今期の高分子材料の付加製造に関する特集号の客員編集者Klaus Friedrich教授・博士が2021年5月末に亡くなりました。彼の死が国際複合材料界の大きな損失であることは間違いありません。複合材料科学者として有名なフリードリヒ教授は、論文、書籍、専門記事も多数発表し、世界で最も多く引用されている研究者の1人となっています。2005年に国際複合材料委員会から「世界会員」と認められました。長年にわたり、私が彼から学んだ最も魅力的な点は、彼が最新の学問の最前線で活躍するようになった探求と革新の絶え間ない精神でした。Friedrich教授は、優れた科学的業績に加えて、その経営とリーダーシップでも知られています。彼は複合材料研究所の国際的な評判に大きく貢献しました。1990年から2006年までドイツのカイザースラウテルン大学（IVW）で材料科学研究部長を務め、2006年に名誉教授に就任しました。

私の記憶の中では、Friedrich教授はとても親切で気前がよく、いつも他人のことを気にかけたがる紳士です。例えば、私が1990年代にIVWで研究していたときに、いろいろな面で十分に助けてくれたことをとても温かく感じました。それ以来、彼から貴重なアドバイスを受けてきたし、そのことにいつも感謝しています。2017年には、雑誌Advanced Industrial and Engineering Polymer Researchの創刊号に向けて、新雑誌の順調な発展に欠かせない「トライボロジー応用のためのポリマー複合材料」（https://doi.org/10.1016/j.aiepr.2018.05.001）と題する高品質な総合記事を執筆することに同意しました。昨年、彼はさまざまな国の3Dプリンティング分野の主要な専門家を招き、ポリマー工学の先端の進展の1つをタイムリーに反映したこの特集号を企画することを約束しました。さらに2021年3月下旬には、何らかの技術的な問題について編集室とやりとりしていました。彼の仕事への情熱、個性、魅力は永遠に残っています。

Friedrich教授は残念ながら特集号の出版を見ることはできませんでしたが、友人や同僚の強力な支援を得て予定通りに出版されました。この論文集には招待論文6編と投稿論文2編があります。テーマは、3Dプリンティング素材の製造、新しい製造方法の開発、加工条件の影響およびさまざまな側面での応用などを含み、研究記事や総説として提出されています。読者がエキサイティングな分野について、比較的短時間で全体図を理解することができます。

最後に、この機会を利用して著者たちに感謝し、今期はFriedrich教授に感謝と記念を捧げたいと思います。

Stoyko Fakirov教授は哲学博士、理科博士、Dhcで、1936年1月、ブルガリアのバルカン山脈の山麓にある小さな村に生まれた。彼は地元の小学校に通った後、近くの小さな町の中学校に通っていた。1959年、ソフィア大学（ブルガリア）で化学専攻の理科修士号を取得し、すぐに助教授に任用された。二年後、彼はモスクワのロモノソフ国立大学（ロシア）で博士号を取得するために勉強していた。1987年にはソフィア大学ポリマー化学専攻正教授に指名された。現在、彼はニュージーランドのオークランド大学機械工学科で名誉学者を務めている。彼はポリマーサイエンス分野で世界中に名を馳せる。グーグル学術検索で表示したように、彼は8000回以上引用され、H指数は48で、「ポリマー複合体」という課題での世界ランキングは21位である。Stoyko教授は、350点以上の出版物を所有しており、うち、220点は「科学ネットワーク」のデータベースに収録されている。彼はWiley、Springer、Hanser、ケンブリッジ大学出版社などと連携してポリマーに関する著書を16冊執筆した（うち、編集された書籍は1000ページもある）。彼の書目には『エンジニアのポリマーサイエンスの基礎』という教材（Wiley-VCH、2017年）も含まれており、その中に25章が含まれている。彼は米国特許を9件取得し、招きに応じて世界中で120以上のセミナーを開催した。また、16の国際的なポリマー専門誌の編集委員も務めている。

彼がポリマーサイエンスに対する重要な貢献には、「化学的治癒」、「化学的放出拡散」、「縮合共ポリマーの順番変更」と「同じ種類のポリマーガラスの転化温度より低い時のポリマー結晶体の溶解」などの現象についての陳述、証明と命名が含まれる。Stoyko氏はさらに、「Fakirov等式」と呼ばれる等式を導き、「マイクロフィブリル化複合体（MFC）」と呼ばれる新しいポリマー複合体を創出し、そしてそれをさらにナノフィブリル化モノポリマー複合体を含む「ナノフィラメント化複合体（NFC）」に開発し、「添加の代わりに転化する概念」（あらゆる本体ポリマーをナノレベルの材料に転化する技術）を陳述し、そして証明した。

20世紀80年代、彼はアレクサンダーフォン・フンボルト学者になり、2000年に、ドイツの最も有名な科学成就賞である「アレクサンダー・フォン・フンボルト賞」を受賞した。先端材料科学技術分野における優れた貢献により、彼は国際先端材料協会（IAAM）から2017年の年度メダルを授与された。2018年、彼はブルガリア「ソフィア大学名誉博士」号を取得した。

Stoyko Fakirov教授は現在も研究に積極的に身を投じており、かつ2021年1月19日に85歳の誕生日を迎えた後も確実に研究を続けていく。従って、我々は彼の誕生日を祝賀すると同時に、彼の健康を祈り、引き続きポリマーサイエンスの分野でより長く奮闘し、そして釣りという趣味の中で幸運を共にすることを願う。

連続結晶格子作製は、新たに導入された繊維強化熱可塑性複合材料の付加製造方法であり、必要な場所に材料を堆積させることができます。この技術の成功は、支持構造を用いることなく、材料が押し出され平面から堆積される前に、緩い連続繊維強化複合材料が引抜成形金型を介して引き抜かれるプリントヘッドにあります。しかし、混繊糸などの現在の先端複合材料原料には、熱可塑性繊維と強化フィラメントが混在する潜在的な繊維構造のため、実現可能な材質や部品サイズに限界があります。二成分混合繊維は、個々の強化繊維が熱可塑性シースで被覆されているので、これらの限界が克服されます。これにより、空隙率や材質に悪影響を及ぼす時間のかかる繊維含浸工程がなくなります。

本研究では、二成分混合繊維と市販の混合糸を用いて、異なる工程条件で製造された引抜押出材の材質を比較しました。ガラス繊維を50〜60vol%含有する直径5mmのポリカーボネート複合異形材を、異なる金型充填度、金型温度および引抜速度で引抜成形する試験を紹介しました。その結果、二成分混合繊維から得られた引抜押出材は、混合糸から同じ条件で得られた引抜押出材よりも空隙率が低いことが分かりました。これは、二成分混合繊維の場合は熱可塑性シースのコンソリデーションが主体であり、混繊糸の場合はダルシー流れが主体である二成分混合繊維のコンソリデーション機構の違いによるものと考えられます。

約70-80年前、合成ポリマーの最初のロットが市場に投入された時、「人工」（ヨーロッパ）または「人造」（アメリカ合衆国）材料と名付けられ、「天然」材料ではないという事実、つまり、同様に優れた性質を持っていないことが強調された。その後何年もかけて徐々に発見された結果として、それらの用途はますます広くなっており、過去数十年の間に極めて大きな規模の応用が実現され、かつ他の材料にも取って代わられないことも多い。これは木材、金属、セラミックス、ガラスといった従来の材料に比べ、合成ポリマーは材料としてのメリットが大きいからである。それらは非常に軽く（密度は約1以下ある）、非常に加工しやすく（通常、複雑な形のものを一気に作ることができる）、全体に着色する無限のチャンスがあり、かつ環境や大気要素に対する耐化学性があるため、使用にあたって環境にも無害である。この面において、合成材料は他のすべての材料に勝っている。不思議なことに、プラスチック材料のこの内在する長所は廃棄物或はゴミになる時に最も大きな短所になる。つまり、金属のように酸化しないだけではなく、セルロースと蛋白質基材料のように化学分解も発生しない。

人々は化学者に対し、大量生産が可能な生分解性プラスチックを作り出すことを期待しているが、このような期待は空想にすぎない。この面の少数例は、経済的に実現可能ではない。EUは最近、10種類の使い捨てプラスチック製品の製造を禁止することを決定した。これは、これらが海洋ゴミの主な成分であることを証明した。EUの加盟国は27か国から構成され、その一部の国は世界中の工業・科学先進国に属しているが、主なプラスチックゴミを作り出す包装製品の生産を大幅に減らす方法以外に、より良い解決策を提供できない。これは、プラスチックごみを生み出すネガティブな環境問題の解決は、科学者だけの課題ではなく、社会全体の課題でもあることをさらに意味する。プラスチックゴミを適切に回収する方法の教育を行わなければならない。また、新プラスチックと再生プラスチックの価格差額が小さく、再生産業は利益をもたらす産業ではないため、各国政府は、再生産業に対する財政的支援をしなければならない。

新規合成ポリマーの数を減らそうとする試みは、その需要が増え続いているため、適切な解決策にならない。例えば、ペットボトルの生産におけるPET （ポリエチレンテレフタレート）の年間伸び率は、現在10%にも達している。包装プラスチックの生産量も増加する。それは、貧しい国では、包装不良により食料の50%が変質しているからである（インドの比率は50%のに対し、英国はわずか2～3%である）。

現在、プラスチックの年間生産量は3億トンを超え、そのうち800万トンが最終的に海へと流れ込んでいる。このまま海を汚し続ければ、2050年までに海のプラスチックの重量が魚類の重量を上回ると推測される。また、報道によると、3種の海洋生物のうち、1種は海洋ごみに困っており、かつ、90%の海鳥の胃にプラスチックがある。プラスチック包装は最大の端末使用細分市場であり、世界全体のプラスチック使用量の約40%を占めている。世界で毎年使われるレジ袋は5000億枚であるが、その平均使用寿命は15分である。

同様に、科学者の努力に加えて、各国政府がプラスチックゴミの適正処理に対し法的措置を講じれば、この問題が適切に解決されることは期待できる。

強調しなければならないのは、プラスチックが環境に悪影響を与える問題は再生によって解決できず、解決を遅らせるしかできないことである。再生プラスチックの寿命が終わると、再び廃棄物やゴミに変わるからである。新プラスチックまたは再生プラスチックをコンクリートと混合する時に「バーリング加工」を行ったり、建築物、道路建設、水利工事に組み入れた物品を製造したり、またはその他の類似した用途に使ったりするなど、これらの材料が我々の生きている間に再び現れないことを確保するのは、いずれもこの問題を解決する適当な方法である。もう1つの類似した解決方法というは新プラスチックまたは再生プラスチックを焼却し、そのうち、本体のポリマーを気体に転化することである。いずれの場合でも、プラスチックは我々の生活から「消えて」、それ以上我々の自然環境を汚染することはない。

『特集』（第一部と第二部）に掲載された文章は、世界的に有名なポリマー科学者が執筆したもの（うち、一部の文章の引用回数は1万回～5万回で、H指数は50回～100回の範囲にある）である。但し、これらの文章はプラスチックごみにより発生した一般的な問題について解決策を提供することができず、プラスチックごみの再生によるプラスチックごみの減量方法を提案したのみである。

これらの文章は独立した2つの出版物に分けられる。（i）ポリマーブレンドおよび複合体の再生（第一部）、および（ii）秩序状態のポリマーの再生（第二部）。こうして分けたのは、この2組の材料にはいくつかの特定な特徴があるからである。このため、これらの再生方法が大きく異なる。これと関連する良い例としては、グラスファイバー強化ポリマー複合体にグラスファイバーが存在することである（最高比率30%）。

超高分子量ポリエチレン（UHMWPE）は独自の性能を持っていますが、メルトフローレート（MFR）はゼロ程度と極めて低く、標準的な方法によるポリマー加工に適していません。本文は異なる等位PP含有量のUHMWPE系二成分複合材料の摩擦学性質の研究を目的とします。複合材料の製造には、a）粉末混合物の熱圧着、b）粒子の熱間圧縮、およびc）3Dプリンティング（FDM）の3つの方法が使用されます。その結果、押出複合（粒子熱間圧縮及び3Dプリンティング）により作製されたUHMWPE系複合材料は、粉末混合物の熱圧着により作製されたUHMWPE系複合材料よりも、機械的性質およびトライボロジー特性（耐摩耗性、摩擦係数、ヤング率、降伏強度）が優れていることが分かりました。「UHMWPE+20%PP」複合材料は、広い荷重範囲にわたって必要なメルトフローレート（MFR）および高いトライボロジーおよび機械的性質を維持するのに最も効果的です。整形外科用摩擦ユニットの複雑形状製品（関節部品）の付加製造の原料として推奨されています。

重合物再生は、不良廃棄物の減少や廃棄物埋立処分、経済的価値のあるモノマー又はその他の材料の回収のための優れた方法であるため、我々は、第三再生方法（化学再生）について、総合的に述べた。そして、それぞれのケースにおいて、特定のリサイクル経路と潜在的な適用性の化学的根拠に特に注意を払って、厳密に検討した。広く使用されている各重合物商品（ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、およびポリオレフィン）のリサイクル問題について個別に議論され、酵素分解、イオン液体仲介、マイクロ波照射、および超臨界液体と超流動体中での処理など、潜在性の高い従来の方法および慣例に従わない方法に注目した。また、アルカンクロスメタセシス（CAM）、タンデム水素化分解/芳香族化、Vitrimer基の再生および動的共有結合など、現在広く研究されている新しい方法についても重点的に述べた。