E-mail: sawada@cc.osaka-kyoiku.ac.jp 〒543-0054 大阪市天王寺区南河堀町4−88 大阪教育大学天王寺キャンパス
プラスチック製品は,いまのわれわれの日常生活に不可欠な存在である。 反面,ある種のプラスチック製品が有害な物質を使用・廃棄時に溶出また は発生し,動物の生殖作用に重大な影響を与える可能性をもつと指摘され, 大きな社会問題となっている。しかし,消費者である高校生・大学生の大 半は,プラスチックの種類・性質および製品(原料を含む)の作り方など の基礎的な知識を十分に学んでいないと,高校化学の履修内容から判断で きる。一方,近年,高校・大学の情報教育が盛んになり,インターネット にアクセスできる高校生・大学生が急増している。そこで,高校生・大学 生を対象とした,プラスチックの基礎的な知識を解説したインターネット 版の化学読本『プラスチック物語』(改訂版)(URL=〔http://www.osaka- kyoiku.ac.jp/~sawada/plastic/plastic.html〕)を制作した。
I はじめに 最近の高校生や大学生は,コンビニやスーパーで食料品などの日常品の買い 物をよくしている。このとき,手渡されるレジ袋や容器・包装品などのほとん どがプラスチック製品である。今日のプラスチック隆盛社会は,第二次世界大 戦を境に,さまざまなプラスチックが豊富な石油からつぎつぎと発明され,天 然物に代わる日用品として使われたことに始まる。いまや天然物にない特性・ 機能性をもつプラスチックも発明され,電化製品などの器械部品をはじめ意外 な分野にまでプラスチックの用途が広がり,もはやプラスチックなしの生活が われわれには不可能となっている。 安定で分解しにくいプラスチックの便利さの反面,その廃棄処理が大きな問 題になる。プラスチック消費量が年々増えつづけ,都市におけるゴミ処理を困 難にしている。炭素と水素が構成元素であるプラスチックは,ゴミ焼却時に大 量の熱を発生し,焼却炉の耐用年数を短くさせる。また,あるプラスチックは, すすを大量に出したり,有毒ガスを発生したりと,大きな環境問題にもなって いる[1]。さらに,プラスチック製の食器や容器の中に,生殖作用に影響を与 える化学物質(内分泌かく乱化学物質)いわゆる環境ホルモンを溶出するもの があるとマスコミが大きく報じ[2],多くの市町村がプラスチック製食器の学 校給食への使用を停止する[3]など,プラスチック製品に対する一般消費者の 不安が高まっている。 日用品に使われるプラスチックの基礎的知識を学習できる教科として,「化 学IA」「化学IB」と「化学II」がある。プラスチックに関する各々の教科内 容は,学習指導要領[4]でつぎのように定められている。普通科で履修される ことが多い「化学IB」では,「反応及び構造に関連して該当する箇所で,ポ リエチレン,ポリ塩化ビニル,ポリエステル,ナイロンに触れること」とある。 理科系志望の学生が「化学IB」と併せて学習する「化学II」では,「合成高分 子化合物の項で,代表的な合成高分子化合物を扱い,構造と用途との関係にも 触れること」とある。「化学II」の各教科書[5]には程度の差はあるが,熱可塑 性樹脂(ポリエチレン,ポリプロピレン,ポリスチレン,ポリ塩化ビニル,メ タクリル樹脂など)と熱硬化性樹脂(フェノール樹脂,尿素樹脂,メラミン樹 脂など)についての,一般的な製法や構造・特徴・用途が記載されている。一 方,普通科以外で履修されることが多い「化学IA」では,「日常生活の化学・ 身近な材料・化学の応用と人間生活の3項目から,生徒の興味・関心に応じて 複数の項目を選択させる」とあるが,「身近な材料の項目でプラスチックの成 分の違い・特徴・用途を中心に取り扱い,かつ燃焼に関わる安全性にも触れる こと」とある。したがって,よく日常に使われるプラスチックの基礎的知識は, 「化学IA」の履修,または「化学IB」「化学II」の2教科を併せての履修で は十分に学習できるが,「化学IB」のみの履修ではあまり学習できないと考 えられる。 2002年度から始まる完全学校週五日制に合わせ,教育課程基準の改善を 審議してきた教育課程審議会の答申[6a]に基づき,学習内容を3割減らした小 中学校の学習指導要領案[7]が発表されている。同答申では,科目「化学」を つぎのように改訂すべきと述べている。現行の「化学IA」と「総合理科」の 内容の一部を統合し,それらを「科学技術と人間とのかかわり」「生物とそれ を取り巻く環境」の2分野に分け,それぞれの分野を「理科総合A」「理科総 合B」という新設科目で学習させる。一方,「化学IB」と「化学II」の内容 は,より基本的な部分とより発展的な部分に二分し,それぞれを「化学I」「 化学II」と改めた科目で,観察・実験や探求活動(課題研究)などを行いつつ 学習させる。各科目の詳細な内容は,新学習指導要領案の発表(平成11年2 月予定)を待たねばならないが,「新授業時数の8割程度の時数で標準的に指 導できる」教育内容に厳選すると述べている[6b]。 化学などの教科内容が削減される一方,情報化社会の進展に対応した情報通 信ネットワークを介した情報の収集・発信・処理などを会得させるため,中学 校・高等学校に情報科目が新設・必修化される[6]。ところで,ハードウェア やインターネット接続などの整備状況に,現在都道府県による大きな格差[8] がある。ハードウェアなどの整備は,財政上の問題もあるが早期に実現され, 答申[6]に即した情報教育を実現する上での大きな問題とはならない。むしろ, 教育用ソフトウェアの開発と整備が大きな問題である。「インターネットと教 育」に記載されたホームページ開設校 2783校(高校 1015,中学校 783,小学 校 876,特殊学校 109)のページ管理者に対して,電子メールによるアンケ ート調査「インターネットの教育利用の現状に関する調査(平成10年1月) 」[9]が行われている。その結果,教育に直接役立つ教育実践事例報告やソフ トウェア(図鑑・教科書・年鑑など)を学校現場は必要としている。同様の要 望や不満は,「100校プロジェクト」「こねっと・プラン」の各参加校を含 むホームページ発信校 1059に対するアンケート調査(平成8年度文部省委託 事業)[10]の結果でも得られている。 WWW情報の中から,プラスチック関連情報をキーワード「プラスチック」で 検索すると,314件の情報が図1の分野に見つけられる(Yahoo! JAPANを利用)。 ただし,大半がプラスチック関係企業の発する企業情報であり,教育に利用で きる情報は僅少である[11]。一方,プラスチックに関する書物は,プラスチッ ク製品・材料の存在がわれわれの生活に身近かつ重要であることを反映し,多 数刊行されている(表1)[12]。プラスチック製品の開発・製造または加工法 などの専門書や辞書・ハンドブック類が大半を占めているが,一般読者を対象 とした啓蒙書も比較的多い。しかし,「近年,若者は本を読まず,書店は増え つづける新刊本の数に対応できず,多くの本を店内に置くことなく返品する状 況にある」とマスコミは報じており[13],これらのプラスチック入門書の多く は若者にとり遠き存在であるとも考えられる。反面,若者は新しいメディアで あるインターネットに大きな興味を抱いており,若者にとっては活字本よりも マルチメディアに対応した電子版解説書の方が近き存在になりうると思われる。
| 表1 1980年1月から1998年12月25日の間に 刊行されたプラスチック関係本の分類[12] | ||
| 分 類 | 冊数 | |
| データ集・ハンドブック・辞典類 | 67 | |
| 技術専門書 | 78 | |
| 入門書 | 24 | |
| 環境・リサイクル関係書 | 11 | |
| その他 | 造形関係 | 4 |
| 文学関係 | 6 | |
| 総 数 | 190 | |
そこで,インターネットの利用機会が多い大学生・高校生に対して,プラス チックに関する幅広い知識を正しく理解させる目的で,日用品に使われている プラスチック製品やその材料の製法・用途と種類・性質,それに社会に及ぼす 影響や見分け方,プラスチック誕生の歴史・背景などを解説した,ハイパーテ キストで記述した化学教材「プラスチック物語」を制作した[14]。本読物は, 文字情報を主体した前作を,記述内容の部分的な変更・加筆を行い,かつ画像 データを数多く取り入れるなどして,より一層読みやすい形のマルチメディア 化に対応した化学教材に改訂したものである。 II 物語の構成 本物語は,身の回りの多方面に利用されているプラスチックの用途・種類や 特徴などを概説したトップページとこれにリンクした大きな6つのページと物 語制作に参照した資料一覧のページ(bunken.html)に大きく分けることができ る(図2)。6つの大きなページは,プラスチックの用途・誕生と発展の歴史 ・種類・性質およびプラスチック材料と製品の作り方などを,それぞれ詳しく 解説したページである。ただし,トップページと6つの大きなページには,ペ ージ内のキーワードとリンクした小さなページも含んでいる。さらに,小さな ページの中には,複数の他の大小のページとリンクしたものもある。以下に, トップページと6つの大きなページのそれぞれの内容と構成を示す。 a) トップページ(plastic.html) 本ページは,『われわれの身の回りには,金属,陶磁器,木や紙のいずれに も属さない材料からできているものがたくさん見つけられる。たとえば,「ス ーパーのレジ袋やゴミ袋,食品などの包装フィルムのような薄く,軽くて … 』 の書き出しで,プラスチック製品の多様な用途・特徴やプラスチックの原料・ 種類などを概説したページであり,「暮らしとプラスチック」「プラスチック, これまでの歩み」「プラスチックの種類」「プラスチックの性質」「プラスチ ック材料はどのように生成する」および「プラスチック製品の作り方」という 大きなページとリンクしている。さらに,「有機高分子化合物」(genso.html) 「ほとんどが石油を原料にしている」(sekiyu.html)「フェノール樹脂」(bake lite.html)という小さなページと天然樹脂・合成樹脂・熱硬化性樹脂・熱可塑 性樹脂というキーワードを含んでいる。 b) 暮らしとプラスチック(kurasi.html) 増えつづけるプラスチック製品は,廃棄物処理や地球資源の観点から社会問 題の原因になりつつある。特に,プラスチックと内分泌かく乱化学物質(いわ ゆる環境ホルモン)の関係は,マスコミが大きく伝える通りである。一方,高 校生・大学生を含む一般消費者は,『どのようなプラスチックがどこに使われ, どのプラスチックが話題のプラスチックであるか。』という理解に不足してい るようである。 そこで,本ページでは,「プラスチックの使い道」「覚えておくとよいプラ スチックの名前」「プラスチックは安全ですか?」「プラスチックの見分け方」 (bunbetu.html)と「ゴミとプラスチック」(recycle.html)の5項目に分けて, プラスチックと日常生活との関係を解説している。 「プラスチックの使い道」では,われわれの生活にいまや不可欠であるプラ スチックの多岐な用途や用途別のプラスチック消費量などを示している。 「覚えておくとよいプラスチックの名前」では,われわれの身の回りに比較 的よく見かける8種類のプラスチックの名前と主な用途を示している。 「プラスチックは安全ですか?」では,日用品の包装・容器などに使われる プラスチックの安全性を保証するマークとその規格を示し,厚生省が定める規 格「合成樹脂製の器具又は容器包装の規格」(anzen.html)も示している。 「プラスチックの見分け方」では,プラスチック製品に使われるプラスチッ クの大まかな見分け方(マーク,品質表示,用途と実験・観察などによる見分 け方)をたくさんの写真を提示しながら解説をしている。 「ゴミとプラスチック」では,大きな社会問題の一因であるプラスチックの 消費量と廃棄物に関する話題(消費の経緯や量変化,リサイクルを含めた処理 法など)を説明している。「ゴミとプラスチック」のキーワードとリンクペー ジは,つぎの通りである。 「石油化学工業」(sekiyu.html) 「プラスチック製の容器・包装ゴミの比率」(funahasi.html) 「構成原子」(genso.html) 「リサイクルの成功例」(success.html) 「リサイクルの問題点」(failure.html) c) プラスチック,これまでの歩み(tanjyou.html) プラスチックの歴史には,2つの歴史がある。一つは,原料の天然高分子か らやや偶然的に発明されたエボナイト・セルロイドなどの半合成品に始まり, 高分子化合物の理論に基づき低分子化合物から合成されたナイロンなどの合成 に至る『発明の歴史』である。もう一つは,天然高分子の代替品として日用品 に広く利用されたプラスチックから,耐熱性や耐久性にすぐれ,自動車から航 空機にまでを含むさまざまな器械構造材に使われるプラスチック,電気伝導性 ・発光性などの物理的変化や各種の化学反応性などの特別な機能をもつプラス チックの誕生とそれらの機能を活用したプラスチックに至る『進歩の歴史』で ある。本ページでは,このプラスチックの2つの歴史を,つぎのキーワードと リンクページで解説している。 「歴史年表」(timetab.html) 「エボナイト」(ebonite.html) 「フェノール樹脂」(bakelite.html) 「プラスチックの黎明期」(haikei.html) キーワード「廃液(コールタール)」で,「coaltar.html」とリンク している。 「ニトロセルロース」(nitro.html) 「カロザース」(carothers.html) キーワード「商品化の前年に41才の若さで自殺した」で,「100mans 20st.html」とリンクしている。 「おもに軍需用として使われた」(natural.html) 「コールタール」(coaltar.html) 「石油が石炭に代わる新たなプラスチックの原料」(sekiyu.html) 「生医学材料の分野」(dream.html) d) プラスチックの種類(syurui.html) 今日までに開発されたプラスチックの種類は90を越すが,その大半は合成 高分子化合物である。合成高分子は,結晶性・弾性や軟化温度などの物性の違 いから,合成繊維・合成ゴムと合成樹脂とに分けられる。この合成樹脂と同義 に使われるプラスチックは,分子構造や成形加工法の違いから熱可塑性樹脂と 熱硬化性樹脂に,または用途・価格や耐熱温度の違いから汎用プラスチック, 機能性プラスチックと新機能性プラスチックに分類される。本ページでは,こ れらのプラスチックの分類に関する事柄について解説している。キーワードと して,つぎのものがある。 「有機高分子化合物」「天然樹脂」「合成樹脂」 「分子構造や成形加工法による分類」 「耐熱温度,用途および価格などによる分類」 「プラスチックアロイ」「熱可塑性樹脂」 「熱硬化性樹脂」「5大汎用エンプラ」 e) プラスチックの性質(seisitu.html) プラスチックは,電気絶縁性・光沢性・耐腐食性にすぐれた丈夫で軽量な特 徴をもち,さらに製品化時に着色と加工を自由にできる特長がある。しかし, プラスチックの性質は,プラスチックの種類(熱可塑性樹脂・熱硬化性樹脂) やプラスチック構成分子の性質(分子量・分子構造・原子団の種類など)によ って大きく変わる。 本ページでは,プラスチックと金属・セラミックの性質の比較表,主なプラ スチックの機械的性質(kikai.html)・電気的性質(denki.html)と化学的な性質 の比較表などを示しつつ,プラスチックの性質を変える諸因子について解説し ている。キーワードとリンクページは,つぎの通りである。 「材質の改良(プラスチックの改質)」「プラスチックの種類」 「原子団の種類」「分子量(重合度)」「枝分かれ構造があるか否か」 「分子量(重合度)が大きいほど」「ポリマーと溶媒分子のδ値」 「各種プラスチックの溶解性一覧」(youkai.html) f) プラスチック材料はどのように生成する(gousei.html) プラスチックは,不飽和結合や複数個の反応性の高い原子団をもつ,数百個 から二千個の低分子化合物を付加重合や重縮合または重付加反応で合成される 高分子化合物である。本ページでは,具体的な反応例を示して高分子化合物の 合成方法を解説している。ページ内のキーワードは,付加重合・重縮合・重付 加である。 g) プラスチック製品の作り方(tukuru.html) プラスチック製品は,加熱して,溶融もしくは重合させたプラスチック原料 を,製品の型に入れ,のち冷却して作られている。鋳造品や陶磁器の一部製造 を除き,プラスチック製品の作り方は他材料にない特徴的な製法である。もう 一つ,プラスチック製品の作り方には,プラスチックの性能を用途に合わせた 化学的または物理的な処理を行うという,他材料にないもう一つの特徴的な方 法がある。 本ページでは,大きく2つのページ,「プラスチックの成形」(seikei.html) と「プラスチックの改質」(kaisitu.html)に分けて,プラスチック製品の作り 方を解説している。「プラスチックの成形」では,プラスチックの種類・性質 や製品によって使い分けられる成形法を解説している。代表的な成形法(圧縮 ・射出・押し出し・カレンダー・吹き込み・真空・積層の各法)については, 図解もしている。一方,「プラスチックの改質」では,化学的な改質と物理的 な改質に分けて,改質方法を解説している。なお,添加剤による改質法とポリ マーアロイによる改質法については,表を使い詳しく説明している。 III おわりに プラスチックは,いまの日常生活に欠くことのできない存在である。また, インターネットは,刊行物よりも早く・広く情報を伝えることができる,善し き・悪しきの両面をもつ手段である。そこで,インターネットの利用機会にめ ぐまれている大学生・高校生を対象に,プラスチックに関する幅広い知識を正 しく理解させる目的で,インターネット版のプラスチック全書的な化学読み物 である『プラスチック物語』(改訂版)を制作した。 本読本は,文字情報を主体とした前作に,記述内容の部分的な変更を加え, かつ数多くの画像データを取り入れて,より読みやすい形に改訂したものであ る。化学的な情報(知識)は,受け手が単に一方的に受け取っただけでは十分 に理解できない面をもっている。そのため,受け手ができるような,身の回り によく使われるプラスチックについて,その性質の確認や分別などの実験も本 書に含めたが,実験項目が少なく,説明画像も結果のスナップなどに偏ってい る。読者が他の助言を受けずに自習するためには,本書の内容はまだ不十分で あり,改訂すべき点が多々あると思うが,プラスチックを理解させるには十分 な助けになり得ると考えている。
参照文献
| [1] | a) プラスチックリサイクル研究会編,プラスチックのリサイクル 100の知識,p.36,東京書籍,1997 |
| b) 経済企画庁国民生活局公開資料,「知恵のある豊かさを(省資源・省エネルギー・リサイクル推進データブック)[平成8年3月],http://www1.meshnet.or.jp/aep_home/epa/dbook96/databook96.html | |
| c) 朝日新聞(大阪版夕刊),「見えない汚染化学物質(2) ごみ焼却炉」,1998.12.1 | |
| d) 朝日新聞(大阪版夕刊),「見えない汚染化学物質(4) 対立」,1998.12.3 | |
| [2] | a) 朝日新聞(大阪版朝刊),「一からわかる 環境ホルモン」(主張・解説),1998.6.1 |
| b) 朝日新聞(大阪版夕刊),「環境ホルモン含有 調査」,1998.7.2 | |
| c) 朝日新聞(大阪版朝刊),「男性の生殖能力調査 日本でも開始」(主張・解説),1998.12.12 | |
| [3] | 文部省ニュース,「学校給食におけるポリカーボネート製食器の使用状況について[平成10年5月現在],http://www.monbu.go.jp/news/00000275/ |
| [4] | 文部省,高等学校学習指導要領,平成元年3月 |
| [5] | 文部省,高等学校用 教科書目録(平成10年度使用),平成9年4月 |
| [6] | a) 文部省(進む教育改革),幼稚園・小学校・中学校・高等学校・盲学校・聾学校及び養護学校の教育課程の基準の改善について(教育課程の改善のポイント)[平成10年7月29日 教育課程審議会], http://www.monbu.go.jp/series/00000044/ |
| b) 文部省(進む教育改革),幼稚園・小学校・中学校・高等学校・盲学校・聾学校及び養護学校の教育課程の基準の改善について(教育課程の改善のポイント)[平成10年7月29日 教育課程審議会], http://www.monbu.go.jp/series/00000044/ | |
| [7] | 文部省(文部省ニュース),幼稚園教育要領・小学校学習指導要領及び中学校学習指導要領,http://www.monbu.go.jp/news/00000298/index.html |
| [8] | 文部省(特集),学校における情報教育の実態等に関する調査結果[平成9年度],http://www.monbu.go.jp/special/media/00000017/ |
| [9] | 越桐國雄著,インターネットの教育利用の現状 '98.1,http://www.osaka-kyoiku.ac.jp/educ/enq98/enq98a.html |
| [10] | 社団法人 日本教育工学振興会,教育用情報通信ネットワーク(インターネット)利用の現状と課題[平成8年度文部省委託事業],http://www.japet.or.jp/jnews/inbdoc.htm |
| [11] | a) Plascom(工業調査会),http://www.enncorp.co.jp/plascom/ |
| b) プラスチック百科事典(積水化学工業),http://www.sekisui.co.jp/rd/plastic/index.html | |
| [12] | (株)TRC図書館流通センター,TRC WWW BOOK SEARCH Ver.3.1,http://www.trc.co.jp/trc-japa/index.asp |
| [13] | 朝日新聞(大阪版朝刊),「本の逆襲が始まった」(社説),1998.10.27 |
| [14] | a) 澤田和弘著,大阪教育大学理科教育研究年報,21,p.27,1997 |
| b) http://satsuki.ex.osaka-kyoiku.ac.jp/~sawada/plastic/plastic.html |
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