機能材料 発売日・バックナンバー

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

著者一覧
小林弘典　　(国研)産業技術総合研究所　
秋本順二　　(国研)産業技術総合研究所　
武内正隆　　(株)水素パワー
安部浩司　　山口大学　
西川聡　　帝人(株)
金田拓也　　日本ゼオン(株)
樋口弘幸　　出光興産(株)


目次
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【特集】EV普及のカギとなるLiB部材開発

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車載用リチウムイオン二次電池の最近の動向と今後の展望
Recent Trends and Future Prospects for LIB for Electric Vehicles

　近年,中国と欧州を中心に電動車両の導入が急速に進んでいる。高エネルギー密度であるLIBが駆動電源として全面的に搭載されていることから,車載用LIBの今後の大幅な市場拡大が期待されている。本稿では,車載用LIBの最近の動向と今後の展望について技術的視点を中心に紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　リチウムイオン二次電池の原理と特徴
3　車載用LIBの運用方法とセル設計
4　硫化物系全固体LIB への期待と課題
5　産業技術総合研究所電池技術研究部門での取り組み
6　おわりに

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正極材料酸化物の結晶構造と充放電特性
Crystal Structure and Property of Cathode Materials

　リチウムイオン電池の正極材料について,車載用途としての展開が期待されているニッケル系正極や,コバルト酸リチウム,マンガンスピネル,オリビン系正極などの現行の正極材料,および次世代正極材料候補として最近検討されている高電位を活用した材料系について,それらの結晶構造と充放電特性の特徴を中心に紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　現行正極材料
　2.1　コバルト酸リチウム
　2.2　ニッケル系正極
　2.3　マンガンスピネル系正極
　2.4　オリビン系正極
3　次世代正極材料候補
　3.1　高電位スピネル型化合物
　3.2　高電位リン酸化合物
　3.3　高容量層状岩塩型化合物
4　まとめ

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負極
Anode
　
　今後の電気自動車(EV)普及のためのリチウムイオン電池(LIB)の方向性としては充電後の航続距離の延長のための高エネルギー密度化がもっとも重要である。また,EVの普及に伴い,充電時間が長いと充電ステーションの数が足りなくなり,充電時間短縮のための,LIBの低抵抗・急速充電特性の向上がより必要になってくる。負極材もこれらのLIBの方向性を達成する特性が要求されている。すなわち,負極材としては,単位重量あたりのLi挿入量が大きいこと(エネルギー密度向上),Li挿入(充電)時に金属Li(デンドライト)析出が起こりにくいこと(急速充電特性)が重要である。

【目次】
1　はじめに
2　LIB 負極材料の開発状況
　2.1　LIB負極材料の種類と代表特性
　2.2　負極材の高エネルギー密度化
　2.3　負極材の高入出力化
　　2.3.1　黒鉛負極の高入出力化
　　2.3.2　LTO 負極での高入出力化
3　まとめと今後

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電解液添加剤の技術トレンド
Technical Trends of Electrolyte Additives

　1999年,電極表面を制御する「機能性電解液(Functional Electrolytes)」の概念を提唱して以来,リチウムイオン二次電池の性能は飛躍的に向上した。現在では,電解液の研究=添加剤の研究と言っても過言ではなく,電池性能を最大限引き出す最終すり合わせ可能な材料として益々重要になっている。

【目次】
1　序論
2　ベース電解液の高純度化
3　負極の界面制御の必要性
4　負極の表面コーティングの落とし穴
5　添加剤VC 使用の注意点
6　添加剤PS の間違った見解
7　正極用添加剤
8　安全性向上添加剤(過充電防止)
9　不燃化・難燃化の期待と限界
10　抵抗低減添加剤
11　おわりに

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セパレータ
Separator

　本稿では,EV普及のカギとなるLIB部材開発という観点からセパレータに関してポリエチレン微多孔膜から近年の機能層コートセパレータへ至る歴史的な経緯も含めた技術概要を述べた。機能層コートセパレータに関しては,耐熱コート及び接着コートセパレータについて述べているが,これらの技術的特徴のみならず,今後,重要となる改善点もEV用電池適用を念頭に言及した。

【目次】
1　はじめに
2　ポリエチレン微多孔膜
3　機能層コートセパレータ
　3.1　機能層コート技術概要
　3.2　耐熱層コーティング
　3.3　接着層コーティング
4　おわりに
　
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リチウムイオン電池用機能性バインダー技術の開発
Highly-functionalized Binder for Lithium Ion Battery

　近年,機能性バインダーがリチウムイオン電池の性能を大きく左右することが広く認知され始め,固液界面の反応を制御するための機能性材料として大いに注目を集めている。本稿ではリチウムイオン電池の高機能化に寄与するバインダー技術について実例を交えながら紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　負極バインダー
　2.1　負極バインダーの役割
　2.2　負極バインダーによる電極膨らみ抑制
　2.3　負極バインダーによるリチウム析出抑制
3　正極バインダー
　3.1　正極バインダーの役割
　3.2　水系正極バインダーによる高電位下での寿命特性改善
4　機能層バインダー
　4.1　機能層の役割
　4.2　機能層による電解液の注液性向上
5　おわりに

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硫化物系固体電解質
Sulfur-based Solid Electrolytes

　地球温暖化対策として車両電動化が必須でありその実現には車載電池の高性能化が鍵となる。現在,車載電池の一番手としてリチウムイオン電池の適用が進められているが,電動車両のより一層の普及拡大に向けては解決すべき課題も多い。我々はリチウムイオン電池の全固体化が電動化社会実現に大きく貢献するものと考え,そのキーマテリアルである硫化物系固体電解質の開発を進めている。本稿では硫化物系固体電解質の特徴と弊社における開発事例をいくつか紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　硫化物系固体電解質の特徴
3　熱融着によるイオン伝導度向上
4　耐水性と伝導性のバランス向上
5　ハロゲン添加系ガラスセラミクス型固体電解質
6　アルジロダイト結晶型固体電解質
7　全固体電池への適用例
8　まとめ

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[Market Data]

発泡剤の市場動向

1　化学発泡剤
　1.1　概要
　1.2　需要動向
　1.3　メーカー動向
2　物理発泡剤ほか
　2.1　概要
　　2.1.1　超臨界流体
　　2.1.2　熱膨張性マイクロカプセル
　　2.1.3　HFO-1233zd(ハイドロフルオロオレフィン)
　2.2　需要動向
　2.3　メーカー動向

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[Material Profile]

ポリヒドロキシアルカン酸(PHA)
ポリブチレンサクシネート

著者一覧
中村太郎　　中央大学　
奥井学　　中央大学　
櫻井良　　(株)ブリヂストン
大野信吾　　(株)ブリヂストン
齋藤直樹　　秋田県立大学　
千葉正毅　　千葉科学研究所　
和氣美紀夫　　(有)Wits　
奥崎秀典　　山梨大学　
田原健二　　九州大学　
田辺淳也　　凸版印刷(株)　　


目次
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【特集】進化する人工筋肉の最新動向

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巻頭言
Preface

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軸方向繊維強化型人工筋肉とアシストへの応用
Straight Fiber Type Artificial Muscle and its Application to Assistive Device

　本稿では,人工筋肉アクチュエータのひとつである軸方向繊維強化型人工筋肉について解説する。駆動原理や構造・長所や短所といった基本的な内容に加えて,解析モデルやアシスト装置への応用事例といった最新の情報,また作製方法や材料選定方法など,論文にはあまり書かれない情報についても記載した。

【目次】
1　はじめに
2　軸方向繊維強化型人工筋肉
　2.1　構造と駆動原理
　2.2　収縮力・収縮率特性
　2.3　構造的な特徴
　2.4　モデル
　2.5　製作方法
3　形状とゴム材料特性の影響
　3.1　L/D比
　3.2　変形解析によるL/D比の収縮率と最大ひずみへの影響
　3.3　ゴム材の特性と性能の関係
4　人工筋肉のアシスト装置への応用
　4.1　可変粘弾性アシスト装置Airsist I
　4.2　可変弾性アシスト装置Airsist II
5　まとめ

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ソフトロボティクスにおけるゴム人工筋肉の新たな可能性
New Possibilities for Rubber Artificial Muscles in Soft Robotics
　
人工筋肉は,そのものの柔らかさ,柔らかい動きという点で,ソフトロボット実現のためのソフトアクチュエータとして有望な構成要素といえる。本稿では,ソフトロボット用アクチュエータとしての人工筋肉の新たな可能性について,McKibben型ゴム人工筋肉を用いたソフトロボットへの応用事例,湾曲型人工筋肉への応用,更に制御の新たな試みについて紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　ソフトアクチュエータとしての人工筋肉
3　ソフトセンサー
4　McKibben型ゴム人工筋肉
　4.1　McKibben型ゴム人工筋肉の構造
　4.2　McKibben型ゴム人工筋肉の特徴
　4.3　ソフトロボットへの応用事例
　　4.3.1　歩行アシスト装置
　　4.3.2　はつり装置
　　4.3.3　湾曲型ゴム人工筋肉
5　新たな制御の可能性
6　おわりに

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ラバーレス人工筋肉の開発と人の動作支援への応用
Development of Rubber-less Artificial Muscle and its Application to Human Movement Support

　耐久性の向上を目指した,ラバーレス人工筋肉について紹介する。ラバーレス人工筋肉の特徴であるエアバッグの構造と,基礎特性として収縮率や収縮力,伸縮回数についてまとめている。また応用例として農作業向け中腰アシスト装具について概説し,ラバーレス人工筋肉の実用性の確認に向けた取り組みについて紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　ラバーレス人工筋肉の基本構造
3　出力特性と耐久性
4　中腰アシスト装具への応用
5　まとめ

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誘電エラストマ(DE)人工筋肉の開発と応用
―0.15 g のDE で8 kg の重りを持ち上げ可能―
Development and Application of Dielectric Elastomer (DE) Artificial Muscle
―0.15g DE can Lift 8kg Weight―

　電気自動車を駆動するモータとして,高速・高出力・高効率誘電エラストマ(DE)が実現可能域に達した。千葉らは,DEアクチュエータの総重量0.94 g(DE の重さ:0.15g)を使用して,88msecの速度で8kg の重量を約1mm上下させることに成功した。DEアクチュエータはアクリルVHB4910と電極材SWCNTを使用した。またこの
DEは,センサ(例:尿漏れセンサや医療用センサ)や高効率発電機としても有効で,それらの活用も大いに期待されている。

【目次】
1　始めに
2　誘電エラストマの概要
3　高効率・高出DEアクチュエータ,センサ及び発電システムの開発
4　纏め
　
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導電性高分子ソフトアクチュエータの開発
Development of Conductive Polymer Soft Actuators

　導電性高分子は電気刺激に応答して形状や大きさが可逆的に変化することから,しなやかに動くロボットやソフトアクチュエータ,人工筋肉などへの応用が期待されている。本稿では,ソフトアクチュエータとしての導電性高分子に焦点を当て,基礎から最新動向までを筆者らの研究も交えながら解説する。

【目次】
1　はじめに
2　電気化学アクチュエータ
3　湿度応答性アクチュエータ
4　コンプライアント電極への応用
5　導電性高分子複合体アクチュエータ
6　おわりに

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回転型ナイロン糸人工筋肉アクチュエータの温度推定によるセンサレス角度制御手法について
Sensorless Angle Control of a Rotational-type Twisted Polymeric Fiber Actuator by Temperature Estimation

　本稿では,筆者らが近年行っているナイロン糸人工筋肉アクチュエータの温度推定を用いた角度制御手法について紹介する。アクチュエータ加熱用ヒータの温度変化に伴う抵抗値変化から,間接的にアクチュエータの温度を推定し,推定した温度のフィードバックによるセンサレス回転角度制御について解説する。

【目次】
1　緒言
2　回転型ナイロン糸人工筋肉アクチュエータ
3　1自由度拮抗配置回転モジュール
4　推定温度を用いたフィードバック制御
5　TPFAのモデル化
　5.1　温度⇒角度モデル
　5.2　抵抗値⇒温度モデル
6　提案モデルのパラメータ推定
　6.1　実験環境
　6.2　モデル推定結果
7　回転角度制御実験
　7.1　推定温度フィードバック制御
　7.2　回転角度制御実験
　7.3　実験結果
8　おわりに

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[Material Report-R&D]

消火フィルムの開発
Development of Metal-Hydride Air Secondary Batteries and Improvement of Discharge Characteristics

　火災の熱に反応し消火成分をエアロゾルとして放出する「消火フィルム」を開発した。リチウムイオン二次電池を使用したバッテリーケース内や,配電盤・分電盤・操作盤などの設備の内部に設置しておくことで,万が一,電池の不具合や配電盤の配線ショートに
より発火した時,初期消火や延焼抑制に高い効果が期待できる。

【目次】
1　はじめに
2　従来の消火活動について
3　火災と消火のメカニズム
4　消火フィルム
　4.1　製品コンセプト
　4.2　消火メカニズム
　4.3　開発課題
　4.4　屈曲性の改善
　4.5　潮解性対策
　4.6　消火フィルムの諸物性
5　実証試験と用途
　5.1　模擬配電盤での実証試験
　5.2　ゴミ箱での実証試験
　5.3　リチウムイオン二次電池での実証試験
6　おわりに

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[Market Data]

熱可塑性エラストマーの市場動向

1　概要
2　需要動向
3　製品と用途動向
4　メーカー動向
　4.1　スチレン系エラストマーメーカー
　4.2　オレフィン系エラストマーメーカー
　4.3　塩ビ系エラストマーメーカー
　4.4　エステル系エラストマーメーカー
　4.5　ウレタン系エラストマーメーカー
　4.6　アミド系エラストマーメーカー
　4.7　その他のエラストマー

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[Material Profile]

バイオポリウレタン
3-メチル-1,5-ペンタンジオール

著者一覧
仙波健　　(地独)京都市産業技術研究所　
附木貴行　　金沢工業大学　
藤田章吾　　金沢工業大学　
吉村治　　金沢工業大学　
影山裕史　　金沢工業大学　
山本顕弘　　モリマシナリー㈱　
森良平　　GSアライアンス㈱　
大平脩一　　星光PMC㈱　
山岸健　　(一社)サステナブル経営推進機構　
梶原剛史　　FDK㈱　　
安岡茂和　　FDK㈱　


目次
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【特集】セルロースナノファイバー強化樹脂の実用展開

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CNF強化樹脂の製造技術と汎用樹脂およびバイオプラスチックの高性能化
Manufacturing and Improvement of CNF Reinforced General Purpose Plastics and Bioplastics

　CNF強化樹脂の一貫製造プロセスである京都プロセスの特徴は,CNF強化樹脂の高性能化とともに大きなコストダウンが図れることである。本稿では,京都プロセスにより製造されるCNF強化ポリプロピレンの性能と課題,優れた性能が得られているCNF強化ポリ塩化ビニル,そして環境対応型材料としてのCNF 強化バイオプラスチックの特徴を述べる。

【目次】
1　はじめに―京都におけるCNF強化樹脂の開発
2　京都プロセスによるCNFと樹脂の複合化の特徴
3　ポリプロピレン
　3.1　CNF強化ポリプロピレンの物性および特徴
　3.2　CNF強化PPの課題
4　ポリ塩化ビニル
5　バイオプラスチックス
6　まとめ

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RTM成形によるCNF製大型自動車部材への挑戦
Challenge to CNF Large Automobile Parts by RTM

　自動車分野における,さまざまな部品の軽量化はエネルギー効率の改善につながり,温室効果ガスの削減に期待できる。我々はCNFを活用し,その特性を生かした部材や部品を提案し,RTMの低圧成形による大型自動車部材の試作と評価を行った。また,マルチマテリアル化することでさらなる軽量化と物性の向上を検討した。

【目次】
1　はじめに
2　バイオマス由来の繊維について
3　実験
　3.1　バイオマス繊維の樹脂含浸性と物性について
　3.2　評価方法(曲げ試験)
4　結果および考察
　4.1　バイオマス繊維(亜麻繊維織物)の機械的特性の評価
　4.2　バイオマス繊維の機械的特性の評価
5　RTM による試験片の作製
　5.1　積層構成の検討
　5.2　RTM成形によるエンジンフードの作製
6　おわりに

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リグノセルロースナノファイバーの特性と樹脂への混練
Characteristics of Lignocellulose Nanofibers and Kneading into Resin
　
　日本には再生可能資源としての木材が大量にあり,循環型社会形成のための素材として注目されている。その木材を解繊していくとセルロースナノファイバーという様々な機能を持った新たな素材を製造することができる。木材から製造したセルロースナノファイバーについて,特性や現在注目されている樹脂強化の研究について記載する。

【目次】
1　はじめに
2　セルロースナノファイバーとリグノセルロースナノファイバー
3　樹脂への分散
4　おわりに

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CNFの応用とCNF複合樹脂マスターバッチ
Application of CNF and CNF Resin Composite Masterbatch

　セルロースナノファイバーは植物由来の天然素材ということもあり,同じく樹脂用強化フィラーの類であるガラス繊維,炭素繊維と比較して環境に配慮している素材として優位性がある。本件では,セルロースナノファイバー応用製品と,主に同じく環境に良い材料であるバイオプラスチック類との複合材料,及びそれらの成型品も含め紹介させて頂く。

【目次】
1　序論
2　プラスチック,樹脂の分類
3　弊社においての種々の石油系プラスチック,生分解性プラスチック,バイオマスプラスチックや廃プラスチックとのセルロースナノファイバー複合体材料
4　弊社においての生分解性樹脂
5　非可食性バイオマスであるセルロース系生分解性樹脂
6　セルロースナノファイバーを複合した100%天然バイオマス生分解性組成を維持したまま汎用の成型機で大量生産できる樹脂材料とそれを用いた各種成形品
7　100%天然バイオマス系生分解性樹脂材料から作られるセルロースナノファイバー複合生分解性ビーズ,スクラブ,微粒子
8　100%天然バイオマス系材料から作られる各種植物油へのCNF分散体
9　100%天然バイオマス系材料からなるコーティング材料,色材製品など
10　抗菌性を持つ天然バイオマス系生分解性樹脂,コーティング材料
11　セルロースナノファイバー複合然バイオマス系生分解性樹脂で作ったネイルチップ,付け爪

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セルロースナノファイバー(CNF)複合樹脂STARCEL®の開発状況と応用展開
The Development and Application of Cellulose Nano Fiber (CNF) Reinforced Plastics “STARCEL®”

　当社は,変性CNFを樹脂に配合したマスタバッチSTARCEL®を開発し,樹脂添加剤としての用途開発を行っている。代表的な配合効果として,樹脂の補強効果,耐熱性向上効果,発泡体の気泡径を微細化して補強する効果,ゴムなどの軟質材料の補強効果が確認されており,実用化に向けた研究開発の一例を紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　CNFの特徴と製法
3　CNF 配合樹脂STARCEL®
4　研究開発事例
　4.1　T-NC316の成形材料への適用
　4.2　T-NC318 の発泡材料への適用
　4.3　T-NC318 のゴム材料への適用
5　まとめ
6　今後の展開
　
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脱炭素社会への貢献が期待されるセルロースナノファイバー
Cellulose Nanofibers that Expected to Contribute toward a Decarbonized Society

　菅首相の2050年カーボンニュートラル宣言を受け,日本は脱炭素社会に向けた変革期にある。この実現のためには,資源の採取や素材製造から使用・廃棄に至る製品の一生を通じたCO2排出量の大幅な削減が求められる。CNFはその一つの切り札として期待されている素材であることを,自動車へのCNFの適用事例を通して紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　カーボンニュートラル,脱炭素社会
3　脱炭素技術としてのCNFの評価
4　CNFを活用した脱炭素社会の将来像

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[Material Report-R&D]

水素/空気二次電池の開発と放電特性の向上
Development of Metal-Hydride Air Secondary Batteries and Improvement of Discharge Characteristics

　パイロクロア型結晶構造を持つBi2Ru2O7-z を空気極触媒に用い,水素/空気二次電池の電池特性を評価した。MnO2助触媒の添加や分散性向上により,充放電時の空気極反応の過電圧を低減でき,良好な反応場形成のための空気極設計指針を得た。実用化に向けた取り組みとして18直列の積層可能な電池モジュールを開発し安定な充放電特性を得た。

【目次】
1　はじめに
2　水素/空気二次電池の反応式とその特徴
3　水素/空気二次電池用空気極の開発
　3.1　空気極用触媒の選定
　3.2　空気極の課題と対応
　3.3　MnO2添加による放電性改良
　3.4　分散性向上による空気極の放電性改良
4　水素/空気二次電池のセル開発
　4.1　電池の大型化・積層化
　4.2　積層型モジュールの充放電特性
5　おわりに

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[Market Data]

3Dプリンター材料動向

1 市場動向
2 材料別動向
　2.1　ABS樹脂
　　2.1.1　主なABS フィラメントメーカー
　2.2　PLA樹脂
　2.3 ポリカーボネート
　2.4 青銅
　2.5 セラミック
　2.6 炭素繊維
　　2.6.1　 主な炭素繊維強化プラスチック材料メーカー
　2.7 チタン
　　2.7.1　チタン材料の主なメーカー
　2.8 グラフェン
　2.9 アルミニウム
　2.10 熱可塑性エラストマー
　　2.10.1　主な熱可塑性エラストマー材料メーカー
　2.11 ゲル
　2.12 エポキシ樹脂
　2.13 その他
　　2.13.1　PP(ポリプロピレン)ライク樹脂
　　2.13.2　ABSライク樹脂
　　2.13.3　ナイロン樹脂
　　2.13.4　ゴムライク樹脂
　　2.13.5　ASA樹脂
　　2.13.6　PC-ABS樹脂
　　2.13.7　ULTEM(PEI)樹脂
　　2.13.8　ポリプロピレン(PP)
　　2.13.9　樹脂ワックス
　　2.13.10　ゴールド
　　2.13.11　シルバー
　　2.13.12　プラチナ
　　2.13.13　真鍮
　　2.13.14　ステンレス
　　2.13.15　ベリリウム銅
　　2.13.16　石膏パウダー

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[Material Profile]

トリス(2-ヒドロキシエチル)イソシアヌレート

著者一覧
斎藤拓　　東京農工大学
高松晃大　　東京農工大学
棚橋満　　富山県立大学
若子竜也　　(元)名古屋大学
髙橋佑希　　(元)名古屋大学
齋藤裕司　　スリーエム ジャパン イノベーション(株)
柿崎亜美　　スリーエム ジャパン イノベーション(株)
白鳥英明　　スリーエム ジャパン イノベーション(株)
硯里善幸　　山形大学　
山本泰生　　ハクスイテック(株)　
浅見圭一　　日本スピンドル製造(株)　　
小石川敦史　　(株)UACJ
　　

目次
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【特集】透明樹脂の高機能化と応用展開

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ポリマーブレンドによる透明樹脂の複屈折制御
Birefringence Control of Transparent Resin by Polymer Blends

　透明樹脂の複屈折に求められる特性は多様化している。本稿では,ポリマーの複屈折の基礎的事項を述べてから,相溶しているポリマー/ポリマーブレンドとポリマー/低分子ブレンド,およびミクロ相分離構造体の複屈折挙動について概説する。また,それら複屈折制御による複屈折の低減化や逆波長分散性の発現について述べる。

【目次】
1　はじめに
2　ポリマーの複屈折
3　ポリマー/ポリマー系での複屈折の低減化
4　ポリマー/低分子系の複屈折挙動
5　ミクロ相分離構造体の複屈折
6　位相差フィルムの複屈折
7　おわりに

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無機ナノ粒子との複合化による透明アクリル樹脂の屈折率制御
Refractive Index Control of Transparent Acrylic Resin Composites with Inorganic Nanoparticles

　アクリレート系ラテックスと無機ナノ粒子の大小コロイド粒子の自己集積化を活用した無機/アクリル樹脂系透明複合材料の簡易調製法に関する基礎研究の成果の一部を紹介する。本法で実現可能な複合材料内の屈折率調整用無機ナノ粒子の規則的な配列により,母材であるアクリル樹脂の屈折率が大きく変化することが明らかとなり,アクリル系光学樹脂の屈折率制御の有効な技術となり得る可能性が見いだされた。

【目次】
1　はじめに
2　異種微粒子集積法による無機ナノ粒子とアクリル樹脂の複合化
3　無機/アクリル樹脂系複合材料の透明性
4　無機/アクリル樹脂系複合材料の屈折率
5　まとめと今後の展望

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液晶ディスプレイ向け近赤外光透過システム
Near Infrared Transmission System for Under LCD Sensor Displays
　
　液晶ディスプレイの表示性能を向上させるために使用される従来の光学フィルムは,可視光および近赤外光を反射,散乱,および屈折させるため,液晶ディスプレイを通しての近赤外光イメージングが困難である。そこで,従来の液晶ディスプレイが有する光学特性を維持しながら,近赤外光を用いたイメージングを可能とする,新たな輝度向上フィルムおよびコーティング技術を開発した。近赤外光透過システムNear IR Transparent Systems(NITS)を使用することにより,液晶ディスプレイに指紋認証機能を組み込んだスマートフォンを実現する。

【目次】
1　はじめに
　1.1　従来の液晶スマートフォン搭載の光学フィルム
2　実験
　2.1　近赤外透過型光学フィルム
　　2.1.1　コリメーションフィルム
　　2.1.2　拡散フィルム
　　2.1.3　反射フィルム
　2.2　LCDバックライトの可視光制御
3　結果
　3.1　液晶ディスプレイ上での指紋認証
　3.2　NITSシステムの光学性能
4　まとめ

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フレキシブル有機ELの封止技術と材料
Barrier Technologies and Materials for Flexible OLEDs

　有機ELはフレキシブル化可能であるため,IoTデバイスなど,今後一層普及が見込まれる。本稿では,特に有機ELの「フレキシブル化技術」にフォーカスし,その劣化メカニズムや,実際の封止構造,当研究室の取り組みを紹介する。有機ELは水蒸気による酸化が顕著なデバイスであるため,水蒸気バリア構造が必要である。

【目次】
1　はじめに
2　有機ELの原理と特徴
3　有機ELの封止構造
4　フレキシブル有機ELディスプレイの封止構造
5　当研究室の取り組み
　5.1　スリミングによる湾曲可能なガラス基板ベースの有機ELパネル
　5.2　水蒸気透過性の低いラミネート部材
　5.3　ウェットプロセスによるバリア構造の形成
6　おわりに
　
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ZnOナノ粒子による樹脂窓材料の赤外線,紫外線遮蔽性向上
Shielding of Infrared (IR) and Ultraviolet (UV) Rays by Coating of Windows with Zinc Oxide (ZnO) Nanoparticles　

　ZnOに3価金属元素をドープしてn型導電性を付与し,更に,ナノ粒子化すれば,可視光に透明性を持ちながら,IR及びUVを遮蔽する能力を併せ持つようになる。本稿では,導電性ZnOナノ粒子の分散・塗布によって得られた塗膜の分光特性と併せて,プラズマ蒸着膜の特性についても紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　導電性酸化亜鉛
　2.1　粉末の特徴
　2.2　粉末の分光反射率
3　塗布膜の分光透過率・反射率・吸収率
4　蒸着膜の分光透過率・反射率・吸収率
5　今後の課題と展望
　
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[Material Report-R&D]

水系プロセスによるハイニッケル系正極スラリー製造方法　
―流体力学的キャビテーションの利用―
High Nickel Cathode Slurry by Aqueous Process　
-Effect of Hydrodynamic Cavitation-

　流体力学的キャビテーションを利用した粉体高速混合・分散装置「ジェットペースタ」により次世代リチウムイオン電池高容量ハイニッケル正極活物質の水系スラリー化に成功した。ジェットペースタの減圧吸引力を利用し炭酸ガスをスラリーに注入することにより簡単に高アルカリ性を中和しアルミ箔を腐食させず塗工できることが判明した。電極性能も良好で炭酸ガスによる悪影響もなかった。本方法は,有機溶媒フリーのスラリー製造方法のため環境にも人にもやさしく初期設備投資(溶剤回収装置)も不要になるというメリットもある方法であるため報告する。

【目次】
1　はじめに
2　流体力学的(ハイドロダイナミック)キャビテーション効果とジェットペースタ
3　既存の分散装置とジェットペースタについて
4　電気自動車(EV)の流れ
5　リチウムイオン電池(LiB)次世代正極スラリーについて
6　次世代高容量正極活物質の水系スラリーへの適用
　6.1　炭酸ガスの優位性
　6.2　NCAの場合
　6.3　電極スラリー及び電極の作製
　6.4　電極特性
7　「ジェットペースタ」のラインアップと使用方法
8　おわりに

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銅のドライコーティングを用いた透明な抗菌フィルム
Transparent Antibacterial Film with the Copper Dry Coating

　医療施設をはじめ,細菌やウイルスによる感染が社会的な問題となっており,医療現場では手摺やドアノブ,医療機器など共用物を介した接触感染による院内感染が度々発生している。当社では銅の高い抗菌性を活かした製品開発を進めており,本稿では医療機器のタッチパネルやキーボードなどに使用する透明な銅薄膜フィルムについて開発の経緯とともに紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　開発経緯
3　銅の抗菌作用
4　銅薄膜フィルムの製造方法
5　銅薄膜フィルムの特徴
6　SARS-CoV-2流行と銅薄膜フィルムの応用
7　おわりに

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[Market Data]

電池用材料・ケミカルスの市場

　2019年の一次電池・二次電池の合計出荷数量は,前年比8.9%減の44億3,700万個なった。二次電池は,2010年の民生需要の回復,車載用リチウムイオン電池市場の立ち上がりなどにより,高い成長を達成したが,2011年には東日本大震災の影響により,生産量が減少した。現在では環境負荷軽減の要請が高く,今後もHV,EV車需要の拡大とそれに伴う二次電池の需要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,使用される電池の出荷数量にほぼ比例した推移となっており,ハイブリット自動車向けの需要拡大に加え,電気自動車向けの需要の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。

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]

ドデカン二酸
トリメチロールプロパントリメタクリレート