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2026/1/19
【シリコーン】北里大学と大阪公立大学、NEDO事業で世界初、レアメタルに依存しない硬化用の鉄触媒の開発・製品化に成功。「nano tech 2026」で展示
NEDO（新エネルギー・産業技術総合開発機構）の委託事業「有機ケイ素機能性化学品製造プロセス技術開発」の一環として、シリコーン硬化用の鉄触媒の技術開発に取り組んできた北里大学と大阪公立大学は、このたび、世界初となるレアメタルに依存しない製造プロセスによるシリコーン硬化に適した鉄触媒の開発・製品化に成功した。
開発した鉄触媒は、従来の白金触媒に匹敵する高い活性（反応を効率よく進める性能）とシリコーンへの溶解性を備えており、これにより硬化シリコーンの製造を可能にした。さらに、白金触媒では困難であった、窒素・硫黄・リンなどのヘテロ原子を含む材料でもシリコーン硬化を実現できることを実証した。
今後は、シリコーン関連企業との共同研究を通じて、鉄触媒を用いたシリコーン硬化材料の実用化を目指して研究を進め、レアメタルへの依存度を低減し、持続的かつ安定的な産業基盤の構築に貢献する。
なお、開発した鉄触媒は、2026年1月28日～30日まで東京ビッグサイトで開催される「nano tech 2026」のNEDOブースで展示する。また、製品化された鉄触媒は、東京化成工業が2026年1月21日から販売を開始する。
背景
白金触媒によるシリコーンの硬化は、剥離コーティング剤やシリコーンゴム製品の製造に用いられ、工業用途から医療材料、調理器具などの生活関連用品まで、幅広い分野で利用されている。この際、白金触媒は硬化した材料中に分散して製品との分離が困難となるため、そのほとんどが回収されていない。その量は、世界の年間白金生産量の約3％に相当する。白金は可採埋蔵量が少なく、可採地域が限定されている地政学的リスクの高いレアメタルであり、価格が変動・高騰しやすい傾向にある。こうした状況は、硬化シリコーン材料の製造コストの不安定化および増加を引き起こす一因となっている。このような背景から、硬化シリコーンの持続的かつ安定的な製造には、レアメタルに依存しない硬化シリコーン製造技術の開発が課題となっていた。また、図2のように白金触媒は窒素、硫黄、リンなどのヘテロ原子※1による被毒を受けやすいため、ヘテロ原子を含む添加剤や官能基が利用できないシリコーンの硬化阻害という課題もある。これまでにもシリコーン材料の硬化に利用可能な鉄触媒の開発は試みられてきたが、触媒の活性や空気耐性に乏しく、製品化した例はなかった。
このような背景の下、NEDOは2014年度～2021年度まで本事業※2で有機ケイ素機能性化学品製造プロセス技術の開発を進め、その一環として、北里大学、大阪公立大学※3と共同で、シリコーン硬化用鉄触媒の技術開発に取り組んできた。
今回の成果
（1）シリコーン硬化用鉄触媒の開発
鉄触媒の分子構造をシリコーン硬化用途に最適化することで、白金触媒に匹敵する高い触媒活性と空気耐性の両立に成功した。開発した鉄触媒は極めて高い活性を有するため、シリコーンに対して質量比で100万分の1（1ppm）まで低減できるため、残留した鉄による着色がない無色硬化シリコーンの製造に成功した。また、この実験を実際の製造環境と同じ空気中で行った場合も問題なく硬化シリコーンが得られることを実証した。これにより、世界で初めてレアメタルに依存しない製造プロセスによるシリコーン硬化に適した鉄触媒の製品化につながった。
（2）ヘテロ原子含有シリコーン材料開発の実証
今回開発した鉄触媒のヘテロ原子を含有するシリコーン材料の硬化を検証するため、さまざまな窒素、リン、硫黄を含む化合物をシリコーン材料に添加して、シリコーンの硬化試験を行った。いずれの添加剤を含むシリコーンも問題なく硬化が進行し、鉄触媒が白金触媒では製造困難なシリコーン材料の製造に利用可能であることを実証した。
今後の予定
北里大学は、本事業で製品化した鉄触媒を用いたシリコーン製造技術の実用化に向けた開発を継続しているす。具体的には、本事業の終了後である2022年度から、NEDOの「官民による若手研究者発掘支援事業（若サポ）※4」のマッチングサポートフェーズに参加し、現在は同事業の共同研究フェーズにおいて、さらに開発を推進している。北里大学は、シリコーン関連企業と連携し、実証実験を進めることで、関連産業のレアメタル依存度を低減し、持続的かつ安定的な産業基盤の構築に貢献する。さらに、従来の白金技術では製造困難だった新素材の開発も期待される。
なお、開発した鉄触媒は、2026年1月28日～30日まで東京ビッグサイトで開催される「nano tech 2026」のNEDOブースで展示する。また、製品化された鉄触媒は、東京化成工業が2026年1月21日から販売を開始する。
※1 ヘテロ原子
窒素や硫黄、リンなどの炭素と水素以外の原子のこと。これらは材料に新しい機能を付与するために重要だが、従来の白金触媒ではうまく硬化させることができなかった。本技術により、これらの成分を含んだ高機能なシリコーンを作ることが可能になる。
※2 本事業
事業名：有機ケイ素機能性化学品製造プロセス技術開発
事業期間：2014年度～2021年度
事業概要：有機ケイ素機能性化学品製造プロセス技術開発
※3 大阪公立大学
本事業には、大阪府立大学と統合する前の大阪市立大学として参画した。
※4 官民による若手研究者発掘支援事業（若サポ）
事業名：官民による若手研究者発掘支援事業（若サポ）
事業期間：2022年度～2026年度
事業概要：官民による若手研究者発掘支援事業（若サポ）
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