数日にわたり、酸化スズゾルを用いた帯電防止技術の開発体験を書いた。伝えたいことは、未だ科学は発展途上にあるが、技術開発では科学で解明されていない現象も使わなければいけない、という現実と、科学で未解明の現象が多い問題を科学的に解こうとすると否定証明に陥る問題である。
まず後者については、酸化スズの事例だけでなく電気粘性流体の事例でも以前紹介したが、仮説を立てて行った実験で仮説どおりにならなかった場合に、否定証明が科学的に簡単なため、せっかくの実験結果を否定証明の道具に使ってしまう人が多い。仮説が外れた場合に、科学で解明されていない現象を扱っていることを忘れている。仮説の正しさを確認できるのは、扱っている現象がすべて科学で解明されているときだけである。
少なくとも仮説に取り込んでいる内容だけでも、すべて科学で真理が確認されていなければ仮説で検証される結論の真理は保障されない。酸化スズゾルの問題について、この材料そのものの科学的に完璧な解明が当時なされていなかった。高純度酸化スズ結晶についてはセラミックスフィーバーのさなかに科学的解明がなされ、アンチモンやインジウムをドープした結晶材料の導電機構などがはじめて明らかにされた。しかし、それ以前から結晶性酸化スズを用いた透明導電体に関するおびただしい数の特許が出願されている。これらの特許は科学が未解明の時代の文献と言う理由で、技術として成立していても科学的に正しいとはいえない。実際に結晶性酸化スズだから導電性である、と誤った事実が書かれている。
転職した会社でＴ社の酸化スズゾルの検討を行い、レポートを書いた担当者は優秀な研究者だった。ただ酸化スズゾルに含まれる粒子の導電性について、それを抽出して評価する手段をとらず、バインダーに分散し導電性の評価を行い、そこから結論を導いており、科学的ゆえに発生するミスをしている。弊社が提唱するヒューマンプロセスではこの場合には冗長性を重視する。非科学的だろうが技術的に考えられる方法すべてについて計測することを勧めている。
試行錯誤という方法でも計画的に行えば、この冗長性を確保することが可能になる。仮説を立てて実験を行うのは科学の時代の常識であるが、この冗長性を時として非科学的ゆえにバカにする人がいる。ドラッカーの表現を借りれば、優秀な人ほど成果を出す方法を知らない、となる。実務では科学的な正しさよりも成果が最優先になる。いくら科学的に優れた論文を書くことができても成果を出せなければ優秀ではないのである。
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論文調査を行っても酸化スズゾルに含まれる粒子の導電性に関する詳細な研究報告書は無かった。Ｔ社に尋ねても測定をしていないという。そのかわりＤＳＣなどの熱分析のデータをくれた。その他の技術データは無いのか、と尋ねたら電子顕微鏡写真ぐらいだとの回答。
Ｔ社は中堅企業だったが、科学者としてそれほどレベルの高い研究者が揃っている企業ではない。ゆえに科学的なデータを期待してもだめだとあきらめ、自分で電気特性などを計測した。そしたらびっくりするような結果が出た。ライバル企業の特許に書かれていた技術と異なる世界があることに気がついた。
ライバル企業は科学者としてレベルの高い研究者も揃っている会社なので、特許に書かれている内容は,科学として怪しくても技術として正しい機能に基づく成果だろうと想像した。そして自分が得たデータは、ライバル企業が実現した技術と異なる技術ではないかと想像した。科学では真理が一つであるが、機能を実現する技術ではその方法は、人類の創造という活動が続く限りいくつも出てくる。
特許に書かれていることには嘘が多い、と言う人がいるが、それはいかがなものか。一応は技術レポートの一つである。科学の視点から間違っていても、技術の視点からは正しい、と信じて読むべきである。特許とはそういう読み物であり、科学が発展途上である限り、科学的に怪しい特許が今後も大量に出願されるだろう。実施例など捏造されたデータではないかと思われても科学論文ではないので許されるのである。「技術報告書」として読むと技術開発の現場では科学論文よりも参考になる。
特公昭３５－６６１６は、昭和４０年前後に書かれたライバル企業の古い特許には従来技術として引用され、それは欠点のある技術とされた。そしてその特許を出願した企業の３０年後の若手社員からは嘘が書かれているんだろう、と簡単に否定された。ところが自分の測定したデータでそれを眺めてみると、すばらしい技術成果の報告書であり、ライバル企業と異なる技術の世界が開けている。
そこで特公昭３５－６６１６に書かれた実施例のトレースを改めて行ってみたのだが、少してこずった。実施例に書かれていない条件で生成物が変化するのである。しかし実施例を特定の条件で追試すれば特許に書かれたグラフに近いデータが得られる。苦労はしたが再現できた。このようなケースではできると思って実施しない限り、上手くいかないものである。そこから技術とは「思いを実現することだ」と言った人がいる。
ところで、ここに至るまでのプロセスは科学的には行っていない。できないと一度は否定された技術なので、すべて試行錯誤か厳密な同定を行っていない適当な実験を行っている。しかしテキトーではあったが、酸化スズゾルを用いた帯電防止層の技術を生み出すことができ、ライバル企業の特許網に穴を開けることに成功した。
まじめに行った科学に基づく実験では、実施例を再現できず否定証明を生み出す結果となったが、テキトーな実験で昔の埋没していた自社の技術を発掘することができた。分析や解析評価はまじめな科学的推論に基づく実験が必須であるが、ものつくりでは、テキトーな実験でも技術を生み出すことができる。これが許せない人もいるようで２０年以上まえに電気粘性流体の技術を創り上げた時にはゴム会社でひどい目にあった。ただ、この事件で技術と科学の違いを明確に意識した仕事をする必要性を開眼し、転職した写真会社では創造した技術に科学の香りをつけるような仕事のやり方をした。
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転職してすぐに実験室の隅に放置してあったＴ社製の酸化スズゾルを見つけた。実験に使用したらしく、２ｌほどの容器に半分位が残っており、管理が悪かったようで水飴状になっていた。
担当者に処分して良いか尋ねたところ、もう腐っているかもしれないから捨てて良い、との回答。とりあえず容器の蓋を外し、紙製の簡易蓋をして、ドラフトに放置した。特にその時実験のあてがあったわけではない。
濃度不明のゾルのサンプルを活用するためには、溶媒をすべて乾燥して溶質を取り出す方法しかない、と考えたからだ。取り出してどうするかは、その後考えるつもりだった。捨てる以外に用途が無いサンプルでも、学生時代から新素材であればとりあえず保管する習慣だった。捨てるのはいつでもできるのである。
貴重と思われるサンプルは１年間保存してみると便利なことがあった。電気粘性流体の問題を解決したときにも、保存していた特注品の界面活性剤が役だった。また、酸化スズゾルは当時高価なサンプルだった。ゾルに含まれる高純度酸化スズを保管しておこうと思いついてその処理をした。処理と言ってもドラフトに放置するだけなので手間はかからない。
転職し１ｹ月以上過ぎてから帯電防止技術の特許問題を調査することになった。ドラフトを覗いたら、酸化スズゾルの溶媒は無くなり、溶質のみ容器の底にこびりついていた。それを取り出し細かく砕いて錠剤を作り、電気特性を評価したところ、酸化スズゾルに含まれていた非晶質の酸化スズは導電体であることがわかった。報告書と異なる意外な実験結果だったので、さらに実験を進めた。解析評価なので科学的に進め、活性化エネルギーの測定やコールコールプロットの結果から電子伝導であることを明らかにした。
さっそく新たな酸化スズゾルをＴ社から購入し、スプレードライ法やホットプレート法で溶質を取り出し、同様の実験を行うとともに、Ｘ線散乱データから結晶化度を調べた。驚くべきことに、ホットプレート法で取り出した酸化スズは結晶化度と電気抵抗は高かったが、その他の方法の酸化スズは非晶質で、電子伝導性を示した。
科学論文を調査しても酸化スズゾルの研究報告書は少なかった。特にその導電性について研究した論文はなかった。科学では結晶化した材料は同定が可能で研究が容易だが、非晶質材料は同定が難しいので論文が出ていないのであろうと考えた。非晶質材料の研究ではガラスの研究が有名だが、酸化スズはガラス状態にならない。
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酸化スズゾルを帯電防止材として世界で初めて使用した特許（特公昭３５－６６１６）を見つけても、酸化スズゾルには導電性が無いから帯電防止材として使えないと結論が書かれたレポートがテーマを起案するための障害になった。それは、科学的な実験データでサポートされていたためである。そこで、この否定証明をひっくり返す実験を行わなければならなかった。
科学の限界を論じた哲学書「方法の擁護」のなかでイムレラカトシュは自然現象の証明を完璧にできる科学的方法は否定証明しかないと述べ、科学の方法で新しい自然現象の完璧な肯定証明は難しいことを指摘している。すなわち、できない、ということは、できないという実験結果とそのできない理由を述べればよいので簡単であるというのである。一方できることの証明は、誰も実現できていないことをまず成功させる必要があり、それが障害になるというのである。
科学的方法は分析や解析には便利だが、その使い方に気をつけなければ否定証明のオンパレードとなり、新しい技術を生み出せなくなる。現実に、酸化スズゾルを帯電防止材として使用できるかどうか、という検討では、新技術を生み出せるチャンスがあったにもかかわらず、否定証明で結論を導き、酸化スズゾルには導電性が無いという証明をデータで示して行っていた。
すなわち酸化スズゾルの添加量を変えて実験を行っても添加量に応じて抵抗が下がる現象が観察されなかったので、科学的推論を展開して酸化スズゾルの導電性を否定したのである。しかし特公昭３５－６６１６に書かれた実施例では十分な導電性が得られたことになっている。担当者に尋ねてみたら、それは特許だからでしょう、といとも簡単に特許が嘘を書いているかのごときしたり顔の回答である。
ただし、市販の酸化スズゾルを評価したレポートでは、酸化スズゾルに含まれている微粒子の導電性を計測していなかった。この点について担当者は、それは薄膜の表面比抵抗の値から混合則を用いて推定できる、と述べていた。ただし、パーコレーションの閾値については考察していなかった。担当者と科学の議論をしていても科学的に正しく否定されるだけなので、自分で思いつき実験を行ってみた（注）。すなわち、酸化スズゾルを自然乾燥して微粒子を取り出し、それを錠剤成形してテスターを当てたところ元気よく針が動いたのでびっくりした。（続く）
（注）思いつきの実験を頭ごなしに否定する人がいるが、部下の思いつきの実験を否定してはいけない。むしろ思いつきばかりで仕事を進めようとする計画性のなさを気づかせることが重要である。知識に裏付けられた、戦略的な「思いつきの実験」というヒューマンプロセスの一つは発見という行為のために重要である。思いつきを意図的に行えるようにしたら思いつきではない、というつっこみはしないでもらいたい。部下に対するコーチングでは、思いつき＝直感を促す質問が重要である。新現象から機能を取り出す訓練には、この直感を養う方法も含まれている。
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写真会社に転職した頃に話を戻す。写真フィルムにとって帯電現象はフィルムそのものの品質を低下させるだけでなく、せっかく撮影した作品を台無しにする。ゆえに帯電防止技術は乳剤技術同様に重要な基盤技術である。しかし、転職した会社の帯電防止技術はライバルに後れをとっていた。
例えば印刷用感材の帯電防止技術について、ライバル会社の写真フィルムにはアンチモンドープの酸化スズが帯電防止材料として使われ、現像処理後も写真フィルムに高い帯電防止処理能力が残っていた。写真フィルムのような感材の現像処理ではアルカリ性と酸性の水溶液にさらされるので、界面活性剤やイオン導電性高分子などの帯電防止層はこの過程で何らかのダメージを受ける。しかし金属酸化物導電体は化学的に安定であり、その影響を受けにくいので、現像処理後も処理前と変わらない導電性を有しており、感材の帯電を防ぐ。
転職した会社ではイオン導電体をエポキシ系の化合物で架橋し、帯電防止層として利用していた。しかしこの技術では金属酸化物ほど現像処理過程で安定ではなく、処理後にわずかばかり帯電防止能が低下する。ゆえにそれを補うために表面層の設計も必要だった。この合わせ技で何とかライバル同等の品質を維持していた。
本音は金属酸化物系帯電防止材料を使用したかったが、転職した会社では、長年にわたり出願されてきたライバル会社の特許を回避することが難しいと信じられていた。そのような状況でライバル特許群を読んでいて、科学的におかしな表現を特許に見つけ（すなわち科学ですべてが解明された時代にはうそと言っても良い内容である）、それがきっかけとなり転職した会社で昔出願された酸化スズゾルの特許を発見できた。
しかし、酸化スズゾルについては、新素材として数年前Ｔ社から上市されていたので、転職した会社では評価が完了し、酸化スズゾルにはライバル特許に書かれているように感材に用いるには十分な導電性が無い材料という結論が出されていた。（続く）
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特公昭３５－６６１６に書かれた酸化スズゾルは、ライバル企業の科学的に正しくない特許で非晶性と決めつけられた。実は注意深い実験を行うと、特公昭３５－６６１６に書かれた合成法では、結晶性から非晶性まで様々な酸化スズゾルを合成できるので、この特許を証拠として、その後のライバル企業の特許のいくつかは公告になる前につぶせた。
もし当時老舗の写真会社に在職していたら、多くのライバル特許をそのまま成立させるようなことをしなかった。企業の技術者はいつもライバル会社の特許を監視しなければいけない。一方で科学論文も読まなければいけないので、アカデミアの研究者よりも忙しくなる。
ところが、会社で論文を読んでいると遊んでいるように思う不勉強な管理者もいるので、休日にこっそり読むことになる。技術者と言う職業は大変忙しい職業なのだ。また論文を読んでいる時間を労働時間に入れると日本における給与は安いということになる。
少し脱線したが、現代の科学の視点で特公昭３５－６６１６を眺めると、ある合成条件で製造された結晶性酸化スズの導電性については、科学的に説明することが可能で、暗電流を測定すると公知の準位の導電性のレベルが確認され、分析結果からサポートされる酸素欠陥の存在を示すデータを科学的にうまく取得できる。
しかし合成条件を変えて結晶化度を下げてゆくと、次第に導電性が複雑に変化し、科学的に未解明の準位の導電性レベルが観察されるようになる。驚くべきことに１０００Ωｃｍ未満の導電性を示す非晶質の酸化スズゾルを合成可能で、この導電機構については未だ科学的に解明されていない現象である。
特許の都合でこれまで公開してこなかったが、すでに当方の書いた基本特許も切れているので秘密にしておく必要もなくなった。そこで、ある事実を公開する。すなわち、当時の私的な分析結果を示すと、合成条件により結晶化度が低下するとともに、酸化スズが構造水のようなものを持つようになる（実は酸化スズの構造水という表現は科学的に正しくない。正しくないがそのように思いたくなる面白い現象である）。すると導電性が出てくる。科学的に厳密な研究をやっていないが、この材料で導電性が最も良いものについて某大学の先生に評価をお願いした導電性の解析結果も存在し、非晶質酸化スズゾルが絶縁体ではなく導電体であることが２０年以上前に証明されている。
しかしこれは内部文書なので公知の科学情報ではない。ゆえに非晶質の酸化スズゾルの物性については未だに科学的に解明されていないままである。さて科学的に未解明のことが多い状態では、どういうことが起きるか―――（明日に続く）
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業務において科学で未解明の現象を扱わなければいけないときに、科学的な問題解決法だけで取り組んでいるとおかしなことが起きる例を述べてみたい。これは実際に体験したことである。少し長い話になるので、数日に分けて書きたい。
２０年以上前に実用化した酸化スズゾルは、その性質が科学で未解明の材料の一つだ。高純度の結晶性酸化スズについては、セラミックスフィーバーのさなかに無機材質研究所でそのすべてが解明された。その結果、高純度酸化スズの単結晶は絶縁体であることがわかり、インジウムやアンチモンをドープしなければ導電性が発現しないこと、そしてその導電機構について、この時に世界で初めて科学的な説明がなされた。
実は１９６０年前後にインジウムをドープした酸化スズが高い導電性を持つことは発見されていた。そして、物理蒸着プロセスによる透明導電膜が実用化された。その頃日本の老舗フィルム会社で（この会社は日本で初めて写真事業をスタートした会社だが）世界初の塗布方式による透明導電膜の発明に成功している。
特公昭３５－６６１６がその発明による特許だが、これが公開されるとアメリカの写真会社や日本のベンチャーでスタートした写真会社から透明導電膜の特許が大量に出願されるようになった。老舗のフィルム会社は怖気づいたのか、一発花火のようにこの特許を一件出願しただけで、その後10年近く透明導電フィルムの出願をやめてしまった。
面白いのはベンチャーのフィルム会社の発明で、結晶化した酸化スズには導電性があって、特公昭３５－６６１６に書かれた非晶性酸化スズには導電性が無く、自分たちが初めて塗布による透明導電膜の製造に成功したと特許で主張していたことである。科学的に酸化スズの物性が解明されていなかった時代の出来事であり、技術の発明として特許出願され公告となった。もちろん現代の科学の視点から見れば正しくない内容の発明である。
その後、本来は特公昭３５―６６１６の改良特許の位置づけであったにも関わらず、この分野の特許出願状況は、ベンチャーの写真会社が酸化スズを用いた帯電防止技術の本家であるような展開になっていった。今の科学の常識から考えると特許の主張は間違っていたのだが、酸化スズについて科学で未解明の時代には、言ったもの勝ちとなる。（続く）
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パーコレーションという現象は、すべてが科学的に解釈されている訳ではない。特に微粒子分散系の高分子あるいは相分離した高分子において発生したパーコレーションの問題は個別に技術者の経験と勘で解決されている。しかし、日本のたいていの大企業がそうであるように、社内のプレゼンテーションで、勘と経験と度胸で問題解決しました、という内容では製品化にゴーサインはでない。
まれにゴム会社のようにKKDの成果でも許される場合があるが、それでも恥ずかしながら科学的香りを匂わせてKKDのプレゼンを行う。聞く方も了解しているからその点について突っ込んだ質問をしない。写真会社に転職して困ったのはこの点である。だから転職してすぐにパーコレーションの問題に遭遇したときにシミュレーションプログラムの開発を行った。また、導電性微粒子が分散した系で感度よくパーコレーション転移の閾値を評価できる技術も開発した。
シミュレーションプログラムと評価技術の開発を優先して行ったのは、パーコレーションという現象がすべて科学で説明できる現象ではないからだ。すなわち科学で未解明な事柄をカプセル化したオブジェクトの振る舞いを科学的に議論できるようにするためにシミュレーションプログラムと評価技術が必要だった。
酸化スズゾルを用いた帯電防止フィルムについては、技術的に開発が困難という科学的結論が出されていた。すなわち哲学者イムレラカトシュが言うところの科学的に容易な否定証明である。科学的に否定された事柄を技術者の勘と経験でできました、とやってしまったら馬鹿にされるのは雰囲気から理解できた。
おそらく日本の多くのメーカーがそうであるように科学的に問題解決された成果でなければ評価しない風土では、仮説とそれに基づく実験が重視される。ところが、そのような風土では否定証明が流行し、新しい技術の芽が生まれにくくなる。評価や分析では科学的問題解決法が便利で、また、その方法が一番良いと思うが、ものつくりでは、科学で未解明の現象から機能を取り出し利用することもあるので非科学的な問題解決プロセスも必要になる。
ｉＰＳ細胞の山中先生でもヤマナカファクターをＫＫＤで発見したことをＮＨＫで告白したのである。ＫＫＤを見直してもいいと思っている。ただし、ヤマカンやドカンはさすがにダメであり、ＫＫＤにも山中流のような由緒正しき流儀がある。
 
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昨日シームレスベルトの押出成形をコートハンガーダイで行うときにウェルドの問題が難しい、と書いたが、カーボンを分散し抵抗調整した中間転写ベルトを製造しようとしたときに、外観以外にウェルド部における抵抗変動という内部エラーの問題が極めて難しい。
高分子に微粒子を添加したときに生じるパーコレーション転移の問題だが、パーコレーションの現象を数学的に理解するための科学はほぼ完成している。ほぼ、と表現したのは、いまだ研究されているようだからだ。当方はどこにまだ数学の問題が残っているのか知らないが、実務の現象についてシミュレーション可能なソフトウェアーは２０年以上前にLATTICE C で開発したプログラムがある。
時間ができたらC#で書き直したいと思っているが、なかなか時間が無い。計算が必要になったときにはPC9801を立ち上げて計算している。計算結果はLAN経由でファイルサーバーに落とし、WINDOWS８で利用するという面倒な手続きだが、使用頻度が低いのでそのままになっている。しかし、生きている間にオブジェクト指向の処理系に書き直したいと思っている。
科学としてパーコレーションの数学上の研究課題については不明だが、実務上は問題解決できた、と思っている。ただ微粒子とマトリックスの相互作用までを含めた物理と化学の現象については、未だ科学的に未解明の事柄が多い。実務においては勘を働かせて問題解決する以外に無い。もしこれを科学的に解決できる、という人がいたら、それはペテン師だ。
高分子の微粒子分散系で観察されるパーコレーションという現象を普遍の科学的解を与え、実務で生じる問題解決は、その科学知識でできる、という人がいたら是非ご紹介して欲しい。パーコレーションという現象について数学で理解されている限りにおいて確率が関係していると言われているので、パーコレーションの現場の問題を解決するには、その確率を制御する方法を示した科学が実務では必要だ。概略は科学で語ることができるが、現実はその語られたとおりにならないケースが多い。パーコレーションという現象を制御するには未だ技術者の経験とそれに裏付けられた勘が必要である。
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２０世紀に科学の成果はどんどん実用化され、科学の恩恵が感じられたが、２１世紀に入り少し陰りが見えてきた、という人もいれば、一方で文教行政の見直しを唱える人もいる。現実には大学の独立行政法人化の効果が現れてきて、大学の研究環境は厳しくなってきた。
ただ忘れてはいけないのは、科学で未解明の自然現象が未だに多い、という現実である。大学の先生の中には、例えばﾀﾞｯｼｭﾎﾟｯﾄとﾊﾞﾈのモデルでレオロジーを研究してきた人のように、仕事が無くなった研究者もいる。いまでもこのモデルで高分子を研究しているとしたら大学の教員をやめて企業に行くべきである。企業には、そこそこ便利なこのモデルの技術ニーズがあるかもしれない。
高分子のレオロジーは、あまり注目されていないが、若い優秀な研究者はどんどんチャレンジできる面白い分野だ。もしこの分野が飛躍的に進歩したならば、高分子材料の現場で困っている大半の職人は大喜びする。技術者がうまく問題解決できない現象が多いためだ。
中間転写ベルトの開発を引き継いだときに金型をシンプルなコートハンガーダイに固定して問題解決した。シームレスベルトの押出成形に用いられるスパイラルやスパイダーなどの金型は、コートハンガーダイのウェルドの問題を解決するために考案されたようだが、その金型内部における樹脂の流動は複雑になる。
ウェルドの問題は残るが、シームレスベルトの押出成形に用いられるコートハンガーダイの内部における樹脂流動は大変シンプルで考えやすい。PETの成膜で用いられるTダイと同様の考え方もでき、問題解決が容易である。
実際にウェルドの問題を解決したら順調に量産が立ち上がった。ウェルドの問題は難しい、と敬遠されがちだが、難しい一個の問題と複数の訳の分からない問題とどちらを選んだら良いかは、趣味の問題もあるかもしれないが、当方は前者を選ぶ技術開発スタイルである。高分子の樹脂流動について科学で未解明の事柄は多いので一個の問題に集中する方が賢明である。
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