投票日直前に野党統一候補を掲げた石田純一氏の都知事立候補の話題が出るなど都知事選の影響がどのように選挙に出るのか心配されたが、２０１１年以降の流れを反映した選挙結果ではなかろうか。
野党の方には申し訳ないが、福島原発の処理で見せた政府のいい加減な行動に象徴されるように、日本の野党の政治は信用を失っているのである。また、その後の元党首の方たちの無責任な言動が信用回復を遅らせている。
今井絵理子氏の人気には驚いたが、当選後の基地問題に対する発言にさらにびっくりした。しかし冷静に考えると、沖縄の基地問題の日本全体における位置づけはそのような状態かもしれず、正直な発言と捉えると、政治家として案外期待できるのかもしれない。
今回の選挙では数字に出ているように自民党が圧勝かというと、沖縄と福島で現閣僚が落選している。沖縄と福島は政治家が真摯に取り組むべき問題を抱えており、今井絵理子氏の発言のような状態を批判する結果となっている。
都知事選に立候補を表明した小池百合子氏は、自民党の分裂選挙になることを「私は根回しが下手だ」と弁解していたが、そのような素人政治家ではこの難局を乗り切れないことは明らかである。しかし、国民が政治家に素人の香りを求めているのは最近の傾向である。
選挙結果がすべて出たところで、１８歳まで選挙権が与えられた影響などの解析が進められるのだろうが、今回自民党が圧勝したかのような結果になったのは、国民の記憶に過去のトラウマが残っているためと思われ、野党勢力はさらなる自己変革が求められている。二大政党の時代はまだ遠い。
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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した。
いずれも異なるセミナー会社の主催で行われましたが、リクエストがございましたので下記予定で７月と８月も開催します。一部内容は重複致しますが、過去の講演と同様に新規内容を盛り込み企画しています。また、弊社で現在展開しております二軸混練装置の販売につきましても状況をご報告させていただきます。
７月の講演会では、樹脂用の新添加剤のご紹介をさせていただきます。また、カオス混合技術につきましても過去の講演会同様に解説致します。
８月の講演会におきましては、シランカップリング剤の添加では問題解決できなかった熱電導樹脂を事例に、フィラーの分散制御技術の盲点を独自の視点で解説致します。
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。弊社で申し込まれましたお客様につきましては特典がございますので是非お問い合わせください。
１．機能性高分子におけるフィラーの分散制御技術と処方設計
（１）日時 ８月２５日 １３時－１６時３０分まで
（２）場所：高橋ビルヂング(東宝土地(株)) 会議室 (東京都千代田区神田神保町3-2)
（３）参加費：43,200円
２．９月以降に機能性高分子の難燃化技術の講演会を２回ほど行います。お問い合わせください。
カテゴリー : 一般
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研究開発のテーマとして何に取り組むのか、という問いはどこの組織においても重要である。企業では事業分野に直結し２－３年で貢献できるテーマが選択される傾向になってきた。これが３０年以上前の研究所ブームの時には、今実現できないことに挑戦するようなテーマも選択されていた。
例えば、ゴム会社では熱可塑性エラストマーでタイヤを製造する研究やカルスによるゴム栽培の研究も当時テーマとして推進されていた。そのような雰囲気の研究所だったから、セラミックスブームの時に容易に高純度SiCの企画が採用されるかと思ったらあてがはずれた。
セラミックスブームの時に研究所は現業の支援を中心に活動する方針となっていた。一方で社長はCIを導入し、新規事業の３本の柱としてファインセラミックスと電池、メカトロニクスを方針として出してきたので研究所はちょっとした騒ぎになった。
もっとも電池については、ポリアニリンを正極に使うポリマー電池の企画がすでに研究所で動いており、メカトロニクスについては電気粘性流体の企画が進行していた。しかし、ファインセラミックスの企画だけ研究所に存在しなかった。
そのときセラミックス溶射技術がテーマとして認められた。しかし当方は今ひとつ魅力に乏しいと感じて、高純度SiCの企画を提案したのだが、結局研究所で袋だたきのような扱いをされ、挙げ句の果ては追い出される結果になった。FDをイタズラした人は電気粘性流体のメンバーだが、あれはゴム会社に似つかわしくない事件だと思った。
しかし、誠実真摯に成果をあげることにだけ集中した結果、TEOSとフェノール樹脂から合成された前駆体を中心にした技術は、日本化学会技術賞を受賞し、現在まで３０年以上事業として生き残っている。
研究開発のテーマはいくら良い内容であっても、推進メンバーに成果に対する誠実さや真摯さが欠けると結局失敗し、事業も続かない。ポリアニリン電池事業も電気粘性流体も事業を中断している。ポリアニリン電池事業に至っては日本化学会技術賞受賞後に事業を終了という残念な結果である。高純度SiCの事業が今でも続いているのは奇跡に近いが、その陰にはいろいろたくさんの人間ドラマがある。
カテゴリー : 一般
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一般に高分子材料は導電性や熱伝導性がわるい。ゆえに樹脂の導電性の改良には、カーボンなどの導電性フィラーを添加し、熱伝導性の改良にはダイヤモンドやBNなどの熱伝導性フィラーを添加する。
このような高分子材料へフィラーを添加する物性改良方法では、パーコレーション転移が観察される。面白いのは導電性の改良時に現れるパーコレーション転移の挙動と熱伝導性材料で観察される挙動が異なることだ。
熱伝導性材料で観察されるパーコレーション転移の挙動は、弾性率の変化で観察されるそれと近い。理由を知りたい方は弊社へ問い合わせていただきたいが、古典的には、複合材料の教科書には、混合則として十把一絡げで説明されている。
また、少し手の込んだ方法としてMaxwell-Euckenの理論式やNielsenの理論式が知られている。しかし、高分子材料にフィラーを添加したときには、クラスター生成を確率的に捉えるスタウファーらによるパーコレーションの考え方で、統一的に理解可能である。
面白いのは、導電性材料で観察される不安定さでは、パーコレーションという現象を直感的に理解していただけるが、熱伝導や弾性率の問題では、ぴんとこない人が多い。
この理由は、例えばフィラーの熱伝導性が大きく変化しているのに、添加量と複合材料の熱伝導率の関係が一つの曲線上にプロットされたり、アスペクト比の効果が導電性ほど顕著に現れなかったりと導電性材料とは少し異なった挙動となるからだ。
現象を科学的に正しく理解できないと材料開発を進めることができないので、年に２－３件はこの関連の質問がある。科学的にはフィラーの分散をパーコレーションで説明でき、パーコレーションによる考察が可能となれば、あとは技術で改良するだけである。
ただし、科学的な美しいデータが得られないこともある。科学と技術の違いを理解できておれば難しい問題ではないのだが。また、熱伝導性フィラーとしてダイヤモンドが要求される場面は少なく、シリカやアルミナ程度でフィラーとして十分目的を達成できる場合が多い。
カテゴリー : 電気/電子材料 高分子
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配合設計を組み立てる段階では、タグチメソッド以外の統計手法で開発を進めてもよい。例えばドリップ防止に用いられるフッ素樹脂の組み合わせ効果については、一因子実験による分散分析で有意性を示すことができる。
また、メラミンイソシアヌレートや硫酸メラミン、リン酸メラミンなどのメラミン系の添加剤にも他の難燃剤との組み合わせについて交互効果が存在する。こうした組み合わせ効果を見つけるには、タグチメソッドを使用するよりも多変量解析や実験計画法で探索した方が効率的である。
システムが決まっていない段階で、タグチメソッドは、SN比を求めるための実験数が多くなり探索に時間がかかる。ポリマーアロイの難燃化を検討するときに、評価技術の知識以外に開発手法の特徴を理解して、効率的にロバストの高い技術開発を指向するとよい。
複雑な交互効果を用いた事例として、ホスファゼンとリン酸エステル系難燃剤の併用システムを開発した。ホスファゼンとリン酸エステル系難燃剤の組み合わせは公知となっているが、うまく計画を組んで実験すると、このシステムを最適化でき、その交互効果が顕著に表れる場合がある。そしてイントメッセント系の高価なリン酸エステルを用いなくても低コストなシステムを組むことも可能となる。
また、PC/ABSのような相分離系ポリマーアロイでは、難燃剤がどの相に分散しやすいのかという問題もある。このような問題では、OCTAを活用でき、シミュレーションでリン酸エステル系難燃剤の分散をある程度予測することが可能である。
ちなみにホスファゼンとリン酸エステル系難燃剤の組み合わせシステムについて、シミュレーションで見いだしたリン酸エステルを用いてタグチメソッドによる最適化を行い、すべての樹脂材料がリサイクル材である難燃性PC/ABSの開発に成功した。
この時、基本機能にLOIを用いて、信号因子として組み合わせ難燃剤の添加率を３水準、誤差としてLOI評価に用いるサンプルの厚みをとってタグチメソッドを行っている。その結果、ホスファゼンと特定のリン酸エステルとの組み合わせでSN比３ｄBの改善効果を見いだした。
カテゴリー : 高分子
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あらかじめ難燃化システムが決まっている場合には、材料評価技術として難燃規格だけを用いてそれに適合するよう開発を進めることも可能である。
すでに説明したように、この場合にはタグチメソッドが便利で、基本機能のパラメータとして燃焼時間や燃焼速度、あるいはLOIを利用できる。
例えば電子機器の外装材として需要が伸びているPC系のポリマーアロイでは、UL９４－V0規格の燃焼時間を基本機能として採用しタグチメソッドで開発を進めることができる。この時サンプル試験片の厚みや事前のエージング処理などは外側因子として配置し実験する。
ただし、すでに難燃化システムが決まっている場合には、外側因子として難燃剤の添加率を信号因子に採り実験を組んだほうが好ましい。また、この時の基本機能には、難燃剤の添加率に対して線形性が高いLOIを使用した方が良い。
故田口先生は、タグチメソッドは「手法」であり難燃化システムや基本機能の選択は技術者の責任である、と言われていたが、システムとして古典的な三酸化アンチモンとハロゲンの組み合わせを採用するのか、ノンハロゲン系を指向してイントメッセント系の難燃剤を使うのか、新たな難燃化システムを組み立てるのか、あるいは基本機能として何を選ぶのかなどは、まさに技術者の責任である。
ところで、ポリマーアロイの難燃化システムについては多数の特許が存在しており、特許回避策も技術開発を進める上で重要である。幸いにもPC/ABSでは主要な難燃化手法が公知技術となっている。ゆえに特許回避策として公知技術の組み合わせを選択することが可能である。
公知技術の組み合わせでも驚くべき事実が出れば、それは発明となる。
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このシリーズ（１３）で行った考察により、燃焼時の熱でガラス（無機高分子）を生成してリンを燃焼している系内に固定化して、その触媒作用によりチャー生成を効果的に促進する難燃化システムを配合設計した。
ジエタノールアミンとホウ酸とを反応させて、ホウ酸エステルオリゴマーを合成し、リン酸エステル系難燃剤であるTCPPと組み合わせ軟質ポリウレタン発泡体に配合したところ、驚くべきことにTCPPを用いてもリンの含有率に対するLOI増加率はDAPPと同程度に高くなった。
このホウ酸エステルオリゴマーを他のリン酸エステル系難燃剤と組み合わせても同様の効果が得られるのかどうかを４０種以上の配合系についてLOI法で調べた。そして実験で得られた多数のデータを多変量解析で処理した。
ホウ酸エステルオリゴマーだけを軟質ポリウレタン発泡体に添加しても、LOIの変化はわずかであり難燃効果が認められなかったが、驚くべきことに、ホウ素原子の標準偏回帰係数がリン原子との交互作用の影響で高くなっていた。
重回帰式 ＬOＩ＝2.95×(P含有率)＋15.17×(B含有率)＋0.14×(Cl含有率)＋18.3
標準偏回帰係数 P含有率:0.65 B含有率:0.40 Cl含有率:0.11
重回帰係数 0.84
さらにＴＧＡの測定データでは、６００℃における残渣が多くなる傾向が観察され、その残渣を化学分析したところ、ホウ酸エステルオリゴマーとリン酸エステル系難燃剤が反応して生成したと思われるボロンホスフェートが配合量に相当する含有率で確認された。
ホスファゼンを用いた難燃化システムで見出された、燃焼時にリンをその系内に固定するとリンの難燃効果を高めることができる、という経験仮説に基づき、燃焼時の熱で無機高分子を生成しリンを系内に固定化する難燃化システムを考案することができた。
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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した。
いずれも異なるセミナー会社の主催で行われましたが、リクエストがございましたので下記予定で７月と８月も開催します。一部内容は重複致しますが、過去の講演と同様に新規内容を盛り込み企画しています。また、弊社で現在展開しております二軸混練装置の販売につきましても状況をご報告させていただきます。
７月の講演会では、樹脂用の新添加剤のご紹介をさせていただきます。また、カオス混合技術につきましても過去の講演会同様に解説致します。
８月の講演会におきましては、シランカップリング剤の添加では問題解決できなかった熱電導樹脂を事例に、フィラーの分散制御技術の盲点を独自の視点で解説致します。
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。弊社で申し込まれましたお客様につきましては特典がございますので是非お問い合わせください。
１．樹脂・ゴムの配合・混練技術の基礎とそのノウハウおよびトラブル対策
（１）日時 ７月７日 １０時３０分－１７時３０分まで
（２）場所：【東京】日本テクノセンター研修室
（３）参加費：48,600円
２．機能性高分子におけるフィラーの分散制御技術と処方設計
（１）日時 ８月２５日 １３時－１６時３０分まで
（２）場所：高橋ビルヂング(東宝土地(株)) 会議室 (東京都千代田区神田神保町3-2)
（３）参加費：43,200円
以上
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ＴＧＡの測定結果を見ると、測定雰囲気の違い（空気中と窒素中）で熱分解の様子が異なり、６００℃における残渣が空気中で測定したときに窒素中よりも増えているというデータが得られている。
窒素中の測定では、単なる熱分解過程の情報となるが、空気中で測定した場合には酸化分解の情報も含まれてくる。実際の火災では、空気中における熱分解となるので空気中におけるTGA測定が行われるが、酸欠状態でも燃焼が進行するので、空気中だけでなく窒素中のデータと比較して考察する必要がある。
このＴＧＡのデータでは３００℃あたりから６００℃までの領域で難燃剤の働きにより、チャーを生成しながら熱分解していることを読み取ることができる。また、有機物の分解が終了した６００℃の残渣量を比較することにより、難燃剤の働きによるチャー生成の効果を評価できる。この考察のためにLOIと６００℃における残渣量との関係をグラフでまとめている。
空気中で計測されたこの結果について考察すると、TCPPではLOIが増加していてもチャーの生成量が変化していない。また、DAPPはFyrol-6と同様にチャー生成量がLOIと相関しているが、Fyrol-6よりもLOIとの相関が高い。この考察から、炭化促進型難燃剤でも２タイプ存在することが示唆される。
さらに６００℃におけるそれぞれの残渣について化学分析してみると、DAPPでは、配合した量に相当するリンの９０％近くが残っている。しかし、Fyrol-6やTCPPでは、同様の分析で大半のリンが揮発していたことが示された。
詳細を省略するが、この難燃剤の揮発と以前説明した煤発生量とは関係があり、煤がポリウレタンから生成された炭化物である点に着目すると、ホスファゼンは燃焼時に煤を発生せず効果的にチャーを形成する機構で炭化促進している。これは高分子の難燃化技術を開発するときに重要なヒントとなる。
以上の評価技術を駆使した考察から、炭化促進型難燃化システムでは、燃焼時にリンが揮発しないように燃焼時の系内に固定するシステムが理想的な難燃剤ではなかろうか、という経験仮説が思い浮かぶ。また、オルソリン酸の沸点が２４０℃前後にあることや、TGAにおける重量減少速度がこの温度領域で早くなることから、燃焼時にリンを固定化するアイデアは有効と思われる。また、この経験仮説をホスファゼン以外の難燃剤で確認できれば、新たな難燃化システムの開発につながる。
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DAPPについては、トリレンジイソシアネート（TDI）と反応させてプレポリマーを合成し、マトリックスの主鎖に難燃剤成分を組み込んだ（反応型）システムと粉末の形態で難燃剤をマトリックスに分散した（添加型）システムの両者について検討している。
DAPPを添加型とプレポリマーすなわち反応型で添加した処方で両者の違いを観察した。添加型では、反応型と比較してＬＯＩが低くなるという実験結果が出た。
これから、難燃剤の分散状態がLOIに影響することがわかる。また、ＤＡＰＰをプレポリマーの形態で添加した試料で最も難燃効果が高くなっているが、DAPPは他の難燃剤に比較して単位量あたりのリン含有率が高い。
リンの含有率で難燃性能を比較したところ、DAPPの難燃効果が他の難燃剤の効果よりもわずかに高くなっている。
ただし、LOIが２１を越えるあたりから同じ反応型であるFyrol-6との差は無くなっている。ちなみに、Fyrol-6は両末端にTDIと反応する水酸基を持った化合物で反応型難燃剤として機能している。
これをTCPPと比較することにより、添加型難燃剤よりも反応型難燃剤の方が効果的に難燃性の機能を発揮している現象を捉えることができる。
すなわち、難燃剤は、添加型よりも反応型難燃剤のほうが効率よく機能し、リン酸エステル系難燃剤よりもホスファゼン系難燃剤のほうが高い難燃効果を有している。
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