Способ получения пленки
Изобретение относится к области технологии получения полимерных пленок и может быть использовано в производстве кинофотомагнитных и липких лент. Изобретение позволяет повысить прочностные показатели пленки за счет того, что расплав термостатического полимера экструдируют на барабан в виде ленты. Ленту подвергают прокатке с протяжкой между прокатными валками, нагретыми до 30-70°С, с суммарной кратностью вытяжки 1,15-2,0 и соотношением относительных удлинений от прокатки и протяжки, равном 0,66-4,0, Ленту охлаждают до 10-30°С на расстоянии ()/ V мм от центральной оси между прокатными валками, где б-толщина пленки , входящей в зазор между валками, мм, а V - скорость движения пленки, мм/мин, 10 и 105 - эмпирические коэффициенты1 мм /мин. Затем ленту подвергают двухосной постадийной ориентационной вытяжке и термофиксации. 1 табл. (А
союз советских
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4411543/05 (22) 29.02.88 (46) 30.09.91. Бюл, ¹ 36 (71) Московский институт тонкой химической технологии им, М.В.Ломоносова и Научно-производственное объединение
"Полимербыт" (72) С.В.Власов, В.В.Павлов, B.Н.Кулезнев, В,ВАбрамов, В,А,Гринь, И.А.Шенбель и
Л. Б,Азаров (53) 678.027.5(088.8) (56) Патент Японии №51-40905, кл. В 29 D7/24,,опублик,,1976. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛЕНКИ (57) Изобретение относится к области технологии получения полимерных пленок и может быть использовано в производстве кинофотомагнитных и липких лент. Изобретение позволяет повысить прочностные поИзобретение относится к технологии получения полимерных пленок и может быть использовано в производстве кинофотомагнитных и липких лент, Цель изобретения — повышение прочностных показателей.
Пример 1 (сравнительный).
Пленку изотропную, аморфную, получаемую экструзией расплава ПЭТФ на охлаждающий барабан толщиной 200 мкм со скоростью 20 м/мин, направляют на продольное растяжение (9). При температуре
60 — 80 С ее ориентируют вдоль длины со степенью вытяжки 3,6, охлаждают и ориентируют поперек (10) в 4 раза при T=110 С, после чего термофиксируют в течение 12 с (220 — 250 С). Свойства представлены в таблице.
Пример ы 2,5 (контрольные), „„5U „„1680721 А1 (si)s С 08 J 5/18, В 29 С 55/12 казатели пленки за счет того, что расплав термостатического полимера экструдируют на барабан в виде ленты. Ленту подвергают прокатке с протяжкой между прокатными валками, нагретыми до 30 — 70 С, с суммарной кратностью вытяжки 1,15-2,0 и соотношением относительных удлинений от прокатки и протяжки, равном 0,66-4,0, Ленту охлаждают до 10 — 30 С на расстоянии (10 — 105)/д V мм от центральной оси между прокатными валками, где д — толщина пленки, входящей в зазор между валками, мм, а
Ч вЂ” скорость движения пленки, мм/мин, 10
4 и 10 — эмпирические коэффициенты, 5 мм /мин. Затем ленту подвергают двухос3 ной постадийной ориентационной вытяжке ф и термофиксации. 1 табл, I
Пленку изотропную, аморфную, получаемую экструзией расплава ПЭТФ на барабан, направляют в зазор прокатных валков, 0 нагретых до температуры 70 С. Соотноше- Q© ние толщины пленки (200 мкм) и величины зазора валков (h) таково, что пленка после прокатки имеет степень вытяжки в длину
1,5; 1,8; 2,0; 3,0, после чего ориентируют вдоль при T=?5-80 С и термофиксируют при
220 — 250 С в течение 12 с.
Пример 6. Изотропную ПЭТФ пленку, получаемую экструзией расплава на барабан, подвергают совместной прокатке и протяжке. Температура прокатных валков
60 С, а соотношение между зазором прокатных валков й, толщиной (д0 =200 мкм) и скоростью вытягивания V1 прокатываемой пленки таково, что общая кратность вытяжки прокатанно-вытянутой пленки составля1680721 ет 1,8, причем соотношение относительных удлинений от прокатки и протяжки составляет 1;1.
После выхода пленки из зазора валков ее охлаждают до 15 С на расстоянии 20 мм от длины между центрами прокатных валков, которое находится в интервале (10 /
4 доЧ1) мм,(10 /до Ч1) мм, (до=0,200 мм; V> =
20000 мм/мин). Охлажденную, модифицированную совместным действием прокатки и протяжки пленку ориентируют вдоль и поперек по примеру 1. Свойства представлены в таблице.
Пример ы 7-10, ПЭТФ-пленку получают по примеру 6, но температура прокатных валков соответственно равна 10, 20, 70, 80 С.
Пример 11-14. ПЭТФ-пленку получают по примеру 6, но общая кратность вытяжки прокатанно-протянутой пленки от совместного действия прокатки и протяжки соответственно составляет 1,1; 1,2; 2,0; 2,5, Пример ы 15 — 18. ПЗТФ-пленку получают по примеру 6, но соотношения относительных удлинений пленки от действия прокатки и протяжки таково, что соответственно составляет 1;2; 2:3; 4:1; 5:1 при общей кратности вытяжки от прокатки и протяжки
1,8, B примере 15 отношение удлинений от прокатки и протяжки составляет 0,5, т.е. — "-Р— = 0,5 (что выходит за пределы кпрт изобретения). Общая кратность от Кпрк и
Кпрт составляет 1,8, т.е. общее удлинение составляет 80 . Исходя из этого зпрк =0,5 кпрт i кпрт +О 5 кпрт =80о ., откуда кпрт = кпрт = 53,3о, а зпрк = 53,3
80%
1,5
0;5 = 26,7, зпрк = 26,7, Ьрт = 53,3 .
В примере 16 общая кратность вытяжки Кобщ = 1,8, а соотношение удлинений от прокатки и протяжки составляет 2:3, т,е.
Епрокатм = 0,66, Епротяжки
Для определения удлинений прокатки и протяжки на пленку, выходящую с охлаждающего барабана в период наладки процесса, наносят (специальным приспособлением) две поперечные линии (метки) на определенном расстоянии друг от друга, например 10 см. Так как общая кратность вытяжки от прокатки и протяжки Кобщ
1,8, то после прокатки и протяжки расстояние между линиями должно быть 10 см 1,8
- 18 см, т,е, общее удлинение пленки от прокатки и протяжки Ipse должно comasлять 18 см- 10 см = 8 см -1прокатки+ 1протяжки.
I 2
Так как п окатки —, то 1прокатки
1протяжки
2 2 — 1протяжки состветствЕнно $3 1пРотЯжки +
1
5 1протяжки = 8 см, откуда Iпротяжки = 4,8 см, 1прокатки = 3 2 см
Таким образом, для наладки процесса получения пленки по примеру 16 необходимо:
10 а) на весь период наладки наносить две поперечные метки на полотно пленки, выходящей с охлаждающего барабана на расстоянии 10 см;
6) без включения протягивающего уст15 ройства (т.е. беэ протяжки) и системы охлаждения установить такой зазор между прокатными валками, при котором расстояние между поперечными метками становится 13,2 см;
20 в) включить протягивающее устройство, установить систему охлаждения на расстоянии 20 мм от линии между центрами прокатных валков (расчет расстояния до охлаждения и эмпирических коэффициен25 тов см. выше); увеличивать скорость протягивающих валков до такой степени, когда расстояние между поперечными метками увеличится на 4,8 см и станет равным 18 см.
В примере 17 отношение удлинений от
30 прокатки и протяжки составляет 4, т.е. — = 4 (по изобретению), общее удлинеЕп к
<прт ние80,зпрк=4; Я прт 4Е прт=80. Е прт
= кпрт — =16 ; зпрк=4 16=64, Таким образом, зпрк=64 ; я прт=16 .
B примере 18 отношение удлинений от прокатки и протяжки составляет 5, т,е. — = 5(за пределами изобретения), сумЕп к
40 кпрт марное удлинение составляет 80о . е прк=5 Епр, кпрт+4 епрт=80о ; рпЯт — 13,3о . Я пр = 5 13,3 = 66,7Е прк
45 = 66,7%, Е прт = 13,3
Пример ы 19 — 22. ПЭТФ-пленку получают по примеру 6, но прокатанно-протянутую пленку охлаждают до 5; 10; 30;40 С. о охлаждение пленки проводят на расстояние
50 05; 2 5; 25; 3, мм от линии между центрами валков при толщине пленки äp = 0 2 мм и скорости 20000 мм/мин.
В примерах 23-26, где охлаждение проводят на расстоянии 0,5; 2,5; 25; 30 мм от
55 линии между центрами валков при толщине. пленки äp = 0,2 мм и скорости движения пленки Ч1 = 20000 мм/мин, расстояние 2,5 и
25 мм соответствует заявляемому интервалу
1680721,6
10 / д> Vi мм-10 / доЧ1 мм, что соответсти 5 вует 2,5-25 мм.
Величины 0,5 и 30 мм вне заявляемого .интервала при данной толщине и скорости пленки. Интервалы изменения толщины и 5 скорости движения пленки определяются требуемой толщиной ориентированной пленки и производительностью экструдера и учитываются заявленным соотношением.
Пример 27 (сравнительный). Пленка 10 из ПА-6 получается экструзией на охлаждающий барабан и направляется на продольное растяжение при 120 С до степени вытяжки К = 3,5, охлаждается и ориентируется поперек до К = 3,0 и термофиксируется 15 в течение 12 с при 160 С, Пример 28. Пленку из ПА-6 получают по примеру 6, но продольное и поперечное растяжение происходит при Т = 60 — 120 С до
К = 3,0 — 4,0, термофиксируют при Т = 160ОС 20 в течение 12 с.
Пример 29 (сравнительный).
Пленку из ПС получают по примеру 1,-.
Продольная вытяжка: К = 3 0; Т = 90 С; поперечная вытяжка: К = 3,5; Т = 100 С. После 25 поперечной вытяжки пленку охлаждают.
Пример 30. Пленку из ПС получают по примеру 6, но продольную вытяжку про-водят до К =3,0, а поперечную при Т = 100 С . до К = 3,5. После поперечной вытяжки плен- 30 ку охлаждают.
П р и M е р 31 (сравнительный).
Пленку из ПП получают по примеру 1.
Продольная вытяжка: К = 4,0; Т = 100 С.
Поперечная вытяжка; К = 6,0; Т = 130 С, 35 термообработка при 150 С в течение 12 с.
Пример 32. Пленку ПП получают по примеру 6, но при поперечной вытяжке Т =
20 — 60 С, кратность 8, при поперечной Т =
130-170 С, К= 6 40
Пример 33 (сравнительный).
Пленку из ПЭВП получают по примеру
1. Продольная вытяжка: К = 6,0; Т = 115ОС.
При поперечной вытяжке при всех режимах пленка разрывается. 45
Пример 34, Пленки из ПЭВП получают по примеру 32.
Пример ы 35 — 37. ПЭТФ-пленку получают по примеру 6, но температура валков соответственно равна 15; 25; 45ОС. 50
Пример 38, Пленку получают по примеру 6, но толщина пленки до = 0,05 мм, V> = 20000 мм/мин, расстояние до участка охлаждения 30 мм, которое находится в пределах заявляемого интервала. 55
Пример 39. Пленка получается по примеру 6, но скорость движения пленки V
= 10000 мм!мин, до = 0,20 мм, расстояние до участка охлаждения 20 мм, которое находится в заявляемом интервале, Пример ы 40, 41, Пленку изотропную, аморфную, получаемую экструзией расплава на барабан, подвергают протяжке до кратности вытяжки 1,15; 2,0 после чего пленку охлаждают до 10-30 С, затем пленку ориентируют вдоль и поперек, Данные примеры не выполнимы, т.к. при температуре ниже Tqy образуется "шейка", кратность K()торой 4,9.
Пример ы 42, 43. Пленку изотропную, аморфную, получаемую экструзией расплава на барабан, направляют в зазор прокатных валков, нагретых до 60 С, после чего пленку охлаждают до температуры 10-30 С на расстоянии 10 / до V> — 10 / до V< мм от линии между центрами прокатных валков до кратности вытяжки 1,2; 2,0 далее по примеру 1.
Относительное удлинение при разрыве ер у всех образцов ПЭТФ-пленок, полученных как по технологии прототипа, так и по изобретению, в пределах 50-60%, а свободная тепловая усадка eу = 3 — 5%.
У ПА-6 ер = 60%;еу =-3%, ПС ер =4%; еу = 15%.
ПП ер =50 ;еу =3%.
ПЭВП е> =20%; еу = 5%.
Прочностные показатели по всем примерам представлены в таблице.
Формула изобретения
Способ получения пленки экструзией расплава термопластичного полимера на барабан в виде ленты с последующей двухосной постадийной ориентационной вытяжкой и термофиксацией, отличающийся тем, что, с целью повышения прочностных показателей, ленту перед двухосной постадийной ориентационнной вытяжкой подвергают прокатке с протяжкой между прокатными валками, нагретыми до 3070 С, с суммарной кратностью вытяжки
1,15 — 2,0 и соотношением относительных удлинений от прокатки и протяжки, равном
0,66 — 4,0, а затем охлаждают до 10-30 С на расстоянии (10 — 105)/ д V мм от центральной оси между прокатными валками, где д — толщина пленки, входящей в зазор между валками, мм; V — скорость движения пленки мм/мин; 10 и 10 — эмпирические коэффи4 5 циенты, мм /мин.
1б80721
Пример
Полимер
) 120
ПЭТФ
230
6,0
230 и
120
260
6,5
260
120
6,5
120
260
6,5
110
220
5,5
60 и
180
320
9,0
300 и
7 контр.
130
250
6,0
230
160
300
8,0
280
165
300
8,5
280 и
10 контр.
1,1
110
200
5,0
180
110
200
5,0
180
160
300
8,0
280
160
280
8,0
260
14 контр.
15 -"120
220
6,5
210
i 10
220
5,5
200 и
170
8,5
300
290
170
300
8,5
290
18 контр.
19 -"130
250
6,0
230
6 5
210
160
280
8,0
260
280
160
8,0
260
220
22 контр.
23 -"6,5
120
210
200
110
5,5
200 и
160
280
8,0
260 и
25 1 70
300
8,5
290 и
26 контр.
27 сравн, 120
220
6,0
210
270
150
8,0
170
360
200
12,0
250
29 сравн.
100
200
5,0
150 и
100
290
220
7i0
200
31 сравн.
100
5,0
180
ПП
320 и
150
6,8
230
200
33 сравн.
100
4,0
100
ПЭВП
300
6,5
220
150
200
6,5
35 контр.
36 -"210
-1 10
ПЭТФ и
230
6,5
120
220
170 и
300
8,5
290
37 и
320
8,5
290
180 и
190
310
9,0
300 и и
110
230
6,0
260
120
6,5
1 сравнит.
2 контр.
3 -° 1
4-и
5 "—
40 контр.
41
42 -"43
В продольном направлении, МПа
120 220
В поперечном направлении,МПа
