カテゴリー「身近なもののしくみ」の44件の記事

2013年12月23日 (月)

アワビの煮貝

アワビの煮貝(鮑の煮貝)を頂きました。

鮑の煮貝というと山梨県の名産品です。もちろん、山梨県は海に面していないので、アワビは採れません。鮑の煮貝のアワビは駿河湾産だったそうです。

駿河湾で採れたアワビを醤油漬にしたものが、駿河国から甲斐国までの運搬中に、アワビに醤油がほど良く染みこんで、逸品となったことから、甲斐国の名産となったようです。

このアワビの煮貝は東北産のアワビですから、「鮑の煮貝」

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こちらは三陸産のアワビのステーキです。

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ところで、アワビは貝殻は1枚しかありませんが、これはアワビが巻き貝だからです。

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2013年12月21日 (土)

複合材料とは 目的によって作り出される材料

 複合材料は2種類以上の材料を組み合わせたもので、元の材料よりもすぐれた特性をもっています。複合材料に使う材料は、その目的や用途によって選ぶことができます。

 複合材料は材料の中心となる素材によって分類され、プラスチックが母材になっているもの、金属が母材となってるもの、セラミックスが母材となっているものがあります。

 たとえば、鉄筋コンクリートはセメント、砂、砂利を混ぜ合わせたコンクリートに、鉄の細い棒を埋め込んだ複合材料です。鉄筋コンクリートは、次の図のように、圧縮に強く、引っ張りに弱いコンクリート材料に、引っ張りに強い鉄の棒を埋め込むことによって、全体としてコンクリートの強度を高めています。

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 プラスチックを母材とする複合材料の代表は、繊維強化プラスチックです。繊維強化プラスチックは、ガラス繊維や炭素繊維とプラスチックを組み合わせた複合材料です。プラスチックが繊維で強化されていることから、繊維強化プラスチックはFRP(Fiber Reinforced Plastics)と呼ばれます。ガラス繊維強化プラスチックはGFRP(Glass Fiber Reinforced Plastics)、炭素繊維強化プラスチックはCFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics)と略されます。

 FRPは軽量で強度が高く、弾性が高い、耐衝撃性・耐熱性・耐水性・耐薬品性・電気絶縁性にすぐれているなどの特性から、いろいろな用途に使われています。

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 複合材料はさまざまな材料を組み合わせてつくるため、目的や用途に合わせた特性をもつ製品をつくりだすことができます。目的や用途に応じて柔軟な設計が可能な目的指向型の材料といえるでしょう。

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2013年12月18日 (水)

プロパンガスと都市ガスの違い

家庭で使うガスには「都市ガス」と「プロパンガス」があります。この2つのガスは成分がまったく異なり、同じものではありません。違いを知らずに利用すると、事故が発生する可能性もありますので注意が必要です。

■プロパンガス

プロパンガスは、油田や天然ガス田または石油製などの処理の過程で生じる副生ガスから作られてもので、正式な名称は石油ガスです。圧力をかけて液体にしたものは、液化石油ガス(LPG)と呼ばれます。プロパンガスの主成分はプロパンとブタンです。

現在、プロパンガスの消費量は都市ガスより多く、ガスの需要の半数以上となっています。

■都市ガス

一方の都市ガスは地層中に存在するガスを採掘して取り出したもので、正式な名称は天然ガスです。圧力をかけて液体にしたものは、液化天然ガス(LNG)と呼ばれます。天然ガスの主成分はメタンです。

都市ガスはガス会社がガス管を使って供給するガスの総称です。1970年代は石炭を原料として作られる石炭ガスやナフサやブタンなどを改質したガスが使われました。当時の都市ガスには一酸化炭素が含まれていたため、ガス漏れによる死亡事故が発生する場合がありました。現在は、熱量調整のために、天然ガスに液化石油ガスを混合した13A規格のものが主流となっています。この規格は14種類あり、地域によっては、13A規格と異なる都市ガスが使われている場合もあります。なお、一酸化炭素は含まれていません。

■ガスコンロは共通ではない

 家庭で使われているガスにはプロパンガスと都市ガスがあります。また、ひとくちに都市ガスと言っても様々な種類があります。そのため、引っ越しをしたときには、使っていたガスコンロが使えなくなる場合があります。誤ったガスコンロを使うと不完全燃焼による一酸化炭素中毒や、火災などの事故が起こる場合もあります。必ずガスの種類を確認するように注意しましょう。

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2013年12月 9日 (月)

繊維の分類 天然繊維と化学繊維

 繊維にはいろいろな種類がありますが、大きく分けると天然繊維化学繊維があります。 

 天然繊維には、麻や綿花などの植物から得られるセルロースを主成分とした植物繊維、羊や蚕などの動物から得られるタンパク質を主成分とした動物繊維などがあります。また、石綿やガラスなど鉱物由来の鉱物繊維があります。

 化学繊維は化学的処理でつくられる繊維で、天然高分子を化学薬 品で処理し、溶解したあとに繊維にする再生繊維、天然高分子と化学薬品を化学反応させてつくる半合成繊維、おもに石油を原料とする合成高分子からつくられる合成繊維などがあります。

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2013年11月30日 (土)

ツナとシーチキンの違い

 「ツナ」(tuna)は英語でマグロのことで、マグロの身を油に漬けるなどして缶詰にしたものを「ツナ缶」などと呼びます。

 「シーチキン」の缶詰というものがありますが、シーチキンもマグロです。ですから、ツナ缶もシーチキンの缶詰も同じものです。

 実は「シーチキン」は、水産加工品製造販売の「はごろもフーズ」の登録商標です。ツナ缶の味が鶏肉のささみに似ていることから、海の鶏肉を意味するシーチキンと名付けたそうです。

ですから、はごろもフーズの製品は「シーチキン」、他の会社の製品はすべて「ツナ缶」と表記されています。ちなみに、「シーチキンマイルド」はカツオを使用したものだそうです。

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2013年7月30日 (火)

合成洗剤のソフト化とは ABSからLASへ

 昭和30年代に入り電気洗濯機が普及し始めると、合成洗剤の需要が急激に伸び始めました。この頃、合成洗剤は高級アルコール系洗剤が主流でしたが、石油系合成洗剤のABS(側鎖アルキルベンゼンスルホン酸塩)の性能が認められるようになると、ABSが合成洗剤の主流になりました。

 また、この頃から台所用洗剤など洗濯以外の目的に使われる合成洗剤が登場したこともあって、合成洗剤の消費量はさらに増加しました。ABSは洗浄力が高く、泡立ちが良いことが消費者の好みに合致したこともあって、合成洗剤として不動の地位を占めました。

 ところが、この消費者にとって大人気のABSの消費量の増大は、皮肉にも消費者の生活を脅かす環境問題を引き起こすことになりました。昭和35/36年頃から、河川での洗剤の発泡が目立つようになり、時間が経過しても泡が消えないということが社会問題となりました。

 当時は家庭排水を直接河川などへ流す場合が多く、ABSが排水中に泡だって長時間滞留し河川や湖沼の水質汚濁や地下水の汚染問題を引き起こしたのです。また活性汚泥法といって微生物の力を借りて排水処理を行う下水処理設備をもってしても対処できないことが分かりました。

 この問題はアメリカを始めとする先進諸国でも発生し、その原因究明が行われました。調査の結果、アルキル基が枝分かれした構造をもつABSが化学的にも生物学的にも極めて安定な物質であり、分解しにくい物質であることが分かりました。すなわち、ABSが排水中で分解されることなく河川などに長時間滞留してしまうことや、下水処理場で微生物による分解ができないことの原因が明らかになったのです。

 ABSが環境問題を引き起こすことが分かると、ABSに替わる合成洗剤の開発が進められました。その結果、アルキル基が枝分かれしていないLAS(直鎖アルキルベンゼンスルホン酸塩)が合成洗剤として使われるようになりました。LASは生分解性が良く、下水処理場での微生物による分解ができる合成洗剤としてABSに置き換えられました。

 この生分解性の良い合成洗剤をソフト型、ABSのように生分解性の悪い合成洗剤をハード型と呼び、ハード型の合成洗剤からソフト型の合成洗剤に転換していくことを、合成洗剤のソフト化と言います。日本では昭和四十年頃から合成洗剤のソフト化が進められ、その数年後にはほとんどの合成洗剤がソフト型になりました。現在はJISの規定から生分解性の良い合成洗剤しか使うことができずABSは使用されていません。LASよりもさらに生分解性の良い合成洗剤も使われています。

 さて、合成洗剤のソフト化により環境汚染の問題が解決できたと言えるでしょうか。ソフト型洗剤は生分解性が高いのは事実ですが、その分解には下水処理場での微生物分解が必要です。従って排水を直接河川に流している場合には、ソフト型合成洗剤でも環境問題を引き起こします。

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2013年7月 3日 (水)

合成洗剤は手あれの原因になるのか?

 合成洗剤が普及し始めた昭和30年頃から、手あれになる女性の数が増えました。男性の数はそれほど変わらないのに、女性の数だけが増えたのです。この傾向は合成洗剤の影響によるものと考えられました。当時、家庭の炊事や洗濯などの水仕事は主に女性が行う仕事であったため、女性だけの症例が増えたというのがその裏づけにもなったわけです。以来、合成洗剤が手あれの原因になるという指摘が多く見られるようになりました。

 合成洗剤は本当に手あれの原因になるのでしょうか?一般的な感覚として、石けんは問題ないが合成洗剤では手あれになりやすいと考えている人もいると思います。しかし、実際には石けんも合成洗剤も手あれの原因となります。

 健康な皮膚は皮膚表面の皮脂腺から分泌される脂質と汗腺から出る汗が混ざりあってできた皮脂膜で覆われています。皮脂膜は言わば天然の保護クリームのようなもので皮膚を外界から守る働きをしています。

 石けんや合成洗剤は脱水作用、角質変性作用、洗浄作用を持っていますが、これらの作用が皮脂膜に影響を及ぼします。

 脱水作用は皮膚表面の角質を乾燥させ肌荒れを起こす原因となります。

 角質変性作用は皮膚のたんぱく質の角質を変化させます。その結果、皮膚表面の酸性が失われ皮膚の抵抗力が低下します。抵抗力が低下すると皮膚表面で微生物や細菌などが繁殖することになり皮膚炎を起こす原因となります。

 洗浄作用は皮膚表面の脂肪を取り除いてしまいます。脂肪が取り除かれると、外界の有害な物質や病原体などに皮膚表面が何らの防御もなくさらされることになり、皮膚炎を起こす原因となります。

 以上のような状態になると、様々な原因による皮膚炎が起こる可能性が出てきます。石けんや合成洗剤そのもので皮膚炎が起きなくても、別の物質で皮膚炎が起きてしまう状況になりやすくもなるわけです。

 これらの石けんや合成洗剤の作用は個人差があります。手あれになりやすい人は石けんや合成洗剤を使わなくても、お湯だけで手あれになる場合もあります。また石けんや合成洗剤の種類や使用時間によっても差が出てきます。例えば、綺麗好きな人の中には、手や体を何度も洗う人がいますが、洗いすぎると上述の作用でせっかくの自然の皮膚の防御機能が失われ肌荒れや皮膚炎の原因となりますので注意が必要です。

 合成洗剤と皮膚疾患の関係については皮膚疾患の種類によって色々と議論が分かれ簡単に結論を出すことができないのが実情です。それは皮膚疾患が単に合成洗剤が原因物質となって生じるのではなく、体質や使用環境など様々な原因が重なって生じてくるからです。

 合成洗剤が手あれの原因になるの?という質問対して、ここでは総合的に考えてイエスと答えておきましょう。しかし、同時に合成洗剤そのものが手あれの原因物質になるとは言えない面があるという認識を持つことも重要です。合成洗剤だから絶対に手あれになると短絡的に考えるのは正しい判断とは言えません。そして、これは石けんも同じことです。

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2012年6月 7日 (木)

ワニ退治に成功 剥がれた靴底をとりあえず簡単に直す方法

 今朝、道を歩いていて2回ほどつまずいたのですが、変だなと思ったら靴底がつま先から5センチメートルほど剥がれていました。2回目でつまづいたときに、大きく剥がれた感じです。

 なんということでしょう。靴がワニ叩きのワニのようになりました。んが~。

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 安い靴なので、今日だけでも何とかならんかなと思って、ゴム用の接着剤を探したところありました。合成ゴム・金属・皮用のセメダインです。

だいたい、こういうセメダインは平らな面を接着するものなので、速乾とはいえ靴底がしっかりつくとは思えません。乾くまでどうするのかな、ずっと手で押さえてないといけないかなと思いつつ、剥がれた部分に接着剤を塗り、ワニの口を閉じて、しばらく固定。

ずいぶん長い時間押さえていたのですが、手を離してみると、固定の甲斐もむなしく、またワニになってしまうのです。んが~。

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手はセメダインでベタベタ。ティッシュで手をふいたら、ティッシュが手にベタっとくっついてしまって大変な状況に。なかなか取れない。

あれっ?と、そこで思いついたのですが、

剥がれた靴底と靴の底の両面にセメダインを塗り、さらにセメダインでべとべとにした小さく切り刻んだティッシュを挟みつつ接着したらどうなるんだろう。

実際やってみたところ、

靴底と一瞬のうちに接着され、そして、剥がれません。

セメダインが漏れた部分をこそぎとり、靴墨を塗ったら!

なんということでしょう! 元通りです。

こうしてワニを退治することができたのです。

とりあえず直ればと思っていたのですが、しばらくまた使えるかも。

でも、さもしい。

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2012年1月24日 (火)

磁石に引きつけられる金属

 磁石につくものと言えば、すぐに金属を思い浮かべると思います。

 しかしながら、すべての金属が磁石に引き寄せられるわけではありません。現在、日本で使われている硬貨で試してみると、すべての硬貨が磁石につきません。

 実は磁石につく金属は鉄・コバルト・ニッケルの3種類しかありません。金属が磁石につくかどうかは、原子のもっている電子の状態で決まります。

 電子は自転しているため、まわりに磁界を作ります。そのため、物質の中に小さな磁石がたくさんあるような状態になっています。普通の物質は、この小さな磁石がバラバラの方向を向いているので、全体としては相殺されて磁石の性質をもちません。

 鉄・コバルト・ニッケル、ある種の合金や金属化合物は、磁石を近づけると、物質中の小さな磁石の向きがそろいます。そのため、磁石に引き付けられるのです。

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 ところで、ゴムやプラスチックの磁石を見たことがある人は多いと思います。これらの磁石はゴムやプラスチックにフェライト磁石やネオジム磁石などの磁性粉体を練り込んだものです。このような磁石をボンド磁石と呼びます。最近では高分子材料そのものに磁性を持たせたる研究も進んでいます。磁石の仕組みが解明できたのだから、プラスチック磁石も作れるはずだという試みです。

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2011年9月29日 (木)

鉄道信号のしくみ

■鉄道の安全の基本は正確な時刻表運行

 路線上を走る全ての電車が安全に走行するうえで重要なことは、それぞれの電車が決められた時刻表に従って運行することです。

 鉄道の時刻表はダイヤグラム(ダイヤ)といい、すべての列車はある区間をダイヤグラムで定められた時刻にしか走行することができません。

 つまり、ある列車が走行している区間には他の列車は走行できないようにダイヤグラムが作成されています。

 ですから、ダイヤグラムの運行計画に基づいて列車が運行している限り、列車同士の衝突事故は起きません。

 しかしながら、実際にすべての列車がダイヤグラム通りに運行しているかどうかはわかりません。そこで、全ての列車の運行状況が常に監視されています。最近ではコンピュータや通信手段の発達により、列車の運行状況がリアルタイムに把握できるようになっています。

 列車が遅れたりした場合には、ダイヤグラムを変更したり、臨時列車を走らせたりすることが可能になっています。

■鉄道信号の基本的考えは「閉そく」

 列車の安全な運行に重要な役割を果たすのが鉄道信号です。

 前述の通り、線路は一定の区間ごとに管理されています。ひとつの区間には1つの列車しか入れないよう決められています。この区間のことを閉そく区間と言います。

 この閉そく区間の考えに基づいて列車を安全に走行させる重要な働きをしているのが鉄道信号です。

 在来線での閉そく区間と信号の関係は次の図のようになっています。

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 図から分かるとおり前方に電車が存在する場合、電車の直後の閉塞そく区間の信号は赤色、その次の閉そく区間の信号は黄色、その後ろの閉そく区間の信号が青色となります。

 首都圏の路線は列車数が多いため、灯火を上から黄・黄・赤・黄・青とした5灯式の信号も使われています。例えば青と黄の同時点灯は減速、黄2つで警戒などの意味があります。3灯式の信号機より、より細かく列車の運行を制御することができます。運転手はこのような信号表示に従って列車を走らせています。

 なお、信号機を制御するためには列車の位置を正確に把握する必要があります。線路のレールには電流が流れており、列車がやってくると車輪で電流が短絡します。これを利用して、列車の現在地を把握して信号機を作動させています。

 また、故障などにより信号機が消灯している場合、その停止信号(赤)と見なします。この場合、列車は、列車無線などにより運転指令所の指示を受けたときに、停止信号をこえて進むことができます。これを閉塞指示運転といいます。

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