JPS61194261A - フエノール樹脂結合されたガラス‐および鉱物繊維製品の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、フェノール樹脂結合逼れ＆ガラス−および鉱
物傾維製品を、その場合結合剤として、水飲化カルシウ
ムを触媒として使用し縮合てれた水性フェノールホルム
アルデヒド樹脂を使用し製造する方法に関する。

従来の技術 岐も、４蓋な防音および断熱材料には、七の雰囲気およ
び化学的作用に対する抵抗性を増大させるためフェノー
ル樹脂で結合ちれた無機鉱物順維より成るル−トおよび
マットが挙げられる。とりわけ原料として適当なのが、
輝緑岩、玄武岩、種々のクリンカ材料およびプラスでる
る。これら原料が浴融されかつ鑵維に加工姑れ、これＮ
その形成され７’Ｃ−４Ｊｊｌ所で７エノール樹脂水溶
液が噴幡されかつ引続き集積室の底部でコンベアベルト
に吸引漬れる。得られたフェルトが圧縮されかつコンベ
アベルトとともに炊化室を経て搬送される。そこでフェ
ノール！Ｍ脂が、下方からマットを経て流動する２００
〜２５０℃の熱風により数分以内に硬化される。

鉱物繊維の結合剤として、フェノ−に樹脂水溶液が使用
される。この溶液に、加工前に、樹脂靜液中に含有てれ
た遊離のホルムアルデヒドをヘキサメチレンテトラミン
の形成下Ｋ　ａ　＆　ｆるため、過剰量の濃アンモニア
溶液が混合され、かつ引続き水で乾燥Ｗ脂含分１−２５
チに希釈される。

数年来、縮合ｌ＠費用を低減させるため、フェノール樹
脂を尿素で変性することが常用されている。嘔らに尿素
は、アンモニアの１うに、遊離のホルムアルデヒドを結
合する特社を有する。

水性７エノール樹脂の尿素による変性は、すてに＊＊の
製造とともに、または加工直曲に実施もれる。

一般に１鉱物砿維にゐこちれる樹脂型は、鉱物砿維のｍ
ｉｉに対し乾燥樹脂３〜８％である。

鉱物ａＩｌｌＩ造用の２工ノール凋脂結合剤は、フェノ
ールおよびホルムアｋＰヒト水溶液から、水浴性のアル
カリ性触媒を一合反応の途中で添加し製造ちれる。この
樹脂はわずかに一合され、もっばら１−および２積式の
フェノールアルコール（メチロールフェノール）より成
る。

はじめＫｍ合反応用の触媒として、アルカリ金属水酸化
物の水溶液、とりわけ苛性ソーダ溶液が使用され九。し
かしながら、との植の樹脂を使用して得られた鉱物綿は
、その結合強度が水分の作用もれた際に着るしく低減し
かつ従って寿命が夾際の必ｌ！条件に相応しない。この
樹脂のアルカリ分を縮合の終了後に、例えば希硫酸を使
用し中和晒せても、これから製造ちれた鉱物＃１ＩＩＡ
品の耐水性の大きい改善が得られなかった。この不十分
な耐水性は、フェノール樹脂が硬化状態でも、例えば峻
化ナトリウム、炭酸ナトリウムおよび硫酸ナトリウムよ
り成る水浴性の灰分な含有するという事実により惹起さ
れた。

この理由から、フェノール樹脂禰合用の触媒として、と
りわけ水酸化カルシウムが使用される。このものは水酸
化アルカリ金属と比べ、縮合の終了後に布硫戚、二は化
炭素、硫酸アンモニウム、炭酸アンモニウムを添加する
ことにより沈殿されかつ非水溶性塩（例えば、炭酸カル
シウム、ｆＩ４ｖＩＬカルシウムおよび硫酸カルシウム
）の形で水浴液から分Ｉｌｌされることができるという
利点を有する。この操作方法’ｔ’（ｔ’用し、はぼ大
分不貧である１１脂が得られる。これを使用し製造され
た鉱物繊維製品は、とくに４ＩＩＩｗＩＩに嘔らにわず
かな量のアミノシラン接着助剤（例えば乾燥樹脂に対し
０．０５％）が添加され九場合抜群に耐水性である。

しかしながら、Ｍｉｍｉｃ！方法の大きい欠点は、不溶
性の沈殿が生じ、これが費用のかかる方法で除去されな
け九ばならな−という事実である、それというのも葛も
なければ樹脂を７ＪＯ工する際にノズルの閉基を予期し
なければならない。樹脂の濾別は、ｗ脂の大きめ損失を
伴なう。１らに、フェノール樹脂を含有するフィルタケ
ーキの廃却が高価であり、かつ昨今の困ｒ−なｍ椀間趙
をも表わす。

発明が解決しようとする問題点 従って、本発明の昧題は、フェノール樹脂績合姑れ九ガ
ラス−および鉱物蝋維製品を輔造するに尚９、製品の耐
水性か少くとも同じで有害な沈′Ｍｔｔ生じない方法を
得ることである。

問題点を解決するための手段 との諌題の解決は、フェノール樹ＷＩ債合ちれたガラス
−および鉱物ｄ１．維製品を、その場合結会則として、
水酸化カルシウムな触媒として使用し一合された水性フ
ェノールホルムアルデヒＰ樹脂を使用し製造するに当り
、そのカルシウムイオンがその後に加工される前に、−
画が７．５〜１１の範囲内に維持葛れる量の塩基、およ
びカルシウムイオンを紹合す□るための化学蓋−的所要
量に対し８０−２００−の址の硫酸イオンを添加するこ
とにより、蟻低３時間は全く沈殿せずに安定なままであ
る水浴性の錯化合物へ変換てれ、かつこの樹脂が、この
状態でまたは水で希釈された後に前記期間以内に無ａ砿
維霧 材料へ噴彎ま九は置漬することにより捲こされ　　　　
′かり熱により便化される方法により解決される。

本発ｆＪＡによる方法は、水酸化カルシウムを触媒とし
て使用し一合された水性フェノール値脂から出発する。

湊当り、この出発生成物に、−ｌｌｌ１ｉ７．５Ｓ１１
、有利に８〜１０．５か得られる量基 の塩＼が添加される。引続いて、触媒のカルシウムイオ
ンに対し０．８〜２．０倍の化学を論比の硫酸イオンが
生じるような量の硫酸イオンが徐徐に添加括れる。

このことは、硫ばを使用するか、または有利に減酸アン
モニウムを添加することによっても行なわれることがで
在る。もらに塩基を同時に箔線することによりｌ＃惠す
べきなのｄ、ｐＨ軛囲を前ｉｄ範囲内に残存名せること
である。この場合、意外にも懺ばカルシウムの沈殿が生
ぜず、佃脂靜液か十分に筐明なままでありかつ組成に応
じ数時間〜破口にわたり変動せず、従ってこの期間以内
に、場合により予じめ水で希釈しかつアミノシランを接
肩改良創として敲加した後に加工されることができる。

実際に、硫酸カルシウムの沈殿の阻止は、カルシウムイ
オンと単環−および多４式フェノ−ができる。妹にこの
ことは、樹脂縛液を蒸発禰縮しかつこの樹脂を都模の形
に硬化させた場合に明白である。析出せる減酸カルシウ
ムによる混濁ぞ全く有しない畦透明な炎貢色フィルムが
得られる。従って、無機触媒成分が、結合剤分子の成分
とな９かつ相応に掘脂収菫を増大δせる。

フェノール樹脂を尿素で変性することにより、それによ
り製造されたガラス−および駆物稙維裂晶の耐水性が損
なわれるのではあるが；しかじ大ていの用途で、使用ぼ
れたフェノール１０ＯＸ量部に対し尿累童が１００Ｎ量
部を上蝙らない場合は不断に実際の条件に相応する。本
発明の方法における塩基として、アンモニアお工び全で
の塩基性Ｍ礪化曾物が使用δれることができる。こｊら
有機塩基の例は、メチル−、エチル−、プロピル−イソ
ゾロピル−、ブチル−、ジメチル−、トリメチル−、ジ
エチル−、トリエチル−、エタノール−、ジェタノール
−またはトリエタノールアミンである。

水酸化アルカリ金属の便用は、原則として可能ではめる
が、しかしこれにより愼維製品の耐水性が低減謳れる場
合は推奨されない。有利な塩基は、ガスまたは水浴液の
形のアンモニアである。

アンモニアを樹脂水浴液に添加することにより、樹脂の
遊離ホルムアルデヒドの残存含分がへキサメチレンテト
ラミンの形成下に結合重れるだゆでなく、これにより一
般に樹脂混合物の水希釈性および貯蔵性が改善ちれる。

この点で最も有利なのは、樹脂浴液を一範囲８．５〜１
０．５にＸ″ｍすることである。

水性のフェノール−レゾールは、フェノールおよびホル
ムアルデヒドを１：１．３〜１：４０モル比で、フェノ
ール使用量に対し計算し水酸化カルシウム０゜５〜１０
％の使用下に１００℃カルシウムを水−およびｍ脂溶性
の金属有機錯化合物へ変換するため、硫酸アンモニウム
が有利である。しかしまた変換に所要の硫酸イオンは、
他の方法で、従って例えば健酸水累アンモニウムまたは
希４ｊ＆酸をアンモニアで希釈された樹脂浴液に添加す
ることにエリ装入されることができる。いずれにせよ近
似的に、結合剤溶液れなければならない。化学量論的量
との差が１００％を上廻るかまたは２０％を下廻っては
ならない。化学量論的蓋と著るしく異なる場合、結合剤
浴欣を使用し製造ちれたガラス−および鉱物綿製品の耐
水性が損なわれることがある。

耐水性を実験室で試験するのに適当なのが、例えば以下
の促進試験である二石英砂１００東量部に４０％樹脂浴
液（乾燥樹脂言分をＤ工Ｎ１６９１６−０２−Ｈｌによ
り測定）１０重量部を十分に混合し、棒状（寸法例えば
１７０×２２Ｘ２２Ｗ％離型剤を施こす）に圧縮しかつ
２時間オープン中で１８０’Ｏで硬化させる。冷却（Ｉ
ｆｆｌ中）した後、この方法で製造した５つの試験片で
曲げ強さを乾燥状態で試験する。他の５つの試験片に、
例えば以下のような交番煮沸試験を施こす： 試験片を１００℃の水中に４時間貯蔵し、試験片Ｙ６０
”Ｏの乾燥空気中（炉中）に１６時間貯蔵し、 試験片を１００℃の水中に４時間計歳し、試験片を１５
〜２０゛Ｃの流水中で２時間冷却する。

引続き、曲げ強ちを湿った状態で試験する。

第１表にまとめた。ｄ米は、水酸化カルシウムで縮合１
れた樹脂のうち、触媒が加工前に本発明による方法で変
換されるか（例１および２）または不浴性の炭酸塩ない
しは硫酸塩として分離された（比較例１および２）もの
だけが十分な耐水性を生じることを示す。これに対しこ
の変換が行なわれないか（比較例６）または餉脂が水酸
化アルカリ金属で縮合された（比較例４）場合、耐水性
が著るしく低減する。第１表に記載せる例のうち、本発
明による例は、１方で濾別すべき沈殿が生ぜず、他方で
それにもかがわらず硬化せる樹脂が十分な耐水性を有す
る唯一のものである。

実施例 以下に、本発明を実施例につき詳説する。

例　　１ フェノール１００ｊｌに、４５％ホルマリン水溶液２１
２．８　ＪｉＦおよび水酸化カルシウム５Ｉを混合し、
かつ、２０℃に冷却されたサンダルが蒸溜水で１＝５の
割合に希釈した際になお澄明なままであるが、但し１：
１０の割合で混濁するまで６０℃に維持する。引続き、
このバッチを１０〜２０℃の温度に冷却しかつその後に
、樹脂溶液が一画９．８を有するまで２５チアンモニア
鹸液を添加する。

耐水性促進試験用の試験片を製造するため、ａｆｆｉｆ
ｆミノシ：ｙン１１０００　０．０３５Ｎ並びに硫酸ア
ンモニウム２５％水ｆ＃ｅ　３５．７　、？　ヲ添加し
、かつこの溶液を水で乾燥樹脂言分４０チに希釈する。

例　　２ フェノール１００＃１Ｃ１４５％ホルマリン水ＩＪ＆２
１２．８Ｉｉおよび水酸化カルシウム５Ｉｉを混合し、
かつ、２０℃に冷却されたサンプルが譲溜水で１：５の
割合に希釈された場合はなお透明なｉまであるが、但し
１：１０の割合で混濁するまで６０′Ｃ１１Ｃ維持する
。

尿素（固体）５０ｇを添加しｆｃ後に、このバッチを１
時間４０℃に維持しかつその後に１０〜２０゛Ｃの一度
に冷却する。引ｄき、２５％アンモニア溶液を、倒脂俗
液が一価９．８を有するまで添加する。

耐水性の促進試験用の試験片を製造するため、ｍｔの溶
液に、シランＡ１１００　０．０５０ｊｌ並びに硫酸ア
ンモニウム２５％水ｍ液３６．７　ｇを添加し、かつこ
の浴液を水で乾燥樹脂含分４０％Ｋａ釈する。

比較例１ フェノール１００Ｉに、４５％ホルマリン水溶液２１２
．８　Ｉｉおよび水酸化カルシウム５Ｉを混合し、かつ
、２０℃に冷却されたサンダルが蒸イ留水で１＝５の割
合に希釈された際になお澄明なままであるが、但し１：
１０の割合で混濁するまで６０　’Ｏに維持する。

尿素（固体）５０Ｉｌを添加した後、このパッチを１時
間４０”ＯＫ維持しかつその後に１０〜２０℃の温度に
冷却する。引続きこの樹脂溶液に、はじめに２５％アン
モニア溶液な一価９．８になるまで、次いで炭醒水菓ア
ンモニウムの２０％水溶液２６．７１９を混合する。こ
の場合形成された嵩高の炭酸カルシウム沈殿を濾去する
。

沈殿と分離した樹脂溶液を水で乾燥樹脂せ分４０％に希
釈する。

試験片を製造する前に、シランＡ１１０００．０５０　
、＠　（浴液の痣重菫に対する）を冷加する。

比較例２ フェノール１００ｇに、４５％ホルマリン水溶液２１２
．８．９および水酸化カルシウム５Ｉを混合し、かつ、
２０”Ｏに冷却３れたサンダルが＃ｃ溜水で１：１０の
割合に希釈された際になお獣明なままであるが、但し１
：２０の割合で混濁するまで６０’ＯＫ碓侍する。

尿素（固体）５０ｙを冷加した後、このパッチを１時間
４０゛Ｃに維持しかつその後に１０〜２０′Ｇの温度に
冷却する。引続き６７％硫酸を、樹脂ｍｇが一一へ〇を
有するまで添加する。この場合形成された嵩高の硫酸カ
ルシウム沈殿をｖＭ去する。

沈殿と分離した樹脂ｆ６液ン、拭、験片を製造するため
２５％アンモニア溶液でｐｔ（１曲９．８に調節し、水
で乾燥樹脂ざ分４０チに希釈しかつ引続きシランＡ１１
００　０，０５０Ｊｌ（纏液の総量に対する）を混合す
る。

比較例６ ７ｘノール１００１１に、４５％ホルマリン水浴液２１
２．８　Ｎおよび水酸化カルシウム５ＪｉＦを混合し、
かつ、２０’Ｏに冷却されたサンダルが蒸舗水で１＝５
の割合に希釈された際になお澄明なままであるが、但し
１：１０の割合で混濁するまで６０℃に維持する。

尿素（固体）５０ＪＦを添加した後、このバッチを１時
間４０℃に維持しかつ七の後に１０〜２０゛０の温度に
冷却する。引続！！２５％アンモニア溶液を、樹脂溶液
がｐｉｆ価９．８を有するまで添加し、かつこの樹脂溶
液を水で乾燥樹脂含分４Ｃ１になるまで希釈する。試験
片／！ｌ−製造するため、この浴液に最後にシランム１
１０００゜（Ｊ５ＯＮ（溶液のｇ量に対する）を添加す
る。

この例の場合、硫酸アンモニウムの添加もまた触媒の沈
殿も行なわれない。従って、硬化せる樹脂結合剤は、水
溶性でありかつアルカリ性に反応する大分を含有する。

比較例４ フェノール１００１に、４５チホルマリン水浴液２１２
．８　ｆ９および５０％苛性ソーダ爵液６Ｉｆ：混合し
、かつ、２０℃に冷却ちれたサンゾルが蒸？’４水で１
＝１０の割合に希釈された際になお澄明なままであるが
、但し１：２０の割合で混濁するまで６０℃に維持する
。

４０℃に冷却した後、このバッチを、６５チｐ−）リオ
ールスルホン販を使用レー１曲７．０になるまで中和し
、尿素（固体）５０９を添加し、バッチを１時間４０℃
に維持しかりＩ＆後に１０〜２０℃に冷却する。

ｆＳ験片を製造するため、樹脂溶液の一価を、２５％ア
ンモニア溶液を添加することにより９．８に、ｉｌ［ｔ
、、この溶液を水で乾燥樹脂含分４０−になるまで希釈
しかつシランＡ１１０００．０５０Ｉｉ（＃液の４量に
対する）を添加する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、フェノール樹脂結合されたガラス−および鉱物繊維
   製品を、その場合結合剤として、水酸化カルシウムを触
   媒として使用し縮合された水性フェノールホルムアルデ
   ヒド樹脂を使用し製造するに当り、そのカルシウムイオ
   ンがその後に加工される前に、ｐＨ価が７．５〜１１の
   範囲内に維持される量の塩基、およびカルシウムイオン
   を結合するための化学量論的所要量に対し８０〜２００
   ％の量の硫酸イオンを添加することにより、最低３時間
   は全く沈殿せずに安定なままである水溶性の錯化合物へ
   変換され、かつこの樹脂が、この状態でまたは水で希釈
   された後に前記期間以内に無機繊維材料へ噴霧または浸
   漬することにより施こされかつ熱により硬化されること
   を特徴とするフェノール樹脂結合されたガラス−および
   鉱物繊維製品の製造法。 ２、水性フェノールホルムアルデヒド樹脂のフェノール
   対ホルムアルデヒドのモル比が１：１．３〜１：４．０
   であることを特徴とする、特許請求の範囲第１項記載の
   フェノール樹脂結合されたガラス−および鉱物繊維製品
   の製造法。 ３、水浴性フェノールホルムアルデヒド樹脂の縮合触媒
   として、フェノール使用量に対し計算し水酸化カルシウ
   ム０．５〜１０．０パーセントが使用されることを特徴
   とする、特許請求の範囲第１項または第２項のいずれか
   に記載のフェノール樹脂結合されたガラス−および鉱物
   繊維製品の製造法。 ４、水酸化カルシウムで縮合された水性のフェノールホ
   ルムアルデヒド樹脂が、使用されたフェノール１００重
   量部に対し１００重量部にまでの量の尿素を添加するこ
   とにより変性されることを特徴とする、特許請求の範囲
   第１項から第３項までのいずれか１項に記載のフェノー
   ル樹脂結合されたガラス−および鉱物繊維製品の製造法
   。 ５、フェノール樹脂結合剤混合物に、得られるｐＨ範囲
   が８．５〜１０．５である量の塩基が添加されることを
   特徴とする、特許請求の範囲第１項から第４項までのい
   ずれか１項に記載のフェノール樹脂結合されたガラス−
   および鉱物繊維製品の製造法。 ６、塩基としてアンモニアが使用されることを特徴とす
   る、特許請求の範囲第１項から第５項までのいずれか１
   項に記載のフェノール樹脂結合されたガラス−および鉱
   物繊維製品の製造法。 ７、硫酸イオンが硫酸アンモニウムの形で結合剤混合物
   中に装入されることを特徴とする、特許請求の範囲第１
   項から第５項までのいずれか１項に記載のフェノール樹
   脂結合されたガラス−および鉱物繊維製品の製造法。 ８、硫酸イオンが、結合剤混合物中に存在するカルシウ
   ムイオンを結合するため化学量論的に必要な硫酸塩量の
   ８０〜１２０パーセントの量で添加されることを特徴と
   する、特許請求の範囲第１項から第６項までのいずれか
   １項に記載のフェノール樹脂結合されたガラス−および
   鉱物繊維製品の製造法。 ９、安定な結合剤混合物が、直接にまたは水で相応に後
   希釈された後、高圧ポンプを使用し噴霧ノズルを経て、
   連続的に作動するガラス−および鉱物繊維製造装置の吹
   込み−ないしは集積室中の繊維へ、それらが繊維フリー
   スに集積および圧縮される前に施こされることを特徴と
   する、特許請求の範囲第１項から第７項までのいずれか
   １項に記載のフェノール樹脂結合されたガラス−および
   鉱物繊維製品の製造法。 １０、結合剤が、乾燥物質として計算し１〜１０パーセ
   ント、有利に３〜８パーセントの量でガラス−および鉱
   物繊維に施こされることを特徴とする、特許請求の範囲
   第１項から第８項までのいずれか１項に記載のフェノー
   ル樹脂結合されたガラス−および鉱物繊維製品の製造法
   。