1. つよい のりを つくろうと したら、どうなったの?
1. 「強い接着剤」をめざしたのに、はがれやすいのりができた
1. 薬品の入れすぎが、溶けない粒と「弱いのり」を生んだ
1968ねん、アメリカの かがくしゃ スペンサー・シルバーさんは、とても つよく くっつく のりを つくる しごとを して いました。
ところが じっけんで、くすりを おおく いれすぎて しまいました。できた ものは、えきの なかで とけずに、ちいさな つぶに なって ちらばりました。
この つぶを ぬって みると、くっつくのに、かんたんに はがれます。つよい のりを つくる つもりが、ぎゃくの のりが できたのです。
1968年、アメリカの3M中央研究所。化学者のスペンサー・シルバーは、強い接着剤を作ろうとしていました。ところが実験で、反応させる薬品をつい多く入れすぎてしまいました。
できあがったのは、液のなかで溶けずに散らばる、小さな粒でした[1]。ふつうなら、捨てて作り直す結果です。この粒を塗ってみると、くっつくのに、はがすと簡単にはがれる、強くないのりになっていました。
強い接着剤を作ろうとして、まるでちがう性質のものができた。ここまでが、付箋ののりの出発点です。では、その「弱さ」は、いったい何から来ているのでしょう。
1968年、3M中央研究所の化学者スペンサー・シルバーは、強力な接着剤の開発をめざしていた。ところが、反応させる薬品を必要以上に多く入れてしまう。生じた小さな粒は、溶剤のなかで溶けずに散らばった[1]。ふつうは捨てて当然の結果だが、この粒を使った粘着剤は、付くのに簡単にはがせるという、意図とは逆の性質をもっていた。
ここで注意したいのは、「偶然」の中身である。資料が述べるのは、薬品の入れすぎという具体的な手順のずれであり、うっかり何かを混ぜた、という大ざっぱな話ではない。薬品を入れすぎた結果、溶けない粒ができた。この粒が、のちの使い道につながる。では、この粒は何でできているのか。
2. ふせんの のりは、どんな かたちを して いるの?
2. 付箋ののりは、平らな膜ではなく小さな球の集まり
2. 粘着剤の正体は、直径1〜250マイクロメートルの弾力のある球
この つぶは、ちいさな 玉の かたちを して います。ゴムのように、おすと へこんで、はなすと もとに もどる ちからが あります。この ちからを 弾力と いいます。
大きさは、いちばん ちいさい もので 0.001ミリ、いちばん 大きい もので 0.25ミリ ほどです。シャープペンシルの しんの はんぶんより、さらに ほそい 玉です。
ふせんの のりは、ぺたっと 平らに ぬって あるのでは ありません。この 玉の つぶが、まばらに 立って いるのです。
付箋ののりは、紙の上にぺたっと広がった一枚の膜ではありません。シルバーが特許で説明した粘着剤は、粘着性があって弾力のある、小さな球の集まりです[2]。
球の直径は、特許の書き方で約1〜250マイクロメートルとされています。マイクロメートルは1000分の1ミリなので、0.001ミリから0.25ミリの幅です。大多数は約5〜150マイクロメートルとも書かれています。いちばん大きい球でも、0.5ミリのシャープペンシルの芯の半分の太さしかありません。
この球は、紙の表面にびっしり敷きつめられているのではなく、まばらに、小さな出っぱりのように立っています[3]。特許には、この粘着剤は接着力が弱く、はがして、貼り直して、また貼ることができる、という趣旨のことが書かれています[2]。弱いのに落ちない理由は、この「球」にあるようです。
シルバーの特許(米国特許3,691,140、1970年3月9日出願、1972年9月12日成立)は、粘着剤を、粘着性があり弾力のある共重合体の微小球と説明する。直径は約1〜250マイクロメートル、つまり0.001〜0.25mmの範囲とされ、この幅は個々の球の最小と最大にあたる[2]。特許は、大多数の球を約5〜150マイクロメートルとも書いている。最大の0.25mmでも、0.5mmのシャープペンシルの芯の半分の太さにとどまる。
特許は、この粘着剤が接着力が低く、はがして貼り直して再び貼れる、という性質を述べる[2]。その弱さを支えるのが形である。粒は紙の表面に敷きつめられた膜ではなく、まばらに並び、表面から小さな出っぱりのように立っている[3]。膜なら全面で付くはずの接着が、球ではまったく別の付き方になる。では、球はどう付いて、どうはがれるのか。
3. つぶが、つぶれたり もどったり するって、ほんとう?
3. 球は紙につぶれて付き、はがすと丸に戻る
3. 点で触れ、つぶれて付き、はがすと戻る:貼り直せる理由
ふせんを 紙に ぺたっと おすと、つぶは ぺちゃんこに つぶれて、紙に くっつきます。ゆっくり はがすと、つぶは もとの 玉に もどります。
だから、あたらしい のりを つけなくても、もう 一ど はれるのです。
のりが 平らな まくだと、全部の 面で くっつくので、はがすとき ちからが いります。玉の つぶだと、さわって いる ところが ちいさいので、かるく はがれます。ある 本では、これを「ビーだまの 山に くっつくような もの」と たとえて います。ただし、ふせんの のりは ビーだまでは なく、ずっと ちいさな、やわらかい 玉です。
ふせんを紙に押しつけると、まばらに立っていた弾力のある球は、押されて平たくつぶれ、紙の表面にぴたっとつきます。ゆっくりはがすと、つぶれた球は元の丸い形に戻ります。日本語の解説でも、同じ説明が見られます[6]。
形が戻るので、新しいのりをつけなくても、もう一度貼れます[3]。
球はまばらに並んでいるので、押す前に紙に触れるのは、球のごく小さな部分だけです。平らな膜が全面でくっつくのとは、そこがちがいます。ある紹介記事は、これを「ビー玉の山にくっつくようなもの」とたとえています[4]。ビー玉の山には、ふれあう点でしか付けません。くっつく感じはあっても、はがす力はぐっと小さくなります。ただし付箋ののりの球は、ビー玉よりずっと小さく、やわらかい点に注意してください。
くっつく力のもとは、ものの分子どうしが引き合う、ごく弱い力(ファンデルワールス力)とされています[3]。球がつぶれると、触れる面積が一時的にふえて引き合いが強くなり、紙に付きます。はがすと球が丸に戻って面積が減るので、すっとはがれる程度の弱さにとどまります。「弱いから貼り直せる」というより、「小さな部分で触れ、押されてつぶれて付き、はがすと戻る」形だから、強すぎず落ちもしない、と考えると筋が通ります。
貼り直せる理由は、形の変化にある。球状の粒は、紙に押しつけられると平たくつぶれて表面に付着し、はがされると元の球形に戻る。そのため新しい粘着剤を足さなくても、もう一度貼れる[3]。日本語の解説も、粘着剤の一粒一粒が球に近い形であり、押されてつぶれて付き、はがすと戻る、と述べている[6]。
付着の力は、分子間に働くファンデルワールス力である。押す前、球は小さな部分で紙に触れる。押すと球がつぶれて触れる面が広がり、その分だけ引き合いが一時的に強まる。はがすと球は丸く戻り、面積が減る[3]。ここで押さえたいのは、「弱いから貼り直せる」ではなく、「小さな接触から、つぶれて面積がふえて付き、戻ると面積が減ってはがれる」という点である。球がまばらに並び、触れた部分だけで付いて全面では付かないために、粘着力は感じられるが、はがす力は小さい。これをビー玉の山にくっつくようなものとたとえる記述があるが、これは出典側のたとえで、実際の粒はビー玉よりはるかに小さい弾性体である[4]。
ただし、ここまでは仕組みの話にすぎない。この性質に使い道があると気づく人が現れるまで、時間がかかった。
4. この のりは、どこで やくに 立ったの?
4. 5年間、使い道のなかったのりと、聖歌隊のしおり
4. 「問題を待つ解決策」だったのりは、なぜ5年も用途がなかったのか
おもしろい のりでも、つかい道が ありません。シルバーさんは、5ねんほど、会社の なかで「こんな のりが あります」と はなして まわりました。でも、だれも つかい道を おもい つきませんでした。
そこに、アート・フライさんが いました。フライさんは、きょうかいで うたう なかまの 一人で、がくふに はさんだ しおりが おちて こまって いました。
「紙には くっつくけれど、紙を やぶらずに はがせる しおりが あったら」。そう かんがえた とき、シルバーさんの のりの はなしを おもい だしたのです。
おもしろいのりでも、使い道がなければ製品になりません。シルバーはおよそ5年のあいだ、こののりを「問題を待つ解決策」として社内で売りこみ、技術セミナーでも話しました。それでも、使い道は見つかりませんでした[1]。
そのセミナーの場にいた一人が、同じ3Mの研究者アート・フライです。フライは教会の聖歌隊で歌っていて、楽譜や賛美歌集にはさんだしおりが、ひらひら落ちるのに困っていました[1]。
「紙にはくっつくが、紙を破らずにはがせるしおりがあれば」。そう考えたとき、シルバーの話を思い出したと伝えられています[1]。着想を得た年は、資料によって1973年とも1974年ともされるため、ここでは1970年代前半としておきます。
しおりの悩みと、使い道のないのりが、5年ほどたって結びつきました。2つをつなげたのは、セミナーに出かけて人の話を聞いていた人だった、ともいえそうです。
シルバーはこの粘着剤を、約5年のあいだ社内で「問題を待つ解決策」として売りこみ、技術セミナーでも発表したが、用途は見つからなかった[1]。強い接着剤を求める目で見れば、弱いこののりは失敗作であり、評価の軸そのものがずれていたことになる。
転機は、そのセミナーに出ていたアート・フライの悩みだった。教会の聖歌隊で歌っていたフライは、楽譜や賛美歌集に挟んだしおりが落ちて困っていた。紙にはくっつくが、紙を破らずにはがせるしおりがあれば、と考え、シルバーの粘着剤を思い出したと伝えられる[1]。着想の年は、Chemical Engineer が1973年、日本語の資料が1974年とするなど、資料で食いちがう。そのためここでは1970年代前半と書く[1][4]。
また、着想のきっかけを説教中の退屈さとする話はLemelson-MITの記述にとどまるため、確かな事実としては扱わない。確かなのは、「落ちるしおり」という小さな不便と、「用途のない粘着剤」が結びついたという一点である。ただし、アイデアが製品になるには、さらに試作と時間が要った。
5. しおりから、きいろい ふせんまでは どう すすんだの?
5. 勤務時間の15%と、配られた試作品から黄色い付箋へ
5. 15%の時間で試作し、「プレス・アンド・ピール」から黄色いポスト・イットへ
フライさんの 会社 3Mには、はたらく 時間の 15パーセントほどを、じぶんで えらんだ けんきゅうに つかって よいと いう、きまりでは ない ならわしが ありました。1しゅうかんに 40時間 はたらく 人なら、6時間ぶんです。フライさんは、この 時間を つかって、しおりを つくって みました。
ためしに つくった ものを 会社の 人たちに くばると、「もっと ほしい」と いわれました。しおりより、メモに はるほうが べんりだったのです。
はじめは 「プレス・アンド・ピール」と いう なまえで、いくつかの まちで うられました。そして 1980ねん 4がつ 6にち、「ポスト・イット」と して アメリカ ぜんたいで うられ はじめました。いろは きいろ、大きさは 7.6センチ しかくです。
3Mには、社員が勤務時間の15%ほどを自分で選んだ研究に使ってよい、という決まりではない習わしがありました。たとえば週40時間働く人なら、6時間ぶんです。フライはこれを使い、時間内にしおりの試作をしました[6]。成文化されていない不文律なので、制度や義務とは書けません。
できた試作品を配ると、社内の人たちが「もっとほしい」と言い続けたと伝えられています[4]。しおりよりも、メモを書いて貼る使い方のほうが、みんなの役に立ったのです。
粘着剤を紙に移して使う形にするため、シルバーらは1973年2月6日に「はがせる感圧接着シート」の特許を出願しました。はがした後に、のりが残りにくいと説明されています[5]。
最初は「プレス・アンド・ピール」の名前で一部の都市で試験販売され、反応はまちまちでした。それでも、1980年4月6日に全米で「ポスト・イット」として発売されます。色は黄色(カナリアイエロー)、大きさは76×76ミリ、つまり約7.6センチ四方でした[5]。
製品化の一歩は、3Mの働き方にあった。社員は勤務時間の約15%を自分で選んだ研究に使ってよい、という不文律があり、フライはこの時間で試作を重ねた[6]。成文化されていない慣行であり、義務でも制度でもない点は、書き分けておく。たとえば週40時間なら約6時間にあたり、上限の目安であって、実際の使い方は人により異なる。
フライが試作品を配ると、社内の人たちはもっとほしがった[4]。ここで用途が、しおりからメモへと広がっている。紙に粘着剤を移した形にするため、シルバーらは1973年2月6日に「はがせる感圧接着シート」の特許を出願しており、はがした後に残りにくい点が特徴とされる[5]。残りにくいのであって、のり残りがゼロという意味ではない。
最初は「プレス・アンド・ピール」の名で一部の都市で試験販売され、反応はまちまちだった。のちに全米で「ポスト・イット」として、1980年4月6日に発売される。色は黄色(カナリアイエロー)、大きさは76×76mmだった[5]。試験販売の年や都市については、公式資料で照合できる記述が少ないため、ここでは触れない。
6. ふせんは、いつか くっつかなく なるのは、どうして?
6. 使いつづけると付かなくなるのは、なぜか
6. 粒にほこりが積もると、貼り直しには限りが出る
ふせんは、なんども はれますが、ずっと は つかえません。はったり はがしたり するたびに、ほこりや よごれが、のりの つぶに ついて いくからです。
よごれが つくと、つぶが 紙に さわる ところが へって、だんだん くっつかなく なります[3]。
なん回 はれるのかは、決まった数字が ありません。いつ ふせんの 一生が おわるかは、つかい方や ばしょで かわります。
付箋は何度も貼れますが、永遠には使えません。貼ってははがすたびに、ほこりや汚れが球に積もっていくからです。汚れが付くと、球が紙に触れる面が減り、付箋は少しずつ付かなくなります[3]。
これは、球が「新しいのりを足さずに戻る」仕組みと表裏の関係にあります。のりそのものは減らなくても、触れる点の数が減れば、くっつく力は落ちます。
何回貼れるのかを示す、信頼できる試験データは、今回確認した資料のなかにはありませんでした。回数は、貼る場所や使い方によって大きく変わると考えられます。
付箋の寿命は限られている。貼ってははがすたびに、ほこりや汚れが粘着性の球に積もり、紙に触れる面積が減って、付着力が少しずつ落ちるためである[3]。球が元の形に戻る性質と、汚れが積もって性能が落ちる性質は、同じ構造の表と裏にあたる。
ここから、「何回貼れるか」という問いに数字で答えにくい理由も見える。回数は、貼る面の汚れ方、手の脂、ほこりの多さなどに左右されると考えられるが、信頼できる試験データは今回確認した資料に見当たらない。したがって、回数をひとつの数字で示すことは避ける。
こうして付箋ののりは、強さの追求から外れた粒の形で、貼り直しという用途を得た。強い接着剤の失敗作が、使われ方しだいで別の価値をもった。
7. おうちの ふせんで、たしかめて みよう
7. 家の付箋で、「汚れると付かなくなる」を確かめる
7. 家の付箋と一次資料で、球の性質を確かめる
おうちの ふせんを 2まい つかいます。1まいは、あたらしい まま。もう 1まいは、ほこりの ありそうな ばしょに 5かい くらい、はって はがして みます。
そのあと、おなじ しゅるいの きれいな 紙に、どちらも はって、そっと はがして みましょう。くっつきぐあいに ちがいが でるでしょうか。
のりの つぶは、目では 見えません。でも、くっつく ちからが かわる ことで、つぶが よごれて いる ようすを かんじとれるかも しれません。
家に付箋が2枚あれば、「汚れると付かなくなる」を確かめられます。1枚は新しいまま。もう1枚は、机の上や本棚の上など、ほこりのありそうな場所に5回ほど貼ってはがします。同じ種類の付箋と紙を使うのがコツです。
そのあと、2枚とも同じきれいな紙に貼って、そっとはがしてみてください。くっつきぐあいに差が出るでしょうか。差が出たなら、球の表面にほこりが付いたせいかもしれない、と考えられます。ただし、紙の種類や湿り気でも変わるので、同じ条件でくらべることが大切です。
付箋ののりの球は、目では見えません。それでも、付く力の変化から、見えない粒の様子を想像できます。特許の原文や、3Mの歴史をふり返った資料は、出典の一覧からたどれます。強いのりをめざした実験の「失敗」が、どこで価値を持ち始めたのか、自分の目で確かめてみてください。
家の付箋で、汚れと付着力の関係を確かめられる。同じ種類の付箋の新品と、ほこりのありそうな場所に5回ほど貼ってはがしたものを、同じ種類の紙に貼って比べる。差が出れば、球への汚れの付着が一因と考えられるが、紙の種類や湿度でも変わるため、条件はそろえる必要がある。
読みたい原典は2つある。シルバーの特許(米国特許3,691,140)は、微小球の大きさや「再接着できる」性質が書かれた一次資料である[2]。もう一つは、アート・フライとスペンサー・シルバーを紹介するLemelson-MITの資料で、試作品を配ったときの様子や発明家としての評価が載っている[4]。
まずは家の付箋を、はがした直後にルーペや明るい光の下で見てみたい。のりの面にほこりがのっていないか、貼り直すたびに付き方がどう変わるか。「弱いのり」が、なぜ価値になったのか。自分の目で確かめると、研究の「失敗」の見え方が変わるかもしれない。出典の一覧からは、特許の原文にもたどれる。
しらべた もとの じょうほう
参考にした情報源
参考にした情報源と、その使い方
本文で使った資料です。事実の確認に使い、文章はそのまま写していません。
- The Chemical Engineer「Spencer Silver and Arthur Fry」 https://www.thechemicalengineer.com/features/cewctw-spencer-silver-and-arthur-fry-in-search-of-an-application/ (1968年の実験、5年間の売りこみ、聖歌隊のしおり)
- US Patent 3,691,140「Acrylate copolymer microspheres」 https://patents.google.com/patent/US3691140 (球の大きさ、はがして貼り直せる性質)
- HKUST Science Focus「How Do Sticky Notes Work?」 https://sciencefocus.hkust.edu.hk/node/124 (球がつぶれて戻る仕組み、ファンデルワールス力、汚れ)
- Lemelson-MIT「Art Fry & Spencer Silver」 https://lemelson.mit.edu/resources/art-fry-spencer-silver (ビー玉のたとえ、試作品の反応)
- DPMA(ドイツ特許商標庁)「Post-it anniversary」 https://dpma.de/english/our_office/publications/milestones/inventionsthatmadehistory/post-itanniversary/index.html (1973年の特許出願、1980年の発売、色と大きさ)
なおした ところ
更新履歴
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