способ получения сжимаемого печатного материала, сжимаемый слой, сжимаемое печатное полотно

Формула изобретения

1. Способ получения сжимаемого печатного полотна, включающий образование составляющих полотно тканевого слоя основы, эластомерной печатающей поверхности и сжимаемого слоя, содержащего эластомерную матрицу, имеющую ячеистую структуру, включающую множество закрытых ячеек, образованных из множества термопластичных микросфер, и вулканизацию, отличающийся тем, что в эластомерной матрице диспергируют по существу равномерно множество термопластичных микросфер, имеющих температуру плавления 135^o и выше, наносят по меньше мере один слой содержащей микросферы матрицы по существу равномерной толщины на поверхность тканевого слоя основы для формирования покрытого тканевого слоя основы и вулканизуют тканевый слой основы при 80 - 150^oС в течение 1 - 6 ч для фиксации по существу положения высокоплавких термопластичных микросфер в матрице и формирования сжимаемого слоя с обеспечением микросферами по существу равномерной сжимаемости слоя.

2. Способ по п.1 отличающийся тем, что дополнительно соединяют армирующий тканевый слой с по существу всей поверхностью содержащей микросферы матрицы для образования сборки промежуточного сжимаемого слоя.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют высокоплавкие термопластичные микросферы из термопластичной смолы, выбираемой из группы, состоящей из винилиденгалоидных гомополимеров и сополимеров, фторопластов, полиарилэфиркетонов, нитрильных смол, полиамидимидов, полиакрилатов, полибензимидазолов, поликарбонатов, термопластичных полиэфиров, полиэфиримидов, полиамидов, полиметилпентана, модифицированного полифениленоксида, полифениленсульфата, полипропилена, хлорированного поливинилхлорида и их смесей.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют высокоплавкие термпопластичные микросферы из термопласта, выбираемого из группы, состоящей из сополимеров акрилонитрила, метакрилонитрила и метилметакрилата.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что высокоплавкие термопластичные микросферы диспергируют в матрице в количестве 1 - 90% от массы матрицы.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что высокоплавкие термопластичные микросферы диспергируют в матрице в количестве 2 - 70% от массы матрицы.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что выбирают термопластичные микросферы с диаметром 1 - 200 мкм.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что вабирают термопластичные микросферы с диаметром 50 - 130 мкм.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что обеспечивают микросферы поверхностным покрытием для облегчения соединения с матрицей.

10. Способ по п.9, отличающийся тем, что покрытие выбирают из материалов, выбираемых из группы, состоящей из талька, карбоната кальция, окиси цинка, двуокиси татана, слюды, сульфата кальция, сульфата бария, окиси, сурьмы, глины, кремния, тригидрата алюминия и их смесей.

11. Способ по п.1, отличающийся тем, что при вулканизации проводят также по меньшей мере одну стадию предварительного нагрева или термостатирования, которую осуществляют при 80^oС.

12. Способ по п.1, отличающийся тем, что соединяют армирующий тканевый слой с поверхностью вулканизированного покрытого тканевого слоя основы с образованием сборки армированного сжимаемого печатного полотна.

13. Способ по п.12, отличающийся тем, что наносят эластомерную рабочую поверхность на верхнюю поверхность армирующего тканевого слоя.

14. Способ по п.12, отличающийся тем, что соединяют второй тканевый слой основы с поверхностью первого тканевого слоя основы.

15. Способ по п.12, отличающийся тем, что размещают дополнительный армирующий тканевый слой между сборкой сжимаемого слоя и рабочей поверхностью для защиты сжимаемого слоя от напряжений, имеющих место на печатной поверхности.

16. Способ по п.12, отличающийся тем, что наносят адгезионный слой между каждым смежным слоем полотна до отверждения сборки полотна для образования связи между смежными слоями.

17. Способ по п.12, отличающийся тем, что содержащую микросферы матрицу наносят намазкой на тканевый слой основы с получением на нем покрытия толщиной 0,004 - 0,30 дюйма.

18. Способ по п.12, отличающийся тем, что используют микросферы из высокоплавкого термопласта, выбираемого из группы, состоящей из сополимеров акрилонитрила, метакрилонитрила и метилметакрилата.

19. Способ по п.12, отличающийся тем, что на стадии вулканизации осуществляют по меньшей мере одну стадию предварительного нагрева или термостатирования, которую проводят при более низкой температуре, чем температура вулканизации.

20. Способ по п.12, отличающийся тем, что отверждают сборку полотна при 132 - 160^oС в течение периода времени от 30 мин до 16 ч при давлении в интервале от атмосферного до 6 кг/см² с образованием ламинированного печатного полотна.

21. Способ по п.12, отличающийся тем, что дополнительно используют бумажную пленку, имеющую относительно чистую обработку, в контакте с рабочей поверхностью до отверждения сборки полотна для обеспечения гладкой обработки рабочей поверхности при ламинировании полотна.

22. Способ по п.12, отличающийся тем, что шлифуют рабочую поверхность ламинированного печатного полотна с приданием ему желаемого профиля поверхности.

23. Способ по любому из пп.1 и 12, отличающийся тем, что вулканизируют покрытый тканевый слой основы при 125 - 135^oС в течение периода времени 3,5 - 4,5 ч.

24. Способ по любому из пп.1 и 12, отличающийся тем, что дополнительно вулканизируют покрытый тканевый слой основы в ряде последовательных стадий, причем эти стадии содержат:

а) нагревание покрытого тканевого слоя основы в течение 15 мин при температуре от комнатной до 93^oС.

б) нагревание тканевого слоя основы при 93 - 127^oС в течение дополнительных 15 мин;

в) нагревание тканевого слоя основы в течение дополнительных 15 минут при 127 - 135^oС.

г) дополнительное нагревание тканевого слоя основы в течение 3,5 ч при 135^oС.

25. Способ по п.12, отличающийся тем, что отверждают сборку полотна при 143 - 149^oС.

26. Сжимаемый слой, содержащий эластомерную матрицу, имеющую по существу равную толщину и ячеистую структуру по всему слою, включающую множество закрытых ячеек, образующих поры, причем поры по существу равномерно распределены по сжимаемому слою и образованы из множества термопластичных микросфер, отличающийся тем, что микросферы выполнены из высокоплавкого термопласта.

27. Слой по п.26, отличающийся тем, что микросферы выполнены из высокоплавкого термопласта, выбранного из группы, состоящей из сополимеров акрилонитрила, метакрилонитрила и метилметакрилата.

28. Слой по п.26, отличающийся тем, что высокоплвкие термопластичные микросферы имеют диаметр 1 - 200 мкм.

29. Слой по п.26, отличающийся тем, что микросферы выполнены из высокоплавкого термопласта, выбранного из группы, состоящей из винилиденгалоидных гомополимеров и сополимеров, фторопластов, полиарилэфиркетонов, нитрильных смол, полиамидимидов, полиарилатов, полибензимидазолов, поликарбонатов, термопластичных полиэфиров, полиэфиримидов, полиамидов, полиметилпентена, модифицированного полифениленоксида, полифениленсульфида, полипропилена, хлорированного поливинилхлорида и их смесей.

30. Слой по п.26, отличающийся тем, что микросферы дополнительно содержат поверхностное покрытие для облегчения соединения с матрицей.

31. Слой по п.30, отличающийся тем, что поверхностное покрытие сформировано из материала, выбранного из группы, состоящей из талька, карбоната кальция, окиси цинка, двуокиси титана, слюды, сульфата кальция, сульфата бария, окиси сурьмы, глины, кремния, тригидрата алюминия и их смесей.

32. Сжимаемое печатное полотно, содержащее тканевый слой основы, электомерную печатающую поверхность, образующую наружную рабочую поверхность полотна, и сжимаемый слой, содержащий эластомерную матрицу, имеющую по существу равную толщину и ячеистую структуру по всему слою, включающую множество закрытых ячеек, образующих поры, причем поры по существу равномерно распределены по сжимаемому слою и образованы от множества термопластичных микросфер, при этом сжимаемый слой расположен между тканевым слоем основы и эластомерной печатающей поверхностью, а тканевый слой основы, сжимаемый слой и эластомерная печатающая поверхность ламинированы вместе с образованием полотна, отличающееся тем, что микросферы выполнены из высокоплавкого термопласта.

33. Полотно по п.32, отличающееся тем, что содержит по меньшей мере второй тканевый слой основы, обращенный лицом к первому слою тканевого слоя основы и расположенный ниже его.

34. Полотно по п.33, отличающееся тем, что содержит армирующий тканевый слой, расположенный между сжимаемым слоем и рабочей поверхностью.

35. Полотно по п.34, отличающееся тем, что содержит по меньшей мере два армирующих тканевых слоя, расположенных лицом друг к другу между эластомерным слоем и печатной поверхностью.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сжимаемым печатным полотнам (штемпельным подушкам), в частности к сжимаемому слою, содержащему высокоплавкие термопластичные микросферы для использования в получении полотен.

Хорошо известным является использование печатных полотен (штемпельных подушек) в печатной технологи, такой как, например, офсетная печать, в которой такие полотна выполняют первичную функцию переноса печатной (штемпельной) краски с печатного клише на бумагу. =Такие печатные полотна очень тщательно формируются, так что поверхность полотна не получает дефектов либо при механическом контакте полотна с штампом, либо при химической реакции с ингредиентами печатной краски или другими растворами, используемыми в процессе печатания. Повторяющиеся механические контакты вызывают определенную степень сжатия полотна, которая, однако, должна поддерживаться в приемлемых пределах так, чтобы точно воспроизводилось изображение.

Важно также, чтобы полотно обладало упругостью, т.е. чтобы оно было способно в конечном счете восстанавливать свою исходную толщину, посредством чего обеспечивается перенос изображения постоянного качества, несмотря на степень использования, которой подвергается полотно.

Печатные полотна обычно содержат на их нижней поверхности подложку или основной материал, который обеспечивает целостность полотна. Для получения этой основы предпочтительно используются тканые ткани.

Основа может состоять из одной или более прослоек или слоев ткани (термин "прослойка" и "слой" используется здесь как взаимозаменяемые). Печатная или рабочая поверхность сверху полотна, т.е. поверхность, которая фактически контактирует с печатной краской, является обычно слоем эластомерного материала, такого как резина. Используемые здесь термины "верхний" или "верх" относятся к той части отдельного слоя или всего полотна, которая наиболее удалена от цилиндра печатного штамма, когда полотно устанавливается на него.

Напротив, термины "нижний" или "низ" используются по отношению к тем частям либо отдельного слоя, либо полотна, которые являются наиболее близким к цилиндру при установке полотна.

Печатная поверхность традиционно выполняется при каландрировании или шприцевании резины слоями на основе (основный слой) до получения нужной толщины материала, после чего сборка отверждается с получением готового полотна. Такие полотна пригодны для многих применений, но у них часто отсутствует необходимая сжимаемость и упругость, требующиеся для других применений. Поэтому требуется получить полотна с более высокой сжимаемостью и улучшенной упругостью.

Трудно, однако, получить такую улучшенную сжимаемость при использовании стандартной конструкции, описанной выше, потому что высокоэластомерный резиновый материал является несжимаемым, т.е. он не может сжиматься в направлении под прямыми углами к его поверхности, не вызывая деформации или растяжения полотна в зонах, смежных с точкой сжатия. При наличии неравномерностей в печатном клише, печатной машине или бумаге сжатие, которому подвергается полотно, будет очень различным в процессе печатной машины, и неравномерности будут увеличиваться при отсутствии сжатия в печатном полотне, поэтому ключ для получения печатного полотна, имеющего требуемые сжимаемость и упругость, находится в создании сжимаемого слоя.

В частности, известно, что при включении по меньшей мере одного слоя материала, содержащего сжимаемый слой упругого полимера в печатном полотне, можно избежать таких проблем печатания, какие описаны выше, а также "смазанности", т.е. отсутствия четкости, вызванного небольшой стоячей волной на поверхности печатного полотна, смежной с зажимом печатной машины.

Такой сжимаемый слой может служить для поглощения "удара", т.е. существенной деформации полотна, вызванной временным увеличением толщины материала, предназначенного для печатания, в результате, например, случайного введения более одного листа бумаги, в процессе операции печатания.

При введении сжимаемого слоя в полотно "удар" может быть поглощен перманентного повреждения полотна или ухудшения качества печатания полотна. К тому же упругий сжимаемый слой помогает сохранению печатающей поверхности и толщины в процессе операции печатания при восстановлении обычной толщины полотна после сжатия зажимом печатной машины.

В технике известны многие различные получения сжимаемого слоя в печатном полотне.

Например, сжимаемые слои получаются смещением гранулированных частиц соли с полимером, используемым для получения слоя, и затем выщелачиванием соли из полимера для создания в нем пор. Такой способ описывается Хареном и др. в патенте США N 4025685. Поры в лежащем ниже сжимаемом слое, таким образом, обеспечивают положительное смещение поверхностного слоя, не вызывая, его деформации, так как имеет место объемное сжатие, и смещение имеет место практически перпендикулярно удару печатной машины.

Другие способы, такие как использование сжимаемых волокнистых структур, были испытаны ранее для получения сжимаемых слоев. Примеры можно найти у Дюкетта и др. в патентах США NN 3887750 и 4093764. Родригес (патент США N 4303721) описывает сжимаемое полотно, выполненное с использованием порообразователей для создания пор в сжимаемом слое. Другой способ, включающий использование частиц резины для создания пор, рассматривается Родармером в патенте США N 3795568.

Формирование пор с использованием порообразователей, однако, имеет недостатки в том, что размер формуемых пор и их внутренних соединений трудно контролируется. Крупные поры и поры с внутренними соединениями обуславливают наличие части участков печатного полотна с большей сжимаемостью и меньшей упругостью, чем у смежных участков, что приводит к возникновению деформации в процессе печатания.

Кроме того, описанная выше технология выщелачивания соли также имеет недостатки, связанны с тем, что используемые размеры частиц являются ограниченными и способ является трудным, длительным и дорогостоящим.

Совсем недавно стали предпочтительно получать печатные полотна, имеющие сжимаемый слой, содержащий ячеистый упругий полимер, имеющий ячейки или поры в сжимаемом слое, образованные с использованием дискретных микросхем. При этом, в частности, найдены преимущества получения сжимаемого слоя введением полых термопластичных микросфер в полимер, как показано Ларсоном в патенте США N 4042743. Эти микросферы являются упругими и, таким образом, придают слою хорошие характеристики сжимаемости.

Однако в известных способах получения сжимаемого слоя, использующего термопластичные микросферы для печатного полотна, было установлено, что толщина формируемого сжимаемого слоя трудно контролируется, так как обычные термопластичные микросферы плавятся при обычных температурах переработки и вулканизации.

Поскольку такие микросферы плавятся до завершения вулканизации и до того, как сжимаемый слой примет установленную структуру, то имеет место укрупнение пор, создаваемых микросферами, а также разброс размера пор. Это может повлиять на общие рабочие характеристики полотна. Кроме того, отклонения в размерах пор могут ослабить печатное полотно, вызывая его преждевременное изнашивание.

Говоровский и др. патент США N 4770298, пытались решить эту проблему введением в эластомерные смеси, используемые для приготовления матрицы для микросфер в сжимаемом слое, ускорителя, способного обеспечить вулканизацию эластомерной смеси при температуре ниже точки плавления микросфер. Использование таких относительно низких температур в процессе вулканизации, однако, приводит к необходимости дополнительных периодов вулканизации с одновременным увеличением стоимости, т.е. включая стоимость ускорителя, и усложнению изготовления полотна.

Шримптон и др., патент США N 3700541 и соответствующий ему патент Великобритании N 1327758 описывают, что микросферы, выполненные из высокотемпературных термоотверждающихся пластиков, позволяют отверждать слой с использованием традиционных высокотемпературных процессов вулканизации.

Однако эти микросферы являются менее упругими, чем термопластичные микросферы, так что свойства сжимаемости слоя ухудшаются.

Сейчас разработан улучшенный слой, использующий микросферы из термопластичных полимеров с высокой точкой плавления (также называемые здесь "высокотемпературными термопластичными микросферами"), т. е. имеющие очку плавления выше температуры отверждения сжимаемого слоя или печатного полотна, для применения в получении улучшенных сжимаемых печатных полотен, причем установлено, что полотна не имеют недостатков описанных выше известных технических решений.

Предлагаемое изобретение представляет способ получения сжимаемого слоя с использованием термопластичной микросферы с высокой точкой плавления для использования в формировании сжимаемых печатных полотен, имеющих улучшенную сжимаемость и упругость.

Изобретение предлагает также способ получения ламинированных полотен посредством формирования основы (основного слоя) и поверхностного слоя и посредством размещения между ними промежуточного сжимаемого слоя, который формуется посредством введения высокоплавких термопластичных микросфер в эластомерную матрицу.

В соответствии со способом (согласно изобретению) микросферы, сформированные из термопластичных материалов, имеющих точку плавления выше 135^oC, смешиваются с эластомерной матрицей в течение периода времени, достаточного для практически однородного распределения в ней микросфер. Этот содержащий микросферы компаунд затем распространяется на поверхность тканевой "подложки" или "основы" для получения на ней сжимаемого слоя, имеющего требуемую толщину.

Армирующий тканевый слой затем может быть нанесен на поверхность сжимаемого слоя, причем эта сборка вулканизируется при обычных температурах, и в течении промежутков времени для частичного отверждения сжимаемого слоя, таким образом, по существу фиксируя положение термопластичных микросфер в матрице.

Сборка сжимаемого слоя затем может быть ламинирована на своей нижней поверхности по меньшей мере с одним слоем дополнительной тканевой подложки на своей верхней поверхности с эластомерной печатной или "рабочей" поверхностью.

Кроме того, дополнительные тканевые или эластомерные слои, используемые для специальных применений, могут быть введены в полотно, выше или ниже эластомерного слоя при необходимости.

Цельное печатное полотно формируется затем окончательным отверждением всей сборки полотна при контролируемом нагреве и давлении хорошо известным образом. Готовое ламинированное печатное полотно содержит по меньшей мере один слой основы, печатный или "рабочий" поверхностный слой и промежуточный сжимаемый слой, расположенный между ними.

Промежуточный слой имеет ячеистую структуру с закрытыми ячейками по существу, постоянной толщиной и по существу равномерно распределенными порами, по существу одинакового размера, причем поры не связаны между собой.

На чертеже представлено поперечное сечение типового печатного полотна, которое содержит сжимаемый слой, полученные в соответствии с изобретением.

На чертеже представлено типичное печатное полотно 5, которое содержит сжимаемый слой 10, полученный в соответствии с настоящим изобретением.

Ламинированное печатное полотно 5 включает, сверху до низу по меньшей мере рабочий поверхностный слой 15, армирующий тканевый слой 20, сжимаемый слой 10 и по меньшей мере один слой тканевой подложки 25 (основы).

Специалистам будет понятно, что количество и типы используемых слоев, в в частности, число тканевых слоев, расположенных выше и ниже сжимаемого слоя, могут варьироваться в зависимости от применений, для которых предназначается полотно.

Поры 30 в сжимаемом слое 10, полученном как описано ниже, делают возможным смещение поверхностного слоя 15 полотна без искажений в рабочих условиях.

Как показано на чертеже, поры 30 имеют по существу одинаковый размер и однородное распределение и не является взаимосвязанными. При этом установлено, что размеры пор 30, формованных в сжимаемом слое 10, находятся обычно в тех же пределах, что и размеры микросфер, используемых для создания пор.

Сжимаемый слой 10 получается из эластомерной смеси 35, имеющей обычные технологические, стабилизирующие, упрочняющие и отверждающие добавки, которые нет необходимости описывать здесь, так как они все хорошо известны в данной области техники и содержатся в рецептуре в соответствии с их специальным применением.

Кроме того, известно также, что эта рецептура отличается от той, которая используется для печатной поверхности, так как два слоя требуют различных характеристик. Для формования сжимаемого слоя может быть использован любой подходящий полимерный материал, такой как каучук или резиновая смесь, которые являются отверждаемым или вулканизируемыми материалами, например, натуральный каучук, бутадиенстирольный каучук (БСК), этилен-пропилен-несопряженный диен-терполимерный каучук (СЭПТ), бутилкаучук, бутадиенакрилонитрильный каучук (БНК), полиуретаны и т.д.

Наиболее предпочтительным является эластомер, который является устойчивым к растворителям и печатной краске, такой как 100% нитрильный каучук. Альтернативно может быть использована смесь нитрильного и неопренового каучука, такая как нитрил : неопрен = 40 : 60 : также может быть использован неопреновый каучук.

Слои ткани 20 и 25, содержащие волокна основы 55 и волокна утка 60, должны выполняться из гладкой тканой ткани низкой растяжимости в направлении основы, т. е. в продольном направлении к направлению машинной обработки полотна, и являются высокосортной хлопковой пряжей, которая свободна от утолщений и узлов, дефектов ткачества, пузырей и т.д. Ткань может быть также синтетическим материалом, таким как вискоза, найлон (полиамид), полиэфир или их смесь. Обычно тканевый слой имеет толщину примерно 0,003 - 0,016 дюйма.

Ткани, пригодные для использования при получении печатных полотен, содержащих сжимаемый слой, согласно настоящему изобретению (в дополнение к тем, которые даны в приведенном ниже примере), включают, но не ограничиваются ими, те, которые приведены Ларсоном и др. в патенте США N4042743, описание которых приводится здесь в качестве специальной ссылки.

Самый нижний тканевый слой 25 и необязательно другой тканевой слой (слои), например тканевый слой 20, являются тщательно насыщенным материалом покрытия 65 с получением ткани, отталкивающей печатную краску, воду и растворитель.

Материалом покрытия 65 является предпочтительно фторуглеводород на основе растворителя или воды и имеет такую низкую вязкость, т.е., по существу, такую же, как вязкость воды, чтобы была возможной полная проницаемость обработанного таким образом тканевого слоя (слоев).

Эта обработка посредством нанесения покрытия эффективно удаляет возможность ослаблений, которые могли бы быть вызваны прохождением текучей среды через внутренние каналы в ткани.

Таким образом, больше не требуется, как в существующей практике, уплотнять обрезанные торцы полотна. Альтернативно вместе фторуглеводородного материала могут быть использованы другие многочисленные материалы, такие как силиконовые соединения, имеющие подобные водостойкость и стойкость к растворителю.

Вместо тканей, описанных выше, для использования в формировании тканевых слоев для введения в печатное полотно, содержащее сжимаемый слой, согласно изобретению можно использовать ряд альтернативных тканей, как натуральных, так и синтетических, включая те, которые имеют номер волокон, отличающийся от рассмотренных в приведенном ниже примере настолько, насколько эти материалы обладают необходимой степенью растяжения и разрывной прочности.

Кроме того, такие материалы, как листы пенопласта, бумаги или резины, имеющие надлежащие характеристики, также могут быть использованы вместо рассмотренных выше тканей.

Сжимаемый слой 10 получается диспергированием в описанной выше эластомерной смеси 35 множества термопластичных микрофсфер с высокой точкой плавления и нанесением полученной смеси на верхнюю поверхность слоя тканевой подложки, предпочтительно, намазкой.

Согласно предпочтительной технологии эластомерная смесь сначала доводится до нужной консистенции для намазки посредством добавления растворителя. Затем ряд слоев в смеси наносится на ткань для получения сжимаемого слоя 10 нужной толщины. Когда наносится каждый слой, он загустевает, но не смешивается. Сжимаемый слой 10 может иметь толщину от примерно 0,004 до 0,030 дюйма, хотя предпочтительно, чтобы слой был примерно 0,011 - 0,012 дюйма толщиной.

Альтернативно вместо технологии намазки для контактирования ткани с эластомерной матрицей, содержащей микросферы, при необходимости могут быть использованы каландрование, экструзия, окунание и любые другие известные средства.

Как указано выше, микросферы для использования в настоящем изобретении получаются из термопластичной смолы. Однако главным требованием является то, что конкретная термопластичная смола (смолы) должна быть и оставаться устойчивой при "высоких" температурах, т.е. выше примерно 135^oC (275^oCF), для обеспечения обработки при типичных температурах отверждения полотна без плавления, деформации или же деструкции. Термины "высокоплавкий" и "с высокой точкой плавления" используются в данном описании в отношении таких материалов.

Как показано выше, существующие технологии указывают, что низкоплавкие термопластичные микросферы являются упругими, но обладают недостатком, заключающимся в том, что для правильного размещения микросфер в матрице до вулканизации требуются специальные приемы (например, увеличенное время вулканизации). Кроме того существующие технологии также указывают, что хотя термоотверждающиеся микросферы могут быть использованы с уверенностью для стадии вулканизации, но эти микросферы не являются такими упругими, как термопластичные микросферы.

Предлагаемое изобретение обеспечивает существенное улучшение этих известных сжимаемых слоев, так как высокоплавкие термопластичные микросферы имеют лучшую упругость, чем термоотверждающиеся микросферы, а также позволяют использовать короткие высокотемпературные режимы вулканизации без опасения деструкции микросфер.

Термопластичные смолы с высокой точкой плавления, которые являются приемлемыми для использования в изобретении, включают, но не ограничиваются, винилиденгалоидными гомополимерами и сополимерами, в частности смесями винилиденхлорида с винилхлоридом, акрилатами или нитрилами; фторопластами, такими как ПТФЭ (политетра - фторэтилен), ФЭП (фторированный этиленпропилен) сополимеры, и перфторалкокси - (ПФА) смола, ПХТФЭ (полихлоротрифторэтилен), ЭХТФЭ (этиленхлортрифторэтилен) сополимер, ЭТФЭ - (этилен-тетрафторэтилен) сополимеры, ПВДФ (поливинилиденфторид), ПВФ (поливинилфторид); ПАЗК (т.е., полиарилэфиркетоны); нитрильные смолы; найлон или полиамидные смолы; полиамид-имиды; полиарилаты; полибензимидазолы; поликарбонаты; термопластичные полиэфиры, такие как ПБТФ (полибутилентерефталат), ПЦГДМТФ (полициклогексилендиметилентерефталат) и ПЭТФ (полиэтилентерефталат); полиэфиримиды; ПМП (полиметилцентен); модифицированный ПФО (полифениленоксид); ПФС (полифениленсульфид); полипропилен; хлорированный ПВХ (поливинилхлорид); и их смеси.

Ряд типов термопластичных микросфер, пригодных для использования в изобретении, является в настоящее время коммерчески доступным. Предпочтительные микросферы поставляются фирмой "Expancel of Sundavall", Швеция под марками "Expancel" 091 DE и "Expancel 091 DU", где "DE" означает "сухая вспененная", а "DU" - "сухая невспененная". Эти микросферы содержат сополимер акрилонитрила, метакрилонитрила и метилметакрилата и пентана в качестве растворителя.

Высокоплавкие термопластичные микросферы, используемые в изобретении, предпочтительно имеют диаметр обычно в пределах примерно 1 - 200 мкм и более предпочтительно примерно 50 - 130 мкм, причем особенно предпочтительным является средний размер около 90 мкм. В основном микросферы являются однородно распределенными в эластомере при смешении таким образом, чтобы избежать любого заметного их раздавливания.

Микросферы диспергируются в эластомерной матрице при содержании примерно 1 - 90% и предпочтительно 2 - 70% твердой составляющей. Это процентное содержание будет, конечно, меняться в зависимости от таких факторов, как размер, толщина стенки и плотность микросфер. Количество и размер конкретных используемых микросфер зависит от требуемой сжимаемости полотна.

При необходимости микросферы могут дополнительно иметь поверхностное покрытие для облегчения их сопряжения с материалом матрицы. Материалы для использования в формовании таких покрытий включают тальк, карбонат кальция, окись цинка, двуокись титана, слюду, сульфат кальция, сульфат бария, окись сурьмы, глину, двуокись кремния и тригидрат алюминия.

В предпочтительном варианте выполнения изобретения поэтому поры 30 сжимаемого слоя 10 образуются высокоплавкими термопластичными микросферами, имеющими точку плавления примерно выше 135^oC (275^oF).

Установлено, что эти микросферы обеспечивают значительно улучшенные характеристики в процессе отверждения, т.е. позволяют использовать значительно более высокие температуры в течение значительно более короткого времени, чем было возможно ранее с низкоплавкими микросферами, используемыми в известных полотнах, и избежать использования ускорителей.

Предлагаемое изобретение значительно снижает время отверждения сжимаемого слоя с 10 - 12 ч. до примерно 4 ч. снижая тем самым как сложность, так и стоимость процесса отверждения, а следовательно, операции в целом. Процесс вулканизации, используемый для отверждения ожидаемого слоя 10, представлен ниже.

Предпочтительно следует избегать присутствия воды в процессе введения микросфер в эластомер для того, чтобы избежать вспучивания водяного пара в процессе любого последующего нагревания полимера. По этой причине микросферы предпочтительно сушатся перед смешиванием с эластомером.

Печатный поверхностный слой 15 формируется способом намазки, описанным выше, однако, используют эластомерную смесь, подходящую для рабочей поверхности печатного полотна. Примером такой смеси является нитрил/полисульфидная смесь. Для получения печатного поверхностного слоя нужной толщины обычно требуется ряд слоев эластомерной смеси. Вообще, поверхностный слой составляет по толщине примерно 0,005 - 0,025 дюймов, предпочтительно, примерно 0,010 - 0,015 дюймов по толщине. Наиболее предпочтительно, поверхностный слой имеет толщину в пределах 0,012 - 0,015 дюймов.

Для улучшения сопряжения между различными слоями (прослойками) в полотне 5 предпочтительно использовать адгезионные слои 40, 45 и 50. В качестве адгезионных слоев для сопряжения различных тканей и эластомерных слоев (прослоек) вообще может быть использован любой совместимый эластомер, известный в данной области техники.

Предпочтительно в качестве адгезива можно использовать тот же эластомер, который используется для матрицы сжимаемого слоя. При нанесении адгезива на любой из слоев ткани он обычно намазывается на клеепромазочной машине, хотя этот метод может быть заменен любой альтернативной технологией, которая дает тот же результат. Адгезив наносится слоями до получения нужной толщины.

Стадии получения печатного полотна, содержащего сжимаемый слой изобретения, приводятся ниже.

В типичном печатном полотне, т.е. "типичном" в том, что оно обычно содержит как минимум (как это описано выше) тканевую подложку 25, рабочую поверхность 15, армирующий тканевый слой 20 и сжимаемый слой 10, расположенный между тканевым слоем 20 тканевой подложкой 25, причем адгезионные слои 40, 45 и 50, предпочтительно, из компаунда на основе нитрильного каучука (но который может независимо быть выбран из ряда адгезивов на основе воды и растворителя) используются для соединения слоев вместе.

Адгезионный слой 50 намазывается на верхнюю поверхность первой тканевой подложки 25. Сжимаемый слой 10 формируется затем смешением в течение примерно 30 минут высокоплавких термопластичных микросфер с эластомерной матрице в соотношении примерно 1 - 90% по массе эластомерного материала и, предпочтительно, 2 - 70% по массе микросфер, после чего смесь намазывается на адгезионный слой 50.

Вообще для получения нужной толщины сжимаемого слоя, т.е. примерно 0,008 - 0,015 дюймов, требуется ряд слоев смеси. Отдельные слои толщиной примерно 0,002 дюйма являются пригодными для данного применения.

Кроме того, сопряжение между слоем тканевой подложки 25 и сжимаемым слоем 10 может быть осуществлено альтернативно или дополнительно химической реакцией, имеющей место между двумя слоями и инициированной в ходе последующего процесса отверждения, как описано здесь.

Сжимаемый слой затем отверждается; этот слой может сушиться (фестонироваться) в термошкафу, после чего он подвергается воздействию повышенных температур, по меньшей мере около 80^oC, для вулканизации эластомерной смеси до степени, достаточной для получения структуры полимерной матрицы с фиксированным расположением в ней микросфер.

Альтернативно вместо фестонирования ожидаемый слой может быть отвержден по хорошо известной барабанной технологии или непрерывным способом отверждения, таким как отверждение на ротокюре или отверждением с использованием двойного ременного пресса.

Вулканизация сжимаемого слоя на тканевой подложке проводится при температуре примерно 80 - 150^oC в течение примерно 1 - 6 при более низких температурах, требующих большого времени. Обычно примерно 3,5 - 4,5 ч. при 125 - 135^oC является достаточным. При необходимости сжимаемый слой может быть кондиционирован, т.е. предварительно нагрет в одну или более стадий при температурах, более низких, чем температура вулканизации, до начала фактической операции вулканизации. Это помогает обеспечить условия для того, чтобы вся масса сжимаемого слоя была равномерно нагрета до нагревания при действительной температуре вулканизации (т.е. около 135^oC), при которой расположение микросфер в матрице становится фиксированным.

В предпочтительном варианте выполнения изобретения по существу все участки эластомера, который образует сжимаемый слой, по существу полностью сшиваются на стадии вулканизации (все полотно в целом проходит стадию дополнительной вулканизации, как описано ниже) с обеспечением предпочтительных модуля упругости и пластичности и других упругих свойств эластомера.

Конечно, для специалистов в данной области техники ясно, что в получаемой резине сшивание является продолжающимся процессом и что не существует резинового материала, когда-либо полностью сшитого. В связи с этим специалисты в данной области техники поймут, что процесс вулканизации в ходе отверждения сжимаемого слоя 10 может быть прерван до оптимальной вулканизации, пока эластомерная матрица, содержащая микросферы, не бутет иметь систему, достаточную для "замораживания" микросфер в их месторождении, когда еще получается приемлемый продукт. Такой "частично" вулканизованный сжимаемый слой может получить лучшую сшивку со слоем основы и печатной поверхностью при формировании ламинарного полотна.

Специалисту будет также ясно, что сживаемый слой, который будет по существу полностью вулканизован, может сшиваться со слоем основы и поверхностным слоем с помощью адгезива, специально подобранного для такой цели.

После отверждения сжимаемого слоя 10 второй адгезионный слой 45 затем наматывается на верхнюю поверхность сжимаемого слоя 10 и она одну сторону армирующего тканевого слоя 20. Эти слои затем соединяются вторым адгезионным слоем. Затем армирующий слой 20 может быть ламинирован с нижней стороной рабочей поверхности 15 с помощью, например, адгезионного слоя 40. Соединение обычно выполняется с использованием ламинирующих валков.

Точная структура полотна может конечно изменяться в соответствии с предполагаемым применением. Например, вместо одного слоя тканевой подложки могут быть использованы два слоя, или могут введены третий или дополнительные подобные слои.

Когда используются два или более таких слоев, они располагаются смежной поверхностью друг к другу, т.е. нижняя поверхность одного такого слоя остается сверху поверхности тканевого слоя, размещенного непосредственно ниже, с возможным, т.е. необязательным добавлением между ними адгезионного слоя для облегчения связи между слоями.

Кроме того, желательно предусмотреть дополнительные армирующие тканевые слои (подобные описанным выше) между рабочей поверхностью и сжимаемым слоем 10. Такое расположение защищает сжимаемый слой от больших нагрузок, обычно имеющих место на печатной поверхности, обеспечивая тем самым повышенную степень устойчивости к разрушению полотна.

Получаемая сборка (пакет) полотна затем окончательно отверждается хорошо известным в данной области техники для этой цели способом вулканизации при температуре от примерно 132 до 160^oC и предпочтительно при 143 - 149^oC в течение от получаса до 16 ч при давлении в пределах от атмосферного до 6 кг/см². Эти вариации зависят от точного состава смеси.

Кроме того, на стадии вулканизации полотна до его помещения в вулканизационную печь в контакте с поверхностью печатного полотна вместе с мелкодисперсным тальком может располагаться гладкая бумажная пленка (лента), имеющая чистую отделку. Бумага обеспечивает гладкость печатного полотна, так как гладкость бумаги передается рабочей поверхности печатного полотна. Для многих применений отделка, придаваемая таким образом печатному полотну бумагой, будет достаточной для его использования без дополнительного шлифования поверхности.

Однако при необходимости рабочая поверхность может быть отшлифована материалом или крупнозернистой шлифовальной шкуркой и для получения соответствующего профиля поверхности для определения применения. Такие профили поверхности обычно измеряются устройством, называемым профилометром, которое хорошо известно в данной области техники.

Как отмечалось выше, отверждение промежуточного сжимаемого слоя при температурах выше примерно 80^oC обуславливает то, что высокоплавкие тремопластичные микросферы являются захваченными в стационарном или установившемся (устойчивом) положениях в эластомерной матрице. Так как положения микросфер в матрице являются установившимися (устойчивыми), положения пор, созданных микросферами, задаются, таким образом, положением микросфер в матрице.

Поэтому, когда собранное в пакет полотно подвергается конечной стадии вулканизации, уже установившаяся структура промежуточного слоя удерживает свою форму и предотвращает агломерацию пор или коллапс пор в слое. Это фиксированное положение не изменяется при окончательной обработке полотна.

Пример не ограничивает изобретение и приводится только в целях иллюстрации).

Пример описывает отдельные стадии и материалы, которые могут быть использованы в осуществлении предпочтительного способа изобретения, описанного здесь.

Ткань

Состав пряжи:

Основа: 18 (2-слойный длинноволокнистый штапельный хлопок).

Уток: 20 единичный Polynosic шелк.

Счет пряжи:

Основа - 22 /см

Уток - 222/ см

Масса: 21010 г/кг²

Калибр: 38 / 100 мм

Разрывная прочность:

Основа - 140 кг/5 см

Уток - 55 кг/5 см

Остаточное удлинение при растяжении: 1,8%.

Среда получения ячеек

Высокоплавкие термопластичные микросферы Expancel 091 DE.

Эластомерная матрица

100% нитрильный каучук.

Способ формования сжимаемого слоя изобретения описывается следующим образом:

1. Микросферы тщательно смешиваются и диспергируются в эластомерном материале, используемом для формования матрицы сжимаемого слоя, при содержании примерно 3% от массы эластомерного материала.

2. Полученная смесь затем намазывается последовательными тканями через клеепромазочную машину, пока слой эластомера не достигнет нужной толщины.

3. Промазанная ткань затем фестонируется в печи и вулканизуется по следующему режиму: 15 мин - в температурном интервале от комнатной температуры до 93^oC; затем 15 мин - при 93 - 127^oC; затем 15 мин - при температуре 127 - 135^oC; затем 3 1/4 - при температуре 135^oC.

Сжимаемый слой может быть затем использован в получении печатного полотна в соответствии со способом, описанным выше.

Кроме того, что приведенное выше описание является только иллюстрацией изобретения и другие параметры и варианты могут быть использованы без отступления от концепции изобретения. Соответственно предлагаемое изобретение ограничивается только прилагаемой формулой изобретения.