JP2024521939A - Modified aramid pulp and friction material containing modified aramid pulp - Google Patents

Modified aramid pulp and friction material containing modified aramid pulp Download PDF

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Abstract

本発明は、ポリオキサゾリンを含むアラミドパルプに関する。また、ポリオキサゾリンを含むアラミドパルプを製造する方法であって、アラミドショートカット、部分的にフィブリル化されたアラミドショートカット、またはアラミドパルプをポリオキサゾリンと水溶液中で混ぜ合わせて、混合物を形成すること、混合物に対して叩解工程を行って、アラミドパルプの水性スラリーを形成することを含む方法も請求される。さらに、本発明は、ポリオキサゾリンを含むアラミドパルプを含む紙、ならびに前記紙および/またはポリオキサゾリンを含む前記アラミドパルプを含む摩擦材にも関する。The present invention relates to an aramid pulp containing polyoxazoline. It also claims a method for producing an aramid pulp containing polyoxazoline, comprising: mixing an aramid short cut, a partially fibrillated aramid short cut, or an aramid pulp with a polyoxazoline in an aqueous solution to form a mixture; and subjecting the mixture to a beating step to form an aqueous slurry of aramid pulp. The present invention also relates to a paper containing an aramid pulp containing polyoxazoline, and a friction material containing said paper and/or said aramid pulp containing polyoxazoline.

Description

本発明は、ポリオキサゾリンを含むアラミドパルプ、前記パルプを含む紙、前記パルプまたは前記紙を含む摩擦材、およびポリオキサゾリンを含むアラミドパルプを製造する方法に関する。 The present invention relates to an aramid pulp containing polyoxazoline, a paper containing the pulp, a friction material containing the pulp or the paper, and a method for producing an aramid pulp containing polyoxazoline.

アラミドパルプは知られており、例えば紙、摩擦材、特に摩擦紙などの様々な用途分野に使用されている。アラミドは、その高い強度および高温耐性について当該技術分野で知られている。 Aramid pulp is known and is used in a variety of application areas, for example paper, friction materials, especially friction paper. Aramid is known in the art for its high strength and resistance to high temperatures.

摩擦紙、または紙ベースの摩擦材は、オートマチックトランスミッションのクラッチフェーシングなどの湿式摩擦用途に使用されることがある。これらの紙タイプの材料は、典型的には、機械的エネルギー伝達用途で使用するために、支持部材に接合される。摩擦紙は従来の製紙方法で製造されるが、これらの材料は、実際には、パルプ、填料、バインダー(通常は熱硬化性樹脂)を含み、任意選択的には繊維や摩擦添加剤などの更なる成分も含む、精巧な複合構造体である。 Friction paper, or paper-based friction materials, may be used in wet friction applications such as clutch facings in automatic transmissions. These paper-type materials are typically bonded to a support member for use in mechanical energy transfer applications. Although friction papers are manufactured by traditional papermaking methods, these materials are actually sophisticated composite structures that contain pulp, fillers, binders (usually thermosetting resins), and optionally further ingredients such as fibers and friction additives.

摩擦紙は、それぞれの具体的な用途で適切な摩擦、騒音制御、温度耐性、および摩耗特性を与えるように配合された複合材料である。 Friction papers are composite materials formulated to provide the appropriate friction, noise control, temperature resistance, and wear characteristics for each specific application.

パルプ材は、機械的強度を高め、紙の多孔性を調整し、製紙中に填料を確実に保持するために存在する。アラミドパルプは、その非常に優れた機械的特性および熱的特性のため、パルプとして使用されることが多い。特にパラ-アラミドパルプは、優れた耐熱性、摩擦性能、および耐久性を示す。さらに、これは、騒音振動挙動(NVH)に関して優れた特性を示し、オートマチックトランスミッションフルード(ATF)との化学的相互作用を示さない。また、金属繊維と比較して、優れた圧縮性および剪断強度特性、ならびに優れた柔軟性も備えている。 Pulp wood is present to increase mechanical strength, adjust the porosity of the paper, and ensure retention of the filler during papermaking. Aramid pulp is often used as pulp due to its very good mechanical and thermal properties. Para-aramid pulp in particular shows good heat resistance, friction performance, and durability. In addition, it shows good properties in terms of noise and vibration behavior (NVH) and shows no chemical interaction with automatic transmission fluids (ATF). It also has good compressive and shear strength properties as well as good flexibility compared to metal fibers.

国際公開第2006/012040号には、シールや摩擦材などの製品の補強材として使用するためのアクリルおよびパラ-アラミドパルプが記載されている。 WO 2006/012040 describes acrylic and para-aramid pulps for use as reinforcing materials in products such as seals and friction materials.

国際公開第2018/037015号には、摩擦紙用の改質アラミドパルプが記載されている。このアラミドパルプは、PVP(ポリビニルピロリドン)を備えており、摩擦紙に使用される。PVP改質アラミドパルプは摩擦性能を向上させる。 WO 2018/037015 describes modified aramid pulp for friction paper. The aramid pulp is provided with PVP (polyvinylpyrrolidone) and is used in friction paper. The PVP modified aramid pulp improves friction performance.

それにもかかわらず、紙、特に摩擦紙におけるアラミドパルプの性能には、依然として改善の余地があることが判明している。特に、紙および材料、特に摩擦紙に、高い多孔性と組み合わされた高い剪断強度および高い引張強度を与えるアラミドパルプが必要とされている。加えて、紙中の填料の均質な分布を向上させて均質な紙を得るためには、高い填料保持率が所望されている。 Nevertheless, it has been found that the performance of aramid pulp in paper, especially in friction paper, still leaves room for improvement. In particular, there is a need for aramid pulp that provides papers and materials, especially friction paper, with high shear and tensile strength combined with high porosity. In addition, high filler retention is desired to improve the homogeneous distribution of the filler in the paper to obtain a homogeneous paper.

本発明は、この問題に対する解決手段を提供する。 The present invention provides a solution to this problem.

本発明は、ポリオキサゾリンを含むアラミドパルプ(本明細書では「改質アラミドパルプ」ともいう)に関する。 The present invention relates to aramid pulp containing polyoxazoline (also referred to in this specification as "modified aramid pulp").

改質連続アラミド糸は、防弾生地および熱可塑性複合材料に使用するために記載されている。 Modified continuous aramid yarns are described for use in ballistic fabrics and thermoplastic composites.

米国特許第5266076号明細書には、例えばフッ素化ポリオキサゾリンなどの仕上げ剤でコーティングされた連続アラミド繊維が記載されている。この連続繊維は防弾用途の生地に使用される。米国特許第5266076号明細書では、アラミドパルプ、紙、および摩擦材、特に摩擦紙については言及されていない。国際公開第01/34385号では、ポリ-2-オキサゾリンポリマーで被覆された繊維とポリマー樹脂とを含む熱可塑性複合材料が開示されている。国際公開第01/34385号では、パルプおよび紙については言及されていない。国際公開第01/34385号の繊維は連続繊維(すなわち基本的にエンドレス繊維)であり、ポリ-2-オキサゾリンで被覆された後にショートカットへと切断されてから熱可塑性樹脂で被覆された、ガラス繊維、炭素繊維、ニッケルめっき炭素繊維、および芳香族ポリアミド繊維などの繊維から選択されるものである。連続繊維およびショートカット繊維はパルプとは異なる。 US 5,266,076 describes continuous aramid fibers coated with a finish, e.g. fluorinated polyoxazoline. The continuous fibers are used in fabrics for bulletproof applications. US 5,266,076 does not mention aramid pulp, paper, or friction materials, especially friction paper. WO 01/34385 discloses a thermoplastic composite material comprising fibers coated with a poly-2-oxazoline polymer and a polymer resin. WO 01/34385 does not mention pulp or paper. The fibers in WO 01/34385 are continuous fibers (i.e. essentially endless fibers) and are selected from fibers such as glass fibers, carbon fibers, nickel-plated carbon fibers, and aromatic polyamide fibers that are coated with poly-2-oxazoline, cut into short cuts, and then coated with a thermoplastic resin. Continuous and short cut fibers are distinct from pulp.

ポリオキサゾリンで改質されたアラミドパルプは、例えば摩擦紙などの紙や摩擦材に使用した場合に高い強度と高い多孔性との組み合わせになることが見出された。紙の多孔性が増加すると、多くの場合、機械的特性(引張強度、引裂き強度)は低下する。したがって、多孔性のレベルに悪影響を及ぼすことなく向上した機械的特性を併せ持つ摩擦紙、または増加した多孔性と、向上したもしくは均一な機械的特性とを併せ持つ摩擦紙に関心が持たれる。驚くべきことに、ポリオキサゾリンを含むアラミドパルプは、紙、特に摩擦紙にそのような特性を与える。加えて、ポリオキサゾリンによる改質により、紙の填料保持率を向上させることができる。 It has been found that aramid pulp modified with polyoxazoline provides a combination of high strength and high porosity when used in papers and friction materials, e.g., friction paper. Increasing the porosity of paper often results in a decrease in mechanical properties (tensile strength, tear strength). Therefore, friction papers that combine improved mechanical properties without adversely affecting the level of porosity, or that combine increased porosity with improved or uniform mechanical properties, are of interest. Surprisingly, aramid pulp containing polyoxazoline provides such properties to papers, particularly friction paper. In addition, the modification with polyoxazoline can improve the filler retention of the paper.

パルプは不規則な形状の繊維質構造である。パルプは、剪断力を受けてフィブリルが形成された短繊維からなり、フィブリルの大部分は元の繊維の「幹」に連結しているが、薄いフィブリルは厚いフィブリルから剥がれている。これらのフィブリルはカールしており、ときにはリボン状であり、長さおよび太さにばらつきを示す。パルプは、短繊維(ショートカットとも呼ばれる)を、例えばリファイナーでフィブリル化することによって得られる。したがって、パルプは繊維の幹とフィブリルとを含む。フィブリル化により、パルプは、連続繊維またはショートカット繊維と比較して、異なる形態および異なる特性を持つ。特に、パルプは非常に短く、比表面積が大きい。 Pulp is an irregularly shaped fibrous structure. It consists of short fibres that have been subjected to shear forces to form fibrils, most of which are connected to the "stem" of the original fibre, while thinner fibrils have detached from thicker ones. These fibrils are curled, sometimes ribbon-like, and show variations in length and thickness. Pulp is obtained by fibrillating short fibres (also called short cuts), for example in a refiner. Thus, pulp contains fibre stems and fibrils. Due to the fibrillation, pulp has a different morphology and different properties compared to continuous or short cut fibres. In particular, pulp is very short and has a large specific surface area.

本明細書に関連して、アラミドとは、アミドフラグメントを介して互いに直接連結された芳香族フラグメントを含むか、またはそのような芳香族フラグメントからなる芳香族ポリアミドを指す。アラミドを合成するための方法は当業者に知られており、典型的には、芳香族ジアミンと芳香族二酸ハロゲン化物との重縮合を含む。アラミドはメタ型とパラ型で存在することができ、その両方を使用することができる。好ましくは、本発明のアラミドパルプはパラ-アラミドパルプである。 In the context of this specification, aramid refers to an aromatic polyamide that contains or consists of aromatic fragments directly linked to each other via amide fragments. Methods for synthesizing aramids are known to those skilled in the art and typically involve polycondensation of aromatic diamines with aromatic diacid halides. Aramids can exist in meta and para forms, both of which can be used. Preferably, the aramid pulp of the present invention is a para-aramid pulp.

本願の目的のためには、パラ-アラミドという用語は、芳香族部位の間に少なくとも60%、好ましくは少なくとも80%、より好ましくは少なくとも90%のパラ配向結合を有する全芳香族ポリアミドポリマーおよびコポリマーの分類を指す。一実施形態では、結合の少なくとも95%または全て(すなわち100%)がパラ配向結合である。 For purposes of this application, the term para-aramid refers to a class of fully aromatic polyamide polymers and copolymers having at least 60%, preferably at least 80%, and more preferably at least 90% para-oriented bonds between aromatic moieties. In one embodiment, at least 95% or all (i.e., 100%) of the bonds are para-oriented bonds.

典型的なパラ-アラミドは、ポリ(パラ-フェニレンテレフタルアミド)(PPTA)、ポリ(4,4’-ベンズアニリドテレフタルアミド)、ポリ(パラ-フェニレン-4,4’-ビフェニレンジカルボキサミド)、およびポリ(パラ-フェニレン-2,6-ナフタレンジカルボキサミド)、5,4’-ジアミノ-2-フェニルベンゾイミダゾール、またはポリ(パラ-フェニレン-co-3,4’-オキシジフェニレンテレフタルアミド)、またはそれらのコポリマーである。 Typical para-aramids are poly(para-phenylene terephthalamide) (PPTA), poly(4,4'-benzanilide terephthalamide), poly(para-phenylene-4,4'-biphenylenedicarboxamide), and poly(para-phenylene-2,6-naphthalenedicarboxamide), 5,4'-diamino-2-phenylbenzimidazole, or poly(para-phenylene-co-3,4'-oxydiphenylene terephthalamide), or copolymers thereof.

好ましくは、アラミドパルプは、(乾燥パルプの重量を基準として)0.1~10重量%のポリオキサゾリン、好ましくは0.25~7.5重量%のポリオキサゾリン、より好ましくは0.5~5重量%のポリオキサゾリンを含む。一実施形態では、アラミドパルプは、(乾燥パルプの重量を基準として)6重量%未満のポリオキサゾリン、好ましくは最大4重量%のポリオキサゾリンを含む。乾燥パルプは、3~8重量%の範囲の平衡含水率を有する。ポリオキサゾリンの量は、ポリオキサゾリンおよび平衡水分を含む乾燥パルプの総重量に対するものである。 Preferably, the aramid pulp comprises 0.1-10 wt. % polyoxazoline (based on the weight of the dry pulp), preferably 0.25-7.5 wt. % polyoxazoline, more preferably 0.5-5 wt. % polyoxazoline. In one embodiment, the aramid pulp comprises less than 6 wt. % polyoxazoline (based on the weight of the dry pulp), preferably up to 4 wt. % polyoxazoline. The dry pulp has an equilibrium moisture content in the range of 3-8 wt. %. The amount of polyoxazoline is relative to the total weight of the dry pulp including polyoxazoline and equilibrium moisture.

本発明に関連して、ポリオキサゾリンは、オキサゾリン部位に基づくポリマーに関し、オキサゾリンポリマーと呼ばれる場合もある。ポリオキサゾリンポリマーは、例えばエポキシ樹脂の硬化剤として使用され得る重合していないオキサゾリン化合物とは異なる。ポリオキサゾリンはオキサゾリン部位に基づく。オキサゾリンは5員複素環(3×C、O、N)であり、環内の二重結合の位置に応じて3つの異なる構造異性体が存在する。2-オキサゾリンはポリオキサゾリンを調製するために使用される。 In the context of the present invention, polyoxazolines relate to polymers based on oxazoline moieties, sometimes also called oxazoline polymers. Polyoxazoline polymers are distinct from non-polymerized oxazoline compounds, which may be used, for example, as hardeners for epoxy resins. Polyoxazolines are based on oxazoline moieties. Oxazolines are five-membered heterocycles (3xC,O,N) with three different structural isomers depending on the position of the double bond in the ring. 2-Oxazolines are used to prepare polyoxazolines.

好ましくは、ポリオキサゾリンは、(置換される可能性がある)N-アシルエチレンイミン単位(直鎖、2-オキサゾリンモノマーの開環後に得られる)に基づき、主鎖炭素は好ましくは水素で置換されており、アシル基は水素またはC~Cアルキル(下記式中、RがHまたはC~Cアルキルである)、好ましくはエチル基(RがCアルキルである)で置換されている:

Figure 2024521939000001
Preferably, the polyoxazoline is based on (possibly substituted) N-acyl ethyleneimine units (linear, obtained after ring opening of 2-oxazoline monomers), the main chain carbons being preferably substituted with hydrogen and the acyl groups being substituted with hydrogen or C 1 -C 4 alkyl (where R is H or C 1 -C 4 alkyl), preferably ethyl groups (where R is C 2 alkyl):
Figure 2024521939000001

したがって、好ましくは、ポリオキサゾリンは、ポリ-アルキル-2-オキサゾリン、好ましくはポリ-2-エチル-2-オキサゾリン(PEOX)である。アルキルは、1~4個の炭素原子を有する一価の飽和の直鎖または分岐のヒドロカルビルラジカルを意味する。 Thus, preferably, the polyoxazoline is a poly-alkyl-2-oxazoline, preferably poly-2-ethyl-2-oxazoline (PEOX). Alkyl means a monovalent saturated linear or branched hydrocarbyl radical having 1 to 4 carbon atoms.

好ましくは、ポリオキサゾリンは、ハロゲン基、特にフッ素基を実質的に含まない。実質的に含まないとは、ポリオキサゾリンポリマーが5mol%未満のハロゲン基、好ましくは1mol%未満のハロゲン基、特にフッ素基を含むことを意味する。 Preferably, the polyoxazoline is substantially free of halogen groups, especially fluorine groups. By substantially free, it is meant that the polyoxazoline polymer contains less than 5 mol % halogen groups, preferably less than 1 mol % halogen groups, especially fluorine groups.

好ましくは、ポリオキサゾリンは、1000~1000000g/mol、好ましくは5000~750000g/mol、より好ましくは10000~600000g/mol、さらにより好ましくは200000~500000g/molの範囲の分子量を有する。幾つかの実施形態では、ポリオキサゾリンの分子量が増加すると、ポリオキサゾリンで改質されたパルプを含む紙の強度を向上させることができる。 Preferably, the polyoxazoline has a molecular weight in the range of 1000 to 1,000,000 g/mol, preferably 5,000 to 750,000 g/mol, more preferably 10,000 to 600,000 g/mol, and even more preferably 200,000 to 500,000 g/mol. In some embodiments, increasing the molecular weight of the polyoxazoline can improve the strength of paper containing pulp modified with the polyoxazoline.

ポリオキサゾリンを含むアラミドパルプは、通常、0.5~1.5mmの範囲、特に0.60~1.4mmの範囲、幾つかの実施形態では0.7~1.3mmの範囲の長さ(LL0.25)を有する。このパラメータは、公知の長さのパルプのサンプルで校正されたValmet FS5として知られるValmet繊維画像解析装置によって決定される。長さ加重長さLL0.25[mm]は、ISO 16065-2に従って決定される長さ加重平均長さであり、250μmを超える長さ、すなわち0.25mmを超える長さを有する粒子が含まれる。 Aramid pulp containing polyoxazoline typically has a length (LL0.25) in the range of 0.5 to 1.5 mm, particularly in the range of 0.60 to 1.4 mm, and in some embodiments in the range of 0.7 to 1.3 mm. This parameter is determined by a Valmet fiber image analyzer known as a Valmet FS5, calibrated on samples of pulp of known length. The length-weighted length LL0.25 [mm] is the length-weighted average length determined according to ISO 16065-2 and includes particles having a length greater than 250 μm, i.e., greater than 0.25 mm.

ポリオキサゾリンを含むアラミドパルプは、通常、15~80°SRの範囲、特に16~60°SRの範囲、より具体的には17~40°SRの範囲のショッパーリグラー(SR)を有する。SRは、パルプおよび紙の技術の分野でよく使用されるパラメータである。これは、パルプの水懸濁液の排水性の尺度である。SRは、ISO5267/1に従って、Lorentzen and Wettre離解機で600カウントの間に2g(乾燥重量)のパルプを1Lの水に分散させることによって決定することができる。 Aramid pulps containing polyoxazolines usually have a Schopper-Rigler (SR) in the range of 15-80° SR, in particular in the range of 16-60° SR, more particularly in the range of 17-40° SR. SR is a parameter often used in the field of pulp and paper technology. It is a measure of the drainability of a water suspension of pulp. SR can be determined according to ISO 5267/1 by dispersing 2 g (dry weight) of pulp in 1 L of water during 600 counts in a Lorentzen and Wettre disintegrator.

ポリオキサゾリンを含むアラミドパルプは、通常、15~700mLの範囲、特に100~670mLの範囲、さらに具体的には200~650mLの範囲のカナダ標準濾水度(CSF)を有する。CSFは、パルプおよび紙の技術の分野でよく使用されるパラメータである。SRのように、これはパルプの水懸濁液の排水性の尺度である。CSFは、TAPPI T227に従って決定することができる。 Aramid pulps containing polyoxazolines usually have a Canadian Standard Freeness (CSF) in the range of 15-700 mL, particularly in the range of 100-670 mL, and more particularly in the range of 200-650 mL. CSF is a parameter often used in pulp and paper technology. Like SR, it is a measure of the drainability of a water suspension of pulp. CSF can be determined according to TAPPI T227.

ポリオキサゾリンを含むアラミドパルプは、2~20m/g、好ましくは3~15m/g、より好ましくは4~10m/g、または5~8m/gの範囲の比表面積(SSA)を有し得る。 The aramid pulp containing the polyoxazoline may have a specific surface area (SSA) in the range of 2 to 20 m 2 /g, preferably 3 to 15 m 2 /g, more preferably 4 to 10 m 2 /g, or 5 to 8 m 2 /g.

比表面積(m/g)は、Micromeritics製のTristar3000を使用し、BET比表面積法による窒素の吸着を用いて決定される。パルプは、オーブン内にて105℃で少なくとも3時間予備乾燥させられ、次いで、窒素を流しながら200℃で30分間脱気され、その後、比表面積が測定される。 The specific surface area ( m2 /g) is determined using nitrogen adsorption by the BET specific surface area method using a Micromeritics Tristar 3000. The pulp is pre-dried in an oven at 105°C for at least 3 hours and then degassed at 200°C for 30 minutes under flowing nitrogen before the specific surface area is measured.

非フィブリル化繊維(例えば連続繊維またはショートカット繊維)の比表面積ははるかに小さく、0.1~0.2m/gの範囲である。 Non-fibrillated fibers (eg, continuous or short cut fibers) have a much smaller specific surface area, in the range of 0.1-0.2 m 2 /g.

好ましくは、ポリオキサゾリンはパルプの表面に(のみに)存在する。好ましくは、ポリオキサゾリンは、アラミドパルプの表面の少なくとも一部、またはアラミドパルプの表面全体を被覆する。好ましくは、ポリオキサゾリンは、パルプを製造するためのショートカットの製造には使用されず、パルプの表面に塗布される。ポリオキサゾリンは、後述するように、改質パルプの製造中にアラミドパルプの表面に供給される。 Preferably, the polyoxazoline is present (only) on the surface of the pulp. Preferably, the polyoxazoline coats at least a portion of the surface of the aramid pulp, or the entire surface of the aramid pulp. Preferably, the polyoxazoline is not used in the manufacture of a shortcut for producing pulp, but is applied to the surface of the pulp. The polyoxazoline is provided to the surface of the aramid pulp during the manufacture of the modified pulp, as described below.

本発明は、上述した実施形態における、ポリオキサゾリンを含むアラミドパルプを含む紙にも関する。 The present invention also relates to paper containing aramid pulp containing polyoxazoline in the above-mentioned embodiment.

紙は、例えば摩擦紙、セパレータ紙、またはハニカム紙であってよい。 The paper may be, for example, friction paper, separator paper, or honeycomb paper.

特に、本発明は、上述した実施形態におけるポリオキサゾリンを含むアラミドパルプを含む摩擦紙に関する。 In particular, the present invention relates to a friction paper comprising aramid pulp containing the polyoxazoline in the above-mentioned embodiment.

摩擦紙は、通常、それぞれ紙の特性に寄与する多くの異なる材料を含む複合材料である。 Friction paper is usually a composite material containing many different materials, each of which contributes to the properties of the paper.

系の機械的強度と耐久性とを増加させるために、多くの場合、強化繊維が存在する。これらは、さらに、樹脂の適切な吸収を確保するのを助ける多孔質構造を与えるために役立つ。 Reinforcing fibers are often present to increase the mechanical strength and durability of the system. These also serve to impart a porous structure that helps ensure proper absorption of the resin.

填料は、例えば、樹脂の吸収を支援する、紙を通る油の流れを促進して使用中の温度低下を抑える、十分な摩擦性能を確保する、かつ/または騒音を低減するなど、様々な機能を果たすために添加される。 Fillers are added to perform a variety of functions, such as, for example, to aid in resin absorption, to facilitate oil flow through the paper to reduce temperature drop during use, to ensure adequate friction performance, and/or to reduce noise.

樹脂は、優れた寸法安定性、優れた摩擦性能、および優れた耐熱性を確保するために存在する。 The resin is present to ensure good dimensional stability, good friction performance, and good heat resistance.

好ましくは、本発明の紙は、紙の重量を基準として、2~70重量%の改質アラミドパルプ、より好ましくは5~55重量%の改質アラミドパルプ、さらにより好ましくは10~35重量%の改質アラミドパルプを含む。 Preferably, the paper of the present invention comprises 2 to 70% by weight of modified aramid pulp, more preferably 5 to 55% by weight of modified aramid pulp, and even more preferably 10 to 35% by weight of modified aramid pulp, based on the weight of the paper.

一実施形態では、本発明の紙は、ポリオキサゾリンと、填料と、樹脂とを含むアラミドパルプを含む。 In one embodiment, the paper of the present invention comprises aramid pulp containing polyoxazoline, filler, and resin.

好ましくは、本発明の紙は、紙の重量を基準として、5~55重量%の填料、より好ましくは20~40重量%の填料と、5~50重量%の樹脂、より好ましくは15~40重量%の樹脂とを含む。 Preferably, the paper of the present invention contains, based on the weight of the paper, 5 to 55% by weight of filler, more preferably 20 to 40% by weight of filler, and 5 to 50% by weight of resin, more preferably 15 to 40% by weight of resin.

本明細書に関連して、填料という用語は、好ましくは紙の摩擦性能に影響を与える繊維または樹脂以外の全ての粒子状材料を包含することが意図されている。摩擦紙に適した填料は当該技術分野で知られている。適切な填料の例としては、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭化ケイ素、炭化チタン、活性炭、粘土、カオリン、ゼオライト、アルミナ、シリカ、硫酸バリウム、バライト粉末などの耐火性有機粒子および無機粒子、ならびに粉末カカオ殻およびカシューダストなどの再生可能資源由来の粒子が挙げられる。適切な填料粒子の他の例としては、珪藻土、黒鉛粒子、および銅粒子が挙げられるが、後者の使用はHSEの観点から一般的に中止されている。 In the context of this specification, the term filler is intended to encompass all particulate materials, preferably other than fibers or resins, that affect the frictional performance of the paper. Suitable fillers for friction papers are known in the art. Examples of suitable fillers include refractory organic and inorganic particles such as calcium carbonate, magnesium carbonate, silicon carbide, titanium carbide, activated carbon, clay, kaolin, zeolites, alumina, silica, barium sulfate, barite powder, and particles derived from renewable resources such as powdered cocoa shells and cashew dust. Other examples of suitable filler particles include diatomaceous earth, graphite particles, and copper particles, although the use of the latter has generally been discontinued due to HSE considerations.

(摩擦)紙が珪藻土および/または黒鉛粒子を含むことが好ましい場合がある。 It may be preferred that the (friction) paper contains diatomaceous earth and/or graphite particles.

填料は、好ましくは5~55重量%の量で存在する。填料の割合が低すぎると、紙の摩擦特性に対するその効果が得られない。填料の量が多すぎると、他の成分の量が少なくなりすぎる。填料の量は、(紙の重量を基準として)10~50重量%の範囲、より具体的には20~40重量%の範囲であることが好ましい場合がある。 The filler is preferably present in an amount of 5-55% by weight. If the filler proportion is too low, its effect on the frictional properties of the paper is not obtained. If the amount of filler is too high, the amounts of the other components are too low. It may be preferred that the amount of filler be in the range of 10-50% by weight (based on the weight of the paper), more specifically in the range of 20-40% by weight.

本発明の紙は、バインダーとして樹脂を含む。適切な樹脂は当該技術分野で知られている。樹脂は(紙の重量を基準として)通常5~50重量%、特に15~40重量%の量で存在する。樹脂の量が少なすぎると、紙の構造的完全性が影響を受ける。樹脂の量が多すぎると、他の成分の含有量が少なくなりすぎる。樹脂は、好ましくは熱硬化性樹脂である。好ましくは、樹脂は、フェノール樹脂、ビトリマー樹脂(いわゆる展性熱硬化性樹脂)、ポリチオウレタン樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂、およびエポキシ樹脂から選択される。 The paper of the present invention comprises a resin as a binder. Suitable resins are known in the art. The resin is usually present in an amount of 5-50% by weight, especially 15-40% by weight (based on the weight of the paper). If the amount of resin is too low, the structural integrity of the paper is affected. If the amount of resin is too high, the content of the other components is too low. The resin is preferably a thermosetting resin. Preferably, the resin is selected from phenolic resins, vitrimer resins (so-called malleable thermosetting resins), polythiourethane resins, melamine resins, silicone resins, and epoxy resins.

好ましくは、リサイクルのために紙の成分を分離できるようにするために、樹脂の除去または再処理を可能にする樹脂が使用される。適切なビトリマー樹脂は、例えば国際公開第2020/051506号に記載されている。欧州特許出願公開第3149065号明細書には、熱機械的に再加工可能なエポキシ樹脂が記載されており、国際公開第2019/063787号には再加工可能なポリチオウレタン樹脂が記載されている。 Preferably, resins are used that allow the removal or reprocessing of the resin in order to allow the components of the paper to be separated for recycling. Suitable vitrimer resins are described, for example, in WO 2020/051506. EP 3149065 describes thermomechanically reprocessable epoxy resins and WO 2019/063787 describes reprocessable polythiourethane resins.

適切なシリコーン樹脂は、例えば欧州特許出願公開第3473883号明細書に記載のオルガノポリシロキサン樹脂である。 Suitable silicone resins are, for example, the organopolysiloxane resins described in EP 3 473 883 A1.

フェノール樹脂は、任意選択的には、例えばシリコーン、メラミン、エポキシ、クレゾール、またはカシューオイルで変性されていてもよい。樹脂は、紙の耐熱性、寸法安定性、ならびに摩擦および摩耗に対する性能を向上させるために存在する。 The phenolic resin may optionally be modified, for example with silicone, melamine, epoxy, cresol, or cashew oil. The resin is present to improve the paper's heat resistance, dimensional stability, and performance against friction and wear.

本発明の紙は、更なる成分を含み得る。 The paper of the present invention may contain further components.

一実施形態では、紙は、炭素繊維、鉱物繊維、セラミック繊維、ガラス繊維、玄武岩繊維、およびミネラルウールなどの追加の強化繊維、またはアクリル繊維、ポリイミド繊維、およびポリアミド繊維などのポリマー繊維を含む。綿やセルロースのような有機繊維も、(ショートカット)繊維またはパルプとしてよく使用される。紙は、未改質のアラミドパルプ、すなわちポリオキサゾリンまたはその他の表面改質を含まないアラミドパルプも含み得る。したがって、紙は、未改質アラミドパルプとポリオキサゾリンで改質されたパルプとの組み合わせを含み得る。本発明による摩擦紙は、セルロース、綿、または炭素繊維のうちの1つ以上を含むことが好ましい場合がある。紙の耐久性および機械的強度を向上させるために、強化繊維が使用されることが多い。使用される場合、それらは、通常2~40重量%、特に5~35重量%の量で存在する。強化繊維およびそれらの使用は当該技術分野で知られている。 In one embodiment, the paper comprises additional reinforcing fibres such as carbon fibres, mineral fibres, ceramic fibres, glass fibres, basalt fibres and mineral wool, or polymer fibres such as acrylic fibres, polyimide fibres and polyamide fibres. Organic fibres such as cotton and cellulose are also often used as (short cut) fibres or pulp. The paper may also comprise unmodified aramid pulp, i.e. aramid pulp without polyoxazoline or other surface modification. Thus, the paper may comprise a combination of unmodified aramid pulp and pulp modified with polyoxazoline. It may be preferred that the friction paper according to the invention comprises one or more of cellulose, cotton or carbon fibres. Reinforcing fibres are often used to improve the durability and mechanical strength of the paper. When used, they are usually present in an amount of 2-40% by weight, in particular 5-35% by weight. Reinforcing fibres and their uses are known in the art.

好ましくは、樹脂含浸紙において、ポリオキサゾリンを含むアラミドパルプを含む、全ての強化繊維とパルプとの合計量(摩擦紙の繊維量と呼ばれる)は、紙の重量の25~45重量%、好ましくは30~40重量%を占める。一実施形態では、紙は25~45重量%の繊維量を含み、25~45重量%の填料および25~45重量%の樹脂を含む。好ましくは、繊維、填料、および樹脂の量は、それぞれ紙重量の(およそ)1/3である。ポリオキサゾリンを含むアラミドパルプは、繊維の重量を基準として、20重量%~100重量%、好ましくは30%~80重量%の範囲で存在し得る。 Preferably, in the resin impregnated paper, the total amount of all reinforcing fibers and pulp, including the aramid pulp with polyoxazoline (referred to as the fiber amount of the friction paper), accounts for 25-45% by weight of the paper, preferably 30-40% by weight. In one embodiment, the paper contains a fiber amount of 25-45% by weight, 25-45% by weight of filler and 25-45% by weight of resin. Preferably, the amounts of fiber, filler and resin are each (approximately) 1/3 of the paper weight. The aramid pulp with polyoxazoline may be present in the range of 20% to 100% by weight, preferably 30% to 80% by weight, based on the weight of the fiber.

本発明の紙は、好ましくは100~800g/mの範囲、特に200~600g/mの範囲の坪量を有する。 The paper of the present invention preferably has a basis weight in the range of 100 to 800 g/m 2 , in particular in the range of 200 to 600 g/m 2 .

紙は、好ましくは少なくとも部分的にポリオキサゾリンで覆われたアラミドパルプを含む。好ましくは、ポリオキサゾリンで改質されたパルプと填料とを含む紙は、樹脂を取り込む前または後のいずれにおいても、ポリオキサゾリンでコーティングまたは被覆されていない。好ましくは、摩擦紙に含まれるアラミドパルプのみが少なくとも部分的にポリオキサゾリンで被覆されており、他の紙成分はポリオキサゾリンでコーティングまたは被覆されていない。 The paper preferably comprises aramid pulp at least partially coated with polyoxazoline. Preferably, the paper comprising the polyoxazoline modified pulp and the filler is not coated or covered with polyoxazoline either before or after incorporation of the resin. Preferably, only the aramid pulp contained in the friction paper is at least partially coated with polyoxazoline, and no other paper components are coated or covered with polyoxazoline.

ポリオキサゾリンを含むアラミドパルプを紙に使用すると、紙の特性が向上する。特に、この紙は、高い機械的強度と高い多孔性との組み合わせ、特に高い湿潤強度、剪断強度(および関連するZ軸強度)、および引張指数と、高い透気度および優れた填料保持率との組み合わせを示す。このため、この紙は摩擦紙として特に適している。これらの特性のため、摩擦紙はトランスミッションシステムにおける使用に特に適している。 The use of aramid pulp containing polyoxazolines in paper improves the properties of the paper. In particular, the paper exhibits a combination of high mechanical strength and high porosity, especially high wet strength, shear strength (and associated Z-axis strength), and tensile index, combined with high air permeability and good filler retention. This makes the paper particularly suitable as a friction paper. These properties make the friction paper particularly suitable for use in transmission systems.

紙は、当該技術分野で知られている方法によって製造することができる。 The paper can be manufactured by methods known in the art.

摩擦紙は、通常、ポリオキサゾリンと、樹脂と、填料とを含むアラミドパルプを含む紙を製造する工程と、樹脂が硬化するような条件下で紙を加熱する工程とを含むプロセスによって製造することができる。一実施形態では、第1の工程において、樹脂を除く紙の全ての成分が水性媒体中で混合されることでスラリーが形成される。これは任意の順序で行うことができ、様々な化合物を同時にまたは逐次的に添加することができる。得られたスラリーはスクリーンに塗布され、水分が除去される。これは製紙において慣習的なことであり、これ以上の説明は不要である。得られた紙は乾燥させられる。乾燥した紙は、樹脂と接触させられる。通常、樹脂は溶媒(好ましくはエタノールやイソプロパノールなどのアルコール)中に供給され、紙は樹脂溶液で含浸される。樹脂のタイプに応じて、含浸された紙に対して硬化工程を行って樹脂を硬化させることができる。正確な処理条件は樹脂の性質に依存し、通常、100~300℃の範囲の温度と0.1~10MPaの圧力とが含まれる。 Friction paper can be manufactured by a process that typically includes the steps of producing a paper containing aramid pulp, which contains polyoxazoline, resin, and filler, and heating the paper under conditions such that the resin cures. In one embodiment, in a first step, all the components of the paper, except the resin, are mixed in an aqueous medium to form a slurry. This can be done in any order, and the various compounds can be added simultaneously or sequentially. The resulting slurry is applied to a screen and the water is removed. This is conventional in papermaking and does not require further explanation. The resulting paper is dried. The dried paper is contacted with the resin. Typically, the resin is provided in a solvent (preferably an alcohol such as ethanol or isopropanol) and the paper is impregnated with the resin solution. Depending on the type of resin, a curing step can be performed on the impregnated paper to harden the resin. The exact processing conditions depend on the nature of the resin and typically include temperatures in the range of 100-300°C and pressures of 0.1-10 MPa.

別の実施形態では、固体樹脂粒子が他の成分と共に水性媒体に添加され、得られたスラリーが処理されることで上記のような紙が形成される。次いで、紙は上述した通りに乾燥させられ、硬化させられる。 In another embodiment, solid resin particles are added to an aqueous medium along with other ingredients, and the resulting slurry is processed to form a paper as described above. The paper is then dried and cured as described above.

本発明は、ポリオキサゾリンを含む記載されているアラミドパルプを含む、かつ/または記載されている紙を含む摩擦材またはシール材にも関する。 The present invention also relates to a friction or sealing material comprising the described aramid pulp containing polyoxazoline and/or comprising the described paper.

そのような摩擦材またはシール材は、例えば摩擦紙または紙ベースのガスケットの複数の層を含む多板湿式クラッチなど、様々な形態をとることができる。多板湿式クラッチは、高エネルギー用途に理想的なトルク伝達装置であることが証明されている。多板クラッチは、交互の摩擦板と鋼板とを含んでおり、これらは油冷トライボロジー系内で相互作用して所望のトルクを伝達する。多板「湿式」クラッチは、ダブルクラッチトランスミッションのクラッチ、トルクコンバータロックアップクラッチ、オートマチックトランスミッションのクラッチおよびブレーキ、ホイールブレーキおよび車軸ブレーキ、ディファレンシャルロック、全輪駆動トランスファーケース、パワーテイクオフ、およびマスタークラッチなどの幅広い用途で使用されている。 Such friction or seal materials can take a variety of forms, such as multi-plate wet clutches that include multiple layers of friction paper or paper-based gaskets. Multi-plate wet clutches have proven to be ideal torque transfer devices for high energy applications. Multi-plate clutches contain alternating friction and steel plates that interact in an oil-cooled tribological system to transmit the desired torque. Multi-plate "wet" clutches are used in a wide range of applications, such as clutches in double clutch transmissions, torque converter lock-up clutches, clutches and brakes in automatic transmissions, wheel and axle brakes, differential locks, all-wheel drive transfer cases, power take-offs, and master clutches.

本発明は、ポリオキサゾリンを含むアラミドパルプを製造する方法であって、
- アラミドショートカット、部分的にフィブリル化されたアラミドショートカット、またはアラミドパルプをポリオキサゾリンと水溶液中で混ぜ合わせて、混合物を形成すること、
- 混合物に対して叩解工程を行って、アラミドパルプの水性スラリーを形成すること
を含む方法にも関する。
The present invention provides a method for producing an aramid pulp containing a polyoxazoline, comprising the steps of:
- combining an aramid short cut, a partially fibrillated aramid short cut, or an aramid pulp with a polyoxazoline in an aqueous solution to form a mixture;
- subjecting the mixture to a beating step to form an aqueous slurry of aramid pulp.

本発明による方法により、操作が容易なプロセスを使用して効率よく、ポリオキサゾリンを含むアラミドパルプを得ることが可能になることが見出された。さらに、フィブリル化中にポリオキサゾリンが存在する上述したプロセスは、まず、未改質のパルプをフィブリル化によって得て、続いて、パルプをポリオキサゾリン溶液に曝すことによってコーティングするプロセスと比較して、ポリオキサゾリンによる表面被覆率およびパルプ特性が向上することが見出された。 It has been found that the method according to the invention makes it possible to obtain aramid pulp containing polyoxazoline efficiently using an easy to operate process. Furthermore, it has been found that the above-mentioned process in which polyoxazoline is present during fibrillation improves the surface coverage by polyoxazoline and the pulp properties compared to a process in which unmodified pulp is first obtained by fibrillation and then the pulp is coated by exposing it to a polyoxazoline solution.

この方法の出発材料として、アラミドショートカット、部分的にフィブリル化されたアラミドショートカット、またはアラミドパルプ(またはそれらの組み合わせ)を使用することができる。 As starting material for this process, aramid short cut, partially fibrillated aramid short cut, or aramid pulp (or a combination thereof) can be used.

本明細書において、アラミドショートカットという用語は、例えば少なくとも0.5mm、特に少なくとも1mm、より具体的には少なくとも2mm、幾つかの実施形態では少なくとも3mmの長さに切断されたアラミド繊維を指す。長さは、通常最大80mm、特に最大10mm、より具体的には最大8mmである。ショートカットの厚さは、例えば5~50ミクロンの範囲、好ましくは5~25ミクロンの範囲、最も好ましくは6~18ミクロンの範囲である。そのようなショートカットを製造することができるアラミド繊維、特にパラ-アラミド繊維は、例えばTeijin Aramidから市販されている。ショートカットの長さはLL0.25を指し、これは、250μmを超える長さ、すなわち0.25mmを超える長さを有する粒子が含まれる長さ加重平均長さである。 In this specification, the term aramid short cut refers to aramid fibers cut to a length of, for example, at least 0.5 mm, particularly at least 1 mm, more particularly at least 2 mm, and in some embodiments at least 3 mm. The length is usually up to 80 mm, particularly up to 10 mm, more particularly up to 8 mm. The thickness of the short cut is, for example, in the range of 5 to 50 microns, preferably in the range of 5 to 25 microns, most preferably in the range of 6 to 18 microns. Aramid fibers, particularly para-aramid fibers, from which such short cuts can be produced are commercially available, for example from Teijin Aramid. The length of the short cut refers to LL0.25, which is the length-weighted average length at which particles having a length of more than 250 μm, i.e., more than 0.25 mm, are included.

そのようなアラミドのショートカットは、切断装置を用いて連続繊維を等しい長さまたはランダムな長さの断片に切断または細断することによって得ることができる。 Such aramid short cuts can be obtained by cutting or chopping the continuous fibers into pieces of equal or random length using a cutting device.

部分的にフィブリル化されたアラミドショートカットとは、(例えばナイフミルで)例えば切断かつ粉砕することによって、または切断およびショートリファイナー処理を行うことによって部分的にフィブリル化されたアラミドショートカットを指す。 Partially fibrillated aramid short cut refers to aramid short cut that has been partially fibrillated, for example by cutting and grinding (e.g. in a knife mill) or by cutting and subjecting to a short refiner process.

本発明による方法の第1の工程では、アラミドショートカット、部分的にフィブリル化されたアラミドショートカット、またはアラミドパルプが、水溶液中でポリオキサゾリンと混ぜ合わせられることで混合物が形成される。これは様々な方法で行うことができる。例えば、乾燥アラミドショートカット、部分的にフィブリル化されたショートカット、またはパルプがポリオキサゾリンの水溶液または水性懸濁液に添加されてもよく、あるいは、ポリオキサゾリンが水中のショートカット、部分的にフィブリル化されたアラミドショートカット、またはパルプの懸濁液に添加されてもよく、あるいは、ポリオキサゾリンと、ショートカット、部分的にフィブリル化されたショートカット、またはパルプとが水性媒体に一緒に添加されてもよい。 In the first step of the method according to the invention, the aramid short cut, partially fibrillated aramid short cut or aramid pulp is mixed with the polyoxazoline in an aqueous solution to form a mixture. This can be done in various ways. For example, the dry aramid short cut, partially fibrillated short cut or pulp can be added to an aqueous solution or suspension of the polyoxazoline, or the polyoxazoline can be added to a suspension of the short cut, partially fibrillated aramid short cut or pulp in water, or the polyoxazoline and the short cut, partially fibrillated short cut or pulp can be added together to an aqueous medium.

アラミドショートカットは、連続アラミド糸を最大80mmの長さに切断することによって得ることができる。このアラミドのショートカットは、本発明の方法で使用する前に、例えばナイフミルで長さをさらに短くすることができる。アラミドショートカットは、水に懸濁して懸濁液を形成することができ、この懸濁液に対してポリオキサゾリンが添加されずに第1の叩解工程が行われることで、アラミドショートカットの長さがさらに短くされる。叩解工程が延長されるか、または懸濁液に対して追加の叩解工程が行われる場合には、部分的にフィブリル化された繊維またはパルプが得られる。これらの繊維種(アラミドのショートカット、部分的にフィブリル化した繊維、またはパルプ)のいずれか、またはそれらの組み合わせを、本方法の出発材料として使用することができる。 Aramid short cuts can be obtained by cutting continuous aramid yarns to lengths of up to 80 mm. The aramid short cuts can be further shortened in length, for example with a knife mill, before use in the process of the present invention. The aramid short cuts can be suspended in water to form a suspension, which is subjected to a first beating step without the addition of polyoxazoline, to further shorten the length of the aramid short cut. If the beating step is extended or the suspension is subjected to an additional beating step, partially fibrillated fibers or pulp are obtained. Any of these fiber types (aramid short cuts, partially fibrillated fibers, or pulp) or a combination thereof can be used as starting material for the process.

好ましくは、ポリオキサゾリンの水溶液(原液)と繊維の水懸濁液とが別々に調製され、その後、混ぜ合わせられることで混合物が形成される。ポリオキサゾリンの水溶液は、高温で調製することができ、例えば20~60℃の範囲の温度、好ましくは30~50℃で調製することができる。ポリオキサゾリンの水溶液は、好ましくは最大30重量%、好ましくは15~25重量%の濃度を有する。 Preferably, an aqueous solution of polyoxazoline (stock solution) and an aqueous suspension of fibers are prepared separately and then mixed to form a mixture. The aqueous solution of polyoxazoline can be prepared at elevated temperature, for example at a temperature in the range of 20-60°C, preferably 30-50°C. The aqueous solution of polyoxazoline preferably has a concentration of up to 30% by weight, preferably 15-25% by weight.

好ましくは、水性ポリオキサゾリン原液は、例えば繊維懸濁液が調製された容器に所望の量のポリオキサゾリン水溶液を添加する投与システムを使用することによって、繊維懸濁液に添加される。得られた混合物は、撹拌することによって適切に混合することができ、続いて、叩解工程の装置に搬送される。 Preferably, the aqueous polyoxazoline stock solution is added to the fiber suspension, for example by using a dosing system that adds the desired amount of aqueous polyoxazoline solution to the container in which the fiber suspension was prepared. The resulting mixture can be properly mixed by stirring and is subsequently conveyed to the equipment for the beating process.

アラミドショートカット、部分的にフィブリル化されたショートカット、またはパルプは、通常、混合物中に0.1~7重量%、特に1~5重量%の範囲の量で存在する。この範囲の量が叩解作業の成功に適していることが見出された。 The aramid short cut, partially fibrillated short cut, or pulp is usually present in the mixture in an amount ranging from 0.1 to 7% by weight, especially 1 to 5% by weight. This range of amounts has been found to be suitable for successful beating operations.

混合物中のポリオキサゾリンの濃度は、最終製品に所望されるポリオキサゾリンの量に依存する。高い濃度では、懸濁液中に少量のポリオキサゾリンが残る可能性がある。最終生成物中のポリオキサゾリンの量は、通常、乾燥パルプ(ポリオキサゾリンを含む)の重量を基準として、0.1~10重量%のポリオキサゾリンの範囲である。水性混合物、すなわち叩解工程を受ける水性混合物中に存在するポリオキサゾリンの量は、アラミドショートカット、部分的にフィブリル化されたショートカット、および/またはパルプの乾燥重量を基準として計算したときに、0.1~15重量%、好ましくは0.5~12.5重量%の間で変動し、特に、アラミドショートカット、部分的にフィブリル化されたショートカット、および/またはパルプの乾燥重量を基準として計算したときに、1~10重量%または2~5重量%の間で変動する。 The concentration of polyoxazoline in the mixture depends on the amount of polyoxazoline desired in the final product. At higher concentrations, small amounts of polyoxazoline may remain in suspension. The amount of polyoxazoline in the final product typically ranges from 0.1 to 10% by weight of polyoxazoline, based on the weight of the dry pulp (including polyoxazoline). The amount of polyoxazoline present in the aqueous mixture, i.e. the aqueous mixture subjected to the beating step, varies between 0.1 and 15% by weight, preferably between 0.5 and 12.5% by weight, calculated based on the dry weight of the aramid short cut, partially fibrillated short cut, and/or pulp, in particular between 1 and 10% by weight or 2 and 5% by weight, calculated based on the dry weight of the aramid short cut, partially fibrillated short cut, and/or pulp.

水性混合物は、ポリオキサゾリンを含むアラミドパルプを形成するために叩解工程を受ける。叩解プロセスは当該技術分野で知られている。一般に、叩解では、スラリーが、例えば、互いに移動するディスクの間を通過することにより、高剪断環境に曝される。叩解工程の効果は、ショートカットの長さを短くすること、およびショートカットをフィブリル化してパルプを形成すること(または部分的にフィブリル化されたショートカットまたはパルプをさらにフィブリル化すること)である。フィブリル化では、フィブリルが形成され、その結果、フィブリルが連結している「幹」と、剥がれたフィブリルとが生じる。さらに、パルプの幹は叩解プロセス中にねじれる場合がある。単一の叩解工程を実施することも可能であるが、最初の叩解工程と同じか、または異なる条件で実施される1回以上の更なる叩解工程を叩解済みのパルプに対して行うことも可能である。一実施形態では、予めフィブリル化されたアラミドショートカットまたはパルプは、ポリオキサゾリンを含む水溶液中でさらに叩解される。 The aqueous mixture is subjected to a beating step to form an aramid pulp containing the polyoxazoline. The beating process is known in the art. In general, in beating, the slurry is exposed to a high shear environment, for example by passing between disks moving against each other. The effect of the beating step is to shorten the length of the short cuts and to fibrillate the short cuts to form a pulp (or to further fibrillate the partially fibrillated short cuts or pulp). In fibrillation, fibrils are formed, resulting in a "stem" of interlocking fibrils and detached fibrils. Furthermore, the pulp stem may become twisted during the beating process. It is possible to carry out a single beating step, but it is also possible to subject the beaten pulp to one or more further beating steps carried out at the same or different conditions as the first beating step. In one embodiment, the pre-fibrillated aramid short cuts or pulp is further beaten in an aqueous solution containing the polyoxazoline.

ポリオキサゾリンを含む叩解プロセスから得られるパルプスラリーは、必要に応じて処理することができる。例えば、通常、任意選択的にはプレスセクションを含むふるいまたは他の濾過材の上にスラリーを乗せることによってスラリーを脱水する脱水工程を行うことができる。これにより、脱水されたパルプが形成される。脱水されたパルプは、通常40~80重量%、特に50~70重量%の範囲の含水率を有する。パルプの含水率をさらに減らすために、脱水工程を繰り返すことができる。脱水されたパルプは、ケーキの形態(フィルターから出たままの状態)であってもよいし、ケーキが砕かれることでクラムとも呼ばれる個々の断片が形成されてもよい。 The pulp slurry resulting from the beating process containing the polyoxazoline can be treated as required. For example, a dewatering step can be performed in which the slurry is dewatered, typically by placing it on a sieve or other filter material, optionally including a press section. This forms a dewatered pulp. The dewatered pulp typically has a moisture content in the range of 40-80% by weight, particularly 50-70% by weight. The dewatering step can be repeated to further reduce the moisture content of the pulp. The dewatered pulp can be in the form of a cake (as it leaves the filter) or the cake can be broken to form individual pieces, also called crumbs.

ケーキまたはクラムまたは任意のその他の形態の脱水されたパルプは、最終製品とすることができ、必要に応じてさらに加工することができる。脱水されたパルプは乾燥させられてもよい。 The dewatered pulp in the form of cake or crumb or any other form can be the final product and can be further processed as required. The dewatered pulp may be dried.

脱水されたパルプの乾燥は、例えば任意選択的には高温でパルプを乾燥雰囲気と接触させることにより、従来の方法で行うことができ、その結果、乾燥パルプが形成される。乾燥パルプは、通常2~20重量%、特に3~10重量%の範囲の含水率を有する。好ましくは、乾燥パルプの含水率は3~8重量%の範囲である。 Drying of the dewatered pulp can be carried out in a conventional manner, for example by contacting the pulp with a dry atmosphere, optionally at elevated temperature, resulting in the formation of dry pulp. The dry pulp usually has a moisture content in the range of 2-20% by weight, in particular 3-10% by weight. Preferably, the moisture content of the dry pulp is in the range of 3-8% by weight.

乾燥パルプは、必要に応じて開繊工程を受けることができる。パルプの開繊は当該技術分野で知られている。これは、例えばインパクトミル、乱流空気を使用するミル、または高剪断/高撹拌ミキサーを使用して、乾燥パルプに機械的衝撃を与えることを含む。パルプの開繊工程により、パルプ材のかさ密度が低下する(すなわちパルプ材がより「ふわふわ」になる)。開繊されたパルプは分散しやすいため、塗布しやすくなる。一般に、パルプの開繊工程はパルプの特性を実質的に変化させない。 The dry pulp can optionally be subjected to an opening process. Pulp opening is known in the art. It involves mechanically impacting the dry pulp using, for example, an impact mill, a mill using turbulent air, or a high shear/high agitation mixer. The opening process reduces the bulk density of the pulp material (i.e., makes the pulp material more "fluffy"). Opened pulp is easier to disperse and therefore easier to apply. In general, the opening process does not substantially change the properties of the pulp.

摩擦紙または摩擦材へとさらに加工するためには、好ましくは50~70重量%の範囲の含水率を有する湿った(すなわち脱水された)パルプ、または好ましくは3~8重量%の範囲の含水率を有する乾燥パルプのいずれかを使用することができる。好ましくは、ポリオキサゾリンで改質されたパルプは、湿った(すなわち脱水された)パルプの形態で塗布される。摩擦紙や摩擦材に使用するためには、乾燥させられていない脱水パルプ、例えば40~80重量%、好ましくは50~75重量%、より好ましくは60~70重量%の範囲の含水率を有する脱水パルプを処理することが有利な場合がある。 For further processing into friction paper or friction material, either wet (i.e. dewatered) pulp, preferably having a moisture content in the range of 50-70% by weight, or dry pulp, preferably having a moisture content in the range of 3-8% by weight, can be used. Preferably, the polyoxazoline-modified pulp is applied in the form of wet (i.e. dewatered) pulp. For use in friction paper or friction material, it may be advantageous to process dewatered pulp that has not been dried, for example dewatered pulp having a moisture content in the range of 40-80% by weight, preferably 50-75% by weight, more preferably 60-70% by weight.

当業者に明らかなように、上述した様々な好ましい実施形態は、相互に排他的でない限り組み合わせることができる。 As will be apparent to one skilled in the art, the various preferred embodiments described above may be combined as long as they are not mutually exclusive.

本発明は、以下の非限定的な実施例を用いてさらに説明される。 The invention is further described using the following non-limiting examples.

実施例
a)坪量の決定
紙の坪量(目付とも呼ばれる)は、ISO536:1995に従って測定し、1平方メートルあたりのグラム数(g/m)で表した。
EXAMPLES a) Determination of Basis Weight The basis weight (also called basis weight) of paper was measured according to ISO 536:1995 and expressed in grams per square meter (g/m 2 ).

b)透気度の決定
透気度は、紙の多孔性の尺度であり、紙の油浸透性の指標である。
b) Determination of Air Permeability Air permeability is a measure of the porosity of the paper and is an indication of its oil permeability.

含浸紙の透気度は、Textest タイプFX3030-LDMを使用してASTM D737に従って決定した。透気度は、リットル/m/秒(L/m/s)の単位で表される。 The air permeability of the impregnated papers was determined according to ASTM D737 using a Textest type FX3030-LDM. Air permeability is expressed in units of liters/m 2 /second (L/m 2 /s).

c)Z軸強度の決定
紙のZ軸強度(内部結合強度とも呼ばれる)は、剪断強度とよく相関する。含浸シートのZ軸強度は、Tappi T541に従って決定した。
c) Determination of Z-Axis Strength The Z-axis strength of paper (also called internal bond strength) correlates well with the shear strength. The Z-axis strength of impregnated sheets was determined according to Tappi T541.

d)湿潤強度の決定
紙シートをイソプロパノールに1分間浸漬した。その後、湿ったシートにして引張試験を行い、比引張強さを決定した。決定はISO1924-2に従って行った。
d) Determination of Wet Strength Paper sheets were immersed in isopropanol for 1 minute. The wet sheets were then subjected to a tensile test to determine the tensile index. The determination was carried out according to ISO 1924-2.

e)填料保持率
填料保持率は、製紙中にパルプが填料を保持する程度の尺度であり、100%の値は填料が完全に保持されていること、すなわち製紙プロセス中に填料が失われていないことを意味する。紙の填料保持率は、填料として珪藻土を使用して決定した。填料保持率は、最終シート内の填料の量(実際の坪量、シート表面積(20cmのφを有する)に基づいて計算し、シート内のパルプの量[5.5g]を差し引く)を、使用した填料の量(含水率で補正)で割り、100を掛けることによって決定される。
e) Filler Retention Filler retention is a measure of the extent to which the pulp retains the filler during papermaking, with a value of 100% meaning that the filler is completely retained, i.e. no filler is lost during the papermaking process. Filler retention of paper was determined using diatomaceous earth as a filler. Filler retention is determined by dividing the amount of filler in the final sheet (calculated based on actual basis weight, sheet surface area (having a φ of 20 cm), minus the amount of pulp in the sheet [5.5 g]) by the amount of filler used (corrected for moisture content) and multiplying by 100.

f)引張強度の決定
樹脂含浸前の乾燥紙と樹脂含浸後の紙の比引張強さを、ISO1924-2に従って決定した。
f) Determination of Tensile Strength The tensile index of the dry paper before and after resin impregnation was determined according to ISO 1924-2.

実施例1:パルプの製造
長さ6mmのパラ-アラミドチョップドファイバー(Twaron(登録商標)タイプ1000 1680f1000に基づく6mmのショートカット)4kgを、200リットルのPEOX水溶液に添加した。PEOXは、約500kg/molの分子量を有していた。得られた懸濁液は、懸濁液に添加されたPEOXの量に応じて、2重量%のアラミドショートカットと、0.07重量%(パルプA)または0.1重量%(パルプB)のPEOXとを含んでいた(懸濁液の体積あたりの重量パーセント)。得られた懸濁液をSprout-Bauer12インチラボリファイナーに通し、目標の繊維長である0.95mm±0.1mmに到達させた。叩解した懸濁液をふるい台の上で脱水し、脱水ケーキを得た。パルプAと表されるPEOX改質パルプは3.4重量%のPEOXを含有し、パルプBと表されるPEOX改質パルプは4.8重量%のPEOXを含有する。
Example 1 : Pulp Production 4 kg of 6 mm long para-aramid chopped fibers (6 mm short cut based on Twaron® type 1000 1680f1000) were added to 200 liters of aqueous PEOX solution. The PEOX had a molecular weight of about 500 kg/mol. The resulting suspension contained 2 wt. % aramid short cut and 0.07 wt. % (Pulp A) or 0.1 wt. % (Pulp B) PEOX depending on the amount of PEOX added to the suspension (weight percent per volume of suspension). The resulting suspension was passed through a Sprout-Bauer 12 inch lab refiner to reach the target fiber length of 0.95 mm ± 0.1 mm. The beaten suspension was dewatered on a sieve table to obtain a dewatered cake. The PEOX modified pulp designated Pulp A contained 3.4 wt% PEOX and the PEOX modified pulp designated Pulp B contained 4.8 wt% PEOX.

参照として、PEOXを添加せずに同じ手順に従ったところ、コーティングまたは被覆がないアラミドパルプが得られた。このパルプをパルプCと呼ぶ。 As a reference, the same procedure was followed without the addition of PEOX, resulting in an aramid pulp without any coating or covering. This pulp is called Pulp C.

追加の比較として、PEOXの代わりにPVP(分子量約50kg/mol)を添加して、パルプBと同じ手順に従った。このパルプをパルプDと呼ぶ。 As an additional comparison, the same procedure was followed for pulp B, but with the addition of PVP (molecular weight approximately 50 kg/mol) instead of PEOX. This pulp is called pulp D.

実施例2:填料と、樹脂と、アラミドパルプとを含む摩擦紙の製造
乾燥固形分含量が22.45%である実施例1のPEOX含有パルプA24.48g(したがって、乾燥アラミドパルプ5.50gに相当)を2Lの水に懸濁し、Lorentzen&Wettre離解機で100カウント(3000rpmで20秒)混合した。次いで、6.0gの珪藻土(Transcend ND-1、填料として)を懸濁液に添加し、さらに500カウント(3000rpmで100秒)混合した。この混合物を、ISO5269-2に従ってRapid Koethenラボシート形成機で紙シートを製造するために使用した。得られた紙シートを、105℃のプレート乾燥機内で2枚の吸い取り紙の間に挟んだ状態で少なくとも20分間乾燥させた。得られた紙シートは、50%のパルプと50%の珪藻土とからなり、坪量が350±16g/mとなることを目標とした。
Example 2 : Preparation of friction paper with filler, resin and aramid pulp 24.48 g of PEOX-containing pulp A from Example 1 with a dry solids content of 22.45% (thus corresponding to 5.50 g of dry aramid pulp) were suspended in 2 L of water and mixed in a Lorentzen & Wettre disintegrator for 100 counts (20 s at 3000 rpm). 6.0 g of diatomaceous earth (Transcend ND-1, as filler) were then added to the suspension and mixed for a further 500 counts (100 s at 3000 rpm). This mixture was used to produce paper sheets in a Rapid Koethen lab sheet former according to ISO 5269-2. The resulting paper sheets were dried in a plate dryer at 105° C. between two pieces of blotting paper for at least 20 minutes. The resulting paper sheet was targeted to consist of 50% pulp and 50% diatomaceous earth with a basis weight of 350±16 g/ m2 .

同じ最終目標シート重量を得るために、わずかに異なる量のパルプおよび填料を使用したことを除いて、パルプB、C、およびDについても同じ手順に従った(使用量については表1を参照)。パルプの量は、同じ量の乾燥パルプ(乾燥固形分)が使用されるように、異なるパルプサンプルの含水率を補正するように調整した。 The same procedure was followed for Pulps B, C, and D, except that slightly different amounts of pulp and filler were used to obtain the same final target sheet weight (see Table 1 for amounts used). The amount of pulp was adjusted to compensate for the moisture content of the different pulp samples so that the same amount of dry pulp (dry solids) was used.

紙の湿潤強度と乾燥強度を決定した。 The wet and dry strength of the paper was determined.

パルプサンプルA、B、C、およびDに基づくこのようにして製造した紙シートに、フェノール樹脂(Bakelite PF0229RP)も含浸させた。パルプAおよびBを含む紙(本発明による)については、22mLの樹脂と78mLのイソプロパノールとの混合物を使用して、樹脂を望みの濃度まで希釈した。プラスチックライナーで覆われたトレイに紙シートを入れ、樹脂混合物をシート上に注いだ。トレイを1分間動かし、その後、紙シートをテフロンシート上に移した。紙シートを特注の絞り器に2回通す(通過の間に紙を裏返す)ことによって、過剰な樹脂を除去した。次いで、残留溶媒(イソプロパノール)を90℃の換気式オーブン内で20分間蒸発させた。含浸後の目標シート重量は500±16g/mである。樹脂の希釈は、表1に示すパルプCおよびDを含む紙の目標シート重量に到達するように調整される。 The thus produced paper sheets based on pulp samples A, B, C and D were also impregnated with phenolic resin (Bakelite PF0229RP). For papers containing pulps A and B (according to the invention), the resin was diluted to the desired concentration using a mixture of 22 mL of resin and 78 mL of isopropanol. The paper sheet was placed in a tray covered with a plastic liner and the resin mixture was poured onto the sheet. The tray was run for 1 minute, after which the paper sheet was transferred onto a Teflon sheet. Excess resin was removed by passing the paper sheet twice through a custom-made wringer (turning the paper over between passes). Residual solvent (isopropanol) was then evaporated in a ventilated oven at 90°C for 20 minutes. The target sheet weight after impregnation is 500±16 g/ m2 . The dilution of the resin is adjusted to reach the target sheet weight for papers containing pulps C and D shown in Table 1.

最終工程では、紙シートを180℃のオーブンで60分間硬化させた。 In the final step, the paper sheets were cured in an oven at 180°C for 60 minutes.

Figure 2024521939000002
Figure 2024521939000002

実施例3:ベース紙の乾燥および湿潤強度(含浸前)
本発明のパルプは、紙の乾燥強度を向上させるために非常に有益である。加えて、ベース紙(これらの実施例では重量基準で50/50のパルプ/珪藻土)の樹脂含浸中に必要とされる湿潤強度も、本発明のパルプを使用した場合に向上する。これは、下の表2に示す実施例2で製造される湿潤紙および乾燥紙の引張特性によって示される。
Example 3 : Dry and wet strength of base paper (before impregnation)
The pulp of the present invention is very beneficial for improving the dry strength of the paper. In addition, the wet strength required during resin impregnation of the base paper (50/50 pulp/diatomaceous earth by weight in these examples) is also improved when using the pulp of the present invention. This is shown by the tensile properties of the wet and dry paper produced in Example 2 shown in Table 2 below.

Figure 2024521939000003
Figure 2024521939000003

これらの結果に基づくと、本発明によるパルプAおよびBを含む紙の湿潤強度は、パルプCを含む比較の紙と比較して湿潤強度が大幅に増加する(25~30倍高い)ことが明らかに分かる。比較のパルプD(PVPパルプ)を含む紙もパルプCと比較して改善を示すが、パルプAおよびBを含む紙で観察されるよりも少ない。 Based on these results, it is clearly seen that the wet strength of papers containing pulps A and B according to the invention is significantly increased (25-30 times higher) in comparison to the comparative paper containing pulp C. Paper containing comparative pulp D (PVP pulp) also shows an improvement compared to pulp C, but less than observed for papers containing pulps A and B.

実施例4:(含浸)摩擦紙の比較
填料(珪藻土)保持率、透気度、引張強度、およびZ軸強度など、実施例2の摩擦紙の様々な特性を決定した。填料保持率および透気度は、2枚の紙シート(シート1および2として示される)で決定した。機械的特性(Z軸強度および引張強度)は、それぞれこれらのシートのうちの1枚で決定した(試験によりシートが破壊されるため)。その結果は表3に示されている。
Example 4 : Comparison of (impregnated) friction papers Various properties of the friction paper of Example 2 were determined, such as filler (diatomaceous earth) retention, air permeability, tensile strength, and Z-axis strength. Filler retention and air permeability were determined on two paper sheets (designated as sheets 1 and 2). Mechanical properties (Z-axis strength and tensile strength) were determined on one of these sheets each (as the test would destroy the sheets). The results are shown in Table 3.

Figure 2024521939000004
Figure 2024521939000004

データは、本発明によるパルプAおよびBを用いて製造された紙の填料保持率が、比較のパルプCから製造された紙の填料保持率よりも大幅に高いことを示している。明らかに、ポリオキサゾリンにより改質された本発明によるパルプは、未改質パルプよりも填料および樹脂粒子を保持する能力が高い。本発明によるパルプを含む紙は、PVP改質パルプ(パルプD)を含む紙よりも高い填料保持率も有する。 The data show that the filler retention of papers made with pulps A and B according to the invention is significantly higher than that of paper made from comparative pulp C. Clearly, the polyoxazoline modified pulp according to the invention has a higher capacity to retain filler and resin particles than the unmodified pulp. Papers containing pulps according to the invention also have higher filler retention than papers containing PVP modified pulp (pulp D).

摩擦用途では、摩擦紙が可能な限り開繊していることが重要であり、その結果、例えばクラッチの利用中に摩擦紙に油が浸透することができる。本発明の目的は、高い強度と高い多孔性を兼ね備えた紙、特に摩擦紙を提供することである。紙の透気度は、その多孔性の尺度である。 In friction applications it is important that the friction paper is as open as possible, so that oil can penetrate the friction paper during use, for example in a clutch. The object of the present invention is to provide a paper, in particular a friction paper, which combines high strength with high porosity. The air permeability of a paper is a measure of its porosity.

パルプAまたはB(PEOX改質パルプ)のいずれかを含む紙の透気度は、比較のパルプC(未改質アラミドパルプ)と同程度のレベルであるが、パルプD(PVP改質パルプ)は明らかな透気度の低下を示す。 The air permeability of papers containing either pulp A or B (PEOX modified pulp) is at a similar level to the comparative pulp C (unmodified aramid pulp), while pulp D (PVP modified pulp) shows a clear decrease in air permeability.

摩擦用途では、紙の強度も重要な特性である。紙が運転中に受ける高い剪断力のため、剪断強度は最も関連性のある強度特性である。剪断強度は、いわゆるZ軸強度または内部結合強度とよく相関する。 In friction applications, paper strength is also an important property. Due to the high shear forces that paper is subjected to during operation, shear strength is the most relevant strength property. Shear strength correlates well with the so-called Z-axis strength or internal bond strength.

表3の結果は、本発明によるパルプAおよびBに基づくモデル摩擦紙の強度が、比較のパルプCに基づく摩擦紙の強度と比較して大幅に向上していることを示している。 The results in Table 3 show that the strength of the model friction papers based on pulps A and B according to the present invention is significantly improved compared to the strength of the friction paper based on the comparative pulp C.

本発明のパルプの大きな利点は、高い強度、特にZ軸強度と高い多孔性との組み合わせである。未改質パルプ(パルプC)またはPVP改質パルプ(紙D)のいずれかを含む比較の紙は、この特性の組み合わせを示さず、強度または多孔性のいずれかについて同等であるか、またはさらには低い値に達するのみであり、両方の特性は達成されない。 The great advantage of the pulps of the present invention is the combination of high strength, especially Z-axis strength, with high porosity. Comparative papers containing either unmodified pulp (Pulp C) or PVP-modified pulp (Paper D) do not exhibit this combination of properties, only reaching comparable or even lower values for either strength or porosity, but not both properties.

実施例5:市販のパルプサンプルおよびポリオキサゾリンで改質されたパルプならびに対応する紙の比較
ポリオキサゾリンで改質されたパルプを、部分的にフィブリル化されたアラミドショートカットの懸濁液にPEOX溶液を添加することによって生産スケールで製造した。この懸濁液は、2.5重量%の部分的にフィブリル化されたアラミドショートカットと、0.09重量%(懸濁液の体積あたりの重量パーセント)のPEOXとを含んでいた。得られた懸濁液をリファイナーを通して循環させ、0.98mm±0.2mmの目標繊維長に到達させた。PEOXの分子量は500kg/molであった。PEOXで改質されたパルプ(パルプE)は、約3.3重量%のPEOX(乾燥重量基準)を含んでおり、約4.8m/gのSSAを有する。
Example 5 : Comparison of commercial pulp samples and polyoxazoline modified pulps and corresponding papers. Polyoxazoline modified pulps were produced on a production scale by adding PEOX solution to a suspension of partially fibrillated aramid short cuts. The suspension contained 2.5 wt% partially fibrillated aramid short cuts and 0.09 wt% (weight percent per volume of suspension) PEOX. The resulting suspension was circulated through a refiner to reach a target fiber length of 0.98 mm ± 0.2 mm. The molecular weight of PEOX was 500 kg/mol. The PEOX modified pulp (Pulp E) contained about 3.3 wt% PEOX (dry weight basis) and has an SSA of about 4.8 m2 /g.

比較サンプルとして、市販のTwaron(登録商標)パルプ1092(1092と呼ぶ、フィブリル化が少ないパルプのタイプ、約6.6m/gのSSAを有する)およびTwaron(登録商標)パルプ1094(1094と呼ぶ、フィブリル化が多いパルプのタイプ、12~15m/gのSSAを有する)が使用される。通常、よりフィブリル化されたパルプは紙の強度を高めるが、紙の透気度を低下させる。 As comparative samples, the commercially available Twaron® pulp 1092 (called 1092, a less fibrillated pulp type, with an SSA of about 6.6 m 2 /g) and Twaron® pulp 1094 (called 1094, a more fibrillated pulp type, with an SSA of 12-15 m 2 /g) are used. Generally, a more fibrillated pulp increases the strength of the paper but reduces the air permeability of the paper.

1092、1094、およびパルプEに基づいて、実施例2に記載の通りに紙を製造した。 Paper was produced based on 1092, 1094, and pulp E as described in Example 2.

続いて、紙の湿潤強度を決定した。 The wet strength of the paper was then determined.

このようにして製造した、パルプサンプル1092、1094、およびパルプEに基づく紙シートに、実施例2について記載の通りにフェノール樹脂を含浸させた。含浸紙の透気度、Z軸強度、填料保持率、および引張強度を、実施例4に記載の通りに決定した。 The paper sheets thus produced, based on pulp samples 1092, 1094, and pulp E, were impregnated with phenolic resin as described for Example 2. The air permeability, Z-axis strength, filler retention, and tensile strength of the impregnated papers were determined as described for Example 4.

ベース紙および含浸紙の特性(平均値)が表4に示されている。 The properties (average values) of the base paper and impregnated paper are shown in Table 4.

Figure 2024521939000005
Figure 2024521939000005

表4のデータは、ポリオキサゾリンで改質されたパルプを使用すると、ポリオキサゾリンを含まない市販のパルプのタイプと比較してベース紙および含浸紙の機械的特性が向上することを示している。パルプタイプ1092に基づく紙は高い透気度を有する一方で、パルプタイプ1094に基づく紙は高い填料保持率を有する。本発明によるパルプに基づく紙は、高い填料保持率と高い透気度を兼ね備えている。加えて、本発明によるパルプに基づく紙は、ベース紙として最も高い湿潤強度を有しており、含浸紙として最も高いZ軸強度および引張強度を有する。 The data in Table 4 show that the use of polyoxazoline modified pulps improves the mechanical properties of base and impregnated papers compared to commercial pulp types that do not contain polyoxazoline. Papers based on pulp type 1092 have high air permeability, while papers based on pulp type 1094 have high filler retention. Papers based on pulps according to the invention combine high filler retention with high air permeability. In addition, papers based on pulps according to the invention have the highest wet strength of the base papers and the highest Z-axis strength and tensile strength of the impregnated papers.

Claims (15)

ポリオキサゾリンを含むアラミドパルプ。 Aramid pulp containing polyoxazoline. 乾燥パルプの重量を基準として、0.1~10重量%のポリオキサゾリン、好ましくは0.25~7.5重量%のポリオキサゾリン、より好ましくは0.5~5重量%のポリオキサゾリンを含む、請求項1記載のアラミドパルプ。 The aramid pulp according to claim 1, comprising 0.1 to 10% by weight of polyoxazoline, preferably 0.25 to 7.5% by weight of polyoxazoline, more preferably 0.5 to 5% by weight of polyoxazoline, based on the weight of the dry pulp. 前記ポリオキサゾリンが、ポリ-アルキル-2-オキサゾリン、好ましくはポリ-2-エチル-2-オキサゾリンである、請求項1または2記載のアラミドパルプ。 The aramid pulp according to claim 1 or 2, wherein the polyoxazoline is a poly-alkyl-2-oxazoline, preferably poly-2-ethyl-2-oxazoline. 前記ポリオキサゾリンが前記アラミドパルプの表面の少なくとも一部を被覆している、請求項1から3までのいずれか1項記載のアラミドパルプ。 The aramid pulp according to any one of claims 1 to 3, wherein the polyoxazoline covers at least a portion of the surface of the aramid pulp. 繊維幹とフィブリルとを含む、請求項1から4までのいずれか1項記載のアラミドパルプ。 The aramid pulp according to any one of claims 1 to 4, comprising a fiber trunk and fibrils. 2~20m/g、好ましくは3~15m/g、より好ましくは4~10m/gの範囲の比表面積および/または0.5~1.5mm、好ましくは0.6~1.4mmの範囲の長さLL0.25を有する、請求項1から5までのいずれか1項記載のアラミドパルプ。 Aramid pulp according to any one of claims 1 to 5, having a specific surface area in the range of 2 to 20 m 2 /g, preferably 3 to 15 m 2 /g, more preferably 4 to 10 m 2 /g and/or a length LL 0.25 in the range of 0.5 to 1.5 mm, preferably 0.6 to 1.4 mm. 請求項1から6までのいずれか1項記載のアラミドパルプを含む紙。 Paper containing the aramid pulp according to any one of claims 1 to 6. 前記紙の重量を基準として、2~70重量%の前記アラミドパルプ、より好ましくは5~55重量%の前記アラミドパルプ、さらにより好ましくは10~35重量%の前記アラミドパルプを含む、請求項7記載の紙。 The paper of claim 7, comprising 2-70% by weight of the aramid pulp, more preferably 5-55% by weight of the aramid pulp, and even more preferably 10-35% by weight of the aramid pulp, based on the weight of the paper. 填料と樹脂とを含み、好ましくは、前記紙の重量を基準として、5~55重量%の前記填料、より好ましくは20~40重量%の前記填料と、5~50重量%の前記樹脂、より好ましくは15~40重量%の前記樹脂とを含む、請求項7または8記載の紙。 The paper according to claim 7 or 8, which contains a filler and a resin, and preferably contains 5 to 55% by weight of the filler, more preferably 20 to 40% by weight of the filler, and 5 to 50% by weight of the resin, more preferably 15 to 40% by weight of the resin, based on the weight of the paper. 前記樹脂が、熱硬化性樹脂、好ましくは、フェノール樹脂、ビトリマー樹脂、ポリチオウレタン樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂、およびエポキシ樹脂から選択される熱硬化性樹脂である、請求項7から9までのいずれか1項記載の紙。 The paper according to any one of claims 7 to 9, wherein the resin is a thermosetting resin, preferably a thermosetting resin selected from phenolic resins, vitrimer resins, polythiourethane resins, melamine resins, silicone resins, and epoxy resins. 摩擦紙、セパレータ紙、またはハニカム紙である、請求項7から10までのいずれか1項記載の紙。 The paper according to any one of claims 7 to 10, which is friction paper, separator paper, or honeycomb paper. 請求項1から6までのいずれか1項記載のポリオキサゾリンを含むアラミドパルプまたは請求項7から11までのいずれか1項記載の紙を含む摩擦材。 A friction material comprising aramid pulp containing the polyoxazoline according to any one of claims 1 to 6 or the paper according to any one of claims 7 to 11. 請求項1から6までのいずれか1項記載のポリオキサゾリンを含むアラミドパルプを製造する方法であって、
- アラミドショートカット、部分的にフィブリル化されたアラミドショートカット、またはアラミドパルプをポリオキサゾリンと水溶液中で混ぜ合わせて、混合物を形成すること、
- 前記混合物に対して叩解工程を行って、前記アラミドパルプの水性スラリーを形成すること
を含む、前記方法。
A method for producing an aramid pulp containing a polyoxazoline according to any one of claims 1 to 6, comprising the steps of:
- combining an aramid short cut, a partially fibrillated aramid short cut, or an aramid pulp with a polyoxazoline in an aqueous solution to form a mixture;
- subjecting said mixture to a beating step to form an aqueous slurry of said aramid pulp.
前記アラミドパルプの前記水性スラリーに対して脱水工程を行って、脱水パルプの重量を基準として、40~80重量%、好ましくは50~70重量%の範囲の含水率を有する前記脱水パルプを形成する、請求項13記載の方法。 The method of claim 13, further comprising subjecting the aqueous slurry of aramid pulp to a dewatering step to form the dewatered pulp having a moisture content in the range of 40 to 80% by weight, preferably 50 to 70% by weight, based on the weight of the dewatered pulp. 前記脱水パルプに対して乾燥工程を行って、乾燥パルプの重量を基準として、2~20重量%、好ましくは3~10重量%の範囲の含水率を有する前記乾燥パルプを形成し、任意選択的に、それに続いて、前記乾燥パルプに対して開繊工程を行う、請求項14記載の方法。 The method of claim 14, further comprising subjecting the dewatered pulp to a drying step to form the dry pulp having a moisture content in the range of 2 to 20% by weight, preferably 3 to 10% by weight, based on the weight of the dry pulp, and optionally subsequently subjecting the dry pulp to an opening step.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US5266076A (en) 1992-01-24 1993-11-30 E. I. Du Pont De Nemours And Company Fluorinated finishes for aramids
EP1265745A4 (en) 1999-11-10 2003-04-16 Acquarulo Lawrence A Poly-2-ethyl-2-oxazoline as a fiber binder
US20050287344A1 (en) 2004-06-25 2005-12-29 Conley Jill A Acrylic and para-aramid pulp and processes of making same
EP2949679A1 (en) 2014-05-26 2015-12-02 Fundación Cidetec Thermomechanically reprocessable epoxy composites and processes for their manufacturing
CN109642398B (en) 2016-08-24 2022-07-22 帝人芳纶有限公司 Friction material comprising aramid
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EP3473883B1 (en) 2017-10-23 2021-11-17 BorgWarner Inc. Friction material
JP2022500517A (en) 2018-09-06 2022-01-04 マリンダMallinda Anhydrous pathway to highly processable covalent network polymers and blends
JP7325161B2 (en) * 2019-03-06 2023-08-14 東レ・デュポン株式会社 Aromatic polyamide fiber, aromatic polyamide fiber pulp, and method for producing the same

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