KR20110066179A

KR20110066179A - 광물면을 주원료로 한 절연 제품 제조 방법, 및 얻어진 제품

Info

Publication number: KR20110066179A
Application number: KR1020117008459A
Authority: KR
Inventors: 보리 자프르누; 제롱 듀스; 엘렝 메니발; 이그렉 몰 올리비에 퐁
Original assignee: 쌩-고벵 이조베르
Priority date: 2008-10-08
Filing date: 2009-10-08
Publication date: 2011-06-16
Also published as: CA2739773A1; US20110272621A1; EP2349944A1; RU2011118440A; WO2010040963A1; CA2978133A1; FR2936793A1; FR2936793B1; EP2349944B1; CA2739773C; CA2978133C; RU2516646C2; DK2349944T3; ES2632204T3; JP2012505140A; PL2349944T3

Abstract

본 발명은 포름알데히드의 방출을 제한하는 것이 목적인, 특히 레졸 유형의 열경화성 수지를 주원료로 한 사이징(sizing) 조성물에 의해 결속된, 광물면을 주원료로 한 단열 및/또는 방음 절연 제품을 제조하기 위한 공정에 관한 것이다.
상기 방법은, 열경화성 수지가 가교 결합된 후에, 활성 메틸렌(들)을 갖는 화합물로부터 선택된, 포름알데히드와 반응할 수 있는 작용제(agent)를 절연 제품에 도포하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 주제는 전술한 공정을 수행하는 디바이스, 및 얻어진 광물성 섬유를 주원료로 한 절연 제품이다.

Description

광물면을 주원료로 한 절연 제품 제조 방법, 및 얻어진 제품{PROCESS FOR MANUFACTURING INSULATION PRODUCTS BASED ON MINERAL WOOL, AND PRODUCTS OBTAINED}

본 발명은, 포름알데히드의 방출을 제한하는 것이 목적인, 특히 레졸 유형의 열경화성 수지를 주원료로 한 사이징(sizing) 조성물에 의해 결속된, 광물면을 주원료로 한 단열 및/또는 방음 절연 제품을 제조하기 위한 공정에 관한 것이다. 상기 공정은, 열경화성 수지가 가교 결합된 후에, 활성 메틸렌(들)을 갖는 화합물로부터 선택된, 포름알데히드와 반응할 수 있는 작용제(agent)를 절연 제품에 도포하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 또한 상기 제조 공정에 의해 얻어진 광물성 섬유를 주원료로 한 절연 제품에 관한 것이다.

광물면을 주원료로 한 절연 제품은, 예를 들어 내부 또는 외부 원심 분리기에 의한 알려진 섬유화 기술에 따라 다양한 공정에 의해 얻어진 섬유로부터 형성될 수 있다.

내부 원심 분리기는 용융된 (일반적으로 유리 또는 암면) 물질을, 다수의 작은 구멍을 갖는 스피너(spinner)에 주입하는 것으로 이루어지고, 상기 물질은 원심력의 작용 하에 스피너의 주변 벽에 대해 돌출되고, 필라멘트의 형태로 그로부터 배출된다. 스피너를 떠나자마자, 필라멘트는 섬유층을 형성하기 위해 가늘어져서, 고속, 고온 가스 스트림에 의해 수용 부재로 비말 동반된다(entrained).

외부 원심 분리기에 관해, 용융된 물질을 로터로서 알려진 회전 부재의 외부 주변 표면 상으로 흐르게 하는 것으로 이루어지고, 상기 회전 부재로부터 상기 물질은 원심력의 작용 하에 배출된다. 가스 스트림을 통해 가늘어지게 하고, 수용 부재 상에 수집하기 위한 수단이 또한 제공된다.

섬유를 함께 조립하고 응집을 갖는 층을 제공하기 위해, 스피너를 떠나자마자, 섬유는 열경화성 수지를 포함하는 사이징 조성물로 분무된다. 사이즈로 코팅된 섬유층은, 수지의 중축합을 수행하여, 이에 따라 특정한 특성, 특히 크기 안정성, 인장력 세기, 압축 이후의 두께 복원, 및 균일한 칼라를 갖는 단열 및/또는 방음 절연 제품을 얻기 위해 열처리(일반적으로 100℃보다 높은 온도에서)를 받는다.

사이징 조성물은 가장 흔히 섬유 상으로 분무된다. 일반적으로, 사이징 조성물은 수지(일반적으로 수용액의 형태)와, 요소(urea), 하나 이상의 실란, 광물성 오일, 수용성 암모니아 및 중축합 촉매, 및 물과 같은 첨가제를 포함한다.

가장 공통적으로 사용된 열경화성 수지는 레졸 군(family)에 속하는 페놀 수지이다. 이들 수지는 물에 가장 잘 용해될 수 있고, 광물, 특히 유리, 섬유에 대해 양호한 친화력이 있고, 절연 제품에 대해 이미 언급된 탄성 및 두께 복구 특성을 얻을 수 있고, 비교적 저렴하다.

레졸은, 최소량의 유리된 페놀 화합물을 가질 수 있게 하는 반응 조건 하에서 1보다 큰 알데히드/페놀 화합물 몰비에서 염기성 촉매의 존재시, 페놀 화합물 및 알데히드의 축합에 의해 얻어진다. 이들 레졸은 일반적으로 사용된 알데히드/페놀 화합물 몰비에 의존하는 양에서 유리된 알데히드를 포함한다.

가장 공통적으로 사용된 레졸은 페놀 및 포름알데히드의 축합물이다. 이들 레졸의 하나의 결점은, 특히 생산 라인 상의 절연 제품의 제조 동안 및/또는 시간이 지나 절연 제품에 의해 대기로 방출될 수 있는 유리된 포름알데히드의 존재에 연결된다.

이러한 결점을 해소하기 위해, 요소-포름알데히드 축합물을 형성하는 유리된 포름알데히드와 반응하는 충분한 양의 요소를 레졸에 첨가하는 것이 알려져 있다(EP 0 148 050 A1을 참조). 얻어진 수지는 페놀-포름알데히드 축합물 및 요소-포름알데히드 축합물을 포함하고, 유리된 포름알데히드 및 유리된 페놀의 양을 갖고, 이러한 양은 각각 3% 및 0.5% 이하의 총 액체 w%로 표현된다.

그러나, 이러한 수지가, 레졸의 가교 결합을 얻기 위해 사이징된 섬유가 받게 되는 온도 조건 하에 안정하지 않고: 요소-포름알데히드 축합물이 열화되어 포름알데히드 및 암모니아를 방출하고, 이것이 대기로 방출되기 전에 처리될 바람직하지 않은 가스의 양을 증가시킨다는 것이 관찰되었다.

또한, 포름알데히드가 기후 주기에 연결된 열 및 습도 변동의 영향을 받아 단열 및/또는 방음 절연으로서 사용 동안 완제품으로부터 방출될 수 있다는 것이 관찰되었다.

수년 동안, 바람직하지 않은 배출물에 관한 규제는 점점 더 엄격해지고 있고, 특히 단열 및/또는 방음 절연 제품에 의해 배출될 수 있는 포름알데히드의 양을 한정시키는 경향이 있다.

레졸을, 특히 폴리비닐 알코올 및 폴리에이시드(polyacid), 또는 아크릴 폴리에이시드 및 폴리올의 반응에 의해 얻어진, 포름알데히드를 수반하지 않는 수지, 예를 들어 에폭시 수지 및 폴리에스테르 수지로 대체하기 위한 대안이 제안되었다. 그러나, 이들 수지는 매우 비용이 많이 든다. 에폭시 수지를 제외하고, 이들 수지는 또한 그 구현을 위해, 산화 부식(이들 수지의 pH는 일반적으로 4 미만, 또는 심지어 3이다)을 견딜 수 있는 특정한 설비를 요구하며, 이것은 상당한 추가 비용을 초래한다.

본 발명의 목적은, 절연 제품에 의해 배출될 수 있는 포름알데히드의 양을 한정시킬 수 있는, 특히 레졸 유형의 열경화성 수지로 사이징된 광물면을 주원료로 한, 단열 및/또는 방음 절연 제품을 제조하기 위한 공정을 제안하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 제품의 품질, 특히 단열 및/또는 방음 절연 특성 및 기계적 특성에 실질적으로 영향을 미치지 않는 공정을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 구현하기 쉽고 통상적인 생산 라인의 상당한 변형을 요구하지 않는 산업 제조 요건을 충족하는 공정을 제안하는 것이다.

이들 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 열가소성 수지가 가교 결합된 후에, 활성 메틸렌(들)을 갖는 화합물로부터 선택된, 포름알데히드와 반응할 수 있는 작용제의 조성물을 절연 제품에 도포하는 단계를 광물면 제조 공정에 추가하는 것을 제안한다.

전술한 바와 같이, 광물면을 주원료로 한 단열 및/또는 방음 절연 제품의 제조가 알려져 있다(특히, EP-A-0 189 354 및 EP-A-0 519 797 참조).

전형적으로, 내부 원심 분리기에 의한 유리 솜을 생성하기 위한 라인은 일련의 스피너를 포함한다. 원심력의 영향 하에 그로부터 배출되는 섬유는 사이징 조성물로 처리되고, 그런 후에 흡입 벨트 유형의 수용 부재 상에서 수집되고, 각 스피너로부터 나오는 섬유는 벨트 상에 연속 층으로서 증착되고, 그런 후에 벨트는 이들 섬유를 성형 롤(shaping rolls)이 설치된 오븐을 통해 운반한다. 오븐을 통과하는 동안 겪는 열처리는 사이징 조성물을 건조, 가교 결합 및 경화시킬 수 있다. 오븐을 빠져나가자마자, 가교 결합된 사이즈에 의해 결속된 섬유로 구성된 절연 제품은 건조되고, 일반적으로 예를 들어 하나 이상의 패널 또는 롤의 형태로 패키징되기 전에 원하는 치수로 절단된다.

본 발명에 따른 공정은, 사이징 조성물에 포함된 레졸의 가교 결합 이후에, 활성 메틸렌(들)을 갖는 화합물로부터 선택된 포름알데히드와 반응할 수 있는 작용제의 조성물을 절연 제품에 도포하는 단계를 포함한다.

상기 작용제를 포함하는 조성물을 이용한 절연 제품의 열처리는 오븐 형테의 열처리 디바이스의 하류에서 수행되고, 이것은 사이징 조성물을 가교 결합시키기 위한 것이다.

산업적 관점에서 특히 유리한 본 발명의 하나의 바람직한 실시예에 따라, 포름알데히드와 반응할 수 있는 작용제의 조성물은 생산 라인 상에서 연속적으로 도포된다.

패키징 이전에, 가장 최근에 포름알데히드와 반응할 수 있는 작용제의 조성물을 절단된 제품에 도포하는 것이 바람직하지만, 이것이 나중에 설명되는 바와 같이 조성물로부터 물 및 코솔벤트(cosolvent)(들)를 제거하기 위해 개방된 공기에서 또는 적합한 가열 수단을 이용한 추가 건조 단계를 요구하더라도, 상기 조성물이 오프-라인에서 최종 제품에 도포될 수 있다는 것이 규정될 수 없다.

유리하게, 포름알데히드와 반응할 수 있는 작용제를 포함하는 조성물은, 절연 제품이 여전히 고온인 동안, 즉 약 50 내지 80℃, 바람직하게 60 내지 70℃의 온도에 있는 동안, 오븐의 출구에서 바로 도포된다. 이러한 진행 방법은 이중으로 유리하다: 표면에서만 절연 제품을 처리하는 한편, 포름알데히드와 반응할 수 있는 작용제가 제품의 밀도에 따라 수mm 내지 수cm로 변할 수 있는 두께로 제품에 침투하도록 하는 것이 가능하고; 오븐을 빠져나가자마자 절연 제품에 포함된 열을 이용함으로써 물 및 코솔벤트(들)의 급속한 제거에 의해 효과적인 건조를 허용한다.

포름알데히드와 반응할 수 있는 작용제의 조성물은 특히 분무 및 막 코팅(curtain coating) 또는 롤 코팅에 의해, 액체의 도포에 적합한 임의의 알려진 수단에 의해 도포될 수 있다.

유리하게 상부 면 상의 분무에 의해 그리고 하부 면 상의 롤 코팅에 의해, 오븐을 빠져나가는 절연 제품의 상부 면, 및 적절한 경우 하부 면에 도포될 수 있다.

본 발명의 정황에 사용될 수 있는 사이징 조성물은 열 영향 하에 가교 결합할 수 있는 수지, 특히 페놀-포름알데히드 유형의 레졸, 바람직하게 WO-A-99/03906 및 WO-A-01/96254에 기재된 레졸, 또는 WO-A-2008/043960 및 WO-A-2008/043961에 기재된 페놀-포름알데히드-아민 유형의 레졸을 포함한다.

사이징 조성물은 수지 및 요소로 구성된 건식 100 w%의 혼합물마다 최대 50 요소부의 범위를 가질 수 있는 양의 요소를 포함할 수 있다.

일반적으로, 사이징 조성물은 또한 건식 100 w%의 수지, 및 적절한 경우 요소마다의 부분으로 표현된, 다음의 질량 비율로 아래의 첨가제를 포함한다:

- 중축합 촉매, 예를 들어 암모늄 설페이트의 0 내지 10 부분, 바람직하게 7 부분 미만,

- 실란, 특히 아미노실란의 0 내지 2 부분;

- 오일의 0 내지 20 부분, 바람직하게 6 내지 15 부분;

- 수용성 암모니아(20 w% 용액)의 0 내지 20 부분, 바람직하게 12 부분 미만.

첨가제의 역할은 알려져 있어 간략하게 요약된다: 요소는 사전-겔화(pre-gelling)의 가능한 문제를 피하기 위해 사이징 조성물의 겔 시간을 조정하는 것이 가능하다; 암모늄 설페이트는 사이징 조성물을 섬유 상에 분무한 후에 중축합(고온으로 오븐에서)을 위한 촉매 역할을 한다; 실란은 섬유와 수지 사이에 결합제이고, 또한 노화 방지제의 역할을 한다; 오일은 먼지 방지 및 소수성 작용제이고; 수용성 암모니아는 저온에서 중축합 지연제의 역할을 한다.

사이징 조성물은 섬유의 총 질량의 건식 질량의 2 내지 15w%의 양, 바람직하게 4 내지 10w%, 특히 약 5w%로 광물성 섬유 상에 증착된다.

오븐 유형의 열처리 디바이스에서 사이징 조성물을 가교 결합하기 위한 온도는 일반적으로 75 내지 300℃, 바람직하게 100 내지 250℃이다.

포름알데히드와 반응할 수 있는 작용제는 바람직하게 다음의 화학식에 대응하는, 활성 메틸렌(들)을 갖는 화합물로부터 선택된다:

여기서, 동일하거나 상이한 R₁ 및 R₂는 수소 원자를 나타내고, C₁-C₂₀, 바람직하게 C₁-C₆는 알킬기, 아미노기 또는 다음의 화학식의 기이고,

여기서, R₄는

또는

기를 나타내고, 여기서 R₅=H 또는 -CH₃이고, p는 1 내지 6에서 변할 수 있는 정수이다;

- R₃은 수소 원자를 나타나고, C₁-C₁₀은 알킬기, 페닐기 또는 할로겐 원자를 나타낸다;

- a는 0 또는 1이다;

- b는 0 또는 1이다;

- n은 1 또는 2이다.

화학식 1의 바람직한 화합물은 다음과 같다:

- 2,4-펜탄디온:

R₁=-CH₃; R₂=-CH₃; R₃=H; a=0; b=0; n=1

- 2,4-헥사디온:

R₁=-CH₂-CH₃; R₂=-CH₃; R₃=H; a=0; b=0; n=1

- 3,5-헵타디온:

R₁=-CH₂-CH₃; R₂=-CH₂-CH₃; R₃=H; a=0; b=0; n=1

- 2,4-옥탄디온:

R₁=-CH₃; R₂=-(CH₂)₃-CH₃; R₃=H; a=0; b=0; n=1

- 아세토아세타미드:

R₁=-CH₃; R₂=-NH₂; R₃=H; a=0; b=0; n=1

- N-모노메틸아세토아세타미드:

R₁=-CH₃; R₂=-NH(CH₃); R₃=H; a=0; b=0; n=1

- N-모노에틸아세토아세타미드:

R₁=-CH₃; R₂=-NH(CH₂-CH₃); R₃=H; a=0; b=0; n=1

- N,N-디메틸아세토아세타미드:

R₁=-CH₃; R₂=-N(CH₃)₂; R₃=H; a=0; b=0; n=1

- N,N-디에틸아세토아세타미드:

R₁=-CH₃; R₂=-N(CH₂-CH₃)₂; R₃=H; a=0; b=0; n=1

- 아세토아세틱 산:

R₁=-CH₃; R₂=-N; R₃=H; a=0; b=1; n=1

- 메틸 아세토아세테이트:

R₁=-CH₃; R₂=-CH₃; R₃=H; a=0; b=1; n=1

- 에틸 아세토아세테이트:

R₁=-CH₃; R₂=-CH₂-CH₃; R₃=H; a=0; b=1; n=1

- n-프로필 아세토아세테이트:

R₁=-CH₃; R₂=-(CH₂)₂-CH₃; R₃=H; a=0; b=1; n=1

- 이소프로필 아세토아세테이트:

R₁=-CH₃; R₂=-CH(CH₃)₂; R₃=H; a=0; b=1; n=1

- 이소부틸 아세토아세테이트:

R₁=-CH₃; R₂=-CH₂-CH(CH₃)₂; R₃=H; a=0; b=1; n=1

- t-부틸 아세토아세테이트:

R₁=-CH₃; R₂=-C(CH₃)₃; R₃=H; a=0; b=1; n=1

- n-헥실 아세토아세테이트:

R₁=-CH₃; R₂=-(CH₂)₅-CH₃; R₃=H; a=0; b=1; n=1

- 말론아미드:

R₁=-NH₂; R₂=-NH₂; R₃=H; a=0; b=0; n=1

- 말론 산:

R₁=H; R₂=H; R₃=H; a=1; b=1; n=1

- 디메틸 말로네이트:

R₁=-CH₂; R₂=-CH₃; R₃=H; a=1; b=1; n=1

- 디에틸 말로네이트:

R₁=-CH₂-CH₃; R₂=-CH₂-CH₃; R₃=H; a=1; b=1; n=1

- 디-n-프로필 말로네이트:

R₁=-(CH₂)₂-CH₃; R₂=-(CH₂)₂-CH₃; R₃=H; a=1; b=1; n=1

- 디이소프로필 말로네이트:

R₁=-CH(CH₃)₂-CH₃; R₂=-CH(CH₃)₂; R₃=H; a=1; b=1; n=1

- 디-n-부틸 말로네이트:

R₁=-(CH₂)₃-CH₃; R₂=-(CH₂)₃-CH₃; R₃=H; a=1; b=1; n=1

- 아세톤디카르복실 산:

R₁=H; R₂=H; R₃=H; a=1; b=1; n=2

- 디메틸아세톤 디카르복실레이트:

R₁=-CH₃; R₂=-CH₃; R₃=H; a=1; b=1; n=2

- 1,4-부탄디올 디아세테이트:

R₁=-CH₃; R₂=-(CH₂)₄-O-CO-CH₂-CO-CH₃; R₃=H; a=0; b=1; n=1

- 1,6-헥산디올 디아세테이트:

R₁=-CH₃; R₂=-(CH₂)₆-O-CO-CH₂-CO-CH₃; R₃=H; a=0; b=1; n=1

- 메타크릴옥시에틸 아세토아세테이트:

R₁=-CH₃; R₂=-(CH₂)₂-O-CO-C(CH₃)=CH₂; R₃=H; a=0; b=1; n=1

여기서

- R₆는 시아노 기 또는

기를 나타내고,

여기서 - R₈은 수소 원자, C₁-C₂₀, 바람직하게 C₁-C₆, 알킬기, 또는 아미노기를 나타내고,

- c는 0 또는 1이고;

- R₇은 수소 원자, C₁-C₁₀ 알킬기, 페닐기 또는 할로겐 원자를 나타낸다.

화학식 2의 바람직한 화합물은 다음과 같다:

- 2-메틸 시아노아세테이트:

R₆= -CO-O-CH₃ ; R₇ =H

- 2-에틸 시아노아세테이트:

R₆= -CO-O-CH₂-CH₃; R₇ =H

- 2-n-프로필 시아노아세테이트:

R₆= -CO-O-(CH₂)₂-CH₃; R₇ =H

- 2-이소프로필 시아노아세테이트:

R₆= -CO-O-CH(CH₃)₂; R₇ =H

- 2-n-부틸 시아노아세테이트:

R₆= -CO-O-(CH₂)₃CH₃; R₇ =H

- 2-이소부틸 시아노아세테이트:

R₆= -CO-O-CH₂-CH(CH₃)₂; R₇ =H

- 2-테르트-부틸 시아노아세테이트:

R₆= -CO-O-C(CH₃)₃; R₇ =H

- 2-시아노아세트아미드:

R₆= -CO-NH₂; R₅ =H

-프로판디니트릴:

R₆=-C≡N; R₅=H

여기서

- R₉은

또는

기를 나타내고,

- q는 1 내지 4로 변하는 정수이다.

화학식 3의 바람직한 화합물은 다음과 같다:

- 트리메틸올프로판 트리아세토아세테이트:

R₉=-CO-CH₃; q=1

- 트리메틸올프로판 트리시아노아세테이트:

R₉=-C≡N; q=1

여기서

- A는

또는

기를 나타내고,

- r은 0 또는 1이다.

화학식 4의 바람직한 화합물은 다음과 같다:

- 1,3-시클로헥산디온:

A=-(CH₂)₃; r=0

- 멜드럼 산:

A=-C(CH₃)₂; r=1

본 발명의 정황에 사용될 수 있는 포름알데히드와 반응할 수 있는 작용제의 조성물은 전술한 화학식 1 내지 4 중 임의의 하나에 대응하는 활성 메틸렌(들)을 갖는 적어도 하나의 화합물을 포함한다.

전술한 바와 같이, 상기 작용제의 조성물은 사이징 조성물의 가교 결합 후에 액체 형태로 절연 제품에 도포된다.

하나의 바람직한 실시예에 따라, 포름알데히드와 반응할 수 있는 작용제의 조성물은 용액의 형태, 상기 작용제의 하나 이상의 유기 코솔벤트 및 물(50w% 이상을 포함)로 주로 구성된 액상의 분산액 또는 유상액이고, 이들 코솔벤트는 바람직하게 낮고 유리하게는 0인 독성 및 인화성을 갖는다. 바람직하게, 액상은 75 내지 90w%의 물을 포함한다.

포름알데히드와 반응할 수 있는 작용제의 함량은 0.1 내지 90w%, 바람직하게 0.5 내지 50w%, 더 양호하게 1 내지 20w%의 조성물을 나타낸다.

포름알데히드와 반응할 수 있는 작용제가 액체일 때 적용될 수 있는 다른 실시예에 따라, 상기 작용제는 물 및 선택적인 코솔벤트(들)의 첨가 없이 절연 제품에 직접 도포된다. "액체"라는 용어는 여기서 상기 작용제가 25℃에서 0.3 Pa.s 미만의 점도를 갖는다는 것을 의미하는 것으로 이해된다. 따라서 상기 작용제는 주변 온도에 있을 때 사용될 수 있거나, 심지어 적당하게 가열된 후에 사용될 수 있어서, 상기 작용제는 액체가 되고, 전술한 조건 하에 도포될 수 있다. 가열 온도는 상기 작용제의 열화 온도 미만이어야 한다.

포름알데히드와 작용할 수 있는 작용제는 충분한 양으로 절연 제품 상에 증착되어, 사이징 조성물에 존재하는 유리된 포름알데히드와 반응하도록 하고, 본질적으로 기후 주기의 작용 하에, 사용 조건 하에 후속적으로 방출될 수 있는 포름알데히드와 반응하도록 한다.

일반적인 규칙으로서, 포름알데히드와 반응할 수 있는 작용제의 조성물은, 상기 작용제의 양(건조 중량)이 0.01 내지 50g/m², 0.1 내지 10g/m², 및 더 양호하게 0.2 내지 5g/m²의 최종 절연 제품으로 변하도록 하는 조건 하에 도포된다.

본 발명에 따른 공정은 가교 결합된 수지에 의해 함께 결속된 광물성 섬유를 포함하는 임의의 절연 제품에 적용되고, 상기 제품은 가변적인 두께 및 가변적인 밀도를 가질 수 있다. 이러한 제품은 특히 층, 매트 또는 펠트(felt)일 수 있고, 예를 들어 크래프트 종이(kraft paper) 유형의 면(facing)을 갖는 면들 중 하나 상에 제공될 수 있다.

광물성 섬유는 유리면 또는 암면으로 구성될 수 있고, 절연 제품의 이용의 함수로서 변하는 길이 및 직경을 가질 수 있다.

본 발명의 다른 주제는 전술한 공정을 수행하는 디바이스이다.

디바이스는 특히 내부 원심 분리기에 의해 광물면을 제조하는 라인을 포함하며, 일련의 복수의 섬유화 부재와, 섬유화 부재로부터 나오는 섬유를 수용/운반하기 위한 적어도 하나의 부재와, 사이징 조성물을 도포하기 위한 하나 이상의 부재와, 오븐 유형의 하나 이상의 열처리 부재를 포함하고, 이러한 디바이스는, 또한 열처리 부재(들)의 하류에 있는 절연 제품의 상부 면 상에 포름알데히드와 반응할 수 있는 작용제의 조성물을 분무하기 위한 적어도 하나의 분무 붐(spray boom)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

포름알데히드와 반응할 수 있는 작용제의 조성물을 이용하여 절연 제품을 처리하는 관점에서, 디바이스는 절연 제품의 상부 면 위에 위치된 하나 이상의 분무 붐을 포함한다. 바람직하게, 붐(들)은 붐(들)의 길이에 걸쳐 균일하게 분포된 분무 노즐을 구비한 공급 파이프를 포함한다. 이들 노즐은, 발산하는 액체의 제트 및 당업자가 원하는 용도의 기능으로서 어떻게 선택해야 하는지를 알고 바람직하게 "평평한"(원뿔이 아닌) 변하는 형태의 제트를 제공할 수 있다. 붐 및 처리될 제품의 상대적인 구성은, 포름알데히드와 반응할 수 있는 작용제의 조성물의 도포가 제품의 표면 상에서 균일하도록 조정되고, 이것은 액체의 제트가 제품 위에 또는 제품 상에서 만나는 것을 보장함으로써 얻어질 수 있다.

유리하게, 분무 붐(들)은 오븐 유형의 열처리 디바이스 가까이에 위치된다. 바람직하게, 제 1 붐은 상기 제품의 건조를 보장하는 디바이스, 유리하게 절연 제품의 하부 면 아래에 위치한 흡입 디바이스를 향해 있다.

적절한 경우, 디바이스는 또한, 포름알데히드와 반응할 수 있는 작용제의 조성물을 바람직하게 열처리 부재(들)의 하류에 위치한, 절연 제품의 하부 면 및 상기 제품의 건조를 보장하는 디바이스에 도포하도록 하는 하나 이상의 코팅 롤을 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 주제는 본 발명에 따른 공정에 의해 얻어진 단열 및/또는 방음 절연 제품이다.

이에 따른 절연 제품은 표면에, 전술한 화학식 1 내지 4의 화합물로부터 선택된 포름알데히드와 반응할 수 있는 작용제를 포함한다.

전술한 바와 같이, 최종 절연 제품에 존재하는 포름알데히드와 반응할 수 있는 작용제의 양은(건조 중량)은 0.01 내지 50g/m², 0.1 내지 10g/m², 및 더 양호하게 0.2 내지 5g/m²의 최종 절연 제품으로 변한다. 이러한 양은, 본질적으로 기후 주기의 작용 하에 절연 제품의 이용 조건 하에 방출될 수 있는 포름알데히드와의 반응을 허용하는데 충분하다.

본 발명은, 절연 제품에 의해 배출될 수 있는 포름알데히드의 양을 한정시킬 수 있고, 제품의 품질, 특히 단열 및/또는 방음 절연 특성 및 기계적 특성에 실질적으로 영향을 미치지 않는 공정을 제공하고, 구현하기 쉽고 통상적인 생산 라인의 상당한 변형을 요구하지 않는 산업 제조 요건을 충족하는 공정을 제공하는데 효과적이다.

도 1은 내부 원심 분리기에 의해 유리면을 생성하기 위한 라인의 개략도.

본 발명은 내부 원심 분리기에 의해 유리면을 생성하기 위한 라인의 개략도를 나타내는 도 1에 더 구체적으로 기재된다.

도 1에서, 라인(1)은 유리 원료(도시되지 않음)를 용융하기 위한 로(furnace)로부터 나오는 파이프(3)에 의해 용융된 유리가 공급된 일련의 복수의 내부 원심 분리 디바이스(스피너)(2)를 포함한다. 토러스(torus)의 형태로 분배된 유리 섬유(4)는 스피너(2)로부터 배출되고, 분무 링(5)에 의해 분산된 사이징 조성물로 처리된다. 사이징 섬유는 운송 디바이스(6), 예를 들어 컨베이어 벨트 상에서 중력에 의해 증착되고, 이러한 운송 디바이스에는, 스트립(8)을 성형하기 위해 디바이스(10, 11)가 설치된 오븐(9)으로 운반되는 연속 스트립(8)을 형성하기 위해 섬유를 유지하는데 사용되는 흡입 디바이스(7)가 설치된다.

오븐(9)에서, 사이징 조성물은 가교 결합하고, 섬유를 결속하고, 절연 제품(12)은 원하는 두께인 원하는 치수로 만들어진다. 오븐을 빠져나가자마자, 절연 제품(12)의 연속 스트립은 고온 공기(화살표 방향으로)를 생성하는 건조 디바이스(19) 아래 그리고 흡입 디바이스(13) 위에서 통과하고, 그 역할은 제품에 포함된 유리를 배출하고 제품의 냉각을 가속화시키는 것이다. 건조 디바이스(19)는 예를 들어 극초단파 또는 적외선 복사선의 적어도 하나의 가스 버너 및/또는 적어도 하나의 생성기로 구성된 당업자에게 알려진 디바이스로부터 선택될 수 있다.

제품의 스트립은, 롤의 형태 또는 접히거나 접히지 않은 스트립의 형태로 패키징되고, 그런 후에 포장되는(절단 및 포장 수단은 도시되지 않음) 대략 평행사변형으로 절단된다.

본 발명에 따라, 이러한 종래의 생산 라인은, 이에 추가되어, 절연 제품(12)의 상부 면(14) 상에, 그리고 적절한 경우 대향 면(하부 면) 상에, 오븐(9)으로부터의 출구 바로 뒤에, 수용성 상으로 포름알데히드와 반응할 수 있는 작용제의 조성물을 이용한 처리 단계를 갖는다.

이러한 처리는 포름알데히드와 반응할 수 있는 작용제의 조성물이 공급된 분무 붐(15)을 이용하여 수행되고, 이러한 분무 붐(15)은 파이프(16)를 포함하고, 이러한 파이프(16)를 따라 노즐(17)이 균일하게 분포된다(붐은 더 나은 명확함을 위해 도 1의 붐에서 확대된 전면도로서 표현된다). 노즐은, 발산하고 바람직하게 평평한 제트(18)를 생성하고, 이러한 제트는 절연 제품(12)의 상부 면(14)과 접촉하기 바로 직전에 침투한다. 노즐의 동작 조건, 특히 분무된 액체의 양 및 분무 압력은, 제품이 포름알데히드와 반응할 수 있는 작용제의 조성물에 의해 수 mm 내지 수 cm의 범위인 두께로 주입되도록 조정된다. 분무 붐(15)은, 갠트리(도시되지 않음)를 이용하여 제품(12)의 이동축에 횡단하여 면(14)으로부터 최대 200 cm, 바람직하게 약 20 내지 80 cm의 범위일 수 있는 거리에서, 실질적으로 수평면에서 제품(12) 위에 위치된다. 분무 붐은 또한 절연 제품의 두께로의 포름알데히드와 반응할 수 있는 작용제의 침투를 허용하기 위해, 바람직하게 흡입 디바이스(13) 위에서, 500 cm, 바람직하게 200 cm를 초과하지 않는 거리, 유리하게 30 내지 100 cm의 거리에서, 오븐으로부터의 출구 근처에 위치된다.

다음 예는 이를 한정하지 않고도 본 발명을 예시하는 것을 가능하게 한다.

예에서, 다음의 테스트가 수행된다:

- 두께 복구 : 절연 제품은 1, 12, 30 및 90일 동안 8/1과 동일한 압축비(압축 하의 두께에 대한 공칭 두께의 비율인 것으로 정의됨)로 압축된다. 압축 응력이 제거된 후에, 절연 제품의 두께는 제품 상에서 측정되고, 공칭 두께에 대한 압축된 제품의 두께의 비율(전술한 압축비)에 의해 정의된 두께 복구가 계산된다. % 단위로 표현된 두께 복구의 측정은 제품의 치수적 행위가 평가되도록 한다.

- 인장력 세기 : 이것은 스탬핑에 의해 절연 제품으로부터 절단된 견본 상에서 표준 ASTM C 686-71T에 따라 측정된다. 견본은 길이가 122 mm이고, 폭이 46mm이고, 38mm와 동일한 외부 에지에서 절단부의 곡률 반경, 및 12.5 mm와 동일한 내부 에지에서 절단부의 곡률 반경의 토러스의 형태를 갖는다.

견본은 테스트 기계의 2개의 원통형 굴대축 사이에 위치되고, 이중 하나는 이동가능하고, 일정한 속도로 이동한다. 견본의 제동력(F)(g-힘 단위)이 측정되고, 견본의 중량에 대한 제동력(F)의 비율에 의해 정의된 인장력 세기(TS)가 계산된다.

인장력 세기는 제조 이후에(초기 인장력 세기), 그리고 15분 동안(TS15) 100%의 상대 습도 하에 105℃의 온도로 압력솥에서 가속화된 노화 이후에 측정된다.

- 절연 제품으로부터 나오는 포름알데히드의 방출: 이들은 표준 ISO 16000 및 EN 13419의 조건 하에 측정된다. 방출된 포름알데히드의 측정은 50%의 상대 습도 하에서 23℃의 온도로 테스트한 날 이후에 수행된다. 포름알데히드의 양은, 이동 상이 pH 6.8에서 버퍼링된 물이고, 오븐 온도가 90℃이고, 검출이 420 nm에서 수행된다는 점에서 변형된 표준 ASTM D 5910-96의 조건 하에 고성능 액체 크로마토그래피(HPLC) 및 후치-컬럼(post-column) 반응에 의해 측정된다.

예 1

약 850 g/m²의 표면 밀도를 갖는 유리면 절연 제품은 도 1에 기재된 생산 라인에서 제조된다.

사이징 조성물은 중량부 단위로,

- 페놀-포름알데히드 레졸 60

(예 2, WO 01/96254 A1으로부터의 테스트 1)

- 요소 40

- 암모늄 설페이트 3

- 실란(OSI에 의해 판매된 Silquest(등록상표)A 1100) 1

- 광물성 오일 9.5

- 수용성 암모니아 1.2

사이징 조성물은 최종 절연 제품에 대해 건조 물질의 4.7w%의 양으로 섬유 상에 증착된다. 그런 후에 사이징 섬유는 260℃에서 오븐에서 처리된다.

포름알데히드와 반응할 수 있는 작용제의 조성물은 아세토아세트아미드(예 1a) 또는 디메틸 아세톤디카르복실레이트(예 1b)의 12w% 수용액이다. 이러한 조성물은 20 g/m²(즉, 절연 제품의 m² 마다 2.4g의 건조 물질)으로, 오븐 뒤에, 절연 제품의 상부 면 상에 분무된다. 건조 디바이스(19)는 절연 제품의 상부 면(14) 상에서 고온(110-150℃) 공기를 생성하는 가스 버너이다.

포름알데히드와 반응할 수 있는 작용제로 처리되고(예 1a 및 1b) 처리되지 않는(인용 1) 절연 제품은 포름알데히드 방출물을 위한 테스트를 받는다. 측정은 표 1에 주어진다.

예 2

예 1로부터의 조건은 다음과 같으며, 사이징 조성물이 유리된 포름알데히드의 낮은 함량을 갖는 레졸을 포함한다는 점에서 변형된다.

사이정 조성물은 중량부 단위로,

- 페놀-포름알데히드-모노에탄올아민 레졸 80

(WO-A-2008/043960으로부터의 예 1)

- 요소 20

- 암모늄 설페이트 3

- 실란(OSI에 의해 판매된 Silquest(등록상표)A 1100) 1

- 광물성 오일 9.5

포름알데히드와 반응할 수 있는 작용제의 조성물은 아세토아세트아미드(예 2a 및 2b) 또는 디메틸 아세톤디카르복실레이트(예 2c 및 2d)의 12w% 수용액이다. 이러한 조성물은 각각 20 g/m²(즉, 절연 제품의 m² 마다 2.4g의 건조 물질)으로 그리고 10 g/m²(즉, 절연 제품의 m² 마다 1.2g의 건조 물질)으로, 오븐 뒤에, 절연 제품의 상부 면 상에 분무된다.

포름알데히드와 반응할 수 있는 작용제로 처리되고(예 2a 내지 2d) 처리되지 않는(인용 2) 절연 제품은 포름알데히드 방출물을 위한 테스트를 받는다. 측정은 표 1에 주어진다.

Claims

특히 레졸 유형의 열경화성 수지로 사이징된(sized) 광물면을 주원료로 한 단열 및/또는 방음 절연 제품을 제조하기 위한 방법으로서,
열경화성 수지가 가교 결합된 후에, 활성 메틸렌(들)을 갖는 화합물로부터 선택된, 포름알데히드와 반응할 수 있는 작용제의 조성물을 절연 제품에 도포하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 단열 및/또는 방음 절연 제품을 제조하기 위한 방법.
제 1항에 있어서, 포름알데히드와 반응할 수 있는 작용제의 조성물은 절연 제품에 연속적으로 도포되는 것을 특징으로 하는, 단열 및/또는 방음 절연 제품을 제조하기 위한 방법.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 포름알데히드와 반응할 수 있는 작용제를 포함하는 조성물은 오븐 유형의 열처리 디바이스의 출구에 바로 도포되는 한편, 절연 제품은 특히 약 50 내지 80℃, 바람직하게 60 내지 70℃의 온도로 여전히 고온인 것을 특징으로 하는, 단열 및/또는 방음 절연 제품을 제조하기 위한 방법.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 포름알데히드와 반응할 수 있는 작용제의 조성물은 절연 제품의 상부 면에 도포되고, 적절한 경우 하부 면에 도포되는 것을 특징으로 하는, 단열 및/또는 방음 절연 제품을 제조하기 위한 방법.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 포름알데히드와 반응할 수 있는 작용제의 조성물은 분무에 의해 또는 커튼 코팅 또는 롤 코팅에 의해 도포되는 것을 특징으로 하는, 단열 및/또는 방음 절연 제품을 제조하기 위한 방법.
제 4항 또는 제 5항에 있어서, 포름알데히드와 반응할 수 있는 작용제의 조성물은 절연 제품의 상부 면 상의 분무에 의해 그리고 하부 면 상의 롤 코팅에 의해 도포되는 것을 특징으로 하는, 단열 및/또는 방음 절연 제품을 제조하기 위한 방법.
제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 활성 메틸렌(들)을 갖는 화합물은 다음의 화학식 1 내지 4, 즉

여기서, 동일하거나 상이한 R₁ 및 R₂는 수소 원자를 나타내고, C₁-C₂₀, 바람직하게 C₁-C₆는 알킬기, 아미노기 또는 다음의 화학식의 기이고,

여기서, R₄는

또는

기를 나타내고, 여기서 R₅=H 또는 -CH₃이고, p는 1 내지 6에서 변할 수 있는 정수이다;
- R₃은 수소 원자를 나타나고, C₁-C₁₀은 알킬기, 페닐기 또는 할로겐 원자를 나타낸다;
- a는 0 또는 1이다;
- b는 0 또는 1이다;
- n은 1 또는 2이고,

여기서
- R₆는 시아노 기 또는
기를 나타내고,
여기서 - R₈은 수소 원자, C₁-C₂₀, 바람직하게 C₁-C₆, 알킬기, 또는 아미노기를 나타내고,
- c는 0 또는 1이고;
- R₇은 수소 원자, C₁-C₁₀ 알킬기, 페닐기 또는 할로겐 원자를 나타내고,

여기서
- R₉은
또는
기를 나타내고,
- q는 1 내지 4로 변하는 정수이고,

여기서
- A는
또는
기를 나타내고,
- r은 0 또는 1인 것을 특징으로 하는, 단열 및/또는 방음 절연 제품을 제조하기 위한 방법.
제 7항에 있어서, 화학식 1의 화합물은, 2,4-펜탄디온, 2,4-헥사디온, 3,5-헵타디온, 2.4-옥탄디온, 아세토아세타미드, N-모노메틸아세토아세타미드, N-모노에틸아세토아세타미드, N,N-디메틸아세토아세타미드, N,N-디에틸아세토아세타미드, 아세토아세틱 산, 메틸 아세토아세테이트, 에틸 아세토아세테이트, n-프로필 아세토아세테이트, 이소프로필 아세토아세테이트, 이소부틸 아세토아세테이트, t-부틸 아세토아세테이트, n-헥실 아세토아세테이트, 말론아미드, 말론 산, 디메틸 말로네이트, 디에틸 말로네이트, 디-n-프로필 말로네이트, 디이소프로필 말로네이트, 디-n-부틸 말로네이트, 아세톤디카르복실 산, 디메틸아세톤 디카르복실레이트인 것을 특징으로 하는, 단열 및/또는 방음 절연 제품을 제조하기 위한 방법.
제 7항에 있어서, 화학식 2의 화합물은 - 2-메틸 시아노아세테이트, 2-에틸 시아노아세테이트, 2-n-프로필 시아노아세테이트, 2-이소프로필 시아노아세테이트, 2-n-부틸 시아노아세테이트, 2-이소부틸 시아노아세테이트, 2-테르트-부틸 시아노아세테이트, 2-시아노아세트아미드, 프로판디니트릴인 것을 특징으로 하는, 단열 및/또는 방음 절연 제품을 제조하기 위한 방법.
제 7항에 있어서, 화학식 3의 화합물은 트리메틸올프로판 트리아세토아세테이트, 트리메틸올프로판 트리시아노아세테이트인 것을 특징으로 하는, 단열 및/또는 방음 절연 제품을 제조하기 위한 방법.
제 7항에 있어서, 화학식 4의 화합물은 1,3-시클로헥산디온, 멜드럼 산인 것을 특징으로 하는, 단열 및/또는 방음 절연 제품을 제조하기 위한 방법.
제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서, 열경화성 수지는 페놀-포름알데히드 또는 페놀-포름알데히드-아민 유형의 레졸인, 단열 및/또는 방음 절연 제품을 제조하기 위한 방법.
제 1항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서, 포름알데히드와 반응할 수 있는 작용제의 조성물은 50w%보다 큰 물 및 상기 작용제의 하나 이상의 유기 코솔벤트(cosolvents)로 구성된 액상으로 용액, 분산액 또는 유상액인 것을 특징으로 하는, 단열 및/또는 방음 절연 제품을 제조하기 위한 방법.
제 13항에 있어서, 액상은 75 내지 90% 물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 단열 및/또는 방음 절연 제품을 제조하기 위한 방법.
제 1항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 있어서, 포름알데히드와 반응할 수 있는 작용제는 액체이고,
물 및 코솔벤트의 첨가 없이 절연 제품에 도포되는 것을 특징으로 하는, 단열 및/또는 방음 절연 제품을 제조하기 위한 방법.
제 1항 내지 제 15항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하기 위한 디바이스로서, 상기 디바이스는 특히 내부 원심 분리기에 의해 광물면을 제조하는 라인을 포함하며, 일련의 복수의 섬유화 부재와, 섬유화 부재로부터 나오는 섬유를 수용/운반하기 위한 적어도 하나의 부재와, 사이징 조성물을 도포하기 위한 하나 이상의 부재와, 오븐 유형의 하나 이상의 열처리 부재를 포함하는, 디바이스에 있어서,
열처리 부재(들)의 하류에 있는 절연 제품의 상부 면 상에 포름알데히드와 반응할 수 있는 작용제의 조성물을 분무하기 위한 적어도 하나의 분무 붐(spray boom)을 또한 포함하는 것을 특징으로 하는, 디바이스.
제 16항에 있어서, 붐(들)은, 붐(들)의 길이에 걸쳐 균일하게 분포되고 발산하고 바람직하게 "평평한"(원뿔이 아닌) 액체의 제트를 생성할 수 있는 분무 노즐을 구비한 공급 파이프를 포함하는 것을 특징으로 하는, 디바이스.
제 16항 또는 제 17항에 있어서, 상기 붐(들)은 절연 제품의 상부 면 위에 위치되는 것을 특징으로 하는, 디바이스.
제 18항에 있어서, 제 1 붐은 상기 제품의 하부 면 아래에 위치한, 상기 제품의 건조를 보장하는 디바이스를 향하는 것을 특징으로 하는, 디바이스.
제 16항 내지 제 19항 중 어느 한 항에 있어서, 포름알데히드와 반응할 수 있는 작용제의 조성물을 절연 제품의 하부 면에 도포하도록 하는 하나 이상의 코팅 롤을 또한 포함하는 것을 특징으로 하는, 디바이스.
제 20항에 있어서, 롤(들)은 열처리 부재(들)의 하류 및 상기 제품의 건조를 보정하는 디바이스의 하류에 위치되는 것을 특징으로 하는, 디바이스.
제 1항 내지 제 15항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 얻어진 단열 및/또는 방음 절연 제품으로서, 표면에, 활성 메틸렌(들)을 갖는 화합물로부터 선택된 포름알데히드와 반응할 수 있는 작용제를 포함하는, 단열 및/또는 방음 절연 제품.
제 22항에 있어서, 포름알데히드와 반응할 수 있는 작용제의 양은(건조 중량)은 최종 절연 제품의 0.01 내지 50g/m², 바람직하게 0.1 내지 10g/m², 및 더 양호하게 0.2 내지 5g/m²으로 변하는 것을 특징으로 하는, 단열 및/또는 방음 절연 제품.