１．委 託 事 業 名 ：静岡産柑橘類から採取した精油（リモネン接着剤）とプラモデルを用いた、ものづくり体験の推奨事業

２．委託事業者名：

委託団体：有限会社アスカモデル
連携大学：静岡大学農学部 教授 山田雅章

３．研究成果概要：【背景】
静岡市の地場産業品であり、全国１位の生産額を誇るプラモデルは、接着剤の不快な臭い、道具を使うことが面倒などの理由で、工具や接着剤を使用しない嵌込み式が主流となっている。しかし、道具を使い自分の意図した作品に仕上げる喜びやその過程での様々な経験が、子供の成長に好影響を与えることもある。弊社は、子供たちに自由な発想のもとでプラモデルを組み立てる喜びや、そのような体験する機会を提供したいと考えており、人体や環境に配慮した誰からも親しまれる接着剤の登場を切望している。本事業では静岡県の主要品目である様々な柑橘やその摘果果実の使途としての可能性も併せて模索する。
【目的】
本事業では、静岡産柑橘類を原料とした天然由来成分そのものおよびそれを配合した接着剤を作製し、プラモデル用接着剤としての可能性を検討する。将来的には、接着剤の作製からプラモデルの組立てまでの一連の工程を通じて、子供が体験できる教育プログラムを構築したいと考えている。本事業が目指す天然物を使用した接着剤は、柑橘の皮から得られる精油（以下、リモネン※柑橘系の皮に含まれている親油性成分）を主成分としており、県内産地から入手した柑橘や皮を原料としてリモネンを採取し、プラモデル用接着剤としての性能を評価するとともに、適合柑橘の選定や配合の決定を行う。
【方法および結果】
１．柑橘の果皮からの精油の採取
供試材料として、静岡大学農学部附属地域フィールド科学教育研究センター（以下、静大フィールド）より提供された甘橙、甘夏の皮を原料として用いた。果皮をミキサーで粉砕し、１L
容丸底フラスコに適量の果皮と水を加えて、SPC 精油定量装置に取り付けた。マントルヒーターで約２時間加熱（フラスコ内は約 100℃）して、水蒸気蒸留を行った（写真１）。採取した精油類の重量を測定し収率を算出した。その結果、精油の収率は甘橙が 0.48～2.49％、甘夏は 0.67〜0.90％であった。皮の粉砕方法、原料の保存状態が収率に影響したと思われる。収率の平均値は、甘橙で 1.55％、甘夏で 0.83％であり甘橙の方が多かった。

-1-

写真１ 水蒸気蒸留装置

２．柑橘果実搾汁からの精油の採取
静大フィールドで摘果したブンタン、温州ミカン、レモンの果実を原料として用いた。搾汁前に果実ごと粉砕機 K-001（川口精機㈱製）を用いて、回転速度 2000rpm で粉砕した（写真２）。その後、ブンタンは未処理および果実と同量の水を添加した。温州ミカン、レモンについては未処理のみとした。粉砕した果実約 7kg を取り、スクリュープレス型搾汁機 DM10（川口精機㈱製）を用いて 5rpm で約 15 分間搾汁（写真３）を行い搾汁液と残渣に分けた。
この液を前述と同様の装置で水蒸気蒸留を行い、採取した精油の重量を測定して収率を算出した。柑橘類の搾汁から採取した精油量は、ブンタン未処理では 0.47％であった。このことから、皮ごと搾汁しても皮に含有されているオイル分が果汁とともに搾り出されることが確認された。また等倍の水を加えて搾汁したブンタンサンプルからも精油が採取されたが、加水した分だけ収率は低く、ブンタン未処理の約半分の 0.21％となった。ミカンからの精油量は 0.14％と低く、一方レモンは 0.57％と最も高い値を示した。
これらの結果より、水添加をしない原料の各種果実 1kgから採取される精油量を計算すると、ブンタンで 2.62ｇ、ミカンで 0.95ｇ、レモンで3.34ｇであった。一方、搾汁残渣からは、精油の採取はできなかった。

写真２ 粉砕の様子

写真３ 搾汁の様子

３．精油の成分分析
水蒸気蒸留により、得られた柑橘類の精油を静岡県工業技術研究所のにおい成分分析システム（アジレント･テクノロジー㈱製・ガスクロマトグラフィー、通称 GC-MS）にて成分分析を行った。
成分比率を表１に示した。その結果、4 種の柑橘類において最も多かった成分は、図１の構造式に示す d-リモネン（※D-Limonene）
であり、全成分中の 83〜92％を占めた。その中でも甘橙（※オレンジ…Citrus sinensis）の含有量が最も多かった。リモネン以外ではテレペン（※gamma-Terpinene…植物性油種成分）やミルセ

図１ d-リモネンの構造式ン（※Myrcene…有機化合物、香料に多く利用）、αピネン（※alpha-Pinene…有機化合物、香料や医薬品の原料）などがあったが、柑橘の種類による大きな違いは見られなかった。
表１ 柑橘精油の成分比率
アマナ ツ
オレンジ
ブンタン
ミカ ン
順位
成分名
ピーク面積（％）
成分名
ピーク面積（％）
成分名
ピーク面積（％）
成分名
ピーク面積（％）
1 D-Limonene
87.983 D-Limonene
92.487 D-Limonene
83.720 D-Limonene
91.440
2 gamma-Terpinene
4.967 alpha-terpineol
3.047 gamma-Terpinene
7.795 gamma-Terpinene
3.502
3 myrcene
1.814 myrcene
1.917 alpha-Terpineol
2.295 alpha-Terpineol
0.861
4 p-cymene
1.650 alpha-Pinene
0.570 myrcene
1.894 (E)-beta-Farnesene
0.820
5 alphe-Pinene
1.040 Linalool
0.330 alpha-Pinene
0.911 alpha-Pinene
0.770
6 Terpinolene
0.211 4-Terpineol
0.150 beta-Pinene
0.511 p-Cymene
0.317
7 alpha-Thujene
0.197 Decanal
0.114 Terpinolene
0.500 beta-Elemene
0.299
8 Decanal
0.175 sabinene
0.080 (Z)-Ocimene
0.426 Terpinolene
0.170
9 alpha-Terpineol
0.146 gamma-Terpinene
0.058 4-Terpineol
0.278 (Z)-Ocimene
0.120
10 (Z)-Ocimene
0.117 alpha-phellandrene
0.044 p-Cymene
0.237 alpha-Thujene
0.101
その他
0.538 その他
0.201 その他
1.084 その他
0.663-2-４．精油を使用した接着剤の作製と接着性能
水蒸気蒸留により得られたオレンジ精油に10 wt%のポリスチレン（プラモデル用樹脂）を溶かして接着剤（自作①）とした。比較として、市販プラモデル用接着剤のリモネン系（市販①）と溶剤系（市販②、③、④）を、またプラモデル用ではないが汎用品として溶剤酢酸ビニル樹脂（市販⑤）、瞬間接着剤（市販⑥）、エポキシ樹脂（市販⑦）の各接着剤を用いた。JIS K6850 に規定されたポリスチレン接着試験片（25×100mm、厚さ1.6mm）を用いて、塗布量 60g/m2、圧力0.3MPa で 1 日圧締し、各接着剤につき 8個の接着試験片を作製した。評価は、テンシ

図２ 市販および自作接着剤の接着性能

ロン万能試験機を用いて引張り剪断試験を行った。接着剤の接着性能（接着強度、材破率を含めた表現）を図２に示す。市販①〜④および自作①は、どれも 3MPa 程度の接着強さと 100％近い材破率（破壊時にポリスチレンが壊れた比率）を示し、良好な接着性能を示した。このことから、オレンジ精油を用いた自作接着剤は、プラモデルの原料であるポリスチレンに対して十分な接着性能を有すると考えられた。一方、用途の異なる市販⑤、市販⑥、市販⑦の接着性能は低かった。
次に、用いた柑橘類の接着剤への適性を評価するために、各種天然柑橘オイルを用いた自作接着剤の接着試験を行った（表２）。ここでは柑橘オイルに添加するポリスチレンの量を10wt％、25wt％とし、精油のみの試験も追加した。結果を図３に示す。ポリスチレン濃度
は 10wt％、25wt％ともに約 3MPa の接着強さを示し、自作接着剤はどれも良好な接着強さを示した。またポリスチレンを溶解していない精油のみでも良好な接着強さを示した。このことから、相溶性を持つポリスチレンを混ぜることなく、天然由来の精油 100％でも接着剤として使える可能性を見出した。
表２ 各種自作接着剤

図３ 各種自作接着剤の接着強さ-3-５．精油を使用した実用試験
5-1 接着試験
静岡大学農学部にて抽出した“精油のみ”を用いた簡易プラモデル組立試験を行った。対象モニターには、日頃からプラモデルを趣味としているユーザー2 名、プラモデルをつく

写真４ 柑橘精油によるプラモデル接着試験

ったことがない親子、大学生、及び弊社スタッフとの 4 グループと意見交換会を行った。何れも接着性能良好で香りも好印象であった。
接着：市販のリモネン接着剤よりも速く着く。（模型ユーザー）：思っていた以上に接着力がある（大学生）
香り：自然な香り（全般）
感想：粘度についてはサラサラしているのでプラモデル表面に流れ落ちてしまう点が気になる。子供が使うと手に滴ってしまうと思うので改良の余地あり（模型ユーザー）。
子どもと一緒にものづくりするという体験をさせていただきうれしかった。普段は子供と一緒にすることもあまりないので体験会参加は親にとっても良い。
（保護者）
柑橘類の皮から接着剤をつくるという取り組みが教育現場に生かされるとよい。
プラモデル以外の用途、クラフト系ホビー市場の需要もあるのでは。
（大学生）
5-2 落下試験
ユーザーが製作中に作品を誤って落としてしまったことを想定して行った。24 時間後に30cm の高さから段ボール地の上への落下テストを行ったが破損は見られなかった。
６．リモネン抽出 社内試験
ワークショップ蒸留実演を想定し、リモネン抽出を水蒸気蒸留にて弊社社内で行った。その結果、現地での実演及び、自作接着剤づくり体験が行えるリモネン量の抽出ができることが分かった。さらに流通販売を視野に入れた抽出量の検証も引き続き行うこととした。
【まとめ 地域社会への波及効果】
柑橘に含まれる精油中のリモネンに注目し、環境にやさしいプラモデル用接着剤を作成できることがわかった。次年目以降の展開として、①摘果果実の利用を目指した柑橘生産者との連携構築、②接着剤の粘度と性能向上の研究（使いやすさ検証）、容器の選定、さらに③コストを抑える製造方法を検討し実用化を進める。
このことから、天然由来の精油という希少性に着目し、“静岡産柑橘使用とプラモデル”という新たな地場産品の発信と提供を行っていく。また、プラモデル作りを通じて、子供たちへの環境教育・工作体験という新たな教育プログラムも提供し、プラモデル産業や一次産業の活性化へとつながる活動に盛り上げていきたい。
（謝辞） 本研究を進めるにあたり、静岡県工業技術研究所 UD 科多々良哲也主任の協力を得ました。

-4-