RU2778640C9 - Products of mineral wool - Google Patents
Products of mineral wool Download PDFInfo
- Publication number
- RU2778640C9 RU2778640C9 RU2018144069A RU2018144069A RU2778640C9 RU 2778640 C9 RU2778640 C9 RU 2778640C9 RU 2018144069 A RU2018144069 A RU 2018144069A RU 2018144069 A RU2018144069 A RU 2018144069A RU 2778640 C9 RU2778640 C9 RU 2778640C9
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- binder
- mineral wool
- mineral
- protein
- oxidase
- Prior art date
Links
- 239000011490 mineral wool Substances 0.000 title claims abstract description 71
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 259
- 239000002557 mineral fiber Substances 0.000 claims abstract description 56
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 claims abstract description 37
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 claims abstract description 37
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 claims abstract description 37
- 108010010803 Gelatin Proteins 0.000 claims abstract description 33
- 239000008273 gelatin Substances 0.000 claims abstract description 33
- 229920000159 gelatin Polymers 0.000 claims abstract description 33
- 235000019322 gelatine Nutrition 0.000 claims abstract description 33
- 235000011852 gelatine desserts Nutrition 0.000 claims abstract description 33
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 18
- 101700024603 ANNU Proteins 0.000 claims abstract description 17
- 101700034322 TGAS Proteins 0.000 claims abstract description 17
- 101700012968 tgl Proteins 0.000 claims abstract description 17
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 claims abstract description 14
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 claims abstract description 14
- 229940088598 Enzyme Drugs 0.000 claims abstract description 12
- 235000010582 Pisum sativum Nutrition 0.000 claims abstract description 7
- 240000004713 Pisum sativum Species 0.000 claims abstract description 7
- 102000008186 Collagen Human genes 0.000 claims abstract description 6
- 108010035532 Collagen Proteins 0.000 claims abstract description 6
- 102000031088 EC 1.10.3.1 Human genes 0.000 claims abstract description 6
- 108010031396 EC 1.10.3.1 Proteins 0.000 claims abstract description 6
- 102000003425 EC 1.14.18.1 Human genes 0.000 claims abstract description 6
- 108060008724 EC 1.14.18.1 Proteins 0.000 claims abstract description 6
- 108010003894 EC 1.4.3.13 Proteins 0.000 claims abstract description 6
- 108030003984 EC 1.8.3.2 Proteins 0.000 claims abstract description 6
- 235000010469 Glycine max Nutrition 0.000 claims abstract description 6
- 102100009454 LOX Human genes 0.000 claims abstract description 6
- 102000003992 Peroxidases Human genes 0.000 claims abstract description 6
- 108090000437 Peroxidases Proteins 0.000 claims abstract description 6
- 240000005158 Phaseolus vulgaris Species 0.000 claims abstract description 6
- 102000006010 Protein Disulfide-Isomerases Human genes 0.000 claims abstract description 6
- 108020003519 Protein Disulfide-Isomerases Proteins 0.000 claims abstract description 6
- 240000006394 Sorghum bicolor Species 0.000 claims abstract description 6
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 claims abstract description 6
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 claims abstract description 6
- 229920001436 collagen Polymers 0.000 claims abstract description 6
- 229960005188 collagen Drugs 0.000 claims abstract description 6
- 235000010627 Phaseolus vulgaris Nutrition 0.000 claims abstract description 4
- 102100012317 TGM5 Human genes 0.000 claims abstract description 4
- 240000000106 Ailanthus integrifolia Species 0.000 claims abstract description 3
- 240000001592 Amaranthus caudatus Species 0.000 claims abstract description 3
- 235000009328 Amaranthus caudatus Nutrition 0.000 claims abstract description 3
- 244000144725 Amygdalus communis Species 0.000 claims abstract description 3
- 235000007319 Avena orientalis Nutrition 0.000 claims abstract description 3
- 244000075850 Avena orientalis Species 0.000 claims abstract description 3
- 241000283690 Bos taurus Species 0.000 claims abstract description 3
- 240000001452 Canavalia ensiformis Species 0.000 claims abstract description 3
- 240000000218 Cannabis sativa Species 0.000 claims abstract description 3
- 235000009025 Carya illinoensis Nutrition 0.000 claims abstract description 3
- 244000068645 Carya illinoensis Species 0.000 claims abstract description 3
- 240000006162 Chenopodium quinoa Species 0.000 claims abstract description 3
- 235000010523 Cicer arietinum Nutrition 0.000 claims abstract description 3
- 240000000464 Cicer arietinum Species 0.000 claims abstract description 3
- 241000272201 Columbiformes Species 0.000 claims abstract description 3
- 240000008620 Fagopyrum esculentum Species 0.000 claims abstract description 3
- 235000009419 Fagopyrum esculentum Nutrition 0.000 claims abstract description 3
- 240000007842 Glycine max Species 0.000 claims abstract description 3
- 240000004322 Lens culinaris Species 0.000 claims abstract description 3
- 235000014647 Lens culinaris subsp culinaris Nutrition 0.000 claims abstract description 3
- 241000408747 Lepomis gibbosus Species 0.000 claims abstract description 3
- 241000219745 Lupinus Species 0.000 claims abstract description 3
- 241000237536 Mytilus edulis Species 0.000 claims abstract description 3
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 claims abstract description 3
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 claims abstract description 3
- 108020005203 Oxidases Proteins 0.000 claims abstract description 3
- 229940072417 Peroxidase Drugs 0.000 claims abstract description 3
- 235000010617 Phaseolus lunatus Nutrition 0.000 claims abstract description 3
- 102100007330 QSOX1 Human genes 0.000 claims abstract description 3
- 235000007238 Secale cereale Nutrition 0.000 claims abstract description 3
- 240000002057 Secale cereale Species 0.000 claims abstract description 3
- 240000003670 Sesamum indicum Species 0.000 claims abstract description 3
- 235000003434 Sesamum indicum Nutrition 0.000 claims abstract description 3
- 235000011684 Sorghum saccharatum Nutrition 0.000 claims abstract description 3
- 240000008529 Triticum aestivum Species 0.000 claims abstract description 3
- 239000005862 Whey Substances 0.000 claims abstract description 3
- 235000016383 Zea mays subsp huehuetenangensis Nutrition 0.000 claims abstract description 3
- 235000020224 almond Nutrition 0.000 claims abstract description 3
- 239000004178 amaranth Substances 0.000 claims abstract description 3
- 235000012735 amaranth Nutrition 0.000 claims abstract description 3
- 235000009120 camo Nutrition 0.000 claims abstract description 3
- 239000005018 casein Substances 0.000 claims abstract description 3
- 235000021240 caseins Nutrition 0.000 claims abstract description 3
- 235000020226 cashew Nutrition 0.000 claims abstract description 3
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 claims abstract description 3
- 235000005607 chanvre indien Nutrition 0.000 claims abstract description 3
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 claims abstract description 3
- 235000005824 corn Nutrition 0.000 claims abstract description 3
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 claims abstract description 3
- 235000013601 eggs Nutrition 0.000 claims abstract description 3
- 239000011487 hemp Substances 0.000 claims abstract description 3
- 235000012765 hemp Nutrition 0.000 claims abstract description 3
- 235000021374 legumes Nutrition 0.000 claims abstract description 3
- 235000009973 maize Nutrition 0.000 claims abstract description 3
- 235000012766 marijuana Nutrition 0.000 claims abstract description 3
- 235000019713 millet Nutrition 0.000 claims abstract description 3
- 235000020638 mussel Nutrition 0.000 claims abstract description 3
- 235000014571 nuts Nutrition 0.000 claims abstract description 3
- 235000020236 pumpkin seed Nutrition 0.000 claims abstract description 3
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 claims abstract description 3
- 235000020238 sunflower seed Nutrition 0.000 claims abstract description 3
- 235000020234 walnut Nutrition 0.000 claims abstract description 3
- 235000021307 wheat Nutrition 0.000 claims abstract description 3
- 235000020985 whole grains Nutrition 0.000 claims abstract description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 99
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 35
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 31
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 8
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 8
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 7
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 6
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 6
- 239000004971 Cross linker Substances 0.000 claims description 3
- 125000002252 acyl group Chemical group 0.000 claims description 3
- 230000000996 additive Effects 0.000 claims description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 3
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N oxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 241000251468 Actinopterygii Species 0.000 claims description 2
- 241000208223 Anacardiaceae Species 0.000 claims description 2
- 241000271566 Aves Species 0.000 claims description 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 claims description 2
- 241000283073 Equus caballus Species 0.000 claims description 2
- 241000758791 Juglandaceae Species 0.000 claims description 2
- 210000004080 Milk Anatomy 0.000 claims description 2
- 210000003491 Skin Anatomy 0.000 claims description 2
- 241000282898 Sus scrofa Species 0.000 claims description 2
- 240000004922 Vigna radiata Species 0.000 claims description 2
- 235000010721 Vigna radiata var radiata Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000011469 Vigna radiata var sublobata Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000010726 Vigna sinensis Nutrition 0.000 claims description 2
- 240000000728 Vigna unguiculata Species 0.000 claims description 2
- 125000004442 acylamino group Chemical group 0.000 claims description 2
- 125000005365 aminothiol group Chemical group 0.000 claims description 2
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims description 2
- 235000020113 brazil nut Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000012343 cottonseed oil Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 2
- 235000021332 kidney beans Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000013336 milk Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000008267 milk Substances 0.000 claims description 2
- 239000003002 pH adjusting agent Substances 0.000 claims description 2
- 239000006174 pH buffer Substances 0.000 claims description 2
- 244000144977 poultry Species 0.000 claims description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract 2
- 235000011437 Amygdalus communis Nutrition 0.000 abstract 1
- 240000001407 Anacardium occidentale Species 0.000 abstract 1
- 235000001274 Anacardium occidentale Nutrition 0.000 abstract 1
- 240000009304 Bertholletia excelsa Species 0.000 abstract 1
- 235000012284 Bertholletia excelsa Nutrition 0.000 abstract 1
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 abstract 1
- 240000006962 Gossypium hirsutum Species 0.000 abstract 1
- 240000007049 Juglans regia Species 0.000 abstract 1
- 235000009496 Juglans regia Nutrition 0.000 abstract 1
- 102000014171 Milk Proteins Human genes 0.000 abstract 1
- 108010011756 Milk Proteins Proteins 0.000 abstract 1
- 235000021120 animal protein Nutrition 0.000 abstract 1
- 235000021239 milk protein Nutrition 0.000 abstract 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 abstract 1
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 abstract 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 57
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 45
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 40
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 14
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 210000002268 Wool Anatomy 0.000 description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 12
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 12
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 description 11
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 11
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 10
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 9
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 9
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 9
- OSNSWKAZFASRNG-BMZZJELJSA-N (3R,4S,5S,6R)-6-(hydroxymethyl)oxane-2,3,4,5-tetrol;hydrate Chemical compound O.OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O OSNSWKAZFASRNG-BMZZJELJSA-N 0.000 description 8
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonium chloride Substances [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 7
- GQZXNSPRSGFJLY-UHFFFAOYSA-N Hypophosphorous acid Chemical compound OP=O GQZXNSPRSGFJLY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 6
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 6
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 6
- 231100000078 corrosive Toxicity 0.000 description 5
- 231100001010 corrosive Toxicity 0.000 description 5
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 5
- 238000004448 titration Methods 0.000 description 5
- UHMARZNHEMRXQH-UHFFFAOYSA-N 3a,4,5,7a-tetrahydro-2-benzofuran-1,3-dione Chemical compound C1=CCCC2C(=O)OC(=O)C21 UHMARZNHEMRXQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N Diethanolamine Chemical compound OCCNCCO ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 4
- -1 for example Substances 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 4
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 4
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- 235000004252 protein component Nutrition 0.000 description 4
- 229920001864 tannin Polymers 0.000 description 4
- 239000001648 tannin Substances 0.000 description 4
- 235000018553 tannin Nutrition 0.000 description 4
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical class [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WTDRDQBEARUVNC-LURJTMIESA-N 3-hydroxy-L-tyrosine Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC1=CC=C(O)C(O)=C1 WTDRDQBEARUVNC-LURJTMIESA-N 0.000 description 3
- VXMKYRQZQXVKGB-CWWHNZPOSA-N Tannin Chemical group O([C@H]1[C@H]([C@@H]2OC(=O)C3=CC(O)=C(O)C(O)=C3C3=C(O)C(O)=C(O)C=C3C(=O)O[C@H]([C@H]2O)O1)O)C(=O)C1=CC(O)=C(O)C(O)=C1 VXMKYRQZQXVKGB-CWWHNZPOSA-N 0.000 description 3
- CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N Vitamin C Chemical compound OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminum Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229960005070 ascorbic acid Drugs 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 3
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 3
- 230000005712 crystallization Effects 0.000 description 3
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 3
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 3
- 230000003000 nontoxic Effects 0.000 description 3
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 3
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 3
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 3
- CIWBSHSKHKDKBQ-DUZGATOHSA-N (+)-Ascorbic acid Natural products OC[C@@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-DUZGATOHSA-N 0.000 description 2
- SPFMQWBKVUQXJV-BTVCFUMJSA-N (2R,3S,4R,5R)-2,3,4,5,6-pentahydroxyhexanal;hydrate Chemical compound O.OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C=O SPFMQWBKVUQXJV-BTVCFUMJSA-N 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 2
- 239000001263 FEMA 3042 Substances 0.000 description 2
- 239000002211 L-ascorbic acid Substances 0.000 description 2
- 235000000069 L-ascorbic acid Nutrition 0.000 description 2
- 229940033123 Tannic Acid Drugs 0.000 description 2
- LRBQNJMCXXYXIU-NRMVVENXSA-N Tannic acid Chemical compound OC1=C(O)C(O)=CC(C(=O)OC=2C(=C(O)C=C(C=2)C(=O)OC[C@@H]2[C@H]([C@H](OC(=O)C=3C=C(OC(=O)C=4C=C(O)C(O)=C(O)C=4)C(O)=C(O)C=3)[C@@H](OC(=O)C=3C=C(OC(=O)C=4C=C(O)C(O)=C(O)C=4)C(O)=C(O)C=3)[C@@H](OC(=O)C=3C=C(OC(=O)C=4C=C(O)C(O)=C(O)C=4)C(O)=C(O)C=3)O2)OC(=O)C=2C=C(OC(=O)C=3C=C(O)C(O)=C(O)C=3)C(O)=C(O)C=2)O)=C1 LRBQNJMCXXYXIU-NRMVVENXSA-N 0.000 description 2
- BSYVTEYKTMYBMK-UHFFFAOYSA-N Tetrahydro-2-furanmethanol Chemical compound OCC1CCCO1 BSYVTEYKTMYBMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000008065 acid anhydrides Chemical class 0.000 description 2
- 230000002730 additional Effects 0.000 description 2
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 2
- 239000002519 antifouling agent Substances 0.000 description 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 229920002770 condensed tannin Polymers 0.000 description 2
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 description 2
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral Effects 0.000 description 2
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 229920002258 tannic acid Polymers 0.000 description 2
- 235000015523 tannic acid Nutrition 0.000 description 2
- SRPWOOOHEPICQU-UHFFFAOYSA-N trimellitic anhydride Chemical compound OC(=O)C1=CC=C2C(=O)OC(=O)C2=C1 SRPWOOOHEPICQU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- RNKMOGIPOMVCHO-SJMVAQJGSA-N 1,3,6-Trigalloyl glucose Chemical compound C([C@@H]1[C@H]([C@@H]([C@@H](O)[C@H](OC(=O)C=2C=C(O)C(O)=C(O)C=2)O1)OC(=O)C=1C=C(O)C(O)=C(O)C=1)O)OC(=O)C1=CC(O)=C(O)C(O)=C1 RNKMOGIPOMVCHO-SJMVAQJGSA-N 0.000 description 1
- UHZZMRAGKVHANO-UHFFFAOYSA-M 2-chloroethyl(trimethyl)azanium;chloride Chemical compound [Cl-].C[N+](C)(C)CCCl UHZZMRAGKVHANO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- GEHMBYLTCISYNY-UHFFFAOYSA-N Ammonium sulfamate Chemical compound [NH4+].NS([O-])(=O)=O GEHMBYLTCISYNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N Ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960004543 Anhydrous Citric Acid Drugs 0.000 description 1
- 229920002748 Basalt fiber Polymers 0.000 description 1
- 241000219430 Betula pendula Species 0.000 description 1
- 235000014036 Castanea Nutrition 0.000 description 1
- 241001070941 Castanea Species 0.000 description 1
- 235000005979 Citrus limon Nutrition 0.000 description 1
- 240000002268 Citrus limon Species 0.000 description 1
- 210000002808 Connective Tissue Anatomy 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N D-Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 229920002456 HOTAIR Polymers 0.000 description 1
- OUYCCCASQSFEME-QMMMGPOBSA-N L-tyrosine Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC1=CC=C(O)C=C1 OUYCCCASQSFEME-QMMMGPOBSA-N 0.000 description 1
- 241000124008 Mammalia Species 0.000 description 1
- 235000016976 Quercus macrolepis Nutrition 0.000 description 1
- 244000305267 Quercus macrolepis Species 0.000 description 1
- 240000004901 Rhus typhina Species 0.000 description 1
- 235000013831 Rhus typhina Nutrition 0.000 description 1
- 241001149004 Tellima grandiflora Species 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating Effects 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 description 1
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 1
- 125000005376 alkyl siloxane group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 150000008064 anhydrides Chemical class 0.000 description 1
- 230000000111 anti-oxidant Effects 0.000 description 1
- 230000002579 anti-swelling Effects 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 235000006708 antioxidants Nutrition 0.000 description 1
- 235000010323 ascorbic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000011668 ascorbic acid Substances 0.000 description 1
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 1
- BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N calcium cation Chemical compound [Ca+2] BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001424 calcium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000002144 chemical decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 229960004106 citric acid Drugs 0.000 description 1
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 235000009508 confectionery Nutrition 0.000 description 1
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 239000008121 dextrose Substances 0.000 description 1
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 229920001968 ellagitannin Polymers 0.000 description 1
- 230000002255 enzymatic Effects 0.000 description 1
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 230000002349 favourable Effects 0.000 description 1
- 229920002705 flavono-ellagitannin Polymers 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- SLGWESQGEUXWJQ-UHFFFAOYSA-N formaldehyde;phenol Chemical compound O=C.OC1=CC=CC=C1 SLGWESQGEUXWJQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 229920002824 gallotannin Polymers 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 1
- 239000000383 hazardous chemical Substances 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001461 hydrolysable tannin Polymers 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 239000011256 inorganic filler Substances 0.000 description 1
- 229910003475 inorganic filler Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible Effects 0.000 description 1
- 229960004502 levodopa Drugs 0.000 description 1
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 229920000768 polyamine Polymers 0.000 description 1
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 description 1
- 150000003077 polyols Chemical class 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 229920003987 resole Polymers 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 150000004756 silanes Chemical class 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004634 thermosetting polymer Substances 0.000 description 1
- 210000001519 tissues Anatomy 0.000 description 1
- 238000004642 transportation engineering Methods 0.000 description 1
- 238000005429 turbidity Methods 0.000 description 1
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Abstract
Description
Область применения изобретенияScope of the invention
Настоящее изобретение относится к продукту из минеральной ваты со связующим веществом и к способу получения продукта из минеральной ваты со связующим веществом.The present invention relates to a mineral wool product with a binder and to a method for producing a mineral wool product with a binder.
Предпосылки создания изобретенияPrerequisites for the creation of the invention
Минеральные волокна, как правило, содержат искусственные стекловидные волокна (MMVF), такие как, например, стеклянные волокна, керамические волокна, базальтовые волокна, шлаковая вата, минеральная вата и каменная вата, которые связаны отвержденным термореактивным полимерным связующим материалом. Для применения в качестве продуктов для термической и акустической изоляции обычно получают маты из скрепленных минеральных волокон, превращая расплав, полученный из подходящих сырьевых материалов, в волокна традиционным способом, например с помощью прядильной чашки или каскадного роторного способа. Волокна выдувают в формующую камеру и в процессе воздушного переноса и в еще горячем состоянии опрыскивают раствором связующего вещества и случайным образом укладывают в форме мата или полотна на движущемся конвейере. Волоконный мат затем перемещают в печь для отверждения, где горячий воздух продувается через мат для отверждения связующего вещества и жесткого скрепления минеральных волокон вместе.Mineral fibers typically contain man-made vitreous fibers (MMVF), such as, for example, glass fibers, ceramic fibers, basalt fibers, slag wool, mineral wool and stone wool, which are bonded with a cured thermosetting polymer binder material. For use as thermal and acoustic insulation products, bonded mineral fiber mats are usually prepared by converting the melt obtained from suitable raw materials into fibers in a conventional manner, for example by spinning cup or cascaded rotary process. The fibers are blown into the forming chamber and, during the air transfer process and while still hot, are sprayed with a binder solution and randomly laid in the form of a mat or web on a moving conveyor. The fiber mat is then transferred to a curing oven where hot air is blown through the mat to cure the binder and firmly bond the mineral fibers together.
Ранее предпочтительными связующими смолами были фенолформальдегидные смолы, получение которых может быть экономичным и которые можно разбавлять мочевиной перед применением в качестве связующего вещества. Однако существующее и предлагаемое законодательство, направленное на снижение или устранение выбросов формальдегида, привело к разработке связующих веществ без содержания формальдегида, таких как, например, композиции связующего вещества на основе поликарбоксильных полимеров и полиолов или полиаминов, как описано в публикациях EP-A-583086, EP-A-990727, EP-A-1741726, US-A-5,318,990 и US-A-2007/0173588.The previously preferred binder resins have been phenol-formaldehyde resins, which can be economically prepared and can be diluted with urea prior to use as a binder. However, existing and proposed legislation to reduce or eliminate formaldehyde emissions has led to the development of formaldehyde-free binders, such as, for example, binder compositions based on polycarboxylic polymers and polyols or polyamines, as described in EP-A-583086, EP-A-990727, EP-A-1741726, US-A-5,318,990 and US-A-2007/0173588.
Другая группа нефенолформальдегидных связующих веществ представляет собой продукты реакций соединения/отщепления алифатических и/или ароматических ангидридов с алканоламинами, как описано в публикациях WO 99/36368, WO 01/05725, WO 01/96460, WO 02/06178, WO 2004/007615 и WO 2006/061249. Эти композиции связующего вещества являются водорастворимыми и обладают превосходными связующими свойствами, с точки зрения скорости отверждения и плотности при отверждении. В публикации WO 2008/023032 описаны модифицированные мочевиной связующие вещества такого типа, который позволяет получать продукты из минеральной ваты, для которых характерно уменьшенное поглощение влаги.Another group of non-phenol-formaldehyde binders are the products of coupling/elimination reactions of aliphatic and/or aromatic anhydrides with alkanolamines, as described in WO 99/36368, WO 01/05725, WO 01/96460, WO 02/06178, WO 2004/007615 and WO 2006/061249. These binder compositions are water soluble and have excellent bonding properties in terms of cure rate and cure density. WO 2008/023032 describes urea-modified binders of a type that makes it possible to obtain mineral wool products that exhibit reduced moisture absorption.
Так как некоторые из исходных материалов, используемых при производстве таких связующих веществ, являются достаточно дорогостоящими химикатами, сохраняется потребность в получении связующих веществ без содержания формальдегида, которые можно производить экономичным образом.Since some of the raw materials used in the manufacture of such binders are quite expensive chemicals, there remains a need for formaldehyde-free binders that can be produced economically.
Дополнительным эффектом, относящимся к ранее известным водным композициям связующего вещества из минеральных волокон, является то, что по меньшей мере большинство исходных материалов, используемых для производства этих связующих веществ, являются производными ископаемого топлива. В настоящее время потребители склонны предпочитать продукты, которые полностью или по меньшей мере частично производятся из возобновляемых материалов, и, следовательно, существует необходимость в обеспечении связующих веществ для минеральной ваты, которые по меньшей мере частично производятся из возобновляемых материалов.An additional effect related to previously known aqueous mineral fiber binder compositions is that at least most of the raw materials used to manufacture these binders are derived from fossil fuels. Consumers currently tend to prefer products that are wholly or at least partially made from renewable materials, and hence there is a need to provide mineral wool binders that are at least partially made from renewable materials.
Дополнительным эффектом, относящимся к ранее известным водным композициям связующего вещества из минеральных волокон, является то, что они содержат компоненты, являющиеся коррозионными и/или вредными. В данном случае необходимо принимать меры по защите оборудования, связанного с получением продуктов из минеральной ваты, чтобы избежать коррозии, а также лицам, работающим с этим оборудованием, необходимо соблюдать меры безопасности. Это ведет к росту затрат и проблемам со здоровьем, и, следовательно, существует потребность в обеспечении композиций связующего вещества для минеральных волокон с уменьшенным содержанием коррозионных и/или вредных материалов.An additional effect related to previously known aqueous mineral fiber binder compositions is that they contain components that are corrosive and/or harmful. In this case, it is necessary to take measures to protect the equipment associated with the production of mineral wool products in order to avoid corrosion, and also to the persons working with this equipment, it is necessary to observe safety measures. This leads to increased costs and health problems, and hence there is a need to provide mineral fiber binder compositions with reduced levels of corrosive and/or harmful materials.
Еще одним эффектом, относящимся к ранее известным водным композициям связующего вещества для минеральных волокон, является то, что для производства этих связующих веществ обычно необходимо серьезное оборудование для отверждения связующего вещества. Оборудование для отверждения обычно представляет собой печь, работающую при температурах намного выше 100°C, например около 200°C. Печь имеет длину несколько метров, что обеспечивает работу с непрерывно подаваемым в нее полотном и тот факт, что покидающее печь полотно является полностью затвердевшим. Такое печное оборудование характеризуется очень большим энергопотреблением.Another effect related to previously known aqueous mineral fiber binder compositions is that the manufacture of these binders typically requires significant binder curing equipment. The curing equipment is typically an oven operating at temperatures well above 100°C, eg around 200°C. The oven has a length of several meters, which ensures operation with a web continuously fed into it and the fact that the web leaving the oven is fully cured. Such furnace equipment is characterized by a very high energy consumption.
В публикации EP 2424886 B1 (Dynea OY) описан композитный материал, содержащий поперечносшиваемую смолу из белкового материала. В типичном варианте осуществления композитный материал представляет собой отливку, содержащую неорганический наполнитель, например песок и/или древесину, и белковый материал, а также ферменты, способные сшивать белковый материал. В публикации EP 2424886 B1 не описан продукт из минеральной ваты.EP 2424886 B1 (Dynea OY) describes a composite material containing a cross-linkable resin of a proteinaceous material. In a typical embodiment, the composite material is a casting containing an inorganic filler, such as sand and/or wood, and a proteinaceous material, as well as enzymes capable of crosslinking the proteinaceous material. EP 2424886 B1 does not describe a mineral wool product.
Изложение сущности изобретенияStatement of the Invention
Соответственно, целью настоящего изобретения было обеспечение продукта из минеральной ваты, содержащего минеральные волокна, скрепленные отвержденным связующим веществом, причем в связующем веществе в качестве сырья используются возобновляемые материалы, а также уменьшается или устраняется использование коррозионных и/или вредных материалов.Accordingly, it has been an object of the present invention to provide a mineral wool product comprising mineral fibers bonded with a cured binder, wherein the binder uses renewable materials as raw materials and reduces or eliminates the use of corrosive and/or hazardous materials.
Дополнительно целью настоящего изобретения было обеспечение продукта из минеральной ваты, содержащего минеральные волокна, скрепленные отвержденным связующим веществом, не требующим высокой температуры для отверждения в процессе подготовки продукта.It was further an object of the present invention to provide a mineral wool product containing mineral fibers held together with a cured binder that does not require high temperature curing during product preparation.
Дополнительной целью настоящего изобретения было обеспечение способа получения такого продукта из минеральной ваты.A further object of the present invention was to provide a process for producing such a mineral wool product.
В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения предлагается продукт из минеральной ваты, содержащий минеральные волокна, скрепленные отвержденным связующим веществом, причем связующее вещество в своем неотвержденном состоянии содержит:According to a first aspect of the present invention, there is provided a mineral wool product comprising mineral fibers held together by a cured binder, the binder in its uncured state comprising:
- по меньшей мере один белок,- at least one protein,
- по меньшей мере один фермент.- at least one enzyme.
В соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения предлагается способ получения продукта из минеральной ваты, включающий этапы введения минеральных волокон в контакт с такой композицией связующего вещества.According to a second aspect of the present invention, there is provided a process for producing a mineral wool product, comprising the steps of contacting mineral fibers with such a binder composition.
Авторы настоящего изобретения неожиданно обнаружили, что можно получить продукт из минеральной ваты, содержащий минеральные волокна, скрепленные отвержденным связующим веществом, причем композицию связующего вещества можно получать по большей части из возобновляемых материалов, композиция не содержит или лишь в небольшой степени содержит какие-либо коррозионные и/или вредные агенты, и производство продукта из минеральной ваты не приводит к выбросам, например выбросам ЛОС (летучих органических соединений), в процессе получения.The inventors of the present invention have surprisingly found that it is possible to obtain a mineral wool product containing mineral fibers bonded with a cured binder, wherein the binder composition can be obtained for the most part from renewable materials, the composition does not contain or only to a small extent contains any corrosive and / or harmful agents, and the manufacture of the mineral wool product does not result in emissions, such as emissions of VOCs (Volatile Organic Compounds), during the manufacturing process.
Описание предпочтительных вариантов осуществленияDescription of Preferred Embodiments
Продукт из минеральной ваты в соответствии с настоящим изобретением содержит минеральные волокна, скрепленные отвержденным связующим веществом, причем связующее вещество в своем неотвержденном состоянии содержит:The mineral wool product of the present invention comprises mineral fibers held together by a cured binder, the binder in its uncured state comprising:
- по меньшей мере один белок,- at least one protein,
- по меньшей мере один фермент.- at least one enzyme.
В одном варианте осуществления связующее вещество продукта из минеральной ваты представляет собой связующее вещество, не содержащее формальдегида.In one embodiment, the mineral wool product binder is a formaldehyde-free binder.
Для целей настоящей заявки термин «не содержит формальдегида» используется, чтобы охарактеризовать продукт из минеральной ваты, в котором эмиссия формальдегида из продукта из минеральной ваты составляет менее 5 мкг/м2/ч, предпочтительно менее 3 мкг/м2/ч. Предпочтительно тест проводят в соответствии со стандартом ISO 16000 по тестированию эмиссии альдегидов.For the purposes of this application, the term "formaldehyde-free" is used to characterize a mineral wool product in which the formaldehyde emission from the mineral wool product is less than 5 µg/m 2 /h, preferably less than 3 µg/m 2 /h. Preferably, the test is carried out in accordance with the ISO 16000 standard for aldehyde emission testing.
Неожиданным преимуществом вариантов осуществления продуктов из минеральной ваты в соответствии с настоящим изобретением является то, что для них характерны свойства самовосстановления. После воздействия очень жестких условий, когда продукты из минеральной ваты теряют часть своей прочности, продукты из минеральной ваты в соответствии с настоящим изобретением могут частично восстанавливать исходную прочность. Это контрастирует с традиционными продуктами из минеральной ваты, для которых потеря прочности после воздействия жестких условий среды является необратимой. Без ограничений, накладываемых какой-либо конкретной теорией, авторы настоящего изобретения полагают, что это неожиданное свойство продуктов из минеральной ваты в соответствии с настоящим изобретением обусловлено сложным характером связей, формирующих сеть белков, сшитых ферментом, также с содержанием четвертичных структур и водородных связей, что обеспечивает формирование связей в сети после возврата к нормальным условиям среды. В случае изоляционного продукта, который при использовании, например в качестве изоляции крыши, летом может подвергаться воздействию очень высоких температур, это является важным преимуществом для обеспечения долговременной стабильности продукта.An unexpected advantage of the embodiments of mineral wool products in accordance with the present invention is that they have self-healing properties. After exposure to very harsh conditions, where mineral wool products lose some of their strength, mineral wool products in accordance with the present invention can partially regain their original strength. This is in contrast to traditional mineral wool products where the loss of strength after exposure to harsh environments is irreversible. Without being bound by any particular theory, the present inventors believe that this unexpected property of the mineral wool products of the present invention is due to the complex nature of the bonds forming the network of enzyme-crosslinked proteins, also containing quaternary structures and hydrogen bonds, which ensures the formation of links in the network after returning to normal environmental conditions. In the case of an insulating product, which, when used, for example as roof insulation, can be exposed to very high temperatures in summer, this is an important advantage for ensuring the long-term stability of the product.
В одном варианте осуществления продукт из минеральной ваты представляет собой изолирующий продукт из минеральной ваты, такой как продукт из минеральной ваты для термической или акустической изоляции.In one embodiment, the rock wool product is a rock wool insulating product, such as a rock wool product for thermal or acoustic insulation.
В одном варианте осуществления продукт из минеральной ваты представляет собой почвенный субстрат для садоводства.In one embodiment, the mineral wool product is a horticultural soil substrate.
Белковый компонент связующего веществаProtein component of the binder
Предпочтительно белковый компонент связующего вещества имеет форму одного или белков, выбранных из группы, состоящей из белков животного происхождения, включая коллаген, желатин, гидролизованный желатин, и белков из молока (казеин, сыворотка), яиц; белков растительного происхождения, включая белки из бобовых, злаковых, цельных злаков, орехов, семян и фруктов, таких как белок из гречихи, овса, ржи, проса, маиса (кукурузы), риса, пшеницы, булгура, сорго, амаранта, киноа, соевых бобов (соевый белок), чечевицы, фасоли, белой фасоли, маша, нута, коровьего гороха, лимской фасоли, голубиного гороха, люпиновых бобов, квадратного гороха, миндаля, бразильского ореха, кешью, пекана, грецкого ореха, семени хлопчатника, тыквенного семени, конопляного семени, кунжутного семени и семени подсолнечника; полифенольные белки, такие как белок ножки мидии.Preferably, the protein component of the binder is in the form of one or proteins selected from the group consisting of proteins of animal origin, including collagen, gelatin, hydrolyzed gelatin, and proteins from milk (casein, whey), eggs; plant-based proteins, including proteins from legumes, cereals, whole grains, nuts, seeds, and fruits such as protein from buckwheat, oats, rye, millet, maize (corn), rice, wheat, bulgur, sorghum, amaranth, quinoa, soy beans (soy protein), lentils, kidney beans, white beans, mung beans, chickpeas, cowpeas, lima beans, pigeon peas, lupine beans, square peas, almonds, Brazil nuts, cashews, pecans, walnuts, cottonseed, pumpkin seeds, hemp seed, sesame seed and sunflower seed; polyphenolic proteins such as mussel leg protein.
Коллаген представляет собой чрезвычайно распространенный в живой ткани материал. Он является основным компонентом в соединительных тканях и составляет 25–35% суммарного содержания белка в млекопитающих. Желатин получают путем химического разложения коллагена. Желатин является водорастворимым и имеет молекулярную массу от 30,000 до 300,000 г/моль, в зависимости от степени гидролиза. Желатин представляет собой широко применяемый пищевой продукт, и, следовательно, по существу общепринято, что это вещество совершенно не токсично, и поэтому при работе с желатином не требуются меры предосторожности.Collagen is an extremely common material in living tissue. It is the main component in connective tissues and makes up 25–35% of the total protein content in mammals. Gelatin is obtained by chemical decomposition of collagen. Gelatin is water soluble and has a molecular weight of 30,000 to 300,000 g/mol, depending on the degree of hydrolysis. Gelatin is a widely used food product, and therefore it is generally accepted that this substance is completely non-toxic, and therefore no precautions are required when working with gelatin.
Желатин также можно подвергать дополнительному гидролизу до более мелких фрагментов вплоть до 3000 г/моль.Gelatin can also be subjected to further hydrolysis to smaller fragments up to 3000 g/mol.
В предпочтительном варианте осуществления белковый компонент представляет собой желатин, причем желатин предпочтительно происходит из одного или более источников из группы, состоящей из видов млекопитающих и птиц, таких как корова, свинья, лошадь, домашняя птица, и/или из чешуи, кожи рыб.In a preferred embodiment, the protein component is gelatin, wherein the gelatin is preferably derived from one or more sources from the group consisting of mammalian and avian species such as cow, pig, horse, poultry, and/or fish scale, skin.
В одном варианте осуществления желатин представляет собой высокопрочный желатин.In one embodiment, the gelatin is high strength gelatin.
В одном варианте осуществления белок содержит полифенольные белки. Эти белки содержат высокий уровень посттрансляционно модифицированной-окисленной формы тирозина, L-3,4-дигидроксифенилаланин (леводопа, L-DOPA). См. также J. J. Wilker Nature Chem. Biol. 2011, 7, 579–580 для получения информации по этим белкам.In one embodiment, the protein contains polyphenolic proteins. These proteins contain high levels of the post-translationally modified-oxidized form of tyrosine, L-3,4-dihydroxyphenylalanine (levodopa, L-DOPA). See also J. J. Wilker Nature Chem. Biol. 2011, 7, 579–580 for information on these proteins.
Ферментный компонент связующего веществаEnzymatic binder component
В предпочтительном варианте осуществления ферментный компонент связующего вещества выбран из группы, состоящей из трансглутаминазы (EC 2.3.2.13), протеиндисульфидизомеразы (EC 5.3.4.1), тиолоксидазы (EC 1.8.3.2), полифенолоксидазы (EC 1.14.18.1), в частности катехолоксидазы, тирозиноксидазы и фенолоксидазы, лизилоксидазы (EC 1.4.3.13) и пероксидазы (EC 1.11.1.7).In a preferred embodiment, the binder enzyme component is selected from the group consisting of transglutaminase (EC 2.3.2.13), protein disulfide isomerase (EC 5.3.4.1), thiol oxidase (EC 1.8.3.2), polyphenol oxidase (EC 1.14.18.1), in particular catechol oxidase, tyrosine oxidase and phenol oxidase, lysyl oxidase (EC 1.4.3.13) and peroxidase (EC 1.11.1.7).
Ферменты могут быть как естественного происхождения, так и рекомбинантного происхождения.Enzymes can be of both natural origin and recombinant origin.
В конкретном предпочтительном варианте осуществления белковый компонент представляет собой желатин, в частности желатин из свиной кожи, в частности со средней прочностью геля, а ферментный компонент представляет собой трансглутаминазу (EC 2.3.2.13).In a specific preferred embodiment, the protein component is gelatin, in particular pigskin gelatin, in particular medium gel strength, and the enzyme component is transglutaminase (EC 2.3.2.13).
Реакция компонентов связующего веществаReaction of binder components
Авторы настоящего изобретения обнаружили, что в некоторых вариантах осуществления продукт из минеральной ваты в соответствии с настоящим изобретением лучше всего получать, если связующее вещество наносят на минеральные волокна в кислых условиях. Таким образом, в предпочтительном варианте осуществления связующее вещество, нанесенное на минеральные волокна, содержит регулятор pH, в частности в форме pH-буфера.The present inventors have found that, in some embodiments, the mineral wool product of the present invention is best obtained when the binder is applied to the mineral fibers under acidic conditions. Thus, in a preferred embodiment, the binder applied to the mineral fibers contains a pH adjuster, in particular in the form of a pH buffer.
В предпочтительном варианте осуществления связующее вещество в неотвержденном состоянии имеет pH менее 8, например менее 7, например менее 6.In a preferred embodiment, the uncured binder has a pH less than 8, such as less than 7, such as less than 6.
Компонентами могут быть другие добавки, например один или более реактивных или нереактивных силиконов, которые можно добавлять в связующее вещество. Предпочтительно один или более реактивных или нереактивных силиконов выбраны из группы, состоящей из силикона, состоящего из главной цепи, которая содержит кремнийорганические остатки, особенно дифенилсилоксановые остатки, алкилсилоксановые остатки, предпочтительно диметилсилоксановые остатки, несущие по меньшей мере одну гидроксильную, ацильную, карбоксильную или ангидридную, аминную, эпоксидную или виниловую функциональную группу, способную вступать в реакцию с по меньшей мере одним из компонентов композиции связующего вещества , предпочтительно присутствующие в количестве 0,1–15 мас.%, предпочтительно 0,1–10 мас.%, более предпочтительно 0,3–8 мас.%, от общей массы связующего вещества.The components may be other additives, such as one or more reactive or non-reactive silicones, which can be added to the binder. Preferably, the one or more reactive or non-reactive silicones are selected from the group consisting of a silicone consisting of a backbone that contains silicone moieties, especially diphenylsiloxane moieties, alkylsiloxane moieties, preferably dimethylsiloxane moieties, bearing at least one hydroxyl, acyl, carboxyl or anhydride, an amine, epoxy or vinyl functional group capable of reacting with at least one of the components of the binder composition, preferably present in an amount of 0.1-15 wt.%, preferably 0.1-10 wt.%, more preferably 0, 3–8 wt.%, from the total mass of the binder.
В одном варианте осуществления к связующему веществу можно добавлять эмульгированное углеводородное масло.In one embodiment, an emulsified hydrocarbon oil may be added to the binder.
В одном варианте осуществления к композиции связующего вещества можно добавлять средство против зарастания.In one embodiment, an anti-fouling agent may be added to the binder composition.
В одном варианте осуществления по меньшей мере одно средство против зарастания представляет собой танин, в частности танин, выбранный из одного или более компонентов группы, состоящей из дубильной кислоты, конденсированных танинов (проантоцианидинов), гидролизуемых танинов, галлотанинов, эллагитанинов, сложных танинов и/или танина, полученного из одного или более из дуба, каштана, сумаха оленерогого и теллимы крупноцветковой.In one embodiment, at least one antifouling agent is a tannin, in particular a tannin selected from one or more components of the group consisting of tannic acid, condensed tannins (proanthocyanidins), hydrolyzable tannins, gallotannins, ellagitannins, complex tannins and/or tannin obtained from one or more of oak, chestnut, staghorn sumac and tellima grandiflora.
В одном варианте осуществления к композиции связующего вещества можно добавлять средство против набухания, например дубильную кислоту и/или танины.In one embodiment, an anti-swelling agent, such as tannic acid and/or tannins, can be added to the binder composition.
Дополнительными добавками могут быть добавки, содержащие ионы кальция (который стабилизирует фермент трансглутаминазы) и антиоксиданты.Additional supplements may include supplements containing calcium ions (which stabilizes the transglutaminase enzyme) and antioxidants.
В одном варианте осуществления композиция связующего вещества в соответствии с настоящим изобретением содержит добавки в виде сшивающих агентов, содержащих ацильные группы, и/или аминогруппы, и/или тиоловые группы. Эти сшивающие агенты могут упрочнять и/или модифицировать полимерную сеть отвержденного связующего вещества.In one embodiment, the binder composition according to the present invention contains additives in the form of crosslinkers containing acyl groups and/or amino groups and/or thiol groups. These crosslinkers can reinforce and/or modify the polymer network of the cured binder.
В одном варианте осуществления композиции связующего вещества в соответствии с настоящим изобретением содержат дополнительные добавки в форме добавок, выбранных из группы, состоящей из реагентов, подобных ПЭГ, силанов или гидроксилапатитов.In one embodiment, the binder compositions of the present invention contain further additives in the form of additives selected from the group consisting of PEG-like reagents, silanes, or hydroxylapatites.
Свойства продукта из минеральной ватыProduct properties of mineral wool
В предпочтительном варианте осуществления плотность продукта из минеральной ваты находится в диапазоне 10–900 кг/м3, например 30–800 кг/м3, например 40–600 кг/м3, например 50–250 кг/м3, например 60–200 кг/м3.In a preferred embodiment, the density of the mineral wool product is in the range of 10-900 kg/m 3 , eg 30-800 kg/m 3 , eg 40-600 kg/m 3 , eg 50-250 kg/m 3 , eg 60- 200 kg/m 3 .
В предпочтительном варианте осуществления продукт из минеральной ваты в соответствии с настоящим изобретением представляет собой изоляционный продукт, в частности, имеющий плотность 10–200 кг/м3.In a preferred embodiment, the mineral wool product according to the present invention is an insulating product, in particular having a density of 10-200 kg/m 3 .
В предпочтительном варианте осуществления потери при прокаливании (LOI) продукта из минеральной ваты в соответствии с настоящим изобретением находятся в диапазоне 0,1–25,0%, например 0,3–18,0%, например 0,5–12,0%, например 0,7–8,0 мас.%.In a preferred embodiment, the loss on ignition (LOI) of a mineral wool product according to the present invention is in the range of 0.1-25.0%, such as 0.3-18.0%, such as 0.5-12.0%. , for example 0.7–8.0 wt.%.
Способ получения продукта из минеральной ватыMethod for obtaining a product from mineral wool
В настоящем изобретении также предлагается способ получения продукта из минеральной ваты путем скрепления минеральных волокон композицией связующего вещества.The present invention also provides a process for producing a mineral wool product by bonding mineral fibers with a binder composition.
Особым преимуществом продукта из минеральной ваты в соответствии с настоящим изобретением является то, что для его отверждения не требуются высокие температуры. Это не только позволяет экономить энергию, уменьшает выбросы ЛОС и уменьшает потребность в устойчивости оборудования к высоким температурам, но также позволяет обеспечить высокую гибкость процесса получения продуктов из минеральной ваты с использованием таких связующих веществам.A particular advantage of the mineral wool product according to the present invention is that it does not require high temperatures to cure. This not only saves energy, reduces VOC emissions, and reduces the need for equipment to withstand high temperatures, but also allows high flexibility in the production of mineral wool products using these binders.
В одном варианте осуществления способ включает следующие этапы:In one embodiment, the method includes the following steps:
- получение расплава сырьевых материалов,- obtaining a melt of raw materials,
- формирование волокон из расплава с помощью формирующего волокна аппарата с получением минеральных волокон,- forming fibers from the melt using a fiber forming apparatus to obtain mineral fibers,
- обеспечение минеральных волокон в форме собранного полотна,- providing mineral fibers in the form of an assembled web,
- смешивание связующего вещества с минеральными волокнами до, в процессе или после получения собранного полотна с обеспечением смеси минеральных волокон и связующего вещества,mixing the binder with the mineral fibers before, during or after the fabric is assembled to provide a mixture of the mineral fibers and the binder,
- отверждение смеси минеральных волокон и связующего вещества.- curing the mixture of mineral fibers and binder.
В одном варианте осуществления связующее вещество подают в непосредственной близости от формирующего волокна аппарата, например центрифужного прядильного аппарата или каскадного прядильного аппарата, в любом случае сразу после формирования волокон. Волокна с нанесенным связующим веществом далее транспортируют на конвейерной ленте в виде полотна.In one embodiment, the binder is fed in close proximity to the fiber-forming apparatus, for example a centrifugal spinning apparatus or a cascade spinning apparatus, in any case immediately after the formation of fibers. The binder-coated fibers are then transported on a conveyor belt in the form of a web.
Полотно можно подвергать продольному сжатию после формирования волокон и до существенного отверждения.The web may be subjected to longitudinal compression after fiber formation and prior to substantial curing.
Формирующий волокна аппаратFiber forming apparatus
Существуют разные типы центрифужных прядильных машин для формования волокон из минеральных расплавов.There are different types of centrifugal spinning machines for spinning fibers from mineral melts.
Традиционный центрифужный прядильный аппарат представляет собой каскадный прядильный аппарат, который включает последовательно расположенные верхний (или первый) ротор и следующий (или второй) ротор и необязательно другие последующие роторы (например, третий и четвертый роторы). Каждый ротор вращается вокруг разной по существу горизонтальной оси, и направление вращения противоположно направлению вращения каждого соседнего ротора в последовательности. Эти разные горизонтальные оси расположены таким образом, что расплав, который льется на верхний ротор, последовательно вращается на периферической поверхности каждого следующего ротора, и волокна сбрасываются с каждого последующего ротора и необязательно также и с верхнего ротора.A conventional centrifugal spinner is a cascade spinner that includes a top (or first) rotor and a next (or second) rotor, and optionally other subsequent rotors (eg third and fourth rotors) in series. Each rotor rotates about a different substantially horizontal axis, and the direction of rotation is opposite to that of each adjacent rotor in sequence. These different horizontal axes are arranged in such a way that the melt that is poured onto the upper rotor rotates in succession on the peripheral surface of each subsequent rotor, and the fibers are dropped from each subsequent rotor and optionally also from the upper rotor.
В одном варианте осуществления каскадный прядильный аппарат или другой прядильный аппарат расположен так, чтобы волокна формировались из расплава и увлекались воздухом в виде облака волокон.In one embodiment, the cascade spinner or other spinner is positioned so that the fibers are formed from the melt and are entrained in the air as a fiber cloud.
Многие формирующие волокна аппараты содержат диск или чашку, вращающуюся вокруг по существу вертикальной оси. Традиционным является расположение нескольких таких прядильных устройств в линии, т.е. по существу в первом направлении, например, как описано в публикациях GB-A-926,749, US-A-3,824,086 и WO-A-83/03092.Many fibre-forming apparatuses comprise a disk or cup rotating about a substantially vertical axis. It is traditional to arrange several such spinning devices in a line, i.e. essentially in the first direction, for example as described in GB-A-926,749, US-A-3,824,086 and WO-A-83/03092.
Обычно используется поток воздуха, связанный с одним или каждым из формирующих волокна роторов, и волокна увлекаются этим потоком воздуха по мере формирования с поверхности ротора.Typically, an airflow is used associated with one or each of the fiber forming rotors, and the fibers are entrained by this airflow as they are formed from the surface of the rotor.
В одном варианте осуществления связующее вещество и/или добавки добавляют к облаку волокон известными способами. Количество связующего вещества и/или добавки может быть одинаковым для всех прядильных устройств или же может быть различным.In one embodiment, the binder and/or additives are added to the cloud of fibers by known methods. The amount of binder and/or additive may be the same for all spinning devices or may be different.
В одном варианте осуществления в облако волокон можно добавить углеводородное масло.In one embodiment, a hydrocarbon oil may be added to the fiber cloud.
При использовании в настоящем документе термин «собранное полотно» должен включать все минеральные волокна, собранные вместе на поверхности, т.е. более не увлекаемые воздухом, например, образованные минеральные волокна, гранулы, пучки или переработанные отходы полотна. Собранное волокно может представлять собой первичное полотно, сформированное путем сбора волокон на конвейерной ленте и обеспеченное в качестве исходного материала без раскладки прочеса или иной консолидации.As used herein, the term "collected web" shall include all mineral fibers collected together at the surface, i.e. no longer entrained in air, for example formed mineral fibres, granules, bundles or recycled web scraps. The collected fiber may be a virgin web formed by collecting the fibers on a conveyor belt and provided as starting material without batting or other consolidation.
Альтернативно собранное полотно может представлять собой вторичное полотно, сформированное путем раскладки прочеса или иной консолидации первичного полотна. Предпочтительно собранное полотно представляет собой первичное полотно.Alternatively, the collected web may be a secondary web formed by batting or otherwise consolidating the primary web. Preferably the assembled web is a virgin web.
В одном варианте осуществления смешивание связующего вещества с минеральными волокнами производят после обеспечения собранного полотна, используя следующие этапы:In one embodiment, the mixing of the binder with the mineral fibers is done after providing the assembled web, using the following steps:
- воздействие на собранное полотно из минеральных волокон с помощью процесса распутывания,- exposing the collected mineral fiber web to the disentangling process,
- подвешивание минеральных волокон в первичном потоке воздуха,- suspension of mineral fibers in the primary air flow,
- смешивание композиции связующего вещества с минеральными волокнами до, в течение или после процесса распутывания с получением смеси минеральных волокон и связующего вещества.- mixing the composition of the binder with mineral fibers before, during or after the disentangling process to obtain a mixture of mineral fibers and binder.
Способ получения продукта из минеральной ваты, включающий технологический этап распутывания, описан в публикации EP10190521.A process for producing a mineral wool product, including a disentangling process step, is described in EP10190521.
В одном варианте осуществления процесс распутывания включает подачу собранного полотна из минеральных волокон из канала с относительно низкой скоростью потока воздуха в канал с относительно более высокой скоростью потока воздуха. Считается, что в данном варианте осуществления происходит распутывание, поскольку волокна, которые сначала входят в канал с относительно более высокой скоростью потока воздуха, оттягиваются от последующих волокон полотна. Такой тип распутывания особенно эффективен для получения открытых пучков волокон вместо плотных комков, которые могут приводить к неравномерному распределению материала продукта.In one embodiment, the disentanglement process includes feeding the collected mineral fiber web from a channel with a relatively low air flow rate to a channel with a relatively higher air flow rate. Disentangling is believed to occur in this embodiment as the fibers that first enter the channel at a relatively higher airflow rate are drawn away from subsequent web fibers. This type of disentanglement is particularly effective in producing open fiber bundles instead of tight clumps that can lead to uneven distribution of product material.
В соответствии с особенно предпочтительным вариантом осуществления процесс распутывания включает подачу собранного полотна по меньшей мере к одному валику, вращающемуся вдоль своей продольной оси и имеющему шипы, выступающие из его периферической поверхности. В этом варианте осуществления вращающийся валик также обычно вносит по меньшей мере частичный вклад в относительно более высокую скорость воздушного потока. Часто вращение валика является единственным источником относительно более высокой скорости потока воздуха.According to a particularly preferred embodiment, the disentangling process comprises feeding the collected web to at least one roller rotating along its longitudinal axis and having spikes protruding from its peripheral surface. In this embodiment, the rotating roller also typically contributes at least in part to the relatively higher airflow rate. Often the rotation of the roller is the only source of the relatively higher airflow rate.
В предпочтительных вариантах осуществления минеральные волокна и необязательно связующее вещество подаются к валику сверху. Кроме того, предпочтительно, чтобы распутанные минеральные волокна и необязательно связующее вещество сбрасывались с ролика в латеральном направлении от нижней части его окружности. В наиболее предпочтительном варианте осуществления минеральные волокна совершают на ролике оборот приблизительно 180 градусов, прежде чем они сбрасываются.In preferred embodiments, the mineral fibers and optionally the binder are fed to the roll from above. In addition, it is preferable that the untangled mineral fibers and optionally the binder are thrown off the roller in a lateral direction from the lower part of its circumference. In the most preferred embodiment, the mineral fibers rotate approximately 180 degrees on the roller before they are shed.
Связующее вещество может смешиваться с минеральными волокнами до, в течение или после процесса распутывания. В некоторых вариантах осуществления связующее вещество предпочтительно смешивать с волокнами до процесса распутывания. В частности, волокна могут иметь форму неотвержденного собранного полотна, содержащего связующее вещество.The binder may be mixed with the mineral fibers before, during or after the disentangling process. In some embodiments, the binder is preferably mixed with the fibers prior to the disentangling process. In particular, the fibers may be in the form of an uncured collected web containing a binder.
Кроме того, допустимым является предварительное смешивание связующего вещества с собранным полотном из минеральных волокон до процесса распутывания. Дополнительное смешивание можно проводить в процессе распутывания и после него. В альтернативном варианте осуществления связующее вещество может подаваться в первичный поток воздуха отдельно и смешиваться в первичном потоке воздуха.It is also acceptable to pre-mix the binder with the collected mineral fiber web prior to the untangling process. Additional mixing can be carried out during the disentangling process and after it. In an alternative embodiment, the binder may be introduced into the primary air stream separately and mixed into the primary air stream.
Смесь минеральных волокон и связующего вещества собирают из первичного потока воздуха любым подходящим способом. В одном варианте осуществления первичный поток воздуха направляют в верхнюю часть циклонной камеры, которая открыта с нижнего конца, и смесь собирают из нижнего конца циклонной камеры.The mixture of mineral fibers and binder is collected from the primary air stream by any suitable method. In one embodiment, the primary air flow is directed to the top of the cyclone chamber, which is open at the bottom end, and the mixture is collected from the bottom end of the cyclone chamber.
Смесь минеральных волокон и связующего вещества предпочтительно выводят из процесса распутывания в формующую камеру.The mixture of mineral fibers and binder is preferably withdrawn from the disentanglement process into the forming chamber.
После применения процесса распутывания смесь минеральных волокон и связующего вещества собирают, прессуют и отверждают. Предпочтительно смесь собирают на перфорированной конвейерной ленте, под которой расположен механизм отсоса.After applying the disentanglement process, the mixture of mineral fibers and binder is collected, pressed and cured. Preferably, the mixture is collected on a perforated conveyor belt, under which a suction mechanism is located.
В предпочтительном способе в соответствии с изобретением смесь связующего вещества и минеральных волокон после сбора прессуют и отверждают.In a preferred process according to the invention, the mixture of binder and mineral fibers is compressed and cured after collection.
В предпочтительном способе в соответствии с изобретением смесь связующего вещества и минеральных волокон после сбора отделяют от подложки, а затем прессуют и отверждают.In a preferred method according to the invention, the mixture of binder and mineral fibers is separated from the substrate after collection and then pressed and cured.
Способ можно осуществлять в виде периодического процесса, однако в соответствии с одним вариантом осуществления способ выполняется на линии производства продукта из минеральной ваты с подачей первичного и вторичного полотен из минеральной ваты в процесс разделения волокон, который обеспечивает особенно экономичный и универсальный способ получения композитных материалов, обладающих благоприятными механическими свойствами и термоизоляционными свойствами в широком диапазоне плотностей.The method can be carried out as a batch process, however, in accordance with one embodiment, the method is carried out on a line for the production of a mineral wool product with the supply of primary and secondary sheets of mineral wool in a fiber separation process, which provides a particularly economical and versatile method for obtaining composite materials having favorable mechanical properties and thermal insulation properties in a wide range of densities.
В то же время, учитывая, что отверждение проходит при температуре окружающей среды, вероятность появления пятен неотвержденного связующего вещества существенно снижается.At the same time, given that the curing takes place at ambient temperature, the likelihood of spots of uncured binder is significantly reduced.
Отверждениеcuring
Полотно отверждают путем химической и/или физической реакции компонентов связующего вещества.The web is cured by chemical and/or physical reaction of the binder components.
В одном варианте осуществления отверждение происходит в отверждающем устройстве.In one embodiment, curing occurs in a curing device.
В одном варианте осуществления отверждение проводят при температурах 5-95°C, например 5-80°C, например 5-60°C, например 8-50°C, например 10-40°C.In one embodiment, curing is carried out at temperatures of 5-95°C, eg 5-80°C, eg 5-60°C, eg 8-50°C, eg 10-40°C.
В одном варианте осуществления отверждение происходит в традиционной печи для отверждения при производстве минеральной ваты, которая работает при температурах 5-95°C, например 5-80°C, например 10-60°C, например 20-40°C.In one embodiment, curing takes place in a conventional mineral wool curing oven that operates at temperatures of 5-95°C, eg 5-80°C, eg 10-60°C, eg 20-40°C.
Процесс отверждения может начинаться сразу после нанесения связующего вещества на волокна. Отверждение определяется как процесс, при котором в композиции связующего вещества протекает химическая реакция, которая обычно увеличивает молекулярную массу соединений в композиции связующего вещества и тем самым повышает вязкость композиции связующего вещества, обычно до тех пор, пока композиция связующего вещества не достигнет твердого состояния.The curing process can begin immediately after the binder has been applied to the fibres. Curing is defined as the process by which a chemical reaction occurs in a binder composition that typically increases the molecular weight of the compounds in the binder composition and thereby increases the viscosity of the binder composition, typically until the binder composition reaches a solid state.
В одном варианте осуществления процесс отверждения включает поперечное сшивание и/или включение воды в виде кристаллизационной воды.In one embodiment, the curing process includes cross-linking and/or incorporating water in the form of water of crystallization.
В одном варианте осуществления отвержденное связующее вещество содержит кристаллизационную воду, содержание которой может уменьшаться и увеличиваться в зависимости от преобладающих условий температуры, давления и влажности.In one embodiment, the cured binder contains water of crystallization, the content of which may decrease and increase depending on the prevailing conditions of temperature, pressure and humidity.
В одном варианте осуществления процесс отверждения включает процесс сушки.In one embodiment, the curing process includes a drying process.
В предпочтительном варианте осуществления отверждение связующего вещества, контактирующего с минеральными волокнами, происходит в термопрессе.In a preferred embodiment, the curing of the binder in contact with the mineral fibers takes place in a heat press.
Отверждение связующего вещества, контактирующего с минеральными волокнами, в термопрессе имеет особое преимущество, поскольку позволяет получать продукты высокой плотности.The curing of the binder in contact with the mineral fibers in a heat press has a particular advantage in that high density products can be obtained.
В одном варианте осуществления процесс отверждения включает сушку под давлением. Давление можно применять, продувая воздух или газ в смесь минеральных волокон и связующего вещества. Процесс продувки может сопровождаться нагреванием или охлаждением, или он может происходить при температуре окружающей среды.In one embodiment, the curing process includes pressure drying. Pressure can be applied by blowing air or gas into the mixture of mineral fibers and binder. The purge process may be accompanied by heating or cooling, or it may take place at ambient temperature.
В одном варианте осуществления процесс отверждения происходит во влажной среде.In one embodiment, the curing process takes place in a humid environment.
Влажная среда может иметь относительную влажность RH 60-99%, например 70-95%, например 80-92%. За отверждением во влажной среде может следовать отверждение или сушка для достижения состояния преобладающей влажности.The humid environment may have a relative humidity RH of 60-99%, such as 70-95%, such as 80-92%. Curing in a humid environment may be followed by curing or drying to achieve a state of prevailing moisture.
В одном варианте осуществления отверждение выполняют в обедненной кислородом среде.In one embodiment, curing is performed in an oxygen depleted environment.
Без ограничений, накладываемых какой-либо конкретной теорией, автор заявки полагает, что выполнение отверждения в обедненной кислородом среде увеличивает стабильность ферментативного компонента в некоторых вариантах осуществления, особенно фермента трансглутаминазы, и тем самым повышает эффективность поперечного сшивания. В одном варианте осуществления процесс отверждения, таким образом, осуществляется в инертной атмосфере, в частности в атмосфере инертного газа, например азота.Without being limited by any particular theory, the applicant believes that performing curing in an oxygen depleted environment increases the stability of the enzyme component in some embodiments, especially the transglutaminase enzyme, and thereby improves crosslinking efficiency. In one embodiment, the curing process is thus carried out in an inert atmosphere, in particular an atmosphere of an inert gas such as nitrogen.
Продукт из минеральной ваты может иметь любую традиционную конфигурацию, например конфигурацию мата или плиты, и его можно разрезать и/или формовать (например, придавая форму секций трубы) до, в процессе или после отверждения связующего вещества.The mineral wool product may be in any conventional configuration, such as a mat or slab, and may be cut and/or shaped (eg, into sections of pipe) before, during, or after the binder has cured.
Преимущества композиции связующего веществаAdvantages of the binder composition
Продукт из минеральной ваты в соответствии с настоящим изобретением имеет неожиданное преимущество, которое заключается в том, что его можно изготовить с использованием очень простого связующего вещества, требующего всего двух компонентов, а именно по меньшей мере одного белка и по меньшей мере одного фермента, причем для данного связующего вещества не требуется никакой предварительной реакции. Таким образом, продукт из минеральной ваты в соответствии с настоящим изобретением производится из натуральных и нетоксичных компонентов, и, следовательно, работа с ним является безопасной. В то же время продукт из минеральной ваты в соответствии с настоящим изобретением производят с использованием связующего вещества, основанного на возобновляемых ресурсах.The mineral wool product according to the present invention has the unexpected advantage that it can be made using a very simple binder requiring only two components, namely at least one protein and at least one enzyme, for This binder does not require any pre-reaction. Thus, the mineral wool product according to the present invention is made from natural and non-toxic ingredients and is therefore safe to handle. At the same time, the mineral wool product of the present invention is produced using a binder based on renewable resources.
Поскольку связующее вещество, используемое для производства продукта из минеральной ваты в соответствии с настоящим изобретением, можно отверждать при температуре окружающей среды или температуре, близкой к температуре окружающей среды, то потребление энергии при производстве таких продуктов является очень низким. Нетоксичный и некоррозионный характер вариантов осуществления связующих веществ в сочетании с отверждением при температуре окружающей среды позволяет существенно уменьшить использование сложного оборудования. В то же время, учитывая, что отверждение проходит при температуре окружающей среды, вероятность появления пятен неотвержденного связующего вещества существенно снижается.Because the binder used to manufacture the mineral wool product of the present invention can be cured at ambient or near ambient temperature, the energy consumption for manufacturing such products is very low. The non-toxic and non-corrosive nature of the binder embodiments, combined with ambient temperature curing, can significantly reduce the use of complex equipment. At the same time, given that the curing takes place at ambient temperature, the likelihood of spots of uncured binder is significantly reduced.
Дополнительными важными преимуществами являются возможности самовосстановления продуктов из минеральной ваты, полученных с использованием данных связующих веществ.Additional important advantages are the self-healing capabilities of mineral wool products produced using these binders.
Еще одним преимуществом продуктов из минеральной ваты является то, что им можно придать желаемую форму после нанесения связующего вещества, но до отверждения. Это обеспечивает возможность для производства специализированных продуктов, таких как секции труб.Another advantage of mineral wool products is that they can be shaped to the desired shape after application of the binder but before curing. This provides an opportunity for the production of specialized products such as pipe sections.
Еще одним преимуществом является существенно сниженный риск выгорания.Another benefit is the significantly reduced risk of burnout.
Выгорание может быть связано с экзотермическими реакциями при производстве продукта из минеральной ваты, которые увеличивают температуры в толще изоляционного материала, приводя к сплавлению или расстеклованию минеральных волокон, и в конечном счете создают опасность возгорания. В худшем случае выгорание может вызвать пожар в стопках плит на складах или в процессе транспортировки.Burnout can be associated with exothermic reactions during the manufacture of a mineral wool product that increase temperatures within the core of the insulating material, causing the mineral fibers to fuse or devitrify, and ultimately create a fire hazard. In the worst case, burnout can cause a fire in stacks of boards in warehouses or during transportation.
Еще одним преимуществом является отсутствие эмиссий при отверждении, в частности отсутствие эмиссий летучих органических соединений.Another advantage is the absence of curing emissions, in particular the absence of emissions of volatile organic compounds.
ПримерыExamples
В следующих примерах несколько связующих веществ, подпадающих под определение настоящего изобретения, готовили и сравнивали со связующими веществами предыдущего уровня техники.In the following examples, several binders falling within the definition of the present invention were prepared and compared with prior art binders.
Связующие вещества предыдущего уровня техникиPrior Art Binders
Для связующих веществ предыдущего уровня техники определяли указанные ниже свойства.For prior art binders, the following properties were determined.
РеагентыReagents
50% водн. раствор гипофосфористой кислоты и 28% водн. раствор аммиака поставлялись компанией Sigma Aldrich. D-(+)-глюкозы моногидрат поставлялся компанией Merck. 75,1% водн. сироп глюкозы со значением ДЭ от 95 до менее 100 (C*sweet D 02767 бывш. Cargill) поставлялся компанией Cargill. Силан (Momentive VS-142) был предоставлен компанией Momentive и для упрощения считался 100-процентным. Все прочие компоненты высокой степени чистоты поставлялись компанией Sigma-Aldrich и для упрощения считались безводными.50% aq. hypophosphorous acid solution and 28% aq. ammonia solution was supplied by Sigma Aldrich. D-(+)-glucose monohydrate was supplied by Merck. 75.1% aq. glucose syrup with a DE value of 95 to less than 100 (C*sweet D 02767 ex Cargill) was supplied by Cargill. The silane (Momentive VS-142) was provided by Momentive and was considered 100% for simplicity. All other high purity components were supplied by Sigma-Aldrich and were considered anhydrous for simplicity.
Содержание твердых веществ компонентов связующего вещества, определениеSolids content of binder components, determination
Содержание каждого из компонентов в данном растворе связующего вещества до отверждения рассчитывали по сухой массе компонентов. Можно использовать следующую формулу:The content of each of the components in a given binder solution prior to curing was calculated from the dry weight of the components. You can use the following formula:
Твердые вещества связующего средства, определение и процедураBinder solids, definition and procedure
Содержание связующего средства после отверждения называется «твердыми веществами связующего средства».The content of the binder after curing is referred to as "binding agent solids".
Образцы каменной ваты в виде диска (диаметр: 5 см; высота 1 см) вырезали из каменной ваты и подвергали термообработке при 580°C в течение по меньшей мере 30 мин для удаления всех органических веществ. Содержание твердых веществ в связующей смеси (примеры смесей см. ниже) измеряли, распределяя образец связующей смеси (около 2 г) по прошедшему термообработку диску из каменной ваты в контейнере из фольги. Массу контейнера из фольги, содержащего диск из каменной ваты, определяли до и сразу после добавления связующей смеси. Обеспечивали два таких диска из каменной ваты с нанесенной связующей смесью в контейнерах из фольги и нагревали их при 200°C в течение 1 часа.Disc-shaped stone wool samples (diameter: 5 cm; height 1 cm) were cut from the stone wool and heat-treated at 580° C. for at least 30 minutes to remove all organic matter. The solids content of the binder mixture (see below for examples of mixtures) was measured by spreading a sample of the binder mixture (about 2 g) over a heat-treated stone wool disk in a foil container. The weight of the foil container containing the stone wool disc was determined before and immediately after the addition of the binder mixture. Provided two such stone wool disks coated with a binder mixture in foil containers and heated them at 200°C for 1 hour.
После охлаждения и выдерживания при комнатной температуре в течение 10 минут образцы взвешивали и определяли количества твердых веществ связующего как среднее из двух результатов. После этого связующее средство с нужным содержанием твердых веществ связующего можно было получить путем разведения с использованием необходимого количества воды и 10% водн. раствора силана (Momentive VS-142).After cooling and keeping at room temperature for 10 minutes, the samples were weighed and the amounts of binder solids were determined as the average of the two results. Thereafter, a binder with the desired binder solids content could be obtained by dilution using the required amount of water and 10% aq. silane solution (Momentive VS-142).
Реакционные потери, определениеReaction loss, definition
Реакционные потери определяются как разность между твердыми веществами компонентов связующего вещества и твердыми веществами связующего.Reaction loss is defined as the difference between the solids of the binder components and the solids of the binder.
Исследования механической прочности (испытания таблеток), процедураMechanical strength studies (tablet tests), procedure
Механическую прочность связующих веществ исследовали в испытании таблеток. Для каждого связующего вещества изготавливали шесть таблеток из смеси связующего вещества и гранул каменной ваты, образованных при прядильном производстве каменной ваты. Гранулы представляют собой частицы, имеющие ту же композицию расплава, что и волокна каменной ваты, и гранулы обычно считаются отходом прядильного процесса. Гранулы, использованные в композиции таблеток, имеют размер 0,25–0,50 мм.The mechanical strength of the binders was investigated in a tablet test. For each binder, six tablets were made from a mixture of binder and stone wool granules formed in the stone wool spinning process. The pellets are particles having the same melt composition as the stone wool fibers and the pellets are generally considered to be spinning waste. The granules used in the formulation of tablets are 0.25–0.50 mm in size.
Раствор связующего средства с 15% содержанием твердых веществ связующего, содержащий 0,5% силана (Momentive VS-142) из твердых веществ связующего, получали в соответствии с представленным выше описанием в разделе «твердые вещества связующего». Образец такого раствора связующего вещества (4,0 г) хорошо перемешивали с гранулами (20,0 г). Получившуюся смесь затем переносили в круглый контейнер из алюминиевой фольги (Ø днища = 4,5 см, Ø верха = 7,5 см, высота = 1,5 см). Смесь затем сильно сжимали с помощью плоскодонного стакана или пластиковой мензурки подходящего размера для получения ровной поверхности таблетки. Таким образом из каждого связующего вещества получали шесть таблеток. Полученные таблетки далее отверждали при 250°C в течение 1 ч. После охлаждения до комнатной температуры таблетки осторожно извлекали из контейнеров. Три таблетки подвергали состариванию в водяной бане при 80°C в течение 3 ч.A binder solution with 15% binder solids containing 0.5% silane (Momentive VS-142) from binder solids was prepared as described above in the binder solids section. A sample of this binder solution (4.0 g) was mixed well with the granules (20.0 g). The resulting mixture was then transferred to a round aluminum foil container (bottom Ø = 4.5 cm, top Ø = 7.5 cm, height = 1.5 cm). The mixture was then strongly compressed using a flat-bottomed beaker or a suitably sized plastic beaker to obtain a flat tablet surface. Six tablets were thus obtained from each binder. The resulting tablets were further cured at 250° C. for 1 hour. After cooling to room temperature, the tablets were carefully removed from the containers. Three tablets were aged in a water bath at 80°C for 3 hours.
После сушки в течение 1–2 дней все таблетки переламывали в испытании на 3-точечный изгиб (скорость при испытании: 10,0 мм/мин; уровень разрыва: 50%; номинальная сила: 30 МПа (30 Н/мм2); опорное расстояние: 40 мм; макс. прогиб 20 мм; номинальный модуль упругости 10 000 МПа (10 000 Н/мм2)) на приборе Bent Tram для исследования их механической прочности. Таблетки помещали в прибор «нижней поверхностью» вверх (т.е. поверхностью с Ø = 4,5 см).After drying for 1-2 days, all tablets were broken in a 3-point bend test (test speed: 10.0 mm/min; break rate: 50%; nominal force: 30 MPa (30 N/mm 2 ); distance: 40 mm, max deflection 20 mm, nominal modulus of elasticity 10,000 MPa (10,000 N/mm 2 )) on a Bent Tram to test their mechanical strength. The tablets were placed in the device with the "bottom surface" up (ie the surface with Ø = 4.5 cm).
Теоретическое содержание связующего вещества в таблетках, определениеTheoretical binder content in tablets, determination
Теоретическое содержание связующего вещества в таблетках рассчитывается делением количества твердых веществ связующего, использованного при получении таблетки, на сумму твердых веществ связующего и гранул, использованных при получении таблетки. Можно использовать следующую формулу:The theoretical binder content of tablets is calculated by dividing the amount of binder solids used to make the tablet by the sum of the binder solids and granules used to make the tablet. You can use the following formula:
Для каждой смеси связующего вещества готовили шесть таблеток. Теоретическое содержание связующего вещества для каждого испытания рассчитывали как среднее для этих шести таблеток.Six tablets were prepared for each binder mixture. The theoretical binder content for each test was calculated as the average of these six tablets.
Сравнительные примеры — эталонные связующие вещества предыдущего уровня техникиComparative Examples - Prior Art Reference Binders
Пример связующего вещества, эталонное связующее вещество ABinder Example, Reference Binder A
Смесь безводной лимонной кислоты (10,2 г, 53,1 ммоль) и D-(+)-глюкозы моногидрата (57,3 г; таким образом, фактически 52,1 г декстрозы) в воде (157,5 г) перемешивали при комнатной температуре до получения прозрачного раствора. Затем добавляли по каплям 28% водн. раствор аммиака (7,80 г; таким образом, фактически 2,16 г, 128,4 ммоль аммиака). Далее измеряли количество твердых веществ связующего (17,4%). Для испытаний на механическую прочность (15% раствор твердых веществ связующего, содержащий 0,5% силана из твердых веществ связующего) смесь связующего вещества разбавляли водой (0,149 г / г смеси связующего вещества) и 10% водн. раствором силана (0,009 г / г смеси связующего вещества, Momentive VS-142). Готовая смесь связующего вещества имела pH = 5,1.A mixture of anhydrous citric acid (10.2 g, 53.1 mmol) and D-(+)-glucose monohydrate (57.3 g; thus in fact 52.1 g dextrose) in water (157.5 g) was stirred at room temperature until a clear solution is obtained. Then added dropwise 28% aq. ammonia solution (7.80 g; thus actually 2.16 g, 128.4 mmol ammonia). Next, the amount of binder solids was measured (17.4%). For mechanical strength tests (15% binder solids solution containing 0.5% silane from binder solids), the binder mixture was diluted with water (0.149 g/g binder mixture) and 10% aq. silane solution (0.009 g/g binder mixture, Momentive VS-142). The finished binder mixture had a pH of 5.1.
Пример связующего вещества, эталонное связующее вещество B (фенолформальдегидная смола, модифицированная мочевиной, PUF-resol)Binder Example, Reference Binder B (urea-modified phenol-formaldehyde resin, PUF-resol)
Фенолформальдегидную смолу получали путем реакции 37% водн. раствора формальдегида (606 г) и фенола (189 г) в присутствии 46% водн. раствора гидроксида калия (25,5 г) при температуре реакции 84°C, чему предшествовало нагревание со скоростью около 1°C в минуту. Реакцию продолжали при 84°C до тех пор, пока кислотостойкость смолы не достигла 4 и большая часть фенола не израсходовалась. Далее добавляли мочевину (241 г) и смесь охлаждали.Phenol-formaldehyde resin was obtained by the reaction of 37% aq. a solution of formaldehyde (606 g) and phenol (189 g) in the presence of 46% aq. potassium hydroxide solution (25.5 g) at a reaction temperature of 84°C, preceded by heating at a rate of about 1°C per minute. The reaction was continued at 84° C. until the acid resistance of the resin reached 4 and most of the phenol was consumed. Next, urea (241 g) was added and the mixture was cooled.
Кислотостойкость (AT) показывает, во сколько раз данный объем связующего вещества можно разводить кислотой без помутнения смеси (осаждения связующего вещества). Для определения критерия остановки при получении связующего вещества использовали серную кислоту, и кислотостойкость ниже 4 означает завершение реакции связующего вещества. Для измерения AT получали титрующий раствор путем разведения 2,5 мл конц. серной кислоты (> 99%) 1 л ионообменной воды. 5 мл исследуемого связующего вещества далее титровали при комнатной температуре данным титрующим раствором, поддерживая связующее вещество в движении путем ручного встряхивания; при желании можно использовать магнитную мешалку и магнитный стержень-мешальник. Титрование продолжают до тех пор, пока не появится легкое помутнение, не исчезающее при встряхивании связующего вещества.Acid resistance (AT) shows how many times a given volume of binder can be diluted with acid without clouding the mixture (precipitation of the binder). Sulfuric acid was used to determine the stopping criterion in the production of the binder, and an acid resistance of less than 4 indicates completion of the binder reaction. To measure AT, a titration solution was prepared by diluting 2.5 ml of conc. sulfuric acid (> 99%) 1 l of ion-exchange water. 5 ml of the test binder was further titrated at room temperature with this titration solution, keeping the binder in motion by manual shaking; if desired, a magnetic stirrer and a magnetic stir bar can be used. The titration is continued until a slight turbidity appears, which does not disappear when the binder is shaken.
Кислотостойкость (AT) вычисляют путем деления количества кислоты, использованного для титрования (мл), на количество образца (мл):Acid resistance (AT) is calculated by dividing the amount of acid used for titration (ml) by the amount of sample (ml):
AT = (Использованный объем титрующего раствора (мл)) / (Объем образца (мл))AT = (Volume of Titration Solution Used (mL)) / (Volume of Sample (mL))
С использованием полученной модифицированной мочевиной фенолформальдегидной смолы готовили связующее вещество, добавляя 25% водн. раствора аммиака (90 мл) и сульфата аммония (13,2 г), а затем воду (1,30 кг). Далее измеряли содержание твердых веществ в связующем веществе, как описано выше, и смесь разбавляли необходимым количеством воды и силана (Momentive VS-142) для исследования механической прочности (15% раствор твердых веществ связующего, 0,5% силана из твердых веществ связующего).Using the resulting urea-modified phenol-formaldehyde resin, a binder was prepared by adding 25% aq. ammonia solution (90 ml) and ammonium sulfate (13.2 g) and then water (1.30 kg). Next, the solids content of the binder was measured as described above, and the mixture was diluted with the required amount of water and silane (Momentive VS-142) to study the mechanical strength (15% binder solids solution, 0.5% silane from binder solids).
Пример связующего вещества, эталонное связующее вещество СBinder Example, Reference Binder C
Смесь L-аскорбиновой кислоты (1,50 г, 8,52 ммоль) и 75,1% водн. сироп глюкозы (18,0 г; таким образом, фактически 13,5 г сиропа глюкозы) в воде (30,5 г) перемешивали при комнатной температуре до получения прозрачного раствора. Затем добавляли 50% водн. раствор гипофосфористой кислоты (0,60 г; таким образом, фактически 0,30 г, 4,55 ммоль гипофосфористой кислоты) и мочевину (0,75 г). Затем до достижения pH = 6,9 добавляли по каплям 28% водн. раствор аммиака (0,99 г; таким образом, фактически 0,28 г, 16,3 ммоль аммиака). Далее измеряли содержание твердого в связующем веществе (21,5%). Для испытаний на механическую прочность (15% раствор твердых веществ связующего, содержащий 0,5% силана из твердых веществ связующего) смесь связующего вещества разбавляли водой (0,423 г / г смеси связующего вещества) и 10% водн. раствором силана (0,011 г / г смеси связующего вещества, Momentive VS-142). Готовая смесь связующего вещества имела pH = 7,0.A mixture of L-ascorbic acid (1.50 g, 8.52 mmol) and 75.1% aq. glucose syrup (18.0 g; thus, effectively 13.5 g glucose syrup) in water (30.5 g) was stirred at room temperature until a clear solution was obtained. Then 50% aq. hypophosphorous acid solution (0.60 g; thus in fact 0.30 g, 4.55 mmol hypophosphorous acid) and urea (0.75 g). Then, until pH = 6.9 was reached, 28% aq. ammonia solution (0.99 g; thus actually 0.28 g, 16.3 mmol ammonia). Next, the solids content of the binder was measured (21.5%). For mechanical strength tests (15% binder solids solution containing 0.5% silane from binder solids), the binder mixture was diluted with water (0.423 g/g binder mixture) and 10% aq. silane solution (0.011 g/g binder mixture, Momentive VS-142). The finished binder mixture had a pH of 7.0.
Пример связующего вещества, эталонное связующее вещество DBinder Example, Reference Binder D
Смесь 75,1% водн. сиропа глюкозы (60,0 г; таким образом, фактически 45,0 г сиропа глюкозы), сульфамата аммония (2,25 г, 19,7 ммоль) и мочевины (2,25 г) в воде (105,1 г) перемешивали при комнатной температуре до получения прозрачного раствора. Затем до достижения pH = 8,2 добавляли по каплям 28% водн. раствор аммиака (0,12 г; таким образом, фактически 0,03 г, 1,97 ммоль аммиака). Далее измеряли количество твердых веществ связующего (21,6%). Для испытаний на механическую прочность (15% раствор твердых веществ связующего, содержащий 0,5% силана из твердых веществ связующего) смесь связующего вещества разбавляли водой (0,432 г / г смеси связующего вещества) и 10% водн. раствором силана (0,011 г / г смеси связующего вещества, Momentive VS-142). Готовая смесь связующего вещества имела pH = 8,2.A mixture of 75.1% aq. glucose syrup (60.0 g; thus, effectively 45.0 g glucose syrup), ammonium sulfamate (2.25 g, 19.7 mmol) and urea (2.25 g) in water (105.1 g) were stirred at room temperature until a clear solution is obtained. Then, until pH = 8.2 was reached, 28% aq. ammonia solution (0.12 g; thus effectively 0.03 g, 1.97 mmol ammonia). Next, the amount of binder solids was measured (21.6%). For mechanical strength tests (15% binder solids solution containing 0.5% silane from binder solids), the binder mixture was diluted with water (0.432 g/g binder mixture) and 10% aq. silane solution (0.011 g/g binder mixture, Momentive VS-142). The finished binder mixture had a pH of 8.2.
Пример связующего вещества, эталонное связующее вещество Е (на основе продуктов реакции ангидрида алканоламин-поликарбоновой кислоты)Binder Example, Reference Binder E (based on reaction products of alkanolamine-polycarboxylic acid anhydride)
Диэтаноламин (ДЭА, 231,4 г) помещали в 5-литровый стеклянный реактор, оборудованный мешалкой и обогревательной/охлаждающей рубашкой. Температуру диэтаноламина поднимали до 60°C, после чего добавляли тетрагидрофталевый ангидрид (ТГФА, 128,9 г). После повышения температуры до 130°C и поддержания ее на этом уровне добавляли вторую порцию тетрагидрофталевого ангидрида (64,5 г), а затем тримеллитовый ангидрид (ТМА, 128,9 г). После поддержания температуры 130°C в течение 1 часа смесь охлаждали до 95°C. Добавляли воду (190,8 г) и перемешивание продолжали в течение 1 часа. После охлаждения до температуры окружающей среды смесь выливали в воду (3,40 кг) и при перемешивании добавляли 50% водн. раствор гипофосфористой кислоты (9,6 г) и 25% водн. раствор аммиака (107,9 г). Сироп глюкозы (1,11 кг) подогревали до 60°C и затем добавляли при перемешивании, после чего добавляли 50% водн. раствор силана (5,0 г, Momentive VS-142). Затем измеряли содержание твердых веществ в связующем в соответствии с описанием выше, после чего смесь разбавляли требуемым количеством воды для измерений механической прочности (15% растворы твердых веществ связующего).Diethanolamine (DEA, 231.4 g) was placed in a 5 liter glass reactor equipped with a stirrer and a heating/cooling jacket. The temperature of diethanolamine was raised to 60° C. whereupon tetrahydrophthalic anhydride (THFA, 128.9 g) was added. After raising the temperature to 130° C. and maintaining it at this level, a second portion of tetrahydrophthalic anhydride (64.5 g) was added, followed by trimellitic anhydride (TMA, 128.9 g). After maintaining the temperature at 130°C for 1 hour, the mixture was cooled to 95°C. Water (190.8 g) was added and stirring was continued for 1 hour. After cooling to ambient temperature, the mixture was poured into water (3.40 kg) and 50% aq. hypophosphorous acid solution (9.6 g) and 25% aq. ammonia solution (107.9 g). Glucose syrup (1.11 kg) was heated to 60°C and then added with stirring, after which was added 50% aq. silane solution (5.0 g, Momentive VS-142). The binder solids content was then measured as described above, after which the mixture was diluted with the required amount of water for mechanical strength measurements (15% binder solids solutions).
Пример связующего вещества, эталонное связующее вещество F (на основе продуктов реакции ангидрида алканоламин-поликарбоновой кислоты)Binder Example, Reference Binder F (based on reaction products of alkanolamine-polycarboxylic acid anhydride)
Диэтаноламин (ДЭА, 120,5 г) помещали в 5-литровый стеклянный реактор, оборудованный мешалкой и обогревательной/охлаждающей рубашкой. Температуру диэтаноламина поднимали до 60°C, после чего добавляли тетрагидрофталевый ангидрид (ТГФА, 67,1 г). После повышения температуры до 130°C и поддержания ее на этом уровне добавляли вторую порцию тетрагидрофталевого ангидрида (33,6 г), а затем тримеллитовый ангидрид (ТМА, 67,1 г). После поддержания температуры 130°C в течение 1 часа смесь охлаждали до 95°C. Добавляли воду (241,7 г) и перемешивание продолжали в течение 1 часа. Затем добавляли мочевину (216,1 г) и продолжали перемешивание до растворения всех твердых веществ. После охлаждения до температуры окружающей среды смесь выливали в воду (3,32 кг) и при перемешивании добавляли 50% водн. раствор гипофосфористой кислоты (5,0 г) и 25% водн. раствор аммиака (56,3 г). Сироп глюкозы (1,24 кг) подогревали до 60°C и затем добавляли при перемешивании, после чего добавляли 50% водн. раствор силана (5,0 г, Momentive VS-142). Затем измеряли содержание твердых веществ в связующем в соответствии с описанием выше, после чего смесь разбавляли требуемым количеством воды для измерений механической прочности (15% растворы твердых веществ связующего).Diethanolamine (DEA, 120.5 g) was placed in a 5 liter glass reactor equipped with a stirrer and a heating/cooling jacket. The temperature of diethanolamine was raised to 60°C, after which tetrahydrophthalic anhydride (THFA, 67.1 g) was added. After raising the temperature to 130° C. and maintaining it at this level, a second portion of tetrahydrophthalic anhydride (33.6 g) was added, followed by trimellitic anhydride (TMA, 67.1 g). After maintaining the temperature at 130°C for 1 hour, the mixture was cooled to 95°C. Water (241.7 g) was added and stirring was continued for 1 hour. Urea (216.1 g) was then added and stirring continued until all solids were dissolved. After cooling to ambient temperature, the mixture was poured into water (3.32 kg) and 50% aq. hypophosphorous acid solution (5.0 g) and 25% aq. ammonia solution (56.3 g). Glucose syrup (1.24 kg) was heated to 60°C and then added with stirring, after which was added 50% aq. silane solution (5.0 g, Momentive VS-142). The binder solids content was then measured as described above, after which the mixture was diluted with the required amount of water for mechanical strength measurements (15% binder solids solutions).
Связующие вещества в соответствии с настоящим изобретениемBinders in accordance with the present invention
Для связующих веществ настоящего изобретения определяли указанные ниже свойства.For the binders of the present invention, the following properties were determined.
РеагентыReagents
Желатин из свиной кожи со средней прочностью геля (170–195 г по Блуму) и гидроксид натрия были получены от компании Sigma-Aldrich. Трансглутаминаза TI была получена от компании Modernist Pantry. Для упрощения эти реагенты считались совершенно чистыми и безводными.Pigskin gelatin with medium gel strength (170-195 g Bloom) and sodium hydroxide were obtained from Sigma-Aldrich. Transglutaminase TI was obtained from Modernist Pantry. For simplicity, these reagents were assumed to be completely pure and anhydrous.
Содержание твердых веществ компонентов связующего вещества, определениеSolids content of binder components, determination
Содержание каждого из компонентов в данном растворе связующего вещества до отверждения рассчитывали по сухой массе компонентов. Можно использовать следующую формулу:The content of each of the components in a given binder solution prior to curing was calculated from the dry weight of the components. You can use the following formula:
Приведенные ниже примеры связующих веществ для удобства перемешивали до содержания твердых веществ компонентов связующего вещества, составляющего 15 ± 1,5%.The examples of binders below were mixed for convenience to a solids content of the binder components of 15 ± 1.5%.
Исследования механической прочности (испытания таблеток), процедураMechanical strength studies (tablet tests), procedure
Механическую прочность связующих веществ исследовали в испытании таблеток. Для каждого связующего вещества изготавливали шесть таблеток из смеси связующего вещества и гранул каменной ваты, образованных при прядильном производстве каменной ваты. Гранулы представляют собой частицы, имеющие ту же композицию расплава, что и волокна каменной ваты, и гранулы обычно считаются отходом прядильного процесса. Гранулы, использованные в композиции таблеток, имеют размер 0,25–0,50 мм.The mechanical strength of the binders was investigated in a tablet test. For each binder, six tablets were made from a mixture of binder and stone wool granules formed in the stone wool spinning process. The pellets are particles having the same melt composition as the stone wool fibers and the pellets are generally considered to be spinning waste. The granules used in the formulation of tablets are 0.25–0.50 mm in size.
Смесь связующего вещества с содержанием 15 ± 1,5% твердых веществ компонентов связующего вещества получали как описано в примерах ниже. Образец такого раствора связующего вещества (4,0 г) хорошо перемешивали с гранулами (20,0 г). Получившуюся смесь затем переносили в круглый контейнер из алюминиевой фольги (Ø днища = 4,5 см, Ø верха = 7,5 см, высота = 1,5 см). Смесь равномерно распределяли в контейнере широкой лопаткой, получая ровную поверхность таблетки. Таким образом из каждого связующего вещества получали шесть таблеток.A binder mixture containing 15 ± 1.5% solids of the binder components was prepared as described in the examples below. A sample of this binder solution (4.0 g) was mixed well with the granules (20.0 g). The resulting mixture was then transferred to a round aluminum foil container (bottom Ø = 4.5 cm, top Ø = 7.5 cm, height = 1.5 cm). The mixture was evenly distributed in the container with a wide spatula, obtaining a flat tablet surface. Six tablets were thus obtained from each binder.
Контейнеры с таблетками, выполненными из связующих веществ, предназначенных для отверждения при комнатной температуре, оставляли при комнатной температуре на два дня. Контейнеры с таблетками, предназначенными для отверждения при температуре ниже комнатной, сначала оставляли при температуре 11 °C на один день, а затем на два дня при комнатной температуре. Контейнеры с таблетками, предназначенными для отверждения при температуре выше комнатной, оставляли при температуре 41°C, 61°C или 81°C на 5 ч, 2 ч или 1 ч соответственно, а затем на один день при комнатной температуре.Containers with tablets made from binders designed to cure at room temperature were left at room temperature for two days. Tablet containers intended to cure below room temperature were first left at 11°C for one day and then for two days at room temperature. Containers with tablets intended to cure above room temperature were left at 41°C, 61°C, or 81°C for 5 hours, 2 hours, or 1 hour, respectively, and then for one day at room temperature.
Таблетки затем осторожно извлекали из контейнеров. Три таблетки подвергали состариванию в водяной бане при 80°C в течение 3 ч.The tablets were then carefully removed from the containers. Three tablets were aged in a water bath at 80°C for 3 hours.
После сушки в течение двух дней все таблетки переламывали в испытании на 3-точечный изгиб (скорость при испытании: 10,0 мм/мин; уровень разрыва: 50%; номинальная сила: 30 МПа (30 Н/мм2); опорное расстояние: 40 мм; макс. прогиб 20 мм; номинальный модуль упругости 10 000 МПа (10 000 Н/мм2)) на приборе Bent Tram для исследования их механической прочности. Таблетки помещали в прибор «нижней поверхностью» вверх (т.е. поверхностью с Ø = 4,5 см).After drying for two days, all tablets were broken in a 3-point bend test (test speed: 10.0 mm/min; break rate: 50%; nominal force: 30 MPa (30 N/mm 2 ); reference distance: 40 mm, max deflection 20 mm, nominal modulus of elasticity 10,000 MPa (10,000 N/mm 2 )) on Bent Tram to test their mechanical strength. The tablets were placed in the device with the "bottom surface" up (ie the surface with Ø = 4.5 cm).
Теоретическое содержание связующего вещества в таблетках, определениеTheoretical binder content in tablets, determination
Теоретическое содержание связующего вещества в таблетках рассчитывается делением содержания твердых веществ компонента связующего вещества, использованных в получении таблетки, на сумму содержания твердых веществ компонента связующего вещества и гранул, использованных в получении таблетки. Можно использовать следующую формулу:The theoretical binder content of tablets is calculated by dividing the solids content of the binder component used in tablet preparation by the sum of the solids content of the binder component and the granules used in tablet preparation. You can use the following formula:
Для каждой смеси связующего вещества готовили шесть таблеток. Теоретическое содержание связующего вещества для каждого испытания рассчитывали как среднее для этих шести таблеток.Six tablets were prepared for each binder mixture. The theoretical binder content for each test was calculated as the average of these six tablets.
Измеренное содержание связующего вещества в таблетках, определениеMeasured binder content in tablets, determination
Измеренное содержание связующего вещества в таблетках рассчитывается делением массы высушенной таблетки за вычетом гранул в таблетке на массу высушенной таблетки. Можно использовать следующий расчет:The measured binder content of tablets is calculated by dividing the weight of the dried tablet minus the granules in the tablet by the weight of the dried tablet. You can use the following calculation:
Для каждой смеси связующего вещества готовили шесть таблеток. Измеренное содержание связующего вещества для каждого испытанного связующего вещества рассчитывали как среднее для этих шести таблеток.Six tablets were prepared for each binder mixture. The measured binder content for each binder tested was calculated as the average of these six tablets.
Испытания пленки, процедураFilm tests, procedure
Смесь связующего вещества с содержанием 15 ± 1,5% твердых веществ компонентов связующего вещества получали как описано в примерах ниже. Образец, достаточно большой для того, чтобы закрыть днище слоем толщиной примерно 1–2 мм, затем переносили в круглый контейнер из алюминиевой фольги (Ø днища = 4,5 см, Ø верха = 7,5 см, высота = 1,5 см). Для каждой смеси связующего вещества получали два образца, которые затем оставляли при комнатной температуре на два дня.A binder mixture containing 15 ± 1.5% solids of the binder components was prepared as described in the examples below. A sample large enough to cover the bottom with a layer about 1–2 mm thick was then transferred to a round aluminum foil container (bottom Ø = 4.5 cm, top Ø = 7.5 cm, height = 1.5 cm) . For each binder mixture, two samples were obtained, which were then left at room temperature for two days.
Образовавшиеся пленки осторожно извлекали из контейнеров и одну из пленок испытывали на водостойкость путем погружения пленки наполовину в воду с температурой 80°C. В этом испытании не обладающие водостойкостью композиции связующего вещества должны были быстро растворяться.The resulting films were carefully removed from the containers and one of the films was tested for water resistance by immersing the film halfway in water at a temperature of 80°C. In this test, the non-water resistant binder compositions had to dissolve rapidly.
Композиции связующего вещества в соответствии с настоящим изобретениемBinder compositions according to the present invention
Пример связующего вещества, пункт 1Binder example, point 1
Желатину из свиной кожи со средней прочностью геля (10,0 г) давали набухать в воде (56,7 г) в течение 30 мин при комнатной температуре. Смесь затем помещали в водяную баню при 50°C и перемешивали несколько минут до получения прозрачного раствора (pH 5,1). Перед использованием в дальнейших экспериментах раствор перемешивали еще 30 минут при 50°C.Pigskin gelatin with medium gel strength (10.0 g) was allowed to swell in water (56.7 g) for 30 minutes at room temperature. The mixture was then placed in a water bath at 50° C. and stirred for several minutes until a clear solution (pH 5.1) was obtained. Before using in further experiments, the solution was stirred for another 30 minutes at 50°C.
Пример связующего вещества, пункт 5Binder example, item 5
Желатину из свиной кожи со средней прочностью геля (10,0 г) давали набухать в воде (56,7 г) в течение 30 мин при комнатной температуре. Смесь затем помещали в водяную баню при 50°C и перемешивали несколько минут до получения прозрачного раствора (pH 5,1). Затем добавляли 1 M NaOH (3,10 г) (pH 8,8) и получившуюся смесь продолжали перемешивать еще 30 минут при 50°C перед использованием в дальнейших экспериментах.Pigskin gelatin with medium gel strength (10.0 g) was allowed to swell in water (56.7 g) for 30 minutes at room temperature. The mixture was then placed in a water bath at 50° C. and stirred for several minutes until a clear solution (pH 5.1) was obtained. Then 1 M NaOH (3.10 g) (pH 8.8) was added and the resulting mixture was stirred for another 30 minutes at 50° C. before being used in further experiments.
Пример связующего вещества, пункт 6Binder example, point 6
Желатину из свиной кожи со средней прочностью геля (10,0 г) давали набухать в воде (51,7 г) в течение 30 мин при комнатной температуре. Смесь затем помещали в водяную баню при 50°C и перемешивали несколько минут до получения прозрачного раствора (pH 5,2). Раствор перемешивали 30 минут при 50°C, а затем добавляли раствор трансглутаминазы TI (0,20 г) в воде (5,0 г) (pH 5,2). Перед использованием в дальнейших экспериментах полученную смесь перемешивали еще несколько минут при 50°C.Pigskin gelatin with medium gel strength (10.0 g) was allowed to swell in water (51.7 g) for 30 minutes at room temperature. The mixture was then placed in a water bath at 50° C. and stirred for several minutes until a clear solution (pH 5.2) was obtained. The solution was stirred for 30 minutes at 50° C. and then a solution of transglutaminase TI (0.20 g) in water (5.0 g) (pH 5.2) was added. Before using in further experiments, the resulting mixture was stirred for a few more minutes at 50°C.
Пример связующего вещества, пункт 7Binder example, item 7
Желатину из свиной кожи со средней прочностью геля (10,0 г) давали набухать в воде (51,7 г) в течение 30 мин при комнатной температуре. Смесь затем помещали в водяную баню при 50°C и перемешивали несколько минут до получения прозрачного раствора (pH 5,1). Раствор перемешивали 30 минут при 50°C, а затем добавляли раствор трансглутаминазы TI (0,50 г) в воде (5,0 г) (pH 5,2). Перед использованием в дальнейших экспериментах полученную смесь перемешивали еще несколько минут при 50°C.Pigskin gelatin with medium gel strength (10.0 g) was allowed to swell in water (51.7 g) for 30 minutes at room temperature. The mixture was then placed in a water bath at 50° C. and stirred for several minutes until a clear solution (pH 5.1) was obtained. The solution was stirred for 30 minutes at 50° C. and then a solution of transglutaminase TI (0.50 g) in water (5.0 g) (pH 5.2) was added. Before using in further experiments, the resulting mixture was stirred for a few more minutes at 50°C.
Пример связующего вещества, пункт 8Binder example, item 8
Желатину из свиной кожи со средней прочностью геля (10,0 г) давали набухать в воде (51,7 г) в течение 30 мин при комнатной температуре. Смесь затем помещали в водяную баню при 50°C и перемешивали несколько минут до получения прозрачного раствора (pH 5,3). Раствор перемешивали 30 минут при 50°C, а затем добавляли раствор трансглутаминазы TI (1,00 г) в воде (5,0 г) (pH 5,3). Перед использованием в дальнейших экспериментах полученную смесь перемешивали еще несколько минут при 50°C.Pigskin gelatin with medium gel strength (10.0 g) was allowed to swell in water (51.7 g) for 30 minutes at room temperature. The mixture was then placed in a water bath at 50° C. and stirred for several minutes until a clear solution (pH 5.3) was obtained. The solution was stirred for 30 minutes at 50° C. and then a solution of transglutaminase TI (1.00 g) in water (5.0 g) (pH 5.3) was added. Before using in further experiments, the resulting mixture was stirred for a few more minutes at 50°C.
Остальные связующие вещества, указанные в таблице 1, готовили методом, аналогичным описанным выше методам приготовления.The rest of the binders listed in Table 1 were prepared in a manner similar to the preparation methods described above.
Таблица 1-1Table 1-1
[a] Углевода + аскорбиновой кислоты. [b] Молярные эквиваленты амина относительно молярных эквивалентов неорганической или органической кислоты. [c] По твердым веществам связующего. [a] Carbohydrate + ascorbic acid. [b] Amine molar equivalents relative to inorganic or organic acid molar equivalents. [c] Binder solids.
Таблица 1-2Table 1-2
[a] Желатина. [b] Желатина + трансглутаминазы. [c] По содержанию твердых веществ компонентов связующего вещества. [d] В процессе состаривания наблюдалось полное разрушение таблеток. [a] Gelatin. [b] Gelatin + transglutaminase. [c] Based on the solids content of the binder components. [d] In the process of aging, the complete destruction of the tablets was observed.
Таблица 1-3Table 1-3
[a] Желатина. [b] Желатина + трансглутаминазы. [c] По содержанию твердых веществ компонентов связующего вещества. [a] Gelatin. [b] Gelatin + transglutaminase. [c] Based on the solids content of the binder components.
По результатам экспериментов, задокументированным в таблицах 1-1–1-3, можно сделать следующие наблюдения и выводы.Based on the experimental results documented in Tables 1-1-1-3, the following observations and conclusions can be drawn.
При сравнении теоретического содержания связующего вещества и измеренного содержания связующего вещества для примеров в соответствии с настоящим изобретением в таблице 1-3 можно видеть, что измеренное содержание связующего вещества значительно выше. Заявитель считает, что это частично является результатом включения в отвержденное связующее вещество значительных количеств кристаллизационной воды. Кроме того, благодаря отверждению при очень низких температурах связующие вещества в соответствии с настоящим изобретением не испытывают каких-либо значимых реакционных потерь. Соответственное, более высокое значение LOI, т.е. более высокое содержание связующего вещества, можно обеспечить с использованием меньшего количества органического исходного материала по сравнению с другими связующими веществами на основе возобновляемых ресурсов, такими как эталонные связующие вещества A, C и D.When comparing the theoretical binder content and the measured binder content for the examples according to the present invention in Table 1-3, it can be seen that the measured binder content is significantly higher. The Applicant believes that this is partly the result of the incorporation of significant amounts of water of crystallization into the cured binder. In addition, due to curing at very low temperatures, the binders of the present invention do not experience any significant reactive losses. The corresponding higher LOI, i.e. higher binder content can be achieved using less organic starting material compared to other binders based on renewable resources such as reference binders A, C and D.
Как можно видеть из сравнения результатов, показанных в таблице 1-3, с результатами, показанными в таблице 1-1, продукты из минеральной ваты в соответствии с настоящим изобретением могут иметь более высокую механическую прочность (в состаренном и несостаренном состояниях) при использовании того же количества органического исходного материала для связующего вещества (теоретическое состояние связующего вещества) и гораздо более низкой температуры отверждения. Это позволяет обеспечивать улучшенный продукт при одновременном снижении энергопотребления и использовании более простого оборудования.As can be seen from a comparison of the results shown in Table 1-3 with the results shown in Table 1-1, mineral wool products according to the present invention can have higher mechanical strength (aged and unaged) when using the same the amount of organic starting material for the binder (the theoretical state of the binder) and a much lower curing temperature. This allows you to provide an improved product while reducing energy consumption and using simpler equipment.
Claims (26)
Applications Claiming Priority (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP16169635 | 2016-05-13 | ||
EP16169641 | 2016-05-13 | ||
EP16169635.6 | 2016-05-13 | ||
EP16169641.4 | 2016-05-13 | ||
EP16169638 | 2016-05-13 | ||
EP16169638.0 | 2016-05-13 | ||
PCT/EP2017/061415 WO2017194721A1 (en) | 2016-05-13 | 2017-05-11 | Mineral wool products |
Publications (4)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2018144069A RU2018144069A (en) | 2020-06-15 |
RU2018144069A3 RU2018144069A3 (en) | 2020-08-31 |
RU2778640C2 RU2778640C2 (en) | 2022-08-22 |
RU2778640C9 true RU2778640C9 (en) | 2022-10-11 |
Family
ID=
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2017770C1 (en) * | 1992-06-24 | 1994-08-15 | Мордовский государственный университет им.Н.П.Огарева | Press-mass for wood plate making |
RU2325419C1 (en) * | 2004-01-22 | 2008-05-27 | Стейт Оф Орегон Эктинг Бай Энд Тру Дзе Стейт Борд Оф Хайер Эдьюкейшн Он Бихаф Оф Орегон Стейт Юниверсити | Glues not containing formaldehyde and lignocellulose composite materials made of them |
WO2010125163A1 (en) * | 2009-04-29 | 2010-11-04 | Dynea Oy | Composite material comprising crosslinkable resin of proteinous material |
WO2012062801A1 (en) * | 2010-11-09 | 2012-05-18 | Rockwool International A/S | Mineral fibre product having reduced thermal conductivity |
WO2012072496A1 (en) * | 2010-11-29 | 2012-06-07 | Huntsman International Llc | Polyisocyanate-based binder |
WO2016005481A1 (en) * | 2014-07-11 | 2016-01-14 | Knauf Insulation Sprl | Binder containing whey protein |
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2017770C1 (en) * | 1992-06-24 | 1994-08-15 | Мордовский государственный университет им.Н.П.Огарева | Press-mass for wood plate making |
RU2325419C1 (en) * | 2004-01-22 | 2008-05-27 | Стейт Оф Орегон Эктинг Бай Энд Тру Дзе Стейт Борд Оф Хайер Эдьюкейшн Он Бихаф Оф Орегон Стейт Юниверсити | Glues not containing formaldehyde and lignocellulose composite materials made of them |
WO2010125163A1 (en) * | 2009-04-29 | 2010-11-04 | Dynea Oy | Composite material comprising crosslinkable resin of proteinous material |
WO2012062801A1 (en) * | 2010-11-09 | 2012-05-18 | Rockwool International A/S | Mineral fibre product having reduced thermal conductivity |
WO2012072496A1 (en) * | 2010-11-29 | 2012-06-07 | Huntsman International Llc | Polyisocyanate-based binder |
WO2016005481A1 (en) * | 2014-07-11 | 2016-01-14 | Knauf Insulation Sprl | Binder containing whey protein |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3455182B1 (en) | Mineral wool products | |
EP3622030B1 (en) | Mineral wool binder | |
US20240043322A1 (en) | Method for producing a mineral wool product | |
RU2778640C9 (en) | Products of mineral wool | |
RU2778640C2 (en) | Products of mineral wool | |
EP4013725B1 (en) | Mineral wool binder | |
RU2794599C1 (en) | Binder for mineral wool | |
RU2772558C2 (en) | Binder for mineral wool | |
RU2776738C2 (en) | Composition of the binder | |
RU2778791C2 (en) | Product of mineral wool | |
RU2778791C9 (en) | Product of mineral wool | |
RU2775636C2 (en) | Binder composition |