プラスチックの基礎知識
プラスチックに触れない日はないほど、街や家はプラスチック製品であふれています。プラスチックの作り方を知る前に、まずは基礎知識を身に付けましょう。
プラスチックが登場するまで
プラスチックは1835年にフランスで初めて作られました。同国の化学者・ルニョーが作ったポリ塩化ビニルと塩化ビニルの粉末が、世界初のプラスチックといわれています。
しかし、プラスチックを初めて商品化したのはフランスではありません。
1869年にアメリカで「セルロイド」という素材が開発されたのが最初です。高価な象牙に代わる安価なビリヤードの球の素材を公募したところ、セルロイドが採用されて商品化第1号となりました。
ちなみに「プラスチック」という名称のルーツはギリシャ語にあります。「形を作る」という意味の「プラスティコス」が由来で、さまざまな形にできるプラスチックの性質を体現しているのです。
プラスチックの種類
プラスチックには、大きく分けて「熱可塑性プラスチック」「熱硬化性プラスチック」の2種類があります。
「熱可塑性プラスチック」は、加熱で軟化し、冷却で硬化します。一度冷やし固めても再び加熱すれば軟化するため、何度でも変形可能です。一般的なプラスチックはこのタイプで、その性質からチョコレートに例えられます。
一方「熱硬化性プラスチック」は加熱で硬くなります。熱可塑性プラスチックと異なり、再び加熱したり冷却したりしても形状は変わりません。こちらはビスケットやクッキーに例えられます。
プラスチックの作り方とは
プラスチックにはさまざまな作り方があります。石油から作る一般的な方法と廃プラスチックをリサイクルする方法、プラスチックの成形方法を紹介しましょう。
石油からプラスチックを作る工程
石油からプラスチックを作る場合は、以下のステップを踏む必要があります。
1.工場で石油を精製
2.ナフサ分解
3.分子の重合
4.ペレットの加工
不純物の混ざった原油を工場で熱し、分留（沸点の差を利用して分離）します。分留で分離されたガソリンや灯油などのうち、プラスチックに必要なのは「ナフサ」です。
ナフサの蒸留を繰り返すと、重さでエチレンやベンゼンといった成分に分けられます。成分同士の分子を結合（重合）させて作る素材を「ペレット」と呼びます。
これを成形して固めれば、プラスチックの完成です。
廃プラスチックで行うマテリアルリサイクル
マテリアルリサイクルとは「破砕・溶解などの処理を施した廃プラスチックをプラスチックの原料として再利用すること」をいいます。家庭で出たプラスチックごみもマテリアルリサイクルが可能です。
施設に収集された廃プラスチックは、状態のよい物が選別されます。対象になった廃プラスチックは圧縮され、洗浄・加工・再選別などを経て新たなプラスチック商品になります。
マテリアルリサイクルされた廃プラスチックの用途はさまざまです。レジ袋や植木鉢、名刺など身近な物にも多く生まれ変わっています。
プラスチックの主な成形方法
プラスチックの成形方法は多岐にわたります。主な例を紹介しましょう。
「射出成形」は皿や椀など、立体的な物の成形に適しています。主に熱可塑性プラスチックの成形に用いられる方法で、金型に樹脂を入れて加熱・圧縮します。たい焼き作りをイメージすると分かりやすいかもしれません。
蕎麦の生地を延べ棒で延ばすように、熱したロールで樹脂を薄く延ばす成形方法は「カレンダー成形」です。主にフィルムやシートなどの成形に用います。
「押出成形」では溶かした樹脂を金型に流し、ところてんのように押し出して成形します。押出成形で作る商品例は、ホースやパイプです。
家庭でプラスチックを作る方法
石油や廃プラスチック以外の材料でも、プラスチックを作る方法があります。近所のスーパーでそろえられる身近な材料でのプラスチック作りは、自由研究や課題にぴったりでしょう。
牛乳から作る
牛乳から作るプラスチックの材料は、以下の通りです。
・牛乳：1カップ
・酢（レモン汁でも可）：大さじ4
・耐熱容器
・キッチンペーパー
・ざる
・抜き型や製氷皿（なくても可）
沸騰させた牛乳が冷めないうちに酢を入れ、牛乳が固まるまで混ぜます。固まった生地をざるにあけた後、キッチンペーパーに包んでしっかり絞って水気を切りましょう。
型に生地を詰めたり手で形を整えたりしたら、2日ほど乾燥させて完成です。型を使った場合は型から外して乾かしましょう。
乾いてから画材で模様を描いたり、生地の成形前に着色料を加えたりすれば、カラフルなプラスチックが作れます。
ゼラチンから作る
ゼラチンから作るプラスチックの材料は、以下の通りです。
・粉ゼラチン：5g
・沸騰したお湯：30～50ml
・アルミカップ（型とアルミホイルでも可）
・耐熱容器
耐熱容器に粉ゼラチンと沸騰したお湯を入れ、粉ゼラチンが溶けるまでかき混ぜます。粉が溶け残る場合は、中～強火で少しずつ温めながら溶かします。泡立ち始めたら火から降ろしましょう。
アルミカップに生地を流し、2日ほど乾燥させます。アルミホイルを敷いた上にアルミホイルで覆った型を起き、そこに生地を流せば自由に成形が可能です。
乾燥時間は生地の厚さによるため、アルミカップや型を外す前に硬さを確認しましょう。
プラスチックについて考えてみよう
プラスチックは性質によって2種類に分類可能です。一般的なプラスチックの原料は石油ですが、近年は廃プラスチックのリサイクルも進んでいて、製造方法は多岐にわたります。
牛乳やゼラチンなど、家庭にある材料でもプラスチックは作れます。子どもと一緒に手作りしながら、プラスチックについて学んだり考えたりしてみるのもよいかもしれません。
文・構成／HugKum編集部
