ES2881950T3

ES2881950T3 - Composición aglutinante para fibras minerales que comprende al menos un hidrocoloide y un éster de ácido graso de glicerol

Info

Publication number: ES2881950T3
Application number: ES17804489T
Authority: ES
Inventors: Thomas Hjelmgaard
Original assignee: Rockwool International AS
Current assignee: Rockwool AS
Priority date: 2017-05-11
Filing date: 2017-11-13
Publication date: 2021-11-30
Anticipated expiration: 2037-11-13
Also published as: EP3621430A1; CA3062512A1; CA3062961A1; EP3621932A1; EP3621934A1; EP3621931B1; RU2019135883A3; RU2019135969A; EP3848425A1; RS61772B1; CA3062718A1; US20200131679A1; HRP20211118T1; EP3621931A1; SI3621931T1; RU2019140772A3; RS62106B1; WO2018206132A1; RU2019135969A3; PL3621934T3

Abstract

Un producto de lana mineral que comprende fibras minerales unidas por un aglutinante resultante del curado de una composición aglutinante que comprende al menos dos hidrocoloides, en donde un hidrocoloide es gelatina y el al menos otro hidrocoloide se selecciona del grupo que consiste en pectina, almidón, alginato, agar agar, carragenina, goma gelana, goma guar, goma arábiga, goma de algarrobo, goma xantano, derivados de celulosa tales como carboximetilcelulosa, arabinoxilano, celulosa, curdlano, β-glucano, en el que la gelatina está presente en una cantidad del 10 al 95 % en peso, tal como del 20 al 80 % en peso, tal como del 30 al 70 % en peso, tal como del 40 al 60 % en peso, con respecto al peso de los hidrocoloides, y al menos un éster de ácido graso de glicerol.

Description

DESCRIPCIÓN

Composición aglutinante para fibras minerales que comprende al menos un hidrocoloide y un éster de ácido graso de glicerol

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un producto de lana mineral unido a un aglutinante.

Antecedentes de la invención

Los productos de fibra mineral comprenden generalmente man-made vitreous fibres (fibras vítreas artificiales -MMVF) tales como, p. ej., fibras de vidrio, fibras cerámicas, fibras de basalto, lana de escoria, lana mineral y lana de piedra, que se unen entre sí mediante un material aglutinante polimérico termoendurecible curado. Para su uso como productos de aislamiento térmico o acústico, se producen generalmente esteras de fibras minerales unidas convirtiendo una masa fundida compuesta por materias primas adecuadas en fibras de manera convencional, por ejemplo, mediante proceso con copa de hilatura o mediante proceso con rotor en cascada. Las fibras se insuflan al interior de una cámara de conformación y, mientras se transportan por el aire y mientras están calientes, se pulverizan con una disolución de aglutinante y se depositan al azar como una estera o una banda sobre un transportador en desplazamiento. La estera de fibra se transfiere entonces a un horno de curado donde se insufla aire calentado a través de la estera para curar el aglutinante y unir de manera rígida las fibras minerales entre sí.

En el pasado, las resinas aglutinantes de elección eran resinas de fenol-formaldehído que pueden producirse económicamente y pueden extenderse con urea antes de su uso como aglutinante. Sin embargo, la legislación existente y propuesta dirigida a la disminución o eliminación de las emisiones de formaldehído han conducido al desarrollo de aglutinantes exentos de formaldehído tales como, por ejemplo, las composiciones de aglutinante basadas en polímeros de policarboxilo y polioles o poliaminas, tal como se describe en los documentos EP-A-583086, EP-A-990727, EP-A-1741726, US-A-5.318.990 y US-A-2007/0173588.

Otro grupo de aglutinantes distintos de fenol-formaldehído son los productos de reacción de adición/eliminación de anhídridos alifáticos y/o aromáticos con alcanolaminas, por ejemplo, tal como se describe en los documentos WO 99/36368, WO 01/05725, WO 01/96460, WO 02/06178, WO 2004/007615 y WO 2006/061249. Estas composiciones de aglutinante son solubles en agua y presentan excelentes propiedades de unión en términos de velocidad de curado y densidad de curado. El documento WO 2008/023032 da a conocer aglutinantes modificados con urea del tipo que proporcionan productos de lana mineral que tienen una captación de humedad reducida.

Puesto que algunos de los materiales de partida usados en la producción de estos aglutinantes son sustancias químicas bastante caras, existe la necesidad continuada de proporcionar aglutinantes exentos de formaldehído que se produzcan económicamente.

Un efecto adicional vinculado a las composiciones acuosas de aglutinante conocidas previamente de fibras minerales es que al menos la mayoría de los materiales de partida usados para las producciones de estos aglutinantes proceden de combustibles fósiles. Existe una tendencia continuada de los consumidores a preferir productos que se producen completamente o al menos parcialmente a partir de materiales renovables y existe, por tanto, la necesidad de proporcionar aglutinantes para lana mineral que se produzcan al menos parcialmente a partir de materiales renovables.

Un efecto adicional vinculado a las composiciones acuosas de aglutinante conocidas previamente para las fibras minerales es que implican componentes que son corrosivos y/o perjudiciales. Esto requiere medidas protectoras para la maquinaria implicada en la producción de productos de lana mineral para impedir la corrosión y también requiere medidas de seguridad para las personas que manejan esta maquinaria. Esto conduce a costes aumentados y problemas de salud y, por tanto, existe la necesidad de proporcionar composiciones de aglutinante para fibras minerales con un contenido reducido de materiales corrosivos y/o perjudiciales.

Otro efecto adicional vinculado a las composiciones acuosas de aglutinante conocidas previamente para fibras minerales es que estos aglutinantes están asociados de manera convencional con extensos equipos de curado para curar el aglutinante. El equipo de curado es convencionalmente un horno que funciona a temperaturas muy superiores a 100 0C, tales como de aproximadamente 200 0C. Las composiciones aglutinantes curables bajo estas condiciones se denominan composiciones aglutinantes termoestables. El horno tiene varios metros de largo para albergar la banda que se alimenta de manera continua en el horno y para garantizar que la banda esté curada por completo al salir del horno. Este equipo de horno está asociado con un extenso consumo de energía.

La referencia EP 2424886 B1 (Dynea OY) describe un material compuesto que comprende una resina reticulable de un material proteico. En una realización típica, el material compuesto es un molde de colada que comprende un material de relleno inorgánico, como por ejemplo, arena y/o madera, y un material proteico, así como enzimas adecuadas para reticular el material proteico. No se describe un producto de lana mineral en el documento EP 2424886 B1.

La referencia C. Peña, K. de la Caba, A. Eceiza, R. Ruseckaite, I. Mondragon en Biores. Technol. 2010, 101, 6836 6842 se refiere al reemplazo de películas plásticas no biodegradables por materias primas renovables de plantas y desechos de la industria de la carne. A este respecto, esta referencia describe el uso de tanino de castaño hidrolizable para la modificación de una gelatina para formar películas. La referencia no describe aglutinantes, en particular, no describe aglutinantes para lana mineral Los documentos WO2010/132641 y WO2012/166414 describen aglutinantes para lana mineral, basándose los aglutinantes en materiales naturales. Los documentos WO2007/014236, WO01/59026 y XP028951886 describen composiciones de unión que comprenden hidrocoloides y ésteres de ácidos grasos de glicerol.

Los aglutinantes de fibras minerales sobre la base de materiales renovables se han propuesto con anterioridad. Si bien algunos de estos aglutinantes muestran excelentes propiedades generales, aún existen algunas desventajas de los productos de lana mineral preparados con estos aglutinantes en términos de resistencia y absorción de agua cuando se comparan con productos de lana mineral preparados con resinas de fenol-formaldehído.

Resumen de la invención

Para unir la lana mineral de la presente invención, se ha utilizado una composición aglutinante, que es particularmente adecuada para unir fibras minerales, utiliza materiales renovables como materiales de partida, reduce o elimina los materiales corrosivos y/o nocivos y al mismo tiempo permiten la preparación de productos de lana mineral que tienen excelentes propiedades de resistencia y una baja absorción de agua.

La composición aglutinante la cual no requiere alta temperatura para el curado y, por lo tanto, elimina la necesidad de aplicar alta temperatura en la producción de un producto unido al aglutinante.

El objeto de la presente invención era proporcionar un producto de lana mineral unido a una composición aglutinante de este tipo.

Los presentes inventores han descubierto, sorprendentemente, que es posible obtener un producto de lana mineral que tiene excelentes propiedades de resistencia y una baja absorción de agua que comprende fibras minerales unidas por un aglutinante que resulta del curado de una composición aglutinante, como se describe en las reivindicaciones, donde la composición aglutinante puede producirse a partir de materiales renovables, en gran medida, no contiene o contiene solamente en un menor grado, cualquier agente corrosivo y/o nocivo y la producción del producto de lana mineral no conduce a la contaminación, tal como VOC (Volatile Organic Compounds [compuestos orgánicos volátiles]) durante la preparación.

Descripción de las realizaciones preferidas

Una composición aglutinante para obtener el producto de la presente invención comprende al menos los componentes descritos en la reivindicación 1.

En una realización preferida, los aglutinantes según la presente invención están exentos de formaldehído.

Para la finalidad de la presente solicitud, la expresión “exento de formaldehído” se define para caracterizar un producto de lana mineral donde la emisión está por debajo de 5 pg/m2/h de formaldehído procedente del producto de lana mineral, preferiblemente por debajo de 3 pg/m2/h. Preferiblemente, el ensayo se lleva a cabo según la norma ISO 16000 para someter a ensayo las emisiones de aldehído.

Una ventaja sorprendente de las realizaciones de productos de lana mineral según la presente invención es que muestran propiedades de autocurado. Después de exponerse a condiciones muy rigurosas donde los productos de lana mineral pierden parte de su resistencia, los productos de lana mineral según la presente invención pueden recuperar una parte, la totalidad, o incluso superar la resistencia original. En una realización, la resistencia de (producto) envejecido es al menos el 80 %, tal como al menos el 90 %, tal como al menos el 100 %, tal como al menos el 130 %, tal como al menos el 150 % de la resistencia de (producto) no envejecido. Esto contrasta con los productos de lana mineral convencionales para los que la pérdida de resistencia mecánica después de exponerse a condiciones ambientales rigurosas es irreversible. Sin pretender imponer ninguna teoría particular, los presentes inventores creen que esta propiedad sorprendente en los productos de lana mineral según la presente invención se debe a la naturaleza compleja de las uniones formadas en la red de la composición aglutinante curada, tal como la proteína reticulada por el compuesto que contiene fenol y/o quinona o reticulada por una enzima, que también incluye estructuras cuaternarias y enlaces de hidrógeno y permite establecer uniones en la red después de volver a las condiciones ambientales normales. Para un producto de aislamiento que, cuando se usa, por ejemplo, como aislamiento de techo puede exponerse a temperaturas muy altas en el verano, esto es una ventaja importante para la estabilidad a largo plazo del producto.

Hidrocoloide

Los hidrocoloides son polímeros hidrófilos, de origen vegetal, animal, microbiano o sintético, que contienen, generalmente, muchos grupos hidroxilo y pueden ser polielectrolitos. Se usan ampliamente para controlar las propiedades funcionales de los productos alimenticios acuosos.

Los hidrocoloides pueden ser proteínas o polisacáridos y son total o parcialmente solubles en agua y se usan, principalmente, para aumentar la viscosidad de la fase continua (fase acuosa) es decir, como agente gelificante o espesante. También pueden utilizarse como emulsionantes, ya que su efecto estabilizante en las emulsiones se deriva de un aumento en la viscosidad de la fase acuosa.

Un hidrocoloide consiste, generalmente, en mezclas de moléculas similares, pero no idénticas y que surgen de fuentes y métodos de preparación diferentes. El procesamiento térmico y, por ejemplo, el contenido de sal, el pH y la temperatura afectan las propiedades físicas que presentan. Las descripciones de hidrocoloides presentan, frecuentemente, estructuras idealizadas, pero dado que son productos naturales (o derivados) con estructuras determinadas, por ejemplo, por acción enzimática estocástica, no establecida exactamente por el código genético, la estructura puede variar de la estructura idealizada.

Muchos hidrocoloides son polielectrolitos (por ejemplo, alginato, gelatina, carboximetilcelulosa y goma xantano).

Los polielectrolitos son polímeros donde una cantidad significativa de unidades repetitivas portan un grupo electrolito. Los policationes y polianiones son polielectrolitos. Estos grupos se disocian en soluciones acuosas (agua), lo que hace que los polímeros se carguen. Por lo tanto, las propiedades de los polielectrolitos son similares tanto a los electrolitos (sales) como a los polímeros (compuestos de elevado peso molecular) y a veces se denominan polisales.

Los grupos cargados aseguran una hidratación fuerte, particularmente en una base por molécula. La presencia de contraiones y coiones (iones con la misma carga que el polielectrolito) introducen un comportamiento complejo específico del ión.

Una proporción de los contraiones permanece estrechamente asociada con el polielectrolito, atrapado en su campo electrostático y, por lo tanto, reduce su actividad y movilidad.

En una realización, la composición aglutinante comprenden uno o más contraiones seleccionados del grupo de Mg2+, Ca2+, Sr2+, Ba2+.

Otra propiedad de un polielectrolito es la densidad de carga lineal alta (número de grupos cargados por unidad de longitud).

Generalmente, los hidrocoloides neutros son menos solubles, mientras que los polielectrolitos son más solubles.

Muchos hidrocoloides también gelifican. Los geles son redes que contienen agua líquida que muestran un comportamiento similar al sólido con resistencia característica, dependiendo de su concentración, y dureza y fragilidad que dependen de la estructura del (de los) hidrocoloide(s) presente(s).

Los hidrogeles son polímeros reticulados hidrófilos que son capaces de hincharse para absorber y retener grandes cantidades de agua. Se conocen, particularmente, por su uso en productos sanitarios. Los materiales usados comúnmente utilizan poliacrilatos, pero los hidrogeles pueden elaborarse mediante la reticulación de hidrocoloides solubles para elaborar un polímero insoluble pero elástico e hidrófilo.

Los ejemplos de hidrocoloides comprenden: Agar agar, alginato, arabinoxilano, carragenina, carboximetilcelulosa, celulosa, curdlano, gelatina, gelana, p-glucano, goma guar, goma arábiga, goma de algarrobo, pectina, almidón, goma xantano. En una realización, el al menos un hidrocoloide se selecciona del grupo que consiste en gelatina, pectina, almidón, alginato, agar agar, carragenina, goma gelana, goma guar, goma arábiga, goma de algarrobo, goma xantano, derivados de celulosa tales como carboximetilcelulosa, arabinoxilano, celulosa, curdlano, pglucano.

Los ejemplos de hidrocoloides polielectrolíticos comprenden: gelatina, pectina, alginato, carragenina, goma arábiga, goma xantano, derivados de celulosa, tales como carboximetilcelulosa.

El al menos un hidrocoloide es un hidrocoloide polielectrolítico, especialmente, gelatina.

En una realización, el al menos un hidrocoloide es un formador de gel.

En una realización, el al menos un hidrocoloide se usa en forma de una sal, tal como una sal de Na+, K+, NH4+, Mg2+, Ca2+, Sr2+, Ba2+.

Gelatina

La gelatina se deriva de la degradación química del colágeno. La gelatina también se puede producir mediante técnicas recombinantes. La gelatina es soluble en agua y tiene un peso molecular de 10.000 a 500.000 g/mol, tal como de 30.000 a 300.000 g/mol dependiendo del grado de hidrólisis. La gelatina es un producto alimenticio ampliamente usado y, por tanto, se acepta generalmente que este compuesto es totalmente no tóxico y, por tanto, no deben tomarse precauciones al manipular la gelatina.

La gelatina es una mezcla heterogénea de polipéptidos monocatenarios o de múltiples capas que, típicamente, muestran estructuras de hélice. Específicamente, la hélice triple del colágeno tipo I extraído de la piel y los huesos, como una fuente de gelatina, está compuesta de dos cadenas a1 (I) y una a2 (I).

Las soluciones de gelatina pueden experimentar transiciones de hélice en espiral.

Se producen gelatinas de tipo A por tratamiento acídico. Las gelatinas de tipo B se producen por tratamiento básico. Las reticulaciones químicas pueden introducirse en la gelatina. En una realización, la transglutaminasa se usa para unir lisina a residuos de glutamina; en una realización, el glutaraldehído se usa para unir lisina a lisina, en una realización, los taninos se usan para unir residuos de lisina.

La gelatina también puede hidrolizarse adicionalmente para dar fragmentos más pequeños de hasta 3000 g/mol. Al enfriarse una solución de gelatina, se pueden formar hélices en forma de colágeno.

Otros hidrocoloides pueden comprender, además, estructuras helicoidales tales como hélices similares al colágeno. La gelatina puede formar estructuras helicoidales.

En una realización, el aglutinante curado que comprende hidrocoloide comprende estructuras helicoidales.

En una realización, el al menos un hidrocoloide es una gelatina de baja resistencia, tal como una gelatina que tiene una resistencia de gel de 30 a 125 Bloom.

En una realización, el al menos un hidrocoloide es una gelatina de resistencia media, tal como una gelatina que tiene una resistencia de gel de 125 a 180 Bloom.

En una realización, el al menos un hidrocoloide es una gelatina de alta resistencia, tal como una gelatina que tiene una resistencia de gel de 180 a 300 Bloom.

En una realización preferida, la gelatina se origina, preferiblemente, de una o más fuentes del grupo que consiste en mamíferos, especies de aves, tales como vaca, cerdo, caballo, ave de corral, y/o de escamas, piel de pescado.

En una realización, se puede añadir urea a las composiciones aglutinantes según la presente invención. Los inventores han descubierto que la adición de incluso pequeñas cantidades de urea provoca la desnaturalización de la gelatina, lo que puede ralentizar la gelificación, lo que podría ser deseable en algunas realizaciones. La adición de urea podría conducir también a un suavizado del producto.

Los inventores han descubierto que los grupos de ácido carboxílico en gelatinas interactúan fuertemente con iones trivalentes y tetravalentes, por ejemplo, sales de aluminio. Esto es especialmente cierto para las gelatinas de tipo B que contienen más grupos de ácido carboxílico que las gelatinas de tipo A.

Los presentes inventores han descubierto que, en algunas realizaciones, el curado/secado de las composiciones aglutinantes según la presente invención, que incluyen gelatina, no debe iniciarse a temperaturas muy altas.

Los inventores han descubierto que comenzar el curado a temperaturas bajas puede producir productos más fuertes. Sin pretender imponer ninguna teoría particular, los inventores asumen que el curado inicial a temperaturas elevadas puede llevar a una envoltura exterior impenetrable de la composición aglutinante que dificulta que el agua salga por debajo. Sorprendentemente, los aglutinantes según la presente invención que incluyen gelatinas son muy resistentes al calor. Los presentes inventores han descubierto que, en algunas realizaciones, los aglutinantes curados pueden soportar temperaturas de hasta 300 0C sin degradación.

Pectina

La pectina es un grupo heterogéneo de polisacáridos estructurales acídicos que se encuentran en frutas y vegetales que forman geles estables en medio ácido.

Generalmente, las pectinas no poseen estructuras exactas, sino que pueden contener hasta 17 monosacáridos diferentes y más de 20 tipos de enlaces diferentes. Los residuos de ácido D-galacturónico forman la mayoría de las moléculas.

La resistencia del gel aumenta al aumentar la concentración de Ca2+ pero se reduce al aumentar la temperatura y la acidez (pH < 3).

La pectina puede formar estructuras helicoidales.

La capacidad gelificante de los dicationes es similar a la encontrada con alginatos (Mg2+ es mucho menor que para Ca2+, siendo Sr2+ menor que para Ba2+).

Alginato

Los alginatos son polisacáridos de andamiaje producidos por algas marinas pardas.

Los alginatos son polímeros lineales no ramificados que contienen residuos de ácido D-manurónico(M) unido en (3-(1,4) y ácido L-gulurónico (G) unido en a-(1,4). El alginato puede ser, además, un alginato bacteriano, tal como los que adicionalmente se O-acetilan. Los alginatos no son copolímeros aleatorios, pero, según la fuente de algas, consisten en bloques de residuos similares y estrictamente alternados (es decir, MMMMMM, GGGGGG y GMGMGMGM), cada uno de los cuales tienen preferencias y comportamiento conformacionales diferentes. Los alginatos pueden prepararse con una amplia variedad de pesos moleculares promedios (50 - 100000 residuos). Los ácidos carboxílicos libres tienen una molécula de agua H3O+ firmemente unida a hidrógeno al carboxilato. Los iones Ca2+ pueden reemplazar este enlace de hidrógeno, comprimiendo las cadenas del guluronato, pero no del manuronato, entre sí estequiométricamente en una denominada conformación tipo cartón de huevos. Las epimerasas recombinantes con especificidades diferentes pueden usarse para producir alginatos de diseño. El alginato puede formar estructuras helicoidales.

Carragenina

Carragenina es un término colectivo para los polisacáridos de andamiaje preparados mediante extracción alcalina (y modificación) de algas rojas.

Las carrageninas son polímeros lineales de aproximadamente 25.000 derivados de galactosa con estructuras regulares pero imprecisas, que dependen de la fuente y las condiciones de extracción.

La K-carragenina (kappa-carragenina) se produce por eliminación alcalina de p-carragenina aislada principalmente del alga tropical Kappaphycus alvarezii (también conocida como Eucheuma cottonii).

La i-carragenina (iota-carragenina) se produce por eliminación alcalina de v-carragenina aislada principalmente del alga Philippines Eucheuma denticulatum (también llamada Spinosum).

La A-carragenina (lambda-carragenina) (aislada principalmente de Gigartina pistil lata o Chondrus crispus) se convierte en 0-carragenina (theta-carragenina) por eliminación alcalina, pero a una velocidad mucho más lenta que ocasiona la producción de i-carragenina y K-carragenina.

Los geles más fuertes de K-carragenina se forman con K+ en lugar de Li+, Na+, Mg2+, Ca2+ o Sr2+.

Todas las carrageninas pueden formar estructuras helicoidales.

Goma arábiga

La goma arábiga es una mezcla compleja y variable de oligosacáridos, polisacáridos y glicoproteínas de arabinogalactano. La goma arábiga consiste en una mezcla de polisacárido de masa molecular relativa más baja y glicoproteína rica en hidroxiprolina de peso molecular más alto con una variabilidad amplia.

La goma arábiga tiene una presencia simultánea de carbohidrato hidrófilo y proteína hidrófoba.

Goma xantano

La goma xantano es un polímero resistente a la desecación microbiana preparado, por ejemplo, mediante fermentación sumergida aeróbica de Xanthomonas campestris.

La goma xantano es un polielectrolito aniónico con una cadena principal de p-(1,4)-D-glucopiranosa glucano (como celulosa) con cadenas laterales de D-manopiranosa unida en (3,1)-a -ácido (2,1)-p-D-glucurónico-(4,1)p-D-manopiranosa en residuos alternos.

Se ha propuesto que el estado natural de las gomas xantano sean hélices dobles antiparalelas bimoleculares. Una conversión entre la conformación helicoidal doble ordenada y la cadena extendida única más flexible puede realizarse a entre 40 0C - 80 0C. Las gomas xantano pueden formar estructuras helicoidales.

Las gomas xantano pueden contener celulosa.

Derivados de celulosa

Un ejemplo de un derivado de celulosa es carboximetilcelulosa.

La carboximetilcelulosa (CMC) es un derivado químicamente modificado de celulosa formado por su reacción con álcali y ácido cloroacético.

La estructura CMC se basa en el polímero p-(1,4)-D-glucopiranosa de celulosa. Diferentes preparaciones pueden tener diferentes grados de sustitución, pero generalmente se encuentra en el intervalo de 0,6 - 0,95 derivados por unidad monomérica.

Agar agar

El agar agar es un polisacárido de andamiaje preparado a partir de la misma familia de algas rojas (Rhodophycae) que las carrageninas. Se obtiene en el mercado de especies de Gelidium y Gracilariae.

El agar agar consiste en una mezcla de agarosa y agaropectina. La agarosa es un polímero lineal de masa molecular relativa (peso molecular) de aproximadamente 120.000, con base en la unidad -(1,3)-3-pgalactopiranosa-(1,4)-3,6-anhidro-a-L-galactopiranosa.

La agaropectina es una mezcla heterogénea de moléculas más pequeñas que se presentan en menores cantidades. El agar agar puede formar estructuras helicoidales.

Arabinoxilano

Los arabinoxilanos se encuentran naturalmente en el salvado de las gramíneas (Graminiae).

Los arabinoxilanos consisten en residuos de a-L-arabinofuranosa unidos como puntos de ramificación a cadenas principales poliméricas de D-xilopiranosa unidas en p-(1,4).

El arabinoxilano puede formar estructuras helicoidales.

Celulosa

La celulosa es un polisacárido de andamiaje que se encuentra en las plantas como microfibrillas (2-20 nm de diámetro y 100 - 40 000 nm de longitud). La celulosa se prepara principalmente a partir de pasta de madera. La celulosa también se produce en una forma altamente hidratada por algunas bacterias (por ejemplo, Acetobacter xylinum).

La celulosa es un polímero lineal de unidades de p-(1,4)-D-glucopiranosa en la conformación 4C1. Existen cuatro formas cristalinas, Ia, Ip, II y III.

Los derivados de celulosa pueden ser metilcelulosa, hidroxipropilmetilcelulosa, hidroxietilmetilcelulosa, hidroxietilcelulosa, hidroxipropilcelulosa.

Curdlano

El curdlano es un polímero preparado en el mercado a partir de una cepa mutante de Alcaligenes faecalis var. myxogenes. El curdlano (goma curdlano) es un 1,3 p-D glucano lineal no ramificado, de masa molecular relativa moderada sin cadenas laterales.

El curdlano puede formar estructuras helicoidales.

La goma curdlano es insoluble en agua fría, pero las suspensiones acuosas se plastifican y disuelven en poco tiempo antes de producir geles reversibles al calentarse a aproximadamente 55 0C. El calentamiento a temperaturas más altas produce geles irreversibles más resilientes que, a continuación, permanecen al enfriarse. El escleroglucano es, además, un 1,3 p-D glucano, pero tiene enlaces 1,6 p adicionales que confieren solubilidad en condiciones ambiente.

Gelana

La goma gelana es un tetrasacárido lineal 4)-L-ramnopiranosil-(a-1,3)-D-glucopiranosil-(p-1,4)-D-glucuronopiranosil-(p-1,4)-D-glucopiranosil-(p-1, con sustituyentes O(2) L-glicerilo y O(6)acetilo en la glucosa unida en 3.

La gelana puede formar estructuras helicoidales.

p-glucano

Los p-glucanos se producen en el salvado de las gramíneas (Gramineae).

Los p-glucanos consisten en polisacáridos lineales no ramificados de unidades p-(1,3)- y p-(1,4)-D-glucopiranosa unidas en un orden no repetitivo pero no aleatorio.

Goma guar

La goma guar (también llamada guarano) es un polisacárido de reserva (harina de semilla) extraído de la semilla del arbusto leguminoso Cyamopsis tetragonoloba.

La goma guar es una galactomanana similar a la goma de algarrobo que consiste en una cadena principal de p-D-manopiranosa unida en (1,4) con puntos de ramificación en sus posiciones 6 unidas a a-D-galactosa (es decir, a-D-galactopiranosa unida en 1,6).

La goma guar está compuesta de polímero polidisperso no iónico en forma de varilla.

A diferencia de la goma de algarrobo, no forma geles.

Goma de algarrobo

La goma de algarrobo (también llamada goma de algarrobo y carubina) es un polisacárido de reserva (harina de semilla) extraído de la semilla (granos) del árbol de algarrobo (Ceratonia siliqua).

La goma de algarrobo es una galactomanana similar a la goma guar que consiste en una cadena principal de p-D-manopiranosa unida en (1,4) con puntos de ramificación en sus posiciones 6 unidas a a-D-galactosa (es decir, a-D-galactopiranosa unida en 1,6).

La goma de algarrobo es polidispersa que consiste en moléculas no iónicas.

Almidón

El almidón consiste en dos tipos de moléculas, amilosa (normalmente el 20-30 %) y amilopectina (normalmente el 70-80 %). Ambos consisten en polímeros de unidades de a-D-glucosa en la conformación 4C1. En la amilosa, estos están unidos en -(1,4)-, con todos los átomos de oxígeno del anillo en el mismo lado, mientras que en la amilopectina aproximadamente un residuo de cada veinte más o menos está unido en -(1,6)- formando puntos de ramificación. Las proporciones relativas de amilosa a amilopectina y los puntos de ramificación -(1,6)- dependen de la fuente del almidón. El almidón puede derivarse de la fuente de maíz (maíz), trigo, patata, tapioca y arroz. La amilopectina (sin amilosa) puede aislarse de almidón de maíz 'ceroso' mientras que la amilosa (sin amilopectina) se aísla mejor después de hidrolizar específicamente la amilopectina con pululanasa.

La amilosa puede formar estructuras helicoidales.

La composición aglutinante comprende al menos dos hidrocoloides, en donde un hidrocoloide es gelatina y el al menos otro hidrocoloide se selecciona del grupo que consiste en pectina, almidón, alginato, agar agar, carragenina, goma gelana, goma guar, goma arábiga, goma de algarrobo, goma xantano, derivados de celulosa tales como carboximetilcelulosa, arabinoxilano, celulosa, curdlano, p-glucano.

En una realización, la composición aglutinante comprende al menos dos hidrocoloides, en donde un hidrocoloide es gelatina y el al menos otro hidrocoloide es pectina.

En una realización, la composición aglutinante comprende al menos dos hidrocoloides, en donde un hidrocoloide es gelatina y el al menos otro hidrocoloide es alginato.

En una realización, la composición aglutinante comprende al menos dos hidrocoloides, en donde un hidrocoloide es gelatina y el al menos otro hidrocoloide es carboximetilcelulosa.

La composición aglutinante según la presente invención comprende al menos dos hidrocoloides, en donde un hidrocoloide es gelatina y en donde la gelatina está presente en la composición aglutinante acuosa en una cantidad del 10 al 95 % en peso, tal como del 20 al 80 % en peso, tal como del 30 al 70 % en peso, tal como del 40 al 60 % en peso, con respecto al peso de los hidrocoloides.

En una realización, la composición aglutinante comprende al menos dos hidrocoloides, en donde el un hidrocoloide y el al menos otro hidrocoloide tienen cargas complementarias.

En una realización, el un hidrocoloide es gelatina que tiene cargas complementarias de uno o más hidrocoloides seleccionado(s) del grupo de pectina, alginato, carragenina, goma xantano o carboximetilcelulosa.

En una realización, la composición aglutinante tiene la capacidad de curado a una temperatura no mayor que 95 0C, tal como de 5-95 °C, tal como de 10-80 °C, tal como de 20-60 °C, tal como de 40-50 °C.

En una realización, la composición aglutinante acuosa según la presente invención no es un aglutinante termoestable.

Una composición termoendurecible está en un estado sólido blando o líquido viscoso, que comprende, preferiblemente, un prepolímero, que comprende, preferiblemente, una resina, que cambia irreversiblemente a una red polimérica insoluble infundible mediante curado. El curado se induce, típicamente, por la acción de calor, por lo cual se necesitan, típicamente, temperaturas mayores que 95 0C.

Una resina termoendurecible curada se denomina polímero/plástico termoestable o termoendurecible; cuando se usa como material a granel en un compuesto polimérico, se denominan matriz polimérica termoestable. En una realización, la composición aglutinante acuosa según la presente invención no contiene un ácido poli(met)acrílico, una sal de un ácido poli(met)acrílico o un éster de un ácido poli(met)acrílico.

Un hidrocoloide puede ser un biopolímero o biopolímero modificado.

Los biopolímeros son polímeros producidos por organismos vivos. Los biopolímeros pueden contener unidades monoméricas que se unen covalentemente para formar estructuras más grandes.

Existen tres clases principales de biopolímeros clasificados según las unidades monoméricas usadas y la estructura del biopolímero formado: Polinucleótidos (ARN y ADN), que son polímeros largos compuestos de 13 o más monómeros de nucleótidos; Polipéptidos, tales como proteínas, que son polímeros de aminoácidos; Polisacáridos, tales como estructuras poliméricas de carbohidratos unidas linealmente.

Los polisacáridos pueden ser lineales o ramificados; típicamente, se unen con enlaces glicosídicos. Además, muchas unidades de sacáridos pueden experimentar diversas modificaciones químicas y pueden formar parte de otras moléculas, tales como glicoproteínas.

Un hidrocoloide puede ser un biopolímero o biopolímero modificado con un índice de polidispersión con respecto a la distribución de masa molecular de 1, tal como de 0,9 a 1.

En una realización, la composición aglutinante comprende proteínas de fuentes animales, que incluyen colágeno, gelatina y gelatina hidrolizada, y la composición aglutinante comprende además al menos un compuesto que contiene fenol y/o quinona, tal como tanino seleccionado de uno o más componentes del grupo que consiste en ácido tánico, taninos condensados (proantocianidinas), taninos hidrolizables, galotaninos, elagitaninos, taninos complejos y/o tanino procedente de uno o más de roble, castaño, zumaque cuerno de ciervo y tellima de flor grande y taza franja.

En una realización, la composición aglutinante comprende proteínas de fuentes animales, que incluyen colágeno, gelatina y gelatina hidrolizada, y en donde la composición aglutinante comprende además al menos una enzima seleccionada del grupo que consiste en transglutaminasa (EC 2.3.2.13), proteína disulfuro isomerasa (EC 5.3.4.1), tiol oxidasa (EC 1.8.3.2), polifenol oxidasa (EC 1.14.18.1), en particular, catecol oxidasa, tirosina oxidasa y fenoloxidasa, lisil oxidasa (EC 1.4.3.13) y peroxidasa (EC 1.11.1.7).

Éster de ácido graso de glicerol

La composición aglutinante según la presente invención comprende un componente en forma de al menos un éster de ácido graso de glicerol.

Un ácido graso es un ácido carboxílico con una cadena alifática, saturada o insaturada.

El glicerol es un compuesto de poliol que tiene el nombre IUPAC propano-1,2,3-triol.

Las grasas y aceites naturales son ésteres de glicerol con ácidos grasos (también denominados triglicéridos).

Para los fines de la presente invención, el término éster de ácido graso de glicerol se refiere a mono, di y triésteres de glicerol con ácidos grasos.

Si bien el término ácido graso puede ser en el contexto de la presente invención cualquier ácido carboxílico con una cadena alifática, se prefiere que sea ácido carboxílico con una cadena alifática que tiene de 4 a 28 átomos de carbono, preferiblemente de un número par de átomos de carbono. Preferiblemente, la cadena alifática del ácido graso no está ramificada.

En una realización preferida, el al menos un éster de ácido graso de glicerol está en forma de un aceite vegetal y/o aceite animal. En el contexto de la presente invención, el término “aceite” comprende al menos un éster de ácido graso de glicerol en forma de aceites o grasas.

En una realización preferida, el al menos un éster de ácido graso de glicerol es un aceite de origen vegetal.

En una realización preferida, el al menos un éster de ácido graso de glicerol está en forma de grasas de pulpa de fruta tales como aceite de palma, aceite de oliva, aceite de palta; grasas de semilla tales como aceites de ácido láurico, tales como aceite de coco, aceite de almendra de palma, aceite de babasú y otros aceites de semilla de palma, otras fuentes de aceites de ácido láurico; aceites de ácido palmítico-esteárico tales como manteca de cacao, manteca de karité, sebo de borneo y grasas relacionadas (mantequillas vegetales); aceites de ácido palmítico tales como aceite de semilla de algodón, capoc y aceites relacionados, aceite de semilla de calabaza, aceite de maíz (maíz), aceites de cereales; aceites de ácido oleico-linoleico tales como aceite de girasol, aceite de sésamo, aceite de linaza, aceite de perilla, aceite de semilla de cáñamo, aceite de semillas de planta de té, aceites de semilla de cártamo y níger, aceite de semilla de uva, aceite de semilla de amapola, aceite de leguminosas tal como aceite de soja, aceite de cacahuete, aceite de altramuz; aceites de crucíferas tales como aceite de semilla de colza, aceite de semilla de mostaza; aceites de ácidos conjugados, tales como aceite de tung y aceites relacionados, aceite de oiticica y aceites relacionados; aceites de ácidos grasos sustituidos, tales como aceite de ricino, aceite de chaulmugra, aceites de hidnocarpo y gorli, aceite de vernonia; grasas animales tales como grasas de animales terrestres tales como manteca de cerdo, sebo de ternera, sebo de cordero, grasa de caballo, grasa de ganso, grasa de pollo; aceites marinos como aceite de ballena y aceite de pescado.

En una realización preferida, el al menos un éster de ácido graso de glicerol está en forma de un aceite vegetal, en particular seleccionado de uno o más componentes del grupo que consiste en aceite de linaza, aceite de oliva, aceite de tung, aceite de coco, aceite de cáñamo, aceite de semilla de colza y aceite de girasol.

En una realización preferida, el al menos un éster de ácido graso de glicerol se selecciona de uno o más componentes del grupo que consiste en un aceite vegetal que tiene un número de yodo en el intervalo de aproximadamente 136 a 178, tal como un aceite de linaza que tiene un número de yodo en el intervalo de aproximadamente 136 a 178, un aceite vegetal que tiene un número de yodo en el intervalo de aproximadamente 80 a 88, tal como un aceite de oliva que tiene un número de yodo en el intervalo de aproximadamente 80 a 88, un aceite vegetal que tiene un número de yodo en el intervalo de aproximadamente 163 a 173, tal como aceite de tung que tiene un número de yodo en el intervalo de aproximadamente 163 a 173, un aceite vegetal que tiene un número de yodo en el intervalo de aproximadamente 7 a 10, tal como aceite de coco que tiene un número de yodo en el intervalo de aproximadamente 7 a 10, un aceite vegetal que tiene un número de yodo en el intervalo de aproximadamente 140 a 170, tal como aceite de cáñamo que tiene un número de yodo en el intervalo de aproximadamente 140 a 170, un aceite vegetal que tiene un número de yodo en el intervalo de aproximadamente 94 a 120, tal como un aceite de semilla de colza que tiene un número de yodo en el intervalo de aproximadamente 94 a 120, un aceite vegetal que tiene un número de yodo en el intervalo de aproximadamente 118 a 144, tal como un aceite de girasol que tiene un número de yodo en el intervalo de aproximadamente 118 a 144.

En una realización, el al menos un éster de ácido graso de glicerol no es natural.

En una realización, el al menos un éster de ácido graso de glicerol es un aceite vegetal o animal modificado.

En una realización, el al menos un éster de ácido graso de glicerol comprende al menos un ácido graso trans.

En una realización preferida alternativa, el al menos un éster de ácido graso de glicerol está en forma de un aceite animal, tal como un aceite de pescado.

Los presentes inventores han descubierto que un parámetro importante para el éster de ácido graso de glicerol usado en los aglutinantes según la presente invención es la cantidad de insaturación en el ácido graso. La cantidad de insaturación en los ácidos grasos generalmente se mide por el número de yodo (también llamado valor de yodo o valor de absorción de yodo o índice de yodo). Cuanto mayor sea el número de yodo, más enlaces C=C están presentes en el ácido graso. Para determinar el número de yodo como una medida de la insaturación de los ácidos grasos, se hace referencia a Thomas, Alfred (2002) “ Fats and fatty oils" (“ Grasas y aceites grasos") en Ullmann’s Encyclopedia of industrial chemistry, Weinheim, Wiley-VCH.

En una realización preferida, el al menos un éster de ácido graso de glicerol comprende un aceite vegetal y/o aceite animal que tiene un número de yodo de > 75, tal como de 75 a 180, tal como > 130, tal como de 130 a 180.

En una realización preferida alternativa, el al menos un éster de ácido graso de glicerol comprende un aceite vegetal y/o aceite animal que tiene un número de yodo de < 100, tal como < 25.

En una realización el al menos un éster de ácido graso de glicerol es un aceite secante. Para una definición de un aceite secante, véase Poth, Ulrich (2012) “ Drying oils and related products" (“Aceites secantes y productos relacionados") en Ullmann’s Encyclopedia of industrial chemistry, Weinheim, Wiley-VCH.

En consecuencia, los presentes inventores han descubierto que se consiguen resultados especialmente buenos cuando el número de yodo está en un intervalo bastante alto o, de forma alternativa, en un intervalo bastante bajo. Sin pretender imponer ninguna teoría particular, los presentes inventores asumen que las propiedades ventajosas infligidas por los ésteres de ácido graso de elevado número de yodo por un lado y bajo número de yodo por otro se basan en diferentes mecanismos. Los presentes inventores asumen que las propiedades ventajosas de los ésteres de glicerol de ácidos grasos que tienen un número de yodo elevado pueden deberse a la participación de los dobles enlaces C=C que se encuentran en grandes cantidades en estos ácidos grasos en una reacción de reticulación, mientras que los ésteres de glicerol de ácidos grasos que tienen un número de yodo bajo y que carecen de cantidades elevadas de dobles enlaces C=C pueden permitir la estabilización del aglutinante curado mediante interacciones de van der Waals.

En una realización preferida, el contenido del éster de ácido graso de glicerol es del 0,5 al 40, tal como del 1 al 30, tal como del 1,5 al 20, tal como del 3 al 10, tal como del 4 al 7,5 % en peso, sobre la base seca de hidrocoloide.

En una realización, la composición aglutinante comprende gelatina, y la composición aglutinante comprende además un tanino seleccionado de uno o más componentes del grupo que consiste en ácido tánico, taninos condensados (proantocianidinas), taninos hidrolizables, galotaninos, elagitaninos, taninos complejos y/o tanino procedente de uno o más de roble, castaño, zumaque cuerno de ciervo y tellima de flor grande y taza franja, preferiblemente ácido tánico, y la composición aglutinante comprende además al menos un éster de ácido graso de glicerol, tal como al menos un éster de ácido graso de glicerol seleccionado de uno o más componentes del grupo que consiste en aceite de linaza, aceite de oliva, aceite de tung, aceite de coco, aceite de cáñamo, aceite de semilla de colza y aceite de girasol.

En una realización, la composición aglutinante comprende gelatina, y la composición aglutinante comprende además, al menos una enzima que es una transglutaminasa (EC 2.3.2.13), y la composición aglutinante comprende además al menos un éster de ácido graso de glicerol, tal como al menos un éster de ácido graso de glicerol seleccionado de uno o más componentes del grupo que consiste en aceite de linaza, aceite de oliva, aceite de tung, aceite de coco, aceite de cáñamo, aceite de semilla de colza y aceite de girasol.

En una realización, la composición aglutinante acuosa está exenta de formaldehído.

En una realización, la composición aglutinante según la presente invención consiste esencialmente en:

- al menos un hidrocoloide;

- al menos un éster de ácido graso de glicerol;

- opcionalmente, al menos un regulador de pH;

- opcionalmente, al menos un reticulante;

- opcionalmente al menos un agente antiincrustante;

- opcionalmente, al menos un agente antihinchamiento;

- agua.

En una realización, puede añadirse un aceite a la composición aglutinante.

En una realización, el al menos un aceite es un aceite de hidrocarbonado no emulsionado. En una realización, el al menos un aceite es un aceite hidrocarbonado emulsionado. En una realización, el al menos un aceite es un aceite de origen vegetal.

En una realización, el al menos un reticulante es tanino seleccionado de uno o más componentes del grupo que consiste en ácido tánico, taninos condensados (proantocianidinas), taninos hidrolizables, galotaninos, elagitaninos, taninos complejos y/o tanino procedente de uno o más de roble, castaño, zumaque cuerno de ciervo y tellima de flor grande y taza franja.

En una realización, el al menos un reticulante es una enzima seleccionada del grupo que consiste en transglutaminasa (EC 2.3.2.13), proteína disulfuro isomerasa (EC 5.3.4.1), tiol oxidasa (EC 1.8.3.2), polifenol oxidasa (EC 1.14.18.1), en particular, catecol oxidasa, tirosina oxidasa y fenoloxidasa, lisil oxidasa (EC 1.4.3.13) y peroxidasa (EC 1.11.1.7).

En una realización, el al menos un agente antihinchamiento es ácido tánico y/o taninos.

En una realización, el al menos un agente antiincrustante es un agente antimicrobiano.

Los agentes antimicrobianos pueden ser ácido benzoico, ácido propiónico, benzoato de sodio, ácido sórbico y sorbato de potasio para inhibir el crecimiento de las células tanto bacterianas como fúngicas. Sin embargo, se pueden usar bioconservantes naturales. Se considera que la quitosana es antifúngica y antibacteriana. Los bioconservantes utilizados con mayor frecuencia para los antimicrobianos son lisozima y nisina. Otros bioconservantes comunes que pueden usarse son las bacteriocinas, tales como lacticina y pediocina y enzimas antimicrobianas, tales como quitinasa y la glucosa oxidasa. Además, el uso de la enzima lactoperoxidasa (LPS) presenta actividades antifúngicas y antivirales. Los agentes antimicrobianos naturales también pueden usarse, tales como taninos, romero y aceites esenciales de ajo, orégano, hierba de limón o aceite de canela en diferentes concentraciones.

Producto de fibra mineral

La presente invención se refiere a un producto de lana mineral que comprende fibras minerales unidas por un aglutinante como se ha descrito anteriormente.

En una realización, la loss on ignition (pérdida por ignición - LOI) del producto de lana mineral según la presente invención se encuentra dentro del intervalo del 0,1 al 25,0 %, tal como del 0,3 al 18,0 %, tal como del 0,5 al 12,0 %, tal como del 0,7 al 8,0 % en peso.

En una realización, el aglutinante no está reticulado.

En una realización alternativa, el aglutinante está reticulado.

El aglutinante resulta del curado de una composición aglutinante que comprende al menos dos hidrocoloides, en donde un hidrocoloide es gelatina y el al menos otro hidrocoloide se selecciona del grupo que consiste en pectina, almidón, alginato, agar agar, carragenina, goma gelana, goma guar, goma arábiga, goma de algarrobo, goma xantano, derivados de celulosa tales como carboximetilcelulosa, arabinoxilano, celulosa, curdlano, p-glucano. En el marco de la invención, el aglutinante resulta del curado de una composición aglutinante en la cual la gelatina está presente en una cantidad del 10 al 95 % en peso, tal como del 20 al 80 % en peso, tal como del 30 al 70 % en peso, tal como del 40 al 60 % en peso, con respecto al peso de los hidrocoloides.

En una realización, el aglutinante resulta del curado de una composición aglutinante en la cual el un hidrocoloide y el al menos otro hidrocoloide tienen cargas complementarias.

En una realización, la loss on ignition (pérdida por ignición - LOI) está dentro del intervalo del 0,1 al 25,0 %, tal como del 0,3 al 18,0 %, tal como del 0,5 al 12,0 %, tal como del 0,7 al 8,0 % en peso.

En una realización, el aglutinante resulta del curado de una composición aglutinante a una temperatura menor que 95 0C, tal como de 5-95 0C, tal como de 10-80 0C, tal como de 20- 60 0C, tal como de 40-50 0C.

En una realización, el aglutinante resulta del curado de una composición aglutinante que no es una composición aglutinante termoestable.

En una realización, el aglutinante resulta de una composición aglutinante que no contiene un ácido poli(met)acrílico, una sal de un ácido poli(met)acrílico o un éster de un ácido poli(met)acrílico.

En una realización, el aglutinante resulta del curado de una composición aglutinante que comprende al menos un hidrocoloide que es un biopolímero o biopolímero modificado.

En una realización, la composición aglutinante comprende además al menos un compuesto que contiene fenol y/o quinona, tal como tanino seleccionado de uno o más componentes del grupo que consiste en ácido tánico, taninos condensados (proantocianidinas), taninos hidrolizables, galotaninos, elagitaninos, taninos complejos y/o tanino procedente de uno o más de roble, castaño, zumaque cuerno de ciervo y tellima de flor grande y taza franja.

En una realización, la composición aglutinante comprende además al menos una enzima seleccionada del grupo que consiste en transglutaminasa (EC 2.3.2.13), proteína disulfuro isomerasa (EC 5.3.4.1), tiol oxidasa (EC 1.8.3.2), polifenol oxidasa (EC 1.14.18.1), en particular, catecol oxidasa, tirosina oxidasa y fenoloxidasa, lisil oxidasa (EC 1.4.3.13) y peroxidasa (EC 1.11.1.7).

Éster de ácido graso de glicerol

En una realización el al menos un éster de ácido graso de glicerol es un aceite secante. Para una definición de un aceite secante, véase Poth, Ulrich (2012) “ Drying oils and related products" (“Aceites secantes y productos relacionados") en Ullmann's Encyclopedia of industrial chemistry, Weinheim, Wiley-VCH.

En una realización, la composición aglutinante comprende además un tanino seleccionado de uno o más componentes del grupo que consiste en ácido tánico, taninos condensados (proantocianidinas), taninos hidrolizables, galotaninos, elagitaninos, taninos complejos y/o tanino procedente de uno o más de roble, castaño, zumaque cuerno de ciervo y tellima de flor grande y taza franja, preferiblemente ácido tánico, y la composición aglutinante comprende además al menos un éster de ácido graso de glicerol, tal como al menos un éster de ácido graso de glicerol seleccionado de uno o más componentes del grupo que consiste en aceite de linaza, aceite de oliva, aceite de tung, aceite de coco, aceite de cáñamo, aceite de semilla de colza y aceite de girasol.

En una realización, la composición aglutinante comprende además al menos una enzima que es una transglutaminasa (EC 2.3.2.13), y la composición aglutinante comprende además al menos un éster de ácido graso de glicerol, tal como al menos un éster de ácido graso de glicerol seleccionado de uno o más componentes del grupo que consiste en aceite de linaza, aceite de oliva, aceite de tung, aceite de coco, aceite de cáñamo, aceite de semilla de colza y aceite de girasol.

En una realización, el aglutinante resulta del curado de una composición aglutinante que está exenta de formaldehído.

En una realización, el aglutinante resulta de una composición aglutinante, como se describe en la reivindicación 1, que consiste esencialmente en

- al menos un hidrocoloide;

- al menos un éster de ácido graso de glicerol;

- opcionalmente, al menos un regulador de pH;

- opcionalmente, al menos un reticulante;

- opcionalmente al menos un agente antiincrustante;

- opcionalmente, al menos un agente antihinchamiento;

- agua.

En una realización, el aglutinante no está reticulado.

En una realización, el aglutinante está reticulado.

Reacción de los componentes del aglutinante

Los presentes inventores han descubierto que en algunas realizaciones del producto de lana mineral según la presente invención son mejores de producir cuando el aglutinante se aplica a las fibras minerales en condiciones ácidas. Por lo tanto, en una realización preferida, el aglutinante aplicado a las fibras minerales comprende un regulador de pH, en particular, en forma de un tamponador de pH.

En una realización preferida, el aglutinante en su estado sin curar tiene un valor de pH menor de 8, tal como menor de 7, tal como menor de 6.

Los presentes inventores han descubierto que en algunas realizaciones, el curado del aglutinante se acelera considerablemente en condiciones alcalinas. Por lo tanto, en una realización, la composición aglutinante para fibras minerales comprende un regulador del pH, preferiblemente en forma de una base, tal como una base orgánica, tal como amina o sales de la misma, bases inorgánicas, tales como hidróxido metálico, tales como KOH o NaOH, amoniaco o sales de los mismos.

En una realización especialmente preferida, el regulador del pH es un hidróxido de metal alcalino, en particular NaOH.

En una realización preferida, la composición aglutinante según la presente invención tiene un pH de 7 a 10, tal como de 7,5 a 9,5, tal como de 8 a 9.

Otros aditivos pueden ser componentes tales como una o más siliconas reactivas o no reactivas y pueden añadirse al aglutinante. Preferiblemente, la una o más siliconas reactivas o no reactivas se seleccionan del grupo que consiste en silicona constituida por una cadena principal que se compone de residuos de organosiloxano, especialmente residuos de difenilsiloxano, residuos de alquilsiloxano, preferiblemente residuos de dimetilsiloxano, que portan al menos un grupo funcional hidroxilo, acilo, carboxilo o anhídrido, amina, epoxi o vinilo que puede reaccionar con al menos uno de los constituyentes de la composición de aglutinante y está presente preferiblemente en una cantidad del 0,1-15 % en peso, preferiblemente el 0,1-10 % en peso, más preferiblemente el 0,3-8 % en peso, basado en la masa total de aglutinante. En una realización, puede añadirse un aceite a la composición aglutinante.

En una realización, el al menos un aceite es un aceite de hidrocarbonado no emulsionado.

En una realización, el al menos un aceite es un aceite hidrocarbonado emulsionado. En una realización, el al menos un aceite es un aceite de origen vegetal.

En una realización, puede añadirse un agente antiincrustante al aglutinante.

En una realización preferida, el agente antiincrustante es un tanino, en particular un tanino seleccionado de uno o más componentes del grupo que consiste en ácido tánico, taninos condensados (proantocianidinas), taninos hidrolizables, galotaninos, elagitaninos, taninos complejos y/o taninos que se originan a partir de uno o más de roble, castaño, zumaque de Virginia y tellima de flor grande.

En una realización, puede añadirse un agente antihinchamiento al aglutinante, tal como ácido tánico y/o taninos. Otros aditivos pueden ser aditivos que contienen iones de calcio y antioxidantes.

En una realización, la composición de aglutinante según la presente invención contiene aditivos en la forma de grupos de unión que contienen grupos acilo y/o grupos amina y/o grupos tiol. Estos grupos de unión pueden fortalecer y/o modificar la red del aglutinante curado.

En una realización, las composiciones de aglutinante según la presente invención contienen otros aditivos en forma de aditivos seleccionados del grupo que consiste en reactivos de tipo PEG, silanos e hidroxiapatitas.

Propiedades del producto de lana mineral

En una realización preferida, la densidad del producto de lana mineral se encuentra en el intervalo de 10 1200 kg/m3, tal como 30-800 kg/m3, tal como 40-600 kg/m3, tal como 50-250 kg/m3, tal como 60-200 kg/m3.

En una realización preferida, el producto de lana mineral según la presente invención es un producto de aislamiento, en particular que tiene una densidad de 10 a 200 kg/m3.

Método para producir un producto de lana mineral

La presente descripción describe un método para producir un producto de lana mineral uniendo fibras minerales con la composición aglutinante.

El método para producir un producto de lana mineral, que comprende las etapas de poner en contacto las fibras minerales con una composición aglutinante, como se describe en las reivindicaciones adjuntas, que comprende al menos un hidrocoloide, y al menos un éster de ácido graso de glicerol y curar el aglutinante.

El proceso de curado comprende un proceso de secado, en particular, insuflando aire o gas sobre/a través del producto de lana mineral o aumentando la temperatura.

Una ventaja particular del producto de lana mineral según la presente invención es que no requiere altas temperaturas para el curado. Esto no sólo ahorra energía, reduce los COV y evita la necesidad de maquinaria que sea altamente resistente a la temperatura, sino que también permite una alta flexibilidad en un procedimiento para la producción de productos de lana mineral con estos aglutinantes.

El método comprende las etapas de:

- preparar una masa fundida de materias prima,

- fibrar la masa fundida por medio de un aparato formador de fibras para formar fibras minerales,

- proporcionar las fibras minerales en forma de un banda recogida,

- mezclar el aglutinante con las fibras minerales antes, durante o después de la provisión de la banda recogida para formar una mezcla de fibras minerales y aglutinante,

- curar la mezcla de fibras minerales y aglutinante.

El aglutinante se puede suministrar en las proximidades cercanas del aparato formador de fibras, tal como un aparato de hilatura en copa o un aparato de hilatura en cascada, en cualquier caso inmediatamente después de la formación de fibras. Después de eso, las fibras con aglutinante aplicado se transportan sobre una cinta transportadora como una banda. La banda puede someterse a una compresión longitudinal o en longitud después de la formación de fibra y antes de que haya tenido lugar un curado sustancial.

Aparato de formación de fibra

En el presente párrafo con relación al aparato formador de fibras, la expresión “ una realización” no pretende ser “ una realización de la invención” , porque el aparato no es objeto de la invención.

Existen varios tipos de hiladoras centrífugas para fibrar masas fundidas minerales.

Una hiladora centrífuga convencional es una hiladora en cascada que comprende una secuencia de un rotor superior (o primer rotor) y un rotor posterior (o segundo rotor) y, opcionalmente, otros rotores posteriores (tal como unos rotores tercero y cuarto). Cada rotor rota alrededor de un eje sustancialmente horizontal diferente con un sentido de rotación opuesto al sentido de rotación del rotor o cada rotor adyacente en la secuencia. Los ejes horizontales diferentes están dispuestos de tal manera que la masa fundida que se vierte sobre el rotor superior se descarga en secuencia sobre la superficie periférica del o cada rotor posterior, y las fibras se expulsan del o cada rotor posterior y, opcionalmente, también del rotor superior.

En una realización, se dispone una hiladora en cascada u otra hiladora para fibrar la masa fundida y las fibras son arrastradas por el aire como una nube de las fibras.

Muchos aparatos de formación de fibra comprenden un disco o una copa que gira alrededor de un eje sustancialmente vertical. Entonces resulta convencional disponer varias de estas hiladoras en línea, es decir, sustancialmente en el primer sentido por ejemplo tal como se describe en los documentos GB-A-926.749, US-A-3.824.086 y WO-A-83/03092.

Normalmente hay una corriente de aire asociada con el uno o cada rotor de fibrado, mediante lo cual las fibras son arrastradas en este aire a medida que se forman y expulsan de la superficie del rotor.

En una realización, se añade aglutinante y/o aditivos a la nube de fibras por medios conocidos. La cantidad de aglutinante y/o aditivo puede ser la misma para cada hiladora o puede ser diferente.

En una realización, puede añadirse un aceite hidrocarbonado en la nube de fibras.

Tal como se usa en el presente documento, el término “ banda recogida” pretende incluir cualquier fibra mineral que se haya recogido conjuntamente sobre una superficie, es decir, que ya no sean arrastradas por el aire, por ejemplo, fibras minerales fibradas, granulados, mechones o residuos de bandas recicladas. La banda recogida puede ser una banda primaria que se ha formado mediante la recogida de fibras sobre una cinta transportadora y proporcionado como material de partida sin que se haya solapado en cruz o consolidado de cualquier otra manera.

Alternativamente, la banda recogida puede ser una banda secundaria que se ha formado mediante solapado en cruz o consolidación de cualquier otra manera de una banda primaria. Preferiblemente, la banda recogida es una banda primaria. En una realización, se realiza el mezclado del aglutinante con las fibras minerales después de la provisión de la banda recogida en las siguientes etapas:

- someter la banda recogida de fibras minerales a un proceso de desenmarañado,

- suspender las fibras minerales en un flujo de aire primario,

- mezclar la composición aglutinante con las fibras minerales antes, durante o después del proceso de desenmarañado para formar una mezcla de fibras minerales y aglutinante.

Se describe un método para producir un producto de lana mineral que comprende la etapa de proceso de desenmarañado en el documento EP10190521.

En una realización, el proceso de desenmarañado comprende alimentar la banda recogida de fibras minerales desde un conducto con un flujo de aire relativamente inferior a un conducto con un flujo de aire relativamente superior. En esta realización, se cree que se produce el desenmarañado debido a que las fibras que entran en el conducto con el flujo de aire relativamente superior son arrastradas lejos de las fibras posteriores en la banda. Este tipo de desenmarañado es especialmente eficaz para producir mechones de fibras abiertos, en lugar de los flóculos compactados que pueden dar como resultado una distribución desigual de los materiales en el producto.

Según una realización especialmente preferida, el proceso de desenmarañado comprende alimentar la banda recogida a al menos un rodillo que rota alrededor de su eje longitudinal y tiene puntas que sobresalen de su superficie circunferencial. En esta realización, el rodillo rotatorio también contribuirá, generalmente, al menos en parte al flujo de aire relativamente superior. A menudo, la rotación del rodillo es la única fuente del flujo de aire relativamente superior.

En realizaciones preferidas, las fibras minerales y opcionalmente el aglutinante se alimentan al rodillo desde arriba. También se prefiere que las fibras minerales desenmarañadas y, opcionalmente, el aglutinante se descarguen desde el rodillo lateralmente desde la parte inferior de su circunferencia. En la realización más preferida, las fibras minerales se transportan aproximadamente 180 grados por el rodillo antes de expulsarse.

El aglutinante puede mezclarse con las fibras minerales antes, durante o después del proceso de desenmarañado. En algunas realizaciones, se prefiere mezclar el aglutinante con las fibras antes del proceso de desenmarañado. En particular, las fibras pueden estar en forma de una banda recogida no curada que contiene aglutinante.

También es factible que el aglutinante se mezcle previamente con una banda recogida de fibras minerales antes del proceso de desenmarañado. El mezclado adicional podría producirse durante y después del proceso de desenmarañado. Alternativamente, podría suministrarse al flujo de aire primario por separado y mezclarse en el flujo de aire primario.

La mezcla de fibras minerales y aglutinante se recoge desde el flujo de aire primario mediante cualquier medio adecuado. En una realización, el flujo de aire primario se dirige hacia la parte superior de una cámara de tipo ciclón, que está abierta en su extremo inferior y la mezcla se recoge desde el extremo inferior de la cámara de tipo ciclón.

La mezcla de fibras minerales y aglutinante se descarga preferiblemente del proceso de desenmarañado en una cámara de conformación.

Una vez que se ha sometido el proceso de desenmarañado, se recoge, se prensa y se cura la mezcla de fibras minerales y aglutinante. Preferiblemente, la mezcla se recoge sobre una cinta transportadora porosa que tiene medios de succión situados por debajo de la misma.

En un método preferido según la invención, la mezcla de aglutinante y fibras minerales, que se ha recogido, se prensa y se cura.

En un método preferido según la invención, a la mezcla de aglutinante y fibras minerales que se ha recogido, se le retira la capa superficial antes de prensarse y curarse.

El método puede realizarse como un proceso discontinuo, sin embargo, según una realización el método se realiza en una línea para producir lana mineral que alimenta una banda de lana mineral primaria o secundaria en el proceso de separación de fibra, que proporciona un método especialmente rentable y versátil para proporcionar materiales compuestos que tienen propiedades mecánicas y propiedades de aislamiento térmico favorables en un amplio intervalo de densidades.

Al mismo tiempo, debido al curado a la temperatura ambiental, se reduce considerablemente la probabilidad de puntos de aglutinante no curado.

Curado

Se cura la banda mediante una reacción química y/o física de los componentes del aglutinante.

En una realización, el curado tiene lugar en un dispositivo de curado.

En una realización, el curado se lleva a cabo a temperaturas de 5 a 95 0C, tal como de 5 a 80 0C, tal como de 5 a 60 0C, tal como de 8 a 50 0C, tal como de 10 a 40 °C.

En una realización, el curado tiene lugar en un horno de curado convencional para la producción de lana mineral que funciona a una temperatura de desde 5 hasta 950C, tal como de 5 a 80 °C, tal como de 10 a 60 °C, tal como de 20 a 40 °C.

El proceso de curado puede comenzar inmediatamente después de la aplicación del aglutinante a las fibras. El curado se define como un proceso mediante el cual la composición aglutinante experimenta una reacción física y/o química que, en caso de una reacción química aumenta generalmente el peso molecular de los compuestos en la composición aglutinante y aumenta, de este modo, la viscosidad de la composición aglutinante, generalmente hasta que la composición aglutinante alcanza un estado sólido.

En una realización, el proceso de curado comprende reticulación y/o inclusión de agua como agua de cristalización. En una realización, el aglutinante curado contiene agua de cristalización cuyo contenido puede disminuir y cuyo contenido puede aumentar, dependiendo de las condiciones predominantes de temperatura, presión y humedad. En una realización, el proceso de curado comprende un proceso de secado.

En una realización preferida, el curado del aglutinante en contacto con las fibras minerales se lleva a cabo en una prensa de calor.

El curado de un aglutinante en contacto con las fibras minerales en una prensa de calor tiene la ventaja particular de que permite la producción de productos de alta densidad.

En una realización, el proceso de curado comprende el secado por presión. La presión puede aplicarse insuflando aire o gas a través/sobre la mezcla de fibras minerales y aglutinante. El proceso de insuflación puede estar acompañado de calentamiento o enfriamiento o puede ser a la temperatura ambiental.

En una realización, el proceso de curado tiene lugar en un entorno húmedo.

El entorno húmedo puede tener una humedad relativa HR del 60-99 %, tal como del 70-95 %, tal como del 80-92 %. El curado en un entorno húmedo puede ir seguido de curado o secado para obtener un estado de humedad predominante. En una realización, el curado se realiza en alrededores con agotamiento de oxígeno. Sin pretender imponer ninguna teoría particular, el solicitante cree que realizar el curado en un entorno con agotamiento de oxígeno es particularmente beneficioso cuando la composición aglutinante incluye una enzima porque aumenta la estabilidad del componente enzimático en algunas realizaciones, en particular, de la enzima transglutaminasa y mejora, de este modo, la eficiencia de reticulación. En una realización, el proceso de curado se realiza, por tanto, en una atmósfera inerte, en particular en una atmósfera de un gas inerte, como nitrógeno.

En algunas realizaciones, en particular, en realizaciones en las cuales la composición aglutinante incluye compuestos fenólicos, en particular, pueden añadirse agentes oxidantes de taninos. Los agentes oxidantes como aditivos pueden servir para aumentar la tasa de oxidación de los compuestos fenólicos, en particular, los taninos. Un ejemplo es la enzima tirosinasa que oxida fenoles a hidroxifenoles/quinonas y, por lo tanto, acelera la reacción de formación de aglutinante.

En otra realización, el agente oxidante es oxígeno, que se suministra al aglutinante.

En una realización, el curado se lleva a cabo en ambientes enriquecidos con oxígeno.

El producto de lana mineral puede estar en cualquier configuración convencional, por ejemplo una estera o un bloque, y puede cortarse y/o conformarse (por ejemplo, en secciones de tubería) antes, durante o después del curado del aglutinante.

Ventajas de la composición de aglutinante

El producto de lana mineral según la presente invención tiene la ventaja sorprendente de que puede producirse mediante un aglutinante muy sencillo que requiere tan sólo dos componentes, a saber al menos un hidrocoloide y al menos un éster de ácido graso de glicerol. Por tanto, el producto de lana mineral según la presente invención se produce a partir de componentes naturales y no tóxicos y, por tanto, es seguro para trabajar con el mismo. Al mismo tiempo, el producto de lana mineral según la presente invención se produce a partir de un aglutinante basado en recursos renovables y tiene excelentes propiedades en cuanto a la resistencia (de (producto) no envejecido y (producto) envejecido) y baja absorción de agua.

Debido a que el aglutinante usado para la producción del producto de lana mineral según la presente invención puede curarse a la temperatura ambiental o en las proximidades de la temperatura ambiental, el consumo de energía durante la producción de los productos es muy bajo. La naturaleza no tóxica y no corrosiva de las realizaciones de los aglutinantes en combinación con el curado a temperaturas ambientales permite que esté implicada una maquinaria mucho menos compleja. Al mismo tiempo, debido al curado a la temperatura ambiental, se reduce considerablemente la probabilidad de puntos de aglutinante no curado.

Otras ventajas importantes son las capacidades de autorreparación de los productos de lana mineral producidos a partir de los aglutinantes.

Una ventaja adicional de los productos de lana mineral es que pueden conformarse según se desee después de la aplicación del aglutinante, pero antes del curado. Esto abre la posibilidad de fabricar productos personalizados, como secciones de tubería.

Otra ventaja es el riesgo de efecto exotérmico enormemente reducido.

El efecto exotérmico puede asociarse con reacciones exotérmicas durante la fabricación del producto de lana mineral que aumentan las temperaturas a través del grosor del aislamiento, lo que provoca la fusión o desvitrifícación de las fibras minerales y crea, al final, un peligro de incendio. En el peor de los casos, el efecto exotérmico provoca incendios en las paletas apiladas almacenadas en almacenes o durante el transporte.

Aún otra ventaja es la ausencia de emisiones durante el curado, en particular, la ausencia de emisiones de COV. Ejemplos

En los ejemplos siguientes, se prepararon varios aglutinantes que están comprendidos en la definición de la presente invención y se compararon con aglutinantes según la técnica anterior.

Métodos de ensayo para composiciones aglutinantes según la técnica anterior

Se determinaron las siguientes propiedades para los aglutinantes según la técnica anterior.

Reactivos

El silano (Momentive VS-142) lo suministró Momentive y se calculó como el 100 % para simplificar. Todos los demás componentes fueron suministrados con alta pureza por Sigma Aldrich y se asumieron anhidros para simplificar, salvo que se indique lo contrario.

Contenido de sólidos del componente de aglutinante - definición

El contenido de cada uno de los componentes en una disolución de aglutinante dada antes del curado se basa en la masa anhidra de los componentes. Puede usarse la siguiente fórmula:

sófidos deí componente de aglutinante A (g ) sólidos del componente de aglutinante B (g ) -Contenido de sólid.os del componente de aglutinante (%) peso total de la mezcla -x 100%

(g )

Sólidos de aglutinante - definición y procedimiento

El contenido de aglutinante tras el curado se denomina “sólidos de aglutinante” .

Muestras de lana de piedra en forma de disco (diámetro: 5 cm; altura 1 cm) se recortaron de lana mineral y se trataron térmicamente a 580 0C durante al menos 30 minutos para eliminar todos los compuestos orgánicos. Se midieron los sólidos de la mezcla de aglutinante (véase más adelante para ejemplos de mezclado) distribuyendo una muestra de la mezcla de aglutinante (aprox. 2 g) sobre un disco de lana de piedra tratado con calor en un recipiente de lámina de estaño. El peso del recipiente de lámina de estaño que contiene el disco de lana de piedra se pesó antes y directamente después de la adición de la mezcla de aglutinante. Se produjeron dos discos de lana de piedra cargados con mezcla de aglutinante de este tipo en recipientes de lámina de estaño y después se calentaron a 200 0C durante 1 hora. Tras enfriar y almacenar a temperatura ambiente durante 10 minutos, las muestras se pesaron, y los sólidos aglutinantes se calcularon como promedio de los dos resultados. A continuación puede producirse un aglutinante con los sólidos de aglutinante deseados mediante dilución con la cantidad necesaria de agua y silano ac. al 10 % (Momentive VS-142).

Pérdida por reacción - definición

La pérdida por reacción se define como la diferencia entre los sólidos del componente de aglutinante y los sólidos de aglutinante.

Estudios de resistencia mecánica (pruebas en barra) - procedimiento

La resistencia mecánica de los aglutinantes se analizó en una prueba en barra. Para cada aglutinante, se fabricaron 16 barras a partir de una mezcla del aglutinante y trozos de lana de piedra procedentes de la producción de lana de piedra por hilado. Los residuos sólidos son partículas que tienen la misma composición de masa fundida que las fibras de lana de piedra, y los residuos sólidos se consideran normalmente un producto de desecho del proceso de hilatura. Los trozos usados para la composición de la barra tienen un tamaño de 0,25 0,50 mm.

Se obtuvo una disolución de aglutinante con el 15 % de sólidos de aglutinante que contenía silano al 0,5 % (Momentive VS-142) de sólidos de aglutinante, tal como se ha descrito anteriormente en “sólidos de aglutinante” . Se mezcló bien una muestra de esta solución de aglutinante (16,0 g) con residuos sólidos (80,0 g). Después, la mezcla resultante se introdujo en cuatro ranuras en una forma de silicona resistente al calor para hacer pequeñas barras (4 x 5 ranuras por forma; dimensión superior de la ranura: longitud = 5,6 cm, ancho = 2,5 cm; dimensión del fondo de la ranura: longitud = 5,3 cm, ancho = 2,2 cm; altura de ranura = 1,1 cm). Las mezclas colocadas en las ranuras se presionaron a continuación con fuerza con una barra de metal plana de tamaño adecuado para generar superficies de barras uniformes. Se prepararon 16 barras de cada aglutinante de esta manera. Las barras resultantes se curaron a continuación a 200 °C durante 1 h. Después de enfriar a temperatura ambiente, las barras se sacaron cuidadosamente de los recipientes. Cinco de las barras se envejecieron en un baño de agua a 80 0C durante 3 h o en un autoclave (15 min / 120 °C / 1,2 bar).

Después del secado durante 1-2 días, las barras envejecidas, así como cinco barras no envejecidas se rompieron en una prueba de flexión de 3 puntos (velocidad de la prueba: 10,0 mm/min; nivel de ruptura: 50 %; resistencia mecánica nominal: 30 N/mm2; distancia de soporte: 40 mm; deflexión máx. 20 mm; módulo e nominal 10000 N/mm2) en una máquina Bent Tram para investigar sus resistencias mecánicas. Las barras se colocaron con la “cara superior” hacia arriba (es decir, la cara con las dimensiones de longitud = 5,6 cm, ancho = 2,5 cm) en la máquina.

Loss of ignition (Pérdida de ignición - LOI) de barras

La loss of ignition (pérdida de ignición - LOI) de las barras se midió en recipientes de lámina de estaño pequeños mediante tratamiento a 580 0C. Para cada medición, un recipiente de lámina de estaño se trató primero con calor a 580 0C durante 15 minutos para eliminar todos los orgánicos. El recipiente de lámina de estaño se dejó enfriar a temperatura ambiente y, después, se pesó. Cuatro barras (normalmente después de romperse en la prueba de flexión de 3 puntos) se colocaron en el recipiente de lámina de estaño y se pesó el conjunto. Después, el recipiente de lámina de estaño que contenía las barras se trató con calor a 580 0C durante 30 minutos, se dejó enfriar a temperatura ambiente y, finalmente, se volvió a pesar. Después, se calculó la LOI mediante el uso de la siguiente fórmula:

n te s del tratam iento con calo r ⁽g ^{) —}peso de la s b a r r a s después del tratam iento con calor ⁽g ⁾PPC ^{( % ) =}peso de Las b a rra s a

x 100% peso de la s b a r ra s an tes del tratam iento con calor ⁽g ⁾

Mediciones de absorción de agua

La absorción de agua de los aglutinantes se midió pesando tres barras y después sumergiendo las barras en agua (aproximadamente 250 ml) en un vaso de precipitados (565 ml, 0 inferior = 9,5 cm; 0 superior = 10,5 cm; altura = 7,5 cm) durante 3 h o 24 h. Las barras se colocaron a continuación una al lado de la otra en el fondo del vaso de precipitados con “ la cara superior” hacia abajo (es decir, la cara con las dimensiones de longitud = 5,6 cm, anchura = 2,5 cm). Después de la cantidad de tiempo designado, las barras se levantaron una por una y se dejaron escurrir durante un minuto. Las barras se mantuvieron (suavemente) con el lado longitudinal casi vertical de manera que las gotículas goteen desde una esquina de la barra. A continuación, se pesaron las barras y se calculó la absorción de agua utilizando la siguiente fórmula:

peso de las barras después del tratam iento con ag

Abs.de agua ^{( % ) =}ua ⁽g ^{) —}peso de las b arras antes del tratam iento con agua {g)

x 100% peso de las barras antes del tratam iento con agua ⁽g ⁾

Composiciones aglutinantes de referencia de la técnica anterior

Ejemplo de aglutinante, aglutinante de referencia A (resina de fenol-formaldehído modificada con urea, una PUF-resol)

Se prepara una resina de fenol-formaldehído haciendo reaccionar formaldehído ac. al 37 % (606 g) y fenol (189 g) en presencia de hidróxido de potasio ac. al 46 % (25,5 g) a una temperatura de reacción de 84 °C precedida por una velocidad de calentamiento de aproximadamente 10C por minuto. Se continúa con la reacción a 840C hasta que la tolerancia a la acidez de la resina sea de 4, y se haya convertido la mayoría del fenol. Luego se añade urea (241 g) y se enfría la mezcla.

La acid tolerance (tolerancia a la acidez- AT) expresa el número de veces que puede diluirse un volumen dado de un aglutinante con ácido sin que la mezcla se enturbie (precipite el aglutinante). Se usa ácido sulfúrico para determinar el criterio de parada en una producción de aglutinante, y una tolerancia a la acidez menor de 4 indica el final de la reacción aglutinante. Para medir la TA se produce un agente de valoración volumétrica diluyendo 2,5 ml de ácido sulfúrico conc. (>99 %) con 1 l de agua de intercambio iónico. Se valoran entonces 5 ml del aglutinante que va a investigarse a temperatura ambiente con este valorante manteniendo el aglutinante en movimiento con agitación manual del mismo; si se prefiere, se usa un agitador magnético y una varilla magnética. Se continúa con la valoración hasta que aparece una ligera turbidez en el aglutinante, que no desaparece cuando se agita el aglutinante.

La acid tolerance (tolerancia a la acidez- AT) se calcula dividiendo la cantidad de ácido usada en la valoración (ml) entre la cantidad de muestra (ml):

AT = (Volumen usado en la valoración (ml)) / (volumen de muestra (ml))

Usando la resina de fenol-formaldehído modificada con urea obtenida, se prepara un aglutinante mediante la adición de amoniaco ac. al 25 % (90 ml) y sulfato de amonio (13,2 g) seguido por agua (1,30 kg). Luego se midieron los sólidos de aglutinante tal como se ha descrito anteriormente, y se diluyó la mezcla con la cantidad requerida de agua y silano (Momentive VS-142) para los estudios de resistencia mecánica (disolución con el 15 % de sólidos de aglutinante, silano al 0,5 % de sólidos de aglutinante).

Métodos de ensayo para las composiciones aglutinantes según la presente invención y aglutinantes de referencia

Se determinaron las siguientes propiedades para los aglutinantes según la presente invención y los aglutinantes de referencia.

Reactivos

Se obtuvieron Speisegelatines, tipo A, porcina (120 bloom y 180 bloom) de Gelita AG. Se obtuvo tanino de castaño de Tannorouge de Brouwland bvba. La fórmula de transglutaminasa TI se obtuvo de Modernist Pantry. El aceite de coco, el aceite de cáñamo, el aceite de oliva, el aceite de colza y el aceite de girasol se obtuvieron de Urtekram International A/S. El aceite de linaza se obtuvo de Borup Kemi I/S. Se obtuvieron gelatina de resistencia de gel media de piel porcina (170-195 g Bloom), hidróxido de sodio, aceite de tung y todos los demás componentes de Sigma-Aldrich. Salvo que se indique lo contrario, estos componentes se asumieron completamente puros y anhidros.

Contenido de sólidos del componente de aglutinante - definición

ólidos del componente de aglutinante A (g) sólidos del cmnponente de aglutinante B (.g) -Contenido de sólidos del componente de aglutinante (%) s

peso total de la mezcla x 100%

(g -)

Estudios de resistencia mecánica (pruebas en barra) - procedimiento

La resistencia mecánica de los aglutinantes se analizó en una prueba en barra. Para cada aglutinante, se fabricaron 16-20 barras a partir de una mezcla del aglutinante y trozos de lana de piedra procedentes de la producción de lana de piedra por hilado. Los residuos sólidos son partículas que tienen la misma composición de masa fundida que las fibras de lana de piedra, y los residuos sólidos se consideran normalmente un producto de desecho del proceso de hilatura. Los trozos usados para la composición de la barra tienen un tamaño de 0,25-0,50 mm.

Se obtuvo una solución de aglutinante con aprox. 15 % de sólidos del componente aglutinante como se describe en los ejemplos siguientes. Una muestra de la solución de aglutinante (16,0 g) se mezcló bien con trozos (80,0 g); se calentó previamente a 40 °C, cuando se usó junto con aglutinantes de endurecimiento comparativamente rápidos). Después, la mezcla resultante se introdujo en cuatro ranuras en una forma de silicona resistente al calor para hacer pequeñas barras (4 x 5 ranuras por forma; dimensión superior de la ranura: longitud = 5,6 cm, ancho = 2,5 cm; dimensión del fondo de la ranura: longitud = 5,3 cm, ancho = 2,2 cm; altura de ranura = 1,1 cm). Durante la fabricación de cada barra, las mezclas colocadas en las ranuras se presionaron según sea necesario y después se estiraron con una espátula de plástico para generar una superficie uniforme de la barra. Se prepararon 16-20 barras de cada aglutinante de esta manera. Las barras resultantes se curaron a continuación a temperatura ambiente durante 1-2 días. A continuación, las barras se sacaron cuidadosamente de los recipientes, se voltearon y se dejaron durante un día a temperatura ambiente para curarla completamente. Cinco de las barras se envejecieron en un baño de agua a 80 °C durante 3 h o en un autoclave (15 min / 120 °C / 1,2 bar).

Loss of ignition (Pérdida de ignición - LOI) de barras

s barras antes del tratamiento con calor ⁽g ^{) —}peso de las barras después del tratamiento con calor ⁽g ⁾PPC ^{( % ) =}peso de La

peso de las barras an ^{x 100%}tes del tratamiento con calor ⁽g ⁾

Mediciones de absorción de agua

ras después del tratam iento con agua

Abs.de agua ^{( % )}peso de las bar {g} — peso de las b arras antes del tratam iento con agua (g)

x 100% peso de las barras antes del tratam iento con agua (g)

Composiciones aglutinantes según la presente invención y aglutinantes de referencia ejemplo de aglutinante, entrada B (no es según la invención)

A NaOH 1 M (15,75 g) en agitación a temperatura ambiente se añadió tanino de castaño (4,50 g). La agitación continuó a temperatura ambiente durante 5-10 min más, para producir una solución marrón rojizo oscura.

Una mezcla de gelatina (Speisegelatine, tipo A, porcina, 120 bloom, 12,0 g) en agua (68,0 g) se agitó a 50 0C durante aprox. 15-30 min hasta que se obtuvo una solución clara (pH 5,0). A continuación se añadió NaOH 1 M (4,37 g) (pH 9,1) seguido de una porción de la solución de tanino de castaño anterior (5,40 g; por lo tanto, eficientemente 1,20 g de tanino de castaño). Después de agitar durante 1-2 minutos más a 50 0C, la mezcla marrón resultante (pH 9,1) se usó en los experimentos posteriores.

Ejemplo de aglutinante, entrada 3 (no es según la invención)

Una mezcla de gelatina (Speisegelatine, tipo A, porcina, 120 bloom, 10,0 g) en agua (56,7 g) se agitó a 50 0C durante aprox. 15-30 min hasta que se obtuvo una solución clara (pH 5,1). Se añadió NaOH 1 M (4,00 g) (pH 9,3) seguido de una porción de la solución de tanino de castaño anterior (4,50 g; por lo tanto, eficientemente 1,00 g de tanino de árbol de castaño). A continuación se añadió aceite de coco (0,65 g) con agitación vigorosa. Después de agitar vigorosamente durante aprox. 1 minuto a 50 0C, la velocidad de agitación se redujo nuevamente y la mezcla marrón resultante (pH 9,3) se usó en los experimentos posteriores.

Ejemplo de aglutinante, entrada 5 (no es según la invención)

Una mezcla de gelatina (Speisegelatine, tipo A, porcina, 120 bloom, 10,0 g) en agua (56,7 g) se agitó a 50 0C durante aprox. 15-30 min hasta que se obtuvo una solución clara (pH 4,8). Se añadió NaOH 1 M (4,00 g) (pH 9,2) seguido de una porción de la solución de tanino de árbol de castaño anterior (4,50 g; por lo tanto, eficientemente 1.00 g de tanino de árbol de castaño). A continuación se añadió aceite de linaza (0,65 g) con agitación vigorosa. Después de agitar vigorosamente durante aprox. 1 minuto a 50 0C, la velocidad de agitación se redujo nuevamente y la mezcla marrón resultante (pH 9,2) se usó en los experimentos posteriores.

Ejemplo de aglutinante, entrada 6 (no es según la invención)

Una mezcla de gelatina (Speisegelatine, tipo A, porcina, 120 bloom, 10,0 g) en agua (56,7 g) se agitó a 50 0C durante aprox. 15-30 min hasta que se obtuvo una solución clara (pH 4,8). Se añadió NaOH 1 M (4,00 g) (pH 9,2) seguido de una porción de la solución de tanino de árbol de castaño anterior (4,50 g; por lo tanto, eficientemente 1.00 g de tanino de árbol de castaño). A continuación se añadió aceite de oliva (0,65 g) con agitación vigorosa.

Después de agitar vigorosamente durante aprox. 1 minuto a 50 0C, la velocidad de agitación se redujo nuevamente y la mezcla marrón resultante (pH 9,1) se usó en los experimentos posteriores.

Ejemplo de aglutinante, entrada 9 (no es según la invención)

Una mezcla de gelatina (Speisegelatine, tipo A, porcina, 120 bloom, 10,0 g) en agua (56,7 g) se agitó a 50 0C durante aprox. 15-30 min hasta que se obtuvo una solución clara (pH 4,8). Se añadió NaOH 1 M (4,00 g) (pH 9,3) seguido de una porción de la solución de tanino de castaño anterior (4,50 g; por lo tanto, eficientemente 1,00 g de tanino de árbol de castaño). A continuación se añadió aceite de tung (0,16 g) con agitación vigorosa. Después de agitar vigorosamente durante aprox. 1 minuto a 50 0C, la velocidad de agitación se redujo nuevamente y la mezcla marrón resultante (pH 9,4) se usó en los experimentos posteriores.

Ejemplo de aglutinante, entrada 1. (no es según la invención)

Una mezcla de gelatina (Speisegelatine, tipo A, porcina, 120 bloom, 10,0 g) en agua (56,7 g) se agitó a 50 0C durante aprox. 15-30 min hasta que se obtuvo una solución clara (pH 5,0). Se añadió NaOH 1 M (4,00 g) (pH 9,1) seguido de una porción de la solución de tanino de árbol de castaño anterior (4,50 g; por lo tanto, eficientemente 1.00 g de tanino de árbol de castaño). A continuación se añadió aceite de tung (1,13 g) con agitación vigorosa. Después de agitar vigorosamente durante aprox. 1 minuto a 50 0C, la velocidad de agitación se redujo nuevamente y la mezcla marrón resultante (pH 9,1) se usó en los experimentos posteriores.

Ejemplo de aglutinante, entrada C (no es según la invención)

Una mezcla de gelatina (Speisegelatine, tipo A, porcina, 180 bloom, 12,0 g) en agua (68,0 g) se agitó a 50 0C durante aprox. 15-30 min hasta que se obtuvo una solución clara (pH 5,0). A continuación se añadió NaOH 1 M (3,81 g) (pH 9,1) seguido de una porción de la solución de tanino de árbol de castaño anterior (5,40 g; por lo tanto, eficientemente 1,20 g de tanino de castaño). Después de agitar durante 1 -2 minutos más a 50 0C, la mezcla marrón resultante (pH 9,3) se usó en los experimentos posteriores.

Ejemplo de aglutinante, entrada 12 (no es según la invención)

Una mezcla de gelatina (Speisegelatine, tipo A, porcina, 180 bloom, 10,0 g) en agua (56,7 g) se agitó a 50 0C durante aprox. 15-30 min hasta que se obtuvo una solución clara (pH 5,0). Se añadió NaOH 1 M (3,28 g) (pH 9,2) seguido de una porción de la solución de tanino de árbol de castaño anterior (4,50 g; por lo tanto, eficientemente 1.00 g de tanino de árbol de castaño). A continuación se añadió aceite de tung (0,65 g) con agitación vigorosa. Después de agitar vigorosamente durante aprox. 1 minuto a 50 0C, la velocidad de agitación se redujo nuevamente y la mezcla marrón resultante (pH 9,1) se usó en los experimentos posteriores.

Ejemplo de aglutinante, entrada D (no es según la invención)

Una mezcla de gelatina (piel porcina, resistencia de gel media, 12,0 g) en agua (62,0 g) se agitó a 37 0C durante aprox. 15-30 min hasta que se obtuvo una solución clara (pH 5,5). A continuación se añadió una solución de transglutaminasa TI (0,60 g) en agua (6,0 g). Después de agitar durante 1-2 minutos más a 37 0C, la mezcla de color tostado resultante (pH 5,5) se usó en los experimentos posteriores.

Ejemplo de aglutinante, entrada 13 (no es según la invención)

Una mezcla de gelatina (piel porcina, resistencia de gel media, 12,0 g) en agua (62,0 g) se agitó a 37 0C durante aprox. 15-30 min hasta que se obtuvo una solución clara (pH 5,5). Se añadió una solución de transglutaminasa TI (0,60 g) en agua (6,0 g). A continuación se añadió aceite de linaza (0,63 g) con agitación más vigorosa. Después de agitar más vigorosamente durante aprox. 1 minuto a 37 0C, la velocidad de agitación se redujo nuevamente y la mezcla de color tostado resultante (pH 5,5) se usó en los experimentos posteriores.

Ejemplo de aglutinante, entrada E (no es según la invención)

Una mezcla de gelatina (Speisegelatine, tipo A, porcina, 120 bloom, 12,0 g) en agua (68,0 g) se agitó a 50 °C durante aprox. 15-30 min hasta que se obtuvo una solución clara (pH 4,8). A continuación se añadió NaOH 1 M (4,42 g). Después de agitar durante 1-2 minutos más a 50 °C, la mezcla de color tostado resultante (pH 9,0) se usó en los experimentos posteriores.

Ejemplo de aglutinante, entrada 14 (no es según la invención)

Una mezcla de gelatina (Speisegelatine, tipo A, porcina, 120 bloom, 10,0 g) en agua (56,7 g) se agitó a 50 0C durante aprox. 15-30 min hasta que se obtuvo una solución clara (pH 5,1). Se añadió NaOH 1 M (4,00 g) (pH 9,4). A continuación se añadió aceite de tung (0,65 g) con agitación vigorosa. Después de agitar vigorosamente durante aprox. 1 minuto a 50 0C, la velocidad de agitación se redujo nuevamente y la mezcla de color tostado resultante (pH 9,1) se usó en los experimentos posteriores.

Ejemplo de aglutinante, entrada 15 (no es según la invención)

Una mezcla de gelatina (Speisegelatine, tipo A, porcina, 120 bloom, 10,0 g) en agua (56,7 g) se agitó a 50 °C durante aprox. 15-30 min hasta que se obtuvo una solución clara (pH 5,1). Se añadió NaOH 1 M (4,00 g) (pH 9,3). A continuación se añadió aceite de tung (1,13 g) con agitación vigorosa. Después de agitar vigorosamente durante aprox. 1 minuto a 50 0C, la velocidad de agitación se redujo nuevamente y la mezcla de color tostado resultante (pH 9,1) se usó en los experimentos posteriores. Los experimentos no son según el objeto de la invención, porque un segundo hidrocoloide no está contenido en estos experimentos. Sin embargo, está claro a partir de estos experimentos que un aglutinante que comprende gelatina y un éster de ácido graso de glicerol cura a temperaturas bajas.

Tabla 1 -1: Aglutinante de referencia según la técnica anterior

Tabla 1-2: Hidrocoloide, reticulante, aceite mineral o éster de ácido graso de glicerol

[a] De hidrocoloide. [b] De hidrocoloide reticulante.

Tabla 1-3: Hidrocoloide, reticulante, éster de ácido graso de glicerol

[a] De hidrocoloide. [b] De hidrocoloide reticulante.

Tabla 1-4: Hidrocoloide, reticulante, éster de ácido graso de glicerol

[a] De hidrocoloide. [b] De hidrocoloide reticulante.

Claims

REIVINDICACIONES

i . Un producto de lana mineral que comprende fibras minerales unidas por un aglutinante resultante del curado de una composición aglutinante que comprende al menos dos hidrocoloides, en donde un hidrocoloide es gelatina y el al menos otro hidrocoloide se selecciona del grupo que consiste en pectina, almidón, alginato, agar agar, carragenina, goma gelana, goma guar, goma arábiga, goma de algarrobo, goma xantano, derivados de celulosa tales como carboximetilcelulosa, arabinoxilano, celulosa, curdlano, p-glucano, en el que la gelatina está presente en una cantidad del 10 al 95 % en peso, tal como del 20 al 80 % en peso, tal como del 30 al 70 % en peso, tal como del 40 al 60 % en peso, con respecto al peso de los hidrocoloides, y al menos un éster de ácido graso de glicerol.
2. Un producto de lana mineral según la reivindicación 1, en donde la loss on ignition (pérdida por ignición -LOI) se encuentra dentro del intervalo del 0,1 al 25,0 %, tal como del 0,3 al 18,0 %, tal como del 0,5 al 12,0 %, tal como del 0,7 al 8,0 % en peso.
3. Un producto de lana mineral según cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, en donde el aglutinante no está reticulado.
4. Un producto de lana mineral según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el aglutinante está reticulado.
5. Un producto de lana mineral según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el aglutinante resulta del curado de una composición aglutinante en la cual el un hidrocoloide y el al menos otro hidrocoloide tienen cargas complementarias.
6. Un producto de lana mineral según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el al menos un éster de ácido graso de glicerol está en forma de un aceite vegetal y/o aceite animal.
7. Un producto de lana mineral según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el al menos un éster de ácido graso de glicerol es un aceite de origen vegetal.
8. Un producto de lana mineral según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el al menos un éster de ácido graso de glicerol se selecciona de uno o más componentes del grupo que consiste en aceite de linaza, aceite de oliva, aceite de tung, aceite de coco, aceite de cáñamo, aceite de semilla de colza, y aceite de girasol.
9. Un producto de lana mineral según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el al menos un éster de ácido graso de glicerol está en forma de un aceite animal, tal como aceite de pescado.
10. Un producto de lana mineral según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el al menos un éster de ácido graso de glicerol comprende un aceite vegetal y/o aceite animal que tiene un número de yodo de >75, tal como de 75 a 180, tal como >130, tal como de 130 a 180.
11. Un producto de lana mineral según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el al menos un éster de ácido graso de glicerol comprende un aceite vegetal y/o aceite animal que tiene un número de yodo de <100, tal como <25.
12. Un producto de lana mineral según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el contenido del éster de ácido graso de glicerol es del 0,5 al 40, tal como del 1 al 30, tal como del 1,5 al 15, tal como del 3 al 10, tal como del 4 al 7,5 % en peso, sobre la base seca de hidrocoloide.
13. Un producto de lana mineral según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la loss on ignition (pérdida por ignición - LOI) está dentro del intervalo del 0,1 al 25,0 %, tal como del 0,3 al 18,0 %, tal como del 0,5 al 12,0 %, tal como del 0,7 al 8,0 % en peso.
14. Un producto de lana mineral según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el aglutinante resulta del curado de una composición aglutinante a una temperatura menor que 95 0C, tal como de 5 95 0C, tal como de 10-80 0C, tal como de 20-60 0C, tal como de 40-50 0C.
15. Un producto de lana mineral según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el aglutinante resulta del curado de una composición aglutinante, que no es una composición aglutinante termoestable.
16. Un producto de lana mineral según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el aglutinante resulta de una composición aglutinante que no contiene un ácido poli(met)acrílico, una sal de un ácido poli(met)acrílico o un éster de un ácido poli(met)acrílico.
17. Un producto de lana mineral según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el aglutinante resulta del curado de una composición aglutinante, que está exenta de formaldehído.