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1. プラスチックとは
- プラスチックは、日本工業規格(JIS)K-6900では「必須の構成成分として高重合体を含み、かつ完成製品への加工のある段階で流れによって形を与え得る材料」 と定められています。高重合体とは多数の原子・分子で構成された分子(高分子物質)のことです。
プラスチックの特徴は、金属よりはるかに低い温度で「形を与え得る」ところです。そのため、様々な形をつくり、簡単に大量の製品をつくることが可能です。そもそも「プラスチック(plastic)」の語自体が、ギリシャ語のplastikos(塑造の/粘土をこねて形を作った)からきています。粘土のように加工するときには柔らかく使うときには硬くなる高分子物質がプラスチックということになります。広い意味では、材料でいえばゴム・石膏・漆喰なども、製品でいえば繊維・塗料・接着剤などもプラスチックに含むと考えることもできますが、一般的にプラスチックとは「合成樹脂」のこと、製品でいえば固いものを指すと考えられています。
松やにや琥珀などは天然の樹脂(またはその化石)ですが、これに対して合成樹脂(人造樹脂・樹脂様物質などとも)は天然資源から人工的・化学的に合成した物質です。初期のプラスチックであるフェノール樹脂が松やにに似た黄褐色だったので、合成樹脂(Synthetic Resin)という語が生まれました。ゴム・接着剤・塗料にも合成樹脂製のものはありますが、固いものを指してプラスチックと呼ぶのが一般的になっています。
- プラスチックはその成分・組成・特性・用途が多様で、産業から生活まで、あらゆるところで目にすることができます。工業用プラスチック(エンプラ)に至っては、金属に代わって用いられるまでになっています。
プラスチックには、軽い・電気を通さない・加工しやすい・熱を伝えにくい・さびない・腐らない・水に強いといった特徴があります。成分・組成によってどの特徴がとくにすぐれているかが異なり、それに応じた用途にそれぞれの種類のプラスチックが用いられています。
長所 短所 ●軽くて丈夫、運搬・取り付けに非常に便利
●成形が自由にできる、衝撃に強く、寸法安定性が高い
●透明性があり、着色が自由
●断熱性が高く、衛生的でガス遮断性が高い
●さびたり、腐食することがなく、耐久性が長い
●大量生産が可能
●電気絶縁性が高い
●化学的に安定●熱に弱く、燃えやすい
●静電気が起きやすく、傷やホコリがつきやすい
●変形しやすい
●ベンジン・シンナー・アルコールなど有機溶剤に対して弱い
●有機物なので材質の疲労・変色がある
- 火のそばに置くと溶けたり変形したりします(種類によってはこげます)。
直射日光を避けるようにしないと、熱や紫外線などで変形・変色することがあります。特に耐候性に劣るポリプロピレンは１年ぐらい経つと手で揉んだだけで粉々になるくらい劣化します。
食べ物・飲み物などを長期間入れっぱなしにすると、におい・しみ・色がついたりします。プラスチック内の物質自体は溶け出さないので安全ですが、注意が必要です。
プラスチック製品には多様な用途に合わせたプラスチックが選ばれ使われています。そのため、使用目的以外の用途には使わないほうがいいです。
繰り返し働く力や内部の歪みなどにより、クラックが入ったりすることがあります。また、表面は比較的軟らかいので、キズがついたり、また汚れがしみ込んで取れない場合もあります。この場合は安全上は問題ありませんが、注意が必要です。
プラスチックは化学的に不活性なため、誤って切れ端などを食べてしまっても体内に吸収されないので、化学的には無害です。ただ、消化器官を傷つけたり滞留することがあるので、状況によっては医師の診断が必要な場合もあります。特に小さいお子様にはご注意ください。
- プラスチックの種類は、熱を加えたときの性質によって「熱可塑性プラスチック」と「熱硬化性プラスチック」の二つに分けられます。
熱可塑性プラスチックは分子が線状につながった高分子化合物で、チョコレートのように加熱すると柔らかくなり、冷却すると固体に戻る性質(熱可塑性)をもったプラスチックです。このため成形が容易という利点があります。
熱硬化製プラスチックは分子が網状の三次元構造になった高分子化合物で、クッキーやお好み焼きのように加熱すると硬化し、一度硬化した後は、加熱しても再び柔らかくならない性質をもったプラスチックです。成形は硬化前の樹脂を硬化させると同時に成形します。
また、分子の配列に規則性がない非晶性プラスチックと、分子が規則的に配列した比較的結合の強い部分と軟らかい非晶性の部分が結ばれている結晶性プラスチックにも分けられます。
2. プラスチックの原料と加工
- プラスチックは石油からつくられます。1940年頃までは石炭が主原料でした。石油が主原料に代わった1950年代から大量につくられるようになりました。
原油は精製所で蒸留され、灯油、ナフサ、軽油、重油などに分けられますが、そのうちのナフサがプラスチックを作る材料として使われます。そのナフサを加熱・分解し、エチレン・プロピレンなどのモノマー(低分子化合物)に変え、モノマーを化学反応させて分子を長くつなげ(重合)てポリマーにします。ポリマーに添加剤を加えて粒状のペレットや、溶液などに加工したものがプラスチック製品の原材料となります。これを成形してプラスチック製品をつくるのです。
原油のうちプラスチックに使われる割合は6〜8%にすぎません。しかし資源としての石油の寿命などを考えて、石炭や天然ガスといった石油以外の化石燃料、さらに自然物の成分・動植物油脂・微生物などを利用したプラスチックも研究・開発されています。
- プラスチックの加工は、材料を型に入れて固める一次加工(成形加工)と、一次加工して得た素材を製品に仕上げるための二次加工とに分けられます。二次加工には、機械加工(切削・穴あけ・切断など)・接合(接着・溶接など)・熱加工・印刷・メッキ・塗装・帯電防止加工などがあります。
成形加工は溶かす・流す・固めるの3段階があり、溶かした材料を型に流す方法により以下に分かれています。
●圧縮成形法：金型中に加熱し融かした材料を入れ、そこに金型をかぶせて成形する、鯛焼きのような成形法。
●移送成形法：製品に近い大きさに固めた材料を、加熱し融かして金型内へ押し込んで成形する成形法。
●押出成形法：加熱し融かした材料を、口金(ダイ)を通して押し出すことにより成形する、ところてんのような成形法。パイプ・丸棒・シート状の製品作るのに使われています。
●射出成形法：加熱し融かした材料を金型内に噴射し、そして固める成形法。
●吹込成形法：押出成形または射出成形により作った中空の管を、金型に挟んで空気で膨らませ金型の壁面に押さえつけて成形する成形法。ボトル類を作るのに使われています。
●カレンダー加工：溶かす・流すの作業を、材料を熱ロールによって圧延することによって行う成形法。フィルムやシートなどを作るのに使われています。
成形した製品は、熱硬化性プラスチックでは冷却する前のまだ熱がかかっている状態のときに固まり、熱可塑性プラスチックでは冷却して固めます。
- プラスチックの成形加工では、製品の種類や用途に応じ、各種の添加剤が用いられます。プラスチックに練りこんで用いられます。
●安定剤：熱や光、酸素などによるプラスチックの着色や劣化を防ぐために安定剤や酸化防止剤が用いられます。
●紫外線吸収剤：紫外線による劣化を防ぐために、紫外線を吸収して熱エネルギーや運動エネルギーに変換する紫外線吸収剤が用いられます。
●滑剤：樹脂と成形機の摩擦を低下させて製品を取り出しやすくする外部滑剤(離型剤)と、ポリマー相互間の摩擦を低下させて、例えば袋の口がくっつくのを防ぐ内部滑剤とがあります。
●帯電防止剤：電気絶縁性が高いプラスチックは静電気が逃げにくいので、製品表面に導電性を付与して電気を逃がすために帯電防止剤として界面活性剤が用いられます。
●防曇剤：水分が表面に付着し曇るのを防ぐために、防曇剤として界面活性剤が用いられます。
●発泡剤：気泡を含有したプラスチック製品をつくるために、成形の時にガスを発生して気泡を作る発泡剤が用いられます。
●充填剤：タルクや炭酸カルシウムなどの無機物を混ぜて、剛さを増したり容積を増やしたりします。
●着色剤：素材としてのプラスチックは本来無色透明か白色ですが、色をつけるために原料に顔料や染料などの着色剤を混ぜて成形します。
3. 熱可塑性プラスチック
- エチレンモノマーを重合させて得られる熱可塑性プラスチックです。 比重が小さく、化学的に安定で、耐熱性に欠けるが耐水性・耐薬品性があり、強靭で、加工性がよいなどの特長を持ちます。
ポリエチレンには高密度ポリエチレンと低密度ポリエチレン、第3のポリエチレンとも称される直鎖状低密度ポリエチレンなどの種類があります。
高密度ポリエチレン(略称HDPE)は硬くて白っぽいポリエチレンで、剛性・耐衝撃性に優れています。 買物袋・洗剤容器・上水道パイプ・バケツ・ロープ・ゴミ容器などの大型成形品に使われています。
低密度ポリエチレン(略称LDPE)はHDPEと比較して柔らかく、成形性に優れています。 透明なフィルムができるので生鮮食品などの軽包装に、また容器フィルム・マヨネーズやケチャップの容器・電線被膜などに使われています。
直鎖状低密度ポリエチレン(略称LLDPE)は、エチレンとエチレンより炭素数の多いα-オレフィン(プロピレン、ブテン、ヘキセン、オクテン、4-メチルペンテンなど)の種類および量により、HDPEとLDPEの間の分子密度を得ることができます。LDPEと比較して引張り・引裂き・衝撃強度・シール強度が強く、耐熱性が高いのが特徴です。食品包装フィルムの分野でLDPEより薄くできる利点を活かしてLDPEに代わって使われはじめています。
耐熱温度：低密度70〜90℃ 高密度90〜110℃
- プロピレンというガスが原料です。1954年イタリアのナッタ博士により発明され、1962年に日本で工業化されています。
一般的に使用されるプラスチックの中で最も比重が小さく、軽量性・機械特性・耐熱性・加工性・耐折り曲げ疲労性にすぐれています。また、燃焼時に有毒ガスの発生がないのも特徴です。自動車の内外装部品・家電製品部品・ビールのコンテナ・荷造り用バンド・弁当箱・食品の包装などに使われています。
耐熱温度：100〜140℃
- 塩化ビニルモノマーを重合させて得られる熱可塑性プラスチックです。1933年にドイツで工業化されています。
バランスの取れた物理的・化学的性質を備え、透明で硬く、燃えにくく、耐酸性・耐アルカリ性・電機絶縁性・耐水性にすぐれ、温度差に弱く、水・空気を通さないなどの特長を持ちます。
硬質PVCは水道配管・建材用フィルム・容器ボトルなどに、また可塑剤を加えた軟質PVCはラップフィルム・ホース・床材・壁材・食品包装名度に使われています。
耐熱温度：60〜80℃
- スチレンモノマーを重合させて得られる熱可塑性プラスチックです。1930年にドイツで初めて工業化されました。熱安定性・吸水性がよく、耐熱性・耐油性に劣り、成形収縮が少ないどの特長を持ちます。
ゼネラルパーパス・ポリスチレン(略称GPPS)は無色透明で、軽くて硬く、着色・成型加工が容易で、寸法安定性が良いなどの特長を持ちます。その特長を活かして、包装フィルム・家庭用品などに使用されています。
ポリスチレンを発泡させた発泡スチロールは純白色で、軽くて断熱性・緩衝性に富むなどの特長を持ちます。その特長を活かして、容器・ 緩衝梱包材・断熱材などに使用されています。
ゴムを混ぜて重合したハイインパクト・ポリスチレン(略称HIPS)は半透明で、耐衝撃性が優れています。乳酸菌飲料容器・トレー・VTRのカセット・TVやOA機器の外装などに使用されています。
耐熱温度：70〜90℃
- ポリエチレン・ポリプロピレン・塩化ビニル・ポリスチレンの四つのプラスチックは、生産量が多くて価格も安いことから、汎用プラスチックと呼ばれています。
- メチルメタクリレートを主原料とした熱可塑性プラスチックです。1933年Rohm&HassCo.により工業的に製造され、日本では1938年より本格生産となりました。
硬度が高く、透明性・表面光沢・耐候性にすぐれ、表面硬度が高く、着色も自由にできる特長を持ちます。とくにその透明性の高さから、有機ガラスと呼ばれることもあります。しかし有機物であるため、無機ガラスより耐熱性・弾性率・表面硬度などの諸点で劣り、変形しやすく、表面が傷つきやすい欠点がありますが、耐衝撃性にすぐれています。
これらの特長を活かして、看板・ランプカバー・レンズ材・光ファイバー・食器・電子レンジ用窓など、日常雑貨からハイテクまで幅広い用途に使用されています。
耐熱温度：70〜90℃
- スチレンとアクリロニトリルという2種類のモノマーが一定の比率で混ぜ合わされて結合し、高分子になった熱可塑性プラスチックです。
やや黄身を帯びた透明で、ポリスチレンに似て硬く、ポリスチレンより優れた耐化学薬品性、耐熱性を有し、表面が傷つきにくいという特長があります。アクリロニトリルが重量比率30％付近のものが多く使われています。
扇風機の羽根・使い捨てライター・皿・水を使用する家電製品などに使用されています。
耐熱温度：80〜100℃
- スチレンとアクリロニトリルという2種類のモノマーにブタジエン系ゴムを組合せ・混合した熱可塑性プラスチックです。1946年に米国のUSラバー社によって開発されました。
AS樹脂より強度や耐油性・耐衝撃性にすぐれ、不透明で、表面光沢にすぐれ、耐候性に乏しく、着色性がよいという特長があります。自動車部品・各種電気製品・日用品・雑貨・旅行用トランクなどに使用されています。バランスのとれたプラスチックのため用途は広く、またメッキなどの2次加工が比較的容易なため金属の代替品としてもよく使用されています。
耐熱温度：70〜100℃
- 酸成分をテレフタル酸とし、グリコール成分をエチレングリコールとした熱可塑性プラスチックで、飽和ポリエステル樹脂の一種です。
一般にエステル結合でつながった高分子化合物をポリエステルと総称しています。中でもPETは使用量が非常に多いため、単にポリエステルといえばPETを指す場合が多いようです。独特の結晶性があり、加熱/冷却や延伸などの加工条件で結晶状態や配向状態を変化させると、全く異なる機械的・熱的性質のプラスチック製品となります。
透明性・強執牲・耐熱性・耐薬品性・ガス遮断性・保香性にすぐれています。その特長を活かして、ボトル・容器・フィルム・シート・プリペイドカードなどで広く使われています。
耐熱温度：150℃
- 塩化ビニリデンと塩化ビニルとを重合させて得られる熱可塑性プラスチックです。気体や水分の透過性が非常に小さく、耐熱性、耐寒性に優れている特徴を活かして、家庭用ラップフィルムやコーティング材として使われています。
耐熱温度：66℃
- 酢酸ビニルモノマーを重合させて得られる熱可塑性プラスチックです。チューインガム・接着剤に使われています。合成織椎のポリビニルアルコール(ビニロン)は酢酸ビニルをカセイソーダで処理したものです。
耐熱温度：55℃
- メタクリル酸メチルとスチレンとを重合させて得られる熱可塑性プラスチックです。ポリスチレンに比べ透明性・耐侯性・硬度が高く、メタクリル樹脂に比べ吸湿性が低く、成形性・耐アルコール性に優れています。酸性食品・油性食品・アルコール性食品の容器として使われています。
- ポリエチレン・ポリプロピレン・ポリスチレンと同じ炭化水素系プラスチックにポリメチルペンテン・ポリブテン・ポリブタジエン・スチレンブタジエン樹脂などがあります。
塩化ビニル・AS・ABS・アクリルと同じ極性ビニル系プラスチックにEVA樹脂・AAS・ポリ酢酸ビニル・ポリテトラフルオロエチレンなどがあります。
4. 熱硬化性プラスチック
- 1907年に米国のL.H.ベークランドによって発明された、フェノール(石炭酸)とホルムアルデヒド(ホルマリン)を原料として作られる熱硬化性プラスチックです。黄褐色で松やにに似ていたので「合成樹脂」という名称が生まれ、また「ベークライト」という商品名でも呼ばれています。
不透明で塗物に似た感じの材質感で、強度・電気絶縁性・耐酸性・耐熱性・耐水性にすぐれています。配線基板・電話器・食器・各種の管・把手・つまみなどに使用されています。
耐熱温度:150℃
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メラミンとホルマリンを原料として作られる熱硬化性プラスチックです。本来は無色透明なので、着色されて用いられています。1938年にスイスのチバ社によって開発されました。
陶器に似た感じの材質感で、固く、耐水性・耐薬品製・耐溶剤性・電気絶縁性等にすぐれています。食器・化粧板の表面(住友ベークライトの「デコラ」が代表的)・接着剤・塗料などに使用されています。
耐熱温度:120℃
- ユリア(尿素)とホルマリンとを原料として熱硬化性プラスチックです。無色なので、着色されて用いられています。1920年にドイツで発明されました。
フェノール樹脂に似た性質を持ちますが、耐水性がやや弱いです。食器・ボタン・電気部品・玩具・時計枠・合板(ベニヤ板)の接着剤などに使用されています。
耐熱温度:90℃
- 二塩基酸と二価のアルコールを結合させて作られる、不飽和結合をもった熱硬化性プラスチックです。電気絶縁性・耐熱性・耐薬品性にすぐれ、塗料・化粧板などに使用されています。
また、ガラス繊維または炭素繊維を混ぜて強化したFRP(繊維強化プラスチック)としても用いられ、安価で軽く強度が高いので、スポーツ用品・乗り物の本体・ヘルメット・建材などに使用されています。
耐熱温度：150℃
- ビスフェノールＡとエピクロルヒドリンとの縮合などによって得られるエポキシ基をもった熱硬化性プラスチックです。物理的特性・化学的特性・電気的特性にすぐれています。電気製品・各種の管・接着剤・コンテナ・薬品タンクなどに使用されています。
耐熱温度：130℃
- イソシアネート化合物とポリオールを反応させて得られる熱硬化性プラスチックです。軟質と硬質があり、軟質のものはスポンジに似た感じの材質感です。クッション・マットレス・断熱材に用いられています。
耐熱温度：90〜130℃
- その他の熱硬化性プラスチックに、フラン樹脂・シリコン樹脂などがあります。
5. エンジニアリングプラスチック
- エンジニアリングプラスチック(略称エンプラ)は従来のプラスチックより高性能なプラスチックです。いずれも耐熱性・耐久性・機械的性能が高胃といった特長があります。
- 酸とアミンが反応してできるアミド基をもつ結晶性の熱可塑性プラスチックです。米国デュポン社の商品名「ナイロン」で一般的に知られています。 1931年にデュポン社のW.H.Carothersらによって発見されたのが始まりで、日本では1951年、東洋レーヨン(株)(現東レ(株))によって初めて工業化されました。結合する炭素原子の数によって、ナイロン6・66・11・12・610・612・6/66・46などに分類されています。
低温性・耐衝撃性・耐摩耗性・自己潤滑性・耐油性・耐溶剤性・電気特性にすぐれ、吸水性があるのが特徴です。 特徴を活かし、歯車・ボルト・食品の包装材料・自動車用のタンク・電気部品・建設資材・歯ブラシ・スポーツ用品などに用いられています。
耐熱温度：160℃
- オキシメチレンが連なってポリマーとなった結晶性の高い熱可塑性プラスチックです。1960年に工業化されました。
金属に代替し得る特性を備えたプラスチックを目指して開発されたので、耐磨耗性・耐疲労性・耐クリープ性・寸法安定性・耐油性・耐薬品性にすぐれています。生活用品あるいは雑貨向けの材料から、精密機械部品あるいは自動車分野などの幅広い分野に用いられています。
耐熱温度：120℃
- ビスフェノールAと塩化カルボニルまたはジフェニルカーボネートを反応させて得られる熱可塑性プラスチックで、ポリエステルの一種です。1956年にドイツのバイエル社が最初に生産を開始し、1960年以降に日米で生産が開始されています。
透明で軽く、耐衝撃性や電気絶縁性にすぐれ、融点が高く、吸水性があるが、有機溶剤に弱いのが特徴です。 光学関連製品・家電製品・OA機器・医療機器・自動車などの部品・スポーツ用品・ヘルメットや安全眼鏡・ガラスに代わる窓材・哺乳瓶・食器・象が踏んでも壊れないアーム筆入(サンスター文具(株))などに用いられています。
耐熱温度：130〜150℃
- テレフタル酸ジメチルと1.4-ブチレングリコールを重縮合させて得られる熱可塑性プラスチックで、ポリエステルの一種です。
成形性・電気的性質が良好で吸水性が小さく、耐候性、耐薬品性も良いのが特徴で、バランスのとれた高性能樹脂です。 機能性を活かして電子機器部品・自動車部品・精密機械部品・漬物の袋・濾過器部品などに用いられています。
- メタノールとフェノールから合成される2,6-キシレノールを酸化重合させてポリフェニレンオキサイドとし、さらにこれをポリスチレンやポリアミドなどで変性させて得られる熱可塑性プラスチックです。
- エンプラより高い耐熱性(耐熱温度：150℃以上)を持つプラスチックです。フッ素樹脂・ポリアリレート・ポリエーテルイミド・ヒドロキシ安息香酸ポリエステルが代表的ですが、その他にもポリスルホン・ポリイミド樹脂・ポリフェニレンスルフィドなどがあります。中にはポリアミドイミド・ポリエーテルエーテルケトンなど、250℃以上の耐熱温度を持つものもあります。
- フッ素化合物モノマーを重合させて得られる熱可塑性プラスチックです。耐熱性・耐寒性・非粘着性・低摩擦係数・耐侯性・耐燃性・電気特性などにすぐれているため、フライパンやホットプレートなどのコーティングから機械・電気・建築・配管・医療の各用途まで広く使われています。
- 二価フェノールと芳香族ジカルボン酸を原料とする熱可塑性プラスチックで、ポリエステル樹脂の一種です。透明な淡黄色で弾性に富み、耐衝撃性・曲げ回復特性・透明性・紫外線バリヤー性にすぐれているため、電気・機械・自動車関係を中心に使われています。
- 4.4'〔イソプロピリデンビス(P-フェニレンオキシ)〕ジフタル酸二無水物とメタフェニレンジアミンとの縮合により得られる熱可塑性プラスチックです。耐熱温度は200℃に達し、難燃性・耐化学薬品性・耐加水分解性が高く、汚れがつきにくいため、調理用耐熱容器などに使われています。
- パラヒドロキシ安息香酸を主成分とした液晶性の熱可塑性プラスチックです。260℃以上の高熱下で利用できる特長があります。小型電子部品や電子レンジ・オーブンレンジの容器として使われています。
- 水が含むイオンと樹脂のイオンを交換する働きによって、水が含むイオンを除去し純水をつくるためのイオン交換樹脂、分子に光反応性をもたせたエンプラで、電子顕微鏡や大規模集積回路の製造に使われる感光性プラスチック、義手・義足から人工心臓・人工血管までにつかわれる生体材料としてのプラスチック、その他の高分子新素材である高分子試薬・高分子触媒・キレートプラスチック・高分子半導体など、化学的・物理的に特定の用途に特化したエンプラもあります。
6. 石油以外を原料にしたプラスチック
- 木綿や紙などのセルロース繊維に硝酸を作用させて作ったものがニトロセルロースです。19世紀はじめに発見され、1868年に工業化され、セルロイドの商品名で知られるようになりました。成形・着色がしやすく、自然なテイストが特長ですが、発火性が強いという欠点があります。現在でも、文房具・くし・楽器の部品・卓球の球などに使われています。
- 硝酸のかわりに酢酸を用い、ニトロセルロースの燃えやすさを補ったものがセルロースアセテートです。無色透明で、録音用テープ・写真用フィルム・メガネ枠・自動車のハンドルなどに使われています。
耐熱温度：85℃
- 硝酸のかわりに酪酸を用い、ニトロセルロースの燃えやすさを補ったものがセルロースアセテートです。楽器の部品・自動車のハンドルなどに使われています。
- セルロース繊維から作ったコロイド溶液を膜状に作ったものがセロハンです。1908年にスイス人のブランデンベルガーが発明しました。セロハンテープなどに用いられています。
耐熱温度：85℃
- 天然ゴムにイオウを混ぜて、弾性の少ない黒く硬い固まりにしたものがエボナイトです。1851年に工業化されました。高い絶縁性から電気製品に多く使われ、19世紀の電気工業を支えました。
- その他の天然素材から作られるプラスチックは、牛乳に含まれるカゼインから作ったカゼインプラスチックや大豆タンパクプラスチックなど、分解性プラスチックとして開発・実用化されています。
耐熱温度：85℃
- 紙や木材のように時間がたつにつれて最終的に二酸化炭素と水に分解され、自然に還る分解性プラスチックも開発・実用化されています。光（主に紫外線）によって分解する光分解性プラスチックと微生物や酵素によって分解される生分解性プラスチックがあります。生分解性プラスチックには石油を原料とする合成高分子によるプラスチックではなく、天然素材を用いることによって分解されやすくしたものがあり、皮革・でんぷん・カゼイン(牛乳に含まれる)などが実用化されています。しかし、コストが高く、性能的にも劣るなど、本格使用には多くの課題があります。
7. プラスチックのリサイクル
- もともと石油が原料なのでプラスチックは燃えます。ポリプロピレン・ポリエチレン・PETなどは燃やしても有害物質も悪臭も出さず、最終的には二酸化炭素と水になります。しかし、ポリスチレンは燃やすと黒いススを大量に発生しますし、ポリ塩化ビニルやポリ塩化ビニリデンなど、燃やすと有害な塩化水素ガスを出す種類もあります。
また、プラスチックは木や紙などと違い自然に還らない(微生物・酵素などで分解されない)ので、燃えないゴミとして埋め立てに使うにも効率が悪いという問題があります。
プラスチックの燃焼による環境への影響として、高熱のためゴミ焼却炉を傷める問題が指摘されています。確かに、燃焼カロリーは種類にもよりますが、紙類・木材の2〜3倍・家庭ゴミの4〜10倍あります。しかし焼却炉も改良されてきていますし、またよく燃えるプラスチックの混入で助燃のための灯油や重油の使用量を減らすことができるといった利点もあります。
プラスチックは燃やすと二酸化炭素と水になるため、酸性雨や地球温暖化の原因になる問題も指摘されています。酸性雨の原因としては窒素酸化物の影響のほうがはるかに大きいと考えられていますが、しかし石油という限りある資源が原料ということもあり、燃えるゴミにするよりはリサイクル処理した方が地球環境に与える影響を軽減できるといえるでしょう。
また、ポリ塩化ビニルなどにある塩化水素とゴミ中の有機物とが反応して、猛毒のダイオキシンが発生するという問題もあります。しかしダイオキシンの発生は300〜400℃の不完全燃焼で起こるため、850〜900℃以上の高温で燃焼させるなどの対策が行われています。それよりもプラスチックをリサイクルに回して燃やす量を減らせば、ダイオキシンの発生は減るということで専門家の意見も一致しています。
- リサイクルの方法は大きく次のように分けられます。
●マテリアルリサイクル(材料リサイクル)：溶かしてペレットや破砕品などの再生加工原料として、また棒・板などの再生加工資材として使う
●ケミカルリサイクル：化学的に石油やモノマーに戻して使う
●サーマルリサイクル：石油系燃料の代用として使う
リサイクルの事業化には、品質と量・市場性と採算性・技術・支援や規制などの法的制度を考慮しなければなりません。しかしプラスチックについては、種類が多くかつ廃棄物としての状態が多様であるため、鉄・アルミ・ガラス・紙などに比べて、リサイクルが困難になっています。法的制度については次に述べる容器包装リサイクル法がありますが、今後は分別・回収の面がプラスチックのリサイクルに関して重要になってくるでしょう。
- 容器包装リサイクル法(容器包装に係わる分別収集及び再商品化の促進等に関する法律)により、廃プラスチックの再利用について、市町村が分別収集し、包装材の製造者、使用者等の事業者が再生利用することを義務付けられています。分別・処理方法については市町村が自主的に定めているため、市町村によって分別方法が違っています。また、CDのケースや商品券の袋など商品と一体となっているもの・クリーニング用の袋・書籍の外カバーなどは容器包装リサイクル法の対象外になっています。
再資源化促進法に基づく政令指定により、1993年6月より、指定表示品目(清涼飲料・しょうゆ・酒類)のPETボトルには、再生資源利用促進のための識別表示マークを表示することが義務づけられました(2002年12月にはドリンクタイプのはっ酵乳、乳酸菌飲料及び乳飲料のPETボトルについても表示義務対象となっています)。
また、これら3種のPETボトルは、1997年4月から、容器包装リサイクル法の対象になっています。識別表示する際、使われている場所の名称を識別マークに併記することも義務付けられています（参考リンク：PETボトル協議会）。
- 2001年4月1日施行の「資源有効利用促進法」により、PETボトル以外のプラスチック製容器包装(ボトル、トレイ、袋など)について、分別排出・収集のための指定表示製品とされ、このマークがつけられることになりました。
PETボトル識別表示マーク同様、識別表示する際、使われている場所とその材質のJIS略称を識別マークに併記することも義務付けられています（参考リンク：プラスチック容器包装リサイクル協議会）。
PETボトル識別表示マークは、米国プラスチック産業協会で制定していた材質表示マークをもとにしています。日本ではPET以外のプラスチック製品については、JIS略称によって材質表示がされているため、これらの材質表示マークは用いられていません。
1・PET(ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル)
2・HDPE(高密度ポリエチレン)
3・PVC(ポリ塩化ビニル)
4・LDPE(低密度ポリエチレン)
5・PP(ポリプロピレン)
6・PS(ポリスチレン)
7・その他の樹脂(積層フイルムも含む)
8. プラスチックの安全表示
- 労働厚生省は、食品衛生法に基づいた 「合成樹脂製の器具又は容器包装の規格」(1982年厚生省 告示第20号)によって、食品等の放送に使われるプラスチックの安全基準を定めています。基準に定められた 材質試験と溶出試験に 合格したものが製品に使われています。
また各関連業界団体では独自の基準を設け、それに合格したプラスチック容器にの合格マークを表示して 安全な製品を選ぶ目安としています。
食品用塩化ビニル樹脂製の容器・包装が、塩ビ食品衛生協議会(JHP)が定めている基準に合格し安全であることを示しているマークです。
食品容器・包装・家庭用食器類 に使用する、 ポリオレフィン等衛生協議会が定めているポリエチレン・ポリプロピレン・ポリスチレン・AS樹脂・ABS樹脂・メタクリル樹脂など計27種類の樹脂製の製品が基準に合格し安全であることを示しているマークです。
飲食器や割ぽう具などのプラスチック日用品が、 日本プラスチック日用品工業組合が定めている自主衛生規格基準に合格し安全であることを示しているマークです。
23品目のプラスチック日用品や器具に関する品質・機能の安全性が、日本プラスチック日用品工業組合が定めている製品規格に合格したことを示しているマークです。
