JP5997827B1 - Aqueous binder for heat insulating sound absorbing material for inorganic fiber and heat insulating sound absorbing material for inorganic fiber - Google Patents
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Abstract
【課題】硬化の工程でホルムアルデヒドが発生せず、硬化後の無機繊維断熱吸音材の剥離強度に優れる水性バインダーを提供する。【解決手段】ポリカルボン酸とポリカルボン酸の架橋剤とを含有する無機繊維断熱吸音材用水性バインダーであって、ポリカルボン酸は、重量平均分子量１０００〜２００００且つ酸価５００〜９００ｍｇＫＯＨ／ｇのポリカルボン酸を含んでおり、架橋剤は、ポリカルボン酸と反応性の官能基として、アミノ基及びイミノ基の少なくとも一つのみ、又は、水酸基のみを有する反応性化合物、を少なくとも１種含んでおり、反応性化合物は、重量平均分子量１００〜５００且つアミン価１１５０〜１６５０ｍｇＫＯＨ／ｇのポリアミンと、重量平均分子量９０〜２５０且つアルコール価数３以上のポリオールとを含んでおり、ポリカルボン酸中のカルボキシ基のモル数に対する、架橋剤中の水酸基、アミノ基及びイミノ基の合計モル数の比が、０．３〜１．２であり、架橋剤中の水酸基、アミノ基及びイミノ基の合計モル数に対する、架橋剤中のアミノ基及びイミノ基の合計モル数の比が０．０１〜０．２である、水性バインダー。【選択図】なしThe present invention provides an aqueous binder that does not generate formaldehyde during the curing process and is excellent in the peel strength of the cured inorganic fiber heat-absorbing sound-absorbing material. An aqueous binder for an inorganic fiber heat-absorbing sound-absorbing material comprising a polycarboxylic acid and a polycarboxylic acid crosslinking agent, wherein the polycarboxylic acid has a weight average molecular weight of 1,000 to 20,000 and an acid value of 500 to 900 mgKOH / g. The polycarboxylic acid is contained, and the crosslinking agent contains at least one kind of reactive compound having at least one of an amino group and an imino group or a hydroxyl group as a functional group reactive with the polycarboxylic acid. The reactive compound contains a polyamine having a weight average molecular weight of 100 to 500 and an amine value of 1150 to 1650 mgKOH / g, and a polyol having a weight average molecular weight of 90 to 250 and an alcohol number of 3 or more. The ratio of the total number of moles of hydroxyl groups, amino groups and imino groups in the crosslinking agent to the number of moles of carboxy groups is The ratio of the total number of moles of amino groups and imino groups in the crosslinking agent to the total number of moles of hydroxyl groups, amino groups and imino groups in the crosslinking agent is 0.01 to 0.2. An aqueous binder. [Selection figure] None
Description
本発明は、無機繊維断熱吸音材用水性バインダー及び無機繊維断熱吸音材に関する。 The present invention relates to an aqueous binder for an inorganic fiber heat-insulating material and an inorganic fiber heat-absorbing material.
グラスウール、ロックウール等の無機繊維断熱吸音材は、無機繊維にバインダーを付着させた後、バインダーを硬化させて製造されることが一般的である。バインダーとしては、フェノール樹脂や水性バインダーが知られており、後者の例としては、特許文献１に記載されたものがある。 Generally, an inorganic fiber heat-absorbing sound-absorbing material such as glass wool or rock wool is manufactured by attaching a binder to inorganic fibers and then curing the binder. As the binder, a phenol resin and an aqueous binder are known, and examples of the latter include those described in Patent Document 1.
バインダーとしてフェノール樹脂を用いる場合は、硬化中や硬化後にホルムアルデヒドが発生する恐れがあり、環境負荷低減の要請からホルムアルデヒド非含有バインダーが求められる場合が多い。 When a phenol resin is used as a binder, formaldehyde may be generated during or after curing, and a formaldehyde-free binder is often required due to a demand for reducing environmental burden.
一方、水性バインダーとしてはホルムアルデヒドを使用しないものが知られているが、断熱性能を高めるために厚い無機繊維断熱吸音材を製造すると、無機繊維断熱吸音材の表層部が断熱層として働いてしまい、無機繊維断熱吸音材の中心部の加熱が不充分となりやすい。その結果、無機繊維断熱吸音材の中心部のバインダーの硬化度が不充分となり、得られる無機繊維断熱吸音材の品質にばらつきが生じるという問題がある。無機繊維断熱吸音材の品質を評価する方法としてはいくつかあるが、本発明者は、無機繊維断熱吸音材が綿のような形状を有することから、無機繊維断熱吸音材の品質を評価する方法として、その剥離強度を評価尺度とすることが有効であることを見出した。 On the other hand, what does not use formaldehyde as an aqueous binder is known, but when producing a thick inorganic fiber heat-absorbing sound-absorbing material to improve heat-insulating performance, the surface layer portion of the inorganic fiber heat-absorbing sound-absorbing material works as a heat-insulating layer, Heating at the center of the inorganic fiber heat-absorbing sound-absorbing material tends to be insufficient. As a result, there is a problem that the degree of curing of the binder at the center of the inorganic fiber heat-absorbing sound absorbing material becomes insufficient and the quality of the obtained inorganic fiber heat-absorbing sound absorbing material varies. Although there are several methods for evaluating the quality of an inorganic fiber heat-absorbing sound absorber, the present inventor has a method for evaluating the quality of an inorganic fiber heat-absorbing sound absorber because the inorganic fiber heat-absorbing sound absorber has a shape like cotton. As a result, it was found effective to use the peel strength as an evaluation scale.
そこで、本発明の目的は、硬化の工程でホルムアルデヒドが発生せず、硬化後の無機繊維断熱吸音材の剥離強度に優れる水性バインダー及びこの水性バインダーを用いた無機繊維断熱吸音材を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide an aqueous binder that does not generate formaldehyde in the curing process and has excellent peel strength of the cured inorganic fiber heat-absorbing sound absorber, and an inorganic fiber heat-absorbing sound-absorbing material using the aqueous binder. is there.
本発明は、ポリカルボン酸と該ポリカルボン酸の架橋剤とを含有する無機繊維断熱吸音材用水性バインダーであって、（１）上記ポリカルボン酸は、重量平均分子量１０００〜２００００且つ酸価５００〜９００ｍｇＫＯＨ／ｇのポリカルボン酸を含んでおり、（２）上記架橋剤は、上記ポリカルボン酸と反応性の官能基として、アミノ基及びイミノ基の少なくとも一つのみ、又は、水酸基のみを有する反応性化合物、を少なくとも１種含んでおり、（３）上記反応性化合物は、重量平均分子量１００〜５００且つアミン価１１５０〜１６５０ｍｇＫＯＨ／ｇのポリアミンと、重量平均分子量９０〜２５０且つアルコール価数３以上のポリオールとを含んでおり、（４）上記ポリカルボン酸中のカルボキシ基のモル数に対する、上記架橋剤中の水酸基、アミノ基及びイミノ基の合計モル数の比が、０．３〜１．２であり、（５）上記架橋剤中の水酸基、アミノ基及びイミノ基の合計モル数に対する、上記架橋剤中のアミノ基及びイミノ基の合計モル数の比が０．０１〜０．２である、水性バインダーを提供する。 The present invention is an aqueous binder for an inorganic fiber heat-absorbing sound-absorbing material containing a polycarboxylic acid and a crosslinking agent for the polycarboxylic acid, and (1) the polycarboxylic acid has a weight average molecular weight of 1000 to 20000 and an acid value of 500. (2) The crosslinking agent has at least one of an amino group and an imino group or only a hydroxyl group as a functional group reactive with the polycarboxylic acid. (3) The reactive compound comprises a polyamine having a weight average molecular weight of 100 to 500 and an amine number of 1150 to 1650 mgKOH / g, a weight average molecular weight of 90 to 250, and an alcohol number of 3. (4) In the crosslinking agent, relative to the number of moles of carboxy groups in the polycarboxylic acid. The ratio of the total number of moles of hydroxyl group, amino group and imino group is 0.3 to 1.2, and (5) in the crosslinking agent relative to the total number of moles of hydroxyl group, amino group and imino group in the crosslinking agent An aqueous binder in which the ratio of the total number of moles of amino groups and imino groups is from 0.01 to 0.2.
本発明の水性バインダーは、ポリカルボン酸と架橋剤を含有し、上記（１）〜（５）の特徴を有するため、硬化の工程でホルムアルデヒドが発生せず、硬化することで剥離強度に優れる無機繊維断熱吸音材が製造可能となる。 The aqueous binder of the present invention contains a polycarboxylic acid and a crosslinking agent and has the characteristics (1) to (5) above. Therefore, formaldehyde is not generated in the curing step, and the inorganic has excellent peel strength by curing. A fiber heat-insulating sound absorbing material can be manufactured.
すなわち、本発明の水性バインダーは、上記のポリカルボン酸と硬化剤との反応により硬化する系であるため、加熱硬化時にホルムアルデヒドを放出することなく反応が進行し、排出ガス等において、環境負荷を少なくすることができる。また、架橋剤として、上記ポリアミン及びポリオールを必須成分として含む反応性化合物を含有することから、無機繊維断熱吸音材全体に亘って十分な架橋反応が可能となり、剥離強度に優れるようになる。そして、カルボキシ基のモル数に対する、架橋剤中のカルボキシ基と反応しうる官能基のモル数を上記範囲にしたことで、ポリカルボン酸と架橋剤とを過不足なく反応させることができ、強固な水性バインダー硬化物が得られ、無機繊維断熱吸音材の諸物性が向上する。更に、架橋剤において、水酸基、アミノ基及びイミノ基の合計モル数に対する、アミノ基及びイミノ基のモル数を、上記範囲にしたことから、水性バインダーの硬化の進行が高速度化し、硬化オーブンの温度を上昇させたり、硬化工程の時間を長くすることなく、優れた特性の無機繊維断熱吸音材を製造することができる。 That is, since the aqueous binder of the present invention is a system that cures by the reaction of the above polycarboxylic acid and a curing agent, the reaction proceeds without releasing formaldehyde at the time of heat curing, and in the exhaust gas etc., the environmental load is reduced. Can be reduced. Moreover, since the reactive compound which contains the said polyamine and polyol as an essential component is contained as a crosslinking agent, sufficient crosslinking reaction is attained over the whole inorganic fiber heat-insulation material, and it comes to be excellent in peeling strength. And by making the number of moles of the functional group capable of reacting with the carboxy group in the crosslinking agent with respect to the number of moles of the carboxy group within the above range, the polycarboxylic acid and the crosslinking agent can be reacted without excess or deficiency. A cured aqueous binder is obtained, and various physical properties of the inorganic fiber heat-absorbing sound-absorbing material are improved. Furthermore, in the crosslinking agent, the number of moles of amino group and imino group relative to the total number of moles of hydroxyl group, amino group, and imino group is within the above range, so that the progress of curing of the aqueous binder is increased, and the curing oven It is possible to produce an inorganic fiber heat-absorbing sound-absorbing material having excellent characteristics without increasing the temperature or lengthening the time of the curing process.
多くのホルムアルデヒド非含有バインダーでは、加熱硬化させる際にエステル結合を形成する組成となっているが、エステル化反応においては、脱水を伴いながら縮合が進行するため、反応速度が遅く、硬化させる際の温度を高くしたり、加熱時間を長くするなどして、バインダーの硬化度を高める必要がある。このため、生産性の低下や、経済性に問題を有している。一方、アミノ基やイミノ基とカルボキシ基とを反応させる熱硬化性バインダーも提案されているが（特許文献１等）、硬化後に形成されるアミド基又はイミド基の親水性が高いために、得られる無機繊維断熱吸音材の湿度によるバインダー劣化が著しく、湿度による無機繊維断熱吸音材の膨れが生じることがあり、これにより品質のばらつきが生じやすい。本発明の水性バインダーは、このような欠点をも克服したものであり、無機繊維断熱吸音材の製造に特に有用である。 Many formaldehyde-free binders have a composition that forms an ester bond when heat-cured, but in the esterification reaction, condensation proceeds with dehydration, so the reaction rate is slow, and the composition is hard to cure. It is necessary to increase the degree of curing of the binder by increasing the temperature or increasing the heating time. For this reason, there is a problem in productivity reduction and economic efficiency. On the other hand, thermosetting binders for reacting amino groups or imino groups with carboxy groups have also been proposed (Patent Document 1, etc.). However, since the amide groups or imide groups formed after curing are highly hydrophilic, they are obtained. Binder deterioration due to humidity of the inorganic heat insulating sound absorbing material to be produced is remarkable, and the swelling of the inorganic fiber heat insulating sound absorbing material due to humidity may occur, which tends to cause quality variations. The aqueous binder of the present invention overcomes these disadvantages and is particularly useful for the production of an inorganic fiber heat-absorbing sound-absorbing material.
ポリカルボン酸は、カルボキシ基を有するエチレン性不飽和単量体をモノマー単位として有するものであることが好ましい。カルボキシ基を有するエチレン性不飽和単量体を重合して得られるポリカルボン酸を用いることで、一分子あたりのカルボキシ基の量を増やすことができ、また好適な連鎖移動剤との組み合わせにより、重量平均分子量の制御も容易である。したがって、このようなポリカルボン酸を用いることで水性バインダーとしての機能を向上させることができる（一分子当たりのカルボキシ基が多いことに基づく架橋効率や架橋密度の向上等）とともに、性能のばらつきも低減される。 The polycarboxylic acid preferably has an ethylenically unsaturated monomer having a carboxy group as a monomer unit. By using a polycarboxylic acid obtained by polymerizing an ethylenically unsaturated monomer having a carboxy group, the amount of carboxy group per molecule can be increased, and in combination with a suitable chain transfer agent, It is easy to control the weight average molecular weight. Therefore, by using such a polycarboxylic acid, the function as an aqueous binder can be improved (cross-linking efficiency and cross-linking density based on a large number of carboxy groups per molecule) and performance variation Reduced.
ポリオールは、水性バインダーの架橋密度をより緻密にし、水性バインダー硬化物の強度をより向上させる観点から、炭素数３〜８の糖アルコールであることが好ましい。 The polyol is preferably a sugar alcohol having 3 to 8 carbon atoms from the viewpoint of making the crosslink density of the aqueous binder more precise and further improving the strength of the aqueous binder cured product.
ポリアミンは、アルキレンポリアミン骨格を有する脂肪族ポリアミンが好ましい。このようなポリアミンは水溶性に優れ、不溶成分の沈殿などが生じ難いことから、水性バインダー全体としての均一性が高まり、これを用いて無機繊維断熱吸音材を作製したときに、架橋密度が場所によってばらつくことが防止され、剥離強度が優れるようになる。 The polyamine is preferably an aliphatic polyamine having an alkylene polyamine skeleton. Since such polyamines are excellent in water solubility and hardly cause precipitation of insoluble components, the uniformity of the aqueous binder as a whole is increased. Therefore, the variation is prevented and the peel strength is improved.
水性バインダーには、硬化促進剤、シランカップリング剤、防塵剤、中和剤及び着色剤からなる群より選ばれる少なくとも１種を更に含有させることが可能である。このような材料を添加することで、水性バインダーの性能を、硬化工程や使用原料（無機繊維等）に合わせて適宜修正できるようになるため、最終用途に適した配合とすることができる。 The aqueous binder can further contain at least one selected from the group consisting of a curing accelerator, a silane coupling agent, a dustproof agent, a neutralizing agent, and a colorant. By adding such a material, the performance of the aqueous binder can be appropriately modified in accordance with the curing step and the raw materials used (inorganic fibers, etc.), so that the composition suitable for the final use can be obtained.
このような水性バインダーを用いて、剥離強度が向上した無機繊維断熱吸音材を得ることができる。すなわち、無機繊維と、該無機繊維を固着する上記水性バインダーの硬化物とを備える無機繊維断熱吸音材が提供される。 By using such an aqueous binder, it is possible to obtain an inorganic fiber heat insulating sound absorbing material having improved peel strength. That is, an inorganic fiber heat-absorbing and sound-absorbing material provided with inorganic fibers and a cured product of the aqueous binder that fixes the inorganic fibers is provided.
この無機繊維断熱吸音材は、環境条件、例えば、気温又は湿度によって、断熱吸音性能に関わる断熱材の厚み寸法や、施工時の自立性に関係する剛性が低下することがなく、従来のフェノール系バインダーを使用したものと同等又はそれ以上の物性を有するものであり、住宅、建物等の断熱、吸音材、あるいは真空断熱材の芯材として、好適に使用できる。 This inorganic fiber heat-absorbing sound-absorbing material does not decrease the thickness dimension of the heat-insulating material related to the heat-absorbing sound-absorbing performance or the rigidity related to the independence at the time of construction due to environmental conditions such as temperature or humidity. It has physical properties equivalent to or higher than those using a binder, and can be suitably used as a heat insulating material for houses, buildings, etc., a sound absorbing material, or a core material for vacuum heat insulating materials.
本発明によれば、硬化の工程でホルムアルデヒドが発生せず、硬化後の無機繊維断熱吸音材の剥離強度に優れる水性バインダー及びこの水性バインダーを用いた無機繊維断熱吸音材が提供可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, formaldehyde does not generate | occur | produce in the process of hardening, It becomes possible to provide the aqueous | water-based binder excellent in the peeling strength of the inorganic fiber heat insulation sound-absorbing material after hardening, and the inorganic fiber heat insulation sound-absorbing material using this aqueous binder.
以下、本発明の好適な実施形態について説明する。ただし、本発明は下記実施形態に何ら限定されるものではない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described. However, the present invention is not limited to the following embodiment.
実施形態に係る無機繊維断熱吸音材用水性バインダー（以下「水性バインダー」と略称する場合がある。）はポリカルボン酸を含有するものであり、ポリカルボン酸としては、重量平均分子量が１０００〜２００００であり酸価が５００〜９００ｍｇＫＯＨ／ｇのポリカルボン酸（以下「高分子量ポリカルボン酸」と略称する場合がある。）が必須成分として含まれる。なお、重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）にて測定されるポリスチレン換算の値であり、酸価は、ポリカルボン酸１ｇを中和するのに要する水酸化カリウムのミリグラム数（ｍｇＫＯＨ）を意味する。 The aqueous binder for an inorganic fiber heat-absorbing and sound-absorbing material according to the embodiment (hereinafter sometimes referred to as “aqueous binder”) contains a polycarboxylic acid, and the polycarboxylic acid has a weight average molecular weight of 1000 to 20000. And a polycarboxylic acid having an acid value of 500 to 900 mg KOH / g (hereinafter sometimes abbreviated as “high molecular weight polycarboxylic acid”) is contained as an essential component. The weight average molecular weight is a value in terms of polystyrene measured by gel permeation chromatography (GPC), and the acid value is the number of milligrams of potassium hydroxide required to neutralize 1 g of polycarboxylic acid (mg KOH). ).
ポリカルボン酸としては、高分子量ポリカルボン酸以外のもの（例えば、重量平均分子量が１０００〜２００００から外れるもの又は酸価が５００〜９００ｍｇＫＯＨ／ｇから外れるもの）を含有することを排除するものではないが、ポリカルボン酸全量に占める高分子量ポリカルボン酸の含有量は、９０質量％以上であることが好ましく、９５質量％以上であることが更に好ましく、１００質量％であってもよい。 It is not excluded that the polycarboxylic acid contains anything other than a high molecular weight polycarboxylic acid (for example, a weight average molecular weight deviating from 1000 to 20000 or an acid value deviating from 500 to 900 mgKOH / g). However, the content of the high molecular weight polycarboxylic acid in the total amount of the polycarboxylic acid is preferably 90% by mass or more, more preferably 95% by mass or more, and may be 100% by mass.
高分子量ポリカルボン酸は、カルボキシ基を有するエチレン性不飽和単量体をモノマー単位として有するもの、すなわち、カルボキシ基を有するエチレン性不飽和単量体を重合して得られるものであることが好ましい。なお、カルボキシ基を有するエチレン性不飽和単量体としては１種又は２種以上を用いることができる。高分子量ポリカルボン酸を構成するモノマー単位は、カルボキシ基を有するエチレン性不飽和単量体のみからなる場合と、カルボキシ基を有するエチレン性不飽和単量体と、カルボキシ基を有しない共重合モノマーとからなる場合がある。後者の場合、カルボキシ基を有するエチレン性不飽和単量体の含有量はモノマーの全量を基準として９０質量％以上であることが好ましく、９５質量％以上であることが更に好ましい。 The high molecular weight polycarboxylic acid is preferably one having an ethylenically unsaturated monomer having a carboxy group as a monomer unit, that is, one obtained by polymerizing an ethylenically unsaturated monomer having a carboxy group. . In addition, 1 type (s) or 2 or more types can be used as an ethylenically unsaturated monomer which has a carboxy group. The monomer unit constituting the high molecular weight polycarboxylic acid is composed of only an ethylenically unsaturated monomer having a carboxy group, an ethylenically unsaturated monomer having a carboxy group, and a copolymer monomer having no carboxy group. May consist of: In the latter case, the content of the ethylenically unsaturated monomer having a carboxy group is preferably 90% by mass or more, more preferably 95% by mass or more based on the total amount of monomers.
カルボキシ基を有するエチレン性不飽和単量体としては、例えば、（メタ）アクリル酸、クロトン酸、フマル酸、マレイン酸、２‐メチルマレイン酸、イタコン酸、２‐メチルイタコン酸、α‐β‐メチレングルタル酸、マレイン酸モノアルキル、フマル酸モノアルキル、無水マレイン酸、無水アクリル酸、β‐（メタ）アクリロイルオキシエチレンハイドロジエンフタレート、β‐（メタ）アクリロイルオキシエチレンハイドロジエンマレエート、β‐（メタ）アクリロイルオキシエチレンハイドロジエンサクシネートが挙げられる。これらの中でも、ポリカルボン酸の分子量が制御しやすいことから、（メタ）アクリル酸を使用することが好ましく、アクリル酸が特に好ましい。また、ポリカルボン酸の酸価を７００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上に調整する場合は、マレイン酸又はフマル酸を使用することが好ましい。なお、（メタ）アクリルとはアクリル又はメタクリルを意味し、類似の化合物においても同様である。 Examples of the ethylenically unsaturated monomer having a carboxy group include (meth) acrylic acid, crotonic acid, fumaric acid, maleic acid, 2-methylmaleic acid, itaconic acid, 2-methylitaconic acid, α-β- Methylene glutaric acid, monoalkyl maleate, monoalkyl fumarate, maleic anhydride, acrylic anhydride, β- (meth) acryloyloxyethylene hydrogen phthalate, β- (meth) acryloyloxyethylene hydrogen maleate, β- ( And (meth) acryloyloxyethylene hydrosuccinate. Among these, since the molecular weight of polycarboxylic acid is easy to control, it is preferable to use (meth) acrylic acid, and acrylic acid is particularly preferable. Moreover, when adjusting the acid value of polycarboxylic acid to 700 mgKOH / g or more, it is preferable to use maleic acid or fumaric acid. In addition, (meth) acryl means acryl or methacryl, and the same applies to similar compounds.
カルボキシ基を有しない共重合モノマーとしては、例えば、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ｎ‐ブチル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、ｔ‐ブチル（メタ）アクリレート、２‐エチルヘキシル（メタ）アクリレート、セチル（メタ）アクリレート、ｎ‐ステアリル（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールエトキシ（メタ）アクリレート、メチル‐３‐メトキシ（メタ）アクリレート、エチル‐３‐メトキシ（メタ）アクリレート、ブチル‐３‐メトキシ（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、イソボニル（メタ）アクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、２‐ヒドロキシエチルアクリレート、２‐ヒドロキシプロピルアクリレート、４‐ヒドロキシブチルアクリレート、３価以上のポリオールのモノ（メタ）アクリレート、アミノアルキル（メタ）アクリレート、Ｎ‐アルキルアミノアルキル（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ‐ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリレート等のアクリル系単量体；ビニルアルキルエーテル、Ｎ‐アルキルビニルアミン、Ｎ，Ｎ‐ジアルキルビニルアミン、Ｎ‐ビニルピリジン、Ｎ‐ビニルイミダゾール、Ｎ‐（アルキル）アミノアルキルビニルアミン等のビニル系単量体；（メタ）アクリルアミド、Ｎ‐アルキル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ‐ジアルキル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ‐ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリルアミド、ジアセトン（メタ）アクリルアミド、Ｎ‐ビニルホルムアミド、Ｎ‐ビニルアセトアミド、Ｎ‐ビニルピロリドン等のアミド系単量体；エチレン、プロピレン、イソブチレン、イソプレン、ブタジエン等の脂肪族不飽和炭化水素；スチレン、α‐メチルスチレン、ｐ‐メトキシスチレン、ビニルトルエン、ｐ‐ヒドロキシスチレン、ｐ‐アセトキシスチレン等のスチレン系単量体；酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビニルエステル系単量体；アクリロニトリル、グリシジル（メタ）アクリレートが挙げられる。これらは、１種又は２種以上を併用することができる。 Examples of copolymer monomers having no carboxy group include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, t-butyl (meth) acrylate, and 2-ethylhexyl. (Meth) acrylate, cetyl (meth) acrylate, n-stearyl (meth) acrylate, diethylene glycol ethoxy (meth) acrylate, methyl-3-methoxy (meth) acrylate, ethyl-3-methoxy (meth) acrylate, butyl-3- Methoxy (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, tetrahydrofurfuryl acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxy Propyl acrylate, 4-hydroxybutyl acrylate, mono (meth) acrylate of trivalent or higher polyol, aminoalkyl (meth) acrylate, N-alkylaminoalkyl (meth) acrylate, N, N-dialkylaminoalkyl (meth) acrylate, etc. Acrylic monomers such as vinyl alkyl ether, N-alkyl vinyl amine, N, N-dialkyl vinyl amine, N-vinyl pyridine, N-vinyl imidazole, N- (alkyl) aminoalkyl vinyl amine, etc. Body: (meth) acrylamide, N-alkyl (meth) acrylamide, N, N-dialkyl (meth) acrylamide, N, N-dialkylaminoalkyl (meth) acrylamide, diacetone (meth) acrylamide, N-vinylformamide Amide monomers such as N-vinylacetamide and N-vinylpyrrolidone; Aliphatic unsaturated hydrocarbons such as ethylene, propylene, isobutylene, isoprene and butadiene; styrene, α-methylstyrene, p-methoxystyrene, vinyltoluene, Examples thereof include styrene monomers such as p-hydroxystyrene and p-acetoxystyrene; vinyl ester monomers such as vinyl acetate and vinyl propionate; acrylonitrile and glycidyl (meth) acrylate. These can use together 1 type (s) or 2 or more types.
高分子量ポリカルボン酸の酸価は、５００〜９００ｍｇＫＯＨ／ｇであり、５５０〜７５０ｍｇＫＯＨ／ｇであることが好ましい。ポリカルボン酸の酸価がこの数値範囲内であることにより、水性バインダー硬化物の強度や剛性が向上し、得られる無機繊維断熱吸音材の圧縮梱包開封後の厚み復元性やボード状に加工された無機繊維断熱吸音材の剛性が向上する。また、断熱性、吸音性又は自立性等、施工時の作業性に優れる。 The acid value of the high molecular weight polycarboxylic acid is 500 to 900 mgKOH / g, and preferably 550 to 750 mgKOH / g. When the acid value of the polycarboxylic acid is within this numerical range, the strength and rigidity of the water-based binder cured product is improved, and the resulting inorganic fiber heat-absorbing sound-absorbing material is processed into a thickness-recoverable or board-like shape after opening the compressed package. In addition, the rigidity of the inorganic fiber thermal insulation material is improved. Moreover, it is excellent in workability | operativity at the time of construction, such as heat insulation, sound absorption, or self-supporting property.
高分子量ポリカルボン酸の重量平均分子量は、１０００〜２００００であり、２０００〜１５０００が好ましく、２０００〜１００００がより好ましい。ポリカルボン酸の重量平均分子量がこの数値範囲内であることにより、水性バインダーの流動性が無機繊維に付与するのに適したものしやすく、水性バインダーの付着量のばらつきを抑制できる。また、無機繊維断熱吸音材の製造において、水性バインダーの繊維への付与は、遠心法等で繊維化された直後の約２００〜３５０℃の高温雰囲気下で行われることが多く、その際、水性バインダー中の水分の揮散を良好にできる。 The weight average molecular weight of high molecular weight polycarboxylic acid is 1000-20000, 2000-15000 are preferable and 2000-10000 are more preferable. When the weight average molecular weight of the polycarboxylic acid is within this numerical range, the fluidity of the aqueous binder is easily suitable for imparting to the inorganic fiber, and variation in the amount of the aqueous binder attached can be suppressed. In the production of an inorganic fiber heat-absorbing sound-absorbing material, the application of an aqueous binder to a fiber is often performed in a high-temperature atmosphere of about 200 to 350 ° C. immediately after being fiberized by a centrifugal method or the like. Evaporation of moisture in the binder can be improved.
ポリカルボン酸の重量平均分子量は、水性バインダーの流動性だけでなく、硬化速度や、硬化後の架橋密度とも関係があり、同じ酸価のポリカルボン酸であっても分子量が異なると、水性バインダーの硬化速度や水性バインダー硬化物の強度が変動し、得られる無機繊維断熱吸音材の物性も変化する。例えば、ポリカルボン酸の重量平均分子量が小さくなるにつれて、水性バインダーの硬化速度は速くなるが、硬化物は脆くなる傾向にあり、製造ラインの生産条件によっては、所望する物性が得られない場合がある。ポリカルボン酸の重量平均分子量が上記範囲内であれば、水性バインダーの流動性と、得られる無機繊維断熱吸音材の諸物性との最適化を図ることができる。 The weight average molecular weight of the polycarboxylic acid is related not only to the fluidity of the aqueous binder but also to the curing speed and the crosslinking density after curing, and even if the polycarboxylic acid has the same acid value, The curing speed and the strength of the aqueous binder cured product vary, and the physical properties of the resulting inorganic fiber heat-absorbing sound-absorbing material also vary. For example, as the weight average molecular weight of the polycarboxylic acid decreases, the curing rate of the aqueous binder increases, but the cured product tends to become brittle, and the desired physical properties may not be obtained depending on the production conditions of the production line. is there. When the weight average molecular weight of the polycarboxylic acid is within the above range, it is possible to optimize the fluidity of the aqueous binder and various physical properties of the resulting inorganic fiber heat-absorbing sound-absorbing material.
水性バインダー中のポリカルボン酸の配合量（固形分換算）は、水性バインダーの固形分換算の全質量基準で、６０〜９０質量％が好ましく、６５〜８８質量％がより好ましい。 The blending amount (in terms of solid content) of the polycarboxylic acid in the aqueous binder is preferably 60 to 90% by mass, and more preferably 65 to 88% by mass, based on the total mass of the aqueous binder in terms of solid content.
水性バインダーは、上述のポリカルボン酸の他、架橋剤を含んでおり、架橋剤は、ポリカルボン酸と反応性の官能基として、アミノ基及びイミノ基の少なくとも一つのみ、又は、水酸基のみを有する反応性化合物、を少なくとも１種を含有する。すなわち、アミノ基及びイミノ基の少なくとも一つを有し水酸基を有さない反応性化合物、又は、水酸基を有しアミノ基及びイミノ基を有さない反応性化合物を含有する。このような反応性化合物（架橋剤）は、重量平均分子量が１００〜５００でありアミン価が１１５０〜１６５０ｍｇＫＯＨ／ｇのポリアミンと、重量平均分子量が９０〜２５０でありアルコール価数が３以上のポリオールを必須成分とする。アミン価とは、ポリアミン１ｇを中和するのに要する塩酸溶液と当量の水酸化カリウムのミリグラム数（ｍｇＫＯＨ）を意味する。 The aqueous binder contains a crosslinking agent in addition to the polycarboxylic acid described above, and the crosslinking agent contains at least one of an amino group and an imino group, or only a hydroxyl group as a functional group reactive with the polycarboxylic acid. Containing at least one reactive compound. That is, it contains a reactive compound having at least one of an amino group and an imino group and not having a hydroxyl group, or a reactive compound having a hydroxyl group and not having an amino group and an imino group. Such a reactive compound (crosslinking agent) includes a polyamine having a weight average molecular weight of 100 to 500 and an amine value of 1150 to 1650 mgKOH / g, and a polyol having a weight average molecular weight of 90 to 250 and an alcohol valence of 3 or more. Is an essential component. The amine value means the number of milligrams (mg KOH) of potassium hydroxide equivalent to the hydrochloric acid solution required to neutralize 1 g of polyamine.
架橋剤としては、この必須成分以外のものを含有することを排除するものではないが、架橋剤全量に占める、ポリアミン及びポリオールの合計含有量は、９０質量％以上であることが好ましく、９５質量％以上であることが更に好ましく、１００質量％であってもよい。架橋剤として含有されることができる上記必須成分以外のものは、アミノ基又はイミノ基と水酸基のいずれか一方を有する化合物であることが必須の条件である。 Although it is not excluded that the crosslinking agent contains other than the essential components, the total content of polyamine and polyol in the total amount of the crosslinking agent is preferably 90% by mass or more, and 95% by mass. % Or more is more preferable, and may be 100% by mass. Other than the above essential components that can be contained as a crosslinking agent, it is an essential condition that the compound has either an amino group or an imino group and a hydroxyl group.
ポリアミンとしては、例えば、脂肪族ポリアミン、脂環族ポリアミン及び芳香族ポリアミンが挙げられる。中でも、水溶性の観点から、脂肪族ポリアミンが好ましく、アルキレンポリアミン骨格を有する脂肪族ポリアミン（好ましくは直鎖状）がよい。 Examples of polyamines include aliphatic polyamines, alicyclic polyamines, and aromatic polyamines. Among these, from the viewpoint of water solubility, an aliphatic polyamine is preferable, and an aliphatic polyamine having an alkylene polyamine skeleton (preferably linear) is preferable.
このようなポリアミンとしては、例えば、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン、ヘキサエチレンヘプタミン、ヘプタエチレンオクタミン、Ｎ−（３−アミノプロピル)ブタン−１，４−ジアミン、Ｎ,Ｎ−ジ（３−アミノプロピル)ブタン−１，４−ジアミン、ビスヘキサメチレントリアミン、１，２，３−プロパントリアミン及び１，１，４，４−ブタンテトラアミンが挙げられる。 Examples of such polyamines include diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, pentaethylenehexamine, hexaethyleneheptamine, heptaethyleneoctamine, N- (3-aminopropyl) butane-1,4-diamine, N, N-di (3-aminopropyl) butane-1,4-diamine, bishexamethylenetriamine, 1,2,3-propanetriamine and 1,1,4,4-butanetetraamine.
ポリアミンの重量平均分子量は１００〜５００であり、好ましくは１５０〜４００である。ポリアミンも、ポリカルボン酸と同様に、分子量が水性バインダーの流動性及び水性バインダーの硬化挙動に影響する。ポリアミンの重量平均分子量が上記範囲内であれば、水性バインダーの流動性と、得られる無機繊維断熱吸音材の諸物性との最適化を図ることができる。 The weight average molecular weight of the polyamine is 100 to 500, preferably 150 to 400. Polyamines, like polycarboxylic acids, have a molecular weight that affects the fluidity of the aqueous binder and the curing behavior of the aqueous binder. When the weight average molecular weight of the polyamine is within the above range, it is possible to optimize the fluidity of the aqueous binder and various physical properties of the resulting inorganic fiber heat-absorbing sound-absorbing material.
ポリアミンのアミン価は１１５０〜１６５０ｍｇＫＯＨ／ｇであり、１２００〜１６００であることがより好ましく、１２００〜１５００であることがさらに好ましい。アミン価を上記数値範囲内にすることで、ポリアミンがポリカルボン酸と速く反応し、水性バインダー硬化物の分子量の増加速度が向上し、水性バインダー硬化物の強度が向上する。同様の観点から、ポリアミンは、アミノ基及びイミノ基を合わせて少なくとも３つ以上有することが好ましく、ポリアミンは水酸基を有さない。 The amine value of the polyamine is 1150 to 1650 mgKOH / g, more preferably 1200 to 1600, and still more preferably 1200 to 1500. By setting the amine value within the above numerical range, the polyamine reacts quickly with the polycarboxylic acid, the rate of increase in the molecular weight of the aqueous binder cured product is improved, and the strength of the aqueous binder cured product is improved. From the same viewpoint, the polyamine preferably has at least three amino groups and imino groups in total, and the polyamine does not have a hydroxyl group.
水性バインダー中のポリアミンの配合量（固形分換算）は、水性バインダーの固形分換算の全質量基準で、０．２〜５．０質量％が好ましく、０．３〜４．０質量％がより好ましい。 The compounding amount (in terms of solid content) of the polyamine in the aqueous binder is preferably 0.2 to 5.0% by mass, more preferably 0.3 to 4.0% by mass based on the total mass of the aqueous binder in terms of solid content. preferable.
ポリオールは、アミノ基及びイミノ基を有さず、重量平均分子量が９０〜２５０でありアルコール価数が３以上である。アルコール価数が上記下限値以上であると、架橋反応が充分に改善されるので、架橋構造が緻密なものとなり、水性バインダー硬化物の強度が高くなる。 The polyol does not have an amino group and an imino group, has a weight average molecular weight of 90 to 250, and an alcohol valence of 3 or more. When the alcohol valence is not less than the above lower limit, the crosslinking reaction is sufficiently improved, so that the crosslinked structure becomes dense and the strength of the aqueous binder cured product is increased.
ポリオールとしては、炭素数３〜８の糖アルコールが好ましい。炭素数３〜８の糖アルコールとしては、例えば、グリセロール、エリスリトール、ペンタエリスリトール、トレイトール、アラビニトール、キシリトール、リビトール、イジトール、ガラクチトール、ソルビトール、マンニトール、ボレミトール、ペルセイトール及びＤ-エリトロ-Ｄ-ガラクト-オクチトールが挙げられる。糖アルコールは、分子主鎖が炭素-炭素結合で構成されているため、水性バインダーの硬化反応時に分子主鎖が開裂しない。そのため、水性バインダーの架橋度が十分に上昇し、水性バインダー硬化物の諸物性が担保できる。これに対し、分子主鎖中に、エーテル結合、エステル結合及びアミド結合等があると、分子主鎖が開裂してエステル交換反応を起こすため、バインダーの架橋度が硬化時間の割に上昇せず、バインダー硬化物の諸物性が損なわれる場合がある。 As a polyol, a C3-C8 sugar alcohol is preferable. Examples of the sugar alcohol having 3 to 8 carbon atoms include glycerol, erythritol, pentaerythritol, threitol, arabinitol, xylitol, ribitol, iditol, galactitol, sorbitol, mannitol, boremitol, perseitol, and D-erythro-D-galacto- Octitol. Since sugar alcohol has a molecular main chain composed of carbon-carbon bonds, the molecular main chain is not cleaved during the curing reaction of the aqueous binder. Therefore, the crosslinking degree of the aqueous binder is sufficiently increased, and various physical properties of the aqueous binder cured product can be secured. On the other hand, if there is an ether bond, ester bond, amide bond, etc. in the molecular main chain, the molecular main chain is cleaved to cause an ester exchange reaction, so that the degree of crosslinking of the binder does not increase for the curing time. The physical properties of the cured binder may be impaired.
炭素数３〜８の糖アルコールの炭素数は、４〜６であることが好ましく、４又は５であることがより好ましい。糖アルコールの炭素数が上記範囲内であると、架橋反応が充分に改善されるので、架橋構造が緻密なものとなり、水性バインダー硬化物の強度が高くなる。 The carbon number of the sugar alcohol having 3 to 8 carbon atoms is preferably 4 to 6 and more preferably 4 or 5. When the carbon number of the sugar alcohol is within the above range, the crosslinking reaction is sufficiently improved, so that the crosslinked structure becomes dense and the strength of the aqueous binder cured product is increased.
水性バインダー中のポリオールの配合量（固形分換算）は、水性バインダーの固形分換算の全質量基準で、５〜３５質量％が好ましく、８〜３０質量％がより好ましい。 The blending amount (in terms of solid content) of the polyol in the aqueous binder is preferably 5 to 35% by mass and more preferably 8 to 30% by mass based on the total mass of the aqueous binder in terms of solid content.
本発明の水性バインダーは、高分子量のポリカルボン酸と、中分子量のポリアミンと、低分子量のポリオールとを組み合わせることで、より一層本願の効果を奏することができるが、ポリオールの重量平均分子量は必ずしもポリアミンの重量平均分子量を下回らなくてもよい。 The aqueous binder of the present invention can achieve the effect of the present application by combining a high molecular weight polycarboxylic acid, a medium molecular weight polyamine, and a low molecular weight polyol, but the weight average molecular weight of the polyol is not necessarily limited. It does not have to be lower than the weight average molecular weight of the polyamine.
ポリカルボン酸中のカルボキシ基のモル数に対する、架橋剤中の水酸基、アミノ基及びイミノ基の合計モル数の比は、０．３〜１．２であり、０．５〜１．０が好ましい。モル比をこの数値範囲内にすることにより、ポリカルボン酸と架橋剤成分とが、過不足なく架橋構造を形成しやすく、水性バインダー硬化物の強度が強固になり、得られる無機繊維断熱吸音材の諸物性を最適なものにできる。 The ratio of the total number of moles of hydroxyl groups, amino groups and imino groups in the crosslinking agent to the number of moles of carboxy groups in the polycarboxylic acid is 0.3 to 1.2, preferably 0.5 to 1.0. . By making the molar ratio within this numerical range, the polycarboxylic acid and the cross-linking agent component can easily form a cross-linked structure without excess and deficiency, and the strength of the aqueous binder cured product becomes strong, and the resulting inorganic fiber heat insulating sound absorbing material The various physical properties can be optimized.
架橋剤中の水酸基、アミノ基及びイミノ基の合計モル数に対する、架橋剤中のアミノ基及びイミノ基の合計モル数の比は、０．０１〜０．２であり、０．０１〜０．１５であることが好ましく、０．０１〜０．１であることがより好ましく、０．０１〜０．０５であることがさらに好ましい。モル比をこの数値範囲内にすることで、高分子量ポリカルボン酸及び架橋剤成分であるポリアミンとポリオールは、速やかに架橋構造を形成し、耐水性に好ましくない影響を及ぼすアミド基及びイミド基の形成が抑制されるため、硬化条件により硬化度の変動が少なく、得られる無機繊維断熱吸音材の耐水性を損なわず、機械的強度、断熱材としての寸法の確保が可能となる。 The ratio of the total number of moles of amino groups and imino groups in the cross-linking agent to the total number of moles of hydroxyl groups, amino groups and imino groups in the cross-linking agent is 0.01 to 0.2, and 0.01 to 0.00. 15, preferably 0.01 to 0.1, and more preferably 0.01 to 0.05. By setting the molar ratio within this numerical range, the polyamine and polyol, which are the high molecular weight polycarboxylic acid and the crosslinking agent component, quickly form a crosslinked structure, and have an amide group and an imide group that have an undesirable effect on water resistance. Since the formation is suppressed, there is little variation in the degree of cure depending on the curing conditions, and the mechanical strength and dimensions as a heat insulating material can be ensured without impairing the water resistance of the resulting inorganic fiber heat insulating sound absorbing material.
このようにポリカルボン酸と架橋剤とを配合した上記水性バインダーは、硬化の過程でホルムアルデヒドが生成せず、優れた剥離強度を有する硬化物を得ることができる。 Thus, the said aqueous binder which mix | blended polycarboxylic acid and the crosslinking agent does not produce | generate formaldehyde in the process of hardening, and can obtain the hardened | cured material which has the outstanding peeling strength.
水性バインダーは、還元性の無機塩等の硬化促進剤を含有していてもよい。硬化促進剤としては、例えば、次亜リン酸塩、亜硫酸塩が挙げられ、これらは１種又は２種以上を組み合わせて使用することができる。次亜リン酸塩としては、例えば、次亜リン酸ナトリウム、次亜リン酸リチウム、次亜リン酸カリウム、次亜リン酸カルシウム、次亜リン酸マグネシウム、次亜リン酸ストロンチウムが挙げられる。亜硫酸塩としては、例えば、亜硫酸水素リチウム、亜硫酸水素ナトリウム、亜硫酸水素カリウム、亜硫酸水素マグネシウム、亜硫酸水素カルシウム、亜硫酸水素アンモニウムが挙げられ、なかでも、硬化促進作用のある亜硫酸イオンの含有量が高い亜硫酸水素リチウム、亜硫酸水素ナトリウム又は亜硫酸水素アンモニウムが好ましい。 The aqueous binder may contain a curing accelerator such as a reducing inorganic salt. As a hardening accelerator, hypophosphite and sulfite are mentioned, for example, These can be used 1 type or in combination of 2 or more types. Examples of hypophosphites include sodium hypophosphite, lithium hypophosphite, potassium hypophosphite, calcium hypophosphite, magnesium hypophosphite, and strontium hypophosphite. Examples of the sulfite include lithium hydrogen sulfite, sodium hydrogen sulfite, potassium hydrogen sulfite, magnesium hydrogen sulfite, calcium hydrogen sulfite, and ammonium hydrogen sulfite. Lithium hydrogen, sodium hydrogen sulfite or ammonium hydrogen sulfite are preferred.
硬化促進剤の配合量は、ポリカルボン酸及び架橋剤の合計１００質量部に対して、固形分換算で０．１〜１０質量部が好ましく、０．５〜５質量部がより好ましい。 The blending amount of the curing accelerator is preferably 0.1 to 10 parts by mass, and more preferably 0.5 to 5 parts by mass in terms of solid content with respect to 100 parts by mass in total of the polycarboxylic acid and the crosslinking agent.
水性バインダーは、シランカップリング剤を含むことが好ましい。シランカップリング剤は、無機繊維と水性バインダー硬化物との界面で作用し、水性バインダー硬化物の無機繊維への接着を向上させることができる。シランカップリング剤としては、例えば、γ‐アミノプロピルトリエトキシシラン、γ‐（２‐アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン、γ‐（２‐アミノエチル）アミノプロピルメチルジメトキシシラン等のアミノシランカップリング剤、γ‐グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ‐グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン等のエポキシシランカップリング剤が挙げられ、これらは１種又は２種以上を組み合わせて使用することができる。 The aqueous binder preferably contains a silane coupling agent. The silane coupling agent acts at the interface between the inorganic fiber and the aqueous binder cured product, and can improve the adhesion of the aqueous binder cured product to the inorganic fiber. Examples of silane coupling agents include aminosilane coupling agents such as γ-aminopropyltriethoxysilane, γ- (2-aminoethyl) aminopropyltrimethoxysilane, and γ- (2-aminoethyl) aminopropylmethyldimethoxysilane. , Γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane and the like epoxy silane coupling agents can be mentioned, and these can be used alone or in combination of two or more.
シランカップリング剤の配合量は、ポリカルボン酸及び架橋剤の合計１００質量部に対して、固形分換算で０．１〜２．０質量部が好ましい。 As for the compounding quantity of a silane coupling agent, 0.1-2.0 mass parts is preferable in conversion of solid content with respect to a total of 100 mass parts of polycarboxylic acid and a crosslinking agent.
水性バインダーには、必要に応じて、防塵剤である重質オイル水分散体、着色剤、ガラス等の無機繊維から溶出されるアルカリ成分を中和するための無機硫酸塩（中和剤）、その他添加剤等を更に配合することができる。無機硫酸塩としては、例えば、硫酸アンモニウムが挙げられる。 In the aqueous binder, if necessary, an inorganic sulfate (neutralizing agent) for neutralizing an alkaline component eluted from an inorganic fiber such as a heavy oil water dispersion as a dustproof agent, a colorant, and glass, Other additives and the like can be further blended. Examples of the inorganic sulfate include ammonium sulfate.
水性バインダーのｐＨは、６．０〜８．０が好ましく、６．０〜７．０がより好ましく、６．０〜６．５がさらに好ましい。ｐＨをこの数値範囲内にすることで、製造設備の腐食を抑制でき、また、廃水処理も容易となるので、メンテナンス費用の低減を図ることができる。ｐＨの調整は、揮発性塩基性化合物を用いて行うことが好ましい。揮発性塩基性化合物としては、例えば、アンモニア水、アミン等が挙げられ、硬化時に発生する臭気等の観点から、アンモニア水が好ましい。 The pH of the aqueous binder is preferably 6.0 to 8.0, more preferably 6.0 to 7.0, and even more preferably 6.0 to 6.5. By making the pH within this numerical range, corrosion of the production equipment can be suppressed and wastewater treatment can be facilitated, so that maintenance costs can be reduced. The pH is preferably adjusted using a volatile basic compound. Examples of the volatile basic compound include aqueous ammonia, amine, and the like, and aqueous ammonia is preferable from the viewpoint of odor generated during curing.
水性バインダーは、例えば、以下のような方法で製造することができる。すなわち、上記ポリカルボン酸及び架橋剤に加え、必要に応じて、硬化促進剤、シランカップリング剤、重質オイル水分散体、その他添加剤を、ディゾルバー等の攪拌機のついたタンクに導入して混合すればよい。 The aqueous binder can be produced, for example, by the following method. That is, in addition to the polycarboxylic acid and the crosslinking agent, if necessary, a curing accelerator, a silane coupling agent, a heavy oil water dispersion, and other additives are introduced into a tank equipped with a stirrer such as a dissolver. What is necessary is just to mix.
水性バインダーの形態としては、エマルション、コロイダルディスパージョン、水溶性組成物が挙げられ、このどの形態をとっていてもよい。ここで、エマルションとは、水性バインダー中の樹脂成分（高分子量ポリカルボン酸等）とは別の乳化剤、例えば、界面活性剤等で乳化したものを意味し、コロイダルディスパージョンとは、樹脂成分中の官能基によって、樹脂成分が水中に分散したものを意味し、一般的に両者とも外観は乳白色を呈する。一方、水溶性組成物とは、樹脂成分が水に溶解しているものをいい、外観も透明又は透明に近いものである。 Examples of the form of the aqueous binder include emulsions, colloidal dispersions, and water-soluble compositions, and any of these forms may be adopted. Here, the emulsion means one emulsified with an emulsifier different from the resin component (high molecular weight polycarboxylic acid or the like) in the aqueous binder, for example, a surfactant, and the colloidal dispersion is in the resin component. This means that the resin component is dispersed in water, and generally both have a milky white appearance. On the other hand, the water-soluble composition refers to a resin component dissolved in water, and the appearance is also transparent or nearly transparent.
水性バインダーの形態としては、以下に説明するとおり、工程管理が容易であることから、エマルション又はコロイダルディスパージョンよりも水溶性組成物の方が有利である。すなわち、エマルションやコロイダルディスパージョンでは、分散されている樹脂成分（高分子量ポリカルボン酸等）は、水との溶解性、膨潤性が低い性質を有しており、媒体である水が揮散すると、フィルムを形成しやすい。水性バインダー中の樹脂成分が、硬化前にフィルムを形成すると、無機繊維表面での水性バインダーの流動性が損なわれやすく、水性バインダーの付着量が均質な無機繊維断熱吸音材が得られないだけでなく、無機繊維同士の水性バインダーによる結合が欠ける部分が多くなり、製品としての形状を保つのが困難となる場合がある。また、コロイダルディスパージョンやエマルションでは、一旦、媒体である水が揮散してフィルムを形成すると、再度水性材料に戻り難いため、製造設備等に水性バインダーが付着すると、洗浄が煩雑となり、生産性の低下が生じがちである。 As described below, the water-soluble composition is more advantageous than the emulsion or colloidal dispersion because the process control is easy as described below. That is, in the emulsion and colloidal dispersion, the dispersed resin component (high molecular weight polycarboxylic acid, etc.) has a property of low solubility and swelling with water, and when the water as a medium is volatilized, Easy to form a film. If the resin component in the aqueous binder forms a film before curing, the fluidity of the aqueous binder on the surface of the inorganic fiber is likely to be impaired, and an inorganic fiber heat insulating sound absorbing material with a uniform amount of aqueous binder cannot be obtained. In some cases, there are many portions where the inorganic fibers are not bonded by the aqueous binder, and it is difficult to maintain the shape of the product. Also, in colloidal dispersions and emulsions, once the medium water is volatilized and forms a film, it is difficult to return to the aqueous material again. A decline is likely to occur.
一方、水性バインダーが水溶性組成物である場合、水性バインダーから水が徐々に揮散してもフィルム形成が直ちに生じるわけではないので、上記のような問題が生じることがない。よって、水性バインダーは水溶性組成物として調製することが好ましい。 On the other hand, when the aqueous binder is a water-soluble composition, film formation does not occur immediately even if water gradually evaporates from the aqueous binder, so the above-mentioned problems do not occur. Therefore, the aqueous binder is preferably prepared as a water-soluble composition.
上記のような事情があるものの、エマルション又はコロイダルディスパージョンについては、加湿条件下で使用したり、水分含有量を調整したりすることで、実用上問題なく使用することも可能であることから、エマルション、コロイダルディスパージョン、水溶性組成物のいずれの形態をとるべきかは、水性バインダーの使用環境に従って適宜決定すればよい。 Although there are circumstances as described above, for emulsion or colloidal dispersion, it can be used under humid conditions, or by adjusting the water content, it can be used without problems in practice. Whether the emulsion, colloidal dispersion, or water-soluble composition should be taken may be appropriately determined according to the use environment of the aqueous binder.
また、水性バインダーの固形分量は、５〜４０質量％が好ましく、１０〜３０質量％がより好ましい。固形分量を５質量％以上にすると、水分量が適量であるため硬化工程に時間がかかりすぎず、良好な生産性を保つことができる。固形分量を４０質量％以内にすると、水性バインダーの流動性の低下を防ぐことができる。ここで、固形分とは、水性バインダーを、１気圧且つ室温（２３℃程度）以上１００℃以下の温度で加熱して、揮発しない成分をいう。なお、固形分以外の成分（揮発成分）は水であることが好ましい。 Moreover, 5-40 mass% is preferable and, as for the solid content of an aqueous binder, 10-30 mass% is more preferable. When the solid content is 5% by mass or more, since the water content is appropriate, the curing process does not take too much time, and good productivity can be maintained. When the solid content is within 40% by mass, it is possible to prevent a decrease in fluidity of the aqueous binder. Here, the solid content refers to a component that does not volatilize when the aqueous binder is heated at 1 atm and at a temperature of room temperature (about 23 ° C.) to 100 ° C. In addition, it is preferable that components (volatile component) other than solid content are water.
実施形態に係る無機繊維断熱吸音材は、無機繊維と、無機繊維を固着（保持）する上記水性バインダーの硬化物と、を備えるものである。すなわち、無機繊維断熱吸音材は、上記水性バインダーを無機繊維に付与し、水性バインダーを加熱硬化させて成形して得ることができるものである。 The inorganic fiber heat-absorbing and sound-absorbing material according to the embodiment includes inorganic fibers and a cured product of the aqueous binder that fixes (holds) the inorganic fibers. That is, the inorganic fiber heat-absorbing sound-absorbing material can be obtained by applying the aqueous binder to the inorganic fiber and heating and curing the aqueous binder.
無機繊維断熱吸音材の密度は、通常の断熱材や吸音材に使用されている密度でよく、好ましくは５〜３００ｋｇ／ｍ３である。 The density of the inorganic fiber heat-absorbing and sound-absorbing material may be the density used in ordinary heat-insulating and sound-absorbing materials, and is preferably 5 to 300 kg / m 3 .
無機繊維断熱吸音材は、例えば、以下のように製造することができる。すなわち、まず、溶融した無機質原料を繊維化装置で繊維化し、その直後に上記水性バインダーを無機繊維に付与する。次いで水性バインダーが付与された無機繊維を有孔コンベア上に堆積して嵩高い無機繊維断熱吸音材用中間体を形成し、所望の厚さになるように間隔を設けた上下一対の有孔コンベア等に送り込んで狭圧しつつ加熱し、水性バインダーを硬化させて無機繊維断熱吸音材を形成する。必要に応じて表皮材等を被覆させて、無機繊維断熱吸音材を所望とする幅、長さに切断する。 An inorganic fiber heat-insulation sound-absorbing material can be manufactured as follows, for example. That is, first, the molten inorganic raw material is fiberized with a fiberizing apparatus, and immediately after that, the aqueous binder is applied to the inorganic fiber. Next, a pair of upper and lower perforated conveyors are formed by depositing inorganic fibers provided with an aqueous binder on a perforated conveyor to form a bulky inorganic fiber heat-absorbing sound-absorbing material intermediate and having a desired thickness. And the like, and heated with narrow pressure to cure the aqueous binder to form an inorganic fiber heat insulating sound absorbing material. A skin material or the like is coated as necessary, and the inorganic fiber heat insulating sound absorbing material is cut into a desired width and length.
無機繊維としては、通常の断熱吸音材に使用されているグラスウール、ロックウール等を用いることができる。無機繊維の繊維化方法としては、例えば、火焔法、吹き飛ばし法、遠心法（ロータリー法ともいう）の各種方法を用いることができる。無機繊維がグラスウールの場合は、遠心法を用いることが好ましい。 As inorganic fiber, glass wool, rock wool, etc. which are used for the usual heat insulation sound-absorbing material can be used. As a method for fiberizing inorganic fibers, for example, various methods such as a flame method, a blow-off method, and a centrifugal method (also referred to as a rotary method) can be used. When the inorganic fiber is glass wool, it is preferable to use a centrifugal method.
無機繊維に水性バインダーを付与する時期としては、繊維化後であればよく、水性バインダーを効率的に付与する観点から、繊維化直後に付与することが好ましい。 The timing for applying the aqueous binder to the inorganic fiber may be after fiber formation, and from the viewpoint of efficiently applying the aqueous binder, it is preferably applied immediately after fiber formation.
無機繊維に水性バインダーを付与する方法としては、スプレー装置等を用いて塗布又は噴霧する方法が挙げられる。水性バインダーの付与量の調整は、従来の撥水剤を含まないバインダーと同様の方法で行うことができる。水性バインダーの付与量は、無機繊維断熱吸音材の密度や用途によって異なるが、水性バインダーを付与した無機繊維断熱吸音材の質量を基準として、固形分換算で０．５〜１５質量％が好ましく、０．５〜９質量％がより好ましい。 Examples of a method for applying an aqueous binder to inorganic fibers include a method of applying or spraying using a spray device or the like. Adjustment of the application amount of the aqueous binder can be performed in the same manner as a conventional binder not containing a water repellent. The amount of water-based binder applied varies depending on the density and use of the inorganic fiber heat-absorbing sound-absorbing material, but is preferably 0.5 to 15% by mass in terms of solid content, based on the mass of the inorganic fiber heat-absorbing sound-absorbing material provided with the water-based binder, 0.5-9 mass% is more preferable.
上記工程によって水性バインダーが付与された無機繊維は、有孔コンベア上に堆積され、嵩高い無機繊維中間体となる。ここで有孔コンベア上に堆積する時に、無機繊維が堆積される有孔コンベアの反対側から吸引装置により吸引することが好ましい。 The inorganic fiber to which the aqueous binder has been applied by the above process is deposited on a perforated conveyor and becomes a bulky inorganic fiber intermediate. Here, when depositing on the perforated conveyor, it is preferable to suck by a suction device from the opposite side of the perforated conveyor on which the inorganic fibers are deposited.
水性バインダーの加熱方法としては、例えば、熱風オーブンによる加熱が挙げられる。熱風オーブン内の加熱温度は、例えば、２００〜３５０℃とすることができる。加熱硬化時間は、無機繊維断熱吸音材の密度及び厚さにより、３０秒〜１０分の間で適宜調整することができる。 Examples of the heating method of the aqueous binder include heating with a hot air oven. The heating temperature in the hot air oven can be set to 200 to 350 ° C., for example. The heat curing time can be appropriately adjusted between 30 seconds and 10 minutes depending on the density and thickness of the inorganic fiber heat-absorbing sound-absorbing material.
無機繊維断熱吸音材は、そのままの形態で用いてもよく、また、表皮材で被覆して用いてもよい。表皮材としては、例えば、紙、合成樹脂フィルム、金属箔フィルム、不織布、織布又はこれらを組み合わせたものを用いることができる。 The inorganic fiber heat-absorbing sound-absorbing material may be used as it is, or may be used after being covered with a skin material. As the skin material, for example, paper, a synthetic resin film, a metal foil film, a nonwoven fabric, a woven fabric, or a combination thereof can be used.
このようにして得られた無機繊維断熱吸音材は、優れた剥離強度を有する。また、水性バインダーの加熱硬化時に、ホルムアルデヒドを放出することがないので、従来のフェノール・ホルムアルデヒド系バインダーと比較して、環境負荷を少ないものである。 The inorganic fiber heat-absorbing sound-absorbing material thus obtained has excellent peel strength. Further, since formaldehyde is not released during the heat curing of the aqueous binder, the environmental load is less than that of a conventional phenol / formaldehyde binder.
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、様々な変形態様が可能である。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made.
以下、実施例に基づき発明を具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an invention is concretely demonstrated based on an Example, this invention is not limited to a following example.
(実施例１)
次亜リン酸ナトリウムを連鎖移動剤としてラジカル重合させたポリアクリル酸（重量平均分子量１２０００、酸価７１６ｍｇＫＯＨ／ｇ）を水で溶解させ、樹脂溶液（固形分４６％）を得た。樹脂溶液を固形分換算で１００質量部と、トリエチレンテトラミン（アミン価１４５０ｍｇＫＯＨ／ｇ）を固形分換算で０．５０質量部と、エリスリトールを固形分換算で３８．０６質量部と、硬化促進剤である次亜リン酸ナトリウムを４．０質量部と、を混合し、２５％アンモニア水でｐＨ６．５に調整した水溶性組成物を得た。さらに、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン０．３質量部を添加して攪拌した後、固形分が１５％となるように水で希釈し、固形分４０％の重質オイル水分散体を５．０質量部、硫酸アンモニウム８．０質量部を添加して、水性バインダーを得た。カルボキシ基の総モル数に対する、水酸基、アミノ基及びイミノ基の総モル数の比は０．９９であり、水酸基、アミノ基及びイミノ基の総モルに対する、アミノ基及びイミノ基の総モル数の比は０．０１であった。
(Example 1)
Polyacrylic acid radically polymerized using sodium hypophosphite as a chain transfer agent (weight average molecular weight 12000, acid value 716 mg KOH / g) was dissolved in water to obtain a resin solution (solid content 46%). 100 parts by mass of resin solution in terms of solids, 0.50 parts by mass in terms of solids of triethylenetetramine (amine value 1450 mgKOH / g), 38.06 parts by mass of erythritol in terms of solids, and a curing accelerator And 4.0 parts by weight of sodium hypophosphite were mixed to obtain a water-soluble composition adjusted to pH 6.5 with 25% aqueous ammonia. Furthermore, after 0.3 parts by mass of γ-aminopropyltriethoxysilane was added and stirred, it was diluted with water so that the solid content was 15%, and a heavy oil water dispersion having a solid content of 40% was obtained. 0 parts by mass and 8.0 parts by mass of ammonium sulfate were added to obtain an aqueous binder. The ratio of the total number of moles of the hydroxyl group, amino group and imino group to the total number of moles of carboxy group is 0.99, and the ratio of the total number of moles of amino group and imino group to the total mole of hydroxyl group, amino group and imino group is The ratio was 0.01.
（実施例２）
ヘプタエチレンオクタミン（アミン価１２００ｍｇＫＯＨ／ｇ）を固形分換算で２．２７質量部、グリセロールを固形分換算で１２．２７質量部に変更した以外は、実施例１と同様にして水性バインダーを得た。カルボキシ基の総モル数に対する、水酸基、アミノ基及びイミノ基の総モル数の比は０．３５であり、水酸基、アミノ基及びイミノ基の総モルに対する、アミノ基及びイミノ基の総モル数の比は０．１０であった。
(Example 2)
An aqueous binder was obtained in the same manner as in Example 1 except that heptaethyleneoctamine (amine value 1200 mg KOH / g) was changed to 2.27 parts by mass in terms of solid content and glycerol was changed to 12.27 parts by mass in terms of solid content. It was. The ratio of the total number of moles of hydroxyl group, amino group and imino group to the total number of moles of carboxy group is 0.35, and the ratio of the total number of moles of amino group and imino group to the total number of moles of hydroxyl group, amino group and imino group The ratio was 0.10.
（実施例３）
次亜リン酸ナトリウムを連鎖移動剤としてラジカル重合させたポリアクリル酸（酸価６６０ｍｇＫＯＨ／ｇ、重量平均分子量７０００）を水で溶解させ、樹脂溶液（固形分５０％）を得た。樹脂溶液を固形分換算で１００質量部と、ヘプタエチレンオクタミン（アミン価１２００ｍｇＫＯＨ／ｇ）を固形分換算で１．３８質量部と、キシリトールを固形分換算で１７．１７質量部と、硬化促進剤として次亜リン酸ナトリウムを２．０質量部と、を混合し、２５％アンモニア水でｐＨ６．５に調整した水溶性組成物を得た。さらに、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン０．３質量部を添加して攪拌した後、固形分が１５％となるように水で希釈し、固形分４０％の重質オイル水分散体を５．０質量部、硫酸アンモニウム８．０質量部を添加して、水性バインダーを得た。カルボキシ基の総モル数に対する、水酸基、アミノ基及びイミノ基の総モル数の比は０．５０であり、水酸基、アミノ基及びイミノ基の総モルに対する、アミノ基及びイミノ基の総モル数の比は０．０５であった。
(Example 3)
Polyacrylic acid (acid value 660 mgKOH / g, weight average molecular weight 7000) radically polymerized using sodium hypophosphite as a chain transfer agent was dissolved in water to obtain a resin solution (solid content 50%). 100 parts by mass of resin solution in terms of solid content, 1.38 parts by mass of heptaethyleneoctamine (amine value 1200 mg KOH / g) in terms of solid content, and 17.17 parts by mass of xylitol in terms of solid content, acceleration of curing As an agent, 2.0 parts by mass of sodium hypophosphite was mixed, and a water-soluble composition adjusted to pH 6.5 with 25% aqueous ammonia was obtained. Furthermore, after 0.3 parts by mass of γ-aminopropyltriethoxysilane was added and stirred, it was diluted with water so that the solid content was 15%, and a heavy oil water dispersion having a solid content of 40% was obtained. 0 parts by mass and 8.0 parts by mass of ammonium sulfate were added to obtain an aqueous binder. The ratio of the total number of moles of hydroxyl group, amino group and imino group to the total number of moles of carboxy group is 0.50, and the ratio of the total number of moles of amino group and imino group to the total number of moles of hydroxyl group, amino group and imino group The ratio was 0.05.
（実施例４）
トリエチレンテトラミン（アミン価１４５０ｍｇＫＯＨ／ｇ）を固形分換算で５．６８質量部、ソルビトールを固形分換算で３７．５０質量部に変更した以外は、実施例３と同様にして水性バインダーを得た。カルボキシ基の総モル数に対する、水酸基、アミノ基及びイミノ基の総モル数の比は１．００であり、水酸基、アミノ基及びイミノ基の総モルに対する、アミノ基及びイミノ基の総モル数の比は０．１２５であった。
Example 4
An aqueous binder was obtained in the same manner as in Example 3 except that triethylenetetramine (amine value 1450 mgKOH / g) was changed to 5.68 parts by mass in terms of solid content and sorbitol was changed to 37.50 parts by mass in terms of solid content. . The ratio of the total number of moles of hydroxyl group, amino group and imino group to the total number of moles of carboxy group is 1.00, and the ratio of the total number of moles of amino group and imino group to the total mole of hydroxyl group, amino group and imino group is The ratio was 0.125.
（比較例１）
実施例1において、トリエチレンテトラミンを添加せず、エリスリトールを固形分換算で３８．８０質量部に変更した以外は同様にして、バインダーを得た。カルボキシ基の総モル数に対する、水酸基のモル数の比は１．００であった。
(Comparative Example 1)
A binder was obtained in the same manner as in Example 1 except that triethylenetetramine was not added and erythritol was changed to 38.80 parts by mass in terms of solid content. The ratio of the number of moles of hydroxyl groups to the total number of moles of carboxy groups was 1.00.
（比較例２）
１，６−ヘキサンジアミン（アミン価９６６ｍｇＫＯＨ／ｇ）を固形分換算で０．７２質量部、グリセロールを固形分換算で３９．１３質量部に変更した以外は、実施例１と同様にして、バインダーを得た。カルボキシ基の総モル数に対する、水酸基、アミノ基及びイミノ基の総モル数の比は１．０１であり、水酸基、アミノ基及びイミノ基の総モルに対する、アミノ基及びイミノ基の総モル数の比は０．０１であった。
(Comparative Example 2)
A binder was obtained in the same manner as in Example 1 except that 1,6-hexanediamine (amine value 966 mgKOH / g) was changed to 0.72 parts by mass in terms of solid content and glycerol was changed to 39.13 parts by mass in terms of solid content. Got. The ratio of the total number of moles of hydroxyl group, amino group and imino group to the total number of moles of carboxy group is 1.01, and the ratio of the total number of moles of amino group and imino group to the total mole of hydroxyl group, amino group and imino group is 1.01. The ratio was 0.01.
（比較例３）
トリエチレンテトラミンを固形分換算で０．６５質量部、エリスリトールを固形分換算で４９．９５質量部に変更した以外は、実施例１と同様にして、バインダーを得た。カルボキシ基の総モル数に対する、水酸基、アミノ基及びイミノ基の総モル数の比は１．３０であり、水酸基、アミノ基及びイミノ基の総モルに対する、アミノ基及びイミノ基の総モル数の比は０．０１であった。
(Comparative Example 3)
A binder was obtained in the same manner as in Example 1 except that triethylenetetramine was changed to 0.65 parts by mass in terms of solids and erythritol was changed to 49.95 parts by mass in terms of solids. The ratio of the total number of moles of hydroxyl groups, amino groups and imino groups to the total number of moles of carboxy groups is 1.30, and the ratio of the total number of moles of amino groups and imino groups to the total number of moles of hydroxyl groups, amino groups and imino groups. The ratio was 0.01.
（比較例４）
トリエチレンテトラミンを固形分換算で１３．６４質量部、エリスリトールを固形分換算で３１．２２質量部に変更した以外は、実施例１と同様にして、バインダーを得た。カルボキシ基の総モル数に対する、水酸基、アミノ基及びイミノ基の総モル数の比は１．０８であり、水酸基、アミノ基及びイミノ基の総モルに対する、アミノ基及びイミノ基の総モル数の比は０．２６であった。
(Comparative Example 4)
A binder was obtained in the same manner as in Example 1 except that triethylenetetramine was changed to 13.64 parts by mass in terms of solid content and erythritol was changed to 31.22 parts by mass in terms of solid content. The ratio of the total number of moles of hydroxyl group, amino group and imino group to the total number of moles of carboxy group is 1.08, and the ratio of the total number of moles of amino group and imino group to the total mole of hydroxyl group, amino group and imino group is The ratio was 0.26.
［圧縮強度の評価]
遠心法により繊維化したガラス繊維に、実施例及び比較例のバインダーを所定の付着量になるようにそれぞれスプレーで塗布した後、吸引装置で吸引しながら有孔コンベア上に堆積して、無機繊維断熱吸音材の中間体を形成させた。上記中間体を２６０℃の熱風中で５分間加熱して、バインダーを硬化させ、密度２４Ｋｇ／ｍ３、長さ１３５０ｍｍ、幅４３０ｍｍ、厚み８０ｍｍ、バインダー付着量８．０％の無機繊維断熱吸音材（グラスウールボード）を得た。得られたグラスウールボードの厚み方向に、１ｍ／分の速度で１０％圧縮荷重を測定した。結果を表１及び表２に示す。なお、比較例２のバインダーを使用したグラスウールボードでは、無機繊維断熱吸音材の中間体を形成する有孔コンベア上に、バインダーの粘着による汚れと、無機繊維の付着が多く観察された。
[Evaluation of compressive strength]
After applying the binders of Examples and Comparative Examples by spraying to glass fibers fiberized by the centrifugal method so as to have a predetermined adhesion amount, they are deposited on a perforated conveyor while sucking with a suction device, and inorganic fibers An intermediate of a heat insulating sound absorbing material was formed. The intermediate is heated in hot air at 260 ° C. for 5 minutes to cure the binder, and an inorganic fiber heat insulating sound absorbing material having a density of 24 kg / m 3 , a length of 1350 mm, a width of 430 mm, a thickness of 80 mm, and a binder adhesion of 8.0%. (Glass wool board) was obtained. A 10% compression load was measured at a speed of 1 m / min in the thickness direction of the obtained glass wool board. The results are shown in Tables 1 and 2. In addition, in the glass wool board using the binder of the comparative example 2, many stain | pollution | contamination by adhesion of a binder and adhesion of inorganic fiber were observed on the perforated conveyor which forms the intermediate body of an inorganic fiber heat-insulation sound-absorbing material.
[耐久性評価]
上記のように作製したグラスウールボードから、厚さ８０ｍｍ、３００ｍｍ角の試験片を切り出した。試験片を、温度１０５℃、圧力３５ｋＰａの高温高圧の蒸気下で１時間静置させた後の厚さの変化を測定し、初期の厚さに対する変化率を求めた。結果を表１及び表２に示す。
[Durability evaluation]
A test piece having a thickness of 80 mm and a 300 mm square was cut out from the glass wool board produced as described above. The thickness change after the test piece was allowed to stand for 1 hour under high-temperature and high-pressure steam at a temperature of 105 ° C. and a pressure of 35 kPa was measured, and the rate of change relative to the initial thickness was determined. The results are shown in Tables 1 and 2.
［剥離強度]
上記のように作製したグラスウールボードから、厚さ８０ｍｍ、１００ｍｍ角の試験片を切り出した。アルミニウム製で、厚さ２ｍｍの１００ｍｍ角の板の片面の中央部に長さ３０ｍｍの突起物がある剥離強度測定用治具を２枚用意し、試験片の両面に剥離強度測定用治具の突起物のない面を接着剤で張り付けた。２枚の剥離強度測定用治具を試験片の厚み方向に沿って、１ｍ／分の速度（剥離速度）で互いに逆向きに引っ張り、試験片が破壊される時の荷重を測定し、剥離強度（Ｋｇ／ｍ２）を求めた。結果を表１及び表２に示す。
[Peel strength]
A test piece having a thickness of 80 mm and a square of 100 mm was cut out from the glass wool board produced as described above. Two peel strength measuring jigs made of aluminum and having a projection of 30 mm in length at the center of one side of a 100 mm square plate having a thickness of 2 mm are prepared. The surface without protrusions was pasted with an adhesive. The two peel strength measuring jigs were pulled in opposite directions at a speed of 1 m / min (peeling speed) along the thickness direction of the test piece, and the load when the test piece was broken was measured to determine the peel strength. (Kg / m 2 ) was determined. The results are shown in Tables 1 and 2.
表１及び２に示すように、本発明の水性バインダーを用いた無機繊維断熱吸音材は、高い剥離強度を有し、また、無機繊維断熱吸音材の品質評価尺度として知られている圧縮強度及び耐久性についても優れた値を有することから、無機繊維断熱吸音材としてより好適に利用されることができる。 As shown in Tables 1 and 2, the inorganic fiber heat-absorbing sound-absorbing material using the aqueous binder of the present invention has a high peel strength, and is known as a compressive strength and a quality evaluation scale of the inorganic fiber heat-absorbing sound-absorbing material. Since it also has an excellent value for durability, it can be more suitably used as an inorganic fiber heat-absorbing and sound-absorbing material.
Claims (6)
前記ポリカルボン酸は、重量平均分子量１０００〜２００００且つ酸価５００〜９００ｍｇＫＯＨ／ｇのポリカルボン酸を含んでおり、
前記架橋剤は、
アミノ基及びイミノ基の少なくとも一つを有し水酸基を有さない、重量平均分子量１００〜５００且つアミン価１１５０〜１６５０ｍｇＫＯＨ／ｇのポリアミンと、
水酸基を有しアミノ基及びイミノ基を有さない、重量平均分子量９０〜２５０且つアルコール価数３以上のポリオールと、を少なくとも含んでおり、
前記ポリカルボン酸中のカルボキシ基のモル数に対する、前記架橋剤中の水酸基、アミノ基及びイミノ基の合計モル数の比が、０．３〜１．２であり、
前記架橋剤中の水酸基、アミノ基及びイミノ基の合計モル数に対する、前記架橋剤中のアミノ基及びイミノ基の合計モル数の比が０．０１〜０．２である、水性バインダー。 An aqueous binder for an inorganic fiber heat-absorbing sound absorbing material containing a polycarboxylic acid and a crosslinking agent for the polycarboxylic acid,
The polycarboxylic acid contains a polycarboxylic acid having a weight average molecular weight of 1,000 to 20,000 and an acid value of 500 to 900 mgKOH / g,
The cross-linking agent,
No hydroxyl group has at least one amino group and imino group, and a polyamine having a weight average molecular weight from 100 to 500 and an amine value 1150~1650mgKOH / g,
No amino group and imino group includes a hydroxyl group, contains at least a weight average molecular weight 90 to 250 and an alcohol valence of 3 or more polyols, and
The ratio of the total number of moles of hydroxyl group, amino group and imino group in the crosslinking agent to the number of moles of carboxy group in the polycarboxylic acid is 0.3 to 1.2,
The aqueous binder whose ratio of the total mole number of the amino group and imino group in the said crosslinking agent with respect to the total mole number of the hydroxyl group, amino group, and imino group in the said crosslinking agent is 0.01-0.2.
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