由来材料で、非可食性であにより、製品化に至った事例の一つとして、平成

る竹の間伐材を活用しているので、廃棄後に焼却

２
０〜２
２年度にシヤチハタ（株）（名古屋市）、（株）ケ

されても大気中のＣＯ２（二酸化炭素）の絶対量をイズ（大阪市）、明成化学工業（株）
（京都市）
、（株）

増大させないカーボンニュートラルを実現してい積水樹脂技術研究所（滋賀県竜王町）他、大学・ます。

公設機関が連携して実施した地域イノベーション創出研究開発事業「プラスチックを代替する木質材料の効率的な成形技術の開発」（経済産業省事業）の成果を紹介します。
環境に優しい生物資源である木質材料は、プラスチックなどに比べると緻密性が劣るため強度が弱く、切削などの加工に時間がかかるなどの欠点＊「朱肉入れ」があります。本事業では、木質系ペレット をプ
ラスチックと同様に射出成形＊＊＊加工し、さらに成形品に一般のプラスチックと同等の強度を与えペレット：プラスチックなどの工業原料を加工しやすいように３〜５㎜ 程度の粒子状にしたもることができる技術を開発しました。これらの成の。
＊＊

果により、従来は不可能であった、木質材料から射出成形：加熱溶融し流動性をもたせた樹脂をの複雑形状成形体を、プラスチックと同等の成形金型内に高圧で射出注入し、冷却固化させるこ速度で生産することが可能となりました。とにより成形品を得る方法。複雑な形状のもの

本事業の成果を受けて、平成２４年２月にシヤチも成形できる上、成形速度が速く生産性が高い

ハタ（株）
は、国産竹の間伐材より調製した「竹含ので量産に向く。多くのプラスチック製品がこ有量８０％木質系ペレット」の射出成形による「朱の方法で成形されている。
（環境技術研究室長

肉入れ」（写真）を製品化しました。この「朱肉入小野さとみ）

８５５ＴＥＬ（０５２）
６５４−９れ」では、石油由来であるプラスチックの使用量
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研究紹介

プラスチック材料の分析について

最近、当研究室ではプラスチック材料の分析依付着しているもの、製品表面の油の分析などを行頼が非常に多くなっています。その相談内容は、いました。比較的容易な分析は、樹脂の欠片であ未知のプラスチック材料の分析、海外製品のり、目に見える大きさがあれば、と同様にＩＲス

材質確認、成形品の異物混入や付着物、成形ペクトルでほぼ材質を推定できます。ただし、異品の割れなど多岐にわたっています。ここでは、物の材質判別が最終目的ではなく、混入経路を明

これらの相談内容について、例を挙げて分析方法らかにしたいという相談が多く、異物の材質を手の説明をします。

がかりに混入場所を自社で探してもらうことにな

まず赤外線分光装置により赤外線吸収スペクります。同様に、測定対象の異物が有機物で、成トル（ＩＲスペクトル）を測定します。得られた測形品上に出ている場合は、そのまま非破壊でＩＲス

定結果を既知材料のデータベースと比較すると、ペクトルが測定できます。しかし、成形品中にほぼプラスチックの種類が判別できます。しかし、入っている場合は、赤外線が届かないため測定で低密度ポリエチレンと高密度ポリエチレンや、ナきません。この時は、異物が表面に出るまで成形

イロン６と６６のように構造が似ているものは、ＩＲ品を削り、その後、ＩＲスペクトルを測定します。

スペクトルも類似しています。このような場合に測定対象物が無機物の場合、蛍光Ｘ線測定を行いは、さらに示差走査熱量計（ＤＳＣ）で融点の測定ますが、どちらか判断できない場合や混ざっていを行い、両方の結果から判別します。また、フェる可能性がある場合は、両方の測定を行います。

ノール樹脂などの熱硬化性プラスチックの場合に異物が単一成分であれば判別できる可能性がありは、ＩＲスペクトル測定の他に熱分解ガスクロマトますが、混合物の場合は判別が難しくなります。

グラフ−質量分析装置を併用し、材質の推定を行います。このような相談の中には、材料の成分をなく、電子顕微鏡を用いた破面観察も重要です。

すべて定量してほしいという依頼もありますが、応力集中や異物が介在し、割れにつながることもプラスチックに含まれる添加剤は種類が多く、含あります。材料面からは、ＩＲスペクトルは同一材有量は少ないことから分析は困難です。分析可能料に見えても、ＤＳＣによる分析の結果、融点の大な例として、ガラス繊維などは熱重量分析によりきな低下が見られることがあります。この場合は、添加量を推定することが可能です。また、蛍光Ｘ再生材の意図しない混入により物性が低下し成形線分析装置を用いて含まれている無機元素を調べ品の割れにつながったと思われます。しかし、融ることにより、炭酸カルシウムや酸化チタンの存点の低下だけからでは、直接再生材の混入を証明在が推定できます。

することはできないため、生産時の管理状況を自社にて確認していただくことになります。特に、プラスチック製品の海外生産が増すにつれて、成形品の割れについては、材料の分析だけで海外製品の分析が非常に増えています。依頼分析

割れた海外製品の分析を行ったところ、材料が原の多くは、海外で製造した製品が、指定の材料で因と疑われる例が多くありました。
当研究室では、このようにプラスチック材料の製造されていることを確認したいという内容です。
この場合も上記と同じ方法で判別します。

分析を幅広く行っておりますので、お気軽にお尋ねください。

一口に異物や付着物の分析と言っても、多種（有機材料研究室多様です。これまでに、樹脂の欠片、透明な製品小田三都郎）

ＴＥＬ（０５２）
６５４−９９０５の中に埋もれているもの、埃の分析、成形品上に    

研究紹介

熱・温度に関する材料物性評価法の開発（Ⅲ）

はじめにられること（図１）、測定によって得られた多孔質

最近の電子機器では、小型化や高機能化に伴う層の熱拡散率は、標準値に対して数％以内の精度

発熱密度の増加が深刻な問題になっています。電で一致していること（表１）が明らかになりまし

子部品は熱に対して脆弱なものが多く、使用温度た。

が１０℃ 上昇すると信頼性が半減するとまでいわれ以上の結果から、基板上に作製された薄膜やています。これに対して、シミュレーション技術

コーティング材料に対して、実用上問題のないレを導入した熱対策、いわゆる熱設計を行うことで、ベルでの熱物性評価が可能であるといえます。

製品開発の短縮や低コスト化が図られています。
当所では、これまで熱設計を行う際に必要となる熱物性評価法の開発に取り組んできました

１−２）

。

ここでは、新たに、電子材料の熱物性評価に有効なレーザフラッシュ法を用いて、多層材料の熱拡散率を測定する方法について検討した結果を紹介します。

検討方法
近年では、高密度実装化の必要性から、電子材

図１

拡散フィルター使用時のレーザ光強度分布（ｍａｘは最高強度で規格化した相対強度を示す）料として薄膜材料が用いられています。これらの材料の多くは基板上に作製された状態（多層材料）

表１で供給されることから、これに対応した熱物性評価法が必要になります。レーザフラッシュ装置で試料用いられている加熱用のレーザ光は、径方向に強度分布を持ちます。このレーザ光の強度の不均一さが測定精度に影響し、試験体の厚みによって得られる熱拡散率が異なります。そこで、レーザ光を均一化するために拡散フィルターを作製しまし

測定値と標準値の比較

熱拡散率［１０−６ｍ２ｓ−１］
温度［℃］ 測定値
偏差
標準値

ジルコニア
２９．
５ ０．
７７５
多孔体

０．
００７０．
７９２

アルミナ
多孔体

０．
１
１６．
７８２
９．
５６．
４３

た。また、新たに作成した多層解析用のソフト

当所では、これらの技術を活用し、共同研究、ウェアと組み合わせて、多層材料に対応した計

受託研究、依頼試験、技術相談等を通して、製品測・評価システムを構築しました。

開発のための技術支援を行っています。皆様のご利用をお待ちしています。

結果
１） 熱・温度に関する材料物性評価法の開発 ，今回作製したシステムの精度を検証するために、

月刊名工研・技術情報，Ｎｏ．
６６２，ｐ３．

（財）
ファインセラミックスセンターからご提供頂

２） 熱・温度に関する材料物性評価法の開発（ＩＩ），

いた、緻密層と多孔質層から成る二層標準試料を月刊名工研・技術情報，Ｎｏ．
６９９，ｐ３．

使った測定を行いました。その結果、拡散フィル（計測技術研究室

ターを使用した場合、完全には均一ではないもの高橋文明）

８ＴＥＬ（０５２）
６５４−９９２の中心部のレーザ光強度を低減させる効果が認め    

設備紹介

卓上型電子顕微鏡のご紹介

平成２４年４月にＪＳＴプラザ東海から、卓上型電０００、日立ハイテク子顕微鏡（Ｍｉｎｉｓｃｏｐｅ ＴＭ−１ノロジーズ）が当所へ譲渡されました（図１）。簡単な操作で迅速に試料表面を観察できることが大きな特徴です。

１００μｍ
図２ Ｍｉｎｉｓｃｏｐｅによるコンクリート片の像
通常の走査電子顕微鏡では、コンクリート材のような多孔質でガス放出が多い試料の場合、試料室の真空度が大きく低下するために、蒸着してもうまく観察できない場合があります。しかし、本
図１ Ｍｉｎｉｓｃｏｐｅ ＴＭ−１０００

装置を使えば蒸着しなくても鮮明な表面画像が得られました。また、反射電子像の特徴として、明本装置では、試料表面に電子線を照射した際にるい部分は重元素が多く、逆に暗い部分は軽元素放出される反射電子を検出します。光学顕微鏡とが多いという組成情報が得られます。そこで図２

比べて焦点深度が深く、凹凸のある試料の表面ににおける明るい部分（ａ）の定性分析を行った結

おいても、全体にピントのあった立体的な像が得果を図３に示します。暗い部分（ｂ）はカルシウられます。倍率は×２０〜×１０，０００で、分解能は約ムが主元素であったのに対し、（ａ）部分は鉄が主３０ｎｍです。一般に走査電子顕微鏡では、導電性元素であることが判明しました。のない試料を観察する場合、金などを試料表面に蒸着する必要があります。一方、本装置は低真空型であるために、蒸着することなく導電性のない試料を観察できます。さらに、生物や食品等の水や油を含む試料も前処理することなく観察できます。試料室が大きく最大約５５㎜φ×２０㎜ 程度の試
図３

料の観察が可能です。また、本装置にはエネル

コンクリート片の（ａ）部分の定性分析

ギー分散型Ｘ線分析装置（ＳｗｉｆｔＥＤ−ＴＭ、オックスフォードインストゥルメンツ社製）が付属して使い方をマスターされた企業の方は、本装置をいます。Ｎａ〜Ｕまでの元素が検出可能で、定量ご自身で測定することができます。材料や製品の分析もできます。

表面観察・分析にご活用ください。本装置にご興味のある方はお気軽にお問い合わせください。

本装置を使用してコンクリート片を蒸着せずに（環境技術研究室

観察した像を示します（図２）
。

月刊弘安）

ＴＥＬ（０５２）
６５４−９９１８

名工研・技術情報 ９月号
発行部数 １，５００部
無料 特定配布
編集担当 名古屋市工業研究所 支援総括室

柘植

平成２４年９月１日 発行発行

№７２９名古屋市工業研究所 名古屋市熱田区六番三丁目４番４１号
ＴＥＬ（０５２）
６６１−３１６
１ ＦＡＸ（０５２）
６５４−６７８８ｈｔ
ｔｐ：／／ｗｗｗ．
ｎｍｉ
ｒｉ．
ｃｉｔｙ．
ｎａｇｏｙａ．
ｊｐ／「この月刊名工研・技術情報は古紙パルプを含む再生紙を使用しています。」