MXPA06014286A - Pulpa celulosica y de para-aramida y procesos de fabricacion de la misma. - Google Patents

Abstract

La invencion se relaciona con una pulpa celulosica y de para-aramida para utilizarse como material de reforzamiento en productos tales como materiales de sellado y de friccion. La pulpa comprende (a) estructuras fibrosas celulosicas, formadas irregularmente, (b) estructuras fibrosas de para-aramida, formadas irregularmente, y (c) agua, con lo cual las fibrillas y/o tallos celulosicas son sustancialmente entramadas con las fibras y/o tallos de para-aramida. La invencion ademas se relaciona con procesos para fabricar tal pulpa celulosica y de para-aramida.

Description

PULPA CELULÓSICA Y DE PARA-ARAMIDA Y PROCESOS DE FABRICACIÓN DE LA MISMA CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta invención se relaciona con pulpa celulósica y para-aramida para utilizarse como material de reforzamiento en productos, tales como materiales de sellado y de fricción. La invención además se relaciona con procesos para fabricar tal pulpa. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los materiales de reforzamiento fibrosos y no-fibrosos se han utilizado por muchos años en productos de fricción, productos de sellado, y otros productos plásticos o de caucho. Tales materiales de reforzamiento típicamente deben exhibir alta resistencia al desgaste y al calentamiento. Históricamente las fibras de asbestos han sido utilizadas como materiales de reforzamiento, pero debido a los riesgos que provoca a la salud, se han fabricado o propuesto reemplazos. No obstante, muchos de estos reemplazos no se desempeñan tan bien como los asbestos de alguna u otra manera . La revista Research Disclosure 74-75, publicada en Febrero de 1980, describe la manufactura de pulpa hecha de fibras de para-amida marca KEVLAR® fibriladas de longitudes y usos variables de la pulpa tal como un material de Ref. :177412 reforzamiento en varias aplicaciones. Esa publicación describe que la pulpa fabricada a partir de fibras de para-aramida marca KEVLAR® se pueden utilizar en productos solos laminados, o en combinación con fibras de otros materiales, tales como la meta-aramida marca NOMEX®, pulpa de madera, algodón y otros celulósicos naturales, rayón, poliéster, poliolefinas, nylon, politetrafluoroetileno, asbestos y otros minerales, fibras de vidrio y otros cerámicos, acero y otros metales, y carbono. La publicación también describe el uso de pulpa de fibra de para-amida marca KEVLAR® sola, o con fibras cortas de para-amida marca KEVLAR®, en materiales de fricción para remplazar una fracción de los volúmenes de asbesto, reemplazando la porción restante de los volúmenes de asbesto por rellenadores u otras fibras. La Patente Norteamericana 5,811,042 (por Hoiness) describe un material compuesto para empaques de sellado o de fricción fabricado con una resina matriz termocurable o termoplástica, material de reforzamiento de fibra, y partículas de aramida sustancialmente libres de fibrilla. La poli (p-tereftalamida de p-fenileno) y la poli (m-isoftalamida de fenileno) son los materiales de reforzamiento de fibra preferidos, y las fibras pueden tener la forma de floculación o pulpa. La Solicitud de Patente Norteamericana 2003/0022961 (por Kusaka et al.) describe materiales de fricción fabricados con un modificador de fricción, un aglutinante y un reforzamiento fibroso hecho de una mezcla de (a) una pulpa de aramida seca y (b) pulpa de aramida húmeda, pulpa de madera o pulpa de acrílico. La pulpa de aramida seca está definida como una pulpa de aramida obtenida mediante el "método de fibrilación en seco" . El método de fibrilación seca es moler en seco las fibras de aramida entre un cortador rotatorio y una malla para preparar la pulpa. La pulpa de aramida húmeda es definida como una pulpa de aramida obtenida mediante "el método de fibrilación húmeda" . El método de fibrilación húmeda es la molienda de fibras de aramida cortas en agua entre discos giratorios para formar fibras fibriladas y después deshidratar las fibras fibriladas, en este caso, la pulpa. Kusaka et al además describe un método para mezclar-fibrilar fibras al mezclar primero múltiples tipos de fibras orgánicas que se fibrilan a una proporción determinada, y después fibrilar la mezcla para producir una pulpa. Existe una necesidad actual por proporcionar materiales de reforzamiento alternativos que se desempeñen bien en productos, tales como aplicaciones de sellado y fricción, y que sean bajos en costo. A pesar de las numerosas descripciones que proponen materiales de reforzamiento alternativos de costo más bajo, muchos de estos productos propuestos no se desempeñan adecuadamente durante su uso, son significativamente de mayor costo que los productos comerciales actuales, o tienen otros atributos negativos. Por lo que, permanece una necesidad por materiales de reforzamiento que exhiban una alta resistencia al desgaste y temperatura, y que sean comparables o menos caros que otros materiales de reforzamiento disponibles comercialmente. SUMARIO DE LA INVENCIÓN La invención se relaciona con una primera modalidad de un proceso para fabricar una pulpa celulósica o de para-amida para utilizarse como un material de reforzamiento, que comprende: (a) combinar ingredientes de pulpa que incluyen: (1) fibra celulósica que retiene por lo menos 10% de su peso cuando es calentada en aire hasta 7002C a una proporción de 20eC por minuto, la fibra es de 10 a 90% en peso del total de sólidos en los ingredientes, y tienen una longitud promedio no mayor de 10 cm; (2) fibra de para-aramida que es de 10 a 90% en peso del total de sólidos en los ingredientes, y que tiene una longitud promedio no mayor de 10 cm; y (3) agua que es de 95 a 99 % en peso del total de ingredientes; (b) mezclar los ingredientes hasta formar un suspensión espesa sustancialmente uniforme; (c) co-refinar el suspensión espesa al realizar simultáneamente : (1) fibrilar, cortar y masticar la fibra celulósica y la fibra de para-amida hasta obtener estructuras fibrosas fibriladas formadas irregularmente con tallos y fibrillas; y (2) dispersar todos los sólidos por lo que el suspensión espesa refinado se encuentra sustancialmente uniforme; y (d) extraer el agua del suspensión espesa refinado hasta no más del 60% en peso del total de agua, con ello producir una pulpa celulósica y de para-amida en donde las fibrillas y/o tallos celulósicas se encuentran sustancialmente entramadas con las fibrillas y/o tallos de para-aramida. La invención además está relacionada con una segunda modalidad de un proceso para fabricar una pulpa celulósica y para-amida para utilizarse como un material de reforzamiento, que comprende: (a) combinar ingredientes que incluyen agua y una primera fibra del grupo que consiste de: (1) fibra celulósica que retiene por lo menos 10% de su peso cuando es calentada en aire hasta 700a C a una proporción de 20SC por minuto, la fibra es de 10 a 90% en peso del total de sólidos en la pulpa; y (2) fibra de para-aramida que es de 10 a 90% en peso del total de sólidos en la pulpa; (b) mezclar los ingredientes combinados hasta formar una suspensión sustancialmente uniforme; (c) refinar la suspensión en un refinador de disco con ello cortar la fibra hasta una longitud promedio no mayor de 10 cm, y fibrilar y masticar por lo menos algo de la fibra hasta estructuras fibrosas fibriladas formadas irregularmente; (d) combinar ingredientes que incluyen, la suspensión refinada, la segunda fibra del grupo de (a) (1 y 2), y agua, si es necesario, incrementar la concentración de agua hasta 95-99% en peso del total de ingredientes; (e) mezclar los ingredientes, si es necesario, para formar una suspensión sustancialmente uniforme; (d) co-refinar la suspensión mezclada al realizar: (1) fibrilar, cortar y masticar sólidos en la suspensión por lo que toda o sustancialmente toda la fibra celulósica y de para-amida es convertida en estructuras fibrosas celulósicas y de para-amida fibriladas formadas irregularmente con tallos y fibrillas; y (2) dispersar todos los sólidos por lo que el suspensión espesa refinado se encuentra sustancialmente uniforme; y (h) extraer agua del suspensión espesa refinado hasta no más del 60% en peso del total de agua, con ello producir una pulpa celulósica y de para-amida en donde las fibrillas y/o tallos celulósicas son sustancialmente entramadas con la fibrillas y/o tallos de para-amida. La invención además está dirigida hacia una pulpa celulósica y de para-amida para utilizarse como material de reforzamiento, que comprende: (a) estructuras fibrosas celulósicas, formadas irregularmente que retienen por lo menos 10% de su peso cuando son calentadas en aire hasta 700aC en una proporción de 202C por minuto, las estructuras fibrosas celulósicas son de 10 a 90% en peso del total de sólidos; (b) estructuras fibrosas de para-aramida, formadas irregularmente que son de 10 a 90% en peso del total de sólidos; y (c) agua que es de 4 a 60% en peso de la totalidad de pulpa, con lo cual las estructuras fibrosas celulósicas y de para-aramida cuentan con una dimensión máxima promedio no mayor de 5 mm, una longitud-calculada promedio no mayor de 1.3 mm, y tallos y fibrillas en donde las fibrillas y/o tallos celulósicas se encuentran sustancialmente entramadas con las fibrillas y/o tallos de para-aramida. La invención además se dirige a un material de fricción, que comprende un modificador de fricción; opcionalmente por lo menos un rellenador; un aglutinante; y un material de reforzamiento fibroso que comprende la pulpa de la presente invención. Más aun, la invención está dirigida a un material de sellado, que comprende un aglutinante; opcionalmente por lo menos un rellenador; y un material de reforzamiento fibroso que comprende la pulpa de la presente invención.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La invención puede ser comprendida más completamente a partir de la siguiente descripción detallada de la misma en conexión con las Figuras anexas descritas a continuación. La Figura 1 es un diagrama esquemático del aparato para desarrollar un proceso húmedo para fabricar pulpa "húmeda" de conformidad con la presente invención. La Figura 2 es un diagrama esquemático de un aparato para desarrollar un proceso seco para fabricar una pulpa "seca" de conformidad con la presente invención. La Figura 3 es una imagen de una fotomicrografía de las partículas de para-amida usadas como un ingrediente opcional para el proceso de la presente invención. La Figura 4 es una imagen de una fotomicrografía de la pulpa fabricada de conformidad con el proceso de la presente invención. GLOSARIO Antes de describir la invención, es de utilidad definir ciertos términos en el siguiente glosario que tendrán el mismo significado en toda esta descripción a menos que se de otra indicación. "Fibra" significa una unidad de materia relativamente flexible que cuenta con una alta proporción de la longitud por el ancho a través de su área seccional-transversal perpendicular a su longitud. Aquí, el término "fibra" es utilizado de forma intercambiable con el término "filamento" o "cabo". La sección transversal de los filamentos aquí descritos puede ser de cualquier forma, pero típicamente es de forma circular o de fríjol. La fibra bobinada sobre una bobina en un paquete es referida como fibra continua. La fibra puede ser cortada en longitudes cortas, es referida como fibra corta. La fibra puede ser cortada aun en longitudes más cortas llamada floculado. La hilaza, las hilazas o estopas de múltiples filamentos comprenden una pluralidad de fibras. La hilaza puede estar entrelazada y/o trenzada. "Fibrilla" significa una fibra pequeña que tiene un diámetro pequeño del orden que va desde una miera hasta unas cuantas mieras y tienen una longitud aproximada desde 10 hasta 100 mieras. Las fibrillas generalmente se extienden desde el tronco principal de una fibra más larga que tiene un diámetro de 4 hasta 50 mieras. Las fibrillas actúan como ganchos o sujetadores para atrapar y capturar material adyacente. Algunas fibras son fibrilares, pero otras no o no se pueden fibrilar eficazmente y para los propósitos de esta definición tales fibras no se fibrilan. La fibra de poli (para-tereftalamida de fenileno) fibrilan fácilmente bajo abrasión, creando fibrillas. Las fibras celulósicas de esta invención también son fibrilares. "Estructuras fibrosas fibriladas" significa partículas de material que cuenta con tallos y fibrillas que se extienden desde el mismo en donde el tallo generalmente tiene forma tubular y es de un diámetro aproximado de 10 a 50 mieras y las fibrillas son miembros parecidos-al-cabello solamente una fracción de una miera o unas pocas mieras en diámetro las une al tallo y aproximadamente tienen un largo de 10 hasta 100 mieras. "Floculación" significa longitudes cortas de fibra, más cortas que una fibra corta. La longitud de la floculación es aproximadamente de 0.5 a aproximadamente 15 mm y de un diámetro de 4 a 50 mieras, preferiblemente cuentan con una longitud de 1 a 12 mm y con un diámetro de 8 a 40 mieras. La floculación que es menor de aproximadamente 1 mm no contribuye significativamente a la resistencia del material en cual se utiliza. La floculación o fibra que es mayor de aproximadamente 15 mm frecuentemente no funciona bien debido a que las fibras individuales pueden llegar a entramarse y no pueden ser distribuidas adecuada y uniformemente por todo el material o suspensión espesa. La floculación de aramida se fabrica al cortar fibras de aramida en longitudes cortas sin fibrilación significativa o sin ni una, tal como las preparadas mediante los procesos descritos en las Patentes Norteamericanas Nos. 3,063,966; 3,133,138; 3,767, 756, y 3,869,430. "Longitud-calculada promedio" significa la longitud calculada a partir de la siguiente fórmula: S[(Cada longitud de pulpa Individual)2] Longitud-calculada promedio= - S[Cada longitud de pulpa Individual] "Dimensión máxima" de un objeto significa la distancia en línea recta entre los dos puntos más distales de uno hacia otro en el objeto. "Fibra corta" se puede fabricar al cortar filamentos en longitudes no mayores de 15 cm, preferiblemente de 3 a 15 cm; y lo más preferiblemente de 3 a 8 cm. La fibra corta puede ser recta (en este caso, no ondulada) u ondulada para contar con un ondulado en forma de dientes de sierra en toda su longitud, con cualquier frecuencia de ondulado (o repetición de curva) . Las fibras pueden encontrarse sin revestimiento, o revestidas, o pretratadas de otra forma (por ejemplo, pre-estiradas o con tratamiento-térmico) . DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La invención está dirigida a los procesos para fabricar una pulpa celulósica y de para-amida para utilizarse como material de reforzamiento. La invención también se dirige a pulpa celulósica y de para-aramida, que se puede fabricar con el proceso de la presente invención, para utilizarse como material de reforzamiento. La invención además se dirige a productos, tales como materiales de sellado y materiales de fricción, que incorporan la pulpa de esta invención, y los procesos para fabricarla. 1. Primera Modalidad del Proceso de Inventivo En una primera modalidad, el proceso para fabricar una pulpa celulósica y de para-amida comprende los siguientes pasos. Primero, los ingredientes de pulpa son combinados, agregados o puestos en contacto juntos. Segundo, los ingredientes de pulpa combinada son mezclados para formar un suspensión espesa sustancialmente uniforme. Tercero, el suspensión espesa es simultáneamente refinado o co-refinado. Cuarto, el agua es extraída del suspensión espesa refinado. Paso de Combinación En el paso de combinación, los ingredientes de pulpa son preferiblemente agregados juntos en un recipiente. Los ingredientes de pulpa incluyen (1) fibra celulósica, (2) fibra de para-aramida, (3) opcionalmente partículas de para-aramida, granulares, sustancialmente o completamente libres-de fibrilla, (4) opcionalmente otros aditivos menores, y (5) agua. Fibra Celulósica La fibra celulósica es agregada hasta una concentración de 10 a 90 % en peso del total de sólidos en los ingredientes, preferiblemente de 25 a 60% del total de sólidos en los ingredientes, y lo más preferiblemente de 25 a 55% en peso del total de sólidos en los ingredientes. La fibra celulósica útil en esta invención es una fibra celulósica de conformación-de-ceniza. Por "conformación-de-ceniza", significa que la fibra celulósica retiene por lo menos 10 por ciento de su peso cuando es calentada en aire hasta 7002C a una taza de 202C por minuto. Tales fibras celulósicas preferiblemente tienen un 10 por ciento de compuestos inorgánicos incorporados en las fibras. Tales fibras, y métodos para fabricar tales fibras, son descritas en forma general en la Patente Norteamericana 3,565,749 y en la Patente Británica GB 1,064,271. Una fibra celulósica de conformación-de-ceniza preferida para esta invención es un fibra que contiene dióxido de silicón en la forma de un ácido polisilícico, o sal del ácido, en un estructura de soporte celulósica, en donde el ácido polisilícico contiene sitios de silicato de aluminio. Esta fibra es fabricada mediante la conformación por rotación de una viscosa que contiene una cantidad uniformemente distribuida de una solución alcalina de dióxido de silicón en una fibra, y en un paso subsecuente, tratar la fibra con una solución de aluminio. La solución alcalina de dióxido de silicón preferiblemente es una solución acuosa de dióxido de silicón e hidróxido de sodio, preferiblemente elaborada por la disolución de dióxido de silicón esencialmente soluble hasta el nivel de 0.5 hasta 25 por ciento en peso en una solución acuosa de hidróxido de sodio a una concentración de 10 a 25 por ciento en peso. La viscosa que contiene la solución alcalina de dióxido de silicón es rotada en un baño de hilatura acida, en donde la viscosa es regenerada en fibras de celulosa y la solución alcalina de dióxido de silicón es precipitada y eventualmente distribuida en la celulosa como ácido polisilícico, el cual es una forma que-contiene-agua del dióxido de silicón. El ácido polisilícico es precipitado de una forma que sus partículas principales, distribuidas de manera regular en la celulosa, se formen en grandes aglomeraciones con un diámetro que puede medirse en nanómetros. La fibra, una vez formada, preferiblemente es jalada y lavada y después es tratada con una solución de aluminio acuosa, tal como el aluminato de sodio en una concentración de 0.1 a 10 por ciento en peso, a una temperatura de 0 a 100 grados Celsius, preferiblemente de 20 a 60 grados Celsius. Por la modificación con la solución de aluminio, la superficie de las aglomeraciones de ácido polisilícico en la estructura de soporte celulósica es convertida a silicato de aluminio. Los aniones de aluminato en el aluminato de sodio reaccionan con los grupos silanol sobre la superficie del ácido polisílico para formar sitios de silicato de aluminio y la superficie de la fibra recibe una carga que es neutralizada por lo cationes de sodio. Se pueden utilizar otras sales de aluminio para la modificación, en cuyo caso la solución acuosa elabora con esas sales, con el aluminio en una forma reactiva apropiada, es utilizada de la misma manera con la solución de aluminio después de la hilar la fibra. Estas fibras preferidas, y métodos para fabricar tales firas, se describen de forma general en la Patente Norteamericana 5,417,752 y en la Solicitud de Patente Mundial W09217629. Además, las fibras representativas preferiblemente tienen aproximadamente 31 (+/-3) por ciento de material inorgánico, tal como el vendido bajo la marca comercial VISIL® por Sateri Oy Company de Finlandia. Las fibras en conformación-de-ceniza de esta invención, cuando son incorporadas en la pulpa de la invención, proporcionan un desempeño mejorado en cuanto a la resistencia al calor comparado con celulósicos que no tienen constituyentes inorgánicos agregados . La fibra celulósica preferiblemente tiene una longitud promedio no mayor de 10 cm, más preferiblemente de 0.5 a 5 cm, y lo más preferiblemente de 0.6 a 2 cm. Antes de combinar los ingredientes de pulpa juntos, cualquiera de las fibras celulósicas en la forma de filamentos continuos pueden ser cortadas en fibras más cortas, tal como fibras cortas o floculados .

Fibra-de-Para_Aramida La fibra de para-aramida es agregada hasta una concentración de 10 a 90 % en peso del total de sólidos en los ingredientes, preferiblemente de 40 a 75% en peso del total de sólidos en los ingredientes, y lo más preferiblemente de 40 a 55% en peso del total de sólidos en los ingrediente. La fibra de para-aramida preferiblemente tiene una densidad lineal no mayor de 10 dtex, más preferiblemente 0.5 a 10 dtex, y lo más preferiblemente, de 0.8 a 2.5 dtex. La fibra de para-aramida también preferiblemente tiene una longitud promedio a lo largo de su eje longitudinal no mayor de 10 cm, más preferiblemente una longitud promedio de 0.65 a 2.5 cm, y lo más preferiblemente una longitud promedio de 0.65 a 1.25 cm. Partículas de Para-Aramida Opcionalmente, en una modalidad, los ingredientes de pulpa además incluyen partículas de para-aramida, granulares, sustancialmente o completamente libres-de-fibrilla. Si estas partículas son agregadas, se agregan hasta una concentración no mayor de 50% del total de sólidos en los ingredientes, preferiblemente de 20 a 50% en peso del total de sólidos en los ingredientes y lo más preferiblemente de 25 a 35% en peso del total de sólidos en los ingredientes. Siendo compuestas de para-aramida, contribuyen a una resistencia al desgaste superior y en la capacidad de dispersión de la pulpa que se está produciendo. Debido a que las partículas se encuentran sustancialmente libres-de-fibrilla, también funcionan como un agente de composición para colaborar en la dispersión de los otros ingredientes en la mezcla y en el suspensión espesa. Las partículas que desarrollan esta función frecuentemente son conocidas como agentes o auxiliares de procesamiento. Las partículas de para-aramida, sustancialmente o completamente libres-de fibrilla, granulares tienen una dimensión máxima promedio de 50 a 2000 mieras (0.05 a 2 mm) , preferiblemente de 50 a 1500 mieras, y lo más preferiblemente de 75 a 1000 mieras. Las partículas por debajo de aproximadamente 50 mieras, sin embargo, pierden efectividad en las aplicaciones de fricción y sellado. Las partículas por arriba de 2000 mieras no permanecen adecuadamente dispersadas en el agua con los otros ingredientes cuando son mezcladas. La Figura 3 es una imagen de un fotomicrografía de partículas de para-aramida con la capacidad de ser utilizadas como un ingrediente para el proceso de la presente invención. Polímero de Aramida Los polímeros apropiados para utilizarse en la fabricación de la fibra de aramida y partículas de aramida de esta invención son las poliamidas aromáticas sintéticas. Los polímeros deben ser de un peso molecular de formación-defibra con el propósito de ser formados en fibras. Los polímeros pueden incluir homopolímeros de poliamida, copolímeros, y mezclas de los mismos los cuales son predominantemente aromáticos, en donde por lo menos el 85% de los enlaces de amida (-CONH-) son acoplados directamente a dos anillos aromáticos. Los anillos pueden ser se no-substituidos o sustituidos. Los polímeros son para-amida cuando los dos anillos están para orientados uno con respecto a otro a lo largo de la cadena molecular. Preferiblemente los copolímeros no tienen más de 10 por ciento de otras diaminas sustituidas para una diamina primaria utilizada en la formación del polímero o no más del 10 % de los otros cloruros diácidos sustituidos para un cloruro diácido primario usado en la formación del polímero. Se pueden utilizar aditivos con la aramida; y se ha descubierto que se puede mezclar o enlazar hasta un 13 por ciento en peso del material polimérico con la aramida. Las para-aramidas preferidas son el poli (para-tereftalamida de fenileno) (PPD-T) y sus copolímeros. Otros Aditivos Opcionales Opcionalmente otros aditivos pueden ser agregados siempre y cuando permanezcan suspendidos en la solución en el paso de mezclado y no cambien significativamente el efecto del paso de refinar con respecto a los ingredientes sólidos indispensables listados anteriormente. Los aditivos apropiados incluyen a los pigmentos, tintas, ant-oxidantes, compuestos retardantes-de-flama, y otros adyuvantes de procesamiento y dispersión. Preferiblemente, los ingredientes de pulpa no incluyen los asbestos. En otras palabras, la pulpa resultante se encuentra libre de asbestos o sin asbestos . Agua El agua es agregada hasta una concentración de 95 a 99% en peso del total de ingredientes, y preferiblemente 97 a 99% en peso del total de ingredientes. Adicionalmente, el agua se puede agregar primero. Después los otros ingredientes pueden ser agregados a una proporción para optimizar la dispersión en el agua en tanto simultáneamente mezclar los ingredientes combinados . Paso de Mezclar En el paso de mezclar, los ingredientes son mezclados hasta formar un suspensión espesa sustancialmente uniforme. Por "sustancialmente uniforme" se entiende que muestras aleatorias del suspensión espesa contienen el mismo % en peso de la concentración de cada uno de los ingredientes de partida al igual que en el total de ingredientes en el paso de combinación más o menos 10% en peso, preferiblemente 5% en peso y lo más preferiblemente 2 % en peso. Por ejemplo, si la concentración de los sólidos en la mezcla total es de 50% en peso de fibra celulósica más 50% en peso de fibra de para-aramida, entonces una mezcla sustancialmente uniforme en el paso de mezclar significa que cada muestra aleatoria del suspensión espesa tiene (1) una concentración de fibra celulósica de 50% en peso más o menos de 10% en peso, preferiblemente 5% en peso y lo más preferiblemente 2% en peso y (2) una concentración de fibra de para-aramida de 50% en peso mas o menos 10% en peso, preferiblemente 5% en peso y lo más preferiblemente 2% en peso. La mezcla se puede obtener en cualquier recipiente que contenga cuchillas giratorias o algún otro agitador. La mezcla puede ocurrir después de que los ingredientes son agregados o mientras que los ingredientes son agregados o combinados. Paso de refinamiento En el paso de refinamiento los ingredientes de pulpa son co-refinados simultáneamente, convertidos o modificados como se describe a continuación. La fibra celulósica y la fibra de para-aramida son fibriladas, cortadas y masticadas hasta obtener estructuras fibrosas formadas irregularmente que tienen tallos y fibrillas. Si las partículas de para-aramida son agregadas con los otros ingredientes, por lo menos algo de de las partículas de para-aramida son masticadas en partículas más pequeñas, más redondas y sustancialmente libres de fibrilla. Todos los sólidos son dispersados por lo que el suspensión espesa refinado se encuentra sustancialmente uniforme. "Sustancialmente uniforme" de acuerdo a como se definió anteriormente. El paso de refinar preferiblemente comprende pasar el suspensión espesa mezclado a través de uno o más refinadores de disco, o reciclar el suspensión espesa de regreso a través de un refinador individual. Por el término "refinador de disco" se debe interpretar como un refinador que contiene uno o más pares de discos que giran uno con respecto a otro con ello refinar los ingredientes mediante la acción cortante entre los discos. En un tipo apropiado de refinador de disco, el suspensión espesa que está siendo refinado es bombeado entre los discos rotor y estator circulares espaciados muy poco que pueden girar uno con respecto a otro. Cada disco tiene una superficie, que está dirigida hacia el otro disco, con al menos ranuras superficiales parcialmente extendidas radialmente. Un refinador de disco preferido que puede ser utilizado se describe en la Patente Norteamericana 4,472,241. Si es necesario para una dispersión uniforme y un refinamiento adecuado, el suspensión espesa mezclado puede ser pasado a través del refinador de discos más de una vez o a través de una serie de por lo menos dos refinadores de disco. Cuando el suspensión espesa mezclado es refinado en solamente un refinador, existe una tendencia de que el suspensión espesa resultante sea refinado inadecuadamente y que no sea dispersado uniformemente. Los conglomerados o agregados enteramente o sustancialmente de un ingrediente sólido, o los otros, o ambos, o todos los tres si los tres están presentes, pueden formar en lugar de ser dispersados, formar una dispersión sustancialmente uniforme. Tales conglomerados o agregados tienen una mayor tendencia a separarse y a dispersarse en el suspensión espesa cuando el suspensión espesa mezclado es pasado a través del refinador más de una vez o es pasado a través de más de un refinador. Debido a que un suspensión espesa sustancialmente uniforme que contiene múltiples ingredientes es co-refinado en este paso del proceso, cualquier tipo de ingrediente de no-pulpa (por ejemplo, la fibra de para-aramida) es refinado dentro de una pulpa en la presencia de todos los otro tipos de ingredientes no-pulpa (por ejemplo, piezas de material de para-aramida y opcionalmente partículas de para-aramida) mientras que los otros ingredientes también son refinados. Este co-refinamiento de ingredientes no-pulpa forma una pulpa que es superior a una pulpa mezclada generada mediante simplemente mezclar dos pulpas juntas . Agregar dos pulpas y después simplemente mezclarlas juntas no forma los componentes fibrosos sustancialmente uniformes, íntimamente conectados de la pulpa generada medíante el co-refinamiento de los ingredientes no-pulpa dentro de la pulpa de conformidad con la presente invención. Paso de Extracción Después el agua es extraída del suspensión espesa refinado hasta no más del 60% en peso total de agua, preferiblemente de 4 a 60% en peso total de agua, más preferiblemente, de 5 a 58% total de agua. El agua puede ser extraída mediante la colección de la pulpa sobre un dispositivo de desagüe tal como un filtro horizontal, y si se desea, se puede extraer agua adicional mediante la aplicación de presión al, o exprimir el, entortado del filtro de pulpa. La pulpa desaguada opcionalmente puede después ser secada hasta un contenido de humedad deseado, y/o puede ser empacada o enrollada en rodillos. Figuras 1 y 2 Este proceso ahora será descrito con referencia a las Figuras 1 y 2. En toda esta descripción detallada, los caracteres de referencia similares se refieren a elementos similares en todas las figuras. Con referencia a la Figura 1, se muestra un diagrama esquemático de una modalidad de un proceso húmedo para fabricar pulpa "húmeda" de conformidad con la presente invención. Los ingredientes de pulpa 1 son agregados al recipiente 2. El recipiente 2 está acondicionado con un mezclador interno, similar al mezclador de una maquina de lavado. El mezclador dispersa los ingredientes dentro del agua creando el suspensión espesa sustancialmente uniforme. El suspensión espesa mezclado es transferido hacia un primer refinador 3 el cual refina el suspensión espesa. Después, opcionalmente, el suspensión espesa refinado puede ser transferido hacia un segundo refinador 4, y opcionalmente después hacia un tercer refinador 5. Se ilustran tres refinadores pero se puede utilizar cualquier número de refinadores dependiendo del grado de uniformidad y refinamiento deseado. Después del último refinador en la serie de refinadores, el suspensión espesa refinado opcionalmente es transferido hacia un filtro o un clasificador 6 que permite que al suspensión espesa con los sólidos dispersados por debajo del tamaño de una malla o parrilla seleccionada pase y recircule los sólidos dispersados más grandes que el tamaño de la malla o parrilla seleccionada, regresen hacia uno o más de los refinadores tal como a través de la línea 7 ó hacia un refinador 8 dedicado a refinar este suspensión espesa recirculado desde el cual el suspensión espesa refinado es pasado nuevamente hacia el filtro o clasificador 6. El suspensión espesa refinado apropiado pasa desde el filtro o clasificador 6 hacia un filtro de agua horizontal por vacío 9 el cual extrae agua para que la pulpa cuente con una concentración de agua no mayor del 75% del total de ingredientes. El suspensión espesa puede ser transferido punto a punto mediante cualquier método y aparato convencional tal como la operación de una o más bombas 10. Después la pulpa es transportada hacia un secador 11 que extrae más agua hasta que la pulpa tenga una concentración de agua no mayor de 60% en peso del total de ingredientes . Entonces la pulpa refinada es empacada en una empaquetadora 12. Con referencia a la Figura 2, se observa un diagrama esquemático de una modalidad de un proceso seco para fabricar pulpa "seca" de conformidad con la presente invención. Este proceso seco es el mismo de acuerdo al proceso húmedo excepto en los pasos posteriores al filtro de agua horizontal por vacío 9. Después de tal filtro, la pulpa se conduce a través de una prensa 13 la cual extrae mas agua hasta que la pulpa tenga una concentración de agua no mayor del 20% del total de ingredientes. Después la pulpa se conduce hacia un aparato para mullir 14 para mullir la pulpa y entonces un rotor 15 extrae más agua. Entonces, como en el proceso húmedo, la pulpa es pasada a través del secador 11 y es empacada en una embaladora 12. II. Segunda Modalidad del Proceso Inventivo En una segunda modalidad, el proceso para fabricar la fibra celulósica y la pulpa de para-aramida es el mismo como el de la primera modalidad del proceso descrito anteriormente con las siguientes diferencias. Antes de combinar todos los ingredientes juntos, ya sea la fibra celulósica o la fibra de para-aramida, o ambas la fibra celulósica y la fibra de para-aramida, pueden necesitar se recortadas. Esto se puede realizar al combinar agua con ya sea la fibra celulósica o la fibra de para-aramida. Después el agua y la fibra se mezclan para formar una primera suspensión y se procesan a través de un primer refinador de disco para recortar la fibra. El refinador corta la fibra hasta una longitud promedio no mayor de 10 cm. El refinador también fibrilará parcialmente y masticará parcialmente la fibra. La otra fibra, que no se agregó previamente, puede ser recortada también de esta manera formando una segunda suspensión procesada. Después la otra fibra que cuenta con una longitud promedio no mayor de 10 cm (o la segunda suspensión, si está suspendida en agua) es combinada con la primera suspensión. Se agrega más agua antes o después , o cuando los otros ingredientes son agregados, si es necesario, para incrementar la concentración de agua hasta 95-99% en peso del total de los ingredientes . Después de que todos los ingredientes son combinados, estos pueden ser mezclados, si es necesario, para obtener un suspensión espesa sustancialmente uniforme. Los ingredientes en el suspensión espesa entonces son co-refinados juntos, en este caso, simultáneamente. Este paso de refinamiento incluye fibrilar, cortar y masticar sólidos en el suspensión espesa por lo que toda o sustancialmente el total de la fibra celulósica y de para-aramida es convertida a estructuras fibrosas fibriladas formadas irregularmente. El paso de refinar también incluye dispersar todos los sólidos por lo que el suspensión espesa refinado se encuentra sustancialmente uniforme. Después el agua es extraída al igual que en la primera modalidad del proceso. Ambos procesos producen la misma o sustancialmente la misma pulpa celulósica y de para-aramida. La Pulpa Inventiva El producto resultante producido mediante el proceso de esta invención es una pulpa celulósica y de para-aramida para utilizarse como un material de reforzamiento en productos. La pulpa comprende (a) estructuras fibrosas celulósicas, formadas irregularmente, (b) estructuras fibrosas de para-aramida, formadas irregularmente, (c) opcionalmente partículas de para-aramida, granulares, sustancialmente libres-de-fibrilla, (d) opcionalmente otros aditivos menores, y (e) agua . La concentración de los componentes ingredientes separados en la pulpa corresponde, por supuesto, a las concentraciones descritas con antelación de los ingredientes correspondientes usados en la fabricación de la pulpa. Las estructuras fibrosas celulósicas y de para-aramida fibriladas formadas irregularmente tienen tallos y fibrillas. Las fibrillas y/o tallos celulósicas se encuentran sustancialmente entramadas con las fibrilla y/o tallos de para-aramida. Las fibrillas son importantes y actúan como ganchos o sujetadores o tentáculos los cuales se adhieren con/y soportan, las partículas adyacentes en la pulpa y el producto final con ello proporcionar integridad al producto final . Las estructuras fibrosas celulósicas y de para-aramida fibriladas preferiblemente tienen una dimensión máxima promedio de no mayor de 5mm, más preferiblemente de 0.1 a 5 mm, y lo más preferiblemente de 0.1 a 3 mm. Las estructuras fibrosas celulósicas y de para-aramida fibriladas preferiblemente tienen una longitud-calculada promedio no mayor de 1.3 mm, más preferiblemente de 0.7 a 1.3 mm, y lo más preferiblemente de 0.75 a 1.2 mm. Si las partículas de para-aramida son incluidas en la pulpa, las estructuras fibrosas celulósicas y de para-aramida adicionalmente también entran en contacto y son envueltas parcialmente alrededor de por lo menos algo de estas partículas de para-aramida, redondeadas, sustancialmente libres-de-fibrilla. Estas partículas de para-aramida también preferiblemente tienen una dimensión de por lo menos 50 mieras, más preferiblemente, de 50 a 100 mieras, y lo más preferiblemente de 50 a 75 mieras. Las fibrillas sobre, y a lo largo de las estructuras fibrosas celulósicas y de para-aramida pueden entrar en contacto y formar un capullo parcial alrededor de las partículas de para-aramida, redondeadas, sustancialmente libres-de-fibrilla. La pulpa celulósica y de para-aramida se encuentra sustancialmente sin agregados o conglomerados del mismo material. Además, la pulpa tiene una Velocidad-de-desagüe Estándar Canadiense (CSF, por sus siglas en inglés) de acuerdo a lo medido mediante la prueba TAPPI T 227 om-92, la cual es una medida de sus características de drenado, de 100 a 700 ml, y preferiblemente de 250 a 450 ml . El área superficial de la pulpa es una medida del grado de fibrilación y de las influencias de la porosidad del producto elaborado con la pulpa. Preferiblemente, el área superficial de la pulpa de esta invención es de 7 a 11 metros cuadrados por gramo. La Figura 4 es una imagen de una fotomicrografía de pulpa celulósica y de para-aramida elaborada de conformidad con el proceso de la presente invención. Se considera que las partículas de aramida y las estructuras fibrosas, dispersadas sustancialmente de forma homogénea por todo el material de reforzamiento, y por los materiales de fricción y sellado, proporcionan, en virtud de las características de alta temperatura del polímero de para-aramida y de la propensión de fibrilación de los polímeros de para-aramida, muchos sitios de reforzamiento y una resistencia al desgaste incrementada. Cuando es co-refinada, la mezcla de materiales de aramida es tan estrecha que en un material de fricción o sellado siempre hay algo de estructuras fibrosas de para-aramida cerca de las estructuras celulósicas, por lo que el esfuerzo y la abrasión de servicio siempre son compartidos.

Material de Sellado La invención además está dirigida hacia un material de sellado y a los procesos para fabricar los materiales de sellado. Los materiales de sellado son utilizados en, o como una barrera para evitar la descarga de fluidos y/o gases y son utilizados para evitar la entrada de contaminantes en donde dos objetos son unidos juntos. Un uso ilustrativo para los materiales de sellado es en los empaques de sellado. El material de sellado comprende un aglutinante; opcionalmente por lo menos un rellenador, y un material de reforzamiento fibroso que comprende la pulpa celulósica y de para-aramida de esta invención. Los aglutinantes apropiados incluyen al caucho de nitrilo, caucho de butadieno, neopreno, caucho de estireno-butadieno, caucho de nitrilo-butadieno, y mezclas de los mismos. El aglutinante puede ser agregado con todos los otros materiales de partida. El aglutinante típicamente es agregado en el primer paso del proceso de producción del empaque de sellado, en el cual los ingredientes secos son mezclados juntos. Los otros ingredientes opcionalmente incluyen partículas de caucho no-curadas y un solvente de caucho, o una solución de caucho en solvente, para provocar que el aglutinante recubra las superficies de los rellenadores y de la pulpa. Los rellenadores apropiados incluyen al sulfato de bario, arcillas, talco, y mezclas de los mismos.

Los procesos apropiados para fabricar materiales de sellado son, por ejemplo, un proceso de agregar-batir o un proceso húmedo en donde el empaque de sellado es fabricado con un suspensión espesa de los materiales, o mediante con lo que se llama proceso calandrad o seco en donde los ingredientes son combinados en una solución elastomérica o de caucho . Material de Fricción La pulpa de la presente invención puede ser utilizada como un material de reforzamiento en materiales de fricción. Por "materiales de fricción" se refiere a materiales usados por sus características de fricción tal como un coeficiente de fricción para detener o para transferir energía de movimiento, de estabilidad a altas temperaturas, resistencia al desgaste, propiedades de amortiguación de ruido y vibración, etc. Los usos ilustrativos para los materiales de fricción incluyen las pastillas de frenos, bloques de frenos, capas de contacto de trabajo de embrague secas, segmentos de capas de contacto de embragues, revestimientos de aislamiento/apoyo de pastillas de frenos, papeles de transmisión automática, y papeles de fricción. En vista de este nuevo uso, la invención también adicionalmente se dirige a material de fricción y a los procesos para fabricar el material de fricción. Específicamente, el material de fricción comprende un modificador de fricción; opcionalmente por lo menos un rellenador; un aglutinante, y un material de reforzamiento fibroso que comprende la pulpa celulósica y de para-aramida de esta invención. Los modificadores de fricción apropiados son los polvos de metales tales como hierro, cobre y zinc; abrasivos tales como óxidos de magnesio y aluminio; lubricantes, tales como grafitos sintéticos y naturales, y sulfuros de molibdeno y zirconio; y modificadores de fricción orgánicos tal como los cauchos sintéticos y partículas de resina de cascara de nuez de anacardo. Los aglutinantes apropiados son las resinas termocurables tal como las resinas fenólicas (en este caso, resinas fenólicas puras (100%) y varias resinas fenólicas modificadas con caucho o epoxi) , resinas de melamina, resinas epóxi y resinas de poliamida, y mezclas de las mismas. Los rellenadores apropiados incluyen al barito, carbonato de calcio, wolastonita, talco, varias arcillas, y mezclas de los mismos. Los pasos reales para fabricar el material de fricción pueden variar, dependiendo del tipo de material de fricción deseado. Por ejemplo, los métodos para fabricar partes de fricción moldeadas generalmente involucran combinar los ingredientes deseados en un molde, curar la parte, y conformar, tratar térmicamente y triturar la parte si se desea. Los papeles de transmisión y fricción automotriz generalmente pueden ser elaborados mediante la combinación de los ingredientes deseados en un suspensión espesa y al fabricar un papel en una maquina de papel con el uso de procesos convencionales de fabricación de papel . MÉTODOS DE PRUEBA Los siguientes métodos de prueba fueron utilizados en los siguientes Ejemplos. La Velocidad-de-drenado Estándar Canadiense (CSF) es una medida bastante conocida acerca de la facilidad de que el agua sea drenada de un suspensión espesa o de una dispersión de partículas. La Velocidad-de-drenado se determina mediante la prueba TAPPI T227. Los datos obtenidos en el desarrollo de la prueba se expresan con Números de Velocidad-de-drenado Estándar Canadiense, los cuales representan las mieras de agua que fueron drenados de un suspensión espesa acuoso bajo condiciones especificadas. Un número grande indica una alta velocidad-de-drenado y una alta tendencia para que el agua sea drenada. Un número bajo indica una tendencia para que la dispersión se drene lentamente. La velocidad-de-drenado está inversamente relacionada con el grado de fibrilación de la pulpa, ya que los números grandes de las fibrillas reducen la velocidad en la que el agua se drena a través de una estera de formación de papel. La longitud-calculada promedio se mide con el uso de un analizador tipo plaforma "FiberExpert" (también conocido como "PulpExpertFS" , disponible de Metso Automation de Helsinki, Finlandia) . Este analizador toma imágenes fotográficas de la pulpa con una cámara digital CCD conforme el suspensión espesa de pulpa fluye a través del analizador y después una computadora integrada analiza las fibras las fibras en estas imágenes y calcula sus longitudes-calculadas promedio. Temperatura: Todas las temperaturas son medidas en grados Celsius (a C) . El denier se mide de conformidad con el estándar ASTM D 1577 y es la densidad lineal de una fibra que expresa el peso en gramos de de 9000 metros de fibra. El denier se mide sobre un Vibroscopio de Textechno de Munich, Alemania. Un número dernier veces (10/9) es igual a un decitex (dtex). Análisis TermoGravi étrico: Las fibras celulósicas utilizadas en esta invención retiene una porción de su peso de fibra cuando son calentadas a altas temperaturas a una taza de calentamiento específica. Este peso de fibra fue medido con el uso de una Analizador TermoGravimétrico (TGA, por sus siglas en inglés) disponible de TA Instruments (una división de Waters Corporation) de Ne ark, Delaware. El TGA proporciona una exploración de la pérdida de peso de muestra contra el incremento de temperatura. Con el uso del programa TA Universal Analysis, se puede medir la pérdida de peso porcentual en cualquier temperatura registrada. El perfil del programa consiste de equilibrar la muestra a 50 grados C, colocar la muestra en un recipiente de muestras tipo copa cerámica de 500 mililitros (N.P. 952018.910) y variar ascendentemente la temperatura del aire, conforme es medida mediante un termopar colocado directamente sobre el pico del recipiente de muestras, a 20 grados C por minuto desde 50 hasta 1000 grados C; con el uso de aire conforme el gas es suministrado a 10 ml/minuto. El procedimiento de prueba es el siguiente. El TGA se programó con el uso de una pantalla TGA en el Controlador TA Systems 2900. Se introdujo la ID de muestra y el programa de variación ascendente de la temperatura planeada de 20 grados por minuto seleccionados. La copa de muestras vacía se taró con el uso de una función de tarado del instrumento. La muestra de fibra fue cortada en longitudes aproximadas de 0.16 cm (1/16") y el recipiente de muestras fue llenado de forma holgada con la muestra. El peso de muestra deberá encontrarse en el intervalo de 10 a 50 mg. El TGA tiene una balanza, por lo tanto el peso exacto no tiene que ser pesado con antelación. Ni una de las muestras deberá salirse del recipiente. El recipiente de muestras llenado fue colocado en el cable de la balanza asegurándose de que el termopar se encuentre cerca del borde superior del recipiente pero sin tocarlo. El horno se levanta sobre el recipiente e se inicia el TGA. Una vez que se ha completado el programa, El TGA automáticamente bajara el horno, retirará el recipiente de muestras, y se activará en un modo de descenso de temperatura. Entonces se utiliza el programa TA Systems 2900 Universal Análisis para analizar y producir la exploración en cuanto a la pérdida de peso de muestra en el intervalo de temperaturas . EJEMPLOS Esta invención ahora se ilustrará mediante los siguientes ejemplos específicos. Todas las partes y porcentajes son en peso a menos que se indique otra referencia. Los ejemplos preparados de conformidad con el proceso o procesos de la invención actual son indicados mediante valores numéricos. Ejemplo 1 En este ejemplo de la invención, la pulpa de esta invención fue producida a partir de una materia prima de fibra de para-aramida y fibra corta celulósica. La fibra corta marca VISIL® que cuenta con una longitud cortada de 5.08 cm (2 pulgadas) y que cuenta con una densidad lineal de filamento de 3 dpf (3.3 dtex por filamento) se obtuvo de Sateri Oy de Finlandia. La fibra de para-amida en la forma de floculación marca KEVLAR® disponible comercialmente, Style 1F178, que cuenta con una longitud cortada de 0.635 cm (1/4") de longitud cortada, se obtuvo de E.I. de Pont de Nemours and Company con oficinas en Wilmington, Delaware, EUA. La fibra corta celulósica, la fibra de para-aramida y agua fueron suministrados simultáneamente dentro de un tanque altamente agitado y después simultáneamente se bombeó a través de un Refinador de Disco Sencillo Sprout-Waldron de 30.48 cm (12") por aproximadamente cinco (5) minutos. La fibra corta celulósica y el agua juntos fueron suministrados directamente dentro de un Refinador de Disco Sencillo Sprout-Waldron de 30.48 cm (12") con el uso de un establecimiento de espacio de placa de 0.0762 mm (3 milésimas de pulgada) y una pre-pulpa para obtener una longitud de procesamiento aceptable en el intervalo de 13 mm. La fibra celulósica en pre-pulpa y la fibra de para-aramida cortada mas agua después fueron combinadas dentro de un tanque de mezclado altamente agitado en una concentración de sólidos de 50% en peso de fibra de para-aramida y 50% en peso de fibra celulósica y fueron mezcladas para formar un suspensión espesa uniforme y que se pueda bombear de aproximadamente 2-3% en peso del total de la concentración de ingredientes. El suspensión espesa después fue recirculado y co-refinado por medio de un Refinador de disco sencillo Sprout-Waldron de 30.48 cm (12") . El refinador simultáneamente: (1) fibriló, cortó, y masticó la fibra de para-aramida y también la fibra celulósica hasta estructuras fibrosas formadas irregularmente que cuenten con tallos y fibrillas . (2) dispersó todos los sólidos de forma que el suspensión espesa refinado estaba sustancialmente uniforme con sustancialmente uniforme de acuerdo a lo definido previamente. Este suspensión espesa refinado después fue filtrado con el uso de una bolsa de filtrado y fue drenado por medio de presión y se colocó en bolsas largas de almacenamiento tipo ZIPLOC®. Las estructuras de pulpa resultantes tuvieron una dimensión máxima promedio no mayor de 5 mm y una longitud-calculada promedio no mayor de 1.3 mm, de conformidad con lo medido por el FiberExpert®. Ejemplo 2 Este ejemplo ilustra otro método mediante el cual una pulpa co-refinada puede ser fabricada a partir de una materia prima de fibra de para-aramida y fibra celulósica. La fibra celulósica, que cuenta con una longitud de corte de 5.08 cm (2 pulgadas) y que cuenta con una densidad lineal de filamento de 3 dpf (3.3 dtex por filamento) disponible de Sateri Oy, es cortada con un cortador de guillotina dos o tres veces en ángulos rectos con el propósito de producir un fibra de longitud-aleatoria con la mayor parte de fibras más cortas que 1.91 cm (3/4 de pulgada) y que tienen una longitud promedio de 1.27 cm (1/2 de pulgada). La fibra de para-aramida en la forma de multifilamento de hilo marca KEVLAR® disponible comercialmente, disponible de E.I. du Pont de Nemours and Company en bobinados, se preparó al cortar la hilaza de para-aramida hasta una longitud de corte nominal de 1.27 cm (1/2 pulgada) en un Cortador Lummus (disponible de Lummus Industries con oficinas en Columbus, Georgia) . Otra fibra de para-aramida marca KEVLAR®, la cual inicialmente no se encontraba en bobinados y era de longitudes grandes, se cortó con un cortador de gillotina dos o tres ocasiones en ángulos rectos con el propósito de producir un fibra de longitud-aleatoria con la mayoría de las fibras más cortas que 1.91 cm (3/4 de pulgada) y que tienen una longitud promedio de 1.27 cm (1/2 pulgada) .

Los dos ingredientes preparados de acuerdo a lo descrito anteriormente más agua después se combinaron en un tanque de mezclado de alta agitación llamado hidropulparizador en una concentración de sólidos de 50% en peso de fibra de para-aramida y 50% en peso de fibra celulósica y se mezclaron para formar un suspensión espesa sustancialmente uniforme con la capacidad de bombearse que cuenta con una concentración de sólidos total de aproximadamente 2-3 % en peso del total de ingredientes. El suspensión espesa es bombeado a través de una serie de tres refinadores, de acuerdo a lo descrito en la Patente Norteamericana 4,472,241. los refinadores simultáneamente: (1) fibrilan, cortan, mastican la fibra celulósica y la fibra de para-aramida en estucturas fibrosas formadas irregularmente que tienen tallos y fibrillas; y (2) dispersan todos los sólidos por lo que el suspensión espesa refinado se encontraba sustancialmente uniforme.

"Sustancialmente uniforme" de acuerdo a lo definido anteriormente . El suspensión espesa refinado después fue drenado con el uso de un filtro horizontal y secado en un horno hasta un contenido de humedad deseado de 50% en peso total para la pulpa húmeda . La pulpa húmeda después fue empaquetada en fardos mediante empaquetadora formadora de fardos . Cuando se midió con un FiberExpert®, las estructuras de pulpa contaron con una longitud-calculada promedio no mayor de 1.3 mm. Ejemplo 3 Este ejemplo ilustra los pasos del proceso adicionales y otra modalidad de la pulpa de esta invención. Se siguió el procedimiento del Ejemplo 2. No obstante, después de que la pulpa fue drenada en un filtro horizontal, la pulpa se prenso en una prensa mecánica para extraer aun más agua; y la pulpa después se desfibró con el uso de un aparato para mullir (disponible de Bepex Corporation con oficinas en Santa Rosa, California) para separar mejor la pulpa húmeda prensada. La pulpa húmeda mullida después se seco en un horno hasta aproximadamente un 8 % en peso total de humedad y después se proceso aun más en un ultrarotor (modelo IIIA disponible de Altenburger Machinen Jackering GmbH con oficinas en Voisterhauser, Alemania) tal como lo descrito en la Patente Norteamericana 5,084,136 para mullir y dispersar aun más la pulpa seca. La pulpa seca después es empaquetada en fardos.

Cuando se midió con el FiberExpert®, las estructuras fibrosas de pulpa tuvieron una longitud-calculada promedio no mayor de 1.3 mm. Ejemplo 4 Este ejemplo ilustra otra modalidad de la pulpa de esta invención. Se condujo el proceso del Ejemplo 2 con excepción de que un tercio en peso de la fibra de para-aramida es remplazado por partículas de para-aramida. Las partículas de resina de para-aramida son preparadas mediante la reacción de para-fenilenodiamina y cloruro de teraftaloilo de forma continua en un extrusor de tornillo de acuerdo a lo descrito en forma general en la Patente Norteamericana 3,884,881, pero con el uso de N, metil pirolidona/cloruro de calcio como el solvente, produciendo un polímero parecido-a-grumo que se precipita del solvente. El solvente es extraído, y el grumo de polímero es lavado y secado hasta un polvo particulado con un tamaño mezclado de partícula. Las partículas de resina de para-aramida después son tratadas sustancialmente de la misma forma como fue tratada la fibra de para-aramida en el Ejemplo 2. No obstante, el refinador no sólo refina las fibras sino que también corta y/o mastica las partículas de para-aramida para formar partículas redondeadas, sustancialmente libres-de-fibrilla. Después del drenado, algo de la pulpa resultante que cuenta con un contenido de humedad de 50 por ciento de peso total después es empacada en fardos. El resto de la pulpa resultante es prensada aun más hasta un contenido de humedad de aproximadamente 8 por ciento de peso total y después es mullida, dispersada y empaquetada al igual que en el Ejemplo 3. Cuando se midió con el FiberExpert®, las estructuras en la pulpa cuentan con una longitud-calculada promedio no mayor de 1.3 mm. Ejemplo 5 Las pastillas de disco de freno que incorporan la pulpa de esta invención se fabricaron de la siguiente forma. Aproximadamente se mezclaron juntos 20 kilogramos de un compuesto base en polvo que no-contiene-asbestos que comprende una mezcla de 7% en peso de resina de cascara de nuez de anacardo, 17% en peso de rellenadores inorgánicos, 21% en peso de grafito, coque y lubricantes, 18% en peso de abrasivos inorgánicos, y 16% en peso de metales suaves, por 10 a 20 minutos en un mezclador Littleford de 50-litros. El mezclador tuvo dos cortadores de alta-velocidad con cuchillas de la configuración "estrellas y barras" y un rastrillo de baja rotación. Los 5 kilogramos del compuesto base en polvo bien-mezclados después se combinaron con la pulpa de esta invención (una pulpa co-refinada que es de 50% en peso de para-aramida y 50% en peso de fibra celulósica) en una cantidad de 3.8% en peso, con base en el peso combinado de compuesto en polvo y de la pulpa. La pulpa entonces fue dispersada en el compuesto base en polvo al mezclarla por 5 a 10 minutos adicionales. Una vez mezclada, la composición de la pastilla de frenos resultante presento una apariencia visual normal con la fibra bien dispersada en, y completamente revestida con el compuesto base en polvo, sin esencialmente atascamientos detectables de la pulpa o segregación de cualquiera de los constituyentes. La composición de pastilla de freno después fue vertida dentro de un molde de acero de una sola-cavidad para una pastilla de freno de disco frontal y se prensó en frío hasta un espesor estándar de aproximadamente 16 mm (5/8 de pulgada) después fue retirada del molde para formar una pastilla de freno pre-formada que cuenta con un peso aproximado de 200 gramos. El pre-formado no presentó un excesivo efecto-inverso o hinchamiento, y se encintró lo suficientemente robusto para un manejo normal durable sin daños. Se fabricaron doce réplicas de pre-formados . Los pre-formados después se colocaron en dos moldes de múltiples cavidades, se colocaron en una prensa comercial, y se curaron-bajo-presión (la reticulación y reacción del aglutinante fenólico) a 149 aC (300 2F) por aproximadamente 15 minutos, con una liberación periódica de presión para permitir que escapen los gases de reacción fenólica, seguido por un ligero curado bajo horneado a 171 2C (340 2F) por 4 horas hasta completar la reticulación del aglutinante fenólico. Posteriormente la pastilla moldeada y curada se maquinó hasta un espesor deseado de aproximadamente 13 mm (media pulgada) . Cuando se comparó visualmente con una pastilla de frenos comercial que contiene una cantidad equivalente del total de pulpa de para-aramida o pulpa celulósica, la pastilla de prueba no se pudo distinguir y presentó un buen flujo del compuesto dentro de los orificios de placa de apoyo y no presentó bordes desportillados . Posteriormente una muestra de la pastilla de freno que incorpora la pulpa de esta invención se evaluó para determinar su desempeño friccional. Las probetas, típicamente de 2.54 cm por 2.54 cm (una pulgada por una pulgada) y aproximadamente 5 mm (3/16 de pulgada) de espesor, obtenidas de las pastillas de prueba fueron valoradas en la Chase Machina disponible de Link Engineering, Detroit, MI, con el uso del protocolo del estándar J661 de la Sociedad de Ingenieros Automotrices (SAE, por sus siglas en inglés) para determinar el coeficiente de fricción en caliente y frío durante pruebas de resistencia a prensamiento constante y temperatura controlada en contra de un tambor de acero calentado. La muestra fue medida periódicamente en cuanto al desgaste (pérdida de espesor) . Esto se repitió con dos más muestras de prueba cortadas de otras replicas de pastilla. Las muestras de la pastilla de freno que incorporan la pulpa de esta invención exhibieron un desempeño de fricción en caliente y frío sustancialmente equivalente al de las pastillas disponibles comercialmente que contienen una cantidad sustancialmente equivalente al total de pulpa de para-aramida. La prueba además indicó que la uniformidad de pastilla-con-pastilla y que la proporción de fricción promedio también era sustancialmente equivalente. La pastilla después fue probada con respecto a la fricción y desgaste bajo varias condiciones de frenado con el uso de un dinamómetro (dinamómetro de un solo pistón con un radio de rolado de 289.0 mm en Link Testing Laboratorios, Inc., en Detroit, MI) con el uso del protocolo de prueba J2681 (ISO-SWG4) . Esta prueba comprendió 17 escenarios de aplicación de 5 a 200 frenadas cada uno, y se midió el coeficiente de fricción como una función de la presión de frenada aplicada, temperatura, rapidez de velocidad y desaceleración de frenada. Esta prueba también tuvo dos secciones de deterioro a alta-temperatura, durante la cual la pastilla de freno fue sometida a altas temperaturas iniciales de forma incremental durante una desaceleración constante, y las temperaturas alcanzadas excedieron los 600 2C. Se midió el desgaste en cuanto a la reducción del espesor y peso de la pastilla al final de la prueba (608 aplicaciones de frenada). Los resultados para las pastillas fabricadas con el compuesto de este ejemplo mostraron muy poco deterioro y lo que estaba deteriorado se recubrió bien (en donde "estaba deteriorado", está definido como la perdida de fricción durante las aplicaciones de frenado de más alta temperatura) , un aceptable coeficiente de fricción de 0.25 a 0.4 en las secciones no-deterioradas, una ausencia de superficie de pastilla fracturada, y proporciones de desgaste aceptables para ambos la pastilla y el rotor. Ejemplo 6 Este ejemplo ilustra cómo la pulpa de esta invención puede ser incorporada en un empaque de sellado por agregación-en-batido para aplicaciones de sellado. Agua, caucho, látex, rellenadores, químicos, y la pulpa de esta invención son combinados en cantidades deseadas para formar un suspensión espesa. El suspensión espesa es drenado suficientemente en cuanto a su contenido de agua, sobre un tamiz de alambre de circulación (tal como un parrilla o alambre de máquina de papel), es secado en un túnel calefactor, y es vulcanizado sobre rodillos de calandrado calientes para formar un material que cuenta con un espesor máximo de alrededor de 2.0 mm. Este material es comprimido en una prensa hidráulica o en un maquina de calandrado de dos-rodillos, lo cual incrementa la densidad y mejora la capacidad de sellado. Tales materiales de empaque de sellado por agregación-en-batido generalmente no tienen una buena capacidad de sellado al igual que los materiales por fibra-comprimida equivalentes y son más apropiados para aplicaciones de presión-moderada a alta-temperatura. Los empaques de sellado por-agregación-en-batido pueden ser aplicados en la fabricación de empaques de sellado auxiliares para motor o, en empaques de cabezales de cilindro, después de un procesamiento adicional. Para este propósito, el producto semi-terminado es laminado sobre ambos lados de una hoja metálica con pernos y es fijado físicamente en el lugar con los pernos . Ejemplo 7 Este ejemplo ilustra cómo la pulpa de esta invención se puede incorporar en un empaque de sellado elaborado mediante un proceso de calandrado. Los mismos ingredientes como en el Ejemplo 6, menos el agua, son mezclados juntos completamente secos y después son mezclados con una solución de caucho preparada con el uso de un solvente apropiado . Después del mezclado, el compuesto entonces generalmente es transportado por lotes hacia una maquina de calandrado de rodillos. El maquina de calandrado consiste de un rodillo pequeño que está frío y un rodillo grande que es calentado. El compuesto es alimentado y llevado dentro de la línea de contacto de rodillos de maquina de calandrado mediante el movimiento rotatorio de los dos rodillos. El compuesto se adherirá y el mismo se envuelve al rededor del rodillo inferior caliente en capas generalmente de aproximadamente 0.02 mm de espesor, dependiendo de la presión, para formar un material de empaque de sellado fabricado con las capas de compuesto elaboradas. Al hacerlo, inicia la evaporación del solvente y la vulcanización del elastómero. Una vez que se obtiene el espesor deseado del material de empaque de sellado, los rodillos son detenidos y el material de empaque de sellado es cortado del rodillo y es cortado y/o punzado hasta un tamaño deseado. No se requiere un prensado o calentamiento adicional, y el material está listo para funcionar como un empaque de sellado. De esta forma se pueden manufacturar empaques de sellado de hasta aproximadamente 7 mm de espesor. Sin embargo, la mayoría de los empaques de sellado fabricados de esta forma son mucho más delgados , normalmente son de aproximadamente 3 mm o menos de espesor. Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por el solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (26)

1. REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones . 1. Un proceso para fabricar una pulpa celulósica y de para-aramida para utilizarse como material de reforzamiento, caracterizado porque comprende: (a) combinar ingredientes de pulpa que incluyen: (1) fibra celulósica que retiene por lo menos 10% de su peso cuando es calentada en aire hasta 7002 C a una rapidez de 20aC por minuto, la fibra es de 10 a 90% en peso del total de sólidos en los ingredientes, y cuenta con una longitud promedio no mayor de 10 cm; (2) fibra de para-aramida que es de 10 a 90% en peso del total de sólidos en los ingredientes, y que tiene una longitud promedio no mayor de 10 cm; y (3) agua que es de 95 a 99% en peso del total de ingredientes ; (b) mezclar los ingredientes hasta formar un suspensión espesa sustancialmente uniforme; (c) co-refinar el suspensión espesa al realizar simultáneamente : (1) fibrilar, cortar y masticar la fibra celulósica y la fibra de para-amida hasta obtener estructuras fibrosas fibriladas formadas irregularmente con tallos y fibrillas; y (2) dispersar todos los sólidos de forma que el suspensión espesa refinado se encuentre sustancialmente uniforme; y (d) extraer el agua del suspensión espesa refinado hasta no más del 60% en peso total de agua, con ello producir una pulpa celulósica y de para-amida en donde las fibrillas y/o tallos celulósicas se encuentran sustancialmente entramadas con las fibrillas y/o tallos de para-amida. 2. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la fibra celulósica cuenta con una densidad lineal no mayor de 10 dtex; y la fibra de para-aramida cuenta con una densidad lineal no mayor de
2. 2.5 dtex.
3. 3. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la pulpa se encuentra sin agregados sustanciales del mismo material.
4. 4. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la fibra celulósica contiene dióxido de silicón en la forma de un ácido polisilícico o sal del ácido.
5. 5. El proceso de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque la fibra celulósica además contiene sitios de silicato de aluminio.
6. 6. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque los ingredientes además comprenden partículas de para aramida, granulares, sustancialmente o completamente libres-de-fibrilla, que no son más del 50% en peso del total de sólidos en los ingredientes, y que tienen una dimensión máxima promedio de 50 a 2000 mieras, y en el paso de refinar, masticar por lo menos algo de las partículas de para-aramida en partículas más pequeñas, redondeadas, sustancialmente libres-de-fibrilla, mediante lo cual en la pulpa producida celulósica y de para-aramida, las estructuras fibrosas celulósicas y de para-aramida entran en contacto y son envueltas parcialmente alrededor de por lo menos algo de las partículas de para-aramida, redondeadas, sustancialmente libres-de-fibrilla.
7. 7. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque en el paso de combinar, la fibra celulósica comprende de 25 a 60% en peso del total de sólidos .
8. 8. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque en el paso de combinar, la fibra de para-aramida comprende de 40 a 75% en peso del total de sólidos.
9. 9. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque después del paso de extracción, el agua se encuentra de 4 a 60% en peso de la totalidad de la pulpa, y la pulpa cuenta con una Velocidad-de-desagüe Estándar Canadiense (CSF) de 100 a 700 ml .
10. 10. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el paso de refinar comprende pasar el suspensión espesa mezclado a través de una serie de refinadores de disco.
11. 11. Un proceso para fabricar una pulpa celulósica y de para-aramida para utilizarse como material de reforzamiento, caracterizado porque comprende: (a) combinar ingredientes que incluyen agua y una primera fibra del grupo que consiste de: (1) fibra celulósica que retiene por lo menos 10% de su peso cuando es calentada en aire a 700aC a una rapidez de 202C por minuto, la fibra es de 10 a 90% en peso del total de sólidos en la pulpa; y (2) fibra de para-amida que es de 10 a 90% en peso del total de sólidos en la pulpa; (b) mezclar los ingredientes combinados hasta formar una suspensión sustancialmente uniforme; (c) refinar la suspensión en un refinador de disco con ello cortar la fibra para tener una longitud promedio no mayor de 10 cm, y fibrilar y masticar por lo menos algo de la fibra hasta estructuras fibrosas fibriladas formadas irregularmente; (d) combinar ingredientes que incluyen, la suspensión refinada, la segunda fibra del grupo de (a) (1 y 2) que tiene una longitud promedio no mayor de 10 cm, y agua, si es necesario, incrementar la concentración de agua hasta 95-99% en peso del total de ingredientes; (e) mezclar los ingredientes, si es necesario, para formar un suspensión espesa sustancialmente uniforme; (f) co-refinar el suspensión espesa mezclado al realizar simultáneamente: (1) fibrilar, cortar y masticar sólidos en el suspensión espesa por lo que toda o sustancialmente toda la fibra celulósica y de para-aramida es convertida en estructuras fibrosas fibriladas formadas irregularmente con tallos y fibrillas; y (2) dispersar todos los sólidos por lo que el suspensión espesa refinado se encuentra sustancialmente uniforme; y (h) extraer agua del suspensión espesa refinado hasta no más del 60% en peso total de agua, con ello producir una pulpa celulósica y de para-aramida en donde las fibrillas y/o tallos celulósicas se encuentran sustancialmente entramadas con la fibrillas y/o tallos de para-amida .
12. 12. El proceso de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque los ingredientes además comprenden: partículas de para-aramida, granuladas, sustancialmente o completamente libres-de-fibrilla que no son más del 50% en peso del total de sólidos en los ingredientes, y que tienen una longitud máxima promedio de 50 a 2000 mieras; y en ya sea el primero o en el segundo paso de refinar, masticar por lo menos algo de las partículas de para-aramida en partículas más pequeñas, redondeadas, sustancialmente libres-de-fibrilla, con lo cual en la pulpa producida celulósica y de paraaramida, las estructuras fibrosas celulósicas y de para-aramida entran en contacto y son envueltas parcialmente alrededor de por lo menos algo de las partículas de para aramida, redondeadas, sustancialmente libres-de-fibrilla.
13. 13. El proceso de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque después del paso de extraer, las estructuras fibrosas celulósicas formadas irregularmente son de 25 a 60% del total de sólidos.
14. 14. El proceso de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque después del paso de extracción, las estructuras fibrosas, de para-aramida, formadas irregularmente son de 40 a 75% en peso del total de sólidos.
15. 15. El proceso de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque después del paso de extracción, el agua es de 4 a 60% en peso de la totalidad de pulpa, y la pulpa cuenta con una Velocidad-de-desagüe Estándar Canadiense (CSF) de 100 a 700 ml .
16. 16. Una pulpa celulósica y de para-amida para utilizarse como material de reforzamiento, caracterizada porque comprende : (a) estructuras fibrosas celulósicas, irregularmente formadas que retienen por lo menos 10% de su peso cuando son calentadas en aire a 7002C con una rapidez de 202C por minuto, las estructuras fibrosas celulósicas son de 10 a 90% en peso del total de sólidos; (b) estructuras fibrosas de para-aramida, irregularmente formadas que son de 10 a 90% en peso del total de sólidos; y (c) agua que es de 4 a 60% en peso de la totalidad de pulpa, mediante lo cual las estructuras fibrosas celulósicas y las de para-aramida cuentan con una dimensión máxima promedio no mayor de 5 mm, una longitud-calculada promedio no mayor de 1.3 mm, y tallos y fibrillas en donde las fibrillas y/o tallos celulósicas son sustancialmente entramadas con las fibrillas y/o tallos de para-aramida.
17. 17. La pulpa de para-aramida de conformidad con la reivindicación 16, caracterizada porque además comprende partículas de para-aramida, granuladas, sustancialmente o completamente libres-de-fibrilla que no son más del 50% en peso del total de sólidos.
18. 18. La pulpa de conformidad con la reivindicación 16, caracterizada porque las estructuras fibrosas celulósicas, formadas irregularmente son de 25 a 60% en peso del total de sólidos .
19. 19. La pulpa de conformidad con la reivindicación 16, caracterizada porque las estructuras fibrosas, de para-aramida, formadas irregularmente son de 40 a 75% en peso del total de sólidos.
20. 20. La pulpa de conformidad con la reivindicación 16, caracterizada porque las estructuras fibrosas celulósicas contienen dióxido de silicón en la forma de un ácido polisilícico o sal del ácido.
21. 21. La pulpa de conformidad con la reivindicación 20, caracterizada porque las estructuras fibrosas celulósicas además contienen sitios de silicato de aluminio.
22. 22. La pulpa de conformidad con la reivindicación 16, caracterizada porque el agua es de 4 a 60% en peso de la totalidad de pulpa, y la pulpa cuenta con una Velocidad-dedesagüe Estándar Canadiense (CSF) de 100 a 700 ml .
23. 23. Un material de fricción, caracterizado porque comprende: un modificador de fricción; un aglutinante; y un material de reforzamiento fibroso que comprende la pulpa de conformidad con la reivindicación 16.
24. 24. El material de fricción de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque El modificador de fricción es seleccionado del grupo que consiste de polvos metálicos, abrasivos, lubricantes, modificadores de fricción orgánicos, y mezclas de los mismos; y el aglutinante es seleccionado del grupo que consiste de resinas termocurables, resinas de melamina, resinas epoxi y resinas de poliimida, y mezclas de los mismos.
25. 25. Un material de sellado, caracterizado porque comprende : un aglutinante, y un material de reforzamiento fibroso que comprende la pulpa de conformidad con la reivindicación 16.
26. 26. El material de sellado de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado porque el aglutinante es seleccionado del grupo que consiste de caucho de nitrilo, caucho de butadieno, neopreno, caucho de butadieno estireno, caucho de nitrilo-butadieno, y mezclas de los mismos.