(57)【要約】【課題】  発泡ポリスチレンまたはポリスチレンの再利用を促進するために、接着力および塗布性に優れ、人体に害を与えないゲル状ポリスチレンを原材料とする接着剤を提供する。【解決手段】  ゲル状ポリスチレンを原材料とする接着剤は、柑橘類果実抽出油にエチルアルコールを添加してなる発泡ポリスチレン減容剤によって発泡ポリスチレンまたはポリスチレンを溶解して得られるゲル状ポリスチレン１００重量部に対し、柑橘類果実抽出油を５〜３０重量部と、溶解性パラメータが前記ゲル状ポリスチレンのものに近似するアセトンを５〜３０重量部とを含有する。【選択図】  図２
2006077094.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
柑橘類果実抽出油にエチルアルコールを添加してなる発泡ポリスチレン減容剤によって発泡ポリスチレンまたはポリスチレンを溶解して得られるゲル状ポリスチレン１００重量部に対し、柑橘類果実抽出油を５〜３０重量部と、溶解性パラメータが前記ゲル状ポリスチレンのものに近似するアセトンを５〜３０重量部とを含有することを特徴とする接着剤。
【請求項２】
請求項１において、前記ゲル状ポリスチレン１００重量部に対し、前記柑橘類果実抽出油を１０〜２０重量部と、アセトンを１０〜２０重量部とを含有することを特徴とする接着剤。
【請求項３】
柑橘類果実抽出油にエチルアルコールを添加してなる発泡ポリスチレン減容剤によって発泡ポリスチレンまたはポリスチレンを溶解して得られるゲル状ポリスチレン１００重量部に対し、前記柑橘類果実抽出油を５〜３０重量部と、前記ゲル状ポリスチレンの溶解性パラメータが前記ゲル状ポリスチレンのものに近似する酢酸エチルを５〜３０重量部とを含有することを特徴とする接着剤。
【請求項４】
請求項３において、前記ゲル状ポリスチレン１００重量部に対し、前記柑橘類果実抽出油を１０〜２０重量部と、酢酸エチルを１０〜２０重量部とを含有することを特徴とする接着剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゲル状ポリスチレンを原材料とする接着剤に関し、特に接着性および塗布性に優れ、人体に害のない接着剤に関するものである。
【０００２】
従来より、家電製品等の梱包や食品等の容器として発泡ポリスチレンやポリスチレンが大量に使用されている。しかし、使用後の発泡ポリスチレンおよびポリスチレンの処理については、焼却時に高熱が発生するため焼却炉の寿命を縮めてしまうことや投棄されても土壌中で分解されないこと、化学的方法によって処理する場合にも臭気やダイオキシンの発生等の問題点がある。このため環境や人体への影響を与えずに発泡ポリスチレン等を処理し再利用する方法が望まれている。
【０００３】
発泡ポリスチレン等の再利用方法として、減容した発泡ポリスチレンを用いた接着剤が提案されており、例えば、特開２００１−１６４２１８号公報には、発泡ポリスチレンを柑橘類果実抽出油に２〜７０％溶解してなる新規ポリスチレン接着剤、および柑橘類果実抽出油に等量のエチルアルコールを添加してなる発泡ポリスチレン減容剤で処理した新規ポリスチレン接着剤が開示されている（特許文献１）。また、特開２００３−２０１４５６号公報には、減容した発泡ポリスチレンに芳香族炭化水素やリモネン等を添加して粘度調整した後、炭化水素系粘着剤を添加して作成した接着剤、さらに充填剤を添加した接着剤が開示されている（特許文献２）。
【０００４】
【特許文献１】実開２００１−１６４２１８号公報
【特許文献２】実開２００３−２０１４５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１および特許文献２に記載された接着剤は、接着力の点において、実用化に耐え得るものとは言い難い。上記特許文献２の実施例では、ＪＩＳＡ５５３６のビニル系床材用接着剤に準拠した引張強さの０．５Ｎ／ｍｍ２を満たす０．６Ｎ／ｍｍ２の引張強さを得たものの、一般的な接着剤に比べると十分とは言えない。発泡ポリスチレン等を原材料とする接着剤を実用化し、発泡ポリスチレン等の再利用を推進するためには、接着力を高めることが求められてる。
【０００６】
他方、接着剤を実用化するためには、接着力だけでなく塗布性をも兼ね備えている必要がある。ＪＩＳＡ５５３６においても、塗布性試験として、接着剤をくし目ごてで塗布し、そのときの塗りやすさと、くし目山の状態を観察して塗り易さを検討しなければならない。さらに、実用化のためには、建築建材等のシックハウス対策が進められるなか、人体に害を及ぼすホルムアルデヒドのような有害物質を発生させないことも接着剤として重要な点である。
【０００７】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、発泡ポリスチレンまたはポリスチレンの再利用を促進するために、接着力および塗布性に優れ、人体に害を与えないゲル状ポリスチレンを原材料とする接着剤を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る減容された発泡ポリスチレンを原材料とする接着剤の特徴は、柑橘類果実抽出油にエチルアルコールを添加してなる発泡ポリスチレン減容剤によって発泡ポリスチレンまたはポリスチレンを溶解して得られるゲル状ポリスチレン１００重量部に対し、柑橘類果実抽出油を５〜３０重量部と、溶解性パラメータが前記ゲル状ポリスチレンのものに近似するアセトンを５〜３０重量部とを含有する点にある。
【０００９】
また、本発明において、前記ゲル状ポリスチレン１００重量部に対し、前記柑橘類果実抽出油を１０〜２０重量部と、アセトンを１０〜２０重量部とを含有することが望ましい。
【００１０】
さらに、本発明において、柑橘類果実抽出油にエチルアルコールを添加してなる発泡ポリスチレン減容剤によって発泡ポリスチレンまたはポリスチレンを溶解して得られるゲル状ポリスチレン１００重量部に対し、前記柑橘類果実抽出油を５〜３０重量部と、前記ゲル状ポリスチレンの溶解性パラメータが前記ゲル状ポリスチレンのものに近似する酢酸エチルを５〜３０重量部とを含有することが望ましい。
【００１１】
また、本発明において、前記ゲル状ポリスチレン１００重量部に対し、前記柑橘類果実抽出油を１０〜２０重量部と、酢酸エチルを１０〜２０重量部とを含有することが望ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、接着力および塗布性に優れ、人体に害を与えない発泡ポリスチレン等を原材料とする接着剤を提供することができ、発泡ポリスチレン等の再利用を促進することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明に係るゲル状ポリスチレンを原材料とする接着剤の実施形態について説明する。本実施形態の接着剤は、柑橘類果実抽出油にエチルアルコールを添加してなる発泡ポリスチレン減容剤を使って発泡ポリスチレンまたはポリスチレンを溶解して得られるゲル状ポリスチレンに対して、このゲル状ポリスチレンの溶解性パラメータ（ＳＰ値）が近似する有機溶剤と、柑橘類果実抽出油とを添加することによって製造されることを特徴とするものである。
【００１４】
ポリスチレンとは、スチレンの付加重合により得られる高分子化合物であり、泡状にしたものは一般的に発泡スチロールと呼ばれている。発泡ポリスチレン（発泡スチロール）は、衝撃緩衝性に優れており、任意の形状への加工が容易である。
【００１５】
つぎに、柑橘類果実抽出油は、柑橘油、シトラスオイルとも呼ばれるが、その主成分としてテルペン類を含み、代表的なものはリモネンやヌートカトンである。前記柑橘類の果物として、グレープフルーツ、みかん等を使用することができ、種類には制限はなく、複数種の果物を使用することも可能である。前記柑橘類果実抽出油は、発泡ポリスチレンにおける個々の気泡の隔壁を構成するポリスチレン皮膜を溶解することにより、発泡ポリスチレンを減容させるものである。前記柑橘類果実抽出油は発泡ポリスチレンだけでなく、発泡されていないポリスチレンも溶解することが可能である。
【００１６】
エチルアルコールはポリスチレン不溶性の溶媒である。柑橘類果実抽出油にエチルアルコールを添加することにより、柑橘類果実抽出油による発泡ポリスチレンの溶解を抑え、ゲル状のポリスチレンを得ることができる。
【００１７】
有機溶剤は、樹脂などを溶かす有機化合物である。有機溶剤は揮発しやすく、接着剤に速乾性を与えることができるため、接着剤へ混合することにより接着力を高めることができる。有機溶剤は一般的な有機溶剤のうちゲル状ポリスチレンとの溶解性の相性を考慮して、ゲル状ポリスチレンの溶解性パラメータに近似する数値を有する溶剤が好ましい。本実施形態ではポリスチレンの溶解性パラメータが９．１であるため、これに近似するアセトン（溶解性パラメータ９．８）あるいは酢酸エチル（溶解性パラメータ９．１）を選択するのが好ましい。
【００１８】
以上の組成物によって本実施形態のゲル状ポリスチレンを原材料とする接着剤を創製する場合、まず発泡ポリスチレンまたはポリスチレンを柑橘類果実抽出油にエチルアルコールを添加してなる発泡ポリスチレン減容剤で減容・溶解し、ゲル状ポリスチレンを得る。つぎに、そのゲル状ポリスチレンに、有機溶剤であるアセトンまたは酢酸エチルと、柑橘類果実抽出油とを適量混合させることによって所望の接着剤が生成される。発明者らは、多くの試行錯誤の結果、前記組成からなるゲル状ポリスチレンを原材料とする接着剤が、高分子系張り床材用接着剤としてＪＩＳ規格を満たし、十分実用化し得る製品となる条件を見出した。これは、特に、ゲル状ポリスチレンに柑橘類果実抽出油を加えることによって接着強度を増大させ、アセトンまたは酢酸エチルを添加することによって接着剤の速乾性を高められる。しかも接着強度および速乾性のバランスは取ることによって接着剤の塗布性を良好に保つことができる。
【００１９】
以下、本実施形態における接着剤の実施例について説明する。
【実施例１】
【００２０】
「接着剤の接着力を向上させる添加剤の特定」
本実施例１では、接着剤の接着力や物性を向上させる添加材を特定する実験として、柑橘類果実抽出油、ポリイソブチレン、炭酸カルシウムを使用し、次のようなＪＩＳＡ５５３６に基づく引張接着強さ試験実験を行った。ポリイソブチレンは粘着材であり、炭酸カルシウムは白色にして外観を整えるとともに適度な粘性を与えるためのものである。これらの実験条件およびその処理結果を図１に示す。なお、各配合例におけるゲル状ポリスチレンの配合量は１００重量部である。配合例１は、ゲル状ポリスチレン１００重量部に対してグレープフルーツの皮から採取した柑橘類果実抽出油５０重量部のみ添加したものである。その他の配合例２〜９は、ポリイソブチレンおよび炭酸カルシウムのいずれか、または両方を適当な組成量で添加してある。
【００２１】
〔引張接着強さ試験〕
本実施例のＪＩＳＡ５５３６に基づく引張接着強さ試験は次のような条件で行った。
規格に基づく形状・寸法の銅製アタッチメントに、床材として用いたビニル床タイルの平滑面を図１に示す各配合例に基づく添加剤の割合を異にする接着剤で接着加工し、規格に基づく引張試験を行い、破断するまでの最大荷重を測定した。なお、本実施例１では、７日経過後の引張試験に加えて、十分な乾燥状態での接着力を比較・観察するため、４７日経過後の試験体を準備して引張試験を行った。
【００２２】
７日後の試験結果では、配合例１において、ＪＩＳＡ５５３６のビニル系床材用接着剤に準拠した引張接着強さ０．５Ｎ／ｍｍ２に近い０．４９Ｎ／ｍｍ２の引張接着強さが認められ、配合例２では０．６６Ｎ／ｍｍ２の引張接着強さが認められたが、その他の配合例では十分な接着力は認められなかった。
【００２３】
また、４７日後の試験結果では、配合例１において０．８１Ｎ／ｍｍ２という高い引張強さが認められた。しかし、配合例２の引張強さは７日後と変わらず０．６６Ｎ／ｍｍ２であり、配合例３〜９では、７日後の場合よりも引張強さの数値は高くなったものの、いずれも配合例２の数値を超えることはなかった。
【００２４】
以上の結果を考察すると、配合例１の柑橘系果実抽出油のみを添加した試験片が最も大きい接着強度であったことから、ポリイソブチレンおよび炭酸カルシウムは接着剤の接着力に大きな影響を与えないが、柑橘類果実抽出油は接着力に影響を与えていることがわかる。つまり、ゲル状ポリスチレンに柑橘類果実抽出油を添加して７日程度乾燥させれば酢酸ビニル樹脂系溶剤形に要求される引張接着強さ０．５Ｎ／ｍｍ２をほぼクリアすることができ、さらに４７日経過後にはエポキシ樹脂系接着剤に要求される引張接着強さ０．８Ｎ／ｍｍ２以上をクリアできる。しかし、実用性を考慮すれば乾燥までの時間がかかりすぎるという欠点がある。そこで、速乾性を求めるための実験を行った。
【実施例２】
【００２５】
「有機溶剤と柑橘類果実抽出油の好適な配合の特定１：アセトンの場合」
本実施例２では、接着強度を向上させることが認められた柑橘類果実抽出油と、速乾性を高めるための有機溶剤の好適な配合を特定するために、有機溶剤としてポリスチレンのＳＰ値９．１とＳＰ値が近く溶解性が良好なアセトン（ＳＰ値９．８）を選択し、次のようなＪＩＳＡ５５３６に基づく引張接着強さ試験および塗布性試験を行った。これらの実験条件およびその処理結果を図２および図３に示す。なお、ゲル状ポリスチレンの配合量は１００重量部である。
【００２６】
〔引張接着強さ試験〕
図２に示すようなゲル状ポリスチレン１００重量部に対して各配合例に基づく柑橘類果実抽出油とアセトンの割合を異にする接着剤を使用し、実施例１と同様にＪＩＳＡ５５３６に基づく引張接着強さ試験を行った。なお、引張試験は７日間養生した試験体についてのみ行った。
【００２７】
〔塗布性試験〕
本実施例２のＪＩＳＡ５５３６に基づく塗布性試験は次のような条件で行った。
ＪＩＳ規格に基づく形状・寸法の繊維強化セメント板の平滑面上に接着剤をとり、規格に基づく形状・寸法のくし目ごてを斜めに立てて決められた曲線を描くように塗布し、そのときの塗りやすさと、くし目山の状態を観察した。
【００２８】
図２に示すように、各配合例について、引張接着強さ、塗布性（くし目山の状態および団子状態）を評価した。その結果、アセトンを添加することによって速乾性が向上し、配合例１０〜１８では引張接着強さがＪＩＳＡ５５３６のビニル系床材用接着剤に準拠した引張強さの０．５Ｎ／ｍｍ２を超える十分な接着力が認められた。一方、配合例１９、２０では、アセトンを添加しないため乾ききらず、引張接着強さは０．５Ｎ／ｍｍ２を下回った。また、特に配合例１０〜１７の接着剤は、エポキシ樹脂系接着剤に要求される引張接着強さである０．８Ｎ／ｍｍ２を十分に超える強度まで確保できた。なお、図３中の完全乾燥時における引張接着強さは推定値（経験値）である。
【００２９】
つぎに、塗布性の試験のうち、くし目山の状態の観察においては、配合例１０〜１７ではくし目山が崩れず好適な性状が認められた。一方、配合例１８では若干くし目山が崩れやすくなり、配合例１９および２０では水分が揮発せず、液状に近い状態となってくし目山が崩れてしまった。これは、アセトンが含有されていないか、あるいは、その含有量が少なすぎることが原因と考えられる。
【００３０】
一方、塗布性の試験のうち、団子状態の観察においては、配合例１０および１１では接着剤が団子状態になり滑らかに塗布することができず、配合例１２および配合例１７では団子状態にはならないが若干固さが残った。これは、アセトンの含有量が多すぎるため急速に乾燥してしまったことが原因と考えられる。それ以外の配合例では接着剤が団子状態にならず好適な性状が認められた。
【００３１】
以上の結果を考察すると、配合例１２〜１７の結果が示すように、ゲル状ポリスチレン１００重量部に対して柑橘類果実抽出油５〜３０重量部とアセトン５〜３０重量部とを配合する場合に、酢酸ビニル系床材用接着剤に要求される引張強さの０．５Ｎ／ｍｍ２をはるかに超え、エポキシ樹脂系接着剤に要求される引張接着強さと同等あるいはそれ以上の０．９Ｎ／ｍｍ２前後の高い接着力が認められ、実用性の高い接着剤が得られることがわかった。
【００３２】
また、配合例１３〜１６の結果が示すように、柑橘類果実抽出油１０〜２０重量部とアセトン１０〜２０重量部とを配合する場合に、酢酸ビニル系床材用接着剤に要求される引張強さの０．５Ｎ／ｍｍ２をはるかに超え、エポキシ樹脂系接着剤に要求される引張接着強さと同等あるいはそれ以上の０．９Ｎ／ｍｍ２前後の高い接着力が認められ、かつ、くし目山の状態及び団子状態がより好適であって、特に実用性の高い接着剤が得られることがわかった。
【００３３】
以上の実施例２の結果により、本発明に係るゲル状ポリスチレンを原材料とする接着剤を生成する場合、ゲル状ポリスチレン１００重量部と、柑橘類果実抽出油５〜３０重量部と、アセトン５〜３０重量部とを配合するのが好ましく、より好ましくは、ゲル状ポリスチレン１００重量部と、柑橘類果実抽出油１０〜２０重量部と、アセトン１０〜２０重量部との配合である。
【００３４】
なお、ゲル状ポリスチレン１００重量部に対して柑橘類果実抽出油１０重量部とアセトン１０重量部の接着剤について、北海道立工業試験場に依頼し、ＪＩＳＡ５５３６  ５．３．２に準拠した試験を実施したところ、引張接着強さが０．９１６Ｎ／ｍｍ２であり、水中浸せき引張接着強さが０．６５０Ｎ／ｍｍ２であることが証明されている。また、さらにホルムアルデヒド検出試験においても、検出されない旨の結果が認められている。
【実施例３】
【００３５】
「有機溶剤と柑橘類果実抽出油の好適な配合の特定２：酢酸エチルの場合」
本実施例３では、アセトン以外の有機溶剤の適用についても検討するため、ポリスチレンのＳＰ値９．１とＳＰ値が近似し溶解性が良好な酢酸エチル（ＳＰ値９．１）を選択し、実施例２のアセトンの場合における主要な配合量で、ＪＩＳＡ５５３６に基づく引張接着強さ試験および塗布性試験を行った。これらの実験条件およびその処理結果を図４および図５に示す。なお、ゲル状ポリスチレンの配合量は１００重量部である。
【００３６】
〔引張接着強さ試験〕
図４に示すように、ゲル状ポリスチレンに対し、各配合例に基づく柑橘類果実抽出油と酢酸エチルの割合を異にする接着剤を使用し、実施例１および２と同様にＪＩＳＡ５５３６に基づく引張接着強さ試験を行った。なお、引張試験は試験体は乾燥のために７日間養生させた。
【００３７】
〔塗布性試験〕
図４に示す各配合例に基づく柑橘類果実抽出油と酢酸エチルの割合を異にする接着剤を使用し、実施例２と同様の条件で塗布性試験を行った。
【００３８】
その結果、まず引張接着強さについては、配合例２１〜２６ではＪＩＳＡ５５３６の酢酸ビニル系床材用接着剤に要求される引張強さの０．５Ｎ／ｍｍ２を超える十分な接着力が認められ、特に配合例２１〜２５ではエポキシ樹脂系接着剤に要求される引張接着強さ０．８Ｎ／ｍｍ２と同等あるいはそれ以上の引張接着強さが認められた。配合例２７では、酢酸エチルが含有されていないため十分乾燥せず、０．５Ｎ／ｍｍ２を下回った。
【００３９】
つぎに、塗布性の試験のうち、くし目山の状態の観察においては、配合例２１〜２５ではくし目山が崩れず好適な性状が認められた。一方、配合例２６では若干くし目山が崩れやすくなり、配合例２７では水分が揮発せず液状に近い状態となりくし目山が崩れた。これは、酢酸エチルが含有されていないか、あるいは、その含有量が少なすぎることが原因と考えられる。
【００４０】
塗布性の試験のうち、団子状態の観察においては、配合例２３〜２７では接着剤が団子状態にならず好適な性状が認められた。一方、配合例２１では接着剤が団子状態になり滑らかに塗布することができず、配合例２２では団子状態にはならないが若干固さが残った。これは、酢酸エチルの含有量が多すぎるため急速に乾燥してしまったことが原因と考えられる。
【００４１】
以上の結果を考察すると、配合例２２〜２５の結果が示すように、ゲル状ポリスチレン１００重量部に対して柑橘類果実抽出油５〜３０重量部と、酢酸エチル５〜３０重量部とを配合する場合に、酢酸ビニル樹脂系溶剤形に要求される０．５Ｎ／ｍｍ２をはるかに超え、エポキシ樹脂系接着剤に要求される引張接着強さと同等の０．８Ｎ／ｍｍ２前後の高い接着力が認められ、実用性の高い接着剤が得られることがわかった。
【００４２】
また、配合例２３〜２５の結果が示すように、柑橘類果実抽出油１０〜２０重量部と、酢酸エチル１０〜２０重量部とを配合する場合に、酢酸ビニル樹脂系溶剤形に要求される０．５Ｎ／ｍｍ２をはるかに超え、エポキシ樹脂系接着剤に要求される引張接着強さと同等の０．８Ｎ／ｍｍ２前後の高い接着力が認められ、かつ、くし目山の状態及び団子状態が好適であって、特に実用性の高い接着剤が得られることがわかった。
【００４３】
実施例３の結果により、本発明に係るゲル状ポリスチレンを原材料とする接着剤を生成する場合、ゲル状ポリスチレン１００重量部と、柑橘類果実抽出油５〜３０重量部と、酢酸エチル５〜３０重量部とを配合するのが好ましく、より好ましくは、ゲル状ポリスチレン１００重量部と、柑橘類果実抽出油１０〜２０重量部と、酢酸エチル１０〜２０重量部との配合である。
【００４４】
以上のように本実施形態によれば、廃材である発泡ポリスチレンを利用して接着力および塗布性に優れ、人体に害を与えない実用性の高い接着剤を提供することができる。
【００４５】
なお、本発明に係るゲル状ポリスチレンを原材料とする接着剤は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜変更することができる。例えば、本実施形態では有機溶剤としてアセトンまたは酢酸エチルを使用したが、ゲル状ポリスチレンの溶解性パラメータに近似するものであれば他の有機溶剤も適用の可能性がある。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】柑橘類果実抽出油とポリイソブチレンと炭酸カルシウムとの各種配合例による引張接着強さの試験結果を示す表である。
【図２】柑橘類果実抽出油とアセトンとの各種配合量による引張接着強さおよび塗布性の試験結果を示す表である。
【図３】柑橘類果実抽出油とアセトンとの各種配合例による試験体の時間経過に対する引張接着強さの推移を示すグラフである。
【図４】柑橘類果実抽出油と酢酸エチルとの各種配合量による引張接着強さおよび塗布性の試験結果を示す表である。
【図５】柑橘類果実抽出油と酢酸エチルとの各種配合例による試験体の時間経過に対する引張接着強さの推移を示すグラフである。
【図１】
2006077094.tif 000003
【図２】
2006077094.tif 000004
【図３】
2006077094.tif 000005
【図４】
2006077094.tif 000006
【図５】
2006077094.tif 000007