紙と 紙を くっつける のりには、かわくまで まつ ものが あります。ところが セロハンテープは、すぐに くっつきます。

テープの くっつく ぶぶんを「ねんちゃくざい」と いいます。この ざいりょうは、かるく おしつけるだけで くっつく ように できて います［1］。

つまり、かわくのを まつのでも、ひかりを あてるのでも ありません。「おす」ことが、くっつく はじまりです［1］。

貼るための条件が、とても少ない

接着剤の中には、溶けているものが蒸発する、紫外線を当てる、化学反応を起こす、冷やして固めるといった手順が必要なものがあります。テープの粘着剤は、軽く圧力をかけるだけで相手の面と結びつくのが特徴です［1］。

この性質をもつものは、感圧接着剤とも呼ばれます。「圧力に感じて貼る接着剤」という意味です。

では、押すだけで何が起きるのか

押しつけるだけで貼れるなら、テープの中の粘着剤には、ふつうの固いのりとは違う性質があるはずです。次の章でテープの中をのぞき、そのあと、貼れる仕組みを考えます。

接着剤には、溶剤の蒸発、紫外線の照射、化学反応、冷却などの工程を経て固まるものがある。これに対して粘着剤（感圧接着剤）は、被着体に軽く圧力をかけて合わせるだけで結合を作る［1］。セロハンテープが貼る前の準備を要らないのは、この性質を使うためだ。

ただし、乾かずに貼れるものが、同じように「乾かずに」持ち続けるには、条件がいる。固まらない物質に力がかかれば、普通は流れて広がってしまうからだ。そのため、粘着剤にはやわらかさと強さの両方が求められる。その中身を、まずテープの層構造から見ていく。

セロハンテープの あつさは、ニチバンの セロテープで やく 0.05ミリです。1ミリを 20に わけた 1つぶんです［3］。

この うすい テープの 中に、4つの ぶぶんが かさなって います。いちばん 上は、テープを ひき出しやすく する ぶぶん。つぎに、セロハン。そのつぎは、セロハンと ねんちゃくざいを しっかり つなぐ ぶぶん。いちばん 下が、くっつく ねんちゃくざいです［3］。

ねんちゃくざいには、てんねんゴムを つかった ものが 多いと いわれます［2］。ただし、あつさや ざいりょうは、せいひんや 年で ちがいます。

ニチバンのセロテープでは、約0.05mmに4層

ニチバンのセロテープの厚さは約0.05mmで、1mmの20分の1ほどです。その中に、はくり剤、セロハン、下塗り剤、粘着剤の4層が重なっているとされます［3］。

はくり剤は、巻いたテープを引き出しやすくする層です。下塗り剤は、セロハンと粘着剤をしっかり貼り合わせる層です［3］。貼る面に触れる粘着剤だけでなく、「引き出す」「テープの本体と粘着剤をつなぐ」ための層まで用意されていることになります。ただし、この厚さはニチバンのセロテープの数字で、製品や年代によって違います。

粘着剤には、天然ゴム系が多い

東京都立図書館のQ&Aでは、セロハンテープには天然ゴム系の粘着剤が使われていることが多いと説明されています［2］。

名前と、日本での始まり

セロハンテープは1930年にアメリカの3M社が開発したとされます［4］。日本のニチバンは、1947年にセロハン粘着テープの製造を始め、1948年に発売しました。「セロテープ」はニチバンの登録商標で、一般的な名前はセロハンテープです［5］。

テープは、貼る面に触れる粘着剤だけでできているのではない。ニチバンのセロテープでは、厚さ約0.05mm（1mmの20分の1）の中に、はくり剤・セロハン・下塗り剤・粘着剤の4層が圧縮されているという［3］。はくり剤は巻いたテープを引き出しやすくし、下塗り剤はセロハンと粘着剤を強く結びつける役を担う。つまり、貼れる性質は粘着剤だけで決まるのではなく、「剥がれずに引き出せる」「基材から粘着剤が離れない」という条件も、層の分担で満たしている。この数字は二次的な紹介にもとづくので、厚さは製品・年代で違うものとして読む。

粘着剤の種類は、東京都立図書館のQ&Aによれば、セロハンテープでは天然ゴム系が多く、補修用テープや和紙テープではアクリル系が多い［2］。製品の系譜では、セロハンテープは1930年に3M社が開発したとされ［4］、ニチバンは1947年に製造を始めて翌年に発売した。「セロテープ」はニチバンの登録商標で、一般名はセロハンテープである［5］。では、この層の一番下にある粘着剤は、なぜ「やわらかさ」を持つ必要があるのか。

ねんちゃくざいは、やわらかい ものです。おすと、紙の 小さな でこぼこの 中にまで、すこしずつ 入りこみます。これを「ぬれる」と いいます［1］。

けれど、やわらかい だけでは、テープを ひっぱった ときに、びよんと のびて ながれて しまいます。ですから、ひっぱられても ながれない くらいの かたさも 同時に ひつようです［1］。

やわらかさと かたさの りょうほうが ある から、くっついて しかも もちます。

やわらかさと、かたさの両立

粘着剤は、押されたときに流れて、貼る面の細かい凹凸に広がる（ぬれる）ほどやわらかい必要があります。同時に、剥がそうとして力がかかったときには、流れて伸びきってしまわないほどのかたさも必要です［1］。どちらか一方だけでは、貼っても落ちるか、そもそも貼れないかのどちらかになります。

ゆっくりの力と、すばやい力で性質が変わる

粘着剤の仲間は、長い時間をかけた変形にはねばりのある液体のように、短い時間の変形にはかたい固体のようにふるまうと説明されます［6］。押しつけてゆっくり広がるときはやわらかく、一気に引っぱられるときはかたい、と考えると、両立のしかたのイメージがつかめます。

貼るときには、粘着剤は被着体の表面に素早くぬれ広がり、細かい凹凸の中まで入りこんで接触面積を稼ぐ必要がある。一方で、剥がす力がかかったときには、流れ出さずに耐えなければならない。粘着剤は、流れてぬれるほどやわらかく、力がかかったときに流れないほどかたいという矛盾する条件を同時に満たしている［1］。

この両立の鍵が、高分子の粘弾性である。粘着物質は、長い時間の変形に対しては粘性液体のように、短い時間の変形に対しては弾性固体のようにふるまう［6］。貼るときは時間をかけて押しつけるので液体に近く、剥がすときは急な力がかかるので固体に近くなる、と読める。ただし、どの程度かは粘着剤の種類と温度で変わるため、一般論の範囲にとどめる。では、ぬれ広がって面積を稼いだ粘着剤は、何の力でその面を捕まえているのか。

じしゃくのように 強く 引き合うのでは ありません。ものは、とても 小さな ぶんしで できて います。その ぶんしと ぶんしの あいだには、ごく 弱い 引き合う ちからが はたらきます［1］。

1つ ぶんの ちからは 小さくても、ねんちゃくざいが 紙の 上に 広く ぬれると、その ちからが たくさん つもります。それが、テープが はがれにくい りゆうです。

ただし ほんとうは、ねんちゃくざいの しゅるいや、はる ものに よって、強さは かわります。

磁石ではなく、分子間の弱い力

貼れる強さには、ファンデルワールス力などの分子間の引き合う力が大きく関わっているとされます［1］。磁石のように強く引き合う力ではありません。分子と分子のあいだにはたらく、ごく弱い引力です。

面積が広いほど、積もる

1か所の力はとても弱くても、粘着剤が貼る面にぬれ広がって、触れる部分がたくさんあれば、その合計は大きくなります。前の章の「やわらかさ」は、触れる面積を稼ぐための条件でもあった、と読めます。

粘着剤は、化学結合ではなく、こうした分子間の力で貼るものとして説明されています［1］。

粘着の最終的な強さには、ファンデルワールス力などの分子間相互作用が大きく寄与する［1］。化学結合で貼るのではなく、弱い引力を広い接触面積ぶん積み重ねて、剥がしにくさを作っている。そのため、前の章でみた「ぬれ広がり」が、貼る強さの出発点になると考えられる。

磁石のように強く引き合うのではなく、弱い力が面積ぶんだけ積もるという見方である。では、貼ったテープを剥がすときの手ごたえは、剥がす速さで変わるのか。

テープを はがすとき、ゆっくりの ときと、はやい ときで、手ごたえが ちがう ことが あります。

ねんちゃくざいは、ゆっくりの ちからには ねばりの ある ものの ように、はやい ちからには かたい ものの ように ふるまうと いわれます［6］。ですから、はやく はがすほど、強い ちからが いりやすいと 考えられて います。

けれど、いつも そうとは かぎりません。はがれかたが ちがうと、ちからの 大きさも かわるからです［6］。

速く剥がすほど、強い力がいる傾向

粘着剤は、ゆっくりした変形にはねばりのある液体のように、すばやい変形にはかたい固体のようにふるまいます。そのため、速く剥がすほど、必要な力が大きくなると期待できます［6］。

ただし、単純には増えない

実際の剥がれ方には、粘着剤の中でちぎれるもの（凝集剥離）と、貼った面との境目で離れるもの（界面剥離）があります。どちらになるかによって、力は単純には増えません［6］。「速いほど必ず強い」とは言えず、「一般には強くなりやすい」と読むのが安全です。

剥離力が剥離速度でどう変わるかは、粘弾性から予想できる。粘着物質は、長い時間の変形には粘性液体のように、短い時間の変形には弾性固体のようにふるまうため、剥がす速さが大きいほど、剥離力は大きくなると期待できる。実際、速度に対して剥離力が単調に増える例が報告されている［6］。

ところが現実の剥離には、粘着剤の内部で破壊が起きる凝集剥離と、粘着剤と被着体の界面で離れる界面剥離という、性質の違う破壊の形がある［6］。どちらが起きるかで力の出方が変わるため、速度と剥離力の関係は常に単調とは限らない。この項の出典は要旨レベルの確認にとどまるので、「速いほど強くなりやすい」までを書き、定量的な関係は述べない。この「速さ」を極端なところまで進めた実験で、思いがけない現象が見つかった。

くうきを ぬいた 中で テープを はがすと、X線が 出ました。2008年に、アメリカの 大学の けんきゅうしゃが ほうこくした じっけんです［7］。

X線が 出たのは、10おくぶんの 1びょうくらいの みじかい 間です。X線は、レントゲン写真に つかう 光です。この X線は、ゆびの X線写真が とれる ほど 強かった そうです［7］。

これは くうきを ぬいた とくべつな そうちの 中での 話です。おうちで まねを しては いけません。

UCLAの研究者たちの実験

2008年、UCLA（カリフォルニア大学ロサンゼルス校）の研究者たちは、真空の中で粘着テープを剥がしました。すると、約10億分の1秒という短いX線のパルスが出たと報告されています［7］。10億分の1秒は、1秒を10億に分けた1つ分の長さです。

このX線は、指のX線写真が撮れるほど強かったそうです［7］。

実験は真空の中で行われた

この結果が報告されたのは、真空の中での実験です［8］。空気中でも同じことが起きるとは報告されていないので、家で試そうとしないでください。

まだ分からないこと

この研究を載せたNatureの論文の要旨は、テープを真空で剥がすとX線領域のエネルギーが出ること、そのエネルギーが集まる様子は現在の理論の予測を超えていることを述べています［8］。テープを剥がすという身近な動作に、まだ説明しきれていない部分があるのです。

剥離速度の影響を極端に進めた例が、2008年にNatureで報告された。UCLAの研究者らは、真空中で粘着テープを剥がし、約10億分の1秒のX線パルスを観測したと報じられている［7］。このX線は、指のX線写真を撮影できるほど強かったという。実験が行われたのは真空中で、この結果は日常の環境で確かめられたものではない。

この論文（Nature 455:1089）の要旨は、真空で粘着テープを剥がすとエネルギーがX線領域に達し、X線写真に使えるほど強いこと、関わるエネルギーと閃光の幅の限界が現在の理論の予測を超えていることを述べる［8］。つまり、「なぜテープが貼れるか」という素朴な問いでも、剥がす瞬間に起きていることには、現代の理論でも十分に説明できない部分が残る。

つぎの 2つを、家に ある セロハンテープで ためせます。

1つ目。紙に、かるく のせた だけの テープと、ゆびで ぎゅっと おしつけた テープを 作ります。はがす ときの 手ごたえに ちがいが あるか、見て みましょう。

2つ目。同じように はった テープを、ゆっくり はがす ときと、すばやく はがす ときで、手ごたえを くらべます。ゆびを きらない よう、ほどほどの 力で します。

もう ひとつ、古い 紙に はって ある 古い テープを 見つけたら、色を 見て みましょう。ねんちゃくざいは 年が たつと 黄色く なる ことが あります［2］。

手ごたえを比べる

家にあるセロハンテープと紙で、貼り方と剥がし方を変えて比べてみましょう。1つ目は、軽くのせただけのテープと、指でしっかり押しつけたテープで、剥がすときの手ごたえに違いがあるかを見る方法です。2つ目は、同じように貼ったテープを、ゆっくり剥がす場合と速く剥がす場合で比べる方法です。結果は紙の種類や貼る長さでも変わるので、条件をそろえて、感じたことを書き留めてみてください。

古いテープを見つけたら

天然ゴム系の粘着剤は、年月がたつと酸化して黄ばみ、紙にしみこんで固くもろくなることがあるといわれます。そのため、長く残したい資料には、セロハンテープを使わないよう案内されています［2］。古い書類や貼り紙に貼ってあるテープの色を、見かけたら観察してみてください。

もっと知りたくなったら

X線の話は、Natureの論文の要旨が公開されています［8］。出典欄から、原典に当たってみてください。

確かめ方の一例として、次の比較ができる。同じ紙のとなり合う場所に、同じ長さのテープを、軽くのせただけで貼った部分と、指で押しつけて貼った部分で、剥がすときの手ごたえを比べる。ゆっくり剥がす場合と速く剥がす場合の手ごたえも比べる。1章で見た「圧力で貼る」性質や、5章の速度の影響がどう現れるかを、自分の手で試せる。ただし、紙の種類・温度・貼る長さで結果は変わり、結果の向きがいつも出典の予想どおりになるとは限らない。条件を変えるのは1つだけにしたほうがよい。

貼ったあとの経年変化については、東京都立図書館のQ&Aに、天然ゴム系の粘着剤は年月とともに酸化して黄変し、紙にしみこんで固くもろくなることがある、とある［2］。長く残す資料にセロハンテープを使わないよう勧める背景だ。なお、2008年の真空中のX線については、Natureの論文の要旨を出典欄から読める［8］。本文の記述は報道と要旨にもとづくので、実験条件の詳細は原典に当たってほしい。