製造業ライターのおりも　みかです。「メーカー生産技術だったママのよもやま話」では、主にプラスチック製品の開発時におけるドタバタエピソードや、子育てをしながら日々接するプラスチック製品に関するあれこれをお届けしています。

私は、プラスチック玩具メーカーで品質を担当していたことがありました。プラスチックの耐熱性について何回かご説明しましたが、今回は耐寒性についても私の経験をお話いたします。 

カンタンなはずだったアイスキャンデー型 

私が担当していたクッキングトイ（お菓子などを作るおもちゃ）の中には、アイスキャンデーを作るおもちゃもありました。 

アイスキャンデーは子どもも大好き！　熱を使わず、市販品のジュースを凍らせるだけでできるので、クッキングトイとしては定番です。100円ショップにもアイスキャンデーを作るためのプラスチック容器が販売されています。 

ただ容器にジュースを入れて凍らせるだけでは、おもちゃの必要条件である「遊び」の要素がありません。そこで、クッキー用のスタンプを応用してアイスにキャラクターの顔の模様が付けられるような工夫をしました。 

それがトラブルの元だったのです。 

もともと容器もスタンプもPP（ポリプロピレン）製を想定していました。台所用品やクッキングトイで最もよく使用される樹脂はPPです。 

アイスキャンデーを作る際には、容器にスタンプをセットしてジュースを注ぎ、それを冷凍庫で凍らせます。アイスが凍ったらスタンプを外せば、キャラクターの模様がついたアイスキャンデーができているというわけですね。 

こんな感じで、仕様は簡単です。さあ、検証してみましょう！

問題その① キャラクターの模様が全く見えない。 

クッキーであれば焼くことでそれなりに見えていた模様が、透明なアイスではほとんど見えないのです。幼児用キャラクターなので、キャラ１体１体はそれほど複雑ではないのですが、なぜかその時のデザインは複数キャラクターが描かれているもの。 

そこでスタンプの溝を深くして、少しでも模様が見えやすくするように修正しました。 

問題その② スタンプが外しにくい。 

スタンプと言っても持ち手が非常に小さいため、凍ったアイスにがっちりくっついたスタンプを外すのはとても難しい。 

しかもアイスですから凍ってます。当然のように冷たい。そしてジュースが溶けてきて手がべたべたになる。これは子どもでは絶対に外せない。取り扱い説明書に注意書きが一つ足される瞬間です。 

もう少し持ちやすくなるよう、持ち手も修正しました。 

問題その③ 割れる。 

これは最大の問題です。ジュースを入れて凍らせたPP容器を落下試験にかけると、いとも簡単に割れてしまうのです。 

もちろん、常温下で行った落下試験では何の問題もありません。しかし重さが足されたこと、そして凍らせたことで、プラスチックは非常にもろくなってしまうのです。 

プラスチックの耐寒性 

プラスチックには脆化温度というものがあります。これが通常、プラスチックの耐寒性の指標として使用されます。 PPの脆化温度は－10度～－35度ほどです。 

家庭用冷凍庫の温度は通常－５度ほどですので、数値だけ見ればそれほど問題ないように見えます。しかし、実際に容器にジュースを入れて凍らせてみると割れてしまったのです。 

PP自体は、強度の高いプラスチックです。 丈夫なのですが、なんせ硬いいため、割れるとその破面が鋭利になります。おもちゃの場合は壊れたときでさえ、シャープエッジやシャープポイントが発生することは安全基準上NGです。 

容器だけではありません。溝を深くし、持ち手を伸ばしたスタンプさえも、凍らせると簡単に折れてしまうことが分かりました。 

事前に検証した内容が全部裏目に出てる～～っ！！ 

……ということで、材料選定は1からやり直しになりました。 

PPからPEに変更 

割れやすい部分を厚くしたり、角にRを付けたりもしましたが、やはりPPでは割れてしまったため、ジュースを入れる容器はPE(ポリエチレン)に変更されました。 

PPとPEはよく似た樹脂材料ですが、PEの方が柔らかく伸びがあります。 

そのため破損しても、白っぽく曲がって変形してしまうことはあっても、パキッと割れてしまうことは少ないのです。また脆化温度もPEの方が－140度と優れているため、透明度が少し落ちるものの安全をとってPEに。 

※この透明度で営業とひと悶着あった件についてはお察しください……（筆者）

そしてスタンプは外す際により柔らかいほうが外しやすいということで、TPE（エラストマー）製に変更……したかったのですが、価格との兼ね合いでこちらもPEに。 割れやすい溝に補強を入れ、持ち手も太く変更されました。 

プラスチックは冷えると弱くなる 

カレーを入れて冷凍していたタッパー。カレーが外れないので軽くテーブルに落としてみたらタッパーが割れた経験はありませんでしょうか。私はあります。 

プラスチック製容器は意外にも冷たい方にも弱いのです。皆さまどうぞお気をつけください。