(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒドロキシ酸２０〜５０質量％及びミョウバン０．１〜１０質量％を含有する水性溶液からなる消臭組成物であって、前記ヒドロキシ酸はリンゴ酸、クエン酸から選ばれる１種又は２種であり、前記ミョウバンはナトリウムミョウバン、カリウムミョウバン、アンモニウムミョウバンから選ばれる１種又は２種以上であることを特徴とする消臭組成物。
【請求項２】
前記消臭組成物が鋳物製造時に発生する臭気の除去低減に用いられるものであることを特徴とする請求項１に記載の消臭組成物。
【請求項３】
前記請求項１又は２に記載の消臭組成物を含ませてなる鋳物用砂。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は鋳物製造時に鋳物用砂等から発生する不快臭気の除去低減に有効な消臭組成物及び前記不快臭の発生の少ない鋳物用砂に関する。
【０００２】
更に詳しくは、鋳造時に鋳造用砂の粘結剤や硬化剤の役割として使用されるトリメチルアミン、ジメチルアミン、ヘキサメチレンテトラミン等のアミン類や、ホルムアルデヒド等のアルデヒド類や、フェノール類等により発生する不快臭、特に臭閾値が低いアンモニアやトリメチルアミン等の塩基性ガス、ホルムアルデヒドやフェノール類等により発生する不快臭を除去低減し、作業環境の悪化防止乃至改善を図れる消臭組成物及び前記不快臭の発生の少ない鋳物用砂に関する。
また、工場にて発生するガスを排気する際に混入されているガスの消臭及び中和反応の役割を担い臭気対策として有効な消臭組成物に関する。
【背景技術】
【０００３】
従来、鋳物の製造方法としては、ＲＣＳ法、ＣＢ法、ＡＰ法、ＭＤＩ法、フラン法等の各種製造方法が知られている。代表的なＲＣＳ法を例に説明すれば、鋳物の製造に際し、ケイ砂等の耐火性骨材の表面にノボラック型フェノール樹脂等のバインダーや、ヘキサメチレンテトラミン等の硬化剤や、ステアリン酸カルシウム等の滑材その他の添加剤を被膜ないしは付着させてなる鋳物用砂が広く用いられている。
【０００４】
前記ＲＣＳ法では、１２０〜１７０℃に余熱された耐火性骨材（ケイ砂）とノボラック型フェノール樹脂、ヘキサメチレンテトラミン等を混練して砂に樹脂をコーティングした鋳物用砂の一種であるレジンコーテッドサンド（ＲＣＳ）を用いるが、このＲＣＳを使って鋳型を造形する際、シェルモールド法では２５０〜３５０℃に加熱して金型内で熱硬化させている。また、コールドボックス法では室温付近で鋳型を瞬時に硬化させるため、触媒として有毒なトリエチルアミンガスを金型内に添加している。
これらの工程において、樹脂中の未反応のフェノールや、ヘキサメチレンテトラミン、トリエチルアミン（０．００５４ｐｐｍ）、或いは、これらの熱分解物により発生する臭閾値が低いアンモニア（０．５９ｐｐｍ）、トリメチルアミン（０．００１４ｐｐｍ）等のアミン類や、ホルムアルデヒド（１．９ｐｐｍ）に起因した刺激性のある不快な臭気を放って作業環境を悪化させるため、従来から排気ダクト等の設置対応のほか、種々の防止対策が採られている。
【０００５】
例えば、硬化剤のヘキサメチレンテトラミンを全く乃至少量しか使用しなくても熱硬化性を発現するレゾール型フェノール樹脂をバインダーとして用いる方法は、或る程度の消臭効果は得られるもののその効果は未だ充分ではなく、更なる改善の余地が残されている。
また、消臭剤による臭気の軽減、例えば臭気を中和して臭気を軽減できる脱臭剤として特許文献１に開示されているオレンジオイル、テレビンオイル、シダーウッドオイルを主成分とするＲＣＳ用消臭剤や、特許文献２や特許文献３に開示されているα，β−不飽和ケトン及びα，β−不飽和アルデヒドを含有する香料系消臭剤は、或る程度の消臭効果は認められるものの、その原理は香料による悪臭物質のマスキング効果によるもので根本的な解決策とは言い難い。
【０００６】
更に、鋳物造形工程において触媒として用いたトリエチルアミン等は作用後その他の塩基性ガスと共に型枠から排出されるが、このまま排気ダクト等を通して大気中へ放出することは環境上好ましくなく、排ガス処理装置で回収して無臭状態にしてから大気中へ放出する必要がある。この排ガス処理装置として、洗浄搭やスクラバーなどがある。これらへ水またはリン酸水溶液、硫酸水溶液等の酸性水溶液を満たしてアミン等の塩基性ガスを吸収させるのが一般的であるが、水に塩基性ガスを吸収させても臭気は弱まるが完全に消臭することはできず、またリン酸水溶液等酸性水溶液を用いれば中和反応により塩基性ガスは吸収され或る程度効果的な消臭効果が認められるが、処理液は有害性が高くその廃棄は専門の業者に委ねざるを得ないのが現状である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−３８７４８号公報
【特許文献２】特開２００２−２１０５３８公報
【特許文献３】特開２００４−５１６５２公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、鋳物製造工程において発生し、また、排気ガスに含有する不快な臭気による作業環境及び周辺環境の悪化を防止し、改善するためになされたものであり、第１の目的は、特に臭閾値が低いアンモニアやトリメチルアミン等の塩基性ガス、ホルムアルデヒドやフェノール類等の刺激臭の除去低減に有効な消臭組成物を提供することである。また、第２の目的は環境負荷の小さいこの消臭成物を洗浄搭やスクラバーへ利用しリン酸処理の代替品とすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者等は、特にアンモニアやトリメチルアミンなどの塩基性ガス、ホルムアルデヒドやフェノール類等に起因する悪臭の除去低減化について消臭剤及びリン酸代替の観点から鋭意検討を行った結果、ヒドロキシ酸とミョウバンを含有する消臭組成物が上記の課題解決に有効であることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
即ち、本発明はかかる知見に基づきなされたもので、本発明の消臭組成物は、請求項１記載の通り、ヒドロキシ酸２０〜５０質量％及びミョウバン０．１〜１０質量％を含有する水性溶液からなる消臭組成物であって、前記ヒドロキシ酸はリンゴ酸、クエン酸から選ばれる１種又は２種であり、前記ミョウバンはナトリウムミョウバン、カリウムミョウバン、アンモニウムミョウバンから選ばれる１種又は２種以上であることを特徴とする。
また、請求項２記載の消臭組成物は、請求項１記載の消臭組成物において、前記消臭組成物が鋳物鋳造時に発生する不快臭気の除去低減に用いられるものであることを特徴とする。
また、本発明の鋳物用砂は、請求項３記載の通り、前記請求項１又は２に記載の消臭組成物を含ませてなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の消臭組成物によれば、鋳物用砂等の鋳型材料の製造工程（混練工程）及びこの鋳型材料（製造法としてＲＣＳ法、ＣＢ法、ＡＰ法、ＭＤＩ法、フラン法等）による鋳型の造型において生じるアミンやホルムアルデヒド等に起因する悪臭を大幅に軽減できる。
また、中和槽やスクラバーなど排ガス処理装置用に用いることで作業現場から排出されるアミン類やアルデヒド類等の不快悪臭ガスと反応させることができる。更に、アミンガス等との反応後の処理液は有害性が低くその廃棄は地方自治体の定める規制に従った方法の採用が期待できる。以上のことより作業環境の悪化を防止または改善し、更に大気や排水等周辺環境の改善に寄与することができる。
更に、本発明の消臭組成物は、上述したような鋳物材料への適用に留まらず、例えば、水で適当な倍率に希釈して鋳物関連材料や、設備への浸責や散布、作業空間への散布、工場の廃棄口での散布等、同様の消臭効果を必要とする分野に適用することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次ぎに本発明の消臭組成物の実施の形態につき説明する。
本発明に係る消臭組成物は、ヒドロキシ酸２０〜５０質量％及びミョウバン０．１〜１０質量％を含有する水性溶液からなる。
前記ヒドロキシ酸としては、乳酸、グリコール酸、リンゴ酸、クエン酸、酒石酸、グルコン酸、セリン、トレオニン等が挙げられ、これらは単独で用いても２種以上混合して用いてもよい。
また、ミョウバンとしてはナトリウムミョウバン、カリウムミョウバン、アンモニウムミョウバン、鉄ミョウバン、鉄アンモニウムミョウバン等が挙げられ、これらは単独で用いても２種以上混合して用いてもよい。
また、これらヒドロキシ酸とミョウバンは、イオン交換水等に溶解させて水性溶液として用いる。
【００１３】
前記ヒドロキシ酸とミョウバンの配合割合を前記割合としたのは、次の理由による。
ヒドロキシ酸が１０質量％より少ないと充分な消臭効果が得られにくく、また７０質量％を越えると溶媒として使用する水に対する溶解度が十分とならないからである。前記観点から、２０〜５０質量％とした。
また、ミョウバンが０．１質量％より少ないと充分な効果が得られにくく、また１０質量％を越えると消臭効果は向上するが労安法で定める物質であることを考慮すると最大で１０質量％程度となるからである。前記観点から、好ましくは０．５〜２質量％である。
また、必要に応じて種々の抗菌剤や抗カビ剤を添加してもよい。
【００１４】
本発明に係る消臭組成物の調製方法は、例えば、イオン交換水等の清澄な水にヒドロキシ酸成分とミョウバン成分の混合物を同時に添加し、完全に溶解するまで撹拌を行うか、または初めにヒドロキシ酸成分を添加し完全に溶解してから次いでミョウバン成分を添加して完全に溶解すればよく、出来上がった消臭組成物に変わりはない。
【００１５】
本発明の消臭組成物は、例えば、水性溶液のまま鋳物用消臭剤として用いてもよいし、また、従来のリン酸溶液の代替品として用いてもよく、或いは、鋳物用砂に含ませて鋳物用砂として構成してもよい。このように鋳物用砂として構成した場合、別途消臭剤を用意する必要がないので便利なものとなる。
【実施例】
【００１６】
＜実験例１＞
次に、本発明を参考例１乃至４、実施例１乃至４及び比較例１，２についての実験例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。
本実験例１及び実験例２では、下記に詳述する通り調整した参考例、実施例及び比較例の消臭組成物について、消臭剤及びリン酸代替品としての機能・効果を下記の通り確認するものとした。
【００１７】
（１）臭気の官能試験
（ａ）ＲＣＳを製造する際、及び（ｂ）２５０℃に温調された金型内にＲＣＳをブロー充填した後６０秒間成形体を成形して型開き（シェルモールド法）した際、（ｃ）洗浄搭に使用した際の臭気を下記の評価方法及び評価基準に基づく官能評価で評価した。
（ｉ）評価方法
温度２０℃、相対湿度６０％の条件下で、１５名（内女性５名）の臭気パネラーが官能評価し、得られた官能評価レベルの平均レベルで優劣を評価した。なお、このレベルが高いほど消臭効果が高いことを意味する。
（ｉｉ）評価基準
レベル４：刺激臭はほとんど感じられない。
レベル３：刺激臭はやや感じられるが実用上支障はない。
レベル２：刺激臭はやや強く感じる。
レベル１：刺激臭は非常に強く感じる。
【００１８】
（２）臭気濃度測定
（ｉ）出来上がった直後のＲＣＳについて、消臭組成物を添加したサンプルと未添加のサンプルを一定量秤量し、アミン臭気濃度を検知管を用いて測定した。また、このＲＣＳを使って２５０℃に加熱後、発生するアミンガスの濃度についても検知管を用いて測定した。
（ｉｉ）洗浄搭に消臭組成物を使用した際、一定時間塩基性ガスを吸収させた後の処理液を秤量し、アミン臭気濃度を検知管を用いて測定した。
【００１９】
（参考例１）
スピードミキサー内に約１４０〜１５０℃に予熱したケイ砂を５０００ｇｒ、ノボラック型フェノール樹脂１２５ｇｒ入れて５０秒間混練した後、予め冷却水１２５ｇｒにヘキサメチレンテトラミン１８．８ｇｒと表１に示す成分から構成された消臭剤I１５ｇｒ混合して作製した硬化剤水溶液を全量添加するとともに、形成された魂状物が粒状になるまで送風冷却し、最後にステアリン酸カルシウム５ｇｒを添加した後、１５秒間混合してＲＣＳを得た。その後、前記した通り、臭気の官能試験と臭気濃度測定を行った。その結果を表９に示す。
【００２０】
【表１】
0005827814.tif 000002
【００２１】
（参考例２〜４）
前記参考例１の消臭剤Iをそれぞれ表２〜４に示す成分構成の消臭剤II〜IVに変更すること以外は、前記参考例１と同様にして３種類のＲＣＳを得た。その後、前記した通り、臭気の官能試験と臭気濃度測定を行った。その結果を表９に示す。
【００２２】
【表２】
0005827814.tif 000003
【００２３】
【表３】
0005827814.tif 000004
【００２４】
【表４】
0005827814.tif 000005
【００２５】
（実施例１〜４）
前記参考例１の消臭剤Iをそれぞれ表５〜８に示す成分構成の消臭剤V〜VIIIに変更すること以外は、前記参考例１と同様にして４種類のＲＣＳを得た。その後、前記した通り、臭気の官能試験と臭気濃度測定を行った。その結果を表９に示す。
【００２６】
【表５】
0005827814.tif 000006
【００２７】
【表６】
0005827814.tif 000007
【００２８】
【表７】
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【００２９】
【表８】
0005827814.tif 000009
【００３０】
（比較例１）
参考例１において、表１で示した消臭剤Iを使用しないようにした以外は、参考例１と同様にしてＲＣＳを得た。その後、前記した通り、臭気の官能試験と臭気濃度測定を行った。その結果を表９に示す。
【００３１】
（比較例２）
参考例１において、表１で示した消臭剤Iを天然植物性精油からなる市販の中和消臭剤に変更する以外は、参考例１と同様にしてＲＣＳを得た。その後、前記した通り、臭気の官能試験と臭気濃度測定を行った。その結果を表９に示す。
【００３２】
【表９】
0005827814.tif 000010
【００３３】
表９から明らかなように、本発明に係る消臭組成物を使用した場合、鋳物は、混練時及び鋳型の造型時の何れにおいても、参考例１乃至４並びに比較例１，２に比べ臭気官能試験と臭気濃度測定のどちらにおいても優れた結果を示し、臭気の軽減がなされていることが確認された。
【００３４】
＜実験例２＞
（参考例１〜４・実施例１〜４）
前記表１〜８で示した参考例１乃至４及び実施例１乃至４の消臭剤I〜VIIIを２０Ｋｇ調製し、洗浄搭にセットした。排出されてくるアミンガスを一定時間吸収させた後の臭気の官能試験と臭気濃度測定を行った。その結果を表１０に示す。
【００３５】
（比較例３）
消臭剤を使用せず水に変更した以外は前記と同様にして洗浄搭にセットした。排出されてくるアミンガスを一定時間吸収させた後の臭気の官能試験と臭気濃度測定を行った。その結果を表１０に示す。
【００３６】
（比較例４）
前記消臭剤に替え、消臭剤を７５％−リン酸水溶液に変更する以外は前記と同様にして洗浄搭にセットした。排出されてくるアミンガスを一定時間吸収させた後の臭気の官能試験と臭気濃度測定を行った。その結果を表１０に示す。
【００３７】
【表１０】
0005827814.tif 000011
【００３８】
表１０から明らかなように、本発明に係る消臭組成物を中和槽に使用した場合、参考例１乃至４並びに比較例１，２に比べ、臭気官能試験と臭気濃度測定のどちらにおいても優れた結果を示し、臭気の軽減がなされていることが確認された。
【００３９】
＜実験例３＞
実施例の消臭剤Vと、前記市販品の中和消臭剤について、イオン交換水を対照として用い、短時間での消臭効果確認試験を行った。その結果を表１１に示す。
なお、臭気効果確認試験は次のようにして行った。
測定に用いる３リットル匂い袋にマグネット撹拌子を入れておく。対象ガスとして用いるトリエチルアミンはヘッドスペース臭気を封入しさらに空気を充填した。この時の濃度を初期濃度とした。消臭剤を添加し所定時間マグネティックスターラー上で撹拌後、ガス検知管を用いて臭気濃度を測定した。消臭評価にはアミン用検知管Ｎｏ．１８０、Ｎｏ．１８０Ｌを用いた。
【００４０】
【表１１】
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【００４１】
表１１から明らかなように、本発明の消臭組成物は、市販品の中和消臭剤に比べ、短時間で消臭効果が現れることが確認された。
【００４２】
＜実験例４＞
実施例Vの消臭剤と、７５％リン酸を各々５０倍に希釈し、アミンガスの吸収について、経過時間における濃度測定を行った。その結果を、消臭率とともに表１２に示す。
なお、濃度測定は次のようにして行った。
測定は３リットルエアバックを用いた。対象ガスとして用いるトリエチルアミンはヘッドスペース臭気を封入しさらに空気を充填した。この時の濃度を初期濃度とした。消臭剤を添加し所定時間経過後、ガス検知管を用いて臭気濃度を測定した。消臭評価にはアミン用検知管Ｎｏ．１８０、Ｎｏ．１８０Ｌを用いた。
【００４３】
【表１２】
0005827814.tif 000013
【００４４】
表１２から明らかなように、本発明の消臭組成物は、従来のリン酸水溶に比べ、短時間でアミンガスを中和できることが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明の消臭組成物は鋳物製造時に鋳物用砂等から発生する不快臭気等の除去低減に有効な消臭剤や、前記不快臭の発生の少ない鋳物用砂を提供できて産業上有用である。