アクアビーズとアイロンビーズでプラスチックのとけるを考える

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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。

今日は
『アクアビーズとアイロンビーズで、プラスチックのとけるを考える』
というテーマで行ってきたので、そのご報告です。

いつもの、Iさんと、Kさんにお手伝いいただきました!
いつもありがとうございます!
お友達も、ちゃんとご挨拶できていたね~。

アクアビーズとアイロンビーズと書いたのは、お友達の気を引くためwなので、
やりたいことは・・・

『プラスチックの温度による状態の変化』は
水が、固体~液体へ変化すると様子とは違うよ!
ということと、
水に溶けるプラスチックもあるよ!
ってことです。
P1250835.JPG
ちなみに、今回用意したプラスチックは、

画像下
左:アクアビーズ   ポリビニルアルコール
真ん中:アイロンビーズ  ポリエチレン
右:BB弾  ポリスチレン

P1250836.JPG
アイロンビーズは大量購入!ネットから
今回は紫外線で色づく下右のビーズも買いました。
40668756_1822442774543021_4541373340752805888_n.jpg27458909_1558113707642597_71411141674577162_n.jpg
アクアビーズは、こんなものも作れます。
画像下左は、ガシャポンに入れて、水をかけ半球状にしています。
下からライトアップしていますよ。
27067306_1555804424540192_6093177364766133420_n.jpg27066995_1555804341206867_9075984160191696641_n.jpg
BB弾は、100円ショップのものを使いました。
下左の黄色いモノは、後から説明する、アイロンをかけたものです。
DSCN0032-1.JPG
BB弾は奥深く、ガンマニアのお店では、生分解性のモノや蓄光のものなど
いろいろありますよ。
重さも、きっちり企画があるようです。
今日もみんな元気いっぱいです。
P1160433.JPG
みんなは、アクアビーズやアイロンビーズで遊んだことは、あるかな?
まずは、アイロンビーズ。
P1150872.JPG
「アイロンビーズ」を販売している(株)カワダのサイトでは、
===
アイロンを使って、簡単にモチーフが作れる楽しいビーズです。
好きな絵や形にカラフルなビーズを並べて、アイロンで熱します。
===
と説明されています。
アイロンで熱するといいんだったら、ホットプレートの上においても、
モチーフはできるのかな?
KUBOさんやってみたんだけど・・・
実は、そう簡単にはいかないんだ。なかなかくっつかないのです。
 「温度が足りないのかな?何度で溶ける(沸点は何度な)のかな?」
と考えているうちに、しびれを切らして、
上から指でぎゅっと抑えたりすると、やっとくっついたりします。

実は、「アイロンビーズ」は、ただ単にビーズに熱を加え
固めているのではなく、
ビーズに熱を加えて柔らかくしてから、力をかけくっつけている
んだ。

「アイロンで、熱とともに力もかけること」、そして
「融かしてではなく、柔らかくしてくっつけること」、これがポイントなのです。

アイロンビーズが柔らかくなる温度って?
アイロンの温度の、120℃くらいなのかな?

みんなが知っている、カッチカチの氷は、
0℃で溶け始め、その後しばらく0度のままで、氷から水の状態にかわります。
その後全部が水になったら、温度が0度から上がり始めます
P1160430.JPG

では、アイロンビーズは?
アイロンビーズは、常温では、硬いけど、温度を加えていくと、
氷のように、ある一定の温度の後、硬い状態からとろとろした状態になるのかな?
そんなことはないんだ。

実は、アイロンビーズ(樹脂)の硬さと温度のグラフは、こんなグラフになります。
2_ガラス転移温度.png

アイロンビーズは、「ポリエチレン」(恐らく「低密度ポリエチレン」)というプラスチックで
できています。
ポリエチレンが柔らかくなる温度(熱変形温度:18.5Kg/㎝2)は、
「32~40℃」です。
室温より、高め。
この辺りから、少しずつ柔らかくなります。
そしてだんだん、ゴムのように柔らかく伸びる状態になっていきます。
プラスチック容器に火を近づけたら、でろ~んと伸びたことはないかな?
その後、もっと温度を上げると、水あめのように流れる感じになります。
氷のように、
何度できっかり、硬いアイロンビーズがとろとろになるという(状態変化がある)
わけではないんだ。

こういった「プラスチックが柔らかくなる温度」を考える目安は、
その測定方法によって、「熱変形温度」「荷重たわみ温度」「ガラス転移温度」
など、いくつかの種類があります。
 「アイロンビーズ」の作成方法がそれぞれの測定方法と同じでないにせよ、
参考にするといいでしょう。

今回は、色がついたビーズ20個くらいと、紫外線が当たると色が現れる紫外線のビーズ10個
くらいを使って、お友達に、モチーフを作ってもらいました。
最初に25個入れてたけど、5個は、自分の好きなのを取ってもらったよ。
IMG_3883.JPGIMG_3884.jpg
両面テープを付けた紙(トレーシングペーパーやクッキングシート)を用意して、
はいでそこへビーズを並べます。
IMG_3885.JPG
アイロンビーズの付属のプレートを使うより、外れにくくて、よいかもしれません。
IMG_3886.JPGIMG_3893.jpg

P1250837.JPG
下は、紙の裏に絵を描いておいて、それに合わせてビーズを置いていっています。
IMG_3894.jpg
その後、アイロンシート(100円ショップのクッキングペーパーでも可)を置いて、
アイロンの低から中温でアイロンを押し当てながらかけて、
IMG_3889.JPG
出来上がり!
P1160442.JPG
裏返して、アイロンはかけませんでした。

お友達が言っていたけどBB弾とか横から見ると、つぶれていく感じが見えるようです。
「がんばれ~!」ってお友達が言っていたので、
KUBOさん、「BB弾に言っているの?KUBOさんに頑張れって言っているの?」
って聞いたら、BB弾だったらしいんだけど、そのあとは、
「KUBOさんがんばれ~」って言ってくれるようになりました。♡
アイロンかけまくりましたよ~。
P1250838.JPG

おうちでも、やってみてね。
左がアイロンかける前、右がアイロンかけたもの
IMG_3897.jpgIMG_3898.jpg
下の画像は、お魚さんかな?
IMG_3899.jpgIMG_3896.jpg
下の画像右は、京都?で見つかった?恐竜?らしい・・・(^^)v
IMG_3901.JPG

上手にできたかな?

身近な材料で、「アイロンビーズ」の代わりになるものはないかな?
と思ってポリエチレン製のものを探してみました。
ストローをカットして、やっている人もいるみたいだけど、ちょっと使い勝手が
悪そうなので、
そ「同じような粒はないかな?」と思って探したところ、
「ポリスチレン製のBB弾」を見つけました。
やってみたよ!
4_DSC_1456.JPG
時間がかかったけど、一応「アイロンビーズ」と同じように作業出来ます。
お友達には、アイロンビーズで使った紙に、3粒置いて、やってみたよ。
でも、ちょっと残念な感じです。
「ポリスチレン」の熱変形温度は、104℃。
「ポリエチレン」より、高温になるのに時間がかかったんだろうね。
また、形状が球体(下画像右で表しているつもり)なので、力のかかり具合が均等に
ならず、「たこ焼き」みたいになっちゃった。

P1160432.JPG
「アイロンビーズ」の筒状の形状は、圧力を均等にして、キレイに仕上げるためにも
大事なのかもしれないね。

では、次のアクアビーズ!
実は、実験の流れとしては、アクアビーズの方を先にやっているのですが...
エポック社さんのサイトには、
アクアビーズは、水でくっつく不思議なビーズ。
イラストシートに合わせてビーズを並べたら、スプレーで水をかけよう。
水が乾くと、ビーズがくっついてかたまるよ!
とあります。

ビーズに接着剤でもついているのかな?
ってことで、水を付けて触ってもらったよ。
P1160435.JPG
ちょっとべたべたしている。
お友達は、触って感触を確かめていました。
すぐ、糊みたいッて声も上がりました。
エポック社さんのサイトには、
ビーズの原料には、切手の裏の糊(のり)にも使用される「ポリビニルアルコール」が
使われています。
水をかけると、この成分がとけて、隣のビーズとくっつくのです。
と説明があります。
PVAは、糊だけでなく、フィルムなどにも使われる、プラスチックです。

では、「アクアビーズ」の表面に、糊の原料である、「ポリビニルアルコール」(PVA)が
塗布されているのかな?
アクアビーズを水につけておくと、とけてきます。
DSC_1455.JPG
ある児童館の先生は、以前やってみたけど、水をかけすぎて、失敗したって言ってらしたけど
とけちゃったんでしょうね。
1日くらいすると、全部とけて、
とけた液をそのまま放置しておくと乾いて、こんなになるよ。
P1160244.JPG
フィルムみたい!

先に書いたけど、
このアクアビーズの原料の「PVA」は、フィルムに形成することもできるプラスチックです。
また、その水溶液は、「液体糊」や「洗濯糊」としても販売されています。

さらっと、「水溶液」と書いたけど、
「PVA」はプラスチックとしては珍しく、水にとけるという性質をもっています。
ここからは、ちょっとむつかしいことも書いていきます。
~~~~~~~~~~~~~~~
さらっと、「水溶液」と書きましたが、「PVA」はプラスチックとしては珍しく、水に溶けるという
性質をもっています。
 この性質があるのは、水に溶ける性質を高める「ヒドロキシ基」(水酸基:-OH)をたくさん
持っているためです。

 実は、「水」も「ヒドロキシ基」を持っています。
 似た者同士は、溶けやすいのです。
26.png

 「水」や「PVA」と同じく、「ガラス」や「金属」も「ヒドロキシ基」をたくさん持っています。
 そのため、「PVA」は、「ガラス」や「金属」との接着性も良く、「合わせガラス」の中間膜
として使われたりしています。※

「PVA」のこのような性質を利用して、「水に溶けるフィルム」を作ることもできます。
「第3の洗剤」と呼ばれている、「洗濯洗剤を入れたジェルボール」のフィルムにも
使われています。
「ジェルボール」の画像検索結果
P&Gさんのサイトより画像は、使わせていただいています。

でも、「水に溶けやすいPVAが、洗濯洗剤を保持できるの?」と思う人もいる
かもしれません。
いくつか理由は考えられそうですが、この辺りは企業秘密があるようです。
※ガラスや金属と接着性が良いと書きましたが、「アクアビーズ」に水をかけ
た後、これをアルミホイルやガラスの上において乾かしてみたところ、
少しはがしにくく感じました。
~~~~~~~~~~~~~~~~
ちょっとむつかしいことも書きましたが、
この辺りは、あと何か月かしたら、まとめて、本になると思いますので、
ご興味がある方は、ぜひ、読んでくださいね。♡

ってことで、今日は、アクアビーズやアイロンビーズなど、お友達のおもちゃを使って、
プラスチックのとけるということを考えてみました。

ちなみに、おうちでやる実験(アイロンビーズにアイロンをかける)くらいでは、
プラスチックから、有害な物質が出ることはありません。
でも、やけどや喚起に気を付けて、おうちの人と一緒に実験してみてね!

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