BRPI0509409B1 - papel de aramida e processo de produção de papel de aramida - Google Patents

Abstract

"papel de aramida, placas de fiação impressa, materiais isolantes elétricos, estrutura compósita, material estrutural e processo de produção de papel de aramida". a presente invenção refere-se a um papel de aramida que é apropriado para estruturas compósitas e que é produzido ao se utilizar uma combinação de polpa de aramida, floco e, opcionalmente, um material aglutinante polimérico.

Description

“PAPEL DE ARAMIDA E PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL DE ARAMIDA” Campo da invenção A presente invenção refere-se ao papel de aramida apropriado para estruturas compósitas.

Antecedentes da invenção O acompanhamento do histórico de papéis de aramida pode ser feito a partir da patente US 2.999.788, concedida a Morgan em 12 de setembro de 1961, a qual descreve papéis à base de fibrilas de polímeros sintéticos que incluem papéis de fibrilas de poliamida aromática (aramida) e a sua combinação com fibras diferentes.

Nos anos seguintes, foram descritos muitos tipos de papel e de cartão prensado à base de fibrilas de aramida, flocos de aramida, polpa de aramida, outros ingredientes e as suas combinações.

As patentes US 4.698.267 e US 4.729.921, ambas concedidas a Tokarsky, descrevem papéis de p-aramida de alta densidade, os quais compreendem flocos de p-aramida, polpa de p-aramida ou a suas misturas e, opcionalmente, 5% a 15% de aglutinante polimérico, incluindo fibrilas de aramida. O Relatório de Pesquisa Inglês V338(073) (Anônimo), emitido em 1992, descreve folhas contendo fibra de aramida com 40% a 60% em peso de fibrilas de m-aramida, 0% a 30% em peso de flocos de m-aramida, 0% a 60% em peso de flocos de p-aramida e 0% a 40% em peso de polpa de p-aramida. A patente US 5.026.456, concedida a Hesler et al., descreve um papel de alta porosidade que compreende de 10% a 40% em peso de fibrilas de aramida, 5% a 30% em peso de flocos resistentes à alta temperatura e 30% a 85% em peso de polpa de papel de aramida preparado por cominuição de papel de aramida seco contendo de 50% a 60% de fibrilas de aramida e 40% a 50% de flocos de aramida até um tamanho da partícula que pode passar através de uma tela de triagem de 6,4 a 12,7 mm. Mais especificamente, o papel de alta porosidade da presente invenção compreende fibrilas de aramida previamente secas e flocos de aramida previamente secos da polpa de papel de aramida e, além disso, fibrilas de aramida no estado fresco e flocos no estado fresco resistentes à alta temperatura. A patente US 5.789,059, concedida a Nomoto, descreve um núcleo em forma de colméia feito a partir de uma folha base de uma mistura de fibras de p-aramida (flocos) e de polpa de m-aramida em que as fibras de p-aramida ocupam não menos de 20% a menos de 50% em peso da mistura.

Descrição Resumida da Invenção A presente invenção refere-se ao papel de aramida para estruturas compósitas, que compreende de 50% a 95% em peso de polpa de aramida, de 5% a 50% em peso de floco com um módulo inicial de menos de 3.000 cN/tex e, opcionalmente, menos de 20% em peso de material aglutinante polimérico. A presente invenção também se refere a um processo para a produção do papel.

Descrição Detalhada da Invenção Os papéis de aramida podem ser usados, entre outros, como um material básico para núcleos em forma de colméia, um reforço para placas de circuito impresso e outras estruturas de laminados, um isolamento elétrico em sistemas carregados com óleo ou resina, como um material básico para revestimentos de fricção na indústria automotiva e em outras aplicações de estruturas compósitas de alto desempenho. Para uma rigidez mais elevada, resistência, maior estabilidade dimensional e resistência à abrasão de uma estrutura compósita final, tais papéis devem, de preferência, conter componentes fibrosos de p-aramida.

Para uma uniformidade aceitável, os papéis com flocos de p-aramida na composição são formados a partir de pastas muito diluídas (0,01%-0,05% em peso), o que requer um uso de máquinas especiais para os não-tecidos depositados a úmido (fio inclinado e outros). O papel que contém somente a polpa de p-aramida como o componente de aramida pode ser formado uniformemente em uma máquina de fabricação de papel horizontal normal, tal como uma Fourdrinier, a partir de pastas diluídas em um meio (0,2%-0,6% em peso). No entanto, o papel de aramida à base apenas de polpa não tem resistência suficiente para ser produzida estavelmente a um peso base relativamente baixo (por exemplo, abaixo de 70 g/m2) e para ser processado com sucesso para formar uma estrutura finai. A adição de qualquer quantidade de flocos de p-aramida à polpa de p-aramida reduz de maneira significativa a uniformidade da folha formada na máquina Fourdrinier, o que requer as máquinas especiais acima mencionadas para formação uniforme. Além disso, a adição de flocos de p-aramida à composição de papel toma o papel muito mais rígido, o que pode requerer métodos especiais para evitar problemas no processamento como estrutura compósita final, tal como é descrito, por exemplo, na patente US 6.592.963.

Foi verificado que uma combinação de 50%-95% em peso de polpa de p-aramida, 5%-50% em peso de floco que tem um módulo inicial de menos de 3.000 cN/tex e, opcionalmente, menos de 20% em peso de material aglutinante polimérico forma uma composição de papel, a qual pode ser processada de maneira estável e uniformemente, em uma máquina de fabricação de papel do tipo Fourdrinier, como um papel final. Tal papel, com um peso base de menos de 70 g/m2, pode exibir uma rigidez comparável àquela dos papéis de m-aramida.

Além disso, após a impregnação da resina para formar uma estrutura de papel compósita, podem ser obtidas propriedades mecânicas (resistência e rigidez) que são muito mais elevadas que aquelas obtidas com uma composição de m-aramida. Tal estrutura de papel compósita pode se aproximar das propriedades obtidas nas composições com flocos de p-aramida. De fato, a estrutura de papel compósita da presente invenção exibe um aumento na rigidez de quatro a cinco vezes em contraste a menos de duas vezes para os papéis comerciais de m-aramida ou os papéis de p-aramida à base de flocos de p-aramida. As resinas para impregnar o papel para formar a estrutura de papel compósita incluem poliamidas, poliimidas, epóxis, fenólicos, poliésteres, poliuretanos e outros igualmente apropriados.

Com uma composição otimizada, o papel da presente invenção pode exibir menos mudanças nas dimensões com uma mudança na temperatura (isto é, um coeficiente mais baixo de expansão térmica) em comparação aos papéis comerciais à base de papéis de p- ou m-aramida para papéis em forma de colméias. O termo "floco" refere-se às fibras que têm um comprimento de 2 a 25 mm, de preferência, de 3 a 7 mm, e um diâmetro de 3 a 20 pm, de preferência, de 5 a 14 pm. Se o comprimento do floco for menor que 3 mm, o seu impacto na resistência do papel não é alto o bastante e, se for maior que 25 mm, é quase impossível formar uma rede uniforme por um método de deposição a úmido. Se o diâmetro do floco for menor que 5 pm, pode ser difícil a sua produção com uma uniformidade e uma reproducibílidade suficientes e, se for maior que 20 pm, é virtualmente impossível formar um papel uniforme de pesos bases leves a médios. O floco é, em geral, produzido ao cortar filamentos contínuos fiados em pedaços de comprimento específico. Um tipo preferido do fioco na presente invenção é o floco de m-aramida e, em particular, o floco de poli(m-fenileno isoftalamida). No entanto, pode ser usado o floco de outros materiais com um módulo inicial de menos de 3.000 cN/tex, por exemplo, poli(tereftalato de etileno), poliacrilonitrila, etc. 0 termo “polpa”, tal como empregado no presente, refere-se às partículas do material de aramida que têm uma haste e fibrilas que se estendem geralmente do mesmo, em que a haste é, em geral, em forma de coluna e com cerca de 10 a 50 pm de diâmetro, e as fibrilas são membros parecidos com pêlos finos, geralmente unidos à haste, que medem somente uma fração de 1 pm ou poucos micrômetros de diâmetro e cerca de 10 a 100 pm de comprimento. O termo “fibrilas”, tal como empregado no presente, refere-se a um produto polimérico finamente dividido em pequenas partículas essencialmente bidimensionais, como películas que têm um comprimento e uma largura da ordem de 100 a 1.000 pm e uma espessura somente da ordem de 0,1 a 1 pm. As fibrilas são produzidas ao escoar uma solução polimérica em um banho coagulante de um líquido, o qual é imiscível com o solvente da solução. A corrente da solução polimérica é sujeitada a forças de cisalhamento e turbulência intensas enquanto o polímero é coagulado.

Os materiais de “aramida” são poliamidas em que peio menos 85% das ligações amida (-CO-NH-) são unidas diretamente a dois anéis aromáticos. Aditivos podem ser usados com a aramida e foi verificado que até tanto quanto 10% em peso de um outro material polimérico pode ser misturado com a aramida. Podem ser usados copolímeros que têm tanto quanto 10% de outras diaminas substituídas no lugar da diamina da aramida ou tanto quanto 10% de outros cloretos de diácido substituídos no lugar do cloreto de diácido da aramida. O floco, a polpa de p-aramida e um material aglutinante polimérico no papel da presente invenção podem ser de cor natural ou coloridos por tinturas ou pigmentos. O floco e a polpa podem ser tratados por materiais que alteram as suas características de superfície, contanto que tais tratamentos não afetem adversamente a capacidade dos aglutinantes de entrar em contato e de se unir às superfícies das fibras.

Foi determinado que, para se obter uma maior resistência nos papéis da presente invenção, é preferível que se tenha um material aglutinante polimérico na composição de papel na quantidade de até 20% em peso da composição total, mas pelo menos cerca de 3%. Se mais de 20% em peso de aglutinante polimérico estiver presente na composição de papel, isto pode complicar a impregnação do papel com resinas no processamento adicional para formar a estrutura compósita final e exceder o nível necessário de aglutinante para as finalidades de resistência.

As fibriías de aramida são tipos de aglutinante muito eficazes. Outros aglutinantes poliméricos, tais como os flocos, que podem ser fundidos durante as operações de secagem ou de calandragem, ou as resinas solúveis em água, ou as combinações de tipos diferentes de aglutinantes poliméricos, podem ser usados para a presente invenção. No caso de floco fundível, elas desempenham duas funções na composição de papel da presente invenção, uma vez que agem como um floco para impedir rupturas no papel durante a formação do papel e agem como um aglutinante após o processamento adicional. Dependendo do tipo de material aglutinante polimérico e do seu teor na composição de papel, o papel da presente invenção pode ter uma permeabilidade muito elevada com uma resistência ao ar de Gurley de vários segundos ou ter uma permeabilidade média com uma resistência ao ar de Gurley de até vários milhares de segundos. O material preferido para as fibriías da presente invenção, em geral, compreende as aramidas, especificamente, as m-aramidas e, mais especificamente, a poli(m*fenileno-isoftalamida). Outros materiais de fibriías apropriados incluem a poliacrilonitrila, a policaproamida, o poli(tereftalato de etileno) e outros ainda. As fibriías dos materiais de aramida irão conferir uma maior estabilidade térmica do papel em comparação com outros materiais mencionados. A resina usada como um aglutinante pode estar na forma de um polímero solúvel ou dispersível em água adicionado diretamente à dispersão de fabricação de papel ou na forma de fibras de aglutinante termoplástico do material de resina misturado com as fibras de aramida para serem ativadas como um aglutinante pelo calor aplicado durante a secagem ou depois do tratamento de compressão e/ou térmico adicional. Os materiais preferidos para o polímero aglutinante solúvel ou dispersível em água inclui as resinas termorrígidas solúveis em água ou dispersíveis em água, tais como as resinas de poliamida, as resinas epóxi, as resinas fenólicas, as poliuréias, os poliuretanos, as resinas de melamina-formaldeído, os poliésteres e as resinas de alquída, em geral. São, particularmente, as resinas de poliamida solúveis em água, típicas para a indústria de fabricação de papel (por exemplo, a resina catiônica resistente à umidade KYMENE® 557LX e outras). As soluções em água e a dispersão de polímeros não-curados também podem ser usadas (álcool poli(vinílico), acetato de poii(vinila), etc.). O floco de aglutinante termoplástico pode ser feito de polímeros tais como o álcool poli(vinílico), o polipropileno, poliéster e outros ainda, e deve ter um comprimento e um diâmetro similares aqueles do floco descrito acima.

Ingredientes adicionais, tais como cargas para o ajuste da condutividade do papel e outras propriedades, pigmentos, antioxidantes, etc., em pó ou na forma fibrosa, podem ser adicionados à composição de papel da presente invenção. O papel da presente invenção pode ser formado em equipamentos de qualquer escala de telas de laboratório à maquinaria de fabricação de papel de dimensão comercial, tal como uma Fourdrinier ou máquinas de fio inclinado. O processo geral envolve a produção de uma dispersão de polpa de p-aramida, flocos e um material aglutinante (caso desejado) em um líquido aquoso, a drenagem do líquido da dispersão para obter uma composição e a secagem da composição de papel úmida. A dispersão pode ser produzida ao dispersar as fibras e, então, adicionar o material aglutinante ou mediante a dispersão do material aglutinante e, posteriormente, a adição das fibras. A dispersão também pode ser produzida ao combinar uma dispersão de fibras com uma dispersão de material aglutinante. A concentração das fibras na dispersão pode variar de 0,01% a 1,0% em peso com base no peso total da dispersão. A concentração de um material aglutinante na dispersão pode ser de até 20% em peso com base no peso total dos sólidos. O líquido aquoso da dispersão é, em geral, a água, mas pode incluir vários outros materiais, tais como materiais de ajuste do pH, auxiliares de formação, tensoativos, supressores de espuma e outros ainda. O líquido aquoso é normalmente drenado da dispersão mediante a condução da dispersão para uma tela ou um outro suporte perfurado, a retenção dos sólidos dispersos e, então, a passagem do líquido para se obter uma composição de papel úmida. A composição úmida, uma vez formada no suporte, normalmente também é desidratada a vácuo ou por outras forças de pressão e ainda seca mediante a evaporação do líquido remanescente.

Uma etapa seguinte, a qual pode ser executada se uma densidade e uma resistência mais elevadas forem desejadas, consiste na calandragem de uma ou mais camadas de papel no estreitamento de rolos de metal-metal, de metal-compósito ou de compósito-compósito. Alternativamente, uma ou mais camadas de papel podem ser comprimidas em uma prensa de pratos a uma pressão, a uma temperatura e em um tempo que são ideais para uma composição particular e uma aplicação final. Além disso, o tratamento térmico como uma etapa independente antes, após ou no lugar da calandragem ou da compressão, pode ser executado se o reforço ou alguma outra modificação das propriedades forem desejados sem ou em adição ao adensamento. O papel da presente invenção é útil como um componente em materiais estruturais, tais como estruturas de núcleo ou em forma de colméias. Por exemplo, uma ou mais camadas de papel de aramida podem ser usadas como o material principal para formar as células de uma estrutura em forma de coíméia. Aiternativamente, uma ou mais camadas de papel de aramida podem ser usadas nas folhas para cobrir ou revestir as células em forma de coíméia ou outros materiais do núcleo. De preferência, esses laminados são impregnados com uma resina, tal como uma resina fenólica, de epóxi, poliimida ou uma outra. No entanto, em alguns casos o papel pode ser útil sem nenhuma impregnação de resina. Além das aplicações estruturais, o papel da presente invenção também é útil onde a estabilidade dimensional térmica é desejada, tais como placas de fiação impressas; ou onde as propriedades dielétricas são úteis, tal como material isolante elétrico para o uso em motores, transformadores e outros equipamentos de potência. Em tais aplicações, o papel da presente invenção pode ser usado com ou sem resinas de impregnação, tal como desejado.

MÉTODOS DETESTE A resistência à tensão, o módulo, a rigidez de rensão e o índice de tensão foram determinados para os papéis e os compósitos da presente invenção em uma máquina de teste do tipo Instron ao usar espécimes de teste de 2,54 cm de largura e um comprimento padrão de 18 cm de acordo com a norma D 828 da ASTM. A espessura e o peso base (gramatura) dos papéis e dos compósitos foram determinados de acordo com a norma D 645 da ASTM e a norma D 646 da ASTM de maneira correspondente. A densidade (densidade aparente) dos papéis foi determinada de acordo com a norma D 202 da ASTM. A rigidez específica dos papéis foi determinada como uma quantidade matemática calculada ao dividir a rigidez de tensão de um papel pelo peso base de um papel. A rigidez específica dos compósitos foi determinada como uma quantidade matemática calculada ao dividir a rigidez de tensão de um compósito pelo peso base de um papel bruto. O índice de tensão específico para os compósitos foi determinado como uma quantidade matemática calculada ao dividir a resistência à tração de um compósito pelo peso base de um papel bruto. A resistência ao ar de Gurley para os papéis foi determinada ao medir a resistência ao ar em segundos por 100 mL de deslocamento do cilindro para uma área circular de cerca de 6,4 cm2 de um papel ao usar um diferencial de pressão de 1,22 kPa de acordo com a norma TAPPIT 460. O coeficiente de expansão térmica no plano foi medido em tiras secas do material com dimensões de cerca de 8,7 mm de comprimento e 2 mm de largura em um instrumento 2940 TMA a uma temperatura entre 20°C e 100°C com a temperatura aumentando a 10°C/mínuto. As cargas eram de 2 g e 36 g para o papel e o papel de resina, respectivamente. A média das leituras para a direção da máquina e a direção transversal da rede de papel foi registrada como o número final.

Exemplos Exemplo 1 Uma dispersão aquosa foi preparada a partir de fibrilas de m-aramida nunca-secas a uma consistência de 0,5% (0,5% em peso de materiais sólidos em água). A polpa de p-aramida foi dispersa em um desintegrador a uma consistência de 0,2% por 5 minutos. Em seguida, a dispersão de polpa foi adicionada a um tanque com a dispersão de fibrilas. Depois de 10 minutos de agitação contínua, os flocos de m-aramida foram adicionados. Depois de mais 5 minutos de agitação, água foi adicionada para se obter uma consistência final de 0,2%. Os materiais sólidos eram: Polpa de p-aramida - 74% Fibrilas de m-aramida -17% Flocos de m-aramida - 9% A polpa de p-aramida era uma polpa de poli(p-fenileno-tereftalamida) do tipo 1F361 (vendida pela E.l. du Pont de Nemours and Company (DuPont), Wilmington, DE sob o nome comercial KEVLAR®). As fibrilas de m-aramida foram feitas a partir de poli(m-fenileno isoftalamída), tal como descritos na patente US 3.756.908. Os flocos de m-aramida eram flocos de poli(m-fenileno-isoftalamida) com uma densidade linear de 0,22 tex (2,0 denier) e um comprimento de 0,64 cm com um módulo inicial de cerca de 800 cN/tex (vendidos pela DuPont sob o nome comercial NOMEX®). A dispersão resultante foi bombeada para uma tina de suprimento e transferida, então, para uma máquina Fourdrinier para produzir o papel com um peso base de 47,5 g/m2. Outras propriedades do papel são descritas na Tabela 1 abaixo, Exemplo 2 Uma pasta foi preparada tal como no Exemplo 1. Um papel com um peso base de 40,7 g/m2 foi formado em uma máquina Fourdrinier. Outras propriedades do papel são descritas na Tabela 1 abaixo.

Exemplo Comparativo 3 Uma pasta foi preparada tal como no Exemplo 1, mas sem a adição de flocos na composição. Os materiais sólidos eram: Polpa de p-aramida - 80% Fibrilas de m-aramida - 20% A dispersão resultante foi bombeada para uma tina de suprimento e transferida, então, para uma máquina Fourdrinier para produzir o papel com um peso base de 47,5 g/m2 e 60 g/m2 No entanto, rupturas freqüentes ocorreram e foi impossível preparar uma folha contínua.

Exemplo Comparativo 4 Uma polpa de p-aramida, tal como usada no Exemplo 1, foi dispersa no desintegrador a uma consistência de 0,2% por 5 minutos. A dispersão resultante foi bombeada para uma tina de suprimento e transferida, então, para uma máquina Fourdrinier para produzir o papel com um peso base de 50 g/m2 e 60 g/m2. No entanto, rupturas freqüentes ocorreram e foi impossível preparar uma folha contínua.

Exemplo 5 O papel do Exemplo 1 foi passado através do estreitamento de uma calandra de metal-metal com um diâmetro de rolos de cerca de 20 cm a uma temperatura de cerca de 300°C e a uma pressão linear de cerca de 1.200 N/cm. As propriedades do papel final são mostradas na Tabela 1.

Exemplo 6 O papel do Exemplo 2 foi passado através do estreitamento de uma calandra de metal-metal com um diâmetro de rolos de cerca de 20 cm a uma temperatura de cerca de 300°C e a uma pressão linear de cerca de 1.200 N/cm.

As propriedades do papel final são mostradas na Tabela 1.

Exemplo 7 O papel do Exemplo 1 foi comprimido por 2 minutos em uma prensa de pratos a uma temperatura de cerca de 304°C e a uma pressão de cerca de 3,45 MPa.

As propriedades do papel final são mostradas na Tabela 1.

Exemplo 8 O papel do Exemplo 1 foi comprimido por 5 minutos em uma prensa de pratos a uma temperatura de cerca de 327°C e a uma pressão de cerca de 10,8 MPa.

As propriedades do papel final são mostradas na Tabela 1.

Exemplo 9 1,5 g (com base no peso seco) de polpa de p-aramida foram colocados em um misturador Waring com 800 mL de água e agitados por 3 minutos. Depois disto, 34,5 g de uma pasta de fibrilas de m-aramida nunca-secas (0,58% de consistência e liberação de 330 mL de Shopper-Riegler), a dispersão em água preparada da polpa de p-aramida do misturador Waring e 0,3 g de flocos de m-aramida foram colocados juntos em um misturador de laboratório (aparelho de avaliação de polpa British) com cerca de 1.600 g de água e agitados por 1 minuto, Os materiais sólidos na pasta eram: Polpa de p-aramida - 75% Flocos de m-aramida -15% Fibrilas de m-aramida -10% A polpa de p-aramida, os flocos de m-aramida e as fibrilas de m-aramida eram os mesmos que foram descritos no Exemplo 1. A dispersão foi despejada com 8 L de água, em um molde de folha de papel de cerca de 21 x 21 cm e uma folha depositada a úmido foi formada. A folha foi colocada entre dois pedaços de papel mata-borrão, prensada à mão com um pino de rolagem e seca em um secador de folha de papel a 190°C.

Após a secagem, a folha foi passada através do estreitamento de uma calandra de metal-metal com um diâmetro de rolos de cerca de 20 cm a uma temperatura de cerca de 270°C e a uma pressão linear de cerca de 3,000 N/cm. O papel final tinha um peso base de 56,6 g/m2.

Outras propriedades do papel são descritas na Tabela 1 abaixo.

Exemplos 10-13 Os papéis foram preparados tal como descrito no Exemplo 9, mas com as porcentagens dos três componentes variando (polpa de p-aramida, flocos de m-aramida e fibrilas de m-aramida).

As porcentagens dos componentes das composições de papel e as suas propriedades são mostradas na Tabela 1.

Exemplo 14 1,2 g (com base no peso seco) da polpa de p-aramida foram colocados em um misturador Waring com 800 ml_ de água e agitados por 3 minutos. Em seguida, a dispersão preparada em água da polpa de p-aramida, 0,3 g de flocos de poli(álcoo) vinílico) e 0,5 g de flocos de m-aramida foram colocados juntos em um misturador de laboratório (aparelho de avaliação da polpa British) com cerca de 1.600 g de água e agitados por 1 minuto.

Os materiais sólidos na pasta eram: Polpa de p-aramida - 60% Flocos de m-aramida - 25% Flocos de álcool poli(vinílico) -15% A polpa de p-aramida e os flocos de m-aramida eram os mesmos que foram descritos no Exemplo 1. Os flocos de álcool poli(vinílico) eram do tipo VPB105-1 com uma densidade linear de 0,11 tex e um comprimento de corte de 3 mm (vendidos pela KURARAY Co. sob o nome comercial Kuralon VP). O seu módulo inicial era inferior a 530 cN/tex, tal como encontrado em R.W. Moncrieff, Man-Made Fibres, Wiley International Division, 1970, pág. 488. A dispersão foi despejada com 8 L de água em um molde de folha de papel de cerca de 21 x 21 cm e uma folha depositada a úmido foi formada. A folha foi colocada entre dois pedaços de papel mata-borrão, prensada à mão com um pino de rolagem e seca em um secador de folha de papel a 190°C. Após a secagem, a folha foi comprimida por 5 minutos em uma prensa de pratos a uma temperatura de cerca de 304°C e a uma pressão de cerca de 10,8 MPa.

As propriedades do papel final são descritas na Tabela 1.

Exemplos 15 ε 16 Os papéis foram preparados tal como no Exemplo 14, mas com as porcentagens dos três componentes variando (polpa de p-aramida, flocos de m-aramida e flocos de álcool poli(vinílico).

As porcentagens dos componentes das composições de papel e as suas propriedades são mostradas na Tabela 1.

Exemplo 17 O papel foi preparado tal como no Exemplo 14, exceto pelo fato de que uma resina solúvel em água foi adicionada à composição de papel na quantidade de 5% em peso com base no peso total da composição. A resina solúvel em água era KYMENE 557LX, vendida pela Hercules. As composições e as propriedades de papel são mostradas na Tabela 1.

Exemplo 18 O papel foi preparado tal como no Exemplo 15, exceto pelo fato de que a resina solúvel em água foi adicionada à composição de papel na quantidade de 5% em peso com base no peso total da composição. A resina era a mesma que a Exemplo 23. As composições e as propriedades de papel são mostradas na Tabela 1.

Exemplo 19 Um compósito foi preparado através da impregnação do papel do Exemplo 5 com uma resina fenólica à base de solvente (PLYOPHEN 23900 da Durez Corporation), seguido pela remoção de toda a resina em excesso da superfície com um papel mata-borrão e pela cura em um forno mediante a elevação da temperatura tal como segue: aquecimento da temperatura ambiente até 82°C e contenção desta temperatura por 15 minutos, elevação da temperatura até 121°C e contenção desta temperatura por outros 15 minutos e elevação da temperatura até 182°C e contenção desta temperatura por 60 minutos. As propriedades do compósito são mostradas na Tabela 2.

Exemplo 20 Um compósito foi preparado tal como descrito no Exemplo 19, exceto pelo fato de que foi utilizado o papel do Exemplo 6. As propriedades do compósito são mostradas na Tabela 2.

Exemplo Comparativo 21 Um compósito foi preparado tal como descrito no Exemplo 19, exceto pelo fato que foi utilizado um papel de p-aramida com base em flocos de KEVLAR® e fibrilas de NOMEX®’ vendido pela DuPont como papel de KEVLAR® 1.8N636. As propriedades do compósito são mostradas na Tabela 2.

Exemplo Comparativo 22 Um compósito foi preparado tal como descrito no Exemplo 19, com uma diferença que foi utilizado um papel de p-aramida à base de flocos de KEVLAR® e fibrilas de NOMEX®, vendido pela DuPont como papel de KEVLAR® 2.8N636. As propriedades do compósito são mostradas na Tabela 2.

Exemplo Comparativo 23 Um compósito foi preparado tal como descrito no Exemplo 19, com uma diferença que foi utilizado um papel de m-aramida com base em flocos de NOMEX® e fibrilas de NOMEX®, vendido pela DuPont como papel de NOMEX® 2T412. As propriedades do compósito são mostradas na Tabela 2.

Exemplo Comparativo 24 Um compósito foi preparado tal como descrito no Exemplo 19, exceto pelo fato de que foi utilizado um papel de m-aramida à base de flocos de NOMEX® e fibrilas de NOMEX®, vendido pela DuPont como papel de NOMEX® 3T412. As propriedades do compósito são mostradas na Tabela 2. _____________________________Tabela 1 - Propriedades dos Papéis _____________________________________ Tabela 2 - Propriedades Relativas dos Papéis e dos Compósitos___ Tal como pode ser visto na Tabela 2, a rigidez do papel da presente invenção é menor que a rigidez do papel comercial à base de flocos de p-aramida (isto é, os Exemplos Comparativos 21 e 22) e, também, até mesmo menor que a dos papéis à base de m-aramida (isto é, os Exemplos Comparativos 23 e 24).

No entanto, os compósitos à base dos papéis da presente invenção são muito rígidos, o que é desejável para a maior parte das aplicações de compósitos. A sua rigidez é muito próxima da dos compósitos à base de papéis de p-aramida e são muito mais rígidos que os compósitos à base de papel de m-aramida. Isto também é demonstrado pela relação entre a rigidez específica do composto e os papéis respectivos em que foram baseados. A razão é muito mais elevada para o papel da presente invenção versus os papéis comparativos, demonstrando que um papel "mais macio" (isto é, menos rígido) propicia uma conversão mais fácil na estrutura compósita final.

Além disso, o papel dos compósitos da presente invenção e os compósitos correspondentes têm uma estabilidade dimensional muito boa. Na mudança de temperatura indicada, o papel da presente invenção por si mesmo tem uma estabilidade dimensional que é melhor que os papéis comerciais à base de flocos de p-aramida e muito melhor que os papéis de m*aramida comerciais. A estabilidade dimensional da estrutura compósita final à base do pape! da presente invenção é muito próxima daquelas à base de papéis com flocos de p-aramida e muito melhor em comparação com a estabilidade dimensional dos compostos à base em papéis de aramida.

Claims (22)

1. PAPEL DE ARAMIDA, compreendendo polpa de p-aramida e flocos, caracterizado pelo fato de compreender de 50% a 95% em peso de polpa de p-aramida e 5% a 50% em peso de flocos com um módulo inicial de menos de 3.000 cN/tex.

2. PAPEL, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato da polpa de p-aramida ser uma polpa de poli(p-fenileno-tereftalamida).

3. PAPEL, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do floco ser de m-aramida.

4. PAPEL, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato do floco de m-aramida ser um floco de poli(m-fenileno-isoftaiamida).

5. PAPEL, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender um material aglutinante polimérico na quantidade de menos de 20% em peso com base no peso da composição total.

6. PAPEL, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de pelo menos uma parte do material aglutinante polimérico estar na forma de fibrilas.

7. PAPEL, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato das fibrilas serem feitas a partir de poli(m-fenileno-isoftalamida).

8. PAPEL, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato do aglutinante polimérico poder ser fundido por um do grupo que consiste em secagem e calandragem.

9. PAPEL, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de pelo menos uma parte do material aglutinante polimérico ser um material aglutinante de resina, o qual pode ser fundido durante a secagem ou a calandragem do papel.

10. PAPEL, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de pelo menos uma parte do material aglutinante de resina consistir em flocos termoplásticos.

11. PAPEL, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de pelo menos uma parte do material aglutinante de resina consistir em uma resina solúvel em água.

12. PAPEL, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do peso base do papel ser menor que 70 g/m2.

13. PAPEL, de acordo com uma das reivindicações 1 ou 5, caracterizado pelo fato do valor absoluto do coeficiente de expansão térmica do papel no plano no intervalo da temperatura entre 20°C e 100*0 ser menor que ou igual a 4 ppm/°C.

14. PAPEL, de acordo com uma das reivindicações 1 ou 5, caracterizado pelo fato de compreender de 70% a 95% em peso de polpa de p-aramida.

15. PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL DE ARAMIDA, caracterizado pelo fato de compreender as etapas de - dispersão da polpa de p-aramida em água; - mistura da pasta de polpa/água com um floco que tem um módulo inicial de menos de 3.000 cN/tex em que a porcentagem em peso da polpa e do floco nos sólidos ser de 50% a 95% e de 5% a 50%, respectivamente; - drenagem da água da pasta final para se obter uma composição de papel úmida; e - secagem da composição de papel úmida.

16. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de compreender uma etapa de compressão a úmido da composição de papel úmida antes da secagem.

17. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de compreender o tratamento térmico do papel após a secagem.

18. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de compreender uma etapa de adição de um material aglutinante polimérico em uma quantidade de menos de 20% em peso do total de sólidos depois da mistura da pasta de polpa/água com o floco.

19. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de compreender o tratamento térmico do papel após a secagem.

20. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de compreender o adensamento do papel seco.

21. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato do adensamento ser executado ao se selecionar um do grupo que consiste na aplicação de pressão no estreitamento da calandra e na aplicação de pressão em uma prensa.

22. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de compreender uma etapa de tratamento térmico do papel após o adensamento.