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報告書&レポート

2010年6月17日 ロンドン事務所  フレンチ 香織
2010年31号

国際非鉄3研究会合同セミナー参加報告~金属の革新的な利用方法 ~

 2010年4月28日午前、リスボンにて、ILZSG(国際鉛亜鉛研究会)による春季定期会合が開催された。本会合には、ILZSG加盟19か国の政府関係者、EU本部、産業団体、企業関係者で総勢62名が参加。その後の同日午後には『金属の革新的な利用方法』と題した3研究会合同のセミナーも開催され、日本鉱業協会の増田勝彦氏(理事兼企画調査部長)より、銅の画期的な利用法の講演がなされた。以下、本稿では研究会合同セミナーの概要について報告する。なお、本会合での講演資料は、ILZSG及びICSGの公式HPから入手可能である。(ILZSG公式HP:http://www.ilzsg.org、ICSG公式HP:http://www.icsg.org)
 最後に、合同セミナーの銅部門に関する記事の作成に当たっては、日本鉱業協会の増田勝彦理事にご監修頂いた。心より御礼申し上げたい。

1. 研究会合同セミナー(4月28日、14:00-17:30): テーマ『金属の革新的な利用方法』
 今回のテーマ『金属の革新的な新適用方法』に関して、銅、ニッケル、鉛亜鉛に関係する又は関連業界団体が講演を行い、また、EU研究総局が、EU Raw Material Initiativesに関与する科学技術共同開発プログラムの説明を行った。日本からは、国際非鉄研究会事務局からの依頼を受けて、日本鉱業協会の増田勝彦氏(理事兼企画調査部長)により、銅の画期的な新利用法の紹介がなされた。本セミナーは、最近の景気回復とも相俟って、非鉄産業界の新しい展望を覗かせる有意義な会議となった。

《 銅 》

1-1. 講演:『殺菌性の優れた銅(Antimicrobialcopper)』
 

(ICA(国際銅協会)Senior Vice President、Anthony Lea氏)

 今日、医療施設で院内感染に罹る人数は毎年7百万人に上り、米国だけでも年間10万人が院内感染で死亡している。この深刻な課題の解決策として、ICAは、銅や銅合金の表面における殺菌作用の利用を提案している。
 院内感染の実証試験は先ず、日本で日本銅センター(JCDA)が北里大学病院にて開始、その後ICA及び関連団体である各国の銅開発協会(CDA)によって、米国、チリ、英国、ドイツの医療施設でも、ベッドの手すり、ドアノブ、洗面台等の表面に試験的に導入し、殺菌作用が検証された。その結果、銅及び銅合金の表面は、実験対象となった病原体(メチシリン耐性黄色ブドウ球菌(MRSA)等)の99.9%以上を2時間以内で殺菌。さらには同じ表面に繰り返しこの病原体を汚染し続けても、その99%を殺菌し続けた。
 これらの実験結果により、米国環境保護庁(EPA)は2008年3月、銅を金属として初めて抗菌作用がある素材として認定し、「銅は人体に有害な致死性のある病原体を殺菌し、公共衛生に効果がある」と表示することを法的に認可した。また、この殺菌性の優れた銅(Antimicrobialcopper)をより効果的に活用するため、「Cu+」の公式商標を世界中で統一して用いている。EPAには殺菌性の優良な銅合金として282種が登録されている。
 現在、医療センターにおける導入は初期段階であるが、今後は、米国の医療施設だけで、銅300千tを導入できる潜在性があり、銅の殺菌性を利用した衛生環境の改善が期待されている。(詳細:http://www.antimicrobialcopper.com)

1-2. 講演:『銅の革新的な利用方法』
 

(日本鉱業協会 理事兼企画調査部長、増田勝彦氏)


写真1. 非鉄3研究会合同セミナーでの増田理事によるご講演

 今回、増田理事の講演では、社団法人 日本銅センター(JCDA)、社団法人 日本電線工業会(JCMA)、国際銅協会(ICA)、三菱マテリアル(株)、三菱電線工業(株)、三菱伸銅(株)の協力の下、日本発の革新的な銅の利用方法が紹介された。

◆ 手に触れる表面への銅の殺菌作用 (JCDA)
 銅は、ヒトの暮らしに密着してきた金属である。日本で言えば、伝統文化である歌舞伎のかつらの内部には、江戸時代からかつらの重量に耐え、加工性もいいことから薄い銅板が使用されているが、銅の抗菌作用のお陰で、長時間つけても汗による不快な臭いを何世紀にも亘り抑えてきた。
 日本銅センターでは、既に5年前から院内感染の予防に銅の殺菌効果を役立てるという世界初の実証試験を、北里大学医学部と共同で、北里大学付属病院にて実施している。
 2007年3月に米国EPAが銅に金属素材として唯一抗菌作用の認定を行った当日には、当時の日本鉱業協会会長兼日本銅センター会長の三菱マテリアルの井手社長が鉱業協会の記者会見でその内容を公表し、EPAの認定を受けたことで、銅が病院のみならず、公共施設や一般家庭などでも環境衛生面の改善に更に貢献する機会が増えることに期待する旨、表明した(写真)。北里大学医学部微生物学の笹原武志医学博士は、これまでの成績から「病棟での銅や銅合金の利用は、一般的な病原菌、及びMRSAを含むブドウ球菌等の細菌に対して、著しい消毒効果を示す」と の見解を述べている。その成果として、医療機関として世界初の銅をクリニック内の手の触れる壁面などに700 kg近く採用した落合クリニック、通称BRASS CLINICが2009年10月にオープンし多くのメデイアに取り上げられたのを初めに、千代田病院等、さまざまな医療センターで、試験的な導入が推進され、抗菌作用が実証されてきている。

◆ より安全な水及び環境のための鉛フリー黄銅 (三菱伸銅)
 黄銅合金である三菱伸銅のエコブラスは、銅の抜群の殺菌力だけではなく、鉛の代わりにシリコンを利用していることから環境にやさしく、また、リサイクル性の良さと、高強度、優れた耐腐食性などの特性を兼ね備える。2010年4月に竣工した三菱マテリアルの研修センターではドアハンドルにエコブラスを採用、抗菌作用を大規模に応用した世界初の事例であり、欧米の病院などでもエコブラスを利用した抗菌作用の実証試験が実施されている。

◆ 持続可能な魚の養殖産業の発展にUR30銅合金製網の活用 (三菱伸銅)
 世界中で広く利用されている合成繊維素材の漁網では、表面に藻などが大量に付着し、魚に必要な酸素量が減少するため、数か月に一度網を陸揚げして洗浄作業が必要となる。また、抗生物質を大量に与えるなどして対処してきたものの感染病及び寄生虫が魚に蔓延し魚が大量死するなど、環境及び人体の双方に対する負荷が問題となってきている。その解決法として、チリのECOSEAプロジェクトでは、三菱伸銅の魚網専用銅合金UR30漁網が起用された。この銅製漁網は耐食性に優れ、藻が付着しないことから、洗浄のための陸揚げは、網の寿命期間(約4年間)不要となり、環境汚染問題の解消や定期的な洗浄費の節約につながっている。更に魚の生育環境の改善により人体への影響も懸念される抗生物質を使わないため、10~15%も早く成長することが実証されている。また、高強度の網によって、アシカなどの外敵の進入や魚が逃げることを防ぐなどの効果と相俟って、サーモンの漁獲量は、合成繊維網の1.5倍に増え、使用済の網は100%再生可能であるため、環境及び人体にとっても大きな利点となるのみでなく、採算面での効果も発揮されている。現在、UR30 は、豪州、チリ、日本で既に利用されているが、今後はカナダ、ノルウェイ等での市場展開が期待されている。

◆ CO2削減のための、電線ケーブルの導体サイズの適正化 (JCMA)
 社団法人 日本電線工業会(JCMA)では、JCDA及びICAの協力の下、通電ロスを低減するために、経済性と環境性に配慮した最適なサイズの電線開発を進めている。JCMAの推定によると、日本国内で最も多量に使われている低電圧(200 V)配電ケーブル『Low-Voltage CV-T』の導体サイズを最適化すれば、通電ロスが年間420億kWh(4%)から、年間210億kWh(2%)に半減すると予想され、これは、日本の総CO2排出量の0.7%削減に寄与すると期待されている。
 今後の計画として、『Low-Voltage CV-T』サイズの最適化を2010年に国内規格化、2012年に国際規格化を目標としている。日本のすべての『Low-Voltage CV-T』の導体サイズが最適化されれば、電線のサイズアップにより、20年間で約4百万tの銅需要が追加されると予想されている。

◆ 電気エネルギーの効率化に向けたハイテク銅線 (三菱電線工業)
 三菱電線工業が開発したメクセルマグネットワイヤーは、電着皮膜と円形断面のマグレットワイヤーを平角線に変更し、更に集合導体化するなどの工夫で、導体占積率が向上、コイルの小型化、高効率化を実現され、表面実装型デバイスのコイルや、ラップトップ、ゲーム機器などに使用されている。

 講演の最後には、その他の銅の利用法が紹介された。特に、銅繊維で製造された防臭、雑菌効果がある株式会社セイホウが開発した「ミネラルハイソックス」(2,000円、消費税別)は、本セミナーの直前に日本人宇宙飛行士の山崎直子さんが宇宙で2週間着用していたものと同じものと同一製品で、本セミナー参加者の間で話題となり、日本の独創的な銅の利用法に関心が集まっていた。

《 ニッケル 》

1-3. 講演『リサイクル率の高い多用途のステンレス鋼』

(ISSF(国際ステンレス連盟)Secretary General、Pascal Payet-Gaspard氏)

 近年、ステンレス鋼の『錆びない』、『水への耐性に優れている』、『展性や延性に富む』、『低コストのメインテナンス』、『寿命が長い』という特性から、火災防止、地震影響の緩和、水循環システム、グリーンエネルギー装置等を用途とした建築材料への利用が増加している。また、その『シンプルな外観』から、MACのApple Store等のデザイン建築への導入が流行し始めている。
 その他、ステンレス鋼はリサイクル率が高い。今日、使用済みのステンレス鋼の82%がリサイクル目的で回収されており、リサイクル量は年間24.7百万t/年にまで達している。このように、ステンレス鋼はリサイクル率が良いため、カーボンフットプリントの低減にも大きく貢献している原材料とも言うことができる。

1-4. 『ニッケルの革新的な利用方法』

(INSG/ILZSG経済環境委員長、Curtis Stewart氏)

 さまざまなニッケルの革新的な利用方法が紹介された。
◆ステンレス鋼の革新的な利用方法
・液化天然ガス輸送船に利用。Q-Max大型輸送船には、ニッケル36%、鉄64%含有のInvarR合金が、一隻に対して約700t利用される。
・集光型太陽熱発電(CSP) 設備に利用。例えば、ハワイのMicro CSPには、加熱液体を貯蔵するタンクにステンレスを利用。
・海上石油・ガス開発プロジェクトに利用。ニッケル・銅合金が海水腐食、生物付着を防止。
◆ ニッケル含有バッテリーの進化
・ニッケル亜鉛バッテリーに利用。単三電池として、1年前に市場へ導入された。迅速な充電が可能なことと、エネルギー密度が高いことが利点である。
・ニッケル含有リチウムイオンバッテリーに利用。 従来のLiCoO2に比べて、安価で接続性が良く、寿命が長い。コスト高が未だ弱点ではあるが、日産(株)は、ハイブリッド車への搭載に向けて、NMC(Lithium nickel manganese cobalt oxide cathode)を利用したリチウムイオン電池の開発を行っている。
◆ 燃料電池内のニッケル含有プラチナ触媒 に利用。米コロラド州鉱山大学の研究者が、PEM燃料電池では、プラチナ触媒にニッケルを含有すると、触媒作用が倍増することを発見。これによって、日産(株)は、燃料電池へのプラチナ使用量を2005年の100gから、2008年には50gに半減することを実現した。なお、市場では、燃料電池車は2015年から商業化されると期待されている。
◆ ナノテク技術へのニッケル利用。米アイダホ国立研究所の研究者が、太陽光発電装置に、赤外線を電力へ変換するためのニッケルクロム合金を使用。ニッケルクロム合金によって、曇り日でも快晴日と同じ量の光エネルギーを吸収することができ、また、既存の太陽光パネルよりも、低コストの製造が実現できる可能性が高い。

《 鉛 》

1-5. 講演:『鉛の特性を活かした様々な利用法』

(国際鉛研究会(ILA)Executive Director, David Wilson博士)

 鉛の使用法は過去50年間で大きく変化した。1960年代における鉛の最終用途において、世界のバッテリーに対する鉛消費量は鉛消費量全体の27%(約800千t)のみであったが、2009年には85%(約7,000千t)を占めるまでに成長した。鉛酸蓄電池の利用は大きく分けると2つに分類でき、燃焼エンジンの乗用車(車、トラック、バイク等)のSLI機能には鉛5,300千t(2009年)、産業用バッテリーには鉛1,800千t(同年)が利用されている。2009年、鉛の需要は、経済不況に影響されることなく増加基調で推移しており、今後とも増加すると予想される。
 鉛需要の増加を示す第一要因は、中国の電動自転車産業の成長が著しいことである。2000年代、中国における電動自転車は1百万台足らずであったが、2009年末には1億台に増加した。つまり、電動自転車一台に対して、SLI機能で搭載されている鉛酸蓄電池に少なくとも10 kgの鉛が必要とされるとすると、2009年には1百万tの鉛需要に拡大したことになる。また、マイクロハイブリッド車においても、エンジンの「停止・運転」機能については鉛含有のSLIバッテリーが利用されることが増えてきており、今日では、BMW、PSA、GM、Ford、Mercedesなどに利用され、標準化されつつある。なお、本SLIバッテリーには、従来のSLIバッテリーより平均4~5 kg多くの鉛が利用されている。
 その他、現在開発中の鉛の新しい最終用途の分野として、NiMH蓄電池の代わりにハイブリッド車へ鉛酸蓄電池を利用(電動機の電力源用)、放射線遮蔽、原子力用の鉛合金冷却高速炉、磁気流体力学への応用、熱電材料などへの利用が期待されている。

《 亜鉛 》

1-6. 講演:『子供の生存、発育、成長のための亜鉛』

(国際亜鉛協会(IZA)Executive Director、Stephen Wilkinson氏)

 亜鉛は、ヒトの健康に不可欠な栄養素であり、細胞の活性化、身体の成長及び脳の発達を促進し、病気から体を保護する機能がある。亜鉛の欠如は、下痢、肺炎、マラリアなどの主なリスク要因の一つと認識されており、亜鉛の欠如が原因で、毎年45万人の子供が死亡し、世界人口の約1/3が亜鉛不足のリスクに陥っているとのデータもある。
 国際亜鉛協会(IZA)と国連児童基金(UNISEF)は2010年1月、3年計画の共同キャンペーン「Zinc Saves Kids(亜鉛が子供を救う)」を開始した。同キャンペーンは3百万US$の資金調達を目標とする。IZAは既に166万US$の小切手を寄贈し、今後も更なる資金調達を続ける。また、UNISEFは、開発途上国の児童向けに、亜鉛サプリメント・プログラムを実施。亜鉛サプリメントで、年間約30 万人に上る子供の死亡を防ぐことができると期待されている。
 (参考HP:http://zincsaveskids.org)

1-7. 講演:『亜鉛空気電池の技術』

(国際亜鉛協会(IZA)Executive Director、Stephen Wilkinson氏)

 国際亜鉛協会(IZA)は、電動の乗物(バスやスクーターなど)や遠隔地へエネルギーを供給するための設備に、亜鉛空気電池技術を導入するよう推進している。亜鉛空気電池は携帯用電池及び産業電池の2種があり、再充電可能なものもある。
 IZAは2008年7月、ILZSGの協力の下、国連UNCTADによるCFC(一次産品共通基金)から、熱帯地方の遠隔地域における亜鉛空気電池を利用したRAPS (Remote Area Power Supply)技術を検証するための助成金7万US$を調達した。現在は、設備の輸入に係る通関措置の遅れにより、プロジェクトは遅延しているが、マラウィの一村で、亜鉛空気電池利用の試験分析が1年の予定で開始されている。また、亜鉛をベースとしたエネルギー蓄積システムの開発及び実用化を目的としたZESTec (Zinc Energy Storage Technology Consortium)が先導して、固定設備での亜鉛空気電池を利用したエネルギー貯蔵技術の開発を計画しており、そのための更なる資金調達を模索する予定である。(参考HP:www.zincenergystorage.org)

《欧州政府の開発支援》

1-8. 講演:『EU原料確保戦略に向けた研究の推進』

(欧州委員会 研究総局 付加価値材料担当課Head of Unit, Renzo Tomellini氏)

 欧州委員会の企業産業総局は2008年11月、今後のEU経済発展に必要な原料確保のための「EU原料イニシアチブ(EU Raw Materials Initiatives)」を発表した。本イニシアチブは [1]歪曲の無い市場を通じての原材料へのアクセス確保、[2]欧州域内供給源からの持続的な原材料供給の促進、[3]欧州における一次原料使用の削減の3柱で進められており、欧州委員会は先ず、加盟国及び利害関係者との協力により、世界全体で資源確保の競争が激化し得る原料ターゲット物質を考査し、3つの柱の実践方法を模索している。
 この原料確保戦略の一端を担う研究開発について、欧州委員会 研究総局は、1984年から実施されてきている欧州研究開発フレームワーク計画(Framework Programme)を推進する。現在、本計画は、第7次計画(FP7:2007~2013年)のフェーズまで進み、予算が第6次計画(2002~2006年)の約3倍の530億€に拡大している。
 FP7のテーマの一つである「ナノサイエンス、ナノテクノロジー、材料、新生産技術」では、予算枠に34億7,500万€が計上されている。2010年のFP7作業計画には、「グリーン・ナノテクノロジー」を利用した材料または成分の代替を扱ったプロジェクトへの支援が予定されているが、科学技術の開発は、欧州圏内に限らず他国との国際レベルでの協力やシナジーが必要と考えられているため、本支援は、全世界が対象となる。
 日・EU間については、2009年11月に日・EU科学技術協力協定が署名され、日本の研究者及び科学分野の関係者等への助成金を設けながら、今後の希少金属代替材料開発及び新エネルギー開発の分野での共同研究が期待されている。

(参考HP:http://cordis.europa.eu/fp7/jtis/about-jti_en.html
http://www.deljpn.ec.europa.eu/modules/media/news/2010/100128.html
http://www.deljpn.ec.europa.eu/modules/programme/fp7/
http://www.nedo.go.jp/kankobutsu/report/997/997-01.pdfhttp://www.j-bilat.eu)

2. 2010年秋季会合について
 次回の国際鉛亜鉛研究会2010年秋季会合は、2010年10月7~8日の2日間、リスボン(ポルトガル)にて開催される予定である。なお、国際ニッケル研究会は、同リスボンにて、10月5~6日午前の1日半で開催され、さらに、国際銅研究会に関しては、2010年9月18日がチリ独立200周年であることから、9月28日にチリ・アントファガスタにて開催されることとなっている。(※ チリでの関連イベントは、9月27日にCESCO(銅・鉱業研究センター)主催の鉱山見学、9月28日に国際銅研究会、9月29日にCOCHILCO(チリ銅委員会)セミナー及びCESCO主催ディナーが予定されている。)

< 2010年秋季の国際非鉄金属3研究会の日程 >

9月28日 国際銅研究会(場所:アントファガスタ、チリ)
10月5日、6日午前 国際ニッケル研究会(場所:リスボン)
10月6日午後 3研究会合同セミナー
(テーマ:『持続可能な将来への金属の貢献』)
(場所:リスボン)
10月7~8日 国際鉛亜鉛研究会(場所:リスボン)

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