Способ получения бумагоподобной пленки

(32) 12.03.70 23) Приоритет 31) 20435/70. осудорствеивой комитетСооото 1 виииотроо СССРоо делам изобретоиийн открытий(4 в) Дата опубликования описания 30,01,78 н остра нцы цубо, Йоичи Снн, Йоичи и Макото Сумиеси(72) Авторы изобретения Иностранная фирма"Кабусики Кайся Одзи Юка Госейс(71) Заявитель ОБ ПОЛУЧЕНИЯПОДОБНОГ 1 ПЛЕНКИ 54 ение отно гоподобнь и печати бам полу- ользуемых с диаметромествляютедпочтительноохлаждениеме ритеИзобретчения бума ится к спо х пленок, и 1-15 вес. % частиц каучука01-10 мкм, и обработку осущрастворителоем прн 30-80, прпри 40-70 С с последующимодо 0-40 С, причем в качествля используют растворптель,действительно уравнение для пис технической особ полу- Ь ем вытяжки й ее обраЬлижайшим к изущности является тению по стный сп раство я кото чения бумполимерноботкой.В каче оподобной пленки пле последую тве полимерной пленк сп-УСе О тую пленку из полистисуществляют сначалаываюшим набухание повеществом не являюля полистирола 1 1.подобной пленки, полуособу, недостаточно где- толщина набухаюшегки после обработки растворителе1 О - толщина пленки дорастворителем, мкм;- время обработки, сек;бпостоянная, равная при температуре обработки по меньшей мере 10, а при температуре охлаждения 0 3 ф 10 ,Значение константыизменя тся с изменением температуры и характеризует астворяюшую способность растворителей, По этой постоянной выбирают растворителп и смеси для обработки полимерной о слоя пленм, мкм;обработки ее щим удовлетв для печат Целью свойстврительны д и и письма я использования е изобретениумагоподоб я являет лучшени О ой пленки, тся благод ер ой плен с ель достигаестве полиу способу и Эта ц о в ка аря тому, ки по пред пользуют пленку на и сополимеров стиромером, содержащую агаемом основе .п а с вин листирола и ловым моно ли их ленки зуют двуосновытяну рола, а обработку о растворителем, выз листирола, а затем ся растворителем дСвойства бумаго чаемой по атому сп ЩД 7,ЪЖл, ; -ч я;35 Обработка и охлаждение пленки могутбыть осуществлены в любых условиях и любым методом, которые обеспечивают вначалнабухание поверхности пленки, а затем егопрекрагцен ие. 5Время обработки в общем случае не пре-вышает 60 сек, обычно же требуется неболее 20 сек, В некоторых случаях, однако, в зависимости от температуры обработки и/или требуемой степени пабуханця может 10потребоваться и более длительный промежуток времени.Процесс цабухания можно доводить достепени, при которой внутри пленки не остается ненабухшего слоя, ОдцаКО ПрЕДПоЧтительно проводить его так, чтобы ненабухшийслой все же остался в центральной частипленки и последняя после обработки обладала определенной прочностью и не сокращалась сверх надобности.20В соответствии с требованием относительной краткости периода обработки еепроводят обычно путем .пропускания пленкичерез ванну с растворителем, в которой под-.держивается заданная температура, или через ванну с растворителем при комнатнойтемпературе с последующим пропусканиемпленки с приставшим к ней растворителемчерез нагревательную кагеру. Температураобработки составляет 30 С или выше, вплотьЗ 0до верхнего предела, который соответствуеттемпературе, при которой пленка подвергается значительной деформации при условияхобработки, оптимальныйемпературньгй ин-тервал обработки 40-70 С,Охлаждение пленки обычно осуществляютпропусканием ее через охладительную камеру или контактированием с одним или нг.сколькими охлаждающими валками, Пленкуо 40охлаждают до 40 С или ниже, предпочтительно до 30 С и ниже, но не ниже 0 С,За иск 1 гюченцем случая, когда используетсярастворитель с достаточно малым значениемпри температуре охлаждения, желательно45растворитель, впитавшийся в пленку илиприставший к ней, удалять возможно скореепосле охлаждения, что достижимо при помощи Выжимных ВалкОВ и/или Воздушнои сушкиэЕсли выжимные валки предназначенытолько для удаления растворителя, то имимогут быть резиновые валки. Если желателяно также и улучшенгц: гладкости поверхггости пленки, то следует использовать валкис тВердой гладкой поверхностью, ега)грггьгорс зеркальной отделкой.Стадия выжимания ца валках может бытьпроведена непосредственно после обработки пленки растворителекг, Температура поверхности вьгжгг.гггых Валков должна подб 0,держивлтг,ся такой, прн которой зца н.нце для используемого растворителя становитсяравным 10 или ниже. Если температураповерхности валков оказывается такой чтозначениеподнимается выгце 10 , товозникает опасность ухудшения непрозрачцости гбтовой бумагоподобцой цлоцки. Послевыжимания, когда количество приставшегок пленке или впитанного ею растворителястановится незначительным, пленка готомк сушке. Если используемый растворитель является несмешивающимся с водой (многие израстворителей, пригодных для использования в соответствии с изобретением, являются именно такими), а температура обработки этим растворителем ниже температурыкипения воды, ггагревательную камеру можетзаменить водяная ванна,В качестве каучука можно использоватьизопреновый,этиленпропиленовый и другиевиды каучуков.В качестве полимерной пленки могутбыть использованы пленки на основе гомополимеров незамещенного или замешенногов ядре и/или в боковых цепях стирола иего сополимеров с другими г сополимеризуемыми материалами.Примерами замешенного в ядре или ив боковых цепях стирола являются низшиеалкилзамещеццые стиролы, например винилтолуолы, с -метилстирол, и Галоидзамещенные стиролы, например хлорстиролы.Примерами сополимеров стирола с другими мономерами являются сополимеры сосложными акрилатными эфирами (в частности, сложные алкильные эфиры, содержащиеот 1 до 8 атомов углерода), сложные метакрилатные эфиры (в частности, сложныеалкильные эфиры, содержагцце от 1 до 8атомов углерода) с акрилонитрилом, метакрилонитрилом, . вицилэфирами, сопряженными диецами (бутадиен, изопрец, и др.).П р и м е р 1. Певытяцутую пленочнуюзаготовку, содержагцую 92 вес. о полистирола и 8 вес. % полибутадиеца (УППС),имеющего размер частиц 0,1 - 10 мкм,толщиной 360 мкм подвергают двуосномупротятиваццю со скоростью 110 см/секпри температуре 120 "С и коэффициентеВытЯжКЦ (ЦРОНЗВЕЦЕЦИЕ ГГРОДГгХГЬЦОй ВцтЯжКИггг поггеречггую), раигом 16,Вытянутую пленку срез же окунают вн-гептац температурой 25 С. Пленку с приставшим растворителем погружают ца 15 секв теплую воду при 60 С, вынимают из водыи сугцат ца воздухе прц комнатной темпераг уре еПолученная таким образом пленка обладает непрозрачностью ца 81;4 о, ровцостью 45 сек, поверхностной прочностью230 см/сек,Параметры пленки измерялись следующими Способами.Непрозрачность - по 43 Р 8138 (методом испытания непрозрачности бумаги) .Равность - с помощью измерительногоприбора " ОЫепьЖ аг тпстоьтиоеЬпеьв 1 еМ,ег , Чем лучше ровность,тем выше ее числовое значение.1 ОПоверхностная прочность - на полиграфическом испытательном устройстве 1 6 Т(.3 тК 1 а,в 20.1), Чем выше поверхностная прочность, тем больше ее числовоезначение.вГ р и м е р 2, Невытянутую пленочнуюзаготовку содержанию, 92 вес. о полистрола и 8 вес. % полибутадиена, имеющегоразмер частиц 0,1-10 мкм,толщиной 400 мкмподвергают.двуосному протягиванию со сквростью 110 см/сек при температуре 115 Си коэффициенте вытяжки, равном 6.Вытянутую пленку быстро пропускаютчерез жидкий слой, плавающий на поверхноф о 25сти ванны с теплой (50 С)водой и представляющий собой слой несмешивающегося с водой гексана толщиной 5 мм,.и выдерживаютв течение 5 сек в теплой воде. После этогопленоку в;ынимают иэ воды и сушат горячим(70 С) воздухом.Получают прозрачную пленку, похожую накальку, Непрозрачность этой пленки составляет 70%, равность 55 сек, поверхностнаяпрочность 80 см/сек.35Т р и м е р 3. Растворитель, стоящийиз 97 частей н-гептана и 3 частей толуола,наносят с помощью покрывающего валка наобе поверхности двуосновытянутой пленки,(коэффициент вытяжки 8), содержащей94 вес. % полистирола и 6 вес. % полибутадиена с размером частиц 0,1-5 мкм, вколичестве 8 г/мз на каждой поверхности.Покрытую таким образом пленку пропускаютчерез воодяную ванну с постоянной темпера-турой 57 С. Время погружения. 10 сек,. После извлечения из ванны пленку сушаттеплым воздухом.Получедццая пленка имеет непрозрачность85 Ъ, ровность 108 сек и поверхностнуюпрочность 310 см/сек.П р и м е р 4. Двуосыовытянутую пленку из УППС (тарую же, как в примере 3),нагретую до 60 С, погружают на 2 сек врастворитель, состоящий из 85 частейн-октана и 15 частей бензола и имеюцийту же температуру, Затем пленку погружщотна 15 сек в теплую (40 С) воду и подвергают воздушной сушке при комна 1 ной температуре.Готовая бумагоподобная пленка имеет непрозрачность 78 % и ровность 1 23 сок.П р и м е р 5, Двуосновытянутую пленкуиз УППС (такую же, как в примере 3), содержащую 94-96 вес,Ъ стирола и 4-6 вес.":,бутадиена и имеющую коэффициент вытяжки8 и индекс плавления около 0,82, погружают на 5 сек в нгептан, нагретый доо65 С, затем извлекают иэ н-гептацовойванны и пропускают через зазор между выжимными валками, выполненными из резины,для отжимация н-гептаца, приставшего кповерхности пленки. Обработанную пленкусушат при комнатной температуре.Голученная таким образом пленка имеетнепрозрачность 88,2%, ровность 63 сек иповерхностную прочность около 230 см/мин.П р и м е р 6. Двуосновытянутую пленку из УППС (такую же, как в примере 3)погружают на 10 сек в н-гептан, нагретыйдо 50 С затем подвергают выжимаиию ивоздушной сушке при комнатной температуреаналогично примеру 5.Полученная пленка имеет непрозрачность81,7 %, ровность 122 сек.П р и м е р 7. Синтетическую бумагонодобную пленку получают так же, как впримере 6, но варьируя параметры процесса,Свойства полученных пленок, а такжеданные об условиях их обработки приведеныв табл. 1,.1 фРес выжатого растворителявыжиманиях 100%,Вес присвашего растворителя11 1. и м е р 9. Двуосновытяиутую пленку гружают на 10 Век в ванну с н-гексаном,из У 111 С (такую же, как в примере 8) ио- о нагретым до 50 С, затем извлекают из 11 р и м е р 8, Двуосновытянутую пленк) из У 1 И 1 С (коэффициент вытяжки 9), содержащую 92 вес, % полистирола и 8 вес,% полпбутадиена с размером частиц 0,1- 10 мкм, погружают на 15 сек в ванну дляоохлаждения дп 20 С, подвергают выжяманию с давлением в зазоре 6,56 кг/см между метюиическими валками с зеркальной отКоэ и иент делкой. Отжатую пленку подвергают воздухпой сушке при комнатной ч емпературе.5 О Полученная пленка (козффициент выжимания 71,4%) имеет непрозрачность около88,0%, ровность 215 сек, поверхностнуип 1 очиость 110/см/сок.Козффициент выжимания определяют поформуле.589900 Та бл ииа 2 Содержание компонентов Обработка1 эастворителем 11 ец розаность ынэыкы Температуравытягивания,С Толщинапленки,мкм после обрабгтКИ, оо в смоле, вес.,с(каучук) 117 СтиролМетилакрилат Полибутадиец 80 46 СтиролБутилакрцлатПолибутадиец 42 110 о ванны ц после охлаждения до 20 С подвергают отжиманию при давлении в зазоре 4,37 кг/см 2 между металлическими валками с зеркальной отделкой, Отжатую пленку подвергают воздуплэой сушке при комнатной 5 гемцературе,Коэффициент выжимания составляет 72,0%, а полученная пленка имеет непрозрачность 81,7%, ровность 300 сек и поверхностную п 1 эочцость 140 слэ/сек.10Г 1 р и м е 1 э 10. Двуосцовытяцутую пленку из УППС (такую же, как в примере 8) погружают ца 15 сек в ванну с растворителем, состоящим из 90 частей н-гептаца и 10 частей толуола и нагретым до 40 С 5 зателэ извлекают из ванны и после охлажопения до 20 С подвергают выжиманию при давлении в зазоре 2,18 кг/см между металлическими валками с зеркальной отдел 20 кой, Отжатую пленку сушат ца воздухе при комнатной температуре.Коэффициент выжимания составляет 480% непрозрачность полученной пленки 88,4%. ровность 1 72 сек, а поверхностная прочность около 215 см/сек.П р и м е р 11. Растворцтель состоящий из 90 частей и-гексана и 10 частей монохлорбензола, наносят с помощью покрывающего.валка ца обе поверхности двуос- з 0 новытяцутой пленки из У 1111 С (акой же,как в примере 3) в количестве 6 г/м цакаждую поверхность, Пок 1 ьпую пленку погружают на 10 сек в теплукэ (30 С) воду,извлекают оттра и сушат путел. обдунанияхолодным (10 С) воздухом,Г 1 олученцая полупрозрачная пленка имеетнепрозрачность 87"и ровность 467 сок,1 р и м е р 12. Дгэуосыовытянутую пленку, состоящукэ из 47 вес. % полистирола,50 вес. % полиэтилена вьэсокой плотностии 3 вес. % полибутадиеца погружаю(э ца0,5 сек в н-гептац, нагретый до 70 С, затем вынимают из него ц сушат воздухомпри комнатной температуре.Го. оная бумагоподобцая пленка имеетнепрозрачность 85 % и ровность 280 сек.П р и м е р 13, Образцы цз несколькихсмол на основе полистирола, полученцьхпутем цолимерцзадци колээцэзцдии л.ономеров, содержащих каучук, раство 1 эеыцыйв них способом объемно-суспензэцэиной двухступенчатой полимеризлццц были подээегнуты двуосцому вьэтягивацпю и затем лновеццому охлажденгно для получения булэагоподобцых пленок. В качестве растворителяиспользовали ц-гептац.Данные о составе исходных смол, режимах обработки и непрозрачности получоэпэых .бумагоподобцых пленок прцведецы в табл,2( одержание компонентов смолес.9 о Стиро Акриловкаучук О Стир 1 олибутиленкаучук) Стиро 8 Неопрен (каучук) Ст крол 7 1 олибутадиж с большим числом цио-иэоме. К оэффиииент Примеча П р и м е р 14, Исхо уосного вытягивания бь и высушены н тной температуре, ные о химическомах их обработки и ных бумагоподобабл.3,и-гептаном лик 3 Стирол 2 30 Стнрол 4 +полиэтил70 0 высокойплотнос ые пленки поси обработанывоэдухе при к ытяжки во вс35е Дан,режимполучен 12Продолжение таблицыслучаях равен 9 (3 составе образинепроэрачностиых пленок приве589900 14 Продолжение таблицы 3 туирол 88 Полибутадиен 2 12 51 8 Г 1 олиизодрен 20 Стирол Полибутадиен 6 25 82 г мпрен 0 циент вытяжки для всех пленок равен 9 (ЗхЗ).ольно выбранный сополимер стирола (25%) П р и м е ч а н ия: Произ и бута ена (75%), получен й путем полимеризации раств 30 олучения 80-83% сек и Как видно нз таб пленок с непрозрачно требуется время обр время охлаждения 9 каучука 6 вей,%. л.2 и 3, для стью порядкаботки 12-3 сек при соде ан изические свойства пленкиСпособ получегия бумагоподобной пленки Белизна, % Перенос типографской краски, % Непрозраность о Ровность, сек 11 е про 31 мчность нос От ражакшгая сп- собность печатных пове 1 хнопеа га сте 88,0 59,3,2 90 Предлагаемый 9,0 известный 22 618 0 34,2 При одинаковом размере частиц каучука распределение микропустот в пленке определяется его содержанием. Скопление микро- пустот формируется вокруг частицы каучука,К 1 которая подвергалась ослаблению растяже- нием. 11 еобходимость наличия частиц каучука, служащих центрами скоплений микропустот, очевидна из сравнения первого по порядку опыта табл.З с последующими. Даже при длительной обработке растворителем нель;, получить пленку с повыщенной непрозрачностью в отсутствие частиц каучука, Это объясняется диспергированием в пленке местных участков, в которых не могут бьт. сфоомированы микропустоты и неоднородностью распределения силы сжатия из-за отсутствия центров сжатия.В табл.4 дана сравнительная характеристика бумагоподобных пленок, полученных по известному и предлагаемому способам, с точки зрения их пригодности для печатания. ехнологические свойства пленкиКак вийю из данных табл.4 способ по изобретению позволяет получать бумагоподобные пленки с хорошим качеством поверх. ности и улучшенными свойствами опреде ляющими пригодность пленки для печатания. 5Формула изобретенияСпособ получения бумагоподобной пленки 16 путем вытяжки полимерной пленки с последующей ее обработкой, о т л и ч а ю щ и й. с я тем, что, с целью улучшения свойств бумагоподобной пленки, в качестве полимер ной пленки используют пленку на основе по листирола или сополимеров стирола с виниловым мономером, содержащую 1-15 вес,% частиц каучука с диаметром 0,1-10 мкм, и обработку осуществляют растворителем о при 30-80, предпочтительно при 4 ОС с последующим охлаждением до 0-40 С, а в качестве растворителя используют раство ваятель, для которого действительно уравнениеефим,где- толщина ненабухшего слоя пленки после обработки растворителем, мкм- толщина пленки ао обработки ее растворителем, мкм;- время обработки, сек;Г - постоянная, равная при темпе ратуре обработки по меньшей мере 10 , а при температуре охлаждения 06610Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Патент СССР % 223892 кл. С 08. Г 7/02, 1968.Составитель Н, ПростороваРедактор Г. Котельский Техред М. Левицкая Корректор Н. КовалеваЗаказ 41 1/40 Тираж 810 ПодписноеЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССРпо делам изобретений и открытий,113035, Москва, Ж-ЗБ, Раушская набд, 4/5Филиал ППП "Патент, .г. Ужгород, ул, Проектная, 4