発泡はっぽうスチロール

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ポリスチレンフォームから転送てんそう
発泡はっぽうスチロール (EPS) せい梱包こんぽうざい
ポリスチレンの化学かがく構造こうぞう

発泡はっぽうスチロール(はっぽうスチロール、foamed styrol)は、合成ごうせい樹脂じゅし素材そざい一種いっしゅで、気泡きほうふくませたポリスチレン(PS)である。発泡はっぽうプラスチック一種いっしゅ。なお、スチロールとはスチレン別名べつめいである。 また、発泡はっぽうスチロールの98パーセントは空気くうきである。

別称べっしょうとしては発泡はっぽうポリスチレン (foamed polystyrene)、発泡はっぽうスチレン (foamed styrene)、ポリスチレンフォーム (polystyrene foam)、スチレンフォーム (styrene foam)、スタイロフォーム (styrofoam) がある。「スタイロフォーム」はべいダウ・ケミカルしゃせい押出おしだしポリスチレン (XPS)の商標しょうひょうめいだが、アメリカ、カナダでは発泡はっぽうスチロール全般ぜんぱん言葉ことば商標しょうひょう普通ふつう名称めいしょう)になってしまっている[1]

概要がいよう[編集へんしゅう]

ポリスチレンを微細びさいあわ発泡はっぽうさせて硬化こうかさせた素材そざいである。軽量けいりょうかつ断熱だんねつせいすぐれ、成型せいけい切削せっさくきわめて容易よういなうえ、安価あんか弾力だんりょくせいがあり衝撃しょうげき吸収きゅうしゅうせいにもすぐれるので、破損はそんしやすい物品ぶっぴん緩衝かんしょう梱包こんぽうざい(→包装ほうそう緩衝かんしょうざい)としてもちいられるほか断熱だんねつせい利用りようして保温ほおん保冷ほれい必要ひつようもの断熱だんねつもちいられる[2]

ポリスチレンは炭化たんか水素すいそなので、やすとみず二酸化炭素にさんかたんそになる。しかし常温じょうおん大気たいきなか燃焼ねんしょうさせると、不完全ふかんぜん燃焼ねんしょうこし大量たいりょうすす発生はっせいさせやすいため注意ちゅういがいる。

種類しゅるい[編集へんしゅう]

製法せいほうが3種類しゅるいあり、化学かがくてきにはほぼおなじだが形状けいじょう気泡きほう特性とくせいちがうため、用途ようとことなる。

  • ビーズほう発泡はっぽうスチロール (expanded polystyrene、EPS)
  • 発泡はっぽうポリスチレンシート (polystyrene paper、PSP)
  • 押出おしだし発泡はっぽうポリスチレン (extruded polystyrene、XPS)

EPSが最初さいしょ開発かいはつされたこともあってもっとひろ用途ようと利用りようされているため、EPSをとくに「狭義きょうぎ発泡はっぽうスチロール」という場合ばあいがあり、それ以外いがいのPSPやXPSをふくめ「広義こうぎ発泡はっぽうスチロール」とも表現ひょうげんする。ただしこれらは製法せいほうことなるだけで、いずれも「発泡はっぽうさせたポリスチレン」である。

ただ性能せいのう追加ついかするためにくわえられた添加てんかざいにより一緒いっしょにリサイクルできない場合ばあいもあれば、ているがべつ合成ごうせい樹脂じゅし発泡はっぽうさせた素材そざい発泡はっぽうポリプロピレンもあるため、リサイクルうえ区分くぶんには注意ちゅうい必要ひつようである(後述こうじゅつ)。

性質せいしつ[編集へんしゅう]

  • 発泡はっぽうによる特性とくせい
    • 断熱だんねつせいたかい(断熱だんねつざいとしての利用りよう[2]
    • 軽量けいりょう
    • たい衝撃しょうげきせいたかい(ただし、質量しつりょうでの比較ひかく
    • 加工かこう容易ようい
    • 白色はくしょく厳密げんみつには無色むしょく透明とうめいであるが、多孔たこうしつという特性とくせい上光かみみつ乱反射らんはんしゃしてしろえている。たとえるなら、透明とうめいなガラスがれるとしろえるのと同様どうようである。また、顔料がんりょう素材そざいむことで着色ちゃくしょく可能かのう
  • ポリスチレンとしての性質せいしつ

たい熱性ねっせいひくさはぎゃく加工かこうせいたかめており、電熱でんねつせん乾電池かんでんちからの電流でんりゅうながして発生はっせいさせたねつジュールねつ)を使つかってちいさなちから切断せつだんする器具きぐもあり、様々さまざま手芸しゅげいよう・または短期間たんきかん展示てんじされる彫刻ちょうこく宣伝せんでんようPOPなど)の材料ざいりょうとしても利用りようされる。


接着せっちゃくかんしてはねつによる接着せっちゃくもできるが、有機ゆうき溶剤ようざいふく接着せっちゃくざいでは簡単かんたんけ、また体積たいせきだい部分ぶぶん気体きたいであることから侵食しんしょくされたようになってしまうため、有機ゆうき溶剤ようざい利用りようした接着せっちゃくざい使用しようかない。同様どうよう理由りゆうによりマジックインキなどの油性ゆせい塗料とりょうでの塗装とそうもできない。有機ゆうき溶剤ようざいふくまないせんよう接着せっちゃくざいか、ひろ面積めんせき同士どうしでは木工もっこうようなどの有機ゆうき溶剤ようざい使つかっていない粘着ねんちゃくせい接着せっちゃくざい利用りようされる。

多孔たこうしつ木材もくざい性質せいしつがよくている(ただし浸透しんとうせいはない)ので、水溶すいようせい塗料とりょう一定いっていねばたびさえあれば比較的ひかくてき顔料がんりょうりやすいため塗装とそう使つかえる。塗装とそうさいには表面ひょうめんかみやすりなどであらし、塗料とりょう密着みっちゃくせいげることもおこなわれる。1980年代ねんだい以降いこう普及ふきゅうした水溶すいようせい樹脂じゅし塗料とりょうなどは馴染なじみがよい。なおシロアリ食害しょくがいけやすく、木材もくざいよりべられやすい[4]

完全かんぜんにはひかりさえぎれないため、遮光しゃこうせい要求ようきゅうする場合ばあい着色ちゃくしょくざいなどを追加ついかする必要ひつようがある[2]

発泡はっぽうスチロールの気泡きほう内部ないぶ密閉みっぺいされており、グラスウール代表だいひょうされる多孔たこうしつ物質ぶっしつられる空気くうき粘性ねんせいによる吸音効果こうかまった期待きたいできない。

EPS[編集へんしゅう]

EPSの小片しょうへん融合ゆうごうしたビーズが確認かくにんできる。
EPSの顕微鏡けんびきょう写真しゃしん
EPSせい保冷ほれい容器ようき

もっとふるくからある発泡はっぽうスチロール素材そざいであり、また様々さまざま用途ようと利用りようされ、一般いっぱんでもかけられる素材そざいである。るとちいさなつぶあつまってかたまったようにえるが、これらはその各々おのおのが「ビーズ」とばれるちいさなポリスチレンのつぶ発泡はっぽうさせたものである。

製法せいほう[編集へんしゅう]

ビーズほう発泡はっぽうスチロール (EPS) は、ポリスチレンを、おもブタンペンタンなどの炭化たんか水素すいそガス発泡はっぽうさせて製造せいぞうされる。具体ぐたいてきには、直径ちょっけい1mm程度ていどほそ粒状りゅうじょうポリスチレンであるポリスチレンビーズ炭化たんか水素すいそガスを吸収きゅうしゅうさせ、これに100以上いじょう高温こうおん蒸気じょうきてて樹脂じゅし軟化なんかさせるととも圧力あつりょくくわえて発泡はっぽうさせる。発泡はっぽうしたビーズ同士どうしとおるちゃくい、冷却れいきゃく様々さまざま形状けいじょうとなって発泡はっぽうスチロールとなる。

歴史れきし[編集へんしゅう]

1950ねんドイツ発明はつめいされ、日本にっぽんでは1959ねんより生産せいさんはじまった。

加工かこう[編集へんしゅう]

ポリスチレンはたいねつ温度おんどやく80~90℃なので、それ以上いじょう加熱かねつすると軟化なんか融解ゆうかいする。ほとんどのEPSは、発泡はっぽうかねがたうち加熱かねつ成型せいけいされ、最終さいしゅう製品せいひんか、汎用はんよう板材いたざいなどに加工かこうされる。

やわらかく、ねつ容易よういけるため、汎用はんよう製品せいひん刃物はもの電熱でんねつせん切削せっさくして、任意にんいかたち加工かこうされる。先端せんたん電熱でんねつせんった発泡はっぽうスチロール加工かこう専用せんようのカッターも市販しはんされている。

ビーズを発泡はっぽうさせただけで、成型せいけい切削せっさくをまったくしない製品せいひんもあり、それもポリスチレンビーズとぶ。

利用りよう[編集へんしゅう]

断熱だんねつせいたい水性すいせいすぐ軽量けいりょうなので、魚介ぎょかいるいのち一部いちぶ農産物のうさんぶつも)の輸送ゆそうにこれで製造せいぞうされたはこトロばこ)が利用りようされたほか、軽量けいりょう衝撃しょうげき吸収きゅうしゅうせいすぐれるため、精密せいみつ機械きかいとう梱包こんぽうざいとして普及ふきゅうした。日本にっぽんでは年間ねんかん20まんトンちかくが生産せいさんされ、その過半数かはんすう~6わり容器ようきとして利用りようされ、3わり緩衝かんしょうざいとして、のこりが建材けんざいうみなどにけるフロート(ブイ生簀いけすき)とう利用りようされている。

希望きぼう形状けいじょう一体いったい成型せいけいできるため、緩衝かんしょう素材そざい保温ほおん保冷ほれいばこなどといった所定しょてい形状けいじょう製品せいひん加工かこうされる。

断熱だんねつせいすぐれ、加工かこう容易よういで、これにくわえてたい水性すいせいたかいのでクーラーボックスなどの構造こうぞうざいとしても利用りようされ、内面ないめん外面がいめんあいだにこの素材そざいもちいられた製品せいひんがあるほか、安価あんかものでは発泡はっぽうスチロールそのものを圧縮あっしゅく整形せいけいしたクーラーボックスもある。

発泡はっぽうさせたポリスチレンビーズは、安価あんか緩衝かんしょうざいとして、布袋ほていとうめてクッションなどの家具かぐビーズクッション)にしたり、精密せいみつ機器きき輸送ゆそうよう充填じゅうてんよう梱包こんぽうざい使つかわれる。

加工かこうがしやす軽量けいりょう一定いってい強度きょうどつことから、軽量けいりょう必要ひつようとする装置そうちモノコック構造こうぞう構造こうぞうざいなどにも利用りようされる。たとえば玩具おもちゃではあるがエアロソアラのような模型もけい飛行機ひこうき(またはラジコン飛行機ひこうき)にも使用しようされることがある。

近年きんねんでは軽量けいりょう盛土もりつち素材そざいとして土木どぼくでも使用しようされており、2009ねん8がつ駿河湾するがわん地震じしん発生はっせいした東名高速道路とうめいこうそくどうろ災害さいがい復旧ふっきゅう採用さいようされた。

PSP[編集へんしゅう]

PSPせい食品しょくひんハンバーガー容器ようき

ポリスチレンペーパー (PSP) は、EPSのように高温こうおん蒸気じょうき加熱かねつ発泡はっぽうさせるのでなく、ねつくわえて融解ゆうかいさせた原料げんりょうに、発泡はっぽうおこなうためのガスや発泡はっぽうざいくわえ、液体えきたいからあつすうミリ程度ていどのシートじょうばすと同時どうじ発泡はっぽうさせる。発泡はっぽうりつやく10ばいである。

食品しょくひんトレーや、カップめん容器ようき使つかわれる。食品しょくひんトレーとう加工かこうするには、必要ひつようおおきさにけ、加熱かねつしながらかねがたでプレスして整形せいけいする。

先述せんじゅつしたとおり、一部いちぶ食用しょくよう溶解ようかいしやすく、またたい熱性ねっせいひくいので、とく高温こうおんあぶられるとねつによって融解ゆうかいし、気泡きほう構造こうぞうくずれて侵食しんしょくされたようになる。このとき、あわないブタンペンタン外気がいき放出ほうしゅつされるが、これらにふくまれる不純ふじゅんぶつにより、ぞくに「発泡はっぽうスチロールくさい」といわれる独特どくとく臭気しゅうきがする。この臭気しゅうき食欲しょくよく減退げんたいさせるため、食品しょくひん容器ようきでは問題もんだいとなる。なおポリスチレンは一切いっさい消化しょうか吸収きゅうしゅうされずに体外たいがい排泄はいせつされるため、たとえ融解ゆうかいした樹脂じゅしべても、健康上けんこうじょう問題もんだいないといわれる。

カップめん容器ようきは、強度きょうどたい熱性ねっせいすために、合成ごうせい樹脂じゅし素材そざいからなるシートが表面ひょうめん接着せっちゃくされているものがおおい。ポリ塩化えんかビニルやポリプロピレンなどの樹脂じゅしからなる保護ほごシートを接着せっちゃくすることで、たい衝撃しょうげきせいす(カップめんでは輸送ゆそうちゅう落下らっかさせてもカップが破損はそんしない)ため、大型おおがた容器ようき過酷かこく輸送ゆそう予想よそうされる製品せいひん容器ようきひろもちいられている。接着せっちゃくまえにシートに印刷いんさつすることができるので、カップめんでは、店頭てんとうならんださい人目ひとめくよう、さまざまな意匠いしょうらされている容器ようきおおい。

XPS[編集へんしゅう]

耐火たいかざいとしてかべまれたXPS(画像がぞうじょうはん

押出おしだしポリスチレン (XPS) は、おも建材けんざい使つかわれる、かたくてがたもえせい発泡はっぽうスチロールである。建材けんざいであるため一般いっぱんにはれにくいが、しょうエネルギーなどの観点かんてんから近代きんだいされた住宅じゅうたく断熱だんねつざいとしては屋根やねざいした外壁がいへきしたなどにも使つかわれている。

発泡はっぽうスチロールのえきもえせい建材けんざいとして致命ちめいてきなので、なんもえざいなどでなんもえせい向上こうじょうさせている。なおEPSも、建材けんざい使つかわれるときは同様どうようなんもえざい添加てんかされる。

液化えきかした原料げんりょう発泡はっぽうざいなんもえざい高温こうおんこうあつでよくぜ、一気いっき通常つうじょう気圧きあつ温度おんど環境かんきょうさせること連続れんぞくてき発泡はっぽう硬化こうかさせ、これを必要ひつようおおきさ(大体だいたいたかさ2m・はば1m・あつさ10cmほど)のいた切断せつだんする。この連続れんぞくてき製造せいぞうする方法ほうほうのために「しボード」とよばれる。製造せいぞう方法ほうほうから、EPSより気泡きほうおおきいものがおおい。一定いっていなんもえせいそなえ、一般いっぱんてき発泡はっぽうスチロールと区別くべつするためか、あわあおなどで着色ちゃくしょくされることもある。

スタイロフォーム[編集へんしゅう]

スタイロフォーム、スチロフォーム (STYROFOAM)、スティロフォウム は、ダウケミカルによる、XPSの登録とうろく商標しょうひょうである。

XPSを一般いっぱん名詞めいし、あるいははなはだしくは、発泡はっぽうスチロールの同義語どうぎごのように使つかわれることがあるが、適切てきせつではない。

環境かんきょうホルモン[編集へんしゅう]

発泡はっぽうスチロールのしゅ原料げんりょうはポリスチレンだが、微量びりょうふくまれているスチレンダイマーとスチレントリマーが、日本にっぽん1998ねんに、環境庁かんきょうちょうげん環境省かんきょうしょう)によりSPEED'98環境省かんきょうしょう関連かんれんページ)で内分泌ないぶんぴつ攪乱かくらん物質ぶっしつぞくに「環境かんきょうホルモン」とも)のうたがいのある物質ぶっしつとしてげられた。そのため、従来じゅうらい最終さいしゅう処分しょぶんじょうにて処理しょりされていた発泡はっぽうスチロールが、環境かんきょう汚染おせん一因いちいんうたがわれた。 業界ぎょうかい団体だんたいからの反発はんぱつけ、環境省かんきょうしょう2000ねん11月にこのリストからスチレンダイマーとスチレントリマーをした。

廃棄はいきとリサイクル[編集へんしゅう]

発泡はっぽうスチロールゴミのやま
ポリスチレンの樹脂じゅし識別しきべつコード

ゴミとしては、重量じゅうりょうわり嵩張かさばることとう処分しょぶん費用ひよう高騰こうとうともな問題もんだいとなっている。また、衝撃しょうげきけた場合ばあいこまかい破片はへんらすために海洋かいようごみとしてのがいおおきい。

先進せんしんこくではこれをけ、どう素材そざい製造せいぞう業界ぎょうかい団体だんたいや、これらを大量たいりょう商品しょうひんせて販売はんばいしていた大手おおて百貨店ひゃっかてんスーパーマーケットひとしでは、資源しげんとしてのリサイクル模索もさくし、近年きんねんでは使用しよう回収かいしゅうされた発泡はっぽうスチロールを、溶剤ようざい高熱こうねつさい加工かこうし、資源しげんとして再生さいせいしたり、燃料ねんりょうとして利用りようしている。日本にっぽん国内こくないではデパートやスーパーマーケットに食品しょくひんトレイの回収かいしゅうばこき、消費しょうひしゃからこれらをあつめる運動うんどうさかんである。

溶剤ようざいではリモネンひとし柑橘類かんきつるいから採取さいしゅできるものもちいたもの開発かいはつされ、小規模しょうきぼ施設しせつでは発泡はっぽうスチロールを溶解ようかいさせ液化えきかさせ、廃棄はいき体積たいせき大幅おおはばらすとともに、溶解ようかいぶつボイラーなどの燃料ねんりょうとして利用りようされている。また加熱かねつによるさい加工かこうプラントでは、ある程度ていどだい規模きぼ設備せつび必要ひつようだが、ふたたびポリスチレンビーズにもどしてべつ発泡はっぽうスチロール製品せいひん原料げんりょうとしたり、あまり強度きょうどたい熱性ねっせい要求ようきゅうされないプラスチック製品せいひんよう原料げんりょう生産せいさんしている。

発泡はっぽうスチロール再生さいせいプラスチックで、ビデオテープカセット文房具ぶんぼうぐ(ボールペンのじくなど)などが生産せいさんされている。

その一方いっぽう従来じゅうらい燃焼ねんしょうさせると高温こうおんでよくぎるため、焼却しょうきゃくいためるとして、地方自治体ちほうじちたいのゴミ処理しょり施設しせつでは厄介やっかいぶつあつかいされていたが、近年きんねんではダイオキシン対策たいさくとして高温こうおんがた焼却しょうきゃく普及ふきゅうしていること、また、RDF発電はつでん施設しせつなどの設置せっちすすめられており、なまゴミの燃焼ねんしょうりょくたかめるためにはいプラスチックはい発泡はっぽうスチロールをぜることもおおい。

EPS、PSP、XPSは、化学かがく物質ぶっしつとしてはおなじポリスチレンなので、おなじラインでリサイクルできる。ただし、回収かいしゅうりょうだい部分ぶぶんめるEPSの梱包こんぽうざいこう純度じゅんどのポリエチレンであることもあり、不純物ふじゅんぶつ混入こんにゅうすると品質ひんしつ低下ていかなどの問題もんだいおおきい。カップめん容器ようきなど複雑ふくざつ印刷いんさつがされたものは、素材そざいちがうシートが表面ひょうめん接着せっちゃくされているので、回収かいしゅう対象たいしょうから除外じょがいされることがおおい。表面ひょうめん直接ちょくせつ塗装とそうしたものも除外じょがいされることがある。また当然とうぜんながら、食品しょくひん付着ふちゃくしたままではリサイクルできないし、また回収かいしゅう過程かてい悪臭あくしゅうはなったり、害虫がいちゅうせることがあるため、あらって排出はいしゅつすべきだといえよう。

家電かでん製品せいひんでは、環境かんきょう保護ほごのために、再生さいせい使用しようしたクッションざいえられつつある。うみうわきやフロートとして使用しようされる製品せいひん波浪はろうによって磨耗まもうしやすく、分離ぶんりした小片しょうへん海上かいじょう浮遊ふゆうすることが問題もんだいとなっている。

発泡はっぽうスチロールはねつ可塑かそせいであり、ねつくわえると粘着ねんちゃくせいつのでこれを利用りようして木材もくざい接着せっちゃくざい利用りようできるという報告ほうこくがある。発泡はっぽうスチロールを接着せっちゃくざいとした合板ごうはんパーティクルボード十分じゅうぶん強度きょうどっており、後者こうしゃ発泡はっぽうスチロールを20%以上いじょうぜると成型せいけい加熱かねつするだけでさい成型せいけい可能かのうだという。さらに廃棄はいきさいも600℃程度ていど温度おんどけば、発泡はっぽうスチロールは分解ぶんかいしてしまい、炭化たんかした木材もくざいだけがられるという[5]

発泡はっぽうポリプロピレン[編集へんしゅう]

ポリプロピレンの樹脂じゅし識別しきべつコード

発泡はっぽうスチロールと同様どうよう製法せいほう加工かこうしたポリプロピレンで、化学かがく構造こうぞうてきには、ポリスチレンのフェニルもとメチルもとわっている。

発泡はっぽうスチロールと同様どうよう用途ようと使つかわれるが、たい熱性ねっせい耐油たいゆせいすぐれる。PSPの90℃にたいし、130℃までえることができる。

かけは発泡はっぽうスチロールに酷似こくじし、しばしば混同こんどうされる。ポリスチレンのリサイクルラインへ混入こんにゅうすることもおおい。ポリスチレンの溶剤ようざいではけないので分離ぶんり可能かのうだが、樹脂じゅし識別しきべつコード分別ふんべつ収集しゅうしゅうすることがのぞましい。

EPP[編集へんしゅう]

EPP(ビーズほう発泡はっぽうポリプロピレン、expanded polypropylene)は、EPSと同様どうよう製法せいほう加工かこうしたポリプロピレンである。

EPSより弾力だんりょくがあるため、工作こうさく素材そざいとしてこのまれる。発泡はっぽうりつは15ばい、30ばい、45ばい、60ばい規格きかくされている。

PPP[編集へんしゅう]

PPP(ポリプロピレンペーパー、polypropylene paper) は、PSPと同様どうよう製法せいほう加工かこうしたポリプロピレンである。

コンビニ弁当べんとうは、電子でんしレンジ加熱かねつすると油分ゆぶん温度おんどが100えることがあるため、容器ようきにはたい熱性ねっせいのあるPPPがよく使つかわれる。ただし、油分ゆぶんおお弁当べんとうではPPPでもたい熱性ねっせい不足ふそくし、ポリカーボネートせい容器ようき使つかわれることがある。

PSP容器ようき同様どうよう合成ごうせい樹脂じゅし素材そざいからなるシートを表面ひょうめん接着せっちゃくすることもある。

脚注きゃくちゅう[編集へんしゅう]

  1. ^ Its Not A Cup
  2. ^ a b c 日本にっぽん放送ほうそう協会きょうかい. “使つかわれなくなるねがって” ちいさなくろはこめられたおも”. NHKニュース. 2021ねん7がつ22にち閲覧えつらん
  3. ^ 断熱だんねつ工事こうじのビル ふたた火災かさい――可燃かねん材料ざいりょう断熱だんねつ工事こうじ建材けんざいにとなる しん唐人とうじん 2010ねん11月23にち放送ほうそう
  4. ^ 東京農業大学とうきょうのうぎょうだいがく 断熱だんねつざいのシロアリ食害しょくがい試験しけん報告ほうこく
  5. ^ 福田ふくだ清春きよはる, 柏井かしわい伸二しんじ, 冨永とみなが洋二ようじ, 近江おうみただし. 2001. 発泡はっぽうスチロール廃棄はいきぶつ木質もくしつ材料ざいりょうよう接着せっちゃくざいへのさい利用りよう. 木材もくざい工業こうぎょう Vol56. No10. 458 -463

外部がいぶリンク[編集へんしゅう]