СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДЕКОРИРОВАННОГО МАТЕРИАЛА Российский патент 1995 года по МПК G03F7/00 

Изобретение относится к способу получения декорированного материала с использованием фотополимеризующейся композиции. Получаемые по предлагаемому способу материалы могут найти широкое применение в современном дизайне, декоративных светильниках, витражах и т.д.

Известен способ получения декорированного материала на основе анодированного алюминия, который покрывает слоем фотополимеризующейся композиции (ФПК) на основе эпоксиакрилата [1] Слой этой композиции отверждают под электронным облучателем. Затем на отвержденную композицию наносят рисунок с помощью сублимационной термопереводной печати. Получают декорированный материал с прочным и четким рисунком. Однако упруго-эластичные свойства отвержденной композиции не позволяют использовать полученный декорированный материал для изготовления изделий со сложной конфигурацией.

Одним из доступных методов получения декорированного материала является копирование рельефной поверхности типа поверхности видео-диска, на которой рельеф микронного порядка создается информационными дорожками записи, представляющими собой чередование участков различной высоты.

Известен способ изготовления видеодиска, заключающийся в размещении между двумя матрицами (подложками), одна из которых является рельефонесущей информационной поверхностью, ФПК на основе олигомерных низкомолекулярных (мет)акрилатов. В качестве таких олигомеров используют 1,1¹-изопропиленбис (n-феноксиэтил)-метакрилат или 1,1¹-изопропиленбис (n-феноксиэтил)акрилат. Отверждение слоя ФПК осуществляют облучением УФ-светом мощностью 10 т Вт/см². После отверждения диск отделяют от матриц. Полученный материал, представляющий собой оптический видео-диск, является в то же время со стороны контакта с информационными дорожками матрицы декорированным материалом, в котором эффект декорирования достигается за счет дифрагирования рельефонесущей поверхности [2] Недостатком этого способа является то, что получают жесткий материал: модуль упругости 2900 мПа, относительное удлинение 3,5% прочность на разрыв 80 мПа, кроме того, применение данной рельефонесущей поверхности не обеспечивает возможности получения разнообразных декоративных эффектов.

Задачей данного изобретения является разработка такого способа получения декорированных материалов с применением рельефонесущей поверхности и ФПК на основе олигомерных (мет)-акрилатов, который бы позволил получать материалы с широким интервалом упруго-эластичных свойств и с разнообразным декоративным эффектом.

Для решения этой задачи предложено на подложку (субстрат) наносить слой ФПК, на этот слой накладывать прозрачную дифракционную решетку, обработанную антиадгезивом, облучать УФ-светом со стороны дифракционной решетки, затем дифракционную решетку отделять; а в качестве ФПК использовать композицию, включающую олигоуретанметакрилат формулы I:
-R-O-HR″, где R= -CH₂-CH₂-
со средней молекулярной массой 2500; n 30-35, и одно или несколько соединений, выбранных из групп, содержащей соединений формулы II, III, IY, Y и YI. где II олигоуретанакрилат формулы:
(CH₂-CH--O-CH₂-O--NH)R′, где R′= CH₃
III олигокарбонатметакрилат формулы:
CH₂=-O-CH₂-CH₂-O--O-(CH₂)₂-O--O-(CH₂)₂-O--H₂
IY олигоэфиракрилат формулы:
CH₂=-O-(CH₂-CH₂O)₃-O--H₂ Y триакрилат триметилолпропана YI диакрилат неопентилгликоля; и инициатор фотополимеризации при следующем соотношении ингредиентов в композиции в (мас.ч.): соединение I: одному или нескольким из соединений, выбранных из группы II, III, IY, Y, YI 10-80:20-90; и инициатор фотополимеризации в количестве 1-2 мас.ч. Количественные соотношения ингредиентов фотополимеризующейся композиции выбраны, исходя из условий получения оптимальных жестко-упругих свойств материалов: если соединение I берется в количестве менее 10 мас.ч. то получается жесткий, даже хрупкий материал, если же соединение I берется в количестве более 80 мас.ч. то получают эластичный, но не прочный материал.

Используемые в предлагаемом способе исходные компоненты для получения пленки являются нетоксичными веществами, производство которых освоено промышленностью.

В предлагаемой ФПК в качестве фотоинициатора могут быть использованы фотоинициаторы из класса бензоиновых или ацетофеноновых, например, изобутиловый эфир бензоина, 2,2'-диметокси-2-фенилацетофенон или α,α -диизопропоксиацетофенон. В качестве антиадгезива используют диметилдихлорсилан или его аналоги. Применяемые в способе дифракционные решетки представляют собой стеклянную пластинку с нанесенным на ее поверхность, например методом травления стекла, набором дифракционных решеток, разлагающих белый цвет в спектр цветов, который и обеспечивает световой эффект, создающий декоративность покрытия. Возможное разнообразие светового эффекта связано с характеристиками дифракционной решетки, например периодом решетки, а также спецификой набора дифракционных решеток, например, набор типа шахматное поле или типа радужный разбег. Предложенный способ пригоден для декорирования самых разнообразных материалов: стекла, пленки, алюминия, латуни, ткани.

Предлагаемый способ иллюстрируется нижеприведенными примерами.

П р и м е р 1 (сравнительный). На лавсановую пленку со специально подготовленной поверхностью наносят ФПК следующего состава, мас.ч.

1,1¹-изопропиленбис (n-феноксиэтил)акрилат 100,0
Изобутиловый эфир бензоина 1,0 распределяют по поверхности для образования равномерного слоя, накрывают сверху прозрачной стеклянной дифракционной решеткой, которую предварительно обрабатывают антиадгезивом, например, диметилхлорсиланом, со стороны контакта с ФПК. Полученный триплекс облучают УФ-светом мощностью 200 Вт/м² со стороны дифракционной решетки.

Полученное в результате отверждения покрытие представляет собой пленку, хрупкую при перегибании, модуль упругости Е 2900 МПа, прочность на разрыв 80 МПа и относительное удлинение Е 3,5%
Как видно из вышеприведенных характеристик, ФПК по прототипу не может быть использована для нанесения на такие субстраты, как гибкие пленки (например, поливинилхлоридную, лавсановую) или гибкие пластины из дюралюминия или латуни.

П р и м е р 2. На лавсановую пленку со специально подготовленной поверхностью наносят ФПК следующего состава, мас.ч. Олигоуретанметакрилат I 80 Олигокарбонатметакрилат III 20 Изобутиловый эфир бензоина 1, распределяют по поверхности пленки для образования равномерного слоя, накрывают сверху прозрачной стеклянной дифракционной решеткой с периодом 2 мк, которую предварительно обрабатывают антиадгезивом, например, диметилдихлорсиланом, со стороны контакта с ФПК. Полученный триплекс: лавсан жидкий слой ФПК стекло дифракционной решетки облучают со стороны решетки УФ-светом мощностью 200 Вт/м² в течение 1 мин. После этого дифракционную решетку отделяют. Получают упруго-эластичный материал, обладающий дифрагирующими свойствами.

Физико-механические параметры свободной пленки на основе отвержденной ФПК по данному примеру приведены в таблице.

П р и м е р 3. На силикатное стекло, предварительно обработанное антиадгезивом, наносят и равномерно распределяют ФПК следующего состава, мас.ч. Олигоуретанметакрилат I 70 Олигокарбонатметакрилат III 30 Изобутиловый эфир бензоина 1
Далее обрабатывают, как в примере 1. Отвержденную пленку отделяют от стекла-подложки и от дифракционной решетки и получают переливающуюся на свету всеми цветами радуги свободную гибкую пленку, физико-механические свойства которой представлены в таблице.

П р и м е р 4. На специально обработанную, обезжиренную пластинку из алюминия (дюpалюминия) наносят ФПК следующего состава, мас.ч. Олигоуретанметакрилат I 10 Олигокарбонатметакрилат III 90 2,2-Диметокси- -3-фенилацетофенон 2
Далее обработку проводят по примеру 1, но отверждение осуществляют УФ-светом мощностью 50 Вт/м² в течение 5 мин. Получают упруго-эластичный материал с дифрагирующей возможностью. Значения Е, σ,ε свободной пленки, полученной на основе отверждения ФПК по данному примеру, представлены в таблице.

П р и м е р 5. На чистую поверхность органического стекла наносят ФПК следующего состава, мас.ч. Олигоуретанметакрилат I 10 Олигоуретанакрилат II 10 Олигокарбонатметакрилат III 80 α,α -Диазопропоксиа- цетофенон 1
Далее отверждение осуществляют по примеру 1 с той разницей, что используют дифракционную решетку с периодом 1 мк. Получают жестко-упругий материал с дифрагирующей поверхностью; физико-механические параметры свободной пленки, полученной на основе ФПК по данному примеру, представлены в таблице.

П р и м е р 6. На поверхность поливинилхлоридной пленки как бесцветной, так и окрашенной наносят ФПК следующего состава, мас.ч. Олигоуретанметакрилат I 60 Олигоуретанакрилат II 20 Олигокарбонатметакрилат III 20
2,2-Диметокси-2-фенила- цетофенон 2
Отверждение осуществляют по примеру 3. Получают гибкоэластичный декорированный материал. Физико-механические параметры свободной пленки, полученной на основе отвержденной ФПК по данному примеру, представлены в таблице.

П р и м е р 7. На поверхность силикатного стекла, предварительно обработанную любым из известных для него адгезивов, наносят ФПК следующего состава, мас.ч. Олигоуретанметакрилат I 10 Олигоуретанакрилат II 45 Олигоэфирметакрилат IY 45 Изобутиловый эфир бензоина 1
Отверждение осуществляют, как описано в примере 4. Получают жестко-упругий декорированный материал. Физико-механические свойства свободной пленки на основе данной ФПК в сравнении с прототипом указаны в таблице.

П р и м е р 8. На ткань тонкой выделки: маркизет, батист или капрон наносят ФПК следующего состава, мас.ч. Олигоуретанметакрилат I 80 Олигоуретанакрилат II 5 Олигокарбонатметакрилат III 10 Олигоэфирметакрилат IY 5
2,2-Диметокси- -2-фенилацетофенон 1,5
Отверждение проводят по примеру 1. Получают гибкий материал с дифрагирующей поверхностью. Физико-механические свойства свободной пленки на основе отвержденной ФПК по данному примеру указаны в таблице.

П р и м е р 9. На стеклянную пластину из силикатного стекла, обработанную по примеру 4, наносят и равномерно распределяют ФПК следующего состава, мас.ч. Олигоуретанметакрилат I 10 Олигоуретанакрилат II 10
Триакрилат триметилол- пропана Y 80 Изобутиловый эфир бензоина 1,5
Далее обрабатывают по примеру 3. Получают свободную дифрагирующую жестко-упругую пленку, физико-механические характеристики которой приведены в таблице.

П р и м е р 10. На пластинку из латуни обезжиренную и специальным способом подготовленную наносят на ФПК следующего состава, мас.ч. Олигоуретанметакрилат I 10 Олигокарбонатметакрилат III 45
Триакрилат триметилол- пропана Y 30 Диакрилат неопентил- гликоля YI 15
2,2'-Диметокси-2-фенил- ацетофенон 2
Далее осуществляют обработку по примеру 5. Получают жестко-упругое покрытие из латуни. Материал дифрагирует под действием света. Физико-механические свойства свободной пленки на основе ФПК указанного состава приведены в таблице.

П р и м е р 11. На чистую пластину из оргстекла наносят ФПК следующего состава, мас.ч. Олигоуретанметакрилат I 40
Диакрилат неопентил- гликоля YI 35 Олигоэфирметакрилат IY 25 α,α -Диизопропокси- ацетофенон 2
Обработку проводят, как в примере 2. Получают материал с дифрагирующей поверхностью. Физико-механические свойства свободной пленки на основе описанной ФПК приведены в таблице.

П р и м е р 12. На поверхность плотной бумаги типа ватмана или тонкого картона предварительно специально подготовленной наносят ФПК следующего состава, мас.ч. Олигоуретанакрилат I 30 Олигокарбонатметакрилат III 70 Изобутиловый эфир бензоина 1
Обработку проводят как в примере 2. Получают гибкий материал с дифрагирующей поверхностью. Физико-механические параметры свободной пленки на основе описанной ФПК приведены в таблице.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет получать декорированные материалы с широким спектром упруго-эластичных свойств, а также обеспечивает получение разнообразного декоративного эффекта за счет применения дифракционных решеток с различными характеристиками. Полученные предлагаемым способом материалы могут найти самое разнообразное применение в современном дизайне: при изготовлении декорированных светильников, циферблатов часов, витражей, панно, при оформлении интерьеров офисов и квартир.

Физико-механические параметры измерялиcь c помощью динамометра.

Использование: в современном дизайне, в частности в способах получения декорированных материалов. Сущность изобретения: способ предусматривает нанесение на субстрат (подложку) слоя фотополимеризующейся композиции (ФПК), наложение на этот слой прозрачной дифракционной решетки, облучения УФ-светом со стороны решетки и отделение решетки. В качестве ФПК используют композицию, включающую фотоинициатор, олигоуретанметакрилат ф-лы 1 со средней М.М. 2500; и одно или несколько соединений, выбранных из группы, содержащий олигоуретанакрилат, олигокарбонатметилакрилат, олигоэфироакрилат, триакрилаттриметилолпропан или диакрилат неопентилгликоля. 1 табл.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДЕКОРИРОВАННОГО МАТЕРИАЛА с использованием фотополимеризующейся композиции, включающей олигомерный (мет)акрилат, и рельефонесущей поверхности, отличающийся тем, что на подложку наносят слой фотополимеризующейся композиции, на этот слоя накладывают прозрачную дифракционную решетку, обработанную антиадгезивом, облучают УФ-светом со стороны дифракционной решетки, затем дифракционную решетку отделяют, причем в качестве фотополимеризующейся композиции используют композицию, содержащую в качестве олигомерного (мет)акрилата олигоуретанметакрилат общей формулы I

где R CH₂-CH₂-;


n 30 35
со средней мол. м. соединения 1 2500, и одно или несколько соединений, выбранных из группы, содержащей соединения общих формул II, III, IV, V и VI, где II олигоуретанакрилат формулы


III олигокарбонатметакрилат формулы

IV олигоэфиракрилат формулы

V триакрилат триметилолпропана;
VI диакрилат неопентилгликоля,
и дополнительно инициатор фотополимеризации, при следующем соотношении ингредиентов в композиции, мас. ч. соединение формулы I к одному или нескольким соединениям, выбранным из соединений II, III, IV, V и VI, как 10 - 80 20 90, и инициатор фотополимеризации 1 2 мас.ч.