理系の職種紹介vol.8　化学メーカーにおける素材開発の仕事

理系の仕事といっても職種は？仕事内容はどんなことをするの？求人募集を見ても、いまひとつ仕事内容のイメージがわかないことってありませんか？　理系の“仕事内容”にフォーカスを当て、実際にその仕事で活躍している先輩に詳しい内容を教えていただく「リケラボ 理系の職種紹介」シリーズ。

第8回目のテーマは『化学素材の開発職』です。

今回お話を聞かせていただいたのは、DIC株式会社。DICは印刷インキで世界トップシェアの化学メーカーです。有機顔料、合成樹脂など、幅広い分野についてもグローバルに事業展開を行っており、近年ではバイオ分野にも力を入れています。

取材に伺ったのは、千葉県佐倉市にある総合研究所。インタビューに応えてくださったのはR&D統括本部 アドバンストマテリアル開発センターの有田和郎さん（1994年入社）と、大津理人さん（2008年入社）です。

有田さんはこれまで世界初となるエレクトロニクス分野向けの新規エポキシ樹脂・硬化剤の新規素材開発に成功するなど、多数の受賞歴や特許取得、研究開発実績のあるシニアサイエンティストです。また、大津さんは有田さんの率いるチームでマネジャーとしてメンバーをまとめています。

総合研究所のR&D部門における素材開発の流れややりがい、どんな人に向いているか？について、それぞれの立場から仕事内容を教えていただきました。

数十年先を見据えた素材の研究に取り組む

R&D部門と技術部門の役割分担

──　化学素材の開発は、どのようなプロセスで進められるのでしょうか？

有田：DICの場合、新規化学素材の開発は、R&D部門と技術部門がそれぞれの役割を果たしながら進められます。私が現在所属するR&D部門は、10年もしくはそれよりもっと長いスパンで次世代材料の開発を行うための基礎研究を担っています。一方の技術部門は、より事業に直結した研究開発を行う部門です。お客様が「今欲しいもの」を形にするための改良や製造方法の開発を行います。

つまりひとくちに素材開発といっても、基礎研究を重視した長期的な開発と、今あるお客様のために行う短期的な開発の2つのパターンがあります。全体の流れとしては、まずR&D部門で要素技術を固め、次に技術部門に移管して商業生産に向けた開発を進める形になります。

──　有田さんの所属はR&D部門とのことですが、ご専門について教えてください。

有田：私自身は、熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂を専門に研究を行っています。樹脂には熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂があります。熱可塑性樹脂はペットボトルのフィルムのように、熱を加えるとやわらかくなったり溶けたりするものです。一方、熱硬化性樹脂は、熱を加えることで化学反応が進み、硬化して固い状態になります。一度硬化すると再び柔らかくなることはありません。たとえば、ホームセンターなどで見かけるA液とB液を混ぜて反応させて固まるタイプの接着剤は、この仕組みを応用した一例です。当社のエポキシ樹脂は、スマートフォン内部の基盤など、繊細さと高性能が求められる用途で特に使用されています。

現在の研究テーマ：リサイクルできない素材をリサイクル可能に！
エポキシ樹脂リサイクルへの挑戦！

──　具体的な研究テーマはどのように決めていくのでしょうか？　また、現在取り組まれているテーマについても教えてください。

有田：研究は１テーマあたり数年単位を目安に進めますが、会社がテーマを決定するケースもあれば、研究員がテーマを考え、会社に提案するケースもあります。

現在私が取り組んでいるのは「リサイクル可能な熱硬化性樹脂」の開発で、私が提案し始まったものです。

──　どのようなきっかけから生まれたテーマなのでしょうか？

有田：先ほども述べた通り、熱硬化性のエポキシ樹脂は、一度固まると元に戻りません。しかし、世界的な環境負荷の軽減やリサイクルへのニーズの高まりに対応すべく、チャレンジしたいと考えました。高速通信用の機器や、車のボディに使われていますので、リサイクルを可能にすることは喫緊の課題なのです。

──　とても難易度が高そうなテーマですが、具体的にどのような技術的アプローチが考えられるのでしょうか？

有田：熱硬化性樹脂のリサイクルには、大きく分けて「解体」と「再利用」の2つのアプローチが考えられます。

まず、「解体」の観点では、エポキシ樹脂で接着された部品を簡単に外せるようにする技術、たとえば、エポキシ樹脂を使用して固定された貴金属を効率よく取り出す方法です。実現すれば、部品の分解が容易になり、リサイクルの効率が大幅に向上する可能性があります。

もうひとつが、エポキシ樹脂そのものを再利用する方法の開発です。具体例としては、車のボディに使われるGFRP（ガラス繊維強化プラスチック）からカーボンナノファイバーを取り出すために、しみこませて固めているエポキシ樹脂を取り除くといった用途が考えられます。

エポキシは車以外にも色々な用途で使われているので、それぞれに合った機能を開発する必要があります。

参考）ＤＩＣ、易解体性エポキシ投入へ　車載電池のリユース容易に　2024年4月3日
https://chemicaldaily.com/archives/445422

──　用途が多用だと、技術の評価も難しそうですね。

有田：エポキシ（熱硬化性樹脂）は利用されている樹脂の中では２割程度ではありますが、その頑丈な特性から、高い信頼性が求められる製品に使われることが多く、長期間にわたって使用されるケースも少なくありません。つまり、技術を開発できても評価が定まるまでにも相当な時間が必要です。でも、それをリサイクル可能にするというのは、非常に意義のある事です。

──　化学素材リサイクルの重要性や技術開発の大切さがわかってきました。

有田：素材を元の成分に分解して再利用可能にすることを「ケミカルリサイクル」、完成した樹脂そのものを再利用することを「マテリアルリサイクル」と言います。私たちが目指しているのは後者です。ケミカルリサイクルは多量のCO₂を消費する一方、マテリアルリサイクルは、できるだけ素材そのものを再利用しようとする考え方で、我々はこれにこだわりを持って取り組んでいます。リサイクルの工程でも省エネでいきたいのです。

──　すばらしい心意気に感銘を受けます！

有田：数年前、新聞記事で、中古PCが電子ゴミとして野焼きされ、そこからレアメタルなどの貴金属を取り出しているという海外の現状を目にしました。日本ではPCリサイクルが進められていますが、世界的には焼却や廃棄が日常的に行われている地域も少なからず存在する。リサイクルを定着させるには、社会の仕組みを変えることが必要なのですね。そのためにも素材そのものを再利用しやすくする技術が必要だと痛感しました。我々が取り組んでいる熱硬化性樹脂は、リサイクルの難易度が高い分野ですが、イノベーションを起こせる素材を作りたいと、強く感じました。

私たち一企業だけですべてを変えることは難しいですが、少しでも環境負荷を軽減できる技術を生み出すことで、リサイクル推進の基盤を支えられればと考えています。

新規素材開発：研究の流れと日々の作業

──　仕事の具体的な流れを教えてください。

有田：新しいテーマに取り組む際は、まず文献調査や特許調査を行います。机上の調査だけでなく、大学をはじめとするアカデミアの第一人者の先生を訪問し、研究の進め方や内容について直接お話を伺うこともあります。今取り組んでいるエポキシ樹脂のリサイクルに関しても、アカデミアからすでにさまざまな報告がありますが、実用化を見据えると多くの課題が残っています。調査の終盤ではそれまでに集めた情報を総合し、どのようなものを作るべきかを構想します。構想が固まったら、仮説を立て、それを基に実験と検証を重ねていくという流れで研究を進めます。

──　シニアサイエンティストの有田さんと、チームマネジャーの大津さん、それぞれの役割は？

有田：私は研究テーマの全体を統括する立場にあり、市場が求めるものを生み出すための大きな方向性を考えています。最初に要素技術のコンセプトを策定し、自分の創意工夫だけでなく、チームメンバーのアイデアも取り入れながら仮説検証を行います。その後、メンバーに実験を担当してもらい、結果を基に次の方針を決めて指示を出します。また、社内だけでなく外部のエンドユーザーの要望を聞き、現状の要素技術で不足している部分を補うために、さらにコンセプトを見直す作業を繰り返します。

大津：私の担当するチームには新人研究員もおり、彼らに装置の使い方など基本的なことから教え、徐々にテーマに関連する実験を進めてもらいます。当社の実験は時間を要するものが多いため、出社後まず実験をセットし、その間に他の業務を進めるという流れで1日が進んでいきます。基礎技術がある程度完成すると、私はその技術をどのような用途に適用すればよいか調査を行ったり、外部から情報を収集したりする役割を担います。

有田：現在は要素技術が1つ、2つ完成しつつある段階です。一方で「この分野に使うにはここが足りない」「この機能をさらに追加したい」といった課題が多く残っています。これらを解決し、技術が形になれば技術部門に移管して製品化のプロセスを進めることになります。

──　技術部門に研究を移管する際は、どのような思いで送り出すものでしょうか？

有田：技術部門に移管できるということは、自分たちの基礎研究が形になった証であり、基本的には大きな達成感と安堵を感じます。ただ、必ずしも毎回自分が望んだベストなタイミングで移管できるわけではありませんから「もう少し基礎研究をやり尽くしたかった」と思うこともあります。それでも、技術部門がさらに改良を重ね、市場で評価される製品へと仕上げてくれる例は多く、その結果を見ると、仲間を信頼して任せることの大切さを実感します。何より、自分はまた新たなテーマに向けて次の一歩を踏み出すことで、毎回気持ちは前向きに切り替わっていきます。

DICにおける研究開発の強みや仕事のやりがい

3つの研究分野の交流・連携でシナジーを生むのが強み

──　DICの研究開発の強みは何でしょうか。また、仕事のやりがいについても教えてください。

有田：DICでは、無機・有機・バイオという、通常は交わりにくい研究分野を一社の中で扱っているため、情報交換や技術交流ができる点が大きな強みです。また、技術部門との密接な連携も特徴です。社内の技術部門とのコラボレーションを通じて応用評価技術を学ぶ機会があります。一方で、技術部門側も基礎研究のメンバーとの交流を通じて材料の知識を深めることができ、相互にシナジーを生み出しています。さらに、エンドユーザーへ提案を行い、フィードバックを受けることで、より良い開発につながっています。

──　シナジーが発揮された事例にはどんなものがあるのでしょうか。

有田：たとえばエポキシ樹脂のリサイクル技術の研究では、粘着テープ事業との技術交流が役立っています。粘着と接着は技術的な違いはありますが、評価技術には共通点があり、その知見を活用しています。会社全体としても、技術交流を通じた新しい価値の創出を積極的に奨励しています。

大津：他にDICの良さとして、たとえ結果につながらなくても挑戦を評価してくれる風土がある点も挙げられると思います。

有田：そうですね。チャレンジする人に対して寛容なところがあります。テーマ提案制度もその一環で、やる気や説得力があれば挑戦を認めてくれる環境です。もし狙い通りにいかなかったとしても、それを知見としてストックしておき、将来的に活かせる可能性があると捉えています。

新規素材開発の仕事のやりがい

──　新規素材開発のやりがいについて教えてください！

有田：素材に自分の仮説どおりの特性が得られた時は、大きなやりがいを感じます。たとえば、耐熱性が期待通りに出た場合や、エポキシ樹脂の再利用が成功した場合など、ラボレベルでの成果ですが、こうした小さな積み重ねが研究を進める楽しさにつながっています。また、さらに大きな視点で言えば、自分が研究した技術が製品化され、世の中に出た瞬間は、この上ない喜びがあります。ひとつのテーマの研究には数年かかることが多く、それだけに、製品化が実現した時の達成感は格別です。

大津：私もやりがいを感じるのはやはり実験がうまくいった時ですね。特に、「こうなるはずだ」と考えて進めた実験が成功した瞬間は嬉しいです。加えて言うなら、自分の研究が独りよがりではなく、実際にお客様が求めているものと合致していると確信できた時にはより大きな達成感があります。お客様から「これが欲しかった」といったコメントをいただくと、自分の進めている方向性が間違っていないと実感でき、モチベーションがあがります。

化学素材の開発職に求められるスキルや意識

ものづくりへの意欲と、チャレンジする好奇心が必要

──　どのような人が化学素材の開発職に向いているでしょうか？

有田：私の経験から言えば、ものづくりが好きで、それにのめり込める人が向いていると思います。いろいろなことに興味を持ち、「なぜそうなっているのか」を突き詰めて考える姿勢が大切です。あとはロジカルに話ができる人です。DICでは、自分の希望を論理的に表明し、行動力を示せば、自分の立てたテーマで研究できる環境があります。主体的に提案し、自分のやりたいことを積極的に発信する人に合う会社だと思います。

大津：ひとつのことに集中できる力も強みになると思いますが、それだけでなく、幅広いことに興味を持てる人がより向いていると思います。世の中のニーズに応じて研究テーマが変わることもあるので、状況や環境が変わっても「おもしろい」と感じられる柔軟さが重要です。そうした姿勢があれば、さまざまな研究を楽しくポジティブに取り組めますし、結果的に充実したキャリアを築けると思います。

どんな経験をしておくべきか、この仕事を目指す人へ

学生時代の多くの実験経験は価値がある。失敗を恐れず回数を重ねて欲しい

──　学生時代にしておくと役立つと思える勉強や経験はありますか？

大津：私が学生時代に得た一番の学びは、実験がうまくいかなかったときの気持ちの切り替えや、そこから何を学ぶかという姿勢です。研究の世界では失敗がつきものなので、「もうだめだ」と諦めるのではなく、「次にいってみよう」と前向きに切り替える楽観性が重要です。化学系の学生なら誰しも実験で苦労する経験があると思いますが、その経験が多いほど、社会に出てからの強みになります。失敗自体を恐れる必要はなく、たくさん挑戦し、その中で得た学びを次の成果へとつなげていくことが大切だと思います。

有田：有機化学が基本になるので、学生時代によく勉強しておいていただくとよいと思います。当時は覚えきれないことも多く苦労しましたが、社会人になってから教科書やノートを見返すと「こういうことだったのか」と、点と点が線でつながる場面が多々あります。また実験の経験は知識だけでは補えない重要な財産です。学生のうちに多くの実験を経験し、「あのときこうだったな」と思い出せるような引き出しを増やしておくことが大切です。回数だけでなく、多様な実験に触れることも重要だと思います。

入社後の博士号取得で得た多くの学び

──　学位は取っておいた方がよいでしょうか。

有田：必ず必要というわけではありませんが、やる気があれば、入社後にトライすることもできます（リケラボ編集部注：有田さんは入社後に博士号取得）。会社の研究活動と博士課程を並行するのは決して簡単ではありませんが、研究の進め方と思考の進め方を徹底的に鍛えることができます。特に論文執筆では、結果をどのように客観的に分析し説得力を持って説明するかを徹底的に学びました。DICは博士が多く活躍しています。

──　最後に、この仕事で活躍するために大切な心がけを教えてください。

有田：実験は100回やって1回成功すれば良い世界です。失敗から成功が生まれることも多々ありますし、失敗を糧に何かを見つけようとする貪欲さが、セレンディピティ（思いもよらなかった偶然がもたらす幸運）をもたらします。そうした偶然のひらめきが、新たな素材開発の突破口になることも少なくありません。セレンディピティを引き寄せるためには、日々地道に挑戦を続ける姿勢が大切だと思います。