鉱滓綿用のポリイソシアネートベースのバインダー
有機ポリイソシアネートとアルカリ金属ケイ酸塩水溶液とを含む鉱物繊維用バインダーである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉱物繊維、すなわち人造ガラス質繊維（ＭＭＶＦ）［例えば、ガラススラグやストーン・ウール（ｓｔｏｎｅ ｗｏｏｌ）（すなわち鉱滓綿）］用のバインダーとして使用するのに適した組成物、このような組成物を供給するための方法、このようなバインダーを組み込んだ鉱滓綿物品、および、前記組成物を鉱物繊維のバインダーとして使用することに関する。
【背景技術】
【０００２】
鉱滓綿物品は通常、キュアーされた熱硬化ポリマー材料によって結合された鉱物繊維を含んでなる。溶融ガラス、スラグ、またはストーン・ウールの１つ以上の流れを延伸して繊維とし、これをフォーミング・チャンバー（ｆｏｒｍｉｎｇ ｃｈａｍｂｅｒ）中に吹き込み、そこで移動コンベヤー上にウェブとしてデポジットさせる。フォーミング・チャンバー中に浮遊していて、まだ高温状態にある繊維にバインダーを噴霧する。次いで、被覆された繊維ウェブをチャンバーから硬化炉に移し、そこでマットを通して熱風を吹き込んでバインダーを硬化させ、鉱滓綿繊維を強く結合させる。
【０００３】
フェノール・ホルムアルデヒドバインダーは、未硬化の状態における粘度が低く、しかも硬化すると鉱物繊維に対して堅固な熱硬化ポリマーマトリックスを形成するので、鉱滓綿工業において広く使用されている。しかしながら、フェノール−ホルムアルデヒドバインダーの使用は、プロセス時において、環境上好ましくない化学物質を使用すること、そしてこうした化学物質が放出されることから、ますます望ましくない状況になっている。
【発明の開示】
【０００４】
本発明の目的は、優れた結合特性と耐火特性を有していて、使用衛生や労働衛生の観点から許容できるバインダー組成物を提供することにある。重要な利点は、本発明のバインダーが、環境に対して過剰な生態学的負荷を引き起こさない、ということである。
【０００５】
したがって本発明は、有機ポリイソシアネート組成物とアルカリ金属ケイ酸塩水溶液とを含む鉱滓綿用バインダーを提供する。
本発明にしたがってバインダーを施して硬化させると、環境中に過剰な毒性物質が放出されない。さらに、本発明のバインダーは復元性に優れている。
【０００６】
アルカリ金属ケイ酸塩は、安価な希釈剤として、およびバインダーそのものとして機能する。アルカリ金属ケイ酸塩はさらに、ポリウレア反応の触媒として作用し、繊維に対するポリイソシアネート・水ガラス混合物の接着性を向上させる。アルカリ金属ケイ酸塩はさらに、バインダーの易燃性を低下させ、このことは、最終的な鉱物繊維マットに優れた防火性能をもたらすのに有効である。
【０００７】
本発明において使用されるポリイソシアネートは、トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）タイプのイソシアネート、およびこれらイソシアネートのプレポリマー（これらに限定されない）を含めた、任意の数のポリイソシアネートを含んでよい。ポリイソシアネートは、その構造中に少なくとも１つの、好ましくは少なくとも２つの芳香環を有していて、液体物品であるのが好ましい。２より大きい官能価を有する高分子ポリイソシアネートが好ましい。
【０００８】
本発明において使用されるジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）は、２，４’−異性体、２，２’−異性体、４，４’−異性体、これらの混合物、２より大きいイソシアネート官能価を有する、ジフェニルメタンジイソシアネート類（ＭＤＩ）とそれらのオリゴマーとの混合物［当業界においては、”クルード”ＭＤＩまたはポリメリックＭＤＩ（ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート）として知られている］、あるいは、ウレタン基、イソシアヌレート基、アロファネート基、ビウレット基、ウレトンイミン基、ウレトジオン基、および／またはイミノオキサジアジンジオン基、ならびにこれら基の混合物を有する、ジフェニルメタンジイソシアネート類の誘導体のいずれかの形態であってよい。
【０００９】
他の適切なポリイソシアネートの例としては、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＭＤＩ）、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、ブチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、ジ（イソシアナートシクロヘキシル）メタン、イソシアナートメチル−１，８−オクタンジイソシアネート、およびテトラメチルキシレンジイソシアネート（ＴＭＸＤＩ）などがある。
【００１０】
本発明のための好ましいポリイソシアネートは、イソシアネート反応性水素原子を含有する化合物とポリイソシアネートとを反応させることによって得ることができるセミプレポリマーとプレポリマーである。イソシアネート反応性水素原子を含有する化合物の例としては、アルコール、グリコールもしくは比較的高分子量のポリエーテルポリオールとポリエステルポリオール、メルカプタン、カルボン酸、アミン、尿素、およびアミドなどが挙げられる。特に適切なプレポリマーは、ポリイソシアネートと一価もしくは多価アルコールとの反応生成物である。本発明のプレポリマーは、従来の方法によって［例えば、４００〜５０００の分子量を有するポリヒドロキシル化合物（特に、モノヒドロキシルポリエーテルまたはポリヒドロキシルポリエーテル、必要に応じて４００未満の分子量を有する多価アルコールと混合）と過剰量のポリイソシアネート（例えば、脂肪族ポリイソシアネート、脂環式ポリイソシアネート、アリール脂肪族ポリイソシアネート、芳香族ポリイソシアネート、または複素環式ポリイソシアネート）とを反応させることによって］製造される。ポリエーテルポリオールの例としては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール・エチレングリコールコポリマー、ポリテトラメチレングリコール、ポリヘキサメチレングリコール、ポリヘプタメチレングリコール、ポリデカメチレングリコール、およびアルキレンオキシド（例えば、エチレンオキシドおよび／またはプロピレンオキシド）と２〜８の官能価を有するイソシアネート反応性開始剤との開環共重合によって得られるポリエーテルポリオールなどが挙げられる。多価アルコールと多塩基酸とを反応させることによって得られるポリエステルジオールも例として挙げることができる。多価アルコールの例としては、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、テトラメチレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、１，６−ヘキサンジオール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、１，９−ノナンジオール、および２−メチル−１，８−オクタンジオールなどを挙げることができる。多塩基酸の例としては、フタル酸、ダイマー酸、イソフタル酸、テレフタル酸、マレイン酸、フマル酸、アジピン酸、およびセバシン酸などを挙げることができる。
【００１１】
本発明の特に好ましい実施態様においては、プレポリマーは、２〜２．９（好ましくは２．１〜２．７）の平均官能価、６０００ｍＰａｓの最大粘度、および６〜３１．５重量％のイソシアネート含量を有するポリイソシアネート成分として使用される。
【００１２】
少量の樹脂を大きな表面積上に均一に分散させなければならないので、樹脂を水（水はさらに、新たに紡糸した繊維を冷却するのに役立つ）中に希釈するのが好ましい。したがって、ポリイソシアネートを変性して乳化可能にするのが好ましい。ポリイソシアネートの微細で均一な分散が、水中にて機械的手段によってなされるならば、乳化不能なポリイソシアネートも使用することができる。このような乳化可能なポリイソシアネートの例が、ＥＰ１８０６１、ＥＰ５１６３６１、ＧＢ１５２３６０１、ＧＢ１４４４９３３、およびＧＢ２０１８７９６（これら全ての特許を参照により本明細書に含める）の特許公告公報中に記載されている。このような乳化可能なポリイソシアネートは、ハンツマン社からスプラセク（Ｓｕｐｒａｓｅｃ）１０４２、スプラセク２４０５、スプラセク２４０８、およびスプラセク２４１９の商品名で市販されている（スプラセクは、ハンツマンＬＬＣの商標である）。
【００１３】
本発明において使用すべき好ましいポリイソシアネートは、ウレトンイミン変性ＭＤＩやＭＤＩプレポリマー等のＭＤＩ誘導体（特に乳化可能なＭＤＩ）を含めてＭＤＩをベースとしている。これらのポリイソシアネートは一般に、５〜３３．６重量％（好ましくは１０〜３１．５重量％）のＮＣＯ含量、および５０〜５０００ｍＰａｓ（好ましくは１５０〜２０００ｍＰａｓ）の粘度を有する。
【００１４】
市販されているアルカリ金属ケイ酸塩水溶液（一般には「水ガラス」として知られている）が、本発明のバインダー組成物において満足できる結果をもたらすことが見出されている。このようなケイ酸塩はＭ２Ｏ・ＳｉＯ２（式中、Ｍはアルカリ金属の原子である）として表わすことができ、Ｍ２Ｏ：ＳｉＯ２の比が種々異なる。
【００１５】
ケイ酸ナトリウムは極めて満足できる結果をもたらし、他のアルカリ金属ケイ酸塩（例えば、ケイ酸カリウムやケイ酸リチウム）も使用することができるが、これらのアルカリ金属ケイ酸塩は、経済的な理由および性能上の理由からあまり好ましいとは言えない。ケイ酸ナトリウムとケイ酸カリウムの混合物も使用することができ、この場合、Ｎａ２Ｏ／Ｋ２Ｏ比は９９．５：０．５〜２５：７５であるのが好ましい。Ｍ２Ｏ対ＳｉＯ２のモル比は重要なことではなく、通常の範囲内で変動してよく、４〜０．２である。ＳｉＯ２：Ｍ２Ｏの好ましいモル比は１．６〜３．５であり、最も好ましいモル比は２〜３である。好ましいケイ酸ナトリウムを使用する場合、ＳｉＯ２：Ｎａ２Ｏの重量比は、例えば１．６：１から３．３：１まで変わってよい。しかしながら、前記比が２：１〜３．３：１の範囲内であるケイ酸塩を使用するのが好ましいことが見出されている。
【００１６】
アルカリ金属ケイ酸塩は、繊維上に水溶液として噴霧するのが好ましい。したがって水溶液は、固体アルカリ金属ケイ酸塩から調製することもできるし、あるいは市販のアルカリ金属ケイ酸塩水溶液を希釈することによって調製することもできる。後者のアルカリ金属ケイ酸塩水溶液は、約２８〜約５５重量％の固形分を有するか、あるいは３０００ｍＰａｓ未満の粘度を有することが好ましく、これは、一般には、取り扱いを容易にするために求められる。最終的な溶液の濃度は、繊維の充分な湿潤と冷却に対して必要とされる量に応じて調整することができる。この濃度は、一般には固形分５〜１５重量％である。
【００１７】
適切な市販水ガラスの例としては、ＩＮＥＯＳシリケート社から市販のクリスタル（Ｃｒｙｓｔａｌ）００７２、クリスタル００７９、クリスタル０１００、およびクリスタル０１００Ｓ（これらは全てＮａをベースとする）、ならびにＩＮＥＯＳ社から市販のメッツォ（Ｍｅｔｓｏ）４００（Ｋをベースとする）が挙げられる。
【００１８】
アルカリ金属ケイ酸塩とポリイソシアネートの相対的な割合は、バインダーが、経済的に採算が合いつつ適切な性能もたらすように調整しなければならない。一般には、ポリイソシアネートとアルカリ金属ケイ酸塩との重量比は９５：５〜２０：８０であり、最も好ましくは８５：１５〜５０：５０である。ポリイソシアネートと水ガラスとの重量比に関して言えば、８０：２０〜２０：８０に対応し、好ましくは７０：３０〜５０：５０に対応する。後者の比（特に、約２：１の比）が特に有利である、ということが見出された。
【００１９】
ポリオールやアミン等のイソシアネート反応性化学種を本発明のバインダー組成物に加えることができる。これらの化合物は、エマルジョンや溶液の形でアルカリ金属ケイ酸塩と一緒に加えることもできるし、別々に加えることもできるし、あるいは繊維上にバインダーを噴霧する直前に混合することもできる。
【００２０】
反応混合物の活性は、イソシアネート−ケイ酸塩の比を変えることによって、および触媒を使用することによって調整することができる。適切な触媒の例としては、それ自体が公知の物質であって例えば、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、トリアミルアミン、Ｎ−メチルモルホリン、Ｎ，Ｎ−ジメチルシクロヘキシルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルベンジルアミン、２−メチルイミダゾール、ピリミジン、ジメチルアニリン、およびトリエチレンジアミン等の第三アミンがある。イソシアネート反応性水素原子を含有する第三アミン例としては、トリエタノールアミンやＮ，Ｎ−ジメチルエタノールアミンがある。他の適切な触媒は、炭素−ケイ素結合を有するシラアミン、窒素含有塩基（例えば水酸化テトラアルキルアンモニウム）、アルカリ金属水酸化物、アルカリ金属フェノラート、およびアルカリ金属アルコラートである。本発明によれば、有機金属化合物（特に有機スズ化合物）も触媒として使用することができる。触媒は一般に、バインダー配合物の総重量を基準として０．００１〜１０重量％の量にて使用される。
【００２１】
反応混合物の活性を調節するための他の方法は、アルカリ金属ケイ酸塩を硬化させることができる成分を使用することによる方法である。これらの化合物はさらに、二次的触媒または促進剤としても役立つことがある。硬化剤は、有機物質であっても、あるいは無機物質であってもよい。無機硬化剤としては、塩化カルシウム、水酸化カルシウム、重炭酸塩、二酸化炭素、酸化カルシウム、硫酸カルシウム、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、硫酸アルミニウム、リン酸塩、マイクロファインセメント（ｍｉｃｒｏｆｉｎｅ ｃｅｍｅｎｔｓ）、ポルトランドセメント、鉱酸、炭酸カルシウム、ポゾラン、およびアルミン酸塩などがあるが、これらに限定されない。ｐＨを変化させ、二価もしくは多価の金属カチオンの供給源となる成分も、硬化剤として機能する。有機硬化剤とケイ酸塩とが反応し、ｐＨの変化によってシリカゲルが形成される。有機硬化剤としては、酢酸エチル、二塩基性エステル、モノアセチン、ジアセチン、トリアセチン、有機リン酸塩、およびアルキレンカーボネートなどがあるが、これらに限定されない。
【００２２】
標準的な結合用添加剤を加えることでバインダーの性能が向上する。このような添加剤の例としては、ガラスに対する接着性を向上させるためのシラン、熱劣化や紫外線劣化を防止するための安定剤、および表面活性化合物などがある。フィラー（例えばクレイ、ケイ酸塩、硫酸マグネシウム）および顔料（例えば酸化チタン）も加えることができ、さらにシラン、フッ素化合物、オイル、無機質、およびシリコーン油（反応性であっても、非反応性であっても）等の疎水性付与剤（ｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｓｉｎｇ ａｇｅｎｔｓ）も加えることができる。繊維に対するバインダーの接着性を向上させるのにシランを使用する必要はないけれども、ポリイソシアネートとアルカリ金属ケイ酸塩溶液との混和性を向上させるためにシランを添加剤として使用するが有利である、ということが見出された。アミノ含有シランを使用するのが好ましく、アルカリ金属ケイ酸塩に対して溶解性であるアミノシランを使用するのが最も好ましい。
【００２３】
本発明のバインダー組成物はさらに、他のバインダー組成物（例えば、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、澱粉、変性澱粉、多糖類、フルフラール、アクリル樹脂、ポリビニルアルコール、セルロース、およびカルボキシメチルセルロース）と組み合わせて施すことができる。
【００２４】
本発明のバインダー組成物は、ガラスメルト（ｇｌａｓｓ−ｍｅｌｔ）やストーンメルト（ｓｔｏｎｅ−ｍｅｌｔ）を紡糸した直後に、繊維上に噴霧するのが好ましい。繊維上にバインダーを分散させる代表的な方法は、紡糸繊維の束を取り囲むように配置された噴霧ノズルを使用して、１つ以上のリングを通すという方法である。バインダーシステムの２つの成分は、混ざり合うと反応するので、ゲル化反応や沈殿反応（ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｎｇ ｒｅａｃｔｉｏｎ）を防止するために、２つの成分は、噴霧ノズルにて混合する、あるいは噴霧ノズルの直前にて混合しなければならない。ポリイソシアネートの水中エマルジョンは、２つの成分を混合する直前に調製することができる。他のイソシアネート非反応性添加剤は、この段階にてこのエマルジョン中に混合することができる。ポリイソシアネートエマルジョンの濃度と、アルカリ金属ケイ酸塩溶液の濃度は、噴霧ノズルの直前にて２つの成分を混合したときに、効率的なミキシングが得られるように選定することができる。追加する水の使用量は、水の蒸発によって繊維が所望の温度に冷却されるように調節することができる。
【００２５】
ポリイソシアネートと水ガラスとの混合物から得られるエマルジョンは粘度が高いので、バインダー組成物の２つの成分（ポリイソシアネートとアルカリ金属ケイ酸塩水溶液）を別々に繊維上に施す（好ましくは別個の噴霧ノズルを使用して）のが好ましい。好ましい順序は、アルカリ金属ケイ酸塩水溶液が先で、次いでポリイソシアネートであり、これによってより高い強度を有する鉱滓綿物品が得られる。噴霧したときに、繊維上へのポリイソシアネートの分散を最適化するために、ポリイソシアネートを水中に乳化するのが好ましい。他のイソシアネート非反応性添加剤をこのエマルジョン中に混合することができる。さらに、追加する水の少量は、水の蒸発によって繊維が所望の温度に冷却されるように調節することができる。
【００２６】
鉱滓綿の製造において一般的に使用される他の添加剤（例えば、ダスティング抑制剤、着色剤、着臭剤、およびフィラー等）を、希釈されたバインダー流れの１つ以上に、別々に加えることもできるし、あるいは混合することによって加えることもできる。
【００２７】
しかしながら、断熱材の製造の引き続いた工程において、バインダーエマルジョンを鉱滓綿に施す（例えば、コンベヤー上の一次ウェブ上に、あるいはより後の段階での一次ウェブ上に噴霧することによって）ことも可能である。さらに、このような別々の段階およびより後の段階において追加のバインダーを施すことも可能であり、これにより改良された耐久性および／または強度を有する材料が得られる。さらに可能なことは、乾燥した低温の繊維上にバインダーを分散させること（例えば、噴霧によって）である。
【００２８】
バインダーを硬化させるべくマットを通して熱風が吹き込まれる硬化工程時に、鉱滓綿繊維内にて従来技術のバインダーが追い出されることがあり、この結果、バインダーの分配が不均一となり、鉱物繊維ブロックの上部よりも、その下部（すなわち、熱風が物品中に吹き込まれるブロックの側部）のほうが、バインダーが特異的に少なくなる。さらに、硬化工程時において、従来技術の樹脂が多量に失われることがあり、このため望ましくない程度に高い放出と相当量のバインダー損失を引き起こす。しかしながら、本発明のバインダーは自己硬化性であって、高いオーブン温度を必要としない。本発明の１つの実施態様によれば、鉱滓綿スラブを、追加の加熱を必要とせずに、要求される厚さと形状にプレスする。本発明によるさらなる利点は、スラブ中の繊維の分散がより均一であるだけでなく、バインダーの分散もより均一である。さらに、鉱滓綿スラブをオーブンに通して、残留している水を蒸発除去し、バインダーの硬化を促進させるのが有利である。
【００２９】
繊維組成物用の原材料は、従来の方法で（例えば、ガス加熱炉中にて、あるいは電気炉中にて、あるいは高炉もしくは溶銑炉中にて）溶融体に転化させるこができる。この溶融体を、従来の方法で［例えば、スピニングカップ法（ｓｐｉｎｎｉｎｇ ｃｕｐ ｐｒｏｃｅｓｓ）によって、あるいはカスケードローター法（ｃａｓｃａｄｅ ｒｏｔｏｒ ｐｒｏｃｅｓｓ）によって］繊維に転化させることができる。人造ガラス質繊維（ＭＭＶＦ）は、石材、スラグ、もしくはガラスなどのガラス質溶融体、または他の溶融体から製造される。この溶融体は、所望の分析組成を有する鉱物組成物を炉中にて溶融することによって作製される。この組成物は、一般には、所望の分析組成が得られるように岩石もしくは鉱物をブレンドすることによって作製される。
【００３０】
繊維は、任意の適切な繊維径と繊維長を有してよい。一般には、平均繊維径は１０μｍ未満（例えば５μｍ）である。鉱滓綿物品は通常、１〜２０重量％（好ましくは１〜１５重量％、最も好ましくは２〜１０重量％）の乾燥バインダーを含有する。バインダーは通常、溶融体の繊維化の直後に繊維に加えられる。一般には、鉱滓綿物品は、スラブ、シート、または他の造形品の形態をとっている。
【００３１】
本発明の物品は、従来の目的のＭＭＶ繊維（例えば、断熱材、耐火・防火材、または防音・騒音抑制材として、ならびに園芸用の成長培地として役立つスラブ、シート、パイプ、または他の造形品）のいずれに対しても配合することができる。
【００３２】
本発明のバインダーは、繊維の表面、または鉱滓綿物品の表面の１つ以上を被覆するのに使用することができる。
以下に実施例を挙げて本発明の種々の態様を説明するが、本発明がこれらの実施例によって限定されることはない。
【実施例】
【００３３】
（実施例１）
６３．６ｇの水、１ｇのケイ酸ナトリウム溶液（モル比２．５、固形分４２．１％）（クリスタル０１００Ｓとして市販）、および１ｇのスプラセク（ＳＵＰＲＡＳＥＣ）２４０８（約１５重量％のＮＣＯ値を有するＭＤＩから誘導されるプレポリマー）からなるエマルジョンを２０ｇのガラス繊維に含浸した。湿潤した繊維をアルミニウム製モールド中に配置し、これを２２０℃のオーブン中に２０分置いた。次いで繊維をモールドから取り出し、オーブン中にてさらに１５分乾燥した。圧縮後に繊維マットが得られた。回復試験は、２つのアルミニウムプレート間の５ｃｍ厚さのサンプルを、相対湿度８０％にて５０℃で１６時間にわたって２．５ｃｍの厚さに圧縮することによって行った。３０分の回復後に厚さを測定した。サンプルは、その初期厚さのわずか１．３％だけを失った。
【００３４】
（実施例２）
水ガラスに対するポリイソシアネート組成物の付加順序に関して驚くべき利点が見出された。水ガラスを別個の成分として、先ずガラスビーズに加えてから、乳化ポリイソシアネートを加えると、より優れた強度が得られる、ということが見出された。このことが、下記の表において示されている。
【００３５】
鉱滓綿物品に対するバインダー強度を評価するための一般的な試験を行った。０．１〜０．２ｍｍの直径を有するガラスビーズと３％樹脂とを混合した。バインダーを、樹脂の３０％溶液として加えた。実際には、約５８２ｇのガラスビーズと約６０ｇのバインダー溶液とを混合した。これらは、ビーズへの液体の良好な拡散が達成されるまで、キッチンブレンダーを使用して約１分間混合した。次いで湿潤ビーズを直方体形のモールド中に、スパチュラを使用して充填した。サンプルを２００℃で７分キュアーした。冷却した後、サンプルを破断するための強度を、３点曲げ試験によって測定した。ＤＩＮ ＥＮ６３基準を使用した。最後に、湿潤老化（通常は、５０℃および８０％相対湿度にて１６時間）後の強度も試験することができる。
【００３６】
【表１】
【００３７】
（実施例３）
接着性促進剤であるアミノシランの付加順序に関して驚くべき利点が見出された。ＭＤＩを乳化する前に水中にシラン加えると、より良好な強度が、そして特に湿潤老化後のより良好な強度保持が得られる、ということが見出された。このことが下記の表に示されている。
【００３８】
【表２】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉱物繊維、すなわち人造ガラス質繊維（ＭＭＶＦ）［例えば、ガラススラグやストーン・ウール（ｓｔｏｎｅ ｗｏｏｌ）（すなわち鉱滓綿）］用のバインダーとして使用するのに適した組成物、このような組成物を供給するための方法、このようなバインダーを組み込んだ鉱滓綿物品、および、前記組成物を鉱物繊維のバインダーとして使用することに関する。
【背景技術】
【０００２】
鉱滓綿物品は通常、キュアーされた熱硬化ポリマー材料によって結合された鉱物繊維を含んでなる。溶融ガラス、スラグ、またはストーン・ウールの１つ以上の流れを延伸して繊維とし、これをフォーミング・チャンバー（ｆｏｒｍｉｎｇ ｃｈａｍｂｅｒ）中に吹き込み、そこで移動コンベヤー上にウェブとしてデポジットさせる。フォーミング・チャンバー中に浮遊していて、まだ高温状態にある繊維にバインダーを噴霧する。次いで、被覆された繊維ウェブをチャンバーから硬化炉に移し、そこでマットを通して熱風を吹き込んでバインダーを硬化させ、鉱滓綿繊維を強く結合させる。
【０００３】
フェノール・ホルムアルデヒドバインダーは、未硬化の状態における粘度が低く、しかも硬化すると鉱物繊維に対して堅固な熱硬化ポリマーマトリックスを形成するので、鉱滓綿工業において広く使用されている。しかしながら、フェノール−ホルムアルデヒドバインダーの使用は、プロセス時において、環境上好ましくない化学物質を使用すること、そしてこうした化学物質が放出されることから、ますます望ましくない状況になっている。
【発明の開示】
【０００４】
本発明の目的は、優れた結合特性と耐火特性を有していて、使用衛生や労働衛生の観点から許容できるバインダー組成物を提供することにある。重要な利点は、本発明のバインダーが、環境に対して過剰な生態学的負荷を引き起こさない、ということである。
【０００５】
したがって本発明は、有機ポリイソシアネート組成物とアルカリ金属ケイ酸塩水溶液とを含む鉱滓綿用バインダーを提供する。
本発明にしたがってバインダーを施して硬化させると、環境中に過剰な毒性物質が放出されない。さらに、本発明のバインダーは復元性に優れている。
【０００６】
アルカリ金属ケイ酸塩は、安価な希釈剤として、およびバインダーそのものとして機能する。アルカリ金属ケイ酸塩はさらに、ポリウレア反応の触媒として作用し、繊維に対するポリイソシアネート・水ガラス混合物の接着性を向上させる。アルカリ金属ケイ酸塩はさらに、バインダーの易燃性を低下させ、このことは、最終的な鉱物繊維マットに優れた防火性能をもたらすのに有効である。
【０００７】
本発明において使用されるポリイソシアネートは、トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）タイプのイソシアネート、およびこれらイソシアネートのプレポリマー（これらに限定されない）を含めた、任意の数のポリイソシアネートを含んでよい。ポリイソシアネートは、その構造中に少なくとも１つの、好ましくは少なくとも２つの芳香環を有していて、液体物品であるのが好ましい。２より大きい官能価を有する高分子ポリイソシアネートが好ましい。
【０００８】
本発明において使用されるジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）は、２，４’−異性体、２，２’−異性体、４，４’−異性体、これらの混合物、２より大きいイソシアネート官能価を有する、ジフェニルメタンジイソシアネート類（ＭＤＩ）とそれらのオリゴマーとの混合物［当業界においては、”クルード”ＭＤＩまたはポリメリックＭＤＩ（ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート）として知られている］、あるいは、ウレタン基、イソシアヌレート基、アロファネート基、ビウレット基、ウレトンイミン基、ウレトジオン基、および／またはイミノオキサジアジンジオン基、ならびにこれら基の混合物を有する、ジフェニルメタンジイソシアネート類の誘導体のいずれかの形態であってよい。
【０００９】
他の適切なポリイソシアネートの例としては、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＭＤＩ）、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、ブチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、ジ（イソシアナートシクロヘキシル）メタン、イソシアナートメチル−１，８−オクタンジイソシアネート、およびテトラメチルキシレンジイソシアネート（ＴＭＸＤＩ）などがある。
【００１０】
本発明のための好ましいポリイソシアネートは、イソシアネート反応性水素原子を含有する化合物とポリイソシアネートとを反応させることによって得ることができるセミプレポリマーとプレポリマーである。イソシアネート反応性水素原子を含有する化合物の例としては、アルコール、グリコールもしくは比較的高分子量のポリエーテルポリオールとポリエステルポリオール、メルカプタン、カルボン酸、アミン、尿素、およびアミドなどが挙げられる。特に適切なプレポリマーは、ポリイソシアネートと一価もしくは多価アルコールとの反応生成物である。本発明のプレポリマーは、従来の方法によって［例えば、４００〜５０００の分子量を有するポリヒドロキシル化合物（特に、モノヒドロキシルポリエーテルまたはポリヒドロキシルポリエーテル、必要に応じて４００未満の分子量を有する多価アルコールと混合）と過剰量のポリイソシアネート（例えば、脂肪族ポリイソシアネート、脂環式ポリイソシアネート、アリール脂肪族ポリイソシアネート、芳香族ポリイソシアネート、または複素環式ポリイソシアネート）とを反応させることによって］製造される。ポリエーテルポリオールの例としては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール・エチレングリコールコポリマー、ポリテトラメチレングリコール、ポリヘキサメチレングリコール、ポリヘプタメチレングリコール、ポリデカメチレングリコール、およびアルキレンオキシド（例えば、エチレンオキシドおよび／またはプロピレンオキシド）と２〜８の官能価を有するイソシアネート反応性開始剤との開環共重合によって得られるポリエーテルポリオールなどが挙げられる。多価アルコールと多塩基酸とを反応させることによって得られるポリエステルジオールも例として挙げることができる。多価アルコールの例としては、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、テトラメチレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、１，６−ヘキサンジオール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、１，９−ノナンジオール、および２−メチル−１，８−オクタンジオールなどを挙げることができる。多塩基酸の例としては、フタル酸、ダイマー酸、イソフタル酸、テレフタル酸、マレイン酸、フマル酸、アジピン酸、およびセバシン酸などを挙げることができる。
【００１１】
本発明の特に好ましい実施態様においては、プレポリマーは、２〜２．９（好ましくは２．１〜２．７）の平均官能価、６０００ｍＰａｓの最大粘度、および６〜３１．５重量％のイソシアネート含量を有するポリイソシアネート成分として使用される。
【００１２】
少量の樹脂を大きな表面積上に均一に分散させなければならないので、樹脂を水（水はさらに、新たに紡糸した繊維を冷却するのに役立つ）中に希釈するのが好ましい。したがって、ポリイソシアネートを変性して乳化可能にするのが好ましい。ポリイソシアネートの微細で均一な分散が、水中にて機械的手段によってなされるならば、乳化不能なポリイソシアネートも使用することができる。このような乳化可能なポリイソシアネートの例が、ＥＰ１８０６１、ＥＰ５１６３６１、ＧＢ１５２３６０１、ＧＢ１４４４９３３、およびＧＢ２０１８７９６（これら全ての特許を参照により本明細書に含める）の特許公告公報中に記載されている。このような乳化可能なポリイソシアネートは、ハンツマン社からスプラセク（Ｓｕｐｒａｓｅｃ）１０４２、スプラセク２４０５、スプラセク２４０８、およびスプラセク２４１９の商品名で市販されている（スプラセクは、ハンツマンＬＬＣの商標である）。
【００１３】
本発明において使用すべき好ましいポリイソシアネートは、ウレトンイミン変性ＭＤＩやＭＤＩプレポリマー等のＭＤＩ誘導体（特に乳化可能なＭＤＩ）を含めてＭＤＩをベースとしている。これらのポリイソシアネートは一般に、５〜３３．６重量％（好ましくは１０〜３１．５重量％）のＮＣＯ含量、および５０〜５０００ｍＰａｓ（好ましくは１５０〜２０００ｍＰａｓ）の粘度を有する。
【００１４】
市販されているアルカリ金属ケイ酸塩水溶液（一般には「水ガラス」として知られている）が、本発明のバインダー組成物において満足できる結果をもたらすことが見出されている。このようなケイ酸塩はＭ２Ｏ・ＳｉＯ２（式中、Ｍはアルカリ金属の原子である）として表わすことができ、Ｍ２Ｏ：ＳｉＯ２の比が種々異なる。
【００１５】
ケイ酸ナトリウムは極めて満足できる結果をもたらし、他のアルカリ金属ケイ酸塩（例えば、ケイ酸カリウムやケイ酸リチウム）も使用することができるが、これらのアルカリ金属ケイ酸塩は、経済的な理由および性能上の理由からあまり好ましいとは言えない。ケイ酸ナトリウムとケイ酸カリウムの混合物も使用することができ、この場合、Ｎａ２Ｏ／Ｋ２Ｏ比は９９．５：０．５〜２５：７５であるのが好ましい。Ｍ２Ｏ対ＳｉＯ２のモル比は重要なことではなく、通常の範囲内で変動してよく、４〜０．２である。ＳｉＯ２：Ｍ２Ｏの好ましいモル比は１．６〜３．５であり、最も好ましいモル比は２〜３である。好ましいケイ酸ナトリウムを使用する場合、ＳｉＯ２：Ｎａ２Ｏの重量比は、例えば１．６：１から３．３：１まで変わってよい。しかしながら、前記比が２：１〜３．３：１の範囲内であるケイ酸塩を使用するのが好ましいことが見出されている。
【００１６】
アルカリ金属ケイ酸塩は、繊維上に水溶液として噴霧するのが好ましい。したがって水溶液は、固体アルカリ金属ケイ酸塩から調製することもできるし、あるいは市販のアルカリ金属ケイ酸塩水溶液を希釈することによって調製することもできる。後者のアルカリ金属ケイ酸塩水溶液は、約２８〜約５５重量％の固形分を有するか、あるいは３０００ｍＰａｓ未満の粘度を有することが好ましく、これは、一般には、取り扱いを容易にするために求められる。最終的な溶液の濃度は、繊維の充分な湿潤と冷却に対して必要とされる量に応じて調整することができる。この濃度は、一般には固形分５〜１５重量％である。
【００１７】
適切な市販水ガラスの例としては、ＩＮＥＯＳシリケート社から市販のクリスタル（Ｃｒｙｓｔａｌ）００７２、クリスタル００７９、クリスタル０１００、およびクリスタル０１００Ｓ（これらは全てＮａをベースとする）、ならびにＩＮＥＯＳ社から市販のメッツォ（Ｍｅｔｓｏ）４００（Ｋをベースとする）が挙げられる。
【００１８】
アルカリ金属ケイ酸塩とポリイソシアネートの相対的な割合は、バインダーが、経済的に採算が合いつつ適切な性能もたらすように調整しなければならない。一般には、ポリイソシアネートとアルカリ金属ケイ酸塩との重量比は９５：５〜２０：８０であり、最も好ましくは８５：１５〜５０：５０である。ポリイソシアネートと水ガラスとの重量比に関して言えば、８０：２０〜２０：８０に対応し、好ましくは７０：３０〜５０：５０に対応する。後者の比（特に、約２：１の比）が特に有利である、ということが見出された。
【００１９】
ポリオールやアミン等のイソシアネート反応性化学種を本発明のバインダー組成物に加えることができる。これらの化合物は、エマルジョンや溶液の形でアルカリ金属ケイ酸塩と一緒に加えることもできるし、別々に加えることもできるし、あるいは繊維上にバインダーを噴霧する直前に混合することもできる。
【００２０】
反応混合物の活性は、イソシアネート−ケイ酸塩の比を変えることによって、および触媒を使用することによって調整することができる。適切な触媒の例としては、それ自体が公知の物質であって例えば、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、トリアミルアミン、Ｎ−メチルモルホリン、Ｎ，Ｎ−ジメチルシクロヘキシルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルベンジルアミン、２−メチルイミダゾール、ピリミジン、ジメチルアニリン、およびトリエチレンジアミン等の第三アミンがある。イソシアネート反応性水素原子を含有する第三アミン例としては、トリエタノールアミンやＮ，Ｎ−ジメチルエタノールアミンがある。他の適切な触媒は、炭素−ケイ素結合を有するシラアミン、窒素含有塩基（例えば水酸化テトラアルキルアンモニウム）、アルカリ金属水酸化物、アルカリ金属フェノラート、およびアルカリ金属アルコラートである。本発明によれば、有機金属化合物（特に有機スズ化合物）も触媒として使用することができる。触媒は一般に、バインダー配合物の総重量を基準として０．００１〜１０重量％の量にて使用される。
【００２１】
反応混合物の活性を調節するための他の方法は、アルカリ金属ケイ酸塩を硬化させることができる成分を使用することによる方法である。これらの化合物はさらに、二次的触媒または促進剤としても役立つことがある。硬化剤は、有機物質であっても、あるいは無機物質であってもよい。無機硬化剤としては、塩化カルシウム、水酸化カルシウム、重炭酸塩、二酸化炭素、酸化カルシウム、硫酸カルシウム、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、硫酸アルミニウム、リン酸塩、マイクロファインセメント（ｍｉｃｒｏｆｉｎｅ ｃｅｍｅｎｔｓ）、ポルトランドセメント、鉱酸、炭酸カルシウム、ポゾラン、およびアルミン酸塩などがあるが、これらに限定されない。ｐＨを変化させ、二価もしくは多価の金属カチオンの供給源となる成分も、硬化剤として機能する。有機硬化剤とケイ酸塩とが反応し、ｐＨの変化によってシリカゲルが形成される。有機硬化剤としては、酢酸エチル、二塩基性エステル、モノアセチン、ジアセチン、トリアセチン、有機リン酸塩、およびアルキレンカーボネートなどがあるが、これらに限定されない。
【００２２】
標準的な結合用添加剤を加えることでバインダーの性能が向上する。このような添加剤の例としては、ガラスに対する接着性を向上させるためのシラン、熱劣化や紫外線劣化を防止するための安定剤、および表面活性化合物などがある。フィラー（例えばクレイ、ケイ酸塩、硫酸マグネシウム）および顔料（例えば酸化チタン）も加えることができ、さらにシラン、フッ素化合物、オイル、無機質、およびシリコーン油（反応性であっても、非反応性であっても）等の疎水性付与剤（ｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｓｉｎｇ ａｇｅｎｔｓ）も加えることができる。繊維に対するバインダーの接着性を向上させるのにシランを使用する必要はないけれども、ポリイソシアネートとアルカリ金属ケイ酸塩溶液との混和性を向上させるためにシランを添加剤として使用するが有利である、ということが見出された。アミノ含有シランを使用するのが好ましく、アルカリ金属ケイ酸塩に対して溶解性であるアミノシランを使用するのが最も好ましい。
【００２３】
本発明のバインダー組成物はさらに、他のバインダー組成物（例えば、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、澱粉、変性澱粉、多糖類、フルフラール、アクリル樹脂、ポリビニルアルコール、セルロース、およびカルボキシメチルセルロース）と組み合わせて施すことができる。
【００２４】
本発明のバインダー組成物は、ガラスメルト（ｇｌａｓｓ−ｍｅｌｔ）やストーンメルト（ｓｔｏｎｅ−ｍｅｌｔ）を紡糸した直後に、繊維上に噴霧するのが好ましい。繊維上にバインダーを分散させる代表的な方法は、紡糸繊維の束を取り囲むように配置された噴霧ノズルを使用して、１つ以上のリングを通すという方法である。バインダーシステムの２つの成分は、混ざり合うと反応するので、ゲル化反応や沈殿反応（ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｎｇ ｒｅａｃｔｉｏｎ）を防止するために、２つの成分は、噴霧ノズルにて混合する、あるいは噴霧ノズルの直前にて混合しなければならない。ポリイソシアネートの水中エマルジョンは、２つの成分を混合する直前に調製することができる。他のイソシアネート非反応性添加剤は、この段階にてこのエマルジョン中に混合することができる。ポリイソシアネートエマルジョンの濃度と、アルカリ金属ケイ酸塩溶液の濃度は、噴霧ノズルの直前にて２つの成分を混合したときに、効率的なミキシングが得られるように選定することができる。追加する水の使用量は、水の蒸発によって繊維が所望の温度に冷却されるように調節することができる。
【００２５】
ポリイソシアネートと水ガラスとの混合物から得られるエマルジョンは粘度が高いので、バインダー組成物の２つの成分（ポリイソシアネートとアルカリ金属ケイ酸塩水溶液）を別々に繊維上に施す（好ましくは別個の噴霧ノズルを使用して）のが好ましい。好ましい順序は、アルカリ金属ケイ酸塩水溶液が先で、次いでポリイソシアネートであり、これによってより高い強度を有する鉱滓綿物品が得られる。噴霧したときに、繊維上へのポリイソシアネートの分散を最適化するために、ポリイソシアネートを水中に乳化するのが好ましい。他のイソシアネート非反応性添加剤をこのエマルジョン中に混合することができる。さらに、追加する水の少量は、水の蒸発によって繊維が所望の温度に冷却されるように調節することができる。
【００２６】
鉱滓綿の製造において一般的に使用される他の添加剤（例えば、ダスティング抑制剤、着色剤、着臭剤、およびフィラー等）を、希釈されたバインダー流れの１つ以上に、別々に加えることもできるし、あるいは混合することによって加えることもできる。
【００２７】
しかしながら、断熱材の製造の引き続いた工程において、バインダーエマルジョンを鉱滓綿に施す（例えば、コンベヤー上の一次ウェブ上に、あるいはより後の段階での一次ウェブ上に噴霧することによって）ことも可能である。さらに、このような別々の段階およびより後の段階において追加のバインダーを施すことも可能であり、これにより改良された耐久性および／または強度を有する材料が得られる。さらに可能なことは、乾燥した低温の繊維上にバインダーを分散させること（例えば、噴霧によって）である。
【００２８】
バインダーを硬化させるべくマットを通して熱風が吹き込まれる硬化工程時に、鉱滓綿繊維内にて従来技術のバインダーが追い出されることがあり、この結果、バインダーの分配が不均一となり、鉱物繊維ブロックの上部よりも、その下部（すなわち、熱風が物品中に吹き込まれるブロックの側部）のほうが、バインダーが特異的に少なくなる。さらに、硬化工程時において、従来技術の樹脂が多量に失われることがあり、このため望ましくない程度に高い放出と相当量のバインダー損失を引き起こす。しかしながら、本発明のバインダーは自己硬化性であって、高いオーブン温度を必要としない。本発明の１つの実施態様によれば、鉱滓綿スラブを、追加の加熱を必要とせずに、要求される厚さと形状にプレスする。本発明によるさらなる利点は、スラブ中の繊維の分散がより均一であるだけでなく、バインダーの分散もより均一である。さらに、鉱滓綿スラブをオーブンに通して、残留している水を蒸発除去し、バインダーの硬化を促進させるのが有利である。
【００２９】
繊維組成物用の原材料は、従来の方法で（例えば、ガス加熱炉中にて、あるいは電気炉中にて、あるいは高炉もしくは溶銑炉中にて）溶融体に転化させるこができる。この溶融体を、従来の方法で［例えば、スピニングカップ法（ｓｐｉｎｎｉｎｇ ｃｕｐ ｐｒｏｃｅｓｓ）によって、あるいはカスケードローター法（ｃａｓｃａｄｅ ｒｏｔｏｒ ｐｒｏｃｅｓｓ）によって］繊維に転化させることができる。人造ガラス質繊維（ＭＭＶＦ）は、石材、スラグ、もしくはガラスなどのガラス質溶融体、または他の溶融体から製造される。この溶融体は、所望の分析組成を有する鉱物組成物を炉中にて溶融することによって作製される。この組成物は、一般には、所望の分析組成が得られるように岩石もしくは鉱物をブレンドすることによって作製される。
【００３０】
繊維は、任意の適切な繊維径と繊維長を有してよい。一般には、平均繊維径は１０μｍ未満（例えば５μｍ）である。鉱滓綿物品は通常、１〜２０重量％（好ましくは１〜１５重量％、最も好ましくは２〜１０重量％）の乾燥バインダーを含有する。バインダーは通常、溶融体の繊維化の直後に繊維に加えられる。一般には、鉱滓綿物品は、スラブ、シート、または他の造形品の形態をとっている。
【００３１】
本発明の物品は、従来の目的のＭＭＶ繊維（例えば、断熱材、耐火・防火材、または防音・騒音抑制材として、ならびに園芸用の成長培地として役立つスラブ、シート、パイプ、または他の造形品）のいずれに対しても配合することができる。
【００３２】
本発明のバインダーは、繊維の表面、または鉱滓綿物品の表面の１つ以上を被覆するのに使用することができる。
以下に実施例を挙げて本発明の種々の態様を説明するが、本発明がこれらの実施例によって限定されることはない。
【実施例】
【００３３】
（実施例１）
６３．６ｇの水、１ｇのケイ酸ナトリウム溶液（モル比２．５、固形分４２．１％）（クリスタル０１００Ｓとして市販）、および１ｇのスプラセク（ＳＵＰＲＡＳＥＣ）２４０８（約１５重量％のＮＣＯ値を有するＭＤＩから誘導されるプレポリマー）からなるエマルジョンを２０ｇのガラス繊維に含浸した。湿潤した繊維をアルミニウム製モールド中に配置し、これを２２０℃のオーブン中に２０分置いた。次いで繊維をモールドから取り出し、オーブン中にてさらに１５分乾燥した。圧縮後に繊維マットが得られた。回復試験は、２つのアルミニウムプレート間の５ｃｍ厚さのサンプルを、相対湿度８０％にて５０℃で１６時間にわたって２．５ｃｍの厚さに圧縮することによって行った。３０分の回復後に厚さを測定した。サンプルは、その初期厚さのわずか１．３％だけを失った。
【００３４】
（実施例２）
水ガラスに対するポリイソシアネート組成物の付加順序に関して驚くべき利点が見出された。水ガラスを別個の成分として、先ずガラスビーズに加えてから、乳化ポリイソシアネートを加えると、より優れた強度が得られる、ということが見出された。このことが、下記の表において示されている。
【００３５】
鉱滓綿物品に対するバインダー強度を評価するための一般的な試験を行った。０．１〜０．２ｍｍの直径を有するガラスビーズと３％樹脂とを混合した。バインダーを、樹脂の３０％溶液として加えた。実際には、約５８２ｇのガラスビーズと約６０ｇのバインダー溶液とを混合した。これらは、ビーズへの液体の良好な拡散が達成されるまで、キッチンブレンダーを使用して約１分間混合した。次いで湿潤ビーズを直方体形のモールド中に、スパチュラを使用して充填した。サンプルを２００℃で７分キュアーした。冷却した後、サンプルを破断するための強度を、３点曲げ試験によって測定した。ＤＩＮ ＥＮ６３基準を使用した。最後に、湿潤老化（通常は、５０℃および８０％相対湿度にて１６時間）後の強度も試験することができる。
【００３６】
【表１】
【００３７】
（実施例３）
接着性促進剤であるアミノシランの付加順序に関して驚くべき利点が見出された。ＭＤＩを乳化する前に水中にシラン加えると、より良好な強度が、そして特に湿潤老化後のより良好な強度保持が得られる、ということが見出された。このことが下記の表に示されている。
【００３８】
【表２】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機ポリイソシアネートとアルカリ金属ケイ酸塩を含む、鉱物繊維を結合するためのバインダー。
【請求項２】
アルカリ金属ケイ酸塩が、好ましくは１．６：１〜３．５：１のＳｉＯ２：Ｎａ２Ｏモル比を有するケイ酸ナトリウムである、請求項１に記載のバインダー。
【請求項３】
アルカリ金属ケイ酸塩が水溶液の形態で使用される、請求項１または２に記載のバインダー。
【請求項４】
水溶液の固形分が５〜１５重量％である、請求項３に記載のバインダー。
【請求項５】
ポリイソシアネートが水溶液の形態で使用される、請求項１〜４のいずれか一項に記載のバインダー。
【請求項６】
ポリイソシアネートが液状芳香族ポリイソシアネートである、請求項１〜５のいずれか一項に記載のバインダー。
【請求項７】
ポリイソシアネートがジフェニルメタンジイソシアネートもしくはその誘導体である、請求項６に記載のバインダー。
【請求項８】
ポリイソシアネートが、２〜２．９の、好ましくは２．１〜２．７の平均官能価、６０００ｍＰａｓの最大粘度、および６〜３１．５重量％のイソシアネート含量を有するプレポリマーである、請求項１〜７のいずれか一項に記載のバインダー。
【請求項９】
ポリイソシアネートが乳化可能である、請求項１〜８のいずれか一項に記載のバインダー。
【請求項１０】
ポリイソシアネートとアルカリ金属ケイ酸塩との重量比が９５：５〜２０：８０、好ましくは８５：１５〜５０：５０である、請求項１〜９のいずれか一項に記載のバインダー。
【請求項１１】
シラン、好ましくはアミノ含有シランをさらに含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のバインダー。
【請求項１２】
アルカリ金属ケイ酸塩と有機ポリイソシアネートを含む請求項１〜１１のいずれか一項に記載のバインダーを製造するための反応混合物。
【請求項１３】
ポリイソシアネートの水性エマルジョンを作製する工程と、
それに対するアルカリ金属ケイ酸塩の水溶液を作製する工程と、
を含む、請求項１２に記載の反応混合物の製造方法。
【請求項１４】
最初にシランの水溶液を作製し、引き続きこの水溶液にポリイソシアネートを加える、請求項１３に記載の製造方法。
【請求項１５】
鉱物繊維を結合するための、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のバインダーの使用。
【請求項１６】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載のバインダーを鉱物繊維に施す工程と、
前記バインダーを硬化させる工程と、
を含む、結合した鉱物繊維物品を供給する方法。
【請求項１７】
ポリイソシアネートとアルカリ金属ケイ酸塩を別々に鉱物繊維に施す、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
最初にアルカリ金属ケイ酸塩を施し、次いでポリイソシアネートを施す、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
バインダーを硬化させるのに追加の加熱を行わない、請求項１６〜１８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
請求項１６〜１９のいずれか一項に記載の方法によって得られる鉱物繊維物品。
【請求項１】
有機ポリイソシアネートとアルカリ金属ケイ酸塩を含む、鉱物繊維を結合するためのバインダー。
【請求項２】
アルカリ金属ケイ酸塩が、好ましくは１．６：１〜３．５：１のＳｉＯ２：Ｎａ２Ｏモル比を有するケイ酸ナトリウムである、請求項１に記載のバインダー。
【請求項３】
アルカリ金属ケイ酸塩が水溶液の形態で使用される、請求項１または２に記載のバインダー。
【請求項４】
水溶液の固形分が５〜１５重量％である、請求項３に記載のバインダー。
【請求項５】
ポリイソシアネートが水溶液の形態で使用される、請求項１〜４のいずれか一項に記載のバインダー。
【請求項６】
ポリイソシアネートが液状芳香族ポリイソシアネートである、請求項１〜５のいずれか一項に記載のバインダー。
【請求項７】
ポリイソシアネートがジフェニルメタンジイソシアネートもしくはその誘導体である、請求項６に記載のバインダー。
【請求項８】
ポリイソシアネートが、２〜２．９の、好ましくは２．１〜２．７の平均官能価、６０００ｍＰａｓの最大粘度、および６〜３１．５重量％のイソシアネート含量を有するプレポリマーである、請求項１〜７のいずれか一項に記載のバインダー。
【請求項９】
ポリイソシアネートが乳化可能である、請求項１〜８のいずれか一項に記載のバインダー。
【請求項１０】
ポリイソシアネートとアルカリ金属ケイ酸塩との重量比が９５：５〜２０：８０、好ましくは８５：１５〜５０：５０である、請求項１〜９のいずれか一項に記載のバインダー。
【請求項１１】
シラン、好ましくはアミノ含有シランをさらに含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のバインダー。
【請求項１２】
アルカリ金属ケイ酸塩と有機ポリイソシアネートを含む請求項１〜１１のいずれか一項に記載のバインダーを製造するための反応混合物。
【請求項１３】
ポリイソシアネートの水性エマルジョンを作製する工程と、
それに対するアルカリ金属ケイ酸塩の水溶液を作製する工程と、
を含む、請求項１２に記載の反応混合物の製造方法。
【請求項１４】
最初にシランの水溶液を作製し、引き続きこの水溶液にポリイソシアネートを加える、請求項１３に記載の製造方法。
【請求項１５】
鉱物繊維を結合するための、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のバインダーの使用。
【請求項１６】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載のバインダーを鉱物繊維に施す工程と、
前記バインダーを硬化させる工程と、
を含む、結合した鉱物繊維物品を供給する方法。
【請求項１７】
ポリイソシアネートとアルカリ金属ケイ酸塩を別々に鉱物繊維に施す、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
最初にアルカリ金属ケイ酸塩を施し、次いでポリイソシアネートを施す、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
バインダーを硬化させるのに追加の加熱を行わない、請求項１６〜１８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
請求項１６〜１９のいずれか一項に記載の方法によって得られる鉱物繊維物品。
【公表番号】特表２００９−５１３４６７（Ｐ２００９−５１３４６７Ａ）
【公表日】平成２１年４月２日（２００９．４．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５３７０２９（Ｐ２００８−５３７０２９）
【出願日】平成１８年９月２５日（２００６．９．２５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００６／０６６６８８
【国際公開番号】ＷＯ２００７／０４８６６７
【国際公開日】平成１９年５月３日（２００７．５．３）
【出願人】（５０００３０１５０）ハンツマン・インターナショナル・エルエルシー (56)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２１年４月２日（２００９．４．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年９月２５日（２００６．９．２５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００６／０６６６８８
【国際公開番号】ＷＯ２００７／０４８６６７
【国際公開日】平成１９年５月３日（２００７．５．３）
【出願人】（５０００３０１５０）ハンツマン・インターナショナル・エルエルシー (56)
【Ｆターム（参考）】
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