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2017年 10月 18日 (水)

産総研東北センター内に「DIC-産総研 化学ものづくり連携研究室」開設/その狙いと展望を聞く(1)産総研の濱川聡さん 取材・写真・文/大草芳江

2016年09月06日公開

技術を誰よりも早く実用化する「橋渡し」役に

濱川 聡 Satoshi Hamakawa
(国立研究開発法人 産業技術総合研究所 化学プロセス研究部門長)

1966年生まれ、兵庫県出身。名古屋大学大学院工学研究科博士課程修了、博士(工学)。1994年工業技術院 物質工学工業技術研究所に入所(現:産業技術総合研究所)。イノベーション推進本部企画部長を経て、2015年から現職。

企業を取り巻く競争環境が厳しさを増す中、日本全体としてイノベーションを継続的に創出するシステムの構築が求められている。そんな中、日本最大級の公的研究機関である産業技術総合研究所(略称:産総研)は、ナショナル・イノベーションシステムの中核的役割を担おうと、社会や産業のニーズを捉えながら、研究成果を事業化につなげるための「橋渡し」機能に注力している。その一環として、産総研の化学プロセス研究部門では、「DIC(旧:大日本インキ化学工業)-産総研 化学ものづくり連携研究室」を今年4月1日、東北センター内に新しく開設。そのねらいと展望は何か。関係者へのインタビューをもとに探るシリーズの第1回目は、産総研の化学プロセス研究部門長の濱川聡さんに聞いた。

<目次>
【特集】産総研東北センターに「DIC-産総研 化学ものづくり連携研究室」開設
(1)産総研の濱川聡さんに聞く~技術を誰よりも早く実用化する「橋渡し」役に~
(2)DIC(株)の川島清隆さんに聞く~企業から見るオープンイノベーションの可能性~
(3)そのねらいと展望を探る座談会~イノベーションに必要なこと~

※本インタビュー取材をもとに、産総研Newsletter No.43の作成を担当させていただきました。


技術を事業へ「橋渡し」

―そもそも「DIC-産総研 化学ものづくり連携研究室」はどのような経緯で開設されたのですか?

 まずは、産業技術総合研究所(略称:産総研)全体の話からしますね。産総研とは、民間ではできないような、国として守るべきもの、いわゆる「ナショナル・セキュリティ」に関わる研究開発を行う国立の研究機関です。

 産総研の研究成果は、エネルギー問題や新材料など、未来に関する科学技術だけではなく、すでに身近なところで活用されているものもあります。例えば、皆さんがお使いのパソコンの中に入っているハードディスク(HDD)用の磁気ヘッド(※1)には100%、産総研が開発した高性能な素子が搭載されています。また、はかりの基準・校正の基を扱う計量標準や、地下資源の調査や地表の状態を知る地質調査なども、産総研の仕事です。

※1 磁気ヘッド:物質を磁化してデータを書き込んだり、磁界の変化を用いてデータを読み込んだりする、HDDなどの記憶装置に組み込まれる装置のこと。

 磁気ヘッド技術の例からもわかるように、我々のような研究機関や大学が新しい技術を開発しても、イノベーションの「バトン」を握る最終ランナーは、それら技術を製品化する企業の方です。産業界の方たちにうまく技術のバトンを渡すことも、産総研のミッションのひとつ。それを我々は「橋渡し」と呼んでいます。

 例えば、「カーボンナノチューブ」(※2)をご存知ですか?カーボンナノチューブは電極に混ぜると伝導率が良くなるなど、様々な用途が期待されています。しかし、発見から25年が経った今なお、製品化には至っていません。なぜかと言うと、カーボンナノチューブを均一につくる技術がまだ確立されていなかったため、企業が応用研究をしようとしても、実験の再現性を得られなかったのです。この技術課題に対して産総研は、カーボンナノチューブの画期的な合成技術「スーパーグロース法」を開発し(2004年)、均一なカーボンナノチューブを簡単につくれるように改良しました。こうして、カーボンナノチューブを企業の方に渡せるようになったのです。このように新しく生み出された技術シーズ(技術の種)を事業化に結びつけるための量産化や効率性向上の技術なども、産総研の「橋渡し」のひとつです。

※2 カーボンナノチューブ:直径が数ナノメートル(ナノは10億分の1)の筒状の炭素分子。(参考:カーボンナノチューブを発見した飯島澄男さんのインタビュー記事はこちら

 そして今は、「オープンイノベーション」(※3)の時代。産業界にはさらに踏み込んで「産総研の研究設備や施設を、思う存分使ってみたい!産総研の研究者ともっと議論したい!」という方々が多くおられます。我々も、企業の方からの要望にもっと応えたいと思いました。そこで今回、産総研東北センター内に、「化学ものづくり連携研究室」を開設することになったわけです。

※3 オープンイノベーション:組織内部のイノベーションを促進するために、意図的かつ積極的に内部と外部の技術やアイデアなどの資源の流出入を活用し、その結果、組織内で創出したイノベーションを組織外に展開する市場機会を増やすこと (Henry W. Chesbrough, 著書『Open Innovation』(2003年)


「化学ものづくり連携研究室」とは?

―今回新しく開設された「化学ものづくり連携研究室」は、従来の連携と比べて、どのような点が新しいのですか?

・企業名が冠の専用研究スペースを産総研内に設置

 今までは大部屋に複数企業いる中で一緒に研究する感じでした。もう一歩踏み込んでお付き合いしたい場合、個別にお会いして、その場で日々ディスカッションしながら研究を進めることが大切ですよね。そこで今回、希望する企業の方に、連携研究室専用の研究実験室を一室用意し、産総研の研究者と集中的かつ密接的な連携を図れるよう、企業名を冠にした専用の研究スペースを設けました。それが、連携研究室です。萌芽的な技術シーズを国家プロジェクトなどの支援を受けて発展させたりして、実用化までのスピードアップを図る、いわば"技術開発フェーズのギアチェンジ"がねらいです。

―「連携研究室」の前に「化学ものづくり」が掲げられた由来は何ですか?

・産総研東北センターの技術シーズを総合的に活用

 産総研の各地域センターには、それぞれ看板として掲げる特徴があります。産総研は平成13年、旧通商産業省(現経済産業省)配下の15の国立研究所と計量教習所を統合して発足しました。ここ東北センターも昔は「東北工業技術試験所」という独立した研究所でしたが、産総研として一つになった時、各センターに独自な特徴ある技術をそれぞれ持つように設計されました。例えば、北海道はバイオ、東北は化学ものづくり、関西は電池といったようにです。これは大学と異なる点ですね。大学の場合、東北大学にある学科は東京大学や京都大学にもありますが、産総研は、大学のような百貨店方式ではなく専門店方式というわけです。東北センターは化学ものづくりを特徴としたので、今回の連携研究室の前にも「化学ものづくり」の名称を付与しました。

―その第1号として、「DIC -産総研 化学ものづくり連携研究室」が開設されたわけですね。産総研とDICはどのような研究を行う予定ですか?

・DICとの研究計画

 DIC(ディーアイシー、旧大日本インキ化学工業)は、印刷インキで世界トップシェアの化学工業メーカーです。我々化学プロセス研究部門の保有する技術シーズを用いて、将来的には、プリンテッドエレクトロニクス(※4)の材料や、次世代パッケージの材料などの開発につなげたいと計画しているところです。

※4 プリンテッドエレクトロニクス:印刷(プリンテッド)技術を利用して、電子回路や電子デバイス(エレクトロニクス)などを製造する技術や概念のこと


産総研化学プロセス研究部門が保有する技術シーズとは?

―産総研化学プロセス研究部門が保有する技術シーズは、具体的にどのようなものですか?

 我々化学プロセス研究部門が保有するのは、高圧二酸化炭素を利用した塗装技術や粘土膜「クレースト」などの新機能材料、マイクロ化学を利用した反応制御技術です。これら技術シーズを活用し、これまでもDICと資金提供型の研究を進めてきました。

―産総研化学プロセス研究部門が保有する技術シーズについて、詳しく教えてください。

【写真 1】 高圧二酸化炭素の塗装装置

・高圧二酸化炭素技術

 二酸化炭素は、圧力を上げることで、何でも溶かす溶媒のような性質を持っているので、今まで溶けなかったものを溶かすことができます。例えば、普通の洗剤は、界面活性剤でこすって汚れを落とします。ところが、高圧の二酸化炭素を使うと、石鹸を使わなくても、汚れだけを溶かすことができので、例えば、着物などの汚れ部分をこすらずにクリーニングすることができます。

 我々が挑戦しているのは、高圧二酸化炭素の溶かす性質を利用した、シンナー要らずの塗料です。シンナーは塗料を溶かすために必要ですが、体に悪いため、企業は局所排気装置等で吸いながら塗装しています。高圧の二酸化炭素は塗料をよく溶かすので、シンナーを使う必要がなく、塗装することができます。これによって何が一番良いかといえば、系外に有害物質を出さなくなるので大気中での塗装が可能となり、例えば、飛行機や建設機械、自動車など、大きなものに塗装ができるようになります。

【写真2】粘土膜「クレースト(R)」

・粘土膜「クレースト」などの新機能材料

 東北地域では良質の粘土がよく採れます。我々は、粘土からなるミクロンオーダーの薄膜を作ることに成功し、これを、粘土を意味する「CLAY」と産総研の愛称「AIST」を合わせて「クレースト?」と名付けました。この粘土膜クレーストは、まるで迷路のような層状構造をしているため、片側からガスが抜けようとしても抜けない、極めて高いガスバリア性を発揮します。もちろん粘土ですから燃えません。

 これらの特徴を活かして、クレーストを応用した最初の製品は、アスベスト代替の産業用シール材でした。アスベストは燃えずに薄くできることから産業用シール材として利用されましたが、発がん性があることから使用禁止となりました。そんな中、アスベストの代替材として理想的な性質を持つクレーストが注目され、製品化されたのです。現在、多くの化学プラントの中で使われています。このほかにも、LED照明用保護カバーとしてクレーストの利用が検討されています。LED自体は長寿命ですが、照明カバーの素材は長時間の照明による発熱によって燃えたり劣化したりことがあります。半透明なクレーストは燃えない照明カバーとしても、とても有効に働くことが実験的に検証されています。現在では、宮城化成(宮城県内の企業)と一緒に燃えない鉄道車両用照明カバーをつくることに挑戦しているところです。

 さらに、天然の粘土を使うと、どうしても薄い肌色していたのですが、近年は合成粘土を原材料に用いることで透明なクレーストの開発に成功しました。これで、色々なところにコートできるようになりました。仙台発祥の「玉虫塗」はご存じですか?

―はい、この東北センターの前身である国立工芸指導所で開発された工芸技術ですね。

【写真3】クレーストが追加された 玉虫塗のワイングラス

 その通りです。今回、その玉虫塗で塗り上げたワインカップにクレーストを追加した東北工芸製作所の商品が、「ものづくり日本大賞」の経済産業大臣賞を受賞しました。クレーストを追加することで、漆器ですが食洗機が使えるようになり、若い世代や外国の方にとっても、いわゆる「見る工芸品」から「使う工芸品」になったと言えるでしょう。その点が評価され、先日の主要7カ国(G7)財務相・中央銀行総裁会議の仙台市からの記念品として、このワインカップが採用されました。まさに、東北・宮城を代表する品物に我々が開発した技術が活かされた、(橋渡しできた)ことは、とても光栄なことと思っております。

 クレーストは、産総研の蛯名首席研究員が開発しました。蛯名博士はもともと青森県の六ケ所村などで放射線廃棄物などを地中に埋めるための遮蔽材に粘土を利用するための研究をしていました。しかし、変わったばかりの当時の上司(水上富士夫博士)が「蛯名くん、粘土で膜をつくれ。膜をつくれば、様々な用途に応用できるから」と大きな方向転換を命じ、彼は粘土の膜化に挑戦することになりました。ちなみに私も、膜グループの一員で、セラミックス膜で酸素と窒素を分離したり、他の研究者はパラジウム膜で水素を分離したり、ゼオライト膜で水とアルコールを分離したりしていました。蛯名博士が最初に開発した粘土膜は、とても厚く、色も肌色で、なんだか「ういろう」のような代物でしたが、少しずつ改良して、現在のミクロンオーダーの薄い透明な粘土膜が完成したのです。

 ただ、薄い粘土の膜ができたと言っても、どんな応用分野に適しているのか、どんな市場が広がるか等、開発当時は全く分かりませんでした。実際には、クレーストに興味を抱いてくださった46社(平成28年6月現在)の企業の方々からなるコンソーシアム(Clayteam)での意見交換や議論の中から、応用分野を特定していきました。このようにクレーストは、ガスバリア性などの基礎物性がわかった後、様々な企業と交流する中、「橋渡し」をして製品化につながっている、ひとつの例ですね。

・マイクロ化学を利用した反応制御技術

 電子レンジは、英語で「マイクロウェーブ・オーブン」というように、マイクロ波で加熱する調理機器ですね。例えば、日本酒で熱燗をつくる時、湯煎なら10分かかるのが、電子レンジなら1~2分と短時間で温められます。湯煎の場合は外側から温まるのに対し、マイクロ波は内側から、もう少し科学的に言うと、分子の手と手のところに、ダイレクトにマイクロ波が当たるため、短時間でマイクロ波を当てた部分だけ温度が上がり、その後すっと下がります。

【写真4】手の平サイズのコンパクトなマイクロ波反応装置。写真では、青色の液体がピンク色に変色している場所のみ化学反応が起こっている。

 実は、化学反応って結構、反応が行き過ぎてしまうのですよ。例えば、反応温度が上がりAとBが反応できるようになり、目的のCができた!となった後、温度がすぐ下がれば、目的通りCが残ります。ところが現実には温度がずっと高いまま、CがどんどんDやEに変化してしまうのです。ですから、目的のCだけができる環境をつくってあげることが、化学反応のひとつの夢で、その温度制御をやり易い方法がマイクロ波というわけです。現在、手の平サイズで、狙った部分のみ温められるよう、シミュレーションと設計をしているところです。


「化学ものづくり連携推進室」で期待される効果とは?

―技術シーズのお話を聞くだけでも、「何かに使えそう」とワクワクしますね。

・「お試し連携研究」で新たな共同研究を生み出す

 実は、「化学ものづくり連携推進室」では、従来の共同研究に加えて、これら複数技術を束ねてひとつの連携研究室に持ち込み共同研究を進める中で、企業の研究開発ニーズに対する産総研技術のマッチング機会を増やす「お試し連携研究(feasibility study連携)」を実施することも、ねらいのひとつです。例えば、連携研究室で、ふと横を見ると、「今まで高圧二酸化炭素技術を使っていたけど、我が社の別のニーズに、実はクレーストを使えるのでは?」みたいな感じですね。お試し連携研究でうまく技術のマッチングができれば、速やかに共同研究フェーズに移行させます。つまり、連携研究室は、新しい共同研究を生み出す場にもなっているのです。

―では、企業が「化学ものづくり連携研究室」を開設したい場合、条件などはありますか?

・総合的に産総研のポテンシャルを活用したい企業ならエントリー可能

 産総研東北センターで資金提供型共同研究を実施するにあたって、複数の技術など、総合的に産総研のポテンシャルを活用したい企業なら、エントリーが可能です。ぜひご提案ください。

―ズバリ、「化学ものづくり連携研究室」のセールスポイントを教えてください。

・誰よりも早く実用化へ

 「誰よりも早く実用化へ。Anytime!! → Anything!! → Anyway!! → Any results you want !!」。これが連携研究室のコンセプトです。成果の最大化を図るために、いつでも専用装置を使え、いつでも産総研の専属チームが対応します。企業専用の研究スペースのため、情報セキュリティ面でも安全です。研究に専念できますし、成果も明確化できます。また、複数の研究課題をひとつの連携研究室で行うため、研究資金の重複投資も軽減されます。すると、資金的にも精神的にも余裕が生まれ、それが新たな共同研究を生み出す効果があると期待されます。さらに、企業名を冠にしたパネルを産総研内に掲げるため、広告塔としての宣伝効果もあります。そのパネルを見た他社の人が「うちも負けへんぞ」と思ってくれるといいですね(笑)。これらのメリットを活用することで、誰よりも早く、実用化できる場だと思います。そういうわけで、企業の皆さん、絶賛募集中です!(笑)。今後は、第2号、第3号と連携事例を増やしていき、東北センターが産学官連携によるオープンイノベーション拠点となるようにしていきたいですね。産総研を存分に活用したいとお思いの企業の皆様、ぜひ連携研究室で、私たちと一緒に化学ものづくりイノベーションを起こしましょう!ご連絡をお待ちしております。


技術を皆が使えるテクノロジーに育て、産業へつなげる

―研究を通じて、研究者としてどうありたいと思っていますか?

 「産総研とお付き合いして、よい製品や技術が出来上がった」と、企業の方から感謝してもらえるような産総研でありたいと思っています。私自身もそうでありたいと願っています。我々が相手にしているのは「自然(現象)」ですから、人と違って嘘をつくことも裏切ることもありません。我々は起こっている現象を真摯に受け止め、その現象がなぜ起こっているか、メカニズムを理解し、次に「こんなことに使えるのでは」と展開することで、技術革新が生まれることになると思っています。

 現代は、オープンイノベーションの時代です。自分が開発した技術を大切に育てるだけでなく、色々な人達の技術やアイディアを持ち寄り組み合わせることで、今までにはない、ひとつの大きな技術に育ち、ひいては大きなイノベーションとなって、私たちの暮らしを豊かにしていくことになるでしょう。いくら良い技術であっても、最終的には、人の暮らしなどにつながらなければ、皆が使える技術にはなりません。だからこそ我々は、新しい現象に対して、常に真摯に受け止めなければならないですし、やたら自分たちの想いだけで通していくことは技術ではないのだろうと思っています。

―最後に、次世代を担う若手へメッセージをお願いします。

 若い人たちには、新しいものを発見したりつくることを、臆せずに挑戦して欲しいですね。科学は皆を幸せにするものです。そのためには苦しいこともありますが、新しいものに出会うことは楽しいことです。「化学ものづくり連携研究室」でも、新しいものやおもしろいものがたくさん出てくるような、びっくり箱をつくっていきたいですね。

―濱川さん、ありがとうございました。

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