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セラミックファイバーとは

セラミックファイバーとは、アルミナやシリカなどのセラミックスで作られた繊維材料です。

一般的にセラミックファイバー質耐火断熱材として、鉄鋼、非鉄金属、化学プラント、各種工業炉など産業用途に幅広く活用されています。

これらの用途以外にも、軽量で通気性が高く、優れた耐火断熱性能を有していることから、自動車産業、電子・半導体産業、建築用材料などの分野に広く機能展開されています。

人造鉱物繊維の一種であるセラミックファイバーは、原料の違いにより種類は大別され、RCF（Refractory Ceramic Fiber）、AES (Alkaline Earth Silicate Fiber)、 PCW（Polycrystalline wool, Alumina Fiber）が存在します。セラミックファイバーは1000℃以上の高温域に耐用し、中でもPCWは、使用条件次第では1600℃の耐用が可能となっています。

昨今のCO2削減によるカーボンニュートラルの実現に向けて、エネルギーや熱の有効活用のため、耐熱性と断熱性の両方の特徴を有するセラミックファイバーの用途は、全産業に渡り、ますます拡大してきています。

日本国内においては、2015年11月から施行・適用された「労働安全 衛生法施行令の一部を改正する政令」及び「労働安全衛生規則等の一部を改正する省令」により、RCFは表示対象物、特定化学物質の管理第２類物質に位置づけられるとともに、予防規則の適用を受けることになりました。それに伴い、規制対象外である、AES、PCWの活用が広がりつつあります。

セラミックファイバーの使用用途

セラミックファイバーは様々な場面で使用されます。以下はその主な用途の一例です。

1. 自動車産業

自動車のエンジン排気管やターボチャージャーの断熱材として使用されます。これにより、高温の排気ガスが周囲の部品に与える影響を軽減することが可能です。また、エンジンルーム内での熱を遮断し、周囲の電子部品やプラスチックパーツなどを保護する役割も果たします。

2. セメント産業

セメントを焼成するためのロータリーキルン炉の断熱材としてセラミックファイバーが採用される場合があります。高温の環境での耐熱性と断熱性を提供し、効率的な生産を支えます。また、セメント工場の排気システムやダクトなどにもセラミックファイバーを使う場合があり、熱損失を最小限に抑えることが可能です。

3. エネルギー産業

セラミックファイバーは火力発電所のボイラーやタービンの断熱材として使用されます。断熱材は高温の熱エネルギーを効率よく利用するために不可欠です。また、耐食性にも優れているため、石油化学プラントでの高温プロセスや腐食性ガスに耐えるための設備保護に使用されることもあります。

4. 航空宇宙産業

航空機や宇宙船のエンジン部品、断熱タイルなどに使用されることも多いです。これにより、高高度の環境から機体を保護することができます。高温に耐える性能が求められる場面で重宝されています。

セラミックファイバーの原理

セラミックファイバーの断熱性は、その材料の特性に基づいています。一般的に使用されるセラミックファイバーは主にアルミナやシリカなどのセラミックスを原料としています。これらのセラミックスは高温に耐える性質がある点が特徴です。

セラミックは一般的に熱伝導率が低い特性もあるため、高温の環境下で熱を効率的に遮断することが可能です。また、セラミックスは原子レベルで密に結合した結晶構造を持ちます。このため、高温下でも分子や原子の振動が大きくなりにくく、材料の強度や耐久性が維持されます。

化学的にも安定しており、酸やアルカリ及びその他の腐食性物質に対しても耐性があります。これにより、様々な環境下で安定した性能を発揮することが可能です。

これらの特性により、セラミックファイバーは高温の環境での断熱材や耐火材として広く使用されています。産業の安全性と効率性を向上させる重要な素材となっています。

セラミックファイバーの種類

セラミックファイバーにはいくつかの種類があります。以下はその一例です。

1. アルミナセラミックファイバー

アルミナ (酸化アルミニウム) を主成分とするセラミックファイバーです。非常に高い耐熱性を持ち、1,200度以上の高温に耐えることができます。主に高温環境での断熱や保護に使用されます。

2. シリカセラミックファイバー

シリカ (二酸化ケイ素) を主成分とするセラミックファイバーです。1,000度以上の高温に耐える耐熱性を有しつつ、軽量で柔軟性があります。また、耐蝕性が高く、化学プロセスの断熱材や、耐火材として広く利用されています。

3. アルミナ・シリカ混合セラミックファイバー

アルミナとシリカを混ぜることで製造されるセラミックファイバーです。アルミナとシリカを混合することで材料の熱膨張特性を調整し、熱サイクルや急激な温度変化に対する耐性を向上させることができます。金属製造やエネルギー産業での高温プロセスの断熱材として広く使用されます。

4. ジルコニアセラミックファイバー

ジルコニア (酸化ジルコニウム) を含有または主成分とするセラミックファイバーです。耐熱性の高さが特徴で、1,500度以上の高温下でも安定した性能を発揮します。高温のエネルギー産業や特殊な化学プロセスで使用されます。

天板加工とは

天板加工とは、木材をテーブルやカウンターなどの天板として使用する際に必要となる加工です。

天板には、天然木の一枚板や、集成材、表面にカラーのメラミン板を貼ったものなど、様々な種類があります。板材を天板製品として加工する作業には、板材をフラットに加工する平面加工や、製品の形に切断する加工、側面を滑らかにする加工などがあります。

天板加工の使用用途

天板加工で製造される天板は、様々な家具製品に使用されています。

• 学校用机
• ダイニングテーブル
• 商業施設のテーブル
• カフェテーブル
• ローテーブル
• テレビボード
• 各種カウンター・棚

こうした家具製品は、家庭用や教育施設用の他、食堂施設、コンビニのイートインコーナーや商業施設などのキッズスペース、オフィスの打ち合わせスペースなど、多様な分野で使用されます。

天板加工の原理

天板に使用される板材は、無垢材、集成材、積層材、繊維材などです。使用する板材に合わせて適切な加工を行い、また、製品の天板サイズに合わせて適切なカット・成型を行います。天板エッジの加工は、見た目の印象を左右し、肌や物への当たりを柔らかくして安全性を向上させる効果があります。天板隅のR加工には様々な形状があります。

1. 無垢材

無垢材とは、切り出した木材をそのまま一枚板の板材として使用するものです。無加工の一枚板は木の特性やその木材の置かれていた環境によりねじ曲がったり、でこぼこしているため、天板として使用するには平面加工を施すことが必要です。平面加工の工程では大型のプレーナーサンダーなどを使用して、一枚板を裏表から削り出し、フラットに仕上げます。

2. 集成材・積層材・繊維材

集成材とは、小さな寸法に切り出した小さな角材や挽板を、寄木のように接着剤で固着して再構成した材木です。

積層材は、薄めの挽板を何層か重ね合わせて作られた合板です。単板であるベニヤを積層して成型されます。木目を90度互い違いに熱圧接着して積層することにより、強度を高めることが可能です。

繊維材とは、木材チップやおがくずなどを一度細かな繊維の状態にしてから接着剤などで圧着加工した板材です。他の木材と比較して軽量に仕上がり、安価に入手できるため幅広く利用されています。テーブル天板として利用する際は、突板や化粧板による仕上げが必要です。

3. 化粧板加工

天板として使用される板材は、表面に仕上げ加工が施されます。一般的に、繊維材や積層材の板材には、表面に突板や樹脂化粧板などの化粧板が張られます。

突板 (つきいた) 仕上げとは、主に繊維材、積層材の板材に施される加工です。突板と呼ばれる0.2㎜～0.6㎜程度の薄いシート状の天然木板材を張ります。天然木の木目を生かした風合いになることが特徴で、樹脂化粧を施した板材との対比により、天然木化粧板と呼ばれることもあります。

樹脂化粧板とは、メラミンやポリエステルなどのプラスチック樹脂板を化粧板として板材に施す加工です。特に、メラミン樹脂は高耐熱性、高強度、表面が滑らかで清掃性が高いなどのメリットがあり、業務用のテーブル天板に一般的に使用されます。芯材には繊維材や積層材が用いられることが多いです。プラスチック樹脂のため自由度の高い彩色が可能です。

4. 塗装加工

無垢材や集成材の場合でも、表面に塗装加工を施すことが一般的です。無塗装のままでは、水シミや汚れ、小キズができてしまうため、塗装にはこれらを防ぐ役割もあります。天板に用いられる塗装は、主にウレタン塗装、オイル塗装、ラッカー塗装の3種類です。

ウレタン塗装仕上げは熱や水に強く、傷や汚れもつきにくい耐久性のある塗装です。最も一般的な塗装として使用されます。

オイル塗装は木の質感を最大限に活かした塗装で、高級感のある仕上がりになりますが、一方で水シミなどの防汚性には劣ります。

ラッカー塗装は木の質感を残しながら、傷や汚れをつきにくくした塗装です。ウレタン塗装ほどの強度はありませんが、オイル塗装よりは傷がつきにくくなっており、塗膜を張るのですべすべした感触になります。

天板加工の種類

天板加工には、前項までに挙げた一般的なものの他、特殊なものもあります。例えば、天板に穴をくり抜いて植栽を設置することができるようにする加工や、学校の多目的教室などで使用される瓢箪型や台形型などの特殊形状の天板成型などが挙げられます。

また、帯鋸仕上げ、丸カンナ仕上げ、うづくりなどは、板材の木目や質感を活かす特殊な表面加工です。帯鋸仕上げとは、木材を丸太から製材する時に使用した帯鋸の切断跡を生かした加工であり、丸カンナ仕上げでは木目に対して直角方向にカンナ掛けすることで横から見ると波模様に見える仕上げです。多様な種類の天板加工があり、製品に合わせて使い分けられます。

液化天然ガスとは

液化天然ガス (LNG) とは、天然ガスを液体状態に冷凍した製品です。

天然ガスは気体状態で採取されますが、液化することで体積を大幅に減少させ、密度を高めることが可能です。これにより、輸送や長期間の保存が容易になります。液化天然ガスは主にメタンを主成分とする天然ガスから作られ、エネルギー源として世界中で広く利用されています。

また、液化天然ガスは燃焼時に発生する二酸化炭素や窒素酸化物の排出量が、ガソリンや重油などと比較して少ない点も特徴です。したがって、環境に対する影響が相対的に軽減されることがあります。重油などから液化天然ガスへ燃料転換することで、地球温暖化ガスの排出量を削減することができます。

液化天然ガスの使用用途

液化天然ガスは様々な用途で使用されます。以下はその一例です。

1. 発電所

液化天然ガスは発電所で広く使用されています。ガスタービン発電やガスエンジン発電などでは液化天然ガスも主流な燃料の一つです。これらの発電技術は発電および排熱利用効率が高く、電力と熱源を安定して供給することが可能です。

また、液化天然ガスを使用した発電所は比較的迅速に立ち上がる点も特徴です。したがって、ピーク時の需要対応が容易であるという利点もあります。これにより、エネルギー供給の安定性が向上します。

2. 産業用燃料

液化天然ガスは鉄鋼業やセメント製造にも広く活用されます。鉄鋼業では高温での溶解や鋳造プロセスにおいて、液化天然ガスが燃料として使用されています。また、セメント製造プロセスでは高温のロータリーキルン炉などを使用しますが、その燃料として液化天然ガスを採用することも多いです。

3. 商業施設

液化天然ガスは商業施設の暖房や給湯に使用されることもあります。液化天然ガスは高い熱量を有しており、効率的な暖房・給湯が可能であるためです。一部の地域では都市ガスの代替としてLNGが利用されており、インフラの整備が進んでいます。

4. 運輸燃料

海洋船舶においても、環境規制が厳しくなる中で、液化天然ガスを船舶燃料として利用する動きが広がっています。これにより、大気汚染物質の排出量を削減することが可能です。バスやトラックに使用される場合もあり、ディーゼル燃料に代わる選択肢として注目されています。

液化天然ガスの原理

天然ガスはメタンやその他の炭化水素から成り立っており、常温では気体状態です。液化天然ガスはこれらを冷却し、液体化した製品です。

製造工程では、低温での圧力を制御しながら天然ガスを液体に変換します。液化により、ガスの体積を約600倍も減少させることが可能です。液化には液体窒素や液体メタンなど、極低温の液化ガスが使用されることがあります。

液化された天然ガスは特殊なタンク容器に保管され、輸送されます。主に断熱された二重壁のタンクが使用され、内側には液化ガスを保管し、外側には断熱材が配置されています。これにより、液化ガスの保持温度を一定に保つことが可能です。

液化された天然ガスを使用地点で再びガス状態に戻す場合、再ガス化設備を使用します。蒸発器や温度管理装置が一例であり、安全かつ効率的に再ガス化を行うことが可能です。

液化天然ガスの選び方

液化天然ガスの供給企業を選ぶ際には、以下の要素を考慮することが重要です。

1. 信頼性

サプライヤーが安定した液化天然ガスの供給を行ってきたことを確認します。過去の取引実績や信頼性を調べることが重要です。また、液化天然ガスは危険な物質でもあるため、取り扱いにおける安全性の記録や規制遵守状況を確認し、安全基準を満たしていることも評価します。

2. 供給能力

サプライヤーの液化天然ガス供給能力を評価し、需要に応じて確実に供給できることを確認します。 LNGの輸送インフラの整備状況や、需要地に適切に接続されていることを確認することが重要です。

3. コスト

液化天然ガスの価格は市場価格に影響されますが、競争力のある価格設定を行っているかを比較検討します。また、契約の柔軟性や長期的な安定性を確保するために、供給量や価格調整メカニズム、契約期間、違約時の条件などを明確にしておく必要があります。

液化石油ガスとは

液化石油ガス (LPG) とは、天然ガスや原油から生成される燃料ガスです。

主成分はプロパンとブタンで、これらは圧力をかけることで液化する性質を持っています。エネルギー源として広く利用されており、家庭での暖房・調理、さらには自動車の燃料としても使用されています。

液化石油ガスは小さな容器に多くのエネルギーを詰め込むことが可能です。そのため、コンパクトで効率的なエネルギー源として利用されています。比較的少ない容積で大量のエネルギーを輸送・保管することが可能です。

また、燃焼時に発生する二酸化炭素や窒素酸化物も比較的少ない点も特徴の一つです。環境に対する影響が比較的少ない燃料として活用されています。

液化石油ガスの使用用途

液化石油ガスは様々な用途で使用されます。以下はその一例です。

1. 一般家庭

液化石油ガスは主にガスコンロやガスオーブンの燃料として利用されます。プロパンやブタンを主成分とするLPGはすばやく安定した火力を提供し、料理の調理時間を短縮させることが可能です。特に地方ではLPGが一般的な調理用エネルギー源として利用されています。

2. 工業

液化石油ガスは多くの工業プロセスで使用されます。溶接作業や金属加工および熱処理などの工程での燃料として重宝されます。高温を要するプロセスや、安定した燃焼性能が必要な場面で特に有用です。

3. 農業

農業では、温室の暖房や畜舎の暖房に使用されます。特に冷涼な地域や寒冷地域では、作物の生育環境を維持するために重宝されます。これにより、季節や地域を問わずに商品価値の高い作物を生産することが可能です。

4. 自動車産業

一部の国や地域では、一般的に自動車や商用車両にLPGが使用されています。LPG車両はガソリン車両やディーゼル車両に比べて、環境への影響が少ないとされています。LPGの燃料効率が高く環境にも優しいため、特に都市部での交通渋滞時における大気汚染の低減に寄与しています。

液化石油ガスの原理

液化石油ガスは主にプロパン (C3H8) とブタン (C4H10) から構成されます。これらのガスは通常の気温と気圧では気体ですが、圧力をかけることで液化する性質を持っています。液化石油ガスの製造は、天然ガスや原油の精製から得られたガスを圧縮し、液化させる仕組みです。

天然ガスや原油の精製過程で得られたガスを圧縮します。圧縮後、高圧下で冷却することによって、ガスの温度が下がります。この過程でプロパンやブタンの気体は液体に変化し、液化石油ガスとして収集することが可能です。

液化石油ガスは特殊なタンクや容器に貯蔵されます。これらのタンクは耐圧性があり、液化ガスの圧力や温度を管理するための計器などが備わっています。貯蔵された液化石油ガスは、タンクローリーや船舶などで輸送されることが多いです。

使用時には、液化石油ガスは専用のガス供給装置から利用されます。適切な圧力でガスをバーナーや炉に供給し、点火・燃焼させることで熱エネルギーを得ることが可能です。

液化石油ガスの選び方

液化石油ガスのサプライヤーを選ぶ際は、以下の要素を考慮することが重要です。

1. 組成比

液化石油ガスの成分比率は、使用目的に応じて変更することができます。すすや汚れを少なくしたい場合は、ブタジエンなどの含有量が少ない製品を選定します。また、火力を向上させたい場合は、イソブタンの含有量が多い製品を選定することも可能です。

2. 供給形態

液化石油ガスの供給形態には様々な種類が存在します。ボンベやタンクローリーなど、使用量や設置場所に応じて選定することが可能です。需要に応じて適切な供給形態を選ぶ必要があります。

3. 価格

液化石油ガスは規格化された製品であり、品質は一定水準以上に保たれていることが多いです。同等の品質と供給の中で、経済的な選択肢を選ぶことが求められます。市場価格の変動や価格設定の透明性も考慮することが重要です。

4. 安全性

液化石油ガスは燃焼する物質のため、安全に取り扱うことが非常に重要です。使用する液化石油ガスは、地域の安全基準や規格に適合させる必要があります。安全性の確保と法令の遵守を考慮してサプライヤーを選定します。

監修:帝国器材株式会社

学校内装とは

学校内装とは、学校などの教育施設における内部空間のデザインや設備を指します。

学校内装は、学習の質や児童生徒の集中力、快適さに直接影響を与えます。学校内装の考え方は、小中学校に限らず、高校・大学、学習塾なども含めて幅広く取り入れられています。安全かつ機能的で、過ごしやすく学びやすい環境整備が行われており、特に木材を取り入れた内装設計が多く行われています。

学校内装の使用用途

学校内装は、主に以下のような教育施設で取り入れられています。

• 小中学校
• 高等学校
• 大学
• 学習塾・予備校

学校のなかでも普通教室のみならず理科室などの特別教室や図書室、体育館、廊下、昇降口、トイレなどの内部空間も学校内装に含まれます。

学校内装は、それぞれの空間において、児童生徒が過ごしやすく学びやすい環境だけでなく、教職員が快適に過ごしながら円滑に業務ができる環境も提供します。また児童生徒と教職員のコミュニケーションを促進し、安心感を与えます。さらに運動会などの特別なイベントにも対応できるよう柔軟性のある設計が行われます。

学校教育には、他者や環境との社会的な関わりの中で精神の成長を促すことや、基本的な生活習慣の確立と、社会生活を送る上での規範意識を身に付けさせる役割もあります。このような学習活動を支える空間として、児童生徒同士の交流を生む空間や豊かな芸術空間などの構築が必要とされる場合もあります。

また、運動を通じて体力を養い、身体の成長を促すことも学校教育の目的の一つです。日常的な体力づくりを行うための体育館などの運動施設や、食育を充実させるための空間なども学校内装における役割に含まれます。

学校内装の原理

1. 概要

学校内装は、児童生徒の学習・生活の場としてふさわしい環境整備を行うことが重要です。安全性や機能性、意匠性などのバランスが求められる他、近年では多様な学習形態への対応が必要となっています。

これらの環境を実現するために、教室などの広さ、空気質、温湿度、光、音などについて、配慮・工夫が必要とされています。安全性の高い材料の選択と詳細設計、空間ごとに適した色彩や照明の計画、機能的な製品の導入、家具の配置などを工夫することで、学校内装を最適化することができます。

2. 学校内装における木材利用の推進

文部科学省は、昭和60年に各都道府県教育委員会教育長宛に「学校施設における木材使用の促進について」という通知文を発出して以来、教育施設への木材利用を推進しており、学校の木造化や、学校内装における木材の利用が進められています。

木材は、温かみのある意匠性を持つと共に、室内の湿度を調整し、ブルーライトなどの目に負担をかける光を吸収するなど、室内環境を快適に保つ機能があります。特に、内装材として木材を使用することにより、風合いと快適性に優れた教育環境づくりが可能です。木材のなかでも国産材・地域材を活用することで、脱炭素化や森林の保全、地域の文化の継承、地域の活性化などにも繋がります。

学校内装の種類

1. 概要

学校内装には、教室や廊下、昇降口、図書室、体育館、トイレなど、学校内のさまざまな空間の内装が含まれます。児童生徒のための空間だけでなく、職員室など教員のための環境も学校内装の一部です。

学校内装は、それぞれの空間の用途に応じた機能性や意匠性が求められるため、様々な内装材が使用されます。普通教室に用いられる代表的な内装材は、木材や掲示ボード（クロス）、長尺シートなどです。

特別教室には、それぞれの用途に合わせた特殊な内装材が使用される場合があります。例えば、理科室には耐薬品性に優れた床材、音楽室や図書室には吸音性に優れた壁材・天井材などが使用されます。玄関やホールなど、特に高い意匠性が求められる場合には、天井や壁に木製ルーバーなども使用される場合があります。

2. 建具・パーテーション (学校間仕切り) ・防球格子戸

廊下と教室や各室を仕切る、建具・パーテーションも学校内装として用いられます。木材利用推進の観点から、木製建具・木製パーテーションの利用も進んでいます。木製パーテーションは、設計上の工夫によっては、ロッカー等の家具と一体化させることも可能です。また、木製であっても含浸加工による不燃処理を施したり、突板加工によって不燃仕様にしたりすることもできます。

スギ・ヒノキなどの国産材・地域材を利用することで、地球環境保全や林業の活性化、それぞれの地域産業の活性化、地域環境の保護等に貢献します。

体育館などに窓を設ける際に、ボールによる破損を防ぐために防球格子戸が設けられる場合があります。国産材・地域材を利用した木製防球格子戸もあり、木の温かみを感じさせながらも安全性と耐久性に優れたものがあります。

主に国産スギ材が使用されますが、スギ材はしなやかさ優れており、衝突したときの衝撃を和らげることが可能です。また木製防球格子戸は、体育館が避難所として使用されている際も、生活の場として温かみある空間を提供できることが特長です。

本記事は学校内装を提供する帝国器材株式会社様に監修を頂きました。

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ICカードリーダライタとは

ICカードリーダライタとは、ICカード (集積回路 (Integrated Circuit 以下IC) を組み込んだカード) と通信し読み取ったり書き込んだりする装置です。

ICカードは情報を電子的に記録・保持するためのカードです。銀行のキャッシュカードや、Suicaカードに代表される交通系カードがその一例です。ICカードリーダライタはこれらのカードに記録された情報を読み取ったり、新しい情報を書き込んだりすることができます。

ICカードは情報を暗号化して保持することが可能であり、情報セキュリティが高く、ICカードリーダライタを使用することで、ICカードとの認証を行ったり、暗号化通信をすることでセキュリティを強化することができます。

ICカードリーダライタの使用用途

ICカードリーダライタは様々な場面で使用されます。以下はその一例です。

1. 金融業

ICカードリーダライタは銀行が顧客に発行するキャッシュカードの管理に利用されています。顧客の口座情報や残高および取引履歴を読み取りつつ、更新された情報を書き込むことが可能です。また、カードの紛失時にもセキュリティ性能が高い点が特徴です。

2. 交通機関

ICカードリーダライタは公共交通機関で利用されるICカードの発行・チャージ・利用履歴の管理に使用されます。利用者はカードに事前にチャージした金額で、電車やバスなどを利用することが可能です。ICカードリーダライタを使ってカードにチャージしたり、利用履歴を確認したりすることができます。

3. 医療機関

医療機関でICカードリーダライタを利用することで、患者の身体情報や治療履歴を記録・管理することが可能です。例えば、患者が通院時にICカードを使用して、診察や検査の結果を記録したり、処方箋を発行したりすることができます。これにより、医療情報の精度を高め、効率的な医療サービスの提供が可能です。

4. オフィス

オフィスの入退室管理において、ICカードリーダライタは重要な役割を果たします。ICカードを使用して、従業員や訪問者のアクセスを管理することが可能です。ICカードリーダライタはカードによって個人を認証し、アクセス許可を与えるかどうかを決定します。

ICカードリーダライタの原理

ICカードは内部にマイクロチップがあり、そのチップに情報が電子的に記録されています。ICカードリーダライタはこのマイクロチップに接触または非接触で通信し、情報を読み取ったり書き込んだりする仕組みです。

接触方式では、ICカードリーダライタの接触ピンによってICカードの接触面にある端子に直接接続します。ここで電子的な信号のやり取りが行われ、情報の読み書きが行われます。非接触方式では、ICカードに近づけることで電磁波やRFID (Radio Frequency Identification) 技術を利用してカード内の情報を読み取ります。

ICカードリーダライタとICカードの間でのデータ通信には、特定の通信プロトコルが使用されています。これにより、正確で安全な情報のやり取りが可能となります。一般的なプロトコルにはISO/IEC 7816やISO/IEC 14443などがあります。

ICカードリーダライタの選び方

ICカードリーダライタを選ぶ際は、以下の要素を考慮します。

1. インターフェイス

ICカードリーダライタには、接続するコンピュータ (PC、タブレット等) とのインターフェイスとして複数の種類があります。USB接続が最も一般的に利用されることが多いですが、他にもBluetooth方式、シリアル接続やイーサネット接続などがあり、接続する対象や使用環境に応じて適切なインターフェイスを選ぶ必要があります。

2. 通信規格

ICカードの種類によって通信規格が異なります。ISO/IEC 7816はICカード表面に接続端子がある接触式ICカードの通信規格であり、主に金融業界で使用されます。ISO/IEC 14443はICカード表面に接続端子を持たない、非接触方式のカードの通信規格であり、また、ISO/IEC 18092に区分されるNFC (Near Field Communication) に対応したICカードリーダライタは交通系ICカードなどでも使用されています。マイナンバーカードは接触式のISO/IEC 7816と非接触式のISO/IEC 14443の両方に対応したICカードになります。

3. 通信速度

ICカードリーダライタの通信速度は、データの読み書きを行う際の性能を示します。特に大量のデータを処理する場合や、高速な応答が求められる場面では高速な通信速度が重要です。通信速度はリーダライタの仕様書に記載されており、使用する環境や目的に応じて適切な速度を選ぶ必要があります。

ダイシングテープとは

ダイシングテープとは、半導体ウェハーの裏面に貼られる粘着テープです。

半導体ウェハーを個々のチップ (ダイ) に分割する作業をダイシング工程と呼ばれます。半導体ウェハーを製品として利用可能なダイに分割するために欠かせないものであり、精密さと安定性が求められる重要な作業です。ダイシングテープはこの工程においてウェハーやダイを固定するためのテープです。

ダイシングテープはウェハーの裏面にしっかりと貼り付けられ、切削工程中にダイを確実に支持します。これにより、ダイがずれることなく正確に切断され、品質の高い製品が得られます。また、テープがダイの位置を安定させるため、切削作業が正確に進行し、生産性が向上します。

ダイシングテープの使用用途

ダイシングテープは主に半導体業界で使用されます。以下はその用途の一例です。

1. MEMS製造

MEMSとはMicro Electro Mechanical Systemsの略であり、小型の電子機械を指します。MEMSデバイスの製造工程では、微細な構造を持つウェハーを切断する際にダイシングテープが使用されます。これにより、微細な構造が損傷することなく製品化することが可能です。

2. センサー製造

センサーは様々な物理量や環境パラメータを検出するためのデバイスです。センサーの製造においてもダイシングテープが使用されます。加速度センサーやジャイロスコープなどを製造する際に、ウェハーを正確に切断するために貼り付けることが多いです。

3. 光学デバイス製造

光学デバイスは光を利用して情報を処理および検出するためのデバイスです。特に光学デバイスでは、ウェハーが非常に薄く、脆弱な場合があります。ダイシングテープはこれらの薄膜を保護し、加工中の損傷を防ぎます。

ダイシングテープの原理

ダイシングテープにはポリオレフィンやポリエステルなどのポリマー系フィルムが基材として使用されます。これにより、テープが柔軟性を持ち、ウェハーの曲面にも適応することが可能です。

基材の一面には、ウェハーをしっかりと固定するための粘着剤が塗布されています。この粘着剤はアクリル系やシリコーン系のものが使われ、ウェハーの表面と強固に接着します。粘着剤の特性は接着の強さや耐熱性などが重要な要素です。
粘着剤はUV剥離型と感圧型の2種類に大別されます。

粘着剤の上には保護目的で一時的に貼られるリリースライナーがあり、粘着剤が使用前に外部からの汚染を受けることなく保護する仕組みです。リリースライナーは通常はフィルムで構成されており、簡単に剥がすことができます。

ダイシングテープにはウェハーを安定して固定するために必要な強力な粘着力が求められます。しかし、同時に加工後に簡単に取り外せることも重要です。このバランスを保つことが製品の品質を保つために不可欠です。

ダイシングテープの選び方

ダイシングテープを選ぶ際は、以下の要素を考慮することが重要です。

1. サイズ

ダイシングテープの選定において重要なのは、ウェハーのサイズに合った適切なテープの寸法です。ウェハーの直径や形状に合わせて、適切な幅と長さを選ぶ必要があります。一般にテープの幅はウェハーの直径よりも若干大きめに選ぶことが推奨されます。

2. 粘着力

粘着剤種類はUV剥離型粘着剤と感圧型粘着剤に大別され、粘着力はダイシングテープのウェハーに対する接着の強さを示します。適切な粘着力を選ぶことでウェハーを安定して保持し、切削中にズレが生じるのを防ぐことが可能です。粘着力は製品の仕様によって異なり、通常はN/mmなどの単位で表示されることが多いです。

3. 基材材質

基材フィルムの材質はテープの柔軟性や耐熱性、化学的安定性に影響を与えます。ウェハーの特性や製造プロセスの要件に応じて選定します。ポリオレフィンやポリエステルが使用されることが多いです。

PETは柔軟性があり、一般的な環境下での使用に適しています。化学的安定性にも優れている点が特徴です。ポリイミドは高温耐性に優れ、薄膜でありながら高強度な基材として販売されています。

4. リリースライナー材質

リリースライナーにはシリコーン系剥離処理フィルムが多く使用されます。

What Is Material Characterization?

Material Characterization measures and evaluates the physical, chemical, and mechanical properties and performance of materials.

Properties such as strength, hardness, durability, thermal conductivity, electrical conductivity, and chemical stability of materials are tested. This provides a quantitative understanding of how a material will behave under certain conditions. Test results are used for material design, selection, and durability prediction.

Material Characterization allows objective evaluation of material properties, improving product quality control and quality assurance and reducing the risk of defective products. Additionally, the behavior of materials under specific environmental conditions can be evaluated, enabling the selection of the most appropriate material.

Uses of Material Characterization

Material Characterization is used in a variety of applications. The following are some examples:

1. Research Institutes

Research institutes perform Material Characterization to characterize new materials and determine how their properties affect material design and application. This leads to the development of new high-strength materials, energy-efficient materials, and environmentally friendly materials, among others. A better understanding of the physical and chemical properties of materials is possible.

2. Automotive Industry

Material Characterization of automotive parts and bodies evaluates their safety in collisions and durability in long-term use. Material strength, fatigue properties, durability, and corrosion resistance are important. Additionally, material property tests are conducted when developing new lightweight materials yet maintain strength and safety, as vehicle bodies are required to be lighter following stricter fuel consumption and environmental regulations.

3. Aerospace Industry

Materials for aircraft engine parts and airframe parts must withstand high temperatures and extreme environmental conditions. Material Characterization can evaluate the strength and heat resistance of specific materials at elevated temperatures.

Additionally, aircraft require lightweight yet high-strength materials to improve fuel efficiency and flight performance. Through Material Characterization, materials such as composite materials and titanium alloys that have both of these characteristics can be evaluated.

4. Construction Industry

This test is performed to evaluate the strength and fire resistance of concrete, reinforcing steel, wood, and other materials. This is essential to meet building and safety standards.

Principle of Material Characterization

Material Characterization evaluates the physical, chemical, and mechanical properties of materials. The first step is to prepare the specimen to be tested. The specimen is machined to a specific shape and size and adjusted to fit the test equipment.

The necessary testing equipment is then prepared to perform the various tests. These testing machines are designed to apply precise loads to the test specimens. The loads defined by these testing machines are applied to the specimen.

During the test, physical quantities such as loads and displacements or stresses in the specimen are measured. This allows the behavior and properties of the specimen to be quantified. The measured data are recorded for later analysis and comparison.

The data obtained from the test results are used for characterization and analysis. This is often used to determine the performance and applicability of the material. Through the above procedures, material characterization testing provides reliable data for various industrial and research fields, contributing to the design of materials and the development of new technologies.

Types of Material Characterization

There are many different types of Material Characterization. The following are some examples:

1. Impact Testing

Impact testing is used to evaluate how a material behaves under impact or sudden loading. It is performed to measure the toughness of a material and to evaluate its fracture behavior and energy absorption, especially when subjected to sudden loading. Charpy impact testing is an example.

2. Fatigue Testing

Fatigue testing is used to evaluate how a material will hold up under repeated loading. The fatigue failure or failure behavior caused by the repeated loading of a material over a long period can be verified. The fatigue life is evaluated by the number of cycles and stress amplitude by applying a specified cyclic load to the specimen.

3. Thermophysical Property Testing

Thermophysical property tests are used to determine the thermal conductivity and coefficient of thermal expansion of materials. These are important factors in determining the performance of a material under design and usage conditions.

4. Electrical and Magnetic Property Tests

Electrical and magnetic property tests are used to measure the electrical conductivity, magnetic properties, and insulation properties of materials. These properties directly affect the design and performance of electronic devices. Electrical resistance, capacitance, and magnetic permeability can be determined.

What Is ADAS Testing?

ADAS testing is a service that conducts developmental testing of advanced driver-assistance systems (ADAS), which are automotive driver-assistance systems.

ADAS includes various automotive systems that support driving operations to enhance safety and comfort for drivers and pedestrians. While the driver remains in control, vehicle systems can be partially automated, adapted, and enhanced to minimize human error and reduce traffic accidents. ADAS testing provides an environment for testing such technologies.

Uses of ADAS Testing

ADAS testing provides simulation and testing solutions for developing automotive ADAS systems.

ADAS is a driver assistance system that uses data from various sensor technologies to understand the conditions around the vehicle. ADAS systems include testing of individual hardware functions such as millimeter-wave sensors, laser radar, and cameras, testing of the on-board ECUs connected to these sensors, testing of the entire system in a virtual space, and testing of actual vehicles on a test course or similar environment. Various tests are conducted to simulate situations that may occur in a real traffic environment.

Principle of ADAS Testing

1. Technological Elements of ADAS

The realization of ADAS requires sensor technology for the external world, an onboard ECU that controls the vehicle body and other components, a fast and accurate onboard network, and an onboard locator. The main components include the following:

• Millimeter-wave radar: measures the relative distance to surrounding objects
• Laser radar (LiDAR): analyzes the distance to distant objects and the nature of those objects
• On-board cameras
• Position measurement sensors
• ADAS locator: Positioning system combining satellite positioning, gyro sensors, and vehicle speed measurement
• In-vehicle ECU (electronic control unit)
• In-vehicle networks
• Ultrasonic sensors (sonar)

2. ADAS Functions

Typical ADAS functions realized from the above-mentioned ADAS technology elements are as follows:

• Adaptive cruise control system (ACC)
• Forward collision warning (FCW)
• Collision damage mitigation braking system (AEBS: advanced emergency braking system)
• Night vision/pedestrian detection (NV/PD: night vision/pedestrian detection)
• Traffic sign recognition (TSR)
• Lane departure warning (LDW: lane departure warning)
• Lane keeping assist system (LKAS)
• Blind-spot monitoring (BSM)
• Rear cross traffic alert (RCTA)
• Driver monitoring system (DMS)
• Automatic headlamp light axis adjustment (AFS: adaptive front lighting system)
• Advanced parking assist (APA)

3. ADAS Testing

There are three main types of ADAS testing environments, depending on the development stage:

• Sensor simulation on a program in a virtual space
• Driving tests using miniature models, etc.
• Driving tests conducted on a test course or public roads by incorporating the necessary equipment in an actual vehicle

ADAS includes various sensor technologies used for each function to recognize the outside world, judgment technologies such as image recognition technology, and vehicle operation technologies such as steering wheel operation. Tests are conducted for each of these functions in the early stages of development. In the later stages of development, complex scenarios using multiple vehicles and soft targets must be created and verified in actual vehicles. A variety of weather environments are assumed, as well as pedestrians, vehicles, and other soft targets. In some cases, driving control robots are deployed to reproduce the driver’s operation with a high degree of accuracy.

Types of ADAS Tests

There are various types of ADAS tests, some of which are listed below:

1. Measuring the Distance to a Stopped Vehicle

AEBS (collision damage mitigation braking system) and FCW (forward collision warning) are important systems for avoiding accidents. These systems need to correctly monitor the road conditions ahead and the condition of the vehicle.

To test these functions, a system that can measure the distance to obstacles in real-time with an accuracy of ±2 cm using GPS is provided.

2. Indoor Test Systems

Indoor test systems are systems that simulate real-world environments with high accuracy based on actual road driving data. The system can reproduce various problematic scenes and enable evaluation on a table. Sometimes, an environment that combines the real and virtual is used.