2016.01/10 高純度ＳｉＣの発明プロセス（８）
フェノール樹脂天井材の開発は、一年という短期決戦だったので、物量の投入スケールはものすごかった。ポリエチルシリケートの残量は、１００ｋｇ程度であったが、フェノール樹脂については、世界中のフェノール樹脂メーカーから集められたあらゆる種類のサンプルがあった。恐らく廃棄処理したフェノール樹脂は１ｔ以上だったように記憶している。酸触媒も３０種類以上あり、すべてゲル化させるためには、２日ほどかかりそうだったので、徹夜覚悟で実験を行った。
試行錯誤の実験で成功するためには、考えられる実験条件をすべて実施することである。そしてそれを効率的に行う手段として、ラテン方格を用いる実験計画法があった。フェノール樹脂はすべてレゾールタイプであり、分子量で３グループに分けることができた。また、酸触媒もグループ分けができた。ポリエチルシリケートについては、低分子量のテトラエチルシリケートなども検討する必要があったが、ごみ処理のために購入することはできなかった。
結局材料と時間の都合で、すべての実験条件を実施することはできなかったが、フェノール樹脂とポリエチルシリケートと酸触媒を混合した時に透明な液体ができる条件をいくつか見出した。残る問題はゲル化だったが、このゲル化条件について最適条件をこの日見つけることができなかった。しかし、天井材の開発を行っていた時には、フェノール樹脂とポリエチルシリケートを混合した時に透明になる条件を見出すことができなかったので、大きな収穫だった。
８組ほど透明になった液体をドラフトに保管し、他はすべて廃棄処理場へ運んだ。翌日ドラフトに保管したサンプルを観察したところ、二つほど半透明のままゲル化していたサンプルがあり、実験の成功を確信した。後はゲル化時間を短くするだけである。
フェノール樹脂にはメチロール基があり、ポリエチルシリケートは酸触媒が存在するとフェノール樹脂に含まれているわずかな水分で加水分解し、シラノールを生成する。メチロール基とシラノール基あるいはフェノール性水酸基とシラノール基は反応する可能性があり、わずかな形式知からリアクティブブレンドの成功可能性は存在した。
しかし、ポリエチルシリケートとフェノール樹脂のχは大きいので、両者の反応前に相分離する問題があった。しかし混合撹拌しているときに両者の反応活性点がうまく衝突すれば反応し相分離しなくなる。ただそのような都合の良い条件があるという形式知が存在しなかった。
都合の良い条件について考察するための仮説については幾つか考えることは可能である。科学的に実験を行う場合には、そのいくつかの仮説を確認しながら進めることになるが、酸触媒の量とか反応温度とか撹拌条件とか考えなければいけない因子が多すぎる。仮説を確認しながら進めると言っても、結局は、ある特定の条件における確認作業になってしまう。形式知が少ない時の科学的な仮説に基づく実験の危うい部分である。
フェノール樹脂を廃棄するために行った実験の結果から、天井材開発で得られたデータを見直してみると、１年前は最適条件からかなり外れたところで検討していたことがわかった。ポリエチルシリケートが加水分解してシリカが析出する条件と、ポリエチルシリケートとフェノール樹脂とのコポリマーが生成し透明な液体となる条件とは大きく異なっていた。これは実験データを蓄積しなければわからないことで、科学的に見出すためには、多くの形式知を新たに蓄積する必要があった。
(補足)ｉＰＳ細胞を作るために必要な４つの遺伝子を発見した山中博士も、遺伝子の全てを一つ一つ確認していてはこちらの命がもたない、と言って非科学的方法で実験を進めている。なんでもかんでも科学的に進めなければいけない、という硬直した考え方ではイノベーションを起こせない。しかし、非科学的方法で昔ながらの試行錯誤では、科学誕生以前の技術の進歩と同じ速度になってしまう。効率的な非科学的方法というものが存在し、弊社はその指導を行っています。すでに中国で実績が出ており、アジャイル開発も新材料の市場投入で成功させています。