JP2675708B2 - 鋳物用粘結剤 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は鋳物用粘結剤に関するも
のであり、詳しくは、鋳物工場作業者及びその周辺住民
にとって耐え難い鋳物製造時に発生する特有の異臭を低
減させる鋳物用粘結剤に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、鋳物工場においては作業環境の改
善、特に製造時の臭気対策に鋭意研究中であり、脱臭設
備装置への多額の投資や郊外への工場の移転により近隣
住民の苦情を回避している。しかしながら、このような
臭気対策は根本的な解決策にはならず、依然臭気に関す
る問題が残った。

【０００３】従来、鋳物製造時に用いられるフラン造型
法は、砂にフラン樹脂と硬化剤の二種類の液体を混合し
たものを模型の中に充填し、常温で硬化させるものであ
る。フラン造型法は、硬化温度３００℃、アミン系の硬
化剤を用いるフェノール系のノボラック樹脂によるシェ
ル造型法に比して、臭気的にアミン臭がないため評価が
高い。しかし、フラン造型法では、樹脂原料であるフル
フリルアルコールに臭気があり、また硬化剤としてはス
ルホン酸系のものを用いるため注湯時に二酸化イオウ臭
が発生するという欠点が未だ見られた。この欠点を補う
ため、フラン樹脂系の鋳物用粘結剤に香料を添加してマ
スキングをすることが考えられた。そして、鋳物用粘結
剤に使用される香料としては、マスキング対象物である
フルフリルアルコール（蒸気圧０．７７mmHg／２５℃）
よりも高い蒸気圧を示し、注湯時の熱にも耐えるものが
検討されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、マスキ
ング香料成分の中には、充分なマスキング効果を示さな
いものや、保存中に沈澱物を生じさせるものや、フラン
樹脂の硬化過程で異反応を引き起こし要求される樹脂硬
化特性に影響を与えるものがあった。例えば、ジメチル
スルフィド等では、逆に異臭を放ちマスキング効果を示
さず、また、炭化水素であるミルセンやスチレン等では
樹脂保存中に沈殿物を生じ、鋳物用粘結剤の安定した品
質を保つことができなかった。また、蟻酸、酢酸、プロ
ピオン酸、ブタン酸のような香気を有する酸は、触媒と
して働きその保存中に樹脂硬化が始まる不都合があっ
た。

【０００５】また、注湯（温度１４００〜７００℃）の
影響で硬化剤より刺激臭を有する二酸化イオウが発生す
るが、これをマスクする為に、耐熱性香料成分を用いる
ことが提案されている。しかし、耐熱性香料であるアン
スラニル酸メチル及びその誘導体やニトリル化合物
（例：ゲラニルニトリル、レモニル）やニトロ化合物
（例：ムスクケトン）もしくは塩素化合物のローズフェ
ノンでは、含有する窒素原子や塩素原子が製造された鋳
物表面の出来具合を悪くして使用に耐えなかった。

【０００６】従って、本発明の目的は、保存中に沈澱物
などを生じさせるおそれがなく、また鋳物造型機能を低
下させるおそれもない異臭に対して充分なマスキングを
する鋳物用粘結剤を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らはこのような
問題を解決すべく鋭意検討を進めた結果、特定の香料成
分を用いることにより上記課題を解決するに到った。即
ち本発明は、フラン樹脂を主成分とし、（ａ）温度２５
℃における蒸気圧が０．８mmHg以上であるアルコール、
アルデヒド、エステル、エーテル、及びケトン類の群か
ら選ばれる少なくとも１種の香料成分、（ｂ）常圧での
沸点が２１０℃以上であるα、β−不飽和ケトン類もし
くはα、β−不飽和アルデヒド類の群より選ばれる少な
くとも１種の香料成分、（ｃ）常圧での沸点が２１０℃
以上であってα、β−不飽和ケトン類もしくはα、β−
不飽和アルデヒド類に属さない少なくとも１種の香料成
分を含有し、上記（ａ）成分、（ｂ）成分、及び（ｃ）
成分の合計量がフラン樹脂に対して０．００５乃至１．
５重量％である鋳物用粘結剤を提供することにより上記
目的を達成したものである。

【０００８】また、上記（ａ）香料成分と上記（ｂ）＋
（ｃ）香料成分とを１／９９乃至５０／５０の割合で含
有したことを特徴とすることができる。尚、ここでフラ
ン樹脂とは、鋳物用粘結剤、または成型材料として用い
られるそれ自体公知な樹脂であり、具体的にはフルフラ
ールまたはフルフリルアルコール等から得られるフルフ
ラール系樹脂の混合物等も含まれる。尚、本発明におけ
る香料の蒸気圧は「香料の化学」赤星著、大日本図書
（昭和５８年９月１６日）に基づいている。

【０００９】本発明に係る香料成分は、アルコール、ア
ルデヒド、エステル、エーテル、及びケトン類の群から
選ばれるものであり、（ａ）温度２５℃における蒸気圧
が０．８mmHg以上の香気成分を必須のものとしている。
（ａ）香気成分の具体的なものには、以下の〔１〕乃至
〔５〕のアルコール、アルデヒド、エステル、エーテ
ル、及びケトン類が挙げられる。本発明においてはこれ
らの成分を１種またはそれ以上の混合成分として用いる
ことができる。

【００１０】〔１〕アルコール類 エチルアルコール，cis-3-ヘキセノール。 〔２〕アルデヒド類 ヘプタナール，オクタナール。 〔３〕エステル類 エチルフォルメート，メチルアセテート，エチルアセテ
ート，メチルプロピオネート，ジアセチル，メチルイソ
ブチレート，エチルイソブチレート，エチルブチレー
ト，プロピルブチレート，イソブチルアセテート，イソ
ブチルイソブチレート，イソブチルブチレート，イソブ
チルイソバレレート，イソブチルバレレート，イソアミ
ルアセテート，イソアミルプロピオネート，アミルプロ
ピオネート，アミルイソブチレート，アミルブチレー
ト，アミルイソバレレート，アリルヘキサノエート。

【００１１】〔４〕エーテル類 アニソール，ユーカリプトール，ｐ−クレシルメチルエ
ーテル。 〔５〕ケトン類 メチルアミルケトン，メチルヘプテノン，エチルアミル
ケトン，メチルヘキシルケトン。

【００１２】上記（ａ）香気成分の蒸気圧が０．８mmHg
を下回ると、鋳物用粘結剤中のフルフリルアルコールの
蒸気圧が０．７７mmHgであるため、フルフリルアルコー
ル臭を充分に抑えることが難しくなる。また、本発明に
係る（ｂ）及び（ｃ）香料成分、常圧での沸点が２１０
℃以上である香料成分の具体的なものには、以下の
（１）乃至（５）のアルコール、アルデヒド、エステ
ル、エーテル、及びケトン類が挙げられ、本発明におい
ては、（２）又は（５）に示すようなα−、β−不飽和
アルデヒド類もしくはα−、β−不飽和ケトン類である
（ｂ）香料成分が必須成分として用いられる。

【００１３】（１）アルコール類 シトロネロール，ゲラニオール，ターピネオール，テト
ラハイドロゲラニオール，アニスアルコール，合成サン
ダル。 （２）アルデヒド類 シトラール，α−ヘキシルシンナミックアルデヒド，α
−アミノシンナミックアルデヒド，リリアール（p-tert
- ブチル- α- メチルヒドロシンナミック アルデヒ
ド），シクラメンアルデヒド（p-イソプロピル- α- メ
チルヒドロシンナミック アルデヒド），リラール〔(4
- ヒドロキシ-4- メチルベンチル)-3-シクロヘキセン-1
- カルボキシアルデヒド〕，ヘリオトロピン，アニスア
ルデヒド，ヘリオナール，バニリン，エチルバニリン。

【００１４】（３）エステル類 安息香酸リナリル，エチルシンナメート，ヘキシルサリ
シレート，エチルメチルフェニルグリシド酸エチル，ベ
ンジルアセテート，ターピニルアセテート，アニシルア
セテート，フェニルエチルイソブチレート，ジヒドロジ
ャスモン酸メチル，γ−ウンデカラクトン，γ−ノニル
ラクトン，クマリン。

【００１５】（４）エーテル類 メチルオイゲノール，β−ナフトールメチルエーテル，
β−ナフトールエチルエーテル，アネトール，チモー
ル，ジフェニルオキサイド，ガラクソリド（1,3,4,6,7,
8-ヘキサハイドロ-4,6,6,7,8,8- ヘキサメチルシクロベ
ンタ- γ-2- ベンゾピラン）。

【００１６】（５）ケトン類 ダマスコン（α−，β−体）（2,6,6 −トリメチル−tr
ans −１−クロトニル−シクロヘキセン−１又は２），
ダマセノン（α−，β−体）（2,6,6 −トリメチル−tr
ans −１−クロトニル−1,3 −シクロヘキサジエン），
ヨノン（α−，β−，γ−体），メチルヨノン（α−，
β−，γ−体），p-メチルアセトフェノン，メチル−β
−ナフチルケトン，テンタローム（7-アセチル-1,1,3,
4,4,6- ヘキサメチルテトラハイドロナフタレン），メ
チルセドリロン，イソメチルヨノン（α−、β−体）、
イロン（α−、β−、γ−体），マルトール，エチルマ
ルトール，ｃｉｓ−ジャスモン，ジヒドロジャスモン，
ｌ−カルボン。

【００１７】上記（ｂ）及び（ｃ）香料成分の常圧での
沸点は２１０℃以上、特に２３０℃以上であることが望
ましい。中でもα、β−不飽和ケトン類もしくはα、β
−不飽和アルデヒド類は特に二酸化イオウ臭のマスキン
グの持続性に優れ、注湯６０分後でも有意に他の香料成
分よりマスキング能力が高い事を発見した。この理由
は、現在の処、明確にはなっていないが、フラン樹脂と
の相互作用によるものと推測される。

【００１８】鋳型は、通常、硅砂と上記フラン樹脂及び
上記香料成分に硬化剤を混練する事により得られるが、
香料成分は、硅砂の中でネットワーク構造をとている樹
脂中に存在している。この鋳型に注湯する際には鉄で１
４００℃程度、アルミニウムで７００℃程度になる。今
回、注湯後に硅砂の中を伝播してくる熱による香料成分
の加温揮散に着目した結果、これを利用して二酸化イオ
ウ臭のマスキングが可能になった。

【００１９】すなわち、香料成分の沸点が２１０℃を下
回ると、低沸点である為、注湯時に発生する二酸化イオ
ウ臭を充分にマスクしないうちに揮散し目的を達成し得
ない。実際、本発明者らは、注湯時の香気成分の揮散と
二酸化イオウ臭のマスク状態を検討した結果、香気成分
の沸点が２１０℃以上のものに効果があり、香気成分が
上記沸点以上にあると、湯の直接、接しているところで
は香料成分が燃焼し、残りの大部分の香料成分が熱によ
り砂の中を通って徐々に揮散している為に二酸化イオウ
臭のマスキング効果が発現するものと予測された。

【００２０】本発明に係る上記（ａ）香料成分と（ｂ）
＋（ｃ）香料成分の比率は、必要により任意に変えるこ
ができるが、好ましくは（ａ）／（ｂ）＋（ｃ）＝１／
９９乃至５０／５０、特に５／９５乃至２５／７５であ
ることが好ましい。（ａ）、（ｂ）、（ｃ）成分の他の
香料についても、本発明の効果を損なわない限り、併用
することができる。また、（ａ）香料成分、（ｂ）香料
成分、及び（ｃ）香料成分の合計配合量はフラン樹脂に
対して０．００５乃至１．５重量％、好ましくは０．０
２乃至０．５重量％である。香料成分がこのような範囲
を下回るとマスキング効果を充分に発揮することができ
ず、上記範囲を上回ると、香料の香りが強くなりすぎ作
業環境の改善につながらないおそれが生じる。

【００２１】また、鋳物用粘結剤における硬化剤は、フ
ラン樹脂に対して通常の公知の範囲量で用いることがで
き、本発明において、好ましくは１０乃至１５０重量％
の範囲で用いることができる。硬化剤としては具体的に
はスルホン酸系のもの等を用いることができる。尚、型
造型時においては、砂に対して本発明の鋳物用粘結剤を
０．２乃至５重量％の範囲で処方することが望ましい。

【００２２】

【実施例】以下、本発明に係る鋳物用粘結剤の実施例を
もって更に詳述するが、本発明は以下の実施例に限定さ
れるものではない。 （実施例１） １．香料成分の処方 香料成分の処方を下記に示すように実施した。香料処方
Ａ及びＢは、本実施例による（ａ）香料成分と（ｂ）香
料成分及び（ｃ）香料成分を混合した処方であり、香料
処方Ｃ、Ｄ及びＥは比較例である。

【００２３】

【表１】

【００２４】

【表２】 ＊印は、特許請求の範囲外のものである。 ２．砂と鋳物用粘結剤との処方 鋳物用粘結剤と砂との一般処方は下記表３に示すもので
あり、

【００２５】

【表３】 ここで言うキシレンはＣ₈ 留分をいう（エチルベンゼ
ン，o-,m-,p-キシレン）。これに基づいて、砂１００
部、フラン樹脂〔カオーライトナー３４０Ｂ：花王クエ
ーカー社製〕０．８部（対砂）、硬化剤〔カオーライト
ーＴＫ−３：花王クエーカー社製〕０．４部（対砂）及
び上記香料成分Ａ乃至Ｄを下記表２に示すフラン樹脂に
対する配合量でサンプル処方を行った。

【００２６】そして、各サンプルにおける造型時及び注
湯時の臭気の官能評価をした。その結果を表４に示し
た。尚、サンプル１乃至３は実施例であり、サンプル４
乃至８は比較例である。

【００２７】

【表４】 １）工場の建屋の面積は１５×３０ｍ、評価時の天気、
晴れ、外気温 ２７℃臭気の評価レベルは、○異臭が僅
かにする〜殆ど無い、□少し異臭がする、△異臭が強
い、×異臭が非常に強い。臭気の評価パネルは、専門パ
ネル２名、工場作業員１５名である。臭気の評価結果は
平均値である。

【００２８】（実施例２）上記香料成分Ａ乃至Ｄを表３
の配合割合で加えたフラン樹脂１００ｇを３０℃及び５
０℃に１か月間保存後、下記の硬化条件で硬化させた。 硬化条件： 砂 再生硅砂 気温／湿度 ２５℃／６０％ 樹脂 カオーライトナー３４０Ｂ（０．７重量％
対砂） 硬化剤 カオーライトーＴＫ−３（３５重量％対樹
脂） 各サンプルの保存外観及び硬化時の圧縮強度を測定し、
その結果を表５に示した。尚、サンプル９は参考例、サ
ンプル１０及び１１は本実施例、及びサンプル１２は比
較例である。

【００２９】

【表５】 （＊）目視による官能評価：○変色・増粘や沈澱なし、
×沈澱物あり、フラン樹脂として不可。

【００３０】

【発明の効果】本発明に係る鋳物用粘結剤は、保存中に
沈澱物などを生じさせるおそれがなく、また鋳物造型機
能を低下させるおそれもない異臭に対して充分なマスキ
ングをすることができる。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フラン樹脂を主成分とし、 （ａ）温度２５℃における蒸気圧が０．８mmHg以上であ
   るアルコール、アルデヒド、エステル、エーテル、及び
   ケトン類の群から選ばれる少なくとも１種の香料成分、 （ｂ）常圧での沸点が２１０℃以上であるα、β−不飽
   和ケトン類もしくはα、β−不飽和アルデヒド類の群よ
   り選ばれる少なくとも１種の香料成分、 （ｃ）常圧での沸点が２１０℃以上であってα、β−不
   飽和ケトン類もしくはα、β−不飽和アルデヒド類に属
   さない少なくとも１種の香料成分を含有し、 上記（ａ）成分、（ｂ）成分、及び（ｃ）成分の合計量
   がフラン樹脂に対して０．００５乃至１．５重量％であ
   る 鋳物用粘結剤。
2. 【請求項２】 上記（ａ）成分と、（ｂ）成分及び
   （ｃ）成分の合計とを１／９９乃至５０／５０の割合で
   含有した請求項１記載の鋳物用粘結剤。