日本酸素ホールディングス株式会社 研究開発活動 (2017年3月期)

当社グループ(当社及び連結子会社)では、「進取と共創。ガスで未来を拓く」を企業理念として、The Gas Professionalsをスローガンに、従来の延長線上にないナンバーワン技術・オンリーワン技術を次々と生み出すことで、他社との差異化を明確にし、世界の工業ガスメジャーへの仲間入りを目指しています。
エネルギー、環境、ガス分離精製、医療・ライフサイエンス、エレクトロニクス、ファインマテリアル等の新素材分野、ガスアプリケーションの開発にも積極的に取り組んでおります。また、知的財産の有効活用と特許出願についても鋭意推進しており、2016年12月末時点において当社が保有する特許の件数は701件となっております。
当連結会計年度に支出した研究開発費の総額は33億23百万円であり、その内訳は「国内ガス事業」に26億60百万円、「米国ガス事業」に6億円、「サーモス他事業」に62百万円となっております。主な研究開発活動の概要は次のとおりです。

〔国内ガス事業〕
国内ガス事業においては、鉄鋼、化学工業、自動車産業、半導体メーカー、医療・ライフサイエンス分野等、様々な産業で当社製品・技術をご利用頂いております。当社では、つくば研究所、山梨研究所、SIイノベーションセンター、及び京浜事業所の4拠点が連携して研究開発を実施しております。
エネルギー分野では、燃料電池自動車(FCV)に70MPa級の高圧水素ガスを供給できる水素ステーションの開発を継続しております。低コスト・コンパクトな移動式水素ステーション(商品名:「Hydro ShuttleⓇ」)は2013年度に商品化され、現在まで12基の販売実績があります。また、2017年3月より定置式パッケージ型水素ステーション「Hydro City」とFCフォークリフト用水素ステーションの販売を開始しました。今後も水素ステーションの早期普及に貢献してまいります。
環境分野においては、排ガス処理装置を中心とした技術開発を継続して実施しています。当社は燃焼式、プラズマ式、吸着式といった多様な排ガス処理装置技術を有しており、多様化する半導体製造プロセスに伴う新規の毒性ガスや腐食性ガスへの対応、及び温暖化係数の高いPFCsガスの高効率処理等、常に最新のトレンドに沿った排ガス処理技術の開発に努めています。最近の新製品事例としては、GaN素子やSiC素子と言った化合物半導体のエピタキシャルプロセスの排ガス中に大量に含まれる水素を燃焼燃料として利用し、エネルギー効率を高めた排ガス処理装置(商品名:「ハーキュリーズバーナーⓇ」)や、製造装置から排出される排ガス量に応じて燃料を最適制御することによって環境負荷低減が可能な「燃焼式排ガス処理装置」などの特徴的な製品を商品化し、多くの納入実績を上げています。
また、アーク炉での製鋼プロセス向けには、既に上市している酸素燃焼用バーナ・ランス(商品名:「SCOPE-JETⓇ」)による電力削減、超低NOX酸素富化燃焼バーナシステム(商品名:「Innova-JetⓇ」)による、加熱炉・取鍋における省エネ提案に加え、自励振動現象を利用した「Innova-JetⓇ Swing」を新たに商品化し、タンディッシュ予熱における省エネ提案を開始しました。
酸素燃焼技術では、大阪大学と共同でNOx発生量を抑制する「アンモニア燃焼技術」を開発しました。本技術は、アンモニアを燃料としてNOxの発生量を環境基準以下まで抑制し、同時に火炎の伝熱強化を達成する燃焼技術であり、CO2の排出量を大幅に削減することが可能となります。今後は工業炉における実装可能なスケールアップに関する検証を行い、アンモニア燃焼技術の工業炉分野への社会実装を目指します。
高温超電導分野では、ネオンガスを冷媒とし、超電導電力機器を-200℃以下まで冷却することが可能な、2kW級ターボ冷凍機(商品名:「NeoKelvinⓇ-Turbo」)の世界初の商品化に引き続き、10kW級冷凍機の開発に成功し、販売を開始しました。高温超電導電力機器は省エネルギー電力技術の切り札として期待され、現在実証研究から商用設備での検討段階に入っております。韓国の商用超電導送電線プロジェクトでの高温超電導ケーブルの冷却用途に10kW級「NeoKelvinⓇ-Turbo」が採用されました。
ガス分離精製分野においては、大型の酸素製造装置分野では、前処理吸着器、蒸留塔、熱交換器などの小型化及び最適化により、コールドボックスのコンパクト化による低コスト化を図っています。また、従来比で10%動力を削減した低原単位の酸素製造装置を開発完了させ、商品化に向けた取り組みを開始しています。最近では、エネルギー産業等での需要を対象にした新商材として天然ガス液化装置の開発と商品化に取り組んでいます。中・小型の酸素製造装置に関しては、高価な酸素圧縮機を使用しない内部圧縮型酸素製造プロセスの採用を推進してきました。特に少量の液体酸素、液体窒素を併産する酸素製造装置に内部圧縮プロセスを採用することにより、装置の大幅なコンパクト化と低コスト化を実現しました。
当社では、自社開発した高性能吸着剤の採用により精製装置なしで高純度窒素(99.999%)の発生が可能なPSA式窒素発生装置を実用化しています。2014年度には同装置を用いたレーザ加工機用窒素供給システムのリニューアルを実施し、従来機に比べて10%の消費電力削減と20%の設置スペース低減を達成しました。2014年の販売開始以降、ファイバーレーザ加工機向けに好評を博しており、好調な売上を継続してきました。また、大型装置や船舶用装置等向けに安価な低純度(95%～99.9%)用吸着剤の開発を完了し、2015年度に同剤を搭載した新型PSA式窒素発生装置を上市しました。2016年にはケミカル船向けに1号機を納入し、実績を重ねております。近年では、バイオガスからメタンと二酸化炭素の両方を製品とする「二酸化炭素回収型バイオガスPSA装置」や、使用済みヘリウムガスを高純度、高回収率で回収する「ヘリウム回収精製装置」の開発を完了し、顧客に納入しました。また、将来に向けたエネルギー分野への対応から、水素精製装置や天然ガス分離の技術開発にも取り組んでいます。現在内閣府の「戦略的イノベーション創造プログラム エネルギーキャリア アンモニア水素ステーション基盤技術」に参画し水素精製装置開発を担当、参画機関と共同でアンモニアを原料とした燃料電池自動車向け高純度水素燃料を製造するための基本技術を世界で初めて開発しました。現在は実証に向けたプロセス検討を進めています。
医療・ライフサイエンス分野としては、無細胞タンパク質合成キット(商品名:「無細胞くんⓇ」)のラインアップを充実し、医薬品の作用標的として注目される「膜タンパク質」の合成キットを商品化しました。また、SAILアミノ酸(立体整列同位体標識アミノ酸)などの高度安定同位体標識アミノ酸や、これらをタンパク質に組み込む技術を開発するとともに、創薬関連タンパク質などの受託合成を開始し、NMRによる高分子量タンパク質解析市場開拓を進めています。一方、生体中のタンパク質・アミン解析用試薬、安定同位体タグ試薬キット(商品名:「Py-TagⓇ for PROTEINS」)では、食品中の有害物質検出の用途開発が進んでおり、産業分野への拡大が期待されています。また、iPS細胞の最適な凍結保存が可能な全自動凍結保存システム(商品名:「CryoLibraryⓇCAPSi3000」)に続き、試料の収納数を従来比で約3倍にした(商品名:「CryoLibraryⓇ ADVANCE」)を商品化しました。「CryoLibraryⓇ」は創薬分野や再生医療分野といった先端医療分野の研究機関へ本装置の納入が進んでおり、さらに再生医療の現場に適用するため、多様化する凍結保存試料の収納形態に対応できるようラインアップ拡充を進めています。また、当社は、幹細胞基盤評価技術研究組合の中で、2015年度から、国立研究開発法人日本医療研究開発機構(AMED)のプロジェクト(「再生医療の産業化に向けた細胞製造・加工システムの開発」)へ参画して、移植用細胞を臨床レベルで実用化できる輸送技術の研究開発に取り組みました。本プロジェクトにおいて、細胞の保存、輸送における温度履歴を試料毎に連続して管理できる、温度履歴情報統合管理システム(商品名:「CryoLibrary iMasterⓇ」)の販売を開始しました。
エレクトロニクス分野では高純度ガス精製装置が、国内、海外(主に中韓台)で高いシェアを維持しています。精製方式は常温式及びゲッター式を取り揃えており、各種不純物除去が可能となりました。また、低流量から大流量まで幅広いラインアップを取り揃えています。本年度はこれまでのラインアップ(窒素、酸素、水素、アルゴン、ヘリウム及びアンモニア)に加え、新たに高純度空気精製装置や高純度二酸化炭素精製装置、安全性を高めたハイブリッド型ゲッター式高純度水素精製装置を開発しました。現在は精製装置内部の熱源を再利用した省エネルギータイプの高純度精製装置の開発を進めており、来年度販売開始予定です。近年の半導体製造設備大型化、生産性の向上、及び3Dトランジスタ技術の進歩によって、特殊材料ガスの使用量が急激に増えている中、当社では積極的にBSGS(Bulk Specialty Gas System)を核とした特殊材料ガス大量供給技術開発に取り組んでおり、国内でトップシェアを維持しています。また、今般規制緩和により高圧ガス容器の電熱ヒーター直接加温が可能となり、当社ではいち早くシリコンラバーヒーターを採用したシリンダーキャビネット(NACS HEATⓇ)を開発・商品化しました。他にも大量のガス供給が可能、且つ低残量まで消費を可能とした「供給補完システム」や、液化ガス容器を複数本同時供給する際に生じる片流れを防止する「片べり防止システム」を開発し、多くの納入実績を上げています。
一昨年のノーベル物理学賞によって一般用語となりつつあるGaN(窒化ガリウム)系素子は、バックライトや照明用LEDの光デバイス用途に加え、パワーデバイス等の電子デバイス用途としても注目されています。当社は、国内シェア第1位を誇る高性能MOCVD装置を核として、化合物半導体製造顧客への対応力を強化しています。GaN-MOCVD装置は、1995年度以来国内外の多くの顧客に納入しており、R&Dから量産工場向けまでの幅広いラインアップがあります。量産向けGaN-MOCVDのURシリーズ(商品名:「UR25K」、「UR26K」)は、4～8インチウエハ多数枚処理可能で光・電子デバイス用途として国内外の生産ラインで稼働しています。新たなアプリケーションとして、硬化・殺菌等の用途に期待される深紫外LEDや高級車向け照明用途として従来のサファイア基板やSi基板からGaN基板上のLEDの生産も本格化しつつあります。当社は高温処理対応の中型MOCVD(商品名:「SR4000HT」(2インチウエハ3枚))を商品化し、国内外の研究拠点との共同研究を推進して当社装置の優位性をさらに高めます。2016年3月には、名古屋大学にGaN基板上の電子デバイス開発の用途でMOCVD・HVPEを納入、窒化物半導体の新規アプリケーション分野への拡販を推進しています。半導体デバイスの性能向上に向けて、微細化だけでなく、Fin-FET及び3D-NANDに代表される新しい構造やSiGe/Geなど様々な金属元素の採用も行われており、それに伴ってプロセスガスに求められる特性も変わっています。これまでに、低温SiN成膜材料、Si深堀エッチング材料、低誘電率膜(Low-k)材料などの開発とともに、SiO2-PECVD装置、MOCVD装置、SiCエピタキシャル成長装置などのチャンバ部材クリーニング技術の開発を行ってきました。更には、これら新たに必要とされる材料の供給機器や精製装置、排ガス処理装置など関連機器類の最適化、並びにフローリアクターなどを活用した新たなプロセスガス製造技術の開発にも取り組んでいます。
新素材分野としては、カーボンナノチューブについては、当社の製品は、高配向性の特徴があるため、商標をCNT-uni:シーエヌティーユニとし、他のカーボンナノチューブとの差異化を強調するブランド戦略を進め、材料販売の体制の整備を進めています。透明導電・帯電防止向け分散液は、当社の長尺CNTの利点を生かし、基材が伸びた場合でも機能が追随可能な特徴が得られることで、他の帯電防止材との差異化が期待できます。高配向CNTの配向構造を最大限利用したカーボンナノチューブヤーンについても生産技術の確立を目指して開発を実施しています。
金属超微粒子に関する取り組みとしては、世界的に類をみない酸素バーナ火炎中において低コストで高品質なナノサイズの金属超微粒子を合成する技術を、主にニッケルと銅の超微粒子の量産化技術として確立しました。
ニッケル微粒子は、スマートフォンやタブレットPC向け積層セラミック(MLCC)コンデンサーの電極材料をターゲットとして、最先端のMLCC搭載にむけてサンプルワークを実施しています。銅微粒子については、今年度、120℃で焼結できる低温焼結タイプを開発し、プリンテッドエレクトロニクス向け導電性ペースト、パワーデバイス向け接合用途に商品開発を実施しています。
ガスアプリケーションとしては、低温機器に関する分野で-196℃の液体窒素冷媒を使用し、金属部品を-80℃以下まで低温熱処理を行う装置(サブゼロ処理装置)の温度制御技術を向上させることにより処理時間の短縮や庫内温度分布の均一化を実現し自動車部品メーカー等の要求に対応してきました。また、本技術を更に高性能化させることにより、市場の顕在化が見込まれる航空機エンジンメーカーの温度制御要求に対応可能な装置の商品化を実現しました。今後、本分野での需要獲得を進めていきます。真空凍結乾燥装置については製薬メーカーからの引き合いに加え、他分野のメーカーから差異化商品製造のための引き合いも増加しており、評価試験による技術提案を継続しています。溶接・溶断分野では、半自動TIG溶接システム(商品名:「サンアークⓇTIGマイスター」)の売上が引き続き順調に推移しています。本システムは、TIG溶接の利点である高品質なスパッタゼロの接合ができるとともに、MAG・MIG溶接並みの大きな溶け込みによる溶接速度が向上します。溶断分野では、2014年度に商品化した水素ガスとLPガスを混合した切断用燃料プレミックスガス(商品名:「サンカッターⓇHL-1」)に加え、水素ガスとプロピレンガスを現地にて混合する「サンカッターⓇHL-T」を商品化しました。「サンカッターⓇシリーズ」を用いた切断のメリットとしては、従来のLPガスを燃料とした切断に比べ、1.5倍という大幅な切断速度の向上と、切断面の品質向上、輻射熱の低減による作業環境の改善やCO2発生量の低減が挙げられますが、「サンカッターⓇHL-T」では更に燃費改善を実現することが可能となります。

〔米国ガス事業〕
米国ガス事業では、コロラド州ロングモント研究所においてガス分析・精製技術の開発、半導体産業向け材料ガス・機器の開発に加え、当社山梨研究所からのガスアプリケーション製品の導入やベンチャー投資を含むオープンイノベーションの推進等により、新規事業創出・サプライチェーン最適化・既存ガス事業とのシナジー追求を目的として研究開発を進めております。
ガス分析・精製技術の開発では、ジボラン、ホスフィン、ゲルマン等の水素化物混合ガス製品へ金属不純物の品質基準を導入することで、更なる高品質化を実現するとともに、大手半導体メーカーへの供給量拡大に貢献しております。また、現地企業との次世代半導体向け原料ガス・プロセスガスの共同開発プロジェクトにも取り組んでおります。
ガスアプリケーション分野では、2009年に設立した米国ガスアプリケーションセンターを通じて、液体窒素を用いた食品冷凍・コンクリート冷却、またヘリウム回収等の技術分野で市場分析及び顧客への提案を行っております。2016年にAir Liquideから産業ガス事業関連の一部資産を買収して全米に事業拠点が広がったことを機に、当社技術による米国市場の深耕を更に進めていく計画です。
オープンイノベーションの推進については、新規製品・技術の獲得に向けて、引き続き複数のベンチャー企業への資本参加を進め、新規事業の創出を進めてまいります。

〔サーモス他事業〕
家庭用品分野においては、「サーモスマジック」をコンセプトに、独自の断熱技術とユニークな生活快適発想を柔軟に組合せた夢のあるライフスタイルの創造を目指し、積極的な商品開発を推進しております。
キッズカテゴリーでは、さらなる軽量・コンパクト設計により、使いやすくした製品を3容量帯で製品化いたしました。
お弁当カテゴリーでは新しいライフスタイル型商品として人気の高いスープジャーの分解機構の改良により、よりお手入れし易くなると共にデザインを一新した機種を追加いたしました。
ベビーカテゴリーでは、中味が見え、漏れない機能が人気のストローマグに大容量タイプをご用意いたしました。
以上のほかに新しい取組みとして、昨今市場拡大が続いている自転車市場において、スポーツバイク向けに専用設計されたストローボトルを当社ではじめて製品化し、投入いたしました。また、屋外で働く方をターゲットにハードユースに耐えるようデザイン設計された“ワーカーズシリーズ”を今回新規に投入いたしました。
alfiブランドにおいては、卓上ポットのガラス製真空瓶を、落としても割れない、氷が入れられる、などのメリットを持つステンレス真空瓶に切替えるとともに、職人がひとつひとつ丁寧に磨き上げた、おしゃれで高級感の漂うタンブラーシリーズを新規で追加いたしました。
これら数多くの商品投入を図った結果、当連結会計年度に投入した新商品は61機種となります。
このように積極的な新商品投入を続けることにより、サーモスブランドは「新しいライフスタイルやそれを可能にする商品を提案するブランド」として、市場やエンドユーザーから高い評価を受けています。

(注) 上記の金額に、消費税等は含まれておりません。