RU2787101C2

RU2787101C2 - Связующая композиция для минеральных волокон, содержащая по меньшей мере один гидроколлоид и сложный эфир жирных кислот и глицерина

Info

Publication number: RU2787101C2
Application number: RU2019140680A
Authority: RU
Inventors: Томас ХЬЕЛМГАРД
Original assignee: Роквул Интернэшнл А/С
Priority date: 2017-05-11
Filing date: 2017-11-13
Publication date: 2022-12-28

Abstract

Настоящее изобретение относится к водной связующей композиции для минеральных волокон, содержащей по меньшей мере два гидроколлоида и по меньшей мере один сложный эфир жирных кислот и глицерина. Один из гидроколлоидов представляет собой желатин, а другой выбран из группы, состоящей из пектина, крахмала, альгината, агар-агара, каррагинана, производных целлюлозы и тому подобных компонентов. Эфир жирных кислот и глицерина представляет собой растительное масло или животное масло и содержится в связующей композиции в количестве от 0,5 до 40 мас.% в пересчёте на сухой гидроколлоид. Отверждение водной композиции на волокнах происходит при температуре не более 9°С. Технический результат изобретения – обеспечение продуктов минеральной ваты, обладающих высокой прочностью без использования коррозионных и вредных материалов, при использовании для отверждения связующей композиции более низкой температуры. 7 н. и 98 з.п. ф-лы, 14 пр., 4 табл.

Description

Область техники

Настоящее изобретение относится к водной связующей композиции для минеральных волокон, продукту минеральной ваты, скрепленному связующим веществом, способу получения продукта минеральной ваты, скрепленного связующим веществом, и применению по меньшей мере одного гидроколлоида в связующей композиции для получения продукта минеральной ваты.

Уровень техники

Продукты минеральных волокон, 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 термоотверждаемым полимерным связующим материалом. Для применения в качестве термических и акустических изоляционных продуктов обычно получают маты из связанных 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 полимеризационную печь, в которой горячий воздух продувают через мат для отверждения связующего вещества и жесткого связывания минеральных волокон вместе.

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, связующие композиции 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.

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 связующие композиции 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 минеральной ваты, для которых характерно уменьшенное поглощение влаги.

Так как некоторые из исходных материалов, используемых при производстве таких связующих веществ, являются достаточно дорогостоящими химикатами, сохраняется потребность в получении связующих веществ, не содержащих формальдегида, которые можно получать экономичным образом.

Дополнительным эффектом, относящимся к ранее известным водным связующим композициям из минеральных волокон, является происхождение по меньшей мере большинства исходных материалов, используемых для производства этих связующих веществ, от ископаемого топлива. В настоящее время потребители склонны предпочитать продукты, которые полностью или по меньшей мере частично производят из возобновляемых материалов, и, следовательно, существует необходимость в обеспечении связующих веществ для минеральной ваты, которые по меньшей мере частично производят из возобновляемых материалов.

Дополнительным эффектом, относящимся к ранее известным водным связующим композициям для минеральных волокон, является содержание в них компонентов, являющихся коррозионными и/или вредными. В данном случае необходимо принимать меры по защите оборудования, связанного с получением продуктов минеральной ваты для предотвращения 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 связующих композиций для минеральных волокон с уменьшенным содержанием коррозионных и/или вредных материалов.

Еще одним эффектом, относящимся к ранее известным водным связующим композициям для минеральных волокон, является, как правило, потребность для производства этих связующих веществ в серьезном оборудовании для отверждения, чтобы осуществить отверждение связующего вещества. Оборудование для отверждения обычно представляет собой печь, работающую при температурах намного выше 100°C, например около 200°C. Связующие композиции, которые могут отверждаться в таких условиях, называются термоотверждаемыми связующими композициями. Длина печи составляет несколько метров для размещения непрерывно подаваемого в нее полотна и обеспечения полного отверждения полотна на выходе из печи. Такое печное оборудование характеризуется очень большим энергопотреблением.

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.

Публикация C. Pena, K. de la Caba, A. Eceiza, R. Ruseckaite, I. Mondragon в Biores. Technol. 2010, 101, 6836-6842 посвящена замене небиоразлагаемых пластиковых пленок возобновляемыми сырьевыми материалами из растений и отходов мясоперерабатывающей промышленности. В таком контексте в данной публикации описано применение гидролизуемого танина каштана для модификации желатина с формированием пленок. В данной публикации не описаны связующие вещества, в частности связующие вещества для минеральной ваты.

Ранее были предложены связующие вещества на основе возобновляемых материалов для минеральных волокон. Хотя некоторые из этих связующих веществ имеют превосходные общие свойства, у полученных с использованием этих связующих веществ продуктов минеральной ваты по-прежнему существуют некоторые недостатки в плане прочности и поглощения воды по сравнению с продуктами минеральной ваты, полученными с использованием фенолформальдегидных смол.

Изложение сущности изобретения

Соответственно, целью настоящего изобретения было обеспечение связующей композиции, особенно подходящей для связывания минеральных волокон, в качестве сырья, для которой используют возобновляемые материалы, и уменьшают или устраняют использование коррозионных и/или вредных материалов, и в то же время обеспечивают получение продуктов минеральной ваты, обладающих превосходными прочностными свойствами и низким поглощением воды.

Целью настоящего изобретения дополнительно было обеспечение связующей композиции, не требующей высокой температуры для отверждения и, следовательно, устраняющей необходимость в применении высоких температур при производстве продукта, связанного связующим веществом.

Дополнительной целью настоящего изобретения было обеспечение продукта минеральной ваты, связанного такой связующей композицией.

Дополнительной целью настоящего изобретения было обеспечение способа получения такого продукта минеральной ваты.

Дополнительной целью настоящего изобретения было обеспечение способа применения такой связующей композиции для получения продукта минеральной ваты.

Дополнительной целью настоящего изобретения было обеспечение способа связывания друг с другом поверхностей двух или более элементов, причем в способе применяют адгезив, отверждение которого не требует высоких температур, и при этом в процессе обращения, нанесения и отверждения адгезива воздействие опасных веществ сведено к минимуму, а меры защиты не являются обязательными, и в то же время адгезив имеет превосходные прочностные качества и низкое поглощение воды.

В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения обеспечена предпочтительно не содержащая формальдегида связующая композиция для минеральных волокон, содержащая по меньшей мере один гидроколлоид и по меньшей мере один сложный эфир жирных кислот и глицерина.

В соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения предложен продукт минеральной ваты, содержащий минеральные волокна, скрепленные связующим веществом, полученным в результате отверждения связующей композиции, содержащей по меньшей мере один гидроколлоид.

В соответствии с третьим аспектом настоящего изобретения предложен способ получения продукта минеральной ваты, включающий стадии введения минеральных волокон в контакт со связующей композицией, содержащей по меньшей мере один гидроколлоид и по меньшей мере один сложный эфир жирных кислот и глицерина.

В соответствии с четвертым аспектом настоящего изобретения предложено применение по меньшей мере одного гидроколлоида и по меньшей мере одного сложного эфира жирных кислот и глицерина в связующем веществе для производства продукта минеральной ваты.

В соответствии с пятым аспектом настоящего изобретения предложен способ связывания друг с другом поверхностей двух или более элементов, причем указанные элементы скреплены связующим веществом минеральной ваты, при этом способ включает стадии:

- обеспечения двух или более элементов,

- нанесения адгезива на одну или более подлежащих связыванию поверхностей до, в процессе или после приведения подлежащих связыванию поверхностей в контакт друг с другом,

- отверждения адгезива, причем адгезив содержит

- по меньшей мере один гидроколлоид,

- по меньшей мере один сложный эфир жирных кислот и глицерина.

Авторы настоящего изобретения неожиданно обнаружили, что можно получать продукт минеральной ваты, имеющий превосходные прочностные свойства и низкое поглощение воды, содержащий минеральные волокна, скрепленные связующим веществом, полученным в результате отверждения связующей композиции, причем связующую композицию 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 минеральной ваты не приводит к выбросам, например выбросам ЛОС (летучих органических соединений), в процессе получения.

Авторы настоящего изобретения также неожиданно обнаружили, что с помощью описанного способа можно связывать поверхности элементов друг с другом или связывать один или более элементов минеральной ваты с другим элементом.

Описание предпочтительных вариантов осуществления

Связующая композиция в соответствии с настоящим изобретением содержит по меньшей мере один гидроколлоид и по меньшей мере один сложный эфир жирных кислот и глицерина.

В предпочтительном варианте осуществления связующие вещества в соответствии с настоящим изобретением не содержат формальдегида.

Для целей настоящей заявки термин «не содержит формальдегида» используется, чтобы охарактеризовать продукт минеральной ваты, в котором эмиссия формальдегида из продукта 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.

Неожиданным преимуществом вариантов осуществления продуктов минеральной ваты в соответствии с настоящим изобретением являются характерные для них свойства самовосстановления. После воздействия очень жестких условий, когда продукты минеральной ваты теряют часть своей прочности, продукты минеральной ваты в соответствии с настоящим изобретением могут восстанавливать частично или полностью или даже превосходить исходную прочность. В одном варианте осуществления прочность в состаренном состоянии составляет по меньшей мере 80%, например по меньшей мере 90%, например по меньшей мере 100%, например по меньшей мере 130%, например по меньшей мере 150% прочности в несостаренном состоянии. Это контрастирует с традиционными продуктами минеральной ваты, для которых потеря прочности после воздействия жестких условий среды необратима. Без ограничений, накладываемых какой-либо конкретной теорией, авторы настоящего изобретения полагают, что это неожиданное свойство продуктов минеральной ваты в соответствии с настоящим изобретением обусловлено сложным характером связей, формирующих сеть в отвержденной связующей композиции, например в белке, сшитом содержащим фенол и/или хинон соединением, или сшитом 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.

Гидроколлоид

Гидроколлоиды представляют собой гидрофильные полимеры растительного, животного, микробного или искусственного происхождения, которые обычно содержат много гидроксильных групп и могут являться полиэлектролитами. Они широко применяются для контроля функциональных свойств пищевых продуктов на водной основе.

Гидроколлоиды могут представлять собой белки или полисахариды, полностью или частично растворимые в воде и используемые главным образом для повышения вязкости непрерывной фазы (водной фазы), т.е. в качестве желирующего агента или загустителя. Их также можно применять в качестве эмульгаторов, поскольку их стабилизирующее влияние на эмульсии обусловлено увеличением вязкости водной фазы.

Гидроколлоид обычно состоит из смесей сходных, но не идентичных молекул, и его можно получать из разных источников и с применением разных способов получения. На характерные для него физические свойства влияет термообработка и, например, такие факторы, как содержание солей, pH и температура. В описаниях гидроколлоидов часто представлены идеализированные структуры, но поскольку они являются натуральными продуктами (или их производными) со структурами, определяемыми, например, стохастическим действием ферментов, в точности не заложенным в генетическом коде, структура может отличаться от идеализированной структуры.

Многие гидроколлоиды представляют собой полиэлектролиты (например, альгинат, желатин, карбоксиметилцеллюлоза и ксантановая камедь).

Полиэлектролиты - это полимеры, в которых существенное количество повторяющихся звеньев несет электролитную группу. Полиэлектролитами являются поликатионы и полианионы. Эти группы диссоциируют в водных растворах (в воде), в результате чего полимеры становятся заряженными. По свойствам полиэлектролиты, таким образом, сходны как с электролитами (соли), так и полимерами (высокомолекулярные соединения), и иногда их называют полисолями.

Заряженные группы обеспечивают сильную гидратацию, особенно применительно к молекулам. Присутствие противоионов и соионов (ионов с тем же зарядом, что у полиэлектролита) вносит сложное поведение, которое является ионоспецифичным.

Часть противоионов остается плотно связанной с полиэлектролитом за счет его захвата электростатическим полем, в результате чего их активность и подвижность уменьшается.

В одном варианте осуществления связующая композиция содержит один или более противоионов, выбранных из группы, состоящей из Mg2+, Ca2+, Sr2+, Ba2+.

Другим свойством полиэлектролита является высокая линейная плотность заряда (количество заряженных групп на единицу длины).

По существу нейтральные гидроколлоиды являются менее растворимыми, тогда как полиэлектролиты являются более растворимыми.

Многие гидроколлоиды также образуют гели. Гели представляют собой содержащие жидкую воду сети, демонстрирующие поведение, сходное с поведением твердых веществ, с характеристической прочностью, зависящей от концентрации, и твердостью и хрупкостью, зависящими от структуры присутствующего (-их) гидроколлоида (-ов).

Гидрогели являются гидрофильными поперечносшитыми полимерами, которые способны набухать, поглощая и удерживая большие количества воды. Особенно известно их применение в средствах гигиены. Часто применяются такие материалы, как полиакрилаты, но гидрогели можно получить путем поперечного сшивания растворимых гидроколлоидов с получением нерастворимого, но эластичного и гидрофильного полимера.

К примерам гидроколлоидов относятся: агар-агар, альгинат, арабиноксилан, каррагинан, карбоксиметилцеллюлоза, целлюлоза, курдлан, желатин, геллан, β-глюкан, гуаровая камедь, гуммиарабик, камедь бобов рожкового дерева, пектин, крахмал, ксантановая камедь. В одном варианте осуществления по меньшей мере один гидроколлоид выбран из группы, состоящей из желатина, пектина, крахмала, альгината, агар-агара, каррагинана, геллановой камеди, гуаровой камеди, гуммиарабика, камеди бобов рожкового дерева, ксантановой камеди, производных целлюлозы, таких как карбоксиметилцеллюлоза, арабиноксилана, целлюлозы, курдлана, β-глюкана.

Примеры полиэлектролитных гидроколлоидов содержат: желатин, пектин, альгинат, каррагинан, гуммиарабик, ксантановую камедь, производные целлюлозы, такие как карбоксиметилцеллюлоза.

В одном варианте осуществления по меньшей мере один гидроколлоид представляет собой полиэлектролитный гидроколлоид.

В одном варианте осуществления по меньшей мере один гидроколлоид выбран из группы, состоящей из желатина, пектина, альгината, каррагинана, гуммиарабика, ксантановой камеди, производных целлюлозы, таких как карбоксиметилцеллюлоза.

В одном варианте осуществления по меньшей мере один гидроколлоид представляет собой гелеобразующий агент.

В одном варианте осуществления по меньшей мере один гидроколлоид использован в форме соли, например соли Na+, K+, NH4+, Mg2+, Ca2+, Sr2+, Ba2+.

Желатин

Желатин получают путем химического разложения коллагена. Желатин может также быть получен рекомбинантными методами. Желатин является водорастворимым и имеет молекулярную массу от 10,000 до 500,000 г/моль, например от 30,000 до 300,000 г/моль, в зависимости от степени гидролиза. Желатин является широко применяемым пищевым продуктом, и, следовательно, по существу общепринято, что это вещество совершенно не токсично, и поэтому при работе с желатином не требуются меры предосторожности.

Желатин является гетерогенной смесью одноцепочечных и многоцепочечных полипептидов, обычно демонстрирующих спиральные структуры. Как правило, тройная спираль коллагена типа I, полученного из кожи и костей, являющихся источником желатина, состоит из двух α1(I) и одной α2(I) цепей.

В растворах желатина могут происходить превращения типа клубок-спираль.

Желатины типа A получают при обработке кислотой. Желатины типа В получают при обработке основанием.

В желатин можно вводить химические поперечные связи. В одном варианте осуществления используют трансглутаминазу для связывания остатков лизина и глутамина; в одном варианте осуществления используют глутаральдегид для связывания лизина с лизином; в одном варианте осуществления используют танины для связывания лизиновых остатков.

Желатин можно также подвергать дополнительному гидролизу до более мелких фрагментов вплоть до 3000 г/моль.

При охлаждении раствора желатина могут формироваться коллагеноподобные спирали.

Другие гидроколлоиды также могут содержать спиральные структуры, такие как коллагеноподобные спирали. Желатин может образовывать спиральные структуры.

В одном варианте осуществления отвержденное связующее вещество содержит гидроколлоид, имеющий спиральные структуры.

В одном варианте осуществления по меньшей мере один гидроколлоид представляет собой низкопрочный желатин, например желатин с прочностью геля 30-125 по Блуму.

В одном варианте осуществления по меньшей мере один гидроколлоид представляет собой среднепрочный желатин, например желатин с прочностью геля 125-180 по Блуму.

В одном варианте осуществления по меньшей мере один гидроколлоид представляет собой высокопрочный желатин, например желатин с прочностью геля 180-300 по Блуму.

В предпочтительном варианте осуществления 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.

В одном варианте осуществления к связующим композициям в соответствии с настоящим изобретением можно добавлять мочевину. Авторы изобретения обнаружили, что добавление даже небольших количеств мочевины приводит к денатурации желатина, а это может замедлять гелеобразование, что может быть желательным в некоторых вариантах осуществления. Добавление мочевины также может приводить к размягчению продукта.

Авторы изобретения обнаружили, что группы карбоновых кислот в желатинах эффективно взаимодействуют с трех- и четырехвалентными ионами, например с солями алюминия. Особенно это касается желатинов типа B, которые содержат больше групп карбоновых кислот, чем желатины типа A.

Авторы настоящего изобретения обнаружили, что в некоторых вариантах осуществления отверждение/сушку связующих композиций в соответствии с настоящим изобретением, включающих в себя желатин, не следует начинать при очень высоких температурах.

Авторы изобретения обнаружили, что запуск отверждения при низких температурах может приводить к получению более прочных продуктов. Без ограничений, накладываемых какой-либо конкретной теорией, авторы изобретения предполагают, что запуск отверждения при высоких температурах может приводить к образованию непроницаемой внешней оболочки из связующей композиции, которая затрудняет высвобождение воды под ней.

Неожиданно было обнаружено, что связующие вещества в соответствии с настоящим изобретением, включающие в себя желатины, имеют очень высокую термостойкость. Авторы настоящего изобретения обнаружили, что в некоторых вариантах осуществления затвердевшие связующие вещества могут выдерживать температуры вплоть до 300°C без разложения.

Пектин

Пектин представляет собой гетерогенную группу кислотных структурных полисахаридов, содержащихся в фруктах и овощах, образующих стабильные в кислых условиях гели.

По существу пектины не обладают точной структурой, и они могут содержать до 17 разных моносахаридов и более 20 разных типов связей. Большую часть молекул образуют остатки D-галактуроновой кислоты.

Прочность геля увеличивается при повышении концентрации Ca2+, но уменьшается с увеличением температуры и кислотности (pH<3).

Пектин может образовывать спиральные структуры.

Гелеобразующая способность двухвалентных катионов аналогична таковой у альгинатов (для Mg2+намного меньше, чем для Ca2+, для Sr2+меньше, чем для Ba2+).

Альгинат

Альгинаты представляют собой каркасные полисахариды, образуемые бурыми морскими водорослями.

Альгинаты представляют собой линейные неразветвленные полимеры, содержащие связанные β-(1,4)-связями остатки D-маннуроновой кислоты (M) и связанные α-(1,4)-связями остатки L-гулуроновой кислоты (G). Альгинат также может представлять собой бактериальный альгинат, такой как бактериальный альгинат, который дополнительно является O-ацетилированным. Альгинаты не являются случайными сополимерами, но, в зависимости от водоросли-источника, состоят из блоков сходных и строгим образом чередующихся остатков (т.е. MMMMMM, GGGGGG и GMGMGMGM), каждый из которых имеет свои конформационные предпочтения и поведение. Можно получать альгинаты с широким диапазоном средней молекулярной массы (50-100 ООО остатков). Свободные карбоновые кислоты содержат молекулу воды H3O+, прочно связанную водородной связью с карбоксилатом. Ионы Ca2+могут заместить эту водородную связь, стехиометрически соединяя между собой цепи гулуроната, но не маннуроната, в так называемую ячеечную конформацию. Для получения специализированных альгинатов можно использовать рекомбинантные эпимеразы с разными специфичностями.

Альгинат может образовывать спиральные структуры.

Каррагинан

Каррагинан - это общий термин для каркасных полисахаридов, полученных путем экстракции щелочью (и модификации) из красных морских водорослей.

Каррагинаны являются линейными полимерами, содержащими около 25 ООО производных галактозы с регулярными, но не точно определенными структурами, зависящими от источника и условий экстракции.

κ-каррагинан (каппа-каррагинан) получают путем щелочного элиминирования из μ-каррагинана, выделяемого главным образом из тропической морской водоросли Kappaphycus alvarezii (также имеющей название Eucheuma cottonii).

ι-каррагинан (йота-каррагинан) получают путем щелочного элиминирования из ν-каррагинана, выделяемого главным образом из филиппинской морской водоросли Eucheuma denticulatum (также именуемой Spinosum).

λ-каррагинан (лямбда-каррагинан) (выделяемый главным образом из Gigartina pistillata или Chondrus crispus) превращают в θ-каррагинан (тета-каррагинан) путем щелочного элиминирования, но при гораздо меньшей скорости, чем скорость, которая приводит к получению ι-каррагинана и κ-каррагинана.

Самые прочные гели κ-каррагинана формируют с использованием K+, а не Li+, Na+, Mg2+, Ca2+или Sr2+.

Все каррагинаны могут образовывать спиральные структуры.

Гуммиарабик

Гуммиарабик - это сложная и вариабельная смесь арабиногалактановых олигосахаридов, полисахаридов и гликопротеинов. Гуммиарабик состоит из смеси полисахарида с низкой относительной молекулярной массой и более высокомолекулярного гликопротеина, богатого гидроксипролином, при широкой вариабельности.

В гуммиарабике одновременно присутствует гидрофильный карбонат и гидрофобный белок.

Ксантановая камедь

Ксантановая камедь - это устойчивый к обезвоживанию микробный полимер, полученный, например, путем аэробной погруженной ферментации из Xanthomonas campestris.

Ксантановая камедь представляет собой анионный полиэлектролит с каркасом из β-(1,4)-D-глюкопиранозоглюкана (в качестве целлюлозы) с боковыми цепями -(3,1)-α-связанной D-маннопиранозо-(2,1)-β-D-глюкуроновой кислоты-(4,1)-β-D-маннопиранозы на чередующихся остатках.

Предполагается, что естественным состоянием ксантановых камедей являются бимолекулярные антипараллельные двойные спирали. Переход между упорядоченной двойной спиральной конформацией и одиночной более гибкой вытянутой цепью может происходить при температуре в диапазоне 40-80°C. Ксантановые камеди могут образовывать спиральные структуры.

Ксантановые камеди могут содержать целлюлозу.

Производные целлюлозы

Примером производного целлюлозы является карбоксиметилцеллюлоза.

Карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ) - это химически модифицированное производное целлюлозы, образующееся путем реакции целлюлозы с щелочами и хлоруксусной кислотой.

Структура КМЦ основана на β-(1,4)-D-глюкопиранозном полимере целлюлозы. Разные варианты могут иметь разные степени замещения, но, как правило, они находятся в диапазоне 0,6-0,95 производных на мономерную единицу.

Агар-агар

Агар-агар - это каркасный полисахарид, получаемый из того же семейства красных морских водорослей (Rhodophycae), что и каррагинаны. В коммерческих целях его получают из видов Gelidium и Gracilariae.

Агар-агар состоит из смеси агарозы и агаропектина. Агароза - это линейный полимер с относительной молекулярной массой (молекулярным весом) около 120 000, основанный на звене -(1,3)-β-D-галактопиранозы-(1,4)-3,6-ангидро-α-L-галактопиранозы.

Агаропектин - это гетерогенная смесь молекул меньшего размера, присутствующих в меньших количествах.

Агар-агар может образовывать спиральные структуры.

Арабиноксилан

В природе арабиноксиланы встречаются в отрубях злаковых растений (Graminiae).

Арабиноксиланы состоят из остатков α-L-арабинофуранозы, присоединенных в качестве точек ветвления к β-(1,4)-связанным D-ксилопиранозным полимерным каркасным цепям.

Арабиноксилан может образовывать спиральные структуры.

Целлюлоза

Целлюлоза - это каркасный полисахарид, встречающийся в растениях в виде микроволокон (диаметром 2-20 нм и длиной 100-40 ООО нм). Целлюлозу обычно получают из древесной массы. Целлюлоза также производится в сильно гидратированной форме некоторыми бактериями (например, Acetobacter xylinum).

Целлюлоза представляет собой линейный полимер из звеньев β-(1,4)-D-глюкопиранозы в конформации 4C1. Существуют четыре кристаллических формы, Iα, Iβ, II и III.

Производными целлюлозы могут быть метилцеллюлоза, гидроксипропилметилцеллюлоза, гидроксиэтилметилцеллюлоза, гидроксиэтилцеллюлоза, гидроксипропилцеллюлоза.

Курдлан

Курдлан - это полимер, получаемый в коммерческих целях из мутантного штамма Alcaligenes faecalis var. myxogenes. Курдлан (курдлановая камедь) представляет собой неразветвленный линейный 1,3 β-D глюкан без боковых цепей со средней относительной молекулярной массой.

Курдлан может образовывать спиральные структуры.

Курдлановая камедь является нерастворимой в холодной воде, но водные суспензии пластифицируются и на какое-то время растворяются с образованием обратимых гелей при нагревании до температуры около 55°C. Нагревание при более высоких температурах обеспечивает более упругие необратимые гели, сохраняющие свою структуру при охлаждении.

Склероглюкан также представляет собой 1,3 β-D глюкан, но имеет дополнительные 1,6 β-связи, которые придают ему растворимость в условиях окружающей среды.

Геллан

Геллановая камедь представляет собой линейный тетрасахарид 4)-L-рамнопиранозил-(α-1,3)-D-глюкопиранозил-(β-1,4)-D-глюкуронопиразил-(β-1,4)-D-глюкопиранозил-(β-1) с заместителями в виде O(2) L-глицерила и O(6) ацетила на 3-связанной глюкозе.

Геллан может образовывать спиральные структуры.

β-Глюкан

β-Глюканы встречаются в отрубях злаковых растений (Gramineae).

β-Глюканы состоят из линейных неразветвленных полисахаридов из связанных β-(1,3)- и β-(1,4)-D-глюкопиранозных звеньев, расположенных неповторяющимся, но и не случайным образом.

Гуаровая камедь

Гуаровая камедь (также именуемая гуараном) представляет собой запасаемый полисахарид (зерновая мука), получаемый из семян бобового кустарника Cyamopsis tetragonoloba.

Гуаровая камедь - это галактоманнан, сходный с камедью бобов рожкового дерева, состоящий из (1,4)-связанного β-D-маннопиранозного каркаса, связанного в точках ветвления в 6-положениях с α-D-галактозой (т.е. 1,6-связанной α-D-галактопиранозой).

Гуаровая камедь состоит из неионного полидисперсного палочкообразного полимера.

В отличие от камеди бобов рожкового дерева она не образует гелей.

Камедь бобов рожкового дерева

Камедь бобов рожкового дерева (также именуемая камедью сладких стручков и карубином) представляет собой запасаемый полисахарид (зерновая мука), полученный из семян (косточек) рожкового дерева (Ceratonia siliqua).

Камедь бобов рожкового дерева - это галактоманнан, сходный с гуаровой камедью, состоящий из (1,4)-связанного β-D-маннопиранозного каркаса, связанного в точках ветвления в 6-положениях с α-D-галактозой (т.е. 1,6-связанной α-D-галактопиранозой).

Камедь бобов рожкового дерева - это полидисперсное вещество, состоящее из неионных молекул.

Крахмал

Крахмал состоит из двух типов молекул, амилозы (обычно 20-30%) и амилопектина (обычно 70-80%). Оба типа состоят из полимеров, образованных звеньями α-D-глюкозы в конформации 4C1. В амилозе они имеют связи -(1,4)- с кислородными атомами кольца, все из которых расположены с одной стороны, тогда как в амилопектине около одного остатка из каждых двадцати также имеют связи -(1,6)- с образованием точек ветвления. Относительные пропорции амилозы и амилопектина, а также точек ветвления -(1,6)- зависят от источника крахмала. Крахмал можно получать из кукурузы, пшеницы, картофеля, тапиоки и риса. Амилопектин (без амилозы) можно выделить из крахмала «восковой кукурузы», тогда как амилозу (без амилопектина) лучше всего выделять после специфического гидролиза амилопектина пуллуланазой.

Амилоза может образовывать спиральные структуры.

В одном варианте осуществления по меньшей мере один гидроколлоид является функциональным производным крахмала, например поперечносшитого, окисленного, ацетилированного, гидроксипропилированного и частично гидролизованного крахмала.

В предпочтительном варианте осуществления связующая композиция содержит по меньшей мере два гидроколлоида, причем один гидроколлоид представляет собой желатин, а по меньшей мере один другой гидроколлоид выбран из группы, состоящей из пектина, крахмала, альгината, агар-агара, каррагинана, геллановой камеди, гуаровой камеди, гуммиарабика, камеди бобов рожкового дерева, ксантановой камеди, производных целлюлозы, таких как карбоксиметилцеллюлоза, арабиноксилана, целлюлозы, курдлана, β-глюкана.

В одном варианте осуществления связующая композиция содержит по меньшей мере два гидроколлоида, причем один гидроколлоид представляет собой желатин, а по меньшей мере другой гидроколлоид представляет собой пектин.

В одном варианте осуществления связующая композиция содержит по меньшей мере два гидроколлоида, причем один гидроколлоид представляет собой желатин, а по меньшей мере другой гидроколлоид представляет собой альгинат.

В одном варианте осуществления связующая композиция содержит по меньшей мере два гидроколлоида, причем один гидроколлоид представляет собой желатин, а по меньшей мере другой гидроколлоид представляет собой карбоксиметилцеллюлозу.

В предпочтительном варианте осуществления связующая композиция в соответствии с настоящим изобретением содержит по меньшей мере два гидроколлоида, причем один гидроколлоид представляет собой желатин, и при этом желатин присутствует в водной связующей композиции в количестве 10-95 мас.%, например 20-80 мас.%, например 30-70 мас.%, например 40-60 мас.%, от массы гидроколлоидов.

В одном варианте осуществления связующая композиция содержит по меньшей мере два гидроколлоида, причем один гидроколлоид и по меньшей мере другой гидроколлоид имеют комплементарные заряды.

В одном варианте осуществления один гидроколлоид представляет собой один или более из желатина или гуммиарабика, имеющих комплементарные заряды, из одного или более гидроколлоидов, выбранных из группы, состоящей из пектина, альгината, каррагинана, ксантановой камеди или карбоксиметилцеллюлозы.

В одном варианте осуществления связующая композиция может отверждаться при температуре не более 95°C, например 5-95°C, например 10-80°C, например 20-60°C, например 40-50°C.

В одном варианте осуществления водная связующая композиция в соответствии с настоящим изобретением не является термоотверждаемым связующим веществом.

Термоотверждаемая композиция находится в состоянии мягкого твердого вещества или вязкой жидкости, предпочтительно содержит преполимер, причем предпочтительно содержит смолу, которая при отверждении необратимо превращается в неплавкую нерастворимую полимерную сеть. Отверждение, как правило, индуцируют тепловым воздействием, причем обычно требуются температуры более 95°C.

Отвержденная термоотверждающаяся смола называется термоотверждаемым или термоотверждающимся пластиком/полимером, а при использовании в качестве основы в полимерном композите обычно называется термоотверждаемым полимерным матриксом. В одном варианте осуществления водная связующая композиция в соответствии с настоящим изобретением не содержит поли(мет)акриловой кислоты, соли поли(мет)акриловой кислоты или сложного эфира поли(мет)акриловой кислоты.

В одном варианте осуществления по меньшей мере один гидроколлоид представляет собой биополимер или модифицированный биополимер.

Биополимеры представляют собой полимеры, образуемые живыми организмами. Биополимеры могут содержать мономерные звенья, ковалентно связанные с образованием более крупных структур.

Существует три основных класса биополимеров, классифицированных по использованным мономерным звеньям и структуре сформированного биополимера: полинуклеотиды (РНК и ДНК), которые являются длинными полимерами, состоящими из 13 или более нуклеотидных мономеров; полипептиды, например белки, которые являются полимерами аминокислот; полисахариды, например линейно связанные полимерные углеводные структуры.

Полисахариды могут быть линейными или разветвленными; обычно они соединяются гликозидными связями. Кроме того, многие сахаридные звенья могут подвергаться различным химическим модификациям и могут образовывать части других молекул, например гликопротеинов.

В одном варианте осуществления по меньшей мере один гидроколлоид представляет собой биополимер или модифицированный биополимер с коэффициентом полидисперсности в отношении распределения молекулярных масс, равным 1, например 0,9-1.

В одном варианте осуществления связующая композиция содержит белки животного происхождения, включая коллаген, желатин и гидролизованный желатин, и связующая композиция дополнительно содержит по меньшей мере одно фенол- и/или хинонсодержащее соединение, например 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.

В одном варианте осуществления связующая композиция содержит белки животного происхождения, включая коллаген, желатин и гидролизованный желатин, и при этом связующая композиция дополнительно содержит по меньшей мере один фермент, выбранный 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).

Сложный эфир жирных кислот и глицерина

Связующая композиция в соответствии с настоящим изобретением содержит компонент в форме по меньшей мере одного сложного эфира жирных кислот и глицерина.

Жирная кислота представляет собой карбоновую кислоту с алифатической цепью, которая является либо насыщенной, либо ненасыщенной.

Глицерин представляет собой полиольное соединение, имеющее название в номенклатуре ИЮПАК пропан-1,2,3-триол.

Жиры и масла природного происхождения представляют собой сложные эфиры глицерина с жирными кислотами (также называемые триглицеридами).

Для целей настоящего изобретения термин «сложный эфир жирных кислот и глицерина» относится к сложным моно-, ди- и триэфирам глицерина с жирными кислотами.

Хотя в контексте настоящего изобретения термин «жирная кислота» может представлять собой любую карбоновую кислоту с алифатической цепью, предпочтительно, чтобы она представляла собой карбоновую кислоту с алифатической цепью, имеющей от 4 до 28 атомов углерода, предпочтительно с четным числом атомов углерода. Алифатическая цепь жирных кислот предпочтительно неразветвлена.

В предпочтительном варианте осуществления по меньшей мере один сложный эфир жирных кислот и глицерина имеет форму растительного масла и/или животного масла. В контексте настоящего изобретения термин «масло» подразумевает по меньшей мере один сложный эфир жирных кислот и глицерина в форме масел или жиров.

В одном предпочтительном варианте осуществления по меньшей мере один сложный эфир жирных кислот и глицерина представляет собой растительное масло.

В предпочтительном варианте осуществления по меньшей мере один сложный эфир жирных кислот и глицерина представляет собой жиры из мякоти плодов, например пальмовое масло, оливковое масло, масло авокадо; жиры из ядер семян, такие как масла лауриновой кислоты, такие как кокосовое масло, пальмоядровое масло, масло бабассу и другие масла из пальмовых орехов, другие источники масел лауриновой кислоты; масла пальмитиновой-стеариновой кислоты, такие как масло какао, масло ши, талловый жир и родственные жиры (растительные масла); масла пальмитиновой кислоты, такие как хлопковое масло, масло дерева капок и родственные масла, масло семени тыквы, кукурузное (маисовое) масло, масла злаковых; масла олеиновой-линолевой кислоты, такие как подсолнечное масло, кунжутное масло, льняное масло, перилловое масло, конопляное масло, чайное масло, сафлоровое масло и масло масличного нута, масло виноградных косточек, маковое масло, масло бобовых, такое как соевое масло, арахисовое масло, люпиновое масло; масла крестоцветных, такие как рапсовое масло, горчичное масло; масла конъюгированных кислот, такие как тунговое масло и родственные масла, ойтиковое масло и родственные масла; масла замещенных жирных кислот и, такие как касторовое масло, хаульмугровое, гидрокарпусовое масло и масло горли, вернониевое масло; животные жиры, такие как жир наземных животных, например свиное сало, говяжье сало, баранье сало, лошадиное сало, гусиный жир, куриный жир; жир морских животных, например китовый жир или рыбий жир.

В предпочтительном варианте осуществления по меньшей мере один сложный эфир жирных кислот и глицерина имеет форму растительного масла, в частности выбранного из одного или более компонентов группы, состоящей из льняного масла, оливкового масла, тунгового масла, кокосового масла, конопляного масла, рапсового масла и подсолнечного масла.

В предпочтительном варианте осуществления по меньшей мере один сложный эфир жирных кислот и глицерина выбран из одного или более компонентов группы, состоящей из растительного масла, имеющего йодное число в диапазоне от приблизительно 136 до 178, например льняного масла, имеющего йодное число в диапазоне от приблизительно 136 до 178, растительного масла, имеющего йодное число в диапазоне от приблизительно 80 до 88, например оливкового масла, имеющего йодное число в диапазоне от приблизительно 80 до 88, растительного масла, имеющего йодное число в диапазоне от приблизительно 163 до 173, например тунгового масла, имеющего йодное число в диапазоне от приблизительно 163 до 173, растительного масла, имеющего йодное число в диапазоне от приблизительно 7 до 10, например кокосового масла, имеющего йодное число в диапазоне от приблизительно 7 до 10, растительного масла, имеющего йодное число в диапазоне от приблизительно 140 до 170, например конопляного масла, имеющего йодное число в диапазоне от приблизительно 140 до 170, растительного масла, имеющего йодное число в диапазоне от приблизительно 94 до 120, например рапсового масла, имеющего йодное число в диапазоне от приблизительно 94 до 120, растительного масла, имеющего йодное число в диапазоне от приблизительно 118 до 144, например подсолнечного масла, имеющего йодное число в диапазоне от приблизительно 118 до 144.

В одном варианте осуществления по меньшей мере один сложный эфир жирных кислот и глицерина не имеет природного происхождения.

В одном варианте осуществления по меньшей мере один сложный эфир жирных кислот и глицерина представляет собой модифицированное растительное или животное масло.

В одном варианте осуществления по меньшей мере один сложный эфир жирных кислот и глицерина содержит по меньшей мере одну трансжирную кислоту.

В альтернативном предпочтительном варианте осуществления по меньшей мере один сложный эфир жирных кислот и глицерина имеет форму животного жира, такого как рыбий жир.

Авторы настоящего изобретения обнаружили, что важным параметром сложного эфира жирных кислот и глицерина, применяемого в связующих веществах в соответствии с настоящим изобретением, является степень ненасыщенности жирных кислот.Степень ненасыщенности жирных кислот обычно измеряют йодным числом (также называемым йодным значением, или величиной абсорбции йода, или йодным индексом). Чем выше йодное число, тем больше связей C=C присутствует в жирной кислоте. Для определения йодного числа как меры ненасыщенности жирных кислот дается ссылка на публикацию Thomas, Alfred (2002) «Fats and fatty oils» в книге «Ullmann’s Encyclopedia of industrial chemistry», Weinheim, Wiley-VCH.

В предпочтительном варианте осуществления по меньшей мере один сложный эфир жирных кислот и глицерина содержит растительное масло и/или животное масло с йодным числом ≥ 75, например от 75 до 180, например ≥ 130, например от 130 до 180.

В альтернативном предпочтительном варианте осуществления по меньшей мере один сложный эфир жирных кислот и глицерина содержит растительное масло и/или животное масло с йодным числом ≤ 100, например ≤ 25.

В одном варианте осуществления по меньшей мере один сложный эфир жирных кислот и глицерина представляет собой высыхающее масло. Описание высыхающего масла приведено в публикации Poth, Ulrich (2012) «Drying oils and related products» в книге «Ullmann’s Encyclopedia of industrial chemistry», Weinheim, Wiley-VCH.

Соответственно, авторы настоящего изобретения обнаружили, что особенно хороших результатов достигают, когда йодное число находится либо в достаточно высоком диапазоне, либо в альтернативном варианте осуществления в достаточно низком диапазоне. Не желая ограничиваться какой-либо конкретной теорией, авторы настоящего изобретения предполагают, что преимущественные свойства, обеспечиваемые сложными эфирами жирных кислот с высоким йодным числом с одной стороны, и низким йодным числом с другой стороны, основаны на различных механизмах. Авторы настоящего изобретения предполагают, что преимущественные свойства сложных глицериновых эфиров жирных кислот, имеющих высокое йодное число, могут быть связаны с участием двойных связей C=C, обнаруживаемых в высоких количествах в таких жирных кислотах, в реакции поперечной сшивки, тогда как сложные эфиры глицерина и жирных кислот с низким йодным числом и без большого количества двойных связей C=C могут обеспечивать стабилизацию отвержденного связующего вещества посредством взаимодействий Ван-дер-Ваальса.

В предпочтительном варианте осуществления содержание сложного эфира жирных кислот и глицерина составляет от 0,5 до 40, например от 1 до 30, например от 1,5 до 20, например от 3 до 10, например от 4 до 7,5 мас.%, в пересчете на сухой гидроколлоид.

В одном варианте осуществления связующая композиция содержит желатин и связующая композиция дополнительно содержит танин, выбранный из одного или более компонентов группы, состоящей из дубильной кислоты, конденсированных танинов (проантроцианидинов), гидролизуемых танинов, галлотанинов, эллагитанинов, сложных танинов и/или танина, производного от одного или более из дуба, каштана, сумаха оленерогого и теллимы крупноцветковой, предпочтительно дубильной кислоты, и связующая композиция дополнительно содержит по меньшей мере один сложный эфир жирных кислот и глицерина, например по меньшей мере один сложный эфир жирных кислот и глицерина, выбранный из одного или более компонентов группы, состоящей из льняного масла, оливкового масла, тунгового масла, кокосового масла, конопляного масла, рапсового масла и подсолнечного масла.

В одном варианте осуществления связующая композиция содержит желатин и связующая композиция дополнительно содержит по меньшей мере один фермент, представляющий собой трансглутаминазу (EC 2.3.2.13), и связующая композиция дополнительно содержит по меньшей мере один эфир глицерина и жирных кислот, такой как по меньшей мере один сложный эфир жирных кислот и глицерина, выбранный из одного или более компонентов группы, состоящей из льняного масла, оливкового масла, тунгового масла, кокосового масла, конопляного масла, рапсового масла и подсолнечного масла.

В одном варианте осуществления водная связующая композиция не содержит формальдегида.

В одном варианте осуществления связующая композиция в соответствии с настоящим изобретением по существу состоит из:

- по меньшей мере одного гидроколлоида;

- по меньшей мере одного сложного эфира жирных кислот и глицерина;

- необязательно по меньшей мере одного регулятора pH;

- необязательно по меньшей мере одного поперечносшивающего агента;

- необязательно по меньшей мере одного средства против зарастания;

- необязательно по меньшей мере одного средства против набухания;

- воды.

В одном варианте осуществления к связующей композиции можно добавлять масло.

В одном варианте осуществления по меньшей мере одно масло представляет собой неэмульгированное углеводородное масло.

В одном варианте осуществления по меньшей мере одно масло представляет собой эмульгированное углеводородное масло. В одном варианте осуществления по меньшей мере одно масло представляет собой растительное масло.

В одном варианте осуществления по меньшей мере один поперечносшивающий агент представляет собой 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.

В одном варианте осуществления по меньшей мере один поперечносшивающий агент представляет собой фермент, выбранный 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).

В одном варианте осуществления по меньшей мере одно средство против набухания представляет собой дубильную кислоту и/или танины.

В одном варианте осуществления по меньшей мере одно средство против зарастания представляет собой противомикробный агент.

Противомикробными агентами могут быть бензойная кислота, пропионовая кислота, бензоат натрия, сорбиновая кислота и сорбат калия, ингибирующие рост как бактериальных, так и грибковых клеток. Однако можно использовать натуральные биоконсерванты. В качестве противогрибкового и противобактериального средства рассматривается хитозан. Чаще всего используемые биоконсерванты с противомикробным действием представляют собой лизоцим и низин. К другим распространенным и пригодным для использования биоконсервантам относятся бактериоцины, такие как лактицин, педиоцин, и противомикробные ферменты, такие как хитиназа и глюкозооксидаза. Противогрибковым и противобактериальным действием также обладает фермент лактопероксидаза (LPS). Можно также использовать натуральные противомикробные агенты, такие как танины, эфирные масла розмарина и чеснока, масло орегано, лимонного сорго или коричное масло в различных концентрациях.

Продукт минерального волокна

Настоящее изобретение относится к продукту минеральной ваты, содержащему минеральные волокна, скрепленные описанным выше связующим веществом.

В одном варианте осуществления потери при прокаливании (LOI) продукта 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.%.

В одном варианте осуществления связующее вещество не является поперечносшитым.

В альтернативном варианте осуществления связующее вещество является поперечносшитым.

Настоящее изобретение также относится к продукту минеральной ваты, включая продукт минеральной ваты, содержащий минеральные волокна, скрепленные связующим веществом, полученным в результате отверждения связующей композиции, содержащей гидроколлоид.

В одном варианте осуществления по меньшей мере один гидроколлоид выбран из группы, состоящей из желатина, пектина, крахмала, альгината, агар-агара, каррагинана, геллановой камеди, гуаровой камеди, гуммиарабика, камеди бобов рожкового дерева, ксантановой камеди, производных целлюлозы, таких как карбоксиметилцеллюлоза, арабиноксилана, целлюлозы, курдлана, β-глюкана.

В одном варианте осуществления связующее вещество получают в результате отверждения связующей композиции, в которой по меньшей мере один гидроколлоид выбран из группы, состоящей из желатина, пектина, альгината, каррагинана, гуммиарабика, ксантановой камеди, производных целлюлозы, таких как карбоксиметилцеллюлоза.

В одном варианте осуществления связующее вещество получают путем отверждения связующей композиции, содержащей по меньшей мере два гидроколлоида, причем один гидроколлоид представляет собой желатин, а по меньшей мере один другой гидроколлоид выбран из группы, состоящей из пектина, крахмала, альгината, агар-агара, каррагинана, геллановой камеди, гуаровой камеди, гуммиарабика, камеди бобов рожкового дерева, ксантановой камеди, производных целлюлозы, таких как карбоксиметилцеллюлоза, арабиноксилана, целлюлозы, курдлана, β-глюкана. В одном варианте осуществления связующее вещество получают в результате отверждения связующей композиции, в которой желатин присутствует в количестве 10-95 мас.%, например 20-80 мас.%, например 30-70 мас.%, например 40-60 мас.%, от массы гидроколлоидов.

В одном варианте осуществления связующее вещество получают в результате отверждения связующей композиции, в которой один гидроколлоид и по меньшей мере другой гидроколлоид имеют комплементарные заряды.

В одном варианте осуществления потери при прокаливании (LOI) находятся в диапазоне 0,1-25,0%, например 0,3-18,0%, например 0,5-12,0%, например 0,7-8,0 мас.%.

В одном варианте осуществления связующее вещество получают в результате отверждения связующей композиции при температуре менее 95°C, например 5-95°C, например 10-80°C, например 20-60°C, например 40-50°C.

В одном варианте осуществления связующее вещество получают в результате отверждения связующей композиции, которая не является термоотверждаемой связующей композицией.

В одном варианте осуществления связующее вещество получают из связующей композиции, которая не содержит поли(мет)акриловой кислоты, соли поли(мет)акриловой кислоты или сложного эфира поли(мет)акриловой кислоты.

В одном варианте осуществления связующее вещество получают в результате отверждения связующей композиции, содержащей по меньшей мере один гидроколлоид, представляющий собой биополимер или модифицированный биополимер.

В одном варианте осуществления связующее вещество получают в результате отверждения связующей композиции, содержащей белки животного происхождения, включая коллаген, желатин и гидролизованный желатин, и связующая композиция дополнительно содержит по меньшей мере одно фенол- и/или хинонсодержащее соединение, например 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.

В одном варианте осуществления связующее вещество получают в результате отверждения связующей композиции, содержащей белки животного происхождения, включая коллаген, желатин и гидролизованный желатин, и причем связующая композиция дополнительно содержит по меньшей мере один фермент, выбранный 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).

Сложный эфир жирных кислот и глицерина

В предпочтительном варианте осуществления по меньшей мере один сложный эфир жирных кислот и глицерина представляет собой жиры из мякоти плодов, например пальмовое масло, оливковое масло, масло авокадо; жиры из ядер семян, такие как масла лауриновой кислоты, такие как кокосовое масло, пальмоядровое масло, масло бабассу и другие масла из пальмовых орехов, другие источники масел лауриновой кислоты; масла пальмитиновой-стеариновой кислоты, такие как масло какао, масло ши, талловый жир и родственные жиры (растительные масла); масла пальмитиновой кислоты, такие как хлопковое масло, масло дерева капок и родственные масла, масло семени тыквы, кукурузное (маисовое) масло, масла злаковых; масла олеиновой-линолевой кислоты, такие как подсолнечное масло, кунжутное масло, льняное масло, перилловое масло, конопляное масло, чайное масло, сафлоровое масло и масло масличного нута, масло виноградных косточек, маковое масло, масло бобовых, такое как соевое масло, арахисовое масло, люпиновое масло; масла крестоцветных, такие как рапсовое масло, горчичное масло; масла конъюгированных кислот, такие как тунговое масло и родственные масла, ойтиковое масло и родственные масла; масла замещенных жирных кислот, такие как касторовое масло, хаульмугровое, гидрокарпусовое масло и масло горли, вернониевое масло; животные жиры, такие как жир наземных животных, например свиное сало, говяжье сало, баранье сало, лошадиное сало, гусиный жир, куриный жир; жир морских животных, например китовый жир или рыбий жир.

В одном варианте осуществления связующее вещество получают в результате отверждения связующей композиции, содержащей желатин, и причем связующая композиция дополнительно содержит танин, выбранный из одного или более компонентов группы, состоящей из дубильной кислоты, конденсированных танинов (проантроцианидинов), гидролизуемых танинов, галлотанинов, эллагитанинов, сложных танинов и/или танина, производного от одного или более из дуба, каштана, сумаха оленерогого и теллимы крупноцветковой, предпочтительно дубильной кислоты, и связующая композиция дополнительно содержит по меньшей мере один сложный эфир жирных кислот и глицерина, например по меньшей мере один сложный эфир жирных кислот и глицерина, выбранный из одного или более компонентов группы, состоящей из льняного масла, оливкового масла, тунгового масла, кокосового масла, конопляного масла, рапсового масла и подсолнечного масла.

В одном варианте осуществления связующее вещество получают в результате отверждения связующей композиции, содержащей желатин, и причем связующая композиция дополнительно содержит по меньшей мере один фермент, представляющий собой трансглутаминазу (EC 2.3.2.13), и связующая композиция дополнительно содержит по меньшей мере один сложный эфир жирных кислот и глицерина, такой как по меньшей мере один сложный эфир жирных кислот и глицерина, выбранный из одного или более компонентов группы, состоящей из льняного масла, оливкового масла, тунгового масла, кокосового масла, конопляного масла, рапсового масла и подсолнечного масла.

В одном варианте осуществления связующее вещество получают в результате отверждения связующей композиции, которая не содержит формальдегида.

В одном варианте осуществления связующее вещество получают из связующей композиции, по существу состоящей из

- по меньшей мере одного гидроколлоида;

- воды.

В одном варианте осуществления связующее вещество является поперечносшитым.

Реакция компонентов связующего вещества

Авторы настоящего изобретения обнаружили, что в некоторых вариантах осуществления продукт 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.

В предпочтительном варианте осуществления связующее вещество в неотвержденном состоянии имеет pH менее 8, например менее 7, например менее 6.

Авторы настоящего изобретения обнаружили, что в некоторых вариантах осуществления отверждение связующего вещества сильно ускоряется в щелочных условиях. Следовательно, в одном варианте осуществления связующая композиция для минеральных волокон содержит регулятор pH, предпочтительно в форме основания, например органического основания, например амина или его соли, неорганических оснований, например гидроксида металла, например KOH или NaOH, аммиака или его соли.

В особенно предпочтительном варианте осуществления регулятор pH представляет собой гидроксид щелочного металла, в частности NaOH.

В предпочтительном варианте осуществления связующая композиция в соответствии с настоящим изобретением имеет значение pH 7-10, например 7,5-9,5, например 8-9.

Компонентами могут быть другие добавки, например один или более реактивных или нереактивных силиконов, которые можно добавлять в связующее вещество. Один или более реактивных или нереактивных силиконов предпочтительно 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 связующей композиции предпочтительно, присутствующие в количестве 0,1-15 мас.%, предпочтительно 0,1-10 мас.%, более предпочтительно 0,3-8 мас.%, общей массы связующего вещества.

В одном варианте осуществления к связующей композиции можно добавлять средство против зарастания.

В предпочтительном варианте осуществления 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.

В одном варианте осуществления к связующему веществу можно добавлять средство против набухания, например дубильную кислоту и/или танины.

Дополнительными добавками могут быть добавки, содержащие ионы кальция и антиоксиданты.

В одном варианте осуществления связующая композиция 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.

В одном варианте осуществления связующие композиции в соответствии с настоящим изобретением содержат дополнительные добавки в форме добавок, выбранных из группы, состоящей из реагентов, подобных ПЭГ, силанов или гидроксилапатитов.

Свойства продукта минеральной ваты

В предпочтительном варианте осуществления плотность продукта минеральной ваты находится в диапазоне 10-1200 кг/м³, например 30-800 кг/м³, например 40-600 кг/м³, например 50-250 кг/м³, например 60-200 кг/м³.

В предпочтительном варианте осуществления продукт минеральной ваты в соответствии с настоящим изобретением представляет собой изоляционный продукт, в частности, имеющий плотность 10-200 кг/м³.

Способ получения продукта минеральной ваты

В настоящем изобретении также предложен способ получения продукта минеральной ваты путем скрепления минеральных волокон со связующей композицией.

Соответственно, настоящее изобретение также относится к способу получения продукта минеральной ваты, который включает стадии введения минеральных волокон в контакт со связующей композицией, содержащей по меньшей мере один гидроколлоид и по меньшей мере один сложный эфир жирных кислот и глицерина, и отверждения связующего вещества.

В одном варианте осуществления связующая композиция содержит по меньшей мере два гидроколлоида, причем один гидроколлоид представляет собой желатин, а по меньшей мере один другой гидроколлоид выбран из группы, состоящей из пектина, крахмала, альгината, агар-агара, каррагинана, геллановой камеди, гуаровой камеди, гуммиарабика, камеди бобов рожкового дерева, ксантановой камеди, производных целлюлозы, таких как карбоксиметилцеллюлоза, арабиноксилана, целлюлозы, курдлана, β-глюкана. В одном варианте осуществления желатин присутствует в водной связующей композиции в количестве 10-95 мас.%, например 20-80 мас.%, например 30-70 мас.%, например 40-60 мас.%, от массы гидроколлоидов.

В одном варианте осуществления один гидроколлоид и по меньшей мере другой гидроколлоид имеют комплементарные заряды.

В одном варианте осуществления по меньшей мере один гидроколлоид присутствует в водной связующей композиции в количестве 1-50, например 2,5-25 мас.%, от массы водной связующей композиции.

В одном варианте осуществления стадия отверждения связующей композиции происходит при температуре не более 95°C, например 5-95°C, например 10-80°C, например 20-60°C, например 40-50°C.

В одном варианте осуществления связующая композиция не является термоотверждаемым связующим веществом.

В одном варианте осуществления связующая композиция не содержит поли(мет)акриловой кислоты, соли поли(мет)акриловой кислоты или сложного эфира поли(мет)акриловой кислоты.

Сложный эфир жирных кислот и глицерина

В одном варианте осуществления связующая композиция содержит желатин и связующая композиция дополнительно содержит по меньшей мере один фермент, представляющий собой трансглутаминазу (EC 2.3.2.13), и связующая композиция дополнительно содержит по меньшей мере один сложный эфир жирных кислот и глицерина, такой как по меньшей мере один сложный эфир жирных кислот и глицерина, выбранный из одного или более компонентов группы, состоящей из льняного масла, оливкового масла, тунгового масла, кокосового масла, конопляного масла, рапсового масла и подсолнечного масла.

В одном варианте осуществления связующая композиция не содержит формальдегида.

В одном варианте осуществления связующая композиция по существу состоит из

- по меньшей мере одного гидроколлоида;

- воды.

В одном варианте осуществления способ не включает поперечное сшивание связующей композиции.

В одном варианте осуществления способ включает поперечное сшивание связующей композиции.

В одном варианте осуществления по меньшей мере одно масло представляет собой неэмульгированное углеводородное масло. В одном варианте осуществления по меньшей мере одно масло представляет собой эмульгированное углеводородное масло. В одном варианте осуществления по меньшей мере одно масло представляет собой растительное масло.

В одном варианте осуществления по меньшей мере одно средство против зарастания представляет собой противомикробный агент.Противомикробными агентами могут быть бензойная кислота, пропионовая кислота, бензоат натрия, сорбиновая кислота и сорбат калия, ингибирующие рост как бактериальных, так и грибковых клеток. Однако можно использовать натуральные биоконсерванты. В качестве противогрибкового и противобактериального средства рассматривается хитозан. Чаще всего используемые биоконсерванты с противомикробным действием представляют собой лизоцим и низин. К другим распространенным и пригодным для использования биоконсервантам относятся бактериоцины, такие как лактицин, педиоцин, и противомикробные ферменты, такие как хитиназа и глюкозооксидаза. Противогрибковым и противобактериальным действием также обладает фермент лактопероксидаза (LPS). Можно также использовать натуральные противомикробные агенты, такие как танины, эфирные масла розмарина и чеснока, масло орегано, лимонного сорго или коричное масло в различных концентрациях.

В одном варианте осуществления процесс отверждения включает процесс сушки, в частности путем продувки воздуха или газа над продуктом минеральной ваты или через него или путем повышения температуры.

Настоящее изобретение также относится к продукту минеральной ваты, полученному вышеописанным способом.

Продукт минеральной ваты, полученный при таком применении, предпочтительно имеет потери при прокаливании (LOI) в диапазоне 0,1-25,0%, например 0,3-18,0%, например 0,5-12,0%, например 0,7-8,0 мас.%.

Особым преимуществом продукта минеральной ваты в соответствии с настоящим изобретением является отсутствие потребности в высоких температурах для его отверждения. Это не только позволяет экономить энергию, уменьшает выбросы ЛОС и уменьшает потребность в устойчивости оборудования к высоким температурам, но также позволяет обеспечивать высокую гибкость процесса получения продуктов минеральной ваты с использованием таких связующих веществ.

В одном варианте осуществления способ включает стадии:

- получения расплава сырьевых материалов,

- формирования волокон из расплава с помощью формирующего волокна аппарата с получением минеральных волокон,

- обеспечения минеральных волокон в форме собранного полотна,

- смешивания связующего вещества с минеральными волокнами до, в течение или после получения собранного полотна с получением смеси минеральных волокон и связующего вещества,

- отверждения смеси минеральных волокон и связующего вещества.

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.

Полотно можно подвергать продольному сжатию после формирования волокон и до существенного отверждения.

Формирующий волокна аппарат

Существуют разные типы центрифужных прядильных машин для формования волокон из минеральных расплавов.

Традиционный центрифужный прядильный аппарат представляет собой каскадный прядильный аппарат, который содержит 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.

В одном варианте осуществления каскадный прядильный аппарат или другой прядильный аппарат расположен так, чтобы формировать волокна из расплава и увлекать воздухом в виде облака волокон.

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.

Обычно используют поток воздуха, связанный с одним или каждым из формирующих волокна роторов, и этот поток воздуха увлекает волокна по мере формирования с поверхности ротора.

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.

В одном варианте осуществления в облако волокон можно добавлять углеводородное масло.

При использовании в настоящем документе термин «собранное полотно» должен включать в себя все минеральные волокна, собранные вместе на поверхности, т.е. более не увлекаемые воздухом, например сформированные минеральные волокна, гранулы, пучки или переработанные отходы полотна. Собранное полотно может представлять собой первичное полотно, сформированное путем сбора волокон на конвейерной ленте и обеспеченное в качестве исходного материала без раскладки прочеса или иной консолидации.

В альтернативном варианте осуществления собранное полотно может представлять собой вторичное полотно, сформированное путем раскладки прочеса или иной консолидации первичного полотна. Собранное полотно предпочтительно представляет собой первичное полотно.

В одном варианте осуществления смешивание связующего вещества с минеральными волокнами производят после обеспечения собранного полотна, используя следующие стадии:

- воздействие на собранное полотно из минеральных волокон с помощью процесса распутывания,

- подвешивание минеральных волокон в первичном потоке воздуха,

- смешивание связующей композиции с минеральными волокнами до, в течение или после процесса распутывания с получением смеси минеральных волокон и связующего вещества.

Способ получения продукта минеральной ваты, включающий технологическую стадию распутывания, описан в публикации EP10190521.

В одном варианте осуществления процесс распутывания включает подачу собранного полотна 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, оттягивают 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.

В соответствии с особенно предпочтительным вариантом осуществления процесс распутывания включает подачу собранного полотна к по меньшей мере 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 потока воздуха. Часто вращение валика является единственным источником относительно более высокой скорости потока воздуха.

В предпочтительных вариантах осуществления минеральные волокна и необязательно связующее вещество подают к валику сверху. Кроме того, предпочтительно сбрасывать распутанные минеральные волокна и необязательно связующее вещество с ролика в латеральном направлении от нижней части его окружности. В наиболее предпочтительном варианте осуществления минеральные волокна совершают на ролике оборот приблизительно 180 градусов перед сбросом.

Связующее вещество может быть смешано 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.

Кроме того, допустимым является предварительное смешивание связующего вещества с собранным полотном минеральных волокон до процесса распутывания. Дополнительное смешивание можно проводить в процессе распутывания и после него. В альтернативном варианте осуществления связующее вещество может быть подано в первичный поток воздуха отдельно и смешано в первичном потоке воздуха.

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.

Смесь минеральных волокон и связующего вещества предпочтительно выводят из процесса распутывания в формующую камеру.

После применения процесса распутывания смесь минеральных волокон и связующего вещества собирают, прессуют и отверждают.Смесь предпочтительно собирают на перфорированной конвейерной ленте, под которой расположен механизм отсоса.

В предпочтительном способе в соответствии с изобретением смесь связующего вещества и минеральных волокон после сбора прессуют и отверждают.

В предпочтительном способе в соответствии с изобретением смесь связующего вещества и минеральных волокон после сбора отделяют от подложки, а затем прессуют и отверждают.

Способ можно осуществлять в виде периодического процесса, однако в соответствии с одним вариантом осуществления способ выполняют на линии производства продукта минеральной ваты с подачей первичного и вторичного полотен из минеральной ваты в процесс разделения волокон, который обеспечивает особенно экономичный и универсальный способ получения композитов, обладающих благоприятными механическими свойствами и термоизоляционными свойствами в широком диапазоне плотностей.

В то же время, учитывая, что отверждение проходит при температуре окружающей среды, вероятность появления пятен неотвержденного связующего вещества существенно снижается.

Отверждение

Полотно отверждают путем химической и/или физической реакции компонентов связующего вещества.

В одном варианте осуществления отверждение происходит в отверждающем устройстве.

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.

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.

Процесс отверждения может начинаться сразу после нанесения связующего вещества на волокна. Отверждение определяется как процесс, при котором в связующей композиции протекает физическая и/или химическая реакция, которая, в случае химической реакции, обычно увеличивает молекулярную массу соединений в связующей композиции и тем самым повышает вязкость связующей композиции, обычно до тех пор, пока связующая композиция не достигнет твердого состояния.

В одном варианте осуществления процесс отверждения включает поперечное сшивание и/или включение воды в виде кристаллизационной воды.

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.

В одном варианте осуществления процесс отверждения включает процесс сушки.

В предпочтительном варианте осуществления отверждение связующего вещества, контактирующего с минеральными волокнами, происходит в термопрессе.

Отверждение связующего вещества, контактирующего с минеральными волокнами, в термопрессе имеет особое преимущество, поскольку позволяет получать продукты высокой плотности.

В одном варианте осуществления процесс отверждения включает сушку под давлением. Давление можно применять, продувая воздух или газ поверх смеси минеральных волокон и связующего вещества или сквозь нее. Процесс продувки может сопровождаться нагреванием или охлаждением, или он может происходить при температуре окружающей среды.

В одном варианте осуществления процесс отверждения происходит во влажной среде.

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.

В одном варианте осуществления отверждение выполняют в обедненной кислородом среде.

Без ограничений, накладываемых какой-либо конкретной теорией, автор заявки полагает, что выполнение отверждения в обедненной кислородом среде является особенно благоприятным, если связующая композиция содержит фермент, поскольку это 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.

В некоторых вариантах осуществления, в частности в вариантах осуществления, в которых связующая композиция содержит фенольные соединения, в частности танины, возможно добавление окисляющих агентов. Окисляющие агенты в качестве добавок могут предназначаться для увеличения скорости окисления фенольных соединений, в частности танинов. Примером является фермент тирозиназа, которая окисляет фенолы до гидроксифенолов/хинонов и, следовательно, ускоряет реакцию образования связующего вещества.

В другом варианте осуществления окисляющим агентом, подаваемым к связующему веществу, является кислород.

В одном варианте осуществления отверждение выполняют в обогащенной кислородом среде.

Продукт 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.

Применение гидроколлоида и сложного эфира жирных кислот и глицерина в связующей композиции

Настоящее изобретение также относится к применению по меньшей мере одного гидроколлоида и по меньшей мере одного сложного эфира жирных кислот и глицерина в связующей композиции для производства продукта минеральной ваты.

В одном варианте осуществления используют по меньшей мере два гидроколлоида, причем один гидроколлоид представляет собой желатин, а по меньшей мере один другой гидроколлоид выбран из группы, состоящей из пектина, крахмала, альгината, агар-агара, каррагинана, геллановой камеди, гуаровой камеди, гуммиарабика, камеди бобов рожкового дерева, ксантановой камеди, производных целлюлозы, таких как карбоксиметилцеллюлоза, арабиноксилана, целлюлозы, курдлана, β-глюкана.

В одном варианте осуществления желатин используют в количестве 10-95 мас.%, например 20-80 мас.%, например 30-70 мас.%, например 40-60 мас.%, от массы гидроколлоидов.

В одном варианте осуществления в водной связующей композиции для продукта минеральной ваты используют по меньшей мере один гидроколлоид в количестве 1-50, например 2,5-15 мас.%, от массы водной связующей композиции.

В одном варианте осуществления отверждение водной связующей композиции для производства продукта минеральной ваты происходит при температуре не более 95°C, например 5-95°C, например 10-80°C, например 20-60°C, например 40-50°C.

В одном варианте осуществления по меньшей мере один гидроколлоид применяют в водной связующей композиции для получения продукта минеральной ваты, не представляющего собой термоотверждаемое связующее вещество.

В одном варианте осуществления гидроколлоид применяют в связующем веществе для производства продукта минеральной ваты, который не содержит поли(мет)акриловой кислоты, соли поли(мет)акриловой кислоты или сложного эфира поли(мет)акриловой кислоты.

Сложный эфир жирных кислот и глицерина

Хотя в контексте настоящего изобретения термин «жирная кислота» может представлять собой любую карбоновую кислоту с алифатической цепью, предпочтительно, чтобы она представляла собой карбоновую кислоту с алифатической цепью, имеющей от 4 до 28 атомов углерода, предпочтительно с четным числом атомов углерода. Алифатическая цепь жирных кислот и и предпочтительно неразветвлена.

Авторы настоящего изобретения обнаружили, что важным параметром сложного эфира жирных кислот и глицерина, применяемого в связующих веществах в соответствии с настоящим изобретением, является степень ненасыщенности жирных кислот и. Степень ненасыщенности жирных кислот и обычно измеряют йодным числом (также называемым йодным значением, или величиной абсорбции йода, или йодным индексом). Чем выше йодное число, тем больше связей C=C присутствует в жирной кислоте. Для определения йодного числа как меры ненасыщенности жирных кислот и дается ссылка на публикацию Thomas, Alfred (2002) «Fats and fatty oils» в книге «Ullmann’s Encyclopedia of industrial chemistry», Weinheim, Wiley-VCH.

Соответственно, авторы настоящего изобретения обнаружили, что особенно хороших результатов достигают, когда йодное число находится либо в достаточно высоком диапазоне, либо в альтернативном варианте осуществления в достаточно низком диапазоне. Не желая ограничиваться какой-либо конкретной теорией, авторы настоящего изобретения предполагают, что преимущественные свойства, обеспечиваемые сложными эфирами жирных кислот и с высоким йодным числом с одной стороны, и низким йодным числом с другой стороны, основаны на различных механизмах. Авторы настоящего изобретения предполагают, что преимущественные свойства сложных глицериновых эфиров жирных кислот и, имеющих высокое йодное число, могут быть связаны с участием двойных связей C=C, обнаруживаемых в высоких количествах в таких жирных кислот иах, в реакции поперечной сшивки, тогда как сложные эфиры глицерина и жирных кислот и с низким йодным числом и без большого количества двойных связей C=C могут обеспечивать стабилизацию отвержденного связующего вещества посредством взаимодействий Ван-дер-Ваальса.

В одном варианте осуществления связующая композиция содержит желатин и при этом связующая композиция дополнительно содержит танин, выбранный из одного или более компонентов группы, состоящей из дубильной кислоты, конденсированных танинов (проантроцианидинов), гидролизуемых танинов, галлотанинов, эллагитанинов, сложных танинов и/или танина, производного от одного или более из дуба, каштана, сумаха оленерогого и теллимы крупноцветковой, предпочтительно дубильной кислоты, и связующая композиция дополнительно содержит по меньшей мере один сложный эфир жирных кислот и глицерина, например по меньшей мере один сложный эфир жирных кислот и глицерина, выбранный из одного или более компонентов группы, состоящей из льняного масла, оливкового масла, тунгового масла, кокосового масла, конопляного масла, рапсового масла и подсолнечного масла.

В одном варианте осуществления связующая композиция содержит желатин и при этом связующая композиция дополнительно содержит по меньшей мере один фермент, представляющий собой трансглутаминазу (EC 2.3.2.13), и связующая композиция дополнительно содержит по меньшей мере один сложный эфир жирных кислот и глицерина, такой как по меньшей мере один сложный эфир жирных кислот и глицерина, выбранный из одного или более компонентов группы, состоящей из льняного масла, оливкового масла, тунгового масла, кокосового масла, конопляного масла, рапсового масла и подсолнечного масла.

В одном варианте осуществления по меньшей мере один гидроколлоид применяют в связующем веществе для производства продукта минеральной ваты, не содержащего формальдегида.

В одном варианте осуществления по меньшей мере один гидроколлоид применяют в водной связующей композиции для производства продукта минеральной ваты, по существу состоящего из:

- по меньшей мере одного гидроколлоида;

- воды.

В одном варианте осуществления применение не включает поперечного сшивания связующей композиции.

В одном варианте осуществления применение включает поперечное сшивание связующей композиции.

В одном варианте осуществления по меньшей мере одно масло представляет собой эмульгированное углеводородное масло.

В одном варианте осуществления по меньшей мере одно масло представляет собой растительное масло.

Настоящее изобретение также относится к продукту минеральной ваты, полученному в результате вышеописанного применения.

Преимущества связующей композиции

Продукт минеральной ваты в соответствии с настоящим изобретением имеет неожиданное преимущество, которое заключается в возможности его получения с использованием очень простого связующего вещества, требующего всего двух компонентов, а именно по меньшей мере одного гидроколлоида и по меньшей мере одного сложного эфира жирных кислот и. Таким образом, продукт минеральной ваты в соответствии с настоящим изобретением производят из натуральных и нетоксичных компонентов, и, следовательно, работа с ним безопасна. В то же время продукт минеральной ваты в соответствии с настоящим изобретением получают из связующего вещества на основе возобновляемых ресурсов, имеющего превосходные прочностные свойства (как в несостаренном, так и в состаренном виде) и низкое поглощение воды.

Поскольку связующее вещество, используемое для производства продукта минеральной ваты в соответствии с настоящим изобретением, можно отверждать при температуре окружающей среды или температуре, близкой к температуре окружающей среды, 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 уменьшать использование сложного оборудования. В то же время, учитывая, что отверждение проходит при температуре окружающей среды, вероятность появления пятен неотвержденного связующего вещества существенно снижается.

Дополнительными важными преимуществами являются возможности самовосстановления продуктов минеральной ваты, полученных с использованием данных связующих веществ.

Дополнительным преимуществом продуктов минеральной ваты является возможность придания им желаемой формы после нанесения связующего вещества, но до отверждения. Это обеспечивает возможность производства специализированных продуктов, таких как секции труб.

Еще одним преимуществом является существенно сниженный риск выгорания.

Выгорание может быть связано с экзотермическими реакциями при производстве продукта 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.

Еще одним преимуществом является отсутствие эмиссий при отверждении, в частности отсутствие эмиссий летучих органических соединений.

Способ связывания друг с другом поверхностей двух или более элементов

Авторы настоящего изобретения неожиданно обнаружили, что вышеописанная композиция также может служить адгезивом в способе связывания друг с другом поверхностей двух или более элементов.

Соответственно, настоящее изобретение также относится к способу связывания друг с другом поверхностей двух или более элементов, причем указанный (-ые) элемент (-ы) из минеральной ваты скреплены связующим веществом минеральной ваты, причем способ включает стадии:

- обеспечения двух или более элементов,

- по меньшей мере один гидроколлоид,

- по меньшей мере один сложный эфир жирных кислот и глицерина,

В одном варианте осуществления по меньшей мере один из двух или более элементов представляет собой элемент из минеральной ваты, причем указанный (-ые) элемент (-ы) из минеральной ваты скреплен (-ы) связующим веществом минеральной ваты.

В одном варианте осуществления два или более элементов представляют собой два или более элементов минеральной ваты.

В одном варианте осуществления два или более элементов содержат по меньшей мере один элемент, не представляющий собой элемент минеральной ваты.

В одном варианте осуществления по меньшей мере один элемент, не представляющий собой элемент минеральной ваты, выбран из группы, состоящей из флиса, например стекловолоконного флиса, строительной конструкции, например стены, потолка или крыши.

В одном варианте осуществления адгезив содержит по меньшей мере два гидроколлоида, причем один гидроколлоид представляет собой желатин, а по меньшей мере один другой гидроколлоид выбран из группы, состоящей из пектина, крахмала, альгината, агар-агара, каррагинана, геллановой камеди, гуаровой камеди, гуммиарабика, камеди бобов рожкового дерева, ксантановой камеди, производных целлюлозы, таких как карбоксиметилцеллюлоза, арабиноксилана, целлюлозы, курдлана, β-глюкана.

В одном варианте осуществления желатин присутствует в адгезиве в количестве 10-95 мас.%, например 20-80 мас.%, например 30-70 мас.%, например 40-60 мас.%, от массы гидроколлоидов.

В одном варианте осуществления адгезив может отверждаться при температуре не более 95°C, например 5-95°C, например 10-80°C, например 20-60°C, например 40-50°C.

В одном варианте осуществления адгезив не является термоотверждаемым адгезивом.

В одном варианте осуществления адгезив не содержит поли(мет)акриловой кислоты, соли поли(мет)акриловой кислоты или сложного эфира поли(мет)акриловой кислоты.

В одном варианте осуществления адгезив содержит белки животного происхождения, включая коллаген, желатин и гидролизованный желатин, и адгезив дополнительно содержит по меньшей мере одно фенол- и/или хинонсодержащее соединение, например 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.

В одном варианте осуществления адгезив содержит белки животного происхождения, включая коллаген, желатин и гидролизованный желатин, и причем адгезив дополнительно содержит по меньшей мере один фермент, выбранный 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).

Сложный эфир жирных кислот и глицерина

В одном варианте осуществления адгезив содержит желатин, а адгезив дополнительно содержит танин, выбранный из одного или более компонентов группы, состоящей из дубильной кислоты, конденсированных танинов (проантроцианидинов), гидролизуемых танинов, галлотанинов, эллагитанинов, сложных танинов и/или танина, производного от одного или более из дуба, каштана, сумаха оленерогого и теллимы крупноцветковой, предпочтительно дубильной кислоты, и связующая композиция дополнительно содержит по меньшей мере один сложный эфир жирных кислот и глицерина, например по меньшей мере один сложный эфир жирных кислот и глицерина, выбранный из одного или более компонентов группы, состоящей из льняного масла, оливкового масла, тунгового масла, кокосового масла, конопляного масла, рапсового масла и подсолнечного масла.

В одном варианте осуществления адгезив содержит желатин и адгезив дополнительно содержит по меньшей мере один фермент, представляющий собой трансглутаминазу (EC 2.3.2.13), а связующая композиция дополнительно содержит по меньшей мере один сложный эфир жирных кислот и глицерина, такой как по меньшей мере один сложный эфир жирных кислот и глицерина, выбранный из одного или более компонентов группы, состоящей из льняного масла, оливкового масла, тунгового масла, кокосового масла, конопляного масла, рапсового масла и подсолнечного масла.

В одном варианте осуществления адгезив не содержит формальдегида.

В одном варианте осуществления адгезив по существу состоит из

- по меньшей мере одного гидроколлоида;

- воды.

В одном варианте осуществления к маслу можно добавлять силан.

Авторы настоящего изобретения неожиданно обнаружили, что можно связывать поверхности элементов минеральной ваты друг с другом или связывать один или более элементов минеральной ваты с другим элементом с использованием описанного способа. Поскольку адгезив, использованный в способе, в некоторых вариантах осуществления обычно не содержит никаких вредных веществ и обычно не выделяет никаких вредных веществ при отверждении, способ может использовать любой человек на месте без каких-либо средств защиты и без необходимости в специальном обучении осуществлению способа.

Примеры

В следующих примерах несколько связующих веществ, подпадающих под определение настоящего изобретения, готовили и сравнивали со связующими веществами предыдущего уровня техники.

Способы испытаний связующих композиций в соответствии с предшествующим уровнем техники

Для связующих веществ предыдущего уровня техники определяли указанные ниже свойства.

Реагенты

Силан (Momentive VS-142) был предоставлен компанией Momentive и для упрощения считался 100-процентным. Все прочие компоненты высокой степени чистоты были поставлены компанией Sigma-Aldrich и для упрощения считались безводными при отсутствии особых указаний.

Содержание твердых веществ компонентов связующего вещества. Определение

Содержание каждого из компонентов в данном растворе связующего вещества до отверждения рассчитывали по сухой массе компонентов. Можно использовать следующую формулу:

Твердые вещества связующего вещества, определение и процедура

Содержание связующего вещества после отверждения называется «твердыми веществами связующего вещества».

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. После охлаждения и выдерживания при комнатной температуре в течение 10 минут образцы взвешивали и определяли содержание твердых веществ связующего вещества как среднее из двух результатов. После этого связующее вещество с нужным содержанием твердых веществ связующего вещества можно было получить путем разведения с использованием необходимого количества воды и 10% водн. раствора силана (Momentive VS-142).

Реакционные потери. Определение

Реакционные потери определяются как разность между содержанием твердых веществ компонентов связующего вещества и твердыми веществами связующего вещества.

Исследования механической прочности (испытания брусков). Процедура

Механическую прочность связующих веществ исследовали в испытании брусков. Для каждого связующего вещества изготавливали 16 брусков 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 брусков, имели размер 0,25-0,50 мм.

Раствор связующего вещества с 15% содержанием твердых веществ связующего вещества, содержащий 0,5% силана (Momentive VS-142) от твердых веществ связующего вещества, получали в соответствии с представленным выше описанием в разделе «твердые вещества связующего вещества». Образец такого раствора связующего вещества (16,0 г) хорошо перемешивали с гранулами (80,0 г). Полученную смесь затем наливали в четыре отсека в термостойкой силиконовой форме для получения небольших брусков (4 × 5 отсеков на форму; размер верхней части отсека: длина=5,6 см, ширина=2,5 см; размер нижней части отсека: длина=5,3 см, ширина=2,2 см; высота отсека=1,1 см). Смеси, помещенные в отсеки, далее плотно прижимали плоским металлическим бруском подходящего размера для получения ровных поверхностей брусков. Таким образом из каждого связующего вещества получали 16 брусков. Полученные бруски далее отверждали при 200°C в течение 1 ч. После охлаждения до комнатной температуры бруски осторожно извлекали из контейнеров. Пять брусков выдерживали в водяной бане при 80°C в течение 3 ч или в автоклаве (15 минут/120°C/1,2 бар).

После сушки в течение 1-2 дней состаренные бруски, а также пять несостаренных брусков переламывали в испытании на 3-точечный изгиб (скорость при испытании: 10,0 мм/мин; уровень разрыва: 50%; номинальная сила: 30 Н/мм²; опорное расстояние: 40 мм; макс.прогиб 20 мм; номинальный модуль упругости 10 000 Н/мм²) на приборе Bent Tram для исследования их механической прочности. Бруски помещали в прибор «верхней поверхностью» вверх (т.е. поверхностью с длиной=5,6 см, шириной=2,5 см).

Потери при прокаливании (LOI) брусков

Потери при прокаливании (LOI) брусков измеряли в небольших контейнерах из фольги при нагревании до 580°C. При каждом измерении контейнер из фольги сначала нагревали при 580°C в течение 15 минут для удаления всех органических веществ. Контейнерам из фольги давали охладиться до температуры окружающей среды и затем взвешивали. Четыре бруска (обычно после переламывания в испытании на 3-точечный изгиб) помещали в контейнер из фольги и все вместе взвешивали. Контейнер из фольги, содержащий бруски, далее нагревали при 580°C в течение 30 минут, давали охладиться до температуры окружающей среды и затем снова взвешивали. После этого вычисляли LOI по следующей формуле:

Измерения поглощения воды

Поглощение воды связующими веществами измеряли путем взвешивания трех брусков и последующего их погружения в воду (приблизительно 250 мл) в стакане (565 мл, нижний ∅=9,5 см; верхний ∅=10,5 см; высота = 7,5 см) на 3 ч или 24 ч. Бруски размещали рядом друг с другом на дне стакана «верхней поверхностью» вниз (т.е. поверхностью с размерами длина = 5,6 см, ширина = 2,5 см). По истечении заданного промежутка времени бруски поднимали один за другим и оставляли на одну минуту для стекания воды. Бруски удерживали (осторожно) так, чтобы длинная сторона была почти вертикальной, а капли могли стекать с угла бруска. Затем бруски взвешивали и рассчитывали поглощение воды с помощью следующей формулы:

Эталонные связующие композиции предшествующего уровня техники

Пример связующего вещества, эталонное связующее вещество A (фенолформальдегидная смола, модифицированная мочевиной, 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 приблизительно 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.

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.

Кислотостойкость (AT) вычисляют путем деления количества кислоты, использованного для титрования (мл), на количество образца (мл):

AT=(использованный объем титрующего раствора (мл)) / (объем образца (мл))

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 твердые вещества связующего вещества, как описано выше, и смесь разбавляли необходимым количеством воды и силана (Momentive VS-142) для исследования механической прочности (15% раствор твердых веществ связующего вещества, 0,5% силана из твердых веществ связующего вещества).

Способы испытаний для связующих композиций в соответствии с настоящим изобретением и для эталонных связующих веществ

Для связующих веществ настоящего изобретения и эталонных связующих веществ определяли указанные ниже свойства.

Реагенты

Пищевые желатины, тип A, свиной (120 и 180 по Блуму) были получены от компании Gelita AG. Каштановый танин Tannorouge был получен от компании Brouwland bvba. TI-трансглутаминаза была получена от компании Modernist Pantry. Кокосовое масло, конопляное масло, оливковое масло, рапсовое масло и подсолнечное масло были получены от компании Urtekram International A/S. Льняное масло получали от компании Borup Kemi I/S. Желатин из свиной кожи со средней прочностью геля (170-195 г по Блуму), гидроксид натрия, тунговое масло и все другие компоненты были получены от компании Sigma-Aldrich. Если не указано иное, предполагалось, что эти компоненты являются полностью чистыми и безводными.

Механическую прочность связующих веществ исследовали в испытании брусков. Для каждого связующего вещества изготавливали 16-20 брусков 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 брусков, имели размер 0,25-0,50 мм.

Раствор связующего вещества с 15% содержанием твердых веществ связующего вещества получали, как описано в примерах ниже. Образец раствора связующего вещества (16,0 г) хорошо перемешивали с гранулами (80,0 г; предварительно нагретыми до 40°C при использовании в сочетании с относительно быстроотверждающимися связующими веществами). Полученную смесь затем наливали в четыре отсека в термостойкой силиконовой форме для получения небольших брусков (4 × 5 отсеков на форму; размер верхней части отсека: длина=5,6 см, ширина=2,5 см; размер нижней части отсека: длина=5,3 см, ширина=2,2 см; высота отсека=1,1 см). При получении каждого бруска смеси, помещенные в отсеки, при необходимости прижимали, а затем выравнивали пластиковым шпателем для получения ровной поверхности бруска. Таким образом из каждого связующего вещества получали 16-20 брусков. Получившиеся бруски затем отверждали при комнатной температуре в течение 1-2 дней. Затем бруски аккуратно извлекали из контейнеров, переворачивали верхней стороной вниз и оставляли на один день при комнатной температуре для полного отверждения. Пять брусков выдерживали в водяной бане при 80°C в течение 3 ч или в автоклаве (15 минут/120°C/1,2 бар).

После сушки в течение 1-2 дней состаренные бруски, а также пять несостаренных брусков переламывали в испытании на 3-точечный изгиб (скорость при испытании: 10,0 мм/мин; уровень разрыва: 50%; номинальная сила: 30 Н/мм²; опорное расстояние: 40 мм; макс.прогиб 20 мм; номинальный модуль упругости 10 ООО Н/мм²) на приборе Bent Tram для исследования их механической прочности. Бруски помещали в прибор «верхней поверхностью» вверх (т.е. поверхностью с длиной=5,6 см, шириной=2,5 см).

Потери при прокаливании (LOI) брусков

Измерения поглощения воды

Поглощение воды связующими веществами измеряли путем взвешивания трех брусков и последующего их погружения в воду (приблизительно 250 мл) в стакане (565 мл, нижний ∅=9,5 см; верхний ∅=10,5 см; высота=7,5 см) на 3 ч или 24 ч. Бруски размещали рядом друг с другом на дне стакана «верхней поверхностью» вниз (т.е. поверхностью с размерами длина=5,6 см, ширина=2,5 см). По истечении заданного промежутка времени бруски поднимали один за другим и оставляли на одну минуту для стекания воды. Бруски удерживали (осторожно) так, чтобы длинная сторона была почти вертикальной, а капли могли стекать с угла бруска. Затем бруски взвешивали и рассчитывали поглощение воды с помощью следующей формулы:

Связующая композиция в соответствии с настоящим изобретением и эталонные связующие вещества

Пример связующего вещества, пункт B

К 1 M NaOH (15,75 г), перемешиваемому при комнатной температуре, добавляли каштановый танин (4,50 г). Перемешивание продолжали при комнатной температуре в течение еще 5-10 мин с получением раствора темного красно-бурого цвета.

Смесь желатина (Speisegelatine, тип A, свиной, 120 по Блуму, 12,0 г) в воде (68,0 г) перемешивали при 50°C в течение приблизительно 15-30 мин до получения прозрачного раствора (pH 5,0). Далее добавляли 1 M NaOH (4,37 г) (pH 9,1), а затем часть вышеуказанного раствора каштанового танина (5,40 г; таким образом, фактически 1,20 г каштанового танина). После перемешивания в течение еще 1-2 минут при 50°C полученную коричневую смесь (pH 9,1) использовали в последующих экспериментах.

Пример связующего вещества, пункт 3

Смесь желатина (Speisegelatine, тип A, свиной, 120 по Блуму, 10,0 г) в воде (56,7 г) перемешивали при 50°C в течение приблизительно 15-30 мин до получения прозрачного раствора (pH 5,1). Далее добавляли 1 M NaOH (4,00 г) (pH 9,3), а затем часть вышеуказанного раствора каштанового танина (4,50 г; таким образом, фактически 1,00 г каштанового танина). Затем при энергичном перемешивании добавляли кокосовое масло (0,65 г). После энергичного перемешивания в течение приблизительно 1 минуты при 50°C скорость перемешивания снова снижали и полученную смесь коричневого цвета (pH 9,3) использовали в последующих экспериментах.

Пример связующего вещества, пункт 5

Смесь желатина (Speisegelatine, тип A, свиной, 120 по Блуму, 10,0 г) в воде (56,7 г) перемешивали при 50°C в течение приблизительно 15-30 мин до получения прозрачного раствора (pH 4,8). Далее добавляли 1 M NaOH (4,00 г) (pH 9,2), а затем часть вышеуказанного раствора каштанового танина (4,50 г; таким образом, фактически 1,00 г каштанового танина). Затем при энергичном перемешивании добавляли льняное масло (0,65 г). После энергичного перемешивания в течение приблизительно 1 минуты при 50°C скорость перемешивания снова снижали и полученную смесь коричневого цвета (pH 9,2) использовали в последующих экспериментах.

Пример связующего вещества, пункт 6

Смесь желатина (Speisegelatine, тип A, свиной, 120 по Блуму, 10,0 г) в воде (56,7 г) перемешивали при 50°C в течение приблизительно 15-30 мин до получения прозрачного раствора (pH 4,8). Далее добавляли 1 M NaOH (4,00 г) (pH 9,2), а затем часть вышеуказанного раствора каштанового танина (4,50 г; таким образом, фактически 1,00 г каштанового танина). Затем при энергичном перемешивании добавляли оливковое масло (0,65 г). После энергичного перемешивания в течение приблизительно 1 минуты при 50°C скорость перемешивания снова снижали и полученную смесь коричневого цвета (pH 9,1) использовали в последующих экспериментах.

Пример связующего вещества, пункт 9

Смесь желатина (Speisegelatine, тип A, свиной, 120 по Блуму, 10,0 г) в воде (56,7 г) перемешивали при 50°C в течение приблизительно 15-30 мин до получения прозрачного раствора (pH 4,8). Далее добавляли 1 M NaOH (4,00 г) (pH 9,3), а затем часть вышеуказанного раствора каштанового танина (4,50 г; таким образом, фактически 1,00 г каштанового танина). Затем при энергичном перемешивании добавляли тунговое масло (0,16 г). После энергичного перемешивания в течение приблизительно 1 минуты при 50°C скорость перемешивания снова снижали и полученную смесь коричневого цвета (pH 9,4) использовали в последующих экспериментах.

Пример связующего вещества, пункт 11

Смесь желатина (Speisegelatine, тип A, свиной, 120 по Блуму, 10,0 г) в воде (56,7 г) перемешивали при 50°C в течение приблизительно 15-30 мин до получения прозрачного раствора (pH 5,0). Далее добавляли 1 M NaOH (4,00 г) (pH 9,1), а затем часть вышеуказанного раствора каштанового танина (4,50 г; таким образом, фактически 1,00 г каштанового танина). Затем при энергичном перемешивании добавляли тунговое масло (1,13 г). После энергичного перемешивания в течение приблизительно 1 минуты при 50°C скорость перемешивания снова снижали и полученную смесь коричневого цвета (pH 9,1) использовали в последующих экспериментах.

Пример связующего вещества, пункт C

Смесь желатина (Speisegelatine, тип A, свиной, 180 по Блуму, 12,0 г) в воде (68,0 г) перемешивали при 50°C в течение приблизительно 15-30 мин до получения прозрачного раствора (pH 5,0). Далее добавляли 1 M NaOH (3,81 г) (pH 9,1), а затем часть вышеуказанного раствора каштанового танина (5,40 г; таким образом, фактически 1,20 г каштанового танина). После перемешивания в течение еще 1-2 минут при 50°C полученную коричневую смесь (pH 9,3) использовали в последующих экспериментах.

Пример связующего вещества, пункт 12

Смесь желатина (Speisegelatine, тип A, свиной, 180 по Блуму, 10,0 г) в воде (56,7 г) перемешивали при 50°C в течение приблизительно 15-30 мин до получения прозрачного раствора (pH 5,0). Далее добавляли 1 M NaOH (3,28 г) (pH 9,2), а затем часть вышеуказанного раствора каштанового танина (4,50 г; таким образом, фактически 1,00 г каштанового танина). Затем при энергичном перемешивании добавляли тунговое масло (0,65 г). После энергичного перемешивания в течение приблизительно 1 минуты при 50°C скорость перемешивания снова снижали и полученную смесь коричневого цвета (pH 9,1) использовали в последующих экспериментах.

Пример связующего вещества, пункт D

Смесь желатина (из свиной кожи, средняя прочность геля, 12,0 г) с водой (62,0 г) перемешивали при 37°C в течение приблизительно 15-30 мин до получения прозрачного раствора (pH 5,5). Затем добавляли раствор TI-трансглутаминазы (0,60 г) в воде (6,0 г). После перемешивания в течение еще 1-2 минут при 37°C полученную смесь рыжевато-коричневого цвета (pH 5,5) использовали в последующих экспериментах.

Пример связующего вещества, пункт 13

Смесь желатина (из свиной кожи, средняя прочность геля, 12,0 г) с водой (62,0 г) перемешивали при 37°C в течение приблизительно 15-30 мин до получения прозрачного раствора (pH 5,5). Добавляли раствор TI-трансглутаминазы (0,60 г) в воде (6,0 г). Затем при более энергичном перемешивании добавляли льняное масло (0,63 г). После более энергичного перемешивания в течение приблизительно 1 минуты при 37°C скорость перемешивания снова снижали и полученную смесь рыжевато-коричневого цвета (pH 5,5) использовали в последующих экспериментах.

Пример связующего вещества, пункт E

Смесь желатина (Speisegelatine, тип A, свиной, 120 по Блуму, 12,0 г) в воде (68,0 г) перемешивали при 50°C в течение приблизительно 15-30 мин до получения прозрачного раствора (pH 4,8). Затем добавляли 1 M NaOH (4,42 г). После перемешивания в течение еще 1-2 минут при 50°C полученную смесь рыжевато-коричневого цвета (pH 9,0) использовали в последующих экспериментах.

Пример связующего вещества, пункт 14

Смесь желатина (Speisegelatine, тип A, свиной, 120 по Блуму, 10,0 г) в воде (56,7 г) перемешивали при 50°C в течение приблизительно 15-30 мин до получения прозрачного раствора (pH 5,1). Добавляли 1 M NaOH (4,00 г) (pH 9,4). Затем при энергичном перемешивании добавляли тунговое масло (0,65 г). После энергичного перемешивания в течение приблизительно 1 минуты при 50°C скорость перемешивания снова снижали и полученную смесь рыжевато-коричневого цвета (pH 9,1) использовали в последующих экспериментах.

Пример связующего вещества, пункт 15

Смесь желатина (Speisegelatine, тип A, свиной, 120 по Блуму, 10,0 г) в воде (56,7 г) перемешивали при 50°C в течение приблизительно 15-30 мин до получения прозрачного раствора (pH 5,1). Добавляли 1 M NaOH (4,00 г) (pH 9,3). Затем при энергичном перемешивании добавляли тунговое масло (1,13 г). После энергичного перемешивания в течение приблизительно 1 минуты при 50°C скорость перемешивания снова снижали и полученную смесь рыжевато-коричневого цвета (pH 9,1) использовали в последующих экспериментах.

Таблица 1-1. Эталонное связующее вещество предыдущего уровня техники
Пример	A
Свойства связующего вещества
Твердые вещества связующего вещества (%)	15,0
Реакционные потери (%)	28,5
pH	9,6

Условия отверждения брусков
Температура (°C / 1 ч)	200

Свойства брусков
Механическая прочность, без состаривания (кН)	0,39
Механическая прочность, с состариванием в водяной бане (кН)	0,28
Механическая прочность, с состариванием в автоклаве (кН)	0,28
LOI, без состаривания (%)	2,8
LOI, с состариванием в водяной бане (%)	2,8
Поглощение воды, 3 ч (%)	4
Поглощение воды, 24 ч (%)	8

Таблица 1-2. Гидроколлоид, поперечносшивающий агент, минеральное масло или сложный эфир жирных кислот и глицерина
Пример	B	1	2	3	4	5	6
Связующая композиция
Гидроколлоид (мас.%)
Желатин, Speisegelatine, 120 по Блуму	100	100	100	100	100	100	100
Желатин, Speisegelatine, 180 по Блуму
Поперечносшивающий агент (мас.%)^[a]
Каштановый танин	10	10	10	10	10	10	10
Сложный эфир жирных кислот и глицерина (мас.%)^[a]
Минеральное масло		1,6	6,5
Кокосовое масло (йодное число от 7 до 10)				6,5
Конопляное масло (йодное число от 140 до 170)					6,5
Льняное масло (йодное число от 136 до 178)						6,5
Оливковое масло (йодное число от 80 до 88)							6,5
Основание (мас.%)^[b]
Гидроксид натрия	2,5	2,6	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5
Смешивание связующего вещества и получение брусков
Содержание твердых веществ компонентов связующего вещества (%)	15,1	15,2	15,7	15,7	15,7	15,7	15,7
pH смеси связующего вещества	9,1	9,1	9,1	9,3	9,1	9,2	9,1
Температура при отверждении (°C)	комн. темп.	комн. темп.	комн. темп.	комн. темп.	комн. темп.	комн. темп.	комн. темп.
Свойства брусков
Механическая прочность, без состаривания (кН)	0,22	0,19	0,18	0,31	0,31	0,34	0,34
Механическая прочность, с состариванием (кН)	0,17	0,12	0,12	0,25	0,24	0,30	0,28
LOI, без состаривания (%)	2,9	2,9	2,9	3,0	3,0	3,0	3,0
LOI, с состариванием в водяной бане (%)	2,6	2,6	2,7	2,8	2,8	2,8	2,8
Поглощение воды, 3 ч (%)	16	18	16	10	10	9	10
Поглощение воды, 24 ч (%)	31	31	32	23	24	23	22

^[a] от гидроколлоида. ^[b] от гидроколлоида+поперечносшивающий агент.

Таблица 1-3. Гидроколлоид, поперечносшивающий агент, сложный эфир жирных кислот и глицерина
Пример	B	7	8	9	10	11	C	12
Связующая композиция
Гидроколлоид (мас.%)
Желатин, Speisegelatine, 120 по Блуму	100	100	100	100	100	100
Желатин, Speisegelatine, 180 по Блуму							100	100
Поперечносшивающий агент (мас.%)^[a]
Каштановый танин	10	10	10	10	10	10	10	10
Сложный эфир жирных кислот и глицерина (мас.%)^[a]
Рапсовое масло (йодное число от 94 до 120)		6,5
Подсолнечное масло (йодное число от 118 до 144)			6,5
Тунговое масло (йодное число от 163 до 173)				1,6	6,5	11,3		6,5
Основание (мас.%)^[b]
Гидроксид натрия	2,5	2,5	2,5	2,6	2,5	2,4	2,3	2,2
Смешивание связующего вещества и получение брусков
Содержание твердых веществ компонентов связующего вещества (%)	15,1	15,7	15,7	15,2	15,7	16,3	15,1	15,9
pH смеси связующего вещества	9,1	9,1	9,2	9,4	9,1	9,1	9,3	9,1
Температура при отверждении (°C)	комн. темп.	комн. темп.	комн. темп.	комн. темп.	комн. темп.	комн. темп.	комн. темп.	комн. темп.
Свойства брусков
Механическая прочность, без состаривания (кН)	0,22	0,28	0,26	0,29	0,32	0,28	0,24	0,37
Механическая прочность, с состариванием (кН)	0,17	0,25	0,21	0,22	0,22	0,21	0,17	0,34
LOI, без состаривания (%)	2,9	2,9	3,0	2,9	3,0	3,1	2,9	3,0
LOI, с состариванием в водяной бане (%)	2,6	2,8	2,8	2,7	2,9	3,0	2,8	2,9
Поглощение воды, 3 ч (%)	16	11	10	11	8	8	13	9
Поглощение воды, 24 ч (%)	31	25	24	24	23	20	25	22

Таблица 1-4. Гидроколлоид, поперечносшивающий агент, сложный эфир жирных кислот и глицерина
Пример	D	13	E	14	15
Связующая композиция
Гидроколлоид (мас.%)
Желатин (свиная кожа), средняя прочность геля	100	100
Желатин, Speisegelatine, 120 по Блуму			100	100	100
Поперечносшивающий агент (мас.%)^[a]
TI-трансглутаминаза	5	5
Сложный эфир жирных кислот и глицерина (мас.%)^[a]
Тунговое масло (йодное число от 163 до 173)				6,5	11,3
Льняное масло (йодное число от 136 до 178)		5,3
Основание (мас.%)^[b]
Гидроксид натрия			1,4	1,5	1,5
Смешивание связующего вещества и получение брусков
Содержание твердых веществ компонентов связующего вещества (%)	15,6	16,3	14,4	15,1	15,7
pH смеси связующего вещества	5,5	5,5	9,0	9,1	9,0
Температура при отверждении (°C)	комн. темп.	комн. темп.	комн. темп.	комн. темп.	комн. темп.
Свойства брусков
Механическая прочность, без состаривания (кН)	0,28	0,29	0,16	0,22	0,19
Механическая прочность, с состариванием в водяной бане (кН)	0,20	0,20
Механическая прочность, с состариванием в автоклаве (кН)			0,16	0,28	0,24
LOI, без состаривания (%)	3,0	3,2	2,7	3,0	3,1
LOI, с состариванием в водяной бане (%)	2,7	2,8
Поглощение воды, 3 ч (%)	6	5
Поглощение воды, 24 ч (%)	9	10

Claims

1. Водная связующая композиция для минеральных волокон, содержащая

- по меньшей мере два гидроколлоида, где один гидроколлоид представляет собой желатин, а по меньшей мере один другой гидроколлоид выбран из группы, состоящей из пектина, крахмала, альгината, агар-агара, каррагинана, геллановой камеди, гуаровой камеди, гуммиарабика, камеди бобов рожкового дерева, ксантановой камеди, производных целлюлозы, таких как карбоксиметилцеллюлоза, арабиноксилана, целлюлозы, курдлана, β-глюкана,

2. Связующая композиция по п.1, в которой по меньшей мере один гидроколлоид представляет собой полиэлектролитный гидроколлоид.

3. Связующая композиция по п.2, в которой по меньшей мере один гидроколлоид выбран из группы, состоящей из желатина, пектина, альгината, каррагинана, гуммиарабика, ксантановой камеди, производных целлюлозы, таких как карбоксиметилцеллюлоза.

4. Связующая композиция по п.3, причем желатин присутствует в водной связующей композиции в количестве 10-95 мас.%, например 20-80 мас.%, например 30-70 мас.%, например 40-60 мас.%, от массы гидроколлоидов.

5. Связующая композиция по п.4, в которой один гидроколлоид и по меньшей мере другой гидроколлоид имеют комплементарные заряды.

6. Связующая композиция по любому из вышеуказанных пунктов, в которой по меньшей мере один сложный эфир жирных кислот и глицерина имеет форму растительного масла и/или животного масла.

7. Связующая композиция по любому из вышеуказанных пунктов, в которой по меньшей мере один сложный эфир жирных кислот и глицерина представляет собой растительное масло.

8. Связующая композиция по любому из вышеуказанных пунктов, в которой по меньшей мере один сложный эфир жирных кислот и глицерина выбран из одного или более компонентов группы, состоящей из льняного масла, оливкового масла, тунгового масла, кокосового масла, конопляного масла, рапсового масла и подсолнечного масла.

9. Связующая композиция по любому из пп. 1-6, в которой по меньшей мере один сложный эфир жирных кислот и глицерина имеет форму животного масла, например рыбьего жира.

10. Связующая композиция по любому из вышеуказанных пунктов, в которой по меньшей мере один сложный эфир жирных кислот и глицерина содержит растительное масло и/или животное масло с йодным числом ≥ 75, например от 75 до 180, например ≥ 130, например от 130 до 180.

11. Связующая композиция по любому из пп.1-9, в которой по меньшей мере один сложный эфир жирных кислот и глицерина содержит растительное масло и/или животное масло с йодным числом ≤ 100, например ≤ 25.

12. Связующая композиция по любому из вышеуказанных пунктов, в которой содержание сложного эфира жирных кислот и глицерина составляет от 0,5 до 40, например от 1 до 30, например от 1,5 до 15, например от 3 до 10, например от 4 до 7,5 мас.%, в пересчете на сухой гидроколлоид.

13. Связующая композиция по любому из предшествующих пунктов, которая может отверждаться при температуре не более 95°C, например 5-95°C, например 10-80°C, например 20-60°C, например 40-50°C.

14. Связующая композиция по любому из предшествующих пунктов, которая является нетермоотверждаемой.

15. Связующая композиция по любому из предшествующих пунктов, причем водная связующая композиция свободна от поли(мет)акриловой кислоты, соли поли(мет)акриловой кислоты или сложного эфира поли(мет)акриловой кислоты.

16. Связующая композиция по любому из предшествующих пунктов, в которой по меньшей мере один гидроколлоид представляет собой биополимер или модифицированный биополимер.

17. Связующая композиция по любому из предшествующих пунктов, причем водная связующая композиция свободна от формальдегида.

18. Связующая композиция по любому из предшествующих пунктов, по существу состоящая из

- по меньшей мере двух гидроколлоидов, где один гидроколлоид представляет собой желатин, а по меньшей мере один другой гидроколлоид выбран из группы, состоящей из пектина, крахмала, альгината, агар-агара, каррагинана, геллановой камеди, гуаровой камеди, гуммиарабика, камеди бобов рожкового дерева, ксантановой камеди, производных целлюлозы, таких как карбоксиметилцеллюлоза, арабиноксилана, целлюлозы, курдлана, β-глюкана;

- воды.

19. Продукт минеральной ваты, содержащий минеральные волокна, связанные связующим веществом, полученным в результате отверждения связующей композиции по любому из пп. 1-18, содержащей по меньшей мере два гидроколлоида, где один гидроколлоид представляет собой желатин, а по меньшей мере один другой гидроколлоид выбран из группы, состоящей из пектина, крахмала, альгината, агар-агара, каррагинана, геллановой камеди, гуаровой камеди, гуммиарабика, камеди бобов рожкового дерева, ксантановой камеди, производных целлюлозы, таких как карбоксиметилцеллюлоза, арабиноксилана, целлюлозы, курдлана, β-глюкана, и по меньшей мере один сложный эфир жирных кислот и глицерина.

20. Продукт минеральной ваты по п.19, в котором потери при прокаливании (LOI) находятся в диапазоне 0,1-25,0%, например 0,3-18,0%, например 0,5-12,0%, например 0,7-8,0 мас.%.

21. Продукт минеральной ваты по п.19 или 20, в котором связующее вещество непоперечносшитое.

22. Продукт минеральной ваты по п.19 или 20, в котором связующее вещество является поперечносшитым.

23. Продукт минеральной ваты по п.19, в котором по меньшей мере один гидроколлоид представляет собой полиэлектролитный гидроколлоид.

24. Продукт минеральной ваты по любому из пп.19-23, в котором связующее вещество получено в результате отверждения связующей композиции, в которой желатин присутствует в количестве 10-95 мас.%, например 20-80 мас.%, например 30-70 мас.%, например 40-60 мас.%, от массы гидроколлоидов.

25. Продукт минеральной ваты по п.24, в котором связующее вещество получено в результате отверждения связующей композиции, в которой один гидроколлоид и по меньшей мере другой гидроколлоид имеют комплементарные заряды.

26. Продукт минеральной ваты по любому из пп.19-25, в котором по меньшей мере один сложный эфир жирных кислот и глицерина имеет форму растительного масла и/или животного масла.

27. Продукт минеральной ваты по любому из вышеуказанных пп. 19-25, в котором по меньшей мере один сложный эфир жирных кислот и глицерина представляет собой растительное масло.

28. Продукт минеральной ваты по пп.19-27, в котором по меньшей мере один сложный эфир жирных кислот и глицерина выбран из одного или более компонентов группы, состоящей из льняного масла, оливкового масла, тунгового масла, кокосового масла, конопляного масла, рапсового масла и подсолнечного масла.

29. Продукт минеральной ваты по любому из пп.19-26, в котором по меньшей мере один сложный эфир жирных кислот и глицерина имеет форму животного масла, например рыбьего жира.

30. Продукт минеральной ваты по любому из пп.19-29, в котором по меньшей мере один сложный эфир жирных кислот и глицерина содержит растительное масло и/или животное масло с йодным числом ≥ 75, например от 75 до 180, например ≥ 130, например от 130 до 180.

31. Продукт минеральной ваты по любому из пп.19-29, в котором по меньшей мере один сложный эфир жирных кислот и глицерина содержит растительное масло и/или животное масло с йодным числом ≤ 100, например ≤ 25.

32. Продукт минеральной ваты по любому из пп.19-31, в котором содержание сложного эфира жирных кислот и глицерина составляет от 0,5 до 40, например от 1 до 30, например от 1,5 до 15, например от 3 до 10, например от 4 до 7,5 мас.%, в пересчете на сухой гидроколлоид.

33. Продукт минеральной ваты по пп.19-32, в котором связующее вещество получено в результате отверждения связующей композиции при температуре менее 95°C, например 5-95°C, например 10-80°C, например 20-60°C, например 40-50°C.

34. Продукт минеральной ваты по пп.19-32, в котором связующее вещество получено в результате отверждения связующей композиции, но без термоотверждения.

35. Продукт минеральной ваты по любому из пп.19-34, в котором связующее вещество получено из связующей композиции, которая свободна от поли(мет)акриловой кислоты, соли поли(мет)акриловой кислоты или сложного эфира поли(мет)акриловой кислоты.

36. Продукт минеральной ваты по любому из пп.19-35, в котором связующее вещество получено в результате отверждения связующей композиции, содержащей по меньшей мере один гидроколлоид, представляющий собой биополимер или модифицированный биополимер.

37. Продукт минеральной ваты по любому из пп.19-36, в котором связующее вещество получено в результате отверждения связующей композиции, свободной от формальдегида.

38. Продукт минеральной ваты по любому из пп.19-37, в котором связующее вещество получено из связующей композиции, по существу состоящей из

- воды.

39. Способ получения продукта минеральной ваты, который включает стадии введения минеральных волокон в контакт со связующей композицией по любому из пп.1-19, содержащей по меньшей мере два гидроколлоида, причем один гидроколлоид представляет собой желатин, а по меньшей мере один другой гидроколлоид выбран из группы, состоящей из пектина, крахмала, альгината, агар-агара, каррагинана, геллановой камеди, гуаровой камеди, гуммиарабика, камеди бобов рожкового дерева, ксантановой камеди, производных целлюлозы, таких как карбоксиметилцеллюлоза, арабиноксилана, целлюлозы, курдлана, β-глюкана, и по меньшей мере один сложный эфир жирных кислот и глицерина,

и отверждения связующей композиции.

40. Способ по п.39, в котором по меньшей мере один гидроколлоид представляет собой полиэлектролитный гидроколлоид.

41. Способ по п.39, в котором по меньшей мере один гидроколлоид выбран из группы, состоящей из желатина, пектина, альгината, каррагинана, гуммиарабика, ксантановой камеди, производных целлюлозы, таких как карбоксиметилцеллюлоза.

42. Способ по любому из пп.39-41, в котором желатин присутствует в водной связующей композиции в количестве 10-95 мас.%, например 20-80 мас.%, например 30-70 мас.%, например 40-60 мас.%, от массы гидроколлоидов.

43. Способ по п.39 или 42, в котором один гидроколлоид и по меньшей мере другой гидроколлоид имеют комплементарные заряды.

44. Способ по любому из пп.39-43, в котором по меньшей мере один сложный эфир жирных кислот и глицерина имеет форму растительного масла и/или животного масла.

45. Способ по любому из пп.39-43, в котором по меньшей мере один сложный эфир жирных кислот и глицерина представляет собой растительное масло.

46. Способ по пп.39-45, в котором по меньшей мере один сложный эфир жирных кислот и глицерина выбран из одного или более компонентов группы, состоящей из льняного масла, оливкового масла, тунгового масла, кокосового масла, конопляного масла, рапсового масла и подсолнечного масла.

47. Способ по пп.39-44, в котором по меньшей мере один сложный эфир жирных кислот и глицерина имеет форму животного масла, например рыбьего жира.

48. Способ по любому из пп.39-47, в котором по меньшей мере один сложный эфир жирных кислот и глицерина содержит растительное масло и/или животное масло с йодным числом ≥ 75, например от 75 до 180, например ≥ 130, например от 130 до 180.

49. Способ по любому из пп.39-47, в котором по меньшей мере один сложный эфир жирных кислот и глицерина содержит растительное масло и/или животное масло с йодным числом ≤ 100, например ≤ 25.

50. Способ по любому из пп.39-49, в котором содержание сложного эфира жирных кислот и глицерина составляет от 0,5 до 40, например от 1 до 30, например от 1,5 до 15, например от 3 до 10, например от 4 до 7,5 мас.%, в пересчете на сухой гидроколлоид.

51. Способ по любому из пп.39-50, в котором по меньшей мере один гидроколлоид присутствует в водной связующей композиции в количестве 1-50, например 2,5-25 мас.%, от массы водной связующей композиции.

52. Способ по любому из пп.39-51, в котором стадия отверждения связующей композиции происходит при температуре не более 95°C, например 5-95°C, например 10-80°C, например 20-60°C, например 40-50°C.

53. Способ по любому из пп.39-51, в котором связующая композиция нетермоотверждаемая.

54. Способ по любому из пп.39-53, в котором связующая композиция свободна от поли(мет)акриловой кислоты, соли поли(мет)акриловой кислоты или сложного эфира поли(мет)акриловой кислоты.

55. Способ по любому из пп.39-54, в котором по меньшей мере один гидроколлоид представляет собой биополимер или модифицированный биополимер.

56. Способ по любому из пп.39-55, в котором связующая композиция свободна от формальдегида.

57. Способ по любому из пп.39-56, в котором связующая композиция по существу состоит из

- воды.

58. Способ по любому из пп.39-57 без поперечного сшивания связующей композиции.

59. Способ по любому из пп.39-57, включающий поперечное сшивание связующей композиции.

60. Способ по любому из пп.39-59, в котором процесс отверждения включает процесс сушки, в частности путем продувки воздуха или газа над продуктом минеральной ваты или через него или путем повышения температуры.

61. Применение по меньшей мере двух гидроколлоидов, где один гидроколлоид представляет собой желатин, а по меньшей мере один другой гидроколлоид выбран из группы, состоящей из пектина, крахмала, альгината, агар-агара, каррагинана, геллановой камеди, гуаровой камеди, гуммиарабика, камеди бобов рожкового дерева, ксантановой камеди, производных целлюлозы, таких как карбоксиметилцеллюлоза, арабиноксилана, целлюлозы, курдлана, β-глюкана, и по меньшей мере одного сложного эфира жирных кислот и глицерина в связующей композиции для производства продукта минеральной ваты.

62. Применение по п.61, в котором по меньшей мере один гидроколлоид представляет собой полиэлектролитный гидроколлоид.

63. Применение по п.62, в котором по меньшей мере один гидроколлоид выбран из группы, состоящей из желатина, пектина, альгината, каррагинана, гуммиарабика, ксантановой камеди, производных целлюлозы, таких как карбоксиметилцеллюлоза.

64. Применение по пп.61-63, в котором желатин применяют в количестве 10-95 мас.%, например 20-80 мас.%, например 30-70 мас.%, например 40-60 мас.%, от массы гидроколлоидов.

65. Применение по любому из пп.61 или 64, в котором один гидроколлоид и по меньшей мере другой гидроколлоид имеют комплементарные заряды.

66. Применение по любому из пп.61-65, в котором по меньшей мере один сложный эфир жирных кислот и глицерина имеет форму растительного масла и/или животного масла.

67. Применение по любому из пп.61-66, в котором по меньшей мере один сложный эфир жирных кислот и глицерина представляет собой растительное масло.

68. Применение по любому из пп.61-67, в котором по меньшей мере один сложный эфир жирных кислот и глицерина выбран из одного или более компонентов группы, состоящей из льняного масла, оливкового масла, тунгового масла, кокосового масла, конопляного масла, рапсового масла и подсолнечного масла.

69. Применение по любому из пп.61-66, в котором по меньшей мере один сложный эфир жирных кислот и глицерина имеет форму животного масла, например рыбьего жира.

70. Применение по любому из пп.61-66, в котором по меньшей мере один сложный эфир жирных кислот и глицерина содержит растительное масло и/или животное масло с йодным числом ≥ 75, например от 75 до 180, например ≥ 130, например от 130 до 180.

71. Применение по любому из пп.61-66, в котором по меньшей мере один сложный эфир жирных кислот и глицерина содержит растительное масло и/или животное масло с йодным числом ≤ 100, например ≤ 25.

72. Применение по любому из пп.61-71, в котором содержание сложного эфира жирных кислот и глицерина составляет от 0,5 до 40, например от 1 до 30, например от 1,5 до 15, например от 3 до 10, например от 4 до 7,5 мас.%, в пересчете на сухой гидроколлоид.

73. Применение по любому из пп.61-72, в котором по меньшей мере один гидроколлоид применяют в водной связующей композиции для продукта минеральной ваты в количестве 1-50, например 2,5-15 мас.%, от массы водной связующей композиции.

74. Применение по любому из пп.61-73, в котором отверждение водной связующей композиции для производства продукта минеральной ваты происходит при температуре не более 95°C, например 5-95°C, например 10-80°C, например 20-60°C, например 40-50°C.

75. Применение по любому из пп.61-73, в котором по меньшей мере один гидроколлоид применяют в водной связующей композиции для получения продукта минеральной ваты, которая получена без термоотверждения связующей композиции.

76. Применение по любому из пп.61-75, в котором гидроколлоид применяют в связующей композиции для производства продукта минеральной ваты, который свободен от поли(мет)акриловой кислоты, соли поли(мет)акриловой кислоты или сложного эфира поли(мет)акриловой кислоты.

77. Применение по любому из пп.61-76, в котором по меньшей мере один гидроколлоид представляет собой биополимер или модифицированный биополимер.

78. Применение по любому из пп.61-77, в котором по меньшей мере один гидроколлоид применяют в связующей композиции для производства продукта минеральной ваты, который свободен от формальдегида.

79. Применение по любому из пп.61-78, в котором по меньшей мере один гидроколлоид применяют в водной связующей композиции для производства продукта минеральной ваты, который по существу состоит из:

- воды.

80. Применение по любому из пп.61-79, которое осуществляют без поперечного сшивания связующей композиции.

81. Применение по любому из пп.61-79, которое включает поперечное сшивание связующей композиции.

82. Продукт минеральной ваты, полученный путем применения по любому из пп.61-81.

83. Продукт минеральной ваты по п.82, в котором потери при прокаливании (LOI) находятся в диапазоне 0,1-25,0%, например 0,3-18,0%, например 0,5-12,0%, например 0,7-8,0 мас.%.

84. Способ соединения двух или более элементов друг с другом адгезивом/связующим веществом, включающий стадии:

- обеспечения двух или более элементов,

- нанесения адгезива/связующего вещества на поверхность одного или более элементов до, в процессе или после приведения элементов в контакт друг с другом,

- отверждения адгезива/связующего вещества,

причем адгезив/связующее вещество содержит по меньшей мере два гидроколлоида, причем один гидроколлоид представляет собой желатин, а по меньшей мере один другой гидроколлоид выбран из группы, состоящей из пектина, крахмала, альгината, агар-агара, каррагинана, геллановой камеди, гуаровой камеди, гуммиарабика, камеди бобов рожкового дерева, ксантановой камеди, производных целлюлозы, таких как карбоксиметилцеллюлоза, арабиноксилана, целлюлозы, курдлана, β-глюкана,

- и по меньшей мере один сложный эфир жирных кислот и глицерина.

85. Способ по п.84, в котором по меньшей мере один из двух или более элементов представляет собой элемент минеральной ваты, причем указанный(-ые) элемент(-ы) минеральной ваты скреплен(-ы) связующим веществом минеральной ваты.

86. Способ по любому из пп.84 или 85, в котором по меньшей мере один гидроколлоид представляет собой полиэлектролитный гидроколлоид.

87. Способ по любому из пп.84-86, в котором два или более элементов представляют собой два или более элементов минеральной ваты.

88. Способ по любому из пп.84-86, в котором два или более элементов представляют собой по меньшей мере один элемент, кроме минеральной ваты.

89. Способ по п.88, в котором по меньшей мере один элемент выбран из группы, состоящей из флиса, например стекловолоконного флиса, строительной конструкции, например стены, потолка или крыши, кроме минеральной ваты.

90. Способ по любому из пп.84-89, в котором желатин присутствует в адгезиве в количестве 10-95 мас.%, например 20-80 мас.%, например 30-70 мас.%, например 40-60 мас.%, от массы гидроколлоидов.

91. Способ по любому из пп.84-90, в котором один гидроколлоид и по меньшей мере другой гидроколлоид имеют комплементарные заряды.

92. Способ по любому из пп.84-91, в котором по меньшей мере один сложный эфир жирных кислот и глицерина имеет форму растительного масла и/или животного масла.

93. Способ по любому из пп.84-91, в котором по меньшей мере один сложный эфир жирных кислот и глицерина представляет собой растительное масло.

94. Способ по любому из пп.84-93, в котором по меньшей мере один сложный эфир жирных кислот и глицерина выбран из одного или более компонентов группы, состоящей из льняного масла, оливкового масла, тунгового масла, кокосового масла, конопляного масла, рапсового масла и подсолнечного масла.

95. Способ по любому из пп.84-92, в котором по меньшей мере один сложный эфир жирных кислот и глицерина имеет форму животного масла, например рыбьего жира.

96. Способ по любому из пп.84-95, в котором по меньшей мере один сложный эфир жирных кислот и глицерина содержит растительное масло и/или животное масло с йодным числом ≥ 75, например от 75 до 180, например ≥ 130, например от 130 до 180.

97. Способ по любому из пп.84-95, в котором по меньшей мере один сложный эфир жирных кислот и глицерина содержит растительное масло и/или животное масло с йодным числом ≤ 100, например ≤ 25.

98. Способ по любому из пп.84-97, в котором содержание сложного эфира жирных кислот и глицерина составляет от 0,5 до 40, например от 1 до 30, например от 1,5 до 15, например от 3 до 10, например от 4 до 7,5 мас.%, в пересчете на сухой гидроколлоид.

99. Способ по любому из пп.84-98, в котором адгезив может отверждаться при температуре не более 95°C, например 5-95°C, например 10-80°C, например 20-60°C, например 40-50°C.

100. Способ по любому из пп.84-98, в котором адгезив представляет собой нетермоотверждаемый адгезив.

101. Способ по любому из пп.84-100, в котором адгезив свободен от поли(мет)акриловой кислоты, соли поли(мет)акриловой кислоты или сложного эфира поли(мет)акриловой кислоты.

102. Способ по любому из пп.84-101, в котором по меньшей мере один гидроколлоид представляет собой биополимер или модифицированный биополимер.

103. Способ по любому из пп.84-102, в котором адгезив свободен от формальдегида.

104. Способ по любому из пп.84-103, в котором адгезив по существу состоит из

- воды.

105. Продукт, получаемый способом по любому из пп.84-104.