Vol.031 あわてんぼうのサンタクロース/ゴムが「伸ばしても元に戻る」のはどうしてか

本号の話題

◆年の瀬のご挨拶
◆思いつくままに:あわてんぼうのサンタクロース
◆少し役に立つこと:ゴムが「伸ばしても元に戻る」のはどうしてか

年の瀬のご挨拶

年末ですね!
今年5月からコロナ禍の中だからこそ、笑って、ほっこり、
少し役に立つをテーマにメルマガをスタートさせていただきました。
実際は思いつくままにハチャメチャな内容になっていますけどそこは愛嬌と言うことで・・・。

皆さんから
・いつも楽しみにしてます!
・長岡の大花火きれいですよね! ショウガ醤油ラーメン食べたーい!
・私も釣りが好きで今すぐ海に行きたくなりました!
・バイクの限定解除は私もめちゃくちゃ苦労しました!
・〇〇のその後はどうなっているか教えて!
などなど嬉しいお返事を沢山いただいています。

ここに来て更に大変な状況となっていますが、鬼滅の刃 炎柱の煉獄さんのがんばりを見習って、
元気よく大掃除をして新年を迎えたいと思います。

今年もありがとうございました。

>>パルメソの炭治郎 石附尚

思いつくままに:あわてんぼうのサンタクロース

夢や希望を壊すつもりはありませんが、注意して読んでいただければなと。

2人の子供を持つ父親ですが、クリスマス時期になると思い出す
長男(小3)、長女(3歳)だった十数年前の失敗談をお届けします。

その日は12月24日のクリスマスイブ。
子供たちはサンタさんへの手紙を枕元の靴下に準備し終わって
食卓に並んだいつもよりも豪華なディナーを食べています。
当然、父親である私も妻もシャンパン片手につまんでいます。
子供たちは「早く朝にならないかなぁ」とか「ちゃんとプレゼントもらえるかなぁ」などと盛り上がってます。
長女は長男に「サンタクロースは本当にいるのかな?」って聞き
長男も「いるに決まってんじゃん」ってかわいい限りです。
「サンタに会ったらどうする?」とかも、どちらかが言ってたような。

楽しいディナータイム、ケーキもしっかりと食べて、後はもう寝るだけ。
しかしながら興奮した子供たちはなかなか寝ないものです。
この時に父親はいつもよりお酒の量が増えているのは言うまでもなく、
大役を控えていたのに子供たちよりも先に就寝してしまったのです。
これだけなら良かったのですが、さらなる悲劇が。

なんと、この30分後父親は再び目覚めました。
そして数時間経って子供たちもすっかり寝ているだろうと勘違いした父親は現時刻を確認するでもなく、
大役を果たすため隠してあったプレゼントを手に子供たちの枕元へと向かったのでした。

この時、幸いにも長女は就寝、長男は寝たふり(後で聞きました)でした。
なぜか長男の布団が小刻みに揺れてたのは覚えています。
(これも後で長男に聞いたのですが、怖さ半分、笑い半分だったと)
何も知らずに大役を終えた父親は気分よく眠りにつきましたとさ。

翌朝、プレゼント片手に喜ぶ長女、ニヤニヤしている長男、
そして、とてつもなく恐ろしい妻の顔が父親の前にありました。
(子供たちのいないところで全てを知らされた父親は啞然)

長男は長女にポツリと「俺、サンタに会った」って長女は「良いなぁ、ずるい」すると、
長男「会ったんだけどね」と横目で続けて「サンタも毎日頑張ってんだからあんまり無理言うな」と。

あわてんぼうのサンタクロースへの最高のプレゼント(涙)でした。

>>ダナゾ 佐藤

少し役に立つこと:ゴムが「伸ばしても元に戻る」のはどうしてか

ゴムは一般的に柔らくかつ伸びる材質とイメージされます。
また、タイヤのように摩耗しにくいというイメージもあります。
そして、伸ばしても力を抜くと元に戻る性質もあります。
構造的には分子(原子)が魚を捕る網の目のようにかつ立体的につながった長い高分子でできていて、
樹脂のような縄状の長い高分子とは違いがあります。

立体的網目ですので引っ張ると網目が変形して折り紙のように平行になろうとします。
この時引張に対する抵抗が弱いことが想像されます。
すなわち変形しやすいまたは柔らかいとなりそのヤング率は低く1~10MPaで金属の1/10程度になります。
また、網目は変形の幅が大きく5~10倍の変形が可能ですが網目高分子は切れていないため力を抜くと元に戻ります。
形状記憶しているようですね。
切れる直前までは弾性領域と言われ、それを超えて切れ始めると全体が一気に破断します。
最大強度は網目高分子がすべて平行になった時、高分子自体の結合強度が現れその荷重で示されます。

もう一つの性質として摩耗しにくいことがあり、タイヤやワイパーはその特性を使った代表になります。
実はゴムを鋭い刃物で引き切ると簡単に切れますが、これは高分子自体の強度がそんなに高くないことによります。
タイヤを例にとると地面に接触すると適度に変形します。
その変形により接地面積が広くなり圧力を小さくする効果と、変形でエネルギー消費し結果的に
圧力を抑える効果(力積の効果)がゴムに働き摩耗力を弱めるため、結果摩耗しにくいとなります。
原子間や高分子の結合力で摩耗に耐えるセラミックスとは対極にありますね。

ゴムの強さを測るには引張試験が有効ですが、
変形があるためその引張の長さはすごく長い距離が必要になります。
さらに薄いゴムや表面の強さを測りたいときには変形が邪魔して測るための良い方法がありません。
簡易的には押し込み変形からゴム硬さを測るデュロメータなどが利用されていますが薄い所では利用できません。
ましてや表面から内部に向かって徐々に強さが変わっていたら、
例えばケミカル劣化や環境劣化は精密な計測ができていません。
分析資料つくりならマイナス冷却して凍らせて切断するなどがありますが強さを測っていません。
現場は大変お困りかと想像いたします。

MSE試験ではゴムを精密にかつ簡単に摩耗する技術があり、摩耗速度を測ることで強さの指標にしています。
微粒子を高速に投射しゴム表面に衝突させます。
ゴムの変形速度よりも早い速度で衝突しますと高分子に強い切断応力が発生し切断します。
この切断は微小でかつ大量衝突により摩耗のような状態で高速除去されます。
高分子や欠陥や劣化などに応じた結合強度の差を明確に数値化できます。
強さ試験でお困りの方はMSE試験を一考してみてください。

ゴム材質の強さ比較と表面変質層の調査
https://palmeso.co.jp/mse/casegum/
MSE試験の技術
https://palmeso.co.jp/mse/about-2/

>>とりあえず親方 松原亨

最後までお読みいただき、ありがとうございました。
どうぞよいお年をお迎えください。