СОСТАВ ДЛЯ ЧЕРЧЕНИЯ Российский патент 1997 года по МПК C09D11/20 

Изобретение относится к области бытовой химии, в частности к изготовлению туши, которая может использоваться в картографии и проектно-изыскательском производстве.

В настоящее время в картографии, маркшейдерском деле и инженерной геодезии широко внедряются в качестве чертежных основ малодеформирующиеся пластики. Обычная тушь, применяемая при черчении по бумаге для пластика, не пригодна, так как плохо сцепляется с его поверхностью, осыпается при высыхании и не обеспечивает вычерченным элементам необходимую при копировании плотность. Один из способов, повышающих эффективность закрепления туши на пластике, основан на введении в тушь корродирующих веществ (бутилацетат, ацетон), под воздействием которых поверхность пленки несколько набухает, что обеспечивает проникновение туши в толщу пленки (патент CPP 954409, 09.05.76, N 123266) [1] Однако такие туши токсичны, быстро высыхают на пере из-за применения красителей, а не пигментов, не дают достаточной оптической плотности изображения.

Другой способ основан на введении в водную тушь пленкообразующих веществ, благодаря чему тушь хорошо сцепляется с пластиком. Так известна нетоксичная водная тушь для работы на чертежных синтетических материалах [2] Различные цветовые оттенки туши достигаются использованием органических пигментов. В черной туши используется водная дисперсия канальной газовой сажи. Благодаря применению в качестве связующего дивинилнитрильного латекса СКН-40 ИХ тушь хорошо закрепляется на пластике, не смывается водой, но быстро сохнет на пере и имеет недостаточную оптическую плотность (2,6-2,8 ед. ГОСТа). К недостаткам туши "Пингвин" [3] следует отнести агрегативную неустойчивость туши в растворе, а также резкий аммиачный запах.

Для черчения на пластике можно пользоваться также концентрированной пигментированной тушью [4] Тушь представляет собой пастообразную суспензию пигментов, для черной туши-сажи в щелочном растворе казеина с добавкой диспергирующих веществ и антисептика и имеет следующий состав для черной туши (Татиев Д. П. Художественно-живописные и печатные краски- М. Книга, 1969, с. 132),мас.):
Cажа канальная 19,35
Казеин кислотный 8,21
Бура техническая 0,81
Аммиак 25%-ный 0,91
Фенол синтетический 0,86
Спирт этиловый 6,93
Желчь бычья 0,33
Вода 62,60.

Тушь концентрированная пигментированная предназначается для выполнения графических и чертежно-оформительских работ на бумаге и кальке. Опробирование данной туши для черчения на пластике показало, что применяемое в ней связующее казеин -обеспечивает хорошую смачиваемость пластика, тушь хорошо ложится, однако при высыхании отделяется от основы и осыпается.

Для обеспечения прочности, водостойкости изображений, выполненных этой тушью, в нее вводят 3%-ный раствор двухромовокислого аммония в воде [5] После вычерчивания изображение под воздействием ультрафиолетовых лучей задубливается, т. е. не растворяется в воде и прочно удерживается на пластике. К недостаткам этой туши относится то, что приготовленный таким образом раствор туши сохраняет свои свойства только в течение 2-3 дней, затем тушь становится непригодной для черчения, плохо стекает с пера, быстро сохнет. В то же время срок годности концентрированной туши без добавок 10 месяцев.

Задачей изобретения является улучшение свойств концентрированной пигментированной туши и качества полученного с ее помощью изображения на пластике без изменения устойчивости туши при хранении.

Данная задача решается составом для черчения на основе концентрированной туши и воды, который содержит дополнительно 50%-ную водную эмульсию сополимера бутилакрилата, винилацетата и метакриловой кислоты при соотношении мономеров 80: 18: 2 соответственно АК 215-23 (ТУ 6-02-0209913-2-88) и этиленгликоль. Звенья производных акриловой кислоты в составе сополимера придают образующейся после высыхания туши пленке эластичность, наличие карбоксильных групп придает пленкам на их основе повышенную адгезию к основе, сохраняющуюся в условиях повышенных температур и влажности. Этиленгликоль, выступая в роли пластификатора, повышает эластичность, устраняет хрупкость пленки.

Введение акриловой эмульсии и этиленгликоля в водный раствор концентрированной пигментированной туши позволяет повысить прочность сцепления туши с пластиком, стойкость рисунка к действию влаги и температуры. Тушь легко стекает с чертежного инструмента, хорошо ложится, быстро сохнет на пластике (2-2,5 мин). Вычерченное изображение отличается высокой оптической плотностью, хорошо удерживается при повышенной температуре (+80^oC) и влажности. При хранении в закрытом сосуде тушь сохраняет свои свойства не менее 10 месяцев.

Тушь легко и просто приготовить. Концентрированную тушь разбавляют при перемешивании водой, затем добавляют в нужной концентрации акриловую эмульсию АК 215-23 и этиленгликоль.

Пример 1. 44,5 г концентрированной черной туши разбавляют при перемешивании водой (41,5 г), добавляют 5,5 г (в пересчете на сухое вещество) АК 215-23 и этиленгликоля 3,0 г. Смесь тщательно перемешивают в течение 3-5 мин и используют для черчения.

Пример 2. 25,0 г концентрированной коричневой туши разбавляют при перемешивании водой (56,0 г), добавляют 8,5 г (в пересчете на сухое вещество) АК 215-23 и 2,0 г этиленгликоля. Смесь тщательно перемешивают в течении 3-5 мин и используют для черчения.

Пример 3. 30,0 г концентрированной голубой туши разбавляют водой (56,0 г), добавляют при перемешивании 10,0 г АК 215-23 и 1,0 г этиленгликоля.

Пример 4. 28,0 г концентрированной желтой туши разбавляют при перемешивании водой (48,0 г), добавляют 11,0 г АК 215-23 и 2,0 г этиленгликоля.

Пример 5. 27,0 г концентрированной зеленой туши разбавляют при перемешивании водой (47,0 г), добавляют при перемешивании 12,5 г АК 215-23 и 1,0 г этиленгликоля.

Пример 6. 30,0 г концентрированной красной туши разбавляют водой (51,0 г), добавляют при перемешивании 8,5 г АК 215-23 и 2,0 г этиленгликоля.

Пример 7. 63,0 г туши разбавляют при перемешивании 32,9 г 3%-ного хромовокислого аммония и добавляют 4,1 г глицерина. Смесь тщательно перемешивают.

В табл. 1 приведены примеры состава по изобретению (примеры 1-5) и по прототипу (пример 7),в табл. 2 показатели их свойств и качества полученных изображений. Испытания свойств состава по изобретению и прототипа проводят следующим образом:
1. Определение стойкости к загниванию.

В сухую коническую колбу емкостью 50 мл вливают 25-30 мл туши. Колбу закрывают стерильной ватой. Во истечении 10 суток тушь не должна обнаруживать плесени и загнивания.

2. Определение прочности сцепления туши с пластиком.

На пластик наносят тушь 2 линии шириной 0,2 мм и длиной 100 мм. Рядом наносят 2 линии остроотточенным карандашом. Через 6 ч линии стирают поперек мягкой карандашной резинкой. Карандашные линии стираются; линии нанесенные тушью, остаются четкими.

3. Определение водостойкости вычерченного изображения.

На пленку наносится 10 линий шириной 0,2 мм и длиной 50 мм. Через 6 ч после нанесения пленку подставляют под струю холодной воды. Интенсивность и четкость линий не меняется в течение 5 мин действия воды.

4. Определение термостойкости вычерченного изображения.

На пленку наносят 10 линий шириной 0,2 мм и длиной 50 мм. Через 6 ч после нанесения пленку кладут в термошкаф (t=80^oC). Через 1 ч пленку вынимают, охлаждают и испытывают по пунктам 1 и 2.

5. Определение стекания туши с пера.

Наносят на пленку линии по 150 мм длиной и 0,2 мм шириной каждая с промежутками во времени 10 с.При этом линии должны быть четкими и непрерывными.

6. Стабильность свойств туши по пунктам 1-6 оценивается ежемемесячно в течение 10 месяцев.

Как видно из данных табл. 2, состав для чернения по изобретению обладает достаточными прочностью сцепления с чертежной поверхностью, влаго- и термостойкостью. По сравнению с прототипом состав по изобретению сохраняет свои свойства не менее 10 месяцев, мягче наносится на пластик, а также у него в 2 раза выше стекаемость с пера.

Состав для черчения содержит концентрированную пигментированную тушь, воду и дополнительно водную эмульсию акрилового сополимера и этиленгликоль. Изображение, вычерченное предлагемым составом,отличается высокой оптической плотностью, прочностью сцепления туши с чертежной поверхностью, стойкостью рисунка к действию влаги и температуры, стабильностью свойств туши при хранении. 2 табл.

Состав для черчения на основе концентрированной пигментированной туши, включающей пигмент, казеин кислотный, этиловый спирт и воды, отличающийся тем, что он дополнительно содержит 50%-ную водную эмульсию сополимера бутилакрилата, винилацетата и метакриловой кислоты при соотношении мономеров 84 15 1 соответственно и этиленгликоль при следующем соотношении компонентов, мас.

Концентрированная пигментированная тушь 25,0 44,5
Сополимер бутилакрилата, винилацетата и метакриловой кислоты (в пересчете на сухое вещество) 5,5 12,5
Этиленгликоль 1 3
Вода Остальное4