ポリプロピレン

I

プロローグ

プロピレンCH(CH₃)=CH₂が付加重合(→ 重合)してできた重合体で、[-CH(CH₃)-CH₂-]_nの形でしめされる乳白色半透明の熱可塑性樹脂である。材質表示はPPとしめされる。ポリプロピレンは、イタリアの化学者ジュリオ・ナッタがドイツの化学者カール・チーグラーとの共同研究を発展させ、1954年に合成に成功した。

ちなみに、付加重合とは二重結合をもつ分子どうしが、二重結合を開いてたがいにむすびつき、大きな分子(高分子)となる反応である。このとき、元の物質を単量体(モノマー)とよび、結合後の高分子のことを重合体(ポリマー)とよんでいる。

エチレン分子どうしが結合してポリエチレンができる例
nCH₂=CH₂ → … + -CH₂-CH₂- + -CH₂-CH₂- + … → [-CH₂-CH₂-]_n (nは多数をしめす)

プロピレンは、エチレンCH₂=CH₂の水素原子H 1個がメチル基-CH₃に置き換わった形をしている。

II

性質

ポリプロピレンは比重(→ 密度)が0.90～0.91と、プラスチック中ではもっとも軽い。よく似た高密度ポリエチレンの比重は0.96である。また強度は高密度ポリエチレンと同等なため、自動車の軽量化を目的として、バンパーやステアリングホイール、各種内装材につかわれて燃費の向上に貢献している。

また、耐熱温度が100°Cを超えるため(融点は164～170°C)、ポリプロピレン製の食品容器は電子レンジでの加熱が可能である。この特徴を利用して、熱湯や蒸気消毒が前提の学校や病院などの給食用食器類にも使用されている。ちなみに、高密度ポリエチレンでは80°Cを超える温度に長時間おくと、変形してしまう。ポリプロピレンは割れにくく、しなやかな性質があるため、くり返しの折り曲げにも耐えることができる。蓋(ふた)と本体とが一体になり、蝶番(ちょうつがい)をつかわない容器もポリプロピレンの性質を利用したものである。

ただし、欠点としては0°C以下の低温ではもろくなり、衝撃をうけると割れやすくなることがあげられる。これに対して高密度ポリエチレンでは、-50°Cくらいまでの低温には耐えることができる。また、長期間にわたり紫外線にさらされると劣化して、くずれやすくなる。鉄や銅、真鍮(しんちゅう、黄銅)などの重金属と接触していると劣化がはやまる。また、成形するときに体積の収縮が大きいなどの短所がある。

III

用途

ポリプロピレンは耐水性や耐酸性にすぐれていることから、家庭用プラスチックとして、ポリバケツや台所の洗い桶(おけ)、風呂場(ふろば)の洗面器、冷蔵庫用保存容器、弁当箱などに広くつかわれている。ポリプロピレンはフィルム・シート状に加工製造する過程で一定方向にひきのばす工程をくわえると、その方向へ分子が配列されることにより引き延ばしに対して非常に強くなる。この性質を利用して「PPバンド」という梱包用(こんぽうよう)の結束材に使用されている。さらに、引っ張りに強いだけでなく表面がなめらかで、耐磨耗性(たいまもうせい)もあるために梱包の機械化に不可欠なものとなっている。そのため、これまで使用されてきた麻縄などにかわる梱包材として広く普及している。

また、空気や湿気をとおしにくいところから、菓子袋やパン袋、握り飯の包装などにもつかわれている。以前、よく利用されていたセロハンと似ているが、セロハンのような吸湿性はない。このときもフィルム・シートを縦方向と横方向にひいてのばすことにより、縦横とも引っ張り力に対して強くなっている。

さらに高周波絶縁性(→ 絶縁体)にもすぐれることから、電線の被覆(ひふく)や高周波絶縁物にも利用されている。ポリプロピレンを紡糸してつくられる化学繊維は、軽量で強度もあるが、染色性がわるいために衣料用としてよりも工業用の利用の方が多い。

IV

プラスチック製容器包装の材質表示

ポリプロピレン(PP)やポリエチレンテレフタレート(PET：polyethylene terephthalate)などプラスチック製容器包装の材質表示は、JIS K6899-1(2000)、ISO 1043-1(1997)では別表「プラスチック製容器包装の材質表示」のように定められている。

また、アメリカでは、リサイクルするときに樹脂の分別を容易にするため、プラスチック産業協会(Society of the Plastics Industry：SPI)が実施主体となってプラスチック製容器の材質表示制度を制定している。1988年7月からPET bottle(ペットボトル)にマークをつけはじめ、89年には1～7までの樹脂番号(SPIコード)をつけるようになっている。日本においても、プラスチック工業連盟がアメリカのSPIコードと同様に、1～7までの材質表示をおこなっている。そのため、PETボトル協議会も、SPIコードを500cc以上のペットボトル容器すべてにつけることとした。そのほかにドイツでもSPIコードに準じた2桁(けた)表示をおこなっている。付属の表「プラスチックの材質表示」を参照のこと。