SU589900A3 - Способ получени бумагоподобной пленки - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ; БУМАГОПОДОБНОЙ ПЛЕНКИ

Изобретение относитс  к способам получени  бумагонодобных пленок, используемы дл  письма и печати.

Ближайшим к изобретению по техническо сущности  вл етс  известный способ получени  бумагоподобной пленки путем выт жк полимерной пленки с последующей ее обработкой .

Б качестве полимерной пленки используют двуосновыт нутук) пленку из полистирола , а обработку осуществл ют сначала растворителем, вызывающим набухание ni листирола , а затем веществом, не  вл ющис  растворителем дл  полистирола 1.

Свойства бумагоподобной пленки, получаемой по этому способу, недостаточно удовлетворительны дл  использовани  ее дл  печати и письма.

Целью изобретени   вл етс  улучщение свойств бумагоподобной пленки.

Эта цель достигаетс  благодар  тому, что в качестве полимерной пленки по предлагаемому способу использ ют пленку на основе, .полистирола или сополимеров стирола .с виниловым мономером, содержащую

1-15 вес. % частиц каучука с диаметром 0,1-10 мкм, и обработку осуществл ют растворителем при ЗО-80, предпочтительно при 4О-7О С с последующим охлаждением до С, причем в качестве растворител  используют растворитель, дл  которого действительно уравнение

-rt

f fo е

где - толщина набухающего сло  пленки после обработки растворителем, мкм;

- толщина пленки до обработки ее растворителем, мкм;

t - врем  обработки, сек; Tf - посто нна , равна  при температуре обработки по меньшей мере 10, а при температуре охлаждени  О Т 10 .

Значение константы f измен етс  с изменением температуры и характеризует «створ ющую способность растворителей. По этой посто нной выбирают растворители или их смеси дл  обработки полимерной пленки. Обработка и охлаждение пленки могут быть осуществлены в любых услови х и любым методом, которые обеспечивают вначал набухание поверхности пленки, а затем его прекращение.. Врем  обработки в общем случае не пре выглает 60 сек, обычно ж.е требуетс  не более 20 сек. В некоторых случа х, однако , в зависимости от температуры обработки и/или требуемой степени набухани  може потребоватьс  и более длительный промежуток времени. Процесс набухани  можно доводить до степени, при которой внутри пленки не остаетс  ненабухшего елс , однако предпочти- тельно проводить его так, чтобы ненабухший слой все же осталс  в центральной части пленки и последн   после обработки обладала определенной прочностью и не сокрашаглась сверх надобности. В соответствии с требованием относительной краткости периода обработки ее провод т обычно путем .пропускани  пленки через ван)1у с растворителем, в которой поддерживаетс  заданна  температура, или через ванну с растворителем при комнатной температуре с последующим пропусканием пленки с приставшим к ней растворителем через нагревательную . Температура обработки составл ет ЗО С или выше, вплот до верхнего предела, который соответствует температуре, при которой пленка подвергает с  значительной, деформации при услови х обработки; оптимальный температурный интервал обработки 40-70 С. Охлаждение пленки обычно осуществл ют пропусканием ее через охладительную камеру или контактированием с одним или несколькими охлаждающими валками. Пленку охлаждают до 40 С или ниже, предпо тительно до 30 С и ниже, но не ниже О С. За исключением случа , когда используетс  растворитель.с достаточно малым значением If при температуре охлаждени , желательно растворитель, впитавшийс  в пленку или приставший к ней, удал ть возможно скорее после охлаждени , что достижимо при помощи выжимных вилков и/или воздушной сушки Если выжимные валки предназначены только дл  удалени  растворител , то ими могут быть резиновые валки. Если желатель но также и улучшение- гладкости поверхнг сти пленки, то с.чедует использовать валки с твердой гладкой поверхностью, например с зеркальной отделкой. Стади  выжим-эни  на валках может быть проведена неносредстпенпо после обработки нлепки растиорителем, Te N nepaTypa по ве)1Хгости вр,);кимкых валков должна пол .держив.мтьс  такой, при которой значение If ДЛЯ используемого рас1ворител  становитс  равным 10 или ниже. Нсаи тег- ператур-а поверхности валков оказываетс  такой, что значение 5 поднимаетс  выше 10 , то возникает опасность ухудшени  иепроз}: ачности готовой бумагоподобной пленки. Яосле выжимани , когда количество пристав1ието к пленке или впитанного ею раство 5ите7   ста швитс  незначительным, пленка готова к сушке. Если используемый растворитель  вл етс  несмешивающимс  с водой (многие из растворителей, пригодных дл  использовани  в соответствии с изобретением,  вл ютс  именно такими), а температура обработки этим растворителем ниже температуры кипени  воды, нагревательную камеру может заменить вод на  ванна. В качестве каучука можно использовать изопреновый,этиленпропиленовый и другие виды каучуков. В качестве полимерной пленки могут быть использованы пленки на основе г-омо- полимеров незамещенного или замешенного в  дре и/или в боковых цеп х стирола и его сополимеров с другими; сополимеризуемьЖШ мaтepиaлa и. Примерами замещенного в  дре или и в боковых цеп х стирола  вл ютс  низшие алкилзамешенные стиролы, -например винил- толуолы, оС -метилстирол, и галоидзамещенные стиролы, например хлорстиролы. Примерами сополимеров стирола с другими мономерами  вл ютс  сополимеры со сложными акрилатными эфирами (в частности , сложные алкильные эфиры, содержащие от 1 до 8 атомов углерода), сложные метакрилатные эфиры (в частности, сложные алкильные эфиры, содержащие от 1 до 8 атомов углерода) с акрилонитрилом, метакрилонитрилом , : винилэфирами, сопр женными диенами (йутадиен, изопрен, и др.). Пример. Певыт нутую пленочную заготовку, содержащую 92 вес. /о полистирола и 8 вес, % полибутадиена (УППС), имеющего размер частиц 0,1 - 1О мкм, толщиной 350 мкм подвергают двуосному прот гиванию со скоростью 110 см/сек при температуре 120С и Koal lJHUHeHTe выт жки (проиавеиение 1фодольной выт жки и/ П01геречиую), равном 16. Выт нутую пленку сразу же окунают в н-гептан температурой 25 С. Пленку с приставшим растворителе { погружают на 15 сек в теплую воду, при GO С, вы1 имают из воды и сушат на воздухе при комнатной томп( pAiyi:ie, Полученна  такп-м образом пленка облаает непрозрачностью на 91,4 %, ровно- стью 45 сек, поверхностной прочностью 230 см/сек. Параметры пленки измер лись следующими енособами. Ненроарачность - rioJ3SP 8138 (метопом испытани  непрозрачности бумаги). Равность - с помощью измерительного прибора Oh,kehsKLki air т1сго&тпоetKi ess tester , Чем лушие ровность, Тем выше ее числовое значение. Поверхностна  прочность - на полиграфическом испытательном устройстве 1 G- Т (.Э КЬа.в20.1). Чем выше поверхностна  прочность, тем больше ее числовое значение, П р и м е р 2. Невыт нутую пленочную заготовку, содержащую, 92 вес. % полистирола и 8 вес. % полибутадиена, имеющего размер частиц 0,1-10 мкм,толщиной 4ОО мкм подвергают, двуосному прот гиванию со ско ростью 110 см/сек при температуре 115 и коэффициенте выт жки, равном 6. Выт нутую пленку быстро пропускают через жидкий слой, плавающий на поверхности ванны с теплой (50 С)водой и предста л ющий собой слой несмешивающегос  с водой гексана толщиной 5 мм, .и выдерживаю в течение 5 сек в теплой воде. После этог пленку вынимают из воды и сушат гор чим (70 С) -воздухом. Получают прозрачную пленку, похожую н кальку, Непрозраюость этой пленки соста& л ет 70%, равность 55 сек, поверхностна  прочность 80 см/сек. Т1 р и м е р 3. Растворитель, сто щий из 97 частей н-гептана и 3 частей толуола пан.ос т с помощью покрывающего валка на обе. поверхности двуосновыт нутой пленки .(коэффициент выт жки 8), содержащей 94 вес, % полистирола II 6 вес. % полибу- тадиена с размером частиц 0,1-5 мкм, в количестве 8 г/м на каждой поверхности Покрытую таким образом пленку пропускают через, вод ную aaimy с посто нной темпера турой 57 С. Врем  погружени  10 сек,. осле изБлечепи  из ванны пленку cytiiar еплым BO-3ftyxoM. Полученнг1  пленка имеет 1 епрозрачность 85%, ровность 108 сек и поверхностную рочность 31 р cNi/сек. Пример 4, Двуосновыт нутую пленку из УППС ( же, как в примере З), нагретую до 60 G, погружают на 2 сек в растворитель, состо щий из 85 частей н-октана и 15 частей бензола и имеющий ту же температуру. Затем пленку погружают на 15 сек в теплую (40 С) воду и нодве| гают воздушной сушке при комнат темпе™ ратуре. Готова  бума1оподобна  пленка имеет не фозрачность 78 % и ровность 123 сек. П р и м е р 5. Двуосновыт нутую пленку из УППС (такую же, как в примере 3), содержащ то вес.% стирола и 4-6 вес.% бутадиена и имеющую коэффициент выт жки 8 и индекс плавлени  около 0,82, погружают на 5 сек в н-гептан, нагретый до 65 С, затем извлекают из н-гептановой ванны и пропускают через зазор между выжимными валками, выполненными из резины, дл  отжимани  н-гептана, приставшего к поверхности пленки. Обработанную пленку сушат при комнатной температуре. Полученна  таким образом пленка имеет непрозрачность 88,2%, ровность 63 сек и поверхностную прочность о.коло 230,см/мин. П р и м е р 6. Двуосновыт нутую пленку и.з УППС (такую же, как в примере 3) погружают на 10 сек в н-гептан, нагретый до 50 Ci затем подвергают выжиманию п воздушной сушке при комнатной температузче аналогично примеру; 5, Получе1ша  пленка имеет непрозрачность 81,7 %, ровность 122 сек. Пример 7. Синтетическую бумаге подобную пленку получают так же, как в примере 6, но варьиру  параметры процесса. Свойства полученных пленок, а также данные об услови х их обработки приведены в табл. 1. Пример 8. Двуосновыт нутую пленк) иэ УППС (коэффициент выт жки 9),-с одержйщую 92 вес. % полистирола и 8 вес.% поли6ута;1иена с размером частиц 0,110 мкм, погружают на 15 сек в ванну ол  охла ш1ени  дй 20 С, подвергают выжиманию с naBjieiuieM в зазоре 6,56 кг/см между металлическими валками с зеркальной от- Кг);к} фициент Вес выжат выжимани  Вес; прид Ii р и м-е р 9. Двуосновыт путую пленку из УППС (такую же, как в примере 8) ноГ а б л и ц а делкой. Отжатую пленку подвергают воздуш. пой су1нке при комнатной температуре, 50 Полученна  пленка (коэффициент выжимани  71,4%) имеет непрозрачность около 88,и%, ровность 215 сек, ;1(оверхностную1 Щгочиость 110/см/сек. Коас|х|)ициеит выжимани  онредел ют по формуле ого растворител  авшего растворител  гружают на 1О geK в ванну с н-гексаном, нагретым до 5О С, затем извлекают из

9 ванны н после охлаждени  до 20 С подвергают отжиманию при давлении в зазоре 4,37 кг/см между металлическими валками с зеркальной отделкой, Отжатую пленку подвер1ают воздушной сушке при комнатной гемнераа-уре. Коэ41фицнеит выжимани  составл ет 72,0%, а полученна  пленка имеет иепроafioHHOcTb 81,7%, ровность 300 сек и по верхностную прочность 140 см/сек. Прим е р 1О. Двуосновыт  1утую плен ку из УППС (такую же, как в примере 8) погружают на 15 сек в ванну с растворителем , состо щим из 90 частей н-гептана и 10 частей толуола и нагретым до 40 C| затем извлекают из ванны и после охлаж- о пени  до 20 G подвергают выжиманию при павлении в зазоре 2,18 кг/см между металлическими валками с зеркальной отдел- кой. Отжатую пленку сушат на воздухе при комнатной температуре. Коэффициент выжимани  составл ет 48,0 непрозрачность полученной пленки 88t4%. ровность 172i сек, а поЕюрхностна  прочность около 215 см/сек. П р и м -е р 11, Растворитель, состо щий из 9О частей н-гексана и 1О частей монохлорбензола, нанос т с помощью покрываюи1егр валка па обе поверхности двуос

10 новыт нутой пленки из (такой же, как в примере 3) в количестве 6 п/м на каждую поверхность, floKjJhiTyto погружают на 10 сек в теплую (30 С) воду, извлекают оттуда и сушат нутом обдувани  холодным (10 с) воздухом, Полученна  полупрозрачна  пленка.имеет непрозрачность 67.о-и ровность 467 сек. П р li м е р 12, Двуос1)овыт нуту1о пленку , состо щую из 47 вес, % полистирола, 50 вес. % полиэтилена высокой пло7-ности и 3 вес. % полибутадиена, погружакэт на 0,5 сек в н-гептаН, нагретый до 70 С, затем вынимают из него и сушат воздухом при комнатной температуре, Го/оэа  бумагоподобна  пленка имеет непрозрачность 85 % и ровность 280 сек, П р и м е р 13. Обрапщ, из несколЕлснх CNiOH на основе полистирола, полученных путем полик еризации ком гоонций мопо меров, содержащих каучук, растворенный в них способом объемно-суспензиопкой двухступенчатой нолимеризании, были подво)-.-- нуты двуосному выт гивант ю и затем мгновеЕ1ному охлаждению дл  получени  бума го- подобных пленок, В качестве pacтвL flитeл  использовали н-гептан. Данные о составе исходных смол, режимах обработки и непрозрачности получонпых бумагонодобных пленок приведены втабл,2 Таблица2

11

134

94

124

94

о

126

94 6

При меча в и е. Коэффициент выт жки во врех случа х равен 9 (ЗхЗ).

П р и м е р 14. Исходные пленки после двуосного выт гивани  были обработаны .

и-1ентаиом и высуигены на воздухе при ком- полученных бумагоподЬбных нленок пр1шеде«

натной температуре.

Полибута105 дион 3

12

Продолжение габлиць 2

5i

49

80

15

56

83

51

14

31

51

79

47

Данные D химическом составе образцов, (режимах их обработки и непрозрачности

ны в табл.3.

Таблица 3

70

32

85

0,5

l,

Полибута88

121 диен 2

Полиизопрен 20 Примечани : Коэффициент Произвольно и бутадиена раствора, Как видно из табл.2 и 3, дл  получени  пленок с непрозрачностью пор дка 8О-83% требуетс  врем  обработки 12-30 сек и врем  охлаждени  9 сек при содержании каучука 6 веё.%. При одинаковом размере частиц каучука распределение микропустот в пленке определ етс  его содержанием. Скопление микропустот формируетс  вокруг частицы каучука котора  подвергалась ослаблению раст жением . Необходимость на;и1чи  частиц каучук служащих центрами скоплений микропустот, очевидна из сравнени  первого по пор дку

90,089,0

Предлагаемый

Изпес:тньгй

92,2

61,8

14

Продолжение табпнШ) 3

51

9

81

69,2

88,059,3

-

(,4

18,018,3

34,2

8,0 выт жки дл  всех пленок равен 9 (ЗхЗ). выбранный сополимер стирола (25%) (75%), полученный путем полимеризации опыта табл.3 с последующими. Даже при длительной обработке растворителем нельз ч получить пленку с повышенной непрозрачностью в отсутствие частиц каучука. Это объ сн етс  диспергированием в пленке местных участков, в которых не могут бытг сформированы микропустоты, и неоднородностью распределени  силы сжати  иэ-за отсутстви  центров сжати . В табл,4 дана сравнительна  характеристика бумагоподобных пленок, полученных по известному и предлагаемому способам, с точки зрени  их пригодности дл  печатани . Таблица

Как вийно из данных табл.4, способ по изобретению позвол ет получать бумагопопобные пленки с хорошим качеством поверх и ости и улу шегтыми cBoftoreaMH j onpeaeЛ1ЙОЩИМИ п ригодность пленки дл  печатани .

Форму л а изобрете ни  

Способ получени  бумагоподобной пленки Ю путем выт жки полимерной пленки с последующей ее обработкой, отличающий с   тем, что, с целью улучшени  свойств бумагоподобной пленки, в качестве полимер ной пленки используют пленку на основе по« 5 листирола или сополимеров стирола с вини ловым мономером, содержащую 1-15 вес,% частиц каучука с диаметром 0,1-10 мкм, и обработку осуществл ют растворителем

при , предпочтительно щ 4О-70 С с последующим огслаждением до 0-40с, а в качестве растворител  испольэуйт рэство р)йтель, дл  которого действительно уравнение

f-fo-e-,

где f - толщина ненабухщего сло  пленки после обработки растворителем, икг

f - толщина пленки до обработки ее растворителем, мкм;

t - врем  обработки, сек; Г - посто нна , равна  при темпе ратуре обработки по меньшей мере 10 , а при температуре охлаждени  .

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе:

1. Патент СССР hfe 223692 кл. С 08 J 7/02, 19Й8.