リチャード・ドリューのような研究者が1950年を境にアメリカ科学の世界でも出現しなくなってきた。
というよりも1900年前後出現の科学精神が1950年をMaximumに急激に落ち込んでいるのではないか?
万能な粘着テープ「スコッチテープ」の成分の秘密が明らかに:独自検証結果
さまざまな用途で使える便利な「スコッチテープ」。
長年3Mが極秘にしてきたこの“魔法”のテープのレシピを、『WIRED』US版が独自に検証した。その万能さの秘密を明らかにする。
TEXT BY CHELSEA LEU wired.jp/2017/04/06
WIRED(US)
どこでも手に入り、さまざまな用途で使える3M(スリーエム)の粘着テープ「スコッチテープ」。
その万能さの割には、このテープに使われている技術は過小評価されている。
スコッチテープが現代の化学工学の偉業とみられることは少ない。
この“魔法の”ような製品を生んだのは、3Mの研究員だったバンジョー弾きのリチャード・ドリューだ。
ラボに1923年に採用されたのが、当時まだ21歳だったリチャード・ドリュー。
大学中退後はダンス・バンドでバンジョーを弾きながら通信教育でエンジニアリングを学んでいたドリューは、3Mの技術者募集の求人広告に応募。
同社の採用基準を満たしてはいなかったものの、その熱意を買われて採用されたという。
1929年、彼は精肉卸売業者やキャンディーメーカー向けに透明のテープをつくろうと奮闘していた。
セロハン製のテープははがれやすく、熱いものに近づけると変形してねじれ、均等に接着することができなかった。
それでも悪戦苦闘の末、彼は「スコッチマジックテープ」を生み出した。そして、3Mはそれ以来、このテープのレシピを秘密にしてきた。
そこでわれわれは、このテープの強さの秘密を独自に検証した。その結果は次の通りだ。
1. アセチルセルロース
透明なフィルムで、テープとして目に見える部分である。原料は、植物繊維の主成分であるセルロースだ。
通常セルロースは綿や木などから抽出され、酢酸を使って加工される。
これによって、セルロースはアセチル化し、固いポリマーが溶解して半透明の帯に浸透する。
この半透明の帯は頑丈で、耐水性にも優れているが、愛情を込めて(またはパパッと)クリスマスプレゼントを包装する際には手で切ることもできる。
ちなみに、アセチルセルロースの歴史は古く、1世紀前から写真や映画のフィルムとして使用されてきた。
2.アクリル
3Mは、接着剤の具体的な成分を何十年間も非公開にしているが、
アクリル酸ブチルButyl Acrylateや
アクリル酸メチル、
メタクリル酸メチルの溶液であることはまず間違いない。
テープを貼る物の表面にこのアクリル化合物が行きわたり、ファンデルワールス力と呼ばれる分子間の相互粘着作用によってテープが物体に貼りつくのだ。
3. 脱イオン水
テープそのものに水は含まれていないが、製造過程では水が使われていると考えられる。
接着成分を形成するには、アクリルが鎖状になる必要があり、このためには水やほかの溶媒が使われることが多い。
テープメーカーは、セルロースのフィルムを接着剤と水のの混合液でコーティングする。
そして、水が蒸発すると厚さ20ミクロンの接着層が生成される。
脱イオン水事件
私が大学4年生の時、友人らと蒸留水装置を操作していた。そこへ突然、T大理学部卒の教授が入ってきた。MCへ私を入れたくないので”君、蒸留水と脱イオン水の違いを言ってみろ”と怖い顔で質問される。
明確に答えられなかったため、”やはり君は大学院は駄目”と言われてしまった。もちろん受験し、合格したが。
後で先輩らの話を聞くと、教授が学会発表の時、名大の先生からイオン強度の質問をされて、困ったらしい。知らなかったのだ!
4. ジメチルポリシロキサン (dimethylpolysiloxane)
別名、シリコーン。
テープを巻くときにテープ同士が貼り付くのを防ぐため、非接着面には剥離剤が塗布される。
もちろん、3Mがその成分を明かすことはないのだが、それがシリコーンである可能性が高い。
安定したメチル基が分子の表面エネルギーを低く抑えるため、シリコーンはほかの物質を引き付けない。
また、巻かれたテープをスムーズかつ静かに引っ張り出すことができ、梱包テープが発するようなシューッという音もしないのだ。
Wiki情報
医薬品
ヒトの消化管では代謝・吸収されず、未変化体のまま便と共に排出される。製品としてはガスコン(キッセイ薬品工業)が代表的である。
後発医薬品としては、バルギン、バロス、バリトゲン消泡内用液などがある。
服用しやすいようにフレーバー(バリトゲン消泡内用液)をつけるなど、製剤としては各社各様に工夫をしている。
効能・効果
胃腸管内のガスに起因する腹部症状の改善。
胃内視鏡検査時における胃内有泡性粘液の除去。
腹部X線検査時における腸内ガスの駆除。
胃内視鏡検査時における胃内有泡性粘液の除去。
腹部X線検査時における腸内ガスの駆除。
電子工学の分野では、ジメチルポリシロキサンからなるスタンプを版として用い、有機材料の転写が試みられている。特に、フレキシブル基板上への有機半導体や導電性高分子等のパターン形成技術は、印刷技術を活用した半導体プロセスの確立につながっている。
5. アクリルスチレン樹脂AS resinまたはポリウレタンpolyurethane
おそらく、これらのコーティング成分のどちらかの作用によって、接着剤とフィルムの貼り付きが維持されている。
それゆえ、子供が包装紙を剥がそうとしても、テープの粘着層とフィルム層が分かれることがないのだ。
アクリルスチレンはアクリル系接着剤に似ているが、接着力はもっと強い。
もう片方のポリウレタンは、木工の仕上げ剤や、ラテックス不使用のコンドームの主成分である。
ポリウレタン樹脂 arakawachem.co.jp
polyurethane Wiki
問題点
抗張力や耐摩耗性、耐油性に優れるが、耐熱性や耐水性は他の合成ゴムに比べ低い。
水分による加水分解や空気中の窒素酸化物(NOx)、塩分、紫外線、熱、微生物などの影響で、徐々に分解される。
分解はその素材が合成された時から始まる。
劣化
素材が合成された時点から加水分解などによる劣化が始まり、高湿度下では、劣化が促進される。
日用品で経時劣化に伴うトラブルも多い。
靴に使用されているウレタンの劣化破損では、捻挫などの怪我を負う例が報告されている。この劣化は、使用回数などとは無関係で進む。