СОСТАВ ДЛЯ ПЕЧАТАНИЯ ИЗДЕЛИЙ С ПОЛИВИНИЛХЛОРИДНЫМ ПЛЕНОЧНЫМ ПОКРЫТИЕМ Российский патент 1997 года по МПК D06P1/54 

Изобретение относится к технологическим процессам красильно-отделочного производства, в частности, к составам для узорчатой расцветки изделий с пленочным поливинилхлоридным (ПВХ) покрытием.

Известны составы для нанесения рисунка на изделия с ПВХ-пленочным покрытием, содержащие поливинилхлоридную (ПВХ) смолу, связующее вещество (например, полиметилметакрилат, сополимер винилацетата с акриловыми соединениями, полиуретановые дисперсии и др. ), органические растворители (циклогексанон, этилацетат, изопропанол и др.) в высокой концентрации (60-80% ), пластификатор (алкилфталаты) и вспомогательные добавки [1, 2] Применение данных составов сопряжено с трудностями, обусловленными наличием в печатных красках большого количества органических растворителей и необходимостью удаления их паров из рабочей зоны с последующей регенерацией на специальных установках. Нанесение рисунков на изделия может производиться на оборудовании для глубокой печати фирмы "Коломбо" с помощью металлических валов и фирмы "Тотекс" с ротационными никелевыми шаблонами при скорости движения материала 10-50 м/мин.

Известно также применение составов с полуэмульсионными загустками на основе бензиновых фракций, связующих и сшивающих агентов, полиуретановых латексов (например, ЛПК-85) и дисперсий [3]
Наиболее близкой к изобретению является композиция, предназначенная для получения рисунков на изделиях с ПВХ-пленочным покрытием с использованием красящих веществ, растворимых в органических растворителях, рецептура которой включает следующие компоненты [4] мас.

ПВХ-смола (C 7058M, C 7059M) 5-6
Полиметилметакрилат (ЛСО-М) 2-3
Циклогексанон 30-50
Этилацетат 60-40
Микролит (краситель) 3-1
Допускается замена этилацетата на бутилацетат (до 50%), полиметилметакрилата на метакрил-90. При приготовлении печатной краски для цветного фона допускается введение микролитов до 2,5 мас.ч. на 100 мас.ч. ПВХ-смолы.

Приготовление печатных красок производится длительным (2-3 ч) растворением ПВХ-смолы в органических растворителях при совмещении с метилметакрилатом и растворами микролитов. После смешения компонентов печатная краска доводится этилацетатом до рабочей вязкости (30±10 с по прибору ВЗ-246 или 2-5 ПА•с). Содержание сухого остатка 11±3% При использовании органических пигментов предусматривается их смешивание с диоктилфталатом (ДОФ) с последующим диспергированием на специальной установке до получения частиц с размером не более 30•10^-6м (эти пигменты не включают марок, предназначенных для использования в текстильной промышленности).

В процессе нанесения рисунка на изделия с ПВХ-покрытием печатная краска подается на вал глубокой печати, где ее излишки снимаются раклей, имеющей возвратно-поступательное движение. После нанесения каждого рисунка материал подсушивается струей горячего воздуха при температуре 95-130^oC.

При применении данного состава возможно получение достаточно ярких окрасок с ограниченной устойчивостью к трению.

К недостаткам указанного состава относятся: трудности, связанные с применением высоких концентраций циклогексанона и этилацетата на стадиях приготовления, использования и хранения печатных красок (токсичность, взрыво- и пожароопасность, ухудшение условий труда, необходимость специального оборудования для вентиляции и рекуперации паров и др.); снижение механической прочности ПВХ-пленочного покрытия, вследствие высокой концентрации растворителей, повышение его липкости; недостаточная устойчивость окрасок, особенно к мокрому трению; необходимость использования ограниченного ассортимента специальных красителей (микролитов).

Техническим результатом изобретения является устранение указанных недостатков путем применения состава на основе текстильных пигментов с низкой концентрацией органических растворителей (циклогексанона) и вспомогательных продуктов, обеспечивающих прочное закрепление частиц пигмента на поверхности пленочного ПВХ-покрытия. Применение предлагаемого состава позволяет увеличить прочность окрасок к трению и механическую прочность ПВХ-пленочного покрытия с одновременным снижением его липкости и приданием гидрофобного эффекта.

Задача достигается тем, что в состав печатной краски для получения рисунка на изделиях с ПВХ-пленочным покрытием, включающий органический пигмент, ПВХ-смолу, и связующее вещество и пластификатор вводится органический растворитель (циклогексанон) в низкой концентрации, пленкообразователь, предконденсат термореактивной смолы, катализатор сшивки, загуститель и смесь полиэтиленовой эмульсии с кремнийорганическим соединением (препарат МК-1) при следующем соотношении компонентов, мас.

Органический пигмент 1,5-7,0
Поливинилхлоридная смола 1,0-1,5
Циклогексанон 3,0-5,0
Пленкообразователь (акриловая эмульсия) 8,0-10,0
Предконденсат термореактивной смолы 4,0-5,0
Катализатор сшивки 0,5-1,0
Пластификатор (диоктилфталат) 2,0-2,5
Смесь полиэтиленовой эмульсии и кремнийорганического соединения (препарат МК-1) 1,0-2,0
Загуститель (3,5-7,0%-ный водный р-р) Остальное
Согласно изобретению материал с пленочным покрытием, напечатанный заявляемым составом, после подсушивания (50-60^oC) подвергается тепловой обработке при 110-135^oC. В этих условиях происходит поверхностное растворение ПВХ-пленки под действием небольших количеств циклогексанона и создаются предпосылки для сохранения ее механической прочности при снижении липкости материала и изделий на его основе. Поверхностное растворение пленки одновременно способствует более прочному адгезионному закреплению пленки, удерживающей частицы органического пигмента. Повышение прочности окрасок к трению обусловлено также использованием в качестве пленкообразователя акриловой эмульсии содержащий в своем составе карбоксильные группы с повышенным сродством (адгезией) к поливинилхлориду. Свойства акриловой эмульсии представлены в табл.1.

Окончательно закрепление пигмента (включая марки для текстильной промышленности) с образованием окрасок, устойчивых к трению, достигается, благодаря наличию в предлагаемом составе предконденсата термореактивных смол, который способствует упрочнению окрасок по механизму, известному для традиционной технологии печатания текстильных волокнистых материалов пигментами (в присутствии катализатора сшивки).

Таким образом, отличительными признаками состава являются низкое содержание в нем циклогексанона, необходимого для поверхностного растворения ПВХ-пленочного покрытия и адгезионное закрепление на нем пигмента в пленке связующего вещества по механизму текстильной печати.

Еще одной отличительной особенностью предлагаемой печатной композиции является применение в ней совместно с пластификатором препарата МК-1, свойства которого отражены в табл.2.

Применение данного препарата совместно с пластификатором (диоктилфталатом) придает пленке печатной краски и напечатанному материалу повышенную мягкость и эластичность, благодаря наличию в его составе полиэтиленовой эмульсии. Вместе с тем присутствие в нем кремнийорганической составляющей сообщает ПВХ-пленке повышенные гидрофобные свойства, снижает ее липкость, в целом улучшает потребительские качества напечатанных изделий, включая повышение прочности окрасок к трению при использовании пигментов, предназначенных для текстильной промышленности.

Достижение указанных положительных эффектов при применении заявляемого состава возможно при условии точного соблюдения рекомендуемых интервалов концентраций его компонентов, оптимальные значения которых обусловлены следующими причинами:
количество пигмента выбирается исходя из требований художественно-колористического оформления изделий с ПВХ-покрытием;
содержание ПВХ-смолы снижено в несколько раз по сравнению с прототипом, так как в заявляемом составе снижена концентрация циклогексанона, необходимого для ее растворения;
акриловая эмульсия вводится в состав в количестве, обеспечивающем образование непрерывной, эластичной, прозрачной и механически прочной пленки, способной устойчиво удерживать частицы пигментного красителя;
соотношение концентраций пленкообразующего вещества, предконденсата термореактивной смолы и катализатора сшивки является обычным для технологии текстильной пигментной печати;
количество загустителя определяется его загущающей способностью, от которой зависит вязкость печатной краски. Последняя должна иметь величину, обеспечивающую получение на изделии с ПВХ-покрытием рисунка с четким контуром, высокой ровнотой и интенсивностью окраски. Для рекомендуемых загустителей эти концентрации составляют (в водном растворе) величину от 3,5 до 7,0%
концентрация препарата МК-1 лежит в интервале 1,0-2,0% поскольку при отклонении от этих значений, а также в отсутствии данного препарата показатели качества напечатанного ПВХ-пленочного покрытия заметно снижаются (табл.3).

Приводим характеристики свойств остальных компонентов заявляемого печатного состава:
диоктилфталат (ди-2-этилексил-фталат) (ГОСТ 8728-77) малотоксичный продукт с ПДК-1 мг/м³. Прозрачная жидкость с плотностью 0,982-0,986 г/см³; кислотное число, мг КОН/г 0,07-0,1; число омыления, мг КОН/г - 284-290;
ПВХ-смола (марки C7058 M и C 7059 M) (ГОСТ 14332-78). Представляют собой однородный порошок белого цвета с ПДК, мг/м³: по ПВХ-пыли-6,0; по винилхлориду 30,0; по HCI-5,0; по CO-20,0. Температура вспышки 624^oC; температура самовоспламенения 500^oC;
предконденсаты термореактивных смол: в заявляемом составе рекомендовано использование известных отделочных продуктов данного типа (метазин, гликазин, карбамол ЦЭМ) и новых препаратов аналогичного назначения, свойства которых отвечают следующим требованиям:
метазин GY (ТУ 6-14-700-82) смесь производных метилолмеламина, бесцветная, прозрачная, легкоподвижная жидкость, массовая доля основного вещества, 68-70; pH 7,5-8,5; массовая доля свободного формальдегида, не более 0,75; гарантийный срок хранения, не более 8 мес.

карбамол МТ-2 (ТУ 2484-120-0574685-93) состав на основе диметилолэтиленмочевины, подвижная светложелтая жидкость, массовая доля основного вещества 67-68% pH 10%-ного раствора 7,5-8,5; массовая доля свободного формальдегида, не более 0,75% гарантийный срок хранения не более 2 мес.

В табл.4 приведены конкретные примеры составов для получения рисунков на изделиях с ПВХ-пленочным покрытием.

Согласно предлагаемому техническому решению приготовление заявляемого печатного состава производится в следующем порядке: в водный раствор загустителя указанной концентрации вводят ПВХ-смолу, предварительно растворенную в циклогексаноне, затем диоктилфталат, акриловую эмульсию, предконденсат термореактивной смолы, препарат МК-1 катализатор сшивки и пигмент. Полученную композицию тщательно перемешивают до получения однородной массы с необходимой для печати вязкостью (2-4 Па•с или 30 с по прибору ВЗ-246).

В табл. 5 представлены сравнительные данные о качественных показателях печати изделий (два вида) с ПВХ-пленочным покрытием с использованием рекомендуемых в заявке (по примерам 1-5) и известного состава, по которым можно судить о преимуществе предлагаемых композиций по сравнению с прототипом.

Изобретение относится к узорчатой расцветке волокнистых полимерных материалов и, в частности, к процессу печатания изделий с пленочным поливинилхлоридным покрытием. В отличие от известных печатных композиций аналогичного назначения предлагаемый состав содержит акриловое связующее вещество в совокупности с предконденсатом термореактивной соли при дополнительном введении специального препарата (МК-1), представляющего собой смесь полиэтиленовой эмульсии и кремнийорганического соединения. В предлагаемом составе резко снижена концентрация органических растворителей. Его рецептура включает следующие компоненты, мас.%: органический пигмент - 1,5-7,0; поливинилхлоридная смола - 1,0-1,5; органический растворитель - 3,0-5,0; акриловая эмульсия - 8,0-10,0; предконденсат термореактивной смолы - 4,0-5,0; катализатор - 0,5-1,0; пластификатор - 2,0-2,5; препарат МК-1 - 1,0-2,0; загуститель (3,5-7,0%-ный водный р-р) - остальное. В результате применения предлагаемого состава расширяются возможности колористического оформления изделий с пленочным покрытием благодаря внедрению текстильных пигментов, улучшаются условия труда, вследствие снижения концентрации органических растворителей улучшается качество печати, повышается прочность окрасок и пленочного покрытия, снижается его липкость при увеличении водоотталкивающих свойств. Применение заявляемого состава может быть реализовано на предприятиях, где предусмотрено нанесение рисунков на изделия с ПВХ-пленочным покрытием (искусственная кожа, столовая клеенка и др.). 5 табл.

Состав для печатания изделий с поливинилхлоридным пленочным покрытием, включающий органический пигмент, поливинилхлоридную смолу, циклогексанон и акриловое связующее, отличающийся тем, что в качестве акрилового связующего он содержит акриловую эмульсию на основе бутилакрилата, метилметакрилата и метакриловой кислоты при массовом соотношении их 55 38 7 и дополнительно предконденсат термореактивной смолы, катализатор сшивки, пластификатор, препарат МК-1 на основе полиэтиленовой эмульсии и кремнийорганического соединения и загуститель в виде 3,5 7,0%-ного водного раствора при следующем соотношении компонентов, мас.

Органический пигмент 1,5 7,0
Поливинилхлоридная смола 1,0 1,5
Циклогексанон 3,0 5,0
Акриловая эмульсия на основе бутилакрилата, метилметакрилата и метакриловой кислоты 8,0 10,0
Предконденсат термореактивной смолы 4,0 5,0
Катализатор сшивки 0,5 1,0
Пластификатор 2,0 2,5
Препарат МК-1 на основе полиэтиленовой эмульсии и кремнийорганического соединения 1,0 2,0
Загуститель (3,5 7,0%-ный водный раствор) Остальноеи