Chemical industry

Japanese: 化学工業 - かがくこうぎょう

An industry in which chemical reactions are used as the main production process. Metallurgy, such as the iron and steel industry, also uses chemical reactions, but is not included in the chemical industry.

[Masataka Baba]

Classification

The main business of the chemical industry is the production of basic and intermediate materials within the social reproduction structure. It can be classified according to the starting materials, such as the coal chemical industry and the petrochemical industry, or according to the underlying technology, such as the electrochemical industry, the fermentation chemical industry, and the organic synthetic chemical industry, or according to the products produced, such as the sulfuric acid industry, the soda industry, the ammonia synthesis industry, the oils and fats industry, and the leather industry. As such, there is no unified standard for classifying the entire chemical industry.

It is said that the largest consumer of the chemical industry is the chemical industry itself, and basic materials produced in one sector are processed into intermediate materials in other sectors, which are then further made into final products. The basic materials manufacturing sector includes the coal carbonization industry (main products are coke and tar), the electrolysis and electric furnace industry (hydrogen, chlorine, soda, carbide), and the naphtha cracking industry (ethylene and propylene). The basic materials obtained here become the raw materials for the next intermediate materials sector. The intermediate materials sector includes the ammonia synthesis industry (ammonia), the methanol industry (methanol, formaldehyde), the coal-based organic synthesis industry (acetylene, benzene, anthracene), the soda industry (caustic soda, soda ash), the petroleum-based synthetic chemical industry (many olefinic hydrocarbons), and the sulfuric acid industry. The products produced here then become the raw materials for final processing sectors such as the chemical fertilizer industry, the plastics and synthetic rubber industry, the paper and pulp industry, and the dye industry, and the products here are supplied to the market as final products of the chemical industry. In this way, there is also a classification method based on the distinction between the basic materials manufacturing sector, the intermediate materials manufacturing sector, and the final product processing sector.

[Masataka Baba]

Characteristics of the Chemical Industry

(1) In the mechanical industry, the main task is to change the shape of materials, such as pressing and cutting, and machines are used for this purpose, whereas in the chemical industry, the main process is chemical processes that change the properties of materials, so the means of labor used here are equipment.

An apparatus generally consists of a container that receives a substance and a mechanism that performs some kind of physical operation on the substance. Physical operations include grinding, stirring, distillation, evaporation, drying, mixing, crystallization, etc., and in chemical engineering they are called unit operations. The mechanism that performs such a unit operation is combined with the container that receives the substance to create an apparatus that acts as a mechanical container. These are connected by pipelines to form an equipment system, which forms the technical backbone of a chemical plant.

(2) In the chemical industry, raw materials are transformed into products through chemical changes, and in this process, multiple by-products are often produced at the same time. Many of these by-products are economically valuable, and their comprehensive use along with the main product is important in reducing production costs. Since several types of products become raw materials for different chemical industries, the combination of these different production departments, so-called complexes, appears as a technical necessity. For example, in naphtha cracking, which is the starting point of the petrochemical industry, the raw material naphtha (crude gasoline) is thermally cracked and converted into ethylene, but the yield of ethylene is usually 20 to 30%, and the remaining by-products include propylene, butadiene, methane, and ethane. Therefore, in an ethylene center with a naphtha cracking unit, chemical plants that use propylene and butadiene as raw materials are usually connected to each other by pipelines, forming a complex.

(3) Once the development of chemical technologies such as new products and new manufacturing methods has been completed, the direction of subsequent technological development is often realized as an improvement in the productivity of equipment, i.e., larger equipment. Increasing the scale of production leads to a relative decrease in the construction costs of production facilities, which in turn leads to lower production costs and creates the so-called economies of scale. In general, it is said that if the size of the vessel that receives the reactants is doubled, the construction costs will be only 1.6 times higher (the 0.6 power law). For example, if the cost of ethylene per unit is 2 for a 40,000-ton per year plant, it is 1.3 for a 100,000-ton plant, while it is about 1 for a 300,000-ton large plant.

This trend is typified by naphtha cracking units and ammonia synthesis units. Because of their enormous size, even a small flaw or leak can cause the entire plant to shut down or explode, posing the risk of major economic losses and disasters.

(4) The raw materials handled in the chemical industry are generally fluids such as gases, liquids, and powders, which are sent from one device to another through pipelines and processed continuously. This process is relatively easy to control automatically, and process automation in the chemical industry was realized historically before automation in the mechanical industry. In such an automated production process, direct labor consists mainly of monitoring instruments and maintaining equipment, and the amount of labor is extremely small. Fixed capital accounts for the majority of large-scale automated chemical plants, which is why they are said to have a high technical composition of capital. Because building a factory is enormously expensive, monopoly companies backed by huge capital reign supreme, and control is exercised through capital chains.

(5) The modern chemical industry has developed on the basis of modern chemistry as a science, and the chemical industry, like the electrical industry, has a particularly strong tendency to depend on research and development, and the development of innovative new products and new manufacturing methods has led to fierce competition between companies and countries. The ratio of research and development expenses to total sales at each company is as high as 3-5%, far surpassing the mechanical industry and other industries in terms of both absolute amount and number of researchers.

The development of new technology brings significant profits to the founder. These profits have been invested in research and development, leading to the creation of the next new technology and the formation of huge monopolies, the history of the global chemical industry. The history of the formation of huge monopolies such as BASF (Germany) in synthetic dyes, ammonia synthesis, and synthetic oil, ICI (UK) in polyethylene, and DuPont (USA) in nylon is the history of research and development itself.

[Masataka Baba]

History of the Chemical Industry

The modern chemical industry began with the acid and alkali industry during the Industrial Revolution.

In the Industrial Revolution in England, mechanization first occurred in the cotton yarn production sector, and productivity in this sector increased significantly. To turn cotton yarn into cotton cloth, it had to go through chemical processes of bleaching and dyeing, but these processes used natural substances and were extremely low in productivity and took many days. In the case of bleaching, the cloth was immersed in a solution of dissolved wood ash for alkali treatment, then exposed to the sun, acidified with rancid milk, and washed with soap, and this process took about 100 days for cotton cloth. Eventually, it was discovered that dilute sulfuric acid was an effective alternative to rancid milk, and the demand for sulfuric acid increased. Traditionally, sulfuric acid was produced in glass containers in small quantities to meet the demand of alchemists, but in the first half of the 18th century, the lead chamber process was introduced by John Roebuck of England, and it gradually became possible to produce large quantities at low cost. This was the beginning of mass production of inorganic chemicals. A method for synthesizing soda from table salt (Leblanc process) was developed and became popular in the 19th century in England, which suffered from a shortage of wood ash. When Tennant's invented bleaching powder (chlorine absorbed into lime) came into use, the bleaching process, which had previously taken several months, was reduced to a matter of days. In the mid-19th century, the Solvay process (ammonia-soda process) was developed for soda, using ammonia produced as a by-product during coal distillation, and became popular mainly in Germany. In this way, in connection with the textile bleaching process, an inorganic chemical industry centered on sulfuric acid and soda was established, which became a conduit for the modernization of the chemical industry.

For dyeing, natural dyes such as madder, madder and madder syrup were used for a long time, but they were produced in small quantities and were expensive, and madder was monopolized by the UK. However, in the second half of the 19th century, synthetic dyes such as alizarin and indigo, which have the same chemical structure as madder and madder, were developed by BASF (Badische Aniline und Soder Fabrik) and Hoechst in Germany, and these synthetic dyes obtained from coal tar quickly replaced the natural dyes. The development of synthetic dyes in Germany was based on the theories and experimental methods of modern chemistry, especially modern organic chemistry developed by Justus von Liebig, and clearly demonstrated the new characteristics of the modern chemical industry, which uses coal as a raw material, is based on science, and has a group of factory facilities such as equipment.

In the 20th century, BASF used the profits from the success of synthetic dyes to develop the Haber-Bosch process for nitrogen fixation in the air (ammonia synthesis), which opened new horizons in high-pressure and catalytic technologies. They also researched the Fischer-Tropsch and Bergius processes for coal liquefaction, which they realized under E.G. Farben.

On the other hand, when the concept of polymers was established by Hermann Staudinger of Germany, a new carbide-acetylene polymer synthesis technology using coal as a raw material was launched, and synthetic rubber, synthetic fibers, and synthetic resins were developed. In Germany, a method (Reppe process) was developed to produce raw materials for polymer synthesis such as butadiene, adipic acid, caprolactam, acrylonitrile, and terephthalic acid by reacting acetylene with carbon monoxide, ethylene, hydrogen, hydrocyanic acid, and ammonia, and the coal chemical technology system reached a nearly complete level. However, after World War II, the chemical industry switched from coal to petroleum as a raw material, and the petrochemical industry began to develop fully. Ethylene replaced acetylene as the most basic starting material, and intermediate raw materials necessary for the manufacture of synthetic fibers, synthetic rubber, and plastics began to be produced from it.

[Masataka Baba]

History of the Chemical Industry in Japan

From the Founding to World War II

The beginning of Japan's chemical industry is said to be the establishment of government-run sulfuric acid and soda factories that produced inorganic chemicals necessary for the production of coins and paper money. In 1871 (Meiji 4), the government built a lead-room method sulfuric acid factory at the Osaka Mint Bureau, and in 1880, a Leblanc method soda factory at the Paper Money Bureau (later the Printing Bureau of the Ministry of Finance, which became the National Printing Bureau in April 2003 after passing through the Printing Bureau of the Ministry of Finance in 2001), under the guidance of British engineers, and modern chemical technology in Japan got off the ground with the transplantation of foreign technology. Sulfuric acid was not only used within the Mint Bureau, but was also exported to China and used to manufacture superphosphate at Tokyo Artificial Fertilizer, playing an important role in improving agricultural productivity.

Another important sector during this period was the manufacture of gunpowder and explosives. Due to military demands for the formation of a modern nation, the goal of self-sufficiency in gunpowder production at military arsenals became a challenge, and while efforts were made to introduce foreign technology, there was steady progress toward independence, with the Navy succeeding in producing picric acid-based gunpowder (Shimose gunpowder) in 1893 and the Army in the production of smokeless gunpowder in 1894.

Japan's chemical industry started out with the manufacture of inorganic chemicals, but gradually there was a tendency for the chemical fertilizer sector in particular to expand. While in Britain the industry was developed to meet the demand for acids and alkalis associated with the textile industry during the Industrial Revolution, and in Germany it developed alongside synthetic dyes, this trend can be seen as a unique form of development in the history of Japan's chemical industry. This is due to the unique nature of Japan's industrial history, where the development of agricultural productivity through the use of chemical fertilizers became the source of capital accumulation in the industrial sector.

At the end of the Meiji period, the development of hydroelectric power progressed, and carbide production using unused electricity began, and Noguchi Tsutomu started up a factory producing calcium carbonate nitrate (Nippon Chisso Fertilizer, now Chisso) in Minamata in 1908 (Meiji 41). By converting calcium carbonate nitrate into metamorphosed ammonium sulfate, they found a large market in agriculture, and when imports of ammonium sulfate were cut off during World War I, Noguchi and his colleagues accumulated enormous profits, and as an emerging zaibatsu, they built a foothold for their subsequent success in the synthetic ammonia and rayon industries.

On the other hand, zaibatsu capital such as Mitsui and Mitsubishi expanded into coke and city gas production based on coal, and in the 1890s began producing organic compounds through tar distillation.

World War I had a major impact on Japan's chemical industry, which was dependent on imports from Europe for its main basic chemical products. In 1914 (Taisho 3), the government came up with a policy to promote three industries as key sectors: soda manufacturing, tar distillation and refining, and electrochemistry. In the soda industry, the Solvay process and electrolysis process were introduced to replace the Leblanc process, and in the synthetic dye industry, various synthetic dye manufacturers of all sizes appeared, producing sulfur dyes, alizarin, and other synthetic dyes. In ammonia synthesis, Nittsu was one of the first to introduce the Casale process, and this sector became the most important in Japan's chemical industry until the emergence of the petrochemical industry after World War II.

Japan was hit hard by the postwar depression after the end of World War I and dumping offensives from abroad, but a new rayon industry was born in the midst of this, and production grew dramatically with the backdrop of the Southeast Asian market. The rayon industry was established by the emerging Nittsu Co., Ltd. and Suzuki Shoten, and in 1938 (Showa 13), along with ammonium sulfate, it reached the world's largest production volume.

The zaibatsu also began building coal-fired complexes, and from 1935 onwards they entered the chemical fertilizer and ammonia synthesis sectors that were being developed mainly by emerging conglomerates such as Nippon Chisso, Nisso, Mori, and Nissan, establishing a foothold that surpassed them.

During the Pacific War, the chemical industry was rapidly militarized, and at the same time, production dropped significantly due to a shortage of imported raw materials and supplies, a shrinking domestic civilian market, damage from air raids, etc. Nissin Electric and South Manchuria Railway also attempted to develop artificial petroleum using the high temperature and pressure technology of ammonia synthesis, but failed to produce any notable results.

[Masataka Baba]

After World War II

After the war, Japan's chemical industry, which had been reduced to ruins, began with the reconstruction of chemical fertilizers, especially ammonium sulfate production, which was linked to increased food production, and thus ammonia synthesis. The development of the chemical industry after the war can be roughly divided into the following periods:

(1) 1945-1950 Postwar reconstruction – Reconstruction of ammonia synthesis
(2) 1951-1955 Reconstruction of electrochemistry, production of coal-based organic compounds, start of synthetic fiber production, conversion of ammonia gas source
(3) 1956-1960: The Rise of the Petrochemical Industry (First Phase of the Petrochemical Plan)
(4) 1961-1965: Development of the petrochemical industry (Second Petrochemical Plan), transformation of raw materials and processes
(5) 1966-1970: Expansion of ethylene plants and ammonia synthesis plants; intensification of pollution
(6) Response to the recession of the 1970s
(7) 1980s: Restructuring of heavy chemicals and growth of fine chemicals
(8) 1990s: Shift to small-lot, multi-product production of specialty chemicals
(9) After the 2000s: A shift from imitation to creation

From the end of World War II to the 1970s

The development of the chemical industry after the war was drastic, and the raw materials, products, manufacturing methods, production scale, and production facilities all changed dramatically from the previous ones, and the social impact was also serious. This process was manifested in the emergence of the comprehensive petrochemical industry. Its technological characteristic was that, with the introduction of polymer synthesis technology, which was born and developed mainly in Germany and the United States before the war, new products such as synthetic fibers, synthetic rubber, and plastics were mass-produced using petroleum as a raw material. Before 1955, when petrochemical technology appeared, electrochemistry, coal chemistry, and ammonia synthesis were the core of the chemical industry, and the industrial complexes formed for the purpose of comprehensively utilizing raw materials and basic and intermediate products were also of this type. However, with the introduction of polymer synthesis technology using petroleum refinery gas and naphtha fraction as raw materials, the center of the chemical industry shifted completely to petrochemistry in a short period of time, and products also changed from chemical fertilizers such as ammonium sulfate and lime nitrogen, and rayon, to plastics and synthetic fibers, bringing about major changes in the reproduction structure of society and people's lives. The chemical technology that brought about these changes relied mostly on foreign technology, creating conditions that allowed entry into the market if one had the technology, resulting in fierce competition.

From the late 1960s to the 1970s, the chemical industry was hit hard by pollution and environmental problems, structural recession, and the oil crisis, and technological innovation hit rock bottom, causing it to stagnate.

According to statistics from 1971 to 1972, Japan was second in the world after the United States in the production of basic chemicals such as sulfuric acid, soda, ammonia, and ethylene, as well as plastic materials and chemical fertilizers, all of which were representative final chemical products. This was the result of rationalization and the enlargement of facilities due to the fierce price competition that followed the introduction of petrochemical technology. However, in Japan's case, the rapid growth of the chemical industry was against the backdrop of increased production in other industries such as synthetic fibers, automobiles, and home electrical appliances during the high-growth period, and Japan was in a relationship of supplying materials to these sectors. Therefore, mass production using huge facilities such as ethylene manufacturing facilities with an annual production capacity of 300,000 tons and ammonia synthesis facilities with a daily production capacity of 1,500 tons led to overproduction as the growth rate slowed, and the chemical industry, which was centered on heavy chemicals, became a structurally depressed industry with excess facilities. In addition, the petrochemical industry, which was one of the star industries during the high-growth period, was forced to reduce production due to successive explosions at huge facilities, pollution problems, and rising oil prices.

During this period, almost all of the major technological innovations in the chemical industry were achieved through the introduction of foreign technology, and when Europe and the United States no longer had any notable innovative technologies, it became difficult for Japan's chemical industry to make new developments based on technological innovation.

By introducing foreign technology, Japan was certainly able to establish a system for mass-producing a variety of chemical industrial products at low cost, but at this stage there were very few creative, high-quality products that could only be manufactured in Japan. Such products are of course the result of original research and development, but they are also largely a result of the demands of the people's lifestyle and cultural standard. Mass production based on the premise of mass disposable products is now a thing of the past, and there was a demand for the development of a new chemical industry that could respond to the individual, diverse, and rich lifestyles of the individual Japanese people.

[Masataka Baba]

1980s

This period was characterized by the restructuring of heavy chemicals and the growth of fine chemicals.

The two oil shocks (1973, 1979) in the 1970s and responses to pollution problems dealt a major blow to the chemical industry, which had large facilities and focused on the production of basic chemical products. While the domestic production system was reorganized by abandoning ammonia production facilities and downsizing and concentrating production at ethylene plants, the sector within the chemical industry that focused on processed chemical products began to grow.

In the 1980s, companies in the traditional material chemicals sector made efforts to downsize and revitalize facilities, increasing efficiency. For example, in ethylene production, the core sector of the petrochemical industry, the number of ethylene plants was reduced from 32 to 14 during this process. At the same time, against the backdrop of the development of processing and assembly industries such as automobiles and electronics, diversified and high-grade demand spread to the field of material processed products, and in response, a shift to high-performance material industries progressed, and efforts were made to break away from the traditional heavy, large-scale structurally depressed industries.

On the other hand, the share of processed chemicals, which have higher added value and profits than basic chemicals, has expanded and has become the driving force behind the growth of the chemical industry. Processed chemicals include a wide variety of consumer goods such as traditional pharmaceuticals, printing inks, soaps and detergents, cosmetics, photographic materials, and paints, as well as fine chemicals and specialty chemicals, which were newly developed in response to the sophistication of the industrial structure and the diversification of people's lives. The development of these high-added-value products requires a large investment in research and development. The chemical industry shifted its focus from heavy chemicals to high-profit fine chemicals, and invested the funds gained from this in research and development, creating new technologies and new products and undergoing a transformation. Since the late 1980s, research and development expenditure has come to rank second only to the electrical machinery industry, opening the way to technological independence in this industry, which had long relied on foreign technology. In technology trade, the previously large trade deficit has now been roughly balanced, and in cutting-edge sectors such as new materials, the industry has become highly competitive against European and American companies. This trend is in line with the movement that began in the 1980s, when Japan's highly assembled and processed products, such as automobiles, microelectronics, electrical equipment, and precision machinery, demonstrated strong competitiveness in global markets and built a strong technological base.

[Masataka Baba]

1990s and after

After the Second World War, Japan's chemical industry grew by relying on foreign technologies, mainly organic synthetic chemistry, and by introducing and imitating them. The main products were the mass production of raw materials (general-purpose chemicals) for synthetic fibers, synthetic resins, and synthetic rubber, and their finished products. This chemical industry was forced to reduce production and scrap facilities due to the soaring crude oil prices caused by two oil crises, pollution problems, and declining demand due to the economic downturn. It was even said that the chemical industry was a declining industry. However, the situation changed dramatically around 1990. In addition to fine chemicals such as pharmaceuticals, paints, and cosmetics, the production of a wide variety of specialty chemicals for specific purposes in small quantities came to the fore. The background to this new movement was the formation of a new market pioneered by microelectronics technology.

Japanese companies were among the first to recognize the potential of microprocessors (MPUs) developed by the American company Intel, and by applying them to NC machine tools, electrical equipment, audiovisual equipment, optical equipment, transport machinery and more, they have been at the forefront of the world in the high-tech field since the mid-1980s. High-tech products require a variety of chemical materials, which require special properties not found in general-purpose chemicals, such as high purity, high functionality and high performance. Japanese chemical manufacturers have come to lead the world in these specialized electronic materials, and one-of-a-kind companies are emerging one after another.

In semiconductor manufacturing, Japanese companies such as Shin-Etsu Chemical and SUMCO hold the majority share in the silicon wafer (thin substrate made of single crystal silicon) division, which accounts for roughly half of the manufacturing cost. Toppan Printing holds the top share in photomasks (glass plates with circuit patterns etched on them), and JSR holds the top share in photoresists (photosensitive resins). Sumitomo Chemical developed the application of epoxy resin to semiconductor encapsulation, and Nippon Kayaku holds a large share. In the liquid crystal industry, Asahi Kasei is the world leader in liquid crystal glass substrates, Mitsubishi Chemical in LEDs and red phosphors for liquid crystal televisions, Nippon Sheet Glass in polarizing films, Fujifilm in TAC films (polarizing film protection films), and Toray in LCD spinless (liquid crystal display coating equipment). Teijin holds the top share in DVD substrate materials, HOYA in glass substrates for hard disks, and Asahi Glass in glass substrates and filters for plasma displays. The examples listed here are only of large companies, but if small and medium-sized enterprises are also included, the list is endless.

Korean and Taiwanese manufacturers have a large market share in the production of semiconductors and liquid crystal products, but the reality is that these manufacturers depend on Japanese chemical manufacturers for the materials they need. As a result of this transformation of the chemical industry as a whole, although their share of chemicals in the finished products in the information and communications field, such as personal computers, mobile phones, DVDs, and optical equipment, is less than 30%, they now account for over 60% of the materials used. Furthermore, the added value of Japanese chemical manufacturers has become the world's largest.

In the past, organic synthetic chemistry products were primarily functional substitutes for existing natural materials, such as synthetic fibers replacing silk and cotton, synthetic resins replacing wood and metal, and synthetic rubber replacing natural rubber. However, in recent years, chemical products such as electronic materials are completely different from the old functional substitutes, and functions are now being created anew. This can be seen in the way that Japan's chemical industry has shifted from imitation to creation. This shift was brought about mainly by the Japanese assembly and processing side in the production of high-tech products, who asked chemical manufacturers for new materials, and these were of extremely high quality. The chemical manufacturers responded carefully to these requests, developing and providing products that satisfied customers, and an organic collaboration was born between the two. Furthermore, equipment manufacturers joined in, and the process of "fine-tuning" between different industries was realized.

[Masataka Baba]

Future outlook

Japan's chemical industry has clearly stepped into a new, higher stage since the beginning of the 21st century. In Japan, the process of learning has long been described as "Shu, Ha, Ri," but we can now see it as progressing to "Ri." This stage is a shift from imitation to creation. Foreign countries no longer have basic technologies to imitate, and from now on new technologies must be created while independently understanding needs. Japanese manufacturers are good at "matching" with different industries, so what is most important is organic collaboration with the new technologies, new markets, and new needs that are currently underway.

The main requirements for Japan's chemical industry in the future are:
(1) Provision of high-function, high-performance and high-quality materials in line with further developments in new technologies, particularly information and communications technology;
(2) Addressing environmental issues to create a recycling-oriented social system;
(3) Adaptation to new energy sources (batteries for electric vehicles, solar power generation),
(4) Responding to full-scale development of nanotechnology;
And so on.

Information technology is expected to continue to develop further in the future, but with this, the evolution of ultra-fine machining technology will become essential. In semiconductor processing technology, it is expected that the line width of the connection between elements will step into the area of submicron to nanometers, and the use of carbon nanotubes is being considered for this purpose.

Carbon nanotubes are mesh-like carbon atoms, and have a diameter in nanometers. This was discovered in 1991 by Iijima Sumio, a Japanese physicist and chemist, during his research into fullerene (C ₆₀ ), and because of its properties, it is expected to be a more fine wire connection material for LSIs (semiconductor integrated circuits) that replace metals.

Carbon nanotubes, like other nanotechnology materials, have not yet reached the realm of practical use, but they are promising new technologies along with nanobiotechnology such as flagellar motors and micromachines. These developments further change the aspects of the chemical industry and have great potential to be associated with changes in society. Nanofibers, nanolaminated films, nanoalloy resins, etc. have been developed using nanotechnology, and these new materials, which have the ultimate properties, have a wide range of applications, including clothing, medical, environmental, electronic materials, and automobiles. Just as the development and application of MPUs has changed not only electrical equipment, but optical equipment and transportation equipment, and ultimately the information environment of society, it is thought to have a major impact.

[Baba Masataka]

"Chemical Industry" by Watanabe Tokuji (1972, Nippon Hyoronsha)" ▽ "Chemical Industry History of Postwar Japan" (1973, Chemical Industry Nipposha)" ▽ "Iijima Takashi, Japanese Chemical Technology (1981, Industrial Research Association)" ▽ "Chemical Industry Industry " by Yamamoto Katsumi (1990, Kyoikusha)" ▽ "Chemical Industry Nipposha" edited and published by Chemical Industry Nipposha, 50 Years After the War: The Trajectory and Future of the Chemical Industry" (1995)" ▽ " Chemical Engineering Society SCE and Net" ▽ "Evolutionary Chemical Technology: Challenge to Only One Technology" (2003, Industrial Research Association)" ▽ "Chemical Industry in Japan in Graphs 2010" (2010)" ▽ "Chemical Industry in Japan by Watanabe Tokuji and Hayashi Yujiro, 4th Edition (Iwanami Shinsho)"

Source: Shogakukan Encyclopedia Nipponica About Encyclopedia Nipponica Information | Legend

Japanese:

その主要な生産工程に化学反応が利用される工業。鉄鋼産業などの金属冶金(やきん)部門も化学反応がおもなものであるが、化学工業には含まれない。

［馬場政孝］

分類

化学工業は社会的再生産構造のなかで基礎材料、中間材料を生産することが中心的な事業内容である。石炭化学工業や石油化学工業というように出発原料から分類することもあり、また電気化学工業、発酵化学工業、有機合成化学工業のように、基礎となっている技術を基準として、あるいは硫酸工業、ソーダ工業、アンモニア合成工業、油脂工業、皮革工業など、つくられる製品から分類される場合もある。このように化学工業全体を分類する統一的な基準というものはない。

　化学工業の最大の消費者は化学工業自身であるといわれるように、ある部門でつくられた基礎材料は他の部門で中間材料に加工され、それらはさらに最終製品となる。基礎材料製造部門としては、石炭乾留工業（おもな製品はコークス、タール）、電解・電炉工業（水素、塩素、ソーダ、カーバイド）、ナフサ分解工業（エチレン、プロピレン）がある。ここで得られた基礎材料は次の中間材料部門の原料となる。中間材料部門としては、アンモニア合成工業（アンモニア）、メタノール工業（メタノール、ホルマリン）、石炭系有機合成工業（アセチレン、ベンゼン、アントラセン）、ソーダ工業（カ性ソーダ、ソーダ灰）、石油系合成化学工業（多くのオレフィン系炭化水素）、硫酸工業がある。ここでつくられたものが今度は、化学肥料工業、プラスチック・合成ゴム工業、紙パルプ工業、染料工業などの最終加工部門の原料となり、ここでの製品が化学工業の最終製品として市場に供される。このように、基礎材料製造部門、中間材料製造部門、最終製品加工部門の区別を基礎とする分類法もある。

［馬場政孝］

化学工業の特徴

(1)機械工業ではプレスや切削など物質の形を変える作業がおもであり、そのために機械が使用されるが、化学工業では物質の性質を変える化学的過程が主要な工程であるから、ここに用いられる労働手段は装置である。

　装置というのは、物質を受容する容器と、物質になんらかの物理的操作を加える機構とからなるのが一般的である。物理的操作というのは、粉砕、攪拌(かくはん)、蒸留、蒸発、乾燥、混合、晶出などであり、化学工学では単位操作とよばれている。このような単位操作を行う機構と物質の受容体である容器とが結合して機構的容器たる装置がつくられ、これらがパイプラインで結合されて装置体系を構成し、化学工場の技術的骨格をなしている。

(2)化学工業では、原料は化学変化を受けて生産物に転化するが、このとき複数の副産物が同時に生産される場合が多い。これらの副産物は経済的に価値あるものが多く含まれ、これらを主生産物とともに総合的に利用することが生産コストを引き下げるうえでたいせつな意味をもってくる。数種の生産物がそれぞれ異なった化学工業の原料になるから、これらの異種生産部門間の結合、いわゆるコンビナートがいわば技術的必然として現れる。たとえば、石油化学工業でその出発点をなすナフサ分解では、原料ナフサ（粗ガソリン）は熱分解されてエチレンに転化するが、エチレンの収率は普通20～30％で、あとはプロピレン、ブタジエン、メタン、エタン等が副産される。したがってナフサ分解装置があるエチレン・センターには、プロピレンやブタジエンなどを原料とする化学工場が相互にパイプラインで結合されて隣接し、コンビナートを形成しているのが一般的である。

(3)新製品、新製法というような化学技術の開発がひととおり終わった段階では、その後の技術の発展の方向は、装置の生産性の向上＝大型化として実現される場合が多い。生産規模の大型化は生産設備の建設費の相対的な低下をもたらし、ひいては生産コストの低下となり、いわゆるスケール・メリットを生み出す。一般に、反応物質を受容する容器の規模が2倍になれば建設費は1.6倍ですむといわれる（0.6乗の法則）。たとえば、エチレンのコストは年産4万トン・プラントで単位当り2とすれば、10万トン・プラントで1.3であるのに対し、30万トンの大型プラントでは1ほどになるといわれる。

　このような大型化は、ナフサ分解装置、アンモニア合成装置において典型的に現れた。このような巨大装置は、巨大であるゆえに小さなきずや漏洩(ろうえい)がプラント全体の運転休止、爆発の原因となり、大きな経済的損失、災害をもたらす危険性をはらんでいる。

(4)化学工業で扱われる原料は一般にガス、液体、粉体などの流体が多く、これらが装置から装置へパイプラインを通じて送られて連続的に処理されてゆく。この工程は比較的自動的に制御しやすく、化学工業のプロセス・オートメーションは、機械工業におけるオートメーションに歴史的に先んじて実現された。このような自動化された生産過程では、直接的労働はおもに計器類の監視労働と装置類の保全労働であり、労働量はきわめて少ない。大規模な自動化された化学工場では固定資本が大部分を占め、資本の技術的構成が高いといわれるゆえんである。工場の建設には莫大(ばくだい)な費用がかかるから、巨大な資本を背景にした独占企業が君臨することとなり、資本系列による支配が行われる。

(5)近代化学工業は、科学としての近代化学に基礎を置いて発達してきたものであり、化学工業部門は電気工業部門と並んで研究開発に依存する傾向がとくに強く、革新的な新製品、新製法の開発によって企業間、国家間の激しい競争が展開されてきた。各企業における研究開発費の、総売上高に占める割合は3～5％にもなり、絶対額、研究者数においても機械工業などを大きく引き離している。

　新技術の開発は顕著な創業者利潤をもたらす。その利益を研究開発に投入し、次の新技術を生み出して巨大な独占体を形成してきたのが世界化学工業の歴史である。合成染料やアンモニア合成、合成石油のBASF（ドイツ）、ポリエチレンのICI（イギリス）、ナイロンのデュポン社（アメリカ）などの巨大独占体の形成の歴史は研究開発の歴史そのものである。

［馬場政孝］

化学工業の歴史

近代的化学工業は産業革命時における酸・アルカリ工業とともに出発した。

　イギリスの産業革命では、当初、綿糸生産部門で機械化がおこり、この部門の生産性が著しく高まった。綿糸が綿布に仕上げられるためには、漂白、染色という化学的工程を経なければならないが、この工程は天然の物質を使用し、生産性がきわめて低く、多くの日数を要するものであった。漂白の場合、木草灰を溶かした溶液に布を浸すアルカリ処理、天日晒(さら)し、酸敗ミルクによる酸処理、せっけん洗滌(せんでき)を繰り返すのであるが、綿布の場合100日ほどを必要とした。やがて酸敗ミルクにかわって希硫酸が有効であることがみいだされ、硫酸の需要が増大した。硫酸は、従来は錬金術師の需要にこたえるためにガラス容器によって細々とつくられたが、18世紀前半にイギリスのジョン・ローバックにより鉛室法が導入され、しだいに大量に安価に生産されるようになった。無機薬品の大量生産の始まりである。ソーダも食塩より合成する方法（ルブラン法）が開発され、19世紀に木草灰の欠乏に悩むイギリスで普及した。テナントが発明したさらし粉（塩素を石灰に吸収させたもの）が使用されるに及んで、漂白工程は数か月を要したものが数日で済むようになった。ソーダは、19世紀なかば、石炭乾留時の副生アンモニアを利用するソルベー法（アンモニアソーダ法）が開発され、ドイツを中心に普及した。このように繊維の漂白工程と関連して、硫酸とソーダを中心とする無機薬品工業が成立し、化学工業の近代化の導水路となった。

　染色においても、長い間インドアイ、セイヨウアカネ、ハリグワなどの天然染料が用いられてきたが、これらは生産量が少なく、高価で、しかもインドアイはイギリスに独占されていた。しかし19世紀後半にドイツのBASF（バーディシェ・アニリン・ウント・ソーダ・ファブリク社）、ヘキスト社によって、アカネ、インドアイと同じ化学構造をもつアリザリン、インジゴ等の合成染料が開発され、コールタールから得られるこれらの合成染料は一気に天然のものを駆逐してしまった。ドイツにおける合成染料の開発は、近代化学とりわけユストゥス・フォン・リービヒによって展開された近代有機化学の理論、実験的方法を基礎としており、石炭を原料とし、科学に基礎を置き、装置等の工場設備群を有する近代化学工業の新しい性格を明瞭(めいりょう)に示すものであった。

　20世紀に入ると、BASFでは合成染料の成功によって得た利益を投じてハーバー‐ボッシュ法による空中窒素固定（アンモニア合成）を開発し、高圧技術や触媒技術に新地平を開いた。さらにフィッシャー‐トロプシュ法やベルギウス法による石炭液化が研究され、イー・ゲー・ファルベン社のもとで実現された。

　他方、ドイツのヘルマン・シュタウディンガーによって高分子の概念が確立されると、石炭を原料とするカーバイド・アセチレン系の高分子合成技術が新たに発足し、合成ゴム、合成繊維、合成樹脂の開発が行われるようになった。ドイツでは、アセチレンに一酸化炭素、エチレン、水素、青酸、アンモニアなどを反応させることによって、ブタジエン、アジピン酸、カプロラクタム、アクリロニトリル、テレフタル酸などの高分子合成用の原料を製造する方法（レッペ法）が開発され、石炭化学技術体系はほぼ完成の域に達した。しかし、第二次世界大戦後の化学工業は石炭から石油への原料転換が行われ、石油化学工業が全面的に展開するようになった。アセチレンにかわってエチレンがもっとも基本的な出発原料となり、これから合成繊維、合成ゴム、プラスチックスの製造に必要な中間原料がつくられるようになった。

［馬場政孝］

日本の化学工業史

創設期から第二次世界大戦まで

日本の化学工業の出発は、貨幣や紙幣の製造に必要な無機化学薬品を製造する官営の硫酸工場、ソーダ工場の創設とされる。政府は1871年（明治4）大阪造幣局に鉛室法硫酸工場、1880年、紙幣寮（後の大蔵省印刷局、2001年財務省印刷局をへて2003年4月より独立行政法人国立印刷局）にルブラン法によるソーダ工場をイギリス人技術者の指導のもとに建設し、外国技術の移植によって日本の近代化学技術がスタートした。硫酸は造幣局内だけでなく、中国への輸出、東京人造肥料における過リン酸石灰の製造に供され、農業の生産性向上に重要な役割を果たした。

　この時代のもう一つの重要な部門は、火薬、爆薬製造である。近代国家形成のための軍事的要請から軍工廠(こうしょう)における自給自足的な火薬製造が課題となり、外国技術の導入を図りながら、1893年海軍におけるピクリン酸系の火薬（下瀬火薬(しもせかやく)）、1894年陸軍による無煙火薬の製造の成功など自立化が着々と進んだ。

　日本の化学工業は無機薬品の製造から出発したのであったが、しだいに化学肥料部門が特別に肥大化する傾向が現れてきた。イギリスのそれが産業革命における繊維産業と関連した酸・アルカリの需要を満たすものとして、またドイツの場合、合成染料とともに発展してきたのに対し、このような傾向は日本化学工業史の特異な発展形態とみることができる。それは、化学肥料の投入による農業生産力の発展が工業部門の資本蓄積の源泉となった日本産業史の特殊性を背景としている。

　明治末期、水力発電の開発が進み、未利用の電力によるカーバイド製造が始められ、野口遵(したがう)は1908年（明治41）に石灰窒素をつくる工場（日本窒素肥料＝日窒、現チッソ）を水俣(みなまた)に稼動させた。石灰窒素を変成硫安とすることで農業に大きな市場をみいだし、第一次世界大戦で輸入硫安が途絶したことで野口らは莫大な利益を蓄積し、新興財閥としてその後合成アンモニア、人絹工業へ進出して成功を収める足場を築いた。

　他方、三井、三菱(みつびし)などの財閥系資本は、石炭を基礎にコークス製造、都市ガス製造に進出し、明治30年代にはタール分留による有機化合物の製造に着手した。

　第一次世界大戦は、主要な基礎化学製品をヨーロッパからの輸入に依存していた日本の化学工業に大きな衝撃を与えた。1914年（大正3）に政府は、ソーダ工業、タール分留精製、電気化学の3業種を重要部門として推進する方策を出した。ソーダ工業ではルブラン法にかわってソルベー法、電解法が導入され、合成染料では硫化染料、アリザリンなどを製造する大小さまざまな合成染料メーカーが出現した。アンモニア合成では日窒がいち早くカザレー法を導入し、この部門は第二次世界大戦後、石油化学工業が登場するまでの期間、日本の化学工業で最重要のものとなった。

　第一次世界大戦終了後の戦後恐慌、外国からのダンピング攻勢によって大きな打撃を受けたが、こうしたなかで新たに人絹工業がおこり、東南アジア市場を背景に生産は飛躍的に伸びた。人絹工業は新興の日窒、鈴木商店によっておこされ、1938年（昭和13）には硫安とともに世界一の生産高に達した。

　財閥系も石炭コンビナートの建設を進め、日窒、日曹、森、日産などの新興コンツェルンを中心に展開されていた化学肥料、アンモニア合成の部門へも1935年以降進出して、それらを凌駕(りょうが)する地歩を築いた。

　太平洋戦争期になると化学工業は急速に軍事化し、同時に生産は、輸入原料や資材の不足、国内民需市場の縮小、空襲による被害などのため大幅に減少していった。アンモニア合成の高温・高圧技術を生かした人造石油の開発も日窒や満鉄によって試みられたが、みるべき成果も出ずに終わった。

［馬場政孝］

第二次世界大戦後

廃墟(はいきょ)と化した戦後日本の化学工業は、食糧増産と結び付いた化学肥料、とりわけ硫安の生産、したがってアンモニア合成の再建から始まった。戦後の化学工業の展開は、およそ次のような節目を設けて区分することができる。

(1)1945～1950年　戦後復興―アンモニア合成の再建
(2)1951～1955年　電気化学の再建、石炭系有機化合物の生産、合成繊維の生産開始、アンモニアのガス源転換
(3)1956～1960年　石油化学工業の勃興(ぼっこう)（第一期石油化学計画）
(4)1961～1965年　石油化学工業の発展（第二期石油化学計画）、原料・プロセスの転換
(5)1966～1970年　エチレン・プラント、アンモニア合成装置の大型化、公害の激化
(6)1970年代　不況への対応
(7)1980年代　ヘビー・ケミカルの再構築とファイン・ケミカルの成長
(8)1990年代　スペシャリティ・ケミカルの多品種少量生産化
(9)2000年代以降　模倣から創造への転換

第二次世界大戦後から1970年代まで

戦後化学工業の発展はドラスティックであり、原料、製品、製法、生産規模、生産設備のどれをとっても以前のものとは大きくさま変わりし、社会的インパクトも深刻であった。この過程は、総合石油化学工業の登場に集中的に現れた。その技術的特徴は、戦前におもにドイツとアメリカで誕生し発展していた高分子合成技術の導入によって、新製品としての合成繊維、合成ゴム、プラスチックスが石油を原料に大量に生産されるようになったことである。石油化学技術が登場する1955年以前では、電気化学、石炭化学、アンモニア合成が化学工業の中心であり、原料および基礎・中間製品の総合利用を目的に形成されていたコンビナートもそのようなものであった。しかし石油精製ガスやナフサ留分を原料とする高分子合成技術が導入されるに及んで、化学工業の中心は短期間に石油化学へ全面的に移行し、製品も、硫安、石灰窒素等の化学肥料、人絹などから、プラスチックス、合成繊維などへ転換し、社会の再生産構造や人々の生活に大きな変化を呼び起こした。このような変化を与えた化学技術はそのほとんどを外国技術に依存し、技術があれば参入できる条件をつくりだし、結果として激しい競争を強いられることとなった。

　1960年代後半から1970年代にかけて、公害・環境問題、構造不況、オイル・ショックの直撃を受けるに至り、技術革新も底をついて化学工業は停滞するようになった。

　1971～1972年の統計では、硫酸、ソーダ、アンモニア、エチレンなどの基礎化学薬品、プラスチックス材料、化学肥料の代表的な最終化学製品の生産量は、いずれもアメリカに次いで世界第2位であった。これは、石油化学技術の導入以後の激しい価格競争による合理化、装置の大型化の結果である。しかし、日本の場合、化学工業の急成長は、合成繊維、自動車、家庭電気機器などの他産業の高度成長期における生産増加を背景としており、これら諸部門に素材を提供する関係にあった。したがって年産30万トン級のエチレン製造装置、日産1500トンのアンモニア合成装置に代表される巨大装置による大量生産は、成長率の鈍化とともに過剰生産となり、ヘビー・ケミカルを中核とした化学工業は過剰設備を抱えて構造不況業種に定着してしまった。加えて巨大装置の相次ぐ爆発事故、公害問題、石油値上げにみまわれて、高度成長期の花形産業の一つであった石油化学工業も生産を減退させざるをえなくなった。

　この間の化学工業における技術革新は、その主要なもののほとんどすべてが外国技術の導入によって実現されてきたわけで、欧米各国にめぼしい革新的技術がなくなると、日本の化学工業も技術革新をてこに新たな展開を図ることが困難になった。

　日本は確かに外国技術の導入によって各種の化学工業製品を大量に安価に生産する体制を確立することはできたが、日本でしか製造できない創意的な高品質のものは、この段階では数少ない。そういう製品は、独創的な研究開発によることはもちろんであるが、国民の生活の仕方、文化の水準からの要求によるところも大きい。大量使い捨てを前提とした大量生産というのはもはや過去のものであり、個性的な、多様な、豊かな国民諸個人の生活に対応した、新たな化学工業の展開が望まれるようになった。

［馬場政孝］

1980年代

この時期は、ヘビー・ケミカルの再構築とファイン・ケミカルの伸長によって特徴づけられる。

　1970年代の二次にわたるオイル・ショック（1973年、1979年）や公害問題への対応によって、大型設備を有する素材型化学品製造を中心とする化学工業は大きな打撃を受け、アンモニア製造設備の廃棄、エチレンプラントの縮小や生産集中などを実施して国内生産体制の再編成が行われる一方で、化学工業の内部で加工型化学品を中心とする部門が伸長してくるようになった。

　1980年代に従来の素材型化学品の部門では設備の縮小と高効率化・再活性化に向けた企業努力が注がれた。たとえば、石油化学工業の基幹部門であるエチレン製造では、32基あったエチレンプラントがこの過程で14基に減少している。同時に、自動車やエレクトロニクスなどの加工組立産業の発展を背景に、多様化し高級化した需要が素材型加工品の分野にも波及し、これに対応して高機能素材産業への転換が進行して従来からの重厚長大型の構造不況産業からの脱皮が図られた。

　他方、素材型化学品に比較して付加価値率と収益が高い加工型化学品のシェアが拡大し、化学工業の成長を牽引(けんいん)するようになった。加工型化学品は、従来の医薬品、印刷用インキ、せっけん・洗剤、化粧品、写真感光材、塗料など多品種の消費財に加え、産業構造の高度化や国民生活の多様化に対応して新たに開発されたファイン・ケミカル、スペシャリティ・ケミカルを含む。これら高付加価値製品群の開発には多額の研究開発費の投入が必要となる。化学工業はヘビー・ケミカルから高収益のファイン・ケミカルへ重点を移すとともに、それによって得られた資金を研究開発に投じ、新技術、新製品を創出して、変容を遂げていった。1980年代末以降、研究開発費は電気機械工業に次ぐ位置を占めるようになり、長い間、外国技術に依存していたこの産業において技術的自立への道が開かれた。技術貿易では、従来は大幅な入超であったものが、輸出入がほぼ均衡するようになり、新素材などの先端部門では欧米企業に対して強い競争力をもつようになった。このような流れは、1980年代に日本の自動車、マイクロエレクトロニクス、電気機器、精密機械などの高度組立加工品が世界市場で強力な競争力を発揮し、強固な技術基盤を築いていった動きと軌を一にしている。

［馬場政孝］

1990年代以降

日本は第二次世界大戦後の化学工業において、有機合成化学を中心として外国技術に依存し、その導入・模倣によって成長を遂げてきた。合成繊維、合成樹脂、合成ゴムの原料（汎用化学品）、およびその製品の大量生産が中心であった。こうした化学工業は、二度にわたるオイル・ショックによる原油価格高騰、公害問題、景気低迷による需要減退などにより生産縮小を余儀なくされ、設備廃棄を進めざるを得なくなった。そして、化学工業は斜陽産業になったとまでいわれるようになった。しかし、1990年ごろから様相が大きく変化した。医薬品、塗料、化粧品などのファイン・ケミカルに加え、特定の用途に使用されるスペシャリティ・ケミカルの多品種少量生産が前面に出てきた。この新しい動きの背景にあったのはマイクロエレクトロニクス技術が開拓した新しい市場の形成であった。

　日本の企業群は、アメリカのインテル社が開発したマイクロプロセッサー（MPU）の可能性にいち早く注目し、それをNC工作機械、電気機器、オーディオビジュアル機器、光学機器、輸送機械などに応用することで、1980年代なかば以降、ハイテクの分野で世界の先頭にたった。ハイテク製品にはさまざまな化学製品の材料が必要であり、それらは高純度、高機能、高性能といった、汎用化学品にはない特殊な性能が求められる。このような特殊な電子材料において日本の化学メーカーは世界をリードする地位にたつようになり、オンリーワン企業が続出するようになった。

　半導体製造では、その製造コストのおよそ半分を占めるシリコンウェハー（シリコン単結晶でできた薄い基板）部門で、信越化学工業、SUMCO(サムコ)などの日本企業のシェアが過半を占める。フォトマスク（回路パターンがエッチングされたガラス板）では凸版印刷、フォトレジスト（感光性樹脂）ではJSR(ジェーエスアール)がトップのシェアをもっている。半導体封止材へのエポキシ樹脂の応用は住友化学が開発し、日本化薬が大きなシェアを占める。液晶関係では、液晶ガラス基板で旭化成、液晶テレビ向LEDと赤色蛍光体では三菱ケミカル、偏光フィルムでは日本板硝子、TACフィルム（偏光膜保護フィルム）では富士フイルム、LCDスピンレス（液晶ディスプレー塗布装置）では東レ、が世界首位である。また、DVD基板材料では帝人、ハードディスクのガラス基板ではHOYA(ホーヤ)、プラズマディスプレー用ガラス基板とフィルターでは旭硝子がトップのシェアを有している。ここにあげたのは大企業のみであるが、中小企業も含めるとこのような例は枚挙にいとまがないほどである。

　半導体や液晶の製品生産では韓国、台湾のメーカーの市場占拠率が高いが、それらのメーカーは材料については日本の化学メーカーに依存しているのが実情である。こうした化学工業全体の変容の結果、パソコン、携帯電話、DVD、光学機器などの情報通信分野の完成品に占める割合は3割に満たないにもかかわらず、その材料となると6割を超える状況となった。また、日本の化学メーカーの付加価値額は世界トップとなった。

　かつての有機合成化学の製品は、絹や木綿にかわる合成繊維、木材や金属にかわる合成樹脂、天然ゴムにかわる合成ゴムというように、既存天然材の機能代替が中心であった。しかし、近年の電子材料などの化学製品は旧来の機能代替とはまったく異なり、これらは機能が新たに創造されるようになっている。日本の化学工業が「模倣から創造へ」転換した有様をみてとることができる。こうした転換は、ハイテク製品の生産において日本の組立加工サイドが新たな材料、それもきわめて高品質なものを化学メーカー側に求めたことが主因となってもたらされた。化学メーカー側はこのような求めに対して丁寧に対応し、顧客の満足のゆく製品を開発・提供して、両者の有機的連携が生まれた。さらにこれに装置メーカーが加わり、異業種間に「すり合わせ」が行われて実現したものである。

［馬場政孝］

今後の展望

日本の化学工業は21世紀に入って明らかに従来とは違う高い段階へ踏み出した。日本では昔から稽古事(けいこごと)の習得の過程を「守・破・離」と表現してきたが、いまや「離」に進みつつある、とみることもできよう。この段階は模倣から創造への転換である。もはや外国に模倣すべき基本技術があるわけではなく、これからは独自にニーズをくみ取りながら新しい技術を創造してゆかなければならない。異業種間の「すり合わせ」は日本のメーカーの得意技であるから、何よりも目下進行している新しい技術、新しい市場、新しいニーズとの有機的連携が重要となる。

　今後の日本の化学工業に求められるおもなものは、
(1)新技術、とりわけ、情報通信技術のさらなる発展に伴う高機能、高性能、高品質の材料の提供、
(2)循環型社会システムの形成に向けた環境問題への対応、
(3)新エネルギー源への対応（電気自動車用電池、太陽光発電）、
(4)ナノテクノロジーの本格的展開への対応、
などである。

　情報技術は今後もいっそう発展してゆくものと思われるが、それに伴って超微細加工技術の進化が必須のものとなる。半導体加工技術において、素子間の結線の線幅はサブミクロンからナノメートルの領域に踏み込むことが予想され、このためにカーボンナノチューブの利用が検討されている。

　カーボンナノチューブは、網目状の炭素原子が筒状になったもので、直径はナノメートル単位である。日本の物理・化学者の飯島澄男が、1991年にフラーレン（C₆₀）の研究過程で発見したもので、電気をよく通し、抵抗が小さく、断線がない、といった性質から、金属にかわるLSI（半導体集積回路）のさらに微細な結線材として期待される。

　カーボンナノチューブは他のナノテクノロジーの素材と同様、いまだ実用の域には達していないが、鞭毛(べんもう)モーター、マイクロマシンなどのナノバイオテクノロジーとともに有望な新技術であり、これらの発展は化学工業の様相を一段と変え、社会の変化にも通じる大きな可能性を秘めている。ナノテクノロジーを駆使してナノファイバーやナノ積層フィルム、ナノアロイ樹脂なども開発されており、極限の特性をもったこれらの新素材は衣料用、医療用、環境関連、電子材料、自動車用と応用範囲は広い。かつて、MPUの開発・応用が電気機器だけでなく、光学機器、輸送用機器を変え、ひいては社会の情報環境を根本から変えたように、それは大きな影響を与えるものと考えられる。

［馬場政孝］

『渡辺徳二著『化学工業』（1972・日本評論社）』▽『中山伊知郎・有沢広巳監修、渡辺徳二編『戦後日本化学工業史』（1973・化学工業日報社）』▽『飯島孝著『日本の化学技術』（1981・工業調査会）』▽『山本勝巳著『化学業界』（1990・教育社）』▽『化学工業日報社編・刊『戦後50年　化学工業の軌跡と未来』（1995）』▽『化学工学会SCE・Net編『進化する化学技術――オンリー・ワン技術への挑戦』（2003・工業調査会）』▽『日本化学工業協会編・刊『グラフでみる日本の化学工業2010』（2010）』▽『渡辺徳二・林雄二郎著『日本の化学工業』第4版（岩波新書）』