変形で色が変わるエラストマー素材の開発とスマートマテリアルの展望

はじめに：アナログ製造業からスマートマテリアルの時代へ

製造業は、伝統的な手法や価値観が根強く残る「昭和の延長線」とも言える現場が多い一方で、デジタル技術や新素材の台頭が現場の風景を大きく塗り変え始めています。

サステナビリティや省人化、省エネなどが叫ばれる中、スマートマテリアルのひとつである「変形で色が変わるエラストマー素材」は、今まさに熱い注目を集めています。

この記事では、長年、調達購買や生産管理の現場に携わってきた筆者の視点から、こうした革新的な素材の実際の開発動向と、スマートマテリアルが製造現場にもたらす実践的なインパクト、そして今後の展望について掘り下げてご紹介します。

「変形で色が変わるエラストマー素材」とは何か？

エラストマーとは？

エラストマー素材とは、ゴムのような弾性を持ちながら、プラスチックに近い成形性を両立した樹脂材料の総称です。

最近では、熱可塑性エラストマー（TPE）が医療、車載、家電等さまざまな分野で採用され、軽量化や省コスト・省工程化に大きく貢献しています。

変形による発色メカニズム

「変形で色が変わる」とは、外チカラ（引っ張り、曲げ、圧縮etc.）が加わると、素材自体が色調や明度を変化させる現象を指します。

代表的なのは、「構造色」に由来するものや、有機・無機材料を複合させた「フォトクロミック・メカノクロミック系」といった技術です。

たとえば、素材内部の微細構造が変形によって物理的にずれ、その回折条件が変わって見える色が変化する…という原理がよく使われます。

近年の開発事例

旭化成や帝人、高分子研究のスタートアップ各社でも、「色の変化」と「エラストマー特有の柔軟性や耐久性」を両立する新素材の研究開発が活発です。

実用化され始めた製品例では、荷重による色の可視化を行う安全部材、玩具、ウェアラブルデバイス向けのストレッチバンドなどが挙げられます。

従来の製造現場で「色変化エラストマー」がもたらすメリット

見える化による作業品質の向上

組立や検査の現場では、「締め付けすぎ」「過剰な変形」などを目視で判断するのが定着していました。

変形で色が変わるエラストマー素材を使えば、その力加減が一目で可視化でき、作業員の熟練度にかかわらず、正確な作業フィードバックが得られるためヒューマンエラーが格段に減ります。

簡易データロガー機能

IoTセンサや高価な測定機器を導入せずとも、「どのくらいの力や曲げが加わったか」という履歴を色の状態として保存・追跡できるのも利点입니다。

保守や故障解析の現場で、現物の損傷状況を詳述する手間や、データの写し間違い防止にも役立っています。

バイヤー視点：管理コスト低減とトレーサビリティ強化

資材担当や現場の品質保証担当は、万一の市場クレーム時に「原因追及」を迫られます。

従来だと、現物や帳票から状況を推察するしかありませんでしたが、「色で履歴が追える素材」であれば現品に触るだけで工程履歴が把握でき、管理強化や証跡管理コストの抑制に直結します。

アナログからデジタルへ：業界動向と現場のリアルな反応

意外に根強いアナログ志向と導入課題

実際には、製造現場の管理職やベテラン作業者の多くが「今のやり方で十分」「余計なコストはかけたくない」といった保守的な姿勢を示しています。

一方で、2020年代の現場力向上改革やQCD（品質・コスト・納期）要求の高まりから、現場でも少しずつスマートマテリアルの可能性が議論されるようになっています。

デジタル化との併用が新常識

スマートマテリアルの一つである色変化エラストマーは、「完全なデジタル化」には抵抗感のある現場にとって絶妙な“中間解”として機能しています。

つまり、人間の「目視×スマート素材×最小限のデータ化」というバランスが、省力化と現場納得感の両立をもたらしているのです。

最先端事例：サプライヤーの立ち位置とバイヤーへの訴求ポイント

技術提案型サプライヤーの強み

現状、「変形で色が変わるエラストマー」はまだ市場に浸透しきっていません。

この分野のパイオニア企業は、川下メーカーのニーズや現場課題を的確に把握し、「こういった使い方が現場負担を減らす」とバイヤーに提案することで、標準化される前の差別化に成功しています。

営業や技術商談の現場では、導入事例やコスト低減試算、“なぜ新素材が必要になったか”という現場の腹落ちストーリーがとても重要となります。

バイヤーの本音を知る：品質保証とトレンド対応

バイヤーはコストもさることながら、「現場への負担や教育コスト」「市場から見た安心・安全」を重視しています。

変形で色が変わる素材は、従来見えなかった品質リスクを減らし、ひいてはリコール・クレーム低減、ESGやSDGs要件にも即応できます。

こうした社会的要請への対応を“説得材料”に加えることで、単なるコストダウン提案以上の評価を得ることができるのです。

スマートマテリアルの今後の展望：デジタル・AIとの融合

色変化×画像認識AIによる自動判定

異常検知や品質判定の現場では、変形や色変化そのものを画像AIに認識・分析させ、さらなる自動化と省人化を目指す動きがあります。

今後は、AI画像入力装置とこの種の素材がセットで現場に投入され、「誰がやっても同じ品質」がよりスムーズに達成できる時代が来るでしょう。

次世代エラストマー開発の方向性

さらに先進的な研究開発としては、
・力が加わると通電性や磁性が変化する多機能エラストマー
・色変化に加え、自己修復や自発的形状記憶を持たせる“自己進化型”
など、従来では考えられなかった素材価値の追求が進んでいます。

おわりに：今、現場・サプライヤー・バイヤーに求められる視点

「変形で色が変わるエラストマー素材」の開発と応用は、単なる技術革新にとどまらず、現場の生産性や安全、取引の透明性やトレーサビリティといった、モノづくりに欠かせない価値観を大きく変えつつあります。

昭和から続く現場文化に根ざした日本の製造業も、こうしたスマートマテリアルをきっかけに、デジタル社会へと着実にシフトしはじめています。

サプライヤーがバイヤー目線を理解し、現場が自ら変化を体験し、バイヤーがモノづくりの“未来への種”を正しく評価する——そんな三者の共創が、スマートマテリアル新時代の成功のカギとなるはずです。

現場を知るあなた、これからバイヤーをめざすあなた、スマートマテリアルの動向をぜひ自らの現場に引き寄せて、新しい一歩を踏み出してみてはいかがでしょうか。