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測定計測

粒子状物質からガス状物質まで全ての大気中物質を1台の装置で高効率な捕集が可能

大阪府

睦月電機株式会社

2020年3月26日更新

プロジェクトの基本情報

プロジェクト名 樹脂;金属接合技術を用いた大気中全マトリクス捕集装置の開発
基盤技術分野 測定計測
対象となる産業分野 環境・エネルギー
産業分野でのニーズ対応 高機能化(新たな機能の付与・追加)、高性能化(既存機能の性能向上)、高性能化(耐久性向上)、高性能化(小型化・軽量化)、高性能化(信頼性・安全性向上)、高性能化(精度向上)、高効率化(同じ生産量に対するリソースの削減)、高効率化(工程短縮)、高効率化(人件費削減)、高効率化(使用機器削減)、環境配慮、低コスト化、デザイン性・意匠性の向上
キーワード 大気中全マトリクス捕集、化学物質の網羅分析、大気中PFOSとPBDE、樹脂と金属の接合技術
事業化状況 実用化に成功し事業化に向けて取り組み中
事業実施年度 平成27年度~平成29年度

プロジェクトの詳細

事業概要

全国対応が急務であるPM2.5や新規有害物質による越境大気汚染対策を効果的に行うためには、地方自治体・分析事業者の負担増の原因である、百種以上に細分化された大気捕集・分析技術の刷新が必要である。そのため、全ての大気マトリクスを一度に捕集し、ガス成分・粒子状物質の複合暴露リスク評価・分級粒子の化学分析・ウイルス解析なども可能な、次世代大気捕集技術を樹脂/金属接合技術を用いて開発・実用化する

開発した技術のポイント

・ヒートサイクル試験前後の樹脂/金属の接合強度5MPa以上、Heリーク量1.0×10^-6Pa・m^3/s以下
・1^-10pg/m^3の大気試料48時間捕集にて、VOC、PM2.5、フッ素系/臭素系ガス成分の捕集効率85%以上
・10,2.5,1,0.1以下のナノ粒子を分級捕集し、PFOSとPBDEの検出感度1pg/m^3

(新技術)
・樹脂と金属を複合化した構造とすることで、捕集部の高気密と高耐久を両立
・粒子状物質のサイズ別捕集が可能な分級インパクターと、低沸点ガスの高効率捕集が可能な低温冷却捕集部を一体化

(新技術のポイント)
・大気中の全マトリクス(低沸点ガス、高沸点ガス、粒子)について捕集効率の目標値を達成
・捕集時間が48時間(従来の1/10)に短縮
・設備コストは300万円以下で、小型化により持ち運び可能

開発装置の概略図
樹脂製のガス捕集部
フッ素系有機酸の捕集効率の比較
大気試料恒温化ユニットの効果
具体的な成果
本事業の成果

・樹脂/金属接合技術を用いた大気中全マトリクス捕集装置の開発
‐樹脂と金属の接合条件の最適化
‐高強度‐高気密性‐低ガス吸着性の捕集ユニット
‐濃縮効率‐温度コントロール性能の高い装置
‐低コスト化、小型化

・実試料を用いた大気中全マトリクス捕集装置の性能評価
‐フッ素‐臭素系化合物の捕集技術
‐粒子状‐ガス状物質の捕集技術
‐分析機関としての実証試験

知財出願や広報活動等の状況

展示会への参考出品を行った
境化学討論会(6月:埼玉県)
Dioxn2019-ダイオキシン国際会議-(8月:京都府)
JASIS2019(9月:幕張)他

研究開発成果の利用シーン

・大気中物質の測定装置
・大気環境の分析・評価サービス

実用化・事業化の状況

事業化状況の詳細

試作品はあるが、市場に出すまでの製造条件最適化やコスト低減等の改善・改良、顧客での評価のために提供、市場規模等の試算、販売先の探索等を実施中。

提携可能な製品・サービス内容

製品製造

製品・サービスのPRポイント

・粒子状物質からガス状物質まで全ての大気中物質を、1台の装置で高効率な捕集が可能
・フッ素系・臭素系ガス成分やPM2.5など粒子成分の捕集85%以上、繰り返し誤差20%以下
・要監視対象物質(約22種類)の捕集時間を48時間に短縮(従来の1/10)

今後の実用化・事業化の見通し

・低コスト化300万円/台の目標を達成したが、ユーザー評価では更なる低価格化などの要望あり
・操作性の改善、庫内温度分布改善などに取組んでおり、展示会等を通じユーザーから評価を頂く予定

実用化・事業化にあたっての課題

試料温度に依存した性能低下や、外気温度0℃以下で配管凍結が発生するなど、温度コントロール安定化の課題

プロジェクトの実施体制

サポイン事業者 睦月電機株式会社 研究開発室
柴田科学株式会社 開発部
事業管理機関 一般財団法人関西環境管理技術センター 企画管理部
研究等実施機関 睦月電機株式会社 代表取締役 睦月伸季
柴田科学株式会社 開発部長 榎本孝紀
一般財団法人関西環境管理技術センター 環境技術部分析課 参事 早野雅紀
国立研究開発法人産業技術総合研究所 環境管理研究部門 海洋環境動態評価研究グループ 上級主任研究員 山下信義

サポイン事業者 企業情報

企業名 睦月電機株式会社(法人番号:5120001019015)
事業内容 プラスチック成形品の製造・販売(睦月電機)環境測定機器の設計・製造(柴田科学)
社員数 167 名
生産拠点 大阪市生野区(本社及び工場)土佐山田工場(高知県香美市)
本社所在地 〒544-0004 大阪府大阪市生野区巽北4 丁目1 番28 号
ホームページ http://www.mutsuki.co.jp/
連絡先窓口 柴田科学株式会社 経営企画部 榎本孝紀
メールアドレス takanori@sibata.co.jp
電話番号 048-931-1023