Procedimiento para preparar papel de aramida y papel de aramida obtenido del mismo.

Un procedimiento para preparar papel aislante de aramida que comprende las etapas de:

i) proporcionar una suspensión espesa de pasta de aramida y una suspensión espesa de fibras cortas de aramida con las concentraciones deseadas respectivas;

ii) mezclar, refinar y esponjar la suspensión espesa de pasta de aramida y la suspensión espesa de fibras cortas de aramida en una proporción dada para obtener una pasta papelera con una concentración deseada;

iii) transferir la pasta papelera a una máquina de fabricación de papel dotada de una caja de cabeza para formar y fabricar hojas de papel húmedo;

iv) prensar las hojas de papel húmedo para deshidratarlas y secar las hojas de papel deshidratadas; y

v) calandrar las hojas de papel secas a alta temperatura para obtener el papel aislante de aramida,

caracterizado porque, en la etapa iii), al menos hay montado un generador ultrasónico corriente arriba de la caja de cabeza para aplicar ondas ultrasónicas direccionales a la pasta papelera que fluye por la caja de cabeza, y las ondas ultrasónicas direccionales se propagan en una dirección paralela a la dirección a lo largo de la cual fluye la pasta papelera.

Procedimiento para preparar papel de aramida y papel de aramida obtenido del mismo.

Campo de la invención La presente invención versa en general sobre el campo técnico de producción de papel de fibras sintéticas. Más en particular, la invención versa sobre un procedimiento para preparar papel de aramida y sobre el papel de aramida 5 obtenido del procedimiento. El papel de aramida de la invención presenta una resistencia mejorada, dado que las fibras cortas de aramida han aumentado el grado de orientación y dispersión según el procedimiento.

Antecedentes de la invención Los papeles aislantes de aramida también se denominan papeles de aramida, y generalmente se clasifican en papeles aislantes de metaaramida y papeles aislantes de paraaramida. Entre otros, los papeles aislantes de 10 metaaramida presentan una estabilidad térmica buena y persistente, notable resistencia a la propagación de las llamas, sobresaliente resistencia a altas temperaturas y propiedades de aislamiento eléctrico, y estabilidad química y propiedades mecánicas excelentes, y, por lo tanto, encuentran una amplia gama de aplicaciones en las industrias aeroespacial, del transporte y electrónica como materiales estructurales, materiales aislantes y materiales filtrantes.

Generalmente, los papeles aislantes de aramida se fabrican mezclando y formando fibras cortas de aramida y pasta 15 de aramida en una proporción dada creando papeles, y prensando, secando y calandrando a alta temperatura los papeles. Las fibras cortas confieren propiedades mecánicas a los papeles, y la pasta de aramida comprende fibras de pulpa, funcionando las fibras intensamente capilares como aglutinante. Después de la formación del papel, el calentamiento y el prensado del papel permiten que se funda la pasta de aramida, que tiene un punto de fusión más bajo, aglutinándose así con las fibras cortas. 20

En la actualidad, gran parte de los papeles aislantes de aramida está fabricada de fibras cortas de paraaramida, pasta de metaaramida y una tercera fibra o un aglutinante. Por ejemplo, la patente china nº ZL93106746.4 da a conocer un papel sintetizado de fibras cortas de paraaramida y pasta de metaaramida; la patente china nº ZL99125156.3 da a conocer papeles fabricados de fibras de poliamidas aromáticas y un aglutinante; la patente china nº ZL200410026569.1 da a conocer papeles que se fabrican usando fibras de poliamidas aromáticas, fibras de 25 poli (p-fenileno benzobisoxazol) y fibras de fibrilación como materias primas. Las anteriores patentes recalcan la dosificación de las fibras de aramida y la tecnología de prensado en caliente, y los papeles finales de estas patentes son papeles mezclados de diferentes materiales.

Otra solicitud de patente china nº 200610043659.4 proporciona un procedimiento para preparar papeles de metaaramida usando fibras de metaaramida únicamente, que comprende las etapas de añadir un 5-95% en peso 30 fibras cortas de metaaramida en agua para formar una suspensión espesa de fibras cortas y añadir un 5-95% en peso de fíbridos de metaaramida en agua para formar una suspensión espesa de fíbridos; mezclar las dos suspensiones espesas; crear con las suspensiones espesas mezcladas papeles en una máquina de fabricación de papel; prensar, secar y calandrar a alta temperatura los papeles para crear los papeles finales. Esta solicitud de patente ha resuelto del problema de la dispersión de las fibras de metaaramida en la etapa de materias primas, pero 35 no llega a elaborar la tecnología de fabricación del papel.

Las ondas ultrasónicas son ondas sónicas que tienen una frecuencia superior a 20000 Hz. Presentan buena orientación y gran capacidad de penetración, son capaces de irradiar energía acústica centralizada y tienen gran longitud de propagación en el agua. Por lo tanto, las ondas ultrasónicas son usadas de forma generalizada en asuntos militares, medicina, industria y agricultura. Es bien sabido que las ondas ultrasónicas se caracterizan por la 40 propagación direccional recta, la cavitación y efectos mecánicos, y su contribución a la dispersión de sólidos, debido a la alta frecuencia y a la corta longitud de onda.

Se sabe que la dispersión y la formación de grumos de la pasta papelera afectan seriamente la resistencia mecánica y la uniformidad de los papeles aislantes de aramida, y el grado de orientación de las fibras cortas también tiene gran impacto en la resistencia mecánica de los papeles aislantes de aramida. La invención ha resuelto los anteriores 45 problemas utilizando las ondas ultrasónicas en el procedimiento de fabricación del papel para producir papeles de aramida que presentan una resistencia mecánica mejorada y lisura y uniformidad mayores.

La solicitud de patente japonesa JP 60207216 da a conocer un procedimiento de fabricación que comprende mezclar fibras cortas que tienen una orientación molecular que comprenden poliamida aromática rígida de unas primeras unidades recurrentes y/o fibra corta fibrilada preparada aplicando una fuerza de cizallamiento a la fibra o al 50 producto moldeado de la poliamida aromática, con fibras preparadas coagulando poliamida aromática constituida de segundas unidades recurrentes.

La solicitud de patente alemana DE 10003724 versa sobre una banda continua sintética fibrosa y un procedimiento de fabricación de la misma. La banda continua contiene una fibra de diamida de polifenileno p-ftálico, una fibra de polietilenglicol p-ftalato y mica. 55

La publicación del PCT número WO 99/05360 da a conocer un procedimiento para aumentar la resistencia a los disolventes de papel calandrado consistente en fibras cortas de poli (p-fenileno tereftalamida) y fíbridos de poli (m-fenileno isoftalamida) y la estabilidad dimensional de los laminados hechos del mismo.

La solicitud de patente japonesa JP 2009 138312 da a conocer un papel de aramida que contiene un fíbrido de aramida y fibra corta como componente principal. También da a conocer un procedimiento para la fabricación de 5 papel de aramida que implica un tratamiento con plasma a baja temperatura de la superficie del papel.

El documento EP-A-0019113 da a conocer una hoja de tipo papel de poliamidas aromáticas que comprende un ingrediente de pulpa artificial que comprende varias partículas amorías de pulpa consistentes en un material de poliamida aromática y un ingrediente de fibra que consiste en varias fibras cortas adheridas entre sí con las partículas amorías de pulpa, estando la proporción en peso del ingrediente de pulpa artificial con respecto al 10 ingrediente de fibra en un intervalo entre 1:9 y 9:1 y estando reticuladas las moléculas de poliamida aromática contenidas al menos en las partículas amorías de pulpa con un agente reticulante.

El documento WO 95/28521 da a conocer un procedimiento para evitar la formación de grumos de fibra y para dispersar los grupos de fibra ya formados. Esto se logra porque se añade energía ultrasónica con una frecuencia de 15-60 kHz a la pasta papelera, a las piezas de la máquina, a las bandejas de lavado o a las estucadoras por medio 15 de transductores ultrasónicos montados externamente o de unidades ultrasónicas sumergibles aplicadas internamente. Preferentemente, la energía ultrasónica se añade por medio de transductores ultrasónicos montados externamente en la caja de cabeza o de unidades ultrasónicas sumergibles aplicadas internamente. El nivel de energía ultrasónica es controlado por sistemas de medición de la formación de grumos o de su tamaño instalados en línea para llegar a la formación de grumos deseada. 20

El documento DE 1034971 da a conocer un procedimiento de fabricación de bandas continuas de papel y pulpa, caracterizado porque las fibras se aplican en paralelo a su dirección de flujo por ondas sónicas o ultrasónicas, a través de las cuales se orientan transversalmente a la dirección de propagación de las ondas.

Sumario de la invención Un objeto de la invención es proporcionar un procedimiento para preparar papel aislante de aramida en el que se 25 aplican ondas ultrasónicas a la pasta papelera para potenciar la dispersión de las fibras cortas de aramida, disminuir sustancialmente la cantidad del grado de orientación vertical de las fibras cortas y aumentar la cantidad del grado de orientación horizontal de las fibras cortas en la dirección de flujo. Así, el papel aislante de aramida de la invención tiene mayor resistencia.

La invención proporciona un procedimiento para preparar papel aislante de aramida según la reivindicación 1 de las 30 reivindicaciones adjuntas.

Este objeto y las ventajas de la invención se satisfacen proporcionando un procedimiento para preparar papel aislante de aramida que comprende las etapas de:

i)... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento para preparar papel aislante de aramida que comprende las etapas de:

i) proporcionar una suspensión espesa de pasta de aramida y una suspensión espesa de fibras cortas de aramida con las concentraciones deseadas respectivas;

ii) mezclar, refinar y esponjar la suspensión espesa de pasta de aramida y la suspensión espesa de fibras cortas de aramida en una proporción dada para obtener una pasta papelera con una concentración deseada;

iii) transferir la pasta papelera a una máquina de fabricación de papel dotada de una caja de cabeza para formar y fabricar hojas de papel húmedo; 10

iv) prensar las hojas de papel húmedo para deshidratarlas y secar las hojas de papel deshidratadas; y

v) calandrar las hojas de papel secas a alta temperatura para obtener el papel aislante de aramida,

caracterizado porque, en la etapa iii) , al menos hay montado un generador ultrasónico corriente arriba de la caja de 15 cabeza para aplicar ondas ultrasónicas direccionales a la pasta papelera que fluye por la caja de cabeza, y las ondas ultrasónicas direccionales se propagan en una dirección paralela a la dirección a lo largo de la cual fluye la pasta papelera.

2. Un procedimiento según se reivindica en la reivindicación 1 caracterizado porque la dirección de propagación de las ondas ultrasónicas generadas por el generador ultrasónico y la dirección de flujo de la pasta papelera son la 20 misma.

3. Un procedimiento según se reivindica en la reivindicación 1 caracterizado porque, en la etapa i) , se proporciona la suspensión espesa de pasta de aramida con una concentración del 3-7% en peso, y se proporciona la suspensión espesa de fibras cortas de aramida con una concentración del 2-7% en peso.

4. Un procedimiento según se reivindica en la reivindicación 3 caracterizado porque se proporciona la suspensión 25 espesa de pasta de aramida con una concentración del 4, 5-5, 5% en peso, y se proporciona la suspensión espesa de fibras cortas de aramida con una concentración del 3-4% en peso.

5. Un procedimiento según se reivindica en la reivindicación 1 caracterizado porque, en la etapa ii) , la pasta papelera comprende u.

2. 70% en peso de la pasta de aramida y u.

3. 80% en peso de la fibra corta de aramida.

6. Un procedimiento según se reivindica en la reivindicación 1 caracterizado porque, en la etapa ii) , la pasta 30 papelera resultante tiene una concentración del 0, 5-3% en peso.

7. Un procedimiento según se reivindica en la reivindicación 1 caracterizado porque, en la etapa iii) , la máquina de fabricación de papel es una máquina de tela metálica inclinada.

8. Un procedimiento según se reivindica en las reivindicaciones 1 o 2 caracterizado porque las ondas ultrasónicas tienen una frecuencia en el intervalo de 10 a 100 kHz. 35

9. Un procedimiento según se reivindica en la reivindicación 8 caracterizado porque la frecuencia de las ondas ultrasónicas está en un intervalo de 20 a 45 kHz.

10. Un procedimiento según se reivindica en las reivindicaciones 1 o 2 caracterizado porque el generador ultrasónico está dotado de un regulador de potencia para permitir una potencia homogénea continua.

11. Un procedimiento según se reivindica en la reivindicación 1 caracterizado porque, en la etapa iv) , el secado 40 comprende dos etapas, llevándose a cabo una primera etapa de secado a una temperatura que oscila entr.

10. 115º C, y llevándose a cabo una segunda etapa de secado a una temperatura que oscila entr.

14. 155º C.

12. Un procedimiento según se reivindica en la reivindicación 11 caracterizado porque la primera etapa de secado se lleva a cabo a 110º C, y la segunda etapa de secado se lleva a cabo a 150º C.