材料 × 機能・リサイクル

伝統工芸と身近な物を材料科学するヨシムラ・サイエンス・ラボです。

今日は、材料と機能・リサイクルについて、ちょっとばかり書きたいと思います。

人類は、進化していく過程で様々な材料を開発し、私たちの暮らしの豊かさに貢献してきました。
その材料を大別すると、金属材料、樹脂材料、セラミックス材料、そしてこれらを複合させた複合材料、の4種類です。
これら4種類の材料の総称を「工業材料」と呼びます。

工業製品の多くは、これらの4種類の材料を複合的に使用して、より使いやすく機能的に設計されています。
例えば、ノック式ボールペンは、ボディーに樹脂、ペン先とばねに金属、ペン先ボールにセラミックスが使用されています。
このような種々の材料が使用されているものを「マルチマテリアル」と呼びます。
街を走る自動車は、マルチマテリアルの代表ですよね。

マルチマテリアルの対極にあるのが、「モノマテリアル」です。
モノマテリアルとは、製品が一つの材料でできているものを指します。
材料が単一のモノマテリアルは分別する必要がありませんので、リサイクルしやすくなります。
そのため、このモノマテリアルが注目されており、最近は、包装材でのモノマテリアル化が進んでいるようです。


機能視点の「マルチマテリアル」と、リサイクル視点の「モノマテリアル」。
今後、「マルチマテリアル」では、複合的に使用した材料をいかに容易に分解・分別できるように設計するか？
「モノマテリアル」では、単一素材でいかに製品特性を担保するように材料設計するか？
がそれぞれ重要となってきそうですね。


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『原材料から金属製品ができるまで 図解よくわかる金属加工』（日刊工業新聞社）※2021年9月発刊


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アニメ × 金属

伝統工芸と身近な物を材料科学するヨシムラ・サイエンス・ラボです。

ご無沙汰です。
久しぶりにブログを更新しました。
さて、本日は、アニメ　×　金属　についてです。

人気アニメ「鋼の錬金術師」の実写版の映画が、昨日の5/20に公開されたようです。
「鋼の錬金術師」では、その名の通り、金属と関連する内容がストーリーに登場するそうです。
題名に「鋼」とつくのは、ネットで調べると、主人公が錬金術師の国家資格を取った時に「鋼」という名を貰い受けた、とか、右腕と左足が鋼の手足だから、だそうです。
また、ストーリーの中で、「錬成」という言葉も出てくるようです。
錬成とは、原義的な意味として、金属をるつぼで溶かして、合金にしたりすることの意味合いもあるそうです。

「鋼の錬金術師」は金属と関連する内容が多そうなので、実写版の映画でも見てこようっと。

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機動戦士ガンダム 宇宙世紀 vs 現代科学 × 金属

伝統工芸と身近な物を材料科学するヨシムラ・サイエンス・ラボです。

買ってしまいました！　「機動戦士ガンダム　宇宙世紀 vs 現代科学」～あの技術がついに現実に！？～


ガンダムの装甲材料として使用されている「ガンダリウム合金」。
これから、じっくり読ませていただきます！

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『原材料から金属製品ができるまで 図解よくわかる金属加工』（日刊工業新聞社）※2021年9月発刊


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相葉マナブ × 金属加工

伝統工芸と身近な物を材料科学するヨシムラ・サイエンス・ラボです。

昨日の夕方に放送されていた、テレビ朝日系「相葉マナブ」というテレビ番組をたまたま観た。
その番組では、東京都江戸川区にある「ヘラ絞り」という金属の加工方法を専門としている金属加工の工場で、「ヘラ絞り」という技法を使った寸胴作りに挑戦していた。

一般的に絞り加工というと、プレス機に凸形状のパンチと、凹形状のダイをセットし、その間に挟んだ板材に凹凸形状を付与する製法をイメージしがちですが、
今回の「ヘラ絞り」は、金属板を回転させながら”へら”と呼ばれる棒を押し当てて変形させる製法です。

10数年前になりますが、塑性加工学会の見学会で私も実作業を見学させていただいた経験がありますが、みるみるうちに、板材がお椀形状に変形していき、見ていて楽しめます。

まさに、日本の技　ですな。
今後、何かの機会があれば、この「ヘラ絞り」についてサイエンスの観点で解説してみたいと思います。

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『原材料から金属製品ができるまで 図解よくわかる金属加工』（日刊工業新聞社）※2021年9月発刊


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チューイングガム × 急速焼入れ

伝統工芸と身近な物を材料科学するヨシムラ・サイエンス・ラボです。

本日は、一見、全く関係なさそうなチューイングガムと急速焼入れについてです。

皆さんは、昭和時代の懐かしいチューイングガム「クイッククエンチ」を覚えていますか？
40代以上の方には懐かしいガムではないでしょうか？

調べてみると、チューイングガム「クイッククエンチ」は、1978（昭和53）年から1992（平成4）年まで14年間発売されていたようで、強烈な酸っぱさのあるスポーツ系のガムです。
2010年にはロッテ主催の「懐かしのチューインガム総選挙」で上位に選ばれて、数量限定で復刻したこともあったようです。

改めて、このガムの名称「クイッククエンチ」。
一般的には、
クイック＝素早く
クエンチ＝癒す・抑える・鎮める
という意味で、強烈な酸っぱさのあるスポーツ系のガムの名前としてピッタリです。

一方、金属オタクにとっては、
クイック＝急速
クエンチ＝焼入れ
⇒「急速焼入れ」となります。
ちなみに、「焼入れ」とは、鉄鋼材料を高温から急冷し、金属組織をマルテンサイト変態させる熱処理で、鉄鋼材料を強化する重要なプロセスの1つです。

子供の頃、何気なかったチューイングガムの名称。
金属オタクになった私にとって、気になる商品名でした（笑）。。。

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『原材料から金属製品ができるまで 図解よくわかる金属加工』（日刊工業新聞社）※2021年9月発刊


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価格高騰・社会蓄積・グリーン × 金属

伝統工芸と身近な物を材料科学するヨシムラ・サイエンス・ラボです。

相変わらず金属の価格高騰が続いていますね。
銅、亜鉛、アルミニウム、ニッケル、錫。。。
特に、アルミニウムと錫に関しては、先週、過去最高値を更新したようです。

紀元前7,000年～8,000年ごろに人類が自然金や自然銅と出会って以来、人類は技術を進化させて金属を工業材料の1つとして大量生産＆大量消費してきました。
ある調査によると、社会蓄積量（使用中の金属 + 都市鉱山）として、鉄では324億トン、銅では3.6億トンが私たちの身の周りに蓄積しているそうで、その量は年間生産量で割ると鉄では約40年分、銅では約16年分の生産量にも相当します。

また、最近の地球温暖化問題がクローズアップされ、従来までのスチールやアルミニウムより二酸化炭素排出を抑制したグリーンスチール、グリーンアルミニウムと呼ばれるグリーンな金属が注目され始めています。

ウクライナ情勢を受けて高騰する金属価格。
社会に蓄積している金属。
グリーンな金属といった環境負荷低減への対応。

普段、何気なく使用し、私たちの生活に無くてはならなくなってしまった金属ですが、これから対応していかなければいけないことがたくさんありそうですね。

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『原材料から金属製品ができるまで 図解よくわかる金属加工』（日刊工業新聞社）※2021年9月発刊


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たい焼き × 金型

伝統工芸と身近な物を材料科学するヨシムラ・サイエンス・ラボです。

昨日、妻と久しぶりに富山県のお隣の石川県金沢市に行ってきました。
目的は、金沢駅近くのフォーラスでのお買い物です。
その後、金沢駅の金沢百番街にある、「たい焼き工房　土九」　で、たい焼きを頂きました。

頂いたたい焼きも美味しかったですが、
やはり注目したのは、「たい焼きの型」　ですね！


金属加工の分野では、
・液体金属の流動性を利用した鋳造加工と、固体金属の塑性を利用した塑性加工で使用する金属製の型のことを金型と呼び、
・金型に形成された「形状」を金属材料に「転写」し、同じ形状の金属製品を多量に製造することが可能です。

たい焼きの場合は、液体の生地を流しこんで形作りますので、鋳造加工に使用する金型に近いのかもしれませんね。


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ウクライナ情勢 × アルミニウム

伝統工芸と身近な物を材料科学するヨシムラ・サイエンス・ラボです。

最近のウクライナ情勢は、ベースメタルの1つであるアルミニウムにも影響がありそうです。
というのは、
・ロシアは、中国に次ぐアルミニウム地金生産国
・日本のアルミニウム地金の輸入先の第3位がロシア
だからです。

ウクライナ情勢が緊迫化する中で、最近、金価格が高騰していますが、ロシアへの経済制裁など今後の状況次第では、アルミニウム産業へも影響がありそうですね。

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『原材料から金属製品ができるまで 図解よくわかる金属加工』（日刊工業新聞社）※2021年9月発刊


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「モノ」を解説・紹介する雑誌 × 金属

伝統工芸と身近な物を材料科学するヨシムラ・サイエンス・ラボです。

今日は、雑誌のお話です！

書籍や雑誌を、書店ではなくAmazonなどのネットで購入される方も多いかと思います。
私の場合、「これ」と決めた書籍はネットで買いますが、「内容を確認してから買いたい」という書籍は、やはり実際に手に取って内容を確認できる書店で買うケースが多いですね。
特に、雑誌は書店で買う場合が多いです。

私がいつも買っている雑誌は、「モノ」を解説・紹介している雑誌です。
このような雑誌は意外と多く、具体的には、
モノマックス、MonoMaster、モノ・マガジン、MONOQLO、GoodsPress、GetNaviなど、
があります。
これらの「モノ」を解説・紹介している雑誌では、さまざまな製品の特長を紹介するだけでなく、その製品を構成する素材まで言及しており、面白いですよ。
例えば、「航空部品にも使用されているチタン製の定規」、「斬新なデザインのオールステンレスボールペン」など、読んでいて楽しめます。
雑誌で確認して、気に入ったものは、実際に購入したりしています。
ちなみに、いつも読んでいて、その素材選定の理由であったり、それぞれの素材の特性との関係などをもっと解説したら、モノマニアの読者がもっと喜ぶんだろうなあと感じています。

「モノ」を解説・紹介する雑誌編集者の皆さん！
金属屋の私が、素材の観点からわかりやすく解説しますよ。ご連絡お待ちしてま～す！！

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『原材料から金属製品ができるまで 図解よくわかる金属加工』（日刊工業新聞社）※2021年9月発刊


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色の名前 × 金属

伝統工芸と身近な物を材料科学するヨシムラ・サイエンス・ラボです。

今日は、久しぶりにぶらりと富山市立図書館に行ってきました。
というのは、ネットで見つけた面白そうな書籍を見つけたからです。
その書籍は、「色の名前辞典507（主婦の友社）」です。
日本やヨーロッパで古くから伝わる慣用色名に、その他の国で使われてきた色名や基本色名を加え、日常的によく使われている色名を解説した書籍で、歴史や雑学も紹介されています。

ぱらぱらと書籍を眺めて気づいたことは、色の名前と金属がすごく関連あることです。
カッパーレッド、コバルトブルー、スチールグレー、コバルトグリーン、・・・。

金属屋の分野と、芸術系の色の名前の分野。
一見、全く異なる分野のように思われますが、かなり関連していましたね。
これも、人類と金属の歴史的なかかわりの深さからでしょうかね。

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『原材料から金属製品ができるまで 図解よくわかる金属加工』（日刊工業新聞社）※2021年9月発刊


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人類が金属と出会う前 × 黒曜石

伝統工芸と身近な物を材料科学するヨシムラ・サイエンス・ラボです。

今日は、石器時代に活躍した「黒曜石」についてです。

黒曜石についてネットで調べてみると、
黒曜石はマグマが急速に冷え固まってできた火山岩で、その主成分は二酸化ケイ素で天然ガラスとも呼ばれており、
人類が金属と出会う前の石器時代で、やじり等のさまざまな道具に使われたようです。

「人類が金属と出会う前の道具！？」とのことだったので、早速、ネットで購入しました。



アニメ「鬼滅の刃」の21巻で、
剣士・継国縁壱の妻　継国うた（つぎくに うた）の瞳の色を黒曜石で例えたセリフがありましたが、
確かにガラスのような輝きがある深い黒色ですね。
エッジは鋭く、確かに刃物になりそうですね。

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『原材料から金属製品ができるまで 図解よくわかる金属加工』（日刊工業新聞社）※2021年9月発刊


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さまざまな呼び名がある「青銅」

伝統工芸と身近な物を材料科学するヨシムラ・サイエンス・ラボです。

今日は、銅合金、特に銅錫合金の名称についてです。
銅に錫を添加した銅錫合金（Cu-Sn合金）は、黄銅と共に古くから知られる銅合金です。
その歴史は古く、紀元前3,000年頃とも言われており、真鍮や黄銅と呼ばれる銅亜鉛合金より歴史が古いんです。
10円硬貨も青銅ですね。
身近な製品で銅錫合金が用いられている金属製品は、銅像や梵鐘、パソコンやスマホにも使用されているコネクターやリードフレームなどの導電部品があります。

この銅錫合金。実は、さまざまな呼び名があります。
具体的には、
①青銅
②ブロンズ
③砲金
④スペキュラム合金
⑤砂張（さはり）
⑥吉金、美金
などです。

歴史が古いだけ、いろいろな名称があるんですかね。

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『原材料から金属製品ができるまで 図解よくわかる金属加工』（日刊工業新聞社）※2021年9月発刊


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高騰 × マグネシウム

伝統工芸と身近な物を材料科学するヨシムラ・サイエンス・ラボです。

2021年は、産業素材や燃料、農産物などさまざまな物が高騰した１年ではないでしょうか？
その要因の１つに、中国における石炭価格の高騰や二酸化炭素の排出量削減に伴う環境規制の強化による深刻な電力不足が挙げられます。
このような中国の電力不足の影響を大きく受けている金属の1つにマグネシウムがあります。

マグネシウムは、その密度が1.7 g/cm3と、工業的に使用されている実用金属で最も密度が低い金属材料のため、マグネシウム合金は輸送機器などの軽量化に向けた構造材料として期待されています。
マグネシウムというと、一見、このような軽量の観点からの構造材料とイメージしがちですが、実は、マグネシウムの用途のほとんどが合金添加材剤のようです。
具体的には、日本におけるマグネシウムの用途割合の約75％が合金添加材剤で、合金添加材剤で最も多いのはアルミニウム合金への添加で、その割合は約50％だそうです。

マグネシウムの世界生産の8割は中国で製造されており、日本のマグネシウム輸入相手国の中国の割合は99％となっています。
中国の電力不足でマグネシウムが高騰すると、アルミニウム合金にも影響が及びそうですね。

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『原材料から金属製品ができるまで 図解よくわかる金属加工』（日刊工業新聞社）※2021年9月発刊


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アルミニウム缶 × リサイクル

伝統工芸と身近な物を材料科学するヨシムラ・サイエンス・ラボです。

前回に引き続き、自動車などの輸送機器の軽量化に役立つアルミニウムについてです。

今日は週末土曜日♪
時間も17時になりましたので、一杯始めました！
いつものアルミニウム缶のレモンサワーです。


ところで、アルミニウム缶のリサイクル率が高いことは、循環型社会が望まれている現代において、注目すべきことの１つですよね。
実際、UBC（Used Beverage Cans）と呼ばれる使用済み飲料缶の2020年度リサイクル率は94％だったようです。
まさに飲料用アルミニウム缶は優秀な循環型容器と言えますよね。

最近、適切な処理がなされずに廃棄されたプラスチック製品が海に流れ込む、いわゆる海洋プラスチックについて注目されていますが、プラスチックごみの削減を目指して、飲料用ボトルのペットボトルからアルミニウム缶への切り替えを進めている事例がいくつも紹介され始めています。
今後の動向に期待したいですね！


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『原材料から金属製品ができるまで 図解よくわかる金属加工』（日刊工業新聞社）※2021年9月発刊


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アルミニウム × 歴史

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今日は、自動車などの輸送機器の軽量化に役立つアルミニウムの歴史について紹介します。

埋蔵量と産出量が比較的多く、精錬が簡単な金属のことをベースメタルと呼びます。
具体的には、鉄、銅、亜鉛、錫、鉛、アルミニウムが当てはまります。

アルミニウムは、このベースメタルの中で単体としてその存在が確認できたのが最も遅かった金属です。
具体的には、今から200年弱前の1825年にデンマークのエルステッドによって発見されたのがアルミニウムの始まりす。
その後、1886年にアメリカのホール氏とフランスエル―氏によってアルミニウムの工業的な精錬法が発明されて、工業材料としてデビューした金属材料です。

日本にアルミニウムが輸入されたのは1887年で、銀よりも軽くて、銀と同様の美しい銀白色の光沢を有する金属として「軽銀（けいぎん）」という名で日本人の生活に馴染んでいったようです。

最近では、リサイクル材を用いて二酸化炭素排出を抑制したアルミニウムのことを、グリーンアルミニウムと呼ばれています。
今後のサステナブルが求められる社会において、アルミニウムの重要性がますますクローズアップされそうですね。

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