研究開発技術検索

繊維配向と充填密度の最適化により凝集剤フリーで水中の5μm 未満の微粒子を除去する原水変動に対応した高性能繊維濾過装置の開発

本事業では、工場排水に含まれる5μm未満の微粒子を、凝集剤を使わずに効率よく除去できる繊維濾過装置の開発および事業化に取り組んだ。 3つの要素技術開発と、それらを取り入れた大型装置開発を行った。一つ目の技術開発では、凝集剤を不使用で微粒子の除去性能を向上させるために、濾過に使用する繊維の配向と充填密度を最適化する開発を行った。二つ目の技術開発では、繊維モジュールの長寿命化を図り、濾過中の性能低下を抑えるために、新たな繊維濾材の開発を行った。三つ目の技術開発では、原水の水質変動に自動で対応して安定した濾過性能を発揮することができる自動制御システムを開発した。そして、それらの技術を取り入れた、1日に最大で2000m3の水を濾過することが出来る大型装置の開発を行い、実用性能の検証を行った。
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難削材料の高能率・高精度加工のための無線型および空気軸受け超音波スピンドルの開発

Si、SiC等の半導体、CFRPやセラミックスなどの新素材への微細加工等に超音波スピンドルによる振動切削加工が有効である。しかし、現状の製品は電線駆動の為に汎用性がなく、加工精度と耐久性の向上の為に軸受けの改良が必要であることが課題である。本事業では、無線駆動および空気軸受型の超音波スピンドルを開発する。成果物として工作機械への搭載を可能とし高速回転、耐久性を担保する超音波スピンドルを提供する。
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水素ガスを使った加圧ガス冷却式真空浸炭炉の開発

水素ガスを使用した加圧冷却式真空浸炭炉を開発し、自動車業界の要求に応える低歪み熱処理技術を確立した。水素ガスは高い熱伝達率を持ち、冷却ガスとして非常に優れているため、油冷却に代わり均一冷却による低歪み化を実現。また、従来の油冷式焼入れ技術と比較し、歪みの抑制と仕上げ肌の改善を達成し、洗浄工程が不要になるためインライン化も可能にした。
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電池の開発・製造スピードを向上させる電極スラリー製造装置の研究開発

電池の開発・生産では、様々な電池材料を均一に分散し電極スラリーを調整する必要があるが、その分散工程に多大な時間を費やしている。電池の開発スピードや生産効率の向上のためには、サイズや物性の異なる材料を安定して再現性よく短時間で均一分散できる装置が求められている。本研究では、小型で高速処理可能な電極スラリー向け処理装置を開発し、川下企業の開発・生産の効率化、および、国際競争力の強化に貢献する。
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化学物質の網羅検出・スクリーニングを実現するMS用着脱オプションの研究開発

本プロジェクトでは、市販のGC-MS装置のにアタッチメントとして装着できるIAユニットの装置開発（ハード開発）とIA/MS法の高度利用技術の開発（ソフト開発）を両輪として技術開発を展開した。 ①ハード開発では、IAユニット化（市販GC-MS装置のアタッチメント化）のため、普及型と高性能型の2タイプの市販GC-MS装置に大幅な改造等を施すことなく、ユニット換装により、通常のGC-MS測定アプリケーションとIA/MS測定アプリケーションを容易に切り替え運用可能なシステムの開発を目指した。 一方、ソフト開発では、大きく２つのテーマを立てた。②一つは、従来の分子量情報によるデータ解析に加えて分子構造の情報も加味したデータ解析を可能にする手法として選択的化学分解法の研究である。③もう一つは、測定対象成分を低沸点成分に拡張する技術の研究である。本プロジェクトで開発するダイレクトインレットプローブ（DIP）型のIAユニットの測定対象範囲を広げるための研究である。
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人工構造タンパク質繊維を用いた自動車内装用部材開発

本事業では自動車産業における環境負荷の低い新素材へのニーズの高まりを受け、低環境負荷素材　である人工構造タンパク質繊維を用いた自動車内装用部材開発に取り組む。本事業の開発対象として「自動車シート・内装材」と「内外装樹脂部品」を設定した。自動車シート・内装材については、紡績関連メーカと連携し、人工タンパク質の紡績糸及び防縮・染色加工技術の開発を行なった。内外装樹脂部品については、自動車向け複合材関連メーカと連携し、熱可塑性樹脂複合材の開発を行なった。
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水環境インフラ点検に資するＩｏＴ向け省電力オール光ファイバ水位計計測システムの開発

水環境インフラのDX向上に資する省電力光ファイバ水位計のIoTネットワークシステムの研究開発を実施した。雷害に強く長期運用に適した水位計測技術として、日本独自で開発したヘテロコア光ファイバセンサを活用し、光の強度変化のみでファイバの曲げを検出する特徴を有する技術を確立した。光源に安定かつ低電力消費の発光ダイオードを採用することで極めて安定かつ低コスト化を実現し、高感度なひずみ計測にも成功した。本研究では高感度のヘテロコア式ひずみセンサの開発、ヘテロコア型光ファイバ水位計の開発、自社製造・自社校正による計測性能の安定化の3つの研究課題に取り組み、水環境インフラの点検・監視システムの実用化を目指した。
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次世代パワーデバイス高度化に向けた革新的物理蒸着技術の開発

次世代パワーデバイス高度化に向けた革新的物理蒸着技術の開発を目的とし、SiCパワー半導体の性能を左右する高品質絶縁膜形成プロセス開発を実施した。従来の熱酸化法や化学気相成長法に代わる物理蒸着法であるスパッタ法を用い、プラズマダメージを制御した圧力勾配スパッタ装置を開発した。この装置により炭素・水素不純物の低減や汎用性、設備・運用コスト面で優れた技術の確立を目指した。研究体制はケニックス株式会社が装置開発・製作を、大阪大学が成膜サンプル評価・分析を担当し、3年間の研究開発を通じて高品質絶縁膜形成装置の完成と評価を進めた。
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多孔性配位高分子の低炭素且つ低コストな製造プロセスの開発

カーボンニュートラル、カーボンネガティブといった脱炭素が世界的な潮流となっている中、PCPはこれらの脱炭素の実現に寄与できる新規な材料として大いに期待されている。数多くあるPCPのなかでもCr3+とテレフタル酸からなるMIL-101(Cr)は2,500m2/g以上の高いBET比表面積を有することに加えて、原料が安価かつ耐久性が高いことから特に注目されている。本研究開発では、MIL-101(Cr)を対象として製造の各工程における課題の解決を目的として研究開発を行った。合成工程では生産性向上、精製工程では生産性・コスト・環境負荷の改善、乾燥工程では生産性向上、活性化工程では性能改善を目指し、低炭素且つ低コストな製造プロセスの開発を実施した。
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世界初のガラス製両面微細マイクロレンズアレイを大量生産する超精密金型加工技術の開発

デジタル化社会が推進される中、ディスプレイ等は更なる小型化、省エネ化が求められている。 小型、省エネに資する光源として半導体レーザーが期待されているが、使用部品の耐熱性ガラス製マイクロレンズアレイ(MLA)の量産化は現製法上困難である。そこで、新規ガラス製両面MLAを金型で量産化するため、業界初のナノ多結晶ダイヤモンド(NPD)製マイクロボール工具と連続転写加工技術を開発し、超硬合金製MLA金型製造方法を確立させ、更にガラス製両面MLA製品の大量生産体制を確立させる。
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