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洗濯バサミ プラスチックの耐候性

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洗濯バサミというと一般的にポリプロピレンでできたものです。
長期間洗濯バサミを屋外で使っていると、使おうとしたらバラバラに割れてしまうことがあります。
プラスチックのポリプロピレンが長期間屋外の熱、光、雨、風で劣化してしまったためです。
特に紫外線によってポリプロピレンは劣化してしまいます。
紫外線によってポリプロピレンの炭素の二重結合が活性化して酸化することによって切れてしまうからです。
ポリプロピレンは一旦酸化が始まると紫外線によって炭素の高分子の結合がバラバラに切れていきます。
これがポリプロピレンの劣化のメカニズムです。
プラスチックを屋外で使用したときの耐久性を耐候性といいます。

ポリプロピレンについて
「ポリプロピレンはプロピレンを重合させた熱可塑性樹脂です。合成樹脂のなかの一種です。
熱可塑性樹脂はガラス転移温度または融点まで加熱すると軟らかくなり目的の形に成形できる樹脂です。
製造には加温して軟化したところで金型に押し込んで冷却して固化し、最終製品にする射出成形加工が広く用いられています。
汎用プラスチックなどとも呼ばれています。
重合されたまま何も添加されていないポリプロピレンは空気中の酸素によっても酸化されやすい特徴があります。」(wikipediaより引用)
ですから化学的に添加物を加えて耐候性を上げる方法も見出されています。

しかしプラスチックは廃棄されるとすると環境に残る物質なので添加物を加えればさらにそれがそのまま環境に残ってしまいます。
ですから添加物に対して消極的な見方も多くあります。
こうした実情からプラスチックのリサイクルが見直されて理解されてきています。
添加物を加えたりするよりもバラバラになったポリプロピレンの洗濯バサミはプラスチックゴミに出してすぐ新しいモノに素直に買い換えるほうが賢いという見方もされています。
私としてはプラスチック資源の分別や回収、そしてリサイクルの環境がひろく普及していくのが良いのではと考えています。

4Kテレビ テレビ画像の技術進化について

4Kテレビ

2011年にテレビはアナログ放送が終了しました。
そして地上デジタル放送が開始され、地上デジタル放送にテレビは移行しました。
地上デジタルTV(HDTV)への画像性能の放送の全面移行には多くの費用がかかりました。
テレビの開発は4K2K、有機ELディスプレイなどどんどん技術が進化しています。
私も先日家電店でみた4Kテレビや特にLGの有機ELディスプレイには画像の質の良さに改めて衝撃を受けました。

そもそも4Kとは
家電店に行くと「4K」と大きく宣伝されているテレビを目にします。
4KテレビでいうKとは1000を表す単位です。ですので横約4000万画素のことを意味しています。
4Kテレビとは正確に言うと「4K2K」といい、横約4000万画素、縦約2000万画素のテレビです。
厳密にいうと実際は横3840万画素、縦2160万画素のテレビのことのようです。

テレビ放送について
「テレビ会社では地上デジタル放送(HDTV)への移行だけでも費用がかかっており、4K対応放送には今のところ消極的です。
最近の2015年時点では国内の地上デジタル放送やブルーレイでは2K放送以下の解像度がほとんどです。
インターネットなどオンライン放送ではYouTubeが2010年7月から4K(4096万画素×2304万画素)に対応しました。
YouTubeは現在ではUHD(3840×2160)等で表示されるようになっています。
他には2014年6月から2016年3月31日までスカパーで4K試験放送channnel 4Kが放送されていました。
2016年8月にBS放送で4K試験放送が開始される予定です。
さらに2018年にはBS放送と110度CS左旋で4K実用放送が開始予定です。」
(wikipediaより引用)

フルハイビジョンとの比較
フルハイビジョンとは2Kの画素数の画像で横1920、縦1080万画素の画素数です。
ですから4K2Kはフルハイビジョンの約4倍の画素数の性能ということになります。

使い捨てカイロについて

使い捨てカイロについて

フランスのパリに美術鑑賞めぐりで旅行をしたことがあります。泊まったパリのホテルのカウンターのホテルマンと簡単な英語で話していました。最終日でチェックアウトする時に話しをしていたら「ホッケイロ」「ホッケイロ」と笑顔で言われて最初はわけがわからなかったのですが、「ホッケイロ?」と何度も唱えているうちに「あ、ホッカイロね」とやっと理解して大笑いになり、帰り際にスーツケースから日本からもってきた使い捨てのロッテの貼るホッカイロ(「ホカロン」です)をそのホテルマンにプレゼントして帰った思い出があります。そのホカロンは旅の前に一人暮らしの部屋の近くのコンビニで購入しました。その人は日本のホッカイロに感銘を受けていたようでした。プレゼントにとても喜んでいました。季節は3月の上旬のことでした。印象深い旅の別れ際です。
そんな使い捨てカイロについて調べてみます。

一般的な使い捨てカイロについて
原材料
鉄粉、水、木粉、活性炭、バーミキュライト、塩類です。

ロッテの「ホカロン」について
原材料
鉄粉、水、活性炭、塩類、バーミキュライト、吸水性樹脂、木粉です。

成分と仕組み
鉄粉の酸化による熱を利用したカイロです。不織布や紙の袋に空気中で酸化して発熱する鉄粉を入れたものです。
他の成分としては触媒として鉄の酸化を速くする食塩、それを保持する高分子吸水剤、酸素を取り込むための活性炭、鉄の錆びを促進する水、水を保水するためのバーミキュライトが入っています。仕組みの基本としては酸素と鉄が化学反応して酸化鉄になる時の発熱を利用したものです。成分の中にたんに水とありますが水のままいれてしまうとベタベタになるので吸水性樹脂やバーミキュライトに水を吸収させておきます。

気になる捨て方
各自治体によって捨て方が違ったりしますのでゴミの分別について役所で調べる必要があります。
「使用終了後」の状態にして燃えるゴミで出すのが一般的な捨て方のようです。
不燃ゴミとして分別する自治体もあります。

貼るホッカイロと貼らないホッカイロとあって熱効果の持続時間が若干異なるようです。
貼らないホッカイロのほうが熱持続時間が少し長いです。

バイオミメティクス03 新幹線編

バイオミメティクス03

バイオミメティクスによるものづくりで我々の日本が世界に誇るものがあります。
そうそれは新幹線です。
新幹線には様々な生物のいいところがギュッと凝縮されています。
今回は500系新幹線に使われた技術を見ていきましょう。

新幹線はただ早く走ればいいわけではありません。
安全に目的地につくのは当然ですが、周りの環境にも配慮しなければなりません。
そこで問題になるのが騒音問題です。
速度が上がれば当然のことですが騒音も上がります。
また日本は土地が狭く居住地区も限られるほか、新幹線も宅地部を進むので騒音制限は世界一厳しいといわれています。
騒音の原因の1つは空気の乱れによって生じます。
自足300kmにもなると、パンタグラフの支柱が作る大きな渦が騒音の原因になります。
そこで目を付けたのが暗闇で音もなく獲物を狩るフクロウでした。
フクロウは風切羽に小さな突起があります。
この突起が小さな渦を作り大きな渦の発生を抑えていたのです。
これを真似してパンタグラフの支柱に細かな凹凸を付けた結果、30パーセントの騒音削減になりました。

音の問題はこれだけではありません。
トンネルに突入する際に入口で猛スピードの新幹線に空気が押されて、トンネル内で圧縮され出口で開放される際に大きなドーーンという音が発生することがあり、トンネルドンと呼ばれています。
これを防ぐのに参考にしたのはカワセミという鳥です。
カワセミは勢いよく川に飛び込み魚を捕まえます。
スーパーコンピューターでシミュレーションした結果、カワセミのくちばしの形状が有効であるとわかり、車体も円形にしたところ、トンネルドン問題は解決。
さらに走行時の空気抵抗が30パーセント減少し、消費電力も15パーセントの節約になりました。

バイオミメティクス02 サメ肌編

サメ肌

海や川などのあらゆる水辺に生息する魚は、泳ぐために独自の進化を遂げてきました。
種によって水の抵抗を減らす、あるいは利用することを効果的に行っています。
今回お題にあげたサメの仲間もその1つです。

サメの仲間は「サメ肌」と呼ばれる硬くて鋭い鱗を持っています。
ちょっとお高いお蕎麦屋さんなんかでワサビをするときに使うあれです。
このサメ肌は頭から尾に向けて倒れています。
つまりサメの皮を頭から尾に向けてなでるとツルツルしていますが、逆に尾から頭になでるとザラザラしているというわけです。

この鱗にぶつかった水は鱗と鱗の間の溝で渦を作り出します。
この渦が鱗の上を流れる水の通りをスムーズにするのです。
これはつまり水の摩擦抵抗を減少させるのに一役買っているわけです。
このサメ肌のような流れる方向に沿って多くの溝が並んだ構造をリブレットと言います。
サメのサメ肌に関していえば最大で8パーセント程水の摩擦抵抗を減らしているといわれています。

サメ肌で有名になった物といえばサメ肌水着でしょう。
従来の水着に比べて水の摩擦抵抗を7パーセントも軽減し、シドニーオリンピックでは競泳で出た世界新記録13個のうち12個がサメ肌水着でした。
現在は規則改定によりサメ肌水着は使えませんが、サメ肌を取り入れたのは水着だけではありません。
ビニールシートにサメ肌加工を施しレース用のヨットの船底張り付けたり、ボーイング社の飛行機にもリブレット構造処理を施すなど様々なジャンルでサメ肌を活かそうと試みられています。
ルフトハンザ社のエアバス社製の飛行機にもリブレット加工を施した際の試算によると空気抵抗低減効果により燃費が1パーセント向上するという結果がでました。
たった1パーセントと思うかもしれませんが、日本円にして年間100億円ほどのコスト削減につながると試算されているから驚きです。

またサメ肌リブレットにはフジツボや貝、藻などの付着物が付きにくい利点もあるとされています。
これを利用して海にやさしい船底の付着物対策ができると期待されています。

「省エネ」に直結する冷蔵庫の真空断熱材

冷蔵庫、真空断熱材

冷蔵庫は冷凍・冷蔵庫の外側を真空断熱材で包み込んで外からの熱侵入を防ぎ同時に室内保温を保持させています。
真空断熱材は魔法瓶にも採用されています。長時間保温することができます。
温度管理の効率が上がれば省エネになります。
そんな省エネに直結するといわれる冷蔵庫の断熱技術、断熱材・真空断熱材について調べてみます。

冷蔵庫の断熱材の構造
内側をポリウレタン断熱材にしています。外側に真空断熱材を施しています。
冷蔵庫の外側の真空断熱材の厚さはmm単位でたいへん薄いものです。
真空断熱材はウレタン断熱材と比べると、薄く、熱伝導率が低く、8~10倍の断熱効果があります。
薄い断熱材の仕様によって冷蔵庫はコンパクト化できたり冷蔵容量を増やすことができたりします。
冷蔵庫の可能性が拡がるのです。

住宅に応用されている真空断熱材
室内の温度管理の効率が上がることが省エネにも役立つことが住宅の建築素材としても注目されています。
真空断熱材は住宅の省エネにもなります。中でもパナソニックの真空断熱材は住宅の断熱材としても使われています。
断熱によって室内の温度管理の効率が上がることによって空調などが省エネで機能しやすくなるのです。電気コストを低くすることができるのです。
パナソニックほど薄い真空断熱材ではありませんが他のメーカーでも住宅の断熱材にmm単位の真空断熱材を開発して採用しています。
しかし穴をあけてしまったりすると真空断熱材としての機能が欠けてしまいます。ですので構造をよく配慮する必要のある素材です。
薄いだけにデリケートな素材です。
最近では日中の住宅の建材がためる輻射熱と熱中症発症との関連や危険性が指摘されたりしています。
建材がためた日中の熱が夜間になっても輻射熱として残り睡眠時間帯の熱中症リスクとなっているのです。
熱い季節の住宅の断熱性能はその時期の暮らしの健康と関係するようになってきています。
住宅の輻射熱対策のための建材の研究もこれから行われていくのではないでしょうか。

バイオミメティクス入門01 蓮の葉とヨーグルトの関係とは?

バイオミメティクス01

前回バイオミメティクスについて調べていたらいろいろと面白そうな事象がでてきたのでシリーズ化してしまおうと思い書いてしまいました。

ところで皆さんはヨーグルトを食べますか?
私はよくコンビニで小腹がすいたときように買っています。
そこで不思議に思ったことはありませんか。
ヨーグルトってふたを開けた際にふたの裏にヨーグルトが付着している製品と全くヨーグルトが付着していない製品があることがありませんか。
実はこれ、バイオミメティクスなんです。
これはロータス効果と呼ばれ蓮の葉の効果を模倣したものなのです。
蓮は泥の中で育つのにも関わらず蓮の葉はあまり汚れません。
このことからお釈迦さまの教えを象徴しているとさえも言われ、仏教では特別な意味を持つほどです。
話を戻しましょう。
蓮の葉に汚れが付かないのは葉の表面を覆う数マイクロメートルの微小突起に理由があります。
突起は20マイクロメートルほどの間隔で空間配置され、さらにワックス状の物質でコーティングされています。
突起状の物理的効果とワックスの科学的効果の相乗効果により超撥水性とセルフクリーニング機能を獲得しているのです。

もう少し詳しく書くと水をはじく撥水性と、水にぬれる親水性は、その物質のもつ固有の表面エネルギーと表面形状によって決まります。
テフロンのようなフッ素系化合物は表面エネルギーが低く、水との相互作用が低いので高い撥水性を得るのです。

バイオミメティクス入門!!!今だから学ぶ生き物のすごさ

バイオミメティクス00

いきなりですがバイオミメティクスという言葉をご存じですか?
正直に告白しますと筆者も最近までこの言葉の意味を知りませんでした。
バイオって単語があるから生物とかに関係してるのだろうくらいの感じでした。
バイオミメティクスは英語の綴りでbiomimeticsと書きます。
意味合いとしては生物の構造や機能、能力なんかを模倣して、様々な分野、特にモノづくりに応用することを指すことが多いです。
日本語では生物模倣技術なんて訳されることもあります。
生物模倣技術なんて書くと堅苦しい難しい分野だと印象を持ってしまうかもしれませんが、生物のいいところを真似をするというのは昔から行われてきました。
ぱっと出てくるのは鳥を観察して空を飛ぼうとした天才レオナルド・ダ・ヴィンチなんかが有名でイメージしやすいのではないでしょうか。
ほかにも身近なものでは合成繊維のナイロンは蚕が紡ぐ絹糸を真似したものですし、
マジックテープで知られるベルクロ(面状ファスナー)は子供のころによく遊んだひっつきむしことオナモミとい植物の種にヒントを得たものです。
また台所用品や入浴用品で欠かせないスポンジはカイメンという海の生物を真似したものです。
有名どころを幾つか挙げましたが、バイオミメティクスはもっともーっと私たちの身近に潜んでいます。
バイオミメティクスは便利なのは当然のことながら経済効果にも大きな影響を与えますし、自然環境にもきっとよい影響を与えてくれることでしょう。
生物多様性は地球が長い年月の末に様々な環境に適応した結果です。
この生物多様性という自然の図書館のなかから私たちの未来をよりよくする本を見つけていきたいものですね。

木くずの再利用 

木くずの再利用

環境省によると木くずの区分と種類がそれぞれ定められています。
木くずの種類は以下に定められています。

産業廃棄物の木くず
○建設業に係る木くず(工作物の新築、改築または除去に伴って生じたもの)
○木材または木製品の製造業(家具製造業を含む)に係る木くず
○パルプ製造業に係る木くず
○輸入木材の卸売業に係る木くず
○事業活動から生じたPCBが染み込んだ木くず
(PCBとは ポリ塩化ビフェニルという物質です。生体に対する毒性が強い物質です。)

一般廃棄物の木くず
○廃木製パレット
○剪定枝・伐採木
○流木
○木製製品(家具・木箱など)
○その他の木くず(梱包用木材・枕木など)

産廃処理としての木くず
木くずは資源として再利用されるようになっています。
2007年の環境省の調査結果によると68%の木くずが再生利用されています。
なかなか良い結果ではないかと思います。
木くずは建設業、木材、木製品製造業、家具、装備品製造業、パルプ紙、紙加工品製造業などから出る木材片・おがくず・バーク類の廃材です。
木くずは燃料として再利用されるか原料として再利用されるかに分かれています。
燃料としては木くずから糖液をとり出しバイオエタノールを抽出するというものです。
バイオエタノールはバイオマス燃料ともよばれCO2排出の問題をクリアする燃料として評価されています。
燃料としてバイオエタノールが注目されています。
木くずの原料としては製紙原料、ボード原料、堆肥原料、マルチング材の原料として使われます。
木くずからチップに細かく粉砕して、そのチップを加工して木材繊維をとり出し木材パルプにまで加工すると製紙原料になります。木材パルプは製紙原料であり、成分はセルロース繊維です。セルロースは繊維素材として注目されている素材です。
ボード原料としては建設廃材の木くずが積極利用されたりしています。
木くずは燃料としてはバイオエタノールとして、原料としてはセルロースとして活用が期待される注目の素材です。

ヨーグルトについて

ヨーグルトについて

一般的には牛乳と乳酸菌を原料として作られるヨーグルト。
牛乳中の乳糖と乳酸菌で発酵して乳酸ができカゼイン(たんぱく質)とで固まりヨーグルトができます。
ヨーグルトは乳酸菌やビフィズス菌が含まれ胃腸にもよく栄養としては重要なカルシウム源です。
日本人はカルシウム不足ぎみですのでカルシウムを食事でしっかり補うことは大切です。
ヨーグルトは腸内フローラの環境改善のためにも注目の食料です。
そんなヨーグルトについて簡単に調べてみました。

脂肪ゼロのヨーグルト
脱脂乳をもとにして脂肪ゼロヨーグルトが作られます。
どうやって脂肪ゼロのヨーグルトのための乳成分にするのかは謎です。
企業秘密なのかもしれません。
乳糖と乳酸菌が発酵し乳酸ができてカゼイン(たんぱく質)と固まりヨーグルトができるので、脂肪分はヨーグルトの生成に関係していません。
脂肪ゼロのプレーンヨーグルトは成分は脱脂乳と乳酸菌とでできる自然なものではないでしょうか。
ですから安心して採ることができます。

ヨーグルトの製造工程 プレーンヨーグルトは後発酵
「脱脂乳と乳酸菌だけで発酵させます。プレーンヨーグルトは糖や香料など添加物は一切使いません。脱脂乳または生乳、原材料を混合して殺菌後スターター(乳酸菌)を加えた後、容器に充填して容器内で発酵させます。
製造の順序
原材料 脱脂乳または生乳→原料混合・均質化→殺菌(安心して食べることができるようにするために加熱殺菌します)→
後に冷却(発酵温度40~45℃に冷やします)→
原料に乳酸菌(スターターとよびます)を加え混ぜ合わせます。→
雑菌が入らないように容器に乳酸菌と原料の混合物を充填してフタをします。→
製品検査をします。異物がないか分量は正しいか、賞味期限の印字などを確認します。→
発酵 乳酸菌が働いてヨーグルトまでにするには適温とある程度の時間が必要です。
(乳酸菌の活動しやすい40~45℃の温度にします。乳酸菌は65℃・23秒間加熱すると乳酸菌が殺菌されてしまいます。40~45℃の適温にして乳酸菌の乳酸発酵を促します。)→
発酵の適温から保存に適する温度まで冷却します。→
再度検査して冷蔵装備のトラックでお店まで出荷します。」
(明治 ヨーグルト製法より参考)(乳酸菌と温度・適温 wikipediaより引用)