Imprägnierter Faserverbund, dessen Herstellung und Verwendung

Abstract

 Die vorliegende Erfindung betrifft einen Faserverbund, der mindestens ein in den Faserverbund integriertes Additiv umfasst, welches zur Verbesserung mindestens einer Eigenschaft des Faserverbundes geeignet ist, die ausgewählt ist aus einer Gruppe, welche Opazität, Weißgrad, Celluloseanteil, Festigkeit, flammhemmende Wirkung, Luftdurchlässigkeit, Porosität, Glanz, Glätte, Haptik, Bedruckbarkeit, Falzbarkeit, Kaschierbarkeit, Färbbarkeit, Farbwiedergabe, Nassfestigkeit, Weiterreißfestigkeit, Verbindbarkeit, Blattbildungseigenschaften, Entwässerbarkeit, Volumenindex, Rauigkeit, Trocknung, Beschichtungsfähigkeit, Chemikalienbeständigkeit, Rupffestigkeit, Mottling und andere umfasst, das Additiv aus mindestens zwei flüssigen und/oder festen reaktiven Komponenten herstellbar ist, die dem Faserverbund separat zuführbar sind und die während oder nach der Herstellung des Faserverbundes miteinander durch chemische Reaktion zu dem Additiv umsetzbar sind. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Faserverbundes.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf Faserverbund, welcher mindestens ein in den Faserverbund integriertes Additiv umfasst, welches zur Verbesserung mindestens einer Eigenschaft des Faserverbundes geeignet ist, welche ausgewählt ist aus einer Gruppe, welche Opazität, Weißgrad, Celluloseanteil, Festigkeit, flammhemmende Wirkung, Luftdurchlässigkeit, Porosität, Glanz, Glätte, Haptik, Bedruckbarkeit, Falzbarkeit, Kaschierbarkeit, Färbbarkeit, Farbwiedergabe, Nassfestigkeit, Weiterreißfestigkeit, Verbindbarkeit, Blattbildungseigenschaften, Entwässerbarkeit, Volumenindex, Rauigkeit, Trocknung, Beschichtungsfähigkeit, Chemikalienbeständigkeit, Rupffestigkeit, Mottling und andere umfasst. Das Additiv ist aus mindestens zwei flüssigen und/oder festen reaktiven Komponenten herstellbar, welche dem Faserverbund separat zuführbar sind und welche während oder nach der Herstellung des Faserverbundes miteinander durch chemische Reaktion zu dem Additiv umsetzbar sind.

[0002] Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundes, welcher mindestens ein in den Faserverbund integriertes Additiv umfasst, das zur Verbesserung mindestens einer Eigenschaft des Faserverbundes geeignet ist, welche ausgewählt ist aus einer Gruppe, welche Opazität, Weißgrad, Celluloseanteil, Festigkeit, flammhemmende Wirkung, Luftdurchlässigkeit, Porosität, Glanz, Glätte, Haptik, Bedruckbarkeit, Falzbarkeit, Kaschierbarkeit, Färbbarkeit, Farbwiedergabe, Nassfestigkeit, Weiterreißfestigkeit, Verbindbarkeit, Blattbildungseigenschaften, Entwässerbarkeit, Volumenindex, Rauigkeit, Trocknung, Beschichtungsfähigkeit, Chemikalienbeständigkeit, Rupffestigkeit, Mottling und andere umfasst. Das Additiv wird aus mindestens zwei flüssigen und/oder festen reaktiven Komponenten hergestellt, welche dem Faserverbund separat zugeführt werden und welche während oder nach der Herstellung des Faserverbundes miteinander zu dem Additiv umgesetzt werden.

[0003] Papier ist ein Material, das vorwiegend zum Beschreiben und Bedrucken verwendet wird und größtenteils aus pflanzlichen Fasern besteht. Daneben kommen Füllstoffe, Pigmente und Additive in der Papierherstellung zum Einsatz. Wichtige Einsatzgebiete für derartige Faserverbünde sind neben der Verwendung als Informationsträger Verpackungen (Pappe, Karton), Hygienepapiere wie Toilettenpapier und Spezialpapiere wie Tapeten. Hauptbestandteil von Papier ist in der Regel Zellstoff oder Holzstoff (z. B. aus Holzschliff).

[0004] Die für das Papier notwendigen Ausgangsstoffe sind in vier Gruppen einteilbar. Diese sind:

• Faserstoffe (z.B. Holzschliff, Halbzellstoffe, Zellstoffe, andere Fasern),
• Leimung und Imprägnierung (z.B. tierische Leime, Harze, Paraffine, Wachse),
• Füllstoffe (z. B. Kaolin, Talkum, Gips, Bariumsulfat, Kreide, Titanweiß),
• Hilfsstoffe (z. B. Wasser, Farbstoffe, Entschäumer, Dispergiermittel, Retentionsmittel, Flockungsmittel, Netzmittel).

[0005] Zu 95 % wird Papier heute aus Holz in Form von Holzstoff, Halbzellstoff oder Zellstoff hergestellt. Häufig werden Nadelhölzer wie Fichte, Tanne, Kiefer und Lärche verwendet. Aufgrund der üblicherweise längeren Fasern von Holzstoff aus Nadelhölzern gegenüber dem aus Laubhölzern verfilzen Nadelholz-Fasern leichter und es ergibt sich eine höhere Festigkeit des Papiers. Der im Papier eingesetzte Faserstoff ist im Vergleich zu anderen benötigten Rohstoffen und den weiteren eingesetzten Füllstoffen einer der größten Kostenfaktoren bei den Papierrohstoffen. Es wird global ein zunehmender Papierbedarf erwartet, was wiederum zu steigenden Preise für Faserstoffe führen wird. Zusätzlich wird aufgrund des zukünftig erwarteten verschärften Wettbewerbs verschiedener Nutzungsarten für nachwachsende Rohstoffe (z. B. für energetische Nutzung, biobasierte Polymere) eine erhebliche weitergehende Verknappung erwartet, die ebenfalls mit entsprechenden Preissteigerungen verbunden ist und die sich bereits jetzt abzeichnet.

[0006] Neben den Faserstoffen werden dem Ganzstoff bis zu 30% und mehr an Füllstoffen und/oder Pigmenten hinzugefügt. Durch diese ist man in der Lage, die Eigenschaften des Papiers in einem gewissen Rahmen auf die jeweiligen Anforderungen anpassen zu können. Mögliche Füllstoffe (Additive) sind z. B. Kaolin, Talkum, Titandioxid, gemahlenes Calciumcarbonat (GCC) und gefälltes Calciumcarbonat (PCC). Durch das Ausfüllen der Zwischenräume zwischen den Fasern machen die Füllstoffe das Papier weicher und geschmeidiger und geben ihm eine glatte Oberfläche. Der Anteil der Füllstoffe am Flächengewicht drückt sich in der sogenannten Aschezahl aus. Die Zusammensetzung und Kristallstruktur der Füllstoffe bestimmt Transparenz und Opazität eines Papiers sowie die Farbannahme beim Druck mit wegschlagenden Farben.

[0007] Kaolin wird bei der Papierherstellung hauptsächlich als Pigment eingesetzt. Kaolin bleibt über ein weites pH-Spektrum chemisch inert und kann deshalb nicht nur in sauren, sondern auch in alkalischen Produktionsverfahren verwendet werden.

[0008] Talkum verringert die Porosität von Papier und wird daher zur Verbesserung der Bedruckbarkeit ungestrichener Papiere eingesetzt.

[0009] Mit Titandioxid kann eine hohe Opazität, eine gute Lichtstreuung und ausgezeichneter Glanz erzielt werden. TiO₂ ist um ein Vielfaches teurer als Calciumcarbonat und wird daher nicht in standardmäßigen Füll- oder Streichanwendungen eingesetzt. Im Vergleich der erwähnten Füllstoffe und Pigmente für Papier ist Titandioxid eine der kostenintensivsten Komponenten.

[0010] Ein weiterer wichtiger Zusatzstoff in der Papierherstellung ist Calciumcarbonat, welches als gemahlenes (GCC) oder gefälltes (PCC) Calciumcarbonat eingesetzt wird. Als Füllstoff enthält GCC zu 40 - 75 % Partikel mit einer Größe (Partikeldurchmesser d₅₀) von weniger als 2 µm. PCC ist ein synthetisches Industriemineral, das aus gebranntem Kalk oder dessen Rohstoff, Kalkstein, hergestellt wird. Die Papierindustrie ist der größte Abnehmer von PCC und verwendet das Material als Füllstoff und als Streichpigment. PCC reduziert die Faserfestigkeit, weshalb es nicht in großem Mengen als Füllstoff verwendet werden kann. Ähnliches gilt auch für andere eingesetzte Füllstoffe nach dem Stand der Technik.

[0011] Neben diesen Füllstoffen welche teilweise in großen Mengen eingesetzt werden kommen zahlreiche weitere Mineralien in verschiedenen Anwendungen mit geringen Auftrags- oder Füllmengen zum Einsatz. Dazu gehören u. a. Gips, Bentonit, Aluminiumhydroxid und Silicate.

[0012] Weitere Eigenschaften von Papieren lassen sich durch weitere Additive beeinflussen. Beispielsweise sind eine hohe Opazität und ein hoher Weißgrad entscheidende Ziele z. B. bei der Herstellung von Spezialpapieren. Durch Zugabe von Pigmenten, insbesondere TiO₂ kann sowohl der Weißgrad, vor allem aber auch die Opazität deutlich gesteigert werden. TiO₂ bewirkt zwar eine hohe Opazität und einen hohen Weißgrad, hat aber keine vorteilhaften selbstverlöschenden Eigenschaften, bzw. keine flammschützende Wirkung, die in einigen Anwendungen von großem Interesse sind. Außerdem liefert das sehr teure TiO₂ keinen Beitrag zur Verstärkung des Papiers. Eine hohe Zugfestigkeit ist jedoch z. B. bei der Herstellung von Kraftpapier oder Dekorpapier gewünscht. Die Stärke der Zugfestigkeit wird üblicherweise als Bruchlast in gemessen. Die Kraft, die notwendig ist, um eine Papierprobe zu zerreißen wird in Newton angegeben. Da die Zugfestigkeit vorwiegend von der Flächenmasse abhängt, wird die Zugfestigkeit oft auf die Flächenmasse rückbezogen und als Zugfestigkeitsindex mit der Maßeinheit Nm/g (oder kNm/g) angegeben. Durch Zugabe von Füllstoffen nach dem Stand der Technik wird die Festigkeit reduziert.

[0013] Aus diesen sowohl ökonomischen als auch technischen Gründen besteht seitens der Papierindustrie ein Interesse, innovative Verfahren und Rezepturen zur Verfügung zu haben, welche es ermöglichen, ein Papierprodukt mit hoher Opazität und hohem Füllstoffgehalt günstig bereitstellen zu können. Diese sollten die aus dem Stand der Technik bekannten oder verbesserte Eigenschaften und Funktionalitäten, insbesondere in Bezug auf Festigkeit und selbstverlöschende Eigenschaften aufweisen.

[0014] Möglichkeiten hierzu bestehen beispielsweise darin, die Fasern mittels physikalischer, chemischer oder mechanischer Verfahren oder einer Kombinationen dieser Verfahren z. B. in Kombination mit anderen Verfahren oder Materialien, z. B. Füllstoffen oder Pigmenten, so zu verändern, dass diese dem Papier höhere Festigkeit bei gleichzeitig geringerer Fasermenge verleihen. Ein positiver Nebeneffekt hierbei ist, dass die optischen Eigenschaften und Verarbeitungseigenschaften so hergestellter Papiere aufgrund des höheren Füllstoffgehaltes ebenfalls verbessert werden könnten. Nach dem Stand der Technik werden die u. a. oben genannten Füllstoffe und Pigmente in der angegebenen mineralogischen bzw. chemischen bzw. morphologischen Form dem Prozess der Papierherstellung zugegeben oder, wie in DE 10 2006 029 642 B3 beschrieben, in der Faserstoffsuspension ausgefällt. In dieser Druckschrift ist ein Verfahren zum Beladen einer Faserstoffsuspension mit Füllstoffen, insbesondere Calciumcarbonat beschrieben, wobei Calciumhydroxid in flüssiger oder trockener Form in die Fasersuspension eingebracht und durch eine chemische Reaktion der Füllstoffe in der Faserstoffsuspension ausgefällt wird. Das PCC fällt rhomboedrisch, skalenoedrisch oder kugelförmig aus und die Kristalle haben Abmessungen von 0,05 - 5 µm.

[0015] Weiterhin ist es möglich, die angegebene mineralogische bzw. chemische bzw. morphologische Form der Additive auf die Papieroberfläche aufzubringen. DE 10 2005 015 196 A1 beschreibt ein Verfahren zur flammhemmenden Ausrüstung von Faserprodukten unter Verwendung von Polyethylenimin und einer Phosphorsäure.

[0016] In EP 112 903 3 B1 wird ein Verfahren offenbart, bei dem ein besonders hochkonzentrierter Slurry mit bis zu 70% Feststoff von Satinweiß erhalten wird. Dies wird z. B. für qualitativ hochwertige Kunstdruckpapiere mit einem hohen Glanz und einem hohen Weißgrad als Additiv verwendet. Diese Papiere erhalten durch ein besonderes Satinage-Verfahren ihr exzellentes Druckbild und eine außergewöhnliche Haptik, wie es von den Kunden für qualitativ hochwertige Kunstdruckpapiere gewünscht und erwartet wird.

[0017] Diese Maßnahmen dienen einerseits dazu, den Faserstoffanteil im Papier zu reduzieren und andererseits eine möglichst gleiche oder sogar verbesserte Papierqualität bei langfristig gesicherter Rohstoffverfügbarkeit zu erreichen, beispielsweise eine stark verbesserte Papieroberfläche zu erzeugen Diese Ziele werden im Stand der Technik im Hinblick auf die beschriebenen Anforderungen jedoch nicht befriedigend gelöst. Insbesondere besteht in Bezug auf einen erhöhten Füllstoffanteil, die Festigkeit des Faserverbundes und weitere charakteristische Eigenschaften wie Opazität, Haptik, flammhemmender Wirkung, Porosität, Glanz, Glätte und viele andere Eigenschaften weiterer Bedarf an Verbesserten Additiven und/oder Verfahren.

[0018] Aufgabe der Erfindung ist daher, einen Faserverbund zur Verfügung zu stellen, welcher mindestens ein in den Faserverbund integriertes Additiv umfasst, welches zur Verbesserung mindestens einer Eigenschaft des Faserverbundes geeignet ist, wobei das Additiv aus mindestens zwei reaktiven Komponenten herstellbar ist, welche dem Faserverbund separat zuführbar sind und welche während oder nach der Herstellung des Faserverbundes miteinander durch chemische Reaktion zu dem Additiv umsetzbar sind. Dabei ist ein weiteres Ziel, dass eine hohe Opazität und ein hoher Weißgrad im Faserverbund bei einem reduziertem Anteil an TiO₂ oder ohne Zusatz von TiO₂ erreicht werden kann. Gleichzeitig sollte der relative Anteil an Fasern bei der Herstellung oder Beschichtung eines Faserverbundes zur Reduktion der Herstellungskosten reduziert und gleichzeitig die Festigkeit des Faserverbundes nahezu konstant gehalten oder gesteigert werden.

[0019] Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Faserverbundes bereitzustellen.

[0020] Gelöst werden diese Aufgaben durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche.

[0021] Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung ist ein Faserverbund, welcher mindestens ein in den Faserverbund integriertes Additiv umfasst, das zur Verbesserung mindestens einer Eigenschaft des Faserverbundes geeignet ist, welche ausgewählt ist aus einer Gruppe, welche Opazität, Weißgrad, Celluloseanteil, Festigkeit, flammhemmende Wirkung, Luftdurchlässigkeit, Porosität, Glanz, Glätte, Haptik, Bedruckbarkeit, Falzbarkeit, Kaschierbarkeit, Färbbarkeit, Farbwiedergabe, Nassfestigkeit, Weiterreißfestigkeit, Verbindbarkeit, Blattbildungseigenschaften, Entwässerbarkeit, Volumenindex, Rauigkeit, Trocknung, Beschichtungsfähigkeit, Chemikalienbeständigkeit, Rupffestigkeit, Mottling und andere umfasst, wobei das Additiv aus mindestens zwei reaktiven Komponenten herstellbar ist, die dem Faserverbund separat zuführbar sind und welche während oder nach der Herstellung des Faserverbundes miteinander durch chemische Reaktion zu dem Additiv umsetzbar sind.

[0022] Durch die chemische Umsetzung der mindestens zwei flüssigen und/oder festen reaktiven Komponenten zu einem Additiv während oder nach der Herstellung des Faserverbundes bietet die Möglichkeit, Hohlräume im Faserverbund besonders effizient nutzen zu können. Dabei ist es abhängig von dem gebildeten Additiv auch möglich, dass zusätzlich auch eine zusätzliche effiziente Vernetzung der einzelnen Fasern erfolgt und somit auch bei reduziertem Anteil an Cellulosefasern eine gleichbleibende oder sogar erhöhte Festigkeit des Faserverbundes im Vergleich zu nach dem Stand der Technik hergestellten Faserverbünden erreicht wird. Bevorzugt handelt es sich bei mindestens einer der reaktiven Komponenten, bevorzugt bei allen reaktiven Komponenten um flüssige und/oder feste und/oder gasförmige Komponenten.

[0023] Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform eines Faserverbunds in welchem mindestens eine der reaktiven Komponenten ausgewählt ist aus einer Gruppe, welche Ca-Verbindungen, Mg-Verbindungen, Ba-Verbindungen, Sr-Verbindungen, Al-Verbindungen, Ammoniumverbindungen, Borate, Silikate, Phosphate, Sulfate, Salze organischer Säuren, Siliciumdioxid und andere umfasst, wobei diese Komponenten als Feststoff, Suspension, Emulsion und/oder Lösung in wässrigem und/oder organischem Lösungsmittel vorliegen können.

[0024] Die beschriebenen Komponenten bieten durch Reaktion mit weiteren Substanzen, welche auch aus der Gruppe dieser Komponenten ausgewählt sein kann, die Möglichkeit, eine Vielzahl von Additiven direkt im Faserverbund herstellen zu können. Die positive Wirkung einiger der dadurch herstellbaren Additive ist bereits bekannt, jedoch wird diese durch die chemische Umsetzung direkt im Faserverbund oftmals deutlich verstärkt. So ist es beispielsweise möglich, auch ohne den Einsatz von TiO₂, Faserverbünde mit einem sehr hohen Weißgrad bzw. L*-Wert im L*a*b*-Farbraum herzustellen. Weiterhin ist es in einer Ausführungsform möglich, einen Faserverbund, z. B. ein Papier, auf einfache und kostengünstige Weise flammhemmend auszurüsten. Weitere chemische und/oder physikalische Eigenschaften des Faserverbundes (z. B. Papier, Pappe, Karton), wie z. B. die Luftdurchlässigkeit, Porosität, Glanz, Glätte und andere, werden durch die Ausbildung von Additiven direkt im und/oder auf dem Faserverbund im Vergleich zu Verfahren, bei denen Additive vor der Herstellung des Faserverbundes zugesetzt werden, nur unwesentlich verschlechtert, beibehalten oder sogar verbessert.

[0025] Die Verarbeitungseigenschaften eines derartigen Faserverbundes z. B. beim Bedrucken, Schneiden, Falzen, Kaschieren, Färben, Verbinden und anderen Verfahrensschritten entsprechen ebenfalls weitgehend denjenigen, wie sie aus Verfahren bei denen Additive vor der Herstellung des Faserverbundes zugesetzt werden bekannt sind, oder sind im Vergleich sogar verbessert. Ebenso ist es bei der Herstellung eines derartigen Faserverbundes weitgehend möglich, bereits aus dem Stand der Technik bekannte Verfahren weiterhin zu verwenden. Insbesondere bei der Blattbildung, der Entwässerung und Trocknung oder der Papierveredelung sind lediglich unwesentliche Beeinträchtigungen oder sogar Verbesserungen bei der Verwendung bekannter Verarbeitungsbedingungen und Verarbeitungsvorrichtungen feststellbar. Insbesondere ist es bei einem derartigen Faserverbund möglich, Energie bei der Entwässerung und Trocknung einzusparen. Auch ist es in vielen Fällen möglich, die Abluftund Abwassermenge sowie die CO₂-Bilanz beizubehalten oder sogar zu verbessern.

[0026] Bevorzugt liegt das Additiv im Faserverbund als Feststoff vor. Es ist jedoch auch möglich, dass es als Gel, Flüssigkeitsfilm, Sol oder anderen Formen im Faserverbund vorliegt.

[0027] Ein mögliches Additiv in hochwertigen Papiersorten mit einem hohen Glanz und einem hohen Weißgrad ist Satinweiß der Summenformel Ca₆Al₂(SO₄)₃(OH)₁₂·26 H₂O, welches gelegentlich auch mit Ca₆Al₂[(OH)₁₂|(SO₄)₃₁·26 H₂O angegeben wird. Nach dem Stand der Technik werden zum Beschichten von Papieren besonders hochkonzentrierte Suspensionen dieses Additivs mitdie bis zu 70% Feststoff enthalten verwendet. Durch ein besonderes Satinage-Verfahren erhalten diese Papiersorten ihr exzellentes Druckbild und eine außergewöhnliche Haptik. Die Suspensionen zeichnen sich durch eine nachteilig hohe Viskosität aus, was die Handhabung sehr erschwert. Sowohl die zur Herstellung dieser Suspension eingesetzten Materialien als auch die erschwerte Handhabung verteuern satinweiß enthaltende Papiere. In einer bevorzugten Ausführungsform des Faserverbunds ist das Additiv im Faserverbund Satinweiß und/oder weist die Summenformel Ca₆Al_2[(OH)₁₂|(SO₄)₃]·26 H₂O auf.

[0028] Dadurch ist es möglich, ein besonders hochwertiges Papier herzustellen, ohne die hochviskose Suspension des stark konzentrierten Satinweiß handhaben zu müssen. Nach der Reaktion

         Ca₃Al₂(OH)₁₂ + 3 CaSO₄·2 H₂O → Ca₆Al₂(SO₄)₃(OH)₁₂·26 H₂O

kann Satinweiß aus leicht zu handhabenden Lösungen bzw. Suspensionen direkt im Faserverbund hergestellt werden. Die Darstellung von Satinweiß im Faserverbund ist auch nach anderen Reaktionen möglich. Die verwendete Reaktion kann daher abhängig von verfügbaren Rohstoffen, deren Preise und den verfahrenstechnischen Möglichkeiten ausgewählt werden. Beispielsweise ist die Darstellung aus Alaun und Kalkmilch möglich:

         Al₂(SO₄)₃ + 6 Ca(OH)₂ + 26 H₂O → Ca₆Al₂(SO₄)₃(OH)₁₂·26 H₂O

[0029] Beispielsweise kann einem Faserverbund vor, während oder nach dessen Herstellung zunächst eine Ca-Komponente als Füllstoff zugesetzt werden. Anschließend wird der Faserverbund durch ein in der Papierindustrie übliches Auftragsaggregat nach dem Stand der Technik (z.B. Filmpresse, Leimpresse, Blade) mit einer Al-haltigen Komponente, z.B. Al₂(SO₄)₃ beschichtet. Diese dringt in das Papier ein und bildet mit der dort enthaltenen Ca-Komponente im Faserverbund Satinweiß aus. Die Reaktionsbedingungen wie beispielsweise eine evtl. notwendige pH-Einstellung oder andere werden den jeweiligen Anforderungen angepasst.

[0030] Es ist auch ein Verfahren denkbar, wonach der Faserverbund zunächst eine Al-haltige Komponente enthält und anschließend in einem nachfolgenden Schritt mit einer Ca-haltigen Komponente beschichtet wird. In beiden Fällen kann auf den Einsatz hochviskoser Suspensionen verzichtet werden.

[0031] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Faserverbunds umfasst das Additiv eine Carbonatgruppe und/oder eine Silikatgruppe und/oder eine Sulfatgruppe und ein Erdalkalimetall, bevorzugt Ca und/oder Mg, wobei dieses Additiv eine Struktur aufweist, durch welche der Faserverbund zusätzlich vernetzbar ist.

[0032] Derartige Additive sind besonders bevorzugt, um die Festigkeit des Faserverbundes auch bei evtl. reduziertem Celluloseanteil zu erhalten oder sogar steigern zu können. Derartige Carbonate oder Silikate oder Sulfate bilden netzartige Strukturen aus, die zusätzlich zu dem netzartigen Verbund der Cellulosefasern den Faserverbund verstärken. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass bei der Reaktion der eingesetzten reaktiven Komponenten diese in Form feiner Nadeln oder Stäbchen kristallisieren und in dieser Form im Faserverbund vorliegen. Die einzelnen Nadeln und/oder Stäbchen verhaken sich ineinander und bilden so ein zusätzliches Netzwerk aus. Da die Kristallisation erst nach der Herstellung des Faserverbunds aus Cellulosefasern erfolgt, ist es möglich, dass die Kristallisation des Additivs direkt auf einzelnen Fasern, in Zwischenräumen zwischen einzelnen Fasern und auch in Spalten, Einschnitten und/oder anderen Oberflächenunebenheiten einzelner Fasern erfolgt. Dadurch können die Additivkristalle fest mit den einzelnen Cellulosefasern verbunden werden, wodurch nicht nur zwei separate Netzwerke, nämlich eines aus Cellulosefasern und ein weiteres aus Additivkristallen, entstehen, welche sich gegenseitig durchdringen, sondern ein einziges Netzwerk, welches sowohl Cellulosefasern als auch Additivkristalle umfasst und so eine besondere Festigkeit aufweist. Auch andere Kristallformen, wie z.B. Büschel, sind für derartige, die Netzstruktur verstärkende Vernetzungen geeignet. Die Erfindung ist demnach nicht auf Additive beschränkt, welche in Nadel und/oder Stäbchenform kristallisieren. Ebenso ist die Verwendung anderer Additive mit ähnlichen vernetzenden Eigenschaften möglich, auch wenn diese keine Carbonatgruppe und/oder Silikatgruppe aufweisen. Beispielsweise sind dies Phosphate.

[0033] Besonders bevorzug ist der Faserverbund eine Pappe und/oder ein Papier bzw. ein Papp-und/oder Papiervorprodukt. Da insbesondere bei Pappen und/oder Papieren besondere Anforderungen an die Materialeigenschaften gestellt werden, werden für diese Anwendungen besondere Anforderungen an die Additive gestellt. Die Ausbildung der Additive während oder nach der Herstellung des Faserverbundes ermöglicht es, eine große Bandbreite an Eigenschaften eines Papiers oder einer Pappe zu beeinflussen. In einigen Fällen ist es möglich, den Anteil an Additiven zu erhöhen und/oder die Effektivität der Additive im Faserverbund zu verbessern.

[0034] Bevorzugt erfolgt die Verwendung eines derartigen Faserverbundes als Speichermedium für Informationen, als Hygieneartikel und/oder für Anwendungen in der Bauindustrie, Verpackungsindustrie und/oder als Dekorationselement. Besonders bei diesen Anwendungen werden hohe Anforderungen insbesondere in Bezug auf Festigkeit, Haptik, Opazität, Glanz, Glätte, Bedruckbarkeit, Farbwiedergabe, Volumenindex, Rauigkeit, Chemikalienbeständigkeit, Mottling und andere gestellt.

[0035] Ein weiterer wesentlicher Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundes, welcher mindestens ein in den Faserverbund integriertes Additiv umfasst, welches zur Verbesserung mindestens einer Eigenschaft des Faserverbundes geeignet ist, welche ausgewählt ist aus einer Gruppe, welche Opazität, Weißgrad, Celluloseanteil, Festigkeit, flammhemmende Wirkung, Luftdurchlässigkeit, Porosität, Glanz, Glätte, Haptik, Bedruckbarkeit, Falzbarkeit, Kaschierbarkeit, Färbbarkeit, Farbwiedergabe, Nassfestigkeit, Weiterreißfestigkeit, Verbindbarkeit, Blattbildungseigenschaften, Entwässerbarkeit, Volumenindex, Rauigkeit, Trocknung, Beschichtungsfähigkeit, Chemikalienbeständigkeit, Rupffestigkeit, Mottling und andere umfasst, wobei das Additiv aus mindestens zwei reaktiven Komponenten hergestellt wird, welche dem Faserverbund separat zugeführt werden und welche während oder nach der Herstellung des Faserverbundes miteinander zu dem Additiv umgesetzt werden.

[0036] Durch dieses Verfahren ist es möglich, ein Additiv erst während oder nach der Herstellung des Faserverbundes direkt in diesem herzustellen. Dadurch kann einerseits die Handhabung erleichtert werden, da vielfach lösliche reaktive Komponenten verwendet werden und nicht eine Suspension des Additivs gehandhabt werden muss. Andererseits kann auch die Verteilung des Additivs im Faserverbund verbessert werden, da ― insbesondere bei homogenen Lösungen der reaktiven Komponenten - die Reaktion zum Additiv sehr homogen über den gesamten Faserverbund verteilt erfolgen kann. Dies führt insbesondere in Bezug auf Mottling zu verbesserten Eigenschaften. Weiterhin ist die Ausbildung des Additivs im Hinblick auf die Festigkeit des Faserverbunds vorteilhaft, da bei der Ausbildung des Additivs dieses auch in feinste Zwischenräume im Faserverbund gelangen kann. Dadurch ist beispielsweise auch eine zusätzliche Vernetzung von Cellulosefasern über das Additiv in diesen Bereichen möglich. Bevorzugt werden flüssige und/oder feste reaktive Komponenten eingesetzt.

[0037] Die Umsetzung der reaktiven Komponenten zu dem Additiv ist während verschiedener Prozessschritte möglich. In einer bevorzugten Variante des Verfahrens wird in einem ersten Schritt mindestens eine erste reaktive Komponente vor und/oder während einer Ausbildung eines Faserverbundes einem Faserstoff zugegeben und dem Faserverbund in einem zweiten Schritt während und/oder nach dessen Ausbildung mindestens eine weitere zweite reaktive Komponente zugesetzt und diese zweite reaktive Komponente, bevorzugt durch eine Einstellung definierter Reaktionsbedingungen und optional durch Zugabe weiterer Reaktionspartner, mit der ersten reaktiven Komponente zur Reaktion zu dem Additiv gebracht.

Beispielsweise kann bei der Papierherstellung

[0038] 

a) in einem ersten Schritt ein erstes oder weiteres reaktives Material vor oder während der Papierblattbildung dem Faserstoff zugegeben werden und sich danach im Blatt befinden und dieses reaktive Material danach in einem zweiten oder weiteren Schritt mit einer zweiten oder weiteren Komponente zur Reaktion gebracht werden und anschließend die Weiterverarbeitung, z. B. die Trocknung, erfolgen, oder

b) in einem ersten Schritt ein erstes oder weiteres reaktives Material vor oder während der Papierblattbildung dem Faserstoff zugegeben werden und sich danach im Blatt befinden und dieses reaktive Material nicht unmittelbar, sondern z. B. zeitlich und/oder örtlich oder anderweitig versetzt in einem zweiten oder weiteren Schritt mit einer zweiten oder weiteren Komponente zur Reaktion gebracht werden und vor und/oder nach der Reaktion mit der zweiten oder weiteren Komponente eine Trocknung erfolgen.

[0039] Wie durch diese Beispiele verdeutlich ist, kann der Zusatz der zweiten reaktiven Komponente von der Reaktion zum Additiv unabhängig sein. Ebenso ist es möglich, den Zusatz des zweiten Additivs und/oder die Reaktion zeit- und/oder ortsversetzt erfolgen zu lassen. Optional kann dies auch vor oder nach der Herstellung des Papiers bzw. der (evtl. teilweisen) Trocknung erfolgen.

[0040] In einer weiteren bevorzugten Variante des Verfahrens wird nach einer Ausbildung eines Faserverbundes in einem ersten Schritt mindestens eine erste reaktive Komponente auf den Faserverbund und/oder in den Faserverbund eingebracht und in einem zweiten darauf folgenden Schritt mindestens eine weitere, zweite reaktive Komponente auf den Faserverbund und/oder in den Faserverbund eingebracht und diese zweite reaktive Komponente, bevorzugt durch eine Einstellung definierter Reaktionsbedingungen und optional durch Zugabe weiterer Reaktionspartner, mit der ersten reaktiven Komponente zur Reaktion zu dem Additiv gebracht.

[0041] Im Gegensatz zu dem vorherigen Ausführungsbeispiel erfolgt bei dieser Verfahrensvariante zunächst die Herstellung des Faserverbundes z.B. des Papierblatts und erst in einem darauf folgenden Schritt wird die erste reaktive Komponente auf den Faserverbund aufgebracht. Dabei ist es z.B. durch Diffusion möglich, dass die erste reaktive Komponente auch in das Innere des Faserverbunds eindringt. Über eine Auswahl von Verfahrensparametern kann die Eindringtiefe gesteuert werden.

Es kann beispielsweise bei der Papierherstellung

[0042] 

c) in einem ersten Schritt ein Faserverbund nach dem Stand der Technik hergestellt werden und auf diesen oberflächennah ein erstes oder weiteres reaktives Material aufgebracht werden (z. B. durch Streichen, Sprühen oder andere geeignete Verfahren) und dieses reaktive Material unmittelbar danach in einem zweiten oder weiteren Schritt mit einer zweiten oder weiteren Komponente zur Reaktion gebracht werden und anschließend die Weiterverarbeitung z. B. die Trocknung erfolgen, oder

d) in einem ersten Schritt ein Faserverbund nach dem Stand der Technik hergestellt werden und auf diesen oberflächennah ein erstes oder weiteres reaktives Material aufgebracht werden (z. B. durch Streichen, Sprühen oder andere geeignete Verfahren) und dieses nicht unmittelbar, sondern z. B. zeitlich und/oder örtlich oder anderweitig versetzt in einem zweiten oder weiteren Schritt mit einer zweiten oder weiteren Komponenten zur Reaktion gebracht werden, wobei vor und/oder nach der Reaktion mit der zweiten oder weiteren Komponente eine Trocknung erfolgen kann.

[0043] Weiterhin ist es möglich, dass mehrere Additive nach einem derartigen Verfahren ausgebildet werden. In einer bevorzugten Variante wird nach einer Ausbildung eines Faserverbundes mit einem ersten Additiv in einem dritten Schritt mindestens eine dritte reaktive Komponente auf den Faserverbund und/oder in den Faserverbund eingebracht und in einem vierten darauf folgenden Schritt mindestens eine weitere, vierte reaktive Komponente auf den Faserverbund und/oder in den Faserverbund eingebracht und diese vierte reaktive Komponente, bevorzugt durch eine Einstellung definierter Reaktionsbedingungen und optional durch Zugabe weiterer Reaktionspartner, mit der dritten reaktiven Komponente zur Reaktion zu dem Additiv gebracht.

Am Beispiel der Papierherstellung kann daher

[0044] 

e) ein Faserverbund nach a) oder b) hergestellt werden und darauf in einem dritten Schritt oberflächennah ein drittes oder weiteres reaktives Material aufgebracht werden (z. B. durch Streichen, Sprühen oder andere geeignete Verfahren) und dieses unmittelbar danach in einem vierten oder weiteren Schritt mit einer vierten oder weiteren Komponente zur Reaktion gebracht werden und dann die Weiterverarbeitung z. B. die Trocknung erfolgen,

f) ein Faserverbund nach a) oder b) hergestellt werden und darauf in einem dritten Schritt oberflächennah ein drittes oder weiteres reaktives Material aufgebracht werden (z. B. durch Streichen, Sprühen oder andere geeignete Verfahren) und dieses nicht unmittelbar, sondern z. B. zeitlich und/oder örtlich oder anderweitig versetzt in einem vierten oder weiteren Schritt mit einer vierten oder weiteren Komponente zur Reaktion gebracht werden, wobei vor und/oder nach der Reaktion mit der vierten oder weiteren Komponente eine Trocknung erfolgen kann,

g) ein Faserverbund nach a) oder b) hergestellt werden, jedoch die erste reaktive Komponente noch nicht mit der zweiten oder weiteren Komponente zur Reaktion gebracht werden und auf den Faserverbund oberflächennah ein weiteres reaktives Material (z.B. erneut erstes reaktives Material oder drittes reaktives Material) aufgebracht werden (z. B. durch Streichen, Sprühen oder andere geeignete Verfahren) und dieses unmittelbar danach in einem weiteren Schritt der gesamte Verbund mit einer zweiten, vierten oder weiteren Komponente zur Reaktion gebracht werden, und anschließend die Weiterverarbeitung z. B. die Trocknung erfolgen, oder

h) ein Faserverbund nach a) oder b) hergestellt werden, jedoch die erste oder weitere reaktive Komponente noch nicht mit einer zweiten oder weiteren Komponente zur Reaktion gebracht werden und auf den Faserverbund oberflächennah ein weiteres erstes, drittes oder weiteres reaktives Material aufgebracht werden (z. B. durch Streichen, Sprühen oder andere geeignete Verfahren) und dieses nicht unmittelbar, sondern z. B. zeitlich oder örtlich oder anderweitig versetzt in einem weiteren Schritt mit einer zweiten, vierten oder weiteren Komponenten zur Reaktion gebracht werden und anschließend die Weiterverarbeitung z. B. die Trocknung erfolgen.

[0045] Weiterhin ist es möglich, dass die reaktiven Komponenten zeitgleich auf einen Faserverbund aufgebracht oder in diesen eingebracht werden. Bei dieser bevorzugten Variante wird nach einer Ausbildung eines Faserverbundes eine erste und eine zweite reaktive Komponente auf den Faserverbund und/oder in den Faserverbund eingebracht und diese zweite reaktive Komponente, bevorzugt durch eine Einstellung definierter Reaktionsbedingungen und optional durch Zugabe weiterer Reaktionspartner, mit der ersten reaktiven Komponente zur Reaktion zu dem Additiv gebracht.

Somit kann beispielsweise bei der Papierherstellung

[0046] 

i) ein Faserverbund nach dem Stand der Technik hergestellt werden und darauf oberflächennah ein erstes oder weiteres reaktives Material aufgebracht werden (z. B. durch Streichen, Sprühen oder andere geeignete Verfahren) und dieses reaktive Material während dieses Schrittes mit einer zweiten oder weiteren Komponente zur Reaktion gebracht werden und anschließend die Weiterverarbeitung des Faserverbunds z. B. die Trocknung erfolgen,

j) in einem ersten Schritt ein Faserverbund nach a) oder b) hergestellt werden und darauf oberflächennah ein erstes oder weiteres reaktives Material aufgebracht werden (z. B. durch Streichen, Sprühen oder andere geeignete Verfahren) und dieses reaktive Material während dieses Schrittes mit einer zweiten oder weiteren Komponente zur Reaktion gebracht werden und anschließend die Weiterverarbeitung des Faserverbunds z. B. die Trocknung erfolgen,

k) ein Faserverbund nach a) oder b) hergestellt aber die erste Komponente noch nicht mit der zweiten oder weiteren Komponente zur Reaktion gebracht werden und auf diesen Faserverbund oberflächennah ein weiteres erstes, drittes oder weiteres reaktives Material aufgebracht werden (z. B. durch Streichen, Sprühen oder andere geeignete Verfahren) und dieses unmittelbar während des Aufbringens mit einer zweiten oder weiteren Komponenten zur Reaktion gebracht werden und anschließend die Weiterverarbeitung des Faserverbunds z. B. die Trocknung erfolgen.

[0047] Auch bei diesem Verfahren sind somit Zeit und Ort der Zugabe der jeweiligen reaktiven Komponenten voneinander und insbesondere Zeit und Ort der Initiierung der Reaktion dieser Komponenten miteinander unabhängig.

[0048] Besonders bevorzugt ist ein Verfahren, bei dem dem Faserverbund erste und zweite reaktive Komponenten zugesetzt werden, welche zu Satinweiß mit der Summenformel Ca₆Al₂(SO₄)₃(OH)₁₂·26 H₂O reagieren. Dadurch lässt sich vermeiden, dass zum Einbringen des Satinweiß in den Faserverbund die hochviskose Suspension des Satinweiß verfahrenstechnisch gehandhabt werden muss.

[0049] In einer weiteren bevorzugten Variante werden dem Faserverbund erste und zweite reaktive Komponenten zugesetzt, welche zu einem Additiv reagieren, welches eine Carbonatgruppe und/oder eine Silikatgruppe und/oder eine Sulfatgruppe und ein Erdalkalimetall, bevorzugt Ca und oder Mg, umfasst und bevorzugt eine Struktur aufweist, welche den Faserverbund zusätzlich vernetzt.

[0050] Es können selbstverständlich auch mehrere Schichten verschiedener oder gleicher Faserverbunde zu einem Faserverbund vereinigt werden. Weiterhin sind auch Kombinationen mindestens eines Faserverbundes mit anderen Materialien möglich, soweit sie weiteren technisch, ökonomisch umsetzbar sind, wobei jeweils der resultierende Faserverbund Papier, Pappe oder Karton oder vergleichbare Materialien und Folgeprodukte unterschiedlichster Formen dieser, z. B. in Kombination mit anderen Materialien, sein kann.

[0051] Eine Übersicht geeigneter reaktiver erster und weiterer als auch reaktiver zweiter und weiterer Komponenten zeigen die folgenden Tabellen 1a und 1b. Dies ist eine Auswahl geeigneter Materialien, wobei andere Materialien welche im Sinne dieser Erfindung einsetzbar sind dadurch nicht ausgeschlossen sind. Chemisch ähnliche synthetische oder natürliche Verbindungen, die auch ähnliche Reaktionen zeigen bzw. Reaktivität haben, mit vergleichbaren Eigenschaften und hier nicht beschrieben sind, können ebenfalls eingesetzt werden. Weiterhin sind auch alle Mischungen der genannten ersten oder weiteren Komponenten miteinander und/oder mit anderen Materialien und jeweilige Mischungen der zweiten und weiteren Komponenten miteinander und/oder mit anderen Materialien zur Herstellung eines oben beschrieben Faserverbundes möglich.

Tabelle 1a

Reaktive erste oder weitere Komponenten, Beispiele	Beispiel (natürlich oder synthetlsch)	bevorzugt	Form, Beispiel
Ca-Quellen	Ca(OH)2, CaO, CaSO4, CaCl2, Ca(NO3)2, Ca2+	CaO, Ca(OH)2, Ca2+	Pulver/ Suspension, Lösung
Mg-Quellen	Mg(OH)2, MgO, MgSO4, MgCl2, Mg(NO3)2. Mg2+	MgO, Mg(OH)2, Mg2+	Pulver/ Suspension
Kombinierte Ca und Mg-Quellen	Dolomit, teilkalzinierter,, und/oder teilkalzinierter hydratisierter Dolomit, und/oder vollkalzinierter und/oder vollkalzinierter hydratisierter Dolomit, Huntit, teilkalzinierter und/oder hydratisierter Huntit, vollkalzinierter und/oder hydratisierter Huntit, alle Mischungen dieser	CaCO3·MgO, CaO·MgO	Pulver / Suspension
		CaCO3·Mg(OH)2
		Ca(OH)2+Mg(OH)2	Lösung
		Ca2+ und Mg2+
Ba-Quelle	BaCl2, Ba(NO3)2, Ba(OH)2, Ba2+	Ba(OH)2, BaCl2, Ba2+	Pulver / Suspension 1 Lösung
Sr-Quelle	SrCl2, Sr(NO3)2, Sr(OH)2, Sr2+	Sr(OH)2, SrCl2, Sr2+.	Pulver 1 Suspension/ Lösung
andere	Silikate z. B. aus K-, Na-, Li, Wasserglas	Na-Wasserglas	Pulver / Suspension 1 Lösung
		K-Wasserglas
	Aluminiumverbindungen, Aluminate, z. B. Na, K, Ca	Al(OH)3,Al2(SO4)3,
		Böhmit
	Borate, z. B. Na., K	NH4H2PO4. (NH4)2HPO4, (NH4)3PO4, Polyammoniumphosphat Für alle gilt optional auch jeweils die lonenform
	Ammoniumverbindungen, z. B. NH4(OH), NH4Cl, (NH4)2SO4, NH4HSO4, NH4NO3, NH4H2PO4, (NH4)2HPO4, (NH4)3PO4. Polyammoniumphosphat SiO2, Sol, Gel,
Weitere organische und/oder anorganische Komponenten	Im Sinne der Erfindung geeignete
Alle Mischungen der oben genannten Komponenten mit sich oder anderen

Tabelle 1b

Reaktive zwelte oder weitere Komponenten, Beispiele	Beisplel (natürlich oder synthetisch)	bevorzugt	Form
Gelöste Carbonate und / oder CO2 und / oder Sulfate, Schwefelsäure und /oder Oxalsäure, Oxalate und / oder Tartrate, Weinsäure / Phosphate, Phosphorsäure Citrate, Zitronensäure	Na2CO3, Na2SO4, NaH2PO4, Na2HPO4, C4H6O6. C2H2O4 NaC4H4O6, (Na)2(COO)2, Für alle gilt optional auch jeweils die lonenform	CO32-, CO2, SO42- Oxalate, Oxalsäure Citrate, Zitronensäure	Lösung,gasförmig, Pulver, Suspension
		Für alle gilt optional auch jeweils die lonenform
Ammoniumverbindungen	z. B. NH4(OH), NH4Cl, (NH4)2SO4, NH4HSO4, NH4NO3, NH4H2PO4, (NH4)2HPO4, (NH4)3PO4, Polyammoniumphosphat Für alle gilt optional auch jeweils die lonenform	NH4(OH), NH4H2PO4, (NH4)2HPO4, (NH4)3PO4, Polyammoniumphosphat Für alle gilt optional auch jeweils die lonenform	Lösung, gasförmig, Pulver, Suspension
Ca-Quellen	Ca(OH)2, CaO, C3SO4, CaCl2, Ca(NO3)2, Ca2+	CaO, Ca(OH)2, Ca2+	Pulver 1 Suspension, Lösung
Mg-Quellen	Mg(OH)2, MgO, MgSO4, MgCl2, Mg(NO3)2, Mg2+	MgO, Mg(OH)2, Mg2+	Pulver 1 Suspension
Kombinierte Ca und Mg-Quellen	Dolomit, teilkalzinierter ,, und/oder teilkalzinierter hydratisierter Dolomit, und/oder vollkalzinierter und/oder vollkalzinierter hydratisierter Dolomit, Huntit, teilkalzinierter und/oder hydratisierter Huntit, vollkalzinierter und/oder hydratisierter Huntit, alle Mischungen dieser	CaCO3·MgO, CaO·MgO	Pulver / Lösung / Suspension
		CaCO3·Mg(OH)2
		Ca(OH)2+Mg(OH)2
		Ca2+ und Mg2+
Ba-Quelle	BaCl2, Ba(NO3)2, Ba(OH)2, Ba2+	Ba(OH)2, BaCl2, Ba2+	Pulver / Lösung 1 Suspension
Sr-Quelle	SrCl2, Sr(NO3)2, Sr(OH)2, Sr2+	Sr(OH)2, SrCl2, Sr2+	Pulver/Lösung / Suspension
andere	Silikate z. B. aus K-, Na-, Li,	Na-Wasserglas	Pulver / Lösung / Suspension
	Wasserglas Aluminiumverbindungen, Aluminate, z. B. Na, K, Ca	K-Wasserglas
	Borate, z. B. Na., K	Al(OH)3
	SiO2, Sol, Gel, Für alle gilt optional auch jeweils die lonenform	Al2(SO4)3, Böhmit
Weitere organische und/oder anorganische Komponenten	Im Sinne der Erfindung geeignete
Alle Mischungen der oben genannten Komponenten mit sich oder anderen

[0052] Die nachfolgende Tabelle zeigt eine Übersicht chemisch-physikalischer Parameter zur weiteren Beschreibung der ersten oder weiteren Komponenten. Wie der Tabelle zu entnehmen ist, kann der Reinheitsgrad der eingesetzten reaktiven Komponenten vergleichsweise gering sein, da durch die Reaktion zu dem Additiv eine zusätzliche Reinigung erfolgen kann. Beispielsweise ist dies möglich, wenn die Verunreinigung nicht mit der zweiten oder einer weiteren reaktiven Komponente reagieren kann und daher z. B. in Lösung bleibt und mit verbleibendem Lösemittel aus dem Faserverbund herausgewaschen werden kann.

Tabelle 2

Parameter	Einheit	Bereich	Bevorzugt	Meist bevorzugt
Reinheit****)	Ma-%	1-100	5-100	10-100
Schwermetalle***)	Ma-%	<10	<5	<1

***) Summe aus: Cu, Pb, Hg, Zn, Ni, Cd, Cr ****) Reinheit als Einzelstoff oder als Mischung von diesen Einzelstoffen analog Tabelle 1 oder ähnlicher

[0053] Analog gilt das oben beschriebene auch für die chemisch-physikalischen Parameter der zweiten oder weiteren Komponenten. Auch diese können unter Umständen in vergleichsweise geringer Reinheit eingesetzt werden, wie der Übersicht in Tabelle 3 zu entnehmen ist.

Tabelle 3

Parameter	Einheit	Bereich	Bevorzugt	Meist bevorzugt
Reinheit****)	Ma-%	1-100	5-100	10-100
Schwermetalle***)	Ma-%	<10	<5	<1

***) Summe aus: Cu, Pb, Hg, Zn, Ni, Cd, Cr ****) Reinheit als Einzelstoff oder als Mischung von diesen Einzelstoffen analog Tabelle 1 oder ähnlicher

[0054] Die reaktiven ersten und weiteren sowie zweiten und weiteren Komponenten können vor der Verwendung zusätzlich noch chemisch, physikalisch oder mechanisch oder durch Kombinationen dieser Verfahren zusätzlich - beispielsweise durch Verwendung von Kugelmühlen, Stiftmühlen, Strahlmühle oder Perlmühlen, Rührwerkskugelmühlen, Hochleistungsdispergierer oder Hochdruckhomogenisatoren ― aufbereitet werden. Verfahren zur Aufbereitung schließen z. B.

• Trockenmahlung und/oder z. B. Sichtung, Magnetscheidung, Beschichtung, Homogenisierung oder Aktivierung mittels dafür geeigneter Aggregate und/oder
• Nassmahlung und/oder z. B. Feinstofftrennung mittels Zyklon (Zentrifugalabscheider) oder Zentrifuge und/oder Kreislaufführung bei z. B. gleichzeitiger Additivierung, Homogenisierung, Beschichtung oder Abtrennung von Bestandteilen mittels dafür geeignete Aggregate ein.

Beispiele

[0055] Die Herstellung von Faserverbunden wird im Folgenden an Beispielen, hier Papier, beschrieben, wodurch andere Anwendungen jedoch nicht ausgeschlossen sind.

Beispiel 1 (analog Punkt b) der obigen Aufzählung)

[0056] Zur Beschichtung eines Papiers wird zunächst ein Papier nach dem Stand der Technik verwendet und dieses mittels einer Laborfilmpresse mit einer zweiten Komponente beschichtet. Als Faserverbund wurde als Rohpapier ein Officepapier, 80 g/m², DIN A4, CaCO₃ 30 Ma-% verwendet, auf welches eine H₂SO₄-Lösung, 10 Ma-% aufgebracht wurde. Die Bedingungen der Laborfilmpresse bei Herstellung des Faserverbundes nach Beispiel 1 sind in Tabelle 4 dargestellt. Die anschließende Trocknung erfolgte über 30 s mit 100% IR- und Heißluftkapazität (1000 Watt Gesamtgeräteleistung).

Tabelle 4

Rakel	Rakeldruck	Walzendruck	Geschwindigkeit	Naßauftrag [g]
	[bar]	[bar]	[m/min]
-	-	600	11	0,36
				0,24
				0,27

[0057] Eine Auswahl an chemischen und physikalischen Daten eines so herstellbaren Faserverbundes nach Beispiel 1 sind in Tabelle 5 dargestellt.

Tabelle 5

Parameter	Blindprobe	Muster mit reaktiven Kompo nenten 2
Weißgrad, R 457, Elrepho	90	92
Anorganische Papierbestandteile, Röntgendiffraktion	CaCO3	CaCO3 und CaSO4
		Zur Verdeutlichung ist diese
	Zur Verdeutlichung ist diese Grafik im Anschluss an die Beschreibung vergrößert als Fig. 1 dargestellt.	Grafik im Anschluss an die Beschreibung vergrößert als Fig. 2 dargestellt.
REM
	irreguläre Partikelstruktur Zur Verdeutlichung ist diese Abbildung im Anschluss an die Beschreibung vergrößert als Fig. 3 dargestellt.	faser- und stemförmige Partikelstruktur Zur Verdeutlichung ist diese Abbildung im Anschluss an die Beschreibung vergrößert als Fig. 4 dargestellt.

[0058] Durch die Beschichtung wurde im Papier eine chemische Reaktion herbeigeführt, welche durch die Bildung einer neuen Mineralphase im Papierverbund nachgewiesen werden kann. Im Ergebnis konnte in diesem Fall beispielsweise der Weißgrad verbessert werden. Die weiteren Papierparameter konnten ebenfalls gleich gehalten oder verbessert oder nur unerheblich reduziert werden.

Beispiel 2 (analog Punkt b) der obigen Aufzählung)

[0059] Bei diesem Beispiel werden verschiedene Rohpapiere verwendet. In Variante a) ein Officepapier, 80 g/m², DIN A4 und in Variante b) ein Druckrohpapier, 80 g/m². Diese Papiere wurden entweder mit c) gesättigter (NH₄)₂HPO₄-Lösung oder d) gesättigter (NH₄)H₂PO₄-Lösung versetzt. Die Bedingungen der Laborfilmpresse sind in Tabelle 6 dargestellt. Die Trocknung erfolgte über 30 s mit 100% IR- und Heißluftkapazität (1000 Watt Gesamtgeräteleistung).

Tabelle 6

Auftrag	Rakel	Rakeldruck	Walzendruck	Geschwindigkeit	Naßauftrag, b) Druckrohpapier	Naßauftrag a) Officepapier
		[bar]	[bar]	[m/min]	[g]	[g]
c)	-	-	600	11	0,7	0,3
d)	-	-	600	11	0,7	0,3

[0060] Die Ergebnisse bei Untersuchungen des Brandverhaltens derartig behandelter Faserverbünde sind in Tabelle 7 dargestellt. Es ist zu erkennen, dass eine Reaktion stattgefunden hat, welche das Papier selbstverlöschend macht. Durch die Beschichtung wurde das Papier derart imprägniert, dass eine flammhemmende Eigenschaft erzielt wurde. Die weiteren Papierparameter konnten gleich gehalten, verbessert oder nur unerheblich verschlechtert werden.

Tabelle 7

Parameter	Blindprobe Officepapier	Blindprobe Druckrohpapier	Officepapier mit Auftrag c	Druckrohpapier mit Auftrag c	Officepapier mit Auftrag d	Druckrohpapier mit Auftrag d
Brandverhalten	Nicht selbstverlöschend	Nicht selbstverlöschend	Selbstverlöschend	Selbstverlöschend	Selbstverlöschend	Selbstverlöschend

Beispiel 3 (analog Punkt a) der obigen Aufzählung)

[0061] Bei diesem Beispiel wurde ein Papier mit einer reaktiven Komponente 1 hergestellt und danach mittels Laborfilmpresse mit einer zweiten reaktiven Komponente 2 beschichtet.

Teil 1:

Herstellung Papier mit einer ersten reaktiven Komponente

[0062] Zur Herstellung eines Papiers mit einer ersten reaktiven Komponente wurde ein Rapid Köthen Blattbildner verwendet. Die Bedingungen zur Herstellung von Papier analog dem Beispiel 3 ist in Tabelle 8 dargestellt.

Tabelle 8

Rohstoffe	Einheit	Konzentration
Zellstoffsuspension	Ma-%	4,0
1. reaktive Komponente, umfassend CaCO3 und MgO als Suspension	Ma-%	20

Papier, Zielwerte		Wert
Blattgewicht	g	2,3
Faserstoff im Blatt	Ma-%	70
Gehalt, 1. reaktive Komponente, soll	Ma-%	30

*) d90= 10 µm, d50= 3 µm und hohe Reinheit von CaCO3 und MgO.

[0063] Die Zusammensetzung der Rezeptur zur Herstellung eines Faserverbundes nach Bespiel 3 ist in Tabelle 9 dargestellt.

Tabelle 9

Rezepturtabelle		Wert
Zellstoffsuspension	9	201,25
Zellstoff absolut	g/5 Blätter	8,05
Zusatzwasser, Ziel-TS = 1,5 Ma-%*	g	684
Füllstoffgehalt, soll	Ma-%	30
Polymin, 0,5 %	ml/1 Blatt	0,5
Wasser, gesamt	ml, gesamt	891,1
Feststoff, gesamt	g, gesamt	13,57
TS vor der Blattbildung*	Ma-%	1,52

*) TS ist Trockensubstanz der Suspension

Teil 2: Beschichtung eines nach dem in Teil 1 beschriebenen Verfahrens erhaltenen Faserverbundes mit einer zweiten reaktiven Komponente

[0064] Zum Versetzen des Faserverbundes mit einer zweiten reaktiven Komponente wurde als Blattauftrag eine wässrige Lösung aus NH₄⁺ und PO₄^3- verwendet. Die Bedingungen in der Laborfilmpresse zur Herstellung eines Faserverbundes nach Beispiel 3 ist in Tabelle 10 dargestellt. Die Anschließende Trocknung erfolge über 30 s mit 100% IR- und Heißluftkapazität (1000 Watt Gesamtgeräteleistung).

Tab. 10:

Rakel	Rakeldruck	Walzendruck	Geschwindigkeit	Naßauftrag
	[bar]	[bar]	[m/min]	[g]
-	-	600	11	0,7

[0065] Die chemischen und physikalischen Daten eines so herstellbaren Faserverbundes nach Beispiel 3 sind in Tabelle 11 dargestellt.

Tabelle 11

Parameter	Basispapier	Basispapier nach Auftrag
Opazität	85	90
Brandverhalten	Nicht selbstverlöschend	selbstverlöschend
REM	unregelmäßig	Enthält Mineralfaseransätze
Röntgendiffraktion	CaCO3, MgO, Mg(OH)2	CaCO3, MgO, Mg(OH)2, MgNH4PO4·H2O

Beispiel 4 (analog Punkt a) der obigen Aufzählung)

[0066] In diesem Beispiel wird ein reaktives Material vor der Papierblattbildung dem Faserstoff zugegeben und befindet sich nach der Blattbildung in dem Blatt und wird danach mit einer zweiten Komponenten zur Reaktion gebracht. Zur Ausbildung des Faserverbundes wird als Faserstoff in diesem Beispiel gemahlener Zellstoff verwendet. Als erste reaktive Komponente wird in diesem Beispiel eine wässrige Suspension einer Mischung aus Ca(OH)₂ und Mg(OH)₂, hergestellt durch Hydratisierung von vollkalziniertem Dolomit verwendet. in einem Laborblattbildner (Rapid-Köthen) wird aus einer wässrigen Suspension des Faserstoffes unter Zusatz der ersten reaktiven Komponente ein Faserverbund hergestellt, welcher danach in feuchtem Zustand mit CO₂ als Beispiel für die zweite Komponente begast wird. Die Bedingungen werden dabei variiert. Die Reaktion erfolgt a) bei niedriger Temperatur und b) bei erhöhter Temperatur. Anschließend erfolgt eine Trocknung. Parallel dazu wurde eine Blindprobe mit der ersten reaktiven Komponente aber ohne zweite reaktive Komponente hergestellt. In der Tabelle 12 sind die chemischen und physikalischen Daten eines so herstellbaren Faserverbundes nach Beispiel 4 dargestellt. Wie der Tabelle zu entnehmen ist, konnten sowohl Weißgrad als auch Opazität gegenüber der Vergleichsprobe erhöht werden.

Tabelle 12

Parameter	Blindprobe mit reaktiver Komponente	Muster mit reaktiven Komponenten Tnledrig	Muster mit reaktiven Komponenten Terhöht
Weißgrad	85	88	88
Opazität	90	92	93
Anorganische Papierbestandteile, Röntgendiffraktion	Ca(OH)2	Ca(OH)2	Ca(OH)2
	Mg(OH)2	Mg(OH)2	Mg(OH)2
		CaCO3	CaCO3
		MgCO3	MgCO3
		MgCO3·3H2O	MgCO3 · 3H2O
		MgCO3 ·5H2O	MgCO3 · 5H2O
		3MgCO3xMg(OH)2· 3H2O	3MgCO3xMg(OH)2 · 3 H2O
		Mg4(OH)2(CO3)3·3H2O	Mg4(OH)2(CO3)3 · 3 H2O
		4MgCO3xMg(OH)2·5H2O	4MgCO3xMg(OH)2 · 5H2O
		4MgCO3xMg(OH)2 ·4H2O	4MgCO3xMg(OH)2 · 4H2O
Anorganische Papierbestandteile, Röntgendiffraktion, bevorzugt		Ca(OH)2	Ca(OH)2
		Mg(OH)2	Mg(OH)2
		CaCO3	CaCO3
		MgCO3	MgCO3
		MgCO3 · 3H2O	3 MgCO3 xMg(OH)2 ·3H2O
		MgCO3 · 5 H2O	Mg4(OH)2(CO3)3·3H2O
REM
		eher Faserstruktur, mit weniger Plättchenstruktur. Zur Verdeutlichung ist diese Abbildung im Anschluss an die Beschreibung vergrößert als Fig. 5 dargestellt.	eher Plättchenstruktur, mit weniger Faserstruktur. Zur Verdeutlichung ist diese Abbildung im Anschluss an die Beschreibung vergrößert als Fig. 6 dargestellt.

Beispiel 5 (analog Punkt c) der obigen Aufzählung)

[0067] In diesem Beispiel wird in einem ersten Schritt ein Faserverbund nach dem Stand der Technik hergestellt und darauf oberflächennah ein erstes reaktives Material durch Streichen aufgebracht und dieses unmittelbar danach mit einer zweiten Komponente zur Reaktion gebracht. Als Faserverbund nach dem Stand der Technik wird Filterpapier verwendet. Dieses wird mittels halbautomatischen Filmziehgerät mit einer Suspension der reaktiven Komponente 1 beschichtet (6 µm Rakelstärke, 140 mm/sec Rakelgeschwindigkeit). Als reaktive Komponente 1 dient hier eine wässrige Suspension einer Mischung aus Ca(OH)₂ und Mg(OH)₂, beispielsweise hergestellt durch Hydratisierung von vollkalziniertem Dolomit. Der beschichtete Faserverbund wird danach in feuchtem Zustand mit CO₂ als Beispiel für die zweite Komponente begast. Die Bedingungen werde hierbei variiert. Die Reaktion erfolgt a) bei niedriger Temperatur und b) bei erhöhter Temperatur. Anschließend erfolgt eine Trocknung. Parallel dazu wurde eine Blindprobe mit der ersten reaktiven Komponente aber ohne zweite reaktive Komponente hergestellt. In nachfolgender Tabelle 13 sind die chemischen und physikalischen Daten eines so herstellbaren Faserverbundes nach Beispiel 5 dargestellt. Wie der Tabelle zu entnehmen ist, konnten auch in diesem Beispiel sowohl Weißgrad als auch Opazität gegenüber der Vergleichsprobe erhöht werden.

Tabelle 13

Parameter	Blindprobe mit reaktiver Komponente	Muster mit reaktiven Komponenten Tniedng	Muster mit reaktiven Komponenten Terhöht
Weißgrad	85	88	88
Opazität	90	92	93
Anorganische Papierbestandteile, Röntgendiffraktion	Ca(OH)2	Ca(OH)2	Ca(OH)2
	Mg(OH)2	Mg(OH)2	Mg(OH)2
		CaCO3	CaCO3
		MgCO3	MgCO3
		MgCO3x3H2O	MgC03x3H2O
		MgCO3x5H2O	MgCO3x5H2O
		3MgCO3xMg(OH)2·3H2O	3MgCO3xMg(OH)2·3H2O
		Mg4(OH)2(CO3)3·3H2O	Mg4(OH)2(CO3)3·3 H2O
		4MgCO3xMg(OH)2·5H2O	4MgCO3xMg(OH)2·5H2O
		4MgCO3xMg(OH)2 ·4H2O	4MgCO3xMg(OH)2·4H2O
Anorganische Papierbestandteile, Röntgendiffraktion, bevorzugt		Ca(OH)2	Ca(OH)2
		Mg(OH)2	Mg(OH)2
		CaCO3	CaCO3
		MgCO3	MgCO3
		MgCO3·3H2O	3MgCO3xMg(OH)2·3H2O
		MgCO3·5H2O	Mg4(OH)2(CO3)3·3H2O
REM
		eher Faserstruktur, mit weniger Plättchenstruktur Zur Verdeutlichung ist diese Abbildung im Anschluss an die Beschreibung vergrößert als Fig. 7 dargestellt.	eher Plättchenstruktur, mrt weniger Faserstruktur. Zur Verdeutlichung ist diese Abbildung im Anschluss an die Beschreibung vergrößert als Fig. 8 dargestellt.

Beispiel 6: (analog Punkt i) der obigen Aufzählung)

[0068] Ein Basispapier nach dem Stand der Technik wird mit einem geeigneten und bekannten Auftragsverfahren, z.B. Curtaincoating parallel mit einer Ca-haltigen wässrigen Komponente und einer Al-haltigen wässrigen Komponente beschichtet, wobei sich das Reaktionsprodukt unmittelbar auf der Papieroberfläche bildet. Bei der Ca-Komponente handelt es sich um eine Suspension von Ca(OH)₂ (10 Ma-%) und bei der Al-Komponente um eine Al₂(SO₄)₃-Lösung (5 Ma-%). Mit Wasser reagieren diese Komponenten nach der Reaktion

         Ca₃Al₂(OH)₁₂ + 3 CaSO₄·2 H₂O → Ca₆Al₂(SO₄)₃(OH)₁₂·26 H₂O

zu Satinweiß. Dabei kommt es unmittelbar an der Oberfläche des Basispapiers zur Ausbildung einer Schicht aus Satinweiß, verbunden mit einer Steigerung von Weißgrad, Opazität und Glätte.

[0069] Es kann gegebenenfalls vorteilhaft sein, den so beschichteten Faserverbund weiter zu behandeln, z.B. mittels thermischer oder mechanischer oder chemischer oder dekorativen Verfahren, z.B. trocknen, kalandrieren, beschichten usw. um z.B. den Glanz der Papieroberfläche zu erhöhen.

[0070] Die so erhaltenen Faserverbunde können z.B. als Papier verwendet und dort in den bekannten und aufgrund der technischen, ökonomischen und ökologischen Vorteile auch in neuen Anwendungen zum Einsatz gebracht werden.

[0071] Durch die erfindungsgemäße Einlagerung und/oder Auftragung einer ersten oder weiteren und/oder zweiten oder weiteren Komponente im Papier oder an der Papieroberfläche kommt es zur chemischen Ausbildung neuer Mineralmodifikationen und/oder einer physikalischen Phasenänderung von Materialien. Es bilden sich neben diesen physikalisch und/oder chemisch hervorgerufenen Änderungen auch neue Papiereigenschaften, z. B. eine durch Strukturänderung von Materialien hervorgerufenen Erhöhung der Festigkeit, Opazität, Weißgrad oder der selbstverlöschenden Eigenschaften.

[0072] Weitere vorteilhafte Verbesserungen sind die Dimensionsstabilisierung, Verbesserung der TiO₂-Retention, TiO₂-Einsparung, schwere Entflammbarkeit, Verbesserung der Farbaufnahme, der Farbwiedergabe, der Nassfestigkeit, der Weiterreißfestigkeit, des spezifischen Weiterreißwiderstandes, des Berstwiderstandes, des Spaltwiderstandes, gesteigerter Volumenindex, sowie verbesserte Kompressibilität, Porosität, Glätte, Glanzeigenschaften und Rauhigkeit. Weiterhin ergeben sich Vorteile in der Verarbeitbarkeit in Bezug auf Beschichtungsfähigkeit, Chemikalienfestigkeit, Rupffestigkeit, Mottling, Missing Dots, sowie Vorteile bei der Bedruckung mit Inkjet-, Thermo- und Laser-Verfahren sowie in der digitalen Drucktechnik.

[0073] Als zusätzliche Vorteile können Energieeinsparung, erhöhte Laufgeschwindigkeit, Abwasserentlastung, verbesserte Kreislaufführung von Prozesswasser und reduzierter Reststoffanfall realisiert werden.

[0074] Die erfindungsgemäßen Produkte eignen sich zur Verwendung z. B. als Informationsträger, zur Verpackung, als Baumaterial ohne dass dies eine Einschränkung für andere Anwendungen bedeutet.

[0075] Weitere Vorteile und Ausführungsformen ergeben sich aus den beigefügten Zeichnungen:

[0076] Darin zeigen:

Fig. 1 ein Spektrum der Röntgendiffraktionsanalyse der Blindprobe aus Beispiel 1,

Fig. 2 ein Spektrum der Röntgendiffraktionsanalyse des beschichteten Papiers aus Beispiel 1,

Fig. 3 eine rasterelektronenmikroskopische Aufnahme der Partikelstruktur der Blindprobe aus Beispiel 1,

Fig. 4 eine rasterelektronenmikroskopische Aufnahme der Partikelstruktur des beschichteten Papiers aus Beispiel 1,

Fig. 5 eine rasterelektronenmikroskopische Aufnahme der Partikelstruktur der erhaltenen Additive aus Beispiel 4 bei Reaktionsführung bei niedriger Temperatur,

Fig. 6 eine rasterelektronenmikroskopische Aufnahme der Partikelstruktur der erhaltenen Additive aus Beispiel 4 bei Reaktionsführung bei erhöhter Temperatur,

Fig. 7 eine rasterelektronenmikroskopische Aufnahme der Partikelstruktur der erhaltenen Additive aus Beispiel 5 bei Reaktionsführung bei niedriger Temperatur und

Fig. 8 eine rasterelektronenmikroskopische Aufnahme der Partikelstruktur der erhaltenen Additive aus Beispiel 5 bei Reaktionsführung bei erhöhter Temperatur.

[0077] Figur 1 zeigt ein Spektrum der Röntgendiffraktionsanalyse der Blindprobe aus Beispiel 1. Wie zu erkennen ist, liefert insbesondere Calcit CaCO₃ ein deutliches Signal. Ein Signal für Gips CaSO₄-2H₂O ist nicht zu erkennen, bzw. hebt sich nicht vom Grundrauschen ab.

[0078] Im Gegensatz dazu ist bei dem in Figur 2 gezeigten Spektrum der Röntgendiffraktionsanalyse des beschichteten Papiers aus Beispiel 1 neben dem immer noch sehr starkem Signal, dass das Vorhandensein von Calcit CaCO₃ belegt, ein messbares Signal für Gips CaSO₄·2H₂O zu erkennen. Auch wenn es nicht sonderlich stark erscheint, hebt es sich deutlich vom Grundrauschen ab.

[0079] Figur 3 zeigt eine rasterelektronenmikroskopische Aufnahme der Partikelstruktur der Blindprobe aus Beispiel 1. Es sind überwiegend plättchenförmige Partikel zu erkennen, die sich größtenteils zu Agglomeraten aneinander angelagert haben. Es sind jedoch auch eine Vielzahl von einzelnen Partikeln zu erkennen.

[0080] Figur 4 zeigt eine rasterelektronenmikroskopische Aufnahme der Partikelstruktur des beschichteten Papiers aus Beispiel 1. Hier ist zu erkennen, dass sich überwiegend stäbchenförmige Partikel gebildet haben. Teilweise sind sie zu Büscheln aneinandergelagert. Einige der stäbchenförmigen Kristalle haben sich auch auf der Cellulosefaser angelagert, die sich vom rechten Bildrand schräg nach links zum oberen Bildrand erstreckt.

[0081] Figur 5 zeigt eine rasterelektronenmikroskopische Aufnahme der Partikelstruktur der erhaltenen Additive aus Beispiel 4 bei Reaktionsführung bei niedriger Temperatur. Es ist eine Vielzahl von stäbchenförmigen Kristallen zu erkennen, welche sich scheinbar ungeordnet über den gesamten Bildausschnitt verteilen. Sie scheinen keine Vorzugsorientierung aufzuweisen. Viele der Stäbchenförmigen Kristalle weisen seitliche Verbreiterungen auf, welche er ermöglichen, dass die einzelnen Kristalle sin ineinander verhaken können und so einen Verbund in Form eines chaotisch erscheinenden Netzes ausbilden.

[0082] Auch in Figur 6 ist eine rasterelektronenmikroskopische Aufnahme der Partikelstruktur der erhaltenen Additive aus Beispiel 4 gezeigt, jedoch bei Reaktionsführung bei erhöhter Temperatur. Bei gleicher Vergrößerung erscheinen die auch bei dieser Versuchsführung erhaltenen stäbchenförmigen Kristalle etwas größer als diejenigen in Fig. 5 und etwas unregelmäßiger geformt zu sein. Dadurch ergibt sich eine Vielzahl von Interaktionsmöglichkeiten, über die die einzelnen Kristalle miteinander wechselwirken können. Die Netzstruktur scheint im Vergleich zu derjenigen aus Fig. 5 jedoch weniger dicht zu sein.

[0083] Figur 7 zeigt eine rasterelektronenmikroskopische Aufnahme der Partikelstruktur der erhaltenen Additive aus Beispiel 5 bei Reaktionsführung bei niedriger Temperatur. Neben einer Vielzahl von sehr kleinen Kristallen ohne eine deutlich erkennbare Vorzugsstruktur sind deutlich stäbchenförmige Kristalle zu erkennen. Teilweise sind diese mit den kleineren Kristallen bedeckt, so dass sich eine raue Oberfläche ausbildet, über welche sich die einzelnen Stäbchen miteinander verhaken können. Es scheint sich eine vergleichsweise weitmaschige Netzstruktur ausgebildet zu haben, da nahezu jeder stäbchenförmig Partikel mit mindestens zwei weiteren dieser Partikel in Kontakt steht.

[0084] Figur 8 zeigt eine rasterelektronenmikroskopische Aufnahme der Partikelstruktur der erhaltenen Additive aus Beispiel 5 bei Reaktionsführung bei erhöhter Temperatur. Auch hier ist eine Vielzahl von stäbchenförmigen Kristallen zu sehen, auf denen sich kleinere, Partikel unbestimmter Geometrie angelagert haben. Der sich durch Wechselwirkung der Stäbchen ausbildende netzartige Verbund scheint gegenüber dem in Fig. 7 gezeigten dichter zu sein.

[0085] Die Anmelderin behält sich vor, sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale als erfindungswesentlich zu beanspruchen, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.

Ansprüche

1. Faserverbund, welcher mindestens ein in den Faserverbund integriertes Additiv umfasst, welches zur Verbesserung mindestens einer Eigenschaft des Faserverbundes geeignet ist, welche ausgewählt ist aus einer Gruppe, welche Opazität, Weißgrad, Celluloseanteil, Festigkeit, flammhemmende Wirkung, Luftdurchlässigkeit, Porosität, Glanz, Glätte, Haptik, Bedruckbarkeit, Falzbarkeit, Kaschierbarkeit, Färbbarkeit, Farbwiedergabe, Nassfestigkeit, Weiterreißfestigkeit, Verbindbarkeit, Blattbildungseigenschaften, Entwässerbarkeit, Volumenindex, Rauigkeit, Trocknung, Beschichtungsfähigkeit, Chemikalienbeständigkeit, Rupffestigkeit, Mottling und andere umfasst,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Additiv aus mindestens zwei flüssigen und/oder festen reaktiven Komponenten herstellbar ist, welche dem Faserverbund separat zuführbar sind und welche während oder nach der Herstellung des Faserverbundes miteinander durch chemische Reaktion zu dem Additiv umsetzbar sind.

2. Faserverbund nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
mindestens eine der Komponenten ausgewählt ist aus einer Gruppe, welche Ca-Verbindungen, Mg-Verbindungen, Ba-Verbindungen, Sr-Verbindungen, Al-Verbindungen, Ammoniumverbindungen, Borate, Silikate, Phosphate, Sulfate, Carbonate, Salze organischer Säuren, Siliciumdioxid und andere umfasst, wobei diese Komponenten als Feststoff, Suspension, Emulsion und/oder Lösung in wässrigem und/oder organischem Lösungsmittel vorliegen können.

3. Faserverbund nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Additiv im Faserverbund als Feststoff vorliegt.

4. Faserverbund nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Additiv im Faserverbund Satinweiß ist und/oder die Summenformel Ca₆Al₂(SO₄)₃(OH)₁₂·26 H₂O aufweist.

5. Faserverbund nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Additiv eine Carbonatgruppe und/oder eine Silikatgruppe und/oder eine Sulfatgruppe und ein Erdalkalimetall, bevorzugt Ca und/oder Mg, umfasst und dieses Additiv eine Struktur aufweist, durch welche der Faserverbund zusätzlich vernetzbar ist.

6. Faserverbund nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Faserverbund eine Pappe und/oder ein Papier bzw. ein Papp- und/oder Papiervorprodukt ist.

7. Verwendung eines Faserverbundes nach einem der vorangegangenen Ansprüche als Speichermedium für Informationen, als Hygieneartikel und/oder für Anwendungen in der Bauindustrie, Verpackungsindustrie und/oder als Dekorationselement.

8. Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundes, welcher mindestens ein in den Faserverbund integriertes Additiv umfasst, welches zur Verbesserung mindestens einer Eigenschaft des Faserverbundes geeignet ist, welche ausgewählt ist aus einer Gruppe, welche Opazität, Weißgrad, Celluloseanteil, Festigkeit, flammhemmende Wirkung, Luftdurchlässigkeit, Porosität, Glanz, Glätte, Haptik, Bedruckbarkeit, Falzbarkeit, Kaschierbarkeit, Färbbarkeit, Farbwiedergabe, Nassfestigkeit, Weiterreißfestigkeit, Verbindbarkeit, Blattbildungseigenschaften, Entwässerbarkeit, Volumenindex, Rauigkeit, Trocknung, Beschichtungsfähigkeit, Chemikalienbeständigkeit, Rupffestigkeit, Mottling und andere umfasst,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Additiv aus mindestens zwei flüssigen und/oder festen reaktiven Komponenten hergestellt wird, welche dem Faserverbund separat zugeführt werden und welche während oder nach der Herstellung des Faserverbundes miteinander zu dem Additiv umgesetzt werden.

9. Verfahren gemäß Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
in einem ersten Schritt mindestens eine erste reaktive Komponente vor und/oder während einer Ausbildung eines Faserverbundes einem Faserstoff zugegeben wird und dem Faserverbund in einem zweiten Schritt während und/oder nach dessen Ausbildung mindestens eine weitere zweite reaktive Komponente zugesetzt wird und diese zweite reaktive Komponente, bevorzugt durch eine Einstellung definierter Reaktionsbedingungen und optional durch Zugabe weiterer Reaktionspartner, mit der ersten reaktiven Komponente zu dem Additiv reagiert.

10. Verfahren gemäß Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
nach einer Ausbildung eines Faserverbundes in einem ersten Schritt mindestens eine erste reaktive Komponente auf den Faserverbund und/oder in den Faserverbund eingebracht wird und in einem zweiten darauf folgenden Schritt mindestens eine weitere, zweite reaktive Komponente auf den Faserverbund und/oder in den Faserverbund eingebracht wird und diese zweite reaktive Komponente, bevorzugt durch eine Einstellung definierter Reaktionsbedingungen und optional durch Zugabe weiterer Reaktionspartner, mit der ersten reaktiven Komponente zu dem Additiv reagiert.

11. Verfahren gemäß Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
nach einer Ausbildung eines Faserverbundes mit einem ersten Additiv in einem dritten Schritt mindestens eine dritte reaktive Komponente auf den Faserverbund und/oder in den Faserverbund eingebracht wird und in einem vierten darauf folgenden Schritt mindestens eine weitere, vierte reaktive Komponente auf den Faserverbund und/oder in den Faserverbund eingebracht wird und diese vierte reaktive Komponente, bevorzugt durch eine Einstellung definierter Reaktionsbedingungen und optional durch Zugabe weiterer Reaktionspartner, mit der dritten reaktiven Komponente zu dem Additiv reagiert.

12. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 8 - 11,
dadurch gekennzeichnet, dass
dem Faserverbund weitere Zusatzstoffe zugesetzt werden, welche ausgewählt sind aus einer Gruppe, welche Pigmente, Füllstoffe, Bindemittel, anorganische Fasern, organische Fasern und andere umfasst.

13. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 8 - 12,
dadurch gekennzeichnet, dass
dem Faserverbund erste und zweite reaktive Komponenten zugesetzt werden, welche zu Satinweiß mit der Summenformel Ca₆Al₂(SO₄)₃(OH)₁₂·26 H₂O reagieren.

14. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 8 - 92,
dadurch gekennzeichnet, dass
dem Faserverbund erste und zweite reaktive Komponenten zugesetzt werden, welche zu einem Additiv reagieren, welches eine Carbonatgruppe und/oder eine Silikatgruppe und/oder eine Sulfatgruppe und ein Erdalkalimetall, bevorzugt Ca und oder Mg, umfasst und bevorzugt eine Struktur aufweist, welche den Faserverbund zusätzlich vernetzt.

Zeichnung