BR112012027635B1

BR112012027635B1 - processo para fabricar material estruturado, uso de géis de celulose nanofibrilares

Info

Publication number: BR112012027635B1
Application number: BR112012027635-2A
Authority: BR
Inventors: Patrick A. C. Gane; Michel Schenker; Ramjee Subramanian; Joachim Schoelkopf
Original assignee: Omya International Ag
Priority date: 2010-04-27
Filing date: 2011-04-26
Publication date: 2020-12-08
Also published as: JP2013527333A; SI2386682T1; PL2386682T3; CN102869832A; BR112012027635A2; CN102869832B; NZ603759A; CA2796135A1; TW201142107A; US20150330024A1; PT2386682E; EP2386682A1; AU2011246522B2; ES2668812T3; TWI586869B; PL2563966T3; JP2018031105A; CA2796135C; AU2011246522A1; ES2920154T3

Abstract

PROCESSO PARA FABRICAR MATERIAL ESTRUTURADO, USO DE GÉIS DE CELULOSE NANOFIBRILARES, E, MATERIAL ESTRUTURADO Um processo para fabricar material estruturado fornecendo-se fibras de celulose e pelo menos um enchedor e/ou pigmento, combinar as fibras de celulose e o pelo menos um enchedor e/ou pigmento, fibrilar as fibras de celulose na presença do pelo menos um enchedor e/ou pigmento até um gel ser formado, subsequentemente, fornecer fibras não fibriladas adicionais e combinar o gel com as fibras não fibriladas adicionais.

Description

A presente invenção diz respeito a um processo para a produção de materiais estruturados bem como os materiais estruturados obtidos por este processo.

Em muitos campos técnicos, misturas de materiais são usadas a fim de controlar ou melhorar certas propriedades de um produto. Tais misturas de materiais podem ser, por exemplo, na forma de misturas indefinidas, ou na forma de estruturas de compósitos.

Um material de compósito é basicamente uma combinação de dois ou mais materiais, cada um de que retém suas próprias propriedades distintivas. O material resultante tem características que não são características dos componentes em isolamento. Mais comumente, os materiais de compósitos têm uma fase de volume, que é contínuo, denominado a matriz; e uma fase dispersada, não contínua denominada o reforço.Alguns outros exemplos de compósitos básicos incluem concreto (cimento misturado com areia e agregado), concreto reforçado (vergalhão de aço em concreto) e fibra de vidro (fibras de vidro em uma matriz de resina).

Os seguintes são algumas das razões porque os compósitos são selecionados por certas aplicações: -Força alta a razão em peso (força tênsil alta de densidade baixa) -Resistência a abaixamento alta -Força tênsil alta nas temperaturas elevadas -Dureza alta

Tipicamente, os materiais reforçados são fortes, enquanto a matriz é usualmente um material flexível ou resistente. Se o compósito é projetado e fabricado corretamente, este se combina com a força do reforço cora a dureza da matriz para atingir uma combinação de propriedades desejáveis não disponíveis em qualquer material simples convencional. Por exemplo: compósitos de polímero/cerâmica têm um módulo maior do que o componente de polímero, mas não são tão frágeis quanto cerâmicas.

Visto que o material de reforço é de importância primária no mecanismo de fortalecimento de um compósito, este é conveniente classificar os compósitos de acordo com as características do reforço. As seguintes três categorias são comumente usadas: a)“fibra reforçada”, em que a fibra é o componente que carrega a carga primária. b)“partícula reforçada”, em que a carga é formada pela matriz e as partículas. c)“dispersão fortalecida”, em que a matriz é o componente que carrega a carga maior. d)“compósitos estruturais”, em que as propriedades dependem dos constituintes e o projeto geométrico.

Geralmente, a força do compósito depende principalmente na quantidade, combinação e tipo de fibra (ou partícula) reforçado na resina. Além disso, o compósito é frequentemente formulado com enchedores e aditivos que mudam o processamento e parâmetros do desempenho.

Deste modo, na técnica anterior, é geralmente conhecido combinar materiais diferentes a fim de obter materiais tendo propriedades modificadas ou sendo capazes de controlar certas propriedades de um material em que estes são aplicados e existe uma necessidade contínua para tais materiais permitidos para o controle feito sob medida das características dos materiais, bem como com relação a sua eficiência de custo e complacência ambiental.

Um campo importante a este respeito é a produção do material estruturado e suas propriedades.

Um exemplo de materiais estruturados é o papel, na fabricação

no qual um número de materiais diferentes são combinados, cada um de que podem positivamente ou negativamente influenciar as propriedades de outros componentes, ou o papel final.

Um dos grupos mais comuns de aditivos no campo da fabricação e finalização de papel são enchedores tendo diversas funções vantajosas no papel. Por exemplo, enchedores são usados para razões da opacidade ou a provisão de uma superfície lisa para encher os vácuos entre as fibras.

Existem, entretanto, limitações com relação à quantidade de enchedores, que podem ser adicionados ao papel, como aumento das quantidades enchidas no papel convencional leva a uma conexão inversa entre a força e propriedades ópticas.

Deste modo, o papel convencional pode conter uma certa quantidade de enchedores, mas se o conteúdo do enchedor é muito maior, as propriedades mecânicas do papel significantemente diminuirão.

Diversos métodos foram propostos para melhorai- sua relação e para produzir um papel altamente enchido tendo boa óptica bem como propriedades mecânicas, mas ainda existem uma necessidade para os processos para a fabricação do papel permitindo os conteúdos do enchedor maior como comumente usado sem essencialmente prejudicar a força do papel.

A busca para os métodos de controle das propriedades dos materiais estruturados ou dos produtos contendo tais materiais estruturados, foi observado que géis celulósicos nanofibrilares especiais compreendem o carbonato de cálcio pode ser útil.

A celulose é um componente estrutural da parede celular primária das plantas verdes e é o composto orgânico mais comum na terra. E de grande interesse em muitas aplicações e indústrias.

A polpa da celulose como um material bruto é processado fora da madeira ou hastes de plantas tal como cânhamo, linho e manila. As fibras de polpa são construídas principalmente pela celulose e outros componentes

orgânicos (hemicelulose e lignina). As macromoléculas de celulose (compostos de 1-4 glicosídico ligado pelas moléculas de fl-D-Glicose) são ligados juntos pela ligação de hidrogênio para formar uma fibrila primária denominada (micela) que tem domínios cristalinos e amorfos.Diversas fibrilas primárias (em tomo de 55) formam uma microfibrila denominada.Em tomo de 250 destas microfibrilas formam uma fibrila.

As fibrilas estão dispostas em camadas diferentes (que podem conter lignina e/ou hemicelulose) para formar uma fibra.As fibras individuais são ligadas juntas pela lignina também.

Quando as fibras tomam-se refinadas sob energia aplicada estas se tomam fibriladas como as paredes celulares são quebradas e removidas nas faixas ligadas, isto é nas fibrilas. Se esta quebra é continuada separar as fibrilas a partir do corpo da fibra, este libera as fibrilas. A quebra das fibras nas microfibrilas é referida como “microfibrilação”. Este processo pode ser continuado até não existirem fibras esquerdas e apelas as fibrilas de nano tamanho (espessura) permaneça.

Se o processo continua e quebra estas fibrilas em fibrilas menores, estas eventualmente tomam-se fragmentos de celulose ou géis nanofibrilares.Dependendo de quando esta última etapa é tomada, algumas nanofíbrilas podem permanecer entre os géis nanofibrilares. A quebra as fibrilas primárias podem ser referidas como “nanofibrilação”, onde pode ocorrer uma transição suave entre os dois regimes. As fibrilas primárias formam em um ambiente aquoso um gel (rede estável meta de fibrilas primárias) que podem ser referidas como “gel nanofibrilar”. O gel fonnado a partir de nanofibril como pode ser considerado conter nanocelulose.

Os géis nanofibrilares são desejáveis quando estes usualmente contém muitas fibrilas finas, consideradas serem constituídas em parte de nanocelulose, mostrando um potencial de ligação mais forte por si só, ou em qualquer outro material presente, do que das fibrilas que não são deste modofinas ou não exibem a estrutura nanocelulôsica.

A partir do Pedido de Patente Europeu não publicado N°. 09 156 703.2, géis de celulose nanofibrilares são conhecidos.Entretanto, não existe conhecimento quanto aos seus efeitos nos materiais estruturados.

Foi observado que tais géis de celulose nanofibrilares podem ser úteis na produção e controle, especialmente das propriedades mecânicas, de materiais estruturados.

Deste modo, o problema acima é resolvido por um processo para a fabricação de materiais estruturados, que é caracterizado pelas seguintes etapas: a)fornecer fibras de celulose; b)fornecer pelo menos um enchedor e/ou pigmento; c)combinar as fibras de celulose da etapa a) e o pelo menos um enchedor e/ou pigmento da etapa b); d)fibrilar as fibras de celulose na presença do pelo menos um enchedor e/ou pigmento até um gel ser formado; e)fornecer fibras não fibriladas adicionais; f)combinar o gel da etapa d) com as fibras da etapa e).

A celulose nanofíbrilar no contexto da presente invenção significa fibras, que são pelo menos parcialmente quebram as fibrilas primárias. Se estas fibrilas primárias estão em um ambiente aquoso, um gel (rede estável meta das fibrilas primárias consideradas no limite de clareza a se essencialmente nanocelulose) é formado, que é indicado como “gel nanofíbrilar”, em que é uma transição suave entre nano fibras e gel nanofíbrilar, que compreende géis nanofibrilares contendo uma variação da extensão de nanofibrilas, todas de que são compreendidas pelo termo géis de celulose nanofibrilares de acordo com a presente invenção.

A este respeito, fibrilar no contexto da presente invenção significa qualquer processo que predominantemente quebram as fibras e fibrilas junto a seu eixo longo resultando na diminuição do diâmetro das fibras e fibrilas, respectivamente.

De acordo com o processo da presente invenção, a fibrilação de fibras de celulose na presença de pelo menos um enchedor e/ou pigmento fornece um gel de celulose nanofibrilar. A fibrilação é realizada até o gel ser formado, em que a formação do gel é verificada pelo monitoramento da viscosidade na dependência da taxa de corte. No aumento passo-a-passo da taxa de corte uma certa curva reflete uma diminuição da viscosidade é obtida. Se, subsequentemente, a taxa de corte é reduzida passo-a-passo, a viscosidade aumenta novamente, mas os valores correspondentes em pelo menos parte da faixa da taxa de corte como métodos de corte zero são inferiores do que quando o aumento da taxa de corte, graficamente expressado pela histerese manifesta quando a viscosidade é plotada contra uma taxa de corte. Tão breve quanto este comportamento é observado, um gel de celulose nanofibrilar de acordo com a presente invenção é formado. Ainda detalha com relação à produção do gel de celulose nanofibrilar pode ser tomado do Pedido de Patente Europeu não publicado N°. 09 156 703.

As fibras de celulose, que podem ser usadas no processo da presente invenção podem ser tal contido nas polpas termomecânicas, quimiomecânicas, mecânicas, químicas e naturais. Especialmente úteis são as polpas selecionadas do grupo que compreende polpa de eucalipto, polpa de espruce, polpa de pinheiro, polpa de faia, polpa de cânhamo, polpa de algodão, polpa de bambú, bagaço e misturas destes. Em uma forma de realização, toda ou parte desta fibra de celulose pode ser emitida a partir da etapa da reciclagem do material que compreende fibras de celulose. Deste modo, a polpa também pode ser reciclada e/ou polpa despigmentada.

O tamanho das fibras de celulose a princípio não é crítico. Em geral, são úteis na presente invenção quaisquer fibras comercialmente disponíveis e processadas no dispositivo usado por sua fibrilação.

Dependendo de sua origem, as fibras de celulose pode ter um comprimento de 50 mm a 0,1 pm. Tais fibras, bem como tendo um comprimento de preferivelmente 20 mm a 0,5 pm, mais preferivelmente de 10 mm a 1 mm e tipicamente de 2 a 5 mm, pode ser vantajosamente usado na presente invenção, em que também fibras mais curtas e mais longas podem ser úteis.

É vantajoso para o uso na presente invenção que as fibras de celulose da etapa a) são fornecidos na forma de uma suspensão, especialmente uma suspensão aquosa. Preferivelmente, tais suspensões têm um conteúdo de sólidos de 0,2 a 35 % em peso, mais preferivelmente de 0,25 a 10 % em peso, ainda mais preferivelmente de 0,5 a 5 % em peso, especialmente de 1 a 4 % em peso, mais preferivelmente 1,3 a 3 % em peso, por exemplo, 1,5 % em peso.

As fibras não fibriladas adicionais da etapa e) preferivelmente são selecionadas das fibras de celulose como definido acima, também. Entretanto, também outros materiais de fibras podem ser vantajosamente usados as fibras não fibriladas adicionais no processo do processo da presente invenção.

Pelo menos um enchedor e/ou pigmento é selecionado do grupo que compreende carbonato de cálcio precipitado (PCC); carbonato de cálcio triturado natural (GCC); carbonato de cálcio modificado na superfície; dolomita; talco; bentonita; argila; magnesita; satin white-, sepiolita, huntita, diatomita; silicatos e misturas destes. Carbonato de cálcio precipitado, que podem ter estrutura valerítica, calcifica ou de cristal aragonítico e/ou carbonato de cálcio triturado natural, que podem ser selecionados de mármore, calcário e/ou giz, são especialmente preferidos.

Em uma fonna de realização especial, o uso de carbonato de cálcio romboedral, escalenoedral ou prismático discreto ultrafino precipitado pode ser vantajoso.

Os enchedores e/ou pigmentos podem ser fornecidos na forma de um pó, embora estes são preferivelmente adicionados na forma de uma suspensão, tal como uma suspensão aquosa. Neste caso, o conteúdo de sólidosda suspensão não é crítico contanto que estes sejam um líquido bombeável.

Em uma forma de realização preferida, partículas de enchedor e/ou pigmento da etapa b) têm um tamanho de partícula média de 0,01 a 15 pm, preferivelmente de 0,1 a 10 pm, mais preferivelmente de 0,3 a 5 pm, especialmente de 0,5 a 4 pm e mais preferivelmente de 0,7 a 3,2 pm, por exemplo, 2 pm.

Para a determinação do peso do tamanho de partícula média d5o, para partículas tendo um d50 maior do que 0,5 pm, um dispositivo Sedigraph 5100 da companhia Micromeritics, USA foi usado. A medição foi realizada em uma solução aquosa de 0,1 % em peso de Na4P2O7. As amostras foram dispersadas usando-se um agitador de velocidade alta e ultrassom. Para a determinação do volume tamanho de partícula média para as partículas tendo a d50 < 500 nm, um Malvem Zetasizer Nano ZS a partir da companhia Malvern, UK foi usado. A medição foi realizada em uma solução aquosa de 0,1 % em peso Na4P2O7. As amostras foram dispersadas usando-se um agitador de velocidade alta e ultrassom.

Em vista do efeito vantajoso da adição de géis celulósicos nanofibrilares com relação às propriedades de papel mecânico ainda nos conteúdos enchedores e/ou de pigmento alto, em uma forma de realização especialmente preferida, antes, durante ou após a adição de fibras adicionais na etapa e), mas após a etapa d) e antes da etapa f), pelo menos um enchedor e/ou pigmento adicionais são adicionados.

Este pelo menos um enchedor e/ou pigmento adicionais podem ser o mesmo ou um enchedor e/ou pigmento diferente da etapa b) selecionados do grupo que compreende carbonato de cálcio precipitado (PCC); carbonato de cálcio triturado natural (GCC); carbonato de cálcio modificado na superfície; dolomita; talco; bentonita; argila; magnesita; satin white, sepiolita, huntita, diatomita; silicatos e misturas destes. Carbonato de cálcio precipitado, que pode ter estrutura valerítica, calcítica ou de cristal aragonítico e/ou carbonato de cálcio triturado natural, que podem ser selecionados de mármore, calcário e/ou giz, são especialmente preferidos.

Em uma forma de realização especial, o uso de carbonato de cálcio romboedral, escalenoedral ou prismático discreto ultrafíno precipitado pode ser vantajoso.

Também estes enchedores adicionais e/ou pigmentos podem ser fornecidos na forma de um pó, embora estes são preferivelmente adicionados na forma de uma suspensão, tal como uma suspensão aquosa. Neste caso, o conteúdo de sólidos da suspensão não é crítico contanto que estes sejam um líquido bombeável.

Foi, entretanto apresentado especialmente vantajoso, se pelo menos um enchedor e/ou pigmento adicionais é um produto preferivelmente fino em termos do tamanho de partícula e especialmente preferivelmente compreende pelo menos uma fração de partículas tendo um diâmetro médio d50 na faixa de nanômetro, contrários aos pigmentos e/ou enchedores usados na formação do gel, que são de outra maneira grossos.

Deste modo, ainda é preferido que pelo menos uma partícula de enchedor e/ou pigmento adicionais têm um tamanho de partícula média de 0,01 a 5 pm, preferivelmente de 0,05 a 1,5 pm, mais preferivelmente de 0,1 a 0,8 pm e mais preferivelmente de 0,2 a 0,5 pm, por exemplo, 0,3 pm, em que um tamanho de partícula é determinado como mencionado acima.

Qualquer um dos enchedores e/ou pigmentos usados na presente invenção podem ser associados com agentes dispersantes tal como aqueles selecionados do grupo que compreende homopolímeros ou copolímeros de ácidos policarboxílicos e/ou seus sais ou derivados tais como éteres com base em, por exemplo, ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido maléico, ácido fumárico, ácido itacônico, por exemplo, acril amida ou ésteres acrílicos tal como metilmetacrilato ou misturas destes; polifosfatos de alquila, ácidos fosfônico, cítrico e tartárico ou os sais ou ésteres destes; ou misturasdestes.

A combinação de fibras e pelo menos um enchedor e/ou pigmento da etapa b) pode ser realizada pela adição do enchedor e/ou pigmento às fibras em uma ou diversas etapas. Também, as fibras podem ser 5 adicionadas ao enchedor e/ou pigmento em uma ou diversas etapas. Os enchedores e/ou pigmentos da etapa b) bem como as fibras da etapa a) podem ser totalmente adicionadas ou em porções antes ou durante a etapa fibrilar. Entretanto, a adição antes da fibrilação ser preferida.

Durante o processo de fibrilação, o tamanho dos enchedores 10 e/ou pigmentos bem como o tamanho das fibras podem mudar.

Preferivelmente, a razão em peso de fibras para enchedores e/ou pigmentos da etapa b) em uma base de peso seco é de 1:33 a 10:1, mais preferivelmente de 1:10 a 7:1, ainda mais preferivelmente de 1:5 a 5:1, tipicamente de 1:3 a 3:1, especialmente de 1:2 a 2:1 e mais preferivelmente de 151:1,5 a 1,5:1, por exemplo, 1:1.

A dosagem do enchedor e/ou pigmento na etapa b) pode ser crítico. Se não existem muito do enchedor e/ou pigmento, este pode influenciar a formação do gel. Deste modo, se nenhuma formação do gel é observada na combinação específica, deve ser necessário para reduzir a 20 quantidade do enchedor e/ou pigmento.

Além disso, em uma forma de realização, a combinação é armazenada por 2 a 12 horas, preferivelmente 3 a 10 horas, mais preferivelmente 4 a 8 horas, por exemplo, 6 horas, antes de fibrilar, como este idealmente resulta na expansão das fibras facilitando a fibrilação. A expansão da fibra pode ser facilitada pela armazenagem no pH aumentado, bem como pela adição de solventes de celulose semelhantes, por exemplo, etilenodiamina de cobre (II), tartarato de sódio-ferro ou lítio- cloro/dimetilacetamina, ou por qualquer outro método conhecido na técnica.

Fibrilar é realizado por meio de qualquer dispositivo útil,portanto. Preferivelmente o dispositivo é um homogeneizador. Este também pode ser um triturador de fricção ultrafino tal como um Supermasscolloider de Masuko Sangyo Co. Ltd, Japão ou um como descrito em U.S. 6.214.163 ou U.S. 6.183.596.

Adequado para o uso na presente invenção são quaisquer homogeneizadores comercialmente disponíveis, especialmente homogeneizadores de pressão alta, em que as suspensões são comprimidas sob a pressão alta através de uma abertura restrita, que podem compreender uma válvula e são descarregados a partir da abertura restrita na pressão alta contra uma superfície de impacto dura diretamente na frente da abertura restrita, deste modo reduzindo o tamanho da partícula. A pressão pode ser gerada por uma bomba tal como uma bomba de pistão e a superfície de impacto pode compreender um anel de impacto estendendo em tomo da abertura de válvula anular. Um exemplo para um homogeneizador, que pode ser usado na presente invenção é Ariete NS2006L de GEA Niro Soavi. Entretanto, inter alia, tais homogeneizadores tal como de séries APV Gaulin, séries HST HL ou as séries Alfa Laval SHL podem ser usadas.

Além disso, os dispositivos tal como trituradores de fricção ultrafinos, por exemplo, um Supermasscolloider, pode ser vantajosamente usado na presente invenção.

O material estruturado pode ser produzido pela mistura do gel celulósico nanofibrilar e fibras não fibriladas adicionais, bem como, opcionalmente, enchedor e/ou pigmento adicionais e subsequentemente removem a água da combinação para formar uma estrutura base tal como, por exemplo, uma lâmina de papel base.

A este respeito, geralmente qualquer método comumente usado de remover água conhecido por aquela pessoa habilitada na técnica, pode ser usado, tal como, por exemplo, secagem por calor, secagem por pressão, secagem à vácuo, secagem por congelamento, ou secagem sob as condições supercríticas. A etapa desaguamento pode ser realizada nos dispositivos conhecidos tal como em uma pressão de filtro, por exemplo, como descrito nos Exemplos. Geralmente, outros métodos que são bem conhecidos no campo da moldagem de sistemas aquosos podem ser aplicados 5 para obter os compósitos inventivos.

Em uma forma de realização especial, as fibras não fibriladas adicionais podem ser fornecidas na forma de uma estrutura de fibra realizada tal como uma rede de fibra e para combinar esta estrutura com o gel, bem como, opcionalmente, com enchedor e/ou pigmento adicional, resultando em 10 pelo menos revestimento parcial da estrutura de fibra pelo gel.

Geralmente, o material estruturado, bem como quaisquer camadas da estrutura de fibra, por exemplo, rede de fibra e gel, a este respeito pode ter a variação de espessura.

Para variação da espessura de materiais estruturados e, 15 opcionalmente, das camadas diferentes do material estruturado resultante permitindo o controle das propriedades do material bem como do produto em que o material é aplicado.

Deste modo, o material estruturado de acordo com a presente invenção pode ser tão fino quanto uma película, pode ter uma espessura que é 20 tipicamente observada nos papéis convencionais, mas também podem ser tão espessos quanto chapas e ainda podem ter a forma de blocos compactos, inter alia dependendo da razão de fibras e gel.

Por exemplo, na produção de papel, é vantajoso que o material estruturado e as camadas destes, respectivamente, são em vez disso finas.

Deste modo, é preferido que uma camada de fibra tem uma espessura de 0,02 mm a 0,23 mm e uma ou mais camadas em gel têm uma espessura de 0,005 mm a 0,15 mm, em que a espessura total do material estruturado é de 0,05 mm a 0,25 mm.

Com relação às aplicações do papel, foi observado que acombinação do gel nanofibrilar celulósico com as fibras para a formação do papel tem uma influência considerável nas propriedades do papel com respeito à carga enchedora.

Deste modo, é uma forma de realização especialmente preferida que o material estruturado é um papel.

A este respeito, a adição de apenas uma quantidade mínima de gel celulósico nanofibrilar é necessário. As quantidades do gel celulósico nanofibrilar nas aplicações de papel expressadas pelo teor celulósico do gel em relação às fibras não fibriladas adicionais (base de peso seco/seco) pode ser de cerca de 0,5 a 20 % em peso, preferivelmente 1 a 15 % em peso, 2 a 10 % em peso, 3 a 6 % em peso, por exemplo, 5 % em peso.

Deste modo, é possível formar uma lâmina de papel que compreende o gel no papel base e/ou em um revestimento de camada da rede de fibra resultando nas estruturas de camada das fibras de formação de papel e géis.

Os papéis que podem ser fabricados e melhorados com relação a um aumento das quantidades do enchedor pelo processo da presente invenção são papéis, que são preferivelmente selecionados de, mas não limitado a papel de imprimir e escrita, bem como jornais.

Além disso, pelo processo da presente invenção ainda é possível introduzir o enchedor no papel de tecido.

Deste modo, pelo processo da presente invenção um uso mais eficiente das fibras de grau fraco é atingido. Pela adição do gel celulósico nanofibrilar aos fornecedores base contendo fibras deficientes em conceder força ao produto com base na fibra final, a força do papel pode ser melhorada.

Com relação ao teor total de enchedor e/ou pigmento no papel, é especialmente preferido que o enchedor e/ou pigmentos estão presentes em uma quantidade de 1 % em peso a 60 % em peso, preferivelmente de 5 % em peso a 50 % em peso, mais preferivelmente de 10 a 45 % em peso, ainda mais preferivelmente de 25 % em peso a 40 % em peso, especialmente de 30 a 35 % em peso em uma base de peso seco do material estruturado.

O uso dos géis de celulose nanofibrilares como definido acima para a produção de material estruturado é um aspecto adicional da invenção, em que o gel é combinado com as fibras não fibriladas adicionais é a combinação resultante é desprovido de água.

Outro aspecto da presente invenção é o material estruturado obtido pelo processo de acordo com a invenção, ou pelo uso dos géis de celulose nanofibrilares para a produção de material estruturado como mencionado.

Devido a suas propriedades de força mecânica os géis de celulose nanofibrilares podem ser vantajosamente usados nas aplicações tal como nos compósitos de materiais, plásticos, tintas, borrachas, concreto, cerâmicas, painéis, suportes, chapas e películas, revestimentos e perfis de extrusão, adesivos, alimentos ou nas aplicações de cura de ferimento.

As figuras descritas abaixo e os exemplos e experimentos, servem para ilustrar a presente invenção e não devem restringir em qualquer maneira.

Descrição das figuras:

A Figura 1 mostra uma comparação das amostras de papel da técnica anterior e de acordo com a invenção contendo GCC como um enchedor com relação às extensões de ruptura. A Figura 2 mostra uma comparação das amostras de papel da técnica anterior e de acordo com a invenção contendo GCC como um enchedor com relação à extensão da ruptura. A Figura 3 mostra uma comparação das amostras de papel da técnica anterior e de acordo com a invenção contendo GCC como um enchedor com relação ao índice tênsil. A Figura 4 mostra uma comparação das amostras de papel da técnica anterior e de acordo com a invenção contendo GCC como umenchedor com relação aos módulos de elasticidade. A Figura 5 mostra uma comparação das amostras de papel da técnica anterior e de acordo com a invenção contendo GCC como um enchedor com relação à extensão de desenvolvimento de corte. A Figura 6 mostra uma comparação das amostras de papel da técnica anterior e de acordo com a invenção contendo GCC como um enchedor com relação à ligação interna. A Figura 7 mostra uma comparação das amostras de papel da técnica anterior e de acordo com a invenção contendo GCC como um enchedor com relação à opacidade. A Figura 8 mostra uma comparação das amostras de papel da técnica anterior e de acordo com a invenção contendo GCC como um enchedor com relação à dispersão. A Figura 9 mostra uma comparação das amostras de papel da técnica anterior e de acordo com a invenção contendo GCC como um enchedor com relação à absorvência. A Figura 10 mostra uma comparação das amostras de papel da técnica anterior e de acordo com a invenção contendo GCC como um enchedor com relação à resistência ao ar. A Figura 11 mostra uma comparação das amostras de papel da técnica anterior e de acordo com a invenção contendo PCC como um enchedor com relação às extensões de ruptura. A Figura 12 mostra uma comparação das amostras de papel da técnica anterior e de acordo com a invenção contendo PCC como um enchedor com relação à extensão da ruptura. A Figura 13 mostra uma comparação das amostras de papel da técnica anterior e de acordo com a invenção contendo PCC como um enchedor com relação ao índice tênsil. A Figura 14 mostra uma comparação das amostras de papel da técnica anterior e de acordo com a invenção contendo PCC como um enchedor com relação aos trabalhos de desenvolvimento de corte. A Figura 15 mostra uma comparação das amostras de papel da técnica anterior e de acordo com a invenção contendo PCC como um enchedor com relação à extensão de ligação interna. A Figura 16 mostra uma comparação das amostras de papel da técnica anterior e de acordo cora a invenção contendo PCC como um enchedor com relação à opacidade. A Figura 17 mostra uma comparação das amostras de papel da técnica anterior e de acordo com a invenção contendo PCC como um enchedor com relação à dispersão de luz. A Figura 18 mostra uma comparação das amostras de papel da técnica anterior e de acordo com a invenção contendo PCC como um enchedor com relação à permeância do ar. A Figura 19 mostra uma comparação das amostras de papel da técnica anterior e de acordo com a invenção contendo PCC como um enchedor com relação à aspereza de Bendtsen.

EXEMPLOS

No contexto da presente invenção os seguintes termos são usados: -conteúdo sólido [% em peso] significa os sólidos totais, isto é qualquer material não volátil (essencialmente polpa/celulose e enchedor) -conteúdo sólido celulósico [% em peso] significa a fração do material celulósico apenas na massa total, isto é polpa antes da fibrilação, ou nanocelulose após fibrilação. A válvula pode ser calculada usando-se conteúdo total de sólidos e a razão para encher a polpa.

Os níveis de adição (razões) dos géis nas composições (por exemplo, amostras de papel): qualquer porcentagem a ser entendido como % em peso do conteúdo celulósico seco (ver acima) na massa total dacomposição (a amostra de papel é 100 % em peso).

Densidade, espessura e volume foram determinados de acordo com o ISO 534, a gramatura foi determinada de acordo com o ISO 536, Controle do clima foi realizado de acordo com o ISO 187:1997.

1.Gel celulósico nanofibrilar com enchedores GCC padrão Material

Enchedor (gel): -Omyacarb® 1 AV (OC 1 AV) (pó seco) -Omyacarb* 10 AV (OC 10 AV) (pó seco) Ambos disponíveis de Omya AG; Pó de carbonato de cálcio fino, fabricado da pureza alta, mármore branco; O peso do tamanho de partícula média é 1,7 ou 10 pm, respectivamente, medido por Malvern Mastersizer X. -Hydrocarb® 60 AV (HC 60 AV) (produto dispersado) Disponível de Omya AG: Carbonato de cálcio triturado natural (mármore), selecionado, forma de partícula romboedral, microcristalina de clareza alta na forma de uma pasta pré-dispersada. O peso do tamanho de partícula média d^ é 1,6 pm, medido por Sedigraph 5100. Sólidos de suspensão = 78 % em peso. Polpa (gel): Superfícies de pinheiro secas, brilho: 88,19 %, TCF alvejado Eucalipto seco, brilho: 88,77 %, TCF alvejado Pinheiro não seco, brilho: 88,00 % Enchedor (amostras de papel): -Hydrocarb® HO - ME (produto dispersado) Disponível de Omya AG; Carbonato de cálcio triturado natural (mármore), selecionado, forma de partícula romboedral, microcristalina de clareza alta na forma de uma pasta pré-dispersada (conteúdo de sólidos 62 % em peso); O peso do tamanho de partícula média d50 é 0,8 pm medido por Sedigraph 5100. Polpa (amostras de papel): -80 % em peso de fibra curta (bétula) / 20 % em peso de fibra longa (pinheiro), liberdade: 23° SR (Brilho: 88,53 %) 5Auxílio de retenção: Polyimin 1530 (disponível de BASF)

Formação de gel

Os géis foram processados com um triturador de fricção ultrafmo (Supermasscolloider de Masuko Sangyo Co. Ltd, Japão (Model MKCA 6-2) cora pedras de carbeto de silício montadas tendo uma classe de grão de 46 (tamanho do grão 297 - 420 pm). O ponto 0 dinâmico foi ajustado como descrito no manual liberado pelo fornecedor (o ponto zero é definido do ponto de toque das pedras, de modo que a fenda entre as pedras seja de 0 mm). A velocidade do triturador de rotação foi apresentado a 1500 rpm.

As suspensões a serem fibriladas foram preparadas como seguem: 80 g da polpa de superfície seca foi cortada em partes de 40 x 40 mm e 3920 g de água de torneira foram adicionados. No caso onde a polpa úmida foi usada, 800 g de polpa (conteúdo de sólidos: 10 % em peso) foram misturados com 3200 g de água de torneira.

Cada uma das suspensões foi agitada em um balde de 10 dm3 a 2000 rpm usando-se um disco dissoIvedor com um diâmetro de 70 mm. As suspensões foram agitada por pelo menos 10 minutos a 2000 rpm.

Em primeiro, a polpa foi desintegrada passando-a duas vezes através do triturador com uma fenda de pedra aberta (0 pm).

Subsequentemente, a fenda de pedra foi estreitado a -200 pm para fibrilar a polpa em duas passagens. O enchedor (de acordo com a tabela 1) foi adicionado a esta suspensão de polpa fibrilada e esta mistura foi triturada pela circulação de três vezes com uma fenda de pedra de -300 a -400 pm.Tabela 1:

Formação de amostra de papel

60 g de peso seco de uma pasta de compostos de fibras emadeira de 80 % em peso de bétula e 20 % em peso de pinheiro, com um valor de SR de 23° e a quantidade de acordo com o gel nanocelulósico (ver 5 tabela 2) é diluído em 10 dm3 de água de torneira. O enchedor (Hydrocarb®HO-ME) é adicionado em uma quantidade de modo como para obter o conteúdo enchedor total desejado com base no peso de papel final (ver tabela 2). Após 15 minutos de agitação e seguindo a adição de 0,06 % em peso seco, relativo ao peso seco do papel, de um auxílio de retenção de poliacrilamida, 10 uma lâmina com uma gramatura de 80 g/m2 é formado usando-se formador de amostra de papel tipo Rapid-Kõthen. Cada lâmina foi secada usando-se o secador de tipo Rapid-Kõthen.

O conteúdo enchedor é determinado pela combustão de um quatro de amostra de papel seco em um forno silenciador aquecido a 570° C.

Após a combustão ser finalizada, o resíduo é transferido em um dessecador para esfriar. Quando a temperatura ambiente é atingida, o peso do resíduo é medido e a massa é relatada ao peso inicialmente medido das quatro amostras de papel secas. Tabela 2:

Teste de amostra de papel

Usualmente, a adição de enchedores, enquanto melhora as propriedades ópticas, preferivelmente tem um efeito de desestabilização nas propriedades mecânicas de uma lâmina de papel.

Entretanto, como pode ser tomado dos seguintes experimentos, propriedades mecânicas de um gel contendo papéis são comparáveis ou melhores do que aqueles das amostras de papel não contendo o gel de acordo com a invenção, ainda nos conteúdos enchedores maiores e no mesmo ou melhores propriedades ópticas. Além disso, as amostras de papel têm uma resistência ao ar significantemente maior, que é uma vantagem com relação à penetração de tinta e impressão.

As amostras de papel foram testadas e caracterizadas como seguem:

1..Propriedades mecânicas

As propriedades mecânicas das amostras de papel de acordo com a invenção foram caracterizadas por sua extensão de ruptura, tensão na ruptura, índice tênsil, módulo E, trabalho de desenvolvimento de corte e ligação interna.

A extensão de ruptura, tensão na ruptura, índice tênsil e módulo E (módulo de elasticidade) das amostras de papel foram determinados pelo teste tênsil de acordo coin o ISO 1924-2. Trabalho de desenvolvimento de corte foi determinado de acordo com o DIN 53115. A ligação interna foi determinada de acordo com o SCAN-P80:98 / TAPPI T 541 om.

Como pode ser tomado das Figuras 1, 2, 3, 4, 5 e 6, extensão de ruptura, tensão na ruptura, índice tênsil, módulo E e valores de ligação interna das amostras de papel comparativas N°. 1 e 2 diminui com o aumento do conteúdo enchedor.

Observando as amostras de papel inventivas, pode ser visto que qualquer uma das amostras de papel N°. 3, 4, 6, 8 e 9 contendo 30 % em peso enchedor, mais o gel adicional, tem melhores extensões de ruptura, tensão na ruptura, índice tênsil, módulo E, trabalho de desenvolvimento de corte e propriedades de ligação interna do que a amostra de papel comparativa N°. 2.

Ainda, as amostras de papel N°. 5 e 7 contendo enchedor em uma quantidade tão alta quanto 50 % em peso e gel de acordo com a invenção tem extensão de ruptura melhor ou comparável, tensão na ruptura, índice tênsil, módulo E, trabalho de desenvolvimento de corte e propriedades de ligação interna do que as amostras de papel comparativas tendo um conteúdo enchedor muito inferior.

2.Propriedades ópticas

As propriedades ópticas das amostras de papel de acordo com a invenção foram caracterizadas por sua opacidade, dispersão de luz e absorvência de luz.

A opacidade das amostras de papel foi determinada de acordo com o DIN 53146. A dispersão e absorvência foram determinados de acordo com o DIN 54500.

Como pode ser tomado das Figuras 7, 8 e 9, opacidade (determinado como opacidade reduzida por gramatura), dispersão de luz e absorvência de luz das amostras de papel comparativas N°. 1 e 2 aumentacom o aumento do conteúdo enchedor.

Observando as amostras de papel inventivas, podem ser vistas que qualquer uma das amostras de papel N°. 3, 4, 6, 8 e 9 contendo 30 % em peso enchedor, mais o gel adicional, tem melhor opacidade ou comparável, dispersão de luz e propriedades de absorvência de luz do que a amostra de papel comparativa N°. 2.

As amostras de papel N°. 5 e 7 contendo enchedor em uma quantidade tão alta quanto 50 % em peso e gel de acordo com a invenção tem opacidade melhor, dispersão de luz e propriedades de absorvência de luz do que as amostras de papel comparativas tendo um conteúdo enchedor inferior.

3.Resistência do ar

A resistência do ar foi determinada de acordo com o ISO 5636-1/-3.

Como pode ser tomado da Figura 10, resistência do ar das amostras de papel comparativas N°. 1 e 2 estão em tomo ou levemente aumentado com o aumento do conteúdo enchedor.

Observando as amostras de papel inventivas, pode ser visto que qualquer uma das amostras de papel N°. 3, 4, 6, 8 e 9 contendo 30 % em peso enchedor, mais o gel adicional, tem resistência significantemente maior do ar do que as amostras de papel comparativas N°. 2. Sob este aspecto, as amostras de papel N°. 5 e 7 contendo enchedor em uma quantidade tão alta quanto 50 % em peso e gel de acordo com a invenção tem a resistência do ar maior. 2.Gel celulósico nanofibrilar com enchedores PCC padrão Material Enchedor (gel): -Hydrocarb® 60 AV (HC 60 AV) (produto dispersado) Disponível de Omya AG: Carbonato de cálcio triturado natural (mármore), selecionado, forma de partícula romboedral, microcristalina de clareza alta na forma de uma pasta pré-dispersada. O peso do tamanho de partícula média d50 é 1,6 pm, medido por Sedigraph 5100. Sólidos de suspensão = 78 %. Polpa (gel): Superfícies de pinheiro secas, brilho: 88,19 %; TCF alvejado Eucalipto seco, brilho; 88,77 %; TCF alvejado Enchedor (amostras de papel): -PCC (Carbonato de cálcio precipitado) Disponível de Omya AG; forma de partícula escalenoedral com um d5o de 2,4 pm medido por Sedigraph 5100. Área de superfície específica: 3,2 m2/g; Sólidos de suspensão: 20 % em peso; pH: 8. Polpa (amostras de papel): -100 % de eucalipto refinado a 30° SR (sequência de alvejamento TCF; Brilho= 88,7 %) Auxílio de retenção: Polyimin 1530 (disponível de BASF)

Formação de gel

Os géis foram processados com um triturador de fricção ultrafino (Supermasscolloider de Masuko Sangyo Co. Ltd, Japão (Modelo MKCA 6-2) com pedras de carbeto de silício montadas tendo uma classe de grão de 46 (tamanho do grão 297 - 420 pm). O ponto 0 dinâmico foi ajustado como descrito no manual liberado pelo fornecedor (o ponto zero é definido do ponto de toque das pedras, de modo que a fenda entre as pedras seja de 0 mm). A velocidade do triturador de rotação foi apresentado a 1500 rpm.

As suspensões a serem fibriladas foram preparadas como seguem: 80 g da polpa de superfície seca foi cortada em partes de 40 x 40 mm e 3920 g água de torneira foram adicionados. As superfícies da polpa foram molhadas durante a noite em água. O próximo dia, as suspensões foram agitadas em um balde de 10 dm1 a 2000 rpm usando-se um disco dissolvedor com um diâmetro de 70 mm. As suspensões foram agitada por pelo menos 10 minutos a 2000 rpm.

Em primeiro, a polpa foi desintegrada passando-a duas vezes através do triturador com uma fenda de pedra aberta (0 pm). Subsequentemente, a fenda de pedra foi estreitado a -200 pm para fibrilar a polpa em duas passagens. O enchedor (de acordo com a tabela 3) foi adicionado a esta suspensão de polpa fibrilada e esta mistura foi triturada pela circulação de três vezes com uma fenda de pedra de -300 a -400 pm.Tabela 3:

Formação de amostra de papel

60 g seco de polpa de eucalipto com um valor de SR de 30° e a quantidade de acordo com o gel nanocelulósico (ver tabela 4) é diluído em 10 dm3 de água de torneira. O enchedor (PCC FS 270 ET) é adicionado em uma quantidade de modo como para obter o conteúdo enchedor total desejado com base no peso de papel final (ver tabela 4). Após 15 minutos de agitação e seguindo a adição de 0,06 % em peso seco, relativo ao peso seco do papel, de um auxílio de retenção de poliacrilamida, uma lâmina com uma gramatura de 80 g/m2 é formado usando-se formador de amostra de papel de tipo Rapid- Kõthen. Cada lâmina foi comprimida úmida por 1 minuto a 0,42 bar (42 kPa) e secado usando-se o secador de tipo Rapid-Kõthen.

O conteúdo enchedor é determinado pela combustão de um quatro de amostra de papel seco em um forno silenciador aquecido a 570° C. Após a combustão ser finalizada, o resíduo é transferido em um dessecador para esfriar. Quando a temperatura ambiente é atingida, o peso do resíduo é

medido e a massa é relatada ao peso inicialmente medido do quatro deamostra de papel seco.Tabela 4:

Teste de amostra de papel

Como no caso das amostras de papel, combinar gel celulósico nanofibrilar com enchedores GCC padrão, efeitos comparáveis nas propriedades mecânicas, ópticas e penetração e impressão foram observados quando o enchedor adicionado às amostras de papel foi run enchedor PCC padrão.

Deste modo, as propriedades mecânicas bem comopropriedades de penetração e impressão (expressado pela permeância de ar das amostras de papel respectivas) devem ser significantemente melhorados nas propriedades ópticas comparáveis.

As amostras de papel foram testadas e caracterizadas como segue:

1. Propriedades mecânicas

As propriedades mecânicas das amostras de papel de acordo com a invenção foram caracterizadas por sua extensão de ruptura, tensão naruptura, índice tênsil, trabalho de desenvolvimento de corte e ligação interna.

A extensão de ruptura, tensão na ruptura e índice tênsil das amostras de papel foram determinados pelo teste tênsil de acordo com o ISO 1924-2. O trabalho de desenvolvimento de corte foi determinado de acordo com o DIN 53115. A ligação interna foi determinada de acordo com o SCAN- P80:98/TAPPIT 541 om.

Como pode ser tomado das Figuras 11, 12, 13, 14 e 15, extensão de ruptura, tensão na ruptura, índice tênsil, trabalho de desenvolvimento de corte e valores de ligação interna das amostras de papel comparativas N°. 10-13 essencialmente diminui com o aumento do conteúdo enchedor.

Observando as amostras de papel inventivas, pode ser visto que qualquer uma das amostras de papel N°. 14 a 20 contendo quantidades correspondentes do enchedor, mais o gel adicional, tem melhores extensões de ruptura, tensão na ruptura, índice tênsil, trabalho de desenvolvimento de corte e propriedades de ligação interna do que as amostras de papel comparativas correspondentes.

2.Propriedades ópticas

As propriedades ópticas das amostras de papel de acordo com a invenção foram caracterizadas por sua opacidade e dispersão de luz.

A opacidade das amostras de papel foi determinada de acordo com o DIN 53146. A dispersão de luz foi determinada de acordo com o DIN 54500.

Como pode ser tomado das Figuras 16 e 17, a opacidade e dispersão de luz das amostras de papel comparativas N°. 10—13 aumenta com o aumento do conteúdo enchedor.

Observando as amostras de papel inventivas, podem ser vistos que qualquer uma das amostras de papel N°. 14-20 contendo quantidades correspondentes do enchedor, mais o gel adicional, tem melhor opacidade oucomparável e propriedades de dispersão de luz do que as amostras de papel comparativas correspondentes.

3.Permeância de ar

A permeância de ar foi determinada de acordo com o ISO 5636-1 /-3.Como pode ser visto a partir da Figura 18, permeância de ar das amostras de papel comparativas N°. 10-13 está em tomo do mesmo ou levemente aumentado com o aumento do conteúdo enchedor.

Observando as amostras de papel inventivas, podem ser visto que qualquer uma das amostras de papel N°. 14-20 contendo quantidades correspondentes do enchedor, mais o gel adicional, tem permeância de ar significantemente inferior do que as amostras de papel comparativas correspondentes.

4.Aspereza de Bendtsen

A aspereza de Bendtsen foi detenninada de acordo com o ISO 8791-2.

Uma aspereza de superfície inferior é de vantagem para as propriedades de calandragem.Uma aspereza de superfície inferior significa que a pressão menor foi aplicada para calandragem.

Como pode ser tomado da Figura 18, a aspereza de Bendtsen das amostras de papel comparativas N°. 10 — 13 diminui com o aumento do conteúdo enchedor. Entretanto, observando as amostras de papel inventivas, podem ser visto que qualquer uma das amostras de papel N°. 14-20 contendo quantidades correspondentes do enchedor, mais o gel adicional, têm uma aspereza de Bendtsen comparável ou inferior do que a amostra de papel comparativa correspondente e deste modo fornece uma aspereza de superfície inferior.

Claims

1.Processo para fabricar material estruturado, caracterizado pelo fato de que é distinguido pelas etapas de: (a)fornecer fibras de celulose; (b)fornecer pelo menos um enchedor e/ou pigmento; (c)combinar as fibras de celulose da etapa a) e o pelo menos um enchedor e/ou pigmento da etapa b); (d)fibrilar as fibras de celulose na presença do pelo menos uma carga e/ou um pigmento até não existirem fibras e um gel nanofibrilar de apenas fibrilas primárias ser formado em um ambiente aquoso, e que a formação do gel é verificada pelo monitoramento da viscosidade da mistura na dependência da taxa de corte, em que a diminuição da viscosidade da mistura mediante o aumento passo a passo da taxa de corte é mais forte do que o correspondente aumento da viscosidade mediante a diminuição passo a passo subsequente da taxa de corte durante pelo menos parte da faixa da taxa de corte quando o corte se aproxima de zero (e)fornecer fibras não fibriladas adicionais; (f)combinar o gel da etapa d) com as fibras da etapa e).

2.Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a combinação da etapa f) é desaguada na etapa desaguamento g).

3.Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que as fibras de celulose das etapas a) e/ou e) são independentemente selecionadas das tais contidas em polpas selecionadas do grupo que compreende polpa de eucalipto, polpa de espruce, polpa de pinheiro, polpa de faia, polpa de cânhamo, polpa de algodão, polpa de bambu, bagaço, bem como polpa reciclada e/ou despigmentada e misturas destes.

4.Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que as fibras de celulose da etapa a) são fornecidas na forma de uma suspensão, preferivelmente tendo um teor de sólidos de 0,2 a 35 % em peso, mais preferivelmente de 0,25 a 10 % em peso, ainda mais preferivelmente de 0,5 a 5 % em peso, especialmente de 1 a 4 % em peso, mais preferivelmente de 1,3 a 3 % em peso, por exemplo, 1,5 % em peso.

5.Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o enchedor e/ou pigmento da etapa b) é selecionado do grupo que compreende carbonato de cálcio precipitado (PCC), carbonato de cálcio triturado natural (GCC), carbonato de cálcio modificado na superfície; dolomita; talco; bentonita; argila; magnesita; SATIN WHITE; sepiolita, huntita, diatomita; silicatos e misturas destes, e é selecionado do grupo de carbonato de cálcio precipitado tendo estrutura cristalina valerítica, calcítica ou aragonítica, especialmente carbonato de cálcio precipitado prismático, escalenoédico ou romboédrico distinto ultrafino; carbonato de cálcio triturado natural sendo selecionados de mármore, calcário e/ou giz e misturas destes.

6.Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que as partículas de enchedor e/ou pigmento da etapa b) têm um tamanho mediano de partícula 0,01 a 15 gm, preferivelmente de 0,1 a 10 gm, mais preferivelmente de 0,3 a 5 gm, especialmente de 0,5 a 4 gm e mais preferivelmente de 0,7 a 3,2 gm, por exemplo, 2 um.

7.Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que antes, durante ou após a adição de fibras adicionais na etapa e), mas após a etapa d) e antes da etapa f), pelo menos um enchedor e/ou pigmento adicionais são adicionados, que são selecionados do grupo que compreende carbonato de cálcio precipitado; carbonato de cálcio triturado natural; carbonato de cálcio modificado na superfície; dolomita; talco; bentonita; argila; magnesita; SATIN WHITE; sepiolita, huntita, diatomita; silicatos e misturas destes e é selecionado do grupo de carbonato de cálcio precipitado tendo estrutura cristalina valerítica, calcítica ou aragonítica, especialmente carbonato de cálcio precipitado prismático, escalenoédico ou romboédrico distinto ultrafino; carbonato de cálcio triturado natural sendo selecionados de mármore, calcário e/ou giz e misturas destes.

8.Processo de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a pelo menos uma partícula de enchedor e/ou pigmento adicionais têm um tamanho de partícula média de 0,01 a 5 um, preferivelmente de 0,05 a 1,5 um, mais preferivelmente de 0,1 a 0,8 um e mais preferivelmente de 0,2 a 0,5 gm, por exemplo, 0,3 gm.

9.Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o enchedor e/ou pigmento da etapa b) e/ou o pelo menos um enchedor e/ou pigmento adicionais estão associados com agentes dispersantes selecionadas do grupo que compreende homopolímeros ou copolímeros de ácidos policarboxílicos e/ou seus sais ou derivados, tais como éteres com base em ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido maléico, ácido fumárico, ácido itacônico; acril amida ou ésteres acrílicos, metilmetacrilato ou misturas destes; polifosfatos de alquila, ácidos fosfônico, cítrico e tartárico ou os sais ou ésteres destes ou mistura destes.

10.Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que a combinação de fibras e de pelo menos um enchedor e/ou pigmento da etapa b) é realizada pela adição do enchedor e/ou pigmento às fibras ou as fibras ao enchedor e/ou pigmento em uma ou diversas etapas.

11.Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que o enchedor e/ou pigmento da etapa b) e/ou as fibras da etapa a) são adicionadas totalmente ou em porções antes ou durante a etapa fibrilar (d), preferivelmente antes da etapa de fibrilação (d).

12.Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que a razão em peso de fibras para enchedor e/ou pigmento da etapa b) em uma base de peso seco é de 1:33 a 10:1, mais preferivelmente de 1:10 a 7:1, ainda mais preferivelmente de 1:5 a 5:1, tipicamente de 1:3 a 3:1, especialmente de 1:2 a 2:1 e mais preferivelmente de 1:1,5 a 1,5:1, por exemplo, 1:1.

13.Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que a fibrilação é realizado por meio de um homogeneizador ou um triturador de fricção ultrafino.

14.Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de que as fibras não fibriladas adicionais da etapa e) estão na forma de uma rede de fibras.

15.Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato de que o material estruturado é um papel.

16.Processo de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que a quantidade de gel expressada pelo teor celulósico do gel em relação às fibras não fibriladas adicionais (base de peso seco/seco) pode ser de 0,5 a 20 % em peso, preferivelmente 1 a 15 % em peso, 2 a 10 % em peso, 3 a 6 % em peso, por exemplo, 5 % em peso.

17.Processo de acordo com a reivindicação 15 ou 16, caracterizado pelo fato de que o teor total de enchedor e/ou pigmento em uma base de peso seco do material estruturado é de 1 % em peso a 60 % em peso, preferivelmente de 5 % em peso a 50 % em peso, mais preferivelmente de 10 a 45 % em peso, ainda mais preferivelmente de 25 % em peso a 40 % em peso, especialmente de 30 a 35 % em peso.

18.Uso de géis de celulose nanofibrilares como definido em qualquer uma das reivindicações de 1 a 17, caracterizado pelo fato de que é para a produção de material estruturado pela combinação do gel com fibrasadicionais e subsequentemente desaguar a combinação.