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ビニール袋の音
おかしな質問ですみません。 スーパーなどで配られるビニール袋を触ると容易に「ガサ」という 音が出ますが、あの音は何が起源なのでしょうか？ 紙袋でも音が出ますがその理由も分かりません。 ビニールも紙も同じ起源ならば、 ビニールのほうが出やすい理由なども教えていただけると幸いです。
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＞ シワの大きさのオーダをご存知でしたら・・・ 典型的な尾根の間隔が求まるか、少し考えてみました。 弾性領域で、正弦波状の変形が交差しているとし、どのような波長を取った時、内部応力エネルギが最小になるかで、切っ掛けが掴めそうに思えたのですが、・・・。 まず一次元の波を考えましょう。 少ない波数の大きな波でも、多くの波数の小さな波でも、同じ縮み寸法が実現できます。 が、どちらが選択され易いかといえば、少ない波数の大きな波でしょう。 屈曲によって蓄えられるエネルギは曲率の２乗に比例するので、よりエネルギの低い、なだらかな大きな波が安定と考えます。 二次元ではどうか、この波に直交する方向に、さらに２番目の波を加えてエネルギを考えてみます。 ２番目の波にとって、最初の大きな波は邪魔です。 最初の波が作る構造により「強化された」断面二次モーメントに、２番目の波の曲率の２乗を掛けたものがそのエネルギだからです。 尾根の間隔に対して異なる二つの要請が拮抗したように見えました。 等方性を仮定し総エネルギの最小値を求めるという手順で安定波長が求まるかなと期待したのですが・・・。 正弦波形状の断面二次モーメントは振幅の２乗に比例（曲率の２乗に反比例）する結果、２番目のエネルギが波形依存でなくなり、つまらない結論しか得られませんでした。 ２次元でも尾根の間隔は広い方が選択されやすいようです。 つまり弾性係数や厚さによって定まる材料固有の「シワの大きさ」などは存在しないというのが、私の推測です。（私はシワに関し、全く予備知識も経験もありません。 間違いが無いと良いですが。） 「シワの大きさ」は、力の掛け具合（周囲の拘束条件を含めて）、意図によるところが大きいのではありませんか。 二次元膜の実用的な変形は非線形領域になってしまいますよね。 オイラー座屈のような解析解は期待できません。 ご質問内容、そのものズバリはありませんが、ネット上にいろんなシミュレーションがあるようです。 検索に使ったキーワードを掲げておきます。 参考まで。 皺、飛び移り座屈、分岐座屈、座屈波長、弾性膜、wrinkle, buckling, wavelength, elastic membrane/sheet/film, ridge ＞ プラスチックの袋には可視的な大きさの折り目（不可逆なもの）が付きます。ご説明のシワと同種のものと考えるのは間違いでしょうか 音の起源は「変形の跳躍」「急峻な変形」で、それはヒステリシスを伴うに違いありません。 しかし塑性変形は必然ではないでしょう。 マウスのバネは弾性域の変形で音を出し、一方で折れる時も音を出すでしょう。 ポリ袋の音は弾性域で発せられる場合もあるでしょうし、塑性変形を伴う場合もあるでしょう。 両者が部分的に組み合わさっている場合が一般でしょう。 また全ての変形はその後の変形に影響するという意味の相互作用は大きいでしょう。 トリビアルな記述になってしまいましたが、ご質問の主旨に沿っているでしょうか。
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- vq100mg
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「平面を無理に球面状にする」類の変形がもたらす不規則な「シワ」の発生、それに伴う不連続で瞬間的な変形が音の起源だと思います。 紙（平面）は抵抗なく円柱に巻きつき、音は出ませんが、球に巻きつけるには「シワ」が必須で、その発生とともに間欠的に音が出ます。 紙でもポリ袋でもゆっくり変形させてみて下さい、その様子が確認できます。 ある所まで耐えて、突然、次の形状に移るという繰り返し毎にパリ、パリッと音がします。 急峻な変形が振動のもとになります。 マウスのクリック音なども、そういう変形をするバネから発生しています。 ポリ袋の方が紙より音が大きいとするならば、ポリエチレンの方が「硬い」からでしょう。 （より正確には、弾性係数が大きく、損失正接が小さいと記すきでしょう） 速い変形速度と長い余韻が得られます。 これと対照的なのはゴムです。 ゴム手袋の変形に伴う音は極めて僅かです。 ポリエチレンの硬さの実感を得やすい身近な例として、タッパーウェアの蓋があります。（本体/ポリプロピレン、蓋/ポリエチレンの組み合わせが多い） 同じ厚さの紙やゴムと比較してどうでしょう。 ポリ袋（0.03mm程度）は簡単に丸められるので「硬い」イメージは無いかもしれませんが、ポリ袋自身にとっては弾性限界を超えるような破局的変形も日常茶飯事と言えるでしょう。 音の起源は、あくまでも「変形の跳躍」であり、「破局的」は副次的なものでしょうが。
お礼
詳しい説明ありがとうございます。 直感的に理解しやすいです。 ご説明で理解できない部分がありますのでよかったら補足願えますか？ １．＞不規則な「シワ」の発生 とあるのですが、シワの大きさのオーダをご存知でしたら 教えてください。 ２．また、プラスチックの袋には可視的な大きさの 折り目（不可逆なもの）が付きます。 ご説明のシワと同種のものと考えるのは間違いでしょうか？ （同種と考えると音発生時に仮に目に見えない大きさのシワが 付くとしても音が出るたびにプラスチックの表面に 不可逆的にシワが加算することになるので不自然な気がします。 こう考えるとご説明のシワとは異なる種類のものなのかと 思うのですが） ３．もしシワと上述の折り目が異なるものの場合、全く相互作用しない のかどうかご存知でしたら教えてください。（例えば、手でゴチャゴチャに丸めたプラスチック袋と折り目の付いていないプラスチック袋の 音の発生傾向が異なる場合、の説明をどうするかということです） お時間ありましたらよろしくお願いいたします。
音とは直接関係ない回答ですが、スーパーなどで配られる袋は正確に言うとビニール袋（ビニル）ではなく、ポリ袋（ポリエツレン）です。 リサイクルマークで〈プラ〉となっていて、プラスティック系です。 一方ビニール袋は昔はよく使われていた、透明でカサつかず、伸びるやつです。ビニル系は燃焼するとダイオキシンが発生するので近年スーパーなどではラップ以外は、あまり使われなくなりました。
お礼
お返事ありがとうございます。 言葉の使い方が不正確でした。 ご指摘ありがとうございます。
取り扱い易いように表面が粗になっています。 さらに膜の厚さが薄いので共鳴して大きな音になります。
お礼
お返事ありがとうございます。 袋の中から音が出ているということなのでしょうか？ でもコンビニで売っているおにぎりのパックは中に共鳴する容積部が ないのにやはり触ると、がさがさ音がしますよね？ これはどういうわけなんでしょうか？ もし私の理解が不正確でしたらすみません。
お礼
ご回答ありがとうございました。 キーワードすら分からなかったのでキーワードを示して頂いけたのは 非常にありがたいです。 ２次元の直交方向の正弦波というのはオーダを見積もるための モデル部分ですね。むしろ不均一に変形した場合にエネルギーが 周囲よりも高くなった部分から変形が開始し他の部分のエネルギーも 使って一気に変形するというイメージを持っていたのですが、 イメージが誤っていたようです。 ヒステリシスの存在＝不可逆な折り目の必要性、ではないのですね。 確かに不連続に変形して音を発生した後、折り目を残さずに変形状態 に留まるというのは想像できますのでよく分かります。 いろいろお手数おかけしました。どうもありがとうございました。