株式会社常光(本社:東京都文京区、代表取締役会⻑ 兼 CEO:服部健彦、資本金:1億円、業種:医療機器製造販売・体外診断用医薬品製造販売・医療機器卸売・ナノ粉砕装置製造販売)は、さまざまな機能性材料の製造工程への超高圧ホモジナイザー(ナノ微粒化・ナノ分散装置)普及に伴う産業界からの一層の装置耐久性向上ニーズに応えるために、国立大学法人室蘭工業大学(本部:北海道室蘭市、学⻑: 空閑良壽)と共同研究を開始します。

1.背景

セルロースナノファイバー、カーボンナノチューブ、グラフェン、新型電池材料、電子部品材料など、最先端高機能材料は日本が強い競争力を有する産業分野です。これらの高機能材料の作成と複合材料作成の為の分散には材料を均一にナノレベルへ微粒化する工程や、対象媒体へ均一に分散する工程が必要となります。常光の超高圧ホモジナイザーは、これらの工程で優れた処理性能を発揮し、日本のものづくりの発展に貢献してまいりました。

近年は①ナノ材料が研究フェーズから大量生産フェーズへの移行が始まっていること、②硬度、粘度の高い新材料の微粒化・分散のニーズが高まっていること等の理由から更なる高圧での処理が要求されてきました。

装置の心臓部である高圧ポンプ部には、最大250MPa(水深2,500メートルの水圧に相当)の超高圧下での連続運転に対応できる更なる耐久性向上が求められるようになってまいりました。

この産業界の要請に応えるために、室蘭工業大学藤木教授の持つ構造解析に関する技術支援を受け、装置開発を進めてまいります。目標は世界初となる300MPa対応の達成です。

この新しいタフネス向上装置は2年後を目途に市場導入する計画です。

2.本研究の概要

(1)課題

①超高圧ホモジナイザーは圧力が高いほど、①生産性が上がる、②硬度、粘度の高い材料への適用性が高くなるという利点があります。 一方、ポンプの圧力を上げてもシステム全体の耐久性を向上させない限り、短時間で構成部品の疲労・脆性破壊が発生します。

②最大250MPaの出力を300MPa化するには、システム全体の耐久性の向上が必須となります。

(2)アプローチ

超高圧ホモジナイザーシステムの構成部品をユニット化し、耐久性の弱い構成部品から順次、下記のステップで共同研究を行ってゆきます。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　【研究のステップ】

まず、最初のユニットとしてプランジャーポンプ　シリンダ構造の研究をスタートします。

本ポンプのパラメータ(①材料・組成等の材料起因の物理パラメータ、②構造、構成に起因する物理寸法パラメータ)を高度な数値計算を行う事により、短期間で大量の試作を行なう事なく理想形状を設計する。

(3)藤木教授の持つシーズ技術

各種構造物の応力・強度解析，材料力学に関する問題解決等の研究を行っている。

3.今後のスケジュール

2019年6月　共同研究開始

2021年　　  本研究成果を搭載した超高圧ホモジナイザーの上市

4.本リリースの説明図

(1)超高圧ホモジナイザー構成と研究対象

(2)JKユニット