2021年10月26日

空気二次電池への糸口。ナノカーボン乳化でつくった美粒黒鉛ペースト

この黒鉛ペースト濃度、なぜ8%かというと、それ以上濃度を上げると、最後でアウト、ポンプに定常的にはいらなくなる。比表面積があがり、粘度があがるからです。常に、結果から、帰納して、前段を決めるしかありません。前から、積み上げていっても、結局、うまくいきません。ここで使用した装置はBERYU MINIです。MINIの運転条件はある意味、最悪の設定となっています。少量できることを、前提としていますので、チャッキ弁での制約、ポンプ吸引での制約、とくに、粘度や密度に関して、上限が決まってきます。逆に、量産装置は、送りポンプがつき、プランジャー径も大きく、MINIよりは、制約条件は緩和されます。後は、モジュールでのプロセス条件だけとなります。したがって、MINIでできるということは、生産技術的には、楽な方向へと向かいます。きちんと、分散プロセスさえ、何がキーかわかれば、難しいことはありません。いままでは、その因果律が見えなかったから、出たとこ勝負となって、分散剤にたよったり、楽な粉砕―分級の分散方法を選んでいたわけです。そのプロセスの因果律、それが分かったら、あとは経験則でなんでもできます。ですので、この論理が世にひろまれば、早いもの勝ということになります。下記のスライドに書いた、ブルーオーシャンを求めるなら、早くやれ、早いもの勝というのはそのことです。

なぜ、素人の私が、ここまで踏み込んだものができるのか、答えは一つしかありません。乱れを制御して、不確定条件をプロセスからシャットアウトしたからです。そうなれば、いままで、乱れの中、ノイズの中でかき消されていた、分散の因果律が見えてきたということです。結果がすべてです。どんな屁理屈をこねても、結果を出せないものは、淘汰されます。情報ネット社会、できるものは、もうできています。レッドオーシャンの中で、利益を出すことはすでに、困難です。もはや、リチウム二次電池の限界は見えています。水素利用で電気を作り出すことにも、限界があります。キーになるのは、比表面積の増加と低抵抗率です。可能性があるのが、空気二次電池です。今日、明日できるものではありませんが、5年後、10年後の未来には必ず必要になるものです。温暖化を阻止するには、根本を変えるしかありません。ナノカーボン乳化でつくる黒鉛ペースト、基本的に、多孔質のカーボン材です。すでに、空孔という活物質を内包しています。後は、どう空気を取り入れ、カーボン材の強度と撥水性、ガス拡散性をあげるかです。これも、カーボン分散液とPTFE分散液等との濡れ性をあげ、均一分散させることになるはずです。現在も、燃料電池や空気二次電池は、世界で研究されています。ですので、そのカーボン電極のひとつのピースを供給するだけで、いままで解けなかった燃料電池への道筋が見えることもあります。

この黒鉛ペーストは、費用対効果を重要視しています。黒鉛濃度を可能な限り上げています。塗料としてみれば、カーボン濃度が高いほうが性能はでますし、費用対効果がでます。ナノカーボン乳化であれば、黒鉛とCNTの比率は任意です。CNTの比重をあげれば、黒鉛濃度は下がります。CNTの方が材料費は高いので、それだけ付加価値が要求されます。単層カーボンナノチューブを入れた方が、カーボンの強度とシート性と導電性はUPします。金属ペーストや導電性ポリマー以外の分散液とまぜれば、かならず、抵抗は上がります。ですので、ベースは低抵抗の方がいいという事になります。コロナで中国やアメリカとの往来は制限されています。ですので、日本がこの分野で再びリードすることは可能です。しかし、この国はガラパゴス化が好きなので、どうなることかです。ノーリスク、ハイリターンなど、もうあり得ないことですが、それを考えていると、戦艦大和のように洋上で撃沈されてしまいます。

黒鉛ペーストPart2P1

2021年10月24日

分散の基本は、濡らして、解繊、剥離、乳化、粉砕、解砕。濡らさないで、粉砕するから、すべてが壊れる。(後世に残す言葉)

濡らすのに、最適なのが、美粒モジュール、それがプロセス特許の本質。

エネルギーをあげれば、必ず、乱れる。水であれば、100度で沸騰する。人は、勝手に錯覚する。圧力をあげたり、回転数をあげれば、物は細かくなるだろうと。それでいいものもある。しかし、大半はそうではない。

核分裂を制御するから、原子力発電になる。しかし、制御せず、そのまま、核分裂の連鎖を放置したら、原爆となる。原爆は、戦争という殺戮での憎しみの連鎖から生まれたものである。

人間のエゴを制御しなければ、人殺しの世界となる。エゴを制御し、社会生活を成立させるのが、法の精神でもある。アメリカはキリスト教の精神、日本は道徳感、中国は共産党の理念で人の乱れを抑える。

分散もまたおなじである。力を加えなければ、何も生まれない。エネルギーを加えたら、必ず乱れる。それをそのままぶつけたら、破壊になる。分散相が固体なら、どのように内包する空気を排除して(濡らすこと)、力を加えて、濡らして分散(解繊、剥離、溶解ゲル化、解砕、粉砕)させるかが重要になる。それが乱れの制御の本質。残念ながら、これを理解できる人がいない。なぜなら、それを具現化し、制御を可変化できるツールがなかったからである。

それを理解したうえで、回転数をあげるならいい、圧力を上げるならいい。ピカピカにして、タッチパネルをつけ、もっともらしい論理で世間をごまかしたらいい。しかし、世の中は、それでは変わらない。性能があがるのは、粉砕して分級するからである。エコロジーといいながら、実態はエネルギーを上げている。EV車をつくっても、EV車を構成する部品を作るエネルギーがふえれば、トータル的には、地球温暖化が加速する。世間の人はそれを知らない。

美粒黒鉛ペースト、カーボン濃度8%、導電性はトップである。重要なのは、それを作るエネルギーなのである。100Mpa 3パス、逆に、それでできるようにしたのである。それが費用対効果なのである。超性能のセラミックコンデンサー、それをつくるのに、180Mpa、30-40パスを繰り返す。固いものだから、それが効く。同じ論理でカーボンを処理したら、木っ端微塵で、導電性などでない。

黒鉛ペーストP8

黒鉛ペースト(金属触媒レスの単層カーボンナノチューブ入り)、空気二次電池の多孔質のカーボン電極の可能性。

黒鉛ペースト、金属触媒レスの単層カーボンナノチューブを入れて作る。単層カーボンナノチューブが入っているから、シートになりやすい。SWCNTを入れた分、ネットワーク構造ができる。ナノカーボン乳化構造である。油が低沸点の油を使用する。当然に、水とともに、揮発する。だから、多孔質のカーボン材ができる。エネルギーは、100Mpa 3パスである。これほど、費用対効果のあるものはない。アプリケーションとして、可能性があるのが、燃料電池、空気二次電池のカーボン電極である。多孔質ということは、空孔がある。それが空気二次電池の活物質でもある。あとは、カーボン材の強度補強と、外部からの空気をこのカーボン材に取り入れられるようにすれば、次世代の燃料電池の完成である。金属側はアルミニウム、マグネシュームである。最終系には時間がかかるが、費用対効果の提示、低抵抗の多孔質カーボン材(世界最高と自負している)の提示、それらを研究開発側に行えれば、砂丘に水を撒くように、実用化へと舵がきられる。山頂にある巨大な石をすこし動かせば、慣性と位置エネルギーで巨大な石は坂を転がり落ちる。重要なのは、生産技術が成立すること。費用対効果があること。それが、決して、蜃気楼ではないこと。現実なものとして、再現可能だという事実が存在することである。

カーボンの主材料は、土に眠る黒鉛である。資源が枯渇することはない。金属触媒レスの単層カーボンナノチューブは、高価だが、用途があれば、価格は、あっという間に下落する。

黒鉛ペーストP7

黒鉛ペーストP6

黒鉛ペーストP5

2021年10月19日

美粒ウルトラ導電性黒鉛ペースト、分散プロセスの重要さ

ウルトラ導電性黒鉛ペースト、一般SWCNT(単層カーボンナノチューブ)分散液、一般黒鉛ペーストを、乾燥させて、そのシート具合を見る。

基本的に、水の中に分散しているものを、乾燥させれば、凝集してバラバラになる。粉体となる。しかし、単層カーボンナノチューブがきれいに解繊されていれば、それなりのシート状になる。多層カーボンナノチューブだけであれば、凝集体の虫食い状態のものができる。面の大きな、層の薄い黒鉛と解繊されたMWCNT(多層カーボンナノチューブ)であれば、もろくても、シート状のようなものができる。低抵抗であればあるほど、ネットワークが構成されているため、それなりのシートができる。ある意味、このシートのでき方で、導電性の良しあし、均一性ぐあいがわかる。

乱れを制御した最適化された分散システムによって作られた単層カーボンナノチューブの分散液>乱れを制御した最適化された分散システムによって作られた黒鉛ペースト>粉砕―分級のロジックで分散された単層カーボンナノチューブの分散液ということになる。

分散プロセス次第で、膨張化黒鉛/コバルト触媒多層カーボンナノチューブの方が、単層カーボンナノチューブよりも、導電性が勝るのである。

粉砕―分級の分散プロセスが、当たり前だから、差異がでない。CNTが折れていても、黒鉛が割れていても、欠損が発生していても、すべてがそうだから、それが当たり前になっている。折れた多層カーボンナノチューブの方が、割れている黒鉛よりも優れているから使うのである。折れた単層カーボンナノチューブの方がいいから、それを使うのである。乱れを制御して最適化されたプロセスで処理すれば、黒鉛/多層カーボンナノチューブの方がいいのである。黒鉛/MWCNTと単層カーボンナノチューブ、コストは二けた違うのである。これからは、カーボンニュートラルの時代、費用対効果こそ、もっとも重要視されるファクターである。いくらいいものを作っても売れなければ話にならない。

美粒黒鉛ペーストP4

2021年10月18日

カーボン剤の実態。何が導電性に寄与しているのか?プロセスの重要性、すべてに対して乱れの制御こそがキーワードである。そこを認識した会社は世界を征する。カーボンを勉強する学生や研究者に、「いままで、何が問題だったのか」を提示する。

下記のスライドを虚心坦懐に見てほしい。物事を俯瞰的見られる人なら、わかるはずである。濃度の違い、密度の違い、費用対効果で、一概に何がいいかなど、いえないが、相対的に導電性だけをみたら、下記のとおりである。若干の相違はあるが、同一規格面において塗布面の距離と抵抗値との傾きをみれば、それが相対的な導電性の差異として認識できる。

酸化グラフェン水溶液、黒鉛ペーストは、市場にでているものでの最高品だと認識している。また、市販されているSWCNT分散液と同等なものを、美粒とは異なるプロセスで作成した。顕微鏡観察、抵抗値をみても、ほぼ同じであった。それを基準にした。

酸化グラフェン水溶液と黒鉛ペースト、圧倒的に黒鉛ペーストの方が導電性はいい。何がちがうのか、面の大きさである。黒鉛の導電性は、自由電子の移動によるものである。移動は、欠損がすくない黒鉛面をいく。黒鉛の層間の移動はない。CNTでの移動は、チューブの外周をいく。これも、欠損がすくないCNTの方が電子は通りやすい。問題は、接点である。1m2の面に一枚の欠損のない黒鉛面があれば、接点は0である。しかし、このようなことはない。かならず、黒鉛なら黒鉛面と黒鉛面との接点、CNTなら、CNTの点と点との接点がある。そこには必ず抵抗がある。空気は絶縁だからである。その接点と接点とのつながりを導電パスという。導電性をあげるには、導電パス数を少なくしたほうがいい。銅線で考えたらいい、銅線一本と100本の束、どちらが、電気が通りやすいかである。常識でもわかる。それが密度の問題である。黒鉛に関していえば、層の薄さになる。体積としてみれば、同じ面をもち、厚みが1/10のものと、10倍のものでは、そこに電子の通り道が100倍違うことになる。厚みが100のところに、厚みが100のものなら、一個、厚みが1/10なら、100個ある。CNTも同じである。長さが同じなら、径の細い方がたくさん入る。それだけ、電子の移動が多くなる。あくまでも抵抗は、カーボンの欠損状態、それと導電パスの数だけである。欠損がおおく、導電パス数が多ければ、材料が同じでも、抵抗は増加する。

面の大きい薄い面をもつ黒鉛だけでは導電性はでない。密着性がないからである。導電パスの抵抗が大きいからである。密着させるには、圧着させることも一つである。それができなければ、導電性のバインダーがいる。そのメインの役目がCNTである。CNTはひもと同じである。だから、必ずゆらぐ、それが凝集の基本である。CNTは最大の導電バインダーである。しかし、凝集する。だから、CMCやCNFのような分散効果剤が必要になる。当然に、なければ、CNTが凝集して解繊不良になって抵抗値があがる。もちろん、量がふえれば、抵抗値が増えてくる。分散効果剤はCNTを使うには必ず必要になる。どこかで、最適な量が存在する。少なくてもだめ、多すぎてもだめ、そのさじ加減が重要になる。もちろん、そのバランスとプロセスの適正さとも関連する。

MWCNT分散と市販の黒鉛ペーストの抵抗値、MWCNTと黒鉛どちらが、導電性がいいか、この場合は黒鉛になる。導電パスが少ないからである。層の薄い酸化グラフェン水溶液はどうかといえば、面と面とのつながりがない。それに、導電性ポリマーをいれたが、すこし抵抗値は下がったが、それほどのことはない。圧倒的に強いのは、CNTである。

美粒黒鉛ペーストを見ていただければいい。レシピは簡単である。膨張化黒鉛、たぶん、市販の黒鉛ペーストと黒鉛は同じである。黒鉛ペーストにもCMCは使われている。顕微鏡写真をみれば、ほかに何か添加剤があるように見えるが、そこまでは詮索しない。あとは、実験番号61で使われているMWCNTである。ほとんど、市販で手に入るもので、特別なものはない。抵抗値をみたらいい。SWCNT分散体よりも勝っている。スタートの抵抗値がほぼ同じで、傾きがちがう。それが何を意味するかは、学生でも理解できる。

では、決定的に何がちがうのか、プロセスが違うのである。材料系を扱う大学も研究機関もプロセスなど、理解しない。最新式の高価な装置を選ぶ。他でつかっているからという理由である。CNT解繊や黒鉛の剥離粉砕には、高圧乳化分散機やビーズミルを使うのがトレンドのようである。しかし、ほとんどの原理が、粉砕―分級の論理で作られている。毎日、毎日、実験装置を動かしても、結果は、ほとんどおなじである。ブレイクスルーなどない。なぜうまくいかないのか、粉砕―分級の論理でプロセスを作っているからである。CNTならおれている。それは顕微鏡をみればわかる。しかし、ほとんどの人が見えないのは、表面の欠損状態なのである。処理後、ボロボロになっていることに気づかない。気づいてもどうしたらいいかわからない。だから、何も生まれない。

美粒黒鉛ペースト、ツールさえあれば、だれでも作れる。素人がこのようなものをつくりあげた。これは従来、研究開発している人にとっては脅威である。このツールの考え方にある乱れの制御、これを理解すれば、だれでも、次のステージに行ける。しかし、人はエゴをもつ、従来の手法に固執しているかぎり、乱れの制御など、理解しない。理解しないのではなく、それを受け付けない。従来の粉砕―分級の論理にしがみつく限り、新しいものはでない。でないのでなくて、すでに、出尽くした。飽和しているからでないのである。

従来の技術であれば、低コストの国でつくるのが、一番である。だから、中国が一番ということになる。高圧ポンプに関して、アメリカの技術は最高である。しかし、分散技術は最低である。発想が、粉砕―分級にあるからである。中国は、単に売れる商品をやすくつくる方法を模索している。非常に実利と理智に優れている。日本は、いつの世でも外圧がなければ変わらない。黒船やピカドンである。粉砕―分級の論理がなりたつのは、酸化物の粉砕だけである。解繊、剥離、乳化は、乱れを制御してはじめて、美しさが分散の中に現れる。装置は、動かなければ、ガラクタである。さらに、愉快なストリーが成り立つ、CNFをつかって、導電黒鉛ペーストをつくる。土に眠る黒鉛と樹木から生まれるCNF、カーボンニュートラルには、最高の組み合わせである。

CNF配合の黒鉛ペースト、導電性はすこしおちるが、それでも十分である。CNFがあるから、樹木のしなやかさがでてくる。CNFが配合されているEX87の紙、本当にしなかがである。まさしく、土の中に眠る黒鉛、土のなかから生まれる樹木、そこから生まれるCNF、カーボンとCNFの融合こそ、カーボンニュートラルのあり方だと考える。

黒鉛ペースト1

黒鉛ペースト2

黒鉛ペースト3

2021年10月5日

4つのスライド、公開。日本が生き延びるヒント

唯一、日本で生まれた国産の分散技術から生まれたナノカーボン分散

圧力、100Mpa 3パス BERYU MINI 使用。これが、どれほど、生産コストが安いか、殆どの人は理解できない。なぜなら、わからないからです。圧力100Mpa、3パス、これがどれほど、簡単か。やったことがなければわからない。 

この技術は、まだ、他国には、渡っていません。なぜなら、まだ、誰にも、美粒モジュールの中身と作り方を教えていないからです。したがって、他の国の人が作れる世界は、1番と11番のものだけです。美粒の装置が入っている所は、これを実感しています。この中でも、生産技術的に困難なものがあります。日本が勝てるか、負けるか、配合(プロダウト)と装置条件との組み合わせ(2変数)の中で、最適条件を見つけられるかどうか、最大の費用対効果を生める条件を探り当てられるかにかかっています。繰り返します。粉砕と解繊と剥離と乳化は、まったく異なるものです。プロセス条件が異なります。そこを理解している人は、世界にもほとんどいません。

CNFリポソーム

同じ、100Mpa 3パスでも、
①リポゾーム=CNFエマルジョン、スメクタイトエマルジョン(活性剤フリーエマルジョン)
➁ CNT解繊、ナノカーボンエマルジョン
➂ 黒鉛剥離
美粒モジュールが異なる。外見は同じに見えるが、中身は完全に別なものである。
最適化できるから、CNFリポソームが100Mpaで簡単にできる。150Mpa、200Mpaをかけたら、機械が壊れる。付加価値がつかなければ、実際は生産できない。高圧乳化分散機の本質的な問題は、130Mpa以上、圧力を上げようとするからである。

プロセス条件は組成条件で可変する必要がある。実際には、それぞれの装置で固定されている。何か、そこに論理があるのか。そこに論理などない、設計者が適当に作っているだけである。そこに初めて、ロジックを持ち込んだのが、美粒システムである。そのプロセスの根本の考え方が美粒の特許の本質となっている。美粒DMRモジュールもそこに含まれる。だから、CNTが解繊できる。ここを、理解している人はほとんどいない。

美粒システムのプロセス側の変数、範囲

美粒システムは、一つのロジック、一つの思想からなりたっている。その全体を貫く主旋律は、エネルギーを高めても、美流をつくりだす。それは、乱れを制御し、組成側がもつ機能を最大限に引き出すこと、それを実現するために、どれだけ最短の道(低コスト)で、美粒システムを作り出すかということである。いずれ、私の命も終焉を迎える。未来のために、そのロジックを構成する美粒システムをコーチングする。それにより、ユーザー側に、プロセスを組成側に応じて、最適化させ、商品の競争力を付加してもらう。組成側は、ある意味、無限である。それに最適化したプロセスが何であるか、決定する能力は装置側にはない。決められるのは、常にユーザー側、組成側である。技術流出の最大の要因が、装置側に組成側のノーハウがパッケージされて、輸出されたことである。だから、自動化された装置に組成側のノーハウがついていれば、資本があれば、どこでも、同じものが作れる。まさしく、半導体と液晶がその例である。電池もそれになりかけている。それを阻止するには、組成側(メーカー側)で、最終プロセスを決めて、内製化するしかない。木をみても、森が分からなければ、システムはコピーできない。

日本が生き延びるヒント

プロダクト(組成側)とプロセス(装置側)との組み合わせは、無限である。いままでは、プロセス側が固定されている状態で、プロダクトを可変させてきた。その中で、最適値をみつけ、できるだけ、低コストでできる道を模索してきた。確かに20年ぐらい前まではよかった。しかし、情報は拡散し、一変数だけでは、解はすぐにあてられてしまう。湿式であえば、三本ロール、混錬機、ビーズミル、高圧粉砕機の世界である。乳化であれば、装置よりも界面活性剤が主だから、ホモミキサー程度で事が足りる。

日本が衰退するのは、当たり前である。技術流出の出発点は、技術が飽和したからである。流出しても、次から次へと新しいものが生まれてきたら、それで日本は潤ったはずである。しかし、そうはならなかった。夢の素材と言われたCNT、ほとんどが、撤退である。解繊する技術がなかったから、CNTも粉砕するしかない。CNTを粉砕したら、まったく無意味なものになる。それでも、従来の素材よりは性能がいい。だから、中国や韓国で、安く作ったCNTを粉砕して多量に製品にいれる。EV車の導電助剤はほとんどがCNTに置き換えられている。最近では、ヨーロッパに工場をつくり、パッケージとして電池も作っている。これでは、日本が勝てるわけがない。CNFも同じである。低コストでつくれば、膨大な市場である。しかし、これも出てこない。なぜか、プロセスとの最適化ができないからである。物ができても、生産コストが合わなければ、市場は動かない。CNFを100Mpa,150MPa,200MPaかけても、費用対効果など、1mmも出てこない。150Mpa以上かければ、装置が壊れるからである。CNFが市場に出ていくには、その解繊する力が、30Mpaから75MPaぐらいの領域ぐらいでないと、費用対効果がでない。それでできるようにするには、CNFを解繊しやすいようにプロセスとプロダクトをかえたらいいだけである。なぜ、それをしないのか、可変できるようなプロセスがいままでないからである。プロダクト側で、プロセスを可変でき、最適化できうる分散のロジックがないからである。経営者もわからない。従来の因習にとらわれているだけだから、その技術がわからない。衰退して初めて慌て始めるのである。

さらに、哀しいのが、グラフェンである。色んな所から、酸化グラフェンが作られている。しかし、殆ど、売れていない。売れないのは、実体がともなわないからである。酸化グラフェン、導電性など殆どでない。なぜなら、グラフェンとグラフェンとを密着させる導電バインダーがないからである。ある意味、その導電バインダーこそが、CNTなのであるが、それを粉砕していたら、グラフェンもCNTもバラバラになり、導電パスがつながらない。導電性など、まるっきり出ないという事である。グラフェンにはネットワーク機能などない。ネットワーク機能があるのが、解繊されたCNTだけなのである。100本の短いばらばらになった電線があったとする。両端はむき出しである。電線一本がグラフェンとみていい。導電性はいい。しかし、100本を、手を使って接続しても、どこか接点はよわくなる。100本の短い電線を確実に圧着すればいい。グラフェンもそれぞれをつなぐ圧着できるものあればいい。しかし、現実にはない。頭の中の映像と現実との乖離である。だから、売れない。費用対効果がでないからである。

導電性は、CNTの直径に依存する。径の細いCNTが解繊されれば、ネットワークが構築される。ある意味、ねじれがあるから、スプリングのひもが蜘蛛の巣のように全体を覆うことになる。スプリングが励磁する。だから、電磁波吸収になる。導電性も、放熱も、強度もすごいことになる。まさしく夢の素材なのであるが、残念ながら、鉄触媒が配合されているCNT、鉄触媒からCNTが生まれるから、内部の鉄を繭のように包んでしまう。これを解繊することは、むずかしい。美粒DMRモジュールを使えば、綺麗に解繊できるが、どうも、ロット差がある。それを見越して、鉄触媒のCNTを綺麗に解繊して量産化するには、よほどのスキールが必要になる。

技術は飽和しているといっていい。もはや、従来の手法には解はないとみていい。もし、解があるのなら、もうすでに解はでている。なぜ、セラミックコンデンサーは、日本が強いのか、固い素材だから、粉砕を強くすればいいが、粉砕したら、微粉がでてくる。材料の特性は素材の均一性に依存する。日本が生き残っているのは、実は、その粉砕具合が、マネできないのである。どのように、力をコントロールして、どのようなプロセスにしているか、固いから、シールがもる。どのように止めるか、そして、費用対効果を持たせるには、プロセスの自動化が重要である。そして、かならず、品質を一定させるには、分級工程が入る。なかなか、マネはできない。それぞれの木を見れる人はいるが、どのような森なのか、それが分かる人もほとんどいない。セラコン製造メーカーも、それが分からせないように、配置転換をする。製造プロセスが確定したらなら、各ブロックを同じように流せばいいだけである。しかし、その技法が生かせるのは、その固い物質だけである。それに代わる新しい基材がでてくれば、それらの会社も終わりになる。奢れる平家久しからず、という理がどこでも通用する。

どんなものにも、誤差はある。偏差、変位である。撹拌機でスケールアップできないのは、クリアランスが量産機では取れないからである。大きくなれば、必ず、誤差がでてくる。そうなれば、クリアランスも大きくなる。微細化にクリアランスが重要なファクターなら、スケールアップはできない。だから、組成側でいろいろと可変する。それが当たり前である。

余談だが、今まで、この世界で生きてきて、いろんな組成をみてきた。いろんなものの製品化を助けてきた。高圧乳化分散機にとって、ノズル径が変われば、同じ圧力でも、ものが違うと理解する会社があった。その組成にとっては、過去の実験で違いが見えたのだろう。その会社は、試験機は買わずに、パイロット機を買った。ノズル径、0.25mm、圧力168Mpaで、1.4リッター/分ぐらいである。それで、徹底的に実験を繰り返し、処方を検討した。可変できるところがあったから、2変数をみたのだろう。それで、2本シリンダーで一つのノズル、それが一つのユニット。量産は、そのユニットのN数、増やしていった。再現がでるのは当然である。そのあとに、試験機を買ったが、たぶん、使わなかったはずである。後で廃棄されたと別な人から聞いた。これを実行した会社は、後にも先にもその会社一社だけである。普通は、試験機から入る。しかし、それでは、ノズル径の影響がわからない。おなじ圧力でも径の違いが、その組成に影響あるのかないのか、やらないと見えないからである。当然に、その会社はとんでもない会社になった。機密がもれるから、すぐに私は出入り禁止となった。これと同じ手法を取る会社が、世界を制する会社となるはずである。2変数をどこでみるのか、それは、ポンプシリンダーがひとりの作業員でもてて交換できるユニットが、最低ユニットとなる。まちがっても、高圧シリンダーを自社で分解交換できないようなものなど、採用してはいけない。高圧シリンダー一本、30分ぐらいで、はずせて、シール交換ができるものでないと、使えない。

スライド2

スライド3

スライド1

スライド4

2021年9月11日

ナノカーボン乳化(SWCNT/CNF/ Graphene oxide, Beryu Ex 73 )、その恐るべきガスバリア性、強靭性。このようなシートは、MWCNT配合のナノカーボン乳化では生まれなかった。SWCNTとCNFの分散系でも生まれなかった。唯一、SWCNT配合のナノカーボン乳化だけ、生まれた。SWCNTなら、種類は問わない。珪藻土の上にぬったナノカーボン乳化をドライヤーで乾燥させて、このようなシートが生まれる様子をビデオで撮影した。これは圧巻であった。YOUTUBEにアップする予定である。

Nanocarbon emulsion BERYU EX73

2021年9月9日

CNTを扱う人がぶち当たる最終的な壁。それが乗り越えられないから、日本発のCNTが発展しない。誰もその壁を乗り越えられないから、みんな脱落する。日本からCNT製造が消える。

これが、CNTを扱う人がぶち当たる最終的な壁である。より、導電性をもとめれば、行きつくところが、このSWCNTであろう。世界的にみても、これがポピュラーなSWCNTのグレイドだとおもう。

この実験(Ex74)、最終的に、ノズル0.22+美粒スペシャルモジュールで、100Mpa3回通したものである。処方はスライドに記載の表とおなじである。なぜ、0.22mmなのかは、これ以下のノズルを通せば、100%一瞬で詰まるからである。しかし、これは、私がもつロットの場合であって、違うロットであれば、このノズルサイズでも通らないかもしれない。確率的にみて、これが最小であろうと推察する。研究者や開発者は、このようなものでは実用化できるとは、思っていない。なぜなら、量産化や再現性がないからである。しかし、導電性は一番いい。だから、この大きなもの(不純物)をなんとか除去して、SWCNTとしての導電助剤、その他の基材の可能性としてチェックする。美粒の評価系でみれば、この導電性は0.22△Ω/△cmである。この値がでるものは、SWCNT以外にはない。

実験(EX 56)を見てもらいたい。同じ処方である。最終解繊エネルギーは、100Mpa 3パスと同じである。前処理を含めると、Ex74の方が、一工程多い。エネルギーとしては、Ex.74の方が多くかかっている。

その差は、DMRを使用して、鉄触媒および鉄触媒に絡みつく粗材CNTを除去したかである。DMRは磁力線の場である。そこに、磁性をもつ不純物はからめとられている。EX74の写真の大きな塊、それが、不純物である。ダイヤモンドノズル、100Mpaの力でも、完全にプラグする。だから、解繊ができない。解繊できる限界が、Ex74である。この抵抗率は、出そうとすれば、グラフェン層を圧縮させて、無理やり導電パスをつくるしかない。Ex74のものを微細化する方法は、粉砕するしかない。ダイヤモンドノズルが詰まるくらいに固いものだから、粉砕機でやれば、粉々になる。しかし、それと同時に、EX74の写真でもみえるような解繊された綺麗なチューブは、バラバラになる。そうなれば、黒鉛や酸化グラフェンが微細化されたものと同じになるだろう。

導電性を支配するのは、CNTである。そのなかでも、直径に依存する。当然に、直径が短いCNTは、SWCNTになるだろう。だから、実質的に導電性を支配するのは、解繊されたより直径の短いCNTということになる。

グラフェンが導電性を有するには、それなりの密着性が必要である。グラフェンは導電バインダーにはなりえない。導電バインダーとしてなりたつのは、金属以外として、なりたつのは、カーボン材として成り立つのは、CNTだけである。

This is the final obstacle that CNT users will face. If you are looking for more conductivity, you will probably end up with SWCNT. I think that this is the most popular grade of SWCNT in the world.

In this experiment (Ex74), the final result was done through a nozzle of 0.22 + a special module of Beryu, which was passed through three times at 100 Mpa.(15000 psi) The formula is the same as in the table on the slide.

The reason why the nozzle is 0.22mm is because if you use a nozzle smaller than this, it will plug 100% in an instant.

In terms of probability, I would guess that this nozzle is the minimum size to pass through SWCNT without Iron catalyst. Researchers and developers do not believe that this kind of product can be put to practical use.

The reason is that there is no mass production or reproducibility. However, the conductivity is the best. So, we will remove these bigger impurities and check it as a potential conductive aid and other base material as SWCNT. In the evaluation system of Beryu, this conductivity is 0.22△Ω/△cm. There is no other material other than SWCNTs that can achieve this value.

See the experiment (EX 56). It is the same formulation. The final fiber dissolution energy is the same as 100 Mpa (15000 psi) 3 passes. If you include the pretreatment, Ex 74 is one step more. In terms of energy, Ex.74 takes more.

The difference between Ex74 and Ex 56 is the use of DMR or not to remove the iron catalyst and the coarse CNTs entangled in the iron catalyst. The large lump in the photo of EX74 is the impurity. The diamond nozzle plugs completely even at a force of 100Mpa. That is why it is impossible to dissociate them. Ex74 is the limit of what can be disintegrated. The only way to get this resistivity is to compress the graphene layer and force it to create a conductive path. The only way to make it finer is to crush it.

The CNT materials shown in EX 74 is so hard that it plugs diamond nozzles, so if we use a crushing equipment, it will break into pieces. At the same time, however, the clean, unraveled tubes, as seen in the photo of EX74, will be broken into pieces.

It is the CNTs that dominate the conductivity. Among them, it depends on the diameter. Naturally, CNTs with short diameters will become SWCNTs.

For graphene to be conductive, it needs to have a good adhesion. Graphene cannot be a conductive binder. Only CNTs can be a conductive binder, except for metals.

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2021年9月6日

ナノカーボンエマルジョン、CNF、SWCNT、酸化グラフェン、夢の材料の組み合わせ。

特記すべきことは、シートの強靭性とガスバリア性である。導電性はいい。熱伝導性も優れている。表面にグラフェン面がある。CNFはバインダーである。

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2021年9月5日

Nano carbon matrix is completed. ( Nano carbon matrix 完成 )

ナノカーボンにおける導電性における順位

(1) 鉄触媒を除去したSWCNT
(2) 鉄触媒が残る未解繊のSWCNT
(3) コバルト触媒MWCNT
(4) 鉄触媒を除去したMWCNT
(5) 剥離した黒鉛(グラフェン化)の分散
(6) 酸化グラフェンの分散
(7) カーボンブラック類の分散
Nano carbon matrix を参照してください。

導電パスをつなぐには、
(1) 解繊されたチューブ (二次元的には線、三次元的にはチューブ)
直径の短い、欠損、欠格が少ないもの。
(2) 薄くて、大きな面
欠損、欠格が少ないもの。
(3) カーボンの点の集合体
(1) >(2)>(3)となる。

美粒が調べる限り、導電性を支配するのは、CNTである。そのなかで、CNTの直径が導電性を支配する。直径が短い方が、圧倒的に導電性はつよい。その前提は、CNTの金属触媒が除去されて、きれいに解繊されているという事である。

現状、BERYU NEW SYSTEは、どこにも、提供していない。したがって、BERYU ModuleDMRの結果は、誰にもわからない。コバルト触媒のMWCNT,鉄触媒が極端にすくないSWCNT以外、既存の装置では、CNTの解繊は難しい。したがって、鉄触媒のMWCNTであれば、Nanocarbon Matrix の7番の導電性が一つの指標になるはずである。また、直径が短いSWCNTであれば、2番の導電性が、ひとつの目安になるはずである。美粒の評価系での抵抗率でみれば、2.5△Ω/△cmが、ひとつの限界点である。また、鉄触媒に付随する粗大で固いCNTを分離しないかぎり、CNTは、解繊しない。従来の装置であれば、粉砕するから、チューブが切れて、導電性は、ますます低下する。導電性を高めるには、できるだけ、直径の短いCNTを解繊して、絡ませることである。グラフェン面をいくら、剥離しても、面と面を、圧着させないかぎり、導電性はでない。

CNTは凝集する。だから、分散剤フリーというものも、ありえない。もちろん、量が多ければ、分散剤がCNTの連結を邪魔するから、導電性は落ちる。したがって、分散剤に関しては、適切な量がある。美粒がCNT解繊で使用している、第一工業製薬製のセロゲンBSH-6に関すれば、CNT1%に対して、0.2%ぐらいが最適だということである。CNFも同様なことが言える。

Ranking of nanocarbons in terms of electrical conductivity

(1) SWCNT with iron catalyst removed
(2) Unconfined SWCNT with iron catalyst remaining
(3) Cobalt-catalyzed MWCNT
(4) MWCNT with iron catalyst removed
(5) Dispersion of exfoliated graphite (graphenized)
(6) Dispersion of graphene oxide
(7) Dispersion of carbon blacks
See Nano carbon matrix.

To connect the conductive path
(1) Defibrillated tubes (wires in two dimensions, tubes in three dimensions)
(2) Short diameter with few defects or gaps.
(2) Thin, large surface
(2) Thin, large surface with few defects and gaps.
(3) Aggregate of carbon points
(1) > (2) > (3).

As far as BERYU is concerned, CNTs dominate the conductivity. Among them, the diameter of the CNTs is the most important factor in conductivity. The shorter the diameter, the more conductive it is by far. The prerequisite for this is that the metal catalyst of the CNTs is removed and the CNTs are dissolved cleanly.

Currently, BERYU NEW SYSTE does not provide this product anywhere. Therefore, no one knows the result of BERYU ModuleDMR. Except for cobalt-catalyzed MWCNTs and SWCNTs with extremely small amount of iron catalyst, it is difficult to dissolve CNTs with the existing equipment. Therefore, for iron-catalyzed MWCNTs, the conductivity of Nanocarbon Matrix number 7 should be one of the indicators. For SWCNTs with a short diameter, the conductivity of number 2 should be a good indicator. In terms of resistivity in the evaluation system of BERYU, 2.5△Ω/△cm is one of the limit points. In addition, the CNTs will not dissolve unless the coarse and hard CNTs associated with the iron catalyst are separated. Conventional devices crush the CNTs, which causes the tubes to break and the conductivity to decrease. In order to increase conductivity, CNTs with short diameters should be dissociated and intertwined as much as possible. No matter how much you separate the graphene surfaces, conductivity will not be achieved unless you press the surfaces together.

CNTs aggregate. Therefore, there is no such thing as a dispersant-free product. Of course, if the amount of dispersant is too large, the dispersant will interfere with the connection of CNTs, and conductivity will decrease. Therefore, there is an appropriate amount of dispersant. The same can be said for CNF.

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MWCNT黒鉛比較 - コピー

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2021年8月17日

枕詞P6

酸化グラフェンの剥離、ゆらゆらと揺れるグラフェンが、水の中で、ひらひらと舞っているのが見えます。また、グラフェンの剥離実験の前におこなったCNTの解繊実験での残りが、まざって、ときどき、CNTがひものようにゆらゆらと、揺れているのが見えます。下記のYOUTUBEから、ご覧になってください。グラフェンがゆらゆらと回転している動画など、滅多にありません。

層状に重なったものの面を、はがすことを、剥離といいます。黒鉛の表面にセロテープをはって、それをはがすと、セロテープ面にグラフェンが付きます。面をこわすことなく、その面をはがしていくのは、至難の技です。世界ではグラフェン、グラフェンといっていますが、費用対効果のある量産技術は、実は、どこもできてはいません。このビデオは酸化グラフェンですが、酸化グラフェンを剥離しても、そこに、CNTのような導電バインダーがなければ、導電性は期待しているほどでません。グラフェン面を圧縮して、導電性をだすのなら、黒鉛と変わりがありません。グラフェン、グラフェンというのは、透明性を期待するからです。透明導電膜です。剥離した透明性のあるグラフェンに解繊されたCNTがつながれば、軽量の導電膜ができます。熱伝導性もいいので、放熱板にもいいはずです。また、グラフェン面が外にでれば、非常にすべりがよくなりますので、少量で軽量で耐久性のあるシール材になります。いずれにしても、剥離されたグラフェンと解繊されたCNTとの面と線とで、ネットワークを作ることが将来的には重要になります。キャパシタ、蓄電には、必須の技術となります。乱れからでは、グラフェンは、剥離できず割れます、また、CNTは解繊できず、折れてしまいます。地球温暖化で、ますます、大気が不安定化し、豪雨が頻繁に起きます。それもエネルギーです。その荒れ狂うエネルギーを電気エネルギーに変換して、蓄積して、必要に応じて使用すれば、エネルギー節約になります。カーボンニュートラルとは、乱れるエネルギーを電気エネルギーとして、捕まえて、それを自在に活用することです。核分裂を爆薬を使い一気に破裂させれば、それが原爆です。それを制御して、タービンとして回せば、原発です。

芸術作品をつくるのも、エネルギーが必要です。芸術は爆発だといっても、実際には、制御して、美しさをどこかで表現しています。エネルギーを乱れではなく、ゆらぎとして、使えば、そこに美がうまれます。それが芸術です。絵画も、音楽も、詩も、小説も、彫刻も、同じです。カーボンもセルロースもまた同じです。CNTもCNFも同じ解繊です。ぶち壊していたら、装置も壊れて、何も生まれません。分散は、芸術なのです。芸術、そのものなのです。それを理解していなければ、いいものは生まれません。逆に、それを理解していれば、中国だろうが、アメリカだろうが、日本だろうが、韓国だろうが、世界のどこでも、いいものは生まれます。エネルギーをつかって、何かを生み出す。それはすべて芸術なのです。それがわかれば、知性一辺倒から、感性へと、主軸が移ります。いくら頭のいい人でも、人の心が分からない不誠実な人なら、いいものは作れませんし、人の上にたって、何かをなすこともできません。

YOUTUBE、ひらひらと舞うグラフェンとひものようにゆらゆらとゆれるCNTが見えます。参考にしてください。

https://www.youtube.com/watch?v=gg0eW6pATWg

2021年8月16日

枕詞P5

2021年8月15日

枕詞P4

なぜうまくいかないのか。

市場性とは、もちろん、現在の市場性とは限らない。未来においての市場性を追い求めることも正しい。しかし、そこに生産性がなければ、ともに意味がない。スケールアップできないものを追い求めても、どこかで頓挫する。

すべてにおいて、一つの体系には、かならず限界がある。つまり、生産性を追い求め、費用対効果を最大限になるように努力しても、そこには、どこかで、かならず飽和がくる。飽和に達すれば、もう、進歩はない。そこにあるのは、低コスト化である。品質が同じであれば、コストが安い方がいい。それでも、昔は、安かろう、悪かろうというのがあった。しかし、飽和の社会では、時間とともに、その品質の信頼度もあがってくる。100円ショップがいい例である。そうなれば、安くて、いいものが当たり前となる。一つの体系の終わりがくる。

研究開発という命題がある。新しい体系を作ろうと試みる。しかし、そこの最大の欠点は、どうやって、利益を生むのかという発想がない。量産化、生産技術ということもない。とにかく、新しい発見、より素晴らしい事実、驚くべく機能を見つければいい。それを論文にかき、特許性があれば、申請すればいい。それが、研究開発の一次的な仕事である。どうやって、つくるのか、どうやって、安定的に作り出すのか、それをどうやって、利益に結び付けるのか、そもそも、それが量産化した時に、費用対効果を生むのか、利益がでるのか、もっと、いえば、そもそも、それは、まともに、安定的に、作り出せるものなのか、である。

やってみなければ、わからない。だから、すこしやってみて、当初の計画との乖離がでてくるのは当たり前。やってみて、いろんな問題がでてくる。それで、研究開発は終わりである。論文の最終章には、課題として、実用化に対しての問題点を列挙する。素晴らしい値がでている。驚くべき機能が発揮された。これによって、より良い未来がくるだろうと、述べる。どの分野でも、そういったものは、無数にある。全部、実用化、現実化されたら、この世は、バラ色である。20年、30年の長いスパンを考えれば、文明は確かに進化している。しかし、それと同時に、負の遺産も増えている。地球温暖化である。30年前と、劇的に変わったのは、通信速度とパソコンの演算処理とバッテリーの長さと、タッチパネル機能向上、カメラレンズの機能向上である。それを具現化しているのが、高機能5Gスマホである。

しかし、それも、バッテリーと同じように、どこかに限界点がある。高機能5Gスマホは、いろんな技術の複合材だから、その組み合わせを変えることで、機能アップしてきた。基本は、電話機である。ダブレットの大きさは越えられない。タブレットもPCの大きさを越えられない。バッテリーも、ある程度、飽和に近づいている。製造技術や製品技術が飽和にちかづけば、後は、低コスト化となる。低コスト化になれば、日本に勝ち目はなくなる。なぜ、うまくいかないのか、それは、うまくいかないものだからである。どんなものにも、必ず、絶壁が存在する。生産技術という壁、費用対効果という壁、利益を出すという壁である。そこには予測不能な問題点が内在する。新しいものには、1+1=2とは限らない複雑な要素が必ずあるからである。もし、なければ、すでにそれは存在している。だから、やってみないとわからないのである。当然に、その壁を越えなければ、新しいものは生まれないし、新しい社会もうまれない。

いつの世でも、壁を超す作業のヒントは、ひとりの天才、ひとりの職人、ひとりの奇人が、与えるものである。ひらめきや直観が作用する。論理の壁を越えるのは、いつの世でも、感性や直観が作用するものである。しかし、それだけでは、何もうまれない。後は、組織がそれをどのようにおぎない、費用対効果のある生産技術をどうしたら生み出し、利益を上げることにつなげるのかという命題になる。言葉では簡単だが、それはなかなか大変な作業である。ひとりの天才、ひとりの職人、ひとりの奇人の声を聞き取れる企業側の管理者の器量が問われるからである。企業側、経営側に、ひとりの天才、ひとりの職人、ひとりの奇人以上の能力をもった人が必要になるのは当然である。企業側、経営側は、普通は保守的である。新しいことをやって、失敗したら、定年までの保身が保たれない。だから、新しいことはやらない。やらなければ、飽和した社会では、いずれ朽ちて斜陽するだけである。

もし、未来が新しいものを必要とすれば、神様がそれをつくれるようにする。ひとりの天才、ひとりの職人、ひとりの奇人を、必ず生み出す。そして、どこかの企業がそれをバックアップしていく。なにか、普通ではないようなことが必ず起きる。それによって、何かが生まれる。30年後の未来を予測することはできないが、30年後の未来が存在するならば、それを生み出す何かが必ずおきることになる。その壁を越えるような何かが生まれる。

50年後というスパンを考えれば、そこの未来には、二つの状況が考えられる。地球温暖化が進み、また、訳の分からないウイルスによって、差別化がうまれ、より、悲惨な世界になっているか、それとも、温暖化で生じるエネルギーを電気エネルギーとして蓄積し、よりカーボンニュートラルの世界が実現して、訳の分からないウイルスを弱毒化できる技術や、新しい治療薬も開発され、いまよりも、人として住みやすい世の中が実現されているか、である。

なぜ、うまくいかないのか、そこに、人のエゴが介入するからである。人間社会のバイアスが働くからである。逆にうまくいくのは、たぶん、見えざる神様の因果が機能するからだと思う。50年後の未来があるとすれば、そういう世界を多くの人が望んだ結果、そういう世界が実現しているのだと思う。

2021年8月13日

これが、いままで、美粒が作った中で、一番低抵抗率なものです。不純物の多いSWCNTの方が、純化プロセスによって傷ついた高純度のSWCNTよりも、綺麗なものである(欠損がすくない)。鉄触媒が多ければ、それだけ、解繊はしにくい。粉砕すれば、CNTのチューブが折れる。グラフェンの面も粉砕すれば、面が割れる。DMRは有効な手段だが、生産技術的には複雑になる。生産技術が優れた企業にとって、DMRは最良な武器になる。

費用対効果をみれば、下記の作品は、かつて、美粒が作った中で、もっとも、低抵抗率のものである。

Graphene oxide SWCNT ENG

Graphene oxide SWCNTP2eng

2021年8月10日

枕詞P3

2021年8月8日

枕詞VP2

再び分散総論

ゆらゆらとゆらぐ。乱れを制御すればそこに揺らぎが生じる。

絵をかく。音楽を奏でる。詩を読む。美しい風景をみる。美しい人の微笑みを見る。そこに共通するものが、美である。美の本質は、揺らぎである。乱れれば壊れる。どんなに美しい人でも、心が醜く、愛欲に走れば、般若となり、修羅となる。美しい人でも、己の我欲に縛られれば、母恋しさに泣く我が子を殺すこともある。一瞬の心の乱れ、最大の乱れである。

爆薬をうまくつつみ、それを制御して、夜空に放てば、美しい花火となる。しかし、上空で爆薬をつかって、核分裂を引き起こせば、ピカドンとなる。原爆である。熱放射線と爆風とで、一瞬に破壊される。爆心に近い人なら、上空を見上げた瞬間、ピカっと、光を見た瞬間、一瞬で溶けてなくなり、炭化した骨も爆風とともに、消え去る。人類が過去最大のエネルギーを放出させたもの。人類が作り出した乱れの極致。その犠牲になったのが、広島と長崎、それ以来、原子爆弾は人に対して、使用されていない。

エネルギーをあげれば、必ず乱れる。自然界もそうだし、人の心も同じである。乱れれば、壊れる。物であれば、粉砕される。人の心では、理性を失い、欲望が先行する。人が人をころす、超法規的な乱れの極致、戦場である。上官が理性のある人ならいい、しかし、戦場が悪化すれば、規律が崩壊したはずである。気にいらない人がいれば、命令で、戦場へおくりだす。拒否すれば、そこで、銃殺もあったはず。総崩れの時は、乱れの極致である。規律も崩壊し、人の欲望が勝つ。気に入らない上官がいれば、叩きのめしたはずである。秩序が崩壊し、エネルギーが上がれば、自己崩壊となる。秩序、組織、木っ端微塵となる。

すりこ木で、ものをすりつぶす。人の力である以上、限界がある。ものごとは、大体、3次ぐらいまで凝集しているものである。人の力でできなければ、今では、ジューサーミキサーがある。スイッチをおせば、下のミル刃が、高速回転でまわる。3次凝集体が、二次凝集体まで解砕される。果物をいれて、水分をいれて、まわせば、おいしいジュースができる。果物の繊維はのこり、水分と混ざる。それが二次凝集体と水分との混合体である。ジューサーでできる世界は、そこまでである。十分である。それを、更に、エネルギーをあげていけば、どうなるか、ジュースという美味しいものが、壊れていく。ばらばらになっていく。もし、エネルギーをあげて、何らかの制御をして、揺らぎをつくりだしたら、どうなるか、まったく新しい機能をもった、別なものが生まれるはずである。

国も民族も同じである。なぜ、アメリカがあれだけ自由を尊重しても、乱れ壊れないかである。トランプ大統領から、バイデン大統領に、政権移譲がきちんとできている。それは、背景に、キリスト教が教えるチャリティ精神、愛があるからでる。キリスト教の倫理観が自由をささえているのである。日曜日になれば、礼拝に向かう。困っている人がいれば、チャリティで助け合う。それが、アメリカ社会の乱れを抑止しているのである。細部は人種差別や偏見でバイアスはあるが、本質は、キリスト教の倫理観が乱れを抑止しているのである。では、中国は、どうかといえば、アメリカとは対極である。中国人は、基本的に個人主義で血縁主義である。友達の友達は古朋友なのである。古朋友の面子をつぶすのは、最悪のことである。だから、大きな力で個々の乱れを押さえなければ、暴動になる。いまでも、三国志と唐詩選の世界なのである。頭のいい、金持ちは、すでに、資産をアメリカやオーストラリアにうつしている。実に頭のいい人たちである。文化大革命、天安門事件、中国は変遷した。今の中国を作った最大の功労者は、鄧小平氏である。この人ほど、賢い人はいない。政治と経済を完全に分けたのである。共産主義でありながら、資本主義国家となったのである。日本の13倍の人口を抱えている。人海戦術をつかえば、最大の製造下請け国家となり、また、最大の需要消費国家ともなる。製造下請けであるから、技術と設備はどんどん入ってくる。何かあれば、権力で抑える。コロナを見ればわかる。中国のやり方がいいか、悪いかはわからない。しかし、現実に、中国が発展しているのも事実である。今は、中国人が日本に観光して、そのお金で経済を回そうとしているのである。私が中国にいっていたのは、天安門事件前である。みんな一生懸命、技術を習得しようとしていた。日本にくる代表団、日本の発展に驚いていた。当時の中国の人はみんないい人だった。

カーボンニュートラル、そのキーを握っているのはやはり、日本なのである。ゆらぎなど、アメリカでは考えられない。そのような制御など、アメリカでは思いつかない。グラフェンもCNTもCNFも、次世代のマテリアルと思われている。しかし、どこもパットしない。用途展開ができないからである。その根本を修正できるのが、ゆらぎなのである。日本人の文化の中に溶け込んでいる美意識なのである。日本は、自然界の力を風物詩として変えてきた。それが日本の文化である。春夏秋冬の自然の力をうまく制御して、そこに揺らぐ美意識を構築させたのである。それが、漫画やアニメにも継承されている。世界に誇れる文化なのである。少女漫画、どれだけ、美しく描かれているか、その美しい線画、色彩、世界の少年少女をいまでも魅了している。

層状体の二次凝集体を粉砕したらどうなるか、グラフェンはうまれない。ファイバー状の二次凝集体を粉砕したらどうなるか、CNTもCNFも、機能がこわれ、単なるカーボン、鉛筆の芯と同じ、CNFは、単なるセルロース、枯れた樹木の切れ端と同じになる。乱れを制御したら、そこに、揺らぎがうまれる。新しいものが生まれる。爺にできることは限られている。30年後、50年後の未来が今よりもよくなっていることを願うだけである。30年前の世界があった。30年はあっという間である。しかし、30年後の未来には、たぶん、私はいないだろう。分散にも、乱れを制御したゆらぎの技術が浸透していれば、今よりは、いい時代になっていると思う。

枕詞

2021年7月28日

ある程度、情報がまとまったので、一端、ここで整理します。何か、必要な情報が、必要であれば、美粒までご連絡ください。美粒にとって一番重要な記事だけ、UPしておきます。

2021年7月20日ーその2

日本人が知らないDouble acting Dual piston Air Drive のすごさとは

アメリカでは当たり前に使われているダブルアクテング・デュアルピストン・エアードライブ、高圧ポンピングシステム。

美粒は、基本的に、量産用にはそのポンプを使用することにしている。高圧ポンピングシステムと分散技術に対しての費用対効果は世界一である。

企業の生産技術として、一番に考えなくてはならないのは、汎用性である。車でもコストをさげて、安全性を上げるには、今まで使用して、安全が確認されている部品を多く使う事である。つまり、共通化である。これは、汎用性を意味する。装置が特殊でなおかつ、装置メーカーの訳の分からない規格で作られるほど、嫌らしいものはない。つまり、いつも急所を装置メーカーに握られていることになる。最悪なのは、特殊な冶具がないと、分解組み立てができないことである。高圧ポンピングシステムにおいて、高圧シリンダーは、人がもてて、一人で分解組み立てができる大きさが上限である。そうなると、プランジャー径が25mmぐらいが妥当なところである。

なぜ、圧縮エアーを使うのが、いいのか。

その答えは、逆にいうと、どうして油圧だとまずいのかという問いになる。
① 油圧ピストンの温度は制御できない。
まず、油圧で問題になるのは、油圧シリンダーである。油圧では油圧の圧力を大体、7Mpaから15Mpaは上げることになる。油圧シリンダー内の油も仕事をするから油温が上がってくる。だいたい、オイルメーカーは、60度以下での使用を推奨する。当然にシステム内に、油圧の動力と同じくらいの冷凍機が必要になる。それで油を冷却するわけであるが、その冷やすところが、圧力制御でのリリーフバルブのリターン側の所の油を冷やしているから問題となる。重要なのは、油圧ピストンの内部の油の温度である。連続運転していると、油圧ピストン側など、触れることなどできない。最高圧で運転でもすれば、目立や焼きができる温度ぐらいの温度になる。当然に、油は劣化し、パッキンがおかしくなり、高圧プランジャーの芯ぶれが起き、高圧シリンダーのシール部もやられる。連続運転が必要になれば、複数台の装置が必要になる。運転用、トラブル回避用、メンテ用である。

② 自動運転が大変である。

油圧式で自動運転となれば、非常にシステムが厄介になる。油圧で自動運転する場合には、油量を自動で調整する必要がでてくる。比例制御弁が必要になる。それを動かすには、アナログ出力するシーケンサーが必要になる。問題になるのは、運転すると油温が上昇することである。だから、油圧の圧力センサーか製品圧力センサーが必要になる。自動運転とは、ある設定した圧力になるまで、油圧であれば、油量をその圧力になるまで、調整し維持することである。シーケンサーのプログラムであれば、設定した圧力Pまで、比例制御弁をあけて油量を上昇させることである。その設定した圧力Pと、油圧か製品圧力センサーからの送られてくる信号P1をシーケンサーの中で比べる。P=P1となるところの信号を保持し、それで補正をかける。非常に面倒なプログラムとなる。コストを下げるなら、手動のリリーフ弁が、圧力調整弁になる。油温度があがるから、常に人がついていないといけない。圧力が上がったら、リリーフ弁をあけ、油を逃がすことになる。それが、防爆なら、非常に難しい。今は、防爆の比例制御弁を入手することが困難とみていい。

エアーなら、どうだろうか、リリーフ弁を調整するだけである。エアーなら、一定である。使われるのも、基本的にエアーだけである。完全に防爆である。コンプレッサー側には圧力容器としての検査は必要であるが、ポンプ側には何も規制はない。構造は単純である。それと、完全に分解することが可能である。生産技術のプロなら、全部分解しても、部品さえあれば、この手のポンプなら、一日で分解組み立てができるはずである。

圧力比118-2Dが理想的なポンプである。

材料の特性から、大体、130Mpaぐらいから、耐久寿命が変わってくる。高圧配管も中圧と高圧との差が140Mpaからかわる。中圧と高圧仕様で外径が同じなら、内径比は5.16:3.18となる。40%近く変わることになる。だから、美粒システムも最大でも130Mpぐらいで収まるようにしている。BERYU MINIでいえば、空気圧0.5Mpaぐらいを上限とするのが理想的だと書いてある。美粒での実験はほとんどが、100Mpaで実験している。ナノカーボン乳化も基本的にすべて100Mpa運転である。

汎用のコンプレッサーも大体0.6-0.8Mpaでの運転である。つまり、0.55Mpaで、130Mpaの増圧比こそ、もっとも、効率的だということになる。つまり、デュアルピストンであれば、増圧比118ということになる。

このデュアルピストンという考え方は、日本にはない。まだ、この方式のポンプが一台も日本に納品された記録がない。

アメリカには、このような優れた高圧ポンピングシステムがあるにもかかわらず、分散技術手法がお粗末だから、CNTもCNFに関しても、乳化にしても、何一つ、まともなものはない。装置技術にしても、20年、30年、何も変わっていない。だから、日本も、何も変わらない。しかし、このポンプの考え方はすばらしい。構造は簡単なので、高圧シリンダー部は、日本でつくることも可能である。アイソレーター部があるので、シールフラッシングをつけることも構造上可能である。基本的にアメリカ製のポンプなので、アメリカでは絶対に改良などしない。インレットチャッキ、シールフラッシングは、改良した方がいい。特に、ダブルアクテングに関しては、チャッキ部が重要であるから、改良が必要である。構造が簡単なので、部品の予備さえあれば、どこの企業でも、自分たちでメンテができる。生産技術として、重要な分散室に、外部の人間、スパイになりえる人を容易に入れてはいけないのは当然である。

アメリカの分散技術がお粗末だから、日本も同様にお粗末だから、韓国、中国も同様にお粗末である。お粗末だから、台湾、香港、深圳にも、それをまねたポンプも出てこない。構造は非常に簡単である。台数がでてくれば、必ず、コピー品が出てくるはずである。コンプレッサーであるから、ミストは禁物である。だから、ドライヤーが重要である。連続運転の時、ミストがあれば、サイレンサー側での凍結がでてくるかもしれない。そうであれば、コンプレッサーのミストとの関係で装置が複数台必要かもしれない。それでも、構造をみれば、単純だから、ポンプコストも高くはならない。費用対効果からすれば、やはり、世界一であると思う。

Double acting dual pistonP1JAP

Double acting dual pistonP2JAP

Double acting dual pistonP3JAP