公開日:2023.02.24

更新日:2024.10.24

ポリカーボネートってどんなプラスチック?やさしく解説(かいせつ)

ポリカーボネートってどんなプラスチック?やさしく解説(かいせつ)!

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、その中でも非常ひじょうに多く使われている「ポリカーボネート」というプラスチックにスポットライトを当て、その特徴とくちょうや、どんな製品に使われているのかを説明せつめいします。

 

この記事を読んで、ポリカーボネートへの理解りかいを深めてください!

ポリカーボネートってどんなプラスチック?

ポリカーボネートは、英語えいごでは「Polycarbonate」と書きます。そのため、「PC」とりゃくして表記されることもあります。

 

ポリカーボネートそのものは、1898年にドイツのミュンヘン大学で発見されました。しかし、プラスチック製品の素材として初めて商品化されたのは1953年のことです。

 

まずは、ポリカーボネートとはどんなプラスチックなのかを簡単かんたん説明せつめいします。

ポリカーボネートの構造こうぞう

ポリカーボネートの構造式こうぞうしきは、このように表されます。

ポリカーボネート

ポリカーボネートはたくさん生産されるプラスチックの一つ

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種類しゅるいほどあります。

 

その中でも、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化えんかビニルの4種類は、たいへんよく使われているため「4大汎用はんようプラスチック」とよばれています。

 

ポリカーボネートは、この4大汎用プラスチックほどではありませんが、さまざまな使いみちがあるので、生産量せいさんりょうが多いプラスチックのひとつです。

 

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。

 

2023年、日本国内で887万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。そのうちポリカーボネートの生産量は23万トンとなっています(ちなみに、もっとも多いポリプロピレンの生産量は、208万トンとなっています)(※1)。

樹脂別生産比率

ポリカーボネートの原料げんりょうや作り方

ここでは、ポリカーボネート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(バイオマス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。

 

地下からり出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。

ポリカーボネートの作り方

ナフサは液体ですが、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、「ベンゼン」や「プロピレン」などの、プラスチックのもとになる石油化学基礎きそ物質ぶっしつが作られます。

 

このベンゼンとプロピレンを反応はんのうさせると、フェノールという化学物質が作られます。

 

そして、フェノールとアセトンという化学物質を反応させると、ビスフェノールAという化学物質が作られます。

 

このビスフェノールAが、ポリカーボネートのおもな原料げんりょうとなります。

 

ポリカーボネートには3つの作り方があります。ビスフェノールAとホスゲン(塩化えんかカルボニル)を原料にする方法ほうほうがふたつ、もうひとつはビスフェノールAとジフェニルカーボネートを原料にする方法です。

 

おもに使われているのが、有機溶剤と水を使い、ビスフェノールAとホスゲンを原料とする方法で、「界面重縮合法かいめんじゅうしゅくごうほう」と呼ばれています。

 

また、ポリカーボネートにガラス繊維せんいやABS樹脂じゅしなどの素材そざいを配合して、さらに強度などを高めたプラスチック素材を作ることもできます。

ポリカーボネートにはどんな特徴とくちょうがあるの?

ポリカーボネートのもっとも大きな特徴とくちょうは、衝撃しょうげきに強いことです(これを「たい衝撃せい」といいます)。

 

普通ふつうのガラスとくらべると、200ばい以上いじょうも衝撃に強いといわれ、プラスチックの中ではもっとも耐衝撃性があります。ハンマーでろうとしても割れないほど強いです。

 

また、ガラスに近い透明度もあります。

 

火に強く、火がうつってもえ広がらずに自然しぜんに火が消えます(自己じこ消火せいといいます)。

 

-40℃の低温ていおんから125℃までの高温までのはば広い温度にえられるので、比較的ひかくてき低温ていおんや高温にも強いといえます。

 

成形せいけい加工かこうのしやすさも、ポリカーボネートの大きな特徴です。

 

プラスチック成形には、かしたプラスチックを金型に入れて固める射出成形や、溶かしたプラスチックをかたからし出して成形する押出おしだし成形、溶かしたプラスチックを風船のようにふくらませて成形するブロー成形など、さまざまな成形方法ほうほうがあります。

 

ポリカーボネートは、こういったプラスチック成形のほとんどの方法に対応しています。

 

また、溶けた状態のプラスチックがえてかたまるときに縮みにくいので(成形収縮率しゅうしゅくりつが小さいといいいます)、精密せいみつな加工が可能かのうです。

 

水にく重さで、ほかのプラスチックよりも軽いので、まさに「軽くて丈夫じょうぶな、メリットの多いプラスチック」といえます。

 

その一方で、有機ゆうき溶剤ようざい界面活性剤かいめんかっせいざいといった薬品には弱い、傷がつきやすいといったデメリットもあります。

 

ポリカーボネートのおもな特徴とくちょう以下いかのとおりです。

名前ポリカーボネート
おもな特徴・衝撃に強く丈夫(耐衝撃性)
・透明
・燃えにくい(自己消火性)
・使える温度幅が広い(-40℃〜125℃)
・成形した時の寸法精度が高い
・さまざまな方法で成形できる
・水に浮く
・薬品に弱い(有機溶剤や界面活性剤)など
・傷がつきやすい

ポリカーボネートはどんな製品せいひんに使われている?

カーポート

ポリカーボネートには、衝撃しょうげきに強く、さまざまな成形せいけいができ、加工かこう精度せいどが高いなど、さまざまなメリットがあります。

 

そのため、たいへん多くのプラスチック製品せいひんに使われています。みなさんが使っている携帯けいたい電話やパソコンにも、ポリカーボネートが使われているかも知れません。

ポリカーボネートが使われているおもな製品

名前ポリカーポネート
おもな製品

・CD

・スマートフォン

・ノートパソコン

・カーポート

・バイクの 風防 ふうぼう

・車のヘッドランプ

防音 ぼうおん

・トランク

など

ポリカーボネートのリサイクル

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。

プラスチックのリサイクルの現状げんじょう

はいプラスチックは3つの方法ほうほうでリサイクルされる

はい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「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する「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(リサイクルとねつエネルギーとして利用りようされたはいプラスチックの合計)は、2022年で87%となっています。

私たちがイメージする「リサイクル」は、使い終わったプラスチック製品を新しい製品に生まれわらせる「マテリアルリサイクル」や製品の原料げんりょうにする「ケミカルリサイクル」ではないでしょうか。

リサイクルできるプラスチックには「リサイクルマーク」がついている

リサイクルができるプラスチックの代表れいは、ペットボトルをはじめ、ポリプロピレンやポリエチレンなどのプラスチックです。

 

こういったリサイクルできるプラスチックには、「資源しげん有効ゆうこう利用りよう促進そくしんかんする法律ほうりつ」(通称つうしょう:リサイクル法、資源有効利用促進法)や「容器ようき包装ほうそうリサイクル法」(通称:容リ法)によって、「PET(ペットボトル)」や「プラ」といったリサイクルの識別しきべつマークの表示ひょうじ義務ぎむづけられています。

写真のプラスチック製品では、ボトル本体やキャップ、中せんがポリエチレン(PE)、ラベルがポリプロピレン(PP)でできていることがわかります。

 

そして「プラ」の識別マークがついているので、プラスチック製容器包装として資源で出すことができます。

 

しかし、ポリカーボネートが使われているプラスチック製品には、こういったリサイクルの識別マークはついていません。

 

そもそもですが、プラスチック製品を見て、ポリカーボネートが使われているかどうかは、まず分かりません。

 

では、どうしたらいいのでしょうか。

 

ポリカーボネートにかぎらず、識別マークのない使い終わったプラスチックは、住んでいるまちの分別ぶんべつルールを守って、正しくごみ出しをすることが大切です。

プラスチックは住んでいるまちの分別ルールを守ろう

ごみや資源の分別ルールは、住んでいるまちによってことなります。

 

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、キチンと確認するようにしましょう。

 

たとえば、ポリカーボネートで作られているCDやDVDのディスクは、住んでいるまちによっては、「不燃ふねんごみ」で回収かいしゅうされるところもあれば、「可燃かねんごみ」で回収されるところもあります。

 

また、トランクもポリカーボネートで作られていることが多いですが、トランクのような大きなごみは、粗大そだいごみで出すのが一般的です。

 

このように、ポリカーボネートという素材そざいではなく、製品の名前で分別ルールを調べるようにしましょう。

まとめ

今回は、プラスチック素材そざいのポリカーボネートについて学びました。ポリカーボネートはCDや携帯けいたい電話など、私たちの身の回りのプラスチック製品せいひんにたくさん使われています。

 

また工場で、ポリカーボネートを使って成形せいけい加工かこうするときにできるロス品などは、文房具ぶんぼうぐなどの原料げんりょうにリサイクルされています。

 

どこかに「リサイクルしたポリカーボネート(R-PC)を使っている」と書かれているかもしれません。

 

ふだん「ここにポリカーボネートが使われている!」と意識いしきすることは少ないと思います。

 

この記事で、ポリカーボネートがわたしたちのらしを便利べんりにしてくれていることを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ぶんべつルールを守って、正しくごみ出しをしましょう。