与 AIST 合作，开发了在农村地区开发原创产品的技术能力

与 AIST 合作，开发了在农村地区开发原创产品的技术能力

2016/01/31

开发农村原创产品与 AIST 合作，开发了技术能力 使用CREST x增强塑料开发铁路车辆“不燃照明罩”

2015年9月，发布了用于新干线和地铁等铁路车辆的照明罩，实现了高度的阻燃性。接受挑战开发该产品的公司是宫城县栗原市的塑料制造商宫城化成和AIST东北中心。通过结合两家公司的优势，一家当地公司创造了一种前所未见的新产品。

成功协作的关键是结合彼此的优势

　宫城化成在宫城县北部的乡村地区生产和销售强化塑料产品已有约 30 年的历史。拥有 40 名员工的总裁小山明彦 (Akihiko Koyama) 表示，“几年前，我们所做的只是制造和发货订单”，但该公司目前作为日本唯一一家通过开发铁路车辆不燃照明罩而拥有制造技术的公司而受到关注。

　机会是2009年与AIST的一次邂逅。东北经济联盟协调员向他介绍了AIST东北中心的海老名武夫。

　Claest^*1”的海老名正与多家公司就其实际应用进行联合研究，并向世界推出突破性的新产品，包括开发石棉替代垫片和氢阻隔复合材料。

小山先生访问了海老名，想知道是否有可能制造出应用了硅石气体阻隔特性的氢气罐。然而，与其他公司的氢罐合作已经开始。

　接下来我看的是claest的耐热性。我看到海老名先生的透明表扣并想到了它。也可以使用玻璃纤维增强塑料（GFRP）制作透明的表扣，这是我们的专长。然而，这种材料很容易燃烧。除了具有阻气性之外，它还具有不易燃的特性。我们想知道是否有可能将两种透明材料结合起来，创造出一种既透明又不易燃的新材料。

　海老名表示，共同研究的目的是将公司的技术与产业技术研究院的技术相匹配。

　宫城化成采用真空浸渍法制造 GFRP 产品^*2用于模制塑料时，我注意到可以使用该方法制造透明的 GFRP。市场上几乎没有透明、高阻燃的 GFRP 产品，因此我们希望在利用真空浸渍技术的同时增加 Claest 的阻燃性。这是一种结合彼此优势的合作形式。”

平衡不易燃性和透明度

　宫城化成接下来考虑的是开发什么。因此，我们对透明不燃材料的需求进行了市场调查，发现的是铁路车辆照明罩。

　小山说：“在铁路车辆中，用于天花板的材料，包括照明罩，都要求是不易燃的。特别是新干线和地铁车辆的照明罩，要求高度不易燃。但是，没有合适的材料既不燃，又具有足够的透明度、光扩散性、重量轻和安全性，铁路车辆制造商陷入了困境。”

　2009 年，联合研究开始，重点关注不易燃照明罩。

　我们立即将 Craste 薄膜贴在 GFRP 上并制作了原型。为了测试它是否会燃烧，海老名尝试使用市售的多功能打火机将其烧烤20分钟。地壳上只有烟灰，但下面的玻璃钢并未燃烧。我们满怀信心地将样机提交给日本铁道车辆机械工程学会的铁道车辆材料燃烧试验（车辆材料燃烧试验）。然而，他未能通过考试。

　“我们不明白为什么它没有通过测试。因此，我们决定在AIST东北中心建造一个与车辆材料燃烧测试相同条件的设施，并在与实际测试相同的环境中进行燃烧测试。” （海老名）

　尝试燃烧改进的产品。它仍然没有燃烧。至少，在海老名等人看来，并没有着火。

　即使我们发布了改进的产品，认为这次应该没问题，但测试结果却是 NG。从这里到这里花了很长时间。''

　我无法理解日本铁道车辆机械工协会的标准，所以我最终去了该协会，直接与评估负责人交谈。即使没有燃烧迹象，测试过程中GFRP也无法释放出少量燃烧气体。花了两年时间才能够确定测试中使用的火焰的细微颜色变化是否释放出燃烧气体。

适用于以自己的品牌销售原创产品的公司

即使在了解了不可燃性标准之后，仍需要不断地反复试验来实现这些标准。 AIST 的目标是开发一种可涂覆的 Kraest，满足不易燃、抗裂和易于粘附到塑料上的严格要求。他们与粘土制造商合作，开发了一种原始粘土，该粘土经过了与平常不同的预处理。宫城化成不断对双方进行改进，例如在树脂中添加无机材料以及对表面进行改性，以提高Claest与GFRP之间的附着力，测试结果继续是喜忧参半。

最后，海老名的研究小组发现了满足所有条件的 Craest 精确配方，而涂有宫城化成改进型 GFRP 的新产品于 2014 年 2 月通过了测试，获得了期待已久的阻燃认证。

　开发开始已经过去五年了，时间不短，小山先生反思道：“如果没有这笔补助金，可能就不会持续下去。”不过，海老名认为，这次联合研究除了新材料的创造之外，还有另一个意义。

　“（东北）地区的一般制造商没有可以称为原创的产品是很常见的，我也和小山社长谈过宫城化成的情况。如果这次合作成功，将为当地企业通过技术开发创造新产品树立一个良好的先例。这就是为什么我想确保这次合作取得成功。”

　宫城化成也在这一时期新成立了“企划开发部”，并让研究人员常驻AIST东北中心进行开发工作。结果，该公司已转型为一家内部开发原创产品的公司。小山先生说道。

　通过与AIST的共同开发经验，我们在业务中增加了新的材料开发领域，现在我们拥有内部人力资源来处理开发。随着我们从接受固定规格产品订单的制造商转变为可以自行生产产品的公司，我们员工的心态也发生了变化。''

旨在振兴本地企业

　2015年9月，宫城化成将不可燃照明罩“EXVIEW”作为传统线路原型车的产品发货。虽然市场有限，但需求明显得到满足，而且目前还没有其他材料满足同等条件，因此我们有望获得相当大的市场份额。

　未来，我们希望利用claest开发一种新型不燃建筑材料。如果我们能够进入建筑材料领域，我们将能够在更大的市场竞争，不仅是照明罩，还包括隔断和防火挂墙。2016年，我们希望获得国土交通省的建筑材料不燃性认证，甚至开始发货样品。''

不知道小山先生对与产业技术研究院的合作有何看法。

　我们不仅有在公司内部进行规划和发展的意识和结构，而且海老名先生还善意地考虑了销售方面的问题，并为我们提供了如何申请资助的建议，因此我们合作的意义非常重大。我们希望在获得外部资金的同时继续合作并创造新产品。''

对此，海老名回应道。

　由于AIST开发的Kraest是一种材料，因此不能直接在世界上使用。作为一名研究人员，我非常感谢与将其转化为产品的公司的联合研究。''

　此外，这款“EXVIEW”是透明牙纹首次投入实际使用，海老名很高兴它是由当地公司生产的。

　看到AIST的区域中心如何与当地企业互动以及如何扩大圈子，对我们来说是一次很好的经历。我们希望进一步扩大这个圈子，为当地企业的振兴提供帮助。''

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*1：克莱斯特。由产业技术研究院开发的以粘土为原料的环保膜材料。高耐热性（600℃）、阻气性（002mm厚膜1m²每天泄漏少于 01 cc 的氢气），预计将在从食品包装到火箭开发等各种应用中用作石棉和塑料薄膜的替代材料。[返回来源]
*2：真空浸渍法（VaRTM法）。利用真空吸力注入树脂使增强纤维浸渍并硬化的FRP成型方法。[返回来源]