今月質問の多い高分子のブリードアウトについて、2時間の無料セミナーを開催する。通常6時間ほどの内容からポイントだけ取り出して解説する。
高分子初心者のためには、なぜ科学の結果と実務における結果が異なるのか、という視点で解説するので、材料開発の経験が無くても得るものがあると思っている。
二時間のセミナーだが、テキストは、補助資料として解説できなかった部分を添付するので購入する価値はあると思う。
さて、ブリードアウトを理解するためには、二つの重要なポイントがある。一つは溶解現象とは何か、他の一つは高分子の高次構造である。
ブリードアウトという現象は拡散現象であり、その理解は重要だが、実務では拡散現象よりも高分子の高次構造と溶解現象の理解が不可欠である。
これは、教科書に書かれている解説と少し異なる。しかし、実務でブリードアウトという現象を扱った経験から、この二つを十分に理解したうえで拡散現象の理解が重要だと思っている。
すなわち、拡散現象だけでブリードアウトが制御されているのであれば、品質問題の解決は容易である。しかし、現実は実験室の結果が市場で再現されない。
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10月度無料セミナーで予定している問題解決法のセミナーでは、9月度に行ったセミナーのタイトルから「ヒューリスティック」を外している。
9月度と少し内容を変更し、アイデアの生み出し方を中心に構成しなおそうと思っている。
問題解決法について20世紀は科学的手法のセミナーが人気を博したが、その結果が21世紀の日本の技術の現状である。
科学という哲学に対する誤解がある。科学が命ゆえに非科学はダメという考え方が科学そのものをダメにしてきた。
イムレラカトシュは科学と非科学の境界は時代により変化すると述べている。すなわち科学と非科学の境界は曖昧なのだ。
21世紀には非科学的だと言われてきたあみだくじ方式の実験でノーベル賞受賞者が生まれている。
まったく根拠のないヤマカンではさすがに問題解決に役に立たない確率が高くなるが、根拠のあるヒューリスティックな解決法でアイデアも出てくる。
9月のセミナーではアイデアを出す方法について紹介例が少なかったが、10月度はそこに重点を置き、講義する。
頭の良い人が「間違った問題」を迅速に「正しく解いて」成果を出せない、とはドラッカーの言葉だが、頭の悪い人でも正しい問題を根性で正しく解けば成果を出せる、とは当方の経験談である。
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下記予定で今月WEB会議システムを用いた無料セミナーを予定しています。ご希望の方は弊社へお申し込みください。
10月19日(月)13時30分から15時30分 問題解決法
10月20日(火)13時30分から15時30分 高分子の難燃化技術
10月23日(金)13時30分から15時30分 高分子のブリードアウト
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昨日の続きになるが、水と油のように混ざり合わないものを混ぜようとしてもなかなかうまくゆかず、2相に分離するが、100℃ぐらいまで温度を上げてやると、油が少なければ油滴となって水の中に分散する様子を観察することができる。
すなわち、温度という因子は、それが高くなると物質が混ざり合うようにするような感覚に思えてくる。
温度が上がると水の分子運動が高くなるので、と説明すると教科書的になるが、混合のエントロピーの効果は、肉の煮込み料理を作ってみれば、教科書を読むよりも容易に理解できる。
男子厨房に入るべからず、は頭の固い昔の爺の考え方だが、男も料理をすべきである。率先して料理を行えばこのような物理現象を何度も観察できる機会に恵まれる。女性だけにそのような機会を独占させておくのはもったいない。
サラダドレッシングでも肉の煮込み料理でも100℃から室温まで冷却してくると、細かい油滴は連結して大きくなって相分離が明確になってくる。
この時油が少ないならば、大きな油滴が何粒もできるような状態になるが、水と油が同じような体積であると、水と油の二相に分離する。
少し難しい表現をすると、界面エネルギーが粗大化を支配する相分離では、このような体積割合の違いで共連結構造になったり粒子状構造になったりする。
もし、混ざり合わない(χが0でない時)AとB2種の高分子を無理やり分子レベルで均一に混ぜたとする。
A分子とB分子の接触した界面エネルギを下げるよう(混ざり合わないAとBが一緒にいるのは居心地が悪いはずである)に、すなわち界面を少なくするように力が生まれそうだ、と気がつくはずだ。
相分離が始まると、AとBの割合が変化、すなわち濃度変動を起こす。やがて許容できる、お互いに許しあえる濃度範囲で安定になる。しかし、最も安定なのは、A相あるいはB相単独であるはず(χが0とならないので)で、最終的にはA相だけあるいはB相だけになる。
このような相分解様式をスピノーダル分解と呼ぶ。高分子の相分離で見つかっているのは、多くがスピノーダル分解でありその他の粘弾性相分離などよくわからない相分離形式もあるが少ない。
当方が驚いたのは、PPSと6ナイロンは一般の混練機で混練する限りは、少ない成分が島となる海島相分離するが、カオス混合を行うとこれが相溶し、急冷しても5年以上室温で相分離せず安定であったことだ。
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スピノーダル分解は高分子の相分離や濃度の高い合金でみられる一般的な相分離現象である。決して難解で特殊な分解機構ではない。言葉が難しいだけで、100回ほど唱えれば易しく見えてくるはずだ。
油(仮にA相と呼ぶ)と水(仮にB相と呼ぶ)に分離したサラダドレッシングを見つけたら振ってみてほしい。室温であれば、放置するとすぐに二相に相分離する。
玉ねぎその他がこのドレッシングに入っていても、少しなかったことにしてほしい。目の前のサラダドレッシングは、A相とB相に分離している(層ではなく相という表現に慣れてほしい)、とみていただきたい。
どうしてもそのように見えない方は、実際に油と水を混ぜて透明な容器に入れて眺めていただきたい。A相とB相の二相に分かれている現象を観察することができる。
1日眺めていてもそれらが自然と混ざり合うことは無い。分離していること、別々にいることが安定状態だからだ。だから強引に振って単一相にしようとしても二相に分かれる。
水と油は混ざり合うことが苦手なので、すなわち均一に単一相となることが不安定なので二相に分かれるという現象の説明は理解できるだろうか。人間関係の水と油の関係は理解できるが物理現象は理解できない、という方は、明日の説明を読まないでほしい。
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10月に2時間の無料WEBセミナーとして、高分子のブリードアウトについて企画している。もし聴講をご希望される方は、希望日を明日までに弊社へ申し出ていただきたい。
当初WEBセミナーの研究用として休日行ってきましたが、平日を希望される方もおられましたので、平日にも行ってみようと考えました。
そこで、平日行うならば希望者の予定に合わせて開催しようと考えました。弊社の予定もありますが、参加者の希望を優先したいと思いますので、参加者の多い日を重視して決めさせていただきます。
そのほか、ケミカルアタックや射出成型、押出成形、混練、シリコーンポリマー、高分子の誘電率制御、5G、高分子の難燃化技、機能性セラミックス、問題解決法などこれまでセミナーの講師として招聘されたテーマでも行ってみようと思っていますので、希望テーマにつきましても明日までにご連絡いただければ、と思っています。
注意点として、2時間という短時間であるため、テーマによりましては質問時間が無くなることがあります。また、セミナー資料は有料でダウンロードしていただくことになります。
テキストを有料としておりますのは著作権を考慮しての扱いであり、WEBセミナーの録画は禁止行為となりますのでご注意願います。
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セラミックス材料を高純度化する技術はコストがかかる。なぜなら結晶に固溶した不純物を取り除くために一度結晶を壊す必要があるからだ。
SiCであれば、BやAl,その他遷移金属は容易に固溶する。これら不純物を除去するには、昇華と再結晶を繰り返さなければいけない。いわゆるレイリー法である。
高純度原料を用いて高純度プロセスにより製造すれば、高純度セラミックスができることは、だれでも容易に想像できるが、レイリー法と比較して経済性が優れているのか、という検証は容易ではない。
それができたとして、価格を比較することは容易だが、実際にできるのかどうか、すなわち実証実験に費用がかかるからだ。
1980年代に高純度SiCの原料として、C(炭素)源は、高純度カーボン、有機物が、Si源は高純度Si,高純度SiO2、有機Si化合物、有機シリケート化合物が知られていた。
そして、これら原料の組み合わせ特許とそれを原料として製造する方法の発明がミカンの段ボール箱で15個分出願されていた。
このミカン箱の個数は、ゴム会社の知財担当の部長が当方に整理するよう送ってきた個数である。当時はデジタル化されていなかったので、20年分の関係する特許のコピーをこのように集めてそれらを整理することから技術開発をはじめていた時代である。
留学中毎朝テニスを一時間、夕方はボールが見えなくなるまでテニスをしてます、と日常を語ったことを後悔したが、段ボール箱15箱を2週間で整理している。
整理した結果は、どんぶり調査(ざる調査ではない)の結果と同様であり、エチルシリケート(ケイ素源)とフェノール樹脂(炭素源)の組み合わせ特許が存在しなかった。
エチルシリケートと他の炭素源の組み合わせや、フェノール樹脂と他のケイ素源の組み合わせ、並びにそれらを原料とした製造プロセス、応用技術に関する特許はミカン箱2箱分存在した。ただしSiCの製造方法に関係しないノイズ特許もこの中に含まれている。
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新素材を開発する手法として科学で説明できない現象を再現よく発揮できるように創りこむ手法がある。
その材料が科学で説明できない現象を再現よく引き起こしてくれれば、現象の研究を科学的に行い、材料に創りこまれた機能を科学的に説明できるようになる。
このようなことを大学で指導してほしいのだが、大学は科学を教える場なので難しい、とある先生が申されていたが、その先生は、科学技術というものを理解されていない。
科学技術には、科学で生み出された技術と科学に裏打ちされた技術の2種類が存在する。後者は創造の過程が科学的に少し怪しいけれど科学で説明できる技術である。
PPSにナイロンを分散して絶縁破壊を調べると、一般的な混練プロセスで調整された材料では、絶縁破壊電圧が100Vとなるときがあるが、カオス混合を行った材料では、300Vを超えることがある。
電子顕微鏡観察を行うと前者にはナイロンのドメインが観察されるが、後者では単相として観察される。ゆえに絶縁破壊電圧が高くなった、と納得できるが、もう少し研究する必要がある。
PPSにナイロンを相溶させてカーボンを10%程度分散した材料でベルトを製造し誘電率を計測してびっくりした体験がある。負の誘電率を再現よく示したのだ。
残念ながら中間転写ベルトとしての性能が悪かったのでそれ以上の研究を行っていないが、同一組成なのに負の誘電率になったり正の誘電率になったりする。しかもそれをプロセスで制御できる、という冗談のような体験をした。
この体験については、目標とした製品性能が悪かったので十分な研究を行っていないが、もし若ければ、昼休み時間や定時後の時間を使って研究していただろう。
若い時の情熱は、お金に縛られないところが良い。不思議なことに爺になると若い時と同じようにお金にとらわれなくなるが、その時には体力がなくなって意欲が空回りする。若返りを目指して最近軽い運動を始めた。
カテゴリー : 一般 電気/電子材料 高分子
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1980年代に比較して全国の書店数が半分になったそうである。インターネットの普及の影響と言われている。
インターネットは情報を入手するために大変便利なシステムであるが、知識を得ようとした場合には、役に立たないことが多い。
形式知ならばそこそこ役に立つが、経験知や暗黙知になるとインターネットでは無理である。もっとも暗黙知に至っては、マンツーマンで指導していても難しいが、経験知はやはり経験者から学ぶ以外に良い方法は無い。
新入社員の3か月間、良い指導社員に巡り合った。混練りの神様と呼んでも良いようなレオロジストであるが、実務家の技術者だった。
ご自分の専門領域が20世紀に消えてなくなると自虐的な指導をしてくださったが、その結果暗黙知も伝承していただいた。
その暗黙知のおかげで、退職前の5年間に、カオス混合機の発明、それによる会社への直接貢献といえる中間転写ベルトの大幅なコストダウン、環境対応樹脂の開発などの成果を出すことができた。
これらの成果で給与が増えたわけではないが、30年前の暗黙知の具現化ができた体験は貴重である。この暗黙知の中には、問題解決法や高分子技術が含まれている。
混練の神様は、当方が高分子を大学で学んでこなかったので毎日午前中3時間座学を開いてくれた。その知識は今でも十分役立つ体系が含まれていた。
週末の2日間無料セミナーでその時の知識を公開します。これはインターネットで経験知を伝えることができるのか、という問いから企画しております。
再掲となりますが無料セミナーで予定しているテーマは下記の通り。なお、時間は2時間で9月26日(13:30-15:30)と27日(13:30-15:30)。
<予定テーマ>
1.9月26日(土曜日):高分子材料の初歩(初めて学ぶ高分子的イメージ)
2.9月27日(日曜日):ヒューリスティックな問題解決法(山勘や直感ではない、正しい問題を即座に解く方法)
今回のセミナー参加者募集は終了致しました。
多数のご参加ありがとうございました。
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毎日コロナ感染者数が報告される。東京は高止まりで推移しているが、天気予報を聞く習慣以外にこの感染者数の推移を毎日調べる習慣となったのが当方の新しい生活スタイルである。
PCR検査数が多くなっても患者数が減っていかないのは、再生産指数から同数の隠れ感染者がいるためだろうと推定される。
しかし、これが諸外国のように急激な患者数の増加となっていないのは、マスクとこまめな手の消毒が効果を発揮しているのだろう。
最近は公衆トイレの手洗い場も混雑するようになった。昔は男性の場合に用を足した後手を洗わない人が多かった。
普段露出していない部分を触るのだから、という感覚かもしれないが、最近は見ていると用を足す前に手洗いをする人も出てきた。
この時ばかりは、手を使わず用を足せないので、感染予防のために、顔以外でも注意した方が良いと気づかされ、当方も事前に手を洗うようになった。
手洗いとマスクがこれだけ徹底されてくると急激な感染拡大が抑えられるのだろう。とにかく汚れた手で顔を触らない工夫が必要であると同時に汚れたものを素手で触らない工夫も必要だ。
最近はエスカレーターの真ん中に立つようになった。これは無意識にベルトをつかむ習慣を治すためである。面白い現象として、駅のエレベーターに4人乗っていても動き出さないことがよくあることだ。
仕方がないので、当方は操作盤の近くに乗るようになった。そして用意していた爪楊枝で押すのである。押しボタン式はこれでよいが静電式のスイッチの場合には困ってしまう。
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