強化プラスチックってどんなもの？

「強化プラスチック」とは、プラスチックにガラスや炭素たんその繊維せんいを加えて、がんじょうにした素材そざいのこと。

FRP（エフ・アール・ピー：Fiber Reinforced Plasticsの頭文字を取った言葉）とも呼よばれます。

強化プラスチックの良いところや、どんな使い道があるのか、そしてどんなふうにリサイクルするのかを、一緒いっしょに見ていきましょう。

軽くて、錆さびたり腐くさったりせず、形をつくりやすいのがプラスチックの長所。

けれどもふつうのプラスチックは、かたいものにぶつけたり、強い力で押おしたり引っぱったり、熱いものにふれたりすると、こわれたり変形したりしてしまいます。

この弱点を補おぎなうために、プラスチック以外の材料を加えることで、ふつうのプラスチックよりもがんじょうになるように工夫したのが「強化プラスチック」です。

ものを作る材料には、木、鉄や銅どうなどの金属きんぞく、プラスチックなど、さまざまな素材そざいがあります。

素材は、それぞれちがった性質せいしつをもっています。

たとえば、木は軽いけれど燃もえやすい。鉄は重くてがんじょうだけれど、ちゃんと手入れをしないと錆さびてしまいます。

2つの材料を組み合わせ、両方のいいところをもっている材料として作り出されたのが「複合ふくごう材料」と呼よばれる素材で、強化プラスチックもそのひとつです。

では、強化プラスチックは、プラスチックとどんな材料を組み合わせて作られるのでしょうか。

いちばんよく使われるのがガラスの繊維、つまり、ガラスを布ぬののような状態じょうたいにした材料です。

ガラス窓まどやガラスのコップはかたいものとぶつかるとこわれてしまいますが、ガラスを糸のようにして、布ぬののように織おればこわれやすさはなくなります。

それをプラスチックと組み合わせれば、プラスチックのように軽く、そしてガラスのように形が変わりにくい、新しい材料ができるというわけです。

ガラスの繊維を使った強化プラスチックは、安い値段ねだんで作ることができ、軽くてがんじょうなので金属きんぞくのかわりによく使われます。

もうひとつ、最近増ふえてきたのが、炭素の繊維を使った強化プラスチックです。

炭素というのは、石炭やダイヤモンド、えんぴつのしんなどの中に多くふくまれる物質ぶっしつです。

炭素繊維のおもな作り方は、まず、ナフサが原料のプロピレンから作られるアクリロニトリルを重合してポリアクリロニトリルを作ります。

これを、溶剤に溶かしてからアクリル繊維を作り、このアクリル繊維を高温で加工して炭素繊維ができあがります。

炭素繊維を加えて作った強化プラスチックは、ガラス繊維の強化プラスチックよりももっと軽くて、がんじょうです。

しかし、炭素繊維はガラス繊維よりもとても値段が高いので、ガラス繊維を使った強化プラスチックに比べて炭素繊維を使った強化プラスチックが使われている量は少ないです。

プラスチックにはたくさんの種類があります。

同じプラスチックの仲間でも、燃もえやすいもの、燃えにくいもの、あたためるとやわらかくなるもの、かたくなるもの、性質せいしつはさまざまです。

そのプラスチックに、ガラス繊維せんいや炭素たんそ繊維などの別の材料を組み合わせれば、考えている使い道にぴったりの性質をもった材料を作り出すことができるのです。

たとえば、もともと電気を通しにくいプラスチックに、同じく電気を通さないガラス繊維を組み合わせれば電気を通さない強化プラスチックが作れますし、電気をよく通す炭素繊維を組み合わせれば電気を通す強化プラスチックを作ることができます。

強化プラスチックは乗り物のボディ・部品にも使われています。

●変形しない、衝撃しょうげきや引ひっ張ぱりに強い

人を乗せて動く自動車や船は、がんじょうであることが何よりも大切。

たとえば自動車が急ブレーキをかけたり、船が荒波あらなみの中を進んで行ったりする時のことを考えると、衝撃や引っ張る力に対しての強さが必要になります。

●水に強い、腐くさらない、錆さびない

船は長い間水につかっている乗り物ですし、自動車はずっと太陽の光の中にさらされ続けます。

強化プラスチックはそういった環境かんきょうでもボロボロになりにくい素材そざいです。

●軽い

強化プラスチックは鉄などに比くらべてとても軽い素材そざいです。

軽いということは、動かすために必要な燃料ねんりょうが少なくてすむということ。

乗り物のボディに使えば省エネルギーになります。

スポーツ用品の材料に求められるのは、軽いこと、そしてじょうぶであること。

そして、はねかえす力や衝撃しょうげきを受けとめる機能きのうを自由に設計せっけいできること。

思い通りに性質せいしつを設計できる強化プラスチックは、スポーツ用品にぴったりです。

●オーダーメイドから大量生産までに対応たいおう

スポーツ選手のためのオーダーメイド品から、何万個こもの製品せいひんを工場で一度に作る大量生産品、どちらにも対応できます。

産業用タンクには、これまでステンレスなどの金属きんぞくが多く使われていましたが、最近は強化プラスチックのタンクが増ふえてきました。

●薬品に強い

化学的な影響えいきょうを受けにくいので、薬品などを入れても穴あながあいたり変質へんしつしたりすることがありません。

●形を作りやすい

金属きんぞくに比くらべて形を作りやすく、複雑ふくざつな形を作ることもできるので、これまで2つに分けて作っていた部品を1度で作ることができ、時間やお金の節約になります。

強化プラスチックは、タンクだけでなく工場のさまざまな設備せつびを作るのに適てきしています。

ヒノキの木や、タイル、大理石、ステンレスなど、さまざまな材料のお風呂がありますが、今、日本で新しく作られる浴槽の多くは強化プラスチック製せいです。

●水に強い

浴槽よくそうをいくつかの部品に分けず一度にまるごと作れるので、水もれの心配がありません。

●お湯が冷めにくい

熱を逃にがしにくいので、浴槽よくそうの中のお湯が冷めにくくなります。

●肌はだにふれた時に冷たさを感じにくい

さわった時に冷たさを感じにくい素材そざいなので、快適かいてきなお風呂ふろを作ることができます。

●デザインしやすい

形を作りやすいので、丸みを持った形など浴槽よくそうを自由にデザインすることができます。

●汚よごれが付きにくく、掃除そうじがしやすい

表面をなめらかに整えることができるので、汚れが付きにくくお手入れが簡単かんたんです。

●工場で作ってその場で組み立てられる

木のお風呂ふろやタイルのお風呂は、大工さんや職人しょくにんさんが家まで来てその場で作るので、工事に長い時間がかかります。

強化プラスチックのお風呂は、浴槽よくそうを工場で作って、家では組み立てるだけですむので、短い時間で工事が終わります。

大きな建造物けんぞうぶつにもプラスチック製せいのものが多くあります。

風力発電のプロペラ（ブレード）もそのひとつです。

●衝撃しょうげきや引ひっ張ぱりに強い

風力発電の設備せつびは、一度作られたらふつうは十数年の間そのままです。

台風で何かが飛んできてぶつかっても、強い風にあおられても、びくともしないほどがんじょうでなければいけません。

強化プラスチックの多くは燃もえやすい性質せいしつをもっています。

その弱点を解消かいしょうするため、プラスチックの中でも燃えにくい性質をもつ「フェノール樹脂じゅし」を材料として使うことで、なかなか燃えない強化プラスチックを作る研究が進められています。

フェノール樹脂は、熱を加えるとかたくなるプラスチックです。（このようなプラスチックを熱硬化性こうかせいプラスチックといいます）

熱に強い性質を生かして、単体でも、なべの取っ手などに使われています。

フェノール樹脂を活用して今よりも燃えにくい強化プラスチックを作ることができたら、強化プラスチックの使い道はさらに広がっていくでしょう。

強化プラスチックは、がんじょうで、錆さびたり腐くさったりしません。

そのため、製品せいひんとしての寿命じゅみょうをむかえた後の処分しょぶんが難むずかしいと言われ、ほとんどが埋うめ立たてられていました。

しかし、今から20年ほど前にセメントを作る時の燃料ねんりょう・原料として再さい利用する方法ができ、リサイクルがスムーズにできるようになりました。

強化プラスチックのリサイクルで多く行われているのが「セメント原燃化」です。

セメントは、通常つうじょう、おもな原料である石灰石せっかいせきと、細かくくだいた粘土ねんど、珪けい石せき、酸化さんか鉄などをまぜたものを、大きなかまで焼いて作られます。

この時、細かくくだいた強化プラスチックを、粘土のかわりにかまの中に一緒いっしょに入れ、燃料ねんりょう・原料として再さい利用するのです。

強化プラスチックの中のガラス繊維せんいは、成分がセメントとよく似にているので、そのまま原料の一部になります。

一方、プラスチックはそのまま燃料として燃もえてしまいます。

この方法なら、強化プラスチックを繊維とプラスチックに分別する必要がありません。

使わなくなった強化プラスチックをゴミとして捨すてずに再さい利用できますし、その分、天然資源しげんである粘土を節約してセメントを作れるので一石二鳥です。

炭素繊維を使った強化プラスチックの場合、値段の高い炭素繊維を取り出してリサイクルすることもあります。

今回は、プラスチックと別の材料を組み合わせて作る「強化プラスチック」について考えました。

性質せいしつを自由に設計せっけいできる強化プラスチックには、たくさんの可能性かのうせいがつまっています。

みなさんは、これからどんなものをプラスチックで作ってみたいですか？