ПОВЕРХНОСТНЫЙ МАТЕРИАЛ В ПРИГОДНЫХ ДЛЯ НАПИСАНИЯ ИЛИ ПЕЧАТАНЬЯ ПЛЕНКАХ ИЛИ БУМАГЕ Российский патент 2003 года по МПК B41M5/00 D21H13/22 D21H27/36 

Изобретение относится к поверхностному материалу, полученному из частично ацеталированного алифатическими альдегидами поливинилового спирта, в пригодных для написания или печатанья пленках или бумаге, в частности в поверхностных пленках для верхних проекций (Overhead-пленках) и пленках для лазерного печатающего устройства и копировальных машин, а также для покрытия на бумаге.

Поверхностные пленки Overhead применяются в проекционной технике, в случае которой прозрачную пленку просвечивают, свет после прохождения через прозрачную пленку посредством линзы и зеркала разворачивает изображение, которое увеличивается и проецируется, например, на стену. Overhead-проекторы используются, в частности, при докладах при демонстрации пленок, в том числе и при дневном освещении.

Поверхностные пленки Overhead находят широкое применение в ежедневной деятельности канцелярских бюро. На имеющихся обычно в продаже поверхностных пленках Overhead надписи делаются специальными карандашами, которые либо не смываются, либо смываются. Для этой цели пленки, по меньшей мере, с одной стороны видоизменяются, например, путем нанесения покрытия из поливинилового спирта.

Опубликованное описание изобретения к неакцептованной заявке Японии 4-216561 описывает использование для этой цели имеющегося в продаже поливинилового спирта, который частично ацеталирован ароматическим альдегидом и который может наноситься из смеси растворителей - воды и изопропанола. Согласно заявке Японии 4-216561 достигаются необходимые для применения в технике свойства, такие как возможность делать надписи и ясность. Недостаток упомянутого способа состоит, однако, в том, что для нанесения поливинилового спирта требуется иметь смесь растворителей из воды и спирта.

Задача настоящего изобретения состояла в том, чтобы предоставить в распоряжение поверхностный материал для пленок, который способен апплицироваться из чисто водной системы, причем на пленке с помощью традиционных "гидрофильных" грифелей можно было бы получать хорошее несмываемое изображение.

Неожиданно было найдено, что поливиниловые спирты, имеющие степень ацеталирования с алифатическим альдегидом-(C₁-C₈) в пересчете на единицы винилового спирта менее 20 мол.%, пригодны для использования в поверхностных пленках для верхних проекций.

Таким образом, предметом настоящего изобретения является поверхностный материал в пригодных для написания или печатанья пленках или бумаге, полученный из растворимого в воде, частично ацеталированного алифатическим (C₁-C₈)-альдегидом поливинилового спирта со степенью ацеталирования менее 20 мол.% в пересчете на единицы винилового спирта.

Используемый согласно изобретению частично ацеталированный поливиниловый спирт имеет предпочтительно степень ацеталирования от 1 до 15 мол.%, в частности от 5 до 12 мол.%, в пересчете на единицы винилового спирта.

В качестве альдегидного компонента в частично омыленных поливиниловых ацеталях встроен предпочтительно алифатический (C₁-C₈)-альдегид, в частности С₄-альдегид. Подходящими альдегидами являются, например, формальдегид, ацетальдегид, н-пропанал, изопропанал, изобутиральдегид, трет.-бутанал, н-пентанал, н-гексанал, н-гептанал, н-октанал, 2-этилгексанал, в частности н-бутиральдегид.

Используемый поливиниловый спирт имеет предпочтительно степень омыления от 70 до 100 мол. %, в частности 75-98 мол.%. Вязкость 4 вес.% растворов используемого поливинилового спирта в воде при 20^oС (по Хепплеру, норма ДИН 53015) составляет предпочтительно от 1 до 100 мПа/сек, в частности от 2 до 70 мПа/сек.

Частично ацеталированный поливиниловый спирт согласно изобретению может использоваться в форме несущих пленок или в виде покрытия на пленке-носителе, соответственно на бумаге. Толщина подобных слоев на пленках-носителях составляет предпочтительно от 0,1 до 100 мкм, в частности от 1 до 10 мкм.

Два необходимых свойства - хорошая наносимость надписи и хорошая водостойкость достигаются двумя противоположными определениями материала. Если устанавливается слишком высокая степень ацеталирования поливинилового спирта, то получают хорошую водостойкость (нестираемость), но плохое высушивание чернил. Если степень ацеталирования является слишком низкой, то наблюдается очень хорошая высушиваемость чернил, но недостаточно хорошая водо- или влагостойкость. Поэтому степень ацеталирования устанавливается таким образом, что не только водостойкость, но и высушиваемость чернил находятся по отношению друг к другу в уравновешенном соотношении.

Поскольку следует отказаться от использования органических растворителей, то величина степени ацеталирования имеет верхнюю границу. Эта граница является зависимой от гидрофильности используемого для ацеталирования альдегида, от молекулярного веса используемого поливинилового спирта, а также от степени его гидролиза, однако в любом случае она составляет менее 20 мол. % относительно единиц винилового спирта. Величина степени ацеталирования, при которой еще имеет место водорастворимость, зависит при использовании определенного альдегида, в основном, от молекулярного веса исходного поливинилового спирта. Чем ниже молекулярный вес исходного поливинилового спирта, тем выше могут быть степени ацеталирования. Естественно, чем выше молекулярный вес исходного поливинилового спирта, тем ниже достигаемые значения степени ацеталирования, при которых продукт является все еще водорастворимым.

При степени ацеталирования в верхнем диапазоне между 15 и 20 мол.% в пересчете на единицы винилового спирта, водорастворимость имеет место еще при комнатной температуре. Очень быстрая высушиваемость достигается у материалов со степенью ацеталирования до 5 мол.% в пересчете на единицы винилового спирта. Во всяком случае несмываемость в общем и целом является незначительной при низкой степени ацеталирования. При степени ацеталирования, равной, по меньшей мере, 5 мол.% в пересчете на единицы винилового спирта, до максимальной степени ацеталирования, которая определяется растворимостью в воде, соотошение между нестираемостью и скоростью высушивания является особенно уравновешенным. Получение частично ацеталированных поливиниловых спиртов может быть достигнуто как с помощью свободно присутствующей в водной среде кислоты, так и путем использования кислоты-носителя, как, например, в немецкой заявке на выдачу патента Р 19617893.2. Этот способ получения имеет преимущество в том, что полученный раствор продукта получает дополнительный солевой баласт не за счет больших количеств щелочи, которые требуются для нейтрализации используемого количества кислоты. Это приносит явные преимущества для термической прочности и прозрачности пленки. Соли могут, при определенных обстоятельствах, отрицательно влиять на прозрачность, другие свойства, например прилипаемость покрытия на пленку-носитель. Удаление соли является обычно возможным с помощью диализа. Однако этот способ является дорогостоящим и связан с большими расходами.

После того, как раствор получен и нейтрализован, его можно непосредственно наносить. При длительных сроках хранения предпочтительно его консервировать.

Раствор частично ацеталированного поливинилового спирта может быть добавлен к свободно несущим пленкам или же нанесен на пленки-носители. В качестве соответствующих материалов для пленок-носителей, которые могут наноситься с помощью частично ацеталированного поливинилового спирта, пригодны обычные пленочные материалы, например полиэтилентерефталат (PET), полипропилен (РР), поливинилхлорид (PVC), полиметилметакрилат (РММА), поликарбонат (PC).

Нанесение этих пленок-носителей с помощью материала согласно изобретению может происходить также в соответствии с известными способами. Например, для этого пригодными являются так называемые способы стеклоочистителя или использование ракли.

Полученные поверхностные материалы отличаются тем, что на них можно легко наносить надписи традиционными "гидрофильными" коммерческими грифелями или же лазерными печатающими устройствами и копировальными машинами и что нанесенные надписи являются плохо стираемыми.

ПРИМЕР 1. Получение частично ацеталированного поливинилового спирта
К 15 вес.% раствору поливинилового спирта, типа ^®Мовиол 4-98 (Хехст АГ, степень гидролиза 98 Мо1-%) добавляли 98,6 грамм бутиральдегида (99%-ного) и при комнатной температуре перемешивали. Затем в течение 60 мин добавляли 253 мл 20 вес.%-ной соляной кислоты. После этого в течение 120 минут нагревали до 30^oС и с помощью 10%-ного раствора едкого натра устанавливали значение рН, равное 7-8. Удаление растворенных солей из раствора продукта производили с помощью диализа. Значения вязкости, замеренные по норме ДИН 53015 (вискозиметр с падающим шариком Хепплер), составляли при 20^oС для 4 вес.%-ного водного раствора 4,68 мПа/сек. Степень ацеталирования составляла 12 мол.% в пересчете на единицы винилового спирта.

ПРИМЕР 2. Получение частично ацеталированного поливинилового спирта
К 15 вес. % раствору поливинилового спирта Мовиол 10-98 добавляли 68,9 грамм бутиральдегида (98,8%-ного) и, в соответствии с заявкой ФРГ 19617893.2 при температуре 7^oС вводили в реакцию обмена с несущими кислотами, которые катализировали реакцию ацеталирования, но не были растворены в водной среде. После этого с помощью водного раствора едкого натра реакционный раствор устанавливали на значении рН, равном 7-8. Вязкости, измеренные по норме ДИН 53015 (вискозиметр с падающим шариком Хепплер), составляли при 20^oС для 4 вес. % водного раствора 9,98 мПа/сек, а для 8 вес.% водного раствора 71,5 мПа/сек. Степень ацеталирования составляла 8 мол.% в пересчете на единицы винилового спирта.

Исследования выделенных продуктов с помощью дифференциального сканирующего калориметра (в соответствии с нормой ДИН 53765) отчетливо показывают, как температура стеклования (Тg) повышается с увеличением степени ацеталирования по сравнению с исходным поливиниловым спиртом. Обнаруженная зависимость представлена на чертеже.

Применение способа нанесения покрытия.

Раствор поливинилового спирта из примера 1 со степенью ацеталирования, равной 12 мол.%, и содержанием твердого вещества, равным 15 вес.% с помощью ракли наносили на полиэтилентерефталатную пленку толщиной 100 мкм. После этого пленку высушивали при 100^oС 2 минуты. Получившийся после высушивания слой на полиэтилентерефталатной пленке имел толщину от 2 до 5 мкм. На полученный таким образом композиционный материал с помощью обычной имеющейся в продаже шариковой авторучки (Ball-pen), например, с помощью грифеля марки ^®uniball micro (фирмы Faber-Castell GmbH), наносили надпись. Чернила высыхали на пленке в течение короткого времени, после чего их нельзя было стереть рукой. При проекции с помощью обычного проектора Overhead надпись на экране была ясной и отчетливо читабельной.

Поверхностный материал в пригодных для написания и печатанья пленках, а также для бумаги получен из растворимого в воде, частично ацеталированного алифатическим (С₁-С₈)-альдегидом поливинилового спирта со степенью ацеталирования менее 20 мол.% в пересчете на звенья винилового спирта. Задачей является предоставление в распоряжение поверхностного материала для пленок, который способен апплицироваться из чисто водной системы, на пленке с помощью традиционных гидрофильных грифелей можно при этом получать хорошее несмываемое изображение. 9 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Поверхностный материал в пригодных для написания или печатанья пленках или бумаге, полученный из растворимого в воде, частично ацеталированного алифатическим (C₁-С₈)-альдегидом поливинилового спирта со степенью ацеталирования менее 20 мол.% в пересчете на звенья винилового спирта. 2. Поверхностный материал по п.1, отличающийся тем, что получен из поливинилового спирта со степенью ацеталирования от 1 до 15 мол.% в пересчете на звенья винилового спирта. 3. Поверхностный материал по п.1, отличающийся тем, что получен из поливинилового спирта, частично ацеталированного алифатическим (C₁-С₆)-альдегидом. 4. Поверхностный материал по п.1, отличающийся тем, что получен из поливинилового спирта, частично ацеталированного н-бутиральдегидом. 5. Поверхностный материал по п.1, отличающийся тем, что для частичного ацеталирования используется поливиниловый спирт со степенью омыления от 70 до 100 мол.%. 6. Поверхностный материал по п.1, отличающийся тем, что поливиниловый спирт характеризуется вязкостью по Хепплеру 4 вес.% растворов его в воде при 20^oС от 1 до 100 МПа•с. 7. Поверхностный материал по п.1, отличающийся тем, что частично ацеталированный поливиниловый спирт находится в форме свободно несущей пленки. 8. Поверхностный материал по п.1, отличающийся тем, что частично ацеталированный поливиниловый спирт находится в виде покрытия толщиной от 0,1 до 100 мкм на пленке-носителе. 9. Поверхностный материал по п.1, отличающийся тем, что пленка-носитель выбрана из группы полиэтилентерефталата, полипропилена, поливинилхлорида, полиметилметакрилата и поликарбоната. 10. Поверхностный материал по п.1, отличающийся тем, что пленки являются поверхностными пленками Overhead для проекции.