NL8601455A - Werkwijze voor het vervaardigen van een hoge-temperatuur bestendig papierachtig materiaal en gevormd materiaal. - Google Patents

Description

*» « 863050/Ba/svo

Korte aanduiding: Werkwijze voor het vervaardigen van een hoge-temperatuur bestendig papierachtig materiaal en gevormd materiaal

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van een hoge-temperatuur bestendig, anorganisch papierachtig materiaal.

Er bestaat behoefte aan vuurbestendige papierachtige 5 materialen, die geschikt zijn om op te schrijven, te typen en dergelijke, die goede mechanische eigenschappen vertonen, hoge temperatuursstabiliteit en waterbestendigheid, flexibiliteit, gladheid en die de "greep" van papier bezitten. In aanvulling op het voor de hand liggende nut als papieren met een grote 10 veiligheid, zouden dergelijke materialen ook aangepast kunnen worden aan vele toepassingen, zoals bijvoorbeeld een beschermend materiaal voor verpakkingsdoeleinden, warmte-isolatoren, elektrische isolatoren en decoratieve wandpanelen.

Dit doel wordt bereikt met de werkwijze die volgens de 15 uitvinding wordt gekenmerkt doordat de materialen volgens de uitvinding, die de hierboven aangegeven eigenschappen bezitten, zijn samengesteld uit weefsels, die zijn ingebed (welke term voor het doel van de onderhavige beschrijving en conclusies in afwisseling gebruikt wordt met "bekleed met") een 20 anorganische gelaagde silicaatmatrix, welke matrix een gelaagd silicaat is, dat een gemiddelde lading per structuureenheid bezit, die ligt in het gebied van ongeveer -0,4 tot ongeveer -1, welk silicaat tenminste enige interstitiële kationen bevat, die zijn gekozen uit de groep gevormd door van guanidi-25 ne en multiamine afgeleide kationen. Deze materialen worden in de onderhavige beschrijving en conclusies alternatief aangeduid als "ingebedde weefsels" of "ingebedde weefselmateria-len".

De ingebedde weefselmaterialen volgens de onderhavige 30 uitvinding zijn typisch en bij voorkeur vervaardigd in een tweetraps werkwijze, welke omvat I) een weefsel in aanraking brengen met een gezwollen gelaagde silicaatgel, die een gemiddelde lading per structuureenheid heeft, die ligt in het gebied van 8 § 0 1 4 5 5 * **ί^ 2 ongeveer -0,4 tot ongeveer -1, welk silicaat uitwisselbare interstitiële kationen bevat, en 2) het silicaat in situ uitvlokken door het in aanraking te brengen met tenminste één soort van guanidine, of daarmee 5 nauw verbonden verbindingen, en/of van multiamine afge leide kationen om een ionenuitwisselingsreactie tot stand te brengen tussen tenminste enige van de uitwisselbare interstitiële ionen en tenminste enige van de van guanidine, of daar nauw aan verwante verbindingen en/of van 10 multiamine afgeleide kationen om de anorganische gelaagde silicaatmatrix te vormen.

Geschikte voorbeelden van de gezwollen gelaagde silicaat-gel, dat wordt toegepast als het uitgangsmateriaal om de matrix te vormen, die in deze uitvinding wordt toegepast, 15 omvatten synthetische silicaat mica materialen. Het Amerikaanse octrooischrift 4.239.519 leert bijvoorbeeld de werkwijze voor het maken van bepaalde voorprodukten van tot een gel te vormen silicaten, welke werkwijze omvat: a) een volledig of voornamelijk kristallijn lichaam is 20 gevormd dat kristallen bevat, die in hoofdzaak bestaan uit een lithium en/of natrium waterzwelbaar mica, gekozen uit de groep van fluorhectoriet, hydroxylhectoriet, boriumfluorflogopiet, fluorflogopiet, hydroxyl borium-flogopiet en vaste oplossingen tussen deze en andere 25 structureel verdraagbare soorten, gekozen uit de groep van talk, fluortalk, polylithioniet, fluorpolylithioniet, flogopiet en fluorflogopiet, b) genoemd lichaam wordt in aanraking gebracht met een polaire vloeistof, normaal gesproken water, om zwelling 30 en uiteenvallen van het lichaam te veroorzaken, wat gepaard gaat met de vorming van een gel; en c) de vaste stof:vloeistofverhouding van de gel wordt ingesteld op een gewenste waarde, afhankelijk van de toepassing ervan. Glaskeramieken zijn de kristallijne 35 uitgangslichamen, waaraan de voorkeur wordt gegeven. Als een ander voorbeeld van een synthetisch gelaagd silicaat-uitgangsmateriaal onderwijzen en bespreken respectievelijk de Amerikaanse octrooischriften 4.067.819; 3.S0 1 45 5 «r- % 3 4.045.241; en 3.936.383 synthetische tetra-silicium mica's, synthethische taeniolieten en een sol van synthetische hectorieten.

Anderszins leren de Amerikaanse octrooischriften 5 3.325.340 en 3.454.917 de bereiding van waterige dispersies van gevlokte vermiculietkristallen, die ook kunnen worden toegepast als gezwollen gelaagde silicaatgeluitgangsmateria-len. Deze literatuurplaatsen leren het zwellen van dergelijke kristallen door daarin interstitiële ionen in te bouwen, zoals 10 1) alkylammonium kationen met tussen 3 en 6 koolstofatomen inbegrepen in elke koolstofgroep, zoals methylbutylammo-nium, n-butylammonium, propylammonium en iso-amylammoni-um, 2) de kationogene vorm van aminozuren, zoals lysine en 15 ornithine, en/of 3) lithium.

De anorganische matrix, die wordt toegepast in de onderhavige uitvinding, kan worden bereid door een silicaatgeluit-gangsmateriaal, zoals boven is gespecificeerd in aanraking te 20 brengen met een bron van uitwisselingskationen, die zijn gekozen uit guanidine of daarmee nauw verwante verbindingen en/of multiamine derivaten om een ionenuitwisselingsreactie tot stand te brengen tussen tenminste enige van de interstitiële kationen van het uitgangsmateriaal en genoemde van 25 guanidine en/of multiamine afgeleide kationen. De specifieke interstitiële kationen in het uitgangsmateriaal hangen af van de toegepaste silicaatgel. Indien bijvoorbeeld een synthetisch afgeleid geleerbaar silicaat is toegepast als uitgangsmateriaal, dat is vervaardigd volgens de werkwijze van de Amerikaan-30 se octrooischriften 4.239.519, 4.067.819, 4.045.241 of 3.936.383, zullen de interstitiële kationen in het algemeen Li"1" en/of Na* ionen zijn. Indien een natuurlijke vermiculiet dispersie wordt toegepast, zoals vervaardigd volgens het Amerikaanse octrooischrift 3.325.340, zullen de interstitiële 35 kationen in het algemeen alkylammonium kationen omvatten, en de andere in het Amerikaanse octrooischrift 3.325.340 gespecificeerde kationen. Het silicaatgeluitgangsmateriaal, dat synthetisch of natuurlijk van oorsprong kan zijn, zal in het 8601455 J' Λ 4 algemeen een morfologie bezitten, die bestaat uit dunne vlokken, die in het algemeen schijf-, strook- en/of lintvormig zijn. Alhoewel aanvraagster zich niet wil beperken tot enigerlei specifieke afmetingen van de vlokken, zullen deze typisch 5 afmetingen hebben in de orde van 500 A tot 100.000 A en bij voorkeur 5.000 A tot 100.000 A in lengte, 500 A tot 100.000 A in breedte en minder dan 100 A dik. De term "lading per structuureenheid, zoals gebruikt in de beschrijving en conclusies heeft betrekking op een gemiddelde ladingsdichtheid, 10 zoals gespecificeerd door G. Lagaly en A. Weiss "Determination of Layer Chrage in Mica - Type Layer Silicates", Proceedings of International Clay Conference, 61-80 (1969) en G. Lagaly, "Characterization of Clays by Organic Compouds", Clay Minerals, 16, 1-21 (1981).

15 De uitgangssilicaatgel kan worden bereid volgens de hiervoor genoemde procedures uit het Amerikaanse octrooi-schrift 4.239.519; 3.325.340; 4.067.819; 4.045.241; 3.936.383 of 3.434.917 of andere werkwijzen, die resulteren in gedissocieerde laagmaterialen met ladingsdichtheden in het gewenste 20 gebied.

In dit verband heeft men gevonden dat silicaten met ladingsdichtheden, die groter zijn dan ongeveer -0,4 (bijvoorbeeld van ongeveer -0,3 tot ongeveer 0), wanneer toegepast in de onderhavige uitvinding, geen artikelen zullen geven, die 25 een goede duurzaamheid vertonen. Uitgangsmaterialen met ladingsdichtheden minder dan ongeveer -1 kunnen in deze uitvinding niet gebruikt worden, omdat men niet in staat is om deze materialen in dispersvorm te bereiden.

De term "guanidine of daarmee nauw verwante verbindingen" 30 wordt hier gebruikt om verbindingen aan te geven, en daarvan afgeleide kationen, die een aminomethyleeniminegroep =N-C(-)=N- en in het bijzonder =N-C(-C)=N- of =N-C(-N)=N-groep en daarvan afgeleide resonantiestructuren bevatten, waarin zich een gedelokaliseerde dubbele band bevindt. Meer in 35 het bijzonder zullen de kationen de formule CR1C(R2)R33+, 12 3 bezitten, waarin R , R en R onafhankelijk zijn gekozen uit 1 2 NH2 en CH3, onder voorwaarde dat tenminste twee van R , R en 8601455 5 R NH- zijn, en waarin één of meer van de waterstofatomen op ^ 12 3 ieder van een of meer van de R , R en R groepen vervangen kunnen zijn door subsituenten, bijvoorbeeld C^ tot C5 alkyl, C2 tot C5 alkenyl of C2 tot C- alkynyl en waarin één of meer 5 groepen van twee van dergelijke subsituenten gekoppeld kunnen zijn om één of meer ringen te vormen, die verzadigd, onverzadigd of aromatisch kunnen zijn. Men zal begrijpen dat in het kation een positieve lading aanwezig kan zijn, die op een groep kan zijn gelokaliseerd of die gedelokaliseerd kan zijn, 10 onder vorming van een resonantiestructuur, afhankelijk van de aard van de verbinding waarvan het kation is afgeleid.

Voorbeelden van verbindingen, waaruit de kationen kunnen zijn gevormd zijn guanidine, aminoguanidine, diaminoguanidine, methylguanidine, tetramethylguanidine, melamine, 2-aminopryri-15 dine en 2,6-diaminopyridine. De verbindingen kunnen geschikt worden toegepast in de vorm van hun hydrochloriden en ieder ander overeenkomstig verdraagbaar oplosbaar zout. Ten behoeve van de beknoptheid zal de term "van guanidine afgeleide kationen" worden gebruikt om collectief te verwijzen naar 20 "guanidine of daarmee nauw verwante verbindingen", die hierboven zijn gedefinieerd.

De term "van multiamine afgeleide kationen", wanneer deze gebruikt worden met betrekking tot uitwisselingskationen die kunnen worden gebruikt in onderhavige uitvinding, heeft 25 betrekking op laag-moleculair gewicht, niet-polymere, di, tri en/of tetra araino functionele verbindingen, waarin de aminege-deelten zijn gemodificeerd, zoals geprotoneerd, om daarbij positief geladen te worden. Diaminen zijn de multiamineverbin-dingen, die verkozen worden. De diaminen waaraan de voorkeur 30 wordt gegeven, zullen in het algemeen overeenkomen met de formule RgN - (CX2)n - NRg waarin (1) elke R onafhankelijk gekozen wordt uit waterstof, een C^-Cg rechte of vertakte keten alkyl groep, een Cg-Cg acylische alkyl groep of een aryl groep, onder voorwaarde 35 dat er niet meer dan één aryl groep per stikstofatoom is, 2) elke x wordt onafhankelijk gekozen uit waterstof, een alkyl groep of een aryl groep en 3) n is een getal van 2 tot 15, onder voorwaarde dat, 3 ö i < ί V ö v ’ *r «' β wanneer η 3 of meer is, de CX2 groepen ringvormige gedeelten kunnen vormen, die aromatisch kunnen zijn.

In de van multiamine afgeleide kationen is het centrum van kationogene werkzaamheid aanwezig op de stikstofgroepen in 5 de multiaminen. In het algemeen wordt dit bereikt door de multiaminen te protoneren onder vorming van amoniumgroepen, die positief geladen zijn. Deze protonering dient plaats te vinden voor de kationogene uitwisseling kan worden uitgevoerd met de uitgangssilicaatgel.

10 Zoals boven is aangegeven laat men de uitgangssilicaatgel reageren met een "bron" van uitwisselingskationen, die zijn afgeleid van guanidine en/of multiamineverbindingen, zoals boven is uiteengezet, om een ionenuitwisseling tussen de van guanidine en/of multiamine afgeleide kationen en de intersti-15 tiële kationen in de silicaatgel tot stand te brengen om uitgewisselde macro uitgevlokte deeltjes te vormen, die de silicaatmatrix vormen. De specifieke aard van de bron zal afhangen van het uitwisselingskation, dat wordt gebruikt en kan gemakkelijk worden bepaald door de vakman. Bijvoorbeeld, 20 indien het uitwisselingskation dat verkozen wordt van guanidine of melamine afkomstig is, laat men het silicaat reageren met het overeenkomstige hydrochloride of ieder ander overeenkomstig verdraagbaar oplosbaar zout.

Zoals boven is aangegeven, kunnen een of meer uitwisse-25 lingskationen worden toegepast in de kationogene uitwisse-lingsreactie. Aangezien de diverse kationen een vlok of matrix zullen geven en eventueel eindprodukten, met verschillende fysische eigenschappen, zal het specifieke kation of de combinatie van kationen worden gekozen door de uitvoerder van 30 deze uitvinding op basis van het gewenste eindgebruik.

In de voorkeurswerkwijze van het vervaardigen van de ingebedde weefselmaterialen volgens de onderhavige uitvinding, wordt een gelaagd silicaat gel uitgangsmateriaal aangebracht op enigerlei geschikte wijze op tenminste één zijde van een 35 geschikt weefsel om de vezels, waaruit het weefsel is gemaakt, te bedekken en om de ruimten tussen de vezels volledig te vullen met de silicaatgel. Een kationogene uitwisselingsreac-tie onder toepassing van tenminste één soort van van guanidine 860 1 4 S 5 7 en/of multiamine afgeleid kation wordt dan uitgevoerd. Bijvoorbeeld kan het met de silicaatgel beklede weefsel ondergedompeld worden in een oplossing van van guanidine afgeleide kationen bij kamertemperatuur gedurende een tijdsperiode, die 5 voldoende is om een ionenuitwisselingsreactie te veroorzaken, die plaatsvindt tussen tenminste enige van de interstitiële ionen van de gel en tenminste enige van de van guanidine afgeleide kationen om het ingebedde weefselmateriaal volgens de uitvinding te vormen.

10 In een alternatieve werkwijze van vervaardiging van de materialen volgens de onderhavige uitvinding, kan men het gelaagde silicaatgeluitgangsmateriaal eerst laten reageren, in het algemeen onder roeren, met een bron van van guanidine en/of multiamine afgeleide uitwisselingskationen om een 15 uitgevlokte mineraalsuspensie te vormen, die dan kan worden aangebracht op tenminste één zijde van een weefsel.

De term weefsel, zoals wordt gebruikt in de beschrijving en conclusies heeft betrekking op een materiaal, dat is samengesteld uit meerdere vervlochten garens, vezels of 20 filamenten. Het in deze uitvinding toegepaste weefsel kan geweven of niet-geweven zijn, waarbij de garens, vezels of filamenten organisch en/of anorganisch zijn. In het algemeen kunnen alle vezels, filamenten of garens, die aanwezig zijn op zodanige manier, dat de vezels, filamenten of garens in 25 hetzelfde vlak liggen en geen nadelige invloed hebben op de filmvormingseigenschappen van het silicaatuitgangsmateriaal worden gebruikt om gladde flexibele papieren te vormen met goede mechanische eigenschappen.

Voorbeelden van materialen, waaruit de weefsels kunnen 30 worden gemaakt omvatten, maar zijn niet beperkt tot, glas (zoals glasbanen), polyester, polyamiden, polyalkenen, poly-acrylaten, cellulose, rayon en mengsels daarvan. Voor de doelen van de onderhavige beschrijving en conclusies worden de temen baan en mat, zoals bijvoorbeeld in een glasbaan of een 35 glasmat, afwisselend gebruikt. De materialen volgens de onderhavige uitvinding, die zijn gevormd in overeenstemming met procedures, zoals hierboven aangegeven, zijn vuurbesten-dig, vertonen goede mechanische eigenschappen en bezitten §501455 δ flexibiliteit en gladheid. Men heeft echter gevonden, dat bepaalde mechanische eigenschappen van dergelijke materialen kunnen worden verbeterd door een verdraagbare vuurbestendige gezwollen gelaagde silicaatfilm of bekleding te lamineren aan 5 één of beide zijden van het materiaal onder vorming van een laminaatcomposietmateriaal, dat binnen de omvang van de onderhavige uitvinding ligt. Geschikte verdraagbare gezwollen gelaagde silicaatfilms, die kunnen worden gelamineerd op één of beide zijden van het ingebedde weefselmateriaal volgens de 10 onderhavige uitvinding omvatten, maar zijn niet noodzakelijk beperkt tot, met guanidine kationen uitgewisselde silicaatfilms, die zijn vervaardigd volgens de procedures, die worden onderwezen in de eveneens ingediende aanvrage serienummer 662.057, ingediend op 18 oktober 1984 en met multiamine 15 kationen uitgewisselde silicaatfilms, die zijn vervaardigd volgens de procedures die worden onderwezen in de eveneens ingediende aanvrage serienummer 715.973, ingediend op 25 maart 1985.

In aanvulling en afhankelijk van het gewenste eindgebruik 20 van de gelamineerde materialen, kunnen verdraagbare organische of anorganische films of bekledingen anders dan gezwollen gelaagde silicaatfilms worden gelamineerd op één of beide zijden van de ingebedde weefselmaterialen volgens de onderhavige uitvinding. Bijvoorbeeld kunnen met voordeel bekledingen 25 die de waterbestendigheid van de ingebedde weefselmaterialen of gelamineerde materialen volgens de uitvinding verder verbeteren, worden gebruikt. Een voorbeeld van een dergelijke bekleding is een polysiloxaan/silicium dioxyde bekleding, die bijvoorbeeld met een Byrd mes kan worden aangebracht.

30 De term ’’waterbestendig" wordt gebruikt in de beschrij ving en conclusies is niet bedoeld om aan te geven dat de voorwerpen volgens de onderhavige uitvinding watervast zijn of volledig ondoordringbaar zijn voor water. Daarentegen is de term gebruikt om aan te geven dat de materialen niet in 35 ernstige mate verslechteren, tenminste wat betreft hun treksterkte, wanneer ze zijn blootgesteld aan water.

De uitvinding heeft eveneens betrekking op een hoge-tem-peratuur bestendig, papierachtig anorganisch materiaal, dat

i) v v i ^ 3 D

9 wordt gekenmerkt doordat dit een weefsel omvat, dat is ingebed in een gelaagde silicaatmatrix, waarin de matrix a) een gemiddelde lading per structuureenheid bezit, die ligt in het gebied van ongeveer -0,4 tot ongeveer -1 en 5 b) tenminste enige interstitiële kationen bevat, die zijn gekozen uit de groep bestaande uit kationen die zijn afgeleid van guanidine en multiamine.

In de volgende voorbeelden was, tenzij anders is aangegeven, het gebruikte uitgangsmateriaal een lithium fluorhecto-10 riet, vervaardigd volgens de werkwijze zoals aangegeven in het Amerikaanse octrooischrift 4.239.519.

Voorbeeld 1

Dit voorbeeld licht een werkwijze van vervaardiging van een gevlokt met guanidine uitgewisseld fluorhectoriet silicaat 15 toe dat direct kan worden aangebracht op een weefsel in overeenstemming met de andere werkwijze voor het bereiden van de materialen volgens de onderhavige uitvinding.

Een brij van guanidine fluorhectoriet werd bereid door toevoegen van 475 gram van een 10%'s dispersie van fluorhecto-20 riet aan 1,4 liter van 1 N guanidine waterstofchloride oplossing. De brij werd geroerd met een hoge afschuifkrachtmenger om de deeltjesafmeting van het resulterende vloksel te verkleinen, dat daarna werd gewassen en geanalyseerd op waterge-halte en verdund om een 2%'s vaste stof brij te verkrijgen.

25 Voorbeeld 2

Een anorgisch papierachtig materiaal werd vervaardigd door bekleden, onder toepassing van een 0,1125 mm dik Byrd mes, van een non-woven glasmat van 21,25 x 27,5 cm en 4 mm dik met de brij uit voorbeeld 1. De beklede mat werd aan de lucht 30 gedroogd en resulteerde in een wit anorganisch papierachtig materiaal.

Voorbeeld 3

Dit voorbeeld licht een methode toe van het vervaardigen van een met guanidine uitgewisselde gelaagde silicaatfilm, die 35 kan worden gebruikt voor het vormen van het laminaatcomposiet volgens de onderhavige uitvinding.

Een 10%'s vaste stof lithium fluorhectoriet gegeleerde dispersie werd bereid volgens de procedure, zoals vermeld in 3601455 10 , ♦ het Amerikaanse octrooischrift 4.239.519. Van dit materiaal werd een film gemaakt onder toepassing van een 0,1125 mm Byrd opbrengmiddel, dat 12,5 cm breed was, om een 0,1125 mm dikke natte film van de dispersie op een glasplaat aan te brengen.

5 De glasplaat met de daarop aangebrachte film werd vervolgens ondergedompeld in een 0,25 molair guanidine waterstofchloride oplossing om een kationen uitwisseling tot stand te brengen tussen de guanidine kationen en de tussenlaag kationen van het fluorhectoriet. Op de film werd naar het schijnt onmiddellijk 10 een huid gevormd, wat aangaf dat een dergelijke uitwisseling plaatsvond. Na 10 minuten werd de film van de plaat verwijderd, gewassen met gedeioniseerd water om restzouten te verwijderen en gedroogd. De film had een goede flexibiliteit en een sterkte handhaving in natte toestand.

15 Voorbeeld 5

Een anorganisch papier werd vervaardigd door een non-wo-ven glasmat van 21,25 x 27,5 cm en 4 mm dikte te bekleden, onder toepassing van een 0,1125 mm Byrd mes, met een 10%'s lithium fluorhectoriet suspensie. De beklede glasmat werd 20 vervolgens ondergedompeld in 1000 ml van een 0,25 molair waterige oplossing van guanidine waterstofchloride van 60eC gedurende 10 minuten, wat resulteerde in het uitvlokken van het fluorhectoriet via een ionenuitwisselingsproces. De guanidine fluorhectorietmat werd vervolgens verwijderd uit de 25 zoutoplossing en gewassen met vers water om de overmaat zout te verwijderen. De beklede mat werd vervolgens aan de lucht gedroogd, wat resulteerde in een flexibel glad anorganisch papier dat wit van kleur was.

Voorbeeld 6 30 Guanidine fluorhectorietfilms van 21,25 x 27,5 cm werden gevormd door een 10%'s lithium fluorhectorietsuspensie uit te strijken met een 0,1125 mm Byrd mes op een 21,25 x 27,5 cm glasplaat, gevolgd door onderdompeling van de beklede plaat in 1000 ml van een 0,25 molair waterige guanidine waterstofchlo-35 ride oplossing van 60°C. Na 10 minuten in de zoutoplossing werd de glasplaat, die de film bevatte, verwijderd en de overmaat zout werd uit de film gewassen door deze te weken in een vers water bevattend bad. Twee op deze manier bereide S3 0145 5 11 guanidine fluorhectorietfilms werden vervolgens aan elke kant van de guanidine fluorhectorietmat, die was vervaardigd zoals beschreven in voorbeeld 5, gelamineerd. De films en mat werden samengeperst in natte toestand onder toepassing van een 5 walsperslaminator. De verkregen gelamineerde guanidine fluor-hectorietmat werd dan aan de lucht of in een oven gedroogd, wat resulteerde in een sterk, flexibel, glad anorganisch papier dat wit van kleur was.

Verqelii kingsvoorbeeld 10 Dit vergelijkingsvoorbeeld licht de ongeschiktheid, om redenen van technische verwerking, van het gebruik van polyme-re amineverbindingen als uitwisselingskationen in de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding toe.

De werkwijze van voorbeeld 6 werd precies gevolgd, echter 15 werd de met lithium fluorhectoriet beklede plaat ondergedompeld in 1000 ml van een 3%'s Kymeen oplossingbad gedurende 24 uur bij 50°C. De verkregen structuur was niet intact en klapte samen wanneer deze werd gehanteerd.

Toepassingen 20 Het in voorbeelden 5 en 6 vervaardige anorganische papier werd voor zijn toepassing als substraat voor het vastleggen van informatie onderzocht. Op deze papieren werd getypt onder toepassing van een IBM schrijfmachine, die was voorzien van een normaal koolstoflint. Er werd op geschreven en op gefoto-25 kopieerd, onder toepassing van een gewone kogelpuntpen met blauwe inkt en een Savin fotokopieermachine. In alle onderzochte gevallen waren de brieven, die getypt, geschreven of gefotokopieerd waren op het anorganische papier uitstekend van visueel contrast met het papier. Voorts vertoonden de kool-30 stof, de inkt en de fotokopieermachinetoner alle goede hechting op het anorganische papier zonder uitsmering, die vergelijkbaar is met die welke wordt waargenomen wanneer normaal gebonden papier wordt toegepast. Wanneer ander anorganisch materiaal, zoals een glasachtig keramisch oppervlak, op 35 dezelfde manier werd getest, werd een slechte hechting van de inkt of de koolstof waargenomen.

Brandbaarheid

De anorganische papieren, zoals vervaardigd volgens de B 6 0 1 4 5 5 12 werkwijze van voorbeelden 5 en 6 werden onderzocht op brandbaarheid. Op de in voorbeelden 5 en 6 vervaardigde papieren werd getypt, waarna ze in de vlam van een bunsenbrander werden geplaatst gedurende 60 seconden. Deze proeven werden dan 5 herhaald onder toepassing van gelijke papieren uit voorbeeld 5 en 6, waarop was getypt, nadat deze waren bekleed met een ^iliciumdioxyde , .

anorganische polysiloxaan bekleding, zoals die is beschreven in het hiernavolgende voorbeeld 9. Waarnemingen werden toen gedaan wat betreft (1) het gemak van ontbranden en (2) de 10 mogelijkheid om het getypte schrift na 60 seconden blootstelling aan de vlam te lezen. Deze waarnemingen zijn weergegeven in de hiernavolgende tabel.

Tabel

Papier uit voorbeeld 15 Waargenomen 565 6 eigenschappen_bekleed bekleed

Gemak van ontbranding g.o.a. g.o. g.o. g.o.

Mogelijkheid om getypt 20 schrift na 60 sec.bloot- zeer zeer stelling te lezen slecht goed redelijk goed a Geen ontbranding hoewel het papier zelfs rood gloeide.

25 Van bovenstaande gegevens is het duidelijk dat zelfs, alhoewel het papier roodheet werd bij voortgezette verhitting, geen verbranden van het papier werd waargenomen. Na afkoelen blijven de papieren intact en in het geval waarin de gelamineerde papieren werden gebruikt (voorbeeld 6), waren de op het 30 papier getypte letters nog steeds leesbaar.

Gladheid

Elektronenmicroscoopfoto's van de volgens voorbeelden 5 en 6 vervaardigde papieren laten een zeer glad oppervlak zien in vergelijking tot de vellen, die losse vezels bevatten. De 35 volgens de uitvinding vervaardigde papieren vertonen geen holten in het oppervlak, zoals te zien is bij losse vezels bevattende vellen. Aangezien de in de uitvinding gebruikte vezels evenwijdig aan het oppervlak lopen, komt geen onder-

86 014 5 S

13 breking van de gerichtheid van de laagjes gedurende de bereiding van de papieren voor, wat een glad oppervlak oplevert.

Voorbeeld 7

Een gekleurd anorganisch papier werd vervaardigd door 0,5 5 gewichtsprocent chroomoxydepigment aan een 10%'s lithium fluorhectoriet suspensie toe te voegen. Na mengen van het pigment met de lithium fluorhectoriet suspensie werd een papier bereid volgens de werkwijze, beschreven in voorbeeld 11 onder toepassing van de gekleurde lithium fluorhectoriet 10 suspensie voor het aanbrengen van lagen op de glasmatten en platen. Het uiteindelijke papierprodukt had een groene kleur.

Voorbeeld 8

De werkwijze van voorbeeld 7 werd herhaald, echter werd geen rood ijzeroxydepigment gebruikt in plaats van een chroom- 15 pigment. Het uiteindelijke papierprodukt had een rode kleur.

Voorbeeld 9

De water- en vlamweerstand van de anorganische papieren, zoals bereid in voorbeelden 5 en 6 werd verbeterd door beide zijden van de gedroogde papieren met een 25 ym dikke, 30% 20 vaste stof oplossing van een 70/30 gewichtsgedeelten polysilo-xaan/silicium dioxyde anorganische bekleding te bekleden. Men liet het oplosmiddel verdampen. Bij behandeling van de papieren op deze manier bevochtigt water niet langer het papier, maar vormde druppels op het oppervlak.

25 Voorbeeld 10

Een papierachtig materiaal werd vervaardigd onder toepassing van de werkwijze, zoals beschreven in voorbeeld, behalve dat het non-woven weefsel was vervaardigd van polyester.

Voorbeeld 11 30 Een papierachtig gelamineerd composiet werd vervaardigd door een guanidinefilm op beide zijden van een met guanidine fluorhectoriet bekleed weefsel, zoals vervaardigd volgens voorbeeld 10 te lamineren.

Voorbeeld 12 35 Een papierachtig materiaal werd vervaardigd onder toepas sing van de werkwijze zoals beschreven in voorbeeld 5, behalve dat een geweven weefsel, in plaats van een non-woven weefsel, gemaakt van glasvezels werd toegepast.

86014 35 14

Voorbeeld 13

Een papierachtig gelamineerd composiet werd vervaardigd door een guanidinefilm op elke kant van een met guanidine fluorhectoriet bekleed weefsel, zoals vervaardigd volgens 5 voorbeeld 12, te lamineren.

Voorbeeld 14

Een papierachtig materiaal vervaardigd volgens de werkwijze, beschreven in voorbeeld 5, waarbij echter een driedimensionaal weefsel, vervaardigd uit nylon werd toegepast.

10 Voorbeeld 15

Een gelamineerd composiet werd vervaardigd door een guanidinefilm op een met guanidine fluorhectoriet bekleed weefsel en vervaardigd volgens voorbeeld 14 te lamineren.

Mechanische eigenschappen 15 De droge en natte treksterkte van bovengenoemd materiaal en normaal gebonden papier zijn hierna aangegeven:

Papier type Droge treksterkte(PSI) Natte treksterkte(PSI)*

Voorbeeld 5 2330 555

Voorbeeld 6 3770 600 20 Voorbeeld 12 7330 4800

Gebonden papier 3600 228 * Ondergedompeld in water gedurende 24 uren voor testen.

Zoals te zien is in bovenstaande tabel, vertonen materialen, die een weefsel omvatten dat is ingebed in een silicaat-25 matrix droge en natte treksterkten, die zeer dicht in de buurt komen of hoger zijn dan die van normaal gebonden papier.

Voorbeeld 16

Een anorganisch papier werd vervaardigd door een 21,25 x 27,5 cm grote en 4 mm dikke non-woven glasmat te bekleden 30 onder toepassing van een 0,1125 mm Byrd mes te bekleden met een 10%'s lithium fluorhectoriet suspensie. De beklede glasmat werd vervolgens ondergedompeld in 1000 ml van een .25 molair waterige oplossing van hexamethyleen diammonium diwaterstof-chloride van 60°C gedurende 10 minuten, wat resulteerde in het 35 uitvlokken van het fluorhectoriet via een ionenuitwisselings-proces. De guanidine fluorhectorietmat werd daarna uit de zoutoplossing verwijderd en gewassen met vers water om de overmaat zout te verwijderen. De beklede mat werd vervolgens 8601455 15 aan de lucht gedroogd, wat resulteerde in een flexibel, glad anorganisch papier, dat wit van kleur was.

Voorbeeld 17

Hexamethyleen ammonium fluorhectorietfilms van 21,25 x 5 27,5 cm werden gevormd door een 10%'s lithium fluorhectoriet suspensie te trekken met een 0,1125 mm Byrd mes op een 21,25 x 27,5 cm grote glasplaat te trekken, gevolgd door onderdompeling van de beklede plaat in 1000 ml van een .25 molair waterige hexamethyleen diammonium diwaterstofchloride oplos-10 sing van 60 eC. Na 10 minuten in de zoutoplossing werd de glasplaat, die de film bevatte, verwijderd en werd de overmaat zout uit de film gewassen door deze te weken in een vers water bevattend bad. Twee op deze wijze vervaardigde hexamethyleen diammonium fluorhectorietfilms werden vervolgens gelamineerd, 15 elk op iedere zijde van de hexamethyleen diammonium fluorhec-torietmat, die werd vervaardigd, zoals beschreven is in voorbeeld 16. De films en mat werden saraengeperst, terwijl ze nat waren onder toepassing van een walsperslaminator. De verkregen gelamineerde hexamethyleen diammonium fluorhecto-20 rietmat werd vervolgens hetzij in lucht of in een oven gedroogd, wat resulteerde in een sterk, flexibel, glad anorganisch papier, dat wit van kleur was.

Voorbeeld 18

Guanidine fluorhectorietfilms van 21,25 x 27,5 cm werden 25 gevormd door het trekken van een 10%'s lithium fluorhectoriet suspensie met een 0,1125 mm Byrd mes op een 21,25 x 27,5 cm glasplaat, gevolgd door onderdompeling van de beklede plaat in 1000 ml-van een 0,25 molair waterige guanidine waterstofchloride oplossing van 60°C. Na 10 minuten in de zoutoplossing 30 werd de glasplaat, welke de film bevatte, verwijderd en werd de overmaat zout uit de film gewassen door deze te weken in een vers water bevattend bad. Twee op deze wijze vervaardigde guanidine fluorhectorietfilms werden vervolgens gelamineerd, elk op één zijde van de hexamethyleen diammonium fluorhecto-35 rietmat, die werd vervaardigd, zoals beschreven is in voorbeeld 16. De films en de mat werden samengeperst, terwijl ze nat waren onder toepassing van een walsperslaminator. De verkregen gelamineerde guanidine fluorhectorietmat werd eec1455 16 vervolgens hetzij aan de lucht of in een oven gedroogd, wat resulteerde in een sterk, flexibel, glad anorganisch papier, dat wit van kleur was.

Voorbeeld 19 5 Dit voorbeeld licht het lamineren van een organische film op een ingebed weefselmateriaal volgens de onderhavige uitvinding toe.

Een gelamineerd composietmateriaal werd vervaardigd door eerst een ingebed weefselmateriaal te vormen volgens de 10 werkwijze van voorbeeld 5. Een 25 urn dikke polyvinylideen fluoridefilm werd gelamineerd onder toepassing van een warme pers bij 0,69 kilobar en 149eC gedurende 10 minuten.

8601455

Claims (24)

1. Werkwijze voor het vervaardigen van een hoge-temperatuur bestendig, anorganisch papierachtig materiaal met het kenmerk, dat deze omvat het inbedden van een weefsel in een gelaagde silicaatmatrix, waarin de matrix 5 a) een gemiddelde lading per structuureenheid heeft in het gebied van ongeveer -0,4 tot ongeveer -1 en b) interstitiële kationen bevat, gekozen uit een groep bestaande uit kationen afgeleid van guanidine en multia-mine.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de gelaagde silicaatmatrix afgeleid is van een synthetisch in een gel om te zetten silicaat, dat Li+ en/of Na+ interstitiële kationen bevat.

3. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat het 15 synthetisch silicaat synthetisch tetra-silicium mica is.

4. Werkwijze volgens conclusie 2, met hetkenmerk, dat het synthetisch silicaat synthetisch taenioliet is.

5. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat het synthetisch silicaat synthetisch hectoriet is.

6. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat genoemd synthetisch silicaat wordt bereid door een lichaam dat in hoofdzaak bestaat uit kristallen van een in water zwelbaar mica, gekozen uit de groep van fluorhectoriet, hydroxylhecto-riet, boriumfluorflogopiet, hydroxyl borium flogopiet en vaste 25 oplossingen daarvan en daartussenin en andere structureel verdraagbare soorten, gekozen uit de groep van talk, fluor-talk, polylithioniet, fluorpolylithioniet, flogopiet en fluorflogopiet, in aanraking te brengen met een polaire vloeistof gedurende een tijd die voldoende is om zwelling van 30 de kristallen te veroorzaken, gepaard gaande met de vorming van een gel.

7. Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de kristallen fluorhectoriet kristallen zijn. 8. werkwijze volgens een of meer van de conclusies 1-7, met 35 het kenmerk, dat de van guanidine afgeleiden kationen gekozen zijn uit de groep van diaminoguanidine, tetramethyl guanidine,

8 S 0 1 4 5 δ guanidine, aminoguanidine, methyl guanidine en melamine derivaten.

9. Werkwijze volgens een of meer van de conclusies 6-8, met het kenmerk, dat de polaire vloeistof water is.

10. Werkwijze volgens een of meer van de conclusies 1-9, met het kenmerk, dat de gelaagde silicaatmatrix is afgeleid van vermiculite, dat alkylammonium, de kationogene vorm van aminozuren en/of Li+ interstitiële ionen bevat.

11. Werkwijze volgens een of meer van de conclusies 1-10, met 10 het kenmerk, dat het weefsel ingebed is in de gelaagde silicaatmatrix door de stappen van a) bekleden van het weefsel met een gezwollen gelaagd-sili-caatgel, en b) laten reageren van het gezwollen gelaagd-silicaat met 15 tenminste één soort kationen, gekozen uit de groep bestaande uit van guanidine en van multiamine afgeleide kationen.

12. Werkwijze volgens een of meer van de conclusies 1-10, met het kenmerk, dat het weefsel ingebed is in de gelaagde sili- 20 caatmatrix door het weefsel te bekleden met een gevlokt mineraalmateriaal dat de gezwollen gelaagd-silicaatgel omvat.

13. Werkwijze volgens een of meer van de conclusies 1-12, waarin het weefsel een glasmat omvat.

14. Werkwijze volgens een of meer van'de conclusies 1-12, met 25 het kenmerk, dat het weefsel polyester omvat.

15. Werkwijze volgens een of meer van de conclusies 1-12, met het kenmerk, dat het weefsel polyamide omvat.

16. Werkwijze voor het vervaardigen van een hoge temperatuur bestendig composiet materiaal, met het kenmerk, dat de werkwijze omvat 30 a) het inbedden van een weefsel in een gelaagde-silicaatma-trix, waarin de matrix (i) een gemiddelde lading per structuureenheid heeft, die ligt in het gebied van ongeveer -0,4 tot ongeveer -1 en ii) interstitiële kationen bevat, die gekozen zijn uit de groep bestaande 35 uit kationen afgeleid van guanidine en multiamine; en b) het lamineren van een verdraagbare bekleding tegen tenminste één zijde van het ingebedde weefsel.

17. Werkwijze volgens conclusie 16, met het kenmerk, dat de 8601455 bekleding wordt bereid uit een gezwollen gelaagd silicaat.

18. Werkwijze volgens conclusie 16, met het kenmerk, dat de gelaagde silicaatmatrix is afgeleid van een synthetisch geleerbaar silicaat, dat Li+ en/of Na+ interstitiële kationen 5 bevat.

19. Werkwijze volgens conclusie 16, met het kenmerk, dat de gelaagde silicaatmatrix is afgeleid van vermiculiet, waarin zich alkylammonium, de kationogene vorm van aminozuren en/of Li interstitiële ionen bevinden.

20. Werkwijze volgens conclusie 16, met het kenmerk, dat de bekleding en polysiloxane/siliciumdioxyde bekleding is.

21. Een hoge temperatuurbestendig, papierachtig anorganisch materiaal, met het kenmerk, dat dit een weefsel omvat, dat is ingebed in een gelaagde silicaatmatrix, waarin de matrix 15 a) een gemiddelde lading per structuureenheid bezit, die ligt in het gebied van ongeveer -0,4 tot ongeveer -1 en b) tenminste enige interstitiële kationen bevat, die zijn gekozen uit de groep bestaande uit kationen die zijn afgeleid van guanidine en multiamine.

22. Materiaal volgens conclusie 21, met het kenmerk, dat het weefsel een glasmat omvat.

23. Materiaal volgens conclusie 21, met het kenmerk, dat het weefsel polyester omvat.

24. Materiaal volgens conclusie 21, met het kenmerk, dat het 25 weefsel polyamide omvat. 8301435