研究開発された技術紹介

水が亜臨界領域で示す特異な挙動を活用した研究および製品化は、廃棄物処理や抽出など環境調和型の技術分野への指向が強く、素材の融合への活用例はほとんど報告されていない。本事業は、物理的なエネルギーのみで密閉空間内に高温・高圧の亜臨界状態を作り上げ、全く異なる構造を持つ物質を融合させることで新素材を創造し、適用領域において従来にない機能を持ち合わせた革新的製品を世界市場に届けることを研究目的とする。

１）材料開発：ガラスとプラスチックの融合を実現
-ガラスとプラスチックの融合帯の創造では、亜臨界領域での高温高圧での物理的融合を行った。
-3ミクロン程度までの微粉砕化と低融点ガラスの活用
２）ガラスとプラスチックの融合体を用いた製品実現
-ガラスチックと熱可塑性プラスチックを射出成形機内の特殊スクリューで混錬
-インジェクションブロー機による製品化

１）材料開発：ガラスとプラスチックの融合を実現
-亜臨界領域での物理的融合により耐衝撃性や耐熱性で優れた特徴を持つ「ガラスチック」を作り出した。
-微粉砕化などを通じて試作を行ったが、透明性の実現はできなかった。
２）ガラスとプラスチックの融合体を用いた製品実現
-亜臨界溶融物を原料とし、射出成形を用いてタンブラー形状の製品を実現
-亜臨界溶融物を原料とし、射出成形やブロー成形を用いてワイングラス形状の製品を実現

現時点で、新素材の確立には至っておらず、知材出願は行なっていない。本研究の実施状況(現状)については、専門誌(金型の総合技術誌；型技術2021年9月号)に掲載頂いた。

透明性の課題が解決できれば、ガラスと同様の質感や耐衝撃性、耐熱性を持ちつつも割れにくい材料となるため、輸送時の割れや使用時の取り扱いをそれほど気にしないでもいいガラス製品の代替製品を製造できる。例えば、高級タンブラーや高級ワイングラスなどの市場に大きなインパクトを与える。

2種類の異なる特性を持った素材の合成により、事業展開の可能性としては医療機器、航空機内装備品、機内食およびベビー用品などの用途開発について、圧倒的な技術的素材の優位性を通じて活用できると想定している。

2種類以上の組成や構造が大きく異なる素材に対して、飽和水蒸気の供給による物理的変化を与えることで、未知なる素材を作り出し、従来では解決できなかった課題を解決可能な機能性新素材を作り出せる可能性がある。また、物理的変化での合成のため、製造コストや素材の安全性などは化学反応よりも優れており、これらをコンパクトな設計とアイデアで実現していることから小規模展開できる点はメリットである。さらに、余分な残留物が発生せず、100%還元という点も大きなメリットである。

透明性が実現できていない状態であり、現状のままでは市場性を狭めてしまう結果になることが想定されることから、継続して透明性を実現するための考察や試作が必要である。透明性が実現できれば、異素材を合成することで生み出される材料の特性を活かして、ワイングラスやタンブラーなどの食器に加えて、医療機器、航空機内装備品、ベビー用品などの材料として活用できると考えられる。

ガラスとプラスチックの融合素材に対しては、透明性の実現が不十分であり継続した研究開発が必要である。透明性の創出を実現できた場合には、従来からガラス製品を扱っているメーカーへの売り込みが必要となる。