2013.10/02 高分子の難燃化技術と仮説
高分子の難燃化技術は、科学的に攻略しにくい技術である。２０世紀末様々な技術開発が行われ、臭素系難燃剤がある一定の市場規模を占有したと思ったら、環境問題に関わる各種法律及び規制によりその市場が縮小し始めた。
一方でハロゲンと三酸化アンチモンとの組み合わせは経済的で高い防火性能を発揮する難燃剤であり、これに置き換わる統一コンセプトの技術は存在しない。今リン酸エステル系難燃剤メーカーは臭素系難燃剤に奪われた市場を取り戻すチャンスである。
ところが高分子の難燃化技術におけるリン酸エステルの役割について３０年以上前に提案されたメカニズム以上の研究報告は無い。また、その提案されたメカニズムについても理解はできるが、はたしてそれが１００％正しいのかどうか怪しい部分も存在する。恐らく高分子の種類ごとにそのメカニズムを詳細に研究しなければいけないのであろう。
このような科学的研究を進めにくい分野で仮説を持って実験を進めよ、と言われ困った経験がある。それは、建築材料の開発において餅のようにふくれる硬質ポリウレタンフォームを設計した人物である。この硬質ポリウレタンフォームの開発で建築の難燃化基準の見直しが行われるようになったので大きな成果をあげた、と評価はできるが、一方でＬＯＩが１９程度の材料で建築材料を設計できる、と考えた甘い考えの研究者という見方もできる。
彼は、硬質ポリウレタンフォームの開発過程で、当時の規格ＪＩＳ難燃２級の試験を行ったときに極めて性能の良い処方を発見した。調べてみたら難燃性試験の時に大きく変形して炎から試験片が外れていた。そこで餅のように大きく膨らむ材料設計にすれば難燃性試験を通過できると、仮説を立てて開発を行った、と誇らしげに説明していた。
はたしてこれは技術開発における正しい仮説と言えるのだろうか。そもそも仮説とは何か、という前に製品の品質設計の考え方に怪しいところがある。実火災を想定したら、少なくとも材料は自己消火性に設計されていなければ危険である。ＬＯＩが１９程度の材料では、仮に難燃性試験を１００％通過できても実火災で引火した瞬間よく燃え、それ自身が火災を加速する存在になる危険きわまりない材料となる。構造材料には使用できない。
溶融型で消火する技術では、溶融により火が消える機構が明確で初期消火に効果があることが分かっている。しかし火炎から変形して規格を通過する、というのは邪道である。着火してからの挙動が溶融型では消火となるが変形逃避型では消火する保証が無い。
３０年程前に仮説による実験の重要性を教えられたが、事例が悪かった。餅のように膨らむ硬質ポリウレタンフォームの普及で難燃性試験が見直され、プラスチックフォーム建築材料は硬質ポリウレタンフォームからフェノール樹脂フォームに変わっていった。科学的に取り扱いにくい分野の技術開発では、仮説よりもあるべき姿を想定することが重要と思う。あるべき姿を実現できる機能とは何か、を追究するのが技術開発である。仮説とは真理を追究するために用いる。
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