JPH0737337B2 - Glass fiber binders and glass fiber mats - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はガラス繊維用バインダー、とくには水性バイン
ダーに鉄または鉄化合物のコロイドもしくは水溶性の鉄
化合物を添加してなるガラス繊維用バインダー、および
これを用いて得られるガラス繊維マットに関するもので
ある。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a glass fiber binder, particularly a glass fiber binder prepared by adding iron or a colloid of an iron compound or a water-soluble iron compound to an aqueous binder, and The present invention relates to a glass fiber mat obtained by using this.

（従来の技術） 従来、断熱剤や吸音材などとして使用されるガラス繊維
マットあるいはフェルトは、綿状ガラス繊維にフェノー
ル樹脂、尿素変性フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂を
付着させた後、加熱処理して樹脂を硬化させることによ
って製造している。(Prior Art) Conventionally, a glass fiber mat or felt used as a heat insulating material or a sound absorbing material is heat treated after a thermosetting resin such as phenol resin or urea-modified phenol resin is attached to cotton-like glass fiber. It is manufactured by curing the resin.

こうして作られたガラス繊維マットに対しては、断熱
性、吸音性、耐候性、耐水性などの特性のほか、弾力性
に優れていること、風合いがよいこと、色合いが好まし
いことなどのいわゆる商品としての性能も要求され、こ
れらはガラス繊維の形状によるほか、バインダーの付着
状態やバインダーの化学組成によっても影響される。The glass fiber mat produced in this way is a so-called product that has properties such as heat insulation, sound absorption, weather resistance, and water resistance, as well as excellent elasticity, good texture, and favorable color tone. Performance is also required, and these are influenced not only by the shape of the glass fiber but also by the adhesion state of the binder and the chemical composition of the binder.

（発明が解決しようとする課題） すなわち、バインダーがガラス繊維の表面に付着した場
合には、ガラス繊維マットに網状構造が形成されず弾力
性や風合いに劣るほか、熱硬化性樹脂がコーティングさ
れることによってガラス繊維が硬く、また脆くなって弾
性を失うだけでなく、繊維が折れ易くなって取扱いに不
都合を来したり、作業環境を悪化させたりすることにな
る。これらの不利を除くためにはバインダーをガラス繊
維の絡まりの交点に球状に付着させるようにすることが
必要になる。(Problems to be Solved by the Invention) That is, when the binder adheres to the surface of the glass fiber, the glass fiber mat is inferior in elasticity and texture because a network structure is not formed, and is coated with a thermosetting resin. As a result, not only the glass fiber becomes hard and brittle and loses its elasticity, but also the fiber easily breaks, causing inconvenience in handling and deteriorating the working environment. In order to eliminate these disadvantages, it is necessary to attach the binder spherically at the intersection of the entanglement of the glass fibers.

ガラス繊維にバインダーを付着させるには、一般にガラ
ス繊維にバインダー水溶液を噴霧することによって行わ
れるが、とくにバインダーをガラス繊維の絡まりの交点
に球状に付着させるために、噴霧方法に従来から多くの
工夫がなされている。すなわち、噴霧液滴の大きさ、噴
霧位置、噴霧雰囲気の温度などが検討され、噴霧方式も
空気噴霧方式やバインダーの直接加圧噴霧方式など各種
独自の技術が提案されている。しかし、いずれも一長一
短、かつ各種の制約があって実用的に満足できるものは
ない。The binder is generally attached to the glass fiber by spraying an aqueous solution of the binder on the glass fiber, but in particular, in order to attach the binder in a spherical shape at the intersection of the entanglement of the glass fibers, many conventional methods have been adopted in the spraying method. Has been done. That is, the size of the spray droplets, the spray position, the temperature of the spray atmosphere, and the like have been studied, and various unique technologies have been proposed as the spray method, such as the air spray method and the direct pressure spray method of the binder. However, none of them has merits and demerits and various restrictions, and none is practically satisfactory.

一方、断熱材用ガラス繊維マットでは外観がしばしばく
すんだ黄色を呈し商品価値を低下させるという問題があ
る。この対策としてフェノール樹脂に尿素を添加した
り、あるいは硬化促進剤として使用される硫安の量を増
やすなどの方法が採られているが、尿素量の増加は製品
のガラス繊維マットの耐水性を低下させる原因となり、
硫安の増量は製品に魚臭に似た臭気を与える原因とな
る。逆に、尿素や硫安の量を減らすことは鮮やかな黄色
が得にくくなるほか、製品コストの上昇や硬化不足を起
こすなどの問題があり、バインダー組成はガラス繊維マ
ット製造における極めて重要な技術になっている。On the other hand, glass fiber mats for heat insulating materials often have a dull yellow appearance, which reduces the commercial value. As measures against this, methods such as adding urea to the phenol resin or increasing the amount of ammonium sulfate used as a curing accelerator have been adopted, but increasing the amount of urea reduces the water resistance of the glass fiber mat of the product. Cause
Increasing the amount of ammonium sulfate causes the product to have an odor similar to that of fish. On the other hand, reducing the amount of urea and ammonium sulfate makes it difficult to obtain a bright yellow color, raises the product cost, and causes insufficient curing. ing.

（課題を解決するための手段） 本発明は、これらの問題点を解決すべく鋭意研究を重ね
た結果達成されたもので、水溶性フェノール樹脂を主成
分とする水性バインダーに、鉄または鉄化合物のコロイ
ドもしくは水溶性の鉄化合物を添加してなるガラス繊維
用バインダー、およびこれから得られるガラス繊維マッ
トに係わるものである。(Means for Solving the Problems) The present invention has been achieved as a result of intensive research to solve these problems, and an iron or iron compound is added to an aqueous binder containing a water-soluble phenol resin as a main component. The present invention relates to a glass fiber binder obtained by adding the colloid or water-soluble iron compound, and a glass fiber mat obtained therefrom.

本発明によれば、従来のバインダー組成物に鉄または鉄
化合物を僅少量添加するという極めて容易な方法で、前
述した噴霧上の制約が大幅に緩和され、直接加圧噴霧よ
りもバインダーの球状付着が困難であるといわれる空気
噴霧方式ですらバインダーはガラス繊維の交点に球状に
付着し、その結果得られるガラス繊維マットあるいはフ
ェルトは鮮やかな黄色を呈する優れた製品となることが
確認された。According to the present invention, by the extremely easy method of adding a small amount of iron or an iron compound to the conventional binder composition, the above-mentioned restrictions on spraying are greatly alleviated, and the spherical adhesion of the binder is greater than that of direct pressure spraying. It was confirmed that even with the air atomization method, which is said to be difficult, the binder adheres to the intersections of the glass fibers in a spherical shape, and the resulting glass fiber mat or felt is an excellent product with a bright yellow color.

このような本発明の優れた効果が如何なる理由によって
もたらされるかについて必ずしも明らかではないが、水
性バインダーに添加された鉄または鉄化合物がフェノー
ル樹脂と錯体あるいは複合体を形成して見掛け上巨大分
子となってガラス繊維への付着状況を変化させるか、あ
るいはバインダー中の鉄イオンがガラス繊維へのフェノ
ール樹脂の付着を容易にしているためと考えられる。Although it is not always clear as to why the excellent effect of the present invention is provided, iron or an iron compound added to the aqueous binder forms a complex or complex with the phenol resin, and appears to be a macromolecule. It is thought that this is because the adhesion state to the glass fiber is changed or the iron ion in the binder facilitates the adhesion of the phenol resin to the glass fiber.

以下、本発明をさらに詳細に説明すると、本発明に使用
される水性バインダーは水溶性フェノール樹脂を主成分
とするもので、とくには固形分中に50％以上の水性フェ
ノール樹脂を含み、これに尿素と硫安を加え、必要に応
じてさらにアミノアルキルシランなどのシリコーンカッ
プリング剤やシリコーン撥水剤などを添加した、一般に
ガラス繊維用バインダーとして使用されているものが好
ましい。Hereinafter, the present invention will be described in more detail. The aqueous binder used in the present invention contains a water-soluble phenol resin as a main component, and particularly contains 50% or more of the aqueous phenol resin in the solid content. It is preferable to add urea and ammonium sulfate and, if necessary, further add a silicone coupling agent such as aminoalkylsilane or a silicone water repellent, which is generally used as a binder for glass fibers.

鉄または鉄化合物は沈殿したり、あるいは噴霧ノズルを
閉塞しないように、コロイド状のものか、あるいは水溶
性の化合物が用いられる。すなわち、これには粒子径50
μｍ以下の鉄コロイド、水酸化鉄コロイドなどの鉄また
は鉄化合物のコロイド、塩化鉄、硫酸鉄、硝酸鉄などの
無機化合物、酢酸鉄、しゅう酸鉄、グルコン酸鉄などの
有機化合物が例示される。これらの鉄または鉄化合物の
添加量が少なすぎると十分な効果が得にくゝ、また多す
ぎても効果はそれ以上促進されないばかりか、製品のガ
ラス繊維マットがやゝくすんだ黄色となるので、上記し
た鉄または鉄化合物の水性バインダーに対する添加量
は、水溶性フェノール樹脂に対する鉄分の重量として10
〜500ppmであることが好ましい。これらの鉄または鉄化
合物はバインダー調製工程やバインダーを噴霧するまで
の過程のいずれかで添加すればよい。As the iron or iron compound, a colloidal or water-soluble compound is used so as not to precipitate or block the spray nozzle. That is, this has a particle size of 50
Examples include iron colloids having a size of μm or less, iron or iron compound colloids such as iron hydroxide colloid, inorganic compounds such as iron chloride, iron sulfate, and iron nitrate, and organic compounds such as iron acetate, iron oxalate, and iron gluconate. . If the addition amount of these irons or iron compounds is too small, it is difficult to obtain a sufficient effect, and if the addition amount is too large, the effect is not promoted further, and the glass fiber mat of the product becomes a slightly dull yellow color. The amount of iron or iron compound added to the aqueous binder is 10 as the weight of the iron content relative to the water-soluble phenolic resin.
It is preferably ˜500 ppm. These irons or iron compounds may be added either in the binder preparation step or in the step of spraying the binder.

（実施例） 以下、本発明の具体的態様を実施例および比較例により
説明するが、本発明はこれら実施例の記載に限定される
ものではない。(Examples) Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to the description of these Examples.

実施例１〜3.および比較例１〜2. レゾール型フェノール樹脂 60重量部 尿素 40 〃 25％アンモニア水 25 〃 硫安 ３ 〃 シリコーンカップリング剤 0.1〃 水1,000 〃 の配合からなる水性バインダーに、塩化第二鉄の六水塩
を表−１に示す割合で加えてバインダーを調製し、これ
を遠心法によって作られたガラス繊維に空気噴霧法で付
着させた後、加熱炉で樹脂を硬化させてガラス繊維マッ
トを作製した。得られた各ガラス繊維マットについて色
調と復元率を測定したところ表−１に示す通りの結果が
得られた。Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 2. Resol type phenol resin 60 parts by weight Urea 40 〃 25% Ammonia water 25 〃 Ammonium sulfate 3 〃 Silicone coupling agent 0.1 〃 Water 1,000 〃 Ferric hexahydrate was added at the ratio shown in Table-1 to prepare a binder, which was attached to glass fibers made by the centrifugal method by the air atomization method, and then the resin was cured in a heating furnace. A glass fiber mat was prepared. When the color tone and the restoration ratio of each of the obtained glass fiber mats were measured, the results shown in Table 1 were obtained.

実施例はいずれも復元率が高く、また色調においてもＬ
値（明度）、ｂ値（黄色）共に高い値を示し、鮮やかな
黄色を呈していることが判る。比較例１はａ値から判る
ように赤みを帯びた黄色となっていて、比較例２ではＬ
値が低下し、くすんだ色調であった。 In each of the examples, the restoration rate is high and the color tone is L
Both the value (brightness) and the b value (yellow) show high values, and it can be seen that a bright yellow color is exhibited. Comparative Example 1 has a reddish yellow color as can be seen from the value a, and Comparative Example 2 has L
The value decreased and the color tone was dull.

また、各試料を顕微鏡で観察したところ、比較例１では
バインダーはガラス繊維の表面に付着していたのに対
し、各実施例ではバインダーの殆どがガラス繊維の絡ま
りの交点に球状に付着していることが認められた。Further, when each sample was observed with a microscope, in Comparative Example 1, the binder was attached to the surface of the glass fiber, whereas in each Example, most of the binder was attached spherically at the intersection of the entanglement of the glass fibers. It was recognized that

実施例４〜8. 表−２に示した鉄および鉄化合物を用い、レゾール型フ
ェノール樹脂に対する鉄分の重量としてそれぞれ100ppm
の割合で加えたほかは、前例と同様にしてガラス繊維マ
ットを作製し、得られた各マットについて色調と復元率
を測定したところ、表−２に示す通りの結果が得られ
た。Examples 4 to 8. The iron and iron compounds shown in Table 2 were used, and the iron content relative to the resole-type phenol resin was 100 ppm, respectively.
A glass fiber mat was prepared in the same manner as in the previous example except that the ratio was added, and the color tone and the restoration rate of each mat obtained were measured, and the results shown in Table 2 were obtained.

表−２に示されるように、いずれの場合も鮮やかな黄色
を示し復元率も優れていた。また顕微鏡観察の結果でも
バインダーはガラス繊維の絡まりの交点に球状に付着し
ていることが確認された。 As shown in Table 2, in all cases, bright yellow was exhibited and the restoration rate was excellent. The result of microscopic observation also confirmed that the binder was spherically attached at the intersection of the entanglement of the glass fibers.

（発明の効果） 本発明によれば、従来のバインダー組成物に鉄または鉄
化合物を添加するという極めて容易な方法で、噴霧上の
制約が大幅に緩和され、直接加圧噴霧よりもバインダー
の球状付着が困難であるといわれる空気噴霧方式ですら
バインダーはガラス繊維の交点に球状に付着し、その結
果得られるガラス繊維マットあるいはフェルトは鮮やか
な黄色を呈し、復元率の高い優れた製品となる。(Effect of the invention) According to the present invention, the limitation on spraying is greatly alleviated by the extremely easy method of adding iron or an iron compound to the conventional binder composition, and the spherical shape of the binder is better than that of direct pressure spraying. Even in the air atomization method, which is said to be difficult to adhere, the binder adheres to the intersection of the glass fibers in a spherical shape, and the resulting glass fiber mat or felt has a bright yellow color, which makes it an excellent product with a high recovery rate.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−47859（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−99124（ＪＰ，Ａ) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-61-47859 (JP, A) JP-A-51-99124 (JP, A)

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】水溶性フェノール樹脂を主成分とする水性
バインダーに、鉄または鉄化合物のコロイドもしくは水
溶性の鉄化合物を添加してなるガラス繊維用バインダ
ー。1. A binder for glass fiber, which is obtained by adding iron or a colloid of an iron compound or a water-soluble iron compound to an aqueous binder containing a water-soluble phenol resin as a main component. 【請求項２】鉄または鉄化合物のコロイドもしくは水溶
性の鉄化合物の水性バインダーに対する添加量が、水溶
性フェノール樹脂に対する鉄分の重量として10〜500ppm
である請求項１記載のガラス繊維用バインダー。2. The amount of iron or colloid of iron compound or water-soluble iron compound added to the aqueous binder is 10 to 500 ppm as the weight of iron content relative to the water-soluble phenolic resin.
The binder for glass fiber according to claim 1. 【請求項３】請求項１記載のガラス繊維用バインダーを
用いて得られたガラス繊維マット。3. A glass fiber mat obtained by using the glass fiber binder according to claim 1.