HOME 教育状況公表 令和4年7月5日

明治43年、旧米沢高等工業学校の設立―産業革命と化学工業の歴史―

山形大学  理工学研究科(工学系)  化学・バイオ工学科  伊藤智博


工学と理学

先生:「 図書館 行ったことある?」
学生:「ありますよ。」
先生:「工学と理学っていうのは書棚が別なんだよ」
学生:「へえ」
先生:「 10進分類法 で調べてみるとよくわかるけど、化学と工業化学は書棚がちがうんだ。」


「化学」は5から始まる工学と4から始まる自然科学の両方に分類があるでしょ?確認してみよう。
最新工業化学 工場のしくみ

はやぶさ2は、再び旅立ちました。

小惑星 KY26がどうなっているか知りたいのが、自然科学。

はやぶさ2の電池をどう作ればいいのか知りたいのが、工学。

ロケット打ち上げの高温に耐える、超合金、 ハステロイやインコネルを知っていますか? その材料設計を担うのが工業化学です。

技術・工学としての工業化学と自然科学としての化学

  1 技術・工学としての工業化学と自然科学としての化学
大分類 中分類 小分類
技術・工学
(工学部)
技術・工学 品質管理
化学工業 化学工学. 化学機器
セラミックス. 窯業. 珪酸塩化学工業
電気化学工業
化学薬品
染料
高分子化学工業
金属工学. 鉱山工学 冶金. 合金
鉄鋼
非鉄金属
石炭
石油
非金属鉱物. 土石採取業
製造工業 パルプ・製紙工業
繊維工業
自然科学
(理学部)
化学 物理化学
分析化学
合成化学
無機化学
有機化学
物理学
生物科学. 一般生物学
地球科学. 地学
10進分類

工業化学の原料となる資源

  2 工業化学 の原料となる 資源
分野 原料 製品
無機工業化学 気体 空気 アンモニア・ 肥料・酸素
液体 水・海水 食塩・ 苛性ソーダ・塩素
固体 鉱物 金属( 鉄鋼
)・セラミックス
有機工業化学 気体 LNG 水素・エチレン
液体 石油 エチレン・酢酸ビニル
固体 石炭 鉄鋼

軽金属 ガラス 繊維
  1 213 材料の変遷
© K.Tachibana

  3 41 材料
金属材料非金属材料複合材料
鉄鋼材料 非鉄金属材料 セラミックス
ガラス
高分子
炭素鋼
合金鋼
鋳鉄
鋳鋼
金・銀 ・
アルミニウム
マグネシウム
ニッケル
チタン
亜鉛
石材
セラミックス
木材 ・皮・ 繊維
繊維強化プラスチック
繊維強化金属
鉄筋コンクリート
金属強化セラミックス
01.無機工業化学 08.工業概論 03.エネルギー化学

物質 純物質 単体 化合物 混合物 均一混合物 不均一混合物
  2 *  物質の分類
03.エネルギー化学 01.無機工業化学

  3 ピカッとさいえんす 真空管(前編)
  4 ピカッとさいえんす 真空管(後編)
米沢高等工業学校本館 無機工業化学 0517
✏ 平常演習 Web Class

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世界の産業革命

石炭 石油 " 産業革命 " 太平洋戦争 " 現在 165017001750180018501900195020002050600500400300200 年代 y / year 二酸化炭素濃度 C / ppm
  5 二酸化炭素濃度
©2020 K.Tachibana, SST

2022年7月5日CO2濃度は、 推定439ppm。 この100年間で、地球大気中の二酸化炭素の濃度は1.4倍になった。 前史時代の二酸化炭素濃度は、280ppmでほぼ一定だった。 石炭 を使い始めた産業革命から指数的に増加を始めた。 石油を使い始めてからは指数項が加わった。

今、地球がヤバい。 脱炭素社会 には 再生可能エネルギー の活用が必須。そのためには、電気を 備蓄 する電池が必須なのだ。

  4 🗺 世界 の産業革命
時代区分 世相 🌍ヨーロッパ 🌍中央アジア 🌍アフリカ 🌎アメリカ 🌏アジア
地質 6万年前 ホモサピエンスアフリカ出発
2万年前 氷河期
15000年前 農耕と定住
原始 BC.20000 ラスコー壁画
BC.3200シュメール 文字 *
BC.300アラビア 数字 *
ローマ ローマ エジプト 象形文字
メソポタミア 楔形文字
オルメカ文明
古代 の発明と漢字
中世 1455グーテンベルグの活字印刷(神聖ローマ)
宗教革命
1583年ガリレオ振り子の等時性(伊) *
🎵 純正律から平均律へ *
大航海の時代
近世 🔥 動力 💪 1760 ワット、 蒸気機関🚂を発明 (英) 🎵 🎵 ピアノ
近代 💪 発電 1831ファラデー電磁誘導の法則(英)
1886ホール(米)エルー(仏)法
1906 ハーバーボッシュ法(独)
1877 蓄音機 1873大阪造幣局で、鉛室法硫酸の製造 ()
日本の産業革命
( 鉄道、郵便、電話、生糸)
独、伊、英
現代 通信 1946エニアック ()
1948PCM通信 *
1957二重積分 ADC * 1949年PS版(写真製版)

現代 コンピュータ 1971 4004(4bit) *
1976 Z80(8bit,2.5MHz) *
1978 8086(16bit,5MHz) *
1964🇯 🇵日立製作所大型汎用コンピュータを開発 ()
1982 PC9801
1991 リチウムイオン電池
現代 1995 Windows®95 ()
1999 ADSL(50.5Mbps)
2000 WiFi™ ()
未来 2030 エネルギーミックス
2050 カーボンニュートラル
01.無機工業化学 07.技術者倫理 11.情報処理概論

地球が温暖で、人類がまだアフリカに住んでいたころ、ぼくらはすっぱだかだった。 7万年ほど前に最後の氷河期が地球を襲ったとき、衣服を身にまとい、寒さをしのぐ知恵をもった連中だけが生き残った。 そしてその寒さをしのぐ知恵を得たことでアフリカの地を離れ、新しい天地を探し求める旅に出るチャンスを得た。 髪の毛につくアタマジラミと、衣服につくコロモジラミが、分化したのもその頃だ。 してみると衣服の着用こそ人類の文明の始まりと言えなくもない。

衣服の原料となる繊維をどこからとるか? アフリカからそう遠くないナイル川の近くに居を構えた連中は水辺に生えている草を利用して糸を紡いだ。 ユーフラテス川の近くで砂漠を闊歩していた連中はラクダの毛を糸に紡いだ。 乾燥していたガンジス川の近くでは綿毛を使って糸を紡いだ。 遠く揚子江のあたりでは森から飛んできた蛾の繭をほどいて糸を紡いだ。

この蛾の繭をほどいて作る糸から作る絹と呼ばれる布は全く申し分のないほど素敵だった。 きらきらして軽くてなめらかで、誰もがそれに魅了された。 もっともぼくらはその糸がどんなふうに作られるのなんぞ全く知らされずに 旅商人から高値で買い取る王侯貴族の姿を見てただただうらやむばかりだった。

地球

絹の道からヨーロッパに抜けるには地中海を通る必要があった。 旅商人がたちの交易がもたらす富が地中海辺縁に散在する港町に集中し、 何度となく争いごとが繰り返された。 その都度、争いごとを収めるための権力の集中が起こり、その平和の代償としてぼくらは高い税金を払わねばならなくなった。

勝機は常にその陳腐化から抜け出すのに有利な辺境にある。 地中海の辺境にあった国々が大西洋に向かって漕ぎ出だした。 新航路や新大陸が発見され、それまで平らだった地球が丸くなった。 そして太陽は東の地平から登って西の地平に沈むのではなく、地球が太陽の周りを回ることになった。 実はぼくらがアフリカを出発するはるか以前からそうだったのだが、迂闊なことに最近まで気づかなかったのだ。

勝機はやはりその陳腐化から抜け出すのに有利な辺境にある。 ヨーロッパの北の外れに住む富裕層に流行った衣服は、 きらきらしてすけすけで軽い衣服ではなく、ふわふわしてやわらかで暖かな衣服であった。 商売人はガンジス川の近くで取れるこのふわふわの糸の原料が欲しかった。 が、大西洋を通る必要があり、そこには地中海のはじっこの連中があたかも丸い地球は自分たちのものだという顔をして居座っていた。 あいつらを出し抜くにはできるだけ早く大西洋を駆け抜けるための最短経路を割り出す技術が必要だった。

ああやっとこの物語の一番最初たどり着いた。

産業革命

産業革命

最短の航路を割り出す正確な時計と精密な望遠鏡は思わぬ効果をもたらした。 ぼくらは物体の動きを正確に測定し、運動の本質を数式で表現できるようになった。 石炭を燃やすときに出る熱が、何をどれくらい動かせるのか計算できるようになった。 石炭を使うことで大量の ができて、丈夫な鉄の入れ物が大量に作れるようになって、 お湯を沸かした熱で糸を紡ぐことはもちろん、船さえも動かせるようになった。


人間の欲望には限りがない。 絹の道にからんで地中海に富が集中して何度となく争いが繰り返されたように 今度は列強が市場を求めて大洋に躍り出た。 ありとあらゆる人が住むところを次から次へと食い荒らしていったそのおわりに、 ついに丸い地球の反対側で門を閉ざして安眠をむさぼっていた小さな島国にその矛先が向けられた。 その小さな島国は蜂の巣をつついたような大騒ぎになった。 さんざんぱら揉めたあげくその連中は自分たちも列強の仲間に入る努力をすることを決めた。

遠くから技術者を呼び寄せ、本を買い、若者を育て、なりふりかまわず吸収しようとした。 ツケが来た。金が無い。絹を売ってなんとかしのいでいたのが危うくなった。 絹の代わりになるものは無いか? 聞けば木材から絹の代用品ができるという。 雪深い田舎町で教鞭をふっていた一人の男がそれにかけた。 資金を集めに国中を歩き回った。 幸運な出会いがあった。 鋭いカンで金をポン出すことのできる器の大きな男との出会いだった。


「秦先生、金の心配は要りません。そのかわり必ず実用化してくださいよ。」
「もちろんです。理論的には絶対できるはずです。」

化学工業の歴史

日本の産業革命

  5 🗾 日本の産業革命
時代区分 産業 政治 世界
地質
原始 旧石器 BC.20000 ラスコー壁画
BC.3200シュメール 文字 *
BC.300アラビア 数字 *
縄文 磨製石器
弥生 鉄器 キリスト誕生
古代 古墳 の発明と漢字
飛鳥
奈良 万葉仮名
平安
平安女性は、ひらがな(31文字?)
料紙 *
平安男性は、漢字、漢文で日記 *
律令体制の崩れ
中世 鎌倉
室町
戦国
美濃紙
1590年、イエズス会によりグーテンベルグによって発明された鉛活字と木製印刷機 1600徳川家康木活字
1439年頃にヨーロッパで初めて活字による印刷を行った。
アラビア数字の完成
大航海の時代
近世 江戸
開国
近代 明治 富国強兵
日本の産業革命
( 鉄道、郵便、電話、生糸)
大正 1923関東大震災
1925ラジオ 放送
昭和(戦前)
⚔1941太平洋戦争
現代 昭和(戦後) 1964日立製作所大型汎用コンピュータを開発
1982 PC-9801 漢字
1983 ファミコン *
1988 カラオケBOX *
1957二重積分 ADC *
1965 FFT *
1968 X線CT
1978 スペースインベーダー
1982 CD
平成 2001 電子マネー
2008 FTTH ,スマホ
1995 Windows®95
2000 WiFi™ *
2005 Youtube *
令和
01.無機工業化学 07.技術者倫理 11.情報処理概論 00.重文ガイドブック
日本の産業革命

黒船の到来に驚いた日本では、明治維新を成し遂げ、欧米の技術の吸収につとめた。

富岡製糸場 撮影許可書
✏ 課外報告書 Web Class

富岡製糸場見学の記念写真をjpg形式でアップロードしなさい。

大阪造幣局 で、鉛室法硫酸の製造がはじまった
✏ 課外報告書 Web Class

造幣局見学の記念写真をjpg形式でアップロードしなさい。

✏ 平常演習 Web Class

あってよかったと思った工業製品のエピソードを紹介し、その工業製品が、いつの時代に、どんな背景でどのように生まれたか、調べてみましょう。

  6 工業製品
自然物 人工物
工芸品 工業製品
例1:道具 さえずる小鳥 パイプオルガン ピアノ
例2:食べ物 回らない寿司 カップラーメン
例3:エネルギー 電気
作り手 なし 職人、技能者、クリエータ 労働者、作業者
(※設計は技術者)
顧客 なし 王侯貴族、教会、富裕層 庶民
形態 献上、寄進 販売
ありのまま 丹精込めてひとつ 工場で大量生産
品質(Q) ありのまま 丹精込めてひとつ 同じ品質、ばらつきなし
コスト(C) ただ? 非売品? 安く、低コスト
納期(D) 早く、即納(店売り)
環境(E) 持続可能 廃棄物
01.無機工業化学 q.121

旧米沢高等工業学校の設立

「人絹って知ってる?」
「人権、って人間の権利?」
「ちがうちがう、 人造絹糸 、つまりビスコースレーヨンのことだよ。実際に 人造絹糸 が製造開始されたのは大正10年ごろからだけどね、山形大学工学部の前身、 米沢高等工業学校 ではもっと前から開発に取り組んでいたんだよ。」

米沢高等工業学校本館にはさまざまな展示品がおいてあります。

重要文化財ガイドブック(案)
✏ 平常演習 Web Class

人絹を作るのに適した木材は何か?またそれはなぜか?日本の産業革命の背景とあわせて説明しなさい。

✏ 平常演習 Web Class

米沢高等工業学校本館にはさまざまな工業製品が展示されています。 これらの工業製品からひとつ選び、それがなぜ必要だったか、そしてなぜ不要になったのか、議論してまとめなさい。

回答

最新工業化学―持続的社会に向けて―

このページは初学者が気楽に読めるように脚色されています。 実在の人物や団体、史実、用語の厳密な定義などに必ずしも忠実とは限りませんのでご了承ください。


参考文献


©2022 Kazuhiro Tachibana

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False
無機工業化学
  1. 受講にあたって
  2. 明治43年、旧米沢高等工業学校の設立―産業革命と化学工業の歴史―
  3. 1000気圧が生み出す肥料と食料―酸・アルカリ工業と水資源―
  4. 3ボルトが生み出す洗剤と水素―電気化学工業―
  5. 1500℃が作る東京スカイツリー―鉄鋼―
  6. 1000℃、4Vが作る新幹線―非鉄金属―
  7. 3000℃が作る航空部材―窯業―
  8. ひとり毎日1キログラムの廃棄物―資源と環境とサプライチェーン―
  9. 太陽がくれた1キロワット毎平米―エネルギープラント―
  10. トイレットペーパーがなくなったら?-パルプ、紙、繊維―
  11. 自動車がなくなったら―目指せカーボンニュートラル―
  12. マンガ本がなくなったら―印刷技術と半導体―
  13. スマホがなくなったら―インターネットと光と音―
  14. 電池がなくなったら―生活に役立つ工業製品を作ろう―
  15. 食べ物がなくなったら―環境、持続可能な社会に向けて―
  16. ヒトはなぜモノを作らねばならないのか?-ひとりひとりの幸せを大切にするために-


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