のり
背景
アメリカでは、1人あたり年間約40ポンド（18.2 kg）の接着剤が使用されていると推定されており、使用範囲を見ると、その方法と理由が簡単にわかります。家具、配管、靴、本、建物、自動車はすべて、建設の一部に接着剤を使用しています。
接着剤は、接着剤と呼ばれるより大きなファミリーの一部です。 2つのクラスは、接着剤が化学物質ベースであるのに対し、接着剤は有機化合物に由来するという事実によって区別されます。エポキシ、コーキング、またはシーラントと呼ばれる接着剤も、特定の作業や用途に適した特性を与えるための特別な添加剤を含む化合物です。
接着剤は、古代の部族が動物の骨、皮、皮膚、腱、およびその他の結合組織を処理して、これらの組織のタンパク質であるコラーゲンを除去できることを発見したときに誕生しました。コラーゲンはべたつきがあり、物をまとめるのに役立ちました。カゼインとして知られる乳固形分、および血中アルブミンも接着剤の基礎として使用できます。牛の血液から乾燥した血清は、加熱されると凝固（凝集）して水に溶けなくなるアルブミンを生成します。
魚の接着剤も魚の頭、骨、皮から作られましたが、この接着剤は薄すぎてべたつかない傾向がありました。実験によって、初期の人は、さまざまな魚の空気袋が、白くて味のないはるかに満足のいく接着剤を生成することを発見しました。それは最終的にisinglassまたはichthocolと名付けられました。
接着剤と呼ばれ、化学物質、化合物、またはハイテク添加剤を含まない物質には3つのクラスがあります。これらは、骨のり、皮または皮のり、魚のりです。技術的には、他の粘着性物質は接着剤、ガム、またはセメントですが、消費者はこれらの用語を同じ意味で使用する傾向があります。
植物はまた、植物性接着剤と総称される接着剤を製造するために使用されてきました。これらの材料は水に分散または溶解し、通常、多くの穀物や野菜を構成するでんぷんから作られています。天然ガムには、海洋植物のコロイドからの寒天、海藻に由来するアルギン、およびアカシアの木（ガムツリーとしても知られる）の抽出物であるアラビアガムが含まれます。マリングルーと呼ばれる物質は、継ぎ目をコーキングするために使用されますが、タールまたはピッチで構成されており、実際には接着剤ではありません。
歴史
接着剤の使用の最も初期の証拠は、フランスのラスコーにあるネアンデルタール人の祖先が描いた洞窟壁画に今でも見られます。これらの初期の芸術家は、彼らの作品が長持ちし、色が洞窟の壁の湿気に抵抗するのを助けるために使用した塗料と接着剤を混ぜることを望んでいました。彼らの墓で発掘されたエジプトの遺物は、接着剤の多くの用途を示しています。おそらく最も印象的なのは、紀元前3、000年に接着剤を使用して作られた木製家具のベニヤとインレイです。 エジプト人はまた、パピルスを生産するために接着剤を使用しました。ギリシャとローマの芸術家は接着剤を広範囲に使用しました。モザイクの床とタイル張りの壁とお風呂は、何千年も経ってもそのままです。
家具作りは接着剤に大きく依存しています。ピースを一緒に固定する方法はたくさんありますが、接着剤は、恒久的に使用されるか、他の接続が行われている間にピースを整列させるために使用されることがよくあります。 16世紀から19世紀にかけての偉大なキャビネットメーカーはすべて、チッペンデール、ヘップルホワイト、ダンカンファイフ、アダムス兄弟、シェラトンなど、家具の製造に接着剤を使用していました。これらのキャビネットメーカーが使用する接着剤は、動物の皮、ひづめ、およびゼリーに還元されてから乾燥されたその他の部品から作られました。ゼリーはパワーまたはフレークに粉砕されました。それを水と再混合し、接着剤ポットで穏やかに加熱した。この製品は茶色で、もろく、硬く、防水ではありませんでした。しかし、この接着剤は第一次世界大戦まで利用可能な唯一の接着剤でした。当時、ミルクで作られたカゼイン接着剤とニトロセルロース接着剤が最初に製造されました。
1930年代、化学およびプラスチック産業の進歩により、接着剤やプラスチックまたは合成樹脂の接着剤と呼ばれる幅広い材料が開発されました。第二次世界大戦は、ネオプレン、エポキシ、およびアクリロニトリルが発明されたときに、この業界のさらなる開花につながりました。これらは軍隊によって使用され、1940年代後半または1950年代まで商用利用できませんでした。それ以来、スペースシャトルの建設を含む多くの産業や独自の用途向けに、高度に専門化された防水接着剤が開発されてきました。接着剤は今でも木工やサンドペーパーなどの研磨剤の製造に使用されています。それらはまた、工業プロセスでコロイドとして使用されます。コロイドは液体に添加され、液体に懸濁している固体粒子を分離させ、液体を洗浄するか固体を処理するために回収できるようにします。
Peter Cooper
慈善家として最もよく記憶されているピーター・クーパーは、独創的な天才であり、非常に成功したメーカーでした。クーパーはニューヨーク市で生まれました。息子は革命的な軍隊の兵士で、多くの企業で活躍し、すべての企業に若いピーターを巻き込みました。クーパーは正式な教育を受けたのは1年しかありませんでしたが、父親との初期の経験により、さまざまなビジネスキャリアで成功するための準備が整いました。 17歳でコーチメーカーに弟子入りしたクーパーは非常にうまくいったので、彼の雇用主は彼に給料を支払い、彼自身の事業で彼を支援することを申し出ました。代わりに、クーパーは布を刈る事業に参入し、そこで繁栄しました。その後、彼は接着剤製造プロセスの権利を購入し、彼自身の発明でそれを改善し、接着剤工場を運営し始め、アメリカの接着剤事業の事実上の独占を確保しました。
1828年、クーパーは製鉄所に移り、メリーランド州ボルチモアにカントン製鉄所を建設し、ボルチモア＆オハイオ鉄道に供給することを意図しました。鉄道は失敗の危機に瀕していたが、曲がりくねった丘陵のルートが続いていた。当時のほとんどのエンジニアは、機関車はそのような地形では走れないと考えていました。クーパーは、小さいながらも強力なアメリカ初の蒸気機関車をすぐに製造しました。 1830年、この「トムサム」は、時速10マイルの速度で40人の乗客を引き寄せ、鉄道が曲がった線路を走ることができることを証明しました。
この成功の後、クーパーの企業は急速に成長しました。彼の製鉄業は、鉱山、鋳造所、ワイヤー工場、圧延機にまで拡大しました。 1854年、クーパーのトレントン工場は、耐火建築物の建設に使用する最初の鉄製構造梁を製造しました。クーパーは、大西洋電信ケーブルを敷設するためのサイラスフィールド（1819-1892）のプロジェクトの主要な支持者および揺るぎない支持者になりました。北米電信会社の社長として、クーパーは米国の電信線の半分を所有および管理していました。クーパーは発明者として、初期の洗濯機と船舶に動力を供給するためのさまざまなエンジンを設計しました。
原材料
接着剤メーカーは、食肉処理場、皮なめし工場、食肉包装会社から動物の骨や組織を入手しています。世界最大の接着剤メーカーがBordenCompanyと呼ばれる乳製品であることは偶然ではありません。接着剤の原料となる動物の残骸には、耳、尾、皮や皮膚の切れ端、皮の肉質の側面からの削りくず、腱、骨、足などがあります。同様に、魚の接着剤の製造業者は、缶詰工場や他の加工工場から魚の骨、頭、鱗、皮を入手します。
わずかなバリエーションで、同じ基本的なプロセスを使用して、骨の接着剤、皮革または皮膚の接着剤、魚を作ります。のり。皮革などのくずは、汚れを落とすために洗い流し、浸して柔らかくします。この材料はストックと呼ばれ、オープンタンクで沸騰させるか、オートクレーブで圧力をかけて調理します。得られた「接着剤液」と呼ばれる液体を抽出し、再度加熱して接着剤を濃くします。冷却すると、この材料はゼリーのように見え、固体になります。不純物を取り除き、接着剤を透明にするために、ミョウバンや酸、続いて卵白などの化学物質を加えることができます。これらの化学物質により、不純物が接着剤から沈殿または脱落します。接着剤は真空中でより濃縮されます-
製造
プロセス
皮や皮の接着剤を作る
- わずかなバリエーションで、同じ基本的なプロセスを使用して、骨の接着剤、皮革または皮膚の接着剤、魚の接着剤を作成します。皮革などのくずは、汚れを落とすために洗い流し、浸して柔らかくします。この材料はストックと呼ばれ、一連の水浴を通過します。この水浴では、石灰がどんどん加えられて、皮や皮が膨らみ、分解されます。膨らんだ皮は大型の洗濯機で洗い流して石灰を取り除きます。石灰の最後の痕跡は、酢酸や塩酸などの弱酸でストックを処理することによって排除されます。最後に、ストックは、沸騰させるか、オープンタンクで調理するか、オートクレーブで圧力をかけて調理します。
- 適切な温度で適切な時間調理すると、コラーゲンが分解され、接着剤に変換されます。温度やタイミングがずれていると、接着剤の品質が損なわれます。オープンタンク内の大きな蒸気コイルは、水と製品を160°F（70°C）に加熱します。きれいな水で3〜4回の処理が、温度（または加圧システムが使用されている場合は圧力）の上昇で実行されます。得られた「接着剤液」と呼ばれる液体を抽出し、再度加熱して接着剤を濃くします。
- 冷却すると、この材料はゼリーのように見え、固体になります。食品に使われているゼラチンのように見えますが、不純物が含まれています。不純物を取り除き、接着剤を透明にするために、ミョウバンや酸、続いて卵白などの化学物質を加えることができます。これらの化学物質により、不純物が接着剤から沈殿または脱落します。接着剤の洗浄には、機械的な方法も使用できます。これらには、接着剤を一連の機械的フィルター、紙フィルター、または骨炭と呼ばれる粉砕骨に通すことが含まれます。
- さまざまな添加剤を接着剤液と混合して、茶色、透明、または白色の接着剤を作成します。亜硫酸、リン酸、またはミョウバンはこれらの添加物の中にあります。酸化亜鉛を加えて、白い「スクールグルー」を作ります。
- この時点まで、接着剤は弱くて鼻水です。それは真空蒸発器でより濃縮され、いくつかの方法の1つで乾燥されます。接着剤はシートまたはブロックに冷やしてからネットに吊るして乾燥させ、さらに濃縮することができます。接着剤は、ビーズまたは「真珠」として、濃縮されたビーズをさらに乾燥させる非含水液に落とすこともできます。次に、真珠、ブロック、またはシートが適切な濃度に混合され、販売用のボトルまたはジャーにポンプで送られます。
骨のりを作る
骨接着剤の製造はやや複雑です。骨はほとんどの場合圧力タンクで処理されますが、ミネラルを除去するには追加の処理が必要です。骨を溶剤で脱脂した後、8％溶液の塩酸を骨に塗布します。酸はリン酸カルシウムやその他のミネラルを取り除き、コラーゲンを骨片と同じ形に残します。コラーゲンから酸を取り除き、乾燥させて、骨接着剤の基礎となる市販グレードのオセインまたは骨タンパク質（酸性化骨とも呼ばれる）を生成します。オセインが作成された後、それはオープンタンク法で処理され、上記のように皮から接着剤を作るために使用される後続のステップがあります。
品質管理
接着剤の製造におけるすべてのプロセスは、機器、コンピューター制御、および観察を使用して注意深く監視されます。不適切な温度や圧力は大量の在庫を台無しにし、それを無駄にする必要があります。メーカーはそのようなエラーのリスクを冒しません。
安全と衛生も大きな懸念事項です。接着剤メーカーは、病気、害虫、汚染、および輸送などの主要なコストを防ぐために、皮革やその他の原材料の供給に非常に近い場所に配置される傾向があります。純粋な接着剤の製造と同様に、労働者の安全は注意深く監視されています。
副産物/廃棄物
接着剤自体は、接着剤の生産に必要な原材料を生成する乳製品、食肉加工工場、およびその他の施設の副産物です。
未来
接着剤は私たちの未来に不可欠です。ますます多くの製造プロセスが、さまざまな形の接着剤（および接着剤を含む）を使用して、ステッチング、ステープル留め、およびより高価な（そして効果の低い）形の留め具を置き換えています。医療用接着剤を使った実験では、今後数年間ですべての傷の3分の1が接着剤で「縫い合わされる」可能性があることが示唆されています。接着剤は非常に用途が広いことが証明されているため、科学者は私たちの生活をよりシンプルにする新しいアプリケーションを常に探しています。
製造プロセス