素材・化学メーカーの研究開発

素材・化学メーカーは、ほかの会社が製品をつくるための材料をつくる会社です。スマートフォンなら、画面や電池、半導体、カバーのフィルム、外側の塗装や接着剤まで、たくさんの化学の材料が使われています。

研究開発の担当者は、こうした材料の「中身」を考えます。たとえば有機 EL の画面では、炭素を含む分子(有機分子)の薄い膜そのものが光ります。分子の形を少し変えると、光の色や明るさ、長持ちするかどうかが変わります。分子の設計が、製品の性能を決めるのです。

化学の産業は、日本の大きな産業の一つです。日本化学工業協会のまとめでは、プラスチック製品やゴム製品を含めた化学工業の出荷額は、2023 年に約 51 兆円でした。自動車などの輸送用機械に次いで、製造業で 2 番目の大きさです。

材料の研究が、暮らしを大きく変えた例は少なくありません。日本から生まれた例の一つが、炭素繊維です。炭素繊維は、軽くて強く、さびない材料です。樹脂で固めると、重さの割に鉄よりも強い部品になります。

1959 年、大阪にあった国の工業技術の研究所で、進藤昭男さんが、アクリル繊維を焼いて炭素繊維をつくる方法の特許を出願しました。それまでの炭素繊維より、強くてしなやかで、熱にも強い繊維でした。

この方法をもとに、日本の会社が 1971 年に量産を始めました。初めは釣りざおやゴルフクラブのシャフトに使われ、いまでは旅客機の胴体や水素をためるタンク、風力発電の羽根にまで広がっています。1 本の細い繊維の研究が、何十年もかけて大きな産業になったのです。

ここでは、化学メーカーの研究所で、スマートフォンの画面に使うフィルムの材料を開発する研究員の 1 日の例を紹介します。研究所は、工場の近くに置かれていることもあります。

実験では白衣と保護めがねを身につけ、においや気体が出る作業は、空気を吸い出す実験台(ドラフト)の中で行います。合成した材料は、すぐに分析と物性の測定に回し、結果を次の合成に生かします。

お客さんの会社の技術者と打ち合わせをすることもあります。試作品を使ってもらった感想から、新しい課題が見つかります。自分が考えた分子が、いつか製品の中で働く姿を思い描けるのが、この仕事の楽しさです。