Аоьсиюзнаяoatehthfl-texhrieckaeавторы\ библиотекатакеси масимо, рио ямада, юндзи иногучи и муцуо куга«юнитика кабусики кайся» (япония)

 

377998

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимый от патента №

Заявлено 22.VI.1970 (№ 1451627/2 3-5)

Приоритет 23.VI.1969, № 50121/69, Япония

М. Кл. В 29d 7/20

Комитет по делам

УДК 678.027,2 (088.8) Опубликовано 17.IV.1973. Бюллетень ¹ 18 изобретений и открытий лрн Совете Министров д ьСОЮЗНАЯ

Ы1 138Т38-Н;ЫЗЧ".QH

Дата опубликования описания 29Х1.1973

Авторы изобретения

И ностранцы

Такеси Масимо, Рио Ямада, Юндзи Иногучи и Муцуо Куга (Япония) Иностранная фирма

«Юиитика Кабусики Кайся» (Япония) Заявитель

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИАМИДНОЙ ПЛЕНКИ

Изобретение относится к области получения полиамидных пленок.

Известен способ получения полиамидных пленок путем экструзии с последующим растяжением пленки одновременно и двуосно в продольном и поперечном направлениях. Однако, такие пленки обладают рядом существенных недостатков.

В отличие от пленок, выполненных из полиэфиров, полипропиленов и т. п., трудно получить просто экструзией полиамидн ые пленки, практически целиком находящиеся в аморфном состоянии. На поверхности экструдированной полиамидной пленки и под ней образуются довольно большие участки сферической кристаллической структуры. Далее, вследствие наличия сильных водородных связей полиамиды подвержены образованию сужений.

По вышеупомянутым причинам трудно сохранить равновесие между параметрами процесса растягивания пленки, особенно при возрастании ширины пленки. Вероятно, сферическая кристаллическая структура и выступы на поверхности пленки, полученной экструзией, разрушаются растягиванием пленки в поперечном и продольном направлениях, но когда параметры процесса растягивания не сбалансированы с другими параметрами растягивания, поверхностная структураа может быть разрушена, что приведет к получению неоднородной поверхности.

Поверхность пленки более неоднородна у краев, расположенных вблизи зажимных устройств, применяемых для поддержания пленки во время растягивания, вследствие чего блеск указанных краевых зоп пленки больше, чем в центральной части. Разрушение сферической кристаллической структуры и поверх10 ностных выступов осуществляется посредством так называемого нарушенного баланса между параметрами процесса растягивания, Вследствие такого нарушения возникают местные сужения и другие нежелательные явления, такие

15 как черезмерно большая скорость via отдельных участках растягивания, колебания скоростей растягивания в продольном и поперечном направлениях.

При растягивании краевые зоны полиамид20 ной пленки подвержены большему усилию растягивания, чем центральная часть, так как краевые зоны расположены вблизи зажимных средств, посредством которых пленка поддерживается во время растягивания, вследствие

25 чего растягивание краевых зон предшествует растягиванию центральной части (сдвигающие или огибающие эффекты). В результате этого поверхностная структура в краевых зонах разрушается больше, чем в центральной чаЗО сти, вследствие чего нарушается постоянство

377998 в степени блеска, что в свою очередь ведет к снижению коммерческой ценности пленки. Более того, степень разрушения сферической кристаллической структуры и поверхностных выступов сказывается на слеживаемдсти (прилипаемости) растянутой пленки. Другими словами, неравномерное разрушение поверхностной структуры ведет к непостоянной слеживаемости, что плохо отражается на последующей обработке пленки.

Необходимо отметить, что края растянутой пленки, имеющие неодинаковую толщину, иногда отрезаются с целью увеличения коммерческой ценности пленки, так как выравнивание краев пленки с целью получения одинаковой толщины может вызвать соответствующее уменьшение текучести пленки, что не рекомендуетсяя.

Предлагаемый способ получения полиамидных пленок позволяет избавиться от указанных недостатков. Нерастянутую пленку перед одновременным двухосным растягиванием подвергают предварительной обработке, вследствие чего блеск пленки в центральной части будет больше, чем в краевых зонах.

В приводимом описании свойства поверхности характеризуются «зеркальным глянцем» или блеском (обозначенным как G,). В соответствии с АЯТМЭ-2457-65-Т зеркальный глянец или блеск есть отношение, выраженное в процентах, света отраженного от какой-либо поверхности пленки к свету отраженному от поверхности черного стекла с показателем преломления 1,567, причем в обоих случаях измеряется отражение луча света, падающего на поверхность указанных материалов под углом 20 .

Чем меньше величина б„тем грубее поверхность пленки и соответственно лучше характеристики антисле>киваемости.

Предпочтительный предел значений 6„требуемый для пленок, применяемых для упаковки и имеющих хорошие характеристики антислеживания, составляет 100 — 1500/О, а для металлизированных пленок 140 †1 /О. Идеальным случаем является постоянное значение

G, по всей поверхности растянутой пленки.

Однако практически необходимо, чтобы разница значения зеркального глянца краевых зон и центральной части DG составляла пенее 20 /О, предпочтительно менее 10 /О. Когда разница DG составляет больше 20 /О, на поверхности растянутой пленки могут появиться полосы, которые придают пленке плохой вид и которые указывают на существования мест с заниженными характеристиками антислеживания. В таких случаях на растянутой пленке могут возникнуть складки и соответственно пленка будет обладать плохой текучестью в последующей обработке. Замечено, что участки с низкими характеристиками антислеживания расположены рядом с краевыми зонами, которые в процессе растягивания проходят между зажимными устройствами, вследствие чего сферическая кристаллическая

65 структура и поверхностные выступы разрушаются. Несмотря на то, что предпочтительные значения разницы DG краевых и центральной зон известны, очень трудно определить условия растягивания и участок растягивания таким образом, чтооы было возможно поддерживать баланс растягивания между краевыми и центральной зон ами, принимая во внимание свойства полиамидов.

Поэтому трудно определить такие условия растягивания, при которых было бы возмо>кно препятствовать разрушению сферической кристаллической структуры и поверхностных выступов по краевым зонам растягиваемой пленки. Однако, практически возможно осуществить перед одновременным двуосным растягиванием пленки равное распределение G. no всей зоне пленки.

Изобретение дает возможность получить усовершенствованные растянутые пленки, если перед растягиванием на краевых зонах нерастяпутой пленки создать сферическую кристаллическую структуру и поверхностные выступы, которые при последующем протягивании пленки будут разрушаться, получая при этом меньшее рассредоточение величин G, чем в центральной части, после чего следует растягивание пленки, в результате чего по всей зоне таким образом протянутой пленки получается равномерное распределение зн ачений

G„. Уровень значений G, нерастянутой пленки может меняться вместе с условиями образования пленки и устанавливаться, например посредством регулирования воздушного зазора между экструдером и охлаждающим роликом и/или влажности воздуха на стадии отверждения, т. е. чем больше воздушный зазор и/или чем выше влажность воздуха, тем меньше получаются величины G,. Рассредоточение величин G.,на невытянутой пленке может устанавливаться, например посредством обработки паром во время отверждения обоих краев экструдированной пленки путем обдува паром с использованием сопел; тепловой обработки обоих краев уже отвержденной после экструзии пленки горячим воздухом, в частности с использованием сопел; локальной воздушной обработки поверхности экструдированной пленки во время отверждения, например с использованием узких щелевых сопел. Термин

«локальная воздушная обработка» означает, что скорость воздуха, подаваемого к поверхности пленки, наиболее высокая в центральной части пленки и становится все ниже и ниже по направлению к краям. Степень такой предварительной обработки краев пленки зависит от требуемого уровня величин G. на растянутой пленке, толщины нерастянутой пленки, условий растяжения, таких как коэффициент растягигания и т. д., причем о степени такой предварительной обработки можно судить по величинам б, растянутой пленки.

Ширина предварительно обрабатываемых краевых зон пленки зависит от конечной ширины пленки, желательно, чтобы ширина бы 377998 ла приблизительно более 50 л м. Предварительная ооработка дает возможность осуществить дальнейшее развитие сферической кристаллической структуры и поверхностных выступов, причем уровень значений G, распределяется таким образом, что значения G, краевых зон должны быть, по крайней мере, на

5% (лучше на 10О!О) ниже, чем в центральной части. Трудно получить постоянные значения

G, по всей пленке, если разница между значениями G в центральной части и в краевых зонах DG черезвычайно мала. Усовершенствованная растянутая полиамидная пленка может быть получен а, когда на нерастянутой пленке получают вышеупомянутое распределение значений G, и пленку далее подвергают одновременному двуосному растягиванию в продольном и поперечном направлениях при следующих условиях:

70 — т. пл. пленки

6 000 — 100 000

Температура растягивания, ОС

Скорости растягивания, %/мин

Отношение скоростей растягивания в продольном и поперечном направлениях

Коэффициент растягивания в продольном и поперечном направлениях

0,5 — 2,0 (4,5

Ввиду способности полиамидов к погло:цению воды, желательно, чтобы пленка перед растягиванием адсорбировала бы 2 вес. % воды (в пересчете на вес пленки). B таком состоянии пленка может быть легко нагрета, что в конечном счете ведет к получению растянутой пленки хорошего качества.

Также возможно осуществлять регулирование распределения G, на протянутой пленке после адсорбции воды.

Пример 1. Две нерастянутые пленки из поли-е-капроамида (толщина 150 мк, ширина

500 мм) были погружены в воду. Адсорбция воды составляла 6 вес. (в пересчете на вес пленки) . Одна пленка А по всей зоне имела значения G, около 35%. Другая пленка В была обработана способом, подобным описанному выше, за исключением того, что пленка после адсорбции воды шла со скоростью

12 м/мин, причем одновременно края пленки шириной около 100 мм каждый обдували горячим воздухом с температурой 400 С и давлением 0,5 кг/ся2 через сопла с шириной щели 3 мм. В результате такой обработки были получены следующие результаты, %: б, в центральной зоне (пленка В) около 35

G, по краям 20

DG 15

Пленки А и B были одновременно двуосно растянуты в продольном и поперечном направлениях. Указанное растягивание осуществляли при следующих условиях:

100

Температура растягивания, С

Скорость растягивания, %/мин

Отношение скоростей растягивания

Коэффициент растягивания: в продольном направлении в поперечном н аправлении

16000

1,0 в 1,5

3,0

3,3

Температура растягивания, С 120

Скорость растягивания, %/мин 24000

Отношение скоростей растягивания 1,0 — 1,5

Коэффициент растягивания: в продольном направлении 3,0 в поперечном направлении 3,3

Распределение G,, на пленке С было практически одинаковым по всей ширине пленки, а пленка, полученная .растягиванием нерастянутой пленки С, имела разницу G, центральной

55 части и краев, т. е. DG, 40%. Значения G, были одинаковыми в зоне, составляющей более

50% общей ширины растянутой пленки.

Из пленки D, которая была предварительно

60 обработана с целью изменения распределения

G, и с целью получения разницы DG 20%, была получена превосходная растянутая пленка с практически равными значениями G,, составляющими около 110% по всей ширине

65 пленки.

Растянутая пленка, полученная из нерастянутой пленки А, имеющей приблизительно равные значения G, имела разницу DG, составляющую около 30%, причем около 70% всей ширины растянутой пленки имели по существу равномерное распределение значений

G . С другой стороны, растянутая пленка, полученная из нерастянутой пленки В (предварительно обработанной) с неравномерным распределением значений G,, имела по существу по всей ширине (более 95%) равные значения G,.

Пример 2. Две пер астянутые пленки из поли-е-капроамида (толщина 250 мк, ширина

500 мм) погружали в ванну с водой с целью адсорбции воды (около 6,5% от веса пленки).

Одна пленка С практически по всей ширине имела значения G., около 30%. Другая плен-; ка D была обработана способом, подобным описанному выше, за исключением того, что погруженная пленка шла со скоростью

12 м/мин, причем одновременно края пленки шириной около 100 мм каждый обдували горячим воздухом с температурой 400 С и давлением 0.5 кг/с 2 посредством сопел с шириной щели 3 лл. В результате такой обработки полученная пленка имела в центральной части значение G,, около 30%, а по краям— около 10% . Затем обе пленки С и D были каждая одновременно двуосно растянуты в

4О продольном и поперечном направлениях. Растягивание осуществлялось при следующих условиях:

377998

15 го

Зо

210

Как показано выше можно получить одновременно двуосно растянутые полиамидные пленки с усовершенствованной поверхностью, имеющей одинаково распределенные зеркальные глянцы, и обладающих неслеживаемостью при высокой текучести. Для этого перед растягиван ием полиамидные пленки предварительно обрабатывают с целью получения такого распределения 6„т, е. зеркальных глянцев или блеска, при котором значения G, по краям пленки меньше, чем в центральной части.

Пример 3. Для экструдирования пленки из поли-е-капроамида (ширина 700 мм, толщина 150 мк) со скоростью 10 м/лик был применен экструдер (диаметр 115 мм) с Т-образн ым мундштуком. Температура экструдированной смолы составляла 270 С. Охлаждающий ролик (диаметр 900 мм) охлаждали циркулирующей внутри ролика водой, имеющей температуру 40 С. Экструдированную пленку отверждали и погружали в водяную ванну с целью адсорбции воды (6,5% от веса пленки).

Оба края на участке шириной 10 мм каждый имели практически одинаковые значения зеркального глянца G, = 30% . Оба края этой пленки, шириной каждый 100 лм были предварительно обработаны горячим воздухом с температурой 400 С и давлением 0,5 кг/см2, подаваемым через сопла с шириной щели

3 ми. Оба края пленки с целью осуществления одновременного двуосного растягивания пропускали между зажимными устройствами.

Растягивание осуществляли при следующих условиях:

Температура растягивания, С 90

Коэффициент растягивания: в продольном н аправлении 3 в поперечном направлении 3,5

Скорость растягивания, %/мин 12

Отношение скоростей растягивания 0,6 в 1,5

Растянутую пленку затем подвергали в натянутом состоянии теплообработке в течение

8 сек при 210 С с целью получения растянутой пленки толщиной 15 мк и шириной

1570 мм. Оба края пленки шириной 40 мм каждый, которые проходили непосредственно между зажимными устройствами, отрезали с целью получения окончательной пленки шириной 1490 мм. Зеркальные глянцы или .блеск в соответствующих зонах пленки были одинаковыми и распределялись следующим образом: в центральной зоне G, составляло 120%, а по краям 125%.

П р и м е.р 4. Для экструдирования пленки из поли-в-капроамида (ширина 900 мм, толщина 252 мк) со скоростью 20 м/мик при

270 С на поверхность охлаждающего ролика (диаметр 900 мм), охлаждаемого водой, имеющей температуру 35 С, применяли экструдер (диаметр 150 мм) с Т-образным мундштуком.

Во время экструзии между экструдером и поверхностью охлаждающего ролика поддерживали воздушный зазор 120 мм, причем пленку

65 непрерывно обдували воздухом, имеющим температуру 20 С. Максимальная скорость воздуха 5 м/сек была в центральной части пленки и постепенно снижалась к краям пленки, в силу чего пленка приобретала определенный блеск. Пленка, полученная таким образом, была пропущена через водяную ванну с целью адсорбции воды (6,5% от веса пленки), после чего оба края пленки шириной

20 мм каждый были отрезаны с целью получения более равномерного блеска.

Затем нерастянутая пленка была одновременно двуосно растянута в продольном и поперечном направлениях, для чего края пленки пропускали между зажимн ыми устройствами, причем пленка проходила по участку, ширина которого на входе составляла 800 мм. Растягивание осуществляли при следующих условиях:

Температура предварительного нагрева, С 100

Длина зоны предварительного нагрева, м 2

Температура растягивания, С 120

Скорость растягивания, о/о/мин 24000

Отношение скоростей растягивания 0,6 в 1,5

Коэффициент растягивания: в продольном направлении 3,0 в поперечном направлении 3,5

Температура тепловой обработки, С

Время теплообработки, сек

Растянутая пленка имела ширину 2800 мм, причем оба края шириной 50 мм каждый., которые непосредственно проходили между зажимными устройствами, отрезали, в результате чего получали окончательную пленку шириной 2700 мм. Зеркальные глянцы распоеделялись по пленке следующим образом: 160% в центральной зоне и 165% по краям, что говорит о более высоких свойствах пленки, полученной таким образом.

Пример 5. Для экструдирования пленки из полилауринамида (ширина 700 мм. т лп ина 150 мк) со скоростью 20 м/мин при 250 С на поверхность охлаждающего ролика (диаметр 700 мм). охлаждаемого водой, имеющей температуру 40 С, применяли экструдер (диаметр 115 мм) с Т-образным мундштуком. Между экструдером и поверхностью охлаждающего ролика поддерживали воздушный зазор

60 мм. Для пРодувания воздуха, имеющего температуру 20 С, применяли узкое щелевое вопло. Максимальная скорость воздуха 3 м/сек была в центральной зоне, к краям она постепенно понижалась, вследствие чего на пленке было получено определенное распределение зеркальных глянцев, т. е. G,. Оба края пленки каждый шириной по 20 мм были отрезаны с целью получения нерастянутой пленки шириной 660 мм. Далее, на участке со входом шириной 660 мм пленку предварительно нагре377998

15

Составитель О. Рокачевская

Техред 3, Тараненко

Корректор С. Сатагулова

Редактор T. Девятко

Заказ 1748/18 Изд. Ма 1437 Тираж 678 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 вали, растягивали одновременно двуосно в продольном и поперечном направлениях, подвергали теплообработке при следующих условиях:

Длина зоны предварительного нагрева, м 2

Температура предварительного нагрева, С 120

Температура растягивания, С 100

Скорость растя>кения, о/о/мин 20000 коэффициент растяжения: в продольном направлении 3,0 в поперечном направлении 3,5

Температура тепловой обработки, С 170

Время теплообработки (при натяжении пленки), сек 6

Оба края растянутой пленки, проходившие непосредственно между зажимными устройствами были отрезаны, вследствие чего была получена окончательная пленка шириной

1980 мм со степенями блеска в поперечном направлении 166 †17, что говорит об улучшении качества пленки.

Пример 6. Для экструдирования пленки из поли-в-капроамида (ширина 700 мм, толщина 150 мк) со скоростью 20 м/мин при 200 С

HiB поверхность охлаждающего ролика (диаметр 700 мм), охла>кдаемого водой, имеющей температуру 35 С, применяли экструдер (диаметр 115 мм) с Т-образным мундштуком. Когда температура пленки, экструдированной на поверхность охлаждающего ролика достигала

100 С, края пленки каждый шириной 50 мм обрабатывали паром. Затем пленку пропускали через водяную ванну с целью адсорбции воды (5,5 от веса пленки), после чего оба края каждый шириной 20 мм отрезали, в результате чего получали нерастянутую пленку шириной 660 мм. Для растягивания пленки одновременно двуосно в продольном и поперечном направлениях применяли участок с шириной входа 600 мм. Растягивание пленки осуществляли при следующих условиях:

Длина зон ы предварительного нагрева, м 2

Температура предварительно10 го нагрева, С 90

Температура растяжения, С 90

Скорость растяжения, %/мин 20000

Коэффициент растяжения: в продольном направлении 3,0 в поперечном направлении 3,3

Температура теплообработки, С 210

Время теплообработки (при натяжении пленки), сек 6 г0

Оба края пленки, проходившие непосредственно между зажимами, отрезали, в результате чего получали окончательную пленку шириной 1880 мм со степенью блеска в поперечном направлении 150+ 5 /о

Предмет изобретения

Способ получения полиамидной пленки путем экструзии с растяжением экструдированной пленки одновременно в продольном и по30 перечном направлениях, отличающийся тем, что перед растяжением края экструдированной пленки подвергают обработке паром во время отверждения .пленки или горячим воздухом после ее отверждения, или поверхность

35 экструдированной пленки подвергают обдуву воздухом со скоростью, уменьшающейся от центра пленки к ее краям, до достижения

«зеркального блеска» G, в центре пленки большего, чем у ее краев.