大学教育の質の保証・向上ならびに 電子化及びオープンアクセスの推進の観点から 学校教育法第百十三条に基づき、 教育研究活動の状況を公表しています。
第百十三条 大学は、教育研究の成果の普及及び活用の促進に資するため、その教育研究活動の状況を公表するものとする。
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A.今回の講義で繊維についてのお話しが印象に残りました。繊維を作るのに依然習ったアルカリを使うと聞いて今までの学習のつながりを感じました。繊維を使った素材が複合材料として飛行機に用いられていると聞いて驚きました。飛行機のように高速で動く物体に繊維が耐えられるとは思っていなかったのでとても丈夫なんだと考えを改めさせられました。 今回のワークショップでは繊維からできている製品について考え服について調べました、現在の服の多くは石油から生成される化学繊維から作られています。この化学繊維にはナイロンやポリウレタン、ポリエステルなど様々あることがわかりました。 今回の復習として様々な種類の繊維の特徴について調べてみました。吸湿性があり熱に強くて丈夫だがしわになりやすく収縮しやすい綿や、しわになりにくく弾性が強いが日光で変色しやすいナイロンなど天然繊維や合成繊維など様々な種類や分類がありました。製品を作るときにはこれらの特性のメリットを活かし、デメリットが目立たないようにすることが大切だと考えました。
A.
A.まず、講義では、サプライチェーンにおける上流から下流への流れや無機・有機材料の特性について扱った。清涼飲料水においては、冷温下での甘味が強い果糖が適するものの、分離コストの関係で液糖や砂糖が利用される現状を確認した。また、原料調達の観点から植物由来の砂糖は石油精製より安価かつ消費者心理に優れる点を整理した。さらに、天然の無機繊維であるアスベストを取り上げ、その優れた特性の反面、難分解性ゆえに環境や人体へ及ぼす影響について分析した。 続いて、ワークショップでは、繊維から製造される工業製品としてグラスウール断熱材を選び、そのサプライチェーンを議論した。リサイクルガラス等を1200℃～1400℃の高温炉で溶解し、遠心力によって綿状の繊維を形成する。これに接着樹脂を吹き付けてマット状に成形・乾燥させるプロセスを確認した。この一連の製造工程を通じ、無機繊維材料が窯業分野の技術によって支えられている実態を検証した。 最後に、復習では、木材パルプを起点とする製紙産業と、アスベストやガラス繊維の材料特性について調べた。製紙における蒸解・漂白工程は薬品化学工業と密接に関わっており、生活紙の供給や古紙循環を支えている。一方、断熱材等に用いられるガラス繊維は優れた耐熱性や引っ張り強度、安価さを持ち、低損失性が求められる光ファイバーとして現代の高度情報通信基盤に不可欠な役割を果たしていることを整理した。
A.① 講義では、紙や繊維の主成分であるセルロースの化学構造とパルプの製造プロセスについて学んだ。セルロースはグルコースが重合した炭水化物であり、紙の原材料となる木材からパルプを取り出す過程では、水酸化ナトリウム（\text{NaOH}）等を用いたアルカリ処理（アク抜き）によってリグニン等の不要成分を除去することが重要である。木材資源から可柔性や強度を持つ紙・繊維材料を得る化学的アプローチの基礎を理解した。 ② 本ワークショップでは、パルプや紙、繊維の原料となるセルロースの物性と加工技術について議論した。木材からの薬品処理（$\text{NaOH}$等）によるパルプ化や、トイレットペーパー等の生活必需品を支える繊維材料の役割について意見を交わした。多角的な視点を取り入れつつ、持続可能な木材資源の利用と高品質な紙製品の供給体制を支える工学技術の意義についてグループとしての考えをまとめた。 ③ 講義で学んだセルロースやパルプの加工技術を踏まえ、個人で紙資源の代替・循環技術について復習および考察を行った。トイレットペーパーなどの使い捨て紙製品は生活に不可欠であるが、原料調達や加工時の環境負荷が課題となる。セルロースの化学的性質を維持しながら古紙リサイクル率を高める技術や、非木材パルプの活用といった持続可能な資源循環の可能性について理解を深めた。
A.①講義の再話 今回の講義では、身近な紙や衣類がどのような材料や技術によって作られているかについて学んだ。紙の主成分であるセルロースは、植物由来の高分子であり、木材から作られるバージンパルプもその一例である。繊維には天然繊維、化学繊維、無機繊維があり、綿花は灰汁によるアルカリ処理で不純物を除去して利用されていた。 ②発表の要旨 自分たちの班では、ガラスについて調べた。ガラス繊維の主成分は二酸化ケイ素（SiO?）であり、二酸化ケイ素に炭酸ナトリウムや炭酸カルシウムを加え、高温で溶融して製造される。軽量で高強度、耐熱性や電気絶縁性にも優れているため、断熱材や複合材料の補強材など、幅広い用途で利用されている。 ③復習の内容 化学繊維と天然繊維の用途について調べた。天然繊維には綿、麻、羊毛、絹などがあり、吸湿性や通気性、肌触りの良さに優れるため、衣類や寝具、タオルなどの日用品に利用されることが多い。一方、化学繊維にはポリエステル、ナイロン、アクリルなどがあり、高い強度や耐久性、速乾性を持つため、スポーツウェアやアウトドア用品、自動車内装材、産業用ロープなどに用いられている。
A.① 紙を作る工業製品には、さまざまな無機材料が利用されている。代表的なものとして炭酸カルシウムやカオリン、タルクがあり、これらは紙の白色度や不透明性、印刷適性を向上させるための填料や塗工材として使用される。また、硫酸アルミニウムは薬品の定着や排水処理に利用され、二酸化チタンは高い白色度が求められる高級紙に使用される。これらの無機材料は紙の品質向上や製造工程の効率化に大きく貢献している。 ② 紙のサプライチェーンは、森林で木材を育てることから始まり、伐採された木材はパルプ工場で化学パルプや機械パルプに加工される。その後、製紙工場で紙へと加工され、印刷会社や包装メーカーなどを経て製品として消費者に届けられる。使用後の紙は古紙として回収され、再生紙の原料として再利用されることが多い。このような循環型のサプライチェーンは、森林資源の有効活用や廃棄物の削減、環境負荷の低減につながっている。 ③ 紙の製造にはさまざまな無機材料が使用されており、それぞれが紙の品質や製造効率の向上に役立っていることを理解した。また、紙は原料の調達から製造、利用、リサイクルまで多くの工程を経て循環しており、資源を有効活用することが持続可能な社会の実現に重要であることを学んだ。
A.紙や繊維について学んだ。紙の主成分はセルロースであり、木材などの植物から得られる天然高分子である。セルロースは多数のグルコースがつながった構造をもち、紙だけでなく衣類などの繊維製品にも利用されている。紙や文字の発明によって情報を記録し、遠くの人とも知識を共有できるようになったことが、人類の文明の発展に大きく貢献したことを学んだ。 また、繊維には天然繊維だけでなく、ガラス繊維や炭素繊維などの無機繊維もある。光ファイバーは高純度のガラス繊維で作られ、通信に利用されている。さらに、ガラス繊維は絶縁材や複合材料として利用されるなど、紙や繊維は身近な製品だけでなく工業分野でも重要な役割を果たしていることを理解した。 グループでは、繊維から作られる無機材料について調べた。天然繊維には木綿、麻、シルクなどがあるが、工業ではガラス繊維が重要な材料として利用されている。ガラス繊維はガラスを細い繊維状に加工したもので、絶縁材や複合材料として使用される。また、ガラス繊維の原料にはケイ砂、石灰石、ソーダ灰などが用いられる。軽量で耐熱性や電気絶縁性に優れるため、建築材料や自動車、電子機器など幅広い分野で利用されていることを学んだ。 紙は単なる日用品ではなく、セルロースという天然高分子から作られる重要な材料であることを学んだ。また、紙や文字の発明が文明の発展に大きく貢献したことも印象に残った。 さらに、繊維には天然繊維だけでなくガラス繊維や炭素繊維などの無機繊維があり、工業分野で幅広く利用されていることを知った。特にガラス繊維は、ガラスを細く加工することで軽量で丈夫になり、絶縁材や複合材料として活用されている。今後は、炭素繊維や光ファイバーなど、さまざまな機能性繊維についても調べ、材料の特徴や用途についてさらに理解を深めたいと考えた。
A.第9回では、紙と繊維を題材に、人類の文明と材料の関係について学んだ。紙の主成分は植物細胞壁を構成するセルロースであり、木材からパルプを作り、繊維を絡み合わせて紙を製造する。また衣服に使う繊維も地域の資源や気候と深く関わり、インドの綿、中国の絹、エジプトの麻などが交易によって広がった。文字や紙の発達は情報を記録・管理し、社会を維持する上でも重要であった。 授業課題では、紙繊維のサプライチェーンを整理した。森林から得た木材をチップ化し、パルプ製造を経て紙へ加工する一方、使用後の新聞、段ボール、雑誌などは古紙として回収され、再び製紙原料に利用される。日本では古紙利用率を高める取り組みが進められており、紙は一度使用して終わるのではなく、回収と再生を組み込んだ循環型の材料として扱われている。資源利用と廃棄物削減の両面から再利用が重要だと分かった。 復習では、無機繊維であるアスベストについて調べた。アスベストは天然の繊維状鉱物で、耐熱性や断熱性に優れるため、過去には建材などに広く使用された。しかし非常に細い繊維を吸い込むことで石綿肺、肺がん、悪性中皮腫などの重い健康被害を生じるおそれがあることが分かり、現在は使用が禁止されている。この例から、材料は性能が優れているだけでは不十分であり、製造・使用・廃棄まで含めて安全性を評価する必要があると考えた。
A.①講義の再話 本講義では、繊維や紙、複合材料など、身近な工業製品を構成する材料について学んだ。繊維には天然繊維（自然の素材）植物繊維：綿（コットン）、麻（リネンなど）動物繊維：絹（シルク）、羊毛（ウール）、カシミヤ化学繊維（人工の素材）再生繊維：レーヨン、キュプラ、リヨセル半合成繊維：アセテートなど合成繊維：ポリエステル、ナイロン、アクリル、ポリウレタン繊維があることを理解した。ガラス繊維や炭素繊維などの無機系繊維は、他の材料と組み合わせることで複合材料として利用されることを学んだ。 ②発表の要旨 無機繊維について話した。鉱物や金属などの無機物質を繊維状にしたものの総称であり、主にガラス繊維、炭素繊維、金属繊維などが挙げられることを理解した。衣類にはあまり使われないが、強くて燃えにくく、熱に強い性質を持つため、産業や建物の材料として広く使われていることを理解した。 ③復習の内容 カーボンファイバーについて調べた。カーボンファイバーを使って、新幹線などの車両内外装パネルが作られる。軽く、強く、腐食しないという特性が活かされている。光ファイバーについても復習した。光ファイバーに求められる材料物性は高純度・低損失性、適切な屈折率差、耐熱性・機械的強度である。ファイバーとしての寸法はシングルモードファイバーならコア径:約9?10μm、クラッド径:125μmである。光ファイバーは、現代のインターネット通信を支える最も高速・大容量の有線ケーブルである。データを光の点滅に変換して伝送するため、電磁波ノイズの影響を受けず、長距離でも速度が落ちないという特徴を持っている。
A.①オフケーブルは導体から絶縁紙に巻いて絶縁油を塗ったものである。そこで、紙の成分はセルロースである。セルロースは1,4-グルコシド結合によってつながっている。なぜ紙を使っているのかというと、油が吸えるからである。これは服にも同じことが言えるであろう。衣と文字は4000年前からであると考えられている。糸から布から服へと変化していき、これらは物々交換を可能にした。また自分の所有物のために文字が必要になっていった。その中で、シルクロードが発達していった。綿花で服を作るためには、油を抜かなくてはならなかった。そこでアルカリが重要となった。天然繊維は水を吸うが、合成繊維は水が入りずらい。 ②代表的な織物には木綿、麻、シルク等の天然繊維が挙げられる。一方、工業用断熱材として用いられるガラス繊維織物は、溶融ガラスを引き伸ばして作られる。その原料は珪砂・石灰石・ソーダ灰などであり、これらを高熱で焼成・加工する技術領域は「窯業」と呼ばれる。有機物である伝統的天然繊維に対し、無機材料の窯業技術を応用したガラス繊維は、高い耐熱性や断熱性を備えた構造材料として広く活用されている。 ③紙のサプライチェーンは、原料調達から抄紙、流通、再資源化に至る循環型構造を持つ。上流では植林木や古紙を調達し、化学処理等でリグニンを除去してセルロース繊維（パルプ）を抽出する。中流では抄紙機で脱水・乾燥・塗工を行い、洋紙や段ボールへ加工して下流の消費現場へ供給する。使用後の紙製品は回収・再パルプ化され、再び原料として上流へ還元される。乾燥工程での省エネや脱プラに伴う紙化対応が現代の重要課題である。
A.1)本授業では、紙や繊維の原料、製造方法、そして資源循環の重要性について学んだ。紙の主成分であるセルロースは、グルコースが1,4-グルコシド結合によってつながった高分子であり、絶縁紙やトイレットペーパーなど幅広い用途で利用されている。特に絶縁紙は油を吸収する性質を利用して、電力ケーブルの絶縁材料として重要な役割を果たしている。また、衣類の発展は糸から布、服へと進み、物々交換や文字の発達、シルクロードの形成にも関係していることを学んだ。さらに、天然繊維は吸水性に優れる一方、合成繊維は水を通しにくいなど、それぞれ異なる特徴を持つことを理解した。紙や繊維は私たちの生活に欠かせない材料であり、今後は資源の有効利用やリサイクルによる持続可能な利用が重要であると感じた。 2)紙のサプライチェーンについて学び、木材資源から紙製品が消費者に届くまでの流れを理解した。紙は主に森林から得られる木材を原料とし、木材をチップ化してパルプを取り出し、漂白や加工を行うことで紙へと製造される。その後、製紙メーカーから印刷会社や包装メーカーなどへ供給され、最終的にトイレットペーパーや書籍、包装材などの製品として消費者に届けられる。また、使用後の紙は古紙として回収され、再びパルプ原料として利用されることで資源循環が行われている。紙の安定供給には森林資源の管理、製造技術、リサイクルシステムなど、サプライチェーン全体での取り組みが重要であると理解した。 3)復習では、紙や繊維の材料であるセルロースやパルプの性質、加工技術について学び、紙製品が私たちの生活を支える重要な材料であることを再確認した。トイレットペーパーなどの紙製品は、原料調達から製造、利用、リサイクルまでのサプライチェーンによって成り立っており、その過程には化学技術や材料工学が関わっていることを理解した。また、古紙リサイクルや非木材パルプの利用など、資源を有効活用する持続可能な技術の重要性についても学んだ。今後は、材料の性能向上だけでなく、環境負荷の低減や資源循環を考慮した製品開発が必要であると感じた。
A.① 講義の再話 今回の講義では、繊維材料の歴史や種類、複合材料への応用について学んだ。天然繊維は古代文明の発展を支え、その後レーヨンなどの化学繊維や炭素繊維、ガラス繊維へと発展してきたことを理解した。また、FRPなどの複合材料や光ファイバーなど、繊維材料がさまざまな分野で活用されていることを学んだ。 ② 発表の要旨 発表では、繊維材料の進化と産業への応用について説明した。セルロースや絹などの天然繊維から、レーヨンや炭素繊維といった高性能繊維へ発展し、FRPや光ファイバーなどの先端材料として利用されていることを理解した。また、繊維技術が衣料だけでなく、航空機や自動車など幅広い産業を支えていることを学んだ。 ③ 復習の内容 今回の講義を通して、繊維材料は衣服だけでなく、複合材料や情報通信分野にも利用される重要な材料であることを再認識した。特に、セルロースを原料とするレーヨンや、炭素繊維を用いたFRPの特徴が印象に残った。今後は、高分子材料や複合材料の性質についてさらに学びを深めたい。
A.(1) 本講義では、トイレットペーパーをはじめとする紙製品や繊維材料の歴史、製造工程、およびそれらを支える化学工業の関わりについて学んだ。紙の主成分はグルコースが重合した天然高分子のセルロースであり、木材から蒸解処理によってリグニンを除去し、漂白や抄紙を経て作られる。この製紙プロセスには、蒸解用の水酸化ナトリウムや硫化ナトリウム、漂白用の塩素系薬剤、充填剤の炭酸カルシウムや定着剤の硫酸アルミニウムなど、多岐にわたる無機・有機化学薬品が不可欠である。また、綿・麻などの天然繊維から合成繊維、さらには耐熱性や強度に優れアスベスト代替や通信インフラとして活躍する無機繊維まで、繊維技術の広範な応用とJIS P・L規格分野の重要性を理解した。 (2)「繊維から作る工業製品使われる無機材料について調べてみましょう」という課題では、炭素系材料、セラミックス材料について議論した。グループ名なし、共著者:渡邉巧、錦織勇斗、宮本晃希、佐藤京太朗、西村優杜、私の役割は調査であった。 無機繊維材料は、その優れた耐熱性や機械的強度から、多様な最先端の工業製品に不可欠な存在である。例えば、炭素繊維は軽量かつ高強度な特性を活かし、航空宇宙分野や輸送機器に広く導入されている。また、ガラス・珪酸塩系材料はエレクトロニクスやプリント基板、自動車部品に多用され、回路の絶縁や構造の補強に寄与している。さらに、セラミックス系材料として、シリカ・アルミナ繊維は工業窯炉の炉内耐火ライニング材、炭化ケイ素繊維は次世代航空機エンジンのタービンブレードといった超高温環境下で使用され、現代産業の技術基盤を強固に支えている。 (3) 講義と演習の復習を経て、紙や繊維は単なる日常消耗品にとどまらず、素材産業や基礎化学工業が結節した複合的な技術体系の上に成立していることを深く認識した。過去のアスベストによる健康被害から安全性に優れた人工ガラス繊維への代替が進んだ歴史や、高分子化学に基づく分子構造制御による高機能衣料の開発など、材料の安全性と機能向上を両立させる重要性を学んだ。原料採掘から蒸解・漂白・加工・流通に至るサプライチェーンのどこかが寸断されると社会生活に甚大な影響を与えることを理解し、持続可能な資源利用と技術開発のあり方について考察を深めた。
A. 今回は、紙を中心として従業を行った。紙について、サプライチェーンをもとに考える。紙の原料はセルロースである。セルロースは木材や竹からできている炭素鎖である。ここで、なぜ石油から作らないのかという疑問が生じる。これは、コストパフォーマンスが悪いからである。天然由来の資源から作った方が安価に生産ができる。生産段階では、発酵によってつくられる。設備費が安いことが特徴である。それから成形して紙となるわけだが、トイレットペーパーなどには蛍光剤が含まれている。これは、白い紙を作るのに重要な点で、安価で白い紙に需要があるためである。また、脱脂綿について学んだ。脱脂綿は綿花をアルカリで脱脂することでできる訳だが、これは以前に授業で行った灰汁が重要となる。この灰汁がアルカリとして脱脂に利用されていた。 グループワークでは、繊維から作る工業製品に使われる無機材料について、炭素繊維からできるPitch系原料を調べた。グループ名は未記入で、共著作者は齋藤考裕、神山結菜、石井響で役割は概念化と調査であった。Pitch系原料は石炭から乾留によってコークスと石炭ピッチになり、石炭ピッチから精製、メソフェーズ化によってメソフェーズピッチになり、紡糸してピッチ繊維ができる。また、乾留によってできたコークスは製鉄などに利用されると考えられた。 個人の発展として、石油から紙はつくられないのかを考え、調査する中で、合成紙を発見した。合成紙とはポリプロピレンやポリエチレンから作られ、水に強く、破れにくいことが特徴である。しかし、コスパが悪いことや書き心地が従来の紙に劣ることから限定的な利用がされていることがわかった。
A.（１）第9回授業では、「トイレットペーパーがなくなったら？－パルプ、紙、繊維－」について学んだ。授業では、紙の主成分であるセルロースが木材パルプや綿から作られていること、セルロースの原料となる炭水化物は植物由来であり、発酵技術が化学工業において重要な役割を果たしていることを学んだ。また、繊維は空気を保持することで保温性を生み、人類の衣服の発展に大きく貢献してきたことや、紙が情報の記録媒体として文明の発展を支えてきたことを理解した。さらに、アルカリ処理や漂白などの製紙工程、水酸化ナトリウムや灰汁の利用、アスベストや炭素繊維などの無機繊維についても学んだ。 （２）演題「繊維から作る工業製品使われる無機材料について調べてみましょう」では、不織布マスクについて調べた。不織布マスクの主な材料はポリプロピレン繊維であり、原油から石油化学工業を経て製造されることを学んだ。また、不織布特有のランダムに絡み合った繊維構造が高い粒子捕集性能を実現していることを理解した。さらに、製造設備には鉄鋼、銅、アルミニウムなどの無機材料が利用されており、快適性向上を目的とした高通気性ナノファイバーマスクの提案について考察した。 （３）復習では、紙や繊維はセルロースや高分子材料を基盤として作られ、私たちの生活に欠かせない製品であることを再確認した。また、製品の背景には原料調達から製造、利用までのサプライチェーンが存在し、多くの化学工業や材料工学が関わっていることを理解した。さらに、無機材料や先端繊維材料の発展によって、今後もより高性能で快適な製品が開発される可能性があることを学んだ。
A.①導線には絶縁紙や絶縁油が使われている。紙の原料はセルロースであり、（C6H10O5）nとあらわせる。セルロースは分解するとグルコースとなる。多糖はショ糖や果糖があり、炭水化物は天然由来である。しみこませるという操作は繊維にしかできない。衣は食よりも長持ちするため、物々交換などにも使われた。衣は文字と同様に古代文明ごとに特徴がある。また、手工業から機械工業へと変化していった。 ②織物の種類には木綿、麻、シルクなどの種類がある。ガラス繊維織物は断熱材としても利用されている。ガラス繊維織物について、サプライチェーンを考えた。珪砂、石灰石、ソーダ灰からガラス、ガラスからガラス繊維、ガラス繊維からガラス繊維織物が作られることがわかった。また、ガラスは窯業であることも復習した。 ③人が服を着始めたのは今から約7200年前であり、それは衣類に付着していたシラミのDNA分析によって明らかになった。古代文明について、中国文明ではシルクによって服が作られており、シルクをほかに輸出する経路としてシルクロードが栄えた。また、メソポタミア文明ではラクダの毛などを用いた毛糸のじゅうたんなどが作られていた。
A.①人類は約7万年前から衣服を身に着け始め、繊維から糸・布・服を作る技術が発展した。繊維ができたことで、財産管理や取引が生まれ、複雑な社会を支える文字の発達にもつながった。各文明ではウール、麻、絹、綿などが利用され、シルクロードを通じて交流した。近代には人絹やポリエステルなどの化学繊維が開発され、ヒートテックのようにOH基を利用した保温性の高い繊維も作られている。また、手工業から機械工業になったことで量産かも可能となった。 ②グループワークでは繊維から作る工業製品使われる無機材料について調べてみましょうを班名炭素、地主葵、若井、神山と共に炭素繊維について調査した。炭素繊維は原材料炭素を乾溜し、コークスにすると製鉄に用いることができ、石炭ピッチにすると精製し、メソフェーズ化しメソフェーズピッチになり、ピッチ繊維へとなる。 ③今、服を着ることができている事、文字が残っていて、情報の伝達や歴史を学ぶことができているのは授業を通して全て繊維があったからこそであることが分かった。グループワークで調査して出てきたピッチ繊維について詳しく調べた。ピッチ繊維は前期の通り石炭の他に石油を含めた副生成物のピッチが材料となった繊維で、高い弾性力を持っている、熱伝導性が良い、軽いといった特徴がある。それらの特徴を踏まえて人工衛星の部品や動きが速いロボットのアームなど広く応用されていることが分かった。
A.今回の講義ではトイレットペーパーがなくなったら？-パルプ、紙、繊維-について学んだ。紙は天然繊維であるセルロースを主成分とし、セルロースは多糖類の高分子である。トイレットペーパーは木材や古紙をリサイクルして製造されている。また炭素繊維やアスベストによる健康被害(発がん性や毒性)について学んだ。また手工業から機械工業への変遷を米沢の歴史に沿って学んだ。 グループワークでは紙にまつわるサプライチェーンをテーマに議論した。私たちは服についてのサプライチェーンについて議論した。服は石油から紡績工場で用途によってナイロンやポリウレタン、ポリエステルの化学繊維に分けられ染色及び加工され、生地が作られてから服となり市場に出回ることを学習した。服の原料としては天然繊維として綿や羊毛などが挙げられる。 アスベストは科学的に安定しており耐火性も非常に優れているため、建材や断熱材として非常に広く普及したが、一方で繊維が非常に細く体内で分解されないため人体に入ってしまった際に分解されずに人体に残り、長期にわたった研究で人体に有害性があったことから現在は製造輸入及び使用のすべてが禁じられていることを学んだ。
A.①紙の成分についてや、人類はなぜ文字を必要としたのかを考えた。 ②繊維を作る無機材料について発表していた。 ③今回は、航空機におけるカーボンファイバー（CFRP）について調べた。 航空機には軽量で高強度な材料が求められるため、近年ではカーボンファイバー強化プラスチック（CFRP）が広く利用されている。代表例として、Boeing 787 Dreamlinerでは機体重量の約半分にCFRPが使用されている。CFRPは炭素繊維を樹脂で固めた複合材料であり、鉄と比べて軽量でありながら高い強度と剛性を持つという特徴がある。また、金属のように腐食しにくく、疲労による劣化も少ない。そのため航空機の主翼や胴体などの大型構造部材に利用されている。航空機の重量が軽くなると、飛行時に必要な燃料を削減できるため、運航コストの低減や二酸化炭素排出量の削減につながる。また、軽量化によって航続距離を延ばすことも可能になる。さらに、CFRPは設計の自由度が高く、空気抵抗を低減する形状を実現しやすいという利点もある。 CFRPは「軽量で高強度」「耐腐食性が高い」「燃費向上に貢献する」という特性を活かして使用され、安全性と環境性能の向上に大きく貢献している。現在では航空機だけでなく、自動車、風力発電機のブレード、スポーツ用品などにも利用されている。
A.①19世紀の産業革命は、職人の手作業による手工業から、蒸気機関などの動力を利用した機械工業への大転換をもたらし、物資の大規模な大量生産を可能にした。 この工業化の歩みは、現代の物質文明を支える化学工業へとつながっている。その中で重要な資源となるのが、植物の細胞壁の主成分であるセルロースである。セルロースは地球上で最も豊富な天然の高分子多糖類であり、これを化学的あるいは酵素的に加水分解することで、構成単位であるグルコース（ブドウ糖）へと分解できる。 自然界のバイオマス資源を機械的・化学的に処理し、エネルギーや各種原材料の基礎となるグルコースへと効率よく変換する技術は、持続可能な工業社会を実現するための鍵を握っている。 ②084【平常演習】繊維から作る工業製品使われる無機材料について調べてみましょう チーム名なし 佐藤詩音、黒澤佐保、加藤葵 ガラス繊維は、無機鉱物を高温で融解して極細の糸にした材料で、住宅用断熱材やFRP（繊維強化プラスチック）製品に用いられる。そのサプライチェーンをさかのぼると、「窯業」と「酸・アルカリ工業」の２つの分野に行き着く。 主原料の珪砂や石灰石に副原料のソーダ灰を調合し、約1500℃の高温で融解してアモルファス状に引き伸ばすプロセスは、ガラス製造を起源とする窯業の基幹技術である。 また、ガラスの融点を下げる重要な副原料「ソーダ灰（炭酸ナトリウム）」は、原塩と石灰石からアンモニアを循環させて合成する。このプロセスは、授業で学んだアンモニアソーダ法（ソルベー法）であり、酸・アルカリ工業の代表例である。 ③19世紀の産業革命による機械工業への転換は現代の化学工業へとつながり、バイオマス資源であるセルロースを分解してグルコースを得る技術が持続可能な社会の鍵を握る。 また、住宅用断熱材やFRPに用いられるガラス繊維は、窯業の技術により高温融解されて作られる。その融点を下げる副原料のソーダ灰は、原塩と石灰石からアンモニアを循環させて合成するアンモニアソーダ法（ソルベー法）によって製造され、これらは酸・アルカリ工業や窯業の基幹技術を背景に成り立っている。
A.講義では、パルプや繊維を原料とする紙製品が生活に不可欠であり、資源循環や環境負荷の観点からその製造・再利用技術が重要であることが説明された。紙は単なる消耗品ではなく、森林資源や水資源の利用と深く関わる素材であり、講義ではパルプ化の工程や再生紙の製造技術が紹介された。特に、セルロース繊維の化学的処理や漂白工程の環境影響についても触れられ、持続可能な紙産業のあり方を考える契機となった。 発表では、トイレットペーパーを例に、パルプ・紙・繊維産業が原料調達から廃棄までのサプライチェーンを通じて持続可能な社会に貢献していることを述べた。森林資源の管理、再生パルプの利用、そして製品の品質を保証するJIS P・L分野の規格が、環境保全と生活の快適さを両立させている点が強調された。また、紙製品のリサイクル率向上や省エネルギー化技術の進展が、循環型社会の形成に不可欠であることが説明された。発表では、身近な製品が科学技術と環境倫理の両面から支えられていることを具体的に示した。 復習では、JIS P・L分野における品質規格とリサイクル技術を整理し、資源の有効利用が環境保全と生活基盤の維持に直結することを理解した。紙の製造から再利用までの工程を通じて、技術者が環境負荷を最小限に抑える工夫をしていることを学んだ。また、消費者の分別意識や企業の責任ある生産活動が、持続可能な社会の実現に欠かせないことを再認識した。紙という身近な素材を通して、科学技術が人々の生活と地球環境を結びつける役割を果たしていることを深く感じた。
A.自然由来 of 炭水化物を原料とする発酵プロセスは安価な物質製造を可能にするが、食料資源は腐敗しやすく保存が難しい。これに対し、セルロースの構成単位であるグルコースから作られる布や衣服は長持ちし、物資の保管や交換の手段として人類の歴史を支えてきた。現代では技術の発展に伴い、炭素繊維やガラス繊維といった強靭な無機繊維が開発され、かつて断熱材として多用されたものの健康被害で禁止されたアスベストに代わり、安全な工業材料として広く普及している。衣服から始まった繊維の歴史は、今や無機化学の力によって産業を支える重要素材へと進化を遂げている。 演題「繊維から作る工業製品使われる無機材料について調べてみましょう。」をグループ（共著者：千葉暖乃、佐藤玲凰、長谷部心紀）で取り組んだ。授業時間内にグループ内で意見交換を行い、繊維製品における構造の多様性として、ニットのメリヤス編みにおける縦編みと横編みの構造的な違いやその特徴について検証した。私はこの共同創作において、メンバーから出た多様な意見やアイデアを正確に記録し、発表の成果物として文章に落とし込む「論考・執筆（Writing ? original draft）」の役割を果たした。集団の考えを深める貴重な機会となった。 授業後の復習として、ガラス繊維とインターネットの関わりについて個人で考察を深めた。無機繊維であるガラス繊維は耐熱性や不燃性に優れ、断熱材や補強材として広く利用されている。特に高純度な石英ガラスを用いた光ファイバーは、光の全反射を利用して情報を伝送する。極めて低い光吸収損失と精密な屈折率制御により、直径数百マイクロメートルという極極細の繊維でありながら長距離かつ大容量の高速データ通信を可能にしている。現代のインターネット社会は、この細い無機繊維の道によって世界中が結ばれることで実現しているのだと強く実感した。
A. 本講義では、「トイレットペーパーがなくなったら？－パルプ、紙、繊維―」をテーマに、木材資源から製造されるパルプや紙、および高分子から作られる繊維材料の化学技術と産業的役割について学習した。木材からリグニンを除去してセルロースを取り出すパルプ化技術や、紙の強度・機能を高める製紙加工プロセスを理解した。また、天然繊維から化学繊維（合成繊維）に至る発展の歴史をたどり、日常生活に密着した「服」や衣料用「繊維」が、高分子の構造制御や紡糸技術という化学工学の成果によって支えられていることを学んだ。 グループワークでは、「紙にまつわるサプライチェーン（スポーツウェア：ポリアミド）」をテーマに班内で議論を行った。スポーツウェアに広く使用される合成繊維「ポリアミド（ナイロン）」に着目し、石油由来の原料からモノマー合成、重合、紡糸、織布、縫製を経て製品となり、消費者に届くまでのプロセスを追跡した。紙やパルプの資源循環と比較しながら、高機能なポリアミド繊維の製造・流通におけるエネルギー使用や、使用後のリサイクル・再資源化における課題について意見を交わし、繊維製品のサプライチェーン全体像を共有した。 復習として、紙や衣服といった身近な製品の裏には、精密な化学分離技術や高分子の合成・加工技術が集積されていることを再認識した。今後は、持続可能な社会に向けて、天然資源の利活用と合成高分子材料のリサイクル性を考慮した工学的な視点を深めていきたい。
A. 講義では、紙とセルロースについての話があった。紙の主な原料は、木材と古紙から作られるパルプ、そして水と薬品である。セルロースは、木材パルプなどの天然素材から抽出・精製する。セルロースは、分子式 (C6H10O5)n で表される炭水化物である。多数のβ-グルコース分子がグリコシド結合によって直鎖状に重合した天然に存在する高分子である。 「繊維から作る工業製品（ファイバー、紙、不織布、織物、編物、衣類、断熱材など）のサプライチェーンを 無機材料までさかのぼってみましょう。 その無機材料が、 酸・アルカリ工業、 電気化学工業、 鉄鋼業、 非鉄金属工業、 窯業のいずれによって生産されたか、以前に授業でとりあげたテーマと関連付けましょう。」という設問について、グループワークでは、紙を選択した。紙のサプライチェーンを無機材料までさかのぼると、パルプ化、漂白、抄紙、コーティングなどの製造工程で大量の無機化合物が使用されており、これらは主に酸・アルカリ工業や電気化学工業の製品と密接に関連している。 授業外では、紙の構造について調べた。紙の繊維構造は、植物由来の細い繊維が水中でバラバラにほぐれた状態で複雑に絡み合い、シート状に押し固められた構造をしている。また、工業製品が現在抱えている課題について調べた。製紙業において、最も大きな環境課題は填料として使われる炭酸カルシウムの製造・輸送に伴うCO2排出であった。
A.(1) 授業では紙や繊維といった高分子・無機複合材料について学んだ。紙は骨格となるセルロースでできたパルプに、填料を混ぜて平滑性や白さを高めていることを理解した。また衣類の歴史や、地元・米沢がビスコースレーヨの発祥地であることを確認した。さらに炭素繊維や光ファイバーといった高度な機能性繊維の応用例を学ぶ一方、過去に優れた断熱材として多用されながらも健康被害により製造禁止となったアスベストの教訓を学んだ。 (2) グループワークでは通信インフラを支える光ファイバーのサプライチェーンを追跡した。ケイ砂から高純度シリカ、光ファイバー母材の形成、樹脂被覆を経て光ケーブルとなり通信網へ組み込まれる一連の化学的・機械的プロセスを分析した。原料の化学反応から高純度な製品を作り出し、それを精密に加工して保護塗膜を施すという高度な製造技術のつながりを共有し、素材の純度が通信品質に直結している点について理解を深めた。 (3) 紙や服といった身近な製品であっても、化学的な補強や密度の調整など緻密な工夫が施されていることに驚いた。また、かつて夢の素材とされたアスベストが危険性から全廃された歴史を知り、技術者には利便性や機能性の追求だけでなく、人体や環境への長期的な安全性を慎重に見極める重大な責任があると再認識した。機能と安全性を両立させた持続可能な素材開発の重要性を理解した。
A.①講義の再話 本講義では、繊維を利用した工業製品には、無機材料がさまざまな形で利用されており、それらが製品の性能向上に大きく貢献していることを学んだ。私は商品として防火服を選んだ。防火服には耐熱性や難燃性を高めるため、ガラス繊維やセラミックス繊維などの無機材料が使用されている。これらの材料は高温でも変形しにくく、火災現場のような過酷な環境でも作業者を熱から守る重要な役割を果たしている。また、繊維だけでなく、表面に耐熱コーティングを施すことで耐久性や断熱性能を向上させる技術も利用されていることを学んだ。無機材料は金属とは異なる特徴を持ち、軽量で耐熱性や耐食性に優れているため、多くの産業分野で活用されていることを理解した。 ②発表の要旨 発表では、私は研究開発部門の立場から、防火服の性能向上を目指した研究開発計画について考察した。まず、より軽量で高い耐熱性能を持つセラミックス繊維やガラス繊維を比較し、最適な材料を選定することが重要であると考えた。さらに、繊維の強度や柔軟性を維持しながら断熱性能を向上させるため、多層構造や新しい耐熱コーティング材料の開発も必要である。また、実際の火災現場を想定した耐熱試験や耐久試験、洗濯後の性能評価を繰り返し行い、安全性と実用性を確認することも重要である。開発段階では製造コストや量産性も考慮し、消防士が長時間着用しても負担にならない軽量化を目標とすることで、より実用的な製品開発につながると発表した。 ③復習の内容 講義後に復習を行い、繊維製品は布だけで構成されているのではなく、無機材料を組み合わせることで高い機能性を実現していることを改めて理解した。特に、防火服のように人命を守る製品では、耐熱性や耐久性だけでなく、軽量性や作業性も重要であり、それらを両立するためには材料開発と製造技術の両方が必要であると感じた。また、研究開発では性能だけを追求するのではなく、コストや量産性、環境への配慮も考慮しながら製品を設計することが求められることを学んだ。今後は新しいセラミックス材料や複合材料の開発によって、防火服だけでなく航空宇宙や医療分野など幅広い用途への応用も期待できると考えた。今回の講義を通して、無機工業化学は私たちの安全を支える製品の開発にも深く関わっており、社会に大きく貢献していることを理解することができた。
A.本授業では、「トイレットペーパーがなくなったら？―パルプ、紙、繊維―」というテーマを通して、日常生活に欠かせない紙製品の原料とその重要性について学んだ。トイレットペーパーは木材から得られるパルプを主原料としており、木材を化学的・機械的に処理して繊維を取り出し、それを加工することで紙として成形される。この一連の工程によって、柔らかく吸水性に優れた製品が作られている。もしトイレットペーパーがなくなった場合、私たちの生活は大きな影響を受けることから、紙資源の安定供給と持続可能な森林資源の管理がいかに重要であるかを実感した。また、古紙のリサイクルによって資源を循環させる取り組みも重要であり、限られた資源を有効活用する必要性を理解した。 さらに、「繊維から作る工業製品に使われる無機材料」について調べることで、繊維材料の応用範囲の広さについて学んだ。一般的に繊維というと綿やポリエステルなどの有機材料を想像するが、工業分野ではガラス繊維や炭素繊維といった無機・半無機材料が重要な役割を果たしている。ガラス繊維は軽量でありながら強度が高く、断熱性や絶縁性にも優れているため、建築材料や電子機器、自動車部品などに広く利用されている。また、炭素繊維は非常に高い強度と軽さを兼ね備えており、航空機やスポーツ用品など、高性能が求められる分野で活用されている。このように、繊維技術は衣料分野にとどまらず、先端工業を支える重要な技術であると理解した。 以上の内容を踏まえた復習として、紙や繊維は私たちの生活に密接に関わるだけでなく、工業や環境問題とも深く関係していることを再認識した。特に、資源の有効利用やリサイクルの重要性は今後さらに高まると考えられる。また、新しい材料の開発によって、より高性能で環境負荷の少ない製品が生み出される可能性もある。本授業を通して、身近な製品の背景にある科学技術への理解が深まり、今後は資源と環境のバランスを意識しながら生活していくことの重要性を感じた。将来的には、こうした視点を持ちながら、持続可能な社会の実現に貢献できるよう努めていきたい。
A.(1)紙の成分はセルロースで、植物の細胞壁から抽出される繊維をもとに、セルロースナノファイバーで作られる。そこから服が生まれ、繊維が発達すると文明を築くようになった。人工の繊維もあるが、樹木歴の長い木の繊維の方が長く作れる。 (2)カーテンのサプライチェーンは、原糸・原綿、紡績、制織・製編、染色整理、縫製、小売業者、顧客へと流れていく。編まれ方は方眼編みやモチーフつなぎ、鎖編みと長編みだけでシンプルに編むことが可能である。原材料の石油が高騰したとき、生産量を減らし、安価な代替品を用意して在庫の補充をする。 (3)プラスチックは石油化学工業(化学産業)によって生産されるため、ゴム類やプラスチック関連の製品などは中東情勢の悪化でナフサが届かないとものを作れない。原料の高騰化で消費者から避けられ、利益を得られなくなる。
A.①講義では、紙など繊維を使ってつくる製品のサプライチェーンについて調べ、そこから様々な繊維を使う製品について学んだ。また、配線に使用されてデータを送るのに利用されているガラス繊維について学んだ。また、カーボンファイバーやFRPをの優れた点について学んだ。 ②発表では、繊維からつくられた工業製品について、化学繊維でできた服を調べたところ、ウレタンやポリエステル、アクリルといった無機材料を使っており、そのもとをたどると、ほとんどが石油を加工したものであった。 ③復習として、繊維は昔から生活に関わっており、服や紙といったものから現代では化学繊維など様々な形で繊維は利用されていることを学んだ。
A.紙の作り方について説明します。紙の主原料であるパルプは、植物細胞壁の主成分であるセルロースからできています。セルロースは、グルコース（ブドウ糖）がβ-1,4-グリコシド結合によって多数連結した多糖類であり、植物の構造を支える役割を持ちます。紙の製造では、木材からセルロース繊維を取り出してパルプを作り、これを水中に分散させて薄く広げます。続いて脱水、圧搾、乾燥を行うことでセルロース繊維同士が水素結合によって強固に結び付き、紙が形成されます。また、木材にはセルロース以外にリグニンやヘミセルロースも含まれており、高品質な紙を作るためにはこれらを除去または調整する工程が必要です。 グループワークでは繊維を作る工業製品に使われる無機材料について調べました。ここでは、ガラス繊維について特に調べました。ガラス繊維は原料としてけい砂、石灰石、そーだ灰があり、これらを溶かし液体ガラスにしてこれらを繊維化させ、冷却することでできます。ガラス繊維の主な用途はFRPの補強材、自動車部品、断熱材です。ガラス繊維は多くの場合廃棄されるが最近は粉砕してセメントなどにリサイクルされています。 砂糖は主にサトウキビやテンサイ（砂糖大根）を原料として作られます。まず、原料を細かくして搾り、糖分を含む汁を取り出します。次に、この汁をろ過して不純物を除き、加熱して水分を蒸発させて濃縮します。その後、糖分を結晶化させ、遠心分離機で結晶と液体を分けます。最後に、乾燥・精製を行うことで、私たちが普段使う砂糖が作られます。
A.今回の講義では、繊維と紙の歴史や材料について学んだ。紙の主成分はセルロースであり、セルロースはグルコースが多数結合した高分子で構成されている。また、人類は約10万?17万年前から植物や動物由来の綿・麻・羊毛・絹などの天然繊維を衣服として利用し、化学技術の発展によりセルロースを化学処理したレーヨンやアセテートなどの再生繊維が作られるようになったことを理解した。さらに、社会の発展に伴い情報量が増え、正確に記録・伝達するために文字が必要となり、衣料と文字は文明（civilization）の発展を支える重要な要素であることを学んだ。また、アルカリの起源である灰汁や、米沢で人絹製造が始まった歴史、炭素繊維や光ファイバーなど無機材料を利用した高機能繊維についても学び、繊維が現代社会を支える重要な材料であることを理解した。本議論では、繊維から作る工業製品に使われる無機材料について調べた。グループ名「かばい！」として、メンバー「24512799井上蒼唯」「24512220猪熊厚孝」「24512523小野司」「24512413稲村清香」「24512323?橋璃和」で行い、分かった。私は記録係して参加した。私たちのグループでは不織布マスクを例として挙げ、製造過程について調べた。顔料である原油・天然ガスを石油化学工業によってエチレン・プロピレン、ポリプロピレン樹脂へと変化させる。これら鉄鋼やガラス繊維、触媒材料として使われ、ポリプロピレン樹脂を繊維化させることで不織布マスクとなることを理解した。 今回の講義と議論を通して、繊維や紙といった身近な素材が、歴史・化学・材料科学の積み重ねによって支えられていることを深く理解できた。今後も素材の性質や製造プロセスの背景にある科学的原理を意識しながら学びを深めていきたい。
A. 第9回の授業では、紙や繊維の基礎となるセルロースについて学んだ。紙の主成分であるセルロースは、グルコースが多数つながった高分子であり、身近な紙製品の性質を決めている。砂糖がサトウキビから得られるように、セルロースも植物資源から作られることを確認した。また、古代のシラミのDNA分析から繊維の歴史を探る研究や、1921年に米沢で人絹製造が始まったことなど、繊維産業の発展が生活文化と深く結びついていることを理解した。 班ではガラス繊維製品を取り上げ、繊維に使われる無機材料について調べた。ガラス繊維はケイ砂、石灰石、ソーダ灰などの無機原料を高温で溶融して作られ、窯業技術が基盤となっている。繊維構造は、不織布ではランダムに絡み合い、織物では規則的に組まれる点が特徴である。現在は製造時の高いエネルギー消費や脆さが課題であり、低温加工や高靭性ガラス繊維の開発が求められていることを理解した。 復習では、紙・繊維と関連する材料としてセルロースナノファイバー（CNF）を調べた。CNFは植物由来のセルロースを極細化した材料で、軽量・高強度・再生可能という特徴を持ち、包装材や自動車部材への応用が進んでいる。製造には化学処理や機械的解繊が必要だが、資源循環性が高く環境負荷の低減に貢献する点が魅力である。ガラス繊維の調査と合わせて、繊維材料は無機・有機の両面で多様な技術が発展していることを理解できた。
A.９－１）再話 遺伝子分析や布の作り方などの科学技術を応用した物質について様々な観点から学んだ。服を人類が着始めたのは数万年前であることを解析したのは、シラミの遺伝分析によって判明した。化石の場合は化石に含まれる炭素量で年代を判断した。人間が所有物を証明するために文字が必要であった。文字を書くために布を作る必要があったが、これは編むや折る操作で解決した。このように、文字と繊維の関係が文明を築き上げたのである。近代で使われていたアスベストやシリコン系は分解しないため環境に残り続ける問題がある。 ９－２）発表 繊維から作る工業製品使われる無機材料について調べた。無機材料の一つとしてガラス繊維を選び、これは溶融したガラスを極細の繊維にしたものである。不燃性や電気絶縁性、耐薬品性に非常に優れており、安価で大量生産が可能である。また、炭素繊維では、アクリル繊維などの有機繊維を高温で焼き、炭化させて作られ、「鉄より強く、アルミより軽い」という性能をもつ。また、新たに作るべき部門を考えた。商品を開発する部門として繊維表面の加工技術として材料開発部門、繊維の製造の自動生産ライン化を進める加工技術部門を参入すべきであると感じた。 ９－３）復習 授業では化石の年代測定として、炭素量について着目した方法をとっていたが、他にも宇宙線生成核種測定法などの方法がある。これは、人類化石が多く見つかる洞窟の堆積物などに有効で、骨と一緒に埋まった岩石が過去に浴びた宇宙線量を測定し、地下に埋まった瞬間を特定する。数百万年規模の人類進化史の塗り替えに繋がっている。トータルエビデンス・デートという方法があり、現生生物のDNAデータと化石の形態データを統計モデルで統合する。生物の系統が何千万年前に誕生したかを計算で逆算する最新アプローチである。このような最新技術を使った方法が多くある。
A.1. 講義の再話：この講義では、トイレットペーパーを例に、パルプ、紙、繊維が生活を支える工業製品になるまでを学びました。繊維には、植物由来のセルロース繊維、動物由来のタンパク質繊維、合成繊維、炭素繊維、ガラス繊維などがあります。木材から作るパルプには、木材を機械的にすりつぶす機械パルプ、薬品で処理する化学パルプ、古紙を再利用する古紙パルプがあります。化学パルプでは、水酸化ナトリウムで蒸解し、漂白して紙の原料にします。紙は、パルプの叩解、薬品添加、抄紙、乾燥、巻き取りなどの工程で作られます。薄くても強く、水や油を吸収できるため、トイレットペーパーやティッシュペーパーに利用されます。 2. 発表の要旨：トイレットペーパーがなくなると生活が成り立たないという題材から、紙が森林資源、薬品、水、電力、輸送に支えられていることを説明しました。紙は文字を書くためだけでなく、吸収材、包装材、絶縁材などにも使われる機能性材料です。 3. 復習の内容：繊維、糸、織物、編物、不織布、紙の違いを復習しました。JIS Pはパルプと紙、JIS Lは繊維を扱います。紙製品を使い続けるには、森林を適切に管理し、古紙を再利用しながら、衛生面や品質も確保する必要があると学びました。
A.(1)木材パルプから製造される紙や繊維（セルロース）と、無機材料にはそれらを処理・補強するという技術的関わりがある。文字と天然繊維の起源はほとんど一致する、これは価値が高い衣服の所有を主張するためであったと考えられている。身近な紙や衣服は植物由来の天然高分子であるセルロース繊維のからみ合いで形成される。繊維を化学処理した化学繊維は丈夫さが増している、といった違いがある。紙の白さや強度を高めるために上塗り剤として炭酸カルシウムなどの無機微粒子が利用されており、繊維と無機材料の活用が我々の生活を支えている。 (2)ワークショップ課題として、「繊維から作る工業製品に使われる無機材料について調べてみましょう」というテーマで調査を行った。グループ名は繊維のサプライチェーン、共著者は荒川琴音、佐藤和翔、佐藤裕周、綿貫滉大で、私はグラフィカルアブストラクトを作成した。工業製品に再生紙をあげた。原料チップ(木材)を処理→蒸解→精選・洗浄→酸素脱リグニン→漂白といった流れで漂白工程では電解精錬した次亜塩素酸を利用しているそうだ。 (3)授業の復習として、製紙工業で炭酸カルシウムなどが果たす役割について調査を行った。この無機物は填料や塗工剤として利用される。填料は繊維の間隙を埋め、紙の不透明度・白色度・平滑性を向上させ、印刷インクの乗りを良くする。塗工剤は紙表面に均一にコーティングされ、写真やグラビア印刷の高い光沢感と裏抜け防止効果を与えている。繊維の一部を安価な無機物へ置き換えることは森林資源の保護やコスト削減に貢献しており工業的・環境的に利点となっていると考えられる。
A.① 植物が光合成で生み出すブドウ糖が重合したセルロースは、紙や衣料の主成分である。人類は古くから灰汁による漂白や織物技術を発展させ、天然の有機・無機繊維を利用してきた。しかし、天然無機繊維であるアスベストのように、長期の潜伏期間を経て肺被害を引き起こす問題も露呈した。そのため現代の無機繊維開発では、優れた機能性の追求と同時に、人体への安全性を極限まで高める材料設計が追求されている。 ② 「繊維から作る工業製品使われる無機材料について調べてみましょう」において、小野絵里香、田中心優、鏡凜奈、及川愛海、横山仁胡、菅原優奈で話し合いをした。グループ名「無機」、私はCRediTにおけるConceptualization（概念化・アイディア）の役割を担当した。本班ではケイ砂等を原料とするガラス繊維を用いた自動車用断熱材を議論した。平織構造を持つ本製品に対し、EV化に伴う遮音性の課題を解決するため、異型断面ガラス繊維を用いた高密度遮音・断熱シートの開発を提案した。研究、製造、品質管理の各部門が連携して製品化を狙う重要性をまとめた。 ③ 講義で扱われたアスベスト等の無機繊維の歴史と特性を踏まえ、現代のガラス繊維における材料設計について個人で考察を深めた。繊維の断面形状や織り密度の制御により新たな機能を付与する技術は、化学工学の精密さを示している。天然有機素材であるセルロースから先進的な人工無機繊維に至る技術の進化を俯瞰し、安全で高機能な素材を社会へ届ける意義を実感した。
A. 繊維工業の歴史と展開 業革命の原動機として18世紀イギリスにおける蒸気機関と紡績機・力織機の発展は、綿工業を中心とした産業革命の直接の引き金となった。 日本の近代化と発展において明治以降の日本においても、富岡製糸場に代表される生糸の輸出や綿糸製造が殖産興業の柱となり、外貨獲得と近代化を急速に推し進めた。 化学繊維の登場がおきた。20世紀に入ると、石油化学の発展とともに高強度・多機能なナイロンやポリエステルといった合成繊維が開発され、天然素材依存からの脱却と量産化が達成された。 現代では単なる衣料用にとどまらず、自動車のエアバッグ、医療用人工臓器、炭素繊維による航空機軽量化材料など、高度な機能性材料・高分子材料を創出する先進分野へと進化を続けている。
A.①パルプは紙の主原料であり、木材をチップ化した後、蒸解、洗浄、漂白を経て製造される。漂白には次亜塩素酸ナトリウムなどが用いられ、副産物の黒液は燃料として再利用される。紙はパルプの叩解や薬品添加、抄紙工程を経て製造され、セルロース繊維からなる複合材料として吸水性や通気性、十分な強度を備える。この特性を生かし、記録媒体や絶縁紙、電池のセパレータ、建築材料など幅広い分野で利用されている。 ②グラスウール断熱材は、ガラス繊維を樹脂で固定した不織布状の材料で、高い断熱性能を持つ。ガラスは珪砂、石灰石、ソーダ灰を高温で溶融して製造され、製造設備には鉄鋼材料、電力供給には電気化学工業の技術が活用されている。繊維が三次元的に絡み合って空気層を形成することで断熱性を発揮し、近年はナノシリカエアロゲルの複合化や撥水処理による性能向上も進められている。 ③アスベストは耐熱性や断熱性に優れる天然繊維状鉱物であるが、健康被害のため使用が規制されている。代替材料であるガラス繊維は断熱材やFRP、光ファイバーなどに利用され、軽量で高強度、耐食性にも優れる。また、光ファイバーは高速・大容量通信を支える重要な材料である。さらに、紙は使用後に古紙として回収・再生され、資源循環に活用されるなど、環境負荷の低減にも貢献している。
A.①本日の授業の再話として、電力インフラやさまざまな繊維素材に関する重要な内容を確認した。電力分野においては、送電線と鉄塔の間で確実に絶縁を行う「碍子」や、導線・絶縁紙・絶縁油によって構成されるOFケーブルの構造について学んだ。また、紙の主成分であるセルロースの原料や、デンプンからの発酵による製造プロセス、さらに私たちの衣類に使われる綿花や、現代のインターネットに欠かせない光ファイバー、かつて広く使われたアスベストなどの多様な素材についても理解を深めた。 ②ディスカッションの内容として、繊維をつくる工業製品の一つである無機材料のガラス繊維について詳しく確認した。ケイ砂や石灰石などの鉱物原料から液体ガラスを経て繊維状に加工し、それを冷却して完成させる一連の製造工程を整理した。ガラス繊維はFRPの補強材や建築用の断熱材などの幅広い用途がある一方、使用後は多くが廃棄されるが、リサイクルの際には細かく粉砕してセメントの原料等へ有効に再利用されることについてグループで活発に意見を交わし、理解を深めることができた。 ③授業外の復習として、ガラス繊維とインターネット通信の深い関係について確認した。現代の高度なインターネット通信網を支える基盤には光ファイバーが用いられており、その主原料には非常に高純度なガラス繊維が使われている。このガラス繊維は、光の損失を抑えて信号を効率よく遠くまで伝える優れた光学特性を持っており、世界中の膨大なデータを超高速で送受信することを可能にしている。このように、基礎的な素材技術が現代の情報通信網の飛躍的な発展に不可欠であるという点を改めて深く認識した。
A.（１）講義内容の再話 第9回講義では紙や繊維、情報記録の変遷を学んだ。セルロースを主成分とする紙や天然・化学繊維は衣服や取引記録を支え、文字や社会の発展に寄与した。手工業から機械工業への転換や米沢での人絹製造、OH基による吸湿発熱繊維等の歴史を理解した。また高耐熱性だが毒性・発がん性が問題となったアスベストや、高度な高純度化・構造制御により通信網を支える光ファイバーなど、無機繊維の特性と社会的役割を学んだ。 （２）ワークショップ課題の発表要旨 課題では無機繊維製品のサプライチェーンを調査した(志摩勇成、組谷風太、藤原静、齋藤龍人、自身はリソースを担当)。建材や断熱材、自転車ブレーキ等に用いられるロックウールを例に、①原材料調達から、②繊維化・融液製造（窯業材料）、③製品加工・出荷（繊維加工業）に至る一連の流れを提示した。さらに石炭・石油ピッチのメソフェーズ化によるピッチ繊維（炭素繊維）の工程も含め、高度な加工技術により生み出される無機繊維が先端産業を支える生産構造をまとめた。 （３）復習の内容 安全面と用途が対照的な無機繊維について考察した。アスベストは有毒性から全廃されたが、安全な代替品であるガラス繊維は住宅断熱材やFRP補強材として普及した。さらに高精度な石英構造を持つ光ファイバーは現代の通信インフラを根幹で支えている。古代の衣服や紙から先端技術の炭素・ガラス繊維に至るまで、多様な繊維技術が人類の歴史、情報伝達、先端産業を多角的に支えていることを改めて深く理解した。
A.紙の主成分はセルロースであり、セルロースはグルコースが多数結合した多糖である。新聞紙や紙製品は木材を原料として作られ、古新聞は再生紙として利用され、トイレットペーパーなどに生まれ変わる。その際、インクや金属成分、染料などが除去される。人類は約10万?17万年前から衣服を着ていたと考えられ、その根拠としてシラミのDNA解析が用いられている。衣服は保存や交換が可能であり、文字は情報を正確に記録・伝達するために発達した。これらは文明の発展に大きく貢献した。シルクロードは東西の文化や技術の交流を促した交易路である。また、原始的なアルカリとして灰汁が利用された。繊維には天然繊維と化学繊維があり、ポリエステルや人絹（レーヨン）が代表例である。無機繊維には炭素繊維があり、炭素繊維強化炭素として利用される。光ファイバーは物質の屈折率の違いを利用し、酸化チタンや酸化鉛などを用いて作製される。 演題：「繊維から作る工業製品に使われる無機材料について調べてみましょう」グループ：(?橋璃和、小野司、井上蒼唯、猪熊厚孝)役割：Conceptualization不織布マスクのサプライチェーンをたどると、原料である無機材料から最終製品まで多くの工程を経ていることが分かる。不織布マスクの主原料はポリプロピレンであり、これは原油や天然ガスから得られるナフサを分解して製造される。原油や天然ガスは地下資源であり、その採掘からサプライチェーンが始まる。得られたポリプロピレンは溶融紡糸によって細い繊維となり、不織布加工によってシート状に成形される。その後、フィルター層や耳ひも、ノーズワイヤーなどと組み合わせてマスクとして製品化される。完成したマスクは流通業者や小売店を経て消費者に届けられる。このように、不織布マスクは資源採掘から製造、流通、消費まで多段階のサプライチェーンによって支えられている。 紙のサプライチェーンは、森林資源の伐採から始まり、木材をチップ化して蒸解・漂白を行い、パルプを製造する工程へと続く。蒸解では水酸化ナトリウムなどのアルカリを用いて木材中のリグニンを除去し、漂白では過酸化水素や二酸化塩素などを利用して白色度を高める。その後、パルプはティッシュペーパーや新聞紙、トイレットペーパーなどに加工され、私たちの生活を支えている。使用後の紙の一部は古紙として回収され、再生紙となって再利用されるが、トイレットペーパーは最終的に下水へ流される。このように紙は資源循環型のサプライチェーンを形成している。また、蒸解や漂白には酸・アルカリ工業で製造される薬品が不可欠であり、紙産業は化学工業と密接に結びついている。
A.（１）紙や布といった繊維について学習した。まず、繊維を使用するメリットは、降り合わさった構造をしているため何か液体をしみこませるといったような作業が可能であるということである。また、繊維同士の隙間に空気が蓄えられることにより保温もすることができる。 まず服について、人間が服を着だしたのは７万年前のことである。その頃は文明に合わせて綿、麻、ウールなど といった素材を使用していた。それが現在ではポリエステルを始めとした化学繊維に取って代わられている。しかしポリエステルは親水性が低く、しっとりとした感触を生み出せないため肌触りが劣る。 現在は無機材料として光ファイバーというものが存在する。材料は酸化チタン、酸化バリウム、酸化鉛などである。また天然無機材料としてアスベストというものがあったが、人工物より細く鋭いため肺に刺さって取れなくなるという事故が起きている。 そして再生紙についても学習した。再生紙を砕いて印刷物を落とすフローテーターという作業を経て分別し、加工することでトイレットペーパーなどの製品が生まれる。また、再生紙ももとは木から生まれており、水酸化ナトリウムや化成ソーダを使って処理し、やにを落とし、火力発電所から生まれる灰汁で漂白することでできる。 （２）チーム繊維のサプライチェーン（川村さん、佐藤さん、佐藤さん、綿貫さん）でワークショップを行い、私は主に調査を行った。テーマは繊維のサプライチェーンと電気化学工業との関連性について述べるというものだった。再生紙を製造する過程において、漂白の段階に次亜塩素酸を利用する。この次亜塩素酸は電解精錬によって生成される。よって繊維のサプライチェーンの上流では電気化学の技術が使われているということができる。 （３）人類が服を着だした時期をシラミの種類から割り出しているという点が印象的だった。元々同じ種類だったシラミがコロモジラミとケジラミに分化した時期から推定できたそうだ。一見して関係ないように思う出来事がつながってこうした発見につながるのは面白いと思った。
A.
A.（1）本講義では、紙や繊維、情報記録の変遷について多角的に学ぶ。紙の主成分はセルロースであり、吸収性や記録の改ざん防止機能を持つ重要な媒体です。また、トイレットペーパーは再生紙から作られ脱色工程を経る。衣服の歴史や、アスベスト・光ファイバー・炭素繊維などの無機繊維の特性と応用、さらに米沢での人絹製造の歴史など、身近な素材の科学と社会的役割について深く理解を深めました。 （2）本発表では、繊維を形成する無機材料を取り上げ、そのサプライチェーンを上流から遡って調査した。原料の調達から始まり、製造や加工、融液の製造といった各工業プロセスを経て製品が作り出されるまでの流れを整理した。これにより、ロックウールなどの無機繊維がどのような製造技術や工業的背景を経て私たちの手元に届くのか、その一連の生産体制と構造を明らかにした。 （3）アスベストとガラス繊維は共に優れた耐熱性や絶縁性を持つ無機繊維だが、安全性と用途は対照的である。アスベストは高い耐熱性等から建材やブレーキパッドに利用されたが、微細な繊維による強い発がん性が問題視され現在は使用が禁止されている。一方、人工のガラス繊維は安全な代替品として住宅用断熱材やFRPの補強材に広く使われ、さらに高純度化・高精度な構造制御により光ファイバーとして現代のインターネット通信網の基盤を支えていることを理解した。
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A.1.授業の再話 パルプ・紙・繊維産業は近代の工業化や情報伝達を支えて発展してきた歴史を持ち、現在は省資源化や脱プラスチックの文脈で進化を続ける一方、炭素繊維やガラス繊維は鉄よりも軽量かつ高強度・高機能な産業用素材として航空宇宙や自動車など幅広い分野で活用されているということが分かった。 2.発表の要旨 テーマ：不織布・炭素繊維、ピッチ系炭素繊維の製造工程 メンバー：地主葵、齋藤考裕、神山結菜、石井響 ピッチ系炭素繊維は石炭を原料とし、以下の工程で製造される。まず石炭を乾溜してコークスを得る(コークスは製鉄にも利用される)。乾溜の過程で得られる石炭ピッチを精製し、メソフェーズ化することでメソフェーズピッチを得る。これを紡糸し、ピッチ繊維として完成させる。 3，復習 炭素繊維には大きく分けてPAN系(ポリアクリロニトリルを原料とする)とピッチ系(石炭ピッチや石油ピッチを原料とする)の2種類があり、発表で取り上げたのはピッチ系である。ピッチ系炭素繊維の製造では、まず石炭を乾溜してコークスと石炭ピッチを得る。この石炭ピッチを精製し、加熱処理によって分子を規則正しく配列させる「メソフェーズ化」を行うことで、液晶状態のメソフェーズピッチが得られる。メソフェーズピッチは分子が積層構造を形成しているため、この後の紡糸工程で分子配向が繊維軸方向に揃いやすく、高い弾性率を持つ炭素繊維の原料として適しているということが分かった。
A.紙や繊維、無機繊維について学んだ。紙はセルロースからできており、セルロースはグルコースから構成されている。また、砂糖はテンサイなどを原料として発酵によって作られることを学んだ。繊維は衣服として古くから利用され、布は保存できることから物々交換や管理にも使われた。さらに、繊維にはOH基が含まれることで保湿性が高まり、人絹の製造にも利用されたことや、炭素繊維強化炭素、光ファイバー、アスベストなどの無機繊維について学んだ。 グループワークでは、繊維に関する工業製品について調べた。織物には木綿、麻、シルクなどがあり、断熱材にはガラス繊維織物が利用されている。ガラス繊維はケイ砂、石灰石、ソーダ灰などを原料として作られ、窯業に関係する材料である。また、アスベストとガラス繊維はどちらも繊維状材料であるが、アスベストは健康被害のため使用が制限され、ガラス繊維は安全性と性能を活かして利用されていることを学んだ。 ガラス繊維と光ファイバーについて調べた。光ファイバーは高純度ガラスから作られ、高い光透過性と低損失性を持つため、インターネットの高速・大容量通信を支えていることを理解した。繊維材料は衣服だけでなく、通信や断熱などさまざまな分野で利用されており、用途に応じた材料の選択が重要であると感じた。
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A.今回の講義では、パルプ・紙・繊維の製造と利用について学んだ。紙は木材に含まれるセルロースを主原料とし、繊維を取り出して水に分散させ、薄く広げて乾燥させることで作られる。また、木材から作るバージンパルプだけでなく、古紙を再利用した再生パルプも広く活用されている。トイレットペーパーには水に触れるとほぐれやすい性質が必要であり、コピー用紙や包装紙には強度や印刷適性など用途に応じた性能が求められることを学んだ。さらに、綿や絹などの天然繊維、ナイロンやポリエステルなどの化学繊維、光ファイバーに用いられるガラス繊維など、多様な繊維材料が私たちの生活や産業を支えていることを理解した。 私たちの班は、工業分野で利用される繊維材料について発表した。炭素繊維は軽量で高い強度を持ち、航空機や自動車の部材に利用されている。ガラス繊維はガラス繊維強化プラスチック（GFRP）の補強材として使われ、耐久性や強度を向上させている。また、シリカ・アルミナ繊維は耐火材料として工業炉に利用され、炭化ケイ素繊維は高い耐熱性と強度を生かして航空機エンジンなどへの応用が期待されている。このように、繊維は衣類だけでなく、軽量化や省エネルギー化、安全性向上を支える重要な工業材料であることを説明した。 復習では、紙や繊維に関する自然科学と工業科学の関係について理解を深めた。自然科学では、セルロースの構造や繊維同士が結び付く仕組み、水を吸収する性質、光がガラス繊維の中を伝わる原理などを明らかにする。一方、工業科学では、その知識を利用して用途に適した紙や繊維製品を効率よく製造し、古紙の再利用や複合材料への応用を進めている。また、森林資源を守るためのリサイクルや、水・エネルギー消費を抑えた製造技術も重要である。今回の講義を通して、自然科学で得られた知識が工業科学によって実用化され、私たちの生活を支える製品の安定供給や環境負荷の低減につながっていることを学ぶことができた。
A. この講義では繊維工業について学んだ。繊維工業とは、天然繊維や化学繊維を原料として、衣類や産業資材などの繊維製品を製造する産業である。繊維は大きく天然繊維と化学繊維に分類される。天然繊維の代表例である綿や木材パルプにはセルロースが含まれており、セルロースは植物の細胞壁を構成する天然高分子である。セルロースは吸湿性や肌触りに優れているため、綿製品やレーヨンなどの再生繊維の原料として利用されている。一方、化学繊維にはナイロンやポリエステルなどの合成繊維があり、高い強度や耐久性、耐薬品性を活かして衣類だけでなく、自動車部品や産業資材にも広く使用されている。また、近年では高機能繊維の開発が進み、炭素繊維やアラミド繊維など、軽量で高強度な材料も実用化されている。さらに、光ファイバーも繊維状の材料の一つであり、高純度の石英ガラス（シリカ）やプラスチックから作られている。光の全反射を利用して情報を高速かつ長距離に伝送できるため、インターネットや通信ネットワーク、医療機器などに欠かせない材料となっている。このように、繊維工業はセルロースを利用した天然・再生繊維から、高性能な化学繊維や光ファイバーまで幅広い材料を扱い、人々の生活や産業、情報通信を支える重要な工業分野となっている。 発表としてはポリアミドの製造について調べた。スポーツウェアに広く使用されているポリアミドは、主にナイロンと呼ばれる合成繊維であり、軽量で強度が高く、耐摩耗性や伸縮性に優れていることから、ランニングウェアやアウトドア用品、スポーツタイツなどに利用されている。ポリアミドの原料は石油である。石油を精製して得られるナフサを分解すると、ベンゼンやシクロヘキサンなどの化学原料が得られる。これらを化学反応させて、ナイロン6ではカプロラクタム、ナイロン66ではヘキサメチレンジアミンとアジピン酸が製造される。これらの原料は重合反応によって長い分子鎖を形成し、ポリアミド樹脂となる。例えば、ナイロン66ではヘキサメチレンジアミンとアジピン酸が縮合重合を起こし、水を除きながらアミド結合（－CONH－）を繰り返し形成してポリアミドが生成される。その後、溶融したポリアミドを細いノズルから押し出して繊維状にする溶融紡糸を行い、延伸によって分子を配向させることで、高い強度を持つ繊維となる。このようにして製造されたポリアミド繊維は、優れた耐久性や速乾性、軽量性を備えているため、スポーツウェアをはじめ、ロープ、漁網、自動車部品など幅広い分野で利用されている。 復習としてはセルロースが使われている製品について、そのサプライチェーンを調べた。森林で伐採された木材は製紙工場へ運ばれ、チップ状に加工される。次に蒸解工程で木材中のセルロース繊維を取り出す。このとき、木材成分のうちセルロースを結び付けているリグニンを除去するため、水酸化ナトリウム（NaOH）や硫化ナトリウム（Na?S）などのアルカリ薬品が用いられる。得られたパルプは漂白工程に送られ、過酸化水素や二酸化塩素などの薬品によって着色成分が除去され、白色度の高いパルプとなる。この漂白パルプからティッシュペーパーなどの日用品が製造される。 また蒸解では水酸化ナトリウムが、漂白では過酸化水素などの酸化剤が使われており、これらは酸・アルカリ工業から供給されているため、酸・アルカリ工業は製紙産業の基盤となっている。また、新幹線N700Sに使われているカーボンファイバーについて調べた。これにはCFRP（炭素繊維強化プラスチック）が使われている。カーボンファイバーの特徴として、軽量であり、高強度、高剛性が挙げられる。この特性を活かして、軽量化による省エネ効果や走行性能の向上、振動の低減の面で活かされている。
A.① 講義の再話 紙や繊維は私たちの生活に欠かせない材料であり、紙はセルロースを主成分として作られている。繊維には天然繊維、化学繊維、無機繊維があり、それぞれ特徴や用途が異なることを学んだ。また、紙の製造ではアルカリが利用されていることも学習した。 ② 発表の要旨 文字文化の発展は紙の普及と深く関わっている。また、化学繊維は加工しやすく安価である一方、機能面では天然繊維に劣る場合があることが紹介された。さらに、炭素繊維強化材料や光ファイバーなど、高機能な繊維材料がさまざまな分野で活用されていることを学んだ。 ③ 復習の内容 繊維には天然繊維、化学繊維、無機繊維があり、用途に応じて使い分けられていることを復習した。また、紙の主成分であるセルロースや製紙工程でアルカリが使われることを確認し、炭素繊維や光ファイバーなどの先端材料が現代社会を支える重要な素材であることを理解した。
A.(1)今回の講義では、セルロースの構造と特徴について学んだ。セルロースは植物の細胞壁を構成する天然高分子であり、地球上で最も多く存在する有機化合物の一つである。セルロースは、単糖であるグルコース（C?H??O?）が多数結合してできた多糖類であり、授業ではグルコースが繰り返し結合した構造式について学習した。グルコース同士はβ-1,4-グリコシド結合によって連結されており、この結合によってまっすぐな鎖状構造が形成されることを理解した。
A.【講義の再話】 第9回の講義では、紙や繊維を構成する材料について学んだ。紙の主成分であるセルロースは、植物が光合成によって作る物質であり、木材などから取り出される。また、送電ケーブルには、導体を覆う絶縁紙としてセルロース系材料が使われてきた。繊維には綿や麻などの天然繊維のほか、ガラス繊維や炭素繊維などもあり、原料や製造方法によって吸水性、強度、耐熱性などの性質が異なることを学んだ。 【発表の要旨】 演題「繊維からつくる工業製品使われる無機材料について調べてみましょう」、グループ名「なし」、共著者｛小野絵里花、鏡凛奈、田中心優、及川愛海、横山仁胡、菅原優南｝、私の役割「Investigation」 発表では、けい砂、石灰石、ソーダ灰などの原料を高温で溶かし、液体状のガラスを細く引き伸ばして繊維化する工程をまとめた。ガラス繊維は軽量で強度や耐熱性に優れるため、繊維強化プラスチックの補強材、自動車部品、断熱材、風力発電のブレードなどに利用されることを発表した。 【復習の内容】 復習では、ガラス繊維が単体ではなく、樹脂と組み合わせて使われる理由を考えた。ガラス繊維は引張強度に優れるが、そのままでは形を保ちにくいため、樹脂で固めることで軽くて丈夫な複合材料になる。材料の長所を組み合わせることで、金属の代わりとなる製品を作れる一方、異なる材料が一体化しているため、使用後の分離や再利用が難しいという課題もある。性能だけでなく、廃棄やリサイクルまで考えて材料を選ぶ必要があると理解した。
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A. この回では、繊維について学習しました。 繊維は、主に衣料品に使われています。服ができたのは約7万2千年前で、これはしらみのDNA解析によって衣じらみと毛じらみが分化した時であると考えられていることを学びました。また、服飾と文明は密接に関わっていることが分かりました。 衣服以外に利用されている無機繊維は、炭素繊維強化炭素、光ファイバーなどが挙げられます。また、天然の無機繊維としては、アスベストやバージンパルプが挙げられます。アスベスト（石綿）は、耐火性や断熱性に優れた天然の鉱物繊維ですが、牛込むと肺がんや悪性中皮腫などの健康被害をもたらすため、2006年に全面禁止されています。 授業最後のグループワークでは、繊維から作る工業製品使われる無機材料について調べました。 線維から作る工業製品として不織布マスクを取り上げました。不織布マスクの構造は無機材料であるコットンや羊毛シルク、ポリプロピレンを熱圧着することで不織布として生産されることがわかりました。ポリプロピレンはナフサを熱分解することでプロピンを作り、プロピンと触媒を高温・高圧でポリプロピレンにしたものをペレット化し、再加熱により製品として販売されています。 メーカーの課題としては、ウイルス飛沫や花粉を防ぐことと息苦しさの軽減などの安全性を両立することが挙げられます。この課題を解決するためには、層構造や不織布の熱圧着の行い方を改善する必要があると考えられ、生産技術部門が中心となって工程や新製品の試作を行うと同時に、生産管理や技術、品質管理が製造工程やコスト、安全性を確かめていく必要があると考えます。
A.（１）第9回授業では、紙の主成分であるセルロースが木材パルプや綿から得られること、その原料となる炭水化物は植物由来であり、発酵技術が化学工業において重要な役割を担うことを学んだ。セルロースはグルコースが直鎖状に連なった多糖類であり、強固な水素結合によって高い強度と耐久性を示す点が特徴的である。繊維は内部に空気を保持することで保温性を生み出し、この断熱作用によって人類の衣服発展に大きく寄与してきた。また、紙は情報記録媒体として文明の発展を長きにわたり支えてきた存在であり、印刷技術や教育の普及とも密接に結びついてきたことを学んだ。加えて、アルカリ処理や漂白等の製紙工程、水酸化ナトリウムや灰汁の利用、アスベストや炭素繊維等の無機繊維についても学び、無機繊維は耐熱性・耐薬品性に優れるため工業用途に幅広く応用されている点が印象的であった。 （２）演題「繊維から作る工業製品に使われる無機材料について調べてみましょう」では、不織布マスクを調査した。主材料であるポリプロピレン繊維は原油から石油化学工業を経て製造され、メルトブローンやスパンボンドといった不織布製法によって繊維同士が絡み合った構造が形成される。この不織布特有のランダムな繊維構造が、空気の通気性を保ちながら微細粒子を効率よく捕集する性能を実現していることを理解した。製造設備には鉄鋼・銅・アルミニウム等の無機材料が用いられており、装置の耐久性や精密加工にもこれら材料の特性が生かされている。さらに、快適性向上を目指した高通気性ナノファイバーマスクの提案についても考察し、繊維径の微細化が捕集性能と通気性の両立に寄与し得ることを学んだ。 （３）復習では、紙や繊維がセルロースや高分子材料を基盤として作られ、生活に欠かせない製品であることを再確認した。製品の背後には原料調達から製造・利用に至るサプライチェーンが存在し、多くの化学工業・材料工学が関与していることを理解した。無機材料や先端繊維材料の発展により、今後もより高性能で快適な製品が開発され得ることを学んだ。また、資源循環の観点からは、使用済み繊維製品のリサイクルや生分解性材料の活用といった持続可能な取り組みも今後重要になっていくと考えた。
A. トイレットペーパーがなくなったら？－パルプ、紙、繊維―（日本産業規格JIS Ｐ（パルプ及び紙）ならびにＬ（繊維）分野）」というテーマについて様々な繊維や材料を例として議論し、情報を得た。 グループワークでは繊維から作る工業製品に使われる無機材料について詳しく調べるとともにそのテーマに関して議論した。カーボンやセラミックス系材料について特に議論した。 トイレットペーパーという紙と繊維の快適な日常は、それを煮出し、白くし、水に溶けやすく整形し、最後に水をきれいにする*無機化学工業の基礎薬品と機能性材料によって支えられているということが分かった。そのことからトイレットペッパーがなくなってしまうとその一つの化学製品がなくなってしまうことになってしまうため、科学技術の利用が欠かせない生活にあるということを改めて実感した。
A.① 身近すぎるトイレットペーパーやノートだが、もしこれらが突然消えたら社会は完全に麻痺してしまう。紙や繊維の製造は、実は壮大な無機化学工業と直結している。植物からパルプを取り出し、白く滑らかな紙へと加工するプロセスでは、大量の酸やアルカリ、そして紙の強度や質感を高めるための「白土」と呼ばれる無機鉱物材料が使われている。文字を記録し文化を伝えるために始まった紙の歴史は、今や高度なサプライチェーンに支えられた巨大プラントでの大量生産システムへと進化した。私たちの何気ない日常の１枚の紙の裏には、緻密に計算された無機材料技術がギッシリ詰まっている。 ②「 繊維から作る工業製品使われる無機材料について調べてみましょう」を演題として取り上げた。役割は調査を行った。グループ名はメリヤスで共同著者は長谷部心紀、佐藤玲凰、小野朋夏である。繊維製品に使われる無機材料でニットなどで使われるメリヤス編みについて調べて議論した。メリヤス編みは、衣類のTシャツや靴下に広く使われる最も基本的なニットの編み方である。最大の特徴は、表面が綺麗な「Vの字」、裏面が「波状の横段」と、表裏で異なる表情を持つ点だ。横方向への優れた伸縮性と通気性を備え、薄く軽い生地を作れるメリットがある。一方で、生地の端がくるくると丸まりやすく、一箇所が切れると縦に伝線しやすいデメリットも持つ。語源はポルトガル語で靴下を意味する言葉に由来し、明治期以降の日本の繊維産業において、人々の衣服を和装から洋装の肌着へと変革させた歴史的にも重要な技術であると結論づけた。 ③ 紙にまつわるサプライチェーンを調べた。紙のサプライチェーンと生活のつながりについてまとめる。まず、森林伐採～パルプ製造である。持続可能な森林から木材を調達し、紙の原料を作る。次にティッシュについてである。 新鮮なパルプから作られ、使い捨ての衛生用品として病気の予防や快適な生活を支える。新聞紙（情報・リサイクル）は使用済みの紙を回収して「古紙パルプ」に再生し、情報媒体や物流用の段ボールとして社会を循環する。トイレットペーパー～下水は何度もリサイクルされて短くなった繊維の最後の行き先。水に溶ける性質で排泄物を衛生的に処理し、下水道を通じて都市の清潔を保つ。 「蒸解・漂白」と「酸・アルカリ工業」の関係製紙工程は、塩水を電気分解して作られる化学薬品（ソーダ工業）に深く依存している。木材から不要な成分（リグニン）を溶かして繊維を取り出すため、強アルカリ性の水酸化ナトリウム（苛性ソーダ）を大量に使用する。化学パルプの蒸解方漂白（塩素・酸・アルカリの連携）は 茶色いパルプを白くするため、塩素ガスや二酸化塩素などの酸化剤で色素を分解する。このとき、液体の酸性度を調整するために強酸の硫酸や強アルカリが使われる。
A.① 今回の講義では、産業革命によって人類は多くの材料を利用できるようになり、生活は豊かになった一方で、労働環境の悪化や二酸化炭素の増加といった課題も生まれたことを学んだ。また、工業製品は天然資源から始まり、材料・部品・製品を経て廃棄物となるサプライチェーンの中で作られていることを理解した。さらに、金属やセラミックス、木材、繊維などの材料の特徴や用途について学んだ。 ② 発表では、工業製品はすべて天然資源から作られ、加工や流通を経て私たちの生活を支えていることが説明された。また、材料には金属、セラミックス、高分子、木材、繊維など多くの種類があり、それぞれの特性を活かして用途が決められていることが紹介された。さらに、産業革命による技術の進歩が生活を豊かにした一方で、環境負荷や資源の消費といった問題も引き起こしており、資源を有効利用し、リサイクルや省資源化を進めることの重要性が強調された。 ③ 今回の講義を通して、工業製品は資源から始まり、材料、部品、製品を経て廃棄物となるまでの流れを意識することが重要であると理解した。また、材料は用途や性質によって分類され、金属は強度や導電性、セラミックスは耐熱性や絶縁性、高分子は軽量性など、それぞれ異なる特徴を持つことを再確認した。さらに、天然繊維と合成繊維の違いや、四大文明ごとに利用された繊維の種類についても整理できた。今後は、製品の性能だけでなく、資源の消費や環境への影響まで考慮した材料選択やものづくりの視点を身につけていきたい。
A.第9回では、トイレットペーパーを切り口として、紙や繊維が私たちの生活を支える重要な工業製品であることを学んだ。紙の原料となるパルプは木材から作られ、繊維は天然繊維や合成繊維など多様な種類に分類される。また、工業製品はすべて天然資源を出発点としており、資源から製品、廃棄に至るまでサプライチェーンによって結び付いていることが説明された。さらに、材料は金属材料、非金属材料、複合材料に分類され、その中で紙や繊維は人類の生活や産業の発展に大きく貢献してきたことを理解した。 発表では、繊維と文明の関係について取り上げた。四大文明では、それぞれ地域の環境に応じて異なる繊維が利用されており、メソポタミア文明では羊毛、エジプト文明では麻、インダス文明では木綿、中国文明では絹が発展した。また、木綿の流通は産業革命の契機となり、繊維産業が近代工業の発展を支えたことも紹介された。衣服は単なる生活必需品ではなく、文化や経済、技術革新とも深く関わっていることが示され、繊維産業が社会に与えた影響の大きさを再認識した。復習を通して、普段何気なく使用しているトイレットペーパーや衣服が、多くの資源と技術によって支えられていることを改めて理解した。特に紙や繊維は植物資源を有効活用して作られており、環境問題や資源循環とも密接に関係している。また、物質と物体の違いや材料の分類について整理することで、工業製品を科学的な視点から捉える重要性を学んだ。今後は身近な製品の背景にある原料や製造工程にも関心を持ち、持続可能な社会の実現に向けて資源利用のあり方を考えていきたい。
A. 授業の再話について、紙の製造方法について、また繊維について学習した。紙について、セルロースより構成されるものであり、繊維が複雑に絡み合う事によって構造が完成している。繊維は、紙だけでなく、衣服にもかかわっており、現代的な生活の基盤となるものとなった。無機繊維については、アスベストや光ファイバーが存在しており、現代の先進的な技術によく使われている。アスベストに関しては、その毒性がネックとなった。 発表の要旨について、班名は繊維のサプライチェーン、共同調査は荒川琴音、佐藤和翔、川村真由、綿貫滉大であり、自分の役割は調査であった。今回の内容は、繊維のサプライチェーンについてである。具体的には、原料のチップ処理、蒸解、精製、再生膜処理、次亜塩素酸で処理、漂白、の順で行うことで成り立っていると分かった。 授業の復習について、ガラス繊維についての学習を行った。具体的には、光ファイバーとアスベストについて、光ファイバーは、石英でできており、主に回線に利用される。ナノメートル単位の寸法を必要とし、インターネットの通信技術の向上に関わっている。そしてこれは人工結晶である。アスベストについて、アスベストは高性能な建材に用いられていたが、その有毒性から、利用が停止されてしまった。光ファイバーは人工結晶であったのに対し、ガラス繊維は天然結晶となっている。繊維は古代から現代にいたるまで、様々な産業を支えてきたものであると言えるだろう。
A.①第9回の講義では、紙や衣類を構成する天然、合成の繊維材料および無機繊維について学んだ。木やジャガイモのデンプンを発酵させて得られるグルコースやセルロースは、パルプや液糖だけでなく繊維状の構造へと変化し、紙や衣類の基盤となる。ヒトが服を着る習慣は、シラミの進化系統解析から約7万2000年前に始まったと推測されており、糸から布、服へと至る繊維加工の歴史は人類の文明化と深く連動している。また、有機繊維だけでなく、細く非常に安定で体内で分解されない物性を持つアスベストに代表される無機繊維も存在する。 ②グループワークの演題は「繊維から作る工業製品使われる無機材料について調べてみましょう」で、グループ名は6/8、共著者は近藤果音、小林明久里、丸川春太、渡邉龍之介であり、私はデータ管理として参加した。繊維から作る工業製品として身近な衛生用品である不織布マスクを挙げ、そのサプライチェーンについての考察を行った。不織布マスクの基材は、石油由来のナフサを熱分解してプロピレンを得て、高圧・触媒反応によりポリプロピレンへ重合させた後、ペレット化して再加熱成形した繊維を熱圧着で布状にしたものである。この繊維製品のサプライチェーンを遡ると、無機材料として酸・アルカリ工業で生産される酸化チタンが使用されていることがわかった。酸化チタンは製造段階で繊維内部に練り込まれ、マスクに白さを与える白色顔料として機能するだけでなく、光によるポリマーの劣化を防ぐ耐光性向上材としての役割も果たしている。 ③復習を通じて、古代から続く有機繊維の利活用と現代の無機材料技術が融合した高度な製品構造について考えた。セルロースをはじめとする有機高分子が紙や衣類として歴史的に生活を支えてきた一方で、現代の工業製品ではポリプロピレンなどの合成高分子に酸化チタンのような無機微粒子を複合化させる技術が発達した。アスベストのような天然の無機繊維から、高度の機能をもつ無機添加剤まで、無機材料化学の知見が高分子繊維の耐久性や機能を飛躍的に向上させていることがわかった。
A.① 講義の再話 本講義では、私たちの生活に欠かせない紙や繊維がどのような材料から作られ、どのような技術によって製造されているのかについて学んだ。特に、普段当たり前に使用しているトイレットペーパーを例として、パルプ、紙、繊維産業の重要性について理解した。 紙の主原料であるパルプは、主に木材から作られる。木材に含まれるセルロースを取り出し、繊維状に加工することで紙の原料となるパルプが得られる。製紙工程では、パルプを水中に分散させ、シート状に成形し、乾燥させることで紙製品が作られる。また、紙の用途に応じて強度、吸水性、柔軟性などの性質が調整されている。 トイレットペーパーは、日常生活に必要不可欠な製品であり、もし供給が停止すると社会生活に大きな影響を与える。そのため、紙製品の安定供給には、原料調達から製造、輸送までのサプライチェーン管理が重要である。 また、繊維産業についても学んだ。繊維には、綿や羊毛などの天然繊維と、ナイロンやポリエステルなどの化学繊維がある。化学繊維は、石油などを原料として人工的に作られ、強度や耐久性などの特徴を持つため、衣類だけでなく産業用材料としても幅広く利用されている。 日本産業規格（JIS P）では、紙やパルプの品質、試験方法、性能評価などが定められており、またJIS Lでは繊維製品の品質や規格について規定されている。これらの規格によって、製品の安全性や品質が保証され、消費者が安心して利用できる仕組みが整えられている。 さらに、紙や繊維産業では森林資源やエネルギーの利用が大きく関係するため、古紙リサイクルやバイオマス利用など、資源循環を意識した取り組みが重要であることを学んだ。 ? ② 発表の要旨 今回の講義では、紙や繊維が私たちの生活を支える重要な工業製品であり、その製造には高度な材料技術や品質管理が必要であることを学んだ。 特にトイレットペーパーは身近な製品であるが、その背景には木材からパルプを作り、紙へ加工する複雑な製造工程が存在している。また、安定した供給を維持するためには、原料調達から製造、流通までを含めたサプライチェーンの管理が重要であることが分かった。 繊維分野では、天然繊維だけでなく化学繊維の発展によって、より高性能な材料が生み出されている。さらに、JIS PやJIS Lによる規格化は、紙や繊維製品の品質を保証するために重要な役割を果たしている。 今後は、資源の有効利用や環境負荷低減を考慮した製造技術が求められ、リサイクルや再生材料の活用がより重要になると理解した。 ? ③ 復習の内容 今回の講義を復習し、紙や繊維は普段何気なく使用している製品であるが、その製造には化学技術や材料工学が深く関わっていることを学んだ。 特に紙の製造では、木材からセルロースを取り出してパルプ化する工程や、目的に応じて紙の性質を調整する技術が重要である。また、繊維分野では、化学構造を制御することで強度や耐久性などの異なる性能を持つ材料を作り出すことができる。 現在学んでいる化学・バイオ工学においても、材料の性質を理解し、社会に役立つ製品へ応用することが重要であると感じた。一方で、紙や繊維の製造には多くの資源やエネルギーが必要であるため、環境への影響を考えた持続可能な生産技術の開発が必要である。 今後は、限りある資源を有効活用しながら、社会に必要な製品を安定して供給できる循環型の産業システムを構築していくことが重要であると考えた。
A.① 講義の再話 今回の講義では、パルプ・紙・繊維産業の発展について学んだ。繊維は、植物性・動物性・鉱物性からなる天然繊維と、合成繊維や再生繊維などの化学繊維に分類され、それぞれが古代文明の発展と深く関わってきたことを理解した。例えば、メソポタミアでは羊毛、インダス文明では木綿が利用されており、インド産の綿布がイギリスへ流入したことが産業革命を促進する一因となった。また、日本では旧米沢高等工業学校で人絹が開発され、化学工業の発展に大きく貢献したことも学んだ。さらに、紙は中国で発明され、活字印刷や抄紙機の発達によって情報伝達を大きく発展させた。製紙では木材チップを薬品で処理したクラフトパルプなどを原料とし、叩解や抄紙といった工程を経て製造されることを理解した。紙は電子媒体とは異なり、電力を必要とせず長期間保存や改ざん防止に優れている一方、オイルショック時のトイレットペーパー不足のように、供給状況が社会へ大きな影響を与えることも学んだ。 ② 発表の要旨 紙のサプライチェーンは、森林で伐採された木材を原料とするところから始まる。木材は製紙工場でチップ化され、クラフトパルプなどの製造工程を経て紙へと加工される。その後、印刷や加工が行われ、書籍や新聞、段ボール、包装材などさまざまな製品として流通し、消費者のもとへ届けられる。使用後の紙は古紙として回収され、再生紙の原料として再利用されることで、資源の有効活用と環境負荷の低減につながっている。このように、紙は製造から回収・再利用までを含めた循環型のサプライチェーンが構築されている。 ③ 復習の内容 復習では、エネルギープラントの基本的な考え方について整理した。エネルギープラントは、太陽という一次エネルギーを効率よく変換し、輸送・制御するための技術で成り立っていることを理解した。また、地表に到達するエネルギーは太陽定数の4分の1程度であり、化石燃料はその太陽エネルギーが長い年月をかけて蓄積された資源であることを学んだ。送電では、電圧変換が容易な交流方式が採用され、鉄を芯材、アルミニウムを外側に配置した電線によって、強度・軽量性・導電性のバランスが確保されていることも確認した。さらに、固体材料は化学結合の違いによって導体・半導体・絶縁体に分類され、それぞれが送電設備で重要な役割を担っていることを理解した。一方で、脱炭素社会の実現に向けてスマートグリッドやV2Hなどの技術が発展している反面、2040年頃には太陽光パネルの大量廃棄が予測されており、新たな環境問題への対応も重要な課題であると考えた。
A.①講義の再話 今回の講義では、紙や繊維の原料や特徴、製造方法について学んだ。紙は木材や植物から得られる植物繊維を原料とし、主成分はセルロースである。セルロースはグルコースが多数結合した多糖類で、ヘミセルロースなどとともに紙の構造を支えている。また、繊維の間に空気を含むことで保温性が高まることや、天然繊維と合成繊維の特徴の違いについても学んだ。天然繊維は肌触りや吸湿性に優れる一方、合成繊維は加工しやすく強度が高いという特徴がある。さらに、炭素繊維などの無機繊維や、光学機能材料として利用されるガラス繊維、アスベストの健康被害についても学んだ。トイレットペーパーは木材や古紙からパルプを作り、洗浄・漂白・抄紙・乾燥・エンボス加工などを経て製造されることを理解した。 ②発表の内容 発表では、光ファイバーのサプライチェーンと課題について調べた。光ファイバーはケイ砂から得られる二酸化ケイ素を原料とし、高純度シリカを製造した後、母材を加熱して細いガラス繊維に引き伸ばし、樹脂でコーティングして完成する。二酸化ケイ素はガラス材料であるため、窯業と深く関係している。光ファイバーはコアとクラッドからなる二重構造で、光の全反射を利用して高速・大容量通信を実現している。一方で、製造コストが高いことや曲げに弱いことが課題であるため、研究開発部門の立場から、曲げに強く耐久性の高い「超柔軟・高耐久光ファイバー」を提案した。 ③復習 今回の講義を通して、紙や繊維は身近な製品でありながら、原料の採取から製造、利用まで多くの技術が関わっていることを学んだ。また、光ファイバーのように材料の特性を活かした製品開発が社会を支えていることを理解した。今後は、材料の性質や製造技術だけでなく、安全性や環境への配慮、さらなる性能向上を目指した研究開発の重要性についても意識しながら学びを深めていきたい。
A.① 講義の再話 第9回の講義では、紙に関するサプライチェーンについて学んだ。紙製品は森林伐採によって得られた木材を原料として製造される。木材は蒸解という工程で繊維が取り出され、その後、漂白によって白くきれいな紙の原料へと加工される。そしてティッシュペーパーや新聞紙、トイレットペーパーなどの製品となり、私たちの生活を支えている。また、使用後の紙は古紙として回収され、再生紙として再利用されることで資源の有効活用が行われていることを学んだ。さらに、蒸解や漂白の工程では薬品が使用されるため、酸・アルカリ工業とも深い関わりがあることを理解した。紙の製造は原料の調達からリサイクルまでを含めた循環型のサプライチェーンによって成り立っている。 ② 発表の要旨 平常演習では、「ガラス繊維をつくる工業製品に使われる無機材料」をテーマにグループで発表を行った。私たちはガラス繊維の製造工程や用途について調査した。ガラス繊維はケイ砂、石灰石、ソーダ灰などの原料を調達し、高温で溶融して液体ガラスにした後、細い繊維状に加工して製造される。その後、冷却や仕上げの工程を経て製品として利用される。用途としては、FRP（繊維強化プラスチック）の補強材として最も多く使用されており、自動車部品や断熱材、風力発電用ブレードなど幅広い分野で活用されていることを発表した。また、使用後は廃棄される場合が多いが、粉砕してセメント原料などとして再利用するリサイクル方法もあることを紹介した。 ③ 復習の内容 講義と発表を通して、製品は製造して終わりではなく、使用後の再利用まで含めて考えることが重要であると感じた。紙は古紙として回収され再生紙へと生まれ変わる一方で、ガラス繊維も粉砕して他の材料の原料として利用することができる。どちらも資源を循環させることで環境負荷の低減につながることが分かった。また、紙の製造には酸やアルカリが利用され、ガラス繊維の製造には無機材料が利用されるなど、化学工業が私たちの生活を支える製品の生産に大きく関わっていることを改めて理解した。今後は製品の機能だけでなく、その原料や製造工程、さらにはリサイクルの仕組みにも注目しながら学んでいきたい。
A.【講義の再話】 第9回の講義では、繊維や紙、複合材料など、身近な工業製品を構成する材料について学んだ。繊維には、木綿や麻などの植物繊維、羊毛や絹などの動物繊維といった天然繊維のほか、ナイロンやポリエステル、アクリルなどの合成繊維がある。また、ガラス繊維や炭素繊維などの無機系繊維もあり、他の材料と組み合わせることで複合材料として利用される。材料は金属、セラミックス、高分子、複合材料などに分類でき、それぞれ異なる性質を持つ。産業の発展とともに新しい材料が開発され、軽量化や高強度化など、用途に応じた材料が利用されるようになったことを学んだ。 【発表の要旨】 平常演習では、繊維から作られる工業製品に使用される無機材料として、ガラス繊維について調べた。ガラス繊維のサプライチェーンは、最上流で珪砂、石灰石、炭酸ナトリウムなどの原料を採取するところから始まる。中流では、これらの原料を調合して約1500℃の高温で溶融し、細い繊維状に加工してガラス繊維を製造する。さらに、チョップドストランドや不織布などへの中間加工を経て、住宅用断熱材やFRP製品などの最終製品になる。このように、身近な製品も原料の採取から高温での製造、加工まで多くの工程を経て作られていることが分かった。 【復習の内容】 復習では、ガラス繊維、カーボンファイバー、紙の用途とサプライチェーンについて整理した。ガラス繊維は電気を通しにくく、光を伝えることができるため、光ファイバーとしてインターネット通信にも利用されている。また、炭素繊維は軽量で強度が高く、樹脂と組み合わせたCFRPとして航空機や自動車などに利用される。紙については、木材からパルプを製造し、抄紙や加工を経てトイレットペーパーなどの製品になる。使用後には古紙として回収・再利用できるものもあり、資源を循環させる仕組みも重要である。材料の性質だけでなく、原料の調達から製造、使用、廃棄・再利用までをサプライチェーン全体で考える必要があると理解した。
A.今回の講義では、セルロースと紙について学んだ。セルロースは植物の細胞壁を構成する主要成分であり、木材や植物繊維から得られる天然高分子であることを理解した。また、紙は木材から取り出したセルロース繊維を水中で分散させ、抄紙・乾燥などの工程を経て製造されることを学んだ。紙は古くから利用されている材料であるが、現在では印刷用紙だけでなく包装材や工業材料など幅広い用途で利用されていることも知った。身近な紙製品にも多くの工業技術が活用されていることを学ぶことができた。 発表では、「繊維から作る工業製品に使われる無機材料について調べてみましょう」というテーマについて調査した。班では不織布を題材に取り上げ、ポリプロピレン繊維を石油由来の原料から製造する工程や、繊維を熱や圧力によって結合させることで布状に加工する方法について説明した。また、不織布はマスクや医療用品、フィルターなどに利用されており、用途に応じてさまざまな機能を持たせることができる材料であることを紹介した。 今回の講義を通して、紙や不織布は日常生活で当たり前に使われているが、その製造には材料の性質や加工技術が深く関わっていることを学んだ。特に天然素材であるセルロースと石油由来の高分子材料は、それぞれ異なる特徴を持ちながら用途に応じて使い分けられていることが印象に残った。今後は身近な製品を見る際にも、どのような材料が使われているのかという視点を持ちながら考えていきたいと感じた。
A.(1)身近な紙や衣類がどのような材料や技術によって作られているかを知っておくことは大事である。紙の主成分であるセルロースは植物由来の高分子であり、木材から作られるバージンパルプもその一例である。また、人類は約7万2千年前から衣服を着ていたことが衣ジラミのDNA解析によって推定されており、繊維は非常に古くから人類の生活を支えてきた。さらに、社会の発展には衣類だけでなく文字も重要であり、情報を記録し後世へ伝えるために利用されてきた。繊維には天然繊維、化学繊維、無機繊維があり、綿花は灰汁によるアルカリ処理で不純物を除去して利用されていた。このように、現在の衣料品や紙製品は化学技術と人類の歴史が積み重なって発展したものであり、その背景を理解することは材料や製品を扱う上で重要である。 (2) 工業製品として窓ガラスを選んだ。窓ガラスには、無機材料であるガラスが利用されており、その関連材料としてガラス繊維がある。ガラス繊維の主成分は二酸化ケイ素（SiO?）で、ガラスの骨格を形成する重要な成分である。ガラスは二酸化ケイ素に炭酸ナトリウムや炭酸カルシウムを加え、高温で溶融して製造される。炭酸ナトリウムは融点を下げて加工しやすくする役割を持ち、炭酸カルシウムは耐久性や耐水性を向上させる。製造されたガラスは板ガラスとして窓に利用されるほか、細い繊維状に加工することでガラス繊維となる。ガラス繊維は軽量で高強度、耐熱性や電気絶縁性にも優れているため、断熱材や複合材料の補強材など幅広い用途で利用されている。このように、無機材料は私たちの身近な製品を支える重要な材料である。 (3) 化学繊維と天然繊維の用途について調査した。天然繊維には綿、麻、羊毛、絹などがあ り、吸湿性や通気性、肌触りの良さに優れるため、衣類や寝具、タオルなどの日用品に広く利用されている。特に綿は汗を吸収しやすく、夏用衣料としても人気が高い。一方、化学繊維にはポリエステル、ナイロン、アクリルなどがあり、高い強度や耐久性、速乾性を持つため、スポーツウェアやアウトドア用品、自動車内装材、産業用ロープなどに用いられている。近年では、天然繊維の快適性と化学繊維の機能性を組み合わせた混紡製品が普及しており、用途に応じて両者の特徴を活用する技術が発展している。
A.①講義では、紙やパルプ、繊維産業が私たちの生活を支える重要な基盤産業であることを学んだ。トイレットペーパーは木材から作られるパルプを原料として製造され、森林資源やリサイクル資源を有効活用することで安定供給が維持されていることを理解した。また、紙製品は製造から流通、消費、回収、再資源化まで多くの工程を経ており、サプライチェーン全体で資源循環が行われていることを学んだ。 ②発表では、紙に関わるサプライチェーンや、ガラス繊維、カーボンファイバーなどの繊維材料について説明した。紙は森林から得られる木材をパルプ化し、製紙工場で加工された後、物流を経て消費者へ届けられることを紹介した。また、ガラス繊維は光ファイバーや断熱材、カーボンファイバーは航空機や自動車、スポーツ用品などの軽量・高強度材料として利用されていることを学んだ。さらに、リサイクルによって資源を有効利用することが環境保全につながることを理解した。 ③復習では、紙の製造工程やサプライチェーンについて整理するとともに、古紙のリサイクルや森林資源の持続的な利用について確認した。また、ガラス繊維やカーボンファイバーの特徴と用途を調べ、それぞれの材料が産業や社会を支える重要な役割を果たしていることを理解した。さらに、紙や繊維製品の安定供給には資源管理やリサイクルが不可欠であり、循環型社会の実現に向けて資源を大切に利用することの重要性を学ぶことができた。
A.?本講義では、工業製品の基盤となる材料の種類と変遷、および繊維・複合材料の重要性について学んだ。すべての工業製品はサプライチェーンを遡ると天然資源に行き着く。技術者は安全な製品供給のため5M（人・機械・材料・方法・測定）等を意識する必要がある。材料は金属・非金属（セラミックス・高分子・複合材料）に分類され、産業革命以降、多様な合成材料や複合材料へと発展してきた。 特に繊維分野では、セルロースやタンパク質などの天然繊維から、ナイロン・炭素繊維といった合成・無機繊維まで多様化している。歴史的にも綿布（キャラコ）の輸入が産業革命の引き金となるなど、繊維材料の開発・流通は社会や文明の発展に大きく貢献してきた。 ?「線維から作る工業製品に使われる無機材料について調べてみましょう」という演題に対して、グループ(6/8)の梅澤耀さん、近藤果音さん、渡邉龍之介さん、丸川春太さん共に議論した。私は、調査を行った。私たちの班では不織布マスクに関して取り上げた。不織布マスクは石油由来ポリプロピレンを原料とし、電気化学工業で得られる触媒や酸・アルカリ工業で製造される添加剤を用いて繊維化される。繊維はランダムに絡み合った不織布構造となり、静電気処理で捕集効率を高めている。課題は廃棄量増加とマイクロプラスチック化である。これに対し、研究開発部門は生分解性ポリマーや多層構造設計による高効率・低環境負荷マスクの開発を進め、材料設計から性能評価まで統合的に取り組む必要がある。 ?本講義を通じ、あらゆる製品の根底には天然資源と材料技術が存在し、特に繊維や複合材料の進化が産業構造や歴史を大きく動かしてきたことを学んだ。また、技術者として5Mを意識し、材料特性を活かした設計と品質管理を行う重要性についても理解を深めた。 この学びを発展させると、現代のモノづくりにおいては「機能性や強度の追求」だけでなく、「資源の持続可能性と循環性」を兼ね備えた材料開発が不可欠だと感じる。 例えば、炭素繊維や複合材料による軽量化でエネルギー効率を高める技術に加え、環境負荷の少ないバイオマス由来の合成繊維や、使用後に分離・再利用が容易な新素材の開発が求められる。単に利便性を高めるだけでなく、製品のライフサイクル全体を見据えて材料を選定・創出する「環境調和型マテリアルデザイン」の視点を持って技術開発に臨む姿勢が必要である。
A.【講義の再話】 人類の文明は、衣服と文字の誕生で大きく進歩した。紙の主成分であるセルロースは、綿花や木材から薬品で抽出される。先人たちは織物を漂白するためにアルカリの灰汁を使い、やがて強度の高い化学繊維や、現代のネット社会を支える光ファイバー、炭素繊維へと技術を応用した。植物の恵みから始まった知恵が、情報と衣服のインフラへと繋がっているのがわかる。 【発表の 要旨】 私たちのグループでは、繊維から作る工業製品として「窓ガラス」を選び、ガラス繊維の特性やガラスの製造プロセス、サプライチェーンについて議論した。 ガラスの主成分は骨格を形成する二酸化ケイ素（SiO?）であり、ガラス繊維は軽量、高強度、耐熱性、絶縁性といった優れた特徴を持つ。製造時は、（SiO?）に炭酸ナトリウム（Na?CO?）や炭酸カルシウム（CaCO?）を加え、高温で溶融して板状に成形する。特にCaCO?を加えることで、融点を下げて加工しやすくすると同時に、製品に高い耐久性と耐水性を与えることができる。このように、無機化合物の配合比率をその材料がもつ機能を考慮しながら調整することで機能的なガラス製品が安定供給されていると結論づけた。 【復習の内容】 二酸化ケイ素に炭酸塩等を加えて融点を下げ、耐熱性や強度を調整するガラス製造は無機材料化学の代表例である。主成分の配合比率を精密に制御することで、建材用窓ガラスから高強度のガラス繊維まで多様な物性を創出できる。材料の化学組成を最適化する技術が、現代の多様な産業資材を支えていると結論づけた。
A.①講義の再話 繊維および紙材料は生活や産業を支える基幹材料である。紙はグルコースをモノマーとするセルロースを主成分とし、人類は衣類と文字（紙）を獲得したことで文明を発展させてきた。繊維材料は、綿花等の天然繊維、ポリエチレン等の合成繊維、さらに炭素繊維や高屈折率ガラス、光ファイバー、天然鉱物のアスベストといった無機繊維に大別される。特に炭素繊維は軽量・高強度な無機機能材料として注目されており、石油精製や石炭乾留から得られるピッチ等の原料精製プロセスや高度な加工技術を経て製品化されているのである。 ②発表の要旨 演題「繊維から作る工業製品使われる無機材料について調べてみよう」、グループ名「たんそ」、共著者（神山結菜、地主葵、齋藤考裕、石井響）、私の役割「Writing - original draft」。本発表では、ピッチ系炭素繊維の製造プロセスとサプライチェーンについて議論を行った。石炭の乾留過程で発生する炭ピッチから精製・メソフェーズ化を経てメソフェーズピッチを生成し、紡糸することでピッチ繊維が完成する工程を整理した。グループ内では、軽量性と高強度・高剛性を活かした航空機や自動車等への展開とともに、生産設備に鉄鋼や石炭化学工業が深く関与している点について考察を深めた。 ③復習の内容 復習として「炭素繊維の用途と自己診断機能の提案」および「紙のサプライチェーン」について取り組んだ。ピッチ系炭素繊維複合材料は優れた機械的特性を持つ一方、製造コストや内部損傷の検知難度が課題となるため、導電性ナノ材料コーティングによる抵抗変化検知機能（自己診断機能）の付与が有効であると理解した。また、製紙工程では木材からセルロースを抽出する蒸解や漂白処理に水酸化ナトリウム等の無機化学薬品が使用されており、酸・アルカリ工業や食塩電解技術が紙の供給網を根本から支えていることを学んだ。
A.
A.今回の講義では、紙や繊維について学んだ。これまでは鉄やアルミ、セラミックなどについて学んできたが今回は紙や繊維などの非常に軽く脆い材料について学んだ。紙は木から作るが、これも大量生産するにあたって様々な技術発展があった。衣料も繊維でできていて、尚且つ大量に生産したいため発展したのが機織り機である。これがなかった時代は全て手編みで行っていたため、非常に効率が悪くとても多くの時間を要した。それが機織り機の発展により解消された。主に有名なのは富岡製糸場である。
A. 今回の講義では、紙や繊維の原料と製造方法について学んだ。紙は木材から作られるパルプを原料としており、蒸解や洗浄、漂白などの工程を経て作られている。また、繊維には綿や羊毛などの天然繊維だけでなく、レーヨンやポリエステルなどの化学繊維もあることを学んだ。紙や繊維は衣服や本だけでなく、トイレットペーパーなど身近な製品にも使われ、生活を支えていることが分かった。 私たちのグループでは「再生紙」をテーマに話し合った。古紙を回収し、異物を取り除いた後に水や薬品を使って繊維に戻し、インクを取り除く脱墨や洗浄、漂白などを行うことで、再び紙の原料として利用できることをまとめた。また、新聞紙や教科書など、使い終わった紙も回収することで再生紙として利用できることが分かった。紙を捨てずに資源として繰り返し使うことが大切だと考えた。 紙の製造と古紙の再利用について復習した。木材から作るクラフトパルプは、木材をチップにして薬品で蒸解し、洗浄や漂白を行って作られることが分かった。一方で、古紙を利用すれば新しい木材の使用量を減らすことができ、トイレットペーパーなどの製品に再利用できる。紙は毎日の生活で多く使うものなので、必要以上に使わず、使い終わった紙をきちんと分別することが大切だと感じた。
A. 今回の講義では、紙や繊維、ガラスなどの工業製品に用いられる材料について学んだ。紙の主成分であるセルロースは植物由来の多糖類であり、利用にはリグニンなどを除去する精製工程が必要であることを理解した。また、サトウキビなどの植物資源は再生可能で、環境負荷の低減や資源の有効利用につながることを学んだ。さらに、人類の衣服や文字の発展、手工業から機械工業への移行が産業発展の基盤となったことを理解した。加えて、アルカリの工業利用や、耐熱性・絶縁性に優れる一方で健康被害から使用が制限されているアスベストについても学んだ。 ワークショップでは、繊維から作る工業製品に使われる無機材料として窓ガラスを調査した。窓ガラスは二酸化ケイ素を主成分とし、炭酸ナトリウムや炭酸カルシウムを加えて高温で溶融・成形して製造される。炭酸ナトリウムは加工性を高め、炭酸カルシウムは耐久性や耐水性を向上させる役割を持つ。ガラスは透明性や強度、絶縁性に優れ、建築材料として広く利用されていることを学び、無機材料の特性と工業への活用について理解を深めることができた。 今回の講義では、紙やガラスなどの工業材料について学んだ。セルロースは植物由来の多糖類で、精製にはアルカリ処理や漂白などが必要であり、植物資源は再生可能な原料として化学工業で重要な役割を果たしていることを理解した。また、人類と材料・産業の発展やアスベストの特徴と危険性についても学んだ。ワークショップでは窓ガラスを調査し、二酸化ケイ素を主成分とし、炭酸ナトリウムや炭酸カルシウムを加えて製造されることや、優れた特性から建築材料として広く利用されていることを学んだ。
A.①講義では紙の主成分はセルロース ((C6H10O5)n) であり、その主な製法としてクラフトパルプ法が挙げられる。原料となるグルコースは、コストの高いサトウキビではなく、発酵により安価に得られるデンプン（ジャガイモなど）から作られる。また、絶縁紙にはポリエチレンのような油を弾く素材ではなく、油がしっかりと染み込む木状の紙が適任とされる。 人類が衣服を着用し始めた時期は約7～17万年前とされ、ミトコンドリアの分析等に関連して見出されている。木と文字の間には深い関係があり、人間の記憶の限界や言葉の揮発性を補う「記録」の必要性が文明の発展をもたらした。 繊維については、天然・化学繊維をそのまま利用することは難しく、無機繊維であるFRPや、通信分野で屈折率を利用する光ファイバー・グラスファイバーなどが活用される。さらに、トイレットペーパーや新聞紙はセルロースと水酸化ナトリウムからなり、木から直接製造されたものはバージンパルプと呼ばれる。 ②ワークショップでは繊維から作る工業製品に用いられる無機材料は、それぞれの材料特性や用途に応じて多様な分野で重要な役割を果たしている。 まず、炭素系材料であるカーボンは、その特性を活かし、航空宇宙分野や輸送機器をはじめとする最先端の領域で広く用いられている。次に、ガラス・珪酸塩系材料は、エレクトロニクス関連機器、プリント基板、さらには各種の自動車部品といった幅広い工業製品の製造に欠かせない基盤素材として利用されている。 また、セラミックス材料も高度な用途で活用されており、具体的にはシリカ・アルミナ繊維が工業炉における炉内の耐火ライニング材として使用されている。さらに、炭化ケイ素（SiC）繊維は、極めて過酷な環境に耐えることが求められる次世代航空機エンジンのタービンブレードなどに適用されている。 このように、繊維から作られる無機材料は、それぞれの優れた物性を発揮しながら、多岐にわたる産業や工業製品の発展を支えている。 ③ガラス繊維とインターネットについて調べた。ガラス繊維は、石英などを主成分とするガラスを細い繊維状に加工した材料であり、現在のインターネットを支える光ファイバー通信に欠かせない存在である。光ファイバーは、中心部のコアとその周囲のクラッドから構成され、屈折率の差を利用した全反射によって光を内部に閉じ込めながら長距離を伝送する。このため、電気信号を用いる金属ケーブルと比べて通信速度が非常に速く、大容量の情報を損失が少ない状態で送ることができる。また、電磁波の影響を受けにくく、外部からのノイズによる通信障害が起こりにくいという利点もある。インターネットでは、文字や音声、画像、動画などの情報を光信号へ変換し、光ファイバーを通して高速に送受信している。その結果、高画質動画の配信やオンライン会議、クラウドサービスなどが快適に利用できるようになった。さらに、光ファイバーは海底ケーブルにも利用されており、大陸間の通信を支える重要なインフラとなっている。このように、ガラス繊維は高速・大容量・高品質な通信を実現する基盤技術として、現代の情報社会やインターネットの発展に大きく貢献している。
A.① 今回の講義では、繊維の種類と歴史について学んだ。紙の主成分であるセルロースは多数のグルコースが結合した高分子であり、自然界に広く存在している。また、人類は古くから衣服を作るために繊維を利用しており、麻や羊毛などの天然繊維が使われてきた。 さらに、炭素繊維やガラス繊維などの高機能繊維について学び、軽量で強度が高いことから航空機やスポーツ用品などに利用されていることを理解した。また、光ファイバーはガラスの屈折率と全反射を利用して情報通信を行う重要な材料であることを学んだ。 ② セルロースをはじめとする天然繊維や、炭素繊維・ガラス繊維などの人工繊維について発表した。また、繊維が衣服だけでなく、断熱材や情報通信分野にも利用されていることを紹介し、光ファイバーの仕組みと役割について説明した。 ③ 繊維は衣服の材料としてだけでなく、産業や情報通信を支える重要な材料であることを再確認した。特に炭素繊維の高強度・軽量性や、光ファイバーによる高速通信技術は、現代社会に欠かせない技術であると理解した。
A.①講義の再話 講義では、「トイレットペーパーがなくなったら？ ― パルプ・紙・繊維 ― JIS P（パルプ・紙）／JIS L（繊維）」を題材に、紙製品がどのような無機材料と工業分野によって支えられているかを学んだ。紙のサプライチェーンは、まず木材チップを水酸化ナトリウムや硫化ナトリウムで蒸解し、リグニンを除去してパルプを得る工程から始まる。漂白には塩素、二酸化塩素、次亜塩素酸ナトリウムなどの無機薬品が使われる。続く抄紙工程では、炭酸カルシウム、タルク、カオリンなどの鉱物が充填剤として添加され、紙の白さ・不透明度・平滑性を高める。また、硫酸アルミニウムがインクの滲みを防ぐ定着剤として利用される。これらの薬品や鉱物は、酸・アルカリ工業、電気化学工業、窯業、非鉄金属工業、鉄鋼業といった複数の産業によって供給されており、紙は多分野の工業が連携して初めて成立する複合材料であることを理解した。 ②発表の要旨 発表では、紙製品が単なる「木から作る素材」ではなく、無機化学・鉱物資源・金属工業が深く関わる総合工業製品であることを強調した。蒸解・漂白に使われる水酸化ナトリウムや塩素は、食塩水の電気分解によって生産されるため、紙の製造は電気化学工業と密接に結びついている。また、炭酸カルシウムやカオリンなどの鉱物は窯業の領域で採掘・精製され、紙の品質を左右する重要な材料となっている。さらに、硫酸アルミニウムは非鉄金属工業の副産物として供給され、紙のサイジングに不可欠である。紙のサプライチェーンは多様な工業分野の協働によって成立しており、トイレットペーパーのような身近な製品も高度な産業基盤の上に成り立っていることを示した。 ③復習の内容 復習では、紙の製造工程を「パルプ化 → 漂白 → 抄紙 → 機能付与」という流れで整理し、それぞれの段階で使われる無機材料の役割を確認した。特に、水酸化ナトリウム・塩素・次亜塩素酸ナトリウムなどの薬品が酸・アルカリ工業と電気化学工業によって供給されている点、炭酸カルシウムやカオリンが窯業の重要な製品である点を理解した。また、非鉄金属工業が硫酸アルミニウムを供給し、鉄鋼業の副産物が一部の薬品製造に関わるなど、紙が多分野の工業の結節点であることを再確認した。総じて、紙は「木材＋無機材料＋複数工業の連携」によって成立する複合的な産業製品であり、日常生活を支える重要な素材であると理解した。
A.(1)紙はセルロースから出来ている。セルロースはグルコースが連なっている。グルコースは木材や植物から抽出して得られる。光ファイバーは、主に高純度のガラスを用いて作製される。まず、化学気相成長法（CVD）などによりプリフォームと呼ばれる棒状の母材を作る。このとき、屈折率の異なるコアとクラッドの構造を形成する。次に、このプリフォームを高温で加熱して軟化させ、細く引き伸ばすことで直径数十～百マイクロメートル程度の細い繊維にする。その後、表面を保護するために樹脂でコーティングし、光ファイバーとして完成する。トイレットペーパーは、木材チップなどからパルプを作り、水と混ぜて薄い紙状に抄紙することで製造される。乾燥後、エンボス加工で柔らかさを付与し、巻き取り・裁断してロール状に仕上げる。 (2)服の作り方について調べた。石油から化学繊維（ナイロン、ポリウレタン、ポリエステル、アクリル）を作り、生地にして、服になる。 (3)ガラス繊維について調べた。ガラス繊維とは、ガラスを高温で溶かして細い繊維状にした材料である。軽量で強度が高く、耐熱性や耐腐食性、電気絶縁性に優れるため、断熱材や強化プラスチック（FRP）、電子機器などに広く利用されている。
A.第9回の講義では、糖の製造と繊維材料の発展について学んだ。サトウキビからショ糖を精製する炭酸化法では、不純物を除去して純度の高い砂糖を製造することを理解した。また、衣服に用いられる繊維は天然繊維から化学繊維、合成繊維へと発展してきたことを学んだ。さらに、無機材料を利用したガラス繊維や炭素繊維は、高い強度や耐熱性を持つことから、建築材料や航空機、電子機器など幅広い分野で利用されていることを理解した。二酸化ケイ素を主成分とする光ファイバーもガラス繊維の一種であり、現代の情報通信を支える重要な材料であることを学んだ。 グループでは、ガラス繊維について調べた。ガラス繊維は二酸化ケイ素、酸化カルシウム、酸化アルミニウムなどを原料とし、高温で溶融したガラスを細い繊維状に加工して製造されることを学んだ。また、軽量で高強度、耐熱性や耐食性、電気絶縁性に優れているため、FRPの補強材や建築材料、電子機器、風力発電設備など幅広い分野で利用されていることを理解した。私はガラス繊維の特徴や用途を整理し、製造工程とサプライチェーンが分かりやすく伝わるよう発表内容をまとめた。 授業後は、ガラス繊維とアスベストの違い、そして光ファイバーについて復習した。アスベストは耐熱性や断熱性に優れていたが、健康被害が明らかになったため現在では使用が制限され、安全性の高いガラス繊維が代替材料として広く利用されていることを学んだ。また、光ファイバーは高純度のシリカガラスで作られ、直径約125μmという細さでありながら、光をほとんど損失なく伝えることができる。高速・大容量通信を実現する光ファイバーは、インターネットやクラウドサービス、動画配信など現代社会に欠かせない通信インフラを支える重要な材料であることを理解した。
A.① 講義の再話 今回の講義では、紙や繊維材料の原料と、その歴史や工業への応用について学んだ。紙の主成分はセルロースであり、木材などの植物から得られる天然高分子であることを学んだ。また、紙は古くから文字を記録するために用いられ、人類の知識や文化を後世へ伝える重要な役割を果たしてきた。一方、衣類は人が身を守るためだけでなく、文明の発展を象徴する存在でもあり、「文明とは服を着ること」という考え方についても紹介された。さらに、近年では炭素繊維強化炭素（C/C複合材料）のような高性能材料が開発されており、軽量で高強度、耐熱性にも優れることから、航空宇宙分野やブレーキ部品などの過酷な環境で利用されていることを学んだ。天然素材から最先端材料まで、材料技術が社会の発展を支えていることを理解した。 ② 発表の要旨 私は、不織布マスクについて発表した。不織布マスクの主材料はポリプロピレンであり、その原料は原油である。サプライチェーンをたどると、まず原油を精製してナフサを得て、さらにナフサからプロピレンを製造する。その後、プロピレンを重合してポリプロピレンを作り、不織布へ加工した後、マスクとして製品化される。ポリプロピレンは軽量で耐久性があり、加工しやすいだけでなく、細い繊維を作ることができるため、優れたろ過性能を持つ不織布マスクの材料として広く利用されていることを説明した。 ③ 復習 今回の講義を通して、紙や衣類など身近な製品にも材料工学や化学の知識が深く関わっていることを学んだ。紙の主成分であるセルロースは再生可能な天然資源であり、一方で炭素繊維強化炭素のような先端材料は、高い性能が求められる分野で活躍していることが印象に残った。また、不織布マスクは原油から多くの工程を経て製造されており、サプライチェーンによって私たちの生活に欠かせない製品が供給されていることを改めて理解した。今後は材料の特性だけでなく、原料から製品になるまでの流れも意識しながら学習を深めていきたい。
A.「9.トイレットペーパーがなくなったら？－パルプ、紙、繊維―」について、（１）紙の原料であるセルロースは、グルコースをもとにつくられる。いかなる工業製品も サプライチェーンをさかのぼってゆけば、最後は地球上の資源にたどり着く。どこかの鉱山で掘られた石か、農業あるいは狩猟採取によって殺した生き物か、そんな天然資源から工業原料は出発する。化学工業で生産される工業製品は、計数できる物体ではなく、計量できる物質である。技術者は、５Ｍを意識し、安全な製品を設計し、市場に供給しなければならない。製品の源になる 固体を材料と言う。材料は、その材質の違いにより金属材料と非金属材料に分類される。狭い意味で、材料といったとき、常温常圧で固体の状態の物質を指すことがある。純物質としての金属は、柔らかすぎるので、混合物の合金が使われる。機能性材料と建築材料がある。機能性材料には、良導体、絶縁材料、誘電材料、磁性材料、半導体材料などがある。 （２）発表要旨について、繊維から作る工業製品使われる無機材料について調べてみましょうであり、グループ名は無記名、グループに属した人は高井真叶、茂庭彰士、中川雅貴、山岸寮馬、大屋健太郎、越須賀太陽であった。役割としては、概念化・調査を行った。スポーツウェアはポリアミドから作られる。石油などの原料から、汗を急速に吸い上げる特殊な断面を持つポリエステルや、高い伸縮性を生むポリウレタンなどの高機能繊維を化学的に合成し、これらをスポーツに適した密度で生地へと編み立て、カットされた生地の組み立てに、高圧熱プレス機が使われ、糸を一切使わず、専用の接着テープと超高圧の熱によって生地同士を完全に溶着させることで、段差のないタフな構造を作る。 （３）紙にまつわるサプライチェーンでは、このサプライチェーンで、私たちは「衛生（ティッシュ）」「情報（新聞）」「物流（段ボール）」「都市インフラ（トイレットペーパーと下水）」を、資源を無駄にすることなく、安価かつ安定して享受できている。 また、蒸解はチップを巨大な釜に入れ、薬品と一緒に高温高圧で煮込み、リグニンを溶かして繊維だけを取り出す工程で、このとき使われる薬品の主成分は、強力なアルカリ性化合物である水酸化ナトリウムと硫化ナトリウムで、これらは、食塩水を電気分解して作られるソーダ工業の代表的なアルカリ製品である。そして、漂白は茶色い色素や不純物を化学反応で分解・除去し、真っ白なパルプにする工程で、漂白には、ソーダ工業で水酸化ナトリウムを作る際に同時に発生する塩素や、そこから誘導される二酸化塩素、次亜塩素酸ナトリウムなどが使われ、また、ｐH調整や別の漂白プロセスでは硫酸などの強酸も使われている。 カーボンファイバーとＦＲＰでは、ボーイング787は機体重量の約50%以上にカーボンファイバーが使われていることにより、カーボンファイバーは、鉄と比べて重さは4分の1、強さは10倍、アルミニウムと比べても大幅に軽量なので、機体が軽くなったことで、従来の同型機に比べて燃費が約20%も向上した。これにより、一回の燃料補給でより遠くまで飛べるようになり、航空会社の運航コスト削減と二酸化炭素の排出量削減に大きく貢献している。また、従来のアルミ製の機体は、水分による腐食を防ぐため、機内の湿度を10%以下というカラカラの状態に保つ必要があったが、カーボンファイバーは一切錆びないため、機内の湿度を約20～25%まで高く保つことが可能になり、また、気圧も地上に近づけることができるようになり、乗客の頭痛や疲労感を軽減することができるようになった。 ガラス繊維とインターネットでは、アスベストは天然の鉱物繊維。耐熱・耐薬品性、電気絶縁性に極めて優れ、かつ安価だが、極めて細く鋭いため吸入すると健康被害（肺がん等）を引き起こしてしまう。また、かつては建材や自動車のブレーキパッド等に大量使用されていた。ガラス繊維はガラスを人工的に引き伸ばした繊維で、アスベストと同等の耐熱・絶縁性を持ちながら、繊維が太いため体内に吸入されにくく安全性が高い。また、建材の断熱材、FRPの補強材、プリント基板など、アスベストの代替品としても広く普及している。光ファイバーにに求められる材料物性は、高い透明度、屈折率の制御、高強度などが求められる。寸法はコアは9?で、クラッドは125?である。またそれは、現代のインターネット社会を支えている。電気信号に比べて圧倒的な「大容量」と「超高速」のデータを、数千キロ離れた海底や陸上へ劣化なく一瞬で伝送でき、私たちが日々利用するクラウドサービス、動画配信、SNS、5G通信などの膨大なデータ通信は、地球規模で張り巡らされたこのガラスの超極細繊維が成り立たせている。
A.(1)パルプ・紙・繊維の分野は、天然資源から加工技術を経て文明を支える工業製品へと発展してきた。繊維は植物性・動物性・鉱物性の天然繊維と、合成・再生繊維からなる化学繊維に分類され、メソポタミアの羊毛やインダスの木綿など各文明の発展と結びついてきた。特にインド産綿布の流入は英国の技術革新を促し、産業革命の一因となった。日本では旧米沢高等工業学校で開発された人絹が化学工業の勃興を象徴する。紙は中国で発明され、活字印刷や抄紙機の発展により情報伝達を加速させた。製紙は木材チップを薬品で処理するクラフトパルプなどを原料とし、叩解・抄紙という工程を経て製造される。紙は電子媒体と異なりエネルギー不要で長期保存や改竄防止に優れる一方、オイルショック時のトイレットペーパー騒動のように、供給が社会不安に直結する側面も持つ。 (2)ガラス繊維断熱材のサプライチェーンは、珪砂や石灰石、ソーダ工業由来の炭酸ナトリウムといった無機原料まで遡ることができ、窯業やソーダ工業と密接に関連している。中流工程では、これらの原料を約1500℃で溶融・繊維化するという窯業の高温加熱技術が用いられる。下流では、繊維を熱や接着剤で結合させた不織布へと加工され、ランダムな絡み合いによる等方的な強度を持つ断熱材やFRP製品として利用される。しかし、この製造工程は多大なエネルギー消費とCO2排出を伴うことが大きな課題となっている。この解決に向け、素材開発部門では低融点ガラス組成の開発、生産技術部門では電気溶融炉と再生可能エネルギーの導入、製品設計部門では繊維径を均一に制御した高性能薄型断熱材の開発が、それぞれの立場から提案されている。 (3)エネルギープラントの本質は、太陽という一次エネルギー源をいかに変換・輸送・制御するかという物理的課題にある。地表に届くエネルギーは太陽定数の4分の1にすぎず、化石燃料はその太陽エネルギーがごく僅かな割合で長期間かけて蓄積されたものにすぎない。この限られたエネルギーを電力として届けるため、送電では電圧変換が容易な交流方式が採用され、鉄を芯に持ちアルミニウムを外側に配した電線設計により、強度と軽量性、抵抗率のバランスが図られている。固体は化学結合の種類により導体・半導体・絶縁体に分類され、それぞれが送電インフラの機能を分担している。一方、脱炭素化の進展はスマートグリッドやV2Hといった技術革新をもたらす一方、2040年に予測されるソーラーパネルの大量廃棄のように、新たな環境負荷を生み出す点は看過できない課題である。
A.【講義の再話】 講義では、トイレットペーパーをはじめとする紙や繊維製品がどのような原料や技術によって作られているのかを学んだ。紙の主な原料はセルロースであり、木材から取り出される。木材にはセルロースだけでなくリグニンも含まれているため、紙を作るためにはリグニンを溶出させる工程が必要である。その後、洗浄などの工程を経て不純物を取り除くことで、白く丈夫な紙が作られることを理解した。また、繊維については天然繊維と化学繊維があり、それぞれ異なる性質を持つことを学んだ。例えば、ポリエチレンは疎水性であるため吸水性が低いが、分子中に親水基を持つ材料では水を取り込みやすく、吸水性が高くなる。さらに、衣服の年代を調べる方法として、昔の衣類に付着したシラミなどの生物的な情報から時代を推定する研究があることも知り、繊維が歴史研究にも関わっていることを学んだ。 【発表の要旨】 私たちのグループでは、繊維から作られる工業製品に使用される無機材料について調べた。繊維製品は主に有機材料から作られるが、製造設備や高機能材料には無機材料も重要な役割を果たしている。例えば、炭素材料は軽量で強度が高いため、航空宇宙分野の部材として利用されている。また、セラミックスは耐熱性に優れているため、窯業における高温の窯や加熱設備などに使用されていることが分かった。このように、繊維産業は繊維そのものだけでなく、さまざまな材料技術によって支えられているという結論に至った。 【復習の内容】 復習では、紙や繊維の製造工程と材料の性質についてさらに調べた。紙の製造では、木材からセルロースを取り出すためにリグニンを除去することが重要であり、この工程によって紙の品質が大きく変化することを理解した。また、繊維材料では分子構造によって水との親和性が変わり、製品の用途に合わせた材料設計が行われていることが分かった。吸水性の高い衣類や、逆に水を弾く衣類などは、材料の化学的性質を利用して作られている。さらに、炭素材料やセラミックスのような無機材料が繊維産業を含む多くの工業分野を支えていることを学び、身近な製品も多様な材料技術の組み合わせによって成り立っていると感じた。
A.① 講義の再話 今回の講義では、パルプや紙、繊維について学び、私たちの身近な製品に利用されているさまざまな繊維材料について理解を深めた。特に、ガラス繊維やカーボンファイバー、セラミック繊維などの無機繊維は、植物由来の天然繊維とは異なる特徴を持ち、建築材料や工業材料として幅広く利用されていることを学んだ。ガラス繊維はガラスを細い繊維状に加工した材料で、軽量で強度が高く、耐熱性や耐食性、電気絶縁性にも優れているため、建築資材や自動車、船舶、風力発電設備など多くの分野で活用されている。また、紙やパルプの製造やリサイクルについても学び、限りある資源を有効利用することの重要性について理解した。 ② 発表の要旨 グループワークでは、「ガラス繊維」について調べて発表を行った。ガラス繊維はガラスを高温で溶かし、細い繊維状に加工して作られる材料であり、軽量でありながら高い強度を持つことを学んだ。また、耐熱性や耐薬品性、電気を通しにくい性質を持つため、建築資材や工業製品、電子機器など幅広い用途で利用されていることをまとめた。さらに、樹脂と組み合わせたガラス繊維強化プラスチック（FRP）は、自動車や航空機、船舶などにも使用されており、現代のものづくりに欠かせない材料であることを発表した。 ③ 復習の内容 今回の講義を通して、ガラス繊維は軽量で高強度という優れた特徴を持ち、多くの産業を支える重要な材料であることを理解した。また、無機繊維にはガラス繊維以外にもカーボンファイバーやセラミック繊維などがあり、それぞれ異なる特徴を生かして利用されていることを学んだ。今後は紙や繊維製品を使用する際にも、材料の特徴や製造方法、リサイクルの重要性を意識し、資源を大切に利用する視点を持ちながら学習を進めていきたい。
A.①まず本講義では、パルプ・紙・繊維産業の発展と、それらが社会や文明の形成に果たしてきた役割について学んだ。繊維産業については、植物・動物・鉱物を原料とする天然繊維と、化学的に製造される合成繊維・再生繊維が存在し、これらが各地域の気候や文化的背景に応じて発展してきたことを理解した。さらに、歴史的な展開として、インド産の綿布がヨーロッパへ広まったことが繊維産業の発展を大きく促し、結果として産業革命の重要な要因の一つとなったことを学んだ。また、日本においても人絹の開発が化学工業の発展を後押しし、繊維産業の成長に大きく寄与したことを確認した。次に紙産業については、紙が中国で発明された後、活字印刷技術や抄紙技術の発達とともに、情報伝達や文化の発展を支える基盤となってきたことを理解した。さらに現代の製紙工程では、木材チップを原料としたクラフトパルプが用いられ、薬品処理、叩解、抄紙といった一連の工程を経て紙が製造されていることを学んだ。加えて、紙は電子媒体と異なり電力を必要とせず長期保存が可能であるという利点を持つ一方で、生活必需品であるため供給不足が社会に大きな影響を及ぼすという側面もあることを理解した。 ②スポーツウェアはポリアミニドから作られる。そのうえで圧力をかけるなど幾つもの工程が多くある。 ③復習では、エネルギープラントの基本的な仕組みや、電力を効率よく供給するための技術について改めて整理した。まず、私たちが日常的に利用しているエネルギーの多くは太陽エネルギーに由来しており、石油や石炭などの化石燃料も、太古の植物などが長い年月をかけて蓄積した太陽エネルギーであることを理解した。そのため、エネルギー資源には限りがあり、効率的に利用することが重要であると感じた。また、発電した電力を遠くまで安定して送るためには交流送電方式が採用されており、変圧器によって電圧を昇降圧することで送電時のエネルギー損失を抑えていることを学んだ。送電線には鉄を芯材とし、その周囲をアルミニウムで覆った構造が多く採用されており、鉄の強度とアルミニウムの軽量性・導電性を組み合わせることで、安全かつ効率的な送電が実現されていることを理解した。さらに、導体・半導体・絶縁体はそれぞれ異なる電気的性質を持ち、発電設備や送配電設備、電子機器などで適切に使い分けられていることも再確認した。
A.第9回の講義では、パルプ・紙・繊維産業について学んだ。トイレットペーパーや新聞紙などの紙製品は木材から作られるパルプを原料としており、製造には多くの水やエネルギーが必要であることを理解した。また、紙は生活に欠かせない製品であるだけでなく、リサイクルによって資源を有効活用できることも学んだ。さらに、天然繊維と化学繊維にはそれぞれ異なる特徴があり、用途に応じて使い分けられていることを知った。 発表では、紙や繊維は私たちの生活に欠かせない材料であり、資源を守るためにはリサイクルや森林資源の適切な管理が重要であることが説明された。また、日本産業規格（JIS P・JIS L）によって紙や繊維製品の品質や性能が定められ、安全で品質の高い製品が供給されていることを学んだ。 今回の講義を通して、普段何気なく使っているトイレットペーパーや衣類が、多くの資源と技術によって作られていることを改めて理解した。また、紙のリサイクルや森林資源の保全は環境を守るために重要であり、一人ひとりが資源を大切に使う意識を持つことが必要だと感じた。紙や繊維産業は生活を支える重要な産業であることを学ぶことができた。
A.本講義では、トイレットペーパーがなくなったら？というテーマで、パルプや紙、繊維について学んだ。中でも中心となるのがセルロースであり、これは植物の細胞壁を構成する主要な成分で、紙や繊維製品の原料として広く利用されている。普段何気なく使っているトイレットペーパーも、このセルロースを加工して作られており、その供給が止まると日常生活に大きな影響が出ることが想像できる。紙は単なる消耗品のように見えるが、その背景には資源の確保や加工技術があり、社会を支える重要な存在であると感じた。 発表では、繊維から作られる工業製品として不織布マスクを取り上げ、その材料や製造プロセスについて調べた。不織布マスクにはポリプロピレン繊維が使われており、その原料は石油である。石油からナフサが得られ、それを熱分解してプロピレンを生成し、さらに重合することでポリプロピレン樹脂が作られる。このように、一見すると紙や布のように見える製品でも、その背後には石油化学のプロセスが関わっていることが分かった。身近な製品が複雑な化学反応と工業技術によって支えられていることに気づき、改めてその重要性を実感した。 復習では、紙にまつわるサプライチェーンについて整理した。紙は原料となる木材の調達から始まり、パルプ化、製紙、流通、そして消費へと至る長い流れの中で私たちの手元に届く。この過程のどこか一つでも滞ると、トイレットペーパー不足のような問題が発生する可能性がある。実際に過去には需要の急増によって供給が追いつかない状況も見られた。このような事例から、安定した供給を支える仕組みの大切さを理解することができた。今回の学習を通して、紙という身近な存在の裏側にある資源や産業のつながりを意識するようになった。
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大学教育の質の保証・向上ならびに 電子化及びオープンアクセスの推進の観点から 学校教育法第百十三条に基づき、 教育研究活動の状況を公表しています。
第百十三条 大学は、教育研究の成果の普及及び活用の促進に資するため、その教育研究活動の状況を公表するものとする。
