はみがきこの チューブを ぎゅっと おすと、あなから ほそい せんが でて きます。せんの 太さと かたちは、あなと おなじです。

「おしだしき」も、これと おなじです。ざいりょうを あなに むけて おし、でて きた ものを 「おしだし」と よびます［1］。アルミの おしだしは、はみがきこを しぼる ことに たとえられて います［2］。

おしだしで できる ものには、パイプ、ケーブル、フレーム、ものを つつむ フィルムや チューブが あります［4］。

ただし ほんとうは、はみがきこと ちがって、きかいの なかでは ねつも かかります。つぎは、その ねつと ちからが どこから くるのかを みて みましょう。

歯みがき粉のチューブを押すと、出口の穴と同じ太さの線が出てきます。押し出しとは、材料を金型の穴に通して、特定の形の製品をつくる方法のことです［1］。アルミの押し出しも、歯みがき粉をチューブからしぼる様子にたとえられています［2］。

この方法のよいところは、穴の形さえ決めれば、同じ断面の長いものが続けて出てくることです。英国プラスチック連盟の学習資料には、押し出しで作るものとして、パイプ、ケーブル、フレームがあげられ、包装用のフィルムやチューブも含まれます［4］。

冒頭の約65%という数字は、押し出し機のメーカーが出している入門資料の記述です［1］。調査の年や範囲までは示されていないので、「それくらい多くのプラスチックが通る機械だと書かれている」という目安として読むのがよさそうです。

ただ、歯みがき粉は力をかけるだけで出てきますが、工場の機械では熱も使います。その熱と力は、どこから生まれるのでしょうか。

押し出しとは、材料を金型や穴に押し通して、特定の形の製品（押し出し材）をつくる加工である［1］。身近なたとえとして、アルミの押し出しは、歯みがき粉をチューブからしぼり出す様子に似ているといわれる［2］。出口の穴の形がそのまま製品の断面になるので、同じ断面の長いものを連続して作れる点が強みだ。

英国プラスチック連盟の学習資料は、押し出しで作る例としてパイプ、ケーブル、フレームを挙げ、包装用のフィルムやチューブも押し出し製品に含めている［4］。さらに、単軸押し出しの入門資料は、プラスチック全体の約65%が押し出し機を通るとする［1］。ただし、これは機器メーカーの資料に書かれた数字で、調査の年や範囲は示されていない。そのため、押し出しがプラスチック加工の中心的な方法らしいという目安として読むのが妥当である。

歯みがき粉は力を加えるだけで出るが、工場の機械では熱も必要になる。力と熱は、機械の中のどこで生まれるのか。

たべものを つくる おしだしきの なかには、ねじのような スクリューが はいって います。スクリューが くるくる まわると、ざいりょうと スクリューと つつの あいだが こすれて、ねつが うまれます［6］。

でぐちの あなは、かたちを きめるだけでは ありません。おし出されて くる ざいりょうに「そう かんたんには とおさないよ」と ていこうして、なかの ちからを たかく します［6］。

しょくひんを つくる ときは、ねつを くわえて、びょうきの もとに なる きんを へらす ことも あります［5］。ペットフードや かんそう しょくひんでは、1950ねんだい から おしだしが ひろく つかわれて きました［5］。

食べ物用の押し出し機の中では、スクリューが回って材料を前へ送ります。水産飼料の解説では、熱の主な出どころは、このスクリューの回転による機械的なエネルギーで、材料・スクリュー・筒（バレル）の間の摩擦で熱が生まれる、と説明されています［6］。手をこすると温かくなるのと似て、こすれることが熱のもとになります。

出口のダイスにも仕事があります。ダイスは最終的な形を決めるだけでなく、スクリューが押す材料に抵抗を与えて、機械内部の圧力を高めます［6］。狭い出口が、中の圧力を支えているわけです。

熱と圧力のおかげで、食品の化学的・物理的な変化が進み、適切な加熱をともなう調理工程は、病原菌を制御し、食品の安全を高めるのに役立ちます［5］。イリノイ大学の記事では、ペットフードや乾燥食品づくりに、1950年代から押し出しが広く使われてきたと紹介されています［5］。

食べ物は柔らかい材料ですが、アルミのような金属も同じように押し出せるのでしょうか。

食品用の押し出し機では、熱の主な出どころはスクリューの回転による機械的エネルギーで、材料・スクリュー・バレルの間の摩擦で熱が生じる、と水産飼料の解説は述べる［6］。材料が機械の中でこすれることが、熱のもとになっている。

圧力のほうは、出口のダイスが担う。ダイスは最終形状を決めるだけでなく、スクリューが押す材料に対抗する力を与えて、内部の圧力を高める［6］。出口は、形を決める部品であると同時に、内部の圧力を支える部品でもある。

こうして加わった熱と機械的エネルギーは、食品に化学的・物理的な変化を起こす。同時に、適切な加熱をともなう調理工程は、病原菌を制御し、食品の安全を高めるのに役立つ［5］。イリノイ大学の記事は、ペットフードや乾燥食品の製造に、1950年代から押し出しが広く使われてきたことも述べている［5］。

ここまでは、柔らかい食品や樹脂の例だった。固いアルミの塊でも、同じ考え方が成り立つのだろうか。

アルミの おしだしでは、まず、まる太のような かたまりを ひに いれて、400〜500℃くらいに あたためます。かたい まま ではなく、やわらかい かたまりに なります［3］。

それを、ラムと いう おしぼうで、いれものと でぐちの あなの ほうへ ぎゅうっと おしこみます［3］。つかう ゆあつの プレスは、100トンから 15,000トンまでの ちからを だせる ものが あります［2］。ちからの はばは、150ばい です。

でて きた アルミは、すぐに ひやされ、まっすぐに なおされ、ノコギリで きまった 長さに きられます［3］。

アルミの押し出しは、ビレットという丸太のような塊を、炉で約400〜500℃（華氏750〜925度）に温めるところから始まります。この温度で、アルミは柔らかい固体になります［3］。液体にするのではなく、粘土のように柔らかくした状態で押すのです。

柔らかくなったビレットを、ラムという押し棒が、容器とダイスの中へ押し込みます［3］。使われる油圧プレスは、100トンから15,000トンまでの力を加えられる設計があります［2］。最小と最大では、150倍もの開きがあります。

ダイスから出てきたアルミ材は、まず急いで冷やされ、曲がりを直してまっすぐにされ、ノコギリで決まった長さに切られます［3］。

アルミもプラスチックも食べ物も、材料を押して穴を通すという骨組みは同じです。では、穴を出た瞬間、材料はどう変わるのでしょうか。

アルミの押し出しは、ビレット（丸太状の塊）を炉で約750〜925°F（約400〜500℃）に温める工程から始まる［3］。この温度では、アルミは柔らかい固体になる。液体まで加熱せず、固体のまま変形しやすくする点が、溶かして流し込む加工との大きなちがいだ。

柔らかくなったビレットを、ラムが容器とダイスの中へ押し込む［3］。業界団体の資料によると、油圧プレスの設計には、100トンから15,000トンまでの力を加えられるものがある［2］。下限と上限の比は150倍である。ただし、これは設計として可能な範囲で、一つの製品づくりにその全範囲を使うわけではない。

ダイスを出たアルミ材は、急冷し、まっすぐに直し、ノコギリで決まった長さに切る［3］。出口の穴の形でできた細長い製品が、このあと工場や建物の部品として使われていく。

押す相手が金属でも樹脂でも食品でも、出口の穴を通す点は共通している。では、穴を出た直後に、材料はどんな変化をするのか。

おしだしきの なかでは、ざいりょうが たかい ちからで おされて います。そのとき ざいりょうの なかには、水が ふくまれて います。

でぐちを でて、ちからが ストンと さがると、たべものに よっては、ざいりょうの 水が じょうきに なって ぬけます。ぬけた あとに ちいさな あなが のこり、その あなの ならび方が、ふくらんだ たべものの できあがりを きめます［6］。

さかなと こめの こなを まぜた ざいりょうの けんきゅうでは、つつの おんどが 180℃より たかく、水が 58%より すくないと、ふくらむ わりあいが きゅうに 大きく なったと ほうこくされて います［7］。

プラスチックでも、でぐちで ちょっと ふとく なる ことが あります。ポリエチレンの けいさんの けんきゅうでは、おんどと スクリューの はやさの りょうほうが、その ふとく なる わりあいに えいきょうしました［8］。

押し出し機の内部では、材料は高い圧力で押されています。ダイスの穴から出ると圧力が急に下がります。食品の押し出しでは、たとえば水産飼料の場合、材料中の水分が出口で蒸気になって逃げることがあります。そのあとに小さな空洞が残り、これが膨らんだ食べ物の気泡構造を決めます［6］。ふくらんだおやつの穴だらけの断面は、出口でできたものなのです。

どれくらい膨らむかは、条件で変わります。魚と米粉を混ぜた原料を単軸の押し出し機にかけた研究では、バレルの温度が180℃より高く、水分が58%より少ないとき、膨らむ割合が急に大きくなったと報告されています［7］。これは一つの原料での結果で、他の食べ物にそのまま当てはまるとは限りません。

プラスチックでも、出口で「膨らむ」現象があります。低密度ポリエチレンの押し出しを実験と計算で調べた研究では、温度とスクリューの回転数の両方が、ダイスを出た樹脂が太くなる割合（ダイスウェル）に影響しました［8］。穴の大きさがそのまま製品の太さになるとは限らず、条件で太さが変わるのです。

ここまでは、材料を溶かすか、柔らかくして押す方法でした。もっと省エネな押し出しは考えられているのでしょうか。

押し出し機の内部で材料は高圧にあり、ダイスの穴を出ると圧力が急激に下がる。食品の押し出しでは、たとえば水産飼料の場合、材料中の水分が出口で蒸気になって逃げ、小さな空洞が残ることがある。この空洞のでき方が、膨らんだ食品の気泡構造を決める［6］。前の章で見たように、圧力をつくるのは出口の抵抗なので、出口の設計が、膨らみ方にまでつながっていることになる。

膨らみやすさは、温度と水分に左右される。魚と米粉の配合原料を単軸押し出し機にかけた研究では、バレル温度が180℃より高く、原料の水分が58%より低いと、膨張比が急に大きくなった［7］。ただし、この結果は特定の原料と装置での報告であり、他の食品に一般化はできない。

樹脂にも、出口で形が変わる現象がある。低密度ポリエチレンの押し出しを実験と数値計算の両方で調べた研究では、温度とスクリュー回転数がダイスウェル比に影響すると結論づけている［8］。穴の形がそのまま製品の寸法になるとは限らず、条件を変えて製品の太さを調整する必要があることを示す結果だ。

ここまでの例は、材料を溶かすか、柔らかくして押す方法だった。熱の使い方を変えると、押し出しはどう変わるのか。

プラスチックの ごみを つかいまわす ほうほうを かんがえる けんきゅうが あります。ざいりょうを とかさずに、かたい まま、こすり つけて おしだす やりかたです。

けいさんでは、いままでの とかして おしだす やりかたと くらべて、ねつを つくる ための おかねが 50〜80%へる かのうせいが ある、と ほうこくされて います［9］。ただ、まだ けいさんの はなしです。

3Dプリンターにも、おしだしの かんがえ方が つかわれて います。ざいりょうを ほそく おしだしながら、1だんずつ つみかさねて、りったいを つくります［10］。

押し出しの新しい形として、摩擦押し出しという研究があります。材料を溶かさず、固体のまま押し出す技術で、ポリオレフィン系のプラスチックごみを一段階でリサイクルする研究が報告されています。計算では、従来の溶融押し出しと比べて、エネルギーコストが50〜80%減る可能性があるとされています［9］。あくまで計算上の見込みで、環境への負担全体を比べたデータは、この資料の範囲にはありません。

3Dプリンターも、押し出しの仲間です。米国のNISTの説明では、材料を層ごとに積み上げて立体をつくる材料押し出し方式は、個人向けや業務用の3Dプリンターでよく使われています［10］。穴から出した細い線を、一段ずつ重ねて形にするわけです。

歯みがき粉のように押し出す動きは、パイプづくりから、ごみの再利用や、立体づくりまで広がっています。身近なところで、この考え方に出会える場面はあるでしょうか。

押し出しの新しい方向として、固体状態で行う摩擦押し出し（FE）がある。米国オークリッジ国立研究所の研究者らは、ポリオレフィン系プラスチックごみを単一工程でリサイクルする方法としてこれを検討し、従来の溶融押し出しと比べて、エネルギーコストが50〜80%減る可能性があると計算した［9］。材料を溶かす工程が要らなくなれば、加熱に使うエネルギーを減らせるという見通しだ。ただし、数字は計算結果であり、環境負荷全体の比較データは資料の範囲に含まれていない。

別の方向に、積層造形（3Dプリンター）がある。NISTの解説は、材料押し出し方式が、材料を層状に積み上げて立体構造を作る技術で、個人用・業務用の3Dプリンターで一般的だと述べる［10］。穴から出した線状の材料を重ねて立体にするため、連続した形を作る押し出しの原理が、立体の造形に応用されたものといえる。

では、この考え方に、日常の中で出会える場面はあるのか。確かめ方を考える。

まず、はみがきこを ティッシュの 上に すこし だして みましょう。でぐちの あなの かたちと、でて きた せんの きれはしの かたちを くらべます。

つぎに、おうちに ある ストローや ホースなど、ほそ長い ものを みつけます。はしっこの かたちは、どこを みても おなじ でしょうか。ハサミや カッターで きらず、みるだけに します。

パッケージや せつめいがきに 「おしだし」と かいて ある ものが ないかも、さがして みましょう。みつかったら、どんな ざいりょうで できて いるかも よんで みてください。

最初に、歯みがき粉を少しティッシュの上に出して、出口の穴の形と、出てきた線の断面を見比べます。穴の形がそのまま線の形になっているかを確かめられます。

次に、家の中でパイプ、ケーブル、ストロー、ホースなど、細長いものを探します。端の断面が、どこを見ても同じ形をしているかを観察します。刃物では切らず、見るだけにしましょう。

押し出しで作られたかどうかは、見た目だけでは決められません。製品のパッケージや、メーカーの説明ページに製法が書かれている場合があるので、読んでみると手がかりになります。歯みがき粉の線と、細長いものの断面を見比べると、出口の穴の形が残っているかどうかが手がかりになります。

日用品で確かめられることは3つある。第一に、歯みがき粉を出して、出口の穴の形と線の断面を比べる。これは材料を穴に通して形を与えるという押し出しの原理を、手元で再現する観察だ［1］。

第二に、パイプ、ケーブル、ストロー、ホースなどの端の断面を見て、全長にわたって同じ形か確かめる。パイプやケーブルは押し出しの代表例として挙げられているが［4］、個々の製品の製法は見た目からは断定できない。製品の説明書やメーカーのページで確かめるのがよい。刃物で切らず、観察にとどめる。

第三に、膨らんだ食品の割れた断面を見て、小さな空洞があるかを観察する。ただし、その食品が押し出しで作られたかどうかは別に確認が必要である。空洞のでき方については、出口の圧力低下と蒸気による説明がある［6］。

歯みがき粉の線と細長いものの断面を見比べると、出口の穴の形が残っているかが手がかりになる。