(57)【要約】バイオマス由来樹脂と骨材とを含むコーテッドサンドにおいて、前記バイオマス由来樹脂が、リグニンを含む樹脂であり、前記リグニンが、水を用いた方法によって、植物からセルロース、ヘミセルロース成分を除去したものである、コーテッドサンド。バイオマス由来樹脂が、リグニンと架橋剤を含む熱硬化性樹脂である前記のコーテッドサンド。【特許請求の範囲】
【請求項１】
バイオマス由来樹脂と骨材とを含むコーテッドサンドにおいて、前記バイオマス由来樹脂が、リグニンを含む樹脂であり、前記リグニンが、水を用いた方法によって、植物からセルロース、ヘミセルロース成分を除去したものである、コーテッドサンド。
【請求項２】
バイオマス由来樹脂が、リグニンと架橋剤を含む熱硬化性樹脂である請求項１に記載のコーテッドサンド。
【請求項３】
水を用いた方法が、水蒸気爆砕法である請求項１又は２に記載のコーテッドサンド。
【請求項４】
リグニンの重量平均分子量が、１００〜７，０００である請求項１から３いずれかに記載のコーテッドサンド。
【請求項５】
架橋剤が、エポキシ樹脂である請求項２から４いずれかに記載のコーテッドサンド。
【請求項６】
架橋剤が、アルデヒド化合物又はホルムアルデヒドを生成する化合物である請求項２から４いずれかに記載のコーテッドサンド。
【請求項７】
架橋剤が、イソシアネートである請求項２から４いずれかに記載のコーテッドサンド。
【請求項８】
架橋剤が、多価カルボン酸又は多価カルボン酸無水物である請求項２から４いずれかに記載のコーテッドサンド。
【請求項９】
架橋剤が、不飽和カルボン酸又は不飽和カルボン酸無水物である請求項２から４いずれかに記載のコーテッドサンド。
【請求項１０】
骨材が、耐熱性又は耐火性を有する請求項１から９いずれかに記載のコーテッドサンド。
【請求項１１】
骨材の含有量が、８０質量％以上である請求項１から１０いずれかに記載のコーテッドサンド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はコーテッドサンドに関する。
【背景技術】
【０００２】
コーテッドサンドとは砂やセラミックスなどの骨材表面に粘結剤となる樹脂層を被覆した材料であり、シェルモールド用の鋳型として利用されている。コーテッドサンドの樹脂層としては、一般的にフェノール樹脂が使用されている（非特許文献１参照）。フェノール樹脂を使用した鋳型は、他の樹脂と比較して骨材間の強度が高い。また、鋳造の際に注湯する高温の金属によって樹脂が熱分解し、骨材間の結合がなくなるため、冷却後の型ばらしが容易である。【０００３】
一方で、化石資源の利用については、資源の枯渇化、焼却の際に発生する二酸化炭素（ＣＯ２）の増大による地球温暖化が懸念されている。したがって、化石資源の使用量削減、化石資源由来ＣＯ２排出量削減の観点から化石資源の代替材料としてカーボンニュートラルなバイオマス由来樹脂（バイオプラスチック）に置き換える動きが活発化している。【０００４】
バイオマス由来のフェノール樹脂代替材料として、フェノール骨格を有するリグニンが注目されてきた。また、フェノール性、アルコール性水酸基を含んでいるため、フェノール樹脂と同様、エポキシ樹脂やイソシアネート基と反応し、熱硬化性樹脂としての利用が期待される。工業的な手法で得られるリグニンとしては、クラフトリグニンが挙げられる。クラフトリグニンは一般的な有機溶媒に溶け難い、熱溶融しないため、硬化物としての利用がほとんど進んでいない。このため、フェノール樹脂代替材料として注目されてきたにも関わらず、リグニンは焼却処理される場合がほとんどである。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】「第４版  鋳型造型法」  社団法人日本鋳造技術協会
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
コーテッドサンドに使用されるフェノール樹脂は化石資源由来であるため、バイオマス由来の樹脂と比較して製造時及び焼却時のＣＯ２排出量が多くなる。一方、バイオマス由来の樹脂はカーボンオフセットによって、ＣＯ２排出量削減効果が期待できる。しかしながら、従来のバイオマス由来樹脂は熱可塑性樹脂であるため、耐熱性が低く耐熱性を要求される用途では使用が困難であった。
本発明の目的は、ＣＯ２排出量削減可能なコーテッドサンドを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは上記課題を解決するため、バイオマス由来樹脂として、フェノール骨格を有し、耐熱性が期待できるリグニンおよびに着目し、リグニンを植物中から水を用いた処理方法によって抽出し、骨材表面に樹脂層を形成することで、ＣＯ２排出量削減可能なバイオマス由来のコーテッドサンドが製造可能であることを見出した。【０００８】
本発明は、バイオマス由来樹脂と骨材とを含むコーテッドサンドにおいて、前記バイオマス由来樹脂が、リグニンを含む樹脂であり、前記リグニンが、水を用いた方法によって、植物からセルロース、ヘミセルロース成分を除去したものである、コーテッドサンドに関する。
また、本発明は、バイオマス由来樹脂が、リグニンと架橋剤を含む熱硬化性樹脂である前記のコーテッドサンドに関する。
また、本発明は、水を用いた方法が、水蒸気爆砕法である前記のコーテッドサンドに関する。
また、本発明は、リグニンの重量平均分子量が、１００〜７，０００である前記のコーテッドサンドに関する。
また、本発明は、架橋剤が、エポキシ樹脂である前記のコーテッドサンドに関する。
また、本発明は、架橋剤が、アルデヒド化合物又はホルムアルデヒドを生成する化合物である前記のコーテッドサンドに関する。
また、本発明は、架橋剤が、イソシアネートである前記のコーテッドサンドに関する。
また、本発明は、架橋剤が、多価カルボン酸又は多価カルボン酸無水物である前記のコーテッドサンドに関する。
また、本発明は、架橋剤が、不飽和カルボン酸又は不飽和カルボン酸無水物である前記のコーテッドサンドに関する。
また、本発明は、骨材が、耐熱性又は耐火性を有する前記のコーテッドサンドに関する。
また、本発明は、骨材の含有量が、８０質量％以上である前記のコーテッドサンドに関する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、バイオマス由来のリグニンを使用し、ＣＯ２排出量削減可能なコーテッドサンドを提供できる。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、上記本発明をさらに詳細に説明する。
本発明は、バイオマス由来樹脂および骨材を含むコーテッドサンドであって、前記バイオマス由来樹脂がリグニンを含むものである。
また、バイオマス由来樹脂中、樹脂分としてリグニンを５〜９０質量％含むことが好ましい。より好ましくは３０〜９０質量％、さらに好ましくは４０〜９０質量％である。リグニンを５〜９０質量％含むことで樹脂層の強度を良好に維持し、ＣＯ２削減効果をも発揮できる。
【００１１】
本発明で用いるリグニンは、水を用いた方法によって、植物から得られたものである。そして、リグニンが、水を用いた方法によって、植物からセルロース、ヘミセルロース成分を除去したものである。好ましくは、セルロース、ヘミセルロースから分離する方法として、水（水蒸気）を用いた分離方法（水蒸気爆砕法）を用いたものである。
より好ましくは、使用する原料を水蒸気のみを用いた処理方法（水蒸気爆砕法）により、リグニンをセルロース成分、ヘミセルロース成分から分離し、有機溶媒に溶解させる製造方法を用いたものである。水以外の薬品を用いるとリグニンが変性するため、有機溶媒への溶解性低下、または熱溶融し難くなり、骨材にコーティングできない恐れがある。よって、セルロース、ヘミセルロースから分離する際は、水のみを用いるのが好ましい。また、水蒸気爆砕法は、高温高圧の水蒸気による加水分解と、圧力を瞬時に開放することによる物理的破砕効果により、短時間で破砕するものである。
【００１２】
水蒸気爆砕に用いる装置はバッチ式、連続式のどちらでも良く、水蒸気爆砕の条件としては特に限定しないが、原料を水蒸気爆砕装置用の耐圧容器に入れ、０．５〜４．０ＭＰａの水蒸気を圧入し、１〜６０分間加熱処理した後、瞬時に圧力を開放し爆砕処理物を得ることが好ましい。さらに、２．１〜４．０ＭＰａの条件では１〜３０分間加熱処理することがより好ましく、１〜１０分間であればさらに好ましい。また、０．５〜２．０ＭＰａの条件では、５〜４０分間加熱処理することがより好ましく、１０〜３０分間であればさらに好ましい。加熱処理時間が短いとセルロース成分、ヘミセルロース成分からリグニンが十分に分離せず、リグニンの収率が低下する。また、加熱処理時間が長いと一度分離したリグニンが縮合し、分子量が大きくなるため有機溶媒に溶け難くリグニンの収率が低下する恐れがある。また、原料としては、リグニンが抽出できれば特に限定しないが、例えば、スギ、竹、稲わら、麦わら、ひのき、アカシア、ヤナギ、ポプラ、とうもろこし、サトウキビ、米穀、ユーカリ、ヤシ殻等が挙げられる。
【００１３】
リグニンの重量平均分子量は、ポリスチレン換算値において、１００〜７，０００であることが好ましく、さらに１００〜５，０００であることがより好ましく、１００〜４，０００であることがさらに好ましい。リグニンの重量平均分子量が１００〜７，０００であることで、リグニンの加熱時の流動性および有機溶媒への溶解性を維持してリグニンの構造を活かすことができる。
なお、重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）により測定し、標準ポリスチレン換算した値を使用した。検量線は、標準ポリスチレンの１２サンプルセット（ＰＳ‐オリゴマーキット［東ソー株式会社製、商品名］）を用いて３次式で近似した。ＧＰＣの条件は、以下に示す。装置：（ポンプ：ＤＰ−８０２０型［東ソー株式会社製］）、（検出器：ＲＩ−８０２０型［東ソー株式会社製］）カラム：Ｇｅｌｐａｃｋ  ＧＬ−Ａ１２０Ｓ  ＋  Ｇｅｌｐａｃｋ  ＧＬ−Ａ１４０Ｓ（計２本）（株式会社日立ハイテクノロジーズ製、商品名）カラムサイズ：１０．７ｍｍＩ．Ｄ×３００ｍｍ溶離液：テトラヒドロフラン試料濃度：１０ｍｇ／１ｍＬ注入量：２００μＬ流量：１．０ｍＬ／分測定温度：２５℃
【００１４】
水蒸気爆砕法のリグニン抽出に用いる有機溶媒は、１つ又は複数の混合のアルコール溶媒、アルコールと水を混合した含水アルコール溶媒、その他の有機溶媒又は、水と混合した含水有機溶媒を使用することができる。水としては、イオン交換水を使用することが好ましい。水との混合溶媒の含水率は０〜７０質量％が好ましい。リグニンは水への溶解度が低いため、水を溶媒とするとリグニンを抽出することが困難である。また、用いる溶媒を選択することにより、得られるリグニンの重量平均分子量を制御することが可能である。
【００１５】
アルコールとしては、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、ｔｅｒｔ−ブタノール、ｎ−ヘキサノール、ベンジルアルコール、シクノヘキサノール等のモノオール系とエチレングリコール、ジエチレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、トリメチロールプロパン、グリセリン、トリエタノールアミン等のポリオールが挙げられる。また、天然物質から得られるアルコールであることが、環境負荷低減化の観点で好ましい。具体的には、天然物質から得たメタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、ｔｅｒｔ−ブタノール、１，３−プロパンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、エチレングリコール、グリセリン、ヒドロキシメチルフルフラール等が挙げられる。
【００１６】
本発明において、リグニン以外の他の樹脂を併用してもよい。他の樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリビニルアルコール、ポリフェニレンエーテル、ポリオレフィン、ポリブチレンテレフタレート、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアセタール、ポリメチルメタクリレート、ポリ乳酸、フラン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂が挙げられ、これらを一種又は二種以上含んでもよい。
【００１７】
本発明において、バイオマス由来樹脂が、リグニンと架橋剤を含む熱硬化性樹脂であることが好ましい。
本発明で使用されるリグニンの架橋剤としては、不飽和ポリエステル、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、フェノール樹脂、ポリイソシアネート、アルデヒド化合物、ホルムアルデヒドを生成する化合物、多価カルボン酸、多価カルボン酸無水物、不飽和多価カルボン酸、不飽和多価カルボン酸無水物等が挙げられ、これらを一種又は二種以上含んでもよい。
【００１８】
本発明で用いる架橋剤としてエポキシ樹脂が挙げられる。エポキシ樹脂にはビスフェノールＡグリシジルエーテル型エポキシ、ビスフェノールＦグリシジルエーテル型エポキシ、ビスフェノールＳグリシジルエーテル型エポキシ、ビスフェノールＡＤグリシジルエーテル型エポキシ、フェノールノボラック型エポキシ、ビフェニル型エポキシ、クレゾールノボラック型エポキシがある。また、さらに天然由来物質から得られたエポキシ樹脂であることが環境負荷低減化の観点で好ましい。具体的には、エポキシ化大豆油、エポキシ化脂肪酸エステル類、エポキシ化アマニ油、ダイマー酸変性エポキシ樹脂等が挙げられる。植物由来エポキシ樹脂を使用することで、バイオマス含有率１００質量％の硬化物を得ることも可能である。
【００１９】
本発明で用いる架橋剤としてイソシアネートが挙げられる。イソシアネートには、脂肪族系イソシアネート、脂環族系イソシアネートおよび芳香族系イソシアネートの他、それらの変性体が挙げられる。脂肪族系イソシアネートとしては、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、リジントリイソシアネートが挙げられ、脂環族系イソシアネートとしては、例えば、イソホロンジイソシアネートが挙げられる。芳香族系イソシアネートとしては、例えば、トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ポリメリックジフェニルメタンジイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネート、トリス（イソシアネートフェニル）チオホスフェート等が挙げられる。イソシアネート変性体としては、例えば、ウレタンプレポリマー、ヘキサメチレンジイソシアネートビューレット、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリマー、イソホロンジイソシアネートトリマーが挙げられる。
【００２０】
本発明で用いる架橋剤としてアルデヒド化合物、ホルムアルデヒドを生成する化合物が挙げられる。アルデヒド化合物としては、特に限定されず、例えば、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、トリオキサン、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、クロラール、フルフラール、グリオキザール、ｎ−ブチルアルデヒド、カプロアルデヒド、アリルアルデヒド、ベンズアルデヒド、クロトンアルデヒド、アクロレイン、フェニルアセトアルデヒド、ｏ−トルアルデヒド、サリチルアルデヒドが挙げられる。また、ホルムアルデヒドを生成する化合物としてはヘキサメチレンテトラミンが挙げられる。特にヘキサメチレンテトラミンが好ましい。これらを単独又は２種類以上組み合わせて使用することもできる。また、硬化性、耐熱性の面からヘキサメチレンテトラミンが好ましい。
【００２１】
本発明で用いる架橋剤として多価カルボン酸又は多価カルボン酸無水物が挙げられる。多価カルボン酸の具体例としては、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸等の脂肪族多価カルボン酸や、トリメリット酸、ピロメリット酸、イソフタル酸、テレフタル酸、フタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸等の芳香族多価カルボン酸が挙げられる。多価カルボン酸無水物の具体例としては、例えば、マロン酸無水物、コハク酸無水物、グルタル酸無水物、アジピン酸無水物、ピメリン酸無水物、スベリン酸無水物、アゼライン酸無水物、エチルナジック酸無水物、アルケニルコハク酸無水物、ヘキサヒドロフタル酸無水物等の脂肪族多価カルボン酸無水物や、トリメリット酸無水物、ピロメリット酸無水物、ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物、フタル酸無水物等の芳香族多価カルボン酸無水物が挙げられる。
【００２２】
本発明で用いる架橋剤として不飽和多価カルボン酸又は不飽和多価カルボン酸無水物が挙げられる。不飽和多価カルボン酸の具体例としては、アクリル酸、クロトン酸、α−エチルアクリル酸、α−ｎ−プロピルアクリル酸、α−ｎ−ブチルアクリル酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、メサコン酸、イタコン酸が挙げられる。また、不飽和多価カルボン酸無水物の具体例としては、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸、シス−１，２，３，４−テトラヒドロフタル酸無水物が挙げられる。
【００２３】
本発明においては、用途応じて添加剤を加えても良い。添加剤としては特に限定しないが、例えば、硬化促進剤、滑剤が利用できる。
【００２４】
硬化促進剤としては特に限定しないが、シクロアミジン化合物、キノン化合物、三級アミン類、有機ホスフィン類、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾール、２−メチルイミダゾール、２−フェニルイミダゾール、２−フェニル−４−メチルイミダゾール、２−ヘプタデシルイミダゾール等のイミダゾール類、消石灰などが挙げられる。
【００２５】
滑剤としては特に限定しないが、ステアリン酸カルシウム、エチレンビスステアリン酸アミド、オキシステアリン酸アミド、ステアリン酸アミド、メチロールステアリン酸アミド、カルバナワックス、モンタンワックス、パラフィンワックス、ポリエチレンワックス等を使用することができる。
【００２６】
本発明に使用される骨材としては耐熱性又は耐火性を有することが好ましい。
耐熱性骨材としては石英質を主成分とする珪砂、フラタリ砂、アルミナ砂、クロマイト砂、ジルコン砂、オリビン砂、ムライト砂、合成ムライト砂、マグネシア、フライアッシュ及びこれらの回収砂、再生砂等が挙げられる。本発明においては、新砂、回収砂、再生砂、あるいはこれらの混合砂など、特に限定することなく種々の耐熱性、耐火性を有する粒状材料を使用することができる。骨材の粒度分布及び粒径は、特に制限なく用途に応じて選択できる。なお、耐熱性、耐火性とは、鉄あるいは非鉄鋳物の砂型鋳造において、高温の溶湯が接触しても、焼き付け、熱膨張、破砕が発生し難いことである。
【００２７】
本発明で用いる骨材の含有量は、コーテッドサンド中に８０質量％以上であることが好ましい。さらに８５質量％であることがより好ましく、９０質量％以上であることがさらに好ましい。骨材が８０質量％以上であることで、骨材の強度を良好に維持することができる。
【００２８】
本発明のコーテッドサンドは、鋳型用および石油、天然ガス等の採掘時に使用されるプロパントとしても利用できる。
【００２９】
本発明のコーテッドサンドは、例えば下記のようにして作製することができる。
まず、１００〜２００℃に加熱した骨材にリグニンを加え撹拌し、骨材表面を被覆する。次いで架橋剤、硬化促進剤を加え、骨材の塊がほぐれるまで撹拌する。次いで、滑剤を加えて撹拌混合することでコーテッドサンドが得られる。
【００３０】
本発明のコーテッドサンドは、骨材表面をリグニンと架橋剤で被覆した後、再度加熱することで粒子同士が接着することができる。加熱温度は５０℃〜３００℃であることが好ましく、１００℃〜２５０℃であることがより好ましく、１５０℃から２００℃であることがより好ましい。加熱温度を５０℃〜３００℃であれば、常温で良好な流動性を有し、加熱後の接着性も保持できる。
【実施例】
【００３１】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。【００３２】
（実施例１）（リグニン抽出）
竹チップ４００ｇ（乾燥質量）を水蒸気爆砕装置の２Ｌの耐圧容器に入れ、３．５ＭＰａとなるように水蒸気を圧入し、３分間保持した。その後バルブを急速に開放することで爆砕処理物を得た。洗浄液のｐＨが６以上になるまで得られた爆砕処理物を水により洗浄して水溶性成分を除去した。その後、１０５℃で残存水分を除去した。この乾燥体に対して質量で３倍量の乾燥抽出溶媒（アセトン）を加え、１０分間攪拌した。その後、ろ過により繊維物質を取り除いた。得られたろ液からアセトンを除去し、リグニンを６０ｇ得た。得られたリグニンは常温（２５℃）で茶褐色の粉末であった。【００３３】
（リグニンの重量平均分子量）
示差屈折計を備えたゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）にてリグニンの分子量を測定した。多分散度の小さいポリスチレンを標準試料として用い、移動相をテトラヒドロフランとして使用し、カラムとして株式会社日立ハイテクノロジーズ製、商品名：ゲルパックＧＬ−Ａ１２０ＳとＧＬ−Ａ１７０Ｓ（「ゲルパック」は登録商標）とを直列に接続して分子量測定を行った。その重量平均分子量は２，９００であった。【００３４】
（水酸基量）
リグニン中の水酸基当量は、水酸基価、酸価から求めた。水酸基価は無水酢酸−ピリジン法、酸価は電位差滴定法で求めた。その結果、得られたリグニンの水酸基当量は１３０ｇ／ｅｑ．であった。次に、フェノール性水酸基と、アルコール性水酸基との比を１Ｈ‐ＮＭＲ測定によって分析した。１Ｈ−ＮＭＲ（プロトン核磁気共鳴）はＢＲＵＫＥＲ社製核磁気共鳴装置（商品名：ＡＭＸ４００）を使用し、溶媒：重クロロホルム（ＣＤＣｌ３）、周波数：４００ＭＨｚで測定した。その結果、リグニン中の水酸基は、フェノール性水酸基：アルコール性水酸基＝１．５：１であった。【００３５】
（コーテッドサンドの作製）
ミキサー（遠州鉄鋼株式会社製）に１６０℃に加熱した珪砂１０ｋｇ（骨材）と前記リグニン２００ｇ（バイオマス由来樹脂）を投入し１分間混練した後、硬化剤としてヘキサミン４０ｇ、消石灰１０ｇを含む水溶液１５０ｇを添加して、砂の塊が崩れるまで混練し、次いでステアリン酸カルシウム１０ｇを添加してコーテッドサンドを得た。【００３６】
（コーテッドサンド焼却時のＣＯ２排出量）
焼却時のコーテッドサンドのＣＯ２排出量を樹脂分子構造中に含まれる炭素量から算出した。また、バイオマス由来であるリグニンは、カーボンニュートラルと考えられ、ＣＯ２排出量を０とみなした。炭素を含む樹脂はヘキサミン、ステアリン酸カルシウムであり、焼却時のＣＯ２排出量を試算した結果、ヘキサミンが２．１ｋｇ−ＣＯ２／ｋｇ、ステアリン酸カルシウムが２．６ｋｇ−ＣＯ２／ｋｇであった。配合比から算出されたコーテッドサンドを焼却した場合のＣＯ２排出量は、０．０１ｋｇ−ＣＯ２／ｋｇであった。【００３７】
（実施例２）（コーテッドサンドの作製）
前記リグニン１００ｇと架橋剤としてエポキシ樹脂１００ｇ（新日鐵住金株式会社製、商品名：ＹＤＣＮ−７００−１０）、硬化促進剤１ｇ（四国化成工業株式会社製、商品名：２ＰＺ−ＣＮ）をアセトン（和光純薬株式会社製）１００ｇに溶解させた。全量が溶解した後、減圧乾燥にてアセトンを除去し、リグニンとエポキシ樹脂の混合物（熱硬化性樹脂）を得た。
ミキサー（遠州鉄鋼株式会社製）に１８０℃に加熱した珪砂１０ｋｇ（骨材）と前記リグニンとエポキシ樹脂の混合物全量を投入して、砂の塊が崩れるまで混練し、次いでステアリン酸カルシウム１０ｇを添加してコーテッドサンドを得た。【００３８】
（コーテッドサンド焼却時のＣＯ２排出量）
実施例１と同様にエポキシ樹脂焼却時のＣＯ２排出量を算出した結果、２．５ｋｇ−ＣＯ２／ｋｇであった。この値を用いて実施例１と同様にコーテッドサンドを焼却した場合のＣＯ２排出量を試算した。その結果、コーテッドサンドを焼却した場合のＣＯ２排出量は、０．０２ｋｇ−ＣＯ２／ｋｇであった。【００３９】
（比較例１）（コーテッドサンドの作製）
リグニンの代わりにフェノールノボラック樹脂（日立化成株式会社製、商品名：ＨＰ‐８５０Ｎ）を使用した以外は実施例１と同様にコーテッドサンドを得た。【００４０】
（コーテッドサンド焼却時のＣＯ２排出量）
実施例１と同様にフェノールノボラック樹脂燃焼時のＣＯ２排出量を算出した結果、２．６ｋｇ−ＣＯ２／ｋｇであった。この値を用いて実施例１と同様にコーテッドサンド焼却時のＣＯ２排出量を試算した。その結果、コーテッドサンドを焼却した場合のＣＯ２排出量は、０．０６ｋｇ−ＣＯ２／ｋｇであった。【００４１】
（比較例２）（コーテッドサンドの作製）
リグニンの代わりにフェノールノボラック樹脂（日立化成株式会社製、商品名：ＨＰ‐８５０Ｎ）６７ｇと架橋剤としてエポキシ樹脂１３３ｇ（新日鐵住金株式会社製、商品名：ＹＤＣＮ−７００−１０）を使用した以外は実施例２と同様にコーテッドサンドを得た。【００４２】
（コーテッドサンド焼却時のＣＯ２排出量）
比較例１で算出したフェノールノボラック樹脂の製造時、燃焼時のＣＯ２排出量を使用し、実施例１と同様にコーテッドサンドの焼却時のＣＯ２排出量を試算した。その結果、コーテッドサンドを焼却した場合のＣＯ２排出量は、０．０５ｋｇ−ＣＯ２／ｋｇであった。【００４３】
実施例１及び２では、水蒸気爆砕法で得たリグニンは有機溶剤に可溶かつ熱溶融するため、架橋剤と均一に混合し、骨材表面に均一な樹脂層を有するコーテッドサンドが作製できた。実施例１及び２のコーテッドサンドとフェノール樹脂を用いたコーテッドサンドを焼却処理した場合のＣＯ２排出量を比較すると、架橋剤としてヘキサミンを使用した場合、実施例１では、０．０１ｋｇ−ＣＯ２／ｋｇであるのに対して、比較例１のフェノール樹脂を使用した場合０．０６ｋｇ−ＣＯ２／ｋｇであった。また、架橋剤としてエポキシ樹脂を使用した場合、実施例２では、０．０２ｋｇ−ＣＯ２／ｋｇであるのに対して、比較例２のフェノール樹脂を使用した場合０．０５ｋｇ−ＣＯ２／ｋｇであった。したがって、実施例１及び２のコーテッドサンドは、一般的なフェノール樹脂を用いた、比較例１及び２のコーテッドサンドと比較し、焼却時のＣＯ２排出量がヘキサミンを架橋剤とした場合で８０％、エポキシ樹脂を架橋剤とした場合で４０％削減できた。
【国際調査報告】
2014136762.tif 000002
2014136762.tif 000003
2014136762.tif 000004
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