公開日:2023.02.17

更新日:2023.02.17

ポリ塩化ビニルってどんなプラスチック?やさしく解説(かいせつ)

ポリ塩化ビニルってどんなプラスチック?やさしく解説(かいせつ)!

出典:なるほど!プラスチック

 

 

わたしたちのらしをゆたかにしてくれるプラスチック。私たちの回りには、数えきれないほどのプラスチック製品せいひんがあります。

 

プラスチックにはさまざまな種類しゅるいがありますが、代表てきなプラスチックはおよそ100種類あるとされています。

 

また、そのうち私たちの身の回りで広く使われているプラスチックにしぼると、その数は30種類ほどあるとされています。

 

この記事では、たいへんよく使われているプラスチックの「ポリ塩化えんかビニル」について紹介します。

 

ポリ塩化ビニルにはどんな特徴とくちょうや性質があり、どんなプラスチック製品に使われているのかを説明せつめいします。

この記事を読めば、ポリ塩化ビニルのことがよくわかりますよ!

ポリ塩化(えんか)ビニルってどんなプラスチック?

ポリ塩化ビニルは、プラスチックの種類のひとつです。英語えいごでは「polyvinyl chloride」と書きます。そのため、「PVC」とりゃくして表記されることもあります。

 

ポリ塩化ビニルを「えんビ」とよぶ人もいます。

 

ポリ塩化ビニルは、1835年に開発された、長い歴史をもつプラスチックです。

 

開発された当時は、弱くてもろいという弱点がありましたが、1914年に改良され、加工しやすい素材そざいになりました。

 

ポリ塩化ビニルは、かたくすることも、やわらかくすることもできます。また、曲げたりけずったりする加工もしやすいので、たくさんのプラスチック製品せいひんの素材に使われています。

 

ポリ塩化ビニルはどんなプラスチックなのかを説明します。

ポリ塩化(えんか)ビニルの構造(こうぞう)

最初さいしょに、ポリ塩化ビニルの構造を知りましょう。

 

プラスチックの構造を知るとき、かならず出てくるのが「モノマー」という物質ぶっしつです。

 

モノマーとは、プラスチックを構成こうせいしている最小さいしょう基本きほん物質で、「単量体たんりょうたい」ともいいます。

 

モノマーはプラスチックの種類ごとにことなりますが、ほとんどのモノマーは、水素すいそ炭素たんそむすびついた、簡単かんたんな構造をしているてい分子化合物(少ない分子で結びついている化合物)です。

 

ただし、ポリ塩化ビニルのモノマーは、先ほどもちらっと出てきた「塩化ビニル」です。ここの塩化ビニルは、水素と炭素に加え、塩素も結びついています。

 

ちなみに塩化ビニルは、ポリ塩化ビニルと区別しやすいよう、「塩化ビニルモノマー」とよばれることもあります。

モノマーが、いくつも重なり合うことで、高分子化合物(たくさんの分子が結びついている化合物)ができあがります。

 

これをポリマーといいます。このポリマーが、プラスチックの本体となります。

 

ちなみに、モノマーがいくつも重なり合うことを「重合」といい、ポリマーはモノマーに対して「重合体」ともよばれます。

 

ポリ塩化ビニルのモノマーは、先ほど出てきた「塩化ビニル」です。

 

この塩化ビニルモノマーが重合してできたポリマーが、ポリ塩化ビニルというわけです。

ポリ塩化(えんか)ビニルの化学式と構造(こうぞう)

塩化ビニルモノマーの化学式は「C2H3 Cl」で、炭素たんそ2水素すいそ3個、塩素えんそ1個を持っています。

 

ポリ塩化ビニルは、塩化ビニルの重合体で、「(-CH2-CHCl-)n」という化学式で表されます。

 

そして構造式は、このように表されます。

プラスチック画像

ポリ塩化(えんか)ビニルはもっとも多く使われているプラスチックの一つ

先ほど、わたしたちの身の回りで広く使われているプラスチックは30種類ほどあると書きました。

 

その中でも、特に使われているのが、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニルの4種類で、「4大汎用はんようプラスチック」とよばれています。

 

日本におけるプラスチック原材料の生産実績じっせきのデータから見てみましょう。

 

2021年、日本国内で1045万トンのプラスチック原材料ざいりょうが生産されました。

 

そのうち、ポリ塩化ビニルが主成分の「塩化ビニル樹脂じゅし」の生産りょうは、163万トンとなっています(※1)。

(※1)出典:日本プラスチック工業連盟「2012年~2021年 プラスチック原材料生産実績(確定値)」

ポリ塩化(えんか)ビニルの原料(げんりょう)や作り方

ここでは、ポリ塩化ビニルの原料げんりょうや作り方について説明せつめいします。

プラスチックの原料は「ナフサ」

ほとんどのプラスチックは(バイオプラスチックなど一部の例外れいがいのぞいて)、石油からできています。

 

地下からされたままの石油は「原油」とよばれ、真っ黒でドロドロとした液体えきたいです。

 

この原油を、精製せいせいプラントで加熱かねつ蒸留じょうりゅうすると、蒸気じょうきになります。その蒸気をやしていくと、ガソリンや灯油とうゆ、軽油といった、さまざまな成分せいぶんの油に分離ぶんりされます。

 

その一つが「ナフサ」という油です。このナフサが、プラスチックの原料となります。

ポリ塩化(えんか)ビニルの作り方

ナフサは液体えきたいですが、800℃以上いじょうの高温のの中に送りこむと、「ねつ分解ぶんかい反応はんのう」という反応を起こします。

 

すると、「エチレン」や「プロピレン」などのモノマーが作られます。

 

そして、ナフサからできたエチレンと塩素えんそを反応させると、塩化えんかビニルモノマーができます。

そして、塩化ビニルモノマーに、触媒しょくばい(化学反応をすすめる物質)をまぜて、高温・高圧こうあつで化学反応はんのうさせると、塩化ビニルモノマーが重合して、ポリ塩化ビニルができあがるのです。

 

ほとんどのプラスチックは、100%石油を原料にして作られます。それに対してポリ塩化ビニルの原料は、石油(エチレン)が約40%、塩素が約60%となっています。

 

ですからポリ塩化ビニルは、作るときに他のプラスチックよりも石油を使う量が少ないということができます。

ポリ塩化(えんか)ビニルにはどんな特徴(とくちょう)があるの?

ポリ塩化ビニルにはさまざまな特徴があります。

 

いちばんのメリットは、添加剤てんかざいを使えば、やわらかくすることもでき、透明とうめいにもできるので、幅広はばひろい使いみちができることです。

 

また、油や薬品に強く、耐候たいこうせい(風雨や日光にさらされても劣化しにくいこと)や耐久性たいきゅうせいも高いです。耐熱たいねつ温度は60℃〜80℃と低めですが、えにくく、火元をはなすと自然にほのおが消えます。

 

さらに、曲げたりけずったりする加工や、印刷がしやすいこともメリットです。雨どいなどをつなぎ合わせるときは、表面同士を少しかして接着せっちゃくさせる接着ざいを使います。

ポリ塩化ビニルのおもな特徴とくちょう

名前ポリ塩化ビニル
おもな特徴

えにくい

添加剤てんかざいを加えると、かたさや透めい度を変えることができる

・水にしず

・油や薬品に強い

・電気を通さない(絶縁性ぜつえんせい

・表面につやがあり、印刷いんさつ相性あいしょうがいい

ポリ塩化(えんか)ビニルはどんな製品(せいひん)に使われている?

プラスチック画像

ポリ塩化ビニルは、油や薬品に強く、環境かんきょうが悪くても劣化れっかしにくい素材そざいです。

 

そのため、雨風や日光にさらされる農業用フィルムや、水道管などのパイプ、建築けんちく資材しざい、自動車部品などさまざまなプラスチック製品に使われています。

 

また、電気を通さず、えにくいことから、電気コードの被覆ひふくにも使われます。

 

ポリ塩化ビニルには、かたい「硬質こうしつポリ塩化ビニル」と可塑剤かそざいを混ぜてやわらかくした「軟質なんしつポリ塩化ビニル」の2つの種類があります。

ポリ塩化ビニルエチレンのおもな製品せいひん

名前ポリ塩化ビニル
おもな製品

硬質こうしつポリ塩化ビニル

・パイプ

継手つぎて

建築けんちく資材しざい

・フィルムやシート

・自動車部品

など

軟質なんしつポリ塩化ビニル

・農業用フィルム

・シート

・レザー

手袋てぶくろ

・おもちゃ(ビニール人形やフィギュアなど)

・電気コードの被覆ひふく

・消しゴム

など

ポリ塩化(えんか)ビニルのリサイクル

プラスチックは、かぎりある資源しげんである石油から作られています。また、プラスチックは自然界しぜんかい分解ぶんかいされず、ゴミとして自然界に出てしまうと、環境かんきょう破壊はかいにつながります。

 

使い終わったプラスチックを、資源として再利用さいりようすることは、わたしたちの未来みらいらしを守るために非常ひじょうに大切なことです。

 

ポリ塩化ビニルは、原料の半分以上が塩素えんそなので、他のプラスチックよりは石油を使っていません。それでも、石油を使っている以上は、リサイクルの大切さは変わりません。

プラスチックのリサイクルの現状(げんじょう)

(はい)プラスチックの中のポリ塩化(えんか)ビニルの割合(わりあい)

2021年の国内のはいプラスチック排出はいしゅつりょうは、824万トンでした。

 

このうち、ポリ塩化ビニルを主成分とする塩化ビニル樹脂じゅしは、70万トンをしめています。これは、廃プラスチックの約9%にのぼります。

(はい)プラスチックは3つの方法(ほうほう)でリサイクルされる

廃プラスチックのリサイクル方法ほうほうは、新しいプラスチック製品せいひん再生品さいせいひん)の原料げんりょうとして利用りようされる「マテリアルリサイクル」、化学技術ぎじゅつによって製品の原料げんりょうにしたり燃料ねんりょうえる「ケミカルリサイクル」、そしてマテリアルリサイクルもケミカルリサイクルもできないプラスチックをやしてねつエネルギーとして利用する「サーマルリサイクル」の3種類しゅるいがあります。

 

廃プラスチックの有効ゆうこう利用率りようりつ(リサイクルと熱エネルギーとして利用された廃プラスチックの合計)は、2021年で87%となっています。

ポリ塩化(えんか)ビニルとマテリアルリサイクル

上の図からもわかるとおり、2021年に排出はいしゅつされた廃プラスチックのうち、177万トンがマテリアルリサイクルされました。

 

その内訳うちわけを見てみると、もっとも多くマテリアルリサイクルされているのはペットボトルなどのポリエチレンテレフタレート(PET樹脂じゅし)で、53万トン(約30%)です。

 

塩化ビニル樹脂は、20万トン(約11%)がマテリアルリサイクルされています。

 

塩化ビのマテリアルリサイクルは、農業用ビニールハウス・フィルム、パイプ・継手つぎて、電気コードの被覆ひふくなどがほとんどです。

 

最近は、建設けんせつ資材しざいあまどい、壁紙、樹脂窓枠まどわく)の取り組みが始まっています。

リサイクルで(わたし)たちにできること

プラスチックのリサイクルは、リサイクル業者の人たちが行うことで、私たちは直接ちょくせつ、プラスチックのリサイクルをすることはできません。

 

しかし、リサイクルの手助けをすることはできます。それは、使い終わったプラスチックは、住んでいるまちの分別ルールを守って、正しくごみ出しをしましょう。

 

リサイクルされたプラスチックは、さまざまな形で、また私たちの役に立ってくれます。

(はい)プラスチックの分別は「識別(しきべつ)マーク」を参考(さんこう)

ポリ塩化ビニルは、さまざまなプラスチック製品せいひんで使われています。そのためかならずしも、すべてのポリ塩化ビニル製品が資源しげんとしてリサイクルできるわけではありません。

 

リサイクルできるプラスチック製品には、容器ようき包装ほうそうリサイクルほうにのっとって、識別しきべつマークがついています。

 

代表てきな識別マークは、ペットボトルの「PET」、ペットボトルをのぞくプラスチックせい容器ようき包装ほうそうの「プラ」です。

 

リサイクルできるプラスチック製品には、「プラ」の識別マークがあります。この識別マークが付いているときは、プラスチック製容器包装としてごみ分別し、資源として出しましょう。

 

「プラ」の識別マークがないポリ塩化ビニルのプラスチック製品は、一般的いっぱんてきに「不燃ふねんごみ」で分別される場合と、「えるごみ(可燃かねんごみ)」で出される場合があり、まちのルールでちがいます。

 

廃プラスチックをごみや資源として分別するときは、まちで出されている「家庭ごみ・資源の分別早見表」などを見て、キチンと確認かくにんするようにしましょう。

まとめ

今回は、プラスチックの中でも非常ひじょうに多く使われているポリ塩化ビニルについて学びました。

 

ポリ塩化ビニルは、水道管や建築けんちく資材しざいなど、わたしたちの住みよい社会をささえる材料に多く使われています。また、農業用フィルムなど、さまざまな産業の役に立っています。

 

また、手袋てぶくろや電気コードの被覆ひふくなど、私たちの身近でもたくさん使われています。

 

ポリ塩化ビニルをはじめとしたプラスチックが、私たちのらしを便利べんりにしてくれていることを、この記事で知っていただけるとうれしいです。

 

そして、プラスチック製品せいひんは大切に使い、使い終わったものは住んでいるまちの分別ルールを守って、正しくごみ出しをしましょう。

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