新入社員のテーマとして、当時最先端の樹脂補強ゴムを用いた防振ゴム用コンパウンドの開発をバンバリーとロール混練で行っている。
樹脂が海相でゴムが島相となったコンパウンドであるが、現在二軸混練機で動的加硫により製造される熱可塑性エラストマーとは圧縮永久歪や耐久性の点で大きな性能差が出るゴムを製造できる。
また、指導社員の指導で当方が開発し実用化されたコンパウンドは、ロール混練の条件でも物性が変化した極めて混練の難易度の高いコンパウンドである。
プロセス依存性の大きい難解なコンパウンドであったが、混練条件さえ再現できれば、樹脂とゴムの複合材料でありながら、圧縮永久歪が小さく耐久性の高い高性能ゴムを製造できた。
研究開発段階でバンバリーとロール混練プロセスを用いていたので、実用化の障壁は低く容易だった。久しぶりの研究所のアウトプットとなったが、なぜか開発グループは解散となった。
人生で本格的に混練を勉強したのは、この開発を担当した３か月間だけである。しかし、指導社員が熱心な方で、毎朝９時から１２時まで混練の座学を行い、午後開発実務というスケジュールを組んでくださった。
３か月間ダッシュポットとバネのモデルと格闘しながら剪断流動と伸長流動の特徴はじめカオス混合まで習得できた。今レオロジーをダッシュポットとバネで説明されなくなったが、技術的ツールと捉えると現象理解には便利に使える。
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長年バッチ式プロセスでコンパウンドを検討してきたゴム屋と連続式混練機で簡単にコンパウンドを製造してきた樹脂屋とが混練について議論するとかみ合わない。
また、ゴム会社の研究所のゴム屋どおしでも技術を追求する研究者と科学を追及する研究者でもロール混練に対する考え方が少し異なる。
ゴム屋と樹脂屋について比較する前に、技術者と科学の研究者との相違点から。ゴム会社の研究所に配属された時の指導社員は京都大学理学部修士課程出身の純粋のレオロジストだった。
科学の研究者ではあったが珍しい技術志向の考え方をしており、「研究所でゴムを扱っている人の大半は簡便なニーダーでゴムを練り上げているが、ゴムのコンパウンドを開発するときには面倒でもバンバリーとロール混練プロセスで行え」と厳しく指導された。
理由は、同一配合でも同じコンパウンドを絶対に作ることができないからだ、と指導された。当時の研究所は企業活動に貢献するアウトプットが出ていない部署として社内で有名だった。
指導社員は、研究所で開発されたコンパウンドを実用化しようとしても使い物にならないからで、その原因がニーダーを使ったコンパウンド開発にあるためだ、と説明された。
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動的加硫技術が開発されたので、ゴムの一部は二軸混練機でも製造されるようになったが、高性能ゴムは、未だにバンバリーとロールによるバッチプロセスを用いて混練される。
シリコーンゴムでも、LIMS はスタティックミキサーで製造されるが、ミラブルタイプはロールあるいはニーダーによるバッチ式で混練される場合が多い。
ところが樹脂材料は、その登場時から単軸押出機あるいは二軸混練機などの連続式自動混練機が使用される。樹脂材料をバッチプロセスで処理をしてはいけない、というルールは無い。
それどころか、樹脂材料でも高性能なコンパウンドを得たいならば、ロールを用いて混練すればよい。１５年以上前、PPS半導体無端ベルト用のコンパウンドは、良い結果をとりあえず得たかったのでニーダーで混練している。
また、高性能パルプ樹脂複合材料のパイロットプラントは、バンバリーとロール混練で立ち上げている。プロセスコストがかかってもバッチプロセスは連続式プロセスよりも高性能コンパウンドを製造できる、という理由で、難易度の高いコンパウンドを混練したい時には試してみる価値がある。
ただし、ロール混練は危険作業に属するので、それなりの訓練と、設備については信頼できるメーカーを選ぶ必要がある。小平製作所は、創業時からロール混練機を扱っている老舗の一つであり、実験機では安全対策が他社よりも充実している。
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連日ウクライナの様子がTVで放映されている。日本で放映されている映像は、すべて真実と信じているが、ロシアとウクライナ双方が情報戦を繰り広げている、というレポーターの説明がなされるとすべて信じてはいけないのかと一瞬思う。
しかし、スマホで撮影された原子力発電所砲撃の映像は、異常なほど恐怖感を与える。当方でさえ怖いのだから、実際に福島原発の被害を経験された方は、映像そのものを見ることができないかもしれない。
いくら戦争が政治の最後の手段と説明されたとしても、原子力発電所の砲撃だけは禁じ手として頂きたい。今のところ大事には至ってないが、ロシア側の原子力発電所そのものは狙っていない、という説明を信じることができない。
映像は、原子力発電所の一部破壊された様子とミサイルがまだ飛んでいる様子だ。さすがに世界も危険に感じたのかIAEAが動き出した。
先日のTV討論で橋下氏が戦争回避をできなかった愚についてウクライナ人の政治評論家に語っていたが、もう起きている状態では空しい意見だろう。
戦争の難しさはどちらかが負けるか譲歩しない限り終わらない点にある。ところで、NHKの大河ドラマでは戦国時代を描くと視聴率が高いと言われている。
日本史について苦手意識があったせいか、織田信長から徳川家康の時代までの流れをうまく理解できず不思議に感じている。織田家にも豊臣家にもチャンスがあったのだ。
また、戦国時代の終りに淀君という女性が登場する点もこの時代の流れを複雑にしている。秀頼が本当に秀吉の子供であったのかどうかＤNA鑑定で結論を出していただきたいが、当時の栄養状態と秀吉の過去の女性遍歴から推定しても秀頼は秀吉の実子ではない可能性が高い。
秀吉もそのことに気づいていたのではないか、と当方は想像している。色ボケした老人が朝鮮出兵など指示したりする様子がドラマで描かれたりするが、歴史をゆがめているように思う。
しかし、この時の秀吉の精神状態について何も記録は残っていないので、色ボケ老人説を否定できない。一方で、石田光成と加藤清正の不仲の原因を朝鮮出兵当時の光成のマネジメントにあった、とする説が残っている。
光成ほどの知恵者であれば、色ボケ老人をコントロールできた可能性が高いので、もし秀吉が色ボケ状態だったなら朝鮮出兵をもっとうまく終結できたに違いない。
未だ終結への道筋が見えないロシアとウクライナの戦争だが、大国ロシアの思慮を欠くクレージーともとれる破壊行為について、指示したリーダーの精神状態をどのように説明したらよいのか。
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50年ほど前にある物理学者が表題の言葉を唱えている。そして日本において科学に対する懐疑論の本が多数出版され始めたが、バブル崩壊でこれらのムーブメントも消えてしまった。
ところで、トランスサイエンスとは以前この欄で紹介したが、科学に問うことができるが、科学で答えられない問題のことを言う。
2011年東日本大震災で福島原発の事故があり、この表題をタイトルとした本がベストセラーとなっている。ただ残念なのがこの本で技術について述べられていない。
科学で答えられない問題については技術で答えなければいけない。当方が新入社員の時にゴム会社のCTOが「科学でタイヤはできない、タイヤは技術で作る」と述べたが至言である。
さて、高分子の耐久性予測についても同様であり、アーレニウスプロットのように科学に問うことは可能だが、科学は市場品質について保証してくれない。
市場品質については技術でその保証をしなければいけない。そのために何をすべきかは当方のセミナーで説明している。来月以降これまでの内容をさらに分かり易く書き直したセミナーを予定しているので是非参加いただきたい。
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高分子材料の耐久劣化試験で化学的因子についてアーレニウスプロットが良く用いられる。また、物理的因子については、時間温度換算則が用いられる。
科学に問い、答えを得る方法としてセミナーが多数行われている。弊社もこの手のセミナーでその手法を簡単に説明し紹介しているが、弊社のセミナーではこの方法で予測し、問題が発生した時の事例を中心に講義している。
その理由は簡単で、６時間もかけて例えばアーレニウスプロットの手法を説明しても実務に役立たないからである。実務で問題となるのは、これらの科学的予測法で予測しても品質の初期故障が引き起こされることだ。
それゆえ、科学的な予測手法よりも、その対策となる技術的手法を事例とともに解説している。例えばN社フィルムカメラの裏蓋フックがクリープ破壊した事例も説明しているので、N社の技術者にはぜひ当方のセミナーに参加していただきたいものである。
N社ファンの老人をニコ爺というそうだが、シェアが３位になったと言っても老人にN社のファンは多い。品質問題にあっても、C社やS社から魅力的なミラーレス一眼が出てもZ7を買ってしまうニコ爺の性をN社は大切にしていただきたい。
子供のころからペンタックスを愛用してきてもそのあこがれから、いつかは高価なN社のカメラをと思っている老人のカメラファンは少なからずいる。モーレツに働いたご褒美としてF100を購入しそれが防湿庫に保管していて壊れたのだ。
壊れたフックのフラクトグラフィーを行い、N社の技術者がクリープの破壊寿命予測を科学的に行っている様子を想像した。
高分子の一軸クリープ破壊挙動の推定にLarson-MillerのパラメーターKを速度論的根拠に基づくありがたいパラメーターとして用いているしたり顔のN社技術者の顔まで見えてきた。
しかし、１９６０年前後の線形破壊力学の成果で高分子材料の破壊を完璧に説明できないという理由で非線形破壊力学が１９８０年代に登場し、それがまだ完成していない。
さらに１９７０年頃に志ある材料メーカーからクリープ破壊速度が成形体密度の０．０２程度の誤差で２倍になる問題を学会報告し、WEBに技術報告書として公開している。
この報告書を読むと、たとえ科学的にクリープ破壊寿命を予測できても安心できないことがすぐに理解できるのだ。また、科学的な予測は必要十分条件となっていないことに注意する必要がある。
セラミックスのような応力がかかってもその歪が小さい場合にクリープ破壊寿命が必要十分条件に近くなるが、高分子材料のようにクリープで歪が大きくなってから破壊する材料については、歪が大きくなった時に破壊に与える因子について吟味する必要がある。詳しくはセミナーで説明する。
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「何が問題か」という問いは、有名な故ドラッカーの言葉だが、彼は正しい問題を見出せば、それで問題解決の８０％が完了する、と述べていた。
何か問題が発生した時に目の前の問題を安直に解く人がいる。間違った問題の正しい答えほど意味のないものはない、もドラッカーの言葉だ。
目の前の問題がいつも正しい問題とは限らない。目の前の問題を引き起こしている原因あるいは他の見えていない問題が真の解決すべき問題かもしれないのだ。
科学の問題でもしばしばこのようなことが起こる。界面科学が関わる現象において、界面活性剤を用いて解決しなければいけない問題は多い。
界面活性剤についてその特性はHLB値で表現される、と教科書に書かれている。そこで、HLB値の異なる界面活性剤を試してみて問題解決をはかって、目的を達成できない問題が発生する。
このとき、「さまざまなHLB値の界面活性剤を用いても問題解決できない」という問題を解こうとする科学者がいる。恐らく、彼はきめ細かく様々なHLB値の界面活性剤を集めて実験を行い、この証明に成功するだろう。
科学の研究であれば、現象の否定証明を行い論文を書けばそれで終わるが、技術者は、問題解決して人類に役立つ技術を創りださなければいけない。
彼は恐らくHLB値にとらわれず、世の中に存在するあらゆる界面活性剤を集めて試してみて、何とか機能する界面活性剤を見出す努力をする。
試行錯誤で泥臭く実験を進めても良いが、今の時代はコンピュータを利用できるので試行錯誤を効率よく実施可能だ。
３０年以上前、電気粘性流体の耐久性問題でこのような出来事があった。ドラッカーが述べていたように優秀な人たちが否定証明を行い成果を出せなかった。
問題解決では、優秀かどうかよりも問題に対して誠実真摯に向き合うことができるかどうかが重要である。イムレラカトシュは科学の問題の証明で完璧にできるのは否定証明だけである、と警鐘を鳴らしている。とかく科学者は完璧さを求めることを好む。
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高分子材料の耐久予測技術は未完成のままである。金属やセラミックスでは、破壊力学が有益な情報を提供してくれる。しかし、高分子材料では非線形破壊力学が提案されてから進歩していない。
このあたりを正しく理解されている技術者は少ない。その結果として、ハイアマチュアカメラとして知られたN社のF100の裏蓋フックが防湿庫で自然に壊れてしまうような出来事が起きる。
このF100の裏蓋フックの破壊はショックだった。システムを揃えるのに50万円以上かかった、というケチな理由からではない。
ほんの少し注意深い実験をN社の技術者がしていたならば防げたからである。この「ほんの少し注意深い実験」とは、機能に着目した実験である。
これを行わず、クリープ破壊寿命予測から材料設計していた可能性が高い。フックの破壊は、破面観察から典型的なクリープ破壊と考えられる。
金属では実験による寿命予測式がそれなりの信頼性を築いてきた歴史があるが、高分子材料では、40年前から懐疑的にみられている形式知だ。
問題はこのような形式知が未だ修正されず、高価な専門家向け教科書に掲載されていることだ。1970年に材料メーカーから密度が0.02高くなるとクリープ破壊応力が約2倍となる実験結果が報告され、WEBに公開されている。
このレポートの意味するところは、密度が0.02下がっただけでクリープ破壊応力が半分になるということだ。
F100の裏蓋フックの密度の基準がどのようであったかは知らないが、クリープ破壊強度から寿命予測を行う方法は良く用いられるが、このような問題があることに目が向けられていない。
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冬には静電気の発生が多く、帯電による電子製品の故障に気をつける必要がある。電気製品にはアースがついており、アースがとられている場合には良いが、これが不十分であると静電気故障を引き起こすことがある。
パソコンを自分で修理する人はご存知と思うが、CPUはほんの少しの静電気で壊れる。完全に壊れてくれればよいが、CPUの場合に一部だけ壊れていると不安定な動作としてその現象が現れ、壊れたことに気がつかない場合があるのでやっかいだ。
静電気のいたずらで悩まされるのは電気製品だけでなく、人間の肉体も同様で、冬場かゆみが多くなる人は静電気を疑ってみるとよい。
これは、全身に保湿剤を塗ると防止できるから容易に確かめることができる。すなわちかゆみ止めが入ってない保湿剤を全身に塗ってみて、かゆみが起こらなかったなら、静電気が原因と理解できる。
射出成形体の静電気防止も同様であり、コンパウンドに保湿剤となるような界面活性剤を添加してやれば、帯電防止が一応可能である。ただし、界面活性剤が成形体の表面にうまくブリードアウトしてくれないと、帯電防止の機能が発揮されないので、少し技術開発が必要となる。
注意しなければいけないのは、帯電防止のために添加した界面活性剤が、ブリードアウトしすぎると表面がべたべたになるブリードアウトという品質問題を引き起こす。
ブリードアウトの問題を回避する必要がある用途では、成形体そのものの体積固有抵抗を１０の１１乗Ωｃｍ未満の半導体としなければいけない。
絶縁体高分子の場合には導電体を混練したコンパウンドで品質要求を満たすことが可能となるが、この時パーコレーション転移に配慮する必要がある。
耐トラッキングが要求される分野では、この帯電防止技術の難易度が上がる。科学的に考えると不可能ということになるので、技術で帯電防止できる条件を見出すことになる。
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日産オーラが納車されて１か月近くになる。昔からの習慣で、１か月点検前なので遠出をしていないが、車の安全装備に驚いている。
とにかくやたら警報音が鳴るのだ。５０年車を運転してきた当方の習慣が安全基準を満たしていなかったようだが、警報音のおかげで１ｃｍ程度のギリギリの幅寄せができなくて困った。
我が家の駐車場の端にガスと水道のメータがあり、この検針が容易にできるようにするためには、後尾を塀ギリギリに寄せて、少し斜めに駐車する必要があった。
結局警報音の我慢できる駐車位置をもう一度検討しなおし、壁際１０ｃｍ空けられる位置を探し出したのだが、障害物だけではない。
道路に書かれた白線についても、運転中に踏むと警報音が鳴る。また、徐行運転中近くに人や自転車が来ても鳴る。驚いたのは野良猫が横切っても検知したのだ。
今のところ運転者が気がついている状態で警報音が鳴っているので、騒音以外の何物でもないが、都内で全くこの騒音を聞かないように努力する運転が難しいことに気がついた。
細い道を少しでもスピードを上げると警報音が鳴るのだ。高速道路の自動運転が可能なので、かなり安全側に車の設計がなされており、今は車に安全運転の指導を受けるつもりで、ハンドルを握っている。
当方は素直なので車の指導音に従っているが、運転者にはこのような自動車からの警報音を有難迷惑に思う人もいるかもしれない。
まだ、警報音に感謝するような状況を体験していないが、進入禁止マークなども検知してくれるので、一方通行の多い都内の道路では、誤って逆走するミスを防いでくれると期待している。
こうした安全装備以外にナビの案内もきめ細かくなった。案内のレベルは運転者が設定できるので、従来程度のレベルにすることも可能である。しかし一人で運転していて眠気が来た時など話しかけてくれるようなものなので最高レベルにしている。
これで都内を走っていると、ナビの女性が疲れるのではないかと心配するぐらい語りかけてくれる。警報音とナビの声で、せっかくのBOSEサウンドで運転中音楽を楽しめない。
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