RS62324B1

RS62324B1 - Sastav veziva za mineralna vlakna koja se sastoje od najmanje jednog hidrokoloida

Info

Publication number: RS62324B1
Application number: RS20211136A
Authority: RS
Inventors: Thomas Hjelmgaard
Original assignee: Rockwool Int
Priority date: 2016-05-13
Filing date: 2017-05-11
Publication date: 2021-10-29
Also published as: CN109153604A; EP3455058B1; FI3621933T3; RU2018144079A3; CN117164251A; RU2018144074A3; LT3455184T; CN109153224A; RS61867B1; DK3455425T3; RU2018144083A; US20230166492A1; EP3455067B8; EP3455184A1; RU2018144069A; US20250326217A1; WO2017194724A2; RS61928B1; EP3455183B1; CN109153605A

Description

Oblast pronalaska

Ovaj pronalazak odnosi se na proizvod od mineralne vune vezan vezivom.

Pozadina pronalaska

Proizvodi od mineralnih vlakana sastoje se od sintetičkih staklenih vlakana (MMVF) kao što su, na primer, staklena vlakna, keramička vlakna, bazaltna vlakna, vuna od zgure, mineralna vuna i kamena vuna, koji su vezani sušenim termoreaktivnim polimernim vezivnim materijalom. Kada se koriste u proizvodima za toplotnu ili zvučnu izolaciju, prostirke od vezanih mineralnih vlakana se generalno proizvode pretvaranjem rastopa proizvedenog od odgovarajućih sirovina u vlakna na konvencionalni način, na primer korišćenjem procesa sa rotirajućim čašicama ili kaskadnim rotorom. Vlakna se uduvavaju u sabirnu komoru i, dok lete u vazduhu i dok su još vruća, prskaju se rastvorom veziva i nasumično slažu na pokretnu traku kao prostirka ili mreža. Prostirka od vlakana se potom prenosi do peći za sazrevanje gde se zagrejani vazduh uduvava kroz prostirku radi sušenja veziva i krutog vezivanja mineralnih vlakana.

U prošlosti, kao smole za vezivanje najčešće su se koristile fenol-formaldehidne smole koje se mogu ekonomično proizvesti i proširiti ureom pre nego što se upotrebe kao veziva. Međutim, postojeći i predloženi propisi koji imaju za cilj smanjivanje ili eliminisanje emisija formaldehida doveli su do razvoja veziva koja ne sadrže formaldehid, kao što su, na primer, sastavi veziva zasnovani na polikarboksidnim polimerima i poliolima ili poliaminima, kako je navedeno u EP-A-583086, EP-A-990727, EP-A-1741726, US-A-5,318,990 i US-A-2007/0173588.

Druga grupa veziva koja ne sadrže fenol-formaldehide jesu proizvodi reakcije dodavanja/eliminacija alifatnih i/ili aromatičnih anhidrida sa alkanolaminima, npr. kako je navedeno u WO 99/36368, WO 01/05725, WO 01/96460, WO 02/06178, WO 2004/007615 i WO 2006/061249. Ova veziva su rastvorljiva u vodi i imaju odlične vezivne karakteristike u pogledu brzine sušenja i zapreminske mase pri sušenju. WO 2008/023032 otkriva veziva modifikovana ureom takvog tipa koji daje proizvode od mineralne vune sa smanjenom sposobnošću upijanja vlage.

S obzirom na to da su neki od polaznih materijala korišćenih u proizvodnji ovih veziva veoma skupe hemikalije, postoji potreba za obezbeđivanjem veziva koja ne sadrže formaldehid, a koja se mogu ekonomično proizvoditi.

Dalji uticaj u vezi sa prethodno poznatim sastavima veziva za mineralna vlakna na vodenoj bazi je da najmanje većina polaznih materijala korišćenih u proizvodnji ovih veziva potiče od fosilnih goriva. Primetan je trend među potrošačima da traže proizvode koji su potpuno ili barem delimično proizvedeni od obnovljivih materijala, pa stoga postoji potreba za obezbeđivanjem veziva za mineralnu vunu koja su barem delimično proizvedena od obnovljivih materijala.

Dalji uticaj u vezi sa prethodno poznatim sastavima veziva za mineralna vlakna na vodenoj bazi jeste da ona sadrže komponente koje su korozivne i/ili štetne. Ovo zahteva primenu zaštitnih mera na mašinama koje se koriste u proizvodnji proizvoda od mineralne vune kako bi se sprečila korozija, a takođe zahteva i primenu zaštitnih mera za lica koja rukuju ovim mašinama. To dovodi do povećanja troškova i zdravstvenih problema, pa stoga postoji potreba za obezbeđivanjem sastava veziva za mineralna vlakna sa smanjenim sadržajem korozivnih i/ili štetnih materijala.

Još jedan uticaj u vezi sa prethodno poznatim sastavima veziva za mineralna vlakna na vodenoj bazi je da se ova veziva konvencionalno dovode u vezu sa ogromnom opremom za sušenje veziva. Oprema za sušenje je najčešće peć koja radi na temperaturama daleko višim od 100 °C, na primer oko 200 °C. Sastavi veziva koji se mogu sušiti u ovim uslovima su duroplastični sastavi veziva. Peć u dužinu ima nekoliko metara kako bi u nju mogla da stane mreža koja se neprekidno doprema u peć, te kako bi se obezbedilo da je mreža potpuno osušena kada izlazi iz peći. Takva peć i oprema se često povezuju sa velikom potrošnjom električne energije.

Referenca EP 2424886 B1 (Dynea OY) opisuje kompozitni materijal koji se sastoji od smole sa sposobnošću međusobnog umrežavanja proteinskog materijala. U tipičnoj verziji izvedbe, kompozitni materijal je liveni kalup koji se sastoji od neorganskog filera, kao što je pesak i/ili drvo, i proteinskog materijala, kao i od enzima prikladnih za međusobno umrežavanje proteinskog materijala. Proizvod od mineralne vune nije opisan u EP 2424886 B1.

Referentni dokument autora C. Peña, K. de la Caba, A. Eceiza, R. Ruseckaite, I.

Mondragon u Biores. Tehnol.2010, 101, 6836-6842 bavi se zamenom plastičnih folija koje nisu biorazgradive sa obnovljivim sirovinama koje potiču od biljaka i otpada iz mesne industrije. U ovoj vezi, ova referenca opisuje korišćenje hidrolizabilnog tanina iz kestena za modifikovanje želatina kako bi se dobile folije. Referenca ne opisuje veziva, a naročito ne veziva za mineralnu vunu.

US 3411972 je usmeren na metodu oblikovanja želatinskih proizvoda koja obuhvata oblikovanje smeše hemijski neproreagovalog želatina i polifunkcionalnog organskog polimera bez halogena da bi se dobio tvrd, čvrst materijal za izgradnju.

Sartukui Havier et al. opisuju u Colloids and Surfaces B, Biointerfaces, Elsevier, vol.145, 9 May 2016, pages 382-391, sastav koji sadrži vodu, želatin i taninsku kiselinu koja se koristi za vezivanje hidroksiapatitnih nano-štapića.

EP 2738232 Al je usmeren na adhezivni sastav koji sadrži tanin koji se može hidrolizovati i najmanje jedan biopolimer koji se koristi za drvo.

Amid B. Broderick et al. opisuju u Journal of Medical Materials Research, vol.72B, no.

1, 15 October 2004, pages 37-42, sastav koji sadrži vodu, želatin, regulatore pH vrednosti i transglutaminazu.

DE 4130077 A1 je usmeren na dimenzioniranje sastava za staklena vlakna koji treba da unapredi trajnost tih vlakana u agresivnom okruženju. Prema primerima navedenim u ovom dokumentu, dimenzioniranje sastava koji se sastoji od želatina primenjuje se na staklena vlakna i potom suši na 130 °C.

WO 2010/125163 A1 odnosi se na kompozitni materijal koji sadrži filer i smolu koja se sastoji od proteinskog materijala a koji su međusobno umreženi enzimima, i na enzime prikladne za takvo međusobno umrežavanje. Kao primeri filera između ostalog se pominju kamena vlakna. U primeru, želatin se koristi u kompozitnom materijalu. Kompozitni materijal se smatra korisnim za izradu kalupa za livnice ili drvenih ploča. WO 2010/132641 A1 se odnosi na sastav vodenog veziva za upotrebu u formiranju izolacije od fiberglasa i netkanih prostirki koje sadrže najmanje jednu biomasu na bazi proteina; i najmanje jedno sredstvo za podešavanje pH.

US 2011/200814 A1 opisuje disperziju vodenog veziva za upotrebu u formiranju vlaknastih mineralnih proizvoda, disperziju veziva koje sadrži vezivo na biološkoj osnovi, uključujući nutrijent; i biocid, pri čemu nutrijent može biti ugljeni hidrat odabran između skroba, maltodekstrina i pektina.

WO 2011/002730 A1 odnosi se na sastav vodenog veziva za upotrebu u formiranju izolacije od fiberglasa i netkanih prostirki koje sadrže najmanje jedan modifikovani skrob; i najmanje jedno sredstvo za spajanje silana.

Sažetak pronalaska

Predmet ovog pronalaska jeste da pruži proizvod od mineralne vune koji se vezuje sastavom veziva koji je naročito pogodan za vezivanje mineralnih vlakana, koristi obnovljive materijale kao polazne materijale, smanjuje ili eliminiše korozivne i/ili štetne materijale.

Sastav veziva ne zahteva visoku temperaturu za sušenje i stoga eliminiše potrebu za korišćenjem visoke temperature u proizvodnji proizvoda koji je vezan vezivom.

U skladu sa ovim pronalaskom, dobija se proizvod od mineralne vune koji sadrži mineralna vlakna vezana vezivom dobijenim sušenjem sastava veziva koji sadrži najmanje dva hidrokoloida, gde je jedan hidrokoloid želatin i najmanje jedan drugi hidrokoloid je izabran iz grupe koju čine pektin, skrob, alginat, agar, karagenan, gelan guma, guar guma, arapska guma, karuba guma, ksantan guma, derivati celuloze kao što su karboksimetil celuloza, arabinoksilan, celuloza, kurdlan, β-glukan, u kojem je želatin prisutan u količini od 10 do 95 mas%, kao što je 20 do 80 mas%, kao što je 30 do 70 mas%, kao što je 40 do 60 mas%, na osnovu težine hidrokoloida.

Otkriven je način proizvodnje proizvoda od mineralne vune koji uključuje korake kontakta mineralnih vlakana sa sastavom veziva koje sadrži najmanje jedan hidrokoloid.

Otkrivena je upotreba hidrokoloida u vezivu za proizvodnju proizvoda od mineralne vune. Otkriven je metod vezivanja površina dva ili više elemenata, gde je najmanje jedan od dva ili više elemenata element mineralne vune, gde se navedeni elementi vezuju vezivom za mineralnu vunu, gde se metod sastoji od sledećih koraka:

- pružanje dva ili više elemenata,

- primena lepila na jednu ili više površina koje se vezuju pre, tokom ili nakon kontakta površina koje se međusobno vezuju,

- sušenje lepila, gde lepilo sadrži

- najmanje jedan hidrokoloid.

Navedeni pronalazači su iznenađujuće otkrili da je moguće dobiti proizvod od mineralne vune koji sadrži mineralna vlakna vezana vezivom dobijenim sušenjem sastava veziva, pri čemu se sastav veziva može proizvesti od obnovljivih materijala i u velikoj meri ne sadrži ili sadrži samo u manjoj meri bilo koja korozivna i/ili štetna sredstva, a proizvodnja proizvoda od mineralne vune ne dovodi do zagađenja kao što su VOC (isparljiva organska jedinjenja) tokom pripreme.

Pronalazači ovog pronalaska su takođe iznenađujuće utvrdili da je moguće međusobno vezati površine elemenata mineralne vune ili vezati jedan ili više elemenata mineralne vune sa drugim elementom primenom opisane metode.

Opis poželjne izvedbe

Otkriveni sastav veziva sadrži najmanje komponente opisane u zahtevu 1 u zahtevanom procentu.

U poželjnoj verziji izvedbe, otkrivena veziva ne sadrže formaldehid.

Za potrebe ovog zahteva, termin „ne sadrži formaldehid“ definiše se tako da karakteriše proizvod od mineralne vune u kojem je emisija manja od 5 µg/m<2>/h formaldehida iz proizvoda od mineralne vune, poželjno manja od 3 µg/m<2>/h. Poželjno, test se izvodi u skladu sa ISO 16000 za testiranje emisija aldehida.

Iznenađujuća prednost izvedbe proizvoda od mineralne vune kako je otkriveno leži u tome što pokazuju karakteristiku samoobnavljanja. Nakon izlaganja veoma teškim uslovima u kojima proizvodi od mineralne vune gube deo svoje čvrstoće, proizvodi od mineralne vune proizvedeni po ovom pronalasku mogu da povrate deo svoje prvobitne čvrstoće, čitavu prvobitnu čvrstoću ili da je čak premaše. U jednoj verziji izvedbe, čvrstoća nakon odležavanja je najmanje 80%, kao što je najmanje 90%, kao što je najmanje 100%, kao što je najmanje 130%, kao što je najmanje 150% neodležale čvrstoće. Ovo je u suprotnosti sa konvencionalnim proizvodima od mineralne vune kod kojih je gubitak čvrstoće nakon izlaganja teškim uslovima okruženja nepovratan. Iako ne žele da se vežu za bilo koju određenu teoriju, pronalazači ovog pronalaska veruju da je ova iznenađujuća karakteristika proizvoda od mineralne vune proizvedenih prema ovom pronalasku posledica složene prirode veza koje se formiraju u mreži sastava sušenog veziva, kao što su proteini međusobno vezani fenolom i/ili hinonom koji sadrži jedinjenje ili su međusobno povezani enzimom, koje takođe sadrži kvaternarne strukture i vodonične veze i omogućava uspostavljanje veza u mreži nakon vraćanja u normalne uslove okruženja. Kod proizvoda koji se koriste kao izolacija, a koji su, kada se na primer koriste kao izolacija krova izloženi veoma visokim temperaturama tokom leta, ovo predstavlja važnu prednost za dugoročnu stabilnost proizvoda.

Hidrokoloid

Hidrokoloidi su hidrofilni polimeri poreklom od povrća, životinja, mikroba ili sintetičkog porekla, koji generalno sadrže brojne hidroksilne grupe i mogu da budu polielektroliti. Često se koriste za kontrolu funkcionalnih karakteristika vodenih prehrambenih proizvoda.

Hidrokoloidi mogu da budu proteini ili polisaharidi i potpuno su ili delimično rastvorljivi u vodi, koriste se prvenstveno za povećanje viskoziteta neprekidne (vodene) faze, tj. kao sredstvo za želiranje ili zgušnjavanje. Takođe mogu da se koriste kao emulzifikatori zbog njihovog stabilizacionog dejstva na emulzije koje potiče od povećanja viskoznosti vodene faze.

Hidrokoloid se obično sastoji od smeša sličnih, ali ne identičnih molekula i potiče iz različitih izvora i metoda pripreme. Toplotna obrada i, na primer, sadržaj soli, pH vrednost i temperatura utiču na fizička svojstva koja manifestuju. Opis hidrokoloida često prikazuje idealizovane strukture, međutim, kako su to prirodni proizvodi (ili derivati) sa strukturama koje su određene, na primer, stohastičkim enzimskim delovanjem, a koje nisu precizno utvrđene genetskim kodom, struktura može da se razlikuje od idealizovane strukture.

Mnogi hidrokoloidi su polielektroliti (na primer, alginat, želatin, karboksimetil celuloza i ksantan guma).

Polielektroliti su polimeri u kojima značajan broj ponavljajućih jedinica nosi elektrolitnu grupu. Polikatjoni i polianjoni su polielektroliti. Ove grupe se razdvajaju u vodenim rastvorima (vodi), zbog čega su polimeri pod nabojem. Svojstva polielektrolita su stoga slična elektrolitima (solima) i polimerima (jedinjenja velike molekularne težine) i ponekad se nazivaju polisolima.

Grupe pod nabojem obezbeđuju jaku hidraciju, naročito prema principu po molekulu. Prisustvo kontrajona i kojona (jona sa istim nabojem kao polielektrolit) dovodi do složenog ponašanja koje je specifično za jon.

Udeo kontrajona ostaje usko povezan sa polielektrolitom, koji je zarobljen u svom elektrostatičkom polju i tako smanjuje njihovu aktivnosti i mobilnost. U jednoj verziji izvedbe, sastav veziva sadrži jedan ili više kontrajona izabranih iz grupe Mg2+, Ca2+, Sr2+, Ba2+.

Druga karakteristika polielektrolita je veća gustina linearnog naboja (broj grupa pod nabojem po jedinici dužine).

Generalno, neutralni hidrokoloidi su manje rastvorljivi, dok su polielektroliti rastvorljiviji.

Mnogi hidrokoloidi takođe gel. Gelovi su mreže koje sadrže tečnu vodu i čije ponašanje podseća na ponašanje čvrstih materija sa karakterističnom čvrstoćom u zavisnosti od njihove koncentracije, i tvrdoćom i krtošću u zavisnosti od prisutne strukture hidrokoloida.

Hidrogelovi su hidrofilni međusobno umreženi polimeri koji mogu da nabubre apsorpcijom i da drže velike količine vode. Naročito su poznati zbog njihove upotrebe u sanitarnim proizvodima. Često korišćeni materijali koriste poliakrilate, ali hidrogelovi mogu da se sastoje od međusobno umreženih rastvorljivih hidrokoloida kako bi se dobio nerastvorljiv, ali elastičan i hidrofilan polimer.

Primeri hidrokoloida uključuju: Agar agar, alginat, arabinoksilan, karagenan, karboksimetilceluloza, celuloza, kurdlan, želatin, gelan, β-glukan, guar guma, arapska guma, karuba guma, pektin, skrob, ksantanska guma. U jednoj verziji izvedbe, najmanje jedan hidrokoloid je izabran iz grupe koju čine želatin, pektin, skrob, alginat, agar agar, karagenan, gelan guma, guar guma, arapska guma, karuba guma, derivati celuloze kao što su karboksimetil celuloza, arabinoksilan, celuloza, kurdlan, β-glukan.

Primeri polielektrolitnih hidrokoloida uključuju: želatin, pektin, alginat, karagenan, arapsku gumu, ksantan gumu, derivate celuloze kao što je karboksimetil celuloza.

Najmanje jedan hidrokoloid je polielektrolitni hidrokoloid, prvenstveno želatin, te služi za oblikovanje gela.

U jednoj verziji izvedbe, najmanje jedan hidrokoloid koristi se u formi soli, kao što je so Na+, K+, NH4+, Mg2+, Ca2+, Sr2+, Ba2+.

Želatin

Želatin se dobija hemijskom degradacijom kolagena. Želatin je rastvorljiv u vodi i ima molekulsku masu od 10.000 do 500.000 g/mol, kao što je 30.000 do 300.000 g/mol u zavisnosti od stepena hidrolize. Želatin je prehrambeni proizvod koji se često koristi i opšte je prihvaćeno da je ovo jedinjenje potpuno netoksično, pa stoga ne postoje mere opreza koje treba primenjivati prilikom rukovanja želatinom.

Želatin je heterogena smeša jednolančanih ili višelančanih polipeptida, najčešće sa spiralnom strukturom. Naročito, trostruka spirala kolagena tipa I dobijena iz kože i kostiju, kao izvora želatina, sastoji se od dva α1(I) i jednog α2(I) lanca.

Rastvori želatina mogu da prođu kroz tranziciju namotaj-spirala.

Želatini tipa A dobijaju se kiselinskom obradom. Želatini tipa B dobijaju se baznom obradom.

U želatin mogu biti uvedene hemijske međuveze. U jednoj izvedbi, transglutaminaze se koriste za povezivanje lizina sa ostacima glutamina; u jednoj izvedbi, glutaraldehid se koristi za povezivanje lizina sa lizinom, u jednoj izvedbi, tanini se koriste za povezivanje ostataka lizina.

Želatin se takođe može dalje hidrolizovati u manje fragmente do 3000 g/mol.

Po hlađenju rastvora želatina, mogu se formirati kolagenske spirale.

Drugi hidrokoloidi mogu da sadrže spiralne strukture, kao što su kolagenske spirale. Želatin može da formira spiralne strukture.

U jednoj verziji izvedbe, sušeno vezivo sastoji se od hidrokoloida sa spiralnim strukturama. U jednoj verziji izvedbe, najmanje jedan hidrokoloid je želatin male čvrstoće, kao što je želatin sa čvrstoćom gela između 30 i 125 bluma.

U jednoj verziji izvedbe, najmanje jedan hidrokoloid je želatin srednje čvrstoće, kao što je želatin sa čvrstoćom gela između 125 i 180 bluma.

U jednoj izvedbi, najmanje jedan hidrokoloid je želatin velike čvrstoće, kao što je želatin sa čvrstoćom gela između 180 i 300 bluma.

U poželjnoj izvedbi, poželjno je da želatin potiče iz jednog ili više izvora iz grupe koja uključuje vrste sisara, ptica, kao što su krave, svinje, konji, živina i/ili iz krljušti, kože ribe.

U jednoj izvedbi, u sastav veziva se može dodati urea prema ovom otkriću. Pronalazači su utvrdili da dodavanje čak i malih količina uree dovodi do denaturacije želatina, koja može da uspori želiranje, što može da bude poželjno u nekim verzijama izvedbe. Dodavanje uree takođe može da dovede do omekšavanja proizvoda.

Pronalazači su utvrdili da grupe karboksilne kiseline u želatinima postižu jaku interakciju sa trivalentnim i tetravalentnim jonima, na primer sa solima aluminijuma. Ovo je naročito tačno za želatine tipa B koji sadrže više grupa karboksilne kiseline od želatina tipa A.

Navedeni pronalazači su utvrdili da u nekim verzijama izvedbe sušenje sastava veziva kako je navedeno, uključujući želatin, ne treba da počne pri veoma visokim temperaturama.

Pronalazači su utvrdili da započinjanje sušenja na niskim temperaturama može da dovede do snažnijih proizvoda. Bez vezivanja za bilo koju određenu teoriju, pronalazači pretpostavljaju da započinjanje sušenja na visokim temperaturama može da dovede do nastanka neprobojnog spoljašnjeg omotača sastava veziva koji ometa izlazak vode iz unutrašnjosti omotača.

Iznenađujuće, opisana veziva, uključujući želatine, veoma su otporna na toplotu.

Navedeni pronalazači su utvrdili da u nekim verzijama izvedbe sušena veziva mogu da izdrže temperature do 300 °C bez degradacije.

Pektin

Pektin je heterogeno grupisanje kiselih strukturnih polisaharida koji se mogu pronaći u voću i povrću, a koji formiraju kiselo-stabilne gelove.

Generalno, pektini nemaju precizne strukture; umesto toga, mogu da sadrže do 17 različitih monosaharida i preko 20 vrsta različitih umrežavanja. Ostaci D-galakturonske kiseline čine većinu molekula.

Jačina gela se povećava sa povećanjem koncentracije Ca2+ ali se smanjuje sa povećanjem temperature i kiselosti (pH < 3).

Pektin može da formira spiralne strukture.

Sposobnost želiranja di-katjona je slična onoj koja se primećuje kod alginata (za Mg2+ je mnogo manja nego za Ca2+, za Sr2+ je manja nego za Ba2+).

Alginat

Alginati su strukturni polisaharidi koje proizvodi smeđa morska trava.

Alginati su linearni nerazgranati polimeri koji sadrže ostatke β-(1,4)-povezane D-manuronske kiseline (M) i α-(1,4)-povezane L-guluronske kiseline (G). Alginat takođe može da bude bakterijski alginat, kao što su oni kod kojih je izvršena dodatna O-acetilacija. Alginati nisu nasumični kopolimeri već, prema izvornoj algi, sastoje se od blokova sličnih i strogo naizmeničnih ostataka (tj. MMMMMM, GGGGGG i GMGMGMGM), od kojih svaki ima različite preferencije u pogledu oblika i ponašanja. Alginati mogu da se pripreme sa širokim spektrom prosečnih molekularnih težina (50–100000 ostataka). Slobodne karboksilne kiseline imaju molekul vode H3O+ koji je čvrsto vezan za karboksilat vodoničnom vezom. Ca2+ joni mogu da zamene ovu vodoničnu vezu, stehiometrijski vezujući guluronatne ali ne manuronatne lance u takozvani oblik kutije za jaja. Rekombinantne epimeraze sa različitim specifičnostima mogu da se koriste za proizvodnju dizajnerskih alginata.

Alginat može da formira spiralne strukture.

Karagenan

Karagenan je zbirni termin koji označava strukturne polisaharide pripremljene alkalnom ekstrakcijom (i modifikacijom) iz crvene morske trave.

Karagenani su linearni polimeri oko 25.000 derivata galaktoze sa redovnim ali nepreciznim strukturama koje zavise od izvora i uslova ekstrakcije.

κ-karagenan (kapa karagenan) proizvodi se eliminacijom baza iz µ-karagenana izolovanog prvenstveno iz tropske morske trave Kappaphycus alvarezii (poznate i kao Eucheuma cottonii).

ι-karagenan (jota karagenan) proizvodi se eliminacijom baza iz v-karagenana izolovanog prvenstveno iz filipinske morske trave Eucheuma denticulatum (poznate i kao Spinosum).

λ-karagenan (lambda karagenan) (izolovan prvenstveno iz Gigartina pistillata ili Chondrus crispus) pretvara se u θ-karagenan (teta karagenan) eliminacijom baza, ali u mnogo sporijem procesu nego što je onaj koji dovodi do proizvodnje ι-karagenana i κ-karagenana.

Najjači gelovi κ-karagenana se formiraju sa K+ umesto sa Li+, Na+, Mg2+, Ca2+, ili Sr2+.

Svi karagenani mogu da formiraju spiralne strukture.

Arapska guma

Arapska guma je složena i promenjiva smeša arabinogalaktanskih oligosaharida, polisaharida i glikoproteina. Arapska guma se sastoji od smeše polisaharida niže relativne molekularne mase i glikoproteina bogatih hidroksiprolinom veće molekularne težine sa velikom promenjivošću.

Arapska guma ima istovremeno prisustvo hidrofilnih ugljenih hidrati i hidrofobnih proteina.

Ksantan guma

Ksantan guma je mikrobni polimer otporan na dehidraciju pripremljen od Xanthomonas campestris npr. fermentacijom aerobnim potapanjem.

Ksantan guma je anjonski polielektrolit sa osnovom od β-(1,4)-D-glukopiranoze glukana (kao celulozom) sa bočnim lancima od -(3,1)-α-vezane D-manopiranoze-(2,1)-β-D-glukuronske kiseline-(4,1)-β-D-manopiranoze ili naizmeničnih ostataka.

Prirodno stanje ksantan gume predloženo je kao bimolekularna antiparalelna dvostruka spirala. Konverzija između naloženog oblika sa dvostrukom spiralom i pojedinačnog fleksibilnijeg produženog lanca može da se desi između 40 °C i 80 °C. Ksantan gume mogu da formiraju spiralne strukture.

Ksantan guma može da sadrži celulozu.

Derivati celuloze

Primer derivata celuloze je karboksimetil celuloza.

Karboksimetil celuloza (CMC) je hemijski modifikovani derivat celuloze koji nastaje u reakciji sa alkalijama i hlorosirćetnom kiselinom.

Struktura CMC zasniva se na polimeru celuloze β-(1,4)-D-glukopiranoze. Različiti preparati mogu da imaju različite stepene zamene, ali su generalno u rasponu 0,6–0,95 derivata po monomernoj jedinici.

Agar

Agar je strukturni polisaharid pripremljen od iste porodice crvenih morskih trava (Rhodophycae) kao što je karagenan. U komercijalne svrhe dobija se iz vrsta Gelidium i Gracilariae.

Agar se sastoji od mešavine agaroze i agaropektina. Agaroza je linearni polimer relativne molekularne mase (molekularne težine) od oko 120.000, zasnovan na jedinici -(1,3)-β-D-galaktopiranoza-(1,4)-3,6-anhidro-α-L-galaktopiranoze. Agaropektin je heterogena mešavina sitnijih molekula koji se javljaju u manjim količinama.

1

Agar može da formira spiralne strukture.

Arabinoksilan

Arabinoksilani se prirodno nalaze u mekinjama trava iz porodice Graminiae.

Arabinoksilani se sastoje od tragova α-L-arabinofuranoze spojenih kao granske tačke na β-(1,4)-povezane osnovne lance polimerne D-ksilopiranoze.

Arabinoksilan može da formira spiralne strukture.

Celuloza

Celuloza je strukturni polisaharid koji se nalazi u biljkama u formi mikrofibrila (prečnika 2–20 nm i dužine 100–40000 nm). Celuloza se prvenstveno proizvodi od drvene pulpe. Celuloza se takođe proizvodi u veoma hidriranoj formi pomoću određenih bakterija (na primer Acetobacter xylinum).

Celuloza je linearni polimer jedinica β-(1,4)-D-glukopiranoze u 4C1 konformaciji. Postoje četiri kristalne forme, Iα, Iβ, II i III.

Derivati celuloze mogu da uključuju metil celulozu, hidroksipropil metilcelulozu, hidroksietil metilcelulozu, hidroksietil celulozu, hidroksipropil celulozu.

Kurdlan

Kurdlan je polimer komercijalno pripremljen od mutiranog soja Alcaligenes faecalis var. myxogenes. Kurdlan (kurdlan guma) ima umerenu relativnu molekularnu masu, nerazgranat linearni 1,3 β-D glukan bez bočnih lanaca.

Kurdlan može da formira spiralne strukture.

Kurdlan guma je nerastvorljiva u hladnoj vodi, već se vodeni rastvor plastificira i kratko rastvara pre nego što se dobije reverzibilni gel pri zagrevanju na oko 55 °C. Zagrevanjem na višim temperaturama dobija se otporniji nereverzibilni gel koji ostaje postojan nakon hlađenja.

Skleroglukan je takođe 1,3 β-D glukan ali sadrži dodatne 1,6 β-veze koje prenose rastvorljivost na sobnoj temperaturi.

Gelan

Gelan guma je linearni tetrasaharid 4)-L-ramnopiranozil-(α-1,3)-D-glukopiranozil-(β-1,4)-D-glukuronopiranozil-(β-1,4)-D-glukopiranozil-(β-1, sa O(2) L-glicerilom i O(6) acetil supstituentima na 3-vezanoj glukozi.

Gelan može da formira spiralne strukture.

β-Glukan

β-Glukani se nalaze u mekinjama trava iz porodice Gramineae.

β-Glukani sastoje se od linearnih nerazgranatih polisaharida vezanih jedinica β-(1,3)- i β-(1,4)-D-glukopiranoze u neponavljajućem ali ne nasumičnom redosledu.

Guar guma

Guar guma (poznata i kao guaran) jeste rezervni polisaharid (semeno brašno) dobijen iz semena leguminoznog žbuna Cyamopsis tetragonoloba.

Guar guma je galaktomananan slična karuba gumi, koja se sastoji od (1,4)- vezane osnove β-D-manopiranoze sa razgranatim delovima iz 6-pozicija vezanim na α-D-galaktozu (preciznije, 1,6-vezanu-α-D-galaktopiranozu).

Guar guma se sastoji od nejonskog polidisperznog polimera štapičastog oblika.

Za razliku od karuba gume, ne formira gelove.

Karuba guma

Karuba guma (poznata i kao rogačeva guma i karubin) jeste rezervni polisaharid (semeno brašno) dobijeno iz semena drveta rogač (Ceratonia siliqua).

Karuba guma je galaktomananan slična guar gumi, koja se sastoji od (1,4)- vezane osnove β-D-manopiranoze sa razgranatim delovima iz 6-pozicija vezanim na α-D-galaktozu (preciznije, 1,6-vezanu-α-D-galaktopiranozu).

Karuba guma je polidisperzitet koji se sastoji od nejonskih molekula.

Skrob

Skrob sadrži dve vrste molekula, amilozu (najčešće 20–30%) i amilopektin (najčešće 70–80%). Oba se sastoje od polimera jedinica α-D-glukoze u 4C1 konformaciji. Kod amiloze, oni su povezani -(1,4)-, sa prstenom atoma kiseonika koji se svi nalaze na istoj strani, dok je kod amilopektina oko jednog ostatka na svakih dvadeset ili nešto takođe vezano -(1,6)- da formira razgranate delove. Odgovarajući odnosi amiloze prema amilopektinu i -(1,6)-razgranate tačke zavise od izvora skroba. Skrob može da se dobije iz kukuruza, pšenice, krompira, tapioke i pirinča. Amilopektin (bez amiloze) može se izolovati iz

„voštanog“ kukuruznog skroba, dok se amiloza (bez amilopektina) najbolje izoluje nakon naročito hidrolize amilopektina sa pululanazom.

Amiloza može da formira spiralne strukture.

U jednoj verziji izvedbe, jedan hidrokoloid je funkcionalni derivat skroba, kao što je umreženi, oksidovani, acetilirani, hidroksipropilirani i delimično hidrolizovani skrob.

U okviru pronalaska, sastav veziva sadrži najmanje dva hidrokoloida, gde je jedan hidrokoloid želatin i najmanje jedan drugi hidrokoloid izabran iz grupe koju čine pektin, skrob, alginat, agar agar, karagenan, gelan guma, guar guma, arapska guma, karuba guma, derivati celuloze kao što su karboksimetil celuloza, arabinoksilan, celuloza, kurdlan, βglukan.

U jednoj verziji izvedbe, sastav veziva sastoji se najmanje od dva hidrokoloida, gde je jedan hidrokoloid želatin i najmanje drugi hidrokoloid je pektin. U jednoj verziji izvedbe, sastav veziva sastoji se najmanje od dva hidrokoloida, gde je jedan hidrokoloid želatin i najmanje drugi hidrokoloid je alginat.

U jednoj verziji izvedbe, sastav veziva sastoji se najmanje od dva hidrokoloida, gde je jedan hidrokoloid želatin i najmanje drugi hidrokoloid je karboksimetil celuloza.

Sastav veziva u pronalasku sadrži najmanje dva hidrokoloida, gde je jedan hidrokoloid želatin i gde je želatin prisutan u vodenom sastavu veziva u količini od 10 do 95 mas%, kao što je 20 do 80 mas%, kao što je 30 do 70 mas%, kao što je 40 do 60 mas%, na osnovu težine hidrokoloida.

U jednoj verziji izvedbe, želatin i najmanje drugi hidrokoloid imaju komplementarne naboje. Sastav veziva može da se suši na temperaturi ne većoj od 95 °C, kao što je 5–95 °C, kao što je 10–80 °C, kao što je 20–60 °C, kao što je 40–50 °C.

U jednoj verziji izvedbe, opisani vodeni sastav veziva nije duroplastično vezivo.

Sastav duroplasta je u mekom čvrstom ili viskozno tečnom obliku, poželjno se sastoji od prepolimera, poželjno se sastoji od smole, koja se sušenjem nepovratno pretvara u netopljivu, nerastvorljivu mrežu polimera. Sušenje se najčešće vrši primenom toplote, gde su najčešće potrebne temperature preko 95 °C.

Osušena duroplastična smola naziva se duroplast ili duroplastična plastika/polimer – kada se koristi kao materijal u rasutom stanju u kompozitnom polimeru, onda se navodi kao matrica polimernog duroplasta. U jednoj verziji izvedbe, vodeni sastav veziva prema ovom pronalasku ne sadrži poli(met)akrilnu kiselinu, soli poli(met)akrilne kiseline ili estar poli(met)akrilne kiseline.

U jednoj verziji izvedbe, najmanje jedan hidrokoloid je biopolimer ili modifikovani biopolimer. Biopolimeri su polimeri koje proizvode živa bića. Biopolimeri mogu da sadrže monomerne jedinice koje su kovalentnom vezom vezane tako da čine veće strukture.

Postoje tri glavne klase biopolimera, klasifikovane prema monomernim jedinicama koje su korišćene i strukturi biopolimera koja je formirana:

1

Polinukleotidi (RNA i DNA), koji su dugi polimeri koji se sastoje od 13 ili više nukleotidnih monomera; Polipeptidi, kao što su proteini, koji su polimeri aminokiselina; Polisaharidi, kao što su linearno vezane polimerne strukture ugljenih hidrata.

Polisaharidi mogu da budu linearni ili razgranati; obično su vezani glikozidnim vezama. Pored toga, mnoge jedinice saharida mogu da prođu kroz različite hemijske modifikacije, i mogu da čine deo drugih molekula, kao što su glikoproteini.

U jednoj verziji izvedbe, najmanje jedan hidrokoloid je biopolimer ili modifikovani biopolimer sa indeksom polidisperznosti u pogledu raspodele molekularne mase u vrednosti 1, kao što je 0,9 do 1.

U jednoj verziji izvedbe, sastav veziva dalje sadrži jedinjenje sa najmanje jednim fenolom i/ili hinonom, kao što je tanin izabran iz jedne ili više komponenti iz grupe koja obuhvata taninsku kiselinu, kondenzovane tanine (proantocijanidine), hidrolizabilne tanine, galotanine, elagitanine, složene tanine i/ili tanine koji potiču iz jednog ili više hrasta, kestena, kiselog ruja i velikocvetnog telima.

U jednoj verziji izvedbe, sastav veziva dalje sadrži najmanje jedan enzim izabran iz grupe koja obuhvata transglutaminazu (EC 2.3.2.13), proteinsku disulfid-izomerazu (EC 5.3.4.1), tiol oksidazu (EC 1.8.3.2), polifenol oksidazu (EC 1.14.18.1), naročito katehol oksidazu, tirozin oksidazu i fenoloksidazu, lizil oksidazu (EC 1.4.3.13), i peroksidazu (EC 1.11.1.7).

U jednoj verziji izvedbe, sastav veziva se dalje sastoji od tanina izabranog iz jedne ili više komponenti iz grupe koja obuhvata taninsku kiselinu, kondenzovane tanine (proantocijanidine), hidrolizabilne tanine, galotanine, elagitanine, složene tanine i/ili tanine koji potiču iz jednog ili više hrasta, kestena, kiselog ruja i velikocvetnog telima, poželjno taninska kiselina.

U jednoj verziji izvedbe, sastav veziva dalje sadrži najmanje jedan enzim koji je transglutaminaza (EC 2.3.2.13).

U jednoj verziji izvedbe, vodeni sastav veziva ne sadrži formaldehid.

U jednoj verziji izvedbe, opisani sastav veziva se suštinski sastoji od:

– najmanje jedan hidrokoloid;

- kao opcija najmanje jednog ulja;

- kao opcija najmanje jednog regulatora pH vrednosti;

- kao opcija najmanje jednog sredstva za umrežavanje;

- kao opcija najmanje jednog sredstva protiv obrastanja;

- kao opcija najmanje jednog sredstva protiv bubrenja;

- vode.

U jednoj verziji izvedbe, najmanje jedno ulje je neemulzifikovano ugljovodonično ulje. U jednoj verziji izvedbe, najmanje jedno ulje je emulzifikovano ugljovodonično ulje. U jednoj verziji izvedbe, najmanje jedno ulje je biljno ulje.

U jednoj verziji izvedbe, najmanje jedno sredstvo za umrežavanje je tanin izabran iz jedne ili više komponenti iz grupe koja obuhvata taninsku kiselinu, kondenzovane tanine (proantocijanidine), hidrolizabilne tanine, galotanine, elagitanine, s ložene tanine i/ili tanine koji potiču iz jednog ili više hrasta, kestena, kiselog ruja i velikocvetnog telima.

U jednoj verziji izvedbe, najmanje jedno sredstvo za umrežavanje je enzim izabran iz grupe koja obuhvata transglutaminazu (EC 2.3.2.13), proteinsku disulfid-izomerazu (EC 5.3.4.1), tiol oksidazu (EC 1.8.3.2), polifenol oksidazu (EC 1.14.18.1), naročito katehol oksidazu, tirozin oksidazu i fenoloksidazu, lizil oksidazu (EC 1.4.3.13), i peroksidazu (EC 1.11.1.7).

U jednoj verziji izvedbe, najmanje jedno sredstvo protiv bubrenja je taninska kiselina i/ili tanini. U jednoj verziji izvedbe, najmanje jedno sredstvo protiv obrastanja je antimikrobno sredstvo. Antimikrobna sredstva mogu biti benzoeva kiselina, propionska kiselina, natrijum-benzoat, sorbinska kiselina i kalijum-sorbat za inhibiciju obrastanja ćelijama bakterija i gljivica. Međutim, mogu se koristiti i prirodni biokonzervansi. Smatra se da hitozan poseduje antigljivično i antibakterijsko dejstvo. Najčešće korišćeni biokonzervansi sa antimikrobnim dejstvom jesu lizozim i nizin. Drugi česti biokonzervansi koji se mogu koristiti su bakteriocini, kao što su lakticin i pediocin, i antimikrobni enzimi, kao što su hitinaza i glukoza oksidaza. Takođe, upotreba enzima laktoperoksidaze (LPS) predstavlja antigljivično i antivirusno dejstvo. Takođe se mogu koristiti prirodna antimikrobna sredstva, kao što su tanini, esencijalna ulja ruzmarina i belog luka, ulja origana, limunske trave ili cimeta u različitim koncentracijama.

Proizvod od mineralne vune

Ovaj pronalazak je usmeren na proizvod od mineralne vune koji se sastoji od mineralnih vlakana vezanih vezivom kako je opisano iznad i kako je definisano u zahtevu 1.

U jednoj verziji izvedbe, gubitak žarenjem (LOI) kod proizvoda od mineralne vune prema ovom pronalasku je u rasponu od 0,1 do 25,0%, kao što je 0,3 do 18,0%, kao što je 0,5 do 12,0%, kao što je 0,7 do 8,0% po težini.

U jednoj verziji izvedbe, vezivo nije međusobno umreženo.

U alternativnoj verziji izvedbe, vezivo je međusobno umreženo.

Vezivo je dobijeno sušenjem sastava veziva koji sadrži najmanje dva hidrokoloida, gde je jedan hidrokoloid želatin i najmanje jedan drugi hidrokoloid je izabran iz grupe koju čine pektin, skrob, alginat, agar, karagenan, gelan guma, guar guma, arapska guma, karuba guma, ksantan guma, derivati celuloze kao što su karboksimetil celuloza, arabinoksilan, celuloza, kurdlan, β-glukan, u kojem je želatin prisutan u količini od 10 do 95 mas%, kao što je 20 do 80 mas%, kao što je 30 do 70 mas%, kao što je 40 do 60 mas%, na osnovu težine hidrokoloida.

1

U jednoj verziji izvedbe, vezivo je dobijeno sušenjem sastava veziva u kojem želatin i najmanje drugi hidrokoloid imaju komplementarne naboje.

U jednoj verziji izvedbe, gubitak žarenjem (LOI) je u rasponu od 0,1 do 25,0%, kao što je 0,3 do 18,0%, kao što je 0,5 do 12,0%, kao što je 0,7 do 8,0% po težini.

U jednoj verziji izvedbe, vezivo je dobijeno sušenjem sastava veziva na temperaturi manjoj od 95 °C, kao što je 5–95 °C, kao što je 10–80 °C, kao što je 20–60 °C, kao što je 40–50 °C.

U jednoj verziji izvedbe, vezivo je dobijeno sušenjem sastava veziva koji nije sastav duroplastičnog veziva.

U jednoj verziji izvedbe, vezivo je dobijeno od sastava veziva koji ne sadrži poli(met)akrilnu kiselinu, soli poli(met)akrilne kiseline ili estar poli(met)akrilne kiseline.

U jednoj verziji izvedbe, vezivo je dobijeno sušenjem sastava veziva koje dalje sadrži jedinjenje sa najmanje jednim fenolom i/ili hinonom, kao što je tanin izabran iz jedne ili više komponenti iz grupe koja obuhvata taninsku kiselinu, kondenzovane tanine (proantocijanidine), hidrolizabilne tanine, galotanine, elagitanine, složene tanine i/ili tanine koji potiču iz jednog ili više hrasta, kestena, kiselog ruja i velikocvetnog telima.

U jednoj verziji izvedbe, vezivo je dobijeno sušenjem sastava veziva koje dalje sadrži najmanje jedan enzim izabran iz grupe koja obuhvata transglutaminazu (EC 2.3.2.13), proteinsku disulfid-izomerazu (EC 5.3.4.1), tiol oksidazu (EC 1.8.3.2), polifenol oksidazu (EC 1.14.18.1), naročito katehol oksidazu, tirozin oksidazu i fenoloksidazu, lizil oksidazu (EC 1.4.3.13), i peroksidazu (EC 1.11.1.7).

U jednoj verziji izvedbe, vezivo je dobijeno sušenjem sastava veziva koje dalje sadrži tanin izabran iz jedne ili više komponenti iz grupe koja obuhvata taninsku kiselinu, kondenzovane tanine (proantocijanidine), hidrolizabilne tanine, galotanine, elagitanine, složene tanine i/ili tanine koji potiče iz jednog ili više hrasta, kestena, kiselog ruja i velikocvetnog telima, poželjno taninska kiselina.

U jednoj verziji izvedbe, vezivo je dobijeno sušenjem sastava veziva koje dalje sadrži najmanje jedan enzim koji je transglutaminaza (EC 2.3.2.13).

U jednoj verziji izvedbe, vezivo je dobijeno sušenjem sastava veziva koji ne sadrži formaldehid.

U jednoj verziji izvedbe, vezivo nije međusobno umreženo.

U jednoj verziji izvedbe, vezivo je međusobno umreženo.

Reakcija komponenti veziva

Pronalazači ovog pronalaska utvrdili su da je u nekim izvedbama proizvode od mineralne vune prema ovom pronalasku najbolje proizvesti tako da se vezivo nanosi na

1

mineralna vlakna u kiselim uslovima. Stoga, u poželjnoj verziji izvedbe, vezivo naneto na mineralna vlakna sastoji se od regulatora pH vrednosti, naročito u formi pH pufera.

U poželjnoj verziji izvedbe, vezivo u njegovom nesušenom stanju ima pH vrednost manju od 8, kao što je manje od 7, kao što je manje od 6.

Pronalazači ovog pronalaska utvrdili su u nekim izvedbama da je sušenje veziva dosta ubrzano u alkalnim uslovima. Stoga, u jednoj verziji izvedbe, sastav veziva za mineralna vlakna sadrži regulator pH vrednosti, poželjno u formi baze, kao što je organska baza, kao što su amini ili njihove soli, neorganske baze, kao što je hidroksid metala, kao što je KOH ili NaOH, amonijak ili njegove soli.

U naročito poželjnoj verziji izvedbe, regulator pH vrednosti je hidroksid alkalnog metala, naročito NaOH.

U poželjnoj verziji izvedbe, sastav veziva prema ovom pronalasku ima pH vrednost od 7 do 10, kao što je 7,5 do 9,5, kao što je 8 do 9.

Drugi aditivi mogu da budu komponente, kao što su jedan ili više reaktivnih ili nereaktivnih silikona, i mogu se dodati u vezivo. Poželjno je da se jedan ili više reaktivnih ili nereaktivnih silikona izabere iz grupe koju čine silikoni koji se sastoje od glavnog lanca koji se sastoji od ostataka organosiloksana, posebno ostataka difenilsiloksana, ostataka alkilsiloksana, poželjno ostataka dimetilsiloksana, koji nose najmanje jednu hidroksilnu, acilnu, karboksilnu ili anhidridnu, aminsku, epoksi ili vinil funkcionalnu grupu sposobnu da reaguje sa najmanje jednim od sastojaka sastava veziva i poželjno prisutnih u količini od 0,1 do 15 mas%, poželjno od 0,1 do 10 mas%, još poželjnije od 0,3 do 8 mas%, na osnovu ukupne mase veziva.

U jednoj verziji izvedbe, u sastav veziva se može dodati ulje.

U jednoj verziji izvedbe, najmanje jedno sredstvo za umrežavanje je tanin izabran iz jedne ili više komponenti iz grupe koja obuhvata taninsku kiselinu, kondenzovane tanine (proantocijanidine), hidrolizabilne tanine, galotanine, elagitanine, složene tanine i/ili tanine koji potiču iz jednog ili više hrasta, kestena, kiselog ruja i velikocvetnog telima.

U jednoj verziji izvedbe, najmanje jedno sredstvo protiv bubrenja je taninska kiselina i/ili tanini. U jednoj verziji izvedbe, najmanje jedno sredstvo protiv obrastanja je antimikrobno sredstvo. Antimikrobna sredstva mogu biti benzoeva kiselina, propionska kiselina, natrijum-benzoat, sorbinska kiselina i kalijum-sorbat za inhibiciju obrastanja ćelijama bakterija i gljivica. Međutim,

1

mogu se koristiti i prirodni biokonzervansi. Smatra se da hitozan poseduje antigljivično i antibakterijsko dejstvo. Najčešće korišćeni biokonzervansi sa antimikrobnim dejstvom jesu lizozim i nizin. Drugi česti biokonzervansi koji se mogu koristiti su bakteriocini, kao što su lakticin i pediocin, i antimikrobni enzimi, kao što su hitinaza i glukoza oksidaza. Takođe, upotreba enzima laktoperoksidaze (LPS) predstavlja antigljivično i antivirusno dejstvo. Takođe se mogu koristiti prirodna antimikrobna sredstva, kao što su tanini, esencijalna ulja ruzmarina i belog luka, ulja origana, limunske trave ili cimeta u različitim koncentracijama.

U jednoj verziji izvedbe, u vezivo se može dodati sredstvo protiv obrastanja.

U poželjnoj verziji izvedbe, sredstvo protiv obrastanja je tanin, naročito tanin izabran iz jedne ili više komponenti iz grupe koja obuhvata taninsku kiselinu, kondenzovane tanine (proantocijanidine), hidrolizabilne tanine, galotanine, elagitanine, složene tanine i/ili tanine koji potiču iz jednog ili više hrasta, kestena, kiselog ruja i velikocvetnog telima.

U jednoj verziji izvedbe, u vezivo se može dodati sredstvo protiv bubrenja, kao što su taninska kiselina i/ili tanini.

Dodatni aditivi mogu da budu aditivi koji sadrže jone kalcijuma i antioksidanse.

U jednoj verziji izvedbe, otkriveni sastav veziva sadrži aditive u formi povezivača koji sadrže acilne grupe i/ili aminske grupe i/ili tiolne grupe. Ovi umreživači mogu da ojačaju i/ili modifikuju mrežu sasušenog veziva.

U jednoj verziji izvedbe, otkriveni sastavi veziva sadrže dodatne aditive u formi aditiva koji su izabrani iz grupe koju čine reagensi PEG-tipa, silani i hidroksiapatiti.

Karakteristike proizvoda od mineralne vune

U poželjnoj verziji izvedbe, gustina proizvoda od mineralne vune je u rasponu 10– 1200 kg/m<3>, kao što je 30–800 kg/m<3>, kao što je 40–600 kg/m<3>, kao što je 50–250 kg/m<3>, kao što je 60–200 kg/m<3>.

U poželjnoj verziji izvedbe, proizvod od mineralne vune prema ovom pronalasku je izolacioni proizvod, naročito sa gustinom od 10 do 200 kg/m<3>.

Metod proizvodnje proizvoda od mineralne vune

Otkriven je i metod za proizvodnju proizvoda od mineralne vune vezivanjem mineralnih vlakana pomoću sastava veziva.

Metod za proizvodnju proizvoda od mineralne vune uključuje korake kontakta mineralnih vlakana sa sastavom veziva i sušenje veziva.

Sastav veziva sadrži najmanje dva hidrokoloida, gde je jedan hidrokoloid želatin i najmanje jedan drugi hidrokoloid izabran iz grupe koju čine pektin, skrob, alginat, agar agar, karagenan, gelan guma, guar guma, arapska guma, karuba guma, derivati celuloze kao što su

1

karboksimetil celuloza, arabinoksilan, celuloza, kurdlan, β-glukan. Želatin je prisutan u vodenom sastavu veziva u količini od 10 do 95 mas%, kao što je 20 do 80 mas%, kao što je 30 do 70 mas%, kao što je 40 do 60 mas%, na osnovu težine hidrokoloida.

Jedan hidrokoloid i najmanje drugi hidrokoloid mogu da imaju komplementarne naboje.

Želatin može da bude prisutan u vodenom sastavu veziva u količini od 1 do 50, kao što je 2,5 do 25 mas%, na osnovu težine vodenog sastava veziva.

Korak sušenja sastava veziva može da se vrši na temperaturi ne većoj od 95 °C, kao što je 5–95 °C, kao što je 10–80 °C, kao što je 20–60 °C, kao što je 40–50 °C.

Proces sušenja može da uključuje proces sasušivanja, naročito uduvavanjem vazduha ili gasa preko ili kroz proizvod od mineralne vune ili povećavanjem temperature.

Poželjno, proizvod od mineralne vune pripremljen takvom metodom ima gubitak žarenjem (LOI) u rasponu od 0,1 do 25,0%, kao što je 0,3 do 18,0%, kao što je 0,5 do 12,0%, kao što je 0,7 do 8,0% po težini.

Posebna prednost tog proizvoda od mineralne vune je ta što ne zahteva visoke temperature za sušenje. Time se ne samo štedi energija, smanjuju emisije VOC i eliminiše potreba za mašinama otpornim na visoke temperature, već se takođe omogućava i velika fleksibilnost procesa proizvodnje proizvoda od mineralne vune uz upotrebu ovih veziva.

Metod može da uključuje sledeće korake:

- pravljenje rastopa od sirovina,

- pravljenje vlakana od rastopa pomoću aparata za formiranje vlakana radi formiranja mineralnih vlakana,

- pružanja mineralnih vlakana u formi prikupljene mreže,

- mešanja veziva sa mineralnim vlaknima pre, tokom ili nakon pružanja prikupljene mreže u formi smeše mineralnih vlakana i veziva,

- sušenje smeše mineralnih vlakana i veziva.

Vezivo može da se isporuči u neposrednoj blizini aparata za formiranje vlakana, kao što je aparat sa rotirajućim čašicama ili kaskadnim rotorom, u svakom slučaju neposredno nakon formiranja vlakna. Vlakna sa nanetim vezivom se potom prenose na pokretnu traku kao mreža.

Na mrežu može da se primenjuje uzdužna ili podužna kompresija nakon formiranja vlakana i pre bitnog sušenja.

Aparat za formiranje vlakana

Postoje različite vrste centrifuga za razvlačenje mineralnih rastopa u vlakna.

Konvencionalni centrifugalni rotor je kaskadni rotor koji se sastoji od niza koji čini gornji (ili prvi) rotor i prateći (ili drugi) rotor i opcionalno ostali prateći rotori (kao što su treći i četvrti rotor). Svaki rotor se okreće oko bitno drugačije horizontalne ose sa smerom okretanja

1

suprotnom smeru okretanja susednog ili svakog susednog rotora u nizu. Različite horizontalne ose su raspoređene tako da rastop, koji se sipa na prvi rotor u nizu bude bačen na perifernu površinu pratećeg ili svakog pratećeg rotora, a vlakna se zbacuju sa pratećeg ili svakog pratećeg rotora, i opcionalno takođe sa prvog rotora.

Kaskadni rotor ili drugi rotor može da bude raspoređen za pretvaranje rastopa u vlakna i vlakna se povlače u vazduhu kao oblak vlakana.

Mnogi aparati za formiranje vlakana sastoje se od diska ili čašice koja se okreće oko bitno vertikalne ose. Uobičajeno je rasporediti nekoliko ovih rotora u liniju, tj. bitno u prvom smeru, na primer kako je opisano u GB-A-926,749, US-A-3,824,086 i WO-A-83/03092.

Obično je prisutan mlaz vazduha povezan sa jednim ili svakim rotorom za pravljenje vlakana, gde se vlakna povlače u tom vazduhu dok se formiraju sa površine rotora.

Vezivo i/ili aditivi se dodaju u oblak vlakana primenom poznatih načina. Količina veziva i/ili aditiva može da bude ista za svaki rotor ili može da se razlikuje.

Ulje ugljovodonika može se dodati u oblak vlakana.

Kada se koristi ovde, termin „prikupljena mreža“ predviđen je da uključuje bilo koja mineralna vlakna koja su prikupljena zajedno na površini, tj. vlakna koja više nisu povučena u vazduhu, npr. vlaknasta mineralna vlakna, granulat, resice ili reciklirani otpad od mreže.

Prikupljena mreža može da bude primarna mreža koja je formirana prikupljanjem vlakana na pokretnoj traci i obezbeđena kao početni materijal bez preklapanja ili drugačije konsolidacije.

Alternativno, prikupljena mreža može da bude sekundarna mreža koja je formirana preklapanjem ili drugačijim konsolidovanjem primarne mreže. Poželjno je da prikupljena mreža bude primarna mreža.

Mešanje veziva sa mineralnim vlaknima može da se vrši nakon pružanja prikupljene mreže u sledećim koracima:

- primena procesa raspredanja prikupljene mreže mineralnih vlakana,

- vešanje mineralnih vlakana u primarnom protoku vazduha,

- mešanje sastava veziva sa mineralnim vlaknima pre, tokom ili nakon procesa raspredanja kako bi se formirala smeša mineralnih vlakana i veziva.

Metod proizvodnje proizvoda od mineralne vune koji uključuje procesni korak raspredanja opisan je u EP10190521.

Proces raspredanja obuhvata dopremanje prikupljene mreže mineralnih vlakana iz kanala sa slabijim relativnim protokom vazduha u kanal sa jačim relativnim protokom vazduha. U ovoj verziji izvedbe, veruje se da do raspredanja dolazi jer se vlakna koja ulaze u kanal sa jačim relativnim protokom vazduha prvo uvlače dalje od pratećih vlakana u mreži. Ovaj tip raspredanja je posebno efikasan za proizvodnju otvorenih resica vlakana, umesto za kompaktne komade kod kojih može da dođe do neravnomerne distribucije materijala u proizvodu.

2

Proces raspredanja može da uključuje dopremanje prikupljene mreže do najmanje jednog rolera koji se okreće oko svoje uzdužne ose i ima šiljke koji vire iz površ ine obima. U ovoj verziji izvedbe, obično rotirajući roler takođe, barem delimično, doprinosi jačem relativnom protoku vazduha. Često je rotacija rolera jedini izvor jačeg relativnog protoka vazduha.

Mineralna vlakna i opcionalno vezivo mogu da se dopremaju do rolera odozgo. Takođe je poželjno da se raspredena mineralna vlakna i opcionalno vezivo odbace sa rolera bočno sa donjeg dela njegovog obima. Mineralna vlakna se nose oko 180 stepeni na roleru pre nego što se odbace.

Vezivo se može pomešati sa mineralnim vlaknima pre, tokom ili nakon procesa raspredanja. Poželjno je pomešati vezivo sa vlaknima pre procesa raspredanja. Naročito, vlakna mogu da budu u formi neosušene prikupljene mreže koja sadrži vezivo.

Takođe je izvodljivo da vezivo bude prethodno umešano sa prikupljenom mrežom mineralnih vlakana pre procesa raspredanja. Dalje mešanje može da se vrši tokom i nakon procesa raspredanja. Alternativno, može se zasebno dopremiti do primarnog protoka vazduha i pomešati u primarni protok vazduha.

Smeša mineralnih vlakana i veziva prikuplja se iz primarnog protoka vazduha na bilo koji prikladan način. U jednoj verziji izvedbe, primarni protok vazduha je usmeren u vrh komore ciklona, koja je otvorena u donjem delu i smeša se prikuplja iz donjeg dela komore ciklona.

Smeša mineralnih vlakana i veziva se poželjno izbacuje iz procesa raspredanja u komoru za formiranje.

Nakon što prođe proces raspredanja, smeša mineralnih vlakana i veziva se prikuplja, presuje i suši. Poželjno, smeša se prikuplja na rupičastoj pokretnoj traci sa usisnicima postavljenim ispod nje.

U poželjnoj metodi, prikupljena smeša veziva i mineralnih vlakana presuje se i suši. U poželjnoj metodi, smeša veziva i mineralnih vlakana se nakon prikupljanja skalpira pre presovanja i sušenja.

Metoda se može primeniti kao serijski proces, međutim, prema verziji izvedbe, metod se primenjuje na liniji za proizvodnju mineralne vune koja doprema primarnu ili sekundarnu mrežu mineralne vune do procesa razdvajanja vlakana, koja pruža naročito ekonomičan i raznovrstan metod za obezbeđivanje kompozita sa povoljnim mehaničkim svojstvima i svojstvima toplotne izolacije sa različitim gustinama.

Istovremeno, usled sušenja na sobnoj temperaturi, verovatnoća postojanja neosušenih delova veziva se u velikoj meri smanjuje.

Sušenje

Mreža se suši hemijskom i/ili fizičkom reakcijom komponenti veziva.

Sušenje se može izvršiti i u uređaju za sušenje.

Sušenje se vrši na temperaturama od 5 do 95 °C, kao što je od 5 do 80 °C, kao što je od 5 do 60 °C, kao što je od 8 do 50 °C, kao što je od 10 do 40 °C.

Sušenje se može vršiti u konvencionalnoj peći za sušenje proizvoda od mineralne vune koja radi na temperaturama od 5 do 95 °C, kao što je 5 do 80 °C, kao što je 10 do 60 °C, kao što je 20 do 40 °C.

Proces sušenja može da počne neposredno nakon nanošenja veziva na vlakna. Sušenje je definisano kao proces kojim sastav veziva prolazi kroz fizičku i/ili hemijsku reakciju kojom se u slučaju hemijske reakcije obično povećava molekularna težina jedinjenja u sastavu veziva i time povećava viskozitet sastava veziva, najčešće dok sastav veziva ne postigne čvrsto agregatno stanje.

Proces sušenja može da uključuje međusobno povezivanje (umrežavanje) i/ili dodavanje vode kao kristalne vode.

Osušeno vezivo može da sadrži kristalnu vodu čiji sadržaj može da se smanji i poveća u zavisnosti od preovlađujućih uslova u pogledu temperature, pritiska i vlažnosti.

Proces sušenja može da uključi i proces sasušivanja.

Sušenje veziva u kontaktu sa mineralnim vlaknima može da se vrši u termo presi.

Sušenje veziva u kontaktu sa mineralnim vlaknima u termo presi ima naročitu prednost u tome što omogućava proizvodnju proizvoda velike gustine.

Proces sušenja može da uključi i proces sasušivanja pod pritiskom. Pritisak se može primeniti uduvavanjem vazduha ili gasa preko/kroz smešu mineralnih vlakana i veziva. Proces uduvavanja može da bude praćen zagrevanjem ili hlađenjem ili može da se odvija na sobnoj temperaturi.

Proces sušenja se može izvršiti i u vlažnom okruženju.

Vlažno okruženje može da ima relativnu vlažnost RH od 60 do 99%, kao što je 70–95%, kao što je 80–92%. Sušenje u vlažnom okruženju može da bude praćeno sušenjem ili sasušivanjem kako bi se dobilo stanje preovlađujuće vlažnosti.

Proces sušenja se može izvršiti i u okruženju siromašnom kiseonikom.

Iako ne želi da se veže za bilo koju određenu teoriju, podnosilac prijave veruje da je izvođenje sušenja u okruženju koje je siromašno kiseonikom posebno korisno kada sastav veziva sadrži enzime, jer se time povećava stabilnost komponente enzima u nekim verzijama izvedbe, naročito kod enzima transglutaminaze, čime se poboljšava efikasnost međusobnog umrežavanja. U jednoj verziji izvedbe, proces sušenja se stoga izvodi u inertnoj atmosferi, naročito u atmosferi inertnog gasa, kao što je azot.

Kada sastav veziva sadrži fenole, naročito se mogu dodati sredstva koja oksidišu tanine. Oksidacioni agensi kao aditivi mogu da služe za povećanje stope oksidacije fenola, naročito tanina. Jedan primer je enzim tirosinaza koji oksidiše fenole u hidroksifenole/hinone i time ubrzava reakciju formiranja veziva.

Oksidaciono sredstvo može biti kiseonik koji se dovodi u vezivo.

Proces sušenja se može izvršiti i u okruženju obogaćenom kiseonikom.

Proizvod od mineralne vune može da bude u bilo kojoj konvencionalnoj konfiguraciji, na primer prostirke ili ploče, i može biti isečen i/ili oblikovan (npr. u delove cevi) pre, tokom ili nakon sušenja veziva.

Prednosti sastava veziva

Proizvod od mineralne vune prema ovom pronalasku se proizvodi od prirodnih i netoksičnih komponenti, pa je dakle bezbedan za upotrebu. Istovremeno, proizvod od mineralne vune prema ovom pronalasku proizvodi se od veziva na bazi obnovljivih resursa.

Iz razloga što se vezivo korišćeno u proizvodnji proizvoda od mineralne vune prema ovom pronalasku može sušiti na sobnoj temperaturi ili na približno sobnoj temperaturi, potrošnja energije tokom proizvodnje proizvoda je veoma mala. Netoksična i nekorozivna priroda verzija izvedbe veziva u kombinaciji sa sušenjem na sobnim temperaturama omogućava korišćenje mnogo manje složenih mašina. Istovremeno, usled sušenja na sobnoj temperaturi, verovatnoća postojanja neosušenih delova veziva se u velikoj meri smanjuje.

Dodatna važna prednost je sposobnost samopopravke proizvoda od mineralne vune proizvedenih od veziva.

Dodatna prednost proizvoda od mineralne vune je u tome što se mogu oblikovati po želji nakon nanošenja veziva, ali pre sušenja. Ovim se otvara mogućnost proizvodnje proizvoda po meri, kao što su delovi cevi.

Dodatna prednost je u velikoj meri umanjen rizik od „punkinga“.

Punking se dovodi u vezu sa egzotermnim reakcijama tokom proizvodnje proizvoda od mineralne vune koje povećavaju temperature kroz debljinu izolacije, što dovodi do stapanja ili devitrifikacije mineralnih vlakana i potencijalnog nastanka opasnosti od požara. U najgorem slučaju, punking izaziva požar na naslaganim paletama koje se čuvaju u magacinu ili tokom transporta.

Dodatna prednost je odsustvo emisija tokom sušenja, naročito odsustvo emisija VOC.

Primeri

U sledećim primerima, pripremljeno je nekoliko otkrivenih veziva i ova veziva su upoređena prema prethodnom stanju tehnike.

Veziva prema prethodnom stanju tehnike

Sledeće karakteristike utvrđene su za veziva prema prethodnom stanju tehnike.

2

Reagensi

Silan (Momentive VS-142) obezbedila je kompanija Momentive i računat je kao 100% za potrebe jednostavnosti. Sve druge komponente obezbeđene su sa visokim stepenom čistoće po Sigma-Aldrich i za potrebe jednostavnosti pretpostavljeno je da su bezvodne, osim gde je navedeno drugačije.

Sadržaj čvrste faze komponente veziva – definicija

Sadržaj svake od komponenti u datom rastvoru veziva pre sušenja zasniva se na bezvodnoj masi komponente. Može se koristiti sledeća formula:

Čvrste faze veziva – definicija i procedura

Sadržaj veziva nakon sušenja naziva se „čvrstom fazom veziva“.

Uzorci kamene vune u obliku diska (prečnik: 5 cm; visina 1 cm) isečeni su iz kamene vune i zagrejani na 580 °C tokom najmanje 30 minuta kako bi se uklonile sve organske materije. Čvrsta faza smeše veziva (u nastavku pogledati primere mešanja) izmerena je raspoređivanjem uzorka smeše veziva (oko 2 g) na toplotno tretirani disk kamene vune u posudi od aluminijumske folije. Težina posude od aluminijumske folije koja sadrži disk kamene vune izmerena je pre i neposredno nakon dodavanja smeše veziva. Proizvedena su dva takva diska od kamene vune sa smešom veziva u posudama od aluminijumske folije i zagrejana su na 200 °C tokom 1 sata. Nakon hlađenja i čuvanja na sobnoj temperaturi tokom 10 minuta, uzorci su izmereni i izračunata je čvrsta faza veziva kao prosečna vrednost dva rezultata. Vezivo sa željenom čvrstom fazom veziva može se potom proizvesti razblaživanjem sa željenom količinom vode i 10% vodenim rastvorom silana (Momentive VS-142).

Gubitak reakcijom – definicija

Gubitak reakcijom definiše se kao razlika između sadržaja čvrste faze komponente veziva i čvrste faze veziva.

Studija mehaničke čvrstoće (ispitivanje poluga) – procedura

Mehanička čvrstoća veziva ispituje se sprovođenjem ispitivanja poluga. Za svako vezivo, proizvedeno je 16 poluga od smeše veziva i ušpricaja kamene vune iz rotacione proizvodnje kamene vune. Ušpricaji su čestice koje imaju isti sastav rastopa kao vlakna kamene vune, a ušpricaji se obično smatraju otpadnim proizvodom procesa centrifugiranja. Ušpricaji korišćeni za sastav poluga imali su dimenzije 0,25–0,50 mm.

Petnaestoprocentni rastvor veziva čvrste faze veziva koji sadrži 0,5% silana (Momentive VS-142) čvrste faze veziva dobijen je kako je opisano iznad u odeljku „čvrsta faza veziva“. Uzorak ovog rastvora veziva (16,0 g) dobro je pomešan sa ušpricajima (80,0 g). Dobijena smeša je potom ravnomerno podeljena u četiri otvora na silikonskom kalupu otpornom na toplotu za proizvodnju malih poluga (4×5 otvora po kalupu; gornje dimenzije kalupa: dužina = 5,6 cm, širina = 2,5 cm; donje dimenzije kalupa: dužina= 5,3 cm, širina = 2,2 cm; visina otvora = 1,1 cm). Smeše postavljene u kalupe su potom tvrdo pritisnute ravnom metalnom polugom odgovarajuće veličine kako bi se dobile ravne površine. Na ovaj način je proizvedeno 16 poluga od svakog veziva. Dobijene poluge su potom sušene na 200 °C tokom 1 h. Nakon hlađenja na sobnoj temperaturi, poluge su pažljivo izvađene iz posuda. Osam od 16 poluga odležalo je u autoklavu (15 min / 120 °C / 1,2 bar).

Nakon sušenja tokom 1–2 dana, sve poluge su razbijene ispitivanjem savijanjem u 3 tačke (brzina ispitivanja: 10,0 mm/min; nivo pucanja: 50%; nominalna čvrstoća: 30 N/mm<2>; rastojanje podrške: 40 mm; maks. odstupanje 20 mm; nominalni e-modul 10000 N/mm<2>) na mašini „Bent Tram“ radi utvrđivanja njihove mehaničke čvrstoće. Poluge su postavljene „gornjom stranom“ nagore (tj. gornja strana sa dužinom = 5,6 cm, širinom = 2,5 cm) u mašinu.

Gubitak žarenjem (LOI) kod poluga

Gubitak žarenjem (LOI) kod poluga izmeren je u manjim posudama od aluminijumske folije tretmanom na 580 °C. Za svako merenje, posuda od aluminijumske folije je prvo zagrevana na 580 °C tokom 15 minuta kako bi se uklonile sve organske materije. Posuda od aluminijumske folije ostavljena je da se ohladi na sobnoj temperaturi, nakon čega je izmerena. Četiri poluge (obično nakon razbijanja ispitivanjem savijanjem u 3 tačke) postavljene su u posudu od aluminijumske folije i zajedno izmerene. Posuda od aluminijumske folije sa polugama toplotno je tretirana na 580 °C tokom 30 minuta, ostavljena da se ohladi na sobnoj temperaturi i na kraju je ponovo izmerena. LOI je potom izračunat primenom sledeće formule:

Referentna veziva pripremljena prema prethodnom stanju tehnike kao primeri za poređenje

Primer veziva, referentno vezivo A (fenol-formaldehidna smola modifikovana ureom, PUF-rezol)

2

Fenol-formaldehidna smola pripremljena je reakcijom 37% vodenog rastvora formaldehida (606 g) i fenola (189 g) u prisustvu 46% vodenog rastvora kalijum hidroksida (25,5 g) na temperaturi reakcije od 84 °C kojoj je prethodila stopa zagrevanja od 1 °C u minuti. Reakcija je nastavljena na 84 °C dok tolerancija smole na kiselinu nije dostigla 4 i dok veći deo fenola nije konvertovan. Potom je dodata urea (241 g), nakon čega je smeša ohlađena.

Tolerancija na kiselinu (AT) izražava broj koliko puta se data zapremina veziva može razblažiti kiselinom bez zamućivanja smeše (talog veziva). Sumporna kiselina se koristi za utvrđivanje kriterijuma zaustavljanja u proizvodnji veziva, dok tolerancija na kiselinu ispod 4 ukazuje na kraj reakcije veziva. Kako bi se izmerio AT, titrant se proizvodi razblaživanjem 2,5 ml konc. sumporne kiseline (>99%) sa 1 l vode sa razmenjenim jonima. Potom se 5 ml veziva koje se ispituje titrira na sobnoj temperaturi sa ovim titrantom, dok se vezivo održava u pokretu ručnim mućkanjem; ako je tako poželjno, koristiti magnetnu mešalicu i magnetni štap. Titracija se nastavlja dok se u vezivu ne pojavi blagi oblak, koji ne nestaje pri mućkanju veziva.

Tolerancija na kiselinu (AT) izračunava se tako što se korišćena količina kiseline za titraciju (ml) podeli količinom uzorka (ml):

AT = (korišćena količina za titraciju (ml)) / (zapremina uzorka (ml)) Korišćenjem ureom modifikovane fenol-formaldehidne smole, vezivo se proizvodi dodavanjem 25% vodenog rastvora amonijaka (90 ml) i amonijum sulfata (13,2 g), kao i vode (1,30 kg). Čvrsta faza veziva je potom izmerena kako je opisano iznad i smeša je razblažena željenom količinom vode i silana (Momentive VS-142) za studije mehaničke čvrstoće (15% rastvor čvrste faze veziva, 0,5% silana čvrstih faza veziva).

Otkrivena veziva

Sledeće karakteristike utvrđene su za otkrivena veziva.

Reagensi

Želatini (jestivi želatin, tip A, svinjski, 120 i 180 bluma; Imagel LB, tip B, 122 bluma) pribavljeni su od kompanije Gelita AG. Tannorouge tanin iz kestena pribavljen je od kompanije Brouwland bvba. Agar agar (05039), gelanska guma (P8169), pektin iz kore citrusa (P9135), natrijum alginat iz smeđih algi (A0682), natrijum karboksimetil celuloza (419303), rastvorljivi skrob (S9765), i natrijum hidroksid pribavljeni su od kompanije Sigma-Aldrich. Radi jednostavnosti, ovi reagensi se smatraju potpuno čistim i bezvodnim.

Sadržaj čvrste faze komponente veziva – definicija

2

Studija mehaničke čvrstoće (ispitivanje poluga) – procedura

Mehanička čvrstoća veziva ispituje se sprovođenjem ispitivanja poluga. Za svako vezivo, proizvedeno je 8–16 poluga od smeše veziva i ušpricaja kamene vune iz rotacione proizvodnje kamene vune. Ušpricaji su čestice koje imaju isti sastav rastopa kao vlakna kamene vune, a ušpricaji se obično smatraju otpadnim proizvodom procesa centrifugiranja. Ušpricaji korišćeni za sastav poluga imali su dimenzije 0,25–0,50 mm.

Dobijen je rastvor veziva opisan u primerima koji slede. Za veziva koja se uporedivo sporije stvrdnjavaju, uzorak rastvora veziva (16,0 g za veziva sa 10–15% čvrstog sadržaja veziva; 32,0 g za veziva sa 5% čvrstog sadržaja veziva) dobro je pomešan sa ušpricajima (80,0 g). Dobijena smeša je potom ravnomerno podeljena u četiri otvora na silikonskom kalupu otpornom na toplotu za proizvodnju malih poluga (4×5 otvora po kalupu; gornje dimenzije kalupa: dužina = 5,6 cm, širina = 2,5 cm; donje dimenzije kalupa: dužina= 5,3 cm, širina = 2,2 cm; visina otvora = 1,1 cm). Za veziva koja se uporedivo brže stvrdnjavaju, uzorak rastvora veziva (8,0 g za veziva sa 10–15% čvrstog sadržaja veziva i 16,0 g za veziva sa 5% čvrstog sadržaja veziva) dobro je pomešan sa ušpricajima (40,0 g, prethodno zagrejano na 35–40 °C pre upotrebe), i dobijena smeša je potom ravnomerno podeljena samo na dva otvora. Tokom proizvodnje svake poluge, smeša je postavljena u otvore za koje je potrebna presa i potom izravnata plastičnom spatulom kako bi se dobila ravna površina poluge. Na ovaj način je proizvedeno 8–16 poluga od svakog veziva.

Dobijene poluge se potom suše na sobnoj temperaturi 1–2 dana ili se prvo 15 minuta suše u peći na temperaturama navedenim u tabeli, nakon čega sledi sušenje na sobnoj temperaturi tokom 1–2 dana. Ako nakon tog vremena i dalje nisu dovoljno osušene, poluge se suše 1 dan na 35 °C. Poluge se potom pažljivo vade iz posude, okreću naopačke i ostavljaju da se do kraja osuše na sobnoj temperaturi. Polovina od 8–16 poluga odležalo je u autoklavu (15 min / 120 °C / 1,2 bar).

Nakon sušenja tokom 1–2 dana, sve poluge su razbijene ispitivanjem savijanjem u 3 tačke (brzina ispitivanja: 10,0 mm/min; nivo pucanja: 50%; nominalna čvrstoća: 30 N/mm<2>; rastojanje podrške: 40 mm; maks. odstupanje 20 mm; nominalni e-modul 10.000 N/mm<2>) na mašini „Bent Tram“ radi utvrđivanja njihove mehaničke čvrstoće. Poluge su postavljene „gornjom stranom“ nagore (tj. gornja strana sa dužinom = 5,6 cm, širinom = 2,5 cm) u mašinu.

Gubitak žarenjem (LOI) kod poluga

2

Otkriveni sastavi veziva

Primer veziva, prijava (nije vezivo za dobijanje mineralne vune prema pronalasku) Mešavina želatina (jestivi želatin, tip A, svinjski, 120 bluma, 7,5 g) u vodi (42,5 g) mešana je na 50 °C oko 15–30 minuta dok nije dobijen providan rastvor (pH 5,1). Dobijeni rastvor se potom koristi u kasnijim eksperimentima.

Primer veziva, prijava (nije vezivo za dobijanje mineralne vune prema pronalasku)

Mešavina želatina (jestivi želatin, tip A, svinjski, 180 bluma, 8,82 g) u vodi (50,0 g) mešana je na 50 °C oko 15–30 minuta dok nije dobijen providan rastvor (pH 5,2). Dobijeni rastvor se potom koristi u kasnijim eksperimentima.

Primer veziva, prijava 5 (nije vezivo za dobijanje mineralne vune prema pronalasku)

Mešavina želatina (Imagel LB, tip B, svinjski, 122 bluma, 8,82 g) u vodi (50,0 g) mešana je na 50 °C oko 15–30 minuta dok nije dobijen providan rastvor (pH 5,1). Dobijeni rastvor se potom koristi u kasnijim eksperimentima.

Primer veziva, prijava 7 (nije vezivo za dobijanje mineralne vune prema pronalasku)

U vodu (50,0 g) je uz energično mešanje na 85 °C dodavana natrijum karboksimetil celuloza (2,63 g), postepeno tokom 15 minuta. Mešanje se nastavlja još 0,5–1 h na 85 °C dok se ne dobije providan rastvor (pH 8,4). Dobijeni rastvor se potom koristi u kasnijim eksperimentima.

2

Primer veziva, prijava 8 (nije vezivo za dobijanje mineralne vune prema pronalasku)

U vodu (50,0 g) je uz energično mešanje na 85 °C dodavan rastvorljivi skrob (2,63 g), postepeno tokom 15 minuta. Mešanje se nastavlja još 0,5–1 h na 85 °C dok se ne dobije providan rastvor (pH 6,4). Dobijeni rastvor se potom koristi u kasnijim eksperimentima.

Primer veziva, prijava 9

U vodu (50,0 g) je uz energično mešanje na 85 °C dodavan agar agar (2,63 g), postepeno tokom 15 minuta. Mešanje se nastavlja još 0,5–1 h na 85 °C dok se ne dobije bistar rastvor.

Mešavina želatina (jestivi želatin, tip A, svinjski, 120 bluma, 8,82 g) u vodi (50,0 g) mešana je na 50 °C oko 15–30 minuta dok nije dobijen providan rastvor. Potom se dodaje deo gornjeg rastvora agar agara (19,6 g; dakle praktično 0,98 g agar agara i 18,6 g vode) i meša na 50 °C tokom još 5 minuta (pH 5,3). Dobijeni rastvor se potom koristi u kasnij im eksperimentima.

Primer veziva, prijava 10

U vodu (50,0 g) je uz energično mešanje na 85 °C dodavana gelanska guma (2,63 g), postepeno tokom 15 minuta. Mešanje se nastavlja još 0,5–1 h na 85 °C dok se ne dobije bistar rastvor.

Mešavina želatina (jestivi želatin, tip A, svinjski, 120 bluma, 8,82 g) u vodi (50,0 g) mešana je na 50 °C oko 15–30 minuta dok nije dobijen providan rastvor. Potom se dodaje deo gornjeg rastvora gelanske gume (19,6 g; dakle praktično 0,98 g gelanske gume i 18,6 g vode) i meša na 50 °C tokom još 5 minuta (pH 5,3). Dobijeni rastvor se potom koristi u kasnijim eksperimentima.

Primer veziva, prijava 11

U vodu (50,0 g) je uz energično mešanje na 85 °C dodavan pektin (2,63 g), postepeno tokom 15 minuta. Mešanje se nastavlja još 0,5–1 h na 85 °C dok se ne dobije bistar rastvor.

Mešavina želatina (jestivi želatin, tip A, svinjski, 120 bluma, 8,82 g) u vodi (50,0 g) mešana je na 50 °C oko 15–30 minuta dok nije dobijen providan rastvor. Potom se dodaje deo gornjeg rastvora pektina (19,6 g; dakle praktično 0,98 g pektina i 18,6 g vode) i meša na 50 °C tokom još 5 minuta (pH 4,8). Dobijeni rastvor se potom koristi u kasnijim eksperimentima.

2

Primer veziva, prijava 12

U vodu (50,0 g) je uz energično mešanje na 85 °C dodavan natrijum alginat (2,63 g), postepeno tokom 15 minuta. Mešanje se nastavlja još 0,5–1 h na 85 °C dok se ne dobije bistar rastvor.

Mešavina želatina (jestivi želatin, tip A, svinjski, 120 bluma, 8,82 g) u vodi (50,0 g) mešana je na 50 °C oko 15–30 minuta dok nije dobijen providan rastvor. Potom se dodaje deo gornjeg rastvora natrijum alginata (19,6 g; dakle praktično 0,98 g natrijum alginata i 18,6 g vode) i meša na 50 °C tokom još 5 minuta (pH 5,3). Dobijeni rastvor se potom koristi u kasnijim eksperimentima.

Primer veziva, prijava 13 (nije vezivo za dobijanje mineralne vune prema pronalasku)

U 1 M NaOH (15,75 g) pomešanog na sobnoj temperaturi dodat je tanin iz kestena (4,50 g). Mešanje je nastavljeno na sobnoj temperaturi još 5–10 minuta, čime je dobijen rastvor crveno-smeđe boje.

Mešavina želatina (jestivi želatin, tip A, svinjski, 120 bluma, 8,00 g) u vodi (72,0 g) mešana je na 50 °C oko 15–30 minuta dok nije dobijen providan rastvor (pH 4,8). Dodat je 1M NaOH (3,50 g) (pH 9,3) nakon čega je dodat deo gornjeg rastvora tanina iz kestena (3,60 g; dakle praktično 0,80 g tanina iz kestena). Nakon daljeg mešanja tokom 1–2 minute na 50 °C, dobijena smeđa smeša (pH 9,2) korišćena je u kasnijim eksperimentima.

Primer veziva, prijava 14 (nije vezivo za dobijanje mineralne vune prema pronalasku)

Mešavina želatina (jestivi želatin, tip A, svinjski, 120 bluma, 10,0 g) u vodi (56,7 g) mešana je na 50 °C oko 15–30 minuta dok nije dobijen providan rastvor (pH 4,9). Dodat je 1M NaOH (4,00 g) (pH 9,1) nakon čega je dodat deo gornjeg rastvora tanina iz kestena (4,50 g; dakle praktično 1,00 g tanina iz kestena). Nakon daljeg mešanja tokom 1–2 minute na 50 °C, dobijena smeđa smeša (pH 9,1) korišćena je u kasnijim eksperimentima.

Primer veziva, prijava 15 (nije vezivo za dobijanje mineralne vune prema pronalasku)

Mešavina želatina (jestivi želatin, tip A, svinjski, 180 bluma, 10,0 g) u vodi (56,7 g) mešana je na 50 °C oko 15–30 minuta dok nije dobijen providan rastvor (pH 4,8). Dodat je 1M NaOH (3,50 g) (pH 9,2) nakon čega je dodat deo gornjeg rastvora tanina iz kestena (4,50 g; dakle praktično 1,00 g tanina iz kestena). Nakon daljeg mešanja tokom 1–2 minute na 50 °C, dobijena smeđa smeša (pH 9,2) korišćena je u kasnijim eksperimentima.

Primer veziva, prijava 19 (nije vezivo za dobijanje mineralne vune prema pronalasku)

Mešavina želatina (Imagel LB, tip B, svinjski, 122 bluma, 10,0 g) u vodi (56,7 g) mešana je na 50 °C oko 15–30 minuta dok nije dobijen providan rastvor (pH 4,7). Dodat je 1M NaOH (3,50 g) (pH 9,2) nakon čega je dodat deo gornjeg rastvora tanina iz kestena (4,50 g; dakle praktično 1,00 g tanina iz kestena). Nakon daljeg mešanja tokom 1–2 minute na 50 °C, dobijena smeđa smeša (pH 9,2) korišćena je u kasnijim eksperimentima.

Primer veziva, prijava 21

Mešavina želatina (jestivi želatin, tip A, svinjski, 120 bluma, 10,0 g) u vodi (56,7 g) mešana je na 50 °C oko 15–30 minuta dok nije dobijen providan rastvor (pH 4,6). Dodat je 1M NaOH (4,00 g) (pH 9,1) nakon čega je dodat deo gornjeg rastvora tanina iz kestena (4,50 g; dakle praktično 1,00 g tanina iz kestena) a potom deo gornjeg rastvora agar agara (20,0 g; dakle praktično 1,00 g agar agara). Nakon daljeg mešanja tokom 1–2 minute na 50 °C, dobijena smeđa smeša (pH 8,8) korišćena je u kasnijim eksperimentima.

Primer veziva, prijava 22

Mešavina želatina (jestivi želatin, tip A, svinjski, 120 bluma, 10,0 g) u vodi (56,7 g) mešana je na 50 °C oko 15–30 minuta dok nije dobijen providan rastvor (pH 4,6). Dodat je 1M

1

NaOH (4,50 g) (pH 9,6) nakon čega je dodat deo gornjeg rastvora tanina iz kestena (4,50 g; dakle praktično 1,00 g tanina iz kestena) a potom deo gornjeg rastvora pektina (20,0 g; dakle praktično 1,00 g pektina). Nakon daljeg mešanja tokom 1–2 minute na 50 °C, dobijena smeđa smeša (pH 8,9) korišćena je u kasnijim eksperimentima.

Primer veziva, prijava 23

Mešavina želatina (jestivi želatin, tip A, svinjski, 120 bluma, 10,0 g) u vodi (56,7 g) mešana je na 50 °C oko 15–30 minuta dok nije dobijen providan rastvor (pH 4,6). Dodat je 1M NaOH (4,00 g) (pH 9,2) nakon čega je dodat deo gornjeg rastvora tanina iz kestena (4,50 g; dakle praktično 1,00 g tanina iz kestena) a potom deo gornjeg rastvora natrijum alginata (20,0 g; dakle praktično 1,00 g natrijum alginata). Nakon daljeg mešanja tokom 1–2 minute na 50 °C, dobijena smeđa smeša (pH 9,0) korišćena je u kasnijim eksperimentima.

Primer veziva, prijava 24

U vodu (50,0 g) je uz energično mešanje na 85 °C dodavan rastvorljivi skrob (2,63 g), postepeno tokom 15 minuta. Mešanje se nastavlja još 0,5–1 h na 85 °C dok se ne dobije bistar rastvor.

Mešavina želatina (jestivi želatin, tip A, svinjski, 120 bluma, 10,0 g) u vodi (56,7 g) mešana je na 50 °C oko 15–30 minuta dok nije dobijen providan rastvor (pH 4,8). Dodat je 1M NaOH (4,00 g) (pH 9,1) nakon čega je dodat deo gornjeg rastvora tanina iz kestena (4,50 g; dakle praktično 1,00 g tanina iz kestena) a potom deo gornjeg rastvora rastvorljivog skroba (20,0 g; dakle praktično 1,00 g rastvorljivog skroba). Nakon daljeg mešanja tokom 1– 2 minute na 50 °C, dobijena smeđa smeša (pH 8,8) korišćena je u kasnijim eksperimentima.

2

Tabela 1-1: Referentno vezivo

Tabela 1–2: Razni hidrokoloidi (*vezivo nije pogodno za proizvod od mineralne vune prema pronalasku) ; ; ;; <[a]>hidrokoloida.<[b]>hidrokoloida sredstva za umrežavanje. ;Tabela 1–3: Razni hidrokoloidi, sredstva za umrežavanje (*vezivo nije pogodno za proizvod od mineralne vune prema pronalasku)

4

<[a]>hidrokoloida.<[b]>hidrokoloida sredstva za umrežavanje

Claims

PATNTNI ZAHTEVI

1. Proizvod od mineralne vune koji sadrži mineralna vlakna vezana vezivom dobijenim sušenjem sastava veziva koji sadrži najmanje dva hidrokoloida, gde je jedan hidrokoloid želatin i najmanje jedan drugi hidrokoloid je izabran iz grupe koju čine pektin, skrob, alginat, agar, karagenan, gelan guma, guar guma, arapska guma, karuba guma, ksantan guma, derivati celuloze kao što su karboksimetil celuloza, arabinoksilan, celuloza, kurdlan, βglukan, u kojem je želatin prisutan u količini od 10 do 95 mas%, kao što je 20 do 80 mas%, kao što je 30 do 70 mas%, kao što je 40 do 60 mas%, na osnovu težine hidrokoloida, i najmanje jedan estar masne kiseline glicerola.

2. Proizvod od mineralne vune prema zahtevu 1, gde je gubitak žarenjem (LOI) u rasponu 0,1 do 25,0%, kao što je 0,3 do 18,0%, kao što je 0,5 do 12,0%, kao što je 0,7 do 8,0% po težini.

3. Proizvod od mineralne vune prema zahtevu 1 ili 2, gde vezivo nije međusobno umreženo.

4. Proizvod od mineralne vune prema bilo kom od prethodnih zahteva, gde je vezivo međusobno umreženo.

5. Proizvod od mineralne vune prema bilo kom od prethodnih zahteva, gde je vezivo dobijeno sušenjem sastava veziva u kojem želatin i najmanje drugi hidrokoloid imaju komplementarne naboje.

6. Proizvod od mineralne vune prema bilo kom od prethodnih zahteva, gde je vezivo dobijeno sušenjem sastava veziva na temperaturi manjoj od 95 °C, kao što je 5–95 °C, kao što je 10–80 °C, kao što je 20–60 °C, kao što je 40–50 °C.

7. Proizvod od mineralne vune prema bilo kom od prethodnih zahteva, gde je vezivo dobijeno sušenjem sastava veziva koji nije sastav duroplastičnog veziva.

8. Proizvod od mineralne vune prema bilo kojem prethodnom zahtevu, u kojem je vezivo dobijeno na osnovu sastava veziva koji ne sadrži poli(met)akrilnu kiselinu, soli poli(met)akrilne kiseline ili estar poli(met)akrilne kiseline.

9. Proizvod od mineralne vune prema bilo kojem prethodnom zahtevu, u kojem sastav veziva dalje sadrži jedinjenje sa najmanje jednim fenolom, kao što je tanin izabran iz jedne ili više komponenti iz grupe koja obuhvata taninsku kiselinu, kondenzovane tanine (proantocijanidine), hidrolizabilne tanine, galotanine, elagitanine, složene tanine i/ili tanine koji potiču iz jednog ili više hrasta, kestena, kiselog ruja i velikocvetnog telima.

10. Proizvod od mineralne vune prema bilo kojem prethodnom zahtevu, u kojem sastav veziva dalje sadrži najmanje jedan enzim izabran iz grupe koja obuhvata transglutaminazu (EC 2.3.2.13), proteinsku disulfid-izomerazu (EC 5.3.4.1), tiol oksidazu (EC 1.8.3.2), polifenol oksidazu (EC 1.14.18.1), naročito katehol oksidazu, tirozin oksidazu i fenoloksidazu, lizil oksidazu (EC 1.4.3.13), i peroksidazu (EC 1.11.1.7).

11. Proizvod od mineralne vune prema bilo kom od prethodnih zahteva, gde je vezivo dobijeno sušenjem sastava veziva koji ne sadrži formaldehid.

Izdaje i štampa: Zavod za intelektualnu svojinu, Beograd, Kneginje Ljubice 5