close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY4320

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(19)
BY (11) 4320
(13)
C1
(51)
(12)
7
D 21H 27/30,
D 21H 13/26
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
СЛОИСТАЯ АРАМИДНАЯ БУМАГА С ГЛАДКОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ,
ОБЛАДАЮЩАЯ ВЫСОКОЙ ПРОЧНОСТЬЮ И ПРИГОДНОСТЬЮ ДЛЯ
ПЕЧАТАНИЯ
(21) Номер заявки: 960671
(22) 1996.06.20
(86) PCT/US94/14672, 1994.12.20
(31) 08/170,841
(32) 1993.12.21
(33) US
(46) 2002.03.30
(71) Заявитель: Е.И. Дю Пон де Немурс энд
Компани (US)
(72) Авторы: Биркс Филипп Паркс, Хеслер Ли Джеймс
(US)
(73) Патентообладатель: Е.И. Дю Пон де Немурс энд
Компани (US)
(57)
1. Многослойная каландрованная арамидная бумага, имеющая поверхность, пригодную для высококачественного печатания, содержащая от 40 до 55 мас. % фибрид и состоящая из слоя субстрата, содержащего по
существу арамидные фибриды и арамидный флок, и одного или двух поверхностных слоев, каждый из которых соединен со слоем субстрата с образованием одного монолитного листа, при этом указанный поверхностный слой или слои составляет от 10 до 67 % от массы бумаги и содержит по существу 65-90 мас. % арамидных
фибрид и 10-35 мас. % арамидного флока, вся поверхность бумаги откаландрована, и лист имеет плотность от
0,8 до 1,0 г/см3 и толщину 0,0254-0,762 мм.
2. Бумага по п. 1, отличающаяся тем, что состоит из двух поверхностных слоев, тесно связанных с противоположными сторонами указанного слоя субстрата.
(56)
WO 9416142 A1, 1994.
US 5076887 A, 1991.
US 5089088 A, 1992.
Данное изобретение относится к получению бумаги, в частности к усовершенствованной сложной арамидной бумаге, обладающей гладкой поверхностью и высокой прочностью при растяжении и высоком сопротивлении разрыву.
Известны описанные в патенте WO 9416142 А1, 1994, US 5076887 A, 1991, US 5089088 А, 1992 методы
повышения гладкости поверхности, однако они приводят к снижению механической прочности и/или термостабильности. Более того, синтетическая бумага, которую подвергли прессованию или каландрованию при
высоких температуре и давлении, обычно содержит на поверхности волокна, которые вызывают шероховатость или появление брака, когда поверхность бумаги подвергается целевой обработке.
Задачей настоящего изобретения является бумага, обладающая превосходными механическими свойствами. Гладкая поверхность сохраняет свою гладкость даже после необходимой обработки при подготовке ее
к целевому использованию. Это качество является важным, если нужно достичь четкости печати и интенсивности окраски.
Многослойная арамидная бумага, согласно изобретению, состоит из слоев различного состава, обеспечивающих желательные свойства. Поверхностный слой (слои) обеспечивают гладкую поверхность и содержат
от 65 % до 90 % арамидных фибрид и от 10 до 35 % арамидного флока. Поверхностные слой (слои) составляют 10-67 % от веса бумаги. Слой субстрата обеспечивает высокое сопротивление разрыву. Для того, чтобы
многослойная бумага вела себя как единая структура, предпочтительно, чтобы волокна на границе раздела
слоев были смешаны. Это достигается осаждением слоя шихты, а именно водной дисперсии флока и фибрид
для изготовления бумаги, на невысушенный предварительно сформованный слой шихты в бумагоделатель-
BY 4320 C1
ной машине или одновременным осаждением слоев разного состава на сите бумагоделательной машины с
использованием 2-ух или 3-ех-слойного напорного ящика высокого давления. Бумага, выходящая из машины, высушивается и каландруется, предпочтительно, до толщины от 1 до 30 мил. Плотность слоистой бумаги
равна, предпочтительно, от 0,8 до 1,0 г/см3 при использовании в качестве этикеток.
Было установлено, что многослойная бумага, согласно данному изобретению, обладает превосходными
механическими свойствами. Гладкая поверхность сохраняет свою гладкость даже после необходимой обработки при подготовке ее к целевому использованию. Это качество важно, если нужно достичь четкости печати и интенсивности окраски.
Арамидный флок представляет собой устойчивый к высоким температурам флок или короткие волокна,
нарубленные из более длинного арамидного волокна, такие, как полученные способами, описанными в патентах США 3063966; 3133138; 3767756 и 3869430. Это относится к коротким волокнам, обычно имеющим
длину 2-12 мм и линейную плотность 1-10 децитекс, изготовленным из неплавкого ароматического полиамида.
Арамидные фибриды могут быть получены с использованием фибридирующего устройства, в котором
раствор полимера осаждается и подвергается одностадийному сдвигу, как описано в патенте США 3756908.
Предел прочности на разрыв. Прочность на разрыв при растяжении бумаги определяют при помощи метода ASTMD 828-87 "Стандартный метод определения прочности на разрыв бумаги и картона при растяжении". Образцы имеют ширину 2,54 см и длину 20,3 см, зажимы прибора для определения прочности первоначально разведены на расстояние 12,7 см. Десять образцов бумаги испытывают в продольном направлении
(ПН) и в поперечном направлении (ПоН) и величины измерений усредняются. Сумму значений прочности в
ПН и ПоН делят на плотность бумаги и вес сухой бумаги и получают величину предела прочности на разрыв.
Толщина. Толщину бумаги определяют, используя толщиномеры согласно ASTMD 374-79 (1986).
Плотность. Плотность бумаги определяют как вес единицы поверхности бумаги (сухой основы) согласно
ASTMD 646-86, деленный на толщину.
Число подвергшихся износу волокон. Для дальнейшего исследования износа бумаги ее складывают и
рассматривают край сгиба на темном фоне. Число волокон, выступающих более чем на примерно 0,5 мм над
поверхностью бумаги, принимается как число подвергшихся износу волокон (на см) и показывает степень
шероховатости образца.
Следующие примеры иллюстрируют изобретение, но не ограничивают его.
Пример 1.
Двухслойную структуру изготавливают путем соединения фибрид поли (м-фениленизофталамида), полученных
как в примере 1 патента США 3756908, и флока, полученного сухим прядением поли (м-фениленизофталамида)
из раствора, содержащего 67 % диметилацетамида (ДМА), 9 % хлористого кальция и 4 % воды. Полученные
волокна всплывают в водном растворе и содержат примерно 100 % ДМА, 45 % хлористого кальция и 30100 % воды в расчете на сухой полимер. Волокна промывают и вытягивают 4х в процессе экстракциивытяжки, когда содержание хлорида и ДМА снижалось до примерно 0,1 % и 0,5 % соответственно. Волокна
обладают величиной денье, равной 2 (2,2 dtex), и следующими характеристиками: удлинение при разрыве
равно 34 % и прочность на разрыв равна 4,3 г/денье (3,8 d N/tex). Затем волокна разрезают для получения
флока на отрезки длиной 0,27 дюйма (0,68 см) и диспергируют в воде до концентрации примерно 0,35 %.
Смеси фибрид и флока раздельно подают в двухслойный напорный ящик гидравлического типа, в котором каждая смесь поддерживается в виде отдельного слоя до конца ракли, где происходит ограниченное
смешение слоев. Это обеспечивает хорошее сцепление между слоями при сохранении индивидуального характера каждого слоя. Сформованный лист затем обрабатывают, как это обычно делают в длинносеточной
бумагоделательной машине, прессованием и сушкой.
Бумагу высушивают полностью при помощи инфракрасных нагревателей перед каландрованием при
320 °С с линейной скоростью 30 фут/мин (9 м/мин), с использованием давления 725 фунт/дюйм (130
кг/см).
Состав слоев меняется - от 35 до 65 % фибрид, остальное - флок. Вес каждого слоя подбирают так, что
слой с высоким содержанием фибрид (65 %) составляет от 33 до 67 % от общего веса полученного листа.
Общее содержание фибрид в испытуемых образцах меняется от 45 до 55 % от веса листа в отличие от 53 %
для однослойных контрольных образцов (КС-1). В табл. 1 указан вес каждого слоя и его состав.
2
BY 4320 C1
Таблица 1
Опыт
№
1-1
1-2
1-3
КС-1
Весь лист
вес
г/м2
42
42
42
42
Слой субстрата
2
% фибрид % флока вес г/м % фибрид
45
50
55
53
55
50
45
47
28
21
14
42
Поверхностный слой
% флока
вес г/м2
% фибрид
% флока
65
65
65
47
14
21
28
-
65
65
65
-
35
35
35
-
35
35
35
53
Количество свободных волокон на поверхностях листа в результате механической обработки каландрованной бумаги приведено в табл. 2. Сторона 1 представляет собой слои субстрата (слой с низким содержанием фибрид).
Таблица 2
Число волокон, подвергшихся износу
Образец №
Число волокон (на 5 см)
Сторона 1
Сторона 2
20
0
12
2
14
0
14
-
1-1
1-2
1-3
КС-1
Даже при значительном уменьшении числа свободных волокон на поверхности бумаги с высоким содержанием фибрид сохраняются превосходные механические свойства по сравнению с контрольным образцом
сходного среднего состава, но однослойным (табл. 3).
Таблица 3
Свойства каландрованной бумаги
Номер образца
Вес, унций/ярд2
(г/м2)
Толщина,
мил (мм)
Плотность, г/см3
Прочность на разрыв,
ф/дюйм ПН/ПоН
(н/см)
Удлинение при разрыве
ПрН/ПоН
Прочность на растяжение
на приборе Элмендорфа,
ПН/ПоН
(н)
Усадка при 300 °С,
% ПН/ПоН
1-1
1,3
(44,1)
2,0
(0,051)
0,82
1-2
1,5
(50,9)
2,5
(0,064)
0,89
1-3
1,4
(47,5)
2,2
(0,056)
0,86
КС-1
1,3
(44,1)
2,4
(0,061)
0,72
15/7
(26/12)
21/10
(37/18)
18/7
(32/12)
20/8
(35/14)
4/3
6/3
5/2
6/3
108/191
(1,06/1,87)
120/193
(1,18/1,89)
87/166
(0,85/1,63)
127/215
(1,25/2,11)
2/0
2/0
2/0
2/0
Пример 2.
Слоистые структуры весом 4,0-4,5 унций/ярд2 (135,6-152,6 г/м2) получают при высоком содержании фибрид как в верхнем, так и в нижнем слоях. Верхний и нижний слои содержат 65 % фибрид и 35 % флока.
Верхний слой флока наносят с использованием вторичного напорного ящика, доставляющего шихту на уже
сформованный лист, полученный по примеру 1. Контрольный образец (КС-2-1) представлял собой однослойную бумагу.
3
Таблица 4
Опыт №
2-1
2-2
КС-2-1
вес г/м
2
132
132
137
Весь лист
% фиб% флока
рид
46
54
55
45
47
137
Слой субстрата
% фибвес г/м2
% флока
рид
24
65
35
44
65
35
53
47
-
Поверхностный слой
% фибвес г/м2
% флока
рид
84
35
65
44
35
65
-
Число свободных волокон на поверхности в результате механической обработки бумаги показано в табл.
5.
Таблица 5
Число волокон, подвергшихся износу
Образец №
2-1
2-2
КС-2-1
Число волокон (на 5 см)
5
7
12
Даже при сильном уменьшении числа свободных волокон на поверхности бумаги сохраняются превосходные механические свойства по сравнению с контрольным образцом похожего состава, но однослойного
(табл. 6).
Особенно заслуживают внимания низкая усадка при 300 °С наряду с высокой прочностью на разрыв и
при растяжении по сравнению с контрольным образцом.
Таблица 6
Свойства каландрованной бумаги
Номер образца
Вес, унций/ярд2
(г/м2)
Толщина, мил
(мм)
Плотность, г/см3
Прочность на разрыв,
ф/дюйм ПН/ПоН
(н/см)
Удлинение при разрыве,
ПрН/ПоН
Прочность на
растяжение,
ПН/ПоН
(н)
Усадка при 300 °С,
% ПН/ПоН
2-1
4,3
(145,7)
7,5
(0,191)
0,77
2-2
4,3
(145,8)
6,7
(0,170)
0,87
КС-2-1
4,1
(139,0)
6,8
(0,173)
0,80
55/30
(96/53)
61/39
(107/68)
54/33
(95/58)
6/4
9/6
7/5
695/762
(6,82/7,48)
421/598
(4,13/5,87)
504/662
(4,94/6,49)
1/1
1/1
1/10
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
140 Кб
Теги
by4320, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа