KR102215682B1 - p-아라미드 펄프와 단섬유들의 혼합물의 제조 방법, 혼합물 및 이의 용도 - Google Patents
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Abstract
p-아라미드 펄프와 단섬유들의 혼합물의 제조 방법이 제공되며, 상기 방법은, a) p-아라미드 펄프를 포함하는 제1 매스를 제공하는 단계, b) 단섬유들을 포함하는 제2 매스를 제공하는 단계, c) 상기 제1 매스와 상기 제2 매스를 혼합 장치로 안내하는 단계로서, 여기서 상기 제1 매스와 상기 제2 매스를 혼합하여 혼합된 매스를 수득하는 단계, d) 상기 혼합된 매스를 탈수 장치로 안내하는 단계로서, 그 결과 상기 혼합된 매스를 탈수시켜 탈수된 케이크를 수득하는 단계, e) 상기 탈수된 케이크를 i) 직접, 또는 ii) 케이크 파쇄기를 통과하는 통로를 경유하여 건조실로 안내하여 건조된 중간체를 수득하는 단계, 및 f) 상기 건조된 중간체를 i) 직접, 또는 ii) 균질화 장치를 통과하는 경로를 경유하여 개방 장치로 안내하는 단계로서, 여기서 상기 건조된 중간체를 개방시켜 p-아라미드 펄프와 단섬유들의 개방된 혼합물에 도달하게 하는 단계를 포함한다. 추가로, 상기 혼합물 및 이의 용도가 기재된다.
Description
본 발명은 p-아라미드 펄프 분야 및 이의 용도에 관한 것이다.
p-아라미드 단섬유(chopped fiber)들을 피브릴화(fibrillating)함으로써 p-아라미드 펄프를 제조하는 공정들이 알려져 있다. 게다가, p-아라미드 펄프는 마찰재(friction material), 개스킷재(gasket material) 및 마찰지(friction paper)의 제조에 사용하는 것으로 알려져 있다. p-아라미드 펄프는, 상기 펄프가 제조되는 단섬유들의 스템(stem)들 및 상기 스템들 각각으로부터 연장되는 피브릴(fibril)들의 스템들로 이루어진 모폴로지(morphology)를 나타낸다. p-아라미드 펄프의 언급된 제품에서, 이의 피브릴들은, 각각의 제품을 구성하는, 각각의 조성물들의 성분들, 예를 들면 브레이크 패드(brake pad)와 같은 마찰재를 구성하는 성분들을 함께 묶는다. p-아라미드 펄프의 "함께 묶는 능력(holding together capability)"은, 타입 1099의 p-아라미드 펄프에 있어서 약 60% 내지 약 85% 범위의 높은 충전제 보유율(filler retention)을 특징으로 한다.
WO 2006/012040은 강화재로서 사용하기 위한 아크릴성 및 파라-아라미드 펄프를 기재하며, 상기 펄프는
(a) 전체 고형물의 10 내지 90중량%인, 아크릴로니트릴 단위를 포함하는 불규칙적인 모양의 아크릴성 섬유 구조물;
(b) 전체 고형물의 10 내지 90중량%인, 불규칙적인 모양의 p-아라미드 섬유 구조물; 및
(c) 전체 펄프의 4 내지 60중량%인 물
을 포함하고, 이에 따라, 상기 아크릴성 및 상기 p-아라미드 섬유 구조물은 스턱(stalk)들 및 피브릴들을 가지며 여기서 상기 아크릴성 피브릴들 및/또는 스턱들은 상기 p-아라미드 피브릴들 및/또는 스턱들로 실질적으로 인탱글된다(entangled). WO 2006/012040는 p-아라미드 스테이플 섬유(staple fiber)들이 제공되는 공정을 기재한다. 게다가 아크릴성 스테이플 섬유들이 제공된다. 이어서 상기 p-아라미드 스테이플 섬유들 및 상기 아크릴성 스테이플 섬유들은 50중량% p-아라미드 스테이플 섬유들 및 50중량% 아크릴성 스테이플 섬유들의 고형물 농도에서 혼합되어 슬러리를 형성한다. 상기 슬러리는 일련의 3개의 리파이너(refiner)들을 통해 펌핑된다. 이와 동시에 상기 리파이너들은 상기 아크릴성 섬유들 및 상기 p-아라미드 스테이플 섬유들을 피브릴화, 절단 및 저작(masticating)하여, 리파인된(refined) 슬러리를 형성한다. 당해 리파인된 슬러리는 습윤 펄프에 대해 총 50중량%의 수분 함량으로 탈수된다. 상기 습윤 펄프는 기계적 가압기에서 가압되어 물을 추가로 제거하고; 이어서 상기 펄프는 플러프되어(fluffed) 상기 습윤 펄프를 더욱 우수하게 분리한다. 이어서 상기 플러프된 습윤 펄프는 대략 8중량% 수분으로 건조된다.
WO 2011/062980은 탄소 플록(floc), p-아라미드 플록, p-아라미드 펄프, 및 m-아라미드 피브리드(fibrid)들을 포함하는 종이를 기재한다. 상기 종이의 조성은 40중량% 탄소 섬유 플록, 15중량% p-아라미드 플록, 30중량% p-아라미드 펄프, 및 15중량% m-아라미드 피브리드들이다.
그러나, p-아라미드 펄프의 미가공 강도(green strength) 및 그 결과 p-아라미드 펄프를 함유하는 제품의 강도를 증가시키기 위한 계속되는 요구가 존재한다.
따라서, 본 발명의 근본적인 과제는, p-아라미드 펄프보다 더 높은 미가공 강도를 나타내고 이와 동시에 단섬유들보다 적어도 더 높은 카올린(kaolin) 충전제 보유율을 나타내는 제품을 생산하는 공정을 제공하는 것이다.
상기 과제는 p-아라미드 펄프와 단섬유들의 혼합물을 제조하는 공정에 의해 해결되며, 여기서 상기 공정은
a) p-아라미드 펄프를 포함하는 제1 매스(mass)를 제공하는 단계,
b) 단섬유들을 포함하는 제2 매스를 제공하는 단계,
c) 상기 제1 매스와 상기 제2 매스를 혼합 장치로 안내하는 단계로서, 여기서 상기 제1 매스와 상기 제2 매스를 혼합하여 혼합된 매스를 수득하는 단계,
d) 상기 혼합된 매스를 탈수 장치로 안내하는 단계로서, 그 결과 상기 혼합된 매스를 탈수시켜 탈수된 케이크를 수득하는 단계,
e) 상기 탈수된 케이크를
i) 직접, 또는
ii) 케이크 파쇄기(cake breaker)를 통과하는 통로를 경유하여
건조실로 안내하여 건조된 중간체를 수득하는 단계, 및
f) 상기 건조된 중간체를
i) 직접, 또는
ii) 균질화 장치를 통과하는 경로를 경유하여
개방 장치(opening device)로 안내하는 단계로서, 여기서 상기 건조된 중간체를 개방시켜 p-아라미드 펄프와 단섬유들의 개방된 혼합물(opened mixture)에 도달하게 하는 단계
를 포함한다.
놀랍게도, 본 발명에 따르는 공정(이는 "제1 공정"으로도 불릴 수 있다)에 의해 수득된 혼합물은 상기 혼합물의 제조에 사용되는 단섬유들보다 상당히 더 큰 카올린 충전제 보유율을 나타내며, 한편 미가공 강도는 상기 혼합물의 제조에 사용되는 p-아라미드 펄프보다 상당히, 즉, 100% 이하로 더 크다. 바람직한 양태에서 본 발명에 따르는 공정에 의해 수득된 혼합물은 상기 혼합물의 제조에 사용되는 p-아라미드 펄프보다 상당히 더 큰 미가공 강도를 나타내며, 이와 동시에, 상기 혼합물의 제조에 사용되는 p-아라미드 펄프보다 오직 다소 낮은 또는 상기 혼합물의 제조에 사용되는 p-아라미드 펄프와 심지어 동일한 카올린 충전제 보유율을 나타낸다.
본 발명의 범주 내에서 용어 p-아라미드 펄프는 리파이닝(refining) 공정의 도움으로 p-아라미드 섬유들로부터 수득된 펄프를 의미한다. 본 발명의 범주 내에서 용어 "p-아라미드 섬유"는 섬유-형성 중합체로서 p-아라미드로부터 제조된 섬유를 의미하며, 용어 "p-아라미드"는, 파라-배향된 방향족 디아민과 파라-배향된 디카복실산 할라이드(이의 순환 유닛(recurring unit)들은 아미드 결합을 갖고, 상기 아미드 결합의 바람직하게는 적어도 95%, 더욱 바람직하게는 적어도 99%, 가장 바람직하게는 100%는 상기 방향족 환의 파라-배향된 위치에 위치한다)의 중축합에 의해 수득된 중합체를 의미한다. 본 발명에 따르는 공정의 특히 바람직한 양태에서 단계 a)에서 제공되는 상기 제1 매스에 의해 포함되는 상기 아라미드 펄프는, 리파이닝 공정의 도움으로 섬유 형성 중합체로서의 폴리(p-페닐렌 테레프탈아미드)를 갖는 섬유들로부터 제조된다. 상기 중합체는, p-페닐렌 디아민과 테레프탈산 디클로라이드의 몰:몰 중합으로부터 생성된다. 이러한 섬유들은 데이진 아라미드(네덜란드)로부터 상표명 Twaron®하에 얻을 수 있다.
본 발명의 범주 내에서 용어 "제1 매스"는 본 발명에 따르는 공정에 의해 제공되어야 하는 제1 성분을 의미한다. 본 발명에 따르는 공정의 단계 a)에서 제공되는 상기 제1 매스는 무수 p-아라미드 펄프를 포함할 수 있거나 무수 p-아라미드 펄프로 이루어질 수 있다. 바람직하게는 상기 제1 매스는 물 중의 p-아라미드 펄프의 현탁액을 포함하거나 상기 현탁액으로 이루어진다.
본 발명의 범주 내에서 용어 "제2 매스"는 본 발명에 따르는 공정에 의해 제공되어야 하는 제2 성분을 의미한다. 본 발명에 따르는 공정의 단계 b)에서 제공되는 상기 제2 매스는 무수 단섬유들을 포함할 수 있거나 무수 단섬유들로 이루어질 수 있다. 바람직하게는 상기 제2 매스는 물 중의 단섬유들의 현탁액을 포함하거나 상기 현탁액으로 이루어진다.
본 발명의 범주 내에서 용어 "단섬유(chopped fiber)들"은 한정된 길이를 갖는 섬유들을 의미하며, 따라서, "스테이플 섬유들"과 동의어이다.
본 발명에 따르는 공정의 단계 c)에서 상기 제1 매스와 상기 제2 매스는 혼합 장치로, 예를 들면 교반기와 같은 혼합 수단이 장착된 탱크로 안내된다. 상기 혼합 장치에서 상기 제1 매스와 상기 제2 매스는 혼합되어 혼합된 매스를 수득한다. 본 발명에 따르는 공정의 바람직한 양태에서 단계 a)에서 제공된 상기 제1 매스가 물 중의 p-아라미드 펄프의 현탁액을 포함하거나 바람직하게는 상기 현탁액으로 이루어지고 단계 b)에서 제공된 상기 제2 매스가 물 중의 단섬유들의 현탁액을 포함하거나 바람직하게는 상기 현탁액으로 이루어지는 경우, 상기 제1 매스와 상기 제2 매스와의 혼합의 바람직한 양태는 교반이다.
본 발명에 따르는 공정의 단계 d)에서, 단계 c)에서 생성된 상기 혼합된 매스는, 하나의 바람직한 양태에서 벨트 필터(belt filter)이고 또 다른 바람직한 양태에서 씨브(sieve)인 탈수 장치로 안내된다. 단계 d)는 케이크, 바람직하게는 벨트-필터 케이크 또는 씨브 테이블 케이크(sieve table cake)를 생성시킨다.
본 발명에 따르는 공정의 단계 e)에서 단계 d)로부터의 케이크는 건조된 중간체로 가공되며, 이는, 단계 e)i)가 실행되는 경우에는, 건조된 케이크의 모양을 갖고, 또는 단계 e)ii)가 실행되는 경우에는, 건조된 부스러기들의 모양을 갖는다.
본 발명에 따르는 공정의 단계 f)에서, 상기 건조된 중간체는
i) 직접, 또는
ii) 균질화 장치를 통과하는 경로를 경유하여
개방 장치로 안내되며, 여기서 상기 건조된 중간체가 개방되어, p-아라미드 펄프와 단섬유들의 개방된 혼합물에 도달한다. 단계 f)i)는, 단계 e)로부터의 상기 건조된 중간체가 주로 이의 수분 함량에 대해 이미 균질한 경우에 실행된다. 그렇지 않은 경우, 단계 f)ii)가 실행되며, 여기서 단계 e)로부터의 상기 건조된 중간체를 균질화 장치에서 균질화시키면 균질한 수분 함량을 갖는 건조된 중간체를 수득한다. 따라서, 상기 균질화 장치를 위해, 단계 e)로부터의 상기 건조된 중간체 중의 수분의 균질하지 않은 분포를 없앨 수 있는 임의의 기기가 사용될 수 있다.
본 발명의 범주 내에서 문구 "상기 건조된 중간체가 개방되어, p-아라미드 펄프와 단섬유들의 개방된 혼합물에 도달한다"는 다음을 의미한다:
단계 e)로부터의 상기 건조된 중간체는 모폴로지(I) 중에 p-아라미드 펄프 및 단섬유들을 함유하며, 여기서 상기 p-아라미드 펄프 및 상기 단섬유들은 서로 인탱글되고, 여기서 인탱글먼트를 위한 수단은, 상기 p-아라미드 펄프의 스템들로부터 연장되는 피브릴들에 의해, 그리고 가능하게는 상기 펄프의 스템들에 의해 나타내어진다. 후자의 것을 적용하며, 그 이유는, 상기 펄프의 스템들은 상기 리파이닝 공정 동안 편성되어 상기 펄프를 제조하기 때문이다. 따라서, 상기 p-아라미드 펄프의 편성된 스템들은 상기 단섬유들 주위로 권사할 수도 있다. 단계 f)의 개방 장치에서 상기 인탱글된 모폴로지는 덜 인탱글된 모폴로지(II)로 개방된다.
본 발명에 따르는 공정의 바람직한 양태에서 상기 제1 매스에 의해 포함되는 상기 p-아라미드 펄프는 적어도 하나의 리파이닝 단계에 의해 수득된다.
본 발명에 따르는 공정의 추가의 바람직한 양태에서 상기 제1 매스에 의해 포함되는 상기 p-아라미드 펄프는 약 5㎡/g 내지 15㎡/g 범위, 더욱 더 바람직하게는 약 8㎡/g 내지 15㎡/g 범위의 비표면적을 갖는다.
본 발명에 따르는 공정의 추가의 바람직한 양태에서 단계 d)에서 상기 혼합된 매스는 리파이너를 통과하는 통로를 경유하여 탈수 장치로 안내된다.
본 발명에 따르는 공정의 추가의 바람직한 양태에서 상기 제1 매스에 의해 포함되는 상기 p-아라미드 펄프는 관능 그룹들로 피복된 표면을 나타내어, 상기 p-아라미드 펄프는 예를 들면 대전방지 펄프이다.
본 발명에 따르는 공정의 추가의 바람직한 양태에서 상기 제2 매스에 의해 포함되는 상기 단섬유들을 형성하는 물질은 p-아라미드 또는 탄소를 포함하고, 바람직하게는 p-아라미드 또는 탄소로 이루어진다. 게다가, 상기 제2 매스에 의해 포함되는 상기 단섬유들을 형성하는 상기 물질은 폴리아크릴로니트릴(PAN), 유리, 스틸, 폴리에틸렌, 또는 바람직하게는 SiO2, Al2O3, CaO, MgO, 및 Fe2O3와 같은 산화물을 포함하는 미네랄을 포함할 수 있다.
본 발명에 따르는 공정의 추가의 바람직한 양태에서 상기 제2 매스에 의해 포함되는 상기 단섬유들은 단일 길이(single length)를 나타낸다. 이는, 상기 제2 매스에 의해 포함되는 상기 단섬유들이 단일 절단 길이를 갖는 얀(yarn)을 절단함으로써 수득되는 경우이다. 바람직하게는, 상기 제2 매스에 의해 포함되는 상기 단섬유들은 단일 길이를 가지며, 여기서 상기 단일 길이는 2㎜ 내지 12㎜ 범위, 더욱 바람직하게는 3㎜ 내지 9㎜ 범위, 특히 바람직하게는 5㎜ 내지 7㎜ 범위의 값을 갖는다.
또는, 본 발명에 따르는 공정의 추가의 바람직한 양태에서 상기 제2 매스에 의해 포함되는 상기 단섬유들은 길이 분포, 예를 들면 불규칙적인 길이 분포를 나타낸다. 이는, 상기 제2 매스에 의해 포함되는 상기 단섬유들이
- 섬유들, 예를 들면 아라미드 섬유들, 또는 예를 들면 슈레더(shredder)에서 또는 길로틴 커터(guillotine cutter)에서 절단되어 이러한 길이 분포를 갖는 단섬유들에 도달하는 스테이플 섬유들을 함유한 제품의 재활용으로부터, 또는
- 얀, 예를 들면 아라미드 얀의 파열로부터
수득되는 경우이다.
바람직하게는, 불규칙적인 길이 분포일 수 있는 상기 길이 분포의 평균값은 2㎜ 내지 12㎜ 범위, 더욱 바람직하게는 3㎜ 내지 9㎜ 범위, 특히 바람직하게는 5㎜ 내지 7㎜ 범위이다.
본 발명에 따르는 공정의 바람직한 양태에서 상기 제2 매스에 의해 포함되는 상기 단섬유들은 불규칙적인 모양을 갖는 단면을 나타낸다.
본 발명에 따르는 공정의 추가의 바람직한 양태에서 상기 제2 매스에 의해 포함되는 상기 단섬유들은 다엽성(multilobal) 모양과 같은 원형이 아니거나 원형일 수 있는 규칙적인 모양을 나타낸다.
바람직하게는, 상기 제2 매스에 의해 포함되는 상기 단섬유들은 원형 단면을 나타내며, 상기 원형 단면은 직경을 갖고, 여기서 상기 직경은 4㎛ 내지 50㎛ 범위, 특히 바람직하게는 5㎛ 내지 20㎛ 범위, 가장 바람직하게는 6㎛ 내지 15㎛ 범위이다.
본 발명에 따르는 공정의 추가의 바람직한 양태에서 상기 제2 매스에 의해 포함되는 상기 단섬유들은 원형이 아닌 규칙적인 단면 또는 불규칙적인 단면을 나타내며, 상기 원형이 아닌 규칙적인 단면 또는 상기 불규칙적인 단면은 평균 직경을 나타내고, 여기서 상기 평균 직경은 4㎛ 내지 50㎛ 범위, 특히 바람직하게는 5㎛ 내지 20㎛ 범위, 가장 바람직하게는 6㎛ 내지 15㎛ 범위이다.
본 발명에 따르는 공정의 추가의 바람직한 양태에서 단계 a)에서 제공된 상기 제1 매스 및/또는 단계 b)에서 제공된 상기 제2 매스 및/또는 단계 c)로부터 수득된 상기 혼합된 매스는 충전제를 포함한다. 상기 충전제는 단섬유도 아니고 피브릴화된 단섬유도 아니다. 바람직하게는 상기 충전제는 황산바륨, 탄산칼슘, 운모, 질석, 알칼리 토금속 티탄산염, 삼산화몰리브덴, 캐슈 더스트(cashew dust), 러버 더스트(rubber dust), 흑연, 금속 황화물, 금속 산화물, 금속 규산염 또는 이들의 혼합물로부터 선택된다.
본 발명에 따르는 공정의 추가의 바람직한 양태에서 단계 a)에서 제공된 상기 제1 매스 및/또는 단계 b)에서 제공된 상기 제2 매스 및/또는 단계 c)로부터 수득된 상기 혼합된 매스는 적어도 하나의 분산제를 포함하며, 여기서 상기 분산제는 바람직하게는
- 비이온성 중합체들로 이루어진 그룹으로부터 선택된 중합체, 예를 들면 폴리에틸렌 옥사이드 또는 폴리아크릴아미드로부터 선택된 중합체, 또는
- 계면활성제 또는 계면활성제형 중합체, 예를 들면 폴록사머(poloxamer), 즉, 에틸렌 옥사이드와 프로필렌 옥사이드의 블록 공중합체, 또는
- 음이온성 중합체들로 이루어진 그룹으로부터 선택된 중합체, 예를 들면 폴리아크릴산의 염 또는 아크릴산과 아크릴아미드의 공중합체
이다.
본 발명에 따르는 공정의 추가의 바람직한 양태에서 단계 d)로부터의 상기 탈수된 케이크는, 탈수 장치에서, 탈수된 케이크가 형성되기에 충분한 정도까지 탈수된다.
본 발명에 따르는 공정의 추가의 바람직한 양태에서 단계 e)로부터의 상기 건조된 중간체는 0중량% 내지 20중량%, 특히 바람직하게는 3중량% 내지 10중량% 범위의 물 함량을 나타낸다.
본 발명에 따르는 공정의 추가의 바람직한 양태에서 단계 f)로부터의 상기 개방 장치는 임팩트 밀(impact mill)이거나, 또는 난기류 또는 고전단/고교반(high agitating) 믹서를 사용하는 밀(mill)일 수 있다.
본 발명에 따르는 공정의 추가의 바람직한 양태에서 단계 f)로부터의 상기 혼합물은 0중량% 내지 20중량%, 특히 바람직하게는 3중량% 내지 10중량% 범위의 수분 함량을 나타낸다.
본 발명에 따르는 공정의 추가의 바람직한 양태에서 단계 f)로부터의 p-아라미드 펄프와 단섬유들의 혼합물은 포장되며, 여기서 포장은, 상기 혼합물을 섬유 압밀기(compacter) 중에서 압밀하여 압밀된 혼합물을 생성시키고 상기 압밀된 혼합물을 베일(bale)로 가압하고 상기 베일을 밀봉하는 것을 포함한다.
본 발명에 따르는 공정의 추가의 바람직한 양태에서 상기 단계 a) 내지 f)는 단일 연속 공정으로 수행된다.
본 발명에 따르는 공정의 추가의 바람직한 양태에서 상기 공정은 단계 a) 내지 f)로 이루어진다.
본 발명에 따르는 공정의 추가의 바람직한 양태에서 상기 공정은 단계 a) 내지 f)로 나타낸 바와 같은 순서로 수행된다.
게다가, 본 발명에 따르는 공정으로부터 수득될 수 있는 p-아라미드 펄프와 단섬유들의 혼합물은, 상기 혼합물이 50중량% 내지 95중량% 범위의 p-아라미드 펄프 함량 및 5중량% 내지 50중량% 범위의 단섬유들 함량을 나타내고 상기 혼합물이 1.0 내지 5.0mJ/㎟ 범위의 미가공 강도 및 15 내지 95% 범위의 카올린 충전제 보유율을 나타냄을 특징으로 한다. 상기 혼합물은 "제1 혼합물"로도 불릴 수 있다.
본 발명에 따르는 혼합물의 바람직한 양태에서 상기 혼합물은 1.0 내지 5.0mJ/㎟ 범위의 미가공 강도 및 15 내지 35% 범위의 카올린 충전제 보유율을 나타낸다.
본 발명에 따르는 혼합물의 추가의 바람직한 양태에서 상기 혼합물은 1.5 내지 5.0mJ/㎟ 범위의 미가공 강도 및 35 내지 95% 범위의 카올린 충전제 보유율을 나타낸다.
바람직한 양태에서 본 발명에 따르는 혼합물은 70중량% 내지 90중량% 범위의 p-아라미드 펄프 함량 및 10중량% 내지 30중량% 범위의 단섬유들 함량을 나타낸다.
놀랍게도, 본 발명에 따르는 혼합물은 상기 혼합물의 제조에 사용되는 단섬유들보다 상당히 더 큰 카올린 충전제 보유율을 나타내며, 한편 미가공 강도는 상기 혼합물의 제조에 사용되는 p-아라미드 펄프보다 상당히 더 크다. 바람직한 양태에서 본 발명에 따르는 혼합물은 상기 혼합물의 제조에 사용되는 p-아라미드 펄프보다 상당히 더 큰 미가공 강도를 나타내며, 이와 동시에, 상기 혼합물의 제조에 사용되는 p-아라미드 펄프보다 오직 다소 낮은 또는 상기 혼합물의 제조에 사용되는 p-아라미드 펄프와 심지어 동일한 카올린 충전제 보유율을 나타낸다.
게다가, 마찰재, 개스킷재 및 마찰지의 제조를 위한 본 발명에 따르는 혼합물, 또는 본 발명에 따르는 공정에 의해 수득된 혼합물의 용도는 본 발명의 일부이다. 상기 용도는 "제1 용도"로도 불릴 수 있다.
또한 본 발명은 p-아라미드 펄프와 p-아라미드 단섬유들의 혼합물의 제조 방법을 제공하며, 여기서 상기 방법은
a) p-아라미드 펄프를 포함하는 제1 매스를 제공하는 단계,
b) p-아라미드 단섬유들을 포함하는 제2 매스를 제공하는 단계,
c) 상기 제1 매스와 상기 제2 매스를 혼합 장치로 안내하는 단계로서, 여기서 상기 제1 매스와 상기 제2 매스를 혼합하여 혼합된 매스를 수득하는 단계, 및
d') 상기 혼합된 매스를 리파이너를 통해 그리고 이어서 탈수 장치로 안내하는 단계로서, 그 결과 상기 혼합된 매스를 탈수시켜 탈수된 케이크를 수득하는 단계
를 포함한다.
상기 공정은 "제2 공정"으로 불릴 수 있다.
상기 공정("제2 공정")에서 용어 "p-아라미드 펄프", "p-아라미드 섬유", "단섬유들", "제1 매스", 및 "제2 매스"의 의미는 상기 제1 공정에 대해 이미 설명된 바와 유사하다. 게다가, 상기 제1 공정에 대해 이미 기재되어 있는, 제공 단계 a) 및 b)에 대한, 혼합 단계 c)에 대한, 그리고 상기 p-아라미드 펄프에 대한 바람직한 양태들은 상기 제2 공정에도 적용된다.
본 발명에 따르는 공정의 바람직한 양태에서 단계 c)로부터의 상기 혼합된 매스는 물 중의 p-아라미드 펄프와 p-아라미드 단섬유들의 분산액이여서, 상기 단계 c)로부터의 상기 혼합된 매스는 총 중량 wmm = w1 + w2 + w3을 갖고, 여기서 w1은 p-아라미드 펄프의 중량(g)이고, w2는 p-아라미드 단섬유들의 중량(g)이고, w3은 물의 중량(g)이다. 상기 분산액은 고형물-농도 cmm = [(w1 + w2)/(w1 + w2 + w3)]ㆍ100(%)을 나타낸다. 상기 고형물-농도 cmm는 바람직하게는 0.1중량% 내지 5중량%, 특히 바람직하게는 1중량% 내지 3중량% 범위이다.
본 발명에 따르는 제1 공정의 바람직한 양태에서, 단계 c)로부터의 상기 혼합된 매스는, cmm에 대한 동일한 바람직한 그리고 특히 바람직한 범위들과 유사하고 w2가 단섬유들의 중량(g)이라는 차이만이 적용된, 물 중의 p-아라미드 펄프와 단섬유들의 분산액이다.
본 발명에 따르는 공정의 단계 d')에서 상기 혼합된 매스는 리파이너를 통과하여 안내된다. 이는, 상기 혼합된 매스에 의해 포함되는 상기 p-아라미드 펄프 및 상기 p-아라미드 단섬유들이 상기 리파이너에서 피브릴화됨을 의미한다. 상기 리파이너를 들어가기 전에, 상기 p-아라미드 펄프는 이미 고도로 피브릴화된다. 상기 리파이너에서의 피브릴화 동안, 상기 p-아라미드 펄프는 더욱 더 피브릴화된다. 그래서, 리파이닝 후에, 상기 p-아라미드 펄프는 더욱 많이 피브릴화된다. 반면, 상기 p-아라미드 단섬유들은 상기 리파이너를 들어가기 전에는 피브릴들을 나타내지 않는다. 상기 리파이너에서의 피브릴화 동안 상기 p-아라미드 단섬유들은 피브릴화된다. 그래서, 리파이닝 후에, 상기 p-아라미드 단섬유들은 피브릴화된다. 그러나, 상기 고도로 피브릴화된 p-아라미드 펄프와 비교하여, 상기 p-아라미드 섬유들은 훨씬 덜 피브릴화되며, 따라서 다소 피브릴화된 p-아라미드 단섬유들로서 지정될 수 있다. 결과적으로, 단계 d')에서, 상기 리파이너를 떠나고 이후에 탈수 장치로 안내되고 그 결과 상기 혼합된 매스가 탈수되는, 상기 혼합된 매스는, p-아라미드 펄프 및 다소 피브릴화된 p-아라미드 단섬유들을 함유하는 탈수된 케이크를 수득한다.
본 발명에 따르는 공정의 바람직한 양태에서 단계 e') 및 f')는 단계 d')를 따른다. 이는,
e') 단계 d')로부터의 상기 탈수된 케이크가
i') 직접, 또는
ii') 케이크 파쇄기를 통과하는 경로를 경유하여
건조실로 안내되어 건조된 중간체를 수득하는 단계, 및
f') 상기 건조된 중간체가
i') 직접, 또는
ii') 균질화 장치를 통과하는 경로를 경유하여
개방 장치로 안내되는 단계로서, 여기서 상기 건조된 중간체를 개방시켜 p-아라미드 펄프와 단섬유들의 개방된 혼합물에 도달하게 하는 단계
를 의미한다.
단계 e')로부터의 상기 건조된 중간체는 모폴로지(III) 중에 p-아라미드 펄프 및 다소 피브릴화된 p-아라미드 단섬유들을 함유하며, 여기서 상기 p-아라미드 펄프 및 상기 다소 피브릴화된 p-아라미드 단섬유들은 서로 인탱글되고, 여기서 인탱글먼트를 위한 수단은, 상기 p-아라미드 펄프의 스템들로부터 연장되는 피브릴들에 의해, 가능하게는 이미 설명된 바와 같은 상기 p-아라미드 펄프의 편성된 스템들에 의해, 그리고 다소 피브릴화된 p-아라미드 단섬유들로부터 연장되는 피브릴들에 의해 나타내어진다. f')의 개방 장치에서 상기 인탱글된 모폴로지는 덜 인탱글된 모폴로지(IV)로 개방된다.
또한 본 발명은 본 발명에 따르는 공정, 즉, 상기 제2 공정으로부터 수득될 수 있는 p-아라미드 펄프와 p-아라미드 단섬유들의 혼합물을 제공하며, 여기서 상기 혼합물은 50중량% 내지 95중량% 범위의 p-아라미드 펄프 함량 및 5중량% 내지 50중량% 범위의 p-아라미드 단섬유들 함량을 나타내며 상기 혼합물은 1 내지 5mJ/㎟ 범위의 미가공 강도 및 15 내지 95% 범위의 카올린 충전제 보유율을 나타낸다. 상기 혼합물은 "제2 혼합물"로 불릴 수 있다.
놀랍게도, 본 발명에 따르는 공정(여기서 단계 e') 및 f')가 또한 실행된다)에 의해 수득된 혼합물은 상기 혼합물의 제조에 사용되는 p-아라미드 단섬유들보다 상당히, 즉 100% 이하로 더 큰 카올린 충전제 보유율을 나타내며, 한편 미가공 강도는 상기 혼합물의 제조에 사용되는 p-아라미드 펄프보다 상당히 더 크다. 바람직한 양태에서 본 발명에 따르는 공정에 의해 수득된 혼합물은 상기 혼합물의 제조에 사용되는 p-아라미드 펄프보다 상당히 더 큰 미가공 강도를 나타내며, 이와 동시에, 바람직한 양태에서 본 발명에 따르는 공정에 의해 수득된 혼합물은 상기 혼합물의 제조에 사용되는 p-아라미드 펄프보다 상당히 더 큰 미가공 강도를 나타내며, 이와 동시에, 상기 혼합물의 제조에 사용되는 p-아라미드 펄프보다 오직 다소 낮은 또는 상기 혼합물의 제조에 사용되는 p-아라미드 펄프와 심지어 동일한 카올린 충전제 보유율을 나타낸다.
게다가, 놀랍게도, 상기 제2 공정(여기서 단계 e') 및 f')가 또한 실행된다)으로부터의 제2 혼합물이 브레이크 패드, 개스킷재 및 마찰지의 모델 제형에 혼입되는 경우, 상기 제2 혼합물은 본 발명에 따르는 상응하는 제1 혼합물보다 상기 제형 중에서 더욱 균질하게 분산되며, 여기서 상기 p-아라미드 단섬유들은 상기 p-아라미드 펄프와 공동-리파인되지 않는 것으로 밝혀졌다. 상기 제2 혼합물의 증가된 분산능은 브레이크 패드, 개스킷재 및 마찰지의 제조 동안 폐기물을 감소시키고, 상기 혼합물을 함유하는 브레이크 패드, 개스킷재 및 마찰지의 품질을 응집체들 양의 감소 및 개선된 강도의 측면에서 증가시킨다. 예를 들면 본 발명에 따르는 혼합물 6중량%를 포함하는 실제 NAO(비석면계 유기물(Non Asbestos Organic)) 브레이크 패드 제형으로 제조되는 브레이크 패드는, 임의의 단섬유들 없이 100% p-아라미드 펄프만을 함유한다는 점에서만 기존의(former) 브레이크 패드와는 상이한 비교용 브레이크 패드와 비교하는 경우, 예를 들면 개선된 먼지 결합(dust binding), 더 높은 예비성형(pre-mold) 강도 및 더 높은 비(specific) 전단 강도를 나타낸다. 게다가, 실제 NAO 브레이크 패드에서 제조된 브레이크 패드 제형(이는 예를 들면 본 발명에 따르는 혼합물 6중량%를 포함한다)의 제조 동안, 적은 탈혼합만이 관찰되고 소량의 응집체들만이 관찰된다.
본 발명에 따르는 혼합물, 즉, 상기 제2 방법의 혼합물의 바람직한 양태에서, 상기 혼합물은 1.0 내지 5.0mJ/㎟ 범위의 미가공 강도 및 15 내지 35% 범위의 카올린 충전제 보유율을 나타낸다.
본 발명에 따르는 혼합물, 즉, 상기 제2 방법의 혼합물의 추가의 바람직한 양태에서, 상기 혼합물은 1.0 내지 5.0mJ/㎟ 범위의 미가공 강도 및 35 내지 95% 범위의 카올린 충전제 보유율을 나타낸다.
게다가, 본 발명에 따르는 혼합물(제2 혼합물), 또는 본 발명에 따르는 공정(제2 공정)으로부터 수득된 상기 혼합물의, 마찰재, 개스킷재 및 마찰지의 제조를 위한 용도 또한 본 발명의 일부이다.
본 발명에 따르는 공정의 추가의 바람직한 양태에서 상기 단계 a) 내지 d') 및 임의로 e') 및 f')는 단일 연속 공정으로 수행된다.
본 발명에 따르는 공정의 추가의 바람직한 양태에서 상기 공정은 단계 a) 내지 d') 및 임의로 e') 및 f')로 이루어진다.
본 발명에 따르는 공정의 추가의 바람직한 양태에서 상기 공정은 단계 a) 내지 d') 및 임의로 e') 및 f')에 의해 나타낸 순서로 수행된다.
요컨대, 본 발명에 따르는 제1 및 제2 공정은 p-아라미드 펄프와 단섬유들의 혼합물 또는 p-아라미드 펄프와 다소 피브릴화된 단섬유들의 혼합물의 제조를 위한 하나의 공정으로 요약될 수 있으며, 여기서 상기 공정은
a) p-아라미드 펄프를 포함하는 제1 매스를 제공하는 단계,
b) 단섬유들을 포함하는 제2 매스를 제공하는 단계,
c) 상기 제1 매스와 상기 제2 매스를 혼합 장치로 안내하는 단계로서, 여기서 상기 제1 매스와 상기 제2 매스를 혼합하여 혼합된 매스를 수득하는 단계,
d) 상기 혼합된 매스를
i) 직접, 또는
ii) 리파이너를 통과하는 경로를 경유하여
탈수 장치로 안내하는 단계로서, 그 결과 상기 혼합된 매스를 탈수시켜 탈수된 케이크를 수득하는 단계,
e) 상기 탈수된 케이크를
i) 직접, 또는
ii) 케이크 파쇄기를 통과하는 통로를 경유하여
건조실로 안내하여 건조된 중간체를 수득하는 단계,
f) 상기 건조된 중간체를
i) 직접, 또는
ii) 균질화 장치를 통과하는 경로를 경유하여
개방 장치로 안내하는 단계로서, 여기서 상기 건조된 중간체를 개방시켜 p-아라미드 펄프와 단섬유들의 개방된 혼합물 또는 p-아라미드 펄프와 다소 피브릴화된 단섬유들의 개방된 혼합물에 도달하게 하는 단계
를 포함한다.
본 발명에서 다음의 측정 방법들이 사용된다:
비표면적 SSA(specific surface area)[㎡/g]은 BET 비표면적 방법에 의해 측정하며, 여기서 질소의 흡착은 마이크로 메트릭스(Micro metrics)에서 제조한 트라이스타 3000(Tristar 3000)의 도움으로 측정한다. BET-측정 전에 상기 샘플을 질소 플러싱(flushing)하에 200℃에서 30분 동안 건조시켰다.
길이 가중된 길이(length weighted length) LL0 .25[㎜]는, 알려진 길이를 갖는 펄프의 샘플들로 교정되는 Pulp Expert™ FS 기기에 의해 측정한다. 길이 가중된 길이 LL0 .25[㎜]는 길이-가중된 평균 길이이며 여기서 길이가 > 250㎛ 즉, > 0.25㎜인 입자들이 포함된다.
카올린 충전제 보유율[%]은 아래 기재된 바와 같이 측정한다:
카올린(라우데 SP20(Laude SP20)) 97중량% 및 측정되어야 하는 샘플(즉, 펄프 또는 {펄프 + 단섬유} - 혼합물 또는 {펄프 + 다소 피브릴화된 단섬유} - 혼합물) 3중량%의 혼합물을 고속 버티컬 믹서(vertical mixer)에서 제조한다. 20g의 상기 혼합물을 250 메쉬 씨브를 사용하여 리들 쉬프터 장치(riddle sifter device)에서 씨빙한다. 제공된 상기 씨브 위에 잔류하는 물질을 최초량의 퍼센티지로서 측정하며 이것이 카올린 충전제 보유율[%]이다.
미가공 강도[mJ/㎟]는 아래 기재된 바와 같이 측정한다: 카올린(라우데 SP20) 97% 및 측정되어야 하는 샘플 3%의 혼합물을 고속 버티컬 믹서에서 제조한다. 10g의 상기 혼합물 70bar에서 두께 7.5 내지 11㎜ 및 너비 15㎜의 로드(rod)로 성형한다. 상기 로드는 이의 주축(main axis)에 수직인 펜듈럼 램식 충격 시험 장치(pendulum ram impact testing device) 상에서 파괴되며 상기 파괴에 필요한 면적-특이적 에너지는 미가공 강도로서 [mJ/㎟]의 단위로 측정된다.
벌크 용적 V벌크[ml/g]는 아래 기재된 바와 같이 측정한다: 카올린(라우데 SP20) 97% 및 측정되어야 하는 샘플 3%의 혼합물을 고속 버티컬 믹서에서 제조한다. 30g의 상기 혼합물을 눈금 실린더로 붓고 벌크 용적 V벌크를 수학식 1에 따라 충전 용적 V충전[ml]로부터 계산한다.
다짐 용적(jolting volume) V다짐[ml/g]은 아래 기재된 바와 같이 측정한다: 벌크 용적을 계산한 후에, 다짐 피스톤(jolt piston)(50그램)을, 벌크 용적이 측정된 상기 30g 샘플의 표면 위에서 눈금 실린더로 천천히 가하고, 상기 실린더를 졸터(jolter) 상에 고정시킨다. 다짐 용적 V다짐을, 수학식 2에 따라, 250회 스트로크(stroke) 이후의 충전 용적 V충전(250)[ml]으로부터 계산한다.
실시예
1: p-
아라미드
펄프 및 상이한
직경을
갖는 p-
아라미드
단섬유들
50/50[중량%/중량%]으로 이루어진 혼합물들의 제조
실시예 1a): p-아라미드 펄프(네덜란드에 소재한 데이진 아라미드 BV로부터의 Twaron® 타입 1099) 1.4kg을 물 125리터에 첨가하고 2분 동안 교반한다. 이어서 길이 6㎜ 및 직경 d단섬유들 12㎛ p-아라미드 단섬유들(네덜란드에 소재한 데이진 아라미드 BV로부터의 Twaron® 타입 1080) 1.4kg을 첨가하고 상기 (펄프 + 단섬유들 + 물) - 혼합물을 2분 동안 교반한다. 이어서, 생성된 현탁액을 씨브 테이블 상에서 탈수하여, 탈수된 케이크를 수득한다. 상기 탈수된 케이크를 오븐에서 밤새 105℃에서 건조시켜, 건조된 케이크를 수득한다. 이어서 800g의 상기 건조된 케이크를 룃지(Loedige) 고전단 믹서에서 4분 동안 개방시켜 혼합물 A을 수득하며, 이의 특성들은 표 1에 나타나 있다.
실시예 1b): 당해 실시예는, 상기 p-아라미드 단섬유들(네덜란드에 소재한 데이진 아라미드 BV로부터의 Twaron® 타입 D 2075)이 직경 d단섬유들 9㎛를 나타낸다는 점만 다르게 하여 실시예 1a)에 기재된 바와 같이 수행한다. 생성된 혼합물 B의 특성들은 표 1에 나타나 있다.
비교 실시예 1c): 당해 실시예는, 임의의 단섬유들을 갖지 않는 p-아라미드 펄프(네덜란드에 소재한 데이진 아라미드 BV로부터의 Twaron® 타입 1099) 2.8kg을 실시예 1a)에 기재된 바와 같이 물에 현탁시키고 탈수시키고 건조시키고 개방시킨다는 점을 다르게 하여 실시예 1a)에 기재된 바와 같이 수행한다. 생성된 펄프 P1의 특성들은 표 1에 나타나 있다.
표 1은, 혼합물 A 및 혼합물 B 둘 다가, 100% 펄프의 미가공 강도보다 상당히 큰 미가공 강도, 및 p-아라미드 단섬유들의 충전제 보유율보다 상당이 크고 p-아라미드 펄프 P1의 충전제 보유율보다 오직 다소 작은 충전제 보유율을 나타낸다는 것을 보여준다.
실시예
2: p-
아라미드
펄프 및 상이한
피브릴화도를
갖는 다소
피브릴화된
p-아라미드
단섬유들
50/50[중량%/중량%]으로 이루어진 혼합물들의 제조
실시예 2a): p-아라미드 펄프(네덜란드에 소재한 데이진 아라미드 BV로부터의 Twaron® 타입 1099) 1.4kg을 물 125리터에 첨가하고 2분 동안 교반한다. 이어서 길이 6㎜ 및 직경 12㎛ p-아라미드 단섬유들(네덜란드에 소재한 데이진 아라미드 BV로부터의 Twaron® 타입 1080) 1.4kg을 첨가한다. 생성된 현탁액을 스프라우트-바우어(Sprout-Bauer) 12" 랩(lab) 리파이너를 통과시키고, 여기서 리파이닝 에너지 40kW을 인가하여 리파인된 현탁액을 수득한다. 상기 리파인된 현탁액을 2분 동안 혼합하고 이어서 씨브 테이블 상에서 탈수시켜 탈수된 케이크를 수득한다. 상기 탈수된 케이크를 오븐에서 밤새 105℃에서 건조시켜, 건조된 케이크를 수득한다. 이어서 800g의 상기 건조된 케이크를 룃지 고전단 믹서에서 4분 동안 개방시켜 혼합물 C를 수득하며, 이의 특성들은 표 2에 나타나 있다.
실시예 2b): 당해 실시예는, 상기 리파이너에 20kW의 리파이닝 에너지가 인가된다는 점만 다르게 하여 실시예 2a)에 기재된 바와 같이 수행한다. 생성된 혼합물 D의 특성들은 표 2에 나타나 있다.
표 2는, 혼합물 C 및 혼합물 D 둘 다가, 100% 펄프의 미가공 강도(실시예 1c)의 P1 참조)보다 상당히 큰 미가공 강도, 및 p-아라미드 단섬유들의 충전제 보유율보다 상당이 크고 p-아라미드 펄프의 충전제 보유율보다 오직 다소 작은 충전제 보유율을 나타낸다는 것을 보여준다.
실시예
3: p-
아라미드
펄프 및 작은
직경을
갖는 p-
아라미드
단섬유들
72/28[중량%/중량%]으로 이루어진 혼합물의 제조
p-아라미드 펄프(네덜란드에 소재한 데이진 아라미드 BV로부터의 Twaron® 타입 1099) 2.02kg을 물 125리터에 첨가하고 2분 동안 교반한다. 이어서 길이 6㎜ 및 직경 9㎛ p-아라미드 단섬유들(네덜란드에 소재한 데이진 아라미드 BV로부터의 Twaron® 타입 D2075) 0.78kg을 첨가하고 상기 (펄프 + 단섬유들 + 물) - 혼합물을 2분 동안 교반한다. 이어서, 생성된 현탁액을 씨브 테이블 상에서 탈수하여, 탈수된 케이크를 수득한다. 상기 탈수된 케이크를 오븐에서 밤새 105℃에서 건조시켜, 건조된 케이크를 수득한다. 이어서 800g의 상기 건조된 케이크를 룃지 고전단 믹서에서 4분 동안 개방시켜 혼합물 E를 수득하며, 이의 특성들은 표 3에 나타나 있다.
표 3은, 혼합물 E가, 100% 펄프의 미가공 강도(실시예 1c)의 P1 참조)보다 상당히 큰 미가공 강도, 및 p-아라미드 펄프의 충전제 보유율과 거의 동일한 충전제 보유율을 나타낸다는 것을 보여준다.
실시예
4: p-
아라미드
펄프 및
직경
12㎛의 (다소
피브릴화된
) p-
아라미드
단섬유들 50/50[중량%/중량%]으로 이루어진 혼합물들의 제조
실시예 4a): p-아라미드 펄프(네덜란드에 소재한 데이진 아라미드 BV로부터의 Twaron® 타입 3091) 2.25kg을 물 200리터에 첨가하고 2분 동안 교반한다. 이어서 길이 6㎜ 및 직경 12㎛ p-아라미드 단섬유들(네덜란드에 소재한 데이진 아라미드 BV로부터의 Twaron® 타입 1080) 2.25kg을 첨가하고 상기 (펄프 + 단섬유들 + 물) - 혼합물을 2분 동안 교반한다. 이어서, 생성된 현탁액을 씨브 테이블 상에서 탈수하여, 탈수된 케이크를 수득한다. 상기 탈수된 케이크를 오븐에서 밤새 105℃에서 건조시켜, 건조된 케이크를 수득한다. 이어서 800g의 상기 건조된 케이크를 룃지 고전단 믹서에서 4분 동안 개방시켜 혼합물 F를 수득하며, 이의 특성들은 표 4에 나타나 있다.
실시예 4b): 2.25kg의 p-아라미드 펄프(네덜란드에 소재한 데이진 아라미드 BV로부터의 Twaron® 타입 3091) 2.25kg을 물 200리터에 첨가하고 2분 동안 교반한다. 이어서 길이 6㎜ 및 직경 12㎛ p-아라미드 단섬유들(네덜란드에 소재한 데이진 아라미드 BV로부터의 Twaron® 타입 1080) 2.25kg을 첨가한다. 생성된 현탁액을 스프라우트-바우어 12" 리파이너를 통과시키고, 여기서 40kW의 리파이닝 에너지가 인가되어 리파인된 현탁액을 수득한다. 상기 리파인된 현탁액을 2분 동안 혼합하고 이어서 씨브 테이블 상에서 탈수시켜, 탈수된 케이크를 수득한다. 상기 탈수된 케이크를 오븐에서 밤새 105℃에서 건조시켜, 건조된 케이크를 수득한다. 이어서 800g의 상기 건조된 케이크를 룃지 고전단 믹서에서 4분 동안 개방시켜 혼합물 G를 수득하며, 이의 특성들은 표 4에 나타나 있다.
실시예 4c): 실시예 4c)는, 20kW의 리파이닝 에너지가 인가되어 혼합물 H를 수득한다는 점만 다르게 하여 실시예 4a)에 기재된 바와 같이 수행하며, 이의 특성들은 표 4에 나타나 있다.
비교 실시예 4d): 비교 실시예 4d)는, 어떠한 단섬유들도 갖지 않는 p-아라미드 펄프(네덜란드에 소재한 데이진 아라미드 BV로부터의 Twaron® 타입 3091) 4.5kg을 실시예 6a)에 기재된 바와 같이 물에 현탁시키고 탈수시키고 건조시키고 개방시킨다는 점만 다르게 하여 실시예 4a)에 기재된 바와 같이 수행한다. 생성된 펄프 P2의 특성들은 표 4에 나타나 있다.
표 4는, 혼합물 F, 혼합물 G 및 혼합물 H가 100% p-아라미드 펄프 P2의 미가공 강도보다 상당히 큰 미가공 강도, 및 p-아라미드 펄프 P2의 충전제 보유율보다 오직 다소 작은 충전제 보유율을 나타낸다는 것을 보여준다.
Claims (21)
- p-아라미드 펄프와 단섬유(chopped fiber)들의 혼합물의 제조 방법으로서, 상기 방법이
a) p-아라미드 펄프를 물 중에 포함하는 현탁액을 제공하는 단계,
b) p-아라미드 또는 탄소를 포함하는 단섬유들을 물 중에 포함하는 현탁액을 제공하는 단계,
c) 단계 a)로부터의 상기 현탁액과 단계 b)로부터의 상기 현탁액을 혼합 장치로 안내하는 단계로서, 여기서 상기 현탁액들을 혼합하여, 50중량% 내지 95중량% p-아라미드 펄프 및 5중량% 내지 50중량% 단섬유들 범위인 p-아라미드 펄프와 단섬유들의 고체 함량을 갖는 혼합된 매스를 수득하는 단계,
d) 상기 혼합된 매스를 탈수 장치로 안내하는 단계로서, 그 결과 상기 혼합된 매스를 탈수시켜 탈수된 케이크를 수득하는 단계,
e) 상기 탈수된 케이크를
i) 직접, 또는
ii) 케이크 파쇄기(cake breaker)를 통과하는 통로를 경유하여
건조실로 안내하여 건조된 중간체를 수득하는 단계, 및
f) 상기 건조된 중간체를
i) 직접, 또는
ii) 균질화 장치를 통과하는 경로를 경유하여
개방 장치로 안내하는 단계로서, 여기서 상기 건조된 중간체를 개방시켜 p-아라미드 펄프와 단섬유들의 개방된 혼합물에 도달하게 하는 단계
를 포함하는, p-아라미드 펄프와 단섬유들의 혼합물의 제조 방법. - 제1항에 있어서, 단계 a)에서 제공된 상기 현탁액에 의해 포함되는 상기 p-아라미드 펄프가 적어도 하나의 리파이닝(refining) 단계에 의해 수득됨을 특징으로 하는, 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 단계 a)에서 제공된 상기 현탁액에 의해 포함되는 상기 p-아라미드 펄프가 약 5㎡/g 내지 15㎡/g 범위의 비표면적을 가짐을 특징으로 하는, 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 단계 d)에서 상기 혼합된 매스가 리파이너(refiner)를 통과하는 통로를 경유하여 탈수 장치로 안내되는, 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 단계 b)에서 제공된 상기 현탁액에 의해 포함되는 상기 단섬유들이
- 2㎜ 내지 12㎜ 범위의 값을 갖는 단일 길이(single length)를 갖거나
- 평균값이 2㎜ 내지 12㎜ 범위인 길이 분포를 가짐
을 특징으로 하는, 방법. - 제5항에 있어서, 단계 b)에서 제공된 상기 현탁액에 의해 포함되는 상기 단섬유들이, 4㎛ 내지 50㎛ 범위의 직경을 갖는 원형 단면을 나타냄을 특징으로 하는, 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 단계 a)에서 제공된 상기 현탁액 및/또는 단계 b)에서 제공된 상기 현탁액 및/또는 단계 c)로부터 수득된 상기 혼합된 매스가 충전제를 포함함을 특징으로 하는, 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 단계 e)에서 수득된 상기 건조된 중간체가 0중량% 내지 20중량% 범위의 물 함량을 나타냄을 특징으로 하는, 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 단계 f)에서 사용되는 상기 개방 장치가 임팩트 밀(impact mill)이거나, 또는 난기류 또는 고전단/고교반(high agitating) 믹서를 사용하는 밀(mill)임을 특징으로 하는, 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 단계 a) 내지 f)가 단일 연속 공정으로 수행됨을 특징으로 하는, 방법.
- 제1항 또는 제2항에 따르는 방법으로부터 수득할 수 있는 p-아라미드 펄프와 단섬유들의 혼합물로서, 상기 혼합물이 50중량% 내지 95중량% 범위의 p-아라미드 펄프 함량 및 5중량% 내지 50중량% 범위의 단섬유들 함량을 나타내고 상기 혼합물이 1.0 내지 5.0mJ/㎟ 범위의 미가공 강도(green strength) 및 71 내지 95% 범위의 카올린 충전제 보유율(kaolin filler retention)을 나타냄을 특징으로 하는, p-아라미드 펄프와 단섬유들의 혼합물.
- 마찰재(friction material), 개스킷재(gasket material) 및 마찰지(friction paper)의 제조를 위해 사용되는, 제11항에 따르는 혼합물.
- 삭제
- 삭제
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- 삭제
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- 삭제
- 삭제
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