JP2002509123A - 鉱物繊維バインダーとして使用するための化合物及びその製造方法 - Google Patents

鉱物繊維バインダーとして使用するための化合物及びその製造方法

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Abstract

(57)【要約】 鉱物繊維、例えば、ガラスウール又はストーンウール用のバインダーとして使用するために適した化合物又はその塩であって、カルボン酸基及び/又はβ−ヒドロキシアルキルアミド基を含有する化合物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 本発明は、鉱物繊維、即ち、人造ガラス質繊維(MMVF)、例えば、ガラス
スラグ又はストーンウール、即ち鉱物ウール、特にストーンウール用のバインダ
ーとして使用するために適した化合物又はその塩、このような化合物を含むバイ
ンダー組成物、該化合物及び組成物の製造方法、このようなバインダーによって
製造された鉱物繊維製品並びに鉱物繊維バインダーとしての該化合物及び組成物
の使用に関する。
【0002】 ガラスウール又はストーンウール用のバインダーとして主として使用されてい
るフェノール及びホルムアルデヒド樹脂は、毒性である。
【0003】 それを製造した後、バインダーを鉱物繊維に適用し、硬化させる間に、フェノ
ール、ホルムアルデヒド及びアンモニアが放出される。環境的観点から、これは
望ましくない。
【0004】 更に、主としてスプレーにより、紡糸したガラス繊維又はストーン繊維の上に
バインダーを適用する間に、大量のバインダーが失われ、これを再使用のために
回収することは殆ど不可能である。
【0005】 本発明の第一の面に従って、請求項1〜12に記載の化合物が提供される。
【0006】 本発明者らは、このような化合物が、鉱物ウール製品用のバインダーとして使
用するために特に適しており、それによってこの化合物は好ましくは非ポリマー
性であり、低分子量を有するので、ポリマー性バインダーに対して費用が最小に
なり、このような非ポリマー性化合物の取り扱いが簡単であることを見出した。
【0007】 この化合物は水中に可溶性であるので、鉱物繊維に接着させるために所望の粘
度を有する可溶性バインダーを製造するために、別の可溶化剤は必要ではない。
【0008】 更に、本発明による化合物を適用又は硬化させる際に、毒性物質が環境中に放
出されない。
【0009】 本発明による化合物はまた、硬化したときに、硬度、耐引掻性、耐薬品性、機
械的特性及び接着特性に関する所望の特性を有している。
【0010】 式(I)に於いて、R基群は、R9を除いて、一緒に又は隣接する炭素原子と
共に又はB若しくはY上の炭素原子と共に、シクロ脂肪族基を形成することがで
きる。
【0011】 好ましくは、Bは、1,2−エチレン、1,2−エチリデン、1,3−プロピ
レン、1,2−シクロヘキシル、1,2−フェニレン、4−カルボキシル−1,
2−フェニレン、1,3−フェニレン、1,4−フェニレン及び/又は1,2−
シクロヘキシ−4−エニル基である。
【0012】 Bは、飽和されているか又は飽和されていなくてよい。
【0013】 Bは、例えば、飽和されているか又は飽和されていない、(C1〜C12)アル キル基で置換されていてよい。
【0014】 Bは、ポリマーの一部を形成していてよい。このようなポリマーは、無水物官
能性ポリマーを、β−ヒドロキシアルキルアミン又はその誘導体と反応させるこ
とによって得ることができる。
【0015】 無水物官能性ポリマーは、例えば、無水マレイン酸とスチレンとの及び(メタ
)アクリレートモノマーとのラジカル重合によって得ることができる。
【0016】 無水マレイン酸は、また、不飽和化合物上にグラフト化することができる。無
水マレイン酸と例えば、あまに油のような油との間の反応によって、マレイン化
油と呼ばれる生成物になり、これは、不飽和化合物上にグラフト化させるか、コ
モノマーとして使用するか又は化合物の中に混合させることができる。
【0017】 Bがポリマーの一部を形成しない場合、この化合物の分子量は、1000未満
、好ましくは600未満である。
【0018】 本発明の第二の面に従って、請求項13〜17に記載の、鉱物繊維用のバイン
ダーとして使用するために適している硬化性組成物が提供される。
【0019】 このような組成物は、化合物について前記したような特性を示す。
【0020】 この組成物には、10重量%より多くの、例えば、25重量%より多くの、好
ましくは50重量%以上の請求項1〜12に記載の化合物が含有されていてよい
【0021】 標準的な結合添加物はこのバインダーを改良することができ、このような添加
物の例には、ガラスへの接着を改良するためのアミノプロピルシロキサン、熱又
はUV劣化を防止するための安定剤及び界面活性化合物が含まれる。クレー、ケ
イ酸塩、硫酸マグネシウムのような充填材及び酸化チタンのような顔料を、フッ
素化合物、油、鉱油及びシリコーン油(反応性又は非反応性)のような疎水性化
剤と同様に適用することができる。
【0022】 この組成物は、また、例えば、フェノールホルムアルデヒド樹脂のような他の
バインダー組成物と組み合わせて適用することができる。
【0023】 促進剤をこの組成物に添加するとき、非常に良好な結合強度が得られ、好まし
い促進剤は次亜リン酸ナトリウムである。
【0024】 更に、このバインダー組成物は好ましくは、低分子量化合物を含有しているの
で、これは高濃度で、例えば、ポリアクリルバインダーよりも低い粘度を有する
【0025】 これは、硬化の際に、初期のフラッシュ蒸発に続いて、存在する全ての水が通
常蒸発するので有利である。硬化の前に、この組成物は未だ、それを鉱物繊維の
上にスプレーし、スプレーしたときそれに接着させることができる粘度を有して
いる。
【0026】 この組成物は、本来、水溶性であるので、この組成物を鉱物繊維に適用できる
ようにするために、可溶化剤をそれに添加する必要が無く、この組成物の粘度は
、鉱物繊維によく接着させるために十分に高く、且つ前記のようにスプレー性を
可能にするために十分に低い。粘度に於ける低下は、この組成物を、偶発的な縮
合反応が起こる温度よりも低い温度に加熱することによって達成される。
【0027】 本発明の第三の面に従って、請求項18に記載の化合物が提供される。
【0028】 本発明の第四の面に従って、請求項19〜28に記載の、鉱物繊維用のバイン
ダーとして使用するために適した化合物の製造方法が提供される。図7参照。
【0029】 例えば、テトラヒドロフタル酸無水物とジエタノールアミンとの間の反応の概
略表示について、図1を参照されたい。
【0030】 この無水物とアルカノールアミンとの間の反応は、溶媒無しで、水中で又は有
機溶媒中で進行することができる。好ましくは、この反応は、反応剤に比較して
<40重量%の水の存在下で開始する。
【0031】 水の蒸留は、所望により、1バールで、真空下で又は共沸的に進行させること
ができる。
【0032】 当量比無水物:アルカノールアミンは、一般的に1.8:1.0と1.0:1
.8との間にある。好ましくは、この比は1.5:1.0と1:1.5との間に
ある。
【0033】 高い架橋密度を望む場合に、ジ−又はトリアルカノールアミン又はカルボン酸
官能性無水物を、出発物質として適用することができる。
【0034】 本発明の他の面は、この方法によって得ることができる化合物に関する。
【0035】 ジエタノールアミンと環式無水物のような活性化エステルとの反応は、また、
エステルアミンになり得る。
【0036】 しかしながら、同じ生成物はまた、内部転位のためにβ−ヒドロキシアルキル
アミドから生成させることができる。本発明者らは、β−ヒドロキシアルキルア
ミドとエステルアミンとが、お互いに通常85/15比で平衡を形成すると測定
した。エステルアミンが更に、環式無水物と反応する場合に、他のβ−ヒドロキ
シアルキルアミドが生成する。例えば、図2を参照されたい。
【0037】 適用された化合物はまた、例えば、前記のようなアルカノールアミンと、1個
のカルボン酸基及び1個の活性化カルボン酸基を有する化合物との間の反応によ
って得ることもできる。
【0038】 カルボン酸基及び活性化カルボン酸基を有する化合物は、好ましくは、下記の
式:
【0039】
【化18】
【0040】 に従った化合物である。この式に於いて、 Bは、請求項5及び7に記載したような意味を有し、 Lは、次式
【化19】 である。ここで、R7は、(C1〜C12)分枝鎖又は直鎖アルキル基である。
【0041】 1個のカルボン酸基及び1個の活性化カルボン酸基を有する適切な化合物の例
は、例えば、アジピン酸モノ(メ)エチル及びセバシン酸モノ(メ)エチルのよ
うなアルキルエステルである。活性化カルボン酸基は、例えば、無水物及びチオ
エステルである。
【0042】 また、本発明で適用される化合物は、前記のような環式無水物とアルコールと
を反応させ、その後、得られた反応生成物をインシトゥでアルカノールアミンと
反応させることによって得ることができる。
【0043】 適切なアルコールの例は、(C1〜C10)アルコールである。好ましくはメタ ノール又はエタノールが適用される。
【0044】 本発明による他のバインダー組成物は、線状ポリ無水物をアルカノールアミン
又は誘導体と反応させることによって得ることができる。
【0045】 カルボン酸基とβ−ヒドロキシアルキルアミド基とを同じ化合物に配置させな
いことも可能である。
【0046】 本発明の別の面に従って、バインダーとして使用するために適した組成物であ
って、カルボン酸基又はβ−ヒドロキシアルキルアミド基を有する1種又は2種
以上の化合物を含有する組成物が提供される。β−ヒドロキシアルキルアミド基
を有する適切な水溶性分子は、出発物質がそれぞれアジピン酸ジメチル及びカプ
ロラクトンである、図4及び5に示されるようにして得ることができる。これら
の分子で塩生成は可能ではないので、優勢的に(>70%)アミドが生成される
ことが分かる。
【0047】 この反応は、例えば、ナトリウムメタノラートのような触媒の存在下で進行さ
せることができる。触媒を使用しない場合、この反応をより高い温度で実施すべ
きである。
【0048】 マレイン酸、グルタル酸、アジピン酸、2−メチルアジピン酸、コハク酸、ク
エン酸及び酒石酸のようなカルボン酸含有化合物は、完全に又は部分的に水溶性
の化合物である。
【0049】 また、カルボン酸基含有化合物は、スクロース又はポリビニルアルコールのよ
うな、高官能性アルコール、単糖類、二糖類及び多糖類と、前記のような環式無
水物との部分的又は完全な反応によって得ることもできる。
【0050】 水溶性化合物は、水中に均一に分割することができる化合物である。偶発的に
、エマルジョン又は分散液を適用することができる。
【0051】 カルボン酸官能性化合物の水溶性を更に改良するために、塩基を添加すること
ができ、例えば、硬化反応の間に蒸発する塩基が添加される。このような塩基の
例は、アンモニア、メチルアミン、ジエチルアミン及びトリエチルアミンのよう
なアミンである。
【0052】 本発明の他の好ましい形態に於いて、β−ヒドロキシアルキルアミドを有する
ものと環式無水物との付加生成物が使用される。図6に、得られる反応生成物の
一つを示す。
【0053】 本発明の他の面に従って、請求項30〜33に記載の硬化性バインダーが提供
される。
【0054】 本発明の他の面に従って、請求項34及び35に記載の結合した鉱物繊維製品
の製造方法が提供される。バインダー組成物は、好ましくは、ガラス又は石溶融
物の紡糸直後に、繊維上にスプレーされる。バインダー組成物の硬化は、スプレ
ーされた繊維をオーブンの中に入れることによって進行する。硬化時間は主とし
てバインダー内に使用した成分及び所望のオーブン温度に依存性である。例えば
、芳香族基に結合しているβ−ヒドロキシアルキルアミド基は、脂肪族基に結合
しているものよりも遅くカルボン酸と反応し、芳香族カルボン酸は、脂肪族カル
ボン酸よりも速くβ−ヒドロキシアルキルアミドと反応するであろう。硬化温度
は、主として150℃と400℃との間であり、好ましくは200℃と400℃
との間である。硬化時間は、主として10秒と600秒との間である。
【0055】 その低い反応性のために使用されなかったバインダーは、循環させることがで
きる。バインダー組成物の水がこの工程の間に蒸発した場合には、必要なとき、
水を工程に戻して、粘度を所望レベルまで戻すことができる。
【0056】 バインダー組成物を繊維に適用するとき、ウール内に残らず、直接又は紡糸チ
ャンバー系内で壁及びダクトを洗浄するときプロセス水中に集められる。この水
は、バインダーのための希釈水として使用することができ、それによってバイン
ダーの損失が回避/減少される。
【0057】 繊維組成物用の原材料は、一般的な手段で、例えば、ガス加熱炉内で又は電気
炉内で又は竪炉若しくはキューポラ内で、溶融物に転換させることができる。こ
の溶融物は、一般的な手段で、例えば、例えば、WO第92/06047号に記
載されている、スピニングカップ法により又はカスケードローター法により、繊
維に転換することができる。
【0058】 人造ガラス質繊維(MMVF)は、石、スラグ、ガラス又は他の溶融物のよう
なガラス質溶融物から製造される。この溶融物は、所望の分析値を有する鉱物組
成物を炉内で溶融することによって形成される。この組成物は、一般的に、所望
の分析値を与えるように岩又は鉱物をブレンドすることによって形成される。バ
インダーは、例えば、EP第791087号及びEP第596088号に記載さ
れているような、使用時には耐久性であるが、生物学的に可溶性であることが示
されたMMVF上に使用することができる。
【0059】 繊維は、どのような便利な繊維直径及び長さを有していてもよい。一般的に、
平均繊維直径は、10μm以下、例えば5μmである。通常、鉱物ウール製品に
は、1〜15重量%、好ましくは2〜10重量%のバインダーが含有されている
。通常、バインダーは、溶融物を繊維化した直後に、繊維に添加する。一般的に
、鉱物ウール製品は、スラブ、シート又は他の造形物品の形態である。本発明に
よる製品は、MMV繊維の一般的な目的のための全て、例えば、断熱、火災遮断
及び保護若しくは騒音減少及び調節として又は園芸用生育媒体として機能するた
めのものであるスラブ、シート、パイプ又は他の造形製品のために作ることがで
きる。また、このバインダーは、繊維の表面又は鉱物ウール製品の1個若しくは
2個以上の表面を被覆するために使用することもできる。シラン及び鉱物油が、
鉱物ウール製品用の典型的な添加物である。典型的なフェノール性バインダーは
、米国特許第4,710,406号に記載されている。
【0060】 本発明の更に他の面に従って、鉱物繊維製品用の結合剤としての、本発明の化
合物及び/又は組成物の使用が提供される。
【0061】 本発明を、下記の実施例1〜12、表1、2及び3並びに図1〜7の手段によ
って説明する。
【0062】 実施例1 無水フタル酸とジエタノールアミンとの縮合生成物の製造
【0063】 鉱油で加熱し、機械式撹拌機及び窒素入口を設けた、二重ジャケット付きガラ
ス製反応器の中に、300gの無水フタル酸、100gの水及び212gのジエ
タノールアミンを入れた。この反応混合物を、撹拌しながら約70℃に一定で加
熱した。2時間後に、無水フタル酸が完全に溶解し、反応物は透明で、無色で、
低い粘性の溶液であった。
【0064】 実施例2 無水コハク酸とジエタノールアミンとの縮合生成物の製造
【0065】 鉱油で加熱し、機械式撹拌機及び窒素入口を設けた、二重ジャケット付きガラ
ス製反応器の中に、300gの無水コハク酸、100gの水及び315gのジエ
タノールアミンを入れた。この反応混合物を、撹拌しながら約70℃に一定で加
熱した。2時間後に、無水コハク酸が完全に溶解し、反応生成物が生成された。
この反応生成物は透明で、無色で、低い粘性の溶液であった。
【0066】 実施例1及び2で得られた化合物の研究 実施例1及び2により得られた化合物を、ガラス板上で、オーブン内で60秒
間250℃で硬化させた。
【0067】 硬化した化合物は、硬度、耐引掻性、耐薬品性、機械的特性及びガラスへの接
着に関して非常に良好な特性を有していた。
【0068】 実施例3 1,2,3,6−テトラヒドロフタル酸無水物とジエタノールアミンとの縮合
生成物の製造
【0069】 熱水で加熱し、磁気撹拌機及び窒素入口を設けた、二重ジャケット付きガラス
製反応器の中に、120gの1,2,3,6−テトラヒドロフタル酸無水物、4
0gの水及び84.8gのジエタノールアミンを入れた。この反応混合物を、撹
拌しながら70℃に一定で加熱した。2時間後に、無水物が完全に溶解し、反応
生成物が生成された。この反応生成物は透明で、僅かに黄色で、低い粘性の溶液
であり、水で容易に希釈可能であった。
【0070】 実施例4 1,2,3,6−テトラヒドロフタル酸無水物とジエタノールアミンとの縮合
生成物の製造
【0071】 熱水で加熱し、磁気撹拌機及び窒素入口を設けた、二重ジャケット付きガラス
製反応器の中に、170gの1,2,3,6−テトラヒドロフタル酸無水物、1
20gの水及び84.8gのジエタノールアミンを入れた。この反応混合物を、
撹拌しながら70℃に一定で加熱した。2時間後に、無水物が完全に溶解し、反
応生成物が生成された。この反応生成物は透明で、僅かに黄色で、低い粘性の溶
液であり、水で容易に希釈可能であった。
【0072】 実施例5 1,2,3,6−テトラヒドロフタル酸無水物とジエタノールアミンとの縮合
生成物の製造
【0073】 熱水で加熱し、磁気撹拌機及び窒素入口を設けた、二重ジャケット付きガラス
製反応器の中に、244gの1,2,3,6−テトラヒドロフタル酸無水物、1
20gの水及び84.8gのジエタノールアミンを入れた。この反応混合物を、
撹拌しながら70℃に一定で加熱した。2時間後に、無水物が完全に溶解し、反
応生成物が生成された。この反応生成物は透明で、僅かに黄色であり、水による
低い希釈性を示した。
【0074】 実施例6 1,2,3,6−テトラヒドロフタル酸無水物とジエタノールアミンとの縮合
生成物の製造
【0075】 熱水で加熱し、磁気撹拌機を設けた、二重ジャケット付きガラス製反応器の中
に、40gの水、84.8gのジエタノールアミン及び20gの1,2,3,6
−テトラヒドロフタル酸無水物を入れた。この反応混合物を、撹拌しながら90
℃に一定で加熱した。この無水物が溶解してまもなく、他の20gの無水物を添
加し、溶解するまで再び他の20gを添加し、更に合計で120gの1,2,3
,6−テトラヒドロフタル酸無水物が添加されるまで続けた。無水物が完全に溶
解して15分後に、反応生成物が生成された。この反応生成物は透明で、僅かに
黄色で、低い粘性で、水で容易に希釈可能であった。
【0076】 実施例7 無水コハク酸とジエタノールアミンとの縮合生成物の製造
【0077】 水で加熱し、磁気撹拌機を設けた、二重ジャケット付きガラス製反応器の中に
、120gの無水コハク酸、80gの水及び126gのジエタノールアミンを入
れた。この反応混合物を、撹拌しながら90℃に一定で加熱した。2時間後に、
無水コハク酸が完全に溶解し、反応生成物が生成された。この反応生成物は透明
で、無色で、低い粘性の溶液であり、水で容易に希釈可能であった。水で41%
固体含有量まで希釈すると、粘度は6.3cPsであった。バインダー分析によ
って、アミンの46.6%がアミドとして結合し、ヒドロキシ基の10.9%が
エステルとして結合していたことが示された。
【0078】 実施例8 鉱物繊維組成物によるショットに対する結合強度を評価するための、選択され
たバインダーサンプルの製造及び試験(グリット試験片試験)
【0079】 0.25mmと0.5mmとの間の直径を有するショットを使用して、140
mm×25mm×10mmの寸法を有する試験片を作った。
【0080】 この試験片を作るために、90mLの、15%の固体含有量及びバインダー固
体の0.2%のシランカップリング剤を有するバインダー溶液を、450gのシ
ョットと混合した。
【0081】 カップリング剤はγ−アミノプロピルトリエトキシシランであった。
【0082】 バインダー溶液の幾らかに、硬化促進剤としてNaH2PO2−H2O(バイ
ンダー固体の3%)を添加した。
【0083】 バインダー溶液と混合した450gのショットから、8個の試験片を作ること
ができ、この試験片をインキュベータ中で200℃で2時間硬化させる。
【0084】 この試験片の4個を直接破壊し(乾燥強度)、他の4個を80℃の水の中に3
時間入れ、その後これらを破壊する(湿潤強度)。
【0085】 結合強度は、クランプ長さが100mmであり、圧縮ビームの速度が10mm
/分である、測定デバイス内で試験片を破壊することによって決定した。試験片
のこのクランプ長さ、幅及び厚さを使用して、曲げ強度をN/mm2で決定した 。
【0086】
【表1】
【0087】 実施例9 鉱物繊維製品の製造及び試験
【0088】 実施例8に於ける結合強度の結果に基づいて、標準ストーンウールラインでの
製造試行を実施した。使用したバインダーは、実施例6に記載したものと同様で
あった。
【0089】 これにより、密度100kg/m3、厚さ100mm及び強熱減量約2.5% を有する標準的製品を製造した。
【0090】 機械的強度を、EN826(圧縮強度)及びEN1607(剥離強度)に従っ
て測定した。
【0091】
【表2】
【0092】 実施例10 1,2,3,6−テトラヒドロフタル酸無水物とジエタノールアミンとの縮合
生成物の製造
【0093】 熱水で加熱し、磁気撹拌機を設けた、二重ジャケット付きガラス製反応器の中
に、42gの水、84.8gのジエタノールアミン及び20gの1,2,3,6
−テトラヒドロフタル酸無水物を入れた。この反応混合物を、撹拌しながら90
℃に一定で加熱した。この無水物が溶解してまもなく、他の20gの無水物を添
加し、溶解するまで再び他の20gを添加し、更に合計で160gの無水物が添
加されるまで続けた。無水物が完全に溶解して15分後に、反応生成物が生成さ
れた。この反応生成物は透明で、僅かに黄色で、低い粘性で、水で容易に希釈可
能であった。
【0094】 このバインダー溶液の粘度を、25℃で水中の異なった固体含有量で測定した
【0095】 固体91.8% 400,000cPs 固体78.8% 3,500cPs 固体57.4% 56cPs 固体10.0% 1.2cPs
【0096】 バインダー分析によって、アミン基の16.8%がアミドとして結合し、ヒド
ロキシ基の37.8%がエステルとして結合していたことが示された。
【0097】 実施例11 1,2,3,6−テトラヒドロフタル酸無水物及び無水フタル酸とジエタノー
ルアミンとの縮合生成物の製造
【0098】 熱水で加熱し、磁気撹拌機を設けた、二重ジャケット付きガラス製反応器の中
に、42gの水、84.8gのジエタノールアミン及び20gの1,2,3,6
−テトラヒドロフタル酸無水物を入れた。この反応混合物を、撹拌しながら90
℃に一定で加熱した。この無水物が溶解してまもなく、20gの無水フタル酸を
添加した。溶解したとき、他の20gの1,2,3,6−テトラヒドロフタル酸
無水物を添加し、更に合計で120gの無水物が添加されるまで続けた。無水物
が完全に溶解して15分後に、反応生成物が生成された。この反応生成物は透明
で、僅かに黄色で、低い粘性で、水で容易に希釈可能であった。
【0099】 実施例12 1,2,3,6−テトラヒドロフタル酸無水物とトリエタノールアミンとの縮
合生成物の製造
【0100】 熱水で加熱し、磁気撹拌機を設けた、二重ジャケット付きガラス製反応器の中
に、42gの水、120gのトリエタノールアミン及び20gの1,2,3,6
−テトラヒドロフタル酸無水物を入れた。この反応混合物を、撹拌しながら90
℃に一定で加熱した。この無水物が溶解してまもなく、他の20gの無水物を添
加し、溶解するまで再び他の20gを添加し、更に合計で120gの無水物が添
加されるまで続けた。無水物が完全に溶解して15分後に、反応生成物が生成さ
れた。この反応生成物は透明で、僅かに黄褐色で、低い粘性で、水で容易に希釈
可能であった。
【0101】
【表3】
【0102】 本発明は、上記の説明及び実施例に限定されない。請求された権利はむしろ、
特許請求の範囲によって決定される。
【図面の簡単な説明】
図1、2及び7は、本発明による化合物を製造するための反応工程を図式的に
示す。 図3は、β−ヒドロキシアミドとエステルアミンとの間の平衡及び別のβ−ヒ
ドロキシアミドへのその転化を示す。 図4及び5は、それぞれ、本発明による化合物を与えるための、アジピン酸ジ
メチル及びカプロラクトンとジエタノールアミンとの間の反応を示す。 図6は、官能性β−ヒドロキシアルキルアミドを部分的に環式無水物と反応さ
せることによって得られた、本発明による異なった化合物の混合物を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SZ,UG,ZW),EA(AM ,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ,TM) ,AL,AM,AT,AU,AZ,BA,BB,BG, BR,BY,CA,CH,CN,CU,CZ,DE,D K,EE,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM ,HR,HU,ID,IL,IN,IS,JP,KE, KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR,LS,L T,LU,LV,MD,MG,MK,MN,MW,MX ,NO,NZ,PL,PT,RO,RU,SD,SE, SG,SI,SK,SL,TJ,TM,TR,TT,U A,UG,US,UZ,VN,YU,ZW (72)発明者 ハンセン,エルリンク・レナルト デンマーク国、ディーケイ‐2820 ゲント フテ、プリンス・ヴァルデマルス・ヴァイ 34 Fターム(参考) 4C204 AB02 BB03 CB04 DB30 EB03 FB17 GB01 4G060 BA04 BC01 BD15 CB08 CB12 4H006 AA01 AA02 AB99 AC53 BJ20 BJ50 BN10 BP10 BS10 BS20 BS30

Claims (46)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鉱物繊維、例えば、ガラスウール又はストーンウール用のバ
    インダーとして使用するために適した化合物又はその塩であって、カルボン酸基
    及び/又はβ−ヒドロキシアルキルアミド基を含有する化合物。
  2. 【請求項2】 カルボン酸基とβ−ヒドロキシアルキル基との比が、1.0
    :5.0と5.0:1.0との間にある、請求項1に記載の化合物。
  3. 【請求項3】 カルボン酸基とβ−ヒドロキシアルキル基との比が、1.0
    :3.0と2.0:1.0との間にある、請求項2に記載の化合物。
  4. 【請求項4】 ヒドロキシアルキル基の官能度が1〜250、好ましくは2
    〜50の範囲内であり、カルボン酸基の官能度が約250未満であり、好ましく
    は1〜50の範囲内である、請求項1ないし3の何れか1項に記載の化合物。
  5. 【請求項5】 該化合物が、下記の一般式(I)又は(X): 【化1】 [式中、n=1、2、3であり、 B=置換又は非置換の(C2〜C20)アリール又は(シクロ)アルキル脂肪族 基であり、 R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7及びR8=H、(C1〜C8)アリール若し
    くは(シクロ)アルキル基又はCH2−OR(但し、R=H、アリール又は(シ クロ)アルキル基)であり、 R9は次式、 【化2】 又はHであり、Yは次式、 【化3】 である] を有する、請求項1ないし4の何れか1項に記載の化合物。
  6. 【請求項6】 約1000未満、好ましくは約600未満の分子量を有する
    、請求項1ないし5の何れか1項に記載の化合物。
  7. 【請求項7】 Bが、1,2−エチレン、1,2−エチリデン、4−カルボ
    キシル−1,2−フェニレン、1,3−プロピレン、1,2−シクロヘキシル、
    1,2−フェニレン、1,3−フェニレン、1,4−フェニレン及び/又は1,
    2−シクロヘキシ−4−エニル基である、請求項5又は6に記載の化合物。
  8. 【請求項8】 式中、Yは次式、 【化4】 であり、かつ R1、R2、R3、R4=H である、請求項5ないし7の何れか1項に記載の化合物。
  9. 【請求項9】 非ポリマーである、請求項1ないし8の何れか1項に記載の
    化合物。
  10. 【請求項10】 Bがポリマーの一部である、請求項1ないし8の何れか1
    項に記載の化合物。
  11. 【請求項11】 該化合物が水溶性である、請求項1ないし10の何れか1
    項に記載の化合物。
  12. 【請求項12】 該化合物が遊離塩基を有しない、請求項1ないし11の何
    れか1項に記載の化合物。
  13. 【請求項13】 鉱物繊維、特にガラスウール及びストーンウール用のバイ
    ンダーとして使用するために適した硬化性組成物であって、これが、 請求項1ないし12の何れか1項に記載の化合物又はそれらの塩、並びに 好ましくは、下記の群、即ち、疎水性化剤、例えば、油、鉱油、シリコーン油
    (反応性又は非反応性)、炭化フッ素化合物又は特にステアリールアミン;親水
    性界面活性剤、例えば、ポリエチレングリコール;シラン又はチタン酸塩;水含
    有剤、特にMg(OH)又はAl2(OH)3から選択された、標準結合組成物添
    加物 を含有することを特徴とする、組成物。
  14. 【請求項14】 更に、促進剤、好ましくは次亜リン酸ナトリウムを含有す
    る、請求項13に記載の組成物。
  15. 【請求項15】 請求項1ないし12の何れか1項に記載の化合物が、下記
    の化合物A〜K: 【化5】 【化6】 【化7】 【化8】 【化9】 【化10】 【化11】 【化12】 【化13】 【化14】 【化15】 [式中、Bは、請求項5ないし10の何れか1項に記載のものを表わす]からな
    る群から選択される、請求項13又は14に記載の組成物。
  16. 【請求項16】 約1000未満、好ましくは約600未満の分子量を有す
    る、前記請求項13ないし15の何れか1項に記載の組成物。
  17. 【請求項17】 更に水を含有する、請求項13ないし16の何れか1項に
    記載の組成物。
  18. 【請求項18】 鉱物繊維、例えば、ガラスウール又はストーンウール用の
    バインダーとして使用するために適した化合物であって、これが、 カルボニル化合物、特に無水物、更に特に環式無水物、特に活性化エステル、
    及び 所望の反応速度を与えるための、アミン、特にアルカノールアミン、好ましく
    は第二級β−アルキルアミン を含有することを特徴とする化合物。
  19. 【請求項19】 鉱物繊維、特にガラスウール又はストーンウール用のバイ
    ンダーとして使用するために適した化合物の製造方法であって、これが、 反応性条件下で、カルボニル化合物、好ましくは無水物、更に好ましくは環式
    無水物を、アミン、好ましくはアルカノールアミン、最も好ましくは第二級β−
    アルキルアミンと一緒に混合する工程を含むことを特徴とする、製造方法。
  20. 【請求項20】 混合物を、20〜100℃の範囲内である温度、好ましく
    は少なくとも約50℃の温度、最も好ましくは少なくとも約70℃の温度に加熱
    する、請求項19に記載の方法。
  21. 【請求項21】 環式無水物が、下記の一般式(II): 【化16】 [式中、Bは、請求項5ないし10の何れか1項に於けると同じ意味を有する]
    を有する、請求項18又は19に記載の製造方法。
  22. 【請求項22】 環式無水物が、無水フタル酸、テトラヒドロフタル酸無水
    物、ヘキサヒドロフタル酸無水物、5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸無
    水物、ノルボルナン−2,3−ジカルボン酸無水物、2−ドデセン−1−イル−
    コハク酸無水物、無水マレイン酸、(メチル)−コハク酸無水物、グルタル酸無
    水物、4−メチルフタル酸無水物、4−メチルヘキサヒドロフタル酸無水物及び
    4−メチルテトラヒドロフタル酸無水物から本質的になる群から選択される、請
    求項19ないし21の何れか1項に記載の製造方法。
  23. 【請求項23】 環式無水物が、好ましくはトリメリト酸無水物の形でカル
    ボン酸基を有する、請求項19ないし22の何れか1項に記載の製造方法。
  24. 【請求項24】 アルカノールアミンが、下記の一般式III: 【化17】 [式中、R1〜R4、R9及びYは、請求項5及び8に於けると同じ意味を有す
    る] を有する、請求項19ないし23の何れか1項に記載の製造方法。
  25. 【請求項25】 アルカノールアミンが、 モノアルカノールアミン、ジアルカノールアミン、トリアルカノールアミン又
    はこれらの混合物からなる群から選択される、請求項24に記載の製造方法。
  26. 【請求項26】 1種又は2種以上のアルカノールアミンが、(ジ)エタノ
    ールアミン、1−(メ)エチルエタノールアミン、n−ブチル−エタノールアミ
    ン、1−(メ)エチルイソプロパノールアミン、3−アミノ−1,2−プロパン
    ジオール、2−アミノ−1,3−プロパンジオール、トリス(ヒドロキシメチル
    )アミノメタンから本質的になる群から選択され、最も好ましくはジエタノール
    アミンである、請求項25に記載の製造方法。
  27. 【請求項27】 製造が、任意に、 溶媒の存在下で及び/又は 水の存在下で 実施され、水の存在下で実施されるとき、反応が、好ましくは、無水物及びアル
    カノールアミンに比較して40重量%より少ない水の存在下で開始される、請求
    項19ないし26の何れか1項に記載の製造方法。
  28. 【請求項28】 無水物:アミンのモル比が、約2:1未満、好ましくは約
    1.5:1未満、最も好ましくは約1.42:1以下である、請求項19ないし
    27の何れか1項に記載の製造方法。
  29. 【請求項29】 前記請求項19ないし28の何れか1項に記載の方法によ
    り得ることができる化合物。
  30. 【請求項30】 鉱物繊維、例えばガラスウール及びストーンウール用に適
    した硬化性バインダー組成物であって、これが、請求項29又は請求項1ないし
    12の何れか1項に記載の化合物並びに請求項13又は14に記載されたような
    バインダー添加物及び/又は促進剤を含有することを特徴とする組成物。
  31. 【請求項31】 約1000未満、好ましくは約600未満の分子量を有し
    、好ましくは水に可溶性である、請求項13ないし17又は30の何れか1項に
    記載の組成物。
  32. 【請求項32】 少なくとも3N/mm2、好ましくは少なくとも6N/m m2、最も好ましくは少なくとも8N/mm2の乾燥結合強度を有し、そして80
    ℃の温度を有する水中で3時間後に、少なくとも1N/mm2、好ましくは少な くとも2N/mm2の湿潤結合強度を有する、請求項30又は31に記載の組成 物。
  33. 【請求項33】 ガラスウール又はストーンウール製品のような、結合され
    た鉱物繊維製品の製造方法であって、これが、 請求項1ないし17及び29ないし31の何れか1項に記載の化合物又は組成
    物を、鉱物繊維に付与し、続いてそれを硬化させる工程 を含む製造方法。
  34. 【請求項34】 請求項33に記載の方法により得ることができる鉱物繊維
    製品。
  35. 【請求項35】 請求項1ないし17及び29ないし32の何れか1項に記
    載の化合物又は組成物で製造された鉱物繊維製品。
  36. 【請求項36】 鉱物繊維、特にガラスウール又はストーンウール用の結合
    剤としての、請求項1ないし17及び29ないし32の何れか1項に記載の化合
    物及び/又は組成物の使用。
  37. 【請求項37】 ガラスウール又はストーンウールの製造のための水溶性バ
    インダー組成物の使用であって、バインダー組成物に、1種又は2種以上の、カ
    ルボン酸基及びβ−ヒドロキシアルキルアミド基を有する化合物が含有されるこ
    とを特徴とする使用。
  38. 【請求項38】 カルボン酸基とβ−ヒドロキシアルキル基との当量比が、
    1.0:5.0と5.0:1.0との間にあることを特徴とする、請求項37に
    記載の使用。
  39. 【請求項39】 カルボン酸基とβ−ヒドロキシアルキル基との当量比が、
    1.0:3.0と2.0:1.0との間にあることを特徴とする、請求項37に
    記載の使用。
  40. 【請求項40】 バインダーが、請求項5に記載の式(I)又は(X)[式
    中、n=1、2、3であり、 B=置換又は非置換の(C2〜C20)アリール又は(シクロ)アルキル脂肪族 ジラジカルであり、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7及びR8=H、(C1〜 C8)アリール若しくは(シクロ)アルキル基又はCH2−OR(但し、R=H、
    アリール又は(シクロ)アルキル基)である]による化合物を含有することを特
    徴とする、請求項37ないし39の1項に記載の使用。
  41. 【請求項41】 式(I)による化合物の分子量が600より小さいことを
    特徴とする、請求項40に記載の使用。
  42. 【請求項42】 Bがポリマーの一部であることを特徴とする、請求項40
    に記載の使用。
  43. 【請求項43】 Bが、1,2−エチレン、1,2−エチリデン、4−カル
    ボキシ−1,2−フェニレン、1,3−プロピレン、1,2−シクロヘキシル、
    1,2−フェニレン、1,3−フェニレン、1,4−フェニレン又は1,2−シ
    クロヘキシ−4−エニル基であることを特徴とする、請求項41に記載の使用。
  44. 【請求項44】 請求項5に示される式(I)に於いて、R1、R2、R3、 R4=Hであることを特徴とする、請求項41に記載の使用。
  45. 【請求項45】 紡糸したガラス又は石に、請求項37ないし44の何れか
    1項に記載のバインダー組成物をスプレーし、次いで、これらを150℃と30
    0℃との間の温度で硬化させることによる、ガラスウール又はストーンウールの
    製造方法。
  46. 【請求項46】 請求項37ないし44の何れか1項に記載の硬化させたバ
    インダーで被覆されたガラスウール又はストーンウール。
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