ISSN0913-

The Japan Research and Development Center for Metals

財団法人

金属系材料研究開発センター

2011.2

No.292

TODAY

未来材 料 ： チ タ ン ・ レ ア メ タ ル の 研 究 と 夢 と ロ マン
レアアースなどのレアメタルの重要性や供給障害がもたらす産業への影響について、日本の社会全体が強い関心を示すようになったのである。
レアメタルの重要性や将来性が、一般社会に認知されるのは好ましいことである。しかし、個人的には、体力的、時間的にはかなり厳しい状況に追い込まれている。現在、生産技術研究所の広報委員長として、自身の研究だけでなく研究所全体の活動を広く一般に周知させるミッショ

東京大学
生産技術研究所教授

岡部ンを背負っている。まず隗より始めよと、テレビや新聞などのメディアにも登場して、研究の重要性や意義を社徹会に向けてアピールする機会に恵まれるのはありがたいことである。しかし一方で、本来の使命である研究に割時が経つのは早いもので、35 歳のときに東京大学に赴ける時間や気力が相対的に低下したのは由々しい問題で任して 10 年が経過した。最初の３年は、研究室の立ちある。長期的にみて、今回のようなレアメタルブームの上げに没頭したが、後半からは、対外的な仕事が多くなり、急激な到来が、私にとって本当に良い出来事だったのか私を取り巻く研究環境は大きく変化した。

どうかは疑問であるが、何事も前向きに考えて生きて行

この間、私自身は一貫して「未来材料：チタン・レアくしかない。

メタル」の夢とロマンを追求する研究を行なってきた。

この一年でことのほか思い出深い出来事は、皇居に呼研究の軸足はまったく動いていない。この研究姿勢に対ばれて、天皇皇后両陛下と約１時間にわたって、レアメして、東北大学から移ってきた直後には、「東大に移ってタルやレアアースについて、ご懇談させていただく機会も、そんなマイナーなテーマ掲げて、大丈夫？」とか「レに恵まれたことである。学問を愛される両陛下からは鋭アメタルのリサイクル？そんな研究やって意味あるの？」

いご質問もあったものの、寛いだ雰囲気でレアメタルのというネガティブなムードの批判が周囲に漂っていた。

夢とロマンを両陛下に語ることができた。偶然にもごそのため、最初は研究資金の調達にも苦労した。溶接機懇談の翌日が私の誕生日だったため、両陛下から直接、や中古の小さな旋盤を購入し、自ら鋼材の加工や溶接を45 歳のお祝いのお言葉を頂戴することになろうとは夢行なって、ゼロスタートで実験室を立ち上げたのが、今にも思っていなかった。このような貴重な機会を与えてとなっては懐かしい思い出となっている。

くださった、前田正史副学長・理事をはじめ関係者の方々

ところが、最近は状況が一変して、「トレンディな研への感謝の意を禁じ得ず、同時に人の繋がりのありがた究やっているね！」とか、「磁石スクラップからのレアさを再認識した。

アースをリサイクルする研究はとても重要だね！」と、もっとも出来が悪い学生の一人であった私が、レアメ周囲から全く反対の評価を受けるようになったので、戸タルの研究に取り組くむようになったのは偶然であり、惑うことが多い。私自身の研究テーマや取り組み姿勢は、学生時代の恩師の影響でもある。このようなレアメタル

２０年以上ほとんど変化していないが、私を取り巻く環を中心とする素晴らしい人々との繋がり、すなわち、奇境が大きく変化したのである。

跡のような「レアメタル人脈」の大切さを痛感している。

これまでは、材料系の学者、とくに金属製錬やリサイ

これからも、ロマンに満ちた新たな研究展開を目指し、クルを専門とする研究者は、その活動が、一般社会から日本が世界をリードしている非鉄冶金学・特殊金属製錬は殆ど注目されることが無い存在であった。しかし、ハの学問を一層発展させて、レアメタル製錬やリサイクルイテク・省エネ製品の発展に伴って、数年前に始まったの研究成果を少しでも社会に役立てるべく夢をもって努「レアメタルブーム」に続き、昨年９月の尖閣諸島の領有力していきたい。この場をお借りして、今後とも皆様方問題に端を発した「中国のレアアースの禁輸」騒動の結果、のご支援とご指導をお願いする次第である。

1

JRCM REPORT
平成 22 年度

戦略基盤技術（ものづくり基盤技術の高度化）高度化支援事業の概要紹介産学官連携グループ長（専務理事） 小紫 正樹

当センターでは、鉄鋼材料、非鉄材料での研究開発に加え、産学官連携の推進を図るためのさまざまな活動に取り組み、産学連携活動推進機関としての役割を強化することとしております。この一貫として、平成 15 年頃から、経済産業省が実施しているわが国のものづくり基盤技術の強化・支援事業にも積極的に参画してきております。今年度の春に実施された経済産業省「戦略的基盤技術高度化支援事業」の公募事業では、当センターが大学や中小企業とともに提案した４件の研究テーマが採択され、現在、研究を進めています。
本制度は、経済産業省が、ものづくり中小企業の技術開発等を支援する法律「中小企業のものづくり基盤技術の高度化に関する法律」( 中小ものづくり高度化法）に基づき、ものづくり基盤技術を担う中小企業に対して、各種の支援措置が講じているものであり、高度な技術開発を目指すものづくり中小企業が、技術の高度化を果たし、新たな需要を切り開き、仕事づくり力を強化することで、日本の製造業の国際競争力の強化につながっていくことを目指しているものです。
現在、当センターにて実施中の４つの研究テーマの一覧は次表のとおりです。
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表 当センターが実施中の戦略基盤技術高度化テーマ一覧⎇ⓥ㐿⊒࠹࡯ࡑᆔ⸤వ㨯⎇ⓥ㐿⊒ᦼ㑆⎇ⓥ㐿⊒ߩ᭎ⷐᒝᐲ‫ޔ‬㜞᷷․ᕈ߇㘧べ⊛ߦะ਄ߔࠆᾢᧄᄢቇ㐿⊒ߩᣂࡑࠣࡀࠪ࠙ࡓว㊄ߦࠃࠆ㧿㧲㧢╬ߩ㒐Άࠟࠬࠍ↪޿ߥ޿౞ᩇᒻ⁁ࡑࠣࡀࠪ࠙ࡓࠗࡦࠧ࠶࠻ᝌ౉ᣇᑼߩ኿಴ᚑᒻᛛⴚࠍ㐿⊒ߒ‫ޔ‬㜞ᐲߥຠ⾰߇ⷐ᳞ࡑࠣࡀࠪ࠙ࡓᣂᚑᒻ 㨇㑐᧲⚻ᷣ↥ᬺዪ㨉 ߐࠇࠆ⥄േゞࠛࡦࠫࡦ↪࠲࡯ࡏߩⶄ㔀ᒻ⁁ࠦࡦࡊ࡟࠶ࠨࡎࠗ࡯࡞ߩᣂᚑᒻടᎿᛛⴚࠍ⏕┙ߔࠆ‫ࠕޕ‬ᛛⴚߩ㐿⊒‫ޓ‬ᐔᚑ㧙ᐕᐲ࡞ࡒࠃࠅ߽Ყᒝᐲ߇㜞޿ᾢᄢᣂࡑࠣࡀว㊄ߦࠃࠅ‫⥄ޔ‬േゞㇱຠߦ᳞߼ࠄࠇߡ޿ࠆߐࠄߥࠆシ㊂ൻ‫ޔ‬㜞ᯏ⢻ൻߦࠃࠅ‫ޔ‬Ά⾌ะ਄ߦᄢ߈ߊ⽸₂ߢ߈ࠆ‫ޕ‬࠲࠶࠴ࡄࡀ࡞ߪ⃻࿷ਥᵹߩࠟ࡜ࠬ᧚ߦᄌࠊࠆᣂ਎ઍߩ᧚ᢱߣߒߡ‫․ޔ‬ᱶᯏ⢻᮸⢽᧼᧚ᢱߩ㐿⊒߇ㅴࠎߢ߈ߡ߅ࠅ‫੹ޔ‬ᓟᕆᚑ㐳ߔࠆ߽ߩߣ੍᷹ߐࠇߡ޿ࠆ‫ޕ‬ᄖᒻᚑᒻടᎿߪ⃻⁁‫࡯ࠩ࡯࡟ޔ‬ടᎿ߇ਥᵹࠟ࡜ࠬઍᦧ․ᱶᯏ⢻㨇਻Ꮊ⚻ᷣ↥ᬺዪ㨉 ߢ޽ࠆ߇‫࠼ࠗࡃ࡯ࠞ࡮ࡦ࠹ࠬࠣࡦ࠲ޔ‬㧝㧜㧜PO⚖ᓸ☸⿥⎬ว㊄⵾ಾᢿ಺ࠍ↪޿‫ޔ‬㊄ဳࠍ↪޿ߥ޿᮸⢽᧼᧚ߩᄖᒻᚑဳ‫ޓ‬ᐔᚑ㧙ᐕᐲࡈࠔࠗࡦࡉ࡜ࡦࠠࡦࠣᛛⴚࠍⶄวߒ‫ޔ‬਎⇇ߦవ㚟ߌߡ‫ޔ‬శቇ․ᕈࠍ៊ߥࠊߥ޿ᄖᒻᚑᒻಾᢿടᎿᛛ
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１．中間評価事業概要 (平成２２年度採択)【事業管理者名】 財団法人 金属系材料研究開発センター

また、各プロジェクトの概要は次のとおりです。

マグネシウム新成形技術の開発
強度、高温特性が飛躍的に向上する熊本大学開発の新マグネシウム合金を使用し、高度な品質が要求される自動車エンジン用ターボの複雑形状コンプレッサホイールの新成形加工技術を確立する。
プロジェクトの概要［従来技術］

課 題

［新技術］

効 果

コンプレッサーホイール
・ アルミ合金

世の中のニーズとして、軽量化が求められている。

コンプレッサーホイール
・ 熊大Ｍｇ合金

従来素材の２／３となり、エンジンの小型化につながる。

コンプレッサーホイール製造法
・ ロストワックス法

環境に悪影響。

コンプレッサーホイール製造法
・ 金型による製造

１つの金型での大量生産可能。

① 現在開発されている熊大Ｍｇ合金の更なる性能向上を図る。
② コンプレッサーホイールの多枚化金型の構造検討を行う。
［今年度の研究達成状況］
熊大Ｍｇ合金の性能向上検討としては、強度向上などを考慮した４合金のビレット作製および射出成形機での試験片試作を実施した。成形性の観点では、製品の凸凹やザラツキが発生するなど、良品率の点での再検討が必要され、次回の合金試作での対策案を反映する。性能面では、さらなる強度向上に向けて次回試作での成分見直しを図ると共に、熱処理条件などの検討も行う。
金型に関しては、現在、目標の多枚化に向けて金型の割り方案の検討中である。また、昨年度に課題として上がった内部鋳巣の対策案も平行で検討しており、新規金型に盛り込む予定としている。右図は昨年試作したコンプレッサーホイールの写真。

参加機関
JRCM NEWS No.292㈱ユニオンパーツ工業、熊本大学他2平成 22 年度

戦略基盤技術（ものづくり基盤技術の高度化）高度化支援事業の概要紹介（その２）

戦略的基盤技術高度化支援事業の採択事例
ガラス代替特殊機能樹脂板材の外形成形切断加工技術の開発
タッチパネルは現在主流のガラス材に変わる新世代の材料として、特殊機能樹脂板材料の開発が進んでおり、今後急成長するものと予測されている。外形成形加工は現状、レーザー加工が主流であるが、タングステン・カーバイド１００nm級微粒超硬合金製切断刃を用い、金型を用いないファインブランキング技術を複合し、世界に先駆けて、光学特性を損なわない外形成形切断加工技術の開発を行う。

プロジェクトの概要［従来技［新 技 術］［新 技 術］
刃物（超硬合金）で切断、現状の工程をChange！！

術］

１）レーザー加工
課題：①熱⇒ひずみ、透明性を損ねる②加工時間が長い
特徴：①高精度②切断面にクラックが生じにくい

2）ルーター加工
課題：①加工時間が長い②精度が悪い③切屑
特徴：①切断面にクラックが生じにくい

上型
拘束機構
刃物

被加工物

レーザー光
下型

高配向性材料ゆえの開発技術

課題：①板材のクラックや粘着剤のシワ発生
新技術：①高速で且つ課題を克服した外形成形加工技術
reasonableな価格が期待

透明粘着シートが積層されているがゆえの開発技術

研究開発の背景

研究開発内容スマートフォン世界市場台数

ｉＰｈｏｎｅのヒットを契機にタッチパネルの急増

ガラス代替特殊機能樹脂材【１】外形成形切断加工技術の開発【２】外形成形用切断刃の刃先設計・高精度加工技術の開発【特徴】
機械精度・組込精度・機械剛性
圧縮力

・高い光透過性・高配向性による高硬度【３】外形成形用切断刃の超硬合金設計技術の開発

・紫外線に対する耐性・軽量性や耐飛散性iPad:「iPhone」の2倍を超えるペースで売れている・板材料の低価格（対ガラス）※拘束力を印加することで、樹脂板材の切り込み方向、水平方向の動きを抑制する。水平方向の動きを拘束することで、樹脂板材に対する切断刃からの圧縮力が十分にかかり、高品質な切断が可能となる。

【課題】
・高配向性による外形成形難加工性
・外形成形加工の高価格

刃先形状、刃先角度の検討
高剛性縦軸研削盤の検討
0.5Pm
ナノ微粒超硬合金の組織
ガラス代替特殊機能樹脂板材の外形成形用切断刃に適した超硬合金組成の設計

・耐衝撃性の弱さ

参加機関㈱ファインテック、オーエスピー㈱、冨士ダイス㈱、九州大学

１．中間評価事業概要 (平成２２年度採択)【事業管理機関名】財団法人 金属系材料研究開発センター

添付２

金型３次元テクスチャリングレーザー加工技術の開発
自動車内装等のプラスチック部品成形金型へのしぼ加工を、従来のエッチング法に代わって、３次元レーザー加工技術を開発する。
しぼ加工全工程の大幅な効率化、化学薬品の使用の激減による環境負荷低減、しぼ品質の向上に寄与する。

プロジェクトの概要［従来技術：エッチング法でのしぼ加工］［従来技術：エッチング法でのしぼ加工］［新技術：レーザー加工］
工程省略

フィルム作成工程

エッチング加工工程

しぼ柄ばらつきの生じる要因排除 ＆効率化

手作業でのしぼ転写用フィルム作成［新技術：レーザー加工］

エッチング液の劣化繰り返し作業

レーザー加工工程
金型ＣＡＤ上にしぼ柄データを展開（ピットへ貯める）
廃液処理業者へ

工程省略

金型へのフィルム転写工程

しぼ柄ばらつきの生じる要因排除 ＆効率化

（廃液処理）
固化して廃棄手作業での金型へのフィイルム転写工程

作業環境悪い

転写不良部の柄修正
手作業での金型上での柄修正工程

エッチング法よる断面工程省略

環境に悪影響目標とする模様断面

レーザー加工による断面

しぼ柄ばらつきの生じる要因排除 ＆効率化
環境負荷低減＆品質向上［今年度の研究達成状況］

効率化 ＆ 品質向上

従来工法でのイメージ

本開発技術
でのイメージ

本年度の目標：２次元レーザー加工試験装置完成。２次元レーザー加工試験の実施。
本年度達成状況：２次元レーザー加工試験装置の基本設計は完了。装置の製作に着手し、製作中。制御ソフトは、しぼ模様のハンドリング調整中。２次元加工試験は、予定通りＨ２３年２月実施に向け順調に準備が進んでいる。

参加機関

しぼ柄のつなぎが発生することがある

しぼ柄の繋ぎが発生しない㈱モールドテック、東京大学

3

JRCM NEWS No.292

平成 22 年度 戦略基盤技術（ものづくり基盤技術の高度化）高度化支援事業の概要紹介（その３）１．中間評価事業概要 (平成２２年度採択)【事業管理機関名：財団法人金属系材料研究開発センター】 添付２

微生物培養による窒素安定同位体元素で標識した有用化学物質の製造技術の開発
ライフサイエンス分野では、核酸、タンパク質、アミノ酸が注目をあびており、その構造や機能の解明が精力的に行われ、診断薬開発・遺伝子治療の実現に向けた技術確立への取組がなされている。窒素安定同位体で標識した原料を用い微生物の高密度培養を行い、従来法より、高生産性、高効率的に重窒素標識した核酸や抗体などの有用化学物質等、国内初の試薬を製造する技術を開発する。

プロジェクトの概要
従来技術の課題

新技術の特徴菌体の培養

菌体はフラスコで培養生産方法を最適化し、高密度培養を利用した菌体による製造技術

１５Ｎ標識ヌクレオシド製品は海外メーカーから輸入

１５Ｎ標識原料から１５Ｎ標識製品まで国内での製造技術

１５Ｎ標識ヌクレオチド

製品は海外メーカーから輸入

酵素的あるいは化学的に１５Ｎ標識ヌクレオシドをヌクレオチドに変換する国内での製造技術

１５Ｎホスホアミダイト

これまでに市販されていないこれまでにないＲＮA合成用途のホスホアミダイトの製造新技術

１５Ｎ標識抗体実施報告例がない

体内動態トレーサー等の用途としての製造新技術

１５Ｎ核酸、１５Ｎアミノ酸、さらに高分子である抗体等の日本発の１５Ｎ標識化合物の製造技術を開発［今年度の研究達成状況］
増殖速度、菌体破砕時の工程、培養単位時間あたりに得られる菌体重量を比較検討して、大腸菌（Escherichia coli )が一番適している事が分かった。 RNA含量の多い菌体としてP. espejianaについても検討していきたい。さらに、核酸の回収方法として全核酸を回収できる菌体破砕（溶解）方法があること、またその際問題となるリボヌクレオチドとデオキシリボヌクレオチドの分離がボロネートカラムでできることが調査からわかった。
① 高密度培養による微生物を用いた有用化学物質の製造技術の開発

高密度培養
15N標識抽出液
大腸菌、酵母等（含 15N標識-RNA
最小培地
15N標識-アミノ酸）
窒素源: 15N-NH4Cl②窒素安定同位体標識された核酸誘導体の製造技術の開発

RNA抽出分解
精製

15N-ヌクレオチド
酵素的に合成UAUG
AGC
15N-ヌクレオシド③窒素安定同位体標識された抗体の製造技術の開発

15N-抗体

１５ＮーＲＮＡ

化学的に合成用途：
ＲＮＡ構造解析
遺伝子治療薬の研究
等

細胞培養

用途：
体内動態トレーサー等

15N-ホスホアミダイト

参加機関㈱ネモト・サイエンス、東北大学

活動報告■鉄鋼材料研究部
・「資源対応力強化のための革新的製銑プロセス技術開発」プロジェクト研究
会の開催題記プロジェクト（約 17 億円／ 3 年、補 助 率 50 ％） の 第 6 回 研 究 会 が 平 成
22 年 12 月 21 日 に JRCM に て 開 催 された。本プロジェクトは平成 23 年度より経済産業省直轄事業に移管され、他の製鉄プロセス革新技術とともにその CO2削減への貢献に大きな期待が寄せられている。プロジェクトでは、第三の人工的高炉挿入物とする革新的塊成物（フェロコークス）の実用化向けて 4 社（JFEスチール、新日本製鐵、住友金属工業、神戸製鋼）共同の研究が進められているが、同研究会は各社と委託研究機関（東北大学、大阪大学、九州大学）による総合的な技術（進捗）会議である。30 トン / 日（1/50 モデル）規模のパイロットプラント建設進捗（JFE スチール：代表）からフェロコークス反応新モデル（住友金属工業）に至る先進製銑技術が予定時間を 1 時間以上超過して熱心に討議された。（川端主席研究員）
・平成 22 年度産業技術人材育成支援事業（産学人材育成パートナーシップ事業 “ 鉄鋼分野における産学人材育成パートナーシッププロジェクト ”）の第４回全体会議（プロジェクトコーディネー
ター：東京大学小関教授）開催
１月 17 日に開催された。３ヶ年に渡る事業活動の総括を行うとともに、事業終了後のプログラム自立化に向けて、活発な議論が交わされた。
（向井主任研究員）

ジー総合展・技術会議が開催される。
同展示会では、ナノテクノロジーを利用した環境負荷低減技術などにつき、( 独）新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO) から 21 のプロジェクトが紹介される予定である。
その中で、JRCM が参画している「ナノエレクトロニクス半導体新材料・新構造技術開発－窒化物系化合物半導体基板・エピタキシャル成長技術の開発」の取り組み内容が紹介される。
展示会の詳細は以下のサイト参照
http://www.nanotechexpo.jp/（櫻田主席研究員）■非鉄材料研究部【人事異動】

・第 10 回国際ナノテクノロジー総合展・技術会議への参加
２月 16 日～ 18 日にかけて、東京ビックサイトにて第 10 回国際ナノテクノロ

The Japan Research and Development Center for Metals

JRCM NEWS ／第 292 号

発 行
発行人
発行所

お知らせ

○平成 23 年 1 月 20 日付け
向井 孝[ 旧 ] 鉄鋼材料研究部 主任研究員[ 新 ] 日立金属株式会社

2011 年 2 月 1 日
小紫 正樹
財団法人 金属系材料研究開発センター〒 105-0003 東京都港区西新橋一丁目 5 番 11 号 第 11 東洋海事ビル 6 階

内容に関するご意見、ご質問は JRCM 総務企画部までお寄せください。
本書の内容を無断で複写・複製・転載することを禁じます。

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