高分子は絶縁体であるとともに熱を伝えにくい材料でもある。ゆえに高分子を熱の良導体にするには、半導体高分子の設計と類似しているが、微粒子を分散することになる。
面白いのはパーコレーション転移と同様の現象が現れることである。しかし、半導体材料を設計するときとその現象の様子は少し異なる。エレクトロンとフォノンでは性質が異なるためだが、これも教科書にうまく説明されていない。
具体的な現象として、高分子に電気抵抗が低い微粒子を分散すれば、その導電性に応じて、微粒子分散系高分子材料の抵抗が下がる。しかし、熱伝導性樹脂の場合には、いくら熱伝導性が低い粒子を添加しても、その微粒子の熱伝導性に見合うほど樹脂の熱伝導率が下がらないのだ。
この現象に初めて接するとパーコレーションのいたずらか、と考えてしまう。しかしそれだけではない。電子伝導はトンネル効果のおかげで微粒子が多少離れていても起きるが、伝熱では微粒子の不連続点で極端に伝わりにくくなるのだ。
その結果、熱伝導率が異なる微粒子を集めてきて添加量と熱伝導率の関係をプロットすると、皆同じ曲線にのってしまう。ゆえに効率よく熱伝導樹脂を設計したいなら、科学的に考えるよりも技術的に考えた方が良いアイデアが出てくる。実際に特許なども公開されており、この分野の特許は読んでいると少し面白い。
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ゴム会社で高純度SiCのJVを立ち上げ、写真会社に転職した。ヘッドハンティングのI社から転職を促されていた。頻繁にセラミックス関係の会社をいくつか紹介されていたが、転職するときに社内の規程にひっかかり躊躇していた。
騒動が起きて悩んでいることを伝えたら、すぐに専門と異なる高分子技術の開発センターマネージャーという役職を提示された。写真会社は高分子技術の開発センターを新規に立ち上げるため、高分子技術を事業としている会社から人材を集めていた。
そのセンター長は、フィルムや繊維で有名なT１社から１０年ほど前に転職された定年間近の方で、次期センター長候補としてT１社のライバル関係にあるT2社から来られた方もいた。当方は、研究管理スタッフ主任研究員という肩書きで、専門は問わない、と言われたので転職を決意した。
お二人とも優しい方であった。また、センター長自ら担当者の研究ノートをご覧になられており、丁寧に一人ずつコメントを書かれていた。そのため、センターのモラールは高く、成果が出そうな雰囲気ではあった。ところがセンターの前身となる部署の時代も含め、３年ほど成果が出ていなかった。その結果、当方が転職した翌年には、センターの予算を組み立てることができない状態になった。
そのような状態でも上司は優しかったが、予算を立てられない状態では、その優しさは無意味であった。また、それでも研究ノートへコメントを書く作業を趣味のように続けられており、当方はあせってテーマを見直し組織の組み替え案や企画案を用意した。昭和３５年に公開された酸化スズゾルの特許を見つけたのもこの頃である（注）。やがてセンターはつぶれ、他の不採算部門を集めた技術研究所へ改組された。センター長は退職され、次期センター長はスタッフ部長になられた。
P.F．ドラッカー「経営者の条件」（１９６６）には「仕事上の関係において成果が無ければ、温かな会話や感情も無意味である。貧しい関係のとりつくろいにすぎない。逆に関係者全員に成果をもたらす関係であれば、失礼な言葉があっても人間関係を壊すことはない。」とある。ゴム会社は厳しい会社であったが、今でも人脈はつながっており、このドラッカーの言葉は正しいと思っている。
＊高純度SiCのJVを立ち上げるまで、大学の先輩に当たる本部長は大変厳しかった。今なら周囲から何か言われそうな「女学生よりも甘い」という迷言まで飛び出した。その一言で外部へ営業に出かけることになったが、大変勉強になったとともに成果も出た。人脈も広がった。
（注）金属酸化物微粒子をフィルムの帯電防止技術に用いた商品はライバル会社から販売されていた。１００件以上の特許も出願されており、新たな技術開発は無理だという判断が転職先では出されていた。転職先ではやや性能が劣るイオン導電性高分子を用いた技術が帯電防止技術の中心であった。
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感材に用いるラテックスの製造現場で、合成後の物上げ直前にひしゃくを用いるという２０年以上前に開発された技を発見し使わせてもらった。ところが最初に考案された時に5回使用していた点が気になった。当方の経験では、上手くやれば一回で良いプロセスであり、また現場の作業者も１回でも大丈夫と言っていた。
当方は、個人差と誤差を考慮し３回と決めたが、５回とした理由を知りたかった。しかし、製造現場の手順書は存在したが、開発部門の報告書は廃棄されていたのでそれを知るための手段は無かった。
ひしゃくで表面を５回すくい廃棄しているのだから、物上げを工夫して表面付近のラテックスを廃棄すればよい、と考えたが、それならば、実験室でも再現できそうな現象である。しかしこの現象は実験室で再現できないことがわかった。
そもそもこの二十年以上前に開発されたラテックスと同じ物性のラテックスを実験室で合成できないのだ。工場で生産されたラテックスと実験室のそれを用いて単膜を作り、粘弾性評価を行うと一致しない。両者ともに品質規格内のラテックスができるのだが、粘弾性データを比較すると明らかに異なる材料である。
あれこれ実験を行い、ひしゃく５回の謎を探っていたら、面白いアイデアに気がついた。ノウハウに関する技術であり、公開を差し控えたいが、その技術を用いると工場で生産されているラテックスをコストダウンできることに気がつくとともに、ひしゃく５回を考えた技術者の気持ちを理解できたようなひらめきがあった。
科学的なひらめきではないので間違っているかもしれないが、５回とした技術者はただ者ではない、と想像するとともに、２０年前の技術は現場で最適化された可能性が高いと推定した。この推定から当時の勤務体制と現在の体制との違いも知った。勤務体制が変わったので、ひしゃくの回数を減らすことができた可能性が高い。
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（昨日からの続き）５回を２回に減らして手柄を立てた作業者にコツを尋ねたら、油のようなものが浮いているのを見つけてひしゃくですくう作業だが、うまくやれば１回で済む。しかし５回やれと指示されていたので心配だから、ややてかりのある部分を２回目にすくって終わってみた。その時、特にエラーが発生しなかったので、なぜ５回もやっていたのかと疑問に思った、と怪しい説明が返ってきた。
そして、ある日こっそりと作業そのものをやめたところ規格外になったので、２回に減らす提案をした、とのこと。製造手順書を守らない作業者の問題が気がかりに思えたが、最初にひしゃくですくわれる油のようなものを分析したのか、と係長に尋ねてみた。すると、技術センターに技術が無いので分析してもそれが何だったのかわからなかった、仕方がないので製造部で意志決定しデータを揃え社内の品質会議に提案した、と係長は胸をはって回答していた。
昔開発されたラテックスの製造現場で何が起きているのか興味があったので、その時１回目にひしゃくですくわれた、てかりの多い材料を持ち帰り解析を行ったところ原因がわかった（この部分は当方のノウハウであり、ご興味ある方は問い合わせて欲しい）。単純に組成分析をしても答えは出ないが、ひしゃく作業に意味があるならばそれなりの解析を行うと答えが見つかるのである。ただ解析手法については非科学的発想から出た手法である。
この場合科学的に考える人は、まず組成分析を行う。これは科学的に正しいかもしれない。しかし、当方は技術的発想で考えだした科学的な解析手法をとってみた。そしたら現象をそれなりに説明できる妥当な答えが見つかったのである。この経験から、当方の担当しているラテックスも同じことが起きているのでは、と考え、ひしゃく作業を製造手順書に加えることにした。
但し、２回では不安だった。しかし５回にしても製造現場で昔のラテックス同様に２回にされたら大変である。昔開発されたラテックスが、なぜ２回のひしゃく作業で生産が安定になっているのか不思議ではあるが、２回で問題が起きないならば３回と決めて、この重要な作業の回数を変更前には必ず開発部門の担当者に相談のこと、と付け加えることにした。
３回という数値に科学的根拠など無かった。しかし昔開発されたラテックスと同様の現象が起きているならば、技術的な視点で最低２回はひしゃく作業が必要と考え、安全圏の３回とした。このひしゃく作業を加えた製造手順書で現場の係長から同意が得られたので、コストダウンを現場の成果にして良いことを伝え、開発部門へ提案されたテーマを取り下げてもらった。
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（昨日の続き）結局２週間駐在して観察したが、エラーは一度も起きなかったので、テーマを採用しない方針を製造部長に納得いただいたが、当方が帰ったとたんにエラーが発生したと製造部長から電話がかかってきた。
仕方がないのでひしゃく作業を書き入れた品質規格書を持参し、製造手順を一部修正することで対応して欲しい、とお願いした。この時今だからいえるが、少し誠実でない対応をした。２週間駐在し現場の問題を把握した、それでこのひしゃく作業を取り入れたので品質問題は必ず収まる、と説明したのだ。
製造現場には何も問題は無かった。ただ、２週間の駐在中に時間があったので、現場にあったほかのラテックスの製造手順書を読んでいて、初期に開発されたラテックスの製造手順書にひしゃく作業を見つけたのだ。しかし、２０年近く前の技術で、このひしゃく作業がどのような目的で行われているのか正しく知っている作業者はいなかった。また、開発報告書も保管されていなかった。
製造の係長に、どうでもよいひしゃく作業を省略したら作業効率が上がるのではないか、と尋ねたら、当方は現場を知らないからだめだ、と叱られた。その作業で微量成分を処理しているのだという。しかし、実際の作業を見る限り、完全に除去できているのか分からない作業である。
製造の係長は、昔手順書には５回やれと書かれていたのを２回まで減らすことに成功した、と自慢げに付け加えてきた。なぜ０にしないのか、と尋ねたら、微量成分を理由にした同じ答えが返ってきた。見るからに怪しい作業であるが、現場の作業者は慎重にひしゃくで２回すくう作業を行っている。防護マスクをつけているので息を止めているのかどうかは不明だが、防護めがねの奥の目つきから、それが理解できた。（明日へ続く）
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これは自慢話になってしまうかもしれないが、昨日のひしゃく作業については、マネージャーとして現場で意志決定し、ただそれだけで問題解決した事例である。開発された技術を製造現場へ移管するときの移管作業は慎重に行わなければ痛い目に遭う。
昨日の話で４－５回に１回不良品が発生する、と書いたのは正確ではなく、正しくは、生産立ち上げ時には、２－３回に１回だったのが、４－５回に１回、と変化した現象である。おそらく放っておけばエラーはなくなるのではないか、と思ったぐらいである。
最初にエラーが発生したときに、開発をやり直すかどうか、品質会議でもめた。しかし、田口先生に直接ご指導を頂いたロバストの高い技術である、と言って会議をしのいだ。２回目にエラーが発生し、開催された品質会議では、前回は２回だったのが、今回は３回成功した後のエラーであり、現場でミスが発生したのでは、と押し切った。
しかし、その後もエラーが発生し、廃棄に伴う費用が、製造原価を押し上げる問題となり、製造部門から、重要コストダウンテーマと名前を変えて、開発へテーマ依頼してきた。このような科学的に解明が難しいテーマを引き受けると大変である。また、タグチメソッドで最適化していたために実験室でエラーの再現ができないので因子を見つけることができない。
テーマを引き受ける前に、現場を見させて欲しい、と申し出て、自ら現場観察を繰り返した。不思議なことに生産立ち上げ時には２－３回だったのが、５回続けて生産してもエラーが発生しないこともある。製造部長に何も問題ないではないか、と言ったら、いや、３－４回の頻度だから明日は必ずエラーが出る、と主張した。ところが翌日の生産状況を観察したところ、製造部長の主張むなしく、エラーは発生しなかった。(明日に続く)
カテゴリー : 一般 高分子
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技術が科学の成果だけで成り立っているならば、その伝承は容易である。しかし、実際の現場では技術がうまく伝承されていない状況が存在する。あるいは、現場で行われている科学的に非効率な作業についてそれをやめたとたんに品質問題が多発するというような事件が希に起きる。
当方があるラテックスの製造プロセスを立ち上げたときに、ラテックスの合成を完了した後の物上げ前に、ひしゃくで表面を３回なでるようにラテックスをすくい、それをすてること、という怪しいプロセスを入れたことがある。この作業では、人を誤差に見立てて作業を行うと、捨てられるラテックスについてひしゃく一回分の個人差が出る。
当方が行えば１回の作業で済むが、それを誤差として見込み、２回ではなく３回としたのである。２回でも良いかもしれないが、このような誤差は万が一を考えて多くしておいた方が良い結果が出るという経験知を用いた結果である。しかし、そもそも計量器ではないひしゃくを使用する時点で非科学的である。
また、この作業自体無くてもラテックスの品質に影響しないが、生産スケールで４－５回に一回不良品が製造され、写真用の高価なラテックスを２００ｌ廃棄しなくてはいけない事態になる。１ｌスケールでタグチメソッドを用い最適化した製造条件であり、ロバストは高いはずで、原因が不明だった。また、小スケールで実験を行ったときには２０回合成してもエラーは発生しなかった。原料ロットのばらつきでもなく、量産開始後に見つかった原因不明のトラブルだった。
ただ、ほかのラテックスの製造規格書を調べたときに、２０年近く前に開発されたラテックスのプロセスでこのひしゃく作業が入っているのをみつけ、それを取り入れたところ、ロットアウトが無くなったのだ。おそらく製造後にできそこないのラテックスが表面付近に浮いており、その量がたまたま多くなったときにエラーが起きているのかもしれない。しかし、これを科学的に証明するのは至難の業である。
若い技術者が、証明したいと名乗り出てきたので、ひしゃくでくみ上げられたラテックスを集め、分析したことがある。しかし、１０ロット分析しても原因物質を見つけることができなかった。挙げ句の果ては、当方の微量成分説を疑いだす始末。ただ、これについては、ひしゃく作業を行わない場合にエラーが希に発生するので誰もが信じたくなる説であり、科学の時代にこれをよりどころとしなければ気持ちの悪い現象である。ひしゃく作業が単なるおまじないでは、現場で採用していただけない。
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機能性微粒子を高分子に分散して機能性高分子とする手法は、昔から高分子の機能性をあげるためによく使われてきた手法である。例えば絶縁体である高分子に導電性の高いカーボン微粒子を分散した半導体高分子や、熱伝導性が無機材料の１／１００以下という高分子にAlNやSiCなどの熱伝導性の高い粒子を分散し熱伝導性高分子を開発したりする。
この時の数値シミュレーションの手法として混合則が１９９０年前後まで使用されてきた。社会人をスタートした１９７９年に購入した複合材料の教科書に書かれていた材料物性の予測式もすべてこの混合則から導かれた式だった。当時の複合材料系の科学論文で考察に使用されていた式も混合則だった。
一方数学者の間では、パーコレーションの理論が古くから議論され、１９８０年頃にはスタウファーによる学生向けの著書も出版されている。当方もこの教科書に触発され、１９８０年中頃にはパーコレーションと混合則の両方を使用し、LATTICE Cを用いてプログラム開発を試み、転職してしばらく暇なときにそれを完成した。
パーコレーションの理論も混合則も科学の世界で生まれた高分子の微粒子分散系を議論するための考え方である。しかし、科学では真理は一つなので、今高分子の微粒子分散系を議論するときに混合則を持ち出す人はいなくなった。
ただ実務で材料物性を見積もるためにちょいと計算したりするときには混合則は重宝する。パーコレーションをシミュレートするソフトウェアを持っていても、電卓をたたいて答えを出せる混合則は、今となっては非科学的ではあるが微粒子分散系高分子材料の技術開発における便利なツールである。
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教育システムにおいて科学が唯一の知識として標準化されているので、どこへ行っても技術者は、仕事に関連する情報を読み科学的な成果を出すことができる。ドラッカーは、「創造する経営者」（１９６４）の中で、「ほかの者と同じ能力を持つだけでは、十分ではない。そのような能力では、事業の成功に不可欠な市場におけるリーダーの地位を手に入れることができない。」と、差別化の重要性を指摘している。
これを技術者に限定すると、科学の時代において科学の知識だけを持った技術者は、今国際競争力の有無が問われている。語学力は常識となるが、意外にも技術者の「技術」について、技術者自身が国際競争力をつける方法を知らない。また、学べる場所について多くはない。本屋に行っても技術について書かれた本は少なく、町の本屋では揃えていないところもある。
弊社ではヒューマンプロセスによる問題解決法プログラムを提供しているが、これは非科学的な内容も含む「技術者」向けの教材である。依頼された企業の実情に合わせ教材を作成している。なぜそのような面倒な作業を行うのか、それは「技術」の教材だからである。
先のドラッカーの著書に、「成功している企業には、常に、少なくとも一つは際だった知識がある。そして全く同じ知識をもつ企業は存在しない。」とある。
これは面白い指摘である。真理は一つという科学の時代にあって、成功している企業には、科学と異なる知識が存在する、と言っているような指摘である。もし今日の日本のメーカーが科学知識だけで成功してきたとしたのなら、現在停滞している企業は差別化できなくなっているからで、ドラッカーが指摘しているように当たり前のことではないか。
一方、現在でも成功している企業は、科学知識以外の知識で差別化ができているからではないか。そしてその差別化するための知識は、世の中で知られていない高度な科学知識か、あるいは非科学的知識のいずれかである。教科書に書かれている科学の知識で説明できるノウハウはもはや差別化技術にはならない時代で、非科学的なノウハウを作り込んでゆかなければ差別化が難しい時代である。
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科学について小学校から大学まで、そして企業に入ってもその知識を学ぶことになる。しかし、技術について、メーカー以外に学べる場所があるのか？少なくとも現在の日本の教育システムでは、技術について学校教育で学ぶ機会が無いのではと懸念している。
また、技術について書かれた本が科学について書かれたそれよりも少ない。問題解決法に至っては、すべてが科学的である。非科学的な問題解決法では、科学の時代において恐らく誰も買わないからかもしれない。
科学の便利なところは、真理が一つなので、同じ現象についての説明はどの本を読んでも、仮に表現が異なっていても、同じことが書かれている。例えばフローリーハギンズ理論の説明では、二次元格子に二つの高分子を押し込み、そのモデルで自由エネルギーを論じ、χを定義し、そのχで高分子の相分離を説明している。
また、科学は論理学に基づき議論を展開しているので、義務教育で学んだ数学の論理を理解していると、少なくとも１０回繰り返して読めば、どのような専門領域の内容でも一通りの理解ができる仕組みになっている。わかりにくければ、論理展開について自分なりの図を書いてみれば説明を理解できる。
ドラッカーは、「創造する経営者」（１９６４）の中で、ｐ１４４「知識は、本の中にはない。本の中にあるものは情報である。知識とはそれらの情報を仕事や成果に結びつける能力である」と述べている。高等教育を受けた技術者が科学の書籍を読み、日々の仕事で容易に成果を出すことができるのは、科学の知識が身についているからである。（明日に続く）
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