| 研究課題/領域番号 |
18K04587
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| 研究機関 | 弓削商船高等専門学校 |
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研究代表者 |
村上 知弘 弓削商船高等専門学校, 商船学科, 教授 (60280476)
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| 研究分担者 |
池田 真吾 弓削商船高等専門学校, 商船学科, 助教 (00749707)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 環境配慮型 / 高分子ゲル / 潤滑油 / 船舶 / VGP |
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| 研究実績の概要 |
海洋環境に関する規制の一つに米国の海洋環境に関する規制VGP（Vessel General Permit）がある。VGPは2008年に米国環境庁（Environmental Protection Agency［EPA］）により実施され、「米国に入港する全ての操船者は海水に接する、オイルを使用する全ての機器に、環境に適合した潤滑油を使用しなければならない」と明記されている。本研究ではこの規制に適合する環境配慮型潤滑油（Environmentally Acceptable Lubricants［EAL］）についてゲル化を行い、従来型の液体潤滑油ともグリースとも違う機能性を加えた高機能潤滑油の開発を試みた。
EALは環境に望ましい潤滑油である特殊な特徴を持っており、大きく4つの特性があげられる。生分解性がある、毒性が極めて少ない、バイオ・アキュムレーション、油膜残留である。EAL の1つに、HETG「環境配慮型トリグリセルド油脂成分系作動油」がある。HETGの潤滑油の利点は、漏出した場合でも、植物油ベースの潤滑油は水面には浮くが鉱物油のように虹色油膜を形成することなく、急速に分解されることである。HEES「環境配慮型エステル合成系」もEALの1つである。エステル合成系は、飽和状態と同様に不飽和状態が化学的に存在している。不飽和状態のエステルは、急速な劣化による沈殿物等HETGと同様の問題を抱えている。飽和状態のエステル潤滑油は耐劣化性に非常に優れており、高温においても沈殿物等が発生することがほとんどない。
VGP規制は今後アメリカのみならず、世界的に広がってくることは必然であり、本研究の機能性潤滑油が舶用機関の利便性の向上と海洋環境問題の解決の一つになると考えられる。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
昨年度、当該研究者が勤務する練習船弓削丸の潤滑油のゲル化を行った。同練習船の潤滑油は、国内限定で運行されており、現在環境配慮型の潤滑油ではない。実験の前段階として同潤滑油のゲル化を行った。これらの結果から、潤滑油のゲル化は十分にできた。しかしながら、定量的な解析が十分に行えなかった。またゲル化の温度依存性も十分にコントロールできるところまでには至らなかった。これらの結合のメカニズムの解析が十分できず、ゲル化だけの結果となった。
このような前段階の状態ではあったが、環境配慮型潤滑油のゲル化を進めた。これらの結果から、練習船の潤滑油と同様なゲル化は得られた。しかしながら定量的な解析まで得ることができていない。
十分な実験回数が必要な段階で新型コロナの影響もあり、学校の閉鎖や在宅勤務もあり、ゲル化のトライアル実験が滞っている状況である。実験を共同で行っている学生も2月の頭から全く通学できていない状況であり、今年度前期は、９月まで学生の通学はない予定となっている。当該研究者自身も在宅勤務で実験は全くの不可能な状況であった。６月より通勤は可能となったが、まだまだ実験再開に時間がかかっている。
よって段階では「やや遅れている。」と言わざるを得ない。時間的な対応は難しいので、実験を絞り、少ないトライアルで早急な取返しを行いたいと考えている。
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| 今後の研究の推進方策 |
本年度は、初めにEAL の1つである環境配慮型トリグリセルド油脂成分系作動油(HETG)のゲル化に取り組む。同ゲル潤滑油を用いて油膜の形成状況を検証する。
前述のようにHETGの潤滑油の利点は、漏出した場合でも植物油ベースの潤滑油は水面には浮くが鉱物油のように虹色油膜を形成することなく、急速に分解されることである。これらの検証も実機で行いたいと考えている。
環境配慮型エステル合成系作動油（HEES）もEALの1つである。エステル合成系は、飽和状態と同様に不飽和状態が化学的に存在している。不飽和状態のエステルは、急速な劣化による沈殿物等HETGと同様の問題を抱えている。飽和状態のエステル潤滑油は耐劣化性に非常に優れており、高温においても沈殿物等が発生することがほとんどない。これらの性能がゲル化した後も維持するかを実機使用の上確認する必要がある。
共同研究者の池田氏とともに、潤滑油のゲル化を完成させ、ゲル化のメカニズムをフーリエ変換赤外線分光光度計(FTIR)にて計測し、分析を行う。さらに同潤滑油を実際に機械で使用する必要がある。そのため当初の予定通り、海技教育機構の海技大学校において、佐藤教授の下で内燃機関での同潤滑油の作動実験を行う予定である。
以上の結果から、環境に適合するゲル環境配慮型潤滑油（Environmentally Acceptable Lubricantｓ［EAL］ Gel）の開発を完成させたいと考えている。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
当該年度は、潤滑油のゲル化にフォーカスをしていたため、薬品、解析などに集中したため予定外に予算を必要としなかった。また、前述のように定性的な解析が十分にできず、予定した成果が得られなかったため、当初準備していた学会への参加を見送った。これらの結果から当該年度の予算を次年度へ見送ることとした。しかしながら本年度は最終年度の為、成果を学会で発表する予定である。また新型コロナ影響で、当初予定していた資料でないものをトライする予定であり、都合よく当該年度の予算を充てるようにした。
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