KR102378383B1 - 비-환원 사카라이드 및 수소화된 사카라이드를 기재로 하는 접착 조성물, 및 수득되는 절연 제품 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 특히 광물면, 특히 유리면 또는 암면을 함유하는 절연 제품을 위한, 하나 이상의 비-환원 사카라이드, 하나 이상의 수소화된 사카라이드, 및 하나 이상의 유기 폴리카르복실산을 포함하는 접착 조성물에 관한 것이다. 본 발명은 또한 그 결과의 광물 섬유를 함유하는 절연 제품에 관한 것이다.
Description
본 발명은 광물면, 특히 유리면 또는 암면, 및 포름알데히드-비함유 유기 결합제를 기재로 하는 복합체 또는 코팅된 제품, 예컨대 열 및/또는 음향 절연 제품을 위한 사이즈의 분야에 관한 것이다.
본 발명은 보다 특히 가교하여 상기 유기 결합제를 형성할 수 있는, 비-환원 사카라이드, 수소화된 사카라이드 및 유기 폴리카르복실산을 함유하는 사이징 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 대상은 또한 상기 언급된 사이징 조성물에 의해 사이징된 광물면으로 이루어진 절연 제품이다.
광물면을 기재로 하는 절연 제품의 제조는 일반적으로, 다양한 공정에 의해, 예를 들어 내부 또는 외부 원심분리에 의한 공지된 섬유화 기술에 따라 수행될 수 있는, 광물면 자체의 제조 단계를 포함한다.
내부 원심분리는 다수의 작은 오리피스를 포함하는 원심분리 장치 내로 용융된 광물 물질 (유리 또는 암석)을 도입시키는 것으로 이루어지는데, 상기 물질은 원심력의 작용 하에 장치의 주변 벽 쪽으로 분출되고, 이로부터 필라멘트의 형태로 빠져나간다. 원심분리 장치를 빠져나가자마자, 필라멘트는 수용 부재에서 섬유 (또는 광물면)의 웹을 형성하도록 고온 및 고속의 가스 스트림에 의해 수용 부재 쪽으로 연신되고 운반된다.
외부 원심분리는, 특히, 로터로서 공지된 회전 부재의 외부 주변 표면에 용융된 물질을 붓는 것으로 이루어지는데, 상기 용융된 물질은 원심력의 작용 하에 상기 회전 부재로부터 뿜어져 나온다. 가스 스트림에 의한 연신을 위한 수단 및 수용 부재 상에서의 수집을 위한 수단이 또한 제공된다.
섬유들이 함께 모아지는 것을 돕고 웹이 응집성을 가질 수 있게 하기 위해, 열경화 수지를 함유하는 사이징 조성물이 원심분리 장치의 출구와 수용 부재 사이의 경로에서 섬유 상에 분출된다. 수지의 중축합을 초래하고 이로써 특정한 성질, 특히 치수 안정성, 인장 강도, 압축 후 두께 회복성 및 균일한 색을 갖는 열 및/또는 음향 절연 제품을 수득하기 위해, 사이즈로 코팅된 섬유의 웹은 일반적으로 100℃ 초과의 온도에서 열 처리된다.
광물면 상에 분출될 사이징 조성물은 일반적으로 열경화 수지 및 첨가제, 예컨대 수지의 가교를 위한 촉매, 접착-촉진 실란, 분진-방지 광유 등을 함유하는 수용액의 형태를 갖는다. 사이징 조성물은 가장 통상적으로 분무에 의해 섬유에 도포된다.
사이징 조성물의 성질은 수지의 특징에 의해 크게 좌우된다. 도포의 관점에서, 사이징 조성물이 우수한 분무능을 나타내고, 섬유를 효율적으로 결합시키기 위해 섬유의 표면에 침착될 수 있는 것이 필수적이다.
수지는 사이징 조성물을 형성하는 데 사용되기 전에 소정의 시간 구간 동안에 안정해야 하고, 상기 조성물은 일반적으로 사용 시에 상기 언급된 수지 및 첨가제를 혼합하는 것에 의해 제조된다.
규제의 관점에서, 수지는 오염시키지 않는 것으로 간주될 필요가 있는데, 즉 수지는 사람 건강 또는 환경에 해로울 수 있는 화합물을 가능한 한 적게 함유하고 사이징 단계 동안에 또는 후속적으로 이러한 화합물을 가능한 한 적게 생성하는 것이 필수적이다.
가장 통상적으로 사용되는 열경화 수지는 레졸 계열에 속하는 페놀계 수지이다. 상기 언급된 열 조건 하에서의 이의 우수한 가교능 이외에도, 이들 수지는 수용성이고, 광물 섬유, 특히 유리 섬유에 대해 우수한 친화성을 갖고, 비교적 저렴하다.
가장 통상적인 레졸은 염기성 촉매의 존재 하에서 페놀과 포름알데히드의 축합에 의해 수득된다. 결국엔, 이들 레졸은 특정한 비율의 미반응 단량체, 특히 포름알데히드를 함유하는데, 포름알데히드의 존재는 이의 공지된 해로운 영향 때문에 바람직하지 못하다.
이러한 이유로, 레졸-기재의 수지는 일반적으로 우레아로 처리되는데, 우레아는 비휘발성 우레아-포름알데히드 축합물의 형태로 자유 포름알데히드를 트래핑(trapping)으로써 자유 포름알데히드와 반응한다. 또한, 수지 내의 우레아의 존재는 이의 저렴한 가격으로 인한 특정한 경제적 이점을 초래하는데, 왜냐하면 이는, 수지의 작용 품질에 영향을 미치지 않으면서도, 특히 최종 제품의 기계적 성질을 해치지 않으면서도, 비교적 다량으로 도입될 수 있고, 그럼으로써 수지의 총 가격이 현저하게 낮춰지기 때문이다.
그럼에도 불구하고, 수지의 가교를 달성하기 위해 웹에 가해지는 온도 조건 하에서 우레아-포름알데히드 축합물은 안정하지 않아서; 축합물이 분해되어 포름알데히드 및 우레아가 복원되고, 우레아는 또한 적어도 부분적으로 분해되어 암모니아가 되고, 암모니아는 공장의 대기로 방출된다는 것이 관찰되었다.
보다 엄격해지는 환경 보호에 관한 규제 때문에 절연 제품의 제조업자는 바람직하지 않은 배출물, 특히 포름알데히드의 수준을 더욱 낮출 수 있게 하는 해결책을 찾아야 한다.
사이징 조성물 내 레졸을 대체하는 해결책이 공지되어 있고 이는 카르복실산 및 알콜의 사용에 기초를 둔다.
US 5 340 868에서, 사이즈는 폴리카르복실 중합체, β-히드록실아미드 및 적어도 삼관능성인 단량체성 카르복실산을 포함한다.
공중합체 (US 6 299 936)와 조합될 수 있는 두 개 이상의 히드록실 기를 함유하는 알칸올아민 및 폴리카르복실 중합체 (US 6 071 994, US 6 099 773, US 6 146 746)를 포함하는 사이징 조성물이 또한 기술되었다.
폴리카르복실 중합체 및 폴리올을 포함하는 사이징 조성물이 또한 제공되었다 (US 2002/0091185, US 2002/0091185). 이들 조성물은 또한 인-함유 화합물 (US 5 318 990, US 5 661 213, US 6 331 350, US 2003/0008978), 플루오로보레이트 (US 5 977 232) 또는 시안아미드, 디시안아미드 또는 시아노구아니딘 (US 5 932 689)일 수 있는 촉매, 또는 양이온성, 양쪽성 또는 비이온성 계면활성제 (US 2002/0188055), 또는 실란 유형의 커플링제 (US 2004/0002567)를 함유할 수 있다.
WO 2006/120523에는 (a) 폴리(비닐 알콜), (b) 비중합체성 폴리산 또는 그의 염, 무수물 또는 비중합체성 폴리알데히드로부터 선택되는 다관능성 가교제 및 (c) 임의로 촉매를 포함하고, (a)/(b) 중량비가 95:5 내지 35:65의 범위이고 pH가 1.25 이상인 사이징 조성물이 기술되어 있다.
WO 2008/053332를 통해, (a) 당 중합체 및 (b) 단량체성 폴리산 또는 그의 염, 및 무수물로부터 선택된 다관능성 가교제의 첨가 생성물을 포함하고 (a)/(b) 중량비가 95:5 내지 35:65의 범위이도록 하는 조건 하에 수득된 사이징 조성물이 또한 공지되어 있다.
더욱이, 알콜의 전부 또는 일부가 하나 이상의 사카라이드로 대체된 사이징 조성물이 기술되었다.
US 2005/0215153에서, 사이징 조성물은 카르복실산의 중합체 및 폴리올을 함유하는 예비결합제, 및 공결합제로서의 덱스트린으로부터 형성된다.
US 5 895 804에서, 사이징 조성물은 1000 이상의 분자량을 갖는 폴리카르복실 중합체 및 10,000 이상의 분자량을 갖는 폴리사카라이드를 포함한다.
WO 2009/080938에서, 사이징 조성물은 1000 이하의 몰 질량을 갖는 하나 이상의 유기 폴리카르복실산 및 하나 이상의 모노사카라이드 및/또는 폴리사카라이드를 포함한다.
끝으로, 하나 이상의 수소화된 당 및 다관능성 가교제를 포함하는 사이징 조성물이 WO 2010/029266, WO 2013/014399 및 WO 2013/021112를 통해 공지되어 있다.
상기 언급된 사이징 조성물을 사용하여 제조된 광물면을 기재로 하는 절연 제품은, 이를 옥외에서 사용하는 것을 허용하기에 불충분한, 습한 환경에서의 노화 내성을 나타낸다는 것이 밝혀졌다.
본 발명의 목적은 광물면을 기재로 하는 복합체 또는 코팅된 제품, 특히 절연 제품에 개선된 가수분해 내성을 부여하면서도 우수한 기계적 성질을 유지하는 사카라이드-기재의 수성 사이징 조성물을 제공하는 것이다.
보다 구체적으로, 본 발명에 따른 수성 사이징 조성물은
- 하나 이상의 비-환원 사카라이드,
- 하나 이상의 수소화된 사카라이드, 및
- 하나 이상의 유기 폴리카르복실산
을 포함하는 것을 특징으로 한다.
용어 "비-환원 사카라이드"는 통상적인 의미로 이해되어야 하고, 즉 이는 헤미아세탈 OH 기를 갖는 1번 탄소가 결합에 참여하는 것인 여러 개의 사카라이드 단위로 이루어진 사카라이드를 나타낸다. 본 발명의 목적을 위해, 비-환원 사카라이드는 알칼리성 구리 용액에서 환원 작용을 나타내지 않는다.
본 발명에 따른 비-환원 사카라이드는 10개 이하의 사카라이드 단위를 함유하는 비-환원 올리고사카라이드이다.
이러한 비-환원 사카라이드의 예로서, 디사카라이드, 예컨대 트레할로스, 이소트레할로스, 수크로스 및 이소수크로스; 트리사카라이드, 예컨대 멜레지토스, 겐티아노스, 라피노스, 얼로스 및 움벨리페로스; 테트라사카라이드, 예컨대 스타키오스; 및 펜타사카라이드, 예컨대 베르바스코스가 언급될 수 있다.
수크로스 및 트레할로스가 바람직하고, 수크로스가 더욱 더 좋다.
용어 "수소화된 사카라이드"는, 선형, 분지형 또는 시클릭일 수 있는 모노사카라이드, 올리고사카라이드, 또는 폴리사카라이드로부터 선택된 사카라이드가 어떤 방식으로든지 환원됨으로써 생성된 모든 생성물, 및 이들 생성물의 혼합물, 특히 전분 가수분해물을 의미하도록 의도된다.
사카라이드는 원소주기율표의 IB족, IIB족, IVB족, VI족, VII족 및 VIII족으로부터, 바람직하게는 니켈, 백금, 팔라듐, 코발트, 몰리브데넘 및 그의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택되는 촉매의 존재 하에 높은 수소 압력 및 온도 조건 하에 수행되는 공지된 방법에 의해 수소화될 수 있다. 바람직한 촉매는 레이니(Raney) 니켈이다. 수소화는 사카라이드 또는 사카라이드의 혼합물 (예를 들어, 전분 가수분해물)을 상응하는 폴리올로 전환시킨다.
비록 바람직하지는 않지만, 수소화는 수소화 촉매의 부재 하에, 수소 가스 이외의 수소 공급원, 예를 들어, 알칼리 금속 보로히드라이드, 예컨대 소듐 보로히드라이드의 존재 하에 수행될 수 있다.
수소화된 사카라이드의 예로서, 에리트리톨, 아라비톨, 크실리톨, 소르비톨, 만니톨, 이디톨, 말티톨, 이소말티톨, 락티톨, 셀로비톨, 팔라티니톨, 말토트리톨 및, 특히 테레오스 시랄(Tereos Syral)사에 의해 말틸리트(Maltilite)®라는 명칭으로 판매되는, 전분 가수분해물의 수소화 생성물이 언급될 수 있다. 바람직하게는, 전분 가수분해물의 수소화 생성물, 유리하게는 말티톨 시럽이 사용된다.
본 발명에 따른 수소화된 사카라이드는 100,000 미만, 바람직하게는 50,000 미만, 유리하게는 5000 미만, 보다 특히 1000 미만, 및 더욱 더 좋게는 100 초과의 수평균 몰 질량을 갖는다.
사이징 조성물에서, 수소화된 사카라이드(들)는 바람직하게는 비-환원 사카라이드(들)와 수소화된 사카라이드(들)의 총 중량의 18% 내지 80%, 유리하게는 30% 내지 70%, 더욱 더 좋게는 40% 내지 60%를 나타낸다.
본 발명에 따른 유기 폴리카르복실산은 최종 결합제 내에 중합체성 네트워크를 생성하는 에스테르 결합을 형성하도록 열의 영향 하에 비-환원 사카라이드 및 수소화된 사카라이드의 히드록실 기와 반응할 수 있다. 상기 중합체성 네트워크는 광물면 내의 섬유들의 접합부에서 결합을 형성할 수 있게 한다. 본 발명자들은 탈수 반응이 또한 비-환원 사카라이드 상에서 일어나서, 결합제의 네트워크내로 통합되고 이렇게 하여 이의 가수분해 내성을 개선하는 데 기여하는 푸란 중합체의 형성이 유도된다고 생각한다.
용어 "유기 폴리카르복실산"은 두 개 이상의 카르복실 관능기, 바람직하게 15개 이하, 유리하게는 두 개 내지 네 개의 카르복실 관능기를 포함하는 유기 산을 의미하도록 의도된다.
유기 폴리카르복실산은 일반적으로 1000 이하, 바람직하게는 750 이하, 유리하게는 500 이하의 수평균 몰 질량을 갖는다.
유기 폴리카르복실산은 포화 또는 불포화된 직쇄형 또는 분지형의 비-시클릭 산, 시클릭 산 또는 방향족 산이다.
유기 폴리카르복실산은 디카르복실산, 예를 들어 옥살산, 말론산, 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 피멜산, 수베르산, 아젤라산, 세바스산, 말산, 타르타르산, 타르트론산, 아스파르트산, 글루탐산, 푸마르산, 이타콘산, 말레산, 트라우마트산, 캄포르산, 프탈산 및 특히 하나 이상의 붕소 또는 염소 원자를 함유하는, 이의 유도체, 테트라히드로프탈산 및 특히 하나 이상의 염소 원자를 함유하는, 이의 유도체, 예컨대 클로렌드산, 이소프탈산, 테레프탈산, 메사콘산 및 시트라콘산; 트리카르복실산, 예를 들어 시트르산, 트리카르발릴산, 1,2,4-부탄트리카르복실산, 아코니트산, 헤미멜리트산, 트리멜리트산 및 트리메스산; 또는 테트라카르복실산, 예를 들어 1,2,3,4-부탄테트라카르복실산 및 피로멜리트산일 수 있다.
특히 유리하게는, 유기 폴리카르복실산은 두 개 내지 네 개의 카르복실 관능기를 함유한다.
바람직한 유기 폴리카르복실산은 시트르산이다.
사이징 조성물에서, 비-환원 사카라이드(들) 및 수소화된 사카라이드(들)는 비-환원 사카라이드(들), 수소화된 사카라이드(들) 및 유기 폴리카르복실산(들)으로 이루어진 혼합물의 중량의 10% 내지 90%, 바람직하게는 20% 내지 85%, 유리하게는 30% 내지 80%, 더욱 더 좋게는 40% 내지 65%, 특히 유리하게는 45% 내지 65%를 나타낸다.
일반적으로, 본 발명에 따른 사이징 조성물은 모노알킬아민, 디알킬아민 및 알칸올아민을 함유하지 않는다. (사이징 조성물의 다른 성분과 반응할 수 있는) 이들 화합물이 최종 결합제의 중합체성 네트워크 내로 혼입되는 것은 실제로 바람직하지 않다.
사이징 조성물은 또한 특히 가교 출발 온도를 조절하는 기능을 갖는 산성 또는 염기성 촉매를 포함할 수 있다.
촉매는 루이스 염기 및 산, 예컨대 점토, 콜로이드성 또는 비콜로이드성 실리카, 유기 아민, 4급 아민, 금속 산화물, 금속 황산염, 금속 염화물, 우레아 황산염, 우레아 염화물 및 실리케이트-기재의 촉매로부터 선택될 수 있다.
촉매는 또한 인-함유 화합물, 예를 들어 알칼리 금속 차아인산염, 알칼리 금속 아인산염, 알칼리 금속 폴리인산염, 알칼리 금속 인산수소염, 인산 또는 알킬포스폰산일 수 있다. 바람직하게는, 알칼리 금속은 나트륨 또는 칼륨이다.
촉매는 또한 플루오린 및 붕소를 함유하는 화합물, 예를 들어 사플루오린화 붕산 또는 이러한 산의 염, 특히 알칼리 금속 사플루오린화붕산염, 예컨대 사플루오린화붕산나트륨 또는 사플루오린화붕산칼륨, 알칼리 토금속 사플루오린화붕산염, 예컨대 사플루오린화붕산칼슘 또는 사플루오린화붕산마그네슘, 사플루오린화붕산아연 및 암모늄 사플루오린화붕산염일 수 있다.
바람직하게는, 촉매는 차아인산나트륨, 아인산나트륨 및 이들 화합물의 혼합물이다.
사이징 조성물에 도입되는 촉매의 양은 비-환원 사카라이드(들)와 수소화된 사카라이드(들)와 유기 폴리카르복실산(들)의 총 중량의 20% 이하, 바람직하게는 10% 이하를 나타낼 수 있고, 유리하게는 1% 이상이다.
특히 바람직한 사이징 조성물은 수크로스, 말티톨 및 시트르산, 및 경우에 따라, 가교 촉매, 특히 차아인산나트륨을 함유한다.
본 발명에 따른 사이징 조성물은 또한 100 중량부의 비-환원 사카라이드(들), 수소화된 사카라이드(들) 및 유기 폴리카르복실산(들)을 기준으로 계산된 하기 비율로 하기 통상의 첨가제를 포함할 수 있다:
- 0 내지 2 부의 실란, 특히 아미노실란 또는 에폭시실란,
- 0 내지 40 부, 바람직하게는 0 내지 30 부, 특히 4 내지 24 부의 오일,
- 0 내지 30 부, 바람직하게는 0 내지 20 부, 유리하게는 0 부의 우레아,
- 0 내지 5 부의 실리콘,
- 0 내지 20 부의, 상기 언급된 사카라이드 이외의 폴리올,
- 0 내지 15 부, 바람직하게는 0 내지 10 부, 유리하게는 0 내지 5 부의 금속 황산염 또는 암모늄 황산염,
- 0 내지 30 부의, 리그닌 유도체, 예컨대 암모늄 리그노술포네이트 (ALS) 또는 소듐 리그노술포네이트, 및 동물 또는 식물 단백질로부터 선택된 "증량제".
첨가제의 역할은 공지되어 있어 간략하게 재언급되자면: 실란은 섬유와 결합제 사이의 커플링을 위한 제제이고 또한 노화 방지제로서 작용하고; 오일은 분진 방지 및 소수성 제제이고; 우레아 및 폴리올은 가소제로서 작용하고 사이징 조성물의 예비겔화(pregelling)을 방지할 수 있게 하고; 실리콘은 절연 제품에 의한 수 흡수를 감소시키는 기능을 갖는 소수성 제제이고; 금속 황산염 또는 암모늄 황산염은 최종 제품의 기계적 성질, 특히 노화 후의 인장 강도를 개선할 수 있게 하고; "증량제"는 수성 사이징 조성물에 용해 가능하거나 분산 가능하고 특히 그의 비용을 저감시킬 수 있게 하는 유기 충전제이다.
첨가제로서 첨가되는 폴리올은 비-환원 사카라이드 및 수소화된 사카라이드와 반드시 상이하다. 이러한 폴리올은 특히 글리세롤, 글리콜, 예컨대 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 부틸렌 글리콜 및 이들 글리콜을 기재로 하는 폴리(알킬렌) 글리콜, 또는 비닐 알콜 단독중합체 및 공중합체일 수 있다.
첨가제로서 첨가되는 금속 황산염은 알칼리 금속의 또는 알칼리 토금속의 황산염, 전이 금속의 또는 전이후 금속(poor metal)의 황산염, 바람직하게는 황산나트륨, 황산마그네슘, 황산철, 황산코발트, 황산니켈, 황산구리, 황산아연 또는 황산알루미늄, 유리하게는 황산구리, 황산철II 또는 황산알루미늄이다. 암모늄 황산염의 예로서, 황산수소암모늄 (NH4HSO4) 및 황산암모늄 (NH4)2SO4가 언급될 수 있다.
사이징 조성물은 사용되는 유기 폴리카르복실산의 유형에 따라 약 1 내지 5, 바람직하게는 1.0 이상의 산성 pH를 갖는다. 유리하게는, 사이징 조성물의 불안정성 문제 및 제조 라인의 부식 문제를 제한하기 위해, 비-환원 사카라이드 및 수소화된 사카라이드와 반응할 수 없는 아민 화합물, 예를 들어 3급 아민, 특히 트리에탄올아민의 첨가를 통해 pH는 1.5 이상의 값으로 유지된다. 아민 화합물의 양은 비-환원 사카라이드(들)와 수소화된 사카라이드(들)와 유기 폴리카르복실산(들)의 총 중량의 30 중량부 이하를 나타낼 수 있다.
사이징 조성물은 특히 광물 섬유, 특히 유리 또는 암석 섬유에 도포되도록 의도된다.
통상적으로, 사이징 조성물은 광물 섬유가 섬유 웹의 형태로 수용 부재 상에 수집되기 전에 원심분리 장치의 출구에서 광물 섬유 상에 분출되고, 후속적으로 상기 섬유 웹은 사이즈의 가교 및 불용해성 결합제의 형성을 가능하게 하는 온도에서 처리된다. 본 발명에 따른 사이즈의 가교는 통상적인 포름알데히드-페놀 수지의 온도에 필적할만한 온도인, 110℃ 이상, 바람직하게는 130℃ 이상, 유리하게는 140℃ 이상의 온도에서 수행된다.
이들 사이징된 섬유로부터 수득된 음향 및/또는 열 절연 제품은 또한 본 발명의 대상을 구성한다.
이들 제품은 일반적으로 광물면, 유리면 또는 암면의 매트 또는 펠트, 또는 특히 상기 매트 또는 상기 펠트의 표면 코팅을 형성하도록 의도된, 광물 섬유, 또한 유리 섬유 또는 암석 섬유의 네트의 형태를 갖는다.
하기 실시예는 본 발명을 예시할 수 있게 하지만 이를 제한하지는 않는다.
이들 실시예에서, 하기가 측정된다:
- 절연 제품으로부터 스탬핑됨으로써 절단된 샘플 상에서의 표준 ASTM C 686-71T에 따른 인장 강도. 샘플은 122 ㎜의 길이, 46 ㎜의 너비, 38 ㎜의 외부 가장자리의 절단부의 곡률 반경 및 12.5 ㎜의 내부 가장자리의 절단부의 곡률 반경을 갖는 원환면의 형상을 갖는다.
샘플을 시험 기기의 두 개의 원통형 굴대들 사이에 놓는데, 상기 굴대 중 하나는 움직일 수 있고 일정 속도로 움직인다. 샘플의 제동력 F (뉴턴)을 측정하고, 제동력 F 대 샘플의 중량의 비로서 정의되는 인장 강도 TS를 계산한다.
제조 후의 인장 강도 (TSman이라고 표시되는 초기 인장 강도) 및 오토클레이브에서 105℃의 온도에서 100% 상대습도 하에 15분 동안의 가속 노화 후의 인장 강도 (TS15)를 측정한다;
- 절연 제품의 초기 두께 및 제품을 70℃에서 가열된 챔버에서 95% 상대습도 하에 72시간 동안 넣어둔 후의 두께.
실시예 1 및 2
표 1에 명시된 성분을 중량부로서 표현된 비율로 포함하는 사이징 조성물을 제조한다.
단순히 성분들을 물에서 혼합하면서, 성분이 완전히 용해 또는 분산될 때까지 격렬하게 교반함으로써, 사이징 조성물을 제조한다.
참조로, 제1 사이징 조성물을 출원 WO 2013/021112에 따라 제조하고 (참조예 1), 출원 WO 2008/043960에 따라 제조된 67 중량부의 수지, 20 중량부의 우레아 및 표 1에서 언급된 첨가제를 함유하는 제2 사이징 조성물을 제조한다 (참조예 2).
상기 사이징 조성물을 사용하여 산업적 라인 상에서 유리면을 기재로 하는 절연 제품을 제조한다.
용융된 조성물을 수용하기 위한 챔버를 형성하는 바스켓 및 다수의 오리피스가 뚫린 주변 밴드를 포함하는, 원심분리 디스크라고 지칭되는 도구를 사용하여 용융된 유리 조성물을 섬유로 전환시키는 내부 원심분리 기술을 사용하여 2.4 m의 너비를 갖는 라인 상에서 연속적으로 광물면을 제조하며: 상기 디스크는 이의 수직으로 위치한 대칭축 주위를 회전하고, 상기 조성물은 원심분리력의 영향 하에 오리피스를 통해 뿜어져 나오고, 오리피스를 빠져나간 물질은 연신 가스 스트림의 도움으로 연신되어 섬유가 된다.
통상적으로, 사이즈 분무 환이, 사이징 조성물을 갓 형성된 유리면 상에 균일하기 분배하기 위해, 섬유화 디스크 아래에 위치한다.
이렇게 사이징된 광물면은 벨트 컨베이어의 표면에서 광물면을 펠트 또는 웹의 형태로 유지시키는 내부 흡인 박스가 장착된 벨트 컨베이어 상에 수집된다. 이어서 컨베이어는 270℃에서 오븐으로 연속적으로 이동하고, 여기에서 사이즈의 성분은 중합되어 결합제를 형성한다.
오븐의 출구에서 수득된 절연 제품은 17.5 kg/㎥의 명목 밀도, 및 75 ㎜의 명목 두께를 갖는다.
표 1에 명시된 절연 제품의 성질은 참조용 사이징 조성물을 사용하는 제품 (참조예 1 및 2)에 비교하여 평가된다.
본 발명에 따른 실시예 1 및 2에서 비-환원 당의 존재는 참조예 1에 비해 팽창을 제한할 수 있게 한다.
암모늄 황산염의 첨가 (실시예 2)는 참조예 1 및 2에 비해 노화 후의 인장 강도를 개선한다.
<표 1>
(1) 옥수수 전분으로부터의 덱스트린; 중량평균 몰 질량: 3510; 다분산지수 PI: 5.2; 덱스트로스 당량 DE: 30; 로께뜨 프레레(ROQUETTE FRERES)에 의해 참조명 로클리스(Roclys)® C3072S 하에 판매됨
(2) 테레오스 시랄에 의해 판매되는 과립화된 당 번호 2 600
(3) 55% 말티톨을 함유하는 75% 고형분을 갖는 말티톨 시럽; 시랄에 의해 참조명 말틸리트® 5575 하에 판매됨
(4) 사솔(SASOL)에 의해 참조명 히드로왁스(HydroWax)® 88 하에 판매됨
(5) 다우 코닝(DOW CORNING)에 의해 참조명 DC1581 하에 판매됨
(6) 사이징 조성물의 고형분 함량: 25%
(7) 사이징 조성물의 고형분 함량: 20%
Claims (25)
- - 둘 이상의 사카라이드 - 사이징 조성물에 존재하는 각각의 사카라이드는 비-환원 사카라이드 또는 수소화된 사카라이드이고, 하나 이상의 비-환원 사카라이드 및 하나 이상의 수소화된 사카라이드가 사이징 조성물에 존재함 -, 및
- 하나 이상의 유기 폴리카르복실산
을 포함하는 것을 특징으로 하는, 절연 제품을 위한 사이징 조성물. - 제1항에 있어서, 비-환원 사카라이드가 10개 이하의 사카라이드 단위를 함유하는 비-환원 올리고사카라이드인 것을 특징으로 하는 조성물.
- 제2항에 있어서, 비-환원 사카라이드가 트레할로스, 이소트레할로스, 수크로스, 이소수크로스, 멜레지토스, 겐티아노스, 라피노스, 얼로스, 움벨리페로스, 스타키오스 또는 베르바스코스인 것을 특징으로 하는 조성물.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 수소화된 사카라이드가 에리트리톨, 아라비톨, 크실리톨, 소르비톨, 만니톨, 이디톨, 말티톨, 이소말티톨, 락티톨, 셀로비톨, 팔라티니톨, 말토트리톨 및 전분 가수분해물의 수소화 생성물로부터 선택된 것을 특징으로 하는 조성물.
- 제4항에 있어서, 수소화된 사카라이드가 전분 가수분해물의 수소화 생성물인 것을 특징으로 하는 조성물.
- 제4항에 있어서, 수소화된 사카라이드가 100,000 미만의 수평균 몰 질량을 갖는 것을 특징으로 하는 조성물.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 수소화된 사카라이드(들)가 비-환원 사카라이드(들)와 수소화된 사카라이드(들)의 총 중량의 18% 내지 80%를 나타내는 것을 특징으로 하는 조성물.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 유기 폴리카르복실산이 두 개 이상의 카르복실 관능기를 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
- 제8항에 있어서, 유기 폴리카르복실산이 1000 이하의 수평균 몰 질량을 갖는 것을 특징으로 하는 조성물.
- 제9항에 있어서, 유기 폴리카르복실산이 포화 또는 불포화된 직쇄형 또는 분지형의 비-시클릭 산, 시클릭 산 또는 방향족 산인 것을 특징으로 하는 조성물.
- 제10항에 있어서, 유기 폴리카르복실산이 옥살산, 말론산, 숙신산, 글루탐산, 아디프산, 피멜산, 수베르산, 아젤라산, 세바스산, 말산, 타르타르산, 타르트론산, 아스파르트산, 글루탐산, 푸마르산, 이타콘산, 말레산, 트라우마트산, 캄포르산, 프탈산 및 이의 유도체, 테트라히드로프탈산 및 이의 유도체, 이소프탈산, 테레프탈산, 메사콘산, 시트라콘산, 시트르산, 트리카르발릴산, 1,2,4-부탄트리카르복실산, 아코니트산, 헤미멜리트산, 트리멜리트산, 트리메스산, 1,2,3,4-부탄테트라카르복실산 및 피로멜리트산으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 조성물.
- 제11항에 있어서, 유기 폴리카르복실산이 시트르산인 것을 특징으로 하는 조성물.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 비-환원 사카라이드(들) 및 수소화된 사카라이드(들)가 비-환원 사카라이드(들), 수소화된 사카라이드(들) 및 유기 폴리카르복실산(들)으로 이루어진 혼합물의 중량의 10% 내지 90%를 나타내는 것을 특징으로 하는 조성물.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 루이스 염기 및 산, 인-함유 화합물 및 플루오린 및 붕소를 함유하는 화합물로부터 선택된 촉매를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
- 제14항에 있어서, 촉매가 비-환원 사카라이드(들)와 수소화된 사카라이드(들)와 유기 폴리카르복실산(들)의 총 중량의 20% 이하를 나타내는 것을 특징으로 하는 조성물.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 100 중량부의 비-환원 사카라이드(들), 수소화된 사카라이드(들) 및 유기 폴리카르복실산(들) 기준으로 계산된 하기 비율로 하기 첨가제를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물:
- 0 내지 2 부의 실란,
- 0 내지 40 부의 오일,
- 0 내지 30 부의 우레아,
- 0 내지 5 부의 실리콘,
- 0 내지 20 부의, 상기 언급된 사카라이드 이외의 폴리올,
- 0 내지 15 부의 금속 황산염 또는 암모늄 황산염,
- 0 내지 30 부의, 리그닌 유도체 및 동물 또는 식물 단백질로부터 선택된 증량제. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에서 청구된 바와 같은 사이징 조성물을 사용하여 사이징된, 광물면을 기재로 하는 음향 및/또는 열 절연 제품.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에서 청구된 바와 같은 사이징 조성물을 사용하여 사이징된, 광물 섬유의 네트.
- 제1항에 있어서, 절연 제품이 암석 또는 유리를 포함하는 광물면을 기재로 하는 것을 특징으로 하는 조성물.
- 제3항에 있어서, 비-환원 사카라이드가 수크로스 또는 트레할로스인 것을 특징으로 하는 조성물.
- 제5항에 있어서, 수소화된 사카라이드가 말티톨 시럽인 것을 특징으로 하는 조성물.
- 제7항에 있어서, 수소화된 사카라이드(들)가 비-환원 사카라이드(들)와 수소화된 사카라이드(들)의 총 중량의 30% 내지 70%를 나타내는 것을 특징으로 하는 조성물.
- 제22항에 있어서, 수소화된 사카라이드(들)가 비-환원 사카라이드(들)와 수소화된 사카라이드(들)의 총 중량의 40% 내지 60%를 나타내는 것을 특징으로 하는 조성물.
- 제15항에 있어서, 촉매가 비-환원 사카라이드(들)와 수소화된 사카라이드(들)와 유기 폴리카르복실산(들)의 총 중량의 1% 이상을 나타내는 것을 특징으로 하는 조성물.
- 제16항에 있어서, 리그닌 유도체가 암모늄 리그노술포네이트 또는 소듐 리그노술포네이트인 것을 특징으로 하는 조성물.
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