機能材料 発売日・バックナンバー

著者一覧
高田健司　　山形大学
内田哲也　　岡山大学
鳴井耕治　　UBE㈱
白川三千紘　　富士フイルム㈱
金澤直一郎　　㈱カナック
大津加慎教　　山形県工業技術センター
村松大輔　　日本食品化工㈱
本間精一　　本間技術士事務所


目次
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【特集】ポリイミドの研究開発動向

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バイオベースモノマー設計に基づく高機能ポリイミドの開発

Development of High-Performance Polyimides Based on Bio-Based Monomer Design

　4-アミノ桂皮酸を微生物生産し,その光二量化を経て得たジアミンを用いてバイオベースポリイミドを合成した。高耐熱性を維持しつつ,屈曲構造導入や側鎖修飾により有機溶媒可溶性や水溶性を付与し,さらにpH応答性を示すポリイミドハイドロゲルへ展開した。

【目次】
1　はじめに
2　バイオベースポリイミドの分子設計
　2.1　桂皮酸誘導体の活用
　2.2　4ACA由来ジアミンとポリイミド合成
3　構造制御による可溶化と加工性向上
　3.1　屈曲構造導入の考え方
　3.2　屈曲型バイオベースポリイミド
4　側鎖設計による水溶性ポリイミド
　4.1　水溶化の分子設計
　4.2　水溶性ポリイミドの特性
5　ポリイミドハイドロゲルへの展開
　5.1　ゲル化設計
　5.2　pH応答性挙動
6　おわりに

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溶液結晶化を利用した高結晶性・高熱伝導性ポリイミドナノファイバーの創製と複合体への応用

Fabrication of Highly Crystalline and Thermally Conductive Polyimide Nanofibers via Solution Crystallization and Their Application to Composites

　溶液結晶化を利用して高結晶性・高熱伝導性のポリイミド(PI)ナノファイバー(PINF)を簡単に作製する方法を開発した。得られたPINFの結晶性および結晶構造をX線回折測定,透過型電子顕微鏡観察による形態観察および電子線回折像の解析により明らかにした。PI分子鎖はPINFの長さ方向に配向しており,高結晶性を示すことが明らかになった。得られたPINFを用いて積層マットおよび複合体フィルムを作製し,PINFは長さ方向に高熱伝導率を有することがわかった。

【目次】
1　はじめに
2　溶液結晶化を利用したポリイミドナノファイバーの作製と評価
3　ポリイミドナノファイバーを用いたフィルムの作製と評価
4　ポリイミドナノファイバーの構造,結晶性および熱処理による結晶性向上
5　ポリイミドナノファイバーを用いたフィルムの物性評価
6　まとめ

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UBE ポリイミドの特徴

Features of UBE’s Polyimide
　
　UBEでは,BPDAを原料として,ワニス,パウダー,フィルムといった多様な形態のポリイミド製品を市場に展開している。本稿では,BPDA型ポリイミドの特徴について解説し,回路基板用FCCL基材に使用されるポリイミドフィルムを中心に,代表的な用途を紹介する。また,水性ポリイミドワニスについて,開発状況を紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　BPDA型ポリイミドの特徴
　2.1　機械的特性と耐熱性
　2.2　耐薬品性
3　BPDA型ポリイミドの用途について
　3.1　ワニス「UPIA®」
　3.2　フィルム「UPILEX®-SGA」
　3.3　フィルム「UPILEX®-VT/NVT」
　3.4　フィルム「UPILEX®-NVF」
4　水性ポリイミドワニスについて
　4.1　リチウムイオン二次電池用ポリイミドバインダー
　4.2　その他
5　おわりに

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ZEMATES TM の特徴と展望
―感光性絶縁膜材料としてのポリイミド―

Features and Outlook of ZEMATES TM: Polyimide as a Photosensitive Dielectric Material

　生成AIおよびHPCの拡大により,2.xD先端パッケージの再配線層(RDL)用感光性絶縁膜には,高機械強度,低温硬化,低熱膨張,低誘電特性,長期信頼性など多様な特性が同時に要求されている。本稿では,溶剤現像ネガ型ポリイミドを中核とするZEMATESの設計思想を整理するとともに,パネルプロセス適用を見据えたフイルム型材料の開発事例を概説する。

【目次】
1　はじめに
2　感光性絶縁膜ブランドZEMATES
3　溶剤現像ネガ型ポリイミド
　3.1　前駆体型ポリイミドと閉環型ポリイミド
　3.2　高剛性前駆体型ポリイミド
　3.3　閉環型ポリイミド
4　フイルム型ポリイミド
5　まとめ

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ブレスモールド®によるポリイミドの厚肉成形

Breath Mold: Thick-walled Polyimide Molding

　多孔質体材料であるポーラス超硬の特性である通気性を活かし,ポリイミド前駆体のポリアミック酸から,金型内での反応を伴ったポリイミドの厚肉成形が可能となる金型を開発した。この金型を用いることで高耐熱・高強度のポリイミド樹脂の成形加工品が供給可能となった。呼吸するこの金型を「ブレスモールド®」と名付けた。

【目次】
1　緒言
2　ポーラス超硬とは
　2.1　ポーラス超硬
　2.2　ポーラス超硬の加工技術・通気率制御
　2.3　ポーラス超硬を利用したポリイミド成形用金型
　2.4　ポリイミド成型品の特性
3　結語

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[Material Report -R&D-]

でん粉を70%含有する環境配慮樹脂材料『スタークロス70PPi』の特徴

Features of STARCROSS 70PPi: Eco-Friendly Resin Material Containing 70% Starch

　スタークロス70PPiはカーボンニュートラルな「でん粉」を高含有したバイオマスプラスチックでありながら,成形性に優れており,食品接触材料にも利用可能な安心・安全な新素材である。また,スタークロス70PPiを配合することで石油由来プラスチックでは見られないユニークな特性(耐傷付き性,傷の白化抑制,マットな外観などの高い意匠性等)を成形品に付与することが可能である。

【目次】
1　はじめに
2　スタークロス70PPiとは
3　スタークロス70PPi及びそのコンパウンドの物性
4　スタークロス70PPi配合によるユニークな特性付与―耐傷付き性及び傷の白化抑制効果―
　4.1　試験方法
　4.2　試験結果
5　スタークロス70PPi配合によるユニークな特性付与―高い意匠性―
6　スタークロス70PPi配合によるユニークな特性付与―水酸基による影響―
7　おわりに

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[連載講座　　プラスチックの実用物性と物性向上技術(6)]

表面硬さ

　プラスチックの表面硬さには押し込み硬さ(indentation hardness)と引っかき硬さ(scratch hardness)がある。押し込み硬さは,プラスチックに局部的な力(集中荷重)を短時間加えて,そのときの変形度合いから変形に対する抵抗性を硬さとして表した値である。鋼材は押し込み硬さと引張強度の間には比例的関係があるので,硬さで鋼材の強さを代表させることができる。プラスチックは粘弾性体であるので強度との関係は認められず,材料物性の参考値として扱われている。引っかき硬さはプラスチック表面を硬い物体で擦ったときの傷付き性を表す値である。傷付き程度の相対比較,表面光沢や反射率の変化などで評価している。また,透明材料では全光線透過率や霞度の変化で評価している。一般的にプラスチック(熱可塑性)の引っかき硬さは低いので,引っかき硬さが求められる用途では塗装処理により硬い塗膜(ハードコート膜)を施す方法が取られている。なお,擦傷性という用語もあるが本稿では引っかき硬さと表現する。

【目次】
1　表面硬さ特性
2　押し込み硬さ
　2.1　押し込み硬さ測定法
　　2.1.1　ロックウェル硬さ(Rockwell Hardness)
　　2.1.2　 デュロメーター硬さ(Durometer hardness)
　2.2　押し込み硬さ特性
3　引っ掻き硬さ(Scratch Hardness)
　3.1　引っかき硬さ測定法
　3.2　引っかき硬さ特性
4　引っかき硬さの向上技術

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[Market Data]

半導体用ケミカルスの動向

【目次】
1　半導体市場動向
2　半導体製造用ガス
3　フォトレジスト
4　半導体封止材料

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[Material Profile]

γ-ブチロラクトン
ベンジルアルコール

著者一覧
今井昭夫　　テクノリエゾン事務所
中嶋健　　東京科学大学
中山祐正 　広島大学
後藤潤二 　日本ミラクトラン㈱
戸森央貴 　山形大学
石田洋平 　東京都立大学
佐藤眞平 　アキュイティー㈱
本間精一 　本間技術士事務所


目次
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【特集】熱可塑性エラストマーの研究開発と活用

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熱可塑性エラストマーの分子構造/凝集・分散構造と物性

Thermoplastic Elastomers : Polymer Structure, Molecular Aggregation Structure and Physical Properties

　代表的な熱可塑性エラストマーは異種モノマーのブロック共重合体を形成する製法によるものと,異種ポリマーを混練・混合しながら,一方のポリマー鎖を架橋する動的加硫によるものに大別される。いずれも分子鎖レベルでの凝集状態は熱可塑性樹脂相とエラストマー相との非相溶系アロイ型分散構造を示しており,耐熱性と柔軟性とを同時に確保でき,また,ゴム的な伸長性・変形耐久性を示しながら,加熱溶融による再賦形が可能という特性を実現している。

【目次】
1 はじめに
2 熱可塑性エラストマーの相構造
3 ブロック共重合体型の熱可塑性エラストマー
4 動的加硫ポリマーアロイ型の熱可塑性エラストマー
5 最近の熱可塑性エラストマー開発

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熱可塑性エラストマーにおける動的ネットワークのナノスケール構造・物性解析

Nanoscale Structural and Physical Property Analysis of Dynamic Networks in　Thermoplastic Elastomers

　熱可塑性エラストマー(TPE)の「動的ネットワーク」のナノスケール構造と物性解析について解説した。特にTPE の内部構造を粗視化分子動力学シミュレーションによる結果と比較しながら,ナノ触診原子間力顕微鏡(AFM)を用いて解析し,応力鎖やハードセグメントドメインの変形・分裂・合一などの動的変化を明らかにした。 これにより,よりタフなTPE 材料設計の指針を探ることが可能となった。

【目次】
1 はじめに
2 研究の背景
3 動的ネットワークについて
4 ナノ触診原子間力顕微鏡(AFM)
5 ナノ触診AFMによるTPEの解析
6 おわりに

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熱可塑性ポリウレタンエラストマー

Thermoplastic Polyurethane Elastomer

　熱可塑性ポリウレタンエラストマー(TPU)は,ゴムのような弾力性と硬質プラスチックのような強度を併せ持つ線状高分子である。機械的強度や耐摩耗性,耐寒性などに優れ,様々な成型方法が利用可能な樹脂で,工業材料として幅広い分野で使用されている。ここでは,TPU の基本構造や製造法,および高機能化について概説する。

【目次】
1 概要
2 TPU の構造
3 TPU の製造
　3.1 原料
　3.2 製造方法
4 TPU の高機能化
　4.1 低硬度タイプ
　4.2 ノンハロゲン難燃タイプ
　4.3 ホットメルト
　4.4 溶解用
　4.5 帯電防止
　4.6 抗菌・防カビ
　4.7 バイオマス原料の使用
5 TPU の将来

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生分解性を有する熱可塑性エラストマーの開発

Development of Biodegradable Thermoplastic Elastomers

　ポリ(L-乳酸)(PLLA)をハードセグメントとし,生分解性脂肪族ポリエステルをソフトセグメントとする新規熱可塑性エラストマー(TPE)を設計・合成した。ポリ(ε-カプロラクトン-r-D,L-ラクチド)をソフトセグメントとするTPE では,最大2800%に達する高い破断伸びを実現した。海水中での生分解性を示す重縮合型ソフトセグメントを用いたTPE のone-pot 合成に成功した。

【目次】
1 緒言
2 ε-カプロラクトンとD,L-ラクチドの共重合体をソフトセグメントとするTPE
3 重縮合系脂肪族ポリエステルをソフトセグメントとするTPE
4　おわりに

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熱可塑性エラストマを用いた人工筋肉

Artificial Muscles Using Thermoplastic Elastomers

　人の近くで作業するロボットには安全性が求められ,柔軟なアクチュエータである空気圧ゴム人工筋肉が期待されている。一方で本アクチュエータのゴム部へのダメージは致命的なものであり,修復機能の付与は実用性の向上につながる。本稿では熱可塑性エラストマの空気圧ゴム人工筋肉アクチュエータへの適用例を紹介する。

【目次】
1 はじめに
2 ワルシャワ型空気圧ゴム人工筋肉
3 SEPSについて
4 加熱による繰り返し耐久性の回復
　4.1 炭素含有SEPS サンプルの作製
　4.2 炭素含有SEPS サンプルの繰返し引張試験
5 SEPS を用いた人工筋肉の成型手法
　5.1 繊維強化SEPS シート
　5.2 人工筋肉の成型
　5.3 試作人工筋肉の繰り返し駆動試験
6 まとめ

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[Material Report -R&D-]

走査透過型電子顕微鏡による粘土鉱物ナノシートおよびその超分子複合体の原子分解能観察

Atomic-Scale STEM Imaging of Clay Mineral Nanosheets and Their Supramolecular Complexes

　本稿では,走査透過型電子顕微鏡(STEM)を用いた単層粘土鉱物ナノシートおよびその超分子複合体の原子分解能観察について概説する。単層化により飛躍的に向上した耐電子線性を基盤として,粘土骨格構造のみならず,吸着分子やナノ粒子の二次元・三次元空間配置を直接可視化できることを明らかにする。

【目次】
1 はじめに
2 粘土鉱物ナノシート
3 単層粘土鉱物ナノシートの原子分解能観察
4 単層Mt ナノシートの優れた電子線照射耐性
5 粘土鉱物ナノシート上の超分子複合体の原子分解能観察
6 STEM トモグラフィーを用いたナノ粒子集合系の三次元観察
7 まとめ

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高精度な動作分析による生産サステナビリティー

Production Sustainability through High-Precision Motion Analysis

　エンターテインメントやVR/AR 向けの技術として幅広く利用されてきたモーションキャプチャ技術が昨今のAI 技術進化も伴い,ユーザビリティが格段に向上している。少子高齢化が進む日本において,特に製造現場の生産性向上や技術伝承における課題は加速度的に難題化し,生産継続性も将来的には大きなリスクを持ち合わせている。そのような状況において,モーションキャプチャ技術が生産現場における生産性の向上や技術伝承において大きな成果を発揮し始めている。モーションキャプチャのユーザビリティ向上によって製造現場でも動作のデータが容易になってきた事が要因の一つである。本原稿では技術やユースケース,導入効果等の紹介を行う。

【目次】
1　従来のモーションキャプチャ
　1.1　光学式モーションキャプチャ
　1.2　慣性式モーションキャプチャ
2　新モーションキャプチャ　AIモーションキャプチャ
3　製造現場での用途
4　導入効果
　4.1　技術伝承
　4.2　生産性の向上
5　製造業以外においてAI モーションキャプチャが効果を発揮できる分野
　5.1　リハビリテーション・医療
　5.2　スポーツ分析
　5.3　エンターテインメント分野
　5.4　ユーザビリティ評価
6　人だけでなく,物の動きもリアルタイムにAIトラッキング
7　最後に

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[連載講座　　プラスチックの実用物性と物性向上技術(5)]

寸法安定性

　寸法安定性は特定の物性を表す特性値ではなく,成形後または使用過程における寸法変化の程度を表すときに用いる用語である。寸法安定性には種々の特性が関係する。物理特性では吸水率や線膨張係数に基づく寸法変化,機械特性では荷重やクリープに基づく寸法変化,成形特性では2 次結晶化や残留ひずみの解放に基づく寸法変化などがある。実用上では,使用時に寸法変動すると製品不具合が生じるので寸法安定性がよいことが求められる。

【目次】
1 物理的特性
　1.1 吸水寸法変化
　(1) 吸水特性
　(2) 分子構造と吸水率
2 線膨張係数
3 機械的特性
　3.1 弾性率と荷重変形
　3.2 クリープ変形
4 成形特性
　4.1 2次結晶化
　4.2 加熱収縮
5 寸法安定性向上技術
　5.1 吸水率
　5.2 線膨張係数
　5.3 荷重変形,クリープ変形

著者一覧
宮本智之 東京科学大学
米田昇平 東京海洋大学
中村壮亮 法政大学
小林和也 日本工業大学
栗田　玲 東京都立大学
若林裕助 東北大学
本間精一 本間技術士事務所


目次
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【特集】ワイヤレス給電の研究動向

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複数IoT端末への光無線給電システムの開発
Development of an Optical Wireless Power Transmission System for Multiple IoT Devices

　多数のIoT 端末を対象とした光無線給電技術について,安全性と実装性に優れる近赤外LED 光源を用いた給電方式に関して解説する。高出力LED と光学系を組み合わせた端末追従型給電システムの構成と動作実証例を示し,さらに多数端末環境での運用や材料技術に関する課題について,その考え方と展望を述べる。

【目次】
1　はじめに
2　光無線給電(OWPT)の原理と技術的特徴
　2.1　光無線給電(OWPT)の原理と構成
　2.2　送受電素子の効率とシステム効率の現状
　2.3　システム構成とLED 光源OWPTの位置づけ
3　LED方式による高度IoT 端末向け光無線給電システム
　3.1　LED光源系の高出力化
　3.2　液体レンズによる焦点制御とビーム可変
　3.3　二軸反射鏡による精密ビームステアリング
　3.4　RGB-IR 統合カメラを用いた端末の検知
　3.5　システムの統合と動作実証
4　多数IoT 端末運用に向けた拡張的視点
　4.1　多数端末への給電を考慮した制御の考え方
　4.2　見通し外環境を考慮した光無線給電の拡張
5　光無線給電を支える材料技術への要望
6　まとめ

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水中探査機向け非接触給電システムの開発に向けた取り組みと展望
Research Activities and Future Perspectives on Wireless Power Transfer Systems for Underwater Vehicles

　非接触給電の水中機器への応用は,ここ10 年ほどで急速に検討が広まっている。本稿では,水中探査機向け非接触給電に焦点を当て,Double-side LCC 方式を用いた水中非接触給電,複数送電非接触給電,複数受電非接触給電について紹介する。また,最後に,水中非接触給電における今後の展望について述べる。

【目次】
1　はじめに
2　水中非接触給電のデモンストレーション
　2.1　実験回路
　2.2　水中コイルの設計
　2.3　インバータ電流の理論値
　2.4　電力伝送試験
3　複数送電コイルの活用
　3.1　システム構成
　3.2　3組の送電コイルの配置と受電コイルの位置ずれの推定
　3.3　電力伝送試験
4　複数受電コイルの活用
5　今後の展望

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無線給電ロボットを用いた追走給電
Tracking Wireless Power Transfer Using Wireless Power Transfer Robot

　本稿では,無線給電機能を搭載した自律移動ロボットである無線給電ロボットにより,移動体に対して追従しながら無線給電する「追走給電システム」を紹介する。無線給電ロボットは3 次元空間において広い給電範囲を確保できる画期的な手法であり,ここでは空間内を動き回る移動体への無線給電といった挑戦的な応用事例を示し,その有効性を検証した。

【目次】
1　無線給電ロボット
　1.1　電力ケーブル一掃への期待と無線給電範囲の物理的限界
　1.2　3次元的な給電範囲拡張手法としての無線給電ロボット
2　移動体への追走給電
　2.1　類似研究と移動体への追走給電の提案
　2.2　追走給電システムの概要とその適用先
3　追走給電の実装
　3.1　追走制御
　3.2　最高効率追従制御
4　実機実験による性能評価
　4.1　試作機と実験方法
　4.2　実験結果
5 おわりに

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[Material Report -R&D-]

湿度依存性を有する粉体流動性の新規評価手法の提案
A Novel Method for Evaluating the Flowability of Humidity-Dependent Granular Materials

　湿潤環境下における粉体の流動性制御は,医薬品や機能性粉体などの微粒子材料を扱うプロセス設計において重要な課題である。特に湿度上昇により粒子表面の吸着水分が増加し,液架橋形成や摩擦的相互作用を通じて粒子間付着性が増大する。この付着性は吸脱湿履歴や堆積状態に依存して流動性を非可逆的かつ複雑に変化させるため,その場(in　situ)での定量評価が非常に重要である。そこで我々は,粉体層に短時間の撃力を与えて生じる粉体ジェットに着目し,湿度変化に伴う粉体の流動性変化をジェット挙動を通して高感度にその場評価できる新規手法を提案する。

【目次】
1　緒言
2　実験方法
　2.1　実験装置の概要および条件
　2.2　粉体試料
3　実験結果および考察
　3.1　湿度変化に対するジェット生成挙動
　3.2　各湿度条件におけるジェット速度の時間変化
　3.3　各湿度条件および落下高さに対する平均ジェット速度Vmean
　3.4　各湿度条件に対するジェットの最高到達距離Lmax
　3.5　各湿度条件における粒径変化の影響
4　まとめと今後の展望

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原子レベルで見る固液界面の構造変化
―表面X 線回折による酸化物薄膜材料評価技術―
Atomic-Scale Observation of Structural Changes at Solid-Liquid Interfaces: Surface X-ray Diffraction for Oxide Thin Film Characterization

　非接触で0.1 Å分解能の表面構造計測法である表面X 線回折法を活用し,水電気分解の酸化物触媒La(1-x)SrxCoO3 の表面構造を電気化学条件下でin situ 測定した。電気化学処理によって触媒活性が向上すると同時に表面にCoO2 二重層構造が形成される事を見出した。本手法は様々な環境下で測定可能で,多様な酸化物材料に応用できる。

【目次】
1　はじめに
2　表面X線回折
　2.1　測定原理と精度
　2.2　他手法との比較
3　応用事例:水電解触媒表面の構造変化
　3.1　背景と目的
　3.2　実験方法
　3.3　真空中での表面構造
　3.4　電気化学処理による構造変化
　3.5　計測のまとめ
4　応用可能な材料・条件と研究課題
5　おわりに

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[連載講座　プラスチックの実用物性と物性向上技術(4)]

耐熱性

　プラスチックの耐熱性には物理的耐熱性と化学的耐熱性がある。物理的耐熱性はポリマーの熱運動に基づく可逆的変化を表す特性である。実用的には,高温側では温度上昇に伴う強度・弾性率の低下または軟化の程度で評価する。一方,低温側では温度が低くなると脆くなるので脆化の程度で評価する。化学的耐熱性はポリマーの化学構造変化や分子切断に基づく不可逆的変化を表す特性である。実用的には,長時間高温雰囲気に曝して熱酸化劣化したときの外観変化や強度低下で評価する。

【目次】
1　耐熱性に影響する要因
　1.1　物理的耐熱性
　1.2　化学的耐熱性
2　耐熱性と実用特性
　2.1　荷重たわみ温度(DTUL: Deflection Temperature Under Load)
　2.2　ビカット軟化温度(VST: Vicat Softening Temperature)
　2.3　強度の温度特性
　2.4　脆化温度
　2.5　熱劣化
3　耐熱性の向上技術
　3.1　分子設計による耐熱性向上
　3.2　繊維強化による耐熱性向上
　3.3　熱劣化の抑制

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[Market Data]

プリンター用ケミカルスの動向

【目次】
1　概要
2　プリンター用ケミカルスの動向

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[Material Profile]

炭酸バリウム
ベンゾグアナミン

著者一覧
高井千加　　名古屋工業大学/東北大学
武田真一　　武田コロイドテクノ・コンサルティング㈱
阿部寛史　　三菱鉛筆㈱
角谷定宣　　多木化学㈱　
大石雄基　　富山大学
西沖航平　　富山大学
本間精一　　本間技術士事務所


目次
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【特集】微粒子の分散制御と評価技術

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粉体の魅力を引き出す評価技術

Evaluation Techniques to Unlock the Functional Potential of Powders

　本稿では,粒子表面・界面が材料機能に与える影響に着目し,粉体の魅力を引き出す評価技術について概説する。HSP による相性評価と,TD-NMR を用いた分子運動の非破壊評価を軸に,粒子・繊維分散系への適用例を示すとともに,評価結果の解釈と実材料設計への展開可能性,今後の課題について議論する。

【目次】
1　はじめに
2　粒子表面・界面の設計と評価
3　TD-NMR による粒子表面・界面評価
　3.1　表面の“わずかな差異”を検出できる
　3.2　アスペクト比の大きな繊維径粒子分散系の評価
4　おわりに

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濃厚分散系における分散・凝集制御とその評価

Dispersion and Flocculation Control in Highly Concentrated Dispersion Systems and Their Characterization

　微粒子やナノ粒子を高濃度で含むスラリーは,エレクトロニクスなど先端材料分野で重要視されている。本稿では,分散性(粒子の微粒子化や均一性)と分散安定性(時間経過による変化)の違いと評価手法について,国際規格に基づき解説する。

【目次】
1　はじめに
2　濃厚分散系が用いられる製造プロセスと評価項目
3　濃厚分散系の実用評価法
　3.1　なぜ濃厚系のまま評価する必要性があるのか?現状の問題点とその背景
　3.2　超音波スペクトロスコピー
　3.3　遠心沈降法
4　まとめ

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ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)分散体の特徴とその応用

Characteristics and Applications of Polytetrafluoroethylene (PTFE) Dispersions

　本稿では,筆記具で培ってきた三菱鉛筆の顔料分散技術を産業資材分野へ展開したPTFE 分散体を紹介する。従来のPTFE ディスパージョンとの差異を整理し,PTFE の持つ撥水・撥油性,摺動性,誘電特性などの特徴を活かした塗料,発泡体,基板材料への適用事例を通じ,顔料分散技術による価値創造の可能性を示す。

【目次】
1　はじめに
2　三菱鉛筆の顔料分散技術と産業資材分野への応用
3　PTFE の特性
4　ディスパージョンとPTFE 分散体
5　PTFE 分散体の用途例
　5.1　塗料・コーティング剤
　5.2　発泡体
　5.3　基板材料
6　まとめ

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アルミナゾル バイラール ®Al シリーズとその特徴

The Characteristics of Alumina Sol BIRAL ®Al Series

　アルミナゾルは,一般的にセラミックスのバインダー,耐熱性フィラーなど様々な用途に利用されているが,酸性・アルカリ性物質との混合安定性に課題があった。その課題を解決したバイラール ®Al-L7,Al-ML15 を開発し,これまでに適応できなかった用途など,幅広く展開ができるようになった。また,開発品として,シリカと複合化したアルミナシリカゾルやγ-アルミナ粒子が分散したアルミナゾルをラインナップしている。そこで,本稿では,バイラール ®Al-L7 の性質とその特徴を中心に紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　アルミナゾルの分散制御
3　バイラール ®Al シリーズ
4　バイラール ®Al-L7,Al-ML15
　4.1　外観と粒度分布
　4.2　酸・アルカリ成分混合安定性
　4.3　薄膜
　4.4　熱処理後の結晶性
　4.5　バインダー性能
5　バイラール ®AS-L10,バイラール ®Al-C20
　5.1　バイラール ®AS-L10
　5.2　バイラール ®Al-C20
6　まとめ

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[Material Report -R&D-]

高輝度の円偏光発光を放射する高安定性ロタキサン型色素の開発

Development of Highly Stable Rotaxane-Type Dyes Emitting Bright Circularly Polarized Luminescence

　次代のキラル光学材料の創製に向け,高輝度の円偏光発光を示す有機色素の開発は隆盛を極めている。著者らは二成分の色素をキラルな大環状分子で不可逆的に封止した“ロタキサン”構造とし,高輝度かつ高安定性の円偏光発光性色素を開発した。本稿では本ロタキサン型円偏光発光色素の高収率合成法と発光特性について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　協調的捕捉戦略を利用したロタキサン型CPL 色素の合成
3　ロタキサン型CPL 色素の発光特性
4　ロタキサン型CPL 色素の安定性
5　おわりに

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[連載講座　プラスチックの実用物性と物性向上技術(3)]

衝撃強度

　静的強度,クリープ破壊強度,疲労強度などの強度は破壊応力である。一方,衝撃強度は被衝撃体が衝撃力に対しどのくらいの変位まで耐えられるかを表す特性値であり,破壊するまでの吸収エネルギーで表される。衝撃強度は製品の幾何学的形状,肉厚,コーナアールなどによって変化する。試験規格に基づいた衝撃強度は試験片固有の吸収エネルギーであるので実用製品の衝撃設計データには直接は適用できない。材料選定のためのデータとして利用するが,選定材料の衝撃特性(分子量,温度,アール,肉厚などの影響)を基に最適な衝撃設計をするためには有用である。

【目次】
1　衝撃破壊機構
　1.1　衝撃破壊様式
　1.2　衝撃破壊機構
2　衝撃試験法と衝撃強度特性
　2.1　衝撃試験法
　2.2　衝撃強度特性
　　2.2.1　分子量と衝撃強度
　　2.2.2　結晶化度と衝撃強度
　　2.2.3　コーナアール,温度と衝撃強度
　　2.2.4　試験片厚みと衝撃強度
3　衝撃強度向上技術
　3.1　ポリプロピレン(PP)の高衝撃化
　3.2　ポリマーアロイによる衝撃強度向上
　　3.2.1　衝撃強度向上原理
　　3.2.2　ポリマーブレンドによる高衝撃化
　3.3　ガラス繊維強化材料の高衝撃化

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[Market Data]

界面活性剤工業の動向

【目次】
1　概要
2　各用途分野の動向
3　品目別需要動向
4　輸出入動向

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[Material Profile]

2-ヒドロキシエチルアクリレート
プロピレングリコール

著者一覧
深港　豪 　　熊本大学
清水翔平 　　東京科学大学
相良剛光 　　東京科学大学
伊藤　傑 　　横浜国立大学　
小幡信允 　　㈱記録素材総合研究所　
谷　洋介 　　名古屋大学　
白木智丈 　　九州大学　
本間精一 　　本間技術士事務所


目次
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【特集】クロミック材料の開発と活用

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超高効率な非線形蛍光スイッチングを示すフォトクロミックナノ粒子の開発
Development of Photochromic Nanoparticles with Highly Efficient Nonlinear Fluorescence Switching

　本稿では,5%未満というわずかな光反応で蛍光を完全にON/OFF制御できる,超高効率な蛍光スイッチング特性をもつ機能性ナノ粒子材料について紹介する。ナノ粒子で超高効率な蛍光スイッチングが実現する原理から,その特性を活かしたマルチカラー蛍光スイッチングなどの応用展開まで,筆者らの研究を中心に述べる。

【目次】
1　背景
2　蛍光性フォトクロミックナノ粒子
3　超高効率な蛍光スイッチングを示す蛍光性フォトクロミックナノ粒子
4　蛍光性フォトクロミックナノ粒子の応用展開
5　まとめ

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[2.2]パラシクロファンを活用した超分子メカノフォアの開発
Development of Supramolecular Mechanophores Based on [2.2]paracyclophane

　機械的刺激に応答して吸収・発光特性変化を示すメカノフォアをポリマー材料に共有結合を介して導入すると,その材料が受けた機械的刺激によるダメージを簡便に評価・可視化できる。本研究では,[2.2]パラシクロファンを用いて,機械的刺激によりエキシマー蛍光とモノマー蛍光の割合を瞬時かつ可逆的に制御するメカノフォアを開発した。

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2成分化によるメカノクロミック発光の制御
Two-component Strategy in Controlling Mechanochromic Luminescence

　機械的刺激を加えると発光色が変化するメカノクロミック発光を示す有機分子結晶は近年活発に研究されているが,その大部分は単一成分からなる結晶である。本稿では,2種類の発光分子を混合して相分離結晶や混晶を創製することで,メカノクロミック発光における発光波長の変化量を合理的に制御した研究について紹介する。

【目次】
1　緒言
2　相分離結晶による波長変化量と回復挙動の制御
3　相分離結晶による波長変化量の大幅な拡張と2段階応答
4　混晶化による波長変化量の拡張
5　結言

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サーマルカラー/サニーカラーの特徴と活用に向けた取り組み
Thermal Color and Sunny Color Characteristics and Application Approaches

　本稿では,記録素材総合研究所が取り扱っているクロミック材料について概説する。温度変化により色が変わるサーモクロミック材料「サーマルカラー」,光によって色が変わるフォトクロミック材料「サニーカラー」の特徴と加工形態,クロミック材料を混合したFDM 方式3Dプリンタ用フィラメント材料の開発,クロミック材料を活用したいくつかの事例について紹介する。

【目次】
1　緒言
2　サーマルカラー/サニーカラーの特徴と加工形態
3　クロミック材料混合3Dプリンタ用フィラメントの開発
4　クロミック材料の活用事例
5　結言

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[Material Report -R&D-]

高効率な室温りん光を示す分子液体の開発
Molecular Liquids Exhibiting Efficient Room-Temperature Phosphorescence

　有機分子の室温りん光は,蛍光とは異なる様々な特徴をもつ,興味深い光機能である。本研究では,我々が最近見出した高速りん光を示す分子骨格「チエニルジケトン」を液体化することで,高効率な室温りん光を示す分子液体材料を開発することに成功した。

【目次】
1　緒言
　1.1　有機分子の室温りん光
　1.2　室温りん光を示す有機分子液体材料への挑戦
　1.3　チエニルジケトン誘導体の高速室温りん光
2　アルキル基の導入による液体化
3　分子液体の光物性
4　分子液体ならではの光物性
5　結言

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カーボンナノチューブの化学修飾によるカラーセンター形成に基づく新たな近赤外発光特性の発現と応用
Near-infrared Luminescent Color Center Formation in Carbon Nanotubes by Chemical Functionalization and its Applications

　単層カーボンナノチューブ(SWCNT)は優れた機械的強度や熱・電気伝導性,近赤外域の光学特性(吸収・発光)を示す多機能なナノ材料である。近年の研究から,SWCNTの化学修飾により,高輝度かつ長波長化した近赤外発光を示すカラーセンター形成が行えることが明らかとなった。本記事では,その形成原理や修飾分子を使った機能設計の多様性,先端光技術への応用展開について紹介する。

【目次】
1　単層カーボンナノチューブと近赤外発光機能
2　SWCNT の発光機能向上を実現する化学修飾によるカラーセンター形成
3　lf-SWCNT のカラーセンターを合成するための局所化学修飾技術
4　lf-SWCNT カラーセンターの発光波長域の変調・拡張技術
5　lf-SWCNT カラーセンターの先端光技術への応用
6　おわりに

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[連載講座　プラスチックの実用物性と物性向上技術(2)]

強度

　破壊する応力が強度である。応力のかけ方によって強度は変化する。ゆっくりした一定速度で変形させたときの破壊応力が静的強度(引張,曲げ,圧縮)である。一定の応力を負荷し続けたときの破壊応力がクリープ破壊強度(またはクリープ破断強度)である。一定の応力またはひずみを繰り返し負荷したときの破壊応力が疲労強度である。　また,プラスチックは粘弾性体であるので強度には粘弾性特性も関係する。

【目次】
1　基本特性
　1.1　強度
　　(1)　発現機構
　　(2)　温度
　1.2　破壊
　　(1)　破壊様式
　　(2)　脆性破壊ばらつき
　1.3　粘弾性
　　(1)　粘弾性発現原理
　　(2)　応力緩和
　　(3)　クリープ
2　強度特性
　2.1　引張強度
　2.2　圧縮強度
　2.3　曲げ強度
　2.4　クリープひずみ,クリープ破壊強度
　2.5　疲労強度
3　強度向上技術
　3.1　汎用エンプラ,スーパーエンプラと強度
　3.2　繊維強化による強度向上
　　(1)　繊維強化材と強度
　　(2)　繊維長と強度
　3.3　繊維強化材料と実用強度

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[Market Data]

合成染料工業の動向

【目次】
　1　生産概要
　2　輸出入の概要
　3　メーカー動向
　4　開発動向

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[Material Profile]

酢酸アミル
ビス(4-ヒドロキシフェニル)スルホン

著者一覧
布谷直義　大阪大学　
今中信人　大阪大学
白井　孝　名古屋工業大学
辛　韵子　名古屋工業大学
大久保雅章　大阪公立大学
山崎晴彦　大阪公立大学
黒木智之　大阪公立大学
幸田啓太郎　東洋紡エムシー㈱
岡田武将　東洋紡エムシー㈱
館山佐夢　東洋紡エムシー㈱
小林　篤　東京理科大学
前田拓也　東京大学
渕脇大海　横浜国立大学
本間精一　本間技術士事務所


目次
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【新春特集】　揮発性有機化合物(VOC)の回収と処理
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アパタイト型希土類ケイ酸塩を用いたVOC 燃焼触媒
VOC Combustion Catalysts Based on Apatite-Type Rare Earth Silicates

　我々は,構造中に酸化物イオン伝導経路を有するアパタイト型希土類ケイ酸塩に着目することにより,新たなVOC燃焼触媒を創成してきた。その結果,従来触媒より低温でトルエンを完全燃焼できることを明らかにした。さらに,高温耐久性が要求される条件では,貴金属を用いなくとも貴金属触媒に匹敵する高い活性を示すことも明らかにした。

【目次】
1　緒言
2　アパタイト型希土類ケイ酸塩おける導電率がトルエン燃焼活性に与える影響
3　アパタイト型ケイ酸ランタンを用いた高活性トルエン燃焼触媒
4　アパタイト型ケイ酸ランタンを用いた貴金属フリートルエン燃焼触媒
5　まとめ

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水酸アパタイトを用いた新規VOC酸化触媒の開発
Development of a Novel VOC Oxidation Catalyst Using Hydroxyapatite
　
高い生体親和性および吸着特性から生体材料用途に用いられることの多い水酸アパタイト(HAp)において,加熱下の材料表面にて熱励起され格子欠陥に捕捉された電子(捕捉電子)により生成した酸素ラジカルを利用し,貴金属触媒の代替材料としてVOCを効果的に酸化分解させる新規酸化触媒の開発に成功した。本稿では安価で大量に合成可能なHApの持つ特異な熱励起ラジカル生成に着目した代替触媒材料の開発事例とその特性について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　HApの熱誘起活性ラジカル生成を利用したVOC酸化触媒の開発
3　VOC分解性能を飛躍的に向上させる新たな表面活性化技術の開発
4　バイオマス原料を用いたHAp酸化触媒とその特性
5　おわりに

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VOCと微粒子同時除去のための湿式充填層非熱プラズマ
Wet-Type Packed-Bed Nonthermal Plasma for Simultaneous Removal of VOC and PM

　VOCの排出は光化学オキシダントやPMを生成し,環境問題を引き起こす。本研究では,水に不溶性のVOCの処理も可能な湿式充填層非熱プラズマ反応器の開発及び性能評価を行った。平均粒子捕集効率は94%であり,60 ppmのトルエンの除去効率は,10 L/minのガス流量で73%であった。アルカリ溶液膜によりオゾンや副生物排出を抑制することができる。

【目次】
1　はじめに
2　同時除去の原理
　2.1　湿式充填層NTP反応器
　2.2　トルエン分解の化学反応
3　実験装置および方法
4　実験結果と考察
　4.1　粒子濃度と部分集じん効率
　4.2　トルエン除去効率とオゾン濃度
5　おわりに

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VOC 回収・処理の省エネルギー化
Energy-Saving VOC Recovery and Treatment

　揮発性有機化合物(VOC)は,様々な産業プロセスにおける排ガス中に含まれる。VOCの除去・回収する技術は様々であるが,近年の脱炭素化において省エネ性の高い吸着法が有効である。活性炭素繊維K-FILTER®は50年以上にわたりVOC吸着剤として使用されてきた。本報告では実用化されているK-FILTER®を用いた最新のVOC回収システムとその省エネ性について述べる。

【目次】
1　始めに
2　活性炭素繊維K-FILTER®の特徴
3　K-FILTER® VOC回収装置の概要と省エネルギー化への取り組み
4　K-FILTER BLOCK® によるHONEYROTOR® VOC濃縮装置の省エネルギー化
5　終わりに

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[Material Report -R&D-]

スパッタ法を用いた高品質ScAlN薄膜の作製
Epitaxial Growth of High-Quality ScAlN Films by Sputtering

　本稿では,スパッタ法を用いてGaN上にエピタキシャル成長させたScAlN薄膜について概説する。Sc組成および成長温度が結晶構造や電子輸送特性に与える影響を体系的に調べ,結晶品質の改善結果をもとに最適成長条件を明らかにした研究成果を示す。

【目次】
1　はじめに
2　ScAlNの特徴
3　スパッタ法によるエピタキシャル成長
4　組成依存性:格子定数と分極の変化
5　成長温度依存性:構造秩序と分極補償
6　まとめ

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積層型圧電素子の高周波振動により生じるスクイーズ膜を用いた無線浮揚装置
Wireless Levitation Mechanism on Squeeze Film Generated by a Multilayer Piezoelectric Actuator

　最近,電子回路・半導体等の多くの分野で,平面上の微小物体の搬送技術の需要が高まっている。高速化のためには,固体摩擦の低減が重要なファクターとなる。本報では,積層型圧電素子により生じるスクイーズ膜を利用した無線浮揚装置について解説する。傾斜面上での滑走実験において,鉛直加速度は重力加速度にほぼ一致し,3 m/s以上の速度を容易に達成できることを確認した。

【目次】
1　緒言
2　スクイーズ膜による浮揚原理
3　無線浮揚装置の設計
4　浮揚実験
5　デモンストレーション実験
6　結論および今後の展望

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[連載講座　プラスチックの実用物性と物性向上技術⑴]

物性を支配する基礎因子

【目次】
はじめに
1　1次構造と基本特性
　1.1　ポリマーの分子式
　1.2　結晶性と非晶性
　1.3　転移温度
　1.4　分子量
2　2次構造と物性
　2.1　分子配向
　　2.1.1　分子配向の原理
　　2.1.2　分子配向と実用物性
　2.2　結晶化
　　2.2.1　結晶化特性
　　2.2.2　成形過程の結晶化挙動
3　複合材料
　3.1　繊維強化材料
　　3.1.1　短繊維強化の複合則
　　3.1.2　繊維配向と強度
　3.2　ポリマーアロイ
　　3.2.1　アロイ化技術

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[Market Data]

水処理薬品工業の動向

【目次】
1　概要
2　硫酸アルミニウム(硫酸バンド)
3　ポリ塩化アルミニウム(PAC)
4　ポリ硫酸第二鉄
5　次亜塩素酸ソーダ
6　活性炭
7　高分子凝集剤

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[Material Profile]

酢酸銀
乳酸エチル

著者一覧
林　正太郎　　高知工科大学
津田明彦　神戸大学
堀田力久　大日精化工業㈱　
高橋賢一　浮間合成㈱　
田口理央　大日精化工業㈱　
大前直也　三洋化成工業㈱
笠置　修　三洋化成工業㈱
中野正浩　金沢大学
伊藤佑斗　横浜国立大学　
川村　出　横浜国立大学


目次
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【特集】ポリウレタンの研究開発と活用動向
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長さ,種類,“かたち”が配列定義されたポリウレタンの合成
Sequence-Defined Polyurethanes with Preciously Length, Type, and Topology

　ポリウレタンは学術から産業まで重要な研究対象と役割を果たしている。しかし,化学構造設計性が低いため,それに基づいたポリマーの重要な物性知見と新規機能探索,機能性向上に向けた取り組みは見られない。ここでは,配列定義ポリウレタンの合成法からポリウレタンに対しスポットライトを当てる新しい知見と展望について述べる。

【目次】
1　導入
2　効率的な配列定義ポリウレタンの合成法
3　配列定義ポリウレタンのブロックとトポロジーからデンドリティック構造への展開
4　配列定義ポリウレタンがみせる可能性と展望
5　まとめ

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クロロホルムを原料とする光オン・デマンドホスゲン化反応を用いるイソシアネートおよびポリウレタンの合成
Synthesis of Isocyanates and Polyurethanes through the Photo-on-Demand Phosgenation Reaction with Chloroform

　実験室スケールや小規模工業製造実験に適したバッチ式化学反応システムを用いて,アルコールやアミンを原料とするポリマー,クロロギ酸エステル,炭酸エステル,イソシアネートなどの化合物を合成するための光オン・デマンドホスゲン化反応に関する我々のこれまでの研究成果を紹介する。

【目次】
1 はじめに
2 クロロホルムの光酸化の予想反応機構
3 クロロギ酸エステルを経由するウレタン合成
4 イソシアネート合成
5 可視光を用いるイソシアネート合成
6 ビスカルバメートとポリウレタンのワンポット合成
7 まとめ

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HPU(ヒドロキシポリウレタン)の開発及びそれを用いたコーティング剤の開発
Development of HPU (Hydroxy Polyurethane) and HPU-Based Coating Agents

　本稿では,当社が独自に開発したHPU(ヒドロキシポリウレタン)樹脂及びそれを用いたコーティング剤について紹介する。HPU 樹脂とはCO2を原料の一部として使用・固定化したものであり,一般的なポリウレタン樹脂とは異なる性質を有する。このHPU樹脂の技術を利用した環境負荷低減へのアプローチについても紹介する。

【目次】
1　緒言
2　HPU樹脂とは
3　HPU樹脂のバリアコーティング剤への応用
　3.1　酸素バリア性
　3.2　保香性　
　3.3　アルカリ脱離プライマーとしての応用
4　脱離インキマーク
5　まとめ及び今後の課題

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高機能ウレタン合成木材『サンモジュール』
High-performance Polyurethane Tooling Boards ‘SANMODUR’

　サンモジュールは「ものづくり」の各プロセスで使用される各種のモデルや型を作るための高機能ウレタン系合成木材である。当社は長年培ってきたウレタン樹脂技術,および独自の微細発泡・連続注型設備により,従来の合成木材では実現出来なかった「きめが細かく均質」なサンモジュールの量産化に成功した。サンモジュールは市場ニーズに応えるべく改良・改善を継続し,帯電防止性付与グレード,耐熱性・耐湿性(寸法安定性)グレード,また環境配慮型(バイオマス)グレード等の新製品を開発,品ぞろえを充実させてきた。当社は今後も「ものづくり」の現場に貢献出来るようサンモジュールの開発を進めていく。

【目次】
1　はじめに
2　合成木材について
3　『サンモジュール』の独自製法と特徴
　3.1　独自製法　その1「メカニカルフロス法」
　3.2　独自製法　その2「連続注型法
　3.3　サンモジュールの特徴
4　『サンモジュール』の用途例
　4.1　自動車開発工程と『サンモジュール』
　4.2　食品パッケージと『サンモジュール』
5　環境配慮型合成木材『グリーンモジュール』
6　最後に

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[Material Report -R&D-]

全て有機材料で構成されたフィルム型太陽電池
Development of All-Organic Solar Cells

　本記事では,すべての構成材料を有機化した全有機太陽電池(AOSC)の開発について解説する。金沢大学では,導電性高分子の透明電極とカーボンナノチューブ電極の開発・積層技術を組み合わせ,AOSCで世界最高水準の8.7%の光電変換効率を達成した。環境負荷の少ないフィルム型太陽電池として注目される。

【目次】
1　はじめに　―全て有機で構成された太陽電池―
2　有機電極および有機透明電極の開発
3　全有機太陽電池の高性能化
4　おわりに

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蛍光性アミノ酸(アクリドン-2-イル-アラニン)による青色蛍光セルロースナノファイバー
Blue-Fluorescent Cellulose Nanofibers Grafted with Fluorescent Amino Acid Acridon-2-yl-alanine

　セルロースナノファイバー(CNF)は,植物細胞壁の主要成分であるセルロースをナノスケールまで解繊した,再生可能資源由来のバイオポリマーである。近年,その多様な機能が多方面で注目されている。本稿では,蛍光性アミノ酸で化学修飾したCNF の開発とそれを利用したエマルションの微視的観察などについて概説する。

【目次】
1　はじめに
2　Acd-CNF の合成
3　Acd-CNF の構造・特性評価
4　Acd-CNF を乳化剤としたピッカリングエマルションの界面蛍光イメージング
5　おわりに

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[Market Data]

半導体後工程材料の動向

【目次】
1 バックグラインドテープ
2 ダイシングテープ
3 ダイアタッチフィルム
4 パッケージ基板用銅張積層板材料
5 封止材

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[Material Profile]

ジシアンジアミド
硝酸銀
酢酸銅

著者一覧
前田麻美　大阪ガスケミカル㈱
伊藤彰浩　(地独)京都市産業技術研究所
山中信正　旭電器工業㈱　
西郷光輝　㈱松井製作所
山川耕志郎　東レエンジニアリングD ソリューションズ㈱　
田光伸也　静岡県工業技術研究所
太田幸宏　静岡県工業技術研究所
山口智之　静岡県工業技術研究所
望月智文　静岡県工業技術研究所
植松俊明　静岡県工業技術研究所
大澤洋文　静岡県工業技術研究所


目次
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【特集】高分子材料の成形加工と関連技術

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大阪ガスケミカルのインフレーション成形可能なポリ乳酸改質樹脂
Osaka Gas Chemical’s PLA-based Composite Material for Film Blowing Applications

　バイオマス由来かつ生分解性を有するポリ乳酸の用途拡大に向けて,インフレーション成形可能なポリ乳酸の改質を実施した。ポリ乳酸の生分解性を維持しつつ,柔軟かつ耐引裂性,耐衝撃性といった特長を有する開発品の「ポリ乳酸改質樹脂」について,インフレーション成形の概要を交えながら紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　インフレーション成形技術
3　インフレーション成形可能なポリ乳酸改質樹脂
4　インフレーションフィルムを用いた製袋加工性評価
5　おわりに

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セルロースナノファイバー複合によるポリブチレンサクシネート発泡体の収縮抑制
Shrinkage Suppression of Polybutylene Succinate Foam by Compounding with Cellulose Nanofibers

　生分解性樹脂であるポリブチレンサクシネート(PBS)を二酸化炭素(CO2)により高倍率に発泡させた場合に収縮が発生し,発泡体の機能が損なわれる場合がある。その対策として,セルロースナノファイバー(CNF)を複合し,発泡セルを補強する方法を検討した。その結果,最適な配合(CNF3%,過酸化物0.5 phr)において収縮を抑制させることに成功し,発泡倍率20 倍以上の発泡体を作製することができた。

【目次】
1　緒言
2　実験方法
　2.1　材料・試薬
　2.2　CNF複合PBS(未発泡材料)の作製と評価
　2.3　CNF複合PBSの発泡実験
　2.4　CNF複合PBSの粘弾性測定
3　結果・考察
　3.1　CNF複合PBS(未発泡材料)の特性
　3.2　CNF 複合PBS の粘弾性特性
　3.3　発泡特性
4　結言

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原着成形「スッピンでべっぴん!」の特長
Features of Colored Material Molding

　旭電器工業㈱の創業は1949 年。配線器具の製造を主事業としているが,近年は自動車部品の製造に事業を展開中である。企画・設計から製造・出荷までの一貫生産体制を特徴とする。商品開発と生産技術の技術開発体制と自社で金型製作を行う強みを活かして,樹脂部品の射出成形技術開発に取り組んでいる。

【目次】
1　原着成形「スッピンでべっぴん!」
2　原着成形のラインナップ
　2.1　メタリックのウエルドレス
　2.2　ピアノブラックのH&C
　2.3　2色成形
　2.4　二層成形
　2.5　模様調成形
3　金型の表面仕上げ
4　原着成形は環境に優れる
5　原着成形の課題
6　今後の展望

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成形における金型温度調節機の役割
The Role of Mold Temperature Controllers in Injection Molding

　射出成形における金型温度調節機は,成形品の品質と生産性を左右する重要な装置である。温度管理は寸法精度や外観,熱交換効率に直結し,近年はHeat & Cool 技術などによるアクティブな温度制御が注目されている。本稿ではその役割と技術動向を多角的に解説する。

【目次】
1　はじめに
2　射出成形工程と金型温度管理の重要性
　2.1　射出・保圧工程における品質への影響
　2.2　冷却・取出し工程における生産性への影響
3　金型温度調節機の仕組みと制御技術
4　流量と圧力のバランス
　4.1　流量重視のケース(大型金型)
　4.2　圧力重視のケース(小型・精密金型)
5　最新の技術動向:Heat & Cool 技術とアクティブ温調
　5.1　Heat & Cool 技術の原理と高圧・大流量ポンプの必要性
6　おわりに

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樹脂成形CAE システムXTIMON(クロスタイモン)の特徴
Features of the Resin Molding CAE System XTIMON

　本稿では,次世代樹脂成形CAEシステム「XTIMON」の開発背景と特徴を紹介する。熟練者のノウハウ共有,直感的操作性,高精度解析の実現を目的に,3D TIMON から大幅な改良を加えた。社会課題への対応と成形不良予測精度の向上を図る。

【目次】
1　はじめに
2　XTIMONの概要
　2.1　開発コンセプト
　2.2　コンセプト1:誰もが解析熟練者と同じ解析が可能に
　2.3　コンセプト2:迷わず少ない手数での操作が可能に
　　2.3.1　メニュー構成
　　2.3.2　メッシュ種別の選択
　　2.3.3　マウスドリブンシステム
　　2.3.4　成形機ライク入力
　　2.3.5　操作の自動化
　2.4　コンセプト3:圧倒的な解析精度を実現
　2.5　その他の機能開発
3　おわりに

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[Material Report-R&Dー]

L-PBF 金属3D プリンターを用いた複雑形状の造形技術への取組み
― 基本条件の検証～アルミのバラ造形 ―
Approach for Complex Shape Modeling Technology Using L-PBF Metal 3D Printer: Verification of Basic Build Conditions-Fabrication of an Aluminum Rose

　金属3D プリンタは,従来の加工法では困難だった複雑形状や精緻な造形を可能にし,製品の高性能化や軽量化に貢献している。本稿では,その一例として,バラのような複雑形状の造形への取り組みと,それに至るまでの造形コスト削減,強度検証,サポートの影響に関する研究を紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　造形コストの低減について
　2.1　目的
　2.2　方法
　2.3　結果と考察
3　造形物強度の検証
　3.1　目的
　3.2　方法
　3.3　結果と考察
4　サポートが造形物形状に与える影響
　4.1　目的
　4.2　方法
　4.3　結果と考察
5 バラの形状取得から積層造形まで
　5.1 目的
　5.2　方法
　5.3　結果と考察
6　まとめ

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[Market Data]

有機顔料工業の動向

【目次】
1　生産概要
2　需要先概要
3　輸出入の概要
4　メーカー動向
5　製品開発動向


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CO2利活用製品の動向

【目次】
1　EOR(Enhanced Oil Recovery)
2　炭酸ガス/ドライアイス
3　メタノール
4　エタノール
5　メタン
6　尿素
7　合成ガス
8　ポリカーボネート
9　ポリウレタン
10　液化石油ガス
11　オレフィン
12　 BTX(Benzene, Toluene, Mixed Xylene)
13　エチレングリコール
14　ギ酸
15　コンクリート/セメント
16　炭酸塩
17　炭素
18　合成燃料
19　藻類由来バイオ燃料

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[Material Profile]

フェニルホスホン酸

ポリカーボネート
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著者一覧
松本真哉　横浜国立大学
村上　泰　信州大学
高橋伸英　信州大学
梶原莞爾　信州大学
枝村正芳　信州大学
加用千裕　東京農工大学
福武修太　TOPPAN ㈱
髙澤宇史　TOPPAN ㈱
当麻正明　住友化学㈱
林　真弓　住友化学㈱
丸本一弘　筑波大学


目次
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【特集】環境負荷に着目した評価と取り組み

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研究開発におけるライフサイクル思考の重要性
The Importance of Life Cycle Thinking in Research and Development Activities
　ライフサイクル思考とは,簡単に表現すれば,ある対象の一生を考えることである。専門用語のような振る舞いをしているが,その意味を知ると,ごく当たり前の考え方であることが分かる。しかし,経済活動が国境を越えて拡大することにより,検討対象のライフサイクルを考えることは容易ではなくなった。他方で,企業活動に求められる課題が大きく変容しつつある。例えば,新しい製品などに関する機能性やデザイン性などの従来の検討項目に加え,温室効果ガス排出削減やSDGsに示された様々な社会課題も検討対象になっている。本稿では,この特集号の入り口として,機能材料やその応用製品などの研究開発において検討すべき課題が大きく変わりつつある時代におけるライフサイクル思考の重要性を述べる。

【目次】
1　はじめに
2　企業が意識すべき社会課題の変化
3　関連する企業の取組み事例
　3.1　原材料に関する事例
　3.2　素材や製品に関する事例
　3.3　サプライチェーンエンゲージメントの事例
4　ライフサイクル思考の学びとその意義
5　研究開発業務におけるライフサイクル思考の活用
6　おわりに

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繊維製品の環境負荷に着目したLCAの取り組みと課題
Environmental Impact of Textile Products from the Viewpoint of LCA
　繊維製品の環境負荷に着目し,ライフサイクルアセスメント(LCA)の取り組みと課題についてまとめた。海外における「繊維分野のサステナビリティの現状と課題」を明確にし,「繊維製品のLCAの現状と課題」を述べた。LCAにおいてGHG排出量を求めるためには,既存のインベントリデータを使用するので,「繊維分野のインベントリデータの現状と課題」に触れた。LCA評価結果に基づいて,改善の余地が最も大きい活動分野(ホットスポット)を求めてGHG排出量を削減する方策をまず考えるので,「繊維製品のLCAのホットスポットの特定と課題」としてまとめた。ただし,繊維製品のLCAからだけでは解決できない課題を「繊維製品のつくりすぎをなくすには」として提言した。

【目次】
1　はじめに
2　海外における繊維分野のサステナビリティの現状と課題
3　繊維製品のLCAの現状と課題
4　繊維分野のインベントリデータの現状と課題
5　繊維製品のLCAのホットスポットの特定と課題
6　繊維製品のつくり過ぎをなくすには

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LCAに基づく木材利用の環境影響評価
Environmental Impact Assessment of Wood Use Based on LCA
　持続可能な社会への移行に重要となる再生可能な木材資源の利用を取り上げ,ライフサイクルアセスメント(Life Cycle Assessment:LCA)による環境影響評価の概要と一般的手順,土木構造物への木材利用のLCA研究事例を紹介し,マテリアルフロー分析や森林の炭素動態モデルとの統合によるLCAの発展研究の動向,今後の課題や展望を概説する。

【目次】
1　はじめに
2　LCA
3　LCAの一般的手順
　3.1　目的と評価範囲の設定
　3.2　インベントリ分析
　3.3　影響評価
　3.4　解釈
4　木材のLCA適用事例
　4.1　治山ダム
　4.2　ガードレール
　4.3　橋梁床版
5　発展研究の動向
　5.1　LCAとマテリアルフロー分析の統合
　5.2　LCAと木材・森林の炭素収支評価の統合
6　まとめ

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パッケージ製品の環境負荷を見える化する取り組み
Initiatives to Visualize the Environmental Impact of Packaging Products
　TOPPANは,脱炭素社会と資源循環の実現に向け,環境負荷を低減するサステナブルパッケージの開発進めている。アルミ箔を使用しない「GL BARRIER」や,有機溶剤を削減する印刷・加工技術の確立と並行して,各パッケージ製品の環境負荷の見える化に取り組んでいる。CO2排出量算定ツールの開発・販売や,業界内で連携したCFP排出量算定ルールの策定の取り組みを紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　「サステナブルパッケージ」の取り組み
　2.1　透明バリアフィルム　GL BARRIER
　2.2　SX生産方式への転換
　2.3　水性フレキソ印刷によるレトルト対応技術開発
　2.4　ノンソルベントラミネート
3　サステナブルパッケージのGHG排出量可視化に向けた取り組み事例
　3.1　水性フレキソ印刷とノンソルベントラミネートを組み合わせたレトルト対応パッケージのGHG排出量算定
　3.2　包装のモノマテリアル化によるGHG排出量削減効果のライフサイクル評価
4　社会実装に向けた取り組み
　4.1　パッケージCO2排出量算定クラウドサービス「SmartLCA-CO2®」
　4.2　SMARTSTMの展開
　4.3　業界連携によるCFP排出量算定ルールの策定
5　最後に


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化学製品のカーボンフットプリント算定ツールCFP-TOMO®の開発と普及,および機能材料のCFP算定の課題
Development and Dissemination of CFP-TOMO ®: A Carbon Footprint Calculation Tool　for Chemical Products, and Challenges in Calculating CFP for Functional Materials
製品カーボンフットプリント(CFP)の重要性が高まる中,住友化学は化学製品のCFP算定を効率的に行えるツールCFP-TOMO®を自社開発し,これを無償で他社に提供している。その取組みについて紹介する。また,特に機能材料のCFP算定では原料情報の取得が大きな障壁となる。明確な正解がない中,現実的な対応方法について概説する。

【目次】
1　はじめに
2　CFPとは
3　CFPを取り巻く情勢
　3.1　海外の動き
　3.2　国内の動き
　3.3　サプライチェーンを通じたデータ交換
　3.4　CFP算定ルールの課題
4　化学製品のCFP算定
　4.1　CFP算定の基本
　4.2　化学製品のCFP算定の難しさ
5　CFP-TOMO®の開発とその特長
　5.1　CFP-TOMO®の開発
　5.2　CFP-TOMO®の特長
6　CFP-TOMO®の無償提供とその普及拡大
7　原料データの取扱いとデータ品質
8　おわりに:サステナブルな社会を目指して

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[Material Report　-R&D-]

スズペロブスカイト太陽電池の性能向上機構の解明
Mechanism of Performance Enhancement of Tin-Based Perovskite Solar Cells
　Sn 系ペロブスカイト太陽電池(PSC)は,環境負荷の低さから注目されている。しかし,Sn2+が容易に酸化されるので,光エネルギー変換効率と安定性が低いという課題がある。そこで,薄膜試料と太陽電池の電子スピン共鳴(ESR)研究により,RP Sn系PSCの性能向上メカニズムを考察した。この考察は,高効率で高耐久性をもつPSCの開発に重要な進展をもたらす。

【目次】
1　はじめに
2　RP Sn系PSCの素子構造と構成層のESR信号
3　素子動作状態でのオペランドESR信号と素子性能
4　おわりに

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[Market Data]

コンクリート用化学混和剤工業の動向

【目次】
1　概要
2　種類と性能
3　需要動向
4　技術動向
5　おわりに

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試薬工業の動向

【目次】
1　概要
2　需給動向

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[Material Profile]
エポキシ樹脂
Epoxy Resin

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大阪・関西万博　大阪ヘルスケアパビリオンリボーンチャレンジ
MOBIO (ものづくりビジネスセンター大阪)の取り組み【第6回・終】

著者一覧
日暮栄治　　東北大学
竹内魁　　東北大学
潟岡泉　　㈱IIPT
郭建麗　　東京大学
三村秀和　　東京大学
庄司卓央　　スーパーレジン工業㈱
田山紘介　　スーパーレジン工業㈱
畠山友孝　　(国研)物質・材料研究機構
立川貴士　　神戸大学


目次
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【特集】　材料表面の平滑化,表面粗さの低減に向けた取り組み

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常温接合をめざした研磨を必要としない表面平滑化技術
Polishing-Free Surface Smoothing Technology for Room-Temperature Bonding

　異種材料や異種機能を集積するヘテロジニアス集積技術が,将来の継続的な半導体産業成長の鍵として期待されており,それを支える低温接合技術が注目を集めている。特に,表面活性化による常温接合などの固相接合技術には平滑な接合面が求められ,超精密研磨が不可欠であるが,これらが適用できないケースでは平滑面の形成が大きな課題となっていた。本稿では,さまざまな材料の常温接合をめざし,研磨ではなく,金(Au)薄膜の転写と直接接合を組み合わせた付加加工により接合面の平滑化を行う手法について紹介する。粗いAuめっき膜などにAu薄膜を多層転写することにより平滑面を形成し,常温接合を実現した。

【目次】
1　はじめに
2　表面活性化接合技術
3　活性な薄膜転写による平滑化技術
　3.1　テンプレート・ストリッピング技術
　3.2 テンプレート・ストリッピングと直接接合を用いた接合面平滑化技術
4　おわりに

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ガスクラスターイオンビーム(GCIB)加工技術の動向
Recent Trends of Gas Cluster Ion Beam (GCIB) Processing Technology

　GCIB技術の現状と将来について最近の動向を踏まえて解説した。今回は主としてパワー半導体として今後が期待されている単結晶ダイヤモンド及びGaN単結晶,また既にデバイスとして使用されている各種半導体に接合し,放熱基板として熱効率の改善が期待されているCVDダイヤモンドに対するGCIB照射の効果を示した。

【目次】
1　はじめに
2　GCIB技術の特徴
　2.1　GCIB装置の概要
　2.2　GCIBに依る加工の特徴
　　2.2.1　ラテラルスパッタリング効果
　　2.2.2　反応性GCIBに依る角度照射効果
3　超平滑化加工技術の現状
　3.1　難加工材料に対する平滑化
　3.2　単結晶ダイヤモンド
　3.3　CVDダイヤモンド
　3.4　GaN単結晶
　3.5　精密金型に対する平滑化
　3.6　ダイヤモンドバイトに対する潜傷の除去
4　まとめ

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有機ポリマーパッドと水によるガラスとシリコン表面の原子レベル平坦化
Atomic-Level Surface Smoothing of Glass and Silicon with an Organic Polymer Pad and Water

　ガラスやシリコンは高精度加工が求められる材料である。本稿では,有機ポリマーパッドと水のみで原子レベル平坦化を実現するWAPOP法と,XPSによる加工メカニズムの解析について報告する。

【目次】
1　はじめに
2　基礎加工実験
3　応用研究
　3.1　平坦化加工装置の開発
　3.2　PMMAパッドによるガラスとシリコン表面の原子レベル平坦化
4　PMMAツールとシリコンの相互作用のXPSによる検出
5　加工原理に関する考察
6　終わりに

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[Material Report　-R&D-]

エポキシフォームの特徴とCFRP複合化技術
Characteristics of Epoxy Foams and Hybridization Techniques with Carbon Fiber Reinforced Plastics (CFRP)

　エポキシフォームは,熱硬化性でありながら柔軟性と成形性を兼ね備えた新素材で,CFRPとの複合化により軽量・高剛性を両立した構造体を実現可能である。現在,ドローン部品や天体望遠鏡筐体などへの応用が進んでおり,今後さらなるFRPの設計自由度向上が期待される。

【目次】
1　はじめに
2　エポキシフォームの特徴
3　エポキシフォームの基礎物性
4　エポキシフォームとCFRPのサンドイッチ構造体
5　エポキシフォームの適用事例
　5.1　偏肉構造および3次元形状を有するプロペラガード
　5.2　新世代軽量パイプ「Kaleidφ(カレイド)®」と製品事例
6　まとめ

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レーザー積層造形による耐熱鋼のクリープ寿命向上
Increase in Creep Life of Heat-Resistant Steel Using Laser Additive Manufacturing

　レーザー粉末床溶融結合法によりフェライト耐熱鋼(改良9Cr-1Mo鋼)を作製した。マルテンサイト単相の通常製法材とは異なり,δフェライトとマルテンサイトの二相組織を有していた。クリープ試験を最長で10000時間実施した結果,レーザー積層造形材は,通常製法材と比較して10倍以上のクリープ寿命を有することが分かった。

【目次】
1　背景
2　実験方法
3　レーザー粉末床溶融結合法により形成するミクロ組織
4　レーザー粉末床溶融結合法材のクリープ特性
5　まとめ

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自己修復するペロブスカイト光触媒:動的平衡に基づく反応制御
Self-Healing Perovskite Photocatalysts: Reaction Control Based on Dynamic Equilibrium

　本研究では,次世代太陽電池材料として注目される有機無機ペロブスカイトをモデル系として,固液界面における動的平衡を活用することで,結晶の損傷部位が自発的に修復される自己修復型光触媒を実証した。さらに,光照射時に加え,照射を停止した後の暗所においても,修復過程を介した水素生成が可能であることを明らかにした。

【目次】
1　はじめに
2　結晶破壊と自己修復挙動
3　光触媒作用
4　おわりに

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[Market Data]

触媒工業の市場動向

　2023年の国内の触媒工業市場はコロナ禍の2020年から回復基調はあるものの,工業用の生産量は前年比90.8%,環境保全用も同82.2%と減少した。触媒全体の生産量は8万7,089トン,出荷量は8万5,454トンと2022年を下回った。特に出荷金額は大きく減少し,6,415億7,700万円であった。工業用触媒の最大用途である石油精製用触媒の生産量は前年比3.3%増の4万799トンと増加したが,低燃費車や電気自動車の普及,自動運転技術の開発などにより,国内需要は今後,漸減傾向が続くと予想される。一方,中国やインドをはじめアジア圏の新興国における石化産業の発展と,自動車保有台数の増加は今後も続き,グローバル需要は堅調に推移すると予想される。それに伴い,環境保全用触媒の主力である自動車排気ガス浄化用触媒は,排ガス規制の世界的な厳格化を受けて需要の増加が見込まれるが,国内では自動車生産台数が減少しているため,触媒の生産量・出荷量ともに減少傾向にある。

【目次】
1　業界概要
2　市場動向
3　輸出入動向
4　需要
5　企業・技術動向

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石油製品添加剤工業の市場動向

　石油製品添加剤の需要は,その用途先となる燃料油や潤滑油などの需要に大きく左右される。2008年秋からの世界同時不況の影響で自動車,機械,電気機器などが大幅減産となり,その影響で石油製品,石油製品添加剤需要も落ち込みが続いた。2010年に回復の兆しが見られたものの,東日本大震災や景気低迷,エネルギー政策の迷走等により,先行きは不透明なものとなり,それ以降も需要は長く横ばいもしくは微増状態が続いている。2023年は燃料油の生産量に久しぶりに上昇傾向がみられた。

【目次】
1　概要
2　需給動向
3　添加剤メーカーの動向

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[Material Profile]

ジボラン
Diborane

窒化ガリウム
Gallium nitride

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[連載企画]

大阪・関西万博大阪ヘルスケアパビリオンリボーンチャレンジ
MOBIO(ものづくりビジネスセンター大阪)の取り組み【第5回】

著者一覧
佐藤圭祐　　(一財)化学研究評価機構
高橋邦宜　　三菱ケミカル(株)
大杉亮輔　　SPACECOOL(株)
末光真大　　SPACECOOL(株)
山川裕　　(株)サクラクレパス
日本電気硝子(株)
上乾智　　積水成型工業(株)
田畑章　　ゴイク電池(株)
田畑英志　　ゴイク電池(株)
高岡浩實　　ゴイク電池(株)
仲田宗弘　　ゴイク電池(株)


目次

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【創刊44周年記念特集】高分子材料の耐候性向上のための取り組み

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屋外暴露や促進耐候性暴露によるプラスチックの耐候性評価
Weathering Evaluation of Plastics by Exposure to Solar Radiation or Artificial Accelerated Weathering

　プラスチック製品は,使用期間に応じて適切な耐候性の設計が必要であり,その際に耐候性試験は有効な手段である。ここでは,ポリプロピレンをベースとしたプラスチックに光安定剤を添加した試料で耐候性試験を行った事例を示した。屋外暴露と促進耐候性暴露の相関性は複雑でプラスチックの寿命を1 つの試験だけで判断するのはリスクが大きい。耐候性試験は時間がかかるので,試験は効率的,効果的に進めることが重要である。

【目次】
1　はじめに
2　促進耐候性暴露試験
3　プラスチックの耐候性評価事例　光安定剤を配合したポリプロピレンの耐候性試験
　3.1　モデル材料の作製
　3.2　屋外暴露と促進耐候性暴露
　3.3　シャルピー衝撃試験
　3.4　ケミルミネッセンス測定
　3.5　試験結果
4　まとめ

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テファブロック TM CP の開発と特徴
Development and Characteristics of Tefabloc TM CP

　テファブロック TM CP は,透明性に優れる非晶性ポリオレフィンの一種で,従来の透明樹脂にはない耐候性や耐薬品性のバランスを持つ新素材であり,主な特徴は以下の通りである。①可視光領域において,高い透明性を有する代表的な非晶性ポリオレフィンであるCOP と同等の光線透過率を有する(高い透明性)。②ポリマー中に反応部位がなく,紫外線による劣化が少ない構造を持ち,添加剤によりさらに耐候性を強化したグレード(CP102R)や紫外線透過グレード(CP103R)も展開。促進耐候試験では,黄変や透明性の劣化が少なく,PMMA に匹敵する耐候性を示す(優れた耐候性)。③ PMMA より吸水性が低く,耐薬品性にも優れているため,吸水による寸法変化やクラック発生のリスクが低減される(低吸水性・高耐薬品性)。④ポリプロピレン(PP)やポリエチレン(PE)など他のポリオレフィン材料と熱融着が可能で,インサート成形やヒートシール,振動溶着,レーザー溶着など多様な接合方法に対応出来る(熱融着性)。⑤紫外線吸収剤を使わずに紫外線を透過しつつ耐久性を確保したグレード(CP103R)は,UV-A やUV-B 領域で高い透過率を持ち,滅菌に用いられるUV-C 領域の一部波長も透過可能。石英ガラスより軽量で成形自由度も高いことから,紫外線利用分野での新たな用途展開が期待される(紫外線透過性と耐久性の両立)。まとめると,テファブロック TM CP は高透明性と耐候性,耐薬品性を兼ね備え,他のポリオレフィンとの接合も容易な素材であり,特に紫外線透過と耐久性を両立する点で従来の透明樹脂にはない特徴を有する。これにより,機能性とコストの合理化を図りつつ,幅広い用途展開が可能な新素材として注目されている。

【目次】
1　はじめに
2　テファブロック TM CP の特徴
　2.1　透明性について
　2.2　耐候性について
　2.3　吸水性,耐薬品性について
　2.4　接着性について
　2.5　テファブロック TM CP の特徴まとめ
3　紫外線領域におけるテファブロック TM CP の特徴
　3.1　紫外線領域の透過性について
4　まとめ

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放射冷却素材SPACECOOL® の耐久性向上による社会実装の拡大と脱炭素社会への貢献
Expanding Social Implementation and Contributing to Carbon Neutrality through Durability Improvements of SPACECOOL®

　放射冷却素材SPACECOOL® は直射日光下で外気より低温となる素材であり,建築外皮や屋外設備などへの応用が期待されている。本稿では,その原理について紹介するとともに,社会実装の拡大のための高耐久化の取組を紹介する。さらにSPACECOOL® の建築分野での実装事例,特に屋上防水シートへの展開を通じて,本技術の社会実装や,脱炭素社会への貢献について概観する。

【目次】
1　はじめに
2　放射冷却素材の冷却原理
3　放射冷却素材の性能
4　耐久性の向上
5　耐久性の向上による社会実装の拡大
6　省エネルギー性の評価
7　結言

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[Material Report-R&Dー]

プラズマインジケータ TM PLAZMARK® の特性および応用例
Characteristics and Applications of the Plasma Indicator TM PLAZMARK®

　プラズマ技術は半導体,環境,医療など幅広い分野で応用されており,プロセス制御にはプラズマの評価技術が不可欠である。プラズマインジケータは,プラズマ処理の効果を色調の変化として可視化することで,処理強度を簡便に評価可能な技術である。本稿では,その特性と評価事例について解説する。

【目次】
1　はじめに
2　プラズマインジケータについて
　2.1　プラズマインジケータの特性と変色度合の評価
　2.2　プラズマインジケータの種類と用途
　2.3　プラズマインジケータの変色原理
3　プラズマ評価事例
　3.1　既存評価技術との相関
　3.2　混合ガスプラズマの評価
　3.3　面内分布の評価
　3.4　活性種挙動の可視化
4　おわりに

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20 万回の繰り返し曲げ試験に合格!モトローラのrazr 50・razr 60 シリーズに“日本製”ガラスが採用
Passed 200,000 Bending Tests! Japanese Glass Adopted in a Foldable Smartphone

　モトローラの折りたたみスマホrazr 50・razr 60 シリーズに,日本電気硝子の超薄板ガラス「Dinorex UTG®」が採用されている。このガラスは厚さ0.035 mm と紙よりも薄く,20 万回の繰り返し曲げ試験をクリアする高い耐久性を持つ。 また,高い平坦性によりディスプレイの精細さを維持し,折りたたみスマホ市場の成長を支えている。

【目次】
1　折りたたみスマホ市場は急成長中,2028 年には8 倍に
　1.1　クリアさのカギは「ガラス」
2　なぜガラスが曲がるのか?割れないのか?
　2.1　ハンマーで叩いても割れないガラス
　2.2　紙より薄いガラスで「曲げ」を実現
　2.3　20 万回の繰り返し曲げ試験をクリア
　2.4　ディスプレイの精細さを支える高い平坦性
3　MADE IN JAPAN のDinorex UTG®の可能性

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[Market Data]

有機ゴム薬品工業の市場動向

　2023 年の有機ゴム薬品の生産量は,2018 年を基準に考えると14.0%減と,長く減少傾向が続いている。ユーザー企業の海外シフトという構造的な問題が続いており,生産量は2009 年以来減少傾向が止まらず,低迷している。

【目次】
1　需要動向
2　新ゴムの需給動向
3　有機ゴム薬品の輸出入推移
4　メーカー動向・製品開発

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電池用材料ケミカルスの市場動向

　2023 年の一次電池・二次電池の合計出荷数量は約36.5 億個で,前年より微減となった。二次電池は環境負荷軽減の要請が高く,HV,EV車需要の拡大などによる需要の増加が期待されている。一方,一次電池は環境負荷軽減や二酸化炭素排出削減対策として,二次電池へのシフトが起こっており,低い水準で推移している。電池用構成材料は,EV向けの需要がより拡大しているリチウムイオン電池向けの構成材料に大きな期待が寄せられている。

【目次】
1　電池市場の概要
2　開発動向と構成材料
3　二次電池構成材料の市場動向
　3.1　リチウムイオン電池構成材料の市場
　3.2　ニッケル水素電池構成材料の市場

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[Material Profile]

フルフリルアルコール
Furfuryl alcohol

メタクリル酸シクロヘキシル
Cyclohexyl methacrylate


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【3誌合同特集】夢と技術の融合:大阪・関西万博 リボーンチャレンジ

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大阪・関西万博「大阪ヘルスケアパビリオン」における高衝撃緩和型薄畳「MIGUSA CARE」出展
Exhibiting at the Healthcare Pavilion of the Expo 2025, Osaka, Kansai, Japan.
MIGUSA CARE: High Performance, Shock Absorbing, Low Profile Tatami Mats

　この度,大阪・関西万博の大阪ヘルスケアパビリオンの「リボーンステージ」にて,2025年9月2日(火)～8日(月) の期間で,株式会社ウィドゥ・スタイルと共同出展をおこなう。出展のコンソーシアム名は「ウィドゥ・スタイル　積水成型工業　～和で創る健康寿命　“間 ma”～」としており,出展物の一つとして「高衝撃緩和型薄畳MIGUSA　CARE」を展示する。本稿ではこの畳について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　MIGUSA CARE
3　安全性
4　未来の生活

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バッテリーの循環で脱炭素社会に貢献するLIB 容量の瞬時診断技術
Technology for Instant Diagnosis of Lithium-ion Battery Deterioration

　脱炭素社会に向けて,リチウムイオンバッテリー(LIB)を中核として電気自動車(EV)をはじめ多く使用されており,その傾向は急激に増加している。しかし,LIB をリサイクルするためには多額のコストがかかること,資源が海外流出することなど多くの課題を有している。その中で,資源循環社会を実現するためにLIB 容量の瞬時診断が必要になることを複数の協議会等が提唱している。本稿では,取組の中の一つである大阪・関西万博にて展示した「バッテリーを簡単・瞬時に診断する技術」の内容や展望を記載する。

【目次】
1　展示内容
2　まとめ

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[連載企画]

大阪・関西万博　大阪ヘルスケアパビリオン「リボーンチャレンジ」
MOBIO の取り組み【第4回】

著者一覧
高井健一　　上智大学　
藤浪眞紀　　千葉大学　　　
大村朋彦　　日本製鉄(株)
松本龍介　　京都先端科学大学　
武富紳也　　佐賀大学　
磯貝和生　　東レ(株)　
外間進悟　　京都工芸繊維大学


目次
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【特集】水素脆化研究の最前線

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特集にあたって
Introduction to Special Issue

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水素存在状態と水素脆化
States of Hydrogen and Hydrogen Embrittlement
　
　高強度鋼中に侵入した水素がすべて脆化に関与するわけでなく,水素存在状態と水素脆化は密接に関係している。その関係性は温度によっても変化する。鋼中のトラップ水素と固溶水素の関係はOrianiの局所平衡条件に従うため,各温度における水素の拡散性・非拡散性の状態から,脆化への関与有り無しも判断可能である。

【目次】
1　はじめに
2　水素の吸着から水素脆化破壊まで
3　水素脆化理論
4　水素存在状態と水素脆化感受性
5　水素存在状態と水素脆化感受性の関係の温度依存性
6　おわりに

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水素脆化破壊の潜伏期における欠陥
Hydrogen-Related Defects in the Elementary Process of Hydrogen Embrittlement

　陽電子寿命測定法により純鉄およびオーステナイト系ステンレス鋼における水素関与欠陥を測定し,水素脆化の潜伏期における欠陥挙動に関する知見を述べる。不安定な水素関与欠陥を測定するため温度可変測定および水素添加その場測定を実現することで,空孔-水素複合体の存在を実証し,その複合体の局所集積化が水素脆化の素過程であることが示唆された。

【目次】
1　緒言
2　純鉄における水素関与欠陥
　2.1　温度可変PALS測定
　2.2　in situ PALS測定
　2.3　オペランド PALS測定
3　オーステナイト系ステンレス鋼における水素関与欠陥
　3.1　水素脆化SUS304のPALS測定
　3.2　SUS316Lの延伸温度依存性および温度可変PALS測定
4　結言

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水素脆化事例とその対策
Hydrogen Embrittlement of Steels and its Preventive Measures

　高強度鋼の水素脆化事例として大気環境における高力ボルトの遅れ破壊を挙げ,耐水素脆化用の開発鋼について紹介する。さらに水素脆化の素過程を水素侵入,水素拡散とトラップ,ナノスケールの損傷に分け,それぞれの影響因子に関する最近の検討例を概説する。

【目次】
1　はじめに
2　水素脆化の事例と耐水素脆化鋼
3　水素脆化の素過程
　3.1　水素侵入への影響因子
　3.2　水素拡散・トラップへの影響因子
　3.3　ナノスケールの損傷への影響因子
4　合金元素の作用機構
5　おわりに

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転位運動への固溶水素と高濃度空孔の影響
Influence of Solute Hydrogen and High-Density Vacancy on Dislocation Motion

　水素環境での転位運動挙動の詳細は,水素脆化メカニズムの解明,そして水素環境での金属材料の安全利用と耐水素脆性に優れる新材料の開発のための基礎的知見となる。本論文では,刃状転位の運動挙動に与える水素の直接的な影響,そして,空孔性欠陥の生成促進を通した間接的な影響を原子シミュレーションにより調べた結果を取りまとめた。

【目次】
1　はじめに
2　解析手法
　2.1　分子動力学シミュレーションと原子間ポテンシャル
　2.2　刃状転位まわりの水素分布
3　刃状転位運動への水素の影響評価
　3.1　解析条件
　3.2　低温・高運動速度での挙動:ピンニングとデピンニング
　3.3　高温・低運動速度での挙動:ドラッグ運動
4　刃状転位運動への空孔性欠陥の影響評価
　4.1　解析条件
　4.2　水素をトラップしていない空孔の影響
　4.3　水素をトラップした空孔(空孔水素複合体)の影響
5　まとめ

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[Material Report-R&Dー]

半導体カーボンナノチューブを用いた塗布型半導体デバイスの開発
Development of Printed Semiconductor Devices Using Semi-conductive Carbon Nanotubes

　塗布型半導体デバイス実現のキーとなる半導体材料について,独自の半導体CNT技術を深化させ,塗布型として世界最高レベルの移動度を達成するとともに,大気下安定なN型半導体材料を見出した。本技術と当社微細加工技術を用いて汎用フィルム上にRFIDやセンサを塗布形成し,無線通信を実証したことで,塗布型半導体デバイス実用化へ大きく前進した。

【目次】
1　はじめに
2　高移動度半導体CNT複合体
3　機能素子(トランジスタ)の形成
4　N型トランジスタ
5　半導体デバイスの動作実証
6　おわりに

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ポリグリセロール修飾によるカーボン量子ドットの光安定性と温度選択性の向上
Enhancement of Photostability and Temperature Selectivity of Carbon Quantum Dots through Polyglycerol Surface Modification

　ナノ領域の温度を精密に計測することは生命科学や産業の発展に重要である。高い光安定性と温度選択性を有する新しいナノ温度計として,表面をポリグリセロールで修飾した窒素・硫黄共ドープカーボン量子ドットを開発した。細胞内の温度計測に有用であり,生命現象の可視化やバイオセンシングへの応用が期待される。

【目次】
1　はじめに
2　CQDの水熱合成と発光メカニズム
3　合成と表面化学修飾による発光制御
4　光学特性
5　温度計としての性質と環境応答性
6　考察
7　まとめ

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[Market Data]

プラスチック添加剤工業の市場動向

　プラスチック材料やプラスチック製品には,その物性や性能を向上させるために多くの添加剤が用いられている。2023年のプラスチック材料の生産量は,前年比7.6%減の879万1,436トンとなった。

【目次】
1　概要
2　添加剤の需給動向

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紙・パルプ用化学薬品工業の市場動向

　製紙用薬剤は,紙・板紙の製造において様々な用途で用いられる。国内需要は紙・板紙の成熟市場に連動して縮小傾向にあるが,製紙用薬剤メーカー各社は,ニーズの高機能化に取り組むとともに,中国や東南アジア地域の発展をにらみ,同地域における市場展開,生産体制の強化を行っている。

【目次】
1　概要
2　紙・板紙需要動向
3　製紙パルプ需要動向
4　古紙需要動向
5　製紙用薬剤需要動向
6　製紙用薬剤メーカーの動向

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[Material Profile]

水酸化リチウム
パラジウム

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[連載企画]

大阪・関西万博　大阪ヘルスケアパビリオン「リボーンチャレンジ」
MOBIO の取り組み【第 3 回】

著者一覧
有光晃二　　東京理科大学　
佐内康之　　(株)UACJ　
須賀健雄　　早稲田大学　　　
岡村晴之　　大阪公立大学　
田中佑耶　　リンテック(株)
瀧健太郎　　金沢大学　
石塚尚吾　　(国研)産業技術総合研究所　
撹上将規　　群馬大学
撹上健二　　(株)ADEKA　
久保田正人　　日本原子力研究開発機構


目次
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【特集】光硬化材料の研究動向

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はじめに
Preface

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光ラジカル硬化の概要と技術動向
Summary and Technological Trends in Radical Photo-Curing
　
　光ラジカル硬化は,インキ,コーティング,接着剤,光学用途材料,3Dプリンティングなど多種多様な用途に応用されている。熱ラジカル重合では,ビニル基に結合する原子団が異なる様々なモノマーが使い分けられているのに対し,光ラジカル硬化では,用途に関わらずアクリレート化合物が多用されている。本稿では,アクリレートが好適に使用される理由および新しいモノマーの開発事例を中心に紹介する。

【目次】
1　光ラジカル硬化に適したモノマー
2　アクリレートの開発動向
3　光源や光開始剤の開発動向
4　まとめ

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光精密ラジカル重合のUV硬化への適用
UV-curing Process Based on Photo-induced Controlled Radical Polymerization

　光硬化材料は,印刷インキ,塗料,コーティング,接着剤からフォトレジストなど広く産業利用されている。本稿では,迅速な光ラジカル重合に精密ラジカル重合機構を組み込むことで,硬化と同時に重合誘起型ミクロ相分離に基づくユニークな内部構造が形成できる独自技術を紹介する。高分子ドーマントと呼ばれる開始・制御剤の分子設計,UV硬化条件とナノ構造の相関,コーティングの機能化を例に,精密UV硬化技術について概説する。

【目次】
1　はじめに
2　汎用UV硬化反応の課題と光ラジカル重合の「精密」制御
3　光精密ラジカル重合のUV硬化への適用と重合誘起型相分離
4　重合誘起型ミクロ相分離に基づくコーティングへの機能付与
5　光解離性高分子ドーマントと同組成のポリマー添加による階層性構造の形成
6　おわりに

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光カチオン硬化
Cationic Photocuring

　光カチオン硬化は光カチオン重合により硬化物を得る技術であり,光硬化技術で主流である光ラジカル硬化と比較して量は多くないものの重要である。本稿では光カチオン硬化の位置づけを概説した後,近年取り組まれている光カチオン硬化技術に関する研究動向を概説した。

【目次】
1　はじめに
2　光カチオン硬化の研究動向
　2.1　光カチオン重合開始剤
　2.2　環境にやさしい光カチオン硬化
　2.3　三次元造形
3　おわりに

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光アニオン硬化
Photoanionic Curing

　アセトアセテートとアクリレートのマイケル付加を利用した光アニオン硬化について紹介する。光塩基発生剤によって発生した塩基を触媒として利用するイオン反応であることから,光照射後も反応が徐々に進行する遅延硬化性が発現する。この特異な性質を巧みに利用した光粘接着材料への応用展開を検証した。

【目次】
1　はじめに
2　アセトアセテートマイケル付加反応を利用した光アニオン硬化
　2.1　多官能アセトアセテートの設計と遅延硬化性の検証
　2.2　1液混合樹脂の貯蔵安定性
　2.3　光不透過基板同士の光接着評価
3　光アニオン架橋型ポリマーによる高感度化
　3.1　高分子一体型の設計と反応性評価
　3.2　粘着テープとしての応用検討
4　おわりに

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傾斜構造を有する有機-無機ハイブリッドハードコートの光作製
Photofabrication of Organic-Inorganic Hybrid Hard Coats with Gradient Structures

　光ラジカル開始剤,光塩基発生剤を含む有機樹脂,無機樹脂の混合液をポリカーボネート(PC)基板に塗布し,表面は無機リッチ,PC基板付近は有機リッチとなるような傾斜構造を有する有機-無機ハイブリッドハードコートを光照射により作製することに成功した。また,傾斜構造を形成する因子についても明らかにすることができた。

【目次】
1　はじめに
2　傾斜構造の作製
3　傾斜構造の形成因子
4　ハードコート膜の物性
5　おわりに

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光硬化樹脂の硬化過程のシミュレーション技術
Simulation Technology of Photo Curing Process

　光硬化技術は産業界で広く使われており,最近では微細構造成形,精密接着,精密コーティング,光造形などでほかの方法とは一線を画す優れた製品を作り出すことができる。光硬化技術は,光硬化樹脂の塗布,レベリング・乾燥,光硬化反応,冷却の各工程からなる。本稿では,特に光硬化反応の反応動力学シミュレーションに焦点をあてて説明する。

【目次】
1　はじめに
2　シミュレーション方法
3　3Dプリンタ
4　おわりに

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[Material Report-R&Dー]

CIS系薄膜太陽電池の高効率化技術
Enhancing Photovoltaic Efficiency in CIS-Based Thin-Film Solar Cells

　光エネルギーを電気エネルギーに変換する光電変換素子,つまり太陽電池は,太陽光発電の構成において最も重要な要素と言える。太陽電池の変換効率向上や低コスト化は恒久的な課題であるが,ここではCIS系太陽電池に着目し,軽量フレキシブル型やタンデム型太陽電池の光電変換効率を向上させる技術開発について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　単接合型太陽電池
3　タンデム型太陽電池用ボトムセル
4　タンデム型太陽電池用トップセル
5　結言

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SPANファイバーを用いた世界最軽量リチウム-硫黄二次電池の開発
Development of the World’s Lightest Lithium-Sulfur Secondary Battery Using SPAN Fibers

　リチウム-硫黄(Li-S)二次電池は,次世代の軽量エネルギー貯蔵デバイスとして期待されている。硫黄変性ポリアクリロニトリル(SPAN)は硫黄系活物質の一つであり,Li-S二次電池における正極主材として注目されている。本稿では,SPANの粒子とファイバーから構成される正極を用いた世界最軽量(著者調べ)のLi-S二次電池(Li-SPAN二次電池,761Wh/kg)の実証について解説する。

【目次】
1　はじめに
2　超高容量正極の作製
3　多孔質SPANファイバーの導入
4　充放電作動電位の拡張
5　まとめ

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省電力次世代記憶素子材料の開発に向けて
― アルミニウム酸化物を用いた新しい不揮発メモリの局所構造 ―
Toward the Development of Energy-Efficient Materials for Next-Generation Memory Devices

　現在,AIやビックデータなどを活用した社会を実現する上で省エネ問題がある。これを克服するために,次世代不揮発メモリとして,遷移金属を用いた抵抗変化型不揮発メモリの研究が行われているが,メモリ性能の不十分さや有害・希少原料使用といった課題を抱えている。本研究では,全く新しいアルミ酸化物不揮発メモリの微細な構造を解明するために量子ビーム実験を行い,不揮発メモリ機能の発現にとって適した局所構造の特徴を解明した。

【目次】
1　はじめに
2　アルミ酸化物ReRAMについて
3　酸素空孔モデル

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[Market Data]

フラットパネルディスプレイ用ケミカルスの市場動向

　フラットパネルの世界市場は,2022年は前年より減少し約18.9兆円と推定される。そのうち約70%を液晶ディスプレイが占めるが,有機ELディスプレイとの競合は大型パネルのみならず中小型市場においても激しさを増し,液晶のシェアは下がり続けると考えられる。液晶は中国メーカーが完全に主導権を握り,有機ELディスプレイにおいても同様の傾向が顕著に見られるようになってきている。

【目次】
1　フラットパネルディスプレイ市場
2　液晶ディスプレイ市場
3　有機EL市場
4　電子ペーパー市場
5　液晶ディスプレイ構成材料
　5.1　概要
　5.2　光学フィルム
　5.3　バックライトユニット
6　有機EL構成材料

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[Material Profile]

ポリカプロラクトン
ポリヒドロキシ酪酸

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[連載企画]

大阪・関西万博　大阪ヘルスケアパビリオン「リボーンチャレンジ」
MOBIOの取り組み【第2回】

著者一覧
篠崎健二　　(国研)産業技術総合研究所
小野円佳　　東北大学　
加藤保真　　AGC(株)
伊藤節郎　　AGC(株)
梶原浩一　　東京都立大学　　　
藤野茂　　九州大学
田中愛夢　　九州大学
小野寺陽平　　(国研)物質・材料研究機構
滝本康幸　　AGC(株)
土屋博之　AGC(株)　
李清　　AGC(株)
田尻寛男　　(公財)高輝度光科学研究センター
伊奈稔哲　　(公財)高輝度光科学研究センター
小原真司　　(国研)物質・材料研究機構　
玉作賢治　　(国研)理化学研究所　
金子正治　　(株)SPD研究所　　
太田俊一　　(株)SPD研究所
Piyankarage,Viraj Vishwakantha Jayaweera　　(株)SPD研究所


目次
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【特集】ガラス材料の開発と活用

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ガラス強靭化のためのナノ構造設計
Nanostructure Design for Toughening Glasses

　ガラスは様々な優れた特性を持つ一方,最大の課題の一つとして使用時や加工時に割れや欠けが発生しやすいという脆さの問題がある。本稿では,ガラスの破壊靭性を向上させるためのナノ構造設計に焦点を当て,分相,結晶化,金属ナノ粒子の分散といった手法を概説する。特に,ガラス中に力学不均質性を導入することで,塑性変形の導入によりガラスの靭性を向上させる著者らの最新の研究成果について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　金属ナノ粒子の分散によるガラスの破壊靭性向上
3　総括

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易物理強化ガラスの組成設計技術―配置エントロピーを利用した新しい組成設計―
Compositional Design for Glass Appropriated for Physical Tempering - New Composition Utilizing Configuration Entropy
　
　ガラスは,比較的簡単に表面を滑らかにでき,後処理で圧縮応力を加えて傷が広がるのを防げる材料である。建築材料などには,物理強化や熱強化と呼ばれる方法でこの後処理が行われる。我々は,ガラスの熱膨張の特性を活かした新しい組成を設計し,物理強化に必要なエネルギーを大幅に減らすことに成功した。

【目次】
1　はじめに
2　物理強化方法によるガラスの強化とその応用
3　ガラスの組成と膨張係数
4　物理強化デモンストレーション

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親水・熱硬化耐性深紫外透明低融点ガラスの合成と物性
Synthesis and Properties of Hydrophilic Thermoset-Resistant Deep-Ultraviolet-Transparent Glasses with Low Melting Temperatures

　紫外吸収の原因となる不飽和結合を含まない環状飽和炭化水素基を有機官能基として有するポリシルセスキオキサンを無共溶媒合成した。かさ高く,かつ室温で変形しにくいシクロヘキシル基を有機官能基として用いたとき,未反応の SiOH 基を多量に含むが熱硬化しにくく,フラジリティも高い親水性深紫外透明低融点ガラスが得られた。

【目次】
1　はじめに
2　Poly(Ph-co-R-SQ)ガラスの合成と評価
3　Poly(c-Hx-co-R-SQ)ガラスの合成と評価
4　おわりに

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光造形法による多様な形状を有する透明シリカガラス焼結体の作製
Fabrication of Transparent Sintered Silica Glass with Various Shapes by Photopolymerization Method

　シリカガラスは光・電子部品,医療機器分野を支える貴重な素材である。著者らの研究室では切削・成形加工を必要とせず,所望の形状を得るための,光造形法による透明シリカガラス焼結体の開発を行っている。本稿では,ガラス成形体・透明焼結体の物性を左右するシリカ粒子分散性の設計指針として粘度,溶解度パラメータ(SP 値),光硬化速度の観点から考察した。

【目次】
1　はじめに
2　実験方法
　2.1　アクリルモノマーとシリカ粒子の溶解度パラメータ(SP 値)
　2.2　シリカ粒子分散液の作製とシリカ粒子の分散性評価
　2.3　シリカガラス焼結体の作製
3　結果および考察
　3.1　シリカ粒子分散液の粘度とアクリルモノマーの溶解度パラメータ(SP 値)
　3.2　モル凝集エネルギーEcoh,とモル体積Vの関係
　3.3　シリカガラス焼結体の作製
4　おわりに

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X線マルチスケール構造解析によるアルミノケイ酸塩ガラスにおける
ZrO2結晶核形成初期過程の観察
Observation of a Zirconium Oxide Crystal Nucleus in the Initial Nucleation Stage in Aluminosilicate Glass Investigated by X-ray Multiscale Analysis

　ZrO2添加リチウムアルミノケイ酸塩ガラスセラミックスの結晶核形成初期過程の構造変化を明らかにするため,回折,小角散乱,吸収分光,そして異常散乱を駆使した X 線マルチスケール構造解析が行われた。X 線異常散乱データを用いた元素選択二体分布関数解析により,結晶核形成の初期過程において,立方晶もしくは正方晶 ZrO2に類似した周期的な原子配列の周囲に,一般的なガラスには見られない ZrOx多面体と(Si/Al)O4 四面体の稜共有が形成されていくことが明らかになった。この(Si/Al)O4 四面体ネットワークに囲まれた周期的な原子配列は広い空間スケールで測定された実験データをすべて矛盾なく説明でき,ガラスセラミックスの初期の結晶核に相当するものと考えられた。

【目次】
1　はじめに
2　ガラスセラミックス試料の合成
3　ナノスケール構造解析
4　元素選択放射光計測によるZr周囲の短・中距離構造解析
5　ZrO2添加アルミノケイ酸塩ガラスにおける初期の結晶核形成メカニズム
6　おわりに

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[Material Report-R&Dー]

X線の空間変調器の開発
Development of Spatial Modulator for X-rays

　X線のビームパターンを動的に制御可能な反射型の空間変調器を開発した。この装置ではフェムト秒赤外レーザーがシリコン結晶内に誘起する格子歪を利用して反射率を制御している。また,レーザー側にパターンを刻むことで,X 線のビームパターンが制御できる。波長1.25ÅのX線に対して空間周波数 25mm-1 以下で60%以上のコントラストが達成された。

【目次】
1　はじめに
2　X線空間変調器の原理と設計
　2.1　結晶による X線の反射とその制御法
　2.2　レーザー照射による衝撃波発生
　2.3　X線空間変調器のデザイン
3　性能評価
　3.1　動作点
　3.2　感度補正
　3.3　空間分解能とコントラスト
4　おわりに

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間欠式スプレー熱分解製膜法(i-SPD)とその大面積フッ素ドープ酸化スズ(FTO)
製造への応用
Intermittent Spray Pyrolysis Deposition Method (i-SPD) and it’s Application to the Production of Largearea Fluorine-Doped Tin Oxide (FTO)

　間欠式スプレー熱分解薄膜形成法(i-SPD)は,大気中で加熱された基板に向かって前駆体溶液を間欠的に噴霧することで,簡単に高品質薄膜を得る方法である。前駆体溶液の成分と組成が得られる薄膜によく反映されるので,新物質の探索や興味深い物性の発現に繋がる可能性が高い。大型 SPD 装置を用いて次世代太陽電池に必須の300mm 角フッ素ドープ酸化すず膜の製膜を紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　実験
　2.1　i-SPDの操作手順
　2.2　薄膜の特性評価
3　結果と考察
　3.1　i-SPDによる薄膜の析出
　3.2　特性評価
　3.3　FTOの大面積化
　　3.3.1　透明性
　　3.3.2　可視光領域における透過率とシート抵抗
4　まとめ

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[Market Data]

レアアース工業の市場動向

　レアアース(希土類)の需要は,ここ数年漸減傾向にある。2021年に新型コロナの影響から回復したレアアースの国内需要は,2022年には再び低下した。セリウム,ミッシュメタル等における需要の減少は,半導体不足に伴う自動車の生産量の低下などに起因している。電気自動車などに使用されているネオジム等の回復基調は見られるものの,全体的には 2022年と同様の状況が続いている。

【目次】
1　概要
2　需給動向
3　業界動向

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[Material Profile]

酢酸セルロース
フェノール

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[連載企画]

大阪・関西万博　大阪ヘルスケアパビリオン「リボーンチャレンジ」
MOBIO の取り組み【第1回】

著者一覧
原豊　　鳥取大学　
押切友也　　東北大学
中川勝　　東北大学
家裕隆　　大阪大学　　　
多田昌平　　北海道大学
森大和　　北海道大学
岡崎未奈　　茨城大学　
菊地隆司　　北海道大学　
長谷川一徳　　九州工業大学　
田川義之　　東京農工大学　
William Kai Alexander Worby　　東京農工大学
志賀敬次　　(国研)産業技術総合研究所　
藤原健　　(国研)産業技術総合研究所　


目次
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【特集】再生可能エネルギー関連技術の研究動向

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低コスト小形垂直軸風車の実現に向けた取り組み
Efforts to Realize Low-Cost Small Vertical-Axis Wind Turbines

　アルミ押出材の多用と可動アーム式空力ブレーキの発明で低コスト化を実現するユニークな垂直軸型のバタフライ風車を開発中である。社会実装に向けて必要な空力弾性解析および疲労解析に取り組んでいる。さらなる低コスト化に有効な風車の最適な密集配置の探索研究も開始した。バタフライ風車の社会実装を目指して実施している研究を紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　可動アーム式過回転抑制機構を備えたバタフライ風車の開発
3　垂直軸風車の空力弾性解析システム
4　バタフライ風車の簡易疲労解析
5　垂直軸風車の最適配置探索の研究
6　おわりに

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ナノサイズのパラボラアンテナによる光強度の増強
Light Confinement Using Parabolic Nanoantenna
　
　本稿では,光をナノ空間に捕集して光化学反応を促進する新規人工光反応場「メタサイト」として,高効率ナノ光アンテナ構造を設計・提案する。上記光アンテナはパラボラ型(お椀型)光共振器と金属ナノ粒子プラズモンから成り,入射光を4桁増強可能なことがわかった。この光捕集効果により,多電子過程を伴う人工光合成反応への利用が期待される。

【目次】
1　はじめに
2　メタサイト
3　光共振器とモード結合
4　パラボラ型光共振器
5　プラズモン-パラボラ型光共振器モード結合系
6　おわりに
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発電と農作物栽培の両立を実現する波長選択性を付与した有機太陽電池の開発
Development of Wavelength-selective Organic Solar Cells for Realization of Both Power Generation and Crop Cultivation

　本稿では農業用ハウスにエネルギー創出機能を付与することを目的として,『青色と赤色光を農業,光合成への寄与が少ない緑色光を発電』に用いる緑色光波長選択型の有機太陽電池について,有機半導体の分子設計・開発指針と農作業生育評価の結果を概説する。

【目次】
1　はじめに
　1.1　農林水産分野における食料安全保障と日本農業の社会課題
　1.2　農業用ハウスにおけるエネルギー創出と温室効果ガス(GHG)排出削減の社会課題
2　緑色光波長選択型OPV
3　従来技術と本研究の比較
4　緑色光波長選択型OPVに向けた有機半導体材料の開発指針
5　緑色光波長選択型OPVに向けた新規アクセプターの開発
6　今後の展望

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CO2水素化反応によるメタノール合成に特化した触媒開発の動向
Recent Advances in Catalyst Development for Methanol Synthesis via CO2 Hydrogenation

　CO2の有価物変換反応のひとつに,CO2水素化反応を活用したメタノール合成がある。太陽光や風力といった再生可能エネルギーを利用し,水電解をすることで水素を得る。この水素と先述のCO2を反応させ,メタノールを合成する反応である。本稿では,CO2水素化反応によるメタノール合成に特化した固体触媒に関して概説する。

【目次】
1　はじめに
2　これまでの触媒探索と反応機構
　2.1　Cu触媒
　2.2　Pd触媒
3　非晶質ZrO2を活用したメタノール合成触媒
4　おわりに

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再生可能エネルギーの普及拡大に必要不可欠なパワエレ回路寿命診断技術
Lifetime Estimation Technologies for Power Electronic Converters Indispensable
for Renewable Energy Resources

　再生可能エネルギーの普及拡大に伴いパワーエレクトロニクス回路の導入数が大幅に増加すると予想されており,それに伴い回路の信頼性向上が求められている。なかでも,パワー半導体とキャパシタが回路の故障要因の半数を占めている。本稿では,パワー半導体とキャパシタの最新の寿命診断技術について概説する。

【目次】
1　はじめに
2　パワー半導体の信頼性
　2.1　パワー半導体の故障要因
　2.2　ジャンクション温度Tj測定
3　IGBTモジュールの劣化モニタリング
　3.1　オン電圧Vce(sat)検出回路
　3.2　ジャンクション温度Tjモニタリング実験結果
4　キャパシタの信頼性
　4.1　キャパシタの故障要因
　4.2　キャパシタ劣化指標
5　直流リンクキャパシタの劣化モニタリング
　5.1　電流センサレスESR/キャパシタンスモニタリング
　5.2　スイッチングリプル電圧を用いたESR測定精度向上
6　おわりに

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[Material Report-R&Dー]

三次元流体応力場計測の新展開:CNC 懸濁液と光弾性法の応用
New Developments in Three-Dimensional Fluid Stress Field Measurement:
Application of Cellulose Nanocrystal Suspensions and Photoelasticity

　セルロースナノクリスタル(CNC)は高アスペクト比を持つ植物由来のナノ結晶材料である。我々は,CNC粒子の懸濁液が有する応力–光学特性に着目し,非接触型の三次元流体応力場計測システムの開発に取り組んでいる。本稿では,これまでの研究成果について紹介し,CNC粒子を用いた新しい計測手法の可能性について議論する。

【目次】
1　はじめに
2　光弾性法と応力光学則
3　CNC懸濁液を用いた二次応力光学則の検証
4　せん断速度制御による流動複屈折の特性解析
5　さいごに

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流動する溶融合金の凝固過程を可視化する装置の開発
Development of Equipment for Visualizing the Solidification Process of Flowing Molten Alloy

　電磁撹拌下における金属溶湯の凝固過程を,従来技術に比べて100倍以上広い視野範囲で可視化するためのX線イメージング装置を開発した。本稿では,研究開発の背景および装置の仕組みについて説明する。装置改良により,ノイズの低減と空間分解能の向上を実現し,流動しながら凝固する金属の組織形成過程を詳細に解析できるツールとしての有用性について述べる。

【目次】
1　装置開発に至る研究の背景
2　開発したX線イメージング装置の詳細
　2.1　X線源
　2.2　二次元X線検出器
　2.3　電磁撹拌装置
　2.4　制御部
　2.5　るつぼ
3　X線イメージング観察例
4　まとめ

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[Market Data]

プリンター用ケミカルスの市場動向

　プリンター市場は日本のメーカーが強く,大きな市場シェアを占めている。国内市場は成熟化しているが,各社は海外市場で成長を図っている。一方,国内市場は多機能化が進んでいる。

【目次】
1　概要
2　国内プリンター市場
3　プリンター用ケミカルスの市場動向
　3.1　インクジェット用色素
　3.2　電子写真プリンター用材料
　3.3　感熱記録用材料
　3.4　感圧記録用材料

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[Material Profile]

高純度シリコン
ポリウレタン

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[連載のお知らせ]
大阪・関西万博　大阪ヘルスケアパビリオン「リボーンチャレンジ」MOBIO (ものづくりビジネスセンター大阪)の取り組み