[发明专利]聚芳基酰胺纤维的分散体和聚芳基酰胺片材

说明书

                      本发明背景

本发明领域

本发明涉及各种片材及制板(sheetmaking)的方法，特别是涉及用于制备具有聚芳基酰胺纤维的片材的方法。我们发现，通过控制制板中所用的纤维分散体的pH可以改进这些方法的片材产品的各种特性。

先有技术的描述

1993年8月31日授权的由Kaliski申请的美国专利第5,240,561号公开了采用造纸过程中现场合成的微粒凝胶接合剂可从酸性或碱性配料中的天然或合成纸浆中制备纸。

1975年4月29日授权的由Pattison申请的美国专利第3,880,710号公开了一种用于在pH高于5.5、通常为7.3-8.0下制备的所谓碱性纸中的湿加强树脂。

1986年4月16日公开的由Garduno申请的欧洲专利申请第178,033号公开了采用碱土金属氧化物和氢氧化物并在pH至少为7-在其实施例中最高为7.8下制备的一种纤维素纸。

1985年2月23日出版的USSR Certificate of Anthorship公开了一种在pH为7-9.5下采用聚丙烯酰胺和一种阳离子物质生产纸的方法。

                       本发明概要

本发明涉及一种用于制备具有聚芳基酰胺纤维的片材的方法，它包括以下步骤：a)在搅拌力条件下建立一种包含聚芳基酰胺纤维和水的纤维分散体，其中聚芳基酰胺纤维的浓度为总分散体的0.001-5％(重量)，水的pH高于10以便均匀分散该聚芳基酰胺纤维；和b)通过一种多孔载体将水从分散体中除去以生成一种具有聚芳基酰胺纤维的湿铺片材(wet-laid sheet)。

本发明也涉及聚芳基酰胺纤维于pH高于10的水中的分散体以及一种用于制备这种分散体的方法。

                       本发明详述

生产各种表现出提高的厚度均匀度以及不透明性均匀度的聚芳基酰胺片材一直是本领域技术人员努力的目标。我们知道，在传统的各种制板条件下，用于生产聚芳基酰胺片材的聚芳基酰胺纤维(即通常我们所知的絮凝物和纸浆)很容易发生附聚现象，得到不透明性和厚度不均匀的布满污迹的片材。

聚芳基酰胺纤维在含水分散体中具有生成块状物的独特倾向。然而我们发现聚芳基酰胺纤维在pH高于10的水中能形成均匀且相对完全的分散体。本发明的方法基于从均匀的纤维分散体中制备均匀片材的这样一个事实，并且基于发现对于聚芳基酰胺纤维而言，在pH高于10下可制备均匀度得到提高的纤维分散体。

对于本发明方法中所用的聚芳基酰胺纤维而言，“絮凝物”指的是长度为0.5-15毫米且直径为4-50微米、优选长度为1-12毫米且直径为8-40微米的聚芳基酰胺物质的小纤维。我们发现大于约15毫米的絮凝物在分散体中更可能缠结并形成不能复原的纤维(irreduciblestrings)。小于0.5毫米的絮凝物效果欠佳且难以制备。通常通过切割聚芳基酰胺纤维的长丝来制备絮凝物，如通过述于美国专利第3,063,966号、第3,133,138号、第3,767,756号以及第3,869,430号中的方法进行制备。

“纸浆”指的是具有从中增量的原纤维的聚芳基酰胺物质的小纤维，其中纤维的直径通常为4-50微米，原纤维的直径仅为微米的几分之一或几个微米，原纤维的长度为10-100微米。在片材生产中，纸浆上的原纤维扮演着挂钩或紧固件的重要角色以固定片材中各相邻的颗粒并为片材结构提供完整性。聚芳基酰胺纸浆可通过精制絮凝物或直接从美国专利第5,202,184号和第5,532,059号所公开的各种成分进行制备。

也可以采用聚芳基酰胺纤维和纤条体的组合物制备片材，其中纤条体起着将纤维与其它片材组分固定在一起的粘合剂的作用。纤条体可从热塑性材料中以及从聚芳基酰胺中制备。当使用纤条体时，优选聚芳基酰胺纤条体用于实施本发明。纤条体不是纤维。术语“聚芳基酰胺纤条体”指的是熔点或分解点高于320℃的芳族聚酰胺的非粒子膜状颗粒。纤条体的平均长度为0.2-1毫米，其长与宽纵横比为5∶1-10∶1。其厚度大小为微米的几分之一。纤条体通常以未干燥的形式使用，并可以作为粘合剂沉积物理缠绕在片材聚芳基酰胺纤维组分周围。采用公开于美国专利第3,018,091号中类型的纤条体成型(fibridating)设备可制备本发明片材中的纤条体，其中将聚合物溶液在一单独步骤中进行沉淀和剪切。