JP4796836B2 - Aqueous binder for inorganic fiber and heat insulating sound absorbing material for inorganic fiber - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、グラスウール、あるいはロックウール等の無機繊維からなる断熱吸音材に好適に用いることのできる、ホルムアルデヒドを含有しない無機繊維用水性バインダー、及びそれを用いた無機繊維断熱吸音材に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an aqueous binder for inorganic fibers that does not contain formaldehyde and an inorganic fiber heat insulating sound absorbing material using the same, which can be suitably used for heat insulating sound absorbing materials made of inorganic fibers such as glass wool or rock wool.
従来から、グラスウール、あるいはロックウール等の無機繊維からなる断熱吸音材において、繊維同士を結合させるバインダーとして、フェノール・ホルムアルデヒド樹脂(又はレゾール型フェノール樹脂)を主成分とするフェノール樹脂系バインダーが、広く使用されている。これらフェノール樹脂系バインダーは、比較的短時間で加熱硬化し、強度のある硬化物が得られることから、これを使用した無機繊維断熱吸音材は、形状保持、圧縮梱包開封後の厚み復元性、耐撓み性等に優れている。 Conventionally, in heat-absorbing sound-absorbing materials made of inorganic fibers such as glass wool or rock wool, phenolic resin-based binders mainly composed of phenol / formaldehyde resin (or resol type phenolic resin) are widely used as binders for bonding fibers together. in use. These phenolic resin-based binders are heat-cured in a relatively short time and a strong cured product is obtained, so that the inorganic fiber heat-absorbing sound-absorbing material using this is shape-retaining, thickness-restorability after opening the compressed package, Excellent bending resistance.
しかしながら、フェノール樹脂系バインダーを使用すると、製造工程、特にバインダーの硬化時にホルムアルデヒドが放出される。そのため、放出されたホルムアルデヒドの処理、対応が問題となっている。特に近年では、環境負荷の低減から、法規制等により、ホルムアルデヒドの放散量の制限が求められており、環境負荷の少ない無機繊維断熱吸音材用のバインダーが所望されており、数多くの提案がなされている。 However, when a phenolic resin binder is used, formaldehyde is released during the manufacturing process, particularly when the binder is cured. Therefore, the treatment and response of the released formaldehyde has become a problem. Particularly in recent years, due to the reduction of environmental load, the regulation of formaldehyde emission has been demanded by laws and regulations, etc., and binders for inorganic fiber heat-absorbing sound-absorbing materials with low environmental load are desired, and many proposals have been made. ing.
例えば、下記特許文献1には、(a)少なくとも2個のカルボン酸基、酸無水物基、又はそれらの塩を含有する多酸、(b)少なくとも2個のヒドロキシル基を含有するポリオール、及び(c)リン含有促進剤を含有しており、且つ、前記カルボン酸基、酸無水物基、またそれらの塩の当量類:前記ヒドロキシル基の当量比が、約1/0.01〜約1/3であり、そしてカルボン酸基、酸無水物基、又はそれらの塩が不揮発性塩基で約35%以下の範囲で中和されている硬化性の水性組成物が開示されている。 For example, Patent Document 1 listed below includes (a) a polyacid containing at least two carboxylic acid groups, acid anhydride groups, or salts thereof, (b) a polyol containing at least two hydroxyl groups, and (C) containing a phosphorus-containing accelerator, and the equivalent ratio of the carboxylic acid group, acid anhydride group, or salt thereof: the hydroxyl group is about 1 / 0.01 to about 1 A curable aqueous composition is disclosed wherein the carboxylic acid group, acid anhydride group, or salt thereof is neutralized with a non-volatile base to the extent of about 35% or less.
また、下記特許文献2には、異なる2種類の酸無水物とアミンとの混合物で、ポリマーを含まないものの反応生成物を含んだガラス又はストーンウールといった無機繊維に好適なバインダー用樹脂が開示されている。 Further, Patent Document 2 below discloses a binder resin suitable for inorganic fibers such as glass or stone wool, which is a mixture of two different types of acid anhydrides and amines but does not contain a polymer but contains a reaction product. ing.
また、下記特許文献3には、数平均分子量が5,000未満のポリカルボン酸ポリマーとポリオールを含有する水溶性組成物であって、pHが3.5未満に調整されているガラス繊維用バインダーが開示されている。 Patent Document 3 listed below discloses a water-soluble composition containing a polycarboxylic acid polymer having a number average molecular weight of less than 5,000 and a polyol and having a pH adjusted to less than 3.5. Is disclosed.
また、下記特許文献4には、エポキシ化合物とエポキシ架橋剤との、実質的に無限の水希釈性、または分散性を有するガラス繊維断熱材製造用の水性バインダーが開示されている。
上記ホルムアルデヒド不含のバインダーは、ポリカルボン酸類中のカルボキシル基と、アミノ基、イミノ基、あるいは水酸基等の活性水素とのアミド化反応、イミド化反応、あるいはエステル化反応により、架橋して硬化する。しかし、上記反応は、フェノール・ホルムアルデヒド樹脂のメチロール基同士の反応と比較して反応速度が緩やかであるため、無機繊維断熱吸音材製造時のバインダー硬化過程において、硬化用オーブンの温度を高くする必要があり、また、硬化工程の時間を長くする必要があり、経済性や生産性を損なう。そこで、反応速度を向上させるため、一般的には、次亜リン酸塩などのリン含有化合物が硬化促進剤として使用されている。しかしながら、リン含有化合物では、硬化反応を促進させるためには、バインダーのpHを低くする必要がある上に、外部因子により、硬化が完了しない場合があり、無機繊維断熱吸音材の長期的な高温高湿下での使用において、バインダーが劣化して、無機繊維同士の結合力を低下させ、「スウェリング」と称する膨れが生じたり、逆に厚み方向での収縮が生じたりして、形状保持性や、断熱性が損なわれる場合があった。 The formaldehyde-free binder is cured by cross-linking by amidation reaction, imidization reaction, or esterification reaction between a carboxyl group in polycarboxylic acids and an active hydrogen such as amino group, imino group, or hydroxyl group. . However, since the reaction rate is slower than the reaction between methylol groups of phenol / formaldehyde resin, it is necessary to increase the temperature of the curing oven in the binder curing process when manufacturing the inorganic fiber thermal insulation material. Moreover, it is necessary to lengthen the time of the curing process, which impairs economic efficiency and productivity. In order to improve the reaction rate, phosphorus-containing compounds such as hypophosphites are generally used as curing accelerators. However, in the case of phosphorus-containing compounds, it is necessary to lower the pH of the binder in order to accelerate the curing reaction, and curing may not be completed due to external factors. When used under high humidity, the binder deteriorates, reducing the bonding strength between inorganic fibers, causing swelling called “swelling”, and conversely shrinking in the thickness direction, maintaining the shape. And heat insulation may be impaired.
したがって、本発明の目的は、ホルムアルデヒドを含有せず、硬化反応が速やかに進行して且つ短時間で完了し、得られるバインダー硬化物が優れた強度を有する無機繊維用水性バインダー、及びそれを用いた無機繊維断熱吸音材を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an aqueous binder for inorganic fibers that does not contain formaldehyde, the curing reaction proceeds rapidly and is completed in a short time, and the resulting cured binder has excellent strength, and uses the same. An object of the present invention is to provide a heat insulating sound absorbing material for inorganic fibers.
上記目的を達成するため、本発明の無機繊維用水性バインダーは、分子中に2個以上のカルボキシル基を含有するポリカルボン酸類と、架橋剤と、亜硫酸水素塩類を少なくとも1種類以上含有する硬化促進剤とを含み、前記ポリカルボン酸類中のカルボキシル基のモル数に対し、前記架橋剤中の前記カルボキシル基と反応しうる官能基のモル数が、モル比で0.8〜1.5であることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the aqueous binder for inorganic fibers of the present invention comprises a curing accelerator containing at least one polycarboxylic acid containing two or more carboxyl groups in the molecule, a crosslinking agent, and bisulfites. The number of moles of the functional group capable of reacting with the carboxyl group in the crosslinking agent is 0.8 to 1.5 in terms of mole ratio with respect to the number of moles of the carboxyl group in the polycarboxylic acid. It is characterized by that.
本発明の無機繊維用水性バインダーは、ポリカルボン酸類からなり、ホルムアルデヒド不含のバインダーであるので、加熱硬化時にホルムアルデヒドを放出することがなく、排出ガス等において、環境負荷を少なくすることができる。また、硬化促進剤としての亜硫酸水素塩類を用いたことにより、比較的速やかにバインダーの加熱硬化を進行させることができ、更には、架橋反応も充分に改善されるので、架橋を緻密なものにできる。そして、ポリカルボン酸類中のカルボキシル基のモル数に対し、前記架橋剤中のカルボキシル基と反応しうる官能基のモル数を、モル比で0.8〜1.5にすることで、ポリカルボン酸類と架橋剤とを過不足なく反応させることができ、強固なバインダー硬化物が得られ、最終製品としての無機繊維断熱吸音材の諸物性を損なうことがない。 The aqueous binder for inorganic fibers of the present invention is made of polycarboxylic acids and is a formaldehyde-free binder, so that it does not release formaldehyde at the time of heat curing and can reduce environmental burdens in exhaust gas and the like. In addition, by using bisulfite as a curing accelerator, the heat curing of the binder can proceed relatively quickly, and the cross-linking reaction is sufficiently improved, so that the cross-linking can be made dense. it can. And by making the molar number of the functional group which can react with the carboxyl group in the said crosslinking agent into 0.8-1.5 by molar ratio with respect to the molar number of the carboxyl group in polycarboxylic acids, polycarboxylic acid is obtained. The acid and the crosslinking agent can be reacted without excess or deficiency, a strong binder cured product can be obtained, and various physical properties of the inorganic fiber heat-absorbing sound-absorbing material as the final product are not impaired.
本発明の無機繊維用水性バインダーは、前記ポリカルボン酸類が、酸価350〜850mgKOH/g、かつ、重量平均分子量1,000〜15,000のアクリル樹脂系ポリカルボン酸であることが好ましい。これによれば、強度の高いバインダー硬化物が得られ、繊維同士のバインディング(接着力)が、強固なものとなる。 In the aqueous binder for inorganic fibers of the present invention, the polycarboxylic acid is preferably an acrylic resin-based polycarboxylic acid having an acid value of 350 to 850 mgKOH / g and a weight average molecular weight of 1,000 to 15,000. According to this, a cured binder having high strength is obtained, and the binding (adhesive force) between the fibers becomes strong.
また、本発明の無機繊維用水性バインダーは、前記架橋剤が、ジアルカノールアミン類を少なくとも1種類以上を含有することが好ましい。これによれば、架橋剤中に含有される官能基のうち、イミノ基は、水酸基よりも速くカルボキシル基と反応し、更に、立体障害によるバインダーの架橋の遅延や未完了部分が少なくなるので、硬化時間が短縮でき、更には、生産性の向上や得られるバインダー硬化物の強度を向上させることができる。 In the aqueous fiber binder for inorganic fibers of the present invention, the crosslinking agent preferably contains at least one dialkanolamine. According to this, among the functional groups contained in the crosslinking agent, the imino group reacts with the carboxyl group faster than the hydroxyl group, and further, the delay in crosslinking of the binder due to steric hindrance and the incomplete portion are reduced. The curing time can be shortened, and further, the productivity can be improved and the strength of the obtained binder cured product can be improved.
また、本発明の無機繊維用水性バインダーは、前記硬化促進剤が、亜硫酸水素リチウム、亜硫酸水素ナトリウム、亜硫酸水素カリウム、亜硫酸水素マグネシウム、亜硫酸水素カルシウム及び亜硫酸水素アンモニウムから選ばれた少なくとも1種類含有することが好ましい。これによれば、バインダーの硬化の進行が速くなり、バインダーの硬化工程を簡略化できる。 In the aqueous fiber binder for inorganic fibers of the present invention, the curing accelerator contains at least one selected from lithium hydrogen sulfite, sodium hydrogen sulfite, potassium hydrogen sulfite, magnesium hydrogen sulfite, calcium hydrogen sulfite and ammonium hydrogen sulfite. It is preferable. According to this, the progress of the curing of the binder is accelerated, and the curing process of the binder can be simplified.
また、本発明の無機繊維用水性バインダーは、揮発性塩基性化合物によって、pHが6.0〜8.0に調整されていることが好ましい。本発明の無機繊維用水性バインダーは、上記硬化促進剤を用いることで、pH6.0〜8.0という弱酸性〜弱塩基性の条件下でも比較的速やかに加熱硬化を進行させることができ、また、イミド化及びエステル化反応による架橋反応も充分に改善されるので、硬化反応が速やかに進行し、強度の高いバインダー硬化物を得ることができ、更には、酸による製造設備の腐食がなく、メンテナンス費用や設備コスト、廃水処理コスト等を低減できる。 Moreover, it is preferable that pH of the aqueous | water-based binder for inorganic fibers of this invention is adjusted to 6.0-8.0 with the volatile basic compound. The aqueous binder for inorganic fibers of the present invention can cause heat curing to proceed relatively quickly even under weakly acidic to weakly basic conditions of pH 6.0 to 8.0 by using the above-mentioned curing accelerator, In addition, since the crosslinking reaction by imidization and esterification reaction is sufficiently improved, the curing reaction proceeds quickly, and a high-strength binder cured product can be obtained, and further, there is no corrosion of production equipment due to acid. Maintenance costs, equipment costs, wastewater treatment costs, etc. can be reduced.
一方、本発明の無機繊維断熱吸音材は、上記本発明の無機繊維用水性バインダーを、無機繊維に付与し、加熱硬化させて成形したことを特徴とする。これによれば、製造時に、環境に好ましくない影響を与えるホルムアルデヒドを放出することがないので、環境負荷が少なく、従来の物性を損なわない無機繊維断熱吸音材を得ることができる。 On the other hand, an inorganic fiber heat-absorbing sound-absorbing material of the present invention is characterized in that the inorganic fiber-based aqueous binder of the present invention is applied to inorganic fibers and heat-cured and molded. According to this, since the formaldehyde which does not have a bad influence on an environment is not emitted at the time of manufacture, the inorganic fiber heat insulation sound-absorbing material which has little environmental load and does not impair the conventional physical property can be obtained.
本発明の無機繊維用水性バインダーは、ポリカルボン酸類からなり、ホルムアルデヒド不含のバインダーであるので、加熱硬化時にホルムアルデヒドを放出することがなく、排出ガス等において、環境負荷を少なくすることができる。また、硬化促進剤としての亜硫酸水素塩類により、比較的速やかにバインダーの加熱硬化を進行させることができ、更には、架橋反応も充分に改善されるので、架橋を緻密なものにできる。そして、ポリカルボン酸類中のカルボキシル基のモル数に対し、前記架橋剤中のカルボキシル基と反応しうる官能基のモル数を、モル比で0.8〜1.5にすることで、ポリカルボン酸類と架橋剤とが過不足なく反応させることができ、強固なバインダー硬化物が得られ、最終製品としての無機繊維断熱吸音材の諸物性を損なうことがない。 The aqueous binder for inorganic fibers of the present invention is made of polycarboxylic acids and is a formaldehyde-free binder, so that it does not release formaldehyde at the time of heat curing and can reduce environmental burdens in exhaust gas and the like. In addition, the bisulfite as a curing accelerator allows the binder to be heated and cured relatively quickly, and the crosslinking reaction is sufficiently improved, so that the crosslinking can be made dense. And by making the molar number of the functional group which can react with the carboxyl group in the said crosslinking agent into 0.8-1.5 by molar ratio with respect to the molar number of the carboxyl group in polycarboxylic acids, polycarboxylic acid is obtained. The acids and the crosslinking agent can be reacted without excess and deficiency, a strong binder cured product is obtained, and various physical properties of the inorganic fiber heat insulating sound absorbing material as the final product are not impaired.
そして、上記本発明の無機繊維用水性バインダーを用いて得られる無機繊維断熱吸音材は、環境条件、例えば、気温あるいは湿度によって、断熱吸音性能に関わる断熱材の厚み寸法や、施工時の自立性に関係する剛性が低下することがなく、従来のフェノール系バインダーを使用したものと同様の物性を有するものであり、住宅、建物等の断熱、吸音材、あるいは真空断熱材の芯材として、好適に使用できる。 And the inorganic fiber heat insulation sound-absorbing material obtained by using the aqueous binder for inorganic fiber of the present invention is the thickness dimension of the heat insulation material related to the heat insulation sound-absorbing performance depending on the environmental conditions, for example, temperature or humidity, and the self-supporting property at the time of construction. It has the same physical properties as those using conventional phenolic binders, and is suitable as a core material for heat insulation, sound absorbing materials, or vacuum heat insulating materials for houses, buildings, etc. Can be used for
本発明の無機繊維用水性バインダーは、分子中に2個以上のカルボキシル基を含有するポリカルボン酸類と、架橋剤と、亜硫酸水素塩類を少なくとも1種類以上含有する硬化促進剤とを含有する水溶性組成物である。 The aqueous binder for inorganic fibers of the present invention is a water-soluble composition containing polycarboxylic acids containing two or more carboxyl groups in the molecule, a crosslinking agent, and a curing accelerator containing at least one bisulfite. It is a composition.
本発明の無機繊維用水性バインダーに用いるポリカルボン酸類としては、ポリカルボン酸単量体、ポリエステル樹脂系ポリカルボン酸類、アミド樹脂系ポリカルボン酸類及び、アクリル樹脂系ポリカルボン酸類が挙げられる。 Examples of the polycarboxylic acids used in the aqueous binder for inorganic fibers of the present invention include polycarboxylic acid monomers, polyester resin-based polycarboxylic acids, amide resin-based polycarboxylic acids, and acrylic resin-based polycarboxylic acids.
上記ポリカルボン酸単量体としては、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、マレイン酸、フマル酸、トリカルバリル酸等の脂肪族ポリカルボン酸類;リンゴ酸、タルトロン酸、酒石酸、クエン酸等のオキシポリカルボン酸類;オルトフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ベンゼントリカルボン酸、トリメリット酸、ピロメリット酸等の芳香族ポリカルボン酸類が挙げられる。 Examples of the polycarboxylic acid monomer include aliphatic acids such as oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, maleic acid, fumaric acid, and tricarballylic acid. Polycarboxylic acids; oxypolycarboxylic acids such as malic acid, tartronic acid, tartaric acid, citric acid; aromatic polycarboxylic acids such as orthophthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, benzenetricarboxylic acid, trimellitic acid, and pyromellitic acid It is done.
上記ポリエステル樹脂系ポリカルボン酸類としては、1,2‐エタンジオール(エチレングリコール)、1,2‐プロパンジオール(プロピレングリコール)、1,3‐プロパンジオール、2,2‐メチル‐1,3‐プロパンジオール、2‐ブチル‐2‐エチル‐1,3‐プロパンジオール、1,3‐ブタンジオール、1,4‐ブタンジオール、2‐メチル‐2,4‐ブタンジオール、1,5‐ペンタンジオール、3‐メチル‐1,5‐ペンタンジオール、2‐メチル‐2,4‐ペンタンジオール、1,6‐ヘキサンジオール、1,4‐シクロヘキサンジオール、2‐エチル‐1,3‐ヘキサンジオール、2‐ヒドロキシメチル‐2‐メチル‐1,3‐プロパンジオール、2‐エチル‐2‐ヒドロキシメチル‐2‐メチル‐1,3‐プロパンジオール、1,2,6‐ヘキサントリオール、2,2‐ビス(ヒドロキシメチル)‐2,3‐プロパンジオール等の脂肪族ポリオール類;グルコース、フルクトース、マンニトール、ソルビトール、マルチトール等の糖類から選ばれるポリオール類と、前記ポリカルボン酸単量体とをエステル重合させて得られる、酸価を有するものが挙げられる。 Examples of the polyester resin-based polycarboxylic acids include 1,2-ethanediol (ethylene glycol), 1,2-propanediol (propylene glycol), 1,3-propanediol, and 2,2-methyl-1,3-propane. Diol, 2-butyl-2-ethyl-1,3-propanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 2-methyl-2,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 3 -Methyl-1,5-pentanediol, 2-methyl-2,4-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,4-cyclohexanediol, 2-ethyl-1,3-hexanediol, 2-hydroxymethyl -2-Methyl-1,3-propanediol, 2-ethyl-2-hydroxymethyl-2-methyl-1,3-propane Aliphatic polyols such as all, 1,2,6-hexanetriol, 2,2-bis (hydroxymethyl) -2,3-propanediol; selected from sugars such as glucose, fructose, mannitol, sorbitol, maltitol What has an acid value obtained by ester-polymerizing polyols and the said polycarboxylic acid monomer is mentioned.
上記ポリアミド樹脂系ポリカルボン酸類としては、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン、1,2‐ジアミノプロパン、1,3‐ジアミノプロパン、1,4‐ジアミノブタン、1,6‐ジアミノヘキサン、3,3’‐イミノビス(プロピルアミン)、3‐(メチルアミノ)プロピルアミン、3‐(ジメチルアミノ)プロピルアミン、3‐(エチルアミノ)プロピルアミン、3‐(ブチルアミノ)プロピルアミン、N‐メチル‐3,3’‐イミノビス(プロピルアミン)、ポリエチレンイミン等の脂肪族ポリアミン類;フェニレンジアミン、o‐トリジン、m‐トルイレンジアミン、m‐キシリレンジアミン、ジアニシジン、ジアミノジフェニルエーテル、1,4‐ジアミノアントラキノン、3,3’‐ジメチル‐4,4’‐ジアミノビフェニル、4,4’‐ジアミノベンズアニリド、4,4’‐ジアミノ‐3,3’‐ジエチルジフェニルメタン等の芳香族ポリアミン類;ピペラジン、2‐メチルピペラジン、1‐(2‐アミノエチル)ピペラジン、2,5‐ジメチルピペラジン、シス‐2,6‐ジメチルピペラジン、ビス(アミノプロピル)ピペラジン、1,3‐ジ(4‐ピペリジル)プロパン、3‐アミノ‐1,2,4‐トリアゾール、1‐アミノエチル‐2‐メチルイミダゾール等の複素環族アミン類から選ばれるポリアミン類と、前記ポリカルボン酸単量体とを重合させて得られる、酸価を有するものが挙げられる。 Examples of the polyamide resin-based polycarboxylic acids include ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, pentaethylenehexamine, 1,2-diaminopropane, 1,3-diaminopropane, 1,4-diaminobutane, 1, 6-diaminohexane, 3,3'-iminobis (propylamine), 3- (methylamino) propylamine, 3- (dimethylamino) propylamine, 3- (ethylamino) propylamine, 3- (butylamino) propyl Aliphatic polyamines such as amine, N-methyl-3,3'-iminobis (propylamine), polyethyleneimine; phenylenediamine, o-tolidine, m-toluylenediamine, m-xylylenediamine, dianisidine, diaminodiphenyl ether Aromatic polyamines such as 1,4-diaminoanthraquinone, 3,3'-dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 4,4'-diaminobenzanilide, 4,4'-diamino-3,3'-diethyldiphenylmethane Piperazine, 2-methylpiperazine, 1- (2-aminoethyl) piperazine, 2,5-dimethylpiperazine, cis-2,6-dimethylpiperazine, bis (aminopropyl) piperazine, 1,3-di (4- A polyamine selected from heterocyclic amines such as piperidyl) propane, 3-amino-1,2,4-triazole, 1-aminoethyl-2-methylimidazole, and the polycarboxylic acid monomer. And having an acid value obtained.
上記アクリル樹脂系ポリカルボン酸類としては、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、フマル酸、マレイン酸、2‐メチルマレイン酸、イタコン酸、2‐メチルイタコン酸、α‐β‐メチレングルタル酸、マレイン酸モノアルキル、フマル酸モノアルキル、無水マレイン酸、無水アクリル酸、β‐(メタ)アクリロイルオキシエチレンハイドロジエンフタレート、β‐(メタ)アクリロイルオキシエチレンハイドロジエンマレエート、β‐(メタ)アクリロイルオキシエチレンハイドロジエンサクシネート等のエチレン性不飽和カルボン酸単量体より選択される1種以上を重合させて得られるものが挙げられる。 Examples of the acrylic resin-based polycarboxylic acids include acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, fumaric acid, maleic acid, 2-methylmaleic acid, itaconic acid, 2-methylitaconic acid, α-β-methyleneglutaric acid, maleic acid Monoalkyl, monoalkyl fumarate, maleic anhydride, acrylic anhydride, β- (meth) acryloyloxyethylene hydrodiene phthalate, β- (meth) acryloyloxyethylene hydrogen maleate, β- (meth) acryloyloxyethylene hydro Examples thereof include those obtained by polymerizing one or more selected from ethylenically unsaturated carboxylic acid monomers such as diene succinate.
本発明においては、ポリカルボン酸類として、アクリル樹脂系ポリカルボン酸類を用いることが好ましい。ポリエステル系ポリカルボン酸類や、ポリアミド樹脂系ポリカルボン酸類は、架橋剤との硬化反応の際に、架橋と同時に交換反応、すなわち、ポリカルボン酸類中のエステル結合やアミド結合が熱により開裂して、単量体やオリゴマーが生成し、これらが再度結合する反応が生じる虞れがあるため、バインダーの硬化反応に時間を要する場合や、硬化が不十分になる場合があるが、アクリル樹脂系ポリカルボン酸類では、上記のような交換反応が併発しないので、硬化時間を短縮でき、更には十分に硬化したバインダー硬化物を得ることができる。 In the present invention, it is preferable to use acrylic resin-based polycarboxylic acids as the polycarboxylic acids. Polyester-based polycarboxylic acids and polyamide resin-based polycarboxylic acids are subjected to an exchange reaction simultaneously with crosslinking during the curing reaction with a crosslinking agent, that is, ester bonds and amide bonds in the polycarboxylic acids are cleaved by heat, Since monomers and oligomers are formed and there is a possibility that a reaction occurs in which these are recombined, the curing reaction of the binder may take time or the curing may be insufficient. In the case of acids, the above exchange reaction does not occur at the same time, so that the curing time can be shortened, and further, a sufficiently cured binder cured product can be obtained.
また、ポリカルボン酸類の酸価は、350〜850mgKOH/gであることが好ましく、550〜750mgKOH/gであることがより好ましい。ポリカルボン酸類の酸価が350mgKOH/g未満であると、当該水性バインダーを加熱硬化させて得られる硬化物の架橋構造が粗になり、バインダー硬化物の強度、剛性が低下する傾向にあり、したがって、得られる無機繊維断熱吸音材の圧縮梱包開封後の厚み復元性(以後、「復元性」と称する)や、ボードとしての剛性が低下し、断熱性、吸音性、あるいは自立性、すなわち施工時の作業性が損なわれる場合がある。また、ポリカルボン酸類の酸価が850mgKOH/gを超えると、バインダー硬化後の架橋構造が、密になりすぎて脆くなる傾向にあり、無機繊維断熱吸音材のバインダーとして使用した場合、所望する性能に達しない場合や、硬化後も未反応のカルボキシル基が硬化物中に残存し、得られる無機繊維断熱吸音材において、例えば、高湿度下において、吸湿して、バインダーによる繊維と繊維の結合力が低下する等の問題が生じる場合がある。なお、本発明におけるアクリル樹脂系ポリカルボン酸類の酸価は、アクリル樹脂系ポリカルボン酸類1gを中和するのに要する水酸化カリウムのミリグラム数で表す。 The acid value of the polycarboxylic acids is preferably 350 to 850 mgKOH / g, more preferably 550 to 750 mgKOH / g. When the acid value of the polycarboxylic acid is less than 350 mgKOH / g, the crosslinked structure of the cured product obtained by heat-curing the aqueous binder tends to be rough, and the strength and rigidity of the binder cured product tend to decrease. The thickness of the inorganic fiber insulation sound-absorbing sound-absorbing material after being opened in a compressed package (hereinafter referred to as “restoration”) and the rigidity of the board are reduced, and the insulation, sound-absorbing property, or self-supporting property, ie during construction Workability may be impaired. Moreover, when the acid value of polycarboxylic acids exceeds 850 mgKOH / g, the crosslinked structure after binder curing tends to become too dense and brittle, and when used as a binder for an inorganic fiber heat-absorbing sound absorbing material, the desired performance is obtained. In the case where the unreacted carboxyl group remains in the cured product even after curing, the resulting inorganic fiber heat-absorbing sound-absorbing material absorbs moisture under high humidity, for example, and the binding force between the fiber and the fiber by the binder There may be a problem such as lowering of the image quality. The acid value of the acrylic resin-based polycarboxylic acids in the present invention is expressed in milligrams of potassium hydroxide required to neutralize 1 g of the acrylic resin-based polycarboxylic acids.
また、ポリカルボン酸類の重量平均分子量は、1,000〜15,000が好ましく、2,000〜10,000がより好ましく、2,000〜5,000が特に好ましい。ポリカルボン酸類の重量平均分子量が、15,000を超えると、バインダー塗布から水分揮散後のバインダーの粘度上昇が著しく、無機繊維への塗布時、あるいは塗布後の流動性が劣りやすく、無機繊維に対し均一にバインダーを塗布させにくくなる傾向にある。また、無機繊維に付着したバインダーの粘着性が高くなる傾向にあり、無機繊維に付着したバインダーの粘着性が高いと、バインダーを付着させた繊維が製造設備に付着しやすくなり、製造ラインの汚れや無機繊維断熱吸音材表面の繊維が塊となって、製造設備に付着し、得られる製品の外観、厚み寸法が部分的に不足する等の問題が生じる場合がある。一方、ポリカルボン酸類の重量平均分子量が1,000未満であると、硬化時の加熱により、バインダー成分がヒュームとして揮散しやすくなり、無機繊維に対するバインダー付着量が低減しやすい。そのため、無機繊維断熱吸音材とした場合、諸物性が低下したり、また、ポリカルボン酸類の重合時の重合度合を抑制する必要があるので、エチレン性不飽和単量体が残存しやすくなり、臭気が発生したりと新たな環境負荷が生じる虞れがある。ポリカルボン酸類の重量平均分子量が上記範囲内であれば、無機繊維用水性バインダーの粘度を調整しやすく、また、無機繊維への塗布時、あるいは塗布後の流動性を良好にできるので、無機繊維へのバインダー付着量のばらつきを抑制できる。そして、無機繊維断熱吸音材の製造において、バインダーの繊維への塗布工程は、遠心法等で繊維化された直後の約200〜350℃の高温雰囲気下で行われることが多いが、その際バインダー中の水分の揮散を良好にできる。また、ポリカルボン酸類の重量平均分子量は、バインダーの流動性だけでなく、硬化速度や、硬化後の架橋密度とも関係があり、同酸価のポリカルボン酸類であっても分子量が異なると、バインダーの硬化速度やバインダー硬化物の強度が変動し、得られる無機繊維断熱吸音材の物性も変化する。例えば、ポリカルボン酸類の重量平均分子量が小さくなるにつれて、バインダーの硬化速度は速くなるが、バインダー硬化物は脆くなる傾向にあり、製造ラインの生産条件によっては、所望する物性が得られない場合がある。ポリカルボン酸類の重量平均分子量が上記範囲内であれば、バインダーの流動性と、得られる無機繊維断熱吸音材の諸物性との最適化を図れる。 The weight average molecular weight of the polycarboxylic acids is preferably 1,000 to 15,000, more preferably 2,000 to 10,000, and particularly preferably 2,000 to 5,000. If the weight average molecular weight of the polycarboxylic acid exceeds 15,000, the viscosity of the binder after the evaporation of water from the binder application is remarkably increased, and the fluidity after application to the inorganic fiber or after application tends to be inferior. On the other hand, it tends to be difficult to uniformly apply the binder. In addition, the adhesiveness of the binder attached to the inorganic fiber tends to increase. If the adhesiveness of the binder attached to the inorganic fiber is high, the fiber to which the binder is attached becomes more likely to adhere to the production equipment, and the production line becomes dirty. In some cases, the fiber on the surface of the heat insulating material for inorganic fibers becomes agglomerated and adheres to the production equipment, resulting in problems such as partial lack of appearance and thickness of the resulting product. On the other hand, when the weight average molecular weight of the polycarboxylic acids is less than 1,000, the binder component is easily volatilized as fume by heating at the time of curing, and the amount of the binder attached to the inorganic fibers is likely to be reduced. Therefore, when it is an inorganic fiber heat insulating sound-absorbing material, various physical properties are reduced, or it is necessary to suppress the degree of polymerization at the time of polymerization of polycarboxylic acids, so that the ethylenically unsaturated monomer tends to remain, Odor may be generated and a new environmental load may be generated. If the weight average molecular weight of the polycarboxylic acid is within the above range, the viscosity of the aqueous binder for inorganic fibers can be easily adjusted, and the fluidity at the time of application to inorganic fibers or after application can be improved. Variation in the amount of binder adhering to can be suppressed. In the production of an inorganic fiber heat-absorbing sound-absorbing material, the step of applying the binder to the fiber is often performed in a high-temperature atmosphere of about 200 to 350 ° C. immediately after being fiberized by a centrifugal method or the like. Evaporation of moisture can be improved. In addition, the weight average molecular weight of the polycarboxylic acids is related not only to the fluidity of the binder but also to the curing speed and the crosslinking density after curing. Even if the polycarboxylic acids having the same acid value have different molecular weights, The curing speed of the resin and the strength of the cured binder vary, and the physical properties of the resulting inorganic fiber heat-absorbing sound-absorbing material also change. For example, as the weight average molecular weight of polycarboxylic acids decreases, the curing rate of the binder increases, but the cured binder tends to become brittle, and depending on the production conditions of the production line, the desired physical properties may not be obtained. is there. When the weight average molecular weight of the polycarboxylic acids is within the above range, the fluidity of the binder and various physical properties of the resulting inorganic fiber heat-absorbing sound absorbing material can be optimized.
そして、本発明において、ポリカルボン酸類は、酸価350〜850mgKOH/g、かつ、重量平均分子量1,000〜15,000のアクリル樹脂系ポリカルボン酸であることが特に好ましい。また、アクリル樹脂系ポリカルボン酸類の分子量のコントロールのし易さ等から考慮すると、エチレン性不飽和カルボン酸単量体として、アクリル酸を使用したアクリル樹脂系ポリカルボン酸が好ましい。また、アクリル樹脂系ポリカルボン酸の酸価を700mgKOH/g以上の高い領域に調整する場合は、エチレン性不飽和カルボン酸単量体として、マレイン酸あるいはフマル酸を使用したアクリル樹脂系ポリカルボン酸が好ましい。 In the present invention, the polycarboxylic acids are particularly preferably acrylic resin-based polycarboxylic acids having an acid value of 350 to 850 mgKOH / g and a weight average molecular weight of 1,000 to 15,000. In view of ease of control of the molecular weight of the acrylic resin-based polycarboxylic acids, an acrylic resin-based polycarboxylic acid using acrylic acid is preferable as the ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer. In addition, when adjusting the acid value of the acrylic resin-based polycarboxylic acid to a high region of 700 mgKOH / g or more, the acrylic resin-based polycarboxylic acid using maleic acid or fumaric acid as the ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer Is preferred.
また、本発明においては、ポリカルボン酸類の酸価を調整する上で、カルボキシル基を含有しないエチレン性不飽和単量体を、上記ポリカルボン酸類と併用することもできる。 Moreover, in this invention, when adjusting the acid value of polycarboxylic acid, the ethylenically unsaturated monomer which does not contain a carboxyl group can also be used together with the said polycarboxylic acid.
上記カルボキシル基を含有しないエチレン性不飽和単量体としては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n‐ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t‐ブチル(メタ)アクリレート、2‐エチルヘキシル(メタ)アクリレート、セチル(メタ)アクリレート、n‐ステアリル(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールエトキシ(メタ)アクリレート、メチル‐3‐メトキシ(メタ)アクリレート、エチル‐3‐メトキシ(メタ)アクリレート、ブチル‐3‐メトキシ(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、イソボニル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、2‐ヒドロキシエチルアクリレート、2‐ヒドロキシプロピルアクリレート、4‐ヒドロキシブチルアクリレート、3価以上のポリオールのモノ(メタ)アクリレート、アミノアルキル(メタ)アクリレート、N‐アルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート、N,N‐ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート等のアクリル系単量体;ビニルアルキルエーテル、N‐アルキルビニルアミン、N,N‐ジアルキルビニルアミン、N‐ビニルピリジン、N‐ビニルイミダゾール、N‐(アルキル)アミノアルキルビニルアミン等のビニル系単量体;(メタ)アクリルアミド、N‐アルキル(メタ)アクリルアミド、N,N‐ジアルキル(メタ)アクリルアミド、N,N‐ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリルアミド、ジアセトン(メタ)アクリルアミド、N‐ビニルホルムアミド、N‐ビニルアセトアミド、N‐ビニルピロリドン等のアミド系単量体;エチレン、プロピレン、イソブチレン、イソプレン、ブタジエン等の脂肪族不飽和炭化水素;スチレン、α‐メチルスチレン、p‐メトキシスチレン、ビニルトルエン、p‐ヒドロキシスチレン、p‐アセトキシスチレン当のスチレン系単量体;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビニルエステル系単量体;アクリロニトリル、グリシジル(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらは、1種又は2種以上を併用することができる。ただし、N‐メチロール(メタ)アクリルアミド、メチル‐N‐メチロール(メタ)アクリルアミドは、加熱すると、架橋反応に伴ない、ホルムアルデヒドを放出するので、これらは使用しないことが好ましい。 Examples of the ethylenically unsaturated monomer containing no carboxyl group include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, t-butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, cetyl (meth) acrylate, n-stearyl (meth) acrylate, diethylene glycol ethoxy (meth) acrylate, methyl-3-methoxy (meth) acrylate, ethyl-3-methoxy (meth) acrylate, butyl -3-Methoxy (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, tetrahydrofurfuryl acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2- Droxypropyl acrylate, 4-hydroxybutyl acrylate, mono (meth) acrylate of trivalent or higher polyol, aminoalkyl (meth) acrylate, N-alkylaminoalkyl (meth) acrylate, N, N-dialkylaminoalkyl (meth) Acrylic monomers such as acrylates; Vinyl-based compounds such as vinyl alkyl ethers, N-alkyl vinyl amines, N, N-dialkyl vinyl amines, N-vinyl pyridines, N-vinyl imidazoles, N- (alkyl) aminoalkyl vinyl amines Monomer; (meth) acrylamide, N-alkyl (meth) acrylamide, N, N-dialkyl (meth) acrylamide, N, N-dialkylaminoalkyl (meth) acrylamide, diacetone (meth) acrylamide, N-vinylform Amide monomers such as amide, N-vinylacetamide and N-vinylpyrrolidone; Aliphatic unsaturated hydrocarbons such as ethylene, propylene, isobutylene, isoprene and butadiene; styrene, α-methylstyrene, p-methoxystyrene, vinyl Styrene monomers such as toluene, p-hydroxystyrene, p-acetoxystyrene; vinyl ester monomers such as vinyl acetate and vinyl propionate; acrylonitrile, glycidyl (meth) acrylate and the like. These can use together 1 type (s) or 2 or more types. However, N-methylol (meth) acrylamide and methyl-N-methylol (meth) acrylamide are preferably not used since they release formaldehyde with the crosslinking reaction when heated.
本発明の無機繊維用水性バインダーに用いる架橋剤としては、カルボキシル基と反応しうる官能基を有する化合物であり、ジアルカノールアミン類を少なくとも1種類以上含有することが好ましい。なお、本発明において、「カルボキシル基と反応しうる官能基」とは、水酸基、アミノ基、イミノ基及びエポキシ基を意味する。 The crosslinking agent used in the aqueous binder for inorganic fibers of the present invention is a compound having a functional group capable of reacting with a carboxyl group, and preferably contains at least one dialkanolamine. In the present invention, the “functional group capable of reacting with a carboxyl group” means a hydroxyl group, an amino group, an imino group, and an epoxy group.
ジアルカノールアミン類は、イミノ基と水酸基を有するポリオールであり、イミノ基と水酸基とのカルボキシル基に対する反応性を比較した場合、イミノ基は水酸基よりも速く反応する傾向にある。そのため、架橋剤としてジアルカノールアミン類を用いることで、カルボキシル基との反応性を向上させることができる。 Dialkanolamines are polyols having an imino group and a hydroxyl group. When the reactivity of the imino group and the hydroxyl group with respect to the carboxyl group is compared, the imino group tends to react faster than the hydroxyl group. Therefore, the reactivity with a carboxyl group can be improved by using dialkanolamines as a crosslinking agent.
上記ジアルカノールアミン類としては、ジエタノールアミン、ジイソプロパノールアミン等が挙げられ、ポリカルボン酸類との反応の速さから、ジエタノールアミンがより好ましい。 Examples of the dialkanolamines include diethanolamine, diisopropanolamine, and the like, and diethanolamine is more preferable because of the speed of reaction with polycarboxylic acids.
また、上記架橋剤のうち、ジアルカノールアミン以外の化合物としては、(a)1,2‐エタンジオール(エチレングリコール)及びその二量体又は三量体、1,2‐プロパンジオール(プロピレングリコール)及びその二量体又は三量体、1,3‐プロパンジオール、2,2‐メチル‐1,3‐プロパンジオール、2‐ブチル‐2‐エチル‐1,3‐プロパンジオール、1,3‐ブタンジオール、1,4‐ブタンジオール、2‐メチル‐2,4‐ブタンジオール、1,5‐ペンタンジオール、3‐メチル‐1,5‐ペンタンジオール、2‐メチル‐2,4‐ペンタンジオール、1,6‐ヘキサンジオール、1,4‐シクロヘキサンジオール、2‐エチル‐1,3‐ヘキサンジオール、2‐ヒドロキシメチル‐2‐メチル‐1,3‐プロパンジオール、2‐エチル‐2‐ヒドロキシメチル‐2‐メチル‐1,3‐プロパンジオール、1,2,6‐ヘキサントリオール、2,2‐ビス(ヒドロキシメチル)‐2,3‐プロパンジオール等の脂肪族ポリオール類;トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン等のトリアルカノールアミン類;グルコース、フルクトース、マンニトール、ソルビトール、マルチトール等の糖類、及び上記ポリオール類と、フタル酸、アジピン酸、アゼライン酸等のポリエステルポリオール類、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、アクリル樹脂系ポリオール等の水酸基を有する化合物や、(b)エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン、1,2‐ジアミノプロパン、1,3‐ジアミノプロパン、1,4‐ジアミノブタン、1,6‐ジアミノヘキサン、3,3’‐イミノビス(プロピルアミン)、3‐(メチルアミノ)プロピルアミン、3‐(ジメチルアミノ)プロピルアミン、3‐(エチルアミノ)プロピルアミン、3‐(ブチルアミノ)プロピルアミン、N‐メチル‐3,3’‐イミノビス(プロピルアミン)、ポリエチレンイミン等の脂肪族ポリアミン類;フェニレンジアミン、o‐トリジン、m‐トルイレンジアミン、m‐キシリレンジアミン、ジアニシジン、ジアミノジフェニルエーテル、1,4‐ジアミノアントラキノン、3,3’‐ジメチル‐4,4’‐ジアミノビフェニル、4,4’‐ジアミノベンズアニリド、4,4’‐ジアミノ‐3,3’‐ジエチルジフェニルメタン等の芳香族ポリアミン類;ピペラジン、2‐メチルピペラジン、1‐(2‐アミノエチル)ピペラジン、2,5‐ジメチルピペラジン、シス‐2,6‐ジメチルピペラジン、ビス(アミノプロピル)ピペラジン、1,3‐ジ(4‐ピペリジル)プロパン、3‐アミノ‐1,2,4‐トリアゾール、1‐アミノエチル‐2‐メチルイミダゾール等の複素環族アミン類、更には、上記ポリアミン類にエチレンオキサイド、あるいはプロピレンオキサイドを付加したポリアミン系ポリオール等のアミノ基あるいはイミノ基を含有する化合物や、(c)プロパンジオールジグリシジルエーテル、ブタンジオールジグリシジルエーテル、ペンタンジオールジグリシジルエーテル、ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、グリセロールトリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールポリグリシジルエーテル、ポリプロピレンポリグリシジルエーテル、シクロヘキサンジオールジグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテルアジピン酸ジグリシジルエステル、アゼライン酸ジグリシジルエステル、テトラヒドロフタル酸ジグリシジルエステル、ヘキサヒドロフタル酸ジグリシジルエステル等の脂肪族エポキシ類;ビスフェノールAジグリシジルエーテル、ビスフェノールFジグリシジルエーテル、クレゾールフェノールポリグリシジルエーテル、ノボラックフェノールポリグリシジルエーテル、フタル酸ジグリシジルエステル等の芳香族エポキシ類等のエポキシ基を含有する化合物が挙げられる。これらは、1種又は2種以上を併用することができる。 Among the crosslinking agents, compounds other than dialkanolamine include (a) 1,2-ethanediol (ethylene glycol) and its dimer or trimer, 1,2-propanediol (propylene glycol) And dimer or trimer thereof, 1,3-propanediol, 2,2-methyl-1,3-propanediol, 2-butyl-2-ethyl-1,3-propanediol, 1,3-butane Diol, 1,4-butanediol, 2-methyl-2,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 2-methyl-2,4-pentanediol, 1 , 6-hexanediol, 1,4-cyclohexanediol, 2-ethyl-1,3-hexanediol, 2-hydroxymethyl-2-methyl-1,3-propane Fats such as all, 2-ethyl-2-hydroxymethyl-2-methyl-1,3-propanediol, 1,2,6-hexanetriol, 2,2-bis (hydroxymethyl) -2,3-propanediol Group polyols; trialkanolamines such as triethanolamine and triisopropanolamine; sugars such as glucose, fructose, mannitol, sorbitol, maltitol, and the above polyols, and polyester polyols such as phthalic acid, adipic acid, and azelaic acid Compounds having a hydroxyl group such as polyethylene glycol, polypropylene glycol, acrylic resin polyol, (b) ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, pentaethylenehexamine, 1, -Diaminopropane, 1,3-diaminopropane, 1,4-diaminobutane, 1,6-diaminohexane, 3,3'-iminobis (propylamine), 3- (methylamino) propylamine, 3- (dimethylamino ) Aliphatic polyamines such as propylamine, 3- (ethylamino) propylamine, 3- (butylamino) propylamine, N-methyl-3,3′-iminobis (propylamine), polyethyleneimine; -Tolidine, m-toluylenediamine, m-xylylenediamine, dianisidine, diaminodiphenyl ether, 1,4-diaminoanthraquinone, 3,3'-dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 4,4'-diaminobenzanilide 4,4'-diamino-3,3'-diethyldiphenylme Aromatic polyamines such as tan; piperazine, 2-methylpiperazine, 1- (2-aminoethyl) piperazine, 2,5-dimethylpiperazine, cis-2,6-dimethylpiperazine, bis (aminopropyl) piperazine, 1, Heterocyclic amines such as 3-di (4-piperidyl) propane, 3-amino-1,2,4-triazole, and 1-aminoethyl-2-methylimidazole, and further, ethylene oxide or Compounds containing amino groups or imino groups such as polyamine polyols with propylene oxide added, (c) propanediol diglycidyl ether, butanediol diglycidyl ether, pentanediol diglycidyl ether, hexanediol diglycidyl ether, neopentyl Glycoldi Ricidyl ether, glycerol triglycidyl ether, trimethylolpropane triglycidyl ether, polyethylene glycol polyglycidyl ether, polypropylene polyglycidyl ether, cyclohexanediol diglycidyl ether, sorbitol polyglycidyl ether adipic acid diglycidyl ester, azelaic acid diglycidyl ester, tetrahydro Aliphatic epoxies such as phthalic acid diglycidyl ester and hexahydrophthalic acid diglycidyl ester; bisphenol A diglycidyl ether, bisphenol F diglycidyl ether, cresol phenol polyglycidyl ether, novolac phenol polyglycidyl ether, phthalic acid diglycidyl ester, etc. Contains epoxy groups such as aromatic epoxies That compound, and the like. These can use together 1 type (s) or 2 or more types.
また、本発明において、上記架橋剤は、水溶性化合物であることが好ましい。非水溶性の化合物であると、無機繊維用水性バインダーを乳化させる必要があるが、エマルションあるいは水分散体のバインダーであると、比較的低温で造膜する性質を有するようになることから、無機繊維断熱吸音材を製造する際、バインダーが硬化以前に造膜しやすくなる。その結果、前記ポリカルボン酸類との相溶性が低下したり、先に表面だけが造膜して内部に水が閉じ込められるような現象が生じ、バインダーの硬化速度が遅くなったり、得られるバインダー硬化物の強度が低下したりして、無機繊維断熱吸音材の諸物性が損なわれる場合がある。 In the present invention, the crosslinking agent is preferably a water-soluble compound. If it is a water-insoluble compound, it is necessary to emulsify the aqueous binder for inorganic fibers. However, if it is an emulsion or aqueous dispersion binder, it will have a property of forming a film at a relatively low temperature. When producing a heat insulating sound-absorbing material for a fiber, the binder is easily formed into a film before curing. As a result, the compatibility with the polycarboxylic acids decreases, or a phenomenon occurs in which only the surface is first formed into a film and water is trapped inside, and the curing rate of the binder becomes slow, or the obtained binder curing In some cases, the physical properties of the inorganic fiber heat-absorbing sound-absorbing material may be impaired due to a decrease in strength of the object.
また、架橋剤は、分子量50〜500の化合物が好ましい。比較的分子量の高い架橋剤を使用すると、バインダーの硬化速度が遅くなる傾向があり、無機繊維断熱吸音材の製造工程において、バインダー硬化工程に時間を要したり、バインダー硬化オーブンの温度を上昇させたりする必要があるので、生産性や経済性を損なう場合がある。 The crosslinking agent is preferably a compound having a molecular weight of 50 to 500. When a crosslinking agent having a relatively high molecular weight is used, the curing rate of the binder tends to be slow. In the production process of an inorganic fiber heat-absorbing sound absorbing material, it takes time for the binder curing step or increases the temperature of the binder curing oven. Productivity and economic efficiency may be impaired.
そして、本発明の無機繊維用水性バインダーにおいては、前記ポリカルボン酸類のカルボキシル基のモル数に対し、前記架橋剤中のカルボキシル基と反応しうる官能基のモル数が、モル比で0.8〜1.5となるように、ポリカルボン酸類と架橋剤を含有させる必要があり、0.9〜1.2となるように含有させることが好ましく、0.95〜1.1となるように含有させることがより好ましい。上記モル比が0.8未満であると、ポリカルボン酸類のカルボキシル基がバインダー硬化後も残存し、また、1.5を超えると、架橋剤、バインダー硬化後も残存するので、得られる無機繊維断熱吸音材の耐湿性等の環境要因で物性が低下したり、過剰分のポリカルボン酸類、あるいは架橋剤が生じる傾向にあり、経済性も劣る。ポリカルボン酸類のカルボキシル基のモル数に対する、架橋剤中のカルボキシル基と反応しうる官能基のモル数が、上記範囲内であれば、ポリカルボン酸類、及び架橋剤ともに過不足なくバインダー硬化時に架橋構造を形成することとなるので、バインダー硬化物の強度が強固なものとなり、得られる無機繊維断熱吸音材の諸物性を最適なものにできる。 And in the aqueous | water-based binder for inorganic fibers of this invention, the mole number of the functional group which can react with the carboxyl group in the said crosslinking agent is 0.8 mole ratio with respect to the mole number of the carboxyl group of the said polycarboxylic acid. It is necessary to contain polycarboxylic acids and a crosslinking agent so as to be -1.5, preferably 0.9-1.2, and preferably 0.95-1.1. It is more preferable to make it contain. When the molar ratio is less than 0.8, the carboxyl group of the polycarboxylic acid remains even after the binder is cured, and when it exceeds 1.5, the crosslinking agent and the binder remain after the binder is cured. Due to environmental factors such as moisture resistance of the heat insulating sound-absorbing material, physical properties tend to decrease, excess polycarboxylic acids or cross-linking agents tend to be produced, and the economy is also inferior. If the number of moles of the functional group capable of reacting with the carboxyl group in the crosslinking agent is within the above range relative to the number of moles of the carboxyl group of the polycarboxylic acid, both the polycarboxylic acid and the crosslinking agent are crosslinked at the time of binder curing without excess or deficiency. Since the structure is formed, the strength of the cured binder is increased, and various properties of the obtained inorganic fiber heat-absorbing sound-absorbing material can be optimized.
本発明の無機繊維用水性バインダーに用いる硬化促進剤としては、亜硫酸水素塩類を少なくとも1種類以上含有するものである。 As a hardening accelerator used for the aqueous | water-based binder for inorganic fibers of this invention, at least 1 or more types of bisulfites are contained.
亜硫酸水素塩類は、ポリカルボン酸類と架橋剤とのアミド化反応、イミド化反応あるいはエステル化反応等の硬化反応を促進させる効果が高く、また、水溶性の化合物であることから、水性バインダーとして容易に配合することができる。 Bisulfites are highly effective in accelerating curing reactions such as amidation reaction, imidation reaction or esterification reaction between polycarboxylic acids and cross-linking agents, and are water-soluble compounds, making them easy as aqueous binders. Can be blended.
そして、亜硫酸水素塩類としては、亜硫酸水素リチウム、亜硫酸水素ナトリウム、亜硫酸水素カリウム、亜硫酸水素マグネシウム、亜硫酸水素カルシウム、亜硫酸水素アンモニウム等が挙げられ、なかでも、硬化促進作用を有する亜硫酸イオンの含有量が高い、亜硫酸水素リチウム、亜硫酸水素ナトリウム、亜硫酸水素アンモニウムがより好ましい。 Examples of hydrogen sulfites include lithium hydrogen sulfite, sodium hydrogen sulfite, potassium hydrogen sulfite, magnesium hydrogen sulfite, calcium hydrogen sulfite, and ammonium hydrogen sulfite. Among them, the content of sulfite ions having a hardening promoting action is included. High lithium bisulfite, sodium bisulfite, and ammonium bisulfite are more preferable.
また、本発明においては、硬化促進剤として、これまでの従来技術で使用されているような他の硬化促進剤を併用してもよく、このような硬化促進剤としては、次亜リン酸ナトリウム、次亜リン酸カリウム、次亜リン酸カルシウム、次亜リン酸マグネシウム等の次亜リン酸塩類;トリス(3‐ヒドロキシプロピル)ホスフィン等の有機リン化合物類;テトラエチルホスホニウム塩、トリエチルベンジルホスホニウム塩、テトラn‐ブチルホスホニウム塩、トリn‐ブチルメチルホスホニウム塩等の4級ホスホニウム塩類;三フッ化ホウ素アミン錯体、塩化亜鉛、塩化アルミニウム、塩化マグネシウム等のルイス酸化合物類;チタンラクテート、チタントリエタノールアミネート、ジルコニルアセテート等の水溶性有機金属化合物等が挙げられる。これらは、1種又は2種以上を併用することができる。 In the present invention, as a curing accelerator, other curing accelerators as used in the prior art may be used in combination, and as such a curing accelerator, sodium hypophosphite is used. , Hypophosphites such as potassium hypophosphite, calcium hypophosphite and magnesium hypophosphite; organic phosphorus compounds such as tris (3-hydroxypropyl) phosphine; tetraethylphosphonium salt, triethylbenzylphosphonium salt, tetran Quaternary phosphonium salts such as -butylphosphonium salt and tri-n-butylmethylphosphonium salt; Lewis acid compounds such as boron trifluoride amine complex, zinc chloride, aluminum chloride and magnesium chloride; titanium lactate, titanium triethanolaminate, Water-soluble organometallic compounds such as zirconyl acetate . These can use together 1 type (s) or 2 or more types.
そして、硬化促進剤中における亜硫酸水素塩類の含有量は、20〜100質量%であることが好ましく、40〜100質量%がより好ましい。亜硫酸水素塩類の含有量が20質量%以上であれば、亜硫酸水素塩類による硬化促進の効果が充分に発現される。 And it is preferable that content of hydrogen sulfites in a hardening accelerator is 20-100 mass%, and 40-100 mass% is more preferable. When the content of hydrogen sulfites is 20% by mass or more, the effect of accelerating curing by the hydrogen sulfites is sufficiently exhibited.
また、本発明の無機繊維用水性バインダー中における硬化促進剤の含有量は、ポリカルボン酸類と架橋剤との合計100質量部に対して、固形分換算で0.1〜10質量部が好ましく、0.5〜5質量部がより好ましい。0.1質量部未満であると、ポリカルボン酸類と架橋剤との硬化反応を十分促進できず、10質量部を超えると、含有量の増加につり合う硬化促進の効果が観察されず、逆に過剰量の亜硫酸水素塩類は親水性があるので、硬化したバインダーの耐湿性や耐水性を損なう場合がある。 The content of the curing accelerator in the aqueous binder for inorganic fibers of the present invention is preferably 0.1 to 10 parts by mass in terms of solid content with respect to 100 parts by mass in total of the polycarboxylic acids and the crosslinking agent, 0.5-5 mass parts is more preferable. If the amount is less than 0.1 parts by mass, the curing reaction between the polycarboxylic acids and the crosslinking agent cannot be accelerated sufficiently. If the amount exceeds 10 parts by mass, the effect of curing acceleration commensurate with the increase in content is not observed. Since an excessive amount of bisulfite is hydrophilic, the moisture resistance and water resistance of the cured binder may be impaired.
そして、無機繊維用水性バインダーは、揮発性塩基性化合物によってpHが6.0〜8.0に調整されていることが好ましく、6.0〜7.0に調整されていることがより好ましく、6.0〜6.5が特に好ましい。pHが6.0未満であると、長期の使用により、製造設備が腐食されることがあり、また、廃水の処理コストを要する傾向にあり、pHが8.0を超えると、バインダー中の架橋反応が緩やかになり、硬化が完了しなかったり、あるいは硬化を完了させるまでに長い時間の加熱が必要となり、生産性を損ないやすく、また、得られる無機繊維断熱吸音材の復元性や自立性等の諸物性が損なわれやすい。無機繊維用水性バインダーのpHが上記範囲内であれば、製造設備の腐食を抑制でき、また、廃水処理も容易となるので、メンテナンス費用の低減を図れる。 And as for the aqueous | water-based binder for inorganic fiber, it is preferable that pH is adjusted to 6.0-8.0 with the volatile basic compound, and it is more preferable that it is adjusted to 6.0-7.0, 6.0 to 6.5 is particularly preferable. When the pH is less than 6.0, the production equipment may be corroded due to long-term use, and there is a tendency to require wastewater treatment costs. When the pH exceeds 8.0, the crosslinking in the binder is likely to occur. The reaction becomes slow, curing is not completed, or heating for a long time is required to complete the curing, and it is easy to impair the productivity. The various physical properties are easily impaired. If the pH of the aqueous binder for inorganic fibers is within the above range, the corrosion of the production equipment can be suppressed, and the wastewater treatment can be facilitated, so that the maintenance cost can be reduced.
上記pHの調整に用いる揮発性塩基性化合物としては、アンモニア水、あるいはアミン類が挙げられ、硬化時に発生する臭気等を考慮すると、アンモニア水を用いることが好ましい。 Examples of the volatile basic compound used for adjusting the pH include ammonia water and amines, and it is preferable to use ammonia water in consideration of an odor generated during curing.
本発明の無機繊維用水性バインダーにおいては、更にシランカップリング剤を用いてもよい。シランカップリング剤は、無機繊維とバインダーとの界面で作用し、バインダーの無機繊維への接着を向上させることができる。 In the aqueous binder for inorganic fibers of the present invention, a silane coupling agent may be further used. The silane coupling agent acts at the interface between the inorganic fiber and the binder, and can improve the adhesion of the binder to the inorganic fiber.
シランカップリング剤としては、γ‐アミノプロピルトリエトキシシラン、γ‐(2‐アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、γ‐(2‐アミノエチル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン等のアミノシランカップリング剤、γ‐グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ‐グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン等のエポキシシランカップリング剤等が挙げられる。これらは、1種又は2種以上を併用することができる。 Examples of silane coupling agents include γ-aminopropyltriethoxysilane, γ- (2-aminoethyl) aminopropyltrimethoxysilane, γ- (2-aminoethyl) aminopropylmethyldimethoxysilane, and other aminosilane coupling agents, And epoxy silane coupling agents such as -glycidoxypropyltrimethoxysilane and γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane. These can use together 1 type (s) or 2 or more types.
そして、シランカップリング剤の含有量は、ポリカルボン酸類と架橋剤との合計100質量部に対して、固形分換算で0.1〜2.0質量部が好ましい。 And as for content of a silane coupling agent, 0.1-2.0 mass parts is preferable in conversion of solid content with respect to a total of 100 mass parts of polycarboxylic acids and a crosslinking agent.
また、本発明の無機繊維用水性バインダーにおいては、ワックス類、あるいはワックス類と重質オイル類の混合物より選択される少なくとも1種の水分散体を用いてもよい。 In the aqueous binder for inorganic fibers of the present invention, at least one aqueous dispersion selected from waxes or a mixture of waxes and heavy oils may be used.
本発明の水性バインダー成分は、フェノール・ホルムアルデヒド樹脂と比較して、金属に対する接着性が良いので、無機繊維に付与したバインダーの硬化工程において、バインダーがコンベア等の設備に付着しやすく、それと同時に無機繊維を製造設備に付着させてしまうことがある。これにより、得られる無機繊維製品の表面に凹凸部を生じさせやすく、製品の外観を損なう虞れがあり、また、製造設備に接着した無機繊維の塊等を除去するため、高温下で煩雑な作業が必要となり、生産性を損ねる等の問題が生じる虞れがあるが、上記ワックス類、あるいはワックス類と重質オイル類の混合物をバインダー中に配合することで、これらの成分が無機繊維断熱吸音材製造時の離型剤として作用し、これらの問題を解決することができる。また、同時に、上記ワックス類、あるいはワックス類と重質オイル類の混合物は、バインダー硬化物中に残存して、無機繊維断熱吸音材の撥水性を向上させることができる。 The aqueous binder component of the present invention has better adhesion to metals compared to phenol / formaldehyde resin, so that the binder easily adheres to equipment such as a conveyor in the curing process of the binder applied to the inorganic fiber, and at the same time is inorganic. The fibers may be attached to the production equipment. As a result, irregularities are likely to occur on the surface of the resulting inorganic fiber product, and the appearance of the product may be impaired. Also, in order to remove the lump of inorganic fibers adhered to the manufacturing equipment, it is complicated at high temperatures. Work may be required and there may be problems such as loss of productivity. However, by blending the above waxes or a mixture of waxes and heavy oils into the binder, these components can be insulated with inorganic fibers. It acts as a mold release agent during the production of the sound absorbing material and can solve these problems. At the same time, the waxes or the mixture of waxes and heavy oils can remain in the binder cured product to improve the water repellency of the inorganic fiber heat-absorbing sound-absorbing material.
上記ワックス類とは、厳密な定義ではないが、室温下で固体であるが、約40℃以上に加熱すると、比較的流動性の高い液体となるものを指し、具体的には、蜜ろう、ラノリンワックス及びセラックワックス等の動物系ワックス、カルナバワックス、木ろう、ライスワックス及びキャンデリラワックス等の植物系ワックス、モンタンワックス及びオゾケライト等の鉱物系ワックス、パラフィンワックス及びマイクロクリスタリンワックス等の石油系ワックス、フィッシャートロプシュワックス、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、ポリカーボネートワックス、やし油脂肪酸エステル、牛脂脂肪酸エステル、ステアリン酸アミド、ジペプタデシルケトン及び硬化ひまし油等の合成ワックスが挙げられる。これらは、1種又は2種以上を併用することができる。そして、これらの中でも、パラフィンワックス、ポリエチレンワックス及びポリプロピレンワックスが、経済性の点で好ましい。 The above waxes are not strictly defined, but are solids at room temperature, but when heated to about 40 ° C. or higher, they become liquids with relatively high fluidity, specifically, beeswax, Animal waxes such as lanolin wax and shellac wax, plant waxes such as carnauba wax, wax wax, rice wax and candelilla wax, mineral waxes such as montan wax and ozokerite, petroleum waxes such as paraffin wax and microcrystalline wax. And synthetic waxes such as Fischer-Tropsch wax, polyethylene wax, polypropylene wax, polycarbonate wax, palm oil fatty acid ester, beef tallow fatty acid ester, stearamide, dipeptadecyl ketone and hardened castor oil. These can use together 1 type (s) or 2 or more types. Of these, paraffin wax, polyethylene wax, and polypropylene wax are preferred from the viewpoint of economy.
重質オイル類としては、炭素数がおおよそ15〜120の脂肪族炭化水素であるパラフィンあるいはナフテンで構成されているものを用いる。重質オイル類は、ワックス類と比較的類似した化学構造を有しており、流動性も高いので、ワックス類の可塑材としても作用する。そのため、水性バインダーを硬化させるための加熱の際に、ワックス類の流動性を高めることができ、無機繊維上にむらなくワックス及び重質オイルを塗布することができ、無機繊維断熱吸音材の離型性や撥水性のばらつきを抑制できる。 As heavy oils, those composed of paraffin or naphthene, which are aliphatic hydrocarbons having approximately 15 to 120 carbon atoms, are used. Heavy oils have a chemical structure relatively similar to waxes and have high fluidity, and therefore act as plasticizers for waxes. Therefore, when heating to cure the aqueous binder, the fluidity of the waxes can be increased, the wax and heavy oil can be applied evenly on the inorganic fibers, and the inorganic fiber heat insulating sound absorbing material can be separated. Variations in moldability and water repellency can be suppressed.
重質オイル類の分類は、粘度により行われ、VG(Viscosity Grade)で320mm2/s〜680mm2/sの領域にあるものが好ましく用いることができる。比較的粘度の低い、例えばVGが320mm2/s未満の重質オイル類では、炭素数が30以下、特に、炭素数が20以下の成分が増加する傾向にあり、バインダー硬化時の加熱の際に揮散し易くなり、また、粘度が高く、例えばVGが680mm2/sを超えると、乳化する際の分散剤との混合に時間を要し、生産性を損なう場合がある。 Classification of heavy oils is carried out by the viscosity, there can be used preferably has in the region of 320mm 2 / s~680mm 2 / s at VG (Viscosity Grade). In heavy oils having a relatively low viscosity, for example, VG of less than 320 mm 2 / s, there is a tendency for components having 30 or less carbon atoms, particularly 20 or less carbon atoms to increase, and during heating during binder curing If the viscosity is high and, for example, VG exceeds 680 mm 2 / s, mixing with the dispersant during emulsification takes time, and productivity may be impaired.
上記ワックス類と上記重質オイル類とを併用する場合において、ワックス類と重質オイル類の質量比に特に制限はないが、ワックス類:重質オイル類=40:60〜95:5であることが好ましい。重質オイル類の比率が、60質量%を超えると、室温下での撥水剤の流動性が高くなるので、得られる無機繊維断熱吸音材の長期間の使用での撥水性が低下する場合がある。一方、重質オイル類の比率が5質量%未満になると、高融点のワックス類を使用する場合には、ワックス類の可塑化効果が低減し、得られる無機繊維断熱吸音材の撥水性にばらつきが生じる場合がある。したがって、上記重質オイル類の使用比率は、使用するワックス類の融点、あるいは所望する撥水性能に合わせ、適宜調整することがより好ましい。 When the waxes and the heavy oils are used in combination, the mass ratio of the waxes and the heavy oils is not particularly limited, but waxes: heavy oils = 40: 60 to 95: 5. It is preferable. When the ratio of heavy oils exceeds 60% by mass, the water repellency of the water repellent increases at room temperature, resulting in a decrease in the water repellency of the resulting inorganic fiber heat-absorbing and sound-absorbing material for a long period of time. There is. On the other hand, when the ratio of heavy oils is less than 5% by mass, when using high melting point waxes, the plasticizing effect of the waxes is reduced, and the water repellency of the resulting inorganic fiber heat insulating sound absorbing material varies. May occur. Therefore, it is more preferable that the use ratio of the heavy oils is appropriately adjusted in accordance with the melting point of the waxes used or the desired water repellency.
一般的に、ワックス類及び重質オイル類は、疎水性材料であるため、ワックス類、あるいはワックス類と重質オイル類の混合物をバインダーに添加する際には、混和性向上のため、あらかじめ、水に分散又は乳化させて用いることが好ましい。 Generally, since waxes and heavy oils are hydrophobic materials, when adding waxes or a mixture of waxes and heavy oils to a binder, It is preferably used after being dispersed or emulsified in water.
上記ワックス類、及び重質オイル類の水への分散剤としては、特に制限はなく、各種界面活性剤、あるいは水溶性樹脂等が挙げられ、分散剤の種類及び量に関しては、適宜設定することが好ましい。 There are no particular restrictions on the above-mentioned waxes and dispersants for heavy oils in water, and various surfactants, water-soluble resins, etc. may be mentioned, and the type and amount of the dispersant should be set as appropriate. Is preferred.
そして、ワックス類、あるいはワックス類と重質オイル類の混合物の含有量は、前記ポリカルボン酸類と前記架橋剤との合計100質量部に対して、固形分換算で0.1〜5質量部が好ましく、0.5〜3質量部がより好ましく、0.5〜2質量部が特に好ましい。含有量が0.1質量部未満であると、離型性、撥水性の向上がほとんど見られず、5.0質量部を超えても含有量の増加に比例して撥水性が向上せず不経済であるので好ましくない。 The content of the wax or the mixture of the wax and heavy oil is 0.1 to 5 parts by mass in terms of solid content with respect to 100 parts by mass in total of the polycarboxylic acids and the crosslinking agent. Preferably, 0.5 to 3 parts by mass is more preferable, and 0.5 to 2 parts by mass is particularly preferable. When the content is less than 0.1 parts by mass, improvement in releasability and water repellency is hardly observed, and even when the content exceeds 5.0 parts by mass, the water repellency is not improved in proportion to the increase in content. It is not preferable because it is uneconomical.
また、本発明の無機繊維用水性バインダーにおいては、更に、防塵剤、着色剤等を必要に応じて添加してもよい。 Moreover, in the aqueous binder for inorganic fibers of the present invention, a dustproof agent, a colorant, and the like may be further added as necessary.
そして、本発明の無機繊維用水性バインダーは、上記ポリカルボン酸類と、架橋剤と、硬化促進剤と、必要に応じて更にワックス類、あるいはワックス類及び重質オイル類の混合物より選択される1種の水分散体、シランカップリング剤等を、ディゾルバー等の攪拌機のついたタンクを用いて混合することで調製することができる。 The aqueous binder for inorganic fibers of the present invention is selected from the above-mentioned polycarboxylic acids, crosslinking agents, curing accelerators, and if necessary, waxes or a mixture of waxes and heavy oils. A seed water dispersion, a silane coupling agent, and the like can be prepared by mixing using a tank equipped with a stirrer such as a dissolver.
本発明の無機繊維用水性バインダーの最も好ましい態様としては、前記ポリカルボン酸類が、酸価350〜850mgKOH/g、かつ、重量平均分子量1,000〜15,000のアクリル樹脂系ポリカルボン酸であり、架橋剤が、ジアルカノールアミン類を少なくとも1種類以上含有し、前記硬化促進剤が、亜硫酸水素リチウム、亜硫酸水素ナトリウム、亜硫酸水素カリウム、亜硫酸水素マグネシウム、亜硫酸水素カルシウム及び亜硫酸水素アンモニウムから選ばれた少なくとも1種類を含有し、無機繊維用水性バインダーのpHが、揮発性塩基性化合物によって6.0〜8.0に調整されているものが挙げられる。 In the most preferable embodiment of the aqueous binder for inorganic fibers according to the present invention, the polycarboxylic acid is an acrylic resin-based polycarboxylic acid having an acid value of 350 to 850 mgKOH / g and a weight average molecular weight of 1,000 to 15,000. The crosslinking agent contains at least one dialkanolamine, and the curing accelerator is selected from lithium bisulfite, sodium bisulfite, potassium bisulfite, magnesium bisulfite, calcium bisulfite and ammonium bisulfite. What contains at least 1 type and the pH of the aqueous | water-based binder for inorganic fibers is adjusted to 6.0-8.0 with the volatile basic compound is mentioned.
なお、水性バインダーの形態としては、エマルション、コロイダルディスパージョン、水溶性組成物が挙げられるが、エマルションやコロイダルディスパージョンでは、分散されている樹脂成分と水との混和性が劣り、媒体である水が揮散すると、フィルムを形成しやすいという特性を有している。バインダー中の樹脂組成物が、硬化前にフィルムを形成すると、繊維表面でのバインダーの流動性が損なわれやすく、バインダーの付着量が均質な無機繊維断熱吸音材が得られないだけでなく、繊維同士のバインダーによる結合が欠ける部分が多くなり、製品としての形状を保つのが困難となる場合がある。また、コロイダルディスパージョンやエマルションでは、一旦、媒体である水が揮散してフィルムを形成すると、再度水性材料に戻り難いため、製造設備等にバインダーが付着すると、洗浄が煩雑となり、生産性の低下が生じる傾向にある。 Examples of the aqueous binder include emulsions, colloidal dispersions, and water-soluble compositions. However, emulsions and colloidal dispersions have poor miscibility between the dispersed resin component and water, and are water as a medium. When volatilizes, it has the characteristic that it is easy to form a film. If the resin composition in the binder forms a film before curing, the fluidity of the binder on the fiber surface is liable to be impaired, and not only an inorganic heat-insulating sound-absorbing material with a uniform amount of binder can be obtained, but also fibers. In some cases, there are many portions that are not bonded by the binder, and it is difficult to maintain the shape of the product. In addition, in colloidal dispersions and emulsions, once the medium water is volatilized and a film is formed, it is difficult to return to the aqueous material again. Tend to occur.
一方、水性バインダーが水溶性組成物である場合、水の揮散によるフィルム形成がないので、上記のような問題が生じることがない。よって、本発明の無機繊維用水性バインダーは水溶性組成物として調製することが好ましい。 On the other hand, when the aqueous binder is a water-soluble composition, since there is no film formation due to volatilization of water, the above problems do not occur. Therefore, it is preferable to prepare the aqueous binder for inorganic fibers of the present invention as a water-soluble composition.
ここで、エマルションとは、樹脂成分とは別の乳化剤、例えば、界面活性剤等で乳化したものを指し、コロイダルディスパージョンとは、樹脂成分中の官能基によって、水中に分散したものを指しており、両者とも外観は乳白色をしている。一方、水溶性組成物とは、樹脂成分が完全に水に溶解しているものを指しており、外観も透明、あるいは透明に近いものである。 Here, the emulsion refers to an emulsion emulsified with an emulsifier different from the resin component, for example, a surfactant, and the colloidal dispersion refers to a material dispersed in water by a functional group in the resin component. Both are milky white in appearance. On the other hand, a water-soluble composition refers to a resin component that is completely dissolved in water, and has an appearance that is transparent or nearly transparent.
また、無機繊維用水性バインダーの固形分量は、5〜40質量%が好ましく、10〜30質量%がより好ましい。固形分量が5質量%未満であると水分量が多くなり、硬化工程で時間を要し、生産性を損なう場合があり、40質量%を超えると粘度が高くなり、バインダーの流動性が低下する。 Moreover, 5-40 mass% is preferable and, as for the solid content of the aqueous | water-based binder for inorganic fibers, 10-30 mass% is more preferable. If the solid content is less than 5% by mass, the amount of water increases, and it may take time in the curing process, which may impair the productivity. If it exceeds 40% by mass, the viscosity increases and the fluidity of the binder decreases. .
次に、本発明の無機繊維断熱吸音材について説明する。 Next, the inorganic fiber heat insulating sound absorbing material of the present invention will be described.
本発明の無機繊維断熱吸音材は、上記無機繊維用水性バインダーを無機繊維に付与し、バインダーを加熱硬化させて成形して得られたものである。 The inorganic fiber heat-absorbing sound-absorbing material of the present invention is obtained by forming the above-mentioned aqueous binder for inorganic fibers on inorganic fibers and heating and curing the binder.
本発明の無機繊維断熱吸音材は、例えば以下のようにして製造することができる。すなわち、まず、溶融した無機質原料を繊維化装置で繊維化し、その直後に上記の無機繊維用水性バインダーを無機繊維に付与する。次いで、無機繊維用水性バインダーが付与された無機繊維を有孔コンベア上に堆積して嵩高い無機繊維断熱吸音材用中間体を形成し、所望とする厚さになるように間隔を設けた上下一対の有孔コンベア等に送り込んで狭圧しつつ加熱し、無機繊維用水性バインダーを硬化させて無機繊維断熱吸音材を形成する。そして、必要に応じて表皮材等を被覆させて、無機繊維断熱吸音材を所望とする幅、長さに切断して製品が得られる。以下、各工程についてさらに詳しく説明する。 The inorganic fiber heat insulating sound-absorbing material of the present invention can be produced, for example, as follows. That is, first, the molten inorganic raw material is fiberized with a fiberizing apparatus, and immediately after that, the above-mentioned aqueous binder for inorganic fibers is applied to the inorganic fibers. Next, the inorganic fiber to which the aqueous binder for inorganic fibers is applied is deposited on a perforated conveyor to form a bulky inorganic fiber heat insulating material intermediate, and the upper and lower sides are spaced so as to have a desired thickness. It feeds into a pair of perforated conveyors or the like and heats it while narrowing it, and cures the aqueous binder for inorganic fibers to form an inorganic fiber heat insulating sound absorbing material. And a skin material etc. are coat | covered as needed, and a product is obtained by cut | disconnecting the inorganic fiber heat insulation sound-absorbing material to the desired width | variety and length. Hereinafter, each step will be described in more detail.
本発明の無機繊維断熱吸音材に用いる無機繊維としては、特に限定されず、通常の断熱吸音材に使用されているグラスウール、ロックウール等を用いることができる。無機繊維の繊維化方法は、火焔法、吹き飛ばし法、遠心法(ロータリー法とも言う)等の各種方法を用いることができる。特に無機繊維がグラスウールの場合は、遠心法を用いることが好ましい。なお、目的とする無機繊維断熱吸音材の密度は、通常の断熱材や吸音材に使用されている密度でよく、好ましくは5〜300kg/m3の範囲である。 It does not specifically limit as an inorganic fiber used for the inorganic fiber heat insulation sound-absorbing material of this invention, The glass wool, the rock wool, etc. which are used for the normal heat insulation sound absorption material can be used. Various methods such as a flame method, a blow-off method, and a centrifugal method (also referred to as a rotary method) can be used as a method for forming inorganic fibers. In particular, when the inorganic fiber is glass wool, it is preferable to use a centrifugal method. In addition, the density of the target inorganic fiber heat-insulating material may be a density used in ordinary heat-insulating materials and sound-absorbing materials, and is preferably in the range of 5 to 300 kg / m 3 .
無機繊維にバインダーを付与するには、スプレー装置等を用いて塗布、噴霧する。バインダーの付与量の調整は、従来の撥水剤を含まないバインダーと同様の方法で調整することができる。そして、バインダーの付与量は、無機繊維断熱吸音材の密度や用途によって異なるが、バインダーを付与した無機繊維断熱吸音材の質量を基準として、固形分換算で0.5〜15質量%の範囲が好ましく、0.5〜9質量%の範囲がより好ましい。 In order to impart the binder to the inorganic fibers, it is applied and sprayed using a spray device or the like. The amount of the binder applied can be adjusted by the same method as that for a conventional binder not containing a water repellent. The amount of the binder to be applied varies depending on the density and use of the inorganic fiber heat-absorbing sound absorbing material. Preferably, the range of 0.5-9 mass% is more preferable.
無機繊維吸音断熱材にバインダーを付与するタイミングとしては、繊維化後であればいつでも良いが、バインダーを効率的に付与させるためには、繊維化直後に付与することが好ましい。 The timing of applying the binder to the inorganic fiber sound-absorbing heat insulating material may be any time after fiberization, but in order to efficiently apply the binder, it is preferable to apply it immediately after fiberization.
上記工程によってバインダーが付与された無機繊維は、有孔コンベア上に堆積され、嵩高い無機繊維中間体となる。ここで有孔コンベア上に堆積する時に、無機繊維が堆積される有孔コンベアの反対側から吸引装置により吸引することがより好ましい。 The inorganic fiber to which the binder has been applied by the above process is deposited on a perforated conveyor and becomes a bulky inorganic fiber intermediate. Here, when depositing on the perforated conveyor, it is more preferable to suck by the suction device from the opposite side of the perforated conveyor on which the inorganic fibers are deposited.
その後、有孔コンベア上を連続的に移動する前記無機繊維中間体を、所望とする厚さになるように間隔を設けた上下一対の有孔コンベア等に送り込むと同時に、加熱した熱風によりバインダーを硬化させて、無機繊維断熱吸音材をマット状に成形した後、所望とする幅、長さに切断する。 After that, the inorganic fiber intermediate that continuously moves on the perforated conveyor is sent to a pair of upper and lower perforated conveyors and the like that are spaced so as to have a desired thickness, and at the same time, the binder is removed by heated hot air. After curing and forming the inorganic fiber heat-absorbing sound-absorbing material into a mat shape, it is cut into a desired width and length.
バインダーの加熱硬化温度は、特に限定しないが、200〜350℃が好ましい。また、加熱硬化時間は、無機繊維断熱吸音材の密度、厚さにより、30秒〜10分の間で適宜調整する。 Although the heat curing temperature of a binder is not specifically limited, 200-350 degreeC is preferable. Further, the heat curing time is appropriately adjusted between 30 seconds and 10 minutes depending on the density and thickness of the inorganic fiber heat-absorbing sound-absorbing material.
本発明の無機繊維断熱吸音材は、そのままの形態で用いてもよく、また、表皮材で被覆して用いてもよい。表皮材としては、紙、合成樹脂フィルム、金属箔フィルム、不織布、織布あるいはこれらを組み合わせたものを用いることができる。 The inorganic fiber heat-absorbing sound-absorbing material of the present invention may be used as it is, or may be used after being covered with a skin material. As the skin material, paper, synthetic resin film, metal foil film, non-woven fabric, woven fabric, or a combination thereof can be used.
このようにして得られた本発明の無機繊維断熱吸音材は、バインダーの加熱硬化時に、ホルムアルデヒドを放出することがないので、従来のフェノール・ホルムアルデヒド系バインダーと比較して、環境負荷を少ないものである。 The inorganic fiber heat-insulating and sound-absorbing material of the present invention thus obtained does not release formaldehyde during the heat curing of the binder, and therefore has less environmental impact than conventional phenol-formaldehyde binders. is there.
以下、本発明を実施例によって更に詳細に説明する。なお、以下の説明において、部、%は、特に断りのない場合は質量基準を表す。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples. In the following description, “part” and “%” are based on mass unless otherwise specified.
<バインダーの硬化性評価>
(実施例1)
アクリル酸及びメチルアクリレートとからなるアクリル樹脂系ポリカルボン酸(酸価690mgKOH/g、重量平均分子量2,000)を水で溶解させた樹脂溶液(固形分50%)を固形分換算で100部と、架橋剤としてトリエタノールアミンを61.0部と、硬化促進剤として亜硫酸水素ナトリウムを4.0部とを混合(架橋剤の水酸基の総モル量/アクリル樹脂系ポリカルボン酸のカルボキシル基のモル量=1.0)し、pH3.2の水溶性組成物を得て、固形分が50%となるように水で希釈して、実施例1の無機繊維用水性バインダーを得た。
<Evaluation of curability of binder>
Example 1
A resin solution (solid content 50%) in which an acrylic resin-based polycarboxylic acid (acid value 690 mgKOH / g, weight average molecular weight 2,000) composed of acrylic acid and methyl acrylate is dissolved in water is 100 parts in terms of solid content. , 61.0 parts of triethanolamine as a crosslinking agent and 4.0 parts of sodium bisulfite as a curing accelerator were mixed (total molar amount of hydroxyl group of crosslinking agent / mol of carboxyl group of acrylic resin-based polycarboxylic acid). Amount = 1.0), a water-soluble composition having a pH of 3.2 was obtained, and diluted with water so that the solid content was 50%, whereby an aqueous binder for inorganic fibers of Example 1 was obtained.
(実施例2)
アクリル酸及びメチルアクリレートとからなるアクリル樹脂系ポリカルボン酸(酸価690mgKOH/g、重量平均分子量2,000)を水で溶解させた樹脂溶液(固形分50%)を固形分換算で100部と、架橋剤としてジエタノールアミンを42.3部と、硬化促進剤として亜硫酸水素ナトリウムを4.0部とを混合(架橋剤の水酸基とイミノ基の総モル量/アクリル樹脂系ポリカルボン酸のカルボキシル基のモル量=1.0)し、pH3.3の水溶性組成物を得て、固形分が50%となるように水で希釈して、実施例2の無機繊維用水性バインダーを得た。
(Example 2)
A resin solution (solid content 50%) in which an acrylic resin-based polycarboxylic acid (acid value 690 mgKOH / g, weight average molecular weight 2,000) composed of acrylic acid and methyl acrylate is dissolved in water is 100 parts in terms of solid content. , 42.3 parts of diethanolamine as a crosslinking agent and 4.0 parts of sodium bisulfite as a curing accelerator were mixed (total molar amount of hydroxyl group and imino group of crosslinking agent / carboxyl group of acrylic resin-based polycarboxylic acid). Molar amount = 1.0) to obtain a water-soluble composition having a pH of 3.3, and diluted with water so that the solid content was 50%, whereby an aqueous binder for inorganic fibers of Example 2 was obtained.
(実施例3)
アクリル酸及びメチルアクリレートからなるアクリル樹脂系ポリカルボン酸(酸価690mgKOH/g、重量平均分子量2,000)を水で溶解させた樹脂溶液(固形分50%)を固形分換算で100部と、架橋剤としてジエタノールアミンを44.4部と、硬化促進剤として亜硫酸水素アンモニウムを4.0部とを混合(架橋剤のイミノ基と水酸基の総モル量/アクリル樹脂系ポリカルボン酸のカルボキシル基のモル量=1.05)し、25%アンモニア水でpH7.0に調整した水溶性組成物を固形分が50%となるように水で希釈して、実施例3の無機繊維用水性バインダーを得た。
(Example 3)
100 parts of a resin solution (solid content 50%) in which an acrylic resin-based polycarboxylic acid (acid value 690 mgKOH / g, weight average molecular weight 2,000) composed of acrylic acid and methyl acrylate is dissolved in water, Mix 44.4 parts of diethanolamine as a crosslinking agent and 4.0 parts of ammonium hydrogen sulfite as a curing accelerator (total molar amount of imino group and hydroxyl group of crosslinking agent / mol of carboxyl group of acrylic resin-based polycarboxylic acid) The water-soluble composition adjusted to pH 7.0 with 25% aqueous ammonia was diluted with water so that the solid content was 50% to obtain an aqueous binder for inorganic fibers of Example 3. It was.
(比較例1)
アクリル酸及び、メチルアクリレートとからなるアクリル樹脂系ポリカルボン酸(酸価690mgKOH/g、重量平均分子量2,000)を水で溶解させた樹脂溶液(固形分50%)を固形分換算で100部と、架橋剤としてトリエタノールアミンを61.0部とを混合(架橋剤の水酸基の総モル量/アクリル樹脂系ポリカルボン酸のカルボキシル基のモル量=1.0)し、pH3.3の水溶性組成物を得て、固形分が50%となるように水で希釈して、比較例1の無機繊維用水性バインダーを得た。
(Comparative Example 1)
100 parts of a resin solution (solid content 50%) in which acrylic resin-based polycarboxylic acid (acid value 690 mgKOH / g, weight average molecular weight 2,000) composed of acrylic acid and methyl acrylate is dissolved with water And 61.0 parts of triethanolamine as a crosslinking agent (total molar amount of hydroxyl group of crosslinking agent / molar amount of carboxyl group of acrylic resin-based polycarboxylic acid = 1.0), and water solution at pH 3.3 The aqueous composition for inorganic fibers of Comparative Example 1 was obtained by diluting with water such that the solid content was 50%.
(比較例2)
アクリル酸及びメチルアクリレートとからなるアクリル樹脂系ポリカルボン酸(酸価690mgKOH/g、重量平均分子量2,000)を水で溶解させた樹脂溶液(固形分50%)を固形分換算で100部と、架橋剤としてトリエタノールアミンを61.0部と、硬化促進剤として次亜リン酸ナトリウムを4.0部とを混合(架橋剤の水酸基の総モル量/アクリル樹脂系ポリカルボン酸のカルボキシル基のモル量=1.0)し、pH3.2の水溶性組成物を得て、固形分が50%となるように水で希釈して、実施例1の無機繊維用水性バインダーを得た。
(Comparative Example 2)
A resin solution (solid content 50%) in which an acrylic resin-based polycarboxylic acid (acid value 690 mgKOH / g, weight average molecular weight 2,000) composed of acrylic acid and methyl acrylate is dissolved in water is 100 parts in terms of solid content. , 61.0 parts of triethanolamine as a crosslinking agent and 4.0 parts of sodium hypophosphite as a curing accelerator (total molar amount of hydroxyl group of crosslinking agent / carboxyl group of acrylic resin-based polycarboxylic acid) The water-soluble composition having a pH of 3.2 was obtained and diluted with water so that the solid content was 50%, whereby the aqueous binder for inorganic fibers of Example 1 was obtained.
(比較例3)
アクリル酸及びメチルアクリレートとからなるアクリル樹脂系ポリカルボン酸(酸価690mgKOH/g、重量平均分子量2,000)を水で溶解させた樹脂溶液(固形分50%)を固形分換算で100部と、架橋剤としてジエタノールアミンを42.3部とを混合(架橋剤の水酸基とイミノ基の総モル量/アクリル樹脂系ポリカルボン酸のカルボキシル基のモル量=1.0)し、pH3.3の水溶性組成物を得て、固形分が50%となるように水で希釈して、比較例3の無機繊維用水性バインダーを得た。
(Comparative Example 3)
A resin solution (solid content 50%) in which an acrylic resin-based polycarboxylic acid (acid value 690 mgKOH / g, weight average molecular weight 2,000) composed of acrylic acid and methyl acrylate is dissolved in water is 100 parts in terms of solid content. Then, 42.3 parts of diethanolamine as a crosslinking agent was mixed (total molar amount of hydroxyl group and imino group of crosslinking agent / mol amount of carboxyl group of acrylic resin-based polycarboxylic acid = 1.0), and water-soluble at pH 3.3. An aqueous composition for inorganic fiber of Comparative Example 3 was obtained by diluting with water such that the solid content was 50%.
(比較例4)
アクリル酸及びメチルアクリレートとからなるアクリル樹脂系ポリカルボン酸(酸価690mgKOH/g、重量平均分子量2,000)を水で溶解させた樹脂溶液(固形分50%)を固形分換算で100部と、架橋剤としてジエタノールアミンを42.3部と、硬化促進剤として次亜リン酸ナトリウムを4.0部とを混合(架橋剤の水酸基とイミノ基の総モル量/アクリル樹脂系ポリカルボン酸のカルボキシル基のモル量=1.0)し、pH3.3の水溶性組成物を得て、固形分が50%となるように水で希釈して、比較例4の無機繊維用水性バインダーを得た。
(Comparative Example 4)
A resin solution (solid content 50%) in which an acrylic resin-based polycarboxylic acid (acid value 690 mgKOH / g, weight average molecular weight 2,000) composed of acrylic acid and methyl acrylate is dissolved in water is 100 parts in terms of solid content. 42.3 parts of diethanolamine as a crosslinking agent and 4.0 parts of sodium hypophosphite as a curing accelerator (total molar amount of hydroxyl group and imino group of crosslinking agent / carboxyl of acrylic resin-based polycarboxylic acid) Molar amount of group = 1.0) to obtain a water-soluble composition having a pH of 3.3, and diluted with water so that the solid content was 50%, whereby an aqueous binder for inorganic fibers of Comparative Example 4 was obtained. .
(比較例5)
アクリル酸及びメチルアクリレートからなるアクリル樹脂系ポリカルボン酸(酸価690mgKOH/g、重量平均分子量2,000)を水で溶解させた樹脂溶液(固形分50%)を固形分換算で100部と、架橋剤としてジエタノールアミンを44.4部とを混合(架橋剤のイミノ基と水酸基の総モル量/アクリル樹脂系ポリカルボン酸のカルボキシル基のモル量=1.05)し、25%アンモニア水でpH7.0に調整した水溶性組成物を固形分が50%となるように水で希釈して、比較例5の無機繊維用水性バインダーを得た。
(Comparative Example 5)
100 parts of a resin solution (solid content 50%) in which an acrylic resin-based polycarboxylic acid (acid value 690 mgKOH / g, weight average molecular weight 2,000) composed of acrylic acid and methyl acrylate is dissolved in water, 44.4 parts of diethanolamine was mixed as a crosslinking agent (total molar amount of imino group and hydroxyl group of crosslinking agent / molar amount of carboxyl group of acrylic resin polycarboxylic acid = 1.05), and pH 7 with 25% aqueous ammonia. The water-soluble composition adjusted to 0.0 was diluted with water so that the solid content was 50%, to obtain an aqueous binder for inorganic fibers of Comparative Example 5.
実施例1〜3、比較例1〜5の無機繊維用水性バインダーの硬化挙動を下記方法で測定した。結果を図1〜3に示す。 The curing behavior of the aqueous binder for inorganic fibers of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 5 was measured by the following method. The results are shown in FIGS.
[硬化挙動の評価]
粘弾性測定装置TAインスツルメント製ARESを使用して、実施例1〜3、比較例1〜5のバインダーの、150℃での硬化挙動を評価した。測定冶具にはクェットに使用し、30℃から150℃までを4℃/分で昇温させた後、150℃で60分間保持し、周波数1rad/sec、歪み1.0%での貯蔵弾性率G’の時間変化を測定した。
[Evaluation of curing behavior]
The curing behavior at 150 ° C. of the binders of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 5 was evaluated by using ARES manufactured by TA Instruments. Used as a measurement tool for the measurement tool, heated from 30 ° C to 150 ° C at 4 ° C / min, then held at 150 ° C for 60 minutes, storage modulus at a frequency of 1 rad / sec and strain of 1.0% The time change of G ′ was measured.
硬化挙動の評価において、図1〜3に示すように、実施例1〜3は、硬化促進剤を含有しないバインダーである比較例1、3、5、及び硬化促進剤として亜リン酸塩ナトリウムを使用した比較例2、4と比較して、硬化の開始が速く、且つ短時間で貯蔵弾性率が高くなるのがわかる。そして、実施例3と比較例5とを対比(図3参照)することで明らかなように、硬化促進剤として亜硫酸水素塩を用いることで、バインダーのpHを7.0に調整した場合であっても、短時間で貯蔵弾性率が向上し、硬化完了までの時間を短縮できることがわかる。 In the evaluation of the curing behavior, as shown in FIGS. 1 to 3, Examples 1 to 3 are Comparative Examples 1, 3, 5 which are binders not containing a curing accelerator, and sodium phosphite as a curing accelerator. Compared with the comparative examples 2 and 4 used, it turns out that the start of hardening is quick and a storage elastic modulus becomes high in a short time. As is clear from the comparison between Example 3 and Comparative Example 5 (see FIG. 3), the pH of the binder was adjusted to 7.0 by using bisulfite as a curing accelerator. However, it can be seen that the storage elastic modulus is improved in a short time, and the time until the curing is completed can be shortened.
<無機繊維断熱吸音材の物性評価>
(実施例4)
スチレン及びマレイン酸からなるアクリル樹脂系ポリカルボン酸(酸価710mgKOH/g、重量平均分子量14,000)を水で溶解させた樹脂溶液(固形分35%)を固形分換算で100部と、架橋剤としてトリエタノールアミンを59.7部と、硬化促進剤として亜硫酸水素カリウムを6.0部とを混合(架橋剤の水酸基の総モル量/アクリル樹脂系ポリカルボン酸のカルボキシル基のモル量=0.95)し、pH3.2の水溶性組成物を得て、さらに、シランカップリング剤としてγ‐アミノプロピルトリエトキシシラン0.3部を添加して攪拌した後、固形分が15%となるように水で希釈して、実施例4の無機繊維用水性バインダーを得た。
<Evaluation of physical properties of heat insulating material with inorganic fiber insulation>
Example 4
A resin solution (solid content 35%) in which an acrylic resin-based polycarboxylic acid (acid value 710 mgKOH / g, weight average molecular weight 14,000) composed of styrene and maleic acid is dissolved in water is crosslinked with 100 parts in terms of solid content. 59.7 parts of triethanolamine as an agent and 6.0 parts of potassium hydrogen sulfite as a curing accelerator were mixed (total molar amount of hydroxyl group of crosslinking agent / molar amount of carboxyl group of acrylic resin-based polycarboxylic acid = 0.95) to obtain a water-soluble composition having a pH of 3.2, and after adding 0.3 part of γ-aminopropyltriethoxysilane as a silane coupling agent and stirring, the solid content was 15%. The aqueous fiber binder for Example 4 was obtained by diluting with water.
(実施例5)
アクリル酸及びメチルアクリレートからなるアクリル樹脂系ポリカルボン酸(酸価690mgKOH/g、重量平均分子量2,000)を水で溶解させた樹脂溶液(固形分50%)を固形分換算で100部と、架橋剤としてトリエタノールプロパンを61.0部、グリセロールを15.1部と、硬化促進剤として亜硫酸水素ナトリウムを4.0部とを混合(架橋剤の水酸基の総モル量/アクリル樹脂系ポリカルボン酸のカルボキシル基のモル量=1.40)し、pH3.3の水溶性組成物を得て、さらに、シランカップリング剤としてγ‐アミノプロピルトリエトキシシランを0.3部添加して攪拌した後、固形分が18%となるように水で希釈して、実施例5の無機繊維用水性バインダーを得た。
(Example 5)
100 parts of a resin solution (solid content 50%) in which an acrylic resin-based polycarboxylic acid (acid value 690 mgKOH / g, weight average molecular weight 2,000) composed of acrylic acid and methyl acrylate is dissolved in water, 61.0 parts of triethanolpropane as a crosslinking agent, 15.1 parts of glycerol, and 4.0 parts of sodium bisulfite as a curing accelerator were mixed (total molar amount of hydroxyl groups in the crosslinking agent / acrylic resin-based polycarboxylic acid). The molar amount of the carboxyl group of the acid = 1.40) to obtain a water-soluble composition having a pH of 3.3. Further, 0.3 part of γ-aminopropyltriethoxysilane was added as a silane coupling agent and stirred. Then, it diluted with water so that solid content might be 18%, and the aqueous | water-based binder for inorganic fiber of Example 5 was obtained.
(実施例6)
アクリル酸メチルアクリレート及びエチルアクリレートからなるアクリル樹脂系ポリカルボン酸(酸価380mgKOH/g、重量平均分子量7,800)を水で溶解させた樹脂溶液(固形分40%)を固形分換算で100部と、架橋剤としてトリエタノールアミンを26.9部と、硬化促進剤として、亜硫酸水素アンモニウムを4.0部とを混合(架橋剤のイミノ基と水酸基の総モル量/アクリル樹脂系ポリカルボン酸のカルボキシル基のモル量=0.8)し、pH3.2の水溶性組成物を得て、さらに、シランカップリング剤としてγ‐(2‐アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシランを0.2部添加して攪拌した後、固形分が15%となるように水で希釈し、固形分40%のパラフィンワックス水分散体を4.0部添加して、実施例6の無機繊維用水性バインダーを得た。
(Example 6)
100 parts of a resin solution (solid content 40%) obtained by dissolving an acrylic resin-based polycarboxylic acid composed of methyl acrylate and ethyl acrylate (acid value 380 mgKOH / g, weight average molecular weight 7,800) with water in terms of solid content And 26.9 parts of triethanolamine as a crosslinking agent and 4.0 parts of ammonium hydrogen sulfite as a curing accelerator (total molar amount of imino group and hydroxyl group of the crosslinking agent / acrylic resin-based polycarboxylic acid) To obtain a water-soluble composition having a pH of 3.2, and 0.2 parts of γ- (2-aminoethyl) aminopropyltrimethoxysilane as a silane coupling agent. After adding and stirring, it is diluted with water so that the solid content is 15%, 4.0 parts of paraffin wax aqueous dispersion with a solid content of 40% is added, To obtain an inorganic fibrous aqueous binder for 施例 6.
(実施例7)
アクリル酸、マレイン酸及び、メチルアクリレートからなるアクリル樹脂系ポリカルボン酸(酸価710mgKOH/g、重量平均分子量14,000)を水で溶解させた樹脂溶液(固形分45%)を固形分換算で100部と、架橋剤としてジエタノールアミン42.1部と、硬化促進剤として、亜硫酸水素リチウムを3.0部とを混合(架橋剤のイミノ基と水酸基の総モル量/アクリル樹脂系ポリカルボン酸のカルボキシル基のモル量=0.95)し、pH3.3の水溶性組成物を得て、さらに、シランカップリング剤としてγ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシランを0.3部添加して攪拌した後、固形分が15%となるように水で希釈し、固形分40%のオレフィンワックス:粘度グレードが320mm2/sの重質オイル=1:1の水分散体5.0部を添加して、実施例7の無機繊維用水性バインダーを得た。
(Example 7)
A resin solution (solid content 45%) in which acrylic resin-based polycarboxylic acid (acid value 710 mgKOH / g, weight average molecular weight 14,000) composed of acrylic acid, maleic acid and methyl acrylate is dissolved in water is converted into solid content. 100 parts, 42.1 parts of diethanolamine as a crosslinking agent, and 3.0 parts of lithium hydrogen sulfite as a curing accelerator (total molar amount of imino group and hydroxyl group of the crosslinking agent / acrylic resin-based polycarboxylic acid) Molar amount of carboxyl group = 0.95) to obtain a water-soluble composition having a pH of 3.3, and 0.3 parts of γ- (2-aminoethyl) aminopropyltrimethoxysilane was further added as a silane coupling agent. After stirring, the mixture is diluted with water so that the solid content becomes 15%, and an olefin wax having a solid content of 40%: a weight grade of 320 mm 2 / s An aqueous dispersion for inorganic fibers of Example 7 was obtained by adding 5.0 parts of a water dispersion of quality oil = 1: 1.
(実施例8)
アクリル酸及びメチルアクリレートからなるアクリル樹脂系ポリカルボン酸(酸価630mgKOH/g、重量平均分子量24,000)を水で溶解させた樹脂溶液(固形分40%)を固形分換算で100部と、架橋剤としてジエタノールアミンを47.2部と、硬化促進剤として、亜硫酸水素ナトリウムを5.0部とを混合(架橋剤のイミノ基と水酸基の総モル量/アクリル系樹脂のカルボキシル基のモル量=1.20)し、pH3.3の水溶性組成物を得て、さらに、シランカップリング剤としてγ‐(2‐アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシランを0.2部添加して攪拌した後、固形分が12%となるように水で希釈し、固形分40%のパラフィンワックス水分散体を4.0部添加して、実施例8の無機繊維用水性バインダーを得た。
(Example 8)
100 parts of a resin solution (solid content 40%) in which acrylic resin-based polycarboxylic acid (acid value 630 mgKOH / g, weight average molecular weight 24,000) composed of acrylic acid and methyl acrylate is dissolved in water, Mixing 47.2 parts of diethanolamine as a crosslinking agent and 5.0 parts of sodium hydrogen sulfite as a curing accelerator (total molar amount of imino group and hydroxyl group of crosslinking agent / molar amount of carboxyl group of acrylic resin = 1.20) to obtain a water-soluble composition having a pH of 3.3, and 0.2 parts of γ- (2-aminoethyl) aminopropyltrimethoxysilane as a silane coupling agent was added and stirred. The aqueous binder for inorganic fibers of Example 8 was diluted with water so that the solid content was 12%, and 4.0 parts of a 40% solid content paraffin wax aqueous dispersion was added. It was obtained.
(実施例9)
アクリル酸、マレイン酸及び、メチルアクリレートとからなるアクリル樹脂系ポリカルボン酸(酸価720mgKOH/g、重量平均分子量2,800)を水で溶解させた樹脂溶液(固形分50%)を固形分換算で100部と、架橋剤としてトリエタノールアミンを66.9部と、硬化促進剤として亜硫酸水素ナトリウムを4.0部とを混合(架橋剤のと水酸基の総モル量/アクリル樹脂系ポリカルボン酸のカルボキシル基のモル量=1.05)し、25%アンモニア水でpH6.5に調整した水溶性組成物を得て、さらに、シランカップリング剤としてγ−アミノプロピルトリエトキシシラン0.3部を添加して攪拌した後、固形分が15%となるように水で希釈し、固形分40%のパラフィンワックス水分散体を5.0部添加して、実施例9の無機繊維用水性バインダーを得た。
Example 9
Solid resin converted resin solution (solid content 50%) in which acrylic resin polycarboxylic acid (acid value 720 mgKOH / g, weight average molecular weight 2,800) consisting of acrylic acid, maleic acid and methyl acrylate is dissolved in water 100 parts, 66.9 parts of triethanolamine as a crosslinking agent, and 4.0 parts of sodium bisulfite as a curing accelerator (total molar amount of crosslinking agent and hydroxyl group / acrylic resin-based polycarboxylic acid) The water-soluble composition was adjusted to pH 6.5 with 25% aqueous ammonia, and 0.3 parts of γ-aminopropyltriethoxysilane was used as a silane coupling agent. Was added and stirred, diluted with water to a solid content of 15%, and 5.0 parts of a 40% solid paraffin wax aqueous dispersion was added. 9 was obtained inorganic fibers aqueous binder.
(実施例10)
アクリル酸、マレイン酸及び、メチルアクリレートとからなるアクリル樹脂系ポリカルボン酸(酸価720mgKOH/g、重量平均分子量2,800)を水で溶解させた樹脂溶液(固形分50%)を固形分換算で100部と、架橋剤としてジエタノールアミンを47.2部と、硬化促進剤として亜硫酸水素ナトリウムを4.0部とを混合(架橋剤のと水酸基の総モル量/アクリル樹脂系ポリカルボン酸のカルボキシル基のモル量=1.05)し、25%アンモニア水でpH6.5に調整した水溶性組成物を得て、さらに、シランカップリング剤としてγ‐アミノプロピルトリエトキシシラン0.3部を添加して攪拌した後、固形分が15%となるように水で希釈し、固形分40%のパラフィンワックス水分散体を5.0部添加して、実施例10の無機繊維用水性バインダーを得た。
(Example 10)
Solid resin converted resin solution (solid content 50%) in which acrylic resin polycarboxylic acid (acid value 720 mgKOH / g, weight average molecular weight 2,800) consisting of acrylic acid, maleic acid and methyl acrylate is dissolved in water 100 parts, 47.2 parts of diethanolamine as a crosslinking agent, and 4.0 parts of sodium bisulfite as a curing accelerator (total molar amount of crosslinking agent and hydroxyl group / carboxyl of acrylic resin-based polycarboxylic acid) The amount of the group is 1.05), and a water-soluble composition adjusted to pH 6.5 with 25% aqueous ammonia is obtained. Further, 0.3 part of γ-aminopropyltriethoxysilane is added as a silane coupling agent. After stirring, the mixture was diluted with water so that the solid content was 15%, and 5.0 parts of a paraffin wax aqueous dispersion having a solid content of 40% was added. 0 was obtained inorganic fibers aqueous binder.
(比較例6)
アクリル酸及びメチルアクリレートからなるアクリル樹脂系ポリカルボン酸(酸価690mgKOH/g、重量平均分子量2,000)を水で溶解させた樹脂溶液(固形分50%)を固形分換算で100部と、架橋剤としてトリエタノールプロパンを61.0部、グリセロールを15.1部とを混合(架橋剤の水酸基の総モル量/アクリル樹脂系ポリカルボン酸のカルボキシル基のモル量=1.40)し、pH3.4の水溶性組成物を得て、さらに、シランカップリング剤としてγ‐アミノプロピルトリエトキシシランを0.3部添加して攪拌した後、固形分が18%となるように水で希釈して、比較例6の無機繊維用水性バインダーを得た。
(Comparative Example 6)
100 parts of a resin solution (solid content 50%) in which an acrylic resin-based polycarboxylic acid (acid value 690 mgKOH / g, weight average molecular weight 2,000) composed of acrylic acid and methyl acrylate is dissolved in water, Mixing 61.0 parts of triethanolpropane and 15.1 parts of glycerol as a crosslinking agent (total molar amount of hydroxyl groups of crosslinking agent / molar amount of carboxyl groups of acrylic resin-based polycarboxylic acid = 1.40), Obtain a water-soluble composition having a pH of 3.4, add 0.3 part of γ-aminopropyltriethoxysilane as a silane coupling agent and stir, then dilute with water so that the solid content becomes 18%. Thus, an aqueous binder for inorganic fibers of Comparative Example 6 was obtained.
(比較例7)
アクリル酸及びメチルアクリレートからなるアクリル樹脂系ポリカルボン酸(酸価690mgKOH/g、重量平均分子量2,000)を水で溶解させた樹脂溶液(固形分50%)を固形分換算で100部と、架橋剤としてトリエタノールプロパンを61.0部、グリセロールを15.1部と、硬化促進剤として、次亜リン酸カルシウムを6.0部とを混合(架橋剤の水酸基の総モル量/アクリル樹脂系ポリカルボン酸のカルボキシル基のモル量=1.40)し、pH2.0の水溶性組成物を得て、さらに、シランカップリング剤としてγ−アミノプロピルトリエトキシシランを0.3部添加して攪拌した後、固形分が18%となるように水で希釈して、比較例7の無機繊維用水性バインダーを得た。
(Comparative Example 7)
100 parts of a resin solution (solid content 50%) in which an acrylic resin-based polycarboxylic acid (acid value 690 mgKOH / g, weight average molecular weight 2,000) composed of acrylic acid and methyl acrylate is dissolved in water, 61.0 parts triethanolpropane as a crosslinking agent, 15.1 parts glycerol, and 6.0 parts calcium hypophosphite as a curing accelerator were mixed (total molar amount of hydroxyl groups in the crosslinking agent / acrylic resin-based poly The molar amount of the carboxyl group of the carboxylic acid = 1.40) to obtain a water-soluble composition having a pH of 2.0. Further, 0.3 part of γ-aminopropyltriethoxysilane as a silane coupling agent was added and stirred. Then, it was diluted with water so that the solid content was 18%, and an aqueous binder for inorganic fibers of Comparative Example 7 was obtained.
(比較例8)
アクリル酸、マレイン酸及び、メチルアクリレートからなるアクリル樹脂系ポリカルボン酸(酸価710mgKOH/g、重量平均分子量14,000)を水で溶解させた樹脂溶液(固形分45%)を固形分換算で100部と、架橋剤としてジエタノールアミン42.1部とを混合(架橋剤のイミノ基と水酸基の総モル量/アクリル樹脂系ポリカルボン酸のカルボキシル基のモル量=0.95)し、pH3.2の水溶性組成物を得て、さらに、シランカップリング剤としてγ‐(2‐アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシランを0.3部添加して攪拌した後、固形分が15%となるように水で希釈し、固形分40%のオレフィンワックス:粘度グレードが320mm2/sの重質オイル=1:1の水分散体5.0部を添加して、比較例8の無機繊維用水性バインダーを得た。
(Comparative Example 8)
A resin solution (solid content 45%) in which acrylic resin-based polycarboxylic acid (acid value 710 mgKOH / g, weight average molecular weight 14,000) composed of acrylic acid, maleic acid and methyl acrylate is dissolved in water is converted into solid content. 100 parts and 42.1 parts of diethanolamine as a crosslinking agent are mixed (total molar amount of imino group and hydroxyl group of crosslinking agent / molar amount of carboxyl group of acrylic resin-based polycarboxylic acid = 0.95), pH 3.2 After adding 0.3 part of γ- (2-aminoethyl) aminopropyltrimethoxysilane as a silane coupling agent and stirring, the solid content is 15%. Dilute with water and add olefin wax with a solid content of 40%: 5.0 parts of an aqueous dispersion of heavy oil = 1: 1 with a viscosity grade of 320 mm 2 / s for comparison The aqueous binder for inorganic fibers of Example 8 was obtained.
(比較例9)
アクリル酸、マレイン酸及び、メチルアクリレートとからなるアクリル樹脂系ポリカルボン酸(酸価720mgKOH/g、重量平均分子量2,800)を水で溶解させた樹脂溶液(固形分50%)を固形分換算で100部と、架橋剤としてジエタノールアミンを47.2部とを混合(架橋剤の水酸基の総モル量/アクリル樹脂系ポリカルボン酸のカルボキシル基のモル量=1.05)し、25%アンモニア水でpH6.5に調整した水溶性組成物を得て、さらに、シランカップリング剤としてγ‐アミノプロピルトリエトキシシラン0.3部を添加して攪拌した後、固形分が15%となるように水で希釈し、固形分40%のパラフィンワックス水分散体を5.0部添加して、比較例9の無機繊維用水性バインダーを得た。
(Comparative Example 9)
Solid resin converted resin solution (solid content 50%) in which acrylic resin polycarboxylic acid (acid value 720 mgKOH / g, weight average molecular weight 2,800) consisting of acrylic acid, maleic acid and methyl acrylate is dissolved in water 100 parts and 47.2 parts of diethanolamine as a crosslinking agent were mixed (total molar amount of hydroxyl group of crosslinking agent / molar amount of carboxyl group of acrylic resin-based polycarboxylic acid = 1.05), and 25% aqueous ammonia To obtain a water-soluble composition adjusted to pH 6.5, and after adding 0.3 part of γ-aminopropyltriethoxysilane as a silane coupling agent and stirring, the solid content is 15%. The mixture was diluted with water, and 5.0 parts of a 40% solid content paraffin wax aqueous dispersion was added to obtain an aqueous binder for inorganic fibers of Comparative Example 9.
(比較例10)
水に分散された、単量体10%以下、二量体80%以上、遊離フェノール1%以下のレゾール型フェノール樹脂前駆体を固形分換算で100部と、シランカップリング剤としてγ‐(2‐アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシランを0.2部と、硬化促進剤として硫酸アンモニウムを1.0部と、水を450部とをディゾルバーの付いたオープンタンクで調合し、攪拌しながら固形分が15%になるように水で希釈して、比較例10の無機繊維用水性バインダーを得た。
(Comparative Example 10)
100 parts of a resol-type phenol resin precursor having a monomer content of 10% or less, a dimer of 80% or more, and a free phenol of 1% or less, dispersed in water, and γ- (2 -Aminoethyl) 0.2 parts of aminopropyltrimethoxysilane, 1.0 part of ammonium sulfate as a curing accelerator, and 450 parts of water were prepared in an open tank equipped with a dissolver, and the solid content was stirred. It diluted with water so that it might become 15%, and the aqueous binder for inorganic fibers of the comparative example 10 was obtained.
実施例4〜10、比較例6〜10の無機繊維用水性バインダーを用いた無機繊維断熱吸音材について、下記方法により復元性、ホルムアルデヒド放出量、引き裂き荷重を評価した。結果を表1にまとめて記す。 About the inorganic fiber heat insulation sound-absorbing material using the aqueous | water-based binder for inorganic fiber of Examples 4-10 and Comparative Examples 6-10, the restorability, formaldehyde discharge | release amount, and tearing load were evaluated with the following method. The results are summarized in Table 1.
[復元性の評価1]
遠心法により繊維化したガラス繊維に、実施例4〜10及び比較例6〜10の無機繊維用水性バインダーを所定の付着量になるようにそれぞれスプレーで塗布した後、吸引装置で吸引しながら有孔コンベア上に堆積して、無機繊維断熱吸音材の中間体を形成させた。前記中間体を220℃の熱風オーブン中で3分間加熱して、バインダーを硬化させ、密度16kg/m3、厚み100mm、バインダー付着量3.0%である無機繊維断熱吸音材(グラスウール)をそれぞれ得た。そして、このグラスウールの厚みが1/8になるまで圧縮し、低密度ポリエチレン製袋に挿入した状態で、温度40℃湿度95%の環境下に放置した。1日後、14日後、28日後にそれぞれ開封して、グラスウールの復元厚みを測定し、初期の厚みとの比較を評価した。
[Evaluation of resilience 1]
After applying the inorganic fiber aqueous binders of Examples 4 to 10 and Comparative Examples 6 to 10 to the glass fibers fiberized by the centrifugal method so as to have a predetermined adhesion amount, they are present while sucking with a suction device. It was deposited on a hole conveyor to form an intermediate of an inorganic fiber heat-absorbing sound absorbing material. The intermediate is heated in a 220 ° C. hot air oven for 3 minutes to cure the binder, and each of the inorganic fiber heat insulating sound absorbing materials (glass wool) having a density of 16 kg / m 3 , a thickness of 100 mm, and a binder adhesion of 3.0% is obtained. Obtained. Then, the glass wool was compressed until the thickness became 1/8, and the glass wool was inserted into a low density polyethylene bag and left in an environment of a temperature of 40 ° C. and a humidity of 95%. After 1 day, 14 days, and 28 days, the glass wool was opened, the restored thickness of the glass wool was measured, and the comparison with the initial thickness was evaluated.
[復元性の評価2]
熱風オーブンの温度を260℃に変更した以外は、復元性の評価1と同様の所作を行った。
[Evaluation of resilience 2]
The same operation as in Restoration Evaluation 1 was performed except that the temperature of the hot air oven was changed to 260 ° C.
[ホルムアルデヒド放出量の評価]
復元性の評価に用いたグラスウールのバインダー硬化時に発生するガスを、4リットルの臭気袋に捕集し、ガス検知器を用いて、ホルムアルデヒドの放出量を測定した。
[Evaluation of formaldehyde emission]
The gas generated during the curing of the glass wool binder used for the evaluation of the resilience was collected in a 4-liter odor bag, and the amount of formaldehyde released was measured using a gas detector.
比較例10のフェノール系バインダーを用いて得られたグラスウールの硬化時には、40ppmのホルムアルデヒドが検出されたが、実施例4〜10及び比較例6〜9のアクリル樹脂系ポリカルボン酸を含むバインダーを用いて得られたグラスウールの硬化時には、ホルムアルデヒドは検出されなかった。 When the glass wool obtained using the phenolic binder of Comparative Example 10 was cured, 40 ppm of formaldehyde was detected, but the binder containing the acrylic resin-based polycarboxylic acid of Examples 4 to 10 and Comparative Examples 6 to 9 was used. Formaldehyde was not detected when the glass wool obtained was cured.
[引き裂き荷重の評価]
遠心法により繊維化したガラス繊維に、実施例4〜10及び比較例6〜10の無機繊維用水性バインダーを所定の付着量になるようにそれぞれスプレーで塗布した後、吸引装置で吸引しながら有孔コンベア上に堆積して、無機繊維断熱吸音材の中間体を形成させた。前記中間体を220℃の熱風中で5分間加熱して、バインダーを硬化させ、密度32kg/m3、長さ1350mm、幅430mm、厚み50mm、バインダー付着量6.0%である無機繊維断熱吸音材(グラスウールボード)をそれぞれ得た。そして、得られた32kg/m3のグラスウールボードの端面部分を、厚み方向に、万能試験機のチャックで挟み込み、1m/分の速度で引き裂き荷重を測定した。
[Evaluation of tearing load]
After applying the inorganic fiber aqueous binders of Examples 4 to 10 and Comparative Examples 6 to 10 to the glass fibers fiberized by the centrifugal method so as to have a predetermined adhesion amount, they are present while sucking with a suction device. It was deposited on a hole conveyor to form an intermediate of an inorganic fiber heat-absorbing sound absorbing material. The intermediate is heated in hot air at 220 ° C. for 5 minutes to cure the binder, and heat insulation and absorption of inorganic fiber having a density of 32 kg / m 3 , a length of 1350 mm, a width of 430 mm, a thickness of 50 mm, and a binder adhesion of 6.0% Each material (glass wool board) was obtained. Then, the end face portion of the obtained 32 kg / m 3 glass wool board was sandwiched with a chuck of a universal testing machine in the thickness direction, and the tear load was measured at a speed of 1 m / min.
上記結果より、比較例6〜9の無機繊維用水性バインダーを用いた無機繊維断熱吸音材は、引き裂き荷重が低く、実用域にないものであった。また、バインダーの硬化温度を低下させた場合、厚みのへたりや膨れが生じ、バインダーの硬化性が不十分であると推測できる。 From the above results, the inorganic fiber heat-absorbing sound-absorbing material using the inorganic fiber aqueous binders of Comparative Examples 6 to 9 had a low tear load and was not in a practical range. In addition, when the curing temperature of the binder is lowered, it can be estimated that the thickness is sag and swollen, and the curability of the binder is insufficient.
一方、比較例6〜9の無機繊維用水性バインダーを用いた無機繊維断熱吸音材は、引き裂き荷重が高く、更には、バインダーの硬化温度を低下させても、復元性評価において性能差が観察されず、バインダーの硬化性に優れ、なかでも、架橋剤としてジアルカノールアミンを使用した実施例7、8、10、及びポリカルボン酸類として、酸価が700mgKOH/g前後あるいは、重量平均分子量が2,000〜15,000のアクリル樹脂系ポリカルボン酸を用いた実施例4、5、7、10の無機繊維断熱吸音材は、引き裂き強度の高いものであり、特に、架橋剤としてジアルカノールアミンを使用し、かつ、ポリカルボン酸類として、酸価が700mgKOH/g前後で、重量平均分子量が2,000〜15,000のアクリル樹脂系ポリカルボン酸を使用した実施例7、10の無機繊維断熱吸音材は、引き裂き強度の高いものであった。 On the other hand, the inorganic fiber heat-absorbing sound absorbing material using the inorganic fiber aqueous binder of Comparative Examples 6 to 9 has a high tear load, and even when the curing temperature of the binder is lowered, a difference in performance is observed in the resilience evaluation. The binders are excellent in curability, and in particular, Examples 7, 8, and 10 using dialkanolamine as a crosslinking agent and polycarboxylic acids have an acid value of around 700 mg KOH / g, or a weight average molecular weight of 2, The inorganic fiber heat insulating sound absorbing materials of Examples 4, 5, 7, and 10 using acrylic resin-based polycarboxylic acid of 000 to 15,000 have high tear strength, and in particular, dialkanolamine is used as a crosslinking agent. In addition, as polycarboxylic acids, an acrylic resin-based polymer having an acid value of around 700 mg KOH / g and a weight average molecular weight of 2,000 to 15,000 is used. Inorganic fiber insulation sound-absorbing material of Example 7 and 10 using the carboxylic acid was high tear strength ones.
本発明の無機繊維用水性バインダーは、ホルムアルデヒドを全く含有していないので、環境負荷が少なく、住宅や建物の断熱材又は吸音材として好適に使用できる無機繊維断熱吸音材のバインダーとして用いることができる。 Since the aqueous binder for inorganic fibers of the present invention does not contain formaldehyde at all, it can be used as a binder for an inorganic fiber heat-absorbing and sound-absorbing material that has a low environmental load and can be suitably used as a heat-insulating or sound-absorbing material for houses and buildings. .
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