機能材料 発売日・バックナンバー

著者一覧
久保若奈　　東京農工大学　
田中拓男　　(国研)理化学研究所　
山本崇史　　工学院大学　
玉山泰宏　　長岡技術科学大学　
江南俊夫　　積水化学工業(株)　
野本博之　　積水化学工業(株)
内村弘志　　京セラ(株)　
平松信樹　　京セラ(株)
吉川博道　　京セラ(株)
舟橋正浩　　香川大学　
寺崎正　　(国研)産業技術総合研究所　
菊永和也　　(国研)産業技術総合研究所


目次
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【新春特集】メタマテリアルの応用展開

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メタマテリアル熱電変換
Metamaterial Thermoelectric Conversion

　均一な熱輻射環境における熱電発電素子を実現した。赤外吸収メタマテリアルを熱電変換デバイスの片側の電極のみに装着すると,メタマテリアルは周囲の熱輻射を吸収し,吸収損失として局所的な熱を生成する。その局所的な熱は伝導熱伝搬により熱電変換素子に伝搬し,熱電変換素子上に新たな温度勾配を形成する。

【目次】
1　はじめに
2　メタマテリアル熱電変換の実験検証
　2.1　メタマテリアル熱電変換素子の作製
　2.2　均一な熱輻射環境における,メタマテリアル熱電変換素子の熱電発電特性
　2.3　均一な熱輻射環境におけるメタマテリアル熱電変換素子の発電機構
　2.4　メタマテリアル電極の局所熱温度
　2.5　メタマテリアルの必要性
3　まとめ

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遮音性能向上を実現する音響メタマテリアル
Acoustic Metamaterial to Enhance Sound Transmission Loss

　自然界に存在する均質材料では実現できない,特異な応答を示す人工構造材料であるメタマテリアルが注目されている。メタマテリアルは共振・共鳴を含む波長以下のユニット構造による周期構造となっている。本稿では,レゾネーターを用いてコインシデンスあるいは共鳴透過による性能低下を抑制する音響メタマテリアルを紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　ヘルムホルツレゾネーターを用いた一重壁音響メタマテリアル
3　ヘルムホルツレゾネーターの底面を薄膜化した二重壁音響メタマテリアル
4　まとめ

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プラズマの生成および消滅を利用した動的メタマテリアルの設計と作製
Design and Fabrication of Dynamic Metamaterials Based on Generation and Annihilation of Plasma

　外部信号により動的に特性が変化させられるような媒質を用いると,電磁波の変調やビーム操作等の能動的な制御が行えるようになる。そのような技術を発展させるために,動的メタマテリアルについて様々な研究がなされている。ここでは,電磁波による電磁波の制御を可能とする動的メタマテリアルとして,プラズマを構成要素として含むようなメタマテリアルの設計法や作製法,および,その特性の評価結果について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　動的メタマテリアル設計の考え方
3　電気回路モデルを用いた動的メタマテリアルの設計
4　動的メタマテリアルの作製と評価
5　まとめ

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透明フレキシブル電波反射フィルムのsub-THz帯における反射特性
Experimental Evaluations with Transparent Flexible Reflectors at Sub-THz
　
　近年,PC,スマートフォン,ウェアラブル端末などの急速な普及と動画像伝送利用の拡大により,移動体通信のデータトラヒックが急増している。今後さらにセンシングデータの活用が進むことによる,社会的なデマンド増加が見込まれる中,次世代移動体通信として第5世代移動通信システム(5G)の導入が進んでいる。5Gに用いられる高周波は直進性が高いため,アンテナ見通し外への通信に難がある。一般的には,安定したリンクを形成するために反射板を用いて電波を反射する方法で解決が図られるが,それら反射板は基本的に金属材料であり,重大な景観負荷が避けられない。そこで我々は,電波を拡散反射する透明なメタマテリアルを用いて,アンテナ見通し外のエリアに5Gの電波を届ける,透明フレキシブル反射フィルムを開発した。本稿では,透明性といった特長と,28GHz,39GHz,120GHz,144GHz帯域の異なる周波数における透過損失と反射特性を,一般的な室内材(天井タイル,乾式壁,合板,金属)との比較を交えて報告する。

【目次】
1　背景
2　開発品の概要
3　電波環境改善効果についての検証実験(電波死角評価シミュレーション)
4　透過損失および反射特性評価
　4.1　透過損失評価
　4.2　反射特性評価
5　まとめ
6　今後の予定

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メタマテリアルによる小形・薄形アンテナの開発
Development of Small and Low-Profile Antenna Using Metamaterial

　金属上でも利用できるアンテナを開発するために,メタマテリアルの1種である人工磁気導体(AMC)に着目した。AMCを構成する単位セルの小型化と数セルAMC基板の小型化を検討した。その結果,AMC基板の対向する一対の側面を電気壁にすることで小型化できた。また,この電気壁付AMC基板に直接給電して,金属上でも放射効率が低下しない小形・薄形アンテナ:Amcenna®(アムセナ)を開発した。

【目次】
1　はじめに
2　代表的なAMCの特性
　2.1　無限セルAMCの特性と単位セルの小型化
　2.2　数セルAMCの特性
3　AMC基板の小型化
　3.1　電気壁付AMCの特性
　3.2　数セルAMCの電界分布
4　Amcenna®
　4.1　Amcennaの構造と特性
　4.2　Amcennaの電磁界
　4.3　Amcennaの試作と評価
5　おわりに

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[Material Report-R&Dー]

ナノ相分離型電子活性液晶材料の電気化学機能材料への展開
Application of Nanosegregated Electroactive Liquid Crystal Materials to Electrochemical Functional Materials

　側鎖に重合性のシクロテトラシロキサン環とイオンに配位するトリエチレンオキシド鎖やクラウンエーテル環を導入することにより,液晶相においてイオン種が透過可能なイオンチャンネルと電子輸送性のπスタックが形成された混合伝導体薄膜を作製できた。重合・不溶化した薄膜は電解質溶液中でエレクトロクロミズムを示した。

【目次】
1　序論
2　ナノ相分離型液晶性半導体
3　酸蒸気暴露による薄膜の不溶化
4　ナノ相分離による液晶性混合伝導体
5　クラウンエーテル環を導入した液晶性ペリレンビスイミドのエレクトロクロミズム
6　結論と展望

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静電気を可視化する機能性材料―静電気発光材料―
Static Electricity Induced Luminescent (SEL) Material

　我々はこれまでにない“静電気に作用して発光する機能材料”を発見した。電荷が発光に関与する既知発光物質を系統的に探索し,ある種の SrAl2O4:Eu2+(機能性セラミック材料)が空気中のイオンや帯電粒子などの微弱な電気に反応して発光する静電気発光(SEL)材料として機能することを世界で初めて見いだした。本稿では,見つかったばかりの静電気発光材料を紹介する。

【目次】
1　緒言
2　静電気発光性SrAl2O4:Eu2+セラミック材料
3　静電気発光センサと発光挙動
4　結言

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[Market Data]

エポキシ樹脂の応用分野別市場・メーカー動向

1　半導体/電子材料
　1.1　プリント配線板
　1.2　半導体封止材
2　エポキシ樹脂系接着剤
3　エポキシ樹脂系塗料
　3.1　日本ペイント
　3.2　関西ペイント
　3.3　エスケー化研
　3.4　中国塗料
　3.5　大日本塗料
　3.6　日本特殊塗料
　3.7　アサヒペン
　3.8　アトミクス
　3.9　その他のエポキシ樹脂系塗料メーカー
4　エポキシ複合材料
　4.1　東レ
　4.2　三菱ケミカル
　4.3　ヘクセル(Hexcel)
　4.4　帝人
　4.5　SGLカーボン
　4.6　フォルモサ
　4.7　ソルベイ(Solvay)
　4.8　ダウアクサ(DowAksa)
　4.9　ヒョソン先端素材
　4.10　中国の5大炭素繊維メーカー

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[Material Profile]

ガリウムヒ素
トリクロロエチルホスフェート

著者一覧
西岡季穂　　大阪大学　
中西周次　　大阪大学　
松田翔一　　(国研)物質・材料研究機構　
植村豪　　北海道大学　
藤原直子　　(国研)産業技術総合研究所　
藪浩　　東北大学　
鎌田隼　　(国研)情報通信研究機構　
小林文人　　共同印刷(株)
吉住渉　　共同印刷(株)
寺田暁　　共同印刷(株)
山本光　　共同印刷(株)


目次
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【特集】リチウム空気電池・金属空気電池―“究極の二次電池”の技術動向を探る―

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リチウム-酸素電池の研究開発動向
Recent Trends on the Studies of Lithium-Oxygen Secondary Batteries

　リチウム酸素電池は種々の二次電池の中で最も高い理論重量エネルギー密度を有し,リチウムイオン電池を大きく超える500 Wh kg-1のエネルギー密度の実現が期待されている。本稿では,高い重量エネルギー密度を実現する上で重点的に取り組むべき課題を明確化し,関連する開発事項の最近の研究動向について解説する。

【目次】
1　はじめに
2　リチウム酸素電池の原理
3　高い重量エネルギー密度を実現するための条件
4　易分解性Li2O2の形成
5　LOBにおける電解液開発
6　おわりに

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高エネルギー密度なリチウム空気電池セルの開発と長期サイクル実現に向けた材料探索
Development of High-Energy-Density Lithium-Air Batteries with Long-Term Cycle Life

　リチウム空気電池は,現行のリチウムイオン電池の重量エネルギー密度を大きく上回る500 Wh/kg級セルの室温での充放電反応が実現されており,次世代蓄電池の最有力候補である。本稿では,高エネルギー密度なリチウム空気電池を開発する上での課題を整理し,その解決に対する材料開発動向について概説する。

【目次】
1　はじめに
2　高エネルギー密度なリチウム空気電池セルの開発
3　リチウム空気電池の劣化要因解析
4　サイクル数向上を実現する新規電解液材料開発
5　おわりに

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リチウム空気電池内の輸送現象に関する研究
Study on Transport Phenomena in a Lithium-Air Battery
　
　リチウム空気電池は理論エネルギー密度が極めて高い二次電池であるが,電池内部で生じる物資輸送抵抗に起因して,高レートでの放電ができていない。本稿では特に正極内部で生じる酸素の輸送現象に着目し,正極内の酸素濃度分布の計測や,酸素の輸送抵抗低減に向けた方策について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　水系リチウム空気電池内の輸送現象
3　リチウム空気電池正極内の酸素濃度分布計測
4　実験結果と考察
　4.1　経時変化する酸素濃度の計測
　4.2　正極内の酸素濃度分布の計測
5　酸素の輸送抵抗を低減するための方策
6　おわりに

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亜鉛空気電池の可逆空気極における耐久性向上の研究
Enhanced Durability of Reversible Air Electrodes for Zinc-Air Batteries

　安価な亜鉛と水系電解液を用いる亜鉛空気電池の二次電池化には,空気極の酸素還元・酸素発生に対する可逆性と耐久性向上が求められる。この高耐久性可逆空気極の開発のための著者らの取り組みとして,固体高分子型空気極と非炭素系空気極の研究例を紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　亜鉛空気電池の二次電池化における課題
　2.1　可逆空気極触媒
　2.2　ガス拡散性の電極構造
　2.3　大気中のCO2の影響
　2.4　金属負極の影響
3　固体高分子型空気極の耐CO2特性
4　非炭素系可逆空気極による耐久性向上
5　おわりに

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海洋・畜産バイオマスを用いた金属空気電池用高性能空気極の開発
Development of High Performance Cathode Catalysts of Metal-Air Batteries Based on Marine and Livestock Biomass Resources

　再生可能エネルギーや余剰電力の平準化に向け,容量の大きい金属空気電池が着目されている。その実用化・普及のためには,充放電反応である酸素還元・酸素発生の両反応を触媒する安価で高性能な非レアメタル正極触媒の開発が急務となっている。本稿では廃棄バイオマスから合成される「ナノ血炭」金属空気電池用正極触媒について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　大量に廃棄されるバイオマス資源
3　バイオマス由来材料を用いた電極触媒
4　おわりに

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[Material Report-R&Dー]

高効率な可視光用有機電気光学ポリマー光変調器
Highly Efficient Organic Electro-Optic Polymer Optical Modulator for Visible Wavelength

　通信波長よりも短い波長で動作する光デバイスは,自動運転用LiDARやバイオセンシング,量子コンピューティングなどの分野への応用が期待されている。光変調器は電気信号を光信号に変換する必要不可欠な素子である。波長1000 nm以下においては,これまで変調効率が十分な変調器は開発されていなかった。本研究では,有機電気光学ポリマーを用いて,波長640 nmで動作する VπL=0.52Vcmの高効率光変調器の開発に成功した。

【目次】
1　はじめに
2　有機電気光学ポリマー
3　デバイス設計
4　光変調器特性
5　結論

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発熱繊維用樹脂ペレットの開発
Development of Exthotermic Resin Pellet for Smart Textile

　これまでに培った印刷技術を転用利用して繊維用発熱ペレットを開発した。機能材として,透明性・光熱変換性に優れる住友金属鉱山㈱のCWO®を用い,淡色から濃色まで幅広い色彩表現を可能とした。アパレル業界において,光発熱衣類・赤外線盗撮防止等のスマートテキスタイルとしての利用や,環境対応素材としての活用が期待される。

【目次】
1　はじめに
2　当社の色・材料に関する研究
3　繊維用発熱ペレットの開発
4　繊維用発熱ペレットの特長
5　使用方法
6　期待される効果と検証結果
　6.1　発熱効果
　6.2　速乾性
　6.3　赤外線透過撮影からの保護
　6.4　近赤外線による肌老化の防止(近赤外線カット効果)
7　今後の展開
8　終わりに

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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,約12.4兆円である。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がテレビなどの大型パネルのみならずスマートフォンの中小型市場においても激しさを増し,かつては90%以上を占めていたシェアも約20%下がった。また,液晶は中国メーカーが完全に主導権を握り,同じ兆候が有機 EL ディスプレイにも見られるようになってきた。

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
6　有機EL構成材料

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[Material Profile]

炭素繊維
モノシラン
ジシラン

著者一覧
大木義路　　早稲田大学　
小迫雅裕　　九州工業大学　
高明天　　太陽インキ製造(株)
高橋泰典　　住友ベークライト(株)
伊藤隆彦　　(株)フロロテクノロジー　
三村研史　　三菱電機(株)
佐藤崇紀　　(株)伊藤園　
鈴木宗泰　　(国研)産業技術総合研究所
銘苅春隆　　(国研)産業技術総合研究所
牛島洋史　　(国研)産業技術総合研究所


目次
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【特集】高分子絶縁材料の開発動向

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有機高分子絶縁材料の絶縁破壊・劣化メカニズム
Mechanisms of Dielectric Breakdown and Degradation of Polymeric Insulating Materials

高電圧電力機器のみならず,パワーエレクトロニクスを利用して出力制御を行う電気機器に使われている有機高分子絶縁体において重要な絶縁破壊および部分放電劣化,トラッキング,エレクトロケミカルマイグレーションといった絶縁劣化の機構や特性を概観したのち,それらの発生を防止する対策の具体例をいくつか示した。

【目次】
1　はじめに
2　絶縁破壊
3　絶縁劣化
　3.1　電圧印加による絶縁劣化
　3.2　部分放電劣化　
　3.3　エレクトロケミカルマイグレーション(イオンマイグレーション)
　3.4　トラッキング
　3.5　トリーイング(電気トリーと水トリー)
4　絶縁破壊および絶縁劣化の防止
5　まとめ

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ナノコンポジット絶縁材料の高機能化
Innovative Functional Electrical Insulating Nanocomposite Materials

　近年,有機/無機ナノコンポジット技術の導入により,ポリマー母材,およびマイクロサイズのフィラーが充填された複合材料の電気絶縁性を大幅に向上させることが可能となってきた。本稿では,その研究開発事例を紹介する。現時点ではまだ開発途上の技術であるが,将来的にはテーラーメイドな材料開発に繋がるナノコンポジット技術であると確信している。

【目次】
1　はじめに
2　ナノ・マイクロコンポジットの作製方法
3　ナノ・マイクロコンポジットの熱伝導率
4　ナノ・マイクロコンポジットの電気絶縁性
　4.1　絶縁破壊強度
　4.2　耐部分放電性
　4.3　耐電気トリー性
5　フィラー配向とナノコンポジットのハイブリッド
　5.1　フィラー電界配向制御
　5.2　フィラー配向におけるナノコンポジットの効果
6　複合材料バリスタの開発
7　ナノアルミナコーティングによる機能性絶縁材料の開発
8　フラーレン添加による機能性絶縁材料の開発
9　おわりに

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熱硬化型層間絶縁フィルム
Thermosetting Interlayer Insulation Film
　
　熱硬化型層間絶縁フィルムはフリップチップ技術を用いた半導体パッケージ基板のビルドアップ層として主に用いられる。エポキシ樹脂を用いた層間絶縁フィルムは当該用途に必要な諸特性を備えることで広く普及している。一方,5Gによる高周波向けには,エポキシ樹脂より低誘電損失である新規樹脂を用いた層間絶縁フィルムが開発されている。

【目次】
1　はじめに
2　エポキシ樹脂を用いた熱硬化型層間絶縁フィルム
3　低Dk/Dfを特徴とする新規樹脂を用いた熱硬化型層間絶縁フィルム
4　まとめ

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高透明・高耐光の感光性絶縁材料の開発
Development of High Transparent and High Light Resistance Photosensitive Dielectric Material

　COVID-19の影響によるリモートワークの広がり,5G技術の広がりによるAR/VR技術の拡大によりディスプレイへの注目が集まる中,フレキシブルディスプレイなどの次世代ディスプレイに適用が期待されるミニ/マイクロLEDの研究開発が活発に行われている。それに伴いミニ/マイクロLED製造に向けたプロセス,材料開発も進んでいる。
　本稿では,ミニ/マイクロLEDへの適用が期待される高透明・高耐光性を有する感光性絶縁材料を紹介する。

【目次】
1　緒言
2　高透明・高耐光性の設計
3　実験
　3.1　サンプル作製
　3.2　透過率,耐光性評価
　3.3　耐熱性評価
　3.4　加工性評価
　3.5　膜物性評価
　3.6　密着性評価
　3.7　絶縁信頼性評価
4　評価結果と考察
　4.1　透可率,耐光構成表価
　4.2　耐熱性評価
　4.3　加工性評価
　4.4　膜物性評価
　4.5　密着性評価
　4.6　絶縁信頼性評価
　4.7　平坦塗布性評価
5　まとめ

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常温型フッ素系コーティング剤による電子部品・実装基板の絶縁性・防水性付与
Insulation and Waterproofing of Electronic Components and Mounting Substrates with Room Temperature Fluoridepolymer Coating Agents

　ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)を代表とするフッ素樹脂は,基本機能として,高絶縁性,低表面エネルギー,耐酸,耐薬品性,耐熱性,低摩擦性などの特異的な機能を発揮し,工業的に非常に有用であることが知られている。しかし,この樹脂は結晶性が高いために透明性がなく白濁樹脂であり,また,各種溶媒には溶解せず,皮膜を形成するには粉体で塗装した後,300℃以上の高熱で溶解させる工程が必要であった。このことより電子部品や実装基板などエレクトロニクス関連部材に使用するには難しかった。
　このフッ素樹脂のメリットを生かしながらも,常温にて透明な皮膜を形成することのできるフッ素系撥水撥油処理剤が40年以上前から何種類か上市されている。これらの製品のコーティング膜は撥水撥油性や電気特性に優れているが,皮膜の機械的強度が低く脆弱という欠点があり,膜厚を5μm以上にて皮膜形成した場合に冷熱サイクルによってクラックが入ってしまうことが多々発生した。膜厚と絶縁性・防水性能は比例するため,高い絶縁性や防水性を求めるには不向きであった。
　弊社では,2003年に業界で初めて,この問題を解決し実装基板や電子部品の防湿や防水コーティング専用に設計されたフッ素系絶縁防湿コーティング剤「フロロサーフ®FG3000シリーズ」を発売開始し,以来着実に市場での実績を築いてきた。本稿ではこのフッ素系防湿コーティング剤について述べたい。

【目次】
1　概要
2　皮膜特性面での優位点
　2.1　他樹脂の防湿コーティング剤に比較して電気特性(防湿性・絶縁性)が高性能
　2.2　皮膜不燃性
　2.3　高信頼性
3　現場での使用メリット
4　使用例
　4.1　防湿・イオンマイグレーション防止・リーク防止
　4.2　リチウムイオン電池電解液対策
　4.3　LED の劣化防止(硫化防止性)
5　今後の方向性と環境への配慮

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樹脂絶縁材料の高熱伝導化
Improvement of the Thermal Conductivity of the Resin Composite Materials

　近年,電気機器において高性能化,コンパクト化が進展し,内部から発生する熱が増大している。そのため機器に用いられる絶縁材料には,絶縁性とともに放熱性が求められるようになり,電気絶縁性で高熱伝導性を有する無機の粒子(フィラー)を配合した樹脂複合材料の開発が進められている。本稿では,エポキシ樹脂に熱伝導フィラーとして窒化ホウ素や窒化アルミニウムを用いて高熱伝導化を検討した結果,さらには熱伝導率に異方性を持つ窒化ホウ素粒子の配向を制御したときの熱伝導率に及ぼす影響について検討した結果を紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　樹脂複合材料の放熱性の付与
3　鱗片形状 BN フィラー配合による高熱伝導化
4　窒化アルミニウム(AlN)フィラー配合による高熱伝導化
5　凝集 BN フィラー配合による BN粒子の配向制御での高熱伝導化
6　おわりに

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[Material Report-R&Dー]

茶粕(廃棄物)を茶殻 (有価物 )へ　アップサイクルの取り組み
Shift Someone’s Perception from “Wasted Tea Leaves” to “Used Tea Leaves Valuable”,
Efforts of “UPCYCLING” to Add Value to Waste

　茶系飲料の生産工程で排出される茶殻は,ほとんどが元の製品よりも価値が下がる肥料や飼料等に有効利用されている(ダウンサイクル)。しかし,茶殻にはカテキン等の有用成分が残存しているため,伊藤園では茶殻を茶粕(廃棄物)ではなく有価物(未利用資源)と捉えて,建材・紙・樹脂製品等にアップサイクルする取り組みを行っている。

【目次】
1　はじめに
2　食品廃棄物等の再生利用の実態
3　茶殻ならびに茶成分の機能性
　3.1 茶殻に残存するカテキン量
　3.2 茶殻の消臭試験
　3.3 カテキンの抗菌試験
　3.4 期待できる茶殻の機能性
4　茶殻のアップサイクル方法の検討
　4.1 茶殻の問題点
　4.2 含水茶殻を使用する利点
　4.3 茶殻混抄紙の製造方法の検討
　4.4 茶殻混抄紙の機能性(抗菌効果)
　4.5 木材自給率と茶殻活用の利点
5　まとめ

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高密度化した電極によるフレキシブル全固体電池
Flexible All-Solid-State Battery With High-Density Electrode Mixture Layer

　我々は「人に蓄電池があることを感じさせない」新たな技術の創出を目指して,可撓性を備えた全固体電池の実現に向けた研究開発を推進している。ここでは,脆性材料を破砕や塑性変形させずに高密度プレス成型体が得られる新たな室温プロセス「メガプレスフォーミング(MF)法」を開発したので参考にされたい。

【目次】
1　はじめに
2　MF法の基本原理
3　アルミナ粒子によるMF法の原理確認
4　PZTのMF膜の微細構造と強誘電性
5　MF膜を活用した折れた形状の全固体電池
6　まとめ

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[Market Data]

合成染料工業の動向

　合成染料の2020年の国内生産量は1万2,626トンで,前年比77.4%と減少し,輸出量も6,335トンで前年比84.9%と減少した。国内向け販売量,国内出荷量,国内投入量も軒並み減少となった。メーカーの海外生産へのシフトや長引く需要低迷を背景に,合成染料の国内生産は,ここ数年時折回復傾向を見せる年もあるが減少傾向にあり,2020年はほぼすべての分野で減少した。国内外とも新型コロナ感染症の影響が多くみられる。高級衣料分野を中心に付加価値の高い染料が求められていることを背景に,先端分野の機能性色素で新たな市場の開拓が期待される。

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]

ジクロロシラン

著者一覧
大久保雅章　　大阪公立大学　
上坂裕之　　岐阜大学　
池田慎吾　　(地独)大阪産業技術研究所
中谷真大　　(地独)大阪産業技術研究所
小林靖之　　(地独)大阪産業技術研究所　 　
安井利明　　豊橋技術科学大学　
石﨑貴裕　　芝浦工業大学
安藤総一郎　　芝浦工業大学
神藤高広　　(株) FUJI　
田中修吉　　日本電気(株)
安井浩治　　NEC プラットフォームズ(株) 　


目次
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【特集】プラズマによる材料の表面改質技術の動向

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特集にあたって
Introduction to Special Issue

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大気圧プラズマによる樹脂・ガラスの表面処理技術
Atmospheric-pressure Plasma Technologies for the Surface Treatment of Plastics and Glass

　大気圧プラズマによる樹脂・ガラスの表面処理技術について,筆者らが開発したプラズマ複合処理またはプラズマハイブリッド処理の一例である「大気圧プラズマグラフト重合処理」の原理と装置の概要を説明する。本処理方法でフッ素樹脂に対して達成した5N/mm以上の剥離強度の値は,フッ素樹脂自体を変色させない方法としては他に類例を見ない高い値である。

【目次】
1　はじめに
2　プラズマ処理の方法
　2.1　プラズマ処理の電極系の例
　2.2　プラズマ処理の親水化原理
3　大気圧プラズマグラフト重合処理
　3.1　プラズマ表面処理とプラズマグラフト重合処理の効果
　3.2　プラズマグラフト重合と接着性向上の原理
　3.3　装置概要と接着可能なフッ素樹脂の製作方法
4　フィルム接着の性能試験
　4.1　T型剥離試験の方法と結果
　4.2　T型剥離試験の結果と考察
　4.3　各種フッ素樹脂に対するT型剥離試験の結果
5　フィルムとガラスの接着
　5.1　プラズマ複合処理によるガラスの表面改質
　5.2　PTFEと表面処理したガラスの接着ならびに剥離試験結果
6　おわりに

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プラズマ・表面加工による接触界面の機械的特性制御
Mechanical Property Control of Contact Interface by Plasma and Surface Processing

　摩擦や付着などの,相対運動する部材間の機械的応答特性を制御するために,プラズマ合成材料やプラズマ処理が活用される。本稿では,そのような目的のために高密度プラズマを有効活用した事例を紹介する。特にマイクロ波プラズマを活用した硬質炭素膜の超高速成膜やゴム材料表面の低付着化処理について論じる。

【目次】
1　緒言
2　マイクロ波励起・高密度プラズマによる基材包囲型・超高速成膜・表面処理技術
　2.1　プラズマ生成原理
　2.2　超高速DLC成膜への応用
　2.3　超高速成膜によるSi-DLC膜の摩擦特性評価
　2.4　実用成膜装置の開発
3　高密度酸素プラズマ処理による医療用ゴム材料(CIIRシート)とステンレス鋼との付着力低減
4　最後に

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プラズマ表面改質によるフッ素樹脂と銅の直接接着
Plasma-induced Surface Modification of Fluoropolymer for Direct Laminating Profile-free Cu Foil

　高周波向け高速通信用回路基板材料の製造に向けて,平滑界面を維持したまま低誘電樹脂と銅箔を直接接着する技術が求められている。本稿では,低誘電特性に優れたフッ素樹脂フィルムを減圧プラズマ処理により表面改質することで,無粗化の圧延銅箔と高密着強度で直接接着する方法について解説する。

【目次】
1　はじめに
2　フッ素樹脂の表面改質
3　フッ素樹脂のプラズマ表面改質
　3.1　プラズマ表面改質時のガス種の影響
　3.2　窒素系ガスを用いたプラズマ表面改質の効果
4　フッ素樹脂と銅の直接接着
　4.1　接着界面の粗さ
　4.2　90°剥離試験による密着強度評価
　4.3　プラズマ処理効果の持続性
5　まとめと今後への展望

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低電力大気圧マイクロ波プラズマ溶射による樹脂基材への金属・セラミックス成膜
Low Power Atmospheric Pressure Microwave Plasma Spray for Deposition of Metal and Ceramics on Resin Substrate

　溶射は金属やセラミックの厚膜の高速成膜を可能とするが,樹脂基材に対しては基材の溶融や皮膜の酸化などの問題がある。特にセラミックス成膜に用いられるプラズマ溶射は数十～数百kWもの電力で溶射を行うため,基材への入熱が大きく樹脂のような低融点基材に直接溶射するのは困難であった。このため,低電力で安定したプラズマ溶射が可能なプラズマ源が求められている。本報告では,筆者らが開発している1kW以下の低電力で溶射が可能な大気圧マイクロ波プラズマ溶射を紹介すると共に樹脂基材への金属やセラミックスの皮膜の成膜事例を紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　低電力大気圧マイクロ波プラズマ溶射
　2.1　プラズマ溶射法
　2.2　マイクロ波プラズマ溶射
3　樹脂基材への溶射成膜
　3.1　樹脂基材への溶射成膜の問題点
　3.2　マイクロ波プラズマ溶射による樹脂基材への成膜
4　おわりに

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ソリューションプラズマプロセスによるWO3へのCu2O担持技術の開発
Development of Supporting Technology of Cu2O to WO3 by Solution Plasma Process

　光触媒は光を吸収して有害物質を分解できるため,水質浄化,空気浄化やセルフクリーニング・防汚など環境分野で応用されている。本稿では,ソリューションプラズマ(SP)を利用して,可視光応答型光触媒の一つであるCu2O担持WO3を作製するための,WO3へのCu2Oの担持方法と作製したCu2O担持WO3の光触媒性能について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　SP法の原理
3　SPによるWO3へのCu2O担持方法
4　Cu2O担持WO3の物理化学的特性
5　光触媒特性評価
6　おわりに

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大気圧プラズマによる接着・接合前処理技術

Adhesion and Bonding Preprocessing Technology Using Atmospheric Pressure Plasma

　ものづくりの,接着・接合工程で関心が高い大気圧プラズマによる表面改質技術について,その原理からメカニズムを様々な評価や分析結果から説明する。大気圧プラズマは,樹脂や金属などに付着した有機汚れの分解除去と同時に官能基を付与させ表面改質を行う。本稿では実用時の注意事項も交えながら大気圧プラズマ技術について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　プラズマについて
　2.1　プラズマとは
　2.2　プラズマによる表面改質
3　樹脂の表面改質について
　3.1　水接触角での変化
　3.2　引張せん断接着強さ試験
　3.3　XPS表面分析
　3.4　接着メカニズム説明
　3.5　樹脂材料へのプラズマ照射時の注意事項
　　3.5.1　適正な処理条件
4　金属の表面改質
　4.1　金属の表面改質評価
　4.2　メカニズム説明
5 金属表面の有機物除去
　5.1　金属の表面洗浄
　5.2　表面分析による有機物除去の確認
6 異種材料への活用
　6.1　複合材料
　6.2　複合材料の水接触角評価
　6.3　異種材料の接合
7 おわりに
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[Material Report-R&Dー]

セルロース系バイオ素材NeCycleの特長と展開
Cellulosic Biomaterial NeCycle, Features and Development

　NECでは,非可食バイオマスであるセルロースをベースとするバイオ素材NeCycleを開発し,NECプラットフォームズ㈱による量産提供を開始した。本素材は,優れた環境調和性に加え,抗菌・抗ウイルス性,さらには日本伝統の漆器の美しさを塗装レスで実現する新たな付加価値を有している。

【目次】
1　はじめに
2　NeCycleの環境調和性
　2.1　非可食性バイオマスの利用
　2.2　自然環境中での長期的な生分解性
　2.3　二酸化炭素の排出削減効果とリサイクル性
　2.4　抗菌性・抗ウイルス性
3　漆ブラック調の光学特性の達成
4　NeCycle　の物性と今後の展開

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[Market Data]

印刷インキ工業の市場動向

　2020年の印刷インキ生産量は前年比87.9%の約27.9万トン,出荷量は前年比89.1%の約31.8万トン,出荷額は前年比92.7%の2,565億2,500万円と大幅に減った。新型コロナウイルスの影響による経済活動の停滞を受け,各種インキの減産,出荷減となっている。特にオフセットインキや新聞インキの減少は大きい。

1 需要動向
2 製品別動向
3 輸出入動向
4 メーカー動向
5 環境対応製品開発動向

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[Material Profile]

1,4-ジヒドロキシナフタレン
フッ化アンモニウム

著者一覧
宮坂力　　桐蔭横浜大学
瀬川浩司　　東京大学
中崎城太郎　　東京大学
若宮淳志　　京都大学
香取重尊　　津山工業高等専門学校　 　
廣木一亮　　津山工業高等専門学校
奈須龍太郎　　九州大学
松島敏則　　九州大学
安達千波矢　　九州大学
樋口暁浩　　(株)ダイセル
荻原剛之　　ダイセルミライズ(株)
石丸慎太郎　　東洋紡(株)
狩野聡　　三菱製紙(株)　
　
　
目次
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【特集】ペロブスカイト半導体の最先端

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ペロブスカイト太陽電池の原理と高性能化技術
Perovskite Solar Cell-Principles and High Performance Development

　塗工による低コストの製造が可能な高効率次世代太陽電池として開発の進むペロブスカイト太陽電池について,ハロゲン化ペロブスカイト結晶半導体の特徴,光発電の原理と従来の太陽電池との性能の違いを解説する。とくに,出力電圧が高く低照度の光に対して高い効率を維持する特長を,IoTを含めた用途開発につなげる可能性を紹介する。

【目次】
1　ペロブスカイト太陽電池の特徴
2　ハロゲン化ペロブスカイトの光物性
　2.1　イオン結晶としての特徴
　2.2　欠陥の生成に寛容な光物性
3　高い電圧が支える高い変換効率
4　無機ペロブスカイト半導体の高効率化
5　軽量フレキシブルなIoTデバイス

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太陽光発電のパラダイムシフトに繋がるか　―有機金属ハライドペロブスカイト太陽電池セル・モジュールの現状と展望
The Current Situation and Future Prospects of the Organometal Halide Perovskite Solar Cells and Modules:
Does it Lead to a Paradigm Shift of the Photovoltaic Power Generation?

　有機金属ハライドペロブスカイトを発電層に用いたペロブスカイト太陽電池は,世界の次世代太陽電池研究開発の中心的な存在となっている。2019年には変換効率が25%を超え,その値は現在も着々と更新されており,モジュール開発も進んでいる。本稿では,これらのペロブスカイト太陽電池セル・モジュールの現状と展望について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　PSCの3種類の構造
3　ペロブスカイト材料の組成は多彩
4　PSCモジュール
5　PSCを用いたタンデム太陽電池
6　おわりに

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鉛フリー化に向けた高純度スズ系ペロブスカイト半導体膜の作製
Fabrication of Highly Purified Tin-based Perovskite Films toward Lead-free Perovskite Solar Cells
　
　ペロブスカイト太陽電池を広く社会実装するためには,材料の鉛フリー化技術開発が強く求められている。本稿では,鉛フリー化材料として,スズ系ペロブスカイト半導体に焦点をあて,材料の高純度化技術および塗布成膜技術開発の観点から,我々の研究成果を中心に,本分野の研究開発の最前線を紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　高純度化前駆体材料の開発
3　Sn系ペロブスカイト太陽電池:各材料のエネルギー準位
4　Sn系ペロブスカイト薄膜のモルフォロジー制御
5　高純度化Sn系ペロブスカイト薄膜の作製法:Sn4+スカベンジャー法の開発
6　高純度化法のSn-Pb混合系ペロブスカイトへの応用
7　ペロブスカイト層の表面パッシベーション法の開発とその効果
8　終わりに

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ミストデポジション法によるペロブスカイト結晶の作製
Fabrication of Perovskite Crystals by Mist-Deposition Method

　炭素繊維強化樹脂(CFRP)の製造において,炭素繊維間に樹脂を含浸する際,樹脂を溶融・加圧するのではなく,電気の力を利用して樹脂を含浸する電着樹脂含浸法を開発した。この方法は,炭素繊維の配向自由度やCFRPの立体成形性が高く,生産性に優れる。また,セルロースナノファイバーを母材樹脂に添加することもでき,CFRPの強度が向上する。

【目次】
1　はじめに
2　ペロブスカイト太陽電池の製造技術
3　超音波噴霧を利用した薄膜作製技術
4　ミストデポジション法によるペロブスカイト結晶の作製
5 まとめ

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ぺロブスカイトを用いたLED からレーザーへの展開
From Perovskite LED to Laser Devices

　本稿では,有機・無機ペロブスカイト構造を用いたLED素子からレーザーデバイスへの展開について述べる。励起状態における励起子失活の制御や極低温での動作によるレーザー閾値低下の可能性など,将来の電気励起に向けた可能性について言及する。

【目次】
1　ペロブスカイトLED(Pe-LED)の歴史
2　ペロブスカイト薄膜からのレーザー発振
3　三重項励起子による発光の失活(STA)
4　おわりに

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[Material Report-R&D-]

バイオプラスチックとしての酢酸セルロースの展開
Development of Cellulose Acetate as Bioplastic

　使用済みプラスチックが適切に回収・廃棄されていないことによる環境汚染が問題となっている。生分解性プラスチックは,自然環境汚染を軽減できる素材として期待されている。木材・綿花由来のセルロースを原料とする酢酸セルロースは生分解性バイオマスポリマーである。本稿では酢酸セルロース概略とプラスチック用途展開について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　酢酸セルロースの概略
3　酢酸セルロース樹脂とは
4　酢酸セルロース樹脂の特長
　4.1　機械物性
　4.2　抗菌性
　4.3　生分解性
5　用途展開

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レーザー印字対応フィルム「レザイアTM」の開発と展望
Development and Prospects of Laser Printable Film “LesireTM ”

　近年,レーザーを用いた印字が注目を集めており,当社は業界に先駆けて単体でレーザー印字できるフィルム「レザイアTM」を開発した。レザイアTMには透明タイプと乳白タイプがあり,用途によって使い分けが可能である。本稿でレザイアTMの印字原理と技術的特長を述べ,今後の開発における機能付与の方向性や環境問題への取り組みについても紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　レーザー印字の特長・原理
　2.1　従来技術の特長・原理
　2.2　レザイアTMの特長・印字原理
3　レザイアTMの物性
4　今後の開発の展望
　4.1　OPPベースの高耐熱化
　4.2　リサイクル性能の検証
5　おわりに

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超耐熱ガラス繊維不織布「BarrifireTM(バリファイヤ)」の開発
Development of Superior Heat Resistant and Fireproof Boards and Sheets, “Barrifire Series”

　超耐熱ガラス繊維不織布「BarrifireTM」には,シートタイプのGPシリーズとボードタイプのGWBシリーズがある。元来,電気自動車のバッテリーの延焼防止用シートとして開発されたGPシリーズはシート状で薄く,高い耐熱性と耐熱性を有している。元来,建材に向けて開発され,リサイクルグラスウールを主体としたボードタイプのGWBシリーズも同様に,高い耐熱性と耐火性を有している。

【目次】
1　はじめに
　1.1　当社の不織布事業
　1.2　当社のガラス繊維不織布の概要
　1.3　従来の無機繊維シートについて
2　超耐熱ガラス繊維不織布「BarrifireTM」の開発動機と経緯
　2.1　BarrifireTM GPシリーズ(シートタイプ)
　2.2　BarrifireTM GWBシリーズ(ボードタイプ)
3　超耐熱ガラス繊維不織布「BarrifireTM」の特長
　3.1　BarrifireTM GPシリーズ(シートタイプ)
　　3.1.1　耐火,耐熱性能
　　3.1.2　断熱性能
　　3.1.3　絶縁性
　　3.1.4　その他の特性
　3.2　BarrifireTM GWBシリーズ(ボードタイプ)
　　3.2.1　耐火,耐熱性能
　　3.2.2　断熱性能
　　3.2.3　絶縁性
　　3.2.4　その他の特性
　3.3 BarrifireTM GPシリーズ(シートタイプ)とGWBシリーズ(ボードタイプ)の特性のまとめ
4　超耐熱ガラス繊維不織布「BarrifireTM」の用途・応用分野・将来展望
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[Market Data]

産業用3D プリンターの方式別動向

1 材料押出方式
　1.1　概要
　1.2　特徴
　1.3　主な素材
　1.4　代表的な装置メーカー
　1.5　市場動向
　1.6　メーカー動向
2 液槽光重合方式
　2.1　概要
　2.2　特徴
　2.3　主な素材
　2.4　代表的な装置メーカー
　2.5　市場動向
　2.6　メーカー動向
3　シート積層方式
　3.1　概要
　3.2　特徴
　3.3　主な素材
　3.4　代表的な装置メーカー
　3.5　市場動向
　3.6　メーカー動向
4　結合剤噴射方式
　4.1　概要
　4.2　特徴
　4.3　主な素材
　4.4　代表的な装置メーカー
　4.5　市場動向
　4.6　メーカー動向
5　材料噴射方式
　5.1　概要
　5.2　特徴
　5.3　主な素材
　5.4　代表的な装置メーカー
　5.5　市場動向
　5.6　メーカー動向
6　粉末床溶融結合方式
　6.1　概要
　6.2　特徴
　6.3　主な素材
　6.4　代表的な装置メーカー
　6.5　市場動向
　6.6　メーカー動向
7 指向性エネルギー堆積方式
　7.1　概要
　7.2　特徴
　7.3　主な素材
　7.4　代表的な装置メーカー
　7.5　市場動向
　7.6　メーカー動向

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触媒工業の市場動向

　2020年度の国内の触媒工業市場は,新型コロナウイルス感染症の世界的流行の影響を受け,工業用,環境保全用ともに生産量は前年比1割弱減少した。全体の触媒生産量は前年比11.7%減の9万1,041トン,出荷量は同11.7%減の9万1,199トンであった。出荷金額は同13.4%増の5,063億3,100万円に増加した。工業用触媒の最大用途である石油精製用触媒は前年比83.6%の3万9,865トンに減少した。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,減少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くと予想され,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の影響を受けて需要の増加が見込まれ,高性能触媒の開発が喫緊の課題となる。

1　業界概要
2　市場動向
　2.1　石油精製用
　2.2　石油化学製品製造用
　2.3　高分子重合用
　2.4　油脂加工・医薬・食品製造用
　2.5　自動車排気ガス浄化用
3　輸出入動向
4　需要
5　企業・技術動向

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[Material Profile]

ヘキサメチレンジアミン

著者一覧
富樫和法　　保土谷化学工業㈱
市川結　　信州大学
吾郷友宏　　茨城大学
今井喜胤　　近畿大学
伊澤誠一郎　　自然科学研究機構　分子科学研究所
森本勝大　　富山大学
宮本隆志　　㈱東レリサーチセンター
小野行弘　　デクセリアルズ㈱
加藤裕司　　デクセリアルズ㈱


目次

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【創刊41周年特集】有機ELの最新技術に迫る
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高効率化を実現する三置換ベンゼンを中心骨格とする新規有機EL材料
New OLED Materials Consisting of Tri-substituted Benzene for High Efficiency

　有機ELデバイスの高性能化を図るためには,発光材料だけでなく,その周辺の正孔輸送材料及び電子輸送材料の性能向上が必要不可欠である。本稿ではワイドギャップな三置換ベンゼン型電子輸送材料の開発内容とそれらを正孔阻止層として用いた燐光青色デバイスの低電圧化,高効率化の検討について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　新規電子輸送材料の分子設計と量子化学計算
3　新規電子輸送材料の基礎物性とデバイス特性
4　おわりに

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典型元素を活用した有機EL用熱活性化遅延蛍光型発光体の開発
Development of Thermally Activated Delayed Fluorescence Emitters by Taking Advantage of Main Group Elements

　高価な希少元素フリーの有機EL発光体として,熱活性化遅延蛍光型の発光体の研究開発が盛んに行われている。本論文では,ホウ素を始めとした典型元素をπ共役系に導入した熱活性化遅延蛍光分子の合成と,青色有機EL素子へ利用した際の特長,特に逆項間交差の加速によるロールオフ特性の改善について解説する。

【目次】
1　はじめに
2　ラダー型ジベンゾヘテラボリンをアクセプターとしたTADF発光体
3　ラダー型ジベンゾヘテラボリンと多重共鳴構造を組み合わせたTADF発光体
4　おわりに

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「円偏光」を発生させる新たな有機発光ダイオードの開発
Development of Novel Organic Light-emitting Diodes (OLED) that emit “Circularly Polarized Luminescence (CPL)”

　物質のキラリティー(chirality)同様,光にもキラリティーが存在し,円偏光発光(circularly polarized luminescence:CPL)と呼ばれている。一般に,CPLはキラル(光学活性)な発光体から発生する。つまり,CPL特性を持つ発光体にはキラルな構造が不可欠である。ここでは,非古典的CPL(Non-classical CPL:NC-CPL)システムとして,磁気円偏光発光(magnetic circularly polarized luminescence:MCPL)システムについて報告する。このシステムを用いることにより,アキラルおよびラセミ体の光学不活性な発光体においても,外部磁場を印加することによって,CPLを発生させることが可能である。この外部磁場印加によるMCPLシステムは,今後,キラルな構造を導入することが容易ではない無機発光体や金属クラスター系発光体,さらには,紫外-可視-近赤外の広い領域をカバーする,様々な発光体からの汎用的なCPLシステムの開発に有益である。

【目次】
1　はじめに
2　外部磁場印加による光学不活性な有機発光体からの円偏光発光
3　外部磁場印加による光学不活性なイリジウム(Ir)燐光性発光体からの円偏光発光
4　光学不活性なイリジウム(Ir)発光体を含む有機ELからの外部磁場駆動円偏光電界発光(MCPEL)
5　まとめ

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乾電池1本で高輝度発光する有機ELの開発
Efficient Organic Light-Emitting Diodes Operated by a 1.5 V Battery

　有機ELの駆動電圧を低減することは,省エネルギー化,モジュール作製コスト減といった観点から必須の課題である。本稿では乾電池1本という超低電圧で有機ELの高輝度発光を実現した研究成果について紹介する。鍵となったのは電流を光に変換する過程で,界面におけるアップコンバージョンという現象を利用することで,駆動電圧を半減させたことである。

【目次】
1　はじめに
2　低電圧で駆動する有機EL素子のデバイス構造
3　低電圧で駆動する有機EL素子のデバイス発光特性
4　発光寿命測定による駆動メカニズムの解明
5　低電圧で駆動する有機EL素子の発光効率
6　電流から光への変換が起こる界面での相互作用の解明
7　まとめと今後の展望

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有機ELに関する分析技術動向
A Trend of Analysis Technology for OLED

　OLEDは自発光型で,視野角・応答速度・薄さ・消費電力に優れており,スマートフォン,TV,照明,VR/AR,車載など幅広い分野で利用されている。しかし,劣化挙動の解明,デバイス構造・製造プロセスの最適化など,まだまだ解決しなければならない課題が数多く,これらを解決するため,分析技術にも進化が求められている。

【目次】
1　SIMSを用いた封止材中の水分拡散評価
　1.1　はじめに
　1.2　評価方法の概要
　1.3　封止材中の水分拡散評価(実験手順)
　1.4　封止材中の水分拡散評価(実験結果)
　1.5　まとめ
2　有機EL素子の構造解析における質量分析:局所的溶媒抽出-NanoESIMSの適用検討
　2.1　はじめに
　2.2　検討内容
　2.3　結果・考察
　2.4　まとめ
3　OLED駆動劣化解析に対するTOFSIMS搭載MS/MS適用検討
　3.1　はじめに
　3.2　実験内容
　3.3　結果・考察
　3.4　まとめ

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[Material Report-R&D-]

最表面の耐久性を40倍以上に高めた反射防止フィルム「HDシリーズ」
Anti-reflection Film “HD Series” with Durability of Topmost Surface Improved by 40 Times or More

　ディスプレイを傷などから守るために,一般的に反射防止フィルムの最表層は防汚コーティングがなされている。デクセリアルズでは,この防汚層のコーティング方法をウェット工法から真空蒸着工法に変えることで,耐擦傷性を著しく改善するに至った。本投稿ではその「HDシリーズ」の特徴を説明するとともに今後の展望を紹介する。

【目次】
1　反射防止フィルムのしくみ
2　反射防止フィルムの製造方法
3　ロールtoロール方式を採用
4　デクセリアルズの反射防止フィルムの4大特徴
5　HDシリーズの特徴
6　ノートPCにおける展望
7　車載ディスプレイにおける展望

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[Market Data]

エポキシ樹脂の市場動向

【目次】
1　需給動向
2　生産能力
3　需要予測
　3.1　国内需要
　3.2　世界の需要
4　硬化剤の種類および概要
　4.1　アミン系硬化剤
　　4.1.1　ポリアミドポリアミン
　　4.1.2　脂肪族ポリアミン
　　4.1.3　脂環式ポリアミン
　　4.1.4　芳香族ポリアミン
　4.2　ポリチオール硬化剤
　4.3　酸無水物系硬化剤
　4.4　フェノール系硬化剤
　4.5　触媒系硬化剤(イミダゾール)
　4.6　潜在性硬化剤
5　メーカー動向
　5.1　ADEKA
　5.2　DIC
　5.3　SABICジャパン
　5.4　T&K TOKA
　5.5　味の素ファインテクノ
　5.6　エボニックジャパン(エアープロダクツジャパン)
　5.7　大阪ガスケミカル
　5.8　サンアプロ
　5.9　三新化学工業
　5.10　四国化成工業
　5.11　新日本理化
　5.12　大都産業
　5.13　築野食品工業
　5.14　日油
　5.15　日本触媒
　5.16　北興化学工業
　5.17　丸善石油化学
　5.18　三菱ケミカル
　5.19　明和化成(現　UBE)
　5.20　四日市合成


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[Material Profile]

アラミド繊維
Aramid

ポリエチレン繊維
Polyethylene fiber

著者一覧
橘田晃宜　　(国研)産業技術総合研究所
藪内直明　　横浜国立大学
鈴木純二　　松江工業高等専門学校
本間剛　　長岡技術科学大学
谷端直人　　名古屋工業大学
岡田重人　　九州大学
中本康介　　京都大学
坂本遼　　京都大学
南出実穂　　積水化学工業㈱
樋口友彦　　㈱フジコー
裵銀榮　　㈱フジコー


目次
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【特集】ナトリウムイオン二次電池用部材の開発動向
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スピネル型ナトリウムチタン酸化物の開発
Development of the Spinel-Type Sodium Titanium Oxide

　リチウムイオン電池に比べ,希少資源に依存しない革新電池として,ナトリウムイオン電池の開発が世界的に加速しつつある。一方でその実用化において,負極材料の安全性は避けて通れない。本稿では,安定性と安全性に優れたチタン酸化物系負極である,スピネル型ナトリウムチタン酸化物の開発に関して概説する。

【目次】
1　はじめに
2　チタン酸化物系負極材料の開発動向
　2.1　二酸化チタン(TiO2)系負極
　2.2　チタン酸ナトリウム(Na-Ti-O)系負極
　2.3　スピネル型リチウムチタン酸化物負極(Li4Ti5O12)
3　スピネル型ナトリウムチタン酸化物
　3.1　スピネル型ナトリウムチタン酸化物の合成
　3.2　スピネル型ナトリウムチタン酸化物の構造評価
　3.3　スピネル型ナトリウムチタン酸化物の電池応用
4　まとめ:電池化への課題と期待

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ナトリウムイオン電池用層状酸化物系電極材料の研究
Study on Layered Oxides as Electrode Materials for Na-ion Batteries

　二次元のイオン伝導経路を有する層状酸化物は,サイズが大きいナトリウムイオンを可逆的に吸蔵・放出することができる。同時に,資源が豊富なナトリウムイオンを活用するためには鉄,マンガン,チタンといった資源が豊富な元素を用いた材料設計が重要となる。本稿ではマンガン・チタン系層状材料における研究開発の最前線を紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　チタン含有により構造を安定化させた高性能マンガン系層状正極材料
3　優れた寿命と高入出力特性を有するチタン系層状負極材料
4　おわりに

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電極材中のナトリウム移動速度評価による高出力ナトリウムイオン二次電池負極材の開発
Development of High-Power Sodium Ion Battery Negative Electrode by Estimation of Na Chemical Diffusion Rate in Electrode Material

　次世代二次電池として注目を集めるSIBの負極材候補として,600℃,700℃,950℃,1300℃焼成の易黒鉛化炭素材について,反応速度に着目しCV,電気化学的インピーダンス測定,化学拡散係数の見積もりを行った。さらに木綿タオルから作製した難黒鉛化炭素材についても評価した。その結果について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　低温焼成易黒鉛化炭素(Low Temperature Fired Soft Carbon:LFSC)
3　負極におけるナトリウム吸蔵・放出反応
4　メソフェーズピッチ系炭素繊維Melblon
5　SCのNa吸蔵・放出特性
6　LFSCの表面改質
7　化学拡散係数Dchem
8　炭化廃木綿タオル(Carbonized Cotton Towel:CT)
9　おわりに

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レーザープロセスと結晶化ガラスによる酸化物系全固体ナトリウム電池の創製
Oxide-based All-solid-state Sodium Battery Prepared by Glass-ceramic Technology and Laser Processing

　電池材料においてリン酸塩は正極活物質のみならず,固体電解質および負極活物質においても活発に研究されている。リン酸は古くからガラス形成する酸化物として知られており,筆者らはガラスの結晶化による電池材料創製と全固体電池を提案している。ガラスは熱力学的に非平衡な状態であり,組成だけでなく,熱処理温度と熱処理時間による形態制御を可能にする。本稿ではガラス結晶化によるリン酸鉄系正極の特徴と全固体電池への展開と,レーザーを用いた新たなプロセスによる界面形成を解説する。

【目次】
1　はじめに
2　リン酸鉄系結晶化ガラスによる正極活物質の特徴
3　レーザープロセスによるNa2FeP2O7と固体電解質との複合化
4　おわりに

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計算と実験を組み合わせたナトリウムイオン電池用新規電極材料開発
Development of Novel Electrode Materials for Sodium Ion Batteries Using a Combination of Computational and Experimental Methods

　結晶構造データベースに対するイオン伝導性のスクリーニング計算により,高速充放電が可能な新規正極材料Na2V3O7を提案した。当該物質を用いたNa+電池は,数分で満充電・満放電するような高レート特性を示した。また,電気化学測定と第一原理計算を組み合わせ,更なる高性能化に向けた設計指針を明らかにした。

【目次】
1　緒言
2　結果
3　終わりに

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濃厚水系アルカリ金属イオン電池
Concentrated Aqueous Alkali-metal-ion Batteries

　世界各国のゼロエミッション宣言に後押しされる形で,車両電動化の動きが加速しているものの,炭素フットプリント低減の切り札と目されているEVはレアメタルを多用しているため,ガソリン車よりかえって環境フットプリントが大きい矛盾をはらんでいる。このジレンマを解決するポストLiイオン電池の最有力候補として濃厚水系アルカリ金属イオン電池を紹介する。

【目次】
1　濃厚水系Liイオン電池
2　濃厚水系Naイオン電池
3　濃厚水系Kイオン電池
4　ハイレート水系アルカリ金属イオン電池の活用事例

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[Material Report-R&D-]

真空成形可能な帯電防止プレート　エスロン サーモフォームDCプレート
Thermoformable Static Dissipative Plate ~ESLON Thermoformable DC Plate~

　当社従来品の帯電防止プレートでは,延伸による帯電防止性能・透明性の悪化が生じ,大きな変形を伴う真空成形に対応不可であった。当社は延伸に伴う性能低下メカニズムを解明し,真空成形後も優れた帯電防止性能・透明性を維持できる「エスロン サーモフォームDCプレート」を新たに開発した。本稿では,この帯電防止プレートの概要,延伸後も帯電防止を維持できるメカニズム,用途例について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　帯電防止性能とは
3　「エスロン サーモフォームDCプレート」の開発思想について
4　新製品の特徴
5　用途例
6　おわりに

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ウイルスに対する抗ウイルス手法の不活化効果
Inactivation of Several Viruses by Antiviral Methods

　3 種のウイルスで光触媒,殺菌灯,銀イオンの抗ウイルス効果を確認した。光触媒はFeline calicivirus Strain F-9,Escherichia coli phage MS2の不活化効果が高かった。殺菌灯はInfluenza A virus(H3N2)の不活化効果が高かった。銀イオンはFeline calicivirus Strain F-9のみ不活化効果が認められた。ウイルスの種類で有効な抗ウイルス手法は異なり,その選定が重要である。

【目次】
1　緒言
2　実験方法
　2.1　使用ウイルス
　2.2　抗ウイルス手法
　2.3　抗ウイルス試験方法
3　結果及び考察
　3.1　H3N2の抗ウイルス試験結果
　3.2　FCVの抗ウイルス試験結果
　3.3　MS2の抗ウイルス試験結果
　3.4　ウイルスの種類による抗ウイルス手法の効果比較
4　結言

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[Market Data]

タッチパネル工業の市場動向

　タッチパネルの需要は,スマートフォン向けを中心に堅調に拡大を続けていたが,2014年ごろからスマートフォンやタブレットPCの成長鈍化により,上げ幅が鈍化傾向となった。2020年もその傾向が続いたとみられる。インセル型,オンセル型の普及は着実に進んでいて,メーカーの淘汰,再編の動きは相変わらず活発であり,タッチパネル業界は依然として市場での生き残りを賭けた競争が続いている。

【目次】
1　概要
2　市場動向
3　材料・開発動向
4　企業動向

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[Material Profile]

アセトニトリル
Acetonitrile

スルファミン酸グアニジン
Guanidine sulfamate

著者一覧
山田保治　　FAMテクノリサーチ
菅原司　　東京応化工業㈱
佐藤勇希　　三菱ガス化学㈱
森川敦司　　茨城大学
杉山仁志　　明治大学
佐藤修一　　東京電機大学
永井一清　　明治大学
石田弘樹　　岡山理科大学
加藤悠人　　(国研)産業技術総合研究所
真田篤志　　大阪大学


目次
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【特集】高機能化が進むポリイミドの研究開発動向

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ポリイミドの低誘電率化,低吸水率化の分子設計と特性制御
Development of Low Dielectric Constant and Low Water Absorption Polyimides

　ポリイミドは耐熱性,電気特性や機械特性に優れた高機能樹脂として,電気・電子材料分野を中心に幅広く使用され重要な工業材料となっている。また近年,5G,6G 高速通信用材料の開発が盛んに行なわれ,誘電損失の小さな絶縁材料として高機能ポリイミドが注目されている。ここでは,高速通信用途に適したポリイミドの低誘電率化,低吸水率化の分子設計と特性制御について解説する。

【目次】
1　はじめに
2　PIの低誘電率化
　2.1　低誘電率化の分子設計
　2.2　低誘電率PIの合成と特性制御
　2.3　多孔性PIによる低誘電率化と特性制御
　　2.3.1　多孔性PIの合成(空孔形成方法)
　　2.3.2　ナノポア構造を制御した多孔性PI
3　ポリイミドの低吸水率化
　3.1　低吸水率化の分子設計
　3.2　低吸水率PIの合成と特性制御
4　おわりに

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多孔質ポリイミドフィルム
Porous Polyimide Film

　本稿では,多孔質ポリイミドフィルムの,製法と特性について論述する。世界的な高速通信の拡大に伴い,フレキシブルプリント基板に求められる電気的性能はますます向上している。我々は逆オパール法により,フレキシブルプリント基板に適用可能な新規多孔質ポリイミドフィルムを作製した。その膜物性を確認するとともに,電気特性を明らかにした。

【目次】
1　はじめに
2　多孔質ポリイミド膜の作製プロセス
　2.1　スラリー調製
　2.2　製膜工程
3　多孔質ポリイミド膜の特性
　3.1　空隙率の影響
　3.2　粒径の影響
　3.3　耐溶剤性と耐熱性
　3.4　電気化学による膜の構造解析
　3.5　膜の電気特性
4　総括

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熱可塑性ポリイミド樹脂「サープリム」
Thermoplastic Polyimide Resin “Therplim”

　市場における各種製品の高機能化に伴って,使用される樹脂についても高い特性が要求されるようになっている。これらの需要に応えるため,当社にて新規の熱可塑性ポリイミド「サープリム」を開発した。本稿では,サープリムのユニークな特性を紹介すると共に,各種応用検討例についても述べる。

【目次】
1　はじめに
2　熱可塑性ポリイミド「サープリム」について
3　サープリムの応用例
　3.1　繊維強化コンパウンド用途
　3.2　CFRP用途
　3.3　粉末としての応用,他スーパーエンプラとのアロイ
4　サープリムの5G関連用途への適用可能性
　4.1　吸水時特性
　4.2　周波数依存性
　4.3　温度依存性
　4.4　低誘電に関連する用途例
5　おわりに

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ゾル-ゲル法によるシリカ含有絶縁エナメル線の作製とその絶縁特性
Preparation and the Insulation Properties of the Silica-Containing Enamel Wire by the Sol-Gel Method

　ポリアミド酸溶液中でテトラエトキシシラン(TEOS)のゾル-ゲル反応を行いナノレベルの無機(シリカ)充填ワニスを銅線上にコートし焼き付けて作製したポリイミド-シリカ絶縁エナメル線と,それと同じように作製しようとしたポリ(アミド-イミド)-シリカ絶縁エナメル線を紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　ゾル-ゲル法によるポリイミド-シリカ複合材料
　2.1　ポリイミド
　2.2　ゾル-ゲル法
　2.3　ゾル-ゲル法によるポリイミド-シリカの複合材料の作製
3　ゾル-ゲル法によるポリイミド-シリカ絶縁エナメル線
　3.1　ポリイミド絶縁エナメル線
　3.2　ポリイミド-シリカ絶縁エナメル線の作製
　3.3　エナメル線の耐熱-絶縁特性
　3.4　シリカ層の形成メカニズム
　3.5　ポリイミド-シリカ絶縁エナメル線とポリイミド絶縁エナメルの性質
4　ゾル-ゲル法を用いたポリ(アミド-イミド)-シリカ絶縁エナメル線の作製検討
　4.1　ポリ(アミド-イミド)
　4.2　ポリ(アミド-イミド)-シリカ絶縁エナメル線用ワニスの作製
　4.3　カルボキシル基を有するポリ(アミド-イミド)前駆体の合成
　4.4　ポリ(アミド-イミド)絶縁エナメル線の作製
　4.5　オルガノシリカゾルを用いるポリ(アミド-イミド)-シリカ絶縁エナメル線の作製
　4.6　ポリ(アミド-イミド)-シリカ絶縁エナメル線の特性
5　おわりに

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電荷移動錯体を形成するポリイミド系液晶光配向膜の材料設計
Material Design for Charge Transfer Complex Type Liquid Crystal Photoalignment Polyimide Film

　液晶ディスプレイの核となる液晶分子を一方向に配向させるためには,液晶配向膜が必要であり,近年の高精細ディスプレイにおいて,物理的接触ではなく光による配向処理が可能な光配向膜が注目を集めている。本稿では,当研究グループの電荷移動錯体を利用した新しいタイプの光配向ポリイミド膜について概説する。

【目次】
1　はじめに
2　CTCを形成する含フッ素ポリイミド光配向膜
3　化学構造によるCTCの形成のしやすさが光配向性に与える影響
4　製膜条件によるCTCの形成のしやすさが光配向性に与える影響
5　電子状態によるCTCの形成のしやすさが光配向性に与える影響
6　他の研究報告と今後の光配向膜について

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空間・時間反転対称性をもつワイヤレス給電システム
The Wireless Power Transfer System with Parity-Time Symmetric

　電磁場の強い相互作用は,空間・時間反転対称性(PT対称性)をもつことが知られている。PT対称性をもつワイヤレス給電(PTS-WPT)は,理論上,電力と効率が伝送距離に影響されない。よって,ワイヤレス給電の課題である「ロバスト性」を解決できる可能性がある。先行研究では,PT対称性を保存させるために,数MHzの高周波が用いられてきた。著者は,数十kHzの低周波においてPT対称性を保存した実用的なシステムを開発した。本稿では,PTS-WPTの概念を平易に解説し,低周波PTS-WPTシステムの概要を説明した後,ロバスト性の改善についての実験結果を示す。

【目次】
1　はじめに
2　PTS-WPTの概念と理論
3　低周波PTS-WPTの概要
4　低周波PTS-WPTの電力伝送特性
5　まとめ

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電磁波を特定方向に高効率で反射する140 GHz 帯メタサーフェス反射板
Metasurface Reflector for Highly Efficient Reflection Control of Electromagnetic Waves in the 140 GHz Band

　100 GHz超のミリ波を利用する次世代無線通信のポスト5G/6Gでは,反射方向を自在に設定できるメタサーフェス反射板による通信エリア拡大が有望視されている。しかし,設計に必須となる高精度のミリ波帯材料計測が困難であったため,これまでに開発・実証例はなかった。本稿では,ポスト5G/6Gで利用予定の140 GHz帯において,独自の高精度材料計測技術を活用した設計を行い,高効率のメタサーフェス反射板を開発・実証した取り組みを紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　平衡型円板共振器法によるミリ波帯材料計測
3　開発したメタサーフェス反射板
　3.1　設計
　3.2　数値シミュレーションによる性能評価
　3.3　実験による性能評価
4　まとめ

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[Market Data]

接着剤工業の市場動向

　2020年の接着剤の生産量は前年比91.0%の85万1,911トンとなり,出荷金額は前年比85.7%の2,365億円となった。2011年の東日本大震災後,2012年以降は生産量,出荷金額はともに微増してきた。2015年以降も合板など建築用途で需要が増加していることから,全体的な生産量は増加の傾向にあったが,新型コロナウイルス感染症による景気の停滞により,2020年の生産量,出荷金額は減少した。

【目次】
1　需給概要
2　品目別概要
3　需要動向
4　輸出入の概要
5　業界動向
6　環境問題への対応

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[Material Profile]

ネオペンチルグリコール
Neopentylglycol

1,6-ヘキサンジオール
1,6-Hexanediol

著者一覧
児島俊貴　　三洋化成工業(株)
山下真友子　　三洋化成工業(株)
山内一美　　NTTアドバンステクノロジ(株)
高橋隼人　　トーヨーケム(株)
能宗孝充　　共同技研化学(株)
赤石良一　　大阪有機化学工業(株)
濱本孝一　　(国研)産業技術総合研究所
山下雄　　住友金属鉱山(株)


目次
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【特集】エレクトロニクス分野への適用が進むUV硬化技術

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高金型離型性・高基材密着性・高靭性インプリント,インクジェット用UV硬化樹脂
High Mold Release Property, High Substrate Adhesion, High Toughness UV Curable Resin for Imprint and Inkjet

　UV硬化樹脂とは紫外線(UV)を照射することで硬化する樹脂で,機械特性,電気特性,耐薬品性,耐熱性などに優れており,塗料,インク,電子材料,コーティング,半導体などの幅広い分野,産業で使用されている。また近年,環境や健康への配慮からVOC成分となる有機溶剤を使用しないUV硬化樹脂システムが注目されている。本稿では種々の分野で使用されているUV硬化樹脂の中でも金型離型性の高いUV硬化樹脂,基材密着性の高いUV硬化樹脂,靭性の高いUV硬化樹脂について紹介する。

【目次】
1　UV硬化樹脂とは
2　金型離型性の高いインプリント用UV硬化樹脂
3　耐擦傷性の高いUVインプリント硬化樹脂
4　基材密着性の高いインプリント,インクジェット用UV硬化樹脂
5　靭性の高いUV硬化樹脂
6　終わりに

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高屈折率ナノインプリント樹脂
High Refractive Index Resins for Nanoimprinting

　ナノインプリントというプロセス手法にUV硬化樹脂が多用されている。本稿ではナノインプリント技術の概要,UV硬化樹脂の活用方法と要求特性を解説する。ナノインプリント用UV 硬化樹脂の一例として高屈折率ナノインプリント樹脂を取り上げ,UV硬化樹脂の高屈折率化技術とナノインプリント樹脂の開発技術を紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　ナノインプリント技術
　2.1　ナノインプリントプロセス
　2.2　UVナノインプリント樹脂に要求される特性
3　高屈折率ナノインプリント樹脂の開発技術
　3.1　UV硬化樹脂の高屈折率化
　　3.1.1　屈折率を調整する元素
　　3.1.2　特殊な分子構造のモノマー,オリゴマー
　　3.1.3　ナノフィラー
　3.2　高屈折率とナノインプリント性を両立する上での課題
　3.3　高屈折率ナノインプリント樹脂の種類
　　3.3.1　溶媒系高屈折率ナノインプリント樹脂
　　3.3.2　無溶媒系高屈折率ナノインプリント樹脂
4　まとめ

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光学ハードコート剤から機能性コーティング剤へ
Evolution from Optical Hard Coatings to Functional Coatings
　
　プラスチック保護のための特殊塗料を起源とするUV硬化型ハードコート剤は,現在は表示デバイスを中心に幅広い用途で使用されている。本稿では,トーヨーケムのコア技術となる「無機分散技術」「架橋技術」「ポリマー設計技術」を用いて開発された,様々な機能を有する「機能性コーティング剤」の一部を紹介する。

【目次】
1　トーヨーケムにおけるハードコート剤の歴史
　1.1　ハードコート剤
　1.2　トーヨーケムのハードコート剤
2　トーヨーケムにおける機能性コーティング剤のコア技術とその応用例
　2.1　無機微粒子分散技術(表面処理/分散剤レス分散)
　2.2　架橋技術
　　2.2.1　基材密着性・積層(オーバーコート)密着性
　　2.2.2　UV硬化接着剤
　2.3　ポリマー設計技術
3　現在そしてこれからの取り組み

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紫外線(UV)硬化型化合物の光学用途への展開
Development of Ultraviolet (UV) Curable Compounds for Optical Applications

　本稿では,UV硬化型液状化合物の接着剤や光学ディスプレイへの使用に関して紹介をする。特に光学ディスプレイに関しては実施例・使用方法・光学用粘着シートとの比較などを紹介する。また,UV硬化型化合物の種類や,設計に必要な硬化原理・要求特性・配合などを紹介する。

【目次】
1　緒言
2　UV硬化型液状化合物の用途展開
　2.1　接着剤への展開
　2.2　光学ディスプレイへの展開
　2.3　光学ディスプレイへの使用方法
　2.4　光学用粘着シート(OCA:Optically Clear Adhesive)との比較
3　UV硬化型液状化合物の種類
　3.1　(メタ)アクリル系
　3.2　シリコーン系
4　UV硬化型液状化合物の設計
　4.1　硬化原理
　4.2　要求特性
　4.3　配合
　4.4　高屈折率・低屈折率化
5　おわりに

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UV 硬化型アクリル系エラストマー材料における柔軟性,伸縮性と応用
Flexibility, Elasticity and Application in UV Cured Acrylic Elastomer Materials

　当社製品であるアクリル酸エステル類について,1970年後半より環境に優しい無溶媒系UV硬化技術に着目し,材料開発を行ってきた。最近市場性が期待されているウェアラブル分野等に着目して開発した材料である,UV硬化型アクリル系エラストマーの柔軟性,伸長性とその応用展開について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　ウェアラブル分野における伸縮性材料の動向
3　UV硬化型高柔軟,高伸長アクリル系エラストマーの開発
4　異種材料との接着性の向上の工夫
5　おわりに

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[Material Report-R&D-]

酸化物型全固体電池のためのセラミックス低温焼成技術
Low-Temperature Sintering Techniques for Ceramics for Oxide-based All-Solid-State Batteries

　大型で高性能な酸化物型全固体電池を実現するためには,電池を構成する部材同士の反応を抑制し,かつ製造エネルギーコストを低減できるように,低温焼結する技術を確立する必要がある。本稿では,セラミックスの低温焼結技術について,従来技術～最近の研究開発を踏まえて筆者らの研究成果を中心に紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　従来型のセラミックス低温焼結技術
3　新しい低温焼成技術
4　おわりに

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[連載　車載用LiBのリユース&リサイクル技術動向]

-第5回(最終回)-
乾式処理によるLiBリサイクル技術
LiB Recycling Technology by Pyrometallurgical Processing

　脱炭素社会に向けて電動車の普及拡大が予想される中で,その動力源となる車載用のリチウムイオン電池(LiB)の需要が増加している。LiBに含まれるNi,CoやLiなどは資源枯渇や地域偏在などのリスクを有し,リサイクルを活用した資源循環が求められている。本稿では,乾式製錬法を用いたリサイクルについて解説する。

【目次】
1　はじめに
2　乾式製錬法を用いたLiBのリサイクルについて
3　住友金属鉱山㈱のLiBリサイクルプロセス
　3.1　LiBリサイクルプロセスフロー
　3.2　乾式工程のポイント
4　おわりに

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[Market Data]
水処理薬品工業の市場動向

上下水道処理をはじめ製紙工程や工業用水などで利用される水処理薬品。いずれも原水の性質に応じて各種薬品が選択されているが,基本的な機能は,凝集・沈澱・ろ過の3つであり,さらに下水・排水処理では殺菌も行われる。国内の凝集剤市場の9割を占める硫酸アルミニウムとポリ塩化アルミニウムの2020年の需要は,硫酸アルミニウムが前年比5%減,ポリ塩化アルミニウムは2%の減少だった。同じく無機系凝集剤であるポリ硫酸第二鉄は,その使いやすさから応用範囲を広げている。次亜塩素酸ソーダ生産量は前年比5%減となった。活性炭の生産量は前年比19%減となり,長期低落傾向が続く。高分子凝集剤の2020年の需要はやや減少した。

【目次】
1　概要
2　硫酸アルミニウム(硫酸バンド)
　2.1　概要
　2.2　市場動向
　2.3　企業動向
3　ポリ塩化アルミニウム(PAC)
　3.1　概要
　3.2　市場動向
　3.3　企業動向
4　ポリ硫酸第二鉄(「ポリテツ」)
　4.1　概要
　4.2　市場動向
　4.3　価格
5　次亜塩素酸ソーダ
　5.1　概要
　5.2　市場動向
　5.3　企業動向
　5.4　価格
6　活性炭
　6.1　概要
　6.2　市場動向
　6.3　用途動向
　6.4　企業動向
　6.5　価格
7　高分子凝集剤
　7.1　概要
　7.2　市場動向
　7.3　企業動向
　7.4　価格

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[Material Profile]
m-フェニレンジアミン

著者一覧
倉谷泰成　 (株)KADO
松村隆　　東京電機大学
吉田透　　(株)キャップ
片桐一彰　　(地独)大阪産業技術研究所
松本紘宜　　神奈川大学
大長勇哉　　シーメット(株)
酒井博史　　東レエンジニアリング(株)
竹内智久　　JX金属(株)
安田豊　　JX金属(株)


目次
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【特集】適用拡大に向けたCFRP(炭素繊維強化プラスチック)開発動向

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CFRP成形向け量産設備の自動化における最新動向
The Latest Trends in Processing Methods,Mass Production Equipment and Automated Solutions for CFRP Products

　近年,CO2排出量低減に向け,構造体の軽量化が求められる自動車から,航空宇宙産業,最近注目の空飛ぶクルマやホバーバイクなど,軽量かつ高強度なCFRPの需要が拡大している。一方で,既存技術での加工には課題が多く,普及に向けた技術開発が求められている。本稿では,量産化を実現するための国内外の最新の先端複合材料CFRPの成形工法,ロボットを使用したCFRP自動量産化技術について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　フィラメントワインディング装置-MFTECH
3　ファイバーパッチプレイスメント装置SAMBAシリーズ-Cevotec
4　クイックレスポンスヒーターシステム-浅野研究所
5　CFRP用炭酸ガス三次元レーザー加工機-三菱電機
6　テープ溶着用光源humm3®-ヘレウス
7　CFRP用RTM注入機-ポリマーエンジニアリング
8　自動積層ロボットスコーピオンAFP4.0-Electroimpact
9　超音波技術-Adwelds
　9.1　超音波溶着装置『SW1000LS』
　9.2　超音波開繊・含浸装置『UD1000MS』
　9.3　超音波UDテープレイアップ装置
10　おわりに

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炭素繊維強化プラスチック(CFRP)の切削技術
Cutting Process of Carbon Fiber Reinforced Plastics

　炭素繊維強化プラスチックの切削においては,工具寿命や仕上げ面品位が課題となっている。本稿では仕上げ面品位の観点から,二次元切削,エンドミル切削,ドリル切削についてCFRPの異方性を示す。また,ドリル切削では,バリや剥離の抑制に対するダブルアングルドリルの効果と送り速度制御の効果を述べる。

【目次】
1　はじめに
2　炭素繊維強化プラスチックの切削における課題
3　炭素繊維強化プラスチックの切削特性
4　エンドミル切削
5　ドリル切削
6　おわりに

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CFRTPを用いた複雑形状部品の成形技術の開発
Development of Molding Technology for Complex Shaped Parts Using CFRTP
　
　CFRTP(炭素繊維強化熱可塑性プラスチック)は輸送機器等の軽量化のための有望な材料と考えられている。日本では材料開発が盛んで,高性能な材料が開発されてきた。一方,成形技術の開発は遅れている。本報では,熱プレスや射出成形などの成形技術を紹介し,特に実用化が難しい複雑形状の成形技術について取り上げる。

【目次】
1　はじめに
2　CFRTPのプレス成形技術の概要
3　通電抵抗加熱金型の原理
4　TAM成形システムの構成
5　通電抵抗加熱金型の温度予測
6　ヒートアンドクール金型による熱プレスの利点
7　TAM成形法によるCFRTPのプレス成形プロセス
8　TAM成形法で成形できるCFRTP材料
9　ランダムコンプレッション成形
10　熱可塑性UDテープ
11　CFRTPを使った極めて複雑な形状の成形技術
12　おわりに

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電着樹脂含浸法によるCFRP 成形加工技術
Manufacturing Method of CFRP by Electrodeposition Resin Molding Method

　炭素繊維強化樹脂(CFRP)の製造において,炭素繊維間に樹脂を含浸する際,樹脂を溶融・加圧するのではなく,電気の力を利用して樹脂を含浸する電着樹脂含浸法を開発した。この方法は,炭素繊維の配向自由度やCFRPの立体成形性が高く,生産性に優れる。また,セルロースナノファイバーを母材樹脂に添加することもでき,CFRPの強度が向上する。

【目次】
1　はじめに
2　電着樹脂含浸法
　2.1　電着樹脂含浸法
　2.2　電着樹脂含浸法の特長
3　電着樹脂含浸法の応用展開
　3.1　セルロースナノファイバーの適用
　3.2　蓄熱性CFRPの創製
4　今後の展望

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マルチマテリアル化のためのCFRTPの成形・接合技術
Fabrication Process and Welding Process of Carbon Fiber Reinforced　Thermoplastics for Multi-Material Joining

　近年,金属材料と炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材料(CFRTP)を適材適所に配置して接合するマルチマテリアル化に注目が集まると共に,新たなCFRTPの中間基材の開発や連続繊維と非連続繊維強化形態のCFRTPをハイブリッド化する試みが見られている。本稿ではCFRTPの中間基材の紹介からハイブリッド化のための成形法・接合技術の紹介,融着接合のメカニズムについて解説する。

【目次】
1　はじめに
2　CFRTPの主な中間基材と成形法
3　プロセスインテグレーションによるハイブリッドCFRTPの成形技術
4　融着接合の接合メカニズム
5　おわりに

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3Dプリンタの実用部品適用への取り組み～コアシェル方式複合材3Dプリンタ～
Attempts to Apply 3D Printers to Practical Parts
～Composite Material 3D Printer by Core-shell Method～

　3Dプリンタ製品の最終製品への適用に当たっては,積層造形に起因する物性の異方性が大きな課題なっていた。本稿では,シーメット及び東レエンジニアリングの二社の共同開発により,この課題の試みた,独自の造形方式“コアシェル方式”を用いた複合材3Dプリンタについて紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　複合材3Dプリンタの現状と課題
3　コアシェル方式とは
4　コアシェル方式のバリエーション
5　除去可能なシェルの特長
6　コア材の物性
7　コアシェル方式の想定市場,ニーズ
8　結論

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[連載　車載用LiBのリユース&リサイクル技術動向]

-第4回-
湿式法を中心としたLiBのリサイクル技術
Introduction of Lithium-ion Battery Recycling and Metals Recovering Technology
Including Hydrometallurgical Process

　スマートフォン等小型電子機器の電源用途の他,電気自動車の動力源としても需要増が見込まれるリチウムイオン電池には,コバルト,ニッケル,リチウム等のレアメタルが使用されていることから,資源循環・確保の観点からリサイクルへの関心と社会的ニーズが高まっている。本稿では,リチウムイオン電池からのレアメタル回収技術とその主要な要素技術である溶媒抽出技術について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　LiBのリサイクル
　2.1　従来のLiBからの有価金属回収技術
　2.2　溶媒抽出技術
3　LiBのリサイクル技術
　3.1　JX金属株式会社のLiBリサイクル技術
　3.2　JX金属の車載用LiBのリサイクル技術の開発状況
　3.3　車載用LiBのリサイクル技術の開発状況
4　今後の展開

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[Market Data]

タイプ別太陽電池の動向
太陽電池の種類は,シリコン系,化合物系,有機系などに分類されるが,素材や厚み,動作原理による多くの分け方があり,セル・モジュールの性能,コストも違ってくる。発電効率と製造コスト,さらに利用場所や規模によって選択が可能であることから,様々な業種に参入の余地がある。

【目次】
1　シリコン系太陽電池
2　化合物系太陽電池(CIS,CIGS)
3　色素増感型太陽電池
4　有機薄膜太陽電池
5　量子ドット太陽電池
6　今後の太陽電池のトレンド
7　次世代太陽電池

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[Material Profile]

シリコン

著者一覧
福島誉史　　東北大学　
竹村一也　　JFEケミカル(株)
松本章一　　大阪府立大学　
坂本達也　　信越化学工業(株)
舟木達弥　　(株)村田製作所,東京工業大学
大場隆之　　東京工業大学　
有田潔　　西日本工業大学
野々村勝　　パナソニック スマートファクトリーソリューションズ(株)
劉浩　　千葉大学　　
牧野英治　　フォーアールエナジー(株)　　　


目次
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【特集】先端半導体の封止・パッケージング技術の最新動向

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先端半導体パッケージングの研究開発動向
R&D Technology Trend for Advanced Semiconductor Packaging

　本報では,半導体技術の中でも特に最近注目が集まっている東北大学発のSi貫通配線(TSV)を使った三次元積層型集積回路(3D-IC)の特徴について解説する。また,FOWLP,チップレット,各種インターポーザ,Si Bridgeなど多様化する先端半導体パッケージングの動向について説明する。

【目次】
1　はじめに
2　TSVを用いた先端半導体パッケージ形態
　2.1　3D-IC
　　2.1.1　HBM(High-Bandwidth Memory)
　　2.1.2　三次元イメージセンサ(CIS:CMOS Image Sensor)
　2.2　2.5D実装
　2.3　チップレット
3　多様化する先端半導体パッケージ形態
4　おわりに

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封止材原料としての機能性フェノール樹脂の特性
Characteristics of Functional Phenolic Resins as Raw Materials for Semiconductor Sealing Resins

　フェノール類とホルムアルデヒドの縮合物であるフェノール樹脂は,耐熱性,電気絶縁性,機械的強度に優れ,半導体封止材料やプリント配線板の樹脂に用いられている。近年,スマートフォンなどは,通信の大容量化,高速化が進み,電気自動車やハイブリッド車は,大電流化,電力の変換効率向上が求められており,従来のフェノール樹脂では,特性が不足する用途が増えている。本稿は,これらの新しいニーズを解決できる可能性を持つ,いくつかの機能性フェノール樹脂について,特性を紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　トリスフェノールメタン樹脂
3　ジシクロペンタジエン型フェノール樹脂
4　トリシクロペンタジエン型フェノール樹脂(開発品)
5　ジシクロペンタジエン・パラクレゾール樹脂(開発品)
6　オキシジアニリン型ベンゾオキサジン
7　終わりに

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熱可塑性ポリマーを利用した高性能樹脂材料の設計:マレイミドおよびエポキシ樹脂の高機能化
Design of High-Performance Materials Using Thermoplastic Polymers:
Functionalization of Maleimide and Epoxy Resins
　
　電子制御部品やセンサの性能向上やパワー密度の向上に伴って,周辺材料の連続使用温度条件が厳しくなり,熱硬化性樹脂を用いた高耐熱性材料の開発が加速している。本稿では,熱可塑性ポリマーの側鎖官能基の反応を利用した熱硬化材料の設計や,アクリル樹脂とエポキシ樹脂を組みあわせた新規複合材料の設計について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　半導体封止材料用の熱硬化性樹脂
3　マレイミドポリマーのネットワーク構造制御
4　エポキシ樹脂を用いる新規ネットワークポリマー材料の設計
5　まとめ

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バンプレス Chip-on-Wafer (COW)を用いたキャパシタ組み込み超小型三次元インターポーザ技術
Miniaturization of Capacitor Embedded 3D Functional Interposer
Using Bumpless Chip-on-Wafer (COW) Integration

　本研究では,Cuを配線に用い,埋め込み・研磨によって垂直配線を行うCuダマシンTSV配線を用いながら,半導体とパッケージ基板をつなぐSiインターポーザにキャパシタを内蔵することで,半導体とキャパシタの間の配線長を従来に比べて1/100に短縮することに成功した。その結果,従来に比べて寄生容量は1/150になり,低消費電力につながることが明らかになった。

【目次】
1　はじめに
2　バンプレスChip-on-Wafer(COW)プロセス
　2.1　三次元インターポーザを実現するバンプレスCOWプロセス設計
　2.2　バンプレスCOWプロセスにおける主な課題
3　バンプレスCOWプロセス開発
　3.1　ウエハ反り制御
　3.2　ダイ位置精度と接着剤層のボイドレスの両立
4　三次元インターポーザについて
　4.1　TSV/RDL形成プロセスと電気的特性
　4.2　三次元インターポーザに組み込んだSiキャパシタのRF特性
　4.3　三次元インターポーザの特性
5　まとめ

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半導体パッケージング工程におけるプラズマクリーニング技術とその応用
Plasma Cleaning Technology in Semiconductor Packaging Process and its Applications

　高密度化・積層化が進む半導体パッケージングにおいて,高品質で信頼性の高いモノづくりを実現できるプラズマクリーニング技術が注目されている。本稿では,プラズマクリーニングが半導体パッケージにおけるワイヤボンディングの接合性向上や,モールド樹脂の密着性向上にどのようなメカニズムで効果があるのか解説する。

【目次】
1　はじめに
2　プラズマクリーニングにおける接合性改善のメカニズム
3　プラズマクリーニングにおける密着性改善のメカニズム
4　モールド樹脂の密着性改善に最適なプラズマ条件
5　モールド密着性のシェア強度試験
6　アンダーフィルプロセスへの応用
7　おわりに

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[Material Report-R&D-]

次世代ドローンにおける
バイオミメティクス技術研究開発の動向
Trends in R&D of Biomimetic Technologies for Next-Generation Drones

　小型無人航空機(ドローン)の飛行システムについて,技術革新を実現するために避けて通れないのは,低空域かつ複雑な環境における安全性,耐久性,飛行性能の向上である。本稿では,昆虫や鳥のもつ優れた形態や構造,機能やシステムなどを模倣とするバイオミメティクス技術の次世代ドローンの展開の可能性について研究事例を交えながら解説する。

【目次】
1　はじめに
2　ドローン研究開発の技術的課題
　2.1　安全性
　2.2　耐久性
　2.3　飛行性能
3　バイオミメティクス技術
　3.1　ロバスト性
　　3.1.1　安定性の高い柔軟プロペラ
　　3.1.2　衝突に強い可変プロペラ
　3.2　高い飛行性能
　　3.2.1　プロペラストローク面制御
　　3.2.2　フクロウ規範型静音プロペラ
4　おわりに

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[連載 車載用LiBのリユース&リサイクル技術動向]

-第3回-
電動車の使用済み電池の再利用ビジネスについて
Progress of Reuse EV Battery Business

　フォーアールエナジーは,電動車からの使用済み電池をリユース,リサイクルするために,2010年9月に設立された。「カーボンニュートラル2050年」の方針を受け,電池リユース,リサイクルの重要性が高まっている。電池リユースに関わる状況,及び電池リユースの価値に合わせ,電池リユースビジネスの構築状況について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　車載LIBの今後
3　CN2050年に対する自動車工業会(JAMA)のポジション
4　LIBリユースの価値
5　これまでの取り組みと拠点づくり
6　車載LIBリユースのキーポイント
7　4RE蓄電システムの特徴と商品例
8　最後に

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[Market Data]

産業用3Dプリンターの市場動向

【目次】
1　概要
2　需要動向
3　メーカー動向
4　国内動向
5　海外動向
　5.1　アメリカ
　5.2　ドイツ
　5.3　中国
　5.4　韓国
　5.5　イギリス
　5.6　フランス
　5.7　シンガポール
　5.8　オランダ
　5.9　その他の国々(最近のトピックス)

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[Material Profile]

ガリウムリン
フッ化水素酸

著者一覧
吉村和記　　(国研)産業技術総合研究所　
樋口昌芳　　(国研)物質・材料研究機構　
田嶌一樹　　(国研)産業技術総合研究所
荒木克己　　東レエンジニアリング(株)
福井理晃　　林テレンプ(株)
今榮一郎　　広島大学　
阿部良夫　　北見工業大学　
竹田諭司　　MirasoLab　
高橋信行　　昭和電工(株)
木通秀樹　　(株)日本総合研究所　　　


目次
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【特集】スマートウィンドウ(調光ガラス)の開発動向

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省エネ窓ガラスとしてのスマートウィンドウ技術と調光ミラー
Smart Window as Energy Saving Window and Switchable Mirror

　日射遮蔽のレベルを可変することができるスマートウィンドウは,省エネになる窓ガラスとして注目を集めている。スマートウィンドウでは,どのような原理で,冷暖房負荷を低減することができるのかを詳しく解説する。また,他のスマートウィンドウと比較しても大きな省エネ効果が期待できる調光ミラーガラスについて紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　窓のエネルギー性能と冷暖房負荷
3　日射の方角依存性
4　遮熱が冷暖房負荷に与える効果
5　日射遮蔽における吸収再放射
6　調光ミラーとは
7　スイッチング方式

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グラデーション変化する調光ガラスの開発とその可能性
Gradient Tinting Smart Window

　遮光部分と透明部分を自由に変えることができる「グラデーション調光ガラス」は,現在のブラインドやカーテンを不要にする新技術である。本稿では,メタロ超分子ポリマーのエレクトロクロミック特性(電気化学的酸化還元で色が変わる特性)を利用したグラデーション調光ガラスの開発を紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　メタロ超分子ポリマー
3　EC変化の原理
4　メタロ超分子ポリマーのEC特性
5　ECデバイス(ECD)
6　グラデーション調光ガラス
7　おわりに

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スリットコーターを用いた塗布型調光フィルムの研究開発
Research and Development of Coated Light Control Film Using Slit Coater
　
　住宅・ビルや自動車など移動体の窓は,大量の太陽光とそれに伴う熱が入り込み,室内の熱環境に悪影響を及ぼしている。そのため,光学特性を可変する調光技術に期待が寄せられているが普及は限定的である。本稿では著者らが研究開発を行っている高生産性や低コスト化に資する塗布型調光フィルムについて紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　窓に対する熱制御技術
3　調光技術のトレンド
4　塗布型調光デバイスの開発
5　おわりに

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色調制御可能なスマートウィンドウ開発のための材料設計
Material Design for the Development of Color-Tunable Smart Windows

　有機化合物の多様な分子制御技術を利用し,側鎖置換基の種類や数,主鎖共役長を制御したπ共役系高分子を設計,合成した。有機ポリマーの無機電極への密着性を向上するためにポリシルセスキオキサンやシリカのようなシロキサン系ネットワークポリマーを利用した。

【目次】
1　緒言
2　置換基制御したポリチオフェン
3　分子量制御したポリチオフェン(オリゴチオフェン)
4　耐久性向上を目指したシロキサンネットワークの導入
5　おわりに

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遷移金属酸化物系エレクトロクロミック薄膜のスパッタ成膜プロセス
Sputter Deposition Process of Electrochromic Transition Metal Oxide Thin Films

　多くの遷移金属酸化物がエレクトロクロミック特性を示し,スマートウィンドウへの応用が検討されている。本論文では,各種酸化物材料のエレクトロクロミック特性とそれらの薄膜を高速成膜可能な低温水蒸気スパッタ法について解説する。

【目次】
1　はじめに
2　遷移金属酸化物系エレクトロクロミック材料
3　スパッタ法による酸化物薄膜の作製
　3.1　スパッタ法
　3.2　水蒸気雰囲気中でのスパッタ成膜
　3.3　低温水蒸気スパッタ法
4　おわりに

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スマートウィンドウ技術による快適空間創出
Comfortable Space Creation by Smart-Window Technologies

　我々の想像をはるかに超える熱波・豪雨・洪水・干ばつが地球規模で頻発する今日,生態系や人々の生活に深刻な被害が現れ始めている。この異常気象の原因は地球温暖化であり,それを引き起こしていると考えられる温室効果ガスの削減は必須,地球環境に負荷を与えず持続可能な社会を実現する取り組みに今すぐ着手し,それを強く推し進めていく行動が求められている。住宅,オフィス,自動車の窓ガラスにおいても更なる省エネルギー化が必須となっており,環境負荷を低減しつつ空間快適性をこれまで以上に向上させる脱炭素化社会に合致した機能性ガラスへの関心が高まっている。本稿では,この快適空間創出において重要な役割を果たす機能性ガラス=スマートウィンドウについて解説する。

【目次】
1　はじめに
2　断熱ウィンドウ
3　熱線遮蔽ウィンドウ
4　調光ウィンドウ
5　おわりに

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[Material Report-R&D-]

フィルム型異種材料簡易接合“WelQuickⓇ”の開発と展望
Development and Prospect of “WelQuickⓇ” : Quickly Bonding Film of Dissimilar Materials

　簡易性と接着性を両立した異種材料接合技術WelQuickⓇを当社は開発した。熱可塑性フィルムの固体⇔液体の相変化を利用することにより,瞬間的な接合を可能にした。様々な組み合わせの異種材料接合でも強力な接着力を発現し,さらにお客様のニーズに適した溶着方法に幅広く対応可能である。効果的な接合ソリューションとしてWelQuickⓇについて紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　WelQuickⓇの接着性能
　2.1　多様な異種材料への適合
　2.2　強力接着
　2.3　強靭性
　2.4　耐熱性
　2.5　高耐久性
3　WelQuickⓇの簡便性
　3.1フィルム形状
　3.2　フィルムの取り扱い
　3.3　リペア性,リサイクル性
　3.4　溶着方法
4　まとめ

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[連載 車載用LiB のリユース&リサイクル技術動向]

-第2回-
LiBの循環市場構築に求められる診断評価技術
The Diagnosis & Evaluation Technology Required for Building a Circular Economy for LiB

　2050年の脱炭素化と持続可能社会の実現に向けた中核技術であるEVの車載電池の循環市場を実現するための実効性あるサーキュラーエコノミーの仕組みを提示し,中古EV,電池リユース等で的確な残存価値の評価を行う診断手法とその課題を示す。

【目次】
1　はじめに
2　車載電池の循環市場の課題と実現方策
　2.1　EV市場の拡大と廃棄電池の発生動向
　2.2　車載電池の循環市場の課題
　2.3　電池のCEを構成するサプライチェーン構造
　2.4　各ステップで発生する価値とその最大活用の方針
　　2.4.1　新車利用
　　2.4.2　中古EV利用
　　2.4.3　リユース(類似用途)
　　2.4.4　リユース(他用途)
　　2.4.5　リサイクル
3　求められる診断技術とその課題
　3.1　『車両利用時の価値評価』で必要となる診断技術とその課題
　3.2　『リユース時の電池評価』で必要となる診断技術とその課題
　3.3　リユース電池利用時の健全性評価』で必要になる診断技術とその課題
4　おわりに

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[Market Data]

プリンター用ケミカルスの市場動向

　2019年のプリンターの世界市場は,前年比93%の9,851万台と減少した。テクノロジー別では,ドットインパクトプリンター,インクジェットプリンターおよび電子写真プリンターのすべての方式で前年度比マイナスとなった。2022年のプリンター世界市場は,2019年比94%の9,299万台と予測されている。

1　世界のプリンター市場
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・電子写真用感光体
　3.3　感熱記録用材料
　3.4　感圧記録用材料

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[Material Profile]

炭化ケイ素系繊維

著者一覧
鈴木真二　　東京大学
佐々木一　　東京大学
山中建二　　徳島大学
三輪昌史　　徳島大学
森下明平　　工学院大学　
本田和博　　富山大学　
吉田裕一　　AZAPA(株)
阿部誠之　　旭化成(株)
小松和磨　　旭化成(株)
中村崇　　(公財)福岡県リサイクル総合研究事業化センター　　　


目次
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【新春特集】空飛ぶクルマ(eVTOL)に向けた要素技術と今後の動向

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空飛ぶクルマの法規制と実現に向けたロードマップ
Laws and Regulations for Flying Cars and Roadmap for Their Realization

　有人の小型電動垂直離着陸機は「空飛ぶクルマ」として,都市部でのタクシー利用やドクターヘリの代用などとして世界中で開発が進んでいる。その実現に向けた各種の法規制に関して世界の動向を解説する。

【目次】
1　はじめに
2　「空飛ぶクルマ」の飛行の原理と形態
　2.1　マルチコプタータイプ
　2.2　固定翼付きVTOL機
　2.3　可変推力型のVTOL機
3　耐空証明と型式証明
4　小型機認証の新たな動向
5　空飛ぶクルマの型式証明
　5.1　EASAの審査方針
　5.2　FAAの審査方針
　5.3　各社の認証取得計画
6　「空飛ぶクルマ」による事業開始までのさらなる課題
　6.1　操縦免許制度
　6.2　事業免許
　6.3　離発着施設
　6.4　運航管理
7 おわりに

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空飛ぶクルマの開発とその実現性―徳島大学におけるドローンの開発と空飛ぶクルマへの応用―
Development and Feasibility of Air Car System ―Drone Technology and their Application to Air Cars at Tokushima University―

　空飛ぶクルマは自動車の便利かつ柔軟に運転できる手軽さと,航空機の3次元の自由度を併せ持つ乗り物である。一方,最近は“Flying Vehicle”も空飛ぶクルマとして訳されており,これは都市部での運用が可能な新しい規格の航空機である。本稿ではこれら空飛ぶクルマについての歴史や開発状況について紹介する。

【目次】
1　空飛ぶクルマ
2　空飛ぶクルマに必要な機能
3　日本における空飛ぶクルマの利用と開発技術
4　NEW TYPEの空飛ぶクルマの研究開発
5　陸空自動車としての車体設計
6　まとめ

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eVTOLへの応用を目指したハルバッハモータの開発
Development of Synchronous Motor with Halbach Array Field Magnet for eVTOL
　
　eVTOLに応用されるモータには小型・軽量・低振動かつ高効率であることが要求される。こうした要求を満たすモータを考えるとき,モータ単体の特性だけでなく,駆動制御や駆動システムを含めたトータルシステムでの評価が重要となる。本稿では制御方式や駆動システムからハルバッハモータの特性を捉え,ハルバッハモータがeVTOLに好適であることを論じる。

【目次】
1　はじめに
2　ハルバッハ配列永久磁石界磁
3　eVTOLに要求されるモータの条件
4　ハルバッハモータのトルクリップル低減化
5　ハルバッハモータの高効率駆動
6　むすび


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空飛ぶクルマ向け超高速通信MIMOアンテナ
High-Speed MIMO Antenna for Realizing the Flying Car-to-Car Communications

　空飛ぶクルマでの乗車時間を快適に過ごすには,携帯電話基地局や空飛ぶクルマ間の通信機能が必要不可欠である。本稿では,通信相手の方向を推定し,その方向に指向性を制御することにより,全立体角に対して超高速通信を実現できるMIMO・AOA複合アンテナシステムについて紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　多素子MIMO・AOA複合アンテナシステム
　2.1　円形配列フェーズドアレー4×4MIMO・AOAアンテナ
　2.2　デイジーチェーンMIMO・AOAアンテナ
3　空飛ぶクルマ向けMIMO・AOAサンドイッチアレー
　3.1　到来波方向推定精度
　3.2　全立体角高速通信性能
4　まとめ

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eVTOLの安全性設計
Safety Objectives for eVTOL

　空飛ぶクルマ(eVTOL)の実用化が目前に迫ってきており,我国はもちろんのこと,諸外国においても安全性についての議論が白熱している。特に欧州においてはVTOL機(eVTOLを含む)に対するスペシャルコンディションがEASAから発行され,その証明手法(MOC)についても議論が繰り返されている。VTOL機は,従来の固定翼機やヘリコプターとは異なるアーキテクチャーとなっているため,新たな安全要求が必要となっている。本稿では,型式承認にまつわる安全性設計についてまとめるものである。

【目次】
1　はじめに
2　安全性要求の概要
3　VTOL機の定義
4　従来航空機との違い
5　安全性設計
　5.1　安全性要求
　5.2　安全性開発のステップ
　5.3　ハザード解析(FHA)
　5.4　コモン・モード解析(CMA)
　5.5　Open problem
6　設計ポイント
　6.1　構造
　6.2　High Energy Fragments
　6.3　システム及び装備品の機能
　6.4　操縦システム
　6.5　鳥衝突(Bird strike)
　6.6　耐雷(Lightning Protection)
　6.7　Energy storage system
7　最後に

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[Material Report-R&D-]

偽造防止機能付き透明RFIDと真贋判定ソリューション
Introduction of Transparent RFID with Anti-Counterfeiting Function and Solutions for Determining Authenticity

　OECDによると世界の偽造品被害は50兆円と言われており,深刻な社会問題となっている。一方で決定打となる偽造品抑止技術は未だ存在せず,個社の取り組みに依存する現場の疲弊感は大きい。本稿ではその状況を打破するために偽造困難な透明RFIDラベルとサプライチェーン全体で偽造品を防ぐ取り組みを紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　偽造防止ラベル(RFID機能有り/無し)
　2.1　外観および特徴
　2.2　透明RFIDタグとしての性能
3　製造プロセスの紹介
　3.1　自社開発のロールトゥロール(R2R)印刷プロセス
　3.2　サブミクロン解像度の高精細円筒版(SRM)
　3.3　電子ビーム露光によるSRM製造プロセス
4　偽造品被害解決に向けた取り組み

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[連載] 車載用LiB のリユース&リサイクル技術動向

連載にあたって
In Serialization

-第1回-
リチウムイオンバッテリーのリユース・リサイクルに向けた回収システム
Collection System for Reuse and Recycling System of Li ion Secondary Battery

　リチウムイオンバッテリー(LiB)の安定供給を考えるとEVで使用後のLiBはリユース・リサイクルが必須であり,そのシステムならびに技術開発が盛んに行われている。今回は,そのLiBのリユース・リサイクルについて連載を企画している。今回は一回目として全体の流れと回収システムの考え方をできるだけ大きな視点で解説を行った。

【目次】
1　はじめに
2　LiBのリユース・リサイクルの供給と小型LiBリサイクルの現状
3　車載用LiBのリユース・リサイクル(2Rs)
　3.1　LiBバッテリー診断技術
　3.2　廃自動車からのバッテリーの取り外し過程
　3.3　廃LiBの輸送技術
　3.4　LiBの失活
4　まとめ

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[Market Data]

CFRPの市場動向

1　CFRPの市場概況
　1.1　現在の需要実績
　1.2　用途別需要実績と予測
　1.3　炭素繊維の価格推移
2　CFRPの国内動向
3　CFRPの海外動向

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[Material Profile]

トリアリルイソシアヌレート

著者一覧
前川紘之　　関西大学
工藤宏人　　関西大学
有光晃二　　東京理科大学
青木大亮　　東京理科大学
中屋敷哲千　　(株)ADEKA
青木健一　　東京理科大学
関淳志　　東京理科大学
関口淳　　大阪府立大学
渡邊健夫　　兵庫県立大学　
佐々木実　　豊田工業大学　
横田裕基　　日本電気硝子(株)　
井上義之　　ホソカワミクロン(株)


目次
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【特集】フォトレジスト最前線

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新規レジスト材料の動向について
Development of New Resist Materials

　フォトリソグラフィ技術は,極端紫外線(EUV)露光を用いて解像度10nm台の量産技術の確立に向けて検討中である。その中で,EUV用レジスト材料の開発が最重要課題として考えられるようになった。本稿では,解像度,露光感度,パタンのラフネスのレジスト特性を同時に改善するために検討された例について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　EUV用レジスト材料の分子設計
3　レジスト材料を構成する分子のサイズとレジストパタンの関係
4　分子レジスト材料に要求される項目
5　フェノール樹脂型
6　カリックスアレン型
7　特殊骨格型
8　主鎖分解型ハイパーブランチポリアセタール
9　PAGバウンド
10　EUV高吸収元素を含有するEUVレジスト
11　デュアルインソルブルレジスト材料
12　まとめ

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酸・塩基増殖反応を用いた高感度フォトレジスト材料
Highly Sensitive Photoresist Materials Using Acid and Base Proliferation Reactions

　光酸発生剤と酸分解性高分子からなる化学増幅レジストの感度を向上させる目的で,自己触媒的に分解して酸触媒を発生する酸増殖反応を開発した。この酸増殖反応を化学増幅レジストに組み込むことで飛躍的な感度の向上に成功した。ここではその詳細に加え,塩基増殖反応を利用した化学増幅レジストの高感度化についても述べる。

【目次】
1　はじめに
2　酸増殖レジスト
　2.1　酸増殖ポリマーの設計と分解挙動
　2.2　感光特性評価
　2.3　EUVレジストとしての評価
3　塩基増殖レジスト
　3.1　ネガ型レジストへの塩基増殖剤の添加効果
　3.2　塩基増殖ポリマーの設計
　3.3　増殖反応の潜在能力
4　おわりに

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フォトレジスト用添加剤
Additives for Photoresist
　
　フォトレジストの耐久性を向上するために酸化防止剤や紫外線吸収剤を添加すると,パターン形成時にUV硬化を阻害するため,目標の膜物性が得られにくい課題があった。今回フォトリソグラフィープロセスにてUV硬化反応を阻害せずに,酸化防止能や紫外線吸収能を付与することができる新規添加剤を開発したので紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　フォトレジスト材料
3　フォトレジスト用添加剤
　3.1　フォトレジスト用添加剤とは
　3.2　フォトレジスト用添加剤の評価
4　まとめ

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デンドリマー型フォトポリマー材料の創製と特性評価
Facile Synthesis and Properties of Dendritic Photopolymers

　デンドリマーは,多分岐構造に由来する高い化学反応性および特徴的な物理物性など,フォトポリマー材料によく適合した性質を示す。その一方,合成が煩雑であり大量生産性に欠いているため,これまでのデンドリティックフォトポリマーに関する研究は,大半が分子量分布の大きなハイパーブランチポリマー(HBP)を用いて行われている。本報では,これまで報告されているHBP型フォトポリマー材料の研究動向を概観したのち,当研究室で取り組んでいるクリック反応を利用したデンドリマー骨格母体の大量合成法,およびそれを用いたデンドリマー型フォトポリマー材料の特性について,近年の成果をまとめて報告する。

【目次】
1　はじめに
2　デンドリマー型フォトポリマーの大量合成
3　デンドリマー型フォトポリマーの特性評価
　3.1　ラジカル硬化型フォトポリマー
　3.2　デンドリマーを利用した化学増幅型レジスト
4　おわりに

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レジスト評価のためのシミュレーション技術
Simulation Technology for the Resist Evaluation

　感光性樹脂のリソグラフィー評価は,感光性材料をSi基板に塗布し,ステッパやアライナーなどの露光機を用い,微細なパターンを転写して現像,電子顕微鏡(SEM)を用いてその形状を観察するのが一般的である。この方法を直接評価法と呼ぶ。直接評価法では,リソグラフィーの最終目的である現像後のレジストパターンの形状をSEMにて直接観察できるため,確実な評価方法といえる。しかし,ステッパやアライナーなどの露光装置は大変高価であり,評価ラインを整備することは大きな投資となる。また,EUVなどの最新の露光装置を入手することは難しい。そこで,ステッパやアライナーを用いず,リソグラフィー・シミュレータを用いてリソグラフィー特性の評価を行うバーチャル・リソグラフィー評価システムVLES(Virtual Lithography Evaluation System)を紹介する。VLESは実際にパターニングするのではなく,リソグラフィー・シミュレータを用いてリソグラフィーの評価を行うところに特徴がある。

【目次】
1　バーチャル・リソグラフィー評価システムの概要
2　VLES法のための評価ツール
　2.1　露光ツール(UVESおよびArFESシステム)
　2.2　現像解析ツール(RDA)
　2.3　測定原理
3　現像速度を利用した感光性樹脂の現像特性の評価
4　リソグラフィー・シミュレーションを利用したプロセスの最適化
　4.1　シングルシミュレーション
　4.2　CD Swing Curve
　4.3　Focus-Exposure Matrix
5　まとめ
　
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EUVリソグラフィの現状と今後の展開
Current Status and Prospect for EUV Lithography

　半導体製造技術には前半工程の微細加工技術と後半工程の3次元実装技術が不可欠である。その中で極端紫外線リソグラフィ(EUVL)技術は2019年にスマートフォン向けの7nm nodeロジックデバイスの量産技術として適用され,2020年には5nm nodeロジックデバイスの本格的な量産技術に適用された。この技術の現状と課題,そして今後の展開について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　EUVリソグラフィ技術の歴史
3　EUVリソグラフィの技術課題
　3.1　EUVレジスト
　3.2　EUVマスク
4　今後の展開
　4.1　高NA化
　4.2　短波長化

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3次元フォトリソグラフィ
Three-dimensional Photolithography

　立体サンプルに適用できる3次元フォトリソグラフィについて,2つのアプローチを紹介する。一つはスプレー成膜,もう一つは水溶性ポリマー層を持つシートを利用するものである。両技術で重要となるフォトレジスト特性に言及しつつ,垂直壁面と円筒面への微細パターン転写技術について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　スプレー成膜
3　水溶性ポリマーシート
　3.1　垂直側壁の電極付きサブマウント
　3.2　圧延ロール円筒面のテクスチャリング
4　まとめ

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[Material Report-R&D-]

無色透明ゼロ熱膨張結晶化ガラス「Cerapure™」
Colorless and Transparent Zero Thermal Expansion Glass Ceramic “Cerapure™”

　温度変化に対して体積がほぼ変化しない「ゼロ熱膨張材料」として,Li2O-Al2O3-SiO2系結晶化ガラス(以下,ゼロ熱膨張LAS-GC)が幅広い分野で使用されている。従来のゼロ熱膨張LAS-GCは黄色く着色しており,この無色透明化は半世紀以上にわたって極めて困難とされていた。この度,日本電気硝子㈱はゼロ熱膨張LAS-GCの無色透明化に成功し,本材料を「Cerapure™」として発表した。本報ではCerapure™の特長などについて述べる。

【目次】
1　はじめに
　1.1　色調
　1.2　熱膨張
2　ゼロ熱膨張結晶化ガラス
　2.1　使用例と課題
　2.2　結晶化工程
　2.3　黄色に着色する理由
3　Cerapure™
　3.1　組成設計と技術的障壁
　3.2　Cerapure™の誕生
　3.3　材料の特長
　3.4　応用例
4　おわりに

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機能性粒子作製の最新動向
Latest Trends in the Fabrication of Functional Particles

　粉体を作るという作業は,それ自体が材料に機能性を与える単位操作であり,中でも数μmの微粒子やナノ粒子を作る技術,微粒子の表面処理として液体の噴霧,ワックスやナノ粒子などの超微粉の表面への固定化・被覆化,固定化と同時に非晶質化を行うといった,いわゆる粒子設計技術が高機能性材料を作るときに活用されている。

【目次】
1　はじめに
2　粉砕技術による機能性材料の製造
3　ナノ粒子合成技術による機能性材料の製造
4　表面改質技術による機能性材料の製造
　4.1　混合機による機能性付与
　4.2　乾式粒子複合化による機能性付与
　　4.2.1　メカノフュージョン
　　4.2.2　ノビルタ
　　4.2.3　ナノキュラ-P
　4.3　スプレー噴霧型装置による機能性粒子の製造
5　おわりに

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[Market Data]

フラットパネルディスプレイの市場動向

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

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[Material Profile]

窒化ケイ素

著者一覧
和泉慎太郎　　神戸大学　
大岩孝輔　　青山学院大学
野澤昭雄　　青山学院大学
中谷健司　　NRI(Nakatani Research Institute),静岡大学
前田有希　　(株)パリティ・イノベーションズ　
梶原昭博　　北九州市立大学　
増田正人　　東レ(株)
大峠慎二　　トクラス(株)


目次
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【特集】アフターコロナに向けた非接触センサ・デバイスの開発

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マイクロ波ドップラーセンサを用いた非接触生体認証技術
Non-Contact Biometric Identification Using Microwave Doppler Sensor

　マイクロ波ドップラーセンサは拍動に起因する体表面の微小な振動をドップラー効果で捉えることができる。これを利用し,非接触で心筋や血管の個人差に起因する心拍情報を計測し,認証に用いる。非接触計測で課題となる体動等のノイズに対して自己回帰モデルを用いた時間周波数解析を導入し,ロバストなID生成を実現する。

【目次】
1　はじめに
2　生体認証と心拍
3　非接触心拍計測と時間周波数解析
　3.1　マイクロ波ドップラーセンサを用いた非接触心拍計測
　3.2　時間周波数解析
4　ドップラー波を用いた生体認証
　4.1　ドップラー波からのID抽出
　4.2　認証
5　性能評価
6　まとめ

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多波長顔画像の空間特徴量に基づく遠隔血圧計測
Remote Blood Pressure Measurement Based on Spatial Features of Multi-Wavelength Face Images

　近年,我が国では高血圧症に起因する心臓・脳血管疾患の発症率が上昇しており,日常的な血圧モニタリングはその早期発見や予防において特に重要である。本稿では,可視・近赤外・赤外帯域で計測した多波長顔画像の空間特徴量に基づく遠隔血圧推定の実際について概説する。

【目次】
1　顔画像の空間特徴量に基づく血圧推定法
2　顔面可視画像と顔面赤外画像を併用した血圧推定
　2.1　THHDA法
　2.2　計測システム
　2.3　評価結果
3　顔面可視画像に基づく血圧推定
　3.1　計測システム
　3.2　解析方法
　3.3　評価結果
4　顔面近赤外画像に基づく血圧推定
　4.1　計測システム
　4.2　解析方法
　4.3　評価結果
5　顔面赤外画像に基づく血圧推定
　5.1　計測システム
　5.2　解析方法
　5.3　評価結果
6　おわりに

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非接触タッチパネルと抗菌・抗ウイルスタッチパネル
Non-Contact Touch Panel and Antibacterial/Antiviral Touch Panel
　
　新型コロナ感染症の拡大防止のために人と人との接触を少なくすることが推奨されている。接触はスマートホンやPC,あるいは券売機やATM,さらにはエレベータのパネルなどのタッチパネルを介して生じる可能性があるため,非接触タッチパネルや抗菌・抗ウイルスタッチパネルが求められている。本稿ではこれらの要望に合ったタッチパネルとしてどのようなものがあるかを紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　非接触タッチパネル
　2.1　静電容量タッチパネル
　2.2　負光学式非接触タッチパネル
3　空中ディスプレイでの入力デバイス
4　抗菌・抗ウイルスタッチパネル
5　まとめ

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パリティミラーを用いた非接触空中スイッチモジュールの開発
Non-Contact Air Floating Switch Module Using Parity Mirror

　パリティミラーは何もない空中に映像を表示できる面対称結像光学素子である。センサーとの組み合わせで非接触空中スイッチとなり,手指衛生性が保たれることから感染症の接触感染対策として期待される。本稿では,パリティミラーによる空中映像表示の原理と製造の現状,および非接触空中スイッチモジュールへの応用と最新の開発状況について説明する。

【目次】
1　はじめに
2　パリティミラーによる空中映像結像原理
3　パリティミラーの製造
4　パリティミラーの非接触空中スイッチモジュールへの応用
5　おわりに

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ミリ波センサによる生体情報監視技術
Vital-Signs Monitoring System with Millimeter-Wave Sensor

　健康寿命の延伸のためには日頃から健康管理を行い,体調や心身へのストレスなどを適切に把握することが重要である。そのためには日常生活活動を拘束することなく,日々のバイタルサインをさりげなく測定する技術が必要である。その課題解決方法として,ミリ波センサにより呼吸,心拍,血圧を同時に測定する技術を概説する。

【目次】
1　まえがき
2　ミリ波センサと生体情報監視技術
　2.1 ミリ波センサ
　　2.1.1　ミリ波技術の背景と特徴
　　2.1.2　ミリ波センサの回路構成
　2.2 生体情報監視
3　バイタルサイン監視技術
　3.1　連続心拍推定
　3.2　連続血圧推定
4　おわりに
　
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[Material Report-R&D-]

革新複合紡糸技術“NANODESIGN”とその展開
Innovative Conjugate Spinning Technology “NANODESIGN”

　複合紡糸技術の深化に加え,新発想のポリマー流動制御技術により,ナノスケールで精密に繊維断面をする革新的な複合紡糸技術“NANODESIGN”の創出し,本技術を用いた幅広い用途分野での高機能繊維素材の研究を進めている。本稿では,“NANODESIGN”の技術概要と高機能素材の事例として,3成分複合紡糸による衣料用新素材について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　革新複合紡糸技術“NANODESIGN”
　2.1　複合紡糸技術
　2.2　革新複合紡糸技術“NANODESIGN”
3　“NANODESIGN”の展開
　3.1　ポリエステル超極細捲縮テキスタイル“utsfit”
　3.2　艶やかな光沢感とふくらみを併せ持つファッション向け新素材“Kinari(キナリ)”
　3.3　和紙のような風合いと機能性を両立したテキスタイル“Camifu”(カミフ)
4　まとめ

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化石資源由来プラスチック使用量の削減に向けた木粉の活用
Utilization of Wood-flour to Reduce Fossil-derived Plastic Consumption

　近年の脱炭素社会実現に向けた世界的な流れから,化石資源由来のプラスチック素材から植物由来の再生可能資源に置き換える取組に注目が集まってきている。本稿では,プラスチックの一部を木粉に置き換えたウッドプラスチックについて,成形時に大きな課題となる流動性の向上に寄与する木粉処理の検討を行った。

【目次】
1　はじめに
2　WPCの概要
　2.1 WPCの歴史
　2.2 WPCの一般的な特性
　2.3 WPCの原材料
　2.4 WPCの製造方法
3　流動性向上に寄与する木粉処理方法
　3.1 水熱処理
　　3.1.1 水熱処理木粉の作製方法
　　3.1.2 水熱処理による木質成分の変化
　　3.1.3 水熱処理による流動性向上効果
　3.2 圧縮処理
　　3.2.1 圧縮処理木粉の作製方法
　　3.2.2 圧縮処理による粒径及び嵩比重の変化
　　3.2.3 圧縮処理による流動性向上効果
　3.3 機械特性評価
4　おわりに

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[Material Profile]

セラック
フェノールアラルキル樹脂