JP2023544729A - Ｂステージ化可能な水性バインダー組成物 - Google Patents

Abstract

水性バインダー組成物の全固形分含有量に対して５．０～５０．０質量％の、少なくとも４つのヒドロキシル基を有するモノマーポリオール；及び水性バインダー組成物の全固形分含有量に対して少なくとも５０．０質量％の、少なくとも２つのカルボン酸基を有するポリマーポリカルボン酸を含む架橋剤を含む、水性バインダー組成物が開示される。水性バインダー組成物は、０．１５／１．０～２．２３／１のカルボン酸基とヒドロキシル基のモル当量の比を含み、２．２～４．０のｐＨ、並びに４０％固形分及び２５Ｃで１０ｃＰ～６０ｃＰの粘度を有する。

Description

関連出願の相互参照
本出願は、その内容全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０２０年１０月１日に出願された米国仮出願第６３／０８６，２６７号の優先権及びあらゆる利益を主張する。

水性バインダー組成物は、断熱製品、複合製品、木質繊維板などの織布及び不織布繊維製品の形成に従来利用されている。断熱製品、例えばグラスファイバー及び鉱物ウール断熱製品は、典型的にはポリマー、ガラス又は他の鉱物の溶融組成物を採糸し、回転スピナーなどの採糸装置から極細繊維を紡糸することによって製造される。断熱製品を形成するために、回転スピナーによって作製された繊維は、ブロワーによってスピナーからコンベアに向かって下方に引き出される。繊維が下方に移動するにつれて、バインダー材料が繊維に噴霧され、繊維はコンベア上で高ロフトの連続したブランケットへと収集される。バインダー材料は、断熱製品に包装後の復元のための弾力性を与え、断熱製品を取り扱い、必要に応じて建物の断熱空洞に適用できるように、硬さ及び取り扱い性をもたらす。バインダー組成物はまた、フィラメント間摩耗から繊維を保護し、個々の繊維間の適合性を促進する。バインダーで被覆された繊維を含有するブランケットは、次に硬化オーブンに通され、バインダーが硬化してブランケットが所望の厚さに設定される。
バインダーが硬化した後、繊維断熱材を一定の長さに切断して個々の断熱製品を形成することができ、断熱製品は、顧客拠点に出荷するために包装することができる。

このように準備されたグラスファイバー断熱製品は、異なる用途に使用するために、バット、ブランケット及びボード（加熱圧縮されたバット）を含む様々な形態で提供し得る。バインダー被覆繊維のバットが成形チャンバーから出ると、ガラス繊維の弾力性の結果として拡張する傾向がある。拡張したバットは、典型的には硬化オーブンに、かつ硬化オーブンを通して運搬され、そこで加熱された空気が断熱製品に通され、バインダーを硬化させる。バインダーの硬化に加え、硬化オーブン内で断熱製品をフライト又はローラーで圧縮して、ブランケット、バット又はボード製品に所望の寸法及び表面仕上げをもたらすことができる。
従来、グラスファイバー断熱製品の作製には、フェノール－ホルムアルデヒド（ＰＦ）バインダー組成物、及び尿素で増量されたＰＦ樹脂（ＰＵＦ樹脂）が使用されてきた。天井板、ダクトラップ、ダクトライナーなどの「重量」製品としても公知の断熱板では、安価かつ許容可能な物理的及び機械的特性を有する、重量製品の生成のためのフェノール－ホルムアルデヒドバインダー技術が利用されてきた。しかし、ホルムアルデヒドベースバインダーは、グラスファイバー断熱材の製造中に望ましくない放出物を放出する。

ホルムアルデヒドベースバインダーの代替として、繊維断熱製品のバインダーとして使用するための特定のホルムアルデヒド不含配合物が開発されている。繊維断熱製品の一般的な製造プロセスは、未硬化バインダー含浸グラスファイバーウェブが未硬化状態を維持し、周囲条件に長時間曝露されるプロセスステップ（「Ｂステージ化」として公知である）を含む。このような長時間の曝露は、繊維断熱製品のドライアウト及び表面固化を引き起こし、硬化後のバインダー組成物と繊維の間の不十分な結合形成をもたらす。硬化した完成品は、繊維とバインダー組成物の間の不十分な結合のために、低い引張強度を示す。
したがって、長期間の周囲条件への長時間の曝露後であっても、改善された貯蔵寿命及び繊維の湿潤特性を有する環境に優しいホルムアルデヒド不含バインダー組成物が必要である。

本発明の概念の様々な例示的な態様は、水性バインダー組成物の全固形分含有量に対して５．０～５０．０質量％の、少なくとも４つのヒドロキシル基を有するモノマーポリオール；及び水性バインダー組成物の全固形分含有量に対して少なくとも５０．０質量％の、少なくとも２つのカルボン酸基を有するポリマーポリカルボン酸を含む架橋剤を含む水性バインダー組成物であって、カルボン酸基とヒドロキシル基のモル当量の比が０．１５／１．０～２．２３／１、又は０．２６／１．０～０．７５／１である、水性バインダー組成物に関する。例示的な実施形態のいずれかにおいて、水性バインダー組成物は、０．６０／１．０～１．０／０．６のカルボン酸基とヒドロキシル基のモル当量の比を有する。
水性バインダー組成物は、２．２～４．０のｐＨ、並びに４０％固形分及び２５℃で１０ｃＰ～６０ｃＰの粘度を有する。

例示的な実施形態のいずれかにおいて、架橋剤は、ポリアクリル酸を含んでもよい。架橋剤は、水性バインダー組成物の全固形分含有量に対して５２．０～７２質量％の量でバインダー組成物中に存在してもよい。
例示的な実施形態のいずれかにおいて、モノマーポリオールは、少なくとも５つのヒドロキシル基を含んでもよい。モノマーポリオールは、糖アルコール、ペンタエリスリトール、第一級アルコール、１，２，４－ブタントリオール、トリメチロールプロパン、短鎖アルカノールアミン及びそれらの混合物の１種又は複数を含んでもよい。他の例示的な実施形態では、モノマーポリオールは、ペンタエリスリトール、キシリトール、ソルビトール及びこれらの混合物からなる群から選択される。
例示的な実施形態のいずれかにおいて、モノマーポリオールは、水性バインダー組成物の全固形分含有量に対して１５～３７質量％の量でバインダー組成物中に存在する。
例示的な実施形態のいずれかにおいて、組成物は、ポリマーポリヒドロキシ化合物を含まなくてもよい。
例示的な実施形態のいずれかにおいて、組成物は、モノマーカルボン酸を含まなくてもよい。
例示的な実施形態のいずれかにおいて、水性バインダー組成物は、４０％固形分及び２５℃で２５ｃＰ～６０ｃＰ未満の粘度を有してもよい。

本発明の概念のさらなる実施形態は、複数のランダムに配向した繊維、及び繊維を少なくとも部分的に被覆する架橋ホルムアルデヒド不含バインダー組成物を含む繊維断熱製品に関する。架橋ホルムアルデヒド不含バインダー組成物は、５．５質量％未満の水溶性材料を含有し、かつ水性バインダー組成物の全固形分含有量に対して５．０～５０．０質量％の、少なくとも４つのヒドロキシル基を有する少なくとも１種のモノマーポリオール；及び水性バインダー組成物の全固形分含有量に対して少なくとも５０．０質量％の、少なくとも２つのカルボン酸基を有するポリマーポリカルボン酸を含む架橋剤を含む水性バインダー組成物から形成される。水性バインダー組成物は、２．２～４．０のｐＨ、及び０．１５／１．０～２．２３／１、又は０．２６／１．０～０．７５／１のカルボン酸基とヒドロキシル基のモル当量の比を有する。例示的な実施形態のいずれかにおいて、水性バインダー組成物は、０．６０／１．０～１．０／０．６であってもよいカルボン酸基とヒドロキシル基のモル当量の比を有する。

繊維は、鉱物繊維、天然繊維及び合成繊維の１種又は複数を含んでもよい。例えば、繊維は、ガラス繊維、鉱物ウール繊維又はそれらの混合物を含んでもよい。
例示的な実施形態のいずれかにおいて、バインダー組成物は、ポリマーポリヒドロキシ化合物を含まなくてもよい。
例示的な実施形態のいずれかにおいて、カルボン酸基とヒドロキシル基のモル当量の比は、０．８０／１．０～１．０／０．８であってもよい。
例示的な実施形態のいずれかにおいて、モノマーポリオールは、糖アルコール、ペンタエリスリトール、第一級アルコール、１，２，４－ブタントリオール、トリメチロールプロパン、短鎖アルカノールアミン及びそれらの混合物の１種又は複数を含んでもよい。

本発明の概念のさらに別の実施形態は、複数のランダムに配向した繊維；及び繊維を少なくとも部分的に被覆する未硬化水性バインダー組成物を含む、Ｂステージ化可能な繊維断熱製品に関する。水性バインダー組成物は、水性バインダー組成物の全固形分含有量に対して５．０～３７．０質量％の、少なくとも４つのヒドロキシル基を有する少なくとも１種のモノマーポリオール；及び水性バインダー組成物の全固形分含有量に対して少なくとも５０．０質量％の、少なくとも２つのカルボン酸基を有するポリマーポリカルボン酸を含む架橋剤を含む。未硬化水性バインダー組成物は、４０％固形分及び２５℃で１０ｃＰ～６０ｃＰの粘度を有する。さらに、Ｂステージ化可能な繊維断熱製品は、ＣＥＭ Ｓｍａｒｔ ６水分分析器によって測定した場合、少なくとも５００秒の乾燥時間を有する。

例示的な実施形態のいずれかにおいて、未硬化水性バインダー組成物は、４０％固形分及び２５℃で３０ｃＰ～４５ｃＰの粘度を有してもよい。
例示的な実施形態のいずれかにおいて、架橋剤は、ポリアクリル酸などのアクリル酸のホモポリマー又はコポリマーであってもよい。
例示的な実施形態のいずれかにおいて、水性バインダー組成物は、２．２～４．０のｐＨを有してもよい。
例示的な実施形態のいずれかにおいて、水性バインダー組成物は、０．１５／１．０～２．２３／１又は０．２６／１．０～０．７５／１のカルボン酸基とヒドロキシル基のモル当量の比を有してもよい。例示的な実施形態のいずれかにおいて、水性バインダー組成物は、０．６０／１．０～１．０／０．６でもよいカルボン酸基とヒドロキシル基のモル当量の比を有する。
例示的な実施形態のいずれかにおいて、モノマーポリオールは、糖アルコール、ペンタエリスリトール、第一級アルコール、１，２，４－ブタントリオール、トリメチロールプロパン、短鎖アルカノールアミン及びそれらの混合物の１種又は複数を含む。
例示的な実施形態のいずれかにおいて、組成物は、ポリマーポリヒドロキシ化合物を含まない。
例示的な実施形態のいずれかにおいて、組成物は、モノマーカルボン酸を含まない。

本発明の概念のさらに別の実施形態は、ホルムアルデヒド不含水性バインダー組成物を複数の繊維に塗布するステップを含む、低レベルの水溶性材料を有する繊維断熱製品を作製するための方法に関する。ホルムアルデヒド不含水性バインダー組成物は、水性バインダー組成物の全固形分含有量に対して５．０～５０．０質量％の、少なくとも４つのヒドロキシル基を有する少なくとも１種のモノマーポリオール；及び水性バインダー組成物の全固形分含有量に対して少なくとも５０．０質量％の、少なくとも２つのカルボン酸基を有するポリマーポリカルボン酸を含む架橋剤を含む。方法は、繊維を基材上に集め、バインダー入り繊維パックを形成するステップ；及びバインダー入り繊維パックを硬化するステップをさらに含み、繊維断熱製品は、５．５質量％未満の水溶性材料を含有する。

例示的な実施形態のいずれかにおいて、ホルムアルデヒド不含水性バインダー組成物は、０．１５／１．０～２．２３／１又は０．２６／１．０～０．７５／１のカルボン酸基とヒドロキシル基のモル当量の比を含んでもよい。例示的な実施形態のいずれかにおいて、水性バインダー組成物は、０．６０／１．０～１．０／０．６であってもよいカルボン酸基とヒドロキシル基のモル当量の比を有する。
例示的な実施形態のいずれかにおいて、ホルムアルデヒド不含水性バインダー組成物は、２．２～４．０のｐＨを有してもよい。
例示的な実施形態のいずれかにおいて、ホルムアルデヒド不含水性バインダー組成物は、４０％固形分及び２５℃で１０ｃＰ～６０ｃＰの粘度を有してもよい。

本発明の概念のさらに別の実施形態は、ホルムアルデヒド不含水性バインダー組成物を複数の繊維に塗布し、バインダー含浸繊維断熱材前駆体を形成し、バインダー含浸繊維断熱材前駆体を少なくとも５００秒間周囲温度に曝露し、バインダー組成物が繊維断熱材前駆体の表面に皮膜を形成することなくＢステージ化繊維前駆体を形成するステップを含む、繊維断熱材前駆体をＢステージ化するための方法に関する。バインダー組成物は、水性バインダー組成物の全固形分含有量に対して５．０～５０．０質量％の、少なくとも４つのヒドロキシル基を有する少なくとも１種のモノマーポリオール；及び水性バインダー組成物の全固形分含有量に対して少なくとも５０．０質量％の、少なくとも２つのカルボン酸基を有するポリマーポリカルボン酸を含む架橋剤を含む。

本発明の概念のさらに別の実施形態は、水性バインダー組成物の全固形分含有量に対して５．０～３７．０質量％の、少なくとも４つのヒドロキシル基を有する少なくとも１種のモノマーポリオール、５０．０～６２質量％のポリアクリル酸架橋剤；０．５～５．０質量％の触媒；２．０～１５．０質量％の加工助剤；０～５．０質量％の界面活性剤；０～２．０質量％の顔料；及び０～１５質量％のシリコーンを含む水性ホルムアルデヒド不含バインダー組成物に関する。水性バインダー組成物は、０．１５／１．０～２．２３／１又は０．２６／１．０～０．７５／１であるカルボン酸基とヒドロキシル基のモル当量の比を含む。例示的な実施形態のいずれかにおいて、水性バインダー組成物は、０．６０／１．０～１．０／０．６であってもよいカルボン酸基とヒドロキシル基のモル当量の比を有する。水性バインダー組成物は、２．２～４．０のｐＨ、並びに４０％固形分及び２５℃で３０ｃＰ～５５ｃＰの粘度を有する。
一般的な本発明の概念の多数の他の態様、利点及び／又は特徴は、例示的な実施形態の以下の詳細な説明、及び本明細書と共に提出される添付の図面からより容易に明らかになる。

一般的な本発明の概念、並びにその例示的な実施形態及び利点が、例として図面を参照しながら以下により詳細に記載される。

硬化バインダー組成物に基づく、抽出可能な固形物の質量パーセントをグラフによって示す。 ＣＥＭ Ｓｍａｒｔ ６水分バランスによって測定した、様々なバインダー組成物の乾燥時間をグラフによって示す。 湿度４６％で、２５℃で周期的な時間間隔で測定したグラスファイバーロールの質量減少（グラム単位）をグラフによって示す。 湿度７５％で、２５℃で周期的な時間間隔で測定したバインダー含浸グラスファイバーロールの質量減少（グラム単位）をグラフによって示す。 湿度４６％、湿度７４％及び湿度７５％かつ２５℃で１０分後に測定したバインダー含浸グラスファイバーロールの質量減少を示す。

別段定義されない限り、本明細書で使用されるすべての技術用語及び科学用語は、これらの例示的な実施形態が属する分野の当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。本明細書の説明で使用される用語は、例示的な実施形態を説明するためのみのものであり、例示的な実施形態を限定することを意図しない。したがって、一般的な本発明の概念は、本明細書に例示された特定の実施形態に限定されることを意図しない。本明細書に記載されたものと類似又は同等の他の方法及び材料を本発明の実施又は試験に使用することができるが、好ましい方法及び材料が本明細書に記載される。
本明細書及び添付の特許請求の範囲で使用される場合、単数形「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、文脈から明らかにそうでないことが示されない限り、複数形も含むことを意図する。
「実質的に含まない」とは、組成物が、０．８質量％以下、０．６質量％以下、０．４質量％以下、０．２質量％以下、０．１質量％以下及び０．０５質量％以下を含む、１．０質量％未満の列挙された成分を含むことを意味する。例示的な実施形態のいずれかにおいて、「実質的に含まない」とは、組成物が０．０１質量％以下の列挙された成分を含むことを意味する。

別段指示されない限り、本明細書及び特許請求の範囲で使用される成分、化学的及び分子特性、反応条件などの量を表すすべての数は、すべての場合において「約」という用語で修飾されていると理解される。したがって、逆のことが指示されない限り、本明細書及び添付の特許請求の範囲に示される数値パラメーターは、本発明の例示的な実施形態によって得ようとする所望の特性によって変化し得る近似値である。最低限、各数値パラメーターは、有効数字の数及び一般的な丸め手法に照らして解釈されるべきである。
別段指示されない限り、任意の要素、特性、特徴又は要素、特性及び特徴の組合せは、要素、特性、特徴又は要素、特性及び特徴の組合せが実施形態で明示的に開示されたかどうかにかかわらず、本明細書に開示される任意の実施形態で使用することができる。本明細書に記載される任意の特定の態様に関連して記載される特徴は、特徴がその態様と互換性があることを条件として、本明細書に記載された他の態様に適用可能となり得ることが容易に理解される。特に、方法に関連して本明細書に記載される特徴は、繊維製品に適用可能であり、その逆もあり得、方法に関連して本明細書に記載される特徴は、水性バインダー組成物に適用可能であり、その逆もあり得、繊維製品に関連して本明細書に記載される特徴は、水性バインダー組成物に適用可能であり、その逆もあり得る。

例示的な実施形態の広い範囲を示す数値範囲及びパラメーターが近似値であるにもかかわらず、特定の実施例で示される数値は、可能な限り正確に報告される。しかし、いずれの数値も、それぞれの試験測定で見出される標準偏差から必然的に生じる特定の誤差を本質的に含む。本明細書及び特許請求の範囲を通して与えられるすべての数値範囲は、より厳密な数値範囲がすべて本明細書に明示的に記されているのと同様に、そのような広範な数値範囲に入るすべてのそのようなより厳密な数値範囲を含む。
本開示は、ガラス又は鉱物ウール繊維などの無機繊維と共に使用するための、ホルムアルデヒド不含又は「ホルムアルデヒド無添加」水性バインダー組成物に関する。本明細書で使用される場合、用語「バインダー組成物」、「水性バインダー組成物」、「バインダー配合物」、「バインダー」及び「バインダー系」は、互換的に使用でき、同義である。さらに、本明細書で使用される場合、「ホルムアルデヒド不含」又は「ホルムアルデヒド無添加」という用語は、互換的に使用でき、同義である。

本開示は、従来のホルムアルデヒドベースバインダー組成物を用いて製造された製品と比較して同等又は改善された機械的及び物理的性能を有する、断熱製品の製造に使用するためのホルムアルデヒド不含水性バインダー組成物に関する。ホルムアルデヒド不含バインダー組成物は、硬化ホルムアルデヒド不含バインダーを用いて作製された、薄繊維強化マットなどの繊維断熱製品及び関連製品（以下、すべて繊維断熱製品と総称する）及びガラス繊維又は鉱物ウール製品、特にグラスファイバー又は鉱物ウール断熱製品の製造に使用することができる。他の製品は、複合製品、木質繊維板製品、金属建物断熱材、パイプ断熱材、天井板、天井タイル、例えば天井板、ダクトボード、基礎ボード、パイプ及びタンク断熱材、吸音板、音響パネル、一般ボード製品、ダクトライナーを含むボード製品などの「重量」製品、さらに例えば住宅断熱材、ダクトラップ、金属建物断熱材、フレキシブルダクトメディアを含む「軽量」製品を含み得る。さらなる繊維製品は、不織布繊維マット及びパーティクルボード、並びにそれらから製造される複合製品を含む。
本発明の概念は、ポリカルボン酸ベースの架橋剤、及び少なくとも３つのヒドロキシル基、又は少なくとも４つのヒドロキシル基を含む少なくとも１種のポリオールを含む、改善されたホルムアルデヒド不含バインダー組成物の驚くべき発見に基づく。主題のバインダー組成物は、架橋密度の予想外の増加を示し、ひいては硬化後の水溶性材料のレベルの低下、高い保水性及び改善された耐水性／耐蒸気性を含む、独自の性能特性をもたらす。

好適な架橋剤の非限定的な例は、１つ又は複数のカルボン酸基（－ＣＯＯＨ）を有するポリカルボン酸ベースの材料、例えば、その塩又は無水物及びそれらの混合物を含むモノマー及びポリマーポリカルボン酸を含む。例示的な実施形態のいずれかにおいて、ポリカルボン酸は、アクリル酸のホモポリマー又はコポリマーなどのポリマーポリカルボン酸であってもよい。ポリマーポリカルボン酸は、ポリアクリル酸（その塩又は無水物を含む）、及びいずれもＴｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから市販のＱＲ－１６２９Ｓ及びＡｃｕｍｅｒ ９９３２などのポリアクリル酸系樹脂、ＣＨ Ｐｏｌｙｍｅｒから市販のポリアクリル酸組成物、並びにＣｏａｔｅｘから市販のポリアクリル酸組成物を含んでもよい。Ａｃｕｍｅｒ ９９３２は、約４０００の分子量、及びポリアクリル酸／次亜リン酸ナトリウム樹脂の全質量に対して６～７質量％の次亜リン酸ナトリウム含有量を有するポリアクリル酸／次亜リン酸ナトリウム樹脂である。ＱＲ－１６２９Ｓは、ポリアクリル酸／グリセリン樹脂組成物である。

架橋剤は、一部の場合では、中和剤で予め中和してもよい。そのような中和剤は、有機及び／又は無機塩基、例えば水酸化ナトリウム、水酸化アンモニウム及びジエチルアミン、並びに任意の種類の第一級、第二級又は第三級アミン（アルカノールアミンを含む）を含んでもよい。本明細書に開示される実施形態のいずれかにおいて、中和剤は、水酸化ナトリウム及びトリエタノールアミンの少なくとも１種を含んでもよい。
架橋剤は、水性バインダー組成物の全固形分含有量に対して少なくとも２５．０質量％で水性バインダー組成物中に存在し、限定されないが、少なくとも３０質量％、少なくとも４０質量％、少なくとも４５質量％、少なくとも５０質量％、少なくとも５２．０質量％、少なくとも５４．０質量％、少なくとも５６．０質量％、少なくとも５８．０質量％及び少なくとも６０質量％を含む。本明細書に開示される実施形態のいずれかにおいて、架橋剤は、水性バインダー組成物の全固形分含有量に対して２７～８５質量％の量で水性バインダー組成物中に存在し、限定されないが、３０～８０質量％、５０．０～７０．０質量％、５０超～６５質量％、５２．０～６２．０質量％、５４．０～６０．０質量％及び５５．０～５９．０質量％を含む。

水性バインダー組成物は、少なくとも３つのヒドロキシル基を含むポリオールをさらに含む。ポリオールは、７５０ダルトン未満、５００ダルトン未満、２５０ダルトン未満、２００ダルトン未満、又は１７５ダルトン未満を含む、２，０００ダルトン未満の分子量を有する水溶性化合物を含んでもよい。本明細書に開示される実施形態のいずれかにおいて、ポリオールは、モノマーポリオールを含んでもよい。好適なポリオール成分として、糖アルコール、ペンタエリスリトール、第一級アルコール、１，２，４－ブタントリオール、トリメチロールプロパン及び少なくとも３つのヒドロキシル基を含むトリエタノールアミンなどの短鎖アルカノールアミンが挙げられる。本明細書に開示される実施形態のいずれかにおいて、ポリオールは、少なくとも４つのヒドロキシル基、又は少なくとも５つのヒドロキシル基を含んでもよい。

糖アルコールは、糖のアルド又はケト基が（例えば水素化によって）対応するヒドロキシ基に還元されるときに得られる化合物を意味すると理解される。出発糖は、単糖、オリゴ糖及び多糖並びにそれらの生成物の混合物、例えばシロップ、糖蜜及びデンプン加水分解物から選択し得る。出発糖はまた、糖の脱水形態であってもよい。糖アルコールは、対応する出発糖に酷似しているが、それらは糖ではない。したがって、例えば、糖アルコールは還元能力を有さず、還元糖に典型的なメイラード反応に関与することができない。いくつかの例示的な実施形態において、糖アルコールは、エリスリトール、アラビトール、キシリトール、ソルビトール、マルチトール、マンニトール、イジトール、イソマルチトール、ラクチトール、セロビトール、パラチニトール、マルトトリトール、これらのシロップ及びこれらの混合物を含む。様々な例示的な実施形態では、糖アルコールは、ソルビトール、キシリトール、それらのシロップ及びそれらの混合物から選択される。例示的な実施形態のいずれかにおいて、ポリオールは、糖アルコールの二量体又はオリゴマー縮合生成物である。

いくつかの例示的な実施形態では、ポリオールは、限定されないが、最大約６８質量％、６５質量％、６０質量％、５５質量％、５０質量％、４５質量％、４０質量％、３５質量％、３３質量％、３０質量％、２７質量％、２５質量％及び２０質量％の全固形分を含む、最大約７５質量％又は約７０質量％の全固形分の量で水性バインダー組成物中に存在する。いくつかの例示的な実施形態では、ポリオールは、限定されないが、５．０～６０．０質量％、８．０～５７．０質量％、１０．０～５４．０質量％、１２．０～５２．０質量％、１５．０～５０．０質量％及び２０．０～４８．０質量％の全固形分を含む、２．０～６９．０質量％の全固形分の量で水性バインダー組成物中に存在する。
様々な例示的な実施形態において、架橋剤及びポリオールは、カルボン酸基、無水物基、又はそれらの塩のモル当量数とヒドロキシル基のモル当量数の比が約０．０７／１～約２．２３／１、例えば約０．１７／１～約１／０．６、又は約０．３２／１～約０．９２／１、又は約０．４／１～０．６／１であるような量で存在する。例示的な実施形態のいずれかにおいて、水性バインダー組成物は、０．６０／１．０～１．０／０．６、又は０．８０／１～１．０／０．８０であってもよいカルボン酸基とヒドロキシル基のモル当量の比を有する。

本明細書に開示される実施形態のいずれかにおいて、水性バインダー組成物は、３未満のヒドロキシル基を含むポリオールを含まない若しくは実質的に含まなくてもよいか、又は４未満のヒドロキシル基を含むポリオールを含まない若しくは実質的に含まなくてもよい。本明細書に開示される実施形態のいずれかにおいて、水性バインダー組成物は、２，０００ダルトン以上の数平均分子量、例えば３，０００ダルトン～４，０００ダルトンの分子量を有するポリオールを含まない又は実質的に含まない。したがって、本明細書に開示される実施形態のいずれかにおいて、水性バインダー組成物は、ジオール、例えばグリコール、トリオール、例えば、例えばグリセロール及びトリエタノールアミン、並びに／又は部分的若しくは完全に加水分解されていてもよいポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニルなどのポリマーポリヒドロキシ化合物、又はこれらの混合物を含まない又は実質的に含まない。ポリビニルアルコールは、公知の皮膜形成剤であり、水分を素早く放出させ、皮膜の形成をもたらす。短鎖ポリオールは、それほど早く皮膜を形成しないと考えられており、製品のＢステージ化可能性を改善する。

本明細書に開示される実施形態のいずれかにおいて、水性バインダー組成物は、ポリマーポリカルボン酸ベースの架橋剤、及びカルボン酸基とヒドロキシル基ＯＨ基の比が０．６０／１～１／０．６である、少なくとも４つのヒドロキシル基を有するモノマーポリオールを含む又はそれからなってもよい。
任意に、水性バインダー組成物は、硬化促進剤としても公知のエステル化触媒を含んでもよい。触媒は、無機塩、ルイス酸（すなわち、塩化アンモニウム又は三フッ化ホウ素）、ブレンステッド酸（すなわち、硫酸、ｐ－トルエンスルホン酸及びホウ酸）、有機金属錯体（すなわち、カルボン酸リチウム、カルボン酸ナトリウム）及び／又はルイス塩基（すなわち、ポリエチレンイミン、ジエチルアミン若しくはトリエチルアミン）を含んでもよい。さらに、触媒は、リン含有有機酸のアルカリ金属塩、特にリン酸、次亜リン酸、又はポリリン酸のアルカリ金属塩を含んでもよい。そのようなリン触媒の例として、これらに限定されないが、次亜リン酸ナトリウム、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、ピロリン酸二ナトリウム、ピロリン酸四ナトリウム、トリポリリン酸ナトリウム、ヘキサメタリン酸ナトリウム、リン酸カリウム、トリポリリン酸カリウム、トリメタリン酸ナトリウム、テトラメタリン酸ナトリウム、及びそれらの混合物が挙げられる。さらに、触媒又は硬化促進剤は、フルオロボレート化合物、例えばフルオロホウ酸、テトラフルオロホウ酸ナトリウム、テトラフルオロホウ酸カリウム、テトラフルオロホウ酸カルシウム、テトラフルオロホウ酸マグネシウム、テトラフルオロホウ酸亜鉛、テトラフルオロホウ酸アンモニウム及びそれらの混合物であってもよい。さらに、触媒は、リン化合物とフルオロボレート化合物の混合物であってもよい。他のナトリウム塩、例えば硫酸ナトリウム、硝酸ナトリウム、炭酸ナトリウムも同様に、又は代替的に触媒として使用し得る。

触媒は、限定されないが、約１．０～約５．０質量％、又は約１．５～約４．５質量％、又は約１．７～約４．０質量％、又は約２．０～約３．５質量％の量を含む、バインダー組成物の全固形分の約１０．０質量％までの量で水性バインダー組成物中に存在してもよい。
任意に、水性バインダー組成物は、少なくとも１種のカップリング剤を含有してもよい。少なくとも１つの例示的な実施形態において、カップリング剤は、シランカップリング剤である。カップリング剤は、バインダー組成物の全固形分の約０．０１～約５．０質量％、約０．０１～約２．５質量％、約０．０５～約１．５質量％、又は約０．１～約１．０質量％の量でバインダー組成物中に存在してもよい。

バインダー組成物に使用し得るシランカップリング剤の非限定的な例は、アルキル、アリール、アミノ、エポキシ、ビニル、メタクリロキシ、ウレイド、イソシアネート及びメルカプトの官能基を特徴とし得る。実施形態のいずれかでは、シランカップリング剤は、アミン（第一級、第二級、第三級及び第四級）、アミノ、イミノ、アミド、イミド、ウレイド又はイソシアネートなどの１種又は複数の官能基を有する１種又は複数の窒素原子を含有するシランを含んでもよい。好適なシランカップリング剤の特定の非限定的な例は、これらに限定されないが、アミノシラン（例えば、トリエトキシアミノプロピルシラン；３－アミノプロピル－トリエトキシシラン及び３－アミノプロピル－トリヒドロキシシラン）、エポキシトリアルコキシシラン（例えば、３－グリシドキシプロピルトリメトキシシラン及び３－グリシドキシプロピルトリエトキシシラン）、メチアクリルトリアルコキシシラン（例えば、３－メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン及び３－メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン）、炭化水素トリアルコキシシラン、アミノトリヒドロキシシラン、エポキシトリヒドロキシシラン、メタクリルトリヒドロキシシラン及び／又は炭化水素トリヒドロキシシランを含む。本明細書に開示される実施形態のいずれかでは、シランは、γ－アミノプロピルトリエトキシシランなどのアミノシランを含んでもよい。

水性バインダー組成物は、加工助剤をさらに含んでもよい。加工助剤は、繊維の形成及び配向の処理を促進するよう機能する限り、特に限定されない。加工助剤は、バインダー塗布分布の均一性を改善するため、バインダーの粘度を低下させるため、形成後のランプ高さを増加させるため、垂直質量分布の均一性を改善するため、並びに／又は形成及びオーブン硬化プロセスの両方においてバインダーの脱水を加速させるために使用し得る。加工助剤は、バインダー組成物の全固形分含有量に対して０～約１０．０質量％、約０．１～約５．０質量％、又は約０．３～約２．０質量％、又は約０．４～１．５質量％、又は約０．５～１．０質量％の量でバインダー組成物中に存在してもよい。いくつかの例示的な実施形態において、水性バインダー組成物は、任意の加工助剤を実質的に又は完全に含まない。

加工助剤の例として、消泡剤、例えば、鉱物、パラフィン若しくは植物油のエマルション及び／又は分散液；ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）液、並びにポリジメチルシロキサン又は他の材料で疎水化されたシリカの分散液が挙げられる。さらなる加工助剤として、エチレンビス－ステアラミド（ＥＢＳ）などのアミドワックス又は疎水化したシリカから作製される粒子を挙げることができる。バインダー組成物に利用し得るさらなる加工助剤は、界面活性剤である。バインダーの霧化、湿潤及び界面接着を補助するために、１種又は複数の界面活性剤をバインダー組成物に含み得る。

界面活性剤は特に限定されず、これらに限定されないが、イオン性界面活性剤（例えば、サルフェート、スルホネート、ホスフェート及びカルボキシレート）、サルフェート（例えば、アルキルサルフェート、ラウリル硫酸アンモニウム、ラウリル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ）、アルキルエーテルサルフェート、ラウレス硫酸ナトリウム及びミレス硫酸ナトリウム）、両性界面活性剤（例えば、アルキルベタイン、例えばラウリル－ベタイン）、スルホネート（例えば、ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム、ペルフルオロオクタンスルホネート、ペルフルオロブタンスルホネート及びアルキルベンゼンスルホネート）、ホスフェート（例えば、アルキルアリールエーテルホスフェート及びアルキルエーテルホスフェート）、カルボキシレート（例えば、アルキルカルボキシレート、脂肪酸塩（石けん）、ステアリン酸ナトリウム、ラウロイルサルコシンナトリウム、カルボキシレートフッ素系界面活性剤、ペルフルオロナノエート及びペルフルオロオクタノエート）、カチオン（例えば、アルキルアミン塩、例えばラウリルアミン酢酸塩）、ｐＨ依存性界面活性剤（第一級、第二級又は第三級アミン）、恒久的に荷電した第四級アンモニウムカチオン（例えば、アルキルトリメチルアンモニウム塩、セチルトリメチルアンモニウムブロミド、セチルトリメチルアンモニウムクロリド、セチルピリジニウムクロリド及びベンゼトニウムクロリド）並びに双性イオン性界面活性剤、第四級アンモニウム塩（例えば、ラウリルトリメチルアンモニウムクロリド及びアルキルベンジルジメチルアンモニウムクロリド）、並びにポリオキシエチレンアルキルアミンなどの界面活性剤を含む。

バインダー組成物と共に使用することができる好適な非イオン性界面活性剤として、ポリエーテル（例えば、エチレンオキシド及びプロピレンオキシドの縮合物、これには直鎖状及び分枝鎖状アルキル及びアルカリールポリエチレングリコール及びポリプロピレングリコールエーテル及びチオエーテルが含まれる）、約７～約１８個の炭素原子を含むアルキル基を有し、約４～約２４０個のエチレンオキシ単位を有するアルキルフェノキシポリ（エチレンオキシ）エタノール（例えば、ヘプチルフェノキシポリ（エチレンオキシ）エタノール及びノニルフェノキシポリ（エチレンオキシ）エタノール）、ソルビタン、ソルビド、マンニタン及びマンニドを含むヘキシトールのポリオキシアルキレン誘導体、部分長鎖脂肪酸エステル（例えば、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタントリステアレート、ソルビタンモノオレエート及びソルビタントリオレエートのポリオキシアルキレン誘導体）、エチレンオキシドと疎水性塩基の縮合物であって、塩基がプロピレンオキシドとプロピレングリコールを縮合することによって形成される縮合物、硫黄含有縮合物（例えば、エチレンオキシドと高級アルキルメルカプタン、例えばノニル、ドデシル若しくはテトラデシルメルカプタンを、又はアルキルチオフェノールを縮合することによって調製される縮合物、ここでアルキル基は約６～約１５個の炭素原子を含む）、長鎖カルボン酸（例えば、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸及びオレイン酸、例えばトール油脂肪酸）のエチレンオキシド誘導体、長鎖アルコール（例えば、オクチル、デシル、ラウリル又はセチルアルコール）のエチレンオキシド誘導体、並びにエチレンオキシド／プロピレンオキシドのコポリマーが挙げられる。

少なくとも１つの例示的な実施形態において、界面活性剤は、２，５，８，１１－テトラメチル－６－ドデシン－５，８－ジオールであるＤｙｎｏｌ ６０７、エトキシ化２，４，７，９－テトラメチル－５－デシン－４，７－ジオール界面活性剤であるＳＵＲＦＯＮＹＬ（登録商標）４２０、ＳＵＲＦＯＮＹＬ（登録商標）４４０及びＳＵＲＦＯＮＹＬ（登録商標）４６５（Ｅｖｏｎｉｋ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ａｌｌｅｎｔｏｗｎ、Ｐａ．）から市販されている）、Ｓｔａｎｆａｘ（ラウリル硫酸ナトリウム）、Ｓｕｒｆｙｎｏｌ ４６５（エトキシ化２，４，７，９－テトラメチル５デシン－４，７－ジオール）、Ｔｒｉｔｏｎ（商標）ＧＲ－ＰＧ７０（１，４－ビス（２－エチルヘキシル）スルホコハク酸ナトリウム）、及びＴｒｉｔｏｎ（商標）ＣＦ－１０（ポリ（オキシ－１，２－エタンジイル）、アルファ－（フェニルメチル）－オメガ－（１，１，３，３－テトラメチルブチル）フェノキシ）のうちの１種又は複数を含む。

任意に、水性バインダー組成物は、その後の断熱材料の製作及び取付けに悪影響を及ぼす可能性がある無機及び／又は有機粒子の存在を低減又は排除するために、粉塵抑制剤を含有してもよい。粉塵抑制剤は、任意の従来の鉱物油、鉱物油エマルション、天然若しくは合成油、バイオベース油、又は潤滑剤、例えば、これらに限定されないがシリコーン及びシリコーンエマルション、ポリエチレングリコール、並びにオーブン内の油の蒸発を最小限に抑えるように高い引火点を有する任意の石油系又は非石油系油であってもよい。
水性バインダー組成物は、最大約１４質量％、又は最大約１３質量％を含む、最大約１５質量％の粉塵抑制剤を含んでもよい。本明細書に開示される実施形態のいずれかにおいて、水性バインダー組成物は、約３．０～約１３．０質量％、又は約５．０～約１２．８質量％を含む、１．０～１５質量％の粉塵抑制剤を含んでもよい。

水性バインダー組成物はまた、任意に、ｐＨを所望のレベルに調整するのに十分な量で、ｐＨ調整剤として有機及び／又は無機酸並びに塩基を含んでもよい。ｐＨは、バインダー組成物の成分間の適合性を促進し、又は様々な種類の繊維と共に機能するために、意図した用途に応じて調整し得る。いくつかの例示的な実施形態において、ｐＨ調整剤は、バインダー組成物のｐＨを酸性ｐＨに調整するために利用される。好適な酸性ｐＨ調整剤の例として、これらに限定されないが、硫酸、リン酸及びホウ酸などの無機酸、さらに有機酸、例えばｐ－トルエンスルホン酸、モノ又はポリカルボン酸、例えば、これらに限定されないがクエン酸、酢酸及びこれらの無水物、アジピン酸、シュウ酸及びこれらの対応する塩が挙げられる。また、無機塩は酸前駆体となり得る。酸はｐＨを調整し、一部の場合では、上記で考察したように架橋剤として作用する。有機及び／又は無機塩基は、バインダー組成物のｐＨを上昇させるために含み得る。塩基は、揮発性塩基であっても不揮発性塩基であってもよい。例示的な揮発性塩基には、例えば、アンモニア及びアルキル置換アミン、例えばメチルアミン、エチルアミン又は１－アミノプロパン、ジメチルアミン及びエチルメチルアミンが含まれる。例示的な不揮発性塩基には、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム及びｔ－ブチルアンモニウムヒドロキシドが含まれる。

未硬化状態にあるとき、バインダー組成物のｐＨは、その間のすべての量及び範囲を含む、約２．０～約５．０の範囲であってもよい。本明細書に開示される実施形態のいずれかにおいて、未硬化状態にあるときのバインダー組成物のｐＨは、約２．５～３．８、及び約２．６～３．５を含む約２．２～４．０である。硬化後、バインダー組成物のｐＨは、約６．５～８．８、又は約６．８～８．２のレベルを含む少なくとも５．０のｐＨに上昇してもよい。

バインダーは、補強繊維上に塗布するために、活性固形物を溶解又は分散させるための水をさらに含む。水は、水性バインダー組成物を、補強繊維への塗布に適した粘度に希釈し、繊維上の所望の固形分含有量を達成するのに十分な量で添加し得る。本発明のバインダー組成物は、従来のフェノール－尿素ホルムアルデヒド又は炭水化物ベースのバインダー組成物よりも低い固形分含有量を含み得ることが発見された。特に、バインダー組成物は、５～３５質量％のバインダー固形分を含んでもよく、限定されないが、８～３０質量％、１０～２５質量％、１２～２０質量％及び１５～１９質量％のバインダー固形分を含む。固形分のこのレベルは、主題のバインダー組成物が、従来のバインダー組成物よりも多くの水を含み得ることを示す。
しかし、バインダー組成物の硬化速度が高いため、バインダーは高いランプ水分レベル（約８％～１０％）で処理することができ、バインダー組成物は、従来のバインダー組成物よりも水分除去の必要が少ない。バインダー含有量は、強熱減量（ＬＯＩ）として測定することができる。本明細書に開示される実施形態のいずれかにおいて、ＬＯＩは、限定されずに、５．５％～１７％、８％～１５％及び１０％～１４．５％を含む１％～２０％である。製品の特定のＬＯＩは、生成される製品の種類に大きく依存する。

本明細書に開示される実施形態のいずれかにおいて、水性バインダー組成物は、１種又は複数の添加剤、例えばカップリング剤、増量剤、架橋密度向上剤、脱臭剤、酸化防止剤、粉塵抑制剤、殺生物剤、防湿剤又はこれらの組合せも含んでもよい。任意に、バインダーは、限定されないが、染料、顔料、さらなる充填剤、着色剤、ＵＶ安定剤、熱安定剤、発泡防止剤、乳化剤、保存剤（例えば、安息香酸ナトリウム）、腐食抑制剤及びこれらの混合物を含んでもよい。プロセス及び製品性能を改善するために、他の添加剤をバインダー組成物に添加し得る。このような添加剤として、潤滑剤、湿潤剤、帯電防止剤及び／又は撥水剤が挙げられる。添加剤は、微量（例えば、バインダー組成物の＜約０．１質量％）からバインダー組成物の全固形分の約１０質量％までバインダー組成物中に存在してもよい。

本明細書に開示される実施形態のいずれかにおいて、水性バインダー組成物は、モノマーカルボン酸成分を含まなくてもよいか、又は実質的に含まなくてもよい。例示的なモノマーポリカルボン酸成分は、アコニット酸、アジピン酸、アゼライン酸、ブタンテトラカルボン酸二水和物、ブタントリカルボン酸、クロレンド酸無水物、シトラコン酸、クエン酸、ジシクロペンタジエン－マレイン酸付加物、ジエチレントリアミンペンタ酢酸ペンタナトリウム塩、ジペンテンと無水マレイン酸の付加物、エンドメチレンヘキサクロロフタル酸無水物、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、完全マレエート化ロジン、マレエート化トール油脂肪酸、フマル酸、グルタル酸、イソフタル酸、イタコン酸、過酸化カリウムでアルコールに、次いでカルボン酸に酸化不飽和化されるマレエート化ロジン、リンゴ酸、無水マレイン酸、メサコン酸、シュウ酸、無水フタル酸、ポリ乳酸、セバシン酸、コハク酸、酒石酸、テレフタル酸、テトラブロモフタル酸無水物、テトラクロロフタル酸無水物、テトラヒドロフタル酸無水物、トリメリト酸無水物及びトリメシン酸を含む。

本明細書に開示される実施形態のいずれかにおいて、バインダー組成物は、還元糖を含まない場合がある。還元糖は、遊離アルデヒド又はケトン基を含み、別の分子に電子を供与することができる炭水化物又は糖の一種である。バインダー組成物は還元糖を含まないため、還元糖がアミンと反応するときに起こるプロセスであるメイラード反応に関与することができない。メイラード反応により、茶色のバインダー組成物が得られるが、これは主題のバインダー組成物にとって望ましくない。
水性バインダー組成物は、ポリカルボン酸ベースの架橋剤（例えば、ポリマーポリカルボン酸）及び少なくとも４つのヒドロキシル基を有するポリオール（例えば、糖アルコール）を含む。例示的な水性バインダー組成物を以下の表１に示す。

本開示の様々な例示的な実施形態による水性バインダー組成物は、触媒／促進剤（例えば、次亜リン酸ナトリウム）、界面活性剤及び／又はカップリング剤（例えば、シラン）などの追加の成分をさらに含んでもよい。このような追加の成分を含む例示的なバインダー組成物を以下の表２に示す。

水性バインダー組成物は、バインダー約１グラムあたり約１０００ｇの脱イオン水を使用して、水溶性材料を脱イオン水で室温、２時間抽出することによって決定した場合、硬化後の水溶性材料のレベルが低下するように配合される。硬化後の水溶性材料のレベルが高いほど、水及び／又は高温／多湿環境に曝露された場合／時、硬化した材料が浸出を被る可能性が高くなる。いくつかの例示的な実施形態では、バインダー組成物は、硬化後に６質量％以下の水溶性材料を有する。いくつかの例示的な実施形態では、バインダー組成物は、硬化後に５．５質量％未満の水溶性材料を有し、５．０質量％未満、４．０質量％、３．０質量％、２．５質量％未満、２．０質量％未満、１．５質量％未満又は１．０質量％未満を含む。硬化後の水溶性材料のレベルを６．０質量％以下まで低下させると、硬化後に６．０質量％より多くの水溶性材料を有する他の類似のバインダー組成物と比較して、バインダー組成物の引張強度が改善することが発見された。

さらに、主題の水性バインダー組成物は、バインダーの粘度、放出物の低減、及び製品性能の改善の間の正確なバランスをもたらす粘度を有する。以下の表３に示されるように、本発明の概念による水性バインダー組成物は、２５℃の温度で、４０％固形分で少なくとも１０ｃＰの粘度を示し、４０％固形分で少なくとも１５ｃＰ、４０％固形分で少なくとも２０ｃＰ、４０％固形分で少なくとも３０ｃＰを含む。本明細書に開示される実施形態のいずれかにおいて、バインダー組成物の粘度は、２５℃及び４０％以下の固形分で６０ｃＰ以下、例えば５５ｃＰ以下、５０ｃＰ以下、４５ｃＰ以下又は４０ｃＰ以下である。対照的に、表３の比較例２及び４に示されるように、モノマーカルボン酸及びソルビトールを含むバインダー組成物は、４０％固形分及び２５℃における粘度が１０ｃＰ未満であることを示す。さらに、比較例１及び３は、ポリアクリル酸、ソルビトール及びポリビニルアルコールを含むバインダー組成物を含み、４０％固形分及び２５℃で少なくとも６０ｃＰ及び６７．５ｃＰ以上の粘度を示す。対照的に、実施例１～６のバインダー組成物はそれぞれ、４０％固形分及び２５℃で１０ｃＰより大きく６０ｃＰより小さい粘度を示し、特に有益な粘度範囲を提供する。
さらに、例示的な実施形態のいずれかにおいて、水性バインダー組成物は、繊維断熱材の製造プロセス中にイソシアネート放出物を放出しないか、又は本質的に検出不能なイソシアネート放出物を放出する。

本明細書に開示されるバインダー組成物は、グラスファイバー又は鉱物ウール断熱製品などの繊維断熱製品の製造に使用し得る。したがって、本発明の概念の態様はまた、断熱製品を生成するための方法に関し、繊維を本明細書に開示されるバインダー組成物と接触させるステップを含む。断熱製品は、任意に、その主面の一方又は両方にフェーサーを含んでもよい。フェーサーは、例えば、不織布マット、箔マット、ポリマーサーフェーシングマット、織物などの当技術分野で公知の任意の種類のフェーシング基材であってもよい。

用語「繊維断熱製品」は一般的であり、様々な組成物、製造物品、及び製造プロセスを包含する。本開示の繊維断熱製品は、複数のランダムに配向した繊維を含む。特定の例示的な実施形態では、複数のランダムに配向した繊維は、これらに限定されないが、ガラス繊維、ガラスウール繊維、鉱物ウール繊維、スラグウール繊維、ストーンウール繊維、セラミック繊維、金属繊維及びこれらの組合せを含む無機繊維である。

任意に、繊維は、天然繊維及び／又は合成繊維、例えば炭素、ポリエステル、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリアミド、アラミド及び／又はポリアラミド繊維を含んでもよく、不織布繊維マットに使用してもよい。本明細書で使用される用語「天然繊維」は、これらに限定されないが、茎、種子、葉、根又は師部を含む植物の任意の部分から抽出された植物繊維を指す。補強繊維材料として使用するのに適した天然繊維の例として、木質繊維、セルロース系繊維、藁、木材チップ、木材ストランド、綿、ジュート、竹、カラムシ、バガス、麻、コイア、リネン、ケナフ、サイザル、亜麻、エネケン及びこれらの組合せが挙げられる。繊維断熱製品は、全く１種類の繊維から形成されてもよいし、繊維の種類の組合せから形成されてもよい。例えば、繊維断熱製品は、所望の用途に応じて様々な種類のガラス繊維の組合せ、又は異なる無機繊維及び／若しくは天然繊維の様々な組合せから形成されてもよい。本明細書に開示される実施形態のいずれかにおいて、断熱製品は、全体がガラス繊維から形成される。

繊維断熱材は典型的には、ポリマー、ガラス又は他の鉱物の溶融組成物を採糸し、回転スピナーなどの採糸装置から繊維を紡糸することによって製造される。断熱製品を形成するために、回転スピナーによって生成された繊維は、ブロワーによってスピナーからコンベアに向かって下方に引き出される。繊維が下方に移動するにつれて、バインダー組成物が繊維に噴霧され、繊維は、形成コンベアの下方から繊維パックを通して引き込まれる真空を利用して、成形チャンバー内の形成コンベア上で集められ、バインダー入り繊維パックへと形成される。ガラス繊維からの残留熱及び形成操作中の繊維パックを通る空気の流れは、一般に、ガラス繊維が成形チャンバーから出る前にバインダーから大部分の水を揮発させ、それによりガラス繊維上のバインダー組成物の残存成分を粘性又は半粘性の高固形分液として残すのに十分である。

成形チャンバー内の繊維パックを通る空気の流れによって圧縮状態にあるバインダー被覆繊維パックは、次に成形チャンバーから移送ゾーンに移送され、そこで繊維パックは、ガラス繊維の弾力性により垂直に拡張する。拡張した繊維パックは、例えば、硬化オーブンを通して繊維パックを搬送することによって加熱され、硬化オーブンでは、加熱された空気が繊維パックを通して吹き込まれ、バインダー組成物中の残存する水を蒸発させ、バインダー組成物を硬化させ、ガラス繊維を互いに堅固に結合させる。
また、硬化オーブンでは、上下の有孔オーブンコンベアによって繊維パックを圧縮して、繊維断熱製品の断熱層を形成することができる。上下のオーブンコンベアを使用して繊維パックを圧縮し、断熱層に所定の厚さを与えてもよい。
硬化バインダー組成物は、断熱層に強度及び弾力性を付与する。バインダー組成物の乾燥及び硬化は、１つ又は２つの異なるステップのいずれかで実施してもよいことが理解される。２段階（２ステップ）プロセスは、一般にＢステージ化として公知である。硬化オーブンは、１００℃～３２５℃又は２５０℃～３００℃の温度で操作してもよい。繊維パック１４０は、バインダー組成物を架橋（硬化）させて断熱層を形成するのに十分な時間、硬化オーブン内に留まってもよい。

Ｂステージ化は、バインダー被覆繊維パックを架橋せずにタック性付与温度まで加熱し、それによりバインダー組成物が互いに粘着して系内の繊維を接着させ、繊維前駆体を形成するプロセスである。したがって、Ｂステージ化繊維前駆体は、中間的であるが硬化可能な製品である。しばしばＢステージ化製品は、周囲温度に長時間曝露される場合があり、これにより従来のホルムアルデヒド不含Ｂステージ化繊維断熱前駆体のドライアウト及び表面固化が生じ易くなり、所望の最終製品に造形する際に、バインダー組成物と繊維の間の結合形成が不良になる。これにより、繊維とバインダー組成物の間の不十分な結合のために、硬化した完成品は低い引張強度を示す。しかし、驚くべきことに、本発明の概念によって形成されたバインダー組成物は、長期間の周囲条件への長時間の曝露後であっても、改善された貯蔵寿命及び繊維の湿潤特性を有することが発見された。
したがって、本明細書に開示される実施形態のいずれかにおいて、Ｂステージ化繊維断熱材前駆体は、ＣＥＭ Ｓｍａｒｔ ６水分バランスによって測定した場合、少なくとも５００秒、例えば少なくとも５２０秒、少なくとも５４０秒、少なくとも５６０秒及び少なくとも５９０秒の乾燥時間を有する。乾燥時間の増加により、Ｂステージ化繊維断熱材前駆体は、バインダーの乾燥によって引き起こされる皮膜の形成を伴わずに長時間Ｂステージ化することができる。

さらに、上述のように、本発明の概念によるバインダー組成物は、未硬化製品をＢステージ化するために特に有益な粘度を示す。低粘度のバインダー組成物は、重力の引力によって繊維に沿って移動／流動する傾向がある。結果として、製品の底部は、バインダーが枯渇した（低ＬＯＩ）製品の上部よりもバインダーに富んだ（高ＬＯＩ）状態になる。これにより、Ｂステージ化製品が最終的な硬化断熱製品へと造形され、硬化されると、ひいては不均一な製品が得られる。重力によるバインダーの移動に対抗するために、主題のバインダー組成物は増加した粘度を有し、そのためＢステージ化中のバインダー固形物の移動を低減する。

繊維断熱製品は、多くの異なる特性によって特徴付け、分類してもよく、そのうちの１つは密度である。密度は、製品に応じて約０．２ポンド／立方フィート（「ｐｃｆ」）～約１０ｐｃｆの高さの広い範囲に及んでもよい。低密度又は軽量断熱バット及びブランケットは、通常約０．２ｐｃｆ～約５ｐｃｆ、より一般的には約０．３ｐｃｆ～約４ｐｃｆの密度を有し、約２～１３％ＬＯＩの塗布率を有する。住宅用断熱バットなどの製品は、このグループに入る可能性がある。
繊維断熱製品は、異なる用途で使用するために、ボード（加熱圧縮されたバット）及び成型メディア（加熱圧縮されたバットの代替形態）を含む他の形態で提供することができる。繊維断熱製品はまた、約１０ｐｃｆ～約２０ｐｃｆの密度を有する（かつ多くの場合、１２％を超えるバインダーＬＯＩを有する）より高密度の製品、及びより典型的には約１ｐｃｆ～約１０ｐｃｆの密度を有する（かつ約５～１５％のバインダーＬＯＩを有する）中密度製品、例えばボード及びパネルを含む。中及びより高密度の断熱製品は、これらに限定されないが、金属建物断熱材、パイプ又はタンク断熱材、断熱天井及び壁パネル、ダクトボード及びＨＶＡＣ断熱材、家電及び自動車用断熱材などを含む工業及び／又は商業用途で使用することができる。

成形又は造形品は、任意に硬化中に、製品を特定の最終形状に圧縮、成型又は造形するさらなるステップを含んでもよい。剛性ボードは一種の造形品であり、形状は平面である。他の造形品は、ダイ若しくは金型、又は他の成形装置によって成形することができる。剛性は、より高密度の繊維の使用及び／又はより高レベルのバインダーの塗布によって付与することができる。回転採糸の代替として、いくつかの繊維断熱製品、特により高密度の不織布断熱製品は、ランダムな配向に分散され、バインダーと接触して製品を形成するガラス、鉱物ウール又はポリマーの既製繊維を使用して、エアレイド又はウェットレイドプロセスによって製造することができる。
本発明を一般的に説明したが、以下に示す特定の具体例を参照することによってさらなる理解を得ることができ、これらの具体例は、説明の目的のみに提供され、特に指定されない限り、包括的又は限定的であることを意図しない。

（例１）
例示的なバインダー組成物を、以下の表４に概説するように調製した。各バインダー組成物は、ポリアクリル酸架橋剤及びモノマーポリオールを様々な質量比で含んでいたが、カルボン酸基とヒドロキシル基のモル当量の比は０．８７：１で一定に保った。モノマーポリオールとポリマーポリオール（例えば、ポリビニルアルコール）の両方を含む比較バインダー組成物（比較例Ａ）を調製した。ポリアクリル酸及びグリセロール（３つのヒドロキシル基）を含む第２の比較例（比較例Ｂ）を調製した。バインダープレミックスを水で希釈し、以下の表４に示される様々な添加剤を組み込み、最終的なバインダー組成物を作製した。

グラスファイバーシートに、８．０質量％の固形分ベースの濃度を有する各バインダー組成物を含浸させた。硬化したグラスファイバーシートのＬＯＩは約２６％であった。バインダー含浸グラスファイバーシートを４００°Ｆで３．５分間硬化させ、その後周囲条件で３時間水中に浸漬させた。含浸シートから浸出した水性抽出物を乾燥させ、バインダー含浸グラスファイバーシート中の硬化バインダーのパーセントとして定量化した。このバインダー抽出物分析は、高温／多湿性能に影響を及ぼす際の種々のポリオールの架橋密度と、水分感受性、高温／多湿性能、バインダーの腐食性、及び湿気に曝露された場合の完成品の変色に影響を及ぼす浸出性抽出物の量を関連付ける。

図１に示すように、ヒドロキシル基との０．８７：１のモル当量比のカルボン酸基を含む硬化されたポリアクリル酸／ソルビトールバインダー組成物は、高い架橋密度を示し、水溶性物質の量が最も少なかった。そのため、これを用いて作製された繊維断熱製品は、この架橋密度の増加により、水分に対する感受性の低減を示す。また、製品が水分に曝露された場合（水流出）、表面にブルームする固形物の量も少なくなる。

（例２）
３０％の乾燥固形分濃度を有する、上記表４に概説したバインダー組成物、比較例Ｂ、実施例Ａ、実施例Ｃ、実施例Ｄ及び実施例Ｅを含浸させたグラスファイバーシート）。赤外線とマイクロ波の組合せを使用して任意の製品中の水分及び固形物を迅速に分析する市販の機器であるＣＥＭ Ｓｍａｒｔ ６水分分析器を使用して、バインダー含浸グラスファイバーシートを乾燥した。特定の試験条件を以下に示す：

試験手順：
１．試料パッド２枚を計量する。
２．試料パッド１枚を試料プレスに置く。
３．投与ピペットを使用して、バインダー溶液（３０％乾燥固形分濃度）２ｍｌを試料パッドに均等に適用する。
４．試料パッドを２枚目の試料パッドで覆う－バインダーが試料パッドの間に「挟まれる」。

５．ＣＥＭ Ｐｒｅｓｓで試料パッドをプレスし、均一なバインダーの分布を達成する。
６．試料パッドをＣＥＭ試料ホルダーに置く。
７．測定を開始する。
８．測定完了時に乾燥実験の実行時間を記録する（試験機器によって提供された試験データからの読取り）。

図２は、各バインダー含浸グラスファイバーシートのＣＥＭ Ｓｍａｒｔ ６の乾燥時間を示す。示されるように、実施例Ｅ又は実施例Ａのいずれかを使用して形成されたシートは、それぞれ５４９．５秒及び５９７秒という最も長い乾燥時間を示し、Ｂステージ化された未硬化グラスファイバー製品の貯蔵寿命がより長いことを示す。また、乾燥時間が長いほど、生成中のグラスファイバー断熱製品の処理ウィンドウが広くなり（「ランプ」での乾燥がより遅く、硬化オーブンに入る前の未硬化製品全体に水分が保持されるため）、より均一に硬化した製品及び改善された製品の一貫性が得られることを示す。乾燥時間がより遅いため、ランプ上の未硬化グラスファイバーが湿った状態を保ち、未硬化グラスファイバー製品が、硬化する際に本質的に均一な水分分布を持つことが保証される。これにより、完成品においてより均一な特性（例えば、結合強度）が得られる。

（例３）
上記の表４からの実施例Ｅ並びに比較例Ａ及びＢを利用して、Ｂステージ化され、９％のＬＯＩを有するグラスファイバーロールを形成した。追加の比較例を、フェノール尿素ホルムアルデヒドバインダー組成物を使用して調製した。ロールを異なる湿度条件で保管し、周期的な間隔で秤量した。各バインダー含浸グラスファイバーロールの染色挙動を、各条件で観察した。
図３は、湿度４６％で２５℃において、周期的な時間間隔で測定した各グラスファイバーロールの質量減少を示す。グラスファイバーロールを最初に、かつその後２．５分、５分、７．５分、１０分、３０分、６０分及び２４０分後に秤量した。示されるように、実施例Ｅを用いて形成された試料は、従来のフェノール尿素ホルムアルデヒドバインダー組成物を用いて形成された試料と同様に、低レベルの質量減少を示した。
図４は、同様に、この時のみ湿度７５％で、周期的な間隔で測定した各グラスファイバーロールの質量減少を示す。グラスファイバーロールは、ここでも最初に、かつその後２．５分、５分、７．５分、１０分、３０分、６０分及び２４０分後に秤量した。結果は、高湿度レベルにおいて、実施例Ｅを用いて生成された試料は、試験したホルムアルデヒド不含バインダー組成物の中で最も低い質量減少を示し、従来のフェノール尿素ホルムアルデヒドバインダー組成物を使用して形成された試料と同様の質量減少プロファイルを有することを示す。対照的に、比較例Ａのバインダー組成物を使用して形成された試料は、最も高い質量減少量を示し、バインダー組成物が他よりも早く乾燥したことを示す。

図５は、湿度４６％、湿度７４％及び湿度７５％かつ２５℃で１０分後に測定された各ファイバーグラスロールの質量減少を示す。結果から、高湿度レベル（７４％及び７５％）で、実施例Ｅのバインダー組成物を用いて作製された試料は、試験したホルムアルデヒド不含バインダー組成物の中で最も低い乾燥速度（それぞれ０．０１２ｇ／分及び０．０１３ｇ／分）を示し、従来のフェノール尿素ホルムアルデヒドバインダー組成物を使用して形成された試料と同様の乾燥速度を有することが確認される。対照的に、モノマーポリオールに加えてポリマーポリオールを含む比較例Ａ、又はポリアクリル酸及びグリセロールを含む比較例Ｂのバインダー組成物を使用して形成された試料は、最高の乾燥速度を示し、バインダー組成物が他よりも速く乾燥したことを示す。
図示された製品及びプロセスの多くのより詳細な態様は、大部分が当技術分野で公知であり、これらの態様は、一般的な本発明の概念を簡潔に提示する目的で省略されていることが理解される。特定の手段、材料及び実施形態を参照して本発明を記載したが、前述の説明から、当業者は、本開示の本質的な特徴を容易に確認することができ、かつ上述され、添付の特許請求の範囲に記載される本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、種々の用途及び特徴に適応するために種々の変更及び修正をなし得る。

項１．水性バインダー組成物の全固形分含有量に対して５．０～５０．０質量％の、少なくとも４つのヒドロキシル基を有するモノマーポリオール；及び水性バインダー組成物の全固形分含有量に対して少なくとも５０．０質量％の、少なくとも２つのカルボン酸基を有するポリマーポリカルボン酸を含む架橋剤を含む水性バインダー組成物であって、カルボン酸基とヒドロキシル基のモル当量の比が０．１５／１～２．２３／１又は０．６０／１．０～１．０／０．６であり、水性バインダー組成物が、２．２～４．０のｐＨ、及び４０％固形分及び２５℃で１０ｃＰ～６０ｃＰの粘度を有する、水性バインダー組成物。
項２．架橋剤がポリアクリル酸である、項１に記載の水性バインダー組成物。
項３．架橋剤が、水性バインダー組成物の全固形分含有量に対して５２．０～７２質量％の量でバインダー組成物中に存在する、項１～２のいずれかに記載の水性バインダー組成物。
項４．モノマーポリオールが少なくとも５つのヒドロキシル基を含む、項１～３のいずれかに記載の水性バインダー組成物。

項５．カルボン酸基とヒドロキシル基のモル当量の比が、０．２６／１～０．７５／１又は０．８０／１．０～１．０／０．８である、項１～４のいずれかに記載の水性バインダー組成物。
項６．モノマーポリオールが、糖アルコール、ペンタエリスリトール、第一級アルコール、１，２，４－ブタントリオール、トリメチロールプロパン、短鎖アルカノールアミン及びそれらの混合物の１種又は複数を含む、項１～５のいずれかに記載の水性バインダー組成物。
項７．モノマーポリオールが、ペンタエリスリトール、キシリトール、ソルビトール及びこれらの混合物からなる群から選択される、項１～６のいずれかに記載の水性バインダー組成物。
項８．モノマーポリオールが、水性バインダー組成物の全固形分含有量に対して１５～３７質量％の量でバインダー組成物中に存在する、項１～７のいずれかに記載の水性バインダー組成物。
項９．ポリマーポリヒドロキシ化合物を含まない、項１～８のいずれかに記載の水性バインダー組成物。

項１０．モノマーカルボン酸を含まない、項１～９のいずれかに記載の水性バインダー組成物。
項１１．４０％固形分及び２５℃で２５ｃＰ～６０ｃＰ未満の粘度を有する、項１～１０のいずれかに記載の水性バインダー組成物。
項１２．複数のランダムに配向した繊維、及び
繊維を少なくとも部分的に被覆する架橋ホルムアルデヒド不含バインダー組成物を含む繊維断熱製品であって、
架橋ホルムアルデヒド不含バインダー組成物が、５．５質量％未満の水溶性材料を含有し、
水性バインダー組成物の全固形分含有量に対して５．０～５０．０質量％の、少なくとも４つのヒドロキシル基を有する少なくとも１種のモノマーポリオール；及び
水性バインダー組成物の全固形分含有量に対して少なくとも５０．０質量％の、少なくとも２つのカルボン酸基を有するポリマーポリカルボン酸を含む架橋剤
を含む水性バインダー組成物から形成され、前記バインダー組成物が、２．２～４．０の未硬化ｐＨ、及び０．１５／１～２．２３／１又は０．６０／１．０～１．０／０．６のカルボン酸基とヒドロキシル基のモル当量の比を有する、繊維断熱製品。
項１３．繊維が、鉱物繊維、天然繊維及び合成繊維の１種又は複数を含む、項１２に記載の断熱製品。
項１４．繊維が、ガラス繊維、鉱物ウール繊維又はそれらの混合物を含む、項１２又は１３に記載の繊維断熱製品。

項１５．水性バインダー組成物がポリマーポリヒドロキシ化合物を含まない、項１２～１４のいずれかに記載の繊維断熱製品。
項１６．カルボン酸基とヒドロキシル基のモル当量の比が０．２６／１～０．７５／１又は０．８０／１．０～１．０／０．８である、項１２～１５のいずれかに記載の繊維断熱製品。
項１７．モノマーポリオールが、糖アルコール、ペンタエリスリトール、第一級アルコール、１，２，４－ブタントリオール、トリメチロールプロパン、短鎖アルカノールアミン及びそれらの混合物の１種又は複数を含む、項１２～１６のいずれかに記載の繊維断熱製品。
項１８．天井板、ダクトボード、基礎ボード、パイプ及びタンク断熱材、吸音板、音響パネル、ダクトライナー、住宅断熱材、ダクトラップ、金属建物断熱材及びフレキシブルダクトメディアの１種又は複数を含む、項１２～１７のいずれかに記載の繊維断熱製品。
項１９．断熱製品が、５．５％～１７％のバインダーＬＯＩを含む、項１２～１８のいずれかに記載の繊維断熱製品。

項２０．複数のランダムに配向した繊維；及び
前記繊維を少なくとも部分的に被覆する未硬化水性バインダー組成物
を含むＢステージ化可能な繊維断熱製品であって、前記水性バインダー組成物が、
水性バインダー組成物の全固形分含有量に対して５．０～５０．０質量％の、少なくとも４つのヒドロキシル基を有する少なくとも１種のモノマーポリオール；及び
水性バインダー組成物の全固形分含有量に対して少なくとも５０．０質量％の、少なくとも２つのカルボン酸基を有するポリマーポリカルボン酸を含む架橋剤
を含み、未硬化水性バインダー組成物が、４０％固形分及び２５℃で１０ｃＰ～６０ｃＰの粘度を有し、
Ｂステージ化可能な繊維断熱製品が、ＣＥＭ Ｓｍａｒｔ ６水分分析器によって測定した場合、少なくとも５００秒の乾燥時間を有する
Ｂステージ化可能な繊維断熱製品。
項２１．未硬化水性バインダー組成物が、４０％固形分及び２５℃で３０ｃＰ～４５ｃＰの粘度を有する、項２０に記載のＢステージ化可能な繊維断熱製品。

項２２．架橋剤がポリアクリル酸である、項２０又は２１に記載のＢステージ化可能な繊維断熱製品。
項２３．水性バインダー組成物が２．２～４．０のｐＨを有する、項２０～２２のいずれかに記載のＢステージ化可能な繊維断熱製品。
項２４．水性バインダー組成物が、０．１５／１～２．２３／１又は０．６０／１．０～１．０／０．６のカルボン酸基とヒドロキシル基のモル当量の比を有する、項２０～２３のいずれかに記載のＢステージ化可能な繊維断熱製品。
項２５．モノマーポリオールが、糖アルコール、ペンタエリスリトール、第一級アルコール、１，２，４－ブタントリオール、トリメチロールプロパン、短鎖アルカノールアミン及びそれらの混合物の１種又は複数を含む、項２０～２４のいずれかに記載のＢステージ化可能な繊維断熱製品。
項２６．組成物がポリマーポリヒドロキシ化合物を含まない、項２０～２５のいずれかに記載のＢステージ化可能な繊維断熱製品。
項２７．組成物がモノマーカルボン酸を含まない、項２０～２６のいずれかに記載のＢステージ化可能な繊維断熱製品。

項２８．低レベルの水溶性材料を有する繊維断熱製品を作製するための方法であって、
ホルムアルデヒド不含水性バインダー組成物を複数の繊維に塗布するステップであり、ホルムアルデヒド不含水性バインダー組成物が、
水性バインダー組成物の全固形分含有量に対して５．０～５０．０質量％の、少なくとも４つのヒドロキシル基を有する少なくとも１種のモノマーポリオール；及び
水性バインダー組成物の全固形分含有量に対して少なくとも５０．０質量％の、少なくとも２つのカルボン酸基を有するポリマーポリカルボン酸を含む架橋剤
を含むステップ、
繊維を基材上に集め、バインダー入り繊維パックを形成するステップ；及び
バインダー入り繊維パックを硬化するステップ
を含み、繊維断熱製品が５．５質量％未満の水溶性材料を含有する、方法。
項２９．ホルムアルデヒド不含水性バインダー組成物が、０．１５／１～２．２３／１又は０．６０／１．０～１．０／０．６のカルボン酸基とヒドロキシル基のモル当量の比を含む、項２８に記載の繊維断熱製品を作製するための方法。

項３０．ホルムアルデヒド不含水性バインダー組成物が２．２～４．０のｐＨを有する、項２８～２９のいずれかに記載の繊維断熱製品を作製するための方法。
項３１．ホルムアルデヒド不含水性バインダー組成物が、４０％固形分及び２５℃で１０ｃＰ～６０ｃＰの粘度を有する、項２８～３０のいずれかに記載の繊維断熱製品を作製するための方法。
項３２．繊維断熱材前駆体をＢステージ化するための方法であって、
ホルムアルデヒド不含水性バインダー組成物を複数の繊維に塗布し、バインダー含浸繊維断熱材前駆体を形成するステップであり、前記バインダー組成物が、
水性バインダー組成物の全固形分含有量に対して５．０～５０．０質量％の、少なくとも４つのヒドロキシル基を有する少なくとも１種のモノマーポリオール；及び
水性バインダー組成物の全固形分含有量に対して少なくとも５０．０質量％の、少なくとも２つのカルボン酸基を有するポリマーポリカルボン酸を含む架橋剤
を含む、ステップ、
バインダー含浸繊維断熱材前駆体を少なくとも５００秒間周囲温度に曝露し、バインダー組成物が繊維断熱材前駆体の表面に皮膜を形成することなく、Ｂステージ化繊維前駆体を形成するステップ
を含む方法。

項３３．５．０～５０．０質量％の、少なくとも４つのヒドロキシル基を有する少なくとも１種のモノマーポリオール；
５５．０～６２質量％のポリアクリル酸架橋剤；
０．５～５．０質量％の触媒；
２．０～１５．０質量％の加工助剤；
０～５．０質量％の界面活性剤；
０～２．０質量％の顔料；及び
０～１５質量％のシリコーン
を含む水性ホルムアルデヒド不含バインダー組成物であって、パーセンテージが水性バインダー組成物の全固形分含有量に基づいており、カルボン酸基とヒドロキシル基のモル当量の比が０．２６／１～０．７５／１又は０．８／１～１／０．８であり、水性バインダー組成物が、２．２～４．０のｐＨ、並びに４０％固形分及び２５℃で３０ｃＰ～５５ｃＰの粘度を有する、水性ホルムアルデヒド不含バインダー組成物。

Claims (33)

1. 水性バインダー組成物の全固形分含有量に対して５．０～５０．０質量％の、少なくとも４つのヒドロキシル基を有するモノマーポリオール；及び
   水性バインダー組成物の全固形分含有量に対して少なくとも５０．０質量％の、少なくとも２つのカルボン酸基を有するポリマーポリカルボン酸を含む架橋剤
   を含む水性バインダー組成物であって、カルボン酸基とヒドロキシル基のモル当量の比が０．１５／１．０～２．２３／１であり、水性バインダー組成物が、２．２～４．０のｐＨ並びに４０％固形分及び２５℃で１０ｃＰ～６０ｃＰの粘度を有する、水性バインダー組成物。
2. 架橋剤がポリアクリル酸である、請求項１に記載の水性バインダー組成物。
3. 架橋剤が、水性バインダー組成物の全固形分含有量に対して５２．０～７２質量％の量でバインダー組成物中に存在する、請求項１に記載の水性バインダー組成物。
4. モノマーポリオールが少なくとも５つのヒドロキシル基を含む、請求項１に記載の水性バインダー組成物。
5. カルボン酸基とヒドロキシル基のモル当量の比が０．２６／１～０．７５／１である、請求項１に記載の水性バインダー組成物。
6. モノマーポリオールが、糖アルコール、ペンタエリスリトール、第一級アルコール、１，２，４－ブタントリオール、トリメチロールプロパン、短鎖アルカノールアミン及びそれらの混合物の１種又は複数を含む、請求項１に記載の水性バインダー組成物。
7. モノマーポリオールが、ペンタエリスリトール、キシリトール、ソルビトール及びこれらの混合物からなる群から選択される、請求項１に記載の水性バインダー組成物。
8. モノマーポリオールが、水性バインダー組成物の全固形分含有量に対して１５～３７質量％の量でバインダー組成物中に存在する、請求項１に記載の水性バインダー組成物。
9. ポリマーポリヒドロキシ化合物を含まない、請求項１に記載の水性バインダー組成物。
10. モノマーカルボン酸を含まない、請求項１に記載の水性バインダー組成物。
11. ４０％固形分及び２５℃で２５ｃＰ～６０ｃＰ未満の粘度を有する、請求項１に記載の水性バインダー組成物。
12. 複数のランダムに配向した繊維、及び
    繊維を少なくとも部分的に被覆する架橋ホルムアルデヒド不含バインダー組成物
    を含む繊維断熱製品であって、
    架橋ホルムアルデヒド不含バインダー組成物が、５．５質量％未満の水溶性材料を含有し、請求項１に記載の水性バインダー組成物から形成される、繊維断熱製品。
13. 繊維が、鉱物繊維、天然繊維及び合成繊維の１種又は複数を含む、請求項１２に記載の断熱製品。
14. 繊維が、ガラス繊維、鉱物ウール繊維又はそれらの混合物を含む、請求項１２に記載の繊維断熱製品。
15. 水性バインダー組成物がポリマーポリヒドロキシ化合物を含まない、請求項１２に記載の繊維断熱製品。
16. カルボン酸基とヒドロキシル基のモル当量の比が０．２６／１．０～０．７５／１である、請求項１２に記載の繊維断熱製品。
17. モノマーポリオールが、糖アルコール、ペンタエリスリトール、第一級アルコール、１，２，４－ブタントリオール、トリメチロールプロパン、短鎖アルカノールアミン及びそれらの混合物の１種又は複数を含む、請求項１２に記載の繊維断熱製品。
18. 天井板、ダクトボード、基礎ボード、パイプ及びタンク断熱材、吸音板、音響パネル、ダクトライナー、住宅断熱材、ダクトラップ、金属建物断熱材及びフレキシブルダクトメディアの１種又は複数を含む、請求項１２に記載の繊維断熱製品。
19. ５．５％～１７％のバインダーＬＯＩを含む、請求項１２に記載の繊維断熱製品。
20. 複数のランダムに配向した繊維；及び
    前記繊維を少なくとも部分的に被覆する未硬化水性バインダー組成物
    を含むＢステージ化可能な繊維断熱製品であって、前記水性バインダー組成物が、
    水性バインダー組成物の全固形分含有量に対して５．０～５０．０質量％の、少なくとも４つのヒドロキシル基を有する少なくとも１種のモノマーポリオール；及び
    水性バインダー組成物の全固形分含有量に対して少なくとも５０．０質量％の、少なくとも２つのカルボン酸基を有するポリマーポリカルボン酸を含む架橋剤
    を含み、未硬化水性バインダー組成物が、４０％固形分及び２５℃で１０ｃＰ～６０ｃＰの粘度を有し、
    Ｂステージ化可能な繊維断熱製品が、ＣＥＭ Ｓｍａｒｔ ６水分分析器によって測定した場合、少なくとも５００秒の乾燥時間を有する
    Ｂステージ化可能な繊維断熱製品。
21. 未硬化水性バインダー組成物が、４０％固形分及び２５℃で３０ｃＰ～４５ｃＰの粘度を有する、請求項２０に記載のＢステージ化可能な繊維断熱製品。
22. 架橋剤がポリアクリル酸である、請求項２０に記載のＢステージ化可能な繊維断熱製品。
23. 水性バインダー組成物が２．２～４．０のｐＨを有する、請求項２０に記載のＢステージ化可能な繊維断熱製品。
24. 水性バインダー組成物が、０．６０／１．０～１．０／０．６のカルボン酸基とヒドロキシル基のモル当量の比を有する、請求項２０に記載のＢステージ化可能な繊維断熱製品。
25. モノマーポリオールが、糖アルコール、ペンタエリスリトール、第一級アルコール、１，２，４－ブタントリオール、トリメチロールプロパン、短鎖アルカノールアミン及びそれらの混合物の１種又は複数を含む、請求項２０に記載のＢステージ化可能な繊維断熱製品。
26. 前記組成物がポリマーポリヒドロキシ化合物を含まない、請求項２０に記載のＢステージ化可能な繊維断熱製品。
27. 前記組成物がモノマーカルボン酸を含まない、請求項２０に記載のＢステージ化可能な繊維断熱製品。
28. 低レベルの水溶性材料を有する繊維断熱製品を作製するための方法であって、
    ホルムアルデヒド不含水性バインダー組成物を複数の繊維に塗布するステップであり、ホルムアルデヒド不含水性バインダー組成物が、
    水性バインダー組成物の全固形分含有量に対して５．０～５０．０質量％の、少なくとも４つのヒドロキシル基を有する少なくとも１種のモノマーポリオール；及び
    水性バインダー組成物の全固形分含有量に対して少なくとも５０．０質量％の、少なくとも２つのカルボン酸基を有するポリマーポリカルボン酸を含む架橋剤
    を含むステップ、
    繊維を基材上に集め、バインダー入り繊維パックを形成するステップ；及び
    バインダー入り繊維パックを硬化するステップ
    を含み、繊維断熱製品が５．５質量％未満の水溶性材料を含有する、方法。
29. ホルムアルデヒド不含水性バインダー組成物が、０．１５／１．０～２．２３／１のカルボン酸基とヒドロキシル基のモル当量の比を含む、請求項２８に記載の繊維断熱製品を作製するための方法。
30. ホルムアルデヒド不含水性バインダー組成物が２．２～４．０のｐＨを有する、請求項２８に記載の繊維断熱製品を作製するための方法。
31. ホルムアルデヒド不含水性バインダー組成物が、４０％固形分及び２５℃で１０ｃＰ～６０ｃＰの粘度を有する、請求項２８に記載の繊維断熱製品を作製するための方法。
32. 繊維断熱材前駆体をＢステージ化するための方法であって、
    ホルムアルデヒド不含水性バインダー組成物を複数の繊維に塗布し、バインダー含浸繊維断熱材前駆体を形成するステップであり、前記バインダー組成物が、
    水性バインダー組成物の全固形分含有量に対して５．０～５０．０質量％の、少なくとも４つのヒドロキシル基を有する少なくとも１種のモノマーポリオール；及び
    水性バインダー組成物の全固形分含有量に対して少なくとも５０．０質量％の、少なくとも２つのカルボン酸基を有するポリマーポリカルボン酸を含む架橋剤
    を含むステップ、
    バインダー含浸繊維断熱材前駆体を少なくとも５分間周囲条件に曝露し、バインダー組成物が繊維断熱材前駆体の表面に皮膜を形成することなく、Ｂステージ化繊維前駆体を形成するステップ
    を含む方法。
33. ５．０～３７．０質量％の、少なくとも４つのヒドロキシル基を有する少なくとも１種のモノマーポリオール；
    ５０．０～６２質量％のポリアクリル酸架橋剤；
    ０．５～５．０質量％の触媒；
    ２．０～１５．０質量％の加工助剤；
    ０～５．０質量％の界面活性剤；
    ０～２．０質量％の顔料；及び
    ０～１５質量％のシリコーン
    を含む水性ホルムアルデヒド不含バインダー組成物であって、各パーセンテージが水性バインダー組成物の全固形分含有量に基づいており、カルボン酸基とヒドロキシル基のモル当量の比が０．２６／１～０．７５／１であり、水性バインダー組成物が、２．２～４．０のｐＨ、並びに４０％固形分及び２５℃で３０ｃＰ～５５ｃＰの粘度を有する、水性ホルムアルデヒド不含バインダー組成物。

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