Волокнистая плита, включающая материал, содержащий карбонат кальция

Волокнистая плита, включающая материал, содержащий карбонат кальция

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящее изобретение относится к продукту - волокнистой плите, включающей волокна в количестве от 50,0 до 99,0 весовых частей (сухой вес/сухой вес, с/с), по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал в форме частиц в количестве от 1,0 до 50,0 весовых частей (с/с), по меньшей мере, одно связующее в количестве от 0,05 до 25,0 весовых частей (с/с), по меньшей мере, один воск в количестве от 0 до 5,0 весовых частей (с/с), при этом, сумма количества волокон и, по меньшей мере, одного содержащего карбонат кальция материала в форме частиц составляет 100,0 весовых частей (с/с); к способу производства такого продукта - волокнистой плиты, а также к использованию, по меньшей мере, одного содержащего карбонат кальция материала в форме частиц, характеризующегося срединным по весу размером частицы d₅₀ от 0,5 до 150,0 мкм, в качестве замены волокон в продукте - волокнистой плите, предпочтительно, плите из волокон высокой плотности (high-density fiber - HDF), плите из волокон средней плотности (medium-density fiber - MDF), плите из волокон низкой плотности (low-density fiber - LDF) или древесностружечной плите.

Продукты - волокнистые плиты (далее - «волокнистые плиты»), такие как плиты из волокон средней плотности (MDF) и плиты из волокон высокой плотности (HDF), широко используются внутри помещений для изготовления мебели, дверей, декоративной облицовки стен, полов, разделительных перегородок благодаря согласованности таких свойств, как прочность, постоянство размеров, склонность к раскалыванию, упругие свойства и простота обработки поверхности. Такие волокнистые плиты являются композиционными продуктами, включающими, главным образом, древесные волокна, соединенные друг с другом, обычно, при помощи связующего путем нагревания и под давлением. Такие продукты и способы их производства описаны в ряде документов. Например, в WO 2006/042651 А1 описаны панели из материала от слегка окрашенного до белого, изготовленные из отбеленных древесных волокон и/или волокон, подвергнутых кубовому крашению белым пигментом. DE 43 10 191 А1 относится к древесностружечным плитам, включающим неорганические ячеистые материалы и замедлитель горения. Неорганические ячеистые материалы включают ячеистый материал, изготовленный из неорганических материалов. Например, это могут быть материалы, в качестве основного компонента содержащие неорганический оксид, такой как оксид кремния или оксид алюминия, с зернистой структурой, наполненной мельчайшими замкнутыми ячейками. US 5422170 А и US 5705001 А относятся к панелям на основе древесины, для изготовления которых перемешивают древесные волокна, неорганический ячеистый материал, замедлитель горения и органическое связующее и подвергают их горячему прессованию с получением панели на основе древесины. WO 2006/016416 А1 относится к негорючей плите MDF, получаемой путем создания воздухопроницаемого неорганического пленочного покрытия толщиной от 0,2 до 2 мм на поверхности плиты MDF, полученной путем соединения замедлителя горения, а также древесных волокон и клея, и формования путем горячего прессования, после ее изготовления. WO 2006/111458 А1 относится к ламинату высокого давления, включающему первый слой пропитанной смолой бумаги и, по меньшей мере, один армированный волокнами покровный слой. WO 2012/038076 А1 относится к огнестойкому ламинату, который отличается низкой теплотворной способностью≤3 МДж/кг по ISO 1716, содержащему множество тонких минеральных волокон или стекловолокнистых матов с различными функциональными свойствами и составом. US 2004/0258898 А1 относится к способу производства огнестойких композиционных панелей, включающему: создание водной суспензии частично растворимых солей бора; добавление клея к древесному материалу; и раздельное добавление указанной водной суспензии к указанному древесному материалу с целью его огнезащиты.

Кроме того, на рынке имеются бумажные продукты, содержащие волокна и материал в форме частиц. Например, WO 2009/074491 А1 относится к органическим волокнам с минерализованной поверхностью, включающим органические волокна с длиной в миллиметровом диапазоне, на поверхность которых, по меньшей мере частично, нанесены при помощи связующих высокодисперсные наночастицы карбоната щелочноземельного металла, к способу производства таких органических волокон с минерализованной поверхностью, их водных суспензий, к их использованию при изготовлении бумаги, при обработке поверхности бумаги, пластмассы, цемента и глины, в красках и лаках. US 2010/182890 А1 относится к препрегу, который может быть получен путем пропитки декоративной бумаги-основы пропиточным раствором смолы, содержащим, по меньшей мере, один полимерный латекс и, по меньшей мере, один модифицированный крахмал с определенным молекулярновесовым распределением. ЕР 1 036 881 А1 относится к исходной бумаге для ламинирования, состоящей из целлюлозных волокон и заполнителей и образованной из бумажной массы, представляющей собой целлюлозную смесь, содержащую немодифицированную и катиономодифицированную целлюлозу. Целлюлозные волокна модифицированы соединением четвертичного аммония с глицидильными группами. Катиономодифицированная целлюлоза составляет, по меньшей мере, 5% вес. целлюлозной смеси, при этом, для модификации использована коротковолокнистая целлюлоза. Наполнитель представляет собой оксид титана, карбонат кальция, каолин, тальк или их смесь. ЕР 0 705 939 А1 относится к бумаге-основе для декоративных покрытий, изготовленной из бумажного материала, содержащего целлюлозные волокна, наполнитель(наполнители) и катионогенную смолу для повышения влагостойкости, которая также содержит анионогенные неорганические частицы.

Хотя на рынке уже имеется большое разнообразие волокнистых плит со специализированным набором свойств, включая прочность, свойства упругости, огнестойкость и технологичность при последующей обработке, общим недостатком указанных волокнистых плит является то, что их основной компонент, древесные волокна, относится к органическим возобновляемым ресурсам, доступность которых снижается, а цена растет из-за повышения спроса со стороны сектора получения энергии из биомассы.

Следовательно, в данной области техники постоянно имеется потребность в волокнистых плитах, в которых, по меньшей мере, часть исходного материала, относящегося к органическим возобновляемым ресурсам, заменена альтернативным материалом, тогда как существенные свойства, такие как прочность на изгиб, прочность внутреннего сцепления, разбухание по толщине, свойства упругости и технологичность при последующей обработке, неизменны или улучшены.

Таким образом, целью настоящего изобретения является обеспечение волокнистой плиты, в которой, по меньшей мере, часть исходного материала, относящегося к органическим возобновляемым ресурсам, заменена альтернативным материалом. Дополнительной целью является обеспечение волокнистой плиты, в которой набор существенных свойств, таких как прочность на изгиб, прочность внутреннего сцепления, разбухание по толщине, свойства упругости и технологичность при последующей обработке, сохранен или улучшен.

Изложенные и другие цели достигаются посредством предмета изобретения, определенного в настоящем документе в пункте 1 формулы изобретения.

Преимущественные варианты осуществления соответствующего изобретению продукта - волокнистой плиты - определены в соответствующих зависимых пунктах формулы изобретения.

В соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения им обеспечивается волокнистая плита. Эта волокнистая плита включает:

а) волокна в количестве от 50,0 до 99,0 весовых частей (с/с) относительно общего сухого веса волокон и, по меньшей мере, одного содержащего карбонат кальция материала в форме частиц, при этом, волокна в количестве

i) от 0 до 20,0% вес. относительно общего количества сухих волокон имеют размер, соответствующий ситовой фракции сита с размером ячеек 0,05 мм,

ii) от 50,0 до 90,0% вес. относительно общего количества сухих волокон имеют размер, соответствующий ситовой фракции сита с размером ячеек 1,0 мм, и

iii) от 70,0 до 100,0% вес. относительно общего количества сухих волокон имеют размер, соответствующий ситовой фракции сита с размером ячеек 3,0 мм, при определении посредством ситового анализа,

b) по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал в форме частиц в количестве от 1,0 до 50,0 весовых частей (с/с) относительно общего сухого веса волокон и, по меньшей мере, одного содержащего карбонат кальция материала в форме частиц, при этом, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал в форме частиц характеризуется срединным по весу размером частицы d₅₀ от 0,5 до 150,0 мкм, и, дополнительно,

с) по меньшей мере, одно связующее в количестве от 0,05 до 25,0 весовых частей (с/с) относительно общего сухого веса волокон и, по меньшей мере, одного содержащего карбонат кальция материала в форме частиц и

d) по меньшей мере, один воск в количестве от 0 до 5,0 весовых частей (с/с) относительно общего сухого веса волокон и, по меньшей мере, одного содержащего карбонат кальция материала в форме частиц,

при этом, сумма количества волокон и, по меньшей мере, одного содержащего карбонат кальция материала в форме частиц составляет 100,0 весовых частей (с/с) относительно общего сухого веса волокон и, по меньшей мере, одного содержащего карбонат кальция материала в форме частиц.

Авторами изобретения неожиданно обнаружено, что описанная волокнистая плита, соответствующая изобретению, включает меньшее количество исходных материалов, относящихся к органическим возобновляемым ресурсам, тогда как ее существенные свойства, такие как прочность на изгиб, прочность внутреннего сцепления, разбухание по толщине, свойства упругости и технологичность при последующей обработке, неизменны или улучшены. Более конкретно, авторами изобретения обнаружено, что до 25,0 вес. частей общего количества сухих волокон в волокнистой плите могут быть заменены, по меньшей мере, одним содержащим карбонат кальция материалом в форме частиц со срединным по весу размером частиц d₅₀ от 0,5 до 150,0 мкм.

Следует понимать, что в контексте настоящего изобретения следующие термины имеют следующее значение:

Термин «содержащий карбонат кальция материал» означает материал, который включает, по меньшей мере, 50,0% вес. карбоната кальция относительно общего сухого веса содержащего карбонат кальция материала.

В контексте настоящего изобретения срединный по весу диаметр частицы d₅₀ означает диаметр, относительно которого х% вес. частиц имеют размер менее d_x. Это означает, что величина d₂₀ представляет собой размер частицы, меньше которого 20,0% вес. всех частиц, а величина d₈₀ означает размер частицы, меньше которого 80,0% вес. всех частиц. Таким образом, величина d₅₀ представляет собой срединный по весу размер частицы, т.е., 50,0% вес. всех частиц больше или меньше, чем этот размер частицы. В контексте настоящего изобретения, если не указано иное, размер частиц указывается как срединный по весу размер частицы d₅₀. Срединный по весу диаметр, по меньшей мере, одного содержащего карбонат кальция материала в форме частиц измеряли методом дифрактометрии. В соответствии с этим методом размер частицы определяется путем измерения интенсивности света, рассеиваемого при прохождении лазерного луча сквозь диспергированный образец материала в форме частиц. Измерения проводили при помощи прибора Mastersizer 2000 или Mastersizer 3000 производства Malvern Instruments Ltd. (работающего с версией 1.04 системного программного обеспечения). Размер волокон измеряли путем ситового анализа. Измерения проводили при помощи воздуходувного сита Alpine e200 LS производства HOSOKAWA ALPINE AG, Германия.

Термин «связующее» используется в контексте настоящего изобретения для обозначения соединения или смеси соединений, которые традиционно применяют для связывания друг с другом двух или более материалов для образования композиционного материала.

Когда в настоящем описании и формуле изобретения используется термин «содержащий», он не исключает других неуказанных элементов большей или меньшей функциональной важности. В контексте настоящего изобретения термин «состоящий из» рассматривается как предпочтительный вариант осуществления термина «содержащий». Если в настоящем документе определено, что некоторая группа содержит, по меньшей мере, определенное число вариантов осуществления, это также следует понимать как раскрытие группы, которая, предпочтительно, состоит только из этих вариантов осуществления.

Во всех случаях использования терминов «включающий» или «имеющий» они имеют значение, эквивалентное термину «содержащий», определенному выше.

Если неопределенный или определенный артикль (в тексте на английском языке), например, «а», «an» или «the», использован с существительным в единственном числе, и если специально не указано что-либо иное, при этом также охватывается множественное число данного существительного.

Такие термины, как «получаемый» или «определяемый» и «полученный» или «определенный», используются как взаимозаменяемые. Например, это означает, что, если контекст явно не указывает на иное, термин «полученный» не означает указания, например, на то, что некоторый вариант осуществления обязательно должен быть получен, например, посредством определенной последовательности стадий, следующей за термином «полученный», даже если такое ограниченное понимание, вообще, охватывается терминами «полученный» или «определенный» в качестве предпочтительного варианта осуществления.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения, им обеспечивается способ производства волокнистой плиты. Этот способ включает следующие стадии:

а) обеспечение волокон в сухой форме или в форме водной суспензии,

b) обеспечение, по меньшей мере, одного содержащего карбонат кальция материала в форме частиц,

c) обеспечение, по меньшей мере, одного связующего и, необязательно, по меньшей мере, одного воска,

d) соединение волокон стадии а) одновременно или по отдельности в любом порядке с, по меньшей мере, одним содержащим карбонат кальция материалом в форме частиц стадии b) и, по меньшей мере, одним связующим и необязательным, по меньшей мере, одним воском стадии с) с получением смеси пропитанных смолой волокон и содержащего карбонат кальция материала,

e) формирование слоя из смеси пропитанных смолой волокон и содержащего карбонат кальция материала и

f) прессование слоя с получением твердой волокнистой плиты.

В соответствии с одним из вариантов осуществления данного способа, технологическую стадию d) осуществляют так, чтобы одновременно соединить волокна с, по меньшей мере, одним содержащим карбонат кальция материалом в форме частиц стадии b) и, по меньшей мере, одним связующим и необязательным, по меньшей мере, одним воском стадии с). В соответствии с другим вариантом осуществления данного способа, технологическую стадию d) осуществляют так, что волокна соединяют по отдельности, по меньшей мере, с одним содержащим карбонат кальция материалом в форме частиц стадии b) и с, по меньшей мере, одним связующим и необязательным, по меньшей мере, одним воском стадии с), предпочтительно, волокна сначала соединяют с, по меньшей мере, одним связующим и необязательным, по меньшей мере, одним воском стадии с), а затем с, по меньшей мере, одним содержащим карбонат кальция материалом в форме частиц стадии b). В еще одном варианте осуществления данного способа, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал в форме частиц обеспечивается а) в порошкообразной форме или b) в форме водной суспензии, включающей содержащий карбонат кальция материал в количестве от 1,0 до 80,0% вес., предпочтительно, от 30,0 до 78,0% вес., более предпочтительно, от 50,0 до 78,0% вес., наиболее предпочтительно, от 70,0 до 78,0% вес. относительно общего веса водной суспензии. В соответствии с одним из вариантов осуществления данного способа, технологическую стадию d) осуществляют в выдувной системе и/или смесителе. В соответствии с другим вариантом осуществления данного способа, соединение волокон, по меньшей мере, с одним содержащим карбонат кальция материалом в форме частиц стадии d) осуществляют до, во время или после добавления, по меньшей мере, одного связующего и необязательного, по меньшей мере, одного воска в выдувной системе и/или смесителе, предпочтительно, во время или после добавления, по меньшей мере, одного связующего и необязательного, по меньшей мере, одного воска в выдувной системе и/или смесителе.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения, им обеспечивается использование, по меньшей мере, одного содержащего карбонат кальция материала в форме частиц в качестве заменителя волокон в волокнистой плите, предпочтительно, плите из волокон высокой плотности (HDF), плите из волокон средней плотности (MDF), плите из волокон низкой плотности (LDF) или древесностружечной плите. По меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал в форме частиц характеризуется срединным по весу размером частицы d₅₀ от 0,5 до 150,0 мкм.

В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал в форме частиц представляет собой доломит и/или, по меньшей мере, один размолотый карбонат кальция (ground calcium carbonate - GCC), предпочтительно, по меньшей мере, один размолотый карбонат кальция (GCC), выбранный из группы, включающей мрамор, мел, известняк и их смеси, и/или, по меньшей мере, один осажденный карбонат кальция (precipitated calcium carbonate - РСС), предпочтительно, по меньшей мере, один осажденный карбонат кальция (РСС), выбранный из группы, включающей одну или несколько арагонитовых, ватеритовых и кальцитовых минералогических кристаллических форм.

В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал в форме частиц характеризуется а) срединным по весу размером частицы d₅₀ от 0,7 мкм до 100,0 мкм, более предпочтительно, от 1,0 мкм до 50,0 мкм, наиболее предпочтительно, от 2,1 мкм до 40,0 мкм и/или b) удельной площадью поверхности от 0,5 до 200,0 м²/г, более предпочтительно, от 0,5 до 100,0 м²/г, наиболее предпочтительно, от 0,5 до 50,0 м²/г, измеренной способом ВЕТ по адсорбции азота.

В соответствии с еще одним вариантом осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал в форме частиц состоит из карбоната кальция в количестве ≥50,0% вес., предпочтительно, ≥90,0% вес., более предпочтительно, ≥95,0% вес., наиболее предпочтительно, ≥97,0% вес. относительно общего сухого веса содержащего карбонат кальция материала.

В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения, волокна получены из древесины мягких пород, древесины твердолиственных пород, недревесных волокнистых растений и их смесей.

В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения, волокнистая плита содержит волокнистый материал, состоящий из волокон и, по меньшей мере, одного содержащего карбонат кальция материала в форме частиц, при этом, доля волокон в указанном волокнистом материале составляет от 99,0 до 50,0% вес., предпочтительно, от 99,0 до 75,0% вес., более предпочтительно, от 99,0 до 80,0% вес., наиболее предпочтительно, от 97,0 до 88,0% вес. относительно общего сухого веса волокон и, по меньшей мере, одного содержащего карбонат кальция материала в форме частиц.

В соответствии с еще одним вариантом осуществления настоящего изобретения, волокнистая плита включает волокна в количестве от 75,0 до 99,0 вес. частей (с/с) и, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал в форме частиц в количестве от 1,0 до 25,0 вес. частей (с/с) относительно общего сухого веса волокон и, по меньшей мере, одного содержащего карбонат кальция материала в форме частиц.

В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, одно связующее выбрано из группы, включающей фенолформальдегидную смолу (PF), мочевиноформальдегидную смолу (UF), меламиноформальдегидную смолу (MF), меламиномочевиноформальдегидную смолу (MUF), мочевиномеламиноформальдегидную смолу (UMF), мочевиномеламинофенолформальдегидную смолу (UMPF), эпоксидную смолу, метилендифенилдиизоцианатную смолу (MDI), полиуретановую смолу (PU) и их смеси.

В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения, волокнистая плита дополнительно включает, по меньшей мере, одно соединение, выбранное из группы, включающей красители, наполнители, дисперсанты, биоциды, отвердители и замедлители горения.

В соответствии с еще одним вариантом осуществления настоящего изобретения, волокнистая плита характеризуется плотностью от 35 до 1100 кг/м³, предпочтительно, от 250 до 900 кг/м³, наиболее предпочтительно, от 600 до 800 кг/м³ и толщиной от 1,0 до 300,0 мм, предпочтительно, от 2,0 до 40,0 мм, более предпочтительно, от 4,0 до 20 мм.

Как указано выше, волокнистая плита настоящего изобретения включает волокна, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал в форме частиц и, по меньшей мере, одно связующее, как указано в пунктах а), b) и с). Далее изложены дополнительные подробности настоящего изобретения, особенно в отношении указанных пунктов, характеризующих волокнистую плиту настоящего изобретения.

В соответствии с пунктом а) настоящего изобретения, волокнистая плита включает волокна в количестве от 50,0 до 99,0 вес. частей (с/с) относительно общего сухого веса волокон и, по меньшей мере, одного содержащего карбонат кальция материала в форме частиц.

Принимается во внимание, что волокнистая плита может включать один или несколько типов волокон.

Таким образом, волокнистая плита может включать волокна одного типа. В качестве альтернативы, волокнистая плита может включать смесь волокон двух или нескольких типов. Например, волокнистая плита может включать смесь волокон двух или трех типов. Предпочтительно, волокнистая плита включает волокна одного типа.

Кроме того, волокна могут иметь форму отдельных волокон или пучков волокон.

Принимается во внимание, что волокна, присутствующие в волокнистой плите, соответствующей настоящему изобретению, не ограничиваются определенными волокнами при условии, что они пригодны для изготовления волокнистых плит.

Предпочтительно, волокна являются древесными или недревесными волокнами. Термин «древесные» волокна в контексте настоящего изобретения соответствует общепринятому определению, т.е., древесина представляет собой волокнистую твердую материю, образующую большую часть ствола и ветвей деревьев мягких и твердолиственных пород. Термин «недревесные» волокна в контексте настоящего изобретения означает любой волокнистый материал, источником которого не является древесина, т.е., «недревесной» является волокнистая материя, образующая большинство растений.

В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения, источником волокон являются деревья мягких пород, твердолиственных пород, недревесные волокнистые растения и их смеси.

Одним из требований в отношении описываемой волокнистой плиты является то, что указанная плита включает волокна определенного размера. Таким образом, требуется, чтобы волокна в количестве

i) от 0 до 20,0% вес. относительно общего количества сухих волокон имели размер, соответствующий ситовой фракции сита с размером ячеек 0,05 мм,

ii) от 50,0 до 90,0% вес. относительно общего количества сухих волокон имели размер, соответствующий ситовой фракции сита с размером ячеек 1,0 мм, и

iii) от 70,0 до 100,0% вес. относительно общего количества сухих волокон имели размер, соответствующий ситовой фракции сита с размером ячеек 3,0 мм.

Размер волокон измеряют посредством ситового анализа, при помощи воздуходувного сита Alpine e200 LS производства HOSOKAWA ALPINE AG, Германия.

Конкретными примерами волокон, пригодных для изготовления волокнистой плиты, являются волокна сосны, ели, канадской ели, тсуги западной, осины, эвкалипта, кипариса, тополя, кедра, бука, дуба, березы, клена, бамбука, злаковых, водорослей, семян, фруктов и их смеси.

Еще одним требованием в отношении описываемой волокнистой плиты является то, что она включает волокна в количестве от 50,0 до 99,0 вес. частей (с/с) относительно общего сухого веса волокон и, по меньшей мере, одного содержащего карбонат кальция материала в форме частиц. Предпочтительно, волокнистая плита включает волокна в количестве от 75,0 до 99,0 вес. частей (с/с) относительно общего сухого веса волокон и, по меньшей мере, одного содержащего карбонат кальция материала в форме частиц. Более предпочтительно, волокнистая плита включает волокна в количестве от 80,0 до 99,0 вес. частей (с/с) относительно общего сухого веса волокон и, по меньшей мере, одного содержащего карбонат кальция материала в форме частиц. Наиболее предпочтительно, волокнистая плита включает волокна в количестве от 88,0 до 97,0 вес. частей (с/с) относительно общего сухого веса волокон и, по меньшей мере, одного содержащего карбонат кальция материала в форме частиц.

Другим существенным компонентом настоящей волокнистой плиты является, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал в форме частиц. Этот, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал в форме частиц служит для заменены волокон и, таким образом, уменьшения количества исходных материалов, относящихся к органическим возобновляемым ресурсам, в волокнистой плите.

Термин «по меньшей мере» один содержащий карбонат кальция материал в форме частиц в контексте настоящего изобретения означает, что содержащий карбонат кальция материал в форме частиц содержит, предпочтительно, состоит из одного или нескольких содержащих карбонат кальция материалов в форме частиц.

В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал в форме частиц включает, предпочтительно, состоит из одного содержащего карбонат кальция материала в форме частиц. В качестве альтернативы, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал в форме частиц включает, предпочтительно, состоит из двух или более содержащих карбонат кальция материалов в форме частиц. Например, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал в форме частиц включает, предпочтительно, состоит из двух или трех содержащих карбонат кальция материалов в форме частиц.

Предпочтительно, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал в форме частиц включает, более предпочтительно, состоит из одного содержащего карбонат кальция материала в форме частиц.

Термин, по меньшей мере, один «содержащий карбонат кальция материал в форме частиц» в контексте настоящего изобретения относится к твердому соединению, которое включает карбонат кальция.

В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал в форме частиц выбран из доломита, по меньшей мере, одного размолотого карбоната кальция (GCC), по меньшей мере, одного осажденного карбоната кальция (РСС) и их смесей.

«Доломит» в контексте настоящего изобретения означает карбонатный кальциево-магниевый минерал с химическим составом СаMg(CO₃)₂ («CaCO₃⋅MgCO₃»). Доломитовые минералы содержат, по меньшей мере, 30,0% вес. MgCO₃ относительно общего веса доломита, предпочтительно, более 35,0% вес., более 40,0% вес., обычно, от 45,0 до 46,0% вес. MgCO₃.

«Размолотый карбонат кальция» (GCC) в контексте настоящего изобретения означает карбонат кальция, полученный из природных источников, таких как известняк, мрамор или мел, и прошедший мокрую и/или сухую обработку, такую как размол, просеивание и/или фракционирование, например, при помощи циклона или сортировочной установки. В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения, GCC получен путем сухого размола. В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения, GCC получен путем мокрого размола и последующей сушки.

Вообще, стадия размола может быть осуществлена при помощи любого обычного размольного устройства, например, в таких условиях, когда измельчение происходит, преимущественно, за счет соударений со вторым телом, т.е., в одном или нескольких из следующих устройств: шаровой мельнице, стержневой барабанной мельнице, вибрационной мельнице, вальцовой дробилке, турбинной дробилке, вертикальной бисерной мельнице, фрикционной мельнице, штифтовой мельнице, молотковой мельнице, мельнице тонкого помола, измельчителе, разрыхлителе, ножевидном режущем устройстве или другом подобном устройстве, известном специалистам. В том случае, когда содержащий карбонат кальция материал в форме частиц включает содержащий карбонат кальция материал мокрого размола, стадия размола может быть осуществлена в условиях самоизмельчения и/или в горизонтальной шаровой мельнице и/или при помощи другого подобного способа, известного специалистам. Полученный мокрым способом размолотый содержащий карбонат кальция материал может быть промыт и обезвожен хорошо известными способами, например, путем флоккуляции, фильтрации или принудительного выпаривания, а затем высушен. Последующая стадия сушки может быть осуществлена как одностадийная операция, например, распылительная сушка, или, по меньшей мере, как двухстадийная операция. Также общеизвестно, что содержащий карбонат кальция материал может быть подвергнут обработке на стадии обогащения (такой как флотация, выщелачивание или магнитное разделение) с целью удаления примесей.

В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения GCC выбран из группы, включающей мрамор, мел, известняк и их смеси.

«Осажденный карбонат кальция» (РСС) с контексте настоящего изобретения означает искусственный материал, как правило, получаемый путем осаждения вследствие реакции между диоксидом углерода и известью в водной среде или путем осаждения при соединении кальция и карбонат-ионов в воде. РСС может иметь одну или несколько из следующих минералогических кристаллических форм: арагонитовую, ватеритовую и кальцитовую. Предпочтительно, РСС имеет одну из следующих минералогических кристаллических форм: арагонитовую, ватеритовую и кальцитовую.

Арагонит, обычно, имеет игловидную форму, тогда как ватерит принадлежит к гексагональным кристаллическим системам. Кальцит может образовывать скаленоэдрические, призматические, сферические и ромбоэдрические формы. РСС может быть произведен разными способами, например, путем осаждения извести диоксидом углерода или способом Сольве, при котором РСС является побочным продуктом производства аммиака. Полученная суспензия РСС может быть механически обезвожена и высушена.

Является предпочтительным, чтобы, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал в форме частиц включал, по меньшей мере, один размолотый карбонат кальция (GCC), предпочтительно, по меньшей мере, один размолотый карбонат кальция (GCC), выбранный из группы, включающей мрамор, мел, известняк и их смеси. В одном из предпочтительных вариантов осуществления изобретения, по меньшей мере, один размолотый карбонат кальция (GCC) представляет собой мрамор или мел.

Помимо карбоната кальция, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал в форме частиц может содержать другие оксиды металлов, такие как диоксид титана и/или триоксид алюминия, гидроксиды металлов, такие как тригидроксид алюминия, соли металлов, такие как сульфаты, силикаты, такие как тальк и/или каолиновая глина и/или слюда, карбонаты, такие как карбонат магния и/или гипс, сатинит и их смеси.

В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения, количество карбоната кальция в, по меньшей мере, одном содержащем карбонат кальция материале в форме частиц составляет ≥50,0% вес., предпочтительно, ≥90,0% вес., более предпочтительно, ≥95,0% вес., наиболее предпочтительно, ≥97,0% вес. относительно общего сухого веса содержащего карбонат кальция материала.

Особым требованием настоящего изобретения является то, что, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал в форме частиц характеризуется срединным по весу размером частицы d₅₀ от 0,5 до 150,0 мкм, измеренным при помощи прибора Mastersizer 2000 или Mastersizer 3000.

В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал в форме частиц характеризуется срединным по весу размером частицы d₅₀ от 0,7 мкм до 100,0 мкм, более предпочтительно, от 1,0 мкм до 50,0 мкм, наиболее предпочтительно, от 2,1 мкм до 40,0 мкм, измеренным при помощи прибора Mastersizer 2000 или Mastersizer 3000.

В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал в форме частиц характеризуется срединным по весу размером частицы d₅₀ от 2,1 мкм до 150,0 мкм, предпочтительно, от 2,1 мкм до 100,0 мкм, более предпочтительно, от 2,1 мкм до 50,0 мкм, наиболее предпочтительно, от 2,1 мкм до 40,0 мкм, измеренным при помощи прибора Mastersizer 2000 или Mastersizer 3000.

По меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал в форме частиц может иметь верхний предел размера частиц, например, менее 150,0 мкм. Термин «верхний предел» (максимальный размер) в контексте настоящего изобретения означает величину размера частиц, меньше которой, по меньшей мере, 98,0% вес. частиц материала. Предпочтительно, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал в форме частиц имеет верхний предел размера частиц менее 140,0 мкм, более предпочтительно, менее 120,0 мкм.

Дополнительно или в качестве альтернативы, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал в форме частиц характеризуется удельной площадью поверхности от 0,5 до 200,0 м²/г, более предпочтительно, от 0,5 до 100,0 м²/г, наиболее предпочтительно, от 0,5 до 50,0 м²/г при измерении способом ВЕТ по адсорбции азота.

Термин «удельная площадь поверхности» (в м²/г), по меньшей мере, одного содержащего карбонат кальция материала в форме частиц в контексте настоящего изобретения измеряется с использованием способа ВЕТ, который хорошо известен специалистам (ISO 9277:1995).

Принимается во внимание, что волокнистая плита включает, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал в форме частиц в количестве от 1,0 до 50,0 вес. частей (с/с) относительно общего сухого веса волокон и, по меньшей мере, одного содержащего карбонат кальция материала в форме частиц.

Термин «сухой» в отношении, по меньшей мере, одного содержащего карбонат кальция материала в форме частиц понимается как означающий материал, содержащий менее 0,3% вес. воды относительно веса, по меньшей мере, одного содержащего карбонат кальция материала в форме частиц. Процентное содержание воды определяется в соответствии с кулонометрическим методом Карла Фишера, при этом, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал в форме частиц нагревают до 220°С и определяют количество воды, испарившейся и отделенной при помощи потока газообразного азота (расход 100 мл/мин), в кулонометрическом устройстве Карла Фишера.

Термин «сухой» в отношении волокон понимается как означающий абсолютно сухие волокна, содержащие 0% вес. воды относительно веса волокон. «Абсолютно сухие волокна» получают путем обработки волокон при 103°С до достижения постоянного веса в соответствии с DIN 52 183.

Предпочтительно, волокнистая плита включает, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал в форме частиц в количестве от 1,0 до 25,0 вес. частей (с/с) относительно общего сухого веса волокон и, по меньшей мере, одного содержащего карбонат кальция материала в форме частиц. Более предпочтительно, волокнистая плита включает, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал в форме частиц в количестве от 1,0 до 20,0 вес. частей (с/с) относительно общего сухого веса волокон и, по меньшей мере, одного содержащего карбонат кальция материала в форме частиц. Наиболее предпочтительно, волокнистая плита включает, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал в форме частиц в количестве от 3,0 до 12,0 вес. частей (с/с) относительно общего сухого веса волокон и, по меньшей мере, одного содержащего карбонат кальция материала в форме частиц.

Одним из требований в отношении данной волокнистой плиты является то, чт