(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一つ以上の還元糖、
一つ以上のアミノ酸、及び
酸化数が２以上の金属カチオンを含む一つ以上の錯体のアンモニウム塩を含有する水性熱硬化性バインダー組成物。
【請求項２】
前記還元糖は、ブドウ糖、マルトース、フルクトース、ラクトース、セロビオース、ゲンチオビオース、ルチノース及びこれらの組み合わせから選ばれるものである請求項１に記載の水性熱硬化性バインダー組成物。
【請求項３】
前記アミノ酸は、グリシン、アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、トレオニン、セリン、システイン、メチオニン、アスパラギン酸、アスパラギン、グルタミン酸、ジヨードチロシン、リシン、アルギニン、ヒスチジン、フェニルアラニン、チロシン、トリプトファン、プロリン、オキシプロリン、グルタミン及びこれらの組み合わせから選ばれるものである請求項１に記載の水性熱硬化性バインダー組成物。
【請求項４】
前記アミノ酸のアミノ基の一部又は全部は、酸で中和されている請求項１に記載の水性熱硬化性バインダー組成物。
【請求項５】
前記錯体の水溶解度は５重量％以上である請求項１に記載の水性熱硬化性バインダー組成物。
【請求項６】
前記錯体は、
Ｃｏ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｄ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ａｌ、及びＺｒよりなる群から選ばれる一つ以上のカチオン、及び
ハロゲンアニオン、硫酸アニオン、炭酸アニオン、リン酸アニオン、硝酸アニオン、チオシアン酸アニオン、及び有機酸アニオンよりなる群から選ばれる一つ以上のアニオンを含む請求項１に記載の水性熱硬化性バインダー組成物。
【請求項７】
室温及び常圧下で、沸点が３００℃超である酸性化合物を更に含む請求項１に記載の水性熱硬化性バインダー組成物。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の水性熱硬化性バインダー組成物を繊維状材料に噴霧する工程、及び
前記バインダー組成物を熱硬化する工程を含む繊維状材料をバインディングする方法。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれかに記載の水性熱硬化性バインダー組成物を用いてバインディングされた繊維状材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水性バインダー組成物及びそれを用いて繊維状材料をバインディングする方法に関し、より詳細には、一つ以上の還元糖、一つ以上のアミノ酸、及び酸化数が２以上の金属カチオンを含む一つ以上のイオン化合物を含有する水性バインダー組成物、及びそれを用いて繊維状材料をバインディングする方法に関する。本発明によれば、従来のフェノールホルムアルデヒド樹脂（ＰＦＲ）と比較して安価で同等以上の物性を発揮でき、ホルムアルデヒドやフェノールのような有毒物質を含まず、または放出することも無く、従来のＰＦＲ樹脂の欠点である加工時の中毒を低減することができ、加工した製品の耐水性、引張強度、及び硬度等の機械的特性を顕著に向上することができる。
【背景技術】
【０００２】
ガラス綿及び岩綿等の繊維状材料の接着に用いるバインダーとして、安価であるが物性に優れているためＰＦＲが広く使用されている。しかし、ＰＦＲは、製造工程中のみならず噴霧（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ）後でも発癌物質であるホルムアルデヒドを放出し、フェノールもまた、未反応物質として悪影響を引き起こす可能性のある毒性物質であり、持続的に外部環境に曝される。
【０００３】
これを改善するために、特許文献１は、主に天然源由来のプルランと糖類からなる接着剤及びこれを含有する成形物を開示している。しかし、この特許文献１に開示された接着剤は、硬化度が低過ぎて耐水性等の十分な物性を得ることはできないため、バインダーとして容易に用いることはできない。
【０００４】
特許文献２は、糖蜜と多塩基酸を高温で反応させて得られたメラノイジン及びポリエステル重合体の用途を開示している。しかし、糖蜜はそれ自体の固有の特性上、成分の種類と含量を均一に管理できないという欠点がある。
【０００５】
特許文献３は、多糖と多官能カルボン酸基を有する化合物を用いて、焼付時エステル化反応（ｂａｋｅ−ｅｓｔｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ）で硬化を行うバインダー組成物を開示している。しかし、カルボン酸と多糖の水酸基とのエステル縮合反応は、反応速度が遅すぎるので十分な高温と硬化時間を必要とするという問題がある。
【０００６】
特許文献４は、中和された多官能酸性化合物と還元糖のメイラード反応物を含む接着剤を開示している。しかし、この接着剤は、高温で硬化反応後、十分な強度を得ることが困難であり、水に浸漬する時に、水溶性で低分子量の褐色化合物が溶出するという欠点がある。
【０００７】
特許文献５は、酸前駆体としてアンモニウム塩を、還元糖に対して乾燥重量で５％以上用いて、高温硬化時、メイラード反応及びエステル縮合反応により不水溶性の熱硬化性重合体を形成する接着剤を開示している。しかし、酸前駆体として親水性のアンモニウム塩を多量に使用するので、高温での硬化反応後に、親水性の未反応の反応物質に起因して、十分な強度を得ることが困難になり、水に浸漬する時に水溶性で低分子量の褐色化合物が溶出するという欠点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】韓国特許第２４００４４号
【特許文献２】米国特許出願公開第２０１２−０１３３０７３号
【特許文献３】韓国特許出願公開第１９９９−００３７１１５号
【特許文献４】韓国特許出願公開第２００８−００４９０１２号
【特許文献５】韓国特許出願公開第２０１０−００６５２７３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、ガラス綿と岩綿等の繊維状材料の接着において従来のフェノールホルムアルデヒド樹脂（ＰＦＲ）と比較して安価で同等以上の物性を発揮することができ、ホルムアルデヒドやフェノールのような有毒物質を含まず、または放出することもなく、従来のＰＦＲ樹脂の欠点である加工時の中毒を低減することができ、加工した製品の耐水性、引張強度、及び硬度等の機械的特性を顕著に向上することができる水性バインダー組成物及びそれを用いて繊維状材料をバインディングする方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
従って、本発明は、一つ以上の還元糖、一つ以上のアミノ酸、及び酸化数が２以上の金属カチオンを含む一つ以上のイオン化合物を含有する水性熱硬化性バインダー組成物を提供する。
【００１１】
他の態様として、本発明は、前記水性熱硬化性バインダー組成物を繊維状材料に噴霧する工程、及び前記バインダー組成物を熱硬化する工程を含む繊維状材料をバインディングする方法を提供する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のバインダー組成物を用いてバインディングされた繊維状材料の製品は、従来のＰＦＲを用いた場合と比較して、安価で同等以上の物性を有するところに特徴があり、ホルムアルデヒドやフェノールのような有毒物質を含まず、または放出することなく、従来のＰＦＲ樹脂の欠点である加工時の中毒を低減することができ、加工した製品の耐水性、引張強度、及び硬度等の機械的特性を顕著に向上することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１４】
本発明のバインダー組成物は、一つ以上の還元糖を含む。本発明の還元糖は、アルデヒド又は異性化によるアルデヒド構造を有していても良いアルドース又はケトースの糖類を意味する。より具体的には、ブドウ糖、マルトース、フルクトース、ラクトース、セロビオース、ゲンチオビオース、及びルチノース等の単糖類又は二糖類を単独又は組み合わせて使用しても良いが、これらに限定されない。
【００１５】
本発明のバインダー組成物に含まれる還元糖の含量は、還元糖とアミノ酸の合計１００重量部に対して、好ましくは４０〜９５重量部、より好ましくは６０〜９０重量部、更に好ましくは７０〜９０重量部である。バインダー組成物内の還元糖の含量は、還元糖とアミノ酸の合計１００重量部に対して４０重量部未満のとき、バインダー組成物から形成される硬化物の硬度が低下する場合があり、９５重量部を超えると組成物の安定性及び硬化物の硬化度が低下する場合がある。
【００１６】
本発明のバインダー組成物は、一つ以上のアミノ酸を含む。本発明において、アミノ酸は、一分子にアミノ基とカルボキシ基をそれぞれ１個以上有している化合物であり、具体的には、グリシン、アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、トレオニン、セリン、システイン、メチオニン、アスパラギン酸、アスパラギン、グルタミン酸、ジヨードチロシン、リシン、アルギニン、ヒスチジン、フェニルアラニン、チロシン、トリプトファン、プロリン、オキシプロリン、及びグルタミン等が単独又は組み合わせて使用してもよいが、これらに限定されない。
【００１７】
本発明のバインダー組成物に含まれるアミノ酸の含量は、還元糖とアミノ酸の合計１００重量部に対して、好ましくは５〜６０重量部、より好ましくは１０〜４０重量部、更に好ましくは１０〜３０重量部である。バインダー組成物内のアミノ酸含量が、還元糖とアミノ酸の合計１００重量部に対して、５重量部未満のときには組成物の安定性及び硬化物の硬化度が低下する場合があり、６０重量部を超えるとバインダー組成物から形成される硬化物の硬度が低下する場合がある。
【００１８】
本発明の一実施形態によれば、アミノ酸の水に対する溶解度を高めるために、アミノ基の一部又は全部（例えば、アミノ酸に含まれたアミノ基の２０〜１００当量％、好ましくは３０〜１００当量％）が酸で中和されたアミノ酸を好ましくは使用する。アミノ酸の中和に用いられる酸の例として、硫酸、リン酸、カルボン酸、有機スルホン酸等が挙げられ、単分子、二量体、三量体、オリゴマー又は高分子化合物等のいかなる形態の酸性化合物も使用することができる。ある場合において、アミン化合物やアンモニアで中和されてもよい。好ましくは、室温及び常圧下（２５℃、１気圧）で沸点が３００℃超（例えば、３００〜５００℃）の酸性化合物を使用できる。
【００１９】
本発明の主成分である還元糖とアミノ酸は、植物から採取したデンプン、糖蜜等を加水分解や発酵工程を経て得られる。そのため、資源の減少の問題がなく、製造時と廃棄時に発生する二酸化炭素の量を最小限にすることができる。更に、製品の製造工程中、及び最終製品内でフェノール、ホルムアルデヒド等の有毒物質を含まず、発生させることもなく、環境への悪影響を低減することができる。
【００２０】
本発明のバインダー組成物は、２以上の（例えば、２〜７価）の酸化数を有する金属カチオンを含むイオン化合物を一つ以上含有する。本発明のバインダー組成物は、噴霧する前に水溶液又は水分散液の形態になっているので、前述した２以上の酸化数を有する金属カチオンを含むイオン化合物の水溶解度は高いことが好ましい。具体的には、水溶解度が５重量％以上（例えば、５〜５０重量％）の２以上の酸化数を有する金属カチオンを含有する錯体（ｃｏｍｐｌｅｘ）を好ましく使用できる。２以上の酸化数を有する金属カチオンを含有する錯体の水溶解度が低過ぎると、バインダー水溶液の製造時に金属錯体が十分に溶解されず、十分な硬化性能を発揮しないか、又は繊維状材料に噴霧する前に水不溶性キレートが形成されて、接着機能が失われる。
【００２１】
上記２以上の酸化数を有する金属カチオン化合物は、２以上の酸化数を有する金属カチオンと有機酸又は無機酸のアニオンがイオン結合している形態である。上記金属元素の例として、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｄ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ａｌ、及びＺｒよりなる群から選ばれる一つ以上が挙げられ、上記有機酸又は無機酸のアニオンの例として、ハロゲンアニオン、硫酸アニオン、炭酸アニオン、リン酸アニオン、硝酸アニオン、チオシアン酸アニオン、及び有機酸アニオンよりなる群から選ばれる一つ以上が挙げられる。また、好ましくは、設備の腐食防止の目的でｐＨの調節、水溶解度の向上、及び接着剤溶液の安定性のために、２以上の酸化数を有する金属カチオンを含む錯体は、アンモニウム塩を更に含んでも良く、水和物又は溶液の形態で用いても良い。
【００２２】
本発明で使用可能な２以上の酸化数を有する金属カチオンの錯体の具体的な例として、チオシアン酸アンモニウムコバルト（ＩＩ）、硫酸アンモニウムコバルト（ＩＩ）、リン酸アンモニウムコバルト（ＩＩ）、硫酸アンモニウム銅（ＩＩ）、炭酸アンモニウム銅（ＩＩ）、硫酸アンモニウムニッケル（ＩＩ）、リン酸アンモニウムニッケル（ＩＩ）、硫酸アンモニウムマンガン（ＩＩ）、二リン酸アンモニウムマンガン（ＩＩＩ）、リン酸アンモニウムマンガン（ＩＩ）、硫酸アンモニウム亜鉛（ＩＩ）、リン酸アンモニウム亜鉛（ＩＩ）、炭酸アンモニウム亜鉛（ＩＩ）、硫酸アンモニウム鉄（ＩＩ）、硫酸アンモニウム鉄（ＩＩＩ）、クエン酸アンモニウム鉄（ＩＩＩ）、リン酸アンモニウム鉄（ＩＩ）、リン酸アンモニウム鉄（ＩＩＩ）、硫酸アンモニウムアルミニウム（ＩＩＩ）、リン酸アンモニウムアルミニウム（ＩＩＩ）、炭酸アンモニウムアルミニウム（ＩＩＩ）、硫酸アンモニウムジルコニウム（ＩＶ）、リン酸アンモニウムジルコニウム（ＩＶ）及び炭酸アンモニウムジルコニウム（ＩＶ）、及びこれらの水和物よりなる群から選ばれる一つ以上が挙げられるが、これらの例は、本発明で使用できる金属錯体の種類を限定するものではない。即ち、種々の２以上の酸化数を有する金属カチオンが、種々のアニオンと結合して、水溶性化合物を形成しても良く、これらは全て本発明の範囲に含まれる。
【００２３】
本発明のバインダー組成物に含まれる、２以上の酸化数を有する金属カチオンを含有するイオン化合物の量は、還元糖とアミノ酸の合計１００重量部に対して、好ましくは０．１〜５重量部、より好ましくは０．１〜３重量部、更に好ましくは０．１〜１重量部である。本発明のバインダー組成物内の２以上の酸化数を有する金属カチオンを含むイオン化合物の含量が、還元糖とアミノ酸の合計１００重量部に対して、０．１重量部未満のとき、イオン化合物と他の有機バインダー組成物との配位結合による錯体形成が不十分になり、製品の耐水性等の物性が低下し、５重量部を超えると、接着剤硬化物が容易に壊れるか、又は未反応の硬化イオン性物質が残存し、更に、製品の物性に好ましくない影響を及ぼす可能性がある。
【００２４】
本発明のバインダー組成物は、好ましくは、室温及び常圧下（２５℃、１気圧）で沸点が３００℃超（例えば３００〜５００℃）の酸性化合物を更に含んでもよい。このような高沸点の酸性化合物は、アミノ酸の水中での溶解度を高めるものであり、繊維状集合体に噴霧後、焼付工程での硬化速度を高めるために使用しても良く、硬化反応時の揮発を抑制するために、室温及び常圧下で沸点３００℃以上であることが好ましい。高沸点の酸性化合物の具体的な例として、硫酸、リン酸、カルボン酸、及び有機スルホン酸が挙げられ、単分子、二量体、三量体、オリゴマー、又は高分子化合物等のいかなる形態の酸性化合物も使用することができる。ある場合において、このような酸性化合物は、アミン化合物又はアンモニアで中和した形態で使用しても良い。
【００２５】
本発明のバインダー組成物に高沸点の酸性化合物が含まれる場合、その量は、還元糖とアミノ酸の合計１００重量部に対して、好ましくは０．１〜１０重量部、より好ましくは０．１〜５重量部、更に好ましくは０．１〜３重量部である。バインダー組成物内の高沸点の酸性化合物の含量は、還元糖とアミノ酸の合計１００重量部に対して、０．１重量部未満であれば、十分な硬化が起きず硬化物の物性が低下する場合があり、１０重量部を超えると壊れやすい硬化物が発生する場合がある。
【００２６】
本発明のバインダー組成物は、前述した成分以外に本発明の目的を達成できる範囲内で、必要に応じて選択的に一つ以上の添加剤を更に含んでも良い。有用な添加剤として、繊維状集合体の耐水性を高めるための撥水剤、設備の腐食を防止するための防錆剤、製品の粉塵の発生を低減するための防塵油（ｄｕｓｔ  ｏｉｌ）、ｐＨを制御するための緩衝剤、又は粘着力向上のためのカップリング剤等を用いることができる。しかし、これらに限定されず、この技術分野で広く使用されているいかなる添加剤も使用することができる。このような追加の添加剤に特別な制限は無く、還元糖とアミノ酸との合計１００重量部に対して、それぞれ添加剤を０．１〜１０重量部で用いることができるが、これに限定されない。
【００２７】
本発明のバインダー組成物は、上記成分を繊維状材料に均一に噴霧するために、水（工業用水、地下水、廃水）等の希釈剤を使用し、その固形分含量を２〜５０重量％、好ましくは５〜２０重量％（即ち、組成物全体１００重量％に対して、水の含量を５０〜９８重量％、好ましくは８０〜９５重量％）に制御することができる。希釈剤としての水が多すぎると、水を揮発させるためのエネルギーが過度に消費されるが、水が少な過ぎると、バインダー組成物を繊維状材料上に十分に噴霧できなくなる場合があり、その結果、最終製品内のバインダー含量が不必要に高くなって好ましくない。
【００２８】
本発明のバインダー組成物を、例えば１２０℃以上の温度で熱処理して、還元糖のアルデヒド基とアミノ酸のアミン基とのアマドリ中間体で起こるメイラード反応、アミノ酸のカルボン酸基とアミン基とのアミド反応、還元糖のヒドロキシ基とアミノ酸のカルボン酸基とのエステル反応、金属イオンと還元糖又はアミノ酸性化合物に存在する窒素、酸素、硫黄、ハロゲン原子との配位結合等の種々の硬化反応が起き、その結果、水不溶性の高分子が形成されるので、耐水性等の物性に非常に優れた有用な接着剤として用いることができる。
【００２９】
従って、本発明の他の態様として、本発明の水性熱硬化性バインダー組成物を繊維状材料に噴霧する工程、及び上記バインダー組成物を熱硬化する工程、を含む繊維状材料をバインディングする方法、及び本発明の水性熱硬化性バインダー組成物を用いてバインディングされた繊維状材料が提供される。
【００３０】
本発明の繊維状材料をバインディングする方法において、上記水性熱硬化性バインダー組成物は、硬化されていない水溶液又は水分散液の状態で繊維状材料に噴霧される。上記繊維状材料の具体的な例として、無機繊維（例えば、岩綿、ガラス綿、セラミック繊維等）又は天然及び合成樹脂から得られる繊維等の繊維集合体が挙げられるが、これらに限定されない。
【００３１】
更に、バインダー組成物が噴霧された繊維状材料の集合体を熱処理することにより、バインダー組成物を熱硬化させる。硬化のための熱処理温度は、１２０℃以上（例えば、１２０〜３００℃、好ましくは１５０〜２５０℃）が適切である。熱処理温度が低すぎると硬化が不十分となるが、高過ぎると硬化し過ぎて、粉塵発生の問題を引き起こす可能性がある。
【００３２】
本発明により製造される繊維状材料内の硬化したバインダー含量は、バインディングされた繊維状材料１００重量部に対して、例えば２〜１５重量％であっても良い。
【実施例】
【００３３】
以下、下記実施例を通じて本発明を具体的に説明するが、いかなる意味でも本発明の範囲はこれら実施例に限定されるべきではない。
【００３４】
実施例１
グルコース（Ｄ−グルコース）（固形分：９１重量％）３７６ｋｇ、グルタミン（固形分：９８重量％）６１ｋｇ、硫酸アンモニウム（固形分：９８重量％）３ｋｇ、炭酸アンモニウムジルコニウム（ＩＶ）（Ｂｅｒｃｅｎ  ＩＮＣ−Ｂｅｒｓｅｔ  ２７２０）（固形分：３２重量％）２．４ｋｇ、防塵油（Ｇｏｖｉ−Ｇａｒｏ２１７Ｓ）３ｋｇ、シリコーン樹脂撥水剤（ＫＣＣ−ＳＩ１４６０Ｚ）２ｋｇ、及び蒸留水４０５０ｋｇを混合容器に投入し、撹拌器で３０分間撹拌して、バインダーを製造した。得られたバインダーの固形分は約９重量％であった。
【００３５】
実施例２
炭酸アンモニウムジルコニウム（ＩＶ）の代わりに炭酸アンモニウム亜鉛（ＩＩ）（ＫＣＣ−ＣＶＢ００８８６）（固形分：３０重量％）２．６ｋｇを用いたことを除いては、実施例１と同様にしてバインダーを製造した。得られたバインダーの固形分は約９重量％であった。
【００３６】
実施例３
炭酸アンモニウムジルコニウム（ＩＶ）の代わりに硫酸アンモニウム鉄（ＩＩ）６水和物（純正社製）（固形分：９９重量％）０．８ｋｇを用いたことを除いては、実施例１と同様にしてバインダーを製造した。得られたバインダーの固形分は約９重量％であった。
【００３７】
実施例４
グルコース（Ｄ−グルコース）（固形分：９１重量％）３７６ｋｇ、液相リシン（Ｌ−リシン）（固形分：５０重量％）１１６ｋｇ、硫酸（９８％）５ｋｇ、硫酸アンモニウム鉄（ＩＩＩ）１２水和物（純正社製）（固形分：９９重量％）０．８ｋｇ、防塵油（Ｇｏｖｉ−Ｇａｒｏ２１７Ｓ）３ｋｇ、撥水剤（ＫＣＣ−ＳＩ１４６０Ｚ）２ｋｇ、及び蒸留水４０５０ｋｇを混合容器に投入し、撹拌器で３０分間撹拌して、バインダーを製造した。得られたバインダーの固形分は約９重量％であった。
【００３８】
実施例５
グルコース（Ｄ−グルコース）（固形分：９１重量％）３７６ｋｇ、硫酸で中和された固相リシン（Ｌ−リシン）（固形分：９８重量％）１０２ｋｇ、硫酸アンモニウムアルミニウム（ＩＩＩ）１２水和物（シグマ  アルドリッチ社製）（固形分：９９重量％）０．８ｋｇ、防塵油（Ｇｏｖｉ−Ｇａｒｏ２１７Ｓ）３ｋｇ、撥水剤（ＫＣＣ−ＳＩ１４６０Ｚ）２ｋｇ、及び蒸留水４０５０ｋｇを混合容器に投入し、撹拌器で３０分間撹拌して、バインダーを製造した。得られたバインダーの固形分は約９重量％であった。
【００３９】
比較例１：フェノール／ホルムアルデヒド樹脂を用いたバインダーの製造
フェノール／ホルムアルデヒド樹脂（ＫＣＣ社製）４０４ｋｇ、蒸留水３８００ｋｇ、撥水剤（ＳＩ１４６０Ｚ−ＫＣＣ）２ｋｇ、及び防塵油（Ｇａｒｏ２１７Ｓ）３ｋｇを混合容器に投入し、撹拌器で３０分間撹拌して、バインダーを製造した。得られたバインダーの固形分は約９重量％であった。
【００４０】
比較例２：ポリカルボン酸を用いたバインダーの製造（韓国特許出願公開第２００８−００４９０１２号の実施例１）
グルコース（Ｄ−グルコース）（固形分：９１重量％）１５８ｋｇ、クエン酸（固形分：９８重量％）４４ｋｇ、アンモニア水（２５％）５０ｋｇ、蒸留水３７５０ｋｇ、撥水剤（ＳＩ１４６０Ｚ−ＫＣＣ）２ｋｇ、及び防塵油（Ｇａｒｏ２１７Ｓ）３ｋｇを混合容器に投入し、撹拌器で３０分間撹拌して、バインダーを製造した。得られたバインダーの固形分は約４．５重量％であった。
【００４１】
比較例３：水不溶性金属塩を用いたバインダーの製造
グルコース（Ｄ−グルコース）（固形分：９１重量％）３７６ｋｇ、グルタミン（固形分：９８重量％）６１ｋｇ、硫酸アンモニウム（固形分：９８重量％）３ｋｇ、水酸化カルシウム（シグマ  アルドリッチ社製）（固形分：９５重量％）１．０ｋｇ、防塵油（Ｇａｒｏ２１７Ｓ）３ｋｇ、撥水剤（ＫＣＣ−ＳＩ１４６０Ｚ）２ｋｇ、及び蒸留水４０５０ｋｇを混合容器に投入し、撹拌器で３０分間撹拌して、バインダーを製造した。得られたバインダーの固形分は約９重量％であった。
【００４２】
比較例４：アミノ酸及び金属カチオンを含むイオン化合物を用いないバインダーの製造（韓国特許出願公開第２０１０−００６５２７３号の実施例１）
グルコース（Ｄ−グルコース）（固形分：９１重量％）１７１．７ｋｇ、硫酸アンモニウム（固形分：９８重量％）３０．３ｋｇ、アンモニア水（２５％）１０ｋｇ、蒸留水３７９０ｋｇ、防塵油（Ｇａｒｏ２１７Ｓ）３ｋｇ、及び撥水剤（ＫＣＣ−ＳＩ１４６０Ｚ）２ｋｇを混合容器に投入し、撹拌器で３０分間撹拌して、バインダーを製造した。得られたバインダーの固形分は約４．５重量％であった。
【００４３】
実験例：バインダーを用いた繊維状材料のバインディング
高温の溶融したガラスを２１００ｋｇ／時間の速度で紡績機に通して繊維化し、収集器（ｃｏｌｌｅｃｔｉｎｇ  ｖｅｓｓｅｌ）に達したガラス繊維に、上記実施例１〜５及び比較例１〜４で製造したそれぞれのバインダーを４７Ｌ／分の割合で噴射した。その後、乾燥工程を経てガラス綿の断熱材（ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）を得た。比較例３のバインダーは、水酸化カルシウムが沈殿したため、塊を除去するためにバインダー溶液を１５０メッシュのステンレスフィルターでろ過した後、噴射して、残りの工程は他と同様に実施した。
【００４４】
製造したそれぞれのガラス綿に対し、下記試験を行った。
【００４５】
耐水性
１００ｍｍ（横）×１００ｍｍ（縦）×５０ｍｍ（厚さ）のガラス綿試料を準備して、標準４８時間の耐水性試験を行った。ビーカー内の純水に試料を浮かして、完全に沈む時までにかかる時間を測定した。耐水性等級は０に近いほど不良であり、５に近いほど優れていることを示す。実施例１、４、５と比較例１の場合、それぞれの試料は７２時間より長い間、浮かんでいたが、比較例３と４の場合、それぞれの試料は２４時間より短い間に沈んだ。試験結果を下記表１に示す。
【００４６】
浸水性
１００ｍｍ（横）×１００ｍｍ（縦）×５０ｍｍ（厚さ）のガラス綿試料を準備して、標準７２時間の浸水性試験を行った。純水を満たした２Ｌビーカー内に試料を完全に浸水させて、色の変化を測定した。濃度に応じた色の変化を客観的に数値化した。浸水性等級は０に近いほど不良であり、５に近いほど優れていることを示す。実施例１〜５の場合、それぞれの試料は７２時間より長い間、変色を示さなかったが、比較例３と４の場合、それぞれの試料は、数時間以内にかなりの変色を示した。試験結果を表１に示す。
【００４７】
ホルムアルデヒドの放出量
小型チャンバー法により、試料を小型チャンバーに入れて、７日後にチャンバー内の空気を集めた。集めた空気をＨＰＬＣ（高速液体クロマトグラフィー）で分析した。より具体的な方法は、韓国空気清浄協会で規定された方法に従って、７日目にその結果を分析した。試験結果を表１に示す。
【００４８】
引張強度
測定試料の３個全てを４ｃｍのサイズに調整した。引張棒を試料の長さより短く設置し、試料を棒に垂直にしながら、試料を引張棒に垂直に固定した。引張強度の試験機の速度を１５ｍｍ／分とし、ロッド表示内でスケールをゼロに設定した。次いで、その試験機を作動させた。試験機が自動で止まった後に表示された最大荷重を測定し、平均値を算出した。試験結果を表１に示す。
【００４９】
粉塵率
それぞれ幅１．５ｃｍ、長さ１０ｃｍの測定試料を準備した。測定前の試料の重さを量った後、試料を粉塵率測定器にセットして、１ｍ／分の速度で縦横に揺らした。合計測定時間は試料当たり１０分とし、試験機が自動で止まった後に、試料を計量した。粉塵率は、粉塵率＝［（測定後の重さ／測定前の重さ）−１］×１００の計算式で算出して、％で示した。実施例１〜５のバインダーを用いて製造したガラス綿試料の粉塵は、比較例のバインダーを用いた場合よりも、確認された粉塵が少なかった。試験結果を表１に示す。
【００５０】
復元率
１０ｍ（横）×１ｍ（縦）×０．０５ｍ（厚さ）のガラス綿試料を準備し、これをロール状にして、室温で８週間保持した。８週間後に巻かれていない状態にした後、試料の厚さの変化を測定した。試験結果を表１に示す。
【００５１】
かび抵抗性
かび抵抗性はＡＳＴＭ  Ｇ２１−０９試験法によって測定し、試料のかび成長率を１月間の観察の後に測定した。その結果を表１に示す。
【００５２】
【表１】
0006359684.tif 000002