"1990年頃から10年くらい、金属の代わりにセラ ミックを使おうとする動きがあった。セラミックを 自動車エンジンやジェットタービンに使うための研 究が日々、行われた。それは「第2の石器時代が やってきた」と言われたほどであった。 " 日本版ｽﾍﾟｰｽｼｬﾄﾙ実現に向けた軽量耐熱ﾀｲﾙの開発 株式会社ﾉﾘﾀｹｶﾝﾊﾟﾆｰﾘﾐﾃﾄﾞ "金属とセラミックの大きな違いは、セラミックの破 壊靭性が低いこと、つまり割れやすいことであっ た。破壊靭性を高くするための方法は1つ。セラ ミックに違う材料を入れることであった。違う材料 には、粒子、ウィスカー（短繊維、線状の単結 晶）、長繊維の3つしかない。このなかで比較的、 靭性があるのが繊維である。ノリタケカンパニーリ ミテドでは、この繊維に着目してセラミックの強靭 化に向けた研究を行っていた。強靱化に使える繊維 は、カーボンファイバー、炭化ケイ素、窒化ケイ素 といった無機繊維である。1989年、これらの繊維 をセラミックスに入れたセラミック複合材の開発が はじまった。この成果は、1990年にスタートした 100kwガスタービン開発プロジェクトで使われた。 " 日本版ｽﾍﾟｰｽｼｬﾄﾙ実現に向けた軽量耐熱ﾀｲﾙの開発 株式会社ﾉﾘﾀｹｶﾝﾊﾟﾆｰﾘﾐﾃﾄﾞ 日本版宇宙往還機であるHOPE-X、いわゆる日本版 スペースシャトルの構想ができた頃、セラミック業 界で繊維を使ってセラミックの強靱化を行っていた のはノリタケカンパニーリミテド1社であった。 日本版ｽﾍﾟｰｽｼｬﾄﾙ実現に向けた軽量耐熱ﾀｲﾙの開発 株式会社ﾉﾘﾀｹｶﾝﾊﾟﾆｰﾘﾐﾃﾄﾞ "1992年、当時の開発本部グループリーダーであっ た岩田美佐男は、HOPE-Xの打ち上げに向けて、繊 維だけを使った非常に軽いセラミックタイルができ ないかと依頼を受けた。宇宙分野の材料・金属材料 やエンジンは国の発展を導く戦略物質であり、技術 を簡単に外国には出さないものである。そのため、 この耐熱タイルは、日本で開発しなければならな い。そうでなければ日本の宇宙開発が進展しないほ ど、重要な戦略物資であり、その品質が世界一で あっても、海外に製品として輸出されることはな い。 " 日本版ｽﾍﾟｰｽｼｬﾄﾙ実現に向けた軽量耐熱ﾀｲﾙの開発 株式会社ﾉﾘﾀｹｶﾝﾊﾟﾆｰﾘﾐﾃﾄﾞ "セラミックはパウダーを原料に使うが、耐熱タイル は粒子ではなく、繊維である。耐熱タイルはかさ密 度が1立方センチあたり「0.1」という軽さを実現し ており、現在は世界で最も軽いセラミックである。 コルク材と比べれば1/5の密度である。あまりにも 軽いため、発砲スチロールのように感じられるほど である。 " 日本版ｽﾍﾟｰｽｼｬﾄﾙ実現に向けた軽量耐熱ﾀｲﾙの開発 株式会社ﾉﾘﾀｹｶﾝﾊﾟﾆｰﾘﾐﾃﾄﾞ "購入が決まっている商品であるため、密度や熱伝 導、耐熱性だけでなく、50～60の研究項目すべてを クリアしなければならなかった。フランスでもエル メス計画といって、フランス版のスペースシャトル を打ち上げる計画があった。そこで日本の宇宙開発 事業団（NASDA）は、開発したタイルをフランスの アエロスパシャル社に持っていき、耐熱製品を評価 する風洞実験装置でテスト。耐熱性の目標として与 えられていた1,250度をクリアしたことを確認した。 " 日本版ｽﾍﾟｰｽｼｬﾄﾙ実現に向けた軽量耐熱ﾀｲﾙの開発 株式会社ﾉﾘﾀｹｶﾝﾊﾟﾆｰﾘﾐﾃﾄﾞ "宇宙から地球に戻るとき、大気圏を通過する。大気 圏に突入するときには、高温と振動が発生するた め、開発したセラミックスだけでは耐えることがで きない。大気圏突入に耐えるため、表面には吸収し た熱を電磁波として空気中に放射する耐熱ガラスを コーティングした。この耐熱ガラスは、1,800度の バーナーでも溶けることはない。セラミックとコー ティング材の2つの技術が開発されたことで、軽量 の耐熱タイルが完成した。 " 日本版ｽﾍﾟｰｽｼｬﾄﾙ実現に向けた軽量耐熱ﾀｲﾙの開発 株式会社ﾉﾘﾀｹｶﾝﾊﾟﾆｰﾘﾐﾃﾄﾞ この耐熱タイルを実現した要素技術は「成形、乾 燥、焼成」という、3つの要素技術である。日本特 殊陶業、日本ガイシ、東陶機器（TOTO）、INAX も、これは同じである。成形の前にいろいろなもの を混ぜるので、それをいかに分散させたり、いかに 凝集させたりするかが、成形を補う要素技術であ る。何度で焼くか、何度で乾燥させるかは、材料に よって変わる。焼く時に入れるガスも、酸素、窒 素、アルゴンなど、材料によって変わる。つまり、 大まかに言えば、セラミックスの開発では、どの材 料を使うかによって、選ぶ要素技術が違うことがポ イントになる。 日本版ｽﾍﾟｰｽｼｬﾄﾙ実現に向けた軽量耐熱ﾀｲﾙの開発 株式会社ﾉﾘﾀｹｶﾝﾊﾟﾆｰﾘﾐﾃﾄﾞ 成形するというプロセスは、少し大きなブロックを 乾燥し焼いて、かさ密度が0.1プラスマイナス0.01と いう規格に入っているか確認し、後はすべて機械加 工である。いわゆるニアネットシェイプという、あ る形に似たようなものをつくるのではなく、大きめ に作って削り出す。ノリタケカンパニーリミテドで は、工業用砥石を作っていたため、セラミックスを 削るために、どんなバイトやドリルを使えばいい か、ある程度の情報を持っていた。いわば、お菓子 の「らくがん」のような素材なので、切ることは簡 単である。しかし、精密に切るのは難しいので、3 軸・5軸のミリングマシン（フライス盤）、多軸 ボール盤で加工する。 日本版ｽﾍﾟｰｽｼｬﾄﾙ実現に向けた軽量耐熱ﾀｲﾙの開発 株式会社ﾉﾘﾀｹｶﾝﾊﾟﾆｰﾘﾐﾃﾄﾞ HOPE-Xの構想は、H2Aの計画とともに進んでいる ため、少し遅れているが、H2Aの計画が動き出せ ば、無人のシャトルも計画されているため、そこに 使われるものであると考えている。 日本版ｽﾍﾟｰｽｼｬﾄﾙ実現に向けた軽量耐熱ﾀｲﾙの開発 株式会社ﾉﾘﾀｹｶﾝﾊﾟﾆｰﾘﾐﾃﾄﾞ "この耐熱タイルからの生まれた技術として「光触 媒」がある。タイルの3次元に絡まる組織に注目 し、脱臭、抗菌などに利用している。 耐熱タイル をファインセラミックスフェアに出典したときの キャッチフレーズは「土管から宇宙まで」。今は土 管ではなくセラミックパイプというが、生活に身近 なものから、未来をつくる宇宙分野まで手がけてい ることを表している。 " class="t12" 日本版ｽﾍﾟｰｽｼｬﾄﾙ実現に向けた軽量耐熱ﾀｲﾙの開発 株式会社ﾉﾘﾀｹｶﾝﾊﾟﾆｰﾘﾐﾃﾄﾞ "同じ頃、アメリカのロッキード社（現、ロッキー ド・マーチン）が同様の耐熱タイルを作っていた が、かさ密度が1立方センチあたり「0.2」であっ た。同じ「0.2」では、宇宙開発に負けてしまうので 「0.1」にして欲しいと依頼された。あまりにも軽い ため、開発グループのリーダーであった岩田は、す ぐには答えられなかった。会社に持ち帰り、本当に できるか試験を行った。 " 日本版ｽﾍﾟｰｽｼｬﾄﾙ実現に向けた軽量耐熱ﾀｲﾙの開発 株式会社ﾉﾘﾀｹｶﾝﾊﾟﾆｰﾘﾐﾃﾄﾞ "2～6ミクロンの細かい無機繊維を水のような液体 の中で分散させ、成形と乾燥の後、焼き固めるが、 液体の中で放っておくと、繊維は沈んでしまう。最 初は0.2～0.3が精一杯だった。そんなとき、愛知県 出身の研究員、掘見和広が洗濯の柔軟仕上げ剤のコ マーシャルを見て、この原理を使えば軽いセラミッ クスができるのではないかと思いついた。早速、試 してみると、繊維を立体的に絡めることに成功し た。それでも初めは0.15～0.2にしかならなかった。 " 日本版ｽﾍﾟｰｽｼｬﾄﾙ実現に向けた軽量耐熱ﾀｲﾙの開発 株式会社ﾉﾘﾀｹｶﾝﾊﾟﾆｰﾘﾐﾃﾄﾞ "繊維には「分散」と「凝集」という状態がある。凝 集とは、例えば、にがりを入れて豆腐を固めるよう なものである。セラミックスでは、分散も凝集も、 比較的、簡単に操作できる。柔軟剤を使うと、繊維 が立って絡まりつき、分散の状態ならきれいに立っ ている。それを成形すると繊維が寝てしまうが、そ れを立たせたまま成形すれば軽くなる。分散したま ま固めてしまおうと凝集を行った。セラミックスで は、にがりを入れる訳ではなく、にがりの役割をす る薬品を入れるが、凝集のためのこの新たな薬剤が できたことで目標の「0.1」に近づいた。 " 日本版ｽﾍﾟｰｽｼｬﾄﾙ実現に向けた軽量耐熱ﾀｲﾙの開発 株式会社ﾉﾘﾀｹｶﾝﾊﾟﾆｰﾘﾐﾃﾄﾞ "「技術者は解決できない問題があると、新聞を読ん でも、テレビを見ていても上の空になる」と岩田は 言う。頭の中が開発のことでいっぱいなのだ。自分 をそこまで追い詰めると、パッとアイディアが出る ことがある。テレビも、新聞も、歩いていてもヒン トになる。それが掘見の場合、たまたまテレビで あった。 " 日本版ｽﾍﾟｰｽｼｬﾄﾙ実現に向けた軽量耐熱ﾀｲﾙの開発 株式会社ﾉﾘﾀｹｶﾝﾊﾟﾆｰﾘﾐﾃﾄﾞ "岩田に言わせれば「技術者の素質は、自分で自分を どこまで追い込むことができるかどうか」なのだ。 逃げないで、悩み抜くことである。岩田が若い頃、 ある自動車会社から注文が入ったとき、どうしても できない製品があった。自動車会社に謝り、締めき りを延ばしてもらい、そのことを上司に報告した。 上司に「君に時間をやる、どれだけ欲しいか」と問 われて「1年」と言うと、「1年やるから直せ」と 言ってもらった。もう後には退けない。「そういう 上手い追い詰め方が重要だ」と岩田は言う。 " 日本版ｽﾍﾟｰｽｼｬﾄﾙ実現に向けた軽量耐熱ﾀｲﾙの開発 株式会社ﾉﾘﾀｹｶﾝﾊﾟﾆｰﾘﾐﾃﾄﾞ
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