KR101425537B1 - 광물성 모직물, 차단제품과 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 하나의 주제는 광물성 섬유 및 유기 결합제를 포함하는 광물성 모직물을 수득하는 방법으로서, 상기 광물성 섬유가 형성되며, 상기 유기 결합제는 상기 광물성 섬유 표면의 적어도 한 부분 위에 첨가되는 광물성 모직물을 수득하는 방법에 대한 것으로, 이 방법은 화합물이 상기 광물성 섬유 표면의 적어도 한 부분위에 추가로 첨가되고, 상기 화합물은 적어도 하나의 수지 산 및 수지 산 파생물, 또한 소수제를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 주제는 또한 이러한 방법에 의해 수득될 수 있는 광물성 모직물에 관한 것이다.

Description

광물성 모직물, 차단제품과 제조방법{MINERAL WOOL, INSULATING PRODUCT AND MANUFACTURING PROCESS}
본 발명은 인조의 광물성 모직물 분야에 관한 것이다. 보다 상세하게는 열 및/또는 음파의 차단 제품과 조합되고자 하는 유리 모직물에 관한 것이다.
직경 및/또는 길이 면에서 특정 기하학적 기준이 관찰될 때, 광물성 모직물은 흡입에 의해 신체로, 특히 폐로, 때때로는 여러 가지로 폐포(pulmonary alveoli)로 도입되어질 수 있다. 체내에서 가능한 섬유의 축적과 관련된 임의의 발병위험을 방지하기 위하여, 섬유가 낮은 "생체내지속성(biopersistence)"을 갖는 것, 즉, 섬유가 쉽고 빠르게 신체에서 제거될 수 있음의 확인에 대한 요구가 있어왔다. 섬유의 화학적 조성은, 생리적 매질내의 섬유의 분해속도에서 중대한 역할을 담당하기 때문에, 신체로부터 신속하게 제거되기 위한 이러한 능력에 영향을 주는 주요한 파라미터이다. 생리적 매질 내에서 높은 분해 속도를 갖는 광물성 모직물("생체 내 용해될 수 있는"광물성 모직물)은 따라서 종래 기술에서 형성되고 기술되어왔다.
하지만 주요한 어려운 점은 최종 제품의 우수한 작용 특성, 특히 기계적 강도 및 습기에 노출되는 동안 이 기계적 강도의 안정성을 유지하면서, 생리적 매질 내의 섬유의 분해속도를 증가시키는 것이다. 습기에 노출되는 동안 기계적 강도의 안정성은 특별히 중대하고 다루기 어려운데, 왜냐하면 습식 강도와 생체내분해능(biosolubility)은 두 가지 기준 모두, 주로 수용성 매질 내에서 분해 되는 능력과 관계되어, 대부분의 관점에서 가장 모순적인 사항이기 때문이다.
습식 강도의 요건은 다양한 용도에서, 특히 "샌드위치" 패널("sandwich" panel)과 같은 건축 요소에 사용되는 유리 모직물 분야에서 더욱더 엄격해지고 있으며, 샌드위치 패널에서 광학적 모직물은 두개의 금속 외장재(facing)(예로, 강철 또는 알루미늄 외장재)사이에서 차단 코어(core)를 구성한다. 이들 건축 요소는 주로 지붕 및 지붕 피복재(cladding), 벽면 및 외부 벽면 피복재, 벽 및 칸막이 벽, 및 건물 외피(envelope)내에 위치한 천장을 위해 사용된다. 이들이 받을 수 있는 다양한 기계적 응력에 대하여 고려하면, 뛰어난 압축력과, 인열 및 전단 강도 특성이 요구된다. 게다가, 주변의 습도에 대한 이러한 제품의 기계적 강도 및 특히 인열 강도가 시간의 경과에 따라 너무 현저하게 저하되지 않는 것이 중요하다. 즉, 이것은 "습기가 있는 환경 내에서 노화에 대한 저항"이라는 문서의 나머지 부분에서 이해되는 것이다. 이러한 다양한 요건들은 특히 "자가-지지 양면 금속-외장(Self-supporting double-skin metal-faced)의 차단 샌드위치 패널-공업제조제품-규격"인 표준 초안 prEN14509에 상술되어 있다.
습기가 있는 환경에서 노화에 대한 저항은, 다른 타입의 제품, 특히 지붕 테라스의 차단 및 불침투성(impermeability) 또는 건물 외관의 외부 차단에 사용되는 광물성 모직물 패널(panel)에 대한 엄격한 요건이기도 하다.
본 발명의 목적은 생리적 매질(physiological medium)내에서 분해 될 수 있는 광물성 모직물의 습기 환경 내에서 노화에 대한 저항을 향상시키는 것이다.
이러한 목적을 위해서, 본 발명자들은 수지 산 또는 그것의 파생물이 습기가 있는 환경 내에 노화된 후에 광물성 모직물의 기계적 특성을 향상시키는 이점을 갖고 있음을 관찰해 왔다.
섬유의 서로에 대한 결합을 제공하는 역할을 갖는 유기 결합제에 대한 첨가제로서 톨유(tall oil)를 첨가하는 것이 알려져 있다. 미국 특허 US3,932,334는 예를 들어, 실란(silanes), 광물성 충전재(fillers), 점성-제어제(viscosity-control agent) 등을 포함하는 첨가제의 목록 내에서의 첨가제를 언급하고 있다.
문서 US 2,584,300 자체는 광물성 모직물을 위한 결합제를 기술하고, 이 결합제의 주성분은 톨유, 카르복실산 에스테르 및 폴리올의 혼합물이다.
"크래프트(Kraft)" 공정에 따른 종이 제조의 부산물인 톨유는, 그 조성의 거의 절반으로 지방산과 결합된 수지 산을 포함한다.
문서 SU 1470708는 광물성 모직물의 조각 및 크실렌과 유기 용매내의 송진에 의해 변형된 페놀 포름 알데하이드 결합제를 포함하는 혼합물의 주입에 의한 파이프를 위한 차단 코팅의 제조를 기술하고, 크실렌과 유기 용매는 차단코팅을 경화하기 위한 증발에 의해 제거된다. 이 송진은 대부분 수지 산을 포함하고 있는 수지이다.
그러나 습기가 있는 환경 내에서의 노화 후에 기계적 특성의 향상을 이루는 이러한 수지 산 또는 그것의 파생물의 기술적인 효과는 종래 기술에 기술되지 않았다.
따라서 본 발명의 한 주제는 습기가 있는 환경 내에서 광물성 모직물의 기계적인 특성을 향상시키기 위하여, 수지 산 또는 그것의 파생물로부터 선택된 충분한 양의 적어도 하나의 유기 화합물의 사용이다.
그러나 본 발명자들은 수지 산 또는 그것의 파생물로 이루어진 화합물이, 특히 물 내의 에멀젼(emulsion)으로 형성될 때, 제품으로 인해 수분의 흡수를 매우 충분히 증가시키는 단점이 있음을 관찰해왔다. 이러한 현상은 의외인데, 왜냐하면 그때까지 습기가 있는 환경 내에서 노화에 대한 저항 특성 및 낮은 수분 흡수성의 특성이 상호관계가 있으며, 거의 물을 흡수하지 않는 제품이 직관적으로 더 나은 저항을 제공할 수 있는 것으로 여겨졌기 때문이다.
그러므로 본 발명의 다른 주제는, 광물성 섬유 및 유기 결합제를 포함하는 광물성 모직물을 수득하는 방법으로서, 상기 광물성 섬유가 형성되며, 상기 유기 결합제 및 적어도 하나의 수지 산 또는 수지 산 파생물을 포함하는 화합물은 상술된 광물성 섬유 표면의 적어도 한 부분 위에 첨가되는, 광물성 모직물을 수득하는 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 소수제가 또한 상기 광물성 섬유 표면의 적어도 한 부분위에 첨가되는 것을 특징으로 한다.
수지 산은 디테르펜 모노카르복실 산(diterpene monocarboxylic acids), 일반적으로 일반식 C20H30O2의 이성질체이다. 수지 산의 명칭 중 수지는 식물, 특별히 수지를 함유한 식물로부터 합성되었다는 사실에 기인한 것이다. 수지산은 수지에 함유되어 외부의 공격(곤충, 균류, 상처 등)으로부터 식물을 보호하는 역할을 한다.
수지 산은 기본 화학 구조에 따라 여러 가지 범주로 나누어진다. 따라서 하기 타입의 구조가 현저하다. 즉, 한쪽, 또는 다른 랍단(labdane)을 따라 연결된 여섯 개의 탄소를 포함하는 세 개의 고리를 가진 아비에탄(abietane), 피마란/이소피마란(pimarane/isopimarne)이다. 모두 카르복실 산 작용기 및 적어도 하나의 이중 결합, 아비에탄 구조의 산을 위한 두 개의 콘쥬게이팅 이중결합을 포함하는, 일반적으로 두 개 또는 세 개의 이중 결합을 가지고 있다.
가장 일반적인 수지 산은 즉,
-아비에탄(abiethane)기의 경우: 아비에틱 산(abietic acid)(CAS No.514-10-3, 하기의 A 화학식 구조), 네오아비에틱 산(neoabietic acid)(CAS No. 471-77-2), 팔루스트릭 산(palustric acid)(CAS No.1945-53-5), 레보피마릭 산(levopimaric acid)(CAS No.79-54-9) 및 탈수소아비에틱 산(dehydroabietic acid)(CAS No.1740-19-8) 이며,
-피마란(pimaranes)기의 경우: 피마릭 산(pimaric acid)(CAS No.127-27-5, 하기의 B 화학식 구조), 이소피마릭 산(iso pimaric acid)(CAS No.5835-26-7) 및 샌드락코피마릭 산(sandaracopimaric acid)(CAS No.471-74-9)이다.
Figure 112008090421929-pct00001
수지 산은 소나무 올레오수지(pine oleoresin)로부터 직접적으로 수득 될 수 있다. 이것은 수지 산이 소나무 수지의 주요 비휘발성 성분이기 때문이다. 주 휘발 요소(예를 들어, α-피넨(α-pinene)과 같은 테르펜(terpenes))의 증류에 의한 증발 이후에 응고된 수지 또는 송진은 약 90wt%(무게 백분율)의 수지 산, 주로 아비에틱 산(40 에서 50%)으로 구성된다.
수지산은 또한 종이 제조의 "크래프트" 공정의 부산물로써 얻어질 수도 있다. 그러면 이것은 지방산과 함께 일반적으로 톨유 또는 소나무 유로써 알려진 것의 일부가 된다. 다양한 증류는 얼마간 정제되어 수지 산내에서 다소 풍부해진 톨유를 수득할 수 있게 한다. 송진은 톨유로부터 얻을 수 있으며, 따라서 피마란 형(pimarane-type)산의 대부분을 포함한다.
수득하기 위해 어떤 수단이 사용되더라도, 이러한 화합물의 구조적 유사성을 고려할 때 분리하기 어려운 수지 산 혼합물이 일반적으로 얻어진다. 경제적인 이유로, 본 발명에 따라 첨가된 화합물은 바람직하게 수지 산의 혼합물이다. 따라서 적어도 하나의 수지 산 또는 수지 산 파생물을 포함하는 화합물은 톨유, 송진, 하기에 서술된 것과 같은 선택적 화학 변형물 또는 이들의 혼합물로부터 유리하게 선택된다.
사용된 송진은 톨유("소나무 유 송진"), 또는 소나무 수지("소나무 투르펜틴 송진(pine turpentine rosin)")로부터 직접적으로, 또는 다른 노화된 소나무 뿌리("나무 송진")로부터 생성될 수 있다. 명세서의 나머지 부분에서 일반적인 용어인 송진은 이러한 다양한 송진의 종류를 포함한다.
사용된 톨유는 바람직하게 증류되며, 또한 주로 올레익 타입 지방산을 포함한다.
적어도 하나의 수지 산을 포함하는 화합물은 바람직하게 대부분의 아비에틱 산(abietic acid)을 포함한다.
본 발명의 문맥 내에서 사용 된 수지 산 파생물은 수지 산의 염 또는 에스테르, 디에노필(dienophil) 화합물을 갖는 수지 산의 디엘스 알더 첨가물(the Diels Alder addition product), 수지 산 이합체, 이성질체, 및 수소화 반응 또는 산화 환원반응(dismutation) 물, 또는 이들의 혼합물로부터 바람직하게 선택된다.
이러한 파생물의 한 바람직한 근원은 다양한 비누화, 에스테르화, 첨가, 이성질화, 수소화, 또는 산화 환원 반응을 거쳐온 송진이며, 이는 "화학적으로 변형된 송진"이라는 일반적인 용어로 표시될 것이다. 본 명세서의 나머지 부분에서 "수지 산"또는 "송진"이라는 일반적 용어는 달리 서술되지 않는다면, 이러한 모든 파생물들을 포함할 것이다.
다양한 반대이온(counterions)들은 수지 산의 카르복실기 내의 수소를 대체하며, 따라서 카르복실산 염 즉, 나트륨, 칼륨, 아연, 칼슘, 그 밖에 마그네슘을 형성한다. 수득된 수지 산염은 때때로 수지 "비누"로써 알려지며, 송진 또는 톨유의 중화에 의해 얻어진 송진 비누 또는 톨유 비누에 속할 수 있다.
수지 산 에스테르 또는 송진 에스테르는 알코올 및 보통 예를 들어, 글리세롤, 펜타데리쓰리톨(pentaerythritol), 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 클리콜 및 프로필렌 글리콜과 같은 폴리올과 함께 카르복실기의 에스테르화 반응에 의해 얻어진다. 폴리올이 사용되는 경우에, 에스테르화 반응은 하나 이상의 알코올 기에 영향을 줄 수 있다.
첨가물은 말레 산(maleic acid), 말레산 무수물, 푸마르 산 또는 푸마르, 아크릴, 또는 말레 산 에스테르와 같은 디에노필(dienophil) 화합물과 디엘스 알더반응(Diels-Alder reaction)을 통해 얻어진다.
수지 산은 주로 이합체, 예외적으로 삼합체를 형성하기 위하여. 산 조건 및 고온 하에서 함께 반응할 수 있다.
특정 조건 하에서, 수지 산은 일반적으로 이중결합 구성의 변형으로 인해 이성질화 할 수 있다. 그런 후에 천연으로 존재하지 않는 수지 산이 수득된다.
수지 산은 또한 하나의 수지 산에서 다른 수지 산으로의 수소 원자의 전달을 통해 이중결합의 수를 감소 또는 산화 환원 반응(dismutation reaction)의 효과가 있는 수소화 반응을 겪을 수 있다.
NF EN 1609 표준에서의 의미 내에서, 최종 제품의 수분 흡수를 제한시키기 위하여, 소수제(water-repellant agents)를 이러한 화합물에, 또는 사이징 조성과 함께 첨가하는 것이 필수적이다. 이것은 수지 산 또는 그것의 파생물이 모세관 흡수(absorption) 현상을 통하여 수분 흡수(uptake)를 증가시키는 것이 알려져 왔기 때문이다. 상술된 것처럼 이러한 현상은 특히 의외인데, 왜냐하면 수분이 있는 환경 내에서 노화의 특성을 향상시키는 첨가제가 불가피하게, 수분의 흡수를 감소시키는 특성을 갖는다고 지금까지 생각되었기 때문이다. 그것의 반대 즉, 제품에 의한 수분의 흡수 감소로 인해 수분이 있는 환경에서 노화의 효과를 국한시키는 것이 가능하다는 것 또한 명백하다고 여겨졌다. 그것이 사실과 다르다는 것이 하기의 예로 설명될 것이다.
"소수제"라는 용어는 본 발명의 개념 내에서, 특히 표준 NF EN 1609에서 권장된 테스트에 따라, 또는 더욱 일반적으로 제품의 부분적 또는 완전한 침지(immersion)이후의 수분 흡수를 측정하는 임의의 테스트를 통해, 제품에 의한 수분의 모세관 흡수를 감소시키는 것을 가능하게 하는 어떠한 첨가제를 의미하는 것으로 이해된다.
소수제의 첨가는 특히 수지 산을 포함하는 화합물이 톨유일 경우에 중요한데, 왜냐하면 지방산의 존재가 섬유 제품에 의한 수분의 흡수를 상당히 증가시키는 것으로 보이기 때문이다.
규소타입 소수제(폴리실록산(polysiloxanes), 특히 폴리디메틸실록(polydimethysiloxanes) 또는 PDMS) 또는 파라핀은 특히 실리콘과 같은 최상의 결과를 얻는 것을 가능하게 하기 때문에 가치가 있다. 본 발명에 따라 사용될 수 있는 다른 소수제는 형광중합체(fluoropolymers), 또는 광물성 또는 유기 오일을 포함한다. 첨가된 양은 광물성 모직물 중량 대비 고형물의 중량이 바람직하게는 0.01% 에서 1% 사이, 특히 0.05에서 0.5% 사이, 또는 심지어 0.2%이다. 소수제는 물 속의 에멀젼의 형태로 첨가되는 것이 바람직하다.
적어도 하나의 수지 산 또는 수지 산 파생물을 포함하는 화합물은 특히, 유기 결합제와 함께 분사를 통하여 바람직하게 첨가되며, 첨가 단계 이전에 상기 화합물은 상기 유기 결합제과 함께 선택적으로 혼합된다.
적어도 하나의 수지 산 또는 수지 산 파생물을 포함하는 화합물은 물 속의 에멀젼의 형대로 바람직하게 첨가되거나, 또는 주로 유기 용매(바람직게는 유기물이지만 물을 포함할 수도 있는)내에서 분해된다. 주로 유기 용매는 바람직하게 글리세롤과 같은 알코올을 포함한다.
적어도 하나의 수지 산 또는 수지 산 파생물을 포함하는 화합물은 바람직하게 광물성 모직물의 중량 대비 0.1에서 5%사이의 고형물 함유 중량으로 첨가된다. 함량은 0.5에서 4%사이가 더욱 바람직하다.
유기 결합제는 바람직하게 페놀 포름 알데하이드 수지를 포함한다.
본 발명에 대한 또 다른 주제는 생리적 매질 내에서 용해될 수 있고, 본 방법에 따라서 수득이 가능한 광물성 모직물이다.
본 발명의 범위 내에서 특히 바람직한 섬유의 조성은 wt%로 표기된, 하기에 한정된 범위 내의 다음 성분을 포함한다. 즉,
SiO2 45 에서 75
Al2O3 0 에서 10
CaO 0 에서 15
MgO 0 에서 15
Na2O 12 에서 20
K2O 0 에서 10
B2O3 0 에서 10
Fe2O3 0 에서 5
P2O5 0 에서 3
실리카(SiO2)는 유리 망상조직 형성자 성분이다. 너무 많은 양은 유리의 점도를 너무 높게 만들어 유리가 용융되거나, 균질화 및 정제되지 못하게 하는 반면에 너무 낮은 양은 유리가 열적으로 불안정하게(냉각 시 너무 쉽게 불투명하게 하고) 및 화학적으로 불안정하게(너무 수분으로부터 공격받기 쉬운 경향이 있는) 만든다. 실리카의 함량은 50%, 또는 55%, 또는 심지어 60% 이상이고 70% 이하인 것이 바람직하다.
알루미나(Al2O3)는 또한 유리 점도를 상당히 증가시키는 유리 망상조직 형성자 성분이다. 너무 많은 양의 존재는 폐포 유체 내에서의 용해성에 부정적인 영향을 미친다. 알루미나의 함량이 적을 때 습식 강도는 크게 감소된다. 이러한 다양한 이유로, 알루미나 함량은 1%이상이고, 5%, 특히 3%이하인 것이 바람직하다.
산화 알칼리 토금속, 주로 석회(CaO), 산화마그네슘(MgO)은 고온의 유리 점성을 감소시킬 수 있으며, 따라서 가스질 또는 고체 함유물이 없는 유리의 제작을 위한 처리단계를 용이하게 한다. 산화 알칼리 금속의 치환관계를 통하여, 유리의 습식 강도를 눈에 띄게 향상시키지만, 반면에 섬유화 단계를 어렵게 하는 실투현상이 발생한다. 따라서 산화칼슘의 함량은 5%, 특히 7%이상이고, 10%이하인 것이 바람직하다. 산화마그네슘의 경우, 그것의 함량은 10%, 심지어 5%이하이고, 1%, 심지어 2%이상인 것이 바람직하다. 산화바륨(BaO) 또는 산화스트론튬(SrO)과 같은 다른 산화 알칼리 토금속 또한 본 발명에 따른 광물성 모직물 내에 존재할 수 있다. 하지만 이들의 높은 비용을 고려해서, 바람직하게 존재하지 않는다(부득이한 원료의 불순물로부터의 트레이스 스테밍(trace stemming)은 별도).
주로 산화나트륨(Na2O) 및 산화칼륨(K2O)과 같은 산화 알칼리 금속은 부분적으로 유리의 고온 점성 감소 및 실투 저항 향상에 유용하다. 그러나 이들은 습기가 있는 환경 내에서의 노화에 대한 저항에 해롭다는 것이 증명되었다. 그 결과로 인해, 산화나트륨의 함량은 18%이하이고, 14%이상인 것이 바람직하다. 산화칼륨의 함량은 주로 원료의 이용도와 관련된 이유로 인해 5%, 또는 2%, 심지어 1%이하인 것이 바람직하다.
산화 붕소(B2O3)는 유리 점성의 감소 및 섬유의 생체내분해능 향상에 중요하다. 게다가, 산화 붕소의 존재는 특히 방사성 성분 내의 열전도율을 저하시킴으로써, 광물성 모직물의 열 차단 특성을 향상시키는 경향이 있다. 게다가, 높은 비용과 고온에서의 휘발 능력, 해로운 방사물의 발생 및 발연 처리 설비를 갖춘 생산 장소에 대한 요구를 고려할 때, 산화 붕소의 함량은 8%, 특히 6%, 심지어 5%이하인 것이 바람직하다. 특정 실시예에서는 함유되지 않는 것이 바람직하다.
산화철은 유리의 착색에 관한 역할 때문에, 하지만 유리를 실투시키는 능력으로 인해 5%미만의 함량으로 국한된다. 높은 함량의 철은 "암석 모직물(rock wool)"타입의 광물성 모직물에 매우 높은 온도 저항의 부과를 가능하게 하지만, 어떤 경우에는 내부 원심분리 기술에 의한 섬유화를 어렵거나 또는 심지어 불가능하게 한다. 산화철의 함량은 3%, 심지어 1%이하인 것이 바람직하다.
산화인(P2O5)은 특히, 생체내분해능에 관한 유익한 효과로 인해 사용되는 것이 바람직할 수 있다.
본 발명에 따른 상기 섬유는 일반적으로, 질량으로 3%, 또는 2%, 심지어 1%를 초과하지 않는 양의 다른 산화물을 또한 포함할 수 있다. 이러한 산화물 중에는, 산업의 이러한 타입 내에서 사용된, 자연적 또는 인공적인 (예를 들어, 지스러기 유리(cullet)라고 불리는 재활용된 유리) 일괄의 물질(가장 보편적으로 TiO2, MnO, BaO 등)에 의하여 주로 도입된 불순물들이 있다. ZrO2과 같은 불순물들은 또한 일반적으로 용광로(furnaces)의 건설시에 사용되는 내화 물질로부터 유도된 화학적 요소의 유리 내에서의 부분적 분해를 통하여 도입된다. 어떤 트레이스(trace)는 다시 유리정제에 사용된 화합물로부터 유도된다: 특히, 일반적으로 사용되는 산화 황 SO3을 예로 들 수 있다. BaO, SrO과 같은 산화 알칼리 토금속 및/또는 Li2O과 같은 산화 알칼리 금속은, 본 발명에 따라 섬유 내에 자발적으로 포함될 수 있다. 하지만 가격을 고려하면, 본 발명에 따른 섬유는 이들을 포함하지 않는 것이 바람직하다. 어떠한 경우에도 이들 다양한 산화물은, 이들의 낮은 함량으로 인하여, 본 발명에 따른 섬유가 제기된 문제에 대응하는 방식을 변화시킬 수 있는 어떤 특정한 기능적 역할을 수행하지 않는다.
본 발명의 또 다른 주제는 적어도 하나의 본 발명에 따른 광물성 모직물을 포함하는 열 및/또는 음파의 차단 제품이다. 이것들은 특히 "샌드위치"타입 건축 요소로, 여기에서 광물성 모직물은 두 가지 금속(예를 들어, 강철 또는 알루미늄) 면(facing) 사이에서 차단 코어를 구성하고, 이러한 자가-지지(self-supporting)요소들은 내부 또는 외부 벽면, 지붕 또는 천장의 건설 시에 사용될 수 있다. 이러한 타입의 응용을 위하여, 본 발명에 따른 차단 제품의 밀도가 40 에서 150kg/m3사이, 특히 60 에서 80kg/m3사이인 것이 바람직하다(이러한 밀도는 오직 광물성 모직물을 고려하는 것이다).
또한 이들은 다음 사항을 의도한 제품이 될 수 있다.
- 건물 외관의 외부 차단, 유럽 특허 출원 EP 1 283 196에서 기술된 제품과 같은, 특히 60 에서 100kg/m3사이 밀도를 갖는 제품
- 예를 들어, 특히 돌로 만들거나 또는 강철 트레이(tray) 타입의 금속 구조로 된 지붕 테라스의 편평한 지붕의 차단, 유럽 특허 출원 EP 109 879, 프랑스 특허 출원 FR 2848582 또는 유럽 특허 출원 EP 1 620 367에 기술된 제품과 같이, 특히 밀도가 60 에서 200 kg/m3사이이며, 바람직하게는 80 에서 150kg/m3사이이고, 특별히 아스팔트(bitumen)를 함침시킨(impregnate) 유리 덮개에 기초한 외장재로 덮힌, 제품
하기는 샌드위치 타입 요소의 예이며, 이러한 타입의 제품은 "무거운"제품으로 알려졌는데, 왜냐하면 이들은 40kg/m3보다 큰, 높은 밀도를 가지고 있고, 또한 반드시 높은 기계적 힘, 경우에 따라 인열 강도, 전단 강도 또는 압축력을 가져야 하기 때문이다.
본 발명에 따라 제공된 이점은 본 현재의 발명을 제한하지 않고 도시한 하기 예를 통하여 잘 이해될 수 있을 것이다.
표1에 도시된 것과 같은 화학적 조성(wt%로 표시된)을 갖는 용융된 유리덩이는 상기 주 에너지 원천으로, 유리 배쓰(bath) 내에 침지되어 있는 전극을 사용하는, 유리화 가능한 일괄의 물질의 용융 방법을 통하여 수득된다.
산화물 wt%
SiO2 65
Al2O3 2
Na2O 16
K2O 0.8
CaO 8
MgO 2.8
B2O3 4.5
Fe2O3 0.2
불순물 0.7
그리고 이러한 용융된 유리덩이는 용융된 유리 및 다수의 구멍으로 관통된 주변 띠(band)를 수용하기 위한 챔버를 형성하는 바스켓을 포함하는 스피너(spinner)를 사용하는 내부 원심 분리 방법을 통하여 섬유로 변환된다. 스피너는 수직 축 주위를 회전하기 때문에, 용융된 유리는 원심력의 효과 하에 배출되며, 구멍으로부터 나온 물질은 가늘게 하는 가스 흐름의 도움으로 필라멘트 형태로 가늘어진다.
사이즈 분사 고리는 사이징 조성이(유기 결합제) 바로 형성된 유리 모직물 위에 균일하게 퍼지게 하도록, 스피너 아래에 자리한다. 이러한 사이징 조성은 섬유 위에 분사되기 전 물 속에 희석된, 주로 페놀 포름알데하이드 수지 및 요소(urea)에 기초한다. 다른 타입의 사이징 조성은, 특히 단독으로 또는 혼합물로 사용될 수 있는 포름 알데하이드가 없는(formaldehyde-free) 것이다. 이들은,
- 글리시딜(glycidyl) 에테르 타입의 에폭시 수지, 및 비 휘발성 아민 경화제(유럽 특허 출원 EP-A-O 369 848에 기술)에 기초하며, 이미다졸(imidazole), 이미다졸린(imidazolines) 및 이들의 혼합으로부터 선택된 촉진제를 또한 포함할 수 있는 조성;
- 카르복실 복합산(polyacid) 및 폴리올을 포함하며, 인을 포함하는(phosphorus-containing) 유기 산 타입의 알칼리 금속 염의 촉매와 함께 바람직하게 결합되는 조성(유럽 특허 출원 EP-A-O 990 727에 기술);
- 카르복실 작용 기 및/또는 β-하이드록시알킬아민 작용기를 조합한 하나 이상의 화합물을 포함하는 조성(국제 특허 출원 WO-A-93/36368에 기술);
- 카르복실산 및 알카놀아민(alkanolamine), 또는 사전에 카르복실산 및 알카놀아민으로부터 합성된 수지 중 하나 및 카르복실산 기를 포함하는 중합체가 혼입된 조성 (유럽 특허 출원 EP-A-1 164 163에 기술);
- 활성 조건 하에서, 무수물이 아민 내에 충분히 용해될 때까지 및/또는 그것과 반응할 때까지의 무수물 및 아민을 혼합하고, 그런 후에 물 첨가 및 반응 종료로 이루어지는 두 가지 단계에서 얻어진 사이징 조성(유럽 특허 출원 EP-A-1 170 265에 기술);
- 제1 무수물 및 제1무수물과 다른 제2무수물을 갖는 아민의 중합체-없는(polymer-free)반응 제품을 포함하는 수지를 포함하는 조성(유럽 특허 출원 EP-A-1 086 932에 기술);
- 적어도 하나의 폴리카르복실산 및 적어도 하나의 폴리아민을 포함하는 조성;
- 카르복실산 및, 미국 특허 출원 US 2005/038193에 기술된 것과 같은 알코올 작용기를 포함하는 단위체의 혼성 중합체를 포함하는 조성; 및
- 국제 특허 출원 WO 2005/87837 또는 미국 특허 출원 US 6 706 808에서 기술된, 말레 산과 같은 폴리올 및 폴리산 또는 폴리 무수물을 포함하는 조성을 예로들 수 있다.
아미노플라스트(aminoplast) 타입 수지(멜라민-포름알데하이드 또는 요소-포름알데하이드)는 또한 본 발명의 범위 내에서 사용될 수 있다.
수지 산 또는 그것의 파생물을 포함하는 상기 화합물은 상기 사이징 조성에 첨가되었지만, 그것은 독립적으로 예를 들면, 제2 분사 고리를 사용하여 분사될 수도 있다. 예시에서 사용된 다양한 화합물들은 하기와 같다. 즉,
- 각각 Dermulsene RA405(화합물 C1, 화학적으로 변형된 송진), HBR70(화합물C2, 송진 및 석유 수지에 기초), DEG(화합물 C3, 송진 에스테르 및 폴리에틸렌 글리콜에 기초), 222(화합물 C4, 송진 에스테르 및 테르펜 수지에 기초), RE802(화합물 C5, 송진 에스테르에 기초)의 명칭으로 DRT사(社)에 의해 판매된 수지 산 또는 수지 산 파생물을 포함하는 수성의 에멀젼;
- Resinoline BD2(화합물 C6)라는 명칭으로 DRT사(社)에 의해 판매된 상기 톨유의 증류에 의하여 수득되는 지방 산 및 수지 산을 포함하는 수성의 에멀젼이다.
본 발명에 따른 예시에, 특히, 소수제가 첨가된다:
- Dow Corning사(社)에 의해 판매된 상기 DC1581 타입의 실리콘(폴리디메틸실록산의 수성의 에멀젼);또는
- Clariant사(社)에 의하여 Pekophob P60이라는 상표로 판매된 파라핀(수성의 에멀젼 형태)이다.
따라서 사이징 된(sized) 광물성 모직물은 내부 흡입관이 장치된 컨베이어 벨트 위에서 수집되는데, 내부 흡입관은 상기 광물성 모직물을 상기 컨베이어의 표면 위에서 펠트(felt) 또는 시트(sheet)의 형태를 유지할 수 있게 한다. 그런 후에 상기 컨베이어는 사이즈 수지의 응축이 일어나는 장소인 오븐을 통과하여 지나갔다. 상기 테스트에 따라, 제조된 차단 제품은 약 80kg/m3 (표2) 또는 65kg/m3 (표3)의 밀도를 갖는 패널이다.
이러한 광물성 모직물을 포함하는 샌드위치 패널은 습기가 있는 환경 내에서의 노화 이후, 인열 강도시험을 받았고, 이러한 습기 환경은 "자가-지지 양면 금속-외장(Self-supporting double-skin metal-faced)의 차단된 샌드위치 패널-공업제조제품-규격"인 표준 초안 prEN14509에 기술되어 있다. 상기 샌드위치 패널은 환경 챔버(chamber)내에서 65℃ 및 상대습도 100%로, 28일 동안 방치되었으며, 그런 후에 노화 후 인열 강도의 손실이 측정되었다.
상기 표준의 문맥 내에서 60% 이하의 손실은 만족스러운 것으로 여겨진다. 표2 및 3은 그 결과를 기술하며, 결과는 인열 강도의 손실(%로)로 표현되었다.
상기 생산된 광물성 모직물은 표준 NF EN 1609에 기술된 것처럼, 부분적인 침지 이후에 수분 흡수 테스트를 받았다. 이 테스트는 건축 공사 시 24시간동안의 비로 인한 수분의 흡수를 시뮬레이션 한다. 하기 표 내에서 "수분 흡수(uptake)"로 알려진 수분의 흡수는 kg/m2로 표현되었다. 1kg/m2이하의 값은 만족스러운 것으로 여겨진다.
이 표에서는, 사용된 수지 산 및 그 파생물을 포함하는 화합물의 성질 외에, 광물성 모직물의 중량 대비 고형물의 함유 중량 및 필요한 경우에 여전히 고형물인 소수제의 성질 및 함유 중량을 표시하고 있다.
예 화합물 함량 소수제 노화 후 손실(%) 수분흡수(kg/m2)
1 None 85% 1.0
2 C1 1% 42% 5.0
3 C1 1% 0.1% silicones 43% 1.3
4 C4 1% 54% 6.5
5 C5 1% 64% 5.5
6 C6 1% 0.1% silicones 37%
화합물 함량 소수제 노화 후 손실(%) 수분흡수(kg/m2)
1 없음 82% 1.0
7 C1 3% 0.3% silicones 55% 1.1
8 C1 3% 0.3% paraffins 56% 2.5
9 C1 3% 0.6% paraffins 55% 1.7
10 C1 3% 0.9% paraffins 57% 0.8
11 C2 3% 0.3% silicones 59% 1.1
12 C2 3% 0.3% paraffins 60% 3.3
13 C2 3% 0.6% paraffins 60%
14 C3 3% 0.3% silicones 59%
그러므로, 수지 산 또는 그의 파생물의 사용은 습기가 있는 환경 내에서의 노화에 대한 광물성 모직물의 저항을 상당히 증가시키는 것을 가능하게 하며, 특히 "샌드위치"타입의 응용이, 대부분의 경우에, 표준 prEN14509의 초안의 요구에 따르는 것을 가능케 한다.
그러나 비교 예 1 및 2, 4 및 5 사이의 비교는 수지 산 및 수지 산 파생물의 첨가가, 제품에 의한 수분 흡수를 증가시켜, 적어도 5배만큼 배가시킴을 보여준다.
소수제, 특히 실리콘의 첨가는, 수분의 흡수 값을 1kg/m2에 근접하게, 또는 심지어 그 이하로 되돌릴 수 있게 만든다. 그러나 이 첨가는 습기가 있는 환경 내에서의 노화에 대한 저항의 특성을 변경시키지 않는다.
이러한 두 가지 결과는, 한 편으로는 수분 흡수, 다른 한편으로는 습기가 있는 환경 내에서의 노화에 대한 저항이라는 두 가지 특성이 완전히 상호관계가 없음을 나타내기 때문에 특별히 놀랍다.
본 발명은 인조의 광물성 모직물 분야, 특히 열 및/또는 음파의 차단 제품과 조합되고자 하는 유리 모직물 등에 이용가능하다.

Claims (14)

  1. 광물성 섬유 및 유기 결합제를 포함하는 광물성 모직물을 수득하는 방법으로서, 상기 광물성 섬유가 형성되며, 상기 유기 결합제 및 적어도 하나의 수지 산 또는 수지 산 파생물을 포함하는 화합물이 상기 광물성 섬유 표면의 적어도 한 부분 위에 첨가되는, 광물성 모직물을 수득하는 방법에 있어서,
    소수제가 상기 광물성 섬유 표면의 적어도 한 부분 위에 첨가되며,
    상기 광물성 섬유는 하기에 한정된 범위 내의 wt%로 표시된, 다음의 성분을 포함하는 화학적 조성을 갖는 것을 특징으로 하는 광물성 모직물을 수득하는 방법.
    SiO2 35 에서 75;
    Al2O3 0 에서 12;
    CaO 0 에서 30;
    MgO 0 에서 20;
    Na2O 0 에서 20;
    K2O 0 에서 10;
    B2O3 0 에서 10;
    Fe2O3 0 에서 5; 및
    P2O5 0 에서 3.
  2. 제 1항에 있어서, 적어도 하나의 수지 산 및 수지 산 파생물을 포함하는 화합물은 분사를 통해 첨가되는, 광물성 모직물을 수득하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 수지 산 및 수지 산 파생물을 포함하는 화합물은 유기 결합제와 함께 첨가되며, 상기 화합물은 첨가 단계 이전에 유기 결합제와 선택적으로 혼합되는, 광물성 모직물을 수득하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 수지 산 및 수지 산 파생물을 포함하는 화합물은, 물속의 에멀젼 또는 글리세롤을 포함하는 알코올을 구비하는 용매인 유기 용매에 분해된 형태로 첨가되는, 광물성 모직물을 수득하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 수지 산 및 수지 산 파생물을 포함하는 화합물은 톨유, 송진, 또는 화학 변형된 송진 또는 그것들의 혼합 중에서 선택되는, 광물성 모직물을 수득하는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 첨가된 화합물은, 수지 산의 염 또는 에스테르, 디에노필 화합물, 수지 산 이합체, 이성질체, 및 수소화 또는 산화 환원 반응 제품과 수지 산의 디엘스 알더 첨가 제품으로부터 선택된, 적어도 하나의 수지 산 및 수지 산 파생물을 포함하는, 광물성 모직물을 수득하는 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 소수제는 실리콘, 파라핀, 형광중합체 및, 광물성 또는 유기 오일로부터 선택되는, 광물성 모직물을 수득하는 방법.
  8. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 수지 산 또는 수지 산 파생물을 포함하는 화합물은 광물성 모직물의 중량 대비 고형물의 0.1 에서 0.5%사이인 함유 중량을 갖고 첨가되는, 광물성 모직물을 수득하는 방법.
  9. 제1항에 있어서, 유기 결합제는 페놀-포름알데하이드 수지를 포함하는, 광물성 모직물을 수득하는 방법.
  10. 제1항에 따른 방법에 의해 수득 될 수 있는 광물성 모직물.
  11. 삭제
  12. 제10항에 따른 적어도 하나의 광물성 모직물을 포함하는 열 차단 제품.
  13. 제12항에 있어서, 건물 외관의 외부 차단을 위하여 60 에서 100kg/m3사이의 밀도를 가지며, 편평한 지붕의 차단을 위하여 60 에서 200kg/m3사이의 밀도를 가진 열 차단 제품.
  14. 제10항에 따른 광물성 모직물을 두 금속 단면 사이에 차단 코어로서 포함하는 샌드위치 패널.
KR1020087031972A 2006-07-07 2007-07-06 광물성 모직물, 차단제품과 제조방법 KR101425537B1 (ko)

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