高分子加工の大半は加熱し溶融状態から固化するまでの形を自由に変えられる状態で加工されることが多い。加硫ゴムも一度溶融させて加硫反応を行いながらモールドの中で賦形化する。
ゆえに高分子の熱分析は、成形体に品質問題などの異常が出たときにまず行われる方法である。ゆえに高分子加工に携わるメーカーは、熱分析装置の一つや二つは持っていて欲しい。できれば３種類以上持っていると鬼に金棒である。
弊社は分析機器メーカーから特別にPR料を頂いていないので、どこのメーカーの装置がよいかは特に書かないが、それでも３種類は必要だと思っている。しかし、予算の関係もあるので一種類であれば何がよいか、と言われる方もいると思うので、熱分析装置の序列も意識して説明を書いてみる。
もし、分析機器メーカーの方がこの欄を読まれPR料を弊社に支払われたとしても、この序列は当方の経験から変わらないことを付け加えておきたい。そしてそれぞれの装置について、どこのメーカーがよいかは、特にここで今回は触れない。
もちろん分析機器メーカーからPR料を頂ければ、その装置をお客様にご紹介させていただく仕事は請け負うが、ここで書く必要な序列はそれでも変更しない。
さて、その購入順序だが、熱容量の変化を知るためのDSCは、まず持っていたい装置だ。これ１台あるだけで、おおよその問題の検討がつく。次に成形体の寸法変化や精度が問題となるメーカーではTMAが欲しい。しかし、少しお金を出せば粘弾性装置が買えるのでそれが２番目に必要な装置になる場合もある。
このあたりは、予算との兼ね合いとメーカーの都合で序列は変わる。DSCとTMAもしくは粘弾性装置の次に買い揃えたいのは、TGAである。DTAのついた複合型もあるのでDSCを購入する代わりに、TGA・DTA複合装置を一番に押される先生もおられるが、当方は経験上DSCが一番だと言いたい。DSCとDTAでは測定機構が異なる。
熱分析装置については分析機器メーカーの個性があり、一長一短である。４０年前にこれらの熱分析装置を全て扱うメーカは、国内外に多くあったが、現在は淘汰されて撤退したメーカーや倒産したメーカーも多い。また、これらの分析装置メーカーとして知られなくなったところもある。
例えば今はある企業の傘下に入ったS社は、カタログにこれらの分析装置を載せていないが、注文すれば製造してくれる、ある意味マニアックなメーカーで当方が分析装置を購入するときに必ず候補に入れるメーカーだ。
その昔、超高温熱天秤を共同開発したときには痛い目にあったが、痛い目にあいつつも喧々諤々の議論をしても、某コンパウンドメーカーの技術サポートのような、「素人は黙っとれ」と言った無礼な発言を決してしなかった。
それ以来、熱分析装置を当方が購入しなければいけないときには、このS社にお願いしている信頼度の高いメーカーだが、もうカタログにこれらの機器を載せていない。ちなみにこのメーカーにこれらの装置を発注すると、手作りのマニュアルと武骨なデザインの、いかにも手作りの装置が納入されるが、頑丈で信頼性がある。
２００６年に購入した熱分析装置は今でもトラブルなしで稼働していると噂に聞いた。使い勝手の悪い装置だったが、市販品では計測できない精度が出る優れもので、超低温から高分子材料用では高温度まで測定可能な唯一無二の装置である。
熱分析装置の場合には既製品では対応できない場合もあるので購入には注意したい。大抵の高分子には対応しています、と言われても扱っている高分子に対応していなかったら無用の長物となる。
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フェノール樹脂とポリエチルシリケートとを混合すると均一に混ざらず、混合をやめればすぐに相分離する。４０年ほど前に初めて実験を行ったとき、うまくいかないと思っていても、どの程度難しいのか確認するために何度もチャレンジした。その時、酸もしくはアルカリ触媒を添加すると均一になりそうな感触をつかんだ。
しかし、そのときは、反応条件について予測を建てることが出来なくて両者の反応バランスをとることは難しく、均一で透明な前駆体を得られなかった。ポリエチルシリケートが酸触媒やアルカリ触媒で加水分解する反応速度について、すでに論文が出ていたが、フェノール樹脂との反応については全く情報が無い未知の領域だったからである。
このような場合の問題解決には、試行錯誤が重要になる。理論物理の分野と異なり、化学という学問の源は錬金術である。また、試行錯誤のよいところは、多少の頭の良し悪しはその実施において関係なく、運あるいは根性があれば、ゴールが必ず存在する問題では、何とかゴールにたどり着けることだ。
フェノール樹脂とポリエチルシリケートの反応について根気よく実験しようと思い立ったのは、この試行錯誤の特徴を知っていたからだ。また、フェノール樹脂のゲル化に関する反応速度について不完全ではあるが、すでに論文が出ていた。
その論文を読めば両者の反応バランスをとれそうなことは、頭が少し良い人ならばすぐに予想でき、これが試行錯誤を少し行えば解決できそうな問題であることに気がついたはずである。
ところが、この組み合わせについて実験する人が当時まったくいなかったのは、フローリー・ハギンズ理論の存在である。この理論からこの両者を混合すると不均一になるか、あるいは全く混合できないのかどちらかであることが、少し高分子を勉強した人ならば予想でき、仮に反応速度のバランスをとれば問題解決できそうだと予想されても、失敗した状態が優先的に見えてくるためだ。
すなわち、勉強がずば抜けて出来たり頭がよければ、実験の結果について科学的に想像できて、ますますこの組み合わせの検討などする意欲は無くなる。たとえ高純度SiCの前駆体として経済的に最良の技術と分かっていてもチャレンジなどしなくなる。
実際に当時の特許には、ポリエチルシリケートとカーボンの組み合わせや、フェノール樹脂とシリカの組み合わせに関する発明がいくつか特許として出願されていたが、ポリエチルシリケートとフェノール樹脂の組み合わせ特許は一件も無かった。
すでに出願されていた特許の中には、フェノール樹脂とポリエチルシリケートとをうまく混合できないからどちらかを微粒子にしなければいけない、と明確に書いてある特許も存在した。すなわち、フェノール樹脂とポリエチルシリケートの分子レベルで均一混合された前駆体は、発明そのものが科学の視点で実施不可能な対象だった。
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きれいなボケと汚いボケを言い始めたのは、おそらく元雑誌編集者の馬場氏だろう。この方の書かれる記事ではボケの話が必ず出てくる。旧ミノルタレンズの愛好者らしく、やたらとソニーの85mmレンズを誉めるのもこの人の記事の特徴である。
確かに、ボケを見るとレンズの個性がそこに現れるが、単純な「きれい、汚い、」という評価指標では測れないと思う。最近はこのボケの美しさを競って各社から高価なレンズの新製品が登場しているが、古いレンズでこの人が「汚い」と言われているボケでも、うまく処理してやると「味」に変わる。
しかし、レンズの中には、高級レンズであってもそのボケがとんでもない表現で現れるレンズがある。ペンタックスのスターレンズ２４ｍｍＦ２は、何も考えず使用すると、きれいとか汚いとかと言った尺度では表現できない、ざわざわしたうるさいボケで映るのが特徴のレンズである。何も考えず絞り開放で背景をぼかすと、本当にとんでもない写真が撮れる。
しかしこのレンズも背景を選び、被写体に接近して、このざわざわ感を少なくするように工夫してシャッターを押すと、滲みが独特の特徴を持ったボケとなる。また、フィルターを使わなくても綺麗な光芒が現れたりする。すなわち、使い手の力量が試されるレンズだ。
ただ背景をぼかすように撮っていては、ざわざわ感のある落ち着きのない写真しか撮れないこのレンズでうまく撮れたときのポートレートは、広角レンズであるにもかかわらず、立体感のある、それでいて柔らかい何とも言えない写真が撮れる。
背景のボケに見られる滲み方をレンズの味と表現されるようだが、このような使い方に少し工夫がいるレンズの描き出すボケには深い味わいがある。携帯電話に付属しているカメラでは味わえない世界がそこにある。
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１ケ月以上前の記事だが、毎日新聞デジタル版にスポーツ界のパワハラ問題について、筑波大教授で元柔道選手の山口香氏が、以下のことを述べている。
「私たちの目標は自立して生きられる成熟した人間を育てること。年功序列だった時代とは違い、従順で文句を言わずに働く人が求められるわけではない。選手として暴力は嫌だと意思表示できることが重要なように、社会に出たら自分の身を守るために適切な判断をできる人になってほしい。メダルを取るためだけに強化費を使うのではなく、ロールモデルとなる人材を送り出し、社会に還元することも考えなくてはなりません」
ここには、国でスポーツに力を入れる意味や、スポーツ界の在り方、社会とスポーツとの関係、そして今社会における組織の在り方についての考え方がうまく凝縮されている。
記事では指導者の世代交代について「高度成長期の精神を反映する人気漫画を例に挙げて新陳代謝を促す。野球選手を目指す主人公の星飛雄馬が父親の猛特訓を耐え抜く「巨人の星」だ。「このスポ根漫画を読んで感動した世代にはもう競技の指導や組織運営の立場を明け渡してもらい、サッカーの楽しみが伝わる漫画『キャプテン翼』世代に任せる。そんな覚悟を持ってほしい」
という意見などを紹介しながら、指導者の世代交代の必要性を指摘している。この記事はスポーツに関する特集だが、働き方改革にも通じる内容に思う。
大企業の品質データ改ざん事件も含め、企業内の労働者と組織の在り方について、特に労働者については、滅私奉公あるいは組織に絶対服従という時代ではなくなった。
労働を人生の楽しみの一つとして、そして組織はそれをサポートする機関であり、個人の能力を生かして成果を出させる機関として機能するよう改革を進めることが、働き方改革で求められている。
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最近やたら背景をボカした写真が多くなった。カメラ雑誌でこの１０年ボケを盛んに話題にし始めたためだろう。ただ、何となくこの傾向はカメラメーカーの陰謀のような気がする。なぜなら、携帯に付属しているカメラではきれいなボケが得られにくいからだ。
すなわちきれいなボケの効いた写真を撮るために一眼レフを買ってください、というわけだ。２０年ほど前ツアイスレンズのボケが最高とカメラ雑誌でもてはやされたときがある。ニコンの８５ｍｍＦ１．４のレンズでは、滲みが出てボケが汚い、とその道のプロたちが評を書いていた。
デジタルカメラの未来が見え始めた当時、ペンタックスからニコンに乗り換えようとＦ１００を購入した。そしてボケの評判が良くない８５ｍｍＦ１．４のレンズも購入した。娘の写真を何枚も撮ったが、ボケ部分の滲みの独特の美しさがニコンレンズの特徴と感じた。必ずしもプロの先生方の評が正しいわけではない。
むしろ、カリッと映りすぎる点が気になった。ペンタックスのリミテド７７mmF1.8の映りに比較すると、極めてシャープである。何やかやとペンタックスとニコンの両方を使い込んでたどり着いたのは、レンズの特性からくる味のほうが大切だろうと感じるようになった。
ボケもいつも大きくぼかせば良い、というものでもない。大きくボカせば、人物がくっきり浮かび上がり、ポートレートであればそれだけで作品としてうまく見える。しかし大きく背景のぼけた写真は、被写体に力が無ければ面白くない写真になる。ある程度被写体に物語を付加してくれるようなぼかし方であると、無難である。
特に家族写真であれば記録性が求められるので、ある程度背景を読み取れるぐらいのぼかし方がよい。必ずしも大きなボケがいつも良いとは限らないのだ。そしてその程度のボケではニコン８５ｍｍF1.4は、独特の滲みを見せる。
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「「（日本メーカーは）激しい競争に直面し、コストダウンを求められる中で人員を削減してきた。余裕がなく、現場がおろそかになっている」
企業論を専門とする政策研究大学院大学の橋本久義名誉教授は、一連の不正の背景をこう指摘する。」
これは学者の指摘だが、昨年暮れから相次ぐ不正問題について当方は異なる見方をしている。
2年ほど前から、信頼性工学のセミナーをスタートした。せいぜい2-3名しか集まらないかもしれないが、昨今の状況を鑑みてライフワークのつもりで企画した。
予想外にも10名前後集まる時もある。二次電池を題材にしたときには、ほんとに集客は少なかったが、セミナー会社のご厚意で開催にこぎつけた。
一連の活動を通じて感じているのは、参加者の発言から漏れてくる品質管理技術に対する企業の意識の低さである。特に二次電池業界では、ワイブル統計に対してほとんど無関心である。
相次ぐ不正問題でガバナンスなどの指摘はもっともだが、そもそもバブル崩壊前の時代のように品質管理活動が全社に展開されておれば、不正という発想は起きないはずだ。
おそらく最近の経営者の中には品質管理活動の基本精神を御存じない方もおられるのではないか。バブル崩壊から２０年以上経過し、QCに基づくデータの扱いを知らない若い技術者も増えてきた。
来年は開発設計段階から販売まで、信頼性をあげるモノ創りに関するセミナーをスタートする。また、弊社事務所でも希望者にセミナーを開講しているので問い合わせください。
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高分子の自由体積部分では、そこに存在する高分子の主鎖の一部、あるいは側鎖基、その一部分は、活発に運動している。
回転運動や屈伸運動様々な動きが観察される。このことは教科書に書かれているが、もう一つレプテーション的な運動は、今書店で販売されている教科書のどこにも書かれていない。
レプテーションとは、高分子の主鎖の方向の運動で、OCTA開発で有名な土井先生が発案されたモデルである。すなわち、ウナギを50匹ぐらいバケツに入れた状態を夢想していただきたい。その時観察されるウナギの動きがレプテーション的運動となる。
このレプテーション的運動は、Tg以下においても大変ゆっくりとした速度で自由体積部分でなくても行われている（と思われる）。だから、球晶の成長や射出成形体の変形、樹脂消しゴムがPS製ケースと接着する現象なども起きるのだ。
10年以上前にPPSと6ナイロンをカオス混合装置で相溶させて透明なストランドを作った。記念に退職後も持っていたが、ある日それを見て驚いた。白濁していたのだ。
そして透明感のある白濁から真っ白へ変わっていった。およそ10年かけてスピノーダル分解を起こし、相分離してしまったのだ。室温でこのようなことが起きるかもしれないと思っていても、実際に起きてみるとびっくりする。
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光学用ポリオレフィン樹脂を射出成型すると、非晶質の成形体が得られる。無機ガラスならば全体は密度が均一なガラス状態である。
ところが高分子のガラスでは、自由体積と呼ばれる、分子運動が可能な空間が存在する。
すなわち、高分子のガラス相には、分子運動が凍結されている構造部分と、室温でもぴくぴくあるいはぶんぶんと、分子の一部が動ける自由体積部分との二つが存在する。
20世紀に高分子結晶に関する科学が著しく進歩し（注）、球晶の中にも非晶質部分の存在することが分かってきた。無機の結晶子に相当するのはラメラであるが、このラメラの生成の様子もわかってきた。
すなわち、光学用ポリオレフィン樹脂に限らず高分子の構造では、室温ですべての運動が凍結されているのではなく、自由体積部分のように分子運動が活発に行われている部分が存在する。
（注）当方が学生の頃、新規高分子合成が研究の花形であったが、高分子結晶に関する研究は盛んにになりつつあった。ゆえに授業では、シシカバブが出てきても球晶の詳細については講師から説明が無かった。また講師がシシカバブの名前の由来を御存じなかった時代でもある。ゆえに社会人になって学会に出かけその進歩の様子を見ていてアカデミアの活躍に圧倒された。もっとも企業ではおいそれと研究発表の許可が出なかっただけかもしれない。
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高分子量のポリオレフィン樹脂の一分子が、室温で空気中に浮いていることは無く、樹脂として何かの形になっている。例えばポリエチレン袋やアペルやゼオネックスの様なポリオレフィン樹脂レンズである。
ここで面白いのはポリエチレンは結晶性樹脂として知られているが、アペルやゼオネックスは非晶性樹脂と言われている。後者は嘘である。15年以上前にゼオネックスやアペルを結晶化させた経験があるからだ。
すなわちアペルやゼオネックスは結晶性樹脂である。これらは、側鎖基に嵩高い分子構造の基をくっつけて結晶化しにくくしているだけである。それがわかると結晶化させることが可能となる。
カタログには結晶性樹脂と本当は記載すべきであるが、射出成形では結晶化しにくいので問題になっていない。呼び名は問題になっていないが、この樹脂が非晶性樹脂と信じていると、レンズの射出成型で問題が起きたときに原因がわからなくなる。
さて、レンズ用ポリオレフィン樹脂では、全体が非晶質となっていることを信じ、高分子鎖1本がどのようになっているのか夢想してみよう。
高分子の非晶質体はすべてTgを有するのでガラスである。面白いのは無機ガラスと異なり、全体を細かく区切って部分部分の密度を比較すると、大変大きな密度差が観察される。
この時最も低密度の部分は自由体積と呼ばれ、その部分には、ガラス状態でも分子運動が行われている。すなわち、成形体全体はガラス化され運動が凍結されているが、自由体積と呼ばれるところでは、高分子の一部がそこに存在すると運動できる空間があるおかげで、分子運動が可能となる。
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原子では一個の玉を想定して、室温において高速で飛び回っている運動だけを考えればよい。球が自転していたりする運動をここでは無視しているが、それは飛び回ることで衝突したりして費やされるエネルギーの方が大きいだろうから、誤差として扱うこともできる。
ところが分子では、飛び回っている運動と分子を構成する原子の回転運動を原子のように扱えない場合も出てくる。これは、分子がいくつの原子でできているのか、分子の形はどうなのか、原子がどのような結合でつながり分子となっているかなどいろいろ考えなければいけないからである。
これは人間でも同じで、独身であれば一人の世界で何かしていても問題とならないが、夫婦という関係ができたとたんに一人の世界が壊滅状態になる夫婦生活もあれば、ある程度の一人の世界が許容される夫婦関係もある。子供ができればこの関係も変わる。
夫婦の片方が大変活性な運動をしている場合もある。夫婦の関係では不倫となるが、相手が独身の立場では訴えられない限り問題は起きない。原子と分子の夢想をこのように行うと話が進みづらくなるが、似ているところもある。
化学反応など一定のルールの中での結合形成である。科学的ではない反応が起きた場合など化学だけでなく物理も動員して考えなければ新たなルールを生み出せない。LGBTの問題は少し似たようなところがある。
さて、高分子は炭素原子が大量につながった構造をしている。1本の手、σ結合だけでつながっている高分子をポリオレフィンと呼んでいるが、このポリオレフィンにおいて炭素原子は、室温に相当するエネルギーでくるくる回転している。
その回転に合わせてσ結合が振り回されるから、もしポリオレフィン分子1本が空気中に浮いていたならば、ものすごい状態で動いている様子を観察できるだろう。但しこれは少し不気味で気持ち悪いかもしれない。粗視化モデルで温度を下げると異なる世界が見えてくる。
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