KR102290676B1 - Aqueous binder composition and fibrous materials using the same - Google Patents

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최종윤
박종윤
김천수
최승엽
이남수
김양수
김선기
홍승민
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주식회사 케이씨씨
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Abstract

The present invention provides a composition comprising a reducing sugar, an amino acid, a first reinforcing agent, and a second reinforcing agent, wherein the first reinforcing agent is a resin having a weight average molecular weight of 5,000 to 200,000 g/mol including a hydroxyl group, the second reinforcing agent is a polyamide-based resin, and a total amount of the first reinforcing agent and the second reinforcing agent is 3 to 50 wt% based on the solid content of the composition.

Description

수성 바인더 조성물 및 이를 적용한 섬유상 재료{AQUEOUS BINDER COMPOSITION AND FIBROUS MATERIALS USING THE SAME}Aqueous binder composition and fibrous material applied thereto {AQUEOUS BINDER COMPOSITION AND FIBROUS MATERIALS USING THE SAME}

본 발명은 포름알데히드와 같은 독성 물질을 사용하지 않아 인체 유해성이 적고 친환경적이며, 이로부터 제조된 경화물이 기계적 물성 및 불연성이 우수한 수성 바인더 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to an aqueous binder composition that does not use toxic substances such as formaldehyde, which is less harmful to the human body and is environmentally friendly, and the cured product prepared therefrom has excellent mechanical properties and incombustibility.

페놀-포름알데히드 수지는 가격이 저렴하고 물성이 우수하여 유리면 및 암면 등의 섬유상 재료의 접착제용 바인더로서 널리 사용되고 있다. 그러나, 페놀-포름알데히드 수지는 가공, 저장 및 경화시 주위 환경으로 독성 물질인 포름알데히드를 방출하는 문제가 있다. 포름알데히드는 악취가 나며, 인체에 노출될 경우 다양한 질병을 유발하는 것으로 알려져 있다. 또한, 페놀-포름알데히드 수지는 미반응 페놀이 잔존하여 주위 환경으로 누출될 가능성도 있으며, 이러한 페놀 또한 독성 물질로 알려져 있다.Phenol-formaldehyde resin is widely used as a binder for adhesives of fibrous materials such as glass wool and rock wool because of its low price and excellent physical properties. However, phenol-formaldehyde resin has a problem of releasing formaldehyde, a toxic substance, to the surrounding environment during processing, storage and curing. Formaldehyde has a foul odor and is known to cause various diseases when exposed to the human body. In addition, in the phenol-formaldehyde resin, unreacted phenol remains and may leak into the surrounding environment, and such phenol is also known as a toxic substance.

이에 대한 대안으로, 미국 등록특허 제7,854,980호(특허문헌 1)에는 미네랄 섬유와 유기 바인더를 포함하는 미네랄 섬유 절연 재료로서, 상기 유기 바인더는 포름알데히드가 없는 것이 개시되어 있다. 그러나, 페놀-포름알데히드 수지를 포함하는 바인더로부터 제조된 경화물과 비교하여, 특허문헌 1의 경화물은 기계적 물성이 낮아 적용 가능한 분야에 한계가 있었다.As an alternative to this, US Patent No. 7,854,980 (Patent Document 1) discloses a mineral fiber insulating material including mineral fibers and an organic binder, wherein the organic binder is formaldehyde-free. However, compared to a cured product prepared from a binder including a phenol-formaldehyde resin, the cured product of Patent Document 1 has low mechanical properties, so there is a limit in applicable fields.

또한, 미국 등록특허 제5,538,761호에는(특허문헌 2)에는 산성화 가수분해성 염, 무기산, 단량체성 카르복시산, 디 또는 폴리-카르복시산의 에스테르, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 산성화제를 이용하여 pH를 5.5 미만으로 조절하는 단계를 포함하는, 페놀-포름알데히드 바인더 처리 섬유글라스의 제조방법이 개시되어 있다. 그러나, 특허문헌 2와 같이 산성화제를 이용한 포름알데히드 방출량 제어에는 한계가 있으며, 상술한 바와 같은 산성화제를 포함하여 산성화된 바인더는 안정성이 부족하여 저장성이 열세하며 설비 부식을 야기할 수 있다.In addition, in US Patent No. 5,538,761 (Patent Document 2), an acidifying hydrolyzable salt, an inorganic acid, a monomeric carboxylic acid, an ester of a di- or poly-carboxylic acid, and a mixture thereof using an acidifying agent selected from the group consisting of A method for producing a phenol-formaldehyde binder-treated fiberglass comprising the step of adjusting to less than 5.5 is disclosed. However, as in Patent Document 2, there is a limit to the control of the release amount of formaldehyde using an acidifying agent, and the acidified binder including the acidifying agent as described above lacks stability, and thus has poor storage properties and may cause equipment corrosion.

따라서, 포름알데히드와 같은 독성 물질을 사용하지 않는 인체 유해성이 적고 친환경적이며, 제조된 경화물의 기계적 물성 및 불연성을 우수한 수성 바인더 조성물에 대한 연구개발이 필요한 실정이다.Therefore, there is a need for research and development on an aqueous binder composition that does not use toxic substances such as formaldehyde, is environmentally friendly, and has excellent mechanical properties and nonflammability of the cured product.

미국 등록특허 제7,854,980호 (공개일: 2010. 4. 1.)US Patent No. 7,854,980 (published on: 2010. 4. 1.) 미국 등록특허 제5,538,761호 (공개일: 1996. 7. 23.)U.S. Patent No. 5,538,761 (published date: July 23, 1996)

이에, 본 발명은 포름알데히드와 같은 독성 물질을 사용하지 않아 인체 유해성이 적고 친환경적이며, 제조된 경화물의 기계적 물성 및 불연성을 우수한 포름알데히드 프리 (Formaldehyde Free)인 수성 바인더 조성물을 제공하고자 한다.Accordingly, the present invention does not use toxic substances such as formaldehyde, so it is less harmful to the human body and is environmentally friendly, and it is an object of the present invention to provide a formaldehyde-free aqueous binder composition having excellent mechanical properties and incombustibility of the prepared cured product.

본 발명은 환원당, 아미노산, 제1 보강제 및 제2 보강제를 포함하는 조성물로서,The present invention provides a composition comprising a reducing sugar, an amino acid, a first adjuvant and a second adjuvant,

상기 제1 보강제는 수산기를 포함하는 중량평균분자량 5,000 내지 200,000 g/mol의 수지이며,The first reinforcing agent is a resin having a weight average molecular weight of 5,000 to 200,000 g/mol including a hydroxyl group,

상기 제2 보강제는 폴리아미드계 수지이며, The second reinforcing agent is a polyamide-based resin,

상기 제1 보강제와 제2 보강제의 총량이 조성물의 고형분을 기준으로 3 내지 50 중량%인, 수성 바인더 조성물을 제공한다. It provides an aqueous binder composition, wherein the total amount of the first reinforcing agent and the second reinforcing agent is 3 to 50 wt% based on the solid content of the composition.

또한, 본 발명은 상기 수성 바인더 조성물을 사용하여 결속된 섬유상 재료를 제공한다.In addition, the present invention provides a fibrous material bound using the aqueous binder composition.

본 발명에 따른 수성 바인더 조성물은 포름알데히드를 사용하지 않아 친환경적이고 인체 유해성이 낮다. 또한, 이를 이용하여 결속된 섬유상 재료는 내수성, 절단 가공성, 압축 강도 및 내후성 등의 기계적 물성이 우수하여 종래 페놀-포름알데히드 수지로 결속된 섬유상 재료와 유사하거나 보다 우수한 기계적 물성을 갖는다. 또한, 상기 섬유상 재료는 불연성, 침수성 및 성형성이 우수하고, 분진율이 낮아 다양한 분야에 적용 가능하다.The aqueous binder composition according to the present invention does not use formaldehyde, so it is eco-friendly and has low harmfulness to the human body. In addition, the fibrous material bound using the same has excellent mechanical properties such as water resistance, cutting workability, compressive strength and weather resistance, and thus has mechanical properties similar to or superior to those of the fibrous material bound with a conventional phenol-formaldehyde resin. In addition, the fibrous material is excellent in incombustibility, water permeability and moldability, and has a low dust rate, so it can be applied to various fields.

이하 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명에 있어서, 수지의 "중량평균분자량"은 당업계에 잘 알려진 방법에 의해 측정할 수 있으며, 예를 들어 GPC(gel permeation chromatograph)의 방법으로 측정한 값을 나타낼 수 있다. In the present invention, the "weight average molecular weight" of the resin can be measured by a method well known in the art, for example, it can represent a value measured by the method of GPC (gel permeation chromatograph).

수성 바인더 조성물aqueous binder composition

본 발명에 따른 수성 바인더 조성물은 환원당, 아미노산, 제1 보강제 및 제2 보강제를 포함한다.The aqueous binder composition according to the present invention includes a reducing sugar, an amino acid, a first adjuvant and a second adjuvant.

본 발명은 환원당과 아미노산 사이의 메일라드(Maillard) 반응을 통해 경화가 이루어지며, 이 과정에서 제1 보강제의 수산화기와 제2 보강제의 아민기가 반응에 참여할 수 있다. 또한, 제1 보강제와 제2 보강제 사이의 반응, 또는 제1 보강제 및 제2 보강제 각각의 자체 반응(Self-reaction)을 통해 종래 환원당, 및/또는 아미노산으로만 구성된 조성물 대비 우수한 강도 및 내후성을 구현할 수 있다.In the present invention, curing is performed through a Maillard reaction between a reducing sugar and an amino acid, and in this process, the hydroxyl group of the first adjuvant and the amine group of the second adjuvant may participate in the reaction. In addition, superior strength and weather resistance compared to a conventional composition composed of only reducing sugars and/or amino acids can be realized through a reaction between the first adjuvant and the second adjuvant, or a self-reaction of each of the first adjuvant and the second adjuvant. can

환원당reducing sugar

환원당은 바인더 조성물의 주원료로 조성물에 접착성 및 기계적 물성을 부여하는 역할을 한다.The reducing sugar is a main raw material of the binder composition, and serves to impart adhesiveness and mechanical properties to the composition.

상기 환원당은 알데히드를 보유하고 있거나 이성질체화에 의하여 알데히드 구조를 지닐 수 있는 알도스 또는 케토스 당류를 포함하며, 예를 들어, 단당류, 이당류 또는 이들의 혼합물을 들 수 있다. 구체적으로, 상기 환원당은 포도당, 말토오스, 과당, 갈락토오스, 유당, 셀로비오스, 겐티오비오스, 루티노오스, 글리세르알데히드 등, 또는 이들의 수화물을 들 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The reducing sugar includes aldose or ketose saccharides having an aldehyde or having an aldehyde structure by isomerization, for example, monosaccharides, disaccharides, or mixtures thereof. Specifically, the reducing sugar may include, but is not limited to, glucose, maltose, fructose, galactose, lactose, cellobiose, gentiobiose, rutinose, glyceraldehyde, and the like, or hydrates thereof.

또한, 상기 환원당은 0.5 내지 10 중량부의 아미노산에 대하여 0.5 내지 20 중량부, 5 내지 15 중량부 또는 6 내지 10 중량부의 함량으로 포함될 수 있다. 상기 환원당의 함량이 상기 범위 미만이거나 발생하고, 상기 범위 초과인 경우, 경화 후 바인딩된 섬유상 재료의 강도가 열세한 문제가 발생할 수 있다.In addition, the reducing sugar may be included in an amount of 0.5 to 20 parts by weight, 5 to 15 parts by weight, or 6 to 10 parts by weight based on 0.5 to 10 parts by weight of the amino acid. If the content of the reducing sugar is less than or generated within the above range, and exceeds the above range, there may be a problem in that the strength of the fibrous material bound after curing is inferior.

아미노산amino acid

아미노산은 바인더 조성물의 주수지로 조성물에 접착성 및 기계적 물성을 부여하는 역할을 한다.Amino acids are the main resins of the binder composition, and serve to impart adhesiveness and mechanical properties to the composition.

상기 아미노산은 한 분자 내에 아미노기와 카르복시기 각각을 1개 이상 포함하는 화합물일 수 있다. 예를 들어, 상기 아미노산은 글리신, 알라닌, 발린, 류신, 이소류신, 트레오닌, 세린, 시스테인, 메티오닌, 아스파르트산, 아스파라긴, 글루탐산, 디요드티로신, 라이신, 아르기닌, 히스티딘, 페닐알라닌, 티로신, 트립토판, 프롤린, 옥시프롤린, 글루타민 등의 아미노산, 또는 이들의 황산염 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The amino acid may be a compound including at least one amino group and at least one carboxyl group in one molecule. For example, the amino acids are glycine, alanine, valine, leucine, isoleucine, threonine, serine, cysteine, methionine, aspartic acid, asparagine, glutamic acid, diiodotyrosine, lysine, arginine, histidine, phenylalanine, tyrosine, tryptophan, proline, and amino acids such as oxyproline and glutamine, or sulfates thereof, but is not limited thereto.

또한, 상기 아미노산은 0.5 내지 20 중량부의 환원당에 대하여 0.5 내지 10 중량부, 1 내지 5 중량부, 또는 1 내지 3 중량부의 함량으로 포함될 수 있다. 상기 아미노산의 함량이 상기 범위 미만이거나, 상기 범위 초과인 경우, 경화 후 바인딩된 섬유상 재료의 강도가 열세한 문제가 발생할 수 있다.In addition, the amino acid may be included in an amount of 0.5 to 10 parts by weight, 1 to 5 parts by weight, or 1 to 3 parts by weight based on 0.5 to 20 parts by weight of the reducing sugar. If the content of the amino acid is less than the above range, or exceeds the above range, there may be a problem in that the strength of the fibrous material bound after curing is inferior.

제1 보강제first adjuvant

제1 보강제는 제조된 경화물의 강도를 향상시키는 역할을 한다.The first reinforcing agent serves to improve the strength of the prepared cured product.

상기 제1 보강제는 수산기를 포함하는 고분자 수지로, 수산기 함유 고분자 수지를 제1 보강제로 사용하는 경우, 경화 후 바인딩된 섬유상 재료의 강도가 향상되는 효과가 있다.The first reinforcing agent is a polymer resin including a hydroxyl group, and when the hydroxyl group-containing polymer resin is used as the first reinforcing agent, the strength of the fibrous material bound after curing is improved.

구체적으로, 수산기를 포함하면서 고분자인 수지를 강도 보강제로 바인더 조성물에 포함할 경우, 동일 바인더 함량에서 제품 강도가 크게 향상될 수 있다. 보다 구체적으로, 강도 보강제로 수산기를 포함하는 고분자 수지를 사용하는 경우, 양호한 내수성을 가지면서도 제품 강도가 크게 향상되는 효과가 있다. 이는, 동일한 강도의 제품을 제조함에 있어서, 유기 바인더의 함량을 줄임으로써 불연 성능 개선 및 포름알데히드 방출량을 저감할 수 있다. Specifically, when a polymer resin including a hydroxyl group is included in the binder composition as a strength reinforcing agent, product strength can be greatly improved at the same binder content. More specifically, when a polymer resin including a hydroxyl group is used as the strength reinforcing agent, product strength is greatly improved while having good water resistance. This can improve non-combustible performance and reduce formaldehyde emission by reducing the content of the organic binder in manufacturing a product having the same strength.

반면, 강도 보강제로 고분자가 아닌 수산기 함유 단분자를 사용할 경우, 제품 강도 효과가 미미할 뿐만 아니라 내수성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.On the other hand, when a hydroxyl group-containing monomolecule is used as a strength reinforcing agent, not only the product strength effect is insignificant, but also a problem of lowering water resistance may occur.

예를 들어, 상기 제1 보강제는 하기 화학식 1로 표시되는 반복 단위를 포함할 수 있고, 제1 보강제는 라디칼 또는 축합 반응, 또는 천연 추출물로부터 얻을 수 있다.For example, the first adjuvant may include a repeating unit represented by the following Chemical Formula 1, and the first adjuvant may be obtained from a radical or condensation reaction, or a natural extract.

Figure 112020112904250-pat00001
Figure 112020112904250-pat00001

상기 화학식 1에서, In Formula 1,

R1은 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 지방족 탄화수소기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 헤테로고리기이고, R 1 is a substituted or unsubstituted aliphatic hydrocarbon group having 2 to 20 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted heterocyclic group having 2 to 20 carbon atoms,

n은 100 내지 5,000의 정수이다.n is an integer from 100 to 5,000.

구체적으로, 상기 R1은 치환 또는 비치환된 탄소수 2 또는 12의 지방족 탄화수소기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 또는 12의 헤테로고리기일 수 있다. 이때, 상기 R1의 지방족 탄화수소기는 분지쇄, 직쇄 또는 고리형의 3가의 탄화수소기이며, 헤테로고리기는 N, O 및 S 중 1개 이상의 헤테로원자를 포함하는 고리기이다. 예를 들어, 상기 헤테로고리기는 글루코오스 변성 유도체 등을 들 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다.Specifically, R 1 may be a substituted or unsubstituted aliphatic hydrocarbon group having 2 or 12 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted heterocyclic group having 2 or 12 carbon atoms. In this case, the aliphatic hydrocarbon group of R 1 is a branched, straight or cyclic trivalent hydrocarbon group, and the heterocyclic group is a cyclic group including one or more heteroatoms among N, O and S. For example, the heterocyclic group may include, but is not limited to, a glucose-modified derivative.

이때, "치환"은 화합물의 탄소 원자에 결합된 수소 원자가 다른 유기기로 바뀌는 것을 의미하며, 치환되는 위치는 수소 원자가 치환되는 위치 즉, 유기 그룹이 치환 가능한 위치라면 한정하지 않으며, 치환기의 수도 한정되지 않는다. 즉, 상기 화학식 1로 표시되는 반복 단위는 반복 단위 하나당 1개 이상의 하이드록실기를 포함하며, 추가적으로 하이드록실기 이외에 다른 유기 그룹을 치환기로 포함할 수도 있다. In this case, "substitution" means that the hydrogen atom bonded to the carbon atom of the compound is changed to another organic group, and the position to be substituted is not limited as long as the position at which the hydrogen atom is substituted, that is, the position where the organic group can be substituted, the number of substituents is not limited. does not That is, the repeating unit represented by Chemical Formula 1 includes at least one hydroxyl group per one repeating unit, and may additionally include other organic groups as a substituent in addition to the hydroxyl group.

구체적으로, n은 300 내지 3,000의 정수, 또는 400 내지 2,000의 정수일 수 있다. Specifically, n may be an integer of 300 to 3,000, or an integer of 400 to 2,000.

예를 들어, 상기 제1 보강제는 하이드록시에틸 셀룰로오스 또는 폴리비닐알코올일 수 있다.For example, the first adjuvant may be hydroxyethyl cellulose or polyvinyl alcohol.

상기 제1 보강제는 중량평균분자량(Mw)이 5,000 내지 200,000 g/mol, 또는 15,000 내지 100,000 g/mol인 수지일 수 있다. 제1 보강제의 중량평균분자량이 상기 범위 내인 경우, 바인딩된 섬유상 재료의 강도가 향상될 수 있다. 반면, 제1 보강제의 중량평균분자량이 상기 범위 미만인 경우, 제조된 경화물의 강도 개선 효과가 미미할 수 있고, 중량평균분자량이 상기 범위 초과인 경우, 이를 포함하는 바인더 조성물의 점도가 크게 증가되어 섬유상 재료의 결속제로의 적용이 어려울 수 있다.The first reinforcing agent may be a resin having a weight average molecular weight (Mw) of 5,000 to 200,000 g/mol, or 15,000 to 100,000 g/mol. When the weight average molecular weight of the first reinforcing agent is within the above range, the strength of the bound fibrous material may be improved. On the other hand, when the weight average molecular weight of the first reinforcing agent is less than the above range, the effect of improving the strength of the prepared cured product may be insignificant. It may be difficult to apply as a binder of

상기 제1 보강제와 하기 제2 보강제를 고형분 기준으로 1:0.1 내지 1:5.0의 중량비, 또는 1:0.5 내지 1:1.5의 중량비로 포함할 수 있다. 상기 범위 미만일 경우, 강도 보강 효과가 떨어지며 내수성이 열세한 문제가 발생하고, 상기 범위 초과일 경우, 강도 보강 효과가 저하되는 문제가 발생할 수 있다.The first reinforcing agent and the following second reinforcing agent may be included in a weight ratio of 1:0.1 to 1:5.0, or 1:0.5 to 1:1.5, based on the solid content. If it is less than the above range, the strength reinforcement effect may be deteriorated and water resistance may be inferior.

상기 제1 보강제와 하기 제2 보강제의 총량은 조성물의 고형분을 기준으로 3 내지 50 중량%, 4 내지 45 중량%, 또는 6 내지 30 중량%의 함량으로 포함될 수 있다. 제1보강제의 수산기와 제2보강제 사이의 반응, 또는 제1보강제 및 제2보강제와 환원당/아미노산과의 반응 및 자체 반응에 의해 제1 보강제와 제2 보강제의 총량이 상기 범위 미만인 경우, 강도 보강 효과가 저하되는 문제가 발생하고, 상기 범위 초과인 경우, 조성물의 점도가 상승하거나 내수성이 열세해지는 문제가 발생할 수 있다. 이때, 제1 보강제와 제2 보강제의 총량은 고형분 기준일 수 있다.The total amount of the first reinforcing agent and the following second reinforcing agent may be included in an amount of 3 to 50% by weight, 4 to 45% by weight, or 6 to 30% by weight based on the solid content of the composition. Strength reinforcement when the total amount of the first reinforcing agent and the second reinforcing agent is less than the above range due to a reaction between the hydroxyl group of the first reinforcing agent and the second reinforcing agent, or a reaction between the first and second reinforcing agents and a reducing sugar/amino acid and their own reaction A problem in which the effect is lowered occurs, and when it exceeds the above range, a problem in which the viscosity of the composition increases or the water resistance is inferior may occur. In this case, the total amount of the first reinforcing agent and the second reinforcing agent may be based on the solid content.

또한, 상기 제1 보강제는 0.5 내지 20 중량부의 환원당에 대하여 고형분 기준 0.15 내지 3 중량부, 0.25 내지 2.0 중량부, 또는 0.3 내지 1.5 중량부의 함량으로 포함될 수 있다. 상기 제1 보강제의 함량이 상기 범위 미만인 경우, 강도 보강 효과가 저하되는 문제가 발생하고, 상기 범위 초과인 경우, 조성물의 점도가 상승하거나 내수성이 열세해지는 문제가 발생할 수 있다.In addition, the first reinforcing agent may be included in an amount of 0.15 to 3 parts by weight, 0.25 to 2.0 parts by weight, or 0.3 to 1.5 parts by weight based on the solid content based on 0.5 to 20 parts by weight of the reducing sugar. When the content of the first reinforcing agent is less than the above range, there may be a problem in that the strength reinforcing effect is reduced.

제2 보강제second adjuvant

제2 보강제는 제조된 경화물의 강도를 향상시키는 역할을 한다.The second reinforcing agent serves to improve the strength of the prepared cured product.

상기 제2 보강제는 폴리아미드계 수지이며, 폴리아미드계 수지를 제2 보강제로 사용하는 경우, 바인딩된 섬유상 재료의 내수성을 확보하면서 강도를 향상시키는 효과가 있다. 이는 제2 보강제가 바인더 내에서 제1 보강제나 환원당의 수산기와의 반응, 또는 제2 보강제 자체 가교반응(self-reaction)을 통해 바인딩된 섬유상 재료의 내수성을 향상시킨 결과이다.The second reinforcing agent is a polyamide-based resin, and when the polyamide-based resin is used as the second reinforcing agent, there is an effect of improving strength while securing water resistance of the bound fibrous material. This is a result of improving the water resistance of the bound fibrous material through the reaction of the second reinforcing agent with the hydroxyl group of the first reinforcing agent or reducing sugar in the binder, or the self-reaction of the second reinforcing agent.

상기 제2 보강제는 공지된 방법에 따라 직접 합성된 것을 사용하거나, 시판되는 제품을 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 보강제는 아민기 함유 제1 단량체, 카르복시기 함유 제2 단량체, 및 에폭시기 함유 제3 단량체로부터 제조할 수 있다. The second adjuvant may be directly synthesized according to a known method, or a commercially available product may be used. For example, the second reinforcing agent may be prepared from an amine group-containing first monomer, a carboxy group-containing second monomer, and an epoxy group-containing third monomer.

이때, 상기 아민기 함유 제1 단량체는 예를 들어, 한 분자당 2개 이상의 아민기, 또는 3개 이상의 아민기를 포함하는 단량체일 수 있다. 구체적으로, 상기 아민기 함유 제1 단량체는 N-(2-아미노에틸)-1,2-에탄디아민(N-(2-aminoethyl)-1,2-ethanediamine), 디에틸렌트리아민, 디아미노부탄, 디아미노헥산, 디아미노도데칸, 디아미노헥산, 환형 아민 등을 들 수 있다. 이때, 상기 환형 아민은, 예를 들면, 1,4-디아미노사이클로헥산, 4,4'-디아미노바이사이클로헥실아민, 1,3-크실렌디아민 및 1,4-크실렌디아민 등을 들 수 있다. In this case, the amine group-containing first monomer may be, for example, a monomer including two or more amine groups or three or more amine groups per molecule. Specifically, the amine group-containing first monomer is N-(2-aminoethyl)-1,2-ethanediamine (N-(2-aminoethyl)-1,2-ethanediamine), diethylenetriamine, diaminobutane , diaminohexane, diaminododecane, diaminohexane, cyclic amine, and the like. In this case, the cyclic amine may include, for example, 1,4-diaminocyclohexane, 4,4'-diaminobicyclohexylamine, 1,3-xylenediamine, and 1,4-xylenediamine. .

또한, 상기 카르복시기 함유 제2 단량체는 예를 들어, 한 분자당 1개 이상의 카르복시기, 또는 2개 이상의 카르복시기를 포함하는 단량체일 수 있다. 구체적으로, 상기 카르복시기 함유 제2 단량체는 아디프산, 도데칸 다이카복실산, 아이소프탈산 및 테레프탈산 등을 들 수 있으며, 상술한 바와 같은 카복실산의 에스터 및 무수물 등을 들 수 있다.In addition, the carboxyl group-containing second monomer may be, for example, a monomer including one or more carboxyl groups or two or more carboxyl groups per molecule. Specifically, the carboxyl group-containing second monomer may include adipic acid, dodecane dicarboxylic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, and the like, and may include esters and anhydrides of carboxylic acid as described above.

상기 에폭시기 함유 제3 단량체는 예를 들어, 한 분자당 1개 이상의 에폭시기, 또는 1개 이상의 글리시딜기를 포함하는 단량체일 수 있다. 구체적으로, 상기 에폭시기 함유 제3 단량체는 에피클로로히드린일 수 있다.The epoxy group-containing third monomer may be, for example, a monomer including at least one epoxy group or at least one glycidyl group per molecule. Specifically, the epoxy group-containing third monomer may be epichlorohydrin.

예를 들어, 상기 제2 보강제는 디에틸렌트리아민과 아디프산을 중합한 폴리아미도아민(polyamido-amine)을 에피클로로히드린(epichlorohydrin)으로 중화시킨 에폭시화 폴리아미드 즉, 폴리아미도아민-에피클로로히드린(PAE, polyamidoamine-epichlorohydrin)일 수 있다. 또한, 상기 제2 보강제는 수용화된 폴리아미도아민(polyamido-amine)일 수 있다.For example, the second reinforcing agent is an epoxidized polyamide obtained by neutralizing polyamido-amine obtained by polymerizing diethylenetriamine and adipic acid with epichlorohydrin, that is, polyamidoamine-epi. It may be chlorohydrin (PAE, polyamidoamine-epichlorohydrin). In addition, the second adjuvant may be a solubilized polyamido-amine (polyamido-amine).

상기 제2 보강제는 0.5 내지 20 중량부의 환원당에 대하여 고형분 기준 0.15 내지 3 중량부, 0.2 내지 2.0 중량부, 또는 0.25 내지 1.5 중량부의 함량으로 포함될 수 있다. The second reinforcing agent may be included in an amount of 0.15 to 3 parts by weight, 0.2 to 2.0 parts by weight, or 0.25 to 1.5 parts by weight based on the solid content based on 0.5 to 20 parts by weight of reducing sugar.

상기 제2 보강제의 함량이 상기 범위 미만인 경우, 강도 보강 효과가 저하되고, 상기 범위 초과인 경우, 투입량 대비 강도 개선효과가 미미하여 경제성이 떨어지는 문제가 발생할 수 있다.When the content of the second reinforcing agent is less than the above range, the strength reinforcing effect is reduced.

첨가제additive

상기 수성 바인더 조성물은 축합 촉매, pH 조절제, 커플링제, 방진제, 발수제 및 용제로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.The aqueous binder composition may further include one or more additives selected from the group consisting of a condensation catalyst, a pH adjuster, a coupling agent, a dustproof agent, a water repellent, and a solvent.

축합 촉매는 바인더 조성물 내 축합 반응을 촉진하는 역할을 한다. 상기 축합 촉매는 통상적으로 바인더 조성물에 사용할 수 있는 것이라면 특별한 한정없이 사용할 수 있으며, 예를 들어, 알루미늄 황산 암모늄(aluminum ammonium sulfate), 암모늄 설포네이트, 암모늄 파라톨루엔 설포네이트 및 암모늄 시트릭염 등을 들 수 있다. The condensation catalyst serves to promote the condensation reaction in the binder composition. The condensation catalyst may be used without any particular limitation as long as it can be used in a conventional binder composition, for example, aluminum ammonium sulfate, ammonium sulfonate, ammonium para-toluene sulfonate, ammonium citrate, and the like. have.

pH 조절제는 바인더의 pH를 조절하고 중화하는 역할을 한다. 상기 pH 조절제는 통상적으로 바인더 조성물에 사용할 수 있는 것이라면 특별한 한정없이 사용할 수 있으며, 예를 들어, 암모니아, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 탄산나트륨, 탄산칼륨, 실란, 아미노 알코올, 폴리 아민 등을 들 수 있다. The pH adjusting agent serves to adjust and neutralize the pH of the binder. The pH adjusting agent may be used without particular limitation as long as it can be used in a conventional binder composition, for example, ammonia, sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, potassium carbonate, silane, amino alcohol, polyamine, and the like.

커플링제는 섬유상 재료와 바인더 조성물의 계면 부착력을 높이는 역할을 한다. 상기 커플링제는 통상적으로 바인더 조성물에 사용할 수 있는 것이라면 특별한 한정없이 사용할 수 있으며, 예를 들어, 유기 규소 화합물일 수 있다. 상기 유기 규소 화합물은 예를 들어, 아미노 실란계 화합물일 수 있다. The coupling agent serves to increase the interfacial adhesion between the fibrous material and the binder composition. The coupling agent may be used without any particular limitation as long as it can be used in a conventional binder composition, and may be, for example, an organosilicon compound. The organosilicon compound may be, for example, an amino silane compound.

방진제는 제품의 분진 발생율을 낮추는 역할을 한다. 이때, 상기 방진제로는 통상적으로 바인더 조성물에 사용할 수 있는 것이라면 특별한 한정없이 사용할 수 있으며, 예를 들어, 방진유 등을 들 수 있다. The dustproofing agent serves to reduce the dust generation rate of the product. In this case, the anti-vibration agent may be used without any particular limitation as long as it can be used in the binder composition, for example, anti-vibration oil and the like.

발수제는 섬유상 재료의 내수성을 높이는 역할을 한다. 상기 발수제는 통상적으로 바인더 조성물에 사용할 수 있는 것이라면 특별한 한정없이 사용할 수 있으며, 예를 들어, 실리콘 에멀젼 등을 들 수 있다. The water repellent serves to increase the water resistance of the fibrous material. The water repellent may be used without any particular limitation as long as it can be used in a conventional binder composition, for example, a silicone emulsion and the like.

용제는 조성물의 점도 및 건조성을 조절하는 역할을 한다. 이때, 상기 용제는 물일 수 있으며, 예를 들어, 탈이온수, 순수, 초순수, 증류수 및 사용 후 재활용된 공정수 등을 들 수 있다. The solvent serves to control the viscosity and dryness of the composition. In this case, the solvent may be water, and for example, deionized water, pure water, ultrapure water, distilled water, and recycled process water after use.

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 수성 바인더 조성물은 포름알데히드 방출량이 0.008mg/m3ㆍhr 이하로 적어 친환경적이고 인체 유해성이 낮다.The aqueous binder composition according to the present invention as described above is environmentally friendly and has low harmfulness to the human body because the amount of formaldehyde emitted is less than 0.008 mg/m 3 ·hr.

섬유상 재료fibrous material

또한, 본 발명에 따른 섬유상 재료는 상술한 바와 같은 수성 바인더 조성물을 사용하여 결속된다. 즉, 상기 섬유상 재료는 수성 바인더 조성물 및 원료 섬유상 재료를 포함할 수 있다.In addition, the fibrous material according to the present invention is bound using the aqueous binder composition as described above. That is, the fibrous material may include an aqueous binder composition and a raw fibrous material.

이때, 상기 원료 섬유상 재료(즉, 결속되는 섬유상 재료)는 무기질 섬유(예를 들어, 암면, 유리면, 세라믹 섬유 등), 또는 천연 및 합성 수지 등의 유기질 섬유를 들 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 상기 원료 섬유상 재료는 단섬유 또는 중섬유일 수 있다.In this case, the raw fibrous material (ie, the fibrous material to be bound) may include, but is not limited to, inorganic fibers (eg, rock wool, glass wool, ceramic fibers, etc.) or organic fibers such as natural and synthetic resins. In addition, the raw fibrous material may be a short fiber or a medium fiber.

또한, 상기 섬유상 재료는 원료 섬유상 재료에 수성 바인더 조성물을 분무 또는 도포한 후 상기 바인더 조성물을 열경화하여 결속된 것일 수 있다. 이때, 상기 열경화는 120℃ 이상, 120 내지 300 ℃, 또는 150 내지 250 ℃에서 진행될 수 있다. 열처리 온도가 지나치게 낮으면 미경화가 발생하여 경화 시간이 길어져 생산성이 낮아지는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 열처리 온도가 지나치게 높으면 경화 과정에서 바인더 분해가 발생하여 인장 물성이 매우 저하될 수 있으며 탄화와 분진의 발생의 원인이 될 수 있다.In addition, the fibrous material may be bound by thermally curing the binder composition after spraying or applying an aqueous binder composition to the raw fibrous material. In this case, the thermal curing may be performed at 120 °C or higher, 120 to 300 °C, or 150 to 250 °C. If the heat treatment temperature is too low, non-curing may occur, resulting in a long curing time, which may cause a problem in that productivity is lowered. In addition, if the heat treatment temperature is too high, the binder may be decomposed during the curing process, resulting in very poor tensile properties, which may cause carbonization and generation of dust.

상기 결속된 섬유상 재료는 결속된 섬유상 재료 100 중량부에 대하여 1 내지 15 중량부, 또는 2 내지 12 중량부의 수성 바인더 조성물의 고형분을 포함할 수 있다. 이때, 상기 결속된 섬유상 재료 내의 바인더 조성물의 고형분 함량이 상기 함량을 벗어날 경우, 제조된 제품 강도 및 불연성능이 저하될 수 있다. 이때, 상기 결속된 섬유상 재료 내의 수성 바인더 조성물의 고형분 함량은 상기 바인더 조성물의 고형분 함량, 및 분무량 또는 도포량의 조절을 통하여 조절할 수 있다. The bound fibrous material may include 1 to 15 parts by weight, or 2 to 12 parts by weight of the solid content of the aqueous binder composition based on 100 parts by weight of the bound fibrous material. In this case, when the solid content of the binder composition in the bound fibrous material is out of the above content, the strength and non-combustibility of the manufactured product may be reduced. In this case, the solid content of the aqueous binder composition in the bound fibrous material may be adjusted through the adjustment of the solid content of the binder composition, and the spray amount or the application amount.

상기 섬유상 재료는 KS M ISO 16000-9에 기재된 소형챔버법으로 측정한 휘발성 유기화합물의 방출량이 0.008mg/m3·hr 이하일 수 있다.The fibrous material may have a release amount of volatile organic compounds measured by the small chamber method described in KS M ISO 16000-9 of 0.008 mg/m 3 ·hr or less.

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 섬유상 재료는 내수성, 절단가공성, 침수성, 압축강도, 내후성, 성형성 및 불연 성능이 우수하고, 분진율이 낮으며, 포름알데히드와 같은 휘발성 유기화합물의 방출량이 적어 친환경적이며 인해 유해성이 낮다.As described above, the fibrous material according to the present invention has excellent water resistance, cutting workability, water immersion, compressive strength, weather resistance, moldability and non-combustible performance, has a low dust rate, and has a low emission of volatile organic compounds such as formaldehyde. It is eco-friendly and has low toxicity.

이하, 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐 어떠한 의미로든 본 발명의 범위가 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. However, these examples are only for helping the understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to these examples in any sense.

[실시예][Example]

실시예 1. 수성 바인더 조성물의 제조Example 1. Preparation of aqueous binder composition

반응 용기에 환원당으로 포도당 수화물 7.07중량부(고형분 함량: 91중량%), 아미노산으로 라이신 황산염 2.18중량부(고형분 함량: 100중량%), 축합 촉매로 알루미늄 황산 암모늄(aluminum ammonium sulfate) 0.03중량부(고형분 함량: 52.4중량%), 제1 보강제-1로 폴리비닐알코올(Mw: 22,000±2,000g/mol) 3.12중량부(고형분 함량: 15중량%), 제2 보강제로 폴리아미도아민-에피클로히드린(KATAX-8772, Pulcra Chem사) 3.12중량부(고형분 함량: 12.5중량%), 커플링제로 (3-아미노프로필)트리에톡시 실란 0.04중량부(고형분 함량: 99중량%), 방진유(타임케미칼사의 TC-97A, 고형분 함량: 50중량%) 0.53중량부, 발수제로 실리콘 에멀젼(KCC사의 SI1479Z, 고형분 함량: 40중량%) 0.31중량부 및 물 83.23중량부를 투입하고, 30분간 교반하였다. 이후 암모니아수 0.35중량부(고형분 함량: 9.0중량%)를 이용하여 pH를 7~8로 조정하고, 10분 동안 추가 교반하여 수성 바인더 조성물을 제조하였다. 제조된 수성 바인더 조성물의 고형분은 대략 10중량%(9.5~10.5 중량%)였다.In a reaction vessel, 7.07 parts by weight of glucose hydrate as a reducing sugar (solid content: 91% by weight), 2.18 parts by weight of lysine sulfate as an amino acid (solid content: 100% by weight), and 0.03 parts by weight of aluminum ammonium sulfate as a condensation catalyst ( Solid content: 52.4 wt%), polyvinyl alcohol (Mw: 22,000±2,000 g/mol) as the first adjuvant-1, 3.12 parts by weight (solid content: 15 wt%), polyamidoamine-epichlorohye as the second adjuvant Drin (KATAX-8772, Pulcra Chem) 3.12 parts by weight (solids content: 12.5% by weight), coupling agent (3-aminopropyl)triethoxysilane 0.04 parts by weight (solids content: 99% by weight), anti-vibration oil ( Time Chemical's TC-97A, solid content: 50 wt%) 0.53 parts by weight, water repellent agent silicone emulsion (SI1479Z, KCC's SI1479Z, solid content: 40 wt%) 0.31 parts by weight and 83.23 parts by weight of water were added, and stirred for 30 minutes. Thereafter, the pH was adjusted to 7-8 using 0.35 parts by weight of ammonia water (solid content: 9.0% by weight), and further stirred for 10 minutes to prepare an aqueous binder composition. The solid content of the prepared aqueous binder composition was approximately 10% by weight (9.5 to 10.5% by weight).

실시예 2 내지 8 및 비교예 1 내지 5. Examples 2 to 8 and Comparative Examples 1 to 5.

표 1 및 2에 기재된 성분별 함량을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 수성 바인더 조성물을 제조하였다.An aqueous binder composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that the content of each component described in Tables 1 and 2 was used.

성분(중량부)Ingredients (parts by weight) 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 실시예 4Example 4 실시예 5Example 5 실시예 6Example 6 환원당reducing sugar 7.077.07 7.117.11 5.965.96 7.127.12 7.077.07 6.016.01 아미노산amino acid 2.182.18 2.202.20 1.841.84 2.202.20 2.182.18 1.861.86 알루미늄 황산 암모늄Aluminum Ammonium Sulfate 0.030.03 0.030.03 0.030.03 0.030.03 0.030.03 0.030.03 제1 보강제-1 (PVA)First Adjuvant-1 (PVA) 3.123.12 1.571.57 13.1413.14 0.000.00 4.684.68 2.652.65 제1 보강제-2 (Cellu)No. 1 Adjuvant-2 (Cellu) 0.000.00 0.000.00 0.000.00 0.470.47 0.000.00 0.000.00 제2 보강제 (PAE)Second adjuvant (PAE) 3.123.12 5.235.23 2.632.63 3.143.14 1.561.56 15.0315.03 커플링제coupling agent 0.040.04 0.040.04 0.040.04 0.040.04 0.040.04 0.040.04 발수제water repellent 0.310.31 0.310.31 0.260.26 0.310.31 0.310.31 0.270.27 방진유anti-vibration oil 0.530.53 0.530.53 0.450.45 0.530.53 0.530.53 0.450.45 암모니아수ammonia 0.350.35 0.360.36 0.300.30 0.360.36 0.350.35 0.300.30 water 83.2383.23 82.6282.62 75.3675.36 85.8085.80 83.2383.23 73.3773.37 총량total amount 100100 100100 100100 100100 100100 100100 조성물의 고형분(중량%)Solids content of the composition (wt%) 9.969.96 10.0410.04 9.979.97 10.0210.02 10.010.0 10.0110.01

성분(중량부)Ingredients (parts by weight) 실시예 7Example 7 실시예 8Example 8 비교예 1Comparative Example 1 비교예 2Comparative Example 2 비교예 3Comparative Example 3 비교예 4Comparative Example 4 비교예 5Comparative Example 5 환원당reducing sugar 7.507.50 6.806.80 7.047.04 6.666.66 9.069.06 7.587.58 3.03.0 아미노산amino acid 2.322.32 2.102.10 2.172.17 2.062.06 0.000.00 2.342.34 1.31.3 알루미늄 황산 암모늄Aluminum Ammonium Sulfate 0.030.03 0.030.03 0.030.03 0.030.03 0.040.04 0.030.03 0.020.02 제1 보강제-1 (PVA)First Adjuvant-1 (PVA) 1.101.10 3.003.00 0.000.00 9.799.79 4.004.00 0.890.89 23.0723.07 제1 보강제-2 (Cellu)No. 1 Adjuvant-2 (Cellu) 0.000.00 0.000.00 0.000.00 0.000.00 0.000.00 0.000.00 0.000.00 제2 보강제 (PAE)Second adjuvant (PAE) 1.661.66 3.003.00 7.767.76 0.000.00 4.004.00 0.890.89 21.0721.07 커플링제coupling agent 0.040.04 0.040.04 0.040.04 0.040.04 0.050.05 0.040.04 0.030.03 발수제water repellent 0.330.33 0.300.30 0.310.31 0.290.29 0.400.40 0.330.33 0.210.21 방진유anti-vibration oil 0.560.56 0.510.51 0.530.53 0.500.50 0.680.68 0.570.57 0.130.13 암모니아수ammonia 0.380.38 0.340.34 0.350.35 0.330.33 0.450.45 0.380.38 0.240.24 water 86.0786.07 83.8783.87 81.7681.76 80.3080.30 81.3181.31 86.9486.94 50.9350.93 총량total amount 100100 100100 100100 100100 100100 100100 100100 조성물의 고형분(중량%)Solids content of the composition (wt%) 10.0310.03 9.589.58 10.0310.03 10.0410.04 9.969.96 10.010.0 10.3310.33

실시예 및 비교예에서 사용한 제1 보강제의 화합물명 및 물성을 표 3에 나타냈다.Table 3 shows the compound names and physical properties of the first reinforcing agent used in Examples and Comparative Examples.

구분division 화합물명compound name 물성Properties 제1 보강제-1first adjuvant-1 폴리비닐알코올polyvinyl alcohol Mw: 22,000±2,000g/molMw: 22,000±2,000 g/mol 제1 보강제-2first adjuvant-2 하이드록시에틸 셀룰로오스(Natrosol 250)Hydroxyethyl Cellulose (Natrosol 250) Mw: 90,000g/molMw: 90,000g/mol

실험예. 수성 바인더 조성물을 이용한 섬유상 재료의 결속experimental example. Binding of Fibrous Materials Using Aqueous Binder Composition

고온의 유리물을 스피너에 통과시켜 시간당 2,100kg의 속도로 섬유화시키면서, 집면실로 내려오는 유리 섬유에 상기 실시예 및 비교예의 바인더 조성물을 16L/분의 양으로 분사한 후, 건조 공정을 거쳐 유리 재료를 얻었다. 제조된 유리 재료를 100mm X 100mm X 50mm(가로X세로X두께)의 크기로 절단하여 시편을 제조하였다. 이후 상기 시편을 대상으로 하기와 같은 방법으로 물성을 측정하였으며, 그 결과를 표 4에 나타냈다.The binder composition of the Examples and Comparative Examples is sprayed on the glass fibers coming down to the collecting chamber at a rate of 2,100 kg per hour by passing the high-temperature glass water through a spinner, and then spraying the binder composition in an amount of 16 L/min, followed by a drying process to glass got the material. A specimen was prepared by cutting the prepared glass material to a size of 100 mm X 100 mm X 50 mm (width X length X thickness). Thereafter, the physical properties of the specimens were measured in the following manner, and the results are shown in Table 4.

(1) 압축율(1) Compression rate

압축율 측정용 지그에 시편을 결속시킨 후, 만능시험기의 중앙에 위치시킨다. 이후 40kgf의 하중일 때 압축된 변위를 측정하였으며, 실시예 및 비교예 각 3개의 시편을 사용하여 압축율을 측정하고 산술평균값을 계산하였다. 이때, 압축율은 하기 수학식 1로 계산하였다.After binding the specimen to the jig for measuring compressibility, place it in the center of the universal testing machine. Thereafter, the compressed displacement was measured under a load of 40 kgf, and the compressibility was measured using three specimens of each of Examples and Comparative Examples, and an arithmetic mean value was calculated. At this time, the compression ratio was calculated by Equation 1 below.

[수학식 1][Equation 1]

압축율(%) = [(초기 두께-압축 변위)/초기 두께] X 100Compressibility (%) = [(initial thickness-compressive displacement)/initial thickness] X 100

(2) 흡수량(2) Absorption

유리 재료를 254mmX254mm (길이X너비) 크기로 절단하여 3개의 샘플을 준비하고, 0.01g까지 정확하게 무게(W1)를 측정했다. 이후 수조에 상온의 물을 바닥으로부터 10Step(1step당 30mm)까지 채우고 샘플을 넣은 다음 Screen(사각메쉬철망)을 바닥으로부터 7Step에 오게끔 고정하고, 15분 동안 흡수시켰다. 15분 후 샘플을 꺼내고 한 모서리를 손끝으로 쥐고 150±5초 동안 수직으로 세워 물방울이 떨어지도록 했다. 이후 미리 칭량한 은박 접시(W2)에 샘플을 놓고, 0.01g까지 정확하게 무게를 측정하였으며, 3개의 샘플의 평균값(W3)을 계산했다. 또한, 흡수량은 하기 수학식 2로 계산하였다. Three samples were prepared by cutting the glass material to a size of 254mmX254mm (lengthXwidth), and the weight (W1) was measured accurately to 0.01 g. After that, the water tank was filled with water at room temperature from the bottom to 10Steps (30mm per 1step), put the sample, and then the screen (square mesh wire mesh) was fixed so that it came to 7Steps from the bottom, and it was absorbed for 15 minutes. After 15 minutes, the sample was taken out, and one corner was held with a fingertip and stood upright for 150±5 seconds to allow the water droplets to fall. After that, the sample was placed on a previously weighed silver foil dish (W2), the weight was accurately measured to 0.01 g, and the average value (W3) of the three samples was calculated. In addition, the amount of absorption was calculated by Equation 2 below.

[수학식 2][Equation 2]

흡수량 (kg/m2) = [(W3 - W2 - W1] X 15.5Absorption (kg/m 2 ) = [(W3 - W2 - W1] X 15.5

(3) 포름알데히드 방출량(3) Formaldehyde emission

KS M ISO 16000 및 KS M 1998에 규정된 소형 챔버법에 따라 시편을 소형 챔버에 방치한 후 7일째의 챔버 공기를 포집하고, 포집한 공기를 HPLC(액체 크로마토그래피)로 분석하였다. 구체적인 시험방법은 공기청정협회에서 설정한 방법을 따랐다.After leaving the specimen in a small chamber according to the small chamber method specified in KS M ISO 16000 and KS M 1998, chamber air was collected on the 7th day, and the collected air was analyzed by HPLC (liquid chromatography). The specific test method followed the method set by the Air Cleaning Association.

(4) 분진율(4) dust rate

유리 재료를 절단하여 4개씩 폭 1.5cm, 너비 10cm의 크기의 샘플로 제작하였다. 초기 무게를 계량한 후, 샘플을 분진율 측정기에 위치시키고, 1m/분의 속도로 전후 좌우로 흔들었다. 총 측정 시간은 시료당 10분 동안 진행하였고, 분진율 측정기가 자동으로 멈춘 뒤 샘플 무게(분진 후 무게)를 계량하였다. 이때, 분진율(%)은 하기 수학식 3으로 계산하였다.The glass material was cut to produce 4 samples each having a width of 1.5 cm and a width of 10 cm. After weighing the initial weight, the sample was placed on the dust rate meter and shaken back and forth at a speed of 1 m/min. The total measurement time was carried out for 10 minutes per sample, and the weight of the sample (weight after dust) was measured after the dust rate meter stopped automatically. At this time, the dust rate (%) was calculated by Equation 3 below.

[수학식 3][Equation 3]

분진율 = [(분진 후 무게/초기 무게)-1] X 100Dust rate = [(weight after dust / initial weight)-1] X 100

(5) 불연 성능(5) non-flammable performance

제조된 시편에 대한 불연 및 준불연 여부를 불연성 시험은 KS F ISO 1182에 규정된 방법을 통해 측정하였다. 구체적으로, 불연 성능은 가열로에서의 온도 상승 폭의 정도로 정량화할 수 있으며, 특히, 750℃의 가열로에서 평형 온도보다 20℃ 이상 상승하지 않았을 경우, '합격'으로 평가하였다.Non-combustibility test for non-combustible and semi-non-combustible of the manufactured specimen was measured through the method specified in KS F ISO 1182. Specifically, the non-combustible performance can be quantified by the extent of the temperature rise in the heating furnace, and in particular, when the temperature does not rise by 20°C or more from the equilibrium temperature in the 750°C heating furnace, it was evaluated as 'pass'.

(6) 절단 가공성(6) Cutting processability

유리 재료를 절단기를 이용하여 절단했을 때, 절단면 내 보푸라기 등의 외관을 관찰하여 절단 가공성을 평가하였다. 이때, 절단 가공성은 0에 가까울수록 절단면에 보푸라기가 많이 발생하는 등 외관이 불량한 것이고, 5에 가까울수록 절단면 내에 보푸라기가 없어 절단 가공성이 우수한 것으로 판단하였다.When the glass material was cut using a cutter, the appearance of lint and the like in the cut surface was observed to evaluate the cutting workability. At this time, the cutting workability was judged to be excellent in cutting workability as there was no lint in the cut surface, as it was closer to 5, the closer to 0, the more lint was generated on the cut surface.

구분division 압축률(%)compressibility(%) 흡수량 (kg/m2)Absorption (kg/m 2 ) 포름알데히드 방출량(mg/m3ㆍhr)Formaldehyde emission (mg/m 3 ㆍhr) 분진율(%)Dust rate (%) 불연 성능non-flammable performance 절단 가공성cutting machinability (목표)(goal) 10 이하below 10 4.0 이하4.0 and below 0.008 이하0.008 or less 0.5 미만less than 0.5 합격pass 4이상4 or more 실시예 1Example 1 9.19.1 3.23.2 미검출not detected 0.30.3 합격pass 44 실시예 2Example 2 9.79.7 2.82.8 미검출not detected 0.40.4 합격pass 44 실시예 3Example 3 8.98.9 3.93.9 미검출not detected 0.20.2 합격pass 4.54.5 실시예 4Example 4 9.59.5 3.53.5 미검출not detected 0.30.3 합격pass 44 실시예 5Example 5 9.29.2 3.63.6 미검출not detected 0.40.4 합격pass 44 실시예 6Example 6 9.19.1 3.13.1 미검출not detected 0.40.4 합격pass 44 실시예 7Example 7 9.89.8 3.23.2 미검출not detected 0.40.4 합격pass 44 실시예 8Example 8 8.78.7 3.93.9 미검출not detected 0.30.3 합격pass 4.54.5 비교예 1Comparative Example 1 11.511.5 3.23.2 미검출not detected 0.70.7 합격pass 33 비교예 2Comparative Example 2 9.89.8 8.08.0 미검출not detected 0.60.6 합격pass 33 비교예 3Comparative Example 3 10.810.8 5.75.7 미검출not detected 0.70.7 합격pass 22 비교예 4Comparative Example 4 11.011.0 3.93.9 미검출not detected 0.60.6 합격pass 33 비교예 5Comparative Example 5 8.98.9 11.011.0 미검출not detected 0.50.5 합격pass 44

표 4에서 보는 바와 같이, 실시예 1 내지 8의 조성물로 결속된 섬유상 재료는 압축율 및 절단 가공성 등의 기계적 물성이 우수하고, 내수성이 우수하여 흡수량이 적으며, 포름알데히드 방출량 및 분진율도 낮고, 불연성이었다.As shown in Table 4, the fibrous materials bound by the compositions of Examples 1 to 8 have excellent mechanical properties such as compressibility and cutting workability, have excellent water resistance, have low water absorption, have low formaldehyde emission and dust rate, and are non-combustible. It was.

반면, 제1 보강제를 미포함하는 비교예 1, 및 제1 보강제와 제2 보강제의 총량(고형분 기준)이 소량인 비교예 4는 압축율 및 절단 가공성이 부족하고, 분진율이 높았다.On the other hand, Comparative Example 1 not including the first reinforcing agent and Comparative Example 4 in which the total amount (based on solid content) of the first reinforcing agent and the second reinforcing agent were small were insufficient in compressibility and cutting workability, and had a high dust ratio.

또한, 제2 보강제를 미포함하는 비교예 2는 내수성이 부족하여 흡수량이 많고, 분진율이 높고, 절단 가공성이 부족했다.In addition, Comparative Example 2 without the second reinforcing agent lacked water resistance, so the water absorption amount was high, the dust ratio was high, and the cutting workability was insufficient.

또한, 아미노산을 미포함하는 비교예 3은 압축율 및 절단 가공성이 부족하고, 내수성이 부족하여 흡수량이 많고, 분진율도 높았다.In addition, Comparative Example 3, which does not contain amino acids, lacks compressibility and cutting workability, lacks water resistance, has a large amount of water absorption, and has a high dust rate.

또한, 제1 보강제와 제2 보강제의 총량(고형분 기준)이 과량인 비교예 5는 내수성이 부족하여 흡수량이 많고, 분진율이 높았다.In addition, Comparative Example 5, in which the total amount of the first reinforcing agent and the second reinforcing agent was excessive (based on solid content), lacked water resistance, had a large water absorption, and had a high dust rate.

Claims (10)

환원당, 아미노산, 제1 보강제 및 제2 보강제를 포함하는 조성물로서,
상기 제1 보강제는 수산기를 포함하는 중량평균분자량 5,000 내지 200,000 g/mol의 수지이며,
상기 제2 보강제는 폴리아미드계 수지이며,
상기 제1 보강제와 제2 보강제의 총량이 조성물의 고형분을 기준으로 3 내지 50 중량%이고,
상기 제1 보강제와 제2 보강제를 고형분 기준으로 1:0.1 내지 1:5.0의 중량비로 포함하는, 수성 바인더 조성물.
A composition comprising a reducing sugar, an amino acid, a first adjuvant and a second adjuvant, comprising:
The first reinforcing agent is a resin having a weight average molecular weight of 5,000 to 200,000 g/mol including a hydroxyl group,
The second reinforcing agent is a polyamide-based resin,
The total amount of the first reinforcing agent and the second reinforcing agent is 3 to 50% by weight based on the solid content of the composition,
An aqueous binder composition comprising the first reinforcing agent and the second reinforcing agent in a weight ratio of 1:0.1 to 1:5.0 based on solid content.
삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 제1 보강제는 하기 화학식 1로 표시되는 반복 단위를 포함하는, 수성 바인더 조성물:
[화학식 1]
Figure 112020112904250-pat00002

상기 화학식 1에서,
R1은 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 지방족 탄화수소기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 헤테로고리기이고,
n은 100 내지 5,000의 정수이다.
The method according to claim 1,
The first reinforcing agent is an aqueous binder composition comprising a repeating unit represented by the following Chemical Formula 1:
[Formula 1]
Figure 112020112904250-pat00002

In Formula 1,
R 1 is a substituted or unsubstituted aliphatic hydrocarbon group having 2 to 20 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted heterocyclic group having 2 to 20 carbon atoms,
n is an integer from 100 to 5,000.
청구항 1에 있어서,
0.5 내지 20 중량부의 환원당 및 0.5 내지 10 중량부의 아미노산을 포함하는, 수성 바인더 조성물.
The method according to claim 1,
An aqueous binder composition comprising 0.5 to 20 parts by weight of a reducing sugar and 0.5 to 10 parts by weight of an amino acid.
청구항 1, 청구항 3 및 청구항 4 중 어느 하나의 수성 바인더 조성물을 사용하여 결속된 섬유상 재료.A fibrous material bound using the aqueous binder composition of any one of claims 1, 3 and 4. 청구항 5에 있어서,
상기 섬유상 재료는 KS M ISO 16000-9에 기재된 소형챔버법으로 측정한 휘발성 유기화합물의 방출량이 0.008mg/m3ㆍhr 이하인, 결속된 섬유상 재료.
6. The method of claim 5,
The fibrous material is a bound fibrous material in which the emission amount of the volatile organic compound measured by the small chamber method described in KS M ISO 16000-9 is 0.008 mg/m 3 ㆍhr or less.
청구항 1에 있어서,
상기 제2 보강제는 아민기 함유 제1 단량체, 카르복시기 함유 제2 단량체, 및 에폭시기 함유 제3 단량체로부터 제조된, 수성 바인더 조성물.
The method according to claim 1,
The second reinforcing agent is prepared from a first monomer containing an amine group, a second monomer containing a carboxy group, and a third monomer containing an epoxy group, an aqueous binder composition.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 보강제는 중량평균분자량 15,000 내지 100,000 g/mol의 수지인, 수성 바인더 조성물.
The method according to claim 1,
The first reinforcing agent is a resin having a weight average molecular weight of 15,000 to 100,000 g/mol, an aqueous binder composition.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 보강제와 제2 보강제의 고형분 함량의 총량이 조성물의 고형분을 기준으로 6 내지 30 중량%인, 수성 바인더 조성물.
The method according to claim 1,
The total amount of the solid content of the first reinforcing agent and the second reinforcing agent is 6 to 30% by weight based on the solid content of the composition, the aqueous binder composition.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 보강제와 제2 보강제를 고형분 기준으로 1:0.5 내지 1:1.5의 중량비로 포함하는, 수성 바인더 조성물.
The method according to claim 1,
An aqueous binder composition comprising the first reinforcing agent and the second reinforcing agent in a weight ratio of 1:0.5 to 1:1.5 based on solid content.
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