プ・ポ・プ・ポ・プラスチックの実験:プラバン

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こんにちは、みなさん。   おもしろ!ふしぎ?実験隊です。

2015年6月29日にいつもの東児童館で、実験教室をやってきたので、そのご報告です。
今回のお題はプラスチック!
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2回行ったのですが、1回目は、座れないお友だちもいるくらい多くて、KUBOさんが思っていた実験や演示や解説はできなかったので、1回目と2回目を合わせて書いていくね。ゴメンね。
1回目に参加したお友だちは、よく見てみてください。
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まずは、プラスチックって?ってことで、こんなものを
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グループごとに見てもらって、プラスチックでないものはどれかな~。って考えてもらいました。
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容器のカンカン(金属)以外では、おしぼりが紙で、他は全部プラスチックでした。
でもおしぼりが入っていた袋は、プラスチックだよ。
たとえばペットボトルには、こんなマークがあったのを確認したよ。
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黒いトレーでも、お花が入っている黒い容器(黒丸ポリポット)でも、プラっていうマークがついていたね。タッパ―には、品質表示というものがついていました。
お友だちに読んでもらったけど、こんな感じ。
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柔らかくって開けやすいほうがいい蓋は、ポリエチレンでできています。
硬い本体は、ポリプロピレンでできていたね。
プラスチックはいろいろなものがあってそれぞれ性質が違うので、その性質にあったものが使われています。お持ち帰り資料に、いろいろなプラスチックを使われているものについて書いておいたので、見てください。【プラスチック】で検索すると、調べられると思います。
お友だちは、プ とか ポ とか ピ とか、そういう言葉がプラスチックに多いというのがおもしろかったみたい。いっぱいってことなんだけどね。
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次に、みんなの身近な、ペットボトルの作り方を説明しました。
プリフォームというものを、金型に入れて、縦や横に引き伸ばして、ペットボトルは形つくられます。
本物ではないんだけど、こういったイメージだと思います。
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プリフォームというのは、もっと分厚くって、いろいろなひみつが詰まっているんだと思うよ。
こちらのキリン(株)さんのサイトで、よくわかるので、見てみてください。
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こんな感じで、伸ばして、形づくられた跡は、偏光板というものを使うと、見つけることができるんだ。
これは、CDケース
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上の一番てっぺん(ゲート)から、プラスチックがシュワ~っと流れた跡が見えるね。クリックすると大きくなります。
プリンカップやゼリーのカップはこんな感じ。
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プルンカップは、CDケースと同じで、ゲートがあって、そこから流してつくります(射出成形)
ゼリーカップは、ゲートはなくって、フィルムから作るんじゃないかな?(熱形成)
偏光板で跡は見えないけど、プラモデルのランナーなんて、どうやって作られているか、考えるとおもしろいよ。
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こういうのは、ちゃんと量を計算して、作っているんだろうね。
こちらに少し書いています。

射出成形機

他にもいろいろな方法で、プラスチックは形つくられるんだけど・・・
そもそも・・・プラスチックという言葉は、「形つくることができる」という意味があるんだ。
ペットボトルの最初のプリフォームというのは、70度くらいで柔らかく(水あめのよう)なります。
その柔らかくなったものを金型に入れて無理やり膨らませて、引き伸ばして、みんなが知っているペットボトルの大きさにしているんだ。
70度くらいで、柔らかくなったら、100度の熱いお茶を入れることには使えないんだけど、
プラスチックは、引き伸ばされると、硬く強くなるという性質があるんだ。
だから、100度のお茶を入れても、だいじょうぶになるんだね。
===
そして、、『引き伸ばされたプラスチックは、熱などを加えると、縮む』という性質があります。
ペットボトルについているフィルム。実は、これも、プラスチックなんだけど、ペットボトルにつける前は、本当は、もっと大きいんだ。ペットボトルのまわりにぶかぶかって感じ。
このフィルムは、引き伸ばされてつくられているので、ペットボトルのまわりに置いておいて、熱を加えると、縮んでペットボトルに添うようになります。そうやって、くっつけているんだよ。
シュリンクフィルムといいます。
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右の二つは普段あるペットボトルについた状態のシュリンクフィルム。
その左のスプレーは、500mLのペットボトルのシュリンクフィルムをスプレーのまわりにおいてドライアーで縮めて、添わせてくっ付けたもの。
その隣のマッキーは500mLのものを少し幅を切って熱に強い接着剤で貼り合わせて、小さめの筒状にしてマッキーを中に入れてドライアーで縮めたもの。
他にもこんなものを作っていたよ。
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他に身の回りのものでは、画像の電池を包んでいるものや左の様な容器を買った時に包んでいるものも、シュリンクフィルムです。
シュリンクフィルムというのも、ネットで販売しています。
スプレーのその右の茶色い四角いのはわかるかな?これは、お味噌の容器の口の部分のシュリンクフィルムです。
100度のお湯に入れてみたよ。ちょっとわかりにくいかな?
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上左画像には、KUBOさんの指の下に大きなわっかが見えるけど、それが
右図の上のように、縮んじゃいました。こちらの方がわかるかな?
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右3分の一くらいをお湯につけています。格子が縮んでるのがわかるよね。
今回の実験教室でも、みんなの前で、ペットボトルのシュリンクフィルムを他のものにつけて、縮めて見ようとしたんだよね。でも、1回目では失敗しました。
ぶくぶく沸騰しているお湯に入れても、
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ドライアーをかけても、
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縮まなかったんだよね。一平ちゃんのフィルムも。
でも、2回目では、沸騰しているお湯に入れたら、ちゃんと縮んだんだ!
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どうしてかというと、失敗したのは、1.5Lのペットボトルについていたもの。
成功したのは、500mLについていたものでした。
1.5の方は、柔らかかったんだよね。500の方は、パリパリした感じ。いつもお手伝いに来てくれている I さんが、そういえば、分別するのに外す時に、違いがありますね~。と言われていました。
さすが!手で触っても分かるんだけど、きっと違いがあるみたいです。
1.5Lだからダメってことではなくって、他の1.5のジュースでも、パリパリしたシュリンクフィルムは、うまくいきました。
いろいろおうちでやけどしないように、試してみても面白いよ。
シュリンクフィルムは、こんなものもあります。
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左は、洗濯物干しにつけて、ドライアーで温めて、きれいにするものとか、
右は、電気を通さないようにする配線の時のものとか、
すべて、ダイソーのものです。
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プラバンつくりをしたことあるお友だちも多いと思うけど、
実は、プラバンのことを、英語では、『shrink plastic:シュリンク プラスチック』といいます。
のばされたプラスチックは、熱などを加えると、縮むってことで・・・
それで、プラバン工作ができるわけだね。
でも、ちゃんと覚えてほしいのは、
プラスチックが熱などを加えられたら、縮むんじゃなくって、
★★★のばされたプラスチックが熱などを加えられたら、縮むんだ!★★★
だから、縦横方向ののばし方がうまくいってないプラバンの板は、縮み方が均一でなかったりします。ちょっとおまけだけど、お菓子のフィルムを破いて、お菓子を出す時に、破りやすい方向ってないかな?
プラスチックは、のばされると硬く強くなる(分子が一方向に並びやすくなる)ので、そちらの方向に強くなります。だから、一定方向に伸ばされていると、切りにくい方向が出て来るんだ。
おうちの方だと、破いた時に、ピりピリピリと細く破けていったこともあると思います。
ってことで、ちょっと変わったプラバンをやってみました。
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お友だちが書いているのは、こちら。
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左はコーヒーのインサートカップ(普通より薄めのもの:ロハコで購入です。
それと、右の小さなおかずを入れるような容器(400個入りで400円くらい:卸問屋さんで購入)にも絵を描いています。
こんな感じになります。
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方法は・・・
オーブントースターは、そうこだわることはないと思います。使ったのは、上下に熱源がありました。まあ、カップが入らなければなりませんね。
最初に温めておかないといけないとか、アルミホイルをしわしわにしてひかないといけないとか、ないです。
どちらかというと、しわしわにしていると、そのしわができたものについて、よくないです。
市販のプラ板より、くっつきにくいのでカンタン!
こんな感じで、アルミトレーの上に、シリコーンカップ(お弁当用など:ダイソーで購入)を置いて、その上に、カップを被せる感じです。
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画像では、カップは横に置いていますが、シリコーンカップの上にかぶせて、温めたオーブントースタに入れます。
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まず上が縮んできて、
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雪見だいふくみたいになって
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上に少し持ち上がって、平たくなります。
このまま入れていると、てっぺんの平べったくなった部分が、もっと縮んで、シリコーンのカップにピタッとくっつきそうになります。
だからその前に、トレーごと出して、トレーごと、机(金属板)の様な平たいものの上にひっくり返します。
そして、シリコーンカップを取って、のせていたトレーで上から抑えて、ぐるぐる版画のように押して、平たくして、出来上がり。
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出す時と、その後の作業は、大人が軍手をつけてしました。
シリコーンカップが熱くなっているので、すぐには冷めないので、そうあわてて作業をしなくてもいいです。本で挟んだりもしませんでした。
シリコーンカップを使わずに、トレーにそのまま置いて、オーブンに入れても、できるのですが、
平たくなっても、少しひだがつくので、シリコーンカップを置いてその上にインサートカップを被せたほうが、、ひだが付きにくく、平たく出来ます。ひっくり返す作業も、あわてなくてよいです。
ってことで、お友だちの作品!
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こんなかわいい絵は、動物たちが、
「ふんぎゃ!あついよ~!」といったかはわかりませんが。。。
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こんな感じになって、
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できあがり!
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凄いね、こんな緻密に書いてくれました。低学年男の子だったよ。
KUBOさんはオーブンに入れながら、毎回、一人で、「ぎゃ~あついよ!」なんて言いながら、楽しんでたんだけど、ちゃんと
のばされたプラスチックが、熱くなると縮むんだよ。」とも、ずっと言っていたよ。
できたコースターのようなものは、硬く(ガラスのようにまでではないけど)なってたね。
小さな容器の方の画像はないんだけど、おなじアルミのトレーに4つくらい下向けていっぺんに入れます。くるくる縮んで、その後平たくなります。
こちらの方は、上から抑えて平たくしなくても、自然に平たくなってくれます。
みんなが作っている様子は、こんな感じ。
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ここで、ちょっと確認なんだけど、インサートカップと透明容器で、それぞれのできたものを見てみると、どこが一番のばされて作られたかが少しわかるよ。
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左のインサートカップの底の丸い部分は、出来上がりのものの多くにあるまんなかの色が塗られた部分です。
左上の黒い模様が一番わかりやすいかな。黒い出来上がったものの丸は、インサートカップのそれぞれの段々です。
底の黒く塗りつぶされた部分より、他の部分(側面)の縮み方が大きいので、側面がよく引き伸ばされてつくられたんだね。
右の透明容器の方は、出来上がりのものでは塗りつぶされた真ん中の丸い部分が、底の部分です。こちらは、底の部分の方の縮み方が大きいように思うので、底のほうが引き伸ばされ方が大きかったんじゃないかな?
確かに、底の方が薄く感じます。
絵を描くのは、外の部分、内側の部分、どちらでもよいと思います。
まあ、やってみたら、簡単でおもしろいです。
こんなにいっぱい作っちゃいました!
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飲み口の部分は、そう縮んでないので、そのあたりは、伸ばされてないのでしょうね。
右上に見えるのは、失敗して、しわができています。曲げてみると、硬いです。パキンと割れそうだけど、割れるほどではないかな~。
===
今回の実験を思いついたのは、プラバンをやったことがあるお友だちは、
「プラスチックは、縮む」と間違って思っているお友だちが多いように思ったからです。
プラスチックは、普通の状態だと、プラバンができるほど、熱などをかけたら縮むわけではありません。伸ばされたプラスチックに熱などをかけることにより、縮むのです
それを伝えたかったので、この実験を考えました。
===
そして凄い!と思ったことがあったのですが、
KUBOさんが、『伸ばされたプラスチックは、熱を加えると、縮むんだよ』と言ったら、
ゴムと一緒だ!』といったお友だちがいました。
===
以前、『びよよ~ん!ゴムの実験で、のびたゴムに、お湯をかけたら、縮む実験』をやったんだけど、それを覚えていてくれたんだ!すごいことだよね。
まさにその通り、ゴムと、プラスチックの挙動は、とても似ているのです。
このあたり、詳しく知りたい方はこちらをどうぞ
伸びたゴムにお湯をかけるときのコツ

http://tsukuba-ibk.com/omosiro/2013/05/post-262.html


===
上記斜線の部分は、KUBOさんの間違えがあったので、書き加えますね。
このお友だちが、どこを一緒だといったのかわからないのですが、
KUBOさんが、「のびたゴムにお湯をかけたら縮むのと一緒だ」というように書いていますが、
それは、間違っていました。
確かに、のびたゴムにお湯をかけたら縮むのですが、それは、また別のことです。
今回のプラバンの原理は、常温でゴムを伸ばしたり縮んだりすることとは、おなじだといえます。ゴムは、常温でこのような挙動の変化が起こるのですが、プラバンは常温より高い温度(オーブントースターなど)によって、変化が起こるのです。
このあたり、もう少し詳しく書いてみようと思っています。
以前のアップで、斜線の部分をお読みになって、誤解をさせてしまった方がいらっしゃったかと思います。すみませんでした。
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実は、今回の実験教室は、東児童館での活動回数としては、100回目
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1年間におよそ10回の活動をしているので、10年!びっくりだよね。きっと今来てくれているお友だちは、生まれていたかな?って感じです。
継続は力なり!
お友だちに、少しでも、おもしろい!ふしぎだな?と思っていただける活動を続けていきたいなと思います。
何時もお手伝いしてくれている、I さん。ありがとうございます。
また、ブログに実に来てくださる皆さん、ありがとうございます。(#^.^#)
お友だちも、ありがと!
おうちでも、意外と簡単にできるので、やけどに気をつけながら、やってみてね。
オーブンの中に入れるのだから、熱が加わると膨張したりするものは、入れたらだめだよ。

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