JP7269915B2 - バインダーおよび関連製品 - Google Patents
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Description
造方法、前記予備反応物型バインダー組成物の使用、高分子バインダーによって結合され
た物質集合体の製造方法、前記予備反応物型バインダー組成物を含むバインダー溶液また
は分散液、ならびに硬化状態の該予備反応物型バインダー組成物を含む製品に関する。
、物品の製作に有用である。例えば、バインダーにより2つまたは2つより多くの表面を
一体にすることができる。特に、バインダーは、固めた繊維で構成された製品を作製する
ために使用され得る。熱硬化性バインダーは、熱または触媒作用のいずれかによって不溶
性で不融性の物質に変換されることを特徴とするものであり得る。熱硬化性バインダーの
例としては、さまざまなフェノール-アルデヒド、尿素-アルデヒド、メラミン-アルデ
ヒド、ならびにフランおよびポリウレタン樹脂などの他の縮合重合物質が挙げられる。フ
ェノール-アルデヒド、レゾルシノール-アルデヒド、フェノール/アルデヒド/尿素、
フェノール/メラミン/アルデヒドなどを含有しているバインダー組成物が、繊維、布地
、プラスチック、ゴムおよび多くの他の物質の結合に広く使用されている。
ルデヒド系バインダーが使用されている。フェノールホルムアルデヒド型バインダーによ
り、最終製品に好適な特性がもたらされる;しかしながら、より大きな持続性が望まれて
いること、および環境への配慮から、代替バインダーの開発が鼓舞されている。かかる代
替バインダーの一例は、炭水化物と酸を反応させることにより得られる、例えば米国特許
出願公開第2007/0027283号およびPCT出願国際公開第2009/0192
35号の炭水化物系バインダーである。別の代替バインダーは、ポリカルボン酸とポリオ
ールを反応させた、例えば米国特許出願公開第2005/0202224号のエステル化
生成物である。これらのバインダーは、ホルムアルデヒドが試薬として使用されていない
ため、集合的にホルムアルデヒドフリーバインダーと称される。
る製品(例えば、鉱物綿断熱材、木板、パーティクルボード、合板、オフィス用パネル、
および音響遮音材)におけるフェノールホルムアルデヒド型バインダーの代替品を見出す
ことである。特に、これまでに開発されたホルムアルデヒドフリーバインダーは、所望の
特性のすべてを有するものでない場合があり得る。例えば、アクリル酸とポリ(ビニルア
ルコール)系バインダーは、一部の(だがすべてではない)製品では有望な性能特性が示
されていた。しかしながら、これは、フェノールホルムアルデヒドバインダーよりも相対
的に高価であり、本質的に石油系資源に由来するものであり、フェノールホルムアルデヒ
ド系バインダー組成物と比べて低い反応速度を示す(より長い硬化時間またはより高い硬
化温度のいずれかが必要とされる)傾向を有する。
源に由来するものである。しかしながら、このバインダーも、硬化には、従来のフェノー
ルホルムアルデヒドバインダー系を硬化させる条件とは実質的に異なる反応条件が必要と
され得る。
化物と少なくとも1つの第1級アミン基を有するポリアミンとの反応によって得られる高
分子バインダーである炭水化物ポリアミンバインダーの使用である。この炭水化物ポリア
ミンバインダーは、同様のまたはより優れた結合特性を有し、確立された方法と非常に適
合性があるため、フェノールホルムアルデヒドバインダーの有効な代用品である。
いて、結合させる疎性会合状態の物質に適用する。次いで、かかる湿潤状態の疎性会合状
態の物質を、例えば、加熱処理して炭水化物ポリアミンバインダーを硬化させる。
まざまな不都合、例えば、バインダー溶液の急速なゲル化または固化ならびに炭水化物成
分の再結晶と関連する。貯蔵寿命がかなり短いことに基づき、炭水化物ポリアミンバイン
ダーの保存および輸送に関するさらなる課題が観察されている。
れた方法と適合性があり、環境に許容され得、前述の課題が解決されるバインダーを提供
することである。
種類の炭水化物成分と(ii)少なくとも1種類の含窒素成分の反応生成物(1種類また
は複数種)を含む水溶性予備反応物型バインダー組成物を提供する。
30wt%、35wt%、40wt%、45wt%、50wt%、55wt%、60wt
%、65wt%、70wt%、75wt%もしくは80wt%の前記予備反応物型バイン
ダー組成物および/または85wt%以下、例えば、80wt%、75wt%または70
wt%以下(no more that)の前記予備反応物型バインダー組成物を含有し
ている水溶液または分散液の形態であり得る。
に、炭水化物成分と含窒素成分を反応させることにより得られ得る、および/または得ら
れ、例えば疎性会合状態の物質の結合のためにそのままで、またはさらに修飾時のいずれ
かでバインダーとして使用され得る任意の化学組成物が包含される。
分バインダー系を主体とするものである、すなわち、該炭水化物成分(1種類または複数
種)と該含窒素成分(1種類または複数種)が、本発明の予備反応物型バインダー組成物
を調製するための出発物質中に少量でわずかに存在するのではなく、出発物質の主成分で
ある。したがって、予備反応物型バインダー組成物を調製するための出発物質中の該少な
くとも1種類の炭水化物成分と該少なくとも1種類の含窒素成分の総量は、予備反応前の
バインダー組成物の総重量に対して少なくとも20wt%であり得る。例えば、該少なく
とも1種類の炭水化物成分と該少なくとも1種類の含窒素成分の総量は、予備反応前の少
なくとも30wt%、40wt%、50wt%、60wt%、70wt%、80wt%、
90wt%、95wt%または98wt%であり得る。
種類の炭水化物成分と(ii)少なくとも1種類の含窒素成分の反応生成物(1種類また
は複数種)、未反応の炭水化物成分(1種類または複数種)および未反応の含窒素成分(
1種類または複数種)の総量、すなわち、((i)と(ii)の反応生成物(1種類また
は複数種)の量)+(未反応の炭水化物成分(1種類または複数種)の量)+(未反応の
含窒素成分(1種類または複数種)の量)は、予備反応物型バインダー組成物の総重量に
対して少なくとも20wt%、例えば、少なくとも30wt%、40wt%、50wt%
、60wt%、70wt%、80wt%、90wt%、95wt%または98wt%であ
る。
状態の物質に適用し、続いて加熱によって架橋して高分子バインダーを得る当該技術分野
の水準と比較すると、この予備反応物型バインダー組成物は:
a)かかる先行技術のバインダーと比べて、疎性会合状態の物質に適用時(とりわけ、
加熱による架橋前):相当な量の中間反応種(1種類もしくは複数種)(プレポリマーな
ど)を有する、および/または固形分含有量に対して低い粘度および/または高い平均分
子量、および/または発色および/または光(例えば、UV)吸収の増大を有するもので
あり得る;および/または
b)かかる先行技術のバインダーと比べて、一部もしくは完全に架橋されると(とりわ
け、加熱後)、有意に低い架橋度および/またはあるいは異なる種類の架橋および/また
は低い粘度を有するものであり得る、
組成物である。
1種類の炭水化物成分と(ii)該少なくとも1種類の含窒素成分の任意の反応生成物(
1種類または複数種)が包含される。
くとも1種類の含窒素成分の反応生成物(1種類または複数種)の量は、予備反応物型バ
インダー組成物中のプレポリマーの総重量に対して少なくとも20wt%、例えば、少な
くとも30wt%、40wt%、50wt%、60wt%、70wt%、80wt%、9
0wt%、95wt%または98wt%である。特定の一実施形態によれば、(i)少な
くとも1種類の炭水化物成分と(ii)少なくとも1種類の含窒素成分の反応生成物(1
種類または複数種)の量は予備反応物型バインダー組成物中のプレポリマーの総重量に対
して100wt%である。
範囲の分子量を有する少なくとも1種類のプレポリマーを含むものである。好ましくは、
前記少なくとも1種類のプレポリマーは、該バインダー組成物の総重量に対して2wt%
または2wt%より多く、例えば、5wt%または5wt%より多く、10wt%または
10wt%より多く、15wt%または15wt%より多く、20wt%または20wt
%より多く、25wt%または25wt%より多く、30wt%または30wt%より多
く、35wt%または35wt%より多く、40wt%または40wt%より多く、45
wt%または45wt%より多くまたは50wt%または50wt%より多くの量で含有
される。
て500kDaまでの範囲の分子量を有する少なくとも1種類のプレポリマー(高分子量
プレポリマー)を含むものである。好ましくは、前記少なくとも1種類の高分子量プレポ
リマーは、該バインダー組成物の総重量に対して0.2wt%または0.2wt%より多
い、例えば、0.5wt%または0.5wt%より多く、0.75wt%または0.75
wt%より多く、1wt%または1wt%より多く、1.75wt%または1.75wt
%より多く、2.5wt%または2.5wt%より多く、5wt%または5wt%より多
く、10wt%または10wt%より多く、15wt%または15wt%より多く、20
wt%または20wt%より多く、30wt%または30wt%より多く、40wt%ま
たは40wt%より多くまたは50wt%または50wt%より多くの量で含有される。
て80kDaまでの範囲の分子量を有する少なくとも1種類のプレポリマー(中分子量プ
レポリマー)を含むものである。好ましくは、前記少なくとも1種類の中分子量プレポリ
マーは、該バインダー組成物の総重量に対して0.3wt%または0.3wt%より多く
、例えば、0.5wt%または0.5wt%より多く、1wt%または1wt%より多く
、1.5wt%または1.5wt%より多く、2wt%または2wt%より多く、2.5
wt%または2.5wt%より多く、5wt%または5wt%より多く、10wt%また
は10wt%より多く、15wt%または15wt%より多く、20wt%または20w
t%より多く、30wt%または30wt%より多く、40wt%または40wt%より
多くまたは50wt%または50wt%より多くの量で含有される。
または10kDaより小さいの範囲の分子量を有し、かつ(i)の該少なくとも1種類の
炭水化物成分および(ii)の該少なくとも1種類の含窒素成分と異なる1種類または1
種類より多くの化合物(低分子量プレポリマー)を含むものである。特定の一実施形態に
よれば、該低分子量化合物は、グリコールアルデヒド、グリセルアルデヒド、2-オキソ
プロパナール、アセトール、ジヒドロキシアセトン、アセトイン、ブタンジオン、エタナ
ール、グルコソン、1-デソキシヘキソスロース、3-デソキシヘキソスロース、3-デ
ソキシペントスロース、1,4-ジデソキシヘキソスロース、グリオキサール、メチルグ
リオキサール、ジアセチルおよび5-(ヒドロキシメチル)フルフラールのうちの1種類
または1種類より多くを含む。
予備反応物型バインダー組成物のあらゆる程度の水溶性が包含される。特に、用語「水溶
性(の)」には、20℃で100g/lまたは100g/lより大きい、150g/lま
たは150g/lより大きい、200g/lまたは200g/lより大きいまたは250
g/lまたは250g/lより大きいの水溶性が包含される。例えば、用語「水溶性(の
)」には、上記に規定した予備反応物型バインダー組成物の300g/lまたは300g
/lより大きい、400g/lまたは400g/lより大きい、500g/lまたは50
0g/lより大きいまたは600g/lまたは600g/lより大きい(20℃で)の水
溶性が包含され得る。また、ほとんど無限大の水溶性も本発明の範囲であるとみなされ得
る。
反応物型バインダー組成物が20℃で本質的に水に可溶性でない場合に関する。例えば、
不溶性(の)という用語は、20℃で50g/lまたは50g/lより小さい、40g/
lまたは40g/lより小さい、30g/lまたは30g/lより小さいまたは20g/
lまたは20g/lより小さいの水溶性を包含している。好ましくは、不溶性(の)とい
う用語は、10g/lまたは10g/lより小さい、5g/lまたは5g/lより小さい
、1g/lまたは1g/lより小さいまたは0.1g/lまたは0.1g/lより小さい
の水溶性の場合を包含している。
5部、とりわけ、少なくとも50部または100部の脱イオン水と混合した1重量部の予
備反応物型バインダー組成物が、混合時に沈殿物を形成しないことを意味する。
組成物を含有している水溶液が20℃で最大2000cPの粘度を有する。例えば、70
wt%の上記に規定した予備反応物型バインダー組成物を含有している水溶液(すなわち
、70%wt%の固形分を含有している水溶液)は、その調製後、100~1500cP
、150~1200cP、200~800cP、220~600cPまたは250~40
0cPの初期粘度を有するものであり得る。取り扱いの観点から、好ましい粘度は280
~350cPの範囲である。粘度は、LV-Torque Brookfield Vi
scometer,spindle LV-63を60rpmで用いて測定され得る。
72時間または96時間放置したとき500cPより大きく増大しないのがよい。さらに
好ましい一実施形態によれば、前記水溶液の粘度は1週間、10日間、12日間または2
週間以内に500cPより大きく増大しないのがよい。より長期間、例えば、3ないし4
週間、またはさらに2、3ヶ月もしくはそれ以上の月数で該粘度が500cPより大きく
増大しないのがさらにより好ましい。
0℃で放置したとき最初の12時間以内で増大する粘度の量は、好ましくは450cP、
または400cPまたはさらに350cPを超えないのがよい。好ましい粘度増分として
は、300cPまたは300cPより小さい、280cPまたは280cPより小さい、
250cPまたは250cPより小さいおよび200cPまたは200cPより小さいが
挙げられる。
に組み合わされ得る。例えば、好ましくは、上記の予備反応物型バインダー組成物の70
wt%水溶液の粘度は、その調製後、最初の48時間以内に300cPより大きく、また
はその調製後、2週間以内に400cPより大きく増大しない。一般的に、それぞれの水
溶液の粘度が高くなりすぎる(例えば、ゲル化によって引き起こされる)と、予備反応物
型バインダー組成物は使用不可能となり得る。
剤と反応して水不溶性組成物を生成し得る、例えば、1種類または1種類より多くのメラ
ノイジンを水不溶性組成物として生成し得るものである。本発明において、予備反応物型
バインダー組成物は前駆物質または中間体としての機能を果たすものであり得、これを架
橋剤とさらに反応させると高分子バインダーが得られ得る。例えば、この高分子バインダ
ーは、本質的に水不溶性である高分子量メラノイジンをメイラード反応生成物として含有
するものであり得る。
モチーフを含むものであり得る:
本明細書において、用語「架橋剤」に特に制限はなく、予備反応物型バインダー組成物
をさらに架橋させて、疎性会合状態の物質(木材または鉱物繊維など)の結合に適した高
分子バインダーを得るための任意の化学的または物理的手段が包含される。
含窒素成分であってもよく、異なる含窒素成分であってもよい。例えば、本発明の予備反
応物型バインダー組成物は、炭水化物成分をヘキサメチレンジアミンと反応させることに
より調製され得る。続いて、それぞれの用途に必要とされる高い重合度を得るために、予
備反応物型バインダー組成物にさらなるヘキサメチレンジアミンを添加してもよい。さら
なる例としては、炭水化物成分をアンモニア水溶液と反応させることにより予備反応物型
バインダー組成物を調製し、最終の硬化でさらにヘキサメチレンジアミンを添加する場合
が挙げられる。
定されず、一例として、ルイス酸、イソシアネート、ブロック型イソシアネート、エポキ
シド、ブロック型エポキシド、カルボニル含有化合物(アルデヒド、ケトン、すなわち、
グリオキサール)および有機カーボネートが挙げられる。架橋剤の具体例としては、クエ
ン酸、ポリカルボン酸および無水物(例えば、コハク酸、無水マレイン酸、テトラ-およ
びヘキサ-ヒドロフタル酸無水物、スチレン-無水マレイン酸コポリマー)、ポリカルボ
ン酸と無水物誘導体(例えば、そのアンモニウム塩)の溶液が挙げられる。
成分の全反応性含窒素基に対する炭水化物成分の全カルボニル基の比は5:1~1:5で
ある。例えば、該反応性含窒素基に対する該カルボニル基の比は5:1~1:4.5、5
:1~1:4、5:1~1:3.5、5:1~1:3、5:1~1:2.5、5:1~1
:2、5:1~1:1.8、5:1~1:1.5、5:1~1:1.2、5:1~1:1
、5:1~1:0.8および5:1~1:0.5であり得る。さらなる例としては、4:
1~1:5、3.5:1~1:5、3:1~1:5、2.5:1~1:5、2:1~1:
5、1.5:1~1:5、1:1~1:5、0.8:1~1:5および0.5:1~1:
5などの比率が挙げられる。本発明によれば、上記の比の上限と下限は自由に組み合わさ
れ得る。
得る含窒素成分の任意の含窒素基が包含される。具体的には、かかる反応性含窒素基の例
としては、第1級、第2級、第3級および第4級アミン基、アミド基、イミン基およびイ
ミド基ならびにシアネート基およびイソシアネート基が挙げられる。
反応し得る任意の炭水化物化合物が包含される。
炭水化物成分が、単糖類、二糖類、多糖類またはその反応生成物からなる群より選択され
る。
成分であるか、あるいは還元糖および/または該成分を含むものである。本明細書で用い
る場合、用語「還元糖」は、アルデヒド基もしくはケト基を含んでいるか、またはアルデ
ヒド基もしくはケト基を含むように異性化、すなわち互変異性化され得る(該基は、例え
ばCuイオンで酸化されて、カルボン酸をもたらし得る)1種類または1種類より多くの
糖を示す。本発明によれば、任意のかかる炭水化物成分は、例えば、ヒドロキシ、ハロ、
アルキル、アルコキシなどで任意選択的に置換されていてもよい。任意のかかる炭水化物
成分において、1つまたは1つより多くのキラル中心が存在する場合があり得、各キラル
中心で可能な光学異性体はどちらも本明細書に記載の発明に包含される。さらに、種々の
混合物、例えば、ラセミ混合物、または任意のかかる炭水化物成分の種々の光学異性体の
他のジアステレオマー混合物ならびにその種々の幾何異性体も、本明細書に記載の1つま
たは1つより多くの実施形態において使用され得ることも理解されよう。
てもよい。(特に、還元糖へのインサイチュ変換が可能な場合および/または該変換に供
される場合)。さらに、単糖、二糖または多糖を前駆物質と部分反応させて炭水化物反応
生成物を形成してもよいことも理解されよう。該炭水化物反応生成物が単糖、二糖または
多糖から誘導され、かつ含窒素成分との同様の反応性が維持されていて単糖、二糖または
多糖と含窒素成分とのものと同様の反応生成物が形成される限り、この炭水化物反応生成
物は炭水化物成分という用語の範囲に含まれる。
きることが最大限となるように充分に不揮発性であるのがよい。炭水化物成分は、アルド
ースまたはケトースの形態の単糖、例えば、トリオース、テトロース、ペントース、ヘキ
ソースまたはヘプトースであってもよく;多糖であってもよく;その組合せであってもよ
い。例えば、トリオースを炭水化物成分として供するか、あるいは他の還元糖および/ま
たは多糖と組み合わせて使用する場合、アルドトリオース糖またはケトトリオース糖、例
えば、それぞれ、グリセルアルデヒドおよびジヒドロキシアセトンが使用され得る。テト
ロースを炭水化物成分として供するか、あるいは他の還元糖および/または多糖と組み合
わせて使用する場合、アルドテトロース糖、例えば、エリトロースおよびトレオース;な
らびにケトテトロース糖、例えば、エリトルロースが使用され得る。ペントースを炭水化
物成分として供するか、あるいは他の還元糖および/または多糖と組み合わせて使用する
場合、アルドペントース糖、例えば、リボース、アラビノース、キシロース、およびリキ
ソース;ならびにケトペントース糖、例えば、リブロース、アラブロース(arabul
ose)、キシルロース、およびリキスロースが使用され得る。ヘキソースを炭水化物成
分として供するか、あるいは他の還元糖および/または多糖と組み合わせて使用する場合
、アルドヘキソース糖、例えば、グルコース(すなわち、デキストロース)、マンノース
、ガラクトース、アロース、アルトロース、タロース、グロース、およびイドース;なら
びにケトヘキソース糖、例えば、フルクトース、プシコース、ソルボースおよびタガトー
スが使用され得る。ヘプトースを炭水化物成分として供するか、あるいは他の還元糖およ
び/または多糖と組み合わせて使用する場合、ケトヘプトース糖、例えば、セドヘプツロ
ースが使用され得る。また、天然に存在することがわかっていないかかる炭水化物成分の
他の立体異性体も、本明細書に記載のバインダー組成物の調製に有用であることが想定さ
れる。一実施形態において、炭水化物成分は異性化糖(HFCS)である。
低い多糖であり得、例えば、糖蜜、デンプン、セルロース加水分解物、またはその混合物
が挙げられる。具体的な一例によれば、炭水化物成分はデンプン加水分解物、マルトデキ
ストリン、またはその混合物である。重合度の高い炭水化物は好ましくない場合もあり得
るが、それでも、インサイチュ解重合により本発明の範囲内で有用となり得る。
せて使用してもよい。炭水化物成分と組み合わせて使用され得る非炭水化物ポリヒドロキ
シ反応体の例としては、限定されないが、トリメチロールプロパン、グリセロール、ペン
タエリスリトール、ポリビニルアルコール、部分加水分解ポリ酢酸ビニル、完全加水分解
ポリ酢酸ビニル、およびその混合物が挙げられる。例えば、非炭水化物ポリヒドロキシ反
応体は、モノマー型またはポリマー型ポリアミンとの反応に利用可能な状態を持続できる
ことが最大限となるように充分に不揮発性である。さらに、本発明によれば、非炭水化物
ポリヒドロキシ反応体の疎水性は、本明細書に記載のようにして調製されるバインダーの
物性の決定因子であり得る。他の共反応性化合物、例えば、カルボニル含有化合物:アル
デヒド、ケトン、カルボン酸および無水物などが使用され得る。
くとも1種類の炭水化物成分は、リボース、アラビノース、キシロース、リキソース、グ
ルコース(デキストロース)、マンノース、ガラクトース、アロース、アルトロース、タ
ロース、グロース、イドース、フルクトース、プシコース、ソルボース、ジヒドロキシア
セトン、スクロースおよびタガトースならびにその混合物からなる群より選択される。
窒素原子を含有しており、かつ該少なくとも1種類の炭水化物成分と反応し得る任意の化
学物質化合物または化合物の混合物が包含される。
くとも1種類の含窒素成分はNH3、少なくとも1つの第1級アミン基を含む無機アミン
または有機アミン、ならびにその塩である。例えば、含窒素成分として、NH3はそのま
まで(例えば、水溶液の形態で)、ならびに任意の型の無機および有機アンモニウム塩と
して(該塩が上記に規定した炭水化物成分と反応し得る限り)使用され得る。無機アンモ
ニウム塩の具体例としては、硫酸アンモニウム(AmSO4)、リン酸アンモニウム、塩
化アンモニウム、および硝酸アンモニウムが挙げられる。
アミン」には、2つまたは2つより多くのアミン基(これは、独立して置換されていても
よい)を有する任意の有機化合物が包含される。本明細書で用いる場合、「第1級ポリア
ミン」は、2つまたは2つより多くの第1級アミン基(-NH2)を有する有機化合物で
ある。第1級ポリアミンという用語の範囲には、2つまたは2つより多くの第1級アミン
基(-NH2)を有する化合物が生成されるようにインサイチュで修飾され得るか、また
は異性化し得る化合物も含まれる。
1級ポリアミンは式H2N-Q-NH2を有する分子であり得、式中、Qはアルキル、シ
クロアルキル、ヘテロアルキルまたはシクロヘテロアルキルであり、これらは各々、任意
選択的に置換されていてもよい。例えば、Qは、C2~C24からなる群より選択される
アルキル基、C2~C9からなる群より選択されるアルキル、C3~C7からなる群より
選択されるアルキルであり得る。好ましい一実施形態によれば、QはC6アルキルである
。別の実施形態によれば、Qはシクロヘキシル、シクロペンチルもしくはシクロブチルま
たはベンジル基であり得る。
原子鎖が包含される。本明細書で用いる場合、用語「アルケニル」および「アルキニル」
には、独立して、任意選択で分枝鎖であってもよく、かつそれぞれ少なくとも1つの二重
結合または三重結合を含む炭素原子鎖が包含される。アルキニルにも1つまたは1つより
多くの二重結合が含まれていてもよいことは理解されよう。アルキルは好都合には限られ
た長さのもの、例えば、C1~C24、C1~C12、C1~C8、C1~C6、および
C1~C4であることがさらに理解されよう。アルケニルおよび/またはアルキニルは各
々、好都合には限られた長さのもの、例えば、C2~C24、C2~C12、C2~C8
、C2~C6、およびC2~C4であり得ることがさらに理解されよう。特に、短鎖のア
ルキル、アルケニルおよび/またはアルキニル基は、該化合物に対して低親水性を付加す
るものであり得、それに応じて、炭水化物成分に対して異なる反応性およびバインダー溶
液中への異なる可溶性をもたせる。
く、かつ鎖の少なくとも一部分が環状である炭素原子鎖が包含される。さらに、本発明に
よれば、用語「シクロアルキルアルキル」はシクロアルキルのサブセットとみなされるこ
と、および用語「シクロアルキル」には多環式構造も包含されることに留意されたい。例
えば、かかるシクロアルキルとしては、限定されないが、シクロプロピル、シクロペンチ
ル、シクロヘキシル、2-メチルシクロプロピル、シクロペンチルエト-2-イル、アダ
マンチルなどが挙げられる。本明細書で用いる場合、用語「シクロアルケニル」には、任
意選択で分枝鎖であってもよく、少なくとも1つの二重結合を含み、かつ鎖の少なくとも
一部分が環状である炭素原子鎖が包含される。本発明によれば、前記少なくとも1つの二
重結合は、シクロアルケニルの環状部分に存在していてもよい、および/またはシクロア
ルケニルの非環状部分に存在していてもよい。さらに、シクロアルケニルアルキルおよび
シクロアルキルアルケニルは各々、シクロアルケニルのサブセットとみなされることは理
解されよう。さらに、本発明によれば、「シクロアルキル」は多環式であってもよい。か
かるシクロアルケニルの例としては、限定されないが、シクロペンテニル、シクロヘキシ
ルエテン-2-イル、シクロヘプテニルプロペニルなどが挙げられる。さらに、シクロア
ルキルおよび/またはシクロアルケニルを形成する鎖は、好都合には限られた長さのもの
、例えば、C3~C24、C3~C12、C3~C8、C3~C6、およびC5~C6で
ある。本発明によれば、シクロアルキルおよび/またはシクロアルケニルを形成する短鎖
のアルキルおよび/またはアルケニルは、それぞれ、該化合物に対して親油性を下げるも
のであり得、それに応じて異なる挙動をもたせる。
原子の両方を含み、かつ任意選択で分枝鎖である原子鎖が包含される。かかるヘテロ原子
の例としては、窒素、酸素およびイオウが挙げられる。一部の特定の変形例では、前記ヘ
テロ原子としてリンおよびセレンも挙げられる。一実施形態において、ヘテロアルキルは
ポリエーテルである。本明細書で用いる場合、用語「シクロヘテロアルキル」は、ヘテロ
シクリルおよび複素環を含み、炭素と少なくとも1個のヘテロ原子の両方を含み(ヘテロ
アルキルなど)、任意選択で分枝鎖であってもよく、かつ鎖の少なくとも一部分が環状で
ある原子鎖が包含される。同様に、シクロヘテロアルキルの例としては、限定されないが
、テトラヒドロフリル、ピロリジニル、テトラヒドロピラニル、ピペリジニル、モルホリ
ニル、ピペラジニル、ホモピペラジニル、キヌクリジニルなどが挙げられる。
的に置換される原子団上の他の官能基で置き換えることが包含される。例示としてのかか
る他の官能基としては、限定されないが、アミノ、ヒドロキシル、ハロ、チオール、アル
キル、ハロアルキル、ヘテロアルキル、アリール、アリールアルキル、アリールヘテロア
ルキル、ニトロ、スルホン酸およびその誘導体、カルボン酸およびその誘導体などが挙げ
られる。例示として、アミノ、ヒドロキシル、チオール、アルキル、ハロアルキル、ヘテ
ロアルキル、アリール、アリールアルキル、アリールヘテロアルキル、および/またはス
ルホン酸はいずれも任意選択的に置換されている。
であり得る。一実施形態によれば、ポリアミンは、ジエチレントリアミン、1-ピペラジ
ンエタンアミンまたはビス(ヘキサメチレン)トリアミンから選択されるトリアミンであ
る。別の実施形態では、ポリアミンはテトラミン、例えばトリエチレンテトラミンである
。別の実施形態では、ポリアミンはペンタミン、例えばテトラエチレンペンタミンである
。
えば、1,2-ジアミノエタン、1,4-ジアミノブタン、1,5-ジアミノペンタン、
1,6-ジアミノヘキサン、1,12-ジアミノドデカン、1,4-ジアミノシクロヘキ
サン、1,4-ジアミノベンゼン、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、1-ピペラジン-エタンアミン、2-メチル-ペンタメチレン
ジアミン、1,3-ペンタンジアミン、およびビス(ヘキサメチレン)トリアミン、なら
びに1,8-ジアミノオクタンは、本発明の範囲内である低い立体障害性を有するもので
ある。上記に規定した予備反応物型バインダー組成物の好ましい一実施形態によれば、含
窒素成分は第1級ポリアミンである1,6-ジアミノヘキサン(ヘキサメチレンジアミン
,HMDA)である。さらなる一実施形態では、含窒素成分は1,5-ジアミノ-2-メ
チルペンタン(2-メチル-ペンタメチレンジアミン)である。
ある。例えば、本発明によれば、前記ポリエーテル-ポリアミンはジアミンまたはトリア
ミンである。一実施形態において、ポリエーテル-ポリアミンは、Jeffamine
T-403 Polyetheramine(Huntsman Corporatio
n)として知られている440の平均分子量を有する3官能性の第1級アミンである。ま
た、EDR-104およびEDR-148(Huntsman)も使用され得る。
ば、本発明の範囲である高分子ポリアミンとしては、キトサン、ポリリシン、ポリエチレ
ンイミン、ポリ(N-ビニル-N-メチルアミン)、ポリアミノスチレンおよびポリビニ
ルアミンが挙げられる。具体的な一例では、含窒素成分はポリビニルアミンを含むもので
ある。本明細書で用いる場合、ポリビニルアミンはホモポリマーまたはコポリマーであり
得る。
の反応を行なうために使用され得る任意の溶媒が包含される。例えば、溶媒は水、有機溶
媒またはその混合物であり得る。有機溶媒の例としては、アルコール、エーテル、エステ
ル、ケトン、アルデヒド、アルカンおよびシクロアルカンが挙げられる。好ましくは、溶
媒は水からなるもの、または本質的に水からなるものである。
~5000g/molの範囲の平均分子量を有するものである。本発明によれば、予備反
応物型バインダー組成物の平均分子量は300~4500g/mol、400~4000
g/mol、450~3500g/mol、500~300g/molまたは600~1
500g/molの範囲であり得る。しかしながら、予備反応物型バインダー組成物の平
均分子量は前記の範囲に限定されず、その上限および下限の値は自由に組み合わされ得る
。
0:1である、上記に規定した予備反応物型バインダー組成物に関するものである。さら
なるモル比の例としては、0.7:1~25:1、1:1~22:1、1.5:1~20
:1、2:1~15:1、2.5:1~10:1または3:1~8:1の比が挙げられる
。しかしながら、本発明によれば、含窒素成分に対する炭水化物成分のモル比は前記の範
囲に限定されず、上記の上限と下限は自由に組み合わされ得る。
くとも10%を含んでいる、上記に規定した予備反応物型バインダー組成物に関するもの
である。特に、本発明の予備反応物型バインダー組成物の一部の実施形態では、炭水化物
成分の最初のカルボニル基の一部のものは含窒素成分と反応しておらず、依然として該成
分中に存在している。予備反応物型バインダー組成物中の未反応のカルボニル基の数のさ
らなる例としては、含窒素成分との反応前の炭水化物成分中に存在するカルボニル基の少
なくとも15%、少なくとも20%、少なくとも25%、少なくとも30%、少なくとも
35%、少なくとも40%、少なくとも50%、少なくとも60%または少なくとも75
%が挙げられる。特定の一実施形態によれば、初期のカルボニル基は未反応炭水化物の形
態で存在している。
で存在している、すなわち、何も反応も受けていない少なくとも1種類の炭水化物成分で
ある任意の化合物に関するものである。一実施形態によれば、予備反応物型バインダー組
成物は、該バインダー組成物の総重量に対して、80wt%まで、例えば、75wt%ま
で、70wt%まで、65wt%まで、60wt%まで、55wt%まで、または50w
t%までの未反応炭水化物を含む。
なわち、これを疎性会合状態の物質に適用し、高分子バインダーを得るために、例えば加
熱および/または放射線によって硬化させることにより使用され得る。
この混合物を疎性会合状態の物質上に適用して混合物を硬化させることにより使用され得
、かくして、既知の炭水化物系バインダーと比べて同様のまたはさらに改善された特性を
有する高度に架橋された高分子バインダーが形成される。この場合、本出願の予備反応物
型バインダー組成物は、好都合には調製され、保存および/または輸送され、その後、使
用され得る、および/または異なる場所で架橋剤を添加し、最終バインダー組成物を完成
させ得る。
なる態様および実施形態にも適用される。
(i)少なくとも1種類の炭水化物成分を提供する工程、
(ii)少なくとも1種類の含窒素成分を提供する工程、
(iii)溶媒中で該炭水化物成分(1種類または複数種)と該含窒素成分(1種類ま
たは複数種)を混合する工程、および
(iv)工程(iii)で得られた溶液または分散液中で該炭水化物成分(1種類また
は複数種)と該含窒素成分(1種類または複数種)を反応させる工程
を含む、上記に規定した予備反応物型バインダー組成物の製造方法に関する。
ンダー組成物に関して上記に規定したものと同じ条件下(すなわち、成分および比率)で
行なわれ得る。
ない、保存、輸送に使用可能な、または最終バインダー組成物の調製のためのベースとし
て使用可能なバインダー溶液を直接的に得る。例えば、予備反応物型バインダー組成物は
、炭水化物成分と含窒素成分の濃縮水溶液に調製され得る。かくして得られた濃縮予備反
応物型バインダー溶液は次いで、例えば、後の時点および/または異なる場所で、例えば
、希釈および架橋剤の添加を行なうことにより、疎性会合状態の物質を固めるための有効
なバインダーとして使用され得る。
分(1種類または複数種)と該含窒素成分(1種類または複数種)が、高分子バインダー
で結合させる物質集合体と接触していない間に行なわれる。
制限はなく、10~120℃、15~110℃、20~100℃または25~90℃の範
囲の温度が包含される。例えば、該反応温度は25~85℃、30~80℃、35~75
℃または40~70℃の範囲であり得る。該温度範囲の具体例としては、40~90℃、
45~85℃および50~75℃が挙げられる。本発明によれば、予備反応物型バインダ
ー組成物を調製する温度は上記の範囲に限定されず、前記の範囲の上限および下限の値は
自由に組み合わされ得る。
は複数種)と該含窒素成分(1種類または複数種)を最大120℃、例えば、最大115
℃、最大110℃、最大105℃、最大100℃、最大95℃、最大90℃、最大85℃
または最大80℃の温度で反応させることにより行なわれる。
含窒素成分(1種類または複数種)反応させる持続期間に特に制限はなく、5~240分
間、5~210分間、5~180分間、5~150分間、5~120分間、5~90分間
、5~75分間 5~60分間、5~40分間、5~30分間および5~25分間の持続
期間が包含される。さらなる例としては、5~240分間、10~240分間、15~2
40分間、20~240分間、25~240分間、30~240分間、40~240分間
、45~240分間、60~240分間、120~240分間および180~240分間
の持続期間が挙げられる。しかしながら、1、2、3、4、5および6日間までの持続期
間、ならびに1、2または3週間の持続期間もまた、本発明の範囲の範囲内で相応であり
得る。本発明によれば、上記に規定した予備反応物型バインダー組成物を調製するための
持続期間は上記の例に限定されず、前記の範囲の上限および下限の値は本明細書において
自由に組み合わされ得る。
含窒素成分を、最大96時間、例えば、最大90時間、最大85時間、最大80時間、最
大75時間、最大70時間、最大65時間、最大60時間、最大55時間、最大50時間
、最大45時間、最大40時間、最大35時間、最大30時間、最大25時間、最大20
時間、最大15時間、最大10時間、最大5時間または最大3時間の間反応させることに
より行なわれる。反応工程(iv)を、該炭水化物成分(1種類または複数種)と該含窒
素成分(1種類または複数種)を少なくとも5、10、15、20、25、30、40、
60 12または180分間の間反応させることにより行なってもよい。
種)と該含窒素成分(1種類または複数種)を40~120℃の温度範囲で5~180分
間の間反応させることにより行なわれる。
数種)と該含窒素成分(1種類または複数種)を20~30℃の温度範囲で1~96時間
の間反応させることにより行なわれる。
上記の例に限定されず、前記の範囲の上限および下限の値は本明細書において自由に組み
合わされ得る。
(1種類または複数種)を反応させる工程(iv)中の該溶液または分散液の粘度は、2
0℃で測定したとき300cPより大きく増大せず、前記工程(iv)前に存在している
すべての炭水化物および含窒素成分の開始濃度70wt%より大きく増大しない。例えば
、該粘度は、275cPより大きく、250cPより大きく、225cPより大きく、2
00cPより大きく、175cPより大きく、150cPより大きく、100cPより大
きく、75cPより大きく、または50cPより大きく増大しない。
よい。あるいはまた、反応工程(iv)を密閉反応槽内で行なってもよく;大気圧より高
い圧力で行なってもよい。
物型バインダー組成物に関する。
種類の含窒素成分と少なくとも10℃の温度で少なくとも5分間の間反応させることによ
り得られ得る上記に規定した予備反応物型バインダー組成物に関するものである。
製品の製造における、上記に規定した水溶性予備反応物型バインダー組成物の使用に関す
る。
繊維、石綿繊維、ガラス繊維)、アラミド繊維、セラミック繊維、金属繊維、炭素繊維、
ポリイミド繊維、ポリエステル繊維、レーヨン繊維、およびセルロース系繊維からなる群
より選択される繊維を含む任意の物質集合体が包含される。物質集合体のさらなる例とし
ては:粒状物、例えば、石炭、砂;セルロース系繊維;かんなくず、おがくず、木材パル
プ、砕木、木材チップ、木片、木材積層体;他の天然繊維、例えば、黄麻、亜麻、麻、お
よびわら;ベニヤ板;化粧材;化粧板、粒子、織物または不織材料(例えば、とりわけ上
記の型(1つもしくは複数)の繊維を含むもの)が挙げられる。
(i)物質集合体を提供する工程、
(ii)上記に規定した予備反応物型バインダー組成物、または上記に規定した方法に
よって得られる予備反応物型バインダー組成物を溶媒に入れ、溶液または分散液を得る工
程、
(iii)工程(ii)で得られた溶液または分散液を該物質集合体に適用する工程、
および
(iv)前記溶液または分散液を含有している該物質集合体にエネルギーを与え、該バ
インダー組成物を硬化させる工程
を含む、高分子バインダーによって結合された物質集合体の製造方法に関する。
限はなく、例えば、該物質の型、バインダーの量および他の条件に応じて100℃~35
0℃の温度での炉内での加熱が挙げられる。
型バインダー組成物または上記に規定した方法によって得られる予備反応物型バインダー
組成物、またはその溶液もしくは分散液に架橋剤を添加する。
剤を添加する前に、上記に規定した予備反応物型バインダー組成物または上記に規定した
方法によって得られる予備反応物型バインダー組成物を少なくとも24時間熟成させる。
さらなる例としては、少なくとも48時間、少なくとも72時間、少なくとも96時間、
少なくとも1、2もしくは3週間、または少なくとも1もしくは2ヶ月の熟成期間が挙げ
られる。
応が継続することにより、経時的にその化学組成物が変化する場合があり得る。例えば、
比較的低い温度、例えば室温(20℃)またはそれより低い温度であっても、炭水化物成
分と含窒素成分の間でメラノイジンが形成される方向にメイラード型反応が継続される場
合があり得る。その結果、予備反応物型バインダー組成物の熟成により、該バインダーの
最終硬化プロセスの加速および/または結合強度の改善がもたらされ得る。
得られた溶液または分散液を該物質集合体に適用する工程の前では、該物質集合体はバイ
ンダーを実質的に含有していない。
架橋剤を含むものであるバインダー溶液または分散液に関する。
状態のものは:
・少なくとも5% 10%、15%または18%の固形分および/または
・80%、70%もしくは60%未満(特に、木板用途の場合)または50%、40%
もしくは20%未満の固形分(特に、鉱物繊維断熱材用途の場合)
(特に、140℃で2時間乾燥後の重量基準のベイクアウト(bake out)固形分
として測定したとき)
を含むものであり得る。
または粒子と上記に規定した予備反応物型バインダー組成物を硬化された状態で含むもの
である繊維または粒子含有製品に関する。
熱材および石綿断熱材);木板;ファイバーボード;木質パーティクルボード;チップボ
ード;配向性ストランドボード;中密度ファイバーボード;合板;高圧ラミネートからな
る群より選択される物品におけるバインダーとして使用され得る。
・1%、2%、2.5%、3%、3.5%もしくは4%より多い;および/または
・20%、15%、10%もしくは8%より少ない
(完成品の乾燥重量で測定したとき)
であり得る。
る。
ngth):
・少なくとも120g/g、好ましくは少なくとも150g/g;および/または
・400g/g未満
の通常離散強度
・少なくとも120g/g、好ましくは少なくとも150g/g;および/または
・400g/g未満
の耐候離散強度
・10%未満、好ましくは5%未満
の通常離散強度と耐候離散強度間の減損%
の1つまたは1つより多くを有するものであり得る。
位:グラム/グラムで示している。
候性試験後(耐候離散強度)の鉱物繊維マットで行なわれる。
から切り出す。寸法は:
r:半径12.7mm;
DC:中心間距離44.5mm;
a:25.4mm;
b:121mm
である。
にわたって得なければならない。次いで、第2の組の6つの試験片を同様にして得る。
試験片を予備加熱したオートクレーブ内に入れ、チャンバの底面から離れたワイヤメッシ
ュの棚の上で、35kN/m2の湿性流下で1時間、状態調節する。次いで、これらを取
り出し、100℃の炉内で5分間乾燥させ、即座に離散強度を試験する。
のジョーに載せ、最大破壊荷重(単位:グラムまたはニュートン)を記録する。破壊荷重
をニュートンで測定する場合は、101.9を乗算することによりグラムに変換する。各
組の試験片について6つの結果(単位:グラム):第1の組の試験片についてG1 G2
G3 G4 G5およびG6ならびに第2の組の試験片についてG7 G8 G9 G
10 G11およびG12を得る。
5+G6)/W1の式を用いて計算される。
G11+G12)/W2の式を用いて計算される。
・5、8または10kg/m3より大きい密度;
・200、180または150km/m3より小さい密度
・ガラスウール線維を含むものであり、5、8もしくは10kg/m3より大きいおよ
び/または80、60もしくは50kg/m3より小さい密度を有する;
・石綿線維を含むものであり、15、20もしくは25kg/m3より大きいおよび/
または220、200もしくは180kg/m3より小さい密度を有する;
・0.05W/mK未満および/または0.02W/mKより大きい熱伝導率λ
・99重量%未満および/または80重量%より多い鉱物繊維を含むものである
・10mm、15mmもしくは20mmより大きいおよび/または400mm、350
mmもしくは300mm未満の厚さ
のうちの1つまたは1つより多くを有するものであり得る。
・少なくとも50cm×80cm、好ましくは少なくとも1m×2mの寸法
・少なくとも11mm、12mmまたは15mmの厚さ
・25、15、12または10分間より少ない硬化時間
・EN319に従って測定したとき少なくとも:0.4N/mm2もしくは0.45N
/mm2(特に、パーティクルボードもしくはファイバーボードの場合)またはEN30
0に従って測定したとき少なくとも0.28N/mm2(特に、配向ストランドボードの
場合)の内部結合強度
・20℃の水中で24時間の膨潤後、EN317による12%未満、好ましくは10%
未満の厚さ
・20℃の水中で24時間後、40%未満、好ましくは30%未満の水分吸収
・EN310による少なくとも:1800N/mm2(特に、パーティクルボードもし
くはファイバーボードの場合)または2500N/mm2(特に、配向ストランドボード
の場合)または3500N/mm2または4800N/mm2の弾性率
・少なくとも:14N/m2(特に、パーティクルボードもしくはファイバーボードの
場合)または18N/mm2(特に、配向ストランドボードの場合)または20N/mm2
または28N/mm2の曲げ強度(MOR)
・例えば、0.1~2重量%、好ましくは0.5~1重量%の範囲の添加剤としてのワ
ックス
・8~18重量%、好ましくは10~16重量%、より好ましくは12~14重量%の
範囲のバインダー含有量(乾燥木材粒子の重量に対する乾燥樹脂の重量)
・プレス内で、特に、180℃もしくは200℃より高い、および/または280℃も
しくは260℃より低い温度を有するプレート間またはプラテン間で硬化させている、
のうちの1つまたは1つより多くを有するものであり得る。
明のバインダーにさらなる望ましい特徴を付与する。例えば、該バインダーにはケイ素含
有カップリング剤が含められ得る。多くのケイ素含有カップリング剤がDow-Corn
ing Corporation、Evonik Industries、およびMom
entive Performance Materialsから市販されている。例示
として、ケイ素含有カップリング剤としてはシリルエーテルおよびアルキルシリルエーテ
ルなどの化合物が挙げられ、これらは各々、例えば、ハロゲン、アルコキシ、アミノなど
で任意選択的に置換されていてもよい。ある変形例では、ケイ素含有化合物はアミノ置換
シラン、例えば、γ-アミノプロピルトリエトキシシラン(SILQUEST A-11
01;Momentive Performance Materials,Corpo
rate Headquarters:22 Corporate Woods Bou
levard,Albany,NY 12211 USA)である。別の変形例では、ケ
イ素含有化合物はアミノ置換シラン、例えば、アミノエチルアミノプロピルトリメトキシ
シラン(Dow Z-6020;Dow Chemical,Midland,MI;U
SA)である。別の変形例では、ケイ素含有化合物はγ-グリシドキシプロピルトリメト
キシシラン(SILQUEST A-187;Momentive)である。また別の変
形例では、ケイ素含有化合物はアミノ官能性オリゴマーシロキサン(HYDROSIL
2627,Evonik Industries,379 Interpace Pkw
y,Parsippany,NJ 07054)である。
対して約0.1パーセント~約1パーセント(重量基準で)(すなわち、該水溶液に添加
された固形分の重量に対して約0.05%~約3%)の範囲で存在させる。このようなシ
リコーン含有化合物により、該バインダーが、これに存在させる物質(ガラス繊維など)
に付着する能力が向上する。該物質に対する該バインダーの付着能力の向上により、例え
ば、非会合物質または疎性会合物質(1種類または複数種)の粘着凝集をもたらすこと、
または促進させることができる能力が改善される。
食防止剤が含められ得る。このような腐食防止剤により、酸によってもたらされる化学分
解によって引き起こされる物質(例えば、金属)の腐食または摩滅が予防または抑止され
る。腐食防止剤を本発明のバインダーに含めると、該バインダーの腐食性は、該防止剤を
存在させない該バインダーの腐食性と比べて低下する。一実施形態において、このような
腐食防止剤は、本明細書に記載の鉱物繊維含有組成物の腐食性を低下させるために使用さ
れ得る。例示として、腐食防止剤としては、以下の、除塵油もしくはモノリン酸アンモニ
ウム、メタケイ酸ナトリウム5水和物、メラミン、シュウ酸スズ(II)および/または
メチルハイドロジェンシリコーン液乳剤のうちの1種類または1種類より多くが挙げられ
る。本発明のバインダーに含める場合、腐食防止剤は、典型的には該バインダー中に、溶
存バインダー固形分に対して約0.5パーセント~約2パーセント(重量基準で)の範囲
で存在させる。
集合体の製造方法により得られ得る。
のフルクトサジンを含むものである。好ましくは、前記1種類または1種類より多くのフ
ルクトサジン(frutosazine)は0.001~5wt%、例えば、0.01~
5wt%、0.05~5wt%、0.1~5wt%、0.15~5wt%、0.2~5w
t%、0.25~5wt%、0.3~5wt%、0.4~5wt%、0.5~5wt%、
0.75~5wt%、1~5wt%、1.5~5wt%、2~5wt%または2.5~5
wt%の量で存在している。さらなる例としては、0.01~4.5wt%、0.01~
4wt%、0.01~3.5wt%、0.01~3wt%、0.01~2.5wt%、0
.01~2wt%、0.01~1.5wt%、0.01~1wt%または0.01~0.
75wt%の範囲が挙げられる。本発明によれば、本発明の繊維または粒子含有製品に含
める1種類または1種類より多くのフルクトサジンの量は上記の範囲に限定されず、前記
の範囲の上限および下限の値は自由に組み合わされ得る。
例えば、本発明は、以下の項目を提供する。
(項目1)
(i)少なくとも1種類の炭水化物成分と、
(ii)少なくとも1種類の含窒素成分
の反応生成物(1種類または複数種)を含む、水溶性予備反応物型バインダー組成物。
(項目2)
前記バインダー組成物が、1~500kDaの範囲の分子量を有する少なくとも1種類の
プレポリマーを含むものである、項目1に記載の予備反応物型バインダー組成物。
(項目3)
前記少なくとも1種類のプレポリマーが、前記バインダー組成物の総重量に対して2wt
%または2wt%より多くの量で含有されている、項目2に記載の予備反応物型バインダ
ー組成物。
(項目4)
前記バインダー組成物が、80を超えて500kDaまでの範囲の分子量を有する少なく
とも1種類のプレポリマー(高分子量プレポリマー)を含むものである、前記項目のいず
れかに記載の予備反応物型バインダー組成物。
(項目5)
前記少なくとも1種類の高分子量プレポリマーが、前記バインダー組成物の総重量に対し
て0.2wt%または0.2wt%より多くの量で含有されている、項目4に記載の予備
反応物型バインダー組成物。
(項目6)
前記バインダー組成物が、10を超えて80kDaまでの範囲の分子量を有する少なくと
も1種類のプレポリマー(中分子量プレポリマー)を含むものである、前記項目のいずれ
かに記載の予備反応物型バインダー組成物。
(項目7)
前記少なくとも1種類の中分子量プレポリマーが、前記バインダー組成物の総重量に対し
て0.3wt%または0.3wt%より多くの量で含有されている、項目6に記載の予備
反応物型バインダー組成物。
(項目8)
前記バインダー組成物が、10kDaのまたは10kDaより小さい分子量を有し、かつ
(i)の前記少なくとも1種類の炭水化物成分および(ii)の前記少なくとも1種類の
含窒素成分と異なる1種類または1種類より多くの化合物(低分子量化合物)を含むもの
である、前記項目のいずれかに記載の予備反応物型バインダー組成物。
(項目9)
前記低分子量化合物が、グリコールアルデヒド、グリセルアルデヒド、2-オキソプロパ
ナール、アセトール、ジヒドロキシアセトン、アセトイン、ブタンジオン、エタナール、
グルコソン、1-デソキシヘキソスロース、3-デソキシヘキソスロース、3-デソキシ
-ペントスロース、1,4-ジデソキシヘキソスロース、グリオキサール、メチルグリオ
キサール、ジアセチルおよび5-(ヒドロキシメチル)フルフラールのうちの1種類また
は1種類より多くを含む、項目8に記載の予備反応物型バインダー組成物。
(項目10)
70wt%の前記予備反応物型バインダー組成物を含有する水溶液が20℃で最大200
0cPの粘度を有する、前記項目のいずれかに記載の予備反応物型バインダー組成物。
(項目11)
70wt%の前記予備反応物型バインダー組成物を含有する水溶液の粘度が、20℃で1
2時間放置したとき500cPより大きく増大しない、前記項目のいずれかに記載の予備
反応物型バインダー組成物。
(項目12)
前記予備反応物型バインダー組成物が、架橋剤と反応して1種類または1種類より多くの
メラノイジンを水不溶性組成物として生成し得るものである、前記項目のいずれかに記載
の予備反応物型バインダー組成物。
(項目13)
前記含窒素成分(1種類または複数種)の全反応性含窒素基に対する前記炭水化物成分(
1種類または複数種)の全カルボニル基の比が5:1~1:5である、前記項目のいずれ
かに記載の予備反応物型バインダー組成物。
(項目14)
前記少なくとも1種類の炭水化物成分が単糖類、二糖類、多糖類またはその反応生成物か
らなる群より選択される、前記項目のいずれかに記載の予備反応物型バインダー組成物。
(項目15)
前記少なくとも1種類の炭水化物成分が、還元糖、リボース、アラビノース、キシロース
、リキソース、グルコース(デキストロース)、マンノース、ガラクトース、アロース、
アルトロース、タロース、グロース、イドース、フルクトース、プシコース、ソルボース
、ジヒドロキシアセトン、スクロースおよびタガトースならびにその混合物からなる群よ
り選択される、前記項目のいずれかに記載の予備反応物型バインダー組成物。
(項目16)
前記少なくとも1種類の含窒素成分が、NH3、少なくとも1つの第1級アミン基を含む
無機アミンまたは有機アミンならびにその塩である、前記項目のいずれかに記載の予備反
応物型バインダー組成物。
(項目17)
前記炭水化物成分と前記含窒素成分の重量比が0.5:1~30:1である、前記項目の
いずれかに記載の予備反応物型バインダー組成物。
(項目18)
前記炭水化物成分によってもたらされる最初のカルボニル基の少なくとも10%を含んで
いる、前記項目のいずれかに記載の予備反応物型バインダー組成物。
(項目19)
(i)少なくとも1種類の炭水化物成分を提供する工程、
(ii)少なくとも1種類の含窒素成分を提供する工程、
(iii)溶媒中で前記炭水化物成分(1種類または複数種)と前記含窒素成分(1種
類または複数種)を混合する工程、および
(iv)工程(iii)で得られた溶液または分散液中で前記炭水化物成分(1種類ま
たは複数種)と前記含窒素成分(1種類または複数種)を反応させる工程
を含む、前記項目のいずれかに記載の予備反応物型バインダー組成物の製造方法。
(項目20)
工程(i)~(iv)が、前記炭水化物成分(1種類または複数種)と前記含窒素成分(
1種類または複数種)が、高分子バインダーで結合させる物質集合体と接触していない間
に行なわれる、項目19に記載の方法。
(項目21)
反応工程(iv)が、前記炭水化物成分(1種類または複数種)と前記含窒素成分(1種
類または複数種)を最大120℃の温度で反応させることにより行なわれる、項目19ま
たは20に記載の方法。
(項目22)
反応工程(iv)が、前記炭水化物成分(1種類または複数種)と前記含窒素成分(1種
類または複数種)を最大96時間の間、反応させることにより行なわれる、項目19~2
1のいずれかに記載の方法。
(項目23)
反応工程(iv)が、前記炭水化物成分(1種類または複数種)と前記含窒素成分(1種
類または複数種)を40~120℃の温度範囲で5~180分間の間反応させることによ
り行なわれる、項目19~22のいずれか1項に記載の方法。
(項目24)
反応工程(iv)が、前記炭水化物成分(1種類または複数種)と前記含窒素成分(1種
類または複数種)を20~30℃の温度範囲で1~96時間の間反応させることにより行
なわれる、項目19~22のいずれか1項に記載の方法。
(項目25)
前記炭水化物成分(1種類または複数種)と前記含窒素成分(1種類または複数種)を反
応させる工程(iv)中の該溶液または分散液の粘度が、20℃で測定したとき300c
Pより大きく増大せず、前記工程(iv)前に存在しているすべての炭水化物および含窒
素成分の開始濃度70wt%より大きく増大しない、項目19~24に記載の方法。
(項目26)
項目19~25のいずれか1項に記載の方法によって得られ得る水溶性予備反応物型バイ
ンダー組成物。
(項目27)
高分子バインダーによって結合された物質集合体を含む製品の製造における項目1~18
のいずれか1項に記載の水溶性予備反応物型バインダー組成物の使用。
(項目28)
(i)物質集合体を提供する工程、
(ii)項目1~18のいずれか1項に記載の予備反応物型バインダー組成物または項
目19~25のいずれか1項に記載の方法によって得られる予備反応物型バインダー組成
物を溶媒に入れ、溶液または分散液を得る工程、
(iii)工程(ii)で得られた溶液または分散液を該物質集合体に適用する工程、
および
(iv)該溶液または分散液を含有している該物質集合体にエネルギーを与え、該バイ
ンダー組成物を硬化させる工程
を含有する、高分子バインダーによって結合された物質集合体の製造方法。
(項目29)
工程(ii)において、項目1~18のいずれか1項に記載の予備反応物型バインダー組
成物または項目19~25のいずれか1項に記載の方法によって得られる予備反応物型バ
インダー組成物、またはその溶液もしくは分散液に架橋剤を添加する、項目28に記載の
方法。
(項目30)
工程(iv)で前記物質集合体にエネルギーを与える前に、項目1~18のいずれか1項
に記載の予備反応物型バインダー組成物または項目19~25のいずれか1項に記載の方
法によって得られ得る予備反応物型バインダーを少なくとも24時間熟成させる、項目2
8または29に記載の物質集合体の製造方法。
(項目31)
工程(ii)で得られた溶液または分散液を前記物質集合体に適用する工程の前では、前
記物質集合体はバインダーを実質的に含有していない、項目28~30のいずれか1項に
記載の物質集合体の製造方法。
(項目32)
溶媒中に項目1~18のいずれか1項に記載の予備反応物型バインダー組成物と架橋剤を
含むものである、バインダー溶液または分散液。
(項目33)
1種類または1種類より多くの型の繊維および/または粒子と項目1~18のいずれか1
項に規定される予備反応物型バインダー組成物を硬化された状態で含有するものである、
繊維または粒子含有製品。
(項目34)
項目28~31のいずれか1項に記載の方法によって得られ得る、項目33に記載の繊維
または粒子含有製品。
(項目35)
1種類または1種類より多くのフルクトサジンを含有するものである、項目33または3
4に記載の繊維または粒子含有製品。
(項目36)
前記1種類または1種類より多くのフルクトサジンが、硬化したバインダーの総質量に対
して0.001~5wt%の量で存在している、項目35に記載の繊維または粒子含有製
品。
のさまざまな欠点が好都合に解決される。特に、予備反応物型バインダー組成物の好まし
い実施形態は、該バインダー組成物が使用不可能となり得る炭水化物成分の再結晶または
ゲル化を伴うことなく長期間保存または輸送され得るものである。さらに、本発明の予備
反応物型バインダー組成物の好ましい実施形態では、例えば、得られる繊維製品の硬化時
間の改善、結合強度の改善および退色の低減がもたらされる。本発明の予備反応物型バイ
ンダー組成物の好ましい実施形態を使用することにより、未反応の炭水化物成分の含有量
が少ない繊維または粒子含有製品が得られ得、そのため、該製品は微生物による分解に対
してより安定となる。
A、クエン酸および硫酸アンモニウムでの架橋
デキストロースを、種々の時間(t=0、1および3時間)、100℃にてアンモニア
と予備反応させ、続いてHMDA、クエン酸または硫酸アンモニウムで架橋させた。t=
0は、炭水化物成分と含窒素成分を混合し、即座に、すなわち予備反応のための時間を全
く許容せずに架橋剤を添加したことに対応する。
計算:
最適なモル当量を有するバインダーを計算した。ここで、糖は、等モル量の半分のアン
モニア基とともに予備反応させ、残りの半分とともに架橋させる(表1、2および3)。
O4由来の-NH2またはクエン酸由来の-COOHは2/1/1である。
上記のようにして、9種類のバインダーを70%の固形分で調製し、7%の固形分まで
希釈し、マイクロファイバーフィルター上で硬化させた。フィルターを5分間(充分に硬
化)、または2.5分間(水中に若干の抽出物が残る)硬化させた。また、その硬化速度
を追跡するため、バインダーを22.5%に希釈した(図1参照)。硬化速度を追跡する
ため、バインダーの液滴をガラス繊維フィルター上に置き、種々の時間硬化させた。硬化
したスポットを水中で抽出し、浸出物の吸光度を、分光測光器を用いて測定した。吸光度
は、初期では可溶性の着色化合物の形成のため上昇した。次いで、吸光度は、この可溶性
化合物の架橋のため低下した。硬化速度は、吸光度が最低値まで低下するのにかかる時間
とみなす。
エン酸である。1時間の予備反応では硬化速度の改善が示された。クエン酸での架橋は、
3時間の予備反応では遅くなった。硫酸アンモニウムおよびHMDAでは、1または3時
間の予備反応後では架橋速度は同じであった。
実施例2:デキストロースとHMDAの予備反応物型バインダー組成物
デキストロースを、0、15および60分間、60℃にてHMDAおよびHMDAと予
備反応させ、クエン酸または硫酸アンモニウムで架橋させた。
計算:
バインダーを、実施例1に基づいて計算した:
全体の比率は:糖由来のC=O/HMDA由来の-NH2/HMDAもしくはAmSO
4由来の-NH2またはクエン酸由来の-COOHは2/0.8/0.8(表4、5およ
び6)である。
実施例1のセクションに記載のようにして、バインダーをフィルター上(200℃で5
分間)およびアルミニウム皿の中で硬化させた。実施例1の硬化速度の追跡に関する手順
を使用し、硬化速度を140℃で比較した(図2参照)。
が最も速い架橋剤であり、続いてクエン酸、硫酸アンモニウムである。これは、HMDA
との予備反応によって形成されるポリマーがアンモニアとで形成されるものとは異なるこ
とを示唆し、したがって、クエン酸は硫酸アンモニウムよりも効率的な架橋剤となる。
実施例3:予備反応物型バインダー組成物に関する熟成試験
目的
予備反応物型バインダーが、パーティクルボードの作製に関してどのように経時的に変
化するかを評価すること。特に、予備反応物型バインダーの熟成により、内部結合強度(
IB)がより良好なボードが得られるか、より悪いボードが得られるかに関する指標、お
よび作りたての予備反応物型バインダーの使用と比べたときの膨潤度に対する効果を示す
。
序論
バインダーが最初に作製されてから研究室での使用または工場での試用まで数週間かか
ることがあり得る。これは、主に、輸送期間、製造スケジュールおよび試験による遅延の
ためである。数週間までのバインダーの熟成が該バインダーで作製された任意のボードの
特性に影響を及ぼすかどうかを知ることは必要である。予備反応物型バインダーは、室温
(約20℃)ではずっと遅い速度で反応し続け、これにより、i)メラノイジンへのメイ
ラード反応の継続(これは、最終硬化物においてなされるべき反応が少なくなり、そのた
め、より急速に容易に反応を行なわなければならないことを意味する)、ii)該反応が
いくぶん低下して異なる経路で進行し、結合時、完全に硬化するとメラノイジンがより濃
い、場合によってはより薄い分子が作製され得ること、iii)このような余分な反応に
より酸などの不要な副生成物が生成され得、これにより硬化が遅くなり得ることがもたら
され得ると考えられる。
方法
616gのデキストロース、
560gのフルクトース、
200gのHMDAおよび
424gの水
からなる1.8kgの予備反応物型バインダーを作製した。
加して2kgのバインダーにすることが必要な場合があり得る。混合物ごとに実際に必要
とされるさらなる量のHMDAを計算し、必要に応じて、および必要な場合に必要量の予
備反応物に添加した。いずれの時点でも、予備反応物のバルクには、さらにHMDAを添
加しなかった。
作製した。予備反応物型バインダーの粘度およびこれで作製したバインダーのゲル化時間
を、ボードの作製時に測定した。以下の条件下でプレスし、プレスのプラテン間で硬化さ
せることにより各混合物で2つのボードを作製した。
所望の密度 - 650kg/m3
チップの湿分 - 3.1%
バインダーの割合 - 10.0重量%
プラテン温度 - 195℃
プレス係数 - 14秒/mm
圧力 - 504KN
最初の混合物を0日目と仮定すると、ボードは0、7、14および21日目に作製した
。0日目に1つのボードを12秒/mmで作製し、14日目に1つのボードを新たな手順
の試行に使用したため、0日目と14日目は1つのボードのみを試験した。
Testometric装置での内部結合試験、ならびに20℃に設定した水浴中での2
時間および24時間の両方での膨潤試験からなるものとした。
予備反応物型バインダー組成物は以下の手順によって製造され得る:
1.必要量の熱水を必要量の糖(1種類または複数種)に添加する。
奏する。これは、30分または30分より長くかかる場合があり得る。結晶がすべて溶解
し、溶液が透明であることを確認する。
60℃にするのがよい。そうでない場合は、これを満たすように調整する。
考慮して水を加える。
いで撹拌を行なう。
を用いて60~63℃に維持するのがよい。
褐色→非常に濃い褐色に変化するはずである。
を補助するために溶液を多数の部分に分割するため、水浴が功を奏する。反応混合物は使
用前に冷却し、蒸発の可能性を低減させることが重要である。
pの範囲であるのがよい。
実施例5:キシロース:フルクトース+HMDA予備反応物型バインダーの安定性
予備反応なしでは、50%キシロース含有炭水化物溶液を合わせると、一般的に5分以
内にゲル化が起こる。したがって、かかるバインダーの使用によるボードの製造は不可能
である。しかしながら、予備反応をすると、木板の作製に成功裡に使用した安定なバイン
ダーを作製することが可能になる。
量%基準で44.44:44.44:11.11)の安定性の試験の結果を示す。表9は
、予備反応を行なった後、さらにHMDAを添加し、重量基準でキシロース:フルクトー
ス:HMDA/40:40:20(これは:予備反応(キシロース:フルクトース:HM
DA)+後で添加したHMDA(40:40:10)+10)とも表示できる)の全反応
体含有量にした後の、これらの予備反応物型バインダーの安定性の試験の結果を示す。種
々の予備反応時間を試した。
製したバインダーに、ほとんど差は示されなかった。15分間の予備反応で作製したバイ
ンダーはゲル化したが、その他のバインダーは硬化したことがわかる。
間が、安定なバインダーが作製されることがわかった最低時間であることが示された。実
際の時点は、15~22.5分の間のどこかに存在する。キシロースバインダーが示す硬
化速度は、ここでは、該バインダーを室温で硬化させると3日間で明白に視認される。
実施例6:予備反応物型バインダーと従来バインダーとの比較
この一連の実験では、バインダーの配合を以下のとおりとした:
85%のDMH(デキストロース一水和物)+15%のAmSO4(硫酸アンモニウム
)+1.25%のNH4OH+9%の油性エマルジョン+0.3%のISI0200(シ
ラン)
予備反応物型バインダーのため、DMHとAmSO4を65%の固形分で100℃にて
2時間予備反応させた。試行当日、このバインダーを希釈し;アンモニア、油性エマルジ
ョンおよびシランをこれに添加した。
日、このバインダーを希釈し、また、シランと油性エマルジョンも添加して15%のバイ
ンダー固形分にした。
wt%)=7.5%の25mm厚の鉱物綿断熱材(ユニバーサルスラブCS32)の製造
に使用した。
よび発塵性が大きい製品が得られることがわかった。発塵性の増大は、バインダーが過剰
硬化されたことを示す可能性があった。硬化およびバインダー含有量(LOIとして測定
時の重量%)は、予備反応物型バインダーと非予備反応物型バインダーで同様であった。
また、予備反応物型バインダーは光に曝露したとき退色が少なく、これは、予備反応物型
ポリマーでは異なる発色団がもたらされることを示す(図5参照)。
i)どちらのバインダーでも、同様のLOI、硬化および離散強度を有するガラスウー
ル断熱材製品が得られた。予備反応物型バインダーの方が、剛性および発塵性が大きかっ
た。粉塵の増大は、おそらく、予備反応物型バインダーで作製した製品の方が密度が高い
ことによって一部説明され得る
ii)湿分傾斜は、マットの場所によって異なり、これは、形成コンベア下での吸引の
不均衡のためであり得る
ことを示す。
ンダー(GWE2)は標準バインダー(GWST)より退色が少ないことを示す。この曝
露時間は、英国での4ヶ月曝露を代表するものである。
と予備反応させたことの他の潜在的な利点は、炉内での硬化前の低再結晶および洗浄水中
の細菌レベルの減少である。退色実験では、予備反応物型バインダーの方が退色が少ない
ことが示された。
実施例7:予備反応物型バインダー組成物の粘度
予備反応物型バインダーの調製:
DMH/HMDA予備反応物を、DMH(水なしのバインダー組成物の総重量に対して
88.89wt%)およびHMDA(水なしのバインダー組成物の総重量に対して11.
11wt%)、すなわち、5.16モル当量のDMHと1モル当量のHMDAを水中で(
70%の固形分で)、密封加圧ガラスボトル内で混合し、60℃で20分間加熱し、予備
反応物型バインダー組成物を調製することにより調製した。
ance)を追跡しながら、60℃で11日間さらに加熱した。図15に示されるように
、この一連の実験では、予備反応物の吸光度のみが予備反応時間にわたって着実に増大し
たが、予備反応物の粘度は予備反応の最終段階まで増大しなかった。
実施例8:種々の予備反応物型バインダー組成物のGPC解析
)。
-フルクトース(水なしのバインダー組成物の総量に対して44.45wt%)およびH
MDA(水なしのバインダー組成物の総量に対して11.1wt%)を水中で混合し、バ
インダー組成物を得た。
種々の予備反応持続期間後のGPC解析:
図17は、60℃で0分、20分間、40分間および60分間、予備反応させたときの
上記のバインダー組成物のGPCクロマトグラム(標準:スクロース)を示す。
ポリマー、中分子量プレポリマー(およそ15~20分のGPC保持時間)および予備反
応物型バインダー組成物の低分子量画分(およそ>20分のGPC保持時間)の存在を明
白に示す。
種々の予備反応温度でのGPC解析:
図18は、60℃、80℃および100℃で20分間、予備反応させたときの上記のバ
インダー組成物のGPCクロマトグラム(標準:スクロース)を示す。
ポリマー、中分子量プレポリマー(およそ15~20分のGPC保持時間)および予備反
応物型バインダー組成物の低分子量画分(およそ>20分のGPC保持時間)の存在を明
白に示す。
Claims (36)
- (i)物質集合体を提供する工程、
(ii)水溶液または分散液の形態の水溶性予備反応物型バインダー組成物を提供する工程であって、該水溶性予備反応物型バインダー組成物が、該水溶液または分散液の80wt%以下の量で該水溶液または分散液中に存在し、該予備反応物型バインダー組成物が、
(a)少なくとも1種類の還元糖と、
(b)少なくとも2つの第1級アミン基を含む有機アミン、および少なくとも2つの第1級アミン基を含む有機アミンの塩からなる群から選択される少なくとも1種類の含窒素成分との
反応生成物(1種類または複数種)を含み、
該予備反応物型バインダー組成物は、(a)と(b)の反応生成物であり、該予備反応物型バインダー組成物の総重量に対して2wt%または2wt%より多くの量で存在する1~500kDaの範囲の分子量を有する少なくとも1種類のプレポリマーを含む、工程、
(iii)該水溶液または分散液を、物質集合体に適用する工程、および
(iv)該溶液または分散液を含有する物質集合体に、エネルギーを適用し、該バインダー組成物を硬化させる工程
を含む、高分子バインダーによって結合された物質集合体の製造方法。 - 工程(iii)の前に、保存する工程、およびその後、前記予備反応物型バインダー組成物に架橋剤を添加する工程をさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記架橋剤が、ヘキサメチレンジアミンを含む、請求項2に記載の方法。
- 前記1~500kDaの範囲の分子量を有する少なくとも1種類のプレポリマーが、前記バインダー組成物の総重量に対して5wt%または5wt%より多くの量で含有される、請求項1~3のいずれか1項に記載の方法。
- 前記1~500kDaの範囲の分子量を有する少なくとも1種類のプレポリマーが、前記バインダー組成物の総重量に対して10wt%または10wt%より多くの量で含有される、請求項4に記載の方法。
- 前記1~500kDaの範囲の分子量を有する少なくとも1種類のプレポリマーが、前記バインダー組成物の総重量に対して20wt%または20wt%より多くの量で含有される、請求項4に記載の方法。
- 前記1~500kDaの範囲の分子量を有する少なくとも1種類のプレポリマーが、前記バインダー組成物の総重量に対して35wt%または35wt%より多くの量で含有される、請求項4に記載の方法。
- 前記1~500kDaの範囲の分子量を有する少なくとも1種類のプレポリマーが、前記バインダー組成物の総重量に対して50wt%または50wt%より多くの量で含有される、請求項4に記載の方法。
- 前記予備反応物型バインダー組成物が、少なくとも30wt%の該予備反応物型バインダー組成物を含有する水溶液または分散液の形態である、請求項1~8のいずれか1項に記載の方法。
- 前記予備反応物型バインダー組成物が、少なくとも40wt%の該予備反応物型バインダー組成物を含有する水溶液または分散液の形態である、請求項9に記載の方法。
- 前記予備反応物型バインダー組成物が、少なくとも50wt%の該予備反応物型バインダー組成物を含有する水溶液または分散液の形態である、請求項9に記載の方法。
- 前記予備反応物型バインダー組成物が、少なくとも55wt%の該予備反応物型バインダー組成物を含有する水溶液または分散液の形態である、請求項9に記載の方法。
- 前記予備反応物型バインダー組成物が、80~500kDaの範囲の分子量を有する少なくとも1種類のプレポリマーを、該予備反応物型バインダー組成物の総重量に対して0.2wt%または0.2wt%より多くの量で含む、請求項1~12のいずれか1項に記載の方法。
- 前記予備反応物型バインダー組成物が、80~500kDaの範囲の分子量を有する少なくとも1種類のプレポリマーを、該予備反応物型バインダー組成物の総重量に対して0.5wt%または0.5wt%より多くの量で含む、請求項13に記載の方法。
- 前記予備反応物型バインダー組成物が、80~500kDaの範囲の分子量を有する少なくとも1種類のプレポリマーを、該予備反応物型バインダー組成物の総重量に対して0.75wt%または0.75wt%より多くの量で含む、請求項13に記載の方法。
- 前記予備反応物型バインダー組成物が、10~80kDaの範囲の分子量を有する少なくとも1種類のプレポリマーを、該予備反応物型バインダー組成物の総重量に対して1wt%または1wt%より多くの量で含む、請求項1~15のいずれか1項に記載の方法。
- 前記予備反応物型バインダー組成物が、10~80kDaの範囲の分子量を有する少なくとも1種類のプレポリマーを、該予備反応物型バインダー組成物の総重量に対して5wt%または5wt%より多くの量で含む、請求項16に記載の方法。
- 前記予備反応物型バインダー組成物が、10~80kDaの範囲の分子量を有する少なくとも1種類のプレポリマーを、該予備反応物型バインダー組成物の総重量に対して10wt%または10wt%より多くの量で含む、請求項16に記載の方法。
- 前記予備反応物型バインダー組成物が、10~80kDaの範囲の分子量を有する少なくとも1種類のプレポリマーを、該予備反応物型バインダー組成物の総重量に対して30wt%または30wt%より多くの量で含む、請求項16に記載の方法。
- 前記予備反応物型バインダー組成物が、10~80kDaの範囲の分子量を有する少なくとも1種類のプレポリマーを、該予備反応物型バインダー組成物の総重量に対して50wt%または50wt%より多くの量で含む、請求項16に記載の方法。
- 前記予備反応物型バインダー組成物が、(a)の少なくとも1種類の還元糖および(b)の少なくとも1種類の含窒素成分とは異なる、10kDaのまたは10kDaより小さい分子量を有する1種類または1種類より多くの化合物を含み、該10kDaのまたは10kDaより小さい分子量を有する1種類または1種類より多くの化合物が、グリコールアルデヒド、グリセルアルデヒド、2-オキソプロパナール、アセトール、ジヒドロキシアセトン、アセトイン、ブタンジオン、エタナール、グルコソン、1-デソキシヘキソスロース、3-デソキシヘキソスロース、3-デソキシ-ペントスロース、1,4-ジデソキシヘキソスロース、グリオキサール、メチルグリオキサール、ジアセチルおよび5-(ヒドロキシメチル)フルフラールのうちの1種類または1種類より多くを含む、請求項1~20のいずれか1項に記載の方法。
- 前記予備反応物型バインダー組成物の少なくとも1種類の還元糖が、単糖類、二糖類および多糖類またはその混合物からなる群より選択される、請求項1~21のいずれか1項に記載の方法。
- 前記予備反応物型バインダー組成物の少なくとも1種類の還元糖が、リボース、アラビノース、キシロース、リキソース、グルコース(デキストロース)、マンノース、ガラクトース、アロース、アルトロース、タロース、グロース、イドース、フルクトース、プシコース、ソルボース、ジヒドロキシアセトンおよびタガトースまたはその混合物からなる群より選択される、請求項22に記載の方法。
- 前記物質集合体は、鉱物繊維、鉱滓綿繊維、石綿繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、セラミック繊維、金属繊維、炭素繊維、ポリイミド繊維、ポリエステル繊維、レーヨン繊維、セルロース系繊維、石炭、砂、かんなくず、おがくず、木材パルプ、砕木、木材チップ、木片、木材積層体、黄麻、亜麻、麻、わら、ベニヤ板、化粧材、化粧板、粒子および織物または不織材料からなる群より選択される物質を含む、請求項1~23のいずれか1項に記載の方法。
- 70wt%の前記予備反応物型バインダー組成物を含有する水溶液が、20℃で最大2000cPの粘度を有する、請求項1~24のいずれか1項に記載の方法。
- 70wt%の前記予備反応物型バインダー組成物を含有する水溶液の粘度は、20℃で12時間放置したとき500cPより大きく増大しない、請求項25に記載の方法。
- 請求項1~26のいずれか1項に記載の方法であって、前記予備反応物型バインダー組成物が、前記少なくとも1種類の還元糖(a)および少なくとも1種類の含窒素成分(b)を含む出発物質を混合することによって調製される予備反応物型バインダーであり、該出発物質中の該少なくとも1種類の還元糖(a)および少なくとも1種類の含窒素成分(b)の総量が、予備反応前のバインダー組成物の総重量に対して少なくとも20wt%である、方法。
- 前記予備反応物型バインダー組成物を調製するための出発物質中の少なくとも1種類の還元糖(a)および少なくとも1種類の含窒素成分(b)の総量が、予備反応前の前記バインダー組成物の総重量に対して少なくとも40wt%である、請求項27に記載の方法。
- 前記出発物質中の少なくとも1種類の還元糖(a)および少なくとも1種類の含窒素成分(b)の総量が、予備反応前の前記バインダー組成物の総重量に対して少なくとも60wt%である、請求項27に記載の方法。
- 前記出発物質中の少なくとも1種類の還元糖(a)および少なくとも1種類の含窒素成分(b)の総量が、予備反応前の前記バインダー組成物の総重量に対して少なくとも80wt%である、請求項27に記載の方法。
- 前記出発物質中の少なくとも1種類の還元糖(a)および少なくとも1種類の含窒素成分(b)の総量が、予備反応前の前記バインダー組成物の総重量に対して少なくとも95wt%である、請求項27に記載の方法。
- 前記少なくとも1種類の還元糖(a)と前記少なくとも1種類の含窒素成分(b)との反応生成物(1種類または複数種)の総量が、予備反応物型バインダー組成物の総重量に対して少なくとも20wt%である、請求項1~26のいずれか1項に記載の方法。
- 前記少なくとも1種類の還元糖(a)と前記少なくとも1種類の含窒素成分(b)との反応生成物(1種類または複数種)の総量が、予備反応物型バインダー組成物の総重量に対して少なくとも40wt%である、請求項32に記載の方法。
- 前記少なくとも1種類の還元糖(a)と前記少なくとも1種類の含窒素成分(b)との反応生成物(1種類または複数種)の総量が、予備反応物型バインダー組成物の総重量に対して少なくとも60wt%である、請求項32に記載の方法。
- 前記少なくとも1種類の還元糖(a)と前記少なくとも1種類の含窒素成分(b)との反応生成物(1種類または複数種)の総量が、予備反応物型バインダー組成物の総重量に対して少なくとも80wt%である、請求項32に記載の方法。
- 前記少なくとも1種類の還元糖(a)と前記少なくとも1種類の含窒素成分(b)との反応生成物(1種類または複数種)の総量が、予備反応物型バインダー組成物の総重量に対して少なくとも95wt%である、請求項32に記載の方法。
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