KR20180075508A - 개선된 결합제 조성물 및 그의 용도 - Google Patents

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칼 햄슨
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크나우프 인설레이션 에스피알엘
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Abstract

본 발명은 모노사카라이드 및/또는 폴리사카라이드 및 아제티디늄 가교제 및 가능하게는 폴리사카라이드와 아제티디늄 가교제 사이의 가교로부터 생성된 반응 생성물을 포함하는 경화성 결합제 조성물에 의해, 또는 모노사카라이드 및/또는 폴리사카라이드 및 아제티디늄 가교제 및 가능하게는 폴리사카라이드와 아제티디늄 가교제 사이의 가교로부터 생성된 반응 생성물을 포함하는 수성 경화성 결합제 조성물을 경화 조건으로 처리함으로써 얻어진 결합제에 의해 함께 결합된, 광물 섬유, 합성 섬유 또는 천연 섬유, 셀룰로스 입자 또는 시트 재료를 포함하는 물질의 조립체에 관한 것이다. 결합제 조성물은 라디칼 중합이 일어날 수 있는 가교제를 추가로 포함할 수 있다. 결합제 조성물 및 상기 물질의 조립체를 제조하는 방법이 또한 개시된다.

Description

개선된 결합제 조성물 및 그의 용도
본 발명은 비조립된 또는 느슨하게 조립된 물질의 집합체로부터 제품을 제조하는 데 사용하기 위한 신규한 개선된 결합제 조성물, 보다 구체적으로는 경화성 결합제 조성물에 관한 것이다. 예를 들어, 이들 결합제 조성물은, 직조 또는 부직조 섬유로부터 제조될 수 있는 섬유 제품을 제조하는 데 사용될 수 있다. 한 예시적 실시양태에서는, 결합제 조성물이 유리 섬유를 결합시켜서 섬유유리를 제조하는 데 사용된다. 또 다른 예시적 실시양태에서는, 결합제 조성물이 단열 제품 등 매트형 층에서 글래스 울 또는 스톤 울 등의 광물 울 섬유를 결합시키는 데 사용된다. 추가의 실시양태에서는, 결합제가, 예를 들어, 바람직한 물리적 특성 (예를 들어, 기계적 강도)을 갖는 목재 섬유 보드, 파티클 보드 또는 배향성 스트랜드 보드 (OSB)를 제조하는 데 사용될 수 있다. 또한, 결합제는 셀룰로스 물질의 시트, 예컨대 목재 시트를 조립하여 합판을 제조하는 데 사용될 수 있다. 본 발명은 추가로 느슨하게 조립된 물질을 결합시키는 데 상기 결합제 조성물을 사용하는 방법, 및 본 발명의 결합제에 의해 결합된 느슨하게 조립된 물질로부터 제조된 제품에 관한 것이다.
최근에 몇몇 포름알데히드-비함유 결합제 조성물이 개발되었다. 그러한 경화성 결합제 조성물 중 하나는 지속가능 물질들을 포함하며, 폴리에스테르 화학물질, 보다 특히 폴리산 성분 또는 그의 무수물 또는 염 유도체와 폴리히드록시 성분을, 가능하게는 규소 함유 화합물과 함께 포함하는 경화성 수성 결합제 조성물에 기초한다. 또 다른 그러한 조성물은 열경화물로서 무기산 또는 폴리카르복실산의 암모늄 염 또는 아민, 바람직하게는 폴리아민과 환원당과의 축합과 관련된다. 그러한 화학물질은 이전의 포름알데히드 기반 기술에 비해 이점을 나타내지만, 특정 용례에서는 바람직하지 않을 수 있는 착색을 나타내는 경화 수지를 만든다. 따라서, 개선된 결합제 화학물질에 대한 필요성이 여전히 존재한다. 또한, 사용되는 결합제 조성물의 결합 강도를 개선시켜, 보다 유리한 비용으로, 개선된 특성을 나타내는 개선된 최종 제품 및/또는 결합제 함량이 감소된 최종 제품을 제공하는 데에 지속적인 관심이 있다.
본 발명은 개선된 특성을 나타내며, 바람직하지 않은 착색을 덜 포함하고, 가능하게는 개선된 기계적 특성을 갖는, 광물 섬유, 합성 섬유 및 천연 섬유, 셀룰로스 입자 또는 시트 재료를 포함하는 물질의 조립체를 제공하고자 한다.
본 발명의 또 다른 목적은 본원에서 상기 정의된 바와 같은 물질의 조립체를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 대량 제조에 적합한 비용 효율적 방법을 제공하는 것이다.
또 다른 목적은 재생가능 및/또는 지속가능 자원을 기재로 하는 결합제 조성물을 제공하는 것이다.
추가로, 본 발명은 강한 결합제로 신속히 경화되는 결합제 조성물을 제공하고자 한다.
이제 본 발명은 첨부된 청구범위에 따른 제품, 방법 및 결합제 조성물을 제공한다.
본 발명의 제품은 모노사카라이드 또는 폴리사카라이드 및 아제티디늄 가교제를 포함하는 수성 경화성 결합제 조성물을 경화 조건으로 처리함으로써 얻어진 결합제에 의해 함께 결합된, 광물 섬유, 합성 섬유 또는 천연 섬유, 셀룰로스 입자 또는 시트 재료를 포함하는 물질의 조립체로 이루어진다. 상기 결합제 조성물은 또한 사카라이드와 아제티디늄 가교제 사이의 가교로부터 생성된 몇몇 반응 생성물을 포함할 수 있다.
모노사카라이드는 유리하게는 탄소 5개 또는 탄소 6개의 모노사카라이드, 바람직하게는 덱스트로스일 수 있다. 폴리사카라이드는 2개 이상, 바람직하게는 4개 이상의 사카라이드 단위 및 106개 이하의 사카라이드 단위, 바람직하게는 10000개 이하의 사카라이드 단위, 보다 바람직하게는 5000개 이하 또는 심지어 3000개 이하의 사카라이드 단위를 포함한다. 이는 유리하게는 천연 전분 및 전분 유도체로부터 선택될 수 있다. 전분은 D-글루코피라노스의 두 상이한 중합체, 아밀로스 및 아밀로펙틴을 포함한다. 아밀로스는 선형 폴리사카라이드이며, 한편 아밀로펙틴은 고도 분지형 폴리사카라이드이다. 아밀로스는 비교적 저분자량이며 중합도가 1000 내지 10000개 글루코스 단위의 범위이고 MW > 106 g/mol인데, 아밀로펙틴은 보다 큰 분지형 폴리사카라이드이며 중합도가 105를 초과하고 MW > 107 g/mol이다. 전분 유도체는 비제한적으로 전분 에테르, 예컨대 카르복시메틸 전분, 히드록시알킬 전분, 양이온성 전분, 양쪽성 전분, 전분 에스테르, 예컨대 전분 아세테이트, 전분 포스페이트, 전분 옥테닐 숙시네이트, 산 개질 전분, 옥시드 개질 전분, 및 부분 가수분해 전분, 예컨대, 비제한적으로 덱스트린을 포함한다. 폴리사카라이드는 또한 셀룰로스 또는 기타 천연 또는 합성 공급원, 예를 들어 키틴으로부터 유도될 수 있다. 전분 유도체는 덱스트린 및 말토덱스트린을 포함하며, 이들은 2 내지 20개의 글루코스 단위를 포함하는 다양한 길이의 쇄로 연결된 D-글루코스 단위로 구성된다.
아제티디늄 가교제는 관련 기술분야에 공지되어 있다. 다관능성 아제티디늄 가교제는 다양한 커플링제 및 아민 관능성 단량체를 다양한 비로 사용하여 제조될 수 있으며, 적어도 하나의 치환 또는 비치환된 4원 질소 함유 헤테로사이클을 함유한다. 아제티디늄 기는 단독중합체 또는 공중합체와 화학적으로 결합될 수 있으며, 이는 하나 이상의 비-아제티디늄 단량체 단위를 포함한다. 사용에 적합한 바람직한 아제티디늄-기재 물질은 사슬에 적어도 2개의-아제티디늄 기를 포함한다. 본 발명에 따른 바람직한 아제티디늄 중합체는 하기 일반 구조를 나타낸다:
Figure pct00001
여기서, n은 정수이고, 일반적으로 n≥1이고, R1은 C1 - C25 알칸디일, 바람직하게는 C1 - C10 알칸디일 또는 C1 - C5 알칸디일일 수 있으며, 히드록실 기, 카르복실 관능기 또는 아민으로 치환될 수 있고,
R2는 독립적으로 R1 또는 -R3-NH-C(O)-R4-일 수 있고, 여기서 R3 및 R4는 독립적으로 C1 - C25 알칸디일, 바람직하게는 C1 - C10 알칸디일 또는 C1 - C5 알칸디일이고,
Y1 및 Y3은 H이거나, 또는 히드록실 기, 아민 또는 카르복실 기로 치환될 수 있는 C1-C5 알킬 기이고,
Y2는 OH 또는 독립적으로 Y1이고,
X-는 할로겐 반대 이온이다.
아제티디늄 관능화 중합체는 최종 제품의 특성을 개선시킬 수 있는 고도 반응성 4급 암모늄 기를 가지며, 양이온성 아제티디늄 기의 존재로 인해 항미생물 활성을 제공할 수 있다. 아제티디늄 관능기는 각 변형 때문에 반응성이며, 수많은 친핵체와 반응할 수 있다. 아제티디늄 가교제는 승온에서 및/또는 라디칼 개시에 의해 중합될 수 있다.
유리한 실시양태에서, 모노사카라이드 및/또는 폴리사카라이드 대 아제티디늄 가교제의 건조 기준 중량비는 99/1 내지 60/40, 바람직하게는 98/2 내지 70/30, 보다 바람직하게는 95/5 내지 75/25에 포함된다.
상기 정의된 바와 같은 수성 결합제 조성물이 유리 섬유 베일(veil)에 적용된 경우, 경화되면, 이는 심지어 풍화(weathering) 후에도 높은 결합 강도를 나타낸다. 풍화 후 결합 강도의 손실은 선행 기술의 열경화성 결합제에 비해 현저히 감소된다.
본 발명의 결합제 조성물로 결합된 베일 제품의 결합 강도는 조성물의 pH에 의해 약간 영향을 받을 수 있으며, 특히 보다 낮은 상대 아제티디늄 함량에서 그러하다. 보다 상세하게는, 결합제 조성물의 알카리성 pH는 결합 강도 (건식 및 습식)를 약간 감소시키는 경향을 갖지만, 산성 pH는, 보다 높은 전분/아제티디늄 비에서, 결합 강도를 높인다.
바람직한 실시양태에 따르면, 수성 결합제 조성물은 아제티디늄 가교제에 의해 가교된 모노- 및/또는 폴리사카라이드를 포함하고, 자유 라디칼 중합이 일어날 수 있는 가교제를 추가로 포함한다. 그러한 가교제는 폴리카르복실산, 아크릴아미드 및 메타크릴아미드, 아크릴레이트, 아크릴산 및 그의 염, 아크릴로니트릴, 비스페놀 아크릴, 탄수화물 단량체, 플루오린화 아크릴, 말레이미드, 다관능성 아크릴, 및 그의 혼합물로부터 선택될 수 있다. 자유 라디칼 중합을 자유 라디칼 개시제에 의해 개시하고자 하는 경우에는, 조성물이, 사카라이드 잔기와 가교제 사이의 추가의 가교 반응을 개시하기 위한 하나 이상의 자유 라디칼 개시제를 추가로 포함할 수 있다. 그러한 반응 메카니즘은 관련 기술분야에 익히 공지되어 있다. 반응은 열 및/또는 적절한 방사선을 비롯한, 에너지의 제공에 의해 개시될 수도 있다. 그러한 결합제 조성물은, 경화되면, 본 발명에 따른 물질의 조립체에 더 개선된 결합 강도를 부여하는 고도 가교 수지를 생성한다. 자유 라디칼 중합으로 이루어진 제2 단계를 포함하는 2 단계 중합이 높은 중합 밀도를 나타내는 고도 중합 수지를 제공한다는 것을 알아내었다. 그러한 수지는 섬유 및 셀룰로스 미립자 또는 시트 재료 등의 기재에 높은 결합 강도를 부여한다.
본 발명의 결합제 조성물은, 경화시 물의 방출이 거의 또는 전혀 없으므로, 최종 제품에 함유된 물을 증발시키는 데 요구되는 에너지를 줄여주기 때문에, 섬유 및 셀룰로스 미립자 또는 시트 재료를 결합시키는 데 특히 적합한 것으로 나타난다.
폴리카르복실산은 유리하게는 단량체성 및 중합체성 폴리카르복실산으로부터 선택될 수 있다. 예시적으로, 단량체성 폴리카르복실산은 불포화 지방족 디카르복실산, 포화 지방족 디카르복실산, 방향족 디카르복실산, 불포화 시클릭 디카르복실산, 포화 시클릭 디카르복실산을 비제한적으로 포함하는 디카르복실산일 수 있고, 이는, 예를 들어 히드록시, 할로, 아미노, 알킬, 카르복시, 알콕시, 그의 무수물, 염, 에스테르 및 혼합물로 임의로 치환될 수 있다. 유리하게는, 단량체성 폴리카르복실산은 말산, 글루탐산, 글루타콘산, 3-푸마릴피루브산, 2,5-푸란디카르복실산, 메사콘산, 메속살산, 글루타르산, 네도크로밀, 4-(감마-글루타밀아미노)부탄산, 네오글루틸 및 숙신산으로부터 선택된다. 기타 적합한 폴리카르복실산은 아코니트산, 아디프산, 아젤라산, 부탄 테트라카르복실산 디히드라이드, 부탄 트리카르복실산, 클로렌드산, 시트라콘산, 디시클로펜타디엔-말레산 부가물, 디에틸렌트리아민 펜타아세트산, 디펜텐과 말레산의 부가물, 에틸렌디아민 테트라아세트산 (EDTA), 완전 말레산화 로진, 말레산화 톨-오일 지방산, 푸마르산, 글루타르산, 이소프탈산, 이타콘산, 포타슘 퍼옥시드에 의해 알콜에 이어서 카르복실산으로 산화된 말레산화 로진, 말레산, 말산, 메사콘산, 3-4 카르복실 기의 도입을 위해 이산화탄소를 이용한 콜베-슈미트(KOLBE-Schmidt) 반응을 통해 반응시킨 비페놀 A 또는 비스페놀 F, 옥살산, 프탈산, 세바스산, 숙신산, 타르타르산, 테레프탈산, 테트라브로모프탈산, 테트라클로로프탈산, 테트라히드로프탈산, 트리멜리트산, 트리메스산 등 및 그의 무수물 및 조합을 비제한적으로 포함하는 것으로 고려된다. 예시적으로, 중합체성 폴리카르복실산은 산, 예를 들어, 폴리아크릴산, 폴리메타크릴산, 폴리말레산, 및 유사한 중합체성 폴리카르복실산, 그의 공중합체, 그의 무수물, 및 그의 혼합물일 수 있다. 상업적으로 입수가능한 폴리아크릴산의 예는 아쿠아세트(AQUASET)-529 (롬 앤 하스, 미국 펜실베이니아주 필라델피아), 크리테리온(CRITERION) 2000 (케미라, 유럽 필란드 헬싱키), NF1 (에이치.비. 풀러(H.B. Fuller), 미국 미네소타주 세인트 폴), 및 소칼란(SOKALAN) (바스프(BASF), 유럽 독일 루드빅샤펜) (대략 4000의 분자량을 갖는, 아크릴산과 말레산의 수용성 폴리아크릴산 공중합체임)을 포함한다. 아쿠아세트-529는, 글리세롤로 가교된 폴리아크릴산을 함유하며 또한 촉매로서 소듐 하이포포스파이트를 함유하는 조성물이다. 크리테리온 2000은 폴리아크릴산의 부분 염의 산성 용액이며, 대략 2000의 분자량을 갖는다. NF1에 관하여는, 이것은 카르복실산 관능기 및 히드록시 관능기를 함유할 뿐만 아니라, 관능기가 없는 단위를 함유하는 공중합체이며; NF1은 또한 사슬 전달제, 예컨대 소듐 하이포포스파이트 또는 유기포스페이트 촉매를 함유한다. 중합체성 폴리카르복실산은 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산, 이소크로톤산, 말레산, 신남산, 2-메틸말레산, 이타콘산, 2-메틸이타콘산, α,β-메틸렌글루타르산 등을 비제한적으로 포함하는 불포화 카르복실산으로부터 제조된 단독중합체 또는 공중합체일 수 있다. 대안적으로, 중합체성 폴리카르복실산은 말레산 무수물, 이타콘산 무수물, 아크릴산 무수물, 메타크릴산 무수물 등 및 그의 혼합물을 비제한적으로 포함하는 불포화 무수물로부터 제조될 수 있다. 이들 산 및 무수물을 중합시키는 방법은 화학 기술분야에 익히 공지되어 있다. 중합체성 폴리카르복실산은 추가적으로 상기 언급된 불포화 카르복실산 또는 무수물 중 1종 이상과, 스티렌, α-메틸스티렌, 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, 이소부틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, n-부틸 메타크릴레이트, 이소부틸 메타크릴레이트, 글리시딜 메타크릴레이트, 비닐 메틸 에테르, 비닐 아세테이트 등을 비제한적으로 포함하는 비닐 화합물 중 1종 이상의 공중합체를 포함할 수 있다. 중합체성 폴리카르복실산, 및 특히 폴리아크릴산 중합체의 분자량은 10000 달톤 (Da) 미만, 5000 Da 미만, 또는 약 3000 Da 이하일 수 있다. 예를 들어, 분자량은 2000 Da일 수 있다.
아크릴아미드 및 메타크릴아미드 단량체의 적합한 예는 알킬아크릴아미드, N-tert-부틸아크릴아미드, 디아세톤 아크릴아미드, N,N-디에틸아크릴아미드, N,N-디에틸메타크릴아미드, N,N-디메틸아크릴아미드, N-[3-(디메틸아미노)프로필]메타크릴아미드, N-디페닐메틸아크릴-아미드, N-에틸아크릴아미드, N,N'-헥사메틸렌비스(메타크릴아미드), N-히드록시에틸 아크릴아미드, N-(히드록시메틸)아크릴아미드, N-(2-히드록시프로필)-2-메틸-프로프-2-엔아미드, N-(이소부톡시메틸)-아크릴아미드, N-이소프로필아크릴아미드, N-이소프로필메타크릴아미드, 메타크릴아미드, N-(3-메톡시프로필)아크릴아미드, N-페닐아크릴아미드, 2-아크릴아미도-2-메틸-1-프로판술폰산 및 그의 염, 3-(아크릴아미도)페닐보론산, N-아크릴로일아미도에톡시에탄올, N-(트리페닐메틸)-메타크릴아미드 및 N-[트리스(히드록시메틸)메틸]-아크릴아미드를 포함한다.
적합한 아크릴레이트 단량체의 예는 4-아세톡시페네틸 아크릴레이트, 4-아크릴로일모르폴린, 부틸 아크릴레이트, 2-(4-벤조일-3-히드록시페녹시)에틸 아크릴레이트, 벤질 2-프로필아크릴레이트, tert-부틸 아크릴레이트, 2-[[(부틸아미노)카르보닐]옥시]에틸 아크릴레이트, 4-tert-부틸시클로헥실 아크릴레이트, 2-카르복시에틸 아크릴레이트, 2-(디에틸아미노)에틸 아크릴레이트, 디(에틸렌 글리콜) 에틸 에테르 아크릴레이트, 디(에틸렌 글리콜) 2-에틸헥실 에테르 아크릴레이트, 2-(디메틸아미노)에틸 아크릴레이트, 3-(디메틸아미노)프로필 아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 펜타-/헥사-아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 에틸 시스-(β-시아노)아크릴레이트, 에틸렌 글리콜 디시클로펜테닐 에테르 아크릴레이트, 에틸렌 글리콜 메틸 에테르 아크릴레이트, 에틸렌 글리콜 페닐 에테르 아크릴레이트, 에틸 2-에틸아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 에틸 2-프로필아크릴레이트, 에틸 2-(트리메틸실릴메틸)아크릴레이트, 헥실 아크릴레이트, 4-히드록시부틸 아크릴레이트, 2-히드록시에틸 아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필 아크릴레이트, 히드록시프로필 아크릴레이트, 이소부틸 아크릴레이트, 이소데실 아크릴레이트, 이소옥틸 아크릴레이트, 라우릴 아크릴레이트, 메틸 2-아세트아미도아크릴레이트, 메틸 아크릴레이트, 메틸 3-히드록시-2-메틸렌부티레이트, 옥타데실 아크릴레이트, 폴리(에틸렌 글리콜) 아크릴레이트, 폴리(에틸렌 글리콜) 디아크릴레이트, 폴리(에틸렌 글리콜) 메틸 에테르 아크릴레이트, 폴리(프로필렌 글리콜) 아크릴레이트, 3-술포프로필 아크릴레이트 및 염, 테트라히드로푸르푸릴 아크릴레이트, 2-테트라히드로피라닐 아크릴레이트, 3-(트리메톡시실릴)프로필 아크릴레이트, 3,5,5-트리메틸헥실 아크릴레이트, 10-운데세닐 아크릴레이트, 및 우레탄 아크릴레이트 메타크릴레이트를 포함한다.
바람직한 메타크릴레이트 단량체는 알릴 메타크릴레이트, 아미노에틸 메타크릴레이트, 2-[3-(2H-벤조트리아졸-2-일)-4-히드록시페닐]에틸 메타크릴레이트, 벤질 메타크릴레이트, 비스(2-메타크릴로일)옥시에틸 디술피드, 비스(2-메타크릴로일)옥시에틸 디술피드, 2-(2-브로모이소부티릴옥시)에틸 메타크릴레이트, 2-(tert-부틸아미노)에틸 메타크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트, tert-부틸 메타크릴레이트, 카르바졸-9-에틸메타크릴레이트, 3-클로로-2-히드록시프로필 메타크릴레이트, 시클로헥실 메타크릴레이트, 2-(디에틸아미노)에틸 메타크릴레이트, 디에틸렌 글리콜 부틸 에테르 메타크릴레이트, 디(에틸렌 글리콜) 메틸 에테르 메타크릴레이트, 2-(디이소프로필아미노)에틸 메타크릴레이트, 2-(디메틸아미노)에틸 메타크릴레이트, 2-에톡시에틸 메타크릴레이트, 에틸렌 글리콜 디시클로펜테닐 에테르 메타크릴레이트, 에틸렌 글리콜 메타크릴레이트 포스페이트, 에틸렌 글리콜 메틸 에테르 메타크릴레이트, 에틸렌 글리콜 페닐 에테르 메타크릴레이트, 에틸헥실 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 푸르푸릴 메타크릴레이트, 글리시딜 메타크릴레이트, 글리코실옥시에틸 메타크릴레이트, 헥실 메타크릴레이트, 히드록시부틸 메타크릴레이트, 히드록시에틸 메타크릴레이트, 히드록시프로필 메타크릴레이트, 히드록시프로필 메타크릴레이트, 2-히드록시프로필 2-(메타크릴로일옥시)에틸 프탈레이트, 2-히드록시-3-{3-[2,4,6,8-테트라메틸-4,6,8-트리스(프로필 글리시딜 에테르)-2-시클로테트라실록사닐]프로폭시}프로필 메트 아크릴레이트, 이소부틸 메타크릴레이트, 2-이소시아네이토에틸 메타크릴레이트, 이소데실 메타크릴레이트, 라우릴 메타크릴레이트, 메타크릴산 N-히드록시숙신이미드 에스테르, 메틸 메타크릴레이트, 2-(메틸티오)에틸 메타크릴레이트, 모노-2-(메타크릴로일옥시)에틸 말레에이트, 모노-2-(메타크릴로일옥시)에틸 숙시네이트, 2-N-모르폴리노에틸 메타크릴레이트, 나프틸 메타크릴레이트, 2-(2-옥소-1-이미다졸리디닐)에틸 메타크릴레이트, 펜타브로모페닐 메타크릴레이트, 1,4-페닐렌 디메타크릴레이트, 페닐 메타크릴레이트, 인산 2-히드록시에틸 메타크릴레이트 에스테르, 폴리(에틸렌 글리콜) 베헤닐 에테르 메타크릴레이트, 폴리(프로필렌 글리콜) 메타크릴레이트, 프로필 메타크릴레이트, 1-피렌메틸 메타크릴레이트, 스테아릴 메타크릴레이트, 3-술포프로필 메타크릴레이트 및 염, 3-(트리메톡시실릴)프로필 메타크릴레이트, 3,3,5-트리메틸시클로헥실 메타크릴레이트, (트리메틸실릴)메타크릴레이트, 우레탄 아크릴레이트 메타크릴레이트, 우레탄 에폭시 메타크릴레이트 및 비닐 메타크릴레이트를 포함할 수 있다.
원칙적으로 다관능성 아크릴이 가교제로서 사용되며, 대부분의 바람직한 다관능성 아크릴 화합물은 3-(아크릴로일옥시)-2-히드록시프로필 메타크릴레이트, 비스[2-(메타크릴로일옥시)에틸] 포스페이트, 비스페놀 A 프로폭실레이트 디아크릴레이트, 1, 3- 또는 4-부탄디올 디아크릴레이트, 1,3 또는 4-부탄디올 디메타크릴레이트, N,N'-(1,2-디히드록시에틸렌)비스아크릴아미드, 디(에틸렌 글리콜)디메타크릴레이트, 디(트리메틸올프로판) 테트라아크릴레이트, 디우레탄 디메타크릴레이트, N,N'-에틸렌비스(아크릴아미드), 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 글리세롤 1,3-디글리세롤레이트 디아크릴레이트, 글리세롤 디메타크릴레이트, 글리세롤 프로폭실레이트 트리아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디메타크릴레이트, 1,6-헥산디올 에톡실레이트 디아크릴레이트, 1,6-헥산디일비스[옥시(2-히드록시-3,1-프로판디일)] 비스아크릴레이트, 히드록시피발릴 히드록시피발레이트 비스[6-(아크릴로일옥시)헥사노에이트], 네오펜틸 글리콜 디아크릴레이트, 네오펜틸 글리콜 프로폭실레이트 디아크릴레이트, 펜타에리트리톨 디아크릴레이트 모노스테아레이트, 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트, 폴리(프로필렌 글리콜) 디아크릴레이트, 폴리(프로필렌 글리콜) 디메타크릴레이트, 1,3,5-트리아크릴로일헥사히드로-1,3,5-트리아진, 트리시클로-데칸디메탄올 디아크릴레이트, 트리메틸올프로판 에톡실레이트 메틸 에테르 디아크릴레이트, 트리메틸올프로판 에톡실레이트 트리아크릴레이트, 트리메틸올프로판 에톡실레이트 트리아크릴레이트, 트리메틸올프로판 에톡실레이트 트리아크릴레이트, 트리메틸올프로판 프로폭실레이트 트리아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트, 트리(프로필렌 글리콜) 디아크릴레이트 및 트리스[2-(아크릴로일옥시)에틸] 이소시아누레이트로부터 선택된다.
자유 라디칼 중합이 일어날 수 있는 가교제와, 사카라이드 잔기와 가교제 사이의 추가의 가교 반응을 개시하기 위한 자유 라디칼 개시제의 건조 기준 중량비는 2/0.5 내지 20/1, 바람직하게는 5/1 내지 10/1로 다양할 수 있다. 결합제 조성물 내 가교제의 건조 기준 중량 분율은 유리하게는 2 내지 30 중량%, 바람직하게는 5 내지 20 중량%, 보다 바람직하게는 5 내지 15 중량%로 다양할 수 있다.
자유 라디칼 개시제는, 유리하게는 히드로겐 퍼옥시드 또는 퍼옥소디술페이트, 예컨대 퍼옥소이황산의 모노- 또는 디-알칼리 금속 또는 암모늄 염, 예컨대 이들의 모노- 및 디-소듐 염 및 암모늄 염으로부터 선택되는 무기 퍼옥시드를 포함할 수 있다. 바람직한 무기 퍼옥시드는 암모늄 또는 소듐 또는 포타슘 퍼술페이트 또는 그의 혼합물일 수 있다.
자유 라디칼 개시제는 추가로 유기 퍼옥시드를 포함할 수 있고, 유리하게는 알킬 히드로퍼옥시드, 예를 들어 tert-부틸 히드로퍼옥시드, 쿠밀 히드로퍼옥시드, 쿠멘 히드로퍼옥시드 및 디알킬 또는 디아릴, 예컨대 디-tert-부틸 또는 디쿠밀 퍼옥시드, 디-tert-아밀 퍼옥시드, 벤질 퍼옥시드, 부타논 퍼옥시드, 라우로일 퍼옥시드, 2,5-비스(tert-부틸퍼옥시)-2,5-디메틸헥산, 1,1-비스(tert-부틸퍼옥시)-3,3,5-트리메틸-시클로헥산, 1,1-비스(tert-아밀퍼옥시)시클로헥산, tert-부틸 퍼옥시벤젠 및 tert-부틸 퍼옥시 2-에틸헥실 카르보네이트로부터 선택된다.
아조 화합물이 또한 자유 라디칼 개시제로서 사용될 수 있고, 일반적으로 아조비스 (이소부티로니트릴) (AIBN), 2,2'-아조비스(2-메틸프로피오니트릴), 4,4'-아조비스(4-시아노발레르산), 1,1'-아조비스(시클로헥산카르보니트릴), 2,2-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴) 및 2,2'-아조비스(아미디노프로필) 디히드로클로라이드 (AIBA)로부터 선택될 수 있다.
산화환원 개시제에 적합한 산화제는 상기 언급된 퍼옥시드로부터 선택될 수 있다. 상응하는 환원제는 저 산화 상태를 갖는 황 화합물, 예컨대 알칼리 금속 술파이트, 예를 들어 포타슘 및/또는 소듐 술파이트, 알칼리 금속, 예컨대 포타슘 및/또는 소듐 히드로겐 술파이트, 알칼리 금속, 예컨대 포타슘 및/또는 소듐 메타비술파이트, 예를 들어, 포타슘 및/또는 소듐, 알칼리 금속 염, 특히 지방족 술핀산의 포타슘 및/또는 소듐 염 및 알칼리 금속 히드로겐 술피드, 예컨대 포타슘 및/또는 소듐 히드로겐 술피드, 다가 금속의 염, 예컨대 철(II) 술페이트, 철(II) 암모늄 술페이트, 철(II) 포스페이트 및 세릭 이온, 예컨대 세릭 암모늄 니트레이트로부터 선택될 수 있다.
본 발명의 결합제 조성물은 탄수화물 기재 결합제 화학물질에서 전형적으로 나타나는 암갈색 색상 결합제 수지 (예를 들어 샴페인색, 타피오카색, 바닐라 커스터드색, 파피루스색, 누드색, 밀색 등)를 형성하는 경향을 덜 나타낸다는 것을 알아내었다.
바람직한 실시양태에 따르면, 수성 결합제 조성물은 적어도 2개의 아제티디늄 기를 포함하는 아제티디늄 가교제에 의해 가교된 폴리사카라이드를 포함하고, 폴리카르복실산, 및 사카라이드 잔기와 폴리카르복실산 사이의 추가의 가교 반응을 개시하기 위한 자유 라디칼 개시제를 추가로 포함한다. 그러한 결합제 조성물은, 경화되면, 더 개선된 결합 강도를 나타내는 고도 가교 수지를 생성한다.
본 발명의 결합제 조성물 및 그로부터 제조된 결합제는 본질적으로 포름알데히드-비함유이고 (즉 조성물의 중량을 기준으로 약 1 ppm 미만의 포름알데히드를 포함하고), 실질적 포름알데히드를 방출하지 않는다.
본 발명의 조성물은, 적절할 수 있는 커플링제, 염료, 항진균제, 항박테리아제, 소수성 물질, 및 이러한 결합제 용례에 대하여 관련 기술분야에 공지된 기타 첨가제를 명백히 추가로 포함할 수 있다. 규소-함유 커플링제는, 결합제 조성물 내 고형물의 중량을 기준으로 일반적으로 약 0.1 내지 약 1 중량%의 범위로 그러한 결합제 중에 전형적으로 존재한다. 이들 첨가제는 확실히, 결합제의 접착 특성 및 또한 그러한 결합제 조성물 또는 그로부터 제조된 결합제를 포함하는 최종 제품의 기계적 및 기타 목적하는 특성에 반대작용하지 않으면서 엄격한 환경 및 건강 관련 요건을 유리하게 준수하도록 선택된다.
이론에 얽매이지는 않지만, 경화에 의해 고도 가교 고분자량 중합체가 생성되는 것으로 여겨진다. 이들은, 분자량 결정을 비롯한 관련 기술분야에 일반적으로 공지된 기술 및 기타 공지된 기술에 의해 분석될 수 있다.
본 발명에 따르면, 용어 "결합제 조성물"은 특별히 제한되지 않고, 일반적으로, 그 자체로 또는 경화시, 느슨하게 조립된 물질을 결합시킬 있는 임의의 조성물을 포함한다. 결합제 조성물은 바람직하게는, 열경화성 결합제 수지를 형성하기 위한 출발 물질 및 가능하게는 관련 출발 물질의 적어도 일부의 반응 또는 부분적 반응으로부터 생성된 반응 생성물 및 가능하게는 첨가제를 포함하는 수성 비-경화 조성물이다.
본원에 사용된 용어 "수성"은 특별히 제한되지 않고, 일반적으로 용매로서 물을 기재로 하는 용액 및/또는 분산액에 관한 것이다. 상기 용어는 물 및 하나 이상의 추가적 용매를 함유하는 조성물 또는 혼합물을 추가로 포함한다. 본 발명의 "수성 결합제 조성물"은 상기 결합제 성분 중 하나 이상의 용액 또는 부분 용액일 수 있거나 또는 분산액, 예컨대 에멀젼 또는 현탁액일 수 있다.
본 발명의 수성 결합제 조성물의 고형물 함량은 전체 수성 결합제 조성물의 중량을 기준으로, 5 내지 95 중량%, 유리하게는 8 내지 90 중량%, 바람직하게는 10 내지 85 중량%의 범위일 수 있다. 보다 구체적으로, 광물 울 단열재용 결합제로서 사용되는 경우, 수성 결합제 조성물의 고형물 함량은 전체 수성 결합제 조성물의 중량을 기준으로, 5 내지 25 중량%, 바람직하게는 8 내지 20 중량%, 보다 바람직하게는 10 내지 20 중량% 또는 심지어 12 내지 18 중량%의 범위일 수 있다. 합판, 파티클 보드, 섬유 보드 등의 목재 보드에서 결합제로서 사용되는 경우, 수성 결합제 조성물의 고형물 함량은 전체 수성 결합제 조성물의 중량을 기준으로, 50 내지 95 중량%, 바람직하게는 50 내지 90 중량%, 보다 바람직하게는 55 내지 85 중량% 또는 심지어 60 내지 80 중량%의 범위일 수 있다.
본 발명의 결합제 조성물은 무기 물질, 예컨대 금속-산화물, 바람직하게는 MgO, CaO, Al2O3 및 CaCO4로부터 유도된 나노-입자를 추가로 포함할 수 있다. 또한, 나노점토가 결합제 제제에 혼입될 수 있다. 그러한 나노점토는 몬모릴로나이트, 벤토나이트, 카올리나이트, 헥토라이트 및 할로이사이트 및 기타 유기-개질 나노점토, 및/또는 그의 혼합물을 비제한적으로 포함한다. 그러한 무기 물질은 전체 조성물의 고형물 함량의 0.1 내지 10 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 5 중량% 범위의 양으로 존재할 수 있다.
본 발명의 결합제 조성물의 성분들은 개별적으로 수송되어 관련 제조 플랜트에서 사용 직전에 조합될 수 있다. 결합제 조성물을 그 자체로 수송하는 것 또한 가능하다. 대안적으로, 사전-반응된 가교 전분이 추가의 가교제 및 가능하게는 자유 라디칼 개시제와 별도로 수송될 수 있고; 이후 관련 성분들이 본 발명에 따라 사용 직전에 조합될 수 있다.
본 발명의 결합제는 비조립된 또는 느슨하게 조립된 물질의 집합체를 결합시키는 데 사용될 수 있다. 물질의 집합체는 슬래그 울 섬유, 스톤 울 섬유, 유리 섬유, 아라미드 섬유, 세라믹 섬유, 금속 섬유, 탄소 섬유, 폴리이미드 섬유, 폴리에스테르 섬유, 레이온 섬유, 및 셀룰로스 섬유를 비제한적으로 포함하는 광물 섬유로부터 선택된 섬유를 포함하는 임의의 물질의 집합체를 포함한다. 물질의 집합체의 추가의 예는 미립자, 예컨대 석탄, 셀룰로스 섬유, 목재 대팻밥, 톱밥, 목재 펄프, 분쇄 목재, 목재 칩, 목재 스트랜드, 목재 층, 기타 천연 섬유, 예컨대 황마, 아마, 대마, 짚, 목재 베니어, 외장 및 기타 입자, 직조 또는 부직조 재료를 포함한다. 본 발명의 구체적 실시양태에 따르면, 물질의 집합체는 목재 입자 및 광물 섬유로부터 선택된다.
한 예시적 실시양태에서, 본 발명의 결합제 조성물은 광물 섬유를 포함하는 단열 제품을 제조하는 데 사용될 수 있다. 그러한 용례에서, 섬유들은 함께 결합되어 섬유 매트로 조직화되고, 이어서 단열 제품으로 가공될 수 있다. 그러한 용례에서, 섬유는 일반적으로 70 내지 99 중량% 범위의 양으로 존재한다.
본 발명의 또 다른 실시양태에 따르면, 결합제가 셀룰로스 입자, 예컨대 셀룰로스 섬유, 목재 대팻밥, 목재 층 및 시트, 목재 펄프, 및 섬유 보드, 파티클 보드, 배향성 스트랜드 보드, 합판 등을 비롯한 복합 목재 보드를 제조하는 데 통상적으로 사용되는 기타 재료를 결합시키는 데 사용될 수 있다. 그러한 목재 보드는 6 내지 30 ㎜ 범위의 공칭 두께 및 적어도 약 1000 N/㎟의 탄성 모듈러스, 적어도 약 5 N/㎟의 굽힘 강도 및/또는 적어도 0.10 N/㎟의 내부 결합 강도를 나타낸다. 그러한 용례에서, 최종 목재 보드 중의 결합제 함량은 목재 보드의 총 중량에 대하여 약 5 내지 30 중량%, 특히 9 내지 20 중량%의 범위일 수 있다.
본 발명에 따르면, 수성 결합제 조성물은 그 자체로 공지된 방식으로 섬유 또는 미립자 또는 시트 재료 상에 적용될 수 있다. 결합제 조성물은 바람직하게는 분무 적용에 의해 적용될 수 있다. 기타 기술은 롤 적용, 또는 물질의 집합체와 결합제 조성물의 혼합 및/또는 텀블링을 포함한다. 물이 증발됨에 따라 결합제 조성물이 겔을 형성하고, 이 겔은 본원에서 하기에 상세히 설명되는 바와 같이 바람직한 조립체로 배열된 경우 미립자 재료를 함께 결합시킨다. 경화시, 반응성 결합제 성분들이 반응하여 본질적으로 수불용성인 거대분자 결합제 수지를 형성하게 된다. 따라서 경화는 비경화된 결합제에 비해 증가된 접착성, 내구성 및 내수성을 부여한다. 경화는 주위 온도 (약 10 내지 25℃) 내지 280℃ 이하의 온도에서 수행될 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 본 발명은 본 발명에 따른 수성 결합제 조성물의 적용, 경화 및 물 증발에 의해 섬유성 재료들 또는 미립자 또는 시트 재료들의 결합된 조립체를 제조하는 방법을 포함한다. 얻어진 제품은 이후 단열 제품 또는 목재 보드를 비제한적으로 포함하는 중간 또는 최종 제품의 제조를 위해 적합한 공정 단계에서 추가로 가공될 수 있다. 보다 구체적으로, 섬유 또는 셀룰로스 입자 또는 시트의 조립체를 제조하는 방법은, (i) (a) 모노사카라이드 또는 폴리사카라이드를 제공하는 단계; (ii) 적절한 양의 (b) 아제티디늄 가교제를 제공하는 단계; (iii) 수지화된 재료를 생성하기 위해 섬유성 또는 셀룰로스 미립자 또는 시트 재료 상에 상기 (a) 및 (b)를, 가능하게는 (a) 및 (b) 및 가능하게는 (b)에 의해 가교된 (a)를 포함하는 수성 조성물로서, 연속 또는 동시 적용하는 단계; 및 (v) 생성된 수지화된 재료를 경화 조건으로 처리하고 과잉의 물을 증발시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 방법의 특정한 실시양태에 따르면, 섬유성 또는 셀룰로스 미립자 또는 시트 재료의 조립체를 제조하는 방법은, 수지화된 재료를 생성하기 위해 섬유성 또는 셀룰로스 입자 또는 시트 재료 상에, (b)에 의해 가교된 (a), 및 (c) 추가의 가교제 및 (d) 자유 라디칼 개시제를 포함하는 수성 조성물을, 가능하게는 단일 수성 조성물로서 연속 또는 공동 적용하고, 가능하게는 가교가 발생하게 하는 단계, 및 생성된 수성 조성물을 경화 조건으로 처리하고 과잉의 물을 증발시키는 단계를 포함할 수 있다.
단량체 (b)와 (a)의 공중합 반응은 주위 온도 (10 내지 25℃) 내지 200℃, 바람직하게는 40 내지 95℃ 범위의 온도에서 수행될 수 있다. (c)를 이용한 추가의 가교는 가능하게는 (d)의 존재 하에 동일 온도 범위 내에서 수행될 수 있다. 중합 반응은 또한 상기 동일 온도 범위 내에서 동시에 수행될 수 있다.
경화는 90 내지 200℃, 바람직하게는 140℃ 초과, 보다 바람직하게는 190℃ 미만, 전형적으로는 160 내지 180℃ 범위의 온도에서 수행될 수 있다. 목재 보드의 제조에서는, 재료가 가압 처리되는 동안 경화가 수행된다.
본 발명은 하기 실시예에서 첨부 도면과 관련하여 보다 상세히 설명될 것이다.
도 1은 70% T&L 스타덱스(Stadex)79+20%CA1025+10%DEGDMA+1%아조비스(시클로헥산카르보니트릴) (ABCN)의 결합제 제제에 대하여 160℃에서 결정된 경화의 동역학적 평가를 나타낸다.
도 2는 70% T&L 스타덱스79+20%CA1025+10%HEMA+1%아조비스(시클로헥산카르보니트릴)의 결합제 제제에 대하여 160℃에서 결정된 경화의 동역학적 평가를 나타낸다.
도 3a 및 3b는 2종의 상이한 결합제 조성물에 대하여, DMA 방법에 따라, 2가지의 상이한 주파수 (1 Hz 및 10 Hz)에서 측정된 온도의 함수로서의 모듈러스를 나타낸다.
도 4a 및 4b는 2종의 상이한 결합제 조성물에 대하여, DMA 방법에 따라, 2가지의 상이한 주파수 (1 Hz 및 10 Hz)에서 측정된 온도의 함수로서의 모듈러스를 나타낸다.
결합제 제제에 대한 재료
전분 중합체 스타덱스® 79를 테이트 앤드 라일(Tate & Lyle)로부터 구입하였다. 아제티디늄 가교제 CA1025를 솔레니스(SOLENIS)로부터 입수하였다. 히드록시에틸 메타크릴레이트 (HEMA), 디에틸렌글리콜 디메타크릴레이트 (DEGDMA) 및 1,1'-아조비스 (시클로헥산카르보니트릴) (ABCN)을 알드리치(Aldrich)로부터 구입하였다.
결합제 용액 조성물의 제조
원하는 양의 사카라이드를 물에 용해시키고, 실온에서 충분한 기간 (전분의 경우 45분) 동안 일정하게 교반하였다. 필요한 경우, 사카라이드를 물에 용해시키기 위해 온도를 80℃까지 상승시킬 수 있다. 가교 반응을 위해, 필요한 양의 아제티디늄 가교제를 사카라이드 용액에 첨가하였다. 사카라이드는, 승온에서 교반함으로써 및/또는 소량의 자유 라디칼 개시제를 첨가함으로써 가교되게 하였다. 얻어진 혼합물을 이후 유리 베일 상에 함침시키고, 이를 경화 처리하였다. 경화된 베일로부터 샘플을 제조하고, 하기 기재된 바와 같은 여러 가지 시험을 받게 하였다.
상기 얻어진, 아제티디늄 가교제를 포함하는 사카라이드 혼합물의 일부를 보존한 다음, HEMA 또는 DEGDMA 및 자유 라디칼 개시제 ABCN과 조합하였다. 복잡한 가교 중합체 네트워크를 얻기 위해, 얻어진 수성 조성물을 미리 설정된 온도에서 연속적으로 더 교반하였다.
아제티디늄 가교제에 의한 전분의 가교는 아밀로스 대 아밀로스, 아밀로스 대 아밀로펙틴, 또는 아밀로팩틴 대 아밀로펙틴 등 다양한 분자 사이에서 일어날 수 있다. 그러한 연결이 형성되면, 라디칼 개시제를 이용하여 폴리카르복실산 가교제로 추가의 가교 및/또는 공중합체 반응을 수행할 수 있다. 라디칼 개시에 요구되는 에너지는 온도 상승에 의해 유도될 수 있다. IR, RF 또는 UV 방사선 등의 기타 수단을 또한 이용할 수 있다. 얻어진 수성 조성물을 유리 베일에 적용하였고, 이어서 이를 경화 처리하였다. 경화된 베일로부터 샘플을 제조하고, 하기 기재된 바와 같은 여러 가지 시험을 받게 하였다.
경화의 동역학적 평가
유리 마이크로섬유 (와트만(Whatman)TM) GF/A 필터들을 상기 제조된 결합제 용액으로 함침시킨 후, 설정 온도에서 다양한 시간들로 경화시켰다. 샘플을 오븐의 상단 선반에 보관하여, 경화 동안 오븐 내부에서의 고수분 함량을 피했다. 각각의 결합제 용액에 대하여, 샘플을 3분 내지 20분 경화시켰다. 경화 후, 각각의 경화된 샘플을 길이 (150 mm) 및 폭 (20 mm)의 적절한 크기로 절단한 다음, 강성 및 결합 강도 분석을 위해 기계적 시험을 수행하였다. 동역학적 연구 또는 경화율 연구의 결과를 도 1 및 2에 제시하였다.
베일 방법을 이용한 결합 강도 분석
상업적 PF (페놀 포름알데히드) 함침 (A4 크기) 유리 섬유 베일들을 30분 동안 600℃의 머플 퍼니스 오븐에 두어 PF 결합제를 번아웃시키고, 이어서 30분 동안 냉각시켰다. 얻어진 베일 샘플들을 칭량하였다.
대략 400 g의 결합제 용액 샘플들을 딥 트레이들에 붓고, 얻어진 베일 샘플들을 관련 결합제 용액들에 조심스럽게 완전히 침지시켰다. 함침 베일들을 목적하는 온도에서 목적하는 기간 동안 경화시켰다. 이어서 결합제 함량을 측정하고 결합 강도를 하기와 같이 결정하였다.
관련된 경화된 결합제 함침 베일들의 결합 강도를 기계적 시험 기기 (M350-10CT)를 사용하여 결정하였다. 각 시험을 위해 경화된 결합제 함침 A4 베일을 8개의 동일한 스트립으로 절단하였다. 각 스트립을, 윈테스트 아날리시스(winTest Analysis) 소프트웨어에 의해 제어되는 10 ㎜/min의 자동화 시험 속도로 50 Kg 하중 셀 (DBBMTCL-50 ㎏)을 사용하여 개별적으로 시험하였다. 유리 베일 인장 플레이트들 사이에 100 ㎜ 간격을 확보하기 위해 유리 베일 인장 플레이트들을 테스토메트릭 기기에 부착시켰다. 샘플을 그리퍼에 수직하게 설치하고, 그 힘을 0점으로 설정했다. 최대 피크 하중, 피크 응력 및 피크 모듈러스 등의 다양한 파라미터를 소프트웨어에 의해 평가하였고, 8개 샘플에 대한 평균으로서의 데이터와 표준 편차를 제시하였다. 평균 최대 피크 하중 또는 피크 응력은 결합 강도로서 정의된다.
풍화 안정성의 평가
전자 제어식 오토클레이브 시스템 (스팀 압력 용기)을 사용하여 후속 강도 시험을 위한 경화된 결합제 베일 샘플을 멸균시켰다. 경화된 결합제 함침 베일을 오토클레이브 (J8341, 용기: 관련 안전 밸브, 도어 인터록 및 통합 배관이 구비된 PVO2626) 시스템에 배치하였다. 샘플을 90% 습도 및 40℃에서부터 110℃까지 범위의 온도 (전체 사이클)에서, 2.62 bar 이하의 압력에서, 3시간 동안 시험하였다. 샘플을 베일 상에 수분이 남지 않도록 완전히 건조시켰다. 오토클레이브 처리된 샘플을 상기 본원에 기재된 테스토메트릭 기기 (M350-10CT)를 사용하여 결합 강도에 대해 시험하였고, 결과를 미처리된 샘플의 결과와 비교하였다.
동적 기계적 분석 (DMA)
20% 고형물의 사전-혼합 수성 결합제 용액 100 그램을 사용하여 치수 35 mm x 10 mm x 0.36 mm의 결합제 함침 와트만(Whatman)TM 필터 페이퍼스(Filter Papers) 3 (카탈로그 번호 1003-150)을 제조하였다. 결합제 함침 필터 스트립을 초기 건조를 위해 주위 온도 (~22℃)에서 약 1 시간 동안 유지시켰다. 각각의 스트립을 이어서 DMA 샘플 홀더에 조심스럽게 장착시켰다. DMA 시험은 이중 캔틸레버 모드로 두 주파수 (예를 들어, 1 Hz 및 10 Hz)를 사용하여 1℃/min에서 측정하였다. 모듈러스를 스캐닝 온도의 함수로서 측정하였고, 결과를 도 3 및 도 4에 제시하였다.
실시예 1:
140℃에서 2시간 동안 경화되었을 때의 결합제 고형물 중량 손실이 표 1에 제시된 바와 같이 결정되었다. 상기 제조된 수성 결합제 조성물 (용액)의 고형물 함량이 22.5%가 되게 하였다. 약 12 g의 용액을 알루미늄 패트리 디쉬에 배치하고, 이를 140℃의 오븐에서 2 시간 동안 유지시켰다. 이론적 및 실험적 고형물을 측정하고, 고형물 손실을 계산하였다. 결합제 조성물은 전분, 예컨대 폴리사카라이드, 가교제로서의 아제티디늄 화합물, 추가의 가교제로서의 아크릴레이트 (HEMA: 2-히드록시에틸 메타크릴레이트, 또는 DEGDMA: 디(에틸렌 글리콜)디메타크릴레이트), 및 라디칼 개시제로서의 ABCN (1,1'-아조비스(시클로헥산카르보니트릴)을 포함하였다.
<표 1>
Figure pct00002
실시예 2:
경화의 동역학적 평가가 160℃에서 스타덱스79/CA1025/DEGDMA/ABCN:70/20/10/1 결합제 제제에 대하여 도 1에 제시된 바와 같이 5회 반복의 표준 편차와 함께 결정되었다. 이전 섹션에 기재된 절차에 따라 결합제 조성물을 제조하고, 상응하는 샘플의 강성을 측정하였다.
실시예 3:
경화의 동역학적 평가가 160℃에서 스타덱스79/CA1025/HEMA/ABCN:70/20/10/1 결합제 제제에 대하여 도 2에 제시된 바와 같이 5회 반복의 표준 편차와 함께 결정되었다. 이전 섹션에 제공된 설명에 따라 결합제 조성물을 제조하였다.
실시예 2 및 3에서, 경화를 강화하기 위해 몇몇 샘플을 추가적 단계, 예를 들어 UV 방사선에 5분 동안 노출시키고, 결과를 상응하는 비-노출 샘플과 비교하였다. 결합제 조성물은 3 내지 5분 범위의 우수한 경화 시간을 보이는 것으로 나타났다. 또한, 경화는 온도 경화 전에 UV 방사선에 의해 강화될 수 있다.
실시예 4:
모노사카라이드 (예를 들어, 덱스트로스 1수화물, DMH), 디사카라이드 (말토스 1수화물, 말토스 MH) 및 폴리사카라이드 (말토덱스트린, 3 내지 19개의 사카라이드 단위로부터), 및 이들과 전분 (스타덱스 79)과의 조합, CA1025, HEMA, 있거나 없는 ABCN의 다양한 결합제 제제들의 결합 강도 분석을 제시하였다. 기계적 시험을 경화된 (15분 동안 180℃) 베일 샘플로 건식 조건에서, 풍화되지 않은 베일 및 풍화 처리된 베일 둘 다에 대하여 수행하였고, 결과를, 표 2에 나타낸 바와 같이, 8회 반복에 대한 표준 편차와 함께 제시하였다.
<표 2>
Figure pct00003
실시예 5:
전분 및 아제티디늄 가교제 (CA1025)를 포함하고 조성물 중에 아크릴레이트 (HEMA) 및 라디칼 개시제 (ABCN 또는 Ce4 +)는 있거나 없는 다양한 결합제 제제들의 결합 강도 분석을 수행하였다. 결합 강도는 경화된 샘플로 함침된 베일이 파단되는 최대 하중으로서 정의된다. 결과를 풍화되지 않은 베일 샘플과 풍화 처리된 베일 샘플에 대하여 나타냈다. 이들 함침 베일을 목적하는 온도 (예를 들어 180℃)에서 15분 동안 경화시키고, 기계적 시험을 건식 조건에서 수행하였다. 결과를, 표 3에 나타낸 바와 같이, 16회 반복에 대한 표준 편차와 함께 제시하였다. 본 발명의 조성물은 모든 샘플에 대하여 높은 결합 강도를 보였다. 결합 강도가 풍화 처리 후 통계적 편차 내에서 동일 범위로 유지되거나 향상되었음이 주목된다.
<표 3>
Figure pct00004
실시예 6:
DMA를 통한 모듈러스 분석을, 도 3a 및 도 3b에 각각 제시된 바와 같이, 스타덱스79/CA1025:85/15 및 스타덱스79/CA1025/HEMA/ABCN:75/15/10/1를 포함하는 결합제 제제들에 대하여 수행하였다. 제1 제제 (도 3a)와 비교하여 제2 제제 (도 3b)의 경우에 모듈러스가 유의하게 더 높다는 결과가 나타났다. 스타덱스79/CA1025/HEMA/ABCN을 70/20/10/1의 비로 포함하는 조성물 (도 4b)을, 스타덱스79/CA1025를 80/20의 비로 포함하는 조성물 (도 4a 참조)과 비교할 때 유사한 결과가 얻어졌다.
실시예 7:
다양한 전분을 사용하여 실시예 5의 실험을 반복하였는데, 단 경화 온도는 190℃였고, 경화 시간은 10분이었다. 얻어진 데이터를 하기 표에 나타냈다.
Figure pct00005
Figure pct00006
Figure pct00007
Figure pct00008
Figure pct00009
상기 실시예들에서는 상기 언급된 바와 같은 상업적으로 입수가능한 전분들을 사용하였다. 점도 측정을 통해 하기에 보여지는 바와 같이, 스타덱스 전분은 저분자량 전분이었고, 에틸렉스 2040 및 2095 전분은 보다 고분자량 전분이었다.
<표 6>
개질 전분의 점도 측정
점도를 DV-II + 프로 비스코미터 브룩필드(Pro Viscometer Brookfield) LV를 이용하여 측정하였다. 모든 측정은 일정 온도에서 수행하였다.
Figure pct00010

Claims (22)

  1. 모노사카라이드 및/또는 폴리사카라이드 및 아제티디늄 가교제 및 가능하게는 폴리사카라이드와 아제티디늄 가교제 사이의 가교로부터 생성된 반응 생성물을 포함하는 경화성 결합제 조성물에 의해, 또는 모노사카라이드 및/또는 폴리사카라이드 및 아제티디늄 가교제 및 가능하게는 폴리사카라이드와 아제티디늄 가교제 사이의 가교로부터 생성된 반응 생성물을 포함하는 수성 경화성 결합제 조성물을 경화 조건으로 처리함으로써 얻어진 결합제에 의해 함께 결합된, 광물 섬유, 합성 섬유 또는 천연 섬유, 셀룰로스 입자 또는 시트 재료를 포함하는 물질의 조립체.
  2. 제1항에 있어서, 폴리사카라이드가 2개 이상, 바람직하게는 4개 이상의 사카라이드 단위 및 106개 이하의 사카라이드 단위, 바람직하게는 10000개 이하의 사카라이드 단위, 보다 바람직하게는 5000개 이하 또는 심지어 3000개 이하의 사카라이드 단위를 포함하고, 부분 가수분해 또는 완전 가수분해 셀룰로스, 그의 유도체, 키틴, 조 전분 및 전분 유도체를 비제한적으로 포함하는 천연 공급원으로부터 선택될 수 있는 것인 물질의 조립체.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 아제티디늄 가교제가 적어도 2개의 단량체 단위, 바람직하게는 하기 화학식의 폴리아제티디늄으로 구성되고, 보다 특히 CA1025로 코드화된 제품인 물질의 조립체.
    Figure pct00011

    여기서 R1은 C1 - C25 알칸디일, 바람직하게는 C1 - C10 알칸디일 또는 C1 - C5 알칸디일일 수 있으며, 히드록실 기, 카르복실 관능기 또는 아민으로 치환될 수 있고,
    R2는 독립적으로 R1 또는 -R3-NH-C(O)-R4-일 수 있고, 여기서 R3 및 R4는 독립적으로 C1 - C25 알칸디일, 바람직하게는 C1 - C10 알칸디일 또는 C1 - C5 알칸디일이고,
    Y1 및 Y3은 H이거나, 또는 히드록실 기, 아민 또는 카르복실 기로 치환될 수 있는 C1 - C5 알킬 기이고,
    Y2는 OH 또는 독립적으로 Y1이고,
    X-는 할로겐 반대 이온이다.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 모노사카라이드 및/또는 폴리사카라이드 대 아제티디늄 가교제의 건조 기준 중량비가 99/1 내지 60/40, 바람직하게는 98/2 내지 70/30, 보다 바람직하게는 95/5 내지 75/25에 포함되는 것인 물질의 조립체.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 결합제 조성물이 아제티디늄 가교제에 의해 가교된 모노사카라이드 및/또는 폴리사카라이드를 포함하고, 라디칼 중합이 일어날 수 있는 가교제 및 가능하게는 자유 라디칼 개시제를 추가로 포함하는 것인 물질의 조립체.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 사카라이드 잔기와 가교제 사이의 추가의 가교 반응을 개시하기 위한 라디칼 중합이 일어날 수 있는 가교제가 폴리카르복실산, 아크릴아미드, 메타크릴아미드, 아크릴레이트, 아크릴산 및 그의 염, 아크릴로니트릴, 비스페놀 아크릴, 탄수화물 단량체, 플루오린화 아크릴, 말레이미드 및 그의 혼합물로부터 선택되는 것인 물질의 조립체.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 추가의 가교제가 결합제 조성물의 총 건조 중량의 1 내지 40 중량%의 범위로 존재하는 것인 물질의 조립체.
  8. 제5항 또는 제7항에 있어서, 개시제가 무기 퍼옥시드, 유기 퍼옥시드, 환원제, 아조 화합물, 산화환원 개시제, 광 개시제 및 그의 혼합물로부터 선택되고, 결합제 조성물의 건조 중량을 기준으로 0.05 내지 5 중량%, 바람직하게는 1 중량% 초과, 바람직하게는 2 중량% 미만의 범위로 결합제 조성물 중에 함유되는 것인 물질의 조립체.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 커플링제, 염료, 항진균제, 항박테리아제, 소수성 물질, 및 이러한 결합제 용례에 대하여 관련 기술분야에 공지된 기타 첨가제, 예컨대 무기 물질, 예컨대 금속-산화물, 바람직하게는 MgO, CaO, Al2O3 및 CaCO4로부터 유도된 나노-입자, 또는 나노점토, 예컨대 몬모릴로나이트, 벤토나이트, 카올리나이트, 헥토라이트 및 할로이사이트 및 기타 유기-개질 나노점토, 및 그의 혼합물을 추가로 포함하는 물질의 조립체.
  10. (i) (a) 모노사카라이드 및/또는 폴리사카라이드를 제공하는 단계; (ii) 적절한 양의 (b) 아제티디늄 가교제를 제공하는 단계; (iii) 수지화된 재료를 생성하기 위해 섬유성 또는 셀룰로스 미립자 또는 시트 재료 상에 상기 (a) 및 (b)를, 가능하게는 (a) 및 (b) 및 가능하게는 (b)에 의해 가교된 (a)를 포함하는 수성 조성물로서, 연속 또는 동시 적용하는 단계; 및 (v) 생성된 수지화된 재료를 경화 조건으로 처리하고 과잉의 물을 증발시키는 단계를 포함하는, 섬유성 재료 또는 셀룰로스 입자 또는 시트 재료의 결합된 조립체를 포함하는 제품을 제조하는 방법.
  11. 제10항에 있어서, 수지화된 재료를 생성하기 위해 섬유성 또는 셀룰로스 미립자 또는 시트 재료 상에, (b)에 의해 가교된 (a), 및 (c) 라디칼 중합이 일어날 수 있는 가교제 및 가능하게는 (d) 자유 라디칼 개시제를 포함하는 수성 조성물을, 가능하게는 단일 수성 조성물로서, 연속 또는 공동 적용하고, 가능하게는 가교가 발생하게 하는 단계, 및 생성된 수성 조성물을 경화 조건으로 처리하고 과잉의 물을 증발시키는 단계를 포함하는 방법.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서, (a)와 (b) 사이의 가교, 및 가능하게는 (d)의 존재 하에서의, 가능하게는 (c)에 의한 추가의 가교가 주위 온도 (10 내지 25℃) 내지 200℃, 바람직하게는 40 내지 95℃ 범위의 온도에서, 목적하는 가교 재료가 생성되는 데 요구되는 기간 동안 수행될 수 있는 것인 방법.
  13. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, (a)와 (b) 사이의 가교가 라디칼 개시에 의해 수행될 수 있는 것인 방법.
  14. 제10항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 얻어진 수지화된 재료를 방사선으로 처리한 후 온도 경화시키는 것인 방법.
  15. 제10항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 온도 경화가 90 내지 200℃, 바람직하게는 140℃ 초과, 보다 바람직하게는 190℃ 미만, 전형적으로는 160 내지 180℃ 범위의 온도에서 수행될 수 있는 것인 방법.
  16. 아제티디늄 가교제로 가교된 모노사카라이드 및/또는 폴리사카라이드, 및 라디칼 중합이 일어날 수 있는 가교제, 및 가능하게는 자유 라디칼 개시제를 포함하는 수성 결합제 조성물.
  17. 제16항에 있어서, 라디칼 중합이 일어날 수 있는 가교제가 폴리카르복실산, 아크릴아미드, 메타크릴아미드, 아크릴레이트, 아크릴산 및 그의 염, 아크릴로니트릴, 비스페놀 아크릴, 탄수화물 단량체, 플루오린화 아크릴, 말레이미드 및 그의 혼합물로부터 선택되는 것인 수성 결합제 조성물.
  18. 제16항 또는 제17항에 있어서, 폴리사카라이드가 2개 이상, 바람직하게는 4개 이상의 사카라이드 단위 및 106개 이하의 사카라이드 단위, 바람직하게는 10000개 이하의 사카라이드 단위, 보다 바람직하게는 5000개 이하 또는 심지어 3000개 이하의 사카라이드 단위를 포함하고, 부분 가수분해 또는 완전 가수분해 셀룰로스, 그의 유도체, 키틴, 조 전분 및 전분 유도체를 비제한적으로 포함하는 천연 공급원으로부터 선택될 수 있는 것인 수성 결합제 조성물.
  19. 제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 아제티디늄 가교제가 적어도 2개의 단량체 단위, 바람직하게는 하기 화학식의 폴리아제티디늄으로 구성되고, 보다 특히 CA1025로 코드화된 제품인 수성 결합제 조성물.
    Figure pct00012

    여기서 R1은 C1 - C25 알칸디일, 바람직하게는 C1 - C10 알칸디일 또는 C1 - C5 알칸디일일 수 있으며, 히드록실 기, 카르복실 관능기 또는 아민으로 치환될 수 있고,
    R2는 독립적으로 R1 또는 -R3-NH-C(O)-R4-일 수 있고, 여기서 R3 및 R4는 독립적으로 C1 - C25 알칸디일, 바람직하게는 C1 - C10 알칸디일 또는 C1 - C5 알칸디일이고,
    Y1 및 Y3은 H이거나, 또는 히드록실 기, 아민 또는 카르복실 기로 치환될 수 있는 C1 - C5 알킬 기이고,
    Y2는 OH 또는 독립적으로 Y1이고,
    X-는 할로겐 반대 이온이다.
  20. 제16항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 개시제가 무기 퍼옥시드, 유기 퍼옥시드, 환원제, 아조 화합물, 산화환원 개시제, 광 개시제 및 그의 혼합물로부터 선택되고, 결합제 조성물의 건조 중량을 기준으로 0.05 내지 5 중량%, 바람직하게는 1 중량% 초과, 바람직하게는 2 중량% 미만의 범위로 결합제 조성물 중에 함유되는 것인 수성 결합제 조성물.
  21. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 단열 제품, 예컨대 광물 울 매트인 섬유성 재료의 조립체.
  22. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 복합 목재 보드, 예컨대 목재 섬유 보드, 목재 파티클 보드 또는 합판인 입자의 조립체.
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Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9873180B2 (en) 2014-10-17 2018-01-23 Applied Materials, Inc. CMP pad construction with composite material properties using additive manufacturing processes
KR102295988B1 (ko) 2014-10-17 2021-09-01 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 애디티브 제조 프로세스들을 이용한 복합 재료 특성들을 갖는 ｃｍｐ 패드 구성
US11745302B2 (en) 2014-10-17 2023-09-05 Applied Materials, Inc. Methods and precursor formulations for forming advanced polishing pads by use of an additive manufacturing process
US10875153B2 (en) 2014-10-17 2020-12-29 Applied Materials, Inc. Advanced polishing pad materials and formulations
US10618141B2 (en) 2015-10-30 2020-04-14 Applied Materials, Inc. Apparatus for forming a polishing article that has a desired zeta potential
US10593574B2 (en) 2015-11-06 2020-03-17 Applied Materials, Inc. Techniques for combining CMP process tracking data with 3D printed CMP consumables
US10391605B2 (en) 2016-01-19 2019-08-27 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for forming porous advanced polishing pads using an additive manufacturing process
US11471999B2 (en) 2017-07-26 2022-10-18 Applied Materials, Inc. Integrated abrasive polishing pads and manufacturing methods
WO2019032286A1 (en) 2017-08-07 2019-02-14 Applied Materials, Inc. ABRASIVE DISTRIBUTION POLISHING PADS AND METHODS OF MAKING SAME
GB201801977D0 (en) * 2018-02-07 2018-03-28 Knauf Insulation Doo Skofja Loka Recycling
JP7299970B2 (ja) 2018-09-04 2023-06-28 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド 改良型研磨パッドのための配合物
US11851570B2 (en) 2019-04-12 2023-12-26 Applied Materials, Inc. Anionic polishing pads formed by printing processes
CN110184004A (zh) * 2019-05-20 2019-08-30 陈光辉 一种环保胶粘剂及其制备方法
US10759697B1 (en) 2019-06-11 2020-09-01 MSB Global, Inc. Curable formulations for structural and non-structural applications
CN112521871B (zh) * 2020-12-29 2023-02-17 太尔胶粘剂(广东)有限公司 一种保温棉用水性胶粘剂及其制备方法
US11878389B2 (en) 2021-02-10 2024-01-23 Applied Materials, Inc. Structures formed using an additive manufacturing process for regenerating surface texture in situ
CN115287018B (zh) * 2022-09-07 2023-10-03 许昌京昌包装有限公司 一种高强度瓦楞纸板用粘合剂及其制备工艺
CN116285882B (zh) * 2023-05-22 2023-10-20 宁德时代新能源科技股份有限公司 粘结剂、负极极片、电池和用电装置
CN116606567B (zh) * 2023-06-30 2023-11-21 江苏唐彩新材料科技股份有限公司 一种高流平性的水性浅色油墨及其制备方法

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5661213A (en) * 1992-08-06 1997-08-26 Rohm And Haas Company Curable aqueous composition and use as fiberglass nonwoven binder
JPH08184786A (ja) * 1994-12-28 1996-07-16 Tomey Technol Corp 含水性ソフトコンタクトレンズおよびその製法
DE19540951A1 (de) * 1995-11-03 1997-05-07 Basf Ag Wasserabsorbierende, schaumförmige, vernetzte Polymerisate, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung
US6291023B1 (en) * 1998-04-22 2001-09-18 Sri International Method and composition for textile printing
JP2002512314A (ja) * 1998-04-22 2002-04-23 エスアールアイ インターナショナル アゼチジニウムおよび／またはグアニジンポリマーを使用する、基体上に印刷された画像の質を向上させるための基体の処理
US6686054B2 (en) * 1998-04-22 2004-02-03 Sri International Method and composition for the sizing of paper using azetidinium and/or guanidine polymers
EP1180559A1 (en) * 2000-08-04 2002-02-20 Armstrong World Industries, Inc. Binder composition for fibrous sheet
US6855753B1 (en) * 2000-11-22 2005-02-15 Usg Interiors, Inc. Acoustical tile containing wet-strength resin
US7781501B2 (en) * 2005-09-02 2010-08-24 Georgia-Pacific Chemicals Llc Thermosetting adhesives comprising a resin having azetidinium functional groups
JP2008202174A (ja) * 2007-02-21 2008-09-04 Ist Corp 撥水撥油性獣毛繊維製品
JP5376193B2 (ja) * 2007-06-11 2013-12-25 星光Ｐｍｃ株式会社 吸水性が抑制された酸化セルロース微小繊維成形物
AU2008311244C1 (en) * 2007-10-09 2013-11-07 Solenis Technologies Cayman, L.P. Crosslinker-containing adhesive compositions
US8252866B2 (en) * 2007-10-19 2012-08-28 Georgia-Pacific Chemicals Llc Azetidinium-functional polysaccharides and uses thereof
JP2010121058A (ja) * 2008-11-20 2010-06-03 Nichiha Corp 環境に優しい湿式硬質繊維板
US20110271616A1 (en) * 2010-04-16 2011-11-10 E2E Materials Naturally sourced building materials
WO2011130497A1 (en) * 2010-04-16 2011-10-20 E2E Materials, Inc. Dried biodegradable resins
FR2983758B1 (fr) 2011-12-13 2015-11-27 Saint Gobain Abrasives Inc Composition resinique aqueuse pour articles abrasifs et articles resultants.
JP6012206B2 (ja) * 2012-03-08 2016-10-25 地方独立行政法人京都市産業技術研究所 変性セルロースナノファイバー及び変性セルロースナノファイバーを含む樹脂組成物
US10815593B2 (en) 2012-11-13 2020-10-27 Johns Manville Viscosity modified formaldehyde-free binder compositions
EP2712877B1 (en) * 2012-09-28 2015-04-01 Rohm and Haas Company Curable formaldehyde free compositions as binders having solvent resistance
CN102945854B (zh) 2012-11-13 2015-05-13 京东方科技集团股份有限公司 阵列基板及阵列基板上扇出导线的制作方法、显示装置
ES2874450T3 (es) 2012-12-05 2021-11-05 Knauf Insulation Sprl Aglutinantes
GB201412709D0 (en) * 2014-07-17 2014-09-03 Knauf Insulation And Knauf Insulation Ltd Improved binder compositions and uses thereof

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