マテリアルインフォマティクスがアカデミアから提案があり、データサイエンスに注目が集まっている。材料開発に積極的に取りこもうという動きが出てきたが、その中心のツールとなる多変量解析の手法は、１９７５年ごろに日科技連から新QC７つ道具として提案された手法で、特に新しい手法ではない。
当時は８ビットマイコンが発明され、秋葉原にその評価キットが出始めた時代であり、多変量解析のソフトなど一般に普及していなかった。
ゴム会社ではIBM3033の大型コンピューターの統計パッケージに多変量解析のソフトウェアーが用意されており、１９８０年前後に人の頭脳によるマテリアルインフォマティクスがすでに研究されていた。
乳化重合SBRのデザインやタイヤ軽量化設計、防振ゴム材料設計、ポリウレタンやフェノール樹脂発泡体の設計などに成果がでていた。電気粘性流体の耐久性問題では、その問題解決に主成分分析が使われ、高偏差値のスタッフ数名が１年以上かけて否定証明した研究の成果を一晩でひっくり返すほどの成果が出ている。
当方は入社当初はIBM3033にお世話になったが、データサイエンスについて研究所上司の理解が得られず、MZ80KとFDOS、フロッピーシステムを自前で揃えて多変量解析のソフトを組んで、独身寮で楽しんでいた（マテリアルインフォマティクスのようなデータサイエンスは、数学が好きな研究者には楽しみのための研究である。材料を創り出すことが好きな研究者が楽しんで初めて有益なツールとなる）。
MZ80Kは30万円以下だったが、システムを揃えたところ軽自動車１台あるいは最も安価な誰も買わないクラスのカローラ程度の価格だった。
この出費で年収150万円前後という当時の給与では、１年間休日は独身寮に籠る生活を余儀なくされたが、そのおかげで勉強時間とテニスの時間を十分に取れた（独身寮におれば食事には困らなかった。ご飯や梅干し、漬物は食べ放題だった。給与の半分は書籍代はじめ知識関係の出費になっていた。学術書は研究所の図書費で購入できたが、上司の許可が必要だったので自費で購入していた。当時購入した多変量解析の書籍は洋書も含め6冊ほどあった。）。
ところで、重回帰分析では、得られる重回帰式の２つ以上の説明変数間において、相関の無いことが重要である。
数学的に表現すると説明変数が一次独立であることが求められる。データサイエンスが普及し、パソコンで多変量解析が手軽にできるようになったが、データ整理に便利な重回帰分析の有効性を見出せない原因の一つにこの基本が十分理解されていない点にあるのではないかと思っている。（明日に続く）
カテゴリー : 未分類
pagetop
知識には、形式知と経験知、暗黙知があると、大学の哲学の授業で習った。教職の免許を取得するために文学部の授業まで聴講し、今でも役立っているのがこの哲学の授業の内容と心理学である。
心理学についても機会があれば書きたいが、哲学の授業で知と言うものについて学びながら、それを理解できるまで10年以上かかった。特に暗黙知なるものの理解が難解だった。
形式知や経験知ならば文字に落とすことができ、それぞれについての著書を読めばそれがどのようなものか理解できる。例えば前者は科学に関する教科書の記述があり、後者についてはドラッカーの著書はじめ多くの哲人の手による著書がある。
技術分野では、E.S.ファーガソン著「技術屋の心眼」は、技術者の経験知と科学の形式知の違いについて分かり易く論じている。それだけでなく技術者の暗黙知にまで踏み込んでいる。
ただ、これは暗黙知を理解できていたので読解できたわけだが、暗黙知なるものを理解できていない人にはファーガソンの表現は単なる妄想と評価されるかもしれない。
暗黙知なるものを確認したいならば、異なる著者によるジャズのギター教則本を数種類読むと見えてくる。おそらくジャズに関心のない読者が1冊読んでみても面白くない本であるが、ジャズを独学しようと思っている読者は一冊は手にする。
ただし1冊読み上げてもそこに書かれた楽譜の演奏ができる程度のスキルしか身につかないと思う。とても本の前書きに書かれたようにアドリブ演奏がすぐにできるレベルにならない。
「ポジション練習からアドリブへ、ジャズギターテクニック」とか「ジャズギター入門、ジャズギターのテクニックが身につく本」などは謙虚なタイトルであり、「ジャズギターの登竜門」とか「ジャズギターの金字塔」、「明日から弾ける！ジャズギター集中講座」、「猫にもわかるーーー」は誇大タイトルだと思う。
面白いのはこれらをすべて読んでみると、すべての著書に共通した表現による説明の部分と、同一の事柄について説明の表現が異なる部分が存在することだ。それぞれの著者の暗黙知が異なるためにそのようになるのだが、このような事柄について1冊だけ読んでみても初心者は理解ができないだろう。
数冊読んでみるとその意図するところを何となく分かってくるが、それを仮に理解できたからと言ってうまく説明ができるわけでないことに気づく。これが暗黙知の特徴である。
面白いのはジョーパスの「ジャズギター教本」で、文章では最小限の説明が書かれている以外楽譜しか存在しない。最小限の説明でわかる人は少ないと思う。小生は、最初読んだだけではさっぱりわからなかった。
書かれた楽譜を何度も何度も弾いてみて、はじめて何となく理解できた。すなわち音の響きから意味を理解させる表現である。暗黙知をうまく伝えるにはこの方法しかない、と彼は考えたのだろう。
この年齢で無駄だと分かっていても本を読み知を得る努力をしてみると、形式知や経験知までその伝承の難しさを改めて考えることになる。
暗黙知については、その言葉で書かれた説明だけでなく、それが形成される過程や暗黙知から刺激を受けた経験知が新たな知を生み出す瞬間を味わえたりする。
カテゴリー : 未分類
pagetop
高分子材料は何らかの形で機能を発揮する。高分子の劣化は、使用される形態で議論されなければならない。かつて高分子の酸化劣化について溶媒中における酸化反応が議論されていた時代がある。
そして劣化機構として研究がまとめられていた。科学の研究としては面白いかもしれないが、実用性が乏しい研究成果で、高分子の燃焼挙動解析にも役立たない、と思っていた。
軟質ポリウレタン発泡体の難燃化技術を研究していた時に、燃焼時のガス分析を行ったが、ポリウレタンの単純な酸化反応では説明のつかない化合物ばかり検出された。
ポリウレタンの酸化について当時研究論文が出ていたので比較研究を行ったが、うまくまとめることができなかった。しかし、フェノール樹脂では当時の酸化劣化の研究論文を活かすことができた。
フェノール樹脂は、フェノールとホルマリンの重縮合で製造されるが、成形体に加工されたときにはフェノールとメチレンの重合した単純な分子構造であり、ベンゼン環は耐熱性が高い構造である。
恐らく単純な構造と耐熱性のおかげで実験室における劣化の研究と実際の酸化劣化とが類似機構で反応が進行していたのだろう。
カテゴリー : 未分類
pagetop
高分子成形体の寿命について、その予測方法がいろいろあることがあまり知られていない。大別すると統計手法による方法と時間・温度換算則を用いる方法が知られている。
詳細は本日と金曜日のセミナーで解説するが、寿命予測というとアーレニウスプロットという考え方では研究開発に失敗するリスクが高くなる。
また、アーレニウスよりもラーソン・ミラー法の方が精度がよい、と言っていては駄目である。両者とも時間・温度換算則の方法なので特有の問題を抱えている。
具体的にクリープ破壊を取り上げて説明すると、セラミックスでSiCのように拡散クリープで進行することが科学的に明らかな場合には、寿命予測精度をそれなりに高くできる。
しかし、高分子成形体ではクリープのメカニズムが科学的に解明されていない。さらにレオロジーについてWLF式による時間・温度換算則が考案されたが、２０世紀末にダッシュポットとバネのモデルが破綻し、現在再構築中である。
このような科学的に未解明な部分を抱えている状態で寿命予測を行うとどうなるか。これは説明の必要は無いと思うが、予測された結果が非科学的であることを覚悟しなければならない。
それならば、統計学による方法の方がまだ信頼性が出てくる。金属材料でも、例えば御巣鷹山の飛行機事故のように寿命予測を失敗した事例が存在するのだ。高分子材料の寿命予測についてもう少し慎重に熟考した方が良い。
カテゴリー : 未分類
pagetop
家を新築した時に壁掛け時計を購入した。それには壁掛け用の樹脂製フックがついていた。樹脂製ということで心配したが製品に付属しているならば大丈夫だろうと思って使用したら、１８年経ったときに突然その時計が落下した。
幸い家族の誰もケガをしなかったが、時計は壊れ床に傷がついた。壊れた樹脂製フックの破断面を見たところ、内部欠陥を起点にしたクリープ破壊であることを理解できた。
１８年間トラブルなしで精度の高い時計で残念だったが、新しい時計を購入した。その時計には金属製のネジ釘がついており、それで時計を固定するように説明がついていた。
さらに他の留め具で固定した場合の問題については品質保証しない旨の説明がついていたので、おそらく壁掛け時計の落下事故というのがそれなりの頻度で起きるものらしいことを理解できた。
さて、その新しい時計だが、１年も経たずからくり部分が壊れた。カタカタ音がするので中をのぞいたところ折れた樹脂製の棒が出てきた。破断面を見たところ、クリープ破壊特有の模様が現れていた。
内部欠陥があった樹脂製フックは、１８年の寿命だったが、からくり時計の樹脂部品の寿命は１年持たなかったのだ。とりあえず購入店に壊れた時計を持ってゆき、修理を依頼した。
品質保証期間内だったので無償修理となったのだが、３年後再度同じ樹脂部品が壊れた。保証期間を過ぎていたので有償修理となるが、新しい時計を購入するより安いだろうと思って、問題点を指摘した手紙と前回の修理記録を添えて修理に出した。
修理して戻ってきた時計には、修理記録とともに今回保証期間を過ぎていても無償修理との断り書きが入っていた。その時計は８年経っても新品同様に精度の高い時を楽しいからくり動作とともに順調に稼働している。
カテゴリー : 未分類
pagetop
４月１日から施行される新たな法律について、環境省から説明資料が公開された。動画も公開されているそうだが探しても見当たらない。
・
さて、環境問題について地域環境問題から地球規模の環境問題となり２１世紀となる直前に、環境基本法はじめ様々な法律が出されて日本も国際標準の環境問題取り組みにかかったのもつかの間、２０１５年に海洋ゴミが国際問題となった。
・
さらに海洋ゴミの３割が日本製ということもあり、環境問題において日本に対して風あたりが強くなった。日本の取り組みが遅れていることに対し、２０１９年に当時の小泉環境大臣が「セクシーに取り組む」と回答したことが、日本のマスコミに叩かれた。
・
日本のマスコミはセクシーの意味を取り違えたのだが、小泉大臣は大まじめに的確な回答をしたのである。当方はセミナーの中で小泉大臣にエールを送る意味もあってセクシーの意味を余談として解説している。
・
しかし、日本への風あたりよりも大問題となったのは、脱プラスチックという思想が国際世論となったことである。
・
すなわち、それまで環境問題では３Rが合言葉であり、２０１５年以降４つ目のRとして「Refuse]が国際世論として形成されつつある。身近ではレジ袋の有料化やプラスチックストローが紙ストローになったりする変化として現れた。
・
しかし、これは行き過ぎである。そこで当方はこのような環境問題に対する行き過ぎた考え方に対して企業が環境問題対策として新たなRを提案すべきと４年ほど前からセミナーを行ってきた。
・
この声が届いたのかどうか知らないが、環境省はRefuseではなくRenewableとして４つ目のRを新たに提案している。詳細は弊社へお問い合わせください。
カテゴリー : 未分類
pagetop
「九尾の狐（きつね）伝説」で知られる栃木県那須町湯本の国指定名勝「殺生石」が真っ二つに割れたことが分かったそうだ。先日5日のニュースでこれを知ったが、本欄で取り上げる問題ではないと思っていた。
しかし、ＴＶニュースでも昨日扱われ、無視できない話であることを知った。この石の伝説についてはネット記事を読んでいただきたいが、割れた石の写真を見て、この話題をセミナーで使おうと考えた。
すなわち、石の破断面を見ると長年にわたりヒビが大きく成長し、今回自然に割れたということがよくわかる、フラクトグラフィーの題材になる、と思った。
すなわち、破断面には最初からひび割れていたところから次第にそこが大きく成長したと思われる汚れがきれいに残っているのだ。ニュースに掲載された写真でもそれがわかる。
ゆえにこの石の破壊は、九尾の狐が、復活しようとして暴れて割れたわけではないのだ。割れるべくして割れたのである。
実はN社のF100というハイアマチュア写真家に人気のあったフィルムカメラの裏蓋フックが防湿庫に保管中壊れた。その破壊機構は典型的なクリープ破壊であり、格好のセミナー題材となっている。
しかし、これは当方の体験談であり、もう少し一般的な話でフラクトグラフィーに使えないか題材を探していた。今回殺生石の割れた写真が何枚かネットで公開されていたので今後セミナーでこの話題も紹介してゆこうと考えた次第。
カテゴリー : 未分類
pagetop
技術者のスタート時にバンバリーとロールによる本格的なコンパウンド開発を担当できたことは幸運だった。また、それが成功体験だったことも人生の大きな宝である。
さらに、１年のテーマを３か月で完了できて分厚い報告書にまとめることができたのも自信になった。学生時代から３か月あれば研究を一つまとめることができるようになれ、と指導されてきたが、それができたのだ。
これは、指導社員が極めて優秀だったからで、これまでこの指導社員以上に頭の良い人に出会ったことが無い。開発現場で困った問題が生じるとすぐにヒューリスティックな解を提示されるとともに、関数電卓で常微分方程式を解きながら現象を説明してくださった。
AIを近くにおいてゴムのコンパウンドを開発している景色を想像していただきたい。それに近い環境だったので、難易度の高い先端材料にもかかわらず、３か月という短期間に開発できている。１か月間の耐久データもそろえていたので、２か月で配合設計ができていたことになる。
午前中座学で午後実務という状態で訓練されたおかげで、混練技術についてはたった３か月の訓練にも関わらず、ゴム会社の研究所ではトップと評価されたようだ。
１０年後電気粘性流体用ゴム開発は当方にしかできないと指名され、住友金属工業との高純度SiCのJV立ち上げ業務に忙しいにもかかわらずゴム開発を依頼された。
カテゴリー : 未分類
pagetop
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。
カテゴリー : 未分類
pagetop
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。
カテゴリー : 未分類
pagetop
