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JAST、金属ドープDLCテーマに機能性コーティングの最適設計技術研究会を開催

　日本トライボロジー学会（JAST）の機能性コーティングの最適設計技術研究会（主査：岐阜大学・上坂裕之氏）は3月1日、ウェブ会議システムを利用した「第13期 第1回（通算第17回）会合（会議）」を開催した。

上坂裕之 主査

 

　同研究会は、窒化炭素（CNx）膜、ダイヤモンドライクカーボン（DLC）膜等の硬質炭素系被膜および二硫化モリブデン等の固体潤滑被膜を実用化する上で重要となるコーティングの最適設計技術の向上を目指し、幅広い分野の研究者・技術者が集い、トライボロジー会議でのシンポジウムの開催や研究会での話題提供と討論を行っている。

　当日はまず上坂主査が、「今回は金属ドープDLCによる水素中、油中の超低摩擦現象にフォーカスしつつ最先端の成膜技術の情報を紹介いただく。コロナ禍で各種研究会のオンライン開催が増えているがそのメリットも段々に分かってきている。本研究会も当面、リアル開催とオンライン開催の各1回を実施し、議論の場を提供できればと考えている」と開会挨拶を行った後、幹事の野老山貴行氏（名古屋大学）と徳田祐樹氏（東京都立産業技術研究センター）の司会により、以下のとおり3件の話題提供がなされた。

・「DLCコーティングの低摩擦に及ぼす遷移金属の影響」田中宏昌氏（九州大学）…水素環境下での、テトラヘドラルアモルファスカーボン（ta-C）を含むDLC同士の摩擦における金属ドープの影響とメカニズムについて考察した。DLC同士の接触において低摩擦が実現しない場合でも、摺動相手材が純金属ピンである場合、DLCは水素ガス中で低摩擦・低摩耗を実現する。純金属ピンが摺動相手の場合、生成されるカーボン移着膜には、ピンのナノスケールの金属成分粒子が観察された。両摺動面がDLCの場合でも、どちらか一方に金属ドープ膜を用いることで低摩擦が実現。チタンドープDLCよりクロムドープDLCの方が、やや安定した低摩擦を示した。

・「摩擦調整剤MoDTCとの反応性向上を目指した金属添加DLC膜の研究」馬渕 豊氏（宇都宮大学）…一般にDLC膜はエンジン油中の多機能添加剤（酸化防止性能、摩耗防止性能など）ジアルキルジチオリン酸亜鉛（ZnDTP）や摩擦調整剤モリブデンジチオカーバメート（MoDTC）との反応性が乏しい。ハイブリッド車（HEV）でも要求されるエンジンの効率向上では、軸受の高面圧下での耐焼付き性向上に有用なZnDTPと反応するDLC膜や、機械損失の低減につながるエンジン油の低粘度化から適用の進むMoDTCと反応するDLC膜が必要になる。ZnDTPを含むエンジン油での金属添加DLC膜の評価からは、ZnDTPの構成成分であるSを多く検出したNiを添加したDLC膜において摩擦係数（μ）が高い傾向が認められ、μを上昇させるZnDTPとの反応膜の形成が確認された。また、MoDTCを含むエンジン油での金属添加DLC膜の評価からは、MoDTCとの反応性を調べ摩擦低減効果が得られた元素のうちNiを添加したDLC膜において、著しい摩擦低減効果が認められ、反応生成物である硫化物およびFe3O4が認められた。

・「神戸製鋼所のDLC成膜技術」磯村良幸氏（神戸製鋼所）…同社の扱う物理蒸着（PVD）成膜手法の一種であるアークイオンプレーティング（AIP）やアンバランスド・マグネトロン・スパッタリング（UBMS）、プラズマ援用気相成長（PECVD）の装置を紹介。UBMS装置では、炭素とドープ材料を同時放電することで金属ドープDLCが成膜できる。クロムドープでは樹脂の離型性向上や、耐摩耗性向上と樹脂への耐凝着性の両立が、タングステンドープでは導電性と耐摩耗性の両立が、チタン・ホウ素ドープではμ低減が図れるとした。そのほか、成膜レートが高く三次元形状への成膜が良好なPECVDの装置や、カーボン専用蒸発源である独自の丸棒型ターゲットを使用したAIP装置による、ta-C膜の高速成膜・10μm以上の厚膜成膜技術などについて紹介した。

kat 2021年3月6日 (土曜日)

イグス、デジタルプレスカンファレンス2021を開催 in

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kat 2021年03日06日(土) in

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　イグスは3月4日、日本法人の設立30周年を機に、ドイツ本社と日本、韓国をつないでの「デジタルプレスカンファレンス2021」を開催、コロナ禍での事業の状況報告や本年の注目商品、サスティナビリティへの取組みなどについて報告した。

プレスカンファレンスのようす：中央が北川邦彦氏、右がアーサー・ペプリンスキ氏
◆“どこでもサービス”による課題解決でビジネスを拡張

　イグスでは、ユーザーを太陽のように全活動の中心に置き、イグス従業員は太陽の周りを回る惑星のようにユーザーに寄り添い要望を聞き、無潤滑・低摩耗のモーション・プラスチックの技術により問題を解決する「ソーラー・システム」を企業文化の根底に置いている。

　カンファレンスではまず日本法人について北川邦彦社長が、1990年の設立から現在まで、ソーラー・システムをベースにしたヘルプデスクの設置や即納体制の増強など、ユーザーサポート体制を強化してきたことを説明した。「コロナ禍にあってもインターネットを使った“どこでもサービス”を展開、顧客の要望聞き取りとそれに基づく課題解決に努めている。ローコストオートメーションや、センサー付きのスマートプラスチックを用いたIoT化など、ユーザーに利益をもたらす提案を続け、食品分野などをはじめ新たな需要が創出されている」と述べた。

　ドイツ本社からはCEOの一人、アーサー・ペプリンスキ氏が、自宅にいながら本社に設置したバーチャル展示ブースにユーザーを招待しプレゼンするリモートでのユーザー訪問活動などによって、モーション・プラスチック活用による“Tech up, Cost down（技術を上げてコストを下げる）”の提案を進めている状況を報告した。

◆2021年の注目商品

　2021年の注目商品としては、以下の3製品を紹介した。

・クリーンルーム用ケーブル保護管

　クリーンルーム内のコンパクトな設置スペースでのケーブルガイドに特化した新開発の「e-skin flat single pods」は、個別に接続可能なケーブルチャンバー（ケーブルを挿入する一本一本のケーブル収納スペース）で構成、ジッパーファスナーで開閉するタイプでは、故障したケーブルのみを容易に交換できる。サポートチェーン付きe-skin flatも提供。single podsのフリースパン長さを長くでき、高い操作性と許容曲げ半径40mm～100mmに適合。一体型チェーンは耐摩耗性に優れたイグスポリマー製でe-skin flatの材質に適応、丸みを帯びたエッジのためチャンバーを傷つけることもない。

e-skin flat single pods  ・低コスト協働ロボットのための完全一体型波動歯車

　モジュラー式ギヤボックスキットは、モーターコントローラ内臓の樹脂製波動歯車、力制御システム、アブソリュートエンコーダ、モーターで構成。ギヤボックスには、樹脂製のウェーブジェネレーター、外歯付きフレックスリング、外歯付きBLDCモーターが使用され、ギヤボックスをベースに電子部品を追加し接合リンクでつなぐことで、個々のロボットを一つの多関節ロボットとして設計できる。軽量な波動歯車は総重量が8kg以下のロボットに適し、イグスの垂直多関節ロボット「ReBel」の新バージョンで使用される予定。

完全一体型波動歯車モジュールと垂直多関節ロボット「ReBel」  ・予知保全と耐摩耗性を実現するセンサー付き3Dプリント部品

　イグリデュールI150またはイグリデュールI180のフィラメント、および各フィラメントと相性の良い特別開発された導電性3Dプリント材質を使用して、マルチマテリアルプリント（複数材質による3Dプリント）によって、センサーが積層造形のベアリングやギヤなどトライボ部品にプリントできる技術を開発。コストを削減し製造されたインテリジェント3Dプリント部品は、故障が発生する前に交換時期が近づいていることを知らせるほか、過負荷を検出すると機械や装置を即座に停止させベアリングやシステム全体へのさらなる損傷を防ぐ。

センサー付き耐摩耗3Dプリント部品  ◆サスティナビリティへの取組み ・グローバルでの取組み

　トライボロジー的に最適化されたモーション・プラスチック製品は、鋼製製品と違い軽量のため消費エネルギーを削減できる上、長期にわたり潤滑剤フリーで使用でき、また耐摩耗性が高くマイクロプラスチック発生による汚染が少ないなど、環境負荷が低い。

　ペプリンスキ氏はさらに、工場で発生するプラスチック廃棄物の99%を少量ずつ製造工程で再利用するグリーンプロセスを推進しているほか、「イグリデュールN54」でバイオポリマーを主成分とする初の標準すべり軸受を開発したこと、ユーザーからイグス製、他社製を問わず使用済みの樹脂製品を引き取り、リサイクルする取組みを進めていることを報告。

　直近では、プラスチック廃棄物をオイルにリサイクルできるCat-HTR 技術を保有するMura Technology社に投資を開始。従来のプラスチックリサイクルが廃プラを種類別に分別して細断する必要があるのに対し、Cat-HTR技術は未分別のプラ廃棄物を約20分でオイルに還元し省資源化を実現する。還元されたオイルは、グリースやワックスとして、あるいは高品質な粒状プラスチックの生産に使用できる。水・高温・圧力のみを使いプラント1基で年間2万tのプラスチックを処理でき、結果、28180tのCO2 排出量を削減できる。商業用Cat-HTR 第1号プラントの建設が英国で3月に着工され、2022年後半に稼働が開始される予定。

・日本国内での取組み

　廃プラスチックの日本国内での処理が急務となっている中、国内での「グリーンイグス」の取組みとして北川社長は、①大学と共同で廃プラの効率的で経済的な化学リサイクル（油化）の研究を進めていること、②プラスチック素材としての再利用開発案件を募集していること、③廃プラの国内移動の条件・手続きの簡素化を推進していることを報告した。

サーフテクノロジー／不二WPC、TOKYO PACK 2021で滑り性・耐摩耗性向上の表面改質技術を披露

　サーフテクノロジーと不二WPCは2月24日～26日に東京都江東区の東京ビッグサイトで開催された「TOKYO PACK 2021（2021東京国際包装展）」に出展、食品搬送機器や食品包装容器の滑り性や耐摩耗性を向上させる表面改質技術を披露した。

ブースのようす

　サーフテクノロジーは“ギザ刃や丸刃の表面処理。フィルムカスの付着抑制や耐久性向上により、研磨サイクルや洗浄サイクルを延ばします。樹脂テープの剥離や樹脂製品の滑りでお困りごとを解決します!!”をテーマに、技術を紹介。

　食品製造設備に共通する異物混入や衛生面での微生物対策、フードロス対策の一つとして、独自の微粒子投射処理「マイクロディンプル処理®（MD処理®）」を提案した。MD処理はコーティングではないため、フッ素樹脂テープのようにはく離することなく樹脂製品の滑り性向上に有用であることをアピールした。

　また、MD処理および短パルスレーザー加工によって、フィルムカスの付着抑制や摩耗軽減による刃物の寿命を延長できることを謳った。
　
　さらに、2020年9月に国内で初めてFDA（米国食品医薬品局）認証を取得したダイヤモンドライクカーボン（DLC）コーティングを紹介。FDA認証によって安全性が確認されているDLCコーティングによって、フィルムガイド、セーラーなどの滑り性向上、耐摩耗性向上で部品の耐久性を高められると強調した。

　不二WPCでは、“包装容器の滑り性および、耐摩耗性向上に効果を発揮します！フィルムのヨレや擦り傷対策、摩耗した部品交換時のケガ対策にも。ギザ刃などのフィルムカッターのフィルムカス抑制、洗浄性向上、寿命延長などランニングコストの削減にもつながります!!”をテーマに、フィルム関連部材へのWPC処理(マイクロディンプル処理)による滑り性向上をアピール。

　フィルムカッターへの表面処理によってフィルムカスの付着抑制や洗浄性向上、耐摩耗性向上、耐久性向上が、また、ヒーターバーやヒーターホルダーの表面処理によって洗浄時の摩耗対策やフィルムの滑り性向上、フィルムカスの洗浄性向上が図れると謳った。さらに、セーラーの表面処理によって、セーラー襟部分の摩耗を抑制することで滑り性を維持しつつ、フィルムのヨレ、擦り傷対策も図れることを強調した。

MD処理を施したホッパー右半分では食品用粉体の付着が抑制DLC処理を施したセーラーでは滑り性・耐摩耗性が向上

 

admin 2021年3月5日 (金曜日)