成果報告書詳細
管理番号20140000000785
タイトル平成25年度成果報告書 機能性化学材料の現状と中長期技術開発課題に関する調査
公開日2015/1/31
報告書年度2013 - 2013
委託先名株式会社三菱化学テクノリサーチ
プロジェクト番号P09018
部署名電子・材料・ナノテクノロジー部
和文要約本調査では、我が国の機能性化学産業を材料産業だけでなく出口産業での更なる競争力強化及び発展につなげていくために、社会貢献度の特に高い機能性化学材料に絞って、国内外の技術開発動向や当該分野の市場環境、材料メーカーのニーズ・シーズ等の基礎調査を行い、さらに、出口系企業(デバイスメーカー等)へのヒアリング調査を実施して、国が支援すべき技術開発内容を検討し、プロジェクト立案に向けたグランドデザインを策定した。
 まず、具体的な機能性化学材料として、サーマルマネジメント材料、機能性フィルム、医療材料の三つを取り上げた。サーマルマネジメント材料では、電子機器、自動車、家電、住宅、産業設備などの用途において、放熱性、断熱性、遮熱性、熱電変換といった熱制御機能が求められている。そのうち、本調査では、波及効果の大きい放熱材料に焦点を当てた。機能性フィルムでは、電子・電気、自動車、ディスプレイ、エネルギー、包装、食品、健康・医療、建築土木といった様々な用途で、目的に応じた様々な機能(機械的特性、耐久性、耐熱性、バリア性、光学特性など)が求められている。そのうち、サーマルマネジメント材料への展開も踏まえて、その他の機能性フィルムでも共通的に必要とされる高耐熱性、高バリア性に焦点を当てた。医療材料は、診断機器、治療機器、身体機能代替機器、さらには、再生医療や創薬との接点の位置付けられる医療機器において使用される材料で、高分子材料、金属材料、セラミックス材料という多岐な材料が関係している。その中で、特に新しい材料へのニーズが高い、人工骨・関節インプラント、ディスポーザル医療機器向け材料、DDS向け材料に注目し、さらに、人工骨・関節インプラント向けの3Dプリンター材料に焦点を当てた。
 次に、これらの機能性化学材料について、技術開発動向、市場環境、材料メーカーへのニーズ・シーズといった側面での現状を明確にし、そこでの中長期的な技術開発課題を抽出した。
 最後に、このような現状と課題を踏まえて、サーマルマネジメント材料と機能性フィルムを統合した「革新的熱制御機能発現型フィルム部材の開発」及び「機能性フィルム部材共通基盤の構築」からなるプログラム案と、医療機器分野における「アプリケーションスぺシフィックな革新的医療材料の開発」を促進するための3Dプリンターによる人工骨・関節インプラントの開発、及び「医療材料評価基盤の構築」からなるプログラム案について、そのようなプログラム立案のためのグランドデザインを策定した。
英文要約 In this study, we selected three types of functional chemical materials having high impact on industry. For these materials, we examined the current status of technology development, market environment, and the technological seeds and needs from material manufacturers.Furthermore, we interviewed experts belonging to assembly manufacturers or device manufacturers. From these results, we clarified the outline of new materials development to obtain the support from the national government.
Specifically, we focused on thermal management materials, functional film materials, and medical materials as the typical functional chemical materials. The thermal management materials are widely used on electronics, automotive, home electronics, housing and industrial equipments. In such materials, the thermal control functions such as heat dissipation, thermal insulation, heat shield and thermoelectric conversion are important. The functional films are used in various applications such as electrical and electronic, automotive, display, energy, packaging, food, health and medical care, and building and civil products. For these materials, the proper performance balance between mechanical properties, durability, heat resistance, gas barrier and optical properties is desired. Medical materials are used in the diagnostic devices, therapeutic apparatus, alternatives to the physical function, and medical devices related to regenerative medical techniques and drug discovery. For these functional chemical materials, the technology development challenges over the medium- to long-term were showed clearly.
Finally, we proposed two research programs. The first program aims to develop novel functional films having thermal control function and construct a common basis for evaluating their performance. The second program aims to develop novel artificial bone and joint implants using 3D printers and construct a common basis for evaluating their performance. We presented a strategic grand design for each research program. This survey will provide an oppotunity for the enhancement of industrial competitiveness in the field of the related materials, devices, and applications in future.
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