昨日10月4日の講演会の紹介のためにかつて社会問題になった建築の難燃規格について触れた。これは、規格に定められた試験試料に着火する方法が問題で、試料をセットし、試験が開始され炎がこの試料に当たると燃焼し始める。
すべての試料が手順通りに着火してくれればよいが、試験試料の中には余熱や試験炎が着火した瞬間の熱で、もちのように膨れ始める材料があった。最初この発見をした人は、高卒の技能員の方で、これは面白い発見ということになった。
ところが、試験試料がもちのように膨れ、試験炎から逃げるために試料へ着火することができないので、本来ならば試験は失敗のはずだ。ところがこの規格では試験試料の変形について炎から逃れるほどの大変形あるいは着火しない場合についてどのような判定にするのか決めていない。これは評価法がおかしいのだが、お国の偉い先生方が考えられた成果ということで疑われることはなかった。
その結果、もちのようにうまく確実に膨れる材料の研究開発が行われ、材料設計手法について特許出願がなされた。他メーカーもリバースエンジニアリングと特許情報から同じような材料設計の商品を特許回避して製造するようになった。
このような場合に、現在の企業ならば、評価法の問題を疑い、本来規格が目指しているあるべき姿を想定し、改良された新評価法を開発する。そしてその評価法を権利化するとともに、その評価法で必要となる材料群の特許を押さえ、評価法は無償で開放しその評価法を標準規格にする戦略をとるのが正しい。
しかし、当時はそのような発想が無かったので、狭い範囲の特許出願しか行われず、他社が類似技術で追従することが容易となり、難燃性に問題を抱えた商品が主流になる事態になった。
責任は問題のある規格を制定した国にあるわけだが、実際には問題とわかっていてもそれを是正せず普及させた企業も同罪である。社会に出て経験が浅い当方は問題の是正を上司に提案しているが、逆に誤った指導をされた。ただその指導方法にも少し問題がったので、反骨精神で難燃化技術について評価技術も含め、あるべき姿を追求するようになった。
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１０月4日に高分子難燃化技術に関する講演会を予定している。高分子の難燃化技術は科学で扱いにくい分野である。40年以上前にはアカデミアで積極的に研究されたテーマだが、30年ほど前から研究発表が少なくなっていった。
また、そのころから、ＬＯＩとかＵＬなどの規格が普及していった。規格の中には科学的に決められたにもかかわらず、火災を普及させるようなものも登場している。それは、社会問題となってから規格の見直しが行われ,現在は使われていないが、当時は新聞にも取り上げられ大問題になった。
これは、科学的に決められた規格に対して、企業におけるある発見がもとになり規格を科学的に解析し、規格を通過できる材料設計を科学的に推進したことが原因で問題が大きくなった。すなわちその規格を採用した各企業で同じような材料設計の商品が販売されたために日本全国に問題が広がった。
当方がゴム会社に入社して2年目の出来事だったが、ＬＯＩのＪＩＳ化が制定されようとしていた時である。そのＬＯＩを用いて、先に述べたとんでもない材料設計の問題を指摘したのだが、上司の主任研究員は、LOIは商品規格ではないので問題とはならず、自社の商品は国の規格に通過しているので問題ではない、と涼しい顔をしていた。
このような問題は、今の時代では涼しい顔は許されない。企業の社会的責任として、仮にお上が制定した規格であってもその間違いを積極的に指摘しなければいけない。さらに規格に問題を見つけた場合には、本来のあるべき姿を想定し、知財戦略を展開するチャンスでもある。
難燃化技術に関しては科学的に扱いにくい、という理由以外に、その手段が限られる問題がある。未だに炭化促進型がドリップ促進型のいずれかの手法の材料設計となり、用いる添加剤もほぼ定型になりつつある。
ただまだ新しいアイデアの出てくる余地はあり、今回の講演会では、電子材料に焦点をしぼり、その考え方を説明したい。1日では難燃化技術全体を講義できないので、10月下旬にも異なる視点の講演会を予定しているので、両方の講演会に参加することをお勧めしたい。
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創業から5年たち、いろいろな業務を経験することができました。その中で高分子の難燃化技術は、ゴム会社へ入社1年後から3年間担当した業務でした。ホスファゼン変性ポリウレタンやホウ酸エステル変性ポリウレタン、ケイ酸変性フェノール樹脂など燃焼時にリン酸ユニットを系内に保持する炭化促進型コンセプトで開発した技術は、40年ほど前では斬新な考え方で、学会の招待講演などでも高い評価を得ました。
その後、イントメッセント系難燃剤などが注目され、現在に至っておりますが、燃焼時にリン酸ユニットを固定し、炭化促進を行う難燃化手法は、三酸化アンチモンとハロゲンの組み合わせによる難燃化手法と同様現在でも主要な難燃化技術（イントメッセント系難燃剤も同様のコンセプトの発展形）として採用されております。
今回、この難燃化技術にさらに磨きをかけるため、新素材を開発いたしました。まだ特許出願中のため素材の詳細を開示できませんが、基本コンセプトについてわかりやすく解説する講演会を開催いたします。弊社へお申込みいただければ、新素材を開発した企業のご紹介等特典がございます。
なお、11月には科学にとらわれない思考法をベースにした問題解決法の講演会を予定しております。本講演会では、従来の科学的な問題解決法をおさらいし、そこに潜む問題点を明らかにし、新たな技術を創造するための誰でもできる発想法と当方がこれまで用いてきて有効だったノウハウを伝授いたします。
１．機能性高分子の難燃化技術とその応用
（１）日時 10月4日 10時30－17時30分まで
（２）場所：東京・西新宿
（３）参加費：48,600円
（注）難燃性と力学物性、さらに要求される機能性をどのようにバランスさせ品質として創り込むのか、という視点で解説致します。
https://www.j-techno.co.jp/seminar/ID57NLFEZ15/%E6%A9%9F%E8%83%BD%E6%80%A7%E9%AB%98%E5%88%86%E5%AD%90%E6%9D%90%E6%96%99%E3%81%AE%E9%9B%A3%E7%87%83%E5%8C%96%E6%8A%80%E8%A1%93%E3%81%A8%E3%81%9D%E3%81%AE%E5%BF%9C%E7%94%A8/
２.高分子難燃化技術の実務
（１）日時 10月27日 10時30－16時30分まで
（２）場所：江東区産業会館第一会議室
（３）参加費：49,980円
（注）評価技術に力点を置き、高分子物性を創りこむノウハウもご説明致します。
https://www.rdsc.co.jp/seminar/161026
3.11月度開催予定の講演会は下記
https://www.rdsc.co.jp/seminar/161116
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創業から5年たち、いろいろな仕事を経験することができました。その中で高分子の難燃化技術は、ゴム会社へ入社1年後から3年間担当した業務でした。担当業務の中で自ら企画したテーマ、ホスファゼン変性ポリウレタンやホウ酸エステル変性ポリウレタン、ケイ酸変性フェノール樹脂など燃焼時にリン酸ユニットを系内に保持する炭化促進型コンセプトで開発した技術は、40年ほど前では斬新な考え方で、学会の招待講演などでも高い評価を得ました。
その後、イントメッセント系難燃剤などが注目され、現在に至っておりますが、燃焼時にリン酸ユニットを固定し、炭化促進を行う難燃化手法は、三酸化アンチモンとハロゲンの組み合わせによる難燃化手法と同様現在でも主要な難燃化技術（イントメッセント系難燃剤も同様のコンセプトの発展形）として採用されております。
今回、この難燃化技術にさらに磨きをかけるため、新素材を開発いたしました。まだ特許出願中のため素材の詳細を開示できませんが、基本コンセプトについてわかりやすく解説する講演会を開催いたします。弊社へお申込みいただければ、新素材を開発した企業のご紹介等特典がございます。
なお、11月には科学にとらわれない思考法をベースにした問題解決法の講演会を予定しております。本講演会では、従来の科学的な問題解決法をおさらいし、そこに潜む問題点を明らかにし、新たな技術を創造するための誰でもできる発想法と当方がこれまで用いてきて有効だったノウハウを伝授いたします。
１．機能性高分子の難燃化技術とその応用
（１）日時 10月4日 10時30－17時30分まで
（２）場所：東京・西新宿
（３）参加費：48,600円
（注）難燃性と力学物性、さらに要求される機能性をどのようにバランスさせ品質として創り込むのか、という視点で解説致します。
https://www.j-techno.co.jp/seminar/ID57NLFEZ15/%E6%A9%9F%E8%83%BD%E6%80%A7%E9%AB%98%E5%88%86%E5%AD%90%E6%9D%90%E6%96%99%E3%81%AE%E9%9B%A3%E7%87%83%E5%8C%96%E6%8A%80%E8%A1%93%E3%81%A8%E3%81%9D%E3%81%AE%E5%BF%9C%E7%94%A8/
２.高分子難燃化技術の実務
（１）日時 10月27日 10時30－16時30分まで
（２）場所：江東区産業会館第一会議室
（３）参加費：49,980円
（注）評価技術に力点を置き、高分子物性を創りこむノウハウもご説明致します。
https://www.rdsc.co.jp/seminar/161026
3.11月度開催予定の講演会は下記
https://www.rdsc.co.jp/seminar/161116
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高分子の難燃化技術はアカデミアで取り扱いにくいテーマである。燃焼は酸化反応の急激に進行する現象だが、急激に不均一に進行するので再現性のあるモデルをどのように立案し、それを解くのかという難しい問題がある。
この問題は、難燃性の評価技術についても同様で、結局高分子の用途に応じていろいろな規格が生まれてくる背景になっている。今となっては昔の話だが、建築研究所が科学的に研究して得られた結論を用いて制定した建築用高分子発泡体の難燃化規格があった。ところがこの規格に合格した材料が原因で大火になった事件が起き問題となったが、これは火災と言う現象において科学が万能では無かったことを示した事件である。
まず、
１０月に豊富な実務経験に基づく難燃化技術について、２件講演会を企画しています。
ご興味のある方は、弊社へお問い合わせ、並びにお申込みいただければ、特典がございます。
特典その１：考案されたばかりの高分子の難燃化システムの情報が得られます。
特典その２：電子ブック「高分子のツボ」を進呈します。
という宣伝をさせていただきましたが、このたび、難燃助剤として高い効果のある新規化合物を開発しました。この化合物の特徴として、難燃剤の添加で問題になる樹脂の変色が軽減される実験結果が見つかっています。まだ開発されたばかりで、今後応用事例を増やしながらこの新難燃化システムの第一の特徴と言えるように開発を進めたいと思っています。
なお難燃剤セミナーは１０月上旬と下旬に企画されており、難燃化技術の基本的な内容は共通ですが、それぞれの講義の趣旨は異なりますので両方を受けていただくと、難燃化技術のノウハウの全体像がご理解いただけます。もちろん片方だけでも他社の１日のセミナー同様以上の受講効果はございます。このようにセミナーを二種企画しました背景は、異なる視点でこの技術を眺めると見えてくるものがあるからです。二種受講される方には割引特典が付きます。ぜひご検討ください。
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高分子材料は熱伝導性が悪い。ゆえに熱伝導性を向上するためには、熱伝導性の良好な微粒子を添加することになる。この時にもパーコレーション転移が問題となる。ただ、絶縁体である高分子に導電性を賦与する場合と異なるのは、微粒子の物性があまり大きく影響しない（注）。
すなわち、ある微粒子Ａと熱伝導性が２０倍３０倍良好な微粒子Ｂとを高分子に添加してその熱伝導性の変化を比較しても、同じような挙動を示す。あたかも微粒子の熱伝導性の差の影響が無いような変化である。
あるセミナーに参加した時には、熱伝導性樹脂を設計する時に微粒子の熱伝導性はあまり影響しない、とはっきり言われた。熱伝導性樹脂を開発された経験のある方は、大抵は同様の体験をしている。
導電性の場合とどこが異なるのかと言うと、電子伝導ではトンネル効果で微粒子の接触抵抗の影響が小さくなるが、すなわち接触していなくてもホッピング伝導で電流は流れるが、フォノンではトンネル効果を利用できないので、十分な接触が無いと伝熱ができないという説明がもっともらしい。
すなわち、熱伝導性樹脂では微粒子どおしの接触状態が重要になる。そこで、粒度分布を制御したりして熱伝導を改善する、というアイデアが生まれ、過去にそのような発明が公開されたりしている。
しかし、それでも大きな改善は難しいし、このアイデアでは力学物性の制御が難しくなる場合も出てくる。そこで高分子そのものの熱伝導性を改良しようというアイデアが生まれ、幾つか熱伝導性の良好な高分子が開発されている。ただこのような高分子はえてして他の物性がダメな場合があり、結局汎用高分子に熱伝導性フィラーの分散技術の開発となる。またコストも安くなる。
（注）絶縁体と導電体では、材料の電気抵抗は10の14乗倍異なる。しかし、材料の熱伝導率の差はせいぜい10000倍程度である。ここでは、フィラーの電気抵抗を10倍、1000倍と変えるとパーコレーション転移の様子が大きく変化するが、フィラーの熱伝導率を10倍、1000倍と変えても同じようなパーコレーションの様子を示すという意味である。
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高分子の大半は絶縁体である。ゆえに世界で初めて導電性高分子を発明した白川先生はノーベル賞を受賞された。絶縁体高分子に導電性を与えるためには、導電性のフィラーを添加すればよい。多くの場合コストが安いカーボン粉末が使われ、１０００Ωｃｍ程度まで抵抗をさげることができる。
ところが、１０の１０乗レベルの抵抗を有する半導体をこの方法で製造しようとすると大変難しい。パーコレーション転移が起きるために、抵抗が下がり過ぎたり、抵抗があがったりするからである。もしカーボンの導電性が低く、１０の５乗前後であればこの変動を小さくできる。
この微粒子を高分子に分散し、目標とする抵抗の半導体物質を安定に製造するための微粒子の抵抗やその分散状態については、科学で推定可能で、技術目標まで科学的に立てることが可能である。すなわち、パーコレーション転移のシミュレーションプログラムを科学的に作ることが可能で、現実の現象をコンピューターで予測することができる。
このプログラムでカーボンのような導電性が良い微粒子を用いて、安定に１０の１０Ωｃｍの半導体を製造するには、微粒子の弱い凝集体を高分子中に発生させればよいことが示される。すなわち、弱い凝集体が１０の５乗Ωｃｍ程度の半導体微粒子として機能し、パーコレーション転移による変動を小さくする。
科学では、このようにパーコレーション転移を制御し高分子の高次構造設計目標まで示すことができるが、実際にこの高次構造を実現しようとすると大変である。科学では易しい問題でも技術ではかなり難しい問題となる。混練技術が科学で完全に解明されていないからだ。
カーボン超微粒子の弱い凝集体を均一の大きさで高分子中に均一に分散させるためには、分配混合を進めればよいことが教科書には書かれている。そのためのスクリューセグメントも経験的に知られている。しかし、それでもうまくゆかないのだ。
１０年ほど前、日本を代表するコンパウンドメーカーの技術者から「素人は黙っとれ」と言われた。すなわち素人では理解できない世界であるというのが当業者の認識である。ところがそのコンパウンドメーカーを信頼していたら、とんでもないことになり、半年で自前の混練工場を建てなければいけない事態になった。
教科書に書かれていた混練技術は役に立たなかったが、ゴム会社で３ケ月間担当した樹脂補強ゴムの開発経験は大変役立った。残業代も出ない新入社員時代であったが、徹夜したり、サービス残業の毎日が定年前の開発で役立った。
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現代の科学の知識を活用しても解けない問題は、今でも多い。そのような問題を前にして技術者はどのように問題解決をしたらよいのか。これは、１１月度の講演テーマだが、少しその内容の一部を書いてみる。
ｉＰＳ細胞を知らない人はいないだろうが、あのノーベル賞が非科学的方法で問題解決されたことを知っている人は少ない。表現は異なるが要約すると、山中博士は意図的に非科学的方法で問題解決したのでその方法をノーベル賞受賞まで黙っていた、と語っている。
山中博士が研究に取り組まれた時に、ｉＰＳ細胞ができそうなことは当時得られていた科学的情報から予測されていた。ただ科学で解明された遺伝子情報が膨大な量のために実験回数は天文学的になる。すなわち、iPS細胞はできそうだが、それを実現するための方法を短時間で見つけよ、と言う問題は科学的に解くには膨大な数の遺伝子情報を検証しなければならず、不可能に近い難問だった。
実際にヤマナカファクターを発表した時にどのように見つけたのか権威者から質問があったらしいが、彼は特許の問題があるので答えられない、と応答している。頭のいい研究者である。
例えばＰＰＳと６ナイロンを相溶させた材料の実用化技術について退職前に高分子学会賞に推薦されたが審査会でウソだろう、と思われ落選した。あるいは、古い話だが高純度SiCの合成法を日本化学会で発表した時に故S先生に前駆体合成法について聞かれ、正直に試行錯誤で見つけた、と答え、痛い目に合っている。
学会と言う場所ではたとえそれが優れた成果であっても、科学的でなければ全否定される。全否定されたが、フローリーハギンズ理論で説明できない複写機の部品は、問題なく１０年過ぎた今でも無事使われている。ＳｉＣの前駆体については未だに科学的な解析はされていないにもかかわらず、事業は３０年以上続いている。
iPS細胞もその発見方法は非科学的であったが、応用研究はどんどん進んでおり日本が先端を走っている分野だ。この分野は素人が学会に参加してもなんとなくわかるところが面白い。研究者が応用研究を重視している学会は非科学的でも成果が素晴らしければ柔軟に受け入れる。
すなわち、科学で解明されていないか、科学情報があってもそれを活用する時に何らかの障害がある時には、山中先生のように非科学的方法で問題解決する以外に方法は無いのである。ノーベル賞学者ではないので当方の説明では説得力が無いかもしれないが、ゴム会社の指導社員に教えられて以来非科学的方法を実践して多くの問題を解決してきた体験を１１月に公開する。
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研究テーマの設定は難しい。特に企業においては商品開発テーマと同等評価が得られるような研究テーマ企画と言うのは、それなりの実務経験がないと企画できないのではないか。
１０年後を見据えた基礎研究です、というのは怪しいテーマが多い。しかし３０年前はこのような企画を多く見かけた。ゴム会社だけでなく多くの企業でこのような研究企画が多数推進されていたのではないか。
高純度ＳｉＣの企画も最初提案した時には、怪しい企画が多く推進されていたにもかかわらず、それらの企画以下に扱われた。最初に提案してから３年後に無機材質研究所留学として実現したのだが、昇進試験の答案に書いたところ０点をつけられたので留学が島流しではないかと不安に思ったりした。
この企画は３０年以上たった今でも事業として継続されているので、企業の研究企画としては優れた企画だと思う。また、この企画の中の小テーマの一つにＳｉＣ合成の反応速度論があり、２０００万円かけて超高速熱天秤を開発し、生産に寄与する研究成果を出している。そして学位論文にもなっている。
しかし、ゴム会社の研究部門では、この企画は全然評価されなかった。評価されなかったどころか、昇進試験に落とされるぐらいのマイナス評価だった。
昇進試験に落ちた結果、研究を完成させる機会が得られたのだから、複雑な気持ちだが、とにかく研究部門における研究テーマの評価として低かったことは確かだろう。
しかし、無機材質研究所長はじめ留学でお世話になった先生方には、研究テーマとして高い評価を頂いた。当時セラミックスフィーバーの最中で留学希望者が多く、この評価が無ければ無機材質研究所への留学は実現しなかった。
ゴム会社の研究部門では散々な評価だったが、ゴム会社の故服部社長には大変褒めていただいた。「なぜ研究部門でこのような企画ができないのか」とまで酒の席で言われた。不思議に思い後日上司に尋ねたら、新事業部門の企画として最初説明されたらしいとのこと。
早い話が、当時の研究部門管理職の方々は、この研究テーマに関わりたくなかったと思われる。この研究テーマに関しては３０年以上事業が続いている「不思議さ」以外にFD事件も含め奇妙な体験は多い。ただ、若い時の企業に貢献したいという「思い」の強さが成功に結び付いたと思っている。
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流動性のある物質の中に微粒子が分散している状態をコロイドといい、それが流動性を持っているときにゾル、流動性が無くなるとゲルと呼ぶ。これは化学の世界だけに限らず、日常会話にも登場する。
例えば殺虫剤を散布すれば、エアロゾル（エアゾル）という言葉が出てくるし、今は死語となったガンクロが夏の時期には町に現れ、何やらつまみながら「げるってる」などという言葉を発する光景に稀に出会う。
コロイドとかゾル、ゲルなどという科学用語は、いまやフツーの日本語になりつつある。だから微粒子の分散技術も簡単に理解できる時代ではあるが、現場の技術者は難しく考えている。これは、教科書にも責任がある。
例えば、ゼータ電位の問題。液体の中に微粒子を分散した時にその表面に何らかの電荷が現れ、と説明が始まる。微粒子表面に電荷が現れる現象は、もう日常生活で経験済みである。
昔電気粘性流体の開発を担当していた時にゼータ電位の問題はよく議論していた。現象の理解や説明には便利なパラメーターである。しかし、粒子が凝集したり（クラスターを形成したり）、何か不純物が入ってきたりして複雑になってくると途端にこの問題は難しくなる。計測データを見てもマクロ的な現象から説明をし始めたりする始末である。
何のためにモデル系を作ってゼータ電位を測定したりしていたのでしょう、と自分で自分の行動を笑ってしまう。コロイド科学を真面目に研究するのは難しい。しかしフィラーの分散を直感的にとらえ理解するのはそれほど難しくない。
夏の日のクーラーの効いていない電車の車内を想定して欲しい。乗客が少ない間は、皆距離をおいて乗っている。次第に混雑してきても前からいた乗客は自分の位置を変えて、距離を置こうとする姿を観察できる。混雑していない時に座っている乗客の前に立てば上目づかいで睨まれたりする。感じが悪いのでやはり少し距離を置く。
すなわち混具合で電車の中の人の配置がかわるようにコロイドでも濃度によりクラスターのでき方が変わる。このようなことは直感的にわかる。みるからに恋人どおしのカップルは空いている電車の中でも離れようとしない。これは、高分子の中にフィラーを添加した時と似ている。凝集性の強いフィラーは添加量が少なくても分散は難しい。
だからカップリング剤でフィラーを前処理する必要が出てくるのだが、恋人どおしを引き離すのが難しいのと同様に、凝集粒子をカップリング剤で処理してもその凝集を完全にとくのは、カップリング剤以外に一工夫が必要である。フィラーの分散の問題は科学で真面目に考える前に直感でまず現象を整理していった方が面白いアイデアが浮かぶ。
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