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よしやす
理科っぽい視点で身の回りのことを見てみませんか? そんない理科の時間B 第595回 そんない理科の時間Bをお送りいたしますのは、よしやすと、
かおり
かおりです。
よしやす
よろしくお願いします。
かおり
よろしくお願いします。
接着と締結の技術
よしやす
今日は、くっつける技術をちょっとお話ししてみたいと思います。
かおり
ペタッ。
よしやす
で、接着とかね。
かおり
接着。
よしやす
あとは、締結というのもあるんですけど。
かおり
締結?
よしやす
あ、あの。
ネジ止めするとか。
かおり
え?何とかが締結したっていうやつ?
よしやす
うんと、締結っていうとね、条約とかね。
かおり
そうそうそうそう、それそれそれ。
よしやす
契約とかね、そういうのも締結って言いますが。
はあ。
今日話すのは、物理的に2つのものがつながるというやつです。
かおり
ていけつ。
よしやす
そうですね。
かおり
え、どういう字?
よしやす
え、ていけつはていけつなんだよね。
かおり
で、この糸辺に工程の抵抗に結ぶでいいの?
よしやす
そうですそうです。
これって。
両方とも。
かおり
あのー、条約もこれ?
よしやす
条約もこれのはずです。
かおり
これは、物理的にくっつける。
その、接着剤とかではなくて物理的に物を使ってくっつけるとか、
固く締めて結ぶこと、条約や契約を取り結ぶこと。
よしやす
そうそうそうそう、そうなんですよ。
何とかもあって、そんな話をしていこうと思うんですが、
お知らせをちょっとだけ。
ポッドキャストシンポジウムの紹介
かおり
お知らせ、何か結んじゃうんですか?
よしやす
えっとですね、以前ちょっとお話をした、
11月2日に実施したポッドキャストシンポジウムっていうイベントの音源が、
公開開始になりました。
かおり
おお、そういう締結だったんですね。
よしやす
そこは締結じゃないです。
えっとですね、聞き方は、
ポッドキャストシンポジウムで、
ノートっていうサービスを使って、
有料配信っていうのをしています。
かおり
えっと、ノートっていうサービスはどこからいくんですか?
よしやす
あのですね、ノートっていうのはブログというか、
自分で文章を書くサービスがあって、
有料記事が作れて、そこに音声とか貼り付けられるんですよ。
かおり
どこで検索?少なくともどうやってそこに行くんですか?
よしやす
普通に、ポッドキャストとか聞いてる人は、
概要欄にリンクを貼っておきます。
で、オーディオブックの人は多分リンクとかが貼れないんで、
ポッドキャストシンポジウム、アーカイブ配信とかっていうので検索していただくと、
多分ノートの記事が見つかると思うんですけども、
ノートっていうサービスの中にサイエントークのレンさんという方がサイトを持っていて、
その中の一つの記事として配信をしています。
レンさんはこのポッドキャストシンポジウムの企画運営をがっつりやってくれたポッドキャスターさんで、
サイエントークというポッドキャスト番組をやってる方です。
かおり
レンちゃんに拍手!
よしやす
ありがとうございます。
かおり
レンさんなんですか?
よしやす
レンさん。
で、1月15日までは500円セール期間中だそうです。
かおり
おー、その金額も変えられるんですね。
よしやす
そうそう、というかね、正しくは1月14日までか、
15日の0時でセール期間が終わるというふうな設定になっていて、
その後は1000円だそうです。
かおり
あら、結構高くなるね。
よしやす
で、こちらでノートに対してお金払っていただくと、
当日のオープニング、セッション1から3、
あとエンディングというか、締めのところの音声が聞けるということになっています。
かおり
それは当日話していた全部ってこと?
よしやす
そうですね、当日皆さんのお客さんの前でお話していた一通りですね。
ちょっとしたね、ご案内しますとかっていう話とかはないですし、
あとはここから懇親会の時間にしますっていったのもないです。
かおり
懇親会もあったんですか?
よしやす
懇親タイムという感じですね。
かおり
ちょっと終わった後に雑談というか?
よしやす
そうそうそう、という感じで音源が聞けるようになっておりますので、
よろしければ聞いてみてください。
かおり
はーい。
よしやす
えーとね、すでに聞きましたっていう方が。
かおり
へー、あ、まあそうか。
別にそれは吉谷さんのところに情報が入ってくるわけではなく、
よしやす
メッセージが届いたってことね。
そんなエリカンの時間、交流用グループチャットっていうのがLINEにありまして、
こちらでたまごパンさんが紹介してくれて、
かおり
ついに聞けるっていうふうに投稿してくれたので。
よしやす
なるほど。
はい、ということになっています。
ちょっとだけね、あれなのは音声しか配信してないけど、
当日は画面が出ているんで。
かおり
あー。
よしやす
そう、どんな画面が出たかを想像して聞いていただきたいと思っています。
かおり
あー、なんというかな、吉谷さんがだんだん脱いでいくとか?
よしやす
特に私と道久沙さんが話したやつは、写真とかを説明するのが多くて。
かおり
今まで写真説明するのがポッドキャストだったら難しかったというものを、
あえて写真を出す?
もともと音声配信する予定にはなかったわけね。
よしやす
音声配信はおまけ的だったんで、
特に道久沙さんは植物の話をするんで、
こんな雑草がありますとかっていうね。
かおり
雑草という花はない。
よしやす
もちろんそれぞれには名前がちゃんと説明してるんですけど。
かおり
大きくくくってね、そこら辺に生えている草花を説明してくれたわけ。
よしやす
へー。
とかっていうのがあるので、
かおり
ピンク色のね、小さな花がねって言われてもね、確かにね。
よしやす
私の分の説明資料は公開してほしいっていう声が多ければ、
どっかに置くとかはできるかもしれません。
かおり
画面ね。
よしやす
そうそう、発表資料ね、スライド。
ということでお知らせでございました。
あともう一つ、年末年始の番組のお知らせがあります。
かおり
いつ撮るんですか?
よしやす
年末と年始でしょ?
年末と年始の配信のお知らせをしておくと、
12月31日にソンラインプロジェクト合同配信ということで、
このポッドキャストでは配信をしませんが、
ソンライン雑貨店という番組の年末特番に、
私とかおりさんが出演するということになっています。
かおり
そんな予定になってるんですね。
はい。
よしやす
で、それは。
かおり
これは12月31日?
よしやす
12月31日配信です。
かおり
31日に店長のとこにみんなで押しかけるってこと?
よしやす
まあ録音なのでね。
え?
連れてったから押しちゃうの?
いや、我々も今録音で、皆さんが聞いてるタイミングで話してるわけじゃないですよ。
なんたって31日の朝6時に集まるわけないですからね。
かおり
いや、でもほら、「おはようございまーす。これぐらい撮りますか?」ぐらいな。
よしやす
まあ、その辺は皆さんわかってると思うんですけど。
で、1月1日。
かおり
ああ、その日もまた朝集まる感じ?
よしやす
1月1日はこの番組でもそんないプロジェクト共通番組を流します。
そこはお正月でわちゃわちゃやそんないプロジェクトのメンバーでやるというのを流す予定になっています。
かおり
やる予定なんですね、これからね。
よしやす
っていう感じですね。
で、金曜日はいつものプログラムが流れると。
かおり
1月3日ですね。
大きなサブじゃないや。
大丈夫ですか?
1月3日って何があるのかな。
よしやす
1月3日わかんないですけど。
かおり
正月の参加日の3日目ですね。
よしやす
何かあるっけ。初夢もあったよね。
ということで、無理やり記念日にしないでください。
かおり
ということでお知らせでした。
1月3日流れるんですね。
そんな1日の時間が。
予定では。
よしやす
ということでお知らせだったんですけど、本編というか本筋に戻りますと、
日本の結びつき
よしやす
今日は接着とか締結の話をします。
ちなみに締結についてよく知りたい方は、
締結。
初めての締結設計っていう本が最近出ました。
え?
初めての締結設計ですよ。
かおり
アマゾンで売ってるぞ。
よしやす
アマゾンで売ってますよ。
かおり
え、何これ。設計?
よしやす
設計締結って何だろうっていうところからお話が。
かおり
はつまれ設計1年生。
よしやす
はつまれ設計1年生初めての締結設計っていう本があるので、
気になる方は読んでみるといいかもしれません。
かおり
面白い。面白いっていうか。
よしやす
ここには身の回りの締結を見てみようということで、
ネジとかね、ピン。
ヒンジの中にピンが入ってますよね。
あとはリベットとか。
かおり
ヒンジの中のピン。
よしやす
あるんですけれども、
今日この番組ではもう少し広い話をしちゃおうかななんて思っています。
かおり
物と物をつなげる物っていうか。
よしやす
そうですそうです。
かおりさんが考える物と物をくっつける物って何かありますか。
かおり
愛情?
よしやす
それは何と何がくっつくんですか。
かおり
人と猫。
よしやす
物理的にくっつくのね。
かおり
もう、離れられないっていうの?
時々嫌がられるから離れてくるけど、
なんか吸い寄せられる感じ?
よしやす
それは締結じゃないですよね、吸い寄せられる感じはね。
かおり
吸い寄せられてピタッとくっつくわけよ。
締結。
よしやす
一番身近な物といえば。
かおり
のり。
よしやす
のりもありますよね。
でも私の中で身近なのはボタンとかね。
毎日つけ外ししません?
かおり
最近ボタンというよりもなんかファスナーとかさ。
シャツを着る人はボタンか、男性とかだったら。
よしやす
そうですね、ズボンにも一個ぐらいついてますしね。
かおり
ついてるね。
ジーンズの股のところがボタンのやつも持ってる。
よしやす
ボタンが複数個ついてるやつ。
かおり
そうそう、ファスナーじゃなくてね。
あれ初めて使ったときは、
これ大丈夫かな、トイレ間に合うかなと思ったけど、
よしやす
慣れると案外ババババっていけんのね。
そうなんですね。
使ったことない?
私は常用したことはないです。
かおり
そう、あれね、案外ババババって取れて、
引っ掛けるのもちょっと、ファスナーよりかは時間かかるかもしれないけど、
でもね、案外いける。
よしやす
そうそう、ということで何かを引っ掛けて、
こっちのものとあっちのものをつないでおくとかね。
かおり
あとは紐で縛るとかね。
よしやす
ちゃんとリボン結べます?ちょうちょ結び。
かおり
ちゃんとって言われるとあれですけど、普通に結べますけどね。
ほら、ぱっと表から見たときに、
輪っかのやつが2つとも上にあって、
リボンが下にくるようにできます?縦にならない?
よしやす
なりません。
あとはさっきもちょっと出たファスナーって言ってるのは、
ジッパーっていうほうがあれなのかな。
かおり
英語ではジッパーなんだっけ?
よしやす
ファスナーって何語だっけ?
ファスナーはもう少し広い意味で、止めるものっていう意味なんで、
マジックテープとかって言われてるやつは、あれは綿ファスナーっていうのが一般的な名前ですよね。
かおり
そうだね、そうだね、そうそうそうそう、綿ファスナーだ。
よしやす
綿ファスナーはどうしてるかっていうと、
片面に輪っかになっている紐というかね、
かおり
引っかかりやすいワシャワシャで。
よしやす
そう。で、もう片方にJの字になっていて、
引っかかるやつがあって、
くっつけるとそれがそれぞれ引っかかって、
くっつくわけですよね。
かおり
それが面積を持ってるから離れない、離れにくい。
よしやす
一個一個のやつがたくさん束になってくっつくんで、
保持してられると。
で、日本の文化にはボタンがずっとなかったので、
着るものはだいたい紐で結んだりとか、
っていうのが多かったんですよね。
かおり
確かにボタンなかったのか。
よしやす
そうなんです、ボタンもジッパーもないっていうので。
ジッパーは結構あれ、考えた人すごいなと思うけど。
かおり
20世紀だと思いますけど。
よしやす
そんな中でもですね。
かおり
ボタン入ってこなかったの?
よしやす
そうですね、なので。
かおり
中国にもなかったのかな。
古代からの締結技術
よしやす
結び目と輪っかを引っかけるっていうのはあるんですけど。
かおり
はいはい、チャイナ服の前のボタンというか、
紐みたいなイメージね。
でもあれもボタンじゃないのか。
よしやす
あとは平安時代のやつとかでもそういうのがあったりします。
平安時代。
で、旅とかは小風というのを使ったりします。
かおり
はいはい、紐に何あれ。
金具があるんですよ。
あるね、あるね。
何ていうの?
よしやす
あれを小風っていうんですよ。
かおり
小風?
はい。
風って魚?
よしやす
風は魚なのかもしれないですけどね。
かおり
小風。
よしやす
ということで、いろんなものでいろんなものをくっつけたりしていますし、
最近だと。
かおり
和食店って出てきたな。
よしやす
最近だとパチってはめ込むロックができるプラスチックの部品とかたくさんありますよね。
カバンとかで紐と紐を結んだり、
あとはリュックサックで前のところパチって留めたり、
あとはウエストバッグみたいなやつもパチって留めたり外したりするとかっていうので。
かおり
あれは何ていうんだっけね。
ゆざわ屋でいろいろ買ったことはあるんだけどな。
よしやす
とか洋服でもね、
バックル。
バックルね。
ちっちゃいフックとかそういうのがあって、
基本的にはね、普通みなさんがくっつけたりはがしたりする、またはめたりとったりするってやつは、
ひっかけるとか、はめ込むとか、あとは紐を結ぶとかっていうのでくっつけるものが多いと思います。
一方で、今日本編で話すお話は、
締結するとか接着するというのをお話をしようと思っています。
かおり
これは、だからそれじゃないってこと?ひっかけるわけではない?
よしやす
えっとね、のりはひっかけてないですよね。
かおり
そうね。
よしやす
はめ込んでもいないというか。
あとはねじみたいなものも。
かおり
え、でものりもくっつくのって、毎回はしてるけどなんかひっかかってんじゃないの?
よしやす
そんな話をします。
あとは、締結、機械的なものをくっつけるときの締結っていうのも、
リベットっていう2つのものに穴を開けてそれを重ねて、きのこ状なものをプスって刺します。
で、きのこの軸のところをつぶして抜けないようにすると、くっつくっていうようなタイプもあるんですけど。
かおり
かしめ。
よしやす
かしめ。
そうそうそうそう。
でもねじって不思議じゃないですか?
かおり
スクリューってこと?
よしやす
そうそうねじねじ。
かおり
これはだから回せば取れちゃうわけでしょ?だけど回さないとひっかかってるというか。
よしやす
そうそうそうそう。
とかというので、接着の話とねじの話をしようと思っています。
ねじの進化
かおり
おーいい。はい。
よしやす
ということで本編に行きます。
かおり
はい。よろしくお願いします。
よしやす
ではですね、まずさっき不思議だといったねじの話をちょっとしてみるんですけども。
ねじ。
かおり
はい。
どのくらい前から使われてるでしょう?
よしやす
ねじ?釘じゃないんだよね。
かおり
そう。釘とかねくさびっていうのはずいぶん古くから使われてるんですよ。
よしやす
くさび型文字って言うもんね。
くさび型文字は別に締結のためのものではないですけど。
よしやす
ねじ。
かおり
細いものをブズって刺すと止まるっていうのはあるんですけど。
あれなんか鉄砲が入ってきたときにねじを作るのが大変だったって話じゃなかったっけ?
よしやす
そうなんです。
かおり
ねえだから。
よしやす
鉄砲のやつは筒の一番端っこにふさがなきゃいけないんですよね。筒を。
そのためにねじを作ってふさぐっていうのをやっていたんですけど、日本ではねじがなかったんで。
かおり
すごい反動があるものね。
よしやす
そう。
かおり
日本にはねじはなかったけど、アメリカとか海外にはあったけど、やっぱり技術的に大変なものだよね。
誰が作ったのかな?ねじはきっと、たぶんエジプトにはないよね。
中国にねじがあるような印象はないね。
よしやす
えっとですね、ブドウ。
わかった。
はい、なんでしょう。
かおり
筆体とぞくとかじゃない?
よしやす
えっとですね、締めるねじっていうのは1400年か1500年くらいからあるんですけど、その前にブドウ酒を絞るためのプレス機とか、
カッパン印刷機か、印刷機についている、ぐるぐる回して押し付けるっていう、万力的な使い方をするねじっていうのができてきます。
これは締結、つまり結び付けるわけではなくて、ぐるぐる回す力を強い直線の押す力みたいなのにするために作られた機構で、
もっと昔で言うとアルキメデスが溶水ポンプって言って、筒の中にぐるぐるした螺旋のやつを入れると水が汲み上げられるっていうのとかで、
理屈はあるんですけれども、それを機械的に作って、
かおり
あれってなかったの?理屈だけだったの?アルキメデスの。
よしやす
アルキメデスのやつは実用化されてます。
かおり
そういうスクリュータイプのものっていうのが一応そのくらいに昔からあったことはあったけど、より使われたのがプレス機とかってこと?
よしやす
それは締結用ではなくて運動用というか動かすためのネジですよね。
かおり
動かして固定するって意味だね。
よしやす
固定するとか押し付けるとか。
かおり
押し付ける、はい。
よしやす
それを少しちっちゃくして、なおかつ機械要素の一つとして2つのものを結びつけるために使い始めたのは1500年代。
かおり
どこで?
よしやす
ヨーロッパですね。
かおり
産業革命とか?
よしやす
なので、産業革命はずっと後なんで。
かおり
じゃあ何で使われ始めたの?
よしやす
だから鉄砲とかそういうものの作り方ですね。
かおり
じゃあ弱い、どうしても力が強くて、普通の留め具ネジとか、ネジじゃないな、釘とかだったら力が負けちゃうところに活用し始めたってことね、そのスクリューっていうかネジネジのやつを。
よしやす
そうですね。だから細かいこと言うと、鉄砲のお尻のところも2つのものをくっつけるっていうよりも蓋をするためのものなんだよね、あれはね。
ネジ山と組み合わせてあるものとあるものを締結するっていうよりもネジを使って自分が止まるという感じなんですけど。
何はともあれ1500年代、だから16世紀ぐらいからやっとネジというものはヨーロッパでも使われるようになって、産業革命っていうのは蒸気期間の後なんで18世紀ね、なんですけどもそんな感じで使われています。
ネジの仕組みは皆さんなんとなくお分かりだと思うんですけども、螺旋状のものを2つ組み合わせてぐるぐる回していくと中の方にぐるぐる入っていく。
また反対側に回すと解けていくというか抜けていくっていう仕組みはなんとなく分かると思うんですよね。
かおり
はい。
よしやす
それである程度以上を、ある程度以上って言うんだな、それを締め込んでいくとネジ山同士がどんどんどんどん強く押し付けられて、そこの間の摩擦力が高まって緩みにくくなるわけ。
はい。
要はネジをね、途中までくるくるくるってやってギュッて締めない状態だと簡単に緩める、締めるっていう方向に動くんだけど、
締め込んでいくとネジ山同士のくっつく圧力が高まって、そこの摩擦が大きくなることで緩みにくくなるので最終的に締結できるっていう仕組みになってます。
かおり
はい。摩擦力ですね。
よしやす
そうそうそう。で、なおかつネジのいいところは、ネジ山の面ってらせん状にずっと続いてるから、ちゃんとしっかり作ると締め込んでいくと、すごく実は広い面積でその摩擦力が生じるっていうのがポイントなんですよね。
で、ちょっと緩めるとそこが全部離れるでしょ、いっぺんに。
そうするとスルスルスルスルって抜けるというのがポイントで、ネジ山のピッチと高さとかをちゃんと緻密に高精度で作ることで、ちゃんと締まったときによく締まって緩めるとすぐにくるくる回るっていうネジができあがるということになっています。
かおり
はい。
よしやす
ということで、摩擦力を利用して留めるというのは機械のところではたくさんあって、さっきちょっと出しましたけど、くさびっていう抜ける方向に引っ張ると摩擦力が増すような感じのタイプね。
まさにくさび型みたいなものを打ち込んで抜けにくくするっていうのはずっと昔から使われていて、ネジっていうのはそれをちっちゃくしてなおかつ受け側とネジ側と受け側の摩擦をうまく利用するっていうものがあって、
木ネジとかね、あとタッピングビスっていうのがあるんですけど、これはもともと受け側のところにネジ山を切ってないんだけれども、そこにネジ山をゴリゴリ押し込んで掘りながら進んでいくっていうタイプのものは、木ネジとかタッピングビスっていうのはプラスチックに使うタイプなんですけど、そういうものが実用化されています。
はい。
タッピングビスだと先のほうがプラスチックを削るように尖ってるところがあったりするんですよね。
ふんふんふん。
ということで、ネジというのはネジ山同士の摩擦が大きくなって緩みにくくなるから、2つのものがくっついたまま離れないっていう効果がありますと。
はい。
かおり
一年生。
そうそうそうそう。超ファンキーな定欠ですね。
はい。
やっぱりこのアフロ具合が摩擦力が高まっていいんですかね。
よしやす
たぶんね、この辺もコツなんじゃないかと思います。
かおり
なるほど、アフロがね。
よしやす
はい。ちなみにこのアフロの人は、ものづくりのラジオという名前のポッドキャスト番組をやっています。
かおり
あら、ご存知なの?
よしやす
渋長さんという方ですね。
へー。
かおり
はい。
じゃあその人は本職?本職?がこういうものを設計したりとかする人で、それをポッドキャストでいろいろやってくれたやつね。
よしやす
本職はね、工作機器っていう、あ、工作機械か。工作機械メーカーの方です。
かおり
へー。えっと、ドライバーとか作るところ?
よしやす
いや、もっと大きい、なんていうの、加工、機械加工してくれるバカでかい機械です。
工作機械の一番簡単なのは、ボール板っていってドリルがくっついていて、ものに穴が開けられるやつ。あとはフライスっていって削るやつとか、そういうのが多いですね。
かおり
ミシンみたい、ミシンの、ミシンみたいな糸の子みたいな?
よしやす
あー、そう、糸の子も工作機械の一つだと思います。
かおり
あー、なるほど。
よしやす
という感じなものを作ってらっしゃる方なんで、興味がある方は本買ってみてください。
接着剤の役割と進化
よしやす
で、やっと出ました、接着。
さっきまでの話はね、なんとなく思い浮かべると2つのものくっつくなーっていうのがわかると思うんですよ。
ものが引っかかってたり、あとは固いものに穴を開けて、2つの穴を合わせて、両方から外れないように、なんかはめ込めば離れない感じがするじゃないですか。
車とかを作るときにも板金と板金を合わせて、そこを溶かしてくっつける、溶接っていうのがあったりするんですけど、
最近は溶接をせずに接着剤でくっつける車とかも多いし、飛行機の世界ではずいぶん前からね、接着剤が使われていて、
溶接っていうのは溶かしてくっつけるので、とっても強くて、均一に力がかかるんですよ。
リベットとかネジはそこに力が集中するんで、ちょっと弱い。
だから車とかを作るときにも板金と板金をつなげてくっつけるときに、以前はスポット溶接っていって、板を2枚重ねて上と下から電極で挟んで、電気をビューって流すとそこが金属が溶けて、点の形でくっつくっていうのがあってね。
それを何個くっつけるかっていうので、スポット溶接の個数っていうのがたくさんになると丈夫だよみたいなのをやっていたのが、
最近はレーザー溶接っていって、板金をくっつけたところにレーザーを当ててくっつけちゃう。線でくっつけちゃうやつとか、
あとは接着剤を塗ってくっつけて、面でくっつけちゃうやつとかっていうのが進んでいます。
なので、接着剤のいいところは面でくっつくので、一箇所の強さがあまり強くなくても、さっきね、オープニングで面ファスナー、マジックテープの話をしましたけれども、
一個一個の結びつきはちょっと弱くても、それがたくさん並んで、つまり面として機能するんで、強くくっつけられるとか、
一部に応力って言うんですけど、力が偏らないとかっていう特徴があったりします。
かおり
はい。
接着のメカニズム
よしやす
じゃあ、物質を溶かして一緒にして、固まったらくっつくっていう、溶接とかと違って、接着って、接着剤が物を溶かしてくっつけるっていうのはもちろんあるんですけど、
いろんなくっつき方があります。
かおり
はい。
よしやす
今言ったみたいにね、物を溶かして、AとBの物の端面、端っこを溶かして、両方が溶けた物がその後固まるっていうのは、プラモデルの接着剤とかはそんな感じですよね。
まさに溶剤っていう、溶かす剤っていうのをプラスチックに塗って、合わせるとプラスチックが溶けて、両側が溶けて、
溶剤が蒸発してなくなると、溶けた物が固まるんでくっつくっていうものとか、あとはゴム系の接着剤っていうものがあって、ゴムはそれ同士をくっつけておくと、
分子管力が働いて、一緒になっちゃう。古い和ゴムがくっついちゃうみたいなことが、なるべくくっつきやすい材料を使うとそういうものができて、そういうタイプの接着剤は全然違うものがくっつけられて、ある面にゴム系の接着剤を塗りますと。
ちょっと今は、なんで物質とゴム系の接着剤がくっつくかを置いておいて、Aの面とBの面にゴム系の接着剤を塗って、付け方を読むと、接着剤によってはね、接着剤を塗ったらすぐにくっつけてくださいってなるじゃないですか。
瞬間接着剤とかは、待ってると勝手に固まっちゃうから、すぐにくっつけてくださいって書いてますけど、ゴム系の接着剤は、でろでろになってるのが少し、
表面が手にぺたってくっつかないぐらいまでは置いておいて、そのあとむにゅってくっつけてしばらく置いておくと、ゴム同士がくっつくっていうタイプもあったりします。
かおり
すぐにくっつけるわけじゃないの?
よしやす
すぐに、ちょっと置いてからくっつけた方がいいですよって取扱説明書に書いてあったりします。
でね、じゃあそもそも2つのものが離れていたものがくっついて離れなくなるっていうのはどんな力かっていう話をすると、
かおり
いわゆる接着剤の場合ね。
よしやす
そうですね、接着剤は大きく分けると分子間力、つまりある物質とある物質をとっても近くまで近づけると電気的に引きであったり、
あとは分子間力っていうファンデルワールス結合というか、力でくっついたりするっていう原子レベルでくっつくっていうものがあったりします。
でね、特に分子間力で電気的な引きつけ合いっていうのが起きやすいものと起きにくいものがあります。
これはね、とっても近いところで働くタイプなんで、
普通の皆さんが使う乾電池の電圧がどうこうっていうよりも、どちらかというと分子の中で電気の偏りがあってそれがくっつき合うっていうのがあるんで、
これを使ってくっつけるタイプの接着剤は、そもそもこの表面の分子間力が弱いタイプのほうがくっつけられないんですよ。
で、テフロンの加工をしたフライパンとかお鍋とかあるじゃないですか。
テフロンっていうのは曲性が低い、つまりプラスとかマイナスの力で仲良くなろうよっていうのになりにくいので、
いろんなものが接着しにくい、つまり貼り付きにくいので、食べ物とか焦げみたいなものもすぐ取れるんですよ。
これがこの曲性っていう接着剤の分子と物質の分子の間の電気的な引き合いによる結合っていうのがしやすいものは、
いろんなものがくっついたときに離れにくいっていうのがあります。
逆に言うと接着剤っていうのは、接着剤の分子が電気的な引き合いと分子間力が高くなるような表面にするっていうのも工夫になっています。
っていうのと、あとはさっき物理的なものは引っ掛ければ抜けなくなるよねって話をしました。
バックルみたいなものがあったりとか、そういうのをやりましたけど、接着剤にも物に染み込んで引っ掛かり合うっていうタイプのものもあります。
接着剤は特徴が一つあって、くっつける前は液体だけど、くっついた後は固体になるっていうのがだいたい接着剤の特徴です。
だからさっきの分子間の電気で引きつけるっていうのもそうですけど、もう一つ絡み合って引っ掛かって抜けなくなるっていうのも、液体のときには染み込んだり奥まで到達するけど、固まると抜けなくなる。
かおり
結局ネジみたいな感じを中に染み込んで、ネジみたいにきちんとした形ではないけど、そこで引っ掛かるわけだよね。
よしやす
そう、だから指と指を合わせてギュって握ってそのまま引っ張っても、引っ掛かりが多いんでなかなか取れないみたいな感じが絡み合うとか引っ掛かるとかっていうのになってきます。
分子間、原子の間の電気的な引き合いっていうのも、接着剤が液体だと離れちゃうよね。
かおり
なので、塗ったときには液体だけど、その後くっついて固体になるっていうのがありますし、分子が絡み合う、つまり引っ掛かりがあるっていうものも流れて奥まで入った後、固体になると引っ掛かりがあって抜けなくなるっていうのがあったりします。
よしやす
なので、こういった理屈で物と物をくっつけるっていうのができるのが接着剤です。
だから、最初に言った溶剤というのを使って物を溶かしてくっつけると、その後溶剤がなくなってくっついちゃうっていうタイプ。
これはある意味、物質同士がもともと固体になったような絡み合いをするっていうパターンもあれば、デコボコの中に接着剤が流れ込んで固まると引っ掛かりで抜けなくなるというのがあったりとかっていう、
いくつかの科学的な仕組みっていうのが組み合わさったり、どれかが特徴的だったりしてくっつくっていうのが接着剤のポイントです。
接着剤の特性
よしやす
だから逆に言えば、この適用があるっていうのかな?
かおり
これとこれをくっつけるにはこれが適してるけど、これにはあんまり適してませんっていうのは、例えば染み込むやつだったら染み込まないやつに塗ってもあんまり効果ないよとか。
よしやす
木工用ボンドっていうのは木の繊維に染み込みやすくて、固まると木と同じくらいの強さになるっていうパターンとか。
一方で瞬間接着剤みたいなものは、くっつける面がある種のプラスチックだと張り付かないけど、金属とかだと分子管力が強く働くとか。
っていうので、いくつかの接着剤といくつかの材質っていうのが相性が良かったり悪かったりするっていうのがあります。
かおり
なんとなくね、オールマイティーなものが欲しいじゃないですか。
一個あれば全部つくからね。
だけど実際はそうじゃないわけじゃないですか。しょうがないのね。
よしやす
しょうがないです。
かおり
オールマイティーで、すぐについて欲しいけどそんなすぐじゃダメっていう。
よしやす
最後の最後に剥がしやすいとかいう話になるともうどうにもなんないじゃないですか。
かおり
そうね、しっかりくっついて欲しいけど、こっち方向に力をかけると綺麗に剥がれるなんて言ったらもう最高だよね。
よしやす
で、なかなかね、そういうものがないんで、適材適所で、その後剥がしたいもののタイプ。
今はね、マスキングテープとかたくさんありますけど、そういうやつは力が弱い。
そうそう、でね、テープの話をしてないんだ。
で、接着っていうのはさっきも言った通り、液体だったものが固体になるからくっつくって話しました。
じゃあ、テープみたいな、これをね、一般的には粘着って言うんですけど、粘着剤はどうなってんのかと。
かおり
これだからその真ん中なんじゃない、柔らかいものでしょ。
水でもないし、固体でもない、柔らかいからいいとこどりだし、中途半端だしっていう状況のくっつき方なんじゃないの。
よしやす
これは、ミクロで見ると、ぎゅーって押し付けたときに液体状になる。
つまり、少し柔らかく接着面に分子レベルで染み込むとか、くっついていったりするけど、
それを離すと固体化して、接着力があるっていうのが粘着性のものの特徴です。
なので、テープとかの接着、ん?じゃない、粘着テープみたいなものも理屈としては接着剤と同じなんですけど、
流れ出さないようになっていて、押し付けるとそこが変形して、やや流れがあって、
要は液体化して、それがまた離すとすぐに固体になるっていうのが粘着テープの仕組みです。
で、結構簡単にいろいろ説明したんですけど、これでも。
そんなのがありますけど、もう一個接着剤のポイントがありまして、
さっきも言った、さらさらした液体からどうやって固まるか、固体になるかっていうのがいくつか種類があります。
で、分かりやすいものの一つは、分かりやすいって言うと変ですけど、皆さんが想像つきやすいのは、
かおり
溶かしてるものがあって、あるものがあって、それが例えば蒸発してなくなると固くなるっていうタイプ。
乾くってやつ?
よしやす
そうそう。溶剤みたいなもの、溶かすものをもう一回入れてあげると柔らかくなったりする。
米粒とかもそうでしょ。
かおり
確かに乾くけど一応濡らせばまたちょっと柔らかくはなるのか。
よしやす
そうなんですよ。障子紙とか剥がせるでしょ、濡らして。
そういうものもあるし、あとは化学反応で液体から固体になるっていうものがあるんですけど、
他にも温めると柔らかくなって、温度が下がると固くなるっていうのもあります。
ホットメルトとかっていうやつとか、あとはロウソクみたいな、ロウで封をするとかね。
そういう温めると柔らかくなって、温度が下がると固くなるものは接着剤として使えるわけですよ。
かおり
シーリングワックス。
よしやす
そうそう。封筒を止めるやつね。
かおり
そうそう、ちょっとおしゃれじゃない?
おしゃれっていうか。
いくつか買ったんだ。
よしやす
そうですか。
まだ使ってないけど。
さっき濡らせば剥がれるって話をしたんですけど、多くの接着剤は一度固体になったら液体に戻らないように工夫をしてあります。
かおり
そっちの方が工夫なのね。
よしやす
だって、そりゃ剥がれないようにこうしたことないじゃないですか。
かおり
そういうものの方が多いから、それが普通なんだと思ったけど、そうではないのか。
よしやす
だからいろいろね、そこは特徴で。
多くの接着剤は一度溶剤みたいなのが飛んでしまう。つまり水で言うと乾くみたいなことがあると固まったままになる。
で、溶剤や水みたいなものを足してあげることで柔らかくなるものもありますけど、
プラモデルに使う接着剤みたいなものはプラスチック自体を溶かして、両方のパッチが溶けたものがくっついて溶剤が飛んでいくんで、そこはもう剥がせないんですよ。
しっかりくっついてしまったら。
もう一回溶剤を突っ込むと材料全部が溶けちゃうわけね。
そういうものもありますし、多くの接着剤では、例えばAとBというものを混ぜると柔らかかったものが固くなるっていうものが二液式とかってやつで、
主材というのは主な材料とそれを固めるためのものを一緒に混ぜるとだんだん化学反応が進んで固くなるっていうタイプとか、
あとは紫外線を当てると固くなるとか、
あとは空気中の水分と反応して固くなるとか、
あとは空気と反応して固くなるとか、
瞬間接着剤は水分で固くなります。
なので、瞬間接着剤は水分で固くなるんですよ。
だから、すっごい乾いてるところだとくっつかないはずなんです。
質が0%だったらくっつかないです。
かおり
冬のほうがくっつきにくいってこと?
よしやす
ただ、冬でもほんの少しだけある水分で固まります。
かおり
そんなにあれではないってこと?
そんなにたくさんの水が必要ではないけど。
全くほんの少しの水で固まります。
よしやす
なので、瞬間接着剤を補完するためには乾燥剤を入れてくっていうのがあったりするんですけど、
それでも空気中の湿度で固まり始めるので、
かおり
空気中の湿度で開けると、何日かすると固まっちゃうんだよね、さっきからね。
最近、穴あけ用のピンが一緒に入ったりするよね。
よしやす
だから、穴あけ用のピンっていうか、ピンを刺したまま取っておいてとかっていうのをやったりします。
接着剤のポイントの2つ目は、どうやって柔らかくなってどうやって固くなるかっていう仕組みが接着剤ごとに違って、
その特徴でくっつけ方とか待ち時間とかが変わる。
空気中の酸素とかそういうものと結びつくやつは、
あとは水分もそうなんですけど、厚く塗りすぎると中の方が固まらないままになっちゃうとかね。
そういうのが発生したりするんで、瞬間接着剤も薄く塗ってすぐくっつけてっていうのは向いてるけど、
柔らかさと硬さ
よしやす
デコボコな面をピッタリする面が少ないところをくっつけるのは不得意だったりするんだよね。
そういうとこだと、間に瞬間接着剤があって、そこに水分が入らないまま固まらないままになったりするとかっていうのがあったりします。
というようなものがあったり、
さっきお話をしたテープみたいなものもむにゅって押すと、
いっぺん液状化して離すと固体化する。
なおかつ、ぎゅって押さえつけても液状になって固体化しても張りつかないものと
組み合わせると、薄離紙っていうのがある両面テープってさ、
かおり
つるつるな紙と組み合わせて巻いてあるでしょ。
よしやす
あの薄離紙っていうものの表面は、テープの中の粘着剤を押すとちょっと液化して、
離すと固まるっていう、あれがくっついても絡まらないようになっていて、
あとは分子管理力も生じないようになっているんで、きれいにはがれるんだけど、
その他のものだと、ものに入り込んで絡まったり、
あとはところどころで分子管理力、あとは分子管の電気力でくっついたりするということが起きるので、
剥離する、つまりあんまくっつかないものとくっつくものの組み合わせで、
テープとして使いやすいけど、張りついたら剥がれにくいっていうのがあったりします。
クラフトテープっていうね、みなさんがガムテープって言ってるやつの薄い紙っぺらのやつあるじゃないですか。
かおり
あれクラフトテープっていうんですか?
よしやす
クラフトテープっていうのは薄っぺらい紙のやつね。
中に繊維が、布が入っているテープもありますよね。
かおり
はい、ガムテープの中の布テープって言われてるやつね。
よしやす
もともとはガムテープはそれの接着剤が厚めのゴム系の接着剤のやつがガムテープなんだけど、
それを置いておいてクラフトテープっていう薄っぺらい紙の段ボールを閉じるときに使ったやつは、
すごいツルッツルだよね。
かおり
ツルツルですね。
よしやす
あの面には接着剤がくっつきにくいから剥がすのが簡単で、
他のものにくっつくと剥がれなくなるっていう風な工夫がしてあります。
なので、くっつくときにはさっき言った液状化というか、液体になったものが固体化するという話と、
そのときに相手に染み込んで引っかかる。
または分子間の力が働くっていうぐらいくっつくっていうので、
相手がくっつきにくいとかっていう特徴がなければ貼り付いていくというのが、
組み合わせてくっつけやすく剥がれにくいっていうものができるよということになっています。
接着剤の利点
よしやす
接着剤の一般的な話として、
飛行機とかね、車に溶接の代わりに使われ始めたっていうところの1つポイントは、
面でくっつけるから、
均一に力がかかって最終的に強くできるっていうのもあるんですけど、
もう1つは材料の性質を変えないっていうのがあります。
何か言ったかって言うと、
溶接とかっていうのは、
いっぺん鉄を溶かしますよね。
で、鉄が溶けて固まると、そこの材質の特性が変わっちゃうんですよ。
もろくなったりとか。
かおり
なるほど、周りとちょっとだから変わっちゃうわけね。
よしやす
そうそうそうそう。
それに比べて接着剤は、接着されるものの化学変化を起こさないものが多いんで、
要はひっつきだけするんで、
そういうところでも強度が高く保てたり、
あとは溶接がそもそもしにくい金属とか、
溶接ではできないものと金属とかっていう、
よく機械とかに使われるものをくっつけるのに便利なんだよね。
アルミは溶接するのが大変だったり、
あとはカーボンファイバーとかって言われる素材は溶接ができないけど、
それを金属とくっつけたいときとかあるわけですよ。
そういうときに接着剤を使うことで、面でくっつけられる。
一方で、面としての強度がいらないところは、
はめ込みだったりしてつなげられるってのがよく使われるよね。
身の回りの接合技術
よしやす
例えば、車の中の内装材っていうのがあって、
それを車の本体に貼り付けていくわけじゃないですか。
かおり
シートを車にくっつけるとか。
よしやす
シートを車にくっつけるときはネジ止めだよね。
ドアの内張りとかさ。
ああ、はい。
ああいうとこ金属じゃなくて、
樹脂だったり、あとは合成比較でくるんだ板だったりするやつを、
ドアにぺかってつけるときには付け外しがしたいから、
接着とか溶接とかではなくて、はめ込みでくっついていて、
剥がすときにはバカって外したり、
あとはロックを解除すると外れたりとかするので、
そうやって物と物とくっつけるときには、
付け外しをよくするかどうかとか、
どういった強さでくっつけたいか。
あとは加工するときに悪影響はないかというので、
どんな締結方法、接着方法を使うかっていうのを
一方で、そんな固いことを言わずに、
とりあえずこっちとこっちを合わせて、
紐でぐるぐる巻きにして縛っちゃえばくっつくよね、
みたいな話もよく使われる話で、
身の回りでね、2つの物が離れないようにするっていうのは、
接着、溶接、ネジ止め、リベット止め、はめ込み、
あとは合わせて結んでしまうような、
引っ掛けとかの応用みたいなものもあって、
そういったものがいろいろ組み合わさって、
くっついたり、またはそれが剥がしやすくなってるっていうのが、
身の回りにたくさんあるので、ぜひ見てみるといいと思います。
例えばね、皆さん最近はまたマスクとかをするようになってると思うんですけど、
マスクのゴム紐とマスク本体はどうやってくっついているのかとかって、
観察したことありますか?
かおり
なんか、あれは接着剤なのか熱圧縮なのかみたいなイメージですけどね。
よしやす
そうそうそう。今は多分、熱で溶かして、両方が溶けて、
くっついてっていうタイプが多いと思うんですけど、
これが接着剤でつながっていたり、
あとは、もしかしたら紐を通して、ゴム紐を通して、
先を結んで引っ掛かるようにして止めるとかっていうのも、
かおり
作り方としてはあるかもしれません。
本当にコロナになったタイミングで、
でもマスクが売ってなかったじゃないですか。
手作りマスク時代ありましたよね。
その時にいろいろ作ったんだけど、
よしやす
紐のところをどうするか問題っていうのがあったね。
今の話を言うと、縫い付けるっていうのはどうやってつながってるんだろうっていうのも。
かおり
ミシンの構造っていうか機能がいまいちまだわかんなくて、
長野に巨大なミシンの動きが見えるのがあったじゃないですか。
長野じゃなかったっけ。
博物館にね。
そうそうそう。名古屋じゃない。名古屋だ。
よしやす
名古屋の博物館にありました。
かおり
そう。あって、あれもっとじっくり見たかったんだけど、
あんまりじっくり見れなくて、いまだにまだミシンの構造がよくわかってないのよね。
よしやす
あれは紐で布と布を縛り付けるっていうのをたくさんやるっていうのが、
縫い付けるってことになるんで。
かおり
そうよね。紐自体は非常に細いやつだけど、
それを密にやることによって強くしてるものね。
よしやす
そう。つまり糸は引っ張り方向に強いっていう素材で、
それを布の隙間に通して行ったり来たりして、
最終的には結ぶようにたくさんの点でくっつけてるから、
縫い付けるっていうのができると。
あとは繊維同士も繊維同士の摩擦で、
引っ張り方向に引っ張られても壊れないでいられるっていうのがあって、
繊維同士をね、緩むようにしてあげると切れちゃうんだよね。
何が言いたいかというと、綿とかね、ウールみたいなものは、
もともとの短い繊維が絡まって強さを出してるんで、
それが絡まりにくい方向にいろいろ工夫すると、
ほどけてね、引っ張るとほどけてしまうってことが起きたりします。
よりをかけてね、引っ掛かりを強くしてるんですよ。
とかっていうのがありまして、
そんな感じで物と物をくっつけるとき、
これとこれはどうやってくっついてるんだろうか。
摩擦力なのか、引っ掛かりなのか、はめ込みなのか、
それとも溶かして同じようにしちゃうのか、
接着剤とかを使うのか、
あとは、よく見る割に高度なことやってるのが、
かおり
紙と紙を重ねて、針金みたいなものを通して曲げるっていうフチキスだったりね。
よしやす
あとは紙と紙を重ねて、紙同士をギザギザなものでギュッてやるとくっつくとかね。
かおり
フチキスの、時々失敗するけど基本的に内側に曲がるじゃないですか、裏側がね。
あれすごいなと思ってて、裏側っていうか機械の曲げる側にはちょっと溝があるだけで、
よしやす
凹みの溝がありますね。
かおり
そう、あれ多分だからちょっと斜めになってるだけだよね。斜めというか。
よしやす
あとですね、多分なんですけど、フチキスの針の先っぽも外側がちょっとだけ斜めになってると思います。
かおり
なるほど、なるほど。
よしやす
そういうのの組み合わせですね。
ということで、身の回りでね、何かと何かがくっついてる時に、
これは何力でくっついてるんだろうかなというのを想像したり、
こんな方法でくっつけてるんだという発見をしてみるといいんじゃないかと思っています。
はーい。
ということで、今日はこのくらいにしたいと思います。
はーい。
この番組、そんなに理科の時間では皆様からのメッセージを募集しております。
メールの宛先は、
年末年始なので、お年賀メールも嬉しいんですが、
ご挨拶だけではなくて、番組の感想とかね、こんな風に聞いてます。
あとは、理科っぽい質問とかを書いていただけると嬉しいです。
かおり
嬉しいです。
よしやす
最近はね、あっちこっちでコメントができるようになっています。
例えば、Apple Podcastのコメント、最近ね、少し増えたんですよ、また。
11月に2件くらいあったんですけど。
とか、Spotifyでもコメントができるようになっています。
で、コメントは一応変なものでなければ、許可っていうのをやると皆さんに見えるようにコメントが見えるようになるんですけど、
っていうのもあるんですが、基本的にはメールで送られてきたものと、
ウェブサイトのフォームから送っていただいたものっていうのを中心に取り上げるつもりでいます。
はい。
というのも、他のコメントはね、あるプラットフォームでは見やすいけど、他のプラットフォームでは見えにくいとかっていうのがあって、
なんとかって知ってるよねみたいな感じで、情報の不均衡が起こりたくないところがあるんで、
番組のほうではメールを中心に取り上げたいと思っております。
ぜひメール送ってください。
はい。
ということで、ウェブサイトのお話もすると、
そんない.com、S-O-N-N-A-I.comというサイトで、
そんない理科の時間、またそんないプロジェクトというグループで配信している番組を掲載していまして、
過去の配信回についてもそちらから聞けるようになっております。
かおり
はい。
よしやす
えっとね、今ね、最新100回分しか公開してないというか、配信してないんですけど、
増やそうと思えば増やせないこともないんですけどね、ちょっと検討します。
かおり
なんで検討する何かがあったんですか?
よしやす
うーんとね、100回よりも前のやつが聞きたいですっていうメールが何通か来てるんですよ。
かおり
ほー。
よしやす
うん。で、私たちがポッドキャストを始めた10年くらい前は、
かおり
そんな昔?
よしやす
それが大きくなるとポッドキャストのアプリとかが重くなるとかがあったのね。
要は100回分のリストを読み込むわけじゃないですか。
で、それに従って音声ファイルを読んできたり、保存したりするんで、
そこの一覧表が長いと動作が遅くなったりしたので、
50とか100くらいだったんですけど、最近はそっちも楽になってるんで、
たくさんにしてもいいのかもしれないなと思ってはいます。
かおり
はい。
よしやす
あと、audiobook.jpというサービスで有料の配信をしております。
ポッドキャストの運営に関するヒント
よしやす
audiobook.jpの聞き放題のサービスに入っていただくと、
そんな間の時間が聞けて、おまけをくっつけた音声を配信しておりますので、
たまに編集をミスって、こちらの無料の方でもおまけがついちゃうことがミスで、
そういうこともありますけれども。
かおり
今までに2回あった?3回あった?
よしやす
3回ですかね。
かおり
記録を更新中ですね。
よしやす
いえいえ。
かおり
そこでちょっとお試し的な感じでね、とても有意義な、有用な会話をしてますよね。
よしやす
そうでもありません。
え?
はい。
かおり
え?そこはそうですぐらいな。
そうなんですよね。
誰にとって有用とは言ってないから。
よしやす
そうそう。あのね、えっと、あ、そうだ。
この前ね、ポッドキャストの、みんなに聞いてもらうコツみたいなのをちょっと聞いて。
なんかそういう配信があったんですか?どこかで。
なんかね、どこかのポッドキャスターの人が、
ポッドキャストの指南をしてくれる先生を呼んで、お話を聞いてるっていうのを聞いたんですけど、
高評価登録お願いしますって、ちゃんと言いなさいとかね。
へえ。
そうそうそうそうってのがあって、そういえばそれ言ってないなとか思ったりとか。
かおり
へえ。
よしやす
そう、あとは、なに?え、有料版みたいなものの宣伝も、こんなメリットがありますよっていうのをちゃんと言わなきゃいけないんでしょうけど、
かおり
なんかね、うちの番組は一番いいところを有料版に持ってたりとか、裏話を有料版で聞けるとかっていうのはなくて。
いや、あの、無駄話は聞けるじゃない。
よしやす
はい、ということで、興味のある方は無駄話を聞いたり、あとね、この番組を応援したいという方も有料版を聞いていただけると嬉しいなと思っております。
かおり
はい。
よしやす
はい、ということで、そんなエリカの時間、第595回。
来週の12月27日の配信が最終になりますが、そろそろね、末押し迫ってきて、今年末と2回になりました。
この辺で終わりにしたいと思います。
エンディングとおまけの案内
よしやす
有料版をお聞きの方はこの後おまけがくっついています。
ということで、お送りいたしましたのは、よしやすと。
かおり
かおりでした。
よしやす
それではみなさん、次回の配信でまたお会いしましょう。
さようなら。
かおり
ごきげんよう。
