KR20190042569A - Pvp를 포함하는 아라미드 펄프의 제조 방법 - Google Patents

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발터 네이하위스
얀-케스 티켄
프랑크 디더링
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데이진 아라미드 비.브이.
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Abstract

본 발명은 폴리비닐 피롤리돈(PVP)을 포함하는 아라미드 펄프의 제조 방법으로서, - 수용액 중에서 파라-아라미드 숏컷을 PVP와 배합하여 혼합물을 형성하는 단계, - 혼합물을 정련 단계로 처리하여, PVP를 포함하는 파라-아라미드 펄프를 형성하는 단계를 포함하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 방법은 높은 PVP 보유력과 함께 탈수성 및 에너지 소비가 개선된 PVP 펄프를 얻을 수 있게 하는 것으로 밝혀졌다.

Description

PVP를 포함하는 아라미드 펄프의 제조 방법
본 발명은 폴리비닐 피롤리돈(PVP)을 포함하는 아라미드 펄프의 제조 방법에 관한 것이다.
파라-아라미드로도 지칭되는 폴리(파라-페닐렌 테레프탈아미드)는 이의 높은 강도 및 내화성(fire resistance)으로 당업계에 공지되어 있다. 파라-아라미드 펄프는 파라-아라미드 숏컷(short-cut)으로도 알려진 파라-아라미드 단섬유(short fiber)의 피브릴화(fibrillating)에 의해 수득될 수 있다. 파라-아라미드 펄프는 높은 강도와 높은 내열성이 요구되는 많은 응용분야에서 사용된다.
특정 요구사항들을 해결하기 위해, 변형된 아라미드 펄프가 당업계에서 서술되고 있다.
WO 02/46527에는 중합체 물질들의 블렌드를 방사하여 섬유를 형성하고 섬유로부터 플록(floc)을 절단하고 플록을 정련(refining)하여 펄프를 형성하는 펄프 제조 방법이 개시되어 있다.
WO 96/10105에는 파라-아라미드와 PVP의 배합으로 이루어진 섬유상 펄프의 제조 방법이 개시되어 있으며, 여기서 파라-아라미드 중합 반응이 PVP의 존재하에 수행되어 이 용액으로부터 펄프가 제조된다.
US 5399431에는 방향족 폴리아미드와 PVP의 균질 블렌드로부터의 섬유 물질이 개시되어 있다. 균질 블렌드라는 용어는 블렌드의 성분들이 본질적으로 균일한 상을 형성함을 의미한다. 섬유 물질은 중합체 블렌드들(이들로 이루어진 용액)을 방사함으로써 수득된다. 가능한 용도로서 펄프가 언급된다.
US 6303221은 바람직하게는 파라-아라미드, 및 PVP와 같은 추가 중합체의 균일한 조합인 섬유질 펄프를 포함하는 고탄성(high modulus) 엘라스토머 복합체가 개시되어 있다. 펄프는 성분 중합체 물질들의 블렌드로부터 방사된 섬유를 절단하여 수득된 플록을 정련함으로써 수득된다.
따라서, PVP를 포함하는 아라미드 펄프는 파라-아라미드와 PVP를 포함하는 용액(이때 파라-아라미드는 PVP의 존재하에 중합될 수 있다)으로부터 수득되거나, 또는 파라-아라미드와 PVP의 균질 블렌드로부터 수득된 섬유를 피브릴화하여 수득될 수 있다. 이러한 공정은 매력적인 특성들을 갖는 펄프를 생성시키는 것으로 밝혀졌다. 그러나, 개선된 공정, 특히, PVP의 우수한 보유력을 유지하면서 더 우수한 탈수(dewatering) 특성을 갖는 펄프를 수득하는 공정이 당업계에서 요구되고 있다. 또한, 전술된 공정들은, 비교적 복잡한 용액을 사용하게 하고 기존의 파라-아라미드 제조에 통합하기가 비교적 복잡하다는 단점이 있다.
한편으로는 PVP의 양호한 보유력을 유지하면서 개선된 탈수성을 갖는 우수한 품질의 펄프를 수득하며 다른 한편으로는 조작이 용이한, PVP를 포함하는 아라미드 펄프를 제조하는 공정이 당업계에서 요구되고 있다.
본 발명은 이러한 공정을 제공한다.
따라서 본 발명은 폴리비닐 피롤리돈(PVP)을 포함하는 아라미드 펄프의 제조 방법으로서,
- 수용액 중에서 파라-아라미드 숏컷을 PVP와 배합하여 혼합물을 형성하는 단계,
- 혼합물을 정련 단계로 처리하여, PVP를 포함하는 파라-아라미드 펄프를 형성하는 단계
를 포함하는 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 방법은 조작이 용이한 공정을 사용하여, 즉, PVP-함유 얀(yarn)을 제조하기 위한 복잡한 공정을 사용할 필요 없이 효율적인 방식으로, PVP를 포함하는 아라미드 펄프를 수득하게 할 수 있는 것으로 밝혀졌다. PVP는 물에 대한 용해도가 높기 때문에, 이는 놀라운 점이다. 따라서, 정련 공정 동안에 상당량의 PVP가 손실될 것으로 예상되었다. 이는 사실이 아닌 것으로 보인다. 흥미롭게도, 이미 존재하는 펄프에 PVP를 첨가하면 PVP 손실이 발생한다.
본 발명에 따른 방법으로 제조된 PVP 펄프는, 특정 섬유 길이에서, 동일한 섬유 길이에서 PVP-함유 얀으로부터 수득된 PVP 펄프보다 우수한 탈수성(즉, 보다 빠른 탈수)을 나타내는 것이 추가로 밝혀졌다. 이는 제조 관점에서 볼 때 그리고 특정 응용 분야에서 펄프를 사용하는 경우에 매력적이다.
PVP의 존재하에 특정 섬유 길이로 아라미드 펄프를 정련하는 것은 아라미드-PVP 블렌드 얀으로부터 유래된 숏컷의 정련보다 적은 에너지를 필요로 한다는 것이 추가로 밝혀졌다.
본 발명의 추가의 장점들 및 이들의 특정 양태들은 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
본 발명은 이하에서 더 설명될 것이다.
본원 명세서의 맥락에서 아라미드는 방향족 디아민과 방향족 디카복실산 할라이드의 축합 중합체인 방향족 폴리아미드를 지칭한다. 아라미드는 메타- 및 파라-형태로 존재할 수 있다. 본 발명에서는 파라-아라미드가 사용된다. 본원 명세서의 맥락에서 파라-아라미드라는 용어는 방향족 모이어티들 사이의 결합의 적어도 85%가 파라-아라미드 결합인 아라미드를 지칭한다. 이 그룹의 대표적인 구성원으로서, 폴리(파라페닐렌 테레프탈아미드), 폴리(4,4'-벤즈아닐리드 테레프탈아미드), 폴리(파라페닐렌-4,4'-비페닐렌디카복실산 아미드) 및 폴리(파라페닐렌-2,6-나프탈렌디카복실산 아미드) 또는 코폴리(파라-페닐렌/3,4'-디옥시디페닐렌 테레프탈아미드)가 언급된다. 방향족 모이어티들 사이의 결합의 적어도 90%, 더욱 특히 적어도 95%가 파라-아라미드 결합인 파라-아라미드를 사용하는 것이 바람직한 것으로 간주된다. PPTA로도 지칭되는 폴리(파라페닐렌 테레프탈아미드)의 사용이 특히 바람직하다.
본원 명세서 내에서, 파라-아라미드 숏컷이라는 용어는, 예를 들면, 적어도 0.5mm, 특히 적어도 1mm, 더욱 특히 적어도 2mm, 몇몇 양태에서 적어도 3mm의 길이로 절단된 파라-아라미드 섬유를 지칭한다. 길이는 일반적으로 최대 20mm, 특히 최대 10mm, 더욱 특히 최대 8mm이다. 숏컷의 두께는 예를 들면 5 내지 50 마이크론 범위, 바람직하게는 5 내지 25 마이크론 범위, 가장 바람직하게는 6 내지 18 마이크론 범위이다. 이러한 숏컷이 제조될 수 있는 파라-아라미드 섬유는 예를 들면 데이진 아라미드(Teijin Aramid®)로부터 시판되고 있다. 숏컷의 길이는 길이-가중 평균 길이인 LL0.25로 지칭되며, 여기에, 길이가 > 250㎛, 즉, > 0.25mm인 입자가 포함된다.
PVP, 폴리비닐 피롤리돈은 당업계에 공지되어 있으며 시판되고 있다. 이는, 예를 들면, N-비닐-2-피롤리돈의 선형 중합으로 얻을 수 있다. 본 발명에서 사용되는 PVP는 5 내지 2500kg/mol 범위의 중량 평균 분자량을 갖는다. PVP가 8 내지 1500kg/mol의 중량 평균 분자량을 갖는 것이 바람직할 수 있다. 특히, 개선된 PVP 보유력을 얻는 데에는 낮은 분자량이 바람직할 수 있다. 따라서, PVP가 10 내지 1000kg/mol, 특히 10 내지 500kg/mol, 더욱 특히 10 내지 200kg/mol, 몇몇 양태에서 10 내지 100kg/mol, 또는 심지어 10 내지 60kg/mol 범위의 중량 평균 분자량을 갖는 것이 바람직할 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 제1 단계에서, 수용액 중에서 파라-아라미드 숏컷을 PVP와 배합하여 혼합물을 형성한다. 이는 다양한 방법으로 수행할 수 있다. 예를 들면, 건조 숏컷을 물 중의 PVP의 용액 또는 현탁액에 첨가할 수 있거나, PVP를 물 중의 숏컷의 현탁액에 첨가할 수 있거나, PVP와 숏컷을 수성 매질에 함께 첨가할 수 있다.
아라미드 숏컷은 일반적으로 0.1 내지 7중량%, 특히 1 내지 5중량% 범위의 양으로 혼합물 내에 존재한다. 이 범위의 양이 성공적인 정련 조작에 적합한 것으로 밝혀졌다.
혼합물 중의 PVP의 농도는 최종 산출물에 요구되는 PVP의 양 및 조작 동안 손실될 수 있는 PVP의 양에 의존한다. 최종 산출물 중의 PVP의 양은 아라미드 건조 중량을 기준으로 계산하여 일반적으로 0.1 내지 10중량%, 특히 0.5 내지 6중량% 범위의 PVP이다. 수성 혼합물에 존재하는 PVP의 양은 아라미드 숏컷의 건조 중량을 기준으로 계산하여 0.1 내지 15중량%, 특히 아라미드 숏컷의 건조 중량을 기준으로 계산하여 0.5 내지 10중량%으로 다양하다.
PVP와 파라-아라미드 숏컷을 포함하는 수성 혼합물을 정련 단계로 처리하여 PVP를 포함하는 아라미드 펄프를 형성한다. 정련 공정은 당업계에 공지되어 있다. 일반적으로, 정련시, 숏컷 슬러리를, 예를 들면 서로에 대해 움직이는 디스크들 사이로 통과시킴으로써 고전단 환경에 노출시킨다. 정련 단계의 효과는 숏컷 길이를 감소시키고 숏컷을 피브릴화시켜 펄프를 형성하는 것이다. 피브릴화시, 피브릴은 숏컷 상에 형성될 것이고, 이는 피브릴이 연결된 "스템(stem)"이 되어 피브릴을 느슨하게 할 것이다. 추가로, 펄프의 스템은 정련 공정 동안에 편직될 수 있다.
단일 정련 단계를 수행할 수 있지만, 펄프를 하나 이상의 추가의 정련 단계로 처리할 수도 있으며, 이는 첫 번째 정련 단계와 동일하거나 상이한 조건하에 수행한다.
정련 공정으로부터 생성된 펄프 슬러리를 원하는 대로 처리할 수 있다. 이를, 예를 들면, 슬러리를 일반적으로 체(sieve) 또는 다른 여과 물질 상으로 가져와서 탈수시키는 탈수 단계에 제공할 수 있다. 그 결과 탈수 펄프(dewatered pulp)가 형성된다. 탈수 펄프는 일반적으로 40 내지 80중량% 범위, 특히 50 내지 70중량% 범위의 함수량을 갖는다. 탈수 펄프는 (필터로부터 유래한) 케이크 형태일 수 있으며, 또는 케이크는 깨져서, 크럼(crumb)으로도 지칭되는 개별 조각들을 형성할 수 있다.
케이크 또는 크럼 또는 임의의 다른 형태인 탈수 펄프가 최종 산출물일 수 있으며, 이는 필요시 추가 가공할 수 있다. 탈수 펄프를 건조시킬 수도 있다.
탈수 펄프를 종래 방식으로, 예를 들면 이를 임의로 승온에서 건조 분위기에 접촉시킴으로써 건조시켜, 건조 펄프(dried pulp)를 형성할 수 있다. 건조 펄프는 일반적으로 2 내지 20중량% 범위, 특히 3 내지 10중량% 범위의 함수량을 갖는다.
건조 펄프는, 원하는 경우, 개방 단계(opening step)로 처리할 수 있다. 펄프 개방은 당업계에 공지되어 있다. 이는, 예를 들면, 충격 밀(impact mill), 난기류를 사용하는 밀, 또는 고전단/고진탕(agitating) 믹서를 사용하여 건조 펄프에 기계적 충격을 가하는 것을 포함한다. 펄프 개방 단계는 펄프 물질의 벌크 밀도를 저하시킨다(즉, 이 단계는 펄프 물질을 더욱 "보송보송(fluffy)"하게 만든다). 개방 펄프는 분산이 용이하므로 도포가 용이할 수 있다. 일반적으로, 펄프 개방 단계는 펄프의 특성을 실질적으로 변화시키지 않는다.
본 발명에 따른 방법으로 수득된 PVP-함유 아라미드 펄프는 일반적으로 0.7 내지 1.5mm 범위, 특히 0.9 내지 1.5mm 범위, 몇몇 양태에서 0.9 내지 1.3mm 범위의 길이(LL0.25)를 갖는다. 이 매개변수는 Pulp Expert™ FS 장비로 측정하며 이는 길이를 알고 있는 펄프 샘플로 보정된다. 길이 가중 길이 LL0.25[mm]는 길이-가중 평균 길이이며, 여기에, 길이가 > 250㎛, 즉, > 0.25mm인 입자가 포함된다.
본 발명에 따른 방법으로 수득된 PVP-함유 아라미드 펄프는 쇼퍼 리글러(Schopper Riegler)(SR)를 일반적으로 15 내지 80o SR 범위, 특히 20 내지 60o SR 범위, 더욱 특히 20 내지 40o SR 범위로 갖는다. SR은 펄프 및 제지 기술 분야에서 자주 사용되는 매개변수이다. 이는 물 중의 펄프 현탁액의 배수력(drainability)의 척도이다. SR은 ISO 5267/1에 따라 결정할 수 있다. 전술된 바와 같이, 본 발명의 공정에 의해 수득된 펄프는, 낮은 SR에 의해 입증된 바와 같이, (동일한 정련 조건하에) 아라미드와 PVP를 모두 함유하는 숏컷을 정련함으로써 얻은 비슷한 길이를 갖는 펄프보다 더 우수한 탈수성을 갖는 것이 밝혀졌다.
PVP-함유 아라미드 펄프는 캐나다 표준형 여수도(Canadian Standard Freeness)(CSF)를 일반적으로 15 내지 700mL 범위, 특히 100 내지 600mL 범위, 더욱 특히 270 내지 570mL 범위로 갖는다. CSF은 펄프 및 제지 기술 분야에서 자주 사용되는 매개변수이다. 이는 물 중의 펄프 현탁액의 배수력의 척도이다. CSF는 TAPPI T227에 따라 결정할 수 있다. 본 발명의 공정에 의해 수득된 펄프의 개선된 탈수성은 (동일한 정련 조건하에) 아라미드와 PVP를 모두 함유하는 숏컷을 정련함으로써 얻은 비슷한 길이를 갖는 펄프에 비해 더 높은 CSF로부터 확인된다.
당업자에게 명백한 바와 같이, 전술된 다양한 바람직한 양태들은 상호 배타적이지 않는 한 조합될 수 있다.
본 발명은 하기 실시예를 참조하여 설명되지만 이에 한정되지는 않는다.
실시예 1: 본 발명에 따른 PVP-아라미드 펄프의 제조
6mm 길이의 파라-아라미드 단섬유(chopped fiber)(네덜란드에 소재한 데이진 아라미드 BV로부터의 Twaron® 타입 1000 1680f1000에 기반한 6mm 숏컷) 4kg을 PVP 수용액 200리터에 첨가하였다. PVP는 분자량이 대략 50kg/mol이었다. 생성된 매질은 2중량%의 아라미드 숏컷 및 0.1중량%의 PVP를 함유하였다. 생성된 현탁액은, 원하는 섬유 길이를 얻을 때까지 스프라우트-바우어(Sprout-Bauer) 12" 실험실 정련기를 통과시켰다. 이러한 처리 과정에서 중간 샘플을 취하였다. 정련된 현탁액을 체 테이블(sieve table) 상에서 탈수시켜 탈수 케이크를 수득하였다. 탈수 케이크를 105℃ 오븐에서 밤새 건조시켜 건조 케이크를 수득하였다. 이어서, 대략 800g의 건조 케이크를 뢰디게(Loedige) 고전단 믹서 내에서 4분 동안 개방시켜 개방된 PVP 펄프를 생성하였다. 생성된 건조 펄프는, 유출액에 존재하는 PVP의 양으로부터 측정시, 5중량%의 PVP를 함유하였다. 펄프의 특성들은 하기 실시예 4에서 논의한다.
실시예 2: PVP를 포함하는 아라미드 섬유로부터의 비교용 펄프의 제조
출발 물질은 5중량%의 PVP를 포함하는 파라-아라미드 섬유였다. 섬유는, PVP의 존재하에 아라미드를 방사하여 수득하였다. 섬유를 길이 6mm의 숏컷으로 절단하였다. 숏컷을 물에 첨가하여, 2중량%의 아라미드-PVP 섬유를 함유하는 현탁액을 형성하였다. 실시예 1에 기술한 바와 같이 현탁액을 정련기에 제공하고, 생성된 정련된 현탁액을 실시예 1에 기술한 바와 같이 추가로 처리하였다. 생성된 건조 펄프는, 유출액에 존재하는 PVP의 양으로부터 측정시, 5중량%의 PVP를 함유하였다. 펄프의 특성들은 하기 실시예 4에서 논의한다.
실시예 3: 아라미드 펄프로의 PVP의 첨가에 의한 비교용 PVP-아라미드 펄프의 제조
6mm 길이의 파라-아라미드 단섬유(네덜란드에 소재한 데이진 아라미드 BV로부터의 Twaron® 타입 1000에 기반한 6mm 숏컷) 4kg을 물 200리터에 첨가하였다. 생성된 매질은 2중량%의 아라미드 숏컷을 함유하였다. 현탁액은, 실시예 1에 기술한 바와 같이 스프라우트-바우어 12" 실험실 정련기를 통과시켰다. 생성된 정련된 펄프 현탁액에, 대략 50kg/mol의 분자량을 갖는 PVP를, 0.1중량%의 PVP 농도를 얻기에 충분한 양으로 첨가하였다. 혼합물을 10분 동안 혼합한 뒤, 실시예 1에 기술한 바와 같이 탈수시키고 추가로 처리하였다. 생성된 건조 펄프는, 유출액에 존재하는 PVP의 양으로부터 측정시, 2 내지 4중량%의 PVP를 함유하였다. 펄프의 특성들은 하기 실시예 4에서 논의한다.
실시예 4: PVP-아라미드 펄프들의 비교
다음은 다양한 펄프 유형의 제조 및 분석을 나타낸다.
1. PVP 보유력
펄프의 PVP 보유력은 본 발명에 따른 실시예 1의 펄프 및 실시예 2의 블랜드 얀으로부터의 펄프에서 대략 100%이었다. PVP를 정련 후 펄프에 첨가하면(실시예 3) 대략 80%의 보유력만이 얻어졌다. 이들 보유력 값은, 실시예 1 내지 3에서 언급된 최종 정련 현탁액의 여액의 분석에 근거한다. 여액은, 정련된 현탁액을 부흐너 깔때기에서 탈수하여 얻었다. 이는, 본 발명에 따른 방법이, 보다 복잡한 공정인 PVP 존재하의 아라미드 방사 없이도 낮은 PVP 손실율로 아라미드 펄프에 PVP를 혼입시키는 것을 가능하게 함을 보여준다.
2. 탈수
하기 표의 여수도 값(o SR 및 mL CSF 둘 다로 나타냄)으로 입증된 바와 같이, 블렌드 얀으로부터 수득한 비교용 펄프(실시예 2)에 대한 탈수 단계는 실시예 1의 펄프 또는 후첨가된 PVP를 갖는 비교용 펄프(실시예 3)에 대한 탈수 단계보다 더 많은 시간이 걸린 것으로 보인다. SR 값이 클수록 느린 탈수를 나타내는 반면 CSF 값이 클수록 빠른 탈수를 나타낸다. 하기 표는 1mm의 섬유 길이로 규격화된 세 가지 유형의 펄프에 대한 SR 및 CSF 값을 보여준다.
Figure pct00001
3. 정련에 요구되는 에너지
하기 표에 나타낸 바와 같이, 특정 섬유 길이에 도달하기 위한 누적 비에너지(cumulative specific energy)(CSE)에 있어서, 블렌드 얀으로부터 수득한 비교용 펄프(실시예 2)의 CSE가 실시예 1의 펄프의 CSE 또는 후첨가된 PVP를 갖는 비교용 펄프(실시예 3, 여기서, PVP 처리 전의 펄프가 고려된다)의 CSE보다 큰 것으로 나타났다. 하기 표는 1mm의 섬유 길이로 규격화된 세 가지 유형의 펄프에 대한 CSE 값을 보여준다. 이는, 실시예 1의 펄프와 비교하여, 블렌드 얀으로부터 펄프를 생산하기 위한 에너지 효율이 적다는 것을 보여준다. 또한, 실시예 2에서 언급된 블렌드 얀을 가공할 수 있게 하기 위해, 정련기(refiner)의 처리량이 감소할 필요가 있다.
Figure pct00002
결론적으로, 본 발명에 따른 방법은, 높은 PVP 보유력을 유지하면서, PVP-함유 얀으로부터 수득된 펄프에 비해 탈수성 및 에너지 소비가 개선된 PVP 펄프를 얻을 수 있게 한다.

Claims (15)

  1. 폴리비닐 피롤리돈(PVP)을 포함하는 아라미드 펄프의 제조 방법으로서,
    - 수용액 중에서 파라-아라미드 숏컷(short-cut)을 PVP와 배합하여 혼합물을 형성하는 단계,
    - 상기 혼합물을 정련 단계로 처리하여, PVP를 포함하는 파라-아라미드 펄프를 형성하는 단계
    를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 파라-아라미드가 폴리(파라페닐렌 테레프탈아미드)인, 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 파라-아라미드 숏컷이 길이가 0.5 내지 20mm인 파라-아라미드 섬유를 포함하는, 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파라-아라미드 숏컷이 5 내지 50 마이크론 범위, 바람직하게는 5 내지 25 마이크론 범위, 가장 바람직하게는 6 내지 18 마이크론 범위의 두께를 갖는, 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 PVP가 5 내지 2500kg/mol 범위의 중량 평균 분자량을 갖는, 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 혼합물 중의 상기 아라미드 숏컷의 농도가 0.1 내지 7중량% 범위, 특히 1 내지 5중량% 범위인, 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수성 혼합물에 존재하는 상기 PVP의 양이, 상기 아라미드 숏컷의 건조 중량을 기준으로 계산하여 0.1 내지 15중량%, 특히 상기 아라미드 숏컷의 건조 중량을 기준으로 계산하여 0.5 내지 10중량%로 다양한, 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 정련 단계로부터 생성된 상기 펄프 슬러리를 탈수 단계로 처리하여, 함수량이 일반적으로 40 내지 80중량% 범위, 특히 50 내지 70중량% 범위인 탈수 펄프를 형성하는, 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 탈수 펄프를 건조 단계로 처리하여, 함수량이 일반적으로 2 내지 20중량%, 특히 3 내지 10중량%인 건조 펄프를 형성하는, 방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 건조 펄프를 개방 단계로 처리하는, 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항의 방법으로 수득할 수 있는, PVP를 포함하는 파라-아라미드 펄프.
  12. 제11항에 있어서, PVP를, 아라미드 건조 중량으로 계산하여 0.1 내지 10중량%, 특히 0.5 내지 6중량%로 포함하는, PVP를 포함하는 파라-아라미드 펄프.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서, 0.7 내지 1.5mm 범위의 길이(LL0.25)를 갖는, PVP를 포함하는 파라-아라미드 펄프.
  14. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 15 내지 80o SR 범위의 쇼퍼 리글러(Schopper Riegler)(SR)를 갖는, PVP를 포함하는 파라-아라미드 펄프.
  15. 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 15 내지 700mL 범위, 특히 100 내지 570mL 범위의 캐나다 표준형 여수도(Canadian Standard Freeness)(CSF)를 갖는, PVP를 포함하는 파라-아라미드 펄프.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220008486A (ko) 2020-07-14 2022-01-21 효성첨단소재 주식회사 고도로 피브릴화된 아라미드 피브릴의 제조방법 및 이에 의해 제조된 아라미드 피브릴

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3914226A1 (de) 1989-04-29 1990-10-31 Hoechst Ag Fasermaterialien aus homogenen legierungen aus aromatischen polyamiden und poly-n-vinylpyrrolidon, verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung
US5084136A (en) * 1990-02-28 1992-01-28 E. I. Du Pont De Nemours And Company Dispersible aramid pulp
DE69501879T2 (de) * 1994-01-17 1998-09-03 Akzo Nobel Nv Aromatische polyamid-pulpe und verfahren zu seiner herstellung
US5532059A (en) * 1994-09-29 1996-07-02 E. I. Du Pont De Nemours And Company Poly(p-phenylene terephthalamide) pulp
DE10196273T1 (de) * 2000-05-29 2003-05-08 Mitsubishi Paper Mills Ltd Separaator für elektrochemische Vorrichtung und Verfahren für dessen Herstellung und elektrochemische Vorrichtung
US6303221B1 (en) * 2000-12-07 2001-10-16 E. I. Du Pont De Nemours And Company Two-component pulp reinforcement
KR20070072042A (ko) * 2005-12-30 2007-07-04 주식회사 효성 파라형 아라미드 섬유의 제조방법
CN102535241A (zh) * 2011-06-08 2012-07-04 王锡璐 一种高对数粘度、高度微丝化聚对苯二甲酰对苯二胺芳纶ⅱ浆泊及其制备方法
US10227730B2 (en) * 2013-05-03 2019-03-12 Teijin Aramid Gmbh Process to manufacture a mixture of p-aramid pulp with chopped fibers, mixture and its use

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220008486A (ko) 2020-07-14 2022-01-21 효성첨단소재 주식회사 고도로 피브릴화된 아라미드 피브릴의 제조방법 및 이에 의해 제조된 아라미드 피브릴

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