RS66009B1 - Nova vezujuća kompozicija za višestruke primene - Google Patents
Nova vezujuća kompozicija za višestruke primeneInfo
- Publication number
- RS66009B1 RS66009B1 RS20241088A RSP20241088A RS66009B1 RS 66009 B1 RS66009 B1 RS 66009B1 RS 20241088 A RS20241088 A RS 20241088A RS P20241088 A RSP20241088 A RS P20241088A RS 66009 B1 RS66009 B1 RS 66009B1
- Authority
- RS
- Serbia
- Prior art keywords
- binding composition
- binding
- composition according
- composition
- acid
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C25/00—Surface treatment of fibres or filaments made from glass, minerals or slags
- C03C25/10—Coating
- C03C25/24—Coatings containing organic materials
- C03C25/26—Macromolecular compounds or prepolymers
- C03C25/32—Macromolecular compounds or prepolymers obtained otherwise than by reactions involving only carbon-to-carbon unsaturated bonds
- C03C25/321—Starch; Starch derivatives
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M15/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
- D06M15/01—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with natural macromolecular compounds or derivatives thereof
- D06M15/03—Polysaccharides or derivatives thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C13/00—Fibre or filament compositions
- C03C13/06—Mineral fibres, e.g. slag wool, mineral wool, rock wool
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
- C09J105/00—Adhesives based on polysaccharides or on their derivatives, not provided for in groups C09J101/00 or C09J103/00
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
- C09J11/00—Features of adhesives not provided for in group C09J9/00, e.g. additives
- C09J11/02—Non-macromolecular additives
- C09J11/04—Non-macromolecular additives inorganic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
- C09J11/00—Features of adhesives not provided for in group C09J9/00, e.g. additives
- C09J11/02—Non-macromolecular additives
- C09J11/06—Non-macromolecular additives organic
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
- D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
- D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
- D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
- D04H1/42—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties characterised by the use of certain kinds of fibres insofar as this use has no preponderant influence on the consolidation of the fleece
- D04H1/4209—Inorganic fibres
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
- D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
- D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
- D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
- D04H1/58—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by applying, incorporating or activating chemical or thermoplastic bonding agents, e.g. adhesives
- D04H1/64—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by applying, incorporating or activating chemical or thermoplastic bonding agents, e.g. adhesives the bonding agent being applied in wet state, e.g. chemical agents in dispersions or solutions
- D04H1/641—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by applying, incorporating or activating chemical or thermoplastic bonding agents, e.g. adhesives the bonding agent being applied in wet state, e.g. chemical agents in dispersions or solutions characterised by the chemical composition of the bonding agent
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M10/00—Physical treatment of fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, e.g. by ultrasonic waves, corona discharge, irradiation, electric currents or magnetic fields; Physical treatment combined with treatment with chemical compounds or elements
- D06M10/04—Physical treatment combined with treatment with chemical compounds or elements
- D06M10/08—Organic compounds
- D06M10/10—Macromolecular compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C2213/00—Glass fibres or filaments
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
- D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
- D10B2101/00—Inorganic fibres
- D10B2101/02—Inorganic fibres based on oxides or oxide ceramics, e.g. silicates
- D10B2101/06—Glass
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
- D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
- D10B2401/00—Physical properties
- D10B2401/06—Load-responsive characteristics
- D10B2401/062—Load-responsive characteristics stiff, shape retention
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Paper (AREA)
- Phenolic Resins Or Amino Resins (AREA)
Description
Opis
Oblast primene
[0001] U svom opštijem aspektu, predmetni pronalazak se odnosi na vodenu vezujuću kompoziciju (vezivo) koja ima višestruku primenu.
[0002] Posebno, ovaj pronalazak se odnosi na vodenu vezujuću kompoziciju koja sadrži najmanje jedan redukcioni šećer, najmanje jedan sulfamat i laktam, poželjno kaprolaktam.
Prethodno stanje tehnike
[0003] Mineralni vlaknasti materijali, koji se široko koriste i kao toplotni i kao zvučni izolacioni materijali, na primer u civilnim ili industrijskim zgradama, poznati su u tehnici. Ovi materijali su formirani od mineralnih vlakana spojenih zajedno preko vezujućih kompozicija (veziva), obično vodenih, koji uključuju sredstvo za očvršćavanje/unakrsno-vezujuće sredstvo, i koji su termoreaktivni i sposobni da čvrsto spoje vlakna pomoću termičko-mehaničkih tretmana na visokim temperaturama. S tim u vezi, postupak za pripremu ovih mineralnih vlaknastih materijala generalno sadrži prvi korak u kome se formiraju takozvana "slobodna" (tj. koja nisu spojena zajedno) mineralna vlakna, nakon čega sledi korak vrele impregnacije navedenih slobodnih vlakana sa vezujućom kompozicijom koja polimerizuje, posle kontakta i visoke temperature, čime se vlakna čvrsto spajaju i daju gotovom proizvodu oblik i konzistenciju.
[0004] Generalno, vezujuće kompozicije koje se nanose na mineralna vlakna su u obliku vodenog rastvora koji sadrži termoreaktivnu smolu i aditive kao što je unakrsno-vezujući katalizator za smolu, silan koji favorizuje hemijsku vezu vlakno-smola, anti-mineralno ulje za prah, itd. Vezujuća kompozicija se uglavnom nanosi na vlakna prskanjem.
[0005] Osobine vezujuće kompozicije u velikoj meri zavise od karakteristika smole. Sa stanovišta primene, adhezivna kompozicija mora imati dobru sposobnost raspršivanja i mora biti u stanju da se nanese na površinu vlakana da bi ih efikasno vezala.
[0006] Pored toga, smola mora biti stabilna tokom određenog vremenskog perioda pre nego što se upotrebi za formiranje vezujuće kompozicije, pomenuta kompozicija se generalno priprema u vreme upotrebe mešanjem smole i aditiva pomenutih gore.
[0007] Što se tiče usaglašenosti sa važećim propisima, smola ne sme da zagađuje, odnosno mora da sadrži – i treba da stvara u fazi vezivanja ili naknadno – najmanju moguću količinu jedinjenja koja mogu biti štetna po ljudsko zdravlje ili životnu sredinu.
[0008] Najčešće korišćene termoreaktivne smole su fenolne smole klase rezola. Pored njihove dobre sposobnosti unaksrnog-vezivanja na temperaturama primene na mineralna vlakna, ove smole su relativno jeftine.
[0009] Najčešći rezoli se dobijaju kondenzacijom fenola i formaldehida, u prisustvu osnovnog katalizatora. Ovi rezoli sadrže određenu proporciju slobodnih monomera, posebno formaldehida, čije prisustvo je nepoželjno zbog poznatih štetnih efekata.
[0010] Formaldehid je odavno dokazano opasan kancerogen. Zbog toga se smole na bazi rezola uglavnom tretiraju ureom, koja reaguje sa slobodnim formaldehidom, formirajući tako fenolurea-formaldehid kopolimere.
[0011] Međutim, primećeno je da su, pod temperaturnim uslovima unakrsnog-vezivanja smole, kondenzati urea-formaldehida nestabilni; oni se razlažu dajući ponovo formaldehid i ureu, pri čemu se poslednji barem delimično razgrađuju u amonijak i oslobađaju u životnu sredinu, posebno u procesnoj sredini.
[0012] Propisi o zaštiti životne sredine postaju sve strožiji i obavezuju proizvođače izolacionih proizvoda da pronađu rešenja koja omogućavaju dalje smanjenje nivoa nepoželjnih emisija (isparljivih jedinjenja), posebno formaldehida.
[0013] U tu svrhu, različite vodene vezujuće kompozicije koje sadrže jedinjenja sposobna za polimerizaciju kroz Maillard-ovu reakciju su poznate u tehnici (za generičku referencu o Maillard-ovoj reakciji videti, na primer, GP Ellis et al., Advances in Carbohydrate Chem, 1959, pp. 63-134), kao što su šećeri i proteini, ili poli ili mono-monokarboksilne kiseline i izvor amonijaka, i dalje sadrže različite tipove polimernih/unakrsno-vezujućih sredstava.
[0014] Na primer, patentna prijava WO 2013/179323 otkriva vezujuću kompoziciju koja sadrži najmanje jedan monosaharid i organsku so kao sredstvo za očvršćavanje/unakrsno-vezujuće sredstvo izabrano od: amonijum sulfamata ili sulfamata alkalnog ili zemnoalkalnog metala.
[0015] Organska smola proizvedena polimerizacijom ovih vezujućih kompozicija na mineralnim vlaknima je visoko biokompatibilna i bez formaldehida na nivoima koji se mogu detektovati. Međutim, jačina veze pomenute organske smole nema istu efikasnost kao ona koju obezbeđuju fenolne smole. Na primer, zatezna čvrstoća gotovog proizvoda je zadovoljavajuća, ali niža od one kod sličnog proizvoda dobijenog upotrebom fenolne smole.
[0016] EP 2566904 otkriva vezujuću kompoziciju za mineralna vlakna bez formaldehida koja sadrži polimerni proizvod ugljenohidratnog reagensa i primarnog poliamina, na primer 1,6diamino heksana (HDMA), u odnosu od 1:1 do 30:1. Navedena vezujuća kompozicija može dalje da sadrži kaprolakton kao nevodeni ovlaživač. Slična vezujuća kompozicija je takođe otkrivena u EP2817374.
[0017] EP2834256 otkriva postupak za nanošenje polimerne vezujuće kompozicije na mineralna vlakna pri čemu vezujuća kompozicija sadrži predpolimer proizveden reakcijom između najmanje jednog redukcionog šećera i HDMA u količini od 2 težinska % ili više i pri čemu predpolimer ima molekulsku težinu između 1 i 500 kDa.
[0018] U svetlu gore navedenog, glavna svrha ovog pronalaska je da obezbedi novu vezujuću kompoziciju koja ima poboljšanu snagu vezivanja i gotov proizvod dobijen upotrebom takve nove vezujuće kompozicije koja ne oslobađa formaldehid kako bi zadovoljila najstrože propise o zaštiti životne sredine i rešila prethodne nedostatke pomenute u odnosu na stanje tehnike.
[0019] Druga svrha ovog pronalaska je da obezbedi vezujuću kompoziciju kao gore koja ima snagu vezivanja uporedivu sa onom vezujućih kompozicija na bazi fenolnih smola.
[0020] Dodatna svrha ovog pronalaska je da obezbedi postupak za proizvodnju gotovog proizvoda, posebno vlaknastog materijala, počevši od "slobodnih" mineralnih vlakana pomoću gorenavedene kompozicije koja ima poboljšane karakteristike mehaničke čvrstoće.
Kratak opis pronalaska
[0021] Ove svrhe se prvenstveno postižu pomoću vodene vezujuće kompozicije bez formaldehida koja je pogodna za vezivanje mineralnih vlakana, pri čemu kompozicija sadrži:
- najmanje jedan redukcioni šećer u ukupnoj količini sadržanoj od 50% do 80%;
- najmanje jedan sulfamat i/ili sulfaminska kiselina u ukupnoj količini sadržanoj između 5 i 20%;
- najmanje 2% sredstva za podešavanje pH koji se sastoji od amonijum hidroksida (NH4OH), organske i/ili neorganske amonijum soli i/ili organskog amina ili njihove kombinacije;
- najmanje jednog laktama u količini sadržanoj između 1% i 15%.
[0022] Podnosilac prijave je iznenađujuće otkrio da vodena vezujuća kompozicija, kao što je gore navedeno, ima poboljšanu snagu vezivanja, uporedivu sa onom vodenih vezujućih kompozicija na bazi rezol smola i, u isto vreme, ne oslobađa zagađujuće emisije, posebno formaldehid, kao vodene vezujuće kompozicije sposobne da se polimerizuju kroz Maillard-ovu reakciju kao što je opisano u patentnoj prijavi WO 2013/179323.
[0023] Kada se koristi kao vezivo za mineralna vlakna kao što su kamena ili staklena vlakna, vodena vezujuća kompozicija prema pronalasku pogodno omogućava dobijanje vlaknastog proizvoda sa poboljšanim mehaničkim svojstvima, posebno većom čvrstoćom na vuču i/ili na kompresiju. Pored toga, kompozicija prema pronalasku omogućava dobijanje termalnogizolacionog vlaknastog proizvoda, na primer staklenih vlakana, koje iznenađujuće ima bolji oporavak debljine namotanog i komprimovanog vlaknastog proizvoda, što je veoma važno svojstvo za obezbeđivanje njegove adekvatne toplotne čvrstoće.
[0024] Prema tome, gore navedene svrhe se takođe postižu postupkom za pripremu mineralnog vlaknastog materijala koji koristi vodenu vezujuću kompoziciju kao što je gore navedena. Navedeni postupak sadrži sledeće korake:
- formiranja slobodnih mineralnih vlakana od staklastog ili kamenog materijala;
- nanošenja vodene vezujuće kompozicije kao što je gore navedena na navedena slobodna mineralna vlakna, formiranja aglomerata mineralnih vlakana sa pomenutom vezujućom kompozicijom; i
- podvrgavanja navedenih aglomerata termičkom tretmanu na temperaturi koja može da očvrsne pomenutu vezujuću kompoziciju, čime se dobija pomenuti vlaknasti materijal.
[0025] Gore navedene svrhe se takođe postižu vezivanjem vlaknastog materijala na bazi mineralnih vlakana koji se dobija pomoću postupka kao što je gore naveden.
[0026] U jednom primeru izvođenja, mineralni vlaknasti materijal dobijen prema postupku pronalaska je vlaknasti materijal od staklene vune koji ima sledeća svojstva:
- Gustinu 6 - 110 kg/m<3>
- Vezujući sadržaj 5 - 20%
- Snagu razdvajanja najmanje 170 g/gf prema ASTM C 685-90;
- Najmanje 100% oporavka nominalne debljine, prema EN 824, za prostirke namotane pod pritiskom (koeficijent kompresije veći od 4.5) i najmanje 100% oporavka debljine za panele upakovane pod pritiskom.
[0027] U sledećem primeru izvođenja, mineralni vlaknasti materijal dobijen prema postupku pronalaska je vlaknasti materijal od kamene vune koji ima sledeća svojstva:
- Gustinu 20 - 250 kg/m<3>
- Vezujući sadržaj 1 - 20%
- Najmanje 60 KPa kompresije prema EN 826
- 100% oporavka nominalne debljine za panele upakovane pod pritiskom.
Detaljan opis
[0028] U ovom opisu i u sledećim patentnim zahtevima, "vodena vezujuća kompozicija" označava vodeni rastvor dobijen rastvaranjem ili dispergovanjem komponenti pomenute kompozicije kao takvih ili bar delimično prethodno odreagovalih u vodi da bi se formirao predpolimer (koji se takođe naziva predkondenzat) koji sadrži jedan ili više reakcionih proizvoda iz najmanje jednog redukcionog šećera i najmanje jedne komponente koja sadrži azot koji formira vezujuću kompoziciju, kao potencijalno vezujuće sredstvo (vezivo) za vlaknasti materijal.
[0029] Za potrebe ovog pronalaska, pod pojmom "bez formaldehida" kada se odnosi na vezujuću kompoziciju prema pronalasku ili na gotov proizvod (vlaknasti materijal) dobijen njegovom upotrebom, podrazumeva se da vezujuća kompozicija i/ili gotov proizvod oslobađaju manje od 8 µg/m<2>/h formaldehida, poželjno manje od 5 µg/m<2>/h formaldehida, još poželjnije manje od 3 µg/m<2>/h formaldehida. Poželjno je da se određivanje vrši u skladu sa standardom ISO 16000 koji se odnosi na ispitivanje emisije aldehida.
[0030] Ukoliko nije drugačije naznačeno, procenat komponente u kompoziciji prema pronalasku označava težinski procenat navedene komponente u odnosu na ukupnu težinu komponenti kompozicije, koje se smatraju suvim, tj. u odsustvu vode (suva kompozicija).
[0031] Za potrebe ovog opisa i sledećih patentnih zahteva, osim ako nije drugačije naznačeno, svi brojevi koji izražavaju količine, iznose, procente i tako dalje, moraju se u svim slučajevima podrazumevati kao modifikovani terminom "oko". Pored toga, svi opsezi uključuju bilo koju kombinaciju opisanih maksimalnih i minimalnih tačaka i uključuju sve međuopsege u njima, koji mogu ili ne moraju biti posebno navedeni ovde.
[0032] Kao što se koristi u opisu i u priloženim patentnim zahtevima, oblici jednine "jedan", "a" i "the" obuhvataju množinu, osim ako je drugačije jasno naznačeno u kontekstu.
[0033] Karakteristike primera izvođenja ovog pronalaska koje su ovde opisane mogu se kombinovati na bilo koji način, čak i formirajući dodatne primere izvođenja koji nisu eksplicitno opisani, ali koje spadaju u obim ovog pronalaska.
[0034] Kompozicija pronalaska može se pogodno koristiti u pripremi vlaknastog materijala, kao što je na primer staklo ili kamena vuna. Navedeni vlaknasti materijal, tipično za upotrebu kao termalni i/ili akustički izolacioni materijal, može se pripremiti poznatim tehnikama koje obezbeđuju početno formiranje slobodnih staklenih ili kamenih vlakana, nakon čega sledi impregnacija navedenih vlakana vezujućom kompozicijom (vezivom), i uzastopnom vrućom polimerizacijom ove poslednje kako bi se mineralna vlakna čvrsto vezala zajedno.
[0035] Kao što je prethodno navedeno, vodena vezujuća kompozicija prema pronalasku sadrži najmanje jedan redukcioni šećer. Najmanje jedan redukcioni šećer je prisutan u ukupnoj količini (tj. uključujući sve redukcione i neredukcione šećere prisutne u kompoziciji) sadržanoj između 50% i 80%.
[0036] Termin "redukcioni šećer" treba da se podrazumeva konvencionalno, tj. može biti bilo koji monosaharid ili polisaharid koji nosi slobodnu hemiacetalnu OH grupu koja ima redukciono dejstvo, posebno u bakro-alkalnim rastvorima.
[0037] Monosaharidi mogu biti i keton i aldehid, trioza, pentoza i/ili heksoza, koji imaju i L i D anomerne konfiguracije, ili njihove smeše. Prema tome, primeri upotrebljivih monosaharida su: glukoza, fruktoza, galaktoza, ksiloza, arabinoza, riboza, liksoza, manoza, ramnoza i slično. Navedeni monosaharidi se mogu kupiti i koristiti kao takvi, ili se mogu dobiti poznatim postupcima, kao što je na primer hemijska redukcija disaharida ili polisaharida uopšte, kao što su, između ostalog, saharoza, maltoza i slično.
[0038] U poželjnom primeru izvođenja, pomenuti monosaharid je izabran od: fruktoze i glukoze (takođe nazvane dekstroza) i njihovih kombinacija, u ukupnoj količini koja je sadržana između 50 težinskih % i 80 težinskih %.
[0039] U jednom primeru izvođenja, ova kompozicija sadrži najmanje jedan ili dva monosaharida, od kojih je najmanje jedan poželjno glukoza. U sledećem primeru izvođenja, ova kompozicija sadrži najmanje jedan aldehid monosaharid, kao što je na primer glukoza, i najmanje jedan keton monosaharid, kao što je fruktoza.
[0040] Konkretno, prisustvo najmanje glukoze omogućava dobijanje poboljšanih svojstava vezivanja kompozicije i svojstva stabilnosti vlaknastog materijala.
[0041] Kada su prisutna, dva aldehidna (na primer glukoza) i keton (na primer fruktoza) monosaharida mogu poželjno biti u težinskom odnosu od oko 1:1 jedan prema drugom, ili je jedan od dva monosaharida prisutan u malom višku, kao što je npr. na primer u odnosu poželjno između 1:1.05 i 1:1.2. U jednom primeru izvođenja, ova kompozicija sadrži fruktozu i glukozu u odnosu od 1:1.05 do 1:1.1 i u ukupnoj količini koja je sadržana između 50 težinskih % i 80 težinskih % u odnosu na težinu osušene kompozicije.
[0042] Redukcioni polisaharid u vezujućoj kompoziciji prema pronalasku je izabran od redukcionih polisaharida koji imaju prosečnu molekulsku težinu nižu od 1000 000, poželjno nižu od 100000, poželjnije nižu od 50000, povoljno nižu od 10000 i još bolje iznad 180.
[0043] Poželjno, redukcioni polisaharid sadrži najmanje jednu jedinicu glukoze. Posebno su poželjni polisaharidi koji se uglavnom (preko 50 težinskih %) sastoje od jedinica glukoze.
[0044] Polisaharid se pre upotrebe tretira u kiseloj sredini.
[0045] Vodena vezujuća kompozicija prema pronalasku dalje sadrži najmanje jedan sulfamat.
[0046] Termin "sulfamat" podrazumeva soli sulfaminske kiseline, posebno jedinjenja (soli) koja su neisparljiva i dovoljno stabilna za skladištenje. Poželjno, sulfamat je izabran iz grupe koja se sastoji od amonijum sulfamata, sulfamata alkalnog ili zemnoalkalnog metala, natrijum N-cikloheksilsulfamata i njihovih kombinacija. Vodena vezujuća kompozicija prema pronalasku može dalje da sadrži sulfaminsku kiselinu samu ili u kombinaciji sa jednim ili više sulfamata kao što je gore navedeno.
[0047] U primeru izvođenja, sulfamat je izabran od amonijum sulfamata, sulfamata alkalnog ili zemnoalkalnog metala i njihovih kombinacija. Poželjno, sulfamat je amonijum sulfamat.
[0048] Sulfamat deluje kao sredstvo za očvršćavanje/unakrsno-vezujuće sredstvo, a posebno doprinosi stvaranju derivata melanoidina, uglavnom polimerizacijom kroz Maillard-ovu reakciju, sa najmanje jednim redukcionim šećerom (na primer monosaharidom), tokom pripreme vlaknastog materijala. Naročito, Maillard-ova reakcija dovodi do formiranja aromatičnih molekula visoke molekulske težine ili mešavina aromatičnih polimera i/ili polimera koji sadrže azot (melanoidini) koji omogućavaju kompoziciji da poprimi karakteristike vezivanja i termoreaktivacije, neophodne da efikasno deluje kao vezivo za mineralna vlakna. Naročito, navedeni melanoidini mogu imati odnos ugljenik:azot, i stepen nezasićenosti i aromatičnosti koji mogu značajno da variraju u zavisnosti od temperature (za opštu referencu videti Ames et al. The Maillard Browning Reaction, Chemistry and Industry, 1988, 7, 558-561).
[0049] Primeri upotrebljivih sulfamata su izabrani od: sulfamat natrijuma, kalijuma, kalcijuma, magnezijuma i amonijuma, amonijum sulfamat (CAS N: 7773-06-0) je poželjan. Naročito, amonijum sulfamat, koji ima opštu formulu H2NSO3-NH4<+>(CHEBI:81950), je klasifikovan kao organska (nekarboksilna) so sa kojom se lako rukuje jer ima nisku toksičnost i ne izaziva iritaciju u kontaktu sa kožom. Može se pripremiti na primer hidrolizom reakcionog proizvoda dobijenog tretiranjem uree pušljivom sumpornom kiselinom ili se može kupiti na tržištu. U vodenoj vezujućoj kompoziciji prema pronalasku, najmanje jedan sulfamat i/ili sulfaminska kiselina, posebno amonijum sulfamat i/ili sulfamat alkalnog ili zemnoalkalnog metala, je/su prisutan/prisutni u ukupnoj količini između 5 i 20 težinskih %, posebno između 5 i 12%.
[0050] Vezujuća kompozicija prema pronalasku dalje sadrži sredstvo za podešavanje pH koje dovodi amino grupe u konačnu smolu koja se sastoji od amonijum hidroksida (NH4OH), organske i/ili neorganske amonijumove soli i/ili organskog amina i njihovih kombinacija.
[0051] U jednom primeru izvođenja, sredstvo za podešavanje pH takođe predstavlja izvor amonijaka i izabrano je od amonijum hidroksida (NH4OH), organske ili neorganske soli amonijuma i njihovih kombinacija.
[0052] U tom pogledu, primeri upotrebljivih organskih amonijum soli su soli mono ili polikarboksilnih organskih kiselina, poželjno izabranih od: limunske kiseline, vinske kiseline, glikolne kiseline, jabučne kiseline, mlečne kiseline i glutaminske kiseline. Upotrebljive neorganske soli amonijuma su poželjno izabrane od amonijum fosfata i amonijum sulfata.
[0053] U sledećem primeru izvođenja pronalaska, sredstvo za podešavanje pH je izabrano od jednog ili više primarnih, sekundarnih ili tercijalnih organskih amina, koji mogu imati dodatne funkcionalne grupe (na primer alkanolamine) koji se koriste sami ili u kombinaciji sa hidroksidom i/ili amonijum solima u njihovoj delimičnoj zameni.
[0054] Poželjno, organski amin je izabran iz grupe koja se sastoji od 2-amino-2-metil-propanola (AMP), heksametilendiamina (HDMA), bis(heksametilen)triamina i trietanolamina.
[0055] Upotreba u vezujućoj kompoziciji prema pronalasku najmanje jednog organskog amina, posebno najmanje jednog amina kako je gore naveden, povoljno omogućava dalje povećanje kohezije na vlaknima vezujuće kompozicije, kao što je jasno iz eksperimentalnog dela koji je dalje objavljen u predmetnom dokumentu.
[0056] U kompoziciji prema pronalasku, sredstvo za podešavanje pH, bilo da je to amonijum hidroksid, amonijum so i/ili organski amin, je prisutno u ukupnoj količini od najmanje 2%, poželjno između 2 i 20 težinskih % na težinu suve kompozicije, tako da se pH kompozicije prema pronalasku podesi na vrednosti koje se nalaze između 6 i 10, na primer između 6 i 9.
[0057] Pri ovom pH, primećuje se veća brzina polimerizacije predmetne kompozicije tokom pripreme mineralnog vlaknastog materijala.
[0058] Vezujuća kompozicija prema pronalasku dalje sadrži najmanje jedan laktam, tj. ciklični amid dobijen intramolekularnom kondenzacijom između karboksilne grupe (-COOH) i amino grupe (-NH2). U ovom pronalasku, laktam se može izabrati od β-laktama, γ-laktama, δ-laktama i ε-laktama.
[0059] U posebno poželjnom primeru izvođenja, laktam je ε-kaprolaktam.
[0060] Najmanje jedan laktam je prisutan u vezujućoj kompoziciji u količini koja je sadržana između 1% i 15%, poželjno 6-10%.
[0061] Iznenađujuće je otkriveno da laktam, posebno kaprolaktam, deluje kao unakrsnovezujuće sredstvo za redukcioni šećer u sinergiji sa sulfamatom tokom očvršćavanja vezujuće kompozicije za pripremu vlaknastog materijala vezivanjem za jedan ili više redukcionih šećera. Ovo omogućava vezujućoj kompoziciji prema pronalasku da ima termoreaktivne karakteristike i kapacitet vezivanja mineralnih vlakana koji može biti znatno veći od kapaciteta vezivanja slične vezujuće kompozicije koja sadrži sulfamat kao unakrsno-vezujuće sredstvo, ali bez laktama i slične kompozicije koja sadrži laktam ali bez sulfamata. Ovaj efekat je još izraženiji kada vezujuća kompozicija prema pronalasku takođe sadrži organski amin kao što je HDMA pored laktama.
[0062] Kompozicija pronalaska može sadržati dodatne komponente koje mogu dalje da povećaju koheziju na vlaknima kompozicije, posebno jednu ili više aminokiselina, kao što su glicin i glutaminska kiselina. Poželjno, pomenute komponente mogu biti prisutne u kompoziciji u ukupnoj količini koja je sadržana između 1 težinski % i 25 težinskih %, na primer između 3% i 10%.
[0063] Kompozicija pronalaska može takođe da sadrži dodatne komponente koje se koriste, na primer, da poboljšaju njegovu otpornost na temperaturu i/ili da dalje favorizuju postupak polimerizacije kompozicije tokom formiranja mineralnog vlaknastog materijala.
[0064] Naročito, navedene moguće dodatne komponente, prisutne pojedinačno ili pomešane jedna sa drugom, mogu sadržati akrilnu komponentu kao što je detaljno opisana u daljem tekstu, mineralna ulja, generalno prisutna kao emulzija u količini koja je sadržana između 2 i 6 težinskih %, amino silana, poželjno u količini koja je sadržana između 0.1 težinskih % i 0.2 težinskih %, polisiloksana, poželjno u količini između 0.1 težinskih % i 0.5 težinskih % i slično, uree i lignosulfonata, na primer kalcijum ili amonijum lignosulfonata. Navedene moguće dodatne komponente mogu biti prisutne i pojedinačno i pomešane jedna sa drugom. Naročito, u jednom primeru izvođenja pronalaska, akrilna komponenta, prisutna kao gore pomenuta dodatna komponenta, poželjno je u obliku emulzije i može se izabrati od: akrilne smole, poželjno sa kiselim pH (generalno između 2 i 4), i karboksilnog polimera pomešanog sa poliolom. U tom smislu, vodene smole otporne na toplotu, izabrane na primer od Acrodur<®>Plus 2580 (BASF), odgovarajućeg DOW i drugih sličnih, su upotrebljive akrilne smole.
[0065] Poželjni karboksilni polimeri se dobijaju počevši od akrilne ili metakrilne kiseline.
[0066] Poliol je izabran na primer od: polietara, polipropilen glikola, poliestara i slično. Poželjno, molekulska težina pomenute akrilne komponente je između 500 i 10000, poželjno između 500 i 8000 Daltona.
[0067] Kada je prisutna, pomenuta akrilna komponenta je upotrebljiva u količini do 20 težinskih %, poželjno do 15 težinskih %, još poželjnije do 10% ukupne težine osušene kompozicije. Ovaj dodatak povoljno omogućava povećanje sile vezivanja kompozicije, sa posledičnim poboljšanjem mehaničkih i elastičnih svojstava materijala od staklenih vlakana ili kamenih vlakana koji čine predmetnu kompoziciju, na primer u pogledu elastičnog oporavka nakon kompresije filca od staklenih vlakana, koji se generalno koristi kao toplotni i zvučni izolatori.
[0068] Povoljno, vodena vezujuća kompozicija (vezivo) ovog pronalaska je dalje okarakterisana time što je stabilna tokom vremena (čak i nekoliko dana) i da formiranje, na primer, kalupa, želiranja ili proizvoda raspadanja, koji često mogu biti prisutni u slučaju skladištenja vodenih vezujućih kompozicija iz prethodnog stanja tehnike koje sadrže druge polimerizatore/unakrsno vezujuća sredstva, nije zabeleženo.
[0069] Vezujuća kompozicija pronalaska može se pripremiti lako i za kratko vreme, bez upotrebe potencijalnih izvora formaldehida, upotrebom vode kao rastvarača i kroz postupak koji je lako primenljiv čak i u industrijskom obimu.
[0070] Generalno, dovoljno vode se koristi za rastvaranje komponenti kompozicije i/ili za dobijanje vodenih rastvora sa definisanim koncentracijama.
[0071] Drugim rečima, vezujuća kompozicija prema pronalasku korisna u pripremi vlaknastog mineralnog materijala može se dobiti rastvaranjem u vodi:
- najmanje jednog redukcionog šećera;
- najmanje jednog sulfamata i/ili sulfaminske kiseline;
- sredstva za podešavanje pH koje se sastoji od amonijum hidroksida (NH4OH), organske i/ili neorganske amonijum soli, organskog amina i njihovih kombinacija;
- najmanje jednog laktama;
- izborno jedne ili više aminokiselina kao što su glicin i lizin;
- moguće dodatnih komponenti;
[0072] u težinskim procentima prema svakom od gornjih primera izvođenja. S tim u vezi, vezujuća kompozicija (vezivo) prema pronalasku u obliku vodenog rastvora može poželjno imati težinsku koncentraciju nakon nanošenja na vlakna koja je sadržana između 5% i 15% predviđenih kao težina svih komponenti u odnosu na ukupnu težinu rastvora.
[0073] U primeru izvođenja, predmetna vodena vezujuća kompozicija (vezivo) se može pripremiti mešanjem u vodi na sobnoj temperaturi (tj. na temperaturi između oko 15°C i oko 40°C), željenih količina pojedinačnih komponenti, generalno u rezervoaru za mešanje, nakon čega sledi jednostavno dodavanje vode, tek toliko da se dobiju željene vrednosti koncentracije.
[0074] U sledećem primeru izvođenja, vezujuća kompozicija prema pronalasku može biti pripremljena mešanjem vodenog rastvora koji sadrži najmanje jedan redukcioni šećer, najmanje jedan sulfamat, sredstvo za podešavanje pH kao što je gore navedeno i moguće dodatne komponente sa najmanje jednim laktamom, mogućim aminokiselinama i izborno dodatnom vodom po potrebi za dobijanje poželjnih vrednosti koncentracije.
[0075] U dodatnom primeru izvođenja, vezujuća kompozicija prema pronalasku može prethodno reagovati i na taj način sadržati najmanje jedan predpolimer (koji se takođe naziva predkondenzat) koji sadrži jedan ili više reakcionih proizvoda između najmanje jednog redukcionog šećera i najmanje jedne komponente koja sadrži azot formirajući vezujuću kompoziciju.
[0076] U jednom primeru izvođenja, pomenuti najmanje jedan polimer ili predkondenzat se može dobiti mešanjem u vodi najmanje jednog redukcionog šećera, najmanje jednog sulfamata i sredstva za podešavanje pH koji je izabran iz grupe koja se sastoji od amonijum hidroksida (NH4OH), organske i/ili neorganske amonijum soli i/ili najmanje jednog organskog amina, poželjno izabranog od onih koji su gore navedeni, a zatim zagrevanjem dobijenog vodenog rastvora na temperaturi između 50°C i 90°C, posebno 70°- 80°C najmanje 20 minuta, poželjno od 20 do 40 minuta.
[0077] Na ovaj način se dobija vodeni rastvor predpolimera koji sadrži jedan ili više reakcionih proizvoda gornjih komponenti, koji, nakon hlađenja, dobijaju najmanje jedan laktam, na primer kaprolaktam, izborno jednu ili više aminokiselina i sve dodatne komponente kao što je gore navedeno se dodaju, da bi se dobila vezujuća kompozicija pronalaska u željenoj koncentraciji. Alternativno, najmanje jedan organski amin, najmanje jedan laktam, na primer kaprolaktam, i/ili aminokiseline mogu biti pomešani sa najmanje jednim redukcionim šećerom, najmanje jednim sulfamatom i eventualno amonijum hidroksidom (NH4OH) i/ili organskom i/ili neorganskom soli amonijuma da bi se formirao početni vodeni rastvor iz koga se, posle zagrevanja kao što je gore navedeno, dobija vezujuća kompozicija koja sadrži najmanje jedan predpolimer kao što je gore dobijen.
[0078] Treba napomenuti da se sve komponente vezujuće kompozicije pronalaska lako mogu pronaći i kupiti na tržištu i da su mnoge od njih, kao što je redukcioni šećer, prirodnog porekla.
[0079] U dodatnom aspektu, pronalazak se odnosi na upotrebu predmetne vezujuće kompozicije u pripremi staklenih ili kamenih mineralnih vlakana.
[0080] U ovom pravcu, ovaj pronalazak se odnosi na vlaknasti materijal koji sadrži mineralna vlakna, poželjno staklena ili kamena vlakna, spojena zajedno upotrebom predmetne vodene vezujuće kompozicije (veziva). Prema tome, dodatni predmet pronalaska je mineralni vlaknasti materijal dobijen počevši od slobodnih mineralnih vlakana, pomoću postupka koji sadrži najmanje jedan korak polimerizacije vezujuće kompozicije pronalaska, na temperaturi koja očvršćava i polimerizuje vezujuću kompoziciju.
[0081] S tim u vezi, navedeni mineralni vlaknasti materijal može se prikladno pripremiti pomoću postupka koji sadrži korake:
- formiranja slobodnih vlakana, poželjno fuzijom staklastog (kao što je na primer mešavina alkalnih borosilikata) ili kamenog (kao što su na primer mešavine bazalta, dolomita, šljake i krečnjaka) materijala;
- nanošenja vodene vezujuće kompozicije kao što je gore navedena na navedena slobodna mineralna vlakna, formiranja aglomerata mineralnih vlakana sa vezujućom kompozicijom pronalaska, poželjno prskanjem pomenute kompozicije na slobodna vlakna; i
- podvrgavanja navedenih aglomerata termičkom tretmanu na temperaturi koja može da očvrsne i polimerizuje vezujuću kompoziciju.
[0082] Potonji termički tretman se dešava na temperaturi od najmanje 180°C, poželjno na temperaturi između 180°C i 250°C i poželjnije između 180°C i 220°C, tipično u pećima za polimerizaciju, i pokreće postupak polimerizacije vezujuće kompozicije pronalaska, koja se stabilno vezuje za vlakna, formirajući tako konačni vlaknasti materijal, spreman za upotrebu. Do pomenute termičke obrade može doći upotrebom toplog vazduha koji cirkuliše u peći kroz ventilatore sa promenljivim pritiskom, tokom varijabilnog vremena u zavisnosti od brzine peći, na primer kao funkcija težine po jedinici površine gotovog proizvoda.
[0083] Ako je potrebno, koraku termičke obrade za polimerizaciju/očvršćavanje vezujuće kompozicije prethodi korak orijentacije vlakana (ili „krimpovanje“) koji omogućava orijentaciju vlakana u vertikalnom položaju, čime se povećava njihova čvrstoća na kompresiju.
[0084] Korak nanošenja vezujuće kompozicije na slobodna vlakna se poželjno izvodi impregnacijom, posebno prskanjem vodene kompozicije pronalaska na slobodna vlakna koja su upravo vrela formirana, upotrebom opreme poznate u tehnici i uobičajeno korišćene u pripremi mineralnog vlaknastog materijala. Na kraju koraka primene, aglomerati mineralnih vlakana se dobijaju sa kompozicijom pronalaska, tipično sa paralelopipednim presekom, u obliku panela ili namotanog filca.
[0085] Uopšteno, sadržaj vezujuće kompozicije (veziva) u vlaknastom proizvodu nakon očvršćavanja je sadržan između 1 težinski % i 20 težinskih % na ukupnu težinu vlaknastog materijala.
[0086] Analogno tome, korak formiranja slobodnih vlakana (uobičajeno označen kao "postupak pripreme vlakana") može se pogodno odvijati pomoću operacija poznatih stručnjaku iz date oblasti tehnike i koje sadrže topljenje početnog staklastog ili kamenog materijala, nakon čega sledi prolaz kroz matricu za ekstruziju povezanu sa rotorom opremljenim sa hiljadama rupa koji, okrećući se velikom brzinom, projektuju filamente finih vlakana (staklenih) prema spolja, koji su spremni da se stave u kontakt sa vezujućom kompozicijom u skladu sa gornjim korakom primene (unutrašnje centrifugiranje). U slučaju kamenih vlakana, ovo u obliku visokotemperaturne lave puni točkove koji, okrećući se velikom brzinom, obezbeđuju centrifugalnu silu neophodnu za stanjivanje u vlakna (spoljno centrifugiranje), koja su takođe spremna da se odmah dovedu u kontakt sa vodenim vezivom.
[0087] Finalni vlaknasti materijal, kada se jednom iseče na potrebnu veličinu, može se pakovati i koristiti kao toplotni i/ili zvučni izolator, takođe pokazujući odličnu mehaničku čvrstoću, otpornost na toplotu i elastične povratne osobine, pri čemu je ova druga namenjena kao razlika između nominalne debljine materijala pre i posle njegovog pakovanja. Prema tome, u dodatnom aspektu, pronalazak se odnosi na mineralni vlaknasti materijal koji se može dobiti postupkom kako je gore opisan. Takav vlaknasti materijal generalno ima slojevitu strukturu kada se gleda sa strane i boju koju karakterišu vlakna tamne boje, na primer braonkasta (tamno smeđa), crna, plava ili zelenkasta, koja su isprepletena sa svetlim vlaknima (na primer svetlo braon), tako da se vlakna različitih nijansi mogu jasno razlikovati. Talasi i zavoji svetlijih vlakana mogu da formiraju estetski efekat poput oblaka na pozadini najtamnijih vlakana.
[0088] Dalje karakteristike i prednosti ovog pronalaska će postati očigledne iz sledećih neograničavajućih primera.
Eksperimentalni deo
Primer 1: Priprema vezujućih kompozicija (veziva)
[0089] Vodene vezujuće kompozicije (veziva) A-E prema pronalasku i komparativne vodene vezujuće kompozicije F-G su pripremljene upotrebom komponenti navedenih u sledećoj tabeli 1 u odgovarajućim težinskim procentima u odnosu na suvu težinu kompozicije.
Tabela 1
[0090] Veziva A i B su pripremljena mešanjem odgovarajućih komponenti u vodi na sobnoj temperaturi i sa sadržajem čvrstih materija od 34.8% i pH = 8-8.5.
[0091] Vezivo C je pripremljeno mešanjem odgovarajućih komponenti u vodi na sobnoj temperaturi i ima sadržaj čvrstih materija od 36.6% i pH = 8.
[0092] Vezivo D je prethodno izreagovano vezivo koje je pripremljeno mešanjem odgovarajućih komponenti u vodi i zagrevanjem dobijene smeše na 80°C tokom 35 minuta, čime se dobija vodeni rastvor koji sadrži najmanje jedan predpolimer koji je izborno razblažen da bi se dobio sadržaj čvrstih materija 29.06% i pH = 7.
[0093] Vezivo E je prethodno izreagovano vezivo koje je pripremljeno mešanjem odgovarajućih komponenti u vodi i zagrevanjem dobijene smeše na 80°C tokom 35 minuta, čime se dobija vodeni rastvor koji sadrži najmanje jedan predpolimer koji je izborno razblažen da bi se dobio sadržaj čvrstih materija 26.10% i pH = 10.
[0094] Uporedna veziva F i G su pripremljena mešanjem odgovarajućih komponenti u vodi na sobnoj temperaturi i oba imaju sadržaj čvrstih materija od 35% i pH = 8.
Primer 2: Priprema vlaknastih materijala
[0095] Vezujuće kompozicije (veziva) A-E prema pronalasku i komparativne vezujuće kompozicije (veziva) F-G iz Primera 1 i takođe komercijalna rezol smola (formaldehid-fenolurea) (DYNEA Prefere 72-5235) kao referenca korišćeni su za formiranje izolacionih proizvoda na bazi staklene vune.
[0096] Staklena vuna je proizvedena tehnikom unutrašnjeg centrifugiranja u kojoj se kompozicija rastopljenog stakla pretvara u vlakna pomoću rotora zvanog "spiner" koji radi pri velikim brzinama rotacije, pri čemu je rotor opremljen perifernom trakom (ili diskom) sa mnoštvom malih otvora (unutrašnje centrifugiranje). Kao rezultat centrifugalne sile, rastop se projektuje na perforiranu perifernu traku iz koje kroz otvore izlaze primarni filamenti rastopljenog mineralnog materijala, filamenti koji se, zauzvrat, rastežu da formiraju tanka vlakna zahvaljujući delovanju visoko- temperaturnog gasa koji dolazi iz prstenastog gorionika koji okružuje disk.
[0097] Vezujuća kompozicija je nanesena na tako dobijena tanka vlakna koja izlaze iz rotora pomoću prstenastog raspršivača postavljenog ispod rotora da bi se vezujuća kompozicija ravnomerno rasporedila na vlakna i da bi se dobili aglomerati vlakana („prostiri“) impregnirani vezujućom kompozicijom.
[0098] Navedeni aglomerati su sakupljeni na pokretnoj traci i poslati u peć koja se održava na temperaturi od najmanje 180°C gde su ostavljeni da odstoje neko vreme da se omogući polimerizacija (očvršćavanje) kompozicije i veza sa vlaknima, čime se dobijaju vlaknasti materijali koji su u suštini u obliku paralelopipeda.
[0099] Vlaknasti materijali su pripremljeni gore opisanim postupkom upotrebom istih parametara vlakana, istog sadržaja vezujuće kompozicije (7%) i suštinski imaju istu gustinu (20 kg/m<3>) i debljinu (oko 100 mm).
[0100] Mehaničke osobine ovih vlaknastih materijala, u odnosu na zateznu čvrstoću, merene su u skladu sa ASTM standardom C 685-90 "Parting Strength of Mineral Fiber Batt - and Blaket -Type Insulation" merenjem opterećenja lomljenja (u gram sili „gf“) i izračunavanjem zatezne čvrstoće kao "snage razdvajanja" kao sile grama po gramu uzorka kako zahteva dotični ASTM standard. Uzorci koji su podvrgnuti ispitivanju imaju u suštini isti prečnik vlakana, istu gustinu i približno isti sadržaj veziva.
[0101] Rezultati su sumirani u sledećoj tabeli 2.
Tabela 2
[0102] Iz gornje tabele 2, može se primetiti da svi vlaknasti materijali dobijeni upotrebom vezujućih kompozicija (A-E) prema pronalasku imaju bolja svojstva mehaničke čvrstoće od onih vlaknastih materijala dobijenih upotrebom vezujuće kompozicije koja sadrži sulfamat, ali bez kaprolaktama (uporedna kompozicija F) ili upotrebom vezujuće kompozicije koja sadrži kaprolaktam, ali bez sulfamata (uporedna kompozicija G).
[0103] Prisustvo u vezujućoj kompoziciji aminokiseline kao što je glicin (kompozicija B) ili glutaminska kiselina (kompozicija C) pored kaprolaktama može dovesti do blagog povećanja svojstava mehaničke čvrstoće vlaknastih materijala dobijenih upotrebom ove kompozicije u poređenju sa svojstva mehaničke čvrstoće vlaknastih materijala dobijenih upotrebom sličnih vezujućih kompozicija koje sadrže kaprolaktam, ali ne i aminokiseline ili glutaminsku kiselinu (na primer kompozicija A).
[0104] Slično tome, upotreba prethodno izreagovalih vezujućih kompozicija može dovesti do blagog povećanja osobina mehaničke čvrstoće vlaknastih materijala dobijenih upotrebom ovih kompozicija u poređenju sa osobinama mehaničke čvrstoće vlaknastih materijala dobijenih upotrebom sličnih vezujućih kompozicija koje sadrže kaprolaktam, ali ne i prethodno izreagovale (videti na primer kompoziciju D naspram kompozicije A).
[0105] Vlaknasti materijali dobijeni upotrebom prethodno izreagovalih vezujućih kompozicija koje sadrže kaprolaktam u kombinaciji sa organskim aminom kao što je HDMA (kompozicija E) imaju najbolja svojstva mehaničke čvrstoće među vezujućim kompozicijama prema pronalasku korišćenim u gornjim testovima.
[0106] Pored toga, date vezujuće kompozicije prema pronalasku imaju svojstva mehaničke čvrstoće u suštini uporedive sa onima referentne fenolne smole, ali, za razliku od ove poslednje, ne sadrže niti oslobađaju formaldehid.
Claims (19)
1. Vodena vezujuća kompozicija bez formaldehida pogodna za vezivanje mineralnih vlakana, pri čemu kompozicija sadrži u težinskim procentima na suvu težinu kompozicije:
- najmanje jedan redukcioni šećer u ukupnoj količini sadržanoj od 50% do 80%;
- najmanje jedan sulfamat i/ili sulfaminsku kiselinu u ukupnoj količini sadržanoj od 5% do 20%;
- najmanje 2% sredstva za podešavanje pH koji se sastoji od amonijum hidroksida (NH4OH), organske i/ili neorganske amonijum soli i/ili organskog amina ili njihovih kombinacija;
- najmanje jednog laktama u količini sadržanoj između 1% i 15%.
2. Vezujuća kompozicija prema patentnom zahtevu 1, naznačena time što je najmanje jedan redukcioni šećer izabran od monosaharida, poželjno glukoze, fruktoze, galaktoze, ksiloze, arabinoze, riboze, liksoze, manoze, ramnoze, posebno glukoze i fruktoze, i polisaharida koji imaju prosečnu molekulsku težinu nižu od 1000 000, poželjno nižu od 100000, poželjnije nižu od 50000, pri čemu se navedeni polisaharidi koriste nakon tretmana kiselinom.
3. Vezujuća kompozicija prema patentnom zahtevu 1 ili 2, naznačena time što je najmanje jedan sulfamat izabran iz grupe koja se sastoji od amonijum sulfamata, sulfamata alkalnog ili zemnoalkalnog metala, natrijum N-cikloheksilsulfamata i njihovih kombinacija.
4. Vezujuća kompozicija prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva, naznačena time što je pomenuti najmanje jedan sulfamat i/ili sulfaminska kiselina prisutan/prisutna u ukupnoj količini koja je sadržana između 5 i 12%.
5. Vezujuća kompozicija prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva, naznačena time što je pomenuto sredstvo za podešavanje pH prisutno u količini između 2% i 20%, tako da se pH podesi do vrednosti koje su sadržane između 6 i 10, na primer između 6 i 9.
6. Vezujuća kompozicija prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva, naznačena time što navedena organska amonijum so je amonijum so kiseline izabrane od: limunske kiseline, vinske kiseline, glikolne kiseline, jabučne kiseline i mlečne kiseline.
7. Vezujuća kompozicija prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva, naznačena time što je navedeni organski amin izabran iz grupe koja se sastoji od 2-amino-2-metil-propanola (AMP), heksametilendiamina (HDMA), bis(heksametilen)triamina i trietanolamina (TEA).
8. Vezujuća kompozicija prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva, naznačena time što je pomenuti najmanje jedan laktam prisutan u količini koja je sadržana između 6-10%.
9. Vezujuća kompozicija prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva, naznačena time što pomenuti najmanje jedan laktam je kaprolaktam.
10. Vezujuća kompozicija prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva, koja dodatno sadrži jednu ili više aminokiselina, poželjno glicin, lizin i/ili glutaminsku kiselinu, u ukupnoj količini koja je sadržana između 1 težinski % i 25 težinskih %, poželjno između 3% i 10%.
11. Vezujuća kompozicija prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva, naznačena time što je pomenuta kompozicija prethodno izreagovala i sadrži najmanje jedan predpolimer koji nastaje kao jedan ili više reakcionih proizvoda od navedenog najmanje jednog redukcionog šećera i najmanje jedne od gore navedenih komponenti koje sadrže azot koji formiraju vezujuću kompoziciju.
12. Vezujuća kompozicija prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva, koja dodatno sadrži jedno ili više mineralnih ulja i/ili jedan ili više amino silana, i/ili jedan ili više siloksana ili njihove smeše.
13. Vezujuća kompozicija prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva, koja dalje sadrži najmanje jednu akrilnu komponentu molekulske težine između 500 i 10000.
14. Upotreba vodene vezujuće kompozicije prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva, u pripremi mineralnog vlaknastog materijala.
15. Postupak za pripremu vlaknastog materijala počevši od slobodnih mineralnih vlakana, naznačen time što navedeni postupak sadrži korake:
- formiranja slobodnih mineralnih vlakana od staklastog ili kamenog materijala;
- nanošenja vodene vezujuće kompozicije prema bilo kom od patentnih zahteva 1 do 13 na navedena slobodna mineralna vlakna, čime se formiraju aglomerati mineralnih vlakana sa pomenutom vezujućom kompozicijom; i
- podvrgavanja navedenih aglomerata termičkom tretmanu na temperaturi koja može da očvrsne pomenutu vezujuću kompoziciju, čime se dobija pomenuti vlaknasti materijal.
16. Postupak prema patentnom zahtevu 15, naznačen time što se termička obrada odvija na temperaturi od najmanje 180°C.
17. Mineralni vlaknasti materijal koji se može dobiti postupkom prema patentnim zahtevima 15 ili 16.
18. Mineralni vlaknasti materijal prema patentnom zahtevu 17, koji je vlaknasti materijal od staklene vune koji ima sledeća svojstva:
- Gustinu 6 - 110 kg/m<3>
- Vezujući sadržaj 5 - 20%
- Snagu razdvajanja najmanje 170 g/gf prema ASTM C 685-90;
- Najmanje 100% oporavka nominalne debljine, prema EN 824, za prostirke namotane pod pritiskom (koeficijent kompresije veći od 4.5) i najmanje 100% oporavka debljine za panele upakovane pod pritiskom.
19. Mineralni vlaknasti materijal prema patentnom zahtevu 17, koji je vlaknasti materijal od kamene vune koji ima sledeća svojstva:
- Gustinu 20 - 250 kg/m<3>
- Vezujući sadržaj 1 - 20%
- Najmanje 60 KPa kompresije prema EN 826
- 100% oporavka nominalne debljine za panele pakovane pod pritiskom.
Izdaje i štampa: Zavod za intelektualnu svojinu, Kneginje Ljubice 5, 11000 Beograd
22
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT102021000023066A IT202100023066A1 (it) | 2021-09-07 | 2021-09-07 | Nuova composizione legante per molteplici applicazioni |
| EP22768428.9A EP4281422B1 (en) | 2021-09-07 | 2022-09-06 | New binding composition for multiple applications |
| PCT/EP2022/074701 WO2023036762A1 (en) | 2021-09-07 | 2022-09-06 | New binding composition for multiple applications |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RS66009B1 true RS66009B1 (sr) | 2024-10-31 |
Family
ID=78649903
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RS20241088A RS66009B1 (sr) | 2021-09-07 | 2022-09-06 | Nova vezujuća kompozicija za višestruke primene |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20240384462A1 (sr) |
| EP (1) | EP4281422B1 (sr) |
| JP (1) | JP2024535780A (sr) |
| ES (1) | ES3003084T3 (sr) |
| HR (1) | HRP20241303T1 (sr) |
| HU (1) | HUE068515T2 (sr) |
| IT (1) | IT202100023066A1 (sr) |
| PL (1) | PL4281422T3 (sr) |
| RS (1) | RS66009B1 (sr) |
| WO (1) | WO2023036762A1 (sr) |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5661213A (en) * | 1992-08-06 | 1997-08-26 | Rohm And Haas Company | Curable aqueous composition and use as fiberglass nonwoven binder |
| KR101410624B1 (ko) * | 2005-07-26 | 2014-06-20 | 크나우프 인설레이션 게엠베하 | 접착제 및 이들로 만들어진 물질 |
| GB0715100D0 (en) * | 2007-08-03 | 2007-09-12 | Knauf Insulation Ltd | Binders |
| US20130059075A1 (en) | 2010-05-07 | 2013-03-07 | Knauf Insulation | Carbohydrate polyamine binders and materials made therewith |
| GB201115172D0 (en) | 2011-09-02 | 2011-10-19 | Knauf Insulation Ltd | Carbohydrate based binder system and method of its production |
| GB201206193D0 (en) | 2012-04-05 | 2012-05-23 | Knauf Insulation Ltd | Binders and associated products |
| IN2014MN02399A (sr) * | 2012-06-01 | 2015-08-21 | Stm Technologies S R L | |
| RU2736927C2 (ru) * | 2014-12-23 | 2020-11-23 | Роквул Интернэшнл А/С | Улучшенное связующее |
| EP3184497A1 (en) * | 2015-12-23 | 2017-06-28 | Rockwool International A/S | Binder comprising a cyclic oxocarbon |
| CA3114097A1 (en) * | 2018-09-24 | 2020-04-02 | Owens Corning Intellectual Capital, Llc | Ceiling board and tile with reduced discoloration |
-
2021
- 2021-09-07 IT IT102021000023066A patent/IT202100023066A1/it unknown
-
2022
- 2022-09-06 US US18/689,472 patent/US20240384462A1/en active Pending
- 2022-09-06 ES ES22768428T patent/ES3003084T3/es active Active
- 2022-09-06 PL PL22768428.9T patent/PL4281422T3/pl unknown
- 2022-09-06 RS RS20241088A patent/RS66009B1/sr unknown
- 2022-09-06 EP EP22768428.9A patent/EP4281422B1/en active Active
- 2022-09-06 JP JP2024515433A patent/JP2024535780A/ja active Pending
- 2022-09-06 WO PCT/EP2022/074701 patent/WO2023036762A1/en not_active Ceased
- 2022-09-06 HR HRP20241303TT patent/HRP20241303T1/hr unknown
- 2022-09-06 HU HUE22768428A patent/HUE068515T2/hu unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES3003084T3 (en) | 2025-03-10 |
| EP4281422B1 (en) | 2024-08-07 |
| EP4281422A1 (en) | 2023-11-29 |
| HRP20241303T1 (hr) | 2024-12-06 |
| EP4281422C0 (en) | 2024-08-07 |
| JP2024535780A (ja) | 2024-10-02 |
| WO2023036762A1 (en) | 2023-03-16 |
| HUE068515T2 (hu) | 2024-12-28 |
| IT202100023066A1 (it) | 2023-03-07 |
| PL4281422T3 (pl) | 2024-11-12 |
| US20240384462A1 (en) | 2024-11-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6141840B2 (ja) | マルチトールを基にしたミネラルウールのためのサイジング組成物及び得られた絶縁製品 | |
| RU2594408C2 (ru) | Клеящая композиция для волокон, в частности минеральных волокон, включающая невосстанавливающий сахар и аммонийную соль неорганической кислоты, и продукты на их основе | |
| KR101666601B1 (ko) | 수소화된 당에 기초한 미네랄 울을 위한 사이징 조성물 및 얻어진 차단 제품 | |
| CN116406348B (zh) | 用于矿物棉产品的水性粘结剂组合物 | |
| AU2018251522B2 (en) | Binder composition, article, and method for manufacturing article | |
| CA2942735A1 (fr) | Composition d'encollage a base de saccharide non reducteur et de saccharide hydrogene, et produits isolants obtenus | |
| RU2566777C2 (ru) | Проклеивающая композиция для минеральной ваты, содержащая невосстанавливающий сахар и соль металла и неорганической кислоты, и полученные изоляционные материалы | |
| RS66011B1 (sr) | Nova vezujuća kompozicija za višestruke primene | |
| RS66009B1 (sr) | Nova vezujuća kompozicija za višestruke primene | |
| RS65931B1 (sr) | Nova vezujuća kompozicija za nekoliko primena | |
| JP7587596B2 (ja) | ミネラルウール用バインダーおよび硬化性樹脂 | |
| WO2025257005A1 (en) | New binding composition for several applications | |
| NZ759003B2 (en) | Binder composition, article, and method for manufacturing article |