JP5744754B2 - 難燃性ミネラルウールをベースにした絶縁製品、製造方法および好適なサイズ剤組成物 - Google Patents
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Description
−リン含有化合物は高価である;
−ハロゲン化化合物は、それらが引き起こしうる作業者に対するリスク(毒性のハロゲン化ガスの放出を伴う部分的な分解)および製造ラインに対するリスク(腐食)のせいで望ましくない。加えて、ハロゲン化化合物は、それらが直接炎に曝された場合、毒性ガスを含有する大量の煙を発生させる;および
−金属水酸化物は処理するのが難しい。それらの水への難溶性のせいで、金属水酸化物は、水性分散液の形態で、およびさらには難燃性効果を得るために大量に用いられる。ミネラルウールに一般にスプレーされる水性分散液の塗布に関連する欠点は、スプレーノズルが詰まるおそれと、最終製品における金属水酸化物粒子の不均一な分布とである。
SiO2 39−55%、好ましくは40−52%
Al2O3 16−27%、好ましくは16−25%
CaO 3−35%、好ましくは10−25%
MgO 0−15%、好ましくは0−10%
Na2O 0−15%、好ましくは6−12%
K2O 0−15%、好ましくは3−12%
R2O(Na2O+K2O) 10−17%、好ましくは12−17%
P2O5 0−3%、好ましくは0−2%
Fe2O3 0−15%、
B2O3 0−8%、好ましくは0−4%
TiO2 0−3%、
R2O含有量が13.0%以下である場合には、MgO含有量は0ないし5%の間にある。
SiO2 39−44%、好ましくは40−43%
Al2O3 16−27%、好ましくは16−26%
CaO 6−20%、好ましくは8−18%
MgO 1−5%、好ましくは1−4.9%
Na2O 0−15%、好ましくは2−12%
K2O 0−15%、好ましくは2−12%
R2O(Na2O+K2O) 10−14.7%、好ましくは10−13.5%
P2O5 0−3%、特に0−2%
Fe2O3 1.5−15%、特に3.2−8%
B2O3 0−2%、好ましくは0−1%
TiO2 0−2%、好ましくは0.4−1%。
−少なくとも1種のカルボン酸金属塩、好ましくは、アルミニウム、亜鉛およびマグネシウムからなる群より選択される金属のカルボン酸塩;
−少なくとも1種の熱硬化性樹脂、好ましくはフェノール樹脂、特にレゾール族に属するそれ、またはポリアクリル酸(ポリメタクリル酸)樹脂;および
−任意に、尿素またはグリセロール
を含む。
−0ないし2部のシラン、特にアミノシラン;
−0ないし20部、好ましくは4ないし15部のオイル;
−0ないし10部、好ましくは7部未満の重縮合触媒、たとえば硫酸アンモニウム;
−0ないし20部、好ましくは12部未満のアンモニア水溶液(20wt%溶液);
−0ないし50部の有機リン酸塩;および
−0ないし20部のシリコーン。
表1に挙げたサイズ剤組成物は、a)で得られた20乾燥重量部のカルボン酸金属塩水溶液と、100乾燥重量部の以下のうちの1種の熱硬化性樹脂とを含有する:
G:ホルムアルデヒドおよびフェノール(ホルムアルデヒド/フェノールのモル比が3.2)を触媒(NaOH;フェノールに対して6重量%)の存在下で、上に説明した温度条件下で、97%を超えるフェノール変換度が得られるまで反応させることによって調製したフェノール樹脂。次に、この樹脂をスルファミン酸によって中和してpH7.3にした。次に、40重量部の尿素を60重量部のフェノール樹脂に添加した;
H:WO 2008/043960の例1によって調製された樹脂;
I:ポリアクリル酸樹脂:Rohm and Haasによって整理番号QRXP 1736の元で販売されているアクリル酸/ヒドロキシエチレンアクリラートコポリマー。
溶融組成物を保持するためのチャンバを形成するバスケットと複数の穴が開けられている周辺帯とを具備するスピナーと呼ばれる道具によって溶融ガラス組成物を繊維に変換する内部遠心分離技術により、グラスウールを製造した:スピナーは垂直なその対称軸を軸に回転した;組成物は、遠心力の作用のおかげで、オリフィスを通して放出された;および穴から出て行く材料は、引き伸ばしガス流(un courant de gaz d'etirage)の助けによって引き伸ばされて繊維となった。
[1]ミネラルウール、特にロックウールまたはグラスウールと、有機バインダとをベースにした難燃性の熱および/または音響絶縁製品であって、難燃剤としてカルボン酸金属塩を含有することを特徴とする製品。
[2]前記カルボン酸金属塩は、アルミニウム、亜鉛およびマグネシウムから選択される金属のカルボン酸塩であることを特徴とする[1]に記載の製品。
[3]前記金属はマグネシウムであることを特徴とする[1]または[2]に記載の製品。
[4]前記カルボン酸金属塩は、モノカルボン酸、ジカルボン酸、トリカルボン酸もしくはテトラカルボン酸の非ポリマー有機酸、またはポリマー有機酸の金属塩であることを特徴とする[1]ないし[3]の何れかに記載の製品。
[5]前記非ポリマーカルボン酸金属塩は、分枝または非分枝の、飽和または不飽和の環状脂肪酸、環状酸または芳香族酸の金属塩であり、前記ポリマー有機酸の金属塩は、アクリル酸(メタクリル酸)ホモポリマーまたはコポリマーの金属塩であることを特徴とする[4]に記載の製品。
[6]前記カルボン酸金属塩は、酢酸アルミニウム、酢酸亜鉛、コハク酸マグネシウム、アジピン酸アルミニウム、アジピン酸マグネシウム、シトラコン酸マグネシウム、フタル酸アルミニウム、フタル酸マグネシウム、クエン酸アルミニウム、クエン酸亜鉛、クエン酸マグネシウム、トリメリト酸マグネシウム、マグネシウム1,2,3,4−ブタンテトラカルボキシラートまたは20ないし30のアクリル酸(メタクリル酸)残基を含有するポリマーであることを特徴とする[1]ないし[5]の何れかに記載の製品。
[7]前記カルボン酸金属塩は、フタル酸マグネシウムまたはクエン酸マグネシウムであることを特徴とする[6]に記載の製品。
[8]カルボン酸金属塩の量は、絶縁製品の総重量の0.05ないし5%、好ましくは多くとも2%、有利には0.1ないし2%を占めることを特徴とする[1]ないし[7]の何れかに記載の製品。
[9]前記有機バインダは、フェノール樹脂、尿素−ホルムアルデヒド樹脂、ポリアクリル酸(ポリメタクリル酸)樹脂、ポリウレタン樹脂またはアルキド樹脂の熱架橋によって得られる生成物であるか、または少なくとも1種の糖類および/または少なくとも1種の蛋白質を含有する混合物の熱反応によって得られる生成物であることを特徴とする[1]ないし[8]の何れかに記載の製品。
[10]前記樹脂は、絶縁製品の総重量に対して、1ないし10固形分重量%、好ましくは多くとも5固形分重量%を占めることを特徴とする[9]に記載の製品。
[11]前記ミネラルウールはガラス繊維から構成されており、そのガラスは、以下の成分を、重量百分率で表した以下の割合で含むことを特徴とする[1]ないし[10]の何れかに記載の製品:
SiO 2 39−55%、好ましくは40−52%
Al 2 O 3 16−27%、好ましくは16−25%
CaO 3−35%、好ましくは10−25%
MgO 0−15%、好ましくは0−10%
Na 2 O 0−15%、好ましくは6−12%
K 2 O 0−15%、好ましくは3−12%
R 2 O(Na 2 O+K 2 O) 10−17%、好ましくは12−17%
P 2 O 5 0−3%、好ましくは0−2%
Fe 2 O 3 0−15%、
B 2 O 3 0−8%、好ましくは0−4%
TiO 2 0−3%;
(R 2 O含有量が13.0%以下である場合には、MgO含有量は0ないし5%の間にある)。
[12]前記ガラスは、以下の成分を以下の割合(wt%)で含むことを特徴とする[10]に記載の製品:
SiO 2 39−44%、好ましくは40−43%
Al 2 O 3 16−27%、好ましくは16−26%
CaO 6−20%、好ましくは8−18%
MgO 1−5%、好ましくは1−4.9%
Na 2 O 0−15%、好ましくは2−12%
K 2 O 0−15%、好ましくは2−12%
R 2 O(Na 2 O+K 2 O) 10−14.7%、好ましくは10−13.5%
P 2 O 5 0−3%、特に0−2%
Fe 2 O 3 1.5−15%、特に3.2−8%
B 2 O 3 0−2%、好ましくは0−1%
TiO 2 0−2%、好ましくは0.4−1%。
[13][1]ないし[12]の何れかに記載の絶縁製品の製造方法であって、前記ウール自体を製造する工程と、前記ミネラルウールに糊付けをする工程と、前記ミネラルウールを結合させる目的の熱処理工程とを含み、カルボン酸金属塩を前記ミネラルウールに塗布する工程をさらに含むことを特徴とする方法。
[14]前記カルボン酸金属塩を前記サイズ剤組成物に組み込むことを特徴とする[13]に記載の方法。
[15]前記カルボン酸金属塩は前記サイズ剤組成物とは別に、前記鉱物繊維を形成した直後に、好ましくは前記サイズ剤組成物を塗布する前に該鉱物繊維に塗布するか、または前記ミネラルウールが前記樹脂を硬化させるためのデバイスに入る前に該ミネラルウールに塗布するか、または熱処理した絶縁製品に、好ましくはそれを集める前に塗布することを特徴とする[13]に記載の方法。
[16]前記カルボン酸金属塩を、樹脂と任意に尿素またはグリセロールとの100(固形分)重量部あたり、5ないし50重量部、好ましくは多くとも30重量部、有利には少なくとも10重量部およびさらに良いのは8ないし20重量部の(固形分)量で使用することを特徴とする[1]ないし[15]の何れかに記載の方法。
[17][1]ないし[12]の何れかに記載の絶縁製品の製造を目的としたサイズ剤組成物であって、
−少なくとも1種のカルボン酸金属塩、好ましくは、アルミニウム、亜鉛およびマグネシウムからなる群より選択される金属のカルボン酸塩;
−少なくとも1種の熱硬化性樹脂、好ましくはフェノール樹脂、特にレゾール族に属するそれ、またはポリアクリル酸(ポリメタクリル酸)樹脂;および
−任意に、尿素またはグリセロール
を含むことを特徴とするサイズ剤。
[18]熱硬化性樹脂と場合によっては尿素またはグリセロールとの100(固形分)重量部あたり、8ないし20重量部のカルボン酸金属塩を含有することを特徴とする[17]に記載のサイズ剤組成物。
[19]以下の添加剤を、熱硬化性樹脂と尿素またはグリセロールとの100重量部に基づいて計算した以下の割合でさらに含むことを特徴とする[17]または[18]に記載のサイズ剤組成物:
−0ないし2部のシラン、特にアミノシラン;
−0ないし20部、好ましくは4ないし15部のオイル;
−0ないし10部、好ましくは7部未満の重縮合触媒、たとえば硫酸アンモニウム;
−0ないし20部、好ましくは12部未満のアンモニア水溶液(20wt%溶液);
−0ないし50部の有機リン酸塩;および
−0ないし20部のシリコーン。
Claims (27)
- ロックウールまたはグラスウールを含むミネラルウールと、有機バインダとをベースにした難燃性の熱および/または音響絶縁製品であって、難燃剤として亜鉛またはマグネシウムのポリカルボン酸金属塩を含有することを特徴とする製品。
- 前記ポリカルボン酸金属塩は、ジカルボン酸、トリカルボン酸もしくはテトラカルボン酸の非ポリマー有機酸、またはポリマー有機酸の金属塩であることを特徴とする請求項1に記載の製品。
- 前記非ポリマーカルボン酸金属塩は、分枝または非分枝の、飽和または不飽和の環状脂肪酸、環状酸または芳香族酸の金属塩であり、前記ポリマー有機酸の金属塩は、アクリル酸(メタクリル酸)ホモポリマーまたはコポリマーの金属塩であることを特徴とする請求項2に記載の製品。
- 前記ポリカルボン酸金属塩は、コハク酸マグネシウム、アジピン酸マグネシウム、シトラコン酸マグネシウム、フタル酸マグネシウム、クエン酸亜鉛、クエン酸マグネシウム、トリメリト酸マグネシウム、マグネシウム1,2,3,4−ブタンテトラカルボキシラートまたは20ないし30のアクリル酸(メタクリル酸)残基を含有するポリマーであることを特徴とする請求項1ないし3の何れか1項に記載の製品。
- 前記ポリカルボン酸金属塩は、フタル酸マグネシウムまたはクエン酸マグネシウムであることを特徴とする請求項4に記載の製品。
- ポリカルボン酸金属塩の量は、絶縁製品の総重量の0.05ないし5%を占めることを特徴とする請求項1ないし5の何れか1項に記載の製品。
- ポリカルボン酸金属塩の量は、絶縁製品の総重量の多くとも2%を占めることを特徴とする請求項6に記載の製品。
- ポリカルボン酸金属塩の量は、絶縁製品の総重量の0.1ないし2%を占めることを特徴とする請求項7に記載の製品。
- 前記有機バインダは、フェノール樹脂、尿素−ホルムアルデヒド樹脂、ポリアクリル酸(ポリメタクリル酸)樹脂、ポリウレタン樹脂またはアルキド樹脂の熱架橋によって得られる生成物であるか、または少なくとも1種の糖類および/または少なくとも1種の蛋白質を含有する混合物の熱反応によって得られる生成物であることを特徴とする請求項1ないし8の何れか1項に記載の製品。
- 前記樹脂は、絶縁製品の総重量に対して、1ないし10固形分重量%を占めることを特徴とする請求項9に記載の製品。
- 前記樹脂は、絶縁製品の総重量に対して、多くとも5固形分重量%を占めることを特徴とする請求項10に記載の製品。
- 前記ミネラルウールはガラス繊維から構成されており、そのガラスは、以下の成分を、重量百分率で表した以下の割合で含むことを特徴とする請求項1ないし11の何れか1項に記載の製品:
SiO2 39−55%、
Al2O3 16−27%、
CaO 3−35%、
MgO 0−15%、
Na2O 0−15%、
K2O 0−15%、
R2O(Na2O+K2O) 10−17%、
P2O5 0−3%、
Fe2O3 0−15%、
B2O2 0−8%、
TiO2 0−3%;
(R2O含有量が13.0%以下である場合には、MgO含有量は0ないし5%の間にある)。 - 前記ガラスは、以下の成分を以下の割合(wt%)で含むことを特徴とする請求項10または11に記載の製品:
SiO2 39−44%、
Al2O3 16−27%、
CaO 6−20%、
MgO 1−5%、
Na2O 0−15%、
K2O 0−15%、
R2O(Na2O+K2O) 10−14.7%、
P2O5 0−3%、
Fe2O3 1.5−15%、
B2O3 0−2%、
TiO2 0−2%。 - 請求項1ないし13の何れか1項に記載の絶縁製品の製造方法であって、前記ウール自体を製造する工程と、前記ミネラルウールに糊付けをする工程と、前記ミネラルウールを結合させる目的の熱処理工程とを含み、ポリカルボン酸金属塩を前記ミネラルウールに塗布する工程をさらに含むことを特徴とする方法。
- 前記ポリカルボン酸金属塩をサイズ剤組成物に組み込むことを特徴とする請求項14に記載の方法。
- 前記ポリカルボン酸金属塩はサイズ剤組成物とは別に、前記鉱物繊維を形成した直後に該鉱物繊維に塗布するか、または前記ミネラルウールが前記樹脂を硬化させるためのデバイスに入る前に該ミネラルウールに塗布するか、または熱処理した絶縁製品に塗布することを特徴とする請求項14に記載の方法。
- 前記ポリカルボン酸金属塩はサイズ剤組成物とは別に、前記サイズ剤組成物を塗布する前に該鉱物繊維に塗布するか、または熱処理した絶縁製品に、それを集める前に塗布することを特徴とする請求項16に記載の方法。
- 前記ポリカルボン酸金属塩を、樹脂100(固形分)重量部あたり、5ないし50重量部の(固形分)量で、あるいは前記サイズ剤組成物が尿素またはグリセロールを含有する場合には、前記ポリカルボン酸金属塩を、樹脂と尿素またはグリセロールとの100(固形分)重量部あたり、5ないし50重量部の(固形分)量で使用することを特徴とする請求項1ないし17の何れか1項に記載の方法。
- 前記ポリカルボン酸金属塩を、樹脂100(固形分)重量部あたり、多くとも30重量部の(固形分)量で、あるいは前記サイズ剤組成物が尿素またはグリセロールを含有する場合には、前記ポリカルボン酸金属塩を、樹脂と尿素またはグリセロールとの100(固形分)重量部あたり、多くとも30重量部の(固形分)量で使用することを特徴とする請求項18に記載の方法。
- 前記ポリカルボン酸金属塩を、樹脂100(固形分)重量部あたり、少なくとも10重量部の(固形分)量で、あるいは前記サイズ剤組成物が尿素またはグリセロールを含有する場合には、前記ポリカルボン酸金属塩を、樹脂と尿素またはグリセロールとの100(固形分)重量部あたり、少なくとも10重量部の(固形分)量で使用することを特徴とする請求項19に記載の方法。
- 前記ポリカルボン酸金属塩を、樹脂100(固形分)重量部あたり、8ないし20重量部の(固形分)量で、あるいは前記サイズ剤組成物が尿素またはグリセロールを含有する場合には、前記ポリカルボン酸金属塩を、樹脂と尿素またはグリセロールとの100(固形分)重量部あたり、8ないし20重量部の(固形分)量で使用することを特徴とする請求項19に記載の方法。
- 請求項1ないし13の何れか1項に記載の絶縁製品の製造を目的としたサイズ剤組成物であって、
−少なくとも1種のポリカルボン酸金属塩;
−少なくとも1種の熱硬化性樹脂
を含むことを特徴とするサイズ剤組成物。 - 請求項22に記載のサイズ剤組成物であって、前記熱硬化性樹脂は、フェノール樹脂、またはポリアクリル酸(ポリメタクリル酸)樹脂であるサイズ剤組成物。
- 請求項23に記載のサイズ剤組成物であって、前記フェノール樹脂は、レゾール族に属するサイズ剤組成物。
- 請求項22乃至24のいずれか1項に記載のサイズ剤組成物であって、尿素またはグリセロールを含むことを特徴とするサイズ剤組成物。
- 熱硬化性樹脂100(固形分)重量部あたり、8ないし20重量部のポリカルボン酸金属塩を、あるいは、前記サイズ剤組成物が尿素またはグリセロールを含有する場合には、熱硬化性樹脂と尿素またはグリセロールとの100(固形分)重量部あたり、8ないし20重量部のポリカルボン酸金属塩を含有することを特徴とする請求項22乃至25のいずれか1項に記載のサイズ剤組成物。
- 以下の添加剤を、熱硬化性樹脂と尿素またはグリセロールとの100重量部に基づいて計算した以下の割合でさらに含むことを特徴とする請求項22乃至26のいずれか1項に記載のサイズ剤組成物:
−0ないし2部のシラン;
−0ないし20部のオイル;
−0ないし10部の重縮合触媒;
−0ないし20部のアンモニア水溶液(20wt%溶液);
−0ないし50部の有機リン酸塩;および
−0ないし20部のシリコーン。
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