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これからの日本の農業機械化 (3) 新素材 藤井 幸人 農研機構生研

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これからの日本の農業機械化 (3) 新素材
藤井:デンタビリティ(凹みやすさ)
、すなわち成型
や加工時の亀裂発生で難があるとされていました
藤井 幸人 農研機構生研センター主任研究員
が、近年、プレス加工の技術も進み、小形深絞り
長澤 教夫 農研機構生研センター主任研究員
や大形・複雑形状部品の成型も可能になってきて
行本 修 農研機構生研センター企画部長
いるようです。
矢治幸夫 農研機構中央農研センター企画管理部長
松本訓正 社団法人日本農業機械化協会専務理事
(平成 20 年 5 月現在)
矢治:超鉄鋼をトラクタのエンジンやボディに利用
することはできませんか。いつ頃の実用化が期待
できますか。
藤井:自動車分野では、既に実用化が進んでいます
松本:次のテーマは新素材です。藤井さん、金属な
ので、10 年先を待たずに技術的なハードルを超え
どの価格が高騰する中、従来から多く使われてい
る(それほど高くない)と思われます。しかし、
る重い鉄に代わる新たな素材はありませんか。
コスト面では材料費で1割程度の上昇と言われ、
藤井:農業機械の利用コストの低減は今後とも必須
また、複雑な成形を行う場合は、金型等の製造費
条件ですが、多少コストを犠牲にしてでもエネル
が高くなることも課題と思われます。そのために
ギー問題と環境問題へ一層対応せざるを得なくな
は、今まで以上に部品の共通化を進めて量産化を
ると仮定しますと、機械の種類や用途によって要
図っていくことが実用化の条件の一つと思われま
件が異なるかも知れません。機械を軽くできる超
す。やはりコスト面が課題でしょうか。
鉄鋼はエネルギー、省資源の面でその解決の一助
になると考えます。そこで新素材として役立つ超
鉄鋼について検討すべきと考えています。
行本:藤井さん、超鉄鋼の他に事例があれば聞かせ
て下さい。
藤井:鉄材以外の素材ですと、最も多用されている
のが樹脂類と言うことになりますが、従来のエン
強度 2 倍、寿命 3 倍の超鉄鋼
ジニアリングプラスチックの耐熱性や長寿命化を
行本:まず藤井さん、超鉄鋼とはどんなものでしょ
図った樹脂の開発改良が進んでいますので田植機
う。
藤井:一言で言えば、強度2倍、寿命3倍の鋼材の
や野菜移植機を初めとした軽負荷作業機械の歯車
や軸受け等に転用できる可能性があります。
ことです。ロータリなどの多くの農業機械は、質
また、軽量化の視点以外で新素材みますと、動力
量構成比で9割以上が鉄を素材としています。こ
損失などの原因となるロータリカバー内側への土
れに対して、自動車分野では、車体を軽量化して
壌の付着防止にテフロンや高分子ポリエチレン素
燃費改善を図るための高強度鋼の利用が進展して
材が有用であると確認されていますし、付着軽減
います。普通鋼板に対し2倍、3倍の引張強度を
繊維も開発されつつありますので、ゴム系の新素
もつ高張力鋼板は、バンパーをはじめ車体の構造
材開発に加え利活用が期待できると思われます。
骨格部品にも適用されるようになり、例えば厚さ
このほか施設園芸関係の新資材では、紙に無機質
0.4 ㎜と言った外装パネルの薄肉化の結果、鉄の
のガラス質を常温でコーティングした素材が開発
省資源化や省燃費効果はともに5%に達するとも
されていますので、耐久性が向上すれば適正廃棄
言われています。農業機械においても樹脂等に代
処理問題を抱える農業用ポリ塩化ビニルフィルム
替できない部位、あるいは逆に安全フレーム等の
の代替素材として考えられると思われます。
転倒時防護構造物(ROPS)の強度を必要とする
部材での軽量化に可能性が開けると考えています。
行本:藤井さん、農業機械への導入に際して課題は
ありませんか。
農業廃棄物を原料にした新素材
松本:長澤さん、生物系素材ではいかがですか。
長澤:農業機械には鉄の他にも非鉄金属、プラスチ
ック、ゴム等の様々な材料が使われていますが、
の向上が農業機械への適用という観点からは大切
とかくこれらは分離分別や熱処理が難しく、廃棄
だと思います。また、価格が既存の樹脂の4倍と
の際にはシュレッダーダストとして埋め立てられ、
高価です。
製造から利用・廃棄に至るまで多くの化石資源・
エネルギーを使用して、多大の温室効果ガスを放
矢治:価格を除きますと、どんな条件でいつ頃実用
化が期待できますか。
出するなどし、環境への悪影響面とコスト面の負
長澤:植物由来素材の物性向上の研究は急速に進展
担が限界に近づいています。私は作物や農業廃棄
しており、特許出願数はこの 10 年で急増してい
物を原料とした新素材についてお話します。
ます。またバイオマスニッポン総合戦略では、2
行本:長沢さん、その利点を聞かせて下さい。
年後をめどに植物由来素材の価格を半分程度にす
長澤:現在、トウモロコシからプラスチックを作り
ることが掲げられています。これらの動向から考
出す技術、一部では農業廃棄物として扱われる米
えて、少し楽観的かもしれませんが、物性向上と
糠からセラミックスを製造する技術が急速に進展
低価格化が急速に進むという前提の下で、遅くと
しています。植物由来のメリットとして、化石資
も 10 年後くらいには農業機械に利用可能な植物
源の節約と CO2 抑制効果が大きいだけでなく原
樹脂が開発されると期待しています
料が圃場から生産され、圃場に廃棄して土に戻せ
る可能性もあるため、持続可能な農業システムと
いう観点を含めて環境に優しい農業機械となりま
す。
行本:新たな素材や代替部品として他の事例はあり
ませんか。
矢治:今後、生物系素材を利用する上で留意すべき
事項はありませんか。
長澤:少し楽観的としましたのは、植物由来素材は
ここ数年の間に急激に研究開発が進んできたため、
長期にわたった耐久性や安全性等の客観的なデー
タは蓄積されていません。開発された樹脂が仮に
長澤:素材としては現時点ではポリ乳酸が最も応用
農業機械に適用可能であったとしても、いずれ自
範囲が広く、農業機械の各種インパネ、レバー、
然環境で分解するわけですから、十分に検証でき
シート等に応用可能だと思います。耐衝撃性の条
なかった想定外の現象が発生するかもしれません。
件をクリアすれば、バンパーやタイヤ、内部の配
こうした事態も含めた開発に留意しなくてはなら
管等にも応用の可能性があるのではないでしょう
ないと思います。
か。
素材が異なりますが、高水分でも滑りにくい機能
松本:今日は面白い夢を聞かせていただきまして有
り難うございました。
を持つ、米糠由来セラミクスをゴムに混合した素
材の開発が進めば、農業機械のタイヤや尾輪等へ
の応用が期待できます。
その他、稲わらや雑草などのセルロースから樹脂
を作る基礎研究が進んできていますが、まだ実用
化のレベルではなく、素材としての開発は進んで
いません。
行本:長澤さん、生物系素材の実現に課題はありま
せんか。
長澤:現在の植物由来素材は既存の樹脂に比べ、耐
熱性や耐衝撃性が劣るという欠点があります。農
業機械は土や水に触れながら炎天下でも高負荷作
業を行うことが多いため、これらに対応する物性
社団法人日本農業機械化協会 創立 50 周年記念
誌
(平成 20 年 5 月)から
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