BR112014017570B1 - composição de encolamento isenta de formaldeído para fibras, produto à base de fibras e processo para a fabricação de um produto isolante acústico e/ou térmico - Google Patents
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Abstract
COMPOSIÇÃO DE ENCOLAMENTO PARA FIBRAS, EM PARTICULAR FIBRAS MINERAIS, COM BASE EM ÁCIDO HÚMICO E/OU FÚLVICO E QUE RESULTA EM PRODUTOS ISOLANTES A presente invenção diz respeito a uma composição de encolamento isenta de formaldeído para produtos com base em fibra, em particular fibras minerais, tal como fibras de vidro ou rocha, que compreendem pelo menos um ácido húmico e/ou um ácido fúlvico ou um sal destes ácidos, pelo menos um sacarídeo e pelo menos um sal de amônio de ácido inorgânico. Outra matéria objeto da presente invenção é o produto desta maneira obtido, em particular véus, esteiras, feltros ou material não tecido que são revestidos ou impregnados e materiais isolantes térmicos e/ou acústicos com base em lã mineral, em particular de vidro ou rocha e seu processo de fabricação.
Description
[0001] A presente invenção diz respeito ao campo de produtos fundamentados em fibra, em particular, de fibras minerais, ligados por um aglutinante isento de formaldeído.
[0002] Embora a invenção descreva, muito particularmente, produtos isolantes térmicos e/ou acústicos, cujas fibras estão na forma de lã mineral, em particular de vidro ou de rocha, entretanto, isto não exclui outros produtos com base em fibra, em particular véus, mantas, feltros e materiais não tecidos.
[0003] Um assunto de objetivo da invenção é, desta maneira, uma composição de encolamento capaz de reticular para formar um aglutinante, que inclui pelo menos um ácido húmico e/ou fúlvico, pelo menos um sacarídeo e pelo menos um sal de amônio de ácido inorgânico, o processo para a fabricação de produtos com base em fibra e produtos que resultam destes, em particular, materiais isolantes térmicos e/ou acústicos.
[0004] A fabricação de produtos isolantes com base em lã mineral, em geral, compreende um estágio de fabricação da lã por si só, que pode ser realizado por vários processos, por exemplo, de acordo com a técnica conhecida de formação de fibra pela centrifugação interna ou externa.
[0005] A centrifugação interna consiste em introduzir o material fundido (geralmente vidro ou rocha) em um dispositivo centrífugo, compreendendo uma multiplicidade de pequenos orifícios, o material sendo projetado em direção da parede periférica do dispositivo sob a ação da força centrífuga e escapar deste na forma de filamentos. Ao sair do dispositivo de centrifugação, os filamentos são retirados e transportados para um membro receptor de uma corrente de gás tendo uma temperatura alta e uma velocidade alta, a fim de formar uma trama de fibras (ou de lã mineral).
[0006] A centrifugação externa consiste, por seu lado, em verter o material fundido na superfície periférica externa de membros rotativos, conhecidos como rotores, a partir de onde o dito material é ejetado sob a ação da força centrífuga. Meios para retirar a corrente de gás e para a coleta de um membro receptor também são fornecidos.
[0007] A fim de fornecer a montagem das fibras entre si e para tornar possível que a trama tenha coesão, uma composição de encolamento que compreende uma resina termofixa é aplicada às fibras, na via entre a saída do dispositivo de centrifugação e o membro receptor. A trama de fibras revestidas com o encolamento é submetida a um tratamento térmico, a uma temperatura, em geral, superior a 100° C, a fim de provocar a poli-condensação da resina e desta maneira, um produto de isolamento térmico e/ou acústico tendo propriedades específicas, em particular, estabilidade dimensional, resistência à tração, recuperação de espessura após compressão e cor homogênea.
[0008] A composição de encolamento a ser projetada na lã mineral é, em geral, fornecida na forma de uma solução aquosa, incluindo resina termofixa e aditivos, tais como um catalisador para reticulação da resina, um silano promotor de adesão, um óleo mineral que evita poeira e outros. A composição de encolamento, em geral, é aplicada às fibras por pulverização.
[0009] As propriedades da composição de encolamento dependem, em grande parte, das características da resina. A partir do ponto de vista de aplicação, é necessário para a composição de encolamento apresentar uma boa capacidade de pulverização e ser capaz de ser depositada na superfície das fibras, a fim de uní-las de maneira eficiente.
[0010] A resina deve ser estável por um determinado período de tempo antes de ser utilizada para formar a composição de encolamento, cuja composição é, em geral, preparada no momento da utilização pela mistura da resina e dos aditivos mencionados acima.
[0011] No nível regulador, é necessário que a resina seja considerada como não poluente, ou seja, para que possa compreender - e para isso gerar, durante a fase de encolamento, ou subsequentemente - tão pouco quanto possível na forma de compostos que podem ser prejudiciais à saúde humana ou ao meio ambiente.
[0012] As resinas termofixas mais vulgarmente utilizadas são as resinas fenólicas que pertencem à família dos resóis. Além de sua boa capacidade de reticulação sob as condições térmicas já mencionadas, estas resinas são solúveis em água, tem boa afinidade com as fibras minerais, em particular, fibras de vidro e são relativamente baratas.
[0013] Estes resóis são obtidos pela condensação de fenol e formaldeído, na presença de catalisador básico, em uma relação molar de formaldeído/fenol superior a 1, a fim de promover a reação entre o fenol e o formaldeído e reduzir o nível de fenol residual na resina.
[0014] A reação de condensação entre o fenol e o formaldeído é realizada enquanto limita-se o grau de condensação de monômeros, a fim de evitar a formação de cadeias longas relativamente insolúveis em água, que reduzem a capacidade de diluição. Consequentemente, a resina compreende certa proporção de monômero não reagido, em particular, formaldeído, cuja presença é indesejável por causa dos seus efeitos nocivos conhecidos.
[0015] Por esta razão, as resinas com base em resol são, em geral, tratadas com uréia, que reage com o formaldeído livre aprisionando-o na forma de condensados de uréia-formaldeído não voláteis. A presença de uréia na resina, além disso, leva a certa vantagem econômica como um resultado de seu custo baixo porque é possível introduzi-la em uma quantidade relativamente grande sem afetar as qualidades de operação da resina, em particular, sem prejudicar as propriedades mecânicas do produto final, que diminui significantemente o custo total da resina.
[0016] Entretanto, foi observado que, sob as condições de temperatura sob as quais a trama é submetida a fim de obter a reticulação da resina, os condensados de uréia-formaldeído não são estáveis; estes decompõe-se com a restauração do formaldeído e da uréia (por sua vez, pelo menos parcialmente decompostos para dar amônia), que são liberados na atmosfera da fábrica.
[0017] As regulações com respeito à proteção ambiental, que estão se tornando mais restritivas, estão forçando os fabricantes de produtos isolantes buscar por soluções que tornam possível ainda diminuir os níveis de emissões indesejáveis, em particular de formaldeído.
[0018] As soluções em que os resóis são substituídos em composições de encolamento são conhecidas.
[0019] Uma primeira solução é fundamentada no uso de um polímero de ácido carboxílico, em particular um polímero de ácido acrílico.
[0020] No US 5 340 868, o encolamento compreende um polímero policarboxílico, um β-hidroxiamida e um ácido carboxílico monomérico pelo menos trifuncional.
[0021] Outras composições de encolamento foram fornecidas compreendendo um polímero policarboxílico, um poliol e um catalisador, este catalisador sendo capaz de ser um composto que compreende fósforo (US 5 318 990, US 5 661 213, US 6 331 350, US 2003/0008978), um fluoroborato (US 5 977 232) ou ainda um cianamida, um dicianamida ou um cianoguanidina (US 5 932 689).
[0022] As composições de encolamento com base em um polímero policarboxílico e em um poliol pode compreender adicionalmente um tensoativo catiônico, anfotérico ou não iônico (US 2002/0188055), um agente de ligação do tipo silano (US 2004/0002567) ou uma dextrina como o co-aglutinante (US 2005/0215153).
[0023] Uma descrição também foi dada de composições de encolamento que compreende uma alcanolamina incluindo pelo menos dois grupos hidroxila e um polímero policarboxílico (US 6 071 994, US 6 099 773, US 6 146 746) em combinação com um copolímero (US 6 299 936).
[0024] Uma segunda solução em que os resóis são substituídos é fundamentada na combinação de um sacarídeo e outro composto.
[0025] O outro composto pode ser um ácido policarboxílico.
[0026] No US 5 895 804, uma descrição é dada de uma composição adesiva com base em polissacarídeos reticuláveis por calor que podem ser usados como encolamento para lã mineral. A composição inclui um polímero policarboxílico tendo pelo menos dois grupos funcionais de ácido carboxílico e um peso molecular pelo menos igual a 1000 e um polissacarídeo tendo um peso molecular pelo menos igual a 10.000.
[0027] No WO 2009/080938, a composição de encolamento compreende um monossacarídeo e/ou um polissacarídeo e um ácido policarboxílico orgânico com uma massa molar menor do que 1000.
[0028] Uma composição de encolamento aquosa isenta de formaldeído que compreende um produto de reação de Maillard, em particular combinando um açúcar redutor, um ácido carboxílico e amônia aquosa (WO 2007/014236), também é conhecido. No WO 2009/019232 e WO 2009/019235, a sugestão é feita para substituir, no lugar do ácido carboxílico, um precursor ácido derivado de um sal inorgânico, em particular, um sal de amônio, que apresenta a vantagem adicional de ser capaz de substituir todo ou parte da amônia aquosa.
[0029] O outro composto também pode ser um agente de reticulação polifuncional que é combinado com um açúcar hidrogenado (WO 2010/029266).
[0030] No WO 2011/045531, o outro composto é um sal metálico de ácido inorgânico e o sacarídeo é um açúcar redutor.
[0031] Existe uma necessidade de ter composições de encolamento isentas de formaldeído alternativas disponíveis que torna possível fabricar produtos isolantes acústicos e/ou térmicos de fibras minerais de qualquer natureza, em particular fibras de vidro, que tolera, com dificuldade, as composições de encolamento tendo uma natureza ácida como o último resultado na corrosão do vidro.
[0032] Um objetivo da presente invenção é fornecer a composição de encolamento para fibras, especialmente na forma de lã mineral, de vidro ou de rocha, que supera as desvantagens já mencionadas.
[0033] A composição de encolamento de acordo com a invenção compreende: - pelo menos um ácido húmico e/ou um ácido fúlvico ou um sal destes ácidos, - pelo menos um sacarídeo e - pelo menos um sal de amônio de ácido inorgânico.
[0034] Os ácidos húmicos e ácidos fúlvicos são ácidos complexos que estão presentes em substâncias húmicas, em geral, orgânico, tal como turfa ou composto ou mineralóide e mineral, tal como carvão e lignita, em particular leonardita.
[0035] Ácidos húmico e fúlvico são, em geral, extraídos das substâncias húmicas já mencionadas por um processo que inclui um tratamento com uma base forte, tal como hidróxido de sódio ou hidróxido de potássio, que torna possível dissolver os dois ácidos, seguido por um tratamento utilizando-se um ácido forte, que resulta na precipitação dos ácidos húmicos e a manutenção dos ácidos fúlvicos na solução no ácido. Tal processo para obter estes ácidos é descrito, por exemplo, no WO 2009/065018.
[0036] Os ácidos húmico e fúlvico também podem ser obtidos de uma composição húmica artificial produzida de materiais lignocelulósicos (madeira, caules e espigas de milho, palha de cereal e outros) de acordo com um processo de tratamento misto que inclui estágios térmicos e mecânicos (WO 2007/031625).
[0037] Os ácidos húmico têm uma massa molar da ordem de 300.000 g/mol que é maior do que aquele de ácidos fúlvicos, que é da ordem de 2000 g/mol. Ácidos húmicos e fúlvicos são compostos de núcleos aromáticos que carregam substituintes fenólicos e carboxílicos e também álcool, aldeído e grupos funcionais cetona. Devido a seu comprimento de cadeia molecular e seus grupos funcionais reativos numerosos, estes ácidos são materiais brutos vantajosos como ponto de partida para um sistema de adesivo que resulta de recursos renováveis.
[0038] Os ácidos húmicos e fúlvicos produzidos comercialmente estão, em geral, na forma de sais de sódio, potássio e, opcionalmente amônio. Os sais destes ácidos (humatos e fulvatos) são solúveis em água.
[0039] O sacarídeo de acordo com a presente invenção é um monossacarídeo ou um oligossacarídeo.
[0040] O termo "oligossacarídeo" é entendido significar qualquer tipo de sacarídeo, redutor ou não redutor, incluindo, no máximo 50 unidades de sacarídeo. Preferivelmente, o número de unidades de sacarídeo é, na maioria, igual a 20, vantajosamente, na maioria, igual a 10, na ordem para a composição de encolamento final para apresentar uma viscosidade que não é excessivamente alta, permitindo que esta seja aplicada corretamente às fibras minerais.
[0041] O sacarídeo pode ser, desta maneira, escolhido de monossacarídeos, tais como glicose, galactose e manose, dissacarídeos, tais como frutose, lactose, maltose, isomaltose, celobiose, trealose, isotrealoses, sacarose e isossacaroses, trissacarídeos, tal como melezitose, gentianose, rafinose, erlose e umbeliferose, tetrassacarídeos, tais como estaquiose e pentassacarídeos, tal como verbascose. Glicose, sacarose e frutose são preferidos.
[0042] O sacarídeo está presente na composição de encolamento em uma proporção de 10 a 95 partes em peso por 100 partes em peso da mistura de ácido húmico e/ou fúlvico ou dos sais destes ácidos, preferivelmente de 20 a 90 partes e vantajosamente de 30 a 80 partes.
[0043] O sal de amônio de ácido inorgânico, sob o efeito do calor, desidrata pelo menos parcialmente o sacarídeo, que reage com o ácido húmico e/ou fúlvico ou seus sais para a formação de uma rede polimérica que constitui o aglutinante final. A rede polimérica, desta maneira formada, torna possível estabelecer ligações entre as fibras minerais, em particular nos pontos de junção das fibras na lã mineral, que confere um grau de “elasticidade” no produto final capaz de fornecer recuperação de espessura boa após desembalar o produto.
[0044] O sal de amônio de ácido inorgânico é escolhido de sulfatos de amônio, em particular hidrogenossulfato de amônio NH4HSO4 e sulfato de amônio (NH4)2SO4, fosfatos de amônio, em particular monofosfato de amônio NH4H2PO4, difosfato de amônio (NH4)2HPO4 e fosfato de amônio (NH4)3PO4, nitratos de amônio e carbonatos de amônio, em particular bicarbonato de amônio NH4HCO3 e carbonato de amônio (NH4)2CO3.
[0045] O sal de amônio de ácido inorgânico é preferivelmente escolhido de sulfatos e fosfatos, vantajosamente sulfatos.
[0046] Na composição de encolamento, o sal de amônio de ácido inorgânico representa de 1 a 30 % em peso do peso total da mistura que consiste de ácido húmico e/ou fúlvico ou os sais destes ácidos e o sacarídeo, preferivelmente de 3 a 20 %, vantajosamente de 3 a 16 % e ainda melhor do que de 5 a 15 %.
[0047] Vantajosamente, a composição de encolamento compreende adicionalmente um agente plasticizante, por exemplo, uréia.
[0048] A quantidade de uréia pode variar de até 20 % em peso do peso total da mistura que consiste do ácido húmico e/ou fúlvico ou os sais destes ácidos e o sacarídeo.
[0049] A composição de encolamento pode compreender, além dos compostos mencionados, os aditivos convencionais abaixo nas seguintes proporções, calculado na base de 100 partes em peso de uma mistura que consiste do ácido húmico e/ou fúlvico ou os sais destes ácidos e o sacarídeo:
[0050] de 0 a 2 partes de silano, em particular de aminossilano,
[0051] de 0 a 20 partes de óleo, preferivelmente de 4 a 15 partes,
[0052] de 0 a 20 partes de uréia, preferivelmente de 0 a 10 partes,
[0053] de 0 a 5 partes de um silicone,
[0054] de 0 a 30 partes de um “extensor”.
[0055] O papel dos aditivos é conhecido e é brevemente reestabelecido: o silano é um agente para a ligação entre as fibras e o aglutinante, que também atua como agente anti-envelhecimento; os óleos são agentes que previnem pó ou hidrofóbicos; a uréia atua como plasticizante e torna possível evitar a pré-formação de gel da composição de encolamento; silicone é um agente hidrofóbico tendo um papel de reduzir a absorção de água pelo produto, em particular quando este é um produto isolante; o "extensor" é um enchedor orgânico ou inorgânico, solúvel ou dispersível na composição de encolamento, que torna possível, em particular, reduzir os custos composição de encolamento.
[0056] A composição de encolamento apresenta um pH que varia de acordo com a natureza do ácido húmico e/ou fúlvico ou dos sais destes ácidos e do sal de amônio de ácido inorgânico usado, em geral de 7 a 9.
[0057] A composição de encolamento de acordo com a invenção é pretendida ser aplicada a fibras, em particular, fibras minerais, para os propósitos de fabricação de produtos, tal como véus, mantas, feltros e qualquer tipo de produto isolante térmico e/ou acústico com base em lã mineral, em particular de vidro ou de rocha. Os produtos que incorporal lã mineral são particularmente alvejados pela presente invenção.
[0058] As fibras que constituem a lã de vidro podem ser compostas de um vidro de qualquer natureza, em particular, um vidro tendo um teor de alumina alto, em particular da ordem de 15 a 30 % em peso, que apresenta uma resistência baixa à corrosão por compostos ácidos. Um tal vidro é, por exemplo, descrito no WO 00/17117, que compreende os constituintes abaixo nas seguintes proporções, expressados como porcentagens em peso:
[0059] SiO2 39 a 55 %, preferivelmente de 40 a 52 %
[0060] Al2O3 16 a 27 %, preferivelmente de 16 a 25 %
[0061] CaO 3 a 35 %, preferivelmente de 10 a 25 %
[0062] MgO 0 a 15 %, preferivelmente de 0 a 10 %
[0063] Na2O 0 a 15 %, preferivelmente de 6 a 12 %
[0064] K2O 0 a 15 %, preferivelmente de 3 a 12 %
[0065] R2O (Na2O + K2O) 10 a 17 %, preferivelmente de 12 a 17 %
[0066] P2O5 0 a 3 %, preferivelmente de 0 a 2 %
[0067] Fe2O3 0 a 15 %
[0068] B2O3 0 a 8 %, preferivelmente de 0 a 4 %
[0069] TiO2 0 a 3 %,
[0070] O teor de MgO estando entre 0 e 5 % quando o teor de R2O é menor do que ou igual a 13,0 %.
[0071] Vantajosamente, o vidro tem uma composição descrita no WO 2005/033032, que compreende os constituintes abaixo nas seguintes proporções (como % em peso):
[0072] SiO2 39 a 44 %, preferivelmente de 40 a 43 %
[0073] Al2O3 16 a 27 %, preferivelmente de 16 a 26 %
[0074] CaO 6 a 20 %, preferivelmente de 8 a 18 %
[0075] MgO 1 a 5 %, preferivelmente de 1 a 4,9 %
[0076] Na2O 0 a 15 %, preferivelmente de 2 a 12 %
[0077] K2O 0 a 15 %, preferivelmente de 2 a 12 %
[0078] R2O (Na2O + K2O) 10 a 14,7 %, preferivelmente de 10 a 13,5 %
[0079] P2O5 0 a 3 %, em particular 0 a 2 %
[0080] Fe2O3 1,5 a 15 %, em particular 3,2 a 8 %
[0081] B2O3 0 a 2 %, preferivelmente de 0 a 1 %
[0082] TiO2 0 a 2 %, preferivelmente de 0,4 a 1 %.
[0083] Outras composições vítreas tendo um teor de alumina alto pretendido para a fabricação de fibras são descritos no WO 99/57073, WO 99/56525 e WO 2006/103376.
[0084] As composições de uso na preparação das fibras rochosas, também tendo um teor de alumina alto, são descritos em particular no WO 96/14274, que preferivelmente compreende os constituintes abaixo nas seguintes proporções, expressados como porcentagens em peso:
[0085] SiO2 32 a 48 %
[0086] Al2O3 10 a 30 %
[0087] CaO 10 a 30 %
[0088] MgO 2 a 20 %
[0089] FeO 2 a 15 %
[0090] Na2O + K2O 0 a 12 %
[0091] TiO2 0 a 6 %
[0092] Outros elementos 0 a 15 %
[0093] Convencionalmente, a composição de encolamento é aplicada às fibras minerais na saída do dispositivo de formação de fibra e antes estes são coletados e recebem o membro na forma de uma trama das fibras que é subsequentemente tratada em uma temperatura que faz possível a reticulação e a formação de um ligador infundível. A reticulação do tamanho de acordo com a invenção acontece em uma temperatura de ordem de 100 a 200° C, geralmente em uma temperatura comparável aquela de uma resina de formaldeído-fenol convencional, em particular maior do que ou igual a 110° C, preferivelmente menor do que ou igual a 170° C.
[0094] Os produtos obtidos pelo encolamento das fibras, em particular fibras minerais, usando a composição de encolamento anteriormente mencionada também constitui uma substância principal da presente invenção.
[0095] Estes produtos podem ser véus (também conhecidos como "não tecidos"), mantas, feltros ou materiais tecidos que são revestidos ou impregnados, em particular com base nas fibras minerais, tal como fibras de vidro ou rocha.
[0096] Os véus das fibras minerais tem um uso em particular como revestimento de superfície para produtos isolantes térmicos e/ou acústicos com base na lã mineral ou uma espuma.
[0097] Como já mencionado, os produtos isolantes acústicos e/ou térmicos compostos de lã mineral são particularmente alvejados pela presente invenção.
[0098] Estes produtos isolantes térmicos e/ou acústicos são geralmente fornecidos na forma de manta, um feltro, painéis, blocos, cascas ou outras formas moldadas com base na lã mineral, de vidro ou rocha.
[0099] Uma substância principal adicional da invenção é um processo para a fabricação de um produto isolante térmico e/ou acústico com base na lã mineral, de acordo com o qual a lã mineral é fabricada, a composição de encolamento de acordo com a invenção é aplicada à dita lã e a dita lã é tratada em uma temperatura que faz possível uma reticulação do tamanho e a formação de um ligador infundível, por exemplo sob as condições térmicas descritas acima.
[0100] A composição de encolamento pode ser aplicada por quaisquer meios apropriados, por exemplo, pela projeção, pulverização, atomização, revestimento ou impregnação e preferivelmente pela pulverização.
[0101] Os seguintes exemplos faz o possível para ilustrar a invenção sem, entretanto, limitar.
[0102] Nestes exemplos, os seguintes são medidos: - uma temperatura de início de reticulação (TC) pelo método de análise mecânica dinâmica (DMA), que faz possível caracterizar o comportamento viscoelástico de um material polimérico. O procedimento é como seguem: uma amostra de papel Whatman é impregnado com a composição de encolamento (teor dos sólidos orgânicos da ordem de 30 %) e é então horizontalmente fixo entre dois mordentes. Um componente de oscilação equipado com um dispositivo para medir a tensão como uma função do esforço aplicado é posicionado na face superior da amostra. O dispositivo faz o possível para calcular o módulo da elasticidade E’. A amostra é aquecida em uma temperatura que varia de 20 a 250° C na taxa de 4° C/min. A curva da variação no módulo de elasticidade E’ (em MPa) como uma função da temperatura (em °C) é plotada a partir das medições, a aparência geral da curva sendo dada na figura 1. Um valor de temperatura de início de reticulação (TC), em °C, é determinado em uma curva. - a força tênsil de acordo com um ASTM C 686-71T padrão em uma amostra cortada pela estampagem para o produto isolante. A amostra tem a forma de uma saliência com um comprimento de 122 mm, uma largura de 46 mm, um raio de curvatura de corte da extremidade externa igual a 38 mm e um raio de curvatura de corte da extremidade interna igual a 12,5 mm.
[0103] A amostra é posicionada entre dois mandris cilíndricos de uma máquina de teste, uma de que é móvel e é movida em uma taxa constante. A força de quebra (em newtons) da amostra é medida e a força tênsil TS, definida pela razão da força de quebra F ao peso da amostra, é calculada (em N/g).
[0104] A força tênsil é medida após fabricação (força tênsil inicial) e após envelhecimento acelerado em uma autoclave em uma temperatura de 105° C sob 100 % da umidade relativa por 15 minutos (TS15). - a perda da ignição submetendo-se uma amostra em uma temperatura de 500° C até o peso da amostra nenhuma mais longa varia. A perda na ignição (em %) é calculada de acordo com a fórmula: 100 x (peso inicial - peso após tratamento)/peso inicial. EXEMPLOS 1 a 17
[0105] As composições de encolamento são preparadas compreendendo os constituintes que aparecem na tabela 1, as quantidades sendo expressas como partes em peso.
[0106] Estas composições são preparadas pela introdução dos constituintes em um recipiente contendo água com agitação até os constituintes foram completamente dissolvidos.
[0107] As composições de encolamento exibem um teor de sólidos (extrato seco) igual a 30 %.
[0108] Uma temperatura do inicio da reticulação (TC) dos exemplos 1 a 17 é na maioria igual a 167° C, uma temperatura que permanece compatível com as condições para a fabricação de produtos isolantes térmicos e/ou acústicos com base em lã mineral.
[0109] Uma temperatura de início de reticulação é virtualmente idêntica, entretanto a natureza do sal de ácido húmico (K ou Na) usado (exemplos 2, 3, 5, 6 e 8 comparado com os exemplos 9, 10, 12, 13 e 15, respectivamente). Exemplos 16 e 17, compreendendo um ácido húmico e mistura do ácido fúlvico, exibem uma temperatura de início de reticulação também comparável aos exemplos anteriormente mencionados.
[0110] Exemplos 2 e 9, que incluem sulfato de amônio, são preferidos como estes exibem uma temperatura de início de reticulação inferior do que aquele dos exemplos 3 e 10, compreendendo difosfato de amônio. EXEMPLOS 18 a 20
[0111] Estes exemplos ilustram a fabricação dos produtos isolantes em uma linha de escala industrial.
[0112] O uso é feito da composição de encolamento que compreende os constituintes que aparecem na tabela 2, em quantidades expressadas como partes em peso, para formar os produtos com base em lã mineral exibindo uma densidade nominal igual a 10,6 kg/m3 e uma espessura nominal igual a 144 mm. Por meio da comparação, o uso é feito de uma composição de encolamento que compreendem uma pré-mistura contendo 80 partes em peso de uma resina de fenol-formaldeído- monoetanolamina (exemplo 1 do WO 2008/043960) e 20 partes em peso de uréia e os aditivos mencionados na tabela 2 (referência 1).
[0113] A lã de vidro é fabricada em uma linha piloto pela técnica de centrifugação interna em que a composição do vidro fundido é convertida nas fibras por meios de uma ferramenta, referida como um disco de centrifugação, que compreende uma cetas formando uma câmara para receber a composição fundida e um grupo periférico perfurado por uma multitude de orifícios: o disco é rotacionado em torno deste eixo posicionado de simetria, a composição é ejetada através dos orifícios sob o efeito da força centrífuga e o material que escapa a partir do orifício é retirado nas fibras com a assistência de uma corrente de gás de retirada.
[0114] Convencionalmente, um anel de pulverização de tamanho é posicionado abaixo do disco formador de fibra de modo como para distribuir uniformemente a composição de encolamento na lã de vidro que está sendo formada.
[0115] A lã mineral, deste modo, é coletada em um transportador de correia equipado com as caixas de extração interna que mantém a lã mineral na forma de uma trama na superfície do transportador. A trama é colocada em um forno a 230° C por 10 minutos.
[0116] O vidro compreende os constituintes abaixo nas seguintes proporções, expressado como % em peso:
[0117] SiO2 65,40
[0118] Al2O3 2,05
[0119] CaO 8,05
[0120] MgO 2,55
[0121] Na2O 16,80
[0122] K2O 0,23
[0123] B2O3 4,65
[0124] Outros (Fe2O3, ZrO2, Cr2O3, TiO2, MnO) 0,27
[0125] As propriedades dos produtos isolantes obtidos são dados na tabela 2. EXEMPLOS 21 a 23
[0126] O procedimento é realizado sob as condições dos exemplos 18 a 20, modificado naquele uso é feito das composições de encolamento como definido na tabela 3 e de um vidro tendo um teor de alumina alto.
[0127] A composição de encolamento usada por meio da comparação (referência 2) compreende uma pré-mistura incluindo 60 partes em peso de uma resina de fenol- formaldeído (exemplo 2 de WO 01/96254) e 40 partes em peso de uréia e os aditivos mencionados na tabela 3.
[0128] O vidro compreende os constituintes abaixo nas seguintes proporções, expressado como % em peso:
[0129] SiO2 41,50
[0130] Al2O3 23,30
[0131] CaO 14,10
[0132] MgO 2,00
[0133] BaO 0,30
[0134] SrO 0,38
[0135] Na2O 5,50
[0136] K2O 5,40
[0137] MnO 0,20
[0138] Fe2O3 5,35
[0139] TiO2 0,70
[0140] P2O5 0,80
[0141] As propriedades dos produtos isolantes obtidas são dadas na tabela 3 EXEMPLOS 24 e 25
[0142] Estes exemplos ilustram a fabricação dos produtos isolantes em uma linha industrial.
[0143] O uso é feito das composições de encolamentos que compreendem os constituintes que aparecem na tabela 4, em quantidades expressadas como partes em peso, a fim de formar os produtos com base em lã mineral. Por meio da comparação, o uso é também feito de uma composição de encolamento que compreende uma pré-mistura incluindo 80 partes em peso de uma resina de fenol- formaldeído-monoetanolamina (exemplo 1 do WO 2008/043960) e 20 partes em peso de uréia e os aditivos mencionados na tabela 4 (Referência 1).
[0144] A lã de vidro é fabricada em uma linha industrial com uma largura de 2,4 m pela técnica de centrifugação interna usando um vidro tendo uma composição dada nos exemplos 18 a 20.
[0145] Convencionalmente, a composição de vidro fundido é convertida nas fibras por meios de uma ferramenta, referidas como disco de centrifugação, que compreendem uma cesta formando uma câmara para receber a composição fundida e uma grupo periférico por uma multitude dos orifícios: o disco é rotacionado em torno do seu eixo verticalmente posicionado de simetria, a composição é ejetada através dos orifícios sob o efeito da força centrífuga e o material que escapa a partir dos orifícios é retirada nas fibras com a assistência de uma corrente de gás de retirada.
[0146] Um anel de pulverização de tamanho é posicionado abaixo do disco formado da fibra deste modo distribuindo uniformemente a composição de encolamento no lã de vidro que foi formado.
[0147] A lã mineral, deste modo encolada, é coletada em um transportador de correia equipado com caixas de extração interna que mantém a lã mineral na forma de um feltro ou de uma trama na superfície do transportador. O transportador subsequentemente move-se através de um forno mantido a 250° C, onde os constituintes encolamento polimerizam para formar um ligante. O produto obtido tem uma densidade nominal igual a 17,5 kg/m3 e uma espessura nominal igual a 75 mm.
[0148] As propriedades dos produtos isolantes são dados na tabela 4. Tabela 1
(1) Vendido pela Humintech; Humato de potássio; pó solúvel em água a 100 % (2) Vendido pela Humintech; Humato de sódio; grânulos solúveis em água a 100 % (3) Vendido pela Boisvalor; mistura de ácido húmico (55 % em peso) e ácido fúlvico (45 % em peso); líquido (4) teor de sólidos: 30 % Tabela 2
(1) Vendido pela Humintech; Humato de potássio; pó solúvel em água a 100% (2) Vendido pela Humintech; Humato de sódio; grânulos solúveis em água a 100% Tabela 3
(3) Vendido pela Humintech; Humato de potássio; pó solúvel em água a 100 % (4) Vendido pela Humintech; Humato de sódio; grânulos solúveis em água a 100 % (5) Vendido pela Roquette; dextrinas de amido de milho; Dextrose equivalente (DE): 30 Tabela 4
(6) Vendido pela Boisvaloir; mistura de ácido húmico (55 % em peso) e ácido fúlvico (45 % em peso); líquido.
Claims (18)
1. Composição de encolamento isenta de formaldeído para fibras caracterizada pelo fato de que compreende: - pelo menos um ácido húmico e/ou um ácido fúlvico ou um sal destes ácidos, - pelo menos um sacarídeo, e - pelo menos um sal de amônio de ácido inorgânico.
2. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que as fibras estão na forma de lã mineral.
3. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que o ácido húmico e/ou fúlvico está na forma de um sal de potássio, de sódio ou de amônio.
4. Composição, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que o ácido húmico e/ou fúlvico está na forma de um sal de potássio ou de sódio.
5. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que o sacarídeo é um monossacarídeo ou um oligossacarídeo incluindo, no máximo 50 unidades de sacarídeo.
6. Composição, de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que o sacarídeo é escolhido de monossacarídeos, tal como glicose, galactose e manose, dissacarídeos, tal como frutose, lactose, maltose, isomaltose, celobiose, trealose, isotrealoses, sacarose e isossacaroses, trissacarídeos, tal como melezitose, gentianose, rafinose, erlose e umbeliferose, tetrassacarídeos, tal como estaquiose e pentassacarídeos, tal como verbascose.
7. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada pelo fato de que o sacarídeo está presente em uma proporção de 10 a 95 partes em peso por 100 partes em peso da mistura de ácido húmico e/ou fúlvico ou dos sais destes ácidos.
8. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizada pelo fato de que o sal de amônio de ácido inorgânico é um sulfato de amônio, um fosfato de amônio, um nitrato de amônio ou um carbonato de amônio.
9. Composição, de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que o sal de amônio de ácido inorgânico é um sulfato de amônio.
10. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizada pelo fato de que o sal de amônio de ácido inorgânico representa de 1 a 30 % em peso do peso total da mistura que consiste de ácido húmico e/ou fúlvico ou os sais destes ácidos e o sacarídeo.
11. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizada pelo fato de que este compreende adicionalmente os aditivos abaixo nas seguintes proporções, calculado na base de 100 partes em peso de uma mistura que consiste de ácido húmico e/ou fúlvico ou os sais destes ácidos e o sacarídeo: - de 0 a 2 partes de silano, - de 0 a 20 partes de óleo, - de 0 a 20 partes de uréia, - de 0 a 5 partes de um silicone, - de 0 a 30 partes de um “extensor”.
12. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizada pelo fato de que esta apresenta um pH que varia de 7 a 9.
13. Produto à base de fibras caracterizado pelo fato de as fibras serem encoladas usando-se a composição de encolamento como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 12.
14. Produto, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que este é um produto isolante térmico e/ou acústico, cujas fibras estão na forma de lã mineral.
15. Produto, de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 ou 14, caracterizado pelo fato de que as fibras estão na forma de lá de vidro ou de rocha.
16. Produto, de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 ou 15, caracterizado pelo fato de que as fibras são compostas de um vidro que compreende os constituintes abaixo nas seguintes proporções, expressados como porcentagens em peso: SiO2 39 a 55 % Al2O3 16 a 27 % CaO 3 a 35 % MgO 0 a 15 % Na2O 0 a 15 % K2O 0 a 15 % R2O (Na2O + K2O) 10 a 17 % P2O5 0 a 3 % Fe2O3 0 a 15 % B2O3 0 a 8 % TiO2 0 a 3 %, o teor de MgO estando entre 0 e 5 % quando o teor de R2O é menor do que ou igual a 13,0 %.
17. Produto, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que o vidro compreende os constituintes abaixo nas seguintes proporções (como % em peso): SiO2 39 a 44 % Al2O3 16 a 27 % CaO 6 a 20 % MgO 1 a 5 % Na2O 0 a 15 % K2O 0 a 15 % R2O (Na2O + K2O) 10 a 14,7 % P2O5 0 a 3 % Fe2O3 1,5 a 15 % B2O3 0 a 2 % TiO2 0 a 2 %.
18. Processo para a fabricação de um produto isolante acústico e/ou térmico como definido em qualquer uma das reivindicações de 14 a 17, de acordo com o qual a lã mineral é fabricada, uma composição de encolamento é aplicada à dita lã e a dita lã é tratada em uma temperatura que torna possível a reticulação de encolamento e a formação de um aglutinante incapaz de ser fundido, caracterizado pelo fato de que o uso é feito da composição de encolamento como definida em qualquer uma das reivindicações de 1 a 12.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| B06F | Objections, documents and/or translations needed after an examination request according art. 34 industrial property law | ||
| B06U | Preliminary requirement: requests with searches performed by other patent offices: suspension of the patent application procedure | ||
| B06A | Notification to applicant to reply to the report for non-patentability or inadequacy of the application according art. 36 industrial patent law | ||
| B09A | Decision: intention to grant | ||
| B16A | Patent or certificate of addition of invention granted |
Free format text: PRAZO DE VALIDADE: 20 (VINTE) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 17/01/2013, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS. |