JPH02212374A

JPH02212374A - 無機繊維組成物の製造方法

Info

Publication number: JPH02212374A
Application number: JP1322781A
Authority: JP
Inventors: Juergen H T Loercks; ユルゲン・ハー・テー・レルックス; Horst Neisius; ホルスト・ナイシウス
Original assignee: Cerestar Holding BV
Current assignee: Cerestar Holding BV
Priority date: 1988-12-16
Filing date: 1989-12-14
Publication date: 1990-08-23
Also published as: NO895063D0; CA2004977A1; NO895063L; FI895995A0; AR246241A1; BR8906504A; NO175472C; DK637689A; EP0375235A1; DK637689D0; GB8829405D0; US5006140A; NO175472B

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、無機質繊維組成物の製造方法に関するもので
あり、特に建築工業に使用されるガラス繊維マットの製
造方法に関するものである。

（従来技術）ガラスまたはその他の無機質繊維のマットは、該繊維の
断熱性および防音性のために建築工業に広く使用されて
いる。

ガラス繊維マットの代表的製造方法において、ガラスを
、粒子形態で、貯蔵から該ガラスを溶融する炉に供給し
、そして溶融ガラスが製造された繊維に対する薄れた効
果を有する高圧のジェットの影響下に篩状の開口部より
通常押し込む。係る開口部から離れたガラス繊条は、ガ
ラスウールとしてコンベヤーに堆積する数多くの細い繊
維として固化され、次いで該ガラスウールは、該ウール
をドライヤーを離れた際に所望の寸法に切断するマット
に形成するドライヤーを通過させる。

個々のガラス繊維を互いに接着させてマットを形成する
ために、該繊維をバインダーで処理する。

従来のバインダーとしては、特にフェノール　ホルムア
ルデヒド樹脂類、メラミン　ホルムアルデヒド樹脂類お
よび尿素　ホルムアルデヒド樹脂類が挙げられる。上記
のバインダーを繊維が形成した直後に該繊維をバインダ
ーの水性分散液で噴霧することによって繊維に被覆する
のが便利であり、該バインダーにおける水は繊維に対す
る冷却効果を発揮する。残部の水は、ドライヤー中で除
かれる。

上記のホルムアルデヒドに基づ（樹脂を使用する際に遭
遇する問題点の一つは、該樹脂を現場で製造する際に、
そして製造の被覆および乾燥段階の間に、周囲にホルム
アルデヒドが放出することである。環境的意識が益々増
加する時代において、この問題点は、益々深刻化され、
そして従って、好適で且つより環境的に適合するバイン
ダー代用ヨーロッパ特許第１２９２２７号明細書には、
予備糊化されたデンプンを特定のスルファミン酸塩で反
応混合物の全量に基づいて少なくとも３０重量％の水の
存在下に４０〜２５０℃で反応させることによって製造
される生成物である耐燃焼性のデンプン生成物を記載し
ている。上記特許明細書において、この生成物は、広範
囲の用途、即ち、紙、厚紙、建築用材料、絶縁材料、複
合材料、顔料、サイジング剤、被覆媒体、プラスチック
ス、繊物、ガラスおよび無機質繊維の接着剤およびバイ
ンダーの成分として並びに粉末状または顆粒状材料の成
形体としての用途を有すると言われている。本発明者等
は、上記ヨーロッパ特許第１２９２２７号明細書に記載
されたデンプン生成物が非常に高温条件が当該方法に存
在することにも関わらずガラスおよび無機質繊維マット
製造方法に目下使用されるホルムアルデヒド樹脂バイン
ダーの少なくとも一部分を置き換える代用品に適すると
いうことを確認している。本発明者等は、上記デンプン
スルファメート生成物を予備生成することができるか或
いはバインダーを繊維に適用することに従ってその場で
生成することができるということを見出した。

本発明者等は更に、デンプンスルファメートから製造さ
れる充分に有効なバインダーが、予備成形されようと繊
維上にその場で成形されようとも疎水性化剤を含まなけ
ればならないといことも見出した。一定の状況において
、減成されたデンプン類から製造されるスルファメート
類が係るバインダー組成物における利点を有しているら
しい。

（課題を解決するための手段）従って、本発明は、ガラスまたはその他の無機質を溶融
し、溶融ガラスまたは無機質を複数の開口部より押し込
み繊維を製造し、その熱繊維はバインダーの水分散液で
噴霧され、そして該繊維を高温で乾燥させ、該バインダ
ーが糊化されたデンプンスルファメート生成物および疎
水性化剤からなる、ガラスまたはその他の無機質繊維組
成物の製造方法からなる。

係るデンプンは、天然デンプンまたは減成デンプンであ
ってもよく、例えば、マイズデンプン、小麦デンプンま
たはその他の市販デンプンであってもよい。−官能性置
換基により、例えばエステル気またはエーテル気により
置換されたデンプンを使用することも可能であり、数例
においては便利である。

本明細書における用語「デンプン」とは、その分子量が
公知の物理的または化学的手段で減じられているデンプ
ンを意味するものである。例えば、係るデンプンは、酸
で或いは酵素で処理することができ、好ましくは、これ
を酸化することができる。物理的手段による減成は、係
るデンプンをコンバーターまたは押出話中のいずれかに
おいて高温・高圧下に例えば、１１０〜１８０℃で２〜
１２バールの圧力に供することによって行われる。これ
らの方法の二種類またはそれ以上の組み合わせを使用す
ることもできる。

好適な酸化されたデンプンは、ヒドロクロリド（ｈｙｄ
ｒｏｃｈ　ｆｏｒ　ｉ　ｔｅ）酸化剤例えば、ナトリウ
ムヒドロクロリドを使用して製造することができ、この
生成物は、０．３０〜０．８０％のカルボキシル基を含
有する。

上記デンプンを２０℃において１０％溶液で１０〜４０
０ｍＰａ５、好ましくは２０〜１２０ｍＰａ５のブルッ
クフィールド粘度を有する生成物を与えるような範囲に
まで減成することが好ましい。減成されたデンプンスル
ファメートは、等しい固形分含有量において天然デンプ
ンスルファメート類より低い粘度を示し、このため操作
し易い。

市販のデンプンエステル類は、低級脂肪酸、例えば、ア
セチルまたはプロピノイルエステル類から誘導され、一
方、市販のデンプンエーテル類は、デンプンをオレフィ
ン酸化物と、特にプロピレンオキサイドと反応させるこ
とによって製造することができる。置換されたデンプン
は、置換用の薬剤により架橋されてはなす、従って、係
る薬剤は、デンプンに関して一官能性であるべきである
。アセチルデンプン生成物は、技術的に有効であり、そ
して該生成物が製造するのに最も安価な置換デンプンで
あるので、置換されたデンプンを本発明の方法に使用す
る場合好ましい。デンプン分子における置換基の効果は
、未置換デンプンより温度変化に官能性の低い粘度を示
す生成物を製造するということである。２０℃において
１０％溶液で１０〜４００ｍＰａ５、好ましくは２０〜
１２０ｍＰａ５のブルックフィールド粘度を有する生成
物を与えるような置換の程度が好ましい。

糊化されたデンプンスルファメートをヨーロッパ特許第
１２９２２７号明細書に記載された方法で製造すること
ができる。即ち、デンプンに基づいて３〜４０重量％の
スルファミン酸塩を少なくとも３０重量％の水の存在下
に使用し、そして反応温度を４０〜２５０℃とする。デ
ンプンスルファメートを予備生成する代わりとして、予
備糊化されたデンプンまたは予備糊化されたデンプンと
天然デンプンとの混合物をスルファミン酸塩と混合して
本発明に使用するために水に分散することができる組成
物とすることができる。この方法で、スルファメートと
の反応または糊化およびスルファメートとの反応を、熱
ガラス繊維上でその場で、特に繊維を乾燥した際に生じ
得る。

使用されるスルファミン酸塩は、スルファミン酸のアル
カリ金属塩、アルカリ土類金属塩またはアンモニウム塩
であり得る。好ましくは、カルシウムスルファメートま
たはアンモニウムスルファメートである。スルファメー
トの好適な使用量は、デンプンに基づいて５〜３５重量
％、好ましくは、７．５〜３０重量％、より好ましくは
、１０〜２５重量％である。

係るバインダーは、澄水剤をデンプンに結合されたガラ
ス繊維とする目的を有する疎水性化剤をも含んでなる。

係るバインダーの成分と相溶性であり、且つ本発明方法
に対してまたは無機質繊維に対して悪影響を及ぼさない
いかなる疎水性化剤を使用してもよいが、本発明者等は
、一般に、シリコーンが本発明方法に使用する疎水性化
剤の最良のクラスであることを見出した。より詳しく言
うと、最も有効なシリコーンは、デンプン水酸基と反応
性である、特にガラス繊維マットを乾燥する温度、即ち
、１５０〜２５０℃で反応性である官能基を含んでなる
ものである。代表的なシリコーン基は、水酸基、アミノ
基およびアルコキシ基である。バインダーにおける疎水
性化剤の使用量は、デンプンに基づいて０．１〜２０重
量％が好適であり、好ましくは０．１〜ｌＯ重量％、よ
り好ましくは、０゜３〜５．０重量％である。疎水性化
剤は、繊維に噴霧されるスルファメートデンプン／水組
成物に含まれてもよいが、該疎水性化剤が先ずガラス繊
維上のデンプンおよびスルファメートに接触させるよう
に別々に繊維上に噴霧することも可能である。

係るバインダーは、その他の成分、例えば、界面活性剤
または軟化剤および特に無機質繊維マットを使用してい
る際にデンプンバインダーに対する微生物の攻撃を防ぐ
ための防腐剤を含んでもよい。Ｄ−チオカルバメート類
は、この目的のための有効な防腐剤であり、デンプンに
基づいて０．５〜３．０重量％で使用することができる
。

以上の記載から、本発明の方法に使用するデンプンスル
ファメート生成物の製造において、上記デンプンが二操
作、場合により二操作、即ち、スルファミン酸との反応
、糊化および場合により減成に供されるということを示
す。二つの必須反応は、連続的にまたは同時に行うこと
ができ、例えば、デンプンを糊化して、次いでスルファ
ミン酸と反応させてコロイド溶液とするか或いは天然デ
ンプンおよびスルファミン酸塩をコンバーターに供給し
、そしてこれを連続的な糊化、スルファミン酸塩との反
応およびおそらく減成が生・じてコロイド溶液を生成し
た際に、加圧下に加熱してもよい。一般に、スルファミ
ン酸塩と予備糊化されたデンプンとの反応または連続的
糊化およびスルファミン酸塩との反応により本発明の方
法に使用するのに望ましい形態であるコロイド溶液とな
る。

デンプンスルファメート生成物の製造に固有の柔軟性は
、無機ｒｔ繊維組成物の製造に使用するデンプンスルフ
ァメートを製造するいかなる選択においても有効に使用
することができる。従って、デンプン製造業者は、デン
プンスルファメートのコロイド溶液を製造することがで
き、それを無機質繊維の製造業者に供給することができ
る。しかしながら、デンプン製造業者は、天然デンプン
のスラリー、場合によりスルファミン酸塩を含有するス
ラリーを提供することができ、そして無ａ質繊維の製造
業者は、上記コロイド溶液を例えば、高温、高圧コンバ
ーター中で必要によりスルファミン酸塩を添加した後に
製造することができる。

繊維に噴霧された水性分散液は、溶液および／または懸
濁液であってもよいが、好ましくはコロイド溶液である
。

水性分散液は、１〜２０重量％のバインダー、好ましく
は、４〜１２重世％のバインダーを含むことができ、そ
してこれは３０％以上、好ましくは、６０％以上、より
好ましくは、１００％のデンプンスルファメート生成物
および疎水性化剤から製造される。係るバインダーが１
００％の後者の組み合わせから構成されない場合、従来
のバインダー、特にフェノール　ホルムアルデヒド、メ
ラミン　ホルムアルデヒド樹脂類または尿素　ホルムア
ルデヒド樹脂類も含んでよい。ガラス繊維に適用してバ
インダーを形成することができる水性組成物は、（ａ）
　　疎水性、他剤を有する天然デンプンスルファメート
および微生物防腐剤、（ｂ）　　予備糊化された天然デンプン、スルファミン
酸の塩および疎水性化剤並びに微生物防腐剤、（ｃ）　
　天然デンプン、予備糊化されたデンプン、スルファミ
ン酸の塩および疎水性化剤並びに微生物防腐剤、または（ｄ）　　一部分または全部のデンプンが減成された組
成物（ａ）、（ｂ）または（ｃ）からなることが好まし
い。

バインダーの性質以外に、繊維組成物製造方法の条件は
、従来に使用されてきたものであり、例えば溶融ガラス
温度は、１０００〜１４００℃であり、そしてドライヤ
ー中の温度は、１５０〜２５０℃であってもよい。従来
の条件の使用は、これが最少の分解で作成するバインダ
ーの変化を存在する方法に与えるので本発明の利点−の
つである。

（実施例）本発明を以下の実施例に基づいてより更に詳しく説明す
る。以下の実施例は、ガラス繊維マットを製造する工業
的プラントで評価された数多くの異なるバインダー組成
物の製造を記載する。溶融ガラスは、１２００″Ｃに保
持され、そして繊維を取り出す際に該繊維を空気で乾燥
し、次いで試験下にバインダーで噴霧した。該繊維から
形成されたガラスウールは、マットに形成され１４０℃
で乾燥された。

マイズデンプンを、ナトリウムヒドロクロリドと反応さ
せ、１０重量％溶解固形分において２０℃で３０〜５０
ｍＰａ５の粘度を有する酸化された生成物を得た。

この酸化された生成物を、酸化され、且つアセチル化さ
れたデンプンに基づいて約１％アセチルのアセチル価に
まで無水酢酸でアセチル化した。

この酸化され、且つアセチル化されたデンプンの１０重
量％固形分溶解水溶液のブルックフィールド粘度は、２
０ｍＰａ５であった。

次いで、この酸化され、且つアセチル化されたデンプン
をデンプンに基づいて１０重量％のアンモニウムスルフ
ァメートの乾燥物質と混合し、デンプン糊化右よび該ス
ルファメートとの反応を加熱ローラー上で７０〜９０℃
の温度で行った。

この反応生成物を水と混合して２７．５重量％の乾燥物
質、５．７のｐＨ値および５０℃において１４０ｍＰａ
５および２０℃において３６０ｎ＋Ｐａｓの粘度を有す
るコロイド溶液を生成した。

このコロイド溶液を更に水で８重量％の乾燥物質の濃度
にまで希釈し、そして以下の物質を加えた。

１．５重量％（デンプンに基づく）ジチオカーホメート
（防腐剤）、３重回％（デンプンに基づく）シリコーン樹脂、０．４
ｍ；％（デンプンに基づく）界面活性剤、および６．０重量％（デンプンに基づく）尿素軟化剤。

この組成物は、ガラス繊維マットを製造する工業的方法
で評価し、通常のホルムアルデヒドＩＩＩ　ＩＩＨバイ
ンダーに置き換わる全面的な置換物として有効であると
みなされ、ガラス繊維マットは、必要とされる密度並び
に弾性を有していた。

実施■■ 上記の実施例１のごとく製造された酸化され、且つアセ
チル化されたデンプン生成物のコロイド溶液をコーンス
ターチ（１００部）、アルミニウムスルファメート　（
１６部）、シリコーン樹脂（３部）およびジチオカーホ
メート（１，５部）の４５重量％の乾燥物質を含有する
水性スラリーとブレンドした。

各々全デンプン含有量に基づき７０重量％および５０重
量％の酸化され、且つアセチル化されたデンプンスルフ
ァメートを含有する二つのブレンドを作製し、そして実
施例１で記載した工業的方法で試験した。両者は、通常
のホルムアルデヒド樹脂バインダーに置き換わる全面的
な置換物として満足ゆくとみなされた。

尖施炭主この天然マイズデンプンを、デンプン乾燥物質に基づい
て１０重量％のアンモニウムスルファメートおよび６０
重量％の水と混合し、そして７０〜９０℃でローラー上
で加熱した。

反応生成物を水と混合し２０重量％乾燥物質および５０
℃において１４０ｍＰａ５および２０℃において３６０
ｍＰａ５の粘度を有するコロイド溶液を得た。

このコロイド溶液を更に水で８重量％の乾燥物質の濃度
にまで希釈し、そして３重量％の（デンプンに基づく）
シリコーン、シテレン５３４（ＳＩＴＲＥＮ　５３４）
　（ＳＩＴＲＥＮは商標名であり、５ＩＴＲＥＮ　５３
４は、Ｎｉｌ□および０Ｃ２Ｈｓ官能基含有ジメチルジ
クロルシランから誘導されたシリコーンの５０％水性エ
マルジョンである）を添加した。ジチオカーホメート１
．５重量％（デンプンに基づく）も添加して、そして上
述の製造方法で得られた組成物を単一バインダーとして
評価した。製造されたガラス繊維マットは、密度並びに
弾性の過酷な性質に関して非常に満足ゆくのもであった
。

夫旌■土シテレン５３４をシテレン４４７（ＳＩＴＲＥＮ　４４
７）（ＯＨ官能基含有ジメチルジクロルシランから誘導
された５０％水性シリコーンエマルジョンである）に代
えた以外は、実施例３を繰り返した。製造されたガラス
繊維マット実施例３で製造されたものと性質において等
しかった。

実施ｍ予備糊化されたデンプンを水と混合し、１２重量％のア
ンモニウムスルファメート　（乾燥物質に基づく）が加
えられた１０重量％のコロイド溶液を得た。このコロイ
ド溶液を更に水で６重量％の乾燥物質の濃度にまで希釈
し、そして３重量％の（デンプンに基づく）シテレン５
３４（ＳＩＴＲ［ｉＮ　５３４）および１．５重量％の
（デンプンに基づく）ジチオカーホメートを添加した。

この組成物を上述のごとく評価し、製造されたガラス繊
維マットは、臨界的密度並びに弾性要求に合致した。３
０重量％の予備糊化されたデンプンを配合において顆粒
天然デンプンで置き換えた場合、同様な満足よく結果が
得られた。

実施貫」− 天然マイズデンプンを１０重量％のアンモニウムスルフ
ァメートと混合し、そして得られた固形組成物を１２０
℃で蒸煮器中で水を用いて加熱してコロイド溶液を製造
し、続いて８％乾燥物質まで希釈し、そして３重量％の
（デンプンに基づく）シテレン４４７および１．５重量
％の（デンプンに基づく）ジチオカーホメートの添加の
後、上首尾にガラス繊維マット製造方法で評価した。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ガラスまたはその他の無機質を溶融し、溶融ガラ
スまたは無機質を複数の開口部より押し込み繊維を製造
し、その熱繊維はバインダーの水分散液で噴霧され、そ
して該繊維を高温で乾燥させ、該バインダーが糊化され
たデンプンスルファメート生成物および疎水性化剤から
なる、ガラスまたはその他の無機質繊維組成物の製造方
法。
（２）該デンプンが天然のデンプンまたは減成デンプン
である請求項１に記載の方法。
（３）該デンプンが酸、酵素、酸化または高温および高
圧に加熱することにより減成されている請求項２に記載
の方法。
（４）該デンプンを減成して２０℃における１０％溶液
で１０〜４００ｍＰａｓ、好ましくは２０〜１２０ｍＰ
ａｓのブルックフィールド粘度を有する生成物とする請
求項２または３に記載の方法。
（５）該デンプンが一価の置換基、特にエステルまたは
エーテル基により置換された請求項１〜４のいずれか一
つに記載の方法。
（６）該疎水性化剤がシリコーンである請求項１〜５の
いずれか一つに記載の方法。
（７）シリコーンがガラス繊維マットが乾燥される温度
でデンプン水酸基と反応性である官能基を含有する請求
項６に記載の方法。
（８）官能基が水酸基、アミノ基および／またはアルコ
キシ基である請求項７に記載の方法。
（９）バインダーが微生物防腐剤を含んでなる請求項１
〜８のいずれか一つに記載の方法。
（１０）バインダーがデンプンに基づいて０．１〜１０
重量％の疎水性化剤および０．５〜３．０重量％の防腐
剤を含んでなる請求項１〜９のいずれか一つに記載の方
法。
（１１）水分散液が１〜２０重量％、好ましくは４〜１
２重量％のバインダーを含んでなる請求項１〜１０のい
ずれか一つに記載の方法。
（１２）ガラス繊維に適用されてバインダーを形成する
組成物が（ａ）疎水性化剤を有する天然デンプンスルファメート
および微生物防腐剤、（ｂ）予備糊化された天然デンプン、スルファミン酸の
塩および疎水性化剤並びに微生物防腐剤、（ｃ）天然デ
ンプン、予備糊化されたデンプン、スルファミン酸の塩
および疎水性化剤並びに微生物防腐剤、または（ｄ）一部分または全部のデンプンが減成された組成物
（ａ）、（ｂ）または（ｃ）からなる請求項１〜１１の
いずれか一つに記載の方法。