活動報告 | 株式会社ケンシュー

2016.04/29 高分子の融点（１０）

無機材料のTmは、その結晶の融点である。だから無機材料ではTc（max）＝Tmとなる。ところが高分子では、この関係が崩れるだけでなくDSCで測定した時のTmは、時としてブロードな吸熱ピークとなったりする。

これは20世紀の高分子科学の研究テーマとなっていた。そして結晶性の悪いPETについてTm+Tg＝2Tc(max)なる関係式まで提案されている。この関係がどのような意味を持つのか知らないが、高分子のTmがTgやTcにすなわちガラス相や結晶相の影響を受けている、という解釈は重要である。

天然高分子以外は皆分子量を持つ多分散系が高分子の一つの特徴だが、分子量の異なる多成分の混合物である、という認識は、DSCでTmがブロードニングを起こす現象の説明となる。

また、Tmにおける明確な吸熱ピークは、サンプルに存在した結晶相への帰属が可能で、これはサンプルの同定のための重要な情報となる。すなわち高分子のTmも無機材料と同じで結晶の溶融温度であるが、各原子がひも状につながれているためにTcとのずれを引き起こしている。

そしてプロセシングの視点で見た場合に、束縛はされるが原子の部分的な運動が可能となるTgも溶融温度の一つ、という見方が重要だと思っている。これは教科書には書かれていないが、いろいろ高分子材料について考えるときの当方のノウハウの一つでもある。

例えば、高分子の相溶は、非晶質相だけで生じる現象である。結晶相で相溶現象は見つかっていない。面白いのはχの大きな高分子の組み合わせでカオス混合を用いて相溶させた時にTg以下に冷却すると相溶状態で安定化するのだ。

おそらく準安定状態だろうと思うが、PPSと6ナイロンをそのようにして相溶させたペレットを用いて押出成形を行っても両者が相溶したフィルムが得られる。成形過程でTm以上に加熱されるが、相溶したまま流動している。

この融体をゆっくり冷却するとPPSと6ナイロンはスピノーダル分解を起こし相分離する。PPSは結晶化し金属音のする物質に変化する。しかし、急冷した場合には相溶した状態のPPSが得られる。

カテゴリー : 高分子

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2016.04/28 ２６日の三菱自動車記者会見（１）

先日２６日に三菱自動車の記者会見があったようだ。ＷＥＢにその模様が公開されていたので昨日視聴した。１時間４０分に及ぶ会見で明らかにされたのは、科学技術による開発で起きた無意識な不正事件というＳＴＡＰ細胞騒動同様の科学信奉による弊害である。

２５年前から規程無視、とか目標燃費を５回も上方修正を繰り返した、とかあたかも三菱自動車が不正を意図的に行っていた悪者のようなタイトルがニュース記事に並ぶ。また、この日の質問もまるで悪人に向けられるような質問の嵐だった。

記者会見場の質問時間は、ほとんどいじめやつるし上げに近い雰囲気である。確かに今起きていることは燃費不正事件であるが、未熟な研究者により起きた騒動と同様に本件は不正の意識無く起きた事件と思われ、会見に臨んだ会社のトップの姿勢から再度同様の事件が起きる可能性がある、と感じた。

この会見で、不正の意図は無かった、とトップは伝えたかったのかもしれない。ときおり見え隠れするこの気持ちは、質問する記者にも伝わり、厳しい質問を失礼な態度でする記者まで現れた。しかし、今回の事件の本質をついた質問は出なかった。

まず、今回の事件の本質は、科学信奉によるモノ造りの弊害にある。そして、今回記者会見でトップの言葉からも科学的に行った結果、不正となってしまった、というような説明が飛び出した。だから、懲りずにまた事件は起きる、と当方は感じた。

本日からこの会見の様子について当方の考えるところを連載したいので、先に結論を書いておきたい。今回の三菱の事件を防ぐには愚直な技術開発しか方法が無い、と申し上げたい。すなわち技術による開発以外今回の三菱の事件を防ぐ方法は無く、詳細は弊社に問い合わせるか、明日からの連載を読んでいただきたい。

カテゴリー : 一般

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2016.04/27 混練技術の講演会のご案内

この３年間、弊社が中国で活動してきました成果を踏まえ、５月までに３件ほど混練技術に関する講演会を開催致します。いずれも異なるセミナー会社で開催されますが、申し込みは弊社で行いますのでご案内をさせていただきます。

お申し込みは、弊社インフォメーションルームへお問い合わせください。詳細のご案内を電子メールにてさせていただきます。

１．混練の経験知を伝承する講演会

（１）日時　５月１９日　　１０時３０分－１６時まで

（２）場所：江東区産業会館　第1会議室

（３）参加費：49,980円（税込）

（４）https://www.rdsc.co.jp/seminar/160522

2．その他シランカップリング剤に関する講演会や７月にも上記１の講演会を予定しております。日時等弊社へお問い合わせください。

カテゴリー : 高分子

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2016.04/26 三菱自動車燃費不正問題

三菱自動車の燃費不正問題で燃費の測定方法が国の定めた方法ではなかったとの報道がなされている。なぜ国が定めた方法を使わなかったのか、という問題が新たに出てきた。すなわちこの燃費不正問題は、燃費不正問題ではなく、社内の品質管理活動におけるミスの可能性が出てきた。

まだ真相は明らかではないが、品質管理活動のミスと組織ぐるみの不正とは紙一重である。すなわち前者には不正の意図は無かったが、品質管理活動を軽視していた、すなわち製造メーカーとして未熟であった、ということになる。

そしてその未熟さが結果として不正問題を引き起こした、という事件の構図になる。これまでリコール隠しという二度の不正があり、懲りずに三度目の不正をやったのか、と驚いていたが、関係者からリコール隠しほどの影響は出ないだろうという楽観的な発言が出たりと単なる不正問題にしてはおかしな状況と思っていた。

まだ国交省の本格的な調査は始まっていないが、漏れてきた情報から推定すると、不正の意図が無く、何らかのミスがあり不正となった可能性が高い。実はこの数十年このような不正問題は多い。

オリンパスや東芝の不正は社会的に大問題となったので記憶に新しいが、この二社の不正問題にしても、視点を変えると経営者の判断ミスが大きなコンプライアンス問題を引き起こした、という見方ができる。

すなわち最初から不正を行うつもりは無かったが、年月が経っても当初の思惑通り経営が進まず、業績が改善されなかった結果、損失として発表するにも時間の遅れからできなくなり、それが発覚して不正問題になった、という経緯である。

これを不正問題ではなく、経営者の未熟な判断が招いた結果として捉えることが可能である。また、理研のSTAP問題では管理職研究者の人事管理の未熟さが未熟な研究者を本来任命してはいけない役職に任命したために引き起こされた騒動という見方をすると、本当の問題は論文不正問題ではなく未熟な組織活動の問題となる。

カテゴリー : 一般

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2016.04/25 高分子の融点（９）

TgからTmの温度領域でも混練が可能ということからTg以上で高分子は流動性を有することがわかる。ただし結晶はTm以上に上げなければ溶融しない場合もある。ここで溶融しない場合もある、と書いたのは、Tm以下で結晶が溶融する場合もあるからだ。

さすがにここまで書くと眉唾でこの欄を読まれる方が多いと思うが、ゴム会社で樹脂補強ゴムの研究開発を行ったときに見つけた現象である。配合や混練条件が重なると溶融しないはずの低い温度で樹脂がロール混錬で溶融する。

実際に扱った系はTPEとNRなどのポリマーブレンドだが、ある配合で本来溶融しないはずの結晶が溶融し、加硫ゴムにしたときに樹脂成分が海となったきれいな海島構造の樹脂補強ゴムを製造することができた。

また10年前の例ではPPSと6ナイロンを混錬する温度についてPPSのTmより低い温度で混錬に成功している。これは一発勝負で混練条件を決めたときの経験談だが、トルクオーバーが二度ほど起きた。しかし、ポリエチレンとパルプの混練で成功体験があったのでチャレンジし続けたら、急激にトルクが下がる条件がTm未満で見つかった。

この混錬温度で大切なことは多成分配合系においてTm以上と以下でコンパウンドの物性が大きく変わる現象が観察されることである。そしてその現象を見ると、Tm以下でも高分子は流動して混錬されていることが理解できる。

このようなプロセシングにおける現象は、無機材料ではどうなのか。Tmと原子の拡散が関係しており、無機の結晶よりも低い温度で焼結を行うためには、低温度で液相を形成できるような助剤を添加しなければいけない。

しかし低温度液相ができると異常粒成長が起きる問題があり、助剤設計が焼結の配合技術として重要になってくる。高分子の世界と異なり、かなり昔から結晶のTmより低い温度で形成される液晶相が議論されてきた。このように無機材料のプロセシング技術においてもTm以下の溶融現象は活用されている。

(注）
本日の内容は大サービスである。さらに詳細を知りたい方はお問い合わせください。

カテゴリー : 高分子

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2016.04/24 高分子の融点（８）

プロセシングにおいてもTmとTgに対する誤解がある。樹脂の混練はTm以上で行われることが多いが、Tm以下の温度領域でも混練は可能である。

しかし、なぜか樹脂の混練を長くやってきた人にこの話をすると笑われる。Tm以下であると分子の断裂が起きるので好ましくないと言うのである。

カオス混合のプレをある賞の審査会で行ったときにも笑われて受賞を逃がした。審査員はゴムがTm以下の温度でロール混錬されている事例を知らなかったらしい。

ゴムの混練をTm以上で行うこともあるが、ロール混錬ではTm以下で行うケースが多い。古紙とフィルムの樹脂缶廃材を活用してパルプ樹脂複合材料を開発した時に古紙が熱分解して発生するアルデヒド類の対策で苦しんだ。

このとき樹脂のTmより低い温度でロール混錬して古紙を分散したところ無臭でポリスチレン並みの力学物性を持ったパルプ樹脂複合材料を製造することができた。Tmより低い温度でも樹脂の混練は可能である。

10年以上前にTm以下で樹脂を混錬する特許が某大学の元教授により出願されている。この先生もゴムのロール混錬技術をご存じなかったようだ。さすがにそのままのクレームで特許は成立せず、樹脂の配合を特定して特許が成立している。

すなわちTgからTmの温度領域で高分子材料を混錬する技術は公知なのだ。実は、Tm以下で高分子材料を混錬するとTm以上の温度領域で混錬するよりも樹脂のある物性の面で良い場合がある。このようなノウハウが樹脂技術者に常識ではないようだ。

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2016.04/23 三菱自動車の不正問題

また、である。すでにＷＥＢには不正を行った人物について書き込みが行われている。一方で、今回の不正は安全と直接つながっていないから大きな問題にならない、といった関係者の見解もでているが、株価は深刻な動きとなった。

おそらく企業風土がまったく改善されていないのだろう。当方はゴム会社の所属部署で創業者の価値感と著しく異なる出来事が続いていたために写真会社へ転職したが、本来は創業者の価値感にあこがれて選んだ会社だった。

ゴム会社で新入社員研修でお世話になった部署は、創業者の精神溢れる風土で好きだったが、配属された部署では創業者の価値感とは異なる出来事が続き転職することになった。企業風土は会社の中で異なる場合があるのだ。

だから、不正の内容が異なる、ということは、大きな問題とならない、と捉えたのは間違いで、前回と異なる部署でも不正が行われたという大きな問題として捉えなければ行けない。

ドラッカーは働く時に考えなければ行けない問題として、強み、仕事の仕方、価値感の３つをあげて説明している。いずれも企業風土に関わる問題である。おそらく三菱自動車は顧客を欺いてもそれを厳しく正すことのない企業風土と思われる。

一方で、以前新車の開発納期が遅れた責任を部長に取らせた出来事がニュースとして紹介されていた。開発納期の遅れの責任は厳しく取らせるが、不正には甘いという状況をユーザーはどのように見ると経営者は思っているのだろうか。

開発納期遅れは企業の損失だが、燃費のごまかしはユーザー側の損失となる。ユーザー側に損失となることに関しては甘く、企業の損失に関わることには厳しく、という企業姿勢は明らかに価値感がおかしいのである。

そもそも過去２回の不正に関し、風土改革など実現出来なかった経営者の責任が見えてこない。今回経営者は頭を下げている一方で、不正を担当した部長が再雇用で優雅に勤務している話がＷＥＢに漏れている、という滑稽な状況だ。

確かに実際に不正を働いた元部長の責任は重いが、それを許していた経営者の責任はもっと重い。今回の不正問題は３回目であり、前回と異なる不正だから、という流れにはならないだろう。すでに日産自動車は三菱自動車からＯＥＭ供給されていた軽自動車を自社で生産する話を出している。

おそらく三菱自動車は国内ユーザーが減少し、国内で事業継続が難しくなるのではないか。ランエボも生産終了し魅力的な車は見当たらない。ドラッカーは３つの問題で納得ができない組織では働かない方が良い、と明確に述べている。転職する社員も現れるに違いない。三菱自動車は人材を失わないために風土改革待ったなしである。

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2016.04/22 高分子の融点（７）

面白いのはDSCでTgが観察されない場合が出てきても、TMAでは、Tgを変曲点として観察することが可能である。

DSCでは高分子材料のエンタルピー変化で構造の情報を得ようとしているが、TMAでは高分子材料の体積変化から構造の情報を探るので、高分子鎖の分子運動の情報がそのまま検出され、DSCで測定できなかったガラス相の検出を可能としている。

TMAについては針入モードの場合がJIS化されているだけでその他の測定モードについては標準化されていない。ゆえにデータを見るときに注意が必要である。ちなみに測定荷重によってもチャートに現れるカーブが変化する。

TMAは、標準化が進んでいるDSCよりも普及していないが、材料の耐熱性という実用面の情報が得られるメリットがあるので、そろえておきたい分析機器である。すなわち、実務上重要である寸法変化の挙動を直接計測可能なので、DSCよりも実用に即してマクロな測定法を工夫でき、便利な装置である。

高分子の融点の話であるが、TgのことをDSCやTMAなど分析機器を持ち出し説明しているのには理由がある。

そもそもガラスとは、過冷却液体のことで、液体状態から非平衡プロセスで冷却した時に結晶化温度Tcで結晶化できず、そのまま冷却され液体のまま分子運動性を失い固体になった物質のことである。

分子運動性を失い固体となる温度がTgであり、その温度で力学物性が変化するため実用上融点Tmよりも重要な温度という技術者もいる。また、プロセシングの設計を行う場合には、このTgをどのように認識するかで設計方針が変わる。

しかしおもしろいことに、このTgがあまり問題にされていない材料も存在する。例えば買い物袋のポリエチレンのTgは-125℃であり、Tgよりもはるかに高い温度の力学的用途で使用されている。

高分子材料を機械的用途に扱う時に、耐久性の上限温度をTgの温度にワンパターンで設定する技術者がいるが、高分子材料を使いこなす視点でこれは時として「もったいない」考え方となる。

工夫すれば耐久性の上限温度をTgとTmの間に設定できる場合がある。特殊な用途では、Tm以上で高分子の分解温度近辺まで耐熱性を設定できる場合もある。評価技術を駆使して高分子の限界性能ぎりぎりまで機能を絞り出す技術開発も高分子技術の醍醐味である。

カテゴリー : 高分子

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2016.04/21 高分子の融点（６）

Tg以下でも高分子鎖が運動しながら凍結されてガラス状態になる可能性、あるいは疎な部分のパッキングが進み密度が上がる可能性は、クリープやアニール（注）のメカニズムを考えるときに重要で、漫画的でもよいから頭に描けるようにしていると便利である。

例えば、結晶性高分子ならば結晶の量をDSCからおおよそ知ることが可能である。結晶の量がわかれば残りは非晶領域の量となる。

結晶の量を同一にした樹脂の比重を測定してみると、5％前後から多い時には10％前後さらには20％もばらつくことがありビックリする。これは、非晶領域の自由体積部分がばらつくためであり、ガラス相の量もばらついている。

ガラス相がほとんど存在しない場合も樹脂の熱履歴によりできる場合があり、それでDSCを測定した場合にTgがあらわれないことになる。

このように理解するとDSCのTgの現れ方が、Tcのようなピークとして観察されず、比熱の変化すなわちベースラインの変化としてどのような量がチャートに描かれているのか理解できる。また、この変化量であるエンタルピーが自由体積部分とかかわっていることも納得がゆく。

（注）高分子成形体のクリープしやすさをアニールにより改良することが可能である。過去に成功した体験として、PENフィルムの巻き癖を解消した技術がある。PENフィルムを鉛筆に何重もまき付け、１ケ月放置しておくと巻き癖がつく。この巻き癖の付き易さはPENフィルムの熱履歴により変化する。特にTg近辺での熱履歴には大きく影響を受ける。ゆえにTg近辺で熱処理（アニール）を行うと巻き癖を付きにくく出来る。これはフィルム会社２社からそれぞれ異なるアニール条件の発明として特許が出願され成立している。今や過去の話になったが、PENフィルムはAPS（アドバンスドフォトシステム）フィルムの支持体として使用された。この用途のために最初出願されていたのが通常のTg以下でアニールする方法である。Tg以下でアニールすれば、パッキングが進んでいない自由体積部分が変化し、巻き癖が付きにくくなる。こんなことが特許になった時代がある。Tｇ以下でアニールするのはあまりにも常識的で面白くないと思い、Tg以上でアニールする技術を開発し、特許出願した。フィルム成形をされた経験のある方ならばその非常識さが分かっておられると思う。Tg以上の温度でフィルムをアニールすることはできない、とまで言う部下がいた。当方は転職者でフィルム成形の経験が無かったので気楽にやってみなければわからんだろう、とトライしたら簡単にできた。しかもフィルムの巻き癖が付かないようにするためのTg以下のアニールが４日以上必要なのに対してたった数分で大丈夫だったのだ。さらに短時間で出来るのでは、と思い、いきなりラインで実験したら、できた。技術は自然界から機能を取り出すことが出来ればなんでもありの世界である。