DK171501B1 - Papir- eller paplignende materiale og fremgangsmåde til fremstilling af dette - Google Patents

Description

i DK 171501 B1

Opfindelsen angår et papir-, karton- eller paplignende materiale med en meget stor andel af uorganiske bestanddele, nemlig uorganiske fibre og uorganiske, partikelformede additiver, d.v.s. af fyldstoffer og pigmenter.

5

Det er alment kendt, at styrken af papir på basis af uorganiske fibre er betinget af dannelsen af hydrogenbroer mellem de organiske fibre. Det er også kendt, at uorganiske fyldstoffer reducerer de for hydrogenbindingerne 10 til rådighed værende fiberflader ved mekanisk separation af fibrene eller blokerer til binding egnede positioner på fibrene og i stedet tilvejebringer svagere fiber-fyld-stof-fiber-bindinger, hvorved findelte fyldstoffer reducerer styrken særligt meget.

15

Hvis man altså ved fremstillingen af papir- eller paplignende materialer kun anvender uorganiske fibre og fyldstoffer, altså stoffer, der ikke udviser nogen hydro-genbrobindingsevne, har de fremkomne aktive stoffer kun 20 ringe styrker.

Fra EP-A-0 109 782 og EP-A-0 027 705 kender man papirag-tige materialer, der indeholder fibre, såsom glasfibre eller mineraluldsfibre, uorganiske partikelformede fyld-25 stoffer, såsom ler og bentonit, samt hydrolyseret stivelse som organisk bindemiddel. Til forbedring af styrken og til reduktion af sprødheden anvendes dog desuden også organiske fibre.

30 Fra DE-A-26 06 487 kender man en fremgangsmåde til kontinuerlig fremstilling af formdele, der indeholder uorganiske fibre, en kiselsol og anionisk stivelse. Disse formdele indeholder dog ikke nogen uorganiske partikelformede fyldstoffer.

Fra EP-B-0 080 986 (AT-E-13777) kender man en fremgangsmåde til fremstilling af papir, i henhold til hvilken der 35 DK 171501 B1 2 fremkonuner et produkt, der indeholder organiske fibre, d.v.s. cellulosefibre, mineralske fyldstoffer, anionisk kolloidal kiselsyre og kationisk guar. Et sådant produkt er brændbart på grund af dets store andel af organiske 5 fibre og er derfor ikke velegnet til mange anvendelser ved høj temperatur.

Fra US-A-3 253 978 kender man en fremgangsmåde til fremstilling af et porøst, uorganisk blad, der Indeholder 10 uorganiske fibre og/eller større flokkulater, en anionisk kiselsol og kationiske stivelse. Et sådant blad indeholder dog ingen findelte uorganiske fyldstoffer og udviser en utilstrækkelig styrke.

15 Fra GB-A-21 27 867 kender man et fibermateriale, der har ringe massefylde, og som indeholder uorganiske fibre, uorganiske fyldstoffer og en høj andel af kationisk guar.

De uorganiske fyldstoffer er standardfyldstoffer, der anvendes i forholdsvis små mængder. Desuden tilsætter man 20 borax med henblik på udfældning af guaren på de uorganiske fibre.

Fra GB-A-2 031 043 kender man et fiberholdigt bladmateriale, der indeholder fibre i en matrix af plastisk ler 25 (ball clay). Materialet kan desuden indeholde bentonit til regulering af afvandingshastigheden. Som bindemiddel anvender man hydrolyserbar stivelse. Materialet indeholder desuden en forholdsvis høj andel af cellulose-fibre.

30

Fra US-A-3 702 279 kender man fremstilling af et termisk isolationsmateriale, hvorved uorganiske fibre blandes med et bindemiddel af en uorganisk sol, hvorpå solen geleres.

Dette materiale indeholder ingen partikelformede additi-35 ver. Der anvendes ingen organiske bindemidler. Materialet sintres efter tørringen.

DK 171501 B1 3

Det er opfindelsens formål at tilvejebringe et papir-, karton- eller paplignende materiale, der på den ene side er ubrændbart og som på den anden side har en høj styrke og flexibilitet og er godt forarbejdeligt. Disse egen-5 skaber kunne hidtil ikke forenes, d.v.s. man har hidtil antaget, at en forholdsvis høj andel af organiske fibre er nødvendig, hvis man vil fremstille fibermaterialer med høj styrke og flexibilitet samt med god forarbejdelighed, hvorved brændbarheden naturligvis blev forøget.

10

Materialet ifølge opfindelsen, der er af den i indledningen til krav 1 angivne art, er ejendommelig ved det i den kendetegnende del af krav 1 angivne. Herved opnås opfindelsens formål.

15

Materialerne Ifølge opfindelsen er ikke brændbare. De opfylder kravene svarende til DIN 4102 i klasse A. På grund af de gode styrkeegenskaber af materialerne ifølge opfindelsen lader de sig let forarbejde på lignende måde 20 som papir, karton og pap på grundlag af cellulosefibre. Fremstillingen af materialerne kan foretages på de sædvanlige papir-, karton- eller papmaskiner.

De gode styrkeegenskaber er overraskende af den grund, at 25 man hidtil har været af den opfattelse, at styrkeværdierne blev drastisk reduceret ved store fyldstofindhold og ved voksende partikelfinhed. Styrkeværdierne af materialerne Ifølge opfindelsen forøges derfor Indenfor vide grænser med voksende mængder og voksende partikelfinhed 30 af de partikelformede, uorganiske additiver.

Ved "partikelformede, uorganiske additiver" forstår man ifølge opfindelsen ikke fiberformede additiver, fordi længden af fibrene i almindelighed ligger i en størrel-35 sesorden svarende til nogle mm. Ved "partikelstørrelse" forstår man den største dimension af en partikel, hvilket f.eks. er vigtigt ved fladtrykte partikler. Partiklerne DK 171501 B1 4 af det anioniske, flokkulatdannende aktive pigment udviser ofte tendens til at danne større agglomerater. Ifølge opfindelsen forstår man derfor ved partikelstørrelse størrelsen af primærpartiklerne.

5

Forbedringen af styrkeegenskaberne er sandsynligvis betinget af, at det anioniske flokkulatdannende aktive pigment og det kationiske polymer kulhydrat dels tillejrer sig til de uorganiske fibre og at de dels tillejrer sig 10 til de uorganiske, partikelformede basisfyldstoffer. Partiklerne af basisfyldstof sætter sig fast på fiberoverfladerne og forhindrer på denne måde, at de i og for sig glatte, uorganiske fibre glider langs hinanden, hvorved der fremkommer en skubbefast fibervliess. Uorganiske 15 fibre er ikke i stand til, hverken ved hydrogenbrodannel-se eller ved tværbinding i kombination med skrumpning, at tilvejebringe styrker af den størrelse, som forekommer ved vegetabilske fibre. Styrken af et blad af rent uorganiske fibre beror på en "sammenklæbning" af de enkelte 20 fibre med hinanden ved fiberberøringspunkterne ved hjælp af organiske bindemidler. På grund af den ringe flexibi-litet af uorganiske fibre har en sådan fibervliess kun relativt få fiber-fiber-berøringspunkter, og desuden er retentionen af organiske bindemidler ved afvanding i 25 forbindelse med den sædvanlige papirfremstillingsproces yderst ringe. Det færdige produkt har således kun ringe styrke.

De ifølge opfindelsen anvendte basisfyldstoffer kan på 30 grund af deres overfladestørrelse og -struktur samt på grund af deres ladningsegenskaber danne flokkulat sammen med et velegnet kationisk kulhydrat. Ved flokkulatdannel-sen i vandigt system bliver de uorganiske fibre indlejret af fyldstof. Ved tilsætning af fyldstoffet forøges så-35 ledes ifølge opfindelsen både antallet af berøringspunkterne (fiber-fiber, fyldstof-fiber, fyldstof-fyldstof) og retentionen af kulhydratet. Der opnås kun en god struk- DK 171501 B1 5 turstyrke, når så vidt muligt alle fiber-fiber-krydspunkter er fuldstændigt indlejret og uden fejlpositioner er indlejret i fyldstof og flokkuleringsmidlet er regelmæssigt fordelt. Dette er kun muligt ved på velegnet måde 5 tilvejebragte flokkuleringer. Styringen af flokkuleringen foregår ifølge opfindelsen ved hjælp af de flokkulerings-dannende aktive pigmenter. Disse kan på grund af deres anioniske ladningspotential forskubbe flokkuleringspunkt-erne og bidrager derudover ved tilvejebringelse af en mi-10 kroflokkulering sammen med det kationiske kulhydrat til en god fordeling deraf. De anioniske flokkulatdannende aktive pigmenter kan derudover lukke fejlsteder i fyldstof-fyldstof- og fiber-fyldstof-kombinationer.

15 Den beskrevne reaktionsmekanisme tydeliggør, at det i denne forbindelsen drejer sig om et meget komplext system, i hvilket der også kan optræde synergistiske virkninger. De enkelte komponenter i materialerne ifølge opfindelse - altså fibre, basisfyldstof, anionisk, flokku-20 latdannende aktivt pigment og kationisk kulhydrat - må derfor være nøje afstemt efter hinanden hvad angår art og tilsat mængde.

Hvad angår de uorganiske fibre foreligger der ikke nogen 25 indskrænkninger. Et formål med opfindelsen er dog at tilvejebringe fiberholdige materialer, hvori de potentielt cancerogene asbestfibre er erstattet med i sundhedsmæssig henseende acceptable fiber. Hertil hører blandt andre glasfibre, mineralfibre, kiselsyrefibre, basaltfibre 30 og/eller aluminiumoxidfibre. Tykkelsen og længden af de uorganiske fibre kan variere indenfor brede områder. Fortrinsvis har mindst 80% af de uorganiske firbre en længde i området fra ca. 1-6 mm. Man kan også anvende blandinger af uorganiske fibre, der adskiller sig fra hinanden hvad 35 angår sammensætning, længde og tykkelse.

DK 171501 B1 6

Heller Ikke hvad angår de partikelformede uorganiske basisfyldstoffer foreligger der nogen begrænsninger. Velegnet er f.eks. S102, kaolin, aluminiumoxid, blegejord, gips, calciumcarbonat, titandioxid, perliter, vermicu-5 liter og/eller andre i og for sig kendte papirfyldstoffer eller fyldstoffer til formstofmasser og farver.

Nogle af disse basisfyldstoffer, såsom gips og blegejord, afgiver ved opvarmning krystalvand eller adsorptionsvand 10 og virker på denne måde brandhæmmende. En dermed samme-lignelig virkning har calciumcarbonat, der ved højere temperaturer afgiver carbondioxid.

Indholdet af uorganiske basisfyldstoffer andrager i al-15 mindelighed 35-75 vægt-%, fortrinsvis 55-70 vægt-%, beregnet i forhold til den tørre masse.

Det uorganiske basisfyldstof har fortrinsvis for mellem 35 og 99 vægtprocents vedkommende en partikelstørrelse 20 < 2 am og en partikelstørrelse på > 20 wm for ikke mere end 10 vægtprocents vedkommende.

Det anioniske, flokkulatdannende aktive pigment er fortrinsvis aluminiumhydroxid, bentonlt eller kolloidalt 25 amorft Si02· Indholdet af aktivt pigment andrager i almindelighed ca. 1-15 vægt-%, fortrinsvis 2-10 vægt-%, beregnet i forhold til materialets tørre masse.

Hvis man anvender et anionisk, kolloidalt, amorft Si02, 30 anvendes dette fortrinsvis i form af en 30-40% vandig dispersion. Fortrinsvis anvender man anioniske kiselsoler, der er fremkommet ved kontakt mellem en fortyndet vandglasopløsning og en sur kationbytter og ældning af den fremkomne sol. De er dispergeret 1 alkalisk medium, 35 der reagerer med siliciumoxid-overfladen og der danner en negativ ladning. På grund af den negative ladning frastøder partiklerne gensidigt hinanden og tilvejebringer DK 171501 B1 7 derved en stabilisering af produktet. Velegnede handelsprodukter kan f.eks. rekvireret under betegnelsen Ludox (varemærke fra firmaet Du Pont), selv om man også kan anvende andre produkter.

5

Hvis man som aktivt pigment anvender aluminiumhydroxid, kan dette fremstilles in statu nascendi ud fra et alkali-aluminat og en syre, fortrinsvis ud fra natriumaluminat og svovlsyre, eller ud fra et aluminiumsalt og alkali, 10 fortrinsvis ud fra aluminiumsulfat og natronlud.

Hvis man som aktivt pigment anvender bentonit, foretrækkes kvældedygtigt alkalibentonit.

15 Forholdet mellem de uorganiske partikelformede additiver og det kationiske polymer kulhydrat vælges fortrinsvis på en sådan måde, at der ikke foreligger noget ladningsoverskud, således at der dannes et optimalt flokkulat.

20 Foretrukne polymer kulhydrater er kationiske stivelser, kationisk amylopectin, kationiske galatomannaner (f.eks. guar eller cassia) og/eller kationisk carboxymethylcellu-lose. Kulhydraterne kan på i og for sig kendt måde kationiseres, ved at de eventuelt hydrolyserede udgangsku1-25 hydrater kvaterniseres med kvaternære ammoniumforbindelser. Men kulhydratet kan også kationiseres i henhold til tørkationiseringsmetoden. Til de kationiske kulhydrater kan man også tilsætte kationiske polyvinylalkoholer.

30 Indholdet af polymert, kationisk kulhydrat andrager i regelen 1-5 vægt-%, fortrinsvis 1-3 vægt-%, beregnet i forhold til materialets tørre masse. Dette afhænger i det væsentlige af det ønskede anvendelsesområde. Hvis man vil fremstille materialer med høj temperaturbestandighed, 35 anvender man det polymere, kationiske kulhydrat i ringe mængder. Materialer til anvendelse ved høje temperaturer er f.eks. tætningsmaterialer i den kemiske industri og i DK 171501 B1 8 motorindustrien samt temperaturbestandige filtermaterialer til varme gasser og væsker. Desuden kan materialerne Ifølge opfindelsen også anvendes ved højere kulhydratkoncentrationer som isolationsmaterialer i byggeindustrien, 5 især ved tørre byggearbejder, f.eks. som kabelspor og brandbeskyttelsesisolationer, til brandbeskyttelsesdøre, væg- og loftpaneler, bærelag til varmeisolerende materialer samt til Ildfaste displays til salgsformål (i varehuse). Et yderligere vigtigt anvendelsesområde ligger på 10 det område, der omfatter bygning af fartøjer, fordi materialerne ifølge opfindelsen ved siden af deres temperaturbestandighed har en lav massefylde. Heller ikke ved et højere indhold af kationisk kulhydrat forekommer der nogen antændelse af materialet, idet det kationiske 15 kulhydrat kun forkulles.

Det kationiske polymere kulhydrat har i almindelighed en gennemsnitlig molekylevægt på fra 200000 til 1000000, fortrinsvis mellem 300000 og 800000, og en substitutions-20 grad mellem 0,15 og 0,02.

Materialerne ifølge opfindelsen kan desuden indeholde kationiske, anioniske eller ikke-ionogene retentionshjælpemidler. Det drejer sig herved i reglen om de i papirindu- 25 strien sædvanlige retentionshjælpemidler, der fortrinsvis tilsættes i mængder mellem ca. 0,02 og 0,2 vægt-%, beregnet i forhold til materialets tørre masse.

Som retentionshjælpemiddel kan man f.eks. anvende et 30 kationisk polyacrylamid med en molekylevægt på fra ca. Ι-ΙΟ millioner eller en polyethylenimin med en molekylevægt på ca. 80000 til 300000.

Materialerne ifølge opfindelsen kan desuden indeholde 35 midler til forøgelse af den våde styrke, fortrinsvis i en mængde af ca. 0,2-5 vægt-%, beregnet på materialets tørre masse. Velegnede midler til forøgelse af den våde styrke DK 171501 B1 9 er f.eks. urinstof- eller melamin-formaldehydharpikser, polyamidamin-epichlorhydrinharpikser og lignende.

Opfindelsen omfatter tillige omdannelsen af materialerne 5 ifølge opfindelsen til tredimensionale formlegemer. Hertil hører bl.a. rør, skaller, filterlegemer, isolationsvægge , tætningselementer o.s.v.

Materialerne Ifølge opfindelsen fremstilles fortrinsvis 10 ved, at man blander en vandig dispersion af de uorganiske fibre og de partikelformede, uorganiske basisfyldstoffer med en vandig suspension af det aktive pigment, og at man til denne blanding kort før formgivningen tilsætter det kationiske polymere kulhydrat. Formgivningen kan f.eks.

15 gennemføres på en papir- eller papmaskine. 1 dette tilfælde taler man om en bladdannelse. Fremstillingen af de tredimensionale formlegemer foregår fortrinsvis i henhold til fiberstøbemetoden. Men det er også muligt at henlægge det endnu fugtige ark i en tredimensional form og at 20 tørre den.

Formgivningen gennemføres fortrinsvis efter, at der har dannet sig et flokkulat i den vandige blanding efter tilsætningen af det kationiske polymere kulhydrat.

25

Formgivningen gennemføres fortrinsvis efter at der er forløbet mindst 10 sekunder efter tilsætningen af det kationiske polymere kulhydrat. Retentionshjælpemidlet tilsættes fortrinsvis efter tilsætningen af det kationiske 30 polymere kulhydrat.

For at opnå homogene produkter fremstiller man fortrinsvis separate våde dispergeringer af de uorganiske fibre og de uorganiske basisfyldstoffer før tilvejbringeisen af 35 dispersionen, hvorpå man sammenblander de separte disper sioner med hinanden. På denne måde sikrer man sig, at hver bestanddel bliver optimalt dispergeret ved udvælgel- DK 171501 B1 10 se a£ en velegnet omrøringshastighed, omrøringsvarighed o.s.v. F.eks. afhænger dlspergerlngsparametrene af beskaffenheden, partikelstørrelsen og massefylden af basisfyldstof partiklerne .

5

Til den blandede dispersion af uorganiske fibre og uorganiske baslsfyldstofpartikler tilsætter man derpå den vandige dispersion af de aktive pigmenter, hvorpå det katlo-niske kulhydrat tilsættes kort før bladdannelsen (ca. 10-10 30 sekunder) tilsættes. Derpå tilsættes retentionsmidlet.

Opfindelsen forklares nærmere ved hjælp af de følgende eksempler.

15 EKSEMPEL 1-6

Man fordispergerer langfibrede glasfibre (2-6 mm) i vand. Derpå fremstiller man en separat fordispersion af mineralfibre med en fiberlængde på indtil ca. 3 mm. Som mine-20 ralfiber anvendes handelsproduktet "Inorphil" (varemærke fra firmaet Laxå, Sverige). Vægtandelene mellem glasfibre og mineralfibre er angivet i tabel 1. Derpå fremstiller man en dispersion af kaolin (basisfyldstof). Partikelstørrelserne og vægtandelene af de anvendte kaolinsorter 25 er også angivet i tabel I.

De tre fordispersioner bliver grundigt blandet med en dispersion af kollidalt, amorft Si02· Dispersionens vandindhold andrager ca. 60-70 vægt-%.

30

Derpå tilsætter man en opløsning af kationisk stivelse (handelsprodukt Amijel, Q-Tak 210 fra firmaet Cerestar) (tørstofindhold af opløsningen = 1 vægt-%). Vægtandelen af kolloidalt Si02 og kationisk stivelse er også angivet 35 i tabel I.

DK 171501 B1 11

Efter tilsætning af den kationiske stivelse danner der sig et flokkulat. I eks. 6 tilsætter man desuden et kati-onisk polyacrylamid som retentionsmiddel (Nalco 47-32; varemærke fra firmaet Nalco Chemical Co.) i den i tabel I 5 angivne mængde.

Ca. 20 sekunder efter tilsætningen af den kationiske stivelse indføres den vandige masse i et bladdannelsesanlæg af laboratorietypen i henhold til Rapid-KOthen, hvor-10 på den vandige fase frasuges. Man opnår et blad, som efter tørringen har en tykkelse af ca. 0,3 mm. Trækstyrkerne af forsøgsbladene er angivet i tabel I.

Som det fremgår af eksemplerne 1 til 6 tiltager styrken 15 kraftigt, hvilket er overraskende og i modsætning til, hvad man ved i papirindustrien i dag, med voksende ind hold af basisfyldstof og voksende partikelfinhed under samtidig bibeholdelse af udmærkede værdier for retentionen.

20

Allerede sammenligningseksemplerne 1 og 3 viser indflydelse af partikelfinheden, mens sammenligningseksemplerne 3 og 4 viser indflydelsen af fyldstofindholdet på den mekaniske styrke.

25

Eksemplerne 2, 5 og 6 ifølge opfindelsen viser de fra tilsætningen af det anioniske flokkulatdannende aktive pigment betingede stigninger i styrken, idet den i henhold til eks. 5 i sammenligning med eks. 2 tilvejebragte 30 forøgede styrke også er betinget af den større andel og den højere partikelfinhed af basisfyldstoffet.

Eks. 6 viser, at styrken i forhold til materialet i det nærmest sammenlignelige eksempel 5 kan forøges yderligere 35 ved anvendelse af et retentionshjælpemiddel.

EKSEMPEL 7-10 DK 171501 B1 12

Fremstillingen af fiber- og fyldstof-fordispersionen foretages i henhold til eksemplerne 1 til 6, hvorved man 5 anvender de i tabel II angivne stoffer og vægtforhold. Blandingen af fordispersionen med de andre bestanddele samt bladdannelsen gennemføres ligeledes som angivet i eksemplerne 1 til 6.

10 1 eks. 7 anvender man som aktivt pigment i stedet for den kolloidale, amorfe kiselsyre en aluminiumhydroxid-disper-sion, der blev fremstillet in situ af aluminiumsulfat og natriumhydroxid.

15 1 eks. 8 anvender man bentonit som aktivt pigment. Eks. 9 blev optaget som sammenligningseksempel (uden aktivt pigment ).

Eksemplerne 7 til 10 skal vise indfyldelsen af de for-20 skellige, flokkulatdannende aktive pigmenter på styrkeegenskaberne af de ikke brændbare, uorganiske materialer ifølge opfindelsen. Udvalget og mængden af det flokkulatdannende atkive pigment er i vidt omfang afhængigt af egenskaberne af basisfyldstoffet. Den anvendte mængde 25 af organiske hjælpemidler, såsom kulhydrater, er i høj grad begrænset ved kravene til ikke-brændbarhed. På grund af tilsætningen af aktive pigmenter til basisfyldstoffet bliver suspensionen "forskudt" i retning af det i hvert tilfælde gunstige flokkuleringsområde, og først 30 herved opnår man en acceptabel, mekanisk styrke.

Dette dokumenteres ved en sammenligning af styrkerne af materialerne i henhold til eks. 1, 3 (tabel I) og 9, ved hvilke der ikke anvendtes noget aktivt pigment, med 35 de i hvert tilfælde tilsvarende værdier i de øvrige eksempler.

EKSEMPEL 11-15 DK 171501 B1 13

Fremstillingen af fordispersionerne, sammenblandingen af dispersionerne samt bladdannelsen gennemføres som angivet 5 i eks. 1 til 6. De enkelte stoffer samt deres vægtandele er angivet i tabel III. De i denne tabel angivne eksempler viser, at man kan anvende forskellige kationiske kulhydrater, når de udviser en velegnet substitutionsgrad (DS) og en velegnet molekylvægt.

10 I eks. 15 anvendte man en kombination af to forskellige kulhydrater, som ligeledes giver brugbare styrkeværdier.

Tilsvarende blade kan fremstilles på egnede papir-15 eller papmaskier (lang- eller rundsi) i enhver passende tykkelse. Den totale retention udgør i afhængighed af recept og maskintype mellem 85 og 95%. Afhængigt af arten og mængden af de anvendte fibermaterialer og fyldstoffer 3 kan massefylden variere mellem 500 og 1000 kg/m . Isola-20 tionsevnen og dermed anvendelsesmuligheden afhænger hovedsageligt af massefylden af det tilvejebragte materiale, mens temperaturbestandigheden først og fremmest afhænger af fibrenes smeltepunkt. I de angivne eksempler på recepter vil erstatning af glasfibrene med andre fibre 25 med en større temperaturbestandighed være problemløs og uden negative virkninger på de mekaniske egenskaber.

30 35 14 DK 171501 B1

Tabel I

Eks. nr. 123456 5 vægt-%

Mineralfiber (- 3 ram) 32,5 26,5 32,5 18,5 18,5 18,5 10 Glasfiber (2-6 mm) 15,0 11,0 15,0 9,0 9,0 9,0

Kaolin nr. 1 struktur af de 15 små plader (46% <2 vm) 50,0 54,5 --- --- --- ---

Kaolin nr. 2 struktur af de 20 små plader (71% <2 urn) — —- 50,0 70,0 64,5 64,5

Kolloidalt amorft Si02 25 (partikelstør- else 15 - 20 nm) --- 5,5 --- --- 5,5 5,5

Kat. stivelse Molvægt 800000 30 - 1 mio.

DS: 0,05 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,45

Kat. polyacryl- amid (Nalco 47-32)--- --- --- --- --- 0,05

Trækstyrke (MPa) 0,9 3,8 2,3 4,0 5,3 5,6 35 15 DK 171501 B1

Tabel II

Eks. nr._7_8_9_10 vægt-% 5 Mineralfiber (- 3 mm) 26,5 26,5 26,5 26,5

Glasfiber (2-6 mm) 11,0 11,0 11,0 11,0 10

Kaolin nr. 2 struktur af de små plader (71% <2 um) 56,6 58,0 15

Kaolin nr. 3 struktur af de små plader (45% <2 um) --- --- 60,0 54,5 20

Aluminiumsulfat 2,0 --- --- ---

Natriumhydroxid 1,4 --- --- --- 25 Bentonit --- 2,0 --- ---

Kolloidalet amorft Si02 (partikelstørrelse 30 15 - 20 nm) --- --- --- 5,5

Kat. stivelse Molvægt 800000 - 1 mio. DS 0,05 2,5 2,5 2,5 2,5

Trækstyrke (MPa) 4,2 4,4 1,3 4,2 35

Tabel III

DK 171501 B1 16

Eks. nr. 11 12 13 14 15 5 vægt-%

Mineralfiber (- 3 nun) 19.0 27,0 27,0 18,5 27,0

Glasfiber (2-6 nun) 9,5 11,5 11,5 9,0 11,0 10 Kaolin nr. 2 struktur af de små plader (71% <2 um) --- 54,5 54,5 --- 54,0

Calciumcarbonat 15 (99% <2 um) 68,0 --- --- 64,5 ---

Alkalisk aktiveret bentonit 2,0 --- --- --- ---

Kolloidalt amorft Si02 (partikelstør- 20 relse 15 - 20 nm) --- 5,5 5,5 5,5 5,5

Kat. guar nr. 1 DS: 0,11 1,5 --- --- --- ---

Kat. guar nr. 2 DS: 0,02 --- 1,5 --- --- --- 25 Kat. guar nr. 3 DS: 0,1 --- — 1,5 --- 1,0

Kat. cassia

Molvægt 400000 --- --- --- 2,5 ---

Kat. stivelse 30 molvægt 800000 - 1 mio.

DS: 0,05 --- --- --- --- 1,0

Trækstyrke (MPa) 4,0 4,1 4,0 4,7 4,2 35

Claims (25)

1. Papir-, karton- eller papagtigt materiale, som inde-5 holder uorganiske fibre, uorganiske, partikelformede additiver og organiske binde- eller flokkuleringsmidler, kendetegnet ved, (1) at de partikelformede uorganiske additiver udgør 10 mellem 40 og 80 vægt-% af materialets tørre masse, (2) at de uorganiske, partikelformede additiver er sammensat af 15 (2.1) et basisfyldstof, hvoraf mindst 20 vægt-% har en partikelstørrelse < 2 »m og ikke mere end 20 vægt-% har en partikelstørrelse > 20 um på den ene side og < 0,5 um på den anden side, og 20 (2.2) et anionisk, flokkulatdannende aktivt pigment, hvoraf mindst 50 vægt-% har en primær partikelstørrelse < 2 um, (3.1) at det organiske flokkuleringsmiddel er et ka- 25 tionisk, polymert kulhydrat med en gennemsnitlig mole kylvægt på 100000 til 2000000 og en substitutionsgrad på 0,01 til 0,3, og at det foreligger i en mængde på 0,5 til 6 vægt-%, beregnet i forhold til materialets tørre masse, og at 30 (3.2) 1000 g basisfyldstof ikke formår at binde mere end 0,1 mmol og at 1000 g anionisk flokkulatdannende aktivt pigment formår at binde mindst 0,1 mmol katio-nisk kulhydrat under flokkulatdannelse. 35

2. Materiale ifølge krav 1, kendetegnet ved, at mængden af de partikelformede, uorganiske additiver DK 171501 B1 (1) andrager ca. 50-75 vægt-%, fortrinsvis ca. 60-75 vægt-%, beregnet i forhold til materialets tørre masse.

3. Materiale ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet 5 ved, at de uorganiske fibre er glasfibre, mineralfibre, kiselsyrefibre, basaltfibre og/eller aluminiumoxidfibre.

4. Materiale ifølge krav 1-3, kendetegnet ved, at mindst 80% af de uorganiske fibre har en længde i 10 området 1-6 mm.

5. Materiale ifølge krav 1-4, kendetegnet ved, at de partikelformede, uorganiske basisfyldstoffer (2.1) er Si02, kaolin, aluminiumoxid, blegejord, gips, calcium- 15 carbonat, titandioxid, zinkoxid, perliter, vermiculiter og/eller andre i og for sig kendte papirfyldstoffer eller fyldstoffer til formstofmasser og farver.

6. Materiale ifølge krav 1-5, kendetegnet ved, 20 at indholdet af uorganiske basisfyldstoffer (2.1) andrager 35-75 vægt-%, fortrinsvis 55-70 vægt-%, beregnet i forhold til materialets tørre masse.

7. Materiale ifølge kravene 1-6, kendetegnet 25 ved, at det uorganiske basisfyldstof (2.1) for 35 til 99 vægtprocents vedkommende har en partikelstørrelse < 2 am og for ikke mere end 10 vægtprocents vedkommende har en partikelstørrelse > 20 um.

8. Materiale ifølge krav 1-7, kendetegnet ved, at det anioniske, flokkulatdannende aktive pigment (2.2) er aluminiumhydroxid, bentonit eller kolloidalt amorft Si02.

9. Materiale ifølge krav 8, kendetegnet ved, at aluminiumhydroxidet er dannet in statu nascendi ud fra et alkalialuminat og en syre, fortrinsvis af DK 171501 B1 natriumaluminat og svovlsyre, eller af et aluminiumsalt og alkali, fortrinsvis af aluminiumsulfat og natronlud.

10. Materiale ifølge krav 1-9, kendetegnet 5 ved, at forholdet mellem de uorganiske, partikelformede additiver (2) og det kationiske polymere kulhydrat (3) vælges på en sådan måde, at der ikke foreligger noget ladningsoverskud.

11. Materiale ifølge krav 1-10, kendetegnet ved, at det kationiske polymere kulhydrat (3) er katio-nisk stivelse, kationisk amylopectin, en kationisk galac-tomannan og/eller kationisk carboxymethylcellulose.

12. Materiale ifølge krav 1-11, kendetegnet ved, at indholdet af kationisk, polymert kulhydrat (3) er 1-5 vægt-%, fortrinsvis 1-3 vægt-%, beregnet i forhold til materialets tørre masse. 20

13* Materiale ifølge krav 1-12, kendetegnet ved, at det kationiske polymere kulhydrat (3) er fremstillet ved omsætning af udgangskulhydratet med en qua-ternær ammoniumforbindelse.

14. Materiale ifølge krav 1-13, kendetegnet ved, at det kationiske polymere kulhydrat (3) har en gennemsnitlig molekylvægt mellem 200000 og 1000000, fortrinsvis mellem 300000 og 800000, og en substitutionsgrad mellem 0,15 og 0,02. 30

15. Materiale ifølge krav 1-14, kendetegnet ved, at det yderligere indeholder kationiske, anioniske eller ikke-ionogene retentionshjælpemidler.

16. Materaiale ifølge krav 1-15, kendetegnet ved, at retentionshjælpemidlet foreligger i en mængde mellem ca. 0,02 og 0,2 vægt-%, beregnet i forhold til den DK 171501 B1 tørre masse af materialet.

17. Materiale ifølge krav 15 eller 16, kendetegnet ved, at retentionshjælpemidlet er et kationisk po- 5 lyacrylamid med en molekylvægt på ca. 1-10 millioner eller en kationisk polyethylenimin med en molekylvægt på ca. 80000 til 300000.

18. Materiale ifølge krav 1-17, kendetegnet 10 ved, at det yderligere indeholder et middel til forøgelse af den våde styrke.

19. Materiale Ifølge krav 1-18, kendetegnet ved, at det foreligger som et tredimensionalt formlegeme. 15

20. Fremgangsmåde til fremstilling af et materiale ifølge krav 1-19, kendetegnet ved, at man blander en vandig dispersion af uorganiske fibre og partikelformede uorganiske basisfyldstoffer (2.1) med en vandig suspen- 20 sion af det aktive pigment (2.2), og at man til denne blanding kort før formgivningen tilsætter det kationiske polymere kulhydrat (3).

21. Fremgangsmåde ifølge krav 20, kendetegnet 25 ved at man gennemfører formgivningen efter, at der i den vandige blanding har dannet sig et flokkulat efter tilsætning af det kationiske polymere kulhydrat (3).

22. Fremgangsmåde ifølge krav 20 eller 21, kende- 30 tegnet ved, at man gennemfører formgivningen efter forløbet af mindst 10 sekunder fra tilsætningen af det kationiske polymere kulhydrat (3).

23. Fremgangsmåde ifølge krav 20-22, kendeteg- 35 net ved, at man efter tilsætningen af det kationiske polymere kulhydrat (3) tilsætter retentionshjælpemidlet. DK 171501 B1

24. Fremgangsmåde ifølge krav 20-23, kendetegnet ved, at man separat udsætter de uorganiske fibre og de uorganiske basisfyldstoffer (2.1) og aktive pigmenter (2.2) for en våd dispergering før dannelsen af den 5 vandige dispergering af disse.

25* Fremgangsmåde ifølge krav 20-24, kendetegnet ved, at man fremstiller materialet på en i og for sig kendt papir-, karton- eller papmaskine, eller at man 10 i tilfælde af, at det drejer sig om tredimensionale formlegemer, fremstiller materialet i henhold til fiberstøbe-metoden eller ved deformation af en endnu fugtig fiberbane. 15 20 25 30 35