Патент ссср 403148

 

03148

Союз Советских

Социалистических

Республик л. В 444 !/22 государственный комитет

Совета Миниетроа СССР по делам изобретений и открытий

621.794.4 (088.8) Автор изобретения

Иностранец

Дэррел Дин Л айдл (Соединенные Штаты Америки) Иностранная фирма

«Истман Кодак Компани» (Соединенные Штаты Америки) Заявитель

СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПОЛИМЕРОВ

Данное изобретение относится к методам обработки поверхности полимеров с целью изменения ее гидрофобных свойств при .покрытии водными желатиновыми эмульсиями.

В известном методе обработки,полиолефинов на них действуют тихим разрядом в присутствии полимеризующегося и отлагающсгося на поверхности обрабатываемого изделия газообразного мономера: винилхлорида; 1,3,5трихлорбензола; метилмеркаптана; нитротолуола; акрилонитрила (патент США № 3387991 от 11 VI,1968 г., кл. 117-93.I).

Недостатком этого метода является изменение химического состава полимера.

Предлагаемый процесс изменения поверхностных характеристик полимеров сводится к обработке их активированным в высокочастотном поле газом или газовой смесью из активного и активируемого компонентов.

Разделение компонентов на активный и активируемый связано с различными скоростями релаксационных процессов, протекающих в различных газах, возбужденных в высокочастотном поле: в результате обмена энергиями активный компонент «поддерживает» возбужденное состояние активируемого.

Активным компонентом может быть водород, азот, гелий, неон, аргон, криптон, радон, а акгивируемым — окись азота, двуокись азота, азотистый ангидрид, хлорпстый нитрозил, пары воды, спирта, кислот, нптрнлов и эфиров., <орошие результаты в ряде случсв до5 CTHI BIOTC5I,IIPH HCIIOlb30BBHHH нента: окиси азота, двуокиси азота, азотистого ангидрида, паров воды. Давление газовой смеси поддерживают в пределах 0,0!в

20 мм рт. ст, при варьировании парциальтп ных давлений компонентов, прп использовании одного газа cIo давление составляет

0,01 — 0,8 мм рт. ст.

Частота электромагнитного излучения, активирующего газ, должна быть более 10 мггц.

15 Предлагаемый способ является эффективным при обработкс,полиэфиров (полиэтплентерефталат и поли-1,4-циклогександимет;шолтерефта IBT), поликарбонатов, полнамидов (нейлон-б,б), пол иолефинов (полиэтилен), а

2р также полимеров и сополпмсров винпльного ряда.

Данная обработка не только меняет смачиваемость полимеров, но и влияет на их прочностные свойства и способность сохра25 нять статический заряд.

Метод позволяет усовершенствовать процесс изготовления фотопленки, исключив из него операцию покрытия:полиэтилентерефталатной основы промежуточным латекспым покрытием, на которое обычно наносят слои желатина.

На фиг. 1 и 2 даны схемы установок,,используемых в данном изобретении.

Установка, изобряжс на фиг. 1, служит для обработки материалов одним газом, а в установке, представленной. яя фнг. 2, используют двухкомпонснтпую газовую смесь.

Процесс обработки ведут следующим образом: на ленту 1, псрсматывасмую со шпульки

2 на катушку 3, в камеру 4 из емкости 5 через вентиль 6 подают газ, активируемый в высокочастотном поле катушки 7; при использовании газовой смеси се компоненты подают из емкостсй 5 и 8 через игольчатые вентили 9 и 10 в поле катушки 11. В отдельных случаях газовую смесь готовят,при пропускании газообразного компонента через сосуд с жидким компонентом.

Источником электромагнитной энергии служит генератор 12, заземленный через перемсннуK) индукционную катушку 13 или переменный конденсатор 14. Камера 4 через трубку 15 и вентиль 16 соединена с вакуумным насосом, поддерживающим нужное давление.

В приведенных ниже примерах использовали генератор мощностью 300 вт, работающий на частоте 13,56 мггц.

Влияние предлагаемой обработки на свойства полимеров поясняют приводи мыс ниже примеры, в которых использовали различные газы, активированные ня устройствах 1 или 2.

1. Увеличение адгсзии эмульсионного слоя

R фотопленке.

Пример 1, Двуосно ориентированную полиэтилснтсрефталатную пленку размером

2";(8";(0,004" обрабатывают 1 сек двуокисью язота,при давлении 0,24 мм рт. ст. Пленку покрывают желатиновой эмульсией. После высушивания эмульсии пленку помещают в раствор проявителя на 1 мин, затем на 1 мин в закрепитель и 1 час промывают водопроводной водой при 48 С. Эмульсия с пленки не удаляется при трении влажной пленки между большим и указательным пальцами («испытание влажным трением»), я также при цярапании ногтем.

После высушивания пленку подвергают «испытанию целлофановой лен гой»: сухой слой эмульсии заштриховывается перекрестными штрихами и к нему плотно прижимают целлофановую ленту. При быстром снятии ленты эмульсия остается на пленке.

Пример 2. Поликарбонатную пленку обрабатывают 1 сек, двуокисью азота при давлении 0,3 мм рт. ст., покрывают фотоэмульсией и сушат на воздухе при 63 С. Сухую пленку наматывают на сердечник (эмульсией внутрь), и сердечник нагревают до 235 С за

2 сек. Вид пленки не меняется: эмульсия остается íà 1тодложке, пузырей нет.

При испытаниях «целлофановой лентой» эмульсия не удаляется.

Таблица 1

Краевой угол

Код обозначения

Материал продвижение удаление

59 2

71 41

Двуосно ориентированный полиэтилен-терефталат

Полиэтилен (Марлене

5003)

Полиэтилен (покрытая бумага)

Полиуретан (Дюпон 85 j1)

Поливинилхлорид (Коросил)

Акрилонитрнл-бутадиенстирольный сополимер (Ройялит) 55

79 50

100 20

74

25 30

13 6

93 6

50 24

Е

77 42

30=30

5

45,Пример 3. Фотобумагу, покрытую полиэтиленом, обрабатывают и испытывают по примеру 1. Влажная эмульсия соскабливастся ногтем, но нс удаляется «влажным трением».

Сухая эмульсия нс снимастся «целлофановой лентой».

Пример 4, Двуосно ориентированную полиэтилснтерсфталатную пленку размером

5")(7,5" 0,004" обрабатывают 1 сек азотистым ангидридом при давлении 0,18 мм рт. ст., покрывают желатиновой эмульсисй, содержащей галогенид серебра, охлаждают и сушат на воздухе при 16 — 18 С. Сухой слой эмульсии не удаляется при нсскольких испытаниях

«целлофановой лентой». Образец оставляют на ночь, затем 3 мин, проявляют, 5 мин фиксируют, 15 мин промывают проточной водой при 20 — 25 C и сушат на воздухе при комнатной температуре. После проявления и фиксации эмульсия не удаляется «влажным трением», сухая эмульсия нс удаляется «целлофановой лентой».

Пример 5. Поликарбонатную пленку обрабатывают и испытывают по примеру 5 при давлении азотистого ангидрида 0,33 мм рт. ст.

Перед испытанием эмульсию выдерживают 8 суток; эмульсия удаляется «влажным трением», но сохраняется при испытании «целлофановой лентой».

Пример 6. Фотобумагу, покрытую полиэтиленом, обрабатывают и испытывают по примеру 6 при давлении азотистого ангидрида 0,58 мм рт. ст. Результаты аналогичны результатам примера 5.

Г1 р и м е р 7. Двуосно ориентированную полиэтилентерефталатную пленку обрабатывают гелием и меркаптопропионовой кислотой с ,парциальными давлениями 0,65 и 0,1 мм рт. ст., соответственно. Обработанную пленку покрывают фотоэмульсией и сушат теплым воздухом (63 С). Эмульсия после закрепления нс удаляется «влажным трением», сухая эмульсия нс снимается «целлофановой лентой».

Пример 8. Двуосно ориентированную полиэтилентерефталатную пленку обрабатывают и испытывают по примеру 7 с использо403148

Краевой угол

МатеПример риал газ-активатор

И02

0,25

И02

0,08

Не

38 58

0 43

0,4

Не

НО

49 46

0,65

0,62

41 2Г

0 47

0,63

Не

45 21

8 15

0,65

0,10

Аг

0,51

2 03

46 54

0,5

Не

СН,=CHCN

0,55

0,21

Не

СН,ОН

0,65

0,15

NO

0,19

20

43 21

2 50

NO2

0,07

Не

21

51 57

5 22

0,41

Не

Н,О

54 12

0,6

Не

0,63

СН2=CHCN

Не

В

1 30

54 Сб

0,27

0,55

Не

В

8 2Г

54 "0

0,7

Не

0,65

Не

8 16

63 15

0,41

1 15 6 45

15 (I,7

Не

15

0,2

0 5

Не

65 30

1 27

0,75

Не

0,5

Время экспозиции, сек

Давление газов, мм рт. ст. активируемый газ

СН,=CHCOOH

NH,ÑÍ,CH2CH,OH

HSCH,CH ÑOOÍ

HSCH СН,СООН

0,2

СН,=СНСООН

0,18

NO2

0,18

NO2

0,07

CH = CHCOOH

HSCH ÑÍ,ÑOOН

СН2=СНСООН

HSCH ÑÍ,ÑOOÍ

Таблица 2 продвиудаление жение

36 01 3 51

54 42 9 30

44 15 0 30

48 21 1 0

73 22 54- 52

65"39 6 9

59 34 4 34

63 36 1 15

48 27 0 31

403148

Таблица 3

Давление газов, мм рт. ст.

Время экспозиции, МатеКраевой угол продвижения

Пример риал сек активируемого активатора

СНЗСН(СНЗ) OH

0,12

Не

0,73

143

СН,ОН

Не

0,7

126 "6

0,15

СН,ОН(СН,) ОН

Не

154 45

0,1

0,7

Не

0,68

CH =CHCOOH

77

HSCH3CH3COO H

Аг

151 30

0,05

0,53

HSCH CH,COOH

Не

0,58

154

0,05 ванием смеси гелия и хлористого нитрозила с парциальными давлениями 0,4 и 0,1 мм рт. ст. соответствснно. Влажная закрепленная эмульсия не удаляется «влажным трением», а сухая — «целлофановой лентой». .Пример 9. Поликарбонатную пленку обрабатывают и испытывают по примеру 9. Результаты те же.,Пример 10. Движущуюся пленку. из двуосно ориентированного полиэтилентерефталата обрабатывают в течение 0,7 сек азотом и

2-ацстоацетоксиэтилметакрилатом при парциальных давлениях 0,19 и 0,03 мм рт. ст. соответственно. Обработанную пленку покрывают желатиновой эмульсией, содержащей галогенид серебра. Эмульсия сохраняется при испытаниях «целлофановой лентой».

II. Изменение смачиваемости поверхностей полимеров, Предмет изобретения

Способ обработки полимеров активированным газом или газоьой смесью, отличающийся тем, что, с целью придания поверхности полимера гидрофильных свойств, используют газ или газовую смесь, состоящую из азота, Смачиваемость водой различных полимеров до и после обработки по данному методу была измерена по величине краевого угла при

«продвижении» по поверхности и при «уда5 лении» с поверхности капли жидкости. Результаты для необработанных материалов даны в табл. 1, а для обработанных различными газами — в табл. 2.

Влияние обработки полиэфирных пленок

10 по данной методике не смачиваемость маслом было изучено на сополимерах циклогександиметанола и терефталевой кислоты марки «Кодель» II (код обозначения «С») и полиэтилентерефталата марки «Кодель» IV

15 (код обозначения «Н»). Измерения смачиваемости проводили по краевому углу между пленкой, натянутой на отверстие стеклянной трубки. и «продвигающейся» вдоль нее в воде ка,плей олеиновой кислоты.

20 Результаты измерений даны в табл. 3. водорода, гелия, неона, аргона, криптона, радона, окиси азота, двуокиси азота, азотисто50 го ангидрида, паров воды, спирта, кислот, аминов, нитрилов, эфиров и хлористого нитрозила, активированных в электромагнитном поле с частотой 13 — 14 мггц.

403148

Фиг. 1

Составитель А. Нестеренко

Техред T. Миронова

Корректоры; Е. Давыдкина и М. Коробова

Редактор Л. Емельянова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 782/7 Изд. № 1093 Тирам 467 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, K-35, Раушская наб., д. 4, 5