SYNTHESIOLOGY（シンセシオロジー） - 構成学

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1、研究論文粘土膜の開発ー　出会いの側面から見た本格研究シナリオ　ー蛯名武雄粘土を主成分にした膜の本格研究事例を紹介する。粘土は環境にやさしく、国内でも豊富に採れる資源である。これを膜化することにより耐熱ガスバリア材料として利用することができ、持続可能な産業に寄与できると期待される。粘土膜の発明から実用化にいたる過程の技術開発、広報、知的財産、技術移転の方法を述べるとともに、人あるいはグループの出会いが開発にどのように生かされてきたか分析する。さらに統合開発型イノベーションモデルによってコンソーシアムの有効性を議論する。1粘土を用いた膜り、バージ

2、ンPETの国内企業生産量にほぼ等しい。このこれまでガスバリアフィルムは、主にプラスチックをベーうちの半分以上が東北地方の鉱山から産出している。ベンスとして製造されてきた。そのガスバリア性は完璧なものとトナイトからスメクタイトの分離・精製は、水に分散し、沈はいえず、耐熱性及びガスバリア性能の向上のため、粘土降しない分散液部分を過熱乾燥する、水簸という方法でなどがフィラーとして少量添加された「粘土プラスチックナ行われる。ノコンポジット材料」が研究されてきた。この材料は一般粘土が膜になるということは粘土を対象に研究を行って的に少量の粘土の添加で明確

3、なガスバリア性の向上が得いる者にとっては新しい知見ではない。粘土の結晶構造をられる。そこで、従来フィラーとして少量使われてきた粘土エックス線回折法によって解析する場合、ガラス板上に粘を添加物としてではなく、主材料とした緻密な膜にすると、土分散液をキャストした配向試料を用いることは一般的な[5]飛躍的に耐熱性およびガスバリア性が向上するのではない手法である。粘土膜をガラス板から剥離することはでき用語1かとの逆転の発想に基づき、2003年に粘土からなる耐熱ず自立膜にはならないが、マサチューセッツ工科大学[1]-[3]性ガスバリア膜の開発を始めた。

4、のアーネスト・ハウザー教授は1938年に粘土による自立膜[6]粘土の結晶は厚み約1nm（100万分の1mm）のを報告している。想定される用途としては包装材料など、薄い板状のものである。この薄い結晶を何万枚も緻つまり紙の代替のようなものであった。このように粘土の膜密に重ね合わせて取り扱い可能な厚みの膜に成形し材料としての潜在的な可能性が示されていたが、どうやらほたものが、「クレーストClaist®」と名づけた粘土膜でとんど製品化には至らなかったようである。それは競合材ある。クレーストは、高温条件下で、酸素や水素ガ料としての紙の性能と経済性に対し

5、て、優位性を認めるようスに対する高いガスバリア性を有して曲げることができる。な用途が見つからなかったためと推察する。作り方はキャスト法と呼ばれ、粘土の分散液をトレーなどのそれから70年を経た今日、ガス遮断を要求する製品は中で乾燥させ、乾燥後トレーの底から剥がすという簡単な非常に多くなった。食品の包装や電気製品などが代表的な方法である。粘土の製膜性を調べるため、種々の粘土を用ものである。さらにロケット、航空機、水素自動車、燃料いた成膜実験を行った。その結果、水に分散しやすく、水電池車などのように、高圧で水素を保存し、しかも移動体をゲル化させやす

6、い「スメクタイト」と呼ばれる粘土が製膜に載せるために軽量なシステムにしなければならないという[4]性に優れていることが分かった。スメクタイトは天然には特殊なニーズが出てきた。揮発性有機化合物ガス低減のたベントナイトと呼ばれる鉱物に30から70%程度含まれてめに石油化学プラントでは少しでもリークを低減しなければいる。ベントナイトはそのままで鋳物砂の粘結材、建設現ならない。これらの新しいニーズに対して、粘土を使った場における掘削泥水、ダムや廃棄物処分場の遮水層などと新材料で対応することとなった。して用いられている。国内の産出量は約45万トン/年で

7、あ産業技術総合研究所　コンパクト化学プロセス研究センター　〒983-8551　仙台市宮城野区苦竹4-2-1　産総研東北センター 　Synthesiology　Vol.1No.4（2008）−267　　　　（21）−研究論文：粘土膜の開発（蛯名）2粘土膜の発明とコンセプトの確立透過しないと考えられたが、バインダーの添加によりその2.1粘土膜のガスバリア性の発見水素シール性が失われないかどうか不明であった。後に迷[8]筆者はもともとは廃棄物処分場における人工バリアの評路モデルによって、粘土が大過剰であれば高いガスバ[7]価をする目的で、粘土圧密体

8、を研究していた。粘土圧密リア性を発揮する、具体的には粘土重量比が94%であれ体の水の透過は非常に遅いものであり、測定は長時間を必ば、バインダー成分の1000倍のガス