ОРГАНИЧЕСКИЕ ВОЛОКНА С МИНЕРАЛИЗИРОВАННОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ

1. Органические волокна с минерализированной поверхностью, включающие органические волокна, покрытые, по меньшей мере, частично композицией, включающей наночастицы карбонатов щелочноземельного металла при помощи связующего, отличающиеся тем, что
- длина устойчивых органических волокон находится в миллиметровом диапазоне и сферический эквивалентный диаметр наночастиц карбонатов щелочноземельного металла находится в нанометровом диапазоне; и
- связующим является сополимер, включающий в качестве мономеров одну или более дикарбоновых кислот; один или более мономеров из группы диаминов, триаминов, диалканоламинов или триалканоламинов; и эпихлоргидрин.
2. Органические волокна с минерализированной поверхностью по п.1, отличающиеся тем, что органические волокна состоят из устойчивых материалов, и предпочтительно тем, что органические волокна выбраны из группы, включающей древесные волокна, целлюлозные волокна и хлопковые волокна.
3. Органические волокна с минерализированной поверхностью по п.1 или 2, отличающиеся тем, что органические волокна в основном имеют длину от около 0,1 мм до около 9,9 мм, предпочтительно от около 0,5 мм до около 7,5 мм, в частности от около 1 мм до около 5 мм, например 3 мм, или их смеси.
4. Органические волокна с минерализированной поверхностью по п.1 или 2, отличающиеся тем, что ширина или толщина органических волокон находится в диапазоне от 10 мкм до около 1000 мкм, предпочтительно от около 20 мкм до около 750 мкм, в частности от около 50 мкм до около 200 мкм, например 100 мкм.
5. Органические волокна с минерализированной поверхностью по п.1 или 2, отличающиеся тем, что соотношение длина/ширина или соотношение длина/высота органических волокон равно 1:1-100:1; для целлюлозы предпочтительно, по меньшей мере, 25:1, более предпочтительно, по меньшей мере, 50:1, еще лучше, по меньшей мере, 75:1, наиболее предпочтительно, по меньшей мере, 100:1 и для древесной массы предпочтительно 2:1-10:1.
6. Органические волокна с минерализированной поверхностью по п.1 или 2, отличающиеся тем, что наночастицы карбонатов щелочноземельного металла выбраны из группы, включающей природный измельченный карбонат кальция, природный и/или синтетический осажденный карбонат кальция, смешанные карбонаты, такие как доломит, и их смеси, причем указанный природный измельченный карбонат кальция предпочтительно выбран из группы, состоящей из мрамора, известняка, мела и их смесей, указанный природный и/или синтетический осажденный карбонат кальция, имеющий предпочтительно структуру кристалла ватерита, кальцита или арагонита, и указанный доломит предпочтительно являлся измельченной природной породой доломита, содержащей, по меньшей мере, 50 вес.%, предпочтительно более чем 75 вес.% минерала доломита, более предпочтительно более чем 90 вес.%, особенно предпочтительно более чем 98 вес.% минерала доломита.
7. Органические волокна с минерализированной поверхностью по п.1 или 2, отличающиеся тем, что от 90% до 100%, предпочтительно от 92% до 99%, более предпочтительно от 94% до 98%, особенно предпочтительно от 96% до 98%, например 97±0,5% наночастиц карбонатов щелочноземельного металла, на основе количества N наночастиц карбонатов щелочноземельного металла, имеют сферический эквивалентный диаметр менее чем 200 нм, например в диапазоне от 20 нм до 200 нм или от 50 нм до 180 нм, предпочтительно менее чем 150 нм, например в диапазоне от 70 нм до 150 нм, даже более предпочтительно менее чем 100 нм.
8. Органические волокна с минерализированной поверхностью по п.1 или 2, отличающиеся тем, что частицы карбонатов щелочноземельного металла предпочтительно перемолоты до сферического эквивалентного диаметра одним или несколькими этапами сухого или мокрого помола, предпочтительно несколькими, например одним или двумя сухими и/или влажными, предпочтительно водными, этапами помола.
9. Органические волокна с минерализированной поверхностью по п.8, отличающиеся тем, что частицы карбонатов щелочноземельного металла диспергированы и/или перемолоты в форме водной взвеси, имеющей содержание твердых веществ карбоната щелочноземельного металла более чем 10 вес.%, более чем 20 вес.%, например 15-30 вес.%, предпочтительно более чем 30 вес.%, более предпочтительно более чем 50 вес.%, например при содержании твердых веществ 65-68 вес.%, особенно предпочтительно более чем 70 вес.%, например при содержании твердых веществ 72-80 вес.%.
10. Органические волокна с минерализированной поверхностью по п.8, отличающиеся тем, что частицы карбонатов щелочноземельного металла диспергированы и/или перемолоты в присутствии одного или более вспомогательных средств помола и/или диспергаторов, в частности, когда они присутствуют в водной взвеси, имеющей содержание твердых веществ более чем 10 вес.%, еще лучше более чем 30 вес.%, более предпочтительно более чем 60 вес.%.
2
2
11. Органические волокна с минерализированной поверхностью по п.10, отличающиеся тем, что диспергаторы и/или вспомогательные средства помола присутствуют в количестве от 0,2 до 1 мг/м площади поверхности наночастиц, предпочтительно в количестве от 0,3 до 0,7 мг/м площади поверхности наночастиц.
12. Органические волокна с минерализированной поверхностью по п.10, отличающиеся тем, что соотношение количества диспергатора к количеству связующего в органических волокнах с минерализированной поверхностью, каждое на основе содержания твердых веществ, равно 1:5-1:20, например 1:10.
13. Органические волокна с минерализированной поверхностью по п.1 или 2, отличающиеся тем, что они содержат на основе общего сухого веса волокон и наночастиц от 5 до 50 вес.%, предпочтительно от 10 до 30 вес.%, более предпочтительно от 17 до 27 вес.%, например 25 вес.% волокон.
14. Органические волокна с минерализированной поверхностью по п.1 или 2, отличающиеся тем, что они содержат на основе общего сухого веса волокон и наночастиц от 95 вес.% до 50 вес.%, предпочтительно от 90 вес.% до 70 вес.%, более предпочтительно от 87 вес.% до 73 вес.%, например 75 вес.% наночастиц карбонатов щелочноземельного металла.
15. Органические волокна с минерализированной поверхностью по п.1 или 2, отличающиеся тем, что волокна и наночастицы карбоната щелочноземельного металла присутствуют в соотношении предпочтительно 1:20, в частности в соотношении 1:4, более предпочтительно в соотношении 1:3 или 1:2, в частности в соотношении 1:1 или 1:10 на основе сухого веса.
2
10
3
9
4
8
5
7
16. Органические волокна с минерализированной поверхностью по п.1 или 2, отличающиеся тем, что насыщенные или ненасыщенные, разветвленные или неразветвленные С-С дикарбоновые кислоты, предпочтительно С-С дикарбоновые кислоты, C-C дикарбоновые кислоты, C-C дикарбоновые кислоты, в частности адипиновая кислота, применяются как мономер дикарбоновой кислоты связующего.
17. Органические волокна с минерализированной поверхностью по п.1 или 2, отличающиеся тем, что линейные и разветвленные, замещенные и незамещенные диамины и триамины и диалканоламины и триалканоламины, в частности N-(2-аминоэтил)-1,2-этандиамин, диэтаноламин, N-алкил-диалканоламины, такие как N-метил и N-этилдиэтаноламин, и триэтаноламин применяется как мономеры диамина, триамина, диалканоламина или триалканоламина связующего.
18. Органические волокна с минерализированной поверхностью по п.1 или 2, отличающиеся тем, что связующим является сополимер адипиновой кислоты с N-(2-аминоэтил)-1,2-этандиамином и эпихлоргидрином.
19. Органические волокна с минерализированной поверхностью по п.1 или 2, отличающиеся тем, что связующее является катионно заряженным.
20. Органические волокна с минерализированной поверхностью по п.1 или 2, отличающиеся тем, что связующее частично или полностью нейтрализовано анионными полимерами, например полиакрилатами натрия, имеющими Mw (молекулярный вес) от 25000 г/моль до 28000 г/моль или поливинилсульфатами натрия.
21. Органические волокна с минерализированной поверхностью по п.1 или 2, отличающиеся тем, что на основе общего сухого веса органических волокон с минерализированной поверхностью они содержат от около 0,3 вес.% до около 10 вес.%, предпочтительно от около 0,5 вес.% до около 5 вес.%, особенно предпочтительно от около 1 вес.% до около 3 вес.% связующего.
22. Способ получения органических волокон с минерализированной поверхностью по любому из пп.1-21, включающий этапы, на которых:
a) обеспечивают органические волокна;
b) обеспечивают композицию наночастиц карбоната щелочноземельного металла;
c) обеспечивают связующее в водной форме;
d) смешивают органические волокна и композицию наночастиц карбоната щелочноземельного металла из а) и b);
где связующее добавляют к органическим волокнам из а) или композиции наночастиц карбоната щелочноземельного металла из b) перед этапом d) и полученную реакционную смесь гомогенизируют.
23. Способ получения органических волокон с минерализированной поверхностью по любому из пп.1-21, включающий этапы, на которых:
a) обеспечивают органические волокна;
b) обеспечивают композицию наночастиц карбоната щелочноземельного металла;
c) обеспечивают связующее в водной форме;
d) смешивают органические волокна и композицию наночастиц карбоната щелочноземельного металла из а) и b);
где связующее добавляют к смеси органических волокон из а) и композиции наночастиц карбоната щелочноземельного металла из b) после этапа d) и полученную реакционную смесь гомогенизируют.
24. Способ получения органических волокон с минерализированной поверхностью по любому из пп.1-21, включающий этапы, на которых:
а) обеспечивают органические волокна;
b) обеспечивают композицию наночастиц карбоната щелочноземельного металла;
с) обеспечивают связующее в водной форме;
где сначала добавляют связующее, а затем смешивают с органическими волокнами из а) и композицией наночастиц карбоната щелочноземельного металла из b) и полученную реакционную смесь гомогенизируют.
25. Способ по любому из пп.22-24, отличающийся тем, что один или более диспергаторов добавляют после объединения связующего с органическими волокнами из а) или композицией карбоната щелочноземельного металла из b) или, необязательно, смесью из d).
26. Способ по любому из пп.22-24, отличающийся тем, что один или более диспергаторов добавляют перед объединением связующего с органическими волокнами из а) или композицией карбоната щелочноземельного металла из b) или, необязательно, смесью из d).
27. Водная взвесь, отличающаяся тем, что она включает органические волокна с минерализированной поверхностью по любому из пп.1-21.
28. Применение органических волокон с минерализированной поверхностью по любому из пп.1-21 или взвеси по п.27, отличающееся тем, что органические волокна с минерализированной поверхностью применяют как наполнители или пигменты.
29. Применение органических волокон с минерализированной поверхностью по любому из пп.1-21 или взвеси по п.27 при производстве бумаги, причем указанные органические волокна с минерализированной поверхностью предпочтительно применяют в количествах от 5 до 70 вес.%, предпочтительно от 10 до 50 вес.% на основе общего веса бумаги.
2
2
2
2
30. Применение по п.28, отличающееся тем, что органические волокна с минерализированной поверхностью применяют в количествах на мбумаги от 0,5 до 500 г/м, более предпочтительно от 2 до 100 г/м, особенно предпочтительно от 5 до 50 г/м.
31. Применение органических волокон с минерализированной поверхностью по любому из пп.1-21 или взвеси по п.27 в красках и соединениях для шпатлевания для нанесения на пористый субстрат, такой как глина, цемент или дерево.
32. Применение органических волокон с минерализированной поверхностью по любому из пп.1-21 или взвеси по п.27 в пластиках.
33. Применение органических волокон с минерализированной поверхностью по любому из пп.1-21 или взвеси по п.27 как вспомогательных средств для фильтрации.
34. Наполнитель, включающий органические волокна с минерализированной поверхностью по любому из пп.1-21 или взвесь по п.27.
35. Пигмент, включающий органические волокна с минерализированной поверхностью по любому из пп.1-21 или взвесь по п.27.
36. Вспомогательное средство для фильтрации, включающее органические волокна с минерализированной поверхностью по любому из пп.1-21 или взвесь по п.27.
37. Применение сополимера, включающего в качестве мономера одну или более дикарбоновых кислот и один или более мономеров из группы диаминов, триаминов, диалканоламинов или триалканоламинов для, по меньшей мере, частичного покрытия органических волокон, имеющих длину в миллиметровом диапазоне, с композицией, включающей частицы карбонатов щелочноземельного металла, имеющие сферический эквивалентный диаметр в нанометровом диапазоне, причем указанный сополимер предпочтительно включает в качестве мономеров адипиновую кислоту, N-(2-аминоэтил)-1,2-этандиамин и эпихлоргидрин.